多层房屋框架结构课件.ppt

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1、第十三章 多层房屋框架结构,13.1 多层框架的结构布置13.2 杆件的尺寸和框架计算简图13.3 荷载取值13.4 竖向荷载作用下的内力近似计算分层法13.5 水平荷载作用下的内力近似计算反弯点法和 D值法13.6 水平荷载作用下侧移的近似计算13.7 框架的荷载组合和内力组合13.8 框架梁柱的截面配筋13.9 现浇框架的一般构造要求13.10 多层框架柱基础13.11 设计例题,本 章 内 容,多层房屋框架结构,第十三章 多层房屋框架结构13.1 多层框架的结构布置本,多层与高层房屋之间没有明确的界限，我国通常将8层及 层以下的房屋称为多层房屋，8层以上的房屋称为高层房屋。 钢筋混凝土框

2、架结构，是指由钢筋混凝土横梁、纵梁和柱 等构件所组成的结构。墙体不承重，内、外墙只起分隔和围护 作用，见图12.1。按施工方法的不同，框架可分为整体式、装配式和装配整体 式三种。 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。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。 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。,多层房屋框架结构,多层与高层房屋之间没有明确的

3、界限，我国通常将8层及多层房,图13.1框架结构图,(a) 平面图；(b) -剖面图,多层房屋框架结构,图13.1框架结构图 (a) 平面图；(b) -剖面图,13.1 多层框架结构布置,（1） 结构平面布置宜简单、规则和对称，传力明确。 （2） 建筑平面长宽比不宜过大，L/B宜小于6。 （3） 结构的竖向布置要做到刚度均匀而连续，避免刚度突变。 （4） 建筑物的高宽比不宜过大，H/B不宜大于5。（5） 房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距以内，否则需设伸缩缝或采取其它措施，以防止温度应力对结构造成的危害。 （6） 在地基可能产生不均匀沉降的部位及有抗震设防要求的房屋，应合理设置沉降缝和防震缝。

4、 （7） 构件类型、尺寸的规格尽量减少，以利生产的工业化。,结构布置原则,一、竖向承重结构的组成和布置,多层房屋框架结构,13.1 多层框架结构布置（1） 结构平面布置宜简单、规,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，框架体系可以分为下列三种： （1） 横向框架承重方案一般房屋常采用在这种布置方案中，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，见图12.2 (a) 。 （2） 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，见图12.2 (b)。 （3

5、） 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，见图12.2 (c)。,框架结构方案,多层房屋框架结构,框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形成框架结构,图12.2框架体系的布置,(a) 横向布置；(b) 纵向布置；(c) 纵横双向布置,多层房屋框架结构,图12.2框架体系的布置 (a) 横向布置；(b) 纵向布,（1） 工业厂房一般采用6m柱距，跨度则随柱网的布置方式不同分为内廊式和跨度组合式，见图12.3。 厂房的层高一般根据车间的工艺设备、管道布置及通风采光等因素决定。常用的底层层高有4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m和8.4

6、m。 （2） 民用建筑民用建筑类型较多，功能要求各有不同，柱网及层高变化也较大，尺度一般较工业厂房为小。柱网和层高通常按300mm进级。,二 柱网尺寸及层高,多层房屋框架结构,（1） 工业厂房 二 柱网尺寸及层高多层房屋框架,图12.3柱网的布置,(a) 内廊式；(b) 跨度组合式,多层房屋框架结构,图12.3柱网的布置 (a) 内廊式；(b) 跨度组合式,变形缝分为伸缩缝和沉降缝，在地震设防区还需按建筑抗震设计规范的规定设置防震缝。 伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生过大伸缩变形或裂缝而设置的，伸缩缝仅将基础以上的房屋分开。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间距如表12.1。沉降

7、缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置的，沉降缝必须将房屋连同基础一起分开。 在既需设伸缩缝又需设沉降缝时二缝应合并设置。 ,三、 变形缝的设置,表12.1钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（m),多层房屋框架结构,变形缝分为伸缩缝和沉降缝，在地震设防区还需按建三、,在建筑物的下列部位宜设置沉降缝： 土层变化较大处； 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； 建筑平面的转折处； 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预制梁、板的方法进行建筑上的闭合处理，见图12.4。缝宽不小于50

