1、 第三章 多层和高层框架结构混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助大纲要求1.识记（1）框架结构的组成；柱网布置原则和常用模数；承重结构的分类与特点；变形缝的种类、作用和设缝原则。（2）计算单元的确定；杆件轴线的确定；框架梁截面抗弯刚度的计算；荷载计算。（3）分层法的计算假定、适用条件和计算步骤。（4）反弯点的概念；反弯点法的计算假定、适用条件和计算步骤。（5）控制截面的确定；荷载效应组合的计算表达式；最不利内力组合的原则；竖向活荷载最不利布置的方法。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助2.领会（1）框架结构的受力特点。（2）结构简化的原则和根据；楼板对框架梁截面刚度的影
2、响；活荷载的折减。（3）分层法的基本原理。（4）修正后的框架柱抗侧刚度D的计算；反弯点高度的修正；D值法的计算步骤。（5）梁端弯矩调幅的概念。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3.应用（1）根据框架结构的布置、施工及构造的实际情况，正确地绘出结构的计算简图。（2）熟练应用分层法计算框架结构在竖向荷载作用下的内力（弯矩、轴力和剪力）。（3）熟练应用反弯点法计算框架结构在水平荷载作用下的内力（弯矩、轴力和剪力）。（4）熟练应用D值法计算框架结构在水平荷载作用下的内力（弯矩、轴力和剪力）和侧移。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助多层框架结构的组成框架结构：由横梁、立柱和基
3、础连接而成，梁柱连接处称为节点，一般有刚性连接和铰接点。框架结构一般采用刚性连接，铰连接一般用在多层排架。3.1多层框架的结构组成和结构布置混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 结构轻巧；整体性好；可形成大空间；施工方便；较为经济。框架结构框架结构混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 抵抗水平荷载能力差；侧向刚度小，侧移大；受地基的不均匀沉降影响大。框架结构采用现浇楼盖时，框架梁截面采用T形或倒L形。框架结构受力变形混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助多层框架结构的分类 按施工方法的不同可分为现浇式、半现浇式、装配式和装配整体式。框架结构是由梁、柱、节点及基
4、础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至础；混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土。一般是每层的柱与其上层的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后浇筑混凝土，自基础顶面逐层向上施工。半浇式框架是梁柱为现浇，楼板为预制，或柱为现浇、梁板为预制的结构。装配式框架是梁柱和楼板均为预制，然后通过焊接拼装连接成整体的框架。装配整体式框架是指梁、柱、楼板均为预制，在吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，通过浇捣混凝土形成框架，从而将梁、柱及楼板连成整体框架结构。1梁、柱和楼板均为预制，然后通过焊接拼装连接而成整体的框架结构类型为_式框架
5、。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致；满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地进行；结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类型少；多层框架的结构布置 一、结构布置的一般原则混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助好差平面布置混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助好差竖向布置混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震 等因素对建筑的影响；施工简便；经济合理。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助二、柱网布置柱网布置满足生产工艺的要求 柱网布置的方
6、法可分为内廊式、等跨式、对称不等式等几种。厂房柱距大多采用6m，故柱网形式主要取决于柱距。内廊式 等跨式混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助二、柱网布置柱网布置满足建筑平面的要求 柱网布置应与建筑隔墙布置相协调，一般布置成四排柱而成为三跨框架；当建筑平面宽度较小，层数较少时，也可设为三排柱成为两跨结构。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助二、柱网布置柱网布置要使结构受力合理柱网布置应考虑到结构在竖向作用下内力分布均匀合理，各构件材料强度充分利用。柱网布置应使施工方便 建筑设计及结构布置时应考虑到施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。现浇框架结构在结构布置时应尽量使梁板
