框架结构近似计算方法-课件
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第5章-3-框剪结构近似计算方法(3)PPT课件
纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。
注：1、表中B为剪力墙之间的楼盖宽度(m) ； 2、现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑；
4 框架、剪力墙的设置要求
➢框架应在各主轴方向均做成刚接； ➢剪力墙应沿各主轴布置：
抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向 刚度接近。
在非抗震设计且层数不多的长矩形平面中，允许只在横 向设剪力墙；
2 剪力墙的位置
(1)剪力墙布置，应遵循“对称、均匀、分散、周边 ”的原则。 (2)竖向恒载较大处。
(3)建筑物端部附近。
(4)平面形状变化处——平面形状凹凸较大时，宜在凸出部 分的端部附近布置剪力墙；。
(5)楼梯、电梯间等位置。
3 剪力墙的最大间距
➢ 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中：
横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表5.4.0-3(pp29表2-1)的 要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙的 间距应适当减小；
烈
度
场地
7度
8度
9度
Ⅰ
0.01~0.02
0.02~0.04
0.03~0.08
Ⅱ
0.02~0.03
Байду номын сангаас
0.03~0.06
0.05~0.12
Ⅲ
0.02~0.04
0.04~0.08
0.08~0.16
Ⅳ
0.03~0.05
0.05~0.09
0.10~0.20
❖当自振周期和底部剪力偏离上述范围太远时，应适当 调整结构的截面尺寸。
➢1 框架部分承受的地震倾覆力矩不大于总地震倾覆力矩的 10％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框 架-剪力墙结构的框架进行设计； ➢2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的 10％~50％时，按框架-剪力墙结构进行设计；
注：1、表中B为剪力墙之间的楼盖宽度(m) ； 2、现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑；
4 框架、剪力墙的设置要求
➢框架应在各主轴方向均做成刚接； ➢剪力墙应沿各主轴布置：
抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向 刚度接近。
在非抗震设计且层数不多的长矩形平面中，允许只在横 向设剪力墙；
2 剪力墙的位置
(1)剪力墙布置，应遵循“对称、均匀、分散、周边 ”的原则。 (2)竖向恒载较大处。
(3)建筑物端部附近。
(4)平面形状变化处——平面形状凹凸较大时，宜在凸出部 分的端部附近布置剪力墙；。
(5)楼梯、电梯间等位置。
3 剪力墙的最大间距
➢ 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中：
横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表5.4.0-3(pp29表2-1)的 要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙的 间距应适当减小；
烈
度
场地
7度
8度
9度
Ⅰ
0.01~0.02
0.02~0.04
0.03~0.08
Ⅱ
0.02~0.03
Байду номын сангаас
0.03~0.06
0.05~0.12
Ⅲ
0.02~0.04
0.04~0.08
0.08~0.16
Ⅳ
0.03~0.05
0.05~0.09
0.10~0.20
❖当自振周期和底部剪力偏离上述范围太远时，应适当 调整结构的截面尺寸。
➢1 框架部分承受的地震倾覆力矩不大于总地震倾覆力矩的 10％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框 架-剪力墙结构的框架进行设计； ➢2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的 10％~50％时，按框架-剪力墙结构进行设计；
框架结构近似计算方法
框架结构近似计算方法框架结构近似计算方法是一种用于估计大型计算任务的计算复杂性的方法。
在许多计算问题中，精确计算问题的精确解可能是不可行的，因为它需要非常高的计算成本或时间。
