《多層框架結(jié)構(gòu) 》ppt課件

1、構(gòu)造組成和構(gòu)造布置 框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖及荷載 豎向荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力的近似計(jì)算程度荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計(jì)框架構(gòu)造的構(gòu)造要求構(gòu)造組成和構(gòu)造布置 框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖及荷載計(jì)算 分層法、彎矩二次分配法，值法13.1 框架構(gòu)造組成與構(gòu)造布置框架構(gòu)造組成與構(gòu)造布置1 1框架構(gòu)造組成框架構(gòu)造組成框架構(gòu)造框架構(gòu)造frame structure是由梁和柱銜接而成的構(gòu)造。梁是由梁和柱銜接而成的構(gòu)造。梁柱銜接處為剛節(jié)點(diǎn)，柱底支座普通為固定約束，如圖柱銜接處為剛節(jié)點(diǎn)，柱底支座普通為固定約束，如圖 (a)所示。所示。如梁與柱為鉸接，就稱為排架構(gòu)造，如圖如梁與柱為鉸接，就稱為排

2、架構(gòu)造，如圖(b)所示。所示。一、構(gòu)造組成及特點(diǎn)一、構(gòu)造組成及特點(diǎn)框架構(gòu)造框架構(gòu)造u框架構(gòu)造為高次超靜定構(gòu)造，既接受豎向荷載，又接受程度框架構(gòu)造為高次超靜定構(gòu)造，既接受豎向荷載，又接受程度作用力。作用力。u為利于構(gòu)造受力，框架梁宜拉通、對直為利于構(gòu)造受力，框架梁宜拉通、對直,框架柱宜縱橫對齊、框架柱宜縱橫對齊、上下對中。但有時(shí)由于運(yùn)用功能或建筑外型上的要求，框架也上下對中。但有時(shí)由于運(yùn)用功能或建筑外型上的要求，框架也可做成抽梁、抽柱、內(nèi)收、外挑、斜梁、斜柱等。如下圖。可做成抽梁、抽柱、內(nèi)收、外挑、斜梁、斜柱等。如下圖。2 2框架構(gòu)造特點(diǎn)框架構(gòu)造特點(diǎn)u在豎向荷載和程度荷載作用下，框架構(gòu)造各構(gòu)件將

3、產(chǎn)生內(nèi)力在豎向荷載和程度荷載作用下，框架構(gòu)造各構(gòu)件將產(chǎn)生內(nèi)力和變形，框架構(gòu)造的側(cè)移普通由兩部分組成：由豎向荷載和程和變形，框架構(gòu)造的側(cè)移普通由兩部分組成：由豎向荷載和程度力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，構(gòu)成框架度力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，構(gòu)成框架構(gòu)造的整體剪切變形構(gòu)造的整體剪切變形us；由程度力引起的傾覆力矩，使框架柱；由程度力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形產(chǎn)生軸向變形一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱緊縮一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱緊縮，構(gòu)成框架構(gòu)造，構(gòu)成框架構(gòu)造的整體彎曲變形的整體彎曲變形ub。如圖。如圖u當(dāng)框架構(gòu)造房屋的層數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切當(dāng)框架構(gòu)造房屋的層

4、數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。變形，整體彎曲變形的影響很小。 3、框架構(gòu)造體系的優(yōu)缺陷、框架構(gòu)造體系的優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：由于框架構(gòu)造是梁柱組成的承重構(gòu)造，墻體不承重，故其平面由于框架構(gòu)造是梁柱組成的承重構(gòu)造，墻體不承重，故其平面布置較其它構(gòu)造方式靈敏，可根據(jù)運(yùn)用要求分隔空間，特別是布置較其它構(gòu)造方式靈敏，可根據(jù)運(yùn)用要求分隔空間，特別是可做成大空間的會(huì)議室、營業(yè)廳及餐廳等。也可按需求做成小可做成大空間的會(huì)議室、營業(yè)廳及餐廳等。也可按需求做成小房間。房間。建筑立面容易處置；構(gòu)造自重較輕；建筑立面容易處置；構(gòu)造自重較輕；計(jì)算實(shí)際比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。計(jì)

5、算實(shí)際比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。缺陷：缺陷：由于構(gòu)造的抗側(cè)剛度較低，程度荷載作用下側(cè)移變形大，在地由于構(gòu)造的抗側(cè)剛度較低，程度荷載作用下側(cè)移變形大，在地震設(shè)防烈度較高的地域，構(gòu)造的高度遭到限制，在非地震設(shè)防震設(shè)防烈度較高的地域，構(gòu)造的高度遭到限制，在非地震設(shè)防地域，也不宜超越地域，也不宜超越60 m。二、鋼筋混凝土框架構(gòu)造的分類二、鋼筋混凝土框架構(gòu)造的分類 按施工方法的不同，可分為全現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式、裝配式和裝配按施工方法的不同，可分為全現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式。整體式。1、全現(xiàn)澆式、全現(xiàn)澆式梁、柱、樓板均為現(xiàn)澆砼。施工時(shí)每層的柱與梁、柱、樓板均為現(xiàn)澆砼。施工時(shí)每層的柱與

6、其上的梁板同時(shí)支模、扎筋，并一次性澆注砼。該方式整體性好，其上的梁板同時(shí)支模、扎筋，并一次性澆注砼。該方式整體性好，利于抗震。利于抗震。2、半現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式梁、柱為現(xiàn)澆，樓板為預(yù)制，由于樓板采用了梁、柱為現(xiàn)澆，樓板為預(yù)制，由于樓板采用了預(yù)制板，因此可大大減少現(xiàn)場澆注砼的任務(wù)量，節(jié)省大量模板，預(yù)制板，因此可大大減少現(xiàn)場澆注砼的任務(wù)量，節(jié)省大量模板，提高施工效率。提高施工效率。3、裝配式、裝配式梁、柱及板均為預(yù)制，三者經(jīng)過焊接拼裝銜接成梁、柱及板均為預(yù)制，三者經(jīng)過焊接拼裝銜接成整體。此種方式施工速度快，但整體性較差，不宜在地震區(qū)運(yùn)用。整體。此種方式施工速度快，但整體性較差，不宜在地震區(qū)運(yùn)用。 4

7、、裝配整體式、裝配整體式梁、柱、樓板均為預(yù)制，在吊裝就位后，再梁、柱、樓板均為預(yù)制，在吊裝就位后，再澆注部分砼而將梁、柱、板銜接成整體。該方式既具有較好的整澆注部分砼而將梁、柱、板銜接成整體。該方式既具有較好的整體性和抗震性能，又可采用預(yù)制構(gòu)件體性和抗震性能，又可采用預(yù)制構(gòu)件,減少現(xiàn)場澆注砼的任務(wù)量，減少現(xiàn)場澆注砼的任務(wù)量，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。但節(jié)點(diǎn)區(qū)現(xiàn)場澆注施工復(fù)雜。兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。但節(jié)點(diǎn)區(qū)現(xiàn)場澆注施工復(fù)雜。三、構(gòu)造布置三、構(gòu)造布置structural configurationstructural configuration 框架構(gòu)造布置主要是確定柱在平面上的陳列方式柱網(wǎng)布置、選擇構(gòu)造承重方案

8、和變形縫的設(shè)置。民用建筑柱網(wǎng)布置民用建筑柱網(wǎng)布置一一構(gòu)造布置原那么構(gòu)造布置原那么1、框架構(gòu)造的高寬比應(yīng)滿足相應(yīng)的要求。、框架構(gòu)造的高寬比應(yīng)滿足相應(yīng)的要求?？蚣軜?gòu)造的高寬比是對框架構(gòu)造剛度、整體穩(wěn)定性、承載才干框架構(gòu)造的高寬比是對框架構(gòu)造剛度、整體穩(wěn)定性、承載才干和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制參數(shù)。和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制參數(shù)。根根據(jù)構(gòu)造的最大適用高度和高寬比將鋼筋砼高層建筑分為據(jù)構(gòu)造的最大適用高度和高寬比將鋼筋砼高層建筑分為A級、級、B級兩類。級兩類。見高層建筑構(gòu)造見高層建筑構(gòu)造通常情況下，框架構(gòu)造的高寬通常情況下，框架構(gòu)造的高寬比應(yīng)符合表中要求。比應(yīng)符合表中要求。A級、級、B級高度鋼筋砼框架構(gòu)造的適用

