精品-钢筋混凝土框架结构ppt课件

1、 第十一章第十一章 钢筋混凝土框架构造钢筋混凝土框架构造11.1概述概述11.1.1框架构造的组成和分类框架构造的组成和分类组成组成梁梁根底根底柱柱刚性节点刚性节点固定衔接固定衔接 框架梁、柱既接受竖向荷载，又接受程度框架梁、柱既接受竖向荷载，又接受程度荷载。荷载。特点：平面规划灵敏，易特点：平面规划灵敏，易于满足设置大房间的需求，于满足设置大房间的需求，接受竖向荷载很合理。框接受竖向荷载很合理。框架的抗侧刚度小，抵抗程架的抗侧刚度小，抵抗程度荷载才干较差。度荷载才干较差。运用：运用： 非地震区：非地震区：15152020层层 地震区：地震区： 10 10层以层以下下 框架中的墙体属填充墙，普

2、通采用轻质资料填框架中的墙体属填充墙，普通采用轻质资料填充，起保温、隔热、分割室内空间作用，因此它的充，起保温、隔热、分割室内空间作用，因此它的平面布置灵敏，可提供较大的室内空间。平面布置灵敏，可提供较大的室内空间。 由于框架柱的抗侧移刚度较小，框架构造主要由于框架柱的抗侧移刚度较小，框架构造主要用在层数不多、程度荷载较小的情况适用于各种多用在层数不多、程度荷载较小的情况适用于各种多层工业厂房和仓库及大多数民用建筑，如办公楼、层工业厂房和仓库及大多数民用建筑，如办公楼、旅馆、医院、学校、商店及住宅。旅馆、医院、学校、商店及住宅。 9.2 框架构造框架结构类型现浇整体式装配式装配整体式 全部构件

3、现场浇注优点：整体性好、抗震性好、 刚度大、预埋铁少、 平面布置灵敏缺陷：耗模板量大、工期长、 现场湿作业量大、 冬施需防冻全部构件预制，现场装配衔接全部构件预制，现场装配衔接优点：省模板、工期短、优点：省模板、工期短、 构件可规范定型化构件可规范定型化缺陷：预埋件多、整体性差、缺陷：预埋件多、整体性差、 抗震性差、用钢量大、抗震性差、用钢量大、 预制构件，现场安装就位，预制构件，现场安装就位，在衔接处现浇混凝土构成整体。在衔接处现浇混凝土构成整体。优点：省模板、预埋件少、优点：省模板、预埋件少、 工期短、用钢量少、工期短、用钢量少、 抗震整体性好抗震整体性好缺陷：施工复杂、添加了现场缺陷：施

4、工复杂、添加了现场 混凝土二次浇注任务量混凝土二次浇注任务量 11.1.2框架构造的布置框架构造的布置结结构构布布置置原原那么那么开间、进深尽能够一致：构件类型规格尽能够少开间、进深尽能够一致：构件类型规格尽能够少平面应简单、规那么、对称：尽能够使受力合理平面应简单、规那么、对称：尽能够使受力合理刚度沿高度分布均匀：防止突变、错层、部分夹层刚度沿高度分布均匀：防止突变、错层、部分夹层控制房屋高宽比控制房屋高宽比H/B4：保证必要的抗侧移刚度：保证必要的抗侧移刚度 设置必要的变形缝柱网布置柱网布置消费工艺要求消费工艺要求建筑平面布置要求建筑平面布置要求构造受力合理构造受力合理 方便施工方便施工布

5、置方式：内廊式、跨度组合式布置方式：内廊式、跨度组合式柱网应与建筑分隔墙体布置相协调柱网应与建筑分隔墙体布置相协调使竖载下构造内力均匀分布合理使竖载下构造内力均匀分布合理易施工：进度快、造价低、保质量易施工：进度快、造价低、保质量 框架构造布置的根本原那么还应满足： 1、柱网布置、柱网布置建筑平面布置建筑平面布置构造受力合理构造受力合理施工方便施工方便内廊式内廊式跨度组合式跨度组合式等跨等跨跨度组合式跨度组合式不等跨不等跨 框架构造的柱网布置既要满足消费工艺和建筑平框架构造的柱网布置既要满足消费工艺和建筑平面布置的要求，又要使构造受力合理，施工方便。面布置的要求，又要使构造受力合理，施工方便。

6、柱网布置应满足消费工艺要求柱网布置应满足消费工艺要求 在多层工业厂房设计中，柱网布置方式可分为内在多层工业厂房设计中，柱网布置方式可分为内廊式、跨度组合式等跨式、对称不等跨式等，见廊式、跨度组合式等跨式、对称不等跨式等，见上图。上图。内廊式柱网常为对称三跨，边跨跨度内廊式柱网常为对称三跨，边跨跨度( (房间进深房间进深) )常常 为为6 6、6.66.6、6.96.9、7.57.5、9 9、12m12m；中间跨为走廊跨；中间跨为走廊跨度，常为度，常为2.4m2.4m、2.7m2.7m、3.0m3.0m。等跨式柱网适用于厂房、仓库、商店，其进深常为等跨式柱网适用于厂房、仓库、商店，其进深常为 6

7、m 6m、7.5m7.5m、9m9m、12m12m等，柱距常为等，柱距常为6m6m。对称不等跨柱网常用于建筑平面宽度较大的厂房，对称不等跨柱网常用于建筑平面宽度较大的厂房， 常用的柱网有常用的柱网有( 5.8+6.2+6.2+5.8 )( 5.8+6.2+6.2+5.8 )6.0m6.0m， (7.5+7.5+12.0+7.5+7.5)(7.5+7.5+12.0+7.5+7.5)6.0m6.0m， (8.0+12.0+8.0) (8.0+12.0+8.0)6.0m6.0m。柱网布置应满足建筑平面布置的要求柱网布置应满足建筑平面布置的要求在旅馆、办公楼等民用建筑中，柱网布置应与建筑在旅馆、办公楼

