多層框架結(jié)構(gòu)講解課件

第五章多層框架結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第5章多層框架結(jié)構(gòu)第五章多層框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第5章多層1第五章多層框架結(jié)構(gòu)第五章內(nèi)容要點結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求主要內(nèi)容：重點：結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載計算分層法、彎矩二次分配法，Ｄ值法第五章多層框架結(jié)構(gòu)第五章內(nèi)容要點結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置5.1框架結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)布置1框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)（framestructure）是由梁和柱連接而成的。梁柱連接處為剛節(jié)點，柱底支座一般為固定約束，如圖(a)所示；如梁與柱為鉸接，就稱為排架結(jié)構(gòu)，如圖(b)所示。一、結(jié)構(gòu)組成及特點第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置5.1框架3返回框架結(jié)構(gòu)返回框架結(jié)構(gòu)4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、對直,框架柱宜縱橫對齊、上下對中。2框架結(jié)構(gòu)特點框架結(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，5第五章多層框架結(jié)構(gòu)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：由水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形us；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ub。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時，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。

5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置第五章多層框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)各6第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置3、框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點優(yōu)點：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議室、營業(yè)廳餐廳等。也可按需要做成小房間。建筑立面容易處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計算理論比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價較低。缺點：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)防地區(qū)，也不宜超過60m。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置3、框架結(jié)構(gòu)7第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置二、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分類按施工方法的不同，可分為全現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式。

1、全現(xiàn)澆式——梁、柱、樓板均為現(xiàn)澆砼。施工時每層的柱與梁板同時支模、扎筋，并一次性澆注砼。該形式整體性好，利于抗震。

2、半現(xiàn)澆式——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)場澆注砼的工作量，節(jié)省大量模板，提高施工效率。

3、裝配式——梁、柱、樓板均為預(yù)制，通過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。

4、裝配整體式——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)場澆注砼的工作量，兼有二者的優(yōu)點。但節(jié)點區(qū)現(xiàn)場澆注施工復(fù)雜。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置二、鋼筋混凝土8第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、結(jié)構(gòu)布置（structuralconfiguration）

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，這些均必須滿足建筑平面及使用要求，同時也須使結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡單。民用建筑柱網(wǎng)布置第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、結(jié)構(gòu)布置（9第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（一）柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)——框架柱在平面上縱橫兩個方向的排列。柱網(wǎng)布置的任務(wù)——確定柱子的排列形式與柱距。布置的依據(jù)——滿足建筑使用要求，同時考慮結(jié)構(gòu)的合理性與施工的可行性。1、柱網(wǎng)的形式：對工業(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)常采用對稱三跨，圖(a)，邊跨跨度a，c可為6m、6.6m、6.9m等，中間跨為走廊，b可取2.4~3m。開間方向柱距d可取3.6~8m。等跨式柱網(wǎng)，圖(b)。適用于廠房、倉庫、商店等，其進深方向柱距a常為6m、7.5m、9m、12m等，開間方向柱距d一般為6m。對稱不等跨柱網(wǎng)，圖(c)。常用于建筑平面寬度較大的廠房。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（一）柱網(wǎng)布置10第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對稱不等跨式對稱內(nèi)廊式對稱等跨式第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對稱不等跨式對11第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對民用建筑，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，一般將柱子設(shè)在縱橫墻交叉點上。柱網(wǎng)的尺寸還受到梁跨度的限制，一般梁跨度在6~9m之間。常用梁的跨度是4.8m、5.4m、6m、6.6m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，走廊跨度一般為2.4m、2.7m、3m。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)布置可有兩種方案:一是將柱子布置在走道兩側(cè)成對稱三跨式，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)的衛(wèi)生間并為一跨，邊跨僅布置客房，如圖(b)）。該形式也是對稱三跨式，但跨度相對均勻，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，這時可將中柱布置在走道兩側(cè)。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對民用建筑，柱12第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

柱網(wǎng)確定后，用梁把柱連起來，即形成框架結(jié)構(gòu)。一般情況下柱在兩個方向均應(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，實際的框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系。但為計算簡便起見，可把實際框架分成縱橫兩個方向的平面框架即橫向框架和縱向框架。

橫向框架--由建筑物短方向的梁柱組成。

縱向框架--由建筑物長方向的梁柱構(gòu)成。

兩個方向的框架分別承受各自方向的水平荷載。對于樓面豎向荷載，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)樓面豎向荷載的傳遞路線，可將框架的承重體系分為三種：

（二）承重框架的布置方案第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

13第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

1、橫向框架承重

樓面荷載全部傳至橫向框架梁，如圖(a)所示。此時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），縱向設(shè)較小的連系梁也有利于立面開洞。橫向框架承重板主梁聯(lián)系梁第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

1、橫向框架142、縱向框架承重

樓面荷載傳到縱向框架梁，如圖所示，此時縱梁為承重梁，而橫向為連系梁。該方案的缺點是橫向抗側(cè)剛度較差。主梁聯(lián)系梁板縱向框架承重第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、縱向框架承重

樓面荷載傳到縱向框架梁，如圖所示152、縱橫向框架混合承重

兩個方向的框架梁均承受樓面荷載。混合承重方案具有較好的整體工作性能，當(dāng)樓面作用荷載較大時，常采用此種方案。

縱橫向框架混合承重第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、縱橫向框架混合承重

兩個方向的框架梁均承受樓16第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁端水平加腋處平面圖在框架結(jié)構(gòu)布置中，梁、柱軸線宜重合，如梁須偏心放置時，梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方面寬度的1/4。如偏心距大于該方向柱寬的1/4時，可增設(shè)梁的水平加腋。試驗表明，此法能明顯改善梁柱節(jié)承受反復(fù)荷載的性能。

bx/lx≤1/2，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：第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁端水平加腋17第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁水平加腋后，改善了梁柱節(jié)點的受力性能，故節(jié)點有效寬度bj宜按下列規(guī)定取值：當(dāng)x=0時，bj按下式計算：