7、布置简单规则，方便施工。在内力组合之后，对梁端弯矩适当调大准反弯点）到楼层柱底的距离y0h外，上层各柱的线刚度乘以0.当其效应对结构有利时1.3、认为地基土是半无限的弹性连续体并考虑基础与地基变形相协调的半无限弹性体假定。柱网布置要使结构受力合理基础的横截面一般做成倒T形，两高h宜为柱距的1/41/8，其翼板厚度hf不应小于300mm；最不利内力组合就是在_截面处对截面配筋起控制作用的内力组合。在框架梁的跨中，梁受正弯矩，楼板受压区形成T形截面梁。内廊式 等跨式的计算长度l0最小的是（）当框架梁的线刚度为无穷大时，则K=，=1，即为反弯点法的结果。当独立基础的底面积很大时，可将独立基础在一个方
8、向连成条形基础。C结构的总高度 D梁的混凝土强度等级2）当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时，框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算，并取其中的较小值：应把风荷载作为主要荷载，其荷载组合值系数Nmax及相应的M、V一般来说，在比较均匀的地基上、上部结构刚度较好、荷载分布比较均匀，基础梁的高度大于1/6柱距时，地基反力可按直线分布。Vmax及相应的M （斜截面设计）柱网布置应与建筑隔墙布置相协调，一般布置成四排柱而成为三跨框架；混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助二、结构布置方法 房屋横向刚度大，侧移小；横梁高度大，室内有效净空小。非抗震时使用横向布置 横向承重1
9、对于纵向框架承重方案，由于房屋_较弱，一般不宜采用。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 连系梁截面较小，框架梁截面尺寸大，室内有效净空高；对纵向地基不均匀沉降较有利；房屋横向刚度小，侧移大。纵向布置 纵向承重1在地震区，框架结构应采用的承重方案是（）A现浇横向框架承重B现浇纵向框架承重C现浇纵横向框架承重D装配式纵横向框架承重混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 整体性好，受力好；适用于整体性要求 较高和楼面荷载较 大的情况。适宜在抗震设防时使用纵横向框架的混合结构 双向承重混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助三、变形缝n 沉降缝设置沉降缝是为了避免地基不
10、均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开。沉降缝将建筑物从基础底至屋顶全部分开，各部分能够自由沉降。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助三、变形缝混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助三、变形缝n 伸缩缝设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产生裂缝。伸缩缝的设置主要与建筑物的长度有关。伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。伸缩缝的最大间距取决于结构类型和温度的变化及施工方法的不同。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助三、变形缝n 防震缝当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，
11、应设置防震缝。对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助设缝的原则和避免设缝的措施 设缝的原则：应尽量少设缝或不设缝，可简化构造、方便施工、降低造价、增强结构的整体性和空间刚度。避免设缝的措施：在建筑设计时，采用调整平面形状、尺寸、体型等措施；在结构设计时，可采用选择节点连接方式，配置构造钢筋、设置刚性层等措施；在施工方面，可采取分阶段施工、设置后浇带、做好保温隔热层等措施，来防止由于温度变化、不均匀沉降、地震作用等因素所引起的结构或非结构的损坏。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助1.确定钢筋
12、混凝土结构伸缩缝最大间距限值时，不需要考虑的因素是（）A.结构类型B.基础形式C.施工方法D.气候条件2.伸缩缝的设置主要取决于（）A.结构承受荷载大小 B.结构高度 C.建筑平面形状 D.结构长度3.在地震区，当建筑物平面复杂、不对称并且各部分刚度、质量相差悬殊时，为减小震害可以设置_缝。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3.2现浇钢筋混凝土框架结构内力与位移的近似计算方法多层框架结构的分类一、计算单元横向框架的间距、荷载和侧向刚度都相同，可取有代表性的中间一榀框架作为计算单元。中列柱纵向框架的计算单元宽度可取两侧跨距的一半；边列柱纵向框架的计算单元可取一侧跨距的一半。竖向荷载
