多层和高层框架结构

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1、混凝土结构设计混凝土结构设计( (第第3 3章电子教案章电子教案) )混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助第第3章章 框架结构设计框架结构设计 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助本章重点本章重点了解框架结构的特点和适用范围；了解框架结构的特点和适用范围； 熟悉框架结构的布置原则与方法熟悉框架结构的布置原则与方法；掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的内力计算方法内力计算方法；掌握框架结构的内力组合原则与方法；掌握框架结构的内力组合原则与方法；熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验熟

2、悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验 算方法；算方法；熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。北京长城饭店：北京长城饭店：18层（局部层（局部22层）层）H82.85m混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助12层层310层层10层或层或28m3.1概概概概 述述述述房屋按高度和层数分类房屋按高度和层数分类低层低层多层多层高层高层混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助优点优点优点优点 结构结构轻巧；轻巧； 整体性好；整体性好； 可形成大空间；可形成大空间； 施工方便；施工方便； 较为经济。较为经济。

3、框架结构框架结构框架结构框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助缺点缺点缺点缺点抵抗水平荷载能力差抵抗水平荷载能力差；侧向刚度小，侧移大侧向刚度小，侧移大 ；受地基的不均匀沉降影受地基的不均匀沉降影响大响大 。框架结构受框架结构受力变形动画力变形动画混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.2结构布置方法结构布置方法结构布置方法结构布置方法3.2.1 结构布置的一般原则结构布置的一般原则满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致；划分相一致；满足人防、消防要求，使水

4、、暖、电各专业的满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地进行；布置能有效地进行；结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类型少；型少；混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助好好差差平面布置平面布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助好好差差竖向布置竖向布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震 等因素对建筑的影响；等因素对建筑的影响； 施工简便；施工简便

5、； 经济合理。经济合理。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.2.2 结构布置方法结构布置方法特点特点特点特点房屋横向刚度大，侧移房屋横向刚度大，侧移小；小；横梁高度大，室内有效横梁高度大，室内有效净空小。净空小。非抗震时使用非抗震时使用横向布置横向布置 横向承重横向承重混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助特点：特点：特点：特点：连系梁截面较小，框连系梁截面较小，框架梁截面尺寸大，室架梁截面尺寸大，室内有效净空高；内有效净空高；对纵向地基不均匀沉对纵向地基不均匀沉降较有利；降较有利；房屋横向刚度小，侧房屋横向刚度

6、小，侧移大。移大。纵向布置纵向布置 纵向承重纵向承重混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助特点：特点：特点：特点：整体性好，受力好；整体性好，受力好；适用于整体性要求适用于整体性要求 较高和楼面荷载较较高和楼面荷载较 大的情况。大的情况。双向布置双向布置 双向承重双向承重混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.3截面尺寸估算截面尺寸估算截面尺寸估算截面尺寸估算3.3.1 框架梁框架梁3-1n框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算l0 梁的计算跨度；梁的计算跨度；hb 梁的截面高度；梁的截面高度；bb 梁的截面宽度。梁的

7、截面宽度。一般情况下一般情况下：梁净跨与梁净跨与截面高度之比截面高度之比不宜小于不宜小于4梁的梁的截面宽度不截面宽度不宜小于宜小于200mm3-2混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3-3n框架梁线刚度框架梁线刚度Ec 混凝土弹性模量；混凝土弹性模量；I 框架梁截面惯性矩，见表框架梁截面惯性矩，见表3.3.1；l 框架梁的跨度。框架梁的跨度。式中式中：混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助表表3.3.1 3.3.1 框架梁惯性矩取值框架梁惯性矩取值楼板类型楼板类型边边框架梁框架梁中中框架梁框架梁现浇现浇楼板楼板I=1

8、.5I0I=2.0I0装配整体式楼板装配整体式楼板I=1.2I0I=1.5I0装配式楼板装配式楼板I=I0I=I0注：注： I0为梁按矩形截面计算的惯性矩，为梁按矩形截面计算的惯性矩， 。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助多层建筑多层建筑：Hi 第第i层层高；层层高；hc 柱截面高度；柱截面高度；bc 柱截面宽度。柱截面宽度。框架柱的截面边长不宜小于框架柱的截面边长不宜小于350 mm，圆柱的截面直径圆柱的截面直径不宜小于不宜小于350 mm，剪跨比剪跨比宜大于宜大于2截面的高宽比截面的高宽比不宜大于不宜大于33-53-43.3.2 框架柱框架柱n框架

