第五章多層框架結(jié)構(gòu)課件

1、 鋼筋鋼筋結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)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)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載計(jì)算 分層法、彎矩二次分配法，值法5.1 框架結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)布置1 1框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)（frame structure）是是由梁和柱連接而成由梁和柱連接而成的。梁柱連接的。梁柱連接處為剛節(jié)點(diǎn)，柱底支座一般為固定約束，如圖處為剛節(jié)點(diǎn)，柱底支座一般為固定約束，如圖 (a)所示；如梁與所示；如梁與柱為鉸接，就稱為排架結(jié)構(gòu)，如圖柱為鉸接，就稱

2、為排架結(jié)構(gòu)，如圖 (b)所示。所示。一、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)一、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)返回框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)u框架結(jié)構(gòu)，既承受豎向荷載，又承受水平作用力。為利于結(jié)框架結(jié)構(gòu)，既承受豎向荷載，又承受水平作用力。為利于結(jié)構(gòu)受力，框架梁宜拉通、對(duì)直構(gòu)受力，框架梁宜拉通、對(duì)直,框架柱宜縱橫對(duì)齊、上下對(duì)中?？蚣苤丝v橫對(duì)齊、上下對(duì)中。2 2框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在豎向荷載和水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件將產(chǎn)生內(nèi)力和在豎向荷載和水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件將產(chǎn)生內(nèi)力和變形，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成：變形，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成：u由水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形由水平力引起的樓層剪力，

3、使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形us；u由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱壓縮），形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形拉伸，另一側(cè)柱壓縮），形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形ub。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(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。形，整體彎曲變形的影響很小。 3、框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)、框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：u由于框架結(jié)構(gòu)由梁柱組成，不含任何墻體，故其平面布置較由于框架結(jié)構(gòu)由梁柱組成，不含任何

4、墻體，故其平面布置較其它結(jié)構(gòu)形式靈活，可根據(jù)使用要求分隔空間，特別是可做成其它結(jié)構(gòu)形式靈活，可根據(jù)使用要求分隔空間，特別是可做成大空間的會(huì)議室、營(yíng)業(yè)廳餐廳等。也可按需要做成小房間。大空間的會(huì)議室、營(yíng)業(yè)廳餐廳等。也可按需要做成小房間。u建筑立面容易處理；建筑立面容易處理；u結(jié)構(gòu)自重較輕；結(jié)構(gòu)自重較輕；u計(jì)算理論比較成熟；計(jì)算理論比較成熟；u在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：v由于結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較低，水平荷載作用下側(cè)移變形大，在由于結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較低，水平荷載作用下側(cè)移變形大，在地震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，結(jié)構(gòu)的高度受到限制，在非地震設(shè)地震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，結(jié)構(gòu)的高度受

5、到限制，在非地震設(shè)防地區(qū)，也不宜超過(guò)防地區(qū)，也不宜超過(guò)60 m。二、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分類二、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分類 按施工方法的不同，可分為按施工方法的不同，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)每層的柱與梁板同時(shí)支模、扎筋，并一次性澆注砼。該形式整體性好，利于梁板同時(shí)支模、扎筋，并一次性澆注砼。該形式整體性好，利于抗震?？拐?。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

6、現(xiàn)場(chǎng)澆注砼的工作量，節(jié)省大量模板，預(yù)制板，因此可大大減少現(xiàn)場(chǎng)澆注砼的工作量，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、樓板均為預(yù)制，通過(guò)焊接拼裝連接成整梁、柱、樓板均為預(yù)制，通過(guò)焊接拼裝連接成整體。此種方式施工速度快，但整體性較差，不宜在地震區(qū)應(yīng)用。體。此種方式施工速度快，但整體性較差，不宜在地震區(qū)應(yīng)用。 4、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、板連接成整體。該形式既具有較好的整澆注部分砼而將梁、柱、板連接成整體。該形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

7、采用預(yù)制構(gòu)件,減少現(xiàn)場(chǎng)澆注砼的工作量，減少現(xiàn)場(chǎng)澆注砼的工作量，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。但節(jié)點(diǎn)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)澆注施工復(fù)雜。三、結(jié)構(gòu)布置（三、結(jié)構(gòu)布置（structural configuration） 框架結(jié)構(gòu)布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網(wǎng)布框架結(jié)構(gòu)布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網(wǎng)布置）、選擇結(jié)構(gòu)承重方案和變形縫的設(shè)置，這些均必須滿足建置）、選擇結(jié)構(gòu)承重方案和變形縫的設(shè)置，這些均必須滿足建筑平面及筑平面及使用要求，同時(shí)也須使結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡(jiǎn)單。使用要求，同時(shí)也須使結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡(jiǎn)單。民用建筑柱網(wǎng)布置民用建筑柱網(wǎng)布置（一）柱網(wǎng)布置（一）柱網(wǎng)布置柱

8、網(wǎng)柱網(wǎng)框架柱在平面上縱橫兩個(gè)方向的排列?？蚣苤谄矫嫔峡v橫兩個(gè)方向的排列。 柱網(wǎng)布置的任務(wù)柱網(wǎng)布置的任務(wù)確定柱子的排列形式與柱距。確定柱子的排列形式與柱距。布置的依據(jù)布置的依據(jù)滿足建筑使用要求，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的合理性與滿足建筑使用要求，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的合理性與施工的可行性。施工的可行性。 1、柱網(wǎng)的形式：、柱網(wǎng)的形式：v對(duì)工業(yè)建筑，常采用內(nèi)廊式、等跨式與不等跨式對(duì)工業(yè)建筑，常采用內(nèi)廊式、等跨式與不等跨式 。內(nèi)廊式柱網(wǎng)常采用對(duì)稱三跨，圖內(nèi)廊式柱網(wǎng)常采用對(duì)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 m等，中間跨為走廊，等，中間跨為走廊，b可取可取2.43 m。開(kāi)間方

