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框架结构设计范文精选

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框架结构设计

【摘要】钢筋混凝土框架结构作为一种常用的结构形式,具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。本文从框架结构的概念及特点、建筑框架结构设计的技术原则与措施、框架结构设计中应注意一些问题三方面来介绍建筑框架结构设计。

【关键词】建筑框架结构;原则与措施;问题

目前,我国建筑业适应新时代的要求,不断优化建筑设计和施工。在施工工程中,常采用框架结构,节省了不少的空间,在平面设计时更加方面灵活。框架结构体系在建筑结构设计中的使用越来越广泛。在框架结构的设计中,要结合实际情况,认真分析框架结构设计中会出现的问题,为施工人员在施工过程中提供资料。

1 框架结构的概念及特点

框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成的住宅。框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用。

房屋框架结构分类。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨;按层数分有单层、多层;按立面构成分有对称、不对称;按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。

房屋框架结构特点。水平方向仍然是楼板,楼板搭在梁上,梁支撑在两边的柱子上,把重量递给柱子,沿着高度方向传到基础的部分,即梁、板、柱构成的承重体系。框架结构的突出特点是所有的墙都不承重,板搭在梁上,梁直接传给了柱子,墙都是后坐上去的,起着一个划分空间的作用,仅起着一个保温,隔热,隔声的部分,应用的时候很灵活。

2 建筑框架结构设计的技术原则与措施

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框架剪力墙结构设计

摘要:本文从框架—剪力墙结构特点入手,介绍了框剪结构的受力特性,剪力墙抗侧移刚度以及数量的改进,及框剪结构的连梁的设计问题。

关键词:高层建筑;框架—剪力墙;结构设计;连梁;抗震措施

Abstract: This paper starting from the frame - shear wall structural characteristics, the force characteristics of the frame structure, the shear wall lateral stiffness and the number of improvements, and frame structure of the coupling beam design problem.Key words: high-rise building; frame - shear wall; structural design; coupling beam; earthquake measures

中图分类号:TB482.2 文献标识码:A

框架一剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成,由于剪力墙的抗侧刚度比框架的抗侧刚度大得多。故它们的协同作用既可以提供整体结构较大的抗侧力,也利用了框架结构可以提供较大空间的优越性。因此这种结构体系整体性好、刚度大、侧向变形小、抗震性能好,易于满足高层结构中现行国家规范限定值要求,而得到广泛应用。

1 框剪结构的特点

框架一剪力墙结构也称作框架一抗震墙结构,简称框剪结构;这种结构型式是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,使得房间布置比较灵活自由,可以满足多种建筑功能的要求,构成灵活自由的使用空间,尤其是在公共建筑中,深受广大设计人员的喜爱。

框剪结构是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成,这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下,框架变形曲线为剪切型,楼层越高,水平位移增长越慢,在纯框架结构中,各榀框架的变形曲线类似,楼层剪力按框架柱的抗侧刚度D值比例进行分配;而剪力墙在水平力的作用下,其变形曲线呈弯曲型,剪力墙是竖向悬臂弯曲结构,楼层越高水平位移增长越快,顶点水平位移与高度是四次方关系:

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煤仓框架结构优化设计

1煤仓间框架结构优化

1.1煤仓间框架结构形式和梁柱截面尺寸的优化

电厂煤仓间框架结构轴线尺寸为81m×19.4m×54.55m(长×宽×高),共9榀框架。截止目前尚无百万机组荷载的明确规定,也无相同机组的设计经历,因而在初始阶段只能依据60万机组设计经验、收口资料和工艺大荷载进行框架结构形式的布置和梁柱截面的确定,并初步拟定了两个方案,方案一和方案二框架剖面图见图1。两个方案整体布置相近,其主要区别在于根据两方案的结构布置特点调整了内部框架柱的高度和框架梁、柱截面。其中方案一内部框架柱顶标高为29.5m煤斗层,方案二内部框架柱顶标高为38.0m煤斗止晃层,并且柱截面在17m,29.5m进行两次变截面,由方案一的1000×1200修改为1000×1000,1000×800,煤斗止晃层框架梁截面由方案一的600×2000缩减为500×1500,方案二其余各层梁截面高度较方案一也均有所降低。经过模型计算和比较,最终选择方案二为本工程煤仓间框架的结构设计方案。选择方案二,主要有以下原因:1)由于煤仓间在38.0m层是个煤斗止晃层,煤斗止晃层需要承受煤斗产生的水平晃动荷载和地震水平作用,而在方案一中,这部分荷载完全依赖于本层的框架梁来承担,导致本层梁和框架结构受力不利;2)方案二在解决煤斗止晃层荷载传递不利的同时还降低本层框架梁的截面高度,有效增加了主厂房的净空,避免了“胖柱肥梁”现象。

1.2框架结构配筋优化

煤仓间框架结构形式和梁柱截面确定后,进一步从煤仓间框架的材料选择、荷载取值、计算系数和细部构造等方面对煤仓间框架配筋进行了优化。1)材料选择。提高材料强度一方面可有效降低材料用量,减少结构自重;另一方面也可降低梁柱板尺寸,有效增加主厂房净空。具体措施有:a.无特殊要求的填充墙全部采用轻质材料;b.煤仓间框架结构混凝土等级由原来的C30提高为C45;c.受力钢筋由原来的HPB235,HRB335级提高为HRB400级。2)荷载取值。煤仓间框架结构计算的荷载取值,严格遵循《火力发电厂土建结构设计技术规程》(以下简称《土规》)和《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》(以下简称《荷载规程》)要求,并对相关规定进行了细化。a.楼(屋)面活荷载按《土规》要求进行了折减,楼层活荷载分区布置,避免在荷载布置时只取最大荷载布置而造成的荷载放大;b.折减后不小于4kN/m2楼(屋)面活荷载分项系数取为1.3;c.管道荷载乘0.9折减系数;d.主厂房屋面不考虑积灰荷载和雪荷载;e.楼(屋)面活荷载各组合值系数按《荷载规程》表7.0.4取值,设备、管道荷载各组合值系数按《荷载规程》6.6条取值,风荷载各组合值系数按《荷载规程》9.1.3条取值。3)模型计算分析中各项系数的取值。在模型计算中,有很多参数对计算结果的影响较大,在满足规范要求前提下,通过对某些关键参数的调整,可在一定程度上降低配筋的计算量,为梁柱结构配筋的优化提供依据。a.内力计算的相关参数按实际取值,如梁端负弯矩调幅系数取0.8,梁活荷载内力放大系数取1.0等;b.梁柱截面和配筋均不进行归并,主筋选筋库中钢筋直径全选,配筋放大系数取1.05,若需调整可在梁柱施工图中人工选择;c.梁柱受力钢筋的直径尽量取两种;d.箍筋、架立筋、腰筋等构造钢筋,不人为提高直径和数量。4)细部构造设计及措施。a.增加主筋和箍筋直径类别,按计算配筋面积配置,受力主筋采用两种直径钢筋以最接近计算面积的方式搭配使用,避免了因钢筋归并造成的钢筋面积加大的现象;b.按照规范要求设置附加吊筋,不任意加大吊筋直径和根数;c.改变箍筋设置形式,部分梁柱复合封闭套箍筋改为拉结筋;d.框架结构受力钢筋采用机械接头以减少钢筋搭接长度。实施以上措施,设计工作量会增加很多,设计人员需要不厌其烦地计算调整再计算再调整,框架梁柱截面的配筋形式和钢筋类型也会更复杂多样。优化前后煤仓间主框架配筋对比详见表1。根据表中统计结果,经过优化,煤仓间横向框架钢筋体积含量减少了45.39kg/m3,钢筋用量降低了近20%。

