框架结构(课件)

1、框架结构的构造要求框架结构的构造要求荷载效应组合荷载效应组合 框架结构的计算简图及荷载框架结构的计算简图及荷载 反弯点法，值法反弯点法，值法结构组成和结构布置结构组成和结构布置 框架结构的计算简图及荷载框架结构的计算简图及荷载 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算荷载效应组合和构件设计荷载效应组合和构件设计第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure 一、竖向承重结构的组成和布置一、竖

2、向承重结构的组成和布置 多层框架由横梁和立柱组成，跨度可以等跨或不等跨，层多层框架由横梁和立柱组成，跨度可以等跨或不等跨，层高可以相同或不同，梁柱可以连续也可以某跨缺梁或某层缺柱高可以相同或不同，梁柱可以连续也可以某跨缺梁或某层缺柱 1.1.竖向承重结构的组成竖向承重结构的组成第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure按施工方法不同，框架结构可分为按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式现浇式、装配式和和装配整体式装配整体式三种。三种。（1 1）框架结构的受力特点）框架结构的受力特点在竖向荷载和水

3、平荷载作用下，框架结构各构件将产生内在竖向荷载和水平荷载作用下，框架结构各构件将产生内力和变形。力和变形。框架梁主要内力为弯矩和剪力，轴力很小；框架柱框架梁主要内力为弯矩和剪力，轴力很小；框架柱的主要内力为轴力、弯矩和剪力。的主要内力为轴力、弯矩和剪力。框架结构的侧移一般由两部框架结构的侧移一般由两部分组成：由水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变分组成：由水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形形，形成框架结构的整体剪切变形u us s；由水平力引起的倾覆力；由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），矩，使框架柱产生轴向

4、变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），形成框架结构的整体弯曲变形形成框架结构的整体弯曲变形u ub b。当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。切变形，整体弯曲变形的影响很小。 第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure框架结构的侧移框架结构的侧移第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure（2 2）框架结构体系的优缺点）框

5、架结构体系的优缺点建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐厅等），也可按需要做成小房间；厅等），也可按需要做成小房间； 建筑立面容易处理；结构自重较轻；建筑立面容易处理；结构自重较轻； 计算理论比较成熟；计算理论比较成熟； 在一定高度范围内造价较低。在一定高度范围内造价较低。 框架结构的侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有框架结构的侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大，则水平时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大，则水平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用也较严重。荷

6、载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用也较严重。 因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure2.2.结构布置结构布置 框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网布置）和选择结构承重方案，除需满足建筑的使用要求外，布置）和选择结构承重方案，除需满足建筑的使用要求外，尚须注意以下几点：尚须注意以下几点：受力要明确；受力要明确；结构布置尽可能匀称；结构布置尽可能匀称；尽可能减轻

7、房屋自重；尽可能减轻房屋自重；构件类型、尺寸的规格尽量少，构件类型、尺寸的规格尽量少，以利于工业化生产。以利于工业化生产。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure框架结构的承重方案框架结构的承重方案横向框架承重横向框架承重。 主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置。主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置。 纵向框架承重纵向框架承重。 主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置。主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置。纵、横向框架承重纵、横向框架承重。 房屋的纵、横向都布置承重框架

8、房屋的纵、横向都布置承重框架 ，楼盖常采用现浇双向板楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。或井字梁楼盖。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure二、柱网尺寸和层高二、柱网尺寸和层高 柱网尺寸和层高一般根据生产工艺、使用要求及建筑和结柱网尺寸和层高一般根据生产工艺、使用要求及建筑和结构、造价等各方面因素综合考虑后确定。构、造价等各方面因素综合考虑后确定。1.1.工业厂房工业厂房 一般采用一般采用6m6m柱距。柱网布置方式有内廊式和跨度组合式。柱距。柱网布置方式有内廊式和跨度组合式。（1 1）厂房常用的跨度

