高层建筑结构设计.pptx

重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院柱距柱距较大大柱距柱距较小小5.1 5.1 框架框架结构布置构布置 由于高由于高层建筑建筑纵横两个方向都承受横两个方向都承受较大水平力，因此，在大水平力，因此，在纵横横两个方向都两个方向都应按框架按框架设计。框架梁柱构件的框架梁柱构件的轴线宜重合，如果二者有偏心，其偏心距不宜宜重合，如果二者有偏心，其偏心距不宜大于柱截面在大于柱截面在该方向方向边长的的1/41/4，当必，当必须大于大于时，可采用水平加腋，可采用水平加腋来解决，但来解决，但9 9度区不度区不应大于大于1/4h1/4h。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院 楼盖楼盖竖向荷向荷载的的传力路力路线与一般楼盖完全相同，即与一般楼盖完全相同，即对普通普通现浇梁梁板板结构来构来说可分可分为单向板或双向板，当向板或双向板，当l1 1/l2 22 2 时为单向板，荷向板，荷载向短跨方向向短跨方向传递；当；当l1/l22 时为双向板，荷双向板，荷载向两个方向向两个方向传递。双向框架承重方案双向框架承重方案横向框架承重方案横向框架承重方案纵向框架承重方案向框架承重方案重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院3 横向框架承重方案横向框架承重方案。由于横向框架梁截面高度较大，使该方。由于横向框架梁截面高度较大，使该方向的抗侧移刚度增大，有利于抵抗该方向的水平荷载，但由于梁向的抗侧移刚度增大，有利于抵抗该方向的水平荷载，但由于梁高加大，使房屋的净高减小，不利于纵向管道布置。高加大，使房屋的净高减小，不利于纵向管道布置。纵向框架承重方案纵向框架承重方案。由于横向框架梁高度减小，有利于纵向。由于横向框架梁高度减小，有利于纵向管道布置，但横向框架刚度减小，对结构抗侧移不利。管道布置，但横向框架刚度减小，对结构抗侧移不利。目前，预制板用得较少，绝大多数框架结构均为目前，预制板用得较少，绝大多数框架结构均为双向框架承双向框架承重方案重方案。5.2 5.2 框架梁柱截面尺寸估算及材料框架梁柱截面尺寸估算及材料强度等度等级选择一、框架一、框架梁截面尺寸估算梁截面尺寸估算 框架梁的截面尺寸框架梁的截面尺寸应由由刚度条件度条件初步确定。框架初步确定。框架结构的主梁构的主梁截面高度可按截面高度可按 确定，且截面高度不宜大于确定，且截面高度不宜大于1/4净跨跨;截面截面宽度不宜小于度不宜小于1/4hb，且不宜小于，且不宜小于200mm。为增加房屋的增加房屋的净空，有空，有时要要设计宽度度较大的扁梁，大的扁梁，这时除要除要进行承行承载力力计算之外，尚算之外，尚应验算梁的算梁的挠度和裂度和裂缝是否是否满足要求。足要求。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院二二、框架柱截面尺寸估算、框架柱截面尺寸估算 框架柱宜采用正方形或接近正方形的矩形，两个主轴方向的框架柱宜采用正方形或接近正方形的矩形，两个主轴方向的刚度相差不宜过多，矩形截面长短边之比不宜超过刚度相差不宜过多，矩形截面长短边之比不宜超过3 3，框架柱的，框架柱的截面边长截面边长 矩形柱矩形柱非抗震非抗震250mm抗震抗震300mm 园形直径园形直径350mm柱柱净高与截面高与截面长边之比宜大于之比宜大于4。高高规要求要求重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院 在在初步设计时，柱截面尺寸可按轴压比确定。初步设计时，柱截面尺寸可按轴压比确定。0.7 0.7（一（一级）0.8 0.8（二（二级）0.9 0.9（三（三级）1.01.0（四（四级或非抗震）或非抗震）轴压比比为（一三（一三级）（四（四级或非抗震）或非抗震）框架在框架在竖向荷向荷载作用下的作用下的轴力估算力估算值。柱支撑的楼板面柱支撑的楼板面积楼楼层数数（11111414）1.251.25 重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院6 三、混凝土强度等级三、混凝土强度等级 当按一级抗震等级设计时，混凝土强度等级不宜低于当按一级抗震等级设计时，混凝土强度等级不宜低于C30C30，按二四级和非抗震设计时，混凝土强度等级宜按二四级和非抗震设计时，混凝土强度等级宜C20C20。梁柱混凝土强度等级差别不宜过大。否则，应验算节点区的梁柱混凝土强度等级差别不宜过大。否则，应验算节点区的承载力。承载力。当柱混凝土强度等级较高时，若梁柱混凝土强度相同当柱混凝土强度等级较高时，若梁柱混凝土强度相同浪浪费水泥；若梁比柱混凝土强度低太多费水泥；若梁比柱混凝土强度低太多节点承载力不易满足。节点承载力不易满足。为保证框架结构的延性，柱在为保证框架结构的延性，柱在9 9度区混凝土宜度区混凝土宜C60C60；8 8度区度区宜宜C70 C70。为节省梁（包括板）中的水泥用量，梁混凝土强度等级宜为节省梁（包括板）中的水泥用量，梁混凝土强度等级宜C40C40。