多層房屋框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（PPT71）

第十三章多多層房屋框框架結(jié)構(gòu)13.1多層框架的結(jié)結(jié)構(gòu)布置13.2桿件的尺寸和和框架計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖13.3荷載取值13.4豎向荷載作用用下的內(nèi)力近近似計(jì)算——分層法13.5水平荷載作用用下的內(nèi)力近近似計(jì)算——反彎點(diǎn)法和D值法13.6水平荷荷載作作用下下側(cè)移移的近近似計(jì)計(jì)算13.7框架的的荷載載組合合和內(nèi)內(nèi)力組組合13.8框架梁梁柱的的截面面配筋筋13.9現(xiàn)澆框框架的的一般般構(gòu)造造要求求13.10多層框框架柱柱基礎(chǔ)礎(chǔ)13.11設(shè)計(jì)例例題本章章內(nèi)內(nèi)容容多層與與高層層房屋屋之間間沒有有明確確的界界限，，我國(guó)國(guó)通常常將8層及８８層以下下的房房屋稱稱為多多層房房屋，，8層以上上的房房屋稱稱為高層房房屋。。鋼筋混混凝土土框架架結(jié)構(gòu)構(gòu)，是指指由鋼鋼筋混混凝土土橫梁梁、縱縱梁和和柱等構(gòu)件件所組組成的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。墻墻體不不承重重，內(nèi)內(nèi)、外外墻只只起分分隔和和圍護(hù)護(hù)作用，，見圖12.1。按施工工方法法的不不同，，框架架可分分為整體式式、裝裝配式式和裝配整整體式三種。。整體式式框架架也稱全現(xiàn)澆澆框架架，其優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是是整體體性好好，建建筑布布置靈活，，有利利于抗抗震，，但工工程量量大，，模板板耗費(fèi)費(fèi)多，，工期期長(zhǎng)。。裝配式式框架架的構(gòu)件件全部部為預(yù)預(yù)制，，在施施工現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)進(jìn)行吊吊裝和和連接。其其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是節(jié)節(jié)約模模板，，縮短短工期期，有有利于于施工工機(jī)械械化。。裝配整整體式式框架架是將預(yù)預(yù)制梁梁、柱柱和板板現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)安裝裝就位位后，，在構(gòu)構(gòu)件連接接處澆澆搗混混凝土土，使使之形形成整整體。。其優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是是，省省去了了預(yù)埋埋件，減減少了了用鋼鋼量，，整體體性比比裝配配式提提高，，但節(jié)節(jié)點(diǎn)施施工復(fù)復(fù)雜。。圖13.1框架結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖(a)平面圖圖；(b)ⅠⅠ-ⅠⅠ剖面圖圖13.1多層框框架結(jié)結(jié)構(gòu)布布置（1）結(jié)構(gòu)平平面布布置宜宜簡(jiǎn)單單、規(guī)規(guī)則和和對(duì)稱稱，傳傳力明明確。。（2）建筑平平面長(zhǎng)長(zhǎng)寬比比不宜宜過大大，L/B宜小于于6。（3）結(jié)構(gòu)的的豎向向布置置要做做到剛剛度均均勻而而連續(xù)續(xù)，避避免剛剛度突突變。。（4）建筑物物的高高寬比比不宜宜過大大，H/B不宜大大于5。（5）房屋的的總長(zhǎng)長(zhǎng)度宜宜控制制在最最大伸伸縮縫縫間距距以內(nèi)內(nèi)，否否則需需設(shè)伸伸縮縫縫或采采取其其它措措施，，以防防止溫溫度應(yīng)應(yīng)力對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造成成的危危害。。（6）在地基基可能能產(chǎn)生生不均均勻沉沉降的的部位位及有有抗震震設(shè)防防要求求的房房屋，，應(yīng)合合理設(shè)設(shè)置沉沉降縫縫和防防震縫縫。（7）構(gòu)件類類型、、尺寸寸的規(guī)規(guī)格盡盡量減減少，，以利利生產(chǎn)產(chǎn)的工工業(yè)化化。結(jié)構(gòu)布布置原原則一、豎豎向承承重結(jié)結(jié)構(gòu)的的組成成和布布置框架結(jié)結(jié)構(gòu)是由若若干個(gè)個(gè)平面面框架架通過過連系系梁的的連接接而形形成的空間間結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系。在這個(gè)個(gè)體系系中，，平面面框架架是基基本的的承重重結(jié)構(gòu)構(gòu)，按按其布布置方向的的不同同，框架體體系可可以分分為下下列三三種：：（1）橫橫向框框架承承重方方案一般般房屋屋常采采用在這種種布置置方案案中，，主要要承重重框架架沿房房屋的的橫向向布置置。沿房屋屋的縱縱向設(shè)設(shè)置板板和連連系梁梁，見圖12.2(a)。（2）縱縱向框框架承承重方方案在這種種布置置方案案中，，主要要承重重框架架沿房房屋的的縱向向布置置。沿房屋屋的橫橫向設(shè)設(shè)置板板和連連系梁梁，見圖12.2(b)。（3）縱縱橫向向框架架混合合承重重方案案在這種種布置置方案案中，，主要要承重重框架架沿房房屋的的縱、、橫向向布置，見圖12.2(c)?？蚣芙Y(jié)結(jié)構(gòu)方方案圖12.2框架體體系的的布置置(a)橫向布布置；；(b)縱向布布置；；(c)縱橫雙雙向布布置（1）工工業(yè)廠廠房一般采采用6m柱距，，跨度度則隨隨柱網(wǎng)網(wǎng)的布布置方方式不不同分分為內(nèi)內(nèi)廊式和和跨度度組合合式，，見圖12.3。