第4章 多層框架結(jié)構(gòu)

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1、第第 4 4 章章 多層框架結(jié)構(gòu)多層框架結(jié)構(gòu) 本章介紹了多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，本章介紹了多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，內(nèi)容包括：內(nèi)容包括： 結(jié)構(gòu)布置；結(jié)構(gòu)布置； 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定；計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定； 內(nèi)力計(jì)算；內(nèi)力計(jì)算； 內(nèi)力組合；內(nèi)力組合； 框架梁、柱截面設(shè)計(jì)（配筋計(jì)算）；框架梁、柱截面設(shè)計(jì)（配筋計(jì)算）； 構(gòu)造要求。構(gòu)造要求。內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要 重點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定；框架在豎向荷載水平荷重點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定；框架在豎向荷載水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算；內(nèi)力組合；截面設(shè)計(jì)。載作用下的內(nèi)力計(jì)算；內(nèi)力組合；截面設(shè)計(jì)。 難點(diǎn)：框架梁、柱內(nèi)力組合；梁、柱、節(jié)點(diǎn)的配難點(diǎn)：框架梁、柱內(nèi)力組合；

2、梁、柱、節(jié)點(diǎn)的配筋構(gòu)造。筋構(gòu)造。4.1框架結(jié)構(gòu)概述框架結(jié)構(gòu)概述 框架結(jié)構(gòu)是指由縱、橫梁和柱組成承重骨架并承受抗側(cè)力框架結(jié)構(gòu)是指由縱、橫梁和柱組成承重骨架并承受抗側(cè)力作用的結(jié)構(gòu)。作用的結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：平面布置靈活、自重較輕。優(yōu)點(diǎn)：平面布置靈活、自重較輕。 缺點(diǎn)：抗側(cè)移剛度較小。缺點(diǎn)：抗側(cè)移剛度較小。 多層建筑中廣泛應(yīng)用；高層或超高層建筑中一般不采用純多層建筑中廣泛應(yīng)用；高層或超高層建筑中一般不采用純框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)。 規(guī)范規(guī)定：現(xiàn)澆混凝土框架高度一般不超過(guò)規(guī)范規(guī)定：現(xiàn)澆混凝土框架高度一般不超過(guò)60m，抗震設(shè)，抗震設(shè)防防7、8、9度區(qū)一般不超過(guò)度區(qū)一般不超過(guò)55m、45m、25m。實(shí)際工程中，。實(shí)

3、際工程中，框架結(jié)構(gòu)一般不超過(guò)框架結(jié)構(gòu)一般不超過(guò)12層。層。 根據(jù)施工方法分類：現(xiàn)澆整體式、裝配式和裝配整體式。根據(jù)施工方法分類：現(xiàn)澆整體式、裝配式和裝配整體式。4.1.2 4.1.2 框架結(jié)構(gòu)的分類框架結(jié)構(gòu)的分類 現(xiàn)澆框架現(xiàn)澆框架：全部在現(xiàn)場(chǎng)澆注，整體性好，抗震性能好。其缺：全部在現(xiàn)場(chǎng)澆注，整體性好，抗震性能好。其缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量大，工期長(zhǎng)，并需要大量的模板。點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量大，工期長(zhǎng)，并需要大量的模板。 裝配式框架裝配式框架：梁、柱、樓板均為預(yù)制，然后通過(guò)焊接拼裝連：梁、柱、樓板均為預(yù)制，然后通過(guò)焊接拼裝連接成整體?，F(xiàn)場(chǎng)施工速度快，但需要大量的運(yùn)輸和吊裝工作。接成整體。現(xiàn)場(chǎng)施工速度

4、快，但需要大量的運(yùn)輸和吊裝工作。這種結(jié)構(gòu)整體性差，抗震性差，不宜在地震區(qū)應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)整體性差，抗震性差，不宜在地震區(qū)應(yīng)用。 裝配整體式框架裝配整體式框架：梁、板、柱均為預(yù)制，在吊裝就位后，先：梁、板、柱均為預(yù)制，在吊裝就位后，先焊接和綁扎節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋，通過(guò)現(xiàn)澆混凝土形成框架節(jié)點(diǎn)并使構(gòu)焊接和綁扎節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋，通過(guò)現(xiàn)澆混凝土形成框架節(jié)點(diǎn)并使構(gòu)件連成整體。這種結(jié)構(gòu)具有良好的整體性和抗震性，又可采用件連成整體。這種結(jié)構(gòu)具有良好的整體性和抗震性，又可采用預(yù)制構(gòu)件，兼有現(xiàn)澆式框架和裝配式框架的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件，兼有現(xiàn)澆式框架和裝配式框架的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土的施工較為復(fù)雜。澆注混凝土的施工較為

