东南大学混凝土课件CH15.ppt

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1、钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构1 15 多层和高层房屋多层和高层房屋 15.1 多层和高层房屋结构设计的一般原则多层和高层房屋结构设计的一般原则 15.1.1 多层和高层建筑结构的受力特点多层和高层建筑结构的受力特点(图图15-1)（1）随着房屋高度增加，由水平力产生的内力和）随着房屋高度增加，由水平力产生的内力和 位移迅速增加。结构的抗侧力问题愈加突出。位移迅速增加。结构的抗侧力问题愈加突出。（2）随着房屋高度增加，竖向荷载和水平力在基）随着房屋高度增加，竖向荷载和水平力在基 底处产生的内力大大增加。地基基础的问题愈显得底处产生的内力大大增加。地基基础的问题愈显得 重要。重要。（3）随

2、着房屋高度增加，结构自重对结构受力的）随着房屋高度增加，结构自重对结构受力的 影响愈显得重要。影响愈显得重要。215.1.2 多层和高层房屋的结构体系多层和高层房屋的结构体系 1）结构体系的类型）结构体系的类型 （1）框架结构体系）框架结构体系(图图15-2)框架结构是由横梁和柱子连结而成。框架结构是由横梁和柱子连结而成。（2）剪力墙结构体系）剪力墙结构体系(图图15-3)剪力墙结构是由一系列钢筋砼墙组成。剪力墙结构是由一系列钢筋砼墙组成。当底层或底部几层需要大空间时，可采用框支剪当底层或底部几层需要大空间时，可采用框支剪力墙力墙(图图15-4)。（3）框架）框架剪力墙结构体系剪力墙结构体系(

3、图图15-5)由框架和剪力墙组成，二者共同作为承重结构。由框架和剪力墙组成，二者共同作为承重结构。3 （4）筒体结构体系）筒体结构体系(图图15-6)由核心筒和框筒等结构单元组成。由核心筒和框筒等结构单元组成。（5）巨型框架结构体系）巨型框架结构体系(图图15-7)由巨型框架和次框架组成。由巨型框架和次框架组成。2）结构体系的选择）结构体系的选择 （1）抗侧力结构体系的选择）抗侧力结构体系的选择 根据抗震设防烈度和房屋高度选择根据抗震设防烈度和房屋高度选择(表表15-1)。4 （2）楼盖结构体系的选择）楼盖结构体系的选择 楼盖的作用：承受竖向荷载；传递水平力。楼盖的作用：承受竖向荷载；传递水平

4、力。楼盖的类型：现浇肋梁楼盖、现浇密肋楼盖、楼盖的类型：现浇肋梁楼盖、现浇密肋楼盖、现浇无梁楼盖、装配整体式楼盖和预制装配式楼盖。现浇无梁楼盖、装配整体式楼盖和预制装配式楼盖。楼盖类型的选择：根据房屋高度、地震设防楼盖类型的选择：根据房屋高度、地震设防烈度和结构类型等确定。烈度和结构类型等确定。5 15.1.3 多层和高层建筑结构布置的一般原则多层和高层建筑结构布置的一般原则 1）结构平面布置）结构平面布置 （1）平面宜简单、规则、对称，并尽量使结构的）平面宜简单、规则、对称，并尽量使结构的 侧向刚度中心和建筑物的质量中心重合。侧向刚度中心和建筑物的质量中心重合。（2）平面长度）平面长度L不宜

5、过长；平面应尽量避免过大不宜过长；平面应尽量避免过大 的外伸或内收（的外伸或内收（图图15-9、表、表15-2）。）。2）竖向布置）竖向布置 竖向体型应力求均匀、规则，避免过大的外挑、竖向体型应力求均匀、规则，避免过大的外挑、内收、错层和局部夹层。内收、错层和局部夹层。6 实际工程中，往往沿竖向分段改变截面尺寸和混实际工程中，往往沿竖向分段改变截面尺寸和混凝土强度等级。此外，还有如下情况（凝土强度等级。此外，还有如下情况（图图15-10）：）：（1）底层或底部若干层取消一部分剪力墙或柱子）底层或底部若干层取消一部分剪力墙或柱子 （2）中部楼层剪力墙中断，或顶层剪力墙减少）中部楼层剪力墙中断，或

6、顶层剪力墙减少 （3）顶部收进或带有塔楼）顶部收进或带有塔楼 3）建筑高宽比限值）建筑高宽比限值 为了保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆和建为了保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆和建筑物的整体稳定性，建筑物的高宽比不宜过大筑物的整体稳定性，建筑物的高宽比不宜过大（表表15-3）。）。7 4）变形缝）变形缝 （1）变形缝的设置）变形缝的设置 伸缩缝：按附表伸缩缝：按附表24的规定确定。的规定确定。沉降缝：根据基础受到的上部荷载、场地的地沉降缝：根据基础受到的上部荷载、场地的地质条件和基础类型确定。质条件和基础类型确定。防震缝：根据地震设防烈度和建筑物的平面形防震缝：根据地震设防烈度和建筑物的平面

