多层框架结构设计T143

Designof

Concrete&

Masonry

Structures课程主讲人

余志武中南大学土木工程学院建工系2022/11/2914多层框架结构4.1

概述4.2

多层框架体系的结构布置4.3

框架结构计算简图及构件尺寸4.4

荷载4.5

竖向荷载作用下框架内力近似计算4.6

水平荷载作用下框架内力近似计算4.7

水平荷载作用下框架侧移近似计算24多层框架结构4.8

框架结构内力组合4.9

框架梁、柱截面配筋计算4.10

现浇框架的构造要求4.11

多层框架结构的基础4.12

多层框架应用与未来发展趋势4.13

多层框架结构教学案例34多层框架结构重点：框架结构的平面布置框架内力近似计算框架内力组合、配筋计算及构造要求主要内容：多层框架体系的结构布置框架结构计算简图及构件尺寸框架内力近似计算框架侧移近似计算框架结构内力组合截面配筋及构造要求多层框架结构的基础44多层框架结构学时分配：4.7水平荷载作用下框架侧移近似计算(0.5学时)4.13多层框架结构教学案例(1.0学时)第4章多层框架结构(10学时)4.1概述(0.3学时)4.2多层框架体系的结构布置(0.5学时)4.3框架结构计算简图及构件尺寸(0.5学时)4.4荷载(0.2学时)4.5竖向荷载作用下框架内力近似计算(0.5学时)4.6水平荷载作用下框架内力近似计算(1.5学时)4.8框架结构内力组合(1.0学时)4.9框架梁、柱截面配筋计算(0.5学时)4.10现浇框架的构造要求(0.5学时)4.11多层框架结构的基础(2.0学时)4.12多层框架应用与未来发展趋势(1.0学时)新结构与新技术模块(2.0学时)结构设计模块(2.0学时)结构分析模块(4.0学时)结构概念设计模块(2.0学时)0.3

0.50.5

0.2

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0.50.5

1.0

0.51.5

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1.0

54.1概述4.1.1

建筑的划分4.1.2

荷载效应与建筑物高度的关系4.1.3

多层房屋的结构形式4.1.4RC框架结构设计的主要内容64.1.1建筑的划分低层建筑：1-3层的住宅；多层建筑：10层以下或总高度低于28m的房屋；高层建筑：10层及10层以上或总高度超过28m的房屋（不含28m以上的单层建筑）。4.1.1建筑的划分《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ4-2002)现浇钢筋混凝土框架一般不超过70m；地震区现浇钢筋混凝土框架当设防烈度为6度、7度、8度和9度时，其高度一般不超过60m、55m、45m和25m。

