1、13.3 3.3 框架結構構件設計框架結構構件設計第3章 多層框架結構3.1 3.1 多層框架結構組成與布置多層框架結構組成與布置3.2 3.2 框架結構分析框架結構分析3.4 3.4 框架結構基礎設計框架結構基礎設計2框架設計3.1 組成與布置組成與布置框架結構是多層房屋的主要結構形式，也是高層建筑的基本結框架結構是多層房屋的主要結構形式，也是高層建筑的基本結構單元。構單元。3框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1 框架結構種類按所用材料：按所用材料：混凝土框架結構混凝土框架結構鋼框架結構鋼框架結構組合框架結構（鋼骨混凝土、鋼管混凝土）組合框架結構（鋼骨混凝土、鋼管混凝土）按施工方法

2、：按施工方法：整體式框架（混凝土框架而言）整體式框架（混凝土框架而言）裝配式框架裝配式框架裝配整體式框架（混凝土框架而言）裝配整體式框架（混凝土框架而言）3.1 .1種類4裝配式混凝土框架預制長柱預制主梁預制槽形板預制卡板裝配整體式混凝土框架預制短柱迭合梁裝配整體式混凝土框架裝配整體式混凝土框架預制長柱5框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1 .1種類3.1 .2組成組成框架結構由梁、柱連結而成。梁柱一般為剛接，有時為了方便框架結構由梁、柱連結而成。梁柱一般為剛接，有時為了方便施工也有做成鉸接或半鉸接（半剛接的）。施工也有做成鉸接或半鉸接（半剛接的）。3.1.2 框架結構組成6框架設計3.

3、1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成組成柱截面柱截面實腹式（矩形、箱形、圓形、實腹式（矩形、箱形、圓形、i i形、形、h h形、形、l l形、形、t t形、形、十字形等）十字形等）格構式格構式 （對鋼結構而言）（對鋼結構而言）梁截面梁截面實腹式（矩形、箱形、實腹式（矩形、箱形、t t形、倒形、倒 l l形、形、i i形、形、h h形、花形、花籃梁等）籃梁等）格構式格構式 （對鋼結構而言）（對鋼結構而言）7矩形梁矩形梁箱形梁箱形梁倒倒l形梁形梁t形梁形梁花籃梁花籃梁框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成組成混凝土梁形式83.1.3 3.1.3 框架結構布

4、置框架結構布置一、柱網布置一、柱網布置典型的柱網有內廊式、等跨式和不等跨式。典型的柱網有內廊式、等跨式和不等跨式。內廊式等跨式框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成3.1.3布置布置滿足建筑功能的要求滿足建筑功能的要求原則9結構受力合理（均勻、對稱、對直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）結構受力合理（均勻、對稱、對直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成3.1.3布置布置10方便施工方便施工框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成3.1.3布置布置11二、承重（豎向荷載）框架的布置橫向框架承重方案橫向

5、框架承重方案縱向布置連系梁。橫向抗側縱向布置連系梁。橫向抗側剛度大。有利采光和通風。剛度大。有利采光和通風。縱向框架承重方案縱向框架承重方案橫向布置連系梁。橫向抗側橫向布置連系梁。橫向抗側剛度小。有利獲得較高凈空。剛度小。有利獲得較高凈空。框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成3.1.3布置布置12縱橫向框架承重方案縱橫向框架承重方案兩個方向均有較好的抗側剛度。兩個方向均有較好的抗側剛度。框架承重方案與樓蓋布置有關框架承重方案與樓蓋布置有關單向板樓蓋單向板樓蓋雙向板樓蓋雙向板樓蓋框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1 .1種類3.1 .2組成3.1 .3布置布置1

6、3等效梁等效梁等效梁等效梁無梁樓蓋無梁樓蓋密肋樓蓋密肋樓蓋板柱結構框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1 .1種類3.1 .2組成3.1 .3布置布置14四、變形縫設置三、框架的立面布置規則框架規則框架內收內收外挑外挑復式框架復式框架缺梁缺梁抽柱抽柱錯層錯層框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成3.1.3布置布置1516173.1.4 梁柱截面尺寸的估算混凝土柱混凝土柱根據柱的負荷面積，估算柱在豎向荷載下的軸力根據柱的負荷面積，估算柱在豎向荷載下的軸力cn混凝土梁混凝土梁梁高梁高h h取取l )12/18/1 (；梁寬取；梁寬取h)3/12/1 (取取cnn)4

