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1、1 楼盖竖向荷载的传力路线与一般楼盖完全相同，即对普通现浇梁楼盖竖向荷载的传力路线与一般楼盖完全相同，即对普通现浇梁板结构来说可分为单向板或双向板，当板结构来说可分为单向板或双向板，当l1 1/l2 22 2 时为单向板，荷载向时为单向板，荷载向短跨方向传递；当短跨方向传递；当l1/l22 时为双向板，荷载向两个方向传递。时为双向板，荷载向两个方向传递。双向框架承重方案双向框架承重方案横向框架承重方案横向框架承重方案纵向框架承重方案纵向框架承重方案第1页/共87页2 横向框架承重方案横向框架承重方案。由于横向框架梁截面高度较大，使该方。由于横向框架梁截面高度较大，使该方向的抗侧移刚度增大，有利
2、于抵抗该方向的水平荷载，但由于梁向的抗侧移刚度增大，有利于抵抗该方向的水平荷载，但由于梁高加大，使房屋的净高减小，不利于纵向管道布置。高加大，使房屋的净高减小，不利于纵向管道布置。纵向框架承重方案纵向框架承重方案。由于横向框架梁高度减小，有利于纵向。由于横向框架梁高度减小，有利于纵向管道布置，但横向框架刚度减小，对结构抗侧移不利。管道布置，但横向框架刚度减小，对结构抗侧移不利。目前，预制板用得极少，绝大多数框架结构均为目前，预制板用得极少，绝大多数框架结构均为双向框架承双向框架承重方案重方案。5.2 5.2 框架梁柱截面尺寸估算及材料强度等级选择框架梁柱截面尺寸估算及材料强度等级选择一、框架一
3、、框架梁截面尺寸估算梁截面尺寸估算 框架梁的截面尺寸应由框架梁的截面尺寸应由刚度条件刚度条件初步确定。框架结构的主梁初步确定。框架结构的主梁截面高度可按截面高度可按 确定，且截面高度不宜大于确定，且截面高度不宜大于1/4净跨净跨;截面宽度不宜小于截面宽度不宜小于1/4hb，且不宜小于，且不宜小于200mm。为增加房屋的净空，有时要设计宽度较大的扁梁，这时除要为增加房屋的净空，有时要设计宽度较大的扁梁，这时除要进行承载力计算之外，尚应验算梁的挠度和裂缝是否满足要求。进行承载力计算之外，尚应验算梁的挠度和裂缝是否满足要求。第2页/共87页3二二、框架柱截面尺寸估算、框架柱截面尺寸估算 框架柱宜采用
4、正方形或接近正方形的矩形，两个主轴方向的框架柱宜采用正方形或接近正方形的矩形，两个主轴方向的刚度相差不宜过多，矩形截面长短边之比不宜超过刚度相差不宜过多，矩形截面长短边之比不宜超过3 3，框架柱的，框架柱的截面边长。截面边长。矩形柱矩形柱非抗震非抗震250mm抗震抗震300mm（四级）（四级）400 mm（一、二、三级）（一、二、三级）园形直径园形直径350mm（非抗震和四级）（非抗震和四级）450mm（一、二、三级）（一、二、三级）柱净高与截面长边之比宜大于柱净高与截面长边之比宜大于4。高规要求高规要求第3页/共87页4 在在初步设计时，柱截面尺寸可按轴压比确定。初步设计时，柱截面尺寸可按轴
5、压比确定。0.65 0.65（一级）（一级）0.75 0.75（二级）（二级）0.85 0.85（三级）（三级）1.01.0（四级或非抗震）（四级或非抗震）轴压比为轴压比为（一三级）（一三级）（四级或非抗震）（四级或非抗震）框架在竖向荷载作用下的轴力估算值。框架在竖向荷载作用下的轴力估算值。柱支撑的楼板面积柱支撑的楼板面积楼层数楼层数（11111414）1.251.25 第4页/共87页5 三、混凝土强度等级三、混凝土强度等级 当按一级抗震等级设计时，混凝土强度等级不宜低于当按一级抗震等级设计时，混凝土强度等级不宜低于C30C30，按二四级和非抗震设计时，混凝土强度等级应按二四级和非抗震设计时
6、，混凝土强度等级应C20C20。梁柱混凝土强度等级差别不宜过大。梁柱混凝土强度等级差别不宜过大。当当柱柱混凝土强度等级较高时，若混凝土强度等级较高时，若梁柱梁柱混凝土强度相同混凝土强度相同浪浪费水泥；若费水泥；若梁梁比比柱柱混凝土强度低太多混凝土强度低太多节点承载力不易满足。节点承载力不易满足。为保证框架结构的延性，柱在为保证框架结构的延性，柱在9 9度区混凝土宜度区混凝土宜C60C60；8 8度区度区宜宜C70 C70。为节省梁（包括板）中的水泥用量，梁混凝土强度等级宜为节省梁（包括板）中的水泥用量，梁混凝土强度等级宜C40C40。抗震设计时，一、二、三级框架应验算节点核心区的承载力抗震设计
7、时，一、二、三级框架应验算节点核心区的承载力（节点核心区的验算可按现行国家标准（节点核心区的验算可按现行国家标准混凝土结构设计规混凝土结构设计规 范范GB50010的有关规定执行）。的有关规定执行）。第5页/共87页65.3 5.3 计算单元及计算简图计算单元及计算简图一、计算单元一、计算单元 框架结构为空间结构，应取整体结构为计算单元，按空间框框架结构为空间结构，应取整体结构为计算单元，按空间框架进行内力及位移的计算，但对平面布置比较规则，柱距及跨度架进行内力及位移的计算，但对平面布置比较规则，柱距及跨度相差不多的框架结构，计算中可将空间框架简化为平面框架，在相差不多的框架结构，计算中可将空
