第3章框架結(jié)構(gòu)

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第第3章框架結(jié)構(gòu)章框架結(jié)構(gòu)第1頁/共169頁框架結(jié)構(gòu)是多層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。1框架結(jié)構(gòu)體系北京長城飯店：18層（局部22層）H82.85m第2頁/共169頁框架結(jié)構(gòu)（frame structure）由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成。（1）框架結(jié)構(gòu)的組成第3頁/共169頁 （1）框架結(jié)構(gòu)的組成剛性節(jié)點(diǎn)固定連接組成梁基礎(chǔ)柱第4頁/共169頁框架結(jié)構(gòu)梁柱一般為剛接，有時(shí)為了方便施工也有做成鉸接或半鉸接（半剛接）。（1）框架結(jié)構(gòu)的組成第5頁/共169頁高規(guī)規(guī)定：框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)除個(gè)別部位外，不應(yīng)采用鉸接。（1）框架結(jié)構(gòu)的組成鉸接第6頁/共1

2、69頁框架結(jié)構(gòu)類型現(xiàn)澆整體式裝配式裝配整體式 全部構(gòu)件現(xiàn)場澆注優(yōu)點(diǎn)：整體性好、抗震性好、 剛度大、預(yù)埋鐵少、 平面布置靈活缺點(diǎn)：耗模板量大、工期長、 現(xiàn)場濕作業(yè)量大、 冬施需防凍全部構(gòu)件預(yù)制，現(xiàn)場裝配連接優(yōu)點(diǎn)：省模板、工期短、 構(gòu)件可標(biāo)準(zhǔn)定型化缺點(diǎn)：預(yù)埋件多、整體性差、 抗震性差、 預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場安裝就位，在連接處現(xiàn)澆混凝土形成整體。優(yōu)點(diǎn)：省模板、預(yù)埋件少、 工期短、用鋼量少、 抗震整體性好缺點(diǎn)：施工復(fù)雜、增加了現(xiàn)場 混凝土二次澆注工作量 （2）框架結(jié)構(gòu)的分類第7頁/共169頁第8頁/共169頁 木結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)（自重輕、施工快、造價(jià)貴、防火不利）預(yù)制鋼柱、鋼梁現(xiàn)場拼裝 混凝土結(jié)構(gòu)（可模性好、造

3、價(jià)低、自重大、施工慢）現(xiàn)澆、預(yù)制，預(yù)應(yīng)力，高性能混凝土 鋼骨混凝土鋼骨柱、鋼骨梁、疊合柱 鋼管混凝土（2）框架結(jié)構(gòu)的分類第9頁/共169頁13層310層 10層或28m以上按高度和層數(shù)分類低層多層高層（2）框架結(jié)構(gòu)的分類第10頁/共169頁（3）框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)直接承重，也抵抗來自任何方向的水平力;靈活多樣跨度、層高抽梁、抽柱(大開間、大空間）內(nèi)收、外挑（外形變化要求）第11頁/共169頁變形特點(diǎn)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

4、整體彎曲變形ub。（3）框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)第12頁/共169頁框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移當(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。第13頁/共169頁框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn) 建筑平面布置靈活，能獲得大空間（特別適用于商場、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(jì)算理論比較成熟； 在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。 抵抗水平荷載能力差； 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，水平荷載作用下側(cè)移較大，有時(shí)會(huì)影響正常使用；如果框架結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大，則水平荷載作用下的側(cè)移也較大，而且引起的傾覆作用也較嚴(yán)重。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制房屋的高度和高寬比。（以1520層以下為宜）第14

5、頁/共169頁第15頁/共169頁 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）和選擇結(jié)構(gòu)承重方案。（4）框架結(jié)構(gòu)布置典型的柱網(wǎng)有內(nèi)廊式、等跨式和對(duì)稱不等跨式。第16頁/共169頁柱網(wǎng) 布置生產(chǎn)工藝要求建筑平面布置要求（與建筑分隔墻布 置相協(xié)調(diào)）結(jié)構(gòu)受力合理 方便施工第17頁/共169頁衛(wèi)生間及走道應(yīng)將柱子盡量設(shè)在縱橫建筑隔墻交叉點(diǎn)上，梁跨度一般在6-9M之間對(duì)于旅館建筑可以有兩種方案：柱子立在走道或客房內(nèi)側(cè)第18頁/共169頁第19頁/共169頁 結(jié)構(gòu)受力合理（簡單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱、對(duì)直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）好差第20頁/共169頁第21頁/共169頁復(fù)雜平面扭轉(zhuǎn)問題、應(yīng)力集

6、中抗側(cè)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，引起扭轉(zhuǎn)效應(yīng)第22頁/共169頁抗側(cè)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，引起扭轉(zhuǎn)效應(yīng)第23頁/共169頁第24頁/共169頁要考慮內(nèi)力分布均勻、合理，材料強(qiáng)度能予以充分利用同樣17米長度，框架B的彎矩分布顯得比較均勻，材料用量省。第25頁/共169頁縱向柱列的柱距一般為房屋的建筑開間，但在開間過小時(shí)，柱子截面設(shè)計(jì)常按構(gòu)造配筋，材料強(qiáng)度不能充分利用，且過小的柱距難易靈活布置，為此柱距可取兩個(gè)開間。第26頁/共169頁方便施工第27頁/共169頁傳力體系明確 板次梁框架梁框架柱基礎(chǔ)兩個(gè)方向框架的總抗側(cè)剛度應(yīng)當(dāng)接近經(jīng)濟(jì)合理 經(jīng)濟(jì)柱網(wǎng)尺寸：（38）m第28頁/共169頁 橫向框架承重方案縱向布置連系梁。橫向

7、抗側(cè)剛度大。有利采光和通風(fēng)。 縱向框架承重方案橫向布置連系梁。橫向抗側(cè)剛度小。有利獲得較高凈空。框架結(jié)構(gòu)的承重方案第29頁/共169頁 房屋的縱、橫向都布置承重框架，兩個(gè)方向均有較好的抗側(cè)剛度。樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋。 縱橫向框架承重方案第30頁/共169頁框架的立面布置規(guī)則框架內(nèi)收外挑復(fù)式框架缺梁抽柱錯(cuò)層第31頁/共169頁剛度沿水平與豎向突變后的震害第32頁/共169頁10.75BB10.94BamB且第33頁/共169頁 抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上 相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。第34頁/共169頁規(guī)范規(guī)定：框架結(jié)構(gòu)的填充

