1、框架結構的構造要求框架結構的構造要求荷載效應組合荷載效應組合 框架結構的計算簡圖及荷載框架結構的計算簡圖及荷載 反彎點法，值法反彎點法，值法結構組成和結構布置結構組成和結構布置 框架結構的計算簡圖及荷載框架結構的計算簡圖及荷載 豎向荷載作用下框架結構內力的近似計算豎向荷載作用下框架結構內力的近似計算水平荷載作用下框架結構內力和側移的近似計算水平荷載作用下框架結構內力和側移的近似計算荷載效應組合和構件設計荷載效應組合和構件設計第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure 一、豎向承重結構的組成和布置一、豎

2、向承重結構的組成和布置 多層框架由橫梁和立柱組成，跨度可以等跨或不等跨，層多層框架由橫梁和立柱組成，跨度可以等跨或不等跨，層高可以相同或不同，梁柱可以連續(xù)也可以某跨缺梁或某層缺柱高可以相同或不同，梁柱可以連續(xù)也可以某跨缺梁或某層缺柱 1.1.豎向承重結構的組成豎向承重結構的組成第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure按施工方法不同，框架結構可分為按施工方法不同，框架結構可分為現(xiàn)澆式、裝配式現(xiàn)澆式、裝配式和和裝配整體式裝配整體式三種。三種。（1 1）框架結構的受力特點）框架結構的受力特點在豎向荷載和水

3、平荷載作用下，框架結構各構件將產(chǎn)生內在豎向荷載和水平荷載作用下，框架結構各構件將產(chǎn)生內力和變形。框架梁主要內力為彎矩和剪力，軸力很小；框架柱力和變形。框架梁主要內力為彎矩和剪力，軸力很?。豢蚣苤闹饕獌攘檩S力、彎矩和剪力?？蚣芙Y構的側移一般由兩部的主要內力為軸力、彎矩和剪力?？蚣芙Y構的側移一般由兩部分組成：由水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構件產(chǎn)生彎曲變分組成：由水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結構的整體剪切變形形，形成框架結構的整體剪切變形u us s；由水平力引起的傾覆力；由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側柱拉伸，另一側柱壓縮），矩，使框架柱產(chǎn)生軸向

4、變形（一側柱拉伸，另一側柱壓縮），形成框架結構的整體彎曲變形形成框架結構的整體彎曲變形u ub b。當框架結構房屋的層數(shù)不多時，其側移主要表現(xiàn)為整體剪當框架結構房屋的層數(shù)不多時，其側移主要表現(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。 第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure框架結構的側移框架結構的側移第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure（2 2）框架結構體系的優(yōu)缺點）框

5、架結構體系的優(yōu)缺點建筑平面布置靈活，能獲得大空間（特別適用于商場、餐建筑平面布置靈活，能獲得大空間（特別適用于商場、餐廳等），也可按需要做成小房間；廳等），也可按需要做成小房間； 建筑立面容易處理；結構自重較輕；建筑立面容易處理；結構自重較輕； 計算理論比較成熟；計算理論比較成熟； 在一定高度范圍內造價較低。在一定高度范圍內造價較低。 框架結構的側向剛度較小，水平荷載作用下側移較大，有框架結構的側向剛度較小，水平荷載作用下側移較大，有時會影響正常使用；如果框架結構房屋的高寬比較大，則水平時會影響正常使用；如果框架結構房屋的高寬比較大，則水平荷載作用下的側移也較大，而且引起的傾覆作用也較嚴重。荷

6、載作用下的側移也較大，而且引起的傾覆作用也較嚴重。 因此，設計時應控制房屋的高度和高寬比。因此，設計時應控制房屋的高度和高寬比。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure2.2.結構布置結構布置 框架結構布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網(wǎng)框架結構布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網(wǎng)布置）和選擇結構承重方案，除需滿足建筑的使用要求外，布置）和選擇結構承重方案，除需滿足建筑的使用要求外，尚須注意以下幾點：尚須注意以下幾點：受力要明確；受力要明確；結構布置盡可能勻稱；結構布置盡可能勻稱；盡可能減輕

7、房屋自重；盡可能減輕房屋自重；構件類型、尺寸的規(guī)格盡量少，構件類型、尺寸的規(guī)格盡量少，以利于工業(yè)化生產(chǎn)。以利于工業(yè)化生產(chǎn)。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure框架結構的承重方案框架結構的承重方案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。 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。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

8、房屋的縱、橫向都布置承重框架 ，樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板，樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋。或井字梁樓蓋。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure二、柱網(wǎng)尺寸和層高二、柱網(wǎng)尺寸和層高 柱網(wǎng)尺寸和層高一般根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用要求及建筑和結柱網(wǎng)尺寸和層高一般根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用要求及建筑和結構、造價等各方面因素綜合考慮后確定。構、造價等各方面因素綜合考慮后確定。1.1.工業(yè)廠房工業(yè)廠房 一般采用一般采用6m6m柱距。柱網(wǎng)布置方式有內廊式和跨度組合式。柱距。柱網(wǎng)布置方式有內廊式和跨度組合式。（1 1）廠房常用的跨