9、柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助高层建筑：高层建筑：N 柱中轴向力。柱中轴向力。Nv 柱柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向 力设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中力设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中 线划分，恒载和活载的分项系数均取线划分，恒载和活载的分项系数均取1.25，或，或 近似取近似取1214 kN/m2进行计算。进行计算。fc 混凝土轴心抗压强度设计值。混凝土轴心抗压强度设计值。N=（1.11.2）Nv 3-6混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目

10、录录上一章上一章帮帮 助助Ec 混凝土弹性模量；混凝土弹性模量；I 框架柱截面惯性矩。框架柱截面惯性矩。n框架柱线刚度框架柱线刚度3-73-8混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.4计算简图的确定计算简图的确定计算简图的确定计算简图的确定n计算单元的选取计算单元的选取计算单元选取计算单元选取混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n计算简图计算简图实际结构实际结构l01l02计算简图计算简图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.5荷载计算荷载计算荷载计算荷载计算框框架架荷荷载

11、载垂直荷载垂直荷载水平荷载水平荷载恒载恒载活载活载风载风载地震作用地震作用框架自重；粉灰重；框架自重；粉灰重；板、次梁、墙体重。板、次梁、墙体重。人群、家具、设备等人群、家具、设备等荷载，取值见荷载，取值见建筑建筑结构荷载规范结构荷载规范，可，可折减。折减。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.6内力计算内力计算内力计算内力计算3.6.1 竖向竖向荷载下的内力计算荷载下的内力计算n 楼面荷载分配原则楼面荷载分配原则当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上荷载通过预制板的两端传递给它的支承结荷载通过预制板的两端传递给它的支

12、承结构；构；当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载根据每个区格板两个方向的边长比，沿单根据每个区格板两个方向的边长比，沿单向或双向传递，区格板长边向或双向传递，区格板长边/短边短边3时沿时沿单向传递，长边单向传递，长边/短边短边3时时沿双向传递沿双向传递。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助现浇楼盖荷载传递示意图现浇楼盖荷载传递示意图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n竖向活载最不利布置竖向活载最不利布置（1 1）逐跨布置法）逐跨布置法 恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各恒

13、载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能出现的最大内力。出现的最大内力。恒载一次布置恒载一次布置活载分跨布置活载分跨布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（2）最不利荷载布置法）最不利荷载布置法 恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此法用手算方法进行计算很困难。法用手算方法进行计算很困难。最不利荷载的布置最不利荷载的布置混凝土结构设计混凝土

14、结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（3）分层布置法或分跨布置法）分层布置法或分跨布置法 恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的比值不大于比值不大于3时，可近似将活载一层或一跨做一次时，可近似将活载一层或一跨做一次布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。qqqqqq分层布置法分层布置法分跨布置法分跨布置法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（4）满布荷载法）满布荷载法 当活载与恒载的比值不大于当活载与恒载的比值不大于1时，可不考虑活载时，可不考虑

15、活载的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩应乘以的梁跨中弯矩应乘以1.11.2的系数予以增大。的系数予以增大。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n竖向荷载作用下的内力计算方法竖向荷载作用下的内力计算方法（1）分层法）分层法基本假定基本假定基本假定基本假定忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上

16、、 下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱 上产生内力。上产生内力。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环2次。次。分层法计算示意图分层法计算示意图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：

17、由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定，计由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定，计算简图中假定为完全嵌固，为减少计算误差，除底层柱算简图中假定为完全嵌固，为减少计算误差，除底层柱外，上层各柱的线刚度乘以外，上层各柱的线刚度乘以0.9的修正系数。的修正系数。线刚度修正线刚度修正混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 考虑除支座外，框架各节点为弹性固定，因考虑除支座外，框架各节点为弹性固定，因此底层柱的弯矩传递系数取此底层柱的弯矩传递系数取1/2，其他各层柱的弯，其他各层柱的弯矩传递系数取矩传递系数取1/3；传递系数修正传递系数修正混凝土结构设计混凝土结

18、构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加；矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加； 在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。( (迭代法迭代法迭代法迭代法) )基本步骤：基本步骤：基本步骤：基本步骤： 绘出结构的计算简图，在每个节点上绘两个框；绘出结构的计算简图，在每个节点上绘两个框；计算汇交于每一节点各杆的转角分配系数，并检查计算汇交于每一节点各杆的转角分配系数，并检查是否满足是否满足 ，以作校核；，以作校核；3

