混凝土结构电子课件第3章：多层和高层框架结构.pdf

混凝土结构设计第1章主 页目 录帮 助上一章下一章第1章 梁板结构设计 混凝土结构设计混凝土结构设计第第3 3章章多层和高层框架结构设计多层和高层框架结构设计多层和高层框架结构设计多层和高层框架结构设计 研制单位：湖南大学高等教育出版社高等教育电子音像出版社混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章本章重点本章重点了解框架结构的特点和适用范围；了解框架结构的特点和适用范围； 熟悉框架结构的布置原则与方法熟悉框架结构的布置原则与方法；熟悉梁、柱截面尺寸及框架计算简图的确熟悉梁、柱截面尺寸及框架计算简图的确定方法；定方法；掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的内力计算方法内力计算方法；混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章掌握框架结构的内力组合原则；掌握框架结构的内力组合原则；熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验算方法；算方法；熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。 框架结构的内力组合方法；框架结构的内力组合方法；梁、柱、节点的配筋构造。梁、柱、节点的配筋构造。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章本章难点本章难点框架结构的内力组合方法；框架结构的内力组合方法；梁、柱、节点的配筋构造。梁、柱、节点的配筋构造。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章1. 1. 房屋按高度和层数分类房屋按高度和层数分类房屋按高度和层数分类房屋按高度和层数分类：低层低层 12层层多层多层 310层层高层高层 10层或层或28m3.1概概概概 述述述述混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章优点优点优点优点： 结构结构轻巧；轻巧； 整体性好；整体性好； 可形成大空间；可形成大空间； 施工方便；施工方便； 较为经济。较为经济。图图3-1 框架结构框架结构2. 2. 框架结构框架结构框架结构框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章缺点缺点缺点缺点：抵抗水平荷载能力抵抗水平荷载能力差差；侧向刚度小，侧移侧向刚度小，侧移大大 ；受地基的不均匀沉受地基的不均匀沉降影响大降影响大 。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.2结构布置方法结构布置方法结构布置方法结构布置方法3.2.1 结构布置的一般原则结构布置的一般原则满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致；划分相一致；满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地进行；布置能有效地进行；结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类型少；型少；混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章好好差差混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章好好差差混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及 地震等因素对建筑的影响；地震等因素对建筑的影响； 施工简便；施工简便； 经济合理。经济合理。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.2.2 结构布置方法结构布置方法1. 横向布置横向布置特点：特点：特点：特点：房屋横向刚度大，房屋横向刚度大，侧移小；侧移小；横梁高度大，室横梁高度大，室内有效净空小。内有效净空小。（常（常 用）用）连系梁框架梁混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 纵向布置纵向布置特点：特点：特点：特点：连系梁截面较小，连系梁截面较小，框架梁截面尺寸框架梁截面尺寸大，室内有效净大，室内有效净空高；空高；对纵向地基不均对纵向地基不均匀沉降较有利；匀沉降较有利；房屋横向刚度小，房屋横向刚度小，侧移大。侧移大。（宜少（宜少 用）用）框架梁连系梁混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3. 双向布置双向布置特点：特点：特点：特点：整体性好，受力整体性好，受力好；好；适用于整体性要适用于整体性要求较高和楼面荷求较高和楼面荷载较大的情况。载较大的情况。框架梁混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.3截面尺寸估算截面尺寸估算截面尺寸估算截面尺寸估算3.3.1 框架梁框架梁（3-1）（3-2）1. 框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算l0 梁的计算跨度；梁的计算跨度；hb 梁的截面高度；梁的截面高度；bb 梁的截面宽度。梁的截面宽度。一般情况下一般情况下：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200mm混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 框架梁线刚度框架梁线刚度Ec 混凝土弹性模量；混凝土弹性模量；I 框架梁截面惯性矩，见表框架梁截面惯性矩，见表3.3.1；l 框架梁的跨度。框架梁的跨度。