9、有：）厂房常用的跨度有：6m6m、7.5m7.5m、9m9m、12m12m。可组成等跨或。可组成等跨或不等跨厂房，考虑到吊装机械的限制，房屋总宽度一般不超过不等跨厂房，考虑到吊装机械的限制，房屋总宽度一般不超过36m36m。（2 2）厂房的层数取决于生产工艺、运输设备、荷载大小及地）厂房的层数取决于生产工艺、运输设备、荷载大小及地质条件。有大中型起重设备的机械厂房以质条件。有大中型起重设备的机械厂房以2 23 3层居多；其他轻层居多；其他轻工类厂房多采用工类厂房多采用4 4层以上。层以上。（3 3）厂房层高涉及车间工艺设备、管道布置、车间采光等因）厂房层高涉及车间工艺设备、管道布置、车间采光等

10、因素。一般底层较楼层高，常用底层层高有素。一般底层较楼层高，常用底层层高有4.2m4.2m、4.5m4.5m、4.8m4.8m、5.4m5.4m、6.0m6.0m、7.2m7.2m、8.4m8.4m；常用楼层层高有；常用楼层层高有3.9m3.9m、4.2m4.2m、4.5m4.5m、4.8m4.8m、5.4m5.4m、6.0m6.0m、7.2m7.2m等。等。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure1.1.屋面板屋面板 2.2.天沟板天沟板 3.3.天窗架天窗架 4.4.屋架屋架 5.5.托架托架

11、6.6.吊车梁吊车梁 7.7.排架柱排架柱 8.8.抗风柱抗风柱 9.9.基基 础础 10.10.连系梁连系梁 11.11.基础梁基础梁 12.12.天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑 13.13.屋架下弦横向水平支撑屋架下弦横向水平支撑 14.14.屋架端部垂直屋架端部垂直支撑支撑 15. 15. 柱间支撑柱间支撑第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure2.2.民用房屋民用房屋 柱网和层高通常按柱网和层高通常按300mm300mm进级，民用建筑柱网尺寸包进级，民用建筑柱网尺寸包括开间和进深，柱网尺寸常用

12、范围为括开间和进深，柱网尺寸常用范围为6 68m8m；层高常采用；层高常采用3.0m3.0m、3.3m3.3m、3.6m3.6m、3.9m3.9m、4.2m4.2m等。等。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure三、变形缝的设置三、变形缝的设置变形缝分为伸缩缝和沉降缝，地震区还需按规定设置防震缝。变形缝分为伸缩缝和沉降缝，地震区还需按规定设置防震缝。1.1.伸缩缝伸缩缝 为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设置的。一般是上部结构断开，钢筋

13、混凝土框架结构的伸缩缝最大置的。一般是上部结构断开，钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间距见下表。间距见下表。环环 境境 条条 件件室室 内内 或或 土土 中中露露 天天现浇框架现浇框架55553535装配式框架装配式框架75755050第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure2.2.沉降缝沉降缝为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置的。为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置的。从基础到屋顶全部分开。设置沉降缝的位置有：从基础到屋顶全部分开。设置沉降缝的位置有：（1 1）土层变化较大

14、处；）土层变化较大处；（2 2）地基基础处理方法不同处；）地基基础处理方法不同处；（3 3）房屋平面形状变化的凹角处；）房屋平面形状变化的凹角处；（4 4）房屋高度、重量、刚度有较大变化处；）房屋高度、重量、刚度有较大变化处；（5 5）新建部分与原有建筑的结合处。）新建部分与原有建筑的结合处。沉降缝可以用挑梁或搁置预制板（梁）的方法代替。沉降缝可以用挑梁或搁置预制板（梁）的方法代替。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure3.3.防震缝防震缝 目的是使不规则平面、刚度变化大的部分通过设目的是使不规则

15、平面、刚度变化大的部分通过设缝形成简单、规则、对称的结构型式单元。缝形成简单、规则、对称的结构型式单元。在既需设置伸缩缝又需设置沉降缝时，伸缩缝应与沉在既需设置伸缩缝又需设置沉降缝时，伸缩缝应与沉降缝合并；当房屋处于抗震区时，所有的缝都应符合防降缝合并；当房屋处于抗震区时，所有的缝都应符合防震缝的要求。缝宽一般不小于震缝的要求。缝宽一般不小于70mm70mm，当房屋高度超过，当房屋高度超过10m10m或处于抗震区时缝宽应不小于或处于抗震区时缝宽应不小于100mm100mm。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete St