19、-9混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（2）迭代法（不考虑框架侧移）迭代法（不考虑框架侧移）计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩Mgik，并，并 写在相应的各杆端部，求出汇交于每一节点的各杆写在相应的各杆端部，求出汇交于每一节点的各杆固端弯矩之和固端弯矩之和MFik，把它写在该节点的内框中；，把它写在该节点的内框中；按下式计算每一杆件的近端转角弯矩按下式计算每一杆件的近端转角弯矩Mik，即即3-10 式中，式中， 汇交于节点汇交于节点i各杆的远端转角弯矩各杆的远端转角弯矩 之和，最初可假定为之和，最初可假定为0。混凝土结

20、构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助按下式计算每一杆端的最后弯矩值，即按下式计算每一杆端的最后弯矩值，即 或或根据算得的各杆端弯矩值，作最后的弯矩图并求得根据算得的各杆端弯矩值，作最后的弯矩图并求得相应的剪力图和轴力图。相应的剪力图和轴力图。3-113-12混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 1、计算假定假定某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余杆件的影响忽略不计。2、基本思路先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数均取12），再将因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分

21、配，整个弯矩分配和传递过程即告结束。这就是弯矩二次分配法。注意：弯矩分配两次，传递一次。（）弯矩二次分配法（）弯矩二次分配法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 解：1、因框架结构和作用荷载均对称，仅取半跨进行分析，这时中跨梁的相对线刚度应乘以修正系数2，根据各杆件的线刚度计算各节点杆端弯矩分配系数。2、计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩，并将各节点不平衡穹矩进行第一次分配。 例题3.2某三跨五层钢筋混凝土框架，各层框架梁所受竖向荷载设计值（恒载）如图3.11所示，各杆件相对刚度示于图中，试用二次弯矩分配法计算各杆件的弯矩。混凝土结构设计混凝土结构设计第

22、3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3、将所有杆端的分配弯矩向远端传递，传递系数均取l2。4、将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，使各节点处于平衡状态。5、将各杆端的固端弯矩，分配弯矩和传递弯矩相加，即得各杆端弯矩。二次弯矩分配法计算过程见图3.12，最终框架弯矩图见图3.13。 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助系数法是系数法是UNIFORM BUILDING CODE（统一（统一建筑规范）中介绍的方法。当框架结构满足下列条建筑规范）中介绍的方法。当框架结构满足下列条件时可按系数法计算框架结构的内力：件时可按系数法计算框

23、架结构的内力：两个相邻跨的跨长相差不超过短跨跨长的两个相邻跨的跨长相差不超过短跨跨长的20%；活载与恒载之比不大于活载与恒载之比不大于3；荷载均匀布置；荷载均匀布置；框架梁截面为矩形。框架梁截面为矩形。（）系数法（）系数法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n框架梁内力框架梁内力3-13（1 1）弯矩）弯矩 式中，式中， 弯矩系数，弯矩系数，查查表表3.6.13.6.1； 框架梁上恒框架梁上恒载载与活与活载设计值载设计值之和；之和； 净净跨跨跨跨长长，求支座弯矩，求支座弯矩时时用相用相邻邻 两跨两跨净净跨跨跨跨长长的均的均值值。混凝土结构设计混凝土结构设

24、计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助正弯矩正弯矩端部无约束时：端部无约束时：端部有约束时：端部有约束时：负弯矩负弯矩内支座内支座两跨时：两跨时：两跨以上时：两跨以上时：内支座（板跨数在内支座（板跨数在3 3跨和跨和3 3跨以上，跨以上，跨长不大于跨长不大于3.048m3.048m或柱刚度与梁或柱刚度与梁刚度之比大于刚度之比大于8 8的梁）：的梁）：外支座：外支座： 梁支承时：梁支承时： 柱支承时：柱支承时：表表表表3.6.1 3.6.1 3.6.1 3.6.1 弯矩系数弯矩系数弯矩系数弯矩系数表表表表混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 （

25、2 2）剪力）剪力式中式中 剪力系数，查下图。剪力系数，查下图。3-14框架梁剪力系数框架梁剪力系数 图图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助(1)(1)轴力轴力 框架柱的框架柱的轴轴力力= = p puA式中式中 pu 楼面单位面积上恒载与活载设计值之和；楼面单位面积上恒载与活载设计值之和； A 柱的柱的负负荷面荷面积积。(2)(2)弯矩弯矩 n框架柱内力框架柱内力 当横梁不在立柱形心线上时，要考虑由于偏心引当横梁不在立柱形心线上时，要考虑由于偏心引起的不平衡弯矩，并将这个弯矩也平均分配给上、下起的不平衡弯矩，并将这个弯矩也平均分配给上、下柱柱端。柱柱