7、. 12 . 1 (按軸壓構件估算截面積按軸壓構件估算截面積ca抗震設計時，取抗震設計時，取cnn)2 . 11 . 1 (要求滿足：要求滿足：7 . 08 . 09 . 0ccfan（抗震等級三級）（抗震等級三級）（抗震等級二級）（抗震等級二級）（抗震等級一級）（抗震等級一級）3.1.4尺寸估算尺寸估算框架設計3.1 組成與布置組成與布置3.1.1種類3.1.2組成3.1.3布置縱向框架縱向框架橫向框架3.2.1 框架分析模型一、計算單元一、計算單元滿足結構均勻、荷滿足結構均勻、荷載均勻，可用平面載均勻，可用平面框架代替空間框架。框架代替空間框架。對橫向和縱向分別對橫向和縱向分別取圖示計算單

8、元作取圖示計算單元作為分析的對象。為分析的對象。框架設計3.2.1分析模型分析模型3.2 框架結構內力與側移的近似計算方法3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析二、結構形式、軸線尺寸及截面特征結構形式：梁柱剛接，柱固接于基礎結構形式：梁柱剛接，柱固接于基礎頂面。頂面。1l2l3l1h2h3h4h軸線尺寸軸線尺寸跨度：等截面柱，截面形心線；變截面柱，較小部分截面形心。跨度：等截面柱，截面形心線；變截面柱，較小部分截面形心。層高：橫梁形心線（也可取樓板頂面）層高：橫梁形心線（也可取樓板頂面）框架設計3.2 .1分析模型分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析對于砼梁對于砼梁整體式樓蓋

9、整體式樓蓋梁：考慮樓板的作用。梁：考慮樓板的作用。中框架中框架02eiei 邊框架邊框架05 . 1 eiei 裝配整體式樓蓋裝配整體式樓蓋中框架中框架05 . 1 eiei 邊框架邊框架02 . 1 eiei 裝配式樓蓋裝配式樓蓋00 . 1 eiei 框架設計3.2 .1分析模型分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析21三、荷載三、荷載豎向荷載豎向荷載自重自重樓面活荷載樓面活荷載水平荷載水平荷載風荷載風荷載地震作用地震作用樓面荷載樓面荷載對于雙向板，短跨方向梁承受三角形分布對于雙向板，短跨方向梁承受三角形分布荷載，長跨方向梁承受梯形分布荷載；荷載，長跨方向梁承受梯形分布荷載；對

10、于單向板則僅短跨方向的梁承受均布荷載；對于單向板則僅短跨方向的梁承受均布荷載；如果存在次梁，框架梁承受次梁傳來的集中荷載。如果存在次梁，框架梁承受次梁傳來的集中荷載。框架設計3.2 .1分析模型分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析22水平荷載簡化為節點荷載水平荷載簡化為節點荷載ijklmn3.2.2 豎向荷載下的分層法mimj1/21/2mikmjlmljmki一、基本假定框架沒有側移；框架沒有側移；每一層框架梁上的豎向荷載只對本每一層框架梁上的豎向荷載只對本層的梁及與本層梁相連的框架柱產層的梁及與本層梁相連的框架柱產生彎矩和剪力，忽略對其它各層梁、生彎矩和剪力，忽略對其它各層梁

11、、柱的影響。柱的影響。二、簡化計算模型二、簡化計算模型iiiiiiii0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i剛度系數：剛度系數：傳遞系數：傳遞系數：兩端固定兩端固定一端固定一端鉸接一端固定一端鉸接一端固定一端彈簧鉸一端固定一端彈簧鉸)41 (4ii)475. 0(3iii 49 . 02/103/1框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法分層法多層框架在各層豎向荷載同時作用下的內力，可以分解為一系多層框架在各層豎向荷載同時作用下的內力，可以分解為一系列開口框架進行計算。除底層柱子外，其余各層柱的線剛度乘列開口框架進行計算

12、。除底層柱子外，其余各層柱的線剛度乘以以0.90.9的折減系數，彎矩傳遞系數取為的折減系數，彎矩傳遞系數取為1/31/3。框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法分層法三、計算方法用彎矩分配法計算各開口框架的內力；用彎矩分配法計算各開口框架的內力；開口框架梁的內力即為原框架相應層的內力；原框架柱的內力開口框架梁的內力即為原框架相應層的內力；原框架柱的內力需將相鄰兩個開口框架中相同柱號的內力疊加；需將相鄰兩個開口框架中相同柱號的內力疊加；內力疊加后對于不平衡彎矩較大的節點，可再作一次分配，內力疊加后對于不平衡彎矩較大的節點，可再作一次分配，但不傳遞

13、。但不傳遞。梁柱彎距梁柱彎距框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法分層法26lmbrmblvblvbrqlmmqlvlbrbrb2lmmqlvlbrblb2梁剪力梁剪力框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法分層法27假定梁與柱鉸接，于是柱軸力等于簡支梁的支座反力。假定梁與柱鉸接，于是柱軸力等于簡支梁的支座反力。柱軸力柱軸力框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法分層法282930313233343536373839404142434445463.2