2结论及建议

在此百万机组电厂煤仓间框架优化设计中,通过对结构形式和梁柱尺寸进行优化,使得煤仓间结构布置更合理,受力更明确,通过对框架配筋进行优化,煤仓间框架钢筋用量降低了近20%,节约工程投资近百万元,达到了降低工程造价的目的,取得了显著的经济效果。通过百万机组电厂煤仓间框架优化设计,笔者对优化设计有了更深刻的认识:优化设计首先要明确目标,即在满足使用功能及规范要求的情况下最大限度的降低工程造价,节约工程投资;其次优化设计要注重过程控制,力求在设计的每一个阶段做到最优。对于结构专业而言,过程控制主要在以下两个阶段实现:一是在结构的布置方案阶段,二是在结构的配筋计算和细部构造设计阶段。

作者:刘建伟 万力 李国田 付伟 单位:河南省电力勘测设计院 国核电力规划设计研究院

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浅谈建筑框架结构设计

【摘要】随着我国建筑框架结构建筑的不断发展,研究其设计的有关问题凸显出重要意义。本文首先对建筑框架结构做了概述,分析了建筑的基础设计有关问题,探讨了建筑框架结构设计的主要技术措施,最后着重论述了关于柱下独立基础设计阶段的有关问题。

【关键词】建筑;框架结构;设计;分析

一、前言

建筑框架结构有着其独特的建筑特征,应该引起有关人员的格外注意。研究建筑框架结构建筑设计的有关问题,能够更好地指导我国建筑框架结构建筑的实践,从而更好地推动该项工作的进步。本文从介绍建筑框架结构施工的特点着手本课题的研究。

二、建筑框架结构概述

当前建筑工程多层结构的有着明显的重要特点,这些特点给建筑工程的建筑框架结构特点带来了新的趋势。多层建筑在竖向构件以及构成方面带来了逐层累积的重力以及荷载,这就需要较大尺寸的柱体以及墙体来支撑,给工程框架结构施工带来了新的技术要求。

与此同时,建筑的构件还需要承受地震荷载以及风载荷等荷载,而且这些荷载都属于非线性的竖向分布荷载,而且对建筑高度的敏感程度较高。以地震荷载为例,就层数较低的建筑而言,考虑这些建筑的荷载时一般只需要考虑恒定荷载以及部分动荷载,而对于建筑物的墙体、柱体以及楼梯等结构,一般不会予以严格控制,其他构件满足设计要求之后,对应的这些构件也都达到了设计要求。同时,对于现代化的钢架支撑系统,在设计的过程中在没有提出特殊承载要求的时候,不需要对柱体以及梁的尺寸加大,只需要增加板就能达到对应的要求。但是,对于多层建筑,解决上述问题还不够,首先要解决的问题除了抗剪问题之外,还需要考虑抵抗变形以及抵抗力矩的问题。

三、建筑工程的基础设计问题分析

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框架结构的梁板柱设计

摘要:目前对于房建来说,最常用的就是框架结构,框架结构成为了房屋的主体受力骨架,它将承受自身的永久荷载,和楼层上面的物品包括人的活动等形成的可变荷载,当然还有风荷载,风荷载对于框架结构来说,会让其产生剪切变形和弯曲变形,对于单个构件来说,在风荷载的作用下该构件受到的剪力和弯矩影响较明显,但对于整个框架来说,由于其连接可靠,常视为一个整体,从这角度考虑设计就偏于经济;同时由于现代技术的发展,修建框架结构变得更加容易,使其成为了现代高层建筑的首选形式,因此今天我将通过自己的学习来谈谈框架结构的梁板柱设计。

关键字:框架结构 ;经济 ;高层建筑 ;设计

中图分类号:TU208文献标识码: A

框架结构的主体就是就是框架柱和框架梁,同时还有基础、楼板,通俗点讲框架结构就像板凳,主要目的就是承受人类活动所产生的荷载,只是框架结构比板凳更宽更高,对于框架结构的设计主要就是梁板柱的设计,在此我将逐一介绍。