當(dāng)x≠0時，bj取下列二式計算的較大值：

且應(yīng)滿足bj≤bb+0.5hc，其中hc為柱截面高度。bj≤bb+bxbj≤bb+bx+x

bj≤bb+2x第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置bj≤bb18第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)置

變形縫有三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫。1、伸縮縫

是否設(shè)縫，與結(jié)構(gòu)長度有關(guān)，當(dāng)長度超過《規(guī)范》對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定的伸縮縫最大間距時，一般應(yīng)設(shè)縫，如不設(shè)縫，應(yīng)驗算溫度應(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?！颁摻罨炷两Y(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距”見表。伸縮縫寬度20~30mm。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5535表鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距（m）

第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)19第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)置

2、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，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《房屋建筑學(xué)》沉降縫寬不小于50mm。3、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，應(yīng)設(shè)防震縫，縫寬不小于70mm。

上述三縫在進行布置時，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、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，而沉降縫必須將基礎(chǔ)也分開。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)20第五章多層框架結(jié)構(gòu)四、框架梁、柱截面尺寸5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架梁、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設(shè)計時，通常由經(jīng)驗或估算先選定截面尺寸，以后進行承載力、變形等驗算，檢查所選尺寸是否合適。（一）梁截面形式及尺寸確定

1、截面形式對全現(xiàn)澆整體式框架，與梁相連的樓板是梁的翼緣，梁截面為T形或倒L形；當(dāng)采用預(yù)制板樓蓋時，框架梁為矩形或T形；連系梁的截面多做成T形、L形等。第五章多層框架結(jié)構(gòu)四、框架梁、柱截面尺寸5.1結(jié)構(gòu)組成和21第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、截面尺寸框架梁截面高度h可取L/8~L/12，截面寬度b不宜小于h/4，也不宜小于200mm，一般取梁高的h/2~h/3。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、截面尺寸22第五章多層框架結(jié)構(gòu)式中Ac為柱截面面積；N為柱所承受的軸向壓力設(shè)計值；Nv為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值；1.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值；重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)實際荷載取值，也可近似按（12~14）kN/m2計算；fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。

Ac≥(1.1~1.2)N/

fc

N=1.25Nv5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（二）框架柱截面形式及尺寸1、截面形式

一般為方形或矩形。

2、截面尺寸柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗確定，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。即第五章多層框架結(jié)構(gòu)式中Ac為柱截面面積；N為柱所承受23第五章多層框架結(jié)構(gòu)

框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm，圓柱截面直經(jīng)不宜小于350mm，柱截面高寬比不宜大于3。為避免柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（三）框架梁截面的慣性距I

按矩形截面計算出慣性矩I0，再根據(jù)樓板的形式進行修正求得I。

（1）當(dāng)采用現(xiàn)澆樓板時（中框架梁的慣性矩I=2I0，邊框架梁的I=1.5I0。

（2）當(dāng)采用裝配式樓板時I=I0。

（3）如為裝配整體式樓板，中框架梁的I=1.5I0，邊框架梁的I=1.2I0。

所有柱的截面慣性矩按實際尺寸計算。第五章多層框架結(jié)構(gòu)框架柱的截面寬度和高度均不宜小于3024第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載一、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖1、計算單元確定

框架結(jié)構(gòu)的計算單元及計算模型5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載一、25第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系，如圖所示，一般應(yīng)按三維空間結(jié)構(gòu)進行分析。為方便起見，常是將一個較規(guī)則的空間框架分解為若干個橫向或縱向平面框架進行分析，每榀平面框架為一計算單元。如圖(b)所示，一般以柱距中心線來劃分，如圖(a)所示陰影范圍。該平面框架承受計算單元內(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。

對于結(jié)構(gòu)中部的各橫向平面框架，條件相同，只需計算一個即可代表全部。對縱向框架則各不相同，應(yīng)分別進行計算。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（縱向）框架計算時，全部豎向荷載由橫向（縱向）框架承擔(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，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點進行分析，并對豎向荷載按樓蓋的實際支承情況進行傳遞，這時豎向荷載通常由縱、橫向框架共用承擔(dān)。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

26第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)計算簡圖2.跨度與層高的確定

在計算簡圖中，桿件用其軸線來表示；框架梁的跨度取柱子的軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時，一般以最小截面的形心線來確定。

框架的層高即框架柱的計算高度應(yīng)為各橫梁形心線之距，當(dāng)各層梁截面尺寸相同時也可取相應(yīng)的建筑層高，但底層的層高取基礎(chǔ)頂面至二層樓板頂面之間的距離。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架27第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載裝配式框架的鉸節(jié)點框架柱與基礎(chǔ)的連接3.節(jié)點的簡化

對現(xiàn)澆式框架和裝配整體式框架，梁與柱的連接點可處理為剛結(jié)點。框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)如采用現(xiàn)澆式獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)等形式時，可簡化為固定約束，當(dāng)為預(yù)制柱杯形基礎(chǔ)時，應(yīng)是構(gòu)造措施的不同分別簡化為固定支座和鉸支座。如圖第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載裝配28第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載二、框架結(jié)構(gòu)上的荷載計算作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載兩種。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，次梁傳來的為集中力。水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。水平荷載均簡化為作用于框架節(jié)點上集中力。

（一）樓面活荷載

按《荷載規(guī)范》的規(guī)定取值。見附表3.1

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載二、29第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載（二）風(fēng)荷載計算風(fēng)荷載的計算方法與單層廠房基本相同，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取用。垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載計算公式

——風(fēng)荷載分項系數(shù)，一般=1.4；B——計算單元寬度，一般為柱距；

——風(fēng)載體型系數(shù),對矩形平面的多層框架,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5.1取用；