9、向柱。開(kāi)間方向柱距距d可取可取3.68 m。等跨式柱網(wǎng)，圖等跨式柱網(wǎng)，圖 (b)。適用于廠房、倉(cāng)庫(kù)、商店等，其進(jìn)深。適用于廠房、倉(cāng)庫(kù)、商店等，其進(jìn)深方向柱距方向柱距a常為常為6 m、7.5 m、9 m、12 m等，開(kāi)間方向柱距等，開(kāi)間方向柱距d一一般為般為6 m。對(duì)稱不等跨柱網(wǎng)，圖對(duì)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。對(duì)稱不等跨式對(duì)稱不等跨式對(duì)稱內(nèi)廊式對(duì)稱內(nèi)廊式對(duì)稱等跨式對(duì)稱等跨式v對(duì)民用建筑對(duì)民用建筑，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，一般將，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，一般將柱子設(shè)在縱橫墻交叉點(diǎn)上。柱網(wǎng)的尺寸還受到梁跨度的限制，柱子設(shè)

10、在縱橫墻交叉點(diǎn)上。柱網(wǎng)的尺寸還受到梁跨度的限制，一般梁跨度在一般梁跨度在69 m之間。之間。常用梁的跨度是常用梁的跨度是4.8m、5.4m、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。采用內(nèi)廊式時(shí)，走廊跨度一般為跨度一般為2.4m、2.7m、3m。常用層高為。常用層高為3.0m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m。在賓館建筑中，一般兩邊是客房，中間為走道，柱網(wǎng)布置可有在賓館建筑中，一般兩邊是客房，中間為走道，柱網(wǎng)布置可有兩種方案兩種方案:一是將柱子布置在走道兩側(cè)成對(duì)稱三跨式，如圖一是將柱子布置在走道兩側(cè)成對(duì)

11、稱三跨式，如圖 (a),另一種是將柱子布置在客房與衛(wèi)生間之間，即將走道與兩側(cè)的另一種是將柱子布置在客房與衛(wèi)生間之間，即將走道與兩側(cè)的衛(wèi)生間并為一跨，邊跨僅布置客房，如圖衛(wèi)生間并為一跨，邊跨僅布置客房，如圖(b)）。該形式也是對(duì)）。該形式也是對(duì)稱三跨式，但跨度相對(duì)均勻，受力較好。稱三跨式，但跨度相對(duì)均勻，受力較好。在辦公樓建筑中，一般是兩邊為辦公室，中間為走道，這時(shí)可在辦公樓建筑中，一般是兩邊為辦公室，中間為走道，這時(shí)可將中柱布置在走道兩側(cè)。將中柱布置在走道兩側(cè)。 柱網(wǎng)確定后，用梁把柱連起來(lái)，即形成框架結(jié)構(gòu)。一般情柱網(wǎng)確定后，用梁把柱連起來(lái)，即形成框架結(jié)構(gòu)。一般情況下柱在兩個(gè)方向均應(yīng)有梁拉結(jié)，故

12、應(yīng)在房屋縱橫向均應(yīng)布置況下柱在兩個(gè)方向均應(yīng)有梁拉結(jié)，故應(yīng)在房屋縱橫向均應(yīng)布置框架梁。因此，實(shí)際的框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系。但為計(jì)框架梁。因此，實(shí)際的框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系。但為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可把實(shí)際框架分成縱橫兩個(gè)方向的平面框架即橫算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可把實(shí)際框架分成縱橫兩個(gè)方向的平面框架即橫向框架和縱向框架。向框架和縱向框架。 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(zhǎng)方向的梁柱構(gòu)成。由建筑物長(zhǎng)方向的梁柱構(gòu)成。 兩個(gè)方向的框架分別承受各自方向的水平荷載。對(duì)于樓面豎兩個(gè)方向的框架分別承受各自方向的水平荷載。對(duì)于樓面豎向荷載，可由橫向框架承

13、受，也可由縱向框架承受或縱、橫向向荷載，可由橫向框架承受，也可由縱向框架承受或縱、橫向框架共同承受。根據(jù)框架共同承受。根據(jù)樓面豎向荷載樓面豎向荷載的傳遞路線，可將框架的承的傳遞路線，可將框架的承重體系分為三種：重體系分為三種：（二）承重框架的布置方案（二）承重框架的布置方案 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，如圖樓面荷載全部傳至橫向框架梁，如圖 (a)所示。此時(shí)在橫向布所示。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)在于主梁沿橫向布置有利于提高建筑物的橫向剛度（橫向跨數(shù)少），縱沿橫向布置有利于提高建

14、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(kāi)洞。向設(shè)較小的連系梁也有利于立面開(kāi)洞。橫向框架承重橫向框架承重板板主梁主梁聯(lián)系梁聯(lián)系梁2、縱向框架承重、縱向框架承重 樓面荷載傳到縱向框架梁，如圖所示，此時(shí)縱梁為承重梁，樓面荷載傳到縱向框架梁，如圖所示，此時(shí)縱梁為承重梁，而橫向?yàn)檫B系梁。該方案的缺點(diǎn)是橫向抗側(cè)剛度較差。而橫向?yàn)檫B系梁。該方案的缺點(diǎn)是橫向抗側(cè)剛度較差。主梁主梁聯(lián)系梁聯(lián)系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)方向的框架梁均承受樓面荷載。混合承重方案具有較好兩個(gè)方向的框架梁均承受樓面荷載?；旌铣兄胤桨妇哂休^好的整體工作性能，當(dāng)樓面作

15、用荷載較大時(shí)，常采用此種方案。的整體工作性能，當(dāng)樓面作用荷載較大時(shí)，常采用此種方案。 縱橫向框架混合承重縱橫向框架混合承重梁端水平加腋處平面圖 在框架結(jié)構(gòu)布置中，梁、柱軸在框架結(jié)構(gòu)布置中，梁、柱軸線宜重合，如梁須偏心放置時(shí)，梁、線宜重合，如梁須偏心放置時(shí)，梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方面寬度的截面在該方面寬度的1/41/4。如偏心。如偏心距大于該方向柱寬的距大于該方向柱寬的1/41/4時(shí)，可增時(shí)，可增設(shè)梁的水平加腋。設(shè)梁的水平加腋。試驗(yàn)表明，此法能明顯改善梁柱節(jié)試驗(yàn)表明，此法能明顯改善梁柱節(jié)承受反復(fù)荷載的性能。承受反復(fù)荷載的性能。 bx / lx 1