9、的最大高寬比級高度鋼筋砼框架構(gòu)造的適用的最大高寬比H/B)類型類型非抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度、度、7度度8度度9度度A級級5 432B級8 762、框架構(gòu)造平面外形宜簡單、規(guī)那么，剛度和承載力分布均、框架構(gòu)造平面外形宜簡單、規(guī)那么，剛度和承載力分布均勻，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)那么的平面布置。正方形、矩形、正多勻，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)那么的平面布置。正方形、矩形、正多邊形和圓形等簡單的幾何外形有利于提高構(gòu)造的受力性能。邊形和圓形等簡單的幾何外形有利于提高構(gòu)造的受力性能。設(shè)防烈度設(shè)防烈度L/Bl/Bmax l/b6度、度、7度度6 0.35 2.08度、度、 9度度 5 0.30 1.

10、5構(gòu)造平面的長寬比構(gòu)造平面的長寬比L/B限值限值 3、在框架構(gòu)造布置中，梁、柱軸線宜重合，如梁須偏心放置時(shí)，梁、柱中心線之間的偏心距e不宜大于柱截面在該方面寬度的1/4。如偏心距e大于該方向柱寬的1/4時(shí)，可增設(shè)梁的程度加腋。實(shí)驗(yàn)闡明，此法能明顯改善梁柱節(jié)接受反復(fù)荷載的性能。二二柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)柱網(wǎng)框架柱在平面上縱橫兩個(gè)方向的陳列?？蚣苤谄矫嫔峡v橫兩個(gè)方向的陳列。 柱網(wǎng)布置的義務(wù)柱網(wǎng)布置的義務(wù)確定柱子的陳列方式與柱距、跨度。確定柱子的陳列方式與柱距、跨度。布置的根據(jù)布置的根據(jù)滿足建筑運(yùn)用要求，同時(shí)思索構(gòu)造的合理性與滿足建筑運(yùn)用要求，同時(shí)思索構(gòu)造的合理性與施工的可行性。施工的可行性。 柱網(wǎng)

11、的方式：柱網(wǎng)的方式：對民用建筑，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，普通將對民用建筑，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，普通將柱子設(shè)在縱橫墻交叉點(diǎn)上。柱子設(shè)在縱橫墻交叉點(diǎn)上。常用跨度是常用跨度是4.8m、6.3m、6m、6.6m等，常用柱距為等，常用柱距為3.9m、4.5m、4.8m、5.1m、5.4m、5.7m、6m。采用內(nèi)廊式時(shí)，走廊跨度普通為采用內(nèi)廊式時(shí)，走廊跨度普通為2.4m、2.7m、3m。常用層。常用層高為高為3.0m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m。內(nèi)廊式柱網(wǎng)常采用對稱三跨，圖內(nèi)廊式柱網(wǎng)常采用對稱三跨，圖 (a)，邊跨跨度，邊跨跨度a，c可為可為6 m、6.6 m、6.9

12、m等，中間跨為走廊，等，中間跨為走廊，b可取可取2.43 m。開間方向柱距開間方向柱距d可取可取3.68 m。對工業(yè)建筑，常采用內(nèi)廊式、對工業(yè)建筑，常采用內(nèi)廊式、等跨式與不等跨式等跨式與不等跨式 。等跨式柱網(wǎng)，圖等跨式柱網(wǎng)，圖 (b)。適用于廠房、倉庫、商店。適用于廠房、倉庫、商店等，其進(jìn)深方向柱距等，其進(jìn)深方向柱距a常為常為6 m、7.5 m、9 m、12 m等，開間方向柱距等，開間方向柱距d普通為普通為6 m。對稱不等跨式對稱不等跨式對稱不等跨柱網(wǎng)，圖對稱不等跨柱網(wǎng)，圖 (c)。常用于建筑平面寬度較大的廠房。常用于建筑平面寬度較大的廠房。柱網(wǎng)確定后，用梁把柱連起來，即構(gòu)成框架構(gòu)造。普通情況

13、下柱網(wǎng)確定后，用梁把柱連起來，即構(gòu)成框架構(gòu)造。普通情況下柱在兩個(gè)方向均應(yīng)有梁拉結(jié)，故應(yīng)在房屋縱橫向均應(yīng)布置框架柱在兩個(gè)方向均應(yīng)有梁拉結(jié)，故應(yīng)在房屋縱橫向均應(yīng)布置框架梁。因此，實(shí)踐的框架構(gòu)造是一個(gè)空間受力體系。但為計(jì)算簡梁。因此，實(shí)踐的框架構(gòu)造是一個(gè)空間受力體系。但為計(jì)算簡便起見，可把實(shí)踐框架分成縱橫兩個(gè)方向的平面框架即橫向框便起見，可把實(shí)踐框架分成縱橫兩個(gè)方向的平面框架即橫向框架和縱向框架來進(jìn)展計(jì)算。如下圖架和縱向框架來進(jìn)展計(jì)算。如下圖 橫向框架橫向框架-由建筑物短方向的梁柱組成。由建筑物短方向的梁柱組成。 縱向框架縱向框架-由建筑物長方向的梁柱構(gòu)成。由建筑物長方向的梁柱構(gòu)成。 兩向框架分別接

14、受各自方向的程度荷載。對于樓面豎向荷載，兩向框架分別接受各自方向的程度荷載。對于樓面豎向荷載，可由橫向框架接受，也可由縱向框架接受或縱、橫向共同接受?？捎蓹M向框架接受，也可由縱向框架接受或縱、橫向共同接受。根據(jù)樓面豎向荷載的傳送道路，可將框架的承重體系分為三種：根據(jù)樓面豎向荷載的傳送道路，可將框架的承重體系分為三種：二二承重框架布置方案承重框架布置方案 1、橫向框架承重、橫向框架承重 樓面荷載全部傳至橫向框架梁，如下圖。此時(shí)在橫向布置框樓面荷載全部傳至橫向框架梁，如下圖。此時(shí)在橫向布置框架承重梁，而在縱向布置連系梁。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于主梁沿橫架承重梁，而在縱向布置連系梁。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于主梁沿橫

15、向布置有利于提高建筑物的橫向剛度橫向跨數(shù)少，縱向設(shè)向布置有利于提高建筑物的橫向剛度橫向跨數(shù)少，縱向設(shè)較小的連系梁也有利于立面開洞。較小的連系梁也有利于立面開洞。橫向框架承重橫向框架承重板板主梁主梁聯(lián)絡(luò)梁聯(lián)絡(luò)梁2、縱向框架承重、縱向框架承重 如預(yù)制板沿橫向布置，樓面荷載將傳到縱向框架梁，如下圖，如預(yù)制板沿橫向布置，樓面荷載將傳到縱向框架梁，如下圖，此時(shí)縱梁為承重梁，而橫向?yàn)檫B系梁。由于橫梁高度較小，可獲此時(shí)縱梁為承重梁，而橫向?yàn)檫B系梁。由于橫梁高度較小，可獲得較高的室內(nèi)凈高，也利于管線的穿行。該方案的缺陷是橫向抗得較高的室內(nèi)凈高，也利于管線的穿行。該方案的缺陷是橫向抗側(cè)剛度較差，進(jìn)深尺寸受預(yù)制板

