混凝土結(jié)構(gòu)設計框架結(jié)構(gòu)部分

混凝土結(jié)構(gòu)設計框架結(jié)構(gòu)部分第一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)第4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組合和構(gòu)件設計框架結(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)的計算簡圖及荷載反彎點法，Ｄ值法第二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

1結(jié)構(gòu)組成及特點

框架結(jié)構(gòu)（framestructure）由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接構(gòu)成，如整幢房屋均采用這種結(jié)構(gòu)形式，則稱為框架結(jié)構(gòu)體系或框架結(jié)構(gòu)房屋?？蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置和剖面示意圖第三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置按施工方法不同，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。（1）框架結(jié)構(gòu)的受力特點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?？蚣芙Y(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。第四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移第五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置（2）框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點建筑平面布置靈活，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；計算理論比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價較低?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，水平荷載作用下側(cè)移較大，有時會影響正常使用；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重。因此，設計時應控制房屋的高度和高寬比。第六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2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）和選擇結(jié)構(gòu)承重方案，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)布置第七頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的承重方案

1）橫向框架承重。主梁沿房屋橫向布置，板和連系梁沿房屋縱向布置。2）縱向框架承重。主梁沿房屋縱向布置，板和連系梁沿房屋橫向布置。3）縱、橫向框架承重。房屋的縱、橫向都布置承重框架，樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋。第八頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的承重方案第九頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1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：第十頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.1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x=0時，bj按下式計算：

當x≠0時，bj取下列二式計算的較大值：

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

bj≤bb+2x第十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載1框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸應根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設計時，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。

梁截面尺寸確定框架結(jié)構(gòu)中框架梁的截面高度hb可根據(jù)梁的計算跨度lb、活荷載大等，按hb=(1/18~1/10)lb確定。為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，hb不宜大于1/4凈跨。主梁截面寬度可取bb=(1/3~1/2)hb，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（hb/bb）不宜大于4。

第十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)為了降低樓層高度，可將梁設計成寬度較大而高度較小的扁梁，扁梁的截面高度可按(1/18~1/15)lb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。

加腋梁

梁截面慣性矩4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載第十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

柱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?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。即

式中Ac為柱截面面積；N為柱所承受的軸向壓力設計值；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；重力荷載標準值可根據(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計值。

Ac≥(1.1~1.2)N/

fc

N=1.25Nv第十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載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。梁截面慣性矩在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中，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。設計中，為簡化計算，也可按下式近似確定梁截面慣性矩I：第十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖計算單元

框架結(jié)構(gòu)的計算單元及計算模型第十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

框架結(jié)構(gòu)房屋是空間結(jié)構(gòu)體系，一般應按三維空間結(jié)構(gòu)進行分析。但對于平面布置較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)房屋，為了簡化計算，通常將實際的空間結(jié)構(gòu)簡化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。就承受豎向荷載而言，當橫向（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，不考慮縱向（橫向）框架的作用。當縱、橫向框架混合承重時，應根據(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。第十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日第4章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)計算簡圖第十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

在框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖中，梁、柱用其軸線表示，梁與柱之間的連接用節(jié)點（beam-columnjoints）表示，梁或柱的長度用節(jié)點間的距離表示，由圖可見，框架柱軸線之間的距離即為框架梁的計算跨度；框架柱的計算高度應為各橫梁形心軸線間的距離，當各層梁截面尺寸相同時，除底層外，柱的計算高度即為各層層高。對于梁、柱、板均為現(xiàn)澆的情況，梁截面的形心線可近似取至板底。對于底層柱的下端，一般取至基礎頂面；當設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，可取至地下室結(jié)構(gòu)的頂板處。第十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載

在實際工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度變化。當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，其計算簡圖與各層柱截面不變時的相同。當上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時，一般采取近似方法，即將頂層柱的形心線作為整個柱子的軸線，但是必須注意，在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析中，各層梁的計算跨度及線剛度仍應按實際情況?。涣硗?，尚應考慮上、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。此力矩應視為外荷載，與其他豎向荷載一起進行框架內(nèi)力分析。第二十頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載變截面柱框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖第二十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載裝配式框架的鉸節(jié)點框架柱與基礎的連接第二十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)上的荷載作用在多、高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載。豎向荷載包括恒載和樓（屋）面活荷載，水平荷載包括風荷載和水平地震作用。樓面活荷載作用在多、高層框架結(jié)構(gòu)上的樓面活荷載，可根據(jù)房屋及房間的不同用途按《荷載規(guī)范》取用。應該指出，《荷載規(guī)范》規(guī)定的樓面活荷載值，是根據(jù)大量調(diào)查資料所得到的等效均布活荷載（equivalentuniformliveload）標準值，且是以樓板的等效均布活荷載作為樓面活荷載。風荷載當計算主要承重結(jié)構(gòu)時，垂直于建筑物表面的風荷載標準值仍按式（3.5.9）計算，對于多、高層框架結(jié)構(gòu)房屋，式中的計算參數(shù)應按規(guī)定采用。第二十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算1豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算在豎向荷載（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)力學方法計算。工程設計中，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。分層法豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力特點及內(nèi)力計算假定：（1）不考慮框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移對其內(nèi)力的影響；（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。應當指出，上述假定中所指的內(nèi)力不包括柱軸力，因為某層梁上的荷載對下部各層柱的軸力均有較大影響，不能忽略。第二十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

