框架結構設計課件

1、框架結構設計課件框架結構設計課件第十三章 框架結構設計13.1框架的結構形式和布置原則13.1.1框架結構的組成特點組成：橫梁、立柱和基礎特點：平面布局靈活，易于設置大房間的需要，承受豎向荷載很合理。 框架的抗側剛度小，抵抗水平荷載能力較差。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.1框架的結構形式和布置原則13.13.1.2結構布置13.1.2.1平面布置平面布置首先是確定柱網，即柱在平面圖上的位置。1、柱網布置2、承重框架的布置框架的布置方案分為橫向框架承重、縱向框架承重、縱橫向框架承重等幾種類型。（見下頁圖）新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.1.2結構布置13.1.2.

2、1平面布置平面布置首先是確 橫向框架承重 縱向框架承重 縱橫向混合承重（預制板、現澆板） 縱橫向混合承重（井式樓蓋）新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系 橫向框架承重 13.1.2.2豎向布置框架結構豎向布置是指確定結構沿豎向的變化情況，在滿足建筑功能要求的同時，應盡可能使其規(guī)則簡單。13.1.2.3構件的選型框架梁的截面一般為矩形、十字形或花籃形，在裝配整體式框架中，也可以做成疊合梁。其截面尺寸：h=(1/81/12)l0b=(1/21/3)h新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.1.2.2豎向布置框架結構豎向布置是指確定結構沿豎向的框架柱截面形式常為矩形或正方形。有時，也可以設計成圓形、八角形?？?/p>

3、架柱的截面尺寸可根據承受的豎向荷載估算?？拐鹪O計時：AcN/(fc)一般情況下，柱的長邊與主要承重框架方向一致。柱的截面尺寸不宜太小，柱凈高與截面長邊之比宜大于4，盡量避免短柱。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架柱截面形式常為矩形或正方形。有時，也可以設計成圓形、八角13.1.3框架結構的計算簡圖13.1.3.1計算單元的確定橫向平面框架縱向平面框架新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.1.3框架結構的計算簡圖13.1.3.1計算單元的確定13.1.3.2跨度與層高的確定在確定框架的計算簡圖時，梁的跨度取柱軸線之間的距離；底層的層高從基礎頂面算起倒二層板底的距離，其余各層的層高取相鄰兩層樓蓋板底

4、倒板底的距離。13.1.3.3構件截面抗彎剛度的確定計算框架梁截面慣性矩I時應考慮樓板的影響。對現澆樓蓋梁，中框架取I=2I0，邊框架取I=1.5I0.。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.1.3.2跨度與層高的確定在確定框架的計算簡圖時，梁的第十三章 框架結構設計13.2豎向荷載作用下框架的內力分析內力的近似計算方法：分層法、彎矩二次分配法新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.2豎向荷載作用下框架的內力分析內計算簡圖分層法新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系計算簡圖分層法新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架在荷載作用下的內力M圖V圖N圖新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架在荷載作用

5、下的內力M圖VN新疆建設職業(yè)技術學院土木工第十三章 框架結構設計13.3水平荷載作用下框架的內力近似計算內力的近似計算方法：反彎點法、D值法13.3.1反彎點法反彎點法計算假定：框架橫梁剛度無窮大無變形； 各層柱上下端節(jié)點轉角相同： 各柱反彎點位于柱中點， 底層柱位于距柱底2/3層高處。反彎點法適用范圍：梁柱剛度之比值Ib/Ic3新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.3水平荷載作用下框架的內力近似計13.3.2 D值法D值法適用范圍：梁柱剛度之比值ib/ic3反彎點法計算誤差： 假定ib/ic：橫梁無變形，節(jié)點無轉角；假定各層柱上下端節(jié)點轉角相同，反彎點位于柱中點。D值法修

6、正反彎點法 修正：柱的側移剛度 修正：調整反彎點高度新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.3.2 D值法D值法適用范圍：梁柱剛度之比值ib/ic框架在水平荷載作用下的內力M圖V圖N圖+新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架在水平荷載M圖VN+新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.4框架側移近似計算控制框架的側移包括兩部分內容：控制框架頂點的最大側移；控制框架層間相對位移；框架結構的變形由兩部分組成：原因：柱軸向變形不一致引起；特點：愈往上層間側移愈大彎曲變形：新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.4框架側移近似計算控制框架的側移框架結構的變形由兩部分組成：剪切

7、變形：原因：梁、柱彎曲變形引起。特點：愈往上層間側移愈小。總體剪切變形新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架結構的變形由兩部分組成：剪切變形：原因：梁、柱彎曲變形引彎曲變形：原因：柱軸向變形不一致引起。 特點：愈往上層間側移愈大總體彎曲變形新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系彎曲變形：原因：柱軸向變形不一致引起。 特點：愈往上層間側移13.4.1由框架梁柱彎曲變形引起的位移13.4.2由軸線變形引起的位移N新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.4.1由框架梁柱彎曲變形引起的位移13.4.2由軸線變13.4.3彈性側移的限值框架結構的頂點縱側移和層間側移u應分別滿足以下要求：新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系1

