多層框架結(jié)構(gòu)設計

多層框架結(jié)構(gòu)設計第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日理論知識作業(yè)1、框架結(jié)構(gòu)由哪幾個基本部分組成？框架結(jié)構(gòu)布置包括哪幾部分構(gòu)件的布置？

2、為什么建筑結(jié)構(gòu)中需要設縫？一般有哪幾種縫，各自設置的目的有何不同？答案目錄答案能力訓練作業(yè)某百貨商場營業(yè)廳標準層柱網(wǎng)如圖所示，當采用現(xiàn)澆樓蓋時，試布置樓蓋并判斷框架承重方案。（至少畫出三種）答案能力訓練40作業(yè)解答第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日答案第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日框架結(jié)構(gòu)由哪幾個基本部分組成？框架結(jié)構(gòu)布置包括哪幾部分構(gòu)件的布置？答:

框架結(jié)構(gòu)體系由梁和柱組成，并通過節(jié)點連接成整體以同時抵抗作用在結(jié)構(gòu)上的豎向及水平荷載?？蚣芙Y(jié)構(gòu)布置包括總體高寬比，柱網(wǎng)的布置和層高設置和主次梁布置等。返回第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日為什么建筑結(jié)構(gòu)中需要設縫？一般有哪幾種縫，各自設置的目的有何不同？

答:設縫可將結(jié)構(gòu)分成若干平面形狀簡單、剛度均勻分布的獨立結(jié)構(gòu)單元，減輕不利作用的影響、保證結(jié)構(gòu)安全性的需要。主要有沉降縫、溫度縫和防震縫。沉降縫是為了避免基礎(chǔ)不均勻沉降在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起過大的內(nèi)力從而導致混凝土開裂而設置的。伸縮縫或溫度縫是為了防止溫度變化或混凝土收縮在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力而設置的縫隙。防震縫是把復雜不規(guī)則的結(jié)構(gòu)劃分為若干簡單規(guī)則的單元，防止房屋平面復雜，質(zhì)量、剛度差異較大，或有錯層時，在地震作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動等不利反應，或在薄弱部位產(chǎn)生應力集中導致結(jié)構(gòu)破壞。返回第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日返回第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日理論知識作業(yè)1、簡述用“分層法”求解豎向荷載作用下框架內(nèi)力時的基本假定，并討論該方法計算結(jié)果與精確解之間的誤差？答案目錄能力訓練作業(yè)

1北京某辦公樓，2層，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架。已知該建筑的結(jié)構(gòu)布置如下：底層層高3.6m，二層層高4.0m；室內(nèi)地面標高：±0.00，室外標高：-0.50m，基礎(chǔ)頂面標高－1.40m；梁截面尺寸：AB與CD跨梁為250×600mm，BC跨梁為250×400mm，縱向主梁截面為250×400mm；柱截面均為400×500mm，橫向承重方案；

能力訓練41