26、端。3-15混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅 在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布，减小梁端负弯矩，相应增大梁跨中弯矩。分布，减小梁端负弯矩，相应增大梁跨中弯矩。 调幅后的支座弯矩为：调幅后的支座弯矩为： =M式中式中 梁支座截面梁支座截面调调幅后的弯矩；幅后的弯矩； M 梁支座梁支座调调幅前按幅前按弹弹性方法性方法计计算的弯矩；算的弯矩； 调调幅系数，幅系数，现浇现浇框架：框架：0.80.9 装配式框装配式框 架：架：0.70.8。 混

27、凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则 竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅，再与风荷载竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅，再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。和水平地震作用产生的弯矩进行组合。调幅后的跨中弯矩为：调幅后的跨中弯矩为：MMLMRM混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.6.2 水平荷载作用下的内力近似计算方法水平荷载作用下的内力近似计算方法n反弯点法反弯

28、点法 适用于梁柱线刚度比不小于适用于梁柱线刚度比不小于3的框架结构；的框架结构； 常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用 下的弯矩值。下的弯矩值。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（1 1）反弯点位置）反弯点位置）反弯点位置）反弯点位置 弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以EI梁梁=为前题）。为前题）。 反弯点位置图反弯点位置图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（2 2 2 2）反弯点处的剪力计算）反弯点处的剪力计算）

29、反弯点处的剪力计算）反弯点处的剪力计算 柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的抗侧移刚度为：抗侧移刚度为：EIci 第第i根柱的刚度；根柱的刚度； hi 第第i根柱的柱高。根柱的柱高。3-16Di混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。用下框架的内力。u顶层顶层因此各柱的剪力为：因此各柱的剪力为：3-173-18混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助u 第二第二层层各柱的剪力为：

30、各柱的剪力为：3-19混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助u 第一第一层层各柱的剪力为：各柱的剪力为：3-20混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（3 3）弯矩图绘制）弯矩图绘制）弯矩图绘制）弯矩图绘制 柱端弯矩：柱端弯矩：已知反弯点处的剪力值便可以求出每一已知反弯点处的剪力值便可以求出每一根柱各截面的弯矩。根柱各截面的弯矩。 梁端弯矩：梁端弯矩：分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。 边节点：边节点：混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 中

31、节点：中节点：混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n D值法值法（1）反弯点法的问题）反弯点法的问题柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高，未考柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高，未考虑节点梁柱线刚度比的影响；虑节点梁柱线刚度比的影响；认为反弯点的位置是固定不变的，实际上它与梁认为反弯点的位置是固定不变的，实际上它与梁柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助

32、（2）D值法的基本思想值法的基本思想与反弯点法相比：与反弯点法相比：相同之处相同之处 先确定反弯点位置先确定反弯点位置不同之处不同之处 考虑了上述因素的影响，对柱的抗侧考虑了上述因素的影响，对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。刚度和柱的反弯点位置进行了修正。 因此，因此，D值法又称为修正的反弯点法，适用于梁值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚度比小于柱线刚度比小于3的情况。的情况。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（3）柱的抗侧刚度）柱的抗侧刚度 式中，式中，c 柱抗侧移刚度修正系数，按下表柱抗侧移刚度修正系数，按下表的公式计算。的公式计算。

33、柱的柱的部位部位及固及固定情定情况况一般层一般层底层，下面固支底层，下面固支底层，下端铰支底层，下端铰支ci1i2ici3i4i1i2ici1i2ic3-21混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（4）修正的反弯点高度）修正的反弯点高度式中式中 y0标准反弯点高度比；标准反弯点高度比；y1因上、下层梁刚度比变化因上、下层梁刚度比变化 的修值；的修值； y2因上层层高变化的修正值；因上层层高变化的修正值； y3因下层层高变化的修正值。因下层层高变化的修正值。柱端弯矩柱端弯矩ViVi3-22混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮

34、 助助n门架法门架法（1）基本假定）基本假定梁柱的反弯点位于它们的中点处；梁柱的反弯点位于它们的中点处；柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长度与框架总宽度之比进行分配。度与框架总宽度之比进行分配。ll混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n悬臂法悬臂法（1）基本假定）基本假定梁柱的反弯点位于它们的中点处；梁柱的反弯点位于它们的中点处；柱中应力与该柱到框架重心轴的距离成正比。柱中应力与该柱到框架重心轴的距离成正比。a1a2PnN1N2N2N1习题：三层两跨框架，用反弯点法、习题：三层两跨框架，用反弯点法、“D”值法、值