16、ructure 一、梁柱截面的选择一、梁柱截面的选择1.1.截面形状截面形状（1 1）框架梁的截面形式多为）框架梁的截面形式多为T T形（现浇楼板，梁跨中）和矩形（现浇楼板，梁跨中）和矩形（预制楼板或现浇楼板的梁支座等负弯矩处）；装配式框形（预制楼板或现浇楼板的梁支座等负弯矩处）；装配式框架中可做为矩形、架中可做为矩形、T T形、梯形、花篮形等；装配整体式框架中形、梯形、花篮形等；装配整体式框架中常做成花篮形。常做成花篮形。（2 2）框架柱截面一般为矩形或方形，也可根据建筑要求做成）框架柱截面一般为矩形或方形，也可根据建筑要求做成圆形或正多边形。圆形或正多边形。 为方便施工，各层梁柱截面尺寸往

17、往不变而只改变截面为方便施工，各层梁柱截面尺寸往往不变而只改变截面配筋。配筋。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。 梁截面尺寸确定梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度框架结构中框架梁的截面高度hb可

18、根据梁的计算跨度可根据梁的计算跨度l0、活、活荷载大等，按荷载大等，按hb = (1/18 = (1/181/10)1/10)l0确定。为了防止梁发生剪切脆确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，性破坏，hb不宜大于不宜大于1/41/4净跨。主梁截面宽度可取净跨。主梁截面宽度可取bb = = (1/3(1/31/2)1/2)hb，且不宜小于，且不宜小于200mm200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（截面的高宽比（hb/bb）不宜大于）不宜大于4 4。2.2.截面尺寸的初步拟定截面尺寸的初步拟定第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混

19、凝土结构设计 Design of Concrete Structure为了降低楼层高度，可将梁设计成宽度较大而高度较小为了降低楼层高度，可将梁设计成宽度较大而高度较小的扁梁，扁梁的截面高度可按的扁梁，扁梁的截面高度可按(1/18(1/181/15)1/15)l0估算。扁梁的估算。扁梁的截面宽度截面宽度b（肋宽）与其高度（肋宽）与其高度h h的比值的比值b/h不宜超过不宜超过3 3。加腋梁加腋梁第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure柱截面尺寸柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴

20、力柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即响。即式中式中 A Ac c为柱截面面积；为柱截面面积；N N为柱所承受的轴向压力设计值；为柱所承受的轴向压力设计值；N Nv v为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.251.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根为重力荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按（据实际荷载取值，也可近似按（12121414）kN/mkN

21、/m2 2计算；计算；fc为混凝土为混凝土轴心抗压强度设计值。轴心抗压强度设计值。Ac (1.11.2)N / fc N = 1.25Nv第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure框架柱的截面宽度和高度均不宜小于框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm300mm，圆柱截面直，圆柱截面直经不宜小于经不宜小于350mm350mm，柱截面高宽比不宜大于，柱截面高宽比不宜大于3 3。为避免柱产生剪。为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4 4，或柱的剪跨比宜大，或

22、柱的剪跨比宜大于于2 2。3.3.框架构件的抗弯刚度框架构件的抗弯刚度 在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6 6倍；倍；装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6 6倍；无现浇面层倍；无现浇面层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。 设计中，为简化计算，也可按如下规定近似确定梁截面惯设计中，为简化计算，也可按如下规定近似确定梁截面惯性矩性矩I：第第1313章章 多层房屋框架结构

23、多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure（1 1）计算框架水平位移时，引入各构件统一的刚度折减系数）计算框架水平位移时，引入各构件统一的刚度折减系数c，以以cEcI作为该构件的抗弯刚度。风荷载作用下，现浇框架作为该构件的抗弯刚度。风荷载作用下，现浇框架c取取0.850.85；装配式框架；装配式框架c取取0.70.70.80.8。（2 2）现浇楼盖中部框架，梁的惯性矩）现浇楼盖中部框架，梁的惯性矩I可以取可以取2 2I0；边框架梁惯；边框架梁惯性矩性矩I可以取为可以取为1.51.5I0；其中；其中I0为按矩形截面计算的梁的惯性矩。为按

