第十三章 多层框架结构
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
沉降缝的设置 主要与基础受到的上部荷载及场地地质条件有 关。当上部荷载差异较大，则应设沉降缝；沉降缝可利用挑梁或 搁置预制板、梁等方法做成。 伸缩缝与沉降缝的宽度一般大于55mm。 防震缝的设置 主要与建筑平面形状、高差、刚度、质量分布 等因素有关。设置防震缝后，应使各结构单元简单规则，刚度和 质量分布均匀，以避免地震作用下的扭转效应。 为避免各单元之间互相碰撞，防震缝宽度不得小于70mm，同 时对于框架结构房屋，当高度超过15m时，6度、7度、8度和9度 相应每增加高度5m、4m、3m和2m，防震缝宽度宜加宽20mm。
6框架结构最不利内力组合5222最不利荷载位置法最不利荷载位置法为求某一截面的最不利内力可以根据影响线方法直接确为求某一截面的最不利内力可以根据影响线方法直接确定产生此最不利内力的活荷载布置其详细过程见定产生此最不利内力的活荷载布置其详细过程见图由由图图可见只要对整个框架进行两次棋盘形活荷载布置便可见只要对整个框架进行两次棋盘形活荷载布置便可以求得整个框架中所有梁的可以求得整个框架中所有梁的跨中最大正弯矩跨中最大正弯矩
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
3)承重框架的布置 （2）纵向框架承重方案(图13-2b) 这种框架特点是楼板（预制板）放在纵向框架梁上，房屋 的横向布置连系梁。当为大开间柱网时可考虑采用此方案。 采用该方案时，横向连系梁必须与柱子刚接，且截面不能 太小，以保证房屋横向刚度。由于在横向仅设置截面高度较 小的连系梁，有利于楼层净高的有效利用，可设置较多的架 空管道，适用于工业厂房。该方案的缺点是横向刚度差，进 深尺寸受到限制。
工学多层框架结构房屋
• 装配整体式框架：梁、柱、板预制，构件就位后，焊接 或绑扎节点区钢筋，浇筑节点区混凝土，形成整体结构。 兼具上述两种框架结构优点，但是，其节点区现场混凝 土施工复杂。
• 另外，有一段时间用到梁柱现浇、预制板式框架结构， 有人称之为半现浇、半整体式结构。
13.1.2 框架结构的布置
按照承重方案的不同划分为三种: 横向承重、纵 向承重和纵横向双向承重。
利用挑梁或搁置预制梁、板的方法进行建筑上
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 沉降缝做法
(a) 设挑梁（板）；(b) 设预制板（梁）
• 伸缩缝的设置主要与结构长度相关。当结构的长度超过规范规定 的容许值时，应验算温度应力并采取相应的构造措施。
• 9、框架结构设计中值得注意的问题
•
复杂平面：扭转问题、应力集中
•
沿高度侧向刚度突变
•
避免错层与夹层
•
梁柱及节点的抗震细部构造
•
设变形缝(三缝的设置）
•
三维地震作用的组合
一、结构的形式和布置
1. 结构形式布置
多层框架结构房屋PPT课件
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
多层框架结构
主要内容：
重点：
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
• 装配整体式框架：梁、柱、板预制，构件就位后，焊接 或绑扎节点区钢筋，浇筑节点区混凝土，形成整体结构。 兼具上述两种框架结构优点，但是，其节点区现场混凝 土施工复杂。
• 另外，有一段时间用到梁柱现浇、预制板式框架结构， 有人称之为半现浇、半整体式结构。
13.1.2 框架结构的布置
按照承重方案的不同划分为三种: 横向承重、纵 向承重和纵横向双向承重。
结构组成和结构布置 框架结构的计算简图及荷载 反弯点法，Ｄ值法
第十三章 多层框架结构
13.1 多层框架结构的组成与布置
《民用建筑设计通则》（GB 50362—2005）中3.1.2 条：民用建 筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定： 1.住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为 多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住 宅； 2.除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建 筑，大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公 共建筑)； 3.建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。
用途 ≤50m
≥50m
住宅 旅馆 公共
剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、框架 框架-剪力墙、框架
剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、筒体 框架-剪力墙、筒体
第十三章 多层框架结构
