《多層框架結(jié)構(gòu) 》PPT課件

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1、 結(jié) 構(gòu) 組 成 和 結(jié) 構(gòu) 布 置 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 計(jì) 算 簡 圖 及 荷 載 豎 向 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 的 近 似 計(jì) 算水 平 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 和 側(cè) 移 的 近 似 計(jì) 算荷 載 效 應(yīng) 組 合 和 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)框 架 結(jié) 構(gòu) 的 構(gòu) 造 要 求結(jié) 構(gòu) 組 成 和 結(jié) 構(gòu) 布 置 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 計(jì) 算 簡 圖 及 荷 載 計(jì) 算 分 層 法 、 彎 矩 二 次 分 配 法 ， 值 法 13.1 框 架 結(jié) 構(gòu) 組 成 與 結(jié) 構(gòu) 布 置1 框 架 結(jié) 構(gòu) 組 成框 架 結(jié) 構(gòu) （ frame structure） 是 由

2、 梁 和 柱 連 接 而 成 的 結(jié) 構(gòu) 。 梁 柱連 接 處 為 剛 節(jié) 點(diǎn) ， 柱 底 支 座 一 般 為 固 定 約 束 ， 如 圖 (a)所 示 。 如梁 與 柱 為 鉸 接 ， 就 稱 為 排 架 結(jié) 構(gòu) ， 如 圖 (b)所 示 。一 、 結(jié) 構(gòu) 組 成 及 特 點(diǎn) 框 架 結(jié) 構(gòu) u框 架 結(jié) 構(gòu) 為 高 次 超 靜 定 結(jié) 構(gòu) ， 既 承 受 豎 向 荷 載 ， 又 承 受 水 平作 用 力 。u為 利 于 結(jié) 構(gòu) 受 力 ， 框 架 梁 宜 拉 通 、 對(duì) 直 ,框 架 柱 宜 縱 橫 對(duì) 齊 、上 下 對(duì) 中 。 但 有 時(shí) 由 于 使 用 功 能 或 建 筑 造 型 上

3、的 要 求 ， 框 架 也可 做 成 抽 梁 、 抽 柱 、 內(nèi) 收 、 外 挑 、 斜 梁 、 斜 柱 等 。 如 圖 所 示 。2 框 架 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) u在 豎 向 荷 載 和 水 平 荷 載 作 用 下 ， 框 架 結(jié) 構(gòu) 各 構(gòu) 件 將 產(chǎn) 生 內(nèi) 力和 變 形 ， 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 側(cè) 移 一 般 由 兩 部 分 組 成 ： 由 豎 向 荷 載 和 水平 力 引 起 的 樓 層 剪 力 ， 使 梁 、 柱 構(gòu) 件 產(chǎn) 生 彎 曲 變 形 ， 形 成 框 架結(jié) 構(gòu) 的 整 體 剪 切 變 形 us； 由 水 平 力 引 起 的 傾 覆 力 矩 ， 使 框 架 柱產(chǎn) 生 軸 向 變

4、 形 （ 一 側(cè) 柱 拉 伸 ， 另 一 側(cè) 柱 壓 縮 ） ， 形 成 框 架 結(jié) 構(gòu)的 整 體 彎 曲 變 形 ub。 如 圖u當(dāng) 框 架 結(jié) 構(gòu) 房 屋 的 層 數(shù) 不 多 時(shí) ， 其 側(cè) 移 主 要 表 現(xiàn) 為 整 體 剪 切變 形 ， 整 體 彎 曲 變 形 的 影 響 很 小 。 3、 框 架 結(jié) 構(gòu) 體 系 的 優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) ：u由 于 框 架 結(jié) 構(gòu) 是 梁 柱 組 成 的 承 重 結(jié) 構(gòu) ， 墻 體 不 承 重 ， 故 其 平面 布 置 較 其 它 結(jié) 構(gòu) 形 式 靈 活 ， 可 根 據(jù) 使 用 要 求 分 隔 空 間 ， 特 別是 可 做 成 大 空 間 的 會(huì) 議 室

5、 、 營 業(yè) 廳 及 餐 廳 等 。 也 可 按 需 要 做 成小 房 間 。u建 筑 立 面 容 易 處 理 ； 結(jié) 構(gòu) 自 重 較 輕 ；u計(jì) 算 理 論 比 較 成 熟 ； 在 一 定 高 度 范 圍 內(nèi) 造 價(jià) 較 低 。缺 點(diǎn) ：v由 于 結(jié) 構(gòu) 的 抗 側(cè) 剛 度 較 低 ， 水 平 荷 載 作 用 下 側(cè) 移 變 形 大 ， 在地 震 設(shè) 防 烈 度 較 高 的 地 區(qū) ， 結(jié) 構(gòu) 的 高 度 受 到 限 制 ， 在 非 地 震 設(shè)防 地 區(qū) ， 也 不 宜 超 過 60 m。 二 、 鋼 筋 混 凝 土 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 分 類 按 施 工 方 法 的 不 同 ， 可 分 為

6、 全 現(xiàn) 澆 式 、 半 現(xiàn) 澆 式 、 裝 配 式 和 裝 配整 體 式 。1、 全 現(xiàn) 澆 式 梁 、 柱 、 樓 板 均 為 現(xiàn) 澆 砼 。 施 工 時(shí) 每 層 的 柱 與其 上 的 梁 板 同 時(shí) 支 模 、 扎 筋 ， 并 一 次 性 澆 注 砼 。 該 形 式 整 體 性 好 ，利 于 抗 震 。2、 半 現(xiàn) 澆 式 梁 、 柱 為 現(xiàn) 澆 ， 樓 板 為 預(yù) 制 ， 由 于 樓 板 采 用 了預(yù) 制 板 ， 因 此 可 大 大 減 少 現(xiàn) 場 澆 注 砼 的 工 作 量 ， 節(jié) 省 大 量 模 板 ，提 高 施 工 效 率 。3、 裝 配 式 梁 、 柱 及 板 均 為 預(yù) 制

7、， 三 者 通 過 焊 接 拼 裝 連 接 成整 體 。 此 種 方 式 施 工 速 度 快 ， 但 整 體 性 較 差 ， 不 宜 在 地 震 區(qū) 應(yīng) 用 。 4、 裝 配 整 體 式 梁 、 柱 、 樓 板 均 為 預(yù) 制 ， 在 吊 裝 就 位 后 ， 再澆 注 部 分 砼 而 將 梁 、 柱 、 板 連 接 成 整 體 。 該 形 式 既 具 有 較 好 的 整體 性 和 抗 震 性 能 ， 又 可 采 用 預(yù) 制 構(gòu) 件 ,減 少 現(xiàn) 場 澆 注 砼 的 工 作 量 ，兼 有 二 者 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 但 節(jié) 點(diǎn) 區(qū) 現(xiàn) 場 澆 注 施 工 復(fù) 雜 。 三 、 結(jié) 構(gòu) 布 置 （ st

8、ructural configuration） 框 架 結(jié) 構(gòu) 布 置 主 要 是 確 定 柱 在 平 面 上 的 排 列 方 式 （ 柱 網(wǎng) 布置 ） 、 選 擇 結(jié) 構(gòu) 承 重 方 案 和 變 形 縫 的 設(shè) 置 。 民 用 建 筑 柱 網(wǎng) 布 置 （ 一 ） 結(jié) 構(gòu) 布 置 原 則1、 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 高 寬 比 應(yīng) 滿 足 相 應(yīng) 的 要 求 ?？?架 結(jié) 構(gòu) 的 高 寬 比 是 對(duì) 框 架 結(jié) 構(gòu) 剛 度 、 整 體 穩(wěn) 定 性 、 承 載 能 力和 經(jīng) 濟(jì) 合 理 性 的 宏 觀 控 制 參 數(shù) 。 高 層 建 筑 砼 結(jié) 構(gòu) 技 術(shù) 規(guī) 程 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 最 大 適 用

