多層框架結(jié)構(gòu)房屋

第1頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一多層與高層房屋之間沒(méi)有明確的界限，我國(guó)通常將8層及８層以下的房屋稱為多層房屋，8層以上的房屋稱為高層房屋。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，是指由鋼筋混凝土橫梁、縱梁和柱等構(gòu)件所組成的結(jié)構(gòu)。墻體不承重，內(nèi)、外墻只起分隔和圍護(hù)作用，見(jiàn)圖12.1。按施工方法的不同，框架可分為整體式、裝配式和裝配整體式三種。第2頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

整體式框架也稱全現(xiàn)澆框架，其優(yōu)點(diǎn)是整體性好，建筑布置靈活，有利于抗震，但工程量大，模板耗費(fèi)多，工期長(zhǎng)。

裝配式框架的構(gòu)件全部為預(yù)制，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝和連接。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約模板，縮短工期，有利于施工機(jī)械化。

裝配整體式框架是將預(yù)制梁、柱和板現(xiàn)場(chǎng)安裝就位后，在構(gòu)件連接處澆搗混凝土，使之形成整體。其優(yōu)點(diǎn)是，省去了預(yù)埋件，減少了用鋼量，整體性比裝配式提高，但節(jié)點(diǎn)施工復(fù)雜。第3頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.1框架結(jié)構(gòu)圖(a)平面圖；(b)Ⅰ-Ⅰ剖面圖第4頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一本章內(nèi)容12.1

框架結(jié)構(gòu)布置12.2

框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載12.3

豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算－分層法12.4

水平荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算－反彎點(diǎn)法和D值法12.5

框架的內(nèi)力組合12.6

現(xiàn)澆框架的一般構(gòu)造第5頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.1框架結(jié)構(gòu)布置

（1）結(jié)構(gòu)平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則和對(duì)稱。

（2）建筑平面長(zhǎng)寬比不宜過(guò)大，L/B宜小于6。

（3）結(jié)構(gòu)的豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù)，避免剛度突變。

（4）建筑物的高寬比不宜過(guò)大，H/B不宜大于5。

（5）房屋的總長(zhǎng)度宜控制在最大伸縮縫間距以內(nèi)，否則需設(shè)伸縮縫或采取其它措施，以防止溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)造成的危害。12.1.1結(jié)構(gòu)布置原則第6頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

（6）在地基可能產(chǎn)生不均勻沉降的部位及有抗震設(shè)防要求的房屋，應(yīng)合理設(shè)置沉降縫和防震縫。第7頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

框架結(jié)構(gòu)是由若干個(gè)平面框架通過(guò)連系梁的連接而形成的空間結(jié)構(gòu)體系。在這個(gè)體系中，平面框架是基本的承重結(jié)構(gòu)，按其布置方向的不同，框架體系可以分為下列三種：（1）

橫向框架承重方案在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的橫向布置。沿房屋的縱向設(shè)置板和連系梁，見(jiàn)圖12.2(a)。12.1.2框架結(jié)構(gòu)方案第8頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）

縱向框架承重方案在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的縱向布置。沿房屋的橫向設(shè)置板和連系梁，見(jiàn)圖12.2(b)。（3）

縱橫向框架混合承重方案在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的縱、橫向布置，見(jiàn)圖12.2(c)。第9頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.2框架體系的布置(a)橫向布置；(b)縱向布置；(c)縱橫雙向布置第10頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）

工業(yè)廠房一般采用6m柱距，跨度則隨柱網(wǎng)的布置方式不同分為內(nèi)廊式和跨度組合式，見(jiàn)圖12.3。廠房的層高一般根據(jù)車間的工藝設(shè)備、管道布置及通風(fēng)采光等因素決定。常用的底層層高有4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m和8.4m。（2）民用建筑民用建筑類型較多，功能要求各有不同，柱網(wǎng)及層高變化也較大，尺度一般較工業(yè)廠房為小。柱網(wǎng)和層高通常按300mm進(jìn)級(jí)。12.1.3柱網(wǎng)尺寸及層高第11頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.3柱網(wǎng)的布置(a)內(nèi)廊式；(b)跨度組合式第12頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

變形縫分為伸縮縫和沉降縫，在地震設(shè)防區(qū)還需按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定設(shè)置防震縫。