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1、框架结构分类 1）现浇框架：在现场原位支模并整体浇筑而成的混 凝土结构。 优点：整体性，抗震性好 缺点：施工周期长，费料、费力 2）装配式框架：由预制混凝土构件或部件装配、连 接而成的混凝土结构。 优点：工业化，速度化，成本低 缺点：整体性差，抗震性差 3）装配整体式：由预制混凝土构件或部件通过钢筋、 连接件或施加预应力加以连接，并在连接部位浇筑 混凝土而形成整体受力的混凝土结构。 其性能介于现浇和全装配框架之间。
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（3）受力合理 主要考虑内力分布均匀、合理，材料强度能充 分利用。 （4）方便施工 主要预制构件满足标准化，尽可能减少构件规格种类。
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(1)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。 (2) 四行柱三跨框架（15m左右）。 (3) 三行柱两跨框架（10m左右）。
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装配式混凝土框架
预制卡板 预 制 长 柱 预制槽形板
装配整体式混凝土框架
体式混凝土框架
装配整体式混凝土框架
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预制长柱
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2、框架中刚性填充墙的作用 框架受竖向力，又承担水平荷载，为了分隔 空间，在框架内设填充墙。应使用轻质材料。 如果填充墙与梁采用柔性连接（仅通过钢筋 连接）可不考虑填充墙抗侧作用； 如果填充墙与梁采用刚性连接，则可考虑填 充墙的抗侧作用，使结构刚度增大，如墙体 布置不对称，可使结构产生扭转。半高墙可 能使柱成为短柱，脆性破坏。 一般填充墙竖向承载作用不予考虑。
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（1） 横向框架承重方案 特点：横向布置承重框架，竖向荷载由横向梁支承，纵向按 连系梁布置。横向刚度大，对抗震有利。有利于通风采光。 （2） 纵向框架承重方案 特点：纵向布置承重框架，横向布置连系梁，对于开间方向 可获得较大的净空，有利于管道穿行。对于纵向不均匀沉降， 可用纵向框架予以调整，但其横向刚度差，对抗震不利。进 深大时很难采用预制板。 （3） 纵横向框架混合承重方案 即在两个方向均布置为承重框架，这种方案整体性好，对抗 震有利。
建筑结构第13章 多层框架结构
框架结构平面布置
13.1 多高层建筑结构体系简介
13.1.2 多高层建筑的结构体系
2. 剪力墙结构体系
剪力墙结构是由一系列横向和纵向的剪力墙体组成的受力体系，剪力墙体一 般采用钢筋混凝土现浇施工。因而剪力墙结构的整体性好、刚度大、承载力高， 尤其在水平力作用下的侧向变形较小、加之抗震性能好，是高层建筑中常见的一 种结构形式。但剪力墙结构受楼板等构件跨度的限制，剪力墙的间距一般为3～8m， 因而多用于高层小空间房屋，如高层和小高层住宅、高层旅馆建筑等，为满足公 共建筑大空间的使用要求，工程中也有用底层框架替代剪力墙，以获得底层大空 间的剪力墙结构体系，但这样组合的结构体系一般具有下柔上刚的特点，对房屋 抗震极为不利。
13.1 多高层建筑结构体系简介
13.1.2 多高层建筑的结构体系
4. 筒体结构体系 筒体结构体系是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建 筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙组成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架 围成的框筒等。筒体结构是一种空间受力性能较好的结构体系，它比框架 结构或剪力 闭箱形悬臂构件，具有良好的抗弯抗扭性能，因而适应于更大高度的建筑 物。
13.2 多层框架的结构布置
13.2.1 多层框架结构的组成
多层框架由横梁和立柱组成。梁柱交接处的框架节点通常为刚接， 有时也将部分节点做成铰接或半铰接。柱底一般为固定支座，必要时也 设计成铰支座。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完 全相同；有时因工艺和使用要求，也可以做成在某层缺柱或某跨缺梁的 形式。
第13章 多层框架结构
13.1 多高层建筑结构体系简介
13.1.1 多高层建筑结构的概念
目前，世界各国对多层和高层建筑的划分标准尚不统一。我国《高层 建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）规定：10层及10层以上或房屋 高度大于28m的建筑物，称为高层建筑；9层及9层以下或房屋高度不超过 28m的建筑物，称为多层建筑。 随着社会生产力的发展和建筑科学技术的进步以及人们生活水平的提 高，高层建筑迅速发展。高层建筑具有节约用地、减少市政基础设施投资、 美化城市环境等优点。但随着建筑物高度增加，结构在水平力作用下的内 力与侧移增大，工程造价提高，对建筑科学与技术水平的要求也越来越高。 我国上海于1998年建成的金茂大厦，建筑面积28.7万m2，88层，总高 度412.5m，3～50层为办公室，53～85层为五星级酒店，88层为公众的观 光层。此结构系筒体结构，建筑平面尺寸53.4m×53.4m，内筒27m×27m。 辅楼有商场、会展中心、会议中心等。这幢具有强烈时代感和地方特色的 塔式建筑，已成为上海浦东金融贸易区的重要标志建筑之一。