16、長度的限制。側(cè)剛度較差，進(jìn)深尺寸受預(yù)制板長度的限制。主梁主梁聯(lián)絡(luò)梁聯(lián)絡(luò)梁板板縱向框架承重縱向框架承重2、縱橫向框架混合承重、縱橫向框架混合承重 兩個(gè)方向的框架梁均接受樓面荷載，如圖中的預(yù)制板布置以兩個(gè)方向的框架梁均接受樓面荷載，如圖中的預(yù)制板布置以及現(xiàn)澆雙向板均是將板面荷載向縱橫向框架梁上傳送?；旌铣兄丶艾F(xiàn)澆雙向板均是將板面荷載向縱橫向框架梁上傳送?；旌铣兄胤桨妇哂休^好的整體任務(wù)性能，當(dāng)樓面作用荷載較大時(shí)，常采用方案具有較好的整體任務(wù)性能，當(dāng)樓面作用荷載較大時(shí)，常采用此種方案。此種方案。 順便指出，假設(shè)樓蓋采用順便指出，假設(shè)樓蓋采用現(xiàn)澆板且為雙向板時(shí)，那么現(xiàn)澆板且為雙向板時(shí)，那么其豎向承重構(gòu)造

17、應(yīng)為一空其豎向承重構(gòu)造應(yīng)為一空間框架。間框架。縱橫向框架混合承重縱橫向框架混合承重四四、變形縫的設(shè)置、變形縫的設(shè)置 變形縫有三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫。變形縫有三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫。 1、伸縮縫、伸縮縫 能否設(shè)縫，與構(gòu)造長度有關(guān)，當(dāng)長度超越能否設(shè)縫，與構(gòu)造長度有關(guān)，當(dāng)長度超越對鋼筋混凝對鋼筋混凝土構(gòu)造規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí)，普通應(yīng)設(shè)縫，如不設(shè)縫，應(yīng)土構(gòu)造規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí)，普通應(yīng)設(shè)縫，如不設(shè)縫，應(yīng)驗(yàn)算溫度應(yīng)力并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，如設(shè)置后澆帶、做好保驗(yàn)算溫度應(yīng)力并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，如設(shè)置后澆帶、做好保溫隔熱層等。溫隔熱層等?！颁摻罨炷翗?gòu)造伸縮縫最大間距見表。伸縮鋼筋混凝土構(gòu)造

18、伸縮縫最大間距見表。伸縮縫寬度縫寬度2030 mm。 構(gòu)造類別室內(nèi)或土中露天裝配式框架757550裝配整體式、現(xiàn)澆式框架5535表表 鋼筋混凝土框架構(gòu)造伸縮縫的最大間距鋼筋混凝土框架構(gòu)造伸縮縫的最大間距m 2、沉降縫、沉降縫 如上部荷載差別較大，或地基土的物理力學(xué)目的相差較大，如上部荷載差別較大，或地基土的物理力學(xué)目的相差較大，那么應(yīng)設(shè)沉降縫。沉降縫可利用挑梁或搭置預(yù)制板、預(yù)制梁等那么應(yīng)設(shè)沉降縫。沉降縫可利用挑梁或搭置預(yù)制板、預(yù)制梁等方式作成，參見方式作成，參見沉降縫寬不小于沉降縫寬不小于50 mm。3、防震縫、防震縫 當(dāng)建筑平面外形不規(guī)那么，豎向高度、剛度、質(zhì)量差別較大當(dāng)建筑平面外形不規(guī)那么

19、，豎向高度、剛度、質(zhì)量差別較大時(shí)，應(yīng)設(shè)防震縫，縫寬不小于時(shí)，應(yīng)設(shè)防震縫，縫寬不小于70 mm。 上述三縫在進(jìn)展布置時(shí)，應(yīng)綜合思索，多縫合一，盡量減少上述三縫在進(jìn)展布置時(shí)，應(yīng)綜合思索，多縫合一，盡量減少縫數(shù)，以方便施工、降低造價(jià)、添加整體性。伸縮縫和防震縫縫數(shù)，以方便施工、降低造價(jià)、添加整體性。伸縮縫和防震縫只需將根底以上的房屋分開，而沉降縫必需將根底也分開。只需將根底以上的房屋分開，而沉降縫必需將根底也分開。上節(jié)內(nèi)容回想上節(jié)內(nèi)容回想 框架構(gòu)造特點(diǎn)及的分類框架構(gòu)造特點(diǎn)及的分類 框架構(gòu)造布置原那么框架構(gòu)造布置原那么 框架構(gòu)造的承重方案框架構(gòu)造的承重方案 變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置四、框架梁、柱截面尺

20、寸四、框架梁、柱截面尺寸 框架構(gòu)造屬于超靜定構(gòu)造，其內(nèi)力和變形除了與荷載大小與作用方式有框架構(gòu)造屬于超靜定構(gòu)造，其內(nèi)力和變形除了與荷載大小與作用方式有關(guān)外，還與構(gòu)件的截面剛度關(guān)外，還與構(gòu)件的截面剛度(EI)有關(guān)，而構(gòu)件的截面剛度又取決于其截面尺寸，有關(guān)，而構(gòu)件的截面剛度又取決于其截面尺寸，因此要首先確定構(gòu)件的截面尺寸?？蚣芰骸⒅孛娉叽鐟?yīng)根據(jù)承載力、剛度因此要首先確定構(gòu)件的截面尺寸?？蚣芰?、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，通常由閱歷或估算先選定截面尺寸，以后及延性等要求確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，通常由閱歷或估算先選定截面尺寸，以后進(jìn)展承載力、變形等驗(yàn)算，檢查所選尺寸能否適宜。

21、進(jìn)展承載力、變形等驗(yàn)算，檢查所選尺寸能否適宜。一梁截面方式及尺寸一梁截面方式及尺寸 1、截面方式、截面方式對全現(xiàn)澆整體式框架，與梁相連的樓板是梁的翼緣，梁截面為對全現(xiàn)澆整體式框架，與梁相連的樓板是梁的翼緣，梁截面為T形或倒形或倒L形；形；當(dāng)采用預(yù)制板樓蓋時(shí)，框架梁為矩形或當(dāng)采用預(yù)制板樓蓋時(shí)，框架梁為矩形或T形；形； 有時(shí)為減小樓蓋構(gòu)造高度，添加室內(nèi)凈高，框架梁截面常做成花籃形或有時(shí)為減小樓蓋構(gòu)造高度，添加室內(nèi)凈高，框架梁截面常做成花籃形或十字形；十字形；對裝配整體式框架，其框架梁為部分預(yù)制、部分現(xiàn)澆，稱為迭合梁。對裝配整體式框架，其框架梁為部分預(yù)制、部分現(xiàn)澆，稱為迭合梁。連系梁的截面多做成連系

22、梁的截面多做成T形、形、形、形、L形、形、形、形、Z形等形等2、截面尺寸、截面尺寸框架梁截面尺寸按下式確定：框架梁截面尺寸按下式確定：截面高度截面高度h=l0/8l0/12，截面寬度截面寬度b=h/2h/3，且不宜小于，且不宜小于0.5柱寬柱寬, 且不應(yīng)小于且不應(yīng)小于250mm l0梁的計(jì)算跨度梁的計(jì)算跨度梁截面慣性矩3、框架梁截面的慣性距、框架梁截面的慣性距I 按矩形截面圖中陰影部分計(jì)算出慣性矩按矩形截面圖中陰影部分計(jì)算出慣性矩I0，再根據(jù)樓板，再根據(jù)樓板的方式進(jìn)展修正求得的方式進(jìn)展修正求得I。 1現(xiàn)澆整體式框架中框架梁截面的慣性矩現(xiàn)澆整體式框架中框架梁截面的慣性矩I =2I0，邊框架梁，邊