16、/2 ， bx / bb 2/3 ， bb + bx + x bc/2梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜滿足下列要求： 梁水平加腋后，改善了梁柱節(jié)點(diǎn)的受力性能，故節(jié)點(diǎn)有效寬度梁水平加腋后，改善了梁柱節(jié)點(diǎn)的受力性能，故節(jié)點(diǎn)有效寬度bj宜按下列規(guī)定取值：宜按下列規(guī)定取值： 當(dāng)當(dāng)x = 0時(shí)，時(shí)，bj按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： 當(dāng)當(dāng)x0時(shí)，時(shí)，bj取下列二式計(jì)算的較大值：取下列二式計(jì)算的較大值： 且應(yīng)滿足且應(yīng)滿足bj bb + 0.5hc，其中，其中hc為柱截面高度。為柱截面高度。bj bb + bxbj bb + bx + x bj bb + 2x三、變形縫的設(shè)置三、變形縫的設(shè)置 變形縫有三

17、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 是否設(shè)縫，與結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)是否設(shè)縫，與結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)范規(guī)范對(duì)鋼筋混對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí)，一般應(yīng)設(shè)縫，如不設(shè)縫，凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定的伸縮縫最大間距時(shí)，一般應(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、做好保溫隔熱層等。保溫隔熱層等?！颁摻罨炷两Y(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距”見(jiàn)表。伸見(jiàn)表。伸縮縫寬度縮縫寬度2030 mm。 結(jié)構(gòu)類別室內(nèi)或土中露天裝配式框架7550裝配整體式、現(xiàn)澆式框架

18、5535表 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距（m） 三、變形縫的設(shè)置三、變形縫的設(shè)置 2、沉降縫、沉降縫 如上部荷載差異較大，或地基土的物理力學(xué)指標(biāo)相差較大，如上部荷載差異較大，或地基土的物理力學(xué)指標(biāo)相差較大，則應(yīng)設(shè)沉降縫。沉降縫可利用挑梁或搭置預(yù)制板、預(yù)制梁等方則應(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(jiàn)式作成，參見(jiàn)房屋建筑學(xué)房屋建筑學(xué)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)建筑平面形狀不規(guī)則，豎向高度、剛度、質(zhì)量差異較大時(shí)，當(dāng)建筑平面形狀不規(guī)則，豎向高度、剛度、質(zhì)量差異較大時(shí)，應(yīng)設(shè)防震縫，縫寬不小于應(yīng)設(shè)防震縫，縫寬不小于70 mm。 上述三縫在

19、進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)綜合考慮，多縫合一，盡量減少上述三縫在進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)綜合考慮，多縫合一，盡量減少縫數(shù)，以方便施工、降低造價(jià)、增加整體性。伸縮縫和防震縫縫數(shù)，以方便施工、降低造價(jià)、增加整體性。伸縮縫和防震縫只需將基礎(chǔ)以上的房屋分開(kāi)，而沉降縫必須將基礎(chǔ)也分開(kāi)。只需將基礎(chǔ)以上的房屋分開(kāi)，而沉降縫必須將基礎(chǔ)也分開(kāi)。四、四、框架梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸 框架梁、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定?？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)，通常由經(jīng)驗(yàn)或估算先選定截面尺寸，以后進(jìn)行承載初步設(shè)計(jì)時(shí)，通常由經(jīng)驗(yàn)或估算先選定截面尺寸，以后進(jìn)行承載力、變形等驗(yàn)算，檢查所選尺寸

20、是否合適。力、變形等驗(yàn)算，檢查所選尺寸是否合適。（一）梁截面形式及尺寸確定（一）梁截面形式及尺寸確定 1、截面形式、截面形式對(duì)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(duì)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；連系梁的截面多做成連系梁的截面多做成T形、形、L形等。形等。2、截面尺寸、截面尺寸框架梁截面高度框架梁截面高度h可取可取L/8L/12，截面寬度，截面寬度b不宜小于不宜小于h/4，也不宜小于，也不宜小于200mm，一般，一般取梁高的取梁高的h/2h/3。式中式中 A

21、c為柱截面面積；為柱截面面積；N為柱所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值；為柱所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值；Nv為為根據(jù)柱支承的樓面面積計(jì)算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值；根據(jù)柱支承的樓面面積計(jì)算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值；1.25為重力荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)平均值；重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)實(shí)為重力荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)平均值；重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)實(shí)際荷載取值，也可近似按（際荷載取值，也可近似按（1214）kN/m2計(jì)算；計(jì)算；fc為混凝土軸為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Ac (1.11.2)N / fc N = 1.25Nv（二）框架柱截面形式及尺寸（二）框架柱截面形式及尺寸1、截面形式、截面形式 一般為方形或矩形

22、。一般為方形或矩形。 2、截面尺寸、截面尺寸 柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗(yàn)確定，也可先根據(jù)其所受軸力按柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗(yàn)確定，也可先根據(jù)其所受軸力按軸心受壓構(gòu)件估算，再乘以適當(dāng)?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。軸心受壓構(gòu)件估算，再乘以適當(dāng)?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。即即框架柱的截面寬度和高度均不宜小于框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm，圓柱截面直經(jīng)，圓柱截面直經(jīng)不宜小于不宜小于350mm，柱截面高寬比不宜大于，柱截面高寬比不宜大于3。為避免柱產(chǎn)生剪切。為避免柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比宜大于破壞，柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于，或柱的剪跨比宜大于2。（三）框架梁截面的

23、慣性距（三）框架梁截面的慣性距I 按矩形截面計(jì)算出慣性矩按矩形截面計(jì)算出慣性矩I0，再根據(jù)樓板的形式進(jìn)行修正求，再根據(jù)樓板的形式進(jìn)行修正求得得I。 （1）當(dāng)采用現(xiàn)澆樓板時(shí)（中框架梁的慣性矩）當(dāng)采用現(xiàn)澆樓板時(shí)（中框架梁的慣性矩I =2I0，邊框架，邊框架梁的梁的I =1.5I0。 （2）當(dāng)采用裝配式樓板時(shí)）當(dāng)采用裝配式樓板時(shí)I =I0。 （3）如為裝配整體式樓板，中框架梁的）如為裝配整體式樓板，中框架梁的I =1.5I0 ，邊框架梁，邊框架梁的的I =1.2I0 。所有柱的截面慣性矩按實(shí)際尺寸計(jì)算。所有柱的截面慣性矩按實(shí)際尺寸計(jì)算。一、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖一、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1、計(jì)算單元確定、計(jì)

