第三章多層框架結構設計課件

本章重點了解框架結構的特點和適用范圍；

熟悉框架結構的布置原則與方法；掌握框架結構在豎向和水平荷載作用下的內力計算方法；掌握框架結構的內力組合原則與方法；熟悉框架結構在水平荷載作用下的側移驗算方法；熟悉梁、柱的配筋計算和構造要求。第三章多層框架結構設計本章重點第三章多層框架結構設計§3.1結構布置梁、柱尺寸及計算簡圖

1~2層 3~10層

10層或28m房屋按高度和層數分類低層多層高層框架結構的定義框架結構是由梁、柱以剛接或鉸接相連而構成的承受豎向和水平荷載的承重體系。3.1.1結構布置第三章多層框架結構設計§3.1結構布置梁、柱尺寸及計算簡圖 1~2層房屋按在豎向荷載和水平荷載共同作用下，框架結構各構件都將產生內力和變形。框架結構的側移一般由兩部分組成：由水平力引起的樓層剪力使梁、柱構件產生彎曲變形，形成框架結構的整體剪切變形us（sheardeformation）；由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產生軸向變形（一側柱拉伸，另一側柱壓縮），形成框架結構的整體彎曲變形ub（bendingdeformation）。當框架結構房屋的層數不多時，其側移主要表現為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。（框架結構的變形型式為剪切型）框架結構的受力特點第三章多層框架結構設計在豎向荷載和水平荷載共同作用下，框架結構各構件都將產生內框架結構的側移第三章多層框架結構設計框架結構的側移第三章多層框架結構設計優(yōu)點結構輕巧；整體性好；可形成大空間；施工方便；較為經濟?？蚣芙Y構框架結構的優(yōu)缺點第三章多層框架結構設計優(yōu)點框架結構框架結構的優(yōu)缺點第三章多層框架結構設計缺點抵抗水平荷載能力差；側向剛度小，側移大；受地基的不均勻沉降影響大?？蚣芙Y構受力變形動畫演示第三章多層框架結構設計缺點框架結構受力變形動畫演示第三章多層框架結構設計框架結構房屋的最大適用高度和最大高寬比非抗震設計抗震設防烈度6度7度8度（0.2g)8度（0.3g)9度高度限值706050403524高寬比限值5432第三章多層框架結構設計框架結構房屋的最大適用高度和最大高寬比非抗震設計抗震設防烈度

結構布置的一般原則滿足使用要求，并盡可能與建筑的平、立剖面劃分相一致；滿足人防、消防要求，使水、暖、電各專業(yè)的布置能有效地進行；結構盡可能簡單、規(guī)則、均勻、對稱；結構的受力要明確；非承重隔墻宜采用輕質材料；構件類型、尺寸的規(guī)格要盡量減少。第三章多層框架結構設計結構布置的一般原則滿足使用要求，并盡可能與建筑的平、立剖面好差平面布置第三章多層框架結構設計好差平面布置第三章多層框架結構設計好差豎向布置妥善地處理溫度、地基不均勻沉降以及地震等因素對建筑的影響；施工簡便；經濟合理。第三章多層框架結構設計好差豎向布置妥善地處理溫度、第三章多層框架結構設計

結構布置的方法

框架結構布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網布置）和選擇結構承重方案，這些均必須滿足建筑平面及使用要求，同時也須使結構受力合理，施工簡單?？蚣芙Y構的承重方案

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，樓蓋常采用現澆雙向板或井字梁樓蓋。第三章多層框架結構設計結構布置的方法框架結構布置主要是確定柱在平面上的排列橫向布置

特點房屋橫向剛度大，側移??；橫梁高度大，室內有效凈空小。非抗震時使用橫向承重第三章多層框架結構設計橫向布置特點橫向承重第三章多層框架結構設計特點：連系梁截面較小，框架梁截面尺寸大，室內有效凈空高；對縱向地基不均勻沉降較有利；房屋橫向剛度小，側移大?？v向布置