9、 高 度 和 高 寬 比 將 鋼 筋 砼 高 層 建 筑 分 為 A級(jí) 、B級(jí) 兩 類 。 （ 見 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) ） 通 常 情 況 下 ， 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 高 寬比 應(yīng) 符 合 表 中 要 求 。A級(jí) 、 B級(jí) 高 度 鋼 筋 砼 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 適 用 的 最 大 高 寬 比 （ H/B)類 型 非 抗 震 設(shè) 計(jì) 抗 震 設(shè) 防 烈 度6度 、 7度 8度 9度A級(jí) 5 4 3 2 B級(jí) 8 7 6 2、 框 架 結(jié) 構(gòu) 平 面 形 狀 宜 簡 單 、 規(guī) 則 ， 剛 度 和 承 載 力 分 布 均 勻 ，不 應(yīng) 采 用 嚴(yán) 重 不 規(guī) 則 的 平 面 布 置 。 正

10、方 形 、 矩 形 、 正 多 邊 形 和圓 形 等 簡 單 的 幾 何 形 狀 有 利 于 提 高 結(jié) 構(gòu) 的 受 力 性 能 。 設(shè) 防 烈 度 L/B l/Bmax l/b6度 、 7度 6 0.35 2.08度 、 9度 5 0.30 1.5結(jié) 構(gòu) 平 面 的 長 寬 比 （ L/B） 限 值 3、 在 框 架 結(jié) 構(gòu) 布 置 中 ， 梁 、 柱 軸 線 宜 重 合 ， 如 梁 須 偏 心 放 置 時(shí) ，梁 、 柱 中 心 線 之 間 的 偏 心 距 e不 宜 大 于 柱 截 面 在 該 方 面 寬 度 的1/4。 如 偏 心 距 e大 于 該 方 向 柱 寬 的 1/4時(shí) ， 可 增

11、 設(shè) 梁 的 水 平 加 腋 。 試 驗(yàn) 表 明 ， 此 法 能 明 顯 改 善 梁 柱 節(jié) 承 受 反 復(fù) 荷 載 的 性 能 。 （ 二 ） 柱 網(wǎng) 布 置柱 網(wǎng) 框 架 柱 在 平 面 上 縱 橫 兩 個(gè) 方 向 的 排 列 。 柱 網(wǎng) 布 置 的 任 務(wù) 確 定 柱 子 的 排 列 形 式 與 柱 距 、 跨 度 。布 置 的 依 據(jù) 滿 足 建 筑 使 用 要 求 ， 同 時(shí) 考 慮 結(jié) 構(gòu) 的 合 理 性 與施 工 的 可 行 性 。 柱 網(wǎng) 的 形 式 ：對(duì) 民 用 建 筑 ， 柱 網(wǎng) 布 置 應(yīng) 與 建 筑 分 隔 墻 布 置 相 協(xié) 調(diào) ， 一 般 將 柱子 設(shè) 在 縱 橫

12、墻 交 叉 點(diǎn) 上 。常 用 跨 度 是 4.8m、 6.3m、 6m、 6.6m等 ， 常 用 柱 距 為 3.9m、4.5m、 4.8m、 5.1m、 5.4m、 5.7m、 6m。采 用 內(nèi) 廊 式 時(shí) ， 走 廊 跨 度 一 般 為 2.4m、 2.7m、 3m。 常 用 層 高為 3.0m、 3.3m、 3.6m、 3.9m、 4.2m。 內(nèi) 廊 式 柱 網(wǎng) 常 采 用 對(duì) 稱 三 跨 ， 圖 (a)， 邊 跨 跨 度 a， c可 為6 m、 6.6 m、 6.9 m等 ， 中 間 跨 為 走 廊 ， b可 取 2.43 m。開 間 方 向 柱 距 d可 取 3.68 m。對(duì) 工 業(yè)

13、 建 筑 ， 常 采 用 內(nèi) 廊 式 、等 跨 式 與 不 等 跨 式 。 等 跨 式 柱 網(wǎng) ， 圖 (b)。 適 用 于 廠 房 、 倉 庫 、 商 店等 ， 其 進(jìn) 深 方 向 柱 距 a常 為 6 m、 7.5 m、 9 m、12 m等 ， 開 間 方 向 柱 距 d一 般 為 6 m。 對(duì) 稱 不 等 跨 式對(duì) 稱 不 等 跨 柱 網(wǎng) ， 圖 (c)。 常 用 于 建 筑 平 面 寬 度 較 大 的 廠 房 。 柱 網(wǎng) 確 定 后 ， 用 梁 把 柱 連 起 來 ， 即 形 成 框 架 結(jié) 構(gòu) 。 一 般 情 況 下柱 在 兩 個(gè) 方 向 均 應(yīng) 有 梁 拉 結(jié) ， 故 應(yīng) 在 房

14、屋 縱 橫 向 均 應(yīng) 布 置 框 架梁 。 因 此 ， 實(shí) 際 的 框 架 結(jié) 構(gòu) 是 一 個(gè) 空 間 受 力 體 系 。 但 為 計(jì) 算 簡便 起 見 ， 可 把 實(shí) 際 框 架 分 成 縱 橫 兩 個(gè) 方 向 的 平 面 框 架 即 橫 向 框架 和 縱 向 框 架 來 進(jìn) 行 計(jì) 算 。 如 圖 所 示 橫 向 框 架 -由 建 筑 物 短 方 向 的 梁 柱 組 成 。 縱 向 框 架 -由 建 筑 物 長 方 向 的 梁 柱 構(gòu) 成 。 兩 向 框 架 分 別 承 受 各 自 方 向 的 水 平 荷 載 。 對(duì) 于 樓 面 豎 向 荷 載 ，可 由 橫 向 框 架 承 受 ， 也

15、可 由 縱 向 框 架 承 受 或 縱 、 橫 向 共 同 承 受 。根 據(jù) 樓 面 豎 向 荷 載 的 傳 遞 路 線 ， 可 將 框 架 的 承 重 體 系 分 為 三 種 ：（ 二 ） 承 重 框 架 布 置 方 案 1、 橫 向 框 架 承 重 樓 面 荷 載 全 部 傳 至 橫 向 框 架 梁 ， 如 圖 所 示 。 此 時(shí) 在 橫 向 布 置框 架 承 重 梁 ， 而 在 縱 向 布 置 連 系 梁 。 此 方 案 的 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 主 梁 沿橫 向 布 置 有 利 于 提 高 建 筑 物 的 橫 向 剛 度 （ 橫 向 跨 數(shù) 少 ） ， 縱 向設(shè) 較 小 的 連 系 梁 也

16、有 利 于 立 面 開 洞 。 橫 向 框 架 承 重板 主 梁 聯(lián) 系 梁 2、 縱 向 框 架 承 重 如 預(yù) 制 板 沿 橫 向 布 置 ， 樓 面 荷 載 將 傳 到 縱 向 框 架 梁 ， 如 圖 所示 ， 此 時(shí) 縱 梁 為 承 重 梁 ， 而 橫 向 為 連 系 梁 。 由 于 橫 梁 高 度 較 小 ，可 獲 得 較 高 的 室 內(nèi) 凈 高 ， 也 利 于 管 線 的 穿 行 。 該 方 案 的 缺 點(diǎn) 是 橫向 抗 側(cè) 剛 度 較 差 ， 進(jìn) 深 尺 寸 受 預(yù) 制 板 長 度 的 限 制 。主 梁 聯(lián) 系 梁板 縱 向 框 架 承 重 2、 縱 橫 向 框 架 混 合 承

