混凝土結(jié)構(gòu)課件 第4章 框架結(jié)構(gòu)_第1頁
混凝土結(jié)構(gòu)課件 第4章 框架結(jié)構(gòu)_第2頁
混凝土結(jié)構(gòu)課件 第4章 框架結(jié)構(gòu)_第3頁
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1、第4章 框架結(jié)構(gòu) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第 4 章 框架結(jié)構(gòu)第4章 框架結(jié)構(gòu)第4章 內(nèi)容要點結(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 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求主要內(nèi)容:重點: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 反彎點法,值法第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 1結(jié)構(gòu)組成及特點框架結(jié)構(gòu)(frame structure)由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接構(gòu)成,如整幢房屋均采用這種結(jié)構(gòu)形式,則稱為框架結(jié)構(gòu)體系或框架結(jié)構(gòu)房屋??蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置和剖面示意圖第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置按施工方法不同

2、,框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。(1)框架結(jié)構(gòu)的受力特點在豎向荷載和水平荷載作用下,框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件將產(chǎn)生內(nèi)力和變形??蚣芙Y(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成:由水平力引起的樓層剪力,使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形,形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形us;由水平力引起的傾覆力矩,使框架柱產(chǎn)生軸向變形(一側(cè)柱拉伸,另一側(cè)柱壓縮),形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形ub。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時,其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形,整體彎曲變形的影響很小。 第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置(2)框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點建筑平面布置靈活,能獲得大空間(特別適用于商

3、場、餐廳等),也可按需要做成小房間; 建筑立面容易處理;結(jié)構(gòu)自重較輕; 計算理論比較成熟; 在一定高度范圍內(nèi)造價較低。 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,水平荷載作用下側(cè)移較大,有時會影響正常使用;如果框架結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大,則水平荷載作用下的側(cè)移也較大,而且引起的傾覆作用也較嚴(yán)重。 因此,設(shè)計時應(yīng)控制房屋的高度和高寬比。第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2結(jié)構(gòu)布置(structural configuration) 框架結(jié)構(gòu)布置主要是確定柱在平面上的排列方式(柱網(wǎng)布置)和選擇結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)受力合理,施工簡單。民用建筑柱網(wǎng)布置第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1

4、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的承重方案 1)橫向框架承重。 主梁沿房屋橫向布置,板和連系梁沿房屋縱向布置。 2)縱向框架承重。 主梁沿房屋縱向布置,板和連系梁沿房屋橫向布置。 3)縱、橫向框架承重。 房屋的縱、橫向都布置承重框架 ,樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓 蓋。第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的承重方案第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁端水平加腋處平面圖在框架結(jié)構(gòu)布置中,梁、柱軸線宜重合,如梁須偏心放置時,梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方面寬度的1/4。如偏心距大于該方向柱寬的1/4時,可增設(shè)梁的水平加腋。試驗表明,此法能明顯改善梁柱節(jié)承受反復(fù)荷載的性能

5、。 bx / lx 1/2 , bx / bb 2/3 , bb + bx + x bc/2梁水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜滿足下列要求:第4章 框架結(jié)構(gòu)4.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 梁水平加腋后,改善了梁柱節(jié)點的受力性能,故節(jié)點有效寬度bj宜按下列規(guī)定取值: 當(dāng)x = 0時,bj按下式計算: 當(dāng)x0時,bj取下列二式計算的較大值: 且應(yīng)滿足bj bb + 0.5hc,其中hc為柱截面高度。bj bb + bxbj bb + bx + x bj bb + 2x第4章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載1 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載 梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及

6、延性等要求確定。初步設(shè)計時,通常由經(jīng)驗或估算先選定截面尺寸,以后進行承載力、變形等驗算,檢查所選尺寸是否合適。 梁截面尺寸確定 框架結(jié)構(gòu)中框架梁的截面高度hb可根據(jù)梁的計算跨度lb、活荷載大等,按hb = (1/181/10)lb確定。為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞,hb不宜大于1/4凈跨。主梁截面寬度可取bb = (1/31/2)hb,且不宜小于200mm。為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定性,梁截面的高寬比(hb/bb)不宜大于4。 第4章 框架結(jié)構(gòu)為了降低樓層高度,可將梁設(shè)計成寬度較大而高度較小的扁梁,扁梁的截面高度可按 (1/181/15)lb估算。扁梁的截面寬度b(肋寬)與其高度h的比值b/h不宜超過