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院5.3 5.3 计算算单元及元及计算算简图一、一、计算算单元元 框架框架结构构为空空间结构，构，应取整体取整体结构构为计算算单元，按空元，按空间框框架架进行内力及位移的行内力及位移的计算，但算，但对平面布置比平面布置比较规则，柱距及跨度，柱距及跨度相差不多的框架相差不多的框架结构，构，计算中可将空算中可将空间框架框架简化化为平面框架，在平面框架，在各榀框架中，各榀框架中，选出一榀或几榀有代表性的平面框架作出一榀或几榀有代表性的平面框架作为计算算单元，元，每榀框架按其每榀框架按其负荷面荷面积 承担荷承担荷载。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院8框架框架结构构计算算简图示意示意恒荷恒荷载竖向活荷向活荷载风荷荷载地震作用地震作用二、二、计算算简图 计算算简图是由是由计算模型及其作用在其中的荷算模型及其作用在其中的荷载共同构成的。框共同构成的。框架架结构的构的计算模型是由梁柱的截面几何算模型是由梁柱的截面几何轴线确定的，框架柱在其确定的，框架柱在其顶面按固面按固结考考虑。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院梁、柱的截面梁、柱的截面惯性矩：性矩：柱按柱按实际截面截面计算；算；梁梁应考考虑楼板的作用，当采用楼板的作用，当采用现浇楼盖楼盖时楼板可作楼板可作为框架的框架的翼翼缘，按，按T形截面形截面计算其算其惯性矩。翼性矩。翼缘有效有效宽度度为梁每梁每侧6倍板厚，倍板厚，然后按然后按T型或倒型或倒L型型计算算惯性矩。工程中性矩。工程中为简化化计算，可按下式算，可按下式计算梁的算梁的惯性矩：性矩：一一边有楼板有楼板 I I=1.5I I0 0 两两边有楼板有楼板 I I=2.0I I0 0 I I0 0为梁矩形部分的梁矩形部分的惯性矩。性矩。当框架梁当框架梁为有加腋的有加腋的变截面梁截面梁时，如，如I Iend/I/Imid4，可不考，可不考虑加腋的影加腋的影响。响。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院5.4 5.4 框架框架结构的内力及构的内力及侧移移计算算一、框架在一、框架在竖向荷向荷载作用下的近似作用下的近似计算方法算方法分分层法法假定：假定：1.框架在框架在竖向荷向荷载作用下，作用下，结点点侧移忽略不移忽略不计；2.每每层梁上的荷梁上的荷载对其他各其他各层梁内力的影响忽略不梁内力的影响忽略不计。开口框架的支座开口框架的支座设为固定端与固定端与实际不符。不符。为消除由消除由此此带来的来的误差，除底差，除底层外，其它各外，其它各层柱的柱的线刚度均度均乘以乘以 0.9，并取柱的弯矩，并取柱的弯矩传递系数系数为1/3。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院分分层后，各开口框架的内力可由弯矩分配法后，各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。算。最最终弯矩取法弯矩取法为：框架梁的最框架梁的最终弯矩即弯矩即为各开口框架算得的弯矩；各开口框架算得的弯矩；框架柱的弯矩，由上下两相框架柱的弯矩，由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。开口框架同一柱的弯矩叠加而得。最后算得的各梁柱弯矩在最后算得的各梁柱弯矩在节点点处一般不平衡，但一般不平衡，但误差不大。如有需要，可将差不大。如有需要，可将节点不平衡弯矩再分配一次。点不平衡弯矩再分配一次。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院例例题：用分：用分层法法计算下算下图所示框架的弯矩所示框架的弯矩图，括号内的，括号内的数字表示每根杆件的数字表示每根杆件的线刚度度 i=EI/l重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院分分层后的开口框架：后的开口框架：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院15弯矩分配法的弯矩分配法的计算步算步骤：1、分配系数、分配系数当当远端端为铰接接时，采用折算，采用折算线刚度度当当远端端为滑滑动铰支座支座时，采用折算，采用折算线刚度度2、固端弯矩：根据、固端弯矩：根据建筑建筑结构静力构静力计算手册算手册表表2-4、表、表2-5或根据或根据结构力学教构力学教材材查用，弯矩方向：用，弯矩方向：对节点逆点逆时针旋旋转为正（可任意，但要正（可任意，但要统一）。一）。3、分配、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和点弯矩的代数和M）：首先分配有）：首先分配有较大不平衡弯矩的大不平衡弯矩的节点（用点（用M计算各杆分配弯矩，并在其下划一横算各杆分配弯矩，并在其下划一横线，以，以示示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的向杆的远端端传递弯矩（梁和底弯矩（梁和底层柱，柱，传递系数系数为1/2，其他各，其他各层柱柱为1/3）作）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与端的不平衡弯矩（此弯矩参与分配），依次分配其他各分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可，待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不以忽略不计时，即可停止，即可停止进行。