框架結構是由許多梁和柱共同組成的框架來承受房屋全部荷載的結構。高層的民用建築和多層的工業廠房，磚牆承重已不能適應荷重較大的要求，往往採用框架作為承重結構。房屋荷載包括人、家具、物品、機械設備的重量及樓板、牆體和本身自重等。砌在框架內的牆，僅起圍護和分隔作用，除負擔本身自重外，不承受其他荷重。為減輕框架荷重，應儘量採用輕質牆，如用泡沫混凝土砌塊(牆板)或空心磚砌築。一般框架以現場澆柱居多，為了加速工程進度，節約模板與頂撐，也可採取部分預製(如柱)部分現澆(梁)，或柱樑預製接頭現澆的施工方式。
基本介紹
- 中文名：框架結構
- 外文名：Frame Structure
- 又名：構架式結構
- 材料：梁和柱
- 方法：剛接或者鉸接
- 性質：構成承重體系
- 原料：鋼筋混凝土、鋼材，或木材
結構簡介,優點,缺點,區別,案例,套用範圍,施工要求,施工方法,
結構簡介
框架結構是指由梁和柱以鋼筋相連線而成，構成承重體系的結構，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。框架結構的房屋牆體不承重，僅起到圍護和分隔作用，一般用預製的加氣混凝土、膨脹珍珠岩、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶粒等輕質板材砌築或裝配而成。
框架結構又稱構架式結構。房屋的框架按跨數分有單跨、多跨；按層數分有單層、多層；按立面構成分為對稱、不對稱；按所用材料分為鋼框架、混凝土框架、膠合木結構框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架（現澆式、裝配式、整體裝配式，也可根據需要施加預應力，主要是對梁或板）、鋼框架。裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規模工業化施工，效率較高，工程質量較好。
框架結構建築
框架結構建築優點
框架建築的主要優點：空間分隔靈活，自重輕，節省材料；具有可以較靈活地配合建築平面布置的優點，利於安排需要較大空間的建築結構；框架結構的梁、柱構件易於標準化、定型化，便於採用裝配整體式結構，以縮短施工工期；採用現澆混凝土框架時，結構的整體性、剛度較好，設計處理好也能達到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。
缺點
框架結構體系的缺點為：框架節點應力集中顯著；框架結構的側向剛度小，屬柔性結構框架，在強烈地震作用下，結構所產生水平位移較大，易造成嚴重的非結構性破壞，吊裝次數多，接頭工作量大，工序多，浪費人力，施工受季節、環境影響較大；不適宜建造超高層建築， 框架是由樑柱構成的桿繫結構，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的（即使可以考慮現澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度，但也是有限的），它的受力特點類似於豎向懸臂剪下梁，其總體水平位移上大下小，但相對於各樓層而言，層間變形上小下大，設計時如何提高框架的抗側剛度及控制好結構側移為重要因素，對於鋼筋混凝土框架，當高度大、層數相當多時，結構底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產生的彎矩和整體的側移亦顯著增加，從而導致截面尺寸和配筋增大，對建築平面布置和空間處理，就可能帶來困難，影響建築空間的合理使用，在材料消耗和造價方面稍高，故一般適用於建造不超過15層的房屋，超高建築建議採用框架剪力牆結構。
區別
框架結構與磚混結構的區別
框架結構與磚混結構主要是承重方式的區別。框架結構住宅的承重結構是梁、板、柱，而磚混結構的住宅承重結構是樓板和牆體。 在牢固性上，理論上說框架結構能夠達到的牢固性要大於磚混結構，所以磚混結構在做建築設計時，樓高不能超過6層，而框架結構可以做到幾十層。
但在實際建設過程中，國家規定了建築物要達到的抗震等級，無論是磚混還是框架，都要達到這個等級，而開發商即使用框架結構蓋房子，也不會為了提高建築堅固程度而增加投資，只要滿足抗震等級就可以了。
在隔音效果上來說，磚混住宅的隔音效果是中等的，框架結構的隔音效果取決於隔斷材料的選擇，一些高級的隔斷材料的隔音效果要比磚混好，而普通的隔斷材料，如水泥空心板之類的，隔音效果是很差的。
如果你要進行室內空間的改造，框架結構因為多數牆體不承重，所以改造起來比較簡單，敲掉牆體就可以了，而磚混結構中很多牆體是承重結構，不允許拆除的，你只能在少數非承重牆體上做文章。區別承重牆和非承重牆的一個簡單方法是看牆體厚度，240mm厚度的牆體是承重的，120mm或者更薄的牆體是非承重的。
框架結構與框剪結構的區別