縱向承重第三章多層框架結構設計特點：縱向布置縱向承重第三章多層框架結構設計特點：整體性好，受力好；適用于整體性要求較高和樓面荷載較大的情況。雙向布置

雙向承重第三章多層框架結構設計特點：雙向布置雙向承重第三章多層框架結構設計§4.1.21.框架梁框架梁截面尺寸估算l0——梁的計算跨度；hb——梁的截面高度；bb——梁的截面寬度。一般情況下：梁凈跨與截面高度之比不宜小于4梁的截面寬度不宜小于200mm為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，hb不宜大于1/4凈跨。為了保證梁的側向穩(wěn)定性，梁截面的高寬比（hb/bb）不宜大于4。梁凈跨與截面高度之比不宜小于4梁的截面寬度不宜小于200mm3.1.2框架結構梁柱截面尺寸及計算簡圖第三章多層框架結構設計§4.1.21.框架梁框架梁截面尺寸估算l0——梁的計

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(1/25~1/18)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。扁梁第三章多層框架結構設計為了降低樓層高度，可將梁設計成寬度較大而高度較小的扁梁，框架梁線剛度Ec——混凝土彈性模量；I——框架梁截面慣性矩，見表1；l——框架梁的跨度。式中：梁截面慣性矩第三章多層框架結構設計框架梁線剛度Ec——混凝土彈性模量；式中：梁截面慣性矩第三表1框架梁慣性矩取值樓板類型邊框架梁中框架梁現澆樓板I=1.5I0I=2.0I0裝配整體式樓板I=1.2I0I=1.5I0裝配式樓板I=I0I=I0注：I0為梁按矩形截面計算的慣性矩，。第三章多層框架結構設計表1框架梁慣性矩取值樓板類型邊框架梁中框架梁現澆樓板I=1梁截面慣性矩在結構內力與位移計算中，與梁一起現澆的樓板可作為框架梁的翼緣，每一側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：第三章多層框架結構設計梁截面慣性矩第三章多層框架結構設計多層建筑：hi——第i層層高；hc——柱截面高度；bc——柱截面寬度?？蚣苤慕孛孢呴L不宜小于250mm，抗震時不宜小于300mm，圓柱的截面直徑不宜小于350mm，剪跨比宜大于2截面的高寬比不宜大于32.框架柱框架柱截面尺寸估算為避免柱產生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4第三章多層框架結構設計多層建筑：hi——第i層層高；框架柱的截面邊長不宜小于25高層建筑：N=（1.1~1.2）Nv

N——柱中軸向力。Nv——柱支承的樓面荷載面積上豎向荷載產生的軸向力設計值?？山茖敲姘逖刂S線之間的中線劃分，恒載和活載的分項系數均取1.25，或近似取12~14kN/m2進行計算。fc——混凝土軸心抗壓強度設計值。第三章多層框架結構設計高層建筑：N=（1.1~1.2）NvN——柱中軸向力。Ec——混凝土彈性模量；I——框架柱截面慣性矩?？蚣苤€剛度第三章多層框架結構設計Ec——混凝土彈性模量；框架柱線剛度第三章多層框架結構設3.框架計算簡圖框架結構的計算單元及計算模型第三章多層框架結構設計3.框架計算簡圖框架結構的計算單元及計算模型第三章多層計算單元的選取計算單元選取第三章多層框架結構設計計算單元的選取計算單元選取第三章多層框架結構設計計算簡圖實際結構l01l02計算簡圖第三章多層框架結構設計計算簡圖實際結構l01l02計算簡圖第三章多層框架結構設計變截面柱或者具有懸挑部分時框架結構的計算簡圖第三章多層框架結構設計變截面柱或者具有懸挑部分時框架結構的計算簡圖第三章多層框架§3.2框架內力分析2.豎向荷載作用下框架結構的受力特點1）豎向荷載作用下，框架結構的側移較小，若不計側移，即按照無側移計算，對框架結構的內力影響不大；2）當整個框架僅在某一層橫梁上受有豎向荷載時，則直接承受荷載的框架梁及與之相連的上下層框架柱端的彎矩較大，其他各層梁柱的彎矩均很小，且距離直接承受荷載的框架梁越遠，框架梁柱的彎矩越小。1.豎向荷載作用下框架結構的內力計算方法3.2.1豎向荷載作用下內力近似計算—分層法第三章多層框架結構設計§3.2框架內力分析2.豎向荷載作用下3.分層法的基本假定及計算簡圖在豎向荷載作用下，框架結構的側移忽略不計，則按節(jié)點無側移進行內力計算；每層梁上的荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產生彎矩，不在其余層梁和其余層柱上產生彎矩。