8、mm。,图12.4沉降缝做法,(a) 设挑梁（板）；(b) 设预制板（梁）,多层房屋框架结构,在建筑物的下列部位宜设置沉降缝： 土层变化较大图12.,13.2 杆件的截面尺寸和框架结构计算简图,承受主要竖向荷载的框架主梁，其截面形式在全现浇的整体式框架中以T形（见图12.5(a)）为多；在装配式框架中可做成矩形、T形、梯形和花篮形（见图12.5(b)(g)）等。不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用T形、形、矩形、形、L形等，见图12.6。 框架柱的截面形式一般为矩形或正方形。,（一） 截面的形状,一、 梁柱截面的选择,图12.6框架连系梁截面形式,多层房屋框架结构,13.2 杆件的截面尺

9、寸和框架结构计算简图承受主要竖向荷,图12.5框架横梁截面形式,多层房屋框架结构,图12.5框架横梁截面形式 多层房屋框架结构,1. 框架梁梁截面尺寸可参考受弯构件来初步确定。梁高hb一般可取(1/101/15)l0(l0为梁的计算跨度），梁净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的宽度b=(1/21/3)h，一般不宜小于200mm。选择梁截面尺寸还应符合规定的模数要求。 2. 框架柱柱截面的宽度bc和高度hc一般取（1/151/20)层高。为了提高框架抗水平力的能力，矩形截面的hc/bc不宜大于3，柱截面的高不宜小于400mm，宽不宜小于350mm。 初步估算方法： （1）承受轴力为主的框架柱，按轴

10、心受压构件，将轴力乘以1.21.4的增大系数。 （2）风荷载较大时近似设 ，然后将M与1.2N一起作用，按偏心受压构件验算。,（二） 截面尺寸的初步选择,多层房屋框架结构,1. 框架梁（二） 截面尺寸的初步选择多层房屋框,为了简化计算，作如下规定： （1）在计算框架的水平位移时，对整个框架的各个构件引入一统一的刚度折减系数c，以cEcI作为该构件的抗弯刚度。在风荷载作用下，对现浇框架，取c=0.85；对装配式框架，取c=0.70.8。 （2） 对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；边框架梁I=1.5I0。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（图12.7(a)。（3） 对做整浇层的装配整体式框架，

11、中部框架梁I=1.5I0；边框架梁I=1.2I0（图12.7(b)。（4） 对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截面计算，I=I0（图12.7(c)）。,（三） 梁截面的惯性矩,多层房屋框架结构,为了简化计算，作如下规定：（三） 梁截面的惯性矩多,图12.7框架结构的刚度取值,(a) 现浇式；(b) 装配整体式；(c) 装配式,多层房屋框架结构,图12.7框架结构的刚度取值 (a) 现浇式；(b) 装配,框架结构是由横向框架和纵向框架组成的空间结构。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12.

12、8中阴影部分所示。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，梁柱的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形心位置（图12.9(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12.9(b)）。跨度取柱轴线间的距离。计算简图中的柱高，对楼层取层高；对底层柱，预制楼板取基础顶面至二层楼板底面的高度，现浇楼板则取基础顶面与二层楼板顶面之间的高度。 当各跨跨度不等但相差不超过10%时，可当作具有平静跨度的等跨框架。,二、 框架结构的计算简图,多层房屋框架结构,框架结构是由横向框架和纵向框架组成的空间结构。二、 框,图12.8框架的计算单元,多层房屋框架

13、结构,图12.8框架的计算单元 多层房屋框架结构,图12.9框架柱轴线位置,多层房屋框架结构,图12.9框架柱轴线位置 多层房屋框架结构,多层结构房屋一般受到竖向荷载和水平荷载的作用。竖向荷载包括恒荷载、楼层使用活荷载、雪荷载、吊车荷载及施工活荷载等。竖向荷载包括风荷载和水平地震作用。 一、 楼面活荷载的折减 （一）设计墙、柱和基础在设计住宅、宿舍、旅馆、办公楼等多层建筑的墙、柱和基础时，由于楼面活荷载在所有各层同时满载的可能性很小，所以作用于楼面上的使用活荷载应乘以表12.2所规定的折减系数。,13.3 框架上的荷载,表12.2楼面活荷载折减系数,多层房屋框架结构,多层结构房屋一般受到竖向荷

