《多层框架结构房屋》PPT课件

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1、12多层框架结构房屋多层框架结构房屋本章主要介绍本章主要介绍:多层及高层房屋的结构体系；结多层及高层房屋的结构体系；结构的计算简图及荷载确定；简单框架的内力计算；无构的计算简图及荷载确定；简单框架的内力计算；无抗震设防要求时框架结构构件设计；非抗震设计时框抗震设防要求时框架结构构件设计；非抗震设计时框架节点的构造要求；结构施工图平面整体表示方法。架节点的构造要求；结构施工图平面整体表示方法。重点是施工图的识读。重点是施工图的识读。 本章提要本章提要多层与高层房屋之间没有明确的界限，我国通多层与高层房屋之间没有明确的界限，我国通常将常将8层及层以下的房屋称为层及层以下的房屋称为多层房屋多层房屋，

2、8层以上层以上的房屋称为的房屋称为高层房屋高层房屋。钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构，是指由钢筋混凝土横梁、，是指由钢筋混凝土横梁、纵梁和柱等构件所组成的结构。墙体不承重，内、纵梁和柱等构件所组成的结构。墙体不承重，内、外墙只起分隔和围护作用，外墙只起分隔和围护作用，见图见图。按施工方法的不同，框架可分为按施工方法的不同，框架可分为整体式整体式、装配装配式式和和装配整体式装配整体式三种。三种。整体式框架整体式框架也称也称全现浇框架全现浇框架，其优点是整体性，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有利于抗震，但工程量大，模好，建筑布置灵活，有利于抗震，但工程量大，模板耗费多，工期长。板耗费多，工期

3、长。装配式框架装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。其优点是节约模板，缩短工期，有行吊装和连接。其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。利于施工机械化。装配整体式框架装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。比装配式提高，但节点施工复杂。 图框架结构图 (a) 平面图；(b) -剖面图 本本 章章 内内 容容 框

4、架结构布置框架结构布置 框架结构的计算简图及荷载框架结构的计算简图及荷载 竖向荷载作用下的内力近似计算分层竖向荷载作用下的内力近似计算分层法法 水平荷载作用下的内力和侧移的近似计水平荷载作用下的内力和侧移的近似计算反弯点法和算反弯点法和D值法值法 框架的内力组合框架的内力组合 现浇框架的一般构造现浇框架的一般构造12.1 框架结构布置框架结构布置（1） 结构平面布置宜简单、规则和对称。结构平面布置宜简单、规则和对称。 （2） 建筑平面长宽比不宜过大，建筑平面长宽比不宜过大，L/B宜小于宜小于6。 （3） 结构的竖向布置要做到刚度均匀而连续，结构的竖向布置要做到刚度均匀而连续，避免刚度突变。避免

5、刚度突变。 （4） 建筑物的高宽比不宜过大，建筑物的高宽比不宜过大，H/B不宜大于不宜大于5。（5） 房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距以房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距以内，否则需设伸缩缝或采取其它措施，以防止温度应内，否则需设伸缩缝或采取其它措施，以防止温度应力对结构造成的危害。力对结构造成的危害。12.1.1 结构布置原则结构布置原则（6） 在地基可能产生不均匀沉降的部位及有抗在地基可能产生不均匀沉降的部位及有抗震设防要求的房屋，应合理设置沉降缝和防震缝。震设防要求的房屋，应合理设置沉降缝和防震缝。 框架结构框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接是由若干个平面框架通过连系梁的连接而

6、形成的空间结构体系。而形成的空间结构体系。在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，其布置方向的不同，框架体系可以分为下列三种：框架体系可以分为下列三种：（1） 横向框架承重方案横向框架承重方案在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向布置。布置。沿房屋的纵向设置板和连系梁，沿房屋的纵向设置板和连系梁，见图见图12.2 (a) 。 12.1.2 框架结构方案框架结构方案（2） 纵向框架承重方案纵向框架承重方案在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵向在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵向布

7、置。沿房屋的横向设置板和连系梁，布置。沿房屋的横向设置板和连系梁，见图见图12.2 (b)。 （3） 纵横向框架混合承重方案纵横向框架混合承重方案在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵、在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵、横向布置，横向布置，见图见图12.2 (c)。 图框架体系的布置 (a) 横向布置；(b) 纵向布置；(c) 纵横双向布置 （1） 工业厂房工业厂房一般采用一般采用6m柱距，跨度则随柱网的布置方式不同柱距，跨度则随柱网的布置方式不同分为内廊式和跨度组合式，分为内廊式和跨度组合式，见图见图。 厂房的层高一般根据车间的工艺设备、管道布置厂房的层高一般根据车间的工艺设备、管

8、道布置及通风采光等因素决定。常用的底层层高有、及通风采光等因素决定。常用的底层层高有、和。和。 （2） 民用建筑民用建筑民用建筑类型较多，功能要求各有不同，柱网及民用建筑类型较多，功能要求各有不同，柱网及层高变化也较大，尺度一般较工业厂房为小。柱网和层高变化也较大，尺度一般较工业厂房为小。柱网和层高通常按层高通常按300mm进级。进级。 12.1.3 柱网尺寸及层高柱网尺寸及层高图柱网的布置图柱网的布置 (a) 内廊式；内廊式；(b) 跨度组合式跨度组合式 变形缝变形缝分为分为伸缩缝伸缩缝和和沉降缝沉降缝，在地震设防区还需，在地震设防区还需按按建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范的规定设置防震缝。