17、重 兩 個(gè) 方 向 的 框 架 梁 均 承 受 樓 面 荷 載 ， 如 圖 中 的 預(yù) 制 板 布 置 以及 現(xiàn) 澆 雙 向 板 均 是 將 板 面 荷 載 向 縱 橫 向 框 架 梁 上 傳 遞 。 混 合 承 重方 案 具 有 較 好 的 整 體 工 作 性 能 ， 當(dāng) 樓 面 作 用 荷 載 較 大 時(shí) ， 常 采 用此 種 方 案 。 順 便 指 出 ， 若 樓 蓋 采 用現(xiàn) 澆 板 且 為 雙 向 板 時(shí) ， 則其 豎 向 承 重 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 為 一 空間 框 架 。 縱 橫 向 框 架 混 合 承 重 （ 四 ） 、 變 形 縫 的 設(shè) 置 變 形 縫 有 三 種 ： 伸 縮 縫

18、、 沉 降 縫 、 防 震 縫 。 1、 伸 縮 縫 是 否 設(shè) 縫 ， 與 結(jié) 構(gòu) 長 度 有 關(guān) ， 當(dāng) 長 度 超 過 規(guī) 范 對(duì) 鋼 筋 混凝 土 結(jié) 構(gòu) 規(guī) 定 的 伸 縮 縫 最 大 間 距 時(shí) ， 一 般 應(yīng) 設(shè) 縫 ， 如 不 設(shè) 縫 ，應(yīng) 驗(yàn) 算 溫 度 應(yīng) 力 并 采 取 相 應(yīng) 的 構(gòu) 造 措 施 ， 如 設(shè) 置 后 澆 帶 、 做 好保 溫 隔 熱 層 等 。 “ 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 伸 縮 縫 最 大 間 距 ” 見 表 。 伸縮 縫 寬 度 2030 mm。 結(jié) 構(gòu) 類 別 室 內(nèi) 或 土 中 露 天裝 配 式 框 架 75 50裝 配 整 體 式 、 現(xiàn)澆

19、 式 框 架 55 35表 鋼 筋 混 凝 土 框 架 結(jié) 構(gòu) 伸 縮 縫 的 最 大 間 距 （ m） 2、 沉 降 縫 如 上 部 荷 載 差 異 較 大 ， 或 地 基 土 的 物 理 力 學(xué) 指 標(biāo) 相 差 較 大 ，則 應(yīng) 設(shè) 沉 降 縫 。 沉 降 縫 可 利 用 挑 梁 或 搭 置 預(yù) 制 板 、 預(yù) 制 梁 等 方式 作 成 ， 參 見 房 屋 建 筑 學(xué) 沉 降 縫 寬 不 小 于 50 mm。3、 防 震 縫 當(dāng) 建 筑 平 面 形 狀 不 規(guī) 則 ， 豎 向 高 度 、 剛 度 、 質(zhì) 量 差 異 較 大 時(shí) ，應(yīng) 設(shè) 防 震 縫 ， 縫 寬 不 小 于 70 mm。 上

20、 述 三 縫 在 進(jìn) 行 布 置 時(shí) ， 應(yīng) 綜 合 考 慮 ， 多 縫 合 一 ， 盡 量 減 少縫 數(shù) ， 以 方 便 施 工 、 降 低 造 價(jià) 、 增 加 整 體 性 。 伸 縮 縫 和 防 震 縫只 需 將 基 礎(chǔ) 以 上 的 房 屋 分 開 ， 而 沉 降 縫 必 須 將 基 礎(chǔ) 也 分 開 。 上 節(jié) 內(nèi) 容 回 顧 框 架 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 及 的 分 類 框 架 結(jié) 構(gòu) 布 置 原 則 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 承 重 方 案 變 形 縫 的 設(shè) 置 四 、 框 架 梁 、 柱 截 面 尺 寸 框 架 結(jié) 構(gòu) 屬 于 超 靜 定 結(jié) 構(gòu) ， 其 內(nèi) 力 和 變 形 除 了 與 荷 載

21、 大 小 與 作 用 形 式 有關(guān) 外 ， 還 與 構(gòu) 件 的 截 面 剛 度 (EI)有 關(guān) ， 而 構(gòu) 件 的 截 面 剛 度 又 取 決 于 其 截 面 尺寸 ， 因 此 要 首 先 確 定 構(gòu) 件 的 截 面 尺 寸 。 框 架 梁 、 柱 截 面 尺 寸 應(yīng) 根 據(jù) 承 載 力 、剛 度 及 延 性 等 要 求 確 定 。 初 步 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 通 常 由 經(jīng) 驗(yàn) 或 估 算 先 選 定 截 面 尺 寸 ，以 后 進(jìn) 行 承 載 力 、 變 形 等 驗(yàn) 算 ， 檢 查 所 選 尺 寸 是 否 合 適 。（ 一 ） 梁 截 面 形 式 及 尺 寸 1、 截 面 形 式對(duì) 全 現(xiàn) 澆

22、整 體 式 框 架 ， 與 梁 相 連 的 樓 板 是 梁 的 翼 緣 ， 梁 截 面 為T形 或 倒 L形 ；當(dāng) 采 用 預(yù) 制 板 樓 蓋 時(shí) ， 框 架 梁 為 矩 形 或 T形 ； 有 時(shí) 為 減 小 樓 蓋 結(jié) 構(gòu) 高 度 ， 增 加 室 內(nèi) 凈 高 ， 框 架 梁 截 面 常 做成 花 籃 形 或 十 字 形 ；對(duì) 裝 配 整 體 式 框 架 ， 其 框 架 梁 為 部 分 預(yù) 制 、 部 分 現(xiàn) 澆 ， 稱 為 迭合 梁 。連 系 梁 的 截 面 多 做 成 T形 、 形 、 L形 、 形 、 Z形 等 2、 截 面 尺 寸框 架 梁 截 面 尺 寸 按 下 式 確 定 ：截 面

23、 高 度 h=l0/8l0/12，截 面 寬 度 b=h/2h/3， 且 不 宜 小 于 0.5柱 寬 , 且 不 應(yīng) 小 于 250mm l0梁 的 計(jì) 算 跨 度 梁 截 面 慣 性 矩 3、 框 架 梁 截 面 的 慣 性 距 I 按 矩 形 截 面 （ 圖 中 陰 影 部 分 ） 計(jì) 算 出 慣 性 矩 I0， 再 根 據(jù) 樓 板的 形 式 進(jìn) 行 修 正 求 得 I。 （ 1） 現(xiàn) 澆 整 體 式 框 架 中 框 架 梁 截 面 的 慣 性 矩 I =2I0， 邊 框 架 梁的 截 面 的 慣 性 矩 I =1.5I0。 （ 2） 預(yù) 制 裝 配 式 框 架 I =I0。 （ 3）

24、裝 配 整 體 式 框 架 中 框 架 梁 的 I=1.5I0 ， 邊 框 架 梁 的 I =1.2I0 。4、 梁 的 線 剛 度 i b 30 121 bbhbI 0cb l IEi （ 二 ） 框 架 柱 截 面 形 式 及 尺 寸1、 截 面 形 式 一 般 為 方 形 或 矩 形 。 2、 截 面 尺 寸 框 架 柱 的 截 面 尺 寸 一 般 按 下 列 公 式 估 算 。（ 1） 按 高 寬 比 計(jì) 算 ccic bhHb )()( 21151201 ，Hi層 高 Ac N /fc = (1.11.2)Nv / fc （ 2） 按 軸 壓 構(gòu) 件 估 算式 中 Ac為 柱 截 面

25、 面 積 ； Ac=bc hcN為 柱 所 承 受 的 軸 向 壓 力 設(shè) 計(jì) 值 ；Nv根 據(jù) 柱 支 承 的 樓 面 面 積 計(jì) 算 由 豎 向 荷 載 產(chǎn) 生 的 軸 向 力 設(shè) 計(jì) 值 ；計(jì) 算 時(shí) ， 可 近 似 將 樓 面 板 沿 柱 軸 線 之 間 的 中 線 劃 分 ， 恒 載 與 活載 的 分 項(xiàng) 系 數(shù) 均 取 1.25。 或 者 直 接 近 似 取 （ 1214） kN/m2計(jì)算 。fc為 混 凝 土 軸 心 抗 壓 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 。 4800 480072006000 層 數(shù) 為 6層 ,C30砼 底 層 中 柱 的 軸 力 估 算 ： N=1.1Nv=1.1 1

