【正文】 的內(nèi)力計(jì)算可以作如下簡(jiǎn)化：即把各層梁及其上、下柱所組成的框架作為一個(gè)獨(dú)立計(jì)算單元來(lái)分層計(jì)算。分層計(jì)算所得到的梁的彎矩即為其最終彎矩，而柱的最終彎矩為上、下兩層計(jì)算得到的彎矩迭加。 注意然后再計(jì)算各結(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)，上層柱遠(yuǎn)端彎矩等于各柱近梁端彎矩的1/3（即傳遞系數(shù)為1/3）。底層各柱遠(yuǎn)端彎矩為柱近梁端彎矩的1/2（底端固定，分配系數(shù)為1/2）。２、分層計(jì)算法最后所得的結(jié)果，在剛結(jié)點(diǎn)上各彎矩可能不平衡，但誤差不致太大，這是由于分層計(jì)算單元與實(shí)際情況不符帶來(lái)的誤差。如有需要，可對(duì)結(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再進(jìn)行一次分配。 反彎點(diǎn)法的條件反彎點(diǎn)法適用于層數(shù)不多（多層）的框架、柱子軸力較小，截面也較小，當(dāng)梁的線剛度比柱的線剛度大的多時(shí)，用此法誤差小。 反彎點(diǎn)位置 ? 底層：距支座2/3層高處； ? 其余層：1/2層高處。 柱的抗側(cè)移剛度 側(cè)移剛度系數(shù)d是表示柱上下兩端相對(duì)有單位側(cè)移時(shí)柱中產(chǎn)生的剪力，它與兩端約束有關(guān)。由于剛架中，梁的剛度比柱的大，在水平荷載作用下，各柱端轉(zhuǎn)角很小，可假定結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零，由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知：，其中 為線剛度。 反彎點(diǎn)法的計(jì)算步驟反彎點(diǎn)高度確定；側(cè)移剛度系數(shù)的計(jì)算；同層各柱剪力的確定；柱端彎矩的確定；梁端彎矩的確定。 水平荷載作用下的D值法（水平荷載作用下的改進(jìn)反彎點(diǎn)法）反彎點(diǎn)法在考慮柱側(cè)移剛度時(shí)，假設(shè)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為0，亦即橫梁的線剛度假設(shè)為無(wú)窮大。對(duì)于層數(shù)較多的框架，由于柱軸力大，柱截面也隨著增大，梁柱線剛度比較接近，甚至有時(shí)柱的線剛度反而比梁大，因此上述假設(shè)將產(chǎn)生較大誤差。另外，反彎點(diǎn)法計(jì)算反彎點(diǎn)高度時(shí)，假設(shè)柱上下結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等，這樣誤差也較大，實(shí)際上柱的反彎點(diǎn)位置是隨著柱、梁之間的線剛度比而變化的，也與該層柱所處的樓層位置（層次）及上、下層層高的不同而異。因此，對(duì)框架柱側(cè)向剛度應(yīng)進(jìn)行修正，對(duì)框架柱的反彎點(diǎn)在柱高的1/2處的概念也應(yīng)進(jìn)行修正。當(dāng)完成了柱的側(cè)向剛度修正，并確定了修正后的柱的反彎點(diǎn)位置之后，這時(shí)的高層框架在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算如同大家熟悉的反彎點(diǎn)法一樣。這種方法實(shí)際上是對(duì)反彎點(diǎn)法的改進(jìn)。對(duì)修正后的柱側(cè)移剛度用D表示，故稱(chēng)為D值法。 影響柱抗側(cè)剛度的因素影響柱抗側(cè)剛度的因素主要有：柱本身的線剛度；上、下梁的線剛度；上、下柱的線剛度；柱端的其他約束。影響柱兩端約束剛度的因素：結(jié)構(gòu)的總層數(shù)及該層位置；梁、柱線剛度比；荷載型式；上、下層梁剛度比；上、下層層高變化。 修正后框架柱的抗側(cè)移剛度假定各層層高相等，各層梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等，各層層間位移相等，由公式推導(dǎo)可得到框架柱的抗側(cè)移剛度為：，其中 即為修正系數(shù)。 水平荷載作用下位移的近似計(jì)算閱讀 5758頁(yè)（）補(bǔ)充解釋框架結(jié)構(gòu)側(cè)向位移只是由梁、柱彎曲變形所產(chǎn)生的變形量，而未考慮梁、柱的軸向變形和截面剪切變形所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)側(cè)移，結(jié)構(gòu)的位移曲線稱(chēng)為剪切型。 