8、等民用建筑中，柱网布置应与建筑 分隔墙布置相协调。分隔墙布置相协调。 四行柱三跨框架四行柱三跨框架15m左右。左右。三行柱两跨框架三行柱两跨框架10m左右。左右。开间开间3.3m4.5m。柱网布置要使构造受力合理柱网布置要使构造受力合理跨度均匀或边跨略小时较合理。跨度均匀或边跨略小时较合理。三跨框架比两跨框架内力小，较合理。三跨框架比两跨框架内力小，较合理。柱网布置应使施工方便对于装配式构造柱网布置应使施工方便对于装配式构造构件的最大长度和最大分量，使之满足吊装，运输构件的最大长度和最大分量，使之满足吊装，运输条件。条件。构件尺寸的模数化、规范化，以满足工业化消费的构件尺寸的模数化、规范化，以

9、满足工业化消费的要求要求现浇框架构造可不受建筑模数和构件规范的限制，但现浇框架构造可不受建筑模数和构件规范的限制，但在构造布置时亦应尽量使梁板布置简单规那么，以在构造布置时亦应尽量使梁板布置简单规那么，以方便施工。方便施工。 2、层高要求、层高要求 工业厂房层高确实定需综合思索车间工艺设工业厂房层高确实定需综合思索车间工艺设备、管道布置、空中传送设备、车间采光等因备、管道布置、空中传送设备、车间采光等因素。由于构造底层往往有较大的设备和产品，素。由于构造底层往往有较大的设备和产品，甚至有起重运输设备，故底层层高普通比楼层甚至有起重运输设备，故底层层高普通比楼层高，常用的底层层高有高，常用的底层

10、层高有4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m、8.4m；在同一厂房中，楼；在同一厂房中，楼层层高宜取同一尺寸，常用的楼层层高有层层高宜取同一尺寸，常用的楼层层高有3.9m、4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m等。等。 民用房屋的层高通常按民用房屋的层高通常按300mm进级，层高进级，层高常采用常采用3.0m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m等。等。 横向框架承重 纵向框架承重 纵横向混合承重预制板、现浇板 纵横向混合承重井式楼盖横向框架承重：横向刚度大、有利于抵抗横向程度横向框架承重：横向刚度大、有利于抵抗横向程度 荷载，纵向连系梁较小，利于房屋

11、荷载，纵向连系梁较小，利于房屋 采光、通风。采光、通风。纵向框架承重：横向连系梁较小，利于设备管线纵向框架承重：横向连系梁较小，利于设备管线 穿行，开间布置灵敏，但横向刚穿行，开间布置灵敏，但横向刚 度差。度差。 纵横向混合承重：纵横向梁截面均较大纵横向混合承重：纵横向梁截面均较大(刚度大刚度大)， 整体性能好，采用较多。整体性能好，采用较多。11.1.3框架构造的承重方式框架构造的承重方式横向承重框架横向承重框架房屋横向刚度大，侧移小房屋横向刚度大，侧移小横梁高度大，室内有效净横梁高度大，室内有效净空小空小非抗震时运用非抗震时运用纵向承重框架纵向承重框架连系梁截面较小，框架梁连系梁截面较小，

12、框架梁截面尺寸大，室内有效净截面尺寸大，室内有效净空高空高对纵向地基不均匀沉降较对纵向地基不均匀沉降较有利有利房屋横向刚度小，侧移大房屋横向刚度小，侧移大 横向框架构造的特点是，主要承重框架是横向框架构造的特点是，主要承重框架是由横向承重梁与柱构成，楼板支承在横向框由横向承重梁与柱构成，楼板支承在横向框架梁上，再由纵向连系梁将横向框架衔接成架梁上，再由纵向连系梁将横向框架衔接成一个空间构造整体。一个空间构造整体。 在竖向荷载作用下，横向框架按多层刚在竖向荷载作用下，横向框架按多层刚架进展内力分析。架进展内力分析。 在程度风荷载的作用下，仅对横向框架在程度风荷载的作用下，仅对横向框架进展内力分析

13、；而在程度地震作用下，对其进展内力分析；而在程度地震作用下，对其横向框架和纵向框架都应进展内力分析。横向框架和纵向框架都应进展内力分析。 横向框架承重构造其横向刚度大、有利横向框架承重构造其横向刚度大、有利于抵抗横向程度荷载，纵向连系梁较小，利于抵抗横向程度荷载，纵向连系梁较小，利于房屋采光、通风。于房屋采光、通风。 纵向框架构造的特点是纵向框架构造的特点是主要承重框架是由纵向承重主要承重框架是由纵向承重梁与柱构成，楼板支承在纵梁与柱构成，楼板支承在纵向框架梁上，再由横向连系向框架梁上，再由横向连系梁将横向框架衔接成一个空梁将横向框架衔接成一个空间构造整体。间构造整体。 在竖向荷载作用下，纵向

14、框架按多层刚在竖向荷载作用下，纵向框架按多层刚架进展内力分析。架进展内力分析。 在程度风荷载的作用下，仅对横向框架在程度风荷载的作用下，仅对横向框架进展内力分析；而在程度地震作用下，对其进展内力分析；而在程度地震作用下，对其横向框架和纵向框架都应进展内力分析。横向框架和纵向框架都应进展内力分析。 横向连系梁较小，利于设备管线穿行，横向连系梁较小，利于设备管线穿行，开间布置灵敏，但横向刚度差。适用范围于开间布置灵敏，但横向刚度差。适用范围于层数不多的无抗震要求的厂房。层数不多的无抗震要求的厂房。纵横双向承重纵横双向承重整体性好，受力好；整体性好，受力好；适用于整体性要求较高和楼面荷载较大的情况。

15、适用于整体性要求较高和楼面荷载较大的情况。单向板楼盖双向板楼盖11.2截面尺寸和计算简图截面尺寸和计算简图11.2.1构件截面尺寸估算构件截面尺寸估算一、框架梁的截面尺寸一、框架梁的截面尺寸vhb=(1/81/18)lb (刚度要求刚度要求) v hblbn/4 防止短梁防止短梁 v bb=(1/21/4)hb bb200mm (构造要求构造要求) v bbbc/2v式中式中lb、lbn分别为主梁的计算跨度和净跨度。分别为主梁的计算跨度和净跨度。v 梁高也可以按以下阅历公式估算：梁高也可以按以下阅历公式估算：v 两端无支托的梁，按弯矩两端无支托的梁，按弯矩0.60.8M0来估算梁高；来估算梁高

