1、大家好大家好结构从应用领域分结构从应用领域分建筑结构、桥梁结构、建筑结构、桥梁结构、水电结构和其它特种结水电结构和其它特种结构。构。结构从材料种类分结构从材料种类分混凝土结构、钢结构、混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构以及木结构、砌体结构以及组合结构。组合结构。引引 言言建筑混凝土结构建筑混凝土结构本课程研本课程研究对象究对象混凝土楼盖和楼梯；混凝土楼盖和楼梯；单层工业厂房；单层工业厂房；钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构1 结构的主要用途结构的主要用途形成人类活动的空间。形成人类活动的空间。建筑结构建筑结构为人群和车辆提供跨越障碍的通道。为人群和车辆提供跨越障碍的通道。桥梁结构桥梁结构抵
2、御自然界水、土、岩石等侧向压力的作用。抵御自然界水、土、岩石等侧向压力的作用。水工结构、土工结构、钢筋砼结构、钢结构及其他组合结构。水工结构、土工结构、钢筋砼结构、钢结构及其他组合结构。构成为其他专门用途服务的空间。构成为其他专门用途服务的空间。特种结构：烟囱、水塔、水池、电视塔、通讯信号发射塔等。特种结构：烟囱、水塔、水池、电视塔、通讯信号发射塔等。1.2 混凝土结构体系混凝土结构体系3 建筑结构的功能建筑结构的功能使结构骨架形成的空间能良好地服务于人类生活、生使结构骨架形成的空间能良好地服务于人类生活、生产的要求和满足人类对美观的需要。产的要求和满足人类对美观的需要。抵御自然界各种作用的功
3、能。抵御自然界各种作用的功能。充分发挥结构所采用材料的作用。充分发挥结构所采用材料的作用。1.2 混凝土结构体系混凝土结构体系1 结构的选型原则结构的选型原则满足使用要求；满足使用要求；受力性能好；受力性能好；施工简便；施工简便；经济合理。经济合理。2 结构的布置原则结构的布置原则指在结构平面图上布置柱和墙的位置以及楼盖的传力方式。指在结构平面图上布置柱和墙的位置以及楼盖的传力方式。尽可能地简单、规则、均匀、对称；尽可能地简单、规则、均匀、对称；传力明确；传力明确；受力可靠，整体性能好；受力可靠，整体性能好；施工简便，经济合理。施工简便，经济合理。1.3结构布置原则结构布置原则3 变形缝的类型
4、及设置原则变形缝的类型及设置原则伸缩缝：目的是防止不同材料或不同构件之间由于温度伸缩缝：目的是防止不同材料或不同构件之间由于温度变化所产生的温度应力，可能超过材料的抗拉强度而产变化所产生的温度应力，可能超过材料的抗拉强度而产生过大的裂缝，或引起过大的变形，从而影响结构或构生过大的裂缝，或引起过大的变形，从而影响结构或构件的正常使用。件的正常使用。沉降缝：当同一建筑物中的各部分的基础发生不均匀沉沉降缝：当同一建筑物中的各部分的基础发生不均匀沉降时，有可能导致结构构件较大的内力和变形，此时可降时，有可能导致结构构件较大的内力和变形，此时可采用设置沉降缝的方法，将两部分房屋从上部到基础全采用设置沉降
5、缝的方法，将两部分房屋从上部到基础全部断开，使各部分自由沉降。部断开，使各部分自由沉降。防震缝：当平面形状复杂时，宜用防震缝划分为较规则、防震缝：当平面形状复杂时，宜用防震缝划分为较规则、简单的单元，以减小震害。简单的单元，以减小震害。1.3结构布置原则结构布置原则变形缝的设置原则变形缝的设置原则力争不设、尽量少设、非设不可时多数合一。力争不设、尽量少设、非设不可时多数合一。当满足下列条件时应设置当满足下列条件时应设置沉降缝沉降缝高度差异或荷载差异较大时高度差异或荷载差异较大时上部不同结构体系或结构类型的相邻交界处上部不同结构体系或结构类型的相邻交界处地基土的压缩性有显著的差异时地基土的压缩性
6、有显著的差异时基础底面标高相差较大或基础类型不一致时基础底面标高相差较大或基础类型不一致时1.3结构布置原则结构布置原则现浇整体式现浇整体式混凝土全部现场浇筑混凝土全部现场浇筑优点：优点：刚度大，整体性好，抗震性好，防水性好刚度大，整体性好，抗震性好，防水性好缺点：缺点：模板用量大、现场作业量大、工期长模板用量大、现场作业量大、工期长装配式装配式梁板构件事先预制，现场拼装梁板构件事先预制，现场拼装优点：优点：施工进度快，省工省材，符合工业化要求施工进度快，省工省材，符合工业化要求缺点：缺点：刚度和整体性差，对抗震不利刚度和整体性差，对抗震不利装配整体式装配整体式将预制梁板吊装后，通过整结措施构
