第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 了解框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用范圍；了解框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用范圍； 熟悉框架結(jié)構(gòu)的布置原則與方法熟悉框架結(jié)構(gòu)的布置原則與方法； 掌握框架結(jié)構(gòu)在豎向和水平荷載作用下的掌握框架結(jié)構(gòu)在豎向和水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法內(nèi)力計(jì)算方法； 掌握框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合原則與方法；掌握框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合原則與方法； 熟悉框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移驗(yàn)熟悉框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移驗(yàn) 算方法；算方法； 熟悉梁、柱的配筋計(jì)算和構(gòu)造要求。熟悉梁、柱的配筋計(jì)算和構(gòu)造要求。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置 梁、柱尺寸及計(jì)算簡(jiǎn)圖梁、柱尺寸及計(jì)算簡(jiǎn)圖12層層310層層10層

2、或?qū)踊?8m房屋按高度和層數(shù)分類房屋按高度和層數(shù)分類低層低層多層多層高層高層框架結(jié)構(gòu)的定義框架結(jié)構(gòu)的定義 框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱以剛接或鉸接相連而構(gòu)成的承框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱以剛接或鉸接相連而構(gòu)成的承受豎向和水平荷載的承重體系。受豎向和水平荷載的承重體系。3.1.1 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在豎向荷載和水平荷載共同作用下，框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件都將在豎向荷載和水平荷載共同作用下，框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件都將產(chǎn)生內(nèi)力和變形?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成：由水平產(chǎn)生內(nèi)力和變形。框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成：由水平力引起的樓層剪力使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)力引起的樓層剪

3、力使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形的整體剪切變形us（shear deformation）；由水平力引起的傾覆；由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱壓縮），力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱壓縮），形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形ub（bending deformation）。）。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。切變形，整體彎曲變形的影響很小。（框架結(jié)構(gòu)的變形型式為（框架結(jié)構(gòu)的變形型式為剪切型）剪切型）框架結(jié)構(gòu)的

4、受力特點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輕巧；輕巧； 整體性好；整體性好； 可形成大空間；可形成大空間； 施工方便；施工方便； 較為經(jīng)濟(jì)。較為經(jīng)濟(jì)。框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抵抗水平荷載能力差抵抗水平荷載能力差； 側(cè)向剛度小，側(cè)移大側(cè)向剛度小，側(cè)移大 ； 受地基的不均勻沉降影受地基的不均勻沉降影響大響大 ?？蚣芙Y(jié)構(gòu)受力框架結(jié)構(gòu)受力變形動(dòng)畫演示變形動(dòng)畫演示第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)房屋

5、的最大適用高度和最大高寬比非抗震非抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度7度8度（0.2g) 8度（0.3g)9度高度限值706050403524高寬比限值5432第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則滿足使用要求，并盡可能與建筑的平、立剖面滿足使用要求，并盡可能與建筑的平、立剖面劃分相一致；劃分相一致；滿足人防、消防要求，使水、暖、電各專業(yè)的滿足人防、消防要求，使水、暖、電各專業(yè)的布置能有效地進(jìn)行；布置能有效地進(jìn)行；結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱；結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱；結(jié)構(gòu)的受力要明確；結(jié)構(gòu)的受力要明確；非承重隔墻宜采用輕質(zhì)材料

6、；非承重隔墻宜采用輕質(zhì)材料；構(gòu)件類型、尺寸的規(guī)格要盡量減少。構(gòu)件類型、尺寸的規(guī)格要盡量減少。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好好差差平面布置平面布置第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好好差差豎向布置豎向布置 妥善地處理溫度、妥善地處理溫度、 地基不均勻沉降地基不均勻沉降 以及地震等因素以及地震等因素 對(duì)建筑的影響；對(duì)建筑的影響； 施工簡(jiǎn)便；施工簡(jiǎn)便； 經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)合理。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n 結(jié)構(gòu)布置的方法結(jié)構(gòu)布置的方法 框架結(jié)構(gòu)布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網(wǎng)布置）和選擇結(jié)構(gòu)承重方案

7、，這些均必須滿足建筑平面及使用布置）和選擇結(jié)構(gòu)承重方案，這些均必須滿足建筑平面及使用要求，同時(shí)也須使結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡(jiǎn)單。要求，同時(shí)也須使結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡(jiǎn)單。 框架結(jié)構(gòu)的承重方案框架結(jié)構(gòu)的承重方案 1 1）橫向框架承重橫向框架承重。 主梁沿房屋橫向布置，板和連系梁沿房屋縱向布置。主梁沿房屋橫向布置，板和連系梁沿房屋縱向布置。 2 2）縱向框架承重縱向框架承重。 主梁沿房屋縱向布置，板和連系梁沿房屋橫向布置。主梁沿房屋縱向布置，板和連系梁沿房屋橫向布置。 3 3）縱、橫向框架承重縱、橫向框架承重。 房屋的縱、橫向都布置承重框架房屋的縱、橫向都布置承重框架 ，樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋

8、。樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橫向布置橫向布置 房屋橫向房屋橫向剛度大，剛度大，側(cè)移??；側(cè)移?。粰M梁高度橫梁高度大，室內(nèi)大，室內(nèi)有效凈空有效凈空小。小。非抗震時(shí)非抗震時(shí)使用使用橫向承重橫向承重第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)連系梁截面連系梁截面較小，框架較小，框架梁截面尺寸梁截面尺寸大，室內(nèi)有大，室內(nèi)有效凈空高；效凈空高；對(duì)縱向地基對(duì)縱向地基不均勻沉降不均勻沉降較有利；較有利；房屋橫向剛房屋橫向剛度小，側(cè)移度小，側(cè)移大。大?？v向布置縱向布置 縱向承重縱向承重第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體性好，整體性好，受力好

9、；受力好；適用于整適用于整體性要求體性要求 較高和樓較高和樓面荷載較面荷載較 大的情況。大的情況。雙向布置雙向布置 雙向承重雙向承重第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.21. 框架梁框架梁n框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算l0 梁的計(jì)算跨度；梁的計(jì)算跨度；hb 梁的截面高度；梁的截面高度；bb 梁的截面寬度。梁的截面寬度。一般情況下一般情況下：梁凈跨與截面高度梁凈跨與截面高度之比不宜小于之比不宜小于4梁的截面寬度不梁的截面寬度不宜小于宜小于200mm為了防止梁發(fā)生剪為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，切脆性破壞，hb不不宜大于宜大于1/4凈跨。凈跨。為了保證梁的側(cè)向?yàn)榱吮ＷC梁的側(cè)