24、算單元確定框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型5.2 5.2 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載 框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系，如圖所示，一般應(yīng)按三維框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系，如圖所示，一般應(yīng)按三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。為方便起見(jiàn)，常是將一個(gè)較規(guī)則的空間框空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。為方便起見(jiàn)，常是將一個(gè)較規(guī)則的空間框架分解為若干個(gè)橫向或縱向平面框架進(jìn)行分析，每榀平面框架分解為若干個(gè)橫向或縱向平面框架進(jìn)行分析，每榀平面框架為一計(jì)算單元。如圖架為一計(jì)算單元。如圖 (b)所示，一般以柱距中心線來(lái)劃分，如所示，一般以柱距中心線來(lái)劃分，如圖圖 (a)所示陰影范圍。所示陰影范圍。該平

25、面框架承受計(jì)算單元內(nèi)的水平荷載該平面框架承受計(jì)算單元內(nèi)的水平荷載,是否有豎向荷載作用，取決于樓蓋結(jié)構(gòu)的布置方式。是否有豎向荷載作用，取決于樓蓋結(jié)構(gòu)的布置方式。 對(duì)于結(jié)構(gòu)中部的各橫向平面框架，條件相同，只需計(jì)算一個(gè)對(duì)于結(jié)構(gòu)中部的各橫向平面框架，條件相同，只需計(jì)算一個(gè)即可代表全部。對(duì)縱向框架則各不相同，應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。即可代表全部。對(duì)縱向框架則各不相同，應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。 就承受豎向荷載而言，當(dāng)橫向（縱向）框架承重，且在截取橫向（縱就承受豎向荷載而言，當(dāng)橫向（縱向）框架承重，且在截取橫向（縱向）框架計(jì)算時(shí)，全部豎向荷載由橫向（縱向）框架承擔(dān)，不考慮縱向向）框架計(jì)算時(shí)，全部豎向荷載由橫向（縱向）框架承

26、擔(dān)，不考慮縱向（橫向）框架的作用。當(dāng)縱、橫向框架混合承重時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特（橫向）框架的作用。當(dāng)縱、橫向框架混合承重時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)豎向荷載按樓蓋的實(shí)際支承情況進(jìn)行傳遞，這時(shí)豎向荷點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)豎向荷載按樓蓋的實(shí)際支承情況進(jìn)行傳遞，這時(shí)豎向荷載通常由縱、橫向框架共用承擔(dān)。載通常由縱、橫向框架共用承擔(dān)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖2.跨度與層高的確定跨度與層高的確定 l在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，桿件用其軸線來(lái)表示；在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，桿件用其軸線來(lái)表示；l框架梁的跨度框架梁的跨度取柱子的軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺取柱子的軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí)，一般以最小截面

27、的形心線來(lái)確定。寸變化時(shí)，一般以最小截面的形心線來(lái)確定。 l框架的層高框架的層高即即框架柱的計(jì)算高框架柱的計(jì)算高度應(yīng)為各橫梁形度應(yīng)為各橫梁形心線之距，當(dāng)各心線之距，當(dāng)各層梁截面尺寸相層梁截面尺寸相同時(shí)也可取相應(yīng)同時(shí)也可取相應(yīng)的建筑層高，但的建筑層高，但底層的層高底層的層高取基取基礎(chǔ)頂面至二層樓礎(chǔ)頂面至二層樓板頂面之間的距板頂面之間的距離。離。 裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)框架柱與基礎(chǔ)的連接框架柱與基礎(chǔ)的連接3.節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化 對(duì)現(xiàn)澆式框架和裝配整體式框架，梁與柱的連接點(diǎn)可處理為對(duì)現(xiàn)澆式框架和裝配整體式框架，梁與柱的連接點(diǎn)可處理為剛結(jié)點(diǎn)。剛結(jié)點(diǎn)。 框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)如采用框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)

28、如采用現(xiàn)澆式獨(dú)立基礎(chǔ)或條形現(xiàn)澆式獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)等形式時(shí)，可簡(jiǎn)化基礎(chǔ)等形式時(shí)，可簡(jiǎn)化為固定約束，當(dāng)為預(yù)制為固定約束，當(dāng)為預(yù)制柱杯形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)是構(gòu)柱杯形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)是構(gòu)造措施的不同分別簡(jiǎn)化造措施的不同分別簡(jiǎn)化為固定支座和鉸支座。如圖為固定支座和鉸支座。如圖二、框架結(jié)構(gòu)上的荷載計(jì)算二、框架結(jié)構(gòu)上的荷載計(jì)算l作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載兩種。作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載兩種。l豎向荷載包括結(jié)構(gòu)自重、樓面荷載、雪載等。豎向荷載一般豎向荷載包括結(jié)構(gòu)自重、樓面荷載、雪載等。豎向荷載一般為分布荷載，次梁傳來(lái)的為集中力。為分布荷載，次梁傳來(lái)的為集中力。l水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震

29、作用。水平荷載均簡(jiǎn)化為作水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。水平荷載均簡(jiǎn)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）樓面活荷載（一）樓面活荷載 按按荷載規(guī)范荷載規(guī)范的規(guī)定取值。見(jiàn)附表的規(guī)定取值。見(jiàn)附表3.1 （二）風(fēng)荷載計(jì)算（二）風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載的計(jì)算方法與單層廠房基本相同，風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載的計(jì)算方法與單層廠房基本相同，風(fēng)荷載體型系數(shù)s s可按可按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取用。取用。垂直于建筑物表面的垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載計(jì)算公式風(fēng)荷載計(jì)算公式 風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般 =1.4；B計(jì)算單元寬度，一般為柱距；計(jì)算單元寬度，一般為柱距； 風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載