7、成整体将预制梁板吊装后，通过整结措施构成整体介于整体式和装配式间介于整体式和装配式间刚度、整体性和抗震性能比装配式稍好。刚度、整体性和抗震性能比装配式稍好。2.1 楼盖结构分类与布置楼盖结构分类与布置当当l2/l1=2时：时：q1=0.9412q，q2=0.0588q当当l2/l1=3时：时：q1=0.9878q，q2=0.0122q2.1 楼盖结构分类与布置楼盖结构分类与布置板上荷载板上荷载传力方式：传力方式：次梁次梁主梁主梁墙、柱墙、柱基础基础除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。当当l2/l1=2时：时：q1=0.9412q，q2=0.0
8、588q当当l2/l1=3时：时：q1=0.9878q，q2=0.0122q2.1 楼盖结构分类与布置楼盖结构分类与布置板上荷载板上荷载传力方式：传力方式：次梁次梁主梁主梁墙、柱墙、柱基础基础除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。当当l2/l1=2时：时：q1=0.9412q，q2=0.0588q当当l2/l1=3时：时：q1=0.9878q，q2=0.0122q2.1 楼盖结构分类与布置楼盖结构分类与布置板上荷载板上荷载传力方式：传力方式：次梁次梁主梁主梁墙、柱墙、柱基础基础除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。除与边长比有关外，还与支
9、承梁的线刚度比有关。当当l2/l1=2时：时：q1=0.9412q，q2=0.0588q当当l2/l1=3时：时：q1=0.9878q，q2=0.0122q2.1 楼盖结构分类与布置楼盖结构分类与布置板上荷载板上荷载传力方式：传力方式：次梁次梁主梁主梁墙、柱墙、柱基础基础除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。1 关于内力重分布的几个概念关于内力重分布的几个概念(1)塑性铰塑性铰在钢筋屈服截面，从在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动矩增加很
10、小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为的铰，称为“塑性铰塑性铰”。2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算u配筋率越高，配筋率越高，这个屈服阶段的这个屈服阶段的过程就越短；过程就越短；u如果配筋过多，如果配筋过多，截面将呈脆性破截面将呈脆性破坏，就没有这个坏，就没有这个屈服阶段。屈服阶段。2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算塑性铰与普通铰的区别是：塑性铰与普通铰的区别是：(a)塑性铰是单向铰，只能沿塑性铰是单向铰，只能沿Mu方向转动；方向转动；(b)塑性铰可以传递弯矩塑性铰可以传递弯矩,MMu；(c)
11、理想铰集中于一点，而塑性铰则有一定的长度。理想铰集中于一点，而塑性铰则有一定的长度。塑性铰的特点：塑性铰的特点：（1）塑性铰实际上具有一定长度，塑性铰实际上具有一定长度，分析时可认为是一个截面；分析时可认为是一个截面；（2）塑性铰塑性铰能承受定值弯矩能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩；，即截面的屈服弯矩；（3）对于单筋受弯构件，塑性铰只能对于单筋受弯构件，塑性铰只能单向转动单向转动；（4）塑性铰的塑性铰的转动能力有限。转动能力有限。2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算u1 关于内力重分布的几个概念关于内力重分布的几个概念u(2)内力重分布内力重分布 超静定
