CN106703197B - 一种大跨度多层抗震框架结构体系及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种大跨度多层抗震框架结构体系及其施工方法,该结构体系包括各楼层的框架柱、框架梁、次梁和楼板,框架柱包括主框架柱和辅助框架柱,辅助框架柱包括每边至少一个边部辅助框架柱;框架梁包括第一主框架梁、第二主框架梁和楼层辅助框架梁,第一主框架梁沿横纵跨的轴网布置,第一主框架梁的两端分别连接相邻的主框架柱;第二主框架梁的两端分别连接主框架柱与边部辅助框架柱;次梁的两端分别连接相邻的第一主框架梁;楼层辅助框架梁的两端分别连接辅助框架柱与邻近的梁、柱构件。本发明利用现有的框架结构体系中合理安排主框架柱、辅助框架柱、框架梁和辅助框架梁的布置,来提高结构的抗侧刚度和抗震承载力,结构受力均匀、抗震性能好。

Description

一种大跨度多层抗震框架结构体系及其施工方法
技术领域
本发明属于多层建筑的框架结构领域,特别是涉及一种用于大跨度、高层高、大地震力的多层建筑的框架结构及其施工方法。
背景技术
随着建筑的发展,现代建筑中如多层工业厂房、库房、展厅,使用上要求房间内尽量减少结构柱,也就是要求梁跨度大、柱截面小,有时还有高层高、重荷载要求,常规的现浇钢筋混凝土结构很难满足这种要求。对梁可以采用预应力混凝土梁,但截面依然很大、自重很重。目前工程师们采用的最常规的方法是采用钢框架结构。钢结构自重轻、跨度大、抗震性能好,是一种很好的结构形式;但是钢结构造价高、耐火时间短、抗腐蚀性能差,也不是一种十分令人满意的方式。
另外,在高烈度地震设防地区,对于这种大跨度多层框架,由于跨度大,柱子少,整个结构侧向刚度和抵抗力就比较薄弱,如何抵抗水平地震力是结构工程师面临的很大难题。
最常见的方法就是加大框架梁、柱截面。如果设计的框架只是比常规框架略大时,这种方法是有效的。但增加梁柱截面时,结构自重、刚度都会随着增大,结构承受的水平地震力也增大,使得梁柱截面需要继续增大。梁柱截面过大,一方面影响建筑使用,另一方面还会增加造价,因此,对于大跨度多层框架,用加大框架梁柱截面的方法效果有时并不是很好。
另一种比较常用的方法就是设置柱间支撑:在建筑中均匀分散的设置一些柱间支撑,形成框架-支撑结构,可以将一部分地震力由柱间支撑承受,同时可以大大提高建筑抗侧刚度。对于抵抗水平地震力,设置柱间支撑是一种非常经济、有效的方法,平面布置也比较灵活。柱间支撑可以采用普通钢支撑,也可以采用屈曲约束支撑。但是,设置柱间支撑建筑上影响美观,有时还会影响房间使用,建筑师一般不喜欢柱间支撑;另外,与柱间支撑相连的框架柱,在地震下产生很大的上拉力和剪力,致使基础底面很大,甚至抗震计算无法满足要求。
还有一种方法是设置钢筋混凝土剪力墙:在建筑楼梯、电梯间等位置设置钢筋混凝土剪力墙,形成框架-剪力墙结构,用来抵抗水平地震力,也是很有效的方法。但是,多层建筑由于房屋高度小,剪力墙抗侧刚度很大,常常加大水平地震力;尤其是楼梯、电梯平面布置不均匀对称时,很容易使结构产生扭转,对建筑抗震很不利;而且设置钢筋混凝土剪力墙不但造价高,施工也不方便,因此,设置钢筋混凝土剪力墙常常也不是一种很理想的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种大跨度多层抗震框架结构体系及其施工方法,要解决现有大跨度多层框架抗侧刚度差、抗震能力弱的技术问题,同时要解决现有技术施工不方便、综合造价高的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种大跨度多层抗震框架结构体系,包括各楼层的框架柱、框架梁、次梁和楼板,所述框架柱包括主框架柱和辅助框架柱,所述主框架柱布置于横纵跨的轴网交点上,所述辅助框架柱包括位于主框架柱之间、布置于建筑周围最外侧轴网上的每边至少一个边部辅助框架柱;