10、向穩(wěn)定性，梁截面的穩(wěn)定性，梁截面的高寬比（高寬比（hb/bb）不）不宜大于宜大于4。梁凈跨與截面高度梁凈跨與截面高度之比不宜小于之比不宜小于4梁的截面寬度不梁的截面寬度不宜小于宜小于200mm3.1.2 框架結(jié)構(gòu)梁柱截面尺寸及計(jì)算簡(jiǎn)圖框架結(jié)構(gòu)梁柱截面尺寸及計(jì)算簡(jiǎn)圖第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了降低樓層高度，可將梁設(shè)計(jì)成寬度較大而高度較小為了降低樓層高度，可將梁設(shè)計(jì)成寬度較大而高度較小的扁梁，扁梁的截面高度可按的扁梁，扁梁的截面高度可按 (1/251/18)lb估算。扁梁的截估算。扁梁的截面寬度面寬度b（肋寬）與其高度（肋寬）與其高度h的比值的比值b/h不宜超過不宜超過3。扁

11、梁第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n框架梁線剛度框架梁線剛度Ec 混凝土彈性模量；混凝土彈性模量；I 框架梁截面慣性矩，見表框架梁截面慣性矩，見表1；l 框架梁的跨度?？蚣芰旱目缍取Ｊ街惺街校毫航孛鎽T性矩梁截面慣性矩第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表表1 框架梁慣性矩取值框架梁慣性矩取值樓板類型樓板類型邊框架梁邊框架梁中框架梁中框架梁現(xiàn)澆樓板現(xiàn)澆樓板I=1.5I0I=2.0I0裝配整體式樓板裝配整體式樓板I=1.2I0I=1.5I0裝配式樓板裝配式樓板I=I0I=I0注：注： I0為梁按矩形截面計(jì)算的慣性矩，為梁按矩形截面計(jì)算的慣性矩， 。30121bhI 第三章第

12、三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁截面慣性矩梁截面慣性矩 在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算中，與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算中，與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為框架梁的翼緣，每一側(cè)翼緣的有效寬度可取至板厚的框架梁的翼緣，每一側(cè)翼緣的有效寬度可取至板厚的6倍；倍；裝配整體式樓面視其整體性可取等于或小于裝配整體式樓面視其整體性可取等于或小于6倍；無現(xiàn)澆面倍；無現(xiàn)澆面層的裝配式樓面，樓板的作用不予考慮。設(shè)計(jì)中，為簡(jiǎn)化計(jì)層的裝配式樓面，樓板的作用不予考慮。設(shè)計(jì)中，為簡(jiǎn)化計(jì)算，也可按下式近似確定梁截面慣性矩算，也可按下式近似確定梁截面慣性矩I：0II第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層建筑

13、多層建筑：hi 第第i層層高；層層高；hc 柱截面高度；柱截面高度；bc 柱截面寬度。柱截面寬度。框架柱的截面邊長(zhǎng)不宜框架柱的截面邊長(zhǎng)不宜小于小于250 mm，抗震時(shí)不，抗震時(shí)不宜小于宜小于300mm，圓柱的，圓柱的截面直徑不宜小于截面直徑不宜小于350 mm，剪跨比宜大于，剪跨比宜大于2截 面 的 高 寬截 面 的 高 寬比不宜大于比不宜大于32. 框架柱框架柱n框架柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算為避免柱產(chǎn)生剪為避免柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高切破壞，柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比與截面長(zhǎng)邊之比宜大于宜大于4第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層建筑：高層建筑：N=（1.11.2）Nv N 柱

14、中軸向力。柱中軸向力。Nv 柱支承的樓面荷載面積上豎向荷載產(chǎn)生的軸向柱支承的樓面荷載面積上豎向荷載產(chǎn)生的軸向 力設(shè)計(jì)值。可近似將樓面板沿柱軸線之間的中力設(shè)計(jì)值?？山茖敲姘逖刂S線之間的中 線劃分，恒載和活載的分項(xiàng)系數(shù)均取線劃分，恒載和活載的分項(xiàng)系數(shù)均取1.25，或，或 近似取近似取1214 kN/m2進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。fc 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?；炷凛S心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ec 混凝土彈性模量；混凝土彈性模量；I 框架柱截面慣性矩?？蚣苤孛鎽T性矩。n框架柱線剛度框架柱線剛度第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖框

15、架計(jì)算簡(jiǎn)圖框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n計(jì)算單元的選取計(jì)算單元的選取計(jì)算單元選取計(jì)算單元選取第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖實(shí)際結(jié)構(gòu)實(shí)際結(jié)構(gòu)l01l02計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變截面柱或者具有懸挑部分時(shí)框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖變截面柱或者具有懸挑部分時(shí)框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2 框架內(nèi)力分析框架內(nèi)力分析 2. 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1）豎向荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移較小，

16、若不計(jì)側(cè)移，即）豎向荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移較小，若不計(jì)側(cè)移，即按照無側(cè)移計(jì)算，對(duì)框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響不大；按照無側(cè)移計(jì)算，對(duì)框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響不大；2）當(dāng)整個(gè)框架僅在某一層橫梁上受有豎向荷載時(shí)，則直接承）當(dāng)整個(gè)框架僅在某一層橫梁上受有豎向荷載時(shí)，則直接承受荷載的框架梁及與之相連的上下層框架柱端的彎矩較大，受荷載的框架梁及與之相連的上下層框架柱端的彎矩較大，其他各層梁柱的彎矩均很小，且距離直接承受荷載的框架梁其他各層梁柱的彎矩均很小，且距離直接承受荷載的框架梁越遠(yuǎn)，框架梁柱的彎矩越小。越遠(yuǎn)，框架梁柱的彎矩越小。 1. 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法3.