8、墻及隔墻宜選用輕質(zhì)墻體，并且與框架結(jié)構(gòu)有可靠拉結(jié)。其布置宜符合下列要求：避免形成上、下層剛度相差過大；避免形成短柱；減少因抗側(cè)剛度偏心所造成的扭轉(zhuǎn)?？蚣芴畛鋲Φ牟贾锰畛鋲Υ嬖谑箍蚣芑?yàn)榇u墻鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)。第35頁/共169頁如果填充墻與梁采用柔性連接可不考慮填充墻抗側(cè)作用；如果填充墻與梁采用剛性連接則可考慮填充墻的抗側(cè)作用（抽象斜壓桿）。一般填充墻豎向承載作用不予考慮第36頁/共169頁增大伸縮縫間距的措施：（1）增加頂層、底層、山墻等部位的配筋;（2）采用有效隔熱措施;（3）使用混凝土添加劑等減少收縮;（4）增大樓板配筋或采用預(yù)應(yīng)力樓板；（5）上部改變結(jié)構(gòu)形式或局部(頂部）設(shè)伸縮縫;（）

9、施工中預(yù)留后澆帶。2 變形縫（伸縮縫、沉降縫、防震縫）第37頁/共169頁 后澆帶，應(yīng)通過建筑物的整個(gè)橫截面，將全部梁和樓板分開；板鋼筋應(yīng)采用搭接接頭，梁主筋可不斷開；應(yīng)從結(jié)構(gòu)受力較小的部位（可設(shè)在框架梁和樓板的1/3 跨處）曲折通過，不宜在同一平面內(nèi)通過。第38頁/共169頁 沉降縫不設(shè)縫：需采取以下措施： A、采用樁基，樁支承在基巖上；或采取減少沉降的有效 措施并經(jīng)計(jì)算，沉降差在允許范圍內(nèi)。 B、樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式。 C、先施工主樓，后施工裙房，使兩者最終沉降量一致。 D、將裙房坐在懸挑基礎(chǔ)上。第39頁/共169頁避免建筑物不均勻沉降的處理方法：放設(shè)置沉降縫，讓各部分自由沉降，互不

10、影響。（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方便，施工有困難）抗采用端承樁或者利用剛度很大的基礎(chǔ)，前者利用堅(jiān)硬的基巖或者砂卵石來盡可能的避免顯著的沉降，后者用基礎(chǔ)本身的剛度來抵抗沉降差。（施工方便，不經(jīng)濟(jì)）調(diào)施工和設(shè)計(jì)中采取措施，調(diào)整各部分的沉降，減小沉降差異。通常施工中留出后澆帶作為臨時(shí)沉降縫，沉降穩(wěn)定后再連為整體。（比較經(jīng)濟(jì)合理的方法）第40頁/共169頁沉降縫的縫寬 50mm板第41頁/共169頁注意：在非地震區(qū)的沉降縫，可兼作伸縮縫；在地震區(qū)的伸縮縫或沉降縫寬度應(yīng)滿足防震縫要求，若只設(shè)防震縫，其基礎(chǔ)可不分開。防震縫設(shè)置，目的在于使各單元簡單、規(guī)則，剛度和質(zhì)量分布均勻，以防相互碰撞，防震縫的寬度70mm，且同時(shí)滿足

11、下表要求第42頁/共169頁柱截面：矩形、箱形、圓形、I形、H形、L形、T形、十字形等。梁截面：矩形、箱形、T形、倒 L形、I形、H形、花籃梁等。矩形梁箱形梁倒L形梁T形梁3框架梁、柱截面尺寸（1）梁、柱截面形狀第43頁/共169頁在裝配式或裝配整體式樓蓋中，梁的截面形式有如下幾種（可以增大凈空，減小總高度）：十字截面梁花籃形截面梁疊合梁第44頁/共169頁（2）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。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，檢查所選尺寸是否合適。梁截面尺寸確定 框架梁的截面高度h可根據(jù)梁的計(jì)算跨度l、荷載大小等，按

12、h=(1/10-1/18)l 確定。 主梁截面寬度可取b =(1/3-1/2)h，且不宜小于200mm。 為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定性，梁截面的高寬比（h/b）不宜大于4。第45頁/共169頁 扁梁的截面高度可按h=(1/18-1/25)l估算。扁梁的截面寬度b（肋寬）與其高度h的比值b/h不宜超過3?？蚣苓B系梁截面高度可取h=(1/12-1/15)l ，b h/4。為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，h不宜大于1/4凈跨。采用疊合梁時(shí)，后澆部分截面高度 120mm。第46頁/共169頁根據(jù)柱的負(fù)荷面積，估算柱在豎向荷載下的軸力vN取(1.2 1.4)vNN，按軸壓構(gòu)件估算截面積cA 柱截面尺寸直接憑經(jīng)驗(yàn)確

13、定：h=(1/15-1/20)H; b=(1-2/3)hAc N / fc NV=nAqn-柱承受樓層數(shù);A-柱子從屬面積;q-豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值（已含活載）,可近似按（12-14）kN/m2計(jì)算.第47頁/共169頁抗震設(shè)計(jì)時(shí)，取vNN要求滿足：0.90.80.7ccNA f（抗震等級(jí)三級(jí)）（抗震等級(jí)二級(jí)）（抗震等級(jí)一級(jí)） 柱截面尺寸Nv-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N-柱所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值-水平力作用對(duì)柱軸力的放大系數(shù) 邊柱：=1.3;內(nèi)柱：=1.21.25第48頁/共169頁 柱截面尺寸矩形截面框架柱的截面寬度和高度在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于250mm，抗震設(shè)計(jì)時(shí)均不宜小

14、于300mm，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。沿房屋的豎向，框架柱截面的變化次數(shù)則不宜超過三次。圓柱截面直徑不宜小于350mm。第49頁/共169頁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(shí)，梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4。如偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí)，可增設(shè)梁的水平加腋。 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50頁/共169頁梁端水平加腋處 平面圖 bx / lx 1/2 ，

15、bx / bb 2/3 ， bb + bx + x bc/2bx梁水平加腋寬度；lx水平加腋長度；bb梁截面寬度；bc沿偏心方向柱截面寬度；x非加腋側(cè)梁邊到柱邊的距離。第51頁/共169頁 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： 當(dāng)x = 0時(shí) 當(dāng)x0時(shí)，bj取下列二式的較大值： 且應(yīng)滿足bjbb+0.5hc，其中hc為柱截面高度。bj bb + bxbj bb + bx + x bj bb + 2x第52頁/共169頁 在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算中，與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為框架梁的翼緣，每一側(cè)翼緣的有效寬度可取至板厚的6倍；裝配整體式樓面視其整體性可取等于或小