30、體型系數(shù),對(duì)矩形平面的多層框架對(duì)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)高按附表風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)每層柱頂標(biāo)高按附表5.1 取用；取用； 風(fēng)振系數(shù)，風(fēng)振系數(shù)， 對(duì)多層框架對(duì)多層框架 為為1.0 w0基本風(fēng)壓（基本風(fēng)壓（kN/m2)框架上作用的分布荷載如圖所示?？蚣苌献饔玫姆植己奢d如圖所示。 H1H2H3H4在內(nèi)力分析時(shí)，可以將沿框架柱在內(nèi)力分析時(shí)，可以將沿框架柱的分布風(fēng)荷載進(jìn)一步簡(jiǎn)化為作用的分布風(fēng)荷載進(jìn)一步簡(jiǎn)化為作用于框架節(jié)點(diǎn)的水平集中風(fēng)荷載于框架節(jié)點(diǎn)的水平集中風(fēng)荷載Fi（如圖（如圖 (b)所示），其值為：所示），其值為： F3F1F2)(.)(.)(334

31、4033440334403344350821503101415050H.HBwH.HBwH.HBwHq.HqFzzzzzzsZQ)()(223302233033910505050HHBw.HHBw.Hq.Hq.FzzzzsZQ222)(1120112219105050HHBw.Hq.Hq.Fz2zH1H2H3H4Fi作用于框架節(jié)點(diǎn)的水平集作用于框架節(jié)點(diǎn)的水平集 中風(fēng)荷載。中風(fēng)荷載。F3F1F2H4、 H3、 H2 、 H1：為女兒墻及：為女兒墻及各層柱高。各層柱高。z z4、z z3、z z2、z z1:按女兒墻頂按女兒墻頂標(biāo)高及各層柱頂標(biāo)高計(jì)算的風(fēng)壓高標(biāo)高及各層柱頂標(biāo)高計(jì)算的風(fēng)壓高度變化系數(shù)

32、。度變化系數(shù)。（三）水平地震作用（三）水平地震作用 多層框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度不超過(guò)多層框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度不超過(guò)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)，可采用較均勻時(shí)，可采用底部剪力法底部剪力法計(jì)計(jì)算水平地震作用。算水平地震作用。 第第5.3節(jié)節(jié) 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結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算分層法和彎分層法和彎 矩二次分配法矩二次分配法u水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算反彎點(diǎn)法和反彎點(diǎn)法和 D值法值法u框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算

33、 一、豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算一、豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 在豎向荷載（在豎向荷載（vertical load）作用下，多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用）作用下，多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用力法、力法、位移法位移法等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。工程設(shè)計(jì)中，如采用手算，可采用等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。工程設(shè)計(jì)中，如采用手算，可采用迭代法迭代法、分、分層法、彎矩二次分配法及層法、彎矩二次分配法及系數(shù)法系數(shù)法等近似方法計(jì)算。等近似方法計(jì)算。 1.受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)： 框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下有如下特點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下有如下特點(diǎn)： （1）框架所產(chǎn)生的側(cè)移一般很小，對(duì)結(jié)構(gòu)控制內(nèi)力影響不）框架所產(chǎn)生的側(cè)移一

34、般很小，對(duì)結(jié)構(gòu)控制內(nèi)力影響不大，可以忽略；大，可以忽略； （2）每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及其上、下柱的內(nèi)力產(chǎn)生）每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及其上、下柱的內(nèi)力產(chǎn)生影響，對(duì)其他各層梁、柱內(nèi)力的影響可忽略不計(jì)。影響，對(duì)其他各層梁、柱內(nèi)力的影響可忽略不計(jì)。 2.基本假定基本假定 根據(jù)上述受力特點(diǎn)，采用下面基本假定：根據(jù)上述受力特點(diǎn)，采用下面基本假定： （1）豎向荷載作用下不計(jì)側(cè)移影響；）豎向荷載作用下不計(jì)側(cè)移影響； （2）每層梁上的荷載僅影響本層梁及與該層梁相連的柱。）每層梁上的荷載僅影響本層梁及與該層梁相連的柱。（一）分層法（一）分層法豎向荷載作用下分層計(jì)算示意圖豎向荷載作用下分層計(jì)算示意圖 3.計(jì)算

35、方法計(jì)算方法 按照疊加原理，多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力，可看按照疊加原理，多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力，可看成是各層豎向荷載單獨(dú)作用下內(nèi)力的疊加，如圖。又根據(jù)上述成是各層豎向荷載單獨(dú)作用下內(nèi)力的疊加，如圖。又根據(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，其他層梁及柱所產(chǎn)生的內(nèi)力可忽略不的上下層柱中產(chǎn)生內(nèi)力，其他層梁及柱所產(chǎn)生的內(nèi)力可忽略不計(jì)。這樣框架結(jié)構(gòu)可分解為如圖所示的獨(dú)立剛架單元，柱的遠(yuǎn)計(jì)。這樣框架結(jié)構(gòu)可分解為如圖所示的獨(dú)立剛架單元，柱的遠(yuǎn)端簡(jiǎn)化為固定支承。用彎矩分配法進(jìn)行計(jì)算，節(jié)點(diǎn)的不平衡彎

36、端簡(jiǎn)化為固定支承。用彎矩分配法進(jìn)行計(jì)算，節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只在本單元內(nèi)進(jìn)行分配傳遞。矩只在本單元內(nèi)進(jìn)行分配傳遞。 在計(jì)算時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)問(wèn)題：在計(jì)算時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)問(wèn)題： （1）在計(jì)算單元中，取柱遠(yuǎn)端為固定，這與實(shí)際結(jié)構(gòu)有差異，）在計(jì)算單元中，取柱遠(yuǎn)端為固定，這與實(shí)際結(jié)構(gòu)有差異，為消除此影響，規(guī)定除底層外，其它各層柱的線剛度均乘為消除此影響，規(guī)定除底層外，其它各層柱的線剛度均乘0.9，并取相應(yīng)的傳遞系數(shù)為并取相應(yīng)的傳遞系數(shù)為1/3（底層柱仍為（底層柱仍為1/2）。）。（2）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）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；端彎

37、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）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。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）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；由逐層疊加柱上的豎向荷載（包括節(jié)點(diǎn)集中力、梁跨中彎矩；由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。柱自重等）和與之相連的梁端剪力，即得柱的軸力。 分層法適宜于結(jié)構(gòu)剛度與荷載沿高度分布比較均勻的多層框分層法適宜于結(jié)構(gòu)剛度與荷載沿高度分布