7、形状、高差、刚度及质量分布等因素确定。状、高差、刚度及质量分布等因素确定。8 （2）变形缝的构造）变形缝的构造 伸缩缝：宽度不宜小于伸缩缝：宽度不宜小于30mm。基础可不断开。基础可不断开。沉降缝：可采用挑梁方案；预制板、梁铰支方沉降缝：可采用挑梁方案；预制板、梁铰支方案（案（图图15-11）。宽度一般不宜小于）。宽度一般不宜小于50mm。基础也基础也应断开。应断开。防震缝防震缝 防震缝的最小宽度应符合一定的要求。对于框架防震缝的最小宽度应符合一定的要求。对于框架结构房屋，当高度不超过结构房屋，当高度不超过15m时可采用时可采用70mm。基础基础可不断开。可不断开。9 15.1.4 多层和高层

8、建筑结构的风荷载和地震作用多层和高层建筑结构的风荷载和地震作用 1）风荷载）风荷载 （1）风荷载的特性（）风荷载的特性（图图15-12）平均风压平均风压静力作用静力作用 脉动风压脉动风压动力作用动力作用 （2）风荷载的计算）风荷载的计算 为为z高度处的风振系数。高度处的风振系数。对多层房屋，取对多层房屋，取 。2）地震作用（略）地震作用（略）10 3）荷载效应和地震作用效应组合）荷载效应和地震作用效应组合（1）非抗震设计时的作用效应组合）非抗震设计时的作用效应组合 对于多层房屋对于多层房屋 由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合 由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合 或或

9、注意：此时注意：此时 。对于高层房屋（略）对于高层房屋（略）（2）抗震设计时的作用效应组合（略）抗震设计时的作用效应组合（略）（15-3）（15-4）（15-5）11 15.1.5 多层和高层结构内力和位移计算的一般原则多层和高层结构内力和位移计算的一般原则 1）基本假定）基本假定 （1）多层和高层建筑结构的内力和位移一般按弹）多层和高层建筑结构的内力和位移一般按弹 性方法计算。性方法计算。（2）楼盖在自身平面内刚度无限大，平面外刚度）楼盖在自身平面内刚度无限大，平面外刚度 不考虑。不考虑。（3）考虑各抗侧力结构的共同工作，并按位移协）考虑各抗侧力结构的共同工作，并按位移协 调条件分配荷载或地

10、震作用。调条件分配荷载或地震作用。12 2）计算图形的简化）计算图形的简化 （1）平面结构分析法）平面结构分析法 在进行结构内力和位移计算时，将多层和高层建在进行结构内力和位移计算时，将多层和高层建 筑结构沿两个正交主轴方向划分为若干个平面抗侧筑结构沿两个正交主轴方向划分为若干个平面抗侧 力结构，每一个方向上的水平力只由该方向的抗侧力结构，每一个方向上的水平力只由该方向的抗侧 力结构承受，垂直于水平力作用方向的抗侧力结构力结构承受，垂直于水平力作用方向的抗侧力结构 不参加工作。不参加工作。（2）双向平面抗侧力结构协同工作分析法（略）双向平面抗侧力结构协同工作分析法（略）（3）三维空间结构分析法

11、（略）三维空间结构分析法（略）13 3）水平位移验算）水平位移验算 （1）正常使用条件下弹性水平位移验算）正常使用条件下弹性水平位移验算 在正常使用条件下，多层和高层建筑结构的水平在正常使用条件下，多层和高层建筑结构的水平位移验算包括两方面：位移验算包括两方面：在风荷载作用下的水平位移验算。在风荷载作用下的水平位移验算。在多遇地震作用下的水平位移验算。在多遇地震作用下的水平位移验算。对于高度不大于对于高度不大于150m的多层和高层建筑结构的层的多层和高层建筑结构的层间弹性位移与层高之比间弹性位移与层高之比 不宜超过不宜超过表表15-6的规的规定。定。（2）罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算（略

12、）罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算（略）14 15.1.6 截面设计和结构构造的一般原则截面设计和结构构造的一般原则 1）截面承载力计算）截面承载力计算 无地震作用组合时无地震作用组合时 有地震作用组合时有地震作用组合时 2）结构的抗震等级）结构的抗震等级 按表按表15-9确定。确定。（15-9）（15-10）15 15.2 钢筋砼框架结构钢筋砼框架结构 15.2.1 框架结构的组成和布置框架结构的组成和布置 1）框架结构的类型（）框架结构的类型（图图15-14）（1）现浇整体式框架结构）现浇整体式框架结构 （2）装配式框架结构）装配式框架结构 （3）装配整体式框架结构）装配整体式框架结构

