1、多层框架结构设计PPT课件5.成绩评定方式 课程成绩由四项构成，即：课程作业、阶段测试、集中考试、平时成绩（含课堂讨论、辅导答疑、出勤情况）。各项成绩均以百分制评定，所占比例分别为：课程作业10%，阶段测试10%、集中考试70%、平时成绩10%。如学生未参加上述四项中的某一项或某几项的学习或考核，则对应项的成绩以零分计。课程作业成绩：在教学过程中，布置不少于2次课程作业，并以各次作业成绩的算术平均值为本项成绩。阶段测试：在教学过程中，分阶段进行不少于1次随堂测试，并以各次随堂 测试成绩的算术平均值为本项成绩。集中考试：在授课结束后，进行一次闭卷考试，该次考试的成绩即为本项成绩。平时成绩：在授课
2、过程中，对课堂讨论、辅导答疑、出勤情况进行考核，考核次数共计不少于5次，学生如缺席某次考核，当次考核成绩以百分制的零分计。1.1.多层框架结构设计框架结构工程示例.1 框架结构组成和布置1 组成u 框架结构主要由梁、柱(有时会有少量的剪力墙)和框架间填充墙组成。u 由于建筑纵横两个方向都承受较大水平力，因此，在纵横两个方向都应按框架设计。u 按施工方法框架结构有现浇式、装配式和装配整体式三种。(1)柱网布置u 柱网布置要满足生产工艺(厂房)、建筑功能的要求；u 柱网尽量对称、规则、均匀；u 柱网布置使结构受力合理；u 柱网布置应方便施工。2 布置(2)承重框架的布置(结构承重方案)横向框架承重
3、方案纵向框架承重方案双向框架承重方案(3)变形缝的设置u 伸缩缝:伸缩缝的最大间距u 沉降缝:当上部荷载或地基土力学指标相差较多时，结构通高设置，缝两侧相邻单元可以自由沉降。伸缩缝和沉降缝宽不宜小于50mm.u 防震缝：可以使体型复杂、平立面特别不规则的建筑，形成多个较规则的单元。v框架 当H15m时，=100mm 设防烈度为 6 7 8 9度 H每增加 5m 4m 3m 2m 防震缝宽度增加20mmv框架-剪力墙，缝宽为框架的70%v剪力墙，缝宽为框架的50%v缝宽均应70mm防震缝的最小宽度 防震缝的最小宽度是根据地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。u H按缝两侧较低的房屋高度确定;
4、u 当缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度按不利体系考虑。u 在地震区，当高层建筑设有伸缩缝或沉降缝时，其缝宽应按防震缝宽度确定。u 通过调节建筑平面、尺寸、体型，结构节点连接方式、配筋，设置后浇带、膨胀加强带、分段施工、加强保温隔热等措施，尽量少设缝或不设缝。.框架结构内力和水平位移的近似计算方法1.2.1计算单元及计算简图1.计算单元 u 框架结构为空间结构，应取整体结构为计算单元u 对平面布置比较规则的框架结构，计算中可将空间框架简化为平面框架u 选出一榀或几榀有代表性的平面框架作为计算单元，每榀框架按其负荷面积承担荷载。平面框架计算单元的选取2.计算简图u 框架梁的跨度取柱子轴线间距离，当
5、柱截面变化时，取最小柱截面形心线间距离；u 柱长取建筑层高，底层算至基础顶;u 当有加腋梁时，若Im/I4或hm/h1.6，则不考虑支托影响;u 考虑楼板作用，梁刚度(惯性矩)乘放大系数。框架结构计算简图示意恒荷载竖向活荷载风荷载地震作用4.荷载计算 (1)楼、屋面恒载 按结构构件尺寸乘以材料容重标准值，得到面荷载(kN/m2)、线荷载(kN/m)和集中荷载值(kN).(2)楼屋面活荷载 根据建筑不同的使用功能查荷载规范。(4)水平地震作用 底部剪力法、振型分解反应谱法、弹性时程分析方法.0kzzsww z(3)风荷载 计算方法同单层厂房 风振系数；z 风压高度变化系数；s 体型系数；0w 基
6、本风压；323212212323222212612664621261266264ABABBABAEIEIEIEIllllVEIEIEIEIMllllVEIEIEIEIllllMEIEIEIEIllll12EIil 则1226612ABBAiVViilll 1212642624ABBAMiiilMiiil令1.2.2 框架结构的内力及侧移计算 准备的力学基础知识AB12lEIABMBAMABVBAV212iMMACMABMBAAB C111i1142ABBAMiMi24ACMiABACMMM11122212124444441ABACiMMMiiiMMMii弯矩传递系数1/21 框架在竖向荷载作用