16、于6倍；無現(xiàn)澆面層的裝配式樓面，樓板的作用不予考慮。 設(shè)計(jì)中，為簡化計(jì)算，也可按下式近似確定梁截面慣性矩I：0II （3）梁、柱截面慣性矩第53頁/共169頁 （3）梁、柱截面慣性矩0III0-按矩形截面計(jì)算的梁截面慣性矩-樓面梁剛度增大系數(shù)樓板類型樓板類型邊框架梁邊框架梁中框架梁中框架梁現(xiàn)澆樓板現(xiàn)澆樓板I=1.5I0I=2.0I0裝配整體式樓板裝配整體式樓板I=1.2I0I=1.5I0裝配式樓板裝配式樓板I=I0I=I0第54頁/共169頁4框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖（1）計(jì)算單元 縱向框架橫向框架滿足結(jié)構(gòu)均勻、荷載均勻，可用平面框架代替空間框架。對(duì)橫向和縱向分別取圖示計(jì)算單元作為分析的對(duì)象。第55頁

17、/共169頁橫向單位框架應(yīng)在中間取一單元即可。（有代表性）縱向平面框架應(yīng)視受力情況不同，分別取幾個(gè)單元。第56頁/共169頁框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖（2）計(jì)算簡圖 第57頁/共169頁桿件軸線 框架桿件用其軸線表示，桿件之間的連接用節(jié)點(diǎn)表示，桿件長度用節(jié)點(diǎn)之間的距離表示?？蚣苤S線之間的距離即為框架梁的計(jì)算跨度?？蚣芙Y(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖第58頁/共169頁框架柱的計(jì)算高度應(yīng)為各橫梁形心軸線間的距離，當(dāng)各層梁截面尺寸相同時(shí)，除底層外，柱的計(jì)算高度即為各層層高。對(duì)于底層柱的下端，一般取至基礎(chǔ)頂面。當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的地下室；且地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍時(shí)，可取至地下室結(jié)構(gòu)的頂板處

18、。第59頁/共169頁 屋面橫梁或折線形橫梁，當(dāng)其坡度i1/8時(shí)，可簡化為水平橫梁計(jì)算。 對(duì)于不等跨度的框架，當(dāng)各跨跨度相差不超過10%時(shí)，可簡化為等跨框架，計(jì)算跨度取原框架各跨跨度的平均值。 當(dāng)梁的端部有加腋時(shí)，若加腋端截面高度與跨中高度之比小于1.6，可不考慮加腋的影響，按等截面梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。第60頁/共169頁 在實(shí)際工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度變化。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)的相同。當(dāng)上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時(shí)，一般采取近似方法，即將頂層柱的形心線作為整個(gè)柱子的軸線（變截面柱，取較小部分截面形心），但應(yīng)

19、注意：計(jì)算出的內(nèi)力是計(jì)算簡圖軸線上的內(nèi)力，在截面設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)將算得的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為截面形心處的內(nèi)力。另外，尚應(yīng)考慮上、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。第61頁/共169頁變截面柱框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖第62頁/共169頁對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因梁和柱的縱向受力鋼筋穿過節(jié)點(diǎn)，整體性強(qiáng)，且有較大抗轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，故簡化為剛接節(jié)點(diǎn)。裝配式框架結(jié)構(gòu)在梁底和柱的某些部位焊接連接，抗轉(zhuǎn)動(dòng)剛度小，故簡化為鉸接或半鉸接。裝配整體式框架，梁（柱）中的鋼筋在節(jié)點(diǎn)處或?yàn)楹附踊驗(yàn)榇罱樱F(xiàn)場澆筑節(jié)點(diǎn)部分砼，故也可認(rèn)為剛接。柱與基礎(chǔ)連接，故柱為現(xiàn)澆的一般認(rèn)為剛接，柱為預(yù)制的，則應(yīng)視其與基礎(chǔ)之間構(gòu)造措施決

20、定是剛接還是鉸支座。節(jié)點(diǎn)的簡化第63頁/共169頁節(jié)點(diǎn)的簡化剛性節(jié)點(diǎn)鉸接點(diǎn)半鉸接點(diǎn)裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)框架柱與基礎(chǔ)的連接第64頁/共169頁豎向荷載自重樓面活荷載水平荷載風(fēng)荷載地震作用樓面荷載對(duì)于單向板則僅短跨方向的梁承受均布荷載；荷載對(duì)于雙向板，短跨方向梁承受三角形分布荷載，長跨方向梁承受梯形分布荷載；第65頁/共169頁多層住宅樓、辦公樓、旅館等的樓面活荷載不可能同時(shí)布滿所有樓面， 應(yīng)考慮樓面活載折減。對(duì)于樓面梁，其負(fù)荷面積大于25m2時(shí)，折減系數(shù)為0.9。對(duì)于墻、柱、基礎(chǔ)，則需根據(jù)計(jì)算截面以上樓層數(shù)的多少取不同的折減系數(shù)。第66頁/共169頁如果存在次梁，框架梁承受次梁傳來的集中荷載。水平

21、荷載簡化為節(jié)點(diǎn)荷載第67頁/共169頁3.2 豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法精確計(jì)算方法：“力矩分配法”簡化計(jì)算方法：“分層法”, “彎矩二次分配法”, “迭代法”及“系數(shù)法”。 電算：按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法編程計(jì)算。手算：第68頁/共169頁1分層法忽略框架在豎向荷載作用下的側(cè)移（主要變形為節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)變形）；每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及與其相連的上、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)。 （1）計(jì)算假定：ijklmnMiMj1/21/2MikMjlMljMki 上述假定中所指的內(nèi)力不包括柱軸力，因?yàn)槟硨恿荷系暮奢d對(duì)下部各層柱的軸力均有較大影響，不能忽略。第69頁/共169頁分析