行。4、各杆端的最、各杆端的最终弯矩：即弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数弯矩的代数和。和。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院分配系数：分配系数：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院17弯矩分配法的弯矩分配法的计算步算步骤：1、分配系数、分配系数当当远端端为铰接接时，采用折算，采用折算线刚度度当当远端端为滑滑动铰支座支座时，采用折算，采用折算线刚度度2、固端弯矩：根据、固端弯矩：根据建筑建筑结构静力构静力计算手册算手册表表2-4、表、表2-5或根据或根据结构力学教构力学教材材查用，弯矩方向：用，弯矩方向：对节点逆点逆时针旋旋转为正（可任意，但要正（可任意，但要统一）。一）。3、分配、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和点弯矩的代数和M）：首先分配有）：首先分配有较大不平衡弯矩的大不平衡弯矩的节点（用点（用M计算各杆分配弯矩，并在其下划一横算各杆分配弯矩，并在其下划一横线，以，以示示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的向杆的远端端传递弯矩（梁和底弯矩（梁和底层柱，柱，传递系数系数为1/2，其他各，其他各层柱柱为1/3）作）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与端的不平衡弯矩（此弯矩参与分配），依次分配其他各分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可，待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不以忽略不计时，即可停止，即可停止进行。行。4、各杆端的最、各杆端的最终弯矩：即弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数弯矩的代数和。和。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院固端弯矩：固端弯矩：分配系数：分配系数：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院-13.1313.13-7.327.32重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院20弯矩分配法的弯矩分配法的计算步算步骤：1、分配系数、分配系数当当远端端为铰接接时，采用折算，采用折算线刚度度当当远端端为滑滑动铰支座支座时，采用折算，采用折算线刚度度2、固端弯矩：根据、固端弯矩：根据建筑建筑结构静力构静力计算手册算手册表表2-4、表、表2-5或根据或根据结构力学教构力学教材材查用，弯矩方向：用，弯矩方向：对节点逆点逆时针旋旋转为正（可任意，但要正（可任意，但要统一）。一）。3、分配、分配节点不平衡弯矩（不平衡弯矩点不平衡弯矩（不平衡弯矩为节点弯矩的代数和点弯矩的代数和M）：首先分配有）：首先分配有较大不平衡弯矩的大不平衡弯矩的节点（用点（用M计算各杆分配弯矩，并在其下划一横算各杆分配弯矩，并在其下划一横线，以，以示示暂告平衡，此弯矩不再参与分配了），同告平衡，此弯矩不再参与分配了），同时向杆的向杆的远端端传递弯矩（梁和底弯矩（梁和底层柱，柱，传递系数系数为1/2，其他各，其他各层柱柱为1/3）作）作为远端的不平衡弯矩（此弯矩参与端的不平衡弯矩（此弯矩参与分配），依次分配其他各分配），依次分配其他各节点的不平衡弯矩并点的不平衡弯矩并传递，待各杆不平衡弯矩小到可，待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不以忽略不计时，即可停止，即可停止进行。行。4、各杆端的最、各杆端的最终弯矩：即弯矩：即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数弯矩的代数和。和。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院-13.138.774.3813.13-7.327.32-6.32-3.16-2.48-3.32-1.23-1.24-1.660.834.36-1.00.410.421.430.230.72-0.40-0.54-0.20-4.7715.05-13.620.774.77-0.771.59-0.26-1.43-0.48重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院(单位：kN-m)重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院二、框架在水平荷二、框架在水平荷载作用下的内力近似作用下的内力近似计算算反弯点法反弯点法1.