多層框架結構的組成與布置方法的探討:多層框架結構的平面布置原則是什么

　　框架結構是多層房屋的常用結構形式。在高層建筑中，框架結構單元常常與其它結構單元(支撐剪力墻、筒體)組合，構成框架――支撐、框架――剪力墻、框架――筒體等結構體系。多層框架結購廣泛應用于辦公樓、旅館、住宅、廠房、倉庫等民用和工業(yè)建筑中。本文主要探討多層框架的結構組成及布置方法。
　　1.多層框架結構的組成
　　框架結構由柱和梁組成。一般柱子垂直布置，梁水平布置；屋面由于排水或其它方面的要求，也可布置成斜梁；梁柱連結處一般為剛性連接；有時為便于施工或由于其它構造要求，也可將部分節(jié)點做成鉸節(jié)點或半鉸節(jié)點。當梁、柱之間全部為鉸接時，也稱為多層排架；剛性連接的梁比普通梁式結構要節(jié)約材料，結構的橫向剛度較好，橫梁的高度也較小，因而可增加房屋的凈空，是一種比較經濟的的結構形式。
　　框架可以是等跨或不等跨，層高可以相等或不完全相等，有時因工藝要求而在某層抽柱或缺梁形成復式框架�？蚣芙Y構為高次超靜定結構，既承受豎向荷載，又承受側向作用力（風荷載或地震作用等）。為利于結構受力，框架梁宜拉通、對直，框架柱宜上、下對中，梁柱軸線宜在同一豎向平面內，有時由于使用功能或建筑造型上的要求，框架結構也可做成抽梁、抽柱、內收、外挑等。
　　框架結構有實腹式、格構式以及橫梁為格構式、柱為實腹式的混合式框架。實腹框架梁的橫截面一般為矩形或梯形截面�；炷�土框架柱的截面形式常為矩形或正方形，有時由于建筑上的要求，也可設計成圓形、八角形、T形等。鋼框架柱的截面形式常采用H形或箱形。實腹式框架外形簡捷美觀，制造和施工簡單，安裝省工，但材料利用率低。當結構跨度較大時，可采用格構式框架。格構式框架剛度較大，用鋼省，其外形與凈空布置比實腹式框架靈活，但制造加工和安裝較為復雜。混合式框架的目的主要是減輕橫梁自重，增加結構剛度。當樓蓋為現澆板時，可將樓板的一部分作為框架梁的翼緣予以考慮，即框架梁截面為T或r形；當采用預制板樓蓋時，為減小樓蓋結構高度，增加建筑凈空，混凝土框架梁截面常為十字形或花籃形；這時也可將預制梁做成T形截面，在預制板安裝就位以后，再現澆部分混凝土，使后澆混凝土與預制梁共同工作即成為疊合梁，這樣一方面保證了梁的有效高度和承載力，另一方面可將梁板有效地連成整體，改善結構的抗震（振）性能。預制梁可以是鋼筋混凝土梁，也可以是鋼梁。
　　在框架結構中，常因功能需要而設置非承重隔墻。隔墻位置較為固定并常采用砌體填充墻。當考慮建筑功能可能變化時，也可采用輕質分隔墻，靈活分隔。砌體填充墻是在框架施工完后砌筑的，砌體填充墻的上部與框架梁底之間必須用砌塊“塞緊”。墻與框架柱有兩種連接方法，一種是柱與墻之間留縫，并用鋼筋柔性連接，計算時不考慮填充墻對框架抗側剛度的影響；另一種是剛性連接，在多遇水平地震作用下，框架側向變形時，填充墻起著斜壓桿的作用，從而提高了框架的抗側移能力，在罕遇水平地震作用下，填充墻也能對防止倒塌起積極的作用。
　　
　　2.多層框架結構的布置方法
　　2.1柱網布置
　　柱網是豎向承重構件的定位軸線在平面上所形成的網格，是框架結構平面的“脈絡”。框架結構的柱網布置既要滿足建筑平面布置和生產工藝的要求，又要使結構受力合理，構件種類少，施工方便。此外，柱網布置應力求避免凹凸曲折和高低錯落。
　　 2.1.1 柱網布置應滿足生產工藝的要求 在多層工業(yè)廠房設計中，生產工藝的要求是廠房平面設計的主要依據，主要有內廊式、統(tǒng)間式、大跨度式等幾種。與此相應，柱網布置方式可分為內廊式、等跨式、對稱不等跨式等幾種。
　　2.1.2 柱網布置應滿足建筑平面布置的要求 在民用建筑中，柱網布置應與建筑分隔墻布置相協(xié)調。
　　例如，在旅館建筑中，建筑平面一般布置成兩邊為客房、中間為走道。這時，柱網布置可有兩種方案：一種是將柱子布置在走道兩側，即走道為一跨，客房與衛(wèi)生間為一跨；另一種：是將柱子布置在客房與衛(wèi)生間之間，即將走道與兩側的衛(wèi)生間并為一跨，邊跨僅布置客房。
　　2.1.3 柱網布置要使結構受力合理 多層框架主要承受豎向荷載。柱網布置時，應考慮到結構在豎向荷載作用下內力分布均勻合理，各構件材料強度均能充分利用。
