多层框架结构房屋讲解

多层框架结构多层框架结构结构组成和结构布置

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框架结构的构造要求主要内容：重点：结构组成和结构布置

框架结构的计算简图及荷载反弯点法，Ｄ值法第十三章

多层框架结构

13.1多层框架结构的组成与布置

《民用建筑设计通则》（GB50362—2005）中3.1.2条：民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：

1.住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；

2.除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑)；

3.建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010），第1.0.2条：本规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构。非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构，其适用的房屋最大高度和结构类型应符合本规程的有关规定。本规程不适用于建造在危险地段的高层建筑结构。

高层结构体系的发展过程

始用年代

结构体系和特点18851889190320世纪初二次大战后20世纪50年代20世纪六七十年代20世纪80年代20世纪80年代中期砖墙、铸铁柱、钢梁钢框柱钢筋混凝土框架钢框架＋支撑钢筋混凝土框架＋剪力墙、钢筋混凝土剪力墙、预制钢筋混凝土结构钢框架＋钢筋混凝土核芯筒、钢骨钢筋混凝土结构框筒、筒中筒、束筒、悬挂结构、偏心支撑和带缝剪力墙板框架巨型结构、应力蒙皮结构、隔震结构被动耗能结构、主动控制结构、混合控制结构常用的结构体系竖向结构体系（抗侧力体系）的选择建筑使用功能建筑平面建筑高度抗震等级地质条件施工技术……用途≤50m≥50m住宅剪力墙、框架-剪力墙剪力墙、框架-剪力墙旅馆剪力墙、框架-剪力墙、框架剪力墙、框架-剪力墙、筒体公共框架-剪力墙、框架框架-剪力墙、筒体现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度结构类型非抗震6度7度8度9度框架70605040（35）24框架-剪力墙140130120100（80）50剪力墙全部落地剪力墙150140120100（80）60部分框支剪力50）不应采用筒体框架-核芯筒160150130100（90）70筒中筒200180150120（100）80板柱-抗震墙70807055（40）不应采用适用的房屋最大高度（m）（6.1.1条抗震）注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度（不包括局部突出屋面的电梯机房等高度）；2框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；4表中框架，不包括异形柱框架；5板柱-抗震墙结构指板柱、框架和抗震墙组成抗侧力体系的结构；6乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定其适用的最大高度；7超过表内高度的房屋，应进行专门研究，采取必要的加强措施。结构的形式和布置