7、下的近似计算方法分层法假定：(1)框架在竖向荷载作用下，结构无水平位移；(2)楼层竖向荷载只对本层框架梁及相连柱产生内力。弯矩分配法以角位移为对像，多层和高层框架结构角位移数量多，计算量大。分层法计算框架内力u 两项计算误差修正措施:(1)除底层外，其它各层柱的线刚度均乘以 0.9，(2)取柱的弯矩传递系数为1/3。u 分层后，各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。u 框架柱的弯矩由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。最后算得的各梁柱弯矩在节点处一般不平衡，但误差不大。如有需要，可将节点不平衡弯矩再分配一次。弯矩分配法计算各开口框架内力MlMrVblVbr梁剪力计算lrbnMMVVLbV横向
8、荷载作用下简支梁端剪力 自上而下逐层叠加节点左右的梁端剪力和本层柱集中力。柱轴力计算例题：用分层法计算下图所示框架的弯矩图，括号内的数字表示每根杆件的线刚度 i=EI/l分层后的开口框架：ii)(lEIi 弯矩分配法的计算步骤：(1)、计算分配系数(2)、计算固端弯矩(3)、分配节点不平衡弯矩:首先分配有较大不平衡弯矩的节点,待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不计时，即可停止进行。(4)、各杆端的最终弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数和。668.063.779.363.7GH332.063.779.379.3GD353.021.1063.779.363.7HG175.021.106
9、3.779.379.3HE472.021.1063.779.321.10HI864.061.121.1021.10IH136.061.121.1061.1IF分配系数：-13.1313.13-7.327.32m-kN13.13125.78.212qM22GHlm-kN13.1312qM2HGlm-kN32.7MHIm-kN32.7MIH固端弯矩：-13.138.774.3813.13-7.327.32-6.32-3.16-2.48-3.32-1.23-1.24-1.660.834.36-1.00.410.421.430.230.72-0.40-0.54-0.20-4.7715.05-13.62
10、0.774.77-0.771.59-0.26-1.43-0.48(单位：kN-m)2 框架在水平荷载作用下的内力近似计算反弯点法FFF(1)反弯点法的基本假定：（对层数不多，梁柱线刚度比3的框架）1）假定框架梁刚度无限大，即各杆端无转角，且同一层具有相同的水平位移；2）底层柱的反弯点在距柱底2/3h处，其它各层柱的反弯点在1/2h处；3）节点不平衡弯矩按节点两则梁线刚度比例进行分配。(2)柱剪力与位移的关系：(3)各柱剪力值的确定：3hVM上32hVM下(4)计算步骤：1）求出框架中各柱的剪力；2）取底层柱的反弯点在距柱底2/3h处，其它各层柱的反弯点在1/2h处。3）求柱端弯矩：2hVM底层
11、柱下端其余各层柱上下端底层柱上端右右左左 4）求梁端弯矩：边跨外边缘处的梁端弯矩下上MMM中间支座处的梁端弯矩右左左下上左）（iiiMMM右左右下上右）（iiiMMM右右左左3 框架在水平荷载作用下的内力近似计算方法D值法 D值法又称改进反弯点法。当柱截面较大，梁柱线刚度比较小时，若采用反弯点法误差较大。D值法主要针对柱的抗侧移刚度及反弯点位置进行改进，以求得较准确的内力解。AEGBFHDCJLMiiii1i2i3i4i5i6hjjjuEFBACDjuh框架结构梁柱单元变形(1)改进后的柱抗侧移刚度D：对节点A建立力矩平衡条件34344()2()6()0cccccciiiiiiiiii对节点B
12、建立力矩平衡条件12124()2()6()0cccccciiiiiiiiii以上两式相加得1234222jcjuiiiiKKih22121222ccjkjjjjjjiiVuhuhhhK柱剪力为2122cjkjjiKVuhK令2cKK则212cjkcjjiVuh修正后的抗侧刚度212cjkcjiDh式中柱侧移刚度修正系数（又称节点转动影响系数）；ci柱的线刚度；jh层高。与反弯点法的抗侧移刚度相比，可知D值法在计算柱的侧移刚度时考虑了节点转动带来的影响，因此提高了计算精度。c(2)柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度 可由下式计算：hyyyyyho)(321yhyoy反弯点高度比；标准反弯点高度比，
