建筑结构

新疆建设职业技术学院XINJIANG CONSTRUCTION VOCATIONAL TECHNOLOGY COLLEGE

建筑结构

新疆建设职业技术学院土木工程系

建筑结构精品课BUILDING STRUCTURE EXCELLENT COURSES

第十三章框架结构设计•13.1 框架的结构形式和布置原则

•13.1.1 框架结构的组成特点

• 组成：横梁、立柱和基础

•特点：平面布局灵活，易于设置大房间的需要，承受竖向荷载很合理。框架的抗侧刚度小，抵抗水平荷载能力较差。



• 13.1.2 结构布置•13.1.2.1 平面布置

• 平面布置首先是确定柱网，即柱在平面图上的位置。

• 1 、柱网布置

• 2 、承重框架的布置

• 框架的布置方案分为横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架承重等几种类型。（见下页图）



横向框架承重纵向框架承重

纵横向混合承重（预制板、现浇板）纵横向混合承重（井式楼盖）



• 13.1.2.2 竖向布置

• 框架结构竖向布置是指确定结构沿竖向的变化情况，在满足建筑功能要求的同时，应尽可能使其规则简单。

• 13.1.2.3 构件的选型

• 框架梁的截面一般为矩形、十字形或花篮形，在装配整体式框架中，也可以做成叠合梁。

• 其截面尺寸： • h=(1/8~1/12)l0

• b=(1/2~1/3)h



• 框架柱截面形式常为矩形或正方形。有时，也可以设计成圆形、八角形。

• 框架柱的截面尺寸可根据承受的竖向荷载估算。

• 抗震设计时： •Ac>N/(μfc)

