結構布置（structuralconfiguration）

框架結構布置主要是確定柱在平面上的排列方式（柱網布置）和選擇結構承重方案，這些均必須滿足建筑平面及使用要求，同時也須使結構受力合理，施工簡單。結構布置的一般原則滿足使用要求，并盡可能與建筑的平、立剖面劃分相一致；滿足人防、消防要求，使水、暖、電各專業的布置能有效地進行；結構盡可能簡單、規則、均勻、對稱，構件類型少；結構布置框架結構柱網平面布置舉例BackBack框架結構平面布置框架結構透視圖

考慮因素：生產工藝使用要求，建筑、結構及施工條件等；采用預制構件，符合模數制；柱網尺寸應力求簡單規則，受力合理及有利于施工工業化。民用建筑柱網布置柱網布置柱網布置

好

差與分隔墻協調，柱通常設在縱橫墻交叉點上，以減小對建筑功能的影響，柱距一般在6-9m之間。而且要考慮結構在荷載作用下受力合理，各構件材料強度能充分發揮。3梁柱截面尺寸的初步確定框架梁：梁高：框架梁計算跨度梁寬：注意：現澆框架梁是T形截面，裝配或裝配整體式位矩形或花籃形截面框架柱—截面尺寸為方形或矩形—按非抗震設計時柱組合軸壓力設計值一級抗震二級抗震三級抗震一般宜取而且要求按抗震設計時4變形縫的設置

變形縫是伸縮縫、沉降縫、抗震縫的統稱。在多高層建筑結構中，盡量少設或不設變形縫，可以簡化構造方便施工，而且可增強結構整體性或空間剛度。

措施：在建筑設計時，調整平面形狀、尺寸、體型等；結構設計時，選擇節點連接方式、配置構造鋼筋、設置剛性層等；施工時，分段施工、設置后澆帶、做好保溫隔熱層等措施防止收縮、不均勻沉降等因素引起的損壞。但當建筑平面狹長或體型復雜、不對稱，部分剛度、高度、重量相差懸殊，且上述措施無法解決時，應設置變形縫。(1)、伸縮縫

僅將基礎頂面以上的結構分開，寬度一般為20—40mm。作用：避免由于溫度變化和混凝上收縮而使房屋產生裂縫。設置：伸縮縫的設置主要與施工方法和房屋長度有關。(2)、沉降縫

沉降縫將基礎至屋頂全部分開。作用：避免因房屋產生過大的不均勻沉降而導致基礎、地面、墻體、樓面、屋面拉裂。設置沉降縫：

1)地質條件變化較大處；

2)地基基礎處理方法不同處；

3)房屋平面形狀變化的凹角處；

4)房屋高度、重量、剛度有較大變化處：

5)新建部分與原有建筑的結合處。(2)、沉降縫

處理地基不均勻沉降的方法有三種：第一種是“放”，設沉降縫讓建筑物各部分自由沉降互不影響；第二種是“抗”，采用剛度較大的基礎，利用本身的剛度來抵抗沉降差，不需設沉降縫；第三種是“調”，施工過程中，沉降縫位置的基礎到樓(屋)蓋結構的梁板不斷開，鋼筋連續，設約800mm寬的后澆段，待沉降基本完成后再連成整體，不設永久性的沉降縫。需同時設伸縮縫和沉降縫時，應二縫合一，以使整個房屋的縫數減少，縫寬度不小于50mm，當房屋高度超過10m時，縫寬應不小于70mm。(2)、沉降縫

沉降縫設置方法：挑梁或擱置預制板、預制梁(3)、抗震縫

震害表明，建筑物造型復雜，質量和剛度分布差異顯著，地質條件變化較大時，在地震作用下，由于結構各部位產生的變形不協調，導致結構一些部位破壞。在這種情況下，設置抗震縫，將基礎頂面以上的結構斷開，把房屋分成若干個獨立的單元體，使其在地震作用下互不影響，地震作用明確。《規范》要求下列情況宜設抗震縫：

1)平面形狀復雜而無加強措施；

2)房屋有較大錯層；

3)各部分結構的剛度或荷載相差懸殊。當需要同時設置伸縮纏、沉降續和抗震縫時，應三縫合一。寬度：詳見《建設計規范》。兩棟房屋的沉降縫處理柱軸線錯位兩棟房屋的沉降縫處理懸臂挑出人群、家具、設備等荷載，取值見《建筑結構荷載規范》，可折減。框架荷載垂直荷載水平荷載恒載活載風載地震作用框架自重；粉灰重；板、次梁、墻體重。荷載計算傳力路線明確①豎向荷載：恒載：自重、面層重、永久設備梁承擔的豎向荷載：活荷載（角平分線分配荷載）按面積分配