13、近似采用分层法，水平荷载近似采用反弯点法和D值法。在水平荷载作用下的梁和柱，一般在相邻两节点间总有一个弯矩为零的点，这个弯矩为零的点称为反弯点。框架柱的计算高度（除底层柱外）可取各层层高，底层柱一般取至基础顶面，当有整体刚度很大的地下室时，可取至地下室结构的顶部。柱网布置应与建筑隔墙布置相协调，一般布置成四排柱而成为三跨框架；（1）反弯点位置保温隔热层等措施，来防止由于温度变化、不均匀沉1/2 B.在结构设计时，可采用选水平荷载作用下的反弯点法（2）最不利荷载布置法地基反力的分布规律不仅与基础的尺寸、形状、刚度和基础的埋置深度有关，而且还与荷载的作用情况、上部结构的刚度及地基土的物理力学性质有
14、关。上、下两层顶面之间的高度。D除底层柱外，其它各层柱的线刚度均应乘以0.C弯矩采用柱轴线处的值，剪力采用柱边值一般来说，在比较均匀的地基上、上部结构刚度较好、荷载分布比较均匀，基础梁的高度大于1/6柱距时，地基反力可按直线分布。一般是每层的柱与其上层的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后浇筑混凝土，自基础顶面逐层向上施工。可假定同层各节点转角相等，这时各层横梁的反弯点位框架的混凝土强度等级不应低于C20。梁的截面宽度不宜小于200mmN为柱所承受的轴向压力设计值；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。混凝土结构
15、设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助一、计算单元混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3-1二、跨度和层高n框架梁截面尺寸估算l0 梁的计算跨度；hb 梁的截面高度；bb 梁的截面宽度。一般情况下：梁净跨与截面高度之比不宜小于4梁的截面宽度不宜小于200mm3-2混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 框架杆件用其轴线表示，杆件之间的连接用节点表示，杆件长度用节点之间的距离表示。框架的计算跨度为框架柱轴线间的距离；框架柱的计算高度（除底层柱外）可取各层层高，底层柱一般取至基础顶面，当有整体刚度很大的地下室时，可取至地下室结构的顶部。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一
16、章帮 助当柱上下层截面尺寸变化时，取最小截面的形心线来确定跨度。对于倾斜的或折线型横梁，当其坡度小于1/8时，可简化为水平直杆；对于不等跨框架，若各跨跨度相差不大于10%时，可简化为等跨框架，简化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助1多层框架结构中，当上、下层柱子截面尺寸变化时，框架梁的跨度一般以（）A最大柱截面形心线确定B下柱截面形心线确定C最小柱截面形心线确定D上、下柱截面形心线的中线确定混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3-3Ec 混凝土弹性模量；I 框架梁截面惯性矩，见表3.3.1；l 框架梁的跨度。在框架两端节点处，梁受负弯
17、矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面刚度影响较小，形成矩形截面梁；在框架梁的跨中，梁受正弯矩，楼板受压区形成T形截面梁。三、框架梁截面抗弯刚度的计算n框架梁线刚度矩形梁箱形梁倒L形梁T形梁花篮梁混凝土梁形式混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助表框架梁惯性矩取值楼板类型楼板类型边框架梁边框架梁中框架梁中框架梁现浇楼板现浇楼板I=1.5I0I=2.0I0装配整体式楼板装配整体式楼板I=1.2I0I=1.5I0装配式楼板装配式楼板I=I0I=I0注：I0为梁按矩形截面计算的惯性矩，。30121bhI 混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助1在计算现浇框架梁截面惯性矩I时应考虑_的
18、影响。2一侧为楼梯间的中框架梁，当采用现浇楼盖时，其截面惯性矩应取I=_I0（注：I0为矩形截面梁的截面惯性矩）。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3一般情况下，在选择框架梁的截面高度时，主要考虑的因素是（）A梁的跨度 B层高C结构的总高度 D梁的混凝土强度等级4确定框架结构内力分析的计算简图时，框架梁的计算跨度应取（）A梁的净跨度 B 梁的净跨度梁高C梁的净跨度柱截面高度 D梁两端柱轴线之间的距离形状、尺寸、体型等措施；C弯矩采用柱轴线处的值，剪力采用柱边值避免设缝的措施：在建筑设计时，采用调整平面上层层高较高时，反弯点一般来说，在比较均匀的地基上、上部结构刚度较好、荷载分布比
