第十三章+++多层钢筋混凝土框架房屋课件

第十三章 多层钢筋混凝土框架房屋第一节 概述 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ32010）将10层及以上或高度超过28m的建筑定义为高层建筑，因此，在大中城市29层建筑就属于多层建筑。多层建筑具有使用功能完备、结构受力性能好、耐久性好、耐火性高、抗震性能好及使用成本低廉的优点，但具有房屋建设容积率低、建房面积少的缺点。第二节 多层框架结构的分类和布局一、框架结构的分类一、框架结构的分类1.1.全现浇框架全现浇框架定义：全现浇框架是指作为框架结构的板、梁定义：全现浇框架是指作为框架结构的板、梁和柱整体浇注成为整体的框架结构。和柱整体浇注成为整体的框架结构。特点：特点：整体性好、抗震性能好，建筑平面布置整体性好、抗震性能好，建筑平面布置灵活，工期长、需要的模板量大建筑成本高，灵活，工期长、需要的模板量大建筑成本高，在北方地区冬季施工成本高在北方地区冬季施工成本高工序：绑扎柱内钢筋、经检验合格后支柱模板；工序：绑扎柱内钢筋、经检验合格后支柱模板；支楼面梁和板的模板、绑扎楼面梁和板的钢筋，支楼面梁和板的模板、绑扎楼面梁和板的钢筋，经检验合格后浇注柱梁板的混凝土，并养护；经检验合格后浇注柱梁板的混凝土，并养护；逐层类推完成主体框架施工。逐层类推完成主体框架施工。2 2、半现浇框架、半现浇框架定义：半现浇框架是柱预制、承重梁和连续梁定义：半现浇框架是柱预制、承重梁和连续梁现浇、板预制，或柱和承重梁现浇，板和连系现浇、板预制，或柱和承重梁现浇，板和连系梁预制，组装成型的框架结构。梁预制，组装成型的框架结构。特点：节点构造简单、整体性好；比全现浇框特点：节点构造简单、整体性好；比全现浇框架结构节约模板，比装配式框架节约水泥，经架结构节约模板，比装配式框架节约水泥，经济性能较好。济性能较好。工序：先绑扎柱钢筋、经检验合格后支模；接工序：先绑扎柱钢筋、经检验合格后支模；接着绑扎框架承重梁和连系梁的钢筋，经检验和着绑扎框架承重梁和连系梁的钢筋，经检验和合格后支模板，然后浇筑混凝土；等现浇梁柱合格后支模板，然后浇筑混凝土；等现浇梁柱混凝土达到设计规定的值后，铺设预应力混凝混凝土达到设计规定的值后，铺设预应力混凝土预制板，并按构造要求灌缝做好细部处理工土预制板，并按构造要求灌缝做好细部处理工作。作。3 3、装配整体式框架、装配整体式框架定义：在装配式框架或半现浇框架的基础上，为定义：在装配式框架或半现浇框架的基础上，为了提高原框架的整体性，对楼屋面采用后浇叠合了提高原框架的整体性，对楼屋面采用后浇叠合层，使之形成整体，以达到盖上楼盖整体性的框层，使之形成整体，以达到盖上楼盖整体性的框架结构形式。架结构形式。特点：具有装配式框架施工进度快、也具有现浇特点：具有装配式框架施工进度快、也具有现浇框架整体性好的双重优点，在地震低烈度区应用框架整体性好的双重优点，在地震低烈度区应用较为广泛。较为广泛。工序：在现场吊装梁、柱，浇筑节点混凝土形成工序：在现场吊装梁、柱，浇筑节点混凝土形成框架，或现场现浇混凝土框架梁、柱，在混凝土框架，或现场现浇混凝土框架梁、柱，在混凝土达到设计规定的强度值后，开始铺设预应力混凝达到设计规定的强度值后，开始铺设预应力混凝土空心板，然后在楼屋面浇筑后浇土空心板，然后在楼屋面浇筑后浇 钢筋混凝土整钢筋混凝土整体面层。体面层。4 4、装配式框架、装配式框架定义：指框架结构中的梁、板、柱均为预制构件，定义：指框架结构中的梁、板、柱均为预制构件，通过施工现场吊装、就位、支撑、焊接钢筋，通过施工现场吊装、就位、支撑、焊接钢筋，后后浇节点混凝土所形成的拼装框架结构。浇节点混凝土所形成的拼装框架结构。特点：构件设计定型化、生产标准化、施工机械特点：构件设计定型化、生产标准化、施工机械化程度高，与全现浇框架相比节约模板、施工进化程度高，与全现浇框架相比节约模板、施工进度快、节约劳动力、成本相对较低。