當采用裝配式或裝配整體式樓蓋時，板上荷載通過預制板的兩端傳遞給它的支承結構；當采用現澆樓蓋時，樓面上的恒載和活載根據每個區格板兩個方向的邊長比，沿單向或雙向傳遞，區格板長邊/短邊>3時沿單向傳遞，長邊/短邊≤3時沿雙向傳遞。

樓面荷載分配原則現澆樓蓋荷載傳遞示意圖

某3層框架結構平面布置與截面尺寸如下圖所示，縱向框架主梁截面尺寸為300mm×800mm；橫向框架主梁截面尺寸為300mm×700mm，走道框架主梁截面尺寸為300mm×500mm；框架的次梁截面尺寸為300mm×700mm。柱子1層截面尺寸為600mm×600mm，計算高度為5.13m；2~3層截面尺寸為500mm×500mm，柱子計算高度為4.2m。梁、板采用C30混凝土（Ec=3.0×104N/mm2），柱子采用C35混凝土（Ec=3.15×104N/mm2）；各樓面荷載設計值為3.06KN/m2

。橫向框架結構計算簡圖ABBCCC橫向框架結構荷載計算區域示意圖q1=3.06×3=9.18KN/m

(A區);P1=(3.06×3×7.5/2)×2=68.85KN

(B區)P2=(3.06×3×7.5/2)×2+3.06×3/2×9=110.16KN

(C區)縱向框架計算簡圖如下

縱向框架結構荷載計算區域示意圖q2=3.06×1.5=4.59KN/m

(D區);P3=3.06×1.5×7.5/2=17.21KN

(E區)P4=3.06×3×7.5/2=34.425KN

(F區)DEF

對六層以下無側移的框架，此法較為方便。具體步驟：（1）首先計算框架各桿件的線剛度及分配系數；（2）計算框架各層梁端在豎向荷載作用下的固定端彎矩；（3）計算框架各節點處的不平衡彎矩，并將每一節點處的不平衡彎矩同時進行分配并向遠端傳遞，傳遞系數為1/2；（4）進行兩次分配后結束（僅傳遞一次，但分配兩次）。彎矩二次分配法

彎矩二次分配法例題：某教學樓為四層鋼筋混凝土框架結構。梁的截面尺寸為250mmx600mm，混凝土采用C20；柱的截面尺寸為450mmx450mm，混凝土采用C30，現澆梁、柱，結構剖面圖及計算簡圖見右圖，試用彎矩二次分配法繪該框架的彎矩圖。兩邊有樓板一邊有樓板現澆樓面Ib=2.0I0Ib=1.5I0裝配整體式樓面Ib=1.5I0Ib=1.2I0框架梁截面慣性矩增大系數

為了簡化計算,本例框架梁截面慣性矩增大系數均采用1.2。半邊結構（４）彎矩分配與傳遞首先將各節點的分配系數填在相應方框內，將梁的固端彎矩填寫在框架橫梁相應的位置上。第一次分配：放松節點，把各節點不平衡彎矩“同時”進行分配。（４）彎矩分配與傳遞第一次分配

傳遞假定：遠端固定進行傳遞；右（左）梁分配彎矩向左（右）梁傳遞；上（下）柱分配彎矩向下（上）柱傳遞（傳遞系數均為1/2）；（４）彎矩分配與傳遞第一次分配傳遞第二次分配：放松節點，把各節點不平衡彎矩“同時”進行分配。(5)作彎矩圖三、框架梁在豎向荷載作用下彎矩的調幅

框架梁在豎向荷載作用下，梁端負彎矩允許考慮塑性變形內力重分布予以適當降低，可采用調幅系數

對于現澆框架

對于裝配整體式框架

為計算方便，在求梁固端彎矩值時先可乘以調幅系數值，然后再進行框架彎矩分配計算。三、框架梁在豎向荷載作用下彎矩的調幅相應簡支梁彎矩框架梁端的彎矩調幅只在豎向荷載作用下進行，水平力作用下梁端彎矩不允許調幅。因此，必須先對豎向荷載作用下梁端彎矩按調幅計算后的各桿彎矩再與水平力作用下的各桿彎矩進行組合，而不應采用豎向荷載作用下與水平力作用下計算所得彎矩組合后再對梁端彎矩進行調幅。三、框架梁在豎向荷載作用下彎矩的調幅

豎向荷載作用下，框架梁跨中計算所得的彎矩值小于按簡支梁計算的跨中彎矩的50%時，則至少按簡支梁計算的跨中彎矩的50%進行截面配筋。三、框架梁在豎向荷載作用下彎矩的調幅