13、2）框架结构的布置）框架结构的布置 （1）柱网布置和层高）柱网布置和层高 柱网布置柱网布置16 A.多层厂房（多层厂房（图图15-15）柱矩大多采用）柱矩大多采用6m，常用常用的柱网形式主要有内廊式和等跨式。的柱网形式主要有内廊式和等跨式。B.民用房屋的柱网变化比较大，跨度一般在民用房屋的柱网变化比较大，跨度一般在4m以上。以上。层高层高 多层厂房的常用层高为多层厂房的常用层高为4.26m，每级级差每级级差300mm。民用房屋的常用层高为民用房屋的常用层高为3m、3.6m、3.9m、4.2m。住宅中一般为住宅中一般为2.8m。17 （2）承重框架的布置方案（）承重框架的布置方案（图图15-16

14、）横向框架承重方案横向框架承重方案 以框架横梁作为楼盖主梁，楼面荷载主要由横向以框架横梁作为楼盖主梁，楼面荷载主要由横向 框架承担。框架承担。优点：横向刚度大；有利于采光和通风。优点：横向刚度大；有利于采光和通风。缺点：净空小。缺点：净空小。18 以框架纵梁作为楼盖的主梁，楼面荷载由框架以框架纵梁作为楼盖的主梁，楼面荷载由框架纵梁承担。纵梁承担。优点：室内净空高。优点：室内净空高。缺点；横向刚度差，进深受限制。缺点；横向刚度差，进深受限制。纵横向框架混合承重方案纵横向框架混合承重方案 沿纵横两个方向均布置框架梁作为楼盖的主梁。沿纵横两个方向均布置框架梁作为楼盖的主梁。纵向框架承重方案纵向框架承

15、重方案 以框架纵梁作为楼盖的主梁，楼面荷载由框以框架纵梁作为楼盖的主梁，楼面荷载由框架纵梁承担。架纵梁承担。19 15.2.2 框架结构内力和水平位移的近似计算方法框架结构内力和水平位移的近似计算方法 1）框架结构的计算简图）框架结构的计算简图 （1）计算单元（）计算单元（图图15-17）横向框架计算单元的取法与单厂排架相似。横向框架计算单元的取法与单厂排架相似。计算单元的宽度取框架左、右侧各半个柱矩。计算单元的宽度取框架左、右侧各半个柱矩。当有抽柱时，如楼盖刚度较大，可采用扩大的当有抽柱时，如楼盖刚度较大，可采用扩大的计算单元。计算单元。纵向框架的计算单元可按中列柱和边列柱分纵向框架的计算单

16、元可按中列柱和边列柱分 别考虑。别考虑。20 杆件轴线（杆件轴线（图图15-18）等截面柱的轴线取截面的形心线，变截面柱的轴等截面柱的轴线取截面的形心线，变截面柱的轴线线取取其其小小截截面面的的形形心心线线。横横梁梁的的轴轴线线原原则则上上取取截截面面的的形形心心线线，也也可可取取楼楼板板顶顶面面作作为为横横梁梁轴轴线线。此此时时各各层层柱柱高高即即为为相相应应的的层层高高。底底层层柱柱高高应应取取基基础础顶顶面面至至二二层层楼楼板顶面之间的矩离。板顶面之间的矩离。节点节点 对对现现浇浇钢钢筋筋砼砼框框架架，简简化化为为刚刚性性节节点点（图图15-19）。对对装装配配式式框框架架，视视具具体体

17、情情况况，简简化化为为铰铰节节点点或或半铰节点（半铰节点（图图15-20）。）。（2）计算简图）计算简图21 基础顶面处一般为固定支座，也有铰支座基础顶面处一般为固定支座，也有铰支座（图图15-21）。）。框架结构的荷载框架结构的荷载 竖向荷载竖向荷载 水平荷载水平荷载 （3）梁、柱的截面尺寸和截面特征）梁、柱的截面尺寸和截面特征 框架梁的截面形式（框架梁的截面形式（图图15-22）和尺寸）和尺寸 22 框架柱的截面尺寸框架柱的截面尺寸 A.取（取（1.21.4）N，按轴压构件估算。按轴压构件估算。B.取取N，按轴压比估算。按轴压比估算。C.当水平荷载较大时，取当水平荷载较大时，取M（按反弯点

18、法估算）按反弯点法估算）和和1.2N组合，按偏压构件估算。组合，按偏压构件估算。框架梁、柱的截面抗弯刚度框架梁、柱的截面抗弯刚度 梁、柱均采用弹性刚度。梁、柱均采用弹性刚度。梁的截面惯性矩一般按沿轴线为常值考虑。梁的截面惯性矩一般按沿轴线为常值考虑。考虑楼板的影响，可按考虑楼板的影响，可按表表15-10取值。取值。23 2）竖向荷载作用下的框架内力近似计算）竖向荷载作用下的框架内力近似计算 分层法分层法 （1）基本假定（）基本假定（图图15-23）忽忽略略框框架架在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下的的侧侧移移和和由由它它引引起起的侧移弯矩。的侧移弯矩。忽略本层荷载对其他各层内力的影响。忽略本层荷