廠房的的層高高一般般根據(jù)據(jù)車間間的工工藝設(shè)設(shè)備、、管道道布置置及通通風(fēng)采光等等因素素決定定。常常用的的底層層層高高有4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m和8.4m。（2）民民用建建筑民用用建建筑筑類類型型較較多多，，功功能能要要求求各各有有不不同同，，柱柱網(wǎng)網(wǎng)及及層層高高變變化也也較較大大，，尺尺度度一一般般較較工工業(yè)業(yè)廠廠房房為為小小。。柱柱網(wǎng)網(wǎng)和和層層高高通通常常按按300mm進(jìn)級(jí)級(jí)。。二柱柱網(wǎng)網(wǎng)尺尺寸寸及及層層高高圖12.3柱網(wǎng)網(wǎng)的的布布置置(a)內(nèi)廊廊式式；；(b)跨度度組組合合式式變形形縫縫分為為伸縮縮縫縫和沉降降縫縫，在在地地震震設(shè)設(shè)防防區(qū)區(qū)還還需需按按《建筑抗抗震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》的規(guī)規(guī)定定設(shè)設(shè)置置防防震震縫縫。。伸縮縮縫縫是為為了了避避免免溫溫度度應(yīng)應(yīng)力力和和混混凝凝土土收收縮縮應(yīng)應(yīng)力力使使房房屋屋產(chǎn)產(chǎn)生過過大大伸伸縮縮變變形形或或裂裂縫縫而而設(shè)設(shè)置置的的，，伸伸縮縮縫縫僅僅將將基基礎(chǔ)礎(chǔ)以以上上的的房房屋分分開開。。鋼鋼筋筋混混凝凝土土框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的伸伸縮縮縫縫最最大大間間距距如表表12.1。沉降降縫縫是為為了了避避免免地地基基不不均均勻勻沉沉降降在在房房屋屋構(gòu)構(gòu)件件中中產(chǎn)產(chǎn)生生裂裂縫而而設(shè)設(shè)置置的的，，沉沉降降縫縫必必須須將將房房屋屋連連同同基基礎(chǔ)礎(chǔ)一一起起分分開開。。在既既需需設(shè)設(shè)伸伸縮縮縫縫又又需需設(shè)設(shè)沉沉降降縫縫時(shí)時(shí)二二縫縫應(yīng)應(yīng)合合并并設(shè)設(shè)置置。。三、變變形縫縫的設(shè)置置表12.1鋼筋混凝凝土框架架結(jié)構(gòu)伸伸縮縫最最大間距距（m)環(huán)境條件框架類別室內(nèi)或土中露天裝配式7550現(xiàn)澆式5535在建筑物物的下列列部位宜宜設(shè)置沉沉降縫：：①土層層變化較較大處；②地地基基基礎(chǔ)處理理方法不不同處；；③房房屋在高高度、重重量、剛度有較較大變化化處；④④建筑筑平面的的轉(zhuǎn)折處處；⑤新新建部部分與原有建筑筑的交界界處。沉降縫由由于是從從基礎(chǔ)斷斷開，縫縫兩側(cè)相相鄰框架架的距離離可能較大，給給使用帶帶來不便便，此時(shí)時(shí)可利用用挑梁或或擱置預(yù)預(yù)制梁、、板的方法進(jìn)進(jìn)行建筑筑上的閉閉合處理理，見圖12.4?？p寬不不小于50mm。圖12.4沉降縫做做法(a)設(shè)挑梁（（板）；；(b)設(shè)預(yù)制板板（梁））13.2桿件的截截面尺寸寸和框架架結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖承受主要要豎向荷荷載的框框架主梁梁，其截截面形式式在全現(xiàn)現(xiàn)澆的整體式框框架中以以T形（見圖12.5(a)）為多；；在裝配配式框架架中可做成矩矩形、T形、梯形形和花籃籃形（見圖12.5(b)~(g)）等。不承受主主要豎向向荷載的的連系梁梁，其截截面形式式常用T形、Γ形、矩形形、⊥形形、L形等，見圖12.6。框架柱的的截面形形式一般般為矩形形或正方方形。（一）截截面面的形狀狀一、梁梁柱截截面的選選擇圖12.6框架連系系梁截面面形式圖12.5框架橫梁梁截面形形式1.框架梁梁截面尺尺寸可參參考受彎彎構(gòu)件來來初步確確定。梁梁高h(yuǎn)b一般可取(1/10~1/15)l0(l0為梁的計(jì)計(jì)算跨度度），梁梁凈跨與與截面高高度之比不宜小小于4。梁的寬寬度b=(1/2~1/3)h，一般不不宜小于于200mm。選擇梁截截面尺寸寸還應(yīng)符符合規(guī)定定的模數(shù)數(shù)要求。。2.框架柱柱截面的的寬度bc和高度hc一般取（（1/15~1/20)層高。為為了提高框架架抗水平平力的能能力，矩矩形截面面的hc/bc不宜大于于3，柱截面的高不不宜小于于400mm，寬不宜宜小于350mm。初步步估算方方法：（1）承受軸軸力為主主的框架架柱，按按軸心受受壓構(gòu)件件，將軸軸力乘以1.2~1.4的增大系系數(shù)。（2）風(fēng)荷載載較大時(shí)時(shí)近似設(shè)設(shè)，，然然后將M與1.2N一起作用，，按偏心心受壓構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算算。（二）截截面面尺寸的的初步選選擇為了簡(jiǎn)化化計(jì)算，，作如下下規(guī)定：：（1）在計(jì)算框框架的水水平位移移時(shí)，對(duì)對(duì)整個(gè)框框架的各各個(gè)構(gòu)件件引入一統(tǒng)統(tǒng)一的剛剛度折減減系數(shù)βc，以βcEcI作為該構(gòu)構(gòu)件的抗抗彎剛度。在在風(fēng)荷載載作用下下，對(duì)現(xiàn)現(xiàn)澆框架架，取βc=0.85；對(duì)裝配配式框架，取取βc=0.7~0.8。（2）對(duì)現(xiàn)澆樓樓面的整整體框架架，中部部框架梁梁I=2I0；邊框架梁I=1.5I0。其中I0為矩形截截面梁的的慣性矩矩（圖12.7(a))。