8、3.4.3彈性側移的限值框架結構的頂點縱側移和層間側移第十三章 框架結構設計13.5內力組合13.5.1控制截面對于框架柱，取各層柱的上、下端截面作為控制截面；對于框架梁，端部支座截面和跨中截面為控制截面。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.5內力組合13.5.1控制截面對13.5.2最不利內力組合端部支座截面+Mmax：確定梁端底部縱筋-Mmax：確定梁端頂部縱筋Vmax：確定箍筋及彎起鋼筋框架梁新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.5.2最不利內力組合端部支+Mmax：確定梁端底部縱筋+Mmax：確定梁下部縱筋-Mmax：確定跨中可能的 頂部縱筋跨中截面框架柱端部截面M

9、max及相應的N、VNmin及相應的M、VNmax及相應的M、V新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系+Mmax：確定梁下部縱筋-Mmax：確定跨中可能的跨中框架第十三章 框架結構設計13.6框架結構構件設計13.6.1框架柱的計算長度規(guī)范規(guī)定：對一般多層房屋的框架柱，計算長度按下表：樓蓋類型柱段位置計算長度現澆樓蓋底層1.0H其余各層1.25H裝配式樓蓋底層1. 25H其余各層1. 25H新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系第十三章 框架結構設計13.6框架結構構件設計13.6.1框13.6.2框架節(jié)點構造要求我國目前在框架結構設計中，要求在框架節(jié)點區(qū)的混凝土強度等級不應低于柱子的混凝土強度等級。1、現澆

10、框架節(jié)點構造中間層中間節(jié)點梁上部縱筋：應貫穿中間節(jié)點，該鋼筋自柱邊伸向跨中的截斷位置，應根據梁端及彎矩確定。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系13.6.2框架節(jié)點構造要求我國目前在框架結構設計中，要求在框架梁下部縱筋在中間節(jié)點處應滿足：1）當計算中不利用鋼筋強度時：伸入節(jié)點las12d。2）計算充分利用抗拉強度時，下部縱筋應錨固在節(jié)點內：直線錨固：la；彎折錨固：水平段0.4la，豎直段上彎15d；節(jié)點外搭接：節(jié)點外M較小處設接頭 ll la。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架梁下部縱筋在中間節(jié)點處應滿足：1）當計算中不利用鋼筋強度新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系3）計

11、算中充分利用抗壓強度時，節(jié)點直線錨固：0.7la。 柱縱筋應貫穿中間節(jié)點新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系3）計算中充分利用抗壓強度時，節(jié)點直線錨固：0.7la。 中間層端節(jié)點1）梁上部縱筋在端節(jié)點錨固： 直線錨固：la，且伸過柱中心線5d。 彎折錨固：伸至節(jié)點對邊并向下彎折， 彎前水平段0.4 la， 彎后垂直段長度15d。2）梁下部縱筋：錨固要求同中間層中間節(jié)點。3）柱縱筋同中間層中間節(jié)點。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系中間層端節(jié)點1）梁上部縱筋在端節(jié)點錨固： 直線錨固：la頂層中間節(jié)點柱內縱筋應伸入頂層中間節(jié)點并在梁中錨固。直線錨固：la，且必須伸至柱頂；新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系頂層中

12、間節(jié)點柱內縱筋應伸入頂層中間節(jié)點并在梁中錨固。直線錨彎折錨固1：柱筋伸至柱頂向節(jié)點內彎折，彎折前垂直段長度0.5 la，彎折后水平段長度12d；彎折錨固2：當頂層有現澆板h80mm且C20時，可向外彎入框架梁和現澆板內，彎折后水平段長度12d。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系彎折錨固1：柱筋伸至柱頂向節(jié)點內彎折，彎折錨固2：當頂層框架梁縱筋同中間層中間節(jié)點頂層端節(jié)點柱內側縱筋伸入節(jié)點錨固 -同頂層中間節(jié)點。梁下部縱筋伸入節(jié)點錨固-同中間層中間節(jié)點。柱外側縱筋與梁上部縱筋在節(jié)點內搭接連新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系框架梁縱筋同中間層中間節(jié)點頂層端節(jié)點柱內側縱筋伸入節(jié)點錨固 伸入梁內柱筋截面柱外側縱筋的65%。當外側柱筋1.2時，伸入梁內柱筋宜分兩批截斷，斷點距離20d。 當梁上部縱筋1.2時，彎入柱外側的梁上部縱筋宜分兩批截斷，斷點距離20d。新疆建設職業(yè)技術學院土木工程系 伸入梁內柱筋截面柱外側縱筋的65%。當外側柱筋1.2節(jié)點箍筋設置作用：約束柱筋和節(jié)點核芯區(qū)混凝土。構造：同柱中，但間距200mm。中節(jié)點（四邊均有梁）可只設沿周邊箍筋，即不設復合箍筋。頂層端節(jié)點采用柱頂外側直線搭接時應符合縱筋ll內箍筋的構造要求。新疆建設職業(yè)