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文檔簡介
1、113.1 概述第13章 多層框架本章要求(本章要求(10學時)學時)第第1313章章 多多 層層 框框 架架了解框架結(jié)構(gòu)的特點和適用范圍;了解框架結(jié)構(gòu)的特點和適用范圍; 熟悉框架結(jié)構(gòu)的布置原則與方法熟悉框架結(jié)構(gòu)的布置原則與方法;掌握框架結(jié)構(gòu)在豎向和水平荷載作用下的內(nèi)力計算掌握框架結(jié)構(gòu)在豎向和水平荷載作用下的內(nèi)力計算方法方法;掌握框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合原則與方法;掌握框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合原則與方法;熟悉框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移驗算方法;熟悉框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移驗算方法;熟悉梁、柱的配筋計算和構(gòu)造要求。熟悉梁、柱的配筋計算和構(gòu)造要求。213.1 概述第13章 多層框架第第1313章章
2、多多 層層 框框 架架房屋按高度和層數(shù)分類房屋按高度和層數(shù)分類低層低層12層層310層層10層或檐口高度層或檐口高度28m多層多層高層高層313.1 概述第13章 多層框架中國古代建筑結(jié)構(gòu)中國古代建筑結(jié)構(gòu)墻倒屋不塌墻倒屋不塌框架框架413.1 概述第13章 多層框架第第1313章章 多多 層層 框框 架架一、框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點及基礎組成的結(jié)構(gòu)形式,橫梁和立柱通過節(jié)點連為一體,形成承重結(jié)構(gòu),將荷載傳至基礎。13.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置513.1 概述第13章 多層框架一、框架結(jié)構(gòu)組成一、框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點及基礎組成的結(jié)構(gòu)形式,橫梁
3、和框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點及基礎組成的結(jié)構(gòu)形式,橫梁和立柱通過節(jié)點連為一體,形成承重結(jié)構(gòu),將荷載傳至基礎。立柱通過節(jié)點連為一體,形成承重結(jié)構(gòu),將荷載傳至基礎。613.1 概述第13章 多層框架鋼鋼 框框 架架713.1 概述第13章 多層框架 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輕巧;輕巧; 整體性好;整體性好; 可形成大空間;可形成大空間; 施工方便;施工方便; 較為經(jīng)濟。較為經(jīng)濟。框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)813.1 概述第13章 多層框架框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 抵抗水平荷載能力差抵抗水平荷載能力差; 側(cè)向剛度小,側(cè)移大側(cè)向剛度小,側(cè)移大 ; 受地基的不均勻沉降影受地基的不均勻沉降影響大響大 ??蚣芙Y(jié)構(gòu)受框架結(jié)構(gòu)受力變形動畫力變形動
4、畫913.1 概述第13章 多層框架n 框架結(jié)構(gòu)種類根據(jù)施工方法的不同,分為現(xiàn)澆(整體式)、裝配式和裝配現(xiàn)澆(整體式)、裝配式和裝配整體式整體式三種。目前國內(nèi)外大多采用現(xiàn)澆混凝土框架現(xiàn)澆混凝土框架。二、 框架結(jié)構(gòu)布置1. 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置布置原則:(1)應滿足生產(chǎn)工藝的要求(2)應滿足建筑平面布置的要求(3)使結(jié)構(gòu)受力合理(4)應方便施工1013.1 概述第13章 多層框架好好差差柱網(wǎng)的平面布置柱網(wǎng)的平面布置簡單、規(guī)則、對稱、均勻;避免過大內(nèi)收和外伸(凹角處應力集中);質(zhì)心質(zhì)心與剛心剛心宜接近,避免平平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)面不規(guī)則結(jié)構(gòu)1113.1 概述第13章 多層框架豎向布置豎向布置好好差差沿高度之
5、剛度、強度、質(zhì)量分布均勻、連續(xù);避免立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。1213.1 概述第13章 多層框架1313.1 概述第13章 多層框架柱網(wǎng)布置類型:柱網(wǎng)布置類型: 內(nèi)廊式柱網(wǎng)內(nèi)廊式柱網(wǎng) 常為對稱三跨(A+B+A): A邊跨跨度(房間進深):常為6m、6.6 m、6.9m B中間跨為走廊,跨度常為2.4m、2.7m、3.0m 開間方向,柱距為68.4m。 常用于旅館、辦公樓、宿舍、教室、醫(yī)院等。 等跨式柱網(wǎng)等跨式柱網(wǎng) 進深常為6m、7.5m、9 m、12m,從經(jīng)濟考慮不宜超過9m。 開間方向的柱距常為69m。 適用于超市、廠房、倉庫等。1413.1 概述第13章 多層框架1513.1 概述
6、第13章 多層框架 房屋橫向剛度大,側(cè)移?。环课輽M向剛度大,側(cè)移小; 橫梁高度大,室內(nèi)有效凈空小。橫梁高度大,室內(nèi)有效凈空小。 非抗震時使用非抗震時使用橫向承重橫向承重 連系梁截面較小,框架梁截面尺連系梁截面較小,框架梁截面尺寸大,室內(nèi)有效凈空高;寸大,室內(nèi)有效凈空高; 對縱向地基不均勻沉降較有利;對縱向地基不均勻沉降較有利; 房屋橫向剛度小,側(cè)移大。房屋橫向剛度小,側(cè)移大??v向承重縱向承重2. 承重框架的布置承重框架的布置(1)橫向承重框架)橫向承重框架(2)縱向承重框架)縱向承重框架1613.1 概述第13章 多層框架(3)縱橫雙向承重雙向承重雙向承重 整體性好,受力好;整體性好,受力好;