9、度有：）廠房常用的跨度有：6m6m、7.5m7.5m、9m9m、12m12m?？山M成等跨或?？山M成等跨或不等跨廠房，考慮到吊裝機械的限制，房屋總寬度一般不超過不等跨廠房，考慮到吊裝機械的限制，房屋總寬度一般不超過36m36m。（2 2）廠房的層數(shù)取決于生產(chǎn)工藝、運輸設備、荷載大小及地）廠房的層數(shù)取決于生產(chǎn)工藝、運輸設備、荷載大小及地質條件。有大中型起重設備的機械廠房以質條件。有大中型起重設備的機械廠房以2 23 3層居多；其他輕層居多；其他輕工類廠房多采用工類廠房多采用4 4層以上。層以上。（3 3）廠房層高涉及車間工藝設備、管道布置、車間采光等因）廠房層高涉及車間工藝設備、管道布置、車間采光

10、等因素。一般底層較樓層高，常用底層層高有素。一般底層較樓層高，常用底層層高有4.2m4.2m、4.5m4.5m、4.8m4.8m、5.4m5.4m、6.0m6.0m、7.2m7.2m、8.4m8.4m；常用樓層層高有；常用樓層層高有3.9m3.9m、4.2m4.2m、4.5m4.5m、4.8m4.8m、5.4m5.4m、6.0m6.0m、7.2m7.2m等。等。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure1.1.屋面板屋面板 2.2.天溝板天溝板 3.3.天窗架天窗架 4.4.屋架屋架 5.5.托架托架

11、 6.6.吊車梁吊車梁 7.7.排架柱排架柱 8.8.抗風柱抗風柱 9.9.基基 礎礎 10.10.連系梁連系梁 11.11.基礎梁基礎梁 12.12.天窗架垂直支撐天窗架垂直支撐 13.13.屋架下弦橫向水平支撐屋架下弦橫向水平支撐 14.14.屋架端部垂直屋架端部垂直支撐支撐 15. 15. 柱間支撐柱間支撐第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure2.2.民用房屋民用房屋 柱網(wǎng)和層高通常按柱網(wǎng)和層高通常按300mm300mm進級，民用建筑柱網(wǎng)尺寸包進級，民用建筑柱網(wǎng)尺寸包括開間和進深，柱網(wǎng)尺寸常

12、用范圍為括開間和進深，柱網(wǎng)尺寸常用范圍為6 68m8m；層高常采用；層高常采用3.0m3.0m、3.3m3.3m、3.6m3.6m、3.9m3.9m、4.2m4.2m等。等。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure三、變形縫的設置三、變形縫的設置變形縫分為伸縮縫和沉降縫，地震區(qū)還需按規(guī)定設置防震縫。變形縫分為伸縮縫和沉降縫，地震區(qū)還需按規(guī)定設置防震縫。1.1.伸縮縫伸縮縫 為了避免溫度應力和混凝土收縮應力使房屋產(chǎn)生裂縫而設為了避免溫度應力和混凝土收縮應力使房屋產(chǎn)生裂縫而設置的。一般是上部結構斷開，鋼

13、筋混凝土框架結構的伸縮縫最大置的。一般是上部結構斷開，鋼筋混凝土框架結構的伸縮縫最大間距見下表。間距見下表。環(huán)環(huán) 境境 條條 件件室室 內內 或或 土土 中中露露 天天現(xiàn)澆框架現(xiàn)澆框架55553535裝配式框架裝配式框架75755050第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure2.2.沉降縫沉降縫為了避免地基不均勻沉降在房屋構件中產(chǎn)生裂縫而設置的。為了避免地基不均勻沉降在房屋構件中產(chǎn)生裂縫而設置的。從基礎到屋頂全部分開。設置沉降縫的位置有：從基礎到屋頂全部分開。設置沉降縫的位置有：（1 1）土層變化較

14、大處；）土層變化較大處；（2 2）地基基礎處理方法不同處；）地基基礎處理方法不同處；（3 3）房屋平面形狀變化的凹角處；）房屋平面形狀變化的凹角處；（4 4）房屋高度、重量、剛度有較大變化處；）房屋高度、重量、剛度有較大變化處；（5 5）新建部分與原有建筑的結合處。）新建部分與原有建筑的結合處。沉降縫可以用挑梁或擱置預制板（梁）的方法代替。沉降縫可以用挑梁或擱置預制板（梁）的方法代替。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure3.3.防震縫防震縫 目的是使不規(guī)則平面、剛度變化大的部分通過設目的是使不規(guī)

15、則平面、剛度變化大的部分通過設縫形成簡單、規(guī)則、對稱的結構型式單元?？p形成簡單、規(guī)則、對稱的結構型式單元。在既需設置伸縮縫又需設置沉降縫時，伸縮縫應與沉在既需設置伸縮縫又需設置沉降縫時，伸縮縫應與沉降縫合并；當房屋處于抗震區(qū)時，所有的縫都應符合防降縫合并；當房屋處于抗震區(qū)時，所有的縫都應符合防震縫的要求。縫寬一般不小于震縫的要求?？p寬一般不小于70mm70mm，當房屋高度超過，當房屋高度超過10m10m或處于抗震區(qū)時縫寬應不小于或處于抗震區(qū)時縫寬應不小于100mm100mm。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete S