14、载和水平荷载的作用。竖13.3,（二）设计楼面梁时的折减 1. 折减系数0.9 对下列房屋，楼面梁的从属面积超过25m2时：住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园（荷载标准值为2.0kN/m2）。 对教室、试验室、食堂、礼堂、剧场、电影院等多种房屋，楼面梁的从属面积超过50m2时，其楼面荷载可乘以0.9的折减系数，详见建筑结构荷载规范的规定。 2. 折减系数0.8或0.6 对汽车通道及停车库的单向板楼盖次梁和槽形板纵勒取0.8；对单向板楼盖主梁取0.6；对双向板楼盖的梁取0.8。 二、 风荷载与单层工业厂房类似，作用在多层房屋外墙表面的风荷载标准值wk可按下式计算： wk=zszw

15、0,多层房屋框架结构,（二）设计楼面梁时的折减多层房屋框架结构,13.4 竖向荷载作用下的内力近似计算分层法,多层多跨框结构在竖向荷载作用下，用位移法或力法等精确方法计算的结果表明，框架的侧移是极小的，而且作用在某层横梁的影响也很小，为了简化计算，分层法假定：（1） 在竖向荷载作用下，框架的侧移可忽略不计；（2） 每层梁上的荷载对其它各层梁的影响可忽略不计。根据上述假定，计算时可将各层梁及其上、下柱作为独立的计算单元分层进行计算（图12.10)。分层计算所得梁弯矩即为最后弯矩，由于每一层柱属于上、下两层，所以柱的弯矩为上、下两层计算弯矩相叠加。 ,一、 分层法的计算假定,多层房屋框架结构,13

16、.4 竖向荷载作用下的内力近似计算分层法多层多跨框,图12.10分层法的计算单元,多层房屋框架结构,图12.10分层法的计算单元 多层房屋框架结构,二、 计算步骤,（1） 画出结构计算简图，并标明荷载及轴线尺寸；（2） 按规定计算梁、柱的线刚度和相对线刚度，除底层柱外，其余各层柱的线刚度遍乘0.9的折减系数；（3） 用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单元的杆端弯矩；（4） 叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯矩。如节点弯矩不平衡值较大，可在节点重新分配一次。（5） 根据静力平衡条件绘出框架的内力图。【例13.1】图12.11所示一个两层两跨框架，用分层法作框架的弯矩图，括号内数字表示每根杆线刚度的相对

17、值。 【解】将第二层各柱线刚度遍乘0.9，分为两层计算，各层计算单元如图12.12和图12.13所示。,多层房屋框架结构,二、 计算步骤（1） 画出结构计算简图，并标明荷载及轴,用弯矩分配法计算各杆端的弯矩，其计算过程见图12.14。最后将图12.14中的各杆端弯矩叠加并绘弯矩图如图12.15所示。,图12.11例12.1计算简图,多层房屋框架结构,用弯矩分配法计算各杆端的弯矩，其计算过程见图12.14。,图12.12例12.1二层计算单元,多层房屋框架结构,图12.12例12.1二层计算单元 多层房屋框架结构,图12.13例12.1底层计算单元,多层房屋框架结构,图12.13例12.1底层计

18、算单元 多层房屋框架结构,图12.14,多层房屋框架结构,图12.14 多层房屋框架结构,图12.15M图（单位： kNm),多层房屋框架结构,图12.15M图（单位： kNm) 多层房屋框架结构,13.5 水平荷载作用下的内力近似计算反弯点法和D值法,多层多跨框架所受水平荷载主要是风荷载及水平地震作用。一般可简化为作用在框架节点上的集中荷载，其弯矩图如图12.16 (a)所示。它的特点是，各杆的弯矩图都是直线形，每杆都有一个零弯矩点，称为反弯点。框架在水平荷载作用下的变形情况如图12.16(b)所示。 为了简化计算，作如下假定：（1） 在进行各柱间的剪力分配时，假定梁与柱的线刚度之比为无穷大