17、2.1豎向荷載作用下內(nèi)力近似計(jì)算豎向荷載作用下內(nèi)力近似計(jì)算分層法分層法第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 分層法的基本假定及計(jì)算簡(jiǎn)圖分層法的基本假定及計(jì)算簡(jiǎn)圖在豎向荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移忽略不計(jì)，則按節(jié)在豎向荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移忽略不計(jì)，則按節(jié)點(diǎn)無側(cè)移進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；點(diǎn)無側(cè)移進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；每層梁上的荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產(chǎn)每層梁上的荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產(chǎn)生生彎矩彎矩，不在其余層梁和其余層柱上產(chǎn)生，不在其余層梁和其余層柱上產(chǎn)生彎矩彎矩。 根據(jù)以上假定，多、高層框架可分層作為若干個(gè)彼此根據(jù)以上假定，多、高層框架可分層作為若干個(gè)彼此互不關(guān)聯(lián)的且柱

18、端為完全固定的簡(jiǎn)單剛架近似計(jì)算?；ゲ魂P(guān)聯(lián)的且柱端為完全固定的簡(jiǎn)單剛架近似計(jì)算。簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單剛架可用彎矩分配法計(jì)算。剛架可用彎矩分配法計(jì)算。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分層法計(jì)算示意圖分層法計(jì)算示意圖第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）將多層框架沿高度分成若干單層無側(cè)移的將多層框架沿高度分成若干單層無側(cè)移的敞口框架敞口框架，每個(gè)敞口框架包括本層梁和與之相連的上、下層柱。梁上作每個(gè)敞口框架包括本層梁和與之相連的上、下層柱。梁上作用的荷載、各層柱高及梁跨度均與原結(jié)構(gòu)相同。用的荷載、各層柱高及梁跨度均與原結(jié)構(gòu)相同。每層梁上的每層梁上的荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產(chǎn)

19、生彎矩，不在其荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產(chǎn)生彎矩，不在其他層梁和其他層柱上產(chǎn)生彎矩。他層梁和其他層柱上產(chǎn)生彎矩。（2）由于除底層外上層各柱的柱端實(shí)際為彈性固定，計(jì)由于除底層外上層各柱的柱端實(shí)際為彈性固定，計(jì) 算簡(jiǎn)圖中假定為完全嵌固，這樣會(huì)使柱的彎曲變形有所減小，算簡(jiǎn)圖中假定為完全嵌固，這樣會(huì)使柱的彎曲變形有所減小，為減少計(jì)算誤差，除底層柱外，其余各層柱的線剛度乘以為減少計(jì)算誤差，除底層柱外，其余各層柱的線剛度乘以0.9的修正系數(shù)。的修正系數(shù)。4. 分層法的計(jì)算要點(diǎn)分層法的計(jì)算要點(diǎn)第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)線剛度修正線剛度修正第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)

20、構(gòu)設(shè)計(jì)（3）如用彎矩分配法計(jì)）如用彎矩分配法計(jì)算各算各敞口框架敞口框架的桿端彎矩，的桿端彎矩，在計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)周圍各桿在計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)周圍各桿件的彎矩分配系數(shù)時(shí)，應(yīng)件的彎矩分配系數(shù)時(shí)，應(yīng)采用修正后的柱線剛度計(jì)采用修正后的柱線剛度計(jì)算；算；并且底層柱和各層梁并且底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取的傳遞系數(shù)均取1/2，其，其他各層柱的傳遞系數(shù)改用他各層柱的傳遞系數(shù)改用1/3。傳遞系數(shù)修正傳遞系數(shù)修正第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5. 分層法的計(jì)算步驟分層法的計(jì)算步驟（1）畫出分層框架計(jì)算簡(jiǎn)圖。）畫出分層框架計(jì)算簡(jiǎn)圖。（2）計(jì)算框架梁柱的線剛度，）計(jì)算框架梁柱的線剛度，注意除底層柱外的其余各層

21、柱線剛注意除底層柱外的其余各層柱線剛度應(yīng)乘以折減系數(shù)度應(yīng)乘以折減系數(shù)0.9。（3）用無側(cè)移框架的計(jì)算方法（如彎矩分配法）計(jì)算各）用無側(cè)移框架的計(jì)算方法（如彎矩分配法）計(jì)算各敞口框架敞口框架的桿端彎矩。的桿端彎矩。（4）確定框架的梁、柱端最終彎矩：）確定框架的梁、柱端最終彎矩：框架梁端彎矩和底層柱端彎框架梁端彎矩和底層柱端彎矩即為其最后的彎矩值；而其余各層柱屬于上、下兩層，所以每一矩即為其最后的彎矩值；而其余各層柱屬于上、下兩層，所以每一柱端的最終彎矩值需將上、下層計(jì)算所得的彎矩值相加柱端的最終彎矩值需將上、下層計(jì)算所得的彎矩值相加。在上、下。在上、下層柱端彎矩值相加后，將引起新的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩

22、，如果其值偏大，層柱端彎矩值相加后，將引起新的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩，如果其值偏大，可將這些節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩反號(hào)后在近端再作一次彎矩分配，此時(shí)除可將這些節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩反號(hào)后在近端再作一次彎矩分配，此時(shí)除對(duì)底層各柱支承端外，其余梁柱均不作傳遞。對(duì)底層各柱支承端外，其余梁柱均不作傳遞。（5）在桿端彎矩求出后，可用靜力平衡條件計(jì)算梁端剪力及梁跨）在桿端彎矩求出后，可用靜力平衡條件計(jì)算梁端剪力及梁跨中彎矩；由逐層疊加柱上的豎向荷載（包括節(jié)點(diǎn)集中力、柱自重等）中彎矩；由逐層疊加柱上的豎向荷載（包括節(jié)點(diǎn)集中力、柱自重等）和與之相連的梁端剪力，即得柱的軸力。和與之相連的梁端剪力，即得柱的軸力。第三章第三章 多層框架結(jié)

23、構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6. 有關(guān)分層法計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力的有關(guān)分層法計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力的兩個(gè)問題思考兩個(gè)問題思考（1）在用分層法分析豎向荷載作用下的框架內(nèi)力時(shí)，）在用分層法分析豎向荷載作用下的框架內(nèi)力時(shí)，框架梁與框架柱的內(nèi)力分別主要由什么荷載產(chǎn)生？框架梁與框架柱的內(nèi)力分別主要由什么荷載產(chǎn)生？（2）框架梁線剛度與框架柱線剛度的比值大小對(duì)分層）框架梁線剛度與框架柱線剛度的比值大小對(duì)分層法的計(jì)算結(jié)果有何影響？法的計(jì)算結(jié)果有何影響？第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1 1） 畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，并標(biāo)明荷載及軸線尺寸；畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，并標(biāo)明荷載及軸線尺寸；（2 2） 按規(guī)定