16、；v 两端有支托的梁，按弯矩两端有支托的梁，按弯矩0.40.6M0来估算梁高。来估算梁高。v M0 按简支梁计算的跨中最大弯矩。按简支梁计算的跨中最大弯矩。v 框架构造纵向连系梁截面高度：框架构造纵向连系梁截面高度：v 可按可按hb=(1/141/18)lb确定确定(lb为连系梁计算跨度为连系梁计算跨度)。二、框架柱的截面尺寸二、框架柱的截面尺寸最小构造尺寸最小构造尺寸矩形截面柱：矩形截面柱：hc/bc3；剪跨比；剪跨比2；抗 震 设 计 时 ：抗 震 设 计 时 ： b c 3 0 0 m m ； 非 抗 震 设 计 时 ：； 非 抗 震 设 计 时 ：bc250mm；bc=(1/121/1

17、8)h；hc250mm，hc(1/151/20)hh为层高。为层高。圆形截面柱：圆形截面柱：dc350mm。满足轴压比限制满足轴压比限制轴压比：柱的平均轴向压应力与混凝土的轴心抗压强轴压比：柱的平均轴向压应力与混凝土的轴心抗压强度度fc的比值或指柱思索地震作用组合的轴压力设的比值或指柱思索地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。乘积的比值。11.2.2计算简图确实定计算简图确实定一、计算单元确实定一、计算单元确实定横向框架：横向框架：普通取中间普通取中间有代表性的有代表性的一榀进展分一榀进展分析即可；析即可；纵向

18、框架：纵向框架：作用于纵向作用于纵向框架上的荷框架上的荷载那么各不载那么各不一样，必要一样，必要时应分别进时应分别进展计算。展计算。二、节点的简化二、节点的简化1、梁柱节点可简化为：、梁柱节点可简化为： 刚接节点、铰接节点和半铰节点刚接节点、铰接节点和半铰节点现浇钢筋混凝土框架现浇钢筋混凝土框架刚接节点；刚接节点；装配式框架装配式框架铰接节点或半铰节点预埋钢铰接节点或半铰节点预埋钢板在其本身平面外的刚度很小，难以保证构板在其本身平面外的刚度很小，难以保证构造受力后梁柱间没有相对转动；造受力后梁柱间没有相对转动；装配整体式框架装配整体式框架刚接节点这种节点的刚刚接节点这种节点的刚性不如现浇式框架

19、好，节点处梁端的实践负性不如现浇式框架好，节点处梁端的实践负弯矩要小于计算值。弯矩要小于计算值。2、框架柱脚支座可分为、框架柱脚支座可分为 固定支座和铰支座固定支座和铰支座现浇钢筋混凝土柱现浇钢筋混凝土柱固定支座；固定支座；预制柱杯形根底预制柱杯形根底视构造措施不同分别简化视构造措施不同分别简化为固定支座和铰支座。为固定支座和铰支座。三、跨度与层高确实定三、跨度与层高确实定 跨度即取柱子轴线之间的间隔当上下层柱截跨度即取柱子轴线之间的间隔当上下层柱截面尺寸变化时，普通以最小截面的形心线来确定。面尺寸变化时，普通以最小截面的形心线来确定。 层高层高(框架柱的长度框架柱的长度)即为相应的建筑层高，

20、而即为相应的建筑层高，而底层柱的长度那么应从根底顶面算起。底层柱的长度那么应从根底顶面算起。 v为了简化计算，还可作如下规定：为了简化计算，还可作如下规定：v1 1、当框架横梁为坡度、当框架横梁为坡度i1/8i1/8的斜梁时，可简的斜梁时，可简化为程度化为程度v 直杆。直杆。 v2 2、对于不等跨的框架；当各跨跨度相差不大、对于不等跨的框架；当各跨跨度相差不大于于1010v 时，可简化为等跨框架，计算跨度取原框时，可简化为等跨框架，计算跨度取原框架各跨跨架各跨跨v 度的平均值。度的平均值。v3 3、当框架横梁为有支托的加腋梁时，如、当框架横梁为有支托的加腋梁时，如Im/I4Im/I4或或v h

21、m/h1.6 hm/h20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00（0.9） 0.850.700.650.600.55kkzzso 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，按下式计算：2kKN/m式中风荷载标准值，；zZm高度 处的风振系数，高度不超过30 或高宽比小于1.5 的房屋，取值为1.0，超过上述范围时，按规范取值；om基本风压，以当地比较空旷平坦地面上离地10高 处统计所得的50年一遇的风压取值。11.3.2 风荷载风荷载z 风 压 高 度 变 化 系 数 ， 见 附 表 10；S风荷载体型系数，见附表9；11.4 框架构造的内力计算方法框架构

22、造的内力计算方法v竖向荷载作用的内力计算竖向荷载作用的内力计算力矩分配法和力矩分配法和v 分层法等。分层法等。v程度荷载作用下的内力计算程度荷载作用下的内力计算反弯点法和反弯点法和v 改良反弯点改良反弯点法法v D值法等。值法等。11.4.1力矩分配法力矩分配法 力矩分配法的根本实际根底是位移法，解力矩分配法的根本实际根底是位移法，解题方法题方法采用渐进法，适用范围是无节点线位移的刚架采用渐进法，适用范围是无节点线位移的刚架和延续和延续梁。梁。计算方法：计算方法：求出汇交于各节点每一杆端的内力分配系数求出汇交于各节点每一杆端的内力分配系数和其传送系数；和其传送系数；计算各杆端固端弯矩；计算各杆