7、3。加腋梁梁截面慣性矩4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載第4章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載 柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗確定,也可先根據(jù)其所受軸力按軸心受壓構(gòu)件估算,再乘以適當(dāng)?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。即式中 Ac為柱截面面積;N為柱所承受的軸向壓力設(shè)計值;Nv為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值;1.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值;重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)實際荷載取值,也可近似按(1214)kN/m2計算;fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。 Ac (1.11.2)N / fc N = 1.25Nv第4章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架柱的截面寬度

8、和高度均不宜小于300mm,圓柱截面直經(jīng)不宜小于350mm,柱截面高寬比不宜大于3。為避免柱產(chǎn)生剪切破壞,柱凈高與截面長邊之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2。梁截面慣性矩 在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中,與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為框架梁的翼緣,每一側(cè)翼緣的有效寬度可取至板厚的6倍;裝配整體式樓面視其整體性可取等于或小于6倍;無現(xiàn)澆面層的裝配式樓面,樓板的作用不予考慮。 設(shè)計中,為簡化計算,也可按下式近似確定梁截面慣性矩I:第4章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載2框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖計算單元 框架結(jié)構(gòu)的計算單元及計算模型第4章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)房屋是空間結(jié)構(gòu)體系,一

9、般應(yīng)按三維空間結(jié)構(gòu)進行分析。但對于平面布置較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)房屋,為了簡化計算,通常將實際的空間結(jié)構(gòu)簡化為若干個橫向或縱向平面框架進行分析,每榀平面框架為一計算單元。 就承受豎向荷載而言,當(dāng)橫向(縱向)框架承重,且在截取橫向(縱向)框架計算時,全部豎向荷載由橫向(縱向)框架承擔(dān),不考慮縱向(橫向)框架的作用。當(dāng)縱、橫向框架混合承重時,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點進行分析,并對豎向荷載按樓蓋的實際支承情況進行傳遞,這時豎向荷載通常由縱、橫向框架共用承擔(dān)。第4章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)計算簡圖第章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載在框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖中,梁、柱用其軸線表示,

10、梁與柱之間的連接用節(jié)點(beam-column joints)表示,梁或柱的長度用節(jié)點間的距離表示,由圖可見,框架柱軸線之間的距離即為框架梁的計算跨度;框架柱的計算高度應(yīng)為各橫梁形心軸線間的距離,當(dāng)各層梁截面尺寸相同時,除底層外,柱的計算高度即為各層層高。對于梁、柱、板均為現(xiàn)澆的情況,梁截面的形心線可近似取至板底。對于底層柱的下端,一般取至基礎(chǔ)頂面;當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的地下室;且地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍時,可取至地下室結(jié)構(gòu)的頂板處。第章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載在實際工程中,框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度變化。當(dāng)上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍

11、與下層柱的形心軸重合時,其計算簡圖與各層柱截面不變時的相同。當(dāng)上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時,一般采取近似方法,即將頂層柱的形心線作為整個柱子的軸線,但是必須注意,在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析中,各層梁的計算跨度及線剛度仍應(yīng)按實際情況取;另外,尚應(yīng)考慮上、下層柱軸線不重合,由上層柱傳來的軸力在變截面處所產(chǎn)生的力矩。此力矩應(yīng)視為外荷載,與其他豎向荷載一起進行框架內(nèi)力分析。 第章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載變截面柱框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖第章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載裝配式框架的鉸節(jié)點框架柱與基礎(chǔ)的連接第章 框架結(jié)構(gòu)4.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖及荷載框架結(jié)構(gòu)上的荷載

