混凝土结构下册钢筋混凝土框架结构设计PPT学习教案.pptx

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1、会计学1混凝土结构混凝土结构(jigu)下册钢筋混凝土框架结下册钢筋混凝土框架结构构(jigu)设计设计第一页，共196页。本本章章目目录录3.1框架结构体系框架结构体系(tx)及布置及布置3.2竖向荷载竖向荷载(hzi)作用下的近似计算方法作用下的近似计算方法3.3水平荷载作用水平荷载作用(zuyng)下内力和侧移的近似计算下内力和侧移的近似计算3.4荷载效应组合原则荷载效应组合原则3.5框架结构的设计框架结构的设计第1页/共196页第二页，共196页。框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。在学习过程中应了解框架结构体系框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。在学习过程中应了解框架结构体系

2、(tx)(tx)选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法，水平荷载作用下框架内力分析的反弯点法和选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法，水平荷载作用下框架内力分析的反弯点法和D D值法等内力和变形的近似计算方法。要领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。值法等内力和变形的近似计算方法。要领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。本章本章(bnzhn)提要提要第2页/共196页第三页，共196页。1.1.框架结构的组成框架结构的组成 钢筋混凝土框架结构，是指由钢筋混

3、凝土横梁、纵梁、柱和基础等构件所组成的结构，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。墙体不承重，内、外墙只起分隔钢筋混凝土框架结构，是指由钢筋混凝土横梁、纵梁、柱和基础等构件所组成的结构，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。墙体不承重，内、外墙只起分隔(fng)(fng)和围护作用，见下图。和围护作用，见下图。钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土框架结构已广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型。混凝土框架结构已

4、广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型。一、框架结构体系一、框架结构体系(tx)3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第3页/共196页第四页，共196页。图图3.1框架结构图框架结构图(a)平面图；平面图；(b)-剖面图剖面图一、框架结构体系一、框架结构体系(tx)3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第

5、4页/共196页第五页，共196页。2.框架结构的种类框架结构的种类(zhngli)按施工方法的不同，框架可分为按施工方法的不同，框架可分为(fn wi)(fn wi)整体式、装配式和装配整体式三种。整体式、装配式和装配整体式三种。一、框架结构体系一、框架结构体系(tx)整体式框架整体式框架也称全现浇框架，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有利于抗震，但工程量大，模板耗费多，工期长。也称全现浇框架，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有利于抗震，但工程量大，模板耗费多，工期长。装配式框架装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。的构件全部为预

6、制，在施工现场进行吊装和连接。其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。装配整体式框架装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第5页/共196页第六页，共196页。一、框架结构体系一、框架结构体系(tx)3.3.框架

7、结构布置框架结构布置(bzh)(bzh)方案方案 框架结构是由若干个平面框架通过框架结构是由若干个平面框架通过(tnggu)(tnggu)连系梁的连接而形成的空间结构体系。连系梁的连接而形成的空间结构体系。在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为下列三种：在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为下列三种：（1）横向框架承重方案横向框架承重方案在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向布置。沿房屋的纵向设置板和连系梁，见右图。在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向布置。沿房屋的纵向设置板和连系梁，见右图。图图3.2框架结

8、构图框架结构图3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第6页/共196页第七页，共196页。一、框架结构体系一、框架结构体系(tx)3.3.框架结构布置框架结构布置(bzh)(bzh)方案方案 框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形成的空间结构体系。框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形成的空间结构体系。在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为(fn wi)(fn wi)下列三种：下列三种：（2

9、 2）纵向框架承重方案纵向框架承重方案在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵向布置。沿房屋的横向设置板和连系梁，见右图。在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵向布置。沿房屋的横向设置板和连系梁，见右图。图图3.3框架结构图框架结构图3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第7页/共196页第八页，共196页。一、框架结构体系一、框架结构体系(tx)3.3.框架结构布置框架结构布置(bzh)(bzh)方案方案 框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形成的空间结构体系。框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形