框架：由梁和柱所组成的杆系结构。可用于50m以下的多层房屋中结构形式多层、高层结构体系一般采用框架、框架剪力墙、剪力墙和筒体结构等。

虽然多层和高层建筑所受的荷载和作用无差别，但所产生的结构效应却有明显差别。quVMHu=f(H4)M=f(H2)V=f(H)一、结构的形式和布置

1.结构形式布置受力特点水平荷载作用下，钢筋混凝土框架结构整体呈剪切型变形，单个构件以弯曲变形为主多层框架结构构（1）框架结构的的受力特点在竖向荷载和和水平荷载作作用下，框架架结构各构件件将产生内力力和变形。框框架结构的侧侧移一般由两两部分组成：：由水平力引引起的楼层剪剪力，使梁、、柱构件产生生弯曲变形，，形成框架结结构的整体剪剪切变形us；由水平力引引起的倾覆力力矩，使框架架柱产生轴向向变形（一侧侧柱拉伸，另另一侧柱压缩缩），形成框框架结构的整整体弯曲变形形ub。当框架结构房房屋的层数不不多时，其侧侧移主要表现现为整体剪切切变形，整体体弯曲变形的的影响很小。。多层框架结构构框架结构的侧侧移多层框架结构构（2）框架结构体体系的优缺点点建筑平面布置置灵活，能获获得大空间（（特别适用于于商场、餐厅厅等），也可按需要做成成小房间；建筑立面容易易处理；结构构自重较轻；；计算理论比较较成熟；在一定高度范范围内造价较较低。框架结构的侧侧向刚度较小小，水平荷载载作用下侧移移较大，有时时会影响正常使用；如如果框架结构构房屋的高宽宽比较大，则则水平荷载作作用下的侧移移也较大大，而而且引引起的的倾覆覆作用用也较较严重重。因此，，设计计时应应控制制房屋屋的高高度和和高宽宽比。。多层框框架结结构1结构组组成及及特点点框架结结构（（framestructure）由梁梁、柱柱构件件通过过节点点连接接构成成，如如整幢幢房屋屋均采采用这这种结结构形形式，，则称称为框框架结结构体体系或或框架架结构构房屋屋。框架结结构平平面布布置和和剖面面示意意图13.1.1框架结结构组组成框架结结构是是由梁梁、柱柱、节节点及及基础础组成成的结结构形形式。。框架结结构是是由梁梁和柱柱为主主要承承重构构件组组成的的承受受竖向向和水水平作作用的的结构构，其其承重重结构构和围围护、、分隔隔构件件完全全分开开，墙墙只起起围护护、分分隔作作用。。框架结结构建建筑平平面布布置灵灵活，，空间间划分分方便便，易易于满满足生生产工工艺和和使用用要求求，构构件便便于标标准化化，具具有较较高的的承载载力和和较好好的整整体性性。框架结结构在在水平平荷载载下表表现出出抗侧侧移刚刚度小小，水水平位位移大大的特特点，，属于于柔性性结构构，故故随着着房屋屋层数数的增增加，，水平平荷载载逐渐渐增大大，就就将因因侧移移过大大而不不能满满足要要求；；或形形成肥肥梁胖胖柱而而不经经济。。框架结结构的的种类类，按照施施工方方法划划分:现浇整整体式式、装装配整整体式式和装装配式式三种种。现浇整整体式式框架架：梁、柱柱、楼楼盖均均为钢钢筋混混凝土土现浇浇，其其整体体性强强、抗抗震性性能好好，缺缺点是是：现现场施施工工工作量量大、、需要要大量量模板板。装配式式框架架：梁、柱柱、板板均预预制，，通过过焊接接拼装装连接接成整整体。。预制制构件件，可可实现现标准准化、、工厂厂化、、机械械化生生产，，速度度快、、效率率高；；缺点点是整整体性性差，，抗震震能力力弱，，焊接接接头头处须须预埋埋连接接件，，用钢钢量增增加。。装配整整体式式框架架：梁、柱柱、板板预制制，构构件就就位后后，焊焊接或或绑扎扎节点点区钢钢筋，，浇筑筑节点点区混混凝土土，形形成整整体结结构。。兼具具上述述两种种框架架结构构优点点，但但是，，其节节点区区现场场混凝凝土施施工复复杂。。另外，，有一一段时时间用用到梁梁柱现现浇、、预制制板式式框架架结构构，有有人称称之为为半现浇浇、半半整体体式结结构。13.1.2框架结结构的的布置置按照承承重方方案的的不同同划分分为三三种:横向承承重、、纵向向承重重和纵纵横向向双向向承重重。一、结结构的的形式式和布布置1.结构形形式布布置结构布布置*柱网的的布置置：柱柱距：：3.0~8.0m，梁跨跨：4.5~7.0m*承重框框架的的布置置横向布置纵向布置纵横向布置1、框架架结构构应在在纵、、横两两个方方向或或多个个斜交交方向向布置置形成成空间间框架架结构构。单跨跨框框架架的的耗耗能能能能力力较较弱弱，，超超静静定定次次数数较较少少，，一一旦旦柱柱子子出出现现塑塑性性铰铰，，出出现现连连续续倒倒塌塌的的可可能能很很大大，，所所以以，，一一般般不不宜宜采采用用单单跨跨框框架架。。由由于于框框架架在在纵纵横横两两个个方方向向都都承承受受很很大大的的水水平平力力，，因因此此，，一一般般应应做做成成刚刚结结框框架架结结构构，，以以保保证证尽尽可可能能多多次次超超静静定定。。相相应应地地，，为为了了保保证证纵纵、、横横两两个个方方向向都都有有足足够够的的承承载载力力和和刚刚度度，，框框架架宜宜采采用用方方形形、、圆圆形形、、多多边边形形或或接接近近方方形形的的布布置置方方案案，，使使两两个个方方向向和和刚刚度度都都接接近近。。