12、作用在多、高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載。豎向荷載包括恒載和樓(屋)面活荷載,水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。樓面活荷載 作用在多、高層框架結(jié)構(gòu)上的樓面活荷載,可根據(jù)房屋及房間的不同用途按荷載規(guī)范取用。應(yīng)該指出,荷載規(guī)范規(guī)定的樓面活荷載值,是根據(jù)大量調(diào)查資料所得到的等效均布活荷載(equivalent uniform live load)標(biāo)準(zhǔn)值,且是以樓板的等效均布活荷載作為樓面活荷載。風(fēng)荷載 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時,垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值仍按式(3.5.9)計算,對于多、高層框架結(jié)構(gòu)房屋,式中的計算參數(shù)應(yīng)按規(guī)定采用。第章 框架結(jié)構(gòu)4.3 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算

13、1豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算在豎向荷載(vertical load)作用下,多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用力法、位移法等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。工程設(shè)計中,如采用手算,可采用迭代法、分層法、彎矩二次分配法及系數(shù)法等近似方法計算。分層法豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力特點及內(nèi)力計算假定:(1)不考慮框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移對其內(nèi)力的影響;(2)每層梁上的荷載僅對本層梁及其上、下柱的內(nèi)力產(chǎn)生影響,對其他各層梁、柱內(nèi)力的影響可忽略不計。 應(yīng)當(dāng)指出,上述假定中所指的內(nèi)力不包括柱軸力,因為某層梁上的荷載對下部各層柱的軸力均有較大影響,不能忽略。第章 框架結(jié)構(gòu)豎向荷載作用下分層計算示意圖4.3 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)

14、力的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)4.3 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算(2)除底層柱的下端外,其他各柱的柱端應(yīng)為彈性約束。為便于計算,均將其處理為固定端。這樣將使柱的彎曲變形有所減小,為消除這種影響,可把除底層柱以外的其他各層柱的線剛度乘以修正系數(shù)0.9。 分層法計算要點(1)將多層框架沿高度分成若干單層無側(cè)移的敞口框架,每個敞口框架包括本層梁和與之相連的上、下層柱。梁上作用的荷載、各層柱高及梁跨度均與原結(jié)構(gòu)相同。第章 框架結(jié)構(gòu)4.3 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算(3)用無側(cè)移框架的計算方法(如彎矩分配法)計算各敞口框架的桿端彎矩,由此所得的梁端彎矩即為其最后的彎矩值;因每一柱屬于上、

15、下兩層,所以每一柱端的最終彎矩值需將上、下層計算所得的彎矩值相加。在上、下層柱端彎矩值相加后,將引起新的節(jié)點不平衡彎矩,如欲進一步修正,可對這些不平衡彎矩再作一次彎矩分配。 如用彎矩分配法計算各敞口框架的桿端彎矩,在計算每個節(jié)點周圍各桿件的彎矩分配系數(shù)時,應(yīng)采用修正后的柱線剛度計算;并且底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取1/2,其他各層柱的傳遞系數(shù)改用1/3。(4)在桿端彎矩求出后,可用靜力平衡條件計算梁端剪力及梁跨中彎矩;由逐層疊加柱上的豎向荷載(包括節(jié)點集中力、柱自重等)和與之相連的梁端剪力,即得柱的軸力。第章 框架結(jié)構(gòu)彎矩二次分配法具體計算步驟:(1)根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點的桿端彎矩分配

16、系數(shù),并計算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩。 (2)計算框架各節(jié)點的不平衡彎矩,并對所有節(jié)點的不平衡彎矩同時進行第一次分配(其間不進行彎矩傳遞)。(3)將所有桿端的分配彎矩同時向其遠端傳遞(對于剛接框架,傳遞系數(shù)均取1/2)。 (4)將各節(jié)點因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進行第二次分配,使各節(jié)點處于平衡狀態(tài)。 至此,整個彎矩分配和傳遞過程即告結(jié)束。 (5)將各桿端的固端彎矩(fixed-end moment)、分配彎矩和傳遞彎矩疊加,即得各桿端彎矩。4.3 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)系數(shù)法(Approximate analysis by coefficients)采用