从受力合理和控制造价的角度考虑：74.1.2荷载效应与建筑物高度的关系多层结构需足够抗侧力体系，以满足强度和刚度要求作用于建筑物上的荷载：竖向荷载水平荷载竖向荷载及其内力随着房屋高度增加成线性比例增加水平荷载沿高度不均匀分布，其内力与高度平方成正比随着高度的增加，水平荷载的影响将增加，导致水平荷载与竖向荷载一起共同控制结构设计。4.1.2荷载效应与建筑物高度的关系84.1.3多层房屋的结构形式RC框架结构：由钢筋混凝土基础、柱、梁和/或板构成，梁和柱一般刚接。结构自重较轻，计算理论比较成熟，在一定高度范围内造价较低，应用日趋广泛，但纯框架结构体系或框架结构房屋不适用于高层建筑。(1)常用的有两类：混合结构；RC框架结构4.1.3多层房屋的结构形式混合结构：由承重砌体加RC楼盖、屋盖构成。造价低，但自重大，整体性差，平面布置不够灵活，较难形成大空间，所以使用上受到限制(住宅各层布置相同，应用较多)，有抗震设防要求时要十分注意抗震构造措施。问题：纯RC框架结构为什么不适用于高层建筑？94.1.3多层房屋的结构形式框架结构适用于多层房屋而不适用于高层建筑的原因：由其受力特性决定的：框架结构承受竖向荷载的能力较强，而承受水平荷载(风、地震)的能力较差。其侧向刚度较小，在水平荷载作用下侧移大，易引起非结构构件损坏，属于柔性体系。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。RC框架结构平面布置和剖面示意图104.1.3多层房屋的的结构形式式(2)RC框架的结构构形式按施施工方案可可分为三种种：现浇式装配式装配整体式式各种结构形形式的优缺缺点及适用用范围详见见第2章2.1节所述。114.1.3多层房屋的的结构形式式装配式混凝凝土框架装配整体式式混凝土框框架预制短柱迭合梁装配整体式式混凝土框框架装配整体式式混凝土框框架预制长柱预制主梁预制槽形板预制卡板装配式和装装配整体式式RC框架节点构构造：124.1.4RC框架结构设设计的主要要内容设计流程：：结构布置→→荷载计算算→结构分分析→内力力组合→构构件配筋。。设计成果：：以结构设计计说明书和和施工图的的形式体现现。本章着重重讨论非非地震区区现浇钢钢筋混凝凝土多层层框架结结构的设设计。4.1.4RC框架结构构设计的的主要内内容134.2多层框架架体系的的结构布布置4.2.1结构布置置及布置置原则4.2.2柱网尺寸寸及层高高4.2.3主要承重重框架的的布置4.2.4变形缝的的设置144.2.1结构布置置及布置置原则4.2.1结构布置置及布置置原则平、立面面宜简单单；平面尽量量均匀对对称，以以使形心心与质心心重合，，减小地地震的扭扭转作用用；竖向质量量和刚度度尽量均均匀，以以避免刚刚度突变变而产生生应力集集中；控制结构构单元长长度以减减小温度度应力，，否则应应设置伸伸缩缝；；根据需要要设置沉沉降缝和和防震缝缝；控制层间间位移，，以防止止非结构构构件破破坏；框架柱高高宽比宜宜大于4，以防止止脆性剪剪切破坏坏；构件尺寸寸和类型型尽可能能少，以以利于施施工，节节约模板板。结构布置置：是指各种种结构构构件的分分布方式式、所需需数量和和相互位位置关系。它是是结构设设计的一一个关键键环节。。结构布置基本本原则：“传力简捷、受受力明确、安安全可靠”154.2.2柱网尺寸及层层高框架柱在平面面纵横两个方方向排列，即即形成柱网。柱网布置方式式主要取决于于建筑使用要要求，同时兼兼顾结构的经经济合理性和和施工条件。。柱网形式有有等跨式和内廊式。柱网尺寸及层层高的确定：：多层民用建筑筑根据功能要求求,其跨度、柱距距及层高常按按300mm进级。等跨式多层厂房跨度按1500mm进级，宜采用用6.0、7.5、9.0、10.5、12m等；内廊式厂厂房跨度按600mm进级，宜采用用6.0、6.6、7.2m，走廊跨度按按300mm进级，宜采用用2.4、2.7和3.0m；厂房柱距应按按600mm进级，宜采用用6.0、6.6、7.2m；厂房层高一般般按300mm进级，当超过过4.8m时宜按600mm进级，采用层层高为3.9、4.2、5.4、6.0、7.2m。4.2.2柱网尺寸及层层高164.2.3主要承重框架架的布置框架是由柱和和纵、横两向向梁连接而成成的空间体系，其中平面框架是基本的承重重结构。根据承重框架架布置的方向向不同，可分分为：4.2.3主要承重框架架的布置①横向布置(a)③纵横双向混合合布置(c)②纵向布置(b)174.2.3主要承重框架架的布置框架主梁沿建建筑物横向布布置，楼板和和连系梁沿纵向布置置，形成以横横向框架为主主要承重框架。荷载通过楼(屋)面板传到框架架横梁，然后后传给柱。纵向框架梁仅承担自重和和可能的隔墙墙重，截面可可以做的比较较小，其作用用主要是联系系各横向框架架梁，故称联系梁。横向框架梁除承受自重和和隔墙重量以以外，还承担担楼、屋面荷荷载，荷载比比较大，截面面也要做的比比较大些，称称为框架主梁。优点：对加强横向向抗侧刚度度有利；纵纵梁小，，便于开大大窗洞、采采光。缺点：可能影响净净空，不利利于纵向管管道铺设和和灵活布置置开间。(1)横向布置184.2.3主要承重框框架的布置置(2)纵向布置纵向布置时时，楼(屋)面荷载通过过楼(屋)面板传到纵纵向框架梁梁上。纵向框架为为主框架，，横向框架架梁主要起起联系作用用，故其截截面无需做做得很大，，有利于室室内空间的的利用、纵纵向管道的的铺设。但由于横向刚度差差，只适合合层数不多多的房屋，，因此采用用较少。框架主梁沿沿建筑物的的纵横向布布置，楼板板和连系梁梁沿横向布置，形形成以纵向向框架为主主要承重框框架。194.2.3主要承重框框架的布置置纵、横双向向都布置主主要承重，此时双向向框架均承承受楼(屋)面荷载和水水平荷载。。如只在柱间间设梁的梁梁-柱框架、带带横向次梁梁的梁-柱框架、井井式楼盖梁梁-柱框架等。。(3)纵横向双向向混合布置置204.2.4变形缝的设设置单层厂房中中学过，此此处类似，，提出以下下问题作为为复习。问题1：变变形缝分哪哪几种？作用如何？？如何设置置？4.2.4变形缝的设设置避免由温度度应力和混混凝土收缩缩变形引起起的裂缝。。允许最大间间距与环境境条件和框框架类型有有关。(1)伸缩缝伸缩缝214.2.4变形缝的设设置钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（m）施工方法室内或土中露天装配式或装配整体式框架结构75m50m现浇式框架结构55m35m调整建筑平平面，控制制房屋总长长度，并采取有有效的屋屋顶保温温隔热措措施。在温度应应力较大大和温度度应力敏敏感部位多加加一些钢钢筋以加加强结构构。每隔30-40m间距留施施工后浇带，以减少混混凝土收收缩应力力。在设计中中，可采采取特殊殊措施以以避免设设伸缩缝缝，如：：后浇带规范规定定：224.2.4变形缝的的设置避免地震震时抗震震计算不不准确而而造成的的破坏，，当房屋屋外型复复杂或者者相邻部部分刚度度、高度度和质量量相对悬悬殊时设设置。防震缝一一般比伸伸缩、沉沉降缝为为大，具具体宽度度取决于于地震设设防烈度度和低侧侧房屋高高度。(2)沉降缝避免因地地基不均均匀沉降降引起的的裂缝。。可能产产生较大大不均匀匀沉降缝缝的部位位都宜设设置沉降降缝，包包括：土质松软软且土层层情况突突变处；；基础类型型或基础础标高相相差较大大处；房屋层数数、荷载载或刚度度相差较较大处；；上部结构构类型、、体系不不同处。。(3)防震缝沉降缝234.2.4变形缝的的设置问题2：三缝除缝缝宽要求求有区别别外，做法上是是否有所不同？伸缩缝