——風(fēng)振系數(shù)，對多層框架為1.0

w0——基本風(fēng)壓（kN/m2)框架上作用的分布荷載如圖所示。

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載（二30H1H2H3H4在內(nèi)力分析時，可以將沿框架柱的分布風(fēng)荷載進一步簡化為作用于框架節(jié)點的水平集中風(fēng)荷載Fi（如圖(b)所示），其值為：F3F1F2第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載H1H2H3H4在內(nèi)力分析時，可以將沿框架柱的分布風(fēng)荷載進一31H1H2H3H4Fi——作用于框架節(jié)點的水平集中風(fēng)荷載。F3F1F2第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載H4、H3、H2、H1：為女兒墻及各層柱高。μz4、μz3、μz2、μz1:按女兒墻頂標(biāo)高及各層柱頂標(biāo)高計算的風(fēng)壓高度變化系數(shù)。（三）水平地震作用

多層框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度不超過40m，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻時，可采用底部剪力法計算水平地震作用。H1H2H3H4Fi——作用于框架節(jié)點的水平集F3F1F2第32第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第5.3節(jié)多層框架內(nèi)力與側(cè)移的近似計算方法

豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算——分層法和彎矩二次分配法水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算——反彎點法和D值法框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計算

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的33第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算一、豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

在豎向荷載（verticalload）作用下，多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用力法、位移法等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。工程設(shè)計中，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)法等近似方法計算。

1.受力特點：

框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下有如下特點：

（1）框架所產(chǎn)生的側(cè)移一般很小，對結(jié)構(gòu)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其上、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。

2.基本假定

根據(jù)上述受力特點，采用下面基本假定：

（1）豎向荷載作用下不計側(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。（一）分層法第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算34第5章多層框架結(jié)構(gòu)

豎向荷載作用下分層計算示意圖5.3荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算

3.計算方法

按照疊加原理，多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力，可看成是各層豎向荷載單獨作用下內(nèi)力的疊加，如圖。又根據(jù)上述假定，各層梁上單獨作用豎向荷載時，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)力可忽略不計。這樣框架結(jié)構(gòu)可分解為如圖所示的獨立剛架單元，柱的遠端簡化為固定支承。用彎矩分配法進行計算，節(jié)點的不平衡彎矩只在本單元內(nèi)進行分配傳遞。第5章多層框架結(jié)構(gòu)豎向荷載作用下分層計算示意圖5.335

在計算時應(yīng)注意兩個問題：

（1）在計算單元中，取柱遠端為固定，這與實際結(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0.9，并取相應(yīng)的傳遞系數(shù)為1/3（底層柱仍為1/2）。（2）用彎矩分配法計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。

分層法適宜于結(jié)構(gòu)剛度與荷載沿高度分布比較均勻的多層框架的內(nèi)力計算。5.3荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第5章多層框架結(jié)構(gòu)

在計算時應(yīng)注意兩個問題：

（1）在計算單元中，取柱遠36第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算4.解題步驟

分層法計算豎向荷載作用下框架內(nèi)力的步驟是：

（1）畫出結(jié)構(gòu)計算簡圖，并標(biāo)明軸線尺寸，荷載的大小和分布狀態(tài)。

（2）按規(guī)定計算梁柱的線剛度和相對線剛度，并注意除底層柱外，其它各層柱的線剛度乘以0.9的折減系數(shù)。

（3）用彎矩分配法（或其它方法）自上而下分層計算各單元的桿端彎矩。

（4）疊加柱端彎矩，得出所有桿件的最后桿端彎矩。如節(jié)點不平衡彎矩偏大，可在該節(jié)點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、軸力第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算37第5章多層框架結(jié)構(gòu)

5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算（二）彎矩二次分配法

1.該方法的特點

彎矩二次分配法比分層法作了更進一步的簡化。在分層法中，用彎矩分配法計算分層單元的桿端彎矩時，任一節(jié)點的不平衡彎矩都將影響到節(jié)點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)點的不平衡彎矩只影響至與該節(jié)點相交的各桿件的遠端。因此可將彎矩分配法的循環(huán)次數(shù)簡化到一次分配、一次傳遞、再一次分配。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似38第5章多層框架結(jié)構(gòu)

2、彎矩二次分配法計算步驟5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算（1）根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù)，并計算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩。（2）計算框架各節(jié)點的不平衡彎矩，并對所有節(jié)點的不平衡彎矩同時進行第一次分配（其間不進行彎矩傳遞）。（3）將所有桿端的分配彎矩同時向其遠端傳遞，傳遞系數(shù)與普通彎矩分配法相同（對于剛接框架，傳遞系數(shù)均取1/2）。（4）將各節(jié)點因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進行第二次分配，使各節(jié)點處于平衡狀態(tài)。至此，整個彎矩分配和傳遞過程即告結(jié)束。（5）將各桿端的固端彎矩（fixed-endmoment）、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。第5章多層框架結(jié)構(gòu)2、彎矩二次分配法計算步驟5.339第5章多層框架結(jié)構(gòu)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)方法計算，常用的近似算法有迭代法、反彎點法、D值法和門架法等。（一）水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算二、水平荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力近似計算——反彎點法風(fēng)荷載或水平地震對框架結(jié)構(gòu)的作用，一般可簡化為作用于框架節(jié)點上的水平集中力，在此荷載的作用下，其受力與變形具有如下特點：（1）各桿的彎矩為直線分布，且每個桿均有一個零彎矩點即反彎點；

（2）在固定端處，角位移為零,但上部各層節(jié)點均有轉(zhuǎn)角存在,節(jié)點的轉(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)點具有相同的側(cè)向位移，同層各柱具有相同的層間位移。第5章多層框架結(jié)構(gòu)水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移40（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，如能求出各柱的反彎點位置及反彎點處的剪力，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)鍵是確定各柱反彎點的位置及反彎點處的剪力。