（3）對(duì)做整澆澆層的裝裝配整體體式框架架，中部部框架梁梁I=1.5I0；邊框架架梁I=1.2I0（圖12.7(b))。（4）對(duì)裝配式式樓蓋，，梁的慣慣性矩可可按本身身的截面面計(jì)算，，I=I0（圖12.7(c)）。（三）梁梁截截面的慣慣性矩圖12.7框架結(jié)構(gòu)的剛剛度取值(a)現(xiàn)澆式；(b)裝配整體式；；(c)裝配式框架結(jié)構(gòu)是由橫向框架架和縱向框架架組成的空間間結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算算，通常忽略略它們之間的的空間聯(lián)系，，而將空間結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化化為橫向和縱縱向平面框架架計(jì)算，并取取出單獨(dú)的一一榀框架作為計(jì)算算單元，該單單元承受的荷荷載如圖12.8中陰影部分所示。在計(jì)算簡(jiǎn)圖中中，框架節(jié)點(diǎn)點(diǎn)多為剛接，，柱子下端在在基礎(chǔ)頂面，也按剛接接考慮。桿件件用軸線表示示，梁柱的連連接區(qū)用節(jié)點(diǎn)點(diǎn)表示。等截面軸軸線取截面形形心位置（圖12.9(a)），當(dāng)上下柱柱截面尺寸不同時(shí)時(shí)，則取上層層柱形心線作作為柱軸線（（圖12.9(b)）?？缍热≈S線間的距距離。計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖中的柱高高，對(duì)樓層取層高；；對(duì)底層柱，，預(yù)制樓板取取基礎(chǔ)頂面至至二層樓板底底面的高度，現(xiàn)澆澆樓板則取基基礎(chǔ)頂面與二二層樓板頂面面之間的高度度。當(dāng)各跨跨度不不等但相差不不超過10%時(shí)，可當(dāng)作具具有平靜跨度的等跨框架架。二、框架架結(jié)構(gòu)的計(jì)算算簡(jiǎn)圖圖12.8框架的計(jì)算單單元圖12.9框架柱軸線位位置多層結(jié)構(gòu)房屋屋一般受到豎向荷載和水平荷載的作用。豎向荷載包括恒荷載、樓層層使用活荷載載、雪荷載、、吊車荷載及及施工活荷載等。豎向荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。一、樓面活活荷載的折減減（一）設(shè)計(jì)墻墻、柱和基礎(chǔ)礎(chǔ)在設(shè)計(jì)住宅、、宿舍、旅館館、辦公樓等等多層建筑的的墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)，由由于樓面活荷荷載在所有各各層同時(shí)滿載載的可能性很很小，所以作用用于樓面上的的使用活荷載載應(yīng)乘以表12.2所規(guī)定的折減系數(shù)。13.3框架上的荷載載墻、柱、基礎(chǔ)計(jì)算截面以上的樓層數(shù)12~34~56~89~20＞20計(jì)算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)1.00(0.90)0.850.700.650.600.55表12.2樓面活荷載折折減系數(shù)（二）設(shè)計(jì)樓樓面梁時(shí)的折折減1.折減系數(shù)0.9對(duì)下列房屋屋，樓面梁梁的從屬面面積超過25m2時(shí)：住宅、、宿舍、旅館、、辦公樓、、醫(yī)院病房房、托兒所所、幼兒園園（荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2）。對(duì)教室、試試驗(yàn)室、食食堂、禮堂堂、劇場(chǎng)、、電影院等等多種房屋，樓面梁梁的從屬面面積超過50m2時(shí)，其樓面面荷載可乘乘以0.9的折減系數(shù)，，詳見《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》的規(guī)定。2.折減系數(shù)0.8或0.6對(duì)汽車通道道及停車庫庫的單向板板樓蓋次梁梁和槽形板板縱勒取0.8；對(duì)單向板板樓蓋主梁梁取0.6；對(duì)雙向板板樓蓋的梁梁取0.8。二、風(fēng)荷荷載與單層工業(yè)業(yè)廠房類似似，作用在在多層房屋屋外墻表面面的風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值wk可按下式計(jì)計(jì)算：wk=βzμsμzw013.4豎向荷載作作用下的內(nèi)內(nèi)力近似計(jì)計(jì)算－分層層法多層多跨框框結(jié)構(gòu)在豎豎向荷載作作用下，用用位移法或或力法等精精確方法計(jì)算算的結(jié)果表表明，框架架的側(cè)移是是極小的，，而且作用用在某層橫梁的影影響也很小小，為了簡(jiǎn)簡(jiǎn)化計(jì)算，，分層法假假定：（1）在豎向荷載載作用下，，框架的側(cè)側(cè)移可忽略略不計(jì)；（2）每層梁上的的荷載對(duì)其其它各層梁梁的影響可可忽略不計(jì)計(jì)。根據(jù)上述假假定，計(jì)算算時(shí)可將各各層梁及其其上、下柱柱作為獨(dú)立立的計(jì)算單元分層層進(jìn)行計(jì)算算（圖12.10)。分層計(jì)算算所得梁彎彎矩即為最后彎矩，，由于每一一層柱屬于于上、下兩兩層，所以以柱的彎矩矩為上、下兩層層計(jì)算彎矩矩相疊加。。一、分分層法的計(jì)計(jì)算假定圖12.10分層法的計(jì)計(jì)算單元二、計(jì)計(jì)算步驟（1）畫出結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖，，并標(biāo)明荷荷載及軸線線尺寸；（2）按規(guī)定計(jì)算算梁、柱的的線剛度和和相對(duì)線剛剛度，除底底層柱外，其其余各層柱柱的線剛度度遍乘0.9的折減系數(shù)數(shù)；（3）用彎矩分配配法自上而而下分層計(jì)計(jì)算各計(jì)算算單元的桿桿端彎矩；（4）疊加柱端彎彎矩，得出出最后桿端端彎矩。