伸縮縫是為了避免溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力使房屋產(chǎn)生過(guò)大伸縮變形或裂縫而設(shè)置的，伸縮縫僅將基礎(chǔ)以上的房屋分開(kāi)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距如表12.1。

沉降縫是為了避免地基不均勻沉降在房屋構(gòu)件中產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的，沉降縫必須將房屋連同基礎(chǔ)一起分開(kāi)。12.1.4變形縫的設(shè)置第13頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

在建筑物的下列部位宜設(shè)置沉降縫：①土層變化較大處；②地基基礎(chǔ)處理方法不同處；③房屋在高度、重量、剛度有較大變化處；④建筑平面的轉(zhuǎn)折處；⑤新建部分與原有建筑的交界處。沉降縫由于是從基礎(chǔ)斷開(kāi)，縫兩側(cè)相鄰框架的距離可能較大，給使用帶來(lái)不便，此時(shí)可利用挑梁或擱置預(yù)制梁、板的方法進(jìn)行建筑上的閉合處理，見(jiàn)圖12.4。第14頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距（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第15頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.4沉降縫做法(a)設(shè)挑梁（板）；(b)設(shè)預(yù)制板（梁）第16頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載承受主要豎向荷載的框架主梁，其截面形式在全現(xiàn)澆的整體式框架中以T形（見(jiàn)圖12.5(a)）為多；在裝配式框架中可做成矩形、T形、梯形和花籃形（見(jiàn)圖12.5(b)~(g)）等。不承受主要豎向荷載的連系梁，其截面形式常用T形、Γ形、矩形、⊥形、L形等，見(jiàn)圖12.6?？蚣苤慕孛嫘问揭话銥榫匦位蛘叫巍?2.2.1.1截面的形狀12.2.1梁柱截面的選擇第17頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.5框架橫梁截面形式第18頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.6框架連系梁截面形式第19頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）

框架梁梁截面尺寸可參考受彎構(gòu)件來(lái)初步確定。梁高h(yuǎn)b一般可取(1/10~1/18)lb(lb為梁的計(jì)算跨度），梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁的寬度bb=(1/2~1/3)hb，一般不宜小于200mm。選擇梁截面尺寸還應(yīng)符合規(guī)定的模數(shù)要求。（2）

框架柱柱截面的寬度bc和高度hc一般?。?/15~1/20)層高。為了提高框架抗水平力的能力，矩形截面的hc/bc不宜大于3，柱截面的邊長(zhǎng)不宜小于250mm。12.2.1.2截面尺寸第20頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一為了簡(jiǎn)化計(jì)算，作如下規(guī)定：

（1）對(duì)現(xiàn)澆樓面的整體框架，中部框架梁I=2I0；邊框架梁I=1.5I0。其中I0為矩形截面梁的慣性矩（圖12.7(a))。

（2）對(duì)做整澆層的裝配整體式框架，中部框架梁I=1.5I0；邊框架梁I=1.2I0（圖12.7(b))。

（3）對(duì)裝配式樓蓋，梁的慣性矩可按本身的截面計(jì)算，I=I0（圖12.7(c)）。12.2.1.3梁截面的慣性矩第21頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.7框架結(jié)構(gòu)的剛度取值第22頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

框架結(jié)構(gòu)是由橫向框架和縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常忽略它們之間的空間聯(lián)系，而將空間結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化為橫向和縱向平面框架計(jì)算，并取出單獨(dú)的一榀框架作為計(jì)算單元，該單元承受的荷載如圖12.8中陰影部分所示。在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，框架節(jié)點(diǎn)多為剛接，柱子下端在基礎(chǔ)頂面，也按剛接考慮。桿件用軸線表示，梁柱的連接區(qū)用節(jié)點(diǎn)表示。等截面軸線取截面形心位置（圖12.9(a)），當(dāng)上下柱截面尺寸不同時(shí)，則取上層柱形心線作為柱軸線（圖12.9(b)）。12.2.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第23頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.8框架的計(jì)算單元第24頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.9框架柱軸線位置第25頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一多層結(jié)構(gòu)房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、樓層使用活荷載、雪荷載及施工活荷載等。水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。（1）

