混凝土结构设计-结构平面布置

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-2a～f是框架结构房屋几种结构平面布置图，图4-2g是图4-2a的剖面示意图。图4-3 民用建筑柱网布置a）北京民族饭店 b）北京长城饭店 c）广州东方宾馆2.框架结构的承重方案当楼盖为现浇混凝土楼板时，楼盖荷载根据楼板的受力类型的不同，传递给纵向框架、横向框架、纵横向框架。

1.柱网和层高

框架结构应布置成双向抗侧力体系，柱网布置好后，用两个方向的梁把柱连起来即形成框架结构，为空间结构体系。结构平面长边方向框架称为纵向框架，短边方向框架称为横向框架。在地震作用下，结构纵、横两个方向要分别承受相近的地震作用，要求纵、横两个方向的抗侧能力相近。图4-2a～f是框架结构房屋几种结构平面布置图，图4-2g是图4-2a的剖面示意图。

图4-2 框架结构平面及剖面示意图

柱距可以采用3～5m的小柱距，也可以采用6～9m的大柱距，柱距以300mm为模数，当采用预应力楼盖或钢梁—混凝土组合楼盖时，柱距可以更大。

工业建筑柱网尺寸和层高根据生产工艺要求确定。常用的柱网有内廊式和等跨式两种：内廊式的边跨跨度一般为6～8m，中间跨跨度为2～4m；等跨式的跨度一般为6～12m，柱距通常为6m，层高为3.6～5.4m。

民用建筑柱网和层高根据建筑使用功能确定。目前，住宅、宾馆和办公楼柱网可划分为小柱网和大柱网两类，小柱网指一个开间为一个柱距（见图4-3a、b），柱距一般为3.3m、3.6m、4.0m等；大柱网指两个开间为一个柱距（见图4-3c），柱距通常为6.0m、6.6m、7.2m、7.5m等。常用的跨度（房屋进深）有4.8m、5.4m、6.0m、6.6m、7.2m、7.5m等。

宾馆建筑多采用三跨框架，有两种跨度布置方法：一种是边跨跨度大、中跨跨度小，可将卧室和卫生间一并设在边跨，中间跨仅作走道用，如北京民族饭店（见图4-3a）；另一种则是边跨小、中跨大，将两边客房的卫生间与走道合并设于中跨内，边跨仅作卧室，如北京长城饭店（见图4-3b）和广州东方宾馆（见图4-3c）。

图4-3 民用建筑柱网布置

a）北京民族饭店 b）北京长城饭店 c）广州东方宾馆

2.框架结构的承重方案

当楼盖为现浇混凝土楼板时，楼盖荷载根据楼板的受力类型的不同，传递给纵向框架、横向框架、纵横向框架。当采用单向板楼盖时，荷载主要传递给纵向框架、横向框架之一。当采用双向板楼盖时，荷载同时传递给纵、横向框架。

（1）横向框架承重方案在纵向布置次梁形成单向板楼盖，楼盖荷载主要由横向框架梁传至柱子，如图4-4a所示。横向框架往往跨数较少，而横向框架梁截面尺寸较大，有利于提高结构的横向抗侧刚度，同时有利于室内的采光与通风。

图4-4 承重框架的布置方案

a）横向框架承重 b）纵向框架承重 c）双向框架承重

（2）纵向框架承重方案在横向布置次梁形成单向板楼盖，楼盖荷载主要由纵向框架梁传至柱子，如图4-4b所示。由于横向框架梁截面尺寸较小，可获得较高的室内净高。利用纵向框架的刚度还可以调整该方向的不均匀沉降。

（3）纵、横向框架混合承重方案采用双向板楼盖，纵、横两个方向的框架均承受楼盖荷载，受力均匀，具有较好的刚度和整体工作性能，如图4-4c所示。

3.结构缝的设置

结构缝为根据所受影响而采取的分割混凝土结构间隔的总称，包括沉降缝、伸缩缝、防震缝、构造缝、防连续倒塌的分割缝等。在框架结构总体布置中，考虑到沉降、温度变化、平面面积较大和体型复杂对结构的不利影响，应根据有关规定适当采用结构缝将结构分成若干独立的部分。框架结构房屋设缝后，给建筑、结构和设备的设计及施工带来一定困难，基础防水也不容易处理。因此，对于多层和高层结构，应尽量少设或不设缝，这可以简化构造、方便施工、降低造价、增强结构的整体性和空间刚度。在设计中，应通过调整平面形状、尺寸、体型、选择节点连接方式、配置构造钢筋等措施，来防止由于温度、沉降、地震作用等因素引起的结构和非结构的破坏。当必须设缝时，应将框架结构划分为独立的结构单元。

《混凝土结构设计规范》规定了现浇钢筋混凝土框架结构伸缩缝的最大间距为55m。考虑到温度变化对建筑物造成的危害在其底部数层及顶部数层较为明显，基础部分基本不受温度变化的影响，故当房屋长度超过规定的限值时，宜用伸缩缝将上部结构从建筑顶部到基础顶面断开，分成独立的温度区段。

当上部结构不同部位的竖向荷载差异较大，或同一建筑物不同部位的地基承载力差异较大时，应设沉降缝将其分成若干独立的结构单元，使各部分自由沉降。沉降缝应将建筑物从顶部到基础底面完全分开。

框架结构（包括设置少量抗震墙的框架结构）房屋，高度不超过15m时，缝的宽度不应小于100mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。抗震设计时，伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合防震缝最小宽度的要求。

8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构层高相差较大时，防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密，并可根据需要在缝两侧沿房屋全高各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙。抗撞墙的布置宜避免加大扭转效应，其长度可不大于1/2层高，抗震等级可同框架结构；框架构件的内力应按设置和不设置抗撞墙两种计算模型的不利情况取值，如图4-5所示。

当温度变化、混凝土收缩等引发结构局部应力集中时，可在结构局部设置构造缝，以释放局部应力，防止结构产生局部裂缝。

图4-5 抗撞墙示意图

对于重要的混凝土结构，为防止局部破坏引发结构连续倒塌，可采用防连续倒塌的分隔缝，将结构分为几个区域，控制可能发生连续倒塌的范围。

结构缝的设置应考虑对建筑功能、结构传力、构造做法及施工可行性等造成的影响。结构设计时，应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能，合理确定结构缝的位置和构造形式；要控制结构缝的数量，并应采取有效措施减少设缝的不利影响；遵循“一缝多能”的设计原则，采取有效的构造措施。

混凝土结构设计-结构平面布置

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