（3-3）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章表表3.3.1 框架梁惯性矩取值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， 。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（3-4）（3-5）1. 框架柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算多层建筑多层建筑：3.3.2 框架柱框架柱Hi 第第i层层高；层层高；hc 柱截面高度；柱截面高度；bc 柱截面宽度。柱截面宽度。框架柱的截面边长不宜小于250 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3混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（3-6）高层建筑高层建筑：N 柱中轴向力。柱中轴向力。Nv 柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力 设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中线划设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中线划 分，恒载和活载的分项系数均取分，恒载和活载的分项系数均取1.25，或近似，或近似 取取1214 kN/m2进行计算。进行计算。fc 混凝土轴心抗压强度设计值。混凝土轴心抗压强度设计值。N=（1.11.2）Nv 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 框架柱线刚度框架柱线刚度Ec 混凝土弹性模量；I 框架柱截面惯性矩。 （3-7） （3-8）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.4计算简图的确定计算简图的确定计算简图的确定计算简图的确定1. 计算单元的选取计算单元的选取混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 计算简图计算简图计算简图l01l02l01l02hhhhh屋面屋面楼面楼面楼面楼面楼面楼面楼面楼面基础顶面基础顶面混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.5荷载计算荷载计算荷载计算荷载计算框架荷载垂直荷载水平荷载恒载活载风载地震框架自重；粉灰重；框架自重；粉灰重；板、次梁、墙体重板、次梁、墙体重人群、家具、设备等人群、家具、设备等荷载，取值见荷载，取值见建筑建筑结构荷载规范结构荷载规范，可，可折减折减混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.6内力计算内力计算内力计算内力计算3.6.1 竖向荷载下的内力计算竖向荷载下的内力计算1. 楼面荷载分配原则楼面荷载分配原则当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上荷载通过预制板的两端传递给它的支承结荷载通过预制板的两端传递给它的支承结构；构；当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载根据每个区格板两个方向的边长比，沿单根据每个区格板两个方向的边长比，沿单向或双向传递，区格板长边向或双向传递，区格板长边/短边短边3时沿时沿单向传递，长边单向传递，长边/短边短边3时沿双向传递。沿双向传递。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章现浇楼盖荷载传递示意图现浇楼盖荷载传递示意图 l01l02混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 竖向活载最不利布置竖向活载最不利布置（1）逐跨布置法）逐跨布置法 恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能出现的最大内力。 恒载恒载 + 活载活载混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（2）最不利荷载布置法）最不利荷载布置法 恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此法用手算方法进行计算很困难。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（3）分层布置法或分跨布置法）分层布置法或分跨布置法 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。分层布置法分跨布置法qqqqqq混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（4）满布荷载法）满布荷载法 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。但求得的梁跨中弯矩应乘以1.11.2的系数予以增大。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3. 竖向荷载作用下的内力计算方法竖向荷载作用下的内力计算方法（1）分层法）分层法基本假定：基本假定：基本假定：基本假定：忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下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层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱上产生内力。内力。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。