但整体性差、度快、节约劳动力、成本相对较低。但整体性差、接头多，预埋件多、焊接节点多，耗钢量大，层接头多，预埋件多、焊接节点多，耗钢量大，层数多、高度大的结构吊装难度和费用都会增加，数多、高度大的结构吊装难度和费用都会增加，由于其整体性差的缺点在大多数情况下已不再使由于其整体性差的缺点在大多数情况下已不再使用。用。二、框架结构的布置二、框架结构的布置1 1、框架结构布置原则、框架结构布置原则结构的平面和立面布置宜简单、规则、整齐结构的平面和立面布置宜简单、规则、整齐 ；尽量统一开间和进深尺寸，统一层高，减少构件尽量统一开间和进深尺寸，统一层高，减少构件类型类型 ；限值结构高宽比，提高结构整体抗侧能力和整体限值结构高宽比，提高结构整体抗侧能力和整体稳定性稳定性 ；充分注重温度应力、混凝土收缩、地基不均匀沉充分注重温度应力、混凝土收缩、地基不均匀沉降对框架结构造成的不良影响；降对框架结构造成的不良影响；如果设计要求设置沉降缝、伸缩缝、抗震缝，要如果设计要求设置沉降缝、伸缩缝、抗震缝，要做到做到“三缝合一三缝合一”。2、柱网与柱高（1）民用建筑 一般柱网以300mm为基本模数，柱距和开间可根据建筑设计的要求确定，同时也要顾及梁柱受力合理、经济可靠等因素。（2）工业建筑 多层钢筋混凝土框架结构工业厂房的柱网和层高是根据生产工艺的要求决定的，厂房布置为跨度组合式和中间过道式（内廊式）两类。3 3、框架结构承重方案、框架结构承重方案（1 1）横向框架承重方案）横向框架承重方案组成：横向承重框架受力体系是由横向承重梁、组成：横向承重框架受力体系是由横向承重梁、柱及基础组成；在房屋纵向各个框架由纵向连系柱及基础组成；在房屋纵向各个框架由纵向连系梁拉结形成空间受力体系。梁拉结形成空间受力体系。内力分析：在竖向荷载作用下，横向框架按多层内力分析：在竖向荷载作用下，横向框架按多层刚架进行内力分析；纵向各层连系梁一般按多跨刚架进行内力分析；纵向各层连系梁一般按多跨连续梁进行分析；在水平风荷载作用下，一般仅连续梁进行分析；在水平风荷载作用下，一般仅对横向框架进行内力分析对横向框架进行内力分析 。特点：由于承重梁在横向布置，房屋结构横向抗特点：由于承重梁在横向布置，房屋结构横向抗侧刚度增加，提高了房屋横向抗震性能。同时，侧刚度增加，提高了房屋横向抗震性能。同时，由于截面高度大的承重梁沿房屋横向布置，室内由于截面高度大的承重梁沿房屋横向布置，室内的采光和通风效果良好。的采光和通风效果良好。（2）纵向框架承重方案组成：由纵向承重梁、柱及基础组成；在房屋横向各个框架由横向连系梁拉结形成空间受力体系。内力分析：在竖向荷载作用下，纵向框架按多层刚架进行内力分析；横向各层仍应按多层刚架进行承载力和变形验算。特点：由于承重梁在纵向布置，房屋结构横向连管道穿行；可以利用截面尺寸较大的纵梁调节纵向发生的地基不均匀沉降带来的影响；楼层净高比横向承重方案的框架要高。（3）纵横向框架承重方案组成：由沿房屋纵、横向布置的承重梁和柱组成纵横向承重框架体系，承担房屋楼屋面及水平方向的荷载影响。内力分析：楼面框架梁在双向布置，双向抗侧移刚度分布比较均匀；屋结构接近正方形，便于充分发挥两方向承重梁的受力性能。特点：房屋结构方向共同承受荷载及地震作用，纵横向受力，刚度在两方向相差不太悬殊；纵横向均有较好的抗震性能。三、框架梁、柱截面尺寸和材料强度三、框架梁、柱截面尺寸和材料强度 1.1.框架梁框架梁（1 1）截面形状）截面形状 梁截面一般为矩形、梁截面一般为矩形、T T形、花篮形、和十字形。框架连形、花篮形、和十字形。框架连系梁的截面形状，一般有矩形、倒系梁的截面形状，一般有矩形、倒L L形、形、T T形和倒形和倒T T形几种。形几种。