第十三章 多層框架結(jié)構(gòu)

第十三章多層框架結(jié)構(gòu)臺(tái)州學(xué)院建筑工程學(xué)院

邱戰(zhàn)洪高層建筑：《高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3－2002）規(guī)定10層和10層以上或房屋高度大于28m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為高層建筑結(jié)構(gòu)，當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)，稱為超高層建筑。

《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB50352—2005）和

《高層民用建筑防火規(guī)范》（05版）中規(guī)定10層及10層以上的住宅建筑和24m以上的公共建筑和綜合性建筑為高層建筑。

多層建筑：一般認(rèn)為10層以下的建筑為多層建筑。多層、高層結(jié)構(gòu)體系一般采用框架、框架剪力墻、剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)等。13.1結(jié)構(gòu)體系及布置兩個(gè)概念：13.1結(jié)構(gòu)體系及布置1框架結(jié)構(gòu)體系的概念：框架結(jié)構(gòu)體系：由梁和柱連接而成，梁柱交接處的節(jié)點(diǎn)為剛接構(gòu)成的雙向結(jié)構(gòu)體系。見圖13-1。特點(diǎn)：1）建筑平面布置靈活，可形成較大的空間，且在立面處理上，易于表現(xiàn)建筑藝術(shù)的要求。

2）框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下表現(xiàn)出剛度小、水平位移大的特點(diǎn)，故亦稱柔性結(jié)構(gòu)?？拐鹦阅茌^差，高度受限制。

3）隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加。適用范圍：非抗震設(shè)防區(qū)，其高度不宜超過(guò)60m，7度地震區(qū)不宜超過(guò)55m，8度地震區(qū)不宜超過(guò)45m。13.1結(jié)構(gòu)體系及布置2框架結(jié)構(gòu)的種類按照施工方法劃分:整體式、裝配整體式和裝配式三種。1現(xiàn)澆整體式框架

框架的全部承重梁、板、柱構(gòu)件均在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆成整體。

優(yōu)點(diǎn)：整體性及抗震性好，建筑平面布置靈活。

缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)工程量大，模板耗費(fèi)多，工期較長(zhǎng)。

2裝配式框架

框架的構(gòu)件由構(gòu)件預(yù)制廠預(yù)制，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接裝配。

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約模板、工期短、便于機(jī)械化施工，改善勞動(dòng)條件。

缺點(diǎn)：構(gòu)件預(yù)埋件多，用鋼量大，房屋整體性差，不利抗震，在抗震設(shè)防地區(qū)不宜采用。

3裝配整體式框架

將預(yù)制的梁、板、柱安裝就位后，再在梁、柱節(jié)點(diǎn)區(qū)以及板上現(xiàn)澆混凝土，使之結(jié)合成整體，故兼有現(xiàn)澆式和裝配式框架的一些優(yōu)點(diǎn)。3框架結(jié)構(gòu)的布置13.1結(jié)構(gòu)體系及布置

1）框架結(jié)構(gòu)布置的原則

①柱網(wǎng)應(yīng)規(guī)則、整齊、間距合理，傳力體系合理；減少開間、進(jìn)深的類型。

②房屋平面應(yīng)盡可能規(guī)整、均勻?qū)ΨQ，體型力求簡(jiǎn)單，以使結(jié)構(gòu)受力合理；

③提高結(jié)構(gòu)總體剛度，減小位移。房屋高寬比不宜過(guò)大；

④應(yīng)考慮地基不均勻沉降、溫度變化和混凝土收縮等影響，設(shè)置必要的變形縫（沉降縫、伸縮縫、防震縫的統(tǒng)稱）。注：在一般情況下應(yīng)盡量少設(shè)或不設(shè)縫，可簡(jiǎn)化構(gòu)造，方便施工，降低造價(jià)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和空間剛度，可從建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、和施工（例后澆帶）三個(gè)方面來(lái)采取措施解決問(wèn)題。3框架結(jié)構(gòu)的布置13.1結(jié)構(gòu)體系及布置

