页数：23页文件大小：527.6 KB来源： 建筑结构ppt课件
本课件围绕模块10 多高层钢筋混凝土房屋计算展开，依次讲解课题3 框架内力等内容，结合现行规范条文与工程算例说明设计要点与计算步骤，帮助学习者建立系统的结构分析与设计思路。
模块10 多高层钢筋混凝土：房屋计算能力训练【教学目标】能力目标:通过本模块的学习，能初步掌握框架结构的布置、荷载简化与内力计算要点，以及柱、梁、板设计要点和构造要求（抗震和非抗震），能了解剪力墙和框架剪力墙结构设计要点，能熟练进行钢筋混凝土结构施工图的识读。
知识目标:学习框架结构平面计算单元的选取、计算模型的确定、荷载的简化和节点的简化处理方法，会使用分层法、反弯点法和D值法计算框架结构内力，以及框架结构侧移的计算方法，了解多层框架柱、梁、板设计要点与构造要求，剪力墙、框架剪力墙结构设计要点与构造要求，钢筋混凝土结构施工图的基本内容与识读要点。态度养成目标:培养学生对框架结构设计计算原理的认识，为以后从事设计、施工或管理奠定理论基础。
课题1多层框架的类型与结构布置课题2荷载的简化与计算课题3框架内力计算课题4侧移计算课题5多层框架非抗震设计课题6钢筋混凝土框架房屋抗震规定课题7剪力墙结构课题8框架剪力墙结构课题9识读钢筋混凝土结构施工图
课题3 框架内力：计算多层多跨框架的内力分析可用电算法计算或手算完成。电算法：用力法、位移法等。手算，或对电算结果进行校核及初步设计时的估算，一般采用近似计算方法。近似法中，竖向荷载作用下的内力分析可采用弯矩二次分配法、分层法和迭代法等，水平荷载作用下可采用反弯点法、D值法、迭代法和无剪力分配法等。本课题重点介绍三种手算方法：分层法、反弯点法和D值法。1.竖向荷载作用下的分层法
1.竖向荷载作用：1.竖向荷载作用下的分层法(2)计算要点根据上述假定，计算时可将各层梁及其上、下柱所组成的框架作为一个独立计算单元分别进行计算。
按照叠加原理，多层框架在垂直荷载作用下的内力，可看成是各层垂直荷载单独作用下内力的叠加（10.13（a））。各层梁上单独作用竖向荷载时，仅在图10.13（b）所示结构的实线部分产生内力，虚线部分中所产生的内力可忽略不计。图10.13（c）所示的独立刚架单元，柱的远端简化为固定支承。用弯矩分配法计算各榀分层框架的杆端弯矩，由此计算所得的梁端弯矩为实际框架梁端弯矩；柱因属上下两个分层框架，故其内力值应叠加上下两层计算得的弯矩值。
图10.13分层法计算简图
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（3）计算步骤：分层法简化时增大了结构的实际刚度，梁、柱变形减小。为了减小计算误差，进行如下修正：除底层柱外其它各层柱的线刚度均乘以折减系数0.9；底层柱和各层梁的传递系数按远端为固定支承，均为1/2，其他各柱的传递系数按远端为弹性支承，为1/3。分层法适用于节点梁柱线刚度比∑ib/∑ic≥3，结构与荷载沿高度分布比较均匀的多层框架的内力分析
2.水平荷载作用：2.水平荷载作用下的反弯点法(1)框架结构受力和变形特点框架所受的水平荷载作用主要有风荷载和水平地震作用，这些一般可简化为作用于框架节点上的水平集中力。
由结构力学精确法分析可得，框架结构在节点水平力作用下定性的弯矩图如图10.18所示。各杆的弯矩图都呈直线形，且一般都有一个反弯点。该点的弯矩为零，剪力不为零。如果能确定各柱内的剪力值及反弯点的位置，就能计算出柱端弯矩，进而根据节点平衡确定梁端弯矩及整个框架结构的其它内力。如忽略梁的轴向变形，则框架结构在水平力作用下的变形如图10.19所示。
同一层内的各节点具有相同的侧向位移，同一层内的各柱具有相同的层间位移，框架上部各节点都有转角。各节点的层间位移和转角越靠下层越大，层间剪力越大。
图10.18框架在水平力作用下的弯矩：图图10.19框架在水平力作用下的变形
2.水平荷载作用：2.水平荷载作用下的反弯点法
(3)确定层间剪力设一框架结构：(3)确定层间剪力设一框架结构共有n层，每层内有m个柱子，如图10.20(a)所示。
