.,1,本章主要內(nèi)容#多層框架結(jié)構(gòu)組成、布置#豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算#水平荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計算#內(nèi)力組合和構(gòu)件設(shè)計,第二章鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,2,2.1框架結(jié)構(gòu)體系組成與布置,用于多層建筑，高度60米一、多層框架結(jié)構(gòu)組成1、組成：梁、柱、基礎(chǔ),鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,3,2、節(jié)點：梁、柱一般剛性連接；柱與基礎(chǔ)一般固接,.,4,框架結(jié)構(gòu),剛性填充墻作用,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,5,二、分類按材料分類：鋼框架鋼筋混凝土框架組合結(jié)構(gòu)按施工分類：現(xiàn)澆式裝配式裝配整體式,.,6,三、框架結(jié)構(gòu)布置,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,7,三、框架結(jié)構(gòu)布置1、柱網(wǎng)布置要求：生產(chǎn)工藝要求：內(nèi)廊式、等跨式、對稱不等跨式,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),內(nèi)廊式,等跨式,對稱不等跨式,.,8,旅館橫向柱列布置,辦公樓橫向柱列布置,要求：建筑平面布置要求,1、柱網(wǎng)布置,.,9,要求：使結(jié)構(gòu)受力合理,1、柱網(wǎng)布置,.,10,要求：使施工方便,1、柱網(wǎng)布置,.,11,縱向框架和橫向框架分別承擔(dān)作用在各自方向上的水平力豎向荷載則按樓蓋結(jié)構(gòu)布置的不同按不同方式傳遞,2、承重框架布置平面結(jié)構(gòu)：縱向框架橫向框架,.,12,2、承重框架布置按樓板（預(yù)制板或現(xiàn)澆板）豎向荷載傳遞路線不同有三種布置方案：橫向框架承重方案縱向框架承重方案縱橫向框架承重方案,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,13,橫向框架承重方案：橫向框架主梁承重，縱向連系梁,.,14,縱向框架承重方案：縱向框架主梁承重，橫向連系梁,.,15,縱橫向框架承重方案：縱橫向框架主梁承重,.,16,3、變形縫伸縮縫、沉降縫、抗震縫盡可能三縫合一,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),（1）伸縮縫,.,17,（2）沉降縫,（3）抗震縫,.,18,3、變形縫,.,19,四、框架梁、柱截面形狀和尺寸1、截面形狀梁：矩形、T形、形、花籃形預(yù)制板：矩形，T形、花籃形現(xiàn)澆板：T形、形疊合梁：T形、梯形柱：矩形、正方形、圓形、八角形等,.,20,2、截面尺寸梁A、主梁：梁高：h=(1/81/12)L（L：梁跨度）梁寬：b=(1/21/3)h且b1/2bc且b250mmB、連系梁：梁高：h=(1/121/15)L梁寬：b（1/4）h,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,21,初步檢查尺寸：A、計算豎向荷載B、將梁作為簡支梁，計算支座剪力、跨中彎矩，乘以0.7的系數(shù)c、按單筋矩形截面計算縱向受力鋼筋配筋率是否合理,2、截面尺寸梁,.,22,柱：柱高：h=(1/61/12)H（H：層高）柱寬：b=（12/3）hh400mm,b350mm,Ho/h4(Ho：柱凈高）按軸壓比初步估算柱尺寸：A、按框架柱負(fù)荷面積，估算柱軸力，并乘以1.21.4的系數(shù)B、按軸壓比驗算柱截面：AN/（fc）,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),2、截面尺寸,.,23,3、梁截面慣性矩支座截面、跨中截面（考慮現(xiàn)澆樓板作用）,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),計算矩形截面梁的慣性矩乘以放大系數(shù),.,24,2.2多層框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與側(cè)移計算,橫向框架縱向框架縱、橫向框架,一、多層框架結(jié)構(gòu)計算簡圖1、計算單元,.,25,一、多層框架結(jié)構(gòu)計算簡圖1、計算單元以橫向框架為例：,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,26,2、計算簡圖A、約束條件梁、柱節(jié)點：現(xiàn)澆式：剛接裝配式：鉸接或半鉸接裝配整體式：剛接支座：柱與基礎(chǔ)一般為固定支座B、計算尺寸（跨度和計算高度）梁跨度：取框架柱軸線距離柱計算高度：建筑層高C、截面尺寸及幾何參數(shù),鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),.,27,（1）框架結(jié)構(gòu)豎向荷載下計算簡圖：,D、荷載,2、計算簡圖,.,28,（2）框架結(jié)構(gòu)水平荷載下計算簡圖：,D、荷載,2、計算簡圖,.,29,2、計算簡圖,.,30,多層框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與側(cè)移計算方法,.,31,平面框架計算方法？