在这些情况下，人们常常希望获得问题的一个近似解，该解具有实用的计算成本和时间。
框架结构近似计算方法是基于将大型计算问题分解为一组较小的子问题，然后使用近似算法来解决这些子问题。
然后，通过组合子问题的解来获得整个计算问题的解。
框架结构近似计算方法的目标是通过充分利用问题的特殊结构来减少计算的复杂性，并且通常能够提供质量较好的近似解。
在框架结构近似计算方法中，存在许多不同的技术和策略。
这些技术和策略的选择取决于具体问题的特性和要求。
以下是一些常见的框架结构近似计算方法：1. 分治法(Divide and Conquer)：将大问题分解为一组小问题的技术。
每个小问题可以独立解决，并且多个小问题的解可以合并为一个整体解。
分治法通常用于递归算法，并被广泛应用于许多计算问题，如排序、和图算法。
2. 动态规划(Dynamic Programming)：将大型计算问题分解为一系列相互关联的子问题，并解决这些子问题以构建更大的解。
动态规划在解决最优化问题和序列比对等问题时非常有用。
3. 近似算法(Approximation Algorithms)：使用一种启发式方法来获得问题的近似解。
近似算法通常通过权衡计算效率和解的质量来达到问题的近似解。
4. 随机化算法(Randomized Algorithms)：通过引入随机元素来解决计算问题的方法。
随机化算法的好处是可以在时间和空间复杂度上提供更好的保证，并且可以应用于各种计算问题，如图算法、优化问题、机器学习等。
框架结构近似计算方法在实践中具有广泛的应用。
它们可以帮助解决很多复杂的计算问题，尤其是当精确解的计算成本很高或不可行时。
同时，它们还可以为优化问题提供一种有效的解决方法，而无需在遍历整个空间时进行计算。
框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法全解精品PPT课件
由此可见，反弯点法的关键是反弯点的位置 确定和柱子抗推刚度的确定。
4
１.反弯点法的假定及适用范围 ①假定框架横梁抗弯刚度为无穷大。 如果框架横梁刚度为无穷大，在水平力的作用
下，框架节点将只有侧移而没有转角。实际上，框 架横梁刚度不会是无穷大，在水平力下，节点既有 侧移又有转角。但是，当梁、柱的线刚度之比大于 3时，柱子端部的转角就很小，此时忽略节点转角 的存在，对框架内力计算影响不大。
V6ia6ib1i2
l
l l2
A
B
a
b
l
37
计算转角和位移的关系 – 节点 A 、B 处
Ma4ia2ib6il
V6ia6ib1i2
l
l l2
M 0
A :4 ( i3 i4 ic ic ) 2 ( i3 i4 ic ic ) 6 ( ic ic ) h u jj 0
B :4 ( i1 i2 ic ic ) 2 ( i1 i2 ic ic ) 6 ( ic ic ) h u jj 0
hj 2
h j ——第j层柱高
cjk表示第j层第k号柱，t(top)、b(bottom)分别表示柱
的顶端和底端。
12
６.梁端弯矩
梁端弯矩按节点平衡及线刚度比得到。 （１）边节点
顶部边节点： Mb Mc
一般边节点： MbMc1Mc2
13
６.梁端弯矩
（２）中节点：按线刚度比 进行分配。
14
７.梁内剪力
影响柱子反弯点高度的因素主要有以下几个方面： ①结构总层数及该层所在的位置； ②梁、柱线刚度比； ③荷载形式； ④上、下层梁刚度比； ⑤上、下层层高变化。
47
（三）确定柱反弯点高度比y
在改进反弯点法中，柱子反弯点位置用反弯 点高度比来表示:
4
１.反弯点法的假定及适用范围 ①假定框架横梁抗弯刚度为无穷大。 如果框架横梁刚度为无穷大，在水平力的作用
下，框架节点将只有侧移而没有转角。实际上，框 架横梁刚度不会是无穷大，在水平力下，节点既有 侧移又有转角。但是，当梁、柱的线刚度之比大于 3时，柱子端部的转角就很小，此时忽略节点转角 的存在，对框架内力计算影响不大。
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计算转角和位移的关系 – 节点 A 、B 处
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的顶端和底端。
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６.梁端弯矩
梁端弯矩按节点平衡及线刚度比得到。 （１）边节点
顶部边节点： Mb Mc
一般边节点： MbMc1Mc2
13
６.梁端弯矩
（２）中节点：按线刚度比 进行分配。
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７.梁内剪力
影响柱子反弯点高度的因素主要有以下几个方面： ①结构总层数及该层所在的位置； ②梁、柱线刚度比； ③荷载形式； ④上、下层梁刚度比； ⑤上、下层层高变化。
47
（三）确定柱反弯点高度比y