8、间框架简化为平面框架，在各榀框架中，选出一榀或几榀有代表性的平面框架作为计算单元，各榀框架中，选出一榀或几榀有代表性的平面框架作为计算单元，每榀框架按其负荷面积每榀框架按其负荷面积 承担荷载。承担荷载。第6页/共87页7框架结构计算简图示意框架结构计算简图示意恒荷载恒荷载竖向活荷载竖向活荷载风荷载风荷载地震作用地震作用二、计算简图二、计算简图 计算简图是由计算模型及其作用在其中的荷载共同构成的。计算简图是由计算模型及其作用在其中的荷载共同构成的。框架结构的计算模型是由梁柱的截面几何轴线确定的，框架柱在框架结构的计算模型是由梁柱的截面几何轴线确定的，框架柱在其顶面按固结考虑。其顶面按固结考虑。第
9、7页/共87页8梁、柱的截面惯性矩：梁、柱的截面惯性矩：柱按实际截面计算；柱按实际截面计算；梁应考虑楼板的作用，当采用现浇楼盖时楼板可作为框架梁应考虑楼板的作用，当采用现浇楼盖时楼板可作为框架的翼缘，按的翼缘，按T形截面计算其惯性矩。翼缘有效宽度为梁每侧形截面计算其惯性矩。翼缘有效宽度为梁每侧6倍倍板厚，然后按板厚，然后按T型或倒型或倒L型计算惯性矩。工程中为简化计算，可型计算惯性矩。工程中为简化计算，可按下式计算梁的惯性矩：按下式计算梁的惯性矩：一边有楼板一边有楼板 I I=1.5I I0 0 两边有楼板两边有楼板 I I=2.0I I0 0 I I0 0为为梁矩形部分的惯性矩。梁矩形部分的
10、惯性矩。当框架梁为有加腋的当框架梁为有加腋的变截面梁时，如变截面梁时，如I Iend/I/Imid4，可不考虑加腋的影，可不考虑加腋的影响。响。第8页/共87页95.4 5.4 框架结构的内力及侧移计算框架结构的内力及侧移计算一、框架在竖向荷载作用下的近似计算方法一、框架在竖向荷载作用下的近似计算方法分层法分层法假定：假定：1.框架在竖向荷载作用下，结点侧移忽略不计；框架在竖向荷载作用下，结点侧移忽略不计；2.每层梁上的荷载对其他各层梁内力的影响忽略不计。每层梁上的荷载对其他各层梁内力的影响忽略不计。开口框架的支座设为固定端与实际不符。为消除由开口框架的支座设为固定端与实际不符。为消除由此带来
11、的误差，除底层外，其它各层柱的线刚度均此带来的误差，除底层外，其它各层柱的线刚度均乘以乘以 0.9，并取柱的弯矩传递系数为，并取柱的弯矩传递系数为1/3。第9页/共87页10分层后，各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。分层后，各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。最终弯矩取法为：最终弯矩取法为：框架梁的最终弯矩即为各开口框架算得的弯矩；框架梁的最终弯矩即为各开口框架算得的弯矩；框架柱的弯矩，由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。框架柱的弯矩，由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。最后算得的各梁柱弯矩在节点处一般不平衡，但误差不大。如有需要，可将最后算得的各梁柱弯矩在节点处一般不平衡，但误
12、差不大。如有需要，可将节点不平衡弯矩再分配一次。节点不平衡弯矩再分配一次。第10页/共87页11例题：用分层法计算下图所示框架的弯矩图，括号内的例题：用分层法计算下图所示框架的弯矩图，括号内的数字表示每根杆件的线刚度数字表示每根杆件的线刚度 i=EI/l第11页/共87页12分层后的开口框架：分层后的开口框架：第12页/共87页13第13页/共87页14弯矩分配法的计算步骤：弯矩分配法的计算步骤：1、分配系数、分配系数当远端为铰接时，采用折算线刚度当远端为铰接时，采用折算线刚度当远端为滑动铰支座时，采用折算线刚度当远端为滑动铰支座时，采用折算线刚度2、固端弯矩：根据、固端弯矩：根据建筑结构静力
13、计算手册建筑结构静力计算手册表表2-4、表、表2-5或根据结构力学或根据结构力学教材查用，弯矩方向：对节点逆时针旋转为正（可任意，但要统一）。教材查用，弯矩方向：对节点逆时针旋转为正（可任意，但要统一）。3、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和M）：首先分配有）：首先分配有较大不平衡弯矩的节点（用较大不平衡弯矩的节点（用M计算各杆分配弯矩，并在其下划一横线，以计算各杆分配弯矩，并在其下划一横线，以示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的远端传递弯矩（梁和底层示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的远端传递弯矩（梁和底层柱
