第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十三章 多层钢筋混凝土框架结构,第一节 结构布置与计算简图,第二节 竖向荷载作用下内力的近似计算,分层法,第三节,水平荷载作用下内力的近似计算,反弯点法和D值法,第四节 水平荷载作用下侧移的近似计算,第五节 框架的荷载组合和内力组合,第六节 框架梁柱的截面设计,第七节 现浇框架的一般构造要求,第十三章 多层钢筋混凝土框架结构第一节 结构布置与计算简,1,第一节 结构布置与计算简图,一、柱网布置,二、承重框架的布置,三、结构布置要求,四、截面尺寸的确定,五、结构计算简图,第一节 结构布置与计算简图一、柱网布置,2,一、柱网布置,框架结构的柱网布置既要满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又要使结构受力合理，施工方便。,1、柱网布置应满足生产工艺要求,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，见图13-4。,(1),内廊式柱网常为对称三跨，边跨跨度(房间进深)常为6、 6.6、6.9、7.5、9、12m；中间跨为走廊跨度，常为2.4m、2.7m、3.0m。,(2),等跨式柱网适用于厂房、仓库、商店，其进深常为6m、 7.5m、9m、12m等，柱距常为6m。,(3),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( 5.8+6.2+6.2+5.8 )6.0m、,( 7.5+7.5+12.0+7.5+7.5 )6.0m，( 8.0+12.0+8.0 )6.0m。,一、柱网布置框架结构的柱网布置既要满足生产工艺和建筑平面布置,3,2、柱网布置应满足建筑平面布置的要求,(1),在旅馆、办公楼等民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙,布置相协调。,(2),四行柱三跨框架（15m左右）。,(3),三行柱两跨框架（10m左右）。,(4),开间3.3m4.5m。,3、柱网布置要使结构受力合理,(1),跨度均匀或边跨略小时较合理。,(2),三跨框架比两跨框架内力小，较合理。,4、柱网布置应使施工方便,（对于装配式结构）,(1),构件的最大长度和最大重量，使之满足吊装，运输条件。,(2),构件尺寸的模数化、标准化，以满足工业化生产的要求,现浇框架结构可不受建筑模数和构件标准的限制，但在结构布置时亦应尽量使梁板布置简单规则，以方便施工。,2、柱网布置应满足建筑平面布置的要求(1) 在旅馆、办公楼,4,二、承重框架的布置,承重框架指承受楼面竖向荷载的框架。,1横向框架承重方案,2纵向框架承重方案,3纵横向框架混合承重方案。,实际的框架结构是一个空间受力体系；计算时把实,际框架结构看成纵横两个方向的平面框架。,沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的称,为横向框架。,纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力。,楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式而按不同的方,式传递。,二、承重框架的布置 承重框架指承受楼面竖向荷载的框架。,5,1横向框架承重方案,横向框架承重方案是在横向上布置框架主梁而在纵向上布置连系梁。,有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。,纵向布置较小的连系梁。这也有利于房屋室内的采光与通风。,1横向框架承重方案横向框架承重方案是在横向上布置框架主梁而,6,2纵向框架承重方案,纵向框架承重方案是在纵向上布置框架主梁，,在横向上布置连系梁。,横梁高度较小，有利于设备管线的穿行。,可获得较高的室内净高。,可利用纵向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降。,房屋的横向刚度较差。,进深尺寸受预制板长度的限制。,2纵向框架承重方案纵向框架承重方案是在纵向上布置框架主梁，,7,3纵横向框架混合承重方案,纵横向框架混合承重方案是在两个方向上均布置框架主梁以承受楼面荷载。,纵横向框架混合承重方案具有较好的整体工作性能；,框架柱均为双向偏心受压构件，为空间受力体系，因此也称为空间框架。