17、上述兩種方法計算豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力時,需首先確定梁、柱截面尺寸,而且計算過程較為繁復(fù)。系數(shù)法是一種更簡單的方法,只要給出荷載、框架梁的計算跨度和支承情況,就可很方便地計算出框架梁、柱各控制截面內(nèi)力。 此法是統(tǒng)一建筑規(guī)范(Uniform Building Code)中介紹的方法,在國際上被廣泛采用。4.3 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算,常用的近似算法有迭代法、反彎點法、D值法和門架法等。1水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點2D值法( 1)層間剪力在各柱間的分配該式即為層間剪力Vi在各柱間的分配公式,它適用于整

18、個框架結(jié)構(gòu)同層各柱之間的剪力分配。可見,每根柱分配到的剪力值與其側(cè)向剛度成比例。4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)框架第2層脫離體圖(2)框架柱的側(cè)向剛度D值:一般規(guī)則框架中的柱4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)框架柱側(cè)向剛度計算公式4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù),它反映了節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了柱的側(cè)向剛度,而節(jié)點轉(zhuǎn)動的大小則取決于梁對節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度。,這表明梁線剛度越大,對節(jié)點的約束能力越強,節(jié)點轉(zhuǎn)動越小,柱的側(cè)向剛度越大。 現(xiàn)討論底層柱的D值。 同理,當(dāng)?shù)讓又南露藶殂q接時,可

19、得 4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)底層柱D值計算圖式4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)柱高不等及有夾層的柱 不等高柱夾層柱4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)柱的反彎點高度yh框架各柱的反彎點高度比y可用下式表示: 式中:yn表示標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比;y1表示上、下層橫梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值;y2、y3表示上、下層層高變化時反彎點高度比的修正值。反彎點高度示意圖4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算y = yn + y1

20、 + y2 + y3第章 框架結(jié)構(gòu)(1)標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比yn。 yn是指規(guī)則框架的反彎點高度比。標(biāo)準(zhǔn)反彎點位置簡化求解4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)梁剛度變化時反彎點的修正4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四章 框架結(jié)構(gòu)3反彎點法 由上述分析可見,D值法考慮了柱兩端節(jié)點轉(zhuǎn)動對其側(cè)向剛度和反彎點位置的影響,因此,此法是一種合理且計算精度較高的近似計算方法,適用于一般多、高層框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移計算。 當(dāng)

21、梁的線剛度比柱的線剛度大很多時(例如ib/ic3),梁柱節(jié)點的轉(zhuǎn)角很小。如果忽略此轉(zhuǎn)角的影響,則水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法,尚可進一步簡化,這種忽略梁柱節(jié)點轉(zhuǎn)角影響的計算方法稱為反彎點法。在確定柱的側(cè)向剛度時,反彎點法假定各柱上、下端都不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動,即認(rèn)為梁柱線剛度比為無限大。將趨近于無限大代入D值法的公式,可得=1。因此,由式可得反彎點法的柱側(cè)向剛度,并用D0表示為: 4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)同樣,因柱的上、下端都不轉(zhuǎn)動,故除底層柱外,其他各層柱的反彎點均在柱中點(h/2);底層柱由于實際是下端固定,柱上端的約束剛度相對較小,因此反彎點向上移動

22、,一般取離柱下端2/3柱高處為反彎點位置,即取yh=用反彎點法計算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的要點與D值法相同。4框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移(lateral displacement)如圖所示,它可以看作由梁、柱彎曲變形(flexural deformation)引起的側(cè)移和由柱軸向變形(axial deformation)引起的側(cè)移的疊加。前者是由水平荷載產(chǎn)生的層間剪力引起的,后者主要是由水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩引起的。4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)框架剪切變形(1)梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移 4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第四章

23、框架結(jié)構(gòu)(2)柱軸向變形引起的側(cè)移框架彎曲變形4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算第章 框架結(jié)構(gòu)5框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過小,水平位移過大,將影響正常使用;側(cè)向剛度過大,水平位移過小,雖滿足使用要求,但不滿足經(jīng)濟性要求。因此,框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜合適,一般以使結(jié)構(gòu)滿足層間位移限值為宜。我國高層規(guī)程規(guī)定,按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比u/h宜小于其限值u/h,即:u/h表示層間位移角限值,對框架結(jié)構(gòu)取1/550;h為層高。由于變形驗算屬正常使用極限狀態(tài)的驗算,所以計算u時,各作用分項系數(shù)均應(yīng)采用1.0,混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛度可采用彈性剛度。另外,樓層