现将框架沿第j层各柱的反弯点切开代以剪力和轴力，如图10.20(b)，则按水平力的平衡条件有：—外荷载F在第j层所产生的楼层总剪力；—第j层第k柱所承受的剪力；m—第j层的柱子数。2.水平荷载作用下的反弯点法图10.20反弯点法推导
侧移刚度：d的确定侧移刚度d表示柱上下两端有单位侧移时在柱中产生的剪力。
根据假定（1），梁柱线刚度之比无穷大，则各柱端转角为零，由结构力学的两端无转角但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程，柱的侧移刚度d可写成：2.水平荷载作用下的反弯点法图10.21柱的抗侧刚度
(4)柱端弯矩：(4)柱端弯矩2.水平荷载作用下的反弯点法图10.22柱端弯矩计算根据各柱分配的剪力及反弯点位置，可确定柱端弯矩。
底层柱上端下端其它层柱上下端
(5)梁端弯矩：(5)梁端弯矩2.水平荷载作用下的反弯点法图10.23梁端弯矩计算柱端弯矩确定以后，根据节点平衡条件可确定梁的弯矩。
对于边柱节点（图10.23(a)），对于中柱节点（图10.23(b))，有
(6)梁端剪力：(6)梁端剪力2.水平荷载作用下的反弯点法图10.24梁端剪力计算根据梁的平衡条件，由图10.24可求出在水平力作用下梁端剪力为
(7)柱的轴力
（1）由于梁柱线刚度：3.D值法（改进反弯点法）反弯点法存在的问题
(1)修正后柱的抗侧刚度：(1)修正后柱的抗侧刚度D值框架节点均有转角，节点的转动会降低柱的抗侧刚度，降低后的抗侧刚度为3.D值法（改进反弯点法）
比较反弯点法和修正反弯点法—D值法的抗侧：移刚度：后者多了一个修正系数——反映节点转动降低了柱的抗侧移能力节点转动大小：取决于梁对柱节点转动的约束程度，梁越刚→对柱的约束能力越大→节点转角越小→越接近1。
当框架梁线刚度K=∞,=1—反弯点法和D值法的抗侧移刚度相等求出D值后则得：3.D值法（改进反弯点法）
D值法关键：在于求、K,详见下表：3.D值法（改进反弯点法）
(2)柱：(2)柱的反弯点高度当横梁线刚度与柱的线刚度之比不很大时，柱的两端转角相差较大，尤其是最上层和最下几层，其反弯点并不在柱的中央，它取决于柱上下两端转角：当上端转角大于下端转角时，反弯点移向柱上端；反之，则移向柱下端。
各层柱反弯点高度可统一按下式计算：yh=(y0+y1+y2+y3)h3.D值法（改进反弯点法）式中—各层柱的反弯点高度比；—标准反弯点高度比；—上下梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；、—上下层层高度变化时反弯点高度比的修正值。
表10-3（适用于地震作用：本页为表格内容，源文件表格文字提取后行列粘连，暂以文字呈现，建议对照原课件图片还原真表格。
①标准反弯点高度比y0标准反弯点高度比值与结构总层数n、该柱所在的层次j、框架梁柱线刚度比及侧向荷载的形式等因素有关，可由表10-3（适用于地震作用）和表10-4（适用于风荷载）查的。标准反弯点高度适用于横梁的线刚度、柱的线刚度和层高沿框架高度保持不变的标准框架，当其中因素改变时，需做修正。②上下层横梁线刚度变化时反弯点高度比修正值y1当与柱相连的上下层横梁的线刚度不相等时，柱上下端的转角不相同，这将使反弯点的位置向刚度较小的一端移动，这种变化用y1来反映，其修正值为y1h，是反弯点高度的变化增量，这一增量有正有负，如图12.27所示。对于底层柱，不考虑修正值y1，即y1=0。3.D值法（改进反弯点法）
图9.17梁刚度：变化对反弯点的影响
③层高变化：对反弯点的影响若某柱所在层的层高与相邻上层或下层的层高不同时，反弯点的位置将偏离标准反弯点，须加以修正，如图10.28所示。
3.D值法（改进反弯点法）图10.28上下层层高变化对反弯点位置的影响
经上述各项修正后：，即可求出反弯点高度。
根据各层框架柱的抗侧刚度D和反弯点高度，可确定各柱柱端弯矩，再由节点平衡，求出梁柱内力。
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