24、計(jì)算梁、柱的線剛度和相對(duì)線剛度，除底層柱按規(guī)定計(jì)算梁、柱的線剛度和相對(duì)線剛度，除底層柱外，其余各層柱的線剛度遍乘外，其余各層柱的線剛度遍乘0.90.9的折減系數(shù)；的折減系數(shù)；（3 3） 用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各計(jì)算單元的桿端彎用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各計(jì)算單元的桿端彎矩；矩；（4 4） 疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)彎矩疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)彎矩不平衡值較大，可在節(jié)點(diǎn)重新分配一次。不平衡值較大，可在節(jié)點(diǎn)重新分配一次。（5 5） 根據(jù)靜力平衡條件繪出框架的內(nèi)力圖。根據(jù)靜力平衡條件繪出框架的內(nèi)力圖。例題、例題、 計(jì)算步驟計(jì)算步驟【例例3.1】如下圖所示一個(gè)兩層兩跨

25、框架，用分層法作框如下圖所示一個(gè)兩層兩跨框架，用分層法作框架的彎矩圖，括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示每根桿線剛度的相對(duì)值。架的彎矩圖，括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示每根桿線剛度的相對(duì)值?！窘饨狻?（1 1） 畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 （2 2） 按規(guī)定計(jì)算梁、柱的線剛度和相對(duì)線剛度，除底層按規(guī)定計(jì)算梁、柱的線剛度和相對(duì)線剛度，除底層柱外，其余各層柱的線剛度遍乘柱外，其余各層柱的線剛度遍乘0.90.9的折減系數(shù)的折減系數(shù)例例3.1底層計(jì)算單元底層計(jì)算單元 例例3.1底層計(jì)算單元底層計(jì)算單元 （3 3） 用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各計(jì)算單元的用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各計(jì)算單元的桿端彎矩桿端彎矩0.332 0.668

26、0.353 0.1750.864 0.1360.472下柱右梁左梁下柱左梁下柱右梁-12.188+8.142-1.152+0.768-4.431+12.188+4.071-2.304+13.955+4.059+0.383+4.442-1.142-1.142-6.795-2.936-3.081-12.812+6.795-5.871-1.541+1.331+0.714-0.924+0.210-0.714DFE+1.476-0.238-0.381ACB0.348 0.186 0.466下柱上柱右梁0.3080.156 0.1230.413左梁 下柱 上柱 右梁0.2020.0890.709下柱上柱左

27、梁+3.139 +0.272 +3.411 +16.875+3.932-2.920+17.887+5.873+0.508+6.381-1.479-1.479-1.166-1.166+8.363-5.929-1.958+1.388+1.864-0.744+0.174-0.570GI IH+3.191-0.647-0.739-16.875+7.864-1.460+0.680-9.791-8.363-2.965-3.915-15.243-1.689+0.396-1.293ABCFED-0.190-0.389+1.1371/31/31/31/21/21/2M M圖（單位：圖（單位： kNm)kNm)（

28、4 4） 疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)彎矩疊加柱端彎矩，得出最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)彎矩不平衡值較大，可在節(jié)點(diǎn)重新分配一次。不平衡值較大，可在節(jié)點(diǎn)重新分配一次。（5 5） 根據(jù)靜力平衡條件繪出框架的內(nèi)力圖。根據(jù)靜力平衡條件繪出框架的內(nèi)力圖。5.5795.35.35.3n水平荷載作用作用下框架結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn)水平荷載作用作用下框架結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn)（1）框架梁、柱的彎矩均為線性分布，且每跨梁及每根柱）框架梁、柱的彎矩均為線性分布，且每跨梁及每根柱均有一零彎矩點(diǎn)即反彎點(diǎn)存在；均有一零彎矩點(diǎn)即反彎點(diǎn)存在；（2）框架每一根柱的總剪力（稱層間剪力）及單根柱的剪）框架每一根柱的總剪力（稱層間剪

29、力）及單根柱的剪力均為常數(shù)；力均為常數(shù)；（3）若不考慮梁、柱軸向變形及框架側(cè)移的影響，則同層）若不考慮梁、柱軸向變形及框架側(cè)移的影響，則同層各框架節(jié)點(diǎn)的水平側(cè)移相等；各框架節(jié)點(diǎn)的水平側(cè)移相等；（4）除底層柱底為固端外，其余桿端（或節(jié)點(diǎn)）既有水平）除底層柱底為固端外，其余桿端（或節(jié)點(diǎn)）既有水平側(cè)移又有轉(zhuǎn)角變形，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角隨梁柱線剛度比的增大而減小。側(cè)移又有轉(zhuǎn)角變形，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角隨梁柱線剛度比的增大而減小。3.2.2水平荷載下內(nèi)力近似計(jì)算水平荷載下內(nèi)力近似計(jì)算反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.35.35.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)水平荷載作用下

30、框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，常用的近似算法有反彎點(diǎn)法、算，常用的近似算法有反彎點(diǎn)法、D值法和迭代法等。值法和迭代法等。n反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法基本原理：基本原理：反彎點(diǎn)法的基本概念：水平荷載的作用可以簡(jiǎn)化為框架受節(jié)點(diǎn)水平反彎點(diǎn)法的基本概念：水平荷載的作用可以簡(jiǎn)化為框架受節(jié)點(diǎn)水平集中作用，如求出各柱反彎點(diǎn)出的剪力及反彎點(diǎn)位置，即可得到框架集中作用，如求出各柱反彎點(diǎn)出的剪力及反彎點(diǎn)位置，即可得到框架柱端內(nèi)力，這種方法即反彎點(diǎn)法。柱端內(nèi)力，這種方法即反彎點(diǎn)法。適用于梁柱線剛度比不小于適用于梁柱線剛度比不小于3的框架結(jié)構(gòu)；（的框架結(jié)構(gòu)；（K=ib/ic3） 常用于初步設(shè)計(jì)中估算梁和柱在水平荷載

31、作用下的彎矩值。常用于初步設(shè)計(jì)中估算梁和柱在水平荷載作用下的彎矩值。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本假定：基本假定：在進(jìn)行各柱間的剪力分配時(shí)，在進(jìn)行各柱間的剪力分配時(shí)，認(rèn)為梁與柱的剛度比為無限大，認(rèn)為梁與柱的剛度比為無限大，同層柱端的側(cè)移相等同層柱端的側(cè)移相等。（該假定。（該假定只有在梁柱線剛度比大于等于只有在梁柱線剛度比大于等于5或或大于等于大于等于3時(shí)才成立）時(shí)才成立）在確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，在確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，認(rèn)為除底層柱以外的其余各層柱認(rèn)為除底層柱以外的其余各層柱受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相等；受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相等； 梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件根梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平