14、，传递系数为柱，传递系数为1/2，其他各层柱为，其他各层柱为1/3）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不计时，即可停止进行。以忽略不计时，即可停止进行。4、各杆端的最终弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数、各杆端的最终弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数和。和。第14页/共87页15分配系数：分配系数：第15页/共87页16弯矩分配法的计算步骤：弯矩分配法的计算步骤：1、分配系数、分配系数当
15、远端为铰接时，采用折算线刚度当远端为铰接时，采用折算线刚度当远端为滑动铰支座时，采用折算线刚度当远端为滑动铰支座时，采用折算线刚度2、固端弯矩：根据、固端弯矩：根据建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册表表2-4、表、表2-5或根据结构力学或根据结构力学教材查用，弯矩方向：对节点逆时针旋转为正（可任意，但要统一）。教材查用，弯矩方向：对节点逆时针旋转为正（可任意，但要统一）。第16页/共87页17固端弯矩：固端弯矩：分配系数：分配系数：第17页/共87页18-13.1313.13-7.327.32第18页/共87页19弯矩分配法的计算步骤：弯矩分配法的计算步骤：1、分配系数、分配系数当远端为
16、铰接时，采用折算线刚度当远端为铰接时，采用折算线刚度当远端为滑动铰支座时，采用折算线刚度当远端为滑动铰支座时，采用折算线刚度2、固端弯矩：根据、固端弯矩：根据建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册表表2-4、表、表2-5或根据结构力学或根据结构力学教材查用，弯矩方向：对节点逆时针旋转为正（可任意，但要统一）。教材查用，弯矩方向：对节点逆时针旋转为正（可任意，但要统一）。3、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和M）：首先分配有）：首先分配有较大不平衡弯矩的节点（用较大不平衡弯矩的节点（用M计算各杆分配弯矩，并在其下划一横线，以计算各
17、杆分配弯矩，并在其下划一横线，以示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的远端传递弯矩（梁和底层示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的远端传递弯矩（梁和底层柱，传递系数为柱，传递系数为1/2，其他各层柱为，其他各层柱为1/3）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不计时，即可停止进行。以忽略不计时，即可停止进行。4 4、各杆端的最终弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数、各杆端的最终弯矩：即为各杆端的
18、固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数和。和。第19页/共87页20-13.138.774.3813.13-7.327.32-6.32-3.16-2.48-3.32-1.23-1.24-1.660.834.36-1.00.410.421.430.230.72-0.40-0.54-0.20-4.7715.05-13.620.774.77-0.771.59-0.26-1.43-0.48第20页/共87页21第21页/共87页22(单位：kN-m)第22页/共87页23二、框架在水平荷载作用下的内力近似计算二、框架在水平荷载作用下的内力近似计算反弯点法反弯点法1.反弯点法的基本假定：（对于层数不多，柱截
19、面较小，梁柱线刚度比反弯点法的基本假定：（对于层数不多，柱截面较小，梁柱线刚度比3的的框架，为简化计算，可作如下假定。）框架，为简化计算，可作如下假定。）1）在确定各柱剪力时，假定框架梁刚度无限大，即各杆端无转角，且同一）在确定各柱剪力时，假定框架梁刚度无限大，即各杆端无转角，且同一层具有相同的水平位移；层具有相同的水平位移；2）底层柱的反弯点在距柱底）底层柱的反弯点在距柱底2/3h处，其它各层柱的反弯点在处，其它各层柱的反弯点在1/2h处。处。第23页/共87页242.柱剪力与位移的关系：柱剪力与位移的关系：第24页/共87页253.各柱剪力值的确定：各柱剪力值的确定：第25页/共87页26
20、4.计算步骤：计算步骤：1）按上面公式）按上面公式（4 4）求出框架中各柱的剪力；求出框架中各柱的剪力；2）取底层柱的反弯点在距柱底）取底层柱的反弯点在距柱底2/3h处，其它各层柱的反弯点在处，其它各层柱的反弯点在1/2h处。处。3）求柱端弯矩：）求柱端弯矩：底层柱上端底层柱上端底层柱下端底层柱下端其余各层柱上下端其余各层柱上下端（4）求梁端弯矩：）求梁端弯矩：边跨外边缘处的梁端弯矩边跨外边缘处的梁端弯矩中间支座处的梁端弯矩中间支座处的梁端弯矩第26页/共87页27三、框架在水平荷载作用下的内力近似计算方法三、框架在水平荷载作用下的内力近似计算方法D D值法值法 D D值法又称改进反弯点法。当