22、模型： 分層為獨(dú)立子結(jié)構(gòu)，用力矩分配法計(jì)算各子結(jié)構(gòu)中的彎矩分布；柱中內(nèi)力最后疊加。適用于節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度比 ，結(jié)構(gòu)與荷載沿高度分布比較均勻的多層框架。/3bcii 第70頁/共169頁 將多層框架沿高度分成若干單層無側(cè)移的敞口框架，每個(gè)敞口框架包括本層梁和與之相連的上、下層柱。梁上作用的荷載、各層柱高及梁跨度均與原結(jié)構(gòu)相同。（2）計(jì)算要點(diǎn)及步驟第71頁/共169頁 除底層柱的下端外，其他各柱的柱端應(yīng)為彈性約束。為便于計(jì)算，均將其處理為固定端。這樣將使柱的彎曲變形有所減小，為消除這種影響，可把除底層柱以外的其他各層柱的線剛度乘以修正系數(shù)0.9。 用彎矩分配法計(jì)算各開口框架的內(nèi)力（對(duì)于現(xiàn)澆混凝土框架

23、，計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮混凝土翼緣有效寬度的影響），底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取 1/2，其他各層柱的傳遞系數(shù)改用 1/3。0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i第72頁/共169頁 求得各個(gè)樓層單元的內(nèi)力后，將同時(shí)屬于上、下兩層的柱的彎矩值進(jìn)行疊加作為原框架結(jié)構(gòu)中的柱內(nèi)力。而梁只屬于一個(gè)樓層，分層計(jì)算的內(nèi)力即為原框架結(jié)構(gòu)中相應(yīng)梁的內(nèi)力。內(nèi)力疊加后對(duì)于不平衡彎矩較大的節(jié)點(diǎn)，可再作一次分配，但不傳遞。第73頁/共169頁在桿端彎矩求出后，可用靜力平衡條件計(jì)算梁端剪力及梁跨中彎矩。lMbrMblVblVbrqlMMqlVlbrbrb2lMMqlVlbrblb2第74

24、頁/共169頁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。（假定梁與柱鉸接，于是柱軸力等于簡支梁的支座反力）第75頁/共169頁M圖N圖V圖（3）豎向荷載作用下內(nèi)力特點(diǎn)M圖框架梁：呈拋物線形分布，跨中截面+Mmax， 支座截面- Mmax框架柱：呈線性分布，柱上下端M最大V圖框架梁：呈線性變化，端部支座截面Vmax框架柱：沿層高呈均勻分布N圖框架柱：截面產(chǎn)生軸向壓力，“”表示受壓第76頁/共169頁例3.1 下圖為兩層兩跨框架，各層橫梁上作用均布線荷載。圖中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值表示桿件的相對(duì)線剛度值；梁跨度值與柱高度值均以mm為單位。試用分層法計(jì)算各桿件的彎矩

25、。解：首先將原框架分解為兩個(gè)敞口框架，如圖（b）所示。第77頁/共169頁彎矩分配圖（a圖）彎矩分配圖（b圖）第78頁/共169頁（a圖）（b圖）框架彎矩圖分層法計(jì)算所得的梁端彎矩誤差較小，柱端彎矩誤差較大。第79頁/共169頁第80頁/共169頁第81頁/共169頁具體計(jì)算步驟： 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）。2彎矩二次分配法 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。 第82頁/共169頁 將所有桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端

26、傳遞（對(duì)于剛接框架，傳遞系數(shù)均取1/2）。 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)彎矩分配和傳遞過程即告結(jié)束。 將各桿端的固端彎矩（fixed-end moment）、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，即得各桿端彎矩。2彎矩二次分配法第83頁/共169頁2彎矩二次分配法解：1、因框架結(jié)構(gòu)和作用荷載均對(duì)稱，僅取半跨進(jìn)行分析，這時(shí)中跨梁的相對(duì)線剛度應(yīng)乘以修正系數(shù)2，根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)。2、計(jì)算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩，并將各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配。 例3.2(P188) :某三跨五層鋼筋混凝土框架，各層框架梁所受豎向荷

27、載設(shè)計(jì)值（恒載）如圖3.11所示，各桿件相對(duì)剛度示于圖中，試用二次彎矩分配法計(jì)算各桿件的彎矩。第84頁/共169頁第85頁/共169頁第86頁/共169頁2彎矩二次分配法3、將所有桿端的分配彎矩向遠(yuǎn)端傳遞，傳遞系數(shù)均取l2。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)行第二次分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。5、將各桿端的固端彎矩，分配彎矩和傳遞彎矩相加，即得各桿端彎矩。二次彎矩分配法計(jì)算過程見圖3.12，最終框架彎矩圖見圖3.13。 第87頁/共169頁 此法是美國統(tǒng)一建筑規(guī)范（Uniform Building Code）中介紹的方法，在國際上被廣泛采用。3系數(shù)法 系數(shù)法是一種更簡單的方法，只要

28、給出荷載、框架梁的計(jì)算跨度和支承情況，就可很方便地計(jì)算出框架梁、柱各控制截面內(nèi)力。應(yīng)用條件：兩個(gè)相鄰跨的跨長相差不超過短跨跨長的20%；活載與恒載之比不大于3；荷載均勻布置；框架梁截面為矩形。參考書：沈蒲生，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高等教育出版社第88頁/共169頁 同一樓層內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)具有相同的側(cè)向位移，即同一層內(nèi)的柱均具有相同的層間相對(duì)位移?？蚣苤兴辛?、柱的彎矩圖都是直線，且通常都有一個(gè)反彎點(diǎn)。反彎點(diǎn)處的彎矩為零，剪力不為零。 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，常用的近似算法有反彎點(diǎn)法、D值法和迭代法等。3.3 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算1反彎點(diǎn)法第89頁/共

29、169頁如果能夠確定各柱所承受的剪力以及反彎點(diǎn)的位置，則可以很方便地求得各柱的柱端彎矩，進(jìn)而根據(jù)節(jié)點(diǎn)的靜力平衡條件求得梁端彎矩以及框架結(jié)構(gòu)的所有內(nèi)力。 因此，反彎點(diǎn)法求水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的關(guān)鍵是確定各柱的剪力分配和以及柱的反彎點(diǎn)高度。第90頁/共169頁ABABhuAB假定：剪力分配時(shí)假定框架梁的線剛度相對(duì)框架柱的線剛度為無限大，各柱的上下端均不產(chǎn)生轉(zhuǎn)角。（1）簡化分析模型 確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，假定除底層以外的其余各層柱，受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相同MABMBA反彎點(diǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)角位移方程：huiMhuiMABBAABAB66桿件中點(diǎn)的彎矩為零，稱為反彎點(diǎn)。第91頁/共169頁 對(duì)于底層柱，