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，一般循环简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环2次。次。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定，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，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除底层柱外，上层各柱的线刚度乘以0.9的修正的修正系数；系数；混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章考虑除支座外，框架各节点为弹性固定，因此底考虑除支座外，框架各节点为弹性固定，因此底层柱的弯矩传递系数取层柱的弯矩传递系数取1/2，其他各层柱的弯矩，其他各层柱的弯矩传递系数取传递系数取1/3；混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯矩为与各柱相连的两层计算柱的最终弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加；弯矩叠加；在内力与位移计算中，所有构件均可采在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。用弹性刚度。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（2）迭代法（不考虑框架侧移）迭代法（不考虑框架侧移）基本步骤：基本步骤：基本步骤：基本步骤：绘出结构的计算简图，在每个节点上绘两个方框；绘出结构的计算简图，在每个节点上绘两个方框；计算汇交于每一节点各杆的转角分配系数，并检计算汇交于每一节点各杆的转角分配系数，并检查是否满足查是否满足 ，以作校核；，以作校核；计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩Mgik，并，并写在相应的各杆端部，求出汇交于每一节点的各写在相应的各杆端部，求出汇交于每一节点的各杆固端弯矩之和杆固端弯矩之和MFik，把它写在该节点的内框中；，把它写在该节点的内框中；（3-9）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章按下式计算每一杆件的近端转角弯矩按下式计算每一杆件的近端转角弯矩Mik，即即式中式中 汇交于节点汇交于节点i各杆的远端转角弯矩之和，最初可假定为各杆的远端转角弯矩之和，最初可假定为0。按下式计算每一杆端的最后弯矩值，即按下式计算每一杆端的最后弯矩值，即 或或根据算得的各杆端弯矩值，作最后的弯矩图并求根据算得的各杆端弯矩值，作最后的弯矩图并求得相应的剪力图和轴力图。得相应的剪力图和轴力图。（3-10）（3-11）（3-12）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章系数法是系数法是UNIFORM BUILDING CODE（统一（统一建筑规范）中介绍的方法。当框架结构满足下列建筑规范）中介绍的方法。当框架结构满足下列条件时可按系数法计算框架结构的内力：条件时可按系数法计算框架结构的内力：两个相邻跨的跨长相差不超过短跨跨长的两个相邻跨的跨长相差不超过短跨跨长的20%；活载与恒载之比不大于活载与恒载之比不大于3；荷载均匀布置；荷载均匀布置；框架梁截面为矩形。框架梁截面为矩形。（3）系数法）系数法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章弯矩弯矩式中，式中，弯矩系数，弯矩系数，查查表表3.6.1； wu框架梁上恒框架梁上恒载载与活与活载设计值载设计值之和；之和； ln 净净跨跨跨跨长长，求支座弯矩，求支座弯矩时时用相用相邻邻两跨两跨净净跨跨跨跨长长的均的均值值。正弯矩正弯矩端部无约束时：端部无约束时：端部有约束时：端部有约束时：负弯矩负弯矩内支座：内支座：两跨时：两跨时：两跨以上时：两跨以上时： 内支座（板跨数在内支座（板跨数在3跨和跨和3跨以上，跨以上，跨长不大于跨长不大于3.048m或柱刚度与梁或柱刚度与梁刚度之比大于刚度之比大于8的梁）：的梁）：外支座：外支座： 梁支承时：梁支承时： 柱支承时：柱支承时：框架梁内力框架梁内力（3-13）表表表表3.6.1 3.6.1 弯矩系数弯矩系数弯矩系数弯矩系数 表表表表混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 剪力剪力框架梁内力框架梁内力框架梁剪力系数图 式中式中 剪力系数，查下图剪力系数，查下图3.6.5。（3-14）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章轴力轴力 框架柱的框架柱的轴轴力力= = p puA式中式中 pu 楼面单位面积上恒载与活载设计值之和；楼面单位面积上恒载与活载设计值之和； A 柱的柱的负负荷面荷面积积。弯矩弯矩 框架柱内力框架柱内力 当横梁不在立柱形心线上时，要考虑由于偏心引当横梁不在立柱形心线上时，要考虑由于偏心引起的不平衡弯矩，并将这个弯矩也平均分配给上、下起的不平衡弯矩，并将这个弯矩也平均分配给上、下柱柱端。柱柱端。（3-15）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅 在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布，减小梁端负弯矩，相应增大梁跨中弯矩。重分布，减小梁端负弯矩，相应增大梁跨中弯矩。 