9、的规定设置防震缝。伸缩缝伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生过大伸缩变形或裂缝而设置的，伸缩缝仅将房屋产生过大伸缩变形或裂缝而设置的，伸缩缝仅将基础以上的房屋分开。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝基础以上的房屋分开。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间距最大间距如表如表。沉降缝沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置的，沉降缝必须将房屋连同基础一起产生裂缝而设置的，沉降缝必须将房屋连同基础一起分开。分开。 12.1.4 变形缝的设置变形缝的设置在建筑物的下列部位宜设置沉降缝：在建筑物的下列部位宜设置沉降

10、缝： 土层变化土层变化较大处；较大处； 地基基础处理方法不同处；地基基础处理方法不同处； 房屋在高度、房屋在高度、重量、刚度有较大变化处；重量、刚度有较大变化处； 建筑平面的转折处；建筑平面的转折处； 新建部分与原有建筑的交界处。新建部分与原有建筑的交界处。沉降缝由于是从基础断开，缝两侧相邻框架的距沉降缝由于是从基础断开，缝两侧相邻框架的距离可能较大，给使用带来不便，此时可利用挑梁或搁离可能较大，给使用带来不便，此时可利用挑梁或搁置预制梁、板的方法进行建筑上的闭合处理，置预制梁、板的方法进行建筑上的闭合处理，见图见图。表钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（表钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（m)

11、 环境条件框架类别室内或土中露天装配式7550现浇式5535图沉降缝做法 (a) 设挑梁（板）；(b) 设预制板（梁） 12.2 框架结构的计算简图及荷载框架结构的计算简图及荷载承受主要竖向荷载的框架主梁，其截面形式在承受主要竖向荷载的框架主梁，其截面形式在全现浇的整体式框架中以全现浇的整体式框架中以T形（形（见图见图12.5(a)）为多；）为多；在装配式框架中可做成矩形、在装配式框架中可做成矩形、T形、梯形和花篮形形、梯形和花篮形（见图见图12.5(b)(g)）等。）等。不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用用T形、形、形、矩形、形、矩形、形、形、

12、L形等，形等，见图见图。 框架柱的截面形式一般为矩形或正方形。框架柱的截面形式一般为矩形或正方形。 12.2.1.1 截面的形状截面的形状12.2.1 梁柱截面的选择梁柱截面的选择图框架横梁截面形式 图框架连系梁截面形式 （1） 框架梁框架梁梁截面尺寸可参考受弯构件来初步确定。梁高梁截面尺寸可参考受弯构件来初步确定。梁高hb一般可取一般可取(1/101/18)lb(lb为梁的计算跨度），梁净跨为梁的计算跨度），梁净跨与截面高度之比不宜小于与截面高度之比不宜小于4。梁的宽度。梁的宽度bb=(1/21/3)hb，一般不宜小于，一般不宜小于200mm。选择梁截面尺寸还应符合规定的模数要求。选择梁截面

13、尺寸还应符合规定的模数要求。（2） 框架柱框架柱柱截面的宽度柱截面的宽度bc和高度和高度hc一般取（一般取（1/151/20)层层高。为了提高框架抗水平力的能力，矩形截面的高。为了提高框架抗水平力的能力，矩形截面的hc/bc不宜大于不宜大于3，柱截面的边长不宜小于，柱截面的边长不宜小于250mm。 12.2.1.2 截面尺寸截面尺寸为了简化计算，作如下规定：为了简化计算，作如下规定：（1） 对现浇楼面的整体框架，中部框架梁对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；边框架梁；边框架梁0。其中。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（为矩形截面梁的惯性矩（图图12.7(a)。（2） 对做整浇层的装配整体式

14、框架，中部框架对做整浇层的装配整体式框架，中部框架梁梁0；边框架梁；边框架梁0（图图12.7(b)。（3） 对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截面计算，面计算，I=I0（图图12.7(c)）。12.2.1.3 梁截面的惯性矩梁截面的惯性矩图框架结构的刚度取值 框架结构框架结构是由横向框架和纵向框架组成的空间结是由横向框架和纵向框架组成的空间结构。构。为了简化计算，通常为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系忽略它们之间的空间联系，而将空间结构体系简化为横向和纵向平面框架计算，而将空间结构体系简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀框架作为计算单元，该单

15、元承受的并取出单独的一榀框架作为计算单元，该单元承受的荷载荷载如图如图中阴影部分所示。中阴影部分所示。在计算简图中，框架节点多为刚接，柱子下端在在计算简图中，框架节点多为刚接，柱子下端在基础顶面，也按刚接考虑。杆件用轴线表示，梁柱的基础顶面，也按刚接考虑。杆件用轴线表示，梁柱的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形心位置（连接区用节点表示。等截面轴线取截面形心位置（图图12.9(a)），当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形），当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形心线作为柱轴线（心线作为柱轴线（图图12.9(b)）。）。 12.2.2 框架结构的计算简图框架结构的计算简图图框架的计算单元 图框架柱

16、轴线位置 多层结构房屋一般受到多层结构房屋一般受到竖向荷载竖向荷载和和水平荷载水平荷载的作的作用。用。竖向荷载竖向荷载包括包括恒荷载、楼层使用活荷载、雪荷载恒荷载、楼层使用活荷载、雪荷载及施工活荷载及施工活荷载等。等。水平荷载水平荷载包括包括风荷载风荷载和和水平地震水平地震作作用。用。 （1） 楼面活荷载的折减楼面活荷载的折减在设计住宅、宿舍、旅馆、办公楼等多层建筑的在设计住宅、宿舍、旅馆、办公楼等多层建筑的墙、柱和基础时，由于楼面活荷载在所有各层同时满墙、柱和基础时，由于楼面活荷载在所有各层同时满载的可能性很小，所以作用于楼面上的使用活荷载应载的可能性很小，所以作用于楼面上的使用活荷载应乘以