10、成的空间结构体系。在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同(b tn)(b tn)，框架体系可以分为下列三种：，框架体系可以分为下列三种：（3）纵横向框架混合承重方案纵横向框架混合承重方案在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵、横向布置，见右图。在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵、横向布置，见右图。图图3.4框架结构图框架结构图3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第8页/共196页第九页，共196页。二、变形缝二、变形缝 在初步设计阶

11、段，确定结构方案在初步设计阶段，确定结构方案 ，进行结构平面布置时，除了，进行结构平面布置时，除了(ch le)(ch le)要考虑梁、柱、墙等结构构件的布置外，还要考虑是否要设置变形缝。用变形缝将房屋分成若干独立的部分，可以消除结构不规则、收缩和温度应力、不均匀沉降对结构的有害影响。要考虑梁、柱、墙等结构构件的布置外，还要考虑是否要设置变形缝。用变形缝将房屋分成若干独立的部分，可以消除结构不规则、收缩和温度应力、不均匀沉降对结构的有害影响。变形缝有沉降缝、伸缩缝、防震缝。变形缝有沉降缝、伸缩缝、防震缝。3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系

12、及布置框架结构体系及布置第9页/共196页第十页，共196页。为防止地基不均匀或房屋层数和高度相差很大引起房屋开裂而设的缝称为沉降缝。为防止地基不均匀或房屋层数和高度相差很大引起房屋开裂而设的缝称为沉降缝。沉降缝不但上部结构要断开，基础也要断开。沉降缝不但上部结构要断开，基础也要断开。抗震抗震(kngzhn)(kngzhn)设防的结构，沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。设防的结构，沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。1.1.沉降缝沉降缝二、变形缝二、变形缝3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第10页/共19

13、6页第十一页，共196页。在建筑物的下列部位宜设置沉降缝：在建筑物的下列部位宜设置沉降缝：土层变化较大处；土层变化较大处；地基基础处理方法不同处；地基基础处理方法不同处；房屋在高度、重量、刚度有较大变化处；房屋在高度、重量、刚度有较大变化处；建筑平面的转折处；建筑平面的转折处；新建部分与原有建筑的交界处。新建部分与原有建筑的交界处。沉降缝由于是从基础断开，缝两侧相邻框架的距离可能较大，给使用带来不便，此时可利用挑梁或搁置沉降缝由于是从基础断开，缝两侧相邻框架的距离可能较大，给使用带来不便，此时可利用挑梁或搁置(gzh)(gzh)预制梁、板的方法进行建筑上的闭合处理。预制梁、板的方法进行建筑上的

14、闭合处理。二、变形缝二、变形缝(a)设挑梁（板）；设挑梁（板）；(b)设预制板（梁）设预制板（梁）图图3.53.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第11页/共196页第十二页，共196页。二、变形缝二、变形缝3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置沉降缝的处理：沉降缝的处理：设置沉降缝后，上部结构设置沉降缝后，上部结构(jigu)(jigu)应在缝的两侧分别布置抗侧力结构应在缝的两侧分别布置抗侧力结构(jigu)(jigu)，形成所谓双梁、双柱和

15、双墙的现象。但将导致其他问题，如建筑立面处理困难、地下室渗漏不容易解决等。一般地，建筑物各部分不均匀沉降差大体上有三种方法来处理：，形成所谓双梁、双柱和双墙的现象。但将导致其他问题，如建筑立面处理困难、地下室渗漏不容易解决等。一般地，建筑物各部分不均匀沉降差大体上有三种方法来处理：第12页/共196页第十三页，共196页。二、变形缝二、变形缝3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置放放设沉降缝，让各部分自由沉降，互不影响，避免出现由于不均匀沉降时产生的内力设沉降缝，让各部分自由沉降，互不影响，避免出现由于不均匀沉降时产生