14、.3 水平荷載下的反彎點法ababhuabmabmba反彎點反彎點假定：框架梁的線剛度相對假定：框架梁的線剛度相對框架柱的線剛度為無限大。框架柱的線剛度為無限大。則在忽略柱子軸向變形的情則在忽略柱子軸向變形的情況下，節點的轉角為零。況下，節點的轉角為零。根據轉角根據轉角位移方程：位移方程：huimhuimabbaabab66桿件中點的彎矩為零，稱為反彎點。桿件中點的彎矩為零，稱為反彎點。在工程設計中，底層柱的反彎點取為距基礎頂面在工程設計中，底層柱的反彎點取為距基礎頂面2/32/3柱高處；柱高處；其余各層柱的反彎點取為柱高的中點。其余各層柱的反彎點取為柱高的中點。一、簡化分析模型3.2 .3反

15、彎點法反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法二、計算方法fnfjvj1vjkvjmfnfjf1vj1vjkvjm1 jujkujmu將框架在某一層將框架在某一層的反彎點切開。的反彎點切開。根據幾何條件（忽略梁軸向變形）根據幾何條件（忽略梁軸向變形）jjmjkjjuuuuu21求柱剪力求柱剪力mkjknjiivf1根據平衡條件，根據平衡條件，有有3.2 .3反彎點法反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法當桿件兩端發生單位側移時，桿件內的剪力稱為抗側剛度，用當桿件兩端發生單位側移時，

16、桿件內的剪力稱為抗側剛度，用表示。如果桿件兩端沒有轉角，桿件內的剪力為：表示。如果桿件兩端沒有轉角，桿件內的剪力為：dabbaababuhihmmv212抗側剛度抗側剛度 為：為： d212hidc對于對于j j層第層第k k柱，其側移為柱，其側移為 ，相應的剪力可表示為，相應的剪力可表示為jkujkjkjkudv（物理條件）（物理條件）fjjkfjmljljkfjmljljkjkvviivddv11根據平衡條件、幾何條件和物理條件，可求得根據平衡條件、幾何條件和物理條件，可求得jknjiifjfv為為j j層層k k柱的剪力分配系數；柱的剪力分配系數；為水平荷載在為水平荷載在j j層層產生的

17、層間剪力。產生的層間剪力。3.2 .3反彎點法反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法逐層取脫離體，利用上式求得各柱剪力后，根據各層反彎點位逐層取脫離體，利用上式求得各柱剪力后，根據各層反彎點位置，可以求出柱上、下端的彎矩置，可以求出柱上、下端的彎矩323111111hvmhvmkbkcktkc底層柱：底層柱：vj1vjkvjmvj1hj/2vj1hj/2vjkhj/2vjkhj/2vjmhj/2vjmhj/22jjkbcjktcjkhvmm其余層柱：其余層柱：求柱端彎矩求柱端彎矩3.2 .3反彎點法反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3

18、.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法mctmcbmbrmbl)()(tcbcrblbrbrbtcbcrblblblbmmiiimmmiiim求梁端彎矩求梁端彎矩bctcrblbmmmmrblbrblbiimm4:4:lvbmbrmblvb求梁端剪力求梁端剪力lmmvrblbb3.2 .3反彎點法反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法三、計算步驟三、計算步驟在各層反彎在各層反彎點處切開點處切開柱反彎點柱反彎點處的剪力處的剪力剪力分配剪力分配柱端柱端彎矩彎矩)323(2jjjjkhhhv、梁端梁端彎矩彎矩利用節點力利用

19、節點力矩平衡條件矩平衡條件梁端梁端剪力剪力lmmvrblbb柱軸柱軸力力節點豎向力節點豎向力平衡條件平衡條件vlbnvrbnnnknnknn-1,kvlb,n-1vrb,n-1求柱軸力求柱軸力從上到下利用節點豎向力平衡條件。從上到下利用節點豎向力平衡條件。3.2 .3反彎點法反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法3.2.4 水平荷載下的修正反彎點法對于兩端同時存在轉角位移和相對線位移的桿件，其轉角位移對于兩端同時存在轉角位移和相對線位移的桿件，其轉角位移方程可以為：方程可以為：在反彎點法中，各層柱的反彎點位置是一個定值，各柱的抗側在反彎

20、點法中，各層柱的反彎點位置是一個定值，各柱的抗側剛度只與柱本身有關。剛度只與柱本身有關。huiiimhuiiimabbabaab624624可見反彎點位置與可見反彎點位置與 有關；同樣，柱的抗側剛度也與有關；同樣，柱的抗側剛度也與 有關。有關。ba、ba、3.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法一、修正抗側剛度一、修正抗側剛度bacdefghicicici1i2i3i4hjujabcdefghhj柱柱abab兩端節點及上下、左右相鄰節點的轉角全等于兩端節點及上下、左右相鄰節點的轉角全等于 ；

