第6章框架梁柱设计及步骤

第六章竖向荷载（恒载+活载）作用下框架内力计算第一节框架在恒载作用下的内力计算本设计用分层法计算内力，具体步骤如下：①计算各杆件的固端弯矩②计算各节点弯矩分配系数③弯矩分配④调幅并绘弯矩图⑤计算跨中最大弯矩、剪力和轴力并绘图一、恒载作用下固端弯矩计算（一）恒载作用下固端弯矩恒载作用下固端弯矩计算(单位：KN·m) 表6.1弯矩图恒载作用下梁固端弯矩计算统计表6.2（二）计算各节点弯矩分配系数用分层法计算竖向荷载，假定结构无侧移，计算时采用力矩分配法，其计算要点是：①计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。

②将框架分层，各层梁跨度及柱高与原结构相同，柱端假定为固端。

③计算梁、柱线刚度。

对于柱，假定分层后中间各层柱柱端固定与实际不符，因而，除底层外，上层柱各层线刚度均乘以0.9修正。

有现浇楼面的梁，宜考虑楼板的作用。

每侧可取板厚的6倍作为楼板的有效作用宽度。

设计中，可近似按下式计算梁的截面惯性矩：一边有楼板：I=1.5Ir两边有楼板：I=2.0Ir④计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数。

按修正后的刚度计算各结点周围杆件的杆端分配系数。

所有上层柱的传递系数取1/3，底层柱的传递系数取1/2。

⑤按力矩分配法计算单层梁、柱弯矩。

⑥将分层计算得到的、但属于同一层柱的柱端弯矩叠加得到柱的弯矩。

（1）计算梁、柱相对线刚度图6.1 修正后梁柱相对线刚度（2）计算弯矩分配系数结构三层=5.37÷(5.37+1.18)=0.820①梁μB3C3μ=5.37÷(5.37+3.52+1.18)=0.533C3B3=3.52÷(5.37+3.52+1.18)=0.350μC3D3=3.52÷(3.52+1.18)=0.749μD3C3=1.18÷(5.37+1.18)=0.180②柱μB3B2=1.18÷(5.37+3.52+1.18)=0.117μC3C2=1.18÷(3.52+1.18)=0.251μD3D2结构二层①梁μ=5.37÷(1.18+1.18+5.37)=0.695B2C2=5.37÷(1.18+1.18+5.37+3.52)=0.477μC2B2μ=3.52÷(1.18+1.18+5.37+3.52)=0.313 C2D2=3.52÷(1.18+1.18+3.52)=0.5986 μD2C2=1.18÷(1.18+1.18+5.37)=0.1525②柱μB2B3μ=1.18÷(1.18+1.18+5.37)=0.1525B2B1=1.18÷(1.18+1.18+5.37+3.52)=0.105 μC2C3μ=1.18÷(1.18+1.18+5.37+3.52)=0.105 C2C1=1.18÷(1.18+1.18+3.52)=0.2007 μD2D3μ=1.18÷(1.18+1.18+3.52)=0.2007D2D1结构一层=5.37÷(1.18+1+5.37)=0.711①梁μB1C1=5.37÷(1.18+1+5.37+3.52)=0.485 μC1B1=3.52÷(1.18+1+5.37+3.52)=0.318 μC1D1=3.52÷(1.18+1+3.52)=0.618μD1C1=1.18÷(1.18+1+5.37)=0.156②柱μB1B2=1÷(1.18+1+5.37)=0.133μB1B0=1.18÷(1.18+1+5.37+3.52)=0.107μC1C2=1÷(1.18+1+5.37+3.52)=0.090μC1C0μ=1.18÷(1.18+1+3.52)=0.207D1D2μ=1÷(1.18+1+3.52)=0.175D1D0（三）分层法算恒载作用下弯矩恒载作用下结构三层弯矩分配表6.3B C D上柱偏心弯矩分配系数0固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递合计一次分配14.650 -13.883 226.915 20.861 -251.346 84.509 -112.810 二次分配14.512 -14.512 228.818 21.278 -250.096 105.707 -105.707恒载作用下结构二层弯矩分配表6.40.768 12.717 -28.301↑↑↑B C D偏心弯矩分配系数固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递合计一次分配 6.931 4.431 -4.607 308.811 46.295 47.232 -385.113 169.804 -113.072 -92.837二次分配 5.901 3.401 -9.302 300.595 44.486 45.423 -390.504 191.416 -105.826 -85.591恒载作用下结构一层弯矩分配表6.52.127 9.081 -7.935↑↑↑B C D偏心弯矩分配系数固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递合计一次二次7.030 5.338 -12.368 267.469 35.352 22.097 -324.919 357.349 -46.247 -15.172 -295.930图6.2 弯矩再分配后恒载作用下弯矩图（KN·m）（四）框架梁弯矩塑性调幅为了减少钢筋混凝土框架梁支座处的配筋数量，在竖向荷载作用下可以考虑竖向内力重分布，主要是降低支座负弯矩，以减小支座处的配筋，跨中则应相应增大弯矩。