框剪結構與框架結構的主要區別就是多了剪力牆，框架結構的側向剛度不強，高層或超高層的框架結構建築更是如此！為了解決這個問題故使用剪力牆（或稱抗震牆）。剪力牆是自基礎頂面至設計高度不中斷的抗側力構件，其抗側剛度大，但抗側平面外剛度小，故一般不考慮其承受豎向荷載，它的布置要按照相關規定進行，當然剪力牆也可以起到牆體的圍護和分隔作用。
案例
框架剪力牆結構俗稱為框剪結構，它是框架結構和剪力牆結構兩種體系的結合，在結構平面布置上除了布置了框架還增加了部分剪力牆（或稱抗震牆）吸取了各自的長處，既能為建築平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側力性能。框剪結構中的剪力牆可以單獨設定，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等牆體。因此，這種結構已被廣泛地套用於各類房屋建築。
框架結構的變形是彎曲型，上部層間相對變形小，下部層間相對變形大。剪力牆結構的變形為彎曲型，上部層間相對變形大，下部層間相對變形小。對於框剪結構，由於兩種結構協同工作變形協調，形成了彎剪變形，從而減小了結構層間的相對位移比和頂點位移比，使結構的側向剛度得到了提高。
從受力特點看，由於框剪結構中的剪力牆側向剛度比框架的側向剛度大得多，在水平荷載作用下，一般情況下，約80%以上用剪力牆來承擔。因此，使框架結構在水平荷載作用下所分配的樓層剪力，沿高度分布比樣均勻，各層樑柱的彎矩比較接近，有利於減小樑柱規格，便於施工。
在結構抗震設計中，框剪結構的剪力牆是第一道防線，框架為第二道防線。
框架結構
框架結構套用範圍
框架結構可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。混凝土框架結構廣泛用於住宅、學校、辦公樓，也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力，以適用於較大的跨度；框架鋼結構常用於大跨度的公共建築、多層工業廠房和一些特殊用途的建築物中，如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機庫、停車場、輕工業車間等。
施工要求
梁的截面尺寸
宜符合下列各項要求：
（1）截面寬度不宜小於200mm；
（2）截面高寬比不宜大於4；
（3）淨跨與截面高度之比不宜小於4。
採用梁寬
大於柱寬的扁梁時，樓板應現澆，梁小線宜與柱中線重合，扁梁應雙向布置，且不宜用於一級框架結構。扁梁的截面尺寸應符合下列要求，並應滿足現行有關規範對撓度和裂縫寬度的規定。
梁的鋼筋配置
應符合下列各項要求：
（1）粱端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大於2.5%。且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區高度和有效高度之比，一級不應大於0.25，二、三級不應大於0.35。
（2）梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計算確定外，一級不應小於0.5，二、三級不應小於0.3。
（3）梁端箍筋加密區的長度、箍筋最大間距和最小直徑應按表12-29採用，當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大於2%時，表中箍筋最小直徑數值應增大2mm。
梁的縱向鋼筋配置
尚應符合下列各項要求：
（1）沿梁全長頂面和底面的配筋，一、二級不應少於2φ14，且分別不應少於梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三、四級不應少於2φ12；
（2）一、二級框架梁內貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，對矩形截面柱，不宜大於柱在該方向截面尺寸的1/20；對圓形截面柱，不宜大於縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。
梁端加密區的箍筋肢距
一級不宜大於200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、三級不宜大於250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級不宜大於300mm。
柱的截面尺寸
宜符合下列各項要求：
（1）截面的寬度和高度均不宜小於300mm；圓柱直徑不宜小於350mm。
柱的鋼筋配置
應符合下列各項要求：
（1）柱縱向鋼筋的最小總配筋率應按表12-31採用，同時每一側配筋率不應小於0.2%；對建造於Ⅳ類場地且較高的高層建築，表中的數值應增加0.1。
2）二級框架柱的箍筋直徑不小於10mm且箍筋肢距不大於200mm時，除柱根外最大間距應允許採用150mm；三級框架柱的截面尺寸不大於400mm時，箍筋最小直徑應允許採用6mm；四級框架柱剪跨比不大於2時，箍筋直徑不應小於8mm。