（三）基本假定（1）在求各柱子的剪力時，假定梁與柱的線剛度比（ib/ic＞3

）為無窮大，即各柱上下端都不發(fā)生轉(zhuǎn)角；

（2）在確定柱的反彎點位置時，假定除底層以外的其余各柱，受力后上下兩端節(jié)點轉(zhuǎn)角相同。（3）梁端彎矩可由節(jié)點平衡條件求出，并按節(jié)點左右梁的線剛度進行分配。（4）不考慮框架橫梁的軸向變形，同一樓層各節(jié)點的水平位移相等。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（二）解題思路

鑒于框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下具有上41（四）柱的反彎點高度——反彎點高度，指反彎點至柱下端的距離。

對于底層以上的各層柱，根據(jù)假定（2），各柱的上下端節(jié)點轉(zhuǎn)角相等,則柱的上下端彎矩也應(yīng)相同,所以反彎點在柱中點。對于底層柱,當(dāng)柱腳固定時,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,其反彎點則偏離柱中點而向上移,可取在層高2/3處。各柱反彎點的高度為：底層柱：

其余各柱：h1——底層柱高hi——第i層柱高第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（四）柱的反彎點高度h1——底層柱高第5章多層框架結(jié)構(gòu)542（五）柱的抗側(cè)移剛度i——第n層某柱的線剛度hi——第i層某柱的柱高第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算柱子的抗側(cè)移剛度，是使柱子上下兩端產(chǎn)生相對單位水平位移所施加的水平力。根據(jù)假定（1），橫梁剛度無限大，則各柱端轉(zhuǎn)角為零，由位移方程可求的柱的抗側(cè)移剛度為：ih（五）柱的抗側(cè)移剛度i——第n層某柱的線剛度第5章多層框43（六）同層各柱的剪力第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算根據(jù)反彎點位置和柱的抗側(cè)移剛度，可求得同層各柱的剪力。FnFjVj1VjkVjmNj1NjkNjmj層1層n層h1hjFnFjF1hn

設(shè)框架結(jié)構(gòu)共有n層，每一層有m個柱子，框架節(jié)點上作用有水平荷載F1、F2……Fn，如圖所示。（六）同層各柱的剪力第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作44第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算將框架沿第j層各柱的反彎點處切開，代以剪力和軸力，如圖所示，本層總剪力為Vj。可按水平力的平衡條件求得FnFjVj1VjkVjmNj1NjkNjmFj——作用在第j層的水平力Vj——外荷載在第j層所產(chǎn)生的總剪力

Vj——第j層第K根柱所承受的剪力m——第j層內(nèi)的柱子數(shù)；n——樓層數(shù)由外荷載所產(chǎn)生的第j層剪力由本層m個柱子共同承擔(dān)，即1、第j層所受到的總剪力Vj

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)45第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算同層中各柱所分擔(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)。

對第j層第k柱，在剪力Vjk作用下，將產(chǎn)生水平側(cè)移

2、第j層第k根柱所受到的剪力Vjk

ijk——第j層第k柱的線剛度Vjk——第j層第k柱所產(chǎn)生的剪力

hj——第j層柱子的高度——第j層第k柱的水平側(cè)移；

由基本假定（4）可知，同層各柱頂位移相同，即

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)46第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算同層中各柱所分擔(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)。

對第j層第k柱，在剪力Vjk作用下，將產(chǎn)生水平側(cè)移

2、第j層第k根柱所受到的剪力Vjk

ijk——第j層第k柱的線剛度Vjk——第j層第k柱所產(chǎn)生的剪力

hj——第j層柱子的高度——第j層第k柱的水平側(cè)移；

由基本假定（4）可知，同層各柱頂位移相同，即

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)47第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算2、第j層第k根柱所受到的剪力Vjk

第j層第k根柱在層間剪力Vj中分配到的剪力Vjk第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)48第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（七）柱端彎矩及梁端彎矩的計算

1、柱端彎矩

根據(jù)柱的反彎點位置及反彎點處的剪力，即可求出柱端彎矩。對于底層柱，有

對于上部各層柱，有：下標(biāo)cjk——表示第j層第k根柱下標(biāo)t、b——分別表示柱的頂端和底端第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)49第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（七）柱端彎矩及梁端彎矩的計算

2、梁端彎矩

求出各柱端彎矩后，利用節(jié)點彎矩平衡條件并根據(jù)假定（3）即可求得梁端彎矩。

——節(jié)點處左、右梁的梁端彎矩；——節(jié)點處柱上、下端彎矩；——節(jié)點左、右梁線剛度第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移50第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（八）梁端剪力及柱子的軸力

以各個梁為脫離體，將梁的左、右端彎矩之和除以梁跨長，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)點左右的梁端剪力，即可得到柱的軸向力。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)51第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算

D值法又稱為修正反彎點法。它是在反彎點法的基礎(chǔ)上，進行了某些改進而形成的。

三、水平荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力近似計算——D值法

（一）反彎點法的不足

（1）反彎點法假定梁與柱的線剛度比為無窮大，框架柱的抗側(cè)剛度只與各柱的線剛度及柱高h有關(guān)，這種假定與實際結(jié)構(gòu)有差異。當(dāng)梁柱線剛度比較為接近時，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)。

（2）在反彎點法中，柱反彎點的高度取為定值，而實際上，柱反彎點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化的。

D值法是在綜合考慮了各種影響因素后，對上述兩個參數(shù)進行了一定的修正，使得計算結(jié)果更接近了框架的實際受力狀況。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)52（二）D值法的基本假定

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（1）柱AB及與之相鄰各桿桿端（A、B、C、D、E、F、G、H)的轉(zhuǎn)角均為θ；（2）柱AB及與柱AB上下相鄰的兩個柱（柱AC及柱BD)的線剛度均為ic；（3）與柱AB相交的橫梁的線剛度分別為i1、i2、i3、i4。（4）柱AB及與柱AB上下相鄰的兩個柱（柱AC及柱BD)的旋轉(zhuǎn)角均為Φ。（5）柱AB及與柱AB上下相鄰的兩個柱（柱AC及柱BD)的層間水平位移均為