第13章钢筋混凝土多层框架结构常见问题解答
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。
（2）纵向框架承重体系纵向框架承重体系的结构布置见图13-2b。
这种承重体系是将楼盖传来的竖向荷载全部由纵向框架梁承担，而横向框架梁仅承受自重和梁上维护墙体的重量。
多层钢筋混凝土框架结构
μN=N/(Acfc)≤[μN] AC——柱的截面面积，Ac=bc.hc； bc、hc——柱的截面高度和宽度； 其中宜bc≥250mm、hc≥400mm; 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； γG——荷载分项系数，可取γG =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； n——柱计算截面以上的楼层数； [μN]——柱的轴压比限制值。
(一)框架梁的截面尺寸
(二)框架柱的截面尺寸
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。
最小构造尺寸
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)≤[μN]
2、柱网布置应满足建筑平面布置的要求
1．横向框架承重方案 2．纵向框架承重方案 3．纵横向框架混合承重方案 实际的框架结构是一个空间受力体系；计算时把实际框架结 构看成纵横两个方向的平面框架； 沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的称为横向框架； 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。
第一节 结构布置与计算简图
柱网布置
承重框架的布置
结构布置要求
第13章多层框架结构解析
8 13.1 概述
第13章 多层框架
框架结构种类 根据施工方法的不同，分为现浇（整体式）、装配式和装配 整体式三种。 目前国内外大多采用现浇混凝土框架。
二、 框架结构布置 1. 柱网布置 布置原则： （1）应满足生产工艺的要求 （2）应满足建筑平面布置的要求 （3）使结构受力合理 （4）应方便施工
下两端均不发生角位移；
（2）除底层以外的其余各层柱，受力后上下两端的转角相同， 即反弯点位于层高的中点；底层柱反弯点位于距支座2/3层高 处；
（3）不考虑框架梁的轴向变形，同一层各节点水平位移相等。
梁端弯矩可由节点弯矩平衡条件求出不平衡弯矩，再按节点左
右梁的线刚度进行分配。
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13.2 内力与水平位移近似计算
• 等跨式柱网
– 进深常为6m、7.5m、9 m、12m，从经济考虑不宜超过 9m。
– 开间方向的柱距常为6~9m。 – 适用于超市、厂房、仓库等。
13 13.1 概述
第13章 多层框架
14 13.1 概述
第13章 多层框架
2. 承重框架的布置 （1）横向承重框架 房屋横向刚度大，侧移小； 横梁高度大，室内有效净空小。 非抗震时使用
2框架柱纵向钢筋框架柱的纵向钢筋宜采用对称配筋框架柱纵向钢筋的最小直径不应小于12mm全部纵向钢筋的最小配筋率最大配筋率3框架柱箍筋箍筋应为封闭式箍筋间距不应大于400mm且不应大于柱短边尺4框架节点1现浇框架节点2装配式及装配整体式框架节点武汉工业学院back62第五节框架结构抗震设计一抗震设计思想1三水准的抗震设防要求1第一水准
第13章 多层框架
第13章 多 层 框 架
本章要求（10学时）
了解框架结构的特点和适用范围； 熟悉框架结构的布置原则与方法； 掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的内力计算 方法； 掌握框架结构的内力组合原则与方法； 熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验算方法； 熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。
多层框架结构
§ 13.1 多层框架结构的组成与布置 § 13.2 框架结构内力与水平位移的近似计算方法 § 13.3 多层框架内力组合 § 13.4 无抗震设防要求时框架结构构件设计 § 13.5 多层框架结构基础 § 13.6 现浇混凝土多层框架结构设计示例
§ 13.1 多层框架结构的组成与布置
13.4无抗震设防要求时框架结构构件设计
13.4.1 柱的计算长度：
一般多层房屋的钢筋混凝土框架结构各层柱段 当为现浇楼盖时： 底层柱段 其余各层柱段 当为装配式楼盖时： 底层柱段 其余各层柱段
荷 载 编 号
恒载 活1 0 1
活2 2
….. …..
左风 …..
右风 …..