所述框架梁包括第一主框架梁、第二主框架梁和楼层辅助框架梁,各梁均位于各楼层标高位置;
所述第一主框架梁沿横纵跨的轴网布置,第一主框架梁的两端分别连接相邻的主框架柱;
所述第二主框架梁的两端分别连接主框架柱与边部辅助框架柱;
所述次梁的两端分别连接相邻的第一主框架梁;
所述楼层辅助框架梁的两端分别连接辅助框架柱与邻近的梁、柱构件。
所述辅助框架柱还包括布置于建筑楼梯间或电梯间周围位置的梯间辅助框架柱和/或沿横纵跨的轴网、布置于建筑防火墙位置的中部辅助框架柱。
所述边部辅助框架柱在相邻的主框架柱之间布置数量为1-3个,相邻的边部辅助框架柱之间连接有第三主框架梁。
所述辅助框架柱在多层抗震框架结构底部沿竖向高度布置不少于一层。
所述楼层辅助框架梁包括与次梁平行、整跨设置的第一辅助框架梁,所述第一辅助框架梁的两端分别连接边部辅助框架柱与邻近的梁、柱构件;
所述楼层辅助框架梁还包括与第一辅助框架梁垂直、部分跨设置的第二辅助框架梁,所述的第二辅助框架梁的两端分别连接边部辅助框架柱与邻近的梁、柱构件。
所述楼层辅助框架梁还包括第三辅助框架梁,所述第三辅助框架梁的两端分别连接梯间辅助框架柱与邻近的梁、柱构件;
所述楼层辅助框架梁还包括第四辅助框架梁,所述第四辅助框架梁的两端分别连接中部辅助框架柱与邻近的梁、柱构件。
所述框架梁还包括层间辅助框架梁,层间辅助框架梁位于不同楼层的框架梁之间,在相邻框架梁之间布置数量为1-2道。
所述框架柱的横截面形状为圆形或矩形,框架柱为中部包含钢骨芯的钢管混凝土叠合柱,所述钢骨芯包括外侧横截面为圆形或矩形的钢管和钢管内浇筑的钢管内混凝土,所述钢管内混凝土为高强混凝土,强度等级为C60-C100,所述框架柱的钢管外钢筋笼由柱纵向钢筋和柱横向箍筋绑扎而成,框架柱的钢管外混凝土为普通混凝土。
一种大跨度多层抗震框架结构体系的施工方法,施工步骤如下:
步骤一,根据建筑受力计算设计基础、框架柱、框架梁、次梁和楼板的类型以及布置形式;
步骤二,先施工基础,并在基础上施工框架柱,将两层以上的框架柱作为一整根长柱进行预制或者逐层现浇;
预制时预先水平浇注钢管内混凝土,然后在钢管外侧绑扎柱纵向钢筋和柱横向箍筋,然后再水平浇注钢管外混凝土形成预制钢管混凝土叠合长柱;
步骤三,采用预制柱时,框架柱吊装就位;采用现浇钢骨柱混凝土时,直接施工框架柱;
步骤四,在框架柱之间施工框架梁,在框架梁之间施工次梁;
步骤五,框架梁和次梁上施工楼板形成大跨度多层抗震框架结构体系。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:
本发明的大跨度多层抗震框架结构体系,利用在现有的框架结构体系中合理安排主框架柱、辅助框架柱、框架梁和辅助框架梁的布置,来提高结构的抗侧刚度和抗震承载力,结构受力均匀、抗震性能好;辅助框架柱仅布置在建筑周边、楼梯间、电梯间或防火墙等不影响建筑使用的部位,室内效果非常美观,工艺布局非常灵活;辅助框架柱和辅助框架梁可以仅布置在受力大、刚度薄弱的底部楼层,相比于柱间支撑与剪力墙的通高设置要求,结构布置更加灵活,适用范围更加广泛。
本发明的大跨度多层抗震框架结构体系,框架柱采用预制钢管混凝土叠合长柱,相比于常规钢筋混凝土框架柱,抗震性能好得多,施工方便;相比于钢框架柱,造价要低得多。
本发明大大提高了大跨度多层框架的抗震性能,有利于推动预制装配式框架结构的发展。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是常规框架结构平面图。