根據以上假定，多、高層框架可分層作為若干個彼此互不關聯的且柱端為完全固定的簡單剛架近似計算。簡單剛架可用彎矩分配法計算。第三章多層框架結構設計3.分層法的基本假定及計算簡圖在豎向荷載作用下，框架結構分層法計算示意圖第三章多層框架結構設計分層法計算示意圖第三章多層框架結構設計（1）將多層框架沿高度分成若干單層無側移的敞口框架，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構相同。每層梁上的荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產生彎矩，不在其他層梁和其他層柱上產生彎矩。（2）由于除底層外上層各柱的柱端實際為彈性固定，計算簡圖中假定為完全嵌固，這樣會使柱的彎曲變形有所減小，為減少計算誤差，除底層柱外，其余各層柱的線剛度乘以0.9的修正系數。4.分層法的計算要點第三章多層框架結構設計（1）將多層框架沿高度分成若干單層無側移的敞口框架，每個敞口線剛度修正第三章多層框架結構設計線剛度修正第三章多層框架結構設計（3）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均取1/2，其他各層柱的傳遞系數改用1/3。傳遞系數修正第三章多層框架結構設計（3）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5.分層法的計算步驟（1）畫出分層框架計算簡圖。（2）計算框架梁柱的線剛度，注意除底層柱外的其余各層柱線剛度應乘以折減系數0.9。（3）用無側移框架的計算方法（如彎矩分配法）計算各敞口框架的桿端彎矩。（4）確定框架的梁、柱端最終彎矩：框架梁端彎矩和底層柱端彎矩即為其最后的彎矩值；而其余各層柱屬于上、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，如果其值偏大，可將這些節(jié)點不平衡彎矩反號后在近端再作一次彎矩分配，此時除對底層各柱支承端外，其余梁柱均不作傳遞。（5）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。第三章多層框架結構設計5.分層法的計算步驟（1）畫出分層框架計算簡圖。第三章6.有關分層法計算豎向荷載作用下框架內力的兩個問題思考（1）在用分層法分析豎向荷載作用下的框架內力時，框架梁與框架柱的內力分別主要由什么荷載產生？（2）框架梁線剛度與框架柱線剛度的比值大小對分層法的計算結果有何影響？第三章多層框架結構設計6.有關分層法計算豎向荷載作用下框架內力的兩個問題思考（（1）畫出結構計算簡圖，并標明荷載及軸線尺寸；（2）按規(guī)定計算梁、柱的線剛度和相對線剛度，除底層柱外，其余各層柱的線剛度遍乘0.9的折減系數；（3）用彎矩分配法自上而下分層計算各計算單元的桿端彎矩；（4）疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點彎矩不平衡值較大，可在節(jié)點重新分配一次。（5）根據靜力平衡條件繪出框架的內力圖。例題、計算步驟（1）畫出結構計算簡圖，并標明荷載及軸線尺寸；例題、計【例3.1】如下圖所示一個兩層兩跨框架，用分層法作框架的彎矩圖，括號內數字表示每根桿線剛度的相對值?！纠?.1】如下圖所示一個兩層兩跨框架，用分層法作框【解】（1）畫出結構計算簡圖

（2）按規(guī)定計算梁、柱的線剛度和相對線剛度，除底層柱外，其余各層柱的線剛度遍乘0.9的折減系數例3.1底層計算單元【解】（1）畫出結構計算簡圖

（2）按規(guī)定計算梁、柱例3.1底層計算單元例3.1底層計算單元（3）用彎矩分配法自上而下分層計算各計算單元的桿端彎矩0.3320.6680.3530.1750.8640.1360.472下柱右梁左梁下柱左梁下柱右梁-12.188+8.142-1.152+0.768-4.431+12.188+4.071-2.304+13.955+4.059+0.383+4.442-1.142-1.142-6.795-2.936-3.081-12.812+6.795-5.871-1.541+1.331+0.714-0.924+0.210-0.714DFE+1.476-0.238-0.381ACB（3）用彎矩分配法自上而下分層計算各計算單元的桿端彎矩0.0.3480.1860.466下柱上柱右梁0.3080.1560.1230.413左梁下柱上柱右梁0.2020.0890.709下柱上柱左梁+3.139

