多層房屋框架結(jié)構(gòu)

多層房屋框架結(jié)構(gòu)第一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日多層與高層房屋之間沒有明確的界限，我國通常將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。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。

裝配式框架的構(gòu)件全部為預(yù)制，在施工現(xiàn)場進(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。第二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D13.1框架結(jié)構(gòu)圖(a)平面圖；(b)Ⅰ-Ⅰ剖面圖第三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.1多層框架結(jié)構(gòu)布置

（1）結(jié)構(gòu)平面布置宜簡單、規(guī)則和對(duì)稱，傳力明確。

（2）建筑平面長寬比不宜過大，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大，H/B不宜大于5。

（5）房屋的總長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。

（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。

（7）構(gòu)件類型、尺寸的規(guī)格盡量減少，以利生產(chǎn)的工業(yè)化。結(jié)構(gòu)布置原則一、豎向承重結(jié)構(gòu)的組成和布置第四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

框架結(jié)構(gòu)是由若干個(gè)平面框架通過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）橫向框架承重方案一般房屋常采用在這種布置方案中，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，見圖12.2(a)。

（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，見圖12.2(c)。框架結(jié)構(gòu)方案第五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.2框架體系的布置(a)橫向布置；(b)縱向布置；(c)縱橫雙向布置第六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日（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)。二柱網(wǎng)尺寸及層高第七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.3柱網(wǎng)的布置(a)內(nèi)廊式；(b)跨度組合式第八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

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。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。在既需設(shè)伸縮縫又需設(shè)沉降縫時(shí)二縫應(yīng)合并設(shè)置。三、變形縫的設(shè)置表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第九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

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，縫兩側(cè)相鄰框架的距離可能較大，給使用帶來不便，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，見圖12.4?？p寬不小于50mm。圖12.4沉降縫做法(a)設(shè)挑梁（板）；(b)設(shè)預(yù)制板（梁）第十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.2桿件的截面尺寸和框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖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，見圖12.6。框架柱的截面形式一般為矩形或正方形。（一）截面的形狀一、梁柱截面的選擇圖12.6框架連系梁截面形式第十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.5框架橫梁截面形式第十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

1.框架梁梁截面尺寸可參考受彎構(gòu)件來初步確定。梁高h(yuǎn)b一般可取(1/10~1/15)l0(l0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b=(1/2~1/3)h，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，柱截面的高不宜小于400mm，寬不宜小于350mm。初步估算方法：（1）承受軸力為主的框架柱，按軸心受壓構(gòu)件，將軸力乘以1.2~1.4的增大系數(shù)。（2）風(fēng)荷載較大時(shí)近似設(shè)，然后將M與1.2N一起作用，按偏心受壓構(gòu)件驗(yàn)算。（二）截面尺寸的初步選擇第十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日為了簡化計(jì)算，作如下規(guī)定：

（1）在計(jì)算框架的水平位移時(shí)，對(duì)整個(gè)框架的各個(gè)構(gòu)件引入一統(tǒng)一的剛度折減系數(shù)βc，以βcEcI作為該構(gòu)件的抗彎剛度。在風(fēng)荷載作用下，對(duì)現(xiàn)澆框架，取βc=0.85；對(duì)裝配式框架，取βc=0.7~0.8。

（2）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))。

（3）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))。

（4）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)）。（三）梁截面的慣性矩第十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.7框架結(jié)構(gòu)的剛度取值(a)現(xiàn)澆式；(b)裝配整體式；(c)裝配式第十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

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)）。跨度取柱軸線間的距離。計(jì)算簡圖中的柱高，對(duì)樓層取層高；對(duì)底層柱，預(yù)制樓板取基礎(chǔ)頂面至二層樓板底面的高度，現(xiàn)澆樓板則取基礎(chǔ)頂面與二層樓板頂面之間的高度。當(dāng)各跨跨度不等但相差不超過10%時(shí)，可當(dāng)作具有平靜跨度的等跨框架。二、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖第十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.8框架的計(jì)算單元第十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.9框架柱軸線位置第十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日多層結(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、吊車荷載及施工活荷載等。豎向荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。

一、樓面活荷載的折減（一）設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)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)。13.3框架上的荷載墻、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樓面活荷載折減系數(shù)第十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

（二）設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)的折減1.折減系數(shù)0.9對(duì)下列房屋，樓面梁的從屬面積超過25m2時(shí)：住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園（荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2）。對(duì)教室、試驗(yàn)室、食堂、禮堂、劇場、電影院等多種房屋，樓面梁的從屬面積超過50m2時(shí)，其樓面荷載可乘以0.9的折減系數(shù)，詳見《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定。