图2是图1的A-A剖面示意图。
图3是实施例一框架结构平面图。
图4是图3的B-B剖面示意图。
图5是实施例二的框架结构平面图。
图6是图5的C-C剖面示意图。
图7是实施例框架柱横剖面的结构示意图(方形柱-圆钢管)。
图8是实施例框架柱横剖面的结构示意图(圆形柱-圆钢管)。
图9是实施例框架柱横剖面的结构示意图(方形柱-方钢管)。
图10施例框架柱横剖面的结构示意图(圆形柱-方钢管)。
图11是算例1的示意图。
图12是图11的A-A剖面示意图。
图13算例2的示意图。
图14是图13的B-B剖面示意图。
图15是算例3的示意图。
图16是图15的C-C剖面示意图。
图17是算例5的示意图。
附图标记:1-主框架柱、2-边部辅助框架柱、3-第一主框架梁、4-第二主框架梁、5-第三主框架梁、6-第一辅助框架梁、7-次梁、8-第二辅助框架梁、9-梯间辅助框架柱、10-中部辅助框架柱、11-第三辅助框架梁、12-层间辅助框架梁、13-钢管、14-钢管内混凝土、15-柱纵向钢筋、16-柱横向箍筋、17-钢管外混凝土、18-楼板、19-第四辅助框架梁。
具体实施方式
参见图1-2所示,现有的常规框架结构包括各楼层的框架柱、框架梁、次梁7和楼板18,以横向四跨,纵向三跨的四层框架结构为例进行说明。
框架柱为主框架柱1,主框架柱1布置于横纵跨的轴网交点上,可以为钢柱、钢筋混凝土柱或者型钢混凝土柱。
框架梁为第一主框架梁3,沿横纵跨的轴网布置,第一主框架梁3的两端分别连接相邻的主框架柱1,形成抗侧力框架结构。框架梁可以分别为钢梁、钢筋混凝土梁或者预应力钢筋混凝土梁。
次梁7的两端分别连接相邻的第一主框架梁3,每跨均设置两道次梁7一起支承楼板。次梁可以为钢梁、钢筋混凝土梁或者预应力钢筋混凝土梁。
楼板18搭设在第一主框架梁 3和次梁7上,楼板可以为钢筋混凝土楼板或者轻骨料预制楼板。
所述主框架柱1、第一主框架梁3、次梁7和楼板18的结构形式,一般根据工程设计决定。对于钢筋混凝土框架,这种常规框架的经济跨度为6~9米左右;采用预应力钢筋混凝土梁时,经济跨度可以达到 9~12米左右。
实施例一,参见图3-4所示,这种大跨度多层抗震框架结构体系,包括各楼层的框架柱、框架梁、次梁7和楼板18,以横向四跨,纵向三跨的四层框架结构为例进行说明。
所述框架柱包括主框架柱1和辅助框架柱,所述主框架柱1布置于横纵跨的轴网交点上,所述辅助框架柱包括位于主框架柱1之间、布置于建筑周围最外侧轴网上的每边至少一个边部辅助框架柱2。所述辅助框架柱在多层抗震框架结构中可以通高布置,也可以仅布置在建筑底部沿竖向高度不少于一层,根据计算确定。
本实施例中,在建筑的周边需要的部位,每个主框架柱1之间设置边部辅助框架柱2的数量为1~3个,使得柱间距减小为2~7m,具体数量根据工程设计决定。由于建筑顶层地震力小,可以采用辅助框架柱只对底部进行加强,这样结构受力更加合理,经济性更好。
本实施例图3的横向四跨中,边跨的主框架柱1之间布置了三根边部辅助框架柱2,三根辅助框架柱2中,其中两边两根均只需布置底部两层,中间一根则四层通高布置。
中跨的主框架柱1之间布置了一根边部辅助框架柱2,均四层通高布置。
纵向三跨中,每跨均在主框架柱1之间布置了两根边部辅助框架柱2,均四层通高布置。
边部辅助框架柱对原框架侧向刚度和水平抗震承载力都起到很好地加强作用。这样可以使建筑中间柱间距达到12~18m,甚至更大。
所述框架梁包括均位于各楼层标高位置的第一主框架梁3、第二主框架梁4、第三主框架梁5和楼层辅助框架梁;
所述第一主框架梁3沿横纵跨的轴网布置,第一主框架梁3的两端分别连接相邻的主框架柱1;
所述第二主框架梁4的两端分别连接主框架柱1与边部辅助框架柱2;