23、端固端弯矩；逐次循环放松各节点使弯矩平衡；逐次循环放松各节点使弯矩平衡；将各杆固端弯矩与历次的分配弯矩和传送弯将各杆固端弯矩与历次的分配弯矩和传送弯矩相加得最后弯矩；矩相加得最后弯矩；校核后作弯矩图。校核后作弯矩图。11.4.2 竖向荷载作用下的内力计算竖向荷载作用下的内力计算 分层法分层法一、一、 分层法的根本假定分层法的根本假定1、竖向荷载作用下，框架的侧移忽略不计；、竖向荷载作用下，框架的侧移忽略不计；2、每层梁上的荷载对其它层梁的影响不计。、每层梁上的荷载对其它层梁的影响不计。二、二、 计算要点计算要点1、用力矩分配法分层计算所得的弯矩为梁的、用力矩分配法分层计算所得的弯矩为梁的 最后

24、弯矩；最后弯矩；2、柱的弯矩为上下两层计算弯矩相加；、柱的弯矩为上下两层计算弯矩相加；3、分层计算时，除低层外，其他层各柱的线刚、分层计算时，除低层外，其他层各柱的线刚 度乘以折减系数度乘以折减系数0.9，另外，传送系数取，另外，传送系数取1/3。 每层框架梁连同上下层柱作为根本计算单元，柱每层框架梁连同上下层柱作为根本计算单元，柱远端按固定端思索。远端按固定端思索。 三、计算结果处置三、计算结果处置1、弯距计算分配完成后，梁端弯距即为梁的平衡弯、弯距计算分配完成后，梁端弯距即为梁的平衡弯 距。柱端弯距取相邻单元对应的柱端弯距之和。距。柱端弯距取相邻单元对应的柱端弯距之和。 2、普通地，分层计

25、算的结果，在各节点上的弯距不、普通地，分层计算的结果，在各节点上的弯距不 平衡，但误差不大可不计。假设较大时，可将不平衡，但误差不大可不计。假设较大时，可将不 平衡弯距再进展一次分配。平衡弯距再进展一次分配。 3、在竖向荷载作用下，梁端负弯距较大时，可思索、在竖向荷载作用下，梁端负弯距较大时，可思索 塑性内力重分布予以降低。塑性内力重分布予以降低。 4、为使梁跨中钢筋不至于过少，保证梁跨中截面有、为使梁跨中钢筋不至于过少，保证梁跨中截面有 足够的承载力，经过调幅后的梁跨中弯距不小于足够的承载力，经过调幅后的梁跨中弯距不小于 按简支梁计算的跨中弯距的按简支梁计算的跨中弯距的50。 5、梁端弯距调

26、幅只对竖向荷载进展，程度力作用下、梁端弯距调幅只对竖向荷载进展，程度力作用下 的梁端弯距不允许调幅。的梁端弯距不允许调幅。四、分层法的适用范围四、分层法的适用范围1、节点梁柱线刚度之比、节点梁柱线刚度之比 ；2、构造与荷载沿高度均匀。、构造与荷载沿高度均匀。五、分层法的计算步骤五、分层法的计算步骤1、画出框架的计算简图，标明荷载、轴线尺寸、画出框架的计算简图，标明荷载、轴线尺寸、 节点编号；节点编号；2、按规定计算梁柱的线刚度及相对线刚度；、按规定计算梁柱的线刚度及相对线刚度；3、除底层柱外，其它各层柱的线刚度或相对、除底层柱外，其它各层柱的线刚度或相对 线刚度应乘以折减系数线刚度应乘以折减系

27、数0.9；/3bcii 4、计算各节点处的弯矩分配系数，用力矩分、计算各节点处的弯矩分配系数，用力矩分 配法从上到下分层计算各个计算单元每配法从上到下分层计算各个计算单元每 层横梁及相对应的上下柱组成的杆端弯层横梁及相对应的上下柱组成的杆端弯 矩，计算可从不平衡弯矩较大的节点开场，矩，计算可从不平衡弯矩较大的节点开场， 普通每节点分配普通每节点分配12次即可；次即可；5、叠加有关杆端弯矩，得出最后弯矩图，假、叠加有关杆端弯矩，得出最后弯矩图，假设设 节点弯矩不平衡值较大，可将节点重新分配节点弯矩不平衡值较大，可将节点重新分配 一次，但不进展传送；一次，但不进展传送；6、按静力平衡条件求出框架的

28、剪力图和轴力、按静力平衡条件求出框架的剪力图和轴力 图。图。11.4.3程度荷载作用下的内力计算方法程度荷载作用下的内力计算方法 反弯点法反弯点法一、一、 框架在程度荷载作用下的内力和位移特框架在程度荷载作用下的内力和位移特点点固定柱角处，线位移和角位移均为零。上部固定柱角处，线位移和角位移均为零。上部各结点均有转角；各结点均有转角；如不思索梁轴向变形的影响，那么上部同层如不思索梁轴向变形的影响，那么上部同层各结点程度位移相等；各结点程度位移相等；每根杆件上均有一零弯矩点，即反弯点。每根杆件上均有一零弯矩点，即反弯点。3 n2 n1 n2P3P1P2 n3 3 3 2 2 2 1 1 1 反弯

29、点反弯点2P3P1P2h1h3h在各柱的剪力分配时，柱的上下两端都不发在各柱的剪力分配时，柱的上下两端都不发 生角位移，即梁的线刚度与柱的线刚度之比生角位移，即梁的线刚度与柱的线刚度之比 为无穷大；为无穷大；在确定柱的反弯点位置时，以为除底层外，在确定柱的反弯点位置时，以为除底层外， 各层柱受力后的上下两端将产生一样的转角。各层柱受力后的上下两端将产生一样的转角。 底层柱的反弯点在底层柱的反弯点在2h/3处，上层各柱的反弯处，上层各柱的反弯 点在点在h/2处；处；梁端弯矩可由节点平衡条件求出。梁端弯矩可由节点平衡条件求出。三、反弯点法的适用条件三、反弯点法的适用条件 1、梁柱线刚度之比值、梁柱

30、线刚度之比值ibic5；2、各层构造比较均匀，即各层层高变化不大，梁的线、各层构造比较均匀，即各层层高变化不大，梁的线 刚度变化不大。刚度变化不大。 求求d时两端固定，反弯点在柱中时两端固定，反弯点在柱中 点。点。 对于层数不多的框架，误差不会很大。但对于高层对于层数不多的框架，误差不会很大。但对于高层框架，由于柱截面加大，梁柱相对线刚度比值相应框架，由于柱截面加大，梁柱相对线刚度比值相应减小，反弯点法的误差较大。减小，反弯点法的误差较大。 对于规那么框架，反弯点法非常简单；对于横梁不对于规那么框架，反弯点法非常简单；对于横梁不贯穿全框架的复式框架，可引进并联柱和串联柱的贯穿全框架的复式框架，