（2 2）截面尺寸）截面尺寸 根据框架结构中梁的承载力和刚度要求，框架梁的截根据框架结构中梁的承载力和刚度要求，框架梁的截面尺寸可按下列公式计算：面尺寸可按下列公式计算：（3 3）材料强度）材料强度 框架梁的混凝土强度等级不低于框架梁的混凝土强度等级不低于C25C25，一般应在，一般应在C25C40C25C40之间。之间。2.2.框架柱框架柱 （1 1）截面形状）截面形状 框架柱一般多采用矩形，特殊情况下也可框架柱一般多采用矩形，特殊情况下也可T T形、形、L L形、形、十字形等异形截面。十字形等异形截面。（2 2）框架柱截面尺寸）框架柱截面尺寸 框架柱截面尺寸可根据柱承受的竖向荷载预估值，按框架柱截面尺寸可根据柱承受的竖向荷载预估值，按下式计算：下式计算：框架柱截面尺寸应满足下列要求：框架柱截面尺寸应满足下列要求：1 1）柱截面高度不小于）柱截面高度不小于600mm600mm；截面宽度不小于；截面宽度不小于400mm400mm；2 2）柱截面尺寸以）柱截面尺寸以50mm50mm为模数递增或递减为模数递增或递减 3）柱的净高与柱截面长边之比不宜小于4；4）圆柱的直径不宜小于350mm；（3）材料强度 柱内混凝土强度等级不宜低于C25，一般使用C30C50级。纵向受力钢筋宜采用HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500级钢筋。箍筋宜采用HPB300、HRBF335级钢筋。第三节 多层框架结构承受的荷载和计算简图 一、竖向荷载一、竖向荷载 1.1.永久荷载永久荷载 框架结构、建筑及装饰部分自重、管道及固框架结构、建筑及装饰部分自重、管道及固定设备自重共同组成了房屋结构的永久荷载。定设备自重共同组成了房屋结构的永久荷载。2.2.屋面可变荷载屋面可变荷载 施工检修荷载，上人屋面的人群荷载，雪荷施工检修荷载，上人屋面的人群荷载，雪荷载，积灰荷载。载，积灰荷载。3.3.楼面可变荷载楼面可变荷载 (1)(1)民用建筑楼面可变荷载较小，偏于安全地取其民用建筑楼面可变荷载较小，偏于安全地取其满载分布计算。满载分布计算。(2)(2)工业建筑楼面均布可变荷载，工业建筑楼面均布可变荷载，可采用等效均可采用等效均布荷载计算其值。布荷载计算其值。二、水平风荷载二、水平风荷载1.1.风荷载风荷载 2.2.地震作用地震作用三、计算简图三、计算简图1.1.计算单元的确定计算单元的确定 所取的计算单元是从框架结构中部选一榀框架作为研究所取的计算单元是从框架结构中部选一榀框架作为研究对象，假想从该框架相邻开间二分之一处切开，以该框架为对象，假想从该框架相邻开间二分之一处切开，以该框架为主体作为独立的计算单元。主体作为独立的计算单元。2.2.节点的构造节点的构造现浇框架的节点计算时可视为现浇框架的节点计算时可视为刚节点刚节点。顶层端节点梁、柱纵向钢筋在节点内的锚固与搭接顶层端节点梁、柱纵向钢筋在节点内的锚固与搭接现浇框架中柱顶层和梁的连接节点现浇框架中柱顶层和梁的连接节点现浇框架梁上部纵向钢筋在中间层端节点内的锚固现浇框架梁上部纵向钢筋在中间层端节点内的锚固 梁下部纵向钢筋在中间节点或中间支座范围的锚固与搭接梁下部纵向钢筋在中间节点或中间支座范围的锚固与搭接 整体式现浇混凝土框架基础和柱的支座连接方式为固定支整体式现浇混凝土框架基础和柱的支座连接方式为固定支座连接座连接 3.3.跨度与层高的确定跨度与层高的确定 框架梁的跨度取决于支承该梁的柱距大小，框架梁的跨度取决于支承该梁的柱距大小，随着房屋层数增多和高度增加的一定值，对于不随着房屋层数增多和高度增加的一定值，对于不等跨框架跨差不大于等跨框架跨差不大于10%10%时，可按等跨计算。时，可按等跨计算。4.4.