樓面活荷載的折減在設(shè)計(jì)住宅、宿舍、旅館、辦公樓等多層建筑的墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)，由于樓面活荷載在所有各層同時(shí)滿載的可能性很小，所以作用于樓面上的使用活荷載應(yīng)乘以表12.2所規(guī)定的折減系數(shù)。

12.2.3框架上的荷載第26頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）

風(fēng)荷載與單層工業(yè)廠房類似，作用在多層房屋外墻表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk可按下式計(jì)算：

wk=βzμsμzw0第27頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.2樓面活荷載折減系數(shù)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第28頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算－分層法多層多跨框結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，用位移法或力法等精確方法計(jì)算的結(jié)果表明，框架的側(cè)移是極小的，而且作用在某層橫梁的影響也很小，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，分層法假定：

（1）在豎向荷載作用下，框架的側(cè)移可忽略不計(jì)；

（2）每層梁上的荷載對(duì)其它各層梁的影響可忽略不計(jì)。12.3.1分層法的計(jì)算假定第29頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一根據(jù)上述假定，計(jì)算時(shí)可將各層梁及其上、下柱作為獨(dú)立的計(jì)算單元分層進(jìn)行計(jì)算（圖12.10)。分層計(jì)算所得梁彎矩即為最后彎矩，由于每一層柱屬于上、下兩層，所以柱的彎矩為上、下兩層計(jì)算彎矩相疊加。第30頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.10分層法的計(jì)算單元

第31頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3.2計(jì)算步驟

（1）畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，并標(biāo)明荷載及軸線尺寸；

（2）按規(guī)定計(jì)算梁、柱的線剛度和相對(duì)線剛度，除底層柱外，其余各層柱的線剛度遍乘0.9的折減系數(shù)；

（3）用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各計(jì)算單元的桿端彎矩；

（4）疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)彎矩不平衡值較大，可在節(jié)點(diǎn)重新分配一次。

（5）根據(jù)靜力平衡條件繪出框架的內(nèi)力圖。第32頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例12.1】圖12.11所示一個(gè)兩層兩跨框架，用分層法作框架的彎矩圖，括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示每根桿線剛度的相對(duì)值?！窘狻繉⒌诙痈髦€剛度遍乘0.9，分為兩層計(jì)算，各層計(jì)算單元如圖12.12和圖12.13所示。用彎矩分配法計(jì)算各桿端的彎矩，其計(jì)算過(guò)程見(jiàn)圖12.14。最后將圖12.14中的各桿端彎矩疊加并繪彎矩圖如圖12.15所示。第33頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.11例12.1計(jì)算簡(jiǎn)圖第34頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.12例12.1二層計(jì)算單元第35頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.13例12.1底層計(jì)算單元第36頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.14第37頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.15

M圖（單位：kN·m)第38頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4水平荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算－反彎點(diǎn)法和D值法多層多跨框架所受水平荷載主要是風(fēng)荷載及水平地震作用。一般可簡(jiǎn)化為作用在框架節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，其彎矩圖如圖12.16(a)所示。它的特點(diǎn)是，各桿的彎矩圖都是直線形，每桿都有一個(gè)零彎矩點(diǎn)，稱為反彎點(diǎn)。框架在水平荷載作用下的變形情況如圖12.16(b)所示。12.4.1.1反彎點(diǎn)法基本假定12.4.1反彎點(diǎn)法第39頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一為了簡(jiǎn)化計(jì)算，作如下假定：

（1）在進(jìn)行各柱間的剪力分配時(shí)，假定梁與柱的線剛度之比為無(wú)窮大，即各柱上下兩端的轉(zhuǎn)角為零；

（2）在確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，假定除底層柱以外的各層柱，受力后上下兩端將產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)角。第40頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.16水平荷載下的框架彎矩圖和變形第41頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）

反彎點(diǎn)高度的確定反彎點(diǎn)高度為反彎點(diǎn)至該層柱下端的距離。對(duì)于上層各柱，根據(jù)假定（2），各柱的上下端轉(zhuǎn)角相等，此時(shí)柱上下端彎矩也相等，因而反彎點(diǎn)在柱中央。對(duì)于底層柱，當(dāng)柱腳為固定時(shí)，柱下端轉(zhuǎn)角為零，上端彎矩比下端彎矩小，反彎點(diǎn)偏離中央而向上移動(dòng)，通常假定y=2h/3。12.4.1.2反彎點(diǎn)法的基本內(nèi)容第42頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）