21、柱截面较大，梁柱线刚度比较小时，若采用值法又称改进反弯点法。当柱截面较大，梁柱线刚度比较小时，若采用反弯点法误差较大。反弯点法误差较大。D D值法主要针对柱的抗侧移刚度及反弯点位置进行改进，以求得较准确的值法主要针对柱的抗侧移刚度及反弯点位置进行改进，以求得较准确的内力解。内力解。1.改进后的柱抗侧移刚度改进后的柱抗侧移刚度D D：式中式中柱侧移刚度修正系数（又称节点转动影响系数）；柱侧移刚度修正系数（又称节点转动影响系数）；柱的线刚度；柱的线刚度；层高。层高。与反弯点法的抗侧移刚度与反弯点法的抗侧移刚度相比，可知相比，可知D D值法在计算柱的侧移刚度值法在计算柱的侧移刚度时考虑了节点转动带来
22、的影响（即时考虑了节点转动带来的影响（即 ），因此提高了计算精度。），因此提高了计算精度。第27页/共87页28第28页/共87页292.柱的反弯点高度柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度 可由下式计算：可由下式计算：反弯点高度比；反弯点高度比；标准反弯点高度比，按教材表标准反弯点高度比，按教材表5.25.2或表或表5.35.3查用；查用；考虑上下层梁刚度不同时，对反弯点高度比的修正值，考虑上下层梁刚度不同时，对反弯点高度比的修正值，按教材表按教材表5.45.4查用；查用；分别为考虑上下层层高变化时反弯点高度比的修正值，分别为考虑上下层层高变化时反弯点高度比的修正值，按教材表按教
23、材表5.55.5查用。查用。第29页/共87页30第30页/共87页31第31页/共87页32第32页/共87页33第33页/共87页34底层底层第34页/共87页35顶层顶层底层底层第35页/共87页363.D3.D值法计算步骤值法计算步骤 当按上述当按上述1 1、2 2中的方法求出各柱的中的方法求出各柱的D D值及反弯点高度值及反弯点高度yhyh之后，框架的内之后，框架的内力计算步骤为：力计算步骤为：1 1）各柱的剪力）各柱的剪力2）内力计算步骤同反弯点法。）内力计算步骤同反弯点法。第第i i根柱的根柱的D D值值;第第i i根柱根柱所在楼层所有柱的所在楼层所有柱的D D值之和值之和;第第
24、i i根柱所在楼层以上所有水平力之和。根柱所在楼层以上所有水平力之和。式中式中第36页/共87页37例题：用例题：用D D值法求图示框架内力（值法求图示框架内力（M M、V V、N N图）。图）。第37页/共87页38第38页/共87页39求柱剪力：求柱剪力：第39页/共87页40第40页/共87页41求柱剪力：求柱剪力：第41页/共87页42求反弯点高度比求反弯点高度比y y：第42页/共87页43第43页/共87页44求反弯点高度比求反弯点高度比y y：第44页/共87页45底层底层第45页/共87页46求反弯点高度比求反弯点高度比y y：第46页/共87页47顶层顶层底层底层第47页/共
25、87页48求反弯点高度比求反弯点高度比y y：第48页/共87页49求柱端弯矩：求柱端弯矩：（弯矩单位：（弯矩单位：KN-mKN-m）第49页/共87页50（弯矩单位弯矩单位：KN-m）弯矩图：弯矩图：第50页/共87页51四、框架结构水平位移计算四、框架结构水平位移计算 框架结构的水平位移是由梁柱弯曲变形框架结构的水平位移是由梁柱弯曲变形uM产生的侧移和柱轴向变形产生的产生的侧移和柱轴向变形产生的侧移侧移uN之和。之和。uM可由值可由值D法求得，即法求得，即式中式中第51页/共87页52式中：式中：V V0 0框架柱底部总剪力；框架柱底部总剪力；H H 框架总高度；框架总高度；E E 边柱砼
26、弹性模量；边柱砼弹性模量；B B 边柱轴线间距离；边柱轴线间距离；底层一侧边柱的横截面面积。底层一侧边柱的横截面面积。F Fn n侧移系数。侧移系数。第52页/共87页53同理可得均布荷载及倒三角形荷载作用下的同理可得均布荷载及倒三角形荷载作用下的F Fn n算式，此处从略。算式，此处从略。分别为底层、顶层边柱的横截面积。分别为底层、顶层边柱的横截面积。Hj第第j层框架的高度。层框架的高度。为方便计算，将上式制成图表，供设计时查用。为方便计算，将上式制成图表，供设计时查用。第53页/共87页54第54页/共87页55式中：式中：V V0 0框架柱底部总剪力；框架柱底部总剪力；H H 框架总高度