19、载对其他各层内力的影响。（2）计算步骤（）计算步骤（图图15-24）将将各各层层作作用用有有竖竖向向荷荷载载的的多多层层框框架架分分解解为为若若干干个个作作用用有有竖竖向向荷荷载载的的单单层层开开口口框框架架，用用弯弯矩矩分分配配法法等等求解其内力。进行计算时，应作如下修正：求解其内力。进行计算时，应作如下修正：24 A.除除底底层层外外，其其他他各各层层柱柱的的线线刚刚度度均均应应乘乘以以0.9的的折减系数。折减系数。B.柱的弯矩传递系数取为柱的弯矩传递系数取为1/3（远端固定时，如底（远端固定时，如底层，弯矩传递系数为层，弯矩传递系数为1/2；远端为铰支时，弯矩传递；远端为铰支时，弯矩传递

20、系数为零）。系数为零）。将各个开口框架的内力叠加，即可求得整个框将各个开口框架的内力叠加，即可求得整个框架的内力。架的内力。注意：除底层柱以外，各层柱均属于上、下两层注意：除底层柱以外，各层柱均属于上、下两层的，因此，每根柱的最终弯矩应由相邻两个开口框架的，因此，每根柱的最终弯矩应由相邻两个开口框架的相应柱的弯矩叠加而得。的相应柱的弯矩叠加而得。25 必要时，对于不平衡弯矩较大的节点，可将不必要时，对于不平衡弯矩较大的节点，可将不平衡弯矩再分配一次，但不再传递。平衡弯矩再分配一次，但不再传递。（3）适用范围）适用范围 节节点点梁梁柱柱线线刚刚度度比比 ，结结构构刚刚度度与与荷荷载载沿高度比较均

21、匀。沿高度比较均匀。例题例题15-1 图图15-2526 3）水平荷载作用下框架内力近似计算）水平荷载作用下框架内力近似计算 （1）反弯点法）反弯点法 计算假定（计算假定（图图15-26）A.在同层各柱间分配楼层剪力时，假定横梁为无在同层各柱间分配楼层剪力时，假定横梁为无限刚性，即各柱端无转角。限刚性，即各柱端无转角。B.底层柱的反弯点位于矩柱下端底层柱的反弯点位于矩柱下端0.6柱高处，其他柱高处，其他各层柱的反弯点均为位于柱高的中点处。各层柱的反弯点均为位于柱高的中点处。C.梁端弯矩可由节点平衡条件求出，并按节点左梁端弯矩可由节点平衡条件求出，并按节点左右梁的线刚度进行分配。右梁的线刚度进行

22、分配。27 计算步骤计算步骤 A.计算楼层剪力计算楼层剪力 将框架沿某层（将框架沿某层（层）各柱的反弯点切开，代以层）各柱的反弯点切开，代以 剪力和轴力，则由平衡条件可得剪力和轴力，则由平衡条件可得 楼层剪力即为该楼层以上的水平集中力之和，也楼层剪力即为该楼层以上的水平集中力之和，也即该楼层各柱剪力之和。即该楼层各柱剪力之和。令令则则（15-11）28 B.计算各柱剪力计算各柱剪力 按按同同层层各各柱柱的的侧侧移移刚刚度度的的比比例例将将楼楼层层剪剪力力分分配配给给各柱，即各柱，即 对两端固定杆的侧移刚度对两端固定杆的侧移刚度 可按下列公式计算可按下列公式计算（图图15-27）：）：（15-1

23、2）29 C.计算各柱柱端弯矩计算各柱柱端弯矩 对于底层柱对于底层柱 对于其他层柱对于其他层柱 D.计算梁端弯矩计算梁端弯矩 由节点的弯矩平衡条件可得（由节点的弯矩平衡条件可得（图图15-28）（15-16）（15-17）（15-13）（15-14）（15-15）30 适用范围适用范围 梁梁、柱柱线线刚刚度度比比 ，且且各各层层结结构构刚刚度度比比较均匀的多层框架。较均匀的多层框架。例题例题15-2 图图15-30 31 （2）D值法值法 柱的修正侧移刚度柱的修正侧移刚度 柱的侧移刚度不仅与柱的线刚度和层高有关，还柱的侧移刚度不仅与柱的线刚度和层高有关，还 与柱两端的梁的线刚度有关。与柱两端的

24、梁的线刚度有关。取不在底层的取不在底层的AB柱为研究对象（柱为研究对象（图图15-31）。）。A.假定假定 a.柱柱AB及其相临上、下柱的线刚度均为及其相临上、下柱的线刚度均为 ；b.柱柱AB及其相临上、下柱的弦转角均为及其相临上、下柱的弦转角均为 ；c.柱柱AB及其相临上、下、左、右各杆两端的转及其相临上、下、左、右各杆两端的转 角均为角均为 。32 B.与与 的关系式的关系式 由由A、B节点的弯矩平衡条件可得节点的弯矩平衡条件可得 将上述两式相加可得将上述两式相加可得（15-18a）33 称为梁柱线刚度比。称为梁柱线刚度比。AB柱柱承受的剪力为承受的剪力为（15-18b）C.柱的柱的修正侧