21、柱柱abab及與其上下相鄰柱的旋轉角均為及與其上下相鄰柱的旋轉角均為 ；柱柱abab及與其上下相鄰柱的線剛度均為及與其上下相鄰柱的線剛度均為 。假定：假定：jjhuci3.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法)(6)(6)(6)(6624cbdcaccbaccccabimimimiiiim432111666624imimimiiimagaebhbf00bdbhbabfacagabaemmmmmmmm012)2(6012)2(62143cccciiiiiiiikiiiiiicc22444321

22、ciiiiik24321其中：0am0bm3.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法柱柱abab剪力：剪力：)(12jcjbaababhihmmvjjcjjjcjcabuhikkhuhikhiv212)222(12)22(12212jcjababhiuvd柱柱abab抗側剛度：抗側剛度：kk2 反映了梁柱線剛度比對柱抗側剛度的影響，它是小于反映了梁柱線剛度比對柱抗側剛度的影響，它是小于1 1的一個的一個系數。當系數。當 時，時， ，即為反彎點法采用的抗側剛度。，即為反彎點法采用的抗側剛度。1k

23、k223.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法二、修正反彎點高度作如下假定：作如下假定：同層各節點同層各節點的轉角相等；的轉角相等；橫梁中點無橫梁中點無豎向位移。豎向位移。各柱的反彎點高度與該柱上下端的轉角比值有關。影響轉角的因各柱的反彎點高度與該柱上下端的轉角比值有關。影響轉角的因素有：層數、柱子所在層次、梁柱線剛度比及上下層層高變化。素有：層數、柱子所在層次、梁柱線剛度比及上下層層高變化。3.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布

24、置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法梁柱線剛度比及層數、層次對反彎點高度的影響梁柱線剛度比及層數、層次對反彎點高度的影響ichicicicichhhhy0hi2i2i2i2i2假定梁的線剛度、柱的線剛假定梁的線剛度、柱的線剛度和層高沿框架高度不變，度和層高沿框架高度不變，按圖示計算簡圖可求出各層按圖示計算簡圖可求出各層柱的反彎點高度柱的反彎點高度 ，稱，稱為標準反彎點高度。為標準反彎點高度。 ichicicicichhhhi2i2i2i4i4(y0 + y1)hhy0上下層線剛度比對反彎點的影響上下層線剛度比對反彎點的影響當某層柱的上下橫梁剛度不當某層柱的上下橫梁剛度不同時，反彎點不同

25、于標準反同時，反彎點不同于標準反彎點，修正值用彎點，修正值用 表示。表示。hy13.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法ici2hi2i2i2icicicichh2hi22h(y0 + y2)hici2hi2i2i2icicicic3hhhi23h(y0 + y3)h層高變化對反彎點高度的影響層高變化對反彎點高度的影響上層層高變化，反彎上層層高變化，反彎點高度的變化值用點高度的變化值用表示；下層層高變化，表示；下層層高變化，反彎點高度的變化值反彎點高度的變化值用用 表示。表示。hy3hy2頂

26、層柱沒有頂層柱沒有 修正值；修正值；底層柱沒有底層柱沒有 修正值。修正值。hy2hy3經過各項修正后，柱反彎點高度：經過各項修正后，柱反彎點高度：hyyyyyh)(32103.2 .4修正反彎點法修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法606162636465666768693.2.5 水平荷載下的側移計算及限值u1ujun框架結構水平荷載下的側移由兩部分組成：梁柱彎曲變形引起框架結構水平荷載下的側移由兩部分組成：梁柱彎曲變形引起的側移和柱軸向變形引起的側移。的側移和柱軸向變形引起的側移。3.2 .5側移計算側移計

27、算3.2 .4修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法一、梁柱彎曲變形引起的側移njjmuu1mkjkfjjkjkjdvdvu1頂點側移：頂點側移：層間側移：層間側移：對于規則框架，各層柱的抗側剛度大致對于規則框架，各層柱的抗側剛度大致相等，而層間剪力自上向下逐層增加，相等，而層間剪力自上向下逐層增加，因而層間側移自上向下逐層增加，整個因而層間側移自上向下逐層增加，整個結構的變形曲線類似懸臂構件剪切變形結構的變形曲線類似懸臂構件剪切變形引起的位移曲線，故稱為引起的位移曲線，故稱為“剪切型剪切型”。框架結構框架結構3