7、 適用于整體性要求較高適用于整體性要求較高和樓面荷載較大的情況。和樓面荷載較大的情況。避免設計單跨框架避免設計單跨框架1713.1 概述第13章 多層框架 柱網(wǎng)尺寸框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置應力求做到簡單、規(guī)則、整齊,柱網(wǎng)尺小應符合經(jīng)濟原則,盡量符合模數(shù); 梁的經(jīng)濟跨度為梁的經(jīng)濟跨度為69m框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸及層高應根據(jù)建筑功能要求、施工條件及材料設備等各方面因素來確定。房屋長度較大時,需考慮設置伸縮縫,以避免溫度開裂。因為伸縮縫將房屋上部結(jié)構(gòu)斷開,分成獨立的結(jié)構(gòu)單元,所以在縫的兩側(cè)應各自設置框架。1813.1 概述第13章 多層框架3. 變形縫(1)沉降縫設置沉降縫是為了避免地基不均勻沉降在房屋構(gòu)件
8、中引起裂縫。房屋擴建時,新建部分與原有建筑結(jié)合處也可設置沉降縫分開。沉降縫將建筑物從基礎至屋頂全部分開,各部分能夠自由沉降。1913.1 概述第13章 多層框架(2)伸縮縫設置伸縮縫是為了避免溫度應力和混凝土收縮應力而使房屋產(chǎn)生裂縫。伸縮縫僅將上部結(jié)構(gòu)從基礎頂面斷開,基礎不斷開。砼規(guī)范鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距(m)附錄8結(jié)構(gòu)類別室內(nèi)或土中露天排架結(jié)構(gòu)裝配式10070框架結(jié)構(gòu)裝配式7550現(xiàn)澆式5535剪力墻結(jié)構(gòu)裝配式6540現(xiàn)澆式4530擋土墻、地下室墻壁等裝配式4030現(xiàn)澆式30202013.1 概述第13章 多層框架(3)防震縫當房屋平面復雜、立面高差懸殊、各部分質(zhì)量和剛度截然不同時,
9、應設置防震縫。防震縫寬度不得小于70mm,對于框架結(jié)構(gòu),當高度超過15m時,6-9度相應每增加高度5m、4m、3m、2m縫寬增加20mm,框架-剪結(jié)構(gòu)取其70%,剪力墻結(jié)構(gòu)取其50%。對有抗震設防要求的房屋,其沉降縫和伸縮縫均應符合防震對有抗震設防要求的房屋,其沉降縫和伸縮縫均應符合防震縫要求,并盡可能三縫合并設置??p要求,并盡可能三縫合并設置。21第13章 多層框架13.2 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與水平位移的近似計算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與水平位移的近似計算結(jié)構(gòu)分析方法:空間、平面(手算)現(xiàn)澆平面框架按彈性理論的近似手算方法:豎向荷載作用下分層法分層法、彎矩二次分配法、迭代法水平荷載作用下反彎點法反彎點法和改進
10、的反彎點法(D值法值法)13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算2213.2 內(nèi)力與水平位移近似計算第13章 多層框架13.2 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與水平位移的近似計算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與水平位移的近似計算一、框架結(jié)構(gòu)計算簡圖1、平面計算單元框架結(jié)構(gòu)是一個由橫向框架和縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)。23第13章 多層框架1、平面計算單元實際結(jié)構(gòu)實際結(jié)構(gòu)l01l0213.2 內(nèi)力與水平位移近似計算計算簡圖計算簡圖l01l02樓面標高樓面標高樓面標高樓面標高樓面標高樓面標高樓面標高樓面標高基礎頂面標高基礎頂面標高屋面標高屋面標高H1H2H3H4H524第13章 多層框架2. 節(jié)點框架桿件用其軸線表示,桿件之間的連接用節(jié)點表示,
11、桿件長度用節(jié)點之間的距離表示。3. 跨度與層高:框架的跨度為框架柱軸線間的距離;框架的層高(除底層柱外)可取各層層高,底層一般自基礎頂面至二層樓板頂面,當有整體剛度很大的地下室時,可取至地下室結(jié)構(gòu)的頂部。13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算25第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算樓板類型樓板類型邊邊框架梁框架梁中中框架梁框架梁現(xiàn)澆現(xiàn)澆樓板樓板I = 1.5I0I = 2.0I0裝配整體式樓板裝配整體式樓板I = 1.2I0I = 1.5I0裝配式樓板裝配式樓板I=I0I=I04. 框架梁的截面慣性矩框架梁的截面慣性矩注:注: I0為梁按矩形截面計算的慣性矩,為梁按矩形截面計算的慣性矩
12、, 。30121bhI 26第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算5. 荷載計算荷載計算(1)樓(屋)面活荷載)樓(屋)面活荷載 可考慮樓面活荷載折減可考慮樓面活荷載折減(2)風荷載)風荷載(3)水平地震作用)水平地震作用l底部剪力法:高度不超過底部剪力法:高度不超過40m,且質(zhì)量和剛度沿高度分,且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻時,可采用布比較均勻時,可采用底部剪力法底部剪力法計算計算l反應譜法(擬靜力法)反應譜法(擬靜力法)l時程分析法(直接動力法)時程分析法(直接動力法)27第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算二、豎向荷載作用下的分層法二、豎向荷載作用下的分層法1.
13、 計算假定:計算假定:沒有水平位移;沒有水平位移;忽略側(cè)移忽略側(cè)移某樓層的豎向荷載只對本層框某樓層的豎向荷載只對本層框架梁及其相連的樓層柱產(chǎn)生內(nèi)力。架梁及其相連的樓層柱產(chǎn)生內(nèi)力。多層多跨框架多層多跨框架各層豎向荷載作用的開口框架各層豎向荷載作用的開口框架同層同柱同號柱疊加同層同柱同號柱疊加分解分解疊加疊加28第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算2. 開口框架遠端支座(固端)的誤開口框架遠端支座(固端)的誤差修正差修正:除底層柱以外的其它各層柱的線除底層柱以外的其它各層柱的線剛度乘以修正系數(shù)剛度乘以修正系數(shù)0.9,據(jù)此來計算,據(jù)此來計算節(jié)點周圍各桿件的彎矩分配系數(shù);節(jié)點周圍各桿件的
14、彎矩分配系數(shù);線剛度修正線剛度修正傳遞系數(shù)修正傳遞系數(shù)修正考慮除支座外,框架各節(jié)點為考慮除支座外,框架各節(jié)點為彈性固定,因此底層柱的彎矩傳彈性固定,因此底層柱的彎矩傳遞系數(shù)取遞系數(shù)取1/2,其他各層柱的彎矩,其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取傳遞系數(shù)取1/3。29第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算關于關于彎矩傳遞系數(shù):彎矩傳遞系數(shù):遠端固定遠端固定傳遞系數(shù)為傳遞系數(shù)為1/2遠端滑動遠端滑動傳遞系數(shù)為傳遞系數(shù)為 -1遠端簡支遠端簡支傳遞系數(shù)為傳遞系數(shù)為 03.分層法的適用范圍分層法的適用范圍節(jié)點梁柱線剛度比節(jié)點梁柱線剛度比結(jié)構(gòu)與荷載沿高度分布比較均勻結(jié)構(gòu)與荷載沿高度分布比較均勻3/cbi