框架梁、柱的惯性矩框架梁、柱的惯性矩（1 1）现浇框架）现浇框架 中间框架梁跨中截面（中间框架梁跨中截面（T T形截面）形截面）边框架梁跨中截面（倒边框架梁跨中截面（倒L L形截面）形截面）（2 2）装配整体式框架）装配整体式框架 对中间框架梁跨中截面对中间框架梁跨中截面 边框架梁跨中截面（倒边框架梁跨中截面（倒L L形截面）形截面）5.5.荷载图式的简化荷载图式的简化 水平风荷载可以简化为作用于框架节点处的水平风荷载可以简化为作用于框架节点处的水平集中荷载，并合并于迎风面一侧。水平集中荷载，并合并于迎风面一侧。第四节 多层框架的内力和侧移计算 一、竖向荷载作用下框架内力的近似计算法一、竖向荷载作用下框架内力的近似计算法 1.1.基本假定基本假定 （1 1）框架在竖向荷载作用下侧移很小对内力分析）框架在竖向荷载作用下侧移很小对内力分析影响很小可以忽略不计。影响很小可以忽略不计。（2 2）每层梁上的荷载对其他梁的影响较小，可以）每层梁上的荷载对其他梁的影响较小，可以忽略这种影响。忽略这种影响。2.2.定义定义 为了分析多层框架在竖向荷载作用下的内为了分析多层框架在竖向荷载作用下的内力，假想从每层柱的中部将框架分解为开口框架，力，假想从每层柱的中部将框架分解为开口框架，逐层分析每个开口框架上的内力，依次逐步叠加已逐层分析每个开口框架上的内力，依次逐步叠加已经求出内力的开口框架，就得到了全框架的内力经求出内力的开口框架，就得到了全框架的内力图。这种计算方发称为分层法。图。这种计算方发称为分层法。3.3.步骤步骤 （1 1）将多层框架以每层柱高度的中间为界假想截）将多层框架以每层柱高度的中间为界假想截断，形成多个开口框架，同时假定开口框架远端断，形成多个开口框架，同时假定开口框架远端为固端。为固端。（2 2）用力矩分配法计算每个开口小框架的内力。）用力矩分配法计算每个开口小框架的内力。（3 3）除底层柱外，其他每层柱的线刚度均乘以）除底层柱外，其他每层柱的线刚度均乘以0.90.9的折减系数（底部为的折减系数（底部为0.750.75），相应的弯矩系数就），相应的弯矩系数就变为变为1/31/3，底层柱弯矩传递系数为，底层柱弯矩传递系数为1/21/2。（4 4）分层法计算得到的梁端弯矩即为最后弯矩，）分层法计算得到的梁端弯矩即为最后弯矩，每根柱属于相邻上下两层开口框架的组成部分，每根柱属于相邻上下两层开口框架的组成部分，所以，柱端弯矩要叠加。所以，柱端弯矩要叠加。（5 5）横梁的最后弯矩即为分层计算所得的弯矩；）横梁的最后弯矩即为分层计算所得的弯矩；（6 6）柱的最后弯矩为上、下两相邻开口框架柱的）柱的最后弯矩为上、下两相邻开口框架柱的弯矩叠加。弯矩叠加。二、水平荷载作用下框架内力近似计算方法二、水平荷载作用下框架内力近似计算方法反反弯点法弯点法 多层框架上的水平荷载都简化为节点水平集多层框架上的水平荷载都简化为节点水平集中力，同层内各柱顶的水平位移相同。只要求出中力，同层内各柱顶的水平位移相同。只要求出一榀框架各柱的抗侧移刚度（一榀框架各柱的抗侧移刚度（），其中），其中 各柱的提供的侧移刚度值之和各柱的提供的侧移刚度值之和 就可得知。由于就可得知。由于同层柱相同，所以同层内，每个框架柱承受的水同层柱相同，所以同层内，每个框架柱承受的水平剪切力值就是按其线刚度与同层柱总的线刚度平剪切力值就是按其线刚度与同层柱总的线刚度比值即比值即 关系分配楼层受到的水平剪力的。求关系分配楼层受到的水平剪力的。求得柱反弯点截面的受到的水平剪切力后，当反弯得柱反弯点截面的受到的水平剪切力后，当反弯点高度已知后，便可求得各柱端的弯矩。点高度已知后，便可求得各柱端的弯矩。1 1、基本假定、基本假定（1 1）将水平方向的荷载化为节点集中荷载。）将水平方向的荷载化为节点集中荷载。（2 2）框架底层各柱的反弯点在距柱底部为）框架底层各柱的反弯点在距柱底部为2/32/3柱柱高处，其余各层柱的反弯点在距柱底高处，其余各层柱的反弯点在距柱底1/21/2柱高处。柱高处。