+0.272

+3.411

+16.875+3.932-2.920+17.887+5.873+0.508+6.381-1.479-1.479-1.166-1.166+8.363-5.929-1.958+1.388+1.864-0.744+0.174-0.570GIH+3.191-0.647-0.739-16.875+7.864-1.460+0.680-9.791-8.363-2.965-3.915-15.243-1.689+0.396-1.293ABCFED-0.190-0.389+1.1371/31/31/31/21/21/20.3480.1860.466下柱上柱右梁0.3080.15M圖（單位：kN·m)（4）疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點彎矩不平衡值較大，可在節(jié)點重新分配一次。（5）根據靜力平衡條件繪出框架的內力圖。5.579M圖（單位：kN·m)（4）疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎§5.3§5.3§5.3水平荷載作用作用下框架結構的受力與變形特點（1）框架梁、柱的彎矩均為線性分布，且每跨梁及每根柱均有一零彎矩點即反彎點存在；（2）框架每一根柱的總剪力（稱層間剪力）及單根柱的剪力均為常數；（3）若不考慮梁、柱軸向變形及框架側移的影響，則同層各框架節(jié)點的水平側移相等；（4）除底層柱底為固端外，其余桿端（或節(jié)點）既有水平側移又有轉角變形，節(jié)點轉角隨梁柱線剛度比的增大而減小。3.2.2水平荷載下內力近似計算—反彎點法第三章多層框架結構設計§5.3§5.3§5.3水平荷載作用作用下框架結構的受力與變§5.3§5.3§5.3

水平荷載作用下框架結構的內力和側移可用結構力學方法計算，常用的近似算法有反彎點法、D值法和迭代法等。反彎點法基本原理：反彎點法的基本概念：水平荷載的作用可以簡化為框架受節(jié)點水平集中作用，如求出各柱反彎點出的剪力及反彎點位置，即可得到框架柱端內力，這種方法即反彎點法。適用于梁柱線剛度比不小于3的框架結構；（K=ib/ic＞3）常用于初步設計中估算梁和柱在水平荷載作用下的彎矩值。第三章多層框架結構設計§5.3§5.3§5.3水平荷載作用下框架結構的內力和側移基本假定：在進行各柱間的剪力分配時，認為梁與柱的剛度比為無限大，同層柱端的側移相等。（該假定只有在梁柱線剛度比大于等于5或大于等于3時才成立）在確定各柱的反彎點位置時，認為除底層柱以外的其余各層柱受力后上下兩端的轉角相等；梁端彎矩可由節(jié)點平衡條件根據梁的線剛度比例求出。第三章多層框架結構設計基本假定：第三章多層框架結構設計（1）反彎點位置彎矩為零的點（反彎點）的位置按下圖取值（以EI梁=∞為前提）。反彎點位置圖

左圖反彎點高度為定值的假定，當框架結構布置比較規(guī)則均勻、層高和跨度變化不大，層數不多時，才可以應用。第三章多層框架結構設計（1）反彎點位置反彎點位置圖左圖反彎點高度為定值（2）反彎點處的剪力計算 柱的剪力按同層柱的抗側移剛度之比分配。柱的抗側移剛度為：EIci——第i根柱的剛度；hi——第i根柱的柱高。Di第三章多層框架結構設計（2）反彎點處的剪力計算EIci——第i根柱的剛度；Di第以三層框架為例，用反彎點法計算水平荷載作用下框架的內力。頂層因此各柱的剪力為：第三章多層框架結構設計以三層框架為例，用反彎點法計算水平荷載作用第二層各柱的剪力為：第三章多層框架結構設計第二層各柱的剪力為：第三章多層框架結構設計