框架柱的设计

框架柱犹如当今国家的经济,对于框架结构来说它是最基础的,也是最为重要的。框架柱可以简单看着悬臂柱,它的固定端就是基础,其常用形式就是钢筋混凝土,其承受的主要荷载就是轴心压力荷载,由于高层建筑很高,从受力来看,柱的长细比很大,其稳定性不易满足,因此框架梁可以作为侧向支撑,从而将柱的长细比缩小到界限之内;框架柱的常用形式是矩形和圆形,圆形由于支模比较麻烦,因此在工程上通常都是矩形,相信大家都知道,矩形有强轴和弱轴之分,由于房屋横向长度通常长于纵向长度,因此横向刚度大于纵向刚度,因此矩形柱的强轴方向就放在纵向,框架柱的正截面设计的计算公式是:

式中轴心压力设计值

轴心受压承载力设计值

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多层框架结构设计

【摘 要】随着我国综合国力和经济的迅速发展,已经带动我国房屋建筑产业高速、高质地提高,而建筑也已从单层结构向多层结构,甚至更多地向高层结构过渡,自然就需要应生出更为行之有效的框架结构设计来满足当前的建筑发展需要。而多层框架结构设计在现今社会早已成为进行结构设计的基础标准,同时其结构形式也是结构设计中极为重要的一个方向。

【关键词】多层框架;结构设计;常见问题;处理措施

一、引言

在现阶段的建筑行业,多层框架结构设计已经成为了一种较为常用和行之有效的实际设计模式,并在各类房屋建筑设计中被广泛使用。但在实际实施过程中各方面的常见问题也随之而来,这就需要一名合格的框架结构设计者能够遵循各种规范的前提下权衡利弊,依据实际情况解决多层结构设计过程出现的问题。

二、判定与处理多层框架结构薄弱层

多层框架结构的薄弱层是指在地震地强烈作用下,其构架首先屈服作用力,并随之产生较大弹性位移的结构。所以,其结构构件所能承受的载力范围必须要满足在遇到地震作用时设计的抗震承载能力的要求,在地裂度≥7度的地区,应更为重视。针对多层框架薄弱层的设计,设计人员可以根据《建筑抗震设计规范》中第5.5.4条所述,直接指定或规定薄弱层位置;在PKPM系列软件的计算中,若框架结构的抗侧移刚度不规则,则可将其适当调整为小于相邻上一层的70%,或小于此层以上3层平均刚度的80%;而对于框架结构竖向拉侧力不连续的情况,应使这一层与相邻上层或上3层平均刚度的比值满足相应要求,同时,此层应被确定为薄弱层。

薄弱层的存在严重威胁着建筑的抗震能力,理论上应予以消除,而尽量避免出现薄弱层的基本措施就是加大该层结构的抗侧移刚度,也就是加大其柱截面或者梁截面的面积;同时,也可以通过改变框架结构高度或降低基础埋置深度。但彻底消除薄弱层是不可能的,所以在进行多层框架结构设计时,其相关计算参数和图纸必须满足设计规范并采取相应应急措施。例如可根据《建筑抗震设计规范》中的第3.4.4.2条、第5.5.2条至5.5.5条采取设计规范,除了放大1.15倍薄弱层的地震剪力外,还应验算框架结构的楼层屈服强度系数,以满足设计标准。在某些地区,地震烈度在7~9范围内,当结构的楼层屈服强度系数≥0.5时,才不用继续对结构进行弹塑性变形验算,反之则必须进行计算。

三、正确选取结构设计参数

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建筑框架结构设计原则

摘要:建筑结构设计作为建筑工程项目建设的主要依据,在目前的框架结构设计中,尤其在设计施工过程中应针对实际情况制定科学合理的设计方案,切实按规范的要求精心设计,认真对待每一个环节,并且积极采取先进科学的设计施工工艺,从概念设计到结构计算以及构造措施等各个方面保证结构的安全可靠和经济合理。