控制截面 ? 梁：梁端及跨中１）梁端截面：－Mmax、Mmax、Vmax ２）梁跨中截面：+Mmax ? 柱：柱上、下端3）柱截面：|Mmax|及相應(yīng)的N、V；Nmax及相應(yīng)的M；Nmin及相應(yīng)的M；說(shuō)明：一般柱子都是對(duì)稱(chēng)配筋，因此組合時(shí)要找到絕對(duì)值最大的彎矩。有時(shí)絕對(duì)最大或最小的內(nèi)力不見(jiàn)得是最不利的。對(duì)于大偏心受壓構(gòu)件，M愈大，截面需要的鋼筋愈多，對(duì)小偏壓構(gòu)件，如果N并不是最大，但相應(yīng)的M比較大時(shí)，配筋也會(huì)多一點(diǎn)。 不利組合內(nèi)力對(duì)于框架，由荷載、活載及風(fēng)載、地震作用分別計(jì)算內(nèi)力后，進(jìn)行荷載效應(yīng)組合時(shí)，常常需要一種以上的組合情況進(jìn)行組合，對(duì)同一個(gè)構(gòu)件或截面，多種組合產(chǎn)生的不同內(nèi)力都可能出現(xiàn)，而設(shè)計(jì)時(shí)要按照可能與最不利原則進(jìn)行挑選，找出最不利內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)。塑性調(diào)幅框架中允許梁端出現(xiàn)塑性鉸，因此在梁中可考慮塑性?xún)?nèi)力重分布，通常是降低支座彎矩，以減小支座的配筋。支座彎矩降低后，必須相應(yīng)加大跨中彎矩，這樣在支座出現(xiàn)塑性鉸之后，不會(huì)導(dǎo)致跨中截面承載力不足，同時(shí)規(guī)范規(guī)定，梁截面設(shè)計(jì)時(shí)所采用的跨中正彎矩不應(yīng)小于按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩的一半。具體取值規(guī)定如下： 1）現(xiàn)澆框架：～。2）裝配整體式框架：～。3）～，同時(shí)還可以必須滿足其他條件。注意：塑性調(diào)幅主要是在豎向荷載作用下的內(nèi)力調(diào)整，因此，要在組合前進(jìn)行調(diào)幅，然后才和水平荷載作用下內(nèi)力進(jìn)行組合。 框架梁的設(shè)計(jì) 閱讀 5963頁(yè)（）重點(diǎn)補(bǔ)充解釋框架結(jié)構(gòu)的延性在強(qiáng)地震要求下結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)是沒(méi)有必要的，也是不經(jīng)濟(jì)的。通常的做法是在中等烈度的地震作用下允許結(jié)構(gòu)某些桿件屈服，出現(xiàn)塑性鉸，使結(jié)構(gòu)剛度降低塑性變形加大，當(dāng)塑性鉸達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)“屈服”現(xiàn)象，即承受的地震力不再增加或增加很少，而結(jié)構(gòu)變形迅速增加。如果結(jié)構(gòu)能維持承載力而又具有較大的變形能力，就稱(chēng)為延性結(jié)構(gòu)。在地震區(qū)都應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)。２、結(jié)構(gòu)的延性能力通常用頂點(diǎn)水平位移延性比來(lái)衡量即：在框架中，塑性鉸可能出現(xiàn)在梁上，也可能出現(xiàn)在柱上，因此梁、柱構(gòu)件都應(yīng)有良好的延性。構(gòu)件的延性以構(gòu)件的變形或塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力來(lái)衡量，稱(chēng)為構(gòu)件位移延性比。３、鋼筋砼延性框架的基本措施：? 強(qiáng)柱弱梁：要控制梁、柱的相對(duì)強(qiáng)度，使塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱子中的塑性鉸。在梁端出現(xiàn)的塑性鉸數(shù)量可以很多而不致形成機(jī)構(gòu)。此外，梁是受彎構(gòu)件，具有良好的延性。塑性鉸出現(xiàn)在柱中，很容易形成破壞機(jī)構(gòu)，柱是壓彎構(gòu)件，這種受力狀態(tài)決定了柱的延性較小，而且作為結(jié)構(gòu)的主要承載部分，柱子破壞將引起嚴(yán)重后果。