,3纵横向框架混合承重方案纵横向框架混合承重方案是在两个方向,8,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,9,三、结构布置要求,1、,应设计成双向框架。,2、,抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。,3、,框架梁、柱中心线宜重合。,当梁柱中心线不能重合时，在计算中应考,虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不,利影响，以及梁荷载对柱子的偏心影响；,梁、柱中心线之间的偏心距，不应大于,柱截面在该方向宽度的1/4,；,偏心距大于该方向柱宽的1/4时，可采取,增设梁的水平加腋等措施；,梁的水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足下列,要求：,b,x,/,l,x,1/2 ；,b,x,/,b,b,2/3 ；,b,b,+,b,x,+,x,b,c,/2,设置水平加腋后，仍须考虑梁柱偏心的不利影响。,三、结构布置要求1、应设计成双向框架。,10,4、,结构应受力明确，构造简单。,5、,框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。,框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。,6、,电梯井贴梁柱布置，不得独立。,7、,填充墙应位于框架平面内，并受柱约束。,4、结构应受力明确，构造简单。,11,8、,现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级，按一级抗震等级设计时，不应低于C30；按二四级和非抗震设计时，不应低于C20。,9、,现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40；框架柱的混凝土强度等级，抗震设防烈度为9度时不宜大于C60，抗震设防烈度为8度时不宜大于C70。,10、,抗震设计的框架结构中，当布置少量钢筋混凝土剪力墙时，结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作。,8、现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级，按一级抗震等级设计,12,四、截面尺寸的确定,（一）框架梁的截面尺寸,（二）框架柱的截面尺寸,（三）楼盖结构尺寸,四、截面尺寸的确定（一）框架梁的截面尺寸,13,（一）框架梁的截面尺寸,h,b,=(1/71/15),l,b,(刚度要求),h,b,l,bn,/4,（避免短梁）,b,b,=(1/21/3.5),h,b,b,b,200mm,(构造要求),b,b,b,c,/,2,式中,l,b,、,l,bn,分别为主梁的计算跨度和净跨度,。,梁高也可以按下列经验公式估算：,两端无支托的梁，按弯矩（0.60.8）M,0,来估算梁高；,两端有支托的梁，按弯矩（0.40.6）M,0,来估算梁高。,M,0, 按简支梁计算的跨中最大弯矩。,框架结构纵向连系梁截面高度：,可按,h,b,=(1/141/18),l,b,确定(,l,b,为连系梁计算跨度)。,（一）框架梁的截面尺寸hb=(1/71/15)lb,14,（二）框架柱的截面尺寸,1、最小构造尺寸,矩形截面柱：,h,c,/,b,c,3；,抗震设计时，,b,c,300mm；非抗震设计时，,b,c,250mm；,b,c,(1/151/20),h,；,h,c,400mm。,h,c,(1/151/20),h,（,h,为层高）。,圆形截面柱：,d,c,350mm。,2、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度,f,c,的比值（或指柱考虑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乘积的比值）。即,N,=,N/,(,A,c,f,c,),N,（二）框架柱的截面尺寸1、最小构造尺寸,15,轴压比要求：,N,=,N,/,(,A,c,f,c,),N,A,C, 柱的截面面积，A,c,=b,c,.h,c,；,b,c,、h,c, 柱的截面高度和宽度；其中宜b,c,250mm、h,c,400mm;,N 竖向静、活(考虑活荷载折减)荷载与地震作用组合下的,轴力；,G, 荷载分项系数，可取,G,=1.25；, 计入地震时轴力放大系数，6度设防：,=1.0；,7度设防：,=1.051.1；8度设防：,=1.11.15；,S 柱的负荷面积；,w, 单位面积上的竖向荷载初估值，w=1014kN/m,2,；,n, 柱计算截面以上的楼层数；,N,柱的轴压比限制值,。