15、i30第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算4. 4. 計算步驟計算步驟(1 1)畫出框架的計算簡圖;)畫出框架的計算簡圖;(2 2)計算各梁、柱的線剛度)計算各梁、柱的線剛度i(3 3)處理所求的)處理所求的i(4 4)計算各節(jié)點的彎矩分配系數(shù),用彎矩分配法)計算各節(jié)點的彎矩分配系數(shù),用彎矩分配法從上至下從上至下分分層計算各開口框架的桿端彎矩,由此求得的梁端彎矩即為層計算各開口框架的桿端彎矩,由此求得的梁端彎矩即為其最后彎矩。其最后彎矩。(5 5)每一層)每一層柱柱的最終彎矩需由上、下兩層計算所得的彎矩值的最終彎矩需由上、下兩層計算所得的彎矩值疊加得到(每一層柱屬于上、下兩層)。
16、如果需要提高精疊加得到(每一層柱屬于上、下兩層)。如果需要提高精度,可對不平衡彎矩再作一次彎矩分配,但不傳遞。度,可對不平衡彎矩再作一次彎矩分配,但不傳遞。31第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算三、水平荷載作用下的反彎點法三、水平荷載作用下的反彎點法適用范圍:適用范圍:(1)結(jié)構(gòu)比較均勻,層數(shù)不多的多層框架;)結(jié)構(gòu)比較均勻,層數(shù)不多的多層框架;(2)梁、柱線剛度比)梁、柱線剛度比思路:柱思路:柱V及反彎點位置及反彎點位置 Mc Mb1. 基本假定基本假定(1)確定各柱間的剪力分配時,認為)確定各柱間的剪力分配時,認為 ,各柱上,各柱上下兩端均不發(fā)生角位移;下兩端均不發(fā)生角位移;
17、(2)除底層以外的其余各層柱,受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相同,)除底層以外的其余各層柱,受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相同,即反彎點位于層高的即反彎點位于層高的中點中點;底層柱反彎點位于距支座;底層柱反彎點位于距支座2/3層高處;層高處;(3)不考慮框架梁的軸向變形,同一層各節(jié)點水平位移相等。)不考慮框架梁的軸向變形,同一層各節(jié)點水平位移相等。梁端彎矩可由節(jié)點彎矩平衡條件求出不平衡彎矩,再按節(jié)點左梁端彎矩可由節(jié)點彎矩平衡條件求出不平衡彎矩,再按節(jié)點左右梁的線剛度進行分配。右梁的線剛度進行分配。3/cbiicbii /32第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算33第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水
18、平位移近似計算 反彎點位置圖反彎點位置圖34第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算2.同層各柱剪力分配(n層,m-1跨)第j層內(nèi)力與外力平衡方程:第j層層間水平力:由假定(1)可得第j層第k根柱(兩端固定)的側(cè)移剛度忽略梁的軸向變形,則各柱層間側(cè)移相同則有212hiDcjkmkjkjmjkjjVVVVV11jjkjkDVjmkjkjDV1jmkjkjVD11jmkjkjmkjkjkjkViiVDDVjk 11柱等高各層的層間總剪力按各柱側(cè)移剛度在該層側(cè)移剛度所占比例分配到各柱。njiijFVDi2c6iihEI2c6iihEI3c12iiihEID35第13章 多層框架13.2 內(nèi)
19、力與水平位移近似計算以三層兩跨框架為例,用反彎點法計算水平荷載作用下框以三層兩跨框架為例,用反彎點法計算水平荷載作用下框架的內(nèi)力。架的內(nèi)力。因此各柱的剪力為:因此各柱的剪力為:u 頂頂層層36第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算各柱的剪力為:各柱的剪力為:u 第二第二層層37第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算u 第一第一層層各柱的剪力為:各柱的剪力為:38第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算3. 3. 框架梁、柱內(nèi)力框架梁、柱內(nèi)力(1 1)柱端彎矩)柱端彎矩(2 2)求梁端彎矩)求梁端彎矩平衡條件平衡條件+ +按剛度分配按剛度分配中節(jié)點:中節(jié)點:23
20、12321111jjkkjktjkjjkkjkbjkhVhVhyVMhVhVyhVM其它層底層其它層底層dcucrblbrbrbdcucrblblblbMMiiiMMMiiiM39第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算c2c1bMMM cbMM 角節(jié)點和邊節(jié)點角節(jié)點和邊節(jié)點僅節(jié)點平衡僅節(jié)點平衡 40第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算(3)梁端剪力(4)柱的軸力節(jié)點左右梁端剪力之和即為柱的層間軸力。lMMVVrblbrblbniriblibikVVN請大家梳理用反彎點法求各內(nèi)力請大家梳理用反彎點法求各內(nèi)力的順序的順序41第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計
21、算 柱的抗側(cè)剛度只考慮了柱的線剛度和柱高,未考慮節(jié)點梁柱的抗側(cè)剛度只考慮了柱的線剛度和柱高,未考慮節(jié)點梁柱線剛度比的影響;柱線剛度比的影響;梁剛度小時誤差大梁剛度小時誤差大 認為反彎點的位置是固定不變的,實際上它與梁柱線剛度認為反彎點的位置是固定不變的,實際上它與梁柱線剛度之比、柱的位置、上下層梁的線剛度大小、上下層層高、之比、柱的位置、上下層梁的線剛度大小、上下層層高、框架的總層數(shù)等因素有關。框架的總層數(shù)等因素有關。四、四、D值法(改進的反彎點法)值法(改進的反彎點法)1. 反彎點法的問題反彎點法的問題2. D值法的思想(與反彎點法相比):值法的思想(與反彎點法相比): 相同之處:先確定反彎
22、點位置相同之處:先確定反彎點位置 不同之處:考慮了上述因素的影響,對柱的抗側(cè)剛度和柱不同之處:考慮了上述因素的影響,對柱的抗側(cè)剛度和柱的反彎點位置進行了修正。的反彎點位置進行了修正。 因此,因此,D值法又稱為修正的反彎點法,適用于值法又稱為修正的反彎點法,適用于的情況。的情況。3/cbii42第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算3. 改進柱的抗側(cè)剛度改進柱的抗側(cè)剛度柱的柱的部位部位及固及固定情定情況況一般層一般層底層,下面固支底層,下面固支底層,下端鉸支底層,下端鉸支cii215 .0c ii 25 . 0c ii 2c c43212iiiiii c21iiii c21iiii
