第五章近似计算课件

高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 第第 5 5 章章高层钢筋混凝土框高层钢筋混凝土框架结构设计架结构设计 第 5 章 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.1 5.1 一般规定一般规定 框架在自身框架在自身平面平面内有有限内有有限刚度刚度，只能，只能抵抗平面内的作用力。抵抗平面内的作用力。5.1 一般规定 框架在自身平面内有有限刚度，只能抵 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一横向主梁柱纵向主梁 钢筋混凝土钢筋混凝土纵梁纵梁、横梁横梁和和柱柱等等构件组成构件组成双向承重体系双向承重体系。5.1 5.1 一般规定一般规定横向主梁柱纵向主梁 钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等构件组成 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一梁、柱轴线宜重合（偏心不大于梁、柱轴线宜重合（偏心不大于1/41/4柱宽）柱宽）9 9度抗震时，偏心度抗震时，偏心不应不应大于大于1/41/4柱宽柱宽其它情况下，偏心其它情况下，偏心不宜不宜大于大于1/41/4柱宽，若大柱宽，若大于，可采取于，可采取增设梁的水平加腋增设梁的水平加腋等措施。设等措施。设置水平加腋后，置水平加腋后，仍须考虑梁柱偏心的不利仍须考虑梁柱偏心的不利影响影响。5.1 5.1 一般规定一般规定梁、柱轴线宜重合（偏心不大于1/4柱宽）5.1 一般规定 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.2 5.2 初步设计初步设计柱网布置：柱网布置：小柱距小柱距4 45m,5m,大柱距大柱距7 78m8m过小开间太小，不适用；过大，梁柱截面过小开间太小，不适用；过大，梁柱截面均需加大，而且对实现强柱弱梁造成困难。均需加大，而且对实现强柱弱梁造成困难。沿高度布置一般原则：沿高度布置一般原则：柱网尺寸一般不变，轴线位置尽可能不变；柱网尺寸一般不变，轴线位置尽可能不变；5.2 初步设计柱网布置：小柱距45m,大柱距78m 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.2 5.2 初步设计初步设计h=(1/181/10)l b=(1/31/2)h 梁截面尺寸由下而上一般不变；梁截面尺寸由下而上一般不变；梁净跨与截面高梁净跨与截面高度之比不宜小于度之比不宜小于4梁的截面宽度不宜小梁的截面宽度不宜小于梁截面高度的于梁截面高度的1/4，且不宜小于，且不宜小于200mmn框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算5.2 初步设计梁净跨与截面高度之比不宜小于4梁的截面宽度不 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一梁的线刚度：梁的线刚度：考虑楼板对梁刚度的提高作用考虑楼板对梁刚度的提高作用楼板类型楼板类型边框架梁边框架梁中框架梁中框架梁现浇楼板现浇楼板1.52.0装配整体式装配整体式楼板楼板1.21.5装配式楼板装配式楼板115.2 5.2 初步设计初步设计梁的线刚度：考虑楼板对梁刚度的提高作用楼板类型边框架梁中框架 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.2 5.2 初步设计初步设计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框架柱的截面边长不宜小于于250 mm，圆柱的截面，圆柱的截面直径不宜小于直径不宜小于350 mm，剪跨比宜大于剪跨比宜大于2截面的高宽截面的高宽比不宜大于比不宜大于3n框架柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算5.2 初步设计Hi 第i层层高；框架柱的截面边长不宜小 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一柱轴压比限值柱轴压比限值（剪跨比大于剪跨比大于2 2，混凝土强度等级不高于，混凝土强度等级不高于C60C60）结结构构类类型型 抗抗震震等等级级 一级一级 二二级级 三三级级 框架结构框架结构 0.65 0.75 0.85 框框架架-剪剪力力墙墙，板板柱柱-剪力墙，筒体剪力墙，筒体 0.75 0.85 0.90 部分框支剪力墙部分框支剪力墙 0.60 0.70柱轴压比限值柱轴压比限值5.2 5.2 初步设计初步设计 柱轴压比 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一N 柱中轴向力。柱中轴向力。Nv 柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向柱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 5.2 5.2 初步设计初步设计N 柱中轴向力。N=（1.11.2）Nv 5.2 初 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图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5.3 计算简图计算单元的选取计算单元选取 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图n计算简图计算简图实际结构实际结构l01l02计算简图计算简图梁的计算跨度梁的计算跨度层高层高5.3 计算简图计算简图实际结构l01l02计算简图梁的计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图n基本假定基本假定 假设上下层柱为等截面杆件，以杆件假设上下层柱为等截面杆件，以杆件轴线作为框架计算轴线；轴线作为框架计算轴线；5.3 计算简图基本假定 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图n计算简图计算简图实际结构实际结构l01l02计算简图计算简图梁的计算跨度梁的计算跨度层高层高5.3 计算简图计算简图实际结构l01l02计算简图梁的计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图n基本假定基本假定 假设上下层柱为等截面杆件，以杆件假设上下层柱为等截面杆件，以杆件轴线作为框架计算轴线；轴线作为框架计算轴线；假设梁为水平、等跨、等截面杆件；假设梁为水平、等跨、等截面杆件；忽略梁、忽略梁、柱轴向变形柱轴向变形及剪切变形；及剪切变形；竖向荷载作用下，结构无侧移。