在抗震結(jié)構(gòu)中應(yīng)絕對(duì)避免出現(xiàn)同層柱端均出現(xiàn)塑性鉸即軟弱層的情況。? 強(qiáng)剪弱彎：剪切破壞是脆性的，或者延性很小，因此構(gòu)件不能過(guò)早剪壞，要保證構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸而不過(guò)早剪壞，因此要使構(gòu)件抗剪承載力大于塑性鉸抗彎承載力。? 強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固：要保證節(jié)點(diǎn)區(qū)和鋼筋錨固不過(guò)早破壞，不再梁、柱塑性鉸充分發(fā)揮作用前破壞。以上基本措施，通過(guò)抗震構(gòu)造措施等級(jí)選用來(lái)達(dá)到。影響框架梁延性和耗能能力的因素 1）、配筋率：配筋率越高，延性越差 2）、在適筋梁范圍內(nèi)，梁截面延性隨受拉鋼筋配筋率提高而降低；受壓鋼筋配筋率提高而提高；隨砼強(qiáng)度提高而提高；隨鋼筋屈服強(qiáng)度提高而降低。3）、剪壓比：梁的名義剪力（V/bh0）與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc之比。剪壓比越高，梁的強(qiáng)度、剛度退化越快，破壞越早，這時(shí)增加箍筋用量已不能發(fā)揮作用。4）跨高比：一般認(rèn)為，梁的凈跨不宜小于截面高度的4倍。但梁的跨度較小時(shí)，而梁的設(shè)計(jì)內(nèi)力較大，宜首先考慮加大梁的跨度，這樣雖然增加了縱筋，但對(duì)提高梁延性十分有利。5）、塑性鉸區(qū)箍筋用量：配置足夠的封閉箍筋，可以防止受壓鋼筋過(guò)早屈服，提高混凝土極限壓應(yīng)變，阻止裂縫開(kāi)展，增加節(jié)點(diǎn)的變形和耗能能力。 框架柱的設(shè)計(jì)閱讀 6370頁(yè)（）重點(diǎn)補(bǔ)充解釋影響框架柱延性的主要因素：1）、剪跨比：反映柱截面承受的彎矩與剪力之比的一個(gè)參數(shù)（λ＝M/Vh0），λ取值大小不同，則柱子分為長(zhǎng)柱、短柱、極短柱，結(jié)構(gòu)破壞逐漸為脆性破壞。2）軸壓比：軸壓比越小，柱子延性越好。3）箍筋配筋率：箍筋加密，采用復(fù)合箍筋和螺旋箍筋，減小無(wú)支撐長(zhǎng)度，對(duì)提高延性有利。4）縱筋配筋率：配筋率越大，延性好。 框架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)閱讀 7076頁(yè)（）重點(diǎn)補(bǔ)充解釋影響節(jié)點(diǎn)承載力和延性的主要因素： 1）、直交梁對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束作用； 2）、軸壓力對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土抗剪強(qiáng)度及延性的影響； 3）、剪壓比和配箍率對(duì)節(jié)點(diǎn)受剪承載力的影響； 4）、梁縱筋滑移對(duì)節(jié)點(diǎn)受剪承載力的影響。習(xí)題 問(wèn)答題框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如何確定？框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗彎剛度如何計(jì)算？框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度如何確定？什么是結(jié)構(gòu)的延性？簡(jiǎn)述影響框架梁與框架柱延性的因素？答 案框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如何確定？答：框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系，忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計(jì)算。在結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖中，構(gòu)件用其軸線來(lái)表示。框架梁的跨度即取柱子軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí)，一般以最小截面的形心線來(lái)確定?？