3）框支柱和剪跨比不大於2的柱，箍筋間距不應大於100mm。
柱的縱向鋼筋配置
尚應符合下列各項要求：
（1）宜對稱配置。
（2）截面尺寸大於400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大於200mm。
（3）柱總配筋率不應大於5%。
（4）一級且剪跨比不大於2的柱，每側縱向鋼筋配筋率不宜大於1.2%。
（5）邊柱、角柱及抗震牆端柱在地震作用組合產生小偏心受拉時，柱內縱筋總截面面積應比計算值增加25%。
（6）柱縱向鋼筋的綁紮接頭應避開柱端的箍筋加密區。
柱的箍筋加密範圍
應按下列規定採用：
（1）柱端，取截面高度（圓柱直徑），柱淨高的1/6和500mm三者的最大值。
（2）底層柱，柱根不小於柱淨高的1/3；當有剛性地面時，除柱端外尚應取剛性地面上下各500mm.
（3）剪跨比不大於2的柱和因設定填充牆等形成的柱淨高與柱截面高度之比不大於4的柱，取全高。
（4）框支柱，取全高。
（5）一級及二級框架的角柱，取全高。
柱箍筋加密區箍筋肢距
一級不宜大於200mm，一般而言，二、三級不適合大於250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級不適合大於300mm，至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束；採用拉筋複合箍時，拉筋宜緊靠縱向鋼筋並鉤住箍筋。
柱箍筋加密區的體積配箍率
註：①普通箍指單個矩形箍和單個圓形箍；複合箍指由矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋；複合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋；連續複合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工而成的箍筋；
②框支柱宜採用複合螺旋箍或井字複合箍，其最小配箍特徵值應比表內數值增加0.02，且體積配箍不應小於1.5%；
③剪跨比不大於2的柱宜採用複合螺旋箍或井字複合箍，其體積配箍率不應小於1.2%，9度時不應小於1.5%；
計算複合螺旋箍的體積配箍率時，其非螺旋箍的箍筋體積應乘以換算係數0.8。
柱箍筋非加密區的體積配箍率
不宜小於加密區的50%；箍筋間距，一、二級框架柱不應大於10倍縱向鋼筋直徑，三、四級框架柱不應大於15倍縱向鋼筋直徑。
框架節點核芯區箍筋的最大間距和最小直徑
一、二、三級框架節點核芯區配箍特徵值分別不宜小於0.12、0.10和0.08且體積配箍率分別不宜小於0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大於2的框架節點核芯區配箍特徵值不宜小於核心區上、下柱端的較大配箍特徵值。
施工方法
主要是設計依據，抗震等級，人防等級，地基情況及承載力，防潮抗滲做法，活荷載值，材料等級，施工中的注意事項，選用詳圖，通用詳圖或節點，以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。如混凝土的含鹼量不得超過3kg/m3等等。
algor框架結構有限元分析
algor框架結構有限元分析包括：（1）預製板的布置（板的選用、板縫尺寸及配筋）。標註預製板的塊數和類型時，不要採用對角線的形式。因為此種方法易造成線的交叉，宜採用水平線或垂直線的方法，相同類型的房間直接標房間類型號。應全樓統一編號，可減少設計工作量，也方便施工人員看圖。板縫儘量為40，此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時從房間裡面往外布板，儘量採用寬板，現澆板帶留在靠窗處，現澆板頻寬最好≥200（考慮水暖的立管穿板）。如果構造上要求有整澆層時，板縫應大於60。整澆層厚50，配雙向φ6@250，混凝土C20。純框架結構一般不需要加整澆層。構造柱處不得布預製板。地下車庫由於防火要求不可用預製板。框架結構不宜使用長向板，否則長向板與框架梁平行相接處易出現裂縫。建議使用PMCAD的人工布板功能布預製板，自動布板可能不能滿足用戶的施工圖要求，僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對樓層淨高很敏感、跨度超過6.9米或不符合模數時可採用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。