,轴压比要求：N = N /(Acfc)N,16,3避免出现短柱,H,c0,/,h,c,4,式中:,H,c0,柱的净高。,当柱的净高与柱截面长边(高度)之比小于4时(,H,c0,/,h,c,4) ,容易发生剪切破坏.,4满足抗剪承载力的要求,无地震作用组合时：,V,0.25,c,f,c,bh,0,有地震作用组合时：,V,(0.20,c,f,c,bh,0,)/,RE,c, 混凝土强度影响系数；,RE, 截面承载力抗震调整系数。,3避免出现短柱Hc0/hc4,17,（三）楼盖结构尺寸,框架的楼盖结构（楼板和楼面梁）的尺寸确定。,1.满足常用楼盖类型,2.楼盖结构尺寸初估,（三）楼盖结构尺寸框架的楼盖结构（楼板和楼面梁）的尺寸确定。,18,1常用楼盖类型,（1）梁板式楼盖：,有较好的技术经济指标，楼盖结构占用空间较大，不便布置管线，要求较大的层高。,（2）密肋楼盖：,密肋楼盖多用于跨度大而梁高受限制的情况下。筒体结构的角区楼板也常用双向密肋楼盖。肋距一般为1.01.5m，一般用1.2m较为经济。现浇普通钢筋混凝土密肋板跨度一般不大于9m，预应力混凝土密肋板跨度不大于12m。在使用荷载较大的情况下，采用密肋楼盖可以取得较好的经济技术指标。,（3）无梁楼盖：,当框架结构在使用荷载较大而层高受限制的情况下，可以采用无梁楼盖形式。无梁楼盖还适用于施工场地狭窄、只能升板(升层)法施工的情况。 无梁楼盖宜设柱帽以提高板柱结构的抗水平力性能和防止板的冲切破坏。,1常用楼盖类型（1）梁板式楼盖：有较好的技术经济指标，楼盖,19,（4）非预应力平板：,一般为实心板，跨度不超过7m,。,（5）预应力平板, 预应力空心板,低碳冷拔丝或高强钢丝先张法预应力空心板是目前最大量的楼盖形式，跨度4m以下的短板板厚约为120mm；跨度67m的长板板厚为180mm左右。, 预应力大楼板,板的尺寸与房间大小相同，最大为5m4m，厚130mm，双向布置先张法预应力钢筋。, 预应力叠合板,预应力叠合板由两部分构成，在工厂预制预应力薄板，厚度为5060mm，。叠合部分厚度,为80120mm。, 无粘结预应力现浇平板,（4）非预应力平板： 一般为实心板，跨度不超过7m。,20,2楼盖结构尺寸初估,（1）梁截面尺寸估计,梁截面高度与跨度之比一般为1/81/12，。,梁截面宽度与高度之比一般为1/21/4，且至少比柱宽小50mm。,特殊情况下也可设计宽扁梁，扁梁的宽度不宜大于柱宽。,（2）板厚的估计,单向板的最小厚度要求为：屋面板和民用建筑的楼面板60；工业建筑的楼面板70。,2楼盖结构尺寸初估（1）梁截面尺寸估计,21,表13-1梁截面高度与跨度之比（h,b,l,） 表13-2楼板的厚度与跨度之比（t,l,）,粱的种类,h,b,l,单跨梁,18112,连续梁,112115,扁梁,112118,单向密肋梁,118122,双向密肋梁,122125,悬臂梁,1618,井字梁,115120,框支墙托梁,1517,单跨预应力梁,112118,多跨预应力梁,118120,板的类型,t/,l,单向板,125130,单向连续板,135140,双向板(短边),140145,悬挑板,110112,楼梯平台,130,无粘结预应力板,140,无柱帽无梁板,(重载),130,有柱帽无粱板,(轻载),135,表13-1梁截面高度与跨度之比（hbl） 表13-2,22,五、结构计算简图,1. 计算单元的确定,2. 节点的简化,3. 跨度与层高的确定,4. 构件截面弯曲刚度的计算,5. 荷载计算,五、结构计算简图 1. 计算单元的确定,23,1.计算单元的确定,横向框架,：,一般取中间有代表性的一榀进行分析即可,；,纵向框架,：,作用于纵向框架上的荷载则各不相同，必要时应分别进行计算。,1.计算单元的确定横向框架：一般取中间有代表性的一榀进行分析,24,2.节点的简化,（1）梁柱节点可简化为：,刚接节点、铰接节点和半铰节点。,现浇钢筋混凝土框架刚接节点；,装配式框架铰接节点或半铰节点（预埋钢板在其自身平面外的刚度很小，,难以保证结构受力后梁柱间没有相对转动,）；,装配整体式框架,刚接节点,（,这种节点的刚性不如现浇式框架好，节点处梁端的实际负弯矩要小于计算值,）,。,（2）框架柱脚支座可分为,固定支座和铰支座。,现浇钢筋混凝土柱固定支座；,预制柱杯形基础视构造措施不同分别简化为固定支座和铰支座。