抗震缝沉降缝除沉降缝缝必须将将上部结结构连同同基础一一起分开开外，其其余两缝缝主要从从基础顶顶面开始始，将上上部结构构完全断断开设缝缝，但不不必将其其基础分分开。结构布置置时若需需设置两两缝或是是三缝时时，尽可可能合并并设置。。使整个个房屋缝缝数减少少，这对对减少建建筑立面面处理上上的困难难、提高高房屋整整体性是是有利的的。244.3框架结构构计算简简图及构构件尺寸寸4.3.1框架结构构计算简简图4.3.2梁、柱截截面尺寸寸及惯性性矩254.3.1框架结构构计算简简图多层框架架结构是是由纵、、横向框框架组成成的空间结构构体系。一般情况况下，主主框架都都是等间间距布置置，它们们各自的的刚度基基本相同同。在竖向荷载载作用下，，各榀框框架之间间的相互互约束即即牵制作作用很小小，可不考虑虑空间刚刚度对它们的的受力的的影响。。在水平荷载载作用下，，空间作作用将导导致各种种框架共共同工作作，但多多层框架架房屋所所受水平平荷载多多是均匀匀的，各各个框架相互互之间并并不产生生多大的的约束力力。(1)计算单元元4.3.1框架结构构计算简简图264.3.1框架结构构计算简简图通常不考考虑房屋屋的空间间作用,可按纵、横两两个方向向的平面框框架进行行计算，，每个框框架按其其负荷面面积单独独承担外外载。简化计算算：通常选取取整个框框架中的的一个或或几个在在结构上上和所受受荷载上上具有代代表性的的计算单元元进行内力力分析和和结构设设计。计算单元元的选取取：274.3.1框架结结构计计算简简图(2)计算简简图计算模模型轴轴线以以梁、、柱截截面几何轴轴线确定。。框架柱柱在基基础顶顶面处处为固接,框架各各节点点纵、、横向向均为为刚接。截面几几何轴轴线之之间的的距离离作为为框架架跨度度和柱柱高度度,底层柱柱高取取基础础顶面面至二二层楼楼面梁梁几何何轴线线间的的距离离。柱高也也可偏偏安全全地取取层高高，底底层则则取基基础顶顶面至至二屋屋楼面面梁顶顶面。。框架结结构计计算简简图284.3.1框架结结构计计算简简图计算简简图简化规规定：：上、下下层柱柱截面面尺寸寸不同同时，，常取取顶层柱柱形心心作为柱柱子的的轴线线。各跨跨跨度相相差不不大于于10%时，可可简化化为等等跨框框架，，跨度度取原原跨度度的平平均值值。框架梁梁为坡坡度i<1/8的折梁梁时，，可简简化为为直杆杆。在实际际工程程中，，确定定计算算简图图还要要适当当考虑虑内力力计算算的方方便，，在保保证精精度的的情况况下，，下列列各项项计算算模型型和荷荷载图图式的的简化化常常常被采采用：：294.3.1框架结结构计计算简简图对加腋的变截截面框框架梁梁，且且i端/i中<4或h端/h中<1.6，可按按等截截面梁梁进行行内力力计算算(i端、h端与i中、h中分别为为加肋肋端最最高截截面和和跨中中截面面的惯惯性矩矩和梁梁高)。计算次次梁传传给框框架主主梁的的荷载载时，，可不不考虑虑次梁梁的连连续性性，按按次梁简简支于于主梁梁上计算算。三角形形、梯梯形等等荷载载图式式可按按支座座弯矩矩等效效的原原则折折算成成等效均均布荷荷载。。计算简简图简化规规定：：在实际工程程中，确定定计算简图图还要适当当考虑内力力计算的方方便，在保保证精度的的情况下，，下列各项项计算模型型和荷载图图式的简化化常常被采采用：304.3.2梁、柱截面面尺寸及惯惯性矩(1)截面形式承受主要竖竖向荷载的的框架主梁梁：框架横梁截截面形式4.3.2梁、、柱柱截截面面尺尺寸寸及及惯惯性性矩矩其截截面面形形式式在在全全现现浇浇的的整整体体式式框框架架中中以以T形(见图图a)为多多；；在装装配配式式框框架架中中可可做做成成矩形形、、T形、、梯梯形形和和花花篮篮形形(图b-g)等。。314.3.2梁、、柱柱截截面面尺尺寸寸及及惯惯性性矩矩框架架主主梁梁示示意意图图：：矩形梁

