13多层框架结构解析

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第十三章多层框架结构

第十二章多层框架结构

一、填空题：

[①]1、常用的多、高层建筑结构体系框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、筒体结构体系几种类型。

2、框架结构是由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。

3、框架的结构按施工方法的不同，可分为现浇整体式装配式装配整体式三种类型。

[②]4、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定。对于现浇整体式框架梁，中框架梁00.2I I b = ；边框架梁05.1I I b = 。

[②]5、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定：对于装配整体式框架梁，中框架梁05.1I I b =；边框架梁02.1I I b = 。

[②]6、框架梁、柱的线刚度计算公式分别为：l

EI i b b =

、 h

EI i c b =

。

7、多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有：弯矩分配法分层法迭代法等 ]8、弯矩二次分配法的三大要素是：弯矩分配系数因端弯矩传递系数。

9、多层框架在水平荷载作用下内力的计算方法有反弯点法 D 值法（修正反弯点法）两种。 10、框架结构在水平荷载作用下，其侧移由剪切变形、弯曲变形两部分变形组成。

二、判断题：

1、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定（√。

2、框架结构布置原则中，尽可能增加开间、进深的类型，以使结构布置更趋于灵活机动合理。（× ）

3、弯矩二次分配法适用于层数较少竖向对称荷载作用的情况（√ ）。

4、弯矩二次分配法，各杆件的传递系数为

1（× ）。

第十三章多层框架结构

13.1 结构体系及布置
3 框架结构的布置
1）框架结构布置的原则 ①柱网应规则、整齐、间距合理，传力体系合理；减少开间、进深的类型。柱网尺寸指的是建筑的开间和进深（或称跨度）。框架结构柱网平面布置多采用跨度组合式，也采用内廊式。(a)、 (b)、(d)为典型的跨度组合式, (e)为典型的内廊式。
13.1 结构体系及布置
3 框架结构的布置
1）框架结构布置的原则 ②房屋平面应尽可能规整、均匀对称，体型力求简单，以使结构受力合理； ③提高结构总体刚度，减小位移。房屋高宽比不宜过大； ④应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响，设置必要的变形缝（沉降缝、伸缩缝、防震缝的统称）。注：在一般情况下应尽量少设或不设缝，可简化构造，方便施工，降低造价、增强结构的整体性和空间刚度，可从建筑设计、结构设计、和施工（例后浇带）三个方面来采取措施解决问题。
13.1 结构体系及布置
4 框架梁柱截面尺寸 (2) 柱截面尺寸
在抗震设计时，为了保证柱的延性，要求：
A
N
N fc
μN
抗震等级
式中：μN——柱的轴压比，按下表选用。
估计截面轴压比柱的位置中柱边柱
1 0.65 0.60
2 0.70 0.65
3 0.75 0.70
建筑抗震设计规范GB 50011 — 20 X X（送审稿）

13-多层钢筋混凝土框架结构

其他层 =１/２

=2/3;
M M M
l b u c

d c

i l r ib ib i l r ib ib
r b
l b
M M M
r b u c

d c

back
（3）、梁端剪力
V V
l b
r b
M
l b
M l
r b

（4）、柱的轴力节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力。
i1 i2 i1 i 2 i3 i4 ,1 i3 i4 i3 i4 i1 i 2 i3 i4 ,1 i1 i2
反弯点上移y1h。反弯点下移y1h。
计算时可查表１３－３。
（3）、上下层层高变化时反弯点高度比修正值若某柱的上下层层高改变时，反弯点位置也有变化，需要修证。计算时可查表１３－３。
M
内力组合时应将各种荷载作用下梁柱轴线的弯矩值和剪力值换算到梁柱边缘处，然后进行内力组合。
back
2、活荷载布置（1）、逐跨布置法（2）、最不利位置法
（3）、满布法对楼面活荷载标准值 2 不超过 5kN / m 的一般工业与民用多层框架结构，满布荷载法的计算精度和安全度可以满足工程设计要求，为安全起见，满布法对跨中弯矩再乘以1.1～1.2的放大系数。（4）、水平荷载水平荷载有风荷载和水平地震作用，水平荷载应考虑正反两个方向。如果结构对称，风荷载和水平地震作用下的框架内力均为反对称。