1）框架結(jié)構(gòu)布置的原則

①柱網(wǎng)應(yīng)規(guī)則、整齊、間距合理，傳力體系合理；減少開間、進(jìn)深的類型。

柱網(wǎng)尺寸指的是建筑的開間和進(jìn)深（或稱跨度）?？蚣芙Y(jié)構(gòu)柱網(wǎng)平面布置多采用跨度組合式，也采用內(nèi)廊式。(a)、(b)、(d)為典型的跨度組合式,(e)為典型的內(nèi)廊式。

3框架結(jié)構(gòu)的布置13.1結(jié)構(gòu)體系及布置

1）框架結(jié)構(gòu)布置的原則

②房屋平面應(yīng)盡可能規(guī)整、均勻?qū)ΨQ，體型力求簡(jiǎn)單，以使結(jié)構(gòu)受力合理；

③提高結(jié)構(gòu)總體剛度，減小位移。房屋高寬比不宜過(guò)大；

④應(yīng)考慮地基不均勻沉降、溫度變化和混凝土收縮等影響，設(shè)置必要的變形縫（沉降縫、伸縮縫、防震縫的統(tǒng)稱）。注：在一般情況下應(yīng)盡量少設(shè)或不設(shè)縫，可簡(jiǎn)化構(gòu)造，方便施工，降低造價(jià)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和空間剛度，可從建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、和施工（例后澆帶）三個(gè)方面來(lái)采取措施解決問(wèn)題。3框架結(jié)構(gòu)的布置13.1結(jié)構(gòu)體系及布置

2）

柱網(wǎng)與層高

框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸，主要根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用要求確定，并符合模數(shù)要求（一般為300）。（1）工業(yè)建筑的柱網(wǎng)布置可分為內(nèi)廊式和跨度組合式。

①內(nèi)廊式柱網(wǎng)：

進(jìn)深：6m，6.6m，6.9m；走廊寬：2.4m，2.7m，3.0m；

開間：6.0m。

②跨度組合式（對(duì)稱不等跨式）柱網(wǎng)：

跨度：6.0m，7.5m，9.0m，12m；

柱距：6.0m

層高：3.6m，3.9m，4.5m，4.8m，5.4m。（2）民用建筑柱網(wǎng)布置

開間：6.3m，6.6m，6.9m；

進(jìn)深:4.8m，5.0m，6.0m，6.6m，6.9m；

層高:3.0m，3.3m，3.6m，3.9m，4.2m；

注：層高一般以100為模數(shù)。3框架結(jié)構(gòu)的布置3)承重框架的布置按照承重方案的不同劃分為三種:橫向承重、縱向承重和縱橫向雙向承重。（1）橫向框架承重方案

(圖13-2a)

這種框架特點(diǎn)是樓板（預(yù)制板）擱在橫向框架梁上，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，用縱向連系梁連接各橫向框架。

這種方案橫向框架跨數(shù)少，主梁的橫向布置有利于提高橫向剛度，而縱向框架跨數(shù)多，剛度大，因此，縱向只需按構(gòu)造要求配置連系梁。

13.1結(jié)構(gòu)體系及布置（2）縱向框架承重方案(圖13-2b)

這種框架特點(diǎn)是樓板（預(yù)制板）放在縱向框架梁上，房屋的橫向布置連系梁。當(dāng)為大開間柱網(wǎng)時(shí)可考慮采用此方案。

采用該方案時(shí)，橫向連系梁必須與柱子剛接，且截面不能太小，以保證房屋橫向剛度。由于在橫向僅設(shè)置截面高度較小的連系梁，有利于樓層凈高的有效利用，可設(shè)置較多的架空管道，適用于工業(yè)廠房。該方案的缺點(diǎn)是橫向剛度差，進(jìn)深尺寸受到限制。

3框架結(jié)構(gòu)的布置13.1結(jié)構(gòu)體系及布置3)承重框架的布置

（3）縱橫向框架承重體系(圖13-2c)