13、按教材附表10.1或表10.2查用；(查表所需参数：梁柱线刚度比K、总层数n及柱所在楼层j)1y、32yy考虑上下层梁刚度不同时，反弯点向横梁刚度较小的一侧偏移，y1为对反弯点高度比的修正值，按教材表10.3查用；分别为考虑上下层层高变化时反弯点高度比的修正值，上层层高增加，反弯点上移；下层层高减小，反弯点上移。按教材表10.4查用。(查表所需参数：上下层梁线刚度比I、梁柱线刚度比K)(查表所需参数：上下层层高比a、梁柱线刚度比K)底层01y顶层02y底层03y(3)D(3)D值法计算步骤 当按上述1 1、2 2中的方法求出各柱的D D值及反弯点高度yhyh之后，框架的内力计算步骤为：FDDV
14、ii 2）内力计算步骤同反弯点法。iDDF第i根柱的D值;第i根柱所在楼层所有柱的D值之和;第i根柱所在楼层以上所有水平力之和。式中1）各柱的剪力例题：用D D值法求图示框架内力（M M、V V、N N图）。1cbii44.0311233.02DkNV84.21055.144.067.031125.02DkNV32.41055.167.044.0311233.02DkNV84.21055.144.055.1D求柱剪力：11211K2121111K11211K33.0121c5.0222c33.0121c44.0311233.02DkNV84.21055.144.067.031125.02DkN
15、V32.41055.167.044.0311233.02DkNV84.21055.144.0kNV22.93018.267.067.031125.02D84.0311263.02DkNV56.113018.284.067.031125.02DkNV22.93018.267.055.1D18.2D求柱剪力：11211K2121111K11211K33.0121c5.0222c33.0121c111K5.01215.0c2111K63.02225.0c111K5.01215.0c求反弯点高度比y：1K求反弯点高度比y：4.00y1K1111底层01y02 y顶层1333求反弯点高度比y：4.010
16、yK01y1111顶层02y底层03y02 y顶层01111111y02 y顶层013333y45.0y4.0y03y4.0y01y 底层6.0y013322y03y 底层01y 底层013322y03y 底层55.0y6.0y求反弯点高度比y：4.010yK45.020yK6.010yK55.020yK01y1111133311.530.4-184.2）（上M13.730.45-132.4）（上M11.5上M41.330.484.2下M83.530.4532.4下M41.3下M1.1130.6-122.9）（上M6.1530.55-156.11）（上M1.11上M6.1630.622.9下M
17、1.1930.5556.11下M6.16下M求柱端弯矩：（弯矩单位：KN-m）（弯矩单位：KN-m）弯矩图：4 框架结构水平位移计算 uM可由值D法求得，即mjjMuu1DVujj式中.;值之和层所有柱的第层的楼层剪力第层的层间位移框架第DjDjVjujj jeuh 1 550e5 框架结构考虑P-效应的增大系数法 nsssMMMM考虑P-效应梁、柱端弯矩设计值nsM不引起框架侧移的荷载按一阶弹性分析得到的柱端、梁端弯矩设计值sM引起框架侧移的荷载按一阶弹性分析得到的柱端、梁端弯矩设计值sP-效应增大系数jsjsuuju考虑P-效应j层层侧移；jsu一阶弹性分析j层层侧移同一楼层中所有的柱上、
18、下端均采用同一个增大系数，楼层j的增大系数为1111smjkkmjkjkND h式中1mjkkN楼层j中所有m个柱子轴力设计值之和1mjkkD楼层j中所有m个柱侧向刚度之和，计算弯矩增大系数时，梁弹性刚度EI乘折减系数0.4，柱乘折减系数0.6；计算位移时，刚度不折减。梁柱123上下1.3 框架结构的内力组合及调幅1.3.1、控制截面及最不利内力1、3截面负弯矩及剪力大；2截面正弯矩大。上下两端截面柱弯矩大。支座处弯矩取值1.控制截面支座处剪力取值2 荷载效应及地震作用效应组合 (1)无地震时，荷载效应组合(2)有地震时，荷载效应与地震作用效应组合 在针对控制截面进行内力组合时，应有目的的找出
19、最不利内力，各控制截面的最不利内力如下：maxmaxVM及梁跨中maxM柱端VNMmax、及相应的VNMmax、及相应的VMNmax、及相应的VMNmin、及相应的3.最不利内力梁端1.3.2 竖向活荷载的最不利布置 1.分跨计算组合法 荷载逐层逐跨布置，组合出最不利内力。计算工作量大，适于电脑计算。2.最不利荷载位置法 用影响线的方式判断所求截面最大内力时荷载的布置方式。3.分层组合法u梁：仅考虑本层活载的影响，计算方法同连续梁活载最不利布置；u柱弯矩：仅考虑相邻上下层活载的影响；u柱轴力：考虑以上各层相邻范围满布活载。4.满布荷载法 当活载产生内力较小时，可考虑活载满布，对梁跨中弯矩乘以1
