框架結構是多層建筑最常用的結構形式之一，其傳輸力明確簡單，深受結構工程師歡迎。框架結構的構件受力形式以受彎為主，桿件可以采用各種延性材料，形成鋼框架、鋼筋混凝土框架、勁性混凝土框架、木框架等多種框架形式。不論哪一種，其宏觀受力狀況是相同的。在這里，以鋼筋混凝土框架為例，闡述框架結構的各種特點。

框架結構房屋結構組成

框架結構組成包括梁、板、柱、基礎。

梁和柱子的節點是剛性節點，在個別情況下制作半鉸鏈節點。柱子的基礎大多是剛性節點的基礎，有時制作鉸鏈節點�？蚣芙Y構屬于超靜態結構，在力學計算中，通常稱為剛性框架。

立柱

立柱是框架的主要承重部件、抗側向力部件，是框架的重要部件�？蚣芙Y構柱多為矩形，從室內看，一般突出在墻面上。近年來，隨著計算技術的發展，隨著對室內空間要求的提高，異形柱逐漸流行，l、t、十形柱也被使用。在一些大型建筑中，圓柱也被使用。

梁

梁在框架中起著雙重作用，梁承接板的負荷，傳遞到柱子上，通過柱子傳遞到基礎上，另一方面梁也協調柱子的內力，與柱子共同承擔縱向和水平負荷，在框架的各種負荷下的扭矩和剪力圖中

框架與框架之間的梁稱為聯系梁，理論上聯系梁不承擔荷載，僅僅連接框架。事實上，連接梁也應調整框架不均勻的受力作用，使框架的受力更加均衡。同時，一些聯系梁也承擔著從板上傳來的負荷。

板

板不僅是直接承擔垂直負荷的部件，對于水平負荷，板的作用也很重要。板是保證框架結構空間剛性的重要部件-板的平面內剛性極大，甚至可以認為無限大，因此可以對各柱承擔的側向力起到整體協調的作用，有效平衡各框架之間的力不均勻。在樓梯之間，由于沒有連續的地板，空間剛度大幅度降低，必須用四角柱穩定這個不利空間，所以很多工程師把樓梯之間的四角柱設計成比較大的尺度。

梁和板一般采用鋼筋混凝土整體澆筑，保證該空間剛性，組裝式地板不能滿足要求，因此在抗震地區需要現澆地板。

墻壁

框架結構的墻壁只有填充性的墻壁，即分隔和圍護的作用，不承擔重量和作用。沒有墻壁，框架結構仍然存在。因此，墻壁必須與框架可靠地連接，以免在意外受力時被甩出結構，但連接過密，必須與框架形成整體的工作系統，改變框架的受力狀態。

由于框架柱各自獨立地將上部負荷傳遞到地面上，可以單獨設計各個柱子的基礎，因此框架多采用柱子下面的獨立基礎。但有時由于荷載較大或地基相對軟弱，以及各個獨立基礎下的土層的差異，獨立基礎之間會形成地基的不均勻變形，從而導致地上結構的裂縫；或由于獨立基礎面積過大，在實際施工中已經形成各個基礎的相連狀態，此時設計者也經常選擇柱下條形基礎。

一方面，柱子下面的條形基礎可以調整柱子之間的力，基礎負荷更均勻，另一方面，條形基礎的基礎面積大于獨立基礎，有利于基礎負荷的負荷和分布，提高了基礎的整體性。條形基礎可以設計成單向平行的條形基礎，也可以設計成相互交叉形式的交叉梁式基礎，后者的整體性更好。

對于高層框架結構或地質狀況相對較弱的區域，框架結構的基礎也可以選擇筏板式基礎-用筏板連接各柱子，協調柱子之間的作用，形成整體基礎，有利于負荷的傳遞。筏板的基礎工程非常方便，但筏板厚，混凝土用量多，選擇時要慎重。

基礎和基礎之間一般設置基礎梁，其作用是平衡柱承擔的扭矩，減少基礎因扭矩作用產生的偏心。

計算平面

由于框架結構的橫向柱數量少，剛度弱，同時由于計算技術的制約，傳統的框架結構設計多進行橫向平面結構的設計計算，使橫向梁在設計中成為框架梁。相對橫向結構的縱柱多，剛性大，一般只進行結構處理，縱向框架與框架之間連接的梁成為連接梁。但是，隨著現代建筑體型的復雜化和計算技術的發展，現代框架結構有時很難明顯區分框架梁和聯系梁。

框架結構一般采用正交矩形柱網的方式，整體平面也形成矩形。當然，這并不是絕對的，計算技術的發展已經可以保證現代工程技術的入員，在面對任何復雜的平面時，都可以做出令人滿意的設計。