关键词: 框架结构结构设计 设计原则 设计措施

中图分类号:S611文献标识码: A

前言:框架结构是由横梁和立柱组成的杆件体系,节点全部或大部分为刚性连接。框架结构是最常见的竖向承重结构,具有以下优点:结构轻巧,整体性比砖混结构和内框架承重结构好,可形成大的使用空间。由于框架结构多是由梁柱结构组成的,这种结构体系中对于建筑工程整体性和结构抗风性能有着极为良好的作用与优势,因此就需要我们在框架结构设计中对其进行深入全面的分析,从而确保工程质量的顺利持续进行。

一、框架结构设计

1.1无地下室的多层框架房屋

随着近年来社会生产技术的飞速发展,高层建筑结构在目前的社会发展中应用范围越来越广泛,其设计过程中对基坑设计与工程质量设计都提出了新的标准与要求。在当前的建筑工程项目中,建筑结构的设计是工程项目的重点。其中基础工程的埋置深浅对于整个工程项目而言都有着极为关键的作用与效果。在设计中,建筑结构设计是通过以现有的工程实际情况、安全等级以及设计标准为基础进行设计的。随着近年来框架建筑结构应用的不断增多,多层房屋建设中对于梁柱多以刚接和框架结构为主,其在底层设计中是需要结合楼板楼盖为主的设计模式,这种设计工作通常都是一种综合性的设计。

在设计的过程中,对于一些基础埋置较浅的房屋设计,为了增加和提高房屋的整体性和安全性,通常都是以周边基础梁为主的一种设计模式。一般来说,在这种设计工作中都是以基础设计为主,以装配式施工模式作为主要的设计标准和工作管理方式,从而为设计工作的顺利进行提供科学的理论依据。同时在设计工作中,对于周边的基础连系梁还需要进行稳定性检测,确保设计标准和设计力度能够满足现代化社会的发展要求,更要确保梁体结构在工作中能够发挥其应有的优势。

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框架结构设计要点分析

【摘要】 本文对框架结构设计要点分析进行了论述。

【关键词】 框架 结构 设计 分析

Abstract : This paper discusses the key points of the framework design.

对于框架结构的设计目前多采用计算机辅助软件来进行分析和计算,但是如果我们过分地依赖计算机的计算结果,缺少独立分析问题、解决问题的能力,设计时必将出现不必要的问题,为以后事故的发生埋下隐患。本文就多层框架电算结果中梁、柱的配筋调整和设计中的要点进行了分析,希望引起工程设计人员的注意。

1.截面尺寸的选择

梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提,除应满足《混凝土结构设计规范》所要求的取值范围,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性铰时,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作阶段的目的。即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。

2.梁、柱的适宜配筋率

框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则,一般情况下其配筋率宜取0.4%~1.5%,框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%~3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时,其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下,均应满足《混凝土结构设计规范》所规定的最大、最小配筋率的要求。

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浅谈框架结构设计

【摘 要】伴随现代社会的快速发展,在现代的建筑结构框架建设中,为满足社会需求,就需要对其自身存在的功能进行多方面的要求。针对于此,在进行框架结构的设计过程中就应当了解在我国全面城镇化建设中,应当如何应对全面的设施建设,依据已有的结构框架设计形式进行改进。通过大胆灵活的结构设计原则,从而完成在现代建筑的抗震能力以及设施建设上的全面信息建设,并通过改善配套设施的有效性处理,完成对整体信息的全面配合建设。本文以满足现代城镇建设中的建筑要求为根基,从结构框架设计着手分析现代城镇建筑上的合理性建设依据。

【关键字】概念设计;结构荷载设计;抗震;计算;

随着我国建筑领域的发展,在建筑行业的结构设计上,也发生了翻天巨变。结构设计是以转化成经济建设有效途径作为最终目的,且需要建筑结构框架能够满足多方面的要求。由此,进行高水准的设计,需要参照相关部门在城建结构标准的定性分析基础上来进行全面设计。在进行框架结构的设计过程中应当了解在我国全面城镇化建设中,应当如何应对全面的设施建设,依据已有的结构框架设计形式而进行改进。下面我们从建筑框架结构设计中所出现的问题以及所依据的原则进行分析讨论。