16、的内力(nil)。采用采用“放放”的方法在结构设计时比较方便，但将导致建筑、设备、施工各方面的困难。的方法在结构设计时比较方便，但将导致建筑、设备、施工各方面的困难。抗抗采用端承桩或利用采用端承桩或利用(lyng)刚度很大的基础。前者由坚硬的基岩或砂卵石层来尽可能避免显著的沉降差；后者则用基础本身的刚度来抵抗沉降差。刚度很大的基础。前者由坚硬的基岩或砂卵石层来尽可能避免显著的沉降差；后者则用基础本身的刚度来抵抗沉降差。采用采用“抗抗”的方法不设缝，基础材料用量多，不经济。的方法不设缝，基础材料用量多，不经济。第13页/共196页第十四页，共196页。二、变形缝二、变形缝3.1框架结构体系及布置

17、框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置调调在设计与施工中采取措施，调整各部分沉降，减少其差异，降低由沉降差产生的内力。在设计与施工中采取措施，调整各部分沉降，减少其差异，降低由沉降差产生的内力。采用采用“调调”的方法，采用介于两者之间的办法，调整各部分沉降差，在施工过程中留出后浇带作为临时沉降缝，等到各部分结构沉降基本稳定的方法，采用介于两者之间的办法，调整各部分沉降差，在施工过程中留出后浇带作为临时沉降缝，等到各部分结构沉降基本稳定(wndng)后再连为整体。后再连为整体。第14页/共196页第十五页，共196页。二、变形缝二、变形缝3.1

18、框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置通常有以下通常有以下“调调”的方法不设永久性沉降缝：的方法不设永久性沉降缝：调整地基上压力主楼和裙房采用不同的基础形式；调整地基上压力，使各部分沉降基本均匀一致，减少沉降差；调整地基上压力主楼和裙房采用不同的基础形式；调整地基上压力，使各部分沉降基本均匀一致，减少沉降差；调整施工顺序施工先主楼，后裙房；主楼工期较长、沉降大，待主楼基本建成，沉降基本稳定后，再施工裙房，使后期沉降基本相近。调整施工顺序施工先主楼，后裙房；主楼工期较长、沉降大，待主楼基本建成，沉降基本稳定后，再施工裙房，使后

19、期沉降基本相近。预留沉降差地基承载力较高、有较多的沉降观测资料预留沉降差地基承载力较高、有较多的沉降观测资料(zlio)(zlio)、沉降值计算较为可靠时，主楼标高定得稍高，裙房标高定得稍低，预留两者沉降差，使最后两者实际标高一致。、沉降值计算较为可靠时，主楼标高定得稍高，裙房标高定得稍低，预留两者沉降差，使最后两者实际标高一致。第15页/共196页第十六页，共196页。二、变形缝二、变形缝 混凝土收缩和温度应力常常会使混凝土结构产生裂缝。为了避免收缩裂缝和温度裂缝，房屋建筑可以混凝土收缩和温度应力常常会使混凝土结构产生裂缝。为了避免收缩裂缝和温度裂缝，房屋建筑可以(ky)(ky)设置伸缩缝。

20、设置伸缩缝。在建筑中，顶层和底层温度应力问题比较严重，容易出现裂缝。在建筑中，顶层和底层温度应力问题比较严重，容易出现裂缝。伸缩缝只设在上部结构，基础可不设伸缩缝。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间距见下表。伸缩缝只设在上部结构，基础可不设伸缩缝。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间距见下表。2.2.伸缩缝伸缩缝环境条件环境条件框架类别框架类别室内或土中（室内或土中（m）露天（露天（m）装配式装配式7550现浇式现浇式55353.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第16页/共196页第十七页，共196页。二、变形缝二、变形缝

21、 当建筑物平面复杂或房屋各部分刚度、高度和重量相差悬殊时，在地震作用下薄弱部位容易造成震害。当建筑物平面复杂或房屋各部分刚度、高度和重量相差悬殊时，在地震作用下薄弱部位容易造成震害。处理的措施一种是加强各部分的连接，使整个结构整体性很强。另一种是设置防震缝，将房屋划分处理的措施一种是加强各部分的连接，使整个结构整体性很强。另一种是设置防震缝，将房屋划分(hu fn)(hu fn)成简单规则的形态，使每部分成为独立的抗震单元。故在抗震设计时，建筑物各部分之间的关系应明确：如分开，则彻底分开；如相连，连接牢固。成简单规则的形态，使每部分成为独立的抗震单元。故在抗震设计时，建筑物各部分之间的关系应明