Mmax 及V
组合 项目 组合 值
－Mmax及V
组合 项目 组合 值
Vmax 及M
组合 项目 组合 值
内力
KL 左 M │ AB V
(kN)
(kN.m)
中 M
(kN.m)
右 M
(kN.m)
V
(kN)
框架柱内力组合表
柱 截 编 面 号 A 上 M 柱 N │ 3 V
梁支座截面：--Mmax及相应的V （正截面设计）
Vmax及相应的M （ 斜截面设计） 柱 截 面：+Mmax及相应的N、V --Mmax及相应的N、V Nmax及相应的M、V
Nmin及相应的M、V
│M│较大，但N较小或N较大
13.3.4竖向活载最不利布置
（1）逐跨布置法 恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各 跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能 出现的最大内力。
横向框架计算单元
相邻楼面间的距 离 纵向 框架 计算 单元 跨度 跨度 跨度 取轴线间的距离 基础顶面至一层 楼面的距离
《多层框架结构》课件
多层框架结构通过在各层之间实施安全措施，如数据加密 、身份验证和访问控制等，提高了系统的安全性，有效防 止了数据泄露和非法访问。
模块化
多层框架结构将系统划分为独立的模块，每个模块具有特 定的功能和职责，便于开发和维护，提高了系统的可维护 性和可重用性。
性能优化
多层框架结构可以对各层进行优化，针对不同的业务需求 进行性能调优，提高了系统的整体性能和响应速度。
02
多层框架结构的组 成
基础
基础是建筑物的地下部分，承受着建 筑物的全部荷载，并将其传递到土壤 中。
基础工程的设计和施工必须由专业人 员进行，以确保建筑物的安全和可靠 性。
基础类型包括独立基础、条形基础、 筏板基础等，选择合适的基础类型对 于确保建筑物的稳定性和安全性至关 重要。
楼板
楼板是建筑物水平承重结构的重要组成部分，分为预制楼板和现浇楼板两种类型。
03
多层框架结构的施 工方法
施工前的准备
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03
04
施工计划
制定详细的施工计划，包括施 工进度、人员组织、材料采购
等。
现场勘查
对施工现场进行全面勘查，了 解地形、地质、水文等条件， 以便制定合理的施工方案。
材料准备
根据施工计划，提前采购和准 备所需的各种材料和设备。
人员培训
对施工人员进行技术培训和安 全教育，确保他们具备相应的
预制楼板是将楼板在工厂预制生产，然后运输到施工现场进行安装，现浇楼板是在 施工现场进行浇筑。
楼板的承载能力必须满足建筑物的使用要求，同时也要考虑施工安全和建筑物的耐 久性。
梁
梁是建筑物中用于支撑楼板和 屋顶的重要承重结构，分为简 支梁、连续梁和悬臂梁等类型 。
(整理)第十三章 多层框架结构
第十三章多层框架结构学习目标通过本章学习应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法和二次弯矩分配法，水平力作用下框架内力分析的D值法等内力和变形的近似计算方法。
熟悉和领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。
第一节框架结构体系及布置我国《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3一2002把10层及10层以上的房屋定义为高层建筑，一般认为10层以下房屋属于多层建筑。
一、框架结构体系（一）框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础（图13-1）。
框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁缺柱的框架（图13-1b）。
（二）框架结构类型1、纯(全)框架结构整个房屋全部采用框架结构的称为纯(全)框架结构。
框架结构根据施工方法的不同可分为整体式、装配式和装配整体式三种。
（1）整体式框架又称全现浇框架，它由现场支模浇注而成，整体性好，抗震能力强。
（2）装配式框架的梁、柱等构件均为预制，施工时把预制的构件吊装就位，并通过节点进行连接。
（3）装配整体式框架兼有整体式和装配式框架的优点，预制构件在现场吊装就位后，通过在预制梁上浇注叠合层等措施，便框架连成整体。
2、底层框架结构底层框架结构房屋是指底层为框架-抗震墙结构(图13-2)，上层为承重的砌体墙和钢筋混凝土楼板的混合结构房屋。
3、内框架结构房屋内部由梁、柱组成的框架承重，外部由砌体承重，楼(屋)面荷载由框架与砌体共同承担(图13-3)。
这种框架称为半框架或内框架结构。