框框架架梁梁、、柱柱轴轴线线宜宜在在同同一一个个竖竖向向平平面面内内，，尽尽量量避避免免梁梁布布置置在在柱柱的的一一侧侧，，防防止止产产生生过过大大的的偏偏心心弯弯矩矩。。2、横横向向框框架架承承重重方方案案是在在横横向向布布置置承承重重梁梁而而纵纵向向往往往往布布置置相相对对较较小小的的联联系系梁梁，，这这种种方方案案比比较较有有利利于于房房屋屋内内的的采采光光和和通通风风；；纵向向框框架架承承重重方方案案是在在纵纵向向布布置置框框架架承承重重梁梁，，在在横横向向布布置置联联系系梁梁，，这这种种方方案案有有利利于于设设备备管管线线的的穿穿行行，，并并可可获获得得较较高高的的室室内内净净高高，，但但是是它它的的横横向向抗抗侧侧刚刚度度较较差差，，且且进进深深尺尺寸寸受受预预制制板板长长度度的的限限制制；；纵横横向向框框架架混混合合承承重重方方案案：：当楼楼面面有有较较大大荷荷载载或或楼楼面面有有较较大大开开洞洞时时，，一一般般采采用用纵纵横横向向框框架架混混合合承承重重方方案案，，这这种种方方案案设设计计成成双双向向梁梁柱柱抗抗测测力力体体系系，，使使框框架架结结构构具具有有很很好好的的空空间间刚刚度度和和整整体体性性。。3、框架结结构的组组成楼板（次次梁）、、主梁、、柱、节节点及基基础楼盖/屋盖结构构体系（（水平结结构体系系）承重结构构体系（（竖向结结构体系系）特点：直直接承重重，也抵抵抗来自自任何方方向的水水平力灵活多样样：跨度度、层高高；抽梁梁、抽柱柱（大开开间、大大空间））；内收收、外挑挑（外形形变化要要求）4、承重结结构体系系木结构钢结构（自重轻轻、施工工快、造造价贵、、防火））预制钢柱柱，钢梁梁现场拼拼装混凝土结结构（可模性性好、造造价低、、自重大大、施工工慢）现浇、预预制、预预应力、、高性能能混凝土土钢骨混凝凝土钢骨柱、、钢骨梁梁、叠合合柱钢管混凝凝土叠合柱结结构5、楼盖、、屋盖结结构体系系现浇楼盖盖：板梁现现场浇筑筑装配式楼楼盖：预制板板、预制制梁现场场组拼装配整体体式楼盖盖：预制板板(梁)＋现浇层层叠合而而成，兼兼具预制制、现浇浇结构优优点压型钢板板组合楼楼盖结构构：钢梁＋＋压型钢钢板＋（（分布筋筋），现现浇混凝凝土而成成楼盖屋盖盖结构由由板、次次梁、主主梁共同同承受楼楼面竖向向荷载设计时，，应综合合考虑柱柱网布置置等，确确定楼板板方案6、柱网布布置原则则满足建筑筑平面与与使用要要求满足生产产工艺要要求（如如教室、、办公、、实验等等）满足建筑筑平面布布置要求求（与建建筑分隔隔协调））受力合理理（多层层框架主主要承受受竖向荷荷载，其其开间、、进深直直接关系系到结构构上上内力力的分布布、构件件材料强强度是否否充分利利用及材材料的用用量等））便于施工工简单、规规则，且且每个楼楼层的柱柱网尺寸寸尽量相相同传力体系系明确：板→→次梁→→框架架主梁→→框架架柱→基基础两个方向向的框架架的总抗抗侧刚度度应当接接近经济合理理7、框架结构构布置的主主要内容柱网布置：：经济柱网网尺寸为3～8m梁柱布置：：主要承重重框架（横横向、纵向向与双向））梁柱截面的的确定楼盖屋盖结结构体系的的确定：梁板体系、、板柱、井井型、、密肋、组组合等布置原则：：使用要求、、功能要求求由承载力和和抗侧刚度度要求决定定综合柱网布布置等条件件，确定楼楼板方案主梁横向布布置——增加横向刚刚度8、变形缝的的设置伸缩缝、沉沉降缝、防防震缝变形缝分为伸缩缝和沉降缝，在地震设设防区还需需按《建筑抗震设设计规范》的规定设置置防震缝。伸缩缝是为了避免免温度应力力和混凝土土收缩应力力使房屋产产生过大伸伸缩变形或或裂缝而设设置的，伸伸缩缝仅将将基础以上上的房屋分分开。钢筋筋混凝土框框架结构的的伸缩缝最最大间距如如表。沉降缝是为了避免免地基不均均匀沉降在在房屋构件件中产生裂裂缝而设置置的，沉降降缝必须将将房屋连同同基础一起起分开。当结构不同同部位荷载载差异较大大地基土压压缩性有显显著差异沉降缝当平面形状状复杂、高高度方向有有高差、质质量分布不不均匀抗震缝当房屋过长长或过宽时时伸缩缝变形逢的设设置缝宽50mm缝宽100mm在建筑物的的下列部位位宜设置沉沉降缝：①土层变变化较大处处；②地基基基础处理方方法不同处处；③房屋在在高度、重重量、刚度度有较大变变化处；④建筑平平面的转折折处；⑤新建部部分与原有有建筑的交交界处。沉降缝由于于是从基础础断开，缝缝两侧相邻邻框架的距距离可能较较大，给使使用带来不不便，此时时可利用挑挑梁或搁置置预制梁、、板的方法法进行建筑筑上的闭合合处理。钢筋混凝土土框架结构构伸缩缝最最大间距（（m)环境条件框架类别室内或土中露天装配式7550现浇式5535图沉降缝缝做法(a)设挑梁（板板）；(b)设预制板（（梁）伸缩缝的设置主要要与结构长长度相关。。当结构的的长度超过过规范规定定的容许值值时，应验验算温度应应力并采取取相应的构构造措施。。