這種框架特點(diǎn)是兩個(gè)方向的梁都要承擔(dān)樓板傳來(lái)的豎向荷載，梁的截面均較大，房屋雙向剛度均較大。故當(dāng)房屋柱網(wǎng)平面尺寸接近正方形時(shí)或當(dāng)樓面上有較大活荷載時(shí)，常采用這種承重方案?？v橫向框架承重方案具有較好的整體工作性能，框架柱為雙向偏心受壓構(gòu)件。此種承重結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)房屋結(jié)構(gòu)采用較多。13.1結(jié)構(gòu)體系及布置3框架結(jié)構(gòu)的布置3)承重框架的布置

13.1結(jié)構(gòu)體系及布置4）變形縫設(shè)置變形縫有伸縮縫、沉降縫、防震縫三種。在多層及高層建筑結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡量少設(shè)縫或不設(shè)縫。當(dāng)建筑物平面較長(zhǎng)，或平面復(fù)雜、不對(duì)稱、或各部分剛度、高度、重量相差較大時(shí)，可設(shè)置伸縮縫、沉降縫、防震縫。

伸縮縫的設(shè)置：主要與結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度有關(guān)。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距作了規(guī)定（詳見附錄8）；當(dāng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò)《規(guī)范》允許值時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。

3框架結(jié)構(gòu)的布置13.1結(jié)構(gòu)體系及布置

沉降縫的設(shè)置

主要與基礎(chǔ)受到的上部荷載及場(chǎng)地地質(zhì)條件有關(guān)。當(dāng)上部荷載差異較大，則應(yīng)設(shè)沉降縫；沉降縫可利用挑梁或擱置預(yù)制板、梁等方法做成。

伸縮縫與沉降縫的寬度一般大于55mm。

防震縫的設(shè)置

主要與建筑平面形狀、高差、剛度、質(zhì)量分布等因素有關(guān)。設(shè)置防震縫后，應(yīng)使各結(jié)構(gòu)單元簡(jiǎn)單規(guī)則，剛度和質(zhì)量分布均勻，以避免地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。為避免各單元之間互相碰撞，防震縫寬度不得小于70mm，同時(shí)對(duì)于框架結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)高度超過(guò)15m時(shí)，6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m，防震縫寬度宜加寬20mm。

3框架結(jié)構(gòu)的布置4框架梁柱截面尺寸13.1結(jié)構(gòu)體系及布置1)

框架梁(1)

截面形狀：在現(xiàn)澆整體式框架中為T形和倒L形。

(2)梁截面尺寸一般尺寸:h=(1/8-1/12)L，L為梁的跨度；懸臂梁：h=(1/6-1/8)L，h不宜大于凈跨的四分之一；截面寬度：b=(1/2-1/3)h，且不宜小于0.5柱寬，且不應(yīng)小于250mm。1)

框架柱(1)

截面形狀：柱子的截面一般采用正方形和矩形，也有采用T形及L形（異形柱）的截面形狀4框架梁柱截面尺寸13.1結(jié)構(gòu)體系及布置(2)

柱截面尺寸

框架柱的截面面積A，在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或作用于柱上的軸力設(shè)計(jì)值N考慮彎矩影響后近似按下式確定：

4

框架梁柱截面尺寸13.1結(jié)構(gòu)體系及布置(2)

柱截面尺寸框架柱的截面面積A，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，柱的截面面積應(yīng)考慮軸壓比限值的影響：

軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值。

限制軸壓比主要是為了控制結(jié)構(gòu)的延性，軸壓比越大，構(gòu)件的延性越大。4框架梁柱截面尺寸13.1結(jié)構(gòu)體系及布置(2)

柱截面尺寸在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證柱的延性，要求：

式中：μN(yùn)——柱的軸壓比，按下表選用。

估計(jì)截面軸壓比μN(yùn)柱的位置抗震等級(jí)123中柱0.650.700.75邊柱0.600.650.70建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011—20XX（送審稿）13.1結(jié)構(gòu)體系及布置(2)柱截面尺寸式中：N——豎向荷載和水平力共同作用下柱的軸向力設(shè)計(jì)值，可按下式近似估算：