30、由于下端與基礎(chǔ)固接，轉(zhuǎn)角為零，而柱上端實(shí)際為彈性約束，轉(zhuǎn)角不為零，反彎點(diǎn)位置向上偏移。在工程設(shè)計(jì)中，底層柱的反彎點(diǎn)取為距基礎(chǔ)頂面2/3柱高處；其余各層柱的反彎點(diǎn)取為柱高的中點(diǎn)。忽略梁的軸向變形，同一樓層各節(jié)點(diǎn)水的平位移相等。當(dāng)梁的線剛度ib比柱的線剛度ic大得多時(shí)(ib/ic3或 )，上述假設(shè)與實(shí)際情況符合較好。/5bcii 第92頁/共169頁FnFjVj1VjkVjmFnFjF1Vj1VjkVjm1 jujkujmu將框架在某一層的反彎點(diǎn)切開。根據(jù)幾何條件（忽略梁軸向變形）12jjjkjmuuuu 求柱剪力mkjknjiiVF1根據(jù)平衡條件，有（2）計(jì)算方法第93頁/共169頁當(dāng)桿件兩端發(fā)

31、生單位側(cè)移時(shí)，桿件內(nèi)的剪力稱為抗側(cè)剛度，用 表示。如果桿件兩端沒有轉(zhuǎn)角，桿件內(nèi)的剪力為：d212ABBAcABMMiVhh 抗側(cè)剛度d為： 212cidhjku對(duì)于j層第k柱，其側(cè)移為 ，相應(yīng)的剪力可表示為jkjkjkVdu（物理?xiàng)l件）第94頁/共169頁FjjkFjmljljkFjmljljkjkVViiVDDV11根據(jù)平衡條件、幾何條件和物理?xiàng)l件，可求得jk為j層k柱的剪力分配系數(shù)；njiiFjFV為水平荷載在j層產(chǎn)生的層間剪力第95頁/共169頁 逐層取脫離體，利用上式求得各柱剪力后，根據(jù)各層反彎點(diǎn)位置，可以求出柱上、下端的彎矩。323111111hVMhVMkbkcktkc底層柱：Vj

32、1VjkVjmVj1hj/2Vj1hj/2Vjkhj/2Vjkhj/2Vjmhj/2Vjmhj/22jjkbcjktcjkhVMM其余層柱：求柱端彎矩第96頁/共169頁McuMcdMbrMbl()()lludbbcclrbbrrudbbcclrbbiMMMiiiMMMii求梁端彎矩lrudbbccMMMMrblbrblbiiMM4:4:lVbMbrMblVb求梁端剪力lMMVrblbbVlbnVrbnNnkNnkNn-1,kVlb,n-1Vrb,n-1求柱軸力從上到下利用節(jié)點(diǎn)豎向力平衡條件。第97頁/共169頁在各層反彎點(diǎn)處切開柱反彎點(diǎn)處的剪力剪力分配柱端彎矩)323(2jjjjkhhhV、

33、梁端彎矩利用節(jié)點(diǎn)力矩平衡條件梁端剪力lMMVrblbb柱軸力節(jié)點(diǎn)豎向力平衡條件（3）計(jì)算步驟第98頁/共169頁2改進(jìn)的反彎點(diǎn)法-D值法反彎點(diǎn)法假設(shè)：梁柱的線剛度之比為無窮大；柱的上下端約束條件完全相同. 當(dāng)框架的高度較大、層數(shù)較多時(shí)，柱子的截面尺寸一般較大，這時(shí)柱的線剛度通常與梁的線剛度比較接近，梁、柱的線剛度之比往往要小于3，反彎點(diǎn)法不再適用。同時(shí)，建筑中的層高、梁柱線剛度比、各層框架梁的線剛度比值等條件也會(huì)發(fā)生改變，并導(dǎo)致框架柱兩端的轉(zhuǎn)角也發(fā)生變化，從而使反彎點(diǎn)的位置向柱端轉(zhuǎn)角較大的一端偏移。各柱的反彎點(diǎn)位置是一個(gè)定值，抗側(cè)剛度只與柱本身有關(guān)。第99頁/共169頁2改進(jìn)的反彎點(diǎn)法-D值法

34、 1963年，日本的武騰清在分析了多層框架結(jié)構(gòu)的受力特征及其影響因素的基礎(chǔ)上，對(duì)反彎點(diǎn)法中框架柱的側(cè)移剛度d和反彎點(diǎn)高度yh的計(jì)算方法進(jìn)行了修正。修正后的柱側(cè)移剛度不僅與柱本身的線剛度和層高有關(guān)，同時(shí)也受上下框架梁線剛度的影響。柱的反彎點(diǎn)高度也不取為固定值，而隨框架柱的位置、上下層高比值以及上下框架梁線剛度比值等條件的不同而發(fā)生變化。 修正后框架柱的側(cè)移剛度用D表示，因此又稱為“D值法”。第100頁/共169頁ABABBAMMVh 11426426ABcicicBAcicicMiiihMiiih可見反彎點(diǎn)位置與 有關(guān)；同樣，柱的抗側(cè)剛度也與 有關(guān)。1ii、1ii、VD 2改進(jìn)的反彎點(diǎn)法-D值法

35、第101頁/共169頁BACDEFGHicicici1i2i3i4h假定：柱AB兩端節(jié)點(diǎn)及上下、左右相鄰節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角全等于 ；柱AB及與其上下相鄰柱的弦轉(zhuǎn)角均為 ；h柱AB及與其上下相鄰柱的線剛度均為 。ciABCDEFGHhj(1)修正側(cè)向剛度2改進(jìn)的反彎點(diǎn)法-D值法第102頁/共169頁4266()6()6()6()MiiiiABcccchMiBAcMiACcMiBDc 432111666624iMiMiMiiiMAGAEBHBFABCDEFGHhj0AM0AEABAGACMMMM346 (2 )120cciiii0BM0BFBABHBDMMMM126 (2 )120cciiii第103頁/