箱形梁

倒L形梁

T形梁

花篮梁

324.3.2梁、、柱柱截截面面尺尺寸寸及及惯惯性性矩矩不承承受受主主要要竖竖向向荷荷载载的的连连系系梁梁：框架架柱柱：常采采用用T形、、Γ形、、矩矩形形、、⊥⊥形形、、L形等截截面面形形式式，，如下下图图所示示。。框架架柱柱的的截截面面形形式式一一般般为为矩形形或或正正方方形形。334.3.2梁、、柱柱截截面面尺尺寸寸及及惯惯性性矩矩(2)截面面尺尺寸寸梁的的截截面面尺尺寸寸可可按按弯矩矩M=(0.6-0.8)M0估算算，，M0为简简支支梁梁时时的的跨跨中中最最大大弯弯矩矩。。也可可参参考考高跨跨比比要求求取取梁的的截截面面高高h=(1/8-1/12)l。为为了了防防止止梁梁发发生生剪剪切切脆脆性性破破坏坏，，h不宜宜大大于于1/4净跨跨。。梁的的截截面面宽宽度度b=(1/2-1/3)h，一一般般不不宜宜小小于于200mm。为为了了保保证证梁梁的的侧侧向向稳稳定定性性，，梁梁截截面面的的高高宽宽比比不不宜宜大大于于4。一般般梁梁的的截截面面高高度度和和宽宽度度取取50mm的倍倍数数。。①梁梁截截面面尺尺寸寸344.3.2梁、、柱柱截截面面尺尺寸寸及及惯惯性性矩矩柱截截面面尺尺寸寸可可将将轴轴力力增增大大20%-40%，按轴轴压压柱柱进进行行估估算算。。柱的的截截面面高高度度h=(1/6-1/15)H,式中中H为层层高高。。柱柱截截面面宽宽度度b=(1-2/3)h。柱的的截截面面高高度度应应取取100mm的倍倍数数，，柱柱的的截截面面宽宽度度应应取取50mm的倍倍数数。。柱的的截截面面高高度度宜宜≥400mm，宽宽度度宜宜≥350mm。为减减少少构构件件类类型型，，多多层层梁梁、、柱柱截截面面的的形形状状和和尺尺寸寸往往往往相相同同，，而而仅仅在在设设计计时时对对截截面面配配筋筋加加以以改改变变。。②柱截面尺寸354.3.2梁、柱截面尺尺寸及惯性矩矩现浇楼面可作作为框架梁的的有效翼缘，，受压翼缘的的宽度与翼缘缘厚度、梁跨跨度、梁肋净净距等许多因因素有关，按按下表中有关关规定的最小小值取值。装配整体式楼楼面视其整体体性可取小于于或等于板厚厚的6倍。无现浇面层的的装配式楼面面，楼面的作作用不予考虑虑。③梁、柱截面惯惯性矩364.3.2梁、柱截面尺尺寸及惯性矩矩在设计中可采采用下列方法法计算框架梁梁的惯性距：：现浇楼面的整体框框架，中部框框架梁I=2I0；边框架梁I=1.5I0。其中I0为矩形截面梁梁的惯性矩(图a)装配整体式框架，中部框框架梁I=1.5I0;边框架梁I=1.2I0(图b)装配式框架梁的惯性性矩可按本身身的截面计算算，I=I0(图c)。374.4荷载4.4.1恒载4.4.2风荷载384.4.1恒载荷载恒载活荷载雪荷载屋面积灰荷载载和施工检修修荷载等竖向荷载水平荷载在非地震区仅仅为风荷载。。在抗震区为风风荷载和地震震作用对某些多层厂厂房还有吊车车荷载。按结构构件的的设计尺寸与与材料单位体体积的自重计计算确定。由《建筑结构荷载载规范》(GB50009-2001)确定4.4.1恒载394.4.1恒载注意事项：活荷载按楼层层数的折减系系数墙、柱、基础计算截面以上的层数12-34-56-89-20>20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.0（0.9）0.850.700.650.60.55根据楼面梁从从属面积、层层数、房屋类类别乘以不同同的折减系数，以考虑使用用活荷载在所所有各层不可可能同时满载载的实际情况况。对于楼面的隔隔墙重可折算算为均布活载载1.25kN/m²，对楼面上管管道重可按0.5kN/m²计算。吊车荷荷载可参考单单层厂房中的的计算进行。。楼面梁从属面面积超过25m²，折减系数为为0.9。在柱、墙和和基础设计时时,折减系数按下下表取值。其其他类别房屋屋的拆减系数数见荷载规范范。404.4.2风荷载4.4.2风荷载w0为基本风压；；μz为风压高度变变化系数，分分A、B、C、D四类；μs为风载体型系系数；βz为z高度处的风振振系数,对于高度小于于30m且高宽比小于于1.5的房屋结构，，βz=1.0。超过上述范围围者应按《建筑结构荷载载规范》规定定取取值值，，以以考考虑虑风风压压的的脉脉动动影影响响。。风荷荷载载的的大大小小主主要要与与建建筑筑物物体体型型和和高高度度以以及及所所在在地地区区地地形形地地貌貌有有关关。。作作用用于于多多层层框框架架房房屋屋外外墙墙的的风风荷荷载载标标准准值值按按下下式式计计算算：：414.4.2风荷荷载载水平平风风荷荷载载乘乘以以框框架架的的负负荷荷宽宽度度得得到到沿沿高高度度分分布布的的线线荷荷载载将线线荷荷载载简简化化为为楼楼层层节节点点荷荷载载作用用于于结结构构风风荷荷载载的的计计算算方方法法：：424.5竖向向荷荷载载作作用用下下框框架架内内力力近近似似计计算算4.5.1竖向向荷荷载载作作用用下下框框架架内内力力计计算算方方法法4.5.2分层层法法434.5.1竖向向荷荷载载作作用用下下框框架架内内力力计计算算方方法法力矩矩分分配配法法：：按各各杆杆的的劲劲度度系系数数将将节节点点不不平平衡衡力力矩矩进进行行分分配，，并并与与固固端端弯弯矩矩迭迭加加计计算算分分配配。。迭代代法法：：将相相应应节节点点各各杆杆件件的的力力矩矩按按照照相相应应的的分分配配系系数数进进行行迭代代计计算算。。分层层法法：：将各各层层两两及及上上、、下下柱柱所所组组成成的的框框架架作作为为一一个个单单独独的的计算算刚刚架架元元进进行行力力矩矩分分配配、、迭迭加加计计算算。。