多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置課件

1、 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)劉建平：副教授第1頁，共53頁。第三章 多層框架結(jié)構(gòu) 本章主要內(nèi)容及重點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 多層框架內(nèi)力組合和構(gòu)件設(shè)計多層框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)主要內(nèi)容：重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載 彎矩二次分配法、反彎點(diǎn)法，值法無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第2頁，共53頁。3.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置3.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置一、多層框架結(jié)構(gòu)的組成框架結(jié)構(gòu)平面布置和剖面示意圖第三章 多層框架結(jié)構(gòu)第3頁，共53頁。3.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置分類：第三章 多層框架結(jié)構(gòu)裝配式框架裝配整體式框架現(xiàn)澆整體式框架一

2、、多層框架結(jié)構(gòu)的組成第4頁，共53頁。3.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置第三章 多層框架結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)布置民用建筑柱網(wǎng)布置1、柱網(wǎng)第5頁，共53頁。3.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置第三章 多層框架結(jié)構(gòu)2、承重方案 橫向框架承重 縱向框架承重 縱、橫向框架承重二、結(jié)構(gòu)布置第6頁，共53頁。3.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成與布置第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3、變形縫設(shè)置伸縮縫的設(shè)置，主要與結(jié)構(gòu)的長度有關(guān)沉降縫的設(shè)置，主要與基礎(chǔ)受到的上部荷載及場地地質(zhì)條件有關(guān)。伸縮縫與沉降縫的寬度一般大于50mm二、結(jié)構(gòu)布置防震縫的設(shè)置，主要與建筑平面形狀、高差、剛度、質(zhì)量分布等因素有關(guān)第7頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平

3、側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 一、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖1、計算單元框架結(jié)構(gòu)的計算單元 第8頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu) 2、節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)可簡化為剛接節(jié)點(diǎn)、鉸接節(jié)點(diǎn)和半鉸節(jié)點(diǎn)。支座可分為固定支座和鉸支座。一、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖第9頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)框架柱與基礎(chǔ)的連接第10頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3、跨度和層高 框架結(jié)構(gòu)計算簡圖一、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖第11頁，共53頁。3.2

4、 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)變截面柱框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖第12頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)4、截面慣性矩 整體現(xiàn)澆式框架 裝配整體式框架疊合梁 一、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖中框架梁：邊框架梁：中框架梁：邊框架梁：第13頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)5、荷載計算豎向荷載：結(jié)構(gòu)自重、雪載、屋（樓）面活載墻、柱、基礎(chǔ)計算截面以上的樓層數(shù)123456892020計算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)1.00（0.90）0.850.700.650.600.55水平荷載：風(fēng)荷載、水平地震

5、作用。荷載取值按荷載規(guī)范（GB500092001） 活荷載的折減樓面活荷載折減系數(shù)當(dāng)樓面梁，當(dāng)其負(fù)荷面積大于 25m2時，折減系數(shù)為 0.9。第14頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)二、豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算1、分層法計算假定：（2）忽略本層荷載對其他各層框架內(nèi)力的影響（1）忽略各層框架的側(cè)移；第15頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)計算要點(diǎn)（1）除底層外，柱的線剛度折減0.9（2）底層的傳遞系數(shù)為1/2，其他各層傳遞系數(shù)為1/3；1、分層法第16頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移

6、的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)1、分層法第17頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)第18頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)第19頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)2、彎矩二次分配法（1）計算分配系數(shù)遠(yuǎn)端鉸支：3i遠(yuǎn)端滑動：i遠(yuǎn)端自由：0遠(yuǎn)端固定： 4i傳遞系數(shù)：12轉(zhuǎn)動剛度：第20頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)2、彎矩二次分配法（2）計算各跨梁在豎向荷載作用下的固端彎矩（3）計算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩；（4）將各節(jié)點(diǎn)

7、的不平衡彎矩同時進(jìn)行分配，并向遠(yuǎn)端傳遞；第一次分配彎矩傳遞后，再進(jìn)行第二次彎矩分配而不再傳遞即結(jié)束。第21頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)1、反彎點(diǎn)法三、水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點(diǎn)計算步驟: （1）計算各柱側(cè)移剛度 （2）將總剪力分配到每個柱上 （ib/ic3）第22頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)1、反彎點(diǎn)法底層柱: 上端彎矩 上層柱:上下端彎矩相等 下端彎矩（4）根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置，計算柱端彎矩。第23頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框