在改进反弯点法中，柱子反弯点位置用反弯 点高度比来表示:
钢筋混凝土框架结构课件
浇的整体式框架中以T形（见图11.5(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 11.5(b)~(g)）等。
不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用T形、 Γ形、矩形、⊥形、L形等，见图11.6。
图11.5 框架横梁截面形式
图11.6 框架连系梁截面形式
11.2.1.2 截面尺寸估计
图11.8 框架的计算单元
图11.9 框架柱轴线位置
11. 3 框架上的荷载计算
多层结构房屋一般受到竖向荷载和水平荷载的作 用。竖向荷载包括建筑结构自重、楼层使用活荷载、 雪荷载及施工活荷载等。水平荷载包括风荷载和水平 地震作用。 （1） 楼面活荷载的折减
在设计住宅、宿舍、旅馆、办公楼等多层建筑的 墙、柱和基础时，由于楼面活荷载在所有各层同时满 载的可能性很小，所以作用于楼面上的使用活荷载应 乘以表11.2所规定的折减系数。
11.2.1.3 梁截面的惯性矩
为了简化计算，作如下规定： （1） 对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；
边框架梁I=1.5I0。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（图 11.7(a))。
（2） 对做整浇层的装配整体式框架，中部框架 梁I=1.5I0；边框架梁I=1.2I0（图11.7(b))。
（3） 对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截 面计算，I=I0（图11.7(c)）。
优点：具有开阔的空间，使建筑平面布置灵活，便于 门窗设置。框架结构实用范围广泛，常用于体型较规范、 刚度较均匀的公共建筑。
缺点：抗侧刚度较小，在水平荷载作用下侧向变形较 大，结构高度受到限制，特别是在地震作用下，非结构构 件破坏比较严重。则框架结构的建筑高度，一般控制在15 层以下。
11.1.1 框架结构的分类
不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用T形、 Γ形、矩形、⊥形、L形等，见图11.6。
图11.5 框架横梁截面形式
图11.6 框架连系梁截面形式
11.2.1.2 截面尺寸估计
图11.8 框架的计算单元
图11.9 框架柱轴线位置
11. 3 框架上的荷载计算
多层结构房屋一般受到竖向荷载和水平荷载的作 用。竖向荷载包括建筑结构自重、楼层使用活荷载、 雪荷载及施工活荷载等。水平荷载包括风荷载和水平 地震作用。 （1） 楼面活荷载的折减
在设计住宅、宿舍、旅馆、办公楼等多层建筑的 墙、柱和基础时，由于楼面活荷载在所有各层同时满 载的可能性很小，所以作用于楼面上的使用活荷载应 乘以表11.2所规定的折减系数。
11.2.1.3 梁截面的惯性矩
为了简化计算，作如下规定： （1） 对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；
边框架梁I=1.5I0。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（图 11.7(a))。
（2） 对做整浇层的装配整体式框架，中部框架 梁I=1.5I0；边框架梁I=1.2I0（图11.7(b))。
（3） 对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截 面计算，I=I0（图11.7(c)）。
优点：具有开阔的空间，使建筑平面布置灵活，便于 门窗设置。框架结构实用范围广泛，常用于体型较规范、 刚度较均匀的公共建筑。
缺点：抗侧刚度较小，在水平荷载作用下侧向变形较 大，结构高度受到限制，特别是在地震作用下，非结构构 件破坏比较严重。则框架结构的建筑高度，一般控制在15 层以下。
11.1.1 框架结构的分类
钢结构设计ppt课件
1.2.1、“高钢规程”的规定
1、适用高度
“高钢规定”对非抗震设防和设防烈度为6度至 9度的乙类和丙类高层建筑，按照所采用的结 构类型和结构体系，规定了下表适用高度。
精选课件
6
2、建筑高宽比限值
精选课件
7
1.2.2、“抗震规范”（GB 50011－ 2001）的规定
1、适用高度
高层民用建筑钢结构各种类型的最大适用高度 应符合规范规定。对平面和竖向不规则或建造 于Ⅳ类场地的钢结构，其高度应适当降低。
6～8度时 120235fay
9度时
100235fay
精选课件
50
5.3.2、梁的板件宽厚比限制
➢ 不超过12层钢框架的梁板件的宽厚比限值
抗震设防烈度
7度
8度
9度
工字形截面和箱形
11
10
9
截面翼缘外伸部分
箱形截面翼缘在两
36
32
30