反弯点法的基本假定：（反弯点法的基本假定：（对于于层数不多，柱截面数不多，柱截面较小，梁柱小，梁柱线刚度比度比3的的框架，框架，为简化化计算，可作如下假定。）算，可作如下假定。）（1）在确定各柱剪力）在确定各柱剪力时，假定框架梁，假定框架梁刚度无限大，即各杆端无度无限大，即各杆端无转角，且同一角，且同一层具有相同的水平位移；具有相同的水平位移；（2）底）底层柱的反弯点在距柱底柱的反弯点在距柱底2/3h处，其它各，其它各层柱的反弯点在柱的反弯点在1/2h处。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院2.柱剪力与位移的关系：柱剪力与位移的关系：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院3.各柱剪力各柱剪力值的确定：的确定：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院274.计算步算步骤：（1）按上面公式）按上面公式（4 4）求出框架中各柱的剪力；求出框架中各柱的剪力；（2）取底）取底层柱的反弯点在距柱底柱的反弯点在距柱底2/3h处，其它各，其它各层柱的反弯点在柱的反弯点在1/2h处。（3）求柱端弯矩：）求柱端弯矩：底底层柱上端柱上端底底层柱下端柱下端其余各其余各层柱上下端柱上下端（4）求梁端弯矩：）求梁端弯矩：边跨外跨外边缘处的梁端弯矩的梁端弯矩中中间支座支座处的梁端弯矩的梁端弯矩重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院三、框架在水平荷三、框架在水平荷载作用下的内力近似作用下的内力近似计算方法算方法D D值法法 D D值法又称改法又称改进反弯点法。当柱截面反弯点法。当柱截面较大，梁柱大，梁柱线刚度比度比较小小时，若采用，若采用反弯点法反弯点法误差差较大。大。D D值法主要法主要针对柱的抗柱的抗侧移移刚度及反弯点位置度及反弯点位置进行改行改进，以求得，以求得较准确的准确的内力解。内力解。1.改改进后的柱抗后的柱抗侧移移刚度度D D：式中式中柱柱侧移移刚度修正系数（又称度修正系数（又称节点点转动影响系数）；影响系数）；柱的柱的线刚度；度；层高。高。与反弯点法的抗与反弯点法的抗侧移移刚度度相比，可知相比，可知D D值法在法在计算柱的算柱的侧移移刚度度时考考虑了了节点点转动带来的影响（即来的影响（即 ），因此提高了），因此提高了计算精度。算精度。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院29重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院302.柱的反弯点高度柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度 可由下式可由下式计算：算：反弯点高度比；反弯点高度比；标准反弯点高度比，按教材表准反弯点高度比，按教材表5.25.2或表或表5.35.3查用；用；考考虑上下上下层梁梁刚度不同度不同时，对反弯点高度比的修正反弯点高度比的修正值，按教材表按教材表5.45.4查用；用；分分别为考考虑上下上下层层高高变化化时反弯点高度比的修正反弯点高度比的修正值，按教材表按教材表5.55.5查用。用。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院31重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院3333重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院3434重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院底底层重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院36顶层底底层重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院373.D3.D值法计算步骤值法计算步骤 当按上述当按上述1 1、2 2中的方法求出各柱的中的方法求出各柱的D D值及反弯点高度值及反弯点高度yhyh之后，框架的内之后，框架的内力计算步骤为：力计算步骤为：（1 1）各柱的剪力）各柱的剪力（2）内力）内力计算步算步骤同反弯点法。同反弯点法。第第i i根柱的根柱的D D值;第第i i根柱根柱所在楼所在楼层所有柱的所有柱的D D值之和之和;第第i i根柱所在楼根柱所在楼层以上所有水平力之和。以上所有水平力之和。式中式中重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院38例题：用例题：用D D值法求图示框架内力（值法求图示框架内力（M M、V V、N N图）。图）。