17、乘以表表所规定的折减系数。所规定的折减系数。 12.2.3 框架上的荷载框架上的荷载（2） 风荷载风荷载与单层工业厂房类似，作用在多层房屋外墙表面与单层工业厂房类似，作用在多层房屋外墙表面的风荷载标准值的风荷载标准值wk可按下式计算：可按下式计算：wk=zszw0 表楼面活荷载折减系数表楼面活荷载折减系数 墙、柱、基础计算截墙、柱、基础计算截面以上的楼层数面以上的楼层数 123456892020计算截面计算截面以上以上各楼层各楼层活荷载总和的折减系活荷载总和的折减系数数 1.00 (0.90)0.850.700.650.600.5512.3 竖向荷载作用下的内力近似计算分层法竖向荷载作用下的内

18、力近似计算分层法多层多跨框结构在竖向荷载作用下，用位移法多层多跨框结构在竖向荷载作用下，用位移法或力法等精确方法计算的结果表明，框架的侧移是或力法等精确方法计算的结果表明，框架的侧移是极小的，而且作用在某层横梁的影响也很小，为了极小的，而且作用在某层横梁的影响也很小，为了简化计算，分层法假定：简化计算，分层法假定：（1） 在竖向荷载作用下，框架的侧移可忽略不在竖向荷载作用下，框架的侧移可忽略不计；计；（2） 每层梁上的荷载对其它各层梁的影响可忽每层梁上的荷载对其它各层梁的影响可忽略不计。略不计。12.3.1 分层法的计算假定分层法的计算假定根据上述假定，计算时可将各层梁及其上、下根据上述假定，

19、计算时可将各层梁及其上、下柱作为独立的计算单元分层进行计算（柱作为独立的计算单元分层进行计算（图图)。分层计。分层计算所得梁弯矩即为最后弯矩，由于每一层柱属于上、算所得梁弯矩即为最后弯矩，由于每一层柱属于上、下两层，所以柱的弯矩为上、下两层计算弯矩相叠下两层，所以柱的弯矩为上、下两层计算弯矩相叠加。加。 图分层法的计算单元图分层法的计算单元 12.3.2 计算步骤计算步骤（1） 画出结构计算简图，并标明荷载及轴线尺画出结构计算简图，并标明荷载及轴线尺寸；寸；（2） 按规定计算梁、柱的线刚度和相对线刚度，按规定计算梁、柱的线刚度和相对线刚度，除底层柱外，其余各层柱的线刚度遍乘的折减系数；除底层柱

20、外，其余各层柱的线刚度遍乘的折减系数；（3） 用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单元的杆端弯矩；元的杆端弯矩；（4） 叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯矩。如节叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯矩。如节点弯矩不平衡值较大，可在节点重新分配一次。点弯矩不平衡值较大，可在节点重新分配一次。（5） 根据静力平衡条件绘出框架的内力图。根据静力平衡条件绘出框架的内力图。【例例12.1】图图所示一个两层两跨框架，用分层法作框架的所示一个两层两跨框架，用分层法作框架的弯矩图，括号内数字表示每根杆线刚度的相对值。弯矩图，括号内数字表示每根杆线刚度的相对值。 【解解】将第二层各柱线刚度遍

21、乘，分为两层计算，各层计将第二层各柱线刚度遍乘，分为两层计算，各层计算单元如算单元如图图和和图图所示。所示。用弯矩分配法计算各杆端的弯矩，其计算过程见用弯矩分配法计算各杆端的弯矩，其计算过程见图图。最后将最后将图图中的各杆端弯矩叠加并绘弯矩图如中的各杆端弯矩叠加并绘弯矩图如图图所示。所示。图例计算简图 图例二层计算单元 图例底层计算单元 图12.14 图M图（单位： kNm) 12.4 水平荷载作用下的内力和侧移的水平荷载作用下的内力和侧移的近似计算反弯点法和近似计算反弯点法和D值法值法多层多跨框架所受水平荷载主要是风荷载及水多层多跨框架所受水平荷载主要是风荷载及水平地震作用。一般可简化为作用

22、在框架节点上的集平地震作用。一般可简化为作用在框架节点上的集中荷载，其弯矩图中荷载，其弯矩图如图如图12.16 (a)所示所示。它的特点是，。它的特点是，各杆的弯矩图都是直线形，每杆都有一个零弯矩点，各杆的弯矩图都是直线形，每杆都有一个零弯矩点，称为称为反弯点反弯点。框架在水平荷载作用下的变形情况。框架在水平荷载作用下的变形情况如如图图12.16(b)所示所示。 12.4.1.1 反弯点法基本假定反弯点法基本假定12.4.1 反弯点法反弯点法为了简化计算，作如下假定：为了简化计算，作如下假定：（1） 在进行各柱间的剪力分配时，假定梁与柱在进行各柱间的剪力分配时，假定梁与柱的线刚度之比为无穷大，

23、即各柱上下两端的转角为的线刚度之比为无穷大，即各柱上下两端的转角为零；零；（2） 在确定各柱的反弯点位置时，假定除底层在确定各柱的反弯点位置时，假定除底层柱以外的各层柱，受力后上下两端将产生相同的转柱以外的各层柱，受力后上下两端将产生相同的转角。角。图水平荷载下的框架弯矩图和变形 （1） 反弯点高度的确定反弯点高度的确定反弯点高度为反弯点至该层柱下端的距离。对反弯点高度为反弯点至该层柱下端的距离。对于上层各柱，根据假定（于上层各柱，根据假定（2），各柱的上下端转角相），各柱的上下端转角相等，此时柱上下端弯矩也相等，因而反弯点在柱中等，此时柱上下端弯矩也相等，因而反弯点在柱中央。央。对于底层柱，