所述第三主框架梁5的两端分别连接相邻的边部辅助框架柱2;
所述次梁7的两端分别连接相邻的第一主框架梁3。
所述楼层辅助框架梁的两端分别连接辅助框架柱与邻近的梁、柱构件。本实施例中,所述楼层辅助框架梁包括与次梁平行、整跨设置的第一辅助框架梁6,所述第一辅助框架梁6的两端分别连接边部辅助框架柱2与邻近的梁、柱构件;所述辅助框架梁还包括与第一辅助框架梁6垂直、部分跨设置的第二辅助框架梁8,所述的第二辅助框架梁8的两端分别连接边部辅助框架柱2与邻近的梁、柱构件。
实施例二,参见图5-6所示,这种大跨度多层抗震框架结构体系,包括各楼层的框架柱、框架梁、次梁7和楼板18,以横向四跨,纵向三跨的四层框架结构为例进行说明。
本实施例图6的横向四跨中,其中三跨的主框架柱1之间均布置了一根边部辅助框架柱2,均四层通高布置。
纵向三跨中,其中两跨均在主框架柱1之间布置了两根边部辅助框架柱2,均四层通高布置。
与实施例一不同的是,建筑两个对角的位置设置了楼梯间,因此所述辅助框架柱还包括布置于建筑楼梯间或电梯间周围位置的梯间辅助框架柱9,这样设置的原因是为了进一步提高结构抗侧刚度,这样可以使外墙柱尽量少一点,以便于建筑外窗的设置。这种辅助框架柱一般设置在建筑屋的楼梯电梯间或卫生间等部位。本实施例中,围绕楼梯设置了五根梯间辅助框架柱9和一根主框架柱1。由于楼梯设置在建筑角部,因此围绕建筑边缘的一部分梯间辅助框架柱9和边部辅助框架柱2是同一根柱。
相应的,所述楼层辅助框架梁还包括与梯间辅助框架柱9相对应设置的第三辅助框架梁11,所述第三辅助框架梁11的两端分别连接梯间辅助框架柱9与邻近的梁、柱构件。
这种辅助框架柱还可以有另外的变形,还包括沿横纵跨的轴网、布置于建筑防火墙位置的中部辅助框架柱10。这样设置的原因是为了进一步提高结构抗侧刚度,因此在建筑中部适当柱间设置中部辅助框架柱10。这样设置的优点是加强了建筑中部的承载力力和抗侧刚度,对于平面尺寸很大的建筑来说,比单纯在建筑周边加强的效果会好得多。本实施例中,在建筑中轴线、纵跨上安装次梁的位置设置了两根中部辅助框架柱10。
相应的,所述楼层辅助框架梁还包括与中部辅助框架柱10相对应设置的第四辅助框架梁19,所述第四辅助框架梁19的两端分别连接中部辅助框架柱10与邻近的梁、柱构件。第四辅助框架梁19,一部分代替了原先的次梁位置连接中部辅助框架柱与第一主框架梁,一部分连接中部辅助框架柱与边部辅助框架柱。
参见图6所示,所述框架梁还包括层间辅助框架梁12,层间辅助框架梁12位于不同楼层的楼层框架梁之间,这样设置的原因是,当建筑层高很高,或者很重、地震烈度又高时,结构抗侧小,层间位移可能很大,计算难以满足要求。为了再次提高结构抗侧刚度,在需要的楼层间设层间辅助框架梁。所述层间辅助框架梁为混凝土梁或者钢梁,在需要的楼层间设置层间辅助框架梁的数量为1~3道,间距为2~5m,根据设计计算确定。本实施例中,在最边侧和中心位置楼层底部两层设置的层间辅助框架梁的数量为1道。
参见图7-10所示,以上两种实施例中,所述框架柱的横截面形状为圆形或矩形,所述框架柱可以为钢柱、钢筋混凝土柱或者型钢混凝土柱。优选地,框架柱可以为钢管混凝土叠合柱,横截面形状可以为圆形或矩形。框架柱为中部包含钢骨芯的钢管混凝土叠合柱,所述钢骨芯包括外侧的横截面为圆形或矩形的钢管13和钢管内浇筑的钢管内混凝土14;所述钢骨芯直径或者边长为150~500mm;所述钢管内混凝土为高强混凝土,强度等级为C60-C100,所述框架柱的钢管外钢筋笼由柱纵向钢筋15和柱横向箍筋16绑扎而成,框架柱的钢管外混凝土17为普通混凝土。
圆形钢管1.2对钢管内混凝土14的约束作用大,对改善高强混凝土延性、提高混凝土承载力能力有利。