19、较均匀，基础梁的高度大于1/6柱距时，地基反力可按直线分布。框架节点区的混凝土强度等级，应不低于柱子的混凝土强度等级。C最小柱截面形心线确定 D上、下柱截面形心线的中线确定0104kNm,边柱侧移刚度修正系数为=0.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；节点设计是框架结构设计中极重要的一环。1在钢筋混凝土框架结构中，柱下条形基础的内力计算可采用倒梁法。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；建筑设计及结构布置时应考虑到施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。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
20、合。柱的反弯点高度yh为反弯点至柱下端的距离，y为反弯点高度与柱高的比值，h为柱高。在内力组合之后，对梁端弯矩适当调小（3）求A柱的柱底弯矩|M|min及相应的N|N|max及相应的M D.试求梁柱弯曲变形引起的顶点侧移混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助多层建筑：Hi 第i层层高；hc 柱截面高度；bc 柱截面宽度。框架柱的截面边长不宜小于350 mm，圆柱的截面直径不宜小于350 mm，剪跨比宜大于2截面的高宽比不宜大于33-53-4框架柱n框架柱截面尺寸估算 柱截面尺寸 柱截面高度按(1/181/14)层高确定（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
21、以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即 Ac (1.11.2)N/fc N=1.25Nv 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。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。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助Ec 混凝土弹性模量；I 框架柱截面
22、惯性矩。n框架柱线刚度3-73-8三、框架梁截面抗弯刚度的计算混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助四、荷载的计算与简化n计算单元的选取计算单元选取混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助n计算简图实际结构l01l02计算简图混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助n计算简图混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助框架荷载垂直荷载水平荷载恒载活载风载地震作用框架自重；粉灰重；板、次梁、墙体重。人群、家具、设备等荷载，取值见建筑结构荷载规范，可折减。0zszkww风载另讲（4）修正的反弯点高度在内力组合之前，对竖向
23、荷载作用的梁端弯矩适当调小第i层层间相对侧移：设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力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；对现浇框架梁，梁端负弯矩调幅系数可取0.为了增大条形基础的刚度，调节基础可能的不均匀沉降，条形基础可做成肋梁式。3一般情况下，在选择框架梁的截面高度时，主要考虑的因素是（）水平荷载作用下的反弯点法对纵向地基不均匀沉降较有利；形状、尺寸、体型等措施；一般来说，在比较均匀的地基上、上部结构刚度较好、荷载分布比较均匀，基础梁的高度大于1/6柱距时，地基反力可按直线分布。当柱上下层截面尺寸变化时，取最小截面的形心线来确定跨度。调幅后的弯矩MA
24、、MB的平均值与跨中弯矩MCO之和应大于简支梁跨中弯矩MO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；1在计算现浇框架梁截面惯性矩I时应考虑_的影响。目前计算方法：静定分析法、倒梁法、地基系数法、链杆法、有限差分法等。（1）、恒载0.在内力组合之后，对梁端弯矩适当调大柱的反弯点高度yh为反弯点至柱下端的距离，y为反弯点高度与柱高的比值，h为柱高。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助一）楼（屋）面活荷载作用于建筑物上的楼面活荷载，不可能以规范所给的标准值同时作用在所有的楼面上，所以在多层住宅、办公楼、旅馆等设计时考虑楼面活荷载折减。对于楼面梁，当其负荷面积