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院39重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求柱剪力：求柱剪力：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院41重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求柱剪力：求柱剪力：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求反弯点高度比求反弯点高度比y y：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院44重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求反弯点高度比求反弯点高度比y y：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院底底层重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求反弯点高度比求反弯点高度比y y：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院48顶层底底层重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求反弯点高度比求反弯点高度比y y：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院求柱端弯矩：求柱端弯矩：（弯矩单位：（弯矩单位：KN-mKN-m）重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院（弯矩弯矩单位位：KN-m）弯矩弯矩图：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院四、框架四、框架结构水平位移构水平位移计算算 框架框架结构的水平位移是由梁柱弯曲构的水平位移是由梁柱弯曲变形形uM产生的生的侧移和柱移和柱轴向向变形形产生的生的侧移移uN之和。之和。uM可由可由值D法求得，即法求得，即式中式中重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院式中：式中：V V0 0框架柱底部框架柱底部总剪力；剪力；H H框架框架总高度；高度；E E边柱柱砼弹性模量；性模量；B B边柱柱轴线间距离；距离；底底层一一侧边柱的横截面面柱的横截面面积。F Fn n侧移系数。移系数。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院同理可得均布荷同理可得均布荷载及倒三角形荷及倒三角形荷载作用下的作用下的F Fn n算式，此算式，此处从略。从略。分分别为底底层、顶层边柱的横截面柱的横截面积。Hj第第j层框架的高度。框架的高度。为方便方便计算，将上式制成算，将上式制成图表，供表，供设计时查用。用。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院式中：式中：V V0 0框架柱底部框架柱底部总剪力；剪力；H H框架框架总高度；高度；E E边柱柱砼弹性模量；性模量；B B边柱柱轴线间距离；距离；底底层一一侧边柱的横截面面柱的横截面面积。F Fn n侧移系数。移系数。柱柱轴向向变性引起的第性引起的第j层的的层间相相对侧移移为：柱柱轴向向变性引起的性引起的侧移相移相对较小，所以小，所以仅在在H50或或H/B4的框架中考的框架中考虑。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院梁梁柱柱123上上下下5.5 5.5 框架框架结构的内力构的内力组合及合及调幅幅一、控制截面及最不利内力一、控制截面及最不利内力1、3截面截面负弯矩及弯矩及剪力大；剪力大；2截面正弯矩大。截面正弯矩大。上下两端截面上下两端截面柱弯矩大。柱弯矩大。支座支座处弯矩取弯矩取值1.1.控制截面控制截面重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院58 在针对控制截面进行内力组合时，应有目的的找出在针对控制截面进行内力组合时，应有目的的找出最不利最不利内力内力，各控制截面的最不利内力如下：，各控制截面的最不利内力如下：梁跨中梁跨中柱端柱端2.2.最不利内力最不利内力梁端梁端重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院二、梁端内力二、梁端内力调幅幅调幅目的：一是由于支座弯矩幅目的：一是由于支座弯矩较大，大，经调幅后，可使其配筋不致幅后，可使其配筋不致过多、便于多、便于施工；二是由于梁端不是施工；二是由于梁端不是绝对刚性，尤其是装配整体式框架，会有相性，尤其是装配整体式框架，会有相对角角变。调幅系数可取幅系数可取0.80.80.90.9，装配整体式框架可取，装配整体式框架可取0.70.70.80.8。支座弯矩支座弯矩调幅后，跨中弯矩相幅后，跨中弯矩相应增大，增大，应按平衡条件按平衡条件计算算调幅后的跨中弯矩，幅后的跨中弯矩，且要求跨中弯矩不小于按且要求跨中弯矩不小于按简支梁支梁计算的跨中弯矩的算的跨中弯矩的1/21/2。