24、層間最大位移u以樓層最大的水平位移差計算,不扣除整體彎曲變形。4.4 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計算u/h u/h 第章 框架結(jié)構(gòu)4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計1荷載效應(yīng)組合(1)控制截面及最不利內(nèi)力框架柱控制截面最不利內(nèi)力組合一般有以下幾種: 1)|M|max及相應(yīng)的N和V; 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。 這四組內(nèi)力組合的前三組用來計算柱正截面受壓承載力,以確定縱向受力鋼筋數(shù)量;第四組用以計算斜截面受剪承載力,以確定箍筋數(shù)量。第章 框架結(jié)構(gòu)梁端的控制截面4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計第章 框架結(jié)構(gòu)(2)荷載的不利布置

25、框架桿件的變形曲線活荷載最不利荷載布置法 4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計第章 框架結(jié)構(gòu)對于高層框架結(jié)構(gòu),荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值應(yīng)按下式確定: (3)荷載效應(yīng)組合(load effect combination) 4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù),當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時應(yīng)分別取0.7和0.0;當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時應(yīng)分別取1.0和0.6或0.7和1.0。 第章 框架結(jié)構(gòu)4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計第章 框架結(jié)構(gòu)(1)框架梁2構(gòu)件設(shè)計為了避免梁支座處抵抗負(fù)彎矩的鋼筋過分擁擠,以及在抗震結(jié)構(gòu)中形成梁鉸破壞機構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的延性,可以考慮框架梁端塑性變形內(nèi)

26、力重分布,對豎向荷載作用下梁端負(fù)彎矩進行調(diào)幅。對現(xiàn)澆框架梁,梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.80.9;對于裝配整體式框架梁,由于梁柱節(jié)點處鋼筋焊接、錨固、接縫不密實等原因,受力后節(jié)點各桿件產(chǎn)生相對角變,其節(jié)點的整體性不如現(xiàn)澆框架,故其梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.70.8。4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計第章 框架結(jié)構(gòu)框架梁端截面負(fù)彎矩調(diào)幅后,梁跨中截面彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。截面設(shè)計時,框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡支梁計算的跨中截面彎矩設(shè)計值的50%。 應(yīng)先對豎向荷載作用下的框架梁彎矩進行調(diào)幅,再與水平荷載產(chǎn)生的框架梁彎矩進行組合。4.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計第章 框架結(jié)構(gòu)4

27、.5 荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計(2)框架柱柱截面最不利內(nèi)力的選取框架柱的計算長度l0柱的配筋計算中,需要確定柱的計算長度l0?;炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定,l0可按下列規(guī)定確定: 1)一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),各層柱的計算長度l0按表4.5.1取用。 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: 第章 框架結(jié)構(gòu)4.7 框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求 框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求()框架梁1梁縱向鋼筋的構(gòu)造要求梁縱向受拉鋼筋的數(shù)量除按計算確定外,還必須考慮溫度、收縮應(yīng)力所需要的鋼筋數(shù)量,以防止梁發(fā)生脆性破壞和控制裂縫寬度??v向受拉鋼筋的最小配筋百分率和最大配筋率要求。沿梁全長頂面和底面應(yīng)至少各配置兩根縱向鋼筋,鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm。框架梁的縱向鋼筋不應(yīng)與箍筋、拉筋及預(yù)埋件等焊接。2梁箍筋的構(gòu)造要求 應(yīng)沿框架梁全長設(shè)置箍筋。箍筋的直徑、間距及配筋率等要求與一般梁的相同,可參見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理12第6章中的 有關(guān)內(nèi)容。第章 框架結(jié)構(gòu)() 框架柱 柱箍筋形式示例4.7 框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求第章 框架結(jié)構(gòu)()梁柱節(jié)點(

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