第一層各柱的剪力為：第三章多層框架結構設計第一層各柱的剪力為：第三章多層框架結構設計（3）彎矩圖繪制柱端彎矩：已知反彎點處的剪力值便可以求出每一根柱各截面的彎矩。梁端彎矩：分邊柱節(jié)點和中間柱節(jié)點兩種情況處理。邊節(jié)點：第三章多層框架結構設計（3）彎矩圖繪制第三章多層框架結構設計中節(jié)點：第三章多層框架結構設計中節(jié)點：第三章多層框架結構設計【例3.2】用反彎點法求下圖所示框架的彎矩圖。圖中括號內數字為各桿的相對線剛度。【例3.2】用反彎點法求下圖所示框架的彎矩圖。圖中括【解】（1）計算柱的剪力當同層各柱h相等時，各柱剪力可直接按其線剛度分配。第3層（符號說明：剪力、彎矩均以順時針方向為正）∑P=10kN

VAD=1.5×10/（1.5+2+1）=3.33kN

VBE=4.45kN

VCF=2.22kN第2層：第1層：∑P=10+19=29kN∑P=10+19+22=51kN

VDG=9.67kNVGJ=17kN

VEH=12.89kNVHK=20.4kN

VFI=6.44kNVIL=13.6kN第三章多層框架結構設計課件

(2)

計算柱端彎矩第3層第2層

MAD=MDA=6.66kN·mMDG=MGD=24.18kN·m

MBE=MEB=8.9kN·mMEH=MHE=32.23kN·m

MCF=MFC=4.44kN·mMFI=MIF=16.1kN·m

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(2)計算柱端彎矩(3)根據節(jié)點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·m

MHG=28.09kN·m

MHI=44.94kN·m

MIH=MIF+MIL=16.1+27.2=43.3kN·m根據以上結果，畫出M圖如圖12.19所示。(3)根據節(jié)點平衡條件算出梁端彎矩第三章多層框架結構設計課件（1）反彎點法的優(yōu)點與存在問題柱的抗側剛度只考慮了柱的線剛度和柱高，未考慮節(jié)點梁柱線剛度比的影響；認為反彎點的位置是固定不變的，實際上它與梁柱線剛度之比、柱的位置、上下層梁的線剛度大小、上下層層高、框架的總層數等因素有關。

1）反彎點法存在的優(yōu)點2）反彎點法存在的問題概念簡單，思路清晰，應用方便。

1）反彎點法存在的優(yōu)點2）反彎點法存在的問題3.2.3水平荷載下近似計算—D值法第三章多層框架結構設計（1）反彎點法的優(yōu)點與存在問題1）反彎點法存在的優(yōu)點2（2）D值法的基本思想與反彎點法相比：相同之處先確定反彎點位置不同之處考慮了上述因素的影響，對柱的抗側剛度和柱的反彎點位置進行了修正。因此，D值法又稱為修正的反彎點法，適用于梁柱線剛度比小于3的情況。第三章多層框架結構設計（2）D值法的基本思想與反彎點法相比：因此，D（3）柱的抗側剛度式中，αc——柱抗側移剛度修正系數，按下表的公式計算。柱的部位及固定情況一般層底層，下面固支底層，下端鉸支αci1i2ici3i4i1i2ici1i2ic第三章多層框架結構設計（3）柱的抗側剛度式中，αc——柱抗側移剛（4）修正的反彎點高度式中y0——規(guī)則框架的標準反彎點高度比；y1——因上、下層梁剛度比變化的修值；

y2——因上層層高變化的修正值；

y3——因下層層高變化的修正值。柱端彎矩ViVi第三章多層框架結構設計（4）修正的反彎點高度式中柱端彎矩ViVi第三章多層框框架在水平荷載作用下的側移（lateraldisplacement）由梁柱彎曲變形（flexuraldeformation）和柱的軸向變形（axialdeformation）產生。前者是由水平荷載產生的層間剪力引起的，后者主要是由水平荷載產生的傾覆力矩引起的。一般情況下，可只考慮由于梁柱彎曲變形產生的側移。框架剪切型變形（1）梁、柱彎曲變形引起的側移