20、.11.2的增大系数。1.3.3、梁端内力调幅调幅目的：1）由于支座弯矩较大，经调幅后，可使其配筋不致过多、便于施工；2）由于梁端不是绝对刚性，尤其是装配整体式框架，会有相对角变。u 调幅系数可取0.80.9，装配整体式框架可取0.70.8。u 支座弯矩调幅后，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩，且要求跨中弯矩不小于按简支梁计算的跨中弯矩的1/2。u 应当仅对竖向荷载引起的梁端弯矩进行调幅，水平荷载引起的梁端弯矩不应进行调幅。u 梁内力调幅及弯矩放大均应在内力组合之前进行。1.4 无抗震设防要求时框架结构构件设计1.柱的计算长度l0楼盖类型柱的类别l0现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.25H装
21、配式楼盖底层柱1.25H其余各层柱1.5H2.框架节点的构造要求1)材料强度 现浇框架节点混凝土同柱，后浇装配框架节点强度比柱高5MPa2)节点区最小截面尺寸 00.35ccbsyf b hAf3)梁柱纵筋在节点区的锚固 1.5 框架结构抗震设计1.5.1、框架结构震害 1.结构层间有明显的薄弱楼层 2.框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱。柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。(1)柱顶主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好等。破坏不易修复。(
22、2)柱底与柱顶相似，震害相对柱顶较轻。(3)短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。(4)角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。(5)梁柱节点 节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。(6)框架梁 震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低等。3.抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破
23、坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形成X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏。4.填充墙的震害 填充墙与主体结构连接不牢固，导致墙体脱落振动台试验1.5.2 框架结构构件在低周反复水平力作用下的滞回性能 1.构件在罕遇地震作用下滞回曲线ABABABV左震作用下框架内力及构件受力图OAB右震作用下框架内力及构件受力图VO左震作用下框架内力及构件受力图右震作用下框架内力及构件受力图AOPL水平地震作用下构件受力性能模拟试验模型P:0P crP y加加0卸-P cr加-P y加0卸(完成一次循环加载)加P yP:0加yyy0卸-P y加加y0卸(完成二次循环加载)P yP:0y0-P
24、 yy0(完成三次循环加载).加载制度数P 0P crP yy-P cr-P yyyyy.P uu0.85P u-P uu-0.85P u构件P-滞回曲线 从滞回曲线中反应出来的构件抗震性能:1.延性 位移延性系数uy 2.耗能性能 滞回曲线所围面积的大小即为构件的耗能量，曲线越饱满，耗能性能越好。2.框架结构在罕遇地震下的出铰机制梁铰机制柱铰机制梁柱铰机制梁铰机制柱铰机制梁柱铰机制u 框架结构在罕遇地震下应设计为优先出现梁铰机制和梁柱铰机制，不能出现柱铰机制,故梁柱承载力应进行级差设计，确保框架梁充分出铰后柱才出铰(实现“强柱弱梁”)。u 在塑性铰充分转动耗能之前，梁、柱均应防止出现先行的脆
25、性剪切破坏，故梁柱受弯和受剪承载力也应进行级差设计(实现“强剪弱弯”)。u 此外，还应注意防止梁柱节点和锚固失效先于构件失效(即“强节点”、“强锚固”)。3.影响钢筋混凝土梁、柱抗震性能的主要因素(1)框架梁 1)纵筋配筋率 适筋梁延性性能随纵筋配筋率增大而降低，超筋梁延性系数小于1，规范通过限制梁受压区高度来保证梁的延性及耗能性能。2)剪压比 剪压比 越大，混凝土破坏越早，延性越差，限制剪压比实际上是限制截面尺寸不能过小。0cVf bh3)跨高比 跨高比减小，剪力的影响加大，剪切变形占全部位移的比重加大，极易发生斜裂缝为主的脆性破坏，梁延性差。4)塑性铰区箍筋用量 增加塑性铰区箍筋用量，可延
