第5章-1 框架结构近似计算方法(1)

1 集中荷载的位置允许移动不超过1/20梁的跨度； 2 次梁传至主梁的集中荷载，按简支梁反力考虑； 3 沿框架高度分布作用的风荷载可以简化为框架节点荷载， 而略去它对节间的局部弯曲作用。
四、截面尺寸的确定(方案设计时用) (一)框架梁的截面尺寸 hb=(1/8~1/15)lb (刚度要求) hb≤lbn/4 （避免短梁） bb=(1/2~1/3)hb bb≥200mm (构造要求) bb≥bc/2
式中 lb、lbn——分别为主梁的计算跨度和净跨度。
梁高也可以按下列经验公式估算： 两端无支托的梁，按弯矩(0.6~0.8)M0来估算梁高； 两端有支托的梁，按弯矩(0.4~0.6)M0来估算梁高；
（三）楼盖结构尺寸 框架的楼盖结构(楼板和楼面梁)的尺寸确定见表5.2.0-2、 表5.2.0-3。
五、结构计算简图（手算） 1.计算单元的确定
横向框架：一般取中间有代表性的一榀进行分析；
纵向框架：作用于纵向框架上的荷载则各不相同， 必要时应分别进行计算（图5.2.0-9）。
2.节点的简化 梁柱节点可简化为 刚接节点、铰接节点和半铰节点 ：
2、柱网布置应满足建筑平面布置的要求 在旅馆、办公楼等民用建筑中，柱网布置应与建 筑分隔墙布置相协调。
一般常将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上，以尽量 减少柱子对建筑使用功能的影响； 柱 网 的 尺 寸 还 受 梁 跨 度 的 限 制 ， 梁 跨 度 一 般 在 6m~9m之间为宜； 在旅馆建筑中，建筑平面一般布置成两边为客房， 中间为走道。这时，柱网布置有的种方案：
纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力； 楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式而按不同的方式 传递。
承重框架指承受楼面竖向荷载的框架。
1．横向框架承重方案 横向框架承重方案是在横向上布置框架主梁，而在 纵向上布置连系梁（图5.2.0-5（a））。 有利于提高建筑物的横向抗侧刚度； 纵向布置较小的连系梁。这也有利于房屋室内的采 光与通风。 2．纵向框架承重方案 纵向框架承重方案是在纵向上布置框架主梁，在横 向上布置连系梁（图5.2.0-5（b）） 。 横梁高度较小，有利于设备管线的穿行； 可获得较高的室内净高； 可利用纵向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降； 房屋的横向刚度较差； 进深尺寸受预制板长度的限制。
5.2 框架结构的近似计算方法 5.2.0 框架结构布置与计算简图（跳过本节！）
一、柱网布置 1、柱网布置应满足使用要求
在多层工业厂房设计中，柱网布置方式可分为内廊式、等跨式、 对称不等跨式等（图5.2.0-1）。
内廊式柱网常为对称三跨； 等跨式柱网适用于厂房、仓库、商店； 对称不等跨柱网常用于建筑平面宽度较大的厂房。
(1)平面抗侧力结构假定
各抗侧力构件只在自身平面内有刚度，平面外刚度很小， 可忽略。 整个结构可以划分成不同方向的平面抗侧力结构，共同抵 抗结构承受的侧向水平荷载，见图5-1。
(2)刚性楼板假定
水平放置的楼板，在其自身平面内刚度很大，可以视为刚 度无限大的平板；楼板平面外的刚度很小，可以忽略。 刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受侧向水 平荷载，见图5-2。
1 砌体的砂浆强度等级不应低于M5，当采用砖及混凝土砌块时， 砌块的强度等级不应低于 MU5；采用轻质砌块时，砌块的强度等 级不应低于MU2.5；墙顶应与框架梁或楼板密切结合。 2 砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的 拉筋，6度时拉筋宜沿墙全长贯通，7、8、9度时拉筋应沿墙全长 贯通。 3 墙长大于5m时，墙顶与梁(板)宜有钢筋拉结；墙长大于8m或层 高的 2 倍时，宜设置间距不大于 4m的钢筋混凝土构造柱；墙高超 过 4m时，墙体半高处(或门洞上皮)宜设置与柱连接且沿墙全长贯 通的钢筋混凝土水平系梁。 4 楼梯间采用砌体填充墙时，应设置间距不大于层高且不大于4m 的钢筋混凝土构造柱，并应采用钢丝网砂浆面层加强。
3.跨度与层高的确定 跨度即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）；
层高 ( 框架柱的长度 ) 即为相应的建筑层高，而底层 柱的长度则应从基础顶面算起。
为简化计算，可作如下规定：
1当框架横梁为坡度i≤1/8的斜梁时，可简化为水平直杆。
2 对于不等跨的框架；当各跨跨度相差不大于10％时，可 简化为等跨框架，计算跨度取原框架各跨跨度的平均值。
3．避免出现短柱 要求：Hc0/hc≥4
(Hc0——柱的净高)。
4．满足抗剪承载力的要求 无地震作用组合时：V≤0.25βcfcbh0 有地震作用组合时：V≤(0.20βcfcbh0)/ RE
βc——混凝土强度影响系数； RE——截面承载力抗震调整系数。
短 柱 —— 柱 的 净 高 与 柱 截 面 长 边 ( 高 度 ) 之 比 小 于 4 时 (Hc0/hc<4)的柱。短柱容易发生脆性剪切破坏。