5、復(fù)雜。 4.2框架結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)布置4.2.1. 4.2.1. 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則 原則：既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑功能的要求，又要使結(jié)構(gòu)受原則：既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑功能的要求，又要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便。力合理，施工方便。 內(nèi)容：確定柱網(wǎng)尺寸，承重框架布置和變形縫的設(shè)置。內(nèi)容：確定柱網(wǎng)尺寸，承重框架布置和變形縫的設(shè)置。 4.2.2. 4.2.2. 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置 確定柱在平面上的位置。確定柱在平面上的位置。 柱距：柱距：3.37.2m，梁跨：，梁跨：4.57.0m，層高：，層高：2.84.2m。 4.2.3. 4.2.3. 框架承重體系的布置框架承重體系的布置 根據(jù)樓蓋

6、荷載傳力方向的不同，分為：橫向承重、縱向承根據(jù)樓蓋荷載傳力方向的不同，分為：橫向承重、縱向承重和縱橫向承重重和縱橫向承重 橫向框架承重橫向框架承重縱向框架承重縱向框架承重縱、橫向框架混合承重縱、橫向框架混合承重分類：沉降縫、伸縮縫和防震縫分類：沉降縫、伸縮縫和防震縫4.2.4. 4.2.4. 變形縫設(shè)置變形縫設(shè)置 三縫的作用：三縫的作用： 1. 1.沉降縫：為防止建筑物基礎(chǔ)在產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，引起上沉降縫：為防止建筑物基礎(chǔ)在產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，引起上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生變化而造成房屋開(kāi)裂采取的措施部結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生變化而造成房屋開(kāi)裂采取的措施 2. 2.伸縮縫：當(dāng)建筑物超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，由于溫度變化而使房伸

7、縮縫：當(dāng)建筑物超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，由于溫度變化而使房屋墻體、屋頂產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而基礎(chǔ)的溫度影響較小，造成房屋墻體、屋頂產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而基礎(chǔ)的溫度影響較小，造成房屋開(kāi)裂。為了防止溫度應(yīng)力引起的房屋開(kāi)裂采取的措施。屋開(kāi)裂。為了防止溫度應(yīng)力引起的房屋開(kāi)裂采取的措施。 3. 3.防震縫：當(dāng)房屋平面或立面不規(guī)則，各部分的質(zhì)量和剛防震縫：當(dāng)房屋平面或立面不規(guī)則，各部分的質(zhì)量和剛度變化較大時(shí)，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的受力將變得非常復(fù)雜，度變化較大時(shí)，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的受力將變得非常復(fù)雜，導(dǎo)致計(jì)算困難和部分薄弱位置的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。為避免這種破導(dǎo)致計(jì)算困難和部分薄弱位置的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。為避免這種破壞，采用防震縫將房屋

8、分割成幾個(gè)較為規(guī)則的形體，使之計(jì)算壞，采用防震縫將房屋分割成幾個(gè)較為規(guī)則的形體，使之計(jì)算簡(jiǎn)單和減少地震作用的破壞。簡(jiǎn)單和減少地震作用的破壞。三縫的區(qū)別：三縫的區(qū)別： 1. 構(gòu)造區(qū)別：沉降縫是從基礎(chǔ)開(kāi)始直至屋頂將墻體或框架完構(gòu)造區(qū)別：沉降縫是從基礎(chǔ)開(kāi)始直至屋頂將墻體或框架完全分開(kāi)；伸縮縫一般是從基礎(chǔ)以上開(kāi)始分開(kāi)；防震縫一般和伸全分開(kāi)；伸縮縫一般是從基礎(chǔ)以上開(kāi)始分開(kāi)；防震縫一般和伸縮縫相同，當(dāng)基礎(chǔ)較差情況下可以將基礎(chǔ)分開(kāi)。三縫的設(shè)置寬縮縫相同，當(dāng)基礎(chǔ)較差情況下可以將基礎(chǔ)分開(kāi)。三縫的設(shè)置寬度要求均有所不同，一般伸縮縫最小，沉降縫次之，防震縫要度要求均有所不同，一般伸縮縫最小，沉降縫次之，防震縫要求最

9、寬。（根據(jù)規(guī)范確定）求最寬。（根據(jù)規(guī)范確定） 2. 位置的區(qū)別：沉降縫主要根據(jù)地基條件確定設(shè)置位置；伸位置的區(qū)別：沉降縫主要根據(jù)地基條件確定設(shè)置位置；伸縮縫一般設(shè)置在中間位置；防震縫則設(shè)置在不同形體交界處?？s縫一般設(shè)置在中間位置；防震縫則設(shè)置在不同形體交界處。設(shè)計(jì)時(shí)盡量將三縫合并處理。設(shè)計(jì)時(shí)盡量將三縫合并處理。4.3框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3.1 4.3.1 框架梁、柱截面選擇（截面形式、尺寸的確定）框架梁、柱截面選擇（截面形式、尺寸的確定）1. 1. 截面形狀截面形狀 現(xiàn)澆板框架梁：現(xiàn)澆板框架梁：T形、形、 形形 預(yù)制板框架梁：矩形、預(yù)制板框架梁：矩形、T形、花籃形、十字形等形、

