第三章多层框架结构设计课件

本章重点了解框架结构的特点和适用范围；

熟悉框架结构的布置原则与方法；掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的内力计算方法；掌握框架结构的内力组合原则与方法；熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验算方法；熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。第三章多层框架结构设计本章重点第三章多层框架结构设计§3.1结构布置梁、柱尺寸及计算简图

1~2层 3~10层

10层或28m房屋按高度和层数分类低层多层高层框架结构的定义框架结构是由梁、柱以刚接或铰接相连而构成的承受竖向和水平荷载的承重体系。3.1.1结构布置第三章多层框架结构设计§3.1结构布置梁、柱尺寸及计算简图 1~2层房屋按在竖向荷载和水平荷载共同作用下，框架结构各构件都将产生内力和变形。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、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形us（sheardeformation）；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），形成框架结构的整体弯曲变形ub（bendingdeformation）。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。（框架结构的变形型式为剪切型）框架结构的受力特点第三章多层框架结构设计在竖向荷载和水平荷载共同作用下，框架结构各构件都将产生内框架结构的侧移第三章多层框架结构设计框架结构的侧移第三章多层框架结构设计优点结构轻巧；整体性好；可形成大空间；施工方便；较为经济。框架结构框架结构的优缺点第三章多层框架结构设计优点框架结构框架结构的优缺点第三章多层框架结构设计缺点抵抗水平荷载能力差；侧向刚度小，侧移大；受地基的不均匀沉降影响大。框架结构受力变形动画演示第三章多层框架结构设计缺点框架结构受力变形动画演示第三章多层框架结构设计框架结构房屋的最大适用高度和最大高宽比非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度（0.2g)8度（0.3g)9度高度限值706050403524高宽比限值5432第三章多层框架结构设计框架结构房屋的最大适用高度和最大高宽比非抗震设计抗震设防烈度

结构布置的一般原则满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致；满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地进行；结构尽可能简单、规则、均匀、对称；结构的受力要明确；非承重隔墙宜采用轻质材料；构件类型、尺寸的规格要尽量减少。第三章多层框架结构设计结构布置的一般原则满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面好差平面布置第三章多层框架结构设计好差平面布置第三章多层框架结构设计好差竖向布置妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素对建筑的影响；施工简便；经济合理。第三章多层框架结构设计好差竖向布置妥善地处理温度、第三章多层框架结构设计

结构布置的方法

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，这些均必须满足建筑平面及使用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。框架结构的承重方案

1）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。2）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。3）纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。第三章多层框架结构设计结构布置的方法框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列横向布置

特点房屋横向刚度大，侧移小；横梁高度大，室内有效净空小。非抗震时使用横向承重第三章多层框架结构设计横向布置特点横向承重第三章多层框架结构设计特点：连系梁截面较小，框架梁截面尺寸大，室内有效净空高；对纵向地基不均匀沉降较有利；房屋横向刚度小，侧移大。纵向布置

纵向承重第三章多层框架结构设计特点：纵向布置纵向承重第三章多层框架结构设计特点：整体性好，受力好；适用于整体性要求较高和楼面荷载较大的情况。双向布置

双向承重第三章多层框架结构设计特点：双向布置双向承重第三章多层框架结构设计§4.1.21.框架梁框架梁截面尺寸估算l0——梁的计算跨度；hb——梁的截面高度；bb——梁的截面宽度。一般情况下：梁净跨与截面高度之比不宜小于4梁的截面宽度不宜小于200mm为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。梁净跨与截面高度之比不宜小于4梁的截面宽度不宜小于200mm3.1.2框架结构梁柱截面尺寸及计算简图第三章多层框架结构设计§4.1.21.框架梁框架梁截面尺寸估算l0——梁的计