蚣艿膶痈呒礊橄鄳?yīng)的建筑層高，而底層柱的長(zhǎng)度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算起?？蚣芙Y(jié)構(gòu)梁截面抗彎剛度如何計(jì)算？ 答：在計(jì)算框架梁截面慣性矩 時(shí)應(yīng)考慮到樓板的影響。在框架梁兩端節(jié)點(diǎn)附近，梁受負(fù)彎矩，頂部的樓板受拉，樓板對(duì)梁的截面的抗彎剛度影響較小；而在框架梁的跨中，梁受正彎矩，樓板處于受壓區(qū)形成T形截面梁，樓板對(duì)梁的截面抗彎剛度影響較大。在工程設(shè)計(jì)中，為簡(jiǎn)化計(jì)算，仍假定梁截面慣性矩沿軸線不變。故在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架取，邊框架取。這里 為矩形截面梁的截面慣性矩。框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度如何確定？答：側(cè)移剛度系數(shù)d是表示柱上下兩端相對(duì)有單位側(cè)移時(shí)柱中產(chǎn)生的剪力，它與兩端約束有關(guān)。由于剛架中，梁的剛度比柱的大，在水平荷載作用下，各柱端轉(zhuǎn)角很小，可假定結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零，由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知：，其中 為線剛度。同時(shí)，影響柱抗側(cè)剛度的因素主要有：柱本身的線剛度；上、下梁的線剛度；上、下柱的線剛度；柱端的其他約束。如考慮這些影響因素，則抗側(cè)移剛度為：，其中 即為修正系數(shù)。什么是結(jié)構(gòu)的延性？簡(jiǎn)述影響框架梁與框架柱延性的因素？答：結(jié)構(gòu)延性：結(jié)構(gòu)的延性是指它們進(jìn)入破壞階段以后，在承載能力沒(méi)有顯著下降的情況下承受變形的能力。影響框架梁延性的因素：（1）、縱筋配筋率：配筋率越低延性越好；（2）剪壓比：剪壓比越低延性越好；（3）跨高比：跨高比越高延性越好；（4）塑性鉸區(qū)的箍筋用量：應(yīng)加強(qiáng)箍筋的用量，增強(qiáng)延性。影響框架柱延性的因素：（1）、剪跨比：應(yīng)盡量避免短柱的設(shè)計(jì)，增大剪跨比；（2）軸壓比：軸壓比越低延性越好；（3）箍筋配筋率：應(yīng)加強(qiáng)箍筋的用量，增強(qiáng)延性；（4）、縱筋配筋率：配筋率不過(guò)小。第五章 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)本章的意義和內(nèi)容：通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握以下重點(diǎn)、難點(diǎn)：剪力墻的基本形式；剪力墻結(jié)構(gòu)的布置；剪力墻結(jié)構(gòu)的類(lèi)型及判斷；整截面剪力墻的內(nèi)力、位移計(jì)算；整體小開(kāi)口剪力墻的內(nèi)力、位移計(jì)算；雙肢剪力墻的內(nèi)力、位移計(jì)算；壁式框架的內(nèi)力、位移計(jì)算；剪力墻截面設(shè)計(jì)。本章習(xí)題內(nèi)容主要涉及：剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)布置、剪力墻的類(lèi)型及其受力特點(diǎn)、破壞過(guò)程、構(gòu)造要求以及承載能力的計(jì)算方法。 概 述 概述利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分隔構(gòu)件。剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制，一般為3～8m。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑，此時(shí)可省去大量砌筑填充墻的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先進(jìn)的施工方法，施工速度很快。剪力墻沿豎向應(yīng)貫通建筑物全高，墻厚在高度方向可以逐步減少，但要注意避免突然減少很多。剪力墻厚度不應(yīng)小于樓層高度的1/25及160mm。 