,2.节点的简化（1）梁柱节点可简化为：,25,3. 跨度与层高的确定,跨度即取柱子轴线之间的距离（当上下层柱截面尺寸变化时，一般以最小截面的形心线来确定）。,层高(框架柱的长度)即为相应的建筑层高，而底层柱的长度则应从基础顶面算起。,为了简化计算，还可作如下规定：,(1),当框架横梁为坡度i1/8的斜梁时，可简化为水平直杆。,(2),对于不等跨的框架；当各跨跨度相差不大于10时，可简化为等跨框架，计算跨度取原框架各跨跨度的平均值。,(3),当框架横梁为有支托的加腋梁时，如I,m,/I4或h,m,/h1.6，则可不考虑支托的影响，而简化为无支托的等截面梁，I,m,、h,m,为支托端最高截面的惯性矩和高度，I，h为跨中等截面梁的截面惯性矩和高度。,3. 跨度与层高的确定跨度即取柱子轴线之间的距离（当上下层柱,26,4构件截面弯曲刚度的计算,对现浇楼盖,中框架取I=2I,0,，边框架取I=1.5I,0,；,对装配整体式楼盖，中框架取I=1.5I,0,，边框架取,I=1.2I,0,；,这里I,0,为矩形截面梁的截面惯性矩。,对装配式楼盖，则按梁的实际截面计算I。,4构件截面弯曲刚度的计算 对现浇楼盖,中框架取I=2I0，,27,5荷载计算,竖向荷载按结构布置情况导算到承重框架梁上。,建筑物上的总水平荷载（风荷载和水平地震作用）则由变形协调条件，按柱的抗侧刚度分配。,计算荷载可作如下简化：,(1),集中荷载的位置允许移动不超过1/20梁的跨度；,(2),次梁传至主梁的集中荷载，按简支梁反力考虑；,(3),沿框架高度分布作用的风荷载可以简化为框架节点荷载，而略去它对节间的局部弯曲作用。,5荷载计算竖向荷载按结构布置情况导算到承重框架梁上。,28,第二节多层多跨框架在竖向荷载作 用下内力的近似计算 分层法,一、计算假定,二、计算单元选取,三、计算结果处理,第二节多层多跨框架在竖向荷载作,29,一、计算假定,不考虑结构的侧移。,每层梁上的荷载对其它层梁的影响不计：本单元上梁弯距不在其它单元上进行分配计传递,。,活荷载一般按满布考虑，不进行各种不利布置的计算。,除底层外，其它各层柱的线刚度乘以折减系数,0.9,，传递系数取,1/3,。,一、计算假定不考虑结构的侧移。,30,二、计算单元选取,每层框架梁连同上下层柱作为基本计算单元，柱远端按固定端考虑。,二、计算单元选取每层框架梁连同上下层柱作为基本计算单元，柱远,31,三、计算结果处理,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。,一般地，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。如果较大时，可将不平衡弯距再进行一次分配。,在竖向荷载作用下，梁端负弯距较大时，可考虑塑性内力重分布予以降低。,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按简支梁计算的跨中弯距的,50,。,梁端弯距调幅只对竖向荷载进行，水平力作用下的梁端弯距不允许调幅。,三、计算结果处理弯距计算分配完成后，梁端弯距即为梁的平衡弯距,32,第三节,水平荷载作用下内力的近似计算,反弯点法和D值法,（一） 反弯点法,（二） D 值法,第三节 水平荷载作用下内力的近似计算 反弯点,33,（一） 反弯点法,一、基本假定,二、反弯点高度,三、侧移刚度,四、计算步骤,五、反弯点法的适用条件,（一） 反弯点法一、基本假定,34,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,35,一、基本假定,梁柱线刚度比较大(,i,b,/i,c,5）时，节点转角很小，可忽略不计，即,0,。,不考虑柱子的轴向变形，故同层各节点水平位移相等。,底层柱与基础固接，线位移与角位移均为0。,一、基本假定梁柱线刚度比较大(ib/ic5）时，节点转角很,36,二、反弯点高度,反弯点高度y是指反弯点至柱下端的距离。,对于上层各柱，假定反弯点在柱中点。即y,i,=h,i,/2 (,i,=2,3,n)。,对于底层柱，由于底端固定而上端有转角，反弯点向上移，通常假定反弯点在距底端2h,1,3处(y,1,= 2h,1,/3)。,二、反弯点高度反弯点高度y是指反弯点至柱下端的距离。,37,三、柱的侧移刚度 d,当梁的线刚度比柱的线刚度大得多时(如,i,b,/i,c,5)，可近似认为结点转角均为零。