2.折減系數(shù)0.8或0.6對(duì)汽車通道及停車庫的單向板樓蓋次梁和槽形板縱勒取0.8；對(duì)單向板樓蓋主梁取0.6；對(duì)雙向板樓蓋的梁取0.8。

二、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第二十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.4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)。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。

一、分層法的計(jì)算假定第二十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.10分層法的計(jì)算單元第二十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日二、計(jì)算步驟

（1）畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖，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?！纠?3.1】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。【解】將第二層各柱線剛度遍乘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。第二十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日用彎矩分配法計(jì)算各桿端的彎矩，其計(jì)算過程見圖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。圖12.11例12.1計(jì)算簡圖第二十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.12例12.1二層計(jì)算單元第二十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.13例12.1底層計(jì)算單元第二十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.14第二十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.15M圖（單位：kN·m)第二十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.5水平荷載作用下的內(nèi)力近似計(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。為了簡化計(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。

（3）梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件求出。（一）基本假定一、反彎點(diǎn)法第二十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.16水平荷載下的框架彎矩圖和變形第三十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

（二）反彎點(diǎn)高度反彎點(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=2h/3。（三）側(cè)移剛度D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），梁柱線剛度之比無窮大，則各柱端轉(zhuǎn)角為零，由結(jié)構(gòu)力學(xué)的兩端無轉(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：,式中:——第i層某柱的線剛度。第三十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

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

V1+V2+…+Vj+…=∑F（本層以上）可得：于是有：（五）柱端及梁端彎矩根據(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其它各層柱：上下端Mj上=Mj下=Vj×hj/2第三十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日柱端彎矩確定以后，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)圖12.17節(jié)點(diǎn)桿端彎矩第三十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日【例13.2】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（符號(hào)說明：剪力、彎矩均以順時(shí)針方向?yàn)檎芇=10kNVAD=1.5×10/（1.5+2+1）=3.33kNVBE=4.45kNVCF=2.22kN第2層：第1層：∑P=10+19=29kN∑P=10+19+22=51kNVDG=9.67kNVGJ=17kNVEH=12.89kNVHK=20.4kNVFI=6.44kNVIL=13.6kN第三十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.18第三十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

(2)

計(jì)算柱端彎矩第3層第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第三十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日(3)根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件算出梁端彎矩第3層第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)以上結(jié)果，畫出M圖如圖12.19所示。第三十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.19M圖（單位：kN·m)第三十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日二、D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)算簡便，精度又比反彎點(diǎn)法高。

（一）修正后柱側(cè)移剛度D

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，修正后的柱第三十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日側(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。

表13.3α值計(jì)算公式第四十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日求得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：

（二）柱的反彎點(diǎn)高度當(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：

第四十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日（1）標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比γ0標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比γ0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13.3)、框架總層數(shù)m、該柱所在層數(shù)n、荷載作用形式由附表12-1查得。

（2）上下層橫梁線剛度不同時(shí)的修正值γ1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γ1，見圖12.21。根據(jù)α1（見附表下的“注”）和值由附表13-1查得γ1。

（3）上下層層高變化時(shí)的修正值γ2、γ3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、α2和從附表14-1查得修正值γ2、γ3。第四十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.21橫梁剛度變化對(duì)反彎點(diǎn)位置的影響第四十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.22層高變化對(duì)反彎點(diǎn)位置的影響第四十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.6水平荷載作用下側(cè)移的近似計(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，若過大會(huì)影響正常使用；二是層間相對(duì)側(cè)移，過大會(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。框架結(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。一用D值法計(jì)算框架總體剪切側(cè)移側(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)為第四十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.25框架在水平荷載作用下的變形(a)梁柱彎曲變形；(b)柱的軸向變形第四十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日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線性插入二側(cè)移限值框架頂點(diǎn)的總側(cè)移Δ應(yīng)為各層層間相對(duì)側(cè)移之和，即第四十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.7框架的荷載組合和內(nèi)力組合

（一）框架橫梁對(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)過換算求得柱邊截面的彎矩和剪力，見圖12.26。一、控制截面及最不利內(nèi)力類型圖12.26梁端控制截面彎矩及剪力第四十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

（二）框架柱柱的控制截面為柱的上、下兩個(gè)端截面。柱的最不利內(nèi)力可歸納為以下四種類型：

（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。

（4）|M|比較大（但不是最大），而N比較小或比較大（不是絕對(duì)值最大）。

二、荷載組合

（一）由可變荷載效應(yīng)控制的組合：

第四十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

（二）由永久荷載效應(yīng)控制的組合對(duì)于一般民用建筑的框架，參與組合的有恒荷載、豎向荷載和風(fēng)荷載，由以上公式寫出這些荷載的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合為