§3.3水平荷載作用下框架側移計算第三章多層框架結構設計框架在水平荷載作用下的側移（laterald（2）柱軸向變形引起的側移框架彎曲變形第三章多層框架結構設計（2）柱軸向變形引起的側移框架彎曲變形第三章多層框架結構設側移值的計算框架層間側移j層側移第j層的總剪力第j層各柱側向總剛度第三章多層框架結構設計側移值的計算框架層間側移j層側移第j層的總剪力第j層各柱側向框架結構側移值的水平側移的控制框架結構的側向剛度過小，水平位移過大，將影響正常使用；側向剛度過大，水平位移過小，雖滿足使用要求，但不滿足經濟性要求。因此，框架結構的側向剛度宜合適，一般以使結構滿足層間位移限值為宜。

框架結構層間彈性位移驗算的目的：在正常使用條件下，限制結構層間位移的主要目的有以下兩個方面：（1）保證主結構基本處于彈性受力狀態(tài)，對鋼筋混凝土結構來講，首先要避免混凝土墻或柱出現裂縫；同時，將混凝土梁等樓面構件的裂縫數量、寬度和高度限制在規(guī)范允許的范圍之內；（2）保證填充墻、隔墻和幕墻等非結構構件的完好，避免產生明顯損傷。第三章多層框架結構設計框架結構側移值的水平側移的控制框架結構的側向剛度過小，水平位限制框架結構層間彈性位移的具體措施：

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，對框架結構取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，各作用分項系數均應采用1.0，混凝土結構構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。Δu/h≤[Δu/h]第三章多層框架結構設計限制框架結構層間彈性位移的具體措施：由于變形驗算屬正§3.4框架結構荷載效應組合及最不利內力3.4.1荷載效應組合框架結構的基本組合可采用簡化規(guī)則，并應按下列組合值中取最不利值確定：1.無地震作用時的荷載效應組合（1）由可變荷載效應控制的組合當其效應對結構不利時1.2當其效應對結構有利時1.0或0.9一般情況1.4；標準值大4kN/m2的工業(yè)房屋樓面1.3第三章多層框架結構設計§3.4框架結構荷載效應組合及最不利內力3.4.1荷載效應（2）由永久荷載效應控制的組合當其效應對結構不利時1.35當其效應對結構有利時1.0或0.9可變荷載Qi的組合值系數2.有地震作用時的荷載效應組合（多層框架結構）相應的組合工況：第三章多層框架結構設計（2）由永久荷載效應控制的組合當其效應對結構不利時1.35當采用裝配式或裝配整體式樓蓋時，板上荷載通過預制板的兩端傳遞給它的支承結構；當采用現澆樓蓋時，樓面上的恒載和活載根據每個區(qū)格板兩個方向的邊長比，沿單向或雙向傳遞，區(qū)格板長邊/短邊>3時沿單向傳遞，長邊/短邊≤3時沿雙向傳遞。

樓面荷載分配原則3.豎向活荷載的最不利布置第三章多層框架結構設計樓面荷載分配原則3.豎向活荷載的最不利布置第三章多層現澆樓蓋荷載傳遞示意圖第三章多層框架結構設計現澆樓蓋荷載傳遞示意圖第三章多層框架結構設計（1）逐跨布置法

恒載一次布置，樓屋面活載逐跨單獨作用在各跨上，分別算出內力，再對各控制截面組合其可能出現的最大內力。恒載一次布置活載分跨布置第三章多層框架結構設計（1）逐跨布置法恒載一次布置，樓屋面活載（2）最不利荷載布置法

恒載一次布置，樓屋面活載根據影響線，直接確定產生某一指定截面最不利內力的活載布置。此法用手算方法進行計算很困難。最不利荷載的布置第三章多層框架結構設計（2）最不利荷載布置法恒載一次布置，樓屋（3）分層布置法或分跨布置法

恒載一次布置，為簡化計算，當活載設計值與恒載設計值的比值不大于3時，可近似將活載一層或一跨做一次布置，分別進行計算，然后進行最不利內力組合。qqqqqq分層布置法分跨布置法第三章多層框架結構設計（3）分層布置法或分跨布置法恒載一次布置（4）滿布荷載法