腹板间的部分
工字形截面和箱形 截面腹板
Nb Af0.3785~12N0b Af80~11N0b Af70~10N0b Af
对于多层框架结构可忽略柱轴向变形产生的层 间位移。对高层框架虽不能忽略此变形，但由 梁柱构件变形产生的层间位移是主要的，它构 成的水平变形曲线属剪切型。 由于柱脚处无水平位移，且底部作用剪力最大， 最大的层间位移常位于底层或下部几层，顶部 较小。
精选课件
25
精选课件
26
在水平荷载作用下，框架节点因腹板较薄，节点域将产生 较大的剪切变形（图1-17），从而使框架侧移增大10%至20% （“高钢规程”规定，应计入其影响）；对内力的影响在10% 以内（可不计其影响）。
精选课件
4
1、适用高度
“高钢规定”对非抗震设防和设防烈度为6度至 9度的乙类和丙类高层建筑，按照所采用的结 构类型和结构体系，规定了下表适用高度。
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6
2、建筑高宽比限值
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7
1.2.2、“抗震规范”（GB 50011－ 2001）的规定
1、适用高度
高层民用建筑钢结构各种类型的最大适用高度 应符合规范规定。对平面和竖向不规则或建造 于Ⅳ类场地的钢结构，其高度应适当降低。
6～8度时 120235fay
9度时
100235fay
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50
5.3.2、梁的板件宽厚比限制
➢ 不超过12层钢框架的梁板件的宽厚比限值
抗震设防烈度
7度
8度
9度
工字形截面和箱形
11
10
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截面翼缘外伸部分
箱形截面翼缘在两
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腹板间的部分
工字形截面和箱形 截面腹板
Nb Af0.3785~12N0b Af80~11N0b Af70~10N0b Af
对于多层框架结构可忽略柱轴向变形产生的层 间位移。对高层框架虽不能忽略此变形，但由 梁柱构件变形产生的层间位移是主要的，它构 成的水平变形曲线属剪切型。 由于柱脚处无水平位移，且底部作用剪力最大， 最大的层间位移常位于底层或下部几层，顶部 较小。
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25
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在水平荷载作用下，框架节点因腹板较薄，节点域将产生 较大的剪切变形（图1-17），从而使框架侧移增大10%至20% （“高钢规程”规定，应计入其影响）；对内力的影响在10% 以内（可不计其影响）。
精选课件
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框架结构简化计算祥解PPT课件
下端弯矩
M i1下 2Vi1h1 / 3
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反弯点法与D值法的计算步骤（续）
• 根据节点平衡计算梁端弯距；
对于边柱：
M b M ij上 M ij1下 对于中柱：设梁的端弯矩与梁的线刚度成正比，则
M b左
(M ij上
M ij 1下 )
ib左 ib左＋ib右
M b右
(M ij上
• 最高要求：
• 现浇框架梁不宜大于C40；
• 框架柱，9度时不宜大于C60,
•
8度时不宜大于C70。
14
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2. 填充墙布置要求
• 框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体；
• 抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列要求： • 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所造成的扭转。
取平均值； • 柱的计算高度：底层柱取基础顶至一层梁顶的高度，其他层取层高。
24
第24页/共119页
25
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• 当框架梁为加腋变截面梁时，若hend/hmin ＜1.6,可不考虑加腋的影响，按 等截面计算；
• 柱按实际截面计算截面惯性矩； • 计算梁的惯性矩应考虑楼板的作用，现浇楼盖边梁：I=1.5I0, 中梁：
•
α
弯
距
影
bc , hc
响系
(
数 151.
)H
120-1.