应当当仅对竖向荷向荷载引起的梁端弯矩引起的梁端弯矩进行行调幅，水平荷幅，水平荷载引起的梁端弯矩不引起的梁端弯矩不应进行行调幅。幅。另外，由于没考另外，由于没考虑活荷不利布置，活荷不利布置，应将梁跨中弯矩乘以将梁跨中弯矩乘以1.11.11.31.3的放大系数。的放大系数。梁梁内力内力调幅及弯矩放大均幅及弯矩放大均应在内力在内力组合之前合之前进行。行。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院601.51.5（一（一级），），1.251.25（二（二级），），1.151.15（三（三级）一、框架柱截面一、框架柱截面设计要点及构造要点及构造1.内力内力设计值调整（非抗震整（非抗震设计不需不需调整）整）(1)(1)框架柱的弯矩框架柱的弯矩设计值调整整 抗震抗震设计时,为避免框架避免框架底底层柱根部柱根部在地震作用下在地震作用下过早出早出现塑性塑性铰，导致致结构倒塌，要求底构倒塌，要求底层下端柱截面的弯矩下端柱截面的弯矩设计值乘以增大系数：乘以增大系数：为实现强柱弱梁的柱弱梁的设计思想，要求柱端弯矩思想，要求柱端弯矩设计值按下式按下式调整：整：当不当不满足上式足上式时，柱的弯矩，柱的弯矩设计值应按上式右端的数按上式右端的数值，按，按弹性分析的性分析的弯矩比例弯矩比例进行分配。行分配。5.6 5.6 截面、截面、节点点设计要点及构造要求要点及构造要求重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院61（2 2）框架柱的剪力设计值调整）框架柱的剪力设计值调整 为实现强剪弱弯的设计思想，要求为实现强剪弱弯的设计思想，要求抗震设计的框架柱端部截抗震设计的框架柱端部截面的剪力设计值，一、二、三级时应按下列公式计算：面的剪力设计值，一、二、三级时应按下列公式计算：式中式中 分分别为柱上、下端柱上、下端顺时针或逆或逆时针方向截方向截面面组合的弯矩合的弯矩设计值，应符合第（符合第（1 1）条）条“框架柱的弯矩框架柱的弯矩设计值调整整”的的规定；定；柱的净高；柱的净高；柱端剪力增大系数，一、二、三级分别取柱端剪力增大系数，一、二、三级分别取 1 14 4、1 12 2和和1 11 1。（3 3）框架角柱的内力设计值调整）框架角柱的内力设计值调整 抗震设计时，一、二、三级框架角柱经上述方法调整后抗震设计时，一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于的弯矩、剪力设计值应乘以不小于1.11.1的增大系数（注：框架的增大系数（注：框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计）。角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计）。四四级时可直接取考可直接取考虑地震作用地震作用组合的剪力合的剪力计算算值。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院2.2.截面尺寸校核截面尺寸校核(1)(1)柱柱轴压比校核：根据柱的比校核：根据柱的轴力力设计值，重新，重新验算算轴压比。比。(2)(2)柱截面尺寸限制条件：柱截面尺寸限制条件：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院63式中式中 框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与计算方向柱，可取柱净高与计算方向2 2倍柱截面有效高度之比值；倍柱截面有效高度之比值；柱端截面未经上述第（柱端截面未经上述第（1 1）、（）、（3 3）条调整的组）条调整的组合弯矩计算值，可取柱上、下端的较大值；合弯矩计算值，可取柱上、下端的较大值；柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值；算值；柱截面计算方向有效高度。柱截面计算方向有效高度。框架柱的剪跨比可按下式框架柱的剪跨比可按下式计算：算：重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院64（1 1）柱的配筋）柱的配筋计算算 柱的配筋柱的配筋计算包括偏算包括偏压构件的正截面及斜截面构件的正截面及斜截面计算。算。若不考若不考虑抗震，配筋抗震，配筋计算方法与算方法与钢筋混凝土筋混凝土结构基本构件中的构基本构件中的计算方法相算方法相同；同；若考若考虑抗震，抗震，则柱斜截面承柱斜截面承载力力计算公式算公式为3 3柱的配筋柱的配筋计算与构造算与构造无地震作用组合无地震作用组合有地震作用有地震作用组合合式中式中 框架柱的剪跨比。当框架柱的剪跨比。当133时，取，取=3=3；NN考考虑风荷荷载或地震作用或地震作用组合的框架柱合的框架柱轴向向压力力设计值，当，当N N大于大于 时，取，取N N等于等于 偏偏压构件构件正截面承正截面承载力基本公式无力基本公式无变化，化，仅在有地震作用在有地震作用组合合时需考需考虑RERE进行行调整。整。