22、确：如分开，则彻底分开；如相连，连接牢固。3.3.防震防震(fngzhn)(fngzhn)缝缝3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第17页/共196页第十八页，共196页。三、框架梁、柱截面三、框架梁、柱截面(jimin)尺寸尺寸承受主要竖向荷载的框架承受主要竖向荷载的框架(kunji)主梁，其截面形式在全现浇的整体式框架主梁，其截面形式在全现浇的整体式框架(kunji)中以中以T形（见图形（见图3.6(a)）为多；在装配式框架）为多；在装配式框架(kunji)中可做成矩形、中可做成矩形、T形、梯形和花篮形（见图形、

23、梯形和花篮形（见图3.6(b)(g)）等。）等。不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用T形、形、形、矩形、形、矩形、形、形、L形等，见图形等，见图3.7。框架框架(kunji)柱的截面形式一般为矩形或正方形。柱的截面形式一般为矩形或正方形。1.1.梁、柱截面梁、柱截面(jimin)(jimin)的形状的形状3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第18页/共196页第十九页，共196页。三、框架三、框架(kunji)梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸图图3.6框架横梁截面形式框架横

24、梁截面形式图图3.7框架连系梁截面形式框架连系梁截面形式3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第19页/共196页第二十页，共196页。三、框架三、框架(kunji)梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸2.2.梁、柱截面梁、柱截面(jimin)(jimin)尺寸尺寸 （1 1）框架梁）框架梁 梁截面尺寸可参考受弯构件来初步确定。梁高梁截面尺寸可参考受弯构件来初步确定。梁高hbhb一般可取一般可取(1/8-1/12)lb(lb(1/8-1/12)lb(lb为梁的计算跨度），梁净跨与截面高度之比不宜小于为梁的计算跨度），梁净跨与截

25、面高度之比不宜小于4 4。梁的宽度。梁的宽度bb=(1/2-1/3)hbbb=(1/2-1/3)hb，一般不宜小于，一般不宜小于200mm200mm。选择梁截面尺寸还应符合规定的模数要求选择梁截面尺寸还应符合规定的模数要求(yoqi)(yoqi)。（2 2）框架柱）框架柱 柱截面的宽度柱截面的宽度bcbc和高度和高度hchc一般取（一般取（1/15-1/20)1/15-1/20)层高。为了提高框架抗水平力的能力，矩形截面的层高。为了提高框架抗水平力的能力，矩形截面的hc/bchc/bc不宜大于不宜大于3 3，柱截面的边长不宜小于，柱截面的边长不宜小于250mm250mm。3.1框架结构体系及布

26、置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第20页/共196页第二十一页，共196页。三、框架梁、柱截面三、框架梁、柱截面(jimin)尺寸尺寸 3.3.梁截面梁截面(jimin)(jimin)的惯性矩的惯性矩 框架结构内力和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学方法计算梁截面惯性矩。由于楼板作为框架结构内力和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学方法计算梁截面惯性矩。由于楼板作为(zuwi)(zuwi)框架梁的翼缘参与工作，使得梁的刚度有所提高，为了简化计算，作如下规定：框架

27、梁的翼缘参与工作，使得梁的刚度有所提高，为了简化计算，作如下规定：图图3.8框架结构的刚度取值框架结构的刚度取值（1）对现浇楼面的整体框架，中部框架梁对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；边框架梁；边框架梁I=1.5I0。其中。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（图为矩形截面梁的惯性矩（图3.8(a)。3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第21页/共196页第二十二页，共196页。三、框架梁、柱截面三、框架梁、柱截面(jimin)尺寸尺寸 3.3.梁截面梁截面(jimin)(jimin)的惯性矩的惯性矩 框架结构内力