（3 3）不考虑框架横梁的压缩变形，不考虑梁柱节）不考虑框架横梁的压缩变形，不考虑梁柱节点的转角，认为梁柱线刚度比为无穷大。点的转角，认为梁柱线刚度比为无穷大。（4 4）楼板在水平面内的刚度无穷大，同层柱顶端）楼板在水平面内的刚度无穷大，同层柱顶端的位移均相同。的位移均相同。2 2、计算方法、计算方法 （1 1）概述）概述 根据上述假定（根据上述假定（3 3）得：同层柱的侧移相等，则各柱）得：同层柱的侧移相等，则各柱的剪力与柱的抗侧移刚度成正比。柱的抗侧移刚度表示当的剪力与柱的抗侧移刚度成正比。柱的抗侧移刚度表示当柱顶产生单位水平位移时（柱顶产生单位水平位移时（u u=1=1），在柱顶需要施加的），在柱顶需要施加的水平力的大小。水平力的大小。根据结构力学知识可知，第根据结构力学知识可知，第i i层第层第j j根柱的抗侧移刚度为：根柱的抗侧移刚度为：则第则第i i层第层第j j根柱的剪力为根柱的剪力为：（2 2）反弯点法的步骤）反弯点法的步骤求求i i层层j j根柱的剪力根柱的剪力利用式（利用式（134134）可得）可得 底层柱由于反弯点高度在距柱底截面处，则反弯点以上柱底层柱由于反弯点高度在距柱底截面处，则反弯点以上柱端弯矩为：端弯矩为：反弯点以下柱端弯矩：反弯点以下柱端弯矩：其他楼层反弯点高度在柱的其他楼层反弯点高度在柱的1/21/2处，则：处，则：如图如图13101310所示，则边节点弯矩的平衡关系为：所示，则边节点弯矩的平衡关系为：中间节点弯矩的平衡关系为：中间节点弯矩的平衡关系为：三、水平荷载作用下框架内力近似计算的三、水平荷载作用下框架内力近似计算的D D值法值法（修正的反弯点法）（修正的反弯点法）1 1、问题的提出、问题的提出 在不规则的框架的梁与柱的线刚度之比小于在不规则的框架的梁与柱的线刚度之比小于3 3时，需要采用时，需要采用D D值法计算内力和侧移。柱的抗侧值法计算内力和侧移。柱的抗侧移刚度不仅与柱的线刚度和框架层高有关，而且移刚度不仅与柱的线刚度和框架层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不是一个还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不是一个定值，它与同一个节点上梁柱线刚度比以及与同定值，它与同一个节点上梁柱线刚度比以及与同一根柱的相连的上下层梁的刚度之比，上下层层一根柱的相连的上下层梁的刚度之比，上下层层高的变化、总层数、该柱所在的楼层位置等多种高的变化、总层数、该柱所在的楼层位置等多种因素有关，同时还与荷载的形式有关。考虑到上因素有关，同时还与荷载的形式有关。考虑到上述各种因素的影响，在计算多层框架内力时，对述各种因素的影响，在计算多层框架内力时，对柱的抗则移刚度需要加以修正，修正后的柱抗侧柱的抗则移刚度需要加以修正，修正后的柱抗侧移刚度用移刚度用 表示，所以这种求解不规则框架表示，所以这种求解不规则框架 内力的方法称为内力的方法称为D D值法又称为修正的反弯点法。值法又称为修正的反弯点法。至于反弯点的位置需要通过计算确定。至于反弯点的位置需要通过计算确定。2 2、修正后的侧移刚度、修正后的侧移刚度D D 在反弯点法中假定梁的线刚度为无穷大，柱的上、下在反弯点法中假定梁的线刚度为无穷大，柱的上、下端均为固端且无转动（只有侧移）。当框架在水平荷载作端均为固端且无转动（只有侧移）。当框架在水平荷载作用下，当节点有转动时，对抗侧移刚度须加以修正。由结用下，当节点有转动时，对抗侧移刚度须加以修正。由结构力学知识得知，当柱两端均转动角时，柱顶产生单位侧构力学知识得知，当柱两端均转动角时，柱顶产生单位侧移时，柱顶的剪力（即抗侧移刚度移时，柱顶的剪力（即抗侧移刚度D D）。）。