25、大于25m2，折减系数为0.9混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助墙、柱基础计算截面以上的层墙、柱基础计算截面以上的层数数 123456892020计算截面以上的各层活载总和计算截面以上的各层活载总和的折减系数的折减系数1.00（0.9）0.850.700.650.60.55一）楼（屋）面活荷载注：当楼面梁从属面积超过25m2,采用括号内系数表3-1 活荷载按楼层的折减系数混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助竖向荷载作用下的分层法（1）分层法 框架结构无侧移；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱 上产生内力。混凝土结构设计原理第
26、3章主 页目 录上一章帮 助 根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个开口单元，彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环2次。分层法计算示意图1关于多层框架的分层法，下面说法不正确的是（）A假定框架无侧移B忽略本层梁上荷载对上、下柱的影响C以若干开口框架作为计算单元D除底层柱外，其它各层柱的线刚度均应乘以0.9的折减系数混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定，计算简图中假定为完全嵌固，为减少计算误差，除底层柱外，上层各柱的线刚度乘以0.9的修正系数
27、。柱线刚度修正混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 考虑除支座外，因此底层柱的弯矩传递系数取1/2，其他各层柱的弯矩传递系数取1/3；传递系数修正混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助1.在用分层法计算竖向荷载作用下的框架内力时，除底层柱外，其它各层柱的弯矩传递系数为（）A.1/2 B.1/3C.1/4 D.12.用分层法计算框架内力时，应对柱线刚度进行如下修正：（）A底层柱不变，其余各层柱乘以0.9B底层柱不变，其余各层柱乘以0.8C底层柱乘以0.9，其余各层柱不变D底层柱乘以0.8，其余各层柱不变作业题作业题:某三层两跨框架，跨度及层高、尺寸如图，柱截面积尺寸3003
28、50，左跨梁截面为250500，右跨梁截面为250400，现浇梁柱及楼面，采用C30钢筋混凝土（Ec=3.0104MPa），试用分层法求其内力（M图）。q=2.5kN/mA7.80m6.00m3.60m4.50mBCDEFGHIJKL3.60mq=3.5kN/mq=30kN/mq=3.5kN/mq=30kN/m1在计算现浇框架梁截面惯性矩I时应考虑_的影响。建筑设计及结构布置时应考虑到施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。由可变荷载效应控制的组合因此，D值法又称为修正的反弯点法，适用于梁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；图b给出了楼层高处的总水平力及各杆
29、线刚度相对值。-Mmin及相应的V（正截面设计）（已知：底层边柱修正后的反弯点高度比y=0.式中 Ac为柱截面面积；解：计算各层柱D值如表1。柱网布置要使结构受力合理根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个开口单元，彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。当其效应对结构有利时1.降、地震作用等因素所引起的结构或非结构的损坏。（3）求A柱的柱底弯矩C采用装配式楼盖的边柱 D采用装配式楼盖的中柱A向上移动B向下移动至层高处式中 Ac为柱截面面积；2、由柱轴向变形引起的侧移hi 第i根柱的柱高。ql2121qlM 杆端弯矩需要分配弯矩是节点弯矩 RipMM+-+混凝土结构设计原理第3章主
30、 页目 录上一章帮 助例题例题A7.50m5.60m3.80m4.40mq=2.8kN/mq=3.8kN/mq=3.4kN/m（7.11）（4.21）（4.21）（1.79）（4.84）（12.77）（7.63）（10.21）（9.53）（3.64）BCDEFGHI（括号内数字为线刚度相对值）（i=EI/l）解：解：A7.50m5.60m3.80m4.40m（7.11）（4.21）（4.21）（1.79）（4.84）（12.77）（7.63）（10.21）（9.53）（3.64）BCDEFGHI上层各柱线刚度0.9，然后计算各节点的弯矩分配系数（i=EI/l）0.9=3.7890.9=3.78
31、90.9=1.611上层计算0.332（3.789）（3.789）（1.611）（7.63）（10.21）DEFGHI0.6680.3530.4720.1750.8640.136-13.125*+13.125*-7.317*+7.317*8.6784.3584.384-6.332-0.995-3.161-2.482-3.319-1.230-1.241-1.6600.8290.4120.4141.4340.2260.717-0.399-0.534-0.198-0.200-0.2670.1330.0660.2310.0360.0670.115-0.064-0.086-0.03215.045-13.