當活載與恒載的比值不大于1時，可不考慮活載的最不利布置，把活載同時作用于所有的框架上，這樣求得的支座處的內力可直接進行內力組合。但求得的梁跨中彎矩應乘以1.1~1.2的系數予以增大。第三章多層框架結構設計（4）滿布荷載法當活載與恒載的比值不大于3.4.2控制截面及最不利內力梁：跨中、支座截面柱：柱頂、柱底截面。為了簡化計算，可采用軸線處內力值梁控制截面柱控制截面第三章多層框架結構設計3.4.2控制截面及最不利內力梁：跨中、支座截面梁控制截面梁端的控制截面梁端破壞時，破壞截面位于柱的邊緣處，梁端的控制截面在柱邊，應以柱邊的彎矩和剪力值作為配筋計算的內力值：第三章多層框架結構設計梁端的控制截面梁端破壞時，破壞截面位于柱的邊緣由圖可見：對于大偏壓，M相等或相近時，N越小越不利；對于小偏壓，M相等或相近時，N越大越不利；無論大小偏壓，當N相等或相近時，M越大越不利。最不利內力確定第三章多層框架結構設計由圖可見：最不利內力確定第三章多層框架結構設計最不利內力類型梁跨中截面：+Mmax及相應的V（正截面設計）梁支座截面：-Mmax及相應的V（正截面設計）Vmax及相應的M（

斜截面設計）柱截面：+Mmax及相應的N、V

-Mmax及相應的N、VNmax及相應的M、VNmin及相應的M、VVmax及相應的M、N計算柱正截面受壓承載力，以確定縱向受力鋼筋數量計算斜截面受剪承載力，以確定箍筋數量第三章多層框架結構設計最不利內力類型梁跨中截面：+Mmax及相應的V（正截面設計）3.4.3豎向荷載下框架梁端彎矩的調幅在豎向荷載作用下，可以考慮梁端塑性變形內力重分布，減小梁端負彎矩，相應增大梁跨中彎矩。調幅后的支座彎矩為：=βM式中——梁支座截面調幅后的彎矩；

M——梁支座調幅前按彈性方法計算的彎矩；

β

——調幅系數，現澆框架：0.8~0.9；裝配式框架：0.7~0.8。注意：水平荷載作用下產生的彎矩不參與調幅，故彎矩調幅在內力組合之前進行。

第三章多層框架結構設計3.4.3豎向荷載下框架梁端彎矩的調幅在豎截面設計時，梁跨中正彎矩至少應取按簡支梁計算的跨中彎矩之半。如為均布荷載，則

豎向荷載產生的梁的彎矩應先調幅，再與風荷載和水平地震作用產生的彎矩進行組合。調幅后的跨中彎矩為：MMLMRΔM第三章多層框架結構設計截面設計時，梁跨中正彎矩至少應取按簡支梁計算§5.6§5.6§5.6§3.5框架構件設計1.三水準兩階段設計方法的簡單介紹抗震設防目標：“小震不壞、中震可修、大震不倒”兩階段設計方法：第一階段主要是進行多遇地震作用下的承載力驗算和彈性變形驗算；第二階段是驗算罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。2.框架抗震概念設計（1）延性的概念（2）四強四弱的提法（3）限制柱的軸壓比第三章多層框架結構設計§5.6§5.6§5.6§3.5框架構件設計1.三水準兩柱的配筋計算中（注意最不利內力的選?。?，需要確定柱的計算長度l0?！痘炷两Y構設計規(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構，各層柱的計算長度l0按規(guī)范規(guī)定取用。2）當水平荷載產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：3.具體構件設計要求（1）框架柱