26、缓受压纵筋过早压曲，提高混凝土的极限压应变，对提高塑性铰的转动能力十分有效。(2)框架柱 1)剪跨比 剪跨比 越大，柱的长细比越大，剪切影响较小，延性性能稍好。2)轴压比 轴压比越大，混凝土破坏越早，延性越差，故需限制轴压比。0MVh3)箍筋配筋率 增加塑性铰区箍筋用量，可对柱核心区混凝土提供有效的约束作用，提高混凝土的极限压应变，增加柱延性。4)纵筋配筋率 柱截面在纵筋屈服后的转角变形能力大致随纵筋配筋率的增大而线性地增大，故全部纵向钢筋的配筋率不应过小。1.7（一级），1.5（二级），1.3（三级）1.5.1、框架柱截面设计要点及构造 1.内力设计值调整（非抗震设计不需调整）(1)框架柱的
27、弯矩设计值调整 抗震设计时,为避免框架底层柱根部在地震作用下过早出现塑性铰，导致结构倒塌，要求底层下端柱截面的弯矩设计值乘以增大系数：1.5 截面、节点设计要点及构造要求)(二、三级bccMM组合弯矩设计值之和，时针（或逆时针）方向节点上、下柱端截面顺式中cM组合弯矩设计值之和，时针（或顺时针）方向节点左、右梁端截面逆bM3.15.1、三级分别为柱端弯矩增大系数，二c 为实现强柱弱梁的设计思想，要求柱端弯矩设计值按下式调整：当不满足上式时，柱的弯矩设计值应按上式右端的数值，按弹性分析的弯矩比例进行分配。)9(2.1度时框架一级及buacMM（2）框架柱的剪力设计值调整 为实现强剪弱弯的设计思想
28、，要求抗震设计的框架柱端部截面的剪力设计值，二、三、四级时应按下列公式计算：()/tbvcccnVMMHbctcMM、式中 分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值，应符合第（1）条“框架柱的弯矩设计值调整”的规定；一级及9度时框架应按下列公式计算：nH 柱的净高；柱端剪力增大系数，二、三、四级分别取1.3、1.2和1.1。vc2.截面尺寸校核(1)柱轴压比校核：根据柱的轴力设计值，重新验算轴压比。(2)柱截面尺寸限制条件：（3）框架角柱的内力设计值调整 抗震设计时，一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于1.1的增大系数（注：框架角柱应按双向偏心受力构
29、件进行正截面承载力设计）。无地震作用组合时00.25ccVf bh剪跨比 大于2的柱有地震作用组合时0R10.20ccEVf bh剪跨比 不大于2的柱0R10.15ccEVf bh)/(0hVMcc框架柱的剪跨比可按下式计算：式中 框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与计算方向2倍柱截面有效高度之比值，即 ；柱端截面未经上述第（1）、（3）条调整的组合弯矩计算值，可取柱上、下端的较大值；柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值；柱截面计算方向有效高度。cM0hcV)2/(0hHn（1）柱的配筋计算 柱的配筋计算包括偏压构件的正截面及斜截面计算。若不考虑抗震，配筋计算方法与
30、钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法相同；若考虑抗震，则柱斜截面承载力计算公式为:3柱的配筋计算与构造有地震作用组合NhsAfbhfVsvyvtRE056.0105.1100无地震作用组合NhsAfbhfVsvyvt07.0175.100式中 框架柱的剪跨比。当3时，取=3；N考虑风荷载或地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当N大于 时，取N等于 偏压构件正截面承载力基本公式无变化，仅在有地震作用组合时需考虑RE进行调整。ccAf3.0ccAf3.0（2）柱的纵向钢筋构造要求 框架柱宜采用对称配筋。非抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率，不应大于6（注：不宜大于5）、不应小于0.6。抗震设计时：全部
31、纵向钢筋的配筋率不应大于5、不应小于下表所列的最小配筋百分率。柱类型柱类型抗抗 震震 等等 级级非抗震非抗震一级一级二级二级三级三级四级四级中柱、边柱中柱、边柱1.01.00 08 80 07 70 06 60.60.6角柱角柱1.21.21 10 00 09 90 08 80.60.6柱纵向钢筋最小配筋百分率（%）u注：1.当混凝土强度等级大干C60时，表中的数值应增加0.1；2.当采用HRB400、RRB400级钢筋时，表中数值应允许减小0.1；3.抗震设计时，对类场地上较高的高层建筑，表中数值应增加0.1。u对于抗震等级为一级且剪跨比2的柱，其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于1.2。u边