24、矩形截面计算的梁的惯性矩。（3 3）对装配式楼盖，梁惯性矩按矩形梁本身截面计算。）对装配式楼盖，梁惯性矩按矩形梁本身截面计算。（4 4）装配整体式框架，中间框架梁按）装配整体式框架，中间框架梁按1.5 1.5 I0取用，边框架梁可取用，边框架梁可按按1.2 1.2 I0取用。取用。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简进行分析。但对于平面布置较规则的框

25、架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。 就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）截取横向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向架混合承重时，应根据结构的不同特

26、点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。纵、横向框架共用承担。二、框架结构的计算简图二、框架结构的计算简图第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure计算单元计算单元 框架结构的计算单元及计算模型框架结构的计算单元及计算模型第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure框架结构计算简图框架结构计算简图第第131

27、3章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表柱之间的连接用节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱示，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、寸相同时，除

28、底层外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板顶。柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板顶。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的结构楼层侧向刚度的2 2倍时，可取至地下室结构的顶板处。倍时，可取至地下室结构的顶板处。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure在实

29、际工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度变化。在实际工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度变化。当上层柱截面尺寸减小但其形心轴仍与下层柱的形心轴重合当上层柱截面尺寸减小但其形心轴仍与下层柱的形心轴重合时，其计算简图与各层柱截面不变时的相同。当上、下层柱时，其计算简图与各层柱截面不变时的相同。当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴也不重合时，一般采取近似方法，即截面尺寸不同且形心轴也不重合时，一般采取近似方法，即将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线，但是必须注意，在将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线，但是必须注意，在框架结构的内力和变形分析中，各层梁的计算跨度及线刚度框架结构的内力和变形分析中，各层梁的

30、计算跨度及线刚度仍应按实际情况取；另外，尚应考虑上、下层柱轴线不重合，仍应按实际情况取；另外，尚应考虑上、下层柱轴线不重合，由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩。此力矩应视由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩。此力矩应视为外荷载，与其他竖向荷载一起进行框架内力分析。为外荷载，与其他竖向荷载一起进行框架内力分析。 第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure变截面柱框架结构的计算简图变截面柱框架结构的计算简图第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Desig

31、n of Concrete Structure装配式框架的铰节点装配式框架的铰节点框架柱与基础的连接框架柱与基础的连接第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure 作用在多层建筑结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。作用在多层建筑结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括恒载和楼（屋）面活荷载与雪荷载，水平荷载竖向荷载包括恒载和楼（屋）面活荷载与雪荷载，水平荷载包括风荷载和水平地震作用。某些厂房中还有吊车荷载。包括风荷载和水平地震作用。某些厂房中还有吊车荷载。 恒荷载、活荷载、雪荷载的取值可以直接从恒荷

32、载、活荷载、雪荷载的取值可以直接从建筑结构荷建筑结构荷载规范载规范（GB50009-2001GB50009-2001）查得；吊车荷载可参考）查得；吊车荷载可参考建筑结建筑结构荷载规范构荷载规范（GB50009-2001GB50009-2001）及单层工业厂房进行计算。）及单层工业厂房进行计算。以下就活荷载折减及风荷载进行说明。以下就活荷载折减及风荷载进行说明。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure一、楼面活荷载的折减一、楼面活荷载的折减1.1.设计楼面梁时的折减系数设计楼面梁时的折减系数 当楼面梁

33、的从属面积较大时，楼面活荷载布满该面积当楼面梁的从属面积较大时，楼面活荷载布满该面积上的可能性很小，楼面梁所承受的活荷载标准值可以乘以如下上的可能性很小，楼面梁所承受的活荷载标准值可以乘以如下折减系数：折减系数：（1 1）折减系数）折减系数0.90.9 宿舍、住宅、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼宿舍、住宅、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园，这些类型房屋楼面梁的从属面积超过儿园，这些类型房屋楼面梁的从属面积超过25m25m2 2时。时。 除汽车通道及停车库外的其他房屋，当楼面梁的从属除汽车通道及停车库外的其他房屋，当楼面梁的从属面积超过面积超过50m50m2 2时。时。 （2 2）折减