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(1/25~1/18)lb估算。扁梁的截面宽度b（肋宽）与其高度h的比值b/h不宜超过3。扁梁第三章多层框架结构设计为了降低楼层高度，可将梁设计成宽度较大而高度较小的扁梁，框架梁线刚度Ec——混凝土弹性模量；I——框架梁截面惯性矩，见表1；l——框架梁的跨度。式中：梁截面惯性矩第三章多层框架结构设计框架梁线刚度Ec——混凝土弹性模量；式中：梁截面惯性矩第三表1框架梁惯性矩取值楼板类型边框架梁中框架梁现浇楼板I=1.5I0I=2.0I0装配整体式楼板I=1.2I0I=1.5I0装配式楼板I=I0I=I0注：I0为梁按矩形截面计算的惯性矩，。第三章多层框架结构设计表1框架梁惯性矩取值楼板类型边框架梁中框架梁现浇楼板I=1梁截面惯性矩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6倍；装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：第三章多层框架结构设计梁截面惯性矩第三章多层框架结构设计多层建筑：hi——第i层层高；hc——柱截面高度；bc——柱截面宽度。框架柱的截面边长不宜小于250mm，抗震时不宜小于300mm，圆柱的截面直径不宜小于350mm，剪跨比宜大于2截面的高宽比不宜大于32.框架柱框架柱截面尺寸估算为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4第三章多层框架结构设计多层建筑：hi——第i层层高；框架柱的截面边长不宜小于25高层建筑：N=（1.1~1.2）Nv

N——柱中轴向力。Nv——柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中线划分，恒载和活载的分项系数均取1.25，或近似取12~14kN/m2进行计算。fc——混凝土轴心抗压强度设计值。第三章多层框架结构设计高层建筑：N=（1.1~1.2）NvN——柱中轴向力。Ec——混凝土弹性模量；I——框架柱截面惯性矩。框架柱线刚度第三章多层框架结构设计Ec——混凝土弹性模量；框架柱线刚度第三章多层框架结构设3.框架计算简图框架结构的计算单元及计算模型第三章多层框架结构设计3.框架计算简图框架结构的计算单元及计算模型第三章多层计算单元的选取计算单元选取第三章多层框架结构设计计算单元的选取计算单元选取第三章多层框架结构设计计算简图实际结构l01l02计算简图第三章多层框架结构设计计算简图实际结构l01l02计算简图第三章多层框架结构设计变截面柱或者具有悬挑部分时框架结构的计算简图第三章多层框架结构设计变截面柱或者具有悬挑部分时框架结构的计算简图第三章多层框架§3.2框架内力分析2.竖向荷载作用下框架结构的受力特点1）竖向荷载作用下，框架结构的侧移较小，若不计侧移，即按照无侧移计算，对框架结构的内力影响不大；2）当整个框架仅在某一层横梁上受有竖向荷载时，则直接承受荷载的框架梁及与之相连的上下层框架柱端的弯矩较大，其他各层梁柱的弯矩均很小，且距离直接承受荷载的框架梁越远，框架梁柱的弯矩越小。1.竖向荷载作用下框架结构的内力计算方法3.2.1竖向荷载作用下内力近似计算—分层法第三章多层框架结构设计§3.2框架内力分析2.竖向荷载作用下3.分层法的基本假定及计算简图在竖向荷载作用下，框架结构的侧移忽略不计，则按节点无侧移进行内力计算；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生弯矩，不在其余层梁和其余层柱上产生弯矩。

根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关联的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算。第三章多层框架结构设计3.分层法的基本假定及计算简图在竖向荷载作用下，框架结构分层法计算示意图第三章多层框架结构设计分层法计算示意图第三章多层框架结构设计（1）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。梁上作用的荷载、各层柱高及梁跨度均与原结构相同。每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生弯矩，不在其他层梁和其他层柱上产生弯矩。（2）由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定，计算简图中假定为完全嵌固，这样会使柱的弯曲变形有所减小，为减少计算误差，除底层柱外，其余各层柱的线刚度乘以0.9的修正系数。4.分层法的计算要点第三章多层框架结构设计（1）将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框架，每个敞口线刚度修正第三章多层框架结构设计线刚度修正第三章多层框架结构设计（3）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计算；并且底层柱和各层梁的传递系数均取1/2，其他各层柱的传递系数改用1/3。传递系数修正第三章多层框架结构设计（3）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5.分层法的计算步骤（1）画出分层框架计算简图。（2）计算框架梁柱的线刚度，注意除底层柱外的其余各层柱线刚度应乘以折减系数0.9。（3）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。（4）确定框架的梁、柱端最终弯矩：框架梁端弯矩和底层柱端弯矩即为其最后的弯矩值；而其余各层柱属于上、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，将引起新的节点不平衡弯矩，如果其值偏大，可将这些节点不平衡弯矩反号后在近端再作一次弯矩分配，此时除对底层各柱支承端外，其余梁柱均不作传递。（5）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、柱自重等）和与之相连的梁端剪力，即得柱的轴力。第三章多层框架结构设计5.分层法的计算步骤（1）画出分层框架计算简图。第三章6.有关分层法计算竖向荷载作用下框架内力的两个问题思考（1）在用分层法分析竖向荷载作用下的框架内力时，框架梁与框架柱的内力分别主要由什么荷载产生？（2）框架梁线刚度与框架柱线刚度的比值大小对分层法的计算结果有何影响？第三章多层框架结构设计6.有关分层法计算竖向荷载作用下框架内力的两个问题思考（（1）画出结构计算简图，并标明荷载及轴线尺寸；（2）按规定计算梁、柱的线刚度和相对线刚度，除底层柱外，其余各层柱的线刚度遍乘0.9的折减系数；（3）用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单元的杆端弯矩；（4）叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯矩。如节点弯矩不平衡值较大，可在节点重新分配一次。（5）根据静力平衡条件绘出框架的内力图。例题、计算步骤（1）画出结构计算简图，并标明荷载及轴线尺寸；例题、计【例3.1】如下图所示一个两层两跨框架，用分层法作框架的弯矩图，括号内数字表示每根杆线刚度的相对值。【例3.1】如下图所示一个两层两跨框架，用分层法作框【解】（1）画出结构计算简图