竖向荷载作用下，结构无侧移。5.3 计算简图基本假定 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图n楼面荷载分配楼面荷载分配当采用当采用装配式或装配整体式楼盖装配式或装配整体式楼盖时，板上荷时，板上荷载通过预制板的载通过预制板的两端传递两端传递给它的支承结构；给它的支承结构；当采用当采用现浇楼盖现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载根时，楼面上的恒载和活载根据每个区格板两个方向的边长比，沿单向或据每个区格板两个方向的边长比，沿单向或双向传递，双向传递，区格板长边区格板长边/短边短边3时沿单向传递时沿单向传递（沿短边方向传递，即长边为受力边沿短边方向传递，即长边为受力边），长），长边边/短边短边3时沿双向传递时沿双向传递。5.3 计算简图楼面荷载分配当采用装配式或装配整体式楼盖时，高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.3 5.3 计算简图计算简图n楼面荷载分配楼面荷载分配现浇楼盖荷载双向传递示意图现浇楼盖荷载双向传递示意图5.3 计算简图楼面荷载分配现浇楼盖荷载双向传递示意图 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向荷载作用下框架内力的计算两种常竖向荷载作用下框架内力的计算两种常见的手算方法：见的手算方法：5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算分层法分层法弯矩二次分配法弯矩二次分配法竖向荷载作用下框架内力的计算两种常见的手算方法：5.4 竖 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一分层法：分层法：假设假设每层梁上的荷载每层梁上的荷载对其它层梁的影对其它层梁的影响可以忽略不计，响可以忽略不计，仅在该层梁及与之相连仅在该层梁及与之相连的上下层柱上分配和传递的上下层柱上分配和传递。将将该层梁与上下柱梁与上下柱组成成计算算单元。元。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算分层法：5.4 竖向荷载作用下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一分层法：分层法：用用弯矩分配法弯矩分配法逐逐层计算各算各单元框架的元框架的弯矩弯矩，叠加叠加起来即起来即为整个框架的整个框架的弯矩弯矩。每。每一一层柱的最柱的最终弯矩由上、下弯矩由上、下层单元框架所元框架所得弯矩叠加。得弯矩叠加。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算分层法：5.4 竖向荷载作用下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一分层法：分层法：由于各个由于各个单元上、下柱的元上、下柱的远端并不是固端并不是固定端，而是定端，而是弹性嵌固的。性嵌固的。除底除底层外其他各外其他各层柱的柱的线刚度均乘以折减系数度均乘以折减系数0.90.9，柱的弯柱的弯矩矩传递系数也相系数也相应地由地由l l2 2改改为l l3 3。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算分层法：5.4 竖向荷载作用下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一分层法：分层法：对节点点处不平衡弯矩不平衡弯矩较大的大的可再分配可再分配一次，但一次，但不再不再传递。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算分层法：5.4 竖向荷载作用下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一弯矩二次分配法：弯矩二次分配法：计算各节点固端弯矩（计算各节点固端弯矩（不平衡弯矩不平衡弯矩）；）；将各将各节点的点的不平衡弯矩不平衡弯矩，同，同时作作分配分配（按梁柱按梁柱线刚度分配固端弯矩度分配固端弯矩）和和传递（传递系数均系数均为l l2 2 ）；）；再作一次弯矩分配再作一次弯矩分配即可。即可。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算弯矩二次分配法：5.4 竖向荷载作用下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 弯矩调幅弯矩调幅通过通过调低支座弯矩调低支座弯矩，增加跨增加跨中弯矩中弯矩来实现来实现内力重分布内力重分布的目的。的目的。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算弯矩调幅：弯矩调幅：弯矩调幅通过调低支座弯矩，增加跨中弯矩来实现内 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一弯矩调幅：弯矩调幅：只有只有竖向荷载竖向荷载作用下的梁端弯矩作用下的梁端弯矩可以调幅可以调幅，水平荷载水平荷载作用下的梁端弯矩作用下的梁端弯矩不能不能考虑考虑调幅调幅。因此，必须因此，必须先将竖向荷载先将竖向荷载作用下的作用下的梁端弯梁端弯矩调幅后矩调幅后，再与水平荷载再与水平荷载产生的产生的梁端弯矩梁端弯矩进行进行组合组合。5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算弯矩调幅：5.4 竖向荷载作用下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一n竖向活载的最不利布置竖向活载的最不利布置（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各跨上，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。能出现的最大内力。