31、可引进并联柱和串联柱的概念后，再用反弯点法计算，参见有关参考文献。概念后，再用反弯点法计算，参见有关参考文献。四、反弯点法计算要点四、反弯点法计算要点v风荷载与地震作用可化为框架节点上的程度集中风荷载与地震作用可化为框架节点上的程度集中力；力；v每层柱的剪力每层柱的剪力(楼层剪力楼层剪力)按同一层柱的侧移刚度系按同一层柱的侧移刚度系数成比例分配；数成比例分配；v各杆的弯矩图均为直线，每杆均有一零弯矩点各杆的弯矩图均为直线，每杆均有一零弯矩点(即即反弯点反弯点)；v确定反弯点高度时假定柱上下节点转角相等；确定反弯点高度时假定柱上下节点转角相等； v确定侧移刚度系数时，假定结点转角为确定侧移刚度系

32、数时，假定结点转角为0；v确定同层各柱剪力分配时，假定横梁的刚度为无确定同层各柱剪力分配时，假定横梁的刚度为无限大，即不思索横梁轴向变形的影响，上部同一限大，即不思索横梁轴向变形的影响，上部同一层的各结点程度侧移相等。层的各结点程度侧移相等。五、侧移刚度的含义五、侧移刚度的含义 抗侧刚度：柱端产生相对单位程度位移抗侧刚度：柱端产生相对单位程度位移时，柱内所接受的剪力。时，柱内所接受的剪力。梁柱线刚度的计算梁柱线刚度的计算212hidc lEIihEIibbcc ， 六、计算柱反弯点处的剪力六、计算柱反弯点处的剪力v求出任一楼层的层总剪力，在该楼层各柱之间的分配。求出任一楼层的层总剪力，在该楼层

33、各柱之间的分配。v1 1、框架的层间总剪力、框架的层间总剪力VpjVpjv 设框架构造共有设框架构造共有n n层，外荷载层，外荷载FiFi在第在第j j层产生的层产生的v层间总剪力层间总剪力VpjVpj为：为： v 式中式中 Fi Fi作用在框架第作用在框架第i i层节点处的程度力层节点处的程度力njiinjjpjFFFFV12、层间总剪力、层间总剪力Vpj在同层各柱间的分配在同层各柱间的分配 设框架共有设框架共有n n层，第层，第j j层内有层内有m m个柱子，各柱剪力为个柱子，各柱剪力为VjlVjl、Vj2Vj2、VjiVji， Vjm Vjm，根据层剪力平衡的条件有：，根据层剪力平衡的条

34、件有： 式中：式中：VjiVji第第j j层第层第i i柱所接受的剪力；柱所接受的剪力； m m第第j j层内的柱子数：层内的柱子数： dji dji第第j j层第层第i i柱的侧移刚度；柱的侧移刚度； VPj VPj第第j j层的层剪力。层的层剪力。)(121aVVVVVpjmijijmjjpjmijijijipjmijijjpjmijijjVddVVddVVddV1122111,即七、计算柱端弯矩七、计算柱端弯矩 各柱端弯矩由该柱剪力和反弯点高度计算。各柱端弯矩由该柱剪力和反弯点高度计算。 上部各层柱：上下端的弯矩相等，即：上部各层柱：上下端的弯矩相等，即： Mji Mji上上=Mji=M

35、ji下下=Vjihj/2 =Vjihj/2 j=2,3,nj=2,3,n；i=1,2,mi=1,2,m 底层柱：上端弯矩底层柱：上端弯矩 M1i M1i上上=V1ih1/3 =V1ih1/3 下端弯矩下端弯矩 M1i M1i下下=2V1ih1/3=2V1ih1/3 i=1,2, ,mi=1,2, ,m八、计算梁端弯矩八、计算梁端弯矩v 梁端弯矩可由节点平衡条件和变形协调条件求得。梁端弯矩可由节点平衡条件和变形协调条件求得。v1 1、边节点、边节点: : v Mj=Mj Mj=Mj上上+Mj+Mj下下 v2 2、中间节点：、中间节点：右左右下上右右左左下上左）（）（jbjbjbjcjcjbjbj

36、bjbjcjcjbiiiMMMiiiMMMM Mj jc c上上M Mj jc c下下M Mj jb b左左M Mj jb b右右ij jb b左左ij jb b右右九、求其它内力九、求其它内力1、由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的、由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的剪力；剪力；2、由梁的剪力，根据结点的平衡条件，可求出柱的轴、由梁的剪力，根据结点的平衡条件，可求出柱的轴力。力。小结：归纳起来，反弯点法的计算步骤如下：小结：归纳起来，反弯点法的计算步骤如下： (1)多层多跨框架在程度荷载作用下，当多层多跨框架在程度荷载作用下，当(ibic5)时，时，可采用反弯点法计算杆件内

37、力。可采用反弯点法计算杆件内力。 (2)计算各柱侧移刚度；并按柱侧移刚度把层间总剪力计算各柱侧移刚度；并按柱侧移刚度把层间总剪力分配到每个柱。分配到每个柱。 (3)根据各柱分配到的剪力及反弯点位置，计算柱端弯根据各柱分配到的剪力及反弯点位置，计算柱端弯矩。矩。(4)根据结点平衡条件和变形协调条件计算梁端弯矩。根据结点平衡条件和变形协调条件计算梁端弯矩。 11.4.4改良反弯点法改良反弯点法 D 值法值法v反弯点法在思索柱侧移刚度反弯点法在思索柱侧移刚度d d时，假设横梁的线刚度时，假设横梁的线刚度无穷大结点转角为无穷大结点转角为0 0，对于层数较多的框架，梁，对于层数较多的框架，梁柱相对线刚度