（2）按规定计算梁、柱的线刚度和相对线刚度，除底层柱外，其余各层柱的线刚度遍乘0.9的折减系数例3.1底层计算单元【解】（1）画出结构计算简图

（2）按规定计算梁、柱例3.1底层计算单元例3.1底层计算单元（3）用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单元的杆端弯矩0.3320.6680.3530.1750.8640.1360.472下柱右梁左梁下柱左梁下柱右梁-12.188+8.142-1.152+0.768-4.431+12.188+4.071-2.304+13.955+4.059+0.383+4.442-1.142-1.142-6.795-2.936-3.081-12.812+6.795-5.871-1.541+1.331+0.714-0.924+0.210-0.714DFE+1.476-0.238-0.381ACB（3）用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单元的杆端弯矩0.0.3480.1860.466下柱上柱右梁0.3080.1560.1230.413左梁下柱上柱右梁0.2020.0890.709下柱上柱左梁+3.139

+0.272

+3.411

+16.875+3.932-2.920+17.887+5.873+0.508+6.381-1.479-1.479-1.166-1.166+8.363-5.929-1.958+1.388+1.864-0.744+0.174-0.570GIH+3.191-0.647-0.739-16.875+7.864-1.460+0.680-9.791-8.363-2.965-3.915-15.243-1.689+0.396-1.293ABCFED-0.190-0.389+1.1371/31/31/31/21/21/20.3480.1860.466下柱上柱右梁0.3080.15M图（单位：kN·m)（4）叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯矩。如节点弯矩不平衡值较大，可在节点重新分配一次。（5）根据静力平衡条件绘出框架的内力图。5.579M图（单位：kN·m)（4）叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯§5.3§5.3§5.3水平荷载作用作用下框架结构的受力与变形特点（1）框架梁、柱的弯矩均为线性分布，且每跨梁及每根柱均有一零弯矩点即反弯点存在；（2）框架每一根柱的总剪力（称层间剪力）及单根柱的剪力均为常数；（3）若不考虑梁、柱轴向变形及框架侧移的影响，则同层各框架节点的水平侧移相等；（4）除底层柱底为固端外，其余杆端（或节点）既有水平侧移又有转角变形，节点转角随梁柱线刚度比的增大而减小。3.2.2水平荷载下内力近似计算—反弯点法第三章多层框架结构设计§5.3§5.3§5.3水平荷载作用作用下框架结构的受力与变§5.3§5.3§5.3

水平荷载作用下框架结构的内力和侧移可用结构力学方法计算，常用的近似算法有反弯点法、D值法和迭代法等。反弯点法基本原理：反弯点法的基本概念：水平荷载的作用可以简化为框架受节点水平集中作用，如求出各柱反弯点出的剪力及反弯点位置，即可得到框架柱端内力，这种方法即反弯点法。适用于梁柱线刚度比不小于3的框架结构；（K=ib/ic＞3）常用于初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用下的弯矩值。第三章多层框架结构设计§5.3§5.3§5.3水平荷载作用下框架结构的内力和侧移基本假定：在进行各柱间的剪力分配时，认为梁与柱的刚度比为无限大，同层柱端的侧移相等。（该假定只有在梁柱线刚度比大于等于5或大于等于3时才成立）在确定各柱的反弯点位置时，认为除底层柱以外的其余各层柱受力后上下两端的转角相等；梁端弯矩可由节点平衡条件根据梁的线刚度比例求出。第三章多层框架结构设计基本假定：第三章多层框架结构设计（1）反弯点位置弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以EI梁=∞为前提）。反弯点位置图