恒载一次布置活载分跨布置5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算竖向活载的最不利布置（1）逐跨布置法 恒载 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一n竖向活载的最不利布置竖向活载的最不利布置（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5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算竖向活载的最不利布置（2）最不利荷载布置法 恒 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一n竖向活载的最不利布置竖向活载的最不利布置（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，当恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的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布时，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分层布置法分跨布置法5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算竖向活载的最不利布置（3）分层布置法或分跨布置法 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一n竖向活载的最不利布置竖向活载的最不利布置（4）满布荷载法）满布荷载法 当当活载与恒载的比值不大于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，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。但这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求得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。qqqqqq分层布置法分跨布置法5.4 5.4 竖向荷载作用下竖向荷载作用下 框架内力计算框架内力计算竖向活载的最不利布置（4）满布荷载法 当活载与恒 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一水平地震作用下框架内力的计算三种常水平地震作用下框架内力的计算三种常见的手算方法：见的手算方法：5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算反弯点法反弯点法D值法值法(改进反弯点法改进反弯点法)门架法门架法水平地震作用下框架内力的计算三种常见的手算方法：5.5 水平 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一反弯点：反弯点：杆件中的零弯矩点即反弯点杆件中的零弯矩点即反弯点5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算水平荷载作用下的框架内力和变形特点：水平荷载作用下的框架内力和变形特点：一般将水平荷载简化为结点集中力一般将水平荷载简化为结点集中力（1 1）每根杆件均只有一个反弯点）每根杆件均只有一个反弯点（2 2）每根杆的弯矩呈直线分布）每根杆的弯矩呈直线分布反弯点：5.5 水平荷载下水平荷载作用下的框架内力和变形特 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算反弯点法：反弯点法：（1 1）假设）假设除底层外各层除底层外各层上下柱两端转角相上下柱两端转角相等，等，反弯点在柱的中点反弯点在柱的中点 对对底层底层因底部为固定端，转角为零，因底部为固定端，转角为零，反弯点反弯点上移，上移，取离底部取离底部2/32/3层高处层高处5.5 水平荷载下反弯点法：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算反弯点法：反弯点法：（2 2）假设）假设梁线刚度远大于柱线刚度梁线刚度远大于柱线刚度（3 3倍倍以上）以上），计算，计算柱抗侧向刚度柱抗侧向刚度时，近似认为时，近似认为两端无转角，即为固定端。两端无转角，即为固定端。柱抗侧向刚度：柱抗侧向刚度：为使柱顶产生单位位移所需为使柱顶产生单位位移所需要的水平力（即杆端剪力）。要的水平力（即杆端剪力）。5.5 水平荷载下反弯点法：柱抗侧向刚度：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算5.5 水平荷载下 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算反弯点法：反弯点法：（2 2）假设）假设梁线刚度远大于柱线刚度梁线刚度远大于柱线刚度（3 3倍倍以上）以上），计算，计算柱抗侧向刚度柱抗侧向刚度时，近似认为时，近似认为两端无转角，即为固定端。两端无转角，即为固定端。柱抗侧向刚度：柱抗侧向刚度：为使柱顶产生单位位移所需为使柱顶产生单位位移所需要的水平力（即杆端剪力）。要的水平力（即杆端剪力）。5.5 水平荷载下反弯点法：柱抗侧向刚度：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D值法值法(改进反弯点法改进反弯点法)：（1 1）实际工程中，尤其是高层建筑中，梁实际工程中，尤其是高层建筑中，梁线刚度远大于柱线刚度假设是不成立的。线刚度远大于柱线刚度假设是不成立的。计算计算柱抗侧向刚度柱抗侧向刚度时，不能将梁作为固定时，不能将梁作为固定端，而要考虑节点转动的影响。端，而要考虑节点转动的影响。柱抗侧向刚度柱抗侧向刚度取决于柱两端的约束情况取决于柱两端的约束情况 节点转动影响系数，和楼层节点转动影响系数，和楼层梁柱的平均线刚度比有关。（梁柱线梁柱的平均线刚度比有关。（梁柱线刚度比值越大，刚度比值越大，D值越大）值越大）5.5 水平荷载下D值法(改进反弯点法)：柱抗侧向刚度取决 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D值法值法(改进反弯点法改进反弯点法)：（2 2）柱反弯点的高度柱反弯点的高度取决于取决于框架的层数框架的层数、柱子所在层数柱子所在层数、上下层梁的刚度比值上下层梁的刚度比值、上上下层高与本层层高的比值下层高与本层层高的比值以及以及荷载的作用荷载的作用形式形式，因此反弯点法中关于柱反弯点高度，因此反弯点法中关于柱反弯点高度的假设在实际工程应用上可能存在较大误的假设在实际工程应用上可能存在较大误差。差。5.5 水平荷载下D值法(改进反弯点法)：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D值法值法(改进反弯点法改进反弯点法)：（2 2）柱反弯点的高度柱反弯点的高度y y0 0标准反弯点高度比，根据标准反弯点高度比，根据框架的层数框架的层数、柱子柱子所在层数所在层数及及楼层梁柱的平均线刚度比楼层梁柱的平均线刚度比查表取值；查表取值；y y1 1上、下梁线刚度不同，对上、下梁线刚度不同，对y y0 0的修正值的修正值上大下小，弯点上移，上大下小，弯点上移，y y1 1为正值为正值 上大下小，弯点下移，上大下小，弯点下移，y y1 1为负值为负值5.5 水平荷载下D值法(改进反弯点法)：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D值法值法(改进反弯点法改进反弯点法)：（2 2）柱反弯点的高度柱反弯点的高度y y2 2 上层层高与本层层高不同时，反弯点高度上层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。