如如節(jié)點(diǎn)彎矩矩不平衡值較較大，可在在節(jié)點(diǎn)重新新分配一次次。（5）根據(jù)靜力平平衡條件繪繪出框架的的內(nèi)力圖。?！纠?3.1】】圖12.11所示一個(gè)兩兩層兩跨框框架，用分分層法作框框架的彎矩圖圖，括號(hào)內(nèi)內(nèi)數(shù)字表示示每根桿線線剛度的相相對(duì)值。【解】將第二層各各柱線剛度度遍乘0.9，分為兩層層計(jì)算，各各層計(jì)算單元如如圖12.12和圖12.13所示。用彎矩分配配法計(jì)算各各桿端的彎彎矩，其計(jì)計(jì)算過程見見圖12.14。最后將圖12.14中的各桿端端彎矩疊加加并繪彎矩矩圖如圖12.15所示。圖12.11例12.1計(jì)算算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖圖圖12.12例12.1二層層計(jì)計(jì)算算單單元元圖12.13例12.1底層層計(jì)計(jì)算算單單元元圖12.14圖12.15M圖（（單單位位：：kN··m)13.5水平平荷荷載載作作用用下下的的內(nèi)內(nèi)力力近近似似計(jì)計(jì)算算－－反反彎彎點(diǎn)點(diǎn)法法和和D值法法多層層多多跨跨框框架架所所受受水水平平荷荷載載主主要要是是風(fēng)風(fēng)荷荷載載及及水水平平地地震震作作用。。一一般般可可簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化為為作作用用在在框框架架節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)上上的的集集中中荷荷載載，，其其彎彎矩矩圖圖如圖12.16(a)所示示。它它的的特特點(diǎn)點(diǎn)是是，，各各桿桿的的彎彎矩矩圖圖都都是是直直線線形形，，每桿桿都都有有一一個(gè)個(gè)零零彎彎矩矩點(diǎn)點(diǎn)，，稱稱為為反彎彎點(diǎn)點(diǎn)?？蚩蚣芗茉谠谒狡胶珊奢d載作作用用下下的變變形形情情況況如圖圖12.16(b)所示示。為了了簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化計(jì)計(jì)算算，，作作如如下下假假定定：：（1）在進(jìn)進(jìn)行行各各柱柱間間的的剪剪力力分分配配時(shí)時(shí)，，假假定定梁梁與與柱柱的的線線剛剛度度之比為無窮大大，即各柱上上下兩端的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角為零；（2）在確定各柱的的反彎點(diǎn)位置置時(shí)，假定除除底層柱以外外的各層柱，受力力后上下兩端端將產(chǎn)生相同同的轉(zhuǎn)角。（3）梁端彎矩可由由節(jié)點(diǎn)平衡條條件求出。（一）基本本假定一、反彎點(diǎn)點(diǎn)法圖12.16水平荷載下的的框架彎矩圖圖和變形（二）反彎彎點(diǎn)高度反彎點(diǎn)高度為為反彎點(diǎn)至該該層柱下端的的距離。對(duì)于于上層各柱，根據(jù)假定定（2），各柱的上上下端轉(zhuǎn)角相相等，此時(shí)柱柱上下端彎矩也相等，，因而反彎點(diǎn)點(diǎn)在柱中央。。對(duì)于底層柱，，當(dāng)柱腳為固固定時(shí)，柱下下端轉(zhuǎn)角為零零，上端彎矩比下端彎矩矩小，反彎點(diǎn)點(diǎn)偏離中央而而向上移動(dòng)，，通常假定=2h/3。（三）側(cè)移移剛度D側(cè)移剛度d表示柱上下兩兩端有單位側(cè)側(cè)移時(shí)在柱中中產(chǎn)生的剪力。根據(jù)假定定（1），梁柱線剛剛度之比無窮窮大，則各柱柱端轉(zhuǎn)角為零，由結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)的兩端端無轉(zhuǎn)角但有有單位水平位位移時(shí)桿件的的桿端剪力方程，，柱的側(cè)移剛剛度d可寫成：,式中:————第i層某柱的線剛剛度。（四）同層各各柱的剪力設(shè)同層各柱剪剪力為V1、V2、…、Vj、…，根據(jù)層剪力力平衡，有V1+V2+…+Vj+…=∑F（本層以上））可得：于是有：（五）柱端及及梁端彎矩根據(jù)各柱分配配的剪力及反反彎點(diǎn)位置，，可確定柱端端彎矩。底層柱：上端端Mj上=Vj×hj/3；下端Mj下=Vj×2hj/3其它各層柱：：上下端Mj上=Mj下=Vj×hj/2柱端彎矩確定定以后，根據(jù)據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條條件可確定梁梁的彎矩。對(duì)于邊柱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（圖12.17(a)），有Mb=Mc1+Mc2對(duì)于中柱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（圖12.17(b))，有Mb1=ib1/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2）Mb2=ib2/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2)圖12.17節(jié)點(diǎn)桿端彎矩矩【例13.2】用反彎點(diǎn)法求求圖12.18所示框架的彎彎矩圖。圖中中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各各桿的相對(duì)線線剛度?！窘狻浚?）計(jì)算柱的的剪力當(dāng)同層各柱h相等時(shí)，各柱柱剪力可直接接按其線剛度度分配。