32、柱、角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25。u抗震设计及非抗震设计，都要求柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2；柱端箍筋加密的目的是从构造上提高框架柱塑性铰区的延性、对混凝土提供约束，防止纵向钢筋压屈和保证受剪承载力。（3）柱端箍筋加密的要求 非抗震设计时，柱纵向钢筋间距不应大于350mm；抗震设计时，截面尺寸大于400mm的柱，其纵向钢筋间距不宜大于200mm。柱纵向钢筋净距均不应小于50mm。抗震等级抗震等级 箍筋最大间距箍筋最大间距(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最小直径(mm)(mm)一级一级6d6d和和100100的较小值的较小值1010二级二
33、级 8d 8d和和100100的较小值的较小值 8 8三级三级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 8 8四级四级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 6(6(柱根柱根8)8)柱端箍筋加密区的构造要求 柱端箍筋加密区范围：0VMh柱长边尺寸柱净高1/6500取较大值；(2)底层柱根以上1/3柱净高的范围；(3)剪跨比 不大于2的全高范围。(4)一级及二级框架角柱的全高范围；(5)需要提高变形能力的柱的全高范围。(1)一般部位为此外，关于柱其他构造要求，此处从略。柱箍筋形式示意图（a）普通箍 （b）复合箍 （c）螺旋箍（d）连续复合
34、矩形螺旋箍（用于矩形截面柱）1.5.2 框架梁截面设计要点及构造1.内力设计值调整 抗震设计时，框架梁端部截面组合的剪力设计值，二、三级应按下列公式计算；GbnrblbvbVlMMV/rblbMM、式中 分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计值。当抗震等级为一级且梁两端弯矩均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取零；一级及九度框架梁剪力增大系数，一、二、三级分别取1.3、1.2和1.1。vb梁的净跨；nlGbV 考虑地震作用组合的重力荷载代表值(9度时还应包括竖向地震作用标准值)作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。2.梁截面尺寸限制条件有地震作用组合跨高比大于2.5的梁 02
35、.01bhfVccRE 跨高比不大于2.5的梁 015.01bhfVccRE3.受压区高度限值 抗震设计时，为保证梁中塑性铰具有足够的转动能力，计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度，一级 025.0hx 二、三级 035.0hx 其他情况，梁端截面混凝土受压区高度限值同普通混凝土受弯构件。此外，混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002第5.2.2条要求：对一、二级抗震等级框架中的钢筋，检验所得的钢筋屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。0025.17.0hfSAbhfVyvsvt无地震0025.142.01hfSAbhfVyvsvtRE有地震 正截面抗弯基本公式无
36、变化，仅在有地震作用组合时需考虑RE进行调整。（1）梁的配筋计算 若不考虑抗震，配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法完全相同；若考虑抗震，则梁斜截面承载力计算公式为4梁的配筋计算与构造ytff/80ytff/65ytff/65ytff/55ytff/55ytff/45ytff/45情况情况受拉钢筋最小配筋率受拉钢筋最小配筋率受拉钢筋最大配筋率受拉钢筋最大配筋率支座支座(取较大值取较大值)跨中跨中(取较大值取较大值)一级抗震一级抗震 0.40 0.40和和0 03030和和 梁端梁端2.52.5；跨中按防止梁跨中按防止梁超筋破坏的要求超筋破坏的要求二级抗震二级抗震 0.30 0.30