左图反弯点高度为定值的假定，当框架结构布置比较规则均匀、层高和跨度变化不大，层数不多时，才可以应用。第三章多层框架结构设计（1）反弯点位置反弯点位置图左图反弯点高度为定值（2）反弯点处的剪力计算 柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的抗侧移刚度为：EIci——第i根柱的刚度；hi——第i根柱的柱高。Di第三章多层框架结构设计（2）反弯点处的剪力计算EIci——第i根柱的刚度；Di第以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。顶层因此各柱的剪力为：第三章多层框架结构设计以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用第二层各柱的剪力为：第三章多层框架结构设计第二层各柱的剪力为：第三章多层框架结构设计

第一层各柱的剪力为：第三章多层框架结构设计第一层各柱的剪力为：第三章多层框架结构设计（3）弯矩图绘制柱端弯矩：已知反弯点处的剪力值便可以求出每一根柱各截面的弯矩。梁端弯矩：分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。边节点：第三章多层框架结构设计（3）弯矩图绘制第三章多层框架结构设计中节点：第三章多层框架结构设计中节点：第三章多层框架结构设计【例3.2】用反弯点法求下图所示框架的弯矩图。图中括号内数字为各杆的相对线刚度。【例3.2】用反弯点法求下图所示框架的弯矩图。图中括【解】（1）计算柱的剪力当同层各柱h相等时，各柱剪力可直接按其线刚度分配。第3层（符号说明：剪力、弯矩均以顺时针方向为正）∑P=10kN

VAD=1.5×10/（1.5+2+1）=3.33kN

VBE=4.45kN

VCF=2.22kN第2层：第1层：∑P=10+19=29kN∑P=10+19+22=51kN

VDG=9.67kNVGJ=17kN

VEH=12.89kNVHK=20.4kN

VFI=6.44kNVIL=13.6kN第三章多层框架结构设计课件

(2)

计算柱端弯矩第3层第2层

MAD=MDA=6.66kN·mMDG=MGD=24.18kN·m

MBE=MEB=8.9kN·mMEH=MHE=32.23kN·m

MCF=MFC=4.44kN·mMFI=MIF=16.1kN·m

第1层

MGJ=34kN·m

MJG=68kN·m

MHK=40.8kN·m

MKH=81.6kN·m

MIL=27.2kN·m

MLI=54.4kN·m(2)计算柱端弯矩(3)根据节点平衡条件算出梁端弯矩第3层第2层

MAB=MAD=6.66kN·mMDE=30.84kN·mMBA=3.42kN·mMED=15.82kN·mMBC=5.48kN·mMEF=25.31kN·mMCB=MCF=4.44kN·mMFE=20.54kN·m

第1层

MGH=58.18kN·m

MHG=28.09kN·m

MHI=44.94kN·m

MIH=MIF+MIL=16.1+27.2=43.3kN·m根据以上结果，画出M图如图12.19所示。(3)根据节点平衡条件算出梁端弯矩第三章多层框架结构设计课件（1）反弯点法的优点与存在问题柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高，未考虑节点梁柱线刚度比的影响；认为反弯点的位置是固定不变的，实际上它与梁柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。

1）反弯点法存在的优点2）反弯点法存在的问题概念简单，思路清晰，应用方便。

1）反弯点法存在的优点2）反弯点法存在的问题3.2.3水平荷载下近似计算—D值法第三章多层框架结构设计（1）反弯点法的优点与存在问题1）反弯点法存在的优点2（2）D值法的基本思想与反弯点法相比：相同之处先确定反弯点位置不同之处考虑了上述因素的影响，对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。因此，D值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚度比小于3的情况。第三章多层框架结构设计（2）D值法的基本思想与反弯点法相比：因此，D（3）柱的抗侧刚度式中，αc——柱抗侧移刚度修正系数，按下表的公式计算。柱的部位及固定情况一般层底层，下面固支底层，下端铰支αci1i2ici3i4i1i2ici1i2ic第三章多层框架结构设计（3）柱的抗侧刚度式中，αc——柱抗侧移刚（4）修正的反弯点高度式中y0——规则框架的标准反弯点高度比；y1——因上、下层梁刚度比变化的修值；