查表取值。修正值。查表取值。y y3 3 下层层高与本层层高不同时，反弯点高度下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。查表取值。修正值。查表取值。5.5 水平荷载下D值法(改进反弯点法)：y2 上层层 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一D D值法（改进的反弯点法）值法（改进的反弯点法）近似地考虑近似地考虑了框架节点转动对侧移刚度和反弯点高了框架节点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用比较广泛。度的影响，比较精确，应用比较广泛。反弯点法反弯点法适用于适用于层数较少、梁柱线刚度层数较少、梁柱线刚度比大于比大于3 3的情况的情况。5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D值法（改进的反弯点法）近似地考虑了框架节点转动对侧移刚度和 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一D D值法值法计算框架内力的步骤：计算框架内力的步骤：(1)(1)计算各层柱的侧移刚度计算各层柱的侧移刚度D D5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算(2)(2)计算各柱所分配的剪力计算各柱所分配的剪力式中式中 第第i i层第第j j根柱所分配的水平剪力；根柱所分配的水平剪力；第第i i层楼楼层剪力；剪力；第第i i层第第j j根柱的根柱的侧移移刚度；度；第第i i层所有各柱所有各柱侧移移刚度之和。度之和。D值法计算框架内力的步骤：5.5 水平荷载下(2)计算各柱所 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D D值法值法计算框架内力的步骤：计算框架内力的步骤：(3)(3)计算柱反弯点的高度计算柱反弯点的高度(4)(4)计算柱端弯矩算柱端弯矩MC由柱剪力由柱剪力V Vijij和反弯点高度和反弯点高度y y，求得：，求得：上端上端 下端下端 5.5 水平荷载下D值法计算框架内力的步骤：(4)计算柱端弯 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D D值法值法计算框架内力的步骤：计算框架内力的步骤：(5)(5)计算梁端弯矩算梁端弯矩Mb梁梁端端弯弯矩矩可可按按节节点点弯弯矩矩平平衡衡条条件件，将将节节点点上上、下下柱柱端端弯弯矩矩之之和和按按左左、右右梁梁的的线线刚度比例刚度比例分配分配。5.5 水平荷载下D值法计算框架内力的步骤：(5)计算梁端弯 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D D值法值法计算框架内力的步骤：计算框架内力的步骤：(6)(6)计算算梁端剪力梁端剪力Vb5.5 水平荷载下D值法计算框架内力的步骤：(6)计算梁端剪 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算D D值法值法计算框架内力的步骤：计算框架内力的步骤：(7)(7)计算算柱轴力柱轴力N边柱柱轴力力为各各层梁端剪力按梁端剪力按层叠加叠加中柱中柱轴力力为柱两柱两侧梁端剪力之差按梁端剪力之差按层叠加叠加5.5 水平荷载下D值法计算框架内力的步骤：(7)计算柱轴力 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.5 5.5 水平荷载下水平荷载下 框架内力计算框架内力计算门架法：门架法：（1 1）假设）假设梁、柱反弯点位于中点处；梁、柱反弯点位于中点处；（2 2）柱中点处剪力柱中点处剪力按按支承框架梁的长度支承框架梁的长度与与框架总长度之比进行分配。框架总长度之比进行分配。三种方法的比较：三种方法的比较：（1 1）反弯点法适用范围小反弯点法适用范围小（2 2）D D值法适用范围较宽，但计算稍麻烦值法适用范围较宽，但计算稍麻烦（3 3）门架法不用事先假定梁、柱尺寸，但门架法不用事先假定梁、柱尺寸，但精度不高精度不高5.5 水平荷载下门架法：三种方法的比较：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一框架侧向位移的组成：框架侧向位移的组成：梁、柱弯曲变形产生的侧移梁、柱弯曲变形产生的侧移（属剪切型）属剪切型）5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算框架侧向位移的组成：5.6 高层框架侧移计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 梁、柱弯矩梁、柱弯矩梁、柱弯曲变形梁、柱弯曲变形框框架层间位移架层间位移整体剪切形位移曲线整体剪切形位移曲线5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算 梁、柱弯矩梁、柱弯曲变形框架层间位移整体剪切形 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一框架侧向位移的组成：框架侧向位移的组成：梁、柱弯曲变形产生的侧移梁、柱弯曲变形产生的侧移（属剪切型）属剪切型）柱轴向变形产生的侧移柱轴向变形产生的侧移（属弯曲型）属弯曲型）5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算框架侧向位移的组成：5.6 高层框架侧移计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一柱的轴力柱的轴力柱伸长、缩短柱伸长、缩短整体弯曲形整体弯曲形位移曲线位移曲线5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算柱的轴力柱伸长、缩短整体弯曲形位移曲线5.6 高层框架侧 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一框架侧向位移的组成：框架侧向位移的组成：梁、柱弯曲变形产生的侧移梁、柱弯曲变形产生的侧移（属剪切型）属剪切型）柱轴向变形产生的侧移柱轴向变形产生的侧移（属弯曲型）属弯曲型）核心区剪切变形产生的侧移核心区剪切变形产生的侧移（忽（忽略）略）5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算框架侧向位移的组成：5.6 