19、，即各柱上下两端的转角为零；（2） 在确定各柱的反弯点位置时，假定除底层柱以外的各层柱，受力后上下两端将产生相同的转角。 （3） 梁端弯矩可由节点平衡条件求出。,（一） 基本假定,一、 反弯点法,多层房屋框架结构,13.5 水平荷载作用下的内力近似计算反弯点法和D值法,图12.16水平荷载下的框架弯矩图和变形,多层房屋框架结构,图12.16水平荷载下的框架弯矩图和变形 多层房屋框架结构,（二） 反弯点高度反弯点高度为反弯点至该层柱下端的距离。对于上层各柱，根据假定（2），各柱的上下端转角相等，此时柱上下端弯矩也相等，因而反弯点在柱中央。对于底层柱，当柱脚为固定时，柱下端转角为零，上端弯矩比下端

20、弯矩小，反弯点偏离中央而向上移动，通常假定 =2h/3。 （三） 侧移刚度D 侧移刚度d表示柱上下两端有单位侧移时在柱中产生的剪力。根据假定（1），梁柱线刚度之比无穷大，则各柱端转角为零，由结构力学的两端无转角但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程，柱的侧移刚度d可写成： ,式中: 第i层某柱的线刚度。,多层房屋框架结构,（二） 反弯点高度多层房屋框架结构,（四）同层各柱的剪力设同层各柱剪力为V1、V2、Vj、，根据层剪力平衡，有 V1+V2+Vj+=F（本层以上）可得：于是有： （五）柱端及梁端弯矩 根据各柱分配的剪力及反弯点位置，可确定柱端弯矩。底层柱：上端 Mj上=Vjhj/3；下端 Mj

21、下=Vj2hj/3其它各层柱：上下端 Mj上=Mj下=Vjhj/2,多层房屋框架结构,（四）同层各柱的剪力多层房屋框架结构,柱端弯矩确定以后，根据节点平衡条件可确定梁的弯矩。 对于边柱节点（图12.17 (a)），有 Mb=Mc1+Mc2对于中柱节点（图12.17(b)，有 Mb1=ib1/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2） Mb2=ib2/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2),图12.17 节点杆端弯矩,多层房屋框架结构,柱端弯矩确定以后，根据节点平衡条件可确定梁的弯矩。图,【例13.2】用反弯点法求图12.18所示框架的弯矩图。图中括号内数字为各杆的相对线刚度。 【解】（1） 计算柱的剪

22、力当同层各柱h相等时，各柱剪力可直接按其线刚度分配。第3层（符号说明：剪力、弯矩均以顺时针方向为正） P=10kN VAD=1.510/（1.5+2+1）=3.33kN VBE=4.45kN VCF=2.22kN第2层： 第1层： P=10+19=29kN P=10+19+22=51kN VDG=9.67kN VGJ=17kN VEH=12.89kN VHK=20.4kN VFI=6.44kN VIL=13.6kN ,多层房屋框架结构,【例13.2】用反弯点法求图12.18所示框架的弯矩图。图中,图12.18,多层房屋框架结构,图12.18 多层房屋框架结构,(2) 计算柱端弯矩第3层 第2层

23、MAD=MDA=6.66kNm MDG=MGD=24.18kNm MBE=MEB=8.9kNm MEH=MHE=32.23kNm MCF=MFC=4.44kNm MFI=MIF=16.1kNm 第1层MGJ=34kNmMJG=68kNmMHK=40.8kNmMKH=81.6kNmMIL= 27.2kNmMLI=54.4kNm ,多层房屋框架结构,(2) 计算柱端弯矩多层房屋框架结构,(3) 根据节点平衡条件算出梁端弯矩第3层 第2层 MAB=MAD=6.66kNm MDE= 30.84kNm MBA=3.42kNm MED=15.82kNm MBC=5.48kNm MEF=25.31kNm M

24、CB=MCF=4.44kNm MFE=20.54kNm 第1层MGH=58.18kNm MHG=28.09kNmMHI=44.94kNmMIH=MIF+MIL=16.1+27.2=43.3kNm根据以上结果，画出M图如图12.19所示。,多层房屋框架结构,(3) 根据节点平衡条件算出梁端弯矩多层房屋框架结构,图12.19 M图（单位： kNm),多层房屋框架结构,图12.19 M图（单位： kNm) 多层房屋框架结构,二、 D值法,反弯点法是梁柱线刚度比大于3时，假定节点转角为零的一种近似计算方法。 提出了修正框架柱的侧移刚度和调整反弯点高度的方法，称为“改进反弯点法”或“D值法”（D值法的名