10、花籃形、十字形等 框架柱：常為矩形或正方形，有時(shí)由于建筑上的需要，也框架柱：常為矩形或正方形，有時(shí)由于建筑上的需要，也可設(shè)計(jì)成圓形、八角形、可設(shè)計(jì)成圓形、八角形、T形等等。形等等。2. 2. 截面尺寸截面尺寸 1） 梁截面尺寸梁截面尺寸 框架梁框架梁截面高度截面高度h=(1/81/12)l (單跨用較大值，多跨用較小值）單跨用較大值，多跨用較小值） 次梁（或連系梁）次梁（或連系梁） h=(1/121/14)l；交叉梁；交叉梁h=(1/121/15)l ；無(wú)梁樓蓋暗梁無(wú)梁樓蓋暗梁h=(1/201/35)l 截面寬度截面寬度b=(1/21/3)h2） 柱截面尺寸柱截面尺寸 h=(1/81/12)H

11、 ，b=(12/3)h or bh (1.21.4)N / fc -柱軸壓比：柱軸壓比： 一般一般0.9，抗震，抗震1級(jí)級(jí)0.7，2級(jí)級(jí)0.8，3級(jí)級(jí)0.9 框架柱截面高度不宜小于框架柱截面高度不宜小于400mm，寬度不宜小于，寬度不宜小于350mm。 現(xiàn)行規(guī)范采用系數(shù)修正方法計(jì)算?，F(xiàn)行規(guī)范采用系數(shù)修正方法計(jì)算。 中框架梁中框架梁 邊框架梁邊框架梁現(xiàn)澆樓蓋現(xiàn)澆樓蓋 2.0I0 1.5I0裝配整體式樓蓋裝配整體式樓蓋 1.5I0 1.2I03. 3. 截面慣性矩截面慣性矩 框架結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)，必須先知道框架梁、柱的抗彎框架結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)，必須先知道框架梁、柱的抗彎剛度才能計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形

12、。在初步確定梁、柱截面剛度才能計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。在初步確定梁、柱截面尺寸后，可按材料力學(xué)的方法計(jì)算截面慣性矩。但是，由尺寸后，可按材料力學(xué)的方法計(jì)算截面慣性矩。但是，由于樓板參加梁的工作，在使用階段梁又帶裂縫工作，因而于樓板參加梁的工作，在使用階段梁又帶裂縫工作，因而精確確定梁截面抗彎剛度并非易事。精確確定梁截面抗彎剛度并非易事。4.3.2 4.3.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 一般情況下，框架房屋是由縱向、橫向框架所組成的空間一般情況下，框架房屋是由縱向、橫向框架所組成的空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)按空間受力體系進(jìn)行受力分析。結(jié)構(gòu)，應(yīng)按空間受力體系進(jìn)行受力分析。但是，當(dāng)結(jié)構(gòu)布但是，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置均勻，荷

13、載分置均勻，荷載分布均勻時(shí)，橫向布均勻時(shí)，橫向或縱向的各榀框或縱向的各榀框架產(chǎn)生大致相同架產(chǎn)生大致相同的位移，相互間的位移，相互間不會(huì)產(chǎn)生大的約不會(huì)產(chǎn)生大的約束力。為了簡(jiǎn)化束力。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可忽略其計(jì)算，可忽略其空間作用，將橫空間作用，將橫向和縱向框架分向和縱向框架分別按平面框架進(jìn)別按平面框架進(jìn)行分析計(jì)算。行分析計(jì)算。 節(jié)點(diǎn)的模型化節(jié)點(diǎn)的模型化跨度與層高的確定跨度與層高的確定4.4荷載計(jì)算荷載計(jì)算1. 1. 恒荷載計(jì)算恒荷載計(jì)算 1）注意單向板、雙向板傳力的不同；）注意單向板、雙向板傳力的不同； 2）連系梁傳來(lái)的荷載（集中力、偏心布置時(shí)有附加彎矩）連系梁傳來(lái)的荷載（集中力、偏心布置時(shí)有附加彎

14、矩）4.4荷載計(jì)算荷載計(jì)算2. 2. 活荷載計(jì)算活荷載計(jì)算 1）樓面活荷載（注意折減問(wèn)題）樓面活荷載（注意折減問(wèn)題） 2）屋面活荷載、屋面雪荷載（取其中較大值）屋面活荷載、屋面雪荷載（取其中較大值）4.4荷載計(jì)算荷載計(jì)算3. 3. 風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載計(jì)算 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，風(fēng)荷載一般分段簡(jiǎn)化為均布荷載，再簡(jiǎn)化為了簡(jiǎn)化計(jì)算，風(fēng)荷載一般分段簡(jiǎn)化為均布荷載，再簡(jiǎn)化成作用于框架節(jié)點(diǎn)的水平集中荷載。成作用于框架節(jié)點(diǎn)的水平集中荷載。4.5框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 4.5.1 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算1）彎矩二次分配法求框架彎矩）彎矩二次分配法求框架彎矩 （1）計(jì)算