34、系数）折减系数0.80.8或或0.60.6 对汽车通道及停车库的单向板楼盖次梁和槽形板纵肋对汽车通道及停车库的单向板楼盖次梁和槽形板纵肋取取0.80.8；对单向板楼盖主梁取；对单向板楼盖主梁取0.60.6；对双向板楼盖的梁取；对双向板楼盖的梁取0.80.8。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure2.2.设计墙、柱和基础设计墙、柱和基础（1 1）宿舍、住宅、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼）宿舍、住宅、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园等房屋，考虑活荷载在所有各层不可能同时满载，楼面儿园等房屋

35、，考虑活荷载在所有各层不可能同时满载，楼面活荷载标准值可以乘以下表所列系数。活荷载标准值可以乘以下表所列系数。墙、柱、基础计算截面以上的楼层数墙、柱、基础计算截面以上的楼层数1 12 23 34 45 56 68 89 920202020计算截面以上各楼层活荷载总和的折计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数减系数1.01.00.850.850.700.700.650.650.600.600.550.55注：当楼面梁的从属面积超过注：当楼面梁的从属面积超过25m25m2 2时，系数时，系数1.001.00可以采用可以采用0.900.90。（2 2）对汽车通道及停车库采用单向板肋梁楼盖时取）对汽车

36、通道及停车库采用单向板肋梁楼盖时取0.50.5；对；对双向板肋梁楼盖和无梁楼盖取双向板肋梁楼盖和无梁楼盖取0.80.8。（3 3）其余房屋采用与其楼面梁相同的折减系数（即从属面）其余房屋采用与其楼面梁相同的折减系数（即从属面积超过积超过50m50m2 2时取时取0.90.9）。）。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete StructureKW0WWSZZK0WZSZ二、风荷载二、风荷载空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物的表面产空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物的表面产生压力或吸力，这种风力作用称为风荷载。

37、生压力或吸力，这种风力作用称为风荷载。1.1.风荷载标准值风荷载标准值 风对建筑物表面的作用力大小，与建筑物体型、高度、风对建筑物表面的作用力大小，与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。垂直于建筑物表面的单位建筑物所处位置、结构特性有关。垂直于建筑物表面的单位面积上的风荷载标准值面积上的风荷载标准值 （KN/mKN/m2 2）可按下式计算。）可按下式计算。 式中，式中， 基本风压值；基本风压值； 风压高度变化系数；风压高度变化系数； 风载体型系数；风载体型系数； 风振系数。风振系数。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of

38、Concrete Structure0W0VZ（1 1）基本风压值）基本风压值 我国我国建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范给出了各地的基本风压值。是用给出了各地的基本风压值。是用各地区空旷平坦地面上离地各地区空旷平坦地面上离地10m10m高、统计高、统计5050年重现期的年重现期的1010分钟平分钟平均风速均风速 （m/sm/s）计算得到的。基本风压不得小于）计算得到的。基本风压不得小于0.3 kN/m0.3 kN/m2 2（2 2）风压高度变化系数）风压高度变化系数 风速大小不仅与高度有关，一般越靠近地面风速越小，愈风速大小不仅与高度有关，一般越靠近地面风速越小，愈向上风速越大，而且风速的变化

39、与地貌及周围环境有直接关系向上风速越大，而且风速的变化与地貌及周围环境有直接关系我国我国建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范将地面情况分为将地面情况分为A A、B B、C C、D D四类：四类：A A类地面粗糙度：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区类地面粗糙度：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区B B类地面粗糙度：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀类地面粗糙度：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；疏的乡镇和城市郊区；C C类地面粗糙度：指有密集建筑群的城市市区。类地面粗糙度：指有密集建筑群的城市市区。D D类地面粗糙度：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。类地面粗

40、糙度：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete StructureS（3 3）风载体型系数）风载体型系数 是指建筑物表面所受实际风压与基本风压的比值。通过是指建筑物表面所受实际风压与基本风压的比值。通过实测可以看出，风压在建筑物表面的分布不是均匀的。在风实测可以看出，风压在建筑物表面的分布不是均匀的。在风荷载计算时，为简化计算，一般将建筑物各个表面的风压看荷载计算时，为简化计算，一般将建筑物各个表面的风压看成是均匀分布的。风载体型系数的取值见教材附表成是均匀分布的。风载体型系数的取值