25、称是由于修正后的柱侧移刚度用D表示）。D值法计算简便，精度又比反弯点法高。 （一）修正后柱侧移刚度D 如图12.20所示，从框架中任取一柱AB，根据转角位移方程，柱两端剪力为：考虑到上下梁线刚度及柱端约束条件的影响，修正后的柱,多层房屋框架结构,二、 D值法反弯点法是梁柱线刚度比大于3时，假定节点转角,侧移刚度D值计算公式为表12.3给出了各种情况下的值计算公式，可直接选用。 ,表13.3 值计算公式,多层房屋框架结构,侧移刚度D值计算公式为表13.3 值计算公式 多层房屋框架,求得值后，代入式（12.12)即可求得柱的侧移刚度，同层各柱的剪力可按下式求得：,（二） 柱的反弯点高度,当横梁线刚

26、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： ,多层房屋框架结构,求得值后，代入式（12.12)即可求得柱的侧移刚（二）,（1） 标准反弯点高度比0 标准反弯点高度比0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13.3)、框架总层数m、该柱所在层数n、荷载作用形式由附表12-1查得。 （2） 上下层横梁线刚度不同时的修正值1 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

27、变化，修正值为1 ，见图12.21。根据1（见附表下的“注”）和 值由附表13-1查得1。 （3） 上下层层高变化时的修正值2、3 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、2和 从附表14-1查得修正值2、3 。,多层房屋框架结构,（1） 标准反弯点高度比0多层房屋框架结构,图12.21 横梁刚度变化对反弯点位置的影响,多层房屋框架结构,图12.21 横梁刚度变化对反弯点位置的影响 多层房屋框架结,图12.22 层高变化对反弯点位置的影响,多层房屋框架结构,图12.22 层高变化对反弯点位置的影

28、响 多层房屋框架结构,13.6 水平荷载作用下侧移的近似计算,框架的侧移主要是由水平荷载引起，框架的侧移包括两部分：一是顶层最大位移，若过大会影响正常使用；二是层间相对侧移，过大会使填充墙出现裂缝。因而必须对这两部分侧移加以限制。框架结构在水平荷载作用下的侧移，可以看做是梁柱弯曲变形（图12.25(a)）和柱的轴向变形（图2.25(b)）所引起的侧移的叠加。,一 用D值法计算框架总体剪切侧移,侧移刚度的物理意义是柱两端产生单位层间侧移所需的层剪力。当已知框架结构某一层所有柱的侧移刚度D值和层剪力后，按照侧移刚度的定义，可得第j层框架的层间相对侧移uj应为,多层房屋框架结构,13.6 水平荷载作

29、用下侧移的近似计算框架的侧移主要是,图12.25 框架在水平荷载作用下的变形,(a) 梁柱弯曲变形；(b) 柱的轴向变形,多层房屋框架结构,图12.25 框架在水平荷载作用下的变形 (a) 梁柱弯曲变,在水平荷载作用下框架结构层间相对侧移u的限值要求是： (1) 高度不大于150m的框架结构 uH/550 (2) 高度等于或大于250m的框架结构 uH/500 (3) 高度在150250m之间的框架结构 按uH/550-uH/500线性插入,二 侧移限值,框架顶点的总侧移应为各层层间相对侧移之和，即,多层房屋框架结构,在水平荷载作用下框架结构层间相对侧移u的限值要求二,13.7 框架的荷载组合

30、和内力组合,（一）框架横梁对于框架横梁，其控制截面通常是两个支座截面及跨中截面。梁支座截面是最大负弯矩及最大剪力作用的截面，在水平荷载作用下可能出现正弯矩；而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用的截面。在组合前应经过换算求得柱边截面的弯矩和剪力，见图12.26。,一、 控制截面及最不利内力类型,图12.26 梁端控制截面弯矩及剪力,多层房屋框架结构,13.7 框架的荷载组合和内力组合 （一）框架横梁一、,（二）框架柱 柱的控制截面为柱的上、下两个端截面。 柱的最不利内力可归纳为以下四种类型： （1）|M|max及相应的N、V。 （2）Nmax及相应的M、V。 （3）Nmin及相应的M、V。 （4）