15、梁、柱轉(zhuǎn)動(dòng)剛度）計(jì)算梁、柱轉(zhuǎn)動(dòng)剛度（2）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿件（梁、柱）的分配系數(shù)）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿件（梁、柱）的分配系數(shù) （3）計(jì)算桿件固端彎矩（不平衡彎矩）計(jì)算桿件固端彎矩（不平衡彎矩）（4）進(jìn)行彎矩分配與傳遞）進(jìn)行彎矩分配與傳遞 （5）計(jì)算桿端彎矩）計(jì)算桿端彎矩 （6）畫彎矩圖）畫彎矩圖 2）梁端彎矩調(diào)幅）梁端彎矩調(diào)幅3）計(jì)算梁端剪力和柱軸力）計(jì)算梁端剪力和柱軸力 固定支座，固定支座，S=4i 鉸支座，鉸支座，S=3i 定向支座，定向支座，S= i 遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端 固定支座，固定支座，1/2鉸支座，鉸支座，0定向支座，定向支座，-1 遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端 1. 1. 彎矩二次分配法彎矩二次分配法2. 2. 分層法分層

16、法1）計(jì)算假定）計(jì)算假定 當(dāng)框架梁的線剛度大于柱的線剛度，且基本對(duì)稱，荷載均勻當(dāng)框架梁的線剛度大于柱的線剛度，且基本對(duì)稱，荷載均勻的情況下，框架側(cè)移較小，框架梁的荷載對(duì)其他層梁柱的內(nèi)力的情況下，框架側(cè)移較小，框架梁的荷載對(duì)其他層梁柱的內(nèi)力影響較小，可作如下假定：影響較小，可作如下假定： 框架側(cè)移忽略不計(jì)，不考慮側(cè)移對(duì)框架內(nèi)力的影響；框架側(cè)移忽略不計(jì)，不考慮側(cè)移對(duì)框架內(nèi)力的影響； 每層梁上的荷載對(duì)其他層梁、柱內(nèi)力的影響忽略不計(jì)，僅每層梁上的荷載對(duì)其他層梁、柱內(nèi)力的影響忽略不計(jì)，僅考慮對(duì)本層梁、柱內(nèi)力的影響?？紤]對(duì)本層梁、柱內(nèi)力的影響。2）計(jì)算要點(diǎn)）計(jì)算要點(diǎn) 將框架分解成單層框架，采用彎矩分配法分

17、別計(jì)算單層框架將框架分解成單層框架，采用彎矩分配法分別計(jì)算單層框架的彎矩，疊加分層計(jì)算的柱端彎矩即得框架梁、柱桿端彎矩。的彎矩，疊加分層計(jì)算的柱端彎矩即得框架梁、柱桿端彎矩。為了使計(jì)算減少誤差，對(duì)傳遞系數(shù)和柱剛度進(jìn)行調(diào)整為了使計(jì)算減少誤差，對(duì)傳遞系數(shù)和柱剛度進(jìn)行調(diào)整： 除底層外，其余各層柱的線剛度乘以除底層外，其余各層柱的線剛度乘以0.9的折減系數(shù)；的折減系數(shù)； 除底層外，其余各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取為除底層外，其余各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取為1/3 。bc/3ii 適用于梁柱線剛度比的框架計(jì)算活荷載的布置問(wèn)題?；詈奢d的布置問(wèn)題。4.5.2 水平荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算水平荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算1.1

18、.反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法 作用于框架結(jié)構(gòu)上的水平荷載主要是風(fēng)荷載和地震作用于框架結(jié)構(gòu)上的水平荷載主要是風(fēng)荷載和地震作用，荷載計(jì)算時(shí)一般均將其化為節(jié)點(diǎn)集中荷載。作用，荷載計(jì)算時(shí)一般均將其化為節(jié)點(diǎn)集中荷載。 因無(wú)節(jié)間荷載，梁、柱的彎矩圖都是直線形，僅有因無(wú)節(jié)間荷載，梁、柱的彎矩圖都是直線形，僅有一個(gè)反彎點(diǎn)（彎矩為零的截面）。一個(gè)反彎點(diǎn)（彎矩為零的截面）。 只要能確定各柱的剪力和反彎點(diǎn)的位置，就可求得只要能確定各柱的剪力和反彎點(diǎn)的位置，就可求得各柱的彎矩，進(jìn)而由節(jié)點(diǎn)平衡條件求得梁端彎矩及整個(gè)各柱的彎矩，進(jìn)而由節(jié)點(diǎn)平衡條件求得梁端彎矩及整個(gè)框架的內(nèi)力?？蚣艿膬?nèi)力。 因此，框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的主

19、要因此，框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的主要任務(wù)是：（任務(wù)是：（1）確定各柱中反彎點(diǎn)的位置；）確定各柱中反彎點(diǎn)的位置； （2）確定各柱的剪力。）確定各柱的剪力。 4.5.2 水平荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算水平荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算1.1.反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法 框架在水平荷載作用下，節(jié)點(diǎn)將同時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)角和框架在水平荷載作用下，節(jié)點(diǎn)將同時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)角和側(cè)移，當(dāng)側(cè)移，當(dāng) 時(shí)，轉(zhuǎn)角時(shí)，轉(zhuǎn)角 很小，對(duì)框架的內(nèi)力很小，對(duì)框架的內(nèi)力影響不大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假定影響不大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假定 ，等于把框架，等于把框架橫梁簡(jiǎn)化成線剛度橫梁簡(jiǎn)化成線剛度 的剛性梁。的剛性梁。 bc/3ii 0bi bc/3ii 適用范圍：框架梁