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院65（2 2）柱的纵向钢筋构造要求）柱的纵向钢筋构造要求 框架柱宜采用对称配筋。框架柱宜采用对称配筋。非抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率，不应大于非抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率，不应大于6 6（注：不宜大于（注：不宜大于5 5）、不应小于）、不应小于0.60.6。抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率不应大于抗震设计时：全部纵向钢筋的配筋率不应大于5 5、不应小于下表所列、不应小于下表所列的最小配筋百分率。的最小配筋百分率。柱类型柱类型抗抗 震震 等等 级级非抗震非抗震一级一级二级二级三级三级四级四级中柱、边柱中柱、边柱1.01.00 08 80 07 70 06 60.60.6角柱角柱1.21.21 10 00 09 90 08 80.60.6柱柱纵向向钢筋最小配筋百分率（筋最小配筋百分率（%）注：注：1 1当混凝土强度等级大干当混凝土强度等级大干C60C60时，表中的数值应增加时，表中的数值应增加0.10.1；2 2当采用当采用HRB400HRB400、RRB400RRB400级钢筋时，表中数值应允许减小级钢筋时，表中数值应允许减小0.10.1；3 3 抗震设计时，对抗震设计时，对类场地上较高的高层建筑，表中数值应增加类场地上较高的高层建筑，表中数值应增加0.10.1。对于抗震等于抗震等级为一一级且剪跨比且剪跨比2的柱，其的柱，其单侧纵向受拉向受拉钢筋的配筋率不宜大于筋的配筋率不宜大于1.2。边柱、角柱考柱、角柱考虑地震作用地震作用组合合产生小偏心受拉生小偏心受拉时，柱内，柱内纵筋筋总截面面截面面积应比比计算算值增加增加25。抗震抗震设计及非抗震及非抗震设计，都要求柱截面每一，都要求柱截面每一侧纵向向钢筋配筋率不筋配筋率不应小于小于0.20.2；重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院 柱端箍筋加密的目的柱端箍筋加密的目的是从构造上提高框架柱塑是从构造上提高框架柱塑性性铰区的延性、区的延性、对混凝土混凝土提供提供约束，防止束，防止纵向向钢筋筋压屈和保屈和保证受剪承受剪承载力。力。（3 3）柱端箍筋加密的要求）柱端箍筋加密的要求 非抗震非抗震设计时，柱，柱纵向向钢筋筋间距不距不应大于大于350mm350mm；抗震抗震设计时，截面尺寸大于，截面尺寸大于400mm400mm的柱，其的柱，其纵向向钢筋筋间距距不宜大于不宜大于200mm200mm。柱柱纵向向钢筋筋净距均不距均不应小于小于50mm50mm。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院柱端箍筋加密区范围：柱端箍筋加密区范围：柱柱长边尺寸尺寸柱柱净高高1/61/6500500取取较大大值；(2)(2)底底层柱根以上柱根以上1/31/3柱柱净高的范高的范围；(3)(3)剪跨比剪跨比 不大于不大于2 2的全高范的全高范围。(4)(4)一一级及二及二级框架角柱的全高范框架角柱的全高范围；(5)(5)需要提高需要提高变形能力的柱的全高范形能力的柱的全高范围。(1)(1)一般部位一般部位为 抗震等级抗震等级 箍筋最大间距箍筋最大间距(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最小直径(mm)(mm)一级一级6d6d和和100100的较小值的较小值1010二级二级 8d 8d和和100100的较小值的较小值 8 8三级三级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 8 8四级四级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 6(6(柱根柱根8)8)柱端箍筋加密区的构造要求柱端箍筋加密区的构造要求 重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院68此外，关于柱其他构造要求，此此外，关于柱其他构造要求，此处从略。从略。柱箍筋形式示意柱箍筋形式示意图（a a）普通箍）普通箍 （b b）复合箍）复合箍 （c c）螺旋箍）螺旋箍（d d）连续复合矩形螺旋箍（用于矩形截面柱）连续复合矩形螺旋箍（用于矩形截面柱）重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院69二、框架梁截面二、框架梁截面设计要点及构造要点及构造1.1.内力设计值调整内力设计值调整 抗震设计时，框架梁端部截面组合的剪力设计值，一、二、三级应按下列抗震设计时，框架梁端部截面组合的剪力设计值，一、二、三级应按下列公式计算；公式计算；式中式中 分分别为梁左、右端逆梁左、右端逆时针或或顺时针方向截面方向截面组合的弯矩合的弯矩设计值。当抗震等。当抗震等级为一一级且梁两端弯矩均且梁两端弯矩均为负弯矩弯矩时，绝对值较小一小一端的弯矩端的弯矩应取零；取零；梁剪力增大系数，一、二、三梁剪力增大系数，一、二、三级分分别取取1.31.3、1.21.2和和1.11.1。