沉降缝的设置主要要与基础受受到的上部部荷载及场场地的地质质条件有关关。当上部部结构荷载载差异大、、地基土的的物理力学学指标相差差较大等应应设沉降缝缝，可利用用挑梁、搁搁置预制板板或预制梁梁等办法做做成。防震缝的设置主要要与建筑平平面形状、、高差、刚刚度、质量量分布等有有关，防震震缝的设置置，应使结结构单元简简单、规则则，刚度和和质量分布布均匀，避避免地震作作用的扭转转效应，同同时为避免免地震时各各单元之间间发生相互互碰撞，防防震缝宽度度应满足规规范要求。。9、框架结构构设计中值值得注意的的问题复杂平面：：扭转问题题、应力集集中沿高度侧向向刚度突变变避免错层与与夹层梁柱及节点点的抗震细细部构造设变形缝(三缝的设置置）三维地震作作用的组合合一、结构的的形式和布布置1.结构形式布布置竖向布置在满足建筑筑功能要求求的同时，，尽量避免免收进、挑挑出、抽梁梁、抽柱层高一般为为：2.8~4.2m一、结构的的形式和布布置1.结构形式布布置构件的选型型楼盖现浇式装配式装配整体式式梁、板尺寸寸的选择同同梁板结构构多层框架结结构2结构布置（structuralconfiguration）框架结构布布置主要是是确定柱在在平面上的的排列方式式（柱网布布置）和选选择结构承承重方案，，这些均必必须满足建建筑平面及及使用要求求，同时也也须使结构构受力合理理，施工简简单。民用建筑柱柱网布置框架结构的的布置1．框架结构只只能承受自自身平面内内的水平力力，因此，，沿建筑的的两个主轴方方向都应设设置框架。建筑设计应应符合抗震震概念设计计要求：避避免严重不不规则的设设计方案。。2．有抗震设防防的框架结结构，或非非地震区层层数较多的的房屋框架架结构，横横向和纵向向均应设计计为刚接框框架。设计计成双向梁梁柱抗侧力力体系。主主体结构除除个别部位位外，不应应采用铰接接。抗震设设计的框架架结构不宜宜采用单跨跨框架。梁梁柱刚接可可增大结构构的刚度和和整体性。。3．布置框架时时，首先要要确定柱网网尺寸。框框架的抗侧侧刚度除了了与柱断面面尺寸有关关外，梁的的断面尺寸寸对抗侧刚刚度影响很很大，但是是由于抗震震结构的延延性框架要要求，抗震震框架的梁梁不宜太强强，因此抗抗震的钢筋筋混凝土框框架柱网一一般不宜超超过6～8m。大柱网适适用于建筑筑平面要求求有较大空空间的房屋屋，但将增增大梁柱的的截面尺寸寸。小柱网网梁柱截面面尺寸小，，适用于饭饭店、办公公楼、医院院病房楼等等分隔墙体体较多的建建筑。在有有抗震设防防的框架房房屋中，过大的柱网网将给实现现强柱弱梁梁及延性框框架增加一一定困难。。4.框架梁、柱柱中心线宜宜重合。当梁柱中心心线不能重重合时，在在计算中应应考虑梁荷荷载对柱子子的偏心影影响。为承承托隔墙而而又要尽量量减少梁轴轴线与柱轴轴线的偏心心距，可采采用梁上挑板承托墙墙体的处理方法法。梁、柱柱中心线之之间的偏心心距不宜大大于柱截面面在该宽度度的1/4。（6.1.5条）当为8度抗震设防防时，如偏偏心距大于于该方向柱柱宽的1/4时，可采取取增设梁的的水平加腋腋等措施。。设置水平平加腋后，，仍须考虑虑梁荷载对对柱子的偏偏心影响。。多层框架结结构梁端水平加加腋处平面面图在框架结构构布置中，，梁、柱轴轴线宜重合合，如梁须须偏心放置置时，梁、、柱中心线之间的偏偏心距不宜宜大于柱截截面在该方方面宽度的的1/4。如偏心距距大于该方方向柱宽的的1/4时，可增设设梁的水平平加腋。试验表明，，此法能明明显改善梁梁柱节承受受反复荷载载的性能。。bx/lx≤1/2，bx/bb≤2/3，bb+bx+x≥bc/2梁水平加腋腋厚度可取取梁截面高高度，其水水平尺寸宜宜满足下列列要求：多层框架结结构梁水平加腋腋后，改善善了梁柱节节点的受力力性能，故故节点有效效宽度bj宜按下列规规定取值：：当当x=0时，bj按下式计算算：当x≠0时，bj取下列二式式计算的较较大值：且应满足bj≤bb+0.5hc，其中hc为柱截面高高度。bj≤bb+bxbj≤bb+bx+xbj≤bb+2x5.框架结构按按抗震设计计时，不得得采用部分分由砌体墙墙承重之混混合形式。。框架结构构中的楼、、电梯及局局部突出屋屋顶的电梯梯机房、楼楼梯间、水水箱间等，，应采用框框架承重，，不应采用用砌体墙承承重。框架架结构中有有填充墙时时，填充墙墙在平面和和竖向的布布置，宜均均匀对称，，一、二级级抗震的框框架，宜采用轻质质填充墙，，或与框架架柔性连接接的墙板，二级且层层数不超过过五层、三三级且层数数不超过八八层、四级级框架等情情况才可考考虑粘土砖砖填充墙的的抗侧力作作用，但粘粘土砖填充充墙应符合合下列要求求：避免形成上上、下层刚刚度变化过过大；避免形成短短柱；减少因抗侧侧刚度偏心心所造成的的扭转；抗震设计时时，填充墙墙及隔墙应应注意与框框架及楼板板拉结，并并注意填充充墙及隔墙墙自身的稳稳定性；某新建6层框架底层层该该框架架底层柱端端破坏框架结构的的破坏框架结构底底部一、二二层若无填填充墙时（（如用作车车库库），出现现底层柱侧侧移情形，，底层柱端端节点塑性性破坏。6.