梁端彎矩調幅方法－減少梁端豎向荷載

作用下彎矩值計算值內力組合之前調幅調幅范圍調幅系數＝0.8～0.9（現澆框架）；＝0.7～0.8（裝配式整體框架）調幅的依據–

混凝土結構塑性內力重分布x≦0.35h0

保證各跨的內力平衡水平荷載作用下的D值法3）柱端剪力計算層間剪力

柱端剪力4）確定修正后柱的反彎點位置

不再是定值，而是與柱的上下端的剛度有關，反彎點偏向剛度小的一端。主要影響因素：水平荷載的形式柱與梁的線剛度比上下層梁的線剛度比上下層的層高總層數及計算層所在位置于是，框架各層柱經過修正后的反彎點位置可由下式計算得到：各層柱標準反彎點高度比。考慮上下層梁剛度不同時的修正值，可根據上下橫梁線剛度比和梁柱線剛度比K從表中查得。考慮上下層層高不同時的修正系數。是在各層等高、各跨相等、各層梁和柱線剛度都不改變的多層框架在水平荷載作用下求得的反彎點高度比。PP底層柱時PP頂層柱時底層柱時5）柱端彎矩計算

6）梁端彎矩計算根據節點彎矩的平衡計算梁端彎矩按梁剛度分配節點兩端的彎矩3

框架結構側移計算及限值1）側移的近似計算梁柱彎曲變形產生的側移：剪切型變形層間側移頂部側移側移的特點：層間側移上部小，下部大。如在均布荷載或倒三角形荷載作用下，層間剪力是逐層累加，越靠底層，剪力越大2）彈性層間位移限值

結構的側向位移曲線地震作用

地震作用計算時用到地震反應譜曲線——由255條地震加速度紀錄經計算整理得到。地震影響系數曲線2、地震影響系數結構自振周期場地特征周期地震影響系數最大值直線下降段的下降斜率調整系數(一般情況取0.2)阻尼調整系數(一般情況取1.0)衰減指數(一般情況取0.9)抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系抗震設防烈度6７８９設計基本地震加速度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g水平影響系數最大值1.400.90(1.20)0.50(0.72)——0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.049度8度7度6度多遇地震地震影響罕遇地震特征周期設計地震分組場地類別ⅠⅡⅢⅣ第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90注：括號中數值分別用于設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區1）水平地震作用計算3、地震作用的計算方法我國《抗震規范》規定：抗震設計——設防烈度在6度以上的建筑物必須進行；地震作用計算——設防烈度在7、8、9度的建筑物；

6度Ⅳ類場地上的較高建筑物。計算方法——反應譜底部剪力法反應譜振型分解法時程分析法——作補充計算（1）反應譜底部剪力法對于重量、剛度沿高度分布比較均勻、高度不超過40m，以剪切變形為主的多層和高層建筑結構，采用此法計算水平地震作用。這時各樓層僅取一個自由度。結構的總水平地震作用標準值相應于結構基本自振周期的水平地震影響數值結構等效總重力荷載：單質點取總重力荷載代表值；多質點取總重力荷載代表值的85%。總重力荷載代表值：建筑的總重力荷載代表值應按下列規定采用：1、恒荷載——取100%2、雪荷載——取50%3、樓面活荷載——按實際情況計算時取100%；按等效均布活荷載計算時，藏書庫、檔案室、庫房取80%，一般民用建筑取50%。4、屋面活荷載——不考慮結構等效總重力荷載：例1：某三層框架的結構計算簡圖及恒載圖、活載圖如圖所示。按8度設防，第一組，Ⅱ類場地土。兩跨梁的總長為12m。均布荷載的單位為

，集中荷載的單位為要求：計算總重力荷載代表值及等效總重力荷載代表值。5090解：1、計算各層重力荷載代表值2、計算總重力荷載代表值及等效總重力荷載代表值各樓層的水平地震作用標準值為：頂部附加水平地震作用標準值為：

頂部附加地震作用系數頂部附加地震作用系數結構基本自振周期

抗震驗算時，結構任意樓層的水平地震剪力應符合下列要求：第i層對應于水平地震作用標準值的樓層剪力。剪力系數，不應小于下表規定的樓層最小剪力系數，對豎向不規則結構的薄弱層，尚應乘以1.15的增大系數。樓層最小剪力系數值類別7度8度9度扭轉效應明顯或基本周期小于3.5s的結構0.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于5.0s的結構0.012(0.018)0.024(0.032)0.040注：1、基本周期介于3.5s和5s之間的結構，可插入取值；

2、括號內數值分別用于設計基本地震加速度為0.15g

和0.30g的地區。例2：某工程為8層框架結構，梁柱現澆，樓板預制，設防烈度為7度，第一組，場地為Ⅲ類場地土，特征周期為，水平地震影響系數最大值為，現已計算出結構自振周期為，集中在樓蓋和屋蓋的恒載為頂層5400kN，2-7層5000kN，底層6000kN，活載為1-7層1000kN，頂層雪荷載600kN