多层钢筋混凝土框架结构设计.ppt

多层钢筋混凝土框架结构设计,框架结构设计,5.1 结构布置 框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网布置）和选择结构承重方案，这些均必须满足建筑平面及使用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。,5.1.1 柱网和层高,民用建筑柱网和层高根据建筑使用功能确定。目前，住宅、宾馆和办公楼柱网可划分为小柱网和大柱网两类。小柱网指一个开间为一个柱距图 5.1.1(a,b)，柱距一般为 3.3m，3.6m，4.0m等；大柱网指两个开间为一个柱距图5.1.1(c)，柱距通常为 6.0m，6.6m，7.2m，7.5m等。常用的跨度（房屋进深）有：4.8m，5.4m，6.0m，6.6m，7.2m，7.5m等。,多层钢筋混凝土框架结构设计,宾馆建筑多采用三跨框架。有两种跨度布置方式：一种是边跨大、中跨小，可将卧室和卫生间一并设在边跨，中间跨仅作走道用；另一种则是边跨小、中跨大，将两边客房的卫生间与走道合并设于中跨内，边跨仅作卧室，如北京长城饭店图 5.1.1(b)和广州东方宾馆图 5.1.1(c)。办公楼常采用三跨内廊式、两跨不等跨或多跨等跨框架，如图 2.1.1(a),(b),(c)。采用不等跨时，大跨内宜布置一道纵梁，以承托走道纵墙。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,（1）横向框架承重。主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置图 5.1.2(a)。由于竖向荷载主要由横向框架承受，横梁截面高度较大，因而有利于增加房屋的横向刚度。这种承重方案在实际结构中应用较多,5.1.2 框架结构的承重方案,多层钢筋混凝土框架结构设计,（2）纵向框架承重。主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置图 5.1.2(b)。这种方案对于地基较差的狭长房屋较为有利，且因横向只设置截面高度较小的连系梁，有利于楼层净高的有效利用。但房屋横向刚度较差，实际结构中应用较少。（3）纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架图 5.1.2(c)，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。当柱网平面为正方形或接近正方形、或当楼盖上有较大活荷载时，多采用这种承重方案。,多层钢筋混凝土框架结构设计,以上是将框架结构视为竖向承重结构（vertical load-resisting structure）来讨论其承重方案的。框架结构同时也是抗侧力结构（lateral load-resisting structure），它可能承受纵、横两个方向的水平荷载（如风荷载和水平地震作用），这就要求纵、横两个方向的框架均应具有一定的侧向刚度和水平承载力。因此，高层规程规定，框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构除个别部位外，不应采用铰接。,在框架结构布置中，梁、柱轴线宜重合，如梁须偏心放置时，梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的 1/4。如偏心距大于该方向柱宽的 1/4 时，可增设梁的水平加腋（图 5.1.3）。试验表明，此法能明显改善梁柱节点承受反复荷载的性能。梁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：bx/lx 1/2，bx/bb 2/3，bb+bx+x bc/2 式中符号意义见图 5.1.3。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,在框架结构设计中，应首先确定构件截面尺寸及结构计算简图，然后进行荷载计算及结构内力和侧移分析。,5.2 框架结构的计算简图,5.2.1 梁、柱截面尺寸 框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。,多层钢筋混凝土框架结构设计,梁、柱截面尺寸,框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等，按hb=(1/181/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb=(1/31/2)hb，且不宜小于200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。,多层钢筋混凝土框架结构设计,柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即式中 Ac为柱截面面积；N为柱所承受的轴向压力设计值；Nv为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按（1214）kN/m2计算；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。,0.90.95 N/Ac fc,N=1.25Nv,多层钢筋混凝土框架结构设计,框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面直经不宜小于350mm，柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。,梁截面惯性矩 在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍；装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：,多层钢筋混凝土框架结构设计,式中：I0为按矩形截面（图 5.2.2 中阴影部分）计算的梁截面惯性矩；为楼面梁刚度增大系数，应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺寸的比例，取=1.32.0，当框架梁截面较小楼板较厚时，宜取较大值，而梁截面较大楼板较薄时，宜取较小值。