23、i1i2ici1i2ici3i4i1i2ic式中,式中,c 柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù),按下表的公式計算。柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù),按下表的公式計算。 ib變大,變大, c 1 43第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算4. 修正的反彎點高度修正的反彎點高度l 柱反彎點位置取決于該柱上下端轉(zhuǎn)角的比值:柱反彎點位置取決于該柱上下端轉(zhuǎn)角的比值: 轉(zhuǎn)角相同轉(zhuǎn)角相同反彎點居中反彎點居中 轉(zhuǎn)角不同轉(zhuǎn)角不同反彎點偏向轉(zhuǎn)角較大一端(約束?。┓磸濣c偏向轉(zhuǎn)角較大一端(約束?。﹍ 影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素:影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素:水平荷載的形式水平荷載的形式梁柱線剛度比梁柱線剛度比結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該柱所在層數(shù)結(jié)構(gòu)
24、總層數(shù)及該柱所在層數(shù)柱上下橫梁線剛度比柱上下橫梁線剛度比上下層層高變化上下層層高變化注意:當各層框架柱的側(cè)移剛度和各層柱反彎點位置確定以注意:當各層框架柱的側(cè)移剛度和各層柱反彎點位置確定以后,計算步驟與反彎點法一樣。后,計算步驟與反彎點法一樣。44第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算l 通過通過4個系數(shù)體現(xiàn)各因素對反彎點的修正個系數(shù)體現(xiàn)各因素對反彎點的修正柱端彎矩柱端彎矩ViViy0標準反彎點高度比(與結(jié)構(gòu)層數(shù)標準反彎點高度比(與結(jié)構(gòu)層數(shù)n,該柱所在層次,該柱所在層次j,梁柱線剛度比,梁柱線剛度比K及及側(cè)向荷載形式等有關)側(cè)向荷載形式等有關)查附表查附表10-1、2y1上、下層梁
25、剛度比上、下層梁剛度比I及及K值變化的值變化的修正值;修正值;查附表查附表10-3 y2上層層高變化的修正值;上層層高變化的修正值;查附表查附表10-4 y3下層層高變化的修正值。下層層高變化的修正值。查附表查附表10-4 hyVMyhVMiABiBA 1hyyyyyh321045第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算五、框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計算控制側(cè)移包括兩部分內(nèi)容:控制頂層最大側(cè)移和控制層間相對位移??傮w剪切變形和總體彎曲變形46第13章 多層框架13.2 內(nèi)力與水平位移近似計算1.由梁柱彎曲變形引起的側(cè)移第i層層間相對側(cè)移:頂點側(cè)移為各層層間側(cè)移之和:2.由柱軸向變形引起的側(cè)移
26、第i層層間相對側(cè)移:頂點側(cè)移:高規(guī)規(guī)定:對房屋高度大于高規(guī)規(guī)定:對房屋高度大于5050m m或或高寬比大于高寬比大于4 4的結(jié)構(gòu),宜考慮柱軸向變的結(jié)構(gòu),宜考慮柱軸向變形的影響。形的影響。 nFBEAHVN21301iiiikiiDVniiN147第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合13.3 多層框架內(nèi)力組合多層框架內(nèi)力組合一、控制截面一、控制截面梁控制截面梁控制截面柱控制柱控制截面截面梁:跨中、支座截面梁:跨中、支座截面柱:柱頂、柱底截面柱:柱頂、柱底截面48第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合二、二、 荷載效應組合荷載效應組合不考慮抗震設防時,荷載效應組合如下:不考慮抗震設防
27、時,荷載效應組合如下: 當有兩個或兩個以上可變荷載參與組合且其中包括風荷載時,當有兩個或兩個以上可變荷載參與組合且其中包括風荷載時,荷載組合系數(shù)取荷載組合系數(shù)取 ,在其他情況下荷載組合系數(shù)均,在其他情況下荷載組合系數(shù)均取取 。一般應考慮下列三種荷載組合:一般應考慮下列三種荷載組合:(1)恒載)恒載0.9(活載風載)(活載風載)(2)恒載活載)恒載活載(3)恒載風載)恒載風載 對于高層框架結(jié)構(gòu),在計算荷載效應組合時應把風荷載作為對于高層框架結(jié)構(gòu),在計算荷載效應組合時應把風荷載作為主要荷載,其荷載組合值系數(shù)主要荷載,其荷載組合值系數(shù) 。0 . 1ikQiniQiKGGQCGCS19 . 00 .
28、149第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合內(nèi)力組合的目的就是要找出框架梁柱控制截面的最不利內(nèi)力,最不利內(nèi)力是使截面配筋最大的內(nèi)力。三、三、 控制截面最不利內(nèi)力類型控制截面最不利內(nèi)力類型梁跨中截面:梁跨中截面:+Mmax及相應的及相應的V(正截面設計)正截面設計)梁支座截面:梁支座截面:-Mmax及相應的及相應的V (正截面設計)正截面設計) Vmax及相應的及相應的M ( 斜截面設計)斜截面設計)柱柱 截截 面:面:|M|max及相應的及相應的N、V Nmax及相應的及相應的M、V Nmin及相應的及相應的M、V M比較大(不是絕對最大),但比較大(不是絕對最大),但N比較小比較小 或
29、或N比較大(但不是絕對最小或絕對最大)比較大(但不是絕對最小或絕對最大)50第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合由圖可見:由圖可見: 對于大偏壓,對于大偏壓,M相等或相近時,相等或相近時,N越小越不利;越小越不利; 對于小偏壓,對于小偏壓,M相等或相近時,相等或相近時,N越大越不利;越大越不利; 無論大小偏壓,當無論大小偏壓,當N相等或相近時,相等或相近時,M越大越不利。越大越不利。51第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合四、豎向活荷載的最不利位置四、豎向活荷載的最不利位置1. 分跨計算組合法分跨計算組合法逐層逐跨布置逐層逐跨布置 n層層m跨框架,有跨框架,有n*m種布置,需計