31、|M|比较大（但不是最大），而N比较小或比较大（不是绝对值最大）。 二、荷载组合 （一） 由可变荷载效应控制的组合：,多层房屋框架结构,（二）框架柱多层房屋框架结构,（二）由永久荷载效应控制的组合 对于一般民用建筑的框架，参与组合的有恒荷载、竖向荷载和风荷载，由以上公式写出这些荷载的标准值效应组合为 取S1S4的最大值确定承载力计算中的内力设计值 三、竖向荷载的最不利布置 作用于框架结构上的竖向荷载包括恒荷载和活荷载。恒荷载是长期作用在结构上的荷载，任何时候必须全部考虑。在计算内力时，恒荷载必须满布，如图12.27。但是活荷载,多层房屋框架结构,（二）由永久荷载效应控制的组合多层房屋框架结构,

32、却不同，它有时作用，有时不作用。各种不同的布置就会产生不同的内力，因此应该由最不利布置方式计算内力，以求得截面最不利内力。 （一）活荷载一次性布置 当活荷载较小或其与恒荷载的比值不大于1时，可以不考虑活荷载不利布置，与恒荷载一样均按满布方式计算内力（满载法），从而使计算工作量大为减少。但活荷载算得的梁跨中弯矩宜乘以1.11.2的增大系数。 （二）活荷载分跨布置 见教材p.186图13-19。 四、风荷载的布置 风荷载可能沿某方向的正、反两个方向作用。在对称结构中，只需进行一次内力计算，荷载在反向作用时，内力改变符号即可，如图12.28所示。,多层房屋框架结构,却不同，它有时作用，有时不作用。各

33、种不同的布置就会产多层房屋,图12.28 风荷载作用弯矩图,五、 弯矩调幅 由于荷载组合不同的原因，支座弯矩因塑性饺而进行调幅后，跨中最大正弯矩不必再加大。 调幅在内力组合之前进行，现浇框架调幅系数采用0.80.9，水平荷载的弯矩不作调幅。跨中设计弯矩不应小于按简支梁计算的跨中弯矩的一半。,多层房屋框架结构,图12.28 风荷载作用弯矩图 五、 弯矩调幅多层房,13.8 框架梁柱的截面配筋,一、 框架横梁梁的配筋计算包括正截面抗弯和斜截面抗剪配筋，一般按受弯构件进行。纵向受拉钢筋应满足配筋率及裂缝宽度的要求。纵筋的弯起和截断位置，应根据弯矩包络图确定。但当q/g3时，或考虑塑性内力重分布对支座

34、弯矩调幅时，可参照教材p.187图13-21布筋。 二、 框架柱框架柱属偏心受压构件，一般采用对称配筋，在中间轴线上的框架柱，按单向偏心受压考虑，边柱按双向偏心受压考虑，框架平面外尚按轴心受压构件验算。,多层房屋框架结构,13.8 框架梁柱的截面配筋 一、 框架横梁多层房,一、 一般要求,（1） 钢筋混凝土框架的混凝土强度等级一般不低于C20，纵向受力钢筋宜采用HRB335和HRB400钢筋，箍筋一般采用HPB235级或HRB335级钢筋。（2） 框架梁柱截面尺寸除满足承载力要求外，还应保证结构有足够的整体刚性。（3） 框架梁柱应分别满足受弯构件和受压构件的各种构造要求。（4） 框架柱一般采用

35、对称配筋，柱中全部纵筋的配筋率不应大于5%，最小配筋率为0.6%，框架梁一般不采用弯起钢筋抗剪。 （5）混凝土保护层：根据环境类别而定。如环境类别为一类时，梁的保护层厚度不小于30mm（C20），柱不小于30mm。,13.9 现浇框架的一般构造要求,多层房屋框架结构,一、 一般要求（1） 钢筋混凝土框架的混凝土强度等级一,现浇框架的连接主要是指梁与柱及柱与柱之间的配筋构造。 （一） 梁与柱连现浇框架的梁柱节点，一般做成刚性节点。1. 中间层端节点图12.30 (1) 梁上部纵筋伸入节点的直线锚固长度不应,二、 连接构造,图12.30 楼面梁与边柱现浇节点,小于la,且伸过中心线不小于5d; (