38、比較均勻的多層框架的內(nèi)力計(jì)算。架的內(nèi)力計(jì)算。 4.解題步驟解題步驟 分層法計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力的步驟是：分層法計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力的步驟是： （1）畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，并標(biāo)明軸線尺寸，荷載的大小和分）畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，并標(biāo)明軸線尺寸，荷載的大小和分布狀態(tài)。布狀態(tài)。 （2）按規(guī)定計(jì)算梁柱的線剛度和相對(duì)線剛度，并注意除底層）按規(guī)定計(jì)算梁柱的線剛度和相對(duì)線剛度，并注意除底層柱外，其它各層柱的線剛度乘以柱外，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)。 （3）用彎矩分配法（或其它方法）自上而下分層計(jì)算各單元）用彎矩分配法（或其它方法）自上而下分層計(jì)算各單元的桿端彎矩。的桿端彎矩。 （

39、4）疊加柱端彎矩，得出所有桿件的最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)）疊加柱端彎矩，得出所有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遞。不平衡彎矩偏大，可在該節(jié)點(diǎn)重新分配一次但不再傳遞。 （5）根據(jù)靜力平衡條件，求出框架梁梁端剪力、豎向荷載作）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剪力和軸向力。用下的跨中彎矩及柱的剪力和軸向力。 （6）繪出框架的彎矩圖、剪力圖、軸力）繪出框架的彎矩圖、剪力圖、軸力 （二）彎矩二次分配法（二）彎矩二次分配法 1.該方法的特點(diǎn)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(jiǎn)化。在分層法中，彎矩二次分配法比分層法作了

40、更進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。在分層法中，用彎矩分配法計(jì)算分層單元的桿端彎矩時(shí)，任一節(jié)點(diǎn)的不平衡用彎矩分配法計(jì)算分層單元的桿端彎矩時(shí)，任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩都將影響到節(jié)點(diǎn)所在單元中的所有桿件。而彎矩二次分配彎矩都將影響到節(jié)點(diǎn)所在單元中的所有桿件。而彎矩二次分配法則假定任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只影響至與該節(jié)點(diǎn)相交的各桿法則假定任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只影響至與該節(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(jiǎn)化到件的遠(yuǎn)端。因此可將彎矩分配法的循環(huán)次數(shù)簡(jiǎn)化到一次分配、一次分配、一次傳遞、再一次分配。一次傳遞、再一次分配。2 2、彎矩二次分配法、彎矩二次分配法計(jì)算步驟計(jì)算步驟（1）根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎

41、矩分配系數(shù)，并）根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配系數(shù)，并計(jì)算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩。計(jì)算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩。（2）計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，并對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的不平衡彎）計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，并對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行第一次分配（其間不進(jìn)行彎矩傳遞）。矩同時(shí)進(jìn)行第一次分配（其間不進(jìn)行彎矩傳遞）。（3）將所有桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳遞，傳遞系數(shù)與普）將所有桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳遞，傳遞系數(shù)與普通彎矩分配法相同（對(duì)于剛接框架，傳遞系數(shù)均取通彎矩分配法相同（對(duì)于剛接框架，傳遞系數(shù)均取1/2）。）。 （4）將各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二

42、次）將各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。至此，整個(gè)彎矩分配和傳遞過(guò)分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。至此，整個(gè)彎矩分配和傳遞過(guò)程即告結(jié)束。程即告結(jié)束。 （5）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、傳遞彎矩及第二次分配彎矩疊加求出桿端最終彎矩。配彎矩、傳遞彎矩及第二次分配彎矩疊加求出桿端最終彎矩。水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，常水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，常用的近似算法有用的近似算法有迭代法、反彎點(diǎn)法、迭代法、反彎點(diǎn)法、D值法和門架法值法和

43、門架法等。等。（一）水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點(diǎn)（一）水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點(diǎn)二、水平荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力近似計(jì)算二、水平荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力近似計(jì)算反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法 風(fēng)荷載或水平地震對(duì)框架結(jié)構(gòu)的作用，一般可簡(jiǎn)化為作用于框風(fēng)荷載或水平地震對(duì)框架結(jié)構(gòu)的作用，一般可簡(jiǎn)化為作用于框架節(jié)點(diǎn)上的水平集中力，在此荷載的作用下，其受力與變形具架節(jié)點(diǎn)上的水平集中力，在此荷載的作用下，其受力與變形具有如下特點(diǎn)：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)即反）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)；彎點(diǎn)； （2）在固定端處，角位移為零）在固定端

44、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??；節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角隨梁柱線剛度比的增大而減小；（3）如忽略梁的軸向變形，同層內(nèi)各節(jié)點(diǎn)具有相同的側(cè)向位移，）如忽略梁的軸向變形，同層內(nèi)各節(jié)點(diǎn)具有相同的側(cè)向位移，同層各柱具有相同的層間位移。同層各柱具有相同的層間位移。（二）解題思路（二）解題思路 鑒于框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下具有上述受力變形特點(diǎn)，如鑒于框架結(jié)構(gòu)在水平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

45、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）基本假定（三）基本假定（1）在求各柱子的剪力時(shí)，假定梁與柱的線剛度比（）在求各柱子的剪力時(shí)，假定梁與柱的線剛度比（ib/ic3 ）為無(wú)窮大，即各柱上下端都不發(fā)生轉(zhuǎn)角；為無(wú)窮大，即各柱上下端都不發(fā)生轉(zhuǎn)角；（2）在確定柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，假定除底層以外的其余各柱，）在確定柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，假定除底層以外的其余各柱，受力后上下兩端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相同。受力后上下兩端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相同。（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）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

46、進(jìn)行分配。度進(jìn)行分配。（4）不考慮框架橫梁的軸向變形，同一樓層各節(jié)點(diǎn)的水平位移）不考慮框架橫梁的軸向變形，同一樓層各節(jié)點(diǎn)的水平位移相等。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)至柱下端的距離。反彎點(diǎn)高度，指反彎點(diǎn)至柱下端的距離。 對(duì)于底層以上的各層柱，根據(jù)假定（對(duì)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,則柱的上下端彎矩也應(yīng)相同則柱的上下端彎矩也應(yīng)相同,所以反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)。對(duì)所以反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)。對(duì)于底層柱于底層柱,當(dāng)柱腳固定時(shí)當(dāng)柱腳固定時(shí),柱下端轉(zhuǎn)角為零，上端轉(zhuǎn)角不為零，因柱下端轉(zhuǎn)角為零，上端轉(zhuǎn)角不為零，因此柱上端彎矩