23、框架梁的截面的慣性矩的截面的慣性矩I =1.5I0。 2預(yù)制裝配式框架預(yù)制裝配式框架I =I0。 3裝配整體式框架中框架梁的裝配整體式框架中框架梁的I=1.5I0 ， 邊框架梁的邊框架梁的I =1.2I0 。4、梁的線剛度、梁的線剛度ib30121bbhbI 0cblIEi 二框架柱截面方式及尺寸二框架柱截面方式及尺寸1、截面方式、截面方式 普通為方形或矩形。普通為方形或矩形。 2、截面尺寸、截面尺寸 框架柱的截面尺寸普通按以下公式估算?？蚣苤慕孛娉叽缙胀ò匆韵鹿焦浪恪?按高寬比計(jì)算按高寬比計(jì)算ccicbhHb)()(21151201，Hi層高層高Ac N /fc = (1.11.2)Nv

24、 / fc 2按軸壓構(gòu)件估算按軸壓構(gòu)件估算式中式中 Ac為柱截面面積；為柱截面面積； Ac=bchcN為柱所接受的軸向壓力設(shè)計(jì)值；為柱所接受的軸向壓力設(shè)計(jì)值；Nv根據(jù)柱支承的樓面面積計(jì)算由豎向荷載產(chǎn)生的軸向力根據(jù)柱支承的樓面面積計(jì)算由豎向荷載產(chǎn)生的軸向力 設(shè)計(jì)值；設(shè)計(jì)值；計(jì)算時(shí)，可近似將樓面板沿柱軸線之間的中線劃分，恒載與活計(jì)算時(shí)，可近似將樓面板沿柱軸線之間的中線劃分，恒載與活載的分項(xiàng)系數(shù)均取載的分項(xiàng)系數(shù)均取1.25?；蛘咧苯咏迫　；蛘咧苯咏迫?214kN/m2計(jì)計(jì)算。算。fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4800480072006000層數(shù)為層數(shù)為6層層,C30

25、砼砼底層中柱的軸力估算：底層中柱的軸力估算：N=1.1Nv=1.1124.80.5(7.2+6.0)6=2509kN Ac=N/fc=2509000/14.3=175454mm2采用方形截面柱，截面尺寸可初步定為：采用方形截面柱，截面尺寸可初步定為：bh=450mm450mm3按構(gòu)造要求確定按構(gòu)造要求確定矩形截面框架柱的邊長在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于矩形截面框架柱的邊長在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于250mm，抗震，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于300mm；圓柱截面直經(jīng)不宜小于；圓柱截面直經(jīng)不宜小于350mm，為防，為防止柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比不宜小于止柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比

26、不宜小于4。4抗震設(shè)計(jì)時(shí)，為防止柱發(fā)生脆性破壞，上述方法確定的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，為防止柱發(fā)生脆性破壞，上述方法確定的截面尺寸上應(yīng)滿足軸壓比的要求：截面尺寸上應(yīng)滿足軸壓比的要求：抗震等級為一級時(shí)抗震等級為一級時(shí)650fhbNccc.抗震等級為二級時(shí)抗震等級為二級時(shí)750fhbNccc.抗震等級為三級時(shí)抗震等級為三級時(shí)850fhbNccc.3、框架柱截面的慣性矩、框架柱截面的慣性矩3121cchbI 4、框架柱的線剛度、框架柱的線剛度icbHIEi 為減少構(gòu)件類型，以簡化施工，多層房屋的柱截面沿房屋高為減少構(gòu)件類型，以簡化施工，多層房屋的柱截面沿房屋高度不宜改動(dòng)。高層建筑的柱截面沿房屋高度可根據(jù)房屋層數(shù)

27、、度不宜改動(dòng)。高層建筑的柱截面沿房屋高度可根據(jù)房屋層數(shù)、高度、荷載等情況堅(jiān)持不變或做高度、荷載等情況堅(jiān)持不變或做12次改動(dòng)。當(dāng)柱截面沿房屋次改動(dòng)。當(dāng)柱截面沿房屋高度變化時(shí)，中間柱宜使上下柱軸線重合，邊柱和角柱宜使截高度變化時(shí)，中間柱宜使上下柱軸線重合，邊柱和角柱宜使截面外邊線重合。面外邊線重合。一、框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖一、框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖1、計(jì)算單元確定、計(jì)算單元確定框架構(gòu)造是一個(gè)空間受力體系，為方便起見，經(jīng)常忽略構(gòu)造縱向和橫向之間聯(lián)絡(luò)，將一個(gè)較規(guī)那么的空間框架分解為假設(shè)干個(gè)橫向和縱向平面框架進(jìn)展分析，每榀平面框架為一計(jì)算單元。13.2 13.2 框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖及荷載框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖及荷

28、載當(dāng)采用橫向框架承重時(shí)，截取的橫向框架應(yīng)接受陰影范圍內(nèi)的當(dāng)采用橫向框架承重時(shí)，截取的橫向框架應(yīng)接受陰影范圍內(nèi)的全部豎向荷載和程度荷載，陰影范圍普通以柱距中線來劃分，如全部豎向荷載和程度荷載，陰影范圍普通以柱距中線來劃分，如圖圖 (a)所示。而縱向框架不接受樓面屋面?zhèn)鱽淼呢Q向荷載，僅所示。而縱向框架不接受樓面屋面?zhèn)鱽淼呢Q向荷載，僅接受本身的自重和砌筑于其上的填充墻重。接受本身的自重和砌筑于其上的填充墻重。當(dāng)采用縱向框架承重時(shí)，截取的縱向框架應(yīng)接受陰影范圍內(nèi)的當(dāng)采用縱向框架承重時(shí)，截取的縱向框架應(yīng)接受陰影范圍內(nèi)的全部豎向荷載和程度荷載，橫向框架不接受樓面屋面?zhèn)鱽淼娜控Q向荷載和程度荷載，橫向框架不

29、接受樓面屋面?zhèn)鱽淼呢Q向荷載，僅接受本身的自重和砌筑于其上的填充墻重。豎向荷載，僅接受本身的自重和砌筑于其上的填充墻重。 當(dāng)采用縱橫向框架混合承重時(shí)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造的詳細(xì)布置，按樓當(dāng)采用縱橫向框架混合承重時(shí)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造的詳細(xì)布置，按樓蓋構(gòu)造的實(shí)踐荷載傳送情況進(jìn)展計(jì)算。蓋構(gòu)造的實(shí)踐荷載傳送情況進(jìn)展計(jì)算。 對于構(gòu)造中部的各橫向平面框架，條件一樣，只需計(jì)算一個(gè)即對于構(gòu)造中部的各橫向平面框架，條件一樣，只需計(jì)算一個(gè)即可代表全部。對縱向框架那么各不一樣，應(yīng)分別進(jìn)展計(jì)算?？纱砣?。對縱向框架那么各不一樣，應(yīng)分別進(jìn)展計(jì)算。 框架構(gòu)造計(jì)算簡圖框架構(gòu)造計(jì)算簡圖2.跨度與層高確實(shí)定跨度與層高確實(shí)定 l在計(jì)算簡圖中，桿

30、件用其軸線來表示；在計(jì)算簡圖中，桿件用其軸線來表示；l框架梁的跨度取柱子的軸線之間的間隔，當(dāng)上下層柱截面尺框架梁的跨度取柱子的軸線之間的間隔，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí)，普通以最小截面的形心線來確定。寸變化時(shí)，普通以最小截面的形心線來確定。 l為方面計(jì)為方面計(jì),框架柱的計(jì)算高度可取各層層高框架柱的計(jì)算高度可取各層層高,即樓面至樓面之即樓面至樓面之間的間隔，但底層柱計(jì)算高度取根底頂面至二層樓板頂面之間的間隔，但底層柱計(jì)算高度取根底頂面至二層樓板頂面之間的間隔。間的間隔。l跨度相差不超越跨度相差不超越10%時(shí)時(shí),按等跨計(jì)算內(nèi)力按等跨計(jì)算內(nèi)力; l屋面斜梁坡度不超越屋面斜梁坡度不超越1/8時(shí)時(shí),按程度