25、移刚度修正侧移刚度 和侧移刚度修正系数和侧移刚度修正系数 34 同理可求得其他情况的同理可求得其他情况的 和和 （表（表15-11）。）。D.楼层剪力的分配楼层剪力的分配 （15-19）（15-20）351.柱柱的的修正反弯点高度（修正反弯点高度（图图15-32）在节点水平荷载作用下，多层多跨框架可简化为在节点水平荷载作用下，多层多跨框架可简化为 半框架（图半框架（图15-32a）。）。A.梁柱线刚度比梁柱线刚度比 及楼层总层数及楼层总层数 和层次和层次 的影响。的影响。a.标准反弯点高度比标准反弯点高度比 ：假定框架各层横梁的线：假定框架各层横梁的线刚度刚度 。各层柱的线刚度。各层柱的线刚度

26、 和各层层高和各层层高 都相同，求都相同，求得的各搂层的反弯点高度得的各搂层的反弯点高度 ，称为标准反弯点高，称为标准反弯点高度，度，称为标准反弯点高度比。称为标准反弯点高度比。36 b.值与结构总层数值与结构总层数 、该柱所在的层次该柱所在的层次 、框框 架梁柱线刚度比架梁柱线刚度比 及水平荷载的形式有关，可由附及水平荷载的形式有关，可由附 表表26-1、附表、附表26-2查取。查取。B.上、下横梁线刚度比的影响上、下横梁线刚度比的影响 a.若某柱的上、下横梁线刚度不同，则该柱的若某柱的上、下横梁线刚度不同，则该柱的 反弯点位置将向横梁线刚度较小的一端偏移。反弯点位置将向横梁线刚度较小的一端

27、偏移。这时，这时，反弯点高度应用反弯点高度应用 予以修正。予以修正。点上移（或下移）的增量。点上移（或下移）的增量。b.值可根据上、下横梁线刚度比值可根据上、下横梁线刚度比 和梁柱线和梁柱线 刚度刚度 由附表由附表26-3查得。查得。37 C.层高的影响层高的影响 a.若某柱所在的楼层的层高与相临上层或下层层若某柱所在的楼层的层高与相临上层或下层层 高不同，则该柱的反弯点位置也将与标准反弯点不高不同，则该柱的反弯点位置也将与标准反弯点不 同。同。当上层或下层层高发生变化时，反弯点高度将当上层或下层层高发生变化时，反弯点高度将 分别用分别用 或或 予以修正。予以修正。b.或或 值可由附表值可由附

28、表26-4查得。查得。综上，各层柱的反弯点高度综上，各层柱的反弯点高度 为为 例题例题15-3图图15-34（15-21）38 4）水平荷载作用下框架位移的近似计算及弹性水平荷载作用下框架位移的近似计算及弹性 位移验算（自学）位移验算（自学）多层多跨框架在水平荷载作用下的位移多层多跨框架在水平荷载作用下的位移 为为（图图15-35）。）。（1）由梁、柱的弯矩变形所引起的位移）由梁、柱的弯矩变形所引起的位移（15-23a）（15-23b）（15-22）39 （2）由柱轴向变形引起的位移）由柱轴向变形引起的位移 当层数较多时，可近似地把框架节点水平荷载作当层数较多时，可近似地把框架节点水平荷载作

29、为连续荷载，用为连续荷载，用 表示。表示。（15-24a）40均布水平荷载均布水平荷载倒三角形分布水平荷载倒三角形分布水平荷载顶点集中水平荷载顶点集中水平荷载则则则得则得（15-24b）（15-25a）41均布水平荷载均布水平荷载倒三角形分布水平荷载倒三角形分布水平荷载顶点集中水平荷载顶点集中水平荷载当柱截面沿高度变化时当柱截面沿高度变化时 为与为与 （即（即 ）有关的值，可由）有关的值，可由图图15-36查得查得（3）弹性位移验算）弹性位移验算（15-25b）（15-26）（15-27）42 15.2.3 框架结构的内力组合框架结构的内力组合 1）控制截面）控制截面 （1）框架柱）框架柱 每

30、层柱上、下截面。每层柱上、下截面。对于高度不大，层数不多，且各层柱截面尺对于高度不大，层数不多，且各层柱截面尺 寸相同的框架，整根框架柱可只取框架顶层的柱顶寸相同的框架，整根框架柱可只取框架顶层的柱顶 和框架底层的柱底两个截面。和框架底层的柱底两个截面。对于高度较大或层数较多的框架，应把整根对于高度较大或层数较多的框架，应把整根 柱分成几段进行配筋，每一段中取该段的上端和下柱分成几段进行配筋，每一段中取该段的上端和下 端截面。端截面。43 （2）框架梁）框架梁 梁的两端截面（弯矩和剪力）和跨中截面梁的两端截面（弯矩和剪力）和跨中截面 （弯矩）。（弯矩）。梁端弯矩设计值和剪力设计值（梁端弯矩设计