26、2 4.8 0.5(7.2+6.0) 6=2509kN Ac=N/fc=2509000/14.3=175454mm2采 用 方 形 截 面 柱 ， 截 面 尺 寸 可 初 步 定 為 ： b h=450mm 450mm （ 3） 按 構(gòu) 造 要 求 確 定矩 形 截 面 框 架 柱 的 邊 長 在 非 抗 震 設(shè) 計(jì) 時(shí) 不 宜 小 于 250mm， 抗 震設(shè) 計(jì) 時(shí) 不 宜 小 于 300mm； 圓 柱 截 面 直 經(jīng) 不 宜 小 于 350mm， 為 避免 柱 產(chǎn) 生 剪 切 破 壞 ， 柱 凈 高 與 截 面 長 邊 之 比 不 宜 小 于 4。（ 4） 抗 震 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 為 防

27、止 柱 發(fā) 生 脆 性 破 壞 ， 上 述 方 法 確 定 的截 面 尺 寸 上 應(yīng) 滿 足 軸 壓 比 的 要 求 ：抗 震 等 級(jí) 為 一 級(jí) 時(shí) 650fhb N ccc .抗 震 等 級(jí) 為 二 級(jí) 時(shí) 750fhb N ccc .抗 震 等 級(jí) 為 三 級(jí) 時(shí) 850fhb N ccc . 3、 框 架 柱 截 面 的 慣 性 矩 3121 cchbI 4、 框 架 柱 的 線 剛 度 icb HIEi 為 減 少 構(gòu) 件 類 型 ， 以 簡 化 施 工 ， 多 層 房 屋 的 柱 截 面 沿 房 屋 高度 不 宜 改 變 。 高 層 建 筑 的 柱 截 面 沿 房 屋 高 度 可

28、根 據(jù) 房 屋 層 數(shù) 、高 度 、 荷 載 等 情 況 保 持 不 變 或 做 12次 改 變 。 當(dāng) 柱 截 面 沿 房 屋高 度 變 化 時(shí) ， 中 間 柱 宜 使 上 下 柱 軸 線 重 合 ， 邊 柱 和 角 柱 宜 使 截面 外 邊 線 重 合 。 一 、 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 計(jì) 算 簡 圖1、 計(jì) 算 單 元 確 定 框 架 結(jié) 構(gòu) 是 一 個(gè) 空 間 受 力 體 系 ， 為 方 便 起 見 ， 常 常 忽 略 結(jié) 構(gòu) 縱 向 和 橫 向 之 間 聯(lián)系 ， 將 一 個(gè) 較 規(guī) 則 的 空 間 框 架 分 解 為 若 干 個(gè) 橫 向 和 縱 向 平 面 框 架 進(jìn) 行 分 析 ，

29、每 榀平 面 框 架 為 一 計(jì) 算 單 元 。 13.2 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 計(jì) 算 簡 圖 及 荷 載 當(dāng) 采 用 橫 向 框 架 承 重 時(shí) ， 截 取 的 橫 向 框 架 應(yīng) 承 受 陰 影 范 圍 內(nèi) 的全 部 豎 向 荷 載 和 水 平 荷 載 ， 陰 影 范 圍 一 般 以 柱 距 中 線 來 劃 分 ， 如圖 (a)所 示 。 而 縱 向 框 架 不 承 受 樓 面 （ 屋 面 ） 傳 來 的 豎 向 荷 載 ， 僅承 受 本 身 的 自 重 和 砌 筑 于 其 上 的 填 充 墻 重 。當(dāng) 采 用 縱 向 框 架 承 重 時(shí) ， 截 取 的 縱 向 框 架 應(yīng) 承 受 陰 影

30、 范 圍 內(nèi) 的全 部 豎 向 荷 載 和 水 平 荷 載 ， 橫 向 框 架 不 承 受 樓 面 （ 屋 面 ） 傳 來 的豎 向 荷 載 ， 僅 承 受 本 身 的 自 重 和 砌 筑 于 其 上 的 填 充 墻 重 。 當(dāng) 采 用 縱 橫 向 框 架 混 合 承 重 時(shí) ， 應(yīng) 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 具 體 布 置 ， 按 樓蓋 結(jié) 構(gòu) 的 實(shí) 際 荷 載 傳 遞 情 況 進(jìn) 行 計(jì) 算 。 u對(duì) 于 結(jié) 構(gòu) 中 部 的 各 橫 向 平 面 框 架 ， 條 件 相 同 ， 只 需 計(jì) 算 一 個(gè) 即可 代 表 全 部 。 對(duì) 縱 向 框 架 則 各 不 相 同 ， 應(yīng) 分 別 進(jìn) 行 計(jì)

31、算 。 框 架 結(jié) 構(gòu) 計(jì) 算 簡 圖 2.跨 度 與 層 高 的 確 定 l在 計(jì) 算 簡 圖 中 ， 桿 件 用 其 軸 線 來 表 示 ；l框 架 梁 的 跨 度 取 柱 子 的 軸 線 之 間 的 距 離 ， 當(dāng) 上 下 層 柱 截 面 尺寸 變 化 時(shí) ， 一 般 以 最 小 截 面 的 形 心 線 來 確 定 。 l為 方 面 計(jì) ,框 架 柱 的 計(jì) 算 高 度 可 取 各 層 層 高 ,即 樓 面 至 樓 面 之間 的 距 離 ， 但 底 層 柱 計(jì) 算 高 度 取 基 礎(chǔ) 頂 面 至 二 層 樓 板 頂 面 之間 的 距 離 。l跨 度 相 差 不 超 過 10%時(shí) ,按 等

32、 跨 計(jì) 算 內(nèi) 力 ; l屋 面 斜 梁 坡 度 不 超 過 1/8時(shí) ,按 水 平 梁 計(jì) 算 . 在 實(shí) 際 工 程 中 ， 框 架 柱 的 截 面 尺 寸 通 常 沿 房 屋 高 度 變 化 。 1、 當(dāng) 上 層 柱 截 面 尺 寸 減 小 但 其 形 心 軸 仍 與 下 層 柱 的 形 心 軸 重 合時(shí) ， 其 計(jì) 算 簡 圖 與 各 層 柱 截 面 不 變 時(shí) 的 相 同 。 2、 當(dāng) 上 、 下 層 柱 截 面 尺 寸 不 同 且 形 心 軸 也 不 重 合 時(shí) ， 一 般 采 取近 似 方 法 ， 即 將 頂 層 柱 的 形 心 線 作 為 整 個(gè) 柱 子 的 軸 線 ， 但

33、是 必須 注 意 ， 在 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 內(nèi) 力 和 變 形 分 析 中 ， 各 層 梁 的 計(jì) 算 跨 度及 線 剛 度 仍 應(yīng) 按 實(shí) 際 情 況 取 ； 3、 尚 應(yīng) 考 慮 上 、 下 層 柱 軸 線 不 重 合 ， 由 上 層 柱 傳 來 的 軸 力 在 變截 面 處 所 產(chǎn) 生 的 力 矩 。 此 力 矩 應(yīng) 視 為 外 荷 載 ， 與 其 他 豎 向 荷 載一 起 進(jìn) 行 框 架 內(nèi) 力 分 析 。 變 截 面 柱 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 計(jì) 算 簡 圖 裝 配 式 框 架 的 鉸 節(jié) 點(diǎn)框 架 柱 與 基 礎(chǔ) 的 連 接3.節(jié) 點(diǎn) 的 簡 化 對(duì) 現(xiàn) 澆 式 框 架 和 裝 配