36、2) 当柱截面尺寸不够时,梁上部纵筋应伸至节点对边并向下弯折,其水平投影长度不应小于0.4 la,竖直投影长度应取为15d,以上投影长度均包含弯弧段在内。,多层房屋框架结构,现浇框架的连接主要二、 连接构造图12.30 楼面梁与边,2. 中间层中间节点图12.31 （1）梁上部纵筋应贯穿中间节点，其截断位置同连续梁。 （2）下部纵筋的锚固视受力情况定， 当计算中不利用该钢筋强度时，锚固长度las12d（带肋钢筋）或las15d（光面钢筋）；当计算中充分利用该钢筋的抗拉强度时，则该钢筋应锚固在节点内。 （3）下部纵筋的锚固形式有三种：其要求如图12.31所示,图12.31 楼面梁与中柱现浇节点,

37、多层房屋框架结构,2. 中间层中间节点图12.31图12.31 楼面梁,3. 顶层中间节点 直线锚固长度自梁底算起不小于la，且必须伸至柱顶。当梁截面高度不够时，柱纵向钢筋应伸至柱顶并向内水平弯折，弯折的水平投影长度12d，弯折前的竖直投影长度在充分利用纵筋抗拉强度时不宜小于0.5la。当柱顶有厚度不小于80mm，混凝土强度等级不低于C20的现浇板时，柱纵筋亦可向外弯折。教材图13-24a、b。 4. 顶层端节点 内侧纵筋同顶层中间节点。外侧纵筋的锚固有两种方式： 方式一：图12.29a 外侧纵筋伸入梁端、部分弯入梁内作梁上部钢筋。柱梁纵筋搭接长度1.5 la，伸入梁内的柱纵筋面积不宜小于外侧

38、纵筋全部面积的65%； 梁宽范围外的柱外侧纵筋宜沿顶部伸至柱内边，对于第一层纵筋，至柱内边后向下弯折8d，第二层纵筋可不弯折。 当柱顶有厚度不小,多层房屋框架结构,3. 顶层中间节点多层房屋框架结构,于80mm，混凝土强度等级不低于C20的现浇板时，梁宽范围外的柱外侧纵筋可伸入现浇板内，长度自梁底算起不小于1.5 la； 柱外侧纵筋配筋率大于1.2%时，分两批截断。 梁上部纵筋应伸至节点外侧并向下弯至梁底高度后截断。 方式二：图12.29b 梁上部纵筋向下弯折与柱外侧纵筋搭接，搭接长度不小于1.7la。当梁上部纵筋配筋率大于1.2%时，除满足以上规定的搭接长度1.7la外，且应分两批截断，截断

39、点之间的距离不宜小于20d。柱外侧纵筋伸至柱顶后向内水平弯折12d。 框架顶层端节点处梁的上部纵筋面积As应符合下式规定：,多层房屋框架结构,于80mm，混凝土强度等级不低于C20的现浇板时，梁宽范围外,图12.29 顶层梁与柱现浇节点,多层房屋框架结构,图12.29 顶层梁与柱现浇节点 多层房屋框架结构,（二） 上下柱连接上下柱的钢筋的连接宜采用焊接，也可采用搭接。 当柱每边钢筋不多于4根时，可在一个水平面上接头；当柱每边钢筋为58根时，可在两个水平面上接头；当柱每边钢筋为912根时，可在三个水平面上接头，见图12.32。在搭接范围内的箍筋应满足搭接处的箍筋要求。 下柱伸入上柱搭接钢筋的根数

40、及直径应满足上柱要求。 当上、下柱截面不同时的搭接，若折角小于1/6，下柱钢筋可弯折伸入上柱搭接；当折角大于1/6，且层高2.5m时，应设置锚固在下柱内的插筋与上柱钢筋搭接；当折角大于1/6，且层高2.5m时，可取消插筋，直接将上柱钢筋冒固在下柱内，即将上柱钢筋作为插筋（反正钢筋不长）如图12.33 。,多层房屋框架结构,（二） 上下柱连接多层房屋框架结构,图12.32 上下柱钢筋接头,（a) 每边钢筋4根；（b) 每边钢筋58根；(c) 每边钢筋912根,多层房屋框架结构,图12.32 上下柱钢筋接头 （a) 每边钢筋4根；（b),图12.33 上下柱截面不等时的钢筋接头,(a) b/a1/