計算荷載傳遞

框架結構中，受力主要是垂直力與水平力兩類。垂直荷載源于自重、以及各種活荷載，除非特殊荷載，多數垂直荷載被設計成均布荷載，可能直接作用在框架上（樓板搭載框架梁上），也可能通過其他構件（次梁）以集中荷載的方式傳遞至框架上（樓板搭在非框架梁的次梁上，再由次梁傳遞至框架梁上）�？蚣芙Y構的垂直負荷由梁板系統承擔，進而傳遞給柱子，從柱子傳遞給基礎。

水平負荷主要由風和地震的作用產生。地板承擔建筑物的主要重量，地震時地板高度會產生巨大的地震力，因此一般將水平地震負荷簡化為地板高度的水平集中力�？蚣艹袚�的風力作用在建筑物的側壁上，通過側壁傳遞到承擔墻壁的框架梁上，因此風力負荷對框架也可以簡化為集中作用。也就是說，水平負荷作用的簡化結構是作用于各層高的水平集中負荷。

框架結構的內力圖

從內力圖可以看出，框架結構的梁、柱共同協調受力，等跨結構的中柱在垂直負荷的作用下，不承擔扭矩，其他情況下，柱必須彎曲。這對頂柱來說，軸向作用的負荷小，扭矩作用更加明顯。

框架結構的計算方法簡述

在實際工程設計中，框架結構的內力基本上由計算機精確分析完成。但是，手工算法也有時被采用，主要是對簡單的框架進行初步分析，理解手工算法，把握框架結構的力學概念和結構結構是很重要的。

1.縱向負荷作用下的近似計算-分層計算法。

根據正確的分析法和矩圖，在垂直負荷的作用下，多層跨框架側移小，各層負荷對其他層部件的內力影響也小，因此在計算中可以簡化。分層算法的基本假設是，在垂直負荷的作用下，可以忽視框架的側向位移，忽視本層梁的垂直負荷對其他各層梁的內力的影響。此時，多層框架可以通過單層框架解決，在誤差允許的范圍內大大簡化了計算過程。

2.水平負荷作用下的近似計算-反彎點法。

框架結構受到的水平負荷(地震力、風力)可以簡化為節點的水平集中力。在集中力的作用下，框架梁、柱彎矩圖均為直線，部件有彎曲點-彎曲矩為0的點。如果能夠追求反向彎曲點的位置和反向彎曲點的剪切力，則可以追求框架梁、柱的內力圖。

框架梁線剛度與柱線剛度之比大于3時，框架上部各層節點的實測角度小，可在計算中簡化和忽視。在計算中，在確定各柱之間的剪力分配時，如果認為框架梁的線剛度與柱的線剛度之比無限大，則上下柱端只有側移而沒有轉角，在確定同一柱中各端的側移相等的各柱的反轉點位置時，除了下層以外，認為各柱的上下角相等。這樣，工作點的位置確定在柱子的中部，采用剪力分配法，可以尋求框架結構的內力圖。(剪切力分配法見排架部分)

3.在水平負荷作用下改善反彎點法-D值法。

改進的反彎點法是在分析多層框架受力和變形特征的基礎上，提出修正柱的抗側移剛度和調整反轉點高度的方法。修正后柱的抗側移剛度用d表示，稱為d值法。

其兩個改進是:一個是增加柱子的側移剛度修正系數，反映了節點旋轉降低柱子抵抗側移的能力，根據梁柱線剛度比值可以計算柱子的側移剛度；二是調整彎曲點的高度，經分析，拄的彎曲點的高度與柱子的上下兩端的角度有關，柱子的彎曲點不一定位于柱子的中心高度。

根據d值法，可以更準確地分析框架結構在側向力作用下的變形和受力。

框架設計概念原則

框架結構屬于高次超靜態結構，計算復雜，可依靠計算機進行精確分析，但必須基于概念設計。對于框架結構設計，其概念原則包括:

強柱弱梁、強節弱桿、強剪弱彎曲、強壓弱彎曲

這是從破壞的延展性和相對脆性的角度和重要性兩個方面考慮的結果。

強柱弱梁-在結構破壞過程中，柱的破壞會導致整體或局部結構的崩潰，因此必須更加堅固地設計柱的相對梁，由于其故障一般不會導致整體結構的問題，因此相對次要。此外，柱子的破壞可能會出現相對脆性的情況，梁的破壞一般是延性的，因此柱子的設計必須選擇更高的可靠性。

強節弱桿-節點與部件的設計關系。這一方面是節點是部件的聯系，節點的破壞比部件的破壞嚴重得多，另一方面，在現代的設計計算理論中，部件的設計已經成熟，節點的設計還沒有完善的理論。

強剪弱彎-與彎曲的破壞過程相比，部件的剪切破壞過程表現出相對脆性，而且剪切計算的計算公式也表現出更多的經驗性而不是理論性，防止剪切破壞是防止整個結構破壞的重點之一。

強壓弱拉伸-破壞結構更多拉伸特征是設計的關鍵之一。鋼筋混凝土結構的壓力破壞是混凝土的破壞，是脆性的拉伸破壞是鋼筋的屈服破壞，是延性的。因此，設計者希望將結構設計成以拉伸破壞為特征的系統。