41、见教材附表7-17-1。（4 4）风振系数）风振系数Z 空气在流动时，风速、风向都在不停地改变。建筑物所空气在流动时，风速、风向都在不停地改变。建筑物所受到的风荷载是不断波动的。风压的波动周期一般较长，对受到的风荷载是不断波动的。风压的波动周期一般较长，对一般建筑物影响不大，可以按静载来对待。但是，对于高度一般建筑物影响不大，可以按静载来对待。但是，对于高度较大或刚度相对较小的建筑来讲，就不能忽视风压的动力效较大或刚度相对较小的建筑来讲，就不能忽视风压的动力效应。在设计中，用风振系数来考虑。应。在设计中，用风振系数来考虑。 建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范规定，对于基本自振周期规定，对于基本自

42、振周期T T1 1大于大于0.25s0.25s的工程结构，以及高度大于的工程结构，以及高度大于30m30m，且高宽比大于，且高宽比大于1.51.5的房的房屋建筑均需考虑风振系数。屋建筑均需考虑风振系数。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure2.2.总风荷载与局部风荷载总风荷载与局部风荷载（1 1）总风荷载）总风荷载 总风荷载是指建筑物各个表面所受风荷载的合力，是沿建总风荷载是指建筑物各个表面所受风荷载的合力，是沿建筑物高度变化的线荷载。通常按建筑物的主轴方向进行计算。筑物高度变化的线荷载。通常按建

43、筑物的主轴方向进行计算。（2 2）局部风荷载）局部风荷载 局部风荷载是指在建筑物表面某些风压较大的部位，考虑局部风荷载是指在建筑物表面某些风压较大的部位，考虑风压对局部某些构件的不利作用时考虑的风荷载。考虑部位一风压对局部某些构件的不利作用时考虑的风荷载。考虑部位一般是建筑物的角隅或阳台、雨篷等悬挑构件。般是建筑物的角隅或阳台、雨篷等悬挑构件。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure 求某高层剪力墙结构顶点的风振系数。结构求某高层剪力墙结构顶点的风振系数。结构平面及立面如图所示，地点在广州市市区。平

44、面及立面如图所示，地点在广州市市区。37.5米25米H=75米（253米）平面图立面图 H60米，n=100，w0=0.6kN/m2地面粗糙度假定为C类。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构1/zzz 【解】1(0.05 0.06)TN，取1.5秒 20 10.6 1.51.35w T 查表得 1.47575/37.52H B C类地面 高度小于100米，查表得 0.4875/751zz H75米处C类地面 1.495z1 1.475 0.481

45、11.471.495zzz 第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure37.5米25米H=75米（253米）平面图立面图 H60米，n=100，w0=0.6kN/m2地面粗糙度假定为C类。 求某高层剪力墙结构顶点的集中风荷载。结构平求某高层剪力墙结构顶点的集中风荷载。结构平面及立面如图所示，地点在广州市市区。面及立面如图所示，地点在广州市市区。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure37.5米25米0111

46、222(coscoscos)zzsssnnnwwBBB 1.47 1.495 0.6 (0.8 37.50.5 37.5)64.28/kN m2564.28 1.596.42FkN第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure32米+0.8-0.5-0.5【习题】求具有下图所示平面的框架【习题】求具有下图所示平面的框架剪力墙结构顶点的总剪力墙结构顶点的总风荷载标准值（集中力形式风荷载标准值（集中力形式)。建筑共。建筑共18层，层，54米高（每层米高（每层层高层高3米），米），D类地区，该地区基本风压类地区

47、，该地区基本风压w0=0.7kN/m2。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure1/zzz 【解】1(0.06 0.08)TN，取1.26秒 20 10.7 1.261.11w T 查表得 1.32854/321.6875H B D类地面 高度小于100米，查表得 0.4554/541zz H54米处D类地面 0.876z1 1.328 0.45111.6850.876zzz 第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Str

48、ucture0111222(coscoscos)zzsssnnnwwBBB 1.685 0.876 0.7(0.8 322 0.5 32 cos60 )42.98/kN m1842.98 1.564.47FkN第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure 框架结构的计算简图，就是框架结构的计算简图，就是结构力学结构力学中讨论的刚架，中讨论的刚架，因而其内力计算方法大家都比较熟悉。本章介绍常用的一些因而其内力计算方法大家都比较熟悉。本章介绍常用的一些近似计算方法。对于规则框架，竖向荷载作用下的内力计算近似