31、梁計(jì)算按程度梁計(jì)算.在實(shí)踐工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度變化。 1、當(dāng)上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍與下層柱的形心軸重合時(shí)，其計(jì)算簡圖與各層柱截面不變時(shí)的一樣。 2、當(dāng)上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時(shí)，普通采取近似方法，即將頂層柱的形心線作為整個(gè)柱子的軸線，但是必需留意，在框架構(gòu)造的內(nèi)力和變形分析中，各層梁的計(jì)算跨度及線剛度仍應(yīng)按實(shí)踐情況?。?3、尚應(yīng)思索上、下層柱軸線不重合，由上層柱傳來的軸力在變截面處所產(chǎn)生的力矩。此力矩應(yīng)視為外荷載，與其他豎向荷載一同進(jìn)展框架內(nèi)力分析。 變截面柱框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖變截面柱框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)框架柱與根底的銜

32、接框架柱與根底的銜接3.節(jié)點(diǎn)的簡化節(jié)點(diǎn)的簡化 對現(xiàn)澆式框架和裝配整體式框架，梁與柱的銜接點(diǎn)可處置為對現(xiàn)澆式框架和裝配整體式框架，梁與柱的銜接點(diǎn)可處置為剛結(jié)點(diǎn)。預(yù)制裝配式框架節(jié)點(diǎn)為鉸節(jié)點(diǎn)。剛結(jié)點(diǎn)。預(yù)制裝配式框架節(jié)點(diǎn)為鉸節(jié)點(diǎn)。 框架構(gòu)造的根底如采用框架構(gòu)造的根底如采用現(xiàn)澆式獨(dú)立根底或條形現(xiàn)澆式獨(dú)立根底或條形根底等方式時(shí)，可簡化根底等方式時(shí)，可簡化為固定約束，當(dāng)為預(yù)制為固定約束，當(dāng)為預(yù)制柱杯形根底時(shí)，應(yīng)視構(gòu)柱杯形根底時(shí)，應(yīng)視構(gòu)造措施的不同分別簡化造措施的不同分別簡化為固定支座和鉸支座。如圖為固定支座和鉸支座。如圖框架構(gòu)造計(jì)算簡圖框架構(gòu)造計(jì)算簡圖前往前往柱距柱距柱距柱距跨度跨度跨度跨度二、框架構(gòu)造上的

33、荷載計(jì)算二、框架構(gòu)造上的荷載計(jì)算l作用于框架構(gòu)造上的荷載有豎向荷載和程度荷載兩種。作用于框架構(gòu)造上的荷載有豎向荷載和程度荷載兩種。l豎向荷載包括構(gòu)造自重、樓面及屋面活荷載、雪載等。豎向豎向荷載包括構(gòu)造自重、樓面及屋面活荷載、雪載等。豎向荷載普通為分布荷載和次梁傳來的為集中力。荷載普通為分布荷載和次梁傳來的為集中力。l程度荷載包括風(fēng)荷載和程度地震作用。程度荷載均簡化為作程度荷載包括風(fēng)荷載和程度地震作用。程度荷載均簡化為作用于框架節(jié)點(diǎn)上集中力。用于框架節(jié)點(diǎn)上集中力。 一一恒荷載恒荷載 恒荷載包括自重、構(gòu)造層重、固定設(shè)備重等。恒荷載的規(guī)范值可按設(shè)計(jì)尺寸與資料自重規(guī)范值容重計(jì)算。資料容重可查GB500

34、9-2001) 。作用方式：普通是分布荷載均布、梯形或三角形分布； 當(dāng)在框架梁上布置次梁時(shí)，接受次梁傳來的集中力作用。4800480072006000KJ-2KJ-3KJ-2KJ-3二二樓面、屋面活荷載樓面、屋面活荷載 1、樓面活荷載的規(guī)范值及其準(zhǔn)永久值系數(shù)按、樓面活荷載的規(guī)范值及其準(zhǔn)永久值系數(shù)按GB5009-2001)取用。取用。2、由于作用于多層房屋樓面上的活荷載，不能夠同時(shí)均到達(dá)規(guī)、由于作用于多層房屋樓面上的活荷載，不能夠同時(shí)均到達(dá)規(guī)范所給的規(guī)范值，所以在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)可對樓面活載進(jìn)展折減。范所給的規(guī)范值，所以在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)可對樓面活載進(jìn)展折減。對于樓面梁，當(dāng)其負(fù)荷面積大于對于樓面梁，當(dāng)其負(fù)荷

35、面積大于25m2時(shí)，折減系數(shù)為時(shí)，折減系數(shù)為0.9。對于墻、柱、根底，那么需根據(jù)計(jì)算截面以上樓層數(shù)的多少取不對于墻、柱、根底，那么需根據(jù)計(jì)算截面以上樓層數(shù)的多少取不同的折減系數(shù)，如表同的折減系數(shù)，如表13-5所示。所示。3、屋面均布活荷載、屋面均布活荷載工業(yè)與民用建筑的屋面其程度投影面上的均布活荷載規(guī)范值按工業(yè)與民用建筑的屋面其程度投影面上的均布活荷載規(guī)范值按取用?；詈奢d作用方式：同恒載作用方取用?；詈奢d作用方式：同恒載作用方式。式。三三屋面雪荷載屋面雪荷載屋面程度投影面上的雪荷載規(guī)范值按下式計(jì)算：屋面程度投影面上的雪荷載規(guī)范值按下式計(jì)算：0ssrksk雪荷載規(guī)范值，雪荷載規(guī)范值，kN/m2；

36、r屋面積雪分布系數(shù)，按屋面積雪分布系數(shù)，按取用；取用；s0根本雪壓，根本雪壓，kN/m2。按。按取用；取用；留意：建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，屋面活荷載與雪荷載不應(yīng)同時(shí)留意：建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，屋面活荷載與雪荷載不應(yīng)同時(shí)思索。取二者較大值采用。思索。取二者較大值采用。四四風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載的計(jì)算方法與單層廠房根本一樣，風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載的計(jì)算方法與單層廠房根本一樣，風(fēng)荷載體型系數(shù)s可可按按取用。取用。垂直于建筑物外表的垂直于建筑物外表的風(fēng)荷載規(guī)范值計(jì)算公式風(fēng)荷載規(guī)范值計(jì)算公式 風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù),對矩形平面的多層框架對矩形平面的多層框架, 可取可取1.3； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)每層柱頂標(biāo)高按

37、第風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)每層柱頂標(biāo)高按第12章表章表12-5 取用；取用； 風(fēng)振系數(shù)，對多層框架風(fēng)振系數(shù)，對多層框架 1.0 w0根本風(fēng)壓根本風(fēng)壓kN/m2)。按。按取用取用框架上沿高度作用的風(fēng)荷載如下圖?？蚣苌涎馗叨茸饔玫娘L(fēng)荷載如下圖。 0wwszzk(kN/m2)在內(nèi)力分析時(shí)，可以將沿框架柱的分布在內(nèi)力分析時(shí)，可以將沿框架柱的分布風(fēng)載進(jìn)一步簡化為作用于框架節(jié)點(diǎn)的程風(fēng)載進(jìn)一步簡化為作用于框架節(jié)點(diǎn)的程度集中風(fēng)荷載度集中風(fēng)荷載Fi如圖如圖 (b)所示所示，其，其值為：值為： FK3FK1FK2BH.wBHwFkkk3344350)(2233332505050HwHwB.BH.wBH.wFkk2k