38、比较接近，甚至有时柱的线刚度反而比柱相对线刚度比较接近，甚至有时柱的线刚度反而比梁大。梁大。v反弯点法计算反弯点高度反弯点法计算反弯点高度y y时，假设柱上下结点转角时，假设柱上下结点转角相等，这样误差也较大。相等，这样误差也较大。v19331933年日本武藤清提出了修正柱的侧移刚度和调年日本武藤清提出了修正柱的侧移刚度和调整反弯点高度的方法。修正后的柱侧移刚度用整反弯点高度的方法。修正后的柱侧移刚度用D D表示，表示，故称为故称为D D值法。值法。vD D值法也要处理两个主要问题：确定柱侧移刚度和反值法也要处理两个主要问题：确定柱侧移刚度和反弯点高度。弯点高度。一、修正后柱侧移刚度一、修正后

39、柱侧移刚度D值的计算值的计算1 1、影响柱侧移刚度的要素、影响柱侧移刚度的要素柱本身的线刚度柱本身的线刚度icic；结点约束上、下层横梁的刚结点约束上、下层横梁的刚度度ibib；楼层位置剪力及分布。楼层位置剪力及分布。2 2、根本假定对图中、根本假定对图中1212柱柱(1)(1)柱柱1212及与其上下相邻的柱及与其上下相邻的柱的线刚度均为的线刚度均为icic；(2)(2)柱柱1212及与其上下相邻的柱及与其上下相邻的柱的 层 间 位 移 相 等 即的 层 间 位 移 相 等 即1=2=3=1=2=3=；(3)(3)各层梁柱结点转角相等，各层梁柱结点转角相等，即：即： 1=2=3 1=2=3；(

40、4)(4)与柱与柱1212相交的横梁线刚度相交的横梁线刚度分别为分别为i1, i2i1, i2。3 3、柱侧移刚度、柱侧移刚度D D值值柱的侧移刚度，定义与柱的侧移刚度，定义与d d值一样，但值一样，但D D值与值与位移位移和转角和转角均有关。均有关。 由：由： 柱侧移刚度修正系数，反映梁柱刚度柱侧移刚度修正系数，反映梁柱刚度比对柱侧比对柱侧移刚度的影响。移刚度的影响。 )(61221222112hihihMMVcc212hiDcc得：二、柱反弯点处的剪力二、柱反弯点处的剪力 v有了有了D D值以后，与反弯点法类似，假定同一楼值以后，与反弯点法类似，假定同一楼层各柱的侧移相等，可得各柱的剪力：

41、层各柱的侧移相等，可得各柱的剪力：pjmijijijiVDDV1三、确定柱反弯点高度比三、确定柱反弯点高度比1、影响柱反弯点高度的主要要素是柱上下端、影响柱反弯点高度的主要要素是柱上下端的约束条件。的约束条件。当两端固定或两端转角完全相等时，反弯点当两端固定或两端转角完全相等时，反弯点在中点在中点j-1j，Mj-1Mj。两端约束刚度不一样时，两端转角也不相两端约束刚度不一样时，两端转角也不相 等，等，jj-i，反弯点移向转角较大的一，反弯点移向转角较大的一 端，也就是移向约束刚度较小的端。端，也就是移向约束刚度较小的端。当一端为铰结时当一端为铰结时(支承转动刚度为支承转动刚度为0)，弯矩，弯矩

42、 为为0，即反弯点与该端铰重合。，即反弯点与该端铰重合。 2、柱反弯点位置确定、柱反弯点位置确定反弯点高度比反弯点高度比 反弯点到柱下端间隔与反弯点到柱下端间隔与柱全高的比值。柱全高的比值。 柱规范反弯点高度比柱规范反弯点高度比000 0 规范框架各层等高、各跨相等、规范框架各层等高、各跨相等、各层梁和柱线刚度不变的多层框架在程度各层梁和柱线刚度不变的多层框架在程度荷载作用下求得的反弯点高度比。荷载作用下求得的反弯点高度比。规范反弯点高度比的值规范反弯点高度比的值00已制成表格。已制成表格。根据框架总层数根据框架总层数n n及该层所在楼层及该层所在楼层j j以及梁柱线以及梁柱线刚度比刚度比K

43、K值，可从表中查得规范反弯点高度比值，可从表中查得规范反弯点高度比00。上下梁刚度变化的影响上下梁刚度变化的影响修正值修正值1 v当某柱的上梁与下梁的刚度不等，反弯点位当某柱的上梁与下梁的刚度不等，反弯点位置有变化，应将置有变化，应将00加以修正，修正值为加以修正，修正值为11。v当当i1+i2i1+i2i3+i4i3+i4时，令时，令l=(i1+i2)l=(i1+i2)(i3+i4) (i3+i4) 1 1，根据，根据11和和K K值查出值查出11，这时反弯点应，这时反弯点应向上移，向上移，ll取正值。取正值。v当当i1+i2i1+i2i3+i4i3+i4时，令时，令11(i3+i4)(i3

44、+i4)(i1+i2)(i1+i2)，仍由，仍由11和和K K值从附表值从附表2121中查出中查出11，这时反弯点应向下移，这时反弯点应向下移，ll取负值。取负值。v对于底层柱，不思索对于底层柱，不思索11修正值。修正值。上下层高度变化的影响上下层高度变化的影响修正值修正值2和和3v层高有变化时，反弯点也有挪动。令上层层层高有变化时，反弯点也有挪动。令上层层v 高和本层层高之比高和本层层高之比h h上上h=2h=2，由，由22、K K可查可查v 得修正值得修正值22。当。当221 1时，时，22为正值，为正值，反弯反弯v 点向上移。当点向上移。当221 1时，时，22为负值，反弯为负值，反弯点

45、点v 向下移。向下移。v令下层层高和本层层高之比令下层层高和本层层高之比h h下下h h33，由，由v 3 3 、K K可查修正值可查修正值33。当。当331 1时，时，22为负为负v 值，反弯点向下移。当值，反弯点向下移。当331 1时，时，22为正为正v 值，反弯点向上移。值，反弯点向上移。修正后柱的反弯点高度比修正后柱的反弯点高度比v各层柱的反弯点高度比由下式计算：各层柱的反弯点高度比由下式计算： v =0+1+2+3 =0+1+2+3 v各层柱的反弯点高度为：各层柱的反弯点高度为：v y=h=(0+1+2+3)h y=h=(0+1+2+3)hv柱反弯点位置及剪力确定后，其他计算与反柱反