（三）框架结构布置按照结构布置不同，框架结构可以分为横向承重、纵向承重和纵横双向承重三种布置方案。
二、变形缝 1、沉降缝不同或因地基存 在差异而有可能产生过大的不均匀沉降时，应设沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，使得各部分能够自由沉降，不致在结构中引起过大内力，避免混凝土构件出现裂缝。
第十三章多层框架结构祥解
第13章 框架结构
（3）按构造要求确定 矩形截面框架柱的边长在非抗震设计时不宜小于250mm，抗震
设计时不宜小于300mm；圆柱截面直经不宜小于350mm，为避
免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜小于4。
（一）梁截面形式及尺寸 1、截面形式 对全现浇整体式框架，与梁相连的楼板是梁的翼缘，梁截面为 T形或倒L形； 当采用预制板楼盖时，框架梁为矩形或T形；
有时为减小楼盖结构高度，增加室内净高，框架梁截面常做 成花篮形或十字形； 对装配整体式框架，其框架梁为部分预制、部分现浇，称为迭 合梁。 连系梁的截面多做成T形、Γ形、L形、⊥形、Z形等
纵横向框架混合承重
13.1结构组成和结构布置
第13章 框架结构
（四）、变形缝的设置
变形缝有三种：伸缩缝、沉降缝、防震缝。 1、伸缩缝
是否设缝，与结构长度有关，当长度超过《规范》对钢筋混 凝土结构规定的伸缩缝最大间距时，一般应设缝，如不设缝， 应验算温度应力并采取相应的构造措施，如设置后浇带、做好 保温隔热层等。“钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距”见表。伸 缩缝宽度20~30 mm。
第13章 框架结构
对称不等跨式
对称不等跨柱网，图 (c)。常用于建筑平面宽度较大的厂房。
13.1结构组成和结构布置
第13章 框架结构
（二）承重框架布置方案 柱网确定后，用梁把柱连起来，即形成框架结构。一般情况下 柱在两个方向均应有梁拉结，故应在房屋纵横向均应布置框架 梁。因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。但为计算简 便起见，可把实际框架分成纵横两个方向的平面框架即横向框 架和纵向框架来进行计算。如图所示 横向框架--由建筑物短方向的梁柱组成。 纵向框架--由建筑物长方向的梁柱构成。 两向框架分别承受各自方向的水平荷载。对于楼面竖向荷载， 可由横向框架承受，也可由纵向框架承受或纵、横向共同承受。 根据楼面竖向荷载的传递路线，可将框架的承重体系分为三种：
第十三章多层框架结构房屋
四、材料强度等级
⑴混凝土强度等级（现浇框架） 非抗震设计：不应低于C20 抗震设计 ： 一级：不宜低于C30 二～四级：不应低于C20 大荷载混凝土柱：宜采用高强度的混凝土 ⑵钢筋级别 纵筋：HRB400 （ Ⅲ级）或 HRB335（Ⅱ级 ） 箍筋：HRB335（Ⅱ级）或 HPB235（Ⅰ级 ） ⑶梁柱节点混凝土：≥柱混凝土等级
需解决问题
①确定各层柱反弯点处的剪力；
②确定各层柱的反弯点位置。
反弯点法：
适用范围：结构沿高度比较均匀，∑ib/∑ic≥3的多层框架。 计算假定：
①假定梁线刚度无限大ib＝∞ —— 节点无角位移（转 角）；
②认为各层柱上下端节点转角相同（底层除外）
——各柱反弯点位于柱中点，底层柱位于距柱底2/3层高 处。
计算步骤：
①画出框架计算简图； ②计算梁、柱的线刚度及相对线刚度（除底层柱 外，其他层柱应乘以系数0.9）； ③计算各节点处的弯矩分配系数，用弯矩分配法 从上至下分层计算各计算单元的杆端弯矩； ④叠加有关杆端弯矩，得最后弯矩图（M图）； ⑤按静力平衡条件求其他内力图（N、V图）。 注意：由于计算的近似性，框架节点处的最终弯 矩不平衡，可对不平衡弯矩作一次弯矩分配，予 以修正。
跨度：柱轴线间距 等跨框架：各跨相差
三、梁、柱截面形式及尺 寸
1. 框架梁的截面形式及尺寸
主梁 全现浇：T形框架梁 形式承重 装配式：T形、倒L形、矩 形、花篮形 连系梁：T形、倒L形
尺寸 高度：hb=(1/10~1/14)lb，hb≯1/4 ln， ≮500mm 宽度：bb=(1/2~1/3)hb，且bb≮1/4hb，
13 多层框架结构房屋 本章提要 本章主要介绍:多层及高层房屋的结 构体系；结构的计算简图及荷载确定； 简单框架的内力计算；无抗震设防要求 时框架结构构件设计；非抗震设计时框 架节点的构造要求；结构施工图平面整
多层框架结构
二、修正后的柱反弯点高度
作如下假定： 同层各节 点的转角 相等； 横梁中点 无竖向位 移。 各柱的反弯点高度与该柱上下端的转角比值有关。 影响转角的因素有：层数、柱子所在层次、梁柱线刚度比及上下 层层高变化。
梁柱线刚度比及层数、层次对反弯点高度的影响