12、结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土粘结破坏、钢超静定结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土粘结破坏、钢筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象，筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象，称为出现了内力重分布。称为出现了内力重分布。超静定结构才有超静定结构才有内力重分布内力重分布，静定结构只有，静定结构只有应力应力重分布。重分布。在在静定结构静定结构中，当某一截面出现塑性铰后，该结构就变为一个几何可中，当某一截面出现塑性铰后，该结构就变为一个几何可变体系，已不能继续加载。随着塑性铰的出现，结构的承载力达到极变体系，已不能继续加载。随着塑性铰的出
13、现，结构的承载力达到极限，整个结构破坏。限，整个结构破坏。对于对于超静定结构超静定结构，如钢筋混凝土连续梁，由于存在多余连系，某一截，如钢筋混凝土连续梁，由于存在多余连系，某一截面的屈服，即某一截面出现塑性铰并不能使结构立即成为破坏机构，面的屈服，即某一截面出现塑性铰并不能使结构立即成为破坏机构，而还能承受继续增加的荷载当继续加载后，先出现塑性铰的截面所而还能承受继续增加的荷载当继续加载后，先出现塑性铰的截面所承受的弯矩承受的弯矩Mu 维持不变，产生转动，没有出现塑性铰的截面所承受的维持不变，产生转动，没有出现塑性铰的截面所承受的弯矩继续增加（即结构的内力分布规律与出现塑性铰前的弹性计算不弯矩
14、继续增加（即结构的内力分布规律与出现塑性铰前的弹性计算不再再 致），直到结构形成几何可变体系。这就是由于塑性变形引起的致），直到结构形成几何可变体系。这就是由于塑性变形引起的结构内力的重新分布。结构内力的重新分布。塑性铰转动的过程就是内力重分布的过程。塑性铰转动的过程就是内力重分布的过程。钢筋混凝土超静定结构的极限荷载及内力重分布的概念钢筋混凝土超静定结构的极限荷载及内力重分布的概念F2l0/4F2l0/4F2F2AABF1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4+=l0l01F11F1l0/2 l0/2ABAMByM1M1内力重分布的概念：内力重分布的概念：弹性分析时，随着弹性
15、分析时，随着F的变化，的变化，MB/M1=常量；常量；塑性分析时随着塑性分析时随着F的变化，的变化，MB/M1不断变化，不断变化，内力在支座和跨中之间不断重新分配内力在支座和跨中之间不断重新分配。2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算两点结论两点结论*对钢筋混凝土静定结构，塑性铰出现即导对钢筋混凝土静定结构，塑性铰出现即导致结构破坏；对超静定结构，只有当结构上致结构破坏；对超静定结构，只有当结构上出现足够数量的塑性铰，使结构成为几何可出现足够数量的塑性铰，使结构成为几何可变体时，才破坏。变体时，才破坏。*弹性方法的承载力：弹性方法的承载力：F F1 1；内
16、力重分布法的；内力重分布法的承载力：承载力：F Fu u=F F1 1+F F2 2。说明弹性方法未充分发挥结构的潜力，反说明弹性方法未充分发挥结构的潜力，反过来说，在同样的外荷载下，按内力重分过来说，在同样的外荷载下，按内力重分布法布法可降低支座处的内力进行设计。可降低支座处的内力进行设计。2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算塑性铰的转动能力与内力重分布塑性铰的转动能力与内力重分布 s s u uMM塑性铰的转角塑性铰的转角 p p u u s s =x x/h h0 0 u塑
17、性铰有足够的转动能力，塑性铰有足够的转动能力，保证结构按预期的顺序，先后保证结构按预期的顺序，先后形成塑性铰使结构成为几何可形成塑性铰使结构成为几何可变体而破坏变体而破坏-充分内力重分充分内力重分布布u塑性铰转动能力有限，其它塑性铰转动能力有限，其它截面尚未形成塑性铰，该塑性截面尚未形成塑性铰，该塑性铰已铰已“过早过早”地发生混凝土压地发生混凝土压碎使结构破坏碎使结构破坏-不充分内力不充分内力重分布重分布2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算概念及注意事项：概念及注意事项：2 弯矩调幅法弯矩调幅法截面弯矩调整的幅度：截面弯矩调整的幅度：对结构的弹性弯矩值和