24、当柱脚为固定时，柱下端转角为对于底层柱，当柱脚为固定时，柱下端转角为零，上端弯矩比下端弯矩小，反弯点偏离中央而向零，上端弯矩比下端弯矩小，反弯点偏离中央而向上移动，通常假定上移动，通常假定y =2h/3。12.4.1.2 反弯点法的基本内容反弯点法的基本内容（2） 侧移刚度侧移刚度d的确定的确定侧移刚度侧移刚度d表示柱上下两端有单位侧移时在柱中表示柱上下两端有单位侧移时在柱中产生的剪力。根据假定（产生的剪力。根据假定（1），梁柱线刚度之比无穷），梁柱线刚度之比无穷大，则各柱端转角为零，由结构力学的两端无转角大，则各柱端转角为零，由结构力学的两端无转角但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程，柱的侧

25、但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程，柱的侧移刚度移刚度d可写成：可写成：（3）同层各柱剪力的确定同层各柱剪力的确定 设同层各柱剪力为设同层各柱剪力为V1、V2、Vj、，根据，根据层剪力平衡，有层剪力平衡，有V1+V2+Vj+=P可得：可得：于是有于是有 （4）柱端弯矩的确定柱端弯矩的确定 根据各柱分配的剪力及反弯点位置，可确定柱根据各柱分配的剪力及反弯点位置，可确定柱端弯矩。端弯矩。底层柱底层柱 上端上端 Mj上上=Vjhj/3 下端下端 Mj下下=Vj2hj/3其它层柱其它层柱上下端上下端Mj上上=Mj下下=Vjhj/2（4）梁端弯矩的确定梁端弯矩的确定柱端弯矩确定以后，根据节点平衡条件可

26、确定柱端弯矩确定以后，根据节点平衡条件可确定梁的弯矩。梁的弯矩。对于边柱节点（对于边柱节点（图图12.17 (a)），有），有Mb=Mc1+Mc2对于中柱节点（对于中柱节点（图图12.17(b)，有，有Mb1=ib1/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2）Mb2=ib2/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2)【例例12.2】用反弯点法求用反弯点法求图图所示框架的弯矩图。图中括号所示框架的弯矩图。图中括号内数字为各杆的相对线刚度。内数字为各杆的相对线刚度。 【解解】（1） 计算柱的剪力计算柱的剪力当同层各柱当同层各柱h相等时，各柱剪力可直接按其线刚度分相等时，各柱剪力可直接按其线刚度分配。配。第第3

27、层：层：P=10kNVADVBEVCF第第2层：层：P=10+19=29kNVDGVEHVFI第第1层：层：P=10+19+22=51kNVGJ=17kNVHKVIL(2) 计算柱端弯矩计算柱端弯矩第第3层层MAD=MDA=6.66kNmMBE=MEB=8.9kNmMCF=MFC=4.44kNm第第2层层MDG=MGD=24.18kNmMEH=MHE=32.23kNmMFI=MIF=16.1kNm第第1层层MGJ=34kNmMJG=68kNmMHK=40.8kNmMKH=81.6kNmMIL= 27.2kNmMLI=54.4kNm(3) 根据节点平衡条件算出梁端弯矩根据节点平衡条件算出梁端弯矩

28、第第3层层MAB=MAD=6.66kNmMBA=3.42kNmMBC=5.48kNmMCB=MCF=4.44kNm第第2层层MDE= 30.84kNmMED=15.82kNmMEF=25.31kNmMFE=20.54kNm第第1层层MGH=58.18kNmMHG=28.09kNmMHI=44.94kNmMIH=MIF+MIL=16.1+27.2=43.3kNm根据以上结果，画出根据以上结果，画出M图图如图所示如图所示。图12.17 节点杆端弯矩 图12.18 图12.19 M图（单位： kNm) 12.4.2 D值法值法反弯点法是梁柱线刚度比大于反弯点法是梁柱线刚度比大于3时，假定节点转角时，

29、假定节点转角为零的一种近似计算方法。为零的一种近似计算方法。 提出了修正框架柱的侧移刚度和调整反弯点高度提出了修正框架柱的侧移刚度和调整反弯点高度的方法，称为的方法，称为“改进反弯点法改进反弯点法”或或“D值法值法”（D值法值法的名称是由于修正后的柱侧移刚度用的名称是由于修正后的柱侧移刚度用D表示）。表示）。D值法值法计算简便，精度又比反弯点法高。计算简便，精度又比反弯点法高。 如图所示如图所示，从框架中任取一柱，从框架中任取一柱AB，根据转角位，根据转角位移方程，柱两端剪力为：移方程，柱两端剪力为：考虑到上下梁线刚度及柱端约束条件的影响，考虑到上下梁线刚度及柱端约束条件的影响，修正后的柱侧移

30、刚度修正后的柱侧移刚度D值计算公式为值计算公式为表表给出了各种情况下的给出了各种情况下的值计算公式，可直接选值计算公式，可直接选用。用。 12.4.2.1 修正后柱侧移刚度修正后柱侧移刚度D求得求得值后，代入式（值后，代入式（12.12)即可求得柱的侧移即可求得柱的侧移刚度，同层各柱的剪力可按下式求得：刚度，同层各柱的剪力可按下式求得：图12.20 框架柱剪力计算图式 表表12.3 值计算公式值计算公式 当横梁线刚度与柱的线刚度之比不很大时，柱当横梁线刚度与柱的线刚度之比不很大时，柱的两端转角相差较大，尤其是最上层和最下几层，的两端转角相差较大，尤其是最上层和最下几层，其反弯点并不在柱的中央，