C
3
;
• γ—荷载分项系数 1.25；
• 同时满足：
8
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3.节点
•框架梁、柱中心线宜重合。 • • 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。
框架结构 PPT课件
过局部现浇混凝土使构件联结成整体。 1)保证了节点的刚接，结构整体性好； 2)可省去连接件； 3)增加了后浇混凝土工序（施工较复杂）； 4)比全现浇可节省模板及加快进度。 应用较为广泛。
21
2.按承重方式不同分类 （1）全框架结构：楼面荷载全部由框架承担，外
墙起围护作用，有较好的整体性和抗震性。
（2）内框架结构： ①房屋内部由梁、柱组成为框架承重体系，外部由砖
但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移 量得到控制。
1）平面不规则 4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。 4层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高45cm长14m小梁上。
2）竖向不规则 塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4层楼板水平 处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m× 1.55m的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严 重不均匀，不连续。
1972年马那瓜地震中，中央银行大楼严重破坏，五层框架柱严重 开裂、纵筋压屈，电梯井的墙体开裂、混凝土剥落，非结构构件破坏、 甚至塌毁。
两幢建筑震害悬殊，结构体系不同是一个原因， 主要原因是结构布置不同。中央银行大楼电梯井筒 和楼梯间布置在平面的一端，结构刚度严重不对称， 地震作用下，结构的扭转效应加重了单跨框架结构 的震害。美洲银行大楼的结构平面布置对称、均匀， 扭转反应小；钢筋混凝土内筒的刚度大，地震作用 下的变形小；四个L形小井筒用连梁联系，管道穿过 连梁中间，削弱了连梁，地震中连梁开裂，耗散能 量，降低了地震力。
16
17
1999年初，上海市又一座标志性建筑 傲然屹立黄浦江畔，人们期待已久的 世界 第四、亚洲第二、中国内地第二（上海环 球金融中心刷新的历史）的88层金茂大厦 （Jinmao Tower）终于推向市场，这幢集 现代办公楼、豪华五星级酒店、商业会展、 高档宴会、观光、娱乐、商场等综合设施 于一体，深富中华民族文化内涵，溶汇西 方建筑艺术的智慧型摩天大楼，已成为当 今沪上最方便舒适、最灵活安全的办公、 金融、商贸、娱乐和餐饮的理想活动场所。
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2.按承重方式不同分类 （1）全框架结构：楼面荷载全部由框架承担，外
墙起围护作用，有较好的整体性和抗震性。
（2）内框架结构： ①房屋内部由梁、柱组成为框架承重体系，外部由砖
但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移 量得到控制。
1）平面不规则 4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。 4层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高45cm长14m小梁上。
2）竖向不规则 塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4层楼板水平 处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m× 1.55m的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严 重不均匀，不连续。
1972年马那瓜地震中，中央银行大楼严重破坏，五层框架柱严重 开裂、纵筋压屈，电梯井的墙体开裂、混凝土剥落，非结构构件破坏、 甚至塌毁。
两幢建筑震害悬殊，结构体系不同是一个原因， 主要原因是结构布置不同。中央银行大楼电梯井筒 和楼梯间布置在平面的一端，结构刚度严重不对称， 地震作用下，结构的扭转效应加重了单跨框架结构 的震害。美洲银行大楼的结构平面布置对称、均匀， 扭转反应小；钢筋混凝土内筒的刚度大，地震作用 下的变形小；四个L形小井筒用连梁联系，管道穿过 连梁中间，削弱了连梁，地震中连梁开裂，耗散能 量，降低了地震力。
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1999年初，上海市又一座标志性建筑 傲然屹立黄浦江畔，人们期待已久的 世界 第四、亚洲第二、中国内地第二（上海环 球金融中心刷新的历史）的88层金茂大厦 （Jinmao Tower）终于推向市场，这幢集 现代办公楼、豪华五星级酒店、商业会展、 高档宴会、观光、娱乐、商场等综合设施 于一体，深富中华民族文化内涵，溶汇西 方建筑艺术的智慧型摩天大楼，已成为当 今沪上最方便舒适、最灵活安全的办公、 金融、商贸、娱乐和餐饮的理想活动场所。
框架结构的近似计算PPT学习教案
第5页/共29页
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第11页/共29页