32、衡條件根據(jù)梁的線剛度比例求出。據(jù)梁的線剛度比例求出。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 彎矩為零的點(diǎn)（反彎點(diǎn)）的位置按下圖取值（以彎矩為零的點(diǎn)（反彎點(diǎn)）的位置按下圖取值（以EI梁梁=為前提）為前提）。反彎點(diǎn)位置圖反彎點(diǎn)位置圖第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 柱的剪力按同層柱的抗側(cè)移剛度之比分配。柱的抗側(cè)移剛度為：柱的剪力按同層柱的抗側(cè)移剛度之比分配。柱的抗側(cè)移剛度為：EIci 第第i根柱的剛度；根柱的剛度； hi 第第i根柱的柱高。根柱的柱高。Di2c6iihEI2c6iihEI3c12iiihEID 第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 以三層框架為例，用

33、反彎點(diǎn)法計(jì)算水平荷載作用下以三層框架為例，用反彎點(diǎn)法計(jì)算水平荷載作用下框架的內(nèi)力。框架的內(nèi)力。u 頂層頂層因此各柱的剪力為：因此各柱的剪力為：第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u 第二第二層層各柱的剪力為：各柱的剪力為：第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u 第一第一層層各柱的剪力為：各柱的剪力為：第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 柱端彎矩：已知反彎點(diǎn)處的剪力值便可以求出每一柱端彎矩：已知反彎點(diǎn)處的剪力值便可以求出每一根柱各截面的彎矩。根柱各截面的彎矩。 梁端彎矩：梁端彎矩：分邊柱節(jié)點(diǎn)和中間柱節(jié)點(diǎn)兩種情況處理。分邊柱節(jié)點(diǎn)和中間柱節(jié)點(diǎn)兩種情況處理。 邊節(jié)點(diǎn)：邊

34、節(jié)點(diǎn)：c2c1bMMM cbMM 第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中節(jié)點(diǎn)：中節(jié)點(diǎn)： c2c1b2b1b1b1MMiiiM c2c1b2b1b2b2MMiiiM cb2b1b1b1MiiiM cb2b1b2b2MiiiM 第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【例例3.23.2】用反彎點(diǎn)法求下圖所示框架的彎矩圖。圖中括用反彎點(diǎn)法求下圖所示框架的彎矩圖。圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿的相對(duì)線剛度。號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿的相對(duì)線剛度。 【解解】（1 1） 計(jì)算柱的剪力計(jì)算柱的剪力當(dāng)同層各柱當(dāng)同層各柱h h相等時(shí)，各柱剪力可直接按其線剛度分配。相等時(shí)，各柱剪力可直接按其線剛度分配。第第3 3層層

35、（符號(hào)說明：（符號(hào)說明：剪力、彎矩均以剪力、彎矩均以順時(shí)針方向?yàn)檎槙r(shí)針方向?yàn)檎?P=10kNP=10kN V VADAD=1.5=1.510/10/（1.5+2+11.5+2+1）=3.33kN=3.33kN V VBEBE=4.45kN=4.45kN V VCFCF=2.22kN=2.22kN第第2 2層：層： 第第1 1層：層： P=10+19=29kN P=10+19+22=51kN P=10+19=29kN P=10+19+22=51kN V VDGDG=9.67kN V=9.67kN VGJGJ=17kN =17kN V VEHEH=12.89kN V=12.89kN VHKHK

36、=20.4kN =20.4kN V VFIFI=6.44kN V=6.44kN VILIL=13.6kN=13.6kN(2)(2) 計(jì)算柱端彎矩計(jì)算柱端彎矩第第3 3層層 第第2 2層層M MADAD=M=MDADA=6.66kN=6.66kNm Mm MDGDG=M=MGDGD=24.18kN=24.18kNm m M MBEBE=M=MEBEB=8.9kN=8.9kNm Mm MEHEH=M=MHEHE=32.23kN=32.23kNm m M MCFCF=M=MFCFC=4.44kN=4.44kNm Mm MFIFI=M=MIFIF=16.1kN=16.1kNm m 第第1 1層層M M

37、GJGJ=34kN=34kNm mM MJGJG=68kN=68kNm mM MHKHK=40.8kN=40.8kNm mM MKHKH=81.6kN=81.6kNm mM MILIL= 27.2kN= 27.2kNm mM MLILI=54.4kN=54.4kNm m(3) (3) 根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件算出梁端彎矩根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件算出梁端彎矩第第3 3層層 第第2 2層層 M MABAB=M=MADAD=6.66kN=6.66kNm Mm MDEDE= 30.84kN= 30.84kNm m M MBABA=3.42kN=3.42kNm Mm MEDED=15.82kN=15.82kNm m M

38、 MBCBC=5.48kN=5.48kNm Mm MEFEF=25.31kN=25.31kNm m M MCBCB=M=MCFCF=4.44kN=4.44kNm Mm MFEFE=20.54kN=20.54kNm m 第第1 1層層M MGHGH=58.18kN=58.18kNm m M MHGHG=28.09kN=28.09kNm mM MHIHI=44.94kN=44.94kNm mM MIHIH=M=MIFIF+M+MILIL=16.1+27.2=43.3kN=16.1+27.2=43.3kNm m根據(jù)以上結(jié)果，畫出根據(jù)以上結(jié)果，畫出M M圖圖如圖如圖12.1912.19所示所示。（1）

39、反彎點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)與存在問題）反彎點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)與存在問題 柱的抗側(cè)剛度只考慮了柱的線剛度和柱高，未考慮節(jié)柱的抗側(cè)剛度只考慮了柱的線剛度和柱高，未考慮節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度比的影響；點(diǎn)梁柱線剛度比的影響； 認(rèn)為反彎點(diǎn)的位置是固定不變的，實(shí)際上它與梁柱線認(rèn)為反彎點(diǎn)的位置是固定不變的，實(shí)際上它與梁柱線剛度之比、柱的位置、上下層梁的線剛度大小、上下剛度之比、柱的位置、上下層梁的線剛度大小、上下層層高、框架的總層數(shù)等因素有關(guān)。層層高、框架的總層數(shù)等因素有關(guān)。 1）反彎點(diǎn)法存在的優(yōu)點(diǎn)）反彎點(diǎn)法存在的優(yōu)點(diǎn) 2）反彎點(diǎn)法存在的問題）反彎點(diǎn)法存在的問題 概念簡(jiǎn)單，思路清晰，應(yīng)用方便。概念簡(jiǎn)單，思路清晰，應(yīng)用方便。 1）反彎點(diǎn)