風(fēng)荷載作用或7

度設(shè)防時(shí)：

4框架梁柱截面尺寸8

度設(shè)防時(shí)：

——豎向荷載下住的軸向力設(shè)計(jì)值。一般可初步采用下式估算：β—系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨中柱取1.25，等跨中柱取1.2；n—所計(jì)算柱截面以上的建筑層數(shù)；A—柱的負(fù)載面積，可取柱左右（前后）兩個(gè)跨度之和的一半進(jìn)行計(jì)算；g—單個(gè)樓層的豎向荷載，對(duì)框架結(jié)構(gòu)常取取12～15KN/m2。

1平面計(jì)算單元

13.2框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖

將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計(jì)算，如圖13—10(c)、(d)所示。一般工程中橫向框架的間距、荷載和抗側(cè)剛度都相同，因此，設(shè)計(jì)時(shí)一般取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析，計(jì)算單元寬度可取兩側(cè)柱距的一半?？v向框架上的荷載各不相同，故常有中列柱和邊列柱的區(qū)別，中列柱縱向框架的計(jì)算單元寬度可取兩側(cè)跨距的一半，邊列柱縱向框架的計(jì)算單元寬度可取一側(cè)跨距的一半。取出的平面框架所承受的豎向荷載與樓蓋結(jié)構(gòu)的布置方案有關(guān)，當(dāng)采用現(xiàn)澆樓蓋時(shí)，樓面分布荷載一般可按角平分線傳至相應(yīng)兩側(cè)的梁上；水平荷載則簡(jiǎn)化成節(jié)點(diǎn)集中力，如圖13—10(c)、(d)所示。13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖2節(jié)點(diǎn)

框架節(jié)點(diǎn)一般總是三向受力的，但當(dāng)按平面框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，現(xiàn)澆整體式框架各節(jié)點(diǎn)視為剛接點(diǎn)。

框架支座可分為固定支座和鉸支座。當(dāng)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱時(shí)，一般設(shè)計(jì)成固定支座。3跨度和層高

框架梁的跨度可取柱子軸線間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí)，一般以最小截面的形心線來(lái)確定。

框架柱的長(zhǎng)度取層高，底層柱一般取到基礎(chǔ)頂面的距離。注：跨度相差不超過(guò)10%時(shí),按等跨計(jì)算內(nèi)力；

屋面斜梁坡度不超過(guò)1/8時(shí),按水平梁計(jì)算。

(

2)裝配整體式框架（考慮部分板寬的共同工作）中框架梁：框架梁截面慣性矩的計(jì)算，應(yīng)考慮樓板與梁的共同工作，并按下列取值計(jì)算；

(

1)整體現(xiàn)澆式框架中框架梁（為T形截面梁）：13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖4框架梁的截面慣性矩邊框架梁（為L(zhǎng)形截面梁）：式中，邊框架梁：為矩形截面梁的慣性矩。13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖5荷載計(jì)算

框架上的作用有豎向荷載和水平力兩種：

豎向荷載：結(jié)構(gòu)自重、使用活載、雪載、屋面活載：

水平荷載：風(fēng)荷載、水平地震荷載。

（1）樓（屋）面活荷載多層住宅、辦公樓、旅館等建筑物上的樓面活荷載，不可能以《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》所給的標(biāo)準(zhǔn)值布滿在所有的樓面上，設(shè)計(jì)時(shí)可乘折減系數(shù)。

對(duì)于樓面梁，當(dāng)其負(fù)荷面積大于25m2時(shí)，折減系數(shù)為0.9。

對(duì)于墻、柱、基礎(chǔ)，其折減系數(shù)按表13－1取定。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)1.0（0.90）0.850.700.650.600.55表13-1樓面活荷載折減系數(shù)影響風(fēng)載的因素：