28、.2 .5側移計算側移計算3.2 .4修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法二、柱軸向變形引起的側移hndzeann01水平荷載作用下，外側柱子的軸力水平荷載作用下，外側柱子的軸力大，內側柱子的軸力小。為了簡化，大，內側柱子的軸力小。為了簡化，忽略內柱的軸力。忽略內柱的軸力。bzmn)(近似取外側柱軸力為：在高度在高度z z處處hzbzdqnbzhn)()()(11bzh1bzh)(q1bh-znnbzh13.2 .5側移計算側移計算3.2 .4修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1

29、組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法（倒三角分布荷載）（均勻分布荷載）頂點集中荷載）230230230301141(32eabhveabhveabhvn是水平外荷載在框架底面產生的總剪力。是水平外荷載在框架底面產生的總剪力。0v對于高度不大于對于高度不大于50m50m或高寬比或高寬比h/b4h/b4的鋼筋混凝土框架辦公樓，的鋼筋混凝土框架辦公樓，柱軸向變形引起的頂點位移約占框架梁柱彎曲變形引起的頂點柱軸向變形引起的頂點位移約占框架梁柱彎曲變形引起的頂點側移的側移的5%5%11%11%。3.2 .5側移計算側移計算3.2 .4修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分

30、析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法框架結構除了要保證梁的撓度不超過規定值外，尚框架結構除了要保證梁的撓度不超過規定值外，尚應驗算結構的側向位移。結構側向位移的驗算包括應驗算結構的側向位移。結構側向位移的驗算包括層間位移和頂點位移，要求分別滿足：層間位移和頂點位移，要求分別滿足：三、側移的限值/huhuhuhu3.2 .5側移計算側移計算3.2 .4修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法3.2.6 框架結構的 效應 p結構的內力分析一般不考慮變形對幾何尺寸的結構的內力分析一般不考慮變

31、形對幾何尺寸的影響。影響。對于圖示框架，水平荷載下的側移將使豎向對于圖示框架，水平荷載下的側移將使豎向荷載荷載p p產生附加內力和變形，這種現象稱為產生附加內力和變形，這種現象稱為 效應。效應。ppp由于由于 效應是在一階側移基礎上產生的，所效應是在一階側移基礎上產生的，所以又稱為二階效應，相應的結構分析稱為二階以又稱為二階效應，相應的結構分析稱為二階分析。分析。二階分析屬非線性分析，相當復雜，目前采用二階分析屬非線性分析，相當復雜，目前采用柱計算長度的方法近似考慮二階效應。柱計算長度的方法近似考慮二階效應。p3.2 .5側移計算3.2 .4修正反彎點法3.2 .3反彎點法框架設計3.2 .1

32、分析模型3.1 組成與布置3.2 結構分析結構分析3.2 .2分層法在層高范圍內，框架柱是等截面的，每個截面具有相同的抗力；在層高范圍內，框架柱是等截面的，每個截面具有相同的抗力；框架柱的彎矩、軸力沿柱高為線性變化（層高范圍內剪力相框架柱的彎矩、軸力沿柱高為線性變化（層高范圍內剪力相等），因而上、下端截面為控制截面。等），因而上、下端截面為控制截面。3.4.1 設計內力3.4 框架結構構件設計一、控制截面框架梁兩端的剪力和負彎矩最大，跨中正彎矩最大，因而控框架梁兩端的剪力和負彎矩最大，跨中正彎矩最大，因而控制截面有三個：左右端截面和跨中截面。制截面有三個：左右端截面和跨中截面。框架設計3.1

33、組成與布置3.4 .1設計內力設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計二、內力組合框架柱屬偏心受力構件，其最不利內力組合與單層排架柱相同。框架柱屬偏心受力構件，其最不利內力組合與單層排架柱相同。框架梁屬受彎構件，最不利內力組合有：框架梁屬受彎構件，最不利內力組合有：梁端截面的最大彎矩及最大剪力；梁端截面的最大彎矩及最大剪力； 梁跨中截面的最大彎矩。梁跨中截面的最大彎矩。3.3 支撐框架僅考慮荷載效應最大的一項可變荷載，以標準值為代表值僅考慮荷載效應最大的一項可變荷載，以標準值為代表值所有可變荷載以組合值為代表值，簡化組合系數取所有可變荷載以組合值為代表值，簡化組合系數取0.900.90

34、三、荷載效應組合框架結構一般由可變荷載效應控制框架結構一般由可變荷載效應控制, ,基本組合可采用簡化規則：基本組合可采用簡化規則：1.21.2恒載標準值恒載標準值+1.4+1.4樓面活荷載標準值樓面活荷載標準值1.21.2恒載標準值恒載標準值+1.4+1.4風荷載標準值風荷載標準值1.21.2恒載標準值恒載標準值+1.4(0.9+1.4(0.9樓面活荷載標準值樓面活荷載標準值+0.9+0.9風荷載標準值）風荷載標準值）1.21.2重力荷載標準值重力荷載標準值+1.3+1.3地震作用標準值地震作用標準值對抗震設防區尚需考慮地震作用效應組合對抗震設防區尚需考慮地震作用效應組合框架設計3.1 組成與

