框架建筑作为多层建筑物最常用的结构形式之一,以其传力明确、简捷的特点,在建筑领域得到广泛应用。本文将深入解析框架建筑的承重原理,揭示其结构稳定的关键。
框架结构房屋的结构组成
框架结构的组成包括梁、板、柱以及基础。
柱
柱是框架的主要承重构件、抗侧向力构件,是框架的关键构件。框架结构的柱多为矩形,从室内看,一般突出于墙面。近年来,随着计算技术的发展和人们对室内空间要求的提高,异型柱逐渐流行,L”、T”、十”形状的柱也有使用。在一些大型建筑中,圆形柱也有采用。
梁
梁在框架中起着双重作用,一方面梁承接着板的荷载,并将其传递至柱上,进而通过柱传递至基础;另一方面,梁也在协调着柱的内力,与柱共同承担竖向与水平荷载。
板
板是不仅直接承担垂直荷载的构件,而且对于水平荷载,板所起到的作用也是十分重要的。板是重要的保证框架结构空间刚度的构件——板的平面内刚度极大,甚至可以被认为是无穷大,因此可以起到对各个方向荷载的均匀分布作用。
框架结构的受力特点
刚节点
梁与柱的节点为刚节点,个别情况下做成半铰节点。柱的基础多为刚性节点基础,有时做成铰节点。
超静定结构
框架结构属于超静定结构,在力学计算中,通常称之为刚架。这意味着框架结构在受力时,其内部各构件之间存在相互制约的关系,使得整个结构在受力后能够保持稳定。
框架结构的优缺点
优点
- 空间分隔灵活,自重轻,节省材料;
- 具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;
- 框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;
- 采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果。
缺点
- 框架节点应力集中显著;
- 框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破坏;
- 不适宜建造高层建筑;
- 承载力和刚度都较低,特别是水平方向的。
结论
框架结构作为一种常见的建筑结构形式,在满足建筑功能的同时,还具有较好的抗震性能。了解框架结构的承重原理和优缺点,有助于我们在实际工程中更好地应用和优化框架结构设计。