豎向荷載作用下分層計算示意圖4.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第二十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算

（2）除底層柱的下端外，其他各柱的柱端應為彈性約束。為便于計算，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。分層法計算要點

（1）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。第二十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算

（3）用無側(cè)移框架的計算方法（如彎矩分配法）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；因每一柱屬于上、下兩層，所以每一柱端的最終彎矩值需將上、下層計算所得的彎矩值相加。在上、下層柱端彎矩值相加后，將引起新的節(jié)點不平衡彎矩，如欲進一步修正，可對這些不平衡彎矩再作一次彎矩分配。如用彎矩分配法計算各敞口框架的桿端彎矩，在計算每個節(jié)點周圍各桿件的彎矩分配系數(shù)時，應采用修正后的柱線剛度計算；并且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。（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。第二十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

彎矩二次分配法具體計算步驟：（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（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）、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，即得各桿端彎矩。4.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第二十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)系數(shù)法（Approximateanalysisbycoefficients）

采用上述兩種方法計算豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力時，需首先確定梁、柱截面尺寸，而且計算過程較為繁復。系數(shù)法是一種更簡單的方法，只要給出荷載、框架梁的計算跨度和支承情況，就可很方便地計算出框架梁、柱各控制截面內(nèi)力。此法是《統(tǒng)一建筑規(guī)范》（UniformBuildingCode）中介紹的方法，在國際上被廣泛采用。4.3豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第二十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(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。1水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點2

D值法（1）層間剪力在各柱間的分配該式即為層間剪力Vi在各柱間的分配公式，它適用于整個框架結(jié)構(gòu)同層各柱之間的剪力分配。可見，每根柱分配到的剪力值與其側(cè)向剛度成比例。4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

框架第2層脫離體圖（2）框架柱的側(cè)向剛度——D值：一般規(guī)則框架中的柱4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

框架柱側(cè)向剛度計算公式4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(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。現(xiàn)討論底層柱的D值。

同理，當?shù)讓又南露藶殂q接時，可得

4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

底層柱D值計算圖式4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)柱高不等及有夾層的柱

不等高柱

夾層柱4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)柱的反彎點高度yh框架各柱的反彎點高度比y可用下式表示：

式中：yn表示標準反彎點高度比；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4.4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y=yn+y1+y2+y3第三十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)（1）標準反彎點高度比yn。

yn是指規(guī)則框架的反彎點高度比。標準反彎點位置簡化求解4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第三十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)梁剛度變化時反彎點的修正4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四十頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第四章框架結(jié)構(gòu)3反彎點法由上述分析可見，D值法考慮了柱兩端節(jié)點轉(zhuǎn)動對其側(cè)向剛度和反彎點位置的影響，因此，此法是一種合理且計算精度較高的近似計算方法，適用于一般多、高層框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移計算。當梁的線剛度比柱的線剛度大很多時（例如ib/ic>3），梁柱節(jié)點的轉(zhuǎn)角很小。如果忽略此轉(zhuǎn)角的影響，則水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法，尚可進一步簡化，這種忽略梁柱節(jié)點轉(zhuǎn)角影響的計算方法稱為反彎點法。在確定柱的側(cè)向剛度時，反彎點法假定各柱上、下端都不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，即認為梁柱線剛度比為無限大。將趨近于無限大代入D值法的公式，可得=1。因此，由式可得反彎點法的柱側(cè)向剛度，并用D0表示為：4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)同樣，因柱的上、下端都不轉(zhuǎn)動，故除底層柱外，其他各層柱的反彎點均在柱中點（h/2）；底層柱由于實際是下端固定，柱上端的約束剛度相對較小，因此反彎點向上移動，一般取離柱下端2/3柱高處為反彎點位置，即取yh=用反彎點法計算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的要點與D值法相同。4框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計算