30、算種布置,需計算n*m次內(nèi)力次內(nèi)力計算計算量大量大恒載一次布置恒載一次布置活載分跨布置活載分跨布置52第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合四、豎向活荷載的最不利位置四、豎向活荷載的最不利位置1. 分跨計算組合法分跨計算組合法逐層逐跨布置逐層逐跨布置2. 最不利位置法最不利位置法梁跨中梁跨中+Mmax:二次棋盤形布置(:二次棋盤形布置(a)()(b)梁端梁端 -Mmaxqqqqqq分層布置法分層布置法分跨布置法分跨布置法53第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合3.3.分層組合法(分層組合法(當活載與恒載的比值不大于當活載與恒載的比值不大于3時)時)(1 1)對于梁,只考慮本層活荷
31、載的不利布置)對于梁,只考慮本層活荷載的不利布置同連續(xù)梁同連續(xù)梁(2 2)對于柱端彎矩,只考慮相鄰上下層的活荷載)對于柱端彎矩,只考慮相鄰上下層的活荷載(3 3)對于柱)對于柱N Nmaxmax,考慮該層以上所有層與該柱相鄰的梁滿布活,考慮該層以上所有層與該柱相鄰的梁滿布活荷載。荷載。誤差處理:不考慮活荷載折減誤差處理:不考慮活荷載折減4.4.滿布法(滿布法(活載與恒載的比值不大于活載與恒載的比值不大于1時時) 對樓面活荷載標準值不超過對樓面活荷載標準值不超過5kN/m5kN/m2 2的一般工業(yè)與民用多層的一般工業(yè)與民用多層框架結(jié)構(gòu),滿布荷載法的計算精度和安全度可以滿足工程設框架結(jié)構(gòu),滿布荷載
32、法的計算精度和安全度可以滿足工程設計要求,為安全起見,滿布法對計要求,為安全起見,滿布法對跨中彎矩跨中彎矩再乘以再乘以1.11.11.21.2的的放大系數(shù)。放大系數(shù)。注意并非調(diào)幅注意并非調(diào)幅54第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合五、梁端彎矩調(diào)幅五、梁端彎矩調(diào)幅 在在豎向荷載豎向荷載作用下,可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重作用下,可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重分布,減小梁端負彎矩,相應增大梁跨中彎矩。分布,減小梁端負彎矩,相應增大梁跨中彎矩。 調(diào)幅后的支座彎矩為:調(diào)幅后的支座彎矩為: =M式中式中 梁支座截面調(diào)幅后的彎矩;梁支座截面調(diào)幅后的彎矩; M 梁支座調(diào)幅前按彈性方法計算的彎矩;梁支座調(diào)幅
33、前按彈性方法計算的彎矩; 調(diào)幅系數(shù),現(xiàn)澆框架:調(diào)幅系數(shù),現(xiàn)澆框架:0.80.9, 裝配式裝配式框架:框架:0.70.8。 MM55第13章 多層框架13.3 多層框架內(nèi)力組合調(diào)幅后的跨中彎矩(靜力平衡條件):調(diào)幅后的跨中彎矩(靜力平衡條件): 21RLCMMMMMM MMLMRM 截面設計時,梁跨中正彎矩至少應取按簡支梁截面設計時,梁跨中正彎矩至少應取按簡支梁計算的跨中彎矩之半。如為均布荷載,則計算的跨中彎矩之半。如為均布荷載,則 2161lqgM 中中 豎向荷載產(chǎn)生的梁的彎矩應先調(diào)幅,再與風荷載豎向荷載產(chǎn)生的梁的彎矩應先調(diào)幅,再與風荷載和水平地震作用產(chǎn)生的彎矩進行組合。和水平地震作用產(chǎn)生的彎
34、矩進行組合。56第13章 多層框架13.4 無抗震設防框架構(gòu)件設計13.4 無抗震設防要求時框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計無抗震設防要求時框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計一、柱的計算長度一、柱的計算長度l0框架結(jié)構(gòu)柱的計算長度注:注:H值底層為基礎頂面至二層樓蓋頂距離,其余層為上、下值底層為基礎頂面至二層樓蓋頂距離,其余層為上、下兩層樓蓋頂面之間的距離。兩層樓蓋頂面之間的距離。樓蓋類型柱的類別l0現(xiàn)澆樓蓋底層柱1.0H其余各層柱1.25H裝配式樓蓋底層柱 1.25H其余各層柱1.5H57第13章 多層框架13.4 無抗震設防框架構(gòu)件設計二、框架節(jié)點構(gòu)造要求二、框架節(jié)點構(gòu)造要求1. 梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸(1)梁截面尺
35、寸)梁截面尺寸 且不宜大于且不宜大于(2)柱截面尺寸)柱截面尺寸柱截面高度可取柱截面高度可取 柱截面寬度可取柱截面寬度可取 ,并按下述方法進行初步驗算。,并按下述方法進行初步驗算。 框架柱承受豎向荷載為主時,可先按負荷面積估算出柱軸框架柱承受豎向荷載為主時,可先按負荷面積估算出柱軸力,再按軸心受壓柱驗算??紤]到彎矩影響,適當將柱軸力力,再按軸心受壓柱驗算??紤]到彎矩影響,適當將柱軸力乘以乘以1.21.4的放大系數(shù)。的放大系數(shù)。 對有抗震設防的框架結(jié)構(gòu),需要限制柱的軸壓比。對有抗震設防的框架結(jié)構(gòu),需要限制柱的軸壓比。 為為柱的軸壓比限值柱的軸壓比限值。 框架柱截面高度不宜小于框架柱截面高度不宜小
36、于400mm,寬度不宜小于寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞,柱凈高與截面長邊之比宜大于為避免發(fā)生剪切破壞,柱凈高與截面長邊之比宜大于4。lh12/18/1hb3/12/1Hh20/115/1hb3/21cfNAnl 4/158第13章 多層框架13.4 無抗震設防框架構(gòu)件設計2. 混凝土強度等級混凝土強度等級框架的砼強度等級不應低于框架的砼強度等級不應低于C20。節(jié)點區(qū)砼強度不應低于柱砼節(jié)點區(qū)砼強度不應低于柱砼強度。梁柱砼強度等級相差不宜大于強度。梁柱砼強度等級相差不宜大于5MPa。后澆節(jié)點砼強度后澆節(jié)點砼強度宜高于預制柱砼強度宜高于預制柱砼強度5MPa。3.保證節(jié)點截面尺寸保證節(jié)點
37、截面尺寸4. 節(jié)點箍筋節(jié)點箍筋梁的箍筋沿梁全長范圍內(nèi)設置,第一排箍筋一般設置在距離梁的箍筋沿梁全長范圍內(nèi)設置,第一排箍筋一般設置在距離節(jié)點邊緣節(jié)點邊緣50mm處。梁的配箍率不應小于處。梁的配箍率不應小于 ,箍筋最,箍筋最小直徑和最大間距的要求與一般梁相同。小直徑和最大間距的要求與一般梁相同。四邊有梁的中節(jié)點,可只設沿周邊的矩形箍筋,不設復合箍四邊有梁的中節(jié)點,可只設沿周邊的矩形箍筋,不設復合箍筋。節(jié)點范圍內(nèi)的箍筋數(shù)量應與柱端相同。筋。節(jié)點范圍內(nèi)的箍筋數(shù)量應與柱端相同。yVtff /24. 0)(即5.3035. 00ybccsfhbfA59第13章 多層框架13.4 無抗震設防框架構(gòu)件設計5.