（2）現澆板的配筋（板上、下鋼筋，板厚尺寸）。板厚一般取120、140、160、180四種尺寸或120、150、180三種尺寸。儘量用二級鋼包括直徑φ10（供貨較少）的二級鋼，直徑≥12的受力鋼筋，除吊鉤外，不得採用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距，但間距不大於200，間距儘量用200。（一般跨度小於6.6米的板的裂縫均可滿足要求）。跨度小於2米的板上部鋼筋不必斷開，鋼筋也可不畫，僅說明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或50%連通，較大處附加鋼筋，拉通筋均應按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時，僅標出板號即可。一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號，將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。應全樓統一編號。當考慮穿電線管時，板厚≥120，不採用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板，因電線管過多有可能要加大板厚至180（考慮四層32的鋼管疊加）。宜儘量用大跨度板，不在房間內（尤其是住宅）加次梁。說明分布筋為φ6@250，溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時，板的上筋應分開或傾斜通過。現澆挑板陽角加輻射狀附加筋（包括內牆上的陽角）。現澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應建議甲方採用現澆樓板，以利防水，並加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔10～15米設一10mm的縫，鋼筋不斷。儘量採用現澆板，不採用予制板加整澆層方案。衛生間做法可為70厚 10高差（取消墊層）。8米以下的板均可以採用非預應力板。L、T或十字形建築平面的陰角處附近的板應現澆並加厚，雙向雙排配筋，並附加45度的4根16的抗拉筋。現澆板的配筋建議採用PMCAD軟體自動生成，一可加快速度，二來儘量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號，因工程較大時可能編出上百個鋼筋號，查找困難，如果要編號，編號不應出房間。配筋計算時，可考慮塑性內力重分布，將板上筋乘以0.8~0.9的折減係數，將板下筋乘以1.1~1.2的放大係數。值得注意的是，按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值，按此配筋是偏於保守的，不必再人為放大。支承在外圈框架樑上的板負筋不宜過大，否則將對梁產生過大的附加扭距。一般：板厚>150時採用φ10@200；否則用φ8@200。
PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點：1.單向板是按塑性計算的，而雙向板按彈性計算，宜改成一種計算方法。2.當厚板與薄板相接時，薄板支座按固定端考慮是適當的，但厚板就不合適，宜減小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋，增大跨中配筋。4.房間邊數過多或凹形板應採用有限元程式驗算其配筋。板一般可按塑性計算，尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現裂縫和對防水要求嚴格的建築，如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應採用彈性計算。室內輕隔牆下一般不應加粗鋼筋，一是輕隔牆有可能移位，二是板整體受力，應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔牆，如廁所與其他房間的隔牆下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件，應雙向雙排配筋。
（3）關於過梁布置及輕隔牆。框架填充牆一般為輕牆，過梁一般不採用預製混凝土過梁，而是現澆梁帶。應註明採用的輕牆的做法及圖集，如北京地區的京94SJ19，並註明過梁的補充筋。當過梁與柱或構造柱相接時，柱應甩筋，過梁現澆。不建議採用加氣混凝土做圍護牆，裝修難做並不能用在廁所處。
（4）雨蓬、陽台、挑檐布置和其剖面詳圖。注意：雨蓬和陽台的豎板現澆時，最小厚度應為80，否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時，高度<900，最小板厚100；高度>900時，最小板厚120。陽台的豎板應儘量現澆，預製擋板的相交處極易裂縫。雨蓬和陽台上有斜的裝飾板時，板的鋼筋放斜板的上面，並通過水平挑板的下部錨入牆體圈樑（即挑板雙層布筋）。兩側的封板可採用泰柏板封堵，鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接，不必採用混凝土結構。挑板挑出長度大於2米時宜配置板下構造筋，較長外露挑板（包括豎板）宜配溫度筋。挑板內跨板上筋長度應大於等於挑板出挑長度，尤其是挑板端部有集中荷載時。內挑板端部宜加小豎沿，防止清掃時灰塵落下。當頂層陽台的雨搭為無組織排水時，雨搭出挑長度應大於其下陽台出挑長度100，頂層陽台必須設雨搭。挑板配筋應有餘地，並應採用大直徑大間距鋼筋，給工人以下腳的地方，防止踩彎。挑板內跨板跨度較小，跨中可能出現負彎距，應將挑板支座的負筋伸過全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但當鋼筋直徑大於等於12時是難以施工的，應另加筋。