这种大跨度多层抗震框架结构体系,框架柱为钢管混凝土叠合柱时,将两层以上的层间柱和两个以上梁柱节点作为一整根柱,在水平或者略微倾斜的状态下预先钢管内混凝土,绑扎在钢管外的柱纵向钢筋15和柱横向箍筋16;根据施工条件,钢管外混凝土17可以采用在水平或者略微倾斜的状态下预先浇注,也可以待长柱安装就位后再现场浇注,这两种方式均可以形成预制钢管混凝土叠合长柱。这种预制长柱,与钢筋混凝土框架梁连接时,梁柱节点处钢管外混凝土17留空,梁钢筋锚入梁柱节点后,再浇注节点处混凝土;与钢框架梁连接时,在梁柱节点处预先挑出钢牛腿,长柱安装就位后钢框架梁与钢牛腿连接。
所述钢管内混凝土14可以为C60~100强度等级的高强混凝土,钢管外混凝土17可以为C25~C55强度等级的普通混凝土;对于承受轴力较小的长柱,钢管内混凝土14也可以采用强度等级较低的普通混凝土。
这种大跨度多层抗震框架结构体系,当框架柱为钢管混凝土叠合柱时,其竖向抗压承载力和水平抗剪承载力均可达到普通钢筋混凝土柱的2~4倍,而且施工采用预制,加工和安装都非常方便,造价又便宜,因此,在大跨度多层抗震框架中,其抗震性能要比普通钢筋混凝土框架好得多,比钢框架造价上又会便宜得多。
这种大跨度多层抗震框架结构体系的施工方法,施工步骤如下:
步骤一,根据建筑受力计算设计基础、框架柱、框架梁、次梁和楼板的类型以及布置形式;
步骤二,先施工基础,并在基础上施工框架柱,将两层以上的框架柱作为一整根长柱进行预制或者逐层现浇;
预制时预先水平浇注钢管内混凝土14,然后在钢管外侧绑扎柱纵向钢筋15和柱横向箍筋16,然后再水平浇注钢管外混凝土17形成预制钢管混凝土叠合长柱;
步骤三,采用预制柱时,框架柱吊装就位;采用现浇钢骨柱混凝土时,直接施工框架柱;
步骤四,在框架柱之间施工框架梁,在框架梁之间施工次梁;
步骤五,框架梁和次梁上施工楼板形成大跨度多层抗震框架结构体系。
以下通过计算,说明本发明使用效果:
算例1、采用常规钢筋混凝土框架结构,参见图1、2、11和12所示,某4层框架建筑,建筑平面尺寸60m×45m,柱网12m×12m,1~4层层高分别为8m、8m、5m、4m。按楼面恒载5KN/m2、活载 4KN/m2、墙体荷载3KN/m2进行设计,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g,场地类别Ⅱ类,特征周期为0.55秒。
计算结果显示,1~2层框架柱采用1.15m×1.15m,X向框架梁0.5×1.0m,Y向框架梁0.5×1.1m;3~4层框架柱采用0.9m×0.9m、X向框架梁0.4×1.0m,Y向框架梁0.50×1.0m。在地震力作用下,X方向的最大层间位移角1/615,Y方向的最大层间位移角1/572,基本满足国家规范不大于1/550的要求。
显然,框架柱和框架梁的截面非常巨大,影响使用。如果跨度更大,或者活载更重,截面还要大,就更难使用了。
算例2、对算例1的建筑物,采用本发明,仅在建筑周边框架柱间增设边部辅助框架柱,参见图3、4、13和14所示,其余均不变。
计算结果显示,1~2层中柱0.85×0.85m,边柱0.7×0.8m;中部X向框架梁0.4×0.9,Y向框架梁0.45×0.95;3~4层中柱及边柱为0.7×0.7m;中部X向框架梁0.35×0.9,Y向框架梁0.40×0.95。在地震力作用下,X方向的最大层间位移角1/593,Y方向的最大层间位移角1/570,满足国家规范不大于1/550的要求。
对比算例1,框架柱和框架梁明显减小,基本上可以满足使用要求。其中,中柱截面减小 1-(0.85×0.85)/(1.15×1.15)=45.4%,底层框架梁高度减小1-0.95/1.15=17.4%,效果非常显著。