一．确定结构方案与结构布置1．结构选型是否选用框架结构应先进行比较。

根据何广乾的模糊评判法，砼结构8~18层首选框剪结构，住宅、旅馆则首选剪力墙。

对于不需要电梯的多层采用框架较多。

2．平面布置注意L,l,l’,B的关系。

3．竖向布置注意高宽比、最大高度（分A、B两大类，B类计算和构造有更严格的要求），力求规则，侧向刚度沿竖向均匀变化。

4．三缝的设置按规范要求设置，尽量做到免缝或三缝合一。

5．基础选型对于高层不宜选用独立基础。

但根据国勤兄的经验，对于小高层当地基承载力标准值300kpa以上时可以考虑用独基。

6．楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1）梁板式最多的一种形式。

有时门厅，会议厅可布置成井式楼盖，其平面长宽比不宜大于1.5，井式梁间距为2.5~3.3m，且周边梁的刚度强度应加强。

采用扁梁高度宜为1/15~1/18跨度，宽度不超过柱宽50，最好不超过柱宽。

2）密肋梁方形柱网或接近方形，跨度大且梁高受限时常采用。

肋梁间距1~1.5m，肋高为跨度的1/30~1/20，肋宽150~200mm。

3）无梁楼盖地震区不宜单独使用，如使用应注意可靠的抗震措施，如增加剪力墙或支撑。

4）无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m，板厚减薄降低层高，在高层中应用有一定技术经济优势。

在地震区应注意防止钢筋端头锚固失效。

5）其他二．初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1．柱截面初定分抗震和非抗震两种情况。

对于非抗震，按照轴心受压初定截面。

对于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（边柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱）Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。

框架柱上下截面高度不同时，每次缩小100~150为宜。

为方便尺寸标注修改，边柱一般以墙中心线为轴线收缩，中柱两边收缩。

柱截面与标号的变化宜错开。

2．梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14，梁宽通常为1/2~1/3梁高。

摘要本设计是武汉地区一大学宿舍楼。

该工程占地40002m，共六层，层高均为3m;结构形式为钢筋混凝土框架结构；抗震要求为六度设防。

本结构设计只选取一榀有代表性的框架（8号轴对应的框架）进行计算。

本设计包括以下内容：一、开题报告，即设计任务，目的要求；二、荷载计算，包括恒荷载，活载，风荷载；三、内力计算和内力组合；四、框架梁柱配筋计算；五、现浇板，楼梯和基础计算；六、参考文献，结束语和致谢。

该设计具有以下特点：一、在考虑建筑结构要求的同时考虑了施工要求及可行性；二、针对不同荷载特点采用多种不同计算方法，对所学知识进行了全面系统的复习；三、框架计算中即运用了理论公式计算又运用了当前工程设计中常用的近似计算方法。

AbstractThis article is to explain a design of a 6-storey-living building in Wuhan. The building is to use frame structure with steel and concrete with the seismic requirements for the minimum security 7.The structural design only selected the framework on the 7th axis for calculation. Throughout the design, it mainly used some basic concept such as the structural system selection, the structure of planar and vertical layout, columns and beams section to determine, load statistics, combination of internal forces, together with the methods of construction and structure.On the preliminary design stage, in order to determine or estimate the structure of layout elements cross-section size, it requires the use of some simple approximate calculation methods, in order to solve the problem quickly and provincially. Therefore, in the designing, the use of a framework structure similar to hand-counting methods, including the role of vertical load under the hierarchical method, the level of seismic shear and D value method to master the basic methods of structural analysis to establish the structure of mechanical behavior of the basic concepts; in the design of the foundation, foundation bearing capacity of soil is an important basis for the design. Bearing capacity of foundation soil is not only related to the nature of soil, but also based on the form and size of upper part. I selected the reinforced concrete foundation which has a better shear capacity and bending capacityKeywords: frame structure, load statistics, combination of internal forces, shear method, carrying capacity1 绪论我所学的专业是土木工程，偏向建筑结构方向，专业的主要课程是力学和结构两大类，注重培养学生侧重于力学理论在结构工程中的应用；可以熟练地对建筑结构进行计算并应用所学的力学理论对计算结果进行分析。