柱的转动刚度计算公式为：柱的转动刚度计算公式为：当得到柱的抗侧移刚度修正值当得到柱的抗侧移刚度修正值D D之后，与反弯点法相似，之后，与反弯点法相似，同层各柱的剪力为：同层各柱的剪力为：3 3、修正后的柱反弯点高度、修正后的柱反弯点高度 影响柱的反弯点高度比影响柱的反弯点高度比y y的主要因素有以下几点：柱所的主要因素有以下几点：柱所在的楼层位置，框架的总层数及计算层梁柱线刚度比；上、在的楼层位置，框架的总层数及计算层梁柱线刚度比；上、下梁的相对刚度比；上、下层的层高变化情况。下梁的相对刚度比；上、下层的层高变化情况。（1 1）楼层位置的影响及标准反弯点高度比）楼层位置的影响及标准反弯点高度比 是假定框架各层梁的线刚度、柱的线刚度和各层的是假定框架各层梁的线刚度、柱的线刚度和各层的层高都相同时，计算出的反弯点高度比。层高都相同时，计算出的反弯点高度比。（2 2）上、下梁线刚度变化时的反弯点高度比修正值）上、下梁线刚度变化时的反弯点高度比修正值 （3 3）上下层的层高变化时的反弯点高度比修正系数）上下层的层高变化时的反弯点高度比修正系数 、框架柱各层柱修正后的反弯点高度比由式框架柱各层柱修正后的反弯点高度比由式13141314确定，确定，反弯点距柱底截面的高度由式（反弯点距柱底截面的高度由式（13151315）确定。）确定。4 4、计算步聚、计算步聚 多层多跨框架在节点水平力作用影响下，内力计算步多层多跨框架在节点水平力作用影响下，内力计算步骤如下：骤如下：（1 1）柱的侧移刚度）柱的侧移刚度 （2 2）求每层各柱承担的水平剪力）求每层各柱承担的水平剪力（3 3）求柱的反弯点高度。）求柱的反弯点高度。根据计算得到的根据计算得到的 、值，查附录三的表值，查附录三的表11表表4 4求出求出 根据式（根据式（13141314）和式（）和式（13151315）求得）求得 、。（4 4）求柱端弯矩）求柱端弯矩 柱端弯矩可由柱反弯点截面的剪力和反弯点高度求得：柱端弯矩可由柱反弯点截面的剪力和反弯点高度求得：（5 5）任意一节点处，梁端变矩可由节点平衡条件求得，并）任意一节点处，梁端变矩可由节点平衡条件求得，并按梁的线刚度比例关系分配到各梁端，与反弯点法计算公按梁的线刚度比例关系分配到各梁端，与反弯点法计算公式完全一致，即通过式（式完全一致，即通过式（131131）式（式（13111311）求解。）求解。四、水平荷载作用下框架侧移的近似计算四、水平荷载作用下框架侧移的近似计算 1 1、框架侧移的组成、框架侧移的组成 框架在水平荷载作用下的侧移由两部分组成，框架在水平荷载作用下的侧移由两部分组成，即总体剪切侧移和总体弯曲侧移。即总体剪切侧移和总体弯曲侧移。2 2、框架侧移验算的目的、框架侧移验算的目的 一是保证主体结构基本处于弹性受力状态，对一是保证主体结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土构件主要是避免柱出现裂缝；或将混钢筋混凝土构件主要是避免柱出现裂缝；或将混凝土楼面梁等构件的裂缝宽度控制在规范允许的凝土楼面梁等构件的裂缝宽度控制在规范允许的范围内。二是通过验算保证结构具有足够的侧向范围内。二是通过验算保证结构具有足够的侧向刚度和抵抗水平变形的能力。刚度和抵抗水平变形的能力。3 3、框架侧移的近似计算（、框架侧移的近似计算（D D值法）值法）理论分析表明，对于房屋高度理论分析表明，对于房屋高度H H50m50m或高宽比或高宽比H/BH/B4 4的一般框架，弯曲侧移很小，可以忽略不计，侧移主要的一般框架，弯曲侧移很小，可以忽略不计，侧移主要指的剪切总侧移。由前述内容我们知道，第指的剪切总侧移。