在D值法中，橫梁不再是無變形的剛性梁，即考慮了節(jié)點轉(zhuǎn)角的影響。（二）D值法的基本假定第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷53第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（三）修正后的柱抗側(cè)剛度D

柱端彎矩：梁端彎矩：第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移54第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（三）修正后的柱抗側(cè)剛度D

由節(jié)點A和節(jié)點B的力矩平衡條件得:同理由將以上兩式相加得：

式中第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)55第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（三）修正后的柱抗側(cè)剛度D

柱AB所受到的剪力Vjk為式中α為修正系數(shù)，反映了梁柱線剛度比對柱側(cè)向剛度的影響，梁剛度越大，對柱約束能力越大，節(jié)點轉(zhuǎn)角越小，α越接近1.0令則第j層第k根柱的抗側(cè)移剛度為：第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)56第5章多層框架結(jié)構(gòu)

稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反映了節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了柱的側(cè)向剛度，而節(jié)點轉(zhuǎn)動的大小則取決于梁對節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度。，這表明梁線剛度越大，對節(jié)點的約束能力越強，節(jié)點轉(zhuǎn)動越小，柱的側(cè)向剛度越大。底層柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)可同理求得。表3-6列出了各種情況下的值及相應(yīng)的K值的計算公式。

5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第5章多層框架結(jié)構(gòu)稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反57第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算

柱側(cè)向剛度修正系數(shù)邊

柱

中

柱

位

置

簡

圖

簡

圖

K

一般層

固接

底

層

鉸接

K第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和58第5章多層框架結(jié)構(gòu)（四）層間剪力在各柱間的分配5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算求得框架柱的側(cè)向剛度D以后，與反彎點法相似，可把層間剪力分配給該層的各柱Vjk——第j層第k柱分配到的剪力；Djk——第j層第k柱的抗側(cè)移剛度m——第j層的框架柱數(shù)；Vj——第j層的層間剪力；第5章多層框架結(jié)構(gòu)（四）層間剪力在各柱間的分配5.3水59第5章多層框架結(jié)構(gòu)

框架柱側(cè)向剛度計算公式5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第5章多層框架結(jié)構(gòu)框架柱側(cè)向剛度計算公式5.3水平60第5章多層框架結(jié)構(gòu)

底層柱D值計算圖式5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第5章多層框架結(jié)構(gòu)底層柱D值計算圖式5.3水平荷載61第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算（五）修正后柱的反彎點高度（yh）

各層柱反彎點位置與該柱上下端的約束條件，如果約束條件相同，柱上下端的轉(zhuǎn)角相同，反彎點就在柱的中點。如兩端約束能力不同，則桿端轉(zhuǎn)角就不一樣，反彎點會向約束剛度小轉(zhuǎn)角大的一端移動。影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素有：梁柱線剛度比、該柱所在的層次、柱上下橫梁線剛度比以及上下層層高變化等。在D值法中，一般是通過力學(xué)分析首先求出標(biāo)準(zhǔn)情況下的反彎點高度，然后再根據(jù)上下層橫梁的線剛度比及上下層層高的變化,對其進行調(diào)整以求出最終的反彎點高度。yh=(y0+y1+y2+y3)h第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和62第5章多層框架結(jié)構(gòu)柱的反彎點高度yhy0表示標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比；y1表示上、下層橫梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值；y2、y3表示上、下層層高變化時反彎點高度比的修正值。反彎點高度示意圖5.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算yh=(y0+y1+y2+y3)h第5章多層框架結(jié)構(gòu)柱的反彎點高度yhy0表示標(biāo)準(zhǔn)反彎點高63第5章多層框架結(jié)構(gòu)（1）標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比y0。標(biāo)準(zhǔn)反彎點位置簡化求解5.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算y0是指規(guī)則框架的反彎點高度比。其值與結(jié)構(gòu)總層數(shù)n、該柱所在的層數(shù)j、梁柱線剛度比等有關(guān)。見表3-7。第5章多層框架結(jié)構(gòu)（1）標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比y0。標(biāo)準(zhǔn)反彎點64第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合

（一）控制截面和最不利內(nèi)力類型1）框架橫梁框架橫梁的控制截面是支座截面和跨中截面。在支座截面處，一般產(chǎn)生最大負(fù)彎矩和最大剪力；跨中截面則是最大正彎矩作用處。由于內(nèi)力分析的結(jié)果是軸線位置處的內(nèi)力，而梁支座截面的最不利位置應(yīng)是柱邊緣處，因此在求該處的最不利內(nèi)力時，應(yīng)根據(jù)梁軸線處的彎矩的剪力算出柱邊截面的彎矩和剪力。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合5.565第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合66第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合67第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合2）框架柱

對于框架柱，由彎矩圖可知，彎矩最大值在柱的兩端，剪力和軸力通常在一層內(nèi)無變化或變化很小，因此柱的控制截面是柱的上下端。隨著M和N的比值不同，柱的破壞形態(tài)將發(fā)生變化。無論是大偏心受壓或小偏心受壓破壞時，M愈大對柱越不利；而在小偏心受壓破壞時，N愈大對柱越不利；在大偏心受壓時N越小對柱越不利。此外，柱的正負(fù)彎矩絕對值也不相同，因此最不利內(nèi)力有多種情況。但一般的框架柱都采用對稱配筋，因此只須選擇絕對值最大的彎矩來考慮即可，從而柱的最不利內(nèi)力可歸結(jié)為如下四種類型：第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合2）框68第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合（1）及相應(yīng)的N、V；（2）及相應(yīng)的M、V；（3）及相應(yīng)的M、V；（4）比較大（但不是最大），而N比較小或比較大（也不是絕對最小或最大）。這是因為，偏心受壓柱的截面承載力不僅取決于N和M的大小，還與偏心距的大小有關(guān)。但在一般情況下，只考慮前三種最不利內(nèi)力即可滿足工程要求。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合（69第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合(二)荷載效應(yīng)組合對于非抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)，承受的荷載類型主要是恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載。由可變荷載控制的組合可采用簡化規(guī)則，在承載能力計算中，其組合形式有：

