第4章-多層框架結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新世紀(jì)普通高等教育土木工程類課程規(guī)劃教材目錄第1章緒論第2章混凝土樓板結(jié)構(gòu)第3章單層廠房結(jié)構(gòu)第4章多層框架結(jié)構(gòu)第4章多層框架結(jié)構(gòu)本章介紹了框架結(jié)構(gòu)的布置，梁、柱截面尺寸的選擇和框架計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定方法。介紹了框架結(jié)構(gòu)在豎向和水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法以及內(nèi)力組合的原則，給出了豎向荷載作用下的分層法、水平荷載作用下的反彎點(diǎn)法和D值法。最后介紹了框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移驗(yàn)算方法以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。4多層框架結(jié)構(gòu)本章提要4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置4.1.1框架結(jié)構(gòu)的組成框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱連接而成的承重結(jié)構(gòu)體系。4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置圖4.1多層多跨框架的組成圖圖4.2缺梁缺柱的框架4.1.1框架結(jié)構(gòu)的組成

4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置4.1.1框架結(jié)構(gòu)的組成

4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置4.1.1框架結(jié)構(gòu)的組成

4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置4.1.2框架結(jié)構(gòu)的類型1.現(xiàn)澆整體式框架結(jié)構(gòu)4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置現(xiàn)澆整體式4.1.2框架結(jié)構(gòu)的類型2.裝配式框架結(jié)構(gòu)4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置裝配式4.1.2框架結(jié)構(gòu)的類型3.裝配整體式框架結(jié)構(gòu)4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置裝配整體式形式2形式14.1.2框架結(jié)構(gòu)的類型3.裝配整體式框架結(jié)構(gòu)4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置圖4.3框架結(jié)構(gòu)的類型4.1.3框架結(jié)構(gòu)的布置安全性，適用性，耐久性布置合理，簡(jiǎn)單，規(guī)則，均勻，對(duì)稱1.柱網(wǎng)布置和層高（1）柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)：柱在平面上其軸線形成矩形網(wǎng)格?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑功能的要求，又要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便。4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置（1）柱網(wǎng)布置4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置①柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求跨度：柱距：3.3~7.2m（1）柱網(wǎng)布置4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置②柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足建筑平面功能的要求③柱網(wǎng)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)受力合力④柱網(wǎng)布置應(yīng)方便施工圖4.5旅館橫向柱列布置圖（1）柱網(wǎng)布置4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置4.6辦公樓橫向柱列布置②柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足建筑平面功能的要求③柱網(wǎng)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)受力合力④柱網(wǎng)布置應(yīng)方便施工（2）層高多層廠房：4.2m～6.0m；民用房屋：3m、3.6m、3.9m、4.2等；住宅：2.8m。4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置

2.承重框架的布置（1）橫向框架承重方案4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置

2.承重框架的布置（2）縱向框架承重方案4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置

2.承重框架的布置（3）縱橫向框架混合承重方案4多層框架結(jié)構(gòu)4.1框架結(jié)構(gòu)的組成、類型與布置

4.2.1截面尺寸的確定1.梁截面尺寸

構(gòu)造：4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.2.1截面尺寸的確定2.柱截面尺寸截面高、寬可?。?/15～1/20)Hc構(gòu)造：4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖以50mm為模數(shù)

4.2.1截面尺寸的確定3.框架梁、柱的截面抗彎剛度4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)中部框架現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)邊部框架

4.2.2計(jì)算單元的確定4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.2.2計(jì)算單元的確定4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.2.3框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

1.桿件軸線4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

2.節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化框架梁、柱的交匯點(diǎn)稱為框架節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)：剛接、鉸接或半鉸接。4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4.11現(xiàn)澆框架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

2.節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化

4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4.12裝配式框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和計(jì)算簡(jiǎn)圖

2.節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化框架柱與基礎(chǔ)的連接：固定支座和鉸支座4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4.13框架柱與基礎(chǔ)的連接

4.2.4框架結(jié)構(gòu)上的荷載荷載：豎向荷載和水平荷載兩種。1.樓（屋）面活荷載按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取用。樓面活荷載折減4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.2.4框架結(jié)構(gòu)上的荷載荷載：豎向荷載和水平荷載兩種。2.風(fēng)荷載4多層框架結(jié)構(gòu)4.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3.1分層法1.豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及內(nèi)力計(jì)算假定4多層框架結(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(jì)算4多層框架結(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(jì)算基本假定：（1）不考慮框架側(cè)移對(duì)其內(nèi)力的影響。（2）每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及其上下柱的內(nèi)力產(chǎn)生影響，對(duì)其他層梁、柱內(nèi)力的影響忽略不計(jì)。適用范圍：節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度比，且結(jié)構(gòu)與荷載沿高度分布比較均勻的多層框架結(jié)構(gòu)。2.計(jì)算要點(diǎn)及步驟線剛度修正傳遞系數(shù)4多層框架結(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(jì)算4.3.2彎矩二次分配法4多層框架結(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(jì)算4.4.1反彎點(diǎn)法4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算1.基本假定（1）橫梁剛度無限大，即各柱端無轉(zhuǎn)角。（2）反彎點(diǎn)位置：首層距柱底2/3處，其余層中點(diǎn)處。（3）梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件求出，并按節(jié)點(diǎn)左、右梁的線剛度進(jìn)行分配。4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算2.計(jì)算步驟4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算2.計(jì)算步驟4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算桿端彎矩：底層柱：上部各層柱：4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算上部各層柱：4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算