水平荷载作用下框架结构的内力和侧移 可用结 构力学 方法计 算，常 用的近 似算法 有迭代 法、反 弯点法 、D值 法和门 架法等 。
1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点 2 D值法
对顶层柱不考虑修正值 y2，对底层柱不考虑修正值 y3。
第23页/共29页
3 反弯点法
由上述分析可见，D值法考虑了柱两端 节点转 动对其 侧向刚 度和反 弯 点位置的影响，因此，此法是一种合 理且计 算精度 较高的 近似计 算方法 ， 适用于一般多、高层框架结构在水平 荷载作 用下的 内力和 侧移计 算荷载作用下框架结构内力的近 似计算
在竖向荷载（vertical load）作用下，多、高层框架结构的内 力可用 力法、 位移法 等结构 力学方 法计算 。工程 设计中 ，如采 用手算 ，可采 用迭代 法、分 层法、 弯矩二 次分配 法及系 数法等 近似方 法计算 。
由附表 7.4 查 y1 时，梁柱线刚度比 K 仍按表 4.4.1 所列公式确定。
当 i1 i2 i3 i4 时，取1 (i1 i2 ) /(i3 i4 ) ，则由1 和 K 从附表
7.4 查出 y1，这时反弯点应向上移动，y1 取正值；当 i3 i4 i1 i2 时， 取 1 (i3 i4 ) /(i1 i2 ) ，由1 和 K 从附表 7.4 查出 y1，这时反弯点应 向下移动，故 y1 取负值。
对底层框架柱，不考虑修正值 y1。
第21页/共29页
梁刚度变化时反弯点的修正 第22页/共29页
（3）上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值 y2 和 y3 当与某柱相邻的上层或下层层高改变时，柱上端或下端的约束刚度
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水平荷载作用下框架结构的内力和侧移 可用结 构力学 方法计 算，常 用的近 似算法 有迭代 法、反 弯点法 、D值 法和门 架法等 。
1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点 2 D值法
对顶层柱不考虑修正值 y2，对底层柱不考虑修正值 y3。
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3 反弯点法
由上述分析可见，D值法考虑了柱两端 节点转 动对其 侧向刚 度和反 弯 点位置的影响，因此，此法是一种合 理且计 算精度 较高的 近似计 算方法 ， 适用于一般多、高层框架结构在水平 荷载作 用下的 内力和 侧移计 算荷载作用下框架结构内力的近 似计算
在竖向荷载（vertical load）作用下，多、高层框架结构的内 力可用 力法、 位移法 等结构 力学方 法计算 。工程 设计中 ，如采 用手算 ，可采 用迭代 法、分 层法、 弯矩二 次分配 法及系 数法等 近似方 法计算 。
由附表 7.4 查 y1 时，梁柱线刚度比 K 仍按表 4.4.1 所列公式确定。
当 i1 i2 i3 i4 时，取1 (i1 i2 ) /(i3 i4 ) ，则由1 和 K 从附表
7.4 查出 y1，这时反弯点应向上移动，y1 取正值；当 i3 i4 i1 i2 时， 取 1 (i3 i4 ) /(i1 i2 ) ，由1 和 K 从附表 7.4 查出 y1，这时反弯点应 向下移动，故 y1 取负值。
对底层框架柱，不考虑修正值 y1。
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梁刚度变化时反弯点的修正 第22页/共29页
（3）上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值 y2 和 y3 当与某柱相邻的上层或下层层高改变时，柱上端或下端的约束刚度
4.2框架结构设计解析课件PPT.ppt
4.2框架结构设计解析课件PPT.ppt1、4.2框架结构设计解析为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能力要大于梁的抗弯能力。
1、强柱弱梁5.4.3框架柱设计2〔1〕轴力、弯矩设计值无地震作用组合：取最不利内力组合作为轴力、弯矩设计值按强柱弱梁的要求调整柱端弯矩设计值柱端组合的弯矩设计值应按下式计算确定：柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1有地震作用组合：轴力设计值取最不利内力组合、弯矩设计值要依据强柱弱梁及局部加强等要求调整增大32、强剪弱弯〔1〕柱剪力设计值柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度〔强剪弱弯〕。
9度和一级框架结构尚应符合：一、二、三级框架柱--分别为柱上、下端逆时针或顺时针方向正截面组合的2、弯矩设计值;---柱的剪力增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级1.1。
---柱的净高；---分别为柱上、下端逆时针或顺时针方向依据实配钢筋面积(考虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯值；75.4.3框架柱设计2、强剪弱弯一、二、三级框架的长柱和框支层的长柱箍筋加密区以外的部位，四级框架柱和无地震作用组合的框架柱框支柱，取不利内力组合剪力计算值作为剪力设计值。