通常，对现浇楼面的边框架梁可取 1.5，中框架梁可取 2.0；有现浇面层的装配式楼面梁的 值可适当减小.,5.2.2 框架结构的计算简图 1计算单元 框架结构房屋是由梁、柱、楼板、基础等构件组成的空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋图 5.2.3，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元，如图 5.2.3（a）所示。就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重时，截取横向（纵向）框架进行计算，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，,多层钢筋混凝土框架结构设计,应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共同承担。在某一方向的水平荷载作用下，整个框架结构体系可视为若干个平面框架，共同抵抗与平面框架平行的水平荷载，与该方向正交的结构不参与受力。每榀平面框架所抵抗的水平荷载，当为风荷载时，可取计算单元范围内的风荷载图 5.2.3(a)；当为水平地震作用时，则为按各平面框架的侧向刚度比例所分配到的水平力。,多层钢筋混凝土框架结构设计,2计算简图 将复杂的空间框架结构简化为平面框架之后，应进一步将实际的平面框架转化为力学模型图5.2.3(b)，在该力学模型上作用荷载，就成为框架结构的计算简图。在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点（beam-column joints）表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，如图 5.2.4 所示。由图可见，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层柱外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室、且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,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,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,框架混凝土柱截面尺寸边柱为500mm500mm，中柱600mm600mm。,混凝土 采用C20（fc9.6Nmm2,ft1.10Nmm2）。钢筋 柱、梁受力筋采用级钢筋（fy300 Nmm2），板内及梁内其它钢筋采用级（fy210 Nmm2）,多层钢筋混凝土框架结构设计,框架梁及柱子的线刚度计算取轴上的一榀框架作为计算简图，如图所示。,梁、柱混凝土强度等级为C20，Ec2.55104N/mm225.5106KN/m2。框架梁惯性矩增大系数：边框架取1.5，中框架取2.0。中框架梁的线刚度：,Ib1=bEIb/l=2.0,25.51060.30.73/6.666.28103KNm2,边框架梁的刚度：Ib2=bEIb/l1.5,25.51060.30.73/6.649.70103KNm2,底层中柱的线刚度：,i底中EIc/l=,25.51060.60.63/4.561.44103KNm2,其余各层中柱的线刚度,i其中0.9EIc/l=0.9,25.51060.60.63/4.555.30103KNm2,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,2 弯矩二次分配法,具体计算步骤：（1）根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数，并计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩。（2）计算框架各节点的不平衡弯矩，并对所有节点的不平衡弯矩同时进行第一次分配（其间不进行弯矩传递）。（3）将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递（对于刚接框架，传递系数均取1/2）。（4）将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，使各节点处于平衡状态。至此，整个弯矩分配和传递过程即告结束。（5）将各杆端的固端弯矩、分配弯矩和传递弯矩叠加，即得各杆端弯矩。,多层钢筋混凝土框架结构设计,第三节 多层多跨框架在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,多层钢筋混凝土框架结构设计,（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,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,一、基本假定,梁柱线刚度比较大(ib/ic3）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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,3.6.2 水平荷载作用下的内力近似计算方法,反弯点法,适用于梁柱线刚度比不小于3的框架结构；常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用 下的弯矩值。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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yi=hi/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2h13处(y1=h1/2)。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,（1）反弯点位置 弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以EI梁=为前题）。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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/ic3)，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，d=V/=12ic/h2,多层钢筋混凝土框架结构设计,（2）反弯点处的剪力计算 柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的抗侧移刚度为：,EIci 第i根柱的刚度；hi 第i根柱的柱高。