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多层框架房屋建筑结构设计要点分析

汇报人：

2024-01-25

引言

多层框架房屋建筑结构概述

荷载与抗震设计

基础与地基设计

框架结构设计要点

结构分析与计算

构造措施与细部处理

总结与展望

引言

合理的结构设计能够确保多层框架结构房屋在正常使用条件下保持稳定，避免结构失稳或变形过大。

保障建筑稳定性

通过优化结构设计，可降低建筑材料用量和成本，提高建筑经济性。

提高建筑经济性

针对不同地域、环境和功能需求，通过灵活多变的结构设计，可使多层框架结构房屋具有更好的适应性。

提升建筑适应性

在地震等自然灾害发生时，良好的结构设计能够减轻建筑物受到的损害，保障人民生命财产安全。

增强建筑抗震性

多层框架房屋建筑结构概述

多层框架房屋是由多层水平楼板和竖向框架柱组成的建筑结构体系，楼板将竖向荷载传递给框架柱，同时抵抗水平荷载。

定义

多层框架房屋具有空间分隔灵活、结构自重轻、抗震性能好、施工周期短等优点。但同时也存在侧向刚度小、水平位移大等缺点，需要特别注意结构设计和施工质量控制。

特点

多层框架房屋的结构类型主要包括钢筋混凝土框架结构、钢框架结构和混合结构等。其中，钢筋混凝土框架结构应用最为广泛。

结构类型

多层框架房屋的结构体系可分为横向框架体系和纵向框架体系。横向框架体系主要由横向框架梁和柱组成，用于抵抗横向水平荷载；纵向框架体系主要由纵向框架梁和柱组成，用于抵抗纵向水平荷载。同时，为了提高结构的整体性和稳定性，多层框架房屋还需要设置楼盖结构、基础结构等辅助结构。

结构体系

荷载与抗震设计

永久荷载

可变荷载

偶然荷载

荷载组合

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包括结构自重、土压力、预应力等。

包括楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。

包括爆炸力、撞击力等。

根据不同的荷载类型和建筑物的重要性，进行荷载组合计算，以确定最不利荷载效应。

抗震设防目标

遭遇低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用；遭遇相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，其损坏经一般性修理仍可继续使用；遭遇高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

抗震设防原则

小震不坏、中震可修、大震不倒。

结构选型与布置

选择对抗震有利的结构类型和布置方式，避免采用严重不规则的结构方案。

结构刚度与变形能力

合理确定结构的刚度分布和变形能力，防止结构在地震作用下发生脆性破坏。

结构连接与构造措施

加强结构的连接和构造措施，确保结构在地震作用下的整体性和稳定性。

地基与基础设计

根据地质条件和上部结构特点，选择合理的基础形式和地基处理方法，确保地基在地震作用下的稳定性和承载力。

基础与地基设计

选用天然土层作为持力层，具有施工简便、造价低廉等优点，适用于地质条件良好、荷载较小的建筑。

天然地基

当天然地基无法满足承载力或变形要求时，需采用人工地基，如桩基、墩基、复合地基等。

人工地基

适用于荷载较大、地基条件较差的建筑，按承载性状可分为摩擦桩和端承桩。

桩基础

排水固结法

通过在地基中设置竖向排水体（如砂井、袋装砂井等），利用建筑物自重或堆载预压，加速地基固结和强度增长。

换填法

将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填强度较高的砂、碎石等材料，并分层夯实至设计要求的密实度。

振密挤密法

通过振动机械或挤密设备，使地基土密实或挤密，提高地基承载力，减小沉降量。

基础埋深

根据建筑物高度、荷载大小、地基土性质以及地下水位等因素确定。一般情况下，基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15。

承载力要求

基础底面处的平均压力值应小于或等于地基承载力特征值。对于高层建筑或重要建筑，还应进行变形验算，确保地基变形在允许范围内。

框架结构设计要点

根据建筑荷载规范，计算梁、柱所需承受的荷载效应，进而确定截面尺寸。

考虑荷载效应

满足刚度要求

考虑施工因素

确保梁柱截面尺寸能够提供足够的刚度，以抵抗侧向位移和振动。

结合实际施工条件，选择适当的截面形式，便于施工和质量控制。

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通过加密箍筋、设置暗柱等措施，提高节点核心区的承载力和延性。

强化节点核心区

节点设计应简洁明了，避免复杂的传力路径，降低应力集中现象。

确保传力明确

在地震高发区，应采取特殊构造措施，如设置耗能装置等，提高节点的抗震性能。

考虑地震作用

结构分析与计算

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基于弹性力学原理，通过解析或数值方法求解结构内力和变形，适用于规则框架结构的初步设计。

弹性力学方法

考虑材料塑性性能，分析结构在极限状态下的内力重分布和破坏机制，用于复杂框架结构的分析和设计。

塑性力学方法

将连续体离散为有限个单元，通过单元分析和整体组装求解结构响应，适用于任意形状和复杂边界条件的框架结构。

有限元方法

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内力和变形计算