8〔2〕柱斜截面受剪承载力无地震作用组合：90.900.95—0.800.850.70.700.750.6框架框架-剪力墙框支柱三二一结构类型抗震等级柱轴压比限制规范规定：柱轴压比不应超过下表，但Ⅳ类场地上的较3、高层建筑柱轴压比限值应适当减小。
3、掌握柱的轴压比5.4.3框架柱设计10〔1〕最小截面尺寸柱截面的有效高度4、框架柱构造要求框架柱的截面尺寸应符合以下各项要求：〔非抗震设计〕〔抗震设计〕〔圆柱截面设计〕无地震作用组合：有地震作用组合：11〔a)宜对称布置；〔b)截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm;〔c)纵向钢筋的最小配筋率应按下表采纳;0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱和边柱角柱四三二一类别抗震等级〔d)柱的总配筋率不应大于5%;〔e)一级且剪跨比大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。
最新学习情境8框架结构PPT课件
梁上部纵筋应贯穿中间节点 截断位置根据梁端负弯矩确定。
柱纵筋应贯穿中间节点。
9.2 框架结构
2、节点构造
9.2 框架结构
9.2 框架结构
柱纵筋应贯穿中间节点
当上、 下柱筋 直径或 根数不 同时， 连接构 造如图
9.2 框架结构
内力近似计算方法
分层法
弯矩二次分配法
框架在荷载作用下的内力
竖 向 荷 载 作 用 下 的 内 力
计算简图
9.2 框架结构
竖 载 下 内 力 特 点
9.2 框架结构
M图
－
－
N 图
V 图
9.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
9.2 框架结构
竖 载 下 内 力 特 点
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）
横向框架承重：横向刚度大、有利于抵抗横向水平 荷载，纵向连系梁较小，利于房屋 采光、通风。
内力组合——寻求结构构件的最不利 内力，作为配筋依据。
框 架 梁
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
+Mmax：确定梁下部纵筋
-Mmax：确定跨中可能的 顶部纵筋
跨中 截面
9.2 框架结构
低层民用建筑：竖向荷载起控制作用 多层建筑：水平荷载与竖向荷载共同起控制作用高层建筑：水平荷载起控制作用.
9.2 框架结构
框架结构
1、框架结构的组成和分类
组成
梁
基础
柱
刚性节点
固定连接
9.2 框架结构
9.2 框架结构
框 架 结 构 类 型
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间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构
房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为
若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框
架为一计算单元。
为简化计算，可假定：
1、每榀框架结构仅在其自身平面内提供抗侧移刚
度，平面外的抗侧移刚度忽略不计；
2、平面楼盖在其自身平面内刚度无限大；
3、框架结构在使用荷载作用下材料均处于线弹性
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弯矩二次分配法
具体计算步骤： （1）根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数，并计算竖
向荷载作用下各跨梁的固端弯矩。 （2）计算框架各节点的不平衡弯矩，并对所有节点的不平衡弯矩同时
进行第一次分配（其间不进行弯矩传递）。 （3）将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递（对于刚接框架，传递
系数均取1/2）。 （4）将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，
柱网布置 建模：梁、柱选型（尺寸初估）及布置，楼板板厚，材料选用
建模：荷载计算及布置 修改不同的荷载和板厚
相应计算参数的设置，生成计算数据
内力及配筋计算
查看计算结果，调整结构布置，使各项指标满足规范 查看各构件的内力、配筋，调整截面
绘制施工图
框架结构设计计算程序（电算）
4
框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空
10
变截面柱框架结构的计算简图
11
5.2.1 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算
在竖向荷载作用下，多、高层框架结构的内力可用力法、位移法 等结构力学方法计算。工程设计中，如采用手算，可采用迭代法、分 层法、弯矩二次分配法及系数法等近似方法计算。 分层法 竖向荷载作用下框架结构的受力特点及内力计算假定：
楼板
梁部位
装配整体
现浇楼板
边框架梁
I=1.2I0 I=1.5I0
中框架梁
I=1.5I0 I=2.0I0
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竖向荷载作用下分层计算示意图
14
分层法计算要点