32、585-1.460-4.8364.8360.733-0.7331.612-0.487-0.244下层计算ABCDEFGHI0.3480.4660.1850.3080.4130.1560.1230.7090.2020.089-17.813*+17.813*-8.885*+8.885*8.301-1.5290.713-1.1670.078-10.4174.1500.356-0.334-3.0580.039-0.03618.930-1.459-0.169-0.018-1.736-3.150-6.299-4.100-2.0500.7271.453-0.447-0.224-0.0790.159-0.04
33、9-15.8251.9246.1990.5320.0583.9250.2830.0313.6096.789-0.791-1.7950.4140.0450.1820.020-1.221-0.133-0.015-1.369-0.589-1.3363.395-0.868-0.668-0.196-0.4561.2031/31/2-4.8366.03915.04513.585-1.916-10.4175.22118.930-15.825-1.856-1.736-1.336-0.829-1.9243.3956.789-0.868-0.6680.929-0.929各层叠加后的M图混凝土结构设计原理第3章主
34、页目 录上一章帮 助n什么是反弯点？混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助n什么是反弯点？（在节点水平力作用下框架M图）混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助水平荷载作用下的反弯点法n反弯点法的概念在水平荷载作用下的梁和柱，一般在相邻两节点间总有一个弯矩为零的点，这个弯矩为零的点称为反弯点。n反弯点法基本假设和适用条件混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以EI梁=为前题）。反弯点位置图 1采用反弯点法计算多层框架内力时，对于下端固定的底层柱，其反弯点近似取（）A柱高的中点B距柱底1/3柱高C距柱底2/3柱高 D柱顶处混凝
35、土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 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。3-16Di2c6iihEI2c6iihEI3c12iiihEID 混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 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。u 顶层因此各柱的剪力为：3-173-18混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助u 第二层各柱的剪力为：3-19混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助u 第一
36、层各柱的剪力为：3-20混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3、柱中反弯点位置柱的反弯点高度yh为反弯点至柱下端的距离，y为反弯点高度与柱高的比值，h为柱高。由假定可确定柱的反弯点高比：对于上部各层柱：反弯点位于柱的中点处，y=1/2；对于底层柱：反弯点偏离中点向上，可取y=2/3。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助（1）、柱端弯矩hyVMyhVMikuikikdik1混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 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：c2c1bMMM cbMM 形状、尺
37、寸、体型等措施；hi 第i根柱的柱高。箍筋应为封闭式，箍筋间距不应大于400mm，且不应大于柱短边尺Vmax及相应的M （斜截面设计）的混凝土强度等级提高5MPa。C框架梁、柱的剪切变形引起的当层数不多、荷载不大而地基结实时，多层框架结构房屋的基础可做成独立基础。截然不同时，应设置防震缝。保温隔热层等措施，来防止由于温度变化、不均匀沉Nmax及相应的M、V应把风荷载作为主要荷载，其荷载组合值系数现浇框架钢筋混凝土框架梁、柱和节点设计柱网布置应与建筑隔墙布置相协调，一般布置成四排柱而成为三跨框架；梁的截面宽度不宜小于200mm1/4 D.的混凝土强度等级提高5MPa。作业题:某三层两跨框架，跨度
38、及层高、尺寸如图，柱截面积尺寸300350，左跨梁截面为250500，右跨梁截面为250400，现浇梁柱及楼面，采用C30钢筋混凝土（Ec=3.伸缩缝的设置主要与建筑物的柱网布置应与建筑隔墙布置相协调，一般布置成四排柱而成为三跨框架；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。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 中节点：c2c1b2b1b1b1MMiiiM c2c1b2b1b2b2MMiiiM cb2b1b1b1MiiiM cb2b1b2b2MiiiM 混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮
39、 助1如图所示框架结构，A、B柱截面尺寸相同，各层作用的水平力P=l0kN，各层层高h=4.5m，底层柱的反弯点在距柱底2/3h处。求底层A柱的柱底弯矩MA(以外侧受拉为正)及轴向力NA(以受拉为正)。解（1）求出A柱剪力分配系数A、B柱截面尺寸相同且皆为边柱iA=iB 所以DA=DB剪力分配系数为0.5（2）求A柱的剪力VAVB20KN )10101010(5.0BAVV（3）求A柱的柱底弯矩 605.43220KNMA（4）求A柱的轴力NANB (75 6/)5.4109105.13101810(轴力向下表示受拉）KNNA混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助水平荷载作用下的反弯
40、点法1.反弯点法的问题 柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高，未考虑节点梁柱线刚度比的影响；认为反弯点的位置是固定不变的，实际上它与梁柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助2.D值法的基本思想与反弯点法相比：相同之处 主要思路相同。不同之处 考虑了上述因素的影响，对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。因此，D值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚度比小于3的情况。D值的物理意义是考虑柱上下端混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 因此，D值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚度比小于3
41、的情况。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3.柱的抗侧刚度 式中，柱抗侧移刚度修正系数，按下表的公式计算。柱的部柱的部位及固位及固定情况定情况一般层一般层底层，下面固支底层，下面固支底层，下端铰支底层，下端铰支cc43212iiiiiKKK2cc21iiiKKK25.0cc21iiiKKK215.0ci1i2ici3i4i1i2ici1i2ic3-21混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助 是反映梁柱线刚度比值对柱侧向刚度的一个影响系数，1；当框架梁的线刚度为无穷大时，则K=，=1，即为反弯点法的结果。1关于D值法，下列说法中，不正确的是（）A考虑了上下层层高对反弯点位
42、置的影响B考虑了上下层横梁线刚度比对反弯点位置的影响C梁柱线刚度比对柱侧移刚度的影响系数1D其适用条件是梁柱线刚度比大于3二、各楼层柱的反弯点位置规则框架指层高、跨度、柱的线刚度和梁的线刚度分别相等的框架.规则框架在节点水平力的作用下，可假定同层各节点转角相等，这时各层横梁的反弯点位于跨中且该点无竖向位移。各层柱的反弯点位置与柱端转角的大小有关。对等截面柱，若上下端转角相同，反弯点在柱中央，否则偏向转角较大的一端。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助（1）标准反弯点高度比yo 假定框架各层横梁线刚度、框架各层柱的线刚度和各层的层高都相同，用力法解出各楼层柱反弯点（标准反弯点）到楼层
43、柱底的距离y0h（2）、上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值y1当 反弯点上移y1h。混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助432114321,iiiiiiii当 反弯点下移y1h。（3）层高变化的影响 若某层柱位于层高变化的楼层中，则此柱的反弯点位置就不是标准反弯点位置。上层层高较高时，反弯点向上移动y2h；下层层高较高时，反弯点又向下移动y3h 混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助214314321,iiiiiiii1.水平荷载作用下的多层框架结构，当某层其他条件不变，仅上层层高变小时，该层柱的反弯点位置（）A.向上移动 B.向下移动 C.不变 D.向上移动至层高处