第3層（符號(hào)說明：：剪力、彎矩均均以順時(shí)針方向?yàn)闉檎芇=10kNVAD=1.5×10/（1.5+2+1）=3.33kNVBE=4.45kNVCF=2.22kN第2層：第第1層：∑P=10+19=29kN∑∑P=10+19+22=51kNVDG=9.67kNVGJ=17kNVEH=12.89kNVHK=20.4kNVFI=6.44kNVIL=13.6kN圖12.18(2)計(jì)算柱端彎矩矩第3層第第2層MAD=MDA=6.66kN·mMDG=MGD=24.18kN··mMBE=MEB=8.9kN··mMEH=MHE=32.23kN··mMCF=MFC=4.44kN·mMFI=MIF=16.1kN·m第1層MGJ=34kN·mMJG=68kN·mMHK=40.8kN·mMKH=81.6kN·mMIL=27.2kN··mMLI=54.4kN·m(3)根據(jù)節(jié)節(jié)點(diǎn)平平衡條條件算算出梁梁端彎彎矩第3層第第2層MAB=MAD=6.66kN·mMDE=30.84kN·mMBA=3.42kN·mMED=15.82kN··mMBC=5.48kN·mMEF=25.31kN··mMCB=MCF=4.44kN·mMFE=20.54kN··m第1層MGH=58.18kN··mMHG=28.09kN··mMHI=44.94kN·mMIH=MIF+MIL=16.1+27.2=43.3kN·m根據(jù)以以上結(jié)結(jié)果，，畫出出M圖如圖12.19所示。圖12.19M圖（單單位：：kN··m)二、D值法反彎點(diǎn)點(diǎn)法是是梁柱柱線剛剛度比比大于于3時(shí)，假假定節(jié)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角為為零的的一種近近似計(jì)計(jì)算方方法。。提出了了修正正框架架柱的的側(cè)移移剛度度和調(diào)調(diào)整反反彎點(diǎn)點(diǎn)高度度的方方法，，稱為““改進(jìn)反反彎點(diǎn)點(diǎn)法”或“D值法”（D值法的名稱稱是由于修修正后的柱側(cè)移剛度度用D表示）。D值法計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)便，精度度又比反彎彎點(diǎn)法高。（一）修正后柱側(cè)側(cè)移剛度D如圖12.20所示，從框架中中任取一柱柱AB，根據(jù)轉(zhuǎn)角角位移方程，柱兩端端剪力為：：考慮到上下下梁線剛度度及柱端約約束條件的的影響，修修正后的柱柱側(cè)移剛度D值計(jì)算公式式為表12.3給出了各種種情況下的的α值計(jì)算公式式，可直接接選用。表13.3αα值計(jì)算公式式求得α值后，代入入式（12.12)即可求得柱柱的側(cè)移剛剛度，同層各各柱的剪力力可按下式式求得：（二）柱柱的反彎彎點(diǎn)高度當(dāng)橫梁線剛剛度與柱的的線剛度之之比不很大大時(shí)，柱的的兩端轉(zhuǎn)角角相差較大，，尤其是最最上層和最最下幾層，，其反彎點(diǎn)點(diǎn)并不在柱柱的中央，它取決決于柱上下下兩端轉(zhuǎn)角角：當(dāng)上端端轉(zhuǎn)角大于于下端轉(zhuǎn)角角時(shí)，反彎點(diǎn)移向向柱上端；；反之，則則移向柱下下端。各層柱反彎彎點(diǎn)高度可可統(tǒng)一按下下式計(jì)算：：（1）標(biāo)準(zhǔn)反反彎點(diǎn)高度度比γ0標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)點(diǎn)高度比γ0主要考慮梁梁柱線剛度度比及結(jié)構(gòu)構(gòu)層數(shù)和樓層位位置的影響響，它可根根據(jù)梁柱相相對(duì)線剛度度比（表13.3)、框架總層層數(shù)m、該柱所在在層數(shù)n、荷載作用用形式由附表12-1查得。（2）上下層層橫梁線剛剛度不同時(shí)時(shí)的修正值值γ1當(dāng)某層柱的的上梁與下下梁剛度不不同，則柱柱上下端轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角不同，反彎點(diǎn)點(diǎn)位置有變變化，修正正值為γ1，見圖12.21。根據(jù)α1（見附表下下的“注””）和值值由附表13-1查得γ1。（3）上下下層層高高變化時(shí)時(shí)的修正正值γ2、γ3當(dāng)柱所在在樓層的的上下樓樓層層高高有變化化時(shí)，反反彎點(diǎn)也也將偏移標(biāo)準(zhǔn)反反彎點(diǎn)位位置，見圖12.22。令上層層層高h(yuǎn)上與本層層層高h(yuǎn)之比為α2，即α2=h上/h。由α2、α2和從附表14-1查得修正正值γ2、γ3。圖12.21橫梁剛度度變化對(duì)對(duì)反彎點(diǎn)點(diǎn)位置的的影響圖12.22層高變化化對(duì)反彎彎點(diǎn)位置置的影響響13.6水平荷載載作用下下側(cè)移的的近似計(jì)計(jì)算框架的側(cè)側(cè)移主要要是由水水平荷載載引起，，框架的的側(cè)移包包括兩部分：一是頂層最大大位移，，若過大大會(huì)影響響正常使使用；二是層間相對(duì)側(cè)側(cè)移，過過大會(huì)使使填充墻墻出現(xiàn)裂裂縫。因因而必須須對(duì)這兩兩部分側(cè)移加加以限制制?？蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)在水平平荷載作作用下的的側(cè)移，，可以看看做是梁梁柱彎曲變形（（圖12.25(a)）和柱的的軸向變變形（圖2.25(b)）所引起起的側(cè)移的的疊加。。一用用D值法計(jì)算算框架總總體剪切切側(cè)移側(cè)移剛度度的物理理意義是是柱兩端端產(chǎn)生單單位層間間側(cè)移所所需的層剪力。。