高层框架侧移计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 整体剪切形位移曲线整体剪切形位移曲线+整体弯曲形整体弯曲形位移曲线位移曲线以以整体剪切形位移曲线整体剪切形位移曲线为主为主5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算 整体剪切形位移曲线+整体弯曲形位移曲线5.6 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 整体剪切形位移曲线特点：整体剪切形位移曲线特点：层间位移自下而上逐层减小层间位移自下而上逐层减小5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算 整体剪切形位移曲线特点：5.6 高层框架侧移计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一1）梁、柱弯曲变形产生的侧移）梁、柱弯曲变形产生的侧移“剪切型位移剪切型位移”,可用可用D值法计算值法计算框架结构框架结构第第i i层的的层间位移位移 为：为：即：即：层剪力剪力/全部柱全部柱D值之和之和 5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算 1）梁、柱弯曲变形产生的侧移即：层剪力/全部柱D值之和 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一各层楼板标高处位移：各层楼板标高处位移：第第i i层位移层位移 顶点位移顶点位移 (共共n n层层)5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算各层楼板标高处位移：第i层位移 顶点位移(共n层)5.高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一2 2）柱轴向变形产生的位移）柱轴向变形产生的位移“弯曲型位移弯曲型位移”，多层框架可以忽略，多层框架可以忽略，高层建筑结构不能忽略。高层建筑结构不能忽略。假定：仅边柱有轴力及轴向变形；假定：仅边柱有轴力及轴向变形；柱截面由底到顶线性变化。柱截面由底到顶线性变化。5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算2）柱轴向变形产生的位移5.6 高层框架侧移计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一2）柱轴向变形产生的位移柱轴向变形产生的位移柱轴向变形产生的柱轴向变形产生的i i层位移：层位移：V0基底总剪力；基底总剪力；H H、B B 分别为建筑物总高度及结构宽度；分别为建筑物总高度及结构宽度；E E、A A1 1 分别为混凝土弹性模量及框架底层柱截分别为混凝土弹性模量及框架底层柱截面面积；面面积；F Fn n根据不同荷载形式计算的位移系数，可由曲根据不同荷载形式计算的位移系数，可由曲线查出线查出。n n为框架边柱顶层与底层截面面积之比。为框架边柱顶层与底层截面面积之比。5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算2）柱轴向变形产生的位移V0基底总剪力；5.6 高层框架侧 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算n n为框架边柱顶层与底层截为框架边柱顶层与底层截面面积之比面面积之比 5.6 高层框架侧移计算n为框架边柱顶层与底层截面面积之比 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一柱轴向变形柱轴向变形产生的第产生的第i i层层间位移层层间位移 5.6 5.6 高层框架侧移计算高层框架侧移计算柱轴向变形产生的第i层层间位移 5.6 高层框架侧移计算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.7 5.7 柱轴向变形对内力的影响柱轴向变形对内力的影响竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：高层建筑结构层数多、高度大，竖向荷载下高层建筑结构层数多、高度大，竖向荷载下柱的轴向力和轴向变形很大，不能忽略轴向变形柱的轴向力和轴向变形很大，不能忽略轴向变形其对内力的影响。其对内力的影响。5.7 柱轴向变形对内力的影响竖向荷载下柱轴向变形对内力的影 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：采用计算软件，考虑柱轴向变形，对整体结采用计算软件，考虑柱轴向变形，对整体结构进行一次加载内力分析。构进行一次加载内力分析。5.7 5.7 柱轴向变形对内力的影响柱轴向变形对内力的影响竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：采用计算软件，考 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：梁梁靠近边柱的靠近边柱的支座弯矩支座弯矩增加，增加，梁梁靠近中柱的靠近中柱的支座弯矩支座弯矩减小，越高越显著；从而引起减小，越高越显著；从而引起梁端剪力梁端剪力和和柱的轴力柱的轴力发生发生较大变化较大变化。梁跨中弯矩、柱端弯矩影响不大；梁跨中弯矩、柱端弯矩影响不大；5.7 5.7 柱轴向变形对内力的影响柱轴向变形对内力的影响竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：梁靠近边柱的支座 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.8 5.8 模拟施工过程的分析方法模拟施工过程的分析方法竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法与实际情况的差异一次加载内力分析法与实际情况的差异:竖向荷载是在施工过程中逐层施加的，不是竖向荷载是在施工过程中逐层施加的，不是结构完成后一次施加的。结构完成后一次施加的。5.8 模拟施工过程的分析方法竖向荷载下柱轴向变形对内力的影 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法与实际情况的差异一次加载内力分析法与实际情况的差异:实际施工过程中，楼层标高逐层找平，抵消实际施工过程中，楼层标高逐层找平，抵消了已经发生的压缩变形。但一次加载内力分析法了已经发生的压缩变形。