28、和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学框架结构内力和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学(ci lio l xu)(ci lio l xu)方法计算梁截面惯性矩。由于楼板作为框架梁的翼缘参与工作，使得梁的刚度有所提高，为了简化计算，作如下规定：方法计算梁截面惯性矩。由于楼板作为框架梁的翼缘参与工作，使得梁的刚度有所提高，为了简化计算，作如下规定：图图3.8框架结构的刚度取值框架结构的刚度取值（2）对做整浇层的装配整体式框架，中部框架梁）对做整浇层的装配整体式框架，中部框架梁I=1.5I0；边框架梁；边框架梁I=1.2I0（

29、图（图3.8(b)。3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第22页/共196页第二十三页，共196页。3.3.梁截面梁截面(jimin)(jimin)的惯性矩的惯性矩 框架结构内力和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学方法计算梁截面惯性矩。由于楼板作为框架梁的翼缘参与框架结构内力和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学方法计算梁截面惯性矩。由于楼板作为框架梁的翼缘参与(cny)(cny)工作，使得梁的刚度有所提高，为了简化计算，作如下规定：工作，使得

30、梁的刚度有所提高，为了简化计算，作如下规定：图图3.8框架结构的刚度取值框架结构的刚度取值三、框架三、框架(kunji)梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸 （3 3）对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截面计算，）对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截面计算，I=II=I0 0（图（图3.8(c)3.8(c)）。）。3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第23页/共196页第二十四页，共196页。四、框架结构计算四、框架结构计算(jsun)简图简图 框架结构是由横向框架和纵向框架组成框架结构是由横向框架和纵向框架组成(z chn

31、)(z chn)的空间结构。的空间结构。为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系，而将空间结构体系简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀框架作为计算单元，该单元承受的荷载如图为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系，而将空间结构体系简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀框架作为计算单元，该单元承受的荷载如图3.93.9中阴影部分所示。中阴影部分所示。图图3.9框架的计算单元框架的计算单元3.1框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置第24页/共196页第二十五页，共196页。3.1框架结构体系及布置框架结构体系

32、及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置框架结构体系及布置四、框架结构计算四、框架结构计算(jsun)简图简图 在计算简图中，框架节点多为刚接，柱子下端在基础顶面，也按刚接考虑。杆件用轴线表示，梁柱在计算简图中，框架节点多为刚接，柱子下端在基础顶面，也按刚接考虑。杆件用轴线表示，梁柱(lin zh)(lin zh)的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形心位置（图的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形心位置（图3.10(a)3.10(a)），当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形心线作为柱轴线（图），当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形心线作为柱轴线（图3.10(b)3.10(

33、b)）。）。图图3.103.10框架柱轴线位置框架柱轴线位置 第25页/共196页第二十六页，共196页。1.1.多层多跨框架在一般竖向荷载作用下，侧移是比较小的，可作为多层多跨框架在一般竖向荷载作用下，侧移是比较小的，可作为(zuwi)(zuwi)无侧移框架按力矩分配法进行内力分析；无侧移框架按力矩分配法进行内力分析；2.2.各层荷载对其他层杆件内力影响不大。各层荷载对其他层杆件内力影响不大。因此，在近似方法中，可将多层框架简化为单层框架，即分层作力矩分配计算。因此，在近似方法中，可将多层框架简化为单层框架，即分层作力矩分配计算。一、多层多跨框架的变形一、多层多跨框架的变形(binxng)与

34、内力特点与内力特点3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法第26页/共196页第二十七页，共196页。侧移忽略不计，可作为无侧移框架按力矩分配法进行内力侧移忽略不计，可作为无侧移框架按力矩分配法进行内力(nil)(nil)分析；分析；各层荷载对其他层杆件内力各层荷载对其他层杆件内力(nil)(nil)影响忽略不计。影响忽略不计。因此，每层梁上的荷载只在该层梁及与该层梁相连的柱上分配和传递。因此，每层梁上的荷载只在该层梁及与该层梁相连的柱上分配和传递。二、分层法的

35、基本二、分层法的基本(jbn)假定假定3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法第27页/共196页第二十八页，共196页。1.1.将多层框架简化为单层框架，分层作力矩将多层框架简化为单层框架，分层作力矩(l j)(l j)分配计算；分配计算；三、分层法的要点三、分层法的要点(yodin)3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法第2