20、、柱線剛度比適用范圍：框架梁、柱線剛度比少層框架結(jié)構(gòu)，少層框架結(jié)構(gòu)，柱截面尺寸較小柱截面尺寸較小 采用此假定后，采用此假定后，一般層柱的一般層柱的1/21/2高度處高度處截面彎矩截面彎矩為零（為零（首層柱首層柱取其取其2/32/3高度處高度處截面彎矩為零），柱截面彎矩為零），柱的彈性曲線在該處改變凹凸方向，故此處稱為的彈性曲線在該處改變凹凸方向，故此處稱為反彎反彎點(diǎn)點(diǎn)，反彎點(diǎn)距柱底的距離稱為，反彎點(diǎn)距柱底的距離稱為反彎點(diǎn)高度反彎點(diǎn)高度。 確定好反彎點(diǎn)以后，只要求得柱的剪力，即可確確定好反彎點(diǎn)以后，只要求得柱的剪力，即可確定框架柱的彎矩圖，再根據(jù)節(jié)點(diǎn)力矩平衡條件求得定框架柱的彎矩圖，再根據(jù)節(jié)點(diǎn)力

21、矩平衡條件求得梁端彎矩，然后計(jì)算梁端剪力和柱軸力。梁端彎矩，然后計(jì)算梁端剪力和柱軸力。 柱的側(cè)移剛度柱的側(cè)移剛度 321212EIihhk2. D值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法、修正反彎點(diǎn)法）值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法、修正反彎點(diǎn)法） 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角較大，對(duì)柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)位置產(chǎn)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角較大，對(duì)柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)位置產(chǎn)生較大影響。生較大影響。 設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須對(duì)反彎點(diǎn)法進(jìn)行修正，采用修正設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須對(duì)反彎點(diǎn)法進(jìn)行修正，采用修正后的柱側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度計(jì)算其內(nèi)力。后的柱側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度計(jì)算其內(nèi)力。 bc/3ii 框架梁、柱線剛度比框架梁、柱線剛度比 采用修正反彎點(diǎn)法時(shí)，工程上用采用修正反彎點(diǎn)法時(shí)，工程上用D

22、D 表示表示柱的側(cè)移柱的側(cè)移剛度剛度，所以修正反彎點(diǎn)法又稱為，所以修正反彎點(diǎn)法又稱為“D D 值法值法”。 計(jì)算梁的線剛度時(shí)，應(yīng)考慮樓板對(duì)梁剛度的增大影響，計(jì)算梁的線剛度時(shí)，應(yīng)考慮樓板對(duì)梁剛度的增大影響，即板作為梁的翼緣參加工作。即板作為梁的翼緣參加工作。一般層柱一般層柱 cc2kDkkk底層柱底層柱 cc0.52kDkkkbc2ikibciki結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 類類 型型中中 框框 架架邊邊 框框 架架現(xiàn)澆整體式樓蓋現(xiàn)澆整體式樓蓋2.01.5裝配整體式樓蓋裝配整體式樓蓋1.51.2 通常先按矩形截面計(jì)算梁的慣性矩，再乘以增大系數(shù)。通常先按矩形截面計(jì)算梁的慣性矩，再乘以增大系數(shù)。 求得柱的抗側(cè)移剛度

23、求得柱的抗側(cè)移剛度D值后，可按與反彎點(diǎn)法類值后，可按與反彎點(diǎn)法類似的方法，求出各層各柱所分配的地震剪力。似的方法，求出各層各柱所分配的地震剪力。 但欲求得各層各柱的彎矩，還需要知道柱的反彎但欲求得各層各柱的彎矩，還需要知道柱的反彎點(diǎn)位置，也就是點(diǎn)位置，也就是反彎點(diǎn)高度反彎點(diǎn)高度。 影響柱反彎點(diǎn)位置的因素：側(cè)向外荷載形式、梁柱線剛度比、上層層高的變化、下層層高的變化等。 0123()hyyyy hD值法計(jì)算框架內(nèi)力的步驟值法計(jì)算框架內(nèi)力的步驟 計(jì)算各層各柱的側(cè)移剛度；計(jì)算各層各柱的側(cè)移剛度； 計(jì)算各柱所分配的地震剪力；計(jì)算各柱所分配的地震剪力； 計(jì)算柱的反彎點(diǎn)高度；計(jì)算柱的反彎點(diǎn)高度； 計(jì)算柱端