27、；框架总高度；E E 边柱砼弹性模量；边柱砼弹性模量；B B 边柱轴线间距离；边柱轴线间距离；底层一侧边柱的横截面面积。底层一侧边柱的横截面面积。F Fn n侧移系数。侧移系数。柱轴向变性引起的第柱轴向变性引起的第j层的层间相对侧移为：层的层间相对侧移为：柱轴向变性引起的侧移相对较小，所以仅在柱轴向变性引起的侧移相对较小，所以仅在H50或或H/B4的框架中考虑。的框架中考虑。第55页/共87页56梁梁柱柱123上上下下5.5 5.5 框架结构的内力组合及调幅框架结构的内力组合及调幅一、控制截面及最不利内力一、控制截面及最不利内力1、3截面负弯矩及截面负弯矩及剪力大；剪力大；2截面正弯矩大。截面
28、正弯矩大。上下两端截面上下两端截面柱弯矩大。柱弯矩大。支座处弯矩取值支座处弯矩取值1.1.控制截面控制截面第56页/共87页57 在针对控制截面进行内力组合时，应有目的的找出在针对控制截面进行内力组合时，应有目的的找出最不利最不利内力内力，各控制截面的最不利内力如下：，各控制截面的最不利内力如下：梁跨中梁跨中柱端柱端2.2.最不利内力最不利内力梁端梁端第57页/共87页58二、梁端内力调幅二、梁端内力调幅调幅目的：一是由于支座弯矩较大，经调幅后，可使其配筋不致过多、便于调幅目的：一是由于支座弯矩较大，经调幅后，可使其配筋不致过多、便于施工；二是由于梁端不是绝对刚性，尤其是装配整体式框架，会有相
29、对角变。施工；二是由于梁端不是绝对刚性，尤其是装配整体式框架，会有相对角变。调幅系数可取调幅系数可取0.80.80.90.9，装配整体式框架可取，装配整体式框架可取0.70.70.80.8。支座弯矩调幅后，跨中弯矩相应增大，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩，支座弯矩调幅后，跨中弯矩相应增大，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩，且要求跨中弯矩不小于按简支梁计算的跨中弯矩的且要求跨中弯矩不小于按简支梁计算的跨中弯矩的1/21/2。应当仅对竖向荷载引起的梁端弯矩进行调幅，水平荷载引起的梁端弯矩不应应当仅对竖向荷载引起的梁端弯矩进行调幅，水平荷载引起的梁端弯矩不应进行调幅。进行调幅。另外，由于没考虑活荷
30、不利布置，应将梁跨中弯矩乘以另外，由于没考虑活荷不利布置，应将梁跨中弯矩乘以1.11.11.31.3的放大系数。的放大系数。梁梁内力调幅及弯矩放大均应在内力组合之前进行。内力调幅及弯矩放大均应在内力组合之前进行。第58页/共87页591.71.7（一级），（一级），1.51.5（二级），（二级），1.31.3（三级）（三级）一、框架柱截面设计要点及构造一、框架柱截面设计要点及构造1.内力设计值调整（非抗震设计不需调整）内力设计值调整（非抗震设计不需调整）1)1)框架柱的弯矩设计值调整框架柱的弯矩设计值调整 抗震设计时抗震设计时,为避免框架为避免框架底层柱根部底层柱根部在地震作用下过早在地震作用
31、下过早出现塑性铰出现塑性铰，导，导致结构倒塌，要求底层下端柱截面的弯矩设计值乘以增大系数：致结构倒塌，要求底层下端柱截面的弯矩设计值乘以增大系数：为体现为体现强柱弱梁强柱弱梁的设计概念，要求对柱端弯矩设计值进行调整。的设计概念，要求对柱端弯矩设计值进行调整。例如，对二、三级框架，要求：例如，对二、三级框架，要求：当不满足上式时，柱的弯矩设计值应按上式右端的数值，按弹性分析的当不满足上式时，柱的弯矩设计值应按上式右端的数值，按弹性分析的弯矩比例进行分配。弯矩比例进行分配。5.6 5.6 截面、节点设计要点及构造要求截面、节点设计要点及构造要求柱端弯矩增大系数。对框架结构，二、三级分别取柱端弯矩增
32、大系数。对框架结构，二、三级分别取1.5 1.5 和和1.31.3。节点左、右梁端截面逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和；节点左、右梁端截面逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和；节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和；节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和；一级框架结构要求更加严格（略）。一级框架结构要求更加严格（略）。第59页/共87页602 2）框架柱的剪力设计值调整）框架柱的剪力设计值调整 根据根据强剪弱弯强剪弱弯的设计概念，要求对的设计概念，要求对抗震设计的框架柱端部截抗震设计的框架柱端部截面的剪力设计值面的剪力设计值进行调整。进行调整。例如，对二、三
33、级例如，对二、三级框架，要求：框架，要求：式中式中 分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面 组合的弯矩设计值，应符合第组合的弯矩设计值，应符合第1 1）条）条“框架柱的弯矩框架柱的弯矩 设计值调整设计值调整”的规定；的规定；柱的净高；柱的净高；柱端剪力增大系数，对框架结构二、三级分别取柱端剪力增大系数，对框架结构二、三级分别取1 13 3、1 12 2。3 3）框架角柱的内力设计值调整）框架角柱的内力设计值调整 抗震设计时，一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的抗震设计时，一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于弯矩、剪力设计值应