假定梁的线刚度、柱的线刚 度和层高沿框架高度不变， 按图示计算简图可求出各层 柱的反弯点高度 y 0 h ，称 为标准反弯点高度。查附表 10-1,10-2 yh
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根据几何条件（忽略梁轴向变形）
u j1 u j 2 u jk u jm u j
2、当杆件两端发生单位侧移时，杆件内的剪力称为抗侧刚度， 用 D 表示。如果杆件两端没有转角，杆件内的剪力为：
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
层高变化对反弯点高度的影响
上层层高变化，反弯 点高度的变化值用 y 2 h 表示； 下层层高变化，反弯 点高度的变化值用 (y0 y 3 h 示。 y2)h 查附表10-4。 顶层柱没有 y 2 h 修正值； 底层柱没有 y 3 h 修正值。
第13章多层框架结构讲义
全现浇框架节约模板，省去了现场支模的
麻烦。
13.1.3 框架结构的结构布置
1．柱网布置
框架结构的柱网布置原则： ①满足使用和建筑平面布置的要求： ②使结构受力合理； ③施工方便。
1．柱网布置
(1)柱网布置应满足生产工艺的要求
在多层工业厂房设计中，生产工艺的
要求是厂房平面设计的主要依据。其典型
或房屋高度或荷载有较大变化等处。
沉降缝设置方法：
可用挑梁（使缝两侧相互无联系）或搁置梁板（形
成铰接状态）等办法做成（图13-9 ）。
沉降缝宽度取决于基础的转动，按缝两侧较低部分
高度确定。
3.变形缝
防震缝的设置，主要与建筑平面形状、高差、刚
度、质量分布等因素有关。
防震缝的设置原则：应使各结构单元简单、规则， 刚度和质量分布均匀，以避免地震作用下的扭转 效应。
的柱网布置形式有内廊式、等跨式、对称
不等跨式等（图13-3）。
1．柱网布置
（2）柱网布置应满足建筑平面布置的要求
（图13-4 ）
（3）柱网布置要使结构受力合理
（4）柱网布置应方便施工
1．柱网布置
3）柱网布置要使结构受力合理
①应考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀 合理，各构件材料强度均能充分发挥。如图13-5、 13-6。
4.半现浇框架
(1)概念
半现浇框架是将房屋结构中的梁、板 和柱部份现浇，部份预制装配而形成的框 架。 常见的做法： 一种是梁、柱现浇，板预制；另一种是柱 现浇，梁、板预制。
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第十三章多层框架结构学习目标通过本章学习应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法和二次弯矩分配法，水平力作用下框架内力分析的D值法等内力和变形的近似计算方法。
熟悉和领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。
第一节框架结构体系及布置我国《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3一2002把10层及10层以上的房屋定义为高层建筑，一般认为10层以下房屋属于多层建筑。
一、框架结构体系（一）框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础（图13-1）。
框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁缺柱的框架（图13-1b）。
（二）框架结构类型1、纯(全)框架结构整个房屋全部采用框架结构的称为纯(全)框架结构。
框架结构根据施工方法的不同可分为整体式、装配式和装配整体式三种。
（1）整体式框架又称全现浇框架，它由现场支模浇注而成，整体性好，抗震能力强。
（2）装配式框架的梁、柱等构件均为预制，施工时把预制的构件吊装就位，并通过节点进行连接。
（3）装配整体式框架兼有整体式和装配式框架的优点，预制构件在现场吊装就位后，通过在预制梁上浇注叠合层等措施，便框架连成整体。
2、底层框架结构底层框架结构房屋是指底层为框架-抗震墙结构(图13-2)，上层为承重的砌体墙和钢筋混凝土楼板的混合结构房屋。
3、内框架结构房屋内部由梁、柱组成的框架承重，外部由砌体承重，楼(屋)面荷载由框架与砌体共同承担(图13-3)。
这种框架称为半框架或内框架结构。
（三）框架结构布置按照结构布置不同，框架结构可以分为横向承重、纵向承重和纵横双向承重三种布置方案。