算例3、对算例2的建筑物,采用本发明,进一步在角部楼梯和中部位置增设梯间辅助框架柱和中部辅助框架柱,同时在1~2层8m层高的中间增设层间辅助框架梁。参见图5、6、15和16所示,这样结构抗侧刚度更加均匀,抗震性能更好;同时,横向外侧纵墙12m柱间只设有1个辅助框架柱,便于门厅等出入口的设置。
计算结果显示,1~2层中柱0.80×0.80m,边柱0.7×0.8m;其余同算例2,计算结果满足国家规范要求。因此,中柱在算例2及基础上进一步减小,效果更好,对于建筑屋平面尺寸很大时非常有意义。
算例4、对算例3的建筑物,采用本发明,将框架柱改为预制钢管混凝土叠合长柱;框架梁改为钢梁,形成钢骨柱-钢梁混合框架,其余不变。
计算结果显示,1~2层中柱截面0.7×0.7m、核芯钢管D273×16,边柱截面0.6×0.6m、核芯钢管D245×14;X向框架梁H750×250×14×20,Y向框架梁H850×350×16×30,周边H600×250×12×18;3~4层中柱及边柱截面0.6×0.6m、核芯钢管D245×14;X向框架梁H750×280×14×20,Y向框架梁H850×350×16×30,周边H600×250×12×18。在地震力作用下,X方向的最大层间位移角1/506,Y方向的最大层间位移角1/487,满足国家规范不大于1/400的要求。
对比算例1,中柱截面减小1-(0.70×0.70)/(1.15×1.15)=63.0%,效果非常显著。另外,框架柱采用叠合柱,其延性比混凝土柱好得多,综合抗震性能更好。
算例5、对算例4的建筑物,将横向跨度由12m改为18m、总向跨度12m不变;1层及2层顶楼面活载由4kN/m2改为6 kN/m2。在构件布置上,在1层及2层18m边主框架柱间的辅助框架柱由1个改为3个,其余不变。参见图17所示。
计算结果显示,1~2层中柱截面0.75×0.75m、核芯钢管D273×16,边柱截面0.65×0.65m、核芯钢管D245×14;中部X向框架梁H850×350×16×25,Y向框架梁H950×320×16×35,周边H600×280×12×18;3~4层中柱及边柱截面0.65×0.65m、核芯钢管D245×14;中部X向框架梁H850×350×16×25,Y向框架梁H950×320×16×35,周边H600×280×12×18。在地震力作用下,X方向的最大层间位移角1/493,Y方向的最大层间位移角1/515,满足国家规范不大于1/400的要求。
由此算例可见,即使框架跨度达18m,框架梁、柱截面依然不是很大,是在可以接受的范围。
总之,由以上多个实施例及算例可以看出,采用本发明的技术方案,在建筑周边、楼梯间电梯间等不影响建筑使用的部位设置辅助框架柱,在层高大的楼层间结合辅助框架柱设置辅助框架梁,甚至更进一步采用预制钢管混凝土叠合长柱-钢梁等技术,对于大跨度、高层高、重荷载的多层抗震框架结构,是非常经济、有效的。

Claims (10)

1.一种大跨度多层抗震框架结构体系,包括各楼层的框架柱、框架梁、次梁(7)和楼板(18),其特征在于:所述框架柱包括主框架柱(1)和辅助框架柱,所述主框架柱(1)布置于横纵跨的轴网交点上,所述辅助框架柱包括位于主框架柱(1)之间、布置于建筑周围最外侧轴网上的每边至少一个边部辅助框架柱(2);
所述框架梁包括第一主框架梁(3)、第二主框架梁(4)和楼层辅助框架梁,各梁均位于各楼层标高位置;
所述第一主框架梁(3)沿横纵跨的轴网布置,第一主框架梁(3)的两端分别连接相邻的主框架柱(1);
所述第二主框架梁(4)的两端分别连接主框架柱(1)与边部辅助框架柱(2);
所述次梁(7)的两端分别连接相邻的第一主框架梁(3);