现浇钢筋混凝土框架——刚接节点； 装配式框架——铰接节点或半铰节点（预埋钢板在其自身 平面外的刚度很小，难以保证结构受力后梁柱间没有相对 转动）； 装配整体式框架——刚接节点（这种节点的刚性不如现浇 式框架好，节点处梁端的实际负弯矩要小于计算值）。
框架柱脚支座可分为固定支座、铰支座：
现浇钢筋混凝土柱——固定支座； 预制柱杯形基础——视构造措施不同分别简化为固定支座 和铰支座。
第5章 框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙
结构的近似计算方法与设计概念
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 计算基本假定 框架结构的近似计算方法 剪力墙结构的近似计算方法 框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法 扭转近似计算
5.1 计算基本假定
5.1.1 弹性工作状态假定 5.1.2 平面抗侧力结构和刚性楼板假定
10、关于填充墙的布置：
框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体； 填充墙应位于框架平面内，并受柱约束； 抗震设计采用砌体填充墙时，其布置应符合下列规定：
1 避免形成上、下层刚度变化过大； 2 避免形成短柱； 3 减少因抗侧刚度偏心而造成的结构扭转。
抗震设计时，砌体填充墙及隔墙应具有自身稳定性：
一种是布置成走道为一跨，客房与卫生间为一跨 ( 图 5.2.02(a)); 另一种是将走道两侧的卫生间并为一跨，边跨仅布置客房 (图5.2.0-2(b))。
3、柱网布置要使结构受力合理 跨度均匀或边跨略小时较合理； 三跨框架比两跨框架内力小，较合理； 梁的跨度一般不要大于10m； 纵向柱列的布置对结构受力也有影响：
式中 bx——梁水平加腋宽度； lx——梁水平加腋长度； bb——梁截面宽度； bc——沿偏心方向柱截面宽度； x——非加腋侧梁边到柱边的距离。
设置水平加腋后，仍须考虑梁柱偏心的不利影响。
4、结构应受力明确，构造简单； 5、框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承 重之混合形式；
框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、 水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。
5.1.3 高层建筑结构分析的内容
(1)整栋建筑物的总水平荷载在与之同方向的各片平 面抗侧力结构间的分配
荷载分配与各片平面抗侧力结构的刚度、变形特点都有 关系，不能像普通中、低层建筑结构那样按照受荷载面积 计算各片平面抗侧力结构的水平荷载。
(2)计算每片平面抗侧力结构在所分到的水平荷载作 用下的内力和位移。 (3)结构有扭转时，先计算结构平移时的内力和位移， 然后计算扭转下的内力，最后将两部分叠加。
轴压比要求：μN=N/(Acfc)≤[μN]
N Ac [ N ] f c N G . ..S .w.n
AC—柱的截面面积，Ac=bc×hc； bc、hc—柱的截面高度和宽度；
N—竖向静、活(考虑活荷载折减)荷载与地震作用组 合下的轴 力； G—荷载分项系数，可取G =1.25； α—计入地震时轴力放大系数，6度设防：α=1.0； 7度设防：α=1.05~1.1；8度设防：α=1.1~1.15； S—柱的负荷面积； w—单位面积上的竖向荷载初估值，w=10~14kN/m2(表5.2.0-1)； n—柱计算截面以上的楼层数； [μN]—柱的轴压比限制值(pp200表6-4)。
当梁柱中心线不能重合时，在计算中应考虑偏心对梁柱节 点核心区受力和构造的不利影响，以及梁荷载对柱子的偏 心影响； 梁、柱中心线之间的偏心距，不应大于柱截面在该方向 宽度的1／4（图5.2.0-6）；
偏心距大于该方向柱宽的1／4时，可采取增设梁的水平 加腋等措施（图5.2.0-7） ；
梁的水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜 满足下列要求（图5.2.0-7） ： b x / l x ≤1 / 2 bx/bb≤2／3 bb+bx+x≥bc/2
框架结构纵向连系梁截面高度：可按hb=(1/14~ 1/18)lb确定(lb为连系梁计算跨度)。
M0——按简支梁计算的跨中最大弯矩。
(二)框架柱的截面尺寸 1、最小构造尺寸 矩形截面柱：hc/bc≤3； 抗震设计时：bc≥300mm； 非抗震设计时，bc≥250mm； bc≥(1/15~1/20)h； hc≥400mm。hc≥(1/15~1/20)h（h为层高）。 圆形截面柱：dc≥350mm。 2．满足轴压比限制 轴压比：柱的平均轴向压应力与混凝土的轴心抗压 强度fc的比值（或指柱考虑地震作用组合的轴压力设计 值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积 的比值）。即 μN=N/(Acfc)
当框架横梁为有支托的加腋梁时，如 Im/I<4 或 hm/h<1.6 ， 则可不考虑支托的影响，而简化为无支托的等截面梁， Im、 hm为支托端最高截面的惯性矩和高度， I， h为跨中等截面 梁的截面惯性矩和高度。
4．构件截面弯曲刚度的计算 对现浇楼盖,中框架取I=2I0，边框架取I=1.5I0； 对 装 配 整 体 式 楼 盖 ， 中 框 架 取 I=1.5I0 ， 边 框 架 取 I=1.2I0；