18、剪力值进行适当的调整，用对结构的弹性弯矩值和剪力值进行适当的调整，用以考虑结构因非弹性变形所引起的以考虑结构因非弹性变形所引起的内力重分布。内力重分布。应用弯矩调幅法应遵循以下规定：应用弯矩调幅法应遵循以下规定：（1）纵筋：纵筋：HPB300、HRB335、HRB400、RRB400；混凝土：；混凝土：C20C45（2）一般一般不宜不宜超过超过0.25（3）不应不应超过超过 ，不宜不宜小于小于（4）调整后的结构内力调整后的结构内力必须必须满足静力平衡条件：满足静力平衡条件：连续梁、板各控制截面的弯矩值连续梁、板各控制截面的弯矩值不宜不宜小于简支梁弯矩值的小于简支梁弯矩值的1/3 0.100.3
19、5AB0()1.022lMMMMeeMMM2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算2 弯矩调幅法弯矩调幅法（5 5）应应在可能产生塑性铰的区段适当增加箍筋数量在可能产生塑性铰的区段适当增加箍筋数量。受剪配箍率：（防斜拉）受剪配箍率：（防斜拉）（6 6）必须必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用阶段阶段不应不应出现塑性铰出现塑性铰弯矩调幅法计算步骤弯矩调幅法计算步骤(1)按弹性分析方法计算内力，按活载最不利分布进行内力组合得出最不利弯按弹性分析方法计算内力，按活载最不利分布进行内力组合得出最不利弯矩图；矩图
20、；(2)按按CECS51:93要求对支座弯矩调幅；要求对支座弯矩调幅；(3)计算支座弯矩调幅后相应的跨中弯矩值，且计算支座弯矩调幅后相应的跨中弯矩值，且此此弯矩值不得小于弹性弯矩值。弯矩值不得小于弹性弯矩值。yvtsvsv36.0ffbsA按塑性理论计算内力中两个问题的说明：按塑性理论计算内力中两个问题的说明：（1）荷载及内力）荷载及内力次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按弯矩调幅法分析结构时均已考虑等因素，在按弯矩调幅法分析结构时均已考虑。（2）适用范围）适用范围 塑性理论方法不适用于下列情况塑性理论方法
21、不适用于下列情况:1）直接承受动力荷载作用的结构；）直接承受动力荷载作用的结构；2）轻质混凝土结构及其他特种混凝土结构；）轻质混凝土结构及其他特种混凝土结构；3）受侵蚀性气体或液体严重作用的结构（使用阶段不允许出现）受侵蚀性气体或液体严重作用的结构（使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有严格限制的结构）；裂缝或对裂缝开展有严格限制的结构）；4）预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构；）预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构；5）处于重要部位而又要求有较大强度储备的构件。）处于重要部位而又要求有较大强度储备的构件。2.2.2 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算连续梁板考虑塑性内力重分布的计算嵌入承重墙内
22、的板面构造钢筋嵌入承重墙内的板面构造钢筋垂直于梁肋的板面构造钢筋垂直于梁肋的板面构造钢筋板嵌入承重墙时的板面裂缝分布板嵌入承重墙时的板面裂缝分布2.2.3截面设计与配筋构造截面设计与配筋构造次梁的配筋构造次梁的配筋构造锚固长度：钢筋伸进支座或在连续梁中承担负弯矩的上部钢锚固长度：钢筋伸进支座或在连续梁中承担负弯矩的上部钢筋在跨中截断时，需要延伸一定的长度，即锚固长度。筋在跨中截断时，需要延伸一定的长度，即锚固长度。2.2.3截面设计与配筋构造截面设计与配筋构造2.3.1 受力特点与试验结果受力特点与试验结果弹性弹性开裂开裂 与裂缝相交的钢筋屈服与裂缝相交的钢筋屈服 形成机构形成机构 四边简支板
23、在均布荷载作用下，裂缝出现前，板处于弹四边简支板在均布荷载作用下，裂缝出现前，板处于弹性工作阶段，四角有性工作阶段，四角有翘起翘起的趋势，板传给支座的压力的趋势，板传给支座的压力不不沿沿边长均匀分布，每边边长均匀分布，每边中心处中心处最大。最大。四边简支板，荷载增加，第一批裂缝出现在板底中间，四边简支板，荷载增加，第一批裂缝出现在板底中间，沿对角线向四角扩展。沿对角线向四角扩展。竖向位移呈碟形，板四角有翘起趋势，板传给四边支座竖向位移呈碟形，板四角有翘起趋势，板传给四边支座的压力中部大，两边小。的压力中部大，两边小。接近破坏时接近破坏时，板顶四角出现与对角线垂直裂缝。，板顶四角出现与对角线垂直