當(dāng)已知知框架結(jié)結(jié)構(gòu)某一一層所有有柱的側(cè)側(cè)移剛度度D值和層剪剪力后，按按照側(cè)移移剛度的的定義，，可得第第j層框架的的層間相相對(duì)側(cè)移移Δuj應(yīng)為圖12.25框架在水平荷荷載作用下的的變形(a)梁柱彎曲變形形；(b)柱的軸向變形形在水平荷載作作用下框架結(jié)結(jié)構(gòu)層間相對(duì)對(duì)側(cè)移Δu的限值要求是：(1)高度不大于150m的框架結(jié)構(gòu)Δu≤H/550(2)高度等于或大大于250m的框架結(jié)構(gòu)Δu≤H/500(3)高度在150~250m之間的框架結(jié)結(jié)構(gòu)按Δu≤H/550-Δu≤H/500線性插入二側(cè)移限限值框架頂點(diǎn)的總總側(cè)移Δ應(yīng)為各層層間間相對(duì)側(cè)移之之和，即13.7框架的荷載組組合和內(nèi)力組組合（一）框架橫橫梁對(duì)于框架橫梁梁，其控制截截面通常是兩個(gè)支支座截面及跨跨中截面。梁支座截截面是最大負(fù)負(fù)彎矩及最大剪力作用用的截面，在在水平荷載作用下可能能出現(xiàn)正彎矩矩；而跨中控制截面常常常是最大正正彎矩作用的截面。在組合前應(yīng)經(jīng)經(jīng)過換算求得得柱邊截面的彎矩矩和剪力，見圖12.26。一、控制制截面及最不不利內(nèi)力類型型圖12.26梁端控制截面面彎矩及剪力（二）框架柱柱柱的控制截面面為柱的上、、下兩個(gè)端截截面。柱的最不利內(nèi)內(nèi)力可歸納為為以下四種類類型：（1）|M|max及相應(yīng)的N、V。（2）Nmax及相應(yīng)的M、V。（3）Nmin及相應(yīng)的M、V。（4）|M|比較大（但不不是最大），，而N比較小或比較較大（不不是絕絕對(duì)值值最大大）。。二、荷荷載組組合（一））由由可變變荷載載效應(yīng)應(yīng)控制制的組組合：：（二））由永永久荷荷載效效應(yīng)控控制的的組合合對(duì)于一一般民民用建建筑的的框架架，參參與組組合的的有恒恒荷載載、豎豎向荷載和和風(fēng)荷荷載，，由以以上公公式寫寫出這這些荷荷載的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值效效應(yīng)組組合為為取S1~S4的最大大值確確定承承載力力計(jì)算算中的的內(nèi)力力設(shè)計(jì)計(jì)值三、豎豎向荷荷載的的最不不利布布置作用于于框架架結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的豎向向荷載載包括括恒荷荷載和和活荷荷載。。恒荷載是是長(zhǎng)期期作用用在結(jié)結(jié)構(gòu)上上的荷荷載，，任何何時(shí)候候必須須全部部考慮慮。在計(jì)算算內(nèi)力力時(shí)，，恒荷荷載必必須滿滿布，，如圖12.27。但是是活荷荷載卻不同同，它它有時(shí)時(shí)作用用，有有時(shí)不不作用用。各各種不不同的的布置置就會(huì)會(huì)產(chǎn)生不同同的內(nèi)內(nèi)力，，因此此應(yīng)該該由最最不利利布置置方式式計(jì)算算內(nèi)力力，以以求得得截面最最不利利內(nèi)力力。（一））活荷荷載一一次性性布置置當(dāng)活荷荷載較較小或或其與與恒荷荷載的的比值值不大大于1時(shí)，可可以不不考慮活荷荷載不不利布布置，，與恒恒荷載載一樣樣均按按滿布布方式式計(jì)算算內(nèi)力力（滿滿載法）），從從而使使計(jì)算算工作作量大大為減減少。。但活活荷載載算得得的梁梁跨中中彎矩宜宜乘以以1.1~1.2的增大大系數(shù)數(shù)。（二））活荷荷載分分跨布布置見教材材p.186圖13-19。四、風(fēng)風(fēng)荷載載的布布置風(fēng)荷載載可能能沿某某方向向的正正、反反兩個(gè)個(gè)方向向作用用。在在對(duì)稱稱結(jié)構(gòu)中，，只需需進(jìn)行行一次次內(nèi)力力計(jì)算算，荷荷載在在反向向作用用時(shí)，，內(nèi)力力改變變符號(hào)即即可，，如圖12.28所示。圖12.28風(fēng)荷載載作用用彎矩矩圖五、彎彎矩矩調(diào)幅幅由于荷荷載組組合不不同的的原因因，支支座彎彎矩因因塑性性餃而而進(jìn)行行調(diào)幅后后，跨跨中最最大正正彎矩矩不必必再加加大。。調(diào)幅在在內(nèi)力力組合合之前前進(jìn)行行，現(xiàn)現(xiàn)澆框框架調(diào)調(diào)幅系系數(shù)采采用0.8~0.9，水平平荷載載的彎彎矩不不作調(diào)調(diào)幅。。跨中中設(shè)計(jì)計(jì)彎矩矩不應(yīng)應(yīng)小于于按簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁梁計(jì)算算的跨跨中彎彎矩的的一半半。13.8框架梁梁柱的的截面面配筋筋一、框框架架橫梁梁梁的配配筋計(jì)計(jì)算包包括正正截面面抗彎彎和斜斜截面面抗剪剪配筋筋，一一般按受彎彎構(gòu)件件進(jìn)行行?？v縱向受受拉鋼鋼筋應(yīng)應(yīng)滿足足配筋筋率及及裂縫縫寬度度的要求。。縱筋筋的彎彎起和和截?cái)鄶辔恢弥?，?yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)彎矩矩包絡(luò)絡(luò)圖確確定。。但當(dāng)q/g≤3時(shí)，或或考慮慮塑性性內(nèi)力力重分分布對(duì)對(duì)支座座彎矩矩調(diào)幅幅時(shí)，，可參照教教材p.187圖13-21布筋。。二、框框架架柱框架柱柱屬偏偏心受受壓構(gòu)構(gòu)件，，一般般采用用對(duì)稱稱配筋筋，在在中間間軸線上的的框架架柱，，按單單向偏偏心受受壓考考慮，，邊柱柱按雙雙向偏偏心受受壓考慮，，框架架平面面外尚尚按軸軸心受受壓構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)驗(yàn)算。。