（1）恒荷載+活荷載；（2）恒荷載+風(fēng)荷載；（3）恒荷載+

0.9（活荷載+風(fēng)荷載）在多層框架中，風(fēng)荷載在一般情況下不起控制作用，故上述組合中以組合（1）和組合（3）為主。此外，在屋面結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，當(dāng)為非上人屋面時，尚應(yīng)考慮由恒荷載控制的組合。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合(二)70第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合(三)豎向活荷載的最不利布置作用于框架結(jié)構(gòu)上的豎向荷載包括恒荷載和活荷載。恒荷載是永久荷載，一旦作用在結(jié)構(gòu)上將不再發(fā)生變化，因此只要按恒荷載全部作用情形計算出框架內(nèi)力，然后參與荷載組合即可。但是活荷載是可變荷載，計算時應(yīng)考慮其最不利布置。手算時，在保證設(shè)計精度的前提下，對于活荷載與恒荷載之比不大于3的情況下，常采用以下幾種方法進行活荷載布置，以簡化計算。在用電子計算機進行計算時，可將活荷載逐層逐跨單獨作用在框架上，求出每種活荷載作用下的框架內(nèi)力。然后，針對各控制截面最不利內(nèi)力的幾種類型，分別進行組合。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合(三)71第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合

1)活荷載一次性布置當(dāng)活荷載較小時（如民用建筑樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值時），或活荷載與恒荷載之比不大于1時，活荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力較小，可考慮將各層各跨的活荷載作一次性布置，即不考慮活荷載的最不利布置而將其同時作用在所有框架梁上。但算得的梁跨中彎矩宜乘以1.1～1.2的增大系數(shù)。

2)活荷載分跨布置在實際設(shè)計時，只要活荷載不是太大（如活荷載設(shè)計值與恒荷載設(shè)計值之比不大于3時），還可采用分跨布置方法，如圖所示的四跨框架，最多只需考慮四種布置（若有對稱性可利用，還可減少）。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合172第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合73第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合（四）風(fēng)荷載的布置風(fēng)荷載有向右（左風(fēng)）和向左（右風(fēng)）兩個可能作用的方向，考慮風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力時，只能二者擇一（即每次組合只考慮一個方向）。（五）彎矩調(diào)幅框架橫梁的彎矩調(diào)幅包含兩方面的內(nèi)容：其一是框架中允許梁端出現(xiàn)塑性鉸，因此在梁中考慮塑性內(nèi)力重分布，通常在豎向荷載作用下可考慮支座調(diào)幅以降低支座彎矩；其二是對于裝配式或裝配整體式框架，由于鋼筋焊接及接縫不密實等原因，受力后可能產(chǎn)生節(jié)點變形，節(jié)點的整體性低于現(xiàn)澆框架，因節(jié)點變形而引起梁端彎矩降低和跨中彎矩增加。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合（74第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合考慮塑性內(nèi)力重分布時，梁支座彎矩降低后要引起跨中彎矩的增加，但經(jīng)過荷載組合求出的跨中最大正彎矩和支座最大負(fù)彎矩并不是在同一荷載組合作用下發(fā)生的，故相應(yīng)于支座最大負(fù)彎矩下的跨中彎矩雖經(jīng)調(diào)幅加大，通常也不會超過跨中最不利正彎矩，因而在用最不利內(nèi)力作截面配筋時，支座最大負(fù)彎矩調(diào)幅降低后，跨中最不利正彎矩不必再加大?？紤]塑性內(nèi)力重分布時，現(xiàn)澆框架的支座彎矩調(diào)幅系數(shù)可采用0.8～0.9，水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩不參與調(diào)幅，故彎矩調(diào)幅在內(nèi)力組合之前進行。同時應(yīng)注意梁跨中設(shè)計彎矩值不應(yīng)小于按簡支梁計算的跨中彎矩的一半。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合75第五章多層框架結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第5章多層框架結(jié)構(gòu)第五章多層框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第5章多層76第五章多層框架結(jié)構(gòu)第五章內(nèi)容要點結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求主要內(nèi)容：重點：結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載計算分層法、彎矩二次分配法，Ｄ值法第五章多層框架結(jié)構(gòu)第五章內(nèi)容要點結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置77第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置5.1框架結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)布置1框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)（framestructure）是由梁和柱連接而成的。梁柱連接處為剛節(jié)點，柱底支座一般為固定約束，如圖(a)所示；如梁與柱為鉸接，就稱為排架結(jié)構(gòu)，如圖(b)所示。一、結(jié)構(gòu)組成及特點第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置5.1框架78返回框架結(jié)構(gòu)返回框架結(jié)構(gòu)79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、對直,框架柱宜縱橫對齊、上下對中。2框架結(jié)構(gòu)特點框架結(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，80第五章多層框架結(jié)構(gòu)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：由水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形us；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ub。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時，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。

5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置第五章多層框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)各81第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置3、框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點優(yōu)點：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議室、營業(yè)廳餐廳等。也可按需要做成小房間。建筑立面容易處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計算理論比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價較低。缺點：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)防地區(qū)，也不宜超過60m。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置3、框架結(jié)構(gòu)82第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置二、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分類按施工方法的不同，可分為全現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式。

1、全現(xiàn)澆式——梁、柱、樓板均為現(xiàn)澆砼。施工時每層的柱與梁板同時支模、扎筋，并一次性澆注砼。該形式整體性好，利于抗震。

2、半現(xiàn)澆式——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)場澆注砼的工作量，節(jié)省大量模板，提高施工效率。