38、梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固 見見砼規(guī)范砼規(guī)范或課本或課本P224-225(1)中間層端節(jié)點)中間層端節(jié)點(2)中間層中節(jié)點)中間層中節(jié)點(3)頂層中節(jié)點)頂層中節(jié)點(4)頂層端節(jié)點)頂層端節(jié)點6. 上下層柱縱筋連接與搭接上下層柱縱筋連接與搭接7. 框架梁與預制樓板的連接構(gòu)造框架梁與預制樓板的連接構(gòu)造60二、構(gòu)件截面設計1、框架梁框架梁是受彎構(gòu)件,由內(nèi)力組合求得控制截面的最不利彎矩和剪力后,按正截面受彎承載力計算方法確定所需要的縱筋數(shù)量,按斜截面受剪承載力計算方法確定所需的箍筋數(shù)量,再采取相應的構(gòu)造措施。2、框架柱框架柱是偏心受壓構(gòu)件,通常采用對稱配筋,確定柱中縱筋數(shù)量時,應從
39、內(nèi)力組合中找出最不利的內(nèi)力進行配筋計算。框架柱除進行正截面受壓承載力計算外,還應根據(jù)內(nèi)力組合得到的剪力值進行斜截面抗剪承載力計算,確定柱的箍筋配置。武漢工業(yè)學院back613、框架柱(1)框架柱截面柱截面高度不宜小于400mm,柱截面寬度不宜小于350mm,柱凈高與截面長邊尺寸之比宜大于4。(2)框架柱縱向鋼筋框架柱的縱向鋼筋宜采用對稱配筋,框架柱縱向鋼筋的最小直徑不應小于12mm,全部縱向鋼筋的最小配筋率最大配筋率(3)框架柱箍筋箍筋應為封閉式,箍筋間距不應大于400mm,且不應大于柱短邊尺寸。4、框架節(jié)點(1)現(xiàn)澆框架節(jié)點(2)裝配式及裝配整體式框架節(jié)點武漢工業(yè)學院back%6 . 0mi
40、n%5max62第五節(jié) 框架結(jié)構(gòu)抗震設計一、抗震設計思想1、三水準的抗震設防要求(1)第一水準:當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時,建筑物一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用;(2)第二水準:當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時,建筑物可能損壞,經(jīng)過一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用;(3)第三水準:當遭受到高于本地區(qū)抗震設防烈度的預估罕遇地震影響時,建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。武漢工業(yè)學院back632、抗震設計方法(1)第一階段設計是多遇地震下的承載力驗算和彈性變形計算。取第一水準的地震動參數(shù),用彈性方法計算結(jié)構(gòu)的地震作用,然后將地震作用效應和其它荷載效應進行組合,對構(gòu)
41、件截面進行抗震承載力驗算,以滿足第一水準的抗震設防要求;對延性結(jié)構(gòu)還要進行彈性變形驗算,控制側(cè)向變形,防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)較多損壞,滿足第二水準的抗震設防要求;再通過合理的結(jié)構(gòu)布置和抗震構(gòu)造措施,增加結(jié)構(gòu)的耗能能力和變形能力,即認為可以滿足第三水準的抗震設防要求。(2)第二階段設計是罕遇地震下的彈塑性變形驗算。 對于特別重要的結(jié)構(gòu)或建筑物的體形和抗側(cè)力構(gòu)件比較復雜的結(jié)構(gòu),除進行第一階段設計外,還要進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算,使得結(jié)構(gòu)的薄弱部位不產(chǎn)生可能導致結(jié)構(gòu)倒塌的過大變形。武漢工業(yè)學院back643、建筑物重要性分類建筑抗震設防分類標準GB5022395根據(jù)建筑遭受破壞后可能
42、產(chǎn)生的經(jīng)濟損失、社會影響及其在抗震救災中的作用,將建筑物按重要性分為甲、乙、丙、丁四類。(1)甲類建筑,地震破壞后對社會產(chǎn)生嚴重影響,對國民經(jīng)濟造成巨大損失或有特殊要求的建筑。如核電站、存放劇毒物品的建筑、中央級電信樞紐。(2)乙類建筑,主要指地震時使用功能不能中斷或需要盡快恢復,且地震破壞會造成社會重大影響和國民經(jīng)濟重大損失的建筑。如大中城市的供水、供電、廣播、通訊、消防、醫(yī)療建筑。(3)丙類建筑,地震破壞后有一般影響及其它不屬于甲、乙、丁類的建筑。如量大面廣的一般工業(yè)與民用建筑。(4)丁類建筑,地震破壞或倒塌不會影響及其它不屬于甲、乙、丙類的建筑,且社會影響、經(jīng)濟損失輕微的建筑。如儲存物品
43、價值低、人員活動少的單層倉庫等建筑。 武漢工業(yè)學院back654、抗震設防標準(1)甲類建筑的地震作用,當為68度時應按本地區(qū)設防烈度提高一度計算,當為9度時,提高幅度應專門研究。其它各類建筑的地震作用,應按本地區(qū)設防烈度計算,但設防烈度為6度時,一般可不進行地震作用計算。(2)當設防烈度為68度時,甲類建筑和乙類建筑應按本地區(qū)設防烈度提高一度采取抗震措施,當為9度時,應采取比9度設防更有效的抗震措施;丙類建筑應按本地區(qū)設防烈度采取抗震措施;丁類建筑可按本地區(qū)設防烈度適當降低抗震措施要求,但設防烈度為6度時不宜降低。 較小的乙類建筑,采用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)體系時,可按本地區(qū)設防烈度采取抗震措施
44、。 武漢工業(yè)學院back66二、地震作用計算1、地震作用地震釋放的能量以地震波的形式傳到地面,引起地面運動,并帶動基礎和上部結(jié)構(gòu)一起運動,迫使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。振動過程中作用在結(jié)構(gòu)上的慣性力就是“地震荷載”,它使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形。按照現(xiàn)行國家標準規(guī)定,荷載僅指直接作用,地震時結(jié)構(gòu)施加的影響屬間接作用,故將結(jié)構(gòu)承受的“地震荷載”稱為地震作用。 2、地震作用的計算原則(1)一般情況下,水平地震作用對結(jié)構(gòu)起控制作用,可按建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算,各方向的水平地震作用主要由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔;(2)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當相交角度大于15時,應分別考慮各抗側(cè)力構(gòu)件方向