因地區(qū)而異（沿海、內(nèi)陸）；同一地區(qū)因時(shí)間而異；因房屋高度而異。13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖5荷載計(jì)算（2）風(fēng)荷載

北京郊區(qū)某5m高單層房屋迎風(fēng)面風(fēng)載同處一幢18層高層建筑—高度Z處的風(fēng)振系數(shù)；對(duì)于房屋高度低于30m或高寬比小于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，取13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖5荷載計(jì)算（2）風(fēng)荷載

垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值式中：一風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，KN/m2；

—風(fēng)荷載體型系數(shù)；對(duì)于矩形平面的多層房屋，迎風(fēng)面為十0.8（壓），背風(fēng)面為-0.5（吸），其他平面詳見《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載規(guī)范》。

—風(fēng)壓高度變化系數(shù)；應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類確定；

—基本風(fēng)壓，kN／m2。按《荷載規(guī)范》給出的全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖取用，但不得小于0.30kN／m2。全國(guó)各城市50年一遇雪壓和風(fēng)壓13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖5荷載計(jì)算（2）風(fēng)荷載

風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖FnF1Fi作用在某框架節(jié)點(diǎn)的集中力可用下式計(jì)算：

式中：一框架的計(jì)算單元寬度；

一第i

層樓風(fēng)荷載從屬面積的高度

可按如下方法計(jì)算：a.頂層取女兒墻高度和頂層層高的一半；b.中間樓層取各取上、下樓層高度的一半；c.底層取室外地面到一樓樓板頂面的高度的一半和二層高度的一半。13.3豎向荷載作用下框架分析的近似計(jì)算方法分層法1）計(jì)算假定（1）在豎向荷載作用下，框架的側(cè)移忽略不計(jì)；（2）每層梁荷載對(duì)其它層梁和柱的影響忽略不計(jì)。2）計(jì)算思路：(詳見圖13-11)3）計(jì)算要點(diǎn)（1）柱（底層柱除外）的側(cè)移剛度乘以0.9；（2）除底層外其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)為1/3，底層柱的彎矩傳遞系數(shù)為1/2；框架開口鋼架開口鋼架的彎矩圖框架的彎矩圖分解力矩分配法組合圖示兩層兩跨框架，試用分別用力矩分配法和分層法計(jì)算框架內(nèi)力，并分別作出彎矩圖。注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示各桿件線剛度的相對(duì)值。練習(xí)題：13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算有兩種近似計(jì)算方法:反彎點(diǎn)法和修正反彎點(diǎn)法(D值法).1反彎點(diǎn)法使用條件:結(jié)構(gòu)比較均勻,層數(shù)不多,

梁的線剛度ib

比柱的線剛度ic

大較多時(shí)。1)基本假定(1)在剪力分配時(shí)，認(rèn)為梁的線剛度與柱的線剛度之比（大于3時(shí)即滿足工程要求）為無(wú)限大，柱兩端無(wú)轉(zhuǎn)角；(2)確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí),認(rèn)為除底層外其余各層柱上下兩端的轉(zhuǎn)角相同（即各層梁線剛度相同）；則假定底層柱的反彎點(diǎn)位于距支柱2/3層高處；其余各層柱的反彎點(diǎn)位于層高的中點(diǎn)；(3)不考慮梁的軸向變形，同一層各節(jié)點(diǎn)的水平位移相等。

設(shè)框架結(jié)構(gòu)共有n層，每層由m個(gè)柱子（圖13－14a），將框架沿第j層各柱的反彎點(diǎn)切開代以剪力和軸力（圖13－14b），則有：13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算2）同層柱的剪力分配

由基本假定1知，在水平力作用下，j樓層框架柱k的變形如圖13-15所示。則框架柱的剪力為:13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算2）同層柱的剪力分配把（2）式代入（1）式，有:把（3）式代入（2）式，有:3）