16、tructure 一、梁柱截面的選擇一、梁柱截面的選擇1.1.截面形狀截面形狀（1 1）框架梁的截面形式多為）框架梁的截面形式多為T T形（現(xiàn)澆樓板，梁跨中）和矩形（現(xiàn)澆樓板，梁跨中）和矩形（預制樓板或現(xiàn)澆樓板的梁支座等負彎矩處）；裝配式框形（預制樓板或現(xiàn)澆樓板的梁支座等負彎矩處）；裝配式框架中可做為矩形、架中可做為矩形、T T形、梯形、花籃形等；裝配整體式框架中形、梯形、花籃形等；裝配整體式框架中常做成花籃形。常做成花籃形。（2 2）框架柱截面一般為矩形或方形，也可根據(jù)建筑要求做成）框架柱截面一般為矩形或方形，也可根據(jù)建筑要求做成圓形或正多邊形。圓形或正多邊形。 為方便施工，各層梁柱截面尺寸

17、往往不變而只改變截面為方便施工，各層梁柱截面尺寸往往不變而只改變截面配筋。配筋。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure框架梁、柱截面尺寸應根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定?？蚣芰?、柱截面尺寸應根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設計時，通常由經(jīng)驗或估算先選定截面尺寸，以后進行承載初步設計時，通常由經(jīng)驗或估算先選定截面尺寸，以后進行承載力、變形等驗算，檢查所選尺寸是否合適。力、變形等驗算，檢查所選尺寸是否合適。 梁截面尺寸確定梁截面尺寸確定 框架結構中框架梁的截面高度框架結構中框架梁的截面高度hb

18、可根據(jù)梁的計算跨度可根據(jù)梁的計算跨度l0、活、活荷載大等，按荷載大等，按hb = (1/18 = (1/181/10)1/10)l0確定。為了防止梁發(fā)生剪切脆確定。為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，性破壞，hb不宜大于不宜大于1/41/4凈跨。主梁截面寬度可取凈跨。主梁截面寬度可取bb = = (1/3(1/31/2)1/2)hb，且不宜小于，且不宜小于200mm200mm。為了保證梁的側向穩(wěn)定性，梁。為了保證梁的側向穩(wěn)定性，梁截面的高寬比（截面的高寬比（hb/bb）不宜大于）不宜大于4 4。2.2.截面尺寸的初步擬定截面尺寸的初步擬定第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計

19、混凝土結構設計 Design of Concrete Structure為了降低樓層高度，可將梁設計成寬度較大而高度較小為了降低樓層高度，可將梁設計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(1/18(1/181/15)1/15)l0估算。扁梁的估算。扁梁的截面寬度截面寬度b（肋寬）與其高度（肋寬）與其高度h h的比值的比值b/h不宜超過不宜超過3 3。加腋梁加腋梁第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure柱截面尺寸柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗確定，也可先根據(jù)其所受

20、軸力柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗確定，也可先根據(jù)其所受軸力按軸心受壓構件估算，再乘以適當?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影按軸心受壓構件估算，再乘以適當?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。即響。即式中式中 A Ac c為柱截面面積；為柱截面面積；N N為柱所承受的軸向壓力設計值；為柱所承受的軸向壓力設計值；N Nv v為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值；為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值；1.251.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值；重力荷載標準值可根為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值；重力荷載標準值可根據(jù)實際荷載取值，也可近似按（據(jù)實際荷載取值，也可近似按（12121414）kN/mk

21、N/m2 2計算；計算；fc為混凝土為混凝土軸心抗壓強度設計值。軸心抗壓強度設計值。Ac (1.11.2)N / fc N = 1.25Nv第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure框架柱的截面寬度和高度均不宜小于框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm300mm，圓柱截面直，圓柱截面直經(jīng)不宜小于經(jīng)不宜小于350mm350mm，柱截面高寬比不宜大于，柱截面高寬比不宜大于3 3。為避免柱產(chǎn)生剪。為避免柱產(chǎn)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4 4，或柱的剪跨比宜大，

22、或柱的剪跨比宜大于于2 2。3.3.框架構件的抗彎剛度框架構件的抗彎剛度 在結構內力與位移計算中，與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為在結構內力與位移計算中，與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為框架梁的翼緣，每一側翼緣的有效寬度可取至板厚的框架梁的翼緣，每一側翼緣的有效寬度可取至板厚的6 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 6倍；無現(xiàn)澆面層倍；無現(xiàn)澆面層的裝配式樓面，樓板的作用不予考慮。的裝配式樓面，樓板的作用不予考慮。 設計中，為簡化計算，也可按如下規(guī)定近似確定梁截面慣設計中，為簡化計算，也可按如下規(guī)定近似確定梁截面慣性矩性矩I：第第1313章章 多層房屋框架結