近似計算方法：豎向荷載作用下內(nèi)力：分層法、彎矩二次分配法水平荷載作用下內(nèi)力和側(cè)移：反彎點法、改進反彎點法（D值法）,多層框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與側(cè)移計算,.,32,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,1、基本計算假定,（1）在豎向荷載作用下框架側(cè)移忽略不計,.,33,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,1、基本計算假定（2）某層梁上豎向荷載僅對本樓層以及與本樓層相連的框架柱產(chǎn)生彎矩和剪力,.,34,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,=,+,.,35,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,.,36,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,.,37,2、計算步驟（1）畫出原始計算簡圖，節(jié)點編號，求各桿件線剛度。,.,38,（2）將原框架分為n個敞口框架。（約束？）,（3）修正柱線剛度？計算各節(jié)點各桿端分配系數(shù)。,.,39,（4）求各敞口框架梁固端彎矩。（5）彎矩分配法在節(jié)點處進行彎矩分配和傳遞。（柱傳遞系數(shù)？）求得各敞口框架彎矩圖。,.,40,（6）將分層法所得各敞口框架彎矩圖疊加。,.,41,（6）將分層法所得各敞口框架彎矩圖疊加。,.,42,（7）節(jié)點彎矩不平衡，對不平衡彎矩作一次分配,.,43,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,2、計算步驟（1）畫出原始計算簡圖，節(jié)點編號，求各桿件線剛度（2）將原框架分為n個敞口框架（3）計算各節(jié)點各桿端分配系數(shù)（修正柱線剛度？）（4）求各敞口框架梁固端彎矩（5）彎矩分配法在節(jié)點處進行彎矩分配和傳遞（柱傳遞系數(shù)？）（6）將分層法所得各敞口框架彎矩圖疊加。（7）節(jié)點彎矩不平衡，對不平衡彎矩作一次分配,.,44,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,2、計算步驟（8）取各梁柱為隔離體，由平衡關(guān)系求梁柱端剪力，作剪力圖,.,45,2、計算步驟（9）取各節(jié)點為隔離體，由平衡關(guān)系求各柱軸力，作軸力圖,.,46,二、豎向荷載作用下框架內(nèi)力分析的近似方法分層法,3、對稱性的利用,（1）奇數(shù)跨（2）偶數(shù)跨,.,47,解：分層法求解步驟如下：（1）將原框架分為3個敞口框架，除底層的各柱線剛度均乘以0.9（i=0.4980.9=0.448)（2）用彎矩分配法計算敞口框架的桿端彎矩，利用對稱性取半跨，底層柱彎矩傳遞系數(shù)取1/2，其余柱彎矩傳遞系數(shù)取1/3。,例題,.,48,分層法彎矩分配（單位：kN/m),(a)頂層,頂層彎矩圖（kN/m),.,49,（3）將分層法所得各敞口框架彎矩圖疊加，將節(jié)點不平衡彎矩作一次分配。得到最終彎矩圖。（4）進一步求得剪力圖和軸力圖。,例題,求解步驟：,.,50,三、水平荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移的近似計算,？,水平荷載？,思路？,關(guān)鍵問題？,.,51,三、水平荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移的近似計算,水平荷載下柱剪力圖,.,52,思路？,反彎點法,三、水平荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移的近似計算,水平荷載下柱彎矩圖,關(guān)鍵問題？,.,53,(一）反彎點法,？,.,54,(一）反彎點法,1、基本假定（1）求時，假定柱上、下端不發(fā)生角位移。,.,55,（2）求yh時，假定除底層柱外各層柱上、下端轉(zhuǎn)角相等。反彎點高度？,（3）同層各節(jié)點水平位移相等。,（4）求時，由節(jié)點平衡條件，按節(jié)點左右梁線剛度的比例分配。,1、基本假定,.,56,(一）反彎點法,2、計算步驟（1）畫出計算簡圖，節(jié)點編號，求各桿件線剛度（2）求各柱剪力值,剪力分配？,.,57,2、計算步驟（2）求各柱剪力值,.,58,柱抗側(cè)剛度為（由假定1）：,（2）求各柱剪力值,.,59,2、計算步驟（2）求各柱剪力值,剪力分配？,由假定3：,.,60,（3）求柱中反彎點高度,.,61,（4）求各柱端彎矩,.,62,（5）由節(jié)點平衡條件求梁端彎矩,.,63,（6）取各梁柱為隔離體，由平衡關(guān)系求梁柱剪力，作剪力圖（7）取各節(jié)點為隔離體，由平衡關(guān)系求各柱軸力，作軸力圖,(一）反彎點法,2、計算步驟,.,64,3、適用范圍,層數(shù)較少柱線剛度較小、梁線剛度較大梁柱線剛度比大于3,.,65,（二）改進反彎點法（D值法）,？,為何改進？反彎點法誤差？如何改進？