但一次加载内力分析法没有考虑，从而使得计算的轴向变形偏大没有考虑，从而使得计算的轴向变形偏大5.8 5.8 模拟施工过程的分析方法模拟施工过程的分析方法竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法与实际情 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法与实际情况的差异一次加载内力分析法与实际情况的差异:随着楼层的增加和高度的加大，轴向变形偏随着楼层的增加和高度的加大，轴向变形偏差累积使得边跨的梁端支座弯矩增大很多，中跨差累积使得边跨的梁端支座弯矩增大很多，中跨的梁端支座弯矩反号，个别柱可能出现拉应力。的梁端支座弯矩反号，个别柱可能出现拉应力。5.8 5.8 模拟施工过程的分析方法模拟施工过程的分析方法竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法与实际情 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法一次加载内力分析法模拟施工过程的分析方法模拟施工过程的分析方法5.8 5.8 模拟施工过程的分析方法模拟施工过程的分析方法竖向荷载下柱轴向变形对内力的影响：一次加载内力分析法5.8 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一控制截面控制截面 控制截面：控制截面：验算承载力的主要截面，验算承载力的主要截面，通常是内力最大的截面通常是内力最大的截面 框架梁框架梁:两端支座截面，跨中截面两端支座截面，跨中截面 框架柱框架柱:两端截面两端截面5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法控制截面5.9 内力组合方法 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一端部截面端部截面，不不是是轴线截面截面控制截面控制截面5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法端部截面，不是轴线截面控制截面5.9 内力组合方法 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一最不利最不利内力组合内力组合 内力组合：内力组合：计算各控制截面可能发生计算各控制截面可能发生的最不利内力的最不利内力梁端截面：梁端截面：最大负弯矩，最大剪力最大负弯矩，最大剪力 梁跨中截面：梁跨中截面：最大正弯矩最大正弯矩5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法最不利内力组合5.9 内力组合方法 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一最不利最不利内力组合内力组合 柱端截面：柱端截面：正截面设计与正截面设计与弯矩、轴力、偏心距弯矩、轴力、偏心距（即弯矩与轴力的比值）有关（即弯矩与轴力的比值）有关斜截面设计由斜截面设计由最大剪力最大剪力控制控制5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法最不利内力组合5.9 内力组合方法 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法对于大偏压，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；5.9 内力组合方法对于大偏压，M相等或相近时，N越小越不利 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法对于小偏压，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；5.9 内力组合方法对于小偏压，M相等或相近时，N越大越不利 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法无论大小偏压，当无论大小偏压，当N相等或相近时，相等或相近时，M越大越越大越不利。不利。5.9 内力组合方法无论大小偏压，当N相等或相近时，M越大越 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 及相应的及相应的N N 及相应的及相应的M M 及相应的及相应的M M 较大及较大及N N较大较大或或 较大及较大及N N较小较小柱端正截面柱端正截面设计最不利内力最不利内力5.9 5.9 内力组合方法内力组合方法 及相应的N 柱端正截面设计最不利内 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一R框架结构的抗震概念设计框架结构的抗震概念设计：5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计控制控制地震能量的输入地震能量的输入安排安排合理的结构布置合理的结构布置设置设置多道抗震的防线多道抗震的防线框架结构的抗震概念设计：5.10 框架构件设计控制地震能量的 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一框架是整个体系中唯一的抗侧力构件，框架是整个体系中唯一的抗侧力构件，应采用应采用“强柱弱梁强柱弱梁”型延性框架。型延性框架。（即（即梁为第一道梁为第一道，柱为第二道柱为第二道）梁铰机制梁铰机制（整体机制）优于（整体机制）优于柱铰机制柱铰机制（局部机制）（局部机制）5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计框架是整个体系中唯一的抗侧力构件，应采用“强柱弱梁”型延性框 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一R框架结构的抗震概念设计框架结构的抗震概念设计：5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计控制控制地震能量的输入地震能量的输入安排安排合理的结构布置合理的结构布置设置设置多道抗震的防线多道抗震的防线保证保证足够的构件延性足够的构件延性框架结构的抗震概念设计：5.10 框架构件设计控制地震能量的 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 延性延性是指强度或承载力没有大幅是指强度或承载力没有大幅度下降情况下的屈服后变形能力；度下降情况下的屈服后变形能力；耗能能力耗能能力是是构件或结构耗散地震构件或结构耗散地震能量的能力，能量的能力，用往复荷载作用下构件用往复荷载作用下构件或结构的力变形滞回曲线包含的面或结构的力变形滞回曲线包含的面积度量积度量。