23、構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure（1 1）計算框架水平位移時，引入各構件統(tǒng)一的剛度折減系數(shù)）計算框架水平位移時，引入各構件統(tǒng)一的剛度折減系數(shù)c，以以cEcI作為該構件的抗彎剛度。風荷載作用下，現(xiàn)澆框架作為該構件的抗彎剛度。風荷載作用下，現(xiàn)澆框架c取取0.850.85；裝配式框架；裝配式框架c取取0.70.70.80.8。（2 2）現(xiàn)澆樓蓋中部框架，梁的慣性矩）現(xiàn)澆樓蓋中部框架，梁的慣性矩I可以取可以取2 2I0；邊框架梁慣；邊框架梁慣性矩性矩I可以取為可以取為1.51.5I0；其中；其中I0為按矩形截面計算的梁的慣性矩。為

24、按矩形截面計算的梁的慣性矩。（3 3）對裝配式樓蓋，梁慣性矩按矩形梁本身截面計算。）對裝配式樓蓋，梁慣性矩按矩形梁本身截面計算。（4 4）裝配整體式框架，中間框架梁按）裝配整體式框架，中間框架梁按1.5 1.5 I0取用，邊框架梁可取用，邊框架梁可按按1.2 1.2 I0取用。取用。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure框架結構房屋是空間結構體系，一般應按三維空間結構框架結構房屋是空間結構體系，一般應按三維空間結構進行分析。但對于平面布置較規(guī)則的框架結構房屋，為了簡進行分析。但對于平面布置較規(guī)則的

25、框架結構房屋，為了簡化計算，通常將實際的空間結構簡化為若干個橫向或縱向平化計算，通常將實際的空間結構簡化為若干個橫向或縱向平面框架進行分析，每榀平面框架為一計算單元。面框架進行分析，每榀平面框架為一計算單元。 就承受豎向荷載而言，當橫向（縱向）框架承重，且在就承受豎向荷載而言，當橫向（縱向）框架承重，且在截取橫向（縱向）框架計算時，全部豎向荷載由橫向（縱向）截取橫向（縱向）框架計算時，全部豎向荷載由橫向（縱向）框架承擔，不考慮縱向（橫向）框架的作用。當縱、橫向框框架承擔，不考慮縱向（橫向）框架的作用。當縱、橫向框架混合承重時，應根據(jù)結構的不同特點進行分析，并對豎向架混合承重時，應根據(jù)結構的不同

26、特點進行分析，并對豎向荷載按樓蓋的實際支承情況進行傳遞，這時豎向荷載通常由荷載按樓蓋的實際支承情況進行傳遞，這時豎向荷載通常由縱、橫向框架共用承擔?？v、橫向框架共用承擔。二、框架結構的計算簡圖二、框架結構的計算簡圖第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure計算單元計算單元 框架結構的計算單元及計算模型框架結構的計算單元及計算模型第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure框架結構計算簡圖框架結構計算簡圖第第13

27、13章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure在框架結構的計算簡圖中，梁、柱用其軸線表示，梁與在框架結構的計算簡圖中，梁、柱用其軸線表示，梁與柱之間的連接用節(jié)點表示，梁或柱的長度用節(jié)點間的距離表柱之間的連接用節(jié)點表示，梁或柱的長度用節(jié)點間的距離表示，框架柱軸線之間的距離即為框架梁的計算跨度；框架柱示，框架柱軸線之間的距離即為框架梁的計算跨度；框架柱的計算高度應為各橫梁形心軸線間的距離，當各層梁截面尺的計算高度應為各橫梁形心軸線間的距離，當各層梁截面尺寸相同時，除底層外，柱的計算高度即為各層層高。對于梁、寸相同時，

28、除底層外，柱的計算高度即為各層層高。對于梁、柱、板均為現(xiàn)澆的情況，梁截面的形心線可近似取至板頂。柱、板均為現(xiàn)澆的情況，梁截面的形心線可近似取至板頂。對于底層柱的下端，一般取至基礎頂面；當設有整體剛度很對于底層柱的下端，一般取至基礎頂面；當設有整體剛度很大的地下室；且地下室結構的樓層側向剛度不小于相鄰上部大的地下室；且地下室結構的樓層側向剛度不小于相鄰上部結構樓層側向剛度的結構樓層側向剛度的2 2倍時，可取至地下室結構的頂板處。倍時，可取至地下室結構的頂板處。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure在

29、實際工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度變化。在實際工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度變化。當上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍與下層柱的形心軸重合當上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍與下層柱的形心軸重合時，其計算簡圖與各層柱截面不變時的相同。當上、下層柱時，其計算簡圖與各層柱截面不變時的相同。當上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時，一般采取近似方法，即截面尺寸不同且形心軸也不重合時，一般采取近似方法，即將頂層柱的形心線作為整個柱子的軸線，但是必須注意，在將頂層柱的形心線作為整個柱子的軸線，但是必須注意，在框架結構的內力和變形分析中，各層梁的計算跨度及線剛度框架結構的內力和變形分析中，各層梁

30、的計算跨度及線剛度仍應按實際情況??；另外，尚應考慮上、下層柱軸線不重合，仍應按實際情況取；另外，尚應考慮上、下層柱軸線不重合，由上層柱傳來的軸力在變截面處所產(chǎn)生的力矩。此力矩應視由上層柱傳來的軸力在變截面處所產(chǎn)生的力矩。此力矩應視為外荷載，與其他豎向荷載一起進行框架內力分析。為外荷載，與其他豎向荷載一起進行框架內力分析。 第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure變截面柱框架結構的計算簡圖變截面柱框架結構的計算簡圖第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Desi