柱的剪力与水平位移的关系为：,侧移刚度d, 柱上下两端相对有单位侧移(,=1,),时柱中产生的剪力，即：,三、柱的侧移刚度 d当梁的线刚度比柱的线刚度大得多时(如ib,38,四、计算步骤,确定柱反弯点高度,计算柱反弯点处的剪力,计算柱端弯矩,计算梁端弯矩,求其它内力,四、计算步骤确定柱反弯点高度,39,2.计算柱反弯点处的剪力,求出任一楼层的层总剪力，在该楼层各柱之间的分配,。,（1）框架的层间总剪力,V,pj,设框架结构共有n层，外荷载（F,i,）在第j层产生的层间总剪力,V,pj,为：,式中,F,i,作用在框架第,i,层节点处的水平力,。,2.计算柱反弯点处的剪力求出任一楼层的层总剪力，在该楼层各,40,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,41,（2）层间总剪力,V,pj,在同层各柱间的分配,设框架共有n层，第j层内有m个柱子，各柱剪力为V,jl,、V,j2,、V,ji,， V,jm,，根据层剪力平衡的条件有：,式中：,V,ji,第j层第i柱所承受的剪力；,m第j层内的柱子数：,d,ji,第j层第i柱的侧移刚度；,V,Pj,第j层的层剪力,。,（2）层间总剪力Vpj在同层各柱间的分配设框架共有n层，第j,42,3. 计算柱端,弯矩,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：,M,ji,上,=,M,ji,下,=,V,ji,h,j,/,2,（j=2,3,n；i=1,2,m）,底层柱：上端弯矩,M,1,i,上,=,V,1,i,h,1,/,3,下端弯矩,M,1,i,下,=2,V,1,i,h,1,/,3,（i=1,2, ,m）,3. 计算柱端弯矩 各柱端弯矩由该柱剪力和反弯点高度计算。,43,4.,计算梁端弯矩,梁端弯矩可由节点平衡条件和变形协调条件求得。,（,1,）,边节点:,M,j,=M,j,上,+,M,j,下,（2）中间节点：,4. 计算梁端弯矩 梁端弯矩可由节点平衡条件和变形协调条件求,44,5.,求其它内力,由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的剪力；,由梁的剪力，根据结点的平衡条件，可求出柱的轴力。,小结：,归纳起来，反弯点法的计算步骤如下：,(1),多层多跨框架在水平荷载作用下，当(,i,b,i,c,5)时，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，计算柱端弯矩。,(4),根据结点平衡条件和变形协调条件计算梁端弯矩。,5.求其它内力由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的剪,45,五、反弯点法的适用条件,梁柱线刚度之比值大于3(,i,b,i,c,5)；,各层结构比较均匀（求d时两端固定，反弯点在柱中点）。,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减小，反弯点法的误差较大。,对于规则框架，反弯点法十分简单；对于横梁不贯通全框架的复式框架，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。,五、反弯点法的适用条件 梁柱线刚度之比值大于3(ibic,46,（二） D 值法,反弯点法在考虑柱侧移刚度d时，,假设横梁的线刚度无穷大（结点转角为0），,对于层数较多的框架，梁柱相对线刚度比较接近，甚至有时柱的线刚度反而比梁大。,反弯点法计算反弯点高度y时，,假设柱上下结点转角相等，,这样误差也较大。,1933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D表示，故称为,D值法,。,D值法也要解决两个主要问题：确定柱侧移刚度和反弯点高度。,（二） D 值法反弯点法在考虑柱侧移刚度d时，假设横梁的线刚,47,一、修正后柱侧移刚度D值的计算,1、影响柱侧移刚度的因素,柱本身的线刚度,i,c,；,结点约束（上、下层横梁的刚度,i,b,）；,楼层位置（剪力及分布）。,2、基本假定,（对图中12柱）,(1),柱12及与其上下相邻的柱的线刚度均为i,c,；,(2),柱12及与其上下相邻的柱的层间位移相等即,1,=,2,=,3,=；,(3),各层梁柱结点转角相等，即：,1,=,2,=,3,；,(4),与柱12相交的横梁线刚度分别为i,1, i,2,。,一、修正后柱侧移刚度D值的计算1、影响柱侧移刚度的因素,48,3、柱侧移刚度D值,柱的侧移刚度，定义与d值相同，但D值与位移,和转角,均有关。