36、共169頁42421234iciiiiiKc12342iiiiKic式中：梁柱線剛度比柱AB剪力：12()iMMcABBAVABhh 1212122()222iiiKcccVABhhhKKh346 (2 )120cciiii126 (2 )120cciiii第104頁/共169頁122iVcABDh柱AB側(cè)向剛度：2KK 式中反映了梁柱線剛度比對(duì)柱抗側(cè)剛度的影響，稱為柱剛度修正系數(shù)。當(dāng)梁的剛度越大，即對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束能力越強(qiáng)時(shí)，節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角越小，越接近1。當(dāng)1時(shí)，D值與反彎點(diǎn)法中的抗側(cè)移剛度相等。第105頁/共169頁底層柱D值計(jì)算圖式下端為鉸接時(shí)：KK215 . 0c第106頁/共169頁沈德

37、植.多高層框架中柱側(cè)向剛度的計(jì)算J.蘇州城建環(huán)保學(xué)院學(xué)報(bào),2000,3. 第107頁/共169頁柱高不等及有夾層的柱 不等高柱夾層柱第108頁/共169頁 有了D值以后，與反彎點(diǎn)法類似，假定同一樓層各柱的側(cè)移相等，可得各柱的剪力。已知柱的剪力，要求柱的彎矩，還需知道柱的反彎點(diǎn)位置？第109頁/共169頁影響柱反彎點(diǎn)高度的主要因素是柱上下端的約束條件。(2)修正反彎點(diǎn)高度 當(dāng)兩端固定或兩端轉(zhuǎn)角完全相等時(shí)，j-1j，因而Mj-1Mj，反彎點(diǎn)在中點(diǎn)。第110頁/共169頁 兩端約束剛度不相同時(shí)，兩端轉(zhuǎn)角也不相等，j-1j，反彎點(diǎn)移向轉(zhuǎn)角較大的一端，也就是移向約束剛度較小的一端。 當(dāng)一端為鉸結(jié)時(shí)（支承

38、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度為0），彎矩為0，即反彎點(diǎn)與該端重合。(2)修正反彎點(diǎn)高度第111頁/共169頁結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該層所在位置；梁柱線剛度比；荷載形式；上層與下層梁剛度比；上下層層高變化。影響柱兩端約束剛度的主要因素:在D值法中，通過力學(xué)分析求得標(biāo)準(zhǔn)情況下的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0（即反彎點(diǎn)到柱下端距離與柱全高的比值），再根據(jù)上、下梁線剛度比值及上、下層層高變化，對(duì)y0進(jìn)行調(diào)整。 第112頁/共169頁作如下假定：同層各節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角相等橫梁中點(diǎn)無豎向位移。標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)位置簡化求解第113頁/共169頁 梁柱線剛度比及層數(shù)、層次對(duì)反彎點(diǎn)高度的影響ichicicicichhhhy0hi2i2i2i2i2假定梁的線剛度、

39、柱的線剛度和層高沿框架高度不變，按圖示計(jì)算簡圖可求出各層柱的反彎點(diǎn)高度 ，稱為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度。 hy0ichicicicichhhhi2i2i2i4i4( y0 + y1)h 上下層橫梁線剛度比對(duì)反彎點(diǎn)的影響當(dāng)某層柱的上下橫梁剛度不同時(shí)，反彎點(diǎn)不同于標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)，修正值用 表示。hy1y0查教材P197 P200表3.4和表3.5y1的計(jì)算可由表3.6查取。第114頁/共169頁 對(duì)底層框架柱，不考慮修正值y1。 第115頁/共169頁ici2hi2i2i2icicicichh2hi22h(y0+y2)hici2hi2i2i2icicicic3hhhi23h(y0+y3)h層高變化對(duì)反彎點(diǎn)高度的

40、影響上層層高變化，反彎點(diǎn)高度的變化值用 表示；下層層高變化，反彎點(diǎn)高度的變化值用 表示。hy3hy2y2，y3的計(jì)算可由P201表3.7查取。令上層層高和本層層高之比h上h2。當(dāng) 21.0時(shí)， y2為正值，反彎點(diǎn)向上移動(dòng)；當(dāng)21.0時(shí)，則y3為負(fù)值，反彎點(diǎn)向下移動(dòng)；若3 1.0，所以y3為負(fù)值，查表y3=0第119頁/共169頁（5）計(jì)算梁端彎矩，再由梁端彎矩計(jì)算梁端剪力，最后由梁端剪力計(jì)算柱軸力。計(jì)算過程及結(jié)果見表 5.4.4第120頁/共169頁 框架結(jié)構(gòu)水平荷載下的側(cè)移由兩部分組成：梁柱彎曲變形引起的側(cè)移（總體剪切變形）和柱軸向變形引起的側(cè)移（總體彎曲變形）。3 水平荷載下的側(cè)移計(jì)算及限

41、值NNVj1Vj2Vj3Vj4VjM1mnjjkikijVVFHFi1FFnBMNB第121頁/共169頁u1uj第122頁/共169頁uN第123頁/共169頁（1）梁柱彎曲變形引起的側(cè)移（剪切型變形）1nnMjjuu頂點(diǎn)側(cè)移：層間側(cè)移：框架結(jié)構(gòu)VjujMDj1mDDjkjk1jjMiiuuj層側(cè)移：第124頁/共169頁（2）柱軸向變形引起的側(cè)移(彎曲型變形）水平荷載作用下，外側(cè)柱子的軸力大，內(nèi)側(cè)柱子的軸力小。為了簡化，忽略內(nèi)柱的軸力。( )M zNB 近似取外側(cè)柱軸力為：BzH)(yqM(z)水平荷載在 z 高度處產(chǎn)生的傾覆力矩；B 外柱軸線間的距離；H 結(jié)構(gòu)總高度。第125頁/共169

42、頁（2）柱軸向變形引起的側(cè)移(彎曲型變形）BzH)(yq1BzH)(yq1BH-z)(yqNN結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移unN為：0HnNNNudzEAN單位水平力作用于框架 頂端時(shí)在邊柱引起的軸力；N外荷載作用時(shí)在邊柱引起 的軸力，是Z的函數(shù)；在高度z處1 ()( )()HzNBq y dy y zHNzB第126頁/共169頁320(23310243110230V HEABV HunNEABV HEAB 頂點(diǎn)集中荷載）（均勻分布荷載）（倒三角分布荷載）是水平外荷載在框架底面產(chǎn)生的總剪力。0V化簡得(00.5maxFVqHqH 頂點(diǎn)集中荷載）（均勻分布荷載）（倒三角分布荷載）第127頁/共169頁 當(dāng)柱截