多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理

多层建筑是现代城市化发展的产物，大多数现代建筑都是通过框架结构来实现多层和

高层建筑的。框架结构是一种常见的建筑结构形式，它能有效地分散并传递建筑物的重量，使得建筑物更加稳固和安全。在多层建筑的框架结构设计中，仍然存在一些问题需要认真

分析与处理。

一、问题分析

1. 结构稳定性

在多层建筑的框架结构设计中，结构稳定性是首要考虑的问题。多层建筑的框架结构

需要能够承受地震、风力等外部作用力，确保建筑物的整体稳定性。设计中需要考虑结构

的完整性、刚度和抗震性能，以确保结构在受力时不会发生破坏或倒塌。

2. 结构材料选择

在多层建筑的框架结构设计中，结构材料的选择至关重要。不同的结构材料具有不同

的力学性能和耐久性能，需要根据具体的建筑物要求来选用。需要考虑材料的成本和施工

难度，以使得结构设计具有经济性和实用性。

3. 结构设计规范

在多层建筑的框架结构设计中，需要严格遵循相关的设计规范和标准，确保结构设计

具有合理性和安全性。对于不同地区和不同类型的建筑物，需要根据相关规范的要求进行

设计，以满足当地的建筑安全标准和要求。

4. 结构连接与节点设计

多层建筑的框架结构需要考虑结构连接和节点设计，确保结构的整体性和连接的可靠性。连接和节点的设计必须考虑受力情况、结构形式和施工工艺，避免出现结构薄弱点和

安全隐患。

5. 结构重量和荷载分配

多层建筑的框架结构需要考虑结构重量和荷载的分配，确保结构在受力时能够均匀分

散荷载，并尽可能减小结构的自重。合理的结构重量和荷载分配能有效地降低结构的受力

多层框架的结构设计

多层框架的结构设计是一种软件设计方法，可以将程序按照不同的层次进行划分，同时又能适应不同的开发需求。这种设计方法可以减少系统的耦合度，并且可以方便地进行模块化设计、可重用性等工作。在本文中，将介绍多层框架的结构设计，以及如何在软件开发中使用这种方法。

一、多层框架的结构设计

多层框架的结构设计是基于分层的软件设计方法。它把系统分成几个层次，并在每个层次内分配特定的职责。每个层次还有自己的接口，用于与其他层次进行通信。这种分层的设计方法使得程序的不同部分可以分别进行设计、开发和维护，同时也可以控制层次之间的相互影响。多层框架的结构设计通常分为三个层次，分别是：

1.界面层界面层是与用户进行交互的最外层。它提供了一个图形化界面，包括菜单、工具栏、按钮、文本框和图像等控件，方便用户进行操作。界面层的主要任务是将用户的请求传递给业务层，并将业务层的结果显示给用户。同时，界面层还需要对用户的输入进行验证和处理，以确保系统的正确性和安全性。

2.业务层业务层是整个系统的核心部分。它负责处理业务逻辑，包括数据的存储、检索、计算和处理等。在多层框架的结构设计中，业务层通常是最重要的层次。它可以独立于其他

层次进行开发，同时也可以与数据层进行完全的解耦。业务层还可以为多个客户端提供服务，如Web、命令行或API等。在编写业务层代码时，应该尽可能的将其分解成不同的模块，以便于复用和维护。