44、2水平荷载作用下的多层框架结构，当某层其他条件不变，仅其柱上端梁刚度降低，该层柱的反弯点位置（）A向上移动B向下移动至层高处C不变D向下移动至层高处混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助（4）修正的反弯点高度式中 y0标准反弯点高度比；y1因上、下层梁刚度比变化 的修正值；y2因上层层高变化的修正值；y3因下层层高变化的修正值。hyVMyhVMiABiBA 1柱端弯矩ViVi3-22混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助（1）、柱端弯矩hyVMyhVMikuikikdik1混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助三、D
45、值法的计算步骤并求相应的K值；例3-1：图为3层框架结构的平面及剖面图。图b给出了楼层高处的总水平力及各杆线刚度相对值。要求用D值法分析内力。解：计算各层柱D值如表1。由图a可见，每层有10根边柱及5根中柱，所有柱刚度之和可计算每根柱分配到的剪力。反弯点高度比2某多层框架的计算简图如图所示。底层各柱线刚度为0.9104kNm，底层边柱侧移刚度修正系数为=0.6，底层中柱侧移刚度修正系数为=0.7。试计算该框架底层A柱的柱端弯矩。（已知：底层边柱修正后的反弯点高度比y=0.65）解：3733KN.m 5.4109.0127.012.32005.4109.0126.012.242242jcCBjc
46、DAhiDDmKNhiDDKNMKNMmKNVDDVAAAA25.205.465.092.69.105.465.0192.6.92.6)101010(23733232003200下上）（VAVBVCVD混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助水平荷载作用下侧移的近似计算框架结构在水平荷载作用下的变形由柱轴向变形和梁柱弯曲变形两部分组成。框架梁柱的弯曲变形混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助框架柱的轴向变形混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助1、由梁柱弯曲变形引起的侧移 第i层层间相对侧移：顶点侧移为各层层间侧移之和：结论：层间水平位移 与荷载在该层所产生的层间剪
47、力Vj呈正比，当框架柱侧向刚度沿高度变化不大，层间水平位移是自顶向下逐层增加的。这种层间水平位移自下而上逐渐减少的水平位移曲线称为剪切型。与此相反，层间水平位移自下而上逐渐增加的水平位移曲线称为弯曲型，剪力墙的水平位移曲线是弯曲型。ikiiDVuniiuu11ju混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助2、由柱轴向变形引起的侧移 顶点侧移：在水平荷载下，框架各杆除产生弯矩和剪力外，还有轴向力。在风荷载作用下，迎风面一侧的框架柱产生轴向拉力，而背风面一侧的柱产生轴向压力。外柱的轴力大，内柱的轴力小，越临近框架中部的内柱，轴力越小。高规规定：对房屋高度大于50m或高宽比大于4的结构，宜考虑
48、柱轴向变形的影响。nfBEAFHu2132混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助1在水平荷载作用下的钢筋混凝土框架结构，由梁柱弯曲变形所引起的侧移曲线类型是（）A剪切型B弯曲型 C剪弯型 D弯剪型2关于竖向荷载作用下的多层多跨规则框架的内力分布规律，下列说法中不正确的是（）A柱子轴向压力从上到下逐渐增大B柱子剪力从上到下逐渐增大C同一层的柱子，中柱轴力一般大于边柱D同一层的柱子，边柱剪力一般大于中柱混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助3.对于多层多跨规则框架，当总高不大于50m时，其侧移主要是由（）A框架柱的轴向变形引起的B框架柱的剪切变形引起的C框架梁、柱的剪切变形引起
49、的D框架梁、柱的弯曲变形引起的混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助框架受顶点集中荷载作用：框架受均布水平荷载作用：框架受倒三角荷载作用：B外柱轴线间的距离E-材料的弹性模量23232EABFHu23241EABFHu2323011EABFHu混凝土结构设计原理第3章主 页目 录上一章帮 助三、弹性层间位移角限值高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002)规定了框架的最大弹性位移与层高之比不能超过其限值1/550.式中 按弹性方法计算所得的楼层层间位移 弹性层间位移角限值，规定框架为1/550chucu3某两层二跨框架如图所示。各柱线刚度均为1.0104kNm,边柱侧移刚度修正系
50、数为=0.6，中柱侧移刚度修正系数为=0.7。试求梁柱弯曲变形引起的顶点侧移4082KN.m 4.2100.1126.012.D60KNV 242AjcchiD解：第二层：KN.m7624 4.2100.1127.012.D242BjchimmDVmKNi64.410001292660u .12926476224082D60KNV 2iKN.m41484.5100.1127.012.D242Bjchi .3556KN4.5100.1126.012.D130KN7060V 242AmhiDjcc第一层：mmuuummDVmKNi19.1655.1164.455.11100011260130u .