46、弯点位置及剪力确定后，其他计算与反弯点法一样。弯点法一样。横梁不贯穿的框架内力的计算横梁不贯穿的框架内力的计算 D值计算及剪力分配值计算及剪力分配柱柱AF最下层：最下层：5 . 0111 ，cbiii122. 071125 . 01222 hiDcAF 柱柱DG普通层：普通层：38. 025. 122221 ，i013. 1321238. 01222 hiDcDG 柱柱EH普通层：普通层：33. 012222 ，i800. 0321233. 01222 hiDcEH 柱柱BD最下层：最下层：5 . 0122 ，i750. 042125 . 01222 hiDcBD 柱柱CE最下层：最下层：5

47、. 0122 ，i750. 042125 . 01222 hiDcCE D值计算及剪力分配值计算及剪力分配柱柱DG、EH并联得并联得813. 1800. 0013. 1 EHDGGDDDD柱柱DB、EC并联得并联得50. 1750. 0750. 0 BDD串联得串联得821. 050. 11813. 111111 DBGDGEDDD剪力分配剪力分配PPVAF13. 0122. 0821. 0122. 0 刚架刚架BGHC分配到的剪力为分配到的剪力为0.87P，故有，故有PPVDG49. 087. 0800. 0013. 1013. 1 PPPVEH38. 049. 087. 0 PPVVCEB

48、D435. 087. 021 反弯点高度反弯点高度55. 0055. 01321 yyyyyin40. 0040. 01321 yyyyyin35. 005. 040. 0005. 07 . 012240. 025. 13211 yyyyyin， 60. 0060. 01321 yyyyyin60. 0060. 01321 yyyyyinDBCFAGHE 弯矩计算及弯矩图弯矩计算及弯矩图DBCFAGHE0 . 755. 013. 0 hyPVPPM41. 045. 0713. 0 上上PPM5 . 055. 0713. 0 下下335. 049. 0 hyPV34 . 038. 0 hyPVP

49、M95. 0 上上PM51. 0 下下PM68. 0 上上PM48. 0 下下46 . 0435. 0 hyPVPM04. 1 下下PM70. 0 上上DBCFAGHE0.410.410.320.640.960.501.061.060.510.711.220.710.461.170.58弯矩图弯矩图11.5 程度荷载作用下侧移的近似计算方法程度荷载作用下侧移的近似计算方法 一根悬臂柱在均布荷载作用下，由弯矩一根悬臂柱在均布荷载作用下，由弯矩作用和剪力作用引起的变形曲线外形不同。作用和剪力作用引起的变形曲线外形不同。 由剪力引起的变形由剪力引起的变形 剪切型：愈究竟剪切型：愈究竟层，相邻两点间的

50、相对变形愈大，当层，相邻两点间的相对变形愈大，当q向右向右时，曲线凹向左。时，曲线凹向左。 由弯矩引起的变形由弯矩引起的变形 弯曲型：愈到顶弯曲型：愈到顶层，相邻两点间的相对变形愈大，当层，相邻两点间的相对变形愈大，当q向右向右时，曲线凹向右。时，曲线凹向右。 22zHzGAq HzHzEIqz4624222 qH由剪力引起的变形由剪力引起的变形剪切型剪切型qH由弯矩引起的变形由弯矩引起的变形弯曲型弯曲型zz11.5.1框架的变形特点框架的变形特点1、梁柱杆件弯曲产生的侧移，与悬臂柱剪切变形的曲、梁柱杆件弯曲产生的侧移，与悬臂柱剪切变形的曲线外形类似线外形类似称为剪切型变形曲线。称为剪切型变形

51、曲线。2、柱轴向变形构成的侧移曲线，与悬臂柱弯曲变形形、柱轴向变形构成的侧移曲线，与悬臂柱弯曲变形形 状类似状类似称为弯曲型变形曲线。称为弯曲型变形曲线。 框架的总变形由剪切变形和弯曲变形两部分组框架的总变形由剪切变形和弯曲变形两部分组成；在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很成；在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，常可忽略；在高度较大的框架中，柱轴向力加小，常可忽略；在高度较大的框架中，柱轴向力加大，柱轴向变形引起的侧移不能忽略；二者叠加以后大，柱轴向变形引起的侧移不能忽略；二者叠加以后的侧移曲线仍以剪切型为主。的侧移曲线仍以剪切型为主。11.5.2框架变形的计算框架变形的计算

52、一、梁柱弯曲变形产生的侧移一、梁柱弯曲变形产生的侧移 用用D值法计算侧移值法计算侧移 框架某层侧移刚度的定义是单位层间侧移所需的层框架某层侧移刚度的定义是单位层间侧移所需的层剪力；剪力；当知框架构造第当知框架构造第j层一切柱的层一切柱的Dij值及层剪力值及层剪力Vpj后，可后，可得近似得近似计算层间侧移的公式：计算层间侧移的公式： 各层侧移绝对值是该层以下各层层间侧移之和。顶各层侧移绝对值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移点侧移即一切层即一切层(n层层)层间侧移之总和。层间侧移之总和。ijpjMjDVjiMiMjj1层总侧移：第niMiMn1顶点总侧移： 二、柱轴向变形产生的侧移二、柱轴向变

53、形产生的侧移 v普通当普通当H H50m50m或或H/BH/B4 4时，要计算柱轴向变形产生时，要计算柱轴向变形产生的侧移。的侧移。v普通框架在程度荷载作用下，只需两根边柱轴力普通框架在程度荷载作用下，只需两根边柱轴力( (一一拉一压拉一压) )较大，中柱轴力很小。较大，中柱轴力很小。 11.6.1控制截面及最不利内力类型控制截面及最不利内力类型一、梁一、梁 两端支座截面两端支座截面最大负弯矩及最大剪力；最大负弯矩及最大剪力；在程度荷载作用下，端截面还有正弯矩；在程度荷载作用下，端截面还有正弯矩；组合前应经过换算求得柱边截面的弯矩和剪力。组合前应经过换算求得柱边截面的弯矩和剪力。2ta n2V