二、变形缝1、沉降缝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而设置的，当房屋因上部荷载不同或因地基存 在差异而有可能产生过大的不均匀沉降时，应设沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，使得各部分能够自由沉降，不致在结构中引起过大内力，避免混凝土构件出现裂缝。
房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也需用沉降缝分开，因为原有建筑沉降已趋于稳定，高层建筑主体结构与附属裙房两者重量悬殊，应设缝分开，高层建筑常设地下室，沉降缝的设置会使地下室的构造复杂，施工困难，基础防水也不容易处理，可采取措施调整各部分沉降差，不留永久沉降缝。
2、伸缩缝伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力便房屋产生裂缝而设置的。
3、防震缝当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，在地震作用下会产生扭转振动加重房屋的破坏，或在薄弱部位产生应力集申导致过大变形。
为避免上述现象发生，必须设置防震缝，把复杂不规则结构变为若干简单规则结构。
防震缝应有足够的宽度，以免地震作用下相邻房屋不发生碰撞。
房屋既需设沉降缝又需设伸缩缝时，沉降缝可兼作伸缩缝，两缝合并设置。
对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。
三、框架梁、柱截面尺寸图13-4 框架结构布置(a )横向承重框架；(b )纵向承重框架；(c ) 纵横向承重框架井子架框架横梁框架横梁连续梁连续梁预制板预制板1、梁、柱截面形式框架梁的截面形状在整体式框架中以T 形和倒L 形为主；在装配式框架中一般采用矩形，也可做成T 形和花篮形；装配整体式框架中常做成花篮形。
框架柱截面形状一般为矩形或正方形，也可根据需要做成圆形或其它形状。
2、梁、柱截面尺寸 (1)梁截面尺寸框架梁的截面高度可根据梁的跨度、约束条件及荷载大小进行选择，一般取梁高81(=h ～l )121，其中l 为梁的跨度，当框架梁为单跨或荷载较大时取大值，当架梁为多跨或荷载较小时取小值。
为防止梁发生剪切破坏，梁高h 不宜大于1/4净跨。
框架梁的截面宽度可取21(=b ～h )31为了使端部节点传为可靠，梁宽b 不宜小于柱宽的1/2，且不应小于250mm 。
为了降低楼层高度或便于管道铺设，也可将框架梁设计成宽度较大的扁梁，扁梁的截面高度可取151(=h ～l )181。
当采用叠合梁时，后浇部分截面高度不宜小于120mm 。
框架连系梁的截面高度可按121(～l )151确定，宽度不宜小于梁高的1/4。
(2)柱截面尺寸柱截面高度可取151(=h ～H )201，H 为层高；柱截面宽度可1(=B ～h )32，并按下述方法进行初步结算。
框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。
考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2～1.4的放大系数。
柱的截面高度不宜小于400mm ，宽度不宜小于350mm 。
为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。
3、梁截面惯性矩 梁截面惯性取值如下：现浇整体式框架梁：中间框架梁2.00I ，边框架梁1.50I ； 装配整体式框架梁：中间框架梁1.50I ，边框架梁1.20I 。
四、框架结构计算简图 1、平面计算单元计算单元取相邻两框架柱距的一半(图13-6a )。
当采用横向承重方案时，截取横向框架作为计算单元，截取纵向框架作为计算单元，认为全部竖向荷载全部由纵向框架承担。
当采用纵、横双向承重方案时，应根据竖向荷载实际传递路径，按纵、横向框架共同承担进行计算。
在水平荷载作用下，各方向的水平力全部由与该方向的框架承担，与该方向垂直的框架不参与工作，即横向水平力由横向框架承担，纵向水平力由纵向框架承担。
当水平力为风荷载时，每榀框架只承担计算单元范围内的风荷载值。
当水平力为地震作用时，每榀框架承担的水平力按各榀框架的抗侧刚度比例分配。
2、计算简图在平面框架计算简图中，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。
当框架各层柱截面尺寸相同时(图13-8a )或截面尺寸不同但形心线重合时(图13-8b )，框架柱的轴线取截面形心线。
当框架各层柱截面尺寸不同且形心不重合时(图12-8c )，也可近似取顶层柱的形心线作为柱的轴线。
但是必须注意，按上述计算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力，在进行截面配筋计算时，还应将其转化为作用于截面形心处的内力。