35、布置3.4 .1設計內力設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架四、豎向活荷載的最不利作用位置四、豎向活荷載的最不利作用位置利用影響線可確定豎向活荷載的最不利作用位置。abc1框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架當豎向活荷載作用下的內力采用分層法計算時，對于梁端彎矩當豎向活荷載作用下的內力采用分層法計算時，對于梁端彎矩只需考慮本層活荷載的最不利布置；只需考慮本層活荷載的最不利布置；對于柱端彎矩只需考慮相鄰上下層的活荷載最不利布置；對于柱端彎矩只需考慮相鄰上下層的活荷載最不利布置；對于柱最大軸力，可

36、根據負荷范圍計算。對于柱最大軸力，可根據負荷范圍計算。五、梁端彎矩調幅前面介紹的框架結構分析采用的是彈性理論，并且假定梁柱節前面介紹的框架結構分析采用的是彈性理論，并且假定梁柱節點是完全剛性的。點是完全剛性的。實際上，當梁端截面首先出現塑性時，將發生內力重分布；另實際上，當梁端截面首先出現塑性時，將發生內力重分布；另外，對于裝配式框架和裝配整體式框架，節點并非完全剛性。外，對于裝配式框架和裝配整體式框架，節點并非完全剛性。為了方便施工，可對豎向荷載下的梁端彎矩進行調幅。為了方便施工，可對豎向荷載下的梁端彎矩進行調幅。調幅系數調幅系數 可取：現澆框架可取：現澆框架0.10.2；裝配整體式框架；裝

37、配整體式框架0.20.3。框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架內力分析得到的梁端彎矩、剪力是指軸線處的，設計時可取梁內力分析得到的梁端彎矩、剪力是指軸線處的，設計時可取梁端柱邊的彎矩和剪力：端柱邊的彎矩和剪力：2)(0bqgvv20bvmm六、設計內力的修正均布荷載均布荷載0vv 集中荷載集中荷載bm0mv0v框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架3.4.2 混凝土框架構件設計一、柱的計算長度現澆樓蓋現澆樓蓋底層柱段底層柱段hl0 . 10其余各層其

38、余各層hl25. 10裝配樓蓋裝配樓蓋底層柱段底層柱段其余各層其余各層hl5 . 10hl25. 10一般剛接框架：一般剛接框架：3.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架二、砼框架梁柱節點al 4 . 0ald15中間層邊節點al中間層中節點al 2 . 1ald5d15al 4 . 03.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架al 5 . 0d12d12頂層中節點alal 5 . 0d12d12頂層邊節點頂層

39、邊節點al 5 . 1（不少于65%的柱筋）d8角筋al 7 . 1d123.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架三、疊疊合梁設計1. 概述是指在預制砼構件上再現澆一層砼形成共同工作的整體構件。是指在預制砼構件上再現澆一層砼形成共同工作的整體構件。組成：預制部分和后澆疊合層組成：預制部分和后澆疊合層施工方法：預制部分吊裝就位后澆疊合層施工方法：預制部分吊裝就位后澆疊合層分類：分類：一階段受力疊合構件（預制部分設有支撐，待后澆層達到設一階段受力疊合構件（預制部分設有支撐，待后澆層達到設計強度后才撤去）計

40、強度后才撤去）二階段受力疊合構件（預制部分不設支撐，因而在澆筑疊合二階段受力疊合構件（預制部分不設支撐，因而在澆筑疊合層時就承受施工荷載。以后又和疊合層一起承受使用荷載）層時就承受施工荷載。以后又和疊合層一起承受使用荷載）3.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架2. 受力特點bhh1h10h0bh0施工階段作用施工階段作用m1cb1cc1sc1m1c1s1mssca1ssa1使用階段作用使用階段作用m22c2s2mssa202hcb2cc2sc2mssca2a02hataz3.4 .2砼構件設計砼構件

41、設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架86 ，疊合梁在施工階段的鋼筋應變、撓度、裂縫寬度大，疊合梁在施工階段的鋼筋應變、撓度、裂縫寬度大于相同條件的整澆梁；于相同條件的整澆梁；可見：21ssc由于 的存在，at)(2222scsscs 在分析開裂截面的應力時通常略去受拉砼的作用。在分析開裂截面的應力時通常略去受拉砼的作用。abcabc區域盡管區域盡管在在m2 2作用下是拉應變，但實際上是在抵消作用下是拉應變，但實際上是在抵消m1 1作用下的壓應變，這作用下的壓應變，這一附加拉力不應忽略，其值用一附加拉力不應忽略，其值用 表示表