3、裝配式——梁、柱、樓板均為預(yù)制，通過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。

4、裝配整體式——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)場澆注砼的工作量，兼有二者的優(yōu)點。但節(jié)點區(qū)現(xiàn)場澆注施工復(fù)雜。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置二、鋼筋混凝土83第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、結(jié)構(gòu)布置（structuralconfiguration）

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，這些均必須滿足建筑平面及使用要求，同時也須使結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡單。民用建筑柱網(wǎng)布置第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、結(jié)構(gòu)布置（84第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（一）柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)——框架柱在平面上縱橫兩個方向的排列。柱網(wǎng)布置的任務(wù)——確定柱子的排列形式與柱距。布置的依據(jù)——滿足建筑使用要求，同時考慮結(jié)構(gòu)的合理性與施工的可行性。1、柱網(wǎng)的形式：對工業(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)常采用對稱三跨，圖(a)，邊跨跨度a，c可為6m、6.6m、6.9m等，中間跨為走廊，b可取2.4~3m。開間方向柱距d可取3.6~8m。等跨式柱網(wǎng)，圖(b)。適用于廠房、倉庫、商店等，其進深方向柱距a常為6m、7.5m、9m、12m等，開間方向柱距d一般為6m。對稱不等跨柱網(wǎng)，圖(c)。常用于建筑平面寬度較大的廠房。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（一）柱網(wǎng)布置85第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對稱不等跨式對稱內(nèi)廊式對稱等跨式第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對稱不等跨式對86第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對民用建筑，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，一般將柱子設(shè)在縱橫墻交叉點上。柱網(wǎng)的尺寸還受到梁跨度的限制，一般梁跨度在6~9m之間。常用梁的跨度是4.8m、5.4m、6m、6.6m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，走廊跨度一般為2.4m、2.7m、3m。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)布置可有兩種方案:一是將柱子布置在走道兩側(cè)成對稱三跨式，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)的衛(wèi)生間并為一跨，邊跨僅布置客房，如圖(b)）。該形式也是對稱三跨式，但跨度相對均勻，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，這時可將中柱布置在走道兩側(cè)。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置對民用建筑，柱87第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

柱網(wǎng)確定后，用梁把柱連起來，即形成框架結(jié)構(gòu)。一般情況下柱在兩個方向均應(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，實際的框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系。但為計算簡便起見，可把實際框架分成縱橫兩個方向的平面框架即橫向框架和縱向框架。

橫向框架--由建筑物短方向的梁柱組成。

縱向框架--由建筑物長方向的梁柱構(gòu)成。

兩個方向的框架分別承受各自方向的水平荷載。對于樓面豎向荷載，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)樓面豎向荷載的傳遞路線，可將框架的承重體系分為三種：

（二）承重框架的布置方案第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

88第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

1、橫向框架承重

樓面荷載全部傳至橫向框架梁，如圖(a)所示。此時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），縱向設(shè)較小的連系梁也有利于立面開洞。橫向框架承重板主梁聯(lián)系梁第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

1、橫向框架892、縱向框架承重

樓面荷載傳到縱向框架梁，如圖所示，此時縱梁為承重梁，而橫向為連系梁。該方案的缺點是橫向抗側(cè)剛度較差。主梁聯(lián)系梁板縱向框架承重第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、縱向框架承重

樓面荷載傳到縱向框架梁，如圖所示902、縱橫向框架混合承重

兩個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)樓面作用荷載較大時，常采用此種方案。

縱橫向框架混合承重第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、縱橫向框架混合承重

兩個方向的框架梁均承受樓91第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁端水平加腋處平面圖在框架結(jié)構(gòu)布置中，梁、柱軸線宜重合，如梁須偏心放置時，梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方面寬度的1/4。如偏心距大于該方向柱寬的1/4時，可增設(shè)梁的水平加腋。試驗表明，此法能明顯改善梁柱節(jié)承受反復(fù)荷載的性能。

bx/lx≤1/2，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：第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁端水平加腋92第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁水平加腋后，改善了梁柱節(jié)點的受力性能，故節(jié)點有效寬度bj宜按下列規(guī)定取值：當(dāng)x=0時，bj按下式計算：

當(dāng)x≠0時，bj取下列二式計算的較大值：

且應(yīng)滿足bj≤bb+0.5hc，其中hc為柱截面高度。bj≤bb+bxbj≤bb+bx+x

bj≤bb+2x第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置bj≤bb93第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)置

變形縫有三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫。1、伸縮縫

是否設(shè)縫，與結(jié)構(gòu)長度有關(guān)，當(dāng)長度超過《規(guī)范》對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定的伸縮縫最大間距時，一般應(yīng)設(shè)縫，如不設(shè)縫，應(yīng)驗算溫度應(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。“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距”見表。伸縮縫寬度20~30mm。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5535表鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距（m）

第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)94第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)置

2、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，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《房屋建筑學(xué)》沉降縫寬不小于50mm。3、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，應(yīng)設(shè)防震縫，縫寬不小于70mm。

上述三縫在進行布置時，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、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，而沉降縫必須將基礎(chǔ)也分開。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置三、變形縫的設(shè)95第五章多層框架結(jié)構(gòu)四、框架梁、柱截面尺寸5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架梁、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設(shè)計時，通常由經(jīng)驗或估算先選定截面尺寸，以后進行承載力、變形等驗算，檢查所選尺寸是否合適。（一）梁截面形式及尺寸確定