40、法存在的優(yōu)點(diǎn)）反彎點(diǎn)法存在的優(yōu)點(diǎn) 2）反彎點(diǎn)法存在的問題）反彎點(diǎn)法存在的問題3.2.3 水平荷載下近似計(jì)算水平荷載下近似計(jì)算D值法值法第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）D值法的基本思想值法的基本思想與反彎點(diǎn)法相比：與反彎點(diǎn)法相比： 相同之處相同之處 先確定反彎點(diǎn)位置先確定反彎點(diǎn)位置 不同之處不同之處 考慮了上述因素的影響，對(duì)柱的抗側(cè)考慮了上述因素的影響，對(duì)柱的抗側(cè)剛度和柱的反彎點(diǎn)位置進(jìn)行了修正。剛度和柱的反彎點(diǎn)位置進(jìn)行了修正。 因此，因此，D值法又稱為修正的反彎點(diǎn)法值法又稱為修正的反彎點(diǎn)法，適用于梁，適用于梁柱線剛度比小于柱線剛度比小于3的情況。的情況。第三章第三章 多層框架

41、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）柱的抗側(cè)剛度）柱的抗側(cè)剛度 式中，式中，c 柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù)，按下表柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù)，按下表的公式計(jì)算。的公式計(jì)算。柱的柱的部位部位及固及固定情定情況況一般層一般層底層，下面固支底層，下面固支底層，下端鉸支底層，下端鉸支c1234c2iiiiKic2KK12ciiKic0.52KK12ciiKic0.512KKi1i2ici3i4i1i2ici1i2ic第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）修正的反彎點(diǎn)高度）修正的反彎點(diǎn)高度式中式中 y0規(guī)則框架的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比；規(guī)則框架的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比；y1因上、下層梁剛度比變化的修值；因上、下層梁剛度

42、比變化的修值； y2因上層層高變化的修正值；因上層層高變化的修正值； y3因下層層高變化的修正值。因下層層高變化的修正值。 hyVMyhVMiABiBA 1柱端彎矩柱端彎矩ViVi第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 框架在水平荷載作用下的側(cè)移框架在水平荷載作用下的側(cè)移（lateral displacement）由梁柱彎曲變形由梁柱彎曲變形（flexural deformation）和柱的軸向變形和柱的軸向變形（axial deformation）產(chǎn)生。產(chǎn)生。前者前者是由水平荷載產(chǎn)生的層間剪力引起的，后者主要是由水平荷載產(chǎn)生的傾覆是由水平荷載產(chǎn)生的層間剪力引起的，后者主要是由水平荷載

43、產(chǎn)生的傾覆力矩引起的。力矩引起的。一般情況下，可只考慮由于梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移。一般情況下，可只考慮由于梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移。框框架架剪剪切切型型變變形形（1）梁 、梁 、柱 彎柱 彎曲 變曲 變形 引形 引起 的起 的側(cè)移側(cè)移 3.3水平荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算水平荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）柱軸向變形引起的側(cè)移）柱軸向變形引起的側(cè)移框架彎曲變形框架彎曲變形第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n側(cè)移值的計(jì)算側(cè)移值的計(jì)算框架層間側(cè)移框架層間側(cè)移j層側(cè)移層側(cè)移5501 hu第第j層的總剪力層的總剪力第第j層各柱側(cè)向?qū)痈髦鶄?cè)向總剛度總剛度第

44、三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)側(cè)移值的水平側(cè)移的控制框架結(jié)構(gòu)側(cè)移值的水平側(cè)移的控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過小，水平位移過大，將影響正常使用；側(cè)向剛度過框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過小，水平位移過大，將影響正常使用；側(cè)向剛度過大，水平位移過小，雖滿足使用要求，但不滿足經(jīng)濟(jì)性要求。因此，框架大，水平位移過小，雖滿足使用要求，但不滿足經(jīng)濟(jì)性要求。因此，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜合適，一般以使結(jié)構(gòu)滿足層間位移限值為宜。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜合適，一般以使結(jié)構(gòu)滿足層間位移限值為宜?？蚣芙Y(jié)構(gòu)層間彈性位移驗(yàn)算的目的：框架結(jié)構(gòu)層間彈性位移驗(yàn)算的目的：在正常使用條件下，限制結(jié)構(gòu)層間位移的主要目的有以下兩個(gè)方在正常使

45、用條件下，限制結(jié)構(gòu)層間位移的主要目的有以下兩個(gè)方面：面：（1）保證主結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來講，）保證主結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來講，首先要避免混凝土墻或柱出現(xiàn)裂縫；同時(shí)，將混凝土梁等樓面構(gòu)首先要避免混凝土墻或柱出現(xiàn)裂縫；同時(shí)，將混凝土梁等樓面構(gòu)件的裂縫數(shù)量、寬度和高度限制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)；件的裂縫數(shù)量、寬度和高度限制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)；（2）保證填充墻、隔墻和幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好，避免產(chǎn)生明）保證填充墻、隔墻和幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好，避免產(chǎn)生明顯損傷。顯損傷。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制框架結(jié)構(gòu)層間彈性位移的具體措施：限制框

46、架結(jié)構(gòu)層間彈性位移的具體措施：我國(guó)高層規(guī)程規(guī)定，按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位我國(guó)高層規(guī)程規(guī)定，按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比移與層高之比u/h宜小于其限值宜小于其限值u/h，即：，即： u/h表示層間位移角限值，對(duì)框架結(jié)構(gòu)取表示層間位移角限值，對(duì)框架結(jié)構(gòu)取1/550；h為層為層高。高。由于變形驗(yàn)算屬正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，所以計(jì)算由于變形驗(yàn)算屬正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，所以計(jì)算u時(shí)，各作用分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)采用時(shí)，各作用分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)采用1.0，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛度可采用彈性剛度。另外，樓層層間最大位移度可采用彈性剛度。另外，樓層層間最大位移u以樓層最大以樓層最

47、大的水平位移差計(jì)算，不扣除整體彎曲變形。的水平位移差計(jì)算，不扣除整體彎曲變形。u/h u/h 第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4框架結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合及最不利內(nèi)力框架結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合及最不利內(nèi)力3.4.1 荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合 框架結(jié)構(gòu)的基本組合可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，并應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)的基本組合可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定：下列組合值中取最不利值確定：n1. 無地震作用時(shí)的荷載效應(yīng)組合無地震作用時(shí)的荷載效應(yīng)組合（1） 由可變荷載效應(yīng)控制的組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)構(gòu)不利時(shí)1.2當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)構(gòu)有利時(shí)1.0或或0.