（1）将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框架， 每个敞口框架包括本层梁和与之相连的上、下层柱。梁上作用 的荷载、各层柱高及梁跨度均与原结构相同。
（1）不考虑框架结构的侧移对其内力的影响； （2）每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的内力产生影响，对其他 各层梁、柱内力的影响可忽略不计。
应当指出，上述假定中所指的内力不包括柱轴力，因为某层梁上的 荷载对下部各层柱的轴力均有较大影响，不能忽略。
12
在进行框架的内力和位移计算时，现浇楼板、上有现 浇叠合层的预制楼板和楼板虽无现浇叠合层但为拉开 预制板板缝且有配筋的装配整体叠合梁，均可考虑梁 的翼缘作用。增大梁的惯性矩。此时框架梁的惯性矩 可按下表取值。
2K h2
c1h2 2ic
c
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
K K
19
阶段。
5
框架结构的计算简图
计算单元
框架结构的计算单元及计算模型
6
框架结构的承重方案
7
框架结构计算简图
8
在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用 节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，由图可见，框架柱轴线之间 的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的 距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为各层层高。 对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。对于底 层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室 结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下 室结构的顶板处。
2 D值法
（ 1）层间剪力在各柱间的分配
Vij
Dij
s
Vi
Dij
j 1
该式即为层间剪力Vi在各柱间的分配公式，它适用于整个框架结构 同层各柱之间的剪力分配。可见，每根柱分配到的剪力值与其侧向刚度 成比例。
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框架第2层脱离体图
（2）框架柱的侧向刚度——D值：一般规则框架中的柱
DV K 12ic
使各节点处于平衡状态。 至此，整个弯矩分配和传递过程即告结束。 （5）将各杆端的固端弯矩、分配弯矩和传递弯矩叠加，即得各杆端弯
矩。
17
5.2.2 水平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的内力和侧移可用结构力学方法计算，常 用的近似算法有迭代法、反弯点法、D值法和门架法等。
1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点
9
在实际工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度变化。当上层柱截 面尺寸减小但其形心轴仍与下层柱的形心轴重合时，其计算简图与各层柱 截面不变时的相同。当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴也不重合时，一 般采取近似方法，即将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线，但是必须注 意，在框架结构的内力和变形分析中，各层梁的计算跨度及线刚度仍应按 实际情况取；另外，尚应考虑上、下层柱轴线不重合，由上层柱传来的轴 力在变截面处所产生的力矩。此力矩应视为外荷载，与其他竖向荷载一起 进行框架内力分析。
如用弯矩分配法计算各敞口框架的杆端弯矩，在计算每个节点周围各 杆件的弯矩分配系数时，应采用修正后的柱线刚度计算；并且底层柱和各 层梁的传递系数均取1/2，其他各层柱的传递系数改用1/3。
（4）在杆端弯矩求出后，可用静力平衡条件计算梁端剪力及梁跨中弯 矩；由逐层叠加柱上的竖向荷载（包括节点集中力、柱自重等）和与之相 连的梁端剪力，即得柱的轴力。
（2）除底层柱的下端外，其他各柱的柱端应为弹性约束。 为便于计算，均将其处理为固定端。这样将使柱的弯曲变形有 所减小，为消除这种影响，可把除底层柱以外的其他各层柱的 线刚度乘以修正系数0.9。
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（3）用无侧移框架的计算方法（如弯矩分配法）计算各敞口框架的杆 端弯矩，由此所得的梁端弯矩即为其最后的弯矩值；因每一柱属于上、下 两层，所以每一柱端的最终弯矩值需将上、下层计算所得的弯矩值相加。 在上、下层柱端弯矩值相加后，将引起新的节点不平衡弯矩，如欲进一步 修正，可对这些不平衡弯矩再作一次弯矩分配。
框架结构近似计算方法
精品
第 5 章 框架结构的近似计算方法
2
根据使用要求，经济等指标
结构布置：柱网布置，梁布置 梁、柱选型（初估）
计算单元选取
计算简图选取及荷载计算
竖向荷载下的分层计算
水平荷载下的内力和变形计算
荷载效应组合 承载力设计
构造处理
框架结构设计计算程序 （手算）
3
根据使用要求，经济等指标