31、gn of Concrete Structure裝配式框架的鉸節(jié)點裝配式框架的鉸節(jié)點框架柱與基礎的連接框架柱與基礎的連接第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure 作用在多層建筑結構上的荷載有豎向荷載和水平荷載。作用在多層建筑結構上的荷載有豎向荷載和水平荷載。豎向荷載包括恒載和樓（屋）面活荷載與雪荷載，水平荷載豎向荷載包括恒載和樓（屋）面活荷載與雪荷載，水平荷載包括風荷載和水平地震作用。某些廠房中還有吊車荷載。包括風荷載和水平地震作用。某些廠房中還有吊車荷載。 恒荷載、活荷載、雪荷載的取值可以直接從恒

32、荷載、活荷載、雪荷載的取值可以直接從建筑結構荷建筑結構荷載規(guī)范載規(guī)范（GB50009-2001GB50009-2001）查得；吊車荷載可參考）查得；吊車荷載可參考建筑結建筑結構荷載規(guī)范構荷載規(guī)范（GB50009-2001GB50009-2001）及單層工業(yè)廠房進行計算。）及單層工業(yè)廠房進行計算。以下就活荷載折減及風荷載進行說明。以下就活荷載折減及風荷載進行說明。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure一、樓面活荷載的折減一、樓面活荷載的折減1.1.設計樓面梁時的折減系數(shù)設計樓面梁時的折減系數(shù) 當樓面

33、梁的從屬面積較大時，樓面活荷載布滿該面積當樓面梁的從屬面積較大時，樓面活荷載布滿該面積上的可能性很小，樓面梁所承受的活荷載標準值可以乘以如下上的可能性很小，樓面梁所承受的活荷載標準值可以乘以如下折減系數(shù)：折減系數(shù)：（1 1）折減系數(shù)）折減系數(shù)0.90.9 宿舍、住宅、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼宿舍、住宅、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園，這些類型房屋樓面梁的從屬面積超過兒園，這些類型房屋樓面梁的從屬面積超過25m25m2 2時。時。 除汽車通道及停車庫外的其他房屋，當樓面梁的從屬除汽車通道及停車庫外的其他房屋，當樓面梁的從屬面積超過面積超過50m50m2 2時。時。 （2 2）折

34、減系數(shù)）折減系數(shù)0.80.8或或0.60.6 對汽車通道及停車庫的單向板樓蓋次梁和槽形板縱肋對汽車通道及停車庫的單向板樓蓋次梁和槽形板縱肋取取0.80.8；對單向板樓蓋主梁取；對單向板樓蓋主梁取0.60.6；對雙向板樓蓋的梁取；對雙向板樓蓋的梁取0.80.8。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure2.2.設計墻、柱和基礎設計墻、柱和基礎（1 1）宿舍、住宅、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼）宿舍、住宅、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園等房屋，考慮活荷載在所有各層不可能同時滿載，樓面兒園等房

35、屋，考慮活荷載在所有各層不可能同時滿載，樓面活荷載標準值可以乘以下表所列系數(shù)。活荷載標準值可以乘以下表所列系數(shù)。墻、柱、基礎計算截面以上的樓層數(shù)墻、柱、基礎計算截面以上的樓層數(shù)1 12 23 34 45 56 68 89 920202020計算截面以上各樓層活荷載總和的折計算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)減系數(shù)1.01.00.850.850.700.700.650.650.600.600.550.55注：當樓面梁的從屬面積超過注：當樓面梁的從屬面積超過25m25m2 2時，系數(shù)時，系數(shù)1.001.00可以采用可以采用0.900.90。（2 2）對汽車通道及停車庫采用單向板肋梁樓蓋時取）對汽

36、車通道及停車庫采用單向板肋梁樓蓋時取0.50.5；對；對雙向板肋梁樓蓋和無梁樓蓋取雙向板肋梁樓蓋和無梁樓蓋取0.80.8。（3 3）其余房屋采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)（即從屬面）其余房屋采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)（即從屬面積超過積超過50m50m2 2時取時取0.90.9）。）。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete StructureKW0WWSZZK0WZSZ二、風荷載二、風荷載空氣流動形成的風遇到建筑物時，就在建筑物的表面產(chǎn)空氣流動形成的風遇到建筑物時，就在建筑物的表面產(chǎn)生壓力或吸力，這種風力作用稱為風荷載

37、。生壓力或吸力，這種風力作用稱為風荷載。1.1.風荷載標準值風荷載標準值 風對建筑物表面的作用力大小，與建筑物體型、高度、風對建筑物表面的作用力大小，與建筑物體型、高度、建筑物所處位置、結構特性有關。垂直于建筑物表面的單位建筑物所處位置、結構特性有關。垂直于建筑物表面的單位面積上的風荷載標準值面積上的風荷載標準值 （KN/mKN/m2 2）可按下式計算。）可按下式計算。 式中，式中， 基本風壓值；基本風壓值； 風壓高度變化系數(shù)；風壓高度變化系數(shù)； 風載體型系數(shù)；風載體型系數(shù)； 風振系數(shù)。風振系數(shù)。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of