• 一般情况下，柱的长边与主要承重框架方向一致。柱的截面尺寸不宜太小，柱净高与截面长边之比宜大于 4 ，尽量避免短柱。



• 13.1.3 框架结构的计算简图• 13.1.3.1 计算单元的确定

横向平面框架纵向平面框架



•13.1.3.2 跨度与层高的确定

• 在确定框架的计算简图时，梁的跨度取柱轴线之间的距离；底层的层高从基础顶面算起倒二层板底的距离，其余各层的层高取相邻两层楼盖板底倒板底的距离。

•13.1.3.3 构件截面抗弯刚度的确定

• 计算框架梁截面惯性矩 I 时应考虑楼板的影响。

• 对现浇楼盖梁，中框架取 I=2I0 ，边框架取 I=1.5I0. 。



第十三章框架结构设计• 13.2 竖向荷载作用下框架的内力分析

• 内力的近似计算方法：分层法、弯矩二次分配法



计算简图

•分层法



•框架在荷载作用下的内力

M 图

V图

－－

N图



第十三章框架结构设计• 13.3 水平荷载作用下框架的内力近似计算

•内力的近似计算方法：反弯点法、 D 值法•13.3.1 反弯点法

•反弯点法计算假定：①框架横梁刚度无穷大——无变形；• ② 各层柱上下端节点转角相同：各柱反弯点位于柱中点，底层柱位于距柱底 2/3 层高处。

•反弯点法适用范围：梁柱刚度之比值 Ib/Ic≥3



•13.3.2 D 值法

•D 值法适用范围：梁柱刚度之比值 ib/ic ＜ 3

•反弯点法计算误差：① 假定 ib/ic ＝∞：横梁无变形，节点无转角；② 假定各层柱上下端节点转角相同，反弯点位于柱中点。

•D 值法——修正反弯点法修正①：柱的侧移刚度修正②：调整反弯点高度



框架在水平荷载作用下的内力

M 图

V图

N图

－+ + －



第十三章框架结构设计• 13.4 框架侧移近似计算•控制框架的侧移包括两部分内容：

•控制框架顶点的最大侧移；

•控制框架层间相对位移；•框架结构的变形由两部分组成：

•原因：柱轴向变形不一致引起；

•特点：愈往上层间侧移愈大弯曲变形：



• 框架结构的变形由两部分组成：

剪切变形：原因：梁、柱弯曲变形引起。

特点：愈往上层间侧移愈小。

总体剪切变形



弯曲变形：原因：柱轴向变形不一致引起。

特点：愈往上层间侧移愈大

总体弯曲变形



•13.4.1 由框架梁柱弯曲变形引起的位移

m

iji

jj

D

V

1

•13.4.2 由轴线变形引起的位移 ΔN

nfBEA

FHN 2

1

3



• 13.4.3 弹性侧移的限值

•框架结构的顶点纵侧移 Δ 和层间侧移 Δu 应分别满足以下要求：

hh

HH

uu



第十三章框架结构设计

• 13.5 内力组合

•13.5.1 控制截面

对于框架柱，取各层柱的上、下端截面作为控制截面；

对于框架梁，端部支座截面和跨中截面为控制截面。



• 13.5.2 最不利内力组合

端部支座截面

+Mmax ：确定梁端底部纵筋

-Mmax ：确定梁端顶部纵筋

Vmax ：确定箍筋及弯起钢筋

框架梁



+Mmax ：确定梁下部纵筋

-Mmax ：确定跨中可能的顶部纵筋

跨中截面

框架柱端部截面

│Mmax│ 及相应的 N 、 V

Nmin 及相应的 M 、 V

Nmax 及相应的 M 、 V



第十三章框架结构设计• 13.6 框架结构构件设计

•13.6.1 框架柱的计算长度《规范》规定：对一般多层房屋的框架柱，计算长度按下表：

楼盖类型柱段位置计算长度现浇楼盖底层 1.0H

其余各层 1.25H

装配式楼盖底层 1. 25H

其余各层 1. 25H



• 13.6.2 框架节点构造要求

•我国目前在框架结构设计中，要求在框架节点区的混凝土强度等级不应低于柱子的混凝土强度等级。

1 、现浇框架节点构造

中间层中间节点

•梁上部纵筋：应贯穿中间节点，该钢筋自柱边伸向跨中的截断位置，应根据梁端及弯矩确定。



框架梁下部纵筋在中间节点处应满足：

1 ）当计算中不利用钢筋强度时：伸入节点 las≮%12d 。

2 ）计算充分利用抗拉强度时，下部纵筋应锚固在节点内：

直线锚固：≮ la ；

弯折锚固：水平段≮ 0.4la ，竖直段上弯 15d ；节点外搭接：节点外M较小处设接头 ll≮% la 。





• 3 ）计算中充分利用抗压强度时，节点直线锚固：≮ 0.7la 。

柱纵筋应贯穿中间节点



中间层端节点

1 ）梁上部纵筋在端节点锚固：

①直线锚固：≮ la ，且伸过柱中心线≮ 5d 。 ② 弯折锚固：伸至节点对边并向下弯折，弯前水平段≮ 0.4 la ，弯后垂直段长度≮ 15d 。

2 ）梁下部纵筋：锚固要求同中间层中间节点。

3 ）柱纵筋同中间层中间节点。



顶层中间节点

柱内纵筋应伸入顶层中间节点并在梁中锚固。

①直线锚固：≮ la ，且必须伸至柱顶；



② 弯折锚固 1 ：柱筋伸至柱顶向节点内弯折，弯折前垂直段长度≮ 0.5 la ，弯折后水平段长度≮ 12d ；

③弯折锚固 2 ：当顶层有现浇板 h≮%80mm且≮ C20 时，可向外弯入框架梁和现浇板内，弯折后水平段长度≮ 12d 。



框架梁纵筋同中间层中间节点

顶层端节点

柱内侧纵筋伸入节点锚固 ------- 同顶层中间节点。

梁下部纵筋伸入节点锚固 ------- 同中间层中间节点。

柱外侧纵筋与梁上部纵筋在节点内搭接连



伸入梁内柱筋截面≮柱外侧纵筋的65% 。当外侧柱筋 ρ ＞ 1.2 时，伸入梁内柱筋宜分两批截断，断点距离≮ 20d 。

当梁上部纵筋 ρ ＞ 1.2 时，弯入柱外侧的梁上部纵筋宜分两批截断，断点距离≮ 20d 。



• 节点箍筋设置

作用：约束柱筋和节点核芯区混凝土。

构造：同柱中，但间距≯ 200mm 。

中节点（四边均有梁）—可只设沿周边箍筋，即不设复合箍筋。顶层端节点采用柱顶外侧直线搭接时—应符合纵筋 ll 内箍筋的构造要求。



•填充墙构造要求

采用砌体填充墙，必须与框架牢固连接。

① 与框架梁底须用块材“塞紧”；

② 与框架柱间应紧密接触，沿高度每隔若干皮砖用2Φ 6 钢筋与柱拉结。



•谢谢大家！

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