38、2kk)(11211221505050HwHwB.BHw.BHw.Fk2kkkkH1H2H3H4wkiH1H2H3H4FK3FK1FK2H4、 H3、 H2 、 H1：為女兒墻：為女兒墻及各層柱高。及各層柱高。五五程度地震作用程度地震作用 多層框架構(gòu)造，當(dāng)高度不超越多層框架構(gòu)造，當(dāng)高度不超越40 m，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻時(shí)，可采用底部剪力法計(jì)較均勻時(shí)，可采用底部剪力法計(jì)算程度地震作用。詳見算程度地震作用。詳見GB50011-2001) Fki作用于框架節(jié)點(diǎn)的程度集作用于框架節(jié)點(diǎn)的程度集 中風(fēng)荷載。中風(fēng)荷載。B計(jì)算單元寬度，普通為柱距計(jì)算單元寬度，普通為柱距某

39、建筑為現(xiàn)澆整體式鋼筋砼四層框架構(gòu)造，抗震等級為二級，某建筑為現(xiàn)澆整體式鋼筋砼四層框架構(gòu)造，抗震等級為二級，規(guī)范層層高為規(guī)范層層高為3.6m，根底頂面埋深，根底頂面埋深-1.4m，構(gòu)造平面布置如下，構(gòu)造平面布置如下圖。試估算梁、柱截面尺寸，并定性確定框架圖。試估算梁、柱截面尺寸，并定性確定框架KJ-1)在恒載作在恒載作用下的計(jì)算簡圖。采用用下的計(jì)算簡圖。采用C30砼。砼。330033007200600036003600作業(yè)一作業(yè)一KJ-1KJ-1次梁次梁13.3 13.3 多層框架內(nèi)力與側(cè)移的近似計(jì)算方法多層框架內(nèi)力與側(cè)移的近似計(jì)算方法 u 豎向荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力的近似計(jì)算豎向荷載作用下框架

40、構(gòu)造內(nèi)力的近似計(jì)算u 程度荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力的近似計(jì)算程度荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力的近似計(jì)算u 框架構(gòu)造的側(cè)移計(jì)算框架構(gòu)造的側(cè)移計(jì)算 在豎向荷載在豎向荷載vertical load作用下，多、高層框架構(gòu)造的內(nèi)力可用力作用下，多、高層框架構(gòu)造的內(nèi)力可用力法、位移法等構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算。工程設(shè)計(jì)中，如采用手算，可采用迭代法、法、位移法等構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算。工程設(shè)計(jì)中，如采用手算，可采用迭代法、分層法、彎矩二次分配法及系數(shù)法等近似方法計(jì)算。分層法、彎矩二次分配法及系數(shù)法等近似方法計(jì)算。程度荷載作用下框架構(gòu)造的內(nèi)力和側(cè)移也可用構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算，常用程度荷載作用下框架構(gòu)造的內(nèi)力和側(cè)移也可用構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算

41、，常用的近似算法有迭代法、反彎點(diǎn)法、的近似算法有迭代法、反彎點(diǎn)法、D值法和門架法等。值法和門架法等。一、豎向荷載一、豎向荷載恒載、活載恒載、活載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力計(jì)算作用下框架構(gòu)造內(nèi)力計(jì)算 在豎向荷載作用下框架構(gòu)造的特點(diǎn)：在豎向荷載作用下框架構(gòu)造的特點(diǎn)： 1在豎向荷載作用下框架所產(chǎn)生的側(cè)移普通很小，對構(gòu)造在豎向荷載作用下框架所產(chǎn)生的側(cè)移普通很小，對構(gòu)造控制內(nèi)力影響不大，可以忽略；控制內(nèi)力影響不大，可以忽略； 2每層梁上的荷載僅對本層梁及與其相連的上、下柱的內(nèi)每層梁上的荷載僅對本層梁及與其相連的上、下柱的內(nèi)力產(chǎn)生影響，對其他各層梁、柱內(nèi)力的影響可忽略不計(jì)。力產(chǎn)生影響，對其他各層梁、柱內(nèi)力的影響可

42、忽略不計(jì)。 根本假定根本假定 根據(jù)上述受力特點(diǎn)，采用分層法計(jì)算時(shí)可作下面根本假定：根據(jù)上述受力特點(diǎn)，采用分層法計(jì)算時(shí)可作下面根本假定： 1假定豎向荷載作用下，框架不發(fā)生側(cè)移，既不思索框假定豎向荷載作用下，框架不發(fā)生側(cè)移，既不思索框架側(cè)移對構(gòu)造內(nèi)力的影響；架側(cè)移對構(gòu)造內(nèi)力的影響； 2假定作用在某層框架梁上的豎向荷載只對本層梁和與假定作用在某層框架梁上的豎向荷載只對本層梁和與該層梁相連的上、下框架柱產(chǎn)生影響，而對其他樓層的框架梁該層梁相連的上、下框架柱產(chǎn)生影響，而對其他樓層的框架梁和柱都不產(chǎn)生影響。和柱都不產(chǎn)生影響。一一分層法分層法豎向荷載作用下分層計(jì)算表示圖 計(jì)算方法計(jì)算方法 根據(jù)上述假定，各層

43、梁上單獨(dú)作用豎向荷載時(shí)，僅在該層梁和與之相連的上下層柱中根據(jù)上述假定，各層梁上單獨(dú)作用豎向荷載時(shí)，僅在該層梁和與之相連的上下層柱中產(chǎn)生內(nèi)力，對其他層梁及柱所產(chǎn)生的內(nèi)力可忽略不計(jì)。這樣框架構(gòu)造可分解為如下圖產(chǎn)生內(nèi)力，對其他層梁及柱所產(chǎn)生的內(nèi)力可忽略不計(jì)。這樣框架構(gòu)造可分解為如下圖的獨(dú)立剛架單元，柱的遠(yuǎn)端簡化為固定支承。用彎矩分配法進(jìn)展計(jì)算，節(jié)點(diǎn)的不平衡的獨(dú)立剛架單元，柱的遠(yuǎn)端簡化為固定支承。用彎矩分配法進(jìn)展計(jì)算，節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只在本單元內(nèi)進(jìn)展分配傳送。彎矩只在本單元內(nèi)進(jìn)展分配傳送。 1在計(jì)算單元中，取柱遠(yuǎn)端為固定，這與實(shí)踐構(gòu)造有差別，為消除此影響，規(guī)定除底層外，其它各層柱的線剛度均乘0.9的折

44、減系數(shù)，并取相應(yīng)的傳送系數(shù)為1/3底層柱仍為1/22用彎矩分配法計(jì)算各敞口框架的桿端彎矩，由此所得的梁端彎矩即為其最后的彎矩值； 3由于每根柱都在上、下兩個(gè)單元中用了一次，因此，各柱端彎矩應(yīng)為上下兩層單元柱端彎矩之和。4在桿端彎矩求出后，可用靜力平衡條件計(jì)算梁端剪力及梁跨中彎矩；逐層疊加柱上的豎向荷載包括節(jié)點(diǎn)集中力、柱自重等和與之相連的梁端剪力，即得柱的軸力。 分層法適宜于構(gòu)造剛度與荷載沿高度分布比較均勻的多層框架的內(nèi)力計(jì)算。 計(jì)算時(shí)應(yīng)留意的問題：計(jì)算時(shí)應(yīng)留意的問題：分層法的解題步驟分層法的解題步驟1畫出構(gòu)造計(jì)算簡圖，并標(biāo)明軸線尺寸，荷載的大小和分布畫出構(gòu)造計(jì)算簡圖，并標(biāo)明軸線尺寸，荷載的大小

45、和分布形狀。形狀。2根據(jù)各層梁上的豎向荷載，分別計(jì)算各梁的固端彎矩。根據(jù)各層梁上的豎向荷載，分別計(jì)算各梁的固端彎矩。3計(jì)算梁、柱的線剛度和各節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù)，并留意除計(jì)算梁、柱的線剛度和各節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù)，并留意除底層柱外，其它各層柱的線剛度乘以底層柱外，其它各層柱的線剛度乘以0.9的折減系數(shù)。的折減系數(shù)。4用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩。用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩。 各個(gè)節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩根據(jù)相連桿件的分配系數(shù)進(jìn)展分配；各個(gè)節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩根據(jù)相連桿件的分配系數(shù)進(jìn)展分配； 梁和底層柱的遠(yuǎn)端均按固定支座思索，傳送系數(shù)取梁和底層柱的遠(yuǎn)端均按固定支座思索，傳送系數(shù)