4.5.1竖向向荷荷载载作作用用下下框框架架内内力力计计算算方方法法精确确计计算算方方法法:力法法：位移移法法：近似似计计算算方方法法:444.5.2分层层法法在竖竖向向荷荷载载作作用用下下，，框框架架的的侧侧移移忽忽略略不不计计；；每层层梁梁上上荷荷载载对对其其它它层层构构件件内内力力的的影影响响忽忽略略不不计计。。(1)计算算假假定定(2)适用用范范围围用于于结结构构和和荷荷载载沿沿高高度度分分布布比比较较均均匀匀的的多多层层框框架架在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下的的内内力力计计算算，，对对于于侧侧位位移移较较大大或或不不规规则则的的多多层层框框架架不不宜宜采采用用。。4.5.2分层层法法454.5.2分层层法法(3)分层层法法计计算算原原理理将多多层层框框架架简简化化为为单单层层框框架架，，分层层作作力力矩矩分分配配计计算算，即即将将各各层层梁梁及及上上、、下下柱柱所所组组成成的的框框架架作作为为一一个个独独立立的的计计算算单单元元分分层层计计算算（（如如图)。分层计算所得梁弯矩即为最后弯矩。由于每一层柱属于上、下两层，所以柱弯矩为上、下两层计算弯矩相叠加。464.5.2分层层法法每个个节节点点各各杆杆件件弯弯矩矩分分配配系系数数μjk：各杆杆件件的的转转动动刚刚度度S（i为线线刚刚度度））：：S=4i（远远端端固固定定））S=3i（远远端端铰铰支支））S=i（远远端端滑滑动动））每一一杆杆件件由由近近端端至至远远端端的的弯弯矩矩传传递递系系数数C：C=1/2（远远端端固固定定））C=0（远远端端铰铰支支））C=-1（远端滑滑动）结构力学学“力矩矩分配法法”（？复习）：474.5.2分层法(4)分层法计计算步骤骤画出结构构计算简简图，并并标明荷荷载及轴轴线尺寸寸。计算梁、、柱线刚刚度和相相对线刚刚度。计计算时，，除底层层柱外的的其余各各层柱线刚度遍遍乘0.9的折减系系数。用弯矩分分配法自自上而下下分层计计算各计计算单元元的杆端端弯矩。。计算时时，除底底层柱外外的其余余各层柱柱传递系系数C取为1/3。分层计算算得到的的梁弯矩即为为其最后后弯矩。。柱端的最后弯弯矩由上上、下相相邻两层层计算得得到的弯弯矩值迭迭加而成成(因为每一一根柱同同属上、、下两层层)。484.5.2分层法分层计算算结果迭迭加后，，若节点点弯矩不不平衡时时，可对对这些节节点的不不平衡弯弯矩再一一次分配配，但一一般不向向远端传传递。根据静力力平衡条条件绘出出框架的的内力图图。问题：分分层法计计算框架架竖向荷荷载内力力时，为为什么除除底层柱柱外的其其余各层层柱线刚刚度要乘乘以0.9的折减系系数并取取其传递递系数C取为1/3？除底层柱柱下端支支座与原原结构下下端支座座相同(为固定支支座)外，其余余各柱柱柱端实际际上是介介于固定定与铰支支之间的的弹性支座座。为了修正正在分层层法计算算简图假假定上、、下柱的的远端为为固定端端所引起起的误差差，特作作上述修修正规定定。494.6水平荷载载作用下下框架内内力近似似计算4.6.1常用的近近似计算算方法4.6.2反弯点法法4.6.3D值法504.6.1常用的近近似计算算方法水平荷载载一般简简化为节点水平平力的作用。。框架梁、柱柱弯矩图呈直直线形，且存在一一个反弯点。如能求出各各柱的剪力力及反弯点点位置，即即可求得梁梁、柱的弯弯矩值。4.6.1常用的近似似计算方法法反弯点法D值法(改进反弯点点法)514.6.2反弯点法在确定各柱柱间剪力分配时，假定ib/ic=∞，即各柱上上、下两端端无转角，，只有侧移移；在确定各柱柱的反弯点位置置时，假定受受力后除底底层柱外的的其它各柱柱上、下两两端转角相相同，即除除底层柱外外其它各柱柱的反弯点点位置均在在柱高度中中央；忽略轴力引引起的各杆杆件变形，即在同一一横梁标高高处各柱端端产生相同同的水平位位移。(1)基本假定4.6.2反弯点法524.6.2反弯点法(2)计算要点柱的侧移刚刚度：侧移刚度d表示柱上下下两端有相对单位侧侧移时在柱中产产生的剪力力。转角位移方方程：假定①θ1=θ2534.6.2反弯点法各柱的剪力力：每一层各柱柱的剪力之之和等于该该层以上水水平荷载之之和，而每每一根柱分分配到的剪剪力与该柱柱的侧移刚刚度成正比比。544.6.2反弯点法柱的反弯点点高度：反弯点高度度为反弯点点至该层柱柱下端的距距离。对于底层柱柱，当柱脚脚为固定时时，柱下端端转角为零零，上端弯弯矩比下端端弯矩小，，反弯点偏偏离中央而而向上移动动，通常假假定y=2h/3。对于上层各各柱，根据据假定(2),各柱的上下下端转角相相等，此时时柱上下端端弯矩也相相等，因而而反弯点在在柱中央,y=h/2。554.6.2反弯点法各柱端弯矩矩计算：底层柱上端端弯矩：底层柱下端端弯矩：其它各柱上上、下端弯弯矩：梁端弯矩计计算：由节点平衡衡条件求解解，并按同同一节点各各梁的线刚刚度大小分分配。564.6.2反弯点法边柱节点：：适用于规则则的框架或或近似规则框架（即各层层层高、跨度度、线刚度度等变化不不大）；在同一框架架节点处相相连的梁、、柱线刚度度之比ib/ic≥3；房屋高宽比比H/B<4。梁端弯矩计计算:(3)反弯点法使使用条件中柱节点：：574.6.3D值法4.6.3D值法当上、下层层层高发生生变化，梁梁、柱线刚刚度比较小小时，反弯弯点法计算算的内力误误差较大，，其原因为为：柱上下端转转角不同，，即反弯点点位置不一一定在柱高高中点；横梁刚度不不可能无限限大，柱侧侧移刚度不不完全取决决于柱本身身，还与梁梁刚度有关关。此时，如何何计算水平平荷载作用用下的框架架内力？？？