36、8页/共196页第二十九页，共196页。2.2.分层计算所得分层计算所得(su d)(su d)梁弯矩即为最后弯矩；上下两层计算所得梁弯矩即为最后弯矩；上下两层计算所得(su d)(su d)同一根柱子的内力叠加，得到柱子内力。同一根柱子的内力叠加，得到柱子内力。3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法三、分层法的要点三、分层法的要点(yodin)第29页/共196页第三十页，共196页。计算时假定上、下柱的远端是固定的，这与实际不符，因而，除底层外，可以将上层

37、计算时假定上、下柱的远端是固定的，这与实际不符，因而，除底层外，可以将上层(shngcng)(shngcng)各柱线刚度乘以各柱线刚度乘以0.90.9加以修正，梁的刚度不变。加以修正，梁的刚度不变。3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法三、分层法的要点三、分层法的要点(yodin)1.01.01.01.01.01.00.91.01.00.90.90.90.90.91.01.01.01.01.01.00.91.01.00.90.90.90.90.9第30页/共1

38、96页第三十一页，共196页。计算和确定梁、柱弯矩分配计算和确定梁、柱弯矩分配(fnpi)系数和传递系数。系数和传递系数。按修正后的刚度计算各节点周围杆件的杆端分配按修正后的刚度计算各节点周围杆件的杆端分配(fnpi)系数。所有上层柱的传递系数取系数。所有上层柱的传递系数取13，底层柱的传递系数取，底层柱的传递系数取12。3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法三、分层法的要点三、分层法的要点(yodin)1/31/21/31/31/31/31/31/21/21

39、/21/21/21/21/21/2第31页/共196页第三十二页，共196页。1.1.计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩；计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩；2.2.将框架分层，各层梁跨度及柱高与原结构相同，柱端假定将框架分层，各层梁跨度及柱高与原结构相同，柱端假定(jidng)(jidng)为固端；为固端；3.3.计算梁、柱线刚度；计算梁、柱线刚度；4.4.计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数；计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数；5.5.按力矩分配法计算单层梁、柱弯矩；按力矩分配法计算单层梁、柱弯矩；6.6.将分层计算得到的、但属于同一层柱的柱端弯矩叠加得到柱的弯矩。将分层计算得到

40、的、但属于同一层柱的柱端弯矩叠加得到柱的弯矩。四、分层法的计算四、分层法的计算(jsun)步骤步骤3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法第32页/共196页第三十三页，共196页。有现浇楼面的梁，宜考虑楼板有现浇楼面的梁，宜考虑楼板(lubn)(lubn)的作用：每侧可取板厚的作用：每侧可取板厚6 6倍作为楼板倍作为楼板(lubn)(lubn)的有效作用宽度。的有效作用宽度。6h1.梁、柱线刚度梁、柱线刚度(nd)的计算的计算:五、几点注意五、几点注意(zhy

41、)3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法设计中，可近似按下式计算梁的截面惯性矩。设计中，可近似按下式计算梁的截面惯性矩。一边有楼板一边有楼板 两边有楼板两边有楼板 第33页/共196页第三十四页，共196页。一般情况下，分层计算法所得杆端弯矩在各节点不平衡，如果需要更精确的结果一般情况下，分层计算法所得杆端弯矩在各节点不平衡，如果需要更精确的结果(ji gu)(ji gu)时，可将节点的不平衡弯矩再进行分配。时，可将节点的不平衡弯矩再进行分配。2.分层法计算的

42、各梁弯矩为最终分层法计算的各梁弯矩为最终(zuzhn)弯矩，各柱的最终弯矩，各柱的最终(zuzhn)弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加。弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加。3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法五、几点注意五、几点注意(zhy)3.在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。4.在竖向荷载作用下，可以考虑两端塑性变形内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅。在竖向荷载作用下，可以考虑两端塑性变形内力重分布