1、截面形式對全現(xiàn)澆整體式框架，與梁相連的樓板是梁的翼緣，梁截面為T形或倒L形；當(dāng)采用預(yù)制板樓蓋時，框架梁為矩形或T形；連系梁的截面多做成T形、L形等。第五章多層框架結(jié)構(gòu)四、框架梁、柱截面尺寸5.1結(jié)構(gòu)組成和96第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、截面尺寸框架梁截面高度h可取L/8~L/12，截面寬度b不宜小于h/4，也不宜小于200mm，一般取梁高的h/2~h/3。第五章多層框架結(jié)構(gòu)5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、截面尺寸97第五章多層框架結(jié)構(gòu)式中Ac為柱截面面積；N為柱所承受的軸向壓力設(shè)計值；Nv為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值；1.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值；重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)實際荷載取值，也可近似按（12~14）kN/m2計算；fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。

Ac≥(1.1~1.2)N/

fc

N=1.25Nv5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（二）框架柱截面形式及尺寸1、截面形式

一般為方形或矩形。

2、截面尺寸柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗確定，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。即第五章多層框架結(jié)構(gòu)式中Ac為柱截面面積；N為柱所承受98第五章多層框架結(jié)構(gòu)

框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm，圓柱截面直經(jīng)不宜小于350mm，柱截面高寬比不宜大于3。為避免柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。5.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（三）框架梁截面的慣性距I

按矩形截面計算出慣性矩I0，再根據(jù)樓板的形式進行修正求得I。

（1）當(dāng)采用現(xiàn)澆樓板時（中框架梁的慣性矩I=2I0，邊框架梁的I=1.5I0。

（2）當(dāng)采用裝配式樓板時I=I0。

（3）如為裝配整體式樓板，中框架梁的I=1.5I0，邊框架梁的I=1.2I0。

所有柱的截面慣性矩按實際尺寸計算。第五章多層框架結(jié)構(gòu)框架柱的截面寬度和高度均不宜小于3099第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載一、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖1、計算單元確定

框架結(jié)構(gòu)的計算單元及計算模型5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載一、100第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系，如圖所示，一般應(yīng)按三維空間結(jié)構(gòu)進行分析。為方便起見，常是將一個較規(guī)則的空間框架分解為若干個橫向或縱向平面框架進行分析，每榀平面框架為一計算單元。如圖(b)所示，一般以柱距中心線來劃分，如圖(a)所示陰影范圍。該平面框架承受計算單元內(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。

對于結(jié)構(gòu)中部的各橫向平面框架，條件相同，只需計算一個即可代表全部。對縱向框架則各不相同，應(yīng)分別進行計算。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（縱向）框架計算時，全部豎向荷載由橫向（縱向）框架承擔(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，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點進行分析，并對豎向荷載按樓蓋的實際支承情況進行傳遞，這時豎向荷載通常由縱、橫向框架共用承擔(dān)。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

101第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)計算簡圖2.跨度與層高的確定

在計算簡圖中，桿件用其軸線來表示；框架梁的跨度取柱子的軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時，一般以最小截面的形心線來確定。

框架的層高即框架柱的計算高度應(yīng)為各橫梁形心線之距，當(dāng)各層梁截面尺寸相同時也可取相應(yīng)的建筑層高，但底層的層高取基礎(chǔ)頂面至二層樓板頂面之間的距離。第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架102第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載裝配式框架的鉸節(jié)點框架柱與基礎(chǔ)的連接3.節(jié)點的簡化

對現(xiàn)澆式框架和裝配整體式框架，梁與柱的連接點可處理為剛結(jié)點?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)如采用現(xiàn)澆式獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)等形式時，可簡化為固定約束，當(dāng)為預(yù)制柱杯形基礎(chǔ)時，應(yīng)是構(gòu)造措施的不同分別簡化為固定支座和鉸支座。如圖第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載裝配103第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載二、框架結(jié)構(gòu)上的荷載計算作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載兩種。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，次梁傳來的為集中力。水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。水平荷載均簡化為作用于框架節(jié)點上集中力。

（一）樓面活荷載

按《荷載規(guī)范》的規(guī)定取值。見附表3.1

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載二、104第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載（二）風(fēng)荷載計算風(fēng)荷載的計算方法與單層廠房基本相同，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取用。垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載計算公式

——風(fēng)荷載分項系數(shù)，一般=1.4；B——計算單元寬度，一般為柱距；

——風(fēng)載體型系數(shù),對矩形平面的多層框架,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5.1取用；

——風(fēng)振系數(shù)，對多層框架為1.0

w0——基本風(fēng)壓（kN/m2)框架上作用的分布荷載如圖所示。

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載（二105H1H2H3H4在內(nèi)力分析時，可以將沿框架柱的分布風(fēng)荷載進一步簡化為作用于框架節(jié)點的水平集中風(fēng)荷載Fi（如圖(b)所示），其值為：F3F1F2第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載H1H2H3H4在內(nèi)力分析時，可以將沿框架柱的分布風(fēng)荷載進一106H1H2H3H4Fi——作用于框架節(jié)點的水平集中風(fēng)荷載。F3F1F2第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載H4、H3、H2、H1：為女兒墻及各層柱高。μz4、μz3、μz2、μz1:按女兒墻頂標(biāo)高及各層柱頂標(biāo)高計算的風(fēng)壓高度變化系數(shù)。（三）水平地震作用

多層框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度不超過40m，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻時，可采用底部剪力法計算水平地震作用。H1H2H3H4Fi——作用于框架節(jié)點的水平集F3F1F2第107第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第5.3節(jié)多層框架內(nèi)力與側(cè)移的近似計算方法

豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算——分層法和彎矩二次分配法水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算——反彎點法和D值法框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計算

第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的108第5章多層框架結(jié)構(gòu)5.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的近似計算一、豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

在豎向荷載（verticalload）作用下，多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用力法、位移法等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。工程設(shè)計中，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)法等近似方法計算。

1.受力特點：

框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下有如下特點：

（1）框架所產(chǎn)生的側(cè)移一般很小，對結(jié)構(gòu)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其上、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。

2.基本假定

根據(jù)上述受力特點，采用下面基本假定：

（1