兩點修正,.,66,1、修正的柱側(cè)移剛度D,（二）D值法,柱側(cè)移剛度的修正系數(shù),.,67,水平力作用下，假定：柱AB及其上下相鄰柱線剛度均為ic；柱AB及其上下相鄰柱層間位移均為；柱AB及其相鄰各桿件節(jié)點轉(zhuǎn)角均為；與柱AB相交橫梁線剛度為i1i2i3i4。,（1）取標(biāo)準(zhǔn)層中間柱AB來分析，求D,.,68,（1）取標(biāo)準(zhǔn)層中間柱AB來分析，求D,.,69,（2）底層柱JK來分析，求D,.,70,（二）D值法,2、修正的柱反彎點高度反彎點偏向轉(zhuǎn)角大的柱端影響因素：側(cè)向外荷載形式梁柱線剛度比結(jié)構(gòu)總層數(shù)該柱所在層次柱上下梁線剛度比上、下層層高變化,.,71,（二）D值法,2、修正的柱反彎點高度（1）標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比,（2）上下梁線剛度比變化,（3）上、下層層高變化,查附錄11,.,72,（二）D值法,D值法計算步驟？,.,73,（二）D值法,.,74,（三）水平荷載作用下框架側(cè)移的近似計算,.,75,（三）水平荷載作用下框架側(cè)移的近似計算,（1）總體剪切變形：由梁、柱彎曲變形引起,（2）總體彎曲變形：由框架柱軸向變形引起,一般不考慮軸向變形引起的側(cè)移,.,76,（三）水平荷載作用下框架側(cè)移的近似計算,1、側(cè)移的近似計算只考慮梁柱彎曲變形引起的側(cè)移,層間水平位移自頂層向下逐層遞增頂層總位移？,層間水平位移,.,77,（三）水平荷載作用下框架側(cè)移的近似計算,2、彈性層間位移角（多遇地震）的限值,.,78,1、控制截面（1）梁：梁端支座截面梁跨中截面,（2）柱：柱上端截面柱下端截面,四、框架內(nèi)力組合,.,79,2、荷載效應(yīng)組合,四、框架內(nèi)力組合,例如：按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時：,.,80,（1）梁：梁端支座截面：梁跨中截面：,（2）柱：柱上、下端截面：,四、框架內(nèi)力組合,3、最不利內(nèi)力組合,.,81,4、豎向活荷載最不利布置（1）逐層逐跨布置法（2）最不利荷載布置法（3）分層組合法（4）滿布法：跨中彎矩乘以1.11.2的系數(shù),四、框架內(nèi)力組合,.,82,5、梁端彎矩調(diào)幅,四、框架內(nèi)力組合,目的：控制塑性鉸出現(xiàn)位置，形成強柱弱梁；節(jié)點處施工方便；裝配式或裝配整體式框架：梁端實際彎矩小于彈性計算值。措施：減小豎向荷載作用下梁端負(fù)彎矩：,.,83,注意問題：梁端支座負(fù)彎矩減小，內(nèi)力重分布，跨中彎矩增加；只對豎向荷載作用下彎矩調(diào)幅（水平荷載作用彎矩不參與）；彎矩調(diào)幅在內(nèi)力組合之前進行。,5、梁端彎矩調(diào)幅,四、框架內(nèi)力組合,.,84,1、梁受彎構(gòu)件截面尺寸材料：鋼筋、混凝土2、柱偏心受壓構(gòu)件截面尺寸材料：鋼筋（縱筋對稱配筋）、混凝土柱計算長度：現(xiàn)澆樓蓋、裝配式樓蓋,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.,85,柱計算長度,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.,86,柱計算長度,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.,87,3、框架節(jié)點的構(gòu)造要求要求：（1）安全可靠、經(jīng)濟合理且便于施工（2）節(jié)點區(qū)材料強度：不低于柱子的混凝土強度等級（3）截面尺寸：尺寸過小而負(fù)筋配筋過高，發(fā)生核芯區(qū)混凝土斜向壓碎相對受壓區(qū)高度：,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.,88,（4）箍筋：250mm且滿足柱端箍筋要求；縱筋搭接范圍內(nèi)，10d且200mm,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,3、框架節(jié)點的構(gòu)造要求節(jié)點區(qū)破壞由于剪、壓能力不足出現(xiàn)斜裂縫或掎壓破碎要求：,.,89,上部縱向受力鋼筋應(yīng)貫穿節(jié)點。伸向跨中的截斷位置根據(jù)梁端負(fù)彎矩確定。,(5)梁縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,3、框架節(jié)點的構(gòu)造要求,.,90,下部縱向受力鋼筋可在節(jié)點處截斷，滿足錨固長度要求；也可在節(jié)點外梁內(nèi)彎矩較小部位搭接。,(5)梁縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固,3、框架節(jié)點的構(gòu)造要求,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.,91,縱向受力鋼筋應(yīng)貫穿節(jié)點，在層高中間彎矩較小部位搭接。頂層柱縱筋在梁中錨固，滿足錨固長度要求；柱外側(cè)縱筋最好彎入梁內(nèi)作為梁上部縱筋。,3、框架節(jié)點的構(gòu)造要求,(6)柱縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固,五、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.,92