43、面面積沿高度變化時(shí)。假定邊柱截面沿高度呈直線變化，令 nA頂/A底 A(z)1(1n)zHA底A頂及A底分別為頂層柱及底層柱截面面積。1()( )021 (1) /Hz M zHudznNn z HEB A 底M(z)與外荷載有關(guān)302V HuFnNEB An底V0基底剪力,可根據(jù)荷載計(jì)算。 Fn系數(shù)。與荷載形式及n有關(guān)。第128頁/共169頁Fn可直接圖查出，圖中變量為Fn及Hj/H第129頁/共169頁1jNjNjNuuu第j層由軸向變形產(chǎn)生的層間側(cè)移為：第j層總層間側(cè)移為：jjMjNuuu 參考：王祖華，,華南理工大學(xué)出版社，2008年第1版。第j層總側(cè)移為：jjMjNuuu第130頁/

44、共169頁 對(duì)于高度不大于50m鋼筋混凝土框架辦公樓，柱軸向變形引起的頂點(diǎn)位移約占框架梁柱彎曲變形引起的頂點(diǎn)側(cè)移的5%11%。 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定：對(duì)于高度大于50m或高寬比H/B4的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，宜考慮柱軸向變形的影響。302V HuFnNnEB A底第131頁/共169頁 框架結(jié)構(gòu)除了要保證梁的撓度不超過規(guī)定值外，尚應(yīng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。要求分別滿足：（3）側(cè)移的限值u/h表示層間位移角限值，對(duì)框架結(jié)構(gòu)取1/550。 變形驗(yàn)算屬正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，所以計(jì)算u時(shí)，各作用分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)采用1.0，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛度可采用彈性剛度。另外，樓層層間最大位移u以樓層最大的水

45、平位移差計(jì)算，不扣除整體彎曲變形。/ u hu h HuHu第132頁/共169頁如圖鋼筋混凝土框架，其彈性模量為E =2 8 1 0 6 k N /m2， 各梁的慣性矩均為I b =24.310 -3 m4，各柱的慣性矩均為Ic =2.110-3 m4，求該結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)側(cè)移。 注：圖中尺寸單位為mm 練習(xí)題：第133頁/共169頁 結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析一般不考慮變形對(duì)幾何尺寸的影響。 對(duì)于圖示框架，水平荷載下的側(cè)移將使豎向荷載P產(chǎn)生附加內(nèi)力和變形，這種現(xiàn)象稱為 效應(yīng)。PPP4 框架結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng) 在水平力作用下，當(dāng)高層框架結(jié)構(gòu)滿足下式時(shí)，可不考慮重力二階效應(yīng)的不利影響。Di 第i樓層的側(cè)移剛度；

46、n結(jié)構(gòu)計(jì)算總層數(shù)Gj第j樓層重力荷載設(shè)計(jì)值；hi第i樓層層高20/nijij iDGh第134頁/共169頁4 框架結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng) 高層建筑結(jié)構(gòu)重力二階效應(yīng)，可采用對(duì)未考慮重力二階效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果乘以增大系數(shù)的方法近似考慮。結(jié)構(gòu)構(gòu)件彎矩和剪力增大系數(shù)結(jié)構(gòu)位移增大系數(shù)高層框架的穩(wěn)定性應(yīng)滿足：10/nijij iDGh（i=1，2,n)第135頁/共169頁作業(yè)練習(xí)1用反彎點(diǎn)法和D值法計(jì)算的抗側(cè)剛度d和D值物理意義是什么？有什么區(qū)別？2影響水平荷載下柱反彎點(diǎn)位置的主要因素是什么？3請(qǐng)歸納一下D值法與反彎點(diǎn)法都作了哪些假定？為什么說二者都是近似方法？D值法比反彎點(diǎn)法有哪些改進(jìn)？第136頁/共169

47、頁1荷載效應(yīng)組合（1）控制截面及最不利內(nèi)力框架梁控制截面有三個(gè)：左右端截面和跨中截面。在層高范圍內(nèi)，框架柱是等截面的，每個(gè)截面具有相同的抗力；框架柱的彎矩、軸力沿柱高為線性變化（層高范圍內(nèi)剪力相等），因而上、下端截面為控制截面?？蚣芰嚎刂平孛孀畈焕麅?nèi)力組合一般有以下幾種：梁端支座截面-Mmax、+ Mmax和Vmax梁跨中截面+ Mmax 、-Mmax第137頁/共169頁框架柱屬偏心受力構(gòu)件，其最不利內(nèi)力組合與單層排架柱相同，控制截面最不利內(nèi)力組合一般有以下幾種： |M|max及相應(yīng)的N和V； Nmax及相應(yīng)的M和V； Nmin及相應(yīng)的M和V； | Vmax |及相應(yīng)的N。 這四組內(nèi)力組合的

48、前三組用來計(jì)算柱正截面受壓承載力，以確定縱向受力鋼筋數(shù)量；第四組用以計(jì)算斜截面受剪承載力，以確定箍筋數(shù)量。必要時(shí)補(bǔ)充：|M|較大，但N較小或較大.第138頁/共169頁（2）活荷載的不利布置逐跨布置法 將活荷載逐層逐跨單獨(dú)作用在結(jié)構(gòu)上，分別計(jì)算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，然后組合出最不利內(nèi)力。 對(duì)于一個(gè)多層多跨框架，共有（跨數(shù)層數(shù)）種不同的活荷載布置方式。計(jì)算工作量很大。但求得這些內(nèi)力后，可求得任意截面上的最大內(nèi)力，適合于電算。最不利荷載位置法 對(duì)每一控制截面直接由影響線確定最不利荷載布置，然后進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。第139頁/共169頁ABC1 一般來說，對(duì)應(yīng)于一個(gè)控制截面的一種內(nèi)力，就有一種最不利荷載布置，

49、計(jì)算工作量相當(dāng)之大，手算難以完成。 對(duì)于各跨各層梁柱線剛度不一致的多層多跨結(jié)構(gòu)，要準(zhǔn)確地做出其影響線是十分困難的。第140頁/共169頁分層組合法 當(dāng)豎向活荷載作用下的內(nèi)力采用分層法計(jì)算時(shí),對(duì)于梁端彎矩只需考慮本層活荷載的最不利布置;其布置方法與連續(xù)梁的活荷載最不利布置方法相同。 對(duì)于柱端彎矩只需考慮相鄰上下層的活荷載最不利布置; 對(duì)于柱最大軸力，只考慮在該層以上、與柱相鄰梁的活載布置。（僅考慮其軸力的傳遞而不考慮其彎矩的作用）第141頁/共169頁 得到的梁端負(fù)彎矩與最不利荷載位置法計(jì)算結(jié)果非常接近，而梁跨中彎矩有可能偏小。故乘以1.1-1.2的系數(shù)予以增大。 計(jì)算表明：對(duì)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不