38、 Concrete Structure0W0VZ（1 1）基本風壓值）基本風壓值 我國我國建筑結構荷載規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范給出了各地的基本風壓值。是用給出了各地的基本風壓值。是用各地區(qū)空曠平坦地面上離地各地區(qū)空曠平坦地面上離地10m10m高、統(tǒng)計高、統(tǒng)計5050年重現(xiàn)期的年重現(xiàn)期的1010分鐘平分鐘平均風速均風速 （m/sm/s）計算得到的?；撅L壓不得小于）計算得到的?；撅L壓不得小于0.3 kN/m0.3 kN/m2 2（2 2）風壓高度變化系數(shù)）風壓高度變化系數(shù) 風速大小不僅與高度有關，一般越靠近地面風速越小，愈風速大小不僅與高度有關，一般越靠近地面風速越小，愈向上風速越大，而且風速的變

39、化與地貌及周圍環(huán)境有直接關系向上風速越大，而且風速的變化與地貌及周圍環(huán)境有直接關系我國我國建筑結構荷載規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范將地面情況分為將地面情況分為A A、B B、C C、D D四類：四類：A A類地面粗糙度：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)類地面粗糙度：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)B B類地面粗糙度：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀類地面粗糙度：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C C類地面粗糙度：指有密集建筑群的城市市區(qū)。類地面粗糙度：指有密集建筑群的城市市區(qū)。D D類地面粗糙度：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。類地面

40、粗糙度：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete StructureS（3 3）風載體型系數(shù)）風載體型系數(shù) 是指建筑物表面所受實際風壓與基本風壓的比值。通過是指建筑物表面所受實際風壓與基本風壓的比值。通過實測可以看出，風壓在建筑物表面的分布不是均勻的。在風實測可以看出，風壓在建筑物表面的分布不是均勻的。在風荷載計算時，為簡化計算，一般將建筑物各個表面的風壓看荷載計算時，為簡化計算，一般將建筑物各個表面的風壓看成是均勻分布的。風載體型系數(shù)的取值見教材附表成是均勻分布的。風載體型系數(shù)的取

41、值見教材附表7-17-1。（4 4）風振系數(shù)）風振系數(shù)Z 空氣在流動時，風速、風向都在不停地改變。建筑物所空氣在流動時，風速、風向都在不停地改變。建筑物所受到的風荷載是不斷波動的。風壓的波動周期一般較長，對受到的風荷載是不斷波動的。風壓的波動周期一般較長，對一般建筑物影響不大，可以按靜載來對待。但是，對于高度一般建筑物影響不大，可以按靜載來對待。但是，對于高度較大或剛度相對較小的建筑來講，就不能忽視風壓的動力效較大或剛度相對較小的建筑來講，就不能忽視風壓的動力效應。在設計中，用風振系數(shù)來考慮。應。在設計中，用風振系數(shù)來考慮。 建筑結構荷載規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范規(guī)定，對于基本自振周期規(guī)定，對于基本

42、自振周期T T1 1大于大于0.25s0.25s的工程結構，以及高度大于的工程結構，以及高度大于30m30m，且高寬比大于，且高寬比大于1.51.5的房的房屋建筑均需考慮風振系數(shù)。屋建筑均需考慮風振系數(shù)。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure2.2.總風荷載與局部風荷載總風荷載與局部風荷載（1 1）總風荷載）總風荷載 總風荷載是指建筑物各個表面所受風荷載的合力，是沿建總風荷載是指建筑物各個表面所受風荷載的合力，是沿建筑物高度變化的線荷載。通常按建筑物的主軸方向進行計算。筑物高度變化的線荷載。通常按

43、建筑物的主軸方向進行計算。（2 2）局部風荷載）局部風荷載 局部風荷載是指在建筑物表面某些風壓較大的部位，考慮局部風荷載是指在建筑物表面某些風壓較大的部位，考慮風壓對局部某些構件的不利作用時考慮的風荷載。考慮部位一風壓對局部某些構件的不利作用時考慮的風荷載。考慮部位一般是建筑物的角隅或陽臺、雨篷等懸挑構件。般是建筑物的角隅或陽臺、雨篷等懸挑構件。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure 求某高層剪力墻結構頂點的風振系數(shù)。結構求某高層剪力墻結構頂點的風振系數(shù)。結構平面及立面如圖所示，地點在廣州市市區(qū)。

44、平面及立面如圖所示，地點在廣州市市區(qū)。37.5米25米H=75米（253米）平面圖立面圖 H60米，n=100，w0=0.6kN/m2地面粗糙度假定為C類。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構1/zzz 【解】1(0.05 0.06)TN，取1.5秒 20 10.6 1.51.35w T 查表得 1.47575/37.52H B C類地面 高度小于100米，查表得 0.4875/751zz H75米處C類地面 1.495z1 1.475 0.48