,由：,柱侧移刚度修正系数，反映梁柱刚度比对柱侧,移刚度的影响。见表13-3。,3、柱侧移刚度D值,49,二、柱反弯点处的剪力,有了D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：,二、柱反弯点处的剪力有了D值以后，与反弯点法类似，假定同一楼,50,三、确定柱反弯点高度比,影响柱反弯点高度的主要因素是柱上下端的约束条件。,当两端固定或两端转角完全相等时，反弯点在中点（,j-1,j,，M,j-1,M,j,）。,两端约束刚度不相同时，两端转角也不相等，,j,j-i,，,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。,当一端为铰结时(支承转动刚度为0)，弯矩为0，即反弯点与该端铰重合。,三、确定柱反弯点高度比影响柱反弯点高度的主要因素是柱上下端的,51,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,52,1、影响柱反弯点位置的因素柱两端约束刚度,影响柱两端约束刚度的主要因素是：,(1),结构总层数及该层所在位置。,(2),梁柱线刚度比。,(3),荷载形式。,(4),上层与下层梁刚度比。,(5),上、下层层高变化。,1、影响柱反弯点位置的因素柱两端约束刚度影响柱两端约束,53,2、柱反弯点位置确定,反弯点高度比,反弯点到柱下端距离与柱全高的比值,。,（1）柱标准反弯点高度比,0,0,标准框架（各层等高、各跨相等、各层梁和柱线刚度不变的多层框架）在水平荷载作用下求得的反弯点高度比。,标准反弯点高度比的值,0,已制成表格。,根据框架总层数n及该层所在楼层j以及梁柱线刚度比K值，可从表中查得标准反弯点高度比,0,。,2、柱反弯点位置确定反弯点高度比 反弯点到柱下端距离,54,（2）上下梁刚度变化的影响修正值,1,当某柱的上梁与下梁的刚度不等，反弯点位置有变化，应将,0,加以修正，修正值为,1,。,当,i,1,+,i,2,i,3,+,i,4,时，令,l,=(,i,1,+,i,2,)(,i,3,+,i,4,) 1，根据,1,和K值附表21中查出,1,，这时反弯点应向上移，,l,取正值。,当,i,1,+,i,2,i,3,+,i,4,时，令,1,(,i,3,+,i,4,)(,i,1,+,i,2,)，仍由,1,和K值从附表21中查出,1,，这时反弯点应向下移，,l,取负值。,对于底层柱，不考虑,1,修正值。,（2）上下梁刚度变化的影响修正值1 当某柱的上梁与下梁,55,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,56,（3）上下层高度变化的影响修正值,2,和,3,层高有变化时，反弯点也有移动。令上层层高和本层层高之比h,上,h=,2,，由,2,、K可查,附表22,得修正值,2,。当,2,1时，,2,为正值，反弯点向上移。当,2,1时，,2,为负值，反弯点向下移。,令下层层高和本层层高之比h,下,h,3,，由,3,、K可查附表22得修正值,3,。当,3,1时，,2,为负值，反弯点向下移。当,3,1时，,2,为正值，反弯点向上移。,（3）上下层高度变化的影响修正值2和3层高有变化时,57,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,58,（4）修正后柱的反弯点高度比,各层柱的反弯点高度比由下式计算：,=,0,+,1,+,2,+,3,各层柱的反弯点高度为：,y=,h,=(,0,+,1,+,2,+,3,),h,柱反弯点位置及剪力确定后，其余计算与反弯点法相同。,（4）修正后柱的反弯点高度比各层柱的反弯点高度比由下式计算,59,第四节 水平荷载作用下侧移的近似计算,一、侧移分类,二、框架的变形特点,三、框架变形的计算,第四节 水平荷载作用下侧移的近似计算一、侧移分类,60,一、侧移分类,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形状不同。,由剪力引起的变形 剪切型：,愈到底层，相邻两点间的相对变形愈大，当q向右时，曲线凹向左。,由弯矩引起的变形 弯曲型：,愈到顶层，相邻两点间的相对变形愈大，当q向右时，曲线凹向右。,一、侧移分类一根悬臂柱在均布荷载作用下，由弯矩作用和剪力作用,61,第十三章多层钢筋混凝土框架结构修课件,62,二、框架的变形特点,梁柱杆件弯曲产生的侧移，与悬臂柱剪切变形的曲线形状相似称为剪切型变形曲线。,柱轴向变形形成的侧移曲线，与悬臂柱弯曲变形形状相似,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。