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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,多层钢筋混凝土框架结构设计,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Vpj 设框架结构共有n层，外荷载（Fi）在第j层产生的层间总剪力Vpj为：式中 Fi作用在框架第i层节点处的水平力。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,（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层内有m个柱子，各柱剪力为Vjl、Vj2、Vji，根据层剪力平衡的条件有：式中：Vji第j层第i柱所承受的剪力；m第j层内的柱子数：dji第j层第i柱的侧移刚度；VPj第j层的层剪力。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。顶层,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,第二层,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,第一层,多层钢筋混凝土框架结构设计,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：Mji上=Mji下=Vjihj/2（j=2,3,n；i=1,2,m）底层柱：上端弯矩 M1i上=V1ih1/3 下端弯矩 M1i下=2V1ih1/3（i=1,2,m）,多层钢筋混凝土框架结构设计,3）弯矩图绘制 柱端弯矩：已知反弯点处的剪力值便可以求出每一根柱各截面的弯矩。梁端弯矩：分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。边节点：,多层钢筋混凝土框架结构设计,中节点：,多层钢筋混凝土框架结构设计,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(ibic3)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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,五、反弯点法的适用条件,梁柱线刚度之比值大于3(ibic3)；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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,（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，假设柱上下结点不转角相等，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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,一、修正后柱侧移刚度D值的计算二、柱反弯点处的剪力三、确定柱反弯点高度比,多层钢筋混凝土框架结构设计,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ic；结点约束（上、下层横梁的刚度ib）；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ic；（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i1,i2；,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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：,多层钢筋混凝土框架结构设计,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-1j，Mj-1Mj）。两端约束刚度不相同时，两端转角也不相等，jj-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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,2、柱反弯点位置确定,反弯点高度比y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y0标准反弯点高度比y0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y0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y0。,多层钢筋混凝土框架结构设计,（2）上下梁刚度变化的影响修正值y1,当某柱的上梁与下梁的刚度不等，反弯点位置 有变化，应将y0加以修正，修正值为y1，当i1+i2i3+i4时，令1(i3+i4)(i1+i2)，仍由1和K值从表34中查出y1，这时反弯点应向下移，yl取负值。对于底层柱，不考虑y1修正值。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,（3）上下层高度变化的影响修正值y2和y3,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可查表35（略）得修正值y2。当21时，y2为正值，反弯点向上移。当21时，y2为负值，反弯点向下移。当31时，y2为正值，反弯点向上移。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,（4）修正后柱的反弯点高度比y,各层柱的反弯点高度比由下式计算：y=yh=(y0+y1+y2+y3)h 柱反弯点位置及剪力确定后，其余计算与反弯点法相同。,多层钢筋混凝土框架结构设计,当横梁线刚度与柱的线刚度之比不很大时，柱的两端转角相差较大，尤其是最上层和最下几层，其反弯点并不在柱的中央，它取决于柱上下两端转角：当上端转角大于下端转角时，反弯点移向柱上端；反之，则移向柱下端。