48、9一 般 情 況一 般 情 況1.4；標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)值大值大4kN/m2的的工業(yè)房屋樓工業(yè)房屋樓面面1.3第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2） 由永久荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)利時(shí)1.35當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)利時(shí)1.0或或0.9可變荷載可變荷載Qi的組合的組合值系數(shù)值系數(shù)n2. 有地震作用時(shí)的荷載效應(yīng)組合（多層框架結(jié)構(gòu)）有地震作用時(shí)的荷載效應(yīng)組合（多層框架結(jié)構(gòu)）GGKEhEhKSSS相應(yīng)的組合工況：相應(yīng)的組合工況：GKEhK1.21.3SSS第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)采用裝配式或裝配整體式樓蓋

49、時(shí)，板上荷載通當(dāng)采用裝配式或裝配整體式樓蓋時(shí)，板上荷載通過預(yù)制板的兩端傳遞給它的支承結(jié)構(gòu)；過預(yù)制板的兩端傳遞給它的支承結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用現(xiàn)澆樓蓋時(shí)，樓面上的恒載和活載根據(jù)每當(dāng)采用現(xiàn)澆樓蓋時(shí)，樓面上的恒載和活載根據(jù)每個(gè)區(qū)格板兩個(gè)方向的邊長(zhǎng)比，沿單向或雙向傳遞，個(gè)區(qū)格板兩個(gè)方向的邊長(zhǎng)比，沿單向或雙向傳遞，區(qū)格板長(zhǎng)邊區(qū)格板長(zhǎng)邊/短邊短邊3時(shí)沿單向傳遞，長(zhǎng)邊時(shí)沿單向傳遞，長(zhǎng)邊/短邊短邊3時(shí)時(shí)沿雙向傳遞。沿雙向傳遞。n 樓面荷載分配原則樓面荷載分配原則n3. 豎向活荷載的最不利布置豎向活荷載的最不利布置第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)澆樓蓋荷載傳遞示意圖現(xiàn)澆樓蓋荷載傳遞示意圖第三章第三章 多層

50、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1 1）逐跨布置法）逐跨布置法 恒載一次布置，樓屋面活載逐跨單獨(dú)作用在各跨上，分別算出恒載一次布置，樓屋面活載逐跨單獨(dú)作用在各跨上，分別算出內(nèi)力，再對(duì)各控制截面組合其可能出現(xiàn)的最大內(nèi)力。內(nèi)力，再對(duì)各控制截面組合其可能出現(xiàn)的最大內(nèi)力。恒載一次布置恒載一次布置活載分跨布置活載分跨布置第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）最不利荷載布置法）最不利荷載布置法 恒載一次布置，樓屋面活載根據(jù)影響線，直接確定產(chǎn)生某一指恒載一次布置，樓屋面活載根據(jù)影響線，直接確定產(chǎn)生某一指定截面最不利內(nèi)力的活載布置。此法用手算方法進(jìn)行計(jì)算很困難。定截面最不利內(nèi)力的活載布置。此法用手

51、算方法進(jìn)行計(jì)算很困難。最不利荷載的布置最不利荷載的布置第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）分層布置法或分跨布置法）分層布置法或分跨布置法 恒載一次布置，為簡(jiǎn)化計(jì)算，當(dāng)活載設(shè)計(jì)值與恒載設(shè)計(jì)值的比恒載一次布置，為簡(jiǎn)化計(jì)算，當(dāng)活載設(shè)計(jì)值與恒載設(shè)計(jì)值的比值不大于值不大于3時(shí)，可近似將活載一層或一跨做一次布置，分別進(jìn)行計(jì)算，時(shí)，可近似將活載一層或一跨做一次布置，分別進(jìn)行計(jì)算，然后進(jìn)行最不利內(nèi)力組合。然后進(jìn)行最不利內(nèi)力組合。qqqqqq分層布置法分層布置法分跨布置法分跨布置法第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）滿布荷載法）滿布荷載法 當(dāng)活載與恒載的比值不大于當(dāng)活載與恒載的比

52、值不大于1時(shí)，可不考慮活載的最不利布置，時(shí)，可不考慮活載的最不利布置，把活載同時(shí)作用于所有的框架上，這樣求得的支座處的內(nèi)力可直接進(jìn)把活載同時(shí)作用于所有的框架上，這樣求得的支座處的內(nèi)力可直接進(jìn)行內(nèi)力組合。但求得的梁跨中彎矩應(yīng)乘以行內(nèi)力組合。但求得的梁跨中彎矩應(yīng)乘以1.11.2的系數(shù)予以增大。的系數(shù)予以增大。第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.2 控制截面及最不利內(nèi)力控制截面及最不利內(nèi)力梁：梁：跨中、支座截面跨中、支座截面柱：柱：柱頂、柱底截面。柱頂、柱底截面。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可采為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可采用軸線處內(nèi)力值用軸線處內(nèi)力值梁控制截面梁控制截面柱控制柱控制截面截面第三章第三章 多

53、層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁端的控制截面梁端的控制截面 梁端破壞時(shí)，破壞截梁端破壞時(shí)，破壞截面位于柱的邊緣處，面位于柱的邊緣處，梁端的控制截面在柱梁端的控制截面在柱邊，應(yīng)以柱邊的彎矩邊，應(yīng)以柱邊的彎矩和剪力值作為配筋計(jì)和剪力值作為配筋計(jì)算的內(nèi)力值：算的內(nèi)力值：第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由圖可見：由圖可見：對(duì)于大偏壓，對(duì)于大偏壓，M相等或相近時(shí)，相等或相近時(shí)，N越小越不利；越小越不利；對(duì)于小偏壓，對(duì)于小偏壓，M相等或相近時(shí)，相等或相近時(shí)，N越大越不利；越大越不利；無論大小偏壓，當(dāng)無論大小偏壓，當(dāng)N相等或相近時(shí)，相等或相近時(shí)，M越大越不利。越大越不利。最最不不利利內(nèi)內(nèi)力力確