一、一一般要要求（1）鋼筋混混凝土土框架架的混混凝土土強(qiáng)度度等級(jí)級(jí)一般般不低低于C20，縱向向受力力鋼筋筋宜采采用HRB335和HRB400鋼筋，，箍筋筋一般般采用HPB235級(jí)或HRB335級(jí)鋼筋筋。（2）框架梁梁柱截截面尺尺寸除除滿足足承載載力要要求外外，還還應(yīng)保保證結(jié)構(gòu)構(gòu)有足足夠的的整體體剛性性。（3）框架梁梁柱應(yīng)應(yīng)分別別滿足足受彎彎構(gòu)件件和受受壓構(gòu)構(gòu)件的的各種種構(gòu)造要要求。。（4）框架柱柱一般般采用用對(duì)稱稱配筋筋，柱柱中全全部縱縱筋的的配筋筋率不應(yīng)應(yīng)大于于5%，最小小配筋筋率為為0.6%，框架架梁一一般不不采用用彎起起鋼筋抗抗剪。。（5）混凝土土保護(hù)護(hù)層：：根據(jù)據(jù)環(huán)境境類別別而定定。如如環(huán)境境類別別為一類時(shí)時(shí)，梁梁的保保護(hù)層層厚度度不小小于30mm（≤C20），柱柱不小小于30mm。13.9現(xiàn)澆框架架的一般般構(gòu)造要要求現(xiàn)澆框架架的連接接主要是指梁與與柱及柱柱與柱之之間的配筋構(gòu)構(gòu)造。（一）梁梁與柱柱連現(xiàn)澆框架架的梁柱柱節(jié)點(diǎn)，一般般做成剛剛性節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。1.中間層端端節(jié)點(diǎn)圖12.30(1)梁上部縱縱筋伸入入節(jié)點(diǎn)的直直線錨固固長(zhǎng)度不不應(yīng)二、連連接構(gòu)造造圖12.30樓面梁與與邊柱現(xiàn)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)點(diǎn)小于la,且伸過中中心線不不小于5d;(2)當(dāng)柱截面面尺寸不不夠時(shí),梁上部縱縱筋應(yīng)伸伸至節(jié)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)邊并并向下彎折折,其水平投投影長(zhǎng)度度不應(yīng)小小于0.4la,豎直投影影長(zhǎng)度應(yīng)應(yīng)取為15d,以上投影影長(zhǎng)度均均包含彎彎弧段在在內(nèi)。2.中間層中中間節(jié)點(diǎn)點(diǎn)圖12.31（1）梁上部部縱筋應(yīng)應(yīng)貫穿中中間節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，其截截?cái)辔恢弥猛B續(xù)續(xù)梁。（2）下部縱縱筋的錨錨固視受受力情況況定，①當(dāng)計(jì)計(jì)算中不不利用該鋼筋強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，，錨固長(zhǎng)度度las≥12d（帶肋鋼鋼筋）或或las≥15d（光面鋼鋼筋）；；②當(dāng)計(jì)算中中充分利利用該鋼鋼筋的抗抗拉強(qiáng)度度時(shí)，則則該鋼筋應(yīng)應(yīng)錨固在在節(jié)點(diǎn)內(nèi)內(nèi)。（3）下部縱縱筋的錨錨固形式式有三種種：其要要求如圖12.31所示圖12.31樓面梁與中中柱現(xiàn)澆節(jié)節(jié)點(diǎn)3.頂層中間節(jié)節(jié)點(diǎn)直線錨固長(zhǎng)長(zhǎng)度自梁底底算起不小小于la，且必須伸伸至柱頂。。當(dāng)梁截面高度度不夠時(shí)，，柱縱向鋼鋼筋應(yīng)伸至至柱頂并向向內(nèi)水平彎彎折，彎折的水平平投影長(zhǎng)度度≥12d，彎折前的的豎直投影影長(zhǎng)度在充充分利用縱筋抗拉拉強(qiáng)度時(shí)不不宜小于0.5la。當(dāng)柱頂有有厚度不小小于80mm，混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)不不低于C20的現(xiàn)澆板時(shí)時(shí)，柱縱筋筋亦可向外彎折。教材圖13-24a、b。4.頂層端節(jié)點(diǎn)點(diǎn)內(nèi)側(cè)縱筋同同頂層中間間節(jié)點(diǎn)。外外側(cè)縱筋的的錨固有兩兩種方式：：方式一：圖12.29a⑴外側(cè)縱筋伸伸入梁端、、部分彎入入梁內(nèi)作梁上部鋼鋼筋。柱梁梁縱筋搭接接長(zhǎng)度≥1.5la，伸入梁內(nèi)的的柱縱筋面積不宜宜小于外側(cè)側(cè)縱筋全部部面積的65%；⑵梁寬范圍外外的柱外側(cè)縱筋筋宜沿頂部部伸至柱內(nèi)內(nèi)邊，對(duì)于于第一層縱縱筋，至柱柱內(nèi)邊后向下彎折折8d，第二層縱縱筋可不彎彎折。⑶當(dāng)柱頂有厚厚度不小于80mm，混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)不不低于C20的現(xiàn)澆板時(shí)時(shí)，梁寬范圍外外的柱外側(cè)縱縱筋可伸入現(xiàn)澆澆板內(nèi)，長(zhǎng)長(zhǎng)度自梁底底算起不小小于1.5la；⑷柱外側(cè)縱筋筋配筋率大大于1.2%時(shí)，分兩批批截?cái)唷＂闪荷喜靠v筋應(yīng)伸伸至節(jié)點(diǎn)外外側(cè)并向下下彎至梁底底高度后截截?cái)?。方式二：圖12.29b梁上部縱筋筋向下彎折折與柱外側(cè)側(cè)縱筋搭接，搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度不小于于1.7la。當(dāng)梁上部部縱筋配筋筋率大于1.2%時(shí)，除滿足足以上規(guī)定定的搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度1.7la外，且應(yīng)分分兩批截?cái)鄶啵財(cái)帱c(diǎn)之間間的距離不不宜小于20d。