3.数据层数据层是处理数据的最底层。它负责将数据存储

到数据库中，并提供数据的检索、更新和删除等操作。数据层可以使用统一的数据访问层，也可以使用不同的数据访问技术，如、LINQ或ORM等。数据层的设计应该尽可能的简

建筑结构第13章多层框架结构

13.1 多高层建筑结构体ຫໍສະໝຸດ Baidu简介
13.1.2 多高层建筑的结构体系
3. 框架—剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。在框架—剪力墙结构体系中，竖向荷载分别由框架和剪力墙承担，而水平作用则主要由剪力墙承担。由于这种结构体系具有框架结构和剪力墙结构两者的优点，因此，在公共建筑和办公楼等建筑中得到了广泛应用。
多层多跨框架的组成
缺梁缺柱的框架
13.2 多层框架的结构布置
13.2.1 多层框架结构的组成
按施工方法的不同，混凝土框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式等。现浇式框架的梁、柱、楼板均为现场整体浇筑，故整体性强，抗震性能好，对复杂结构的适应性也好。其缺点是现场施工的工作量大，工期长，模板工程量较大。装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，然后通过焊接拼装后连接成整体的框架结构。由于所有构件均为预制，可实现标准化、工厂化、机械化生产。因此，其施工速度快、生产效率高。但这种结构的预埋件多，而且整体性相对较差，抗震性能不好，在地震区不宜采用。装配整体式框架的梁、柱、楼板均为预制，在构件吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，然后浇筑节点区混凝土及在预制楼板上覆盖现浇钢筋混凝土整浇层，从而将梁、柱、楼板连成整体。装配整体式框架具有良好的整体性和抗震性能，又可采用预制构件，减少现场浇筑混凝土的工作量，因此它兼有现浇式框架和装配式框架的优点。但在节点区仍需连接钢筋和现场浇筑混凝土，施工较为复杂。鉴于目前国内外泵送混凝土技术和商品混凝土的普及，工程大多采用现浇钢筋混凝土框架，而其他形式已经很少见。

第13章钢筋混凝土多层框架结构常见问题解答

1．什么是框架结构？框架结构的特点如何？

答：框架结构是一种由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构

框架结构的特点是：建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。

框架结构广泛在多高层建筑中应用，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。

2．框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围如何？

答：框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围：

民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在6～9米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在6～12米之间。房屋使用中的空间高度要求—层高决定了柱的高度，民用框架结构房屋的层高一般在3～6米之间；工业建筑的层高一般在4～6米之间。

3．框架承重体系按结构体系承受和传递竖向荷载的方式不同可划分为哪三种类型？各有什么特点？

答：框架承重体系按结构体系承受和传递竖向荷载的方式不同一般分为横向框架承重方案，纵向框架承重方案和纵横向框架混合承重方案三种类型。

（1）横向框架承重体系

横向框架承重体系的结构布置见图13-2a。这种承重体系是将楼盖传来的竖向荷载全部由横向框架梁承担，而纵向框架梁仅承受自重和梁上维护墙体的重量。这样，横向框架梁的截面尺寸要比纵向框架梁的大，因此梁的横向框架的刚度也比较大，从而有利于提高房屋的横向侧移刚度。由于横向跨度小于纵向，故而楼板的跨度较为经济合理。

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第13章多层框架结构解析

24 13.2 内力与水平位移近似计算
第13章多层框架
4. 框架梁的截面惯性矩
楼板类型
边框架梁
现浇楼板装配整体式楼板
装配式楼板
I = 1.5I0 I = 1.2I0
I=I0
中框架梁 I = 2.0I0 I = 1.5I0
I=I0
注：
I0为梁按矩形截面计算的惯性矩，I0

1 12
bh3 。
25 13.2 内力与水平位移近似计算
17 13.1 概述
第13章多层框架
3. 变形缝（1）沉降缝设置沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开。沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，各部分能够自由沉降。
18 13.1 概述
第13章多层框架
（2）伸缩缝设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产生裂缝。伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。《砼规范》钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距（m）附录8
H1
基础顶面标高
l01
l02
计算简图
23 13.2 内力与水平位移近似计算
第13章多层框架
2. 节点框架杆件用其轴线表示，杆件之间的连接用节点表示，杆件长度用节点之间的距离表示。
3. 跨度与层高：框架的跨度为框架柱轴线间的距离；框架的层高（除底层柱外）可取各层层高，底层一般自基础顶面至二层楼板顶面，当有整体刚度很大的地下室时，可取至地下室结构的顶部。