46、取1/2，其，其他柱傳送系數(shù)為他柱傳送系數(shù)為1/3。5疊加柱端彎矩，得出一切桿件的最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)不疊加柱端彎矩，得出一切桿件的最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩偏大，可在該節(jié)點(diǎn)重新分配一次但不再傳送。平衡彎矩偏大，可在該節(jié)點(diǎn)重新分配一次但不再傳送。6根據(jù)靜力平衡條件，求出框架梁梁端剪力、豎向荷載作用根據(jù)靜力平衡條件，求出框架梁梁端剪力、豎向荷載作用下的跨中彎矩及柱的軸向力。下的跨中彎矩及柱的軸向力。7繪出框架的彎矩圖、剪力圖、軸力圖。繪出框架的彎矩圖、剪力圖、軸力圖。二二彎矩二次分配法彎矩二次分配法 該方法的特點(diǎn) 彎矩二次分配法比分層法作了更進(jìn)一步的簡化。 在分層法中，用彎矩分配法計(jì)算分層單

47、元的桿端彎矩時(shí)，任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩都將影響到節(jié)點(diǎn)所在單元中的一切桿件。 而彎矩二次分配法那么假定任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只影響到與該節(jié)點(diǎn)相交的各桿件的遠(yuǎn)端。 因此可將彎矩分配法的循環(huán)次數(shù)簡化到一次分配、一次傳送、再一次分配。遠(yuǎn)端均假設(shè)為固定端，傳送系數(shù)取為1/2，柱的線剛度不再乘以0.9的系數(shù)進(jìn)展修正。彎矩二次分配法計(jì)算步驟彎矩二次分配法計(jì)算步驟1計(jì)算梁柱的線剛度和各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配系數(shù)。柱的線計(jì)算梁柱的線剛度和各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配系數(shù)。柱的線剛度不再進(jìn)展修正。剛度不再進(jìn)展修正。2根據(jù)各層梁上的豎向荷載，分別計(jì)算各梁的固端彎矩。根據(jù)各層梁上的豎向荷載，分別計(jì)算各梁的固端彎矩。 3計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)

48、的不平衡彎矩，并對一切節(jié)點(diǎn)的不平衡計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，并對一切節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)展第一次分配其間不進(jìn)展彎矩傳送。彎矩同時(shí)進(jìn)展第一次分配其間不進(jìn)展彎矩傳送。4將一切桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳送，傳送系數(shù)與普將一切桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳送，傳送系數(shù)與普通彎矩分配法一樣對于剛接框架，傳送系數(shù)均取通彎矩分配法一樣對于剛接框架，傳送系數(shù)均取1/2。 5將各節(jié)點(diǎn)因傳送彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)展第將各節(jié)點(diǎn)因傳送彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)展第二次分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡形狀。至此，整個(gè)彎矩分配和傳二次分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡形狀。至此，整個(gè)彎矩分配和傳送過程即告終了。送過程即告終

49、了。 6將各桿端的固端彎矩將各桿端的固端彎矩fixed-end moment、第一次分、第一次分配彎矩、傳送彎矩及第二次分配彎矩疊加求出桿端最終彎矩。配彎矩、傳送彎矩及第二次分配彎矩疊加求出桿端最終彎矩。7根據(jù)靜力平衡條件，求出框架梁梁端剪力、豎向荷載作用根據(jù)靜力平衡條件，求出框架梁梁端剪力、豎向荷載作用下的跨中彎矩及柱的軸向力。下的跨中彎矩及柱的軸向力。上節(jié)內(nèi)容回想 豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的方法豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的方法分層法分層法 豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的方法豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的方法彎矩二次分彎矩二次分配法配法三三豎向荷載作用下梁端剪力、跨中彎矩和柱軸力計(jì)算豎向荷載作用下梁端剪力、跨

50、中彎矩和柱軸力計(jì)算 1.梁端剪力 根據(jù)兩端彎矩和荷載的實(shí)踐作用情況，利用靜力平衡條件可求得梁端剪力。 l / )MM(VVl / )MM(VVrblbrrbrblbllb00 按簡支梁計(jì)算的支座左端、右端的剪力按簡支梁計(jì)算的支座左端、右端的剪力,以使所以使所 取脫離體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正取脫離體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正; 梁端彎矩梁端彎矩,以繞桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。以繞桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。rlVV00、rblbMM 、三三豎向荷載作用下梁端剪力、跨中彎矩和柱軸力計(jì)算豎向荷載作用下梁端剪力、跨中彎矩和柱軸力計(jì)算 2.梁跨中彎矩 根據(jù)兩端彎矩和荷載的實(shí)踐作用情況，利用靜力平衡條件可求得跨中彎矩。 按簡支梁計(jì)算的梁跨

51、中彎矩按簡支梁計(jì)算的梁跨中彎矩 梁端彎矩。梁端彎矩。注注:均取絕對值均取絕對值三三豎向荷載作用下梁端剪力、跨中彎矩和柱軸力計(jì)算豎向荷載作用下梁端剪力、跨中彎矩和柱軸力計(jì)算 3.柱軸力計(jì)算 根據(jù)節(jié)點(diǎn)上柱傳來的軸力Nu和左右梁傳來的剪力，利用節(jié)點(diǎn)靜力平衡條件，即可求得下柱軸力(壓為正拉為負(fù))NlrlulVVNNNuNlVlVr一一程度荷載作用下框架構(gòu)造的受力及變形特點(diǎn)程度荷載作用下框架構(gòu)造的受力及變形特點(diǎn)二、程度荷載作用下的框架構(gòu)造內(nèi)力近似計(jì)算二、程度荷載作用下的框架構(gòu)造內(nèi)力近似計(jì)算反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法 風(fēng)荷載或程度地震對框架構(gòu)造的作用，普通可簡化為作用風(fēng)荷載或程度地震對框架構(gòu)造的作用，普通可簡化為作

52、用于框架節(jié)點(diǎn)上的程度集中力，在此荷載的作用下，框架構(gòu)造上于框架節(jié)點(diǎn)上的程度集中力，在此荷載的作用下，框架構(gòu)造上的彎矩特征如圖的彎矩特征如圖13-8所示，變形如圖所示，變形如圖13-9所示。其受力與變形所示。其受力與變形具有如下特點(diǎn)：具有如下特點(diǎn)： 1各桿的彎矩為直線分布，且每個(gè)桿均有一個(gè)零彎矩點(diǎn)即各桿的彎矩為直線分布，且每個(gè)桿均有一個(gè)零彎矩點(diǎn)即反彎點(diǎn)；反彎點(diǎn)； 2在固定端處，角位移為零在固定端處，角位移為零,但上部各層節(jié)點(diǎn)均有轉(zhuǎn)角存在但上部各層節(jié)點(diǎn)均有轉(zhuǎn)角存在,節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角隨梁柱線剛度比的增大而減?。还?jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角隨梁柱線剛度比的增大而減?。?3如忽略梁的軸向變形，同層內(nèi)各節(jié)點(diǎn)具有一樣的側(cè)向位如忽略