584.6.3D值法4.6.3D值法当上、下层层层高发生生变化，梁梁、柱线刚刚度比较小小时，反弯弯点法计算算的内力误误差较大，，其原因为为：柱上下端转转角不同，，即反弯点点位置不一一定在柱高高中点；横梁刚度不不可能无限限大，柱侧侧移刚度不不完全取决决于柱本身身，还与梁梁刚度有关关。应采用调整整反弯点的位位置和修正柱侧移移刚度的方法来计计算水平荷荷载作用下下的框架内内力。修正的柱侧侧移刚度用用D来表示，故故称D值法。确定了修正正后的反弯弯点位置和和侧移刚度度后，其内内力计算与与反弯点法法相同，故故又称改进反弯点点法。594.6.3D值法(1)基本假定确定各柱侧移刚度D值时，柱以及及与柱相连连的各杆杆杆端转角均均为，并且该柱柱与上、下下相邻两柱柱的弦转角角均为，，柱柱的线刚度度均为；在确定各柱柱反弯点时，假定同同层各节点点的转角相相等，即各各层横梁的的反弯点在在梁跨中央央且无竖向向位移；忽略各杆件件的轴向变变形。604.6.3D值法(2)柱侧移刚度度D值当梁、柱线线刚度比不不大时，在在水平荷载载作用下，，框架不但但发生侧移移，而且各各节点有转转角，由转角位移方方程得：αc为柱侧移刚刚度修正系系数，反映梁、柱柱线刚度比比对柱侧移移刚度的影影响。梁线刚度越越大，对节节点的约束束能力越强强，节点转转动越小，，柱的侧向向刚度越大大。614.6.3D值法柱侧移刚度度修正系数数αc：由基本假定定，梁、柱柱节点转角角相等，均均为θ1=θ2=θ，各层层间位位移相等均均为Δ，由平衡条件件得：节点1：节点2：624.6.3D值法常用情况K值与αc值说明：当为边边柱时，上列列各式中取i1=i3=0。楼层简图Kαc一般层柱底层柱634.6.3D值法(3)反弯点位置框架总层数n以及计算柱所所在楼层数m；所受水平荷载载的形式，均均布q或集中荷载P；梁、柱线刚度度比K；计算柱上、下下层梁线刚度度比；（∑ib上/∑ib下）上、下层层高高的变化。（hc,上/h、hc,下/h）各层柱的反弯弯点位置随柱柱两端的相对对约束程度而而变化，即与与该柱上、下下两端转角大大小有关。影影响柱两端约约束程度的因因素有：644.6.3D值法反弯点位置的的修正：H—计算层柱高；；y—反弯点高度比比，即反弯点点高度与柱高高的比值；y0—标准反弯点高高度比；y1—上、下梁线刚刚度变化时反反弯点高度比比的修正值；；y2、y3—上、下层柱高高变化时反弯弯点高度比的的修正值。具体确定反弯弯点位置Y，先按标准规规则框架(层高、跨度、、ib、ic均相同)求各层柱反弯弯点位置，然然后作进一步步修正求出D和Y后，可按反弯弯点法的计算算步骤进行框框架在水平防防止作用下的的内力分析654.6.3D值法反弯点位置修修正说明：y0：根据总层数n、楼层m、梁柱线刚度度比K及水平荷载作作用形式由附附表9、附表10确定。若框架层数越越多，梁柱线线刚度越大，，反弯点位置置越接近柱高高中点；若计计算层数越接接近顶层，则则柱反弯点位位置越低。y1：根据上、下梁梁线刚度比α1=∑ib,上/∑ib,下及梁柱线刚度度比K由附表11确定。底层柱不考虑虑y1的修正，若ib上>ib下，则反弯点位置置上移。664.6.3D值法反弯点位置修修正说明：y3：根据α3=h下/h及梁柱线刚度比比K由附表12确定。y2：根据α2=h上/h及梁柱线刚度比比K由附表12确定。顶层柱不考虑虑y2的修正，若上上层柱层高较较高，则反弯弯点位置上移移。底层柱不考虑虑y3的修正，若下下层柱层高较较高，则反弯弯点位置下移移。674.7水平荷载作用用下框架侧移移近似计算4.7.1水平荷载作用用下框架侧移移组成4.7.2水平荷载作用用下框架侧移移计算4.7.3框架侧侧移控控制684.7.1水平荷荷载作作用下下框架架侧移移组成成4.7.1水平荷荷载作作用下下框架架侧移移组成成多层框框架结结构的的侧移移主要要是由由水平平荷载载引起起的，，可近近似认认为由由梁柱弯弯曲变变形（梁柱本本身的的剪切切变形形甚微，，忽略略不计计）和和柱的轴轴向变变形所引起起的侧侧向位位移的的迭加加。侧移计计算应应采用用荷载标标准值计算算。梁柱弯曲变形柱的轴向变形框架结构的侧移usub694.7.1水平荷荷载作作用下下框架架侧移移组成成梁柱弯曲变形柱的轴向变形框架结构的侧移usub(1)梁柱的的弯曲曲变形形－剪剪切型型变形形梁柱的的弯曲曲变形形所引引起的的框架架层间间侧移移具有有越靠近近底层层越大大的特点点，其其侧移移曲线线与悬悬臂柱柱的剪切变变形曲曲线相似，，故称称为剪切型型变形形曲线线。704.7.2水平荷荷载作作用下下框架架侧移移组成成梁柱弯曲变形柱的轴向变形框架结构的侧移usub(2)柱的轴轴向变变形－－弯曲曲型变变形由柱的的轴向向变形形所引引起的的框架架侧移移曲线线与一一悬臂臂柱弯曲变变形的侧移移曲线线相似似，故故称这这种变变形为为弯曲型型变形形。714.7.2水平荷荷载作作用下下框架架侧移移计算算对于层层数不不多的的多层层框架架结构构，一一般柱的轴轴向变变形引起的的侧移移很小小，可可忽略略不计计。在近似似计算算中，，只需需计算算梁柱弯弯曲变变形引起的的侧移移，即即剪切型型变形形。《高层建建筑混混凝土土结构构技术术规程程》(JGJ3-2002)规定：：房屋高高度>50m或高宽宽比>4的结构构，应应考虑虑柱的轴轴向变变形(ub≈(5~10)%us)。梁柱弯弯曲变变形引引起的的框架架侧移移可采采用D值法近似计计算。。