41、6时；(b) b/a1/6且h2.5m时；(c) b/a1/6且h2.5m时,多层房屋框架结构,图12.33 上下柱截面不等时的钢筋接头 (a) b/a1,13.10 多层框架柱基础 多层框架房屋的基础按构造型式可分为以下几类： (1)单独基础：是独立的块状形式，常用断面形式有踏步形、锥形、杯形。适用于框架层数不多，地基土均匀且柱距较大的情况。 (2) 条形基础：基础是连续带形，也称带形基础。把上部各榀框架连成整体,使其不均匀沉降减少。,多层房屋框架结构,13.10 多层框架柱基础多层房屋框架结构,多层房屋框架结构,多层房屋框架结构,(3) 十字形基础：纵横两个方向的条形基础即连成十字性基础。

42、即不但在各片框架方向，而且在另一方向也布置成条形，使两个方向的框架都连成整体。 (4) 片筏基础 建筑物的基础由整片的钢筋混凝土板组成，板直接由地基土承担，称为片筏基础。分为平板式和肋梁式两种。平板式是一大片厚达13米的平板，肋梁式似一倒置的肋梁楼盖。 (5) 箱形基础 当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上多层建筑。为增加基础刚度，将地下室的底板、顶板和墙整体浇成箱子状的基础，称为箱形基础。 (6) 桩基础当浅层地基上不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础，桩基应用最为广

43、泛。,多层房屋框架结构,(3) 十字形基础：纵横两个方向的条形基础即连成十字,多层房屋框架结构,多层房屋框架结构,13.11 设计例题,本例题基本按教材讲述，本课件只给出提纲和要点。 设计题：p.192 解一、荷载标准值计算 （一）恒荷载标准值Gk：1.屋面 2.91的来由：p.193上。 250.03=0.75 19 40.120.120.18=0.20 200.035=0.70 90.14=1.26 合计：2.91 p.194，恒荷载总计3项，屋面：41.81kN/m 楼面：33.29kN/m 外纵墙：10.81kN/m 框架梁自重已计入屋面或楼面荷载。,多层房屋框架结构,13.11 设计

44、例题 本例题基本按教材讲述，本课件,（二）活荷载标准值Qk 1. 屋面：考虑维修荷载的增大：0.7=0.5+0.2， （三）风荷载标准值wk p.194下：按表13-4取风压高度系数的值时，所计算的楼层高度是大概的数值。 二、材料计算指标 三、初估梁柱截面尺寸 用途：设计时初步，审图时可用于检查。 方法：梁按简支梁，内柱按轴心受压，外柱按大偏压，对称配筋。 p.197（三）梁柱线刚度是相对值，可不计算E值。 四、框架内力计算 取荷载设计值的方法标准值乘相应系数。 半跨框架的计算简图：滑动支座的说明。 各种荷载单独作用下内力图的编号。,多层房屋框架结构,（二）活荷载标准值Qk多层房屋框架结构,（

45、一）恒荷载作用下的内力 分层法：一端固定、另端定向梁的杆端弯矩。 1.顶层单元图13-36的演示：各杆线刚度；分配系数（注意柱的系数0.9）；固端弯矩；节点不平衡弯矩；从节点A4开始的弯矩分配过程；最后结果（b）图（跨中弯矩的计算）。 2. 中间层单元 3. 底层单元 要点：各层算的时候各自独立。 4. 叠加成框架内力图（部分原始叠加结果用红笔写在括号中），节点弯矩不平衡，有一个再分配的过程。图13-40是精确的弯矩分配法结果，以资比较。 （二）活荷载作用下的内力分跨布置 这里的弯矩分配法是精确的，不是分层法。还可用叠代法。剪力的计算举例。,多层房屋框架结构,（一）恒荷载作用下的内力多层房屋框

46、架结构,（三）风荷载作用下的框架内力D值法 楼层风荷载的计算。 1. 各柱剪力V：表13-5、13-6，参考课件p.40，注意在计算V时每层共有4根柱，这里不能用半框架。 2. 求反弯点高度，查表计算，m为总层数，n为柱所在层次。2为上、下层层高比。 3. 框架内力计算 五、风荷载作用下的侧移计算 表13-8中的计算问题 a. 的计算,以数据16681为例，计算式应该是： （1.15+1.01）23282052550012/51002 =16681。这里Ec的取值是25500，但按照规范的公式：Ec=105/（2.2+34.7/fcu，k）= Ec=105/（2.2+34.7/25）=18231。？ b. 第1层的计算有误。,多层房屋框架结构,（三）风荷载作用下的框架内力D值法多层房屋框架结,