由前述内容我们知道，第i i层第层第j j根柱的根柱的抗侧移刚度为抗侧移刚度为 ，则第，则第i i层所有柱的总侧移刚便为层所有柱的总侧移刚便为 ，由，由此可计算出第此可计算出第i i层第层第j j根柱上、下节点相对的位移（层间相根柱上、下节点相对的位移（层间相对位移）为：对位移）为：框架顶点总侧应该是各层层间相对位移的和，即：框架顶点总侧应该是各层层间相对位移的和，即：4 4、框架结构层间位移的限值、框架结构层间位移的限值 框架结构楼层层间位移，应满足：框架结构楼层层间位移，应满足：第五节 框架结构的内力组合和杆件设计 一、控制截面和最不利内力一、控制截面和最不利内力 1 1、控制截面及最不利内力的种类、控制截面及最不利内力的种类 控制截面通常是指内力最大，对构件设计起控制作用控制截面通常是指内力最大，对构件设计起控制作用的截面。梁的支座和跨中截面是梁的内力最大的截面也就的截面。梁的支座和跨中截面是梁的内力最大的截面也就是梁的控制截面；柱的上、下截面内力内最大，所以柱的是梁的控制截面；柱的上、下截面内力内最大，所以柱的控制截面在柱的上、下端截面。控制截面在柱的上、下端截面。2 2、最不利内力、最不利内力 梁、柱控制截面上的内力有弯矩梁、柱控制截面上的内力有弯矩MM、剪力和轴力、剪力和轴力N N。在。在不同的内力组合下控制截面的配筋是不一样的，对梁、柱不同的内力组合下控制截面的配筋是不一样的，对梁、柱进行不利内力组合就是要寻求使得各个控制截面配筋最合进行不利内力组合就是要寻求使得各个控制截面配筋最合理、能满足各种情况需要内力组合。理、能满足各种情况需要内力组合。（1 1）梁的最不利内力）梁的最不利内力 对于梁通常只组合支座边沿截面的对于梁通常只组合支座边沿截面的 和和 ，以及跨，以及跨中截面的中截面的 ，这些截面是梁受力最大，最容易出现破坏，这些截面是梁受力最大，最容易出现破坏的截面，也是配筋最多的截面。的截面，也是配筋最多的截面。（2 2）柱的最不利内力）柱的最不利内力 对于框架柱，大偏心受压时，偏心距越大（对于框架柱，大偏心受压时，偏心距越大（MM越大，越大，N N越小）时截面配筋越大；小偏心受压时，纵向压力越小）时截面配筋越大；小偏心受压时，纵向压力N N越大，越大，截面配筋越多。截面配筋越多。3 3、可变荷载的布置、可变荷载的布置 可变荷载的大小、方向和作用位置都是可变的，为此，可变荷载的大小、方向和作用位置都是可变的，为此，在结构设计时我们就必须找出来可变荷载以哪种布置方式在结构设计时我们就必须找出来可变荷载以哪种布置方式作用于在结构时，将使讨论的特定截面内力最大，然后按作用于在结构时，将使讨论的特定截面内力最大，然后按照这种具有规律性的思路找出各个控制截面可变荷载最不照这种具有规律性的思路找出各个控制截面可变荷载最不利内力的布置方式，从而求得各个控制截面最不利内力。利内力的布置方式，从而求得各个控制截面最不利内力。4、可变荷载最不利内力计算的简化方法（1）分跨计算组合法 这种方法是将可变荷载逐层逐跨单独作用于结构上，分别计算结构内力，然后再针对各计算截面去叠加其可能出现的最不利内力。（2 2）最不利荷载布置法）最不利荷载布置法 对于某些特定截面的最不利内力，可根据影响线直接对于某些特定截面的最不利内力，可根据影响线直接确定出产生最不利内力时的可变荷载布置，然后根据这种确定出产生最不利内力时的可变荷载布置，然后根据这种荷载布置求解框架内力。可变荷载布置方法为：本层从该荷载布置求解框架内力。可变荷载布置方法为：本层从该跨开始布置，然后隔跨布置；在上下相邻楼层避开本跨后跨开始布置，然后隔跨布置；在上下相邻楼层避开本跨后隔跨布置。隔跨布置。（3 3）满布荷载法）满布荷载法 对于一般单跨框架及楼面可变荷载不大于对于一般单跨框架及楼面可变荷载不大于5.0kN/5.0kN/的的一般多层框架一般多层框架,把可变荷载与永久荷载同时作用于框架所把可变荷载与永久荷载同时作用于框架所有的梁上进行内力分析，这样求得的内力，支座与考虑可有的梁上进行内力分析，这样求得的内力，支座与考虑可变荷载最不利内力布置时求得的内力非常接近，但框架梁变荷载最不利内力布置时求得的内力非常接近，但框架梁的跨中弯矩却比可变荷载最不利内力布置时求出的弯矩略的跨中弯矩却比可变荷载最不利内力布置时求出的弯矩略微减小，因此，根据结构受力及承受荷载的特点，依据经微减小，因此，根据结构受力及承受荷载的特点，依据经验把满跨布置时求得的弯矩放大验把满跨布置时求得的弯矩放大10%10%20%20%，即乘以，即乘以1.11.11.21.2提高系数作为截面配筋的依据。