4.4.2D值法4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算

1.框架柱的修正側(cè)移剛度D4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算

2.柱的修正反彎點(diǎn)高度影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的主要因素有：梁柱線剛度比，框架總層數(shù)，該柱所在樓層位置，上、下梁線剛度比，上、下層層高等。框架各柱的反彎點(diǎn)高度比y4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算y=yn+y1+y2+y3（1）標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比yn4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算（2）上、下橫梁線剛度比變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值y14多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算（3）上、下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值y2和y34多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算

3.計(jì)算要點(diǎn)4多層框架結(jié)構(gòu)4.4水平荷載作用下框架內(nèi)力的近似計(jì)算梁同反彎點(diǎn)法

4.5.1側(cè)移的近似計(jì)算4多層框架結(jié)構(gòu)4.5水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算4多層框架結(jié)構(gòu)4.5水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算1.梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移圖4.36框架結(jié)構(gòu)的剪切型變形框架第j層的層間相對(duì)側(cè)移（Δu）j可按下式計(jì)算：第j層樓面標(biāo)高處的側(cè)移uj為：框架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)側(cè)移ur為：4多層框架結(jié)構(gòu)4.5水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算圖4.36框架結(jié)構(gòu)的剪切型變形2.柱軸向變形引起的側(cè)移4多層框架結(jié)構(gòu)4.5水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算圖4.36框架結(jié)構(gòu)的剪切型變形（1）均布水平荷載作用（3）頂點(diǎn)水平集中荷載作用（2）倒三角形水平分布荷載作用4多層框架結(jié)構(gòu)4.5水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算圖4.36框架結(jié)構(gòu)的剪切型變形1/5504.5.2框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制4.6.1荷載效應(yīng)組合1.控制截面及最不利內(nèi)力4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)框架柱控制截面最不利內(nèi)力組合：4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)（1）及相應(yīng)的N和V；（2）Nmax及相應(yīng)的M和V；（3）Nmin及相應(yīng)的M和V；（4）及相應(yīng)的N。4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)圖4.38梁端的控制截面2.樓面活荷載的不利布置（1）分層分跨組合法（2）最不利荷載布置法4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)圖4.39框架桿件的變形曲線2.樓面活荷載的不利布置4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)4.40框架結(jié)構(gòu)活荷載不利布置示例4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)3.荷載效應(yīng)組合“不利”與“可能”4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)（1）永久荷載起控制作用（2）可變荷載起控制作用風(fēng)荷載作為主要可變荷載4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)（3）可變荷載起控制作用樓面活荷載作為主要可變荷載4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)4.6.2構(gòu)件設(shè)計(jì)1.框架梁現(xiàn)澆框架：β=0.8~0.9裝配式框架：β=0.7~0.8支座彎矩調(diào)幅4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)

調(diào)幅后梁端彎矩MA、MB的平均值與跨中最大正彎矩之和MC0應(yīng)大于按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩值，即：4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)2.框架柱（1）柱截面最不利內(nèi)力的選取

對(duì)于大偏心受壓組，按照“彎矩相差不多時(shí)，軸力越小越不利；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不利”的原則進(jìn)行比較，選出最不利內(nèi)力。小偏心受壓組，按照“彎矩相差不多時(shí)，軸力越大越不利；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不利”的原則進(jìn)行比較，選出最不利內(nèi)力。4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)（2）框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l04多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)3.框架節(jié)點(diǎn)（1）一般要求①混凝土強(qiáng)度②箍筋③截面尺寸

框架頂層端節(jié)點(diǎn)處，計(jì)算所需梁上部鋼筋的面積As應(yīng)滿足下式要求：4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)（2）梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固①中間層中節(jié)點(diǎn)圖4.42框架中間節(jié)點(diǎn)梁縱向鋼筋的錨固4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)②中間層端節(jié)點(diǎn)圖4.43框架中間層端節(jié)點(diǎn)梁縱向鋼筋的錨固4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)③頂層中節(jié)點(diǎn)圖4.44頂層中節(jié)點(diǎn)柱縱向鋼筋的錨固4多層框架結(jié)構(gòu)4.6荷載效應(yīng)組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)④頂層端節(jié)點(diǎn)圖4.45梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在頂層端節(jié)點(diǎn)的搭接4多層框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)4.7.1基礎(chǔ)類型及其選擇4多層框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)4.7.2柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.構(gòu)造要求2.基礎(chǔ)底面積的確定4多層框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)4多層框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)翼板寬度bf：4多層框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)3.基礎(chǔ)內(nèi)力分析倒梁法4多層框架結(jié)構(gòu)4.7框架結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)4.配筋計(jì)算與構(gòu)造（1）肋梁