49、计算方法。对于规则框架，竖向荷载作用下的内力计算有分层法、力矩分配法、迭代法等；水平荷载下的内力计算有分层法、力矩分配法、迭代法等；水平荷载下的内力计算有反弯点法、有反弯点法、D D值法、迭代法等。值法、迭代法等。 对于不规则框架，可以采用迭代法计算，其计算过程参对于不规则框架，可以采用迭代法计算，其计算过程参考结构力学教材。考结构力学教材。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure一、分层法的计算假定一、分层法的计算假定 框架所承受的竖向荷载一般是结构自重和楼（屋）面使框架所承受的竖向荷载一般是结构

50、自重和楼（屋）面使用活荷载。框架在竖向荷载作用下，侧移比较小，可以作为无用活荷载。框架在竖向荷载作用下，侧移比较小，可以作为无侧移框架按力矩分配法进行计算。精确计算表明，各层荷载除侧移框架按力矩分配法进行计算。精确计算表明，各层荷载除了在本层梁以及与本层梁相连的柱子中产生内力之外，对其他了在本层梁以及与本层梁相连的柱子中产生内力之外，对其他层的梁、柱内力影响不大。为此，可以将整个框架分成一个个层的梁、柱内力影响不大。为此，可以将整个框架分成一个个单层框架来计算，这就是分层法。其假定为：单层框架来计算，这就是分层法。其假定为：1.1.在竖向荷载作用下，多层多跨框架的侧移忽略不计；在竖向荷载作用下

51、，多层多跨框架的侧移忽略不计；2.2.每层梁上的荷载对其他各层梁的影响忽略不计。每层梁上的荷载对其他各层梁的影响忽略不计。 基于这两个假定，可以将框架的各层梁及其相连的上、基于这两个假定，可以将框架的各层梁及其相连的上、下柱作为独立的计算单元分层进行计算。分层计算所得的梁内下柱作为独立的计算单元分层进行计算。分层计算所得的梁内弯矩即为框架梁最后弯矩，而每一柱端弯矩则取对应两单元同弯矩即为框架梁最后弯矩，而每一柱端弯矩则取对应两单元同一柱端弯矩之和。一柱端弯矩之和。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structu

52、re竖向荷载作用下分层计算示意图竖向荷载作用下分层计算示意图第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure（2 2）除底层柱的下端外，其他各柱的柱端应为弹性约束。）除底层柱的下端外，其他各柱的柱端应为弹性约束。为便于计算，均将其处理为固定端。这样将使柱的弯曲变形为便于计算，均将其处理为固定端。这样将使柱的弯曲变形有所减小，为消除这种影响，可把除底层柱以外的其他各层有所减小，为消除这种影响，可把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数柱的线刚度乘以修正系数0.90.9。 分层法计算要点：分层法计算要点：

53、（1 1）将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框架，每）将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框架，每个敞口框架包括本层梁和与之相连的上、下层柱。梁上作用个敞口框架包括本层梁和与之相连的上、下层柱。梁上作用的荷载、各层柱高及梁跨度均与原结构相同。的荷载、各层柱高及梁跨度均与原结构相同。分层法适用范围：分层法适用范围： 梁柱线刚度比梁柱线刚度比ibib/icic33，且结构与荷载沿高度比较均，且结构与荷载沿高度比较均匀的多层框架的计算。匀的多层框架的计算。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure

54、（3 3）用无侧移框架的计算方法（如弯矩分配法）计算各敞）用无侧移框架的计算方法（如弯矩分配法）计算各敞口框架的杆端弯矩，由此所得的梁端弯矩即为其最后的弯矩值；口框架的杆端弯矩，由此所得的梁端弯矩即为其最后的弯矩值；因每一柱属于上、下两层，所以每一柱端的最终弯矩值需将上、因每一柱属于上、下两层，所以每一柱端的最终弯矩值需将上、下层计算所得的弯矩值相加。在上、下层柱端弯矩值相加后，下层计算所得的弯矩值相加。在上、下层柱端弯矩值相加后，将引起新的节点不平衡弯矩，如欲进一步修正，可对这些不平将引起新的节点不平衡弯矩，如欲进一步修正，可对这些不平衡弯矩再作一次弯矩分配。衡弯矩再作一次弯矩分配。如用弯矩