34、乘以不小于1.11.1的增大系数（注：框架角柱的增大系数（注：框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计）。应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计）。一级框架结构要求更加严格（略）。一级框架结构要求更加严格（略）。第60页/共87页612.2.截面尺寸校核截面尺寸校核1)1)柱轴压比校核：根据柱的轴力设计值，重新验算轴压比。柱轴压比校核：根据柱的轴力设计值，重新验算轴压比。2)2)柱截面尺寸限制条件：柱截面尺寸限制条件：持久设计状况、短暂设计状况持久设计状况、短暂设计状况地震设计状况地震设计状况第61页/共87页62式中式中 框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架框架柱的剪跨比。反弯
35、点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与计算方向柱，可取柱净高与计算方向2 2倍柱截面有效高度之比值；倍柱截面有效高度之比值；柱端截面未经上述第（柱端截面未经上述第（1 1）、（）、（3 3）条调整的组）条调整的组合弯矩计算值，可取柱上、下端的较大值；合弯矩计算值，可取柱上、下端的较大值；柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值；算值；柱截面计算方向有效高度。柱截面计算方向有效高度。框架柱的剪跨比可按下式计算：框架柱的剪跨比可按下式计算：第62页/共87页63 1 1）柱的配筋计算）柱的配筋计算 柱的配筋计算包括偏压（拉）构件的正截面及斜截面计算。柱的配
36、筋计算包括偏压（拉）构件的正截面及斜截面计算。若无地震作用，配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法相若无地震作用，配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法相同；同；若有地震作用，则偏压柱斜截面承载力计算公式为若有地震作用，则偏压柱斜截面承载力计算公式为3 3柱的配筋计算与构造柱的配筋计算与构造式中式中 框架柱的剪跨比。当框架柱的剪跨比。当133时，取时，取=3=3；NN考虑风荷载或地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当考虑风荷载或地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当N N大于大于 时，取时，取N N等于等于 。偏压构件偏压构件正截面承载力基本公式无变化，仅在有地震作用组合时
37、需考正截面承载力基本公式无变化，仅在有地震作用组合时需考虑虑RERE进行调整。进行调整。对比无地震作用，即持久、短暂设计状况对比无地震作用，即持久、短暂设计状况第63页/共87页64 2 2）柱的纵向钢筋构造要求）柱的纵向钢筋构造要求 框架柱框架柱抗震设计时，抗震设计时，宜采用对称配筋。宜采用对称配筋。非抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率，不应大于非抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率，不应大于6 6（注：不宜大于（注：不宜大于5 5）、不应小于）、不应小于0.50.5。抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率不应大于抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率不应大于5 5、不应小于下表所列、不应小于下表所列的最小配
38、筋百分率。的最小配筋百分率。柱类型柱类型抗抗 震震 等等 级级非抗震非抗震一级一级二级二级三级三级四级四级中柱、边柱中柱、边柱1.01.00 08 80 07 70 06 60.50.5角柱角柱1.11.10.90.90 08 80 07 70.50.5柱纵向受力钢筋最小配筋百分率（柱纵向受力钢筋最小配筋百分率（%）注：注：1 1 当混凝土强度等级大于当混凝土强度等级大于C60C60时，表中的数值应增加时，表中的数值应增加0.10.1；2 2 采用采用335MPa 335MPa 级、级、400MPa 400MPa 级纵向受力钢筋时，应分别按表中数值增加级纵向受力钢筋时，应分别按表中数值增加0.