側(cè)移剛度d的確定側(cè)移剛度d表示柱上下兩端有單位側(cè)移時(shí)在柱中產(chǎn)生的剪力。根據(jù)假定（1），梁柱線剛度之比無(wú)窮大，則各柱端轉(zhuǎn)角為零，由結(jié)構(gòu)力學(xué)的兩端無(wú)轉(zhuǎn)角但有單位水平位移時(shí)桿件的桿端剪力方程，柱的側(cè)移剛度d可寫成：第43頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）同層各柱剪力的確定

設(shè)同層各柱剪力為V1、V2、…、Vj、…，根據(jù)層剪力平衡，有

V1+V2+…+Vj+…=∑P可得：

于是有第44頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（4）柱端彎矩的確定根據(jù)各柱分配的剪力及反彎點(diǎn)位置，可確定柱端彎矩。底層柱上端Mj上=Vj×hj/3下端Mj下=Vj×2hj/3其它層柱上下端Mj上=Mj下=Vj×hj/2第45頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（4）梁端彎矩的確定柱端彎矩確定以后，根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件可確定梁的彎矩。對(duì)于邊柱節(jié)點(diǎn)（圖12.17(a)），有

Mb=Mc1+Mc2對(duì)于中柱節(jié)點(diǎn)（圖12.17(b))，有

Mb1=ib1/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2）

Mb2=ib2/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2)第46頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例12.2】用反彎點(diǎn)法求圖12.18所示框架的彎矩圖。圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿的相對(duì)線剛度?！窘狻浚?）

計(jì)算柱的剪力當(dāng)同層各柱h相等時(shí)，各柱剪力可直接按其線剛度分配。第3層：∑P=10kN

VAD=3.33kN

VBE=4.45kN

VCF=2.22kN第47頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第2層：∑P=10+19=29kN

VDG=9.67kN

VEH=12.89kN

VFI=6.44kN第1層：∑P=10+19+22=51kN

VGJ=17kN

VHK=20.4kN

VIL=13.6kN第48頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

(2)

計(jì)算柱端彎矩第3層

MAD=MDA=6.66kN·m

MBE=MEB=8.9kN·m

MCF=MFC=4.44kN·m第2層

MDG=MGD=24.18kN·m

MEH=MHE=32.23kN·m

MFI=MIF=16.1kN·m第49頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

第1層

MGJ=34kN·m

MJG=68kN·m

MHK=40.8kN·m

MKH=81.6kN·m

MIL=27.2kN·m

MLI=54.4kN·m(3)

根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件算出梁端彎矩第3層

MAB=MAD=6.66kN·m第50頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

MBA=3.42kN·m

MBC=5.48kN·m

MCB=MCF=4.44kN·m第2層

MDE=30.84kN·m

MED=15.82kN·m

MEF=25.31kN·m

MFE=20.54kN·m第1層

MGH=58.18kN·m第51頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

MHG=28.09kN·m

MHI=44.94kN·m

MIH=MIF+MIL=16.1+27.2=43.3kN·m根據(jù)以上結(jié)果，畫出M圖如圖12.19所示。第52頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.17節(jié)點(diǎn)桿端彎矩第53頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.18第54頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.19M圖（單位：kN·m)第55頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4.2D值法反彎點(diǎn)法是梁柱線剛度比大于3時(shí)，假定節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零的一種近似計(jì)算方法。提出了修正框架柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法，稱為“改進(jìn)反彎點(diǎn)法”或“D值法”（D值法的名稱是由于修正后的柱側(cè)移剛度用D表示）。D值法計(jì)算簡(jiǎn)便，精度又比反彎點(diǎn)法高。第56頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一如圖12.20所示，從框架中任取一柱AB，根據(jù)轉(zhuǎn)角位移方程，柱兩端剪力為：考慮到上下梁線剛度及柱端約束條件的影響，修正后的柱側(cè)移剛度D值計(jì)算公式為表12.3給出了各種情況下的α值計(jì)算公式，可直接選用。12.4.2.1修正后柱側(cè)移剛度D第57頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一求得α值后，代入式（12.12)即可求得柱的側(cè)移剛度，同層各柱的剪力可按下式求得：第58頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.20框架柱剪力計(jì)算圖式第59頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.3α值計(jì)算公式第60頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一當(dāng)橫梁線剛度與柱的線剛度之比不很大時(shí)，柱的兩端轉(zhuǎn)角相差較大，尤其是最上層和最下幾層，其反彎點(diǎn)并不在柱的中央，它取決于柱上下兩端轉(zhuǎn)角：當(dāng)上端轉(zhuǎn)角大于下端轉(zhuǎn)角時(shí)，反彎點(diǎn)移向柱上端；反之，則移向柱下端。各層柱反彎點(diǎn)高度可統(tǒng)一按下式計(jì)算：