35、法、门架法、悬臂法计算，作出门架法、悬臂法计算，作出M、N、V，并就四，并就四种方法进行比较、讨论。种方法进行比较、讨论。13.3.3 框架结构侧移近似计算框架结构在水平荷载作用下的变形由总体剪切变形和总体弯曲变形两部分组成。总体剪切变形是由梁柱弯曲变形应起的框架变形；由于它的侧移曲线和悬臂梁的剪切变形曲线曲线相似，称为剪切变形。总体弯曲变形是由框架两侧柱的轴向变形导致的框架变形，它的侧移曲线与悬臂梁的弯曲变形相似，称为弯曲变形。对于层数不多的框架结构，只考虑剪切变形；对于较高的框架（H50米）或较柔的框架(H/B4),考虑框架的弯曲变形.13.3.3.1 由梁柱弯曲变形引起的侧移第i层的相对

36、侧移和顶点位移：13.3.3.2 由柱轴向变形引起的侧移轴力是使柱产生轴向变形, 两边受力较大, 中柱受力较小,可以忽略不计. 边柱产生的轴力为框架顶点的最大水平位移为:n:顶层与底层边柱截面面积之比。00.20.40.60.81.00.20.40.60.81.0Fnn上端集中荷载倒三角荷载均布荷载混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.7内力组合内力组合内力组合内力组合3.7.1 控制截面控制截面梁：跨中、支座截面梁：跨中、支座截面柱：柱顶、柱底截面柱：柱顶、柱底截面梁控制截面梁控制截面柱控制柱控制截面截面混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目

37、目 录录上一章上一章帮帮 助助3.7.2 控制截面最不利内力类型控制截面最不利内力类型梁跨中截面：梁跨中截面：+Mmax及相应的及相应的V（正截面设计）正截面设计）梁支座截面：梁支座截面：-Mmax及相应的及相应的V （正截面设计）正截面设计） Vmax及相应的及相应的M （ 斜截面设计）斜截面设计）柱柱 截截 面：面：+Mmax及相应的及相应的N、V -Mmax及相应的及相应的N、V Nmax及相应的及相应的M、V Nmin及相应的及相应的M、V M较大，但较大，但N较小或较小或N较大较大混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助由图可见：由图可见：对于大偏

38、压，对于大偏压，M相等或相近时，相等或相近时，N越小越不利；越小越不利；对于小偏压，对于小偏压，M相等或相近时，相等或相近时，N越大越不利；越大越不利；无论大小偏压，当无论大小偏压，当N相等或相近时，相等或相近时，M越大越不利。越大越不利。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.7.3 控制截面最不利内力计算控制截面最不利内力计算 框架结构的基本组合可采用简化规则，并应按框架结构的基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：下列组合值中取最不利值确定：1. 由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合当其效应对结当其效应对结构不利时构不

39、利时1.2当其效应对结当其效应对结构有利时构有利时1.0或或0.9一般情况一般情况1.2；标准值大标准值大4kN/m2的工业房屋楼面的工业房屋楼面1.33-233-24混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助2. 由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合当其效应对结构不当其效应对结构不利时利时1.35当其效应对结构有当其效应对结构有利时利时1.0或或0.9可变荷载可变荷载Qi的组合的组合值系数值系数3-25一般应考虑下列三种荷载组合：一般应考虑下列三种荷载组合：（1）、恒载0.9（活载风载）（2）、恒载活载（3）、恒载风载对于高层框架结构，在计算荷载

40、效应组合时应把风荷载作为主要荷载，其荷载组合值系数混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n竖向活载最不利布置竖向活载最不利布置（1 1）逐跨布置法）逐跨布置法 恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能出现的最大内力。出现的最大内力。恒载一次布置恒载一次布置活载分跨布置活载分跨布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（

41、2）最不利荷载布置法）最不利荷载布置法 恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此法用手算方法进行计算很困难。法用手算方法进行计算很困难。最不利荷载的布置最不利荷载的布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（3）分层布置法或分跨布置法）分层布置法或分跨布置法 恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的比值不大于比值不大于3时，可近似将活载一层或一跨做一次时，可近似将活载一层或一跨做一次布置，分