柱中反彎點(diǎn)的位置對(duì)于上柱，反彎點(diǎn)的位置位于柱的中點(diǎn)；對(duì)于底層柱，反彎點(diǎn)的位置位于柱支座2/3h處。4）框架梁柱內(nèi)力計(jì)算柱的內(nèi)力根據(jù)柱間剪力和反彎點(diǎn)的位置確定,

梁端彎矩由平衡條件求出。(1)柱端彎矩:

底層柱端彎矩:13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算(2)梁端彎矩:(3)梁端剪力:根據(jù)梁的平衡條件求出(4)柱的軸力:結(jié)點(diǎn)左右梁端剪力之和求出(由上而下)13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算2改進(jìn)反彎點(diǎn)法(D值法)兩點(diǎn)改進(jìn):柱的側(cè)移剛度和柱反彎點(diǎn)的位置13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算（1）柱的側(cè)移剛度反彎點(diǎn)法首先假定梁柱的線剛度之比為無(wú)窮大，這樣框架柱兩端的約束為固定約束；柱的側(cè)移剛度可用圖13-15計(jì)算。

而當(dāng)梁柱線剛度較為接近（小于3）時(shí)，特別是在高層框架結(jié)構(gòu)或抗震設(shè)計(jì)時(shí)（要求強(qiáng)柱弱梁），梁的線剛度可能小于柱的線剛度。這時(shí)，框架柱兩端的約束就不可以視為固定約束，而是彈性約束，框架柱的側(cè)移剛度就不能用圖13-15中的公式計(jì)算。2改進(jìn)反彎點(diǎn)法(D值法)兩點(diǎn)改進(jìn):柱的側(cè)移剛度和柱反彎點(diǎn)的位置（1）柱的側(cè)移剛度13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算（2）柱反彎點(diǎn)的位置框架柱的反彎點(diǎn)位置取決于該柱上、下端轉(zhuǎn)角的比值。13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算

反彎點(diǎn)法假定柱（底層柱除外）上、下兩端的轉(zhuǎn)角都相同，所以柱的反彎點(diǎn)在柱的中央。而實(shí)際上，由于柱上、下橫梁的線剛度和上、下層的層高的不同，柱兩端的轉(zhuǎn)角往往是不相等的。如果柱上、下兩端的轉(zhuǎn)角不同，則反彎點(diǎn)偏向轉(zhuǎn)角較大的一端，即偏向約束剛度較小的一端。（2）柱反彎點(diǎn)的位置標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0（假定框架橫梁的線剛度、框架柱的線剛度和層高沿框架高度不變），詳見附表10-1、2。上下層梁線剛度比變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比修正系數(shù)y1，詳見附表10-3.(底層柱y1=0)13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算（2）柱反彎點(diǎn)的位置（3）上下層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比修正系數(shù)y2,y3，詳見附表10-4。13.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算練習(xí)題：用反彎點(diǎn)法計(jì)算圖示三層框架（層高為3.6m、梁跨為6m）的剪力、彎矩和軸力，并繪出彎矩圖，圖中括號(hào)中的數(shù)據(jù)為假定彈性模量為單位1時(shí)的梁柱線剛度。

13.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移近似計(jì)算框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的變形由總體剪切變形和總體彎曲變形兩部分組成。梁柱彎曲引起的側(cè)移（剪切變形）柱軸向變形的側(cè)移（彎曲變形）總體剪切變形是由梁柱彎曲變形引起的框架變形；由于它的側(cè)移曲線和懸臂梁的剪切變形曲線曲線相似，稱為剪切變形。總體彎曲變形是由框架兩側(cè)柱的軸向變形導(dǎo)致的框架變形，它的側(cè)移曲線與懸臂梁的彎曲變形相似，稱為彎曲變形。對(duì)于層數(shù)不多的框架結(jié)構(gòu)，只考慮剪切變形；對(duì)于較高的框架（H>50米）或較柔的框架(H/B>4),考慮框架的彎曲變形。13.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移近似計(jì)算第j層框架層間的水平位移和層間剪力的關(guān)系：13.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移近似計(jì)算1.由梁柱彎曲變形引起的側(cè)移(剪切變形)框架頂點(diǎn)的總位移為各層間位移之和：