4.7.2水平荷荷载作作用下下框架架侧移移计算算724.7.2水平荷荷载作作用下下框架架侧移移计算算框架的的顶点侧侧移为：框架第第i层第第j柱的的侧侧移移刚刚度度Dij及第第i层各各柱柱的的侧移移刚刚度度之和和Di分别别为为框架架的的层间间侧侧移移为：：734.7.3框架架侧侧移移控控制制4.7.3框架架侧侧移移控控制制Δu≤h/450（轻轻质质隔隔墙墙））若层层间间侧侧移移过过大大若框框架架顶顶点点侧侧移移过过大大顶点点侧侧移移：：层间间侧侧移移：：u≤H/650（砌砌体体填填充充墙墙））u≤H/550（轻轻质质隔隔墙墙））Δu≤h/550（砌砌体体填填充充墙墙））框架架填填充充墙墙和和建建筑筑装装饰饰损损坏坏。。影响响正正常常使使用用，，甚甚至至使使结结构构出出现现裂裂缝缝或或破破坏坏。。在水水平平荷荷载载作作用用下下，，框框架架结结构构侧侧移移应应满满足足如如下下限限值值：：744.8框架架内内力力组组合合4.8.1控制制截截面面的的选选择择4.8.2内力力组组合合4.8.3荷载载组组合合4.8.4竖向向活活载载的的最最不不利利布布置置4.8.5框架架梁梁端端的的弯弯矩矩调调幅幅754.8.1控制制截截面面的的选选择择4.8.1控制制截截面面的的选选择择为了了进进行行框框架架梁梁柱柱截截面面设设计计，，必必须须求求出出构构件件的的最不不利利内内力力。例例如如：：为了了计计算算框架架梁梁某截截面面下部配配筋筋时时，，必必须须找找出出此此截截面面的的最大大正正弯弯矩矩；确确定定截截面面上部配配筋筋时时，，必必须须找找出出该该截截面面的的最大大负负弯弯矩矩。一般般说说来来，，并并非非所所有有荷荷载载同同时时作作用用时时截截面面的的弯弯矩矩为为最最大大值值，，而而是是某某些些荷荷载载组组合合作作用用下下得得到到该该截截面面的的弯弯矩矩最最大大值值。。对于于框架架柱柱，在在某某些些荷荷载载作作用用下下，，截截面面可可能能属属于于大偏偏心心受压压，，而而在在另另一一些些荷荷载载作作用用下下，，可可能能属属于于小偏偏心心受压压。。因此此，，在在框框架架梁梁、、柱柱设设计计前前，，必必须须确确定定构构件件控控制制截截面面（（能能对对构构件件配配筋筋起起控控制制作作用用的的截截面面）），，并并求求出出其其最最不不利利内内力力，，作作为为梁梁、、柱柱以以及及基基础础的的设设计计的的依依据据。。764.8.1控制制截截面面的的选选择择横梁梁控控制制截截面面：：梁的的两两端端和和跨跨中中截截面面作作为为控控制制截截面面；；柱控控制制截截面面：：柱的的上上、、下下两两个个截截面面作作为为控控制制截截面面。。控制制截截面面的的内内力力:由于于框框架架内内力力计计算算所所得得的的内内力力是是柱柱轴轴线线处处的的内内力力，，而而梁两两端端控控制制截截面面应是是柱柱边边处处截截面面，，因因此此应应根根据据柱柱轴轴线线处处的的梁梁弯弯矩矩、、剪剪力力，，换换算算出出柱柱边边截截面面梁梁的的弯弯矩矩和和剪剪力力。。774.8.1控制制截截面面的的选选择择为简简化化计计算算，，柱柱边边截截面面梁梁的的弯弯矩矩和和剪剪力力可可按按下下列列近近似似公公式式计计算算：：Mb、Vb为柱边处处梁控制制截面的的弯矩和和剪力；；M、V为框架柱柱轴线处处梁的弯弯矩和剪剪力；V0为按简支支支座计计算的支支座剪力力；b为柱宽度度；g、q为梁上的的恒载和和活载。。柱两端控控制截面面应是梁边边处截面面，根据据梁、轴轴线处的的弯矩可可换算出出梁边处处柱的弯弯矩，但但一般近近似地取取轴线处处的内力力作为柱柱控制截截面的内内力。784.8.2内力组合合4.8.2内力组合合在某些情情况下，，上述内内力组合合可能都都不是最最不利的的，如大大偏压构构件，偏偏心距越越大(即弯矩M越大,轴力N越小)时，截面面配筋量量往往越越多，因因此应注注意有时时弯矩虽虽然不是是最大值值而比最最大值略略小，但但它对应应的轴力力却减小小很多，，按这组组内力组组合所求求出的截截面配筋筋量反而而会更大大一些。。对于框架梁，一般只组组合支座座截面的的-Mmax、Vmax以及跨中中截面+Mmax三项内力力。对于框架柱，一般采用用对称配配筋，需需进行下下列几项项不利内内力组合合：(1)Mmax及相应的的N、V；(2)Nmax及相应的的M、V；(3)Nmin及相应的的M、V。794.8.3荷载组合合4.8.3荷载组合合恒载均参参与组合合；风载视情情况选取取左风或或右风参参与组合合；在求∣Mmax∣时，应使使相应的的N尽可能小小；在组合Nmax或Nmin时，应使使相应的的M尽可能大大。在进行控控制截面面上的内内力组合合时，还还应考虑虑不同荷荷载是否否同时出出现及同同时达到到最大值值的可能能性，即即考虑荷载组合合。对非地震震区的多多层框架架结构常常用荷载载组合有有：恒载+0.9（活载+风载）；；恒载+活载；恒载+风载。荷载组合特特点：804.8.4竖向活载的的最不利布布置4.8.4竖向活载的的最不利布布置竖向活荷载载是可变荷荷载，可单单独作用在在某层的某某一跨或某某几跨，也也可能同时时作用在整整个结构上上，对于构构件的不同同截面或同同一截面的的不同种类类的最不利利内力，往往往有各不不相同的活活荷载最不不利布置。。因此，活荷荷载的最不不利布置需需要根据截面的位置置、最不利内力力的种类来确定。活荷载最不不利布置可可有以下几几种：（1）逐跨布布置法（2）分跨施施荷法（3）最不利利位置法（4）满布荷荷载法814.8.4竖向活载的的最不利布布置(1)逐跨施荷法法将活荷载逐逐层逐跨单单独作用于于结构，分分别计算框框架内力，，然后叠加加或求出各各控制截面面可能出现现的几组最最不利内力力。对各种荷截截情况的框框架内力计计算简单、、清楚。但但计算工作作量大，故故多用于计计算机求解解框架内力力。824.8.4竖向活载的的最不利布布置(2)分跨施荷法法当活荷载不不是太大时时，可将活活荷载分跨跨布置，并并求出内力力，然后叠叠加求出控控制截面的的不利内力力。