42、别进行计算，然后进行最不利内力组合。布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。qqqqqq分层布置法分层布置法分跨布置法分跨布置法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（4）满布荷载法）满布荷载法 当活载与恒载的比值不大于当活载与恒载的比值不大于1时，可不考虑活载时，可不考虑活载的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩应乘以的梁跨中弯矩应乘以1.11.2的系数予以增大。的系数予以增大。梁编号截面恒载活

43、1活2.左风右风Mmax及VMmax及VVmax及M012.组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值WLAB左 M (kN.m)V(kN)中 M (kN.m)右 M (kN.m)V(kN)内力荷载编号框架梁内力组合表柱编号截面恒载活1活2.左风右风Nmax及M、VNmin及M、VMmax及N、V012.组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值A柱3上 M (kN.m)N（kN）V(kN)下 M (kN.m)N (kN.m)V(kN)框架柱内力组合表二、构件截面设计1、框架梁框架梁是受弯构件，由内力组合求得控制截面的最不利弯矩和剪力后，按正截面受弯承载力计算方法确定所需要的纵筋数量，按斜截面

44、受剪承载力计算方法确定所需的箍筋数量，再采取相应的构造措施。对于现浇框架，支座调幅系数取0.80.9；对于装配整体式框架，其支座调幅系数取0.70.8。2、框架柱框架柱是偏心受压构件，通常采用对称配筋，确定柱中纵筋数量时，应从内力组合中找出最不利的内力进行配筋计算。框架柱除进行正截面受压承载力计算外，还应根据内力组合得到的剪力值进行斜截面抗剪承载力计算，确定柱的箍筋配置。柱的计算长度：（1）、一般多层房屋的钢筋混凝土框架结构各层柱段 当为现浇楼盖时： 底层柱段 其余各层柱段 当为装配式楼盖时： 底层柱段 其余各层柱段（2）、具有非轻质隔墙的多层房屋，当为三跨及三跨以上或为两跨且房屋的总宽度不小

45、于房屋总高度13时，其各层框架柱段的计算长度： 当为现浇楼盖时： 当为装配式楼盖时：（3）、按有侧移考虑的框架结构，当竖向荷载较小或竖向荷载大部分作用在框架节点上或其附近时，各层柱段的计算长度应根据可靠设计经验取用较上述规定更大的数值。柱H为上、下两层楼盖顶面之间的距离。梁编号截面M组V组b/2M计s计算As实配AsAsWL-BC左中右WL-BC左中右WL-CD左中右框架梁纵向受拉配筋计算表钢筋3、叠合梁叠合梁是分两次浇捣混凝土的梁，第一次在预制厂浇捣混凝土，做成预制梁运往现场安装；当预制楼板搁置梁上后，在梁的上部第二次在施工现场浇注叠合层，使板和梁连成整体。叠合梁的预制部分，通常做成T形截面

46、，以便搁置预制楼板，构造见图3.33。预制梁所以能和后浇混凝土连成整体共同工作，主要依靠预制梁中伸出叠合面的箍筋的抗剪作用以及粗糙的叠合面上的粘结力。 三、框架结构的构造要求1、混凝土强度等级框架的混凝土强度等级不应低于C20。梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。2、框架梁（1）、框架梁截面梁截面高度： 且不宜大于梁截面宽度：（2）、框架梁纵向钢筋框架梁、柱纵向钢筋构造要求见图3.34。（3）、框架梁箍筋梁的箍筋沿梁全长范围内设置，第一排箍筋一般设置在距离节点边缘50mm处。梁的配箍率不应小于 ，箍筋最小直径和最大间距的要求与一般梁相同。3、框架柱（1）、框架柱截面柱截面高度不宜小于400

47、mm，柱截面宽度不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。（2）、框架柱纵向钢筋框架柱的纵向钢筋宜采用对称配筋，框架柱纵向钢筋的最小直径不应小于12mm，全部纵向钢筋的最小配筋率最大配筋率（3）、框架柱箍筋箍筋应为封闭式，箍筋间距不应大于400mm，且不应大于柱短边尺寸。4、框架节点（1）、现浇框架节点节点范围内的箍筋数量应与柱端相同。（2）、装配式及装配整体式框架节点212架立筋212架立筋12d12d12d12d12d12d12d12d12d1/3-1/4 ln1/3-1/4 ln1/3-1/4 ln1/3-1/4 ln1/3-1/4 ln1/3-1/4 ln1501501501501501501501.5lala15d0.4la