提高系数作为截面配筋的依据。二、框架杆件设计二、框架杆件设计 1 1、节点弯矩调幅、节点弯矩调幅 框架结构在荷载作用下允许梁出现一定数量的塑性铰，框架结构在荷载作用下允许梁出现一定数量的塑性铰，即结构超静定次数在可控制的前提下允许降低。通常的做即结构超静定次数在可控制的前提下允许降低。通常的做法是适当降低支座弯矩。由于支座弯矩降低，计算得到的法是适当降低支座弯矩。由于支座弯矩降低，计算得到的支座负弯矩钢筋也就随之下降，一是节省了钢筋用量；二支座负弯矩钢筋也就随之下降，一是节省了钢筋用量；二是方便了支座处的钢筋绑扎和混凝土浇注。是方便了支座处的钢筋绑扎和混凝土浇注。对于现浇框架，支座弯矩调幅系数采用对于现浇框架，支座弯矩调幅系数采用0.80.80.90.9。装配整体式框架支座弯矩调幅系数为装配整体式框架支座弯矩调幅系数为0.70.70.80.8。在计算时竖向荷载作用下的梁端弯矩时可以调幅，水平荷在计算时竖向荷载作用下的梁端弯矩时可以调幅，水平荷载作用下的梁端弯矩不能调幅。载作用下的梁端弯矩不能调幅。2 2、荷载效应组合、荷载效应组合 对于非地震区的多层民用房屋，按承载能力对于非地震区的多层民用房屋，按承载能力极限状态验算时，常用的荷载组合有以下两种：极限状态验算时，常用的荷载组合有以下两种：3 3、框架梁设计、框架梁设计对于框架梁正截面抗弯和斜截面抗剪承载力验算，应根据对于框架梁正截面抗弯和斜截面抗剪承载力验算，应根据规范的约定进行计算，配置足够的抗弯纵筋和抗剪腹筋。规范的约定进行计算，配置足够的抗弯纵筋和抗剪腹筋。对于框架梁正常使用极限状态的验算，必须满足裂缝宽度对于框架梁正常使用极限状态的验算，必须满足裂缝宽度和挠度要求。和挠度要求。同时注意规范提出的构造要求。同时注意规范提出的构造要求。4 4、柱的设计、柱的设计 框架柱是受压构件，边柱一般是偏心受压，框架柱是受压构件，边柱一般是偏心受压，在房屋采用等跨的跨度组合式时，中柱为轴心受压在房屋采用等跨的跨度组合式时，中柱为轴心受压构件；中间过道式房屋的边柱和中柱都是偏心受压构件；中间过道式房屋的边柱和中柱都是偏心受压柱柱。（1 1）确定截面类型，柱截面一般采用矩形，）确定截面类型，柱截面一般采用矩形，T T形、十字形、形、十字形、倒倒L L形等。形等。（2 2）明确柱是单向偏心还是双向偏心受压。）明确柱是单向偏心还是双向偏心受压。（3 3）进行框架柱正截面承载力计算。）进行框架柱正截面承载力计算。（4 4）进行框架柱斜截面承载力计算。）进行框架柱斜截面承载力计算。（5 5）大偏心受压时框架柱）大偏心受压时框架柱 时，应进行裂缝宽度验时，应进行裂缝宽度验算。算。（6 6）满足框架柱的其他构造要求。）满足框架柱的其他构造要求。5、构造措施 框架节点是框架梁柱有效连接形成框架结构框架节点是框架梁柱有效连接形成框架结构很重要的组成部分。图很重要的组成部分。图13-1513-15所示为非地震区框架所示为非地震区框架钢筋布置图。钢筋布置图。（1）柱与基础的连接1）插筋的直径、数量和间距均应同柱内纵筋相同；2）插筋一般均应伸入基础底，且从基础顶面算起插筋的锚固长度不小于，基础内需按构造要求设置不少于3道箍筋。3）柱筋与插筋搭接长度应大于等于1.2。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语讲师：XXXXXX XX年XX月XX日