　　縱向柱列的布置對結構受力也有影響，框架柱距一般可取建筑開間，如圖5a所示；但當開間小，層數又少時，柱截面設計時，常按構造配筋，材料強度不能充分利用，同時過小的柱距也溲建筑平面難以靈活布置，為此可考慮柱距為兩個開間。
　　 2.1.4 柱網布置應便于施工 建設設計及結構布置時均應考慮施工方便，以加快施工進度，降低工程造價。例如，對于裝配式結構，既要考慮到構件的最大長度和最大重量，使之滿足吊裝、運輸裝備的限制條件，又要考慮到構件尺寸的模數化、標準化，并盡量減少規(guī)格種類，以滿足工業(yè)化生產的要求，提高生產效率，現澆框架結構盡管可不受建筑模數和構件標準的限制，但結構布置亦應盡量使梁板布置籬簡單、規(guī)則，以方便施工。
　　2.2承重框架的布置
　　在一般情況下，柱在兩個方向均應有梁拉結，亦即沿房屋縱橫方向均應布置梁系。因此，實際的框架結構是一個空間受力體系，但為計算分析方便起見，可把實際框架結構看成縱橫兩個萬向的平面框架。沿建筑物長方向的稱為縱向框架，沿建筑物短向的稱為橫向框架。縱向框架和橫向框架分別承受各自方向上的水平力，而樓面豎向荷載則依樓蓋結構布置方式而按不融的方式傳遞：如為現澆平板樓蓋，向距離較近的梁上傳遞；對于預制樓蓋，則傳至擱置預制板的粱上。一般應該在承受較大樓面豎向荷載的方向上，布置主梁，而另一方向上則布置次梁。按框架布置方案和傳力線路的不同，框架的布置方案有橫向框架承重，縱向框架承重和縱橫向框架雙向承重等幾種。
　　2.2.1 橫向框架承重方案 橫向框架承重方案是在橫向布置框架主梁，而在縱向布置連系梁，框架在橫向承受全部豎向荷載和橫向水平荷載，縱向框架只承受縱向水平荷載。橫向框架往往跨數少，主梁沿橫向布置有利于提高橫向抗側剛度。而縱向框架則往往跨數較多，所以在縱向僅需按構造要求布置連系梁，這有利于房屋室內的采光與通風。
　　2.2.2 縱向框架承重方案 縱向框架承重方案在縱向上布置框架主梁，在橫向上布置連系梁，框架縱向為主框架，承受全部豎向荷載和縱向水平荷載，橫向框架只承受橫向水平荷載。因為樓面荷載由縱向梁傳至柱子，所以橫梁高度較小，有利于設備管線的穿行；當在房屋開間方向需要較大空間時，可獲得較高的室內凈高；另外，當地基土的物理力學性能在房屋縱向有明顯差異時，可利用縱向框架的剛度來調整房屋的不均勻沉降，縱向框架承重方案的缺點是房屋的橫向剛度較差。
　　2.2.3 縱橫向框架雙向承重方案 縱橫向框架雙向承重方案是在兩個方向上均需布置框架主梁以承受樓面荷載，兩個方向的框架均同時承受豎向荷載和水平荷載。當樓面上作用有較大荷載，或當柱網布置為正方形或接近正方形時，常采用這種承重方案，樓面常采用現澆雙向樓板或井式梁樓面�？v橫向框架雙向承重方案具有較好的整體工作性能，框架柱均為雙向偏心受壓構件，為空間受力體系。
　　2.3結構布置原則與變形縫的設置
　　變形縫有伸縮縫、沉降縫、防震縫三種。在多層及高層建筑結構中，房屋平面應力求簡單、規(guī)則，盡量少設縫或不設縫。例如正方形、矩形、等邊多邊形、圓形和橢圓形等都是良好的平面形狀。復雜的外形平面，易使房屋樓面的水平力合力中心與剛度中心偏離，使建筑結構產生扭轉效應，并在平面變化轉折處產生應力集中。當結構單元長度過大時，將產生較大的溫度應力，并且在地震作用下，由于地基各點運動的不一致而引起上部結構的不利反應。
　　伸縮縫（也稱溫度縫）的設置，主要與結構的長度有關。當房屋平面尺寸過長時，為避免溫度和混凝土收縮使房屋產生裂縫，必須設置伸縮縫，設置伸縮縫會導致結構局部構造復雜，施工困難等。目前，工程中常采用分階段施工，設置后澆帶并在均部構造加強的辦法處理。
　　
　　3.結語
　　綜上所述，要提高多層框架結構建筑的整體水平，就必須在建筑設計時，熟悉結構的各個組成部分，掌握多層框架結構的布置方法，才能有利于施工建設工作的開展。
　　
　　參考文獻
　　[1] 于全. 框架剪力墻結構設計中框架剪力調整之探討. 遼寧建材，2002年.
　　[2] 王墨耕. 新編多層及高層建筑鋼筋混凝土結構設計手冊. 合肥：安徽科學技術出版社，1992年.
　　
　　（作者單位：南寧市建設工程有限公司廣西南寧530022）

相關熱詞搜索：多層 框架結構 布置 多層框架結構的組成與布置方法的探討 多層框架結構 多層框架結構設計