37、和和0 02525和和三、四级抗震三、四级抗震 0.25 0.25和和0 02020和和非抗震非抗震 0.20 0.20和和按防止梁超筋按防止梁超筋破坏的要求破坏的要求梁纵向受拉钢筋配筋率 ()限值min（2）梁纵向钢筋构造要求 纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求：1）沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm，且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的14；三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mm；2）一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋的直径不宜过大。对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的120；对圆形截
38、面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的120。梁端箍筋加密的目的是从构造上对框架梁塑性铰区的受压混凝土提供约束，并约束纵向受压钢筋，防止它在保护层混凝土剥落后过早压屈，以保证梁端具有足够的塑性转动能力。（3）梁端箍筋加密的要求 图中（虚线）所示次梁，因不受水平地震作用的影响，所以不需做箍筋加密处理。抗震设计时，框架梁端箍筋应按下表的要求进行加密。抗震等级抗震等级加密区长度加密区长度(取较大取较大值值)(mm)(mm)箍筋最大间距箍筋最大间距(取最小值取最小值)(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最小直径(mm)(mm)一一2.0h2.0hb b，500500h hb b4 4，6d6d，100
39、1001010二二1.5h1.5hb b，500500h hb b4 4，8d8d，1001008 8三三1.5h1.5hb b，500500h hb b4 4，8d8d，1501508 8四四1.5h1.5hb b，500500h hb b4 4，8d8d，1501506 6梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径 注：1.d为纵向钢筋直径，hb为梁截面高度。2.当梁端纵向钢筋配筋率大于2时，表中箍筋最小直径应增大2mm 此外，关于框架梁其他构造要求，此处从略。1.5.3 框架梁柱节点核心区抗震验算节点核心区开裂形态受力边界条件两类传力机构斜压杆机构桁架机构计算简图btyksykscVf
40、 Af AVlbbyksbsMf AhartbyksbsMf AhaduccccbMMVHh剪力计算其中则(1)lrdulrbbccbbbsjbscbbscbMMMMMMhaVhaHhhaHh考虑到不同抗震等级,一、二级抗震等级时(1)jbbbsjbscbMhaVhaHh九度及一级抗震框架1.15(1)buabsjbscbMhaVhaHh节点剪力放大系数,一级1.35、二级1.2jb节点受剪承载力计算其中N0.5cNf A为轴压力当 为拉力时，取N0N 正交梁的约束影响系数 楼板为现浇、梁柱中线重合、四侧各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2且正交方向梁高度不小于框架梁高度的3/4时，可采用
41、1.5，9度时宜采用1.25，其他情况宜采用1.0：jjh截面计算高度jchh（柱截面高度)剪压比限值截面有效计算宽度jb当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时，可采用该侧柱截面宽度；当小于柱截面宽度的1/2时，可采用下列二者的较小值0.30jcjcjjREVf b h 1.5.4 钢筋的连接和锚固 1.钢筋的连接 现浇钢筋混凝土框架梁、柱纵向受力钢筋的连接可采用机械连接、绑扎搭接或焊接，具体要求详见高规JGJ3-2010中的有关规定。2.钢筋的搭接和锚固长度 非抗震设计时，受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度应按下式计算，且不应小于300mm。式中 受拉钢筋的搭接长度；受拉钢筋的锚固长度