与逐跨施荷荷法相比，，计算工作作量大大减减少，但此此法求出的的内力组合合值并非最最不利内力力。因此，，采用此法法计算时可不考虑活活荷载的折折减。834.8.4竖向活载的的最不利布布置(3)最不利荷载载位置法先确定对某某一控制截截面产生最最不利内力力的活荷载载位置，然然后在这些些位置上布布置活荷载载，进行框框架内力分分析，所求求得的该截截面的内力力即为最不不利内力。。在采用分层法近似计算时时，还可进进一步简化化：对于框架横梁可仅考虑本本层活荷载载的影响，，其控制截截面活荷载载最不利布布置与连续续梁相同。。844.8.4竖向活载的的最不利布布置在采用分层法近似计算时时，还可进进一步简化化：对于框架柱最大大弯矩，考虑该柱柱上、下相相邻两层活活荷载的不不利布置，，将上、下下两层该柱柱一侧的两两跨布置活活载，然后后隔跨布置置活荷载，，如图(a)表示柱B1B2右侧受拉时时弯矩最大大的活荷载载布置。对于柱的轴力，则应考虑虑将该柱以以上各层的的轴力传至至该柱，如如图(b)表示柱B1B2轴力最大，，同时弯矩矩也较大时时活荷载的的布置。854.8.4竖向活载的的最不利布布置(4)满布荷载法法以上3种方法都需需要考虑多多种荷载情情况才能求求出控制截截面的最不不利内力，，计算量较较大。一般情况下下，当活载与恒载载之比≤1（即q/g≤1）时，可将将竖向活荷荷载同时作作用所有框框架的梁上上，即不考考虑活荷载载的不利布布置，而与与恒载一样样按满跨布置。求得的支座座弯矩足够够准确，但但跨中弯矩矩偏低，因因而，此法法算得的跨中弯矩宜乘以1.1－1.2的增大系数数。此法对楼面面荷载很大大(>5.0kN/m²)的多层工业业厂房或公公共建筑不不宜采用。。864.8.5框架梁端的的弯矩调幅幅4.8.5框架梁端的的弯矩调幅幅梁端负弯矩矩减小后，，应按平衡条件件计算调幅幅后跨中弯弯矩。弯矩调幅只只对竖向荷荷载作用下下内力进行行，竖向荷载载产生的弯弯矩应先调调幅，再与与水平荷载载产生的弯弯矩进行组组合。为了避免框框架支座截截面负弯矩矩钢筋过多多而难以布布置；框架在设计时时假设各节点点为刚性节点点，但一般达达不到绝对刚刚性要求。在竖向荷载作作用下，考虑虑梁端塑性变变形的内力重重分布可对梁梁端负弯矩进进行调幅。其其原因：通常是将梁端端负弯矩乘以以调幅系数，，降低支座处处的负弯矩。。梁端负弯矩矩调幅系数为为：装配式框架：：0.7－0.8；现浇框架：：0.8－0.9。874.9框架梁、柱截截面配筋计算算4.9.1截面配筋计算算要点4.9.2框架柱计算长长度的确定884.9.1截面配筋计算算要点按受弯构件的的正截面承载力和和斜截面承载载力计算纵筋和腹腹筋；纵筋的弯起与与切断位置可可根据抵抗弯矩图确定，当横梁梁相邻跨度相相差不超过20%、且梁上均布布恒载与活载载设计值之比比q/g≤3时，可参照梁梁板结构中连连续次梁的配配筋构造布置置纵筋的弯起起与切断；框架横梁还应应进行裂缝宽度的验算。4.9.1截面配筋计算算要点可按偏心受压构件件进行正截面承承载力和斜截截面承载力计计算；当偏心距较大大时，尚应进进行裂缝宽度验算。(2)框架柱(1)框架梁894.9.2框架柱计算长长度的确定4.9.2框架柱计算长长度的确定一般多层房屋屋的钢筋混凝凝土框架柱（H为柱高)现浇楼盖：：底层柱l0=1.0H;其余各层柱l0=1.25H；装配式楼盖：：底层柱l0=1.25H；其余各层柱l0=1.5H现浇楼盖l0=0.7H；装配式楼盖l0=1.0H可按无侧移考考虑的钢筋混混凝土框架结结构，如非轻轻质隔墙的多多层房屋，当当≥3跨或为两跨且且房屋总宽度度不小于房屋屋总高度的1/3时，其各层框框架柱的计算算长度：不设楼板或楼楼板上开孔较较大的多层混混凝土框架柱柱以及无抗侧侧向力刚性跨跨钢筋混凝土土框架柱的计计算长度，应应根据可靠设设计经验或计计算确定。904.10现浇框架的构构造要求4.10.1一般构造要求求4.10.2节点构造914.10.1一般构造要求求4.10.1一般构造要求求砼≥C20。纵向受力钢筋筋：HPB325或HRB335，箍筋：HPB325。框架柱对称配筋，纵向受力钢钢筋宜>Φ12mm，配筋筋率0.4%~5%；间距距应≤350mm，净距距≥50mm。当截截面高高度≥600mm时，应应在柱柱侧面面设Φ10～16mm纵向构构造筋筋及相相应复复合箍箍筋或或拉筋筋。封闭式式柱箍。间距距≤MIN{400mm、15d、柱截截面短短边尺尺寸}。柱每每边纵纵筋≥4根时，，应设设复合合箍筋筋。框架梁梁纵向受受拉钢钢筋最小配配筋率率：支座座≥0.25%，跨中中≥0.2%；梁跨跨中上上部至至少配配2Φ12钢筋与与支座座负钢钢筋搭搭接。。框架梁梁支座座截面面下部部至少少有两两根纵纵筋伸伸入柱柱中，，如需需向上上弯时时，则则钢筋筋自柱柱边到到上弯弯点水水平长长度不不应小小于10d。框架梁梁纵筋筋不应应与箍箍筋，，拉筋筋及预预埋件件等焊焊接。。填充墙墙或隔隔墙应优先先选轻轻质墙墙板材材料，，并与与框架架牢固固连接接。924.10.2节点构构造4.10.2节点构构造框架梁梁上部纵纵筋直直线锚锚入中间层层端节节点的锚固固长度度≥la，且伸伸过柱柱中心心线≥5d（d为梁上上部纵纵向钢钢筋的的直径径）。。当柱截截面尺尺寸不不足时时，梁上部纵筋筋应伸伸至节节点对对边并并向下弯折折，其其包含含弯弧弧段在在内的水平平投影影长度度≥0.4la，包含弯弧弧段在在内的的竖直直投影影长度应取取为15d。(1)框架梁梁上部部纵筋筋在中间层层端节节点的锚固固934.10.2节点构构造(2)框架梁梁纵向向钢筋筋在中间节节点的锚固