34、 整 體 式 框 架 ， 梁 與 柱 的 連 接 點(diǎn) 可 處 理 為剛 結(jié) 點(diǎn) 。 預(yù) 制 裝 配 式 框 架 節(jié) 點(diǎn) 為 鉸 節(jié) 點(diǎn) 。 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 基 礎(chǔ) 如 采 用現(xiàn) 澆 式 獨(dú) 立 基 礎(chǔ) 或 條 形基 礎(chǔ) 等 形 式 時(shí) ， 可 簡 化為 固 定 約 束 ， 當(dāng) 為 預(yù) 制柱 杯 形 基 礎(chǔ) 時(shí) ， 應(yīng) 視 構(gòu)造 措 施 的 不 同 分 別 簡 化為 固 定 支 座 和 鉸 支 座 。 如 圖 框 架 結(jié) 構(gòu) 計(jì) 算 簡 圖 返 回柱 距 柱 距 跨度跨度 二 、 框 架 結(jié) 構(gòu) 上 的 荷 載 計(jì) 算l作 用 于 框 架 結(jié) 構(gòu) 上 的 荷 載 有 豎 向 荷 載 和 水

35、平 荷 載 兩 種 。l豎 向 荷 載 包 括 結(jié) 構(gòu) 自 重 、 樓 面 及 屋 面 活 荷 載 、 雪 載 等 。 豎 向荷 載 一 般 為 分 布 荷 載 和 次 梁 傳 來 的 為 集 中 力 。l水 平 荷 載 包 括 風(fēng) 荷 載 和 水 平 地 震 作 用 。 水 平 荷 載 均 簡 化 為 作用 于 框 架 節(jié) 點(diǎn) 上 集 中 力 。 （ 一 ） 恒 荷 載 恒 荷 載 包 括 自 重 、 構(gòu) 造 層 重 、 固 定 設(shè) 備 重 等 。 恒 荷 載 的 標(biāo) 準(zhǔn) 值可 按 設(shè) 計(jì) 尺 寸 與 材 料 自 重 標(biāo) 準(zhǔn) 值 （ 容 重 ） 計(jì) 算 。 材 料 容 重 可 查 建 筑 結(jié)

36、 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范 （ GB5009-2001) 。u作 用 形 式 ： 一 般 是 分 布 荷 載 （ 均 布 、 梯 形 或 三 角 形 分 布 ） ； 當(dāng) 在 框 架 梁 上 布 置 次 梁 時(shí) ， 承 受 次 梁 傳 來 的 集 中 力 作 用 。 4800 480072006000 KJ-2 KJ-3KJ-2 KJ-3 （ 二 ） 樓 面 、 屋 面 活 荷 載 1、 樓 面 活 荷 載 的 標(biāo) 準(zhǔn) 值 及 其 準(zhǔn) 永 久 值 系 數(shù) 按 建 筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī)范 （ GB5009-2001)取 用 。2、 由 于 作 用 于 多 層 房 屋 樓 面 上 的 活 荷 載 ， 不

37、 可 能 同 時(shí) 均 達(dá) 到 規(guī)范 所 給 的 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ， 所 以 在 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 可 對(duì) 樓 面 活 載 進(jìn) 行 折 減 。對(duì) 于 樓 面 梁 ， 當(dāng) 其 負(fù) 荷 面 積 大 于 25m2時(shí) ， 折 減 系 數(shù) 為 0.9。對(duì) 于 墻 、 柱 、 基 礎(chǔ) ， 則 需 根 據(jù) 計(jì) 算 截 面 以 上 樓 層 數(shù) 的 多 少 取 不同 的 折 減 系 數(shù) ， 如 表 13-5所 示 。3、 屋 面 均 布 活 荷 載工 業(yè) 與 民 用 建 筑 的 屋 面 其 水 平 投 影 面 上 的 均 布 活 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 按 建 筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范 取 用 。 活 荷 載 作 用

38、 形 式 ： 同 恒 載 作 用 形式 。 （ 三 ） 屋 面 雪 荷 載屋 面 水 平 投 影 面 上 的 雪 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 按 下 式 計(jì) 算 ：0ss rk sk雪 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ， kN/m2； r屋 面 積 雪 分 布 系 數(shù) ， 按 荷 載 規(guī) 范 取 用 ；s0基 本 雪 壓 ， kN/m2。 按 荷 載 規(guī) 范 取 用 ； 注 意 ： 建 筑 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 屋 面 活 荷 載 與 雪 荷 載 不 應(yīng) 同 時(shí)考 慮 。 取 二 者 較 大 值 采 用 。 （ 四 ） 風(fēng) 荷 載 計(jì) 算風(fēng) 荷 載 的 計(jì) 算 方 法 與 單 層 廠 房 基 本 相 同 ， 風(fēng)

39、 荷 載 體 型 系 數(shù) s可 按 建 筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范 取 用 。垂 直 于 建 筑 物 表 面 的風(fēng) 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 計(jì) 算 公 式 風(fēng) 載 體 型 系 數(shù) ,對(duì) 矩 形 平 面 的 多 層 框 架 , 可 取 1.3； 風(fēng) 壓 高 度 變 化 系 數(shù) ， 根 據(jù) 每 層 柱 頂 標(biāo) 高 按 第 12章 表 12-5 取 用 ； 風(fēng) 振 系 數(shù) ， 對(duì) 多 層 框 架 1.0 w 0基 本 風(fēng) 壓 （ kN/m2)。 按 荷 載 規(guī) 范 取 用框 架 上 沿 高 度 作 用 的 風(fēng) 荷 載 如 圖 所 示 。 0ww szzk (kN/m2) 在 內(nèi) 力 分 析 時(shí) ， 可

40、以 將 沿 框 架 柱 的 分 布風(fēng) 載 進(jìn) 一 步 簡 化 為 作 用 于 框 架 節(jié) 點(diǎn) 的 水平 集 中 風(fēng) 荷 載 Fi（ 如 圖 (b)所 示 ） ， 其值 為 ： F K3FK1FK2BH.wBHwF kkk 33443 50 )( 2233 332 50 5050 HwHwB. BH.wBH.wF kk 2k2kk )( 112 11221 50 5050 HwHwB. BHw.BHw.F k2k kkk H1H2H3 H4wki H1H2H3H4FK3FK1FK2H4、 H3、 H2 、 H1： 為 女 兒 墻 及各 層 柱 高 。（ 五 ） 水 平 地 震 作 用 多 層 框

41、 架 結(jié) 構(gòu) ， 當(dāng) 高 度 不 超 過 40 m， 且 質(zhì) 量 和 剛 度 沿 高 度 分 布 比較 均 勻 時(shí) ， 可 采 用 底 部 剪 力 法 計(jì)算 水 平 地 震 作 用 。 詳 見 建 筑 抗震 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 （ GB50011-2001) Fki作 用 于 框 架 節(jié) 點(diǎn) 的 水 平 集 中 風(fēng) 荷 載 。B計(jì) 算 單 元 寬 度 ， 一 般 為 柱 距 某 建 筑 為 現(xiàn) 澆 整 體 式 鋼 筋 砼 四 層 框 架 結(jié) 構(gòu) ， 抗 震 等 級(jí) 為 二 級(jí) ，標(biāo) 準(zhǔn) 層 層 高 為 3.6m， 基 礎(chǔ) 頂 面 埋 深 -1.4m， 結(jié) 構(gòu) 平 面 布 置 如 圖所 示 。 試

42、估 算 梁 、 柱 截 面 尺 寸 ， 并 定 性 確 定 框 架 （ KJ-1)在 恒 載作 用 下 的 計(jì) 算 簡 圖 。 采 用 C30砼 。 3300 330072006000 36003600 作 業(yè) 一KJ-1 KJ-1 次 梁 13.3 多 層 框 架 內(nèi) 力 與 側(cè) 移 的 近 似 計(jì) 算 方 法 u 豎 向 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 的 近 似 計(jì) 算u 水 平 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 的 近 似 計(jì) 算u 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 側(cè) 移 計(jì) 算 在 豎 向 荷 載 （ vertical load） 作 用 下 ， 多 、 高 層 框 架 結(jié)