45、111.471.495zzz 第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure37.5米25米H=75米（253米）平面圖立面圖 H60米，n=100，w0=0.6kN/m2地面粗糙度假定為C類。 求某高層剪力墻結構頂點的集中風荷載。結構平求某高層剪力墻結構頂點的集中風荷載。結構平面及立面如圖所示，地點在廣州市市區(qū)。面及立面如圖所示，地點在廣州市市區(qū)。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure37.5米25米011

46、1222(coscoscos)zzsssnnnwwBBB 1.47 1.495 0.6 (0.8 37.50.5 37.5)64.28/kN m2564.28 1.596.42FkN第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure32米+0.8-0.5-0.5【習題】求具有下圖所示平面的框架【習題】求具有下圖所示平面的框架剪力墻結構頂點的剪力墻結構頂點的總風荷載標準值（集中力形式總風荷載標準值（集中力形式)。建筑共。建筑共18層，層，54米高（每米高（每層層高層層高3米），米），D類地區(qū)，該地區(qū)基本風壓類地

47、區(qū)，該地區(qū)基本風壓w0=0.7kN/m2。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure1/zzz 【解】1(0.06 0.08)TN，取1.26秒 20 10.7 1.261.11w T 查表得 1.32854/321.6875H B D類地面 高度小于100米，查表得 0.4554/541zz H54米處D類地面 0.876z1 1.328 0.45111.6850.876zzz 第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete St

48、ructure0111222(coscoscos)zzsssnnnwwBBB 1.685 0.8760.7(0.8 3220.5 32cos60 )42.98/kN m1842.98 1.564.47FkN第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure 框架結構的計算簡圖，就是框架結構的計算簡圖，就是結構力學結構力學中討論的剛架，中討論的剛架，因而其內力計算方法大家都比較熟悉。本章介紹常用的一些因而其內力計算方法大家都比較熟悉。本章介紹常用的一些近似計算方法。對于規(guī)則框架，豎向荷載作用下的內力計算近似計算

49、方法。對于規(guī)則框架，豎向荷載作用下的內力計算有分層法、力矩分配法、迭代法等；水平荷載下的內力計算有分層法、力矩分配法、迭代法等；水平荷載下的內力計算有反彎點法、有反彎點法、D D值法、迭代法等。值法、迭代法等。 對于不規(guī)則框架，可以采用迭代法計算，其計算過程參對于不規(guī)則框架，可以采用迭代法計算，其計算過程參考結構力學教材?？冀Y構力學教材。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure一、分層法的計算假定一、分層法的計算假定 框架所承受的豎向荷載一般是結構自重和樓（屋）面使框架所承受的豎向荷載一般是結構自重

50、和樓（屋）面使用活荷載?？蚣茉谪Q向荷載作用下，側移比較小，可以作為無用活荷載?？蚣茉谪Q向荷載作用下，側移比較小，可以作為無側移框架按力矩分配法進行計算。精確計算表明，各層荷載除側移框架按力矩分配法進行計算。精確計算表明，各層荷載除了在本層梁以及與本層梁相連的柱子中產(chǎn)生內力之外，對其他了在本層梁以及與本層梁相連的柱子中產(chǎn)生內力之外，對其他層的梁、柱內力影響不大。為此，可以將整個框架分成一個個層的梁、柱內力影響不大。為此，可以將整個框架分成一個個單層框架來計算，這就是分層法。其假定為：單層框架來計算，這就是分層法。其假定為：1.1.在豎向荷載作用下，多層多跨框架的側移忽略不計；在豎向荷載作用下，多

51、層多跨框架的側移忽略不計；2.2.每層梁上的荷載對其他各層梁的影響忽略不計。每層梁上的荷載對其他各層梁的影響忽略不計。 基于這兩個假定，可以將框架的各層梁及其相連的上、基于這兩個假定，可以將框架的各層梁及其相連的上、下柱作為獨立的計算單元分層進行計算。分層計算所得的梁內下柱作為獨立的計算單元分層進行計算。分層計算所得的梁內彎矩即為框架梁最后彎矩，而每一柱端彎矩則取對應兩單元同彎矩即為框架梁最后彎矩，而每一柱端彎矩則取對應兩單元同一柱端彎矩之和。一柱端彎矩之和。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure

52、豎向荷載作用下分層計算示意圖豎向荷載作用下分層計算示意圖第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure（2 2）除底層柱的下端外，其他各柱的柱端應為彈性約束。）除底層柱的下端外，其他各柱的柱端應為彈性約束。為便于計算，均將其處理為固定端。這樣將使柱的彎曲變形為便于計算，均將其處理為固定端。這樣將使柱的彎曲變形有所減小，為消除這種影響，可把除底層柱以外的其他各層有所減小，為消除這種影響，可把除底層柱以外的其他各層柱的線剛度乘以修正系數(shù)柱的線剛度乘以修正系數(shù)0.90.9。 分層法計算要點：分層法計算要點：（1

53、 1）將多層框架沿高度分成若干單層無側移的敞口框架，每）將多層框架沿高度分成若干單層無側移的敞口框架，每個敞口框架包括本層梁和與之相連的上、下層柱。梁上作用個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構相同。的荷載、各層柱高及梁跨度均與原結構相同。分層法適用范圍：分層法適用范圍： 梁柱線剛度比梁柱線剛度比ibib/icic33，且結構與荷載沿高度比較均，且結構與荷載沿高度比較均勻的多層框架的計算。勻的多層框架的計算。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure（3