由于彈性層間位移角較小，故可近似地認(rèn)為：13.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移近似計(jì)算2.彈性層間位移角限值

框架層間水平位移除以層高，可得彈性層間位移角的正切。

框架的彈性層間位移角過(guò)大，將導(dǎo)致框架中的隔墻等非承重的填充構(gòu)件開裂，因此《規(guī)范》對(duì)其最大值做了限制：－彈性層間位移角，我國(guó)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3－2002）規(guī)定框架結(jié)構(gòu)為1/550。

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

1．框架荷載組合原則

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，荷載基本組合(設(shè)計(jì)值)可按下列組合值取最不利值確定：由可變荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載控制的組合

2．控制截面與最不利內(nèi)力取值

1)控制截面一般情況下:

框架梁常取兩端及跨中為梁的三個(gè)控制截面進(jìn)行梁配筋設(shè)計(jì)。

框架柱由于其彎矩、軸力及剪力沿柱高呈線性變化，設(shè)計(jì)可取柱上、下端截面作為控制截面。

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

框架梁在配筋計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用的是構(gòu)件端部截面的內(nèi)力，而不是軸線處的內(nèi)力。2．控制截面與最不利內(nèi)力取值

2)最不利內(nèi)力組合一般情況下，框架結(jié)構(gòu)梁、柱的最不利內(nèi)力組合：梁端截面：＋Mmax、－Mmax、Vmax；梁跨中截面：＋Mmax

柱截面：M的絕對(duì)值最大及相應(yīng)的N、V；

N最大及相應(yīng)的M；

N最小及相應(yīng)的M；

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

活荷載是可變荷載，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其最不利布置。其計(jì)算方法有四種:1)分跨計(jì)算組合法:

將活荷載逐層逐跨單獨(dú)地作用在結(jié)構(gòu)上，分別計(jì)算出整個(gè)框架的內(nèi)力，然后根據(jù)不同的構(gòu)件、不同的截面、不同的內(nèi)力種類，組合出最不利內(nèi)力。這種方法工作量大,需計(jì)算（跨數(shù)×層數(shù)）次結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，常用于電算。3．豎向活荷載的最不利位置

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

2）最不利荷載位置法程文瀼《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2006版》

為求某一截面的最不利內(nèi)力，可以根據(jù)影響線方法，直接確定產(chǎn)生此最不利內(nèi)力的活荷載布置，其詳細(xì)過(guò)程見圖。由圖可見，只要對(duì)整個(gè)框架進(jìn)行兩次棋盤形活荷載布置，便可以求得整個(gè)框架中所有梁的跨中最大正彎矩。

梁端最大負(fù)彎矩的最不利布置也可以用上述方法得到。柱最大軸力的活荷載布置是在該柱以上的各層中，與該柱相鄰的梁跨內(nèi)都布上活荷載。3．豎向活荷載的最不利位置

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

3）分層組合法：以分層法為依據(jù)，對(duì)活荷載的最不利位置作如下簡(jiǎn)化：（1）對(duì)于梁，只考慮本層活荷載的最不利布置，而不考慮其它層活荷載的影響。因此，其布置方法和多跨連續(xù)梁的活荷載最不利布置方法相同；（2）對(duì)于柱端彎矩，只考慮柱相鄰上下層的活荷載的影響，而不考慮其他層活荷載的影響；（3）對(duì)于柱最大軸力，則只考慮該層以上所有層中與該柱相鄰的梁上布滿活荷載的情況，對(duì)于與柱不相鄰的上層活荷載，僅考慮其軸向力的傳遞而不考慮其彎矩的影響。3．豎向活荷載的最不利位置