框架式梁柱节点连接技术装配式建筑节点连接按构件种类可分为梁柱框架节点连接与墙板连接，就目前发展现状来看，这两种节点连接的主要连接方式为干连接与湿连接两种。

湿连接即湿作业施工连接方式，亦称现浇连接，这种连接方式的主要步骤为：第一步，在工厂完成预制构件的制作工作，第二步，将预制构件运至施工现场进行一系列的吊装，第三步，在节点浇筑混凝土或水泥砂浆进行锚固，达到一种“后浇整体式结构”。

干连接即干作业施工连接方式，其主要步骤为：第一步，在工厂完成预制构件的制作工作，并在连接构件中植入钢板等部件，第二步，通过螺栓连接或者焊接连接达到构件连接目的。

框架节点的处理异常重要，安全良好的建筑要保证“强柱弱梁”“强剪弱弯”“强节点，弱杆件”，具有良好的整体性及耗能能力，抗震性能良好。

“强节点，弱杆件”即着重强调节点连接的重要性，使塑性铰出现在梁端，这亦要求建筑节点处的承载能力要强于杆件的承载力，进而提高建筑结构变形能力，增强抗震性能。

否则，整个建筑物在一系列作用下会发生节点失稳破坏，节点失稳破坏无异于框架的整体失效。

就目前发展而言，装配式建筑梁柱框架节点的连接方法多样，干连接的方法主要有机械套筒连接、牛腿连接、焊接连接、螺栓连接、榫式连接等；湿连接的方法主要有浆锚连接、普通现浇连接、普通后浇整体式连接、灌浆拼装连接、预应力技术的整浇连接等。

框架式梁柱节点连接的主要操作形式可以分为一维构件组合模式、二维构件组合模式和三维构件组合模式。

1.一维构件组合模式把梁、柱按楼层分段制作，通过合理的连接方法连接成一个整体，如同搭积木。

预制构件端部伸出的预留钢筋采用焊接或用钢套筒连接，然后现场浇筑混凝土。

这种方式的优点是构件生产、运输、吊装及施工方便，可做到等同现浇结构，结构性强，但节点处受力较大，对施工技术的要求高，连接难度大。

2.二维构件组合模式把柱梁制作成一个整体，呈平面T形或十字形，竖向主要通过柱与柱之间的连接实现，水平向主要通过梁与梁之间的连接实现，其整体性较前一种组合方式强，但生产运输不方便。

第6章 建筑抗震设计规范</CENTER>6.1 一般规定第6.1.1条 本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。

平面和竖向均不规则的结构或建造于IV 类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。

注：本章的"抗震墙"即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。

现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m)表6.1.1第6.1.2条 钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。

丙类建筑的抗震等级按表6.1.2确定。

现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 表6.1.2第6.1.3条钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1框架-抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。

2裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。

裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。

3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。

地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况彩三级或更低等级。

4抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范第3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级；其中，8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时，应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。

注：本章"一、二、三、四级"即"抗震等级为一、二、三、四级"的简称。

第6.1.4条高层钢筋混凝土房屋宜避免采用本规范第3.4节规定的不规则建筑结构方案，不设防震缝；当需要设置防震缝时，应符合下列规定：1防震缝最小宽度应符合下列要求：1)框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70mm；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，宜加宽20mm。