y=yh=(y0+y1+y2+y3)h12.4.2.2柱的反彎點(diǎn)高度第61頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）

標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0主要考慮梁柱線剛度比及結(jié)構(gòu)層數(shù)和樓層位置的影響，它可根據(jù)梁柱相對(duì)線剛度比（表12.3)、框架總層數(shù)m、該柱所在層數(shù)n、荷載作用形式由表12.4查得。（2）

上下層橫梁線剛度不同時(shí)的修正值y1當(dāng)某層柱的上梁與下梁剛度不同，則柱上下端轉(zhuǎn)角不同，反彎點(diǎn)位置有變化，修正值為y1，見(jiàn)圖12.21。根據(jù)α1和K值由表12.5查得y1

第62頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）

上下層層高變化時(shí)的修正值y2、y3當(dāng)柱所在樓層的上下樓層層高有變化時(shí)，反彎點(diǎn)也將偏移標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)位置，見(jiàn)圖12.22。令上層層高h(yuǎn)上與本層層高h(yuǎn)之比為α2，即α2=h上/h。由α2和K從表12.6查得修正值y2。第63頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例12.3】用D值法求圖12.23所示框架的彎矩圖，圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿的相對(duì)線剛度。【解】（1）求各柱所分配的剪力值V(kN)。計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如表12.7所示。

(2)

求各柱反彎點(diǎn)高度(m)。計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如表12.8所示。

(3)

根據(jù)剪力和反彎點(diǎn)高度求柱端彎矩柱上端彎矩M上=V（h-y)柱下端彎矩M下=V·y

(4)

根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件求梁端彎矩

(5)

繪彎矩圖如圖12.24所示。第64頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.4規(guī)則框架承受均布水平荷載作用時(shí)標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0第65頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第66頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第67頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.5上下層橫梁線剛度比對(duì)y0的修正值y1

第68頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.21橫梁剛度變化對(duì)反彎點(diǎn)位置的影響第69頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.22層高變化對(duì)反彎點(diǎn)位置的影響第70頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.6上下層高變化對(duì)y0的修正值y2和y3第71頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.23例12.3第72頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.7第73頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.24M圖（單位：kN·m)第74頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表12.8第75頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4.3水平荷載作用下側(cè)移的計(jì)算框架的側(cè)移主要是由水平荷載引起，框架的側(cè)移包括兩部分：一是頂層最大位移，若過(guò)大會(huì)影響正常使用；二是層間相對(duì)側(cè)移，過(guò)大會(huì)使填充墻出現(xiàn)裂縫。因而必須對(duì)這兩部分側(cè)移加以限制?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移，可以看做是梁柱彎曲變形（圖12.25(a)）和柱的軸向變形（圖2.25(b)）所引起的側(cè)移的疊加。第76頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.25框架在水平荷載作用下的變形(a)梁柱彎曲變形；(b)柱的軸向變形第77頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一側(cè)移剛度的物理意義是柱兩端產(chǎn)生單位層間側(cè)移所需的層剪力。當(dāng)已知框架結(jié)構(gòu)某一層所有柱的側(cè)移剛度D值和層剪力后，按照側(cè)移剛度的定義，可得第j層框架的層間相對(duì)側(cè)移Δuj應(yīng)為