柱外側(cè)縱縱筋伸至柱柱頂后向內(nèi)內(nèi)水平彎折12d?？蚣茼攲佣硕斯?jié)點(diǎn)處梁梁的上部縱縱筋面積As應(yīng)符合下式式規(guī)定：圖12.29頂層梁與柱柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（二）上上下柱連接接上下柱的鋼鋼筋的連接接宜采用焊焊接，也可可采用搭接接。當(dāng)柱每邊鋼鋼筋不多于于4根時(shí)，可在在一個(gè)水平平面上接頭頭；當(dāng)柱每邊鋼筋筋為5~8根時(shí)，可在在兩個(gè)水平平面上接頭頭；當(dāng)柱每每邊鋼筋為9~12根時(shí)，可在在三個(gè)水平平面上接頭頭，見圖12.32。在搭接范圍內(nèi)的箍箍筋應(yīng)滿足足搭接處的的箍筋要求求。下柱伸入上上柱搭接鋼鋼筋的根數(shù)數(shù)及直徑應(yīng)應(yīng)滿足上柱柱要求。當(dāng)上、下柱柱截面不同同時(shí)的搭接接，若折角角小于1/6，下柱鋼筋可彎折伸伸入上柱搭搭接；當(dāng)折折角大于1/6，且層高＞＞2.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)置錨固固在下柱內(nèi)內(nèi)的插筋與與上柱鋼筋筋搭接；當(dāng)當(dāng)折角大于于1/6，且層高＞＞2.5m時(shí)，可取消消插筋，直直接將上柱柱鋼筋冒固固在下柱內(nèi)，即即將上柱鋼鋼筋作為插插筋（反正正鋼筋不長(zhǎng)長(zhǎng)）如圖12.33。圖12.32上下柱鋼筋筋接頭（a)每邊鋼筋≤≤4根；（b)每邊鋼筋5~8根；(c)每邊鋼筋9~12根圖12.33上下柱截面面不等時(shí)的的鋼筋接頭頭(a)b/a≤1/6時(shí)；(b)b/a＞1/6且h≤2.5m時(shí)；(c)b/a＞1/6且h＞2.5m時(shí)13.10多層框架柱柱基礎(chǔ)多層框架房房屋的基礎(chǔ)礎(chǔ)按構(gòu)造型型式可分為為以下幾類類：(1)單獨(dú)基礎(chǔ)：：是獨(dú)立的塊塊狀形式，，常用斷面面形式有踏踏步形、錐形、、杯形。適適用于框架架層數(shù)不多多，地基土土均勻且柱柱距較大的情況。。(2)條形基礎(chǔ)：：基礎(chǔ)是連續(xù)續(xù)帶形，也也稱帶形基基礎(chǔ)。把上上部各榀框架連連成整體,使其不均勻勻沉降減少少。(3)十字形基礎(chǔ)礎(chǔ)：縱橫兩個(gè)方方向的條形形基礎(chǔ)即連連成十字性性基礎(chǔ)。即不不但在各片片框架方向向，而且在在另一方向向也布置成成條形，使兩個(gè)個(gè)方向的框框架都連成成整體。(4)片筏基礎(chǔ)建筑物的基基礎(chǔ)由整片片的鋼筋混混凝土板組組成，板直直接由地基基土承擔(dān)，稱稱為片筏基基礎(chǔ)。分為為平板式和和肋梁式兩兩種。平板板式是一大片厚達(dá)達(dá)1~3米的平板，，肋梁式似似一倒置的的肋梁樓蓋蓋。(5)箱形基礎(chǔ)當(dāng)上部建筑筑物為荷載載大、對(duì)地地基不均勻勻沉降要求求嚴(yán)格的高高層建筑、重重型建筑以以及軟弱土土地基上多多層建筑。。為增加基基礎(chǔ)剛度，將地下下室的底板板、頂板和和墻整體澆澆成箱子狀狀的基礎(chǔ)，，稱為箱形基礎(chǔ)。。(6)樁基礎(chǔ)當(dāng)淺層地基基上不能滿滿足建筑物物對(duì)地基承承載力和變變形的要求，而又不不適宜采取取地基處理理措施時(shí)，，就要考慮慮以下部堅(jiān)堅(jiān)實(shí)土層或巖層作作為持力層層的深基礎(chǔ)礎(chǔ)，樁基應(yīng)應(yīng)用最為廣廣泛。13.11設(shè)計(jì)例題本例題基本本按教材講講述，本課課件只給出出提綱和要要點(diǎn)。設(shè)計(jì)題：p.192[解]一、荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算算（一）恒荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值Gk：1.屋面●2.91的來由：p.193上。25×0.03=0.7519×4×0.12×0.12×0.18=0.2020×0.035=0.709×0.14=1.26合計(jì)：2.91●p.194，恒荷載總總計(jì)3項(xiàng)，屋面：41.81kN/m樓面：33.29kN/m外縱墻：10.81kN/m框架梁自重重已計(jì)入屋屋面或樓面面荷載。（二）活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值Qk1.屋面面：：考考慮慮維維修修荷荷載載的的增增大大：：0.7=0.5+0.2，（三三））風(fēng)風(fēng)荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值wkp.194下：：按按表表13-4取風(fēng)風(fēng)壓壓高高度度系系數(shù)數(shù)的的值值時(shí)時(shí)，，所所計(jì)計(jì)算算的的樓樓層高高度度是是大大概概的的數(shù)數(shù)值值。。二、、材材料料計(jì)計(jì)算算指指標(biāo)標(biāo)三、、初初估估梁梁柱柱截截面面尺尺寸寸用途途：：設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)初初步步，，審審圖圖時(shí)時(shí)可可用用于于檢檢查查。。方法法：：梁梁按按簡(jiǎn)簡(jiǎn)支支梁梁，，內(nèi)內(nèi)柱柱按按軸軸心心受受壓壓，，外外柱柱按按大大偏偏壓壓，，對(duì)稱稱配配筋筋。。p.197（三三））梁梁柱柱線線剛剛度度是是相相對(duì)對(duì)值值，，可可不不計(jì)計(jì)