一、框架梁柱线刚度初估梁柱截面尺寸：⑴、梁：493010104254103010604.2500250121,500250·1093.4780010373.1108.2,10373.165030012122300,2173273121(,650,65097512181(,7800mm I mm mm h b mmN l EI i C mm I I mmb mm ～　h ～b mm h mm mm ～l ～h mm l b ⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=========次梁取级，混凝土用取）取）⑵、柱：混凝土用30C 级按层高确定截面尺寸：底层取mm H 71006504506000=++=，mmN i mm mm h b mm mm ～H ～b c ·10896.15400/100.3800121800800,355473201151(1144⨯=⨯⨯⨯=⨯=⨯==取）底层mm N i c ·10442.17100/100.38001211144⨯=⨯⨯⨯=取梁的线刚度值为基准值1，则柱为：846.3，底层柱为：925.2，见下图2：双向板板厚：mm h mm ～l ～h 100,785.97501401(===取） 1、恒荷载计算：（标准值）⑴、屋面恒载：屋10 KN/ m 2 100厚现浇混凝土屋面板 ×25= KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 ×20= KN/ m 2 合计： KN/ m 2⑵、楼面恒载：楼10 KN/ m 2结合层一道100厚现浇混凝土屋面板 ×25= KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 ×20= KN/ m 2 合计： KN/ m 2⑶、梁自重：主梁mm mm h b 650300⨯=⨯主梁自重 25×× KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 × ×2×20=m合计： KN/m 次梁自重 25××（ ）＝ KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 ×（）×2×20＝m合计： m⑷、柱自重：mm mm h b 800800⨯=⨯柱自重 25××＝16KN/m10厚水泥砂浆抹灰 ××4×20＝m合计： m⑸、外墙自重：粉煤灰轻渣空心砌块：自重取 KN/ m 3标准层 8××（）＝m水刷石外墙面 ×＝m 水泥粉刷内墙面 （）×＝m合计： m 底层 8××（）＝m水刷石外墙面 ×＝ KN/m 水泥粉刷内墙面 （）×＝ KN/m合计： KN/m⑹、内墙自重：(同外墙)标准层 8××（）＝ KN/m 水泥粉刷墙面 （）×2×＝ KN/m合计： KN/m 底层 8××（）＝ KN/m 水泥粉刷墙面 （）×2×＝ KN/m合计： KN/m 2、恒载作用下框架受力分析：板传到次梁以及次梁传到主梁的荷载按三角形和梯形进行传递，计算时折算为均布荷载。

混凝土梁柱节点设计技术规程一、前言混凝土梁柱节点是建筑中最重要的连接部位之一，其设计质量直接影响着建筑的安全性和稳定性。

因此，在进行混凝土梁柱节点设计时，需要根据具体情况制定合理的技术规程。

本文将就混凝土梁柱节点设计技术规程进行详细阐述，以期能够对相关从业人员提供一定的指导和帮助。

二、设计原则1、承载力原则：混凝土梁柱节点的设计应该能够承受应力和荷载的作用，保证连接部位的稳定性和安全性。

2、可靠性原则：混凝土梁柱节点的设计应该能够在设计寿命内保持其功能，不出现破坏和失效现象。

3、经济性原则：混凝土梁柱节点的设计应该在满足上述两个原则的前提下，尽可能地减少造价和材料的消耗。

三、节点类型1、板式节点：板式节点是指将梁和柱的钢筋在节点处绑扎成网格状，然后再用混凝土浇筑。

板式节点适用于较小的荷载和跨度，且节点处不需要过多的轴力和剪力。

2、节点板式节点：节点板式节点是指在板式节点的基础上，增加了节点板，用来承受节点处的剪力和轴力。

节点板式节点适用于中等荷载和跨度，节点处有一定的轴力和剪力。

3、框架节点：框架节点是指在节点附近设置梁和柱之外的其他构件，用来承受节点处的剪力和轴力。

框架节点适用于较大的荷载和跨度，节点处有较大的轴力和剪力。

四、节点设计步骤1、确定节点类型：根据建筑的荷载、跨度和节点处的轴力和剪力等因素，确定所需的节点类型。

2、计算节点尺寸：根据节点类型和荷载等因素，计算出节点的尺寸。

其中，节点板的厚度应该不小于20cm，节点板和梁柱钢筋的连接应该采用机械连接或焊接。

3、确定节点钢筋布置：根据节点尺寸和荷载等因素，确定节点钢筋的布置方式和数量。

其中，节点板和节点板与梁柱的钢筋应该采用搭接的方式，梁柱钢筋应该采用弯折的方式连接到节点板上。

4、确定节点混凝土强度等级：根据节点的荷载和尺寸等因素，确定节点混凝土的强度等级。

一般来说，节点的混凝土强度等级应该不小于C30。

5、确定节点抗震性能：根据节点的地震烈度和建筑的地震等级，确定节点的抗震性能。