43、 構(gòu) 的內(nèi) 力 可 用 力 法 、 位 移 法 等 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 方 法 計(jì) 算 。 工 程 設(shè) 計(jì) 中 ， 如采 用 手 算 ， 可 采 用 迭 代 法 、 分 層 法 、 彎 矩 二 次 分 配 法 及 系 數(shù) 法等 近 似 方 法 計(jì) 算 。 水 平 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 內(nèi) 力 和 側(cè) 移 也 可 用 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 方 法計(jì) 算 ， 常 用 的 近 似 算 法 有 迭 代 法 、 反 彎 點(diǎn) 法 、 D值 法 和 門 架 法 等 。 一 、 豎 向 荷 載 （ 恒 載 、 活 載 ） 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 計(jì) 算 在 豎 向 荷 載 作 用 下 框

44、架 結(jié) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) ： （ 1） 在 豎 向 荷 載 作 用 下 框 架 所 產(chǎn) 生 的 側(cè) 移 一 般 很 小 ， 對(duì) 結(jié) 構(gòu)控 制 內(nèi) 力 影 響 不 大 ， 可 以 忽 略 ； （ 2） 每 層 梁 上 的 荷 載 僅 對(duì) 本 層 梁 及 與 其 相 連 的 上 、 下 柱 的 內(nèi)力 產(chǎn) 生 影 響 ， 對(duì) 其 他 各 層 梁 、 柱 內(nèi) 力 的 影 響 可 忽 略 不 計(jì) 。 基 本 假 定 根 據(jù) 上 述 受 力 特 點(diǎn) ， 采 用 分 層 法 計(jì) 算 時(shí) 可 作 下 面 基 本 假 定 ： （ 1） 假 定 豎 向 荷 載 作 用 下 ， 框 架 不 發(fā) 生 側(cè) 移 ， 既 不

45、 考 慮 框架 側(cè) 移 對(duì) 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 的 影 響 ； （ 2） 假 定 作 用 在 某 層 框 架 梁 上 的 豎 向 荷 載 只 對(duì) 本 層 梁 和 與該 層 梁 相 連 的 上 、 下 框 架 柱 產(chǎn) 生 影 響 ， 而 對(duì) 其 他 樓 層 的 框 架 梁和 柱 都 不 產(chǎn) 生 影 響 。（ 一 ） 分 層 法 豎 向 荷 載 作 用 下 分 層 計(jì) 算 示 意 圖 計(jì) 算 方 法 根 據(jù) 上 述 假 定 ， 各 層 梁 上 單 獨(dú) 作 用 豎 向 荷 載 時(shí) ， 僅 在 該 層 梁 和與 之 相 連 的 上 下 層 柱 中 產(chǎn) 生 內(nèi) 力 ， 對(duì) 其 他 層 梁 及 柱 所 產(chǎn) 生

46、 的 內(nèi)力 可 忽 略 不 計(jì) 。 這 樣 框 架 結(jié) 構(gòu) 可 分 解 為 如 圖 所 示 的 獨(dú) 立 剛 架 單元 ， 柱 的 遠(yuǎn) 端 簡 化 為 固 定 支 承 。 用 彎 矩 分 配 法 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 節(jié) 點(diǎn)的 不 平 衡 彎 矩 只 在 本 單 元 內(nèi) 進(jìn) 行 分 配 傳 遞 。 （ 1） 在 計(jì) 算 單 元 中 ， 取 柱 遠(yuǎn) 端 為 固 定 ， 這 與 實(shí) 際 結(jié) 構(gòu) 有 差 異 ，為 消 除 此 影 響 ， 規(guī) 定 除 底 層 外 ， 其 它 各 層 柱 的 線 剛 度 均 乘 0.9的折 減 系 數(shù) ， 并 取 相 應(yīng) 的 傳 遞 系 數(shù) 為 1/3（ 底 層 柱 仍 為

47、 1/2）（ 2） 用 彎 矩 分 配 法 計(jì) 算 各 敞 口 框 架 的 桿 端 彎 矩 ， 由 此 所 得 的 梁端 彎 矩 即 為 其 最 后 的 彎 矩 值 ； （ 3） 由 于 每 根 柱 都 在 上 、 下 兩 個(gè) 單 元 中 用 了 一 次 ， 因 此 ， 各 柱端 彎 矩 應(yīng) 為 上 下 兩 層 單 元 柱 端 彎 矩 之 和 。（ 4） 在 桿 端 彎 矩 求 出 后 ， 可 用 靜 力 平 衡 條 件 計(jì) 算 梁 端 剪 力 及 梁跨 中 彎 矩 ； 逐 層 疊 加 柱 上 的 豎 向 荷 載 （ 包 括 節(jié) 點(diǎn) 集 中 力 、 柱 自 重等 ） 和 與 之 相 連 的 梁

48、 端 剪 力 ， 即 得 柱 的 軸 力 。 分 層 法 適 宜 于 結(jié) 構(gòu) 剛 度 與 荷 載 沿 高 度 分 布 比 較 均 勻 的 多 層 框架 的 內(nèi) 力 計(jì) 算 。 計(jì) 算 時(shí) 應(yīng) 注 意 的 問 題 ： 分 層 法 的 解 題 步 驟（ 1） 畫 出 結(jié) 構(gòu) 計(jì) 算 簡 圖 ， 并 標(biāo) 明 軸 線 尺 寸 ， 荷 載 的 大 小 和 分 布狀 態(tài) 。（ 2） 根 據(jù) 各 層 梁 上 的 豎 向 荷 載 ， 分 別 計(jì) 算 各 梁 的 固 端 彎 矩 。（ 3） 計(jì) 算 梁 、 柱 的 線 剛 度 和 各 節(jié) 點(diǎn) 的 彎 矩 分 配 系 數(shù) ， 并 注 意 除底 層 柱 外 ， 其

49、它 各 層 柱 的 線 剛 度 乘 以 0.9的 折 減 系 數(shù) 。（ 4） 用 彎 矩 分 配 法 自 上 而 下 分 層 計(jì) 算 各 節(jié) 點(diǎn) 的 桿 端 彎 矩 。 各 個(gè) 節(jié) 點(diǎn) 的 不 平 衡 彎 矩 根 據(jù) 相 連 桿 件 的 分 配 系 數(shù) 進(jìn) 行 分 配 ； 梁 和 底 層 柱 的 遠(yuǎn) 端 均 按 固 定 支 座 考 慮 ， 傳 遞 系 數(shù) 取 1/2， 其余 柱 傳 遞 系 數(shù) 為 1/3。（ 5） 疊 加 柱 端 彎 矩 ， 得 出 所 有 桿 件 的 最 后 桿 端 彎 矩 。 如 節(jié) 點(diǎn) 不平 衡 彎 矩 偏 大 ， 可 在 該 節(jié) 點(diǎn) 重 新 分 配 一 次 但 不 再

50、 傳 遞 。（ 6） 根 據(jù) 靜 力 平 衡 條 件 ， 求 出 框 架 梁 梁 端 剪 力 、 豎 向 荷 載 作 用下 的 跨 中 彎 矩 及 柱 的 軸 向 力 。（ 7） 繪 出 框 架 的 彎 矩 圖 、 剪 力 圖 、 軸 力 圖 。 （ 二 ） 彎 矩 二 次 分 配 法 該 方 法 的 特 點(diǎn) 彎 矩 二 次 分 配 法 比 分 層 法 作 了 更 進(jìn) 一 步 的 簡 化 。 在 分 層 法 中 ， 用 彎 矩 分 配 法 計(jì) 算 分 層 單 元 的 桿 端 彎 矩 時(shí) ，任 一 節(jié) 點(diǎn) 的 不 平 衡 彎 矩 都 將 影 響 到 節(jié) 點(diǎn) 所 在 單 元 中 的 所 有 桿 件