抗震设计的的框架结构构中，当楼楼、电梯间间采用钢筋筋混凝土墙墙时，结构构分析计算算中，应考考虑该剪力力墙与框架架的协同工工作。如果果在框架结结构中布置置了少量剪剪力墙(例如楼梯间间)，而剪力墙墙的抵抗弯弯矩少于总总倾覆力矩矩的50%时，则规范范要求该结结构按框架架结构确定定构件的抗抗震等级，，但是内力力及位移分分析仍应按按框架-剪力墙结构构进行，否否则对剪力力墙不利。。如因楼、电电梯间位置置较偏等原因，不不宜作为剪剪力墙考虑虑时，可采取将此此种剪力墙墙减薄、开开竖缝、开开结构洞、、配置少量量单排钢筋筋等方法，以减少墙墙的作用，，此时与墙墙相连的柱柱子，配筋筋宜适当增增加。7.框架按支承承楼板方式式，可分为为横向承重重框架、纵纵向承重框框架和双向向承重框架架。但是就就抗风荷载载和地震作作用而言，，无论横向向承重还是是纵向承重重，框架都都是抗侧力力结构。8.框架沿高度度方向各层层平面柱网网尺寸宜相相同。柱子子截面变化化时，尽可可能使轴线线不变，或或上下仅有有较小的偏偏心。当某某楼层高度度不等形成成错层时，，或上部楼楼层某些框框架柱取消消形成不规规则框架时时，应视不不规则程度度采取措施施加强楼层层，如加厚厚楼板、增增加边梁配配筋。13.1.3框架梁柱截截面形状尺尺寸13.1.3.1梁截面形状状框架梁截面面型式，对承受竖竖向荷载的的梁，在整整体式框架架中以T型（楼板现现浇)和矩形（楼楼板预制)为多；在装装配式框架架中，有矩矩形、T型、梯型和和花篮型等等，在装配配整体式框框架中，常常为花篮型型截面。对不承受竖竖向荷载的的联系梁，，常用截面面有T型、倒T型、L型、倒L型、矩形、、槽型等。。在装配式或装装配整体式式楼盖中，梁的截截面形式有有如下几种种（可以增增大净空，，减小总高高度）：十字截面梁花篮形截面梁叠合梁柱截面的形形式一般为为矩形和方方形，也可可为T形或圆形。。先按轴压压比估计柱柱的截面尺尺寸，在乘乘以1.2~1.5的放大系数数13.1.3.2梁柱截面尺尺寸(1)梁截面尺寸寸框架梁的截截面高度，，一般根据据梁的跨度度、荷载条条件和约束束条件进行行选择。对对于普通钢钢筋混凝土土梁，首先先要满足竖竖向荷载下下的变形要要求。对于于框架：主梁梁高h：h=(1/8～1/12)L,L为梁的跨度度；悬臂梁：h=(1/6-1/8)L，h不宜大于净净跨的四分分之一；梁截面宽度度：对矩形形截面梁，，b=(1/2-1/3)h,且不宜小于于0.5柱宽,且不应小于于250mm（或200mm），且至少少比柱宽小小50mm；对T型截面梁，，其腹板肋肋宽可以取取:b=（1/2.5~1/4)h。当采用扁梁梁时，h=(1/15-1/18)L采用迭合梁梁时，后浇浇部分截面面高度不宜宜小于120mm；当梁截面满满足以上要要求时，一一般可不进进行挠度验验算。此外，为统统一模板尺尺寸以方便便施工，梁梁宽度或高高度在200mm以上时，取50mm为模数。多层框架结结构为了降低楼楼层高度，，可将梁设设计成宽度度较大而高高度较小的的扁梁，扁扁梁的截面面高度可按按(1/18~1/15)lb估算。扁梁的截面面宽度b（肋宽）与与其高度h的比值b/h不宜超过3。加腋梁梁截面惯性性矩采用扁梁时时，楼板应应现浇，梁梁中线宜与与柱中线重重合；当梁梁宽大于柱柱宽时，扁扁梁应双向向布置；扁扁梁的截面面尺寸应符符合下列要要求，并应应满足挠度度和裂缝宽宽度的规定定：式中—柱截面宽度度，圆形截截面取柱直直径的0.8倍；、—分别为梁截截面宽度和和高度；—柱纵筋筋直径径。当梁高高较小小时，，除验验算其其承载载力外外，尚尚应注注意满满足刚度及及剪压压比的要求求。在在计算算梁的的挠度度时，，可以以扣除除梁的的合理理起拱拱值，，对现现浇梁梁板，，宜考考虑梁梁受压压翼缘缘的有有利影影响。。为满足足梁的的刚度度和承承载力力要求求，节节省材材料和和有利利建筑筑空间间，可可将梁梁设计计成加加腋形形式。。这种种加腋腋梁在在进行行框架架的内内力和和位移移计算算时，，可采采用等等效线线刚度度代替替变截截面加加腋梁梁的实实际线线刚度度。当当梁两两端加加腋对对称时时，其其等效效线刚刚度为为：式中—加腋梁梁中间间部分分截面面的线线刚度度—等效刚刚度系系数。。现浇框框架梁梁的混混凝土土强度度等级级，当当抗震震等级级为一一级时时，不不应低低于C30，当二二、三三、四四级及及非抗抗震设设计时时，不不应低低于C20。梁的的混凝凝土强强度等等级不不宜大大于C40。当梁柱柱的混混凝土土强度度不同同时，，应先先浇灌灌梁柱柱节点点高等等级混混凝土土，并并在梁梁上留留坡槎槎。装配整整体叠叠合梁梁的预预制部部分混混凝土土强度度等级级不宜宜低于于C30。在进行行框架架的内内力和和位移移计算算时，，现浇浇楼板板、上上有现现浇叠叠合层层的预预制楼楼板和和楼板板虽无无现浇浇叠合合层但但为拉拉开预预制板板板缝缝且有有配筋筋的装装配整整体叠叠合梁梁，均均可考虑梁梁的翼翼缘作作用、、增大大梁的的惯性性矩。。此时框框架梁梁的惯惯性矩矩可按按下表表取值值。