47、比下端彎矩小此柱上端彎矩比下端彎矩小,其反彎點(diǎn)則偏離柱中點(diǎn)而向上移其反彎點(diǎn)則偏離柱中點(diǎn)而向上移,可可取在層高取在層高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： 其余各柱：其余各柱：yy132hy ihy21h1底層柱高底層柱高h(yuǎn)i第第i層柱高層柱高（五）柱的抗側(cè)移剛度（五）柱的抗側(cè)移剛度212hii第第n層某柱的線剛度層某柱的線剛度hi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(duì)單位水平位移柱子的抗側(cè)移剛度，是使柱子上下兩端產(chǎn)生相對(duì)單位水平位移所施加的水平力所施加的水平力 。根據(jù)假定（根據(jù)假定（1），橫梁剛度無(wú)限大，則各柱端），橫梁剛度

48、無(wú)限大，則各柱端轉(zhuǎn)角為零，由位移方程可求的柱的抗側(cè)移剛轉(zhuǎn)角為零，由位移方程可求的柱的抗側(cè)移剛度為：度為：1ih212hi（六）同層各柱的剪力（六）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。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)框架結(jié)構(gòu)共有設(shè)框架結(jié)構(gòu)共有n層，每一層有層，每一層有m個(gè)柱子，框架節(jié)點(diǎn)上作用有水個(gè)柱子，框架節(jié)點(diǎn)上作用有水平荷載平荷載F1、F2 Fn，如圖所示。，如圖所示。將框架沿第將框架沿第j層各柱的反彎點(diǎn)處切開(kāi)，代以剪力和軸力，如圖所層各柱的反彎點(diǎn)處切

49、開(kāi)，代以剪力和軸力，如圖所示，本層總剪力為示，本層總剪力為Vj?？砂此搅Φ钠胶鈼l件求得?？砂此搅Φ钠胶鈼l件求得FnFjVj1VjkVjmNj1NjkNjmmkjkjmjkjjjVVVVVV121Fj 作用在第作用在第j層的水平力層的水平力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 Vj 第第j層第層第K根柱所承受的剪力根柱所承受的剪力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)柱子共同承擔(dān)，即個(gè)柱子共同承擔(dān)，即 1、第、第j層所受到的總剪力層所受到的總剪力Vj 同層中各柱所分擔(dān)的剪力的大小，與各柱

50、自身抵抗水平位同層中各柱所分擔(dān)的剪力的大小，與各柱自身抵抗水平位移的能力有關(guān)，即與柱子的抗側(cè)移剛度有關(guān)。移的能力有關(guān)，即與柱子的抗側(cè)移剛度有關(guān)。 對(duì)第對(duì)第 j層第層第k柱，在剪力柱，在剪力Vjk作用下，將產(chǎn)生水平側(cè)移作用下，將產(chǎn)生水平側(cè)移 jk2jjkjkhiV122、第、第j層第層第k根柱所受到的剪力根柱所受到的剪力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柱的水平側(cè)移；柱的水平側(cè)移；jk 由基本假定（由基本假定（4）可知，同層各柱頂位移相同，即）可知，同層各柱頂位移相

51、同，即 j2jjkjkhiV12 同層中各柱所分擔(dān)的剪力的大小，與各柱自身抵抗水平位同層中各柱所分擔(dān)的剪力的大小，與各柱自身抵抗水平位移的能力有關(guān)，即與柱子的抗側(cè)移剛度有關(guān)。移的能力有關(guān)，即與柱子的抗側(cè)移剛度有關(guān)。 對(duì)第對(duì)第 j層第層第k柱，在剪力柱，在剪力Vjk作用下，將產(chǎn)生水平側(cè)移作用下，將產(chǎn)生水平側(cè)移 jk2jjkjkhiV122、第、第j層第層第k根柱所受到的剪力根柱所受到的剪力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柱的水平側(cè)移；柱的水平側(cè)移；jk 由基本假定

52、（由基本假定（4）可知，同層各柱頂位移相同，即）可知，同層各柱頂位移相同，即 j2jjkjkhiV122、第、第j層第層第k根柱所受到的剪力根柱所受到的剪力Vjk mkjjkjjhiV1212jmkjkjkjkViiV1mkjkjVV1j2jjkjkhiV12mk2jjkjmkj2jjkjhihiV111212第第j層第層第k根柱在層間剪力根柱在層間剪力Vj中分中分配到的剪力配到的剪力Vjk（七）柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算（七）柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算 323111111hVMhVMkbkcktkc2jjkbcjktcjkhVMM1、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

53、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(duì)于底層柱，有對(duì)于底層柱，有 對(duì)于上部各層柱，有：對(duì)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（七）柱端彎矩及梁端彎矩的計(jì)算（七）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。即可求得梁端彎矩。 節(jié)點(diǎn)處左、右梁的梁端彎矩；節(jié)點(diǎn)處左、右梁的梁端彎矩

54、； 節(jié)點(diǎn)處柱上、下端彎矩；節(jié)點(diǎn)處柱上、下端彎矩； 節(jié)點(diǎn)左、右梁線剛度節(jié)點(diǎn)左、右梁線剛度rblbMM 、lcucMM 、rblbii 、（八）梁端剪力及柱子的軸力（八）梁端剪力及柱子的軸力 以各個(gè)梁為脫離體，將梁的左、右端彎矩之和除以梁跨長(zhǎng)，以各個(gè)梁為脫離體，將梁的左、右端彎矩之和除以梁跨長(zhǎng)，便得梁端剪力。便得梁端剪力。 將每層每跨的梁端剪力求出后，自上而下逐層疊加節(jié)點(diǎn)左右將每層每跨的梁端剪力求出后，自上而下逐層疊加節(jié)點(diǎn)左右的梁端剪力，即可得到柱的軸向力。的梁端剪力，即可得到柱的軸向力。 D值法又稱為修正反彎點(diǎn)法。它是在反彎點(diǎn)法的基礎(chǔ)上，進(jìn)值法又稱為修正反彎點(diǎn)法。它是在反彎點(diǎn)法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了某