框架頂點(diǎn)的總側(cè)移Δ應(yīng)為各層層間相對(duì)側(cè)移之和，即12.4.3.1用D值法計(jì)算框架的側(cè)移第78頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)層間相對(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)構(gòu)按Δu≤h/550-Δu≤h/500線形插入12.4.3.2側(cè)移限值第79頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5框架的內(nèi)力組合對(duì)于框架橫梁，其控制截面通常是兩個(gè)支座截面及跨中截面。梁支座截面是最大負(fù)彎矩及最大剪力作用的截面，在水平荷載作用下可能出現(xiàn)正彎矩；而跨中控制截面常常是最大正彎矩作用的截面。在組合前應(yīng)經(jīng)過(guò)換算求得柱邊截面的彎矩和剪力，見(jiàn)圖12.26。柱的控制截面為柱的上、下兩個(gè)端截面。12.5.1控制截面及最不利內(nèi)力第80頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一柱的最不利內(nèi)力可歸納為以下三種類型：

（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。第81頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.26梁端控制截面彎矩及剪力第82頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5.2樓面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。恒荷載是長(zhǎng)期作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，任何時(shí)候必須全部考慮。在計(jì)算內(nèi)力時(shí)，恒荷載必須滿布，如圖12.27。但是活荷載卻不同，它有時(shí)作用，有時(shí)不作用。各種不同的布置就會(huì)產(chǎn)生不同的內(nèi)力，因此應(yīng)該由最不利布置方式計(jì)算內(nèi)力，以求得截面最不利內(nèi)力?？梢圆豢紤]活荷載不利布置，與恒荷載一樣均按滿布方式計(jì)算內(nèi)力，從而使計(jì)算工作量大為減少。第83頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.27永久荷載分布第84頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5.3風(fēng)荷載的布置風(fēng)荷載可能沿某方向的正、反兩個(gè)方向作用。在對(duì)稱結(jié)構(gòu)中，只需進(jìn)行一次內(nèi)力計(jì)算，荷載在反向作用時(shí)，內(nèi)力改變符號(hào)即可，如圖12.28所示。第85頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.28風(fēng)荷載作用彎矩圖第86頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5.4荷載組合應(yīng)按《荷載規(guī)范》的規(guī)定，根據(jù)各種荷載的特點(diǎn)取相應(yīng)的組合系數(shù)，將某些荷載值適當(dāng)降低。對(duì)于非地震區(qū)的多層框架，有下列荷載組合形式：

（1）恒載+活荷載；

（2）恒載+風(fēng)荷載；

（3）恒載+0.9×(活荷載+風(fēng)荷載）。第87頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5.5框架梁及柱的截面配筋（1）

框架梁設(shè)計(jì)梁的配筋計(jì)算包括正截面抗彎和斜截面抗剪配筋，一般按受彎構(gòu)件進(jìn)行。縱向受拉鋼筋應(yīng)滿足配筋率及裂縫寬度的要求。縱筋的彎起和截?cái)辔恢?，?yīng)根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定。（2）

框架柱設(shè)計(jì)框架柱屬偏心受壓構(gòu)件，一般采用對(duì)稱配筋，在中間軸線上的框架柱，按單向偏心受壓考慮，邊柱按雙向偏心受壓考慮，框架平面外尚按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算。第88頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.6現(xiàn)澆框架的一般構(gòu)造

現(xiàn)澆框架的連接主要是指梁與柱及柱與柱之間的配筋構(gòu)造。（1）

梁與柱連接現(xiàn)澆框架的梁柱節(jié)點(diǎn)，一般做成剛性節(jié)點(diǎn)。圖12.29表示頂層屋面梁與邊柱的剛性連接。圖12.30表示樓面梁與邊柱的連接。圖12.31表示樓面梁與中柱的連接。12.6.1連接構(gòu)造第89頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）

上下柱連接上下柱的鋼筋的連接宜采用焊接，也可采用搭接。當(dāng)柱每邊鋼筋不多于4根時(shí)，可在一個(gè)水平面上接頭；當(dāng)柱每邊鋼筋為5~8根時(shí)，可在兩個(gè)水平面上接頭；當(dāng)柱每邊鋼筋為9~12根時(shí)，可在三個(gè)水平面上接頭，見(jiàn)圖12.32。下柱伸入上柱搭接鋼筋的根數(shù)及直徑應(yīng)滿足上柱要求。如圖12.33。第90頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.29頂層梁與柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)第91頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.30樓面梁與邊柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)第92頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.31樓面梁與中柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)第93頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.32上下柱鋼筋接頭（a)每邊鋼筋≤4根；（b)每邊鋼筋5~8根；(c)每邊鋼筋9~12根第94頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖12.33上下柱截面不等時(shí)的鋼筋接頭(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)第95頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.6.2一般要求