53、梁的軸向變形，同層內(nèi)各節(jié)點(diǎn)具有一樣的側(cè)向位移，同層各柱具有一樣的層間相對位移。移，同層各柱具有一樣的層間相對位移。二解題思緒二解題思緒 鑒于框架構(gòu)造在程度荷載作用下具有上述受力變形特點(diǎn)，如鑒于框架構(gòu)造在程度荷載作用下具有上述受力變形特點(diǎn)，如能求出各柱的反彎點(diǎn)位置及反彎點(diǎn)處的剪力，就可以利用靜力能求出各柱的反彎點(diǎn)位置及反彎點(diǎn)處的剪力，就可以利用靜力平衡條件求出各桿件的內(nèi)力。因此解題的關(guān)鍵是確定各柱反彎平衡條件求出各桿件的內(nèi)力。因此解題的關(guān)鍵是確定各柱反彎點(diǎn)的位置及反彎點(diǎn)處的剪力。點(diǎn)的位置及反彎點(diǎn)處的剪力。 三根本假定1在求各柱子的剪力時(shí)，假定梁與柱的線剛度比ib/ic3 為無窮大。2在確定柱的反

54、彎點(diǎn)位置時(shí)，假定除底層以外的其他各柱，受力后上下兩端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角一樣。即反彎點(diǎn)位置在每層柱的中點(diǎn)處.3梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件求出，并按節(jié)點(diǎn)左右梁的線剛度進(jìn)展分配。4不思索框架橫梁的軸向變形，同一樓層各節(jié)點(diǎn)的程度位移相等。四柱的反彎點(diǎn)高度四柱的反彎點(diǎn)高度 反彎點(diǎn)高度，指反彎點(diǎn)至柱下端的間隔。反彎點(diǎn)高度，指反彎點(diǎn)至柱下端的間隔。 對于底層以上的各層柱，根據(jù)假定對于底層以上的各層柱，根據(jù)假定2，各柱的上下端節(jié)點(diǎn)，各柱的上下端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等轉(zhuǎn)角相等,那么柱的上下端彎矩也應(yīng)一樣那么柱的上下端彎矩也應(yīng)一樣,所以反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)。所以反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)。對于底層柱對于底層柱,當(dāng)柱腳固定時(shí)當(dāng)柱腳固定時(shí),柱下端轉(zhuǎn)角為零，

55、上端轉(zhuǎn)角不為零，柱下端轉(zhuǎn)角為零，上端轉(zhuǎn)角不為零，因此柱上端彎矩比下端彎矩小因此柱上端彎矩比下端彎矩小,其反彎點(diǎn)那么偏離柱中點(diǎn)而向上其反彎點(diǎn)那么偏離柱中點(diǎn)而向上移移,可取在柱高可取在柱高2/3處。處。各柱反彎點(diǎn)的高度為：各柱反彎點(diǎn)的高度為： 底層柱：底層柱： 其他各層柱：其他各層柱：yy132hy ihy21h1底層柱高底層柱高h(yuǎn)i第第i層柱高層柱高反彎點(diǎn)位置圖反彎點(diǎn)位置圖yy五五柱的抗側(cè)移剛度柱的抗側(cè)移剛度dic柱的線剛度柱的線剛度h第第i層某柱的柱高層某柱的柱高柱子的抗側(cè)移剛度，是使柱子上下兩端產(chǎn)生相對單位程度位移柱子的抗側(cè)移剛度，是使柱子上下兩端產(chǎn)生相對單位程度位移所施加的程度力所施加的程

56、度力剪力剪力 。根據(jù)假定根據(jù)假定1，橫梁剛度無限大，那么，橫梁剛度無限大，那么各柱端轉(zhuǎn)角為零，由位移方程可求的柱的各柱端轉(zhuǎn)角為零，由位移方程可求的柱的抗側(cè)移剛度為：抗側(cè)移剛度為：六六同層各柱的剪力同層各柱的剪力Vjk根據(jù)反彎點(diǎn)位置和柱的抗側(cè)移剛度，可求得同層各柱的剪力。根據(jù)反彎點(diǎn)位置和柱的抗側(cè)移剛度，可求得同層各柱的剪力。FnFjVj1VjkVjmNj1NjkNjmj層層1層層n層層h1hjFnFjF1hn 設(shè)框架構(gòu)造共有n層，每一層有m個(gè)柱子，框架節(jié)點(diǎn)上作用有程度荷載F1、F2 Fn，將框架沿第j層各柱的反彎點(diǎn)處切開，代以剪力和軸力，如下圖。第第j層總剪力為層總剪力為Vj?？砂闯潭攘Φ钠胶鈼l

57、件求得?？砂闯潭攘Φ钠胶鈼l件求得FnFjVj1VjkVjmNj1NjkNjmmkjkjmjkjjjVVVVVV121Fj 作用在第作用在第j層的程度力層的程度力Vj 外荷載在第外荷載在第j層所產(chǎn)生的總剪力層所產(chǎn)生的總剪力 Vjk 第第j層第層第K根柱所接受的剪力根柱所接受的剪力m 第第j層內(nèi)的柱子數(shù)；層內(nèi)的柱子數(shù)；n 樓層數(shù)樓層數(shù)由外荷載所產(chǎn)生的第由外荷載所產(chǎn)生的第j層剪力由本層層剪力由本層m個(gè)柱子共同承當(dāng)，即個(gè)柱子共同承當(dāng)，即 1、第、第j層所遭到的總剪力層所遭到的總剪力Vj Vj前往前往 同層中各柱所分擔(dān)的剪力的大小，與各柱本身抵抗程度位同層中各柱所分擔(dān)的剪力的大小，與各柱本身抵抗程度位移

58、的才干有關(guān)，即與柱子的抗側(cè)移剛度有關(guān)。移的才干有關(guān)，即與柱子的抗側(cè)移剛度有關(guān)。 對第對第 j層第層第k柱，在剪力柱，在剪力Vjk作用下，將產(chǎn)生程度側(cè)移作用下，將產(chǎn)生程度側(cè)移 2、第、第j層第層第k根柱所遭到的剪力根柱所遭到的剪力Vjk jkijk 第第j層第層第k柱的線剛度柱的線剛度Vj k 第第j層第層第k柱所產(chǎn)生的剪力柱所產(chǎn)生的剪力 hj 第第j層柱子的高度層柱子的高度 第第j層第層第k柱的程度側(cè)移；柱的程度側(cè)移；jkjk2jjkjkjkjkhidV12第第j層第層第k根柱所遭到的剪力根柱所遭到的剪力Vjk 由根本假定4可知，同層各柱頂位移一樣，即 j2jjkjkhiV12mkjkjVV1

59、mk2jjkjmkj2jjkjhihiV111212mkjjkjjhiV1212因同一層各柱的高度相等，由以因同一層各柱的高度相等，由以上條件可得上條件可得前往前往jmkjkjkjkViiV1那么第那么第j層第層第k根柱在層間剪力根柱在層間剪力Vj中分配到的剪力中分配到的剪力Vjkijk 第第j層第層第k柱的線剛度柱的線剛度Vj k 第第j層第層第k柱所承當(dāng)?shù)募袅χ挟?dāng)?shù)募袅?Vj 在外荷載作用下第在外荷載作用下第j層產(chǎn)生的總剪層產(chǎn)生的總剪力力njiijFV七七柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算 323111111hVMhVMkbkcktkc2jjkbcjktcjkhVMM1、

60、柱端彎矩、柱端彎矩 根據(jù)柱的反彎點(diǎn)位置及反彎點(diǎn)處的剪力，即可求出柱端彎矩。根據(jù)柱的反彎點(diǎn)位置及反彎點(diǎn)處的剪力，即可求出柱端彎矩。對于底層柱，有對于底層柱，有 對于上部各層柱，有：對于上部各層柱，有： 下標(biāo)下標(biāo)cjk表示第表示第j層第層第k根柱根柱下標(biāo)下標(biāo)t、b分別表示柱的頂端和底端分別表示柱的頂端和底端前往前往七七柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算 )()(lcucrblbrbrblcucrblblblbMMiiiMMMiiiM2、梁端彎矩、梁端彎矩 求出各柱端彎矩后，利用節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件并根據(jù)假定求出各柱端彎矩后，利用節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件并根據(jù)假定3即可求得梁端彎矩。即可求得梁端彎