24、彎矩；計(jì)算柱端彎矩； 計(jì)算梁端彎矩；計(jì)算梁端彎矩； 計(jì)算梁端剪力；計(jì)算梁端剪力； 計(jì)算柱軸力。計(jì)算柱軸力。 4.5.3 水平荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算與驗(yàn)算水平荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算與驗(yàn)算 在水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的變形由兩部分組成：在水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的變形由兩部分組成：總體剪切變形和總體彎曲變形?？傮w剪切變形和總體彎曲變形。 總體剪切變形：由梁、柱彎曲變形引起；總體剪切變形：由梁、柱彎曲變形引起； 總體彎曲變形：由框架柱的軸向變形所引起。總體彎曲變形：由框架柱的軸向變形所引起。 一般情況下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移以總體剪切變形為主，一般情況下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移以總體剪切變形為主，所以只考慮由梁、

25、柱彎曲變形所引起的側(cè)移。所以只考慮由梁、柱彎曲變形所引起的側(cè)移。 當(dāng)結(jié)構(gòu)的高寬比增大時(shí)，總體彎曲變形的成分也將增當(dāng)結(jié)構(gòu)的高寬比增大時(shí)，總體彎曲變形的成分也將增大。當(dāng)總高度大。當(dāng)總高度H H50m50m或或H/BH/B4 4時(shí)，一般就應(yīng)考慮由柱的軸時(shí)，一般就應(yīng)考慮由柱的軸向變形引起的側(cè)移。向變形引起的側(cè)移。 1.1.側(cè)移組成側(cè)移組成 j1imijiuDV層間相對(duì)位移層間相對(duì)位移 eiiuh驗(yàn)算公式驗(yàn)算公式 4.5.3 水平荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算與驗(yàn)算水平荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算與驗(yàn)算2.2.側(cè)移計(jì)算側(cè)移計(jì)算3.3.側(cè)移驗(yàn)算側(cè)移驗(yàn)算4.6內(nèi)力組合內(nèi)力組合 框架在各種荷載作用下的內(nèi)力確定后，在進(jìn)行梁、

26、柱截面設(shè)計(jì)之前，首先要確定好梁、柱的控制截面及其最不利內(nèi)力，以此作為截面配筋計(jì)算的依據(jù)。 內(nèi)力組合就是組合梁、柱控制截面的最不利內(nèi)力。4.5.1 控制截面控制截面4.5.2 內(nèi)力換算內(nèi)力換算4.5.3 內(nèi)力組合內(nèi)力組合 框架梁：梁的左、右兩端及跨中框架梁：梁的左、右兩端及跨中 框架柱：柱上、下兩端框架柱：柱上、下兩端 4.5.1 控制截面控制截面 框架梁：在水平荷載和豎向荷載作用下，彎矩是呈線框架梁：在水平荷載和豎向荷載作用下，彎矩是呈線性變化或拋物線變化；剪力呈線性變化。性變化或拋物線變化；剪力呈線性變化。 因此，除取梁的兩端作為控制截面以外，還應(yīng)在跨間因此，除取梁的兩端作為控制截面以外，還

27、應(yīng)在跨間取取最大正彎矩的截面最大正彎矩的截面作為控制截面。作為控制截面。 為了計(jì)算簡(jiǎn)便，可直接以為了計(jì)算簡(jiǎn)便，可直接以梁的跨中截面梁的跨中截面作為控制截面，作為控制截面，而不必用求極值的方法確定最大正彎矩控制截面。而不必用求極值的方法確定最大正彎矩控制截面。 對(duì)框架柱，內(nèi)力沿柱高呈線性變化，因此可取各層對(duì)框架柱，內(nèi)力沿柱高呈線性變化，因此可取各層柱的上、下端截面作為控制截面。柱的上、下端截面作為控制截面。 在框架在框架梁、柱端部截面梁、柱端部截面配筋計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用梁、配筋計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用梁、柱端部控制截面的內(nèi)力，而不是軸線處的內(nèi)力。柱端部控制截面的內(nèi)力，而不是軸線處的內(nèi)力。所以，必須先求出構(gòu)件端

28、部控制截面的內(nèi)力。所以，必須先求出構(gòu)件端部控制截面的內(nèi)力。 4.5.2 內(nèi)力換算內(nèi)力換算4.5.3 內(nèi)力組合內(nèi)力組合1. 組合目的組合目的 框架柱是按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，其控制截面的最不利框架柱是按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，其控制截面的最不利內(nèi)力為：內(nèi)力為： 柱端的柱端的 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 ； 或或 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 ； 或或 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 。 maxMNVMmaxNVminNMV 組合目的是組合出構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力。組合目的是組合出構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力。 框架梁是按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，其控制截面最不利內(nèi)力為：框架梁是按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，其控制截面最不利內(nèi)力為：梁端最大負(fù)彎矩梁端