50、超過5KN/的一般工業(yè)與民用多高層框架，滿布荷載法的計(jì)算精度可以滿足工程設(shè)計(jì)要求。滿布荷載法 第142頁/共169頁（3）荷載效應(yīng)組合（load effect combination） 11GGkQQ kSSS10.9nGGkQiQikiSSS1nGGkQiciQikiSSS 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定：由永久荷載效應(yīng)控制的組合：由可變荷載效應(yīng)控制的組合：取最不利值=G1.2（可變荷載效應(yīng)控制）1.35（永久荷載效應(yīng)控制）恒載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)：恒載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)：G=1.0（一般情況下）0.9（傾覆、滑移驗(yàn)算時(shí)）ci=0.7（屋面活荷載、雪載）0.6（風(fēng)荷載）0.9（積灰荷載）（ ）1 .41 .

51、3Q2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值4KN/m第143頁/共169頁 對(duì)于高層框架結(jié)構(gòu)，無地震作用效應(yīng)組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定： 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定： WQ,分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù)，當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)應(yīng)分別取0.7和0.0；當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)應(yīng)分別取1.0和0.6或0.7和1.0。 W風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4第144頁/共169頁設(shè)計(jì)內(nèi)力的修正第145頁/共169頁內(nèi)力分析得到的梁端彎矩、剪力是指軸線處的，設(shè)計(jì)時(shí)可取梁端柱邊的彎矩和剪力：2)(0bqgVV20bVMM均布荷載:0VV 集中荷載:bM0MV0V內(nèi)力計(jì)算得到的柱軸線處的梁端剪力

52、第146頁/共169頁（4）梁端彎矩調(diào)幅前面介紹的框架結(jié)構(gòu)分析采用的是彈性理論，并且假定梁柱節(jié)點(diǎn)是完全剛性的。實(shí)際上，當(dāng)梁端截面首先出現(xiàn)塑性時(shí)，將發(fā)生內(nèi)力重分布；另外，對(duì)于裝配式框架和裝配整體式框架，節(jié)點(diǎn)并非完全剛性。為了方便施工，可對(duì)豎向荷載下的梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅。第147頁/共169頁調(diào)幅系數(shù) 可?。含F(xiàn)澆框架0.8-0.9； 裝配整體式框架0.7-0.8。02ABCMMMM0AAMM0BBMM且調(diào)幅后滿足：調(diào)幅后跨中最大正彎矩按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩值第148頁/共169頁注意： 梁的剪力和柱的內(nèi)力不能進(jìn)行調(diào)幅； 彎矩調(diào)幅只對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行，彎矩調(diào)幅應(yīng)在內(nèi)力組合之前進(jìn)行; 框架梁端截

53、面負(fù)彎矩調(diào)幅后，梁跨中截面彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大; 截面設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡支梁計(jì)算的跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值的50%。第149頁/共169頁（1）框架梁2構(gòu)件設(shè)計(jì)進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算和斜截面受剪承載力計(jì)算。（2）框架柱進(jìn)行正截面受壓承載力計(jì)算和斜截面受剪承載力計(jì)算?，F(xiàn)澆樓蓋底層柱Hl0 . 10其余各層Hl25. 10裝配樓蓋底層柱段其余各層Hl5 . 10Hl25. 10一般剛接框架：柱的計(jì)算長度第150頁/共169頁Hll)(15. 01u0Hl)2 . 02(min0當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上時(shí) 取較小值ul柱的上端、下

54、端節(jié)點(diǎn)處各柱線剛度和與各梁的線剛度和之比、min比值 中的較小者ul第151頁/共169頁 是近年來美國、加拿大等國規(guī)范推薦的一種精度和效率較高的考慮二階效應(yīng)的方法，該方法是考慮了幾何非線性的桿系有限元法，算得的各桿件控制截面最不利內(nèi)力可直接用于截面設(shè)計(jì)，而不再需要通過偏心距增大系數(shù)來增大相應(yīng)截面的初始偏心距ei，但是在截面設(shè)計(jì)中仍要另外考慮附加偏心距ea。 宜在結(jié)構(gòu)分析中對(duì)構(gòu)件的彈性抗彎剛度EcI乘以下列折減系數(shù)：對(duì)梁，取0.4；對(duì)柱，取0.6。 考慮二階效應(yīng)的彈性分析方法第152頁/共169頁（3）疊合梁設(shè)計(jì)在預(yù)制砼構(gòu)件上再現(xiàn)澆一層砼形成共同工作的整體構(gòu)件。組成：預(yù)制部分和后澆迭合層。施工

55、方法：預(yù)制部分吊裝就位后澆迭合層。一階段受力疊合構(gòu)件預(yù)制部分設(shè)有支撐，待后澆層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才撤去。二階段受力疊合構(gòu)件預(yù)制部分不設(shè)支撐，因而在澆筑疊合層時(shí)就承受施工荷載，以后又和疊合層一起承受使用荷載。分類：當(dāng)h1/h0.4時(shí)，應(yīng)在施工階段設(shè)置可靠支撐。第153頁/共169頁受力特點(diǎn)bhh1h10h0bh0施工階段作用M1CB1cc1sc1M1c1s1MsscA1ssA1使用階段作用M22c2s2MssA202hCB2cc2sc2MsscA2A02haTaZ第154頁/共169頁)(2222scsscs 在分析開裂截面的應(yīng)力時(shí)通常略去受拉砼的作用。ABC區(qū)域盡管在M2作用下是拉應(yīng)變，但實(shí)際上是在抵消M1作用下的壓應(yīng)變，這一附加拉力不應(yīng)忽略，其值用 表示；aTstascssctaAhZTMhAZTM02220222ssAhM0222222MsscA202haTtZaT由于 的存在，第155頁/共169頁即疊合構(gòu)件的鋼筋應(yīng)力、撓度和裂縫寬度大于相同條件的整澆梁，這種現(xiàn)象稱鋼筋應(yīng)力超前；)()(2121scscss1s1sc2sc2ssM1M21MM 整澆梁疊合梁即疊合構(gòu)件壓區(qū)邊緣的砼應(yīng)變小于對(duì)應(yīng)的整澆