54、 3）用無側移框架的計算方法（如彎矩分配法）計算各敞）用無側移框架的計算方法（如彎矩分配法）計算各敞口框架的桿端彎矩，由此所得的梁端彎矩即為其最后的彎矩值；口框架的桿端彎矩，由此所得的梁端彎矩即為其最后的彎矩值；因每一柱屬于上、下兩層，所以每一柱端的最終彎矩值需將上、因每一柱屬于上、下兩層，所以每一柱端的最終彎矩值需將上、下層計算所得的彎矩值相加。在上、下層柱端彎矩值相加后，下層計算所得的彎矩值相加。在上、下層柱端彎矩值相加后，將引起新的節(jié)點不平衡彎矩，如欲進一步修正，可對這些不平將引起新的節(jié)點不平衡彎矩，如欲進一步修正，可對這些不平衡彎矩再作一次彎矩分配。衡彎矩再作一次彎矩分配。如用彎矩分配

55、法計算各敞口框架的桿端彎矩，在計算每個如用彎矩分配法計算各敞口框架的桿端彎矩，在計算每個節(jié)點周圍各桿件的彎矩分配系數(shù)時，應采用修正后的柱線剛度節(jié)點周圍各桿件的彎矩分配系數(shù)時，應采用修正后的柱線剛度計算；并且底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取計算；并且底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取1/21/2，其他各層柱的，其他各層柱的傳遞系數(shù)改用傳遞系數(shù)改用1/31/3。（4 4）在桿端彎矩求出后，可用靜力平衡條件計算梁端剪力及梁）在桿端彎矩求出后，可用靜力平衡條件計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)點集中力、柱跨中彎矩；由逐層疊加柱上的豎向荷載（包括節(jié)點集中力、柱自重等）和與之相連的梁端剪力，

56、即得柱的軸力。自重等）和與之相連的梁端剪力，即得柱的軸力。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure二、計算步驟二、計算步驟1.1.畫出框架的計算簡圖（軸線尺寸、荷載）；畫出框架的計算簡圖（軸線尺寸、荷載）；2.2.計算梁、柱的線剛度及相對線剛度；計算梁、柱的線剛度及相對線剛度；3.3.除底層柱外，其他各層柱的線剛度乘以除底層柱外，其他各層柱的線剛度乘以0.90.9；4.4.用彎矩分配法計算各單元的桿端彎矩；用彎矩分配法計算各單元的桿端彎矩；5.5.疊加有關桿端彎矩，得出最終彎矩圖；疊加有關桿端彎矩，

57、得出最終彎矩圖；6.6.按靜力平衡條件求出框架的其他內力圖。按靜力平衡條件求出框架的其他內力圖。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure 例例 用分層法求如圖示框架的彎矩圖。括號內為桿件的線剛度相對值用分層法求如圖示框架的彎矩圖。括號內為桿件的線剛度相對值第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concre

58、te Structure第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure 框架所承框架所承受的水平荷載受的水平荷載主要是風荷載主要是風荷載和水平地震作和水平地震作用，它們都可用，它們都可以轉化成作用以轉化成作用在框架節(jié)點上在框架節(jié)點上的集中力。的集中力。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete St

59、ructure 在這種力的作用下，無論是橫梁還是柱子，它們的彎矩在這種力的作用下，無論是橫梁還是柱子，它們的彎矩分布均成直線變化。一般情況下每根桿件都有一個彎矩為零分布均成直線變化。一般情況下每根桿件都有一個彎矩為零的點，稱為反彎點。如果在反彎點處將柱子切開，切斷點處的點，稱為反彎點。如果在反彎點處將柱子切開，切斷點處的內力將只有剪力和軸力。如果知道反彎點的位置和柱子的的內力將只有剪力和軸力。如果知道反彎點的位置和柱子的抗側移剛度，即可求得各柱的剪力，從而求得框架各桿件的抗側移剛度，即可求得各柱的剪力，從而求得框架各桿件的內力，反彎點法即由此而來。內力，反彎點法即由此而來。 由此可見，反彎點由

60、此可見，反彎點法的關鍵是反彎點的位法的關鍵是反彎點的位置確定和柱子抗推剛度置確定和柱子抗推剛度的確定。的確定。第第1313章章 多層房屋框架結構多層房屋框架結構混凝土結構設計混凝土結構設計 Design of Concrete Structure一、反彎點法一、反彎點法1 1、基本假定、基本假定假定框架橫梁剛度為無窮大。假定框架橫梁剛度為無窮大。 如果框架橫梁剛度為無窮大，在水平力的作用下，框架如果框架橫梁剛度為無窮大，在水平力的作用下，框架節(jié)點將只有側移而沒有轉角。實際上，框架橫梁剛度不會是無節(jié)點將只有側移而沒有轉角。實際上，框架橫梁剛度不會是無窮大，在水平力下，節(jié)點既有側移又有轉角。但是，