5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计 5.10 框架构件设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一弯曲（压弯）破坏弯曲（压弯）破坏优于优于剪切破坏剪切破坏弯曲破坏弯曲破坏 剪切破坏剪切破坏5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计弯曲（压弯）破坏优于剪切破坏 弯曲破坏 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一1 1、强剪弱弯强剪弱弯2 2、柱的轴压比大柱的轴压比大，延性和耗能能力，延性和耗能能力降低降低3 3、梁、柱梁、柱正截面设计正截面设计时，时，相对受压相对受压区高度大区高度大，延性和耗能能力，延性和耗能能力降低降低4 4、梁、柱梁、柱斜截面设计斜截面设计时，时，剪压比大剪压比大，延性和耗能能力延性和耗能能力降低降低5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计1、强剪弱弯5.10 框架构件设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一R框架结构的抗震概念设计框架结构的抗震概念设计：5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计控制控制地震能量的输入地震能量的输入安排安排合理的结构布置合理的结构布置设置设置多道抗震的防线多道抗震的防线保证保证足够的构件延性足够的构件延性确保确保框架结构整体性框架结构整体性框架结构的抗震概念设计：5.10 框架构件设计控制地震能量的 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一避免避免节点核芯区破坏节点核芯区破坏及及纵筋锚固破坏纵筋锚固破坏 梁梁柱核芯区破坏为柱核芯区破坏为剪切破坏剪切破坏，可能，可能导致导致框架失效框架失效；伸入核芯区的伸入核芯区的纵筋与混凝土之间的粘纵筋与混凝土之间的粘结破坏结破坏，会导致，会导致梁端转角增梁端转角增大，从而大，从而增大增大层间位移层间位移。5.10 5.10 框架构件设计框架构件设计避免节点核芯区破坏及纵筋锚固破坏5.10 框架构件设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一框架梁的破坏形态与延性框架梁的破坏形态与延性 破坏形态：破坏形态：剪切破坏剪切破坏 弯曲破坏弯曲破坏5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计框架梁的破坏形态与延性5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一1 1、梁正截面抗弯设计、梁正截面抗弯设计（1 1）梁抗弯承载力验算）梁抗弯承载力验算（2 2）梁正截面抗弯构造设计）梁正截面抗弯构造设计2 2、梁斜截面抗剪设计、梁斜截面抗剪设计（1 1）梁抗剪承载力验算）梁抗剪承载力验算（2 2）梁斜截面抗剪构造设计）梁斜截面抗剪构造设计5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计1、梁正截面抗弯设计5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设计状况设计状况 design situations代表一定时段内实际情况的一组代表一定时段内实际情况的一组设设计条件计条件，设计应做到在该组条件下，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态。结构不超越有关的极限状态。5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计设计状况 design situations5.10.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设计状况设计状况 design situations代表一定时段内实际情况的一组代表一定时段内实际情况的一组设设计条件计条件，设计应做到在该组条件下，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态。结构不超越有关的极限状态。1）持久设计状）持久设计状2）短暂设计状况）短暂设计状况 3）偶然设计状）偶然设计状况况4）地震设计状况）地震设计状况5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计设计状况 design situations5.10.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设计状况设计状况 design situations1）持久设计状况持久设计状况在在结构使用过程中一定出现结构使用过程中一定出现，且，且持持续期很长续期很长的设计状况，其持续期一的设计状况，其持续期一般与设计使用年限为同一数量级。般与设计使用年限为同一数量级。5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计设计状况 design situations5.10.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设计状况设计状况 design situations2）短暂设计状况短暂设计状况在在结构施工和使用过程中出现概率结构施工和使用过程中出现概率较大较大，而与设计使用年限相比，其，而与设计使用年限相比，其持续期很短持续期很短的设计状况，如的设计状况，如结构施结构施工和维修期间工和维修期间的情况。的情况。5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计设计状况 design situations5.10.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设计状况设计状况 design situations3）偶然设计状况偶然设计状况在在结构使用过程中出现概率很小结构使用过程中出现概率很小，且且持续期很短持续期很短的设计状况，如结构的设计状况，如结构遭受遭受火灾、爆炸、撞击火灾、爆炸、撞击时的情况。时的情况。5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计设计状况 design situations5.10.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设计状况设计状况 design situations4）地震设计状况地震设计状况结构遭受结构遭受地震地震时的设计状况。时的设计状况。