45、的水平地震作用;(3)質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu),應考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;(4)9度時的高層建筑,應考慮豎向地震作用。 武漢工業(yè)學院back673、地震作用的計算方法基于反應譜理論的振型分解反應譜法、底部剪力法,以及直接輸入地震波求解的時程分析法。(1)高度不超過40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡化方法;(2)不符合上述情況的多層和高層房屋宜采用振型分解反應譜法,(3)特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和表3.8所列高度范圍的高層建筑,應采用時程分析法進行補充計算。武漢工業(yè)學院back684、重力荷載代表值建筑抗震設計規(guī)范取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重
46、標準值和各可變荷載組合值之和作為抗震設計的重力荷載代表值??勺兒奢d根據(jù)地震時的遇合概率取用不同的組合系數(shù),如表3.9所示。重力荷載代表值適用于計算地震作用以及與地震作用相遇的其它重力荷載。武漢工業(yè)學院back695、結(jié)構(gòu)抗震等級混凝土結(jié)構(gòu)房屋的抗震要求,不僅與建筑重要性和地震烈度有關,而且與建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力有關,結(jié)構(gòu)抗震能力又與房屋高度和結(jié)構(gòu)類型、主要抗側(cè)力構(gòu)件還是次要抗側(cè)力構(gòu)件等直接相關。建筑抗震設計規(guī)范根據(jù)建筑物重要性、設防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等因素,將其抗震要求以抗震 等級表示,抗震等級分為四級,見表3.10和續(xù)表3.10 ,一級抗震要求最高,四級抗震要求最低,對于不同抗震等級的建
47、筑物采取不同的計算方法和構(gòu)造要求,以利于做到經(jīng)濟合理的設計。 武漢工業(yè)學院back70三、荷載效應組合1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載效應基本組合 結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設計值,包括組合的彎矩、軸向力和剪 力設計值; 重力荷載分項系數(shù),一般情況應采用1.2,當重力荷載效應對 構(gòu)件承載能力有利時,不應大于 1.0; 分別為水平、豎向地震作用分項系數(shù),應按表3.11;武漢工業(yè)學院backwkwwEvkEvEhkEhGEGSSSSSSGEvEh,71 風荷載分項系數(shù),應采用1.4。 重力荷載代表值,有吊車時,尚應包括懸吊物重力標準值; 水平地震作用標準值的效應; 豎向地震作用標準值的效應; 風荷載標準值; 風荷載組合值
48、系數(shù),一般結(jié)構(gòu)可不考慮,較高的高層建筑 可采用0.2。武漢工業(yè)學院backwGESEhkSEvkSwkSw722、承載力抗震調(diào)整系數(shù) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設計值,應按現(xiàn)行有關規(guī)范計算; 承載力抗震調(diào)整系數(shù),除以后有關章節(jié)另有規(guī)定外,應按 表3.12采用??拐鹨?guī)范通過承載力抗震調(diào)整系數(shù)來反映標準值和設計值之間的差異。這個差異對不同的材料,不同構(gòu)件以及不同構(gòu)件的荷載效應比值均不相同,表3.12分別給出了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力抗震調(diào)整系數(shù)的值。武漢工業(yè)學院backRERS/RRE733、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載效應組合在框架抗震設計時,一般應考慮兩種基本組合。(1)、地震作用效應與重力荷載代表值效應的組合框架結(jié)構(gòu)
49、考慮地震作用時,除高層建筑須考慮風荷載以外,一般不考慮風荷載與地震作用的組合,框架結(jié)構(gòu)一般也不考慮豎向地震作用。當只考慮水平地震作用與重力荷載代表值的組合時:(2)、永久荷載與可變荷載的荷載效應組合 無地震作用時,考慮全部豎向荷載作用的荷載效應組合: 武漢工業(yè)學院backREEhkGERSSS3 . 12 . 1RQCGCSkQkG4 . 12 . 174四、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震設計框架結(jié)構(gòu)體系是由梁、柱通過節(jié)點連接而成,抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件應具備必要的強度、適當?shù)膭偠取⒘己玫难有院涂煽康倪B接,并應注意強度、剛度和延性之間的合理匹配。1、框架梁(1)、正截面受彎承載力驗算考慮地震作用組合的框架梁,其正
50、截面受彎承載力可按非抗震設計的承載力計算公式計算,但應考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù),受彎梁取考慮受壓鋼筋作用的梁端混凝土受壓區(qū)高度應符合下列要求:一級抗震等級二、三級抗震等級且縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。武漢工業(yè)學院back75. 0REhx25. 0hx35. 075(2)、斜截面受剪承載力驗算、梁端剪力設計值確定 強剪弱彎 梁端剪力調(diào)整,9度設防烈度、一級抗震等級的框架結(jié)構(gòu):其它情況:一級抗震等級二級抗震等級三級抗震等級武漢工業(yè)學院backGbnrbualbuabVlMMV1 . 1GbnrblbbVlMMV3 . 1GbnrblbbVlMMV2 . 1GbnrblbbVlMMV1 .
51、 176 框架梁左、右端考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正截面 受彎承載力值;應分別按順時針和逆時針方向進行計算,并取其較大值。每端的彎矩值可按非抗震設計正截面受彎承載力有關公式計算,但在計算中應將縱向受拉鋼筋的強度設計值以強度標準值代替,并取實配的縱向鋼筋截面面積,不等式改為等式,并在等式右邊除以梁的正截面承載力抗震調(diào)整系數(shù)。 考慮地震組合的框架梁左、右端彎矩設計值, 與 之和,應分別按順時針方向和逆時 針方向進行計算,并取其較大值; 考慮地震作用組合時的重力荷載代表值產(chǎn)生的剪力設計值 , 可按簡支梁計算確定; 梁的凈跨。武漢工業(yè)學院backrbualbuaMM,rblbMM ,lbMrbMGbVn
52、l77、截面尺寸限制框架梁受剪截面應符合下列條件:跨高比不小于2.5的框架梁:跨高比小于2.5的框架梁: 混凝土強度影響系數(shù),當混凝土強度等級不超過C50時,取 ;混凝土強度等級為C80時,取 ,其 間按線性內(nèi)插法取用。 承載力抗震調(diào)整系數(shù),受剪取為0.85。武漢工業(yè)學院back020. 01bhfVccREb015. 01bhfVccREbc0 . 1c8 . 0cRE78、斜截面受剪承載力驗算矩形、T形和I形截面的一般框架梁:對集中荷載作用下的框架梁(包括有多種荷載、且其中集中荷載對節(jié)點邊緣產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75以上的情況): 武漢工業(yè)學院back0025. 142. 01hSAfb