,二、框架的变形特点梁柱杆件弯曲产生的侧移，与悬臂柱剪切变形的,63,三、框架变形的计算,1.梁柱弯曲变形产生的侧移,用D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剪力；当已知框架结构第j层所有柱的D,ij,值及层剪力V,pj,后，可得近似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。顶点侧移即所有层(n层)层间侧移之总和。,三、框架变形的计算1.梁柱弯曲变形产生的侧移,64,2. 柱轴向变形产生的侧移,一般当H50m，或H/B4时，要计算柱轴向变形产生的侧移。,一般框架在水平荷载作用下，只有两根边柱轴力(一拉一压)较大，中柱轴力很小。,2. 柱轴向变形产生的侧移 一般当H50m，或H,65,第五节 框架的荷载组合和内力组合,一、控制截面及最不利内力类型,二、荷载组合,三、竖向活荷载的最不利布置,四、风载及水平地震作用布置,五、内力调整,第五节 框架的荷载组合和内力组合一、控制截面及最不利内力类型,66,一、控制截面及最不利内力类型,1、梁,两端支座截面,最大负弯矩及最大剪力；,在水平荷载作用下，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。,跨中截面最大正弯矩。,2、柱, 控制截面为上、下两个端截面,柱子多设计成对称配筋。要考虑下述四种可能组合：,(1),|M|,max,及相应的N；,(2),N,max,及相应的M；,(3),N,min,及相应的M。,(4),|M|比较大(不是绝对最大)，但N比较小或N比较大（不是绝,对最小或绝对最大）。,柱子还要组合最大剪力V,max,。,一、控制截面及最不利内力类型1、梁,67,二、荷载组合,1、荷载类型有：,恒荷载、活荷载、风荷载等。,2、荷载组合形式有：,(1),恒荷载+活荷载或恒荷载+风荷载；,(2),恒荷载+0.9（活荷载+风荷载）。,二、荷载组合1、荷载类型有：恒荷载、活荷载、风荷载等。,68,三、竖向活荷载的最不利布置,1恒载, 全部作用在结构上。,2活载,计算机计算,逐层逐跨单独布置。,简化计算,活荷载一次性布置，即满布计算内力，为了安全起见，可以把框架梁的弯矩乘以1.11.2的放大系数。,活荷载分跨布置。,三、竖向活荷载的最不利布置1恒载 全部作用在结构上。,69,四、风载及水平地震作用布置,沿某方向的正、反（左、右）两个方向作用。,四、风载及水平地震作用布置沿某方向的正、反（左、右）两个,70,1,由弹性静力计算得到的内力需要,先进行局部调整，,然后进行内力组合,。,2,竖向荷载下框架梁弯矩塑性调幅,降低支座负弯矩，以减少配筋面积,。,对于现浇框架，0.80.9（调幅系数）；,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原因，节点可能产生变形。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,10,，再考虑梁端允许出现塑性铰）,。,跨中弯矩,乘以1.11.2增大系数；,。,调幅后各弯矩满足以下要求：,M,0,0.5M,0.5(M,1,+M,2,)+M,0,M,M,为调整后的弯矩；M为按简支计算的该梁跨中弯矩。,五、内力调整,1由弹性静力计算得到的内力需要先进行局部调整，五、内力调整,71,第六节 框架梁柱的截面设计,一、框架梁,受弯构件,承载能力的计算（正截面、斜截面）；,正常使用的计算；,构造要求。,二、框架柱,偏心受压构件,（单向偏心、双向偏心）,承载能力的计算（正截面、斜截面）；,正常使用的计算；,构造要求。,第六节 框架梁柱的截面设计一、框架梁,72,第七节 现浇框架的一般构造要求,一、一般要求,1材料：,混凝土C20，钢筋：纵筋HRB400、HRB335；,箍筋HPB235、HRB335。,2混凝土保护层：,梁混凝土保护层25，柱混凝土保护层,30钢筋。,3配筋形式：,梁一般不采用弯起钢筋抗剪，柱一般采用对,称配筋。,4其它构造要求：,梁同一般受弯构件，柱同一般受压构件。,第七节 现浇框架的一般构造要求一、一般要求,73,1梁与柱连接,(1),中间层端节点,(2),中间层中间节点,(3),顶,层中间节点,(4),顶,层端节点,(5),节点内水平箍筋,2上下柱连接,二、连接构造,1梁与柱连接二、连接构造,74,xiexie!,谢谢！,xiexie!谢谢！,75,