调幅后的支座弯矩为：调幅后的支座弯矩为： M=M式中式中 M 梁支座截面梁支座截面调调幅后的弯矩；幅后的弯矩； M 梁支座梁支座调调幅前按幅前按弹弹性方法性方法计计算的弯矩；算的弯矩； 调调幅系数，幅系数，现浇现浇框架：框架：0.80.9 装配式框架：装配式框架：0.70.8 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章调幅后的跨中弯矩为：调幅后的跨中弯矩为： 截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则 竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅，再与风荷竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅，再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。MMLMRM混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.6.2 水平荷载作用下的内力近似计算方法水平荷载作用下的内力近似计算方法1. 反弯点法反弯点法 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； 常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用下常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用下的弯矩值。的弯矩值。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章框架在水平荷载作框架在水平荷载作用下的变形特点用下的变形特点: (1) 承受集中水平荷载作用承受集中水平荷载作用的框架柱中一般都存的框架柱中一般都存在一个反弯点。在一个反弯点。(2) 如不考虑轴向变形的影如不考虑轴向变形的影响，由上部同一层的响，由上部同一层的各结点水平位移相等。各结点水平位移相等。(3) 上部各结点有转角；固上部各结点有转角；固定柱脚处，线位移和定柱脚处，线位移和角位移为角位移为0混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（1 1）反弯点处的剪力计算）反弯点处的剪力计算柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的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：抗侧移刚度为：EIci 第i根柱的刚度； hi 第i根柱的柱高。（3-16）Di混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。框架的内力。 顶层顶层因此各柱的剪力为：因此各柱的剪力为：（3-17）（3-18）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 第二第二层层各柱的剪力为：各柱的剪力为：（3-19）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 第一第一层层各柱的剪力为：各柱的剪力为：（3-20）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（2 2）反弯点位置）反弯点位置弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以EI梁梁=为前题）。为前题）。 反弯点位置图反弯点位置图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（3 3）弯矩图绘制）弯矩图绘制 柱端弯矩柱端弯矩：已知反弯点处的剪力值便可以求出每：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。一根柱各截面的弯矩。 梁端弯矩梁端弯矩：分边柱节点和中间柱节点两种情况处：分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。理。 边节点：边节点：混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 中节点：中节点：混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. D值法值法（1）反弯点法的问题）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，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；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、框架的总层数等线刚度大小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。因素有关。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（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K相同之处相同之处 先确定反弯点位置先确定反弯点位置L不同之处不同之处 考虑了上述因素的影响，对柱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的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。正。 因此，因此，D值法又称为修正的反弯点法，值法又称为修正的反弯点法，适用于梁柱线刚度比小于适用于梁柱线刚度比小于3的情况。的情况。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（3）柱的抗侧刚度）柱的抗侧刚度(3-21)式中，式中，c 柱抗侧移刚度修正系数，按下表的公式计算。柱抗侧移刚度修正系数，按下表的公式计算。