水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移（lateraldisplacement）如圖所示，它可以看作由梁、柱彎曲變形（flexuraldeformation）引起的側(cè)移和由柱軸向變形（axialdeformation）引起的側(cè)移的疊加。前者是由水平荷載產(chǎn)生的層間剪力引起的，后者主要是由水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩引起的。4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

框架剪切變形（1）梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移

4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第四章框架結(jié)構(gòu)（2）柱軸向變形引起的側(cè)移

框架彎曲變形4.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)5框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過小，水平位移過大，將影響正常使用；側(cè)向剛度過大，水平位移過小，雖滿足使用要求，但不滿足經(jīng)濟性要求。因此，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜合適，一般以使結(jié)構(gòu)滿足層間位移限值為宜。我國《高層規(guī)程》規(guī)定，按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比Δu/h宜小于其限值[Δu/h]，即：[Δu/h]表示層間位移角限值，對框架結(jié)構(gòu)取1/550；h為層高。由于變形驗算屬正常使用極限狀態(tài)的驗算，所以計算Δu時，各作用分項系數(shù)均應采用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Δu以樓層最大的水平位移差計算，不扣除整體彎曲變形。4.4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Δu/h≤[Δu/h]第四十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計1荷載效應組合（1）控制截面及最不利內(nèi)力框架柱控制截面最不利內(nèi)力組合一般有以下幾種：1）|M|max及相應的N和V；2）|N|max及相應的M和V；3）Nmin及相應的M和V；4）|V|max及相應的N。這四組內(nèi)力組合的前三組用來計算柱正截面受壓承載力，以確定縱向受力鋼筋數(shù)量；第四組用以計算斜截面受剪承載力，以確定箍筋數(shù)量。第四十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)梁端的控制截面4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計第四十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)（2）荷載的不利布置框架桿件的變形曲線活荷載最不利荷載布置法

4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計第四十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)對于高層框架結(jié)構(gòu)，荷載效應組合的設計值應按下式確定：（3）荷載效應組合（loadeffectcombination）4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計——分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風荷載組合值系數(shù)，當永久荷載效應起控制作用時應分別取0.7和0.0；當可變荷載效應起控制作用時應分別取1.0和0.6或0.7和1.0。

第五十頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計

第五十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)（1）框架梁2構(gòu)件設計

為了避免梁支座處抵抗負彎矩的鋼筋過分擁擠，以及在抗震結(jié)構(gòu)中形成梁鉸破壞機構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的延性，可以考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布，對豎向荷載作用下梁端負彎矩進行調(diào)幅。對現(xiàn)澆框架梁，梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.8~0.9；對于裝配整體式框架梁，由于梁柱節(jié)點處鋼筋焊接、錨固、接縫不密實等原因，受力后節(jié)點各桿件產(chǎn)生相對角變，其節(jié)點的整體性不如現(xiàn)澆框架，故其梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.7~0.8。4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計第五十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)

框架梁端截面負彎矩調(diào)幅后，梁跨中截面彎矩應按平衡條件相應增大。截面設計時，框架梁跨中截面正彎矩設計值不應小于豎向荷載作用下按簡支梁計算的跨中截面彎矩設計值的50%。應先對豎向荷載作用下的框架梁彎矩進行調(diào)幅，再與水平荷載產(chǎn)生的框架梁彎矩進行組合。4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計第五十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.5荷載效應組合和構(gòu)件設計（2）框架柱柱截面最不利內(nèi)力的選取框架柱的計算長度l0柱的配筋計算中，需要確定柱的計算長度l0?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定，l0可按下列規(guī)定確定：1）一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計算長度l0按表4.5.1取用。2）當水平荷載產(chǎn)生的彎矩設計值占總彎矩設計值的75%以上時，框架柱的計算長度l0可按下列兩個公式計算，并取其中的較小值：

第五十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求３框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求（１）框架梁1．梁縱向鋼筋的構(gòu)造要求梁縱向受拉鋼筋的數(shù)量除按計算確定外，還必須考慮溫度、收縮應力所需要的鋼筋數(shù)量，以防止梁發(fā)生脆性破壞和控制裂縫寬度?？v向受拉鋼筋的最小配筋百分率和最大配筋率要求。沿梁全長頂面和底面應至少各配置兩根縱向鋼筋，鋼筋的直徑不應小于12mm。框架梁的縱向鋼筋不應與箍筋、拉筋及預埋件等焊接。2．梁箍筋的構(gòu)造要求

應沿框架梁全長設置箍筋。箍筋的直徑、間距及配筋率等要求與一般梁的相同，可參見《混凝土結(jié)構(gòu)設計原理》[12]第6章中的有關(guān)內(nèi)容。第五十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第４章框架