取S1~S4的最大值確定承載力計(jì)算中的內(nèi)力設(shè)計(jì)值

三、豎向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。但是活荷載第五十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日卻不同，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。

（一）活荷載一次性布置當(dāng)活荷載較小或其與恒荷載的比值不大于1時(shí)，可以不考慮活荷載不利布置，與恒荷載一樣均按滿布方式計(jì)算內(nèi)力（滿載法），從而使計(jì)算工作量大為減少。但活荷載算得的梁跨中彎矩宜乘以1.1~1.2的增大系數(shù)。

（二）活荷載分跨布置見教材p.186圖13-19。四、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。第五十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.28風(fēng)荷載作用彎矩圖

五、彎矩調(diào)幅由于荷載組合不同的原因，支座彎矩因塑性餃而進(jìn)行調(diào)幅后，跨中最大正彎矩不必再加大。調(diào)幅在內(nèi)力組合之前進(jìn)行，現(xiàn)澆框架調(diào)幅系數(shù)采用0.8~0.9，水平荷載的彎矩不作調(diào)幅。跨中設(shè)計(jì)彎矩不應(yīng)小于按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩的一半。第五十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.8框架梁柱的截面配筋

一、框架橫梁梁的配筋計(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?？v向受拉鋼筋應(yīng)滿足配筋率及裂縫寬度的要求?？v筋的彎起和截?cái)辔恢?，?yīng)根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定。但當(dāng)q/g≤3時(shí)，或考慮塑性內(nèi)力重分布對(duì)支座彎矩調(diào)幅時(shí)，可參照教材p.187圖13-21布筋。

二、框架柱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。第五十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日一、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，箍筋一般采用HPB235級(jí)或HRB335級(jí)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，柱中全部縱筋的配筋率不應(yīng)大于5%，最小配筋率為0.6%，框架梁一般不采用彎起鋼筋抗剪。

（5）混凝土保護(hù)層：根據(jù)環(huán)境類別而定。如環(huán)境類別為一類時(shí)，梁的保護(hù)層厚度不小于30mm（≤C20），柱不小于30mm。13.9現(xiàn)澆框架的一般構(gòu)造要求第五十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

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。

（一）梁與柱連現(xiàn)澆框架的梁柱節(jié)點(diǎn)，一般做成剛性節(jié)點(diǎn)。

1.中間層端節(jié)點(diǎn)圖12.30(1)梁上部縱筋伸入節(jié)點(diǎn)的直線錨固長度不應(yīng)

二、連接構(gòu)造圖12.30樓面梁與邊柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)小于la,且伸過中心線不小于5d;(2)當(dāng)柱截面尺寸不夠時(shí),梁上部縱筋應(yīng)伸至節(jié)點(diǎn)對(duì)邊并向下彎折,其水平投影長度不應(yīng)小于0.4la,豎直投影長度應(yīng)取為15d,以上投影長度均包含彎弧段在內(nèi)。第五十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

2.中間層中間節(jié)點(diǎn)圖12.31（1）梁上部縱筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)，其截?cái)辔恢猛B續(xù)梁。（2）下部縱筋的錨固視受力情況定，①當(dāng)計(jì)算中不利用該鋼筋強(qiáng)度時(shí)，錨固長度las≥12d（帶肋鋼筋）或las≥15d（光面鋼筋）；②當(dāng)計(jì)算中充分利用該鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，則該鋼筋應(yīng)錨固在節(jié)點(diǎn)內(nèi)。（3）下部縱筋的錨固形式有三種：其要求如圖12.31所示

圖12.31樓面梁與中柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)第五十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

3.頂層中間節(jié)點(diǎn)直線錨固長度自梁底算起不小于la，且必須伸至柱頂。當(dāng)梁截面高度不夠時(shí)，柱縱向鋼筋應(yīng)伸至柱頂并向內(nèi)水平彎折，彎折的水平投影長度≥12d，彎折前的豎直投影長度在充分利用縱筋抗拉強(qiáng)度時(shí)不宜小于0.5la。當(dāng)柱頂有厚度不小于80mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20的現(xiàn)澆板時(shí)，柱縱筋亦可向外彎折。教材圖13-24a、b。