所述楼层辅助框架梁的两端分别连接辅助框架柱与邻近的梁、柱构件。
2.根据权利要求1所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述辅助框架柱还包括布置于建筑楼梯间或电梯间周围位置的梯间辅助框架柱(9)和/或沿横纵跨的轴网、布置于建筑防火墙位置的中部辅助框架柱(10)。
3.根据权利要求1所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述边部辅助框架柱(2)在相邻的主框架柱(1)之间布置数量为1-3个,相邻的边部辅助框架柱(2)之间连接有第三主框架梁(5)。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述辅助框架柱在多层抗震框架结构底部沿竖向高度布置不少于一层。
5.根据权利要求1所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述楼层辅助框架梁包括与次梁平行、整跨设置的第一辅助框架梁(6),所述第一辅助框架梁(6)的两端分别连接边部辅助框架柱(2)与邻近的梁、柱构件。
6.根据权利要求5所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述楼层辅助框架梁还包括与第一辅助框架梁(6)垂直、部分跨设置的第二辅助框架梁(8),所述的第二辅助框架梁(8)的两端分别连接边部辅助框架柱(2)与邻近的梁、柱构件。
7.根据权利要求2所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述楼层辅助框架梁还包括第三辅助框架梁(11),所述第三辅助框架梁(11)的两端分别连接梯间辅助框架柱(9)与邻近的梁、柱构件;
所述楼层辅助框架梁还包括第四辅助框架梁(19),所述第四辅助框架梁(19)的两端分别连接中部辅助框架柱(10)与邻近的梁、柱构件。
8.根据权利要求1、5、6或7任意一项所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述框架梁还包括层间辅助框架梁(12),层间辅助框架梁(12)位于不同楼层的框架梁之间,在相邻框架梁之间布置数量为1-2道。
9.根据权利要求1~3任意一项所述的大跨度多层抗震框架结构体系,其特征在于:所述框架柱的横截面形状为圆形或矩形,框架柱为中部包含钢骨芯的钢管混凝土叠合柱,所述钢骨芯包括外侧横截面为圆形或矩形的钢管(13)和钢管内浇筑的钢管内混凝土(14),所述钢管内混凝土为高强混凝土,强度等级为C60~C100,所述框架柱的钢管外钢筋笼由柱纵向钢筋(15)和柱横向箍筋(16)绑扎而成,框架柱的钢管外混凝土(17)为普通混凝土。
10.一种根据权利要求8或9所述的大跨度多层抗震框架结构体系的施工方法,其特征在于,施工步骤如下:
步骤一,根据建筑受力计算设计基础、框架柱、框架梁、次梁和楼板的类型以及布置形式;
步骤二,先施工基础,并在基础上施工框架柱,将两层以上的框架柱作为一整根长柱进行预制或者逐层现浇;
预制时预先水平浇注钢管内混凝土(14),然后在钢管外侧绑扎柱纵向钢筋(15)和柱横向箍筋(16),然后再水平浇注钢管外混凝土(17)形成预制钢管混凝土叠合长柱;
步骤三,采用预制柱时,框架柱吊装就位;采用现浇钢骨柱混凝土时,直接施工框架柱;
步骤四,在框架柱之间施工框架梁,在框架梁之间施工次梁;
步骤五,框架梁和次梁上施工楼板形成大跨度多层抗震框架结构体系。
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