55、些改進(jìn)而形成的。行了某些改進(jìn)而形成的。 三、水平荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力近似計(jì)算三、水平荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力近似計(jì)算D值法值法 （一）反彎點(diǎn)法的不足（一）反彎點(diǎn)法的不足 （1）反彎點(diǎn)法假定梁與柱的線剛度比為無(wú)窮大，框架柱的抗）反彎點(diǎn)法假定梁與柱的線剛度比為無(wú)窮大，框架柱的抗側(cè)剛度只與各柱的線剛度及柱高側(cè)剛度只與各柱的線剛度及柱高h(yuǎn)有關(guān)，這種假定與實(shí)際結(jié)構(gòu)有有關(guān)，這種假定與實(shí)際結(jié)構(gòu)有差異。當(dāng)梁柱線剛度比較為接近時(shí)，柱的抗側(cè)剛度不僅與柱的差異。當(dāng)梁柱線剛度比較為接近時(shí)，柱的抗側(cè)剛度不僅與柱的線剛度及層高有關(guān)，還與梁的線剛度有關(guān)。線剛度及層高有關(guān)，還與梁的線剛度有關(guān)。 （2）在反彎點(diǎn)法中，柱反彎

56、點(diǎn)的高度取為定值，而實(shí)際上，）在反彎點(diǎn)法中，柱反彎點(diǎn)的高度取為定值，而實(shí)際上，柱反彎點(diǎn)的位置是隨梁柱線剛度比、該柱所在樓層的位置、與柱反彎點(diǎn)的位置是隨梁柱線剛度比、該柱所在樓層的位置、與柱相鄰的上下層梁的線剛度以及上下層層高等因素的不同而變柱相鄰的上下層梁的線剛度以及上下層層高等因素的不同而變化的?；?。 D值法是在綜合考慮了各種影響因素后，對(duì)上述兩個(gè)參數(shù)進(jìn)值法是在綜合考慮了各種影響因素后，對(duì)上述兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行了一定的修正，使得計(jì)算結(jié)果更接近了框架的實(shí)際受力狀況。行了一定的修正，使得計(jì)算結(jié)果更接近了框架的實(shí)際受力狀況。（二）（二）D值法的基本假定值法的基本假定 （1）柱）柱AB及與之相鄰各桿桿端

57、（及與之相鄰各桿桿端（A、B、C、D、E、F、G、H)的轉(zhuǎn)角均為的轉(zhuǎn)角均為；（2）柱）柱AB及與柱及與柱AB上下相鄰的兩個(gè)柱（柱上下相鄰的兩個(gè)柱（柱AC及柱及柱BD)的線的線剛度均為剛度均為ic；（3）與柱）與柱AB相交的橫梁的線剛度分別為相交的橫梁的線剛度分別為i1 、i2 、i3 、i4 。（4）柱）柱AB及與柱及與柱AB上下相鄰的兩個(gè)柱（柱上下相鄰的兩個(gè)柱（柱AC及柱及柱BD)的旋的旋轉(zhuǎn)角均為轉(zhuǎn)角均為。 （5）柱）柱AB及與柱及與柱AB上下相鄰的兩個(gè)柱（柱上下相鄰的兩個(gè)柱（柱AC及柱及柱BD)的層的層間水平位移均為間水平位移均為 在在D值法中，橫梁不再是無(wú)變形的剛性梁，即考慮了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)值法

58、中，橫梁不再是無(wú)變形的剛性梁，即考慮了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的影響。角的影響。j（三）修正后的柱抗側(cè)剛度（三）修正后的柱抗側(cè)剛度D 柱端彎矩：柱端彎矩： )(cjcccBDACBAABihiiiMMMM6624梁端彎矩：梁端彎矩：333AEiiiM624214666iMiMiMBHBFAG（三）修正后的柱抗側(cè)剛度（三）修正后的柱抗側(cè)剛度D 由節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)B的力矩平衡條件得的力矩平衡條件得:同理由同理由將以上兩式相加得：將以上兩式相加得： Kiic222224321iiiii式中式中ciiK2（三）修正后的柱抗側(cè)剛度（三）修正后的柱抗側(cè)剛度D 柱柱AB所受到的剪力所受到的剪力Vjk為為)()(jc

59、jBAABjkh12ihMMV式中式中為修正系數(shù)，反映了梁柱線剛度比對(duì)柱側(cè)向剛度的影響，梁剛度越大，為修正系數(shù)，反映了梁柱線剛度比對(duì)柱側(cè)向剛度的影響，梁剛度越大，對(duì)柱約束能力越大，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角越小，對(duì)柱約束能力越大，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角越小， 越接近越接近1.0Kiic22222jjcjcjcjkhiKKhiK2KhiV21221212)(令令KK2則則jjcjkhiV212212jcjjkjkhiVD第第j層第層第k根柱的根柱的抗側(cè)移剛度為：抗側(cè)移剛度為：稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反映了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)降低稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反映了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)降低了柱的側(cè)向剛度，而節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的大小則取決于梁對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)了柱的側(cè)向

60、剛度，而節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的大小則取決于梁對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束程度。，這表明梁線剛度越大，對(duì)節(jié)點(diǎn)的約束程度。，這表明梁線剛度越大，對(duì)節(jié)點(diǎn)的約束能力越強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)越小，柱的側(cè)向剛度越大。底層的約束能力越強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)越小，柱的側(cè)向剛度越大。底層柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)柱的側(cè)向剛度修正系數(shù) 可同理求得?？赏砬蟮谩?表表3-6列出了各種情況下的值及相應(yīng)的列出了各種情況下的值及相應(yīng)的K值的計(jì)算公式。值的計(jì)算公式。 K1 柱側(cè)向剛度修正系數(shù)柱側(cè)向剛度修正系數(shù)邊 柱 中 柱 位 置 簡(jiǎn) 圖 簡(jiǎn) 圖 K 一般層 固接 底 層 鉸接 KciiiK242ciiiiiK24321ciiK2ciiK2ciiiK21ciiiK21KK