54、確定定第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最不利內(nèi)力類型最不利內(nèi)力類型梁跨中截面：梁跨中截面：+Mmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的V（正截面設(shè)計(jì)）（正截面設(shè)計(jì)）梁支座截面：梁支座截面：-Mmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的V （正截面設(shè)計(jì)）（正截面設(shè)計(jì)） Vmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的M （ 斜截面設(shè)計(jì)）斜截面設(shè)計(jì)）柱柱 截截 面：面：+Mmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的N、V -Mmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的N、V Nmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的M、V Nmin及相應(yīng)的及相應(yīng)的M、V Vmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的M、N計(jì)算柱正截面受壓計(jì)算柱正截面受壓承載力，以確定縱承載力，以確定縱向受力鋼筋數(shù)量向受力鋼筋數(shù)量計(jì)算斜截面受剪計(jì)算斜截面受

55、剪承載力，以確定承載力，以確定箍筋數(shù)量箍筋數(shù)量第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.3 豎向荷載下框架梁端彎矩的調(diào)幅豎向荷載下框架梁端彎矩的調(diào)幅 在豎向荷載作用下，可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重分在豎向荷載作用下，可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重分布，減小梁端負(fù)彎矩，相應(yīng)增大梁跨中彎矩。布，減小梁端負(fù)彎矩，相應(yīng)增大梁跨中彎矩。 調(diào)幅后的支座彎矩為：調(diào)幅后的支座彎矩為： =M式中式中 梁支座截面調(diào)幅后的彎矩；梁支座截面調(diào)幅后的彎矩； M 梁支座調(diào)幅前按彈性方法計(jì)算的彎矩；梁支座調(diào)幅前按彈性方法計(jì)算的彎矩； 調(diào)幅系數(shù)，現(xiàn)澆框架：調(diào)幅系數(shù)，現(xiàn)澆框架：0.80.9； 裝配式框裝配式框 架：架：0

56、.70.8。注意：注意：水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩不參與調(diào)幅，故彎矩調(diào)幅在內(nèi)水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩不參與調(diào)幅，故彎矩調(diào)幅在內(nèi)力組合之前進(jìn)行。力組合之前進(jìn)行。 MM第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 截面設(shè)計(jì)時(shí)，梁跨中正彎矩至少應(yīng)取按簡(jiǎn)支梁計(jì)算截面設(shè)計(jì)時(shí)，梁跨中正彎矩至少應(yīng)取按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩之半。如為均布荷載，則的跨中彎矩之半。如為均布荷載，則 2161lqgM 中中 豎向荷載產(chǎn)生的梁的彎矩應(yīng)先調(diào)幅，再與風(fēng)荷載和水豎向荷載產(chǎn)生的梁的彎矩應(yīng)先調(diào)幅，再與風(fēng)荷載和水平地震作用產(chǎn)生的彎矩進(jìn)行組合。平地震作用產(chǎn)生的彎矩進(jìn)行組合。調(diào)幅后的跨中彎矩為：調(diào)幅后的跨中彎矩為： 21RLCMMMM

57、MM MMLMRM第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.65.65.63.5框架構(gòu)件設(shè)計(jì)框架構(gòu)件設(shè)計(jì)1. 三水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì)方法的簡(jiǎn)單介紹三水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì)方法的簡(jiǎn)單介紹抗震設(shè)防目標(biāo)：抗震設(shè)防目標(biāo)：“小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒”兩階段設(shè)計(jì)方法：第一階段主要是進(jìn)行多遇地震作用下的兩階段設(shè)計(jì)方法：第一階段主要是進(jìn)行多遇地震作用下的承載力驗(yàn)算和彈性變形驗(yàn)算；第二階段是驗(yàn)算罕遇地震作承載力驗(yàn)算和彈性變形驗(yàn)算；第二階段是驗(yàn)算罕遇地震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算。用下的彈塑性變形驗(yàn)算。2. 框架抗震概念設(shè)計(jì)框架抗震概念設(shè)計(jì) （1）延性的概念）延性的概念 （2）四強(qiáng)四弱的提法

58、）四強(qiáng)四弱的提法 （3）限制柱的軸壓比）限制柱的軸壓比第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)柱的配筋計(jì)算中（柱的配筋計(jì)算中（注意最不利內(nèi)力的選取注意最不利內(nèi)力的選?。枰_定柱的計(jì)算長(zhǎng)），需要確定柱的計(jì)算長(zhǎng)度度l0?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，l0可按下列規(guī)定確定：可按下列規(guī)定確定： 1）一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計(jì)算長(zhǎng)度）一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0按按規(guī)范規(guī)定取用。規(guī)范規(guī)定取用。 2）當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的）當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上時(shí)，框以上時(shí)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度架柱的

59、計(jì)算長(zhǎng)度l0可按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較小值：可按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較小值：3. 具體構(gòu)件設(shè)計(jì)要求具體構(gòu)件設(shè)計(jì)要求（1）框架柱）框架柱 Hll)(15. 01u0Hl)2 . 02(min0第三章第三章 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）框架梁）框架梁 為了避免梁支座處抵抗負(fù)彎矩的鋼筋過分擁擠，以及在為了避免梁支座處抵抗負(fù)彎矩的鋼筋過分擁擠，以及在抗震結(jié)構(gòu)中形成梁鉸破壞機(jī)構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的延性，可以考慮抗震結(jié)構(gòu)中形成梁鉸破壞機(jī)構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的延性，可以考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布，對(duì)豎向荷載作用下梁端負(fù)框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布，對(duì)豎向荷載作用下梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。對(duì)現(xiàn)澆框架梁，梁

60、端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取彎矩進(jìn)行調(diào)幅。對(duì)現(xiàn)澆框架梁，梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.80.9；對(duì)于裝配整體式框架梁，由于梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋焊；對(duì)于裝配整體式框架梁，由于梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋焊接、錨固、接縫不密實(shí)等原因，受力后節(jié)點(diǎn)各桿件產(chǎn)生相接、錨固、接縫不密實(shí)等原因，受力后節(jié)點(diǎn)各桿件產(chǎn)生相對(duì)角變，其節(jié)點(diǎn)的整體性不如現(xiàn)澆框架，故其梁端負(fù)彎矩對(duì)角變，其節(jié)點(diǎn)的整體性不如現(xiàn)澆框架，故其梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取調(diào)幅系數(shù)可取0.70.8。框架梁端截面負(fù)彎矩調(diào)幅后，梁跨框架梁端截面負(fù)彎矩調(diào)幅后，梁跨中截面彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。截面設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁中截面彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。截面設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向