第三章多層框架結構設計柱的配筋計算中（注意最不利內力的選?。枰_定柱的計算（2）框架梁

為了避免梁支座處抵抗負彎矩的鋼筋過分擁擠，以及在抗震結構中形成梁鉸破壞機構增加結構的延性，可以考慮框架梁端塑性變形內力重分布，對豎向荷載作用下梁端負彎矩進行調幅。對現澆框架梁，梁端負彎矩調幅系數可取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)點各桿件產生相對角變，其節(jié)點的整體性不如現澆框架，故其梁端負彎矩調幅系數可取0.7~0.8?？蚣芰憾私孛尕搹澗卣{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幅，再與水平荷載產生的框架梁彎矩進行組合。第三章多層框架結構設計（2）框架梁第三章多層框架結構設計4.相關構造要求（1）框架柱

柱箍筋形式示例第三章多層框架結構設計4.相關構造要求柱箍筋形式示例第三章多層框架結構設計4.相關構造要求（2）框架梁

1）梁縱向鋼筋的構造要求梁縱向受拉鋼筋的數量除按計算確定外，還必須考慮溫度、收縮應力所需要的鋼筋數量，以防止梁發(fā)生脆性破壞和控制裂縫寬度。縱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。第三章多層框架結構設計4.相關構造要求1）梁縱向鋼筋的構造要求2）梁4.相關構造要求（3）框架梁柱節(jié)點

1）現澆梁柱節(jié)點梁柱節(jié)點處于剪壓復合受力狀態(tài)，為保證節(jié)點具有足夠的受剪承載力，防止節(jié)點產生剪切脆性破壞，必須在節(jié)點內配置足夠數量的水平箍筋。節(jié)點內的箍筋除應符合上述框架柱箍筋的構造要求外，其箍筋間距不宜大于250mm；對四邊有梁與之相連的節(jié)點，可僅沿節(jié)點周邊設置矩形箍筋。2）裝配整體式梁柱節(jié)點裝配整體式框架的節(jié)點設計是這種結構設計的關鍵環(huán)節(jié)。設計時應保證節(jié)點的整體性；應進行施工階段和使用階段的承載力計算；在保證結構整體受力性能的前提下，連接形式力求簡單，傳力直接，受力明確；應安裝方便，誤差易于調整，并且安裝后能較早承受荷載，以便于上部結構的繼續(xù)施工。第三章多層框架結構設計4.相關構造要求1）現澆梁柱節(jié)點第三章多層框架結構設4.相關構造要求（4）鋼筋的連接與錨固

框架梁、柱的縱向鋼筋在框架節(jié)點區(qū)的錨固要求第三章多層框架結構設計4.相關構造要求框架梁、柱的縱向鋼筋在框架節(jié)點區(qū)的錨固要3.5多層框架柱基礎多層框架房屋的基礎按構造型式可分為以下幾類：

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

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

3.5多層框架柱基礎第三章多層框架結構設計課件

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

(4)片筏基礎

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

(5)箱形基礎

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

(6)樁基礎

當淺層地基上不能滿足建筑物對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，就要考慮以下部堅實土層或巖層作為持力層的深基礎，樁基應用最為廣泛。(3)十字形基礎：縱橫兩個方向的條形基礎即連成十字第三章多層框架結構設計課件小結

（1）框架結構是多、高層建筑的一種主要結構形式。結構設計時，需首先進行結構布置和擬定梁、柱截面尺寸，確定結構計算簡圖。（2）設計框架結構房屋的梁、柱和基礎時，應將樓面活荷載乘以折減系數，以考慮活荷載滿布在各層樓面上的可能性程度。計算作用在框架結構房屋上的風荷載時，對主要承重結構和圍護結構應分別計算。（3）豎向荷載作用下框架結構的內力可用分層法、彎矩二次分配法和系數法等近似方法計算。（4）水平荷載作用下框架結構內力可用D值法、反彎點法等近似方法計算，其中D值法的計算精度較高。第三章多層框架結構設計小結（1）框架結構是多、高層建筑的一種主要結構形式。（5）D值是框架結構層間柱產生單位相對側移所需施加的水平剪力，可用于框架結構的側移計算和各柱間的剪力分配。D值是在考慮框架梁為有限剛度、梁柱節(jié)點有轉動的前提下得到的，故比較接近實際情況。（6）在水平荷載作用下，框架結構各層產生層間剪力和傾覆力矩。層間剪力使梁、柱產生彎曲變形，引起的框架結構側移