y2——因上层层高变化的修正值；

y3——因下层层高变化的修正值。柱端弯矩ViVi第三章多层框架结构设计（4）修正的反弯点高度式中柱端弯矩ViVi第三章多层框框架在水平荷载作用下的侧移（lateraldisplacement）由梁柱弯曲变形（flexuraldeformation）和柱的轴向变形（axialdeformation）产生。前者是由水平荷载产生的层间剪力引起的，后者主要是由水平荷载产生的倾覆力矩引起的。一般情况下，可只考虑由于梁柱弯曲变形产生的侧移。框架剪切型变形（1）梁、柱弯曲变形引起的侧移

§3.3水平荷载作用下框架侧移计算第三章多层框架结构设计框架在水平荷载作用下的侧移（laterald（2）柱轴向变形引起的侧移框架弯曲变形第三章多层框架结构设计（2）柱轴向变形引起的侧移框架弯曲变形第三章多层框架结构设侧移值的计算框架层间侧移j层侧移第j层的总剪力第j层各柱侧向总刚度第三章多层框架结构设计侧移值的计算框架层间侧移j层侧移第j层的总剪力第j层各柱侧向框架结构侧移值的水平侧移的控制框架结构的侧向刚度过小，水平位移过大，将影响正常使用；侧向刚度过大，水平位移过小，虽满足使用要求，但不满足经济性要求。因此，框架结构的侧向刚度宜合适，一般以使结构满足层间位移限值为宜。

框架结构层间弹性位移验算的目的：在正常使用条件下，限制结构层间位移的主要目的有以下两个方面：（1）保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构来讲，首先要避免混凝土墙或柱出现裂缝；同时，将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许的范围之内；（2）保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。第三章多层框架结构设计框架结构侧移值的水平侧移的控制框架结构的侧向刚度过小，水平位限制框架结构层间弹性位移的具体措施：

我国《高层规程》规定，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δu/h宜小于其限值[Δu/h]，即：

[Δu/h]表示层间位移角限值，对框架结构取1/550；h为层高。

由于变形验算属正常使用极限状态的验算，所以计算Δu时，各作用分项系数均应采用1.0，混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度。另外，楼层层间最大位移Δu以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。Δu/h≤[Δu/h]第三章多层框架结构设计限制框架结构层间弹性位移的具体措施：由于变形验算属正§3.4框架结构荷载效应组合及最不利内力3.4.1荷载效应组合框架结构的基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：1.无地震作用时的荷载效应组合（1）由可变荷载效应控制的组合当其效应对结构不利时1.2当其效应对结构有利时1.0或0.9一般情况1.4；标准值大4kN/m2的工业房屋楼面1.3第三章多层框架结构设计§3.4框架结构荷载效应组合及最不利内力3.4.1荷载效应（2）由永久荷载效应控制的组合当其效应对结构不利时1.35当其效应对结构有利时1.0或0.9可变荷载Qi的组合值系数2.有地震作用时的荷载效应组合（多层框架结构）相应的组合工况：第三章多层框架结构设计（2）由永久荷载效应控制的组合当其效应对结构不利时1.35当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上荷载通过预制板的两端传递给它的支承结构；当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载根据每个区格板两个方向的边长比，沿单向或双向传递，区格板长边/短边>3时沿单向传递，长边/短边≤3时沿双向传递。

楼面荷载分配原则3.竖向活荷载的最不利布置第三章多层框架结构设计楼面荷载分配原则3.竖向活荷载的最不利布置第三章多层现浇楼盖荷载传递示意图第三章多层框架结构设计现浇楼盖荷载传递示意图第三章多层框架结构设计（1）逐跨布置法

恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能出现的最大内力。恒载一次布置活载分跨布置第三章多层框架结构设计（1）逐跨布置法恒载一次布置，楼屋面活载（2）最不利荷载布置法

恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此法用手算方法进行计算很困难。最不利荷载的布置第三章多层框架结构设计（2）最不利荷载布置法恒载一次布置，楼屋（3）分层布置法或分跨布置法