第二节多层框架结构房屋的荷载作用于多层房屋上的荷载有两类：一类是竖向荷载，包括结构自重（永久荷载）和楼（屋）盖的均布荷载（可变荷载）；另一类是水平荷载，包括风荷载和地震作用（均是可变荷载）。
在多层房屋中，往往是竖向荷载对结构设计起控制作用。
一、竖向荷载1、永久荷载永久荷载主要包括结构自重及各种建筑装饰材料、饰面等的自重。
一般可按结构构件的几何尺寸和材料自重（见表3-4）计算。
2、屋面活荷载屋面活荷载主要包括屋面均布活荷载和积雪荷载。
《荷载规范》规定：屋面均布活荷载不应与积雪荷载同时考虑。
设计计算时，取两者中较大值。
当采用上人屋面时，屋面均布活荷载标准值取0.7kN/㎡，上人屋面取1.5kN/㎡，当上人屋面兼作其他用途时，应按相应的楼面活荷载标准值（见表3-5）取用。
雪荷载的计算方法见第十一章的应该内容。
3、楼面活荷载（1）民用建筑楼面均布活荷载标准值按表3-5采用。
在设计楼面梁、墙、柱及基础时，要根据梁的承荷面积及墙、柱及基础计算截面以上的总层数，对楼面荷载乘以相应的折减系数。
当楼面梁的承荷面积超过25㎡时，计算梁荷载时楼面活荷载折减系数为0.9；墙、柱及基础的活荷载楼层折减系数见下表：表13-1 活荷载按楼层的折减系数（2）工业建筑楼面活荷载；一般设备、零件、管道或运输工具都可折算成均布荷载计算，如有较大的设备，则可按实际情况计算。
工业建筑楼面活荷载标准值的取值详见《荷载规范》。
二、水平荷载作用于多层房屋的水平荷载主要是风荷载。
垂直作用于建筑物表面上的风荷载标准值应按下列公式计算：ωk=βzμsμzω0 （13-1）式中ωk——风荷载标准值kN/m2；βz——高度z处的风振系数，即考虑风荷载动力效应的影响，对房屋高度不大于30m或高宽比小于1.5的建筑结构可不考虑此影响，βz=1.0；μs——风荷载体型系数，对于矩形平面的多层房屋，迎风面为+0.8（压力），背风面为-0.5（吸力），其他形状平面的μs详见《荷载规范》；μz——风压高度变化系数，应根据地面粗糙度类别按表13-2取用。
地面粗糙度分A、B、C、D四类：A类指近海海面和海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；ω0——基本风压KN/m2，应按《荷载规范》给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3 kN/m2。
表13-2 风压高度变化系数μZ第三节竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法一、分层法1、计算假定为了简化计算，对竖向荷载作用下框架结构的内力分析，可作如下假定:(1)框架的侧移忽略不计，即不考虑框架侧移对内力的影响；(2)每层梁上的荷载对其它层梁、柱内力的影响忽略不计，仅考虑对本层梁、柱内力的影响。
2、计算要点计算时，将各层梁及其上、下柱所组成的敞口框架作为一个独立计算单元(图13-9b)，用弯矩分配法分层计算各榀敞口框架的杆端弯矩，由此求得的梁端弯矩即为其最后弯矩。
因每一层柱属于上、下两层，所以每一层柱的最终弯矩需由上、下两层计算所得的弯矩值叠加得到。
上、下层柱的弯矩叠加后，节点弯矩一般不会平衡，如欲迸一步修正，可对不平衡弯矩再作一次弯矩分配。
把除底层柱以外的其它各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此来计算节点周围各杆件的弯矩分配系数；杆端分配弯矩向远端传递时，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支承取为1/2。
分层法的计算步骤为：①将框架分层，各层柱的高度、梁的跨度及荷载均与原结构相同，计算简图中柱远端为固定；②计算梁、柱线刚度；③计算弯矩分配系数，固端弯矩，节点不平衡力矩，进行分配并向远端传递，得到单层敞口框架的弯矩图；④将上、下两层敞口框架分别计算得到的同一根柱的弯矩叠加；⑤绘出框架的弯矩图分层法适用于节点梁柱线刚度比∑∑≥3cbii ，结构与荷载沿高度分布比较均匀的多层框架的内力分析，满足上述条件，计算假定误差较小，计算结果精度较好。
二、弯矩二次分配法采用无侧移框架的弯矩分配法计算竖向荷载作用下框架结构的杆端弯矩，为了简化计算，可假定某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余杆件的影响忽略不计。
计算时，先对各节点不平衡弯矩进行第二次分配，并向远端传递(传递系数均取1/2)，再将因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，整个弯矩分配和传递过程即告结束，此即弯矩二次分配法。