24、裂缝。最后跨中受力筋屈服，板破坏。最后跨中受力筋屈服，板破坏。2.3 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖无梁楼盖计算方法有按无梁楼盖计算方法有按弹性理论弹性理论和和塑性铰线法塑性铰线法两种两种计算方法。计算方法。无梁楼盖按无梁楼盖按弹性理论弹性理论计算有计算有精确计算法、经验系数精确计算法、经验系数法和等代框架法法和等代框架法等等经验系数法经验系数法无梁楼盖的布置必须满足下列条件：无梁楼盖的布置必须满足下列条件：每个方向至少应有三个连续跨；每个方向至少应有三个连续跨；同一方向各跨跨度相差不超过同一方向各跨跨度相差不超过20%；边跨的跨度不大于其相邻的内；边跨的跨度不大于其相邻的内跨；跨；区格为矩形，
25、任一区格板的长边与短边之比值区格为矩形，任一区格板的长边与短边之比值lx/ly2；可变荷载和永久荷载之比值可变荷载和永久荷载之比值q/g3。为保证无梁楼盖结构体系不承受水平荷载（如风力、地震作用），为保证无梁楼盖结构体系不承受水平荷载（如风力、地震作用），应在该结构体系中设置抗侧力支撑或剪力墙。应在该结构体系中设置抗侧力支撑或剪力墙。2.4.2 无梁楼盖的内力计算无梁楼盖的内力计算梯段板的配筋构造梯段板的配筋构造ln/6ln/6ln/4ln/4ln受力受力筋筋分布筋分布筋 6或或 8，每级踏，每级踏步一根步一根负筋负筋，一般，一般为为 8200内折角处的处理内折角处的处理2.5.1 板式楼梯设
26、计板式楼梯设计3.1.3 单层厂房结构布置单层厂房结构布置3.1.3.1 厂房平面布置厂房平面布置 1.柱网布置柱网布置 要考虑工艺、经济、模数化等因素。要考虑工艺、经济、模数化等因素。2.变形缝变形缝 伸缩缝：为减少厂房温度应力的影响而设置，上部结构断开，下部伸缩缝：为减少厂房温度应力的影响而设置，上部结构断开，下部结构不断开，注意伸缩缝位置处的定位轴线。结构不断开，注意伸缩缝位置处的定位轴线。沉降缝：厂房高度、吊车吨位、土质相差较大时而设，上、下部结沉降缝：厂房高度、吊车吨位、土质相差较大时而设，上、下部结构都要断开。构都要断开。抗震缝：为防止地震区厂房或厂房区段相邻太近地震时发生碰撞而抗
27、震缝：为防止地震区厂房或厂房区段相邻太近地震时发生碰撞而设，可与伸缩缝、沉降缝合并，但宽度要满足抗震缝要求。设，可与伸缩缝、沉降缝合并，但宽度要满足抗震缝要求。3.1单层工业厂房结构的组成和布置单层工业厂房结构的组成和布置3.3单层厂房柱的设计单层厂房柱的设计v剪切破坏剪切破坏 当当a a /h h0 00.10.1时，牛腿与下柱的交接面上出现一系列短而时，牛腿与下柱的交接面上出现一系列短而细的斜裂缝，最后牛腿沿此裂缝从柱上切下而破坏。细的斜裂缝，最后牛腿沿此裂缝从柱上切下而破坏。v斜压破坏斜压破坏 当当a a /h h0 0=0.10.75=0.10.75时，随着荷载增加，整个压杆范围内出时
28、，随着荷载增加，整个压杆范围内出现大量短小斜裂缝，最终形成一条通长斜裂缝而破坏，此时现大量短小斜裂缝，最终形成一条通长斜裂缝而破坏，此时受拉钢筋达到屈服强度。受拉钢筋达到屈服强度。v弯压破坏弯压破坏 当当1 1a a /h h0 00.750.75时，且纵向钢筋配筋率较低时，随着荷时，且纵向钢筋配筋率较低时，随着荷载增加纵向钢筋应力不断增加最终受拉钢筋屈服，牛腿下部载增加纵向钢筋应力不断增加最终受拉钢筋屈服，牛腿下部与柱相交的受压区砼压碎。与柱相交的受压区砼压碎。水平箍筋和弯筋的构造要求水平箍筋和弯筋的构造要求3.3单层厂房柱的设计单层厂房柱的设计牛腿配筋构造牛腿配筋构造吊车梁的疲劳验算吊车梁
29、的疲劳验算基本假定基本假定梁截面保持为平面。梁截面保持为平面。受压区、受拉区混凝土的法向应力分布图形均为三角形。受压区、受拉区混凝土的法向应力分布图形均为三角形。采用换算截面进行计算。采用换算截面进行计算。3.4 单层厂房屋盖结构及吊车梁的设计单层厂房屋盖结构及吊车梁的设计框架结构的受力特点框架结构的受力特点在竖向荷载和水平荷载共同作用下，框架结构各构件在竖向荷载和水平荷载共同作用下，框架结构各构件都将产生内力和变形。框架结构的侧移一般由两部分都将产生内力和变形。框架结构的侧移一般由两部分组成：由水平力引起的楼层剪力使梁、柱构件产生弯组成：由水平力引起的楼层剪力使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框