29、最大負(fù)彎矩 及可能出現(xiàn)的最大正彎矩及可能出現(xiàn)的最大正彎矩 ，還有，還有最大剪力最大剪力 ；跨中最大正彎矩；跨中最大正彎矩 及可能出現(xiàn)的負(fù)彎矩。及可能出現(xiàn)的負(fù)彎矩。 maxMmaxMmaxMmaxV2. 內(nèi)力組合原則和方法內(nèi)力組合原則和方法 為了組合出梁、柱控制截面的最不利內(nèi)力，根據(jù)為了組合出梁、柱控制截面的最不利內(nèi)力，根據(jù)使用過(guò)程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，框架結(jié)使用過(guò)程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合一般須考慮以下兩種組合：構(gòu)內(nèi)力組合一般須考慮以下兩種組合：1）由永久荷載效應(yīng)控制的組合）由永久荷載效應(yīng)控制的組合 恒載內(nèi)力恒載內(nèi)力+活載內(nèi)力活載內(nèi)力+風(fēng)載內(nèi)力：風(fēng)載內(nèi)力：1ini

30、SSS QGGKciQiK2）由可變荷載效應(yīng)控制的組合）由可變荷載效應(yīng)控制的組合 恒載內(nèi)力恒載內(nèi)力+活載內(nèi)力活載內(nèi)力+風(fēng)載內(nèi)力：風(fēng)載內(nèi)力：QiGGKQ1Q1KciQiK2niSSSS 具體的內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值、承載力驗(yàn)算公式具體的內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值、承載力驗(yàn)算公式0SR S=1.35恒載內(nèi)力恒載內(nèi)力+1.40.7活載內(nèi)力活載內(nèi)力1.40.6風(fēng)載內(nèi)力風(fēng)載內(nèi)力 S=1.2(1.0)恒載內(nèi)力恒載內(nèi)力+1.4活載內(nèi)力活載內(nèi)力1.40.6風(fēng)載內(nèi)力風(fēng)載內(nèi)力 S=1.2(1.0)恒載內(nèi)力恒載內(nèi)力+1.4風(fēng)載內(nèi)力風(fēng)載內(nèi)力1.40.7活載內(nèi)力活載內(nèi)力3. 框架梁內(nèi)力組合表框架梁內(nèi)力組合表構(gòu)構(gòu)件件截截面面內(nèi)內(nèi)力力恒恒荷荷

31、載載活活荷荷載載風(fēng)荷風(fēng)荷載載內(nèi)力組合內(nèi)力組合最最不不利利左左 右右左左右右左左右右左左右右頂頂層層邊邊垮垮梁梁左左MV中中 M右右MV4. 框架柱內(nèi)力組合表框架柱內(nèi)力組合表構(gòu)構(gòu)件件截截面面內(nèi)內(nèi)力力恒恒荷荷載載活活荷荷載載風(fēng)荷風(fēng)荷載載內(nèi)力組合內(nèi)力組合最不利最不利左左 右右 左左 右右 左左 右右 左左 右右頂頂層層A柱柱上上MNV下下MNV活荷載的最不利布置：活荷載的最不利布置： （1 1）分跨計(jì)算組合法）分跨計(jì)算組合法: :計(jì)算量很大（計(jì)算量很大（m m層乘層乘n n跨），此法過(guò)程跨），此法過(guò)程簡(jiǎn)單、規(guī)則，適用于電腦編程。簡(jiǎn)單、規(guī)則，適用于電腦編程。 （2 2）最不利荷載法）最不利荷載法 :

32、:用影響線的方法直接確定產(chǎn)生此最不利用影響線的方法直接確定產(chǎn)生此最不利內(nèi)力的活荷載布置。內(nèi)力的活荷載布置。 (3)(3)分層組合分層組合 : :以分層法為依據(jù)，以分層法為依據(jù)，對(duì)于梁，僅考慮本層活對(duì)于梁，僅考慮本層活荷載的不利布置，荷載的不利布置，對(duì)于柱端彎矩，只考慮與該柱相鄰層的活對(duì)于柱端彎矩，只考慮與該柱相鄰層的活荷載的影響。荷載的影響。計(jì)算柱的最大軸力時(shí)，對(duì)于與柱不相鄰的上層計(jì)算柱的最大軸力時(shí)，對(duì)于與柱不相鄰的上層活荷載，僅考慮其軸向力的傳遞而不考慮其彎矩的作用?；詈奢d，僅考慮其軸向力的傳遞而不考慮其彎矩的作用。（4 4）滿布荷載法）滿布荷載法 : :當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平

33、當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力所產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)（力所產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)（ 恒載恒載大于大于活載活載的的3 3倍以上），可不考慮活倍以上），可不考慮活荷載的最不利布置，而把活荷載同時(shí)作用于所有的框架梁上。荷載的最不利布置，而把活荷載同時(shí)作用于所有的框架梁上。但使用滿布荷載法時(shí)，應(yīng)對(duì)活荷載作用下梁跨中彎矩乘以但使用滿布荷載法時(shí)，應(yīng)對(duì)活荷載作用下梁跨中彎矩乘以1.11.11.21.2的增大系數(shù)。的增大系數(shù)。梁端彎矩調(diào)幅：梁端彎矩調(diào)幅： 包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：包括兩個(gè)方面的內(nèi)容： 1 1）框架中允許梁端出現(xiàn)塑性鉸，因此在梁中可以考慮）框架中允許梁端出現(xiàn)塑性鉸，因此在梁中可以考慮塑性內(nèi)力重分布，通常在豎向