42、示 ；atstascssctaahztmhaztm02220222ssahm0222 222mssca202hattz3.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架87 即疊合構件的鋼筋應力、撓度和即疊合構件的鋼筋應力、撓度和裂縫寬度大于相同條件的整澆梁，裂縫寬度大于相同條件的整澆梁，這種現象稱這種現象稱鋼筋應力超前鋼筋應力超前；)()(2121scscss1s1sc2sc2ssm1m21mm 整澆梁整澆梁迭合梁迭合梁 即疊合構即疊合構件壓區邊緣的砼應變小于對應的件壓區邊緣的砼應變小于對應的整澆梁，這種現象

43、稱整澆梁，這種現象稱砼應變滯后砼應變滯后。)(212cccc3. 破壞特征基本同整澆梁。縱向鋼筋屈服后繼續加載，當壓區邊緣砼應變基本同整澆梁。縱向鋼筋屈服后繼續加載，當壓區邊緣砼應變達到極限壓應變時，構件破壞。達到極限壓應變時，構件破壞。3.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架4. 設計方法施工階段施工階段（第一階段）按簡支構件計算預制部分的受彎和受剪承載力。荷載：自重按簡支構件計算預制部分的受彎和受剪承載力。荷載：自重和施工荷載。和施工荷載。使用階段（第二階段）承載能力極限狀態承載能力極限狀態正常使

44、用極限狀態正常使用極限狀態正截面承載力正截面承載力斜截面承載力斜截面承載力疊合面受剪承載力疊合面受剪承載力裂縫寬度（抗裂，對預應力疊合構件）計算裂縫寬度（抗裂，對預應力疊合構件）計算撓度計算撓度計算3.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架混凝土強度取值：混凝土強度取值：抗彎計算：正彎矩取疊合層強度；負彎矩取預制部分強度。抗彎計算：正彎矩取疊合層強度；負彎矩取預制部分強度。抗剪計算：取預制部分和疊合層兩者強度的較小值。抗剪計算：取預制部分和疊合層兩者強度的較小值。疊合面受剪承載力應滿足：疊合面受剪承載力

45、應滿足：0085. 02 . 1hsafbhfvsvyvt一階段荷載和二階段增加的荷載下的鋼筋應力應分別計算。一階段荷載和二階段增加的荷載下的鋼筋應力應分別計算。3.4 .2砼構件設計砼構件設計框架設計3.1 組成與布置3.4 .1設計內力3.2 結構分析3.4 構件設計構件設計3.3 支撐框架3.5.1 基礎類型及其選型柱下條形基礎柱下條形基礎柱下獨立基礎柱下獨立基礎3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架十字形基礎十字形基礎3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型類型3.2 結構分析3.4

46、構件設計3.3 支撐框架片筏基礎片筏基礎梁板式片筏基礎梁板式片筏基礎3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架93片筏基礎片筏基礎平板式片筏基礎平板式片筏基礎3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架樁基礎樁基礎樁樁預制樁預制樁灌注樁灌注樁機械打樁機械打樁振動打樁振動打樁靜力壓樁靜力壓樁鉆孔擴底樁鉆孔擴底樁人工挖孔樁人工挖孔樁沉管灌注樁沉管灌注樁3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.

47、3 支撐框架95單樁承臺單樁承臺雙樁承臺雙樁承臺三樁承臺三樁承臺3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架3.5.2 基礎分析模型 上部結構、基礎和地基是一個整體。為了減少計算工作上部結構、基礎和地基是一個整體。為了減少計算工作量，簡化分析模型常將上部結構與地基基礎分開分析；量，簡化分析模型常將上部結構與地基基礎分開分析；任何一種分析模型都必須滿足上部結構與基礎、基礎與任何一種分析模型都必須滿足上部結構與基礎、基礎與地基之間的力的平衡和變形協調條件；地基之間的力的平衡和變形協調條件；基礎受到來自上部結構的荷載和地基反力，

48、前者通過上基礎受到來自上部結構的荷載和地基反力，前者通過上部結構內力分析得到，后者涉及地基模型。部結構內力分析得到，后者涉及地基模型。3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架97一、地基模型文克勒地基模型地基上任一點所受的壓力強度地基上任一點所受的壓力強度p與該點的地基沉降與該點的地基沉降s成正比，成正比，ksp k稱為基床系數。稱為基床系數。某點沉降與其他點上作用的壓力無關，可以將地基看成一個個某點沉降與其他點上作用的壓力無關，可以將地基看成一個個獨立的土柱，類似一根根彈簧，該模型又稱為彈簧地