30、架结构的整体剪切变形曲变形，形成框架结构的整体剪切变形us（shear deformation）；由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱；由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），形成产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），形成框架结构的整体弯曲变形框架结构的整体弯曲变形ub（bending deformation）。当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。（框架结构（框架结构的变形型式为剪切型）的变形型式为剪切型）4.1 结构的形式和布置结构
31、的形式和布置结构形式结构形式按施工方法分按施工方法分4.1 结构的形式和布置结构的形式和布置*现浇式：整体性能好，抗震性能好，现场工作量大，费模板现浇式：整体性能好，抗震性能好，现场工作量大，费模板*装配式：标准化、工厂化生产，施工速度快，整体性能差，装配式：标准化、工厂化生产，施工速度快，整体性能差，抗震性能弱抗震性能弱*装配整体式：兼有现浇式和装配式两者的优点装配整体式：兼有现浇式和装配式两者的优点结构布置的方法结构布置的方法框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网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布置）和选择结构承重
32、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。使用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。框架结构的承重方案框架结构的承重方案1）横向框架承重。）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。主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置。2）纵向框架承重。）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。主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置。3）纵、横向框架承重。）纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架房屋的纵、横向都布置承重框架，楼盖常采用现浇双向板或井字梁，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。楼盖。4.1 结构的形式和布置
33、结构的形式和布置横向布置横向布置 4.1 结构的形式和布置结构的形式和布置横向承重横向承重特点特点房屋横向刚度房屋横向刚度大，侧移小；大，侧移小；横梁高度大，横梁高度大，室内有效净空室内有效净空小。小。非抗震时使用非抗震时使用纵向布置纵向布置4.1 结构的形式和布置结构的形式和布置纵向承重纵向承重特点：特点：连系梁截面较连系梁截面较小，框架梁截小，框架梁截面尺寸大，室面尺寸大，室内有效净空高；内有效净空高；对纵向地基不对纵向地基不均匀沉降较有均匀沉降较有利；利；房屋横向刚度房屋横向刚度小，侧移大。小，侧移大。双向布置双向布置 4.1 结构的形式和布置结构的形式和布置双向承重双向承重特点：特点：
34、整体性好，整体性好，受力好；受力好；适用于整体适用于整体性要求较高性要求较高和楼面荷载和楼面荷载较大的情况。较大的情况。变形逢的设置变形逢的设置4.1 结构的形式和布置结构的形式和布置当结构不同部位荷载差当结构不同部位荷载差异较大地基土压缩性有异较大地基土压缩性有显著差异显著差异沉降缝沉降缝当平面形状复杂、高度当平面形状复杂、高度方向有高差、质量分布方向有高差、质量分布不均匀不均匀抗震缝抗震缝当房屋过长或过宽时当房屋过长或过宽时伸缩缝伸缩缝缝宽缝宽 50mm缝宽缝宽 70mm4.3.1竖向荷载作用下内力近似计算竖向荷载作用下内力近似计算分层法分层法1.竖向荷载作用下框架结构的受力特点竖向荷载作