梁部位楼板边框架梁中框架梁预制楼板I=1.2I0I=1.5I0现浇楼板I=1.5I0I=2.0I0预制楼楼板上上现浇浇叠层层和预预制预预应力力混凝凝土叠叠合楼楼板均均可按按现浇浇楼板板取梁梁的惯惯性矩矩。框架梁梁应具具有足足够的的抗剪剪承载载力。。矩形形、T形和工工字形形截面面梁其其截面面能组组合的的剪力力设计计值应应符合合下列列条件件：(1)无地震震作用用组合合时：：(2)有地震震作用用组合合时：：跨高比比大于于2.5的梁跨高比比不大大于2.5的梁式中—框架架梁梁的的剪剪力力设设计计值值；；—混凝凝土土轴轴心心抗抗压压强强度度设设计计值值；；—梁截截面面宽宽度度和和有有效效高高度度；；—承载载力力抗抗震震调调整整系系数数为为0.85；—混凝凝土土强强度度影影响响系系数数，，当当混混凝凝土土强强度度等等级级不不大大于于C50时取取1.0；当当混混凝凝土土强强度度等等级级为为C80时取取0.8，其其间间按按线线性性内内插插取取用用。。为了了使使框框架架梁梁具具有有较较好好的的变变形形能能力力，，梁梁端端的的受受压压区区高高度度应应满满足足以以下下要要求求：：式中中—相对对界界限限受受压压区区高高度度如果果梁梁的的受受压压区区x不满满足足公公式式的的要要求求时时，，应应增增大大梁梁的的截截面面尺尺寸寸。。在确确定定梁梁端端混混凝凝土土受受压压区区高高度度时时，，可可考考虑虑梁梁的的受受压压钢钢筋筋计计算算在在内内。。式中中：：—受拉拉钢钢筋筋的的强强度度设设计计值值；；—钢筋筋的的弹弹性性模模量量；；—梁的的截截面面有有效效高高度度；；—混凝凝土土受受压压区区高高度度；；—混凝土强强度影响响系数。。（2）柱截面面尺寸在非抗震震设计时时，框架架柱截面面尺寸，，可先按按底层柱柱高的1/15初估柱短短边尺寸寸，并取取长边尺尺寸h=(1~1.5)b；框架柱截截面尺寸寸还可以以根据所所承受的的竖向荷荷载及轴轴压比限限值来估估算，其其中框架架柱的轴轴向力设设计值可可根根据其支支撑面积积上的恒恒载及活活载估算算。考虑虑弯矩影影响时：：N＝（1.05～1.1),在抗震设设计时：：轴压比比的概概念：：N-柱轴压压力；；A-柱的全全截面面面积积；-柱的轴轴压比比，框框架抗抗震等等级分分别为为一、、二、、三、、四级级时，，分别别取0.65、0.75、0.85和0.9；-混凝土土轴心心抗压压强度度设计计值。。柱的截截面高高度一一、二二、三三级不不宜小小于400mm，四级级不宜宜小于于300mm;框架柱柱剪跨跨比可可按下下式计计算：：式中：：—框架柱柱的剪剪跨比比。反反弯点点位于于柱高高中部部的框框架柱柱，可可取柱柱净高高与2倍柱截截面有有效高高度之之比值值；M—柱端截截面组组合的的弯矩矩计算算值，，可取取上、、下端端的较较大值值；V—柱端截截面与与组合合弯矩矩计算算值对对应的的组合合剪力力计算算值；；—计算方方向上上截面面有效效高度度。柱的剪剪跨比比宜大大于2，以避避免产产生剪剪切破破坏，，在设设计中中，楼楼梯间间、设设备层层等部部位难难以避避免短短柱时时，除除应验验算柱柱的受受剪承承载力力以外外，还还应采采取措措施提提高其其延性性和抗抗剪能能力。。框架柱柱截面面尺寸寸应满满足抗抗震要要求，，矩形形截面面柱应应符合合下列列要求求：无地震震组合合时有地震震组合合时剪跨比比大于于2的柱式中—框架柱柱的剪剪力设设计值值；—混凝土土轴心心抗压压强度度设计计值；；—柱截面面宽度度和截截面有有效高高度；；—承载力力抗震震调整整系数数为0.85；—当≤C50时，取取1.0，C80时，取取0.8；C50-C80时取其其内插插值。。如果不不满足足上述述公式式时，，应增增大柱柱截面面或提提高混混凝土土强度度等级级。剪跨比比不大大于2的柱结构分分析计计算基基本假假定对结构构进行行分析析时，，首先先分析析结构构的动动、静静力特特性，，再分分析结结构的的变形形及内内力。。在需需要时时，再再进行行时程程分析析。对结构构工程程师的的基本本要求求是：：合理理运用用简化化假定定，善善于抓抓住主主要的的，忽忽略次次要的的，正正确选选用恰恰当的的计算算方法法。规程中中对结结构计计算作作了如如下的的一些些基本本假定定，不不同的的方法法采用用的假假定会会有所所不同同，应应当根根据设设计要要求选选用符符合实实际的的假定定与方方法。。基本简简化假假定(1)平面结结构假假定任何一一个建建筑物物都是是空间间结构构，都都应该该能承承受来来自不不同方方向的的力的的作用用，因因此每每个构构件都都与不不在同同一平平面内内的其其它构构件相相联系系，形形成三三维传传力体体系。。但是是，经经常将将结构构简化化为平平面结结构分分析，，平面面结构构是一一种简简化假假定，，假定定结构构只能能在它它自身身平面面内具具有有有限刚刚度，，例如如平面面框架架、剪剪力墙墙、只只能抵抵抗平平面内内的作作用力力。在在平面面外刚刚度为为零，，也不不产生生平面面外的的内力力。因因此杆杆件每每一个个结点点具有有三个个自由由度(在二维平面面中，以下下简称基本本简化假定定(1))。多数结构构符合这些些条件，但但是有一些些结构必需需考虑与平平面外有相相互传力关关系，例如如框筒的角角柱、空间间框架、空空间桁架等等，则必须须按空间杆杆件计算，，计算时每每个结点具具有六个自自由度(在三维平面面中)。基本简化假假定(2)楼板平面内内无限刚性性假定在大多数情情况下，都都可假定楼楼板在其自身平面内内无限刚性性，不能变形形，而在平平面外则刚刚度为零(以下简称基基本简化假假定(2))。因而楼板板经常作为为若干个平平面结构之之间的联系系，使这些些平面结构构在水平荷荷载作用下下同一楼层层处的侧移移都相等(无扭转时)，或侧移分分布成直线线关系(有扭转时)。楼板的这这种作用称称为“水平位移协协调“(注意这些平平面结构的的竖向变形形是独立的的，互不相相关的)。采用基本简简化假定(1)及(2)，不考虑结结构扭转时时，称为平面协同计计算(此时，正交交方向的抗抗侧单元不不参加工作作)。考虑扭转转时称为空间协同计计算(此时，正交交方向的抗抗侧力结构构结构参加加抵抗扭矩矩)。另一种变形形协调的计计算是竖向向变形协调调。当有两两片相互交交汇的平面面结构(符合基本简简化假定(1))，通过交汇汇处的柱竖竖向变形一一致而传递递内力，这种计算算称为竖向向变形协调调的协同计计算。