31、它取决于柱上下两端转其反弯点并不在柱的中央，它取决于柱上下两端转角：当上端转角大于下端转角时，反弯点移向柱上角：当上端转角大于下端转角时，反弯点移向柱上端；反之，则移向柱下端。端；反之，则移向柱下端。各层柱反弯点高度可统一按下式计算：各层柱反弯点高度可统一按下式计算：y=yh=(y0+y1+y2+y3)h 12.4.2.2 柱的反弯点高度柱的反弯点高度（1） 标准反弯点高度比标准反弯点高度比y0标准反弯点高度比标准反弯点高度比y0主要考虑梁柱线刚度比及结主要考虑梁柱线刚度比及结构层数和楼层位置的影响，它可根据梁柱相对线刚构层数和楼层位置的影响，它可根据梁柱相对线刚度比（表度比（表12.3)、框

32、架总层数、框架总层数m、该柱所在层数、该柱所在层数n、荷、荷载作用形式由载作用形式由表表查得。查得。 （2） 上下层横梁线刚度不同时的修正值上下层横梁线刚度不同时的修正值y1当某层柱的上梁与下梁刚度不同，则柱上下端当某层柱的上梁与下梁刚度不同，则柱上下端转角不同，反弯点位置有变化，修正值为转角不同，反弯点位置有变化，修正值为y1，见图见图。根据根据1和和K值由值由表表查得查得y1 （3） 上下层层高变化时的修正值上下层层高变化时的修正值y2、y3当柱所在楼层的上下楼层层高有变化时，反弯当柱所在楼层的上下楼层层高有变化时，反弯点也将偏移标准反弯点位置，点也将偏移标准反弯点位置，见图见图。令上层层

33、高令上层层高h上与本层层高上与本层层高h之比为之比为2，即，即2=h上上/h。由。由2和和K从从表表查得修正值查得修正值y2。 【例12.3】用D值法求图所示框架的弯矩图，图中括号内数字为各杆的相对线刚度。【解】（1）求各柱所分配的剪力值V(kN)。计算过程及结果如表所示。(2) 求各柱反弯点高度 (m)。计算过程及结果如表所示。(3) 根据剪力和反弯点高度求柱端弯矩柱上端弯矩 M上=V（h-y)柱下端弯矩 M下=Vy(4) 根据节点平衡条件求梁端弯矩(5) 绘弯矩图如图所示。表表12.4 规规则则框框架架承承受受均均布布水水平平荷荷载载作作用用时时标标准准反反弯弯点点高高度度比比y0 表表1

34、2.5 上下层横梁线刚度比对上下层横梁线刚度比对y0的修正值的修正值y1 图12.21 横梁刚度变化对反弯点位置的影响 图12.22 层高变化对反弯点位置的影响 表表12.6 上下层高变化对上下层高变化对y0的修正值的修正值y2和和y3 图12.23 例12.3 表表12.7 图12.24 M图（单位： kNm) 表表12.8 12.4.3 水平荷载作用下侧移的计算水平荷载作用下侧移的计算框架的侧移主要是由水平荷载引起，框架的侧移框架的侧移主要是由水平荷载引起，框架的侧移包括两部分：包括两部分：一是一是顶层最大位移，若过大会影响正常顶层最大位移，若过大会影响正常使用；使用；二是二是层间相对侧移

35、，过大会使填充墙出现裂缝。层间相对侧移，过大会使填充墙出现裂缝。因而必须对这两部分侧移加以限制。因而必须对这两部分侧移加以限制。框架结构在水平荷载作用下的侧移，可以看做是框架结构在水平荷载作用下的侧移，可以看做是梁柱弯曲变形（梁柱弯曲变形（图图12.25(a)）和柱的轴向变形（）和柱的轴向变形（图图2.25(b)）所引起的侧移的叠加。）所引起的侧移的叠加。图图12.25 框架在水平荷载作用下的变形框架在水平荷载作用下的变形 (a) 梁柱弯曲变形；梁柱弯曲变形；(b) 柱的轴向变形柱的轴向变形 侧移刚度的物理意义是柱两端产生单位层间侧侧移刚度的物理意义是柱两端产生单位层间侧移所需的层剪力。当已知

36、框架结构某一层所有柱的移所需的层剪力。当已知框架结构某一层所有柱的侧移刚度侧移刚度D值和层剪力后，按照侧移刚度的定义，可值和层剪力后，按照侧移刚度的定义，可得第得第j层框架的层间相对侧移层框架的层间相对侧移uj应为应为框架顶点的总侧移框架顶点的总侧移应为各层层间相对侧移之和，应为各层层间相对侧移之和，即即 12.4.3.1 用用D值法计算框架的侧移值法计算框架的侧移在水平荷载作用下框架结构在水平荷载作用下框架结构层间相对侧移层间相对侧移u的限值要求是：的限值要求是：(1)高度不大于高度不大于150m的框架结构的框架结构 uh/550(2) 高度等于或大于高度等于或大于250m的框架结构的框架结