35、用下框架结构的受力特点1）竖向荷载作用下，框架结构的侧移较小，若不计侧移，）竖向荷载作用下，框架结构的侧移较小，若不计侧移，即按照无侧移计算，对框架结构的内力影响不大；即按照无侧移计算，对框架结构的内力影响不大；2）当整个框架仅在某一层横梁上受有竖向荷载时，则直）当整个框架仅在某一层横梁上受有竖向荷载时，则直接承受荷载的框架梁及与之相连的上下层框架柱端的弯接承受荷载的框架梁及与之相连的上下层框架柱端的弯矩较大，其他各层梁柱的弯矩均很小，且距离直接承受矩较大，其他各层梁柱的弯矩均很小，且距离直接承受荷载的框架梁越远，框架梁柱的弯矩越小。荷载的框架梁越远，框架梁柱的弯矩越小。4.3 框架内力分析框
36、架内力分析2.分层法的基本假定及计算简图分层法的基本假定及计算简图在竖向荷载作用下，框架结构的侧移忽略不计，则按节在竖向荷载作用下，框架结构的侧移忽略不计，则按节点无侧移进行内力计算；点无侧移进行内力计算；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生弯矩，不在其余层梁和其余层柱上产生弯矩。生弯矩，不在其余层梁和其余层柱上产生弯矩。根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关联的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单不关联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
37、。刚架可用弯矩分配法计算。4.3 框架内力分析框架内力分析4.3.2水平荷载下内力近似计算水平荷载下内力近似计算反弯点法反弯点法水平荷载作用作用下框架结构的受力与变形特点水平荷载作用作用下框架结构的受力与变形特点（1）框架梁、柱的弯矩均为线性分布，且每跨梁及每根）框架梁、柱的弯矩均为线性分布，且每跨梁及每根柱均有一零弯矩点即反弯点存在；柱均有一零弯矩点即反弯点存在；（2）框架每一根柱的总剪力（称层间剪力）及单根柱的）框架每一根柱的总剪力（称层间剪力）及单根柱的剪力均为常数；剪力均为常数；（3）若不考虑梁、柱轴向变形及框架侧移的影响，则同）若不考虑梁、柱轴向变形及框架侧移的影响，则同层各框架节点
38、的水平侧移相等；层各框架节点的水平侧移相等；（4）除底层柱底为固端外，其余杆端（或节点）既有水）除底层柱底为固端外，其余杆端（或节点）既有水平侧移又有转角变形，节点转角随梁柱线刚度比的增大而平侧移又有转角变形，节点转角随梁柱线刚度比的增大而减小。减小。4.3 框架内力分析框架内力分析水平荷载作用水平荷载作用下框架结构的内力和侧移可用结构力下框架结构的内力和侧移可用结构力学方法计算，常用的近似算法有反弯点法、学方法计算，常用的近似算法有反弯点法、D值法和值法和迭代法等。迭代法等。反弯点法反弯点法基本原理：基本原理：反弯点法的基本概念：水平荷载的作用可以简化为框架受节点水反弯点法的基本概念：水平荷
39、载的作用可以简化为框架受节点水平集中作用，如求出各柱反弯点出的剪力及反弯点位置，即可得到平集中作用，如求出各柱反弯点出的剪力及反弯点位置，即可得到框架柱端内力，这种方法即反弯点法。框架柱端内力，这种方法即反弯点法。适用于梁柱线刚度比不小于适用于梁柱线刚度比不小于3的框架结构；（的框架结构；（K=ib/ic3）常用于初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用下的弯矩值。常用于初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用下的弯矩值。4.3 框架内力分析框架内力分析基本假定：基本假定：在进行各柱间的剪力分配时，认在进行各柱间的剪力分配时，认为梁与柱的刚度比为无限大，同为梁与柱的刚度比为无限大，同层柱端的侧移相等。（该