31、值和剪力设计值（图图15-37）：）：当作用集中荷载时，取当作用集中荷载时，取（15-28）（15-29）44 2）最不利内力组合）最不利内力组合 （1）内力组合）内力组合 梁端截面：梁端截面：梁跨中截面：梁跨中截面：、（必要时）（必要时）柱端截面：柱端截面：及相应的及相应的 及相应的及相应的 及相应的及相应的 及相应的及相应的45 （2）荷载组合）荷载组合 恒载恒载+活载活载 当由恒荷载效应控制组合时，应按式（当由恒荷载效应控制组合时，应按式（15-5）计算）计算 恒载恒载+0.9（活载（活载+风载）风载）恒载恒载+风载风载 3）竖向荷载的最不利组合）竖向荷载的最不利组合 （1）最不利荷载布

32、置法（）最不利荷载布置法（图图15-38）横梁跨中最大正弯矩：该跨布置活荷载，同层横梁跨中最大正弯矩：该跨布置活荷载，同层 其他跨应相间布置，同时在竖向也相间布置，形成棋其他跨应相间布置，同时在竖向也相间布置，形成棋 盘形间隔布置。盘形间隔布置。46 横梁梁端最大负弯矩：该跨梁端的左、右跨横梁梁端最大负弯矩：该跨梁端的左、右跨 布置活荷载，然后再隔跨布置；对于相邻上、下层，布置活荷载，然后再隔跨布置；对于相邻上、下层，则以梁的另一端产生最大负弯矩的要求，按上述方则以梁的另一端产生最大负弯矩的要求，按上述方 法布置活荷载；对于其他楼层，则按上述方法隔层法布置活荷载；对于其他楼层，则按上述方法隔层

33、 交替布置。交替布置。柱底截面右侧和柱顶截面左侧产生最大拉应柱底截面右侧和柱顶截面左侧产生最大拉应 力的弯矩：在该柱右跨的上、下两层的横梁布置活力的弯矩：在该柱右跨的上、下两层的横梁布置活 荷载，然后再隔跨，隔层间隔布置。荷载，然后再隔跨，隔层间隔布置。47 （2）逐跨布置荷载组合法）逐跨布置荷载组合法 逐跨布置荷载，然后按上述方法进行组合。逐跨布置荷载，然后按上述方法进行组合。（3）满布荷载法）满布荷载法 当活荷载所产生的内力远小于恒荷载及水平荷当活荷载所产生的内力远小于恒荷载及水平荷 载产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置，载产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置，而把活荷载同时作用

34、在所有框架横梁上。而把活荷载同时作用在所有框架横梁上。此时，梁的跨中弯矩应乘以系数此时，梁的跨中弯矩应乘以系数1.11.2予以增大。予以增大。4）梁端弯矩调幅（）梁端弯矩调幅（图图15-39）考虑内力重分布，可将梁端弯矩乘以调幅系数予考虑内力重分布，可将梁端弯矩乘以调幅系数予 以降低。以降低。48 对现浇框架对现浇框架 对装配整体式框架对装配整体式框架 调幅后，横梁的弯矩应满足下列条件：调幅后，横梁的弯矩应满足下列条件：49 15.2.4 框架结构构件设计的一般要求（略）框架结构构件设计的一般要求（略）15.2.5 无抗震设防要求时框架结构构件设计无抗震设防要求时框架结构构件设计 1）计算要求

35、）计算要求 （1）对框架结构构件，应进行承载力计算，必要）对框架结构构件，应进行承载力计算，必要 时，尚时，尚 应进行变形和裂缝宽度验算。应进行变形和裂缝宽度验算。（2）框架梁：按受弯构件进行计算。）框架梁：按受弯构件进行计算。（3）框架柱：按偏心受力构件（偏压或偏拉）进）框架柱：按偏心受力构件（偏压或偏拉）进 行计算。行计算。（4）框架节点：通过构造措施来保证。）框架节点：通过构造措施来保证。50 2）柱的计算长度）柱的计算长度 一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，各层一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，各层 柱的计算长度柱的计算长度 为：为：现浇楼盖现浇楼盖 底层柱底层柱 其余各层柱其余各

36、层柱 装配式楼盖装配式楼盖 底层柱底层柱 其余各层柱其余各层柱 其他情况（略）其他情况（略）51 3）框架节点的构造要求（）框架节点的构造要求（图图15-46）（1）中间层端节点）中间层端节点 上部纵向钢筋上部纵向钢筋 A.直线锚固直线锚固 锚固长度不应小于锚固长度不应小于 ，且伸过柱中心线不宜小于，且伸过柱中心线不宜小于 。B.曲线锚固曲线锚固 应伸至节点对边并向下弯折，其包括弯弧段在内应伸至节点对边并向下弯折，其包括弯弧段在内 的水平投影长度不应小于的水平投影长度不应小于 ，包括弯弧段在内的，包括弯弧段在内的 竖直投影长度应取为竖直投影长度应取为 。52 下部纵向钢筋下部纵向钢筋 同中间层