各层柱反弯点高度可统一按下式计算：y=yh=(y0+y1+y2+y3)h,12.4.2.2 柱的反弯点高度,多层钢筋混凝土框架结构设计,（1）标准反弯点高度比y0标准反弯点高度比y0主要考虑梁柱线刚度比及结构层数和楼层位置的影响，它可根据梁柱相对线刚度比（表12.3)、框架总层数m、该柱所在层数n、荷载作用形式由表12.4查得。（2）上下层横梁线刚度不同时的修正值y1当某层柱的上梁与下梁刚度不同，则柱上下端转角不同，反弯点位置有变化，修正值为y1，见图12.21。根据1和K值由表12.5查得y1,多层钢筋混凝土框架结构设计,（3）上下层层高变化时的修正值y2、y3当柱所在楼层的上下楼层层高有变化时，反弯点也将偏移标准反弯点位置，见图12.22。令上层层高h上与本层层高h之比为2，即2=h上/h。由2和K从表12.6查得修正值y2。,多层钢筋混凝土框架结构设计,表12.4 规则框架承受均布水平荷载作用时标准反弯点高度比y0,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,表12.5 上下层横梁线刚度比对y0的修正值y1,多层钢筋混凝土框架结构设计,图12.21 横梁刚度变化对反弯点位置的影响,多层钢筋混凝土框架结构设计,图12.22 层高变化对反弯点位置的影响,多层钢筋混凝土框架结构设计,表12.6 上下层高变化对y0的修正值y2和y3,多层钢筋混凝土框架结构设计,图12.23 例12.3,多层钢筋混凝土框架结构设计,表12.7,多层钢筋混凝土框架结构设计,图12.24 M图（单位：kNm),多层钢筋混凝土框架结构设计,表12.8,多层钢筋混凝土框架结构设计,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,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,13.3.3 框架结构侧移近似计算,框架结构在水平荷载作用下的变形由总体剪切变形和总体弯曲变形两部分组成。,多层钢筋混凝土框架结构设计,框架弯曲变形,多层钢筋混凝土框架结构设计,总体剪切变形是由梁柱弯曲变形应起的框架变形；由于它的侧移曲线和悬臂梁的剪切变形曲线曲线相似，称为剪切变形。总体弯曲变形是由框架两侧柱的轴向变形导致的框架变形，它的侧移曲线与悬臂梁的弯曲变形相似，称为弯曲变形。对于层数不多的框架结构，只考虑剪切变形；对于较高的框架（H50米）或较柔的框架(H/B4),考虑框架的弯曲变形.,多层钢筋混凝土框架结构设计,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Dij值及层剪力Vpj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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,13.3.3.2 由柱轴向变形引起的侧移,轴力是使柱产生轴向变形,两边受力较大,中柱受力较小,可以忽略不计.边柱产生的轴力为框架顶点的最大水平位移为:,n:顶层与底层边柱截面面积之比。,多层钢筋混凝土框架结构设计,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,Fn,n,上端集中荷载,倒三角荷载,均布荷载,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,3.7.1 控制截面,梁：跨中、支座截面柱：柱顶、柱底截面,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,第3章,3.7.2 控制截面最不利内力类型,梁跨中截面：+Mmax及相应的V（正截面设计）梁支座截面：-Mmax及相应的V（正截面设计）Vmax及相应的M（斜截面设计）柱 截 面：+Mmax及相应的N、V-Mmax及相应的N、V Nmax及相应的M、V Nmin及相应的M、V M较大，但N较小或N较大,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,由图可见：对于大偏压，M相等或相近时，N越小越不利；对于小偏压，M相等或相近时，N越大越不利；无论大小偏压，当N相等或相近时，M越大越不利。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,2.由永久荷载效应控制的组合,多层钢筋混凝土框架结构设计,一般应考虑下列三种荷载组合：（1）恒载0.9（活载风载）（2）恒载活载（3）恒载风载对于高层框架结构，在计算荷载效应组合时应把风荷载作为主要荷载，其荷载组合值系数,混凝土结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,竖向活载最不利布置,（1）逐跨布置法,恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能出现的最大内力。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,（2）最不利荷载布置法,恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此法用手算方法进行计算很困难。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,（3）分层布置法或分跨布置法,恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的比值不大于3时，可近似将活载一层或一跨做一次布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。,多层钢筋混凝土框架结构设计,混凝土结构设计,（4）满布荷载法,当活载与恒载的比值不大于1时，可不考虑活载的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩应乘以1.11.2的系数予以增大。,多层钢筋混凝土框架结构设计,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。,多层钢筋混凝土框架结构设计,内力,荷载编号,框架梁内力组合表,多层钢筋混凝土框架结构设计,框架柱内力组合表,多层钢筋混凝土框架结构设计,框架梁纵向受拉配筋计算表钢筋,多层钢筋混凝土框架结构设计,多层钢筋混凝土框架结构设计,