40、假定只层柱端的侧移相等。（该假定只有在梁柱线刚度比大于等于有在梁柱线刚度比大于等于5或大或大于等于于等于3时才成立）时才成立）在确定各柱的反弯点位置时，认在确定各柱的反弯点位置时，认为除底层柱以外的其余各层柱受为除底层柱以外的其余各层柱受力后上下两端的转角相等；力后上下两端的转角相等；梁端弯矩可由节点平衡条件根据梁端弯矩可由节点平衡条件根据梁的线刚度比例求出。梁的线刚度比例求出。4.3 框架内力分析框架内力分析2.D值法的基本思想值法的基本思想与反弯点法相比：与反弯点法相比：相同之处相同之处 先确定反弯点位置先确定反弯点位置不同之处不同之处 考虑了上述因素的影响，对柱的抗侧刚度和考虑了上述因素
41、的影响，对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。柱的反弯点位置进行了修正。因此，因此，D值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚度比小于度比小于3的情况。的情况。4.3 框架内力分析框架内力分析框架结构侧移值的水平侧移的控制框架结构侧移值的水平侧移的控制框架结构的侧向刚度过小，水平位移过大，将影响正常使用；框架结构的侧向刚度过小，水平位移过大，将影响正常使用；侧向刚度过大，水平位移过小，虽满足使用要求，但不满足侧向刚度过大，水平位移过小，虽满足使用要求，但不满足经济性要求。因此，框架结构的侧向刚度宜合适，一般以使经济性要求。因此，框架结构的侧向刚度宜合
42、适，一般以使结构满足层间位移限值为宜。结构满足层间位移限值为宜。框架结构层间弹性位移验算的目的：框架结构层间弹性位移验算的目的：在正常使用条件下，限制结构层间位移的主要目的有以下两个在正常使用条件下，限制结构层间位移的主要目的有以下两个方面：方面：（1）保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结）保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构来讲，首先要避免混凝土墙或柱出现裂缝；同时，将混凝构来讲，首先要避免混凝土墙或柱出现裂缝；同时，将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许的土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许的范围之内；范围之内；（2）保证填充墙、隔墙和
43、幕墙等非结构构件的完好，避免）保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。产生明显损伤。4.4水平荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架侧移计算2.现浇框架节点中钢筋的锚固现浇框架节点中钢筋的锚固梁中钢筋梁中钢筋-顶层梁上部纵筋的锚固顶层梁上部纵筋的锚固e0=M/N4.7 框架节点设计和构造要求框架节点设计和构造要求2.现浇框架节点中钢筋的锚固现浇框架节点中钢筋的锚固柱中钢筋柱中钢筋中间层节点中间层节点框架柱的纵向钢框架柱的纵向钢筋应穿过中间层筋应穿过中间层节点，在节点以节点，在节点以外区进行搭接。外区进行搭接。4.7 框架节点设计和构造要求框架节点设计和构造要求2.现浇框架
44、节点中钢筋的锚固现浇框架节点中钢筋的锚固梁中钢筋梁中钢筋其他层梁上部纵筋的锚固其他层梁上部纵筋的锚固0.4la15d4.7 框架节点设计和构造要求框架节点设计和构造要求2.现浇框架节点中钢筋的锚固现浇框架节点中钢筋的锚固梁中钢筋梁中钢筋梁下部纵筋的锚固梁下部纵筋的锚固*不充分利用强度时不充分利用强度时,为为0.35la*充分利用抗拉强度时，按受拉钢充分利用抗拉强度时，按受拉钢筋锚固在节点中，锚固长度不小筋锚固在节点中，锚固长度不小于于la，也可采用，也可采用90带弯钩的形式带弯钩的形式*充分利用抗压强度时，按受压充分利用抗压强度时，按受压钢筋锚固在节点中，锚固长度不钢筋锚固在节点中，锚固长度不小于小于0.7la，*纵向钢筋亦可穿过节点在节点纵向钢筋亦可穿过节点在节点以外梁中弯矩较小部位设置搭接以外梁中弯矩较小部位设置搭接接头接头0.4la15d0.4la15d4.7 框架节点设计和构造要求框架节点设计和构造要求2.现浇框架节点中钢筋的锚固现浇框架节点中钢筋的锚固柱中钢筋柱中钢筋顶间层节点顶间层节点4.7 框架节点设计和构造要求框架节点设计和构造要求