37、中间节点。同中间层中间节点。（2）中间层中间节点）中间层中间节点 上部纵向钢筋上部纵向钢筋 应贯穿中间节点或中间支座，其截断点应符合应贯穿中间节点或中间支座，其截断点应符合 连续梁负钢筋的有关要求。连续梁负钢筋的有关要求。下部纵向钢筋下部纵向钢筋 A.当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时 a.直线锚固直线锚固 锚固长度不应小于锚固长度不应小于 。53 b.曲线锚固曲线锚固 与中间层边节点上部纵向钢筋相类似。与中间层边节点上部纵向钢筋相类似。c.节点外搭接节点外搭接 在梁中弯矩较小处设置搭接接头。在梁中弯矩较小处设置搭接接头。（3）顶层中间节点）顶层中间节点 直线锚固

38、直线锚固 锚固长度不应小于锚固长度不应小于 。曲线锚固曲线锚固 A.全部纵筋向内弯折。全部纵筋向内弯折。B.部分纵筋向内弯折，部分纵筋向外弯折。部分纵筋向内弯折，部分纵筋向外弯折。54 （4）顶层端节点）顶层端节点 梁端搭接梁端搭接 柱端搭接柱端搭接例题例题15-4 图图15-47、图图15-48、图图15-49、图图15-50、图图15-51、图图15-52、图图15-53、图图15-54、图图15-55、图图15-56、图图15-57、图图15-58 表表15-18、表、表15-19、表、表15-20、表、表15-2155 15.3 钢筋砼多层房屋的基础钢筋砼多层房屋的基础 15.3.1

39、基础设计的一般原则基础设计的一般原则 1）基础的类型（）基础的类型（图图15-59）（1）独立基础）独立基础 （2）柱下条形基础（）柱下条形基础（图图15-60）（3）十字交叉基础）十字交叉基础 （4）筏形基础（）筏形基础（图图15-61）（5）箱形基础）箱形基础 （6）桩箱基础（）桩箱基础（图图15-62）56 1）基础的埋置深度）基础的埋置深度 根据建筑物的用途、结构类型、荷载大小和性根据建筑物的用途、结构类型、荷载大小和性 质、工程地质和水文地质条件、相临建筑物的基础质、工程地质和水文地质条件、相临建筑物的基础 埋深及地基冻融情况等确定。埋深及地基冻融情况等确定。基础埋深不宜小于基础埋深

40、不宜小于0.5m，应低于设计地面应低于设计地面100mm。3）基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 （1）按地基承载力计算）按地基承载力计算 轴心受压时轴心受压时（15-79）57 偏心受压力时偏心受压力时 满足公式（满足公式（15-79）的要求，并满足下列要求：）的要求，并满足下列要求：对箱形基础，尚应满足下列要求：对箱形基础，尚应满足下列要求：地基受力层范围内有软弱下卧层时地基受力层范围内有软弱下卧层时 （2）需进行变形验算时）需进行变形验算时（15-80）（15-81）（15-82）（15-83）58 15.3.2 柱下条形基础的计算和构造柱下条形基础的计算和构造 1）条形基础内力计算）

41、条形基础内力计算 （1）静定分析法（）静定分析法（图图15-63）假定假定 A.土反力为线性分布。土反力为线性分布。B.上部结构为柔性的，只起传递荷载的作用。上部结构为柔性的，只起传递荷载的作用。计算步骤计算步骤 A.由静力平衡条件求出土反力由静力平衡条件求出土反力 土反力的最大值和最小值为：土反力的最大值和最小值为：59 B.按静力平衡条件计算基础梁的内力。按静力平衡条件计算基础梁的内力。（2）倒梁法（）倒梁法（图图15-64）假定假定 A.土压力为线性分布土压力为线性分布 B.上部结构为绝对刚性，不仅起传递荷载的作上部结构为绝对刚性，不仅起传递荷载的作 用，而且作为基础梁的不动铰支座。用，

42、而且作为基础梁的不动铰支座。计算步骤计算步骤 A.由静力平衡条件求出土反力（同静定分析法）由静力平衡条件求出土反力（同静定分析法）（15-84）60 B.按多跨连续梁计算基础梁内力按多跨连续梁计算基础梁内力 C.调整基底反力，重新按多跨连续梁计算基础调整基底反力，重新按多跨连续梁计算基础 梁的内力。梁的内力。例题例题15-5图图15-65 （3）地基系数法（）地基系数法（图图15-66）假定（文克尔假定）假定（文克尔假定）基础梁底面任意点的地基反力基础梁底面任意点的地基反力 与该点的地基与该点的地基 变形（沉降）变形（沉降）成正比，即成正比，即（15-85）61 计算方法计算方法 A.弹性地基