一、框架结构设计的原则

首先,合理的结构框架应当是刚柔并济的。在结构的设计上,为了保证设计的合理性,应当符合现阶段的社会需求理念。在结构的稳定性问题上,“刚”是为了保证建筑在受到强烈震动时,能够保证结构的稳定性;“柔”则是在建筑受到震动冲击的过程中,能够更好的缓解冲击时的瞬间冲击力,从而保护建筑不被破坏。如果结构稳定性强度低,那么就不能够更好的抵抗地震等恶劣环境,如果结构稳定性过高,虽然符合了当地的建筑使用标准却造成资金浪费。所以保证结构设计的合理性,是为了保证在达到建筑标准的同时,且能够规范资金的投入使用量。

其次,在整体结果满足了框架合理性的同时,应建设多道防线,以保证结构建设的安全有效性。在对结构框架设置进行的全面方位设计中,其安全性都是建立在设计的安全防线问题上的。建筑框架剪力墙的安全系数也应更高,为了保证在大灾难来临前墙体能够持续更长时间的稳定性。同时,在结构设计中考虑到的其他方面,应当以满足实际的社会生存需求为原则。

最后,在满足多道防线防止崩塌的问题前提下,应加强改善对框架体系内的强柱弱梁的问题,注意锚固体系的设计规则,以框架结构内部设计体系来进一步完善来把握好对结构方案的全面设计。

依据以上三点原则进行框架设计,以满足现代社会发展为根本标准,从大方面设计到局部设计都应当遵守这个原则。

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异性框架结构设计研究

摘要:异形框架结构是建立在普通框架结构基础上的,它通过加设一些边缘构件(如边缘壁柱和边缘壁梁),提高框架柱、框架梁及框架节点区的刚度等方法,提高结构的整体抗侧刚度与耗震能力,与框架(框剪)结构相结合,能形成异形框架-框架(框剪)结构等。异形框架结构不仅能有效地解决纯框架结构位移不符合规范要求,还能解决框剪结构中剪力墙的数量偏少引起位移不符规范要求,或结构扭转情况较严重等问题。文中对异形框架结构的整体变形和受力特点进行了分析,并提出地震作用下异形框架结构的屈服顺序,增加了框架和框剪结构的抗震防线。

关键词:框剪结构,抗震

Abstract: abnormity frame structure is built on ordinary frame structure based on it through the added some edge components (such as edge BiZhu and edge wall beam), improve frame column, frame beams and framework of the node stiffness methods, improve the overall structure of the lateral stiffness and consumption earthquake ability, and the framework (box shear) structure combination, can form abnormity framework-framework (box shear) structure, etc. Alien frame structure not only can effectively solve the pure frame structure displacement don't conform to the standard, still can solve the box in the shear wall structure cut too few quantity cause displacement symbol standard requirements, or structure change more serious problems. In the paper, the frame structure of the alien deformation and mechanical characteristics are analyzed, and put forward under the action of earthquake alien structure of the yield of sequence framework, increase the framework and frame structure of the seismic shear line.

Keywords: box shear structure, the earthquake

中图分类号: TU398+.2文献标识码:A 文章编号:

一、异形框架结构定义及结构体系

1.异形框柱与异形框梁截面形式

异形框柱其实和剪力墙带端柱约束边缘挂件从截面角度看是非常的相似,我们把它称为带边缘壁柱的异性框架柱,水平剪力和竖向力主要由主框柱承担,边缘壁柱辅助框柱只承担了少量的竖向力,大多数承担的是水平剪力。边缘壁柱可以依据下面四个情况进行设置:在中间的框柱两侧同一个方向上设置;框柱的四面同时进行设置;在框柱的一侧进行设置;取用框柱的三个方向进行设置。具体情况如图1所示:

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