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

4）滿布荷載法在活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒載及水平力產(chǎn)生內(nèi)力的情況下，在框架梁上滿布活荷載進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算的方法。這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最不利活載布置而求得的內(nèi)力極為接近。而求得的梁跨中正彎矩比按最不利活載布置求得的內(nèi)力偏小。所以，在配筋計(jì)算時(shí)，梁端負(fù)彎矩按滿布法所得內(nèi)力值計(jì)算；而跨中彎矩按求得的結(jié)果乘以1.1～1.2的增大系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。3．豎向活荷載的最不利位置

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

在豎向荷載作用下，可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重分布而對(duì)梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。裝配整體式框架調(diào)幅系數(shù)0.7～0.8，現(xiàn)澆框架調(diào)幅系數(shù)為0.8～0.9。兩端支座彎矩調(diào)幅后的跨中彎矩MC0應(yīng)滿足以下平衡條件：豎向荷載產(chǎn)生的梁彎矩應(yīng)先行調(diào)幅，再與水平荷載產(chǎn)生的彎矩(不得調(diào)幅)進(jìn)行組合。

4．梁端彎矩調(diào)幅

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

5．框架結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)的梁、柱截面強(qiáng)度計(jì)算采用荷載效應(yīng)基本組合中最不利內(nèi)力組合值(俗稱設(shè)計(jì)值)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

13.6框架結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合

框架梁在正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值中最不利組合值（標(biāo)準(zhǔn)值）進(jìn)行驗(yàn)算?？蚣芰涸谡Ｊ褂脴O限狀態(tài)下的撓度采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮荷載長(zhǎng)期作用影響(準(zhǔn)永久組合)的剛度進(jìn)行驗(yàn)算。詳見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》有關(guān)章節(jié)。

正常使用極限狀態(tài)13.7框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求

1.材料強(qiáng)度：

框架節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土強(qiáng)度≥框架柱的混凝土強(qiáng)度

對(duì)裝配整體式框架：后澆節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)=預(yù)制框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)+5N/mm2

。

13.7框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求

2.截面尺寸：

當(dāng)節(jié)點(diǎn)截面過(guò)小，梁上部鋼筋和柱外側(cè)鋼筋配置量過(guò)高時(shí)，頂層端節(jié)點(diǎn)將發(fā)生核芯區(qū)混凝土的斜向壓碎?！攲佣斯?jié)點(diǎn)處梁上部縱向鋼筋截面面積—梁腹板寬度《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002規(guī)定：

—梁截面有效高度—梁上部鋼筋的配筋特征值13.7框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求

3.箍筋：

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002的10.4.6規(guī)定：

1）在框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)應(yīng)設(shè)置水平箍筋，箍筋應(yīng)符合柱中箍筋的構(gòu)造要求（10.3.2），但間距不宜大于250mm；

2）對(duì)四邊均有梁與之相連的中間節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)只設(shè)沿周邊的矩形箍筋，而不設(shè)復(fù)合箍筋；

3）當(dāng)頂層端節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)有梁上部縱向鋼筋和柱外側(cè)縱向鋼筋的搭接接頭時(shí)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平箍筋應(yīng)符合縱筋搭接范圍內(nèi)箍筋（規(guī)范9.4.5條）的規(guī)定。

13.7框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求

4.梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固：

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002的10.4.2規(guī)定：

1）中間層中間節(jié)點(diǎn)框架梁上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)，該鋼筋自柱邊伸向跨中的截?cái)辔恢脩?yīng)根據(jù)梁端負(fù)彎矩決定（見規(guī)范10.2.3）；2）中間層中間節(jié)點(diǎn)框架梁下部縱向鋼筋的錨固要求；

（1）當(dāng)計(jì)算中不利用鋼筋的強(qiáng)度時(shí)，其伸入節(jié)點(diǎn)的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范10.2.2中V>0.7ftbh0的規(guī)定；

（2）當(dāng)計(jì)算充分利用鋼筋的強(qiáng)度時(shí)，其伸入節(jié)點(diǎn)的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范9.3.1中的規(guī)定；

4.1梁縱筋的錨固（中間層中間節(jié)點(diǎn)）：

13.7框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求

4.梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固（中間層