43、梁的挠曲线微分方程弹性地基梁的挠曲线微分方程 微元体的静力平衡方程为微元体的静力平衡方程为 梁的挠曲微分方程为梁的挠曲微分方程为由工程力学已知由工程力学已知 （15-86）（15-87）62 于是可得于是可得 令令 ，可得，可得（15-88）（15-89）（15-90）则则63 B.解四介常系数非齐次方程解四介常系数非齐次方程 一般解一般解 C.计算计算 、和和 2）条形基础构造要求（）条形基础构造要求（图图15-67）（1）横截面一般为倒）横截面一般为倒T形。形。（2）梁高宜取（）梁高宜取（1/41/8）。在柱边可加腋。在柱边可加腋。（3）梁腹板宽度宜大于柱在垂直梁轴方向的宽度。）梁腹板宽度

44、宜大于柱在垂直梁轴方向的宽度。否则，在柱与梁交接处应加宽（否则，在柱与梁交接处应加宽（图图15-68）。）。64 （4）翼板可取等截面（厚度为翼板可取等截面（厚度为200250mm时）时）或变截面（厚度或变截面（厚度250mm时，时，）。）。（5）条形基础端部应向外伸出，伸长长度宜为）条形基础端部应向外伸出，伸长长度宜为 第一跨跨度的第一跨跨度的0.25倍。倍。（6）钢筋布置。）钢筋布置。65 15.3.3 十字交叉条形基础的计算和构造（略）十字交叉条形基础的计算和构造（略）1）内力计算（节点荷载分配法）内力计算（节点荷载分配法）十字交叉条形基础节点受力简图如十字交叉条形基础节点受力简图如图图

45、15-69所示。所示。（1）基本方程）基本方程 假定假定 在十字交叉点处纵横两方向的基础梁为上下铰接。在十字交叉点处纵横两方向的基础梁为上下铰接。平衡条件及变形协调条件平衡条件及变形协调条件（15-94）（15-95）66 （2）集中力分配系数）集中力分配系数 把把纵、横两方向的条形基础都视作无限长梁，按纵、横两方向的条形基础都视作无限长梁，按 节点节点 处的静力平衡条件和变形协调条件进行求解，处的静力平衡条件和变形协调条件进行求解，分配各节点的荷载。分配各节点的荷载。（3）内力）内力 按条形基础求地基反力及其内力。按条形基础求地基反力及其内力。2）构造要求）构造要求 15.3.4 筏形基础的

46、计算和构造（略）筏形基础的计算和构造（略）67结构体系结构体系 非抗震非抗震 设计设计 抗震设防烈度抗震设防烈度 6度度7度度8度度9度度框架框架 7060554525框架框架剪力墙剪力墙 14013012010050剪力墙剪力墙全部落地剪力墙全部落地剪力墙15014012010060部分框支剪力墙部分框支剪力墙 13012010080不应不应采用采用筒体筒体 框架框架核心筒核心筒 16015013010070筒中筒筒中筒 20018015012080板柱板柱剪力墙剪力墙 70403530不应采用不应采用表表15-1 钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度 单位：单位

47、：m68设防烈度设防烈度6度和度和7度度65218度和度和9度度541.51表表15-269结构类型结构类型非非抗震设计抗震设计抗震设防烈度抗震设防烈度6、7度度8度度9度度框架、板柱框架、板柱剪力墙剪力墙 5432框架框架剪力墙剪力墙5543剪力墙剪力墙 6654筒中筒、框架筒中筒、框架核心筒核心筒 6654表表15-3 高宽比的限值高宽比的限值70结构类型结构类型框架框架1/550框架框架剪力墙、框架剪力墙、框架核心筒、核心筒、1/800板柱板柱剪力墙剪力墙 筒中筒、剪力墙筒中筒、剪力墙 1/1000框支层框支层1/1000表表15-6 楼层层间最大位移与层高之比的限值楼层层间最大位移与层

48、高之比的限值71框架类别框架类别 中框架中框架 边框架边框架 现浇整体式现浇整体式 装配式装配式 装配整体式装配整体式 表表15-10 框架梁的截面惯性矩框架梁的截面惯性矩 72图图 15-173图图 15-274图图 15-375图图 15-476图图 15-577图图 15-678图图 15-779图图 15-1080图图 15-1181图图 15-1282图图 15-1483图图 15-1584图图 15-1685图图 15-1786图图 15-1887图图 15-1988图图 15-2089图图 15-2190图图 15-2291图图 15-2392图图 15-2493图图 15-25

49、94图图 15-2695图图 15-2796图图 15-2897图图 15-3098图图 15-3199图图 15-32100图图 15-34101图图 15-35102图图 15-36103图图 15-37104图图 15-38105图图 15-39106图图 15-46107图图 15-47108图图 15-48109图图 15-49110图图 15-50111图图 15-51112图图 15-52113图图 15-53114图图 15-54115图图 15-55116图图 15-56117图图 15-57118图图 15-58119图图 15-59120图图 15-60121图图 15-61122图图 15-62123图图 15-63124图图 15-64125图图 15-65126图图 15-66127图图 15-67128图图 15-68129图图 15-69130