39、10.1和和 0.05 0.05 采用。采用。对于抗震等级为一级且剪跨比对于抗震等级为一级且剪跨比2的柱，其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于的柱，其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于1.2。边柱、角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算边柱、角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加值增加25。抗震设计及非抗震设计，都要求柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于抗震设计及非抗震设计，都要求柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.20.2；第64页/共87页65 柱端箍筋加密的目的柱端箍筋加密的目的是从构造上提高框架柱塑是从构造上提高框架柱塑性铰区的延性
40、、对混凝土性铰区的延性、对混凝土提供约束，防止纵向钢筋提供约束，防止纵向钢筋压屈和保证受剪承载力。压屈和保证受剪承载力。3 3）柱端箍筋加密的要求）柱端箍筋加密的要求 非抗震设计时，柱纵向钢筋间距不宜大于非抗震设计时，柱纵向钢筋间距不宜大于300mm300mm；抗震设计时，截面尺寸大于抗震设计时，截面尺寸大于400mm400mm的柱，其纵向钢筋间距的柱，其纵向钢筋间距不宜大于不宜大于200mm200mm。柱纵向钢筋净距均不应小于柱纵向钢筋净距均不应小于50mm50mm。第65页/共87页66柱端箍筋加密区范围：柱端箍筋加密区范围：柱长边尺寸柱长边尺寸柱净高柱净高1/61/6500500取较大值
41、；取较大值；2)2)底层柱根以上底层柱根以上1/31/3柱净高的范围；柱净高的范围；3)3)剪跨比剪跨比 不大于不大于2 2的全高范围。的全高范围。4)4)一、二级框架角柱的全高范围；一、二级框架角柱的全高范围；5)5)需要提高变形能力的柱的全高范围；需要提高变形能力的柱的全高范围；6 6）底层柱刚性地面上、下各）底层柱刚性地面上、下各500mm 500mm 的范围的范围。1)1)一般部位为一般部位为 抗震等级抗震等级 箍筋最大间距箍筋最大间距(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最小直径(mm)(mm)一级一级6d6d和和100100的较小值的较小值1010二级二级 8d 8d和和100100的较
42、小值的较小值 8 8三级三级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 8 8四级四级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 6(6(柱根柱根8)8)柱端箍筋加密区的构造要求柱端箍筋加密区的构造要求 柱加密区范围内箍筋除应满足上述要求外，尚应满足体积配箍率的要求，柱加密区范围内箍筋除应满足上述要求外，尚应满足体积配箍率的要求，具体规定详见具体规定详见高规高规。第66页/共87页67柱箍筋形式示例柱箍筋形式示例 第67页/共87页68二、框架梁截面设计要点及构造二、框架梁截面设计要点及构造1.1.内力设计值调整内力设计值调整根据根据强剪弱弯
43、强剪弱弯的设计概念，要求对抗震设计的框架梁端截面的剪力设计值进的设计概念，要求对抗震设计的框架梁端截面的剪力设计值进行调整。例如，行调整。例如，抗震设计时，框架梁端部截面组合的剪力设计值，对二、三级抗震设计时，框架梁端部截面组合的剪力设计值，对二、三级应按下式计算：应按下式计算：式中式中 分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩 设计值；设计值；梁剪力增大系数，二、三级分别取梁剪力增大系数，二、三级分别取1.21.2和和1.11.1；梁的净跨；梁的净跨；梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁
44、分析的梁端截面剪力 设计值设计值。2.2.梁截面尺寸限制条件梁截面尺寸限制条件持久、短暂设计状况持久、短暂设计状况一级框架结构及一级框架结构及9 9 度时的框架结构要求更加严格（略）。度时的框架结构要求更加严格（略）。第68页/共87页69跨高比大于跨高比大于2.52.5的梁的梁 跨高比不大于跨高比不大于2.52.5的梁的梁 式中式中 V梁计算截面的剪力设计值。梁计算截面的剪力设计值。3.3.受压区高度限值受压区高度限值 为保证梁出现为保证梁出现塑性铰塑性铰时具有足够的时具有足够的转动能力转动能力，计入受压钢筋作用的梁，计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度，端截面混凝土受压区高度，一级一