51、 。 而 彎 矩 二 次 分 配 法 則 假 定 任 一 節(jié) 點(diǎn) 的 不 平 衡 彎 矩 只 影 響 到與 該 節(jié) 點(diǎn) 相 交 的 各 桿 件 的 遠(yuǎn) 端 。 因 此 可 將 彎 矩 分 配 法 的 循 環(huán) 次 數(shù) 簡 化 到 一 次 分 配 、 一 次 傳遞 、 再 一 次 分 配 。 遠(yuǎn) 端 均 假 設(shè) 為 固 定 端 ， 傳 遞 系 數(shù) 取 為 1/2，柱 的 線 剛 度 不 再 乘 以 0.9的 系 數(shù) 進(jìn) 行 修 正 。 彎 矩 二 次 分 配 法 計(jì) 算 步 驟（ 1） 計(jì) 算 梁 柱 的 線 剛 度 和 各 節(jié) 點(diǎn) 的 桿 端 彎 矩 分 配 系 數(shù) 。 柱 的 線剛 度 不 再

52、 進(jìn) 行 修 正 。（ 2） 根 據(jù) 各 層 梁 上 的 豎 向 荷 載 ， 分 別 計(jì) 算 各 梁 的 固 端 彎 矩 。 （ 3） 計(jì) 算 框 架 各 節(jié) 點(diǎn) 的 不 平 衡 彎 矩 ， 并 對(duì) 所 有 節(jié) 點(diǎn) 的 不 平 衡 彎矩 同 時(shí) 進(jìn) 行 第 一 次 分 配 （ 其 間 不 進(jìn) 行 彎 矩 傳 遞 ） 。（ 4） 將 所 有 桿 端 的 分 配 彎 矩 同 時(shí) 向 其 遠(yuǎn) 端 傳 遞 ， 傳 遞 系 數(shù) 與 普通 彎 矩 分 配 法 相 同 （ 對(duì) 于 剛 接 框 架 ， 傳 遞 系 數(shù) 均 取 1/2） 。 （ 5） 將 各 節(jié) 點(diǎn) 因 傳 遞 彎 矩 而 產(chǎn) 生 的 新 的

53、不 平 衡 彎 矩 同 時(shí) 進(jìn) 行 第二 次 分 配 ， 使 各 節(jié) 點(diǎn) 處 于 平 衡 狀 態(tài) 。 至 此 ， 整 個(gè) 彎 矩 分 配 和 傳遞 過 程 即 告 結(jié) 束 。 （ 6） 將 各 桿 端 的 固 端 彎 矩 （ fixed-end moment） 、 第 一 次 分配 彎 矩 、 傳 遞 彎 矩 及 第 二 次 分 配 彎 矩 疊 加 求 出 桿 端 最 終 彎 矩 。（ 7） 根 據(jù) 靜 力 平 衡 條 件 ， 求 出 框 架 梁 梁 端 剪 力 、 豎 向 荷 載 作 用下 的 跨 中 彎 矩 及 柱 的 軸 向 力 。 上 節(jié) 內(nèi) 容 回 顧 豎 向 荷 載 作 用 下 內(nèi)

54、 力 計(jì) 算 的 方 法 分 層 法 豎 向 荷 載 作 用 下 內(nèi) 力 計(jì) 算 的 方 法 彎 矩 二 次 分配 法 （ 三 ） 豎 向 荷 載 作 用 下 梁 端 剪 力 、 跨 中 彎 矩 和 柱 軸 力 計(jì) 算 1.梁 端 剪 力 根 據(jù) 兩 端 彎 矩 和 荷 載 的 實(shí) 際 作 用 情 況 ， 利 用 靜 力 平 衡 條 件 可 求得 梁 端 剪 力 。 l/)MM(VV l/)MM(VV rblbrrb rblbllb 00 按 簡 支 梁 計(jì) 算 的 支 座 左 端 、 右 端 的 剪 力 ,以 使 所 取 脫 離 體 順 時(shí) 針 轉(zhuǎn) 動(dòng) 為 正 ; 梁 端 彎 矩 ,以 繞

55、桿 端 順 時(shí) 針 轉(zhuǎn) 動(dòng) 為 正 。rl VV 00、 rblb MM 、 （ 三 ） 豎 向 荷 載 作 用 下 梁 端 剪 力 、 跨 中 彎 矩 和 柱 軸 力 計(jì) 算 2.梁 跨 中 彎 矩 根 據(jù) 兩 端 彎 矩 和 荷 載 的 實(shí) 際 作 用 情 況 ， 利 用 靜 力 平 衡 條 件 可 求得 跨 中 彎 矩 。 2 0 /)MM(MM rblbc 按 簡 支 梁 計(jì) 算 的 梁 跨 中 彎 矩 梁 端 彎 矩 。注 :均 取 絕 對(duì) 值0M rblb MM 、 （ 三 ） 豎 向 荷 載 作 用 下 梁 端 剪 力 、 跨 中 彎 矩 和 柱 軸 力 計(jì) 算 3.柱 軸 力

56、計(jì) 算 根 據(jù) 節(jié) 點(diǎn) 上 柱 傳 來 的 軸 力 Nu和 左 右 梁 傳 來 的 剪 力 ， 利 用 節(jié)點(diǎn) 靜 力 平 衡 條 件 ， 即 可 求 得 下 柱 軸 力 (壓 為 正 拉 為 負(fù) )Nlrlul VVNN NuN lVl Vr （ 一 ） 水 平 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 受 力 及 變 形 特 點(diǎn)二 、 水 平 荷 載 作 用 下 的 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 近 似 計(jì) 算 反 彎 點(diǎn) 法 風(fēng) 荷 載 或 水 平 地 震 對(duì) 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 作 用 ， 一 般 可 簡 化 為 作 用于 框 架 節(jié) 點(diǎn) 上 的 水 平 集 中 力 ， 在 此 荷 載 的 作

57、用 下 ， 框 架 結(jié) 構(gòu) 上的 彎 矩 特 征 如 圖 13-8所 示 ， 變 形 如 圖 13-9所 示 。 其 受 力 與 變 形具 有 如 下 特 點(diǎn) ： （ 1） 各 桿 的 彎 矩 為 直 線 分 布 ， 且 每 個(gè) 桿 均 有 一 個(gè) 零 彎 矩 點(diǎn) 即反 彎 點(diǎn) ； （ 2） 在 固 定 端 處 ， 角 位 移 為 零 ,但 上 部 各 層 節(jié) 點(diǎn) 均 有 轉(zhuǎn) 角 存 在 ,節(jié) 點(diǎn) 的 轉(zhuǎn) 角 隨 梁 柱 線 剛 度 比 的 增 大 而 減 小 ； （ 3） 如 忽 略 梁 的 軸 向 變 形 ， 同 層 內(nèi) 各 節(jié) 點(diǎn) 具 有 相 同 的 側(cè) 向 位移 ， 同 層 各 柱 具

58、 有 相 同 的 層 間 相 對(duì) 位 移 。 （ 二 ） 解 題 思 路 鑒 于 框 架 結(jié) 構(gòu) 在 水 平 荷 載 作 用 下 具 有 上 述 受 力 變 形 特 點(diǎn) ， 如能 求 出 各 柱 的 反 彎 點(diǎn) 位 置 及 反 彎 點(diǎn) 處 的 剪 力 ， 就 可 以 利 用 靜 力平 衡 條 件 求 出 各 桿 件 的 內(nèi) 力 。 因 此 解 題 的 關(guān) 鍵 是 確 定 各 柱 反 彎點(diǎn) 的 位 置 及 反 彎 點(diǎn) 處 的 剪 力 。 （ 三 ） 基 本 假 定（ 1） 在 求 各 柱 子 的 剪 力 時(shí) ， 假 定 梁 與 柱 的 線 剛 度 比 （ ib/ic 3 ）為 無 窮 大 。（