持久、短暂设计状况下的内力组合持久、短暂设计状况下的内力组合相当于相当于无地震作用组合无地震作用组合地震设计状况下的内力组合相当于地震设计状况下的内力组合相当于有地震作用组合有地震作用组合5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计设计状况 design situations5.10.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一弯曲破坏：弯曲破坏：少筋破坏少筋破坏脆性破坏，延性小，耗能差脆性破坏，延性小，耗能差 超筋破坏超筋破坏脆性破坏，延性小，耗能差脆性破坏，延性小，耗能差 适筋破坏适筋破坏延性破坏延性破坏 5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计弯曲破坏：5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一梁正截面抗弯承载力验算公式梁正截面抗弯承载力验算公式无地震作用组合时：无地震作用组合时：有地震作用组合时有地震作用组合时：5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计梁正截面抗弯承载力验算公式5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一梁正截面抗弯构造设计梁正截面抗弯构造设计1 1）梁纵向配筋与延性的关系）梁纵向配筋与延性的关系 纵向受拉钢筋的最小配筋率纵向受拉钢筋的最小配筋率相对受压区高度相对受压区高度避免少筋破坏避免少筋破坏5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计梁正截面抗弯构造设计5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率（%）(强制强制)截面截面非抗震非抗震抗震等级抗震等级一级一级二级二级三、四级三、四级支座支座(取较取较大值大值)0.2和和45ft/fy0.4和和80ft/fy0.3和和65ft/fy0.25和和55ft/fy跨中跨中(取较取较大值大值)0.3和和65ft/fy0.25和和55ft/fy0.2和和45ft/fy5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率（%）(强制)截面非抗震抗震 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一相对受压区高度相对受压区高度避免超筋破坏避免超筋破坏影响适筋梁延性大小影响适筋梁延性大小相对受压区高度越大，延性越差相对受压区高度越大，延性越差应变分布应变分布1应变分布应变分布25.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计相对受压区高度应变分布1 应变分布2 5.10.高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一双筋矩形截面适筋梁的相对受压区高度双筋矩形截面适筋梁的相对受压区高度 s s，s s 分别为受拉钢筋和受压钢分别为受拉钢筋和受压钢 筋的配筋率筋的配筋率 与混凝土强度等级有关的等效矩形与混凝土强度等级有关的等效矩形 应力图形系数应力图形系数 5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计双筋矩形截面适筋梁的相对受压区高度 s，s 分别为受 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一增增大大受受拉拉钢钢筋筋的的配配筋筋率率，相对受压区高度相对受压区高度增大增大；增增大大受受压压钢钢筋筋的的配配筋筋率率，相对受压区高度相对受压区高度减小减小。5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计 增大受拉钢筋的配筋率，相对受压区高度增大；5.1 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一减减小小梁梁端端塑塑性性铰铰区区范范围围内内截截面面的的相对受压区高度的措施相对受压区高度的措施：限制梁端顶面受拉钢筋的配筋率限制梁端顶面受拉钢筋的配筋率 梁端底面配置一定量的受压钢筋梁端底面配置一定量的受压钢筋5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计 减小梁端塑性铰区范围内截面的相对受压区高度的 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 梁端混凝土受压区高度限值梁端混凝土受压区高度限值：一级框架梁一级框架梁 x x0.250.25h hb0b0 二、三级框架梁二、三级框架梁 x x0.350.35h hb0b0 （强制强制）其他其他 x xb bh hb0b0 5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计 梁端混凝土受压区高度限值：5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 梁端底面受压钢筋梁端底面受压钢筋面积面积A As s与顶与顶面受拉钢筋面积面受拉钢筋面积A As s的比值：的比值：一级一级 A As s/A/As s0.50.5 二、三级二、三级 A As s/A/As s0.30.3 梁端顶面受拉钢筋梁端顶面受拉钢筋的配筋率：的配筋率：不宜大于不宜大于2.52.5，不应大于，不应大于2.752.75 大于大于2.52.5时，时，A As s/A/As s0.50.5 5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计 梁端底面受压钢筋面积As与顶面受拉钢筋面积As的比值：高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一2 2）其它构造要求）其它构造要求沿全长顶面和底面至少两根纵筋沿全长顶面和底面至少两根纵筋 一、二级时：一、二级时：直径不应小于直径不应小于14mm14mm，且分别不应小于梁两端，且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面积的顶面和底面纵向配筋中较大截面积的1/41/4 三、四级和非抗震时：三、四级和非抗震时：直径不应小于直径不应小于12mm12mm5.10.1 5.10.1 框架梁设计框架梁设计2）其它构造要求5.10.1 框架梁设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一1 1）梁端剪力设计值）梁端剪力设计值 确定梁端剪力设计值的原则：确定梁端剪力设计值的原则：强剪弱弯强剪弱弯剪切破坏剪切破坏：脆性破坏，延性小，耗能差：脆性破坏，延性