55、分配法计算各敞口框架的杆端弯矩，在计算每个如用弯矩分配法计算各敞口框架的杆端弯矩，在计算每个节点周围各杆件的弯矩分配系数时，应采用修正后的柱线刚度节点周围各杆件的弯矩分配系数时，应采用修正后的柱线刚度计算；并且底层柱和各层梁的传递系数均取计算；并且底层柱和各层梁的传递系数均取1/21/2，其他各层柱的，其他各层柱的传递系数改用传递系数改用1/31/3。（4 4）在杆端弯矩求出后，可用静力平衡条件计算梁端剪力及梁）在杆端弯矩求出后，可用静力平衡条件计算梁端剪力及梁跨中弯矩；由逐层叠加柱上的竖向荷载（包括节点集中力、柱跨中弯矩；由逐层叠加柱上的竖向荷载（包括节点集中力、柱自重等）和与之相连的梁端剪

56、力，即得柱的轴力。自重等）和与之相连的梁端剪力，即得柱的轴力。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure二、计算步骤二、计算步骤1.1.画出框架的计算简图（轴线尺寸、荷载）；画出框架的计算简图（轴线尺寸、荷载）；2.2.计算梁、柱的线刚度及相对线刚度；计算梁、柱的线刚度及相对线刚度；3.3.除底层柱外，其他各层柱的线刚度乘以除底层柱外，其他各层柱的线刚度乘以0.90.9；4.4.用弯矩分配法计算各单元的杆端弯矩；用弯矩分配法计算各单元的杆端弯矩；5.5.叠加有关杆端弯矩，得出最终弯矩图；叠加有关杆端弯

57、矩，得出最终弯矩图；6.6.按静力平衡条件求出框架的其他内力图。按静力平衡条件求出框架的其他内力图。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure 例例 用分层法求如图示框架的弯矩图。括号内为杆件的线刚度相对值用分层法求如图示框架的弯矩图。括号内为杆件的线刚度相对值第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Conc

58、rete Structure第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure 框架所承框架所承受的水平荷载受的水平荷载主要是风荷载主要是风荷载和水平地震作和水平地震作用，它们都可用，它们都可以转化成作用以转化成作用在框架节点上在框架节点上的集中力。的集中力。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete

59、Structure 在这种力的作用下，无论是横梁还是柱子，它们的弯矩在这种力的作用下，无论是横梁还是柱子，它们的弯矩分布均成直线变化。一般情况下每根杆件都有一个弯矩为零分布均成直线变化。一般情况下每根杆件都有一个弯矩为零的点，称为反弯点。如果在反弯点处将柱子切开，切断点处的点，称为反弯点。如果在反弯点处将柱子切开，切断点处的内力将只有剪力和轴力。如果知道反弯点的位置和柱子的的内力将只有剪力和轴力。如果知道反弯点的位置和柱子的抗侧移刚度，即可求得各柱的剪力，从而求得框架各杆件的抗侧移刚度，即可求得各柱的剪力，从而求得框架各杆件的内力，反弯点法即由此而来。内力，反弯点法即由此而来。 由此可见，反弯

60、点由此可见，反弯点法的关键是反弯点的位法的关键是反弯点的位置确定和柱子抗推刚度置确定和柱子抗推刚度的确定。的确定。第第1313章章 多层房屋框架结构多层房屋框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete Structure一、反弯点法一、反弯点法1 1、基本假定、基本假定假定框架横梁刚度为无穷大。假定框架横梁刚度为无穷大。 如果框架横梁刚度为无穷大，在水平力的作用下，框架如果框架横梁刚度为无穷大，在水平力的作用下，框架节点将只有侧移而没有转角。实际上，框架横梁刚度不会是无节点将只有侧移而没有转角。实际上，框架横梁刚度不会是无穷大，在水平力下，节点既有侧移又有转角。但