（6）板頂標高。可在圖名下說明大多數的板厚及板頂標高，廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。
（7）梁布置及其編號，應按層編號，如L-1-XX，1指1層，XX為梁的編號。柱布置及編號。
（8）板上開洞（廚、廁、電氣及設備）洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定錨入板支座，從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋，如果洞口處板僅有正彎距，可只在板下加筋；否則應在板上下均加附加筋。留筋後澆的板宜用虛線表示其範圍，並註明用提高一級的膨脹混凝土澆築。未澆筑前應採取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞，周邊不宜加梁，應採用有限元程式計算板的內力和配筋。板適當加厚，洞邊加暗梁。
（9）屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。
（10）在平面圖上不能表達清楚的細節要加剖面，可在建築牆體剖面做法的基礎上，對應畫結構詳圖。
基礎平面圖及詳圖
（1）在柱下擴展基礎寬度較寬（大於4米）或地基不均勻及地基較軟時宜採用柱下條基。並應考慮節點處基礎底面積雙向重複使用的不利因素，適當加寬基礎。
（2）當基礎下有防空洞或枯井等時，可做一大厚板將其跨過。
（3）混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時，應考慮防水層厚度。
（4）建築地段較好，基礎埋深大於3米時，應建議甲方做地下室。地下室底板，當地基承載力滿足設計要求時，可不再外伸以利於防水。每隔30~40米設一後澆帶，並註明兩個月後用微膨脹混凝土澆注。設定地下室可降低地基的附加應力，提高地基的承載力（尤其是在周圍有建築時有用），減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。可在筏板區格中間挖空墊聚苯板來調整高低層的不均勻沉降。
（5）地下室外牆為混凝土時，相應的樓層處梁和基礎梁可取消。
（7）新建建築物基礎不宜深於周圍已有基礎。如深於原有基礎，其基礎間的淨距應不少於基礎之間的高差的1.5至2倍，否則應打抗滑移樁，防止原有建築的破壞。建築層數相差較大時，應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
（8）獨立基礎偏心不能過大，必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大，必要時可作成三面支承一面自由板（類似筏基中間開洞）。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底板的形心宜重合，基礎底板可做成梯形或台階形，或調整挑梁兩端的出挑長度。
（9）採用獨立柱基時，獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求，除非此基礎非常重要，但配筋也不得過小。獨立基礎是介於鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。面積不大的獨立基礎宜採用錐型基礎，方便施工。
（10）獨立基礎的拉梁宜通長配筋，其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高，否則底層牆體過高。
（11）底層內隔牆一般不用做基礎，可將地面的混凝土墊層局部加厚。
（12）考慮到一般建築沉降為鍋底形、結構的整體彎曲和上部結構和基礎的協同作用，頂、底板鋼筋應拉通（多層的負筋可截斷1/2或1/3），且縱向基礎梁的底筋也應拉通。
（13）基礎平面圖上應加指北針。
（14）基礎底板混凝土不宜大於C30，一是沒用，二是容易出現裂縫。
（15）可用JCCAD軟體自動生成基礎布置和基礎詳圖。生成的基礎平面圖名為JCPM.T。
（16）基礎底面積不應因地震附加力而過分加大，否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大，本末倒置。