54、MMbbVV11.6框架的内力组合框架的内力组合 M V式 中、 柱 边 处 梁 截 面 弯 矩 和 剪 力 ；v跨中截面跨中截面最大正弯矩。最大正弯矩。b 柱 宽 ；剪力与水平线夹角。M V、 柱轴线处梁截面的弯矩和剪力；二、柱二、柱 控制截面为上、下两个端截面，控制截面为上、下两个端截面， 柱子多柱子多设计成设计成对称配筋。要思索下述四种能够组合：对称配筋。要思索下述四种能够组合：(1) |M|max(1) |M|max及相应的及相应的N N； (2) Nmax(2) Nmax及相应的及相应的M M；(3) Nmin(3) Nmin及相应的及相应的M M。(4) |M|(4) |M|比较大

55、比较大( (不是绝对最大不是绝对最大) )，但，但N N比较小或比较小或N N比较大比较大 不是绝对最小或绝对最大。不是绝对最小或绝对最大。 柱子还要组合最大剪力柱子还要组合最大剪力VmaxVmax。11.6.2竖向活荷载的最不利布置竖向活荷载的最不利布置计算机计算计算机计算逐层逐跨单独布置。逐层逐跨单独布置。 简化计算简化计算活荷载一次性布置，即满布计算内力，为了平活荷载一次性布置，即满布计算内力，为了平安起见，可以把框架梁的弯矩乘以安起见，可以把框架梁的弯矩乘以1.11.2的的放大系数。放大系数。活荷载分跨布置。活荷载分跨布置。 由弹性静力计算得到的内力需求先进展由弹性静力计算得到的内力需

56、求先进展部分调部分调整，然后进展内力组合。整，然后进展内力组合。竖向荷载下框架梁弯矩塑性调幅竖向荷载下框架梁弯矩塑性调幅1、降低支座负弯矩，以减少配筋面积。、降低支座负弯矩，以减少配筋面积。对于现浇框架，对于现浇框架，0.80.9调幅系数；调幅系数；对于装配整体式框架，支座弯矩乘对于装配整体式框架，支座弯矩乘0.70.8钢筋焊接或接缝不密实等缘由，节点能钢筋焊接或接缝不密实等缘由，节点能够产生变形。根据实测结果可知，节点变够产生变形。根据实测结果可知，节点变形会使梁端弯矩较弹性计算值减小约形会使梁端弯矩较弹性计算值减小约10，再思索梁端允许出现塑性铰。再思索梁端允许出现塑性铰。11.6.3内力

57、调整内力调整v跨中弯矩跨中弯矩v乘以乘以1.11.2增大系数；增大系数；v调幅后各弯矩满足以下要求：调幅后各弯矩满足以下要求：M00.5Mv v 0.5(M1+M2)+M0M v M为调整后的弯矩；为调整后的弯矩；M为按简支计算的为按简支计算的该梁跨该梁跨v中弯矩。中弯矩。11.7框架梁、柱的截面配筋及构造要求框架梁、柱的截面配筋及构造要求11.7.1框架横梁框架横梁 现浇框架横梁正截面及斜截面的配筋，按现浇框架横梁正截面及斜截面的配筋，按受弯构件进展计算。纵向钢筋的弯起和切断位受弯构件进展计算。纵向钢筋的弯起和切断位置，按弯矩包络图确定。但当置，按弯矩包络图确定。但当q/g3或思索塑或思索塑

58、性内力重分布对支座弯矩进展调幅时，其弯起性内力重分布对支座弯矩进展调幅时，其弯起和切断位置与梁板构造一样。抗震设计不宜设和切断位置与梁板构造一样。抗震设计不宜设弯起筋，梁的下部纵筋普通不在跨中截断。弯起筋，梁的下部纵筋普通不在跨中截断。11.7.2框架柱框架柱 框架柱属于偏心受压构件，普通采用对称框架柱属于偏心受压构件，普通采用对称配筋。中柱普通按单向偏心受压构件计算，还配筋。中柱普通按单向偏心受压构件计算，还应思索在平面外按轴心受压柱验算；边柱普通应思索在平面外按轴心受压柱验算；边柱普通按双向偏心受压思索。此外还应进展斜截面抗按双向偏心受压思索。此外还应进展斜截面抗剪承载力计算。假设偏心距剪

59、承载力计算。假设偏心距eo0.55ho时，还应时，还应进进行裂痕宽度计算。行裂痕宽度计算。11.7.3普通构造要求普通构造要求一、混凝土的强度等级一、混凝土的强度等级 混凝土强度等级不宜低于混凝土强度等级不宜低于C15；当采用；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于于C20；当采用；当采用HRB400和和RRB400钢筋以及钢筋以及对接受反复荷载作用的构件，混凝土强度等对接受反复荷载作用的构件，混凝土强度等级不得低于级不得低于C20。对于一级抗震等级的框架梁、柱、节点不应低对于一级抗震等级的框架梁、柱、节点不应低于于C30 ；按二、三、四级抗震等级设计

60、时，；按二、三、四级抗震等级设计时，其混凝土强度不应低于其混凝土强度不应低于C20；对剪力墙，其；对剪力墙，其混凝土强度不应低于混凝土强度不应低于C20。v设防烈度为设防烈度为8度时，混凝土强度等级不宜超越度时，混凝土强度等级不宜超越vC70；设防烈度为；设防烈度为9度时，不宜超越度时，不宜超越C60 。v二、钢筋二、钢筋v 普通纵向受力钢筋宜选用普通纵向受力钢筋宜选用HRB400级、级、vHRB335级钢筋；箍筋宜选用级钢筋；箍筋宜选用HRB335级、级、vHPB300级钢筋。级钢筋。11.7.4衔接构造配筋衔接构造配筋 构件衔接是框架设计的一个重要部分。框架的衔接构造，包括梁与柱、柱与柱、