53、hfVsvyvtREb00105. 11hSAfbhfVsvyvtREb792、框架柱 框架柱設計中應遵循“強柱弱梁”的原則,避免或推遲柱端出現(xiàn)塑性鉸;還應滿足“強剪弱彎”的要求,防止過早發(fā)生剪切破壞;為提高框架柱的延性,還應控制柱的軸壓比不要太大。(1)、正截面承載力驗算考慮地震作用組合的框架柱,其正截面受壓、受拉承載力可按非抗震設計的承載力計算公式計算,均應考慮相應的承載力抗震調(diào)整系數(shù)。(2)、彎矩設計值調(diào)整由于框架柱的延性通常比梁的延性小,一旦在框架柱上形成塑性鉸,就會產(chǎn)生很大的層間側(cè)移,直接危及結(jié)構(gòu)的豎向承載能力。因此,在框架設計中,可以有目的地增大柱端彎矩設計值,體現(xiàn)“強柱弱梁”的原
54、則,使得框架結(jié)構(gòu)在水平地震作用下梁端先出現(xiàn)塑性鉸。 武漢工業(yè)學院back80、節(jié)點上、下柱端的彎矩設計值柱端彎矩調(diào)整,9度設防烈度、一級抗震等級的框架結(jié)構(gòu):且不應小于按一級抗震等級公式求得的 值。一級抗震等級二級抗震等級 三級抗震等級對框架頂層和軸壓比小于0.15的柱,以及四級抗震等級時,柱端彎矩設計值可直接取地震作用組合下的彎矩設計值。武漢工業(yè)學院backbuacMM2 . 1cMbcMM4 . 1bcMM2 . 1bcMM1 . 181 考慮抗震等級的節(jié)點上、下柱端的彎矩設計值之和; 同一節(jié)點左、右梁端按逆時針或順時針方向組合的考慮 承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正截面受彎承載力值之和; 同一節(jié)點左
55、、右梁端按逆時針或順時針方向考慮地震作 用組合的彎矩設計值之和。當節(jié)點左、右梁端均為負彎 矩時,絕對值較小一端的彎矩取零。、節(jié)點上、下柱端的軸向壓力設計值,取地震作用組合下各自的軸向力設計值。、框架結(jié)構(gòu)底層柱柱底的抗彎能力也應適當提高,對于一、二級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面的彎矩設計值,應乘以增大系數(shù)1.5。武漢工業(yè)學院backcMbuaMbM82(3)、 剪力設計值調(diào)整柱端剪力調(diào)整,9度設防烈度、一級抗震等級的框架結(jié)構(gòu):且不應小于按一級抗震等級公式求得的 值。一級抗震等級二級抗震等級 三級抗震等級注意:一、二級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)的角柱的彎矩、剪力設計值宜在調(diào)整后的彎矩、剪力設計值基礎上
56、,再乘以增大系數(shù)1.3。 武漢工業(yè)學院backnbcuatcuacHMMV2 . 1cVnbctccHMMV4 . 1nbctccHMMV2 . 1nbctccHMMV1 . 183(4)、受剪截面尺寸限制限制柱的剪壓比,其實質(zhì)也就是從受剪的要求限制構(gòu)件最小截面尺寸??蚣苤氖芗艚孛鎽舷铝袟l件:剪跨比大于2:剪跨比不大于2:(5)、斜截面受剪承載力驗算當框架柱出現(xiàn)拉力:武漢工業(yè)學院back02 . 01bhfVccREc015. 01bhfVccREcNhSAfbhfVsvyvcREc056. 0105. 1100NhSAfbhfVsvyvtREc2 . 0105. 110084(6)、軸
57、壓比限制抗震設計中的軸壓比是指柱組合軸壓力設計值與柱全截面面積和混凝土的軸心受壓強度設計值乘積的比值,即 。 柱的軸壓比是影響柱破壞形態(tài)和變形能力的重要因素。試驗表明,軸壓比越大,柱的變形能力越?。辉诟咻S壓比條件下,多配箍筋不能有效改善柱的延性。因此,必須限制柱的軸壓比。3、 框架節(jié)點框架節(jié)點是結(jié)構(gòu)抗震的薄弱部位,在水平地震力作用下,框架節(jié)點受到梁、柱傳來的彎矩、剪力和軸力作用,節(jié)點核芯區(qū)處于復雜應力狀態(tài)。地震時,一且節(jié)點發(fā)生破壞,難以修復和加固,因此應根據(jù)“強節(jié)點”的設計要求,使得節(jié)點核芯區(qū)的承載力強于與之相連的桿件的承載力。 武漢工業(yè)學院backAfNc/85五、框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施1、材
58、料(1)、混凝土有抗震設防要求的混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級應符合下列要求:設防烈度為9度時,混凝土強度等級不宜超過C60;設防烈度為8度時,混凝土強度等級不宜超過C70。當按一級的抗震等級設計時,混凝土強度等級不應低于C30;當按二、三級抗震等級設計時,混凝土強度等級不應低于C20。(2)、鋼筋結(jié)構(gòu)構(gòu)件中應采用延性較好的鋼筋,普通縱向受力鋼筋宜采用HRB400、HRB335級熱軋鋼筋,箍筋宜選用HRB335、HRB400、HRB235級熱軋鋼筋。在施工中,不宜任意采用較高強度等級的鋼筋來代替原設計中的縱向受力鋼筋,以免降低構(gòu)件延性。武漢工業(yè)學院back862、框架梁(1)、截面尺寸梁的截面寬度
59、不宜小于200mm,且不宜小于柱寬的一半,梁的截面高寬比不宜大于4;梁計算跨度與截面高度之比(跨高比)不宜小于5。(2)、梁縱向鋼筋的配置在框架結(jié)構(gòu)中,主要依靠梁端塑性鉸的形成來保證結(jié)構(gòu)的延性。 梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于2.5,且考慮受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,一般不應大于0.25,二、三級不應大于0.35??拐鹪O計梁的縱向受拉鋼筋的最小配筋率較非抗震設計梁有所提高,應滿足表3.13的要求。武漢工業(yè)學院back87(3)、 梁內(nèi)縱筋錨固在反復地震作用下,鋼筋與混凝土之間粘結(jié)作用較單調(diào)加載時有所降低。因此,框架結(jié)構(gòu)的抗震設計應比非抗震設計有更為嚴格的錨固長度和搭接長度。
60、縱向鋼筋的最小錨固長度:一、二級抗震等級三級抗震等級四級抗震等級 縱向受拉鋼筋的錨固長度,取非抗震的錨固長度。當采用搭接接頭時,其搭接長度式中 受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)。武漢工業(yè)學院backaaEll15. 1aaEll05. 1aaEll0 . 1aElEllal88(4)、梁內(nèi)箍筋梁端箍筋的加密區(qū)長度、箍筋最大間距和箍筋最小直徑,按表3.14的規(guī)定。當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2時,表中箍筋最小直徑應增大2mm。沿梁全長箍筋的配筋率應符合下列規(guī)定:一級抗震等級 二,三級抗震等級武漢工業(yè)學院backytsvff32. 0ytsvff28. 0893、框架梁(1)、截面尺寸柱的截面寬度和高度均
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