4.頂層端節(jié)點(diǎn)內(nèi)側(cè)縱筋同頂層中間節(jié)點(diǎn)。外側(cè)縱筋的錨固有兩種方式：

方式一：圖12.29a

⑴外側(cè)縱筋伸入梁端、部分彎入梁內(nèi)作梁上部鋼筋。柱梁縱筋搭接長度≥1.5la，伸入梁內(nèi)的柱縱筋面積不宜小于外側(cè)縱筋全部面積的65%；⑵梁寬范圍外的柱外側(cè)縱筋宜沿頂部伸至柱內(nèi)邊，對(duì)于第一層縱筋，至柱內(nèi)邊后向下彎折8d，第二層縱筋可不彎折。⑶

當(dāng)柱頂有厚度不小第五十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日于80mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20的現(xiàn)澆板時(shí)，梁寬范圍外的柱外側(cè)縱筋可伸入現(xiàn)澆板內(nèi)，長度自梁底算起不小于1.5la；⑷

柱外側(cè)縱筋配筋率大于1.2%時(shí)，分兩批截?cái)?。⑸梁上部縱筋應(yīng)伸至節(jié)點(diǎn)外側(cè)并向下彎至梁底高度后截?cái)唷?/p>

方式二：圖12.29b梁上部縱筋向下彎折與柱外側(cè)縱筋搭接，搭接長度不小于1.7la。當(dāng)梁上部縱筋配筋率大于1.2%時(shí)，除滿足以上規(guī)定的搭接長度1.7la外，且應(yīng)分兩批截?cái)?，截?cái)帱c(diǎn)之間的距離不宜小于20d。柱外側(cè)縱筋伸至柱頂后向內(nèi)水平彎折12d?？蚣茼攲佣斯?jié)點(diǎn)處梁的上部縱筋面積As應(yīng)符合下式規(guī)定：第五十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.29頂層梁與柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)第五十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

（二）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，見圖12.32。在搭接范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)滿足搭接處的箍筋要求。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。當(dāng)上、下柱截面不同時(shí)的搭接，若折角小于1/6，下柱鋼筋可彎折伸入上柱搭接；當(dāng)折角大于1/6，且層高＞2.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)置錨固在下柱內(nèi)的插筋與上柱鋼筋搭接；當(dāng)折角大于1/6，且層高＞2.5m時(shí)，可取消插筋，直接將上柱鋼筋冒固在下柱內(nèi)，即將上柱鋼筋作為插筋（反正鋼筋不長）如圖12.33。第六十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.32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根第六十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日?qǐng)D12.33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)第六十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

13.10多層框架柱基礎(chǔ)多層框架房屋的基礎(chǔ)按構(gòu)造型式可分為以下幾類：

(1)單獨(dú)基礎(chǔ)：是獨(dú)立的塊狀形式，常用斷面形式有踏步形、錐形、杯形。適用于框架層數(shù)不多，地基土均勻且柱距較大的情況。

(2)條形基礎(chǔ)：基礎(chǔ)是連續(xù)帶形，也稱帶形基礎(chǔ)。把上部各榀框架連成整體,使其不均勻沉降減少。

第六十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日第六十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日

(3)十字形基礎(chǔ)：縱橫兩個(gè)方向的條形基礎(chǔ)即連成十字性基礎(chǔ)。即不但在各片框架方向，而且在另一方向也布置成條形，使兩個(gè)方向的框架都連成整體。

(4)片筏基礎(chǔ)

建筑物的基礎(chǔ)由整片的鋼筋混凝土板組成，板直接由地基土承擔(dān)，稱為片筏基礎(chǔ)。分為平板式和肋梁式兩種。平板式是一大片厚達(dá)1~3米的平板，肋梁式似一倒置的肋梁樓蓋。

(5)箱形基礎(chǔ)

當(dāng)上部建筑物為荷載大、對(duì)地基不均勻沉降要求嚴(yán)格的高層建筑、重型建筑以及軟弱土地基上多層建筑。為增加基礎(chǔ)剛度，將地下室的底板、頂板和墻整體澆成箱子狀的基礎(chǔ)，稱為箱形基礎(chǔ)。

(6)樁基礎(chǔ)

當(dāng)淺層地基上不能滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時(shí)，就要考慮以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的深基礎(chǔ)，樁基應(yīng)用最為廣泛。第六十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日第六十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期日13.11設(shè)計(jì)例題本例題基本按教材講述，本課件只給出提綱和要點(diǎn)。設(shè)計(jì)題：p.192[解]一、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（一）恒荷載標(biāo)準(zhǔn)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，恒荷載總計(jì)3項(xiàng)，屋面：41.81kN/m