59、2） 在 確 定 柱 的 反 彎 點(diǎn) 位 置 時(shí) ， 假 定 除 底 層 以 外 的 其 余 各 柱 ，受 力 后 上 下 兩 端 節(jié) 點(diǎn) 轉(zhuǎn) 角 相 同 。 即 反 彎 點(diǎn) 位 置 在 每 層 柱 的 中 點(diǎn) 處 .（ 3） 梁 端 彎 矩 可 由 節(jié) 點(diǎn) 平 衡 條 件 求 出 ， 并 按 節(jié) 點(diǎn) 左 右 梁 的 線 剛度 進(jìn) 行 分 配 。（ 4） 不 考 慮 框 架 橫 梁 的 軸 向 變 形 ， 同 一 樓 層 各 節(jié) 點(diǎn) 的 水 平 位 移相 等 。 （ 四 ） 柱 的 反 彎 點(diǎn) 高 度 反 彎 點(diǎn) 高 度 ， 指 反 彎 點(diǎn) 至 柱 下 端 的 距 離 。 對(duì) 于 底 層 以

60、上 的 各 層 柱 ， 根 據(jù) 假 定 （ 2） ， 各 柱 的 上 下 端 節(jié) 點(diǎn)轉(zhuǎn) 角 相 等 ,則 柱 的 上 下 端 彎 矩 也 應(yīng) 相 同 ,所 以 反 彎 點(diǎn) 在 柱 中 點(diǎn) 。 對(duì)于 底 層 柱 ,當(dāng) 柱 腳 固 定 時(shí) ,柱 下 端 轉(zhuǎn) 角 為 零 ， 上 端 轉(zhuǎn) 角 不 為 零 ， 因此 柱 上 端 彎 矩 比 下 端 彎 矩 小 ,其 反 彎 點(diǎn) 則 偏 離 柱 中 點(diǎn) 而 向 上 移 ,可取 在 柱 高 2/3處 。 各 柱 反 彎 點(diǎn) 的 高 度 為 ： 底 層 柱 ： 其 余 各 層 柱 ： yy 132hy ihy 21 h1底 層 柱 高h(yuǎn)i第 i層 柱 高 反

61、彎 點(diǎn) 位 置 圖 yy （ 五 ） 柱 的 抗 側(cè) 移 剛 度 （ d） 212hid cic柱 的 線 剛 度h第 i層 某 柱 的 柱 高柱 子 的 抗 側(cè) 移 剛 度 ， 是 使 柱 子 上 下 兩 端 產(chǎn) 生 相 對(duì) 單 位 水 平 位 移所 施 加 的 水 平 力 （ 剪 力 ） 。根 據(jù) 假 定 （ 1） ， 橫 梁 剛 度 無 限 大 ， 則 各柱 端 轉(zhuǎn) 角 為 零 ， 由 位 移 方 程 可 求 的 柱 的 抗側(cè) 移 剛 度 為 ： （ 六 ） 同 層 各 柱 的 剪 力 Vjk根 據(jù) 反 彎 點(diǎn) 位 置 和 柱 的 抗 側(cè) 移 剛 度 ， 可 求 得 同 層 各 柱 的

62、剪 力 。FnFjVj1 Vjk VjmNj1 Njk Njmj層1層n層 h1hjFnFjF1 hn 設(shè) 框 架 結(jié) 構(gòu) 共 有 n層 ， 每 一 層 有 m個(gè) 柱 子 ， 框 架 節(jié) 點(diǎn) 上 作 用 有 水平 荷 載 F1、 F2 Fn， 將 框 架 沿 第 j層 各 柱 的 反 彎 點(diǎn) 處 切 開 ， 代以 剪 力 和 軸 力 ， 如 圖 所 示 。 第 j層 總 剪 力 為 Vj。 可 按 水 平 力 的 平 衡 條 件 求 得FnFjVj1 Vjk VjmNj1 Njk Njm mk jkjmjkjjj VVVVVV 121 Fj 作 用 在 第 j層 的 水 平 力Vj 外 荷 載

63、 在 第 j層 所 產(chǎn) 生 的 總 剪 力 Vjk 第 j層 第 K根 柱 所 承 受 的 剪 力m 第 j層 內(nèi) 的 柱 子 數(shù) ；n 樓 層 數(shù)由 外 荷 載 所 產(chǎn) 生 的 第 j層 剪 力 由 本 層 m個(gè) 柱 子 共 同 承 擔(dān) ， 即 1、 第 j層 所 受 到 的 總 剪 力 Vj Vj 返 回 同 層 中 各 柱 所 分 擔(dān) 的 剪 力 的 大 小 ， 與 各 柱 自 身 抵 抗 水 平 位移 的 能 力 有 關(guān) ， 即 與 柱 子 的 抗 側(cè) 移 剛 度 有 關(guān) 。 對(duì) 第 j層 第 k柱 ， 在 剪 力 Vjk作 用 下 ， 將 產(chǎn) 生 水 平 側(cè) 移 2、 第 j層 第

64、k根 柱 所 受 到 的 剪 力 Vjk jkijk 第 j層 第 k柱 的 線 剛 度Vj k 第 j層 第 k柱 所 產(chǎn) 生 的 剪 力 h j 第 j層 柱 子 的 高 度 第 j層 第 k柱 的 水 平 側(cè) 移 ；jk jk2jjkjkjkjk hidV 12第 j層 第 k根 柱 所 受 到 的 剪 力 Vjk 由 基 本 假 定 （ 4） 可 知 ， 同 層 各 柱 頂 位 移 相 同 ， 即 j2 jjkjk hiV 12 mk jkj VV 1 mk 2jjkjmk j2jjkj hihiV 11 1212 mk jjkjj hiV1 212 因 同 一 層 各 柱 的 高 度

65、 相 等 ， 由 以上 條 件 可 得 返 回 jmk jkjkjk ViiV 1則 第 j層 第 k根 柱 在 層 間 剪 力 Vj中分 配 到 的 剪 力 Vjkijk 第 j層 第 k柱 的 線 剛 度Vj k 第 j層 第 k柱 所 承 擔(dān) 的 剪 力 Vj 在 外 荷 載 作 用 下 第 j層 產(chǎn) 生 的 總 剪 力 nji ij FV （ 七 ） 柱 端 彎 矩 及 梁 端 彎 矩 的 計(jì) 算 323 111 111 hVM hVM kb kc kt kc 2jjkbcjktcjk hVMM 1、 柱 端 彎 矩 根 據(jù) 柱 的 反 彎 點(diǎn) 位 置 及 反 彎 點(diǎn) 處 的 剪 力

66、， 即 可 求 出 柱 端 彎 矩 。對(duì) 于 底 層 柱 ， 有 對(duì) 于 上 部 各 層 柱 ， 有 ： 下 標(biāo) cjk表 示 第 j層 第 k根 柱下 標(biāo) t、 b分 別 表 示 柱 的 頂 端 和 底 端 返 回 （ 七 ） 柱 端 彎 矩 及 梁 端 彎 矩 的 計(jì) 算 )( )( lcucrblb rbrb lcucrblb lblb MMii iM MMii iM 2、 梁 端 彎 矩 求 出 各 柱 端 彎 矩 后 ， 利 用 節(jié) 點(diǎn) 彎 矩 平 衡 條 件 并 根 據(jù) 假 定 （ 3）即 可 求 得 梁 端 彎 矩 。 節(jié) 點(diǎn) 處 左 、 右 梁 的 梁 端 彎 矩 ； 節(jié) 點(diǎn) 處 柱 上 、 下 端 彎 矩 ； 節(jié) 點(diǎn) 左 、 右 梁 的 線 剛 度rblb MM 、 lcuc MM 、 rblb ii 、 lbM lcM （ 八 ） 梁 端 剪 力 及 柱 子 的 軸 力 1、 梁 端 剪 力 計(jì) 算以 各 個(gè) 梁 為 脫 離 體 ， 將 梁 的 左 、 右 端 彎 矩 之 和 除 以 梁 跨 長 ， 便得 梁 端 剪 力 （ 如 圖 所 示 ） 。 l MMV rb