8、架結(jié)構(gòu)（5）計算梁端彎矩1、反彎點(diǎn)法第24頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)三、水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點(diǎn)2、D值法（1）層間剪力在各柱間的分配框架第2層脫離體圖第25頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)（2）修正后的柱側(cè)向剛度2、D值法第26頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu) 柱側(cè)向剛度修正系數(shù)ca 邊 柱 中 柱 位 置 簡 圖 K 簡 圖 K ca 一般層 c422iiiK+= c43212iiiiiK+= KK+=2ca 固接 c2iiK= c2

9、1iiiK+= KK+=25.0ca 底 層 鉸接 c2iiK= c21iiiK+= KK215.0c+=a 第27頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)（3）柱的反彎點(diǎn)高度的修正反彎點(diǎn)高度： 反彎點(diǎn)高度示意圖2、D值法反彎點(diǎn)高度比：第28頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比 y0 根據(jù)梁柱的相對線剛度比 ，框架總層數(shù) ，柱子所在樓層 ，荷載作用形式，第29頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu) （a）當(dāng) 時 梁剛度變化時反彎點(diǎn)的修正上、下橫梁線剛度變化時反

10、彎點(diǎn)高度比的修正值取 ，反彎點(diǎn)下移，取負(fù)值。（b）當(dāng) 時 取 ，反彎點(diǎn)上移，取正值。第30頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu) 反彎點(diǎn)高為：層高變化時修正值 、上層較高，反彎點(diǎn)上移下層較高，反彎點(diǎn)下移 柱的反彎點(diǎn)高度比第31頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu) 第32頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)第33頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)第34頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)第

11、35頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3、框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移第36頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3、框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制層間側(cè)移頂點(diǎn)總側(cè)移第37頁，共53頁。3.2 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與水平側(cè)移的近似計算 第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3、框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制層間側(cè)移限值 采用輕質(zhì)隔墻時 采用磚砌體填充墻總側(cè)移限值采用輕質(zhì)隔墻時 采用砌體填充墻時 第38頁，共53頁。3.3 多層框架內(nèi)力組合第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3.3 多層框架內(nèi)力組合一、控制截面和最不利內(nèi)力（1）框架橫梁 1. 控制截面梁端截面

12、： 、 、 跨中截面：第39頁，共53頁。3.3 多層框架內(nèi)力組合第三章 多層框架結(jié)構(gòu)梁端的控制截面第40頁，共53頁。3.3 多層框架內(nèi)力組合第三章 多層框架結(jié)構(gòu)一、控制截面和最不利內(nèi)力2）|N|max及相應(yīng)的M和V； 3）Nmin及相應(yīng)的M和V； 4）|V|max及相應(yīng)的N。2 、最不利內(nèi)力組合1）|M|max及相應(yīng)的N和V； （2）框架柱 第41頁，共53頁。3.3 多層框架內(nèi)力組合第三章 多層框架結(jié)構(gòu)二、活載的不利布置活荷載最不利荷載布置法 1.逐層逐跨荷載組合法(電算)2.滿布荷載法(手算)3.分跨布置法(手算)第42頁，共53頁。3.3 多層框架內(nèi)力組合第三章 多層框架結(jié)構(gòu)三、梁端

13、彎矩調(diào)幅調(diào)幅系數(shù): 現(xiàn)澆框架 裝配整體式框架第43頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計一、框架柱的計算長度l01）一般多層房屋2）當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上時，框架柱的計算長度l0可按下列兩個公式計算，并取其中的較小值：現(xiàn)澆樓蓋：底層柱 ，其余各層柱 裝配式樓蓋：底層柱 ，其余各層柱第44頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)二、 節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求1、材料強(qiáng)度2截面尺寸3箍筋第45頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)4、梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固第46頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)4、梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固第47頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)4、梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固第48頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)4、梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固第49頁，共53頁。3.3 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計第三章 多層框架結(jié)構(gòu)（）鋼筋連接和錨固框架梁、柱的縱向鋼筋在框架節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固要求第50頁，共53頁。3.4 多層框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)第三章 多層框架結(jié)構(gòu)1基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)類型第51頁，共53頁