37、构 uh/500(3) 高度在高度在150250m之间的框架结构之间的框架结构按按uh/550-uh/500线形插入线形插入12.4.3.2 侧移限值侧移限值12.5 框架的内力组合框架的内力组合对于框架横梁，其控制截面通常是两个支座截对于框架横梁，其控制截面通常是两个支座截面及跨中截面。梁支座截面是最大负弯矩及最大剪面及跨中截面。梁支座截面是最大负弯矩及最大剪力作用的截面，在水平荷载作用下可能出现正弯矩；力作用的截面，在水平荷载作用下可能出现正弯矩；而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用的截面。而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用的截面。在组合前应经过换算求得柱边截面的弯矩和剪在组合前应经过换算求

38、得柱边截面的弯矩和剪力，力，见图见图。柱的控制截面为柱的上、下两个端截面。柱的控制截面为柱的上、下两个端截面。 12.5.1 控制截面及最不利内力控制截面及最不利内力柱的最不利内力可归纳为以下三种类型：柱的最不利内力可归纳为以下三种类型：（1）|M|max及相应的及相应的N、V。（2）Nmax及相应的及相应的M、V。（3）Nmin及相应的及相应的M、V。图12.26 梁端控制截面弯矩及剪力 12.5.2 楼面活荷载的最不利布置楼面活荷载的最不利布置作用于框架结构上的竖向荷载包括恒荷载和活荷作用于框架结构上的竖向荷载包括恒荷载和活荷载。恒荷载是长期作用在结构上的荷载，任何时候必载。恒荷载是长期作

39、用在结构上的荷载，任何时候必须全部考虑。在计算内力时，恒荷载必须满布，须全部考虑。在计算内力时，恒荷载必须满布，如图如图。但是活荷载却不同，它有时作用，有时不作用。各种但是活荷载却不同，它有时作用，有时不作用。各种不同的布置就会产生不同的内力，因此应该由最不利不同的布置就会产生不同的内力，因此应该由最不利布置方式计算内力，以求得截面最不利内力。布置方式计算内力，以求得截面最不利内力。 可以不考虑活荷载不利布置，与恒荷载一样均按可以不考虑活荷载不利布置，与恒荷载一样均按满布方式计算内力，从而使计算工作量大为减少。满布方式计算内力，从而使计算工作量大为减少。 图12.27 永久荷载分布 12.5.

40、3 风荷载的布置风荷载的布置风荷载可能沿某方向的正、反两个方向作用。在风荷载可能沿某方向的正、反两个方向作用。在对称结构中，只需进行一次内力计算，荷载在反向作对称结构中，只需进行一次内力计算，荷载在反向作用时，内力改变符号即可，用时，内力改变符号即可，如图所示如图所示。 图12.28 风荷载作用弯矩图 12.5.4 荷载组合荷载组合应按应按荷载规范荷载规范的规定，根据各种荷载的特点的规定，根据各种荷载的特点取相应的组合系数，将某些荷载值适当降低。对于非取相应的组合系数，将某些荷载值适当降低。对于非地震区的多层框架，有下列荷载组合形式：地震区的多层框架，有下列荷载组合形式：（1） 恒载恒载+活荷

41、载；活荷载；（2） 恒载恒载+风荷载；风荷载；（3） 恒载恒载+0.9(活荷载活荷载+风荷载）。风荷载）。12.5.5 框架梁及柱的截面配筋框架梁及柱的截面配筋（1） 框架梁设计框架梁设计梁的配筋计算包括正截面抗弯和斜截面抗剪配筋，梁的配筋计算包括正截面抗弯和斜截面抗剪配筋，一般按受弯构件进行。纵向受拉钢筋应满足配筋率及一般按受弯构件进行。纵向受拉钢筋应满足配筋率及裂缝宽度的要求。纵筋的弯起和截断位置，应根据弯裂缝宽度的要求。纵筋的弯起和截断位置，应根据弯矩包络图确定。矩包络图确定。 （2） 框架柱设计框架柱设计框架柱属偏心受压构件，一般采用对称配筋，在框架柱属偏心受压构件，一般采用对称配筋，

42、在中间轴线上的框架柱，按单向偏心受压考虑，边柱按中间轴线上的框架柱，按单向偏心受压考虑，边柱按双向偏心受压考虑，框架平面外尚按轴心受压构件验双向偏心受压考虑，框架平面外尚按轴心受压构件验算。算。12.6 现浇框架的一般构造现浇框架的一般构造现浇框架的连接现浇框架的连接主要是指梁与柱及柱与柱之间主要是指梁与柱及柱与柱之间的配筋构造。的配筋构造。（1） 梁与柱连接梁与柱连接现浇框架的梁柱节点，一般做成刚性节点。现浇框架的梁柱节点，一般做成刚性节点。图图表示顶层屋面梁与边柱的刚性连接。表示顶层屋面梁与边柱的刚性连接。图图表示楼面梁与边柱的连接。表示楼面梁与边柱的连接。图图表示楼面梁与中柱的连接。表示

43、楼面梁与中柱的连接。 12.6.1 连接构造连接构造（2） 上下柱连接上下柱连接上上下下柱柱的的钢钢筋筋的的连连接接宜宜采采用用焊焊接接，也也可可采采用用搭搭接。接。 当当柱柱每每边边钢钢筋筋不不多多于于4根根时时，可可在在一一个个水水平平面面上上接接头头；当当柱柱每每边边钢钢筋筋为为58根根时时，可可在在两两个个水水平平面面上上接接头头；当当柱柱每每边边钢钢筋筋为为912根根时时，可可在在三三个个水水平平面面上接头，上接头，见图见图。 下下柱柱伸伸入入上上柱柱搭搭接接钢钢筋筋的的根根数数及及直直径径应应满满足足上上柱要求。柱要求。 如图如图12.33 。图图12.29 顶层梁与柱现浇节点顶层