45、级 二、三级二、三级 其他情况，梁端截面混凝土受压区高度限值同普通混凝土受弯构件。其他情况，梁端截面混凝土受压区高度限值同普通混凝土受弯构件。此外，对一、二、三级抗震等级框架中的纵向受力钢筋，要求：此外，对一、二、三级抗震等级框架中的纵向受力钢筋，要求：1 1）钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于）钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.251.25；2 2）钢筋屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于）钢筋屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.31.3；3 3）钢筋最大拉力下的总伸长率不应小于）钢筋最大拉力下的总伸长率不应小于9%9%。地震设计状况地
46、震设计状况第69页/共87页70 正截面抗弯基本公式无变化，仅在有地震作用组合时需考正截面抗弯基本公式无变化，仅在有地震作用组合时需考虑虑RERE进行调整。进行调整。1 1）梁的配筋计算）梁的配筋计算 梁梁的配筋计算包括的配筋计算包括受弯构件的正截面抗弯、斜截面抗剪计算受弯构件的正截面抗弯、斜截面抗剪计算。若无地震作用若无地震作用，配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的，配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法完全相同；计算方法完全相同；若有地震作用若有地震作用，则梁斜截面承载力计算公式，则梁斜截面承载力计算公式4 4梁的配筋计算与构造梁的配筋计算与构造对比无地震作用，即持久、短暂设
47、计状况对比无地震作用，即持久、短暂设计状况地震设计状况，一般框架梁为地震设计状况，一般框架梁为第70页/共87页71情情 况况受拉钢筋最小配筋率受拉钢筋最小配筋率受拉钢筋最大配筋率受拉钢筋最大配筋率支座支座(取较大值取较大值)跨中跨中(取较大值取较大值)一级抗震一级抗震 0.40 0.40和和0 03030和和 梁端不宜大于梁端不宜大于2.52.5，不应大于，不应大于2.752.75；跨中按防止梁超筋跨中按防止梁超筋破坏的要求破坏的要求二级抗震二级抗震 0.30 0.30和和0 02525和和三、四级抗震三、四级抗震 0.25 0.25和和0 02020和和非抗震非抗震 0.20 0.20和和
48、按防止梁超筋按防止梁超筋破坏的要求破坏的要求 纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求：纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求：（1 1）沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，一、）沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm14mm，且分别不应小于梁两，且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1 14 4；三、四级抗震；三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mm12mm；（2 2）一、二、三级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向）
49、一、二、三级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋的直径钢筋的直径不宜过大不宜过大。对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截。对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的面尺寸的1 12020；对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱；对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的截面弦长的1 12020。2 2）梁纵向钢筋构造要求）梁纵向钢筋构造要求 梁纵向受拉钢筋配筋率梁纵向受拉钢筋配筋率 ()限值限值第71页/共87页72 梁端箍筋加密的目的梁端箍筋加密的目的是从构造上对框架是从构造上对框架梁塑性铰区的受压混凝土提供约束，并约束梁塑性铰区的受压混凝土提供约束，并约束纵向受压钢筋，防止它在保
50、护层混凝土剥落纵向受压钢筋，防止它在保护层混凝土剥落后过早压屈，以保证梁端具有足够的塑性转后过早压屈，以保证梁端具有足够的塑性转动能力。动能力。图中（虚线）所示次梁，因不受水平地震图中（虚线）所示次梁，因不受水平地震作用的影响，所以不需做箍筋加密处理。作用的影响，所以不需做箍筋加密处理。3 3）梁端箍筋加密的要求梁端箍筋加密的要求第72页/共87页73抗震设计时，框架梁端箍筋应按下表的要求进行加密。抗震设计时，框架梁端箍筋应按下表的要求进行加密。抗震等级抗震等级加密区长度加密区长度(取较大值取较大值)(mm)(mm)箍筋最大间距箍筋最大间距(取最小值取最小值)(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最