43、而对梁端负弯矩进行调幅。调幅系数为：调幅系数为：现浇框架：现浇框架：0.80.9；装配式框架：装配式框架：0.70.8第34页/共196页第三十五页，共196页。5.5.柱轴力的计算柱轴力的计算(j sun)(j sun)柱子轴力可由其上柱传来的竖向荷载和本层轴力叠加得到。柱子轴力可由其上柱传来的竖向荷载和本层轴力叠加得到。本层轴力根据与梁的剪力平衡求得。本层轴力根据与梁的剪力平衡求得。3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法五、几点注意五、几点注意(zhy)第

44、35页/共196页第三十六页，共196页。6.6.梁端负弯矩减小后，应按平衡条件计算梁端负弯矩减小后，应按平衡条件计算(j sun)(j sun)调幅后的跨中弯矩。调幅后的跨中弯矩。梁跨中正梁跨中正(zhnzhn)弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩的一半。如为均布荷载，则弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩的一半。如为均布荷载，则3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法五、几点注意五、几点注意(zhy)7.7.竖向荷载产生的梁弯矩应先进行调幅，再与风荷载和水平地震

45、作用产生的弯矩进行组合，求出各控制截面的最大、最小弯矩值。竖向荷载产生的梁弯矩应先进行调幅，再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合，求出各控制截面的最大、最小弯矩值。第36页/共196页第三十七页，共196页。例例3-1用分层计算法作出右图所示框架用分层计算法作出右图所示框架(kunji)的弯矩图。图中括号内为杆件的线刚度的相对值。的弯矩图。图中括号内为杆件的线刚度的相对值。q=2.8kN/mq=3.8kN/mq=3.4kN/m7.50m5.60m3.80m4.40m(7.63)(10.21)(7.63)(9.53)(12.77)(4.21)(4.21)(4.21)(7.11)(4.84)

46、(3.64)六、六、计算计算(jsun)实例实例3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法第37页/共196页第三十八页，共196页。1.将框架分层，各层梁跨度及柱高与原结构相同，柱端假定为固端。将框架分层，各层梁跨度及柱高与原结构相同，柱端假定为固端。解解：3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法六、六、计算计算(jsun)实例实

47、例第38页/共196页第三十九页，共196页。2.计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数注意：注意：上层各柱线刚度上层各柱线刚度(nd)都要先乘以都要先乘以0.9，然后再计算各节点的分配系数。，然后再计算各节点的分配系数。上层各柱远端弯矩等于各柱近梁端弯短的上层各柱远端弯矩等于各柱近梁端弯短的13(即传递系数为即传递系数为13)。底层各柱及各层梁的远端弯矩为近端弯矩的。底层各柱及各层梁的远端弯矩为近端弯矩的12(即传递系数为即传递系数为12)。3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算

48、方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法六、六、计算计算(jsun)实例实例第39页/共196页第四十页，共196页。0.6670.3330.3630.4720.1750.8640.1360.186 0.3840.4660.1220.3070.1560.4130.709 0.0890.202各节点各节点(jidin)处的分项系数处的分项系数3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法六、六、计算计算(jsun)实例实例第40页/共196页第四十一

49、页，共196页。由结构力学公式可知在均布荷载作用下两端的固端弯矩为由结构力学公式可知在均布荷载作用下两端的固端弯矩为 4.4.按力矩分配按力矩分配(fnpi)(fnpi)法计算单层梁、柱弯矩（如下页图法计算单层梁、柱弯矩（如下页图 1 1、2 2所示）。所示）。3.计算计算(jsun)梁的固端弯矩梁的固端弯矩3.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法六、六、计算计算(jsun)实例实例第41页/共196页第四十二页，共196页。图图1上层上层(shngcng)各柱

50、线各柱线刚度都要刚度都要先乘以先乘以0.9，然后再，然后再计算各节计算各节点的分配点的分配系数系数传递传递(chund)系数为系数为13传递传递(chund)系数为系数为123.2竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法竖向荷载作用下的近似计算方法六、六、计算实例计算实例第42页/共196页第四十三页，共196页。图图2上层柱线上层柱线刚度要乘刚度要乘以以0.9、底层柱不底层柱不用修正，用修正，然后然后(rnhu)再计算各再计算各节点的分节点的分配系数配系数传递传递(chund)系数为系数为12