44、梁与柱现浇节点 图12.30 楼面梁与边柱现浇节点 图12.31 楼面梁与中柱现浇节点 图图12.32 上下柱钢筋接头上下柱钢筋接头 （a) 每边钢筋每边钢筋4根；（根；（b) 每边钢筋每边钢筋58根；根；(c) 每边钢筋每边钢筋912根根 图图12.33 上下柱截面不等时的钢筋接头上下柱截面不等时的钢筋接头 (a) b/a1/6时；时；(b) b/a1/6且时；且时；(c) b/a1/6且且h时时 12.6.2 一般要求一般要求（1） 钢筋混凝土框架的混凝土强度等级一般不钢筋混凝土框架的混凝土强度等级一般不低于低于C20，纵向受力钢筋宜采用，纵向受力钢筋宜采用HRB335和和HRB400钢钢

45、筋。筋。（2） 框架梁柱截面尺寸除满足承载力要求外，框架梁柱截面尺寸除满足承载力要求外，还应保证结构有足够的整体刚性。还应保证结构有足够的整体刚性。（3） 框架梁柱应分别满足受弯构件和受压构件框架梁柱应分别满足受弯构件和受压构件的各种构造要求。的各种构造要求。（4） 框架柱一般采用对称配筋，配筋率应满足框架柱一般采用对称配筋，配筋率应满足规范要求。规范要求。12.7 剪力墙结构简介剪力墙结构简介*利用房屋墙体作为竖向承重和抗侧力结构的体系称为剪力墙结构利用房屋墙体作为竖向承重和抗侧力结构的体系称为剪力墙结构*剪力墙上可开洞口，洞口越大，越接近于框架剪力墙上可开洞口，洞口越大，越接近于框架1.

46、组成组成2. 变形特征和应用范围变形特征和应用范围*水平荷载作用下，剪力墙似一悬臂薄水平荷载作用下，剪力墙似一悬臂薄片，比框架具有更大的抗侧刚度，且在片，比框架具有更大的抗侧刚度，且在水平荷载下的侧移呈弯曲型水平荷载下的侧移呈弯曲型*剪力墙结构可用于较高的房屋中剪力墙结构可用于较高的房屋中（100m以上）以上）*剪力墙可用来分隔房间，楼板的跨剪力墙可用来分隔房间，楼板的跨度即为剪力墙的间距，一般为度即为剪力墙的间距，一般为38m，适合于有小房间的住宅、旅馆等，适合于有小房间的住宅、旅馆等高层建筑高层建筑1 1）宜）宜沿主轴方向双向或多向布置沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜，不同方向

47、的剪力墙宜联结在一联结在一 起起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近两个方向侧向刚度接近；剪；剪力墙墙肢截面宜力墙墙肢截面宜简单、规则简单、规则。2 2）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度 过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。3 3）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。 4 4）剪力墙长度较大时，可通过）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口开设洞口将长墙分成若干均匀的独立将长墙分

48、成若干均匀的独立墙段。墙段。墙段的长度墙段的长度不宜大于不宜大于8m8m。 5 5）剪力墙的）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错洞墙和叠合错宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙。洞墙。3 3 剪力墙的布置原则剪力墙的布置原则6 6）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置度和承载力（可在墙内设置扶壁柱扶壁柱、暗柱暗柱或与梁相连的或与梁相连的型钢型钢等措施）；等措施）；或减小梁端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）。或减小梁端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）。

49、7 7）短肢剪力墙是指墙肢截面）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为长度与厚度之比为58的剪力墙的剪力墙，高层结构，高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的最大适用不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的最大适用高度应适当降低。高度应适当降低。4. 4. 剪力墙的分类剪力墙的分类1 1、根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙主要可划分为以下几类：、根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙主要可划分为以下几类： 整截面墙整截面墙联肢墙联肢墙壁式框架壁式框架整体小开口墙整体小开口墙1 1）整截面墙：）整截面墙： 几何判定：几何判定：（1 1）剪力墙）剪力

50、墙无洞口无洞口；（2 2）有洞口，墙面洞口面积）有洞口，墙面洞口面积不大于不大于墙面墙面总面积的总面积的16%16%，且，且洞口间的净距洞口间的净距及及洞口至墙洞口至墙边的距离边的距离均大于均大于洞口长边尺寸洞口长边尺寸。 受力特点：受力特点：可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。 整截面墙整截面墙2 2）整体小开口墙）整体小开口墙： 几何判定：几何判定：（1 1）洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置，）洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置， （2 2）洞口面积超过墙面总面积的）洞口面积超过墙面总面积的16%16%，但洞口对，但洞口对 剪力墙的受力影响仍较

51、小。剪力墙的受力影响仍较小。受力特点：受力特点： 在水平荷载下，由于洞口的存在，墙肢中已出现在水平荷载下，由于洞口的存在，墙肢中已出现局部弯曲局部弯曲，其截面应力可认为由，其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成局部弯曲二者叠加组成，截面变形仍接近于整截面，截面变形仍接近于整截面墙。墙。 整体小开口墙整体小开口墙3 3）联肢墙：）联肢墙： 几何判定：几何判定： 沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化为若干个单肢剪力墙或为若干个单肢剪力墙或墙肢墙肢与一系列与一系列连梁连梁联结起来联结起来组成。组成。 受力特点：受力特点： 连

52、梁对墙肢有一定的约束作用，连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢局部弯矩墙肢局部弯矩较大，较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。整个截面正应力已不再呈直线分布。 联肢剪力墙联肢剪力墙 4 4）壁式框架：）壁式框架： 几何判定：几何判定： 当剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，当剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或大于墙肢的墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。刚度。受力特点：受力特点：与框架结构相类似。与框架结构相类似。壁式框架壁式框架5 剪力墙的配筋形式6 材料和截面尺寸*钢筋混凝土剪力墙的混凝土强度等级不宜低于钢筋混凝土剪力墙的混凝土强度等级不宜