49、基模型。獨立的土柱，類似一根根彈簧，該模型又稱為彈簧地基模型。按照這一模型，地基沉降只發生在基地范圍內，附加應力不會按照這一模型，地基沉降只發生在基地范圍內，附加應力不會擴散。比較適用土層厚度不超過梁或板的短邊寬度一半的薄壓擴散。比較適用土層厚度不超過梁或板的短邊寬度一半的薄壓縮層地基。縮層地基。3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架98半空間地基模型彈性半空間表面作用豎向集中荷載彈性半空間表面作用豎向集中荷載p時，任一點地基表面的沉降時，任一點地基表面的沉降可表示為可表示為222)1 ()0

50、 ,(yxepyxws該模型的擴散范圍往往超過實際情況。該模型的擴散范圍往往超過實際情況。壓縮層地基模型該模型能較好地反映地基土擴散應力和應變的能力，容易考該模型能較好地反映地基土擴散應力和應變的能力，容易考慮到土層沿深度和平面上的變化及非勻質性。慮到土層沿深度和平面上的變化及非勻質性。3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架二、基礎模型剛性基礎模型剛性基礎模型假定：基礎假定：基礎剛度無限大剛度無限大基礎沉降基礎沉降線性分布線性分布地基沉降地基沉降線性分布線性分布基礎與地基之間基礎與地基之間需保

51、持變形協調需保持變形協調基礎受荷后僅基礎受荷后僅發生剛體位移發生剛體位移地基反力地基反力線性分布線性分布根據文克勒根據文克勒地基模型地基模型求出地求出地基反力基反力根據靜力根據靜力平衡條件平衡條件3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架maxpminpmaxpminpmaxpminp倒梁法模型倒梁法模型上部結構上部結構剛度很大剛度很大maxpminp靜力法模型靜力法模型上部結構上部結構剛度很小剛度很小3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5 .1類型3

52、.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架彈性基礎模型地基系數法根據基礎梁的撓度等于地基沉降以及地基沉降與基底反力之間根據基礎梁的撓度等于地基沉降以及地基沉降與基底反力之間的關系建立基礎梁的彈性撓曲線微分方程；的關系建立基礎梁的彈性撓曲線微分方程；p0wpmdxwdei22基礎梁撓度微分方程為基礎梁撓度微分方程為xqdxdmbpqdxdqbkwdxwdei44kwp 04444wdxwd其中44eibk3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架102求解微分方程，利用邊界條件確定積分常數；求解

53、微分方程，利用邊界條件確定積分常數；)sincos()sincos(4321xcxcexcxcewxx求得基礎梁的撓度后，利用撓度與截面彎矩、剪力的關系，得求得基礎梁的撓度后，利用撓度與截面彎矩、剪力的關系，得到基礎梁截面內力。到基礎梁截面內力。22dxwdeimqdxdmbkpwx200集中力集中力p0作用于無限長梁時，作用點的沉降為：作用于無限長梁時，作用點的沉降為：3.5.2 分析模型分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架3.5.3 條形基礎設計一、內力分析確定基底反力和基礎底面尺寸確定基底反力和基礎底面尺

54、寸b11n1m1nimil112minmax6blmblnppmaxpminpaafpfpp2 . 12maxminmax3.5.2 分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架3.5.3 條基設計條基設計靜力法基礎梁內力計算用地基凈反力。基礎梁內力計算用地基凈反力。基礎梁受柱子內力和地基凈反力，用截面法可求出任一截面的基礎梁受柱子內力和地基凈反力，用截面法可求出任一截面的彎矩和剪力。彎矩和剪力。倒梁法按連續梁計算。按連續梁計算。支座反力可能與柱子軸力不相等。支座反力可能與柱子軸力不相等。將兩者的差值均勻分布在相應支座

55、兩側將兩者的差值均勻分布在相應支座兩側各各1/31/3跨度范圍內作為基底反力的調整值，跨度范圍內作為基底反力的調整值，再進行連續梁分析，直至兩者基本吻合。再進行連續梁分析，直至兩者基本吻合。il1il3/ )(1iill3.5.2 分析模型3.5 基礎設計基礎設計框架設計3.1 組成與布置3.5.1類型3.2 結構分析3.4 構件設計3.3 支撐框架3.5.3 條基設計條基設計靜力法與倒梁法的比較除非用倒梁計算出的支座反力未經調整剛好等于柱軸力，兩除非用倒梁計算出的支座反力未經調整剛好等于柱軸力，兩者的結果才會一致。者的結果才會一致。上部結構剛度較小時，靜力法較適用；上部結構剛度較大時，上部結構剛度較小時，靜力法較適用；上部結構剛度較大時，倒梁法較適用；必要時可參考上述兩種簡化計算結果的內力包絡倒梁法較適用；必要時可參考上述兩種簡化計算結果的內力包絡圖進行截面設計。圖進行截面設計。靜力法通過將柱子內力直接作用于基礎來滿足力的