在框框筒结构中中，当楼板板较薄，忽忽略腹板框框架(或翼缘框架架)与楼板大梁梁的传力关关系时，往往往采用这这种方法。。这种计算算比仅有水水平位移协协调的计算算更符合实实际，又简简化了计算算。如果结构平面布置较较复杂，无法分成成单片抗侧侧力结构，，或当筒中中筒结构的的框筒与内内筒之间有有较大的梁梁时，需要要考虑这些些大梁与框框筒柱的刚刚性连接(传递弯矩)，每一根柱柱都需要考考虑框架平平面内与平平面外的变变形与受力力，则此时时结构必须须采用完全全的三维结结构构件计计算，可称称为(真正的)空间计算。楼板是保证证协同工作作的重要构构件，当采采用基本简简化假定(2)时，应确定定楼板在其其自身平面面内确有足足够大的刚刚度，当楼楼板长宽比比较大，或或者局部楼楼板长宽比比较大，局局部外伸的的楼板较细细长或楼板板开大孔，，在水平荷荷载下楼板板会有较大大变形时，，则按无限限刚性假定定计算所得得结果与实实际情况不不符。这种种情况下规规范规定要要考虑楼板的的有限刚性性结构分析析。这种分析析会增加计计算的自由由度，目前前只有很少少的程序可可做这种计计算，一般般情况下是是避免设计成成这种结构构的；在框架-剪力墙结构构中要限制剪力墙墙的间距，，就是为了减减少楼板的的水平变形形。当楼板板变形情况况不严重时时，可在按按刚性楼板板计算的基基础上，对对内力进行行适当调整整，并采取取相应构造造措施。构件件的的刚刚度度及及构构件件变变形形影影响响因因素素我国国规规范范规规定定在在风风荷荷载载及及地地震震作作用用下下(小震震)，结结构构处处于于弹弹性性状状态态，，因因而而除除少少量量情情况况外外，，构构件件均均采采用用弹弹性性刚刚度度。。构件件变变形形包包括括三三种种，，相相应应有有三三种种刚刚度度（（轴向向、、弯弯曲曲及及剪剪切切），，结结构构分分析析时时计计入入哪哪些些刚刚度度，，这这涉涉及及对对构构件件变变形形所所做做的的计计算算假假定定。。一个个构构件件应应有有轴轴向向、、弯弯曲曲及及剪剪切切变变形形，，相相应应的的刚刚度度为为EA、EI及GA。一般般情情况况下下梁梁、、柱柱构构件件的的弯弯曲曲变变形形都都是是基基本本变变形形，，抗抗弯弯刚刚度度EI必须须考考虑虑；；在在高高度度较较小小的的多多层层结结构构中中，，柱柱轴轴向向变变形形小小，，可可忽忽略略，，因因而而视视EA为无无限限大大，，计计算算中中不不考考虑虑；；在在高高度度较较大大时时忽忽略略柱柱轴轴向向变变形形会会造造成成较较大大的的误误差差；；规规范范规规定定在高高度度超超过过50m、以以及及高高宽宽比比大大于于4的结结构构中中，，宜宜考考虑虑柱柱轴轴向向变变形形影影响响，，长长细细比比l／h大于于4的构构件件中中，，剪剪切切变变形形忽忽略略，，GA无限限大大。。基本本简简化化假假定定(2)的实实质质是是在在同同一一层层楼楼板板上上的的所所有有节节点点间间水水平平距距离离不不变变，，也也就就是是说说梁没没有有轴轴向向变变形形。实实际际上上梁梁的的轴轴向向力力很很小小，，设设计计时时被被忽忽略略而而作作为为受受弯弯构构件件设设计计足足够够精精确确。。支撑只考虑轴轴向变形而只只有轴向刚度度EA，其他变形一般般都忽略。在程序计算中中，除了忽略略梁轴向变形形外，构件中中的其他变形形都考虑，计计算精度较高高。在手算中中，为了简化化，经常忽略略某一项或两两项。在下面面的各种结构构计算方法中中再分别介绍绍。在弹性计算中中都采用材料料的弹性模量量E及剪切模量G(混凝土的G=0.42E)，I为截面的惯性性矩；但要注注意轴向刚度度EA中的A是取构构件全全截面面，而而剪切切刚度度GA中的A则只取取腹板板面积积，这这是由由于在在I形或T形截面面中，，翼缘缘的剪剪应变变很小小而被被忽略略了，，只计计算腹腹板的的剪切切变形形(矩形截截面A为全截截面)。塑性内内力重重分布布在超静静定结结构中中，构构件的的内力力与刚刚度大大小有有关。。在某某些情情况下下，构构件很很容易易开裂裂(有时出出现塑塑性铰铰)，开裂裂后刚刚度降降低，，该杆杆件的的内力力分配配比例例减小小，另另一些些构件件内力力增大大，这这种现现象称称为塑塑性内内力重重分配配。考考虑塑塑性内内力重重分配配，设设计时时的内内力调调整有有两种种：调幅：：一方面面是为为了使使计算算较为为符合合实际际，另另一方方面也也是利利用这这种性性质，，使某某个部部位降降低内内力，，减少少配筋筋，因因而，，采用用“调幅”方法调调整内内力，，使一一些构构件或或截面面内力力降低低，另另一些些构件件或截截面内内力增增大。。降低低了内内力的的部位位就会会早出出裂缝缝，或或早进进入屈屈服，，调幅幅愈大大，裂裂缝出出现愈愈早。。调整内内力：：考虑到到在地地震作作用下下，某某些部部位先先屈服服，则则未屈屈服部部位必必然内内力增增大，，为了了后者者的安安全，，有意意加大大其内内力，，但前前者内内力并并不减减少。。调幅(调整)的多少少可由由设计计人员员根据据需要要确定定和控控制，，但是是规范范对各各种调调幅有有限制制，也也就是是规定定了内内力的的最低低值。。两类调调幅(调整)的方法法：1)用弹性性计算算所得得到的的内力力乘以以系数数(大于1或小于1)，2)在计算时降低低杆件刚度，，计算时构件件刚度降低愈愈多，内力愈愈小。在《高规》中规定的调幅幅有下列几处处:框架梁(连续梁)在竖向荷载下下的调幅，采采用方法(1)进行：框架-剪力墙结构中中框架的内力力调整，采用用方法(1)进行：框架-剪力墙结构中中框架与剪力力墙之间的联联系梁的调幅幅，采用方法法(2)进行：联肢剪力墙中中连梁的调幅幅，采用方法法(1)或方法(2)进行。分析方法规范规定在进进行内力及位位移分析时可可以采用：较较为精确的程序计算方法法，也可以采用用近似的简化计算方法法。程序计算的基基本方法计算高层建筑筑结构的程序序很多，国内内程序都有下下列几部分：：前处理—图形输入原始始数据及选择择参数。计算部分—动力特性、及及内力分析、、内力组合及及截面计算、、弹性时程分分析。后处理—输出计算结果果，截面配筋筋及超筋、超超轴压比等信信息。有些设计也引引入了国外计计算程序,但是由于规范范不同，主要要用国外程序序进行动力特特性、位移及及内力计算，，作为一种复复核的手段。。各种程序的结结构分析大多多采用杆件有限元方方法，有少数采用用有限条方法法或其它方法法。13.2框架结构内力力与水平位移移的近似计算算13.2.1框架结构计算算单元与计算算简图将框架结构的的空间形式,简化成平面形形式,如图结构计算简图图和荷载计算算1.