（1）鋼筋混凝土框架的混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般不低于C20，縱向受力鋼筋宜采用HRB335和HRB400鋼筋。

（2）框架梁柱截面尺寸除滿足承載力要求外，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)有足夠的整體剛性。

（3）框架梁柱應(yīng)分別滿足受彎構(gòu)件和受壓構(gòu)件的各種構(gòu)造要求。

（4）框架柱一般采用對(duì)稱配筋，配筋率應(yīng)滿足規(guī)范要求。第96頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.7剪力墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介*利用房屋墻體作為豎向承重和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的體系稱為剪力墻結(jié)構(gòu)*剪力墻上可開(kāi)洞口，洞口越大，越接近于框架1.組成2.變形特征和應(yīng)用范圍*水平荷載作用下，剪力墻似一懸臂薄片，比框架具有更大的抗側(cè)剛度，且在水平荷載下的側(cè)移呈彎曲型*剪力墻結(jié)構(gòu)可用于較高的房屋中（100m以上）*剪力墻可用來(lái)分隔房間，樓板的跨度即為剪力墻的間距，一般為3~8m，適合于有小房間的住宅、旅館等高層建筑第97頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第98頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1）宜沿主軸方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜聯(lián)結(jié)在一起，應(yīng)盡量拉通、對(duì)直；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，宜使兩個(gè)方向側(cè)向剛度接近；剪力墻墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則。2）剪力墻布置不宜太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度；若側(cè)向剛度過(guò)大，不僅加大自重，還會(huì)使地震力增大。3）剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變。

4）剪力墻長(zhǎng)度較大時(shí)，可通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成若干均勻的獨(dú)立墻段。墻段的長(zhǎng)度不宜大于8m。

5）剪力墻的門窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置。宜避免使用錯(cuò)洞墻和疊合錯(cuò)洞墻。3剪力墻的布置原則第99頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6）當(dāng)剪力墻與平面外方向的梁連結(jié)時(shí)，可加強(qiáng)剪力墻平面外的抗彎剛度和承載力（可在墻內(nèi)設(shè)置扶壁柱、暗柱或與梁相連的型鋼等措施）；或減小梁端彎矩的措施（如設(shè)計(jì)為鉸接或半剛接）。7）短肢剪力墻是指墻肢截面長(zhǎng)度與厚度之比為5~8的剪力墻，高層結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。第100頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.剪力墻的分類1、根據(jù)洞口的有無(wú)、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分為以下幾類：

整截面墻聯(lián)肢墻壁式框架整體小開(kāi)口墻第101頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1）整截面墻：

幾何判定：（1）剪力墻無(wú)洞口；（2）有洞口，墻面洞口面積不大于墻面總面積的16%，且洞口間的凈距及洞口至墻邊的距離均大于洞口長(zhǎng)邊尺寸。

受力特點(diǎn)：可視為上端自由、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件。

整截面墻第102頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2）整體小開(kāi)口墻：

幾何判定：（1）洞口稍大一些，且洞口沿豎向成列布置，（2）洞口面積超過(guò)墻面總面積的16%，但洞口對(duì)剪力墻的受力影響仍較小。受力特點(diǎn)：在水平荷載下，由于洞口的存在，墻肢中已出現(xiàn)局部彎曲，其截面應(yīng)力可認(rèn)為由墻體的整體彎曲和局部彎曲二者疊加組成，截面變形仍接近于整截面墻。

整體小開(kāi)口墻第103頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3）聯(lián)肢墻：

幾何判定：沿豎向開(kāi)有一列或多列較大的洞口，可以簡(jiǎn)化為若干個(gè)單肢剪力墻或墻肢與一系列連梁聯(lián)結(jié)起來(lái)組成。

受力特點(diǎn)：連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，墻肢局部彎矩較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線分布。

聯(lián)肢剪力墻第104頁(yè)，共119頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

4）壁式框架：幾何判定：當(dāng)剪力墻成列布置的洞口很大，且洞口較寬，墻肢寬度相對(duì)較小，連梁的剛度接近或大于墻肢的剛度。受力特點(diǎn)：與框架結(jié)構(gòu)相類似。