42、，应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定采用；受拉钢筋搭接长度修正系数。alllllal同一连接区段内搭接钢筋面积同一连接区段内搭接钢筋面积百分率（百分率（%）25255050100100受拉搭接长度修正系数受拉搭接长度修正系数1.21.21.41.41.61.6 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 注：同一连接区段内搭接钢筋面积百分率取在同一连接区段内有搭接接头的受力钢筋与全部受力钢筋面积之比。抗震设计时，纵向受力钢筋的锚固和搭接长度应符合下列要求：（1）纵向受拉钢筋的最小锚固长度应按下列各式采用：一、二级抗震等级 aaEll15.1三级抗震等级 aaEll05.1四级抗震等级
43、 aaEll00.1式中 抗震设计时受拉钢筋的锚固长度。aEl（2）当采用绑扎搭接接头时，其搭接长度不应小于下式的计算值：aElEll式中 抗震设计时受拉钢筋的搭接长度。lEl 现浇钢筋混凝土框架梁、柱纵向受力钢筋的连接和锚固构造要求，见下面各页的图示：抗震框架柱纵向钢筋构造 nl1nl2nl抗震框架梁纵向钢筋构造注：为和中的较大值。）为方便施工，凡框架梁的所有支座上部纵筋的延伸长度，统一取值为：第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱边起延伸至 /3 位置，第二排非通长筋延伸至 /4位置。nlnl抗震框架梁纵向钢筋在端支座直锚构造 非抗震框架梁纵向钢筋在端支座直锚构造 alaEl边柱和角柱
44、柱顶纵向钢筋构造（注：抗震设计时，将图中的 改为 )1.5.5 框架填充墙及隔墙的构造要求 框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时，砌体填充墙及隔墙应具有自身稳定性，并应符合下列要求：1.砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁或楼板密切结合；2.砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5且不应小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通；3.墙长大于5m时，墙顶与梁（板）宜有钢筋拉结；墙长大于层高的2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，在墙体半高处（或门洞上皮）宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋
45、混凝土水平系梁。1.6 多层框架结构基础1.6.1 基础类型及选择 柱下采用的基础类型有独立基础、条形基础、十字交叉基础、片筏基础和桩基础.基础的型式取决于地质条件、上部结构荷载大小、地基不均匀沉降情况、施工条件等因素。1.6.2 条形基础的内力计算 1.地基反力确定方法 2.条形基础内力计算 (1)静定分析法 按偏心荷载确定基底反力。(2)倒梁法 柱做支座，地基反力为荷载按连续梁计算内力，需进行柱轴力与计算反力差异的调整。基床系数法假定土体颗粒间相互独立，与实际不符，弹性地基梁设计时可采用修正后的文克勒假定方法。(3)地基系数法(文克勒理论)地基反力与沉降成正比pks为基床系数k 3.十字基
46、础内力计算 柱集中荷载作用于十字基础交点，荷载需在两个方向基础进行分配，荷载分配方式需满足静力平衡条件和变形协调条件。iixiyFFF 由变形协调条件有 ixiySS式中 、分别为x和y两个方向地基梁分配得到的集中力和变形。3388iyixxxyyFFEIEIixFiyFixSiyS 若不考虑相邻荷载对本节点变形的影响，根据变形协调条件有 由静力平衡条件有 则x，y两方向地基梁分担的竖向力为 333333xxixixxyyyyiyixxyyIFFIIIFFII(1)中柱、角柱节点 (2)边柱节点 333333444xxixixxyyyyiyixxyyIFFIIIFFII 4.条形基础的构造要求
47、 详见教材232234页 5.片筏基础的计算与构造 (1)地基反力计算 按偏心受压公式计算max22min66yxMpNMPLBBLLB(2)梁板内力计算 按倒楼盖模型计算，此时倒楼盖类型有无梁楼盖(对应于平板基础)、井式楼盖(对应于无次梁片筏基础)和肋梁楼盖(对应于有次梁片筏基础)(3)片筏基础的构造要求 详见教材235页240CBAP1P2P3EIEI8060EIEIEIEIEIEIEIEIEIEIEI 如图所示框架，在水平荷载作用下用反弯点法计算得到的截面A、B、C弯矩如图所示(单位：kN.m)。(EI为截面刚度)1.画出框架弯矩图;2.画出框架剪力图;3.画出框架轴力图;4.求出各层水平荷载;5.求出各层层间位移及顶点位移(用EI表示)