计算简图横向框架计算单元纵向框架计算单元跨度跨度跨度取轴线间的距距离相邻楼板板底间的距离基础顶面至一层楼板底间的距离节点：视构造造情况可以是是刚节点也可以是铰铰接点二、结构计算算简图和荷载载计算1.计算简图节点视构造情况可可以是刚节点点也可以是铰铰接点1、框架结构是一一个空间受力力体系。结构构分析时，有有按空间结构构分析和简化化成平面结构构分析两种方方法。随着计计算机技术的的发展及普遍遍应用，采用用空间结构分分析方法的电电算已广泛应应用；将其简简化为平面框框架结构计算算，有以下作作用：在初步步设计阶段，，为确定结构构布置方案或或构件截面尺尺寸，还需要要采用一些简简单的近似计计算方法进行行估算；手算算虽然精度较较差，但概念念明确，能够够直观地反映映框架结构的的受力特点；；手算的结果果能帮助判断断电算结果的的合理性。因此，本章章将重点介介绍现浇平平面框架结结构按弹性性理论进行行计算的方方法。2、为方便结结构纵向和和横向之间间的空间联联系，忽略略各构件的的抗扭作用用，将空间间框架简化化为横向框框架和纵向向框架分别别按平面框框架进行分分析计算。。通常，横横向框架的的间距、荷荷载相同或或有相同部部分，可取取有代表性性的框架作作为计算单单元，宽度度取相邻开开间一半；；纵向框架架上的荷载载等，往往往各不相同同，有中列列柱和边列列柱的差别别。取出的的平面框架架所承受的的竖向荷载载与楼盖结结构相关，，当采用现现浇楼盖时时，楼面均均布荷载按按角平分线线传至两侧侧的梁上。。梯型及三三角形竖向向均布荷载载可简化为为均布荷载载，水平荷荷载则简化化为节点集集中力。3、节点：现现浇框架结结构中，梁梁柱内钢筋筋均穿过节节点或锚入入节点内，，因此，简简化成刚结结；框架支支座有固定定、铰支两两种，现浇浇框架一般般简化成固固定支座。。4、跨度与层层高：在结结构计算简简图中，杆杆件用其轴轴线之间的的距离，当当上下层柱柱截面尺寸寸变化时，，一般以最最小截面的的形心线来来确定。框框架的层高高即框架柱柱的长度，，可取相应应的建筑层层高，即取取本层楼面面至上层楼楼面的高度度，但底层层的层高则则应取基础础顶面到二二层楼板顶顶面之间的的距离。当当框架梁是是有支托的的加腋时，，，，则可不不考虑支托托的影响，，简化为无无支托的等等截面梁。。式式中，，分分别别是支托端端最高截面面的惯性距距和高度，，而则则是跨跨中截面的的惯性距和和高度。5、构件截面面弯曲刚度度的计算框架梁截面面惯性距应应考虑楼板板的影响。。在梁端，，梁承受负负弯矩，顶顶部的楼板板受拉，楼楼板对梁截截面的弯曲曲刚度影响响较小；在在跨中，为为T型截面梁，，楼板的影影响大。为为方便设计计，假定梁梁的截面惯惯性距沿轴轴线不变，，对现浇楼楼盖，中框框架梁取梁梁实际惯性性距2倍，边框架架梁取梁实实际惯性距距的1.5倍；对装配配整体式楼楼盖，中框框架梁取梁梁实际惯性性距的1.5倍，边框架架梁取梁实实际惯性距距的1.2倍。装配式式楼盖，按按梁实际刚刚度计算。。结构计算简简图和荷载载计算1.计算简图构件截面的的抗弯刚度度（梁）考虑楼板的的加强作用用,I0为不考虑楼楼板加强作作用时的惯惯性矩*现浇式：中中框架I=2.0I0边框架I=1.5I0*装配整体式式：中框架架I=1.5I0边框架I=1.2I0*装配式：I=I06、作用在框框架上的荷荷载作用在框架架上的荷载载有竖向荷荷载和水平平荷载两种种。竖向荷荷载包括结结构自重、、楼（屋））面活荷载载；水平荷荷载包括风风荷载和水水平地震作作用，一般般均简化为为作用于框框架节点的的水平集中中力。1）楼（屋））面活荷载载多高层建筑筑中，活荷荷载一般难难以规范所所给标准值值满布于楼楼面，设计计时可考虑虑折减：对于住宅、、宿舍、旅旅馆、办公公楼、医院院病房、托托儿所、幼幼儿园的楼楼面梁，当当梁的负荷荷面积大于于25平方米时，，折减系数数为0.9.对于墙、柱柱、基础，，则需根据据计算截面面以上楼层层数的多少少取不同的的折减系数数。（见规规范或教材材）2）风荷载：：查规范。。3）水平地震震作用：按按抗震规范范规定方法法计算。结构计算简简图和荷载载计算荷载计算水平荷载按按图示阴影影范围计算算,一般将水平平荷载（风风或地震））简化成作作用于节点点的水平集集中力竖向荷载按按楼盖的形形式确定，，对活荷载载还应作适适当折减楼面活荷载载为等效均均布荷载7、框架杆件件用其轴线线表示;杆件之间用用节点表示示;杆件长度用用节点之间间的距离表表示.计算跨度取取框架之间间轴线距离离;跨度相差不不超过10%时,按等跨计算算内力;屋面斜梁坡坡度不超过过1/8时,按水平梁计计算.思考题1、钢筋混凝凝土框架结结构按施工工方法的不不同可以分分为哪些型型式？各有有何优缺点点？2、按竖向荷荷载传递路路线的不同同，承重框框架的布置置方案有哪哪几种？3、进行现浇浇整体式框框架结构的的布置和选选型时，如如何确定框框架结构的的板、梁、、柱的基本本尺寸？4、框架结构构变形缝的的设置及基基本要求5、框架梁、、柱的主要要截面型式式思考题将空间框架架结构简化化为平面框框架结构时时1）如何选取取计算简图图？2）如何选取取计算单元元？3）进行框架架结构内力力计算时，，框架梁的的截面惯性性距需要考考虑楼板的的影响，我我国规范是是如何考虑虑的？4)基本假定13.2.2竖向荷载作作用下的近近似计算方方法13.2.2.1分层法计算假定框架的侧移移和侧移力力矩忽略不不计;每层梁荷载载对其它层层梁和柱的的影响忽略略不计.计算要点柱的侧移刚刚度除底层层以外，柱柱的线刚度度均乘以0.9;传递递系系数数除除底底层层外外均均取取1/3;底层层柱柱和和梁梁的的传传递递系系数数为为0.5；不不平平衡衡弯弯矩矩仅仅在在本本层层分分配配和和传传递递。。框架架的的内内力力分分析析竖向向荷荷载载下下的的内内力力分分析析分层层法法认为为某某层层框框架架梁梁上上的的荷荷载载只只给给本本层层梁梁及及与与本本层层梁梁相相连连的的框框架架产产生生剪剪力力和和弯弯矩矩进行弯矩分配后叠加，叠加后的不平衡弯矩再分配但不传递分层层法法的的适适用用条条件件:分层层法法适适用用于于节节点点梁梁柱柱线线刚刚度度比比13.2.2.2弯矩矩二二次次分分配配法法是一一种种计计算算竖竖向向荷荷载载作作用用下下框框架架结结构构内内力力的的一一种种相相对对精精确确的的近近似似计计算算方