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2 结构布置（structural configuration）
框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网布置）和选择结构承重方案，这些均必须满足建筑平面及使用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。
结构布置的一般原则
满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致；满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地
6-9m
6-9m
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好
柱距一般在6-9m之间。
差 13.1结构组成和结构布置
第13章框架结构
而且要考虑结构在荷载作用下受力合理，各构件材料强度能充分发挥。
河北工业大学
13.1结构组成和结构布置
第13章框架结构
框架结构的承重方案（按楼面荷载传递线路不同） 1）横向框架承重。主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置。 2）纵向框架承重。主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置。 3）纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。
体弯曲变形的影响很小。
13.1结构组成和结构布置
第13章框架结构
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框架结构的侧移
13.1结构组成和结构布置
第13章框架结构
河北工业大学
（2）框架结构体系的优缺点
建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐厅等），也

框架结构111讲解

为了降低楼层高度，可将梁设计成宽度较大而高度较小的扁梁，扁梁的截面高度可按(1/18~1/15)l0估算。扁梁
的截面宽度b（肋宽）与其高度h的比值b/h不宜超过3。
加腋梁
柱截面尺寸柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力
按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影
第13章
多层房屋框架结构
第13章多层房屋框架结构
主要内容：
结构组成和结构布置
框架结构的计算简图及荷载
竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算
水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算荷载效应组合和构件设计框架结构的构造要求
重点：
框架结构的计算简图及荷载
反弯点法，Ｄ值法
荷载效应组合
第一节多层框架的结构布置
或井字梁楼盖。
二、柱网尺寸和层高
柱网尺寸和层高一般根据生产工艺、使用要求及建筑和结
构、造价等各方面因素综合考虑后确定。
1.工业厂房一般采用6m柱距。柱网布置方式有内廊式和跨度组合式。（1）厂房常用的跨度有：6m、7.5m、9m、12m。可组成等跨或不等跨厂房，考虑到吊装机械的限制，房屋总宽度一般不超过 36m。（2）厂房的层数取决于生产工艺、运输设备、荷载大小及地质条件。有大中型起重设备的机械厂房以 2～3层居多；其他轻工类厂房多采用4层以上。（3）厂房层高涉及车间工艺设备、管道布置、车间采光等因素。一般底层较楼层高，常用底层层高有 4.2m、4.5m、4.8m、 5.4m、6.0m、7.2m、8.4m；常用楼层层高有3.9m、4.2m、4.5m、 4.8m、5.4m、6.0m、7.2m等。

多层框架结构

抗震设计时，取
N (1.1 ~ 1.2) Nc
要求满足：
0.9 （抗震等级三级） N 0.8 （抗震等级二级） Ac f c 0.7 （抗震等级一级）
1 1 h ( ~ ) l 8 12
混凝土梁
b (1 ~
2 ) h 3
13.2 框架结构内力与侧移的近似计算方法
一、计算单元
i2 ic i 2 ic i2 ic i2 ic i 2
水平荷载简化为节点荷载
一、基本假定框架没有侧移每一层框架梁上的竖向荷载只对本层的梁及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，忽略对其它各层梁、柱的影响。
m Mik Mi i
n Mj Mjl j 1/2 Mlj l
1/2
k Mki
二、简化计算模型i
i 两端固定刚度系数：传递系数：
VAB M M BA 12i AB 2 u AB h h
12ic 抗侧刚度 D 为： D 2 h
对于j层第k柱，其侧移为 u jk ，相应的剪力可表示为
V jk D jk u jk
（物理条件）
3、根据平衡条件、几何条件和物理条件，若层高相同，可求得
V jk
D jk
D
底层柱： M ct1k V1k
M
b c1k
h1 3 2h1 V1k 3

第13章多层框架结构讲义

13.1 框架结构的组成与布置

13.1.1
多层框架结构的组成

框架结构是由梁和柱连成的。梁柱交接处的
框架节点应为刚接并构成双向梁柱抗侧力体系。
柱底应为固定支座，框架梁宜拉通、对直，框架柱宜纵横对齐、上下对中，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。有时也可做成缺柱、内收或有斜向布置的梁等，如图13-1。
13.2.1 框架结构的计算简图