53、低于C20 *墙中的分布钢筋和箍筋一般采用墙中的分布钢筋和箍筋一般采用HPB235级钢筋，其它钢筋可用级钢筋，其它钢筋可用HRB335钢筋钢筋 *钢筋混凝土剪力墙的厚度不应小于钢筋混凝土剪力墙的厚度不应小于140mm，同时不应小于楼层高，同时不应小于楼层高度的度的1/25 * *钢筋混凝土剪力墙按正截面承载力计算集中配置于墙水平截面两端钢筋混凝土剪力墙按正截面承载力计算集中配置于墙水平截面两端的纵向受力钢筋，应位于由箍筋或水平分布钢筋和拉筋约束的边缘构的纵向受力钢筋，应位于由箍筋或水平分布钢筋和拉筋约束的边缘构件（暗柱）内。件（暗柱）内。 *当按正截面计算不需要配置纵当按正截面计算不需要配置纵

54、向受力钢筋时，应在墙水平截面向受力钢筋时，应在墙水平截面两端各设置不少于两根、直径不两端各设置不少于两根、直径不小于小于12mm的竖向构造钢筋的竖向构造钢筋 7 墙肢纵向受力钢筋墙肢纵向受力钢筋8 分布钢筋分布钢筋*钢筋混凝土剪力墙的水平或竖向分布钢筋的配筋率钢筋混凝土剪力墙的水平或竖向分布钢筋的配筋率 sh和和 sv（ sh、sv分分别为竖向和水平分布钢筋的间距）不应小于。重要部位的剪力墙，其别为竖向和水平分布钢筋的间距）不应小于。重要部位的剪力墙，其水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高。剪力墙中温度、收缩应力较水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高。剪力墙中温度、收缩应力较大的部位，水平分布

55、钢筋的配筋率宜适当提高。大的部位，水平分布钢筋的配筋率宜适当提高。 *水平和竖向分布钢筋的直径不应小于水平和竖向分布钢筋的直径不应小于8mm，间距不应大于，间距不应大于300mm *承受垂直于墙面的荷载的墙（如地承受垂直于墙面的荷载的墙（如地下室）以及厚度大于下室）以及厚度大于160mm的重要的重要部位的剪力墙应配置双排分布钢筋部位的剪力墙应配置双排分布钢筋网。网。 9 剪力墙联系梁的构造12.8 框架框架-剪力墙结构简介剪力墙结构简介*框架框架-剪力墙结构应设计为双向抗侧力体系，主体结构不应采用铰接剪力墙结构应设计为双向抗侧力体系，主体结构不应采用铰接 *需要抗震设防的框架需要抗震设防的框架

56、-剪力墙结构，剪力墙宜双向布置剪力墙结构，剪力墙宜双向布置 * *横向剪力墙宜均匀对称设置在建筑物的端部附近、楼电梯间、平面横向剪力墙宜均匀对称设置在建筑物的端部附近、楼电梯间、平面形状变化处及恒载较大的地方形状变化处及恒载较大的地方 * *横向剪力墙的间距宜满足要求，当剪力墙之横向剪力墙的间距宜满足要求，当剪力墙之间楼面有较大的开洞时，剪力墙的间距应适间楼面有较大的开洞时，剪力墙的间距应适当减小当减小 1.框架框架-剪力墙的结构布置剪力墙的结构布置* *纵向剪力墙宜布置在单元的中间区段内，房屋纵向较长时，不宜集纵向剪力墙宜布置在单元的中间区段内，房屋纵向较长时，不宜集中在两端布置纵向剪力墙中

57、在两端布置纵向剪力墙 *纵横向剪力墙宜布置成纵横向剪力墙宜布置成L型，型，T型和口字形等型和口字形等 *当剪力墙肢截面当剪力墙肢截面长度大于长度大于8m时，可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙时，可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙 *剪力墙的布置不宜过分集中，每道剪力墙剪力墙的布置不宜过分集中，每道剪力墙承受的水平力不宜超过总水平力承受的水平力不宜超过总水平力40 *剪力墙宜贯通建筑物全高，厚度随高度逐剪力墙宜贯通建筑物全高，厚度随高度逐渐减薄，避免刚度突然变化渐减薄，避免刚度突然变化*框架剪力墙结构中的楼面结构是框架和剪力墙能协同工作的基础，框架剪力墙结构中的楼面结构是框架和剪力墙能协同工作的基础，应

58、优先采用现浇楼面应优先采用现浇楼面 *高度不超过高度不超过50m的框架剪力墙结构若采用装配式楼面，的框架剪力墙结构若采用装配式楼面，6、7度抗度抗震设防时，宜每层设现浇面层；震设防时，宜每层设现浇面层；8、9度设防时，应每层设现浇面层。度设防时，应每层设现浇面层。面层的厚度不小于面层的厚度不小于40mm，混凝土强度不低于，混凝土强度不低于C20，且双向配置，且双向配置 4 6、200mm300mm的钢筋网。预制板缝应配筋并密实灌浆的钢筋网。预制板缝应配筋并密实灌浆 基本假定基本假定* *楼盖在其自身平面内的抗弯刚度为无限大楼盖在其自身平面内的抗弯刚度为无限大 * *房屋在水平荷载作用下不发生扭转房屋在水平荷载作用下不发生扭转 内力分析内力分析框架与剪力墙的协调变形-弯剪型