34、荷載作用下考慮支座調(diào)幅塑性內(nèi)力重分布，通常在豎向荷載作用下考慮支座調(diào)幅以降低支座彎矩；以降低支座彎矩； 2 2）對(duì)于裝配式或裝配式整體式框架，由于鋼筋焊接及）對(duì)于裝配式或裝配式整體式框架，由于鋼筋焊接及接縫不密實(shí)等原因，受力后可能產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)變形，節(jié)點(diǎn)的接縫不密實(shí)等原因，受力后可能產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)變形，節(jié)點(diǎn)的整體性低于現(xiàn)澆框架，因節(jié)點(diǎn)變形而引起梁端彎矩的降整體性低于現(xiàn)澆框架，因節(jié)點(diǎn)變形而引起梁端彎矩的降低和跨中彎矩增加。低和跨中彎矩增加。 調(diào)幅方法：調(diào)幅方法：對(duì)現(xiàn)澆框架，取調(diào)幅系數(shù)為對(duì)現(xiàn)澆框架，取調(diào)幅系數(shù)為0.80.80.90.9；對(duì)；對(duì)裝配整體式框架，調(diào)幅系數(shù)一般取裝配整體式框架，調(diào)幅系數(shù)一般取0.70

35、.70.80.8。4.7框架梁、柱截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造框架梁、柱截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造4.7.1 框架梁截面設(shè)計(jì)框架梁截面設(shè)計(jì)1. 正截面受彎承載力計(jì)算（配縱筋）正截面受彎承載力計(jì)算（配縱筋）梁端梁端：最大負(fù)彎矩：最大負(fù)彎矩 及可能的最大正彎矩及可能的最大正彎矩 ；跨中跨中：最大正彎矩：最大正彎矩 及可能的最大負(fù)彎矩及可能的最大負(fù)彎矩 。 按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行配筋計(jì)算。選配縱筋時(shí)，須符合其構(gòu)造要求。行配筋計(jì)算。選配縱筋時(shí)，須符合其構(gòu)造要求。 maxMmaxMmaxMmaxM2. 斜截面受剪承載力計(jì)算（配箍筋）斜截面受剪承載力計(jì)算（配箍

36、筋） （1）驗(yàn)算截面尺寸是否符合最小尺寸要求；）驗(yàn)算截面尺寸是否符合最小尺寸要求； （2）驗(yàn)算是否可按改造配置箍筋；）驗(yàn)算是否可按改造配置箍筋； （3）按承載力計(jì)算公式計(jì)算所需要的箍筋數(shù)量。）按承載力計(jì)算公式計(jì)算所需要的箍筋數(shù)量。 選配箍筋時(shí)，須符合其構(gòu)造要求。選配箍筋時(shí)，須符合其構(gòu)造要求。4.7.2 框架柱截面設(shè)計(jì)框架柱截面設(shè)計(jì)1. 正截面承載力計(jì)算（配縱筋）正截面承載力計(jì)算（配縱筋）控制截面為控制截面為柱上、下端柱上、下端，按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算。，按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算?？刂平孛娴淖畈焕麅?nèi)力為：控制截面的最不利內(nèi)力為：柱端的柱端的 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 ； 或或 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 ；

37、 或或 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 。 maxMN VMmaxNVminNMV2. 斜截面承載力計(jì)算（配箍筋）斜截面承載力計(jì)算（配箍筋）4.7.2 框架柱截面設(shè)計(jì)框架柱截面設(shè)計(jì)1. 正截面承載力計(jì)算（配縱筋）正截面承載力計(jì)算（配縱筋）控制截面為控制截面為柱上、下端柱上、下端，按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算。，按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算?？刂平孛娴淖畈焕麅?nèi)力為：控制截面的最不利內(nèi)力為：柱端的柱端的 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 ； 或或 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 ； 或或 及相應(yīng)的及相應(yīng)的 、 。 maxMN VMmaxNVminNMV2. 斜截面承載力計(jì)算（配箍筋）斜截面承載力計(jì)算（配箍筋）4.7.3 構(gòu)造要求構(gòu)造要求1. 框架梁上部縱向鋼筋框架梁上部縱向鋼筋錨固長(zhǎng)度錨固長(zhǎng)度截?cái)辔恢茫航財(cái)辔恢茫簭?qiáng)度充分利用截面計(jì)算不需要該鋼筋截面荷載彎矩圖抵抗彎矩圖ld2ld1截面條件截面條件ld1ld2V 0.7ftbh01.2la20dV 0.7ftbh01.2la+h020d且且h0V 0.7ftbh0且斷點(diǎn)仍在負(fù)彎矩受且斷點(diǎn)仍在負(fù)彎矩受拉區(qū)內(nèi)拉區(qū)內(nèi)1.2la+1.7h020d且且1.3h0