恒载一次布置，为简化计算，当活载设计值与恒载设计值的比值不大于3时，可近似将活载一层或一跨做一次布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。qqqqqq分层布置法分跨布置法第三章多层框架结构设计（3）分层布置法或分跨布置法恒载一次布置（4）满布荷载法

当活载与恒载的比值不大于1时，可不考虑活载的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩应乘以1.1~1.2的系数予以增大。第三章多层框架结构设计（4）满布荷载法当活载与恒载的比值不大于3.4.2控制截面及最不利内力梁：跨中、支座截面柱：柱顶、柱底截面。为了简化计算，可采用轴线处内力值梁控制截面柱控制截面第三章多层框架结构设计3.4.2控制截面及最不利内力梁：跨中、支座截面梁控制截面梁端的控制截面梁端破坏时，破坏截面位于柱的边缘处，梁端的控制截面在柱边，应以柱边的弯矩和剪力值作为配筋计算的内力值：第三章多层框架结构设计梁端的控制截面梁端破坏时，破坏截面位于柱的边缘由图可见：对于大偏压，M相等或相近时，N越小越不利；对于小偏压，M相等或相近时，N越大越不利；无论大小偏压，当N相等或相近时，M越大越不利。最不利内力确定第三章多层框架结构设计由图可见：最不利内力确定第三章多层框架结构设计最不利内力类型梁跨中截面：+Mmax及相应的V（正截面设计）梁支座截面：-Mmax及相应的V（正截面设计）Vmax及相应的M（

斜截面设计）柱截面：+Mmax及相应的N、V

-Mmax及相应的N、VNmax及相应的M、VNmin及相应的M、VVmax及相应的M、N计算柱正截面受压承载力，以确定纵向受力钢筋数量计算斜截面受剪承载力，以确定箍筋数量第三章多层框架结构设计最不利内力类型梁跨中截面：+Mmax及相应的V（正截面设计）3.4.3竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布，减小梁端负弯矩，相应增大梁跨中弯矩。调幅后的支座弯矩为：=βM式中——梁支座截面调幅后的弯矩；

M——梁支座调幅前按弹性方法计算的弯矩；

β

——调幅系数，现浇框架：0.8~0.9；装配式框架：0.7~0.8。注意：水平荷载作用下产生的弯矩不参与调幅，故弯矩调幅在内力组合之前进行。

第三章多层框架结构设计3.4.3竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅在竖截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则

竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅，再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。调幅后的跨中弯矩为：MMLMRΔM第三章多层框架结构设计截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算§5.6§5.6§5.6§3.5框架构件设计1.三水准两阶段设计方法的简单介绍抗震设防目标：“小震不坏、中震可修、大震不倒”两阶段设计方法：第一阶段主要是进行多遇地震作用下的承载力验算和弹性变形验算；第二阶段是验算罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。2.框架抗震概念设计（1）延性的概念（2）四强四弱的提法（3）限制柱的轴压比第三章多层框架结构设计§5.6§5.6§5.6§3.5框架构件设计1.三水准两柱的配筋计算中（注意最不利内力的选取），需要确定柱的计算长度l0。《混凝土结构设计规范》规定，l0可按下列规定确定：1）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，各层柱的计算长度l0按规范规定取用。2）当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时，框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算，并取其中的较小值：3.具体构件设计要求（1）框架柱

第三章多层框架结构设计柱的配筋计算中（注意最不利内力的选取），需要确定柱的计算（2）框架梁

为了避免梁支座处抵抗负弯矩的钢筋过分拥挤，以及在抗震结构中形成梁铰破坏机构增加结构的延性，可以考虑框架梁端塑性变形内力重分布，对竖向荷载作用下梁端负弯矩进行调幅。对现浇框架梁，梁端负弯矩调幅系数可取0.8~0.9；对于装配整体式框架梁，由于梁柱节点处钢筋焊接、锚固、接缝不密实等原因，受力后节点各杆件产生相对角变，其节点的整体性不如现浇框架，故其梁端负弯矩调幅系数可取0.7~0.8。框架梁端截面负弯矩调幅后，梁跨中截面弯矩应按平衡条件相应增大。截面设计时，框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中截面弯矩设计值的50%。应先对竖向荷载作用下的框架梁弯矩进行调幅，再与水平荷载产生的框架梁弯矩进行组合。第三章多层框架结构设计（2）框架梁第三章多层框架结构设计4.相关构造要求（1）框架柱