柱的柱的部位部位及固及固定情定情况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ci1i2ici3i4i1i2ici1i2ic混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（4）修正的反弯点高度）修正的反弯点高度(3-22)式中式中 y0标准反弯点高度比；标准反弯点高度比； y1因上、下层梁刚度比变化的修正值；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；因上层层高变化的修正值； y3因下层层高变化的修正值。因下层层高变化的修正值。柱端弯矩柱端弯矩ViVi混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3. 门架法门架法（1）基本假定）基本假定梁柱的反弯点位于它们的中点处；梁柱的反弯点位于它们的中点处；柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长度与框架总宽度之比进行分配。度与框架总宽度之比进行分配。ll混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.7内力组合内力组合内力组合内力组合3.7.1 控制截面控制截面梁控制截面梁控制截面柱控制柱控制截面截面梁：跨中、支座截面梁：跨中、支座截面柱：柱顶、柱底截面柱：柱顶、柱底截面混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.7.2 控制截面最不利内力类型控制截面最不利内力类型梁跨中截面：梁跨中截面：+Mmax及相应的及相应的V（正截面设计）（正截面设计）梁支座截面：梁支座截面：-Mmax及相应的及相应的V （正截面设计）（正截面设计） Vmax及相应的及相应的M （ 斜截面设计）斜截面设计）柱柱 截截 面：面：+Mmax及相应的及相应的N、V -Mmax及相应的及相应的N、V Nmax及相应的及相应的M、V Nmin及相应的及相应的M、V Vmax及相应的及相应的M、N混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章由图可见：由图可见：对于大偏压，对于大偏压，M相等或相近时，相等或相近时，N越小越不利；越小越不利；对于小偏压，对于小偏压，M相等或相近时，相等或相近时，N越大越不利；越大越不利；无论大小偏压，当无论大小偏压，当N相等或相近时，相等或相近时，M越大越不利。越大越不利。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.7.3 控制截面最不利内力计算控制截面最不利内力计算 框架结构的基本组合可采用简化规则，并框架结构的基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：应按下列组合值中取最不利值确定：1. 由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合（3-23）（3-24）2. 由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合（3-25）当其效应对结构不当其效应对结构不利时利时1.2当其效应对结构有当其效应对结构有利时利时1.0或或0.9一般情况一般情况1.2；标准值大标准值大4kN/m2的工业房屋楼面的工业房屋楼面1.3当其效应对结构不当其效应对结构不利时利时1.35当其效应对结构有当其效应对结构有利时利时1.0或或0.9可变荷载可变荷载Qi的组合的组合值系数值系数混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.8侧移验算侧移验算侧移验算侧移验算 框架在水平荷载作用下的侧移由梁柱弯曲变形和框架在水平荷载作用下的侧移由梁柱弯曲变形和柱的轴向变形产生。一般情况下，可只考虑由于梁柱柱的轴向变形产生。一般情况下，可只考虑由于梁柱弯曲变形产生的侧移。弯曲变形产生的侧移。1. 侧移值的计算侧移值的计算第第j层的总层的总剪力剪力第第j层各柱层各柱侧向总刚度侧向总刚度框架层间侧移框架层间侧移j层侧移层侧移（3-26）（3-27）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 结构中的结构中的“二阶效应二阶效应”指作用在结构上的重力或构件中的轴指作用在结构上的重力或构件中的轴压力在变形后的结构或构件中引起的附加内力和附加变形。在压力在变形后的结构或构件中引起的附加内力和附加变形。在结构分析中也称为结构分析中也称为“几何非线性几何非线性”。考虑结构变形状态对考虑结构变形状态对平衡条件的影响。平衡条件的影响。2. 重力二阶效应（重力二阶效应（P-效应）效应）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 层增大系数法层增大系数法 计算公式计算公式 按二阶重力效应的原意，柱端弯矩应该等于按二阶重力效应的原意，柱端弯矩应该等于 其中其中Nj为二阶重力效应。在设计中直接计算为二阶重力效应。在设计中直接计算 不方便，因此引不方便，因此引入增大系数。入增大系数。 增大系数的表现形式是增大了一阶弹性分析得到的位移增大系数的表现形式是增大了一阶弹性分析得到的位移1，但同时用来增大，但同时用来增大“引起结构侧移的荷载所产生的一阶弹性弯引起结构侧移的荷载所产生的一阶弹性弯矩矩Ms”。 计算公式中的计算公式中的M为弯矩设计值，为弯矩设计值，Mns为不引起侧移的荷载产为不引起侧移的荷载产生的一阶弹性弯矩。生的一阶弹性弯矩。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范的简化计算方法的简化计算方法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 假设假设P- 效应产生的附加弯矩等效效应产生的附加弯矩等效 为柱的附加剪力为柱的附加剪力Vij产生的弯矩：产生的弯矩： 其中，下标其中，下标i表示第表示第i层，层，j表示第表示第j根柱，根柱， Hi为第为第i层层高，层层高，Nij为第为第i层第层第j根柱的轴根柱的轴 力。