梁的梁的净跨；跨；考考虑地震作用地震作用组合的重力荷合的重力荷载代表代表值(9(9度度时还应包括包括竖向向地震作用地震作用标准准值)作用下，按作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力支梁分析的梁端截面剪力设计值。2.2.梁截面尺寸限制条件梁截面尺寸限制条件无地震作用组合无地震作用组合四四级时可直接取考可直接取考虑地震作用地震作用组合的剪力合的剪力计算算值。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院70有地震作用有地震作用组合合跨高比大于跨高比大于2.52.5的梁的梁 跨高比不大于跨高比不大于2.52.5的梁的梁 式中式中 VV梁梁计算截面的剪力算截面的剪力设计值。3.3.受受压区高度限区高度限值 抗震抗震设计时，为保保证梁中塑性梁中塑性铰具有足具有足够的的转动能力，能力，计入受入受压钢筋筋作用的梁端截面混凝土受作用的梁端截面混凝土受压区高度，区高度，一一级 二、三二、三级 其他情况，梁端截面混凝土受其他情况，梁端截面混凝土受压区高度限区高度限值同普通混凝土受弯构件。同普通混凝土受弯构件。此外，此外，混凝土混凝土结构工程施工构工程施工质量量验收收规范范GB50204-2002GB50204-2002第第5.2.25.2.2条条要求：要求：对一、二一、二级抗震等抗震等级框架中的框架中的钢筋，筋，检验所得的所得的钢筋屈服筋屈服强度度实测值与与强度度标准准值的比的比值不不应大于大于1.31.3。重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院 正截面抗弯基本公式无正截面抗弯基本公式无变化，化，仅在有地震作用在有地震作用组合合时需考需考虑RERE进行行调整。整。（1 1）梁的配筋）梁的配筋计算算 梁梁的配筋的配筋计算包括算包括受弯构件的正截面抗弯、斜截面抗剪受弯构件的正截面抗弯、斜截面抗剪计算算。若不考若不考虑抗震，配筋抗震，配筋计算方法与算方法与钢筋混凝土筋混凝土结构基本构件中构基本构件中的的计算方法完全相同；算方法完全相同；若考若考虑抗震，抗震，则梁斜截面承梁斜截面承载力力计算公式算公式为4 4梁的配筋梁的配筋计算与构造算与构造重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院72情况情况受拉钢筋最小配筋率受拉钢筋最小配筋率受拉钢筋最大配筋率受拉钢筋最大配筋率支座支座(取较大值取较大值)跨中跨中(取较大值取较大值)一级抗震一级抗震 0.40 0.40和和0 03030和和 梁端梁端2.52.5；跨中按防止梁跨中按防止梁超筋破坏的要求超筋破坏的要求二级抗震二级抗震 0.30 0.30和和0 02525和和三、四级抗震三、四级抗震 0.25 0.25和和0 02020和和非抗震非抗震 0.20 0.20和和按防止梁超筋按防止梁超筋破坏的要求破坏的要求梁梁纵向受拉向受拉钢筋配筋率筋配筋率 ()限限值 纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求：纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求：1 1）沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，一、）沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm14mm，且分别不应小于梁两，且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1 14 4；三、四级抗震；三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mm12mm；2 2）一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋）一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋的直径的直径不宜过大不宜过大。对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺。对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的寸的1 12020；对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面；对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的弦长的1 12020。（2 2）梁）梁纵向向钢筋构造要求筋构造要求 重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学土木工程学院 梁端箍筋加密的目的梁端箍筋加密的目的是从构造上是从构造上对框架框架梁塑性梁塑性铰区的受区的受压混凝土提供混凝土提供约束，并束，并约束束纵向受向受压钢筋，防止它在保筋，防止它在保护层混凝土剥落混凝土剥落后后过早早压屈，以保屈，以保证梁端具有足梁端具有足够的塑性的塑性转动能