框架结构是由梁和柱组成的承重体系,通过梁柱节点传递荷载,墙体仅起围护和分隔作用,具有空间分隔灵活、自重轻、节省材料等优势,但侧向刚度较小且不适合超高层建筑。
框架结构由梁、柱通过节点连接,共同承受竖向荷载(如自重、楼板荷载)和水平荷载(如风荷载、地震力)。其核心设计逻辑是荷载从楼板传递到梁,再由梁传递到柱,最终传至地基。该结构的墙体采用轻质材料(如加气混凝土、空心砖),仅作为非承重围护体,赋予建筑高度空间灵活性,适用于需要大开间或灵活分区的建筑,如办公大楼、商场等。
在力学性能上,梁柱节点通过刚性连接或铰接传递力,形成双向抗侧力体系。钢框架和钢筋混凝土框架因材料强度与延性优异,成为主流选择。框架结构的侧向刚度较弱,层数过多时易产生过大层间位移,非结构构件(如隔墙)可能受损,因此高度通常限制在15层以内,超高层建筑多采用剪力墙或筒体结构弥补不足。
施工方面,框架结构的梁柱构件可标准化预制或现浇,适合工业化生产,提高效率。但施工复杂度高,节点处理、模板安装耗时,且受气候影响显著。设计时需通过有限元分析精准计算内力分布,利用反弯点法或分层计算法解决荷载传递问题。
总结:框架结构以灵活性与经济性见长,但受限于侧向刚度与施工难度。合理选用混凝土或钢框架,并配合抗震设计,能平衡性能与成本需求,适用于中高层及需要开放空间的建筑场景。