各柱的附加剪力相加得到总的楼层附加剪力力。各柱的附加剪力相加得到总的楼层附加剪力Vi。再将这个。再将这个附加剪力和侧向荷载产生的剪力作用于楼层各柱，得到增大后的附加剪力和侧向荷载产生的剪力作用于楼层各柱，得到增大后的楼层侧移楼层侧移i： 式中，式中，Dij为柱的侧移刚度。上式中的第一项为一阶弹性分析得到为柱的侧移刚度。上式中的第一项为一阶弹性分析得到楼层剪力产生的侧移，第二项为附加剪力产生的侧移。楼层剪力产生的侧移，第二项为附加剪力产生的侧移。推导过程推导过程混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 利用利用Vi和和Nij的关系，再将楼层剪力的关系，再将楼层剪力Vi用一阶用一阶 分析得到的侧移分析得到的侧移1i表示，就可得到：表示，就可得到： 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.9框架结构配筋计算及构造要求框架结构配筋计算及构造要求框架结构配筋计算及构造要求框架结构配筋计算及构造要求 进行框架结构设计时，框架梁、柱的正截面进行框架结构设计时，框架梁、柱的正截面和斜面截面的配筋计算可按和斜面截面的配筋计算可按混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范中的钢筋混凝土受弯和偏心受压构件的配筋计算中的钢筋混凝土受弯和偏心受压构件的配筋计算方法计算。方法计算。 在配筋计算的过程中，有以下问题需注意：在配筋计算的过程中，有以下问题需注意：当楼板与框架整体浇灌时，梁的跨中应按当楼板与框架整体浇灌时，梁的跨中应按T形截面形截面计算，支座处按矩形截面计算。计算，支座处按矩形截面计算。梁端破坏时，破坏截面位于柱的边缘处，梁端的控梁端破坏时，破坏截面位于柱的边缘处，梁端的控制截面在柱边，应以柱边的弯矩和剪力值作为配筋制截面在柱边，应以柱边的弯矩和剪力值作为配筋计算的内力值：计算的内力值：（3-28）（3-29）混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章有次梁时注意配附加钢箍或设吊筋；有次梁时注意配附加钢箍或设吊筋；柱上端控制截面在梁底，柱下端控制截面在梁顶。为柱上端控制截面在梁底，柱下端控制截面在梁顶。为了简化计算，可采用轴线处内力值；了简化计算，可采用轴线处内力值；柱的计算长度按教材附录柱的计算长度按教材附录11确定；确定；框架柱一般采用对称配筋，除平面内按偏心受压构件框架柱一般采用对称配筋，除平面内按偏心受压构件计算外，还要进行平面外按轴心受压构件的验算；计算外，还要进行平面外按轴心受压构件的验算；当偏心距当偏心距e00.55h0时，尚应进行裂缝宽度验算。时，尚应进行裂缝宽度验算。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章杆件挠曲二阶效应杆件挠曲二阶效应(P-效应效应)考虑考虑P-效应，分析得到的弯矩设计值：效应，分析得到的弯矩设计值： M=Mns+sMs也可采用有限元或其他考虑二阶效应的内力分析方法，也可采用有限元或其他考虑二阶效应的内力分析方法，直接得到直接得到M。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 弯矩增大系数弯矩增大系数ns 不考不考虑附加弯矩影响的条件：附加弯矩影响的条件： （1）M1/M2不大于不大于0.9（柱上下两端弯矩分（柱上下两端弯矩分别为M1和和M2，绝对值较大者大者为M2）。反弯点位于）。反弯点位于计算柱所在楼算柱所在楼层以外的以外的单曲率弯曲曲率弯曲时，柱两端弯矩比，柱两端弯矩比值为正。在常正。在常规框架框架结构中，构中，这个条件容易个条件容易满足，即使反弯点不在足，即使反弯点不在该楼楼层，柱两端的弯矩也很，柱两端的弯矩也很难接近相等。接近相等。 （2）轴压比不大于比不大于0.9。满足抗震足抗震设计要求的柱大多要求的柱大多满足。足。 （3）lc/i3412(M1/M2)， lc/i为长细比，比，h约等于等于3.5i，lc取取为框框架架结构的构的层高。当反弯点位于柱中点高。当反弯点位于柱中点时，M1/M2=1， lc/i46，即即lc/h13。常。常规设计中，中，这个条件不个条件不难满足。足。 同同时满足上述足上述3个条件，可以不考个条件，可以不考虑附加弯矩的影响。附加弯矩的影响。实际工程工程中，多数情况可以不考中，多数情况可以不考虑。 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 考虑附加弯矩的计算方法考虑附加弯矩的计算方法 端弯矩偏心距调节系数。端弯矩偏心距调节系数。 Cm=0.7+0.3M1/M2，最小值为，最小值为0.4，最大值为，最大值为1.0。 注意：由于注意：由于Cm可以小于可以小于1，Cmns也可能小于也可能小于1。当。当Cmns小于小于1时，取等于时，取等于1。 弯矩增大系数弯矩增大系数ns的计算与原规范的偏心距增大系数的计算与原规范的偏心距增大系数基本相同。基本相同。 注意，式中注意，式中N为与弯矩设计值为与弯矩设计值M2相应的轴压力设计值相应的轴压力设计值混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（1）内力分析得到）内力分析得到Mns，Ms和与和与Ms对应的对应的 1； 判断是否需要考虑重力二阶效应；判断是否需要考虑重力二阶效应；（2）计算）计算P- 效应增大系数效应增大系数s，得到，得到M=Mns+sMs；（3）计算构件的回转半径）计算构件的回转半径i和长细比和长细比lc/i；（4）计算端弯矩比值）计算端弯矩比值M1/M2和轴压比；和轴压比； 判断是否需要考虑弯矩增大系数判断是否需要考虑弯矩增大系数ns；（5）计算偏心距调节系数）计算偏心距调节系数Cm和弯矩增大系数和弯矩增大系数ns； 判断判断Cmns是否小于是否小于1；（6）计算弯矩设计值）计算弯矩设计值M=CmsM2；（7）根据内力设计值）根据内力设计值N和和M进行截面设计。进行截面设计。钢筋混凝土框架柱正截面承载力计算流程钢筋混凝土框架柱正截面承载力计算流程