結(jié)構(gòu)布置剪力墻結(jié)構(gòu)是由縱向和橫向鋼筋混凝土墻所組成，豎向荷載、風(fēng)荷載及地震作用均由這些墻體承受。高層剪力墻結(jié)構(gòu)，墻體應(yīng)雙向或多向布置，形成對(duì)承受豎向荷載有利、抗側(cè)力剛度大的平面和豎向布局。在抗震結(jié)構(gòu)中、應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過(guò)大。剪力墻間距不宜太密，宜采用大開(kāi)間布置。剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變。 整體剪力墻整體剪力強(qiáng)的定義：凡墻上門(mén)窗洞口等開(kāi)洞面積不超過(guò)墻面面積的15％，且孔洞凈距及孔洞至墻邊凈距大于孔洞長(zhǎng)邊時(shí)，可忽略洞口的影響，按整體懸臂墻方法計(jì)算墻在水平荷載作用下截面的內(nèi)力（M、V）。內(nèi)力分析：洞口對(duì)截面應(yīng)力分布的影響可以忽略，在彈性階段，水平荷載作用下沿截面高度的正應(yīng)力成線性分布?？芍苯討?yīng)用材料力學(xué)公式，按豎向懸臂梁計(jì)算剪力墻任意點(diǎn)的應(yīng)力或任意水平面上的內(nèi)力。剪力墻在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算公式： ?M=PH（頂部集中力）；V=P ?M=q/2H2(均布荷載)；V=qH ?M=q/3H2(倒三角形)；V=qH/2 ?M：墻體底部彎矩；V：墻體底部剪力。計(jì)算位移：（1）考慮洞口對(duì)截面面積削弱：其中： 折算截面面積，：截面毛面積。（2）組合截面慣性矩：即取有洞和無(wú)洞截面慣性矩沿豎向的加權(quán)：（3）計(jì)算位移時(shí)，除彎曲變形外，宜考慮剪切變形的影響。為了計(jì)算方便，引入等效剛度 的概念，它把剪切變形與彎曲變形綜合成用彎曲變形的形式表達(dá)。 整體小開(kāi)口剪力墻的計(jì)算定義：整體小開(kāi)口剪力墻是指門(mén)窗洞口沿豎豎向成列布置、洞口的總面積雖然超過(guò)總立面面積的16%，但總的來(lái)說(shuō)洞口仍很小。內(nèi)力計(jì)算思路：整體小開(kāi)口剪力墻在水平荷載作用下，整體剪力墻既要繞組合截面的形心軸產(chǎn)生整體彎曲變形，各墻肢還要繞各自截面的形心軸產(chǎn)生局部彎曲變形，并在各墻肢產(chǎn)生相應(yīng)的整體彎曲應(yīng)力和局部彎曲應(yīng)力。相比之下，整體彎曲變形是主要的，而局部彎曲變形是次要的，它不超過(guò)整體彎曲變形的15%。內(nèi)力計(jì)算方法：任一墻肢的彎矩： ：外荷載作用下，計(jì)算截面所產(chǎn)生的彎矩（總彎矩）； ：第j墻肢的截面慣性矩； ：組合截面慣性矩； ：整體彎矩系數(shù)（整體彎矩占總彎矩的比例）。 聯(lián)肢墻的特點(diǎn)剪力墻上洞口較大，整體性受到影響，剪力墻截面變形不再符合平截面假定，水平截面上正應(yīng)力不再是一連續(xù)的直線分布，不能再作為單個(gè)構(gòu)件用材料力學(xué)方法計(jì)算。 聯(lián)肢墻內(nèi)力計(jì)算的基本思路連系梁的連續(xù)化：將每一樓層處的連系梁用沿高度連續(xù)分布的柵片代替，連續(xù)柵片在層高范圍內(nèi)的總抗彎剛度與原結(jié)構(gòu)中的連系梁的抗彎剛度相等，從而使得連系梁的內(nèi)力可用沿著豎向分布的連續(xù)函數(shù)表示。具體步驟為：建立相應(yīng)的微分方程；求解后再換算成實(shí)際連系梁的內(nèi)力；求出墻肢的內(nèi)力。 基本原理－以雙肢墻為例基本假定： 1）、連梁的作用可以用沿高度連續(xù)分布的柵片代替－將結(jié)構(gòu)沿高度連續(xù)化，為建立微分方程提供前提； 2）、連粱的軸向變形可忽略－墻肢在同一標(biāo)高處具有相同水平位移； 3）、各墻肢在同一標(biāo)高處的轉(zhuǎn)角和曲率相等－得出連梁的反彎點(diǎn)在梁跨中； 4）、層高、墻肢截面積、慣性矩、連梁截面積、慣性矩等幾何參數(shù)沿墻高不變－保證微分方程的系數(shù)為常數(shù)，從而簡(jiǎn)化方程。微分方程的建立過(guò)程的要點(diǎn) 1）、利用連梁跨中剪力集度為未知數(shù)； 2）、跨中切口處的豎向相對(duì)位移為0的變形條件建立微分方程； 3）、任一高度處的剪力集度已知后，利用平衡條件可求得墻肢和連梁的內(nèi)力； 4）、切口處的豎向位移可通過(guò)在切口