柱箍筋形式示例第三章多层框架结构设计4.相关构造要求柱箍筋形式示例第三章多层框架结构设计4.相关构造要求（2）框架梁

1）梁纵向钢筋的构造要求梁纵向受拉钢筋的数量除按计算确定外，还必须考虑温度、收缩应力所需要的钢筋数量，以防止梁发生脆性破坏和控制裂缝宽度。纵向受拉钢筋的最小配筋百分率和最大配筋率要求。沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，钢筋的直径不应小于12mm。框架梁的纵向钢筋不应与箍筋、拉筋及预埋件等焊接。

2）梁箍筋的构造要求

应沿框架梁全长设置箍筋。箍筋的直径、间距及配筋率等要求与一般梁的相同。第三章多层框架结构设计4.相关构造要求1）梁纵向钢筋的构造要求2）梁4.相关构造要求（3）框架梁柱节点

1）现浇梁柱节点梁柱节点处于剪压复合受力状态，为保证节点具有足够的受剪承载力，防止节点产生剪切脆性破坏，必须在节点内配置足够数量的水平箍筋。节点内的箍筋除应符合上述框架柱箍筋的构造要求外，其箍筋间距不宜大于250mm；对四边有梁与之相连的节点，可仅沿节点周边设置矩形箍筋。2）装配整体式梁柱节点装配整体式框架的节点设计是这种结构设计的关键环节。设计时应保证节点的整体性；应进行施工阶段和使用阶段的承载力计算；在保证结构整体受力性能的前提下，连接形式力求简单，传力直接，受力明确；应安装方便，误差易于调整，并且安装后能较早承受荷载，以便于上部结构的继续施工。第三章多层框架结构设计4.相关构造要求1）现浇梁柱节点第三章多层框架结构设4.相关构造要求（4）钢筋的连接与锚固

框架梁、柱的纵向钢筋在框架节点区的锚固要求第三章多层框架结构设计4.相关构造要求框架梁、柱的纵向钢筋在框架节点区的锚固要3.5多层框架柱基础多层框架房屋的基础按构造型式可分为以下几类：

(1)单独基础：是独立的块状形式，常用断面形式有踏步形、锥形、杯形。适用于框架层数不多，地基土均匀且柱距较大的情况。

(2)条形基础：基础是连续带形，也称带形基础。把上部各榀框架连成整体,使其不均匀沉降减少。

3.5多层框架柱基础第三章多层框架结构设计课件

(3)十字形基础：纵横两个方向的条形基础即连成十字性基础。即不但在各片框架方向，而且在另一方向也布置成条形，使两个方向的框架都连成整体。

(4)片筏基础

建筑物的基础由整片的钢筋混凝土板组成，板直接由地基土承担，称为片筏基础。分为平板式和肋梁式两种。平板式是一大片厚达1~3米的平板，肋梁式似一倒置的肋梁楼盖。

(5)箱形基础

当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上多层建筑。为增加基础刚度，将地下室的底板、顶板和墙整体浇成箱子状的基础，称为箱形基础。

(6)桩基础

当浅层地基上不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础，桩基应用最为广泛。(3)十字形基础：纵横两个方向的条形基础即连成十字第三章多层框架结构设计课件小结

（1）框架结构是多、高层建筑的一种主要结构形式。结构设计时，需首先进行结构布置和拟定梁、柱截面尺寸，确定结构计算简图。（2）设计框架结构房屋的梁、柱和基础时，应将楼面活荷载乘以折减系数，以考虑活荷载满布在各层楼面上的可能性程度。计算作用在框架结构房屋上的风荷载时，对主要承重结构和围护结构应分别计算。（3）竖向荷载作用下框架结构的内力可用分层法、弯矩二次分配法和系数法等近似方法计算。（4）水平荷载作用下框架结构内力可用D值法、反弯点法等近似方法计算，其中D值法的计算精度较高。第三章多层框架结构设计小结（1）框架结构是多、高层建筑的一种主要结构形式。（5）D值是框架结构层间柱产生单位相对侧移所需施加的水平剪力，可用于框架结构的侧移计算和各柱间的剪力分配。D值是在考虑框架梁为有限刚度、梁柱节点有转动的前提下得到的，故比较接近实际情况。（6）在水平荷载作用下，框架结构各层产生层间剪力和倾覆力矩。层间剪力使梁、柱产生弯曲变形，引起的框架结构侧移