2、节点
节点简化为刚接节点，现浇钢筋混凝土柱

的框架支座为固定支座。
13.2.1 框架结构的计算简图

3、跨度与层高框架梁的跨度取柱子轴线之间的距离，当上下层柱截面尺寸变化时，一般以最小截面的形心线来

确定。

框架的层高即框架柱的长度取相应的建筑层高，
但底层的层高则应取基础顶面到二层楼板顶面之

13.2
框架结构内力与水平位移的
近似计算方法

框架结构是一个空间受力体系，如图13-10（a）。

结构分析方法：1、按空间结构分析
2、简化为平面结构分析

前者用于电算，后者用于手算。
注意：另一方向梁及梁上荷载的传递，复习11章简化假定。
近似计算方法

按弹性理论的近似计算方法：竖向荷载作用下的分层法、水平荷载作用下的反弯点法和改进反弯点法（D值法）。

13多层框架结构

表13.1 钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（m)
环境条件框架类别
装配式现浇式
室内或土中
75 55
露天
50 35
图13.4 沉降缝做法
(a) 设挑梁（板）；(b) 设预制板（梁）
13.2 框架结构的计算简图及荷载
13.2.1 梁柱截面的选择
13.2.1.1 截面的形状
承受主要竖向荷载的框架主梁，其截面形式在全现浇的整体式框架中以T形（见图13.5(a)）为多；在装配式框架中可做成矩形、T形、梯形和花篮形（见图13.5(b)~(g)）等。
第1 MGJ=34kN·m MJG=68kN·m MHK=40.8kN·m MKH=81.6kN·m MIL= 27.2kN·m MLI=54.4kN·m
(3) 第3 MAB=MAD=6.66kN·m
为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系，而将空间结构体系简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀框架作为计算单元，该单元承受的荷载如图13.8中阴影部分所示。
在计算简图中，框架节点多为刚接，柱子下端在基础顶面，也按刚接考虑。杆件用轴线表示，梁柱的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形心位置（图 13.9(a)），当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形心线作为柱轴线（图13.9(b)）。
分层法
13.4 水平荷载作用下的内力和侧移的近

第十三章多层框架结构房屋

D值法（改进反弯点法）
与自身刚度有关修正柱的侧移刚度
解决办法
调整反弯点高度
与上下层梁线刚度有关
与ib/ic比值有关与上、下层间横梁线刚度有关与上、下层层高有关
适用范围：∑ib/∑ic＜3
2）竖载作用下的内力特点
M图：框架梁、柱截面弯矩均呈线性变化，梁、柱支座端部截面分别产生±Mmax。 V图：在框架梁各跨、框架柱层高内均呈均匀分布。 N图：部分框架柱内受拉，部分框架柱内受压。水平集中力还可能反方向作用。当水平集中力的方向改变时，相应的弯矩、剪力以及轴力的方向也随之变化。
四、内力组合
1.控制截面控制截面——结构构件中需按其内力进行配筋计算的截面。 2.内力组合内力组合——寻求最不利内力，作为配筋依据。
+Mmax：确定梁端底部纵筋 ⑴ 端部支座框截面架梁跨中截面 -Mmax：确定梁端顶部纵筋 Vmax：确定箍筋及弯起筋 +Mmax：确定梁下部纵筋－Mmax：确定跨中可能的顶部纵筋
10.3 荷载的简化与计算
一、多高层建筑结构荷载的分类及特点

1、竖向荷载
恒荷载楼面活荷载屋面均布活荷载
风荷载 2、水平荷载水平地震作用
二、竖向荷载
≯ 1/20
竖向荷载次梁传至主梁荷载：按简支次梁计算（不考虑连续性）楼面活荷载楼面梁负荷面积＞ 25m2时：折减0.9 墙、柱、基础：≥2层时，

13多层框架结构解析

第十三章 多层框架结构

第十三章 多层框架结构

13-多层钢筋混凝土框架结构

多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理

多层框架的结构设计

建筑结构第13章 多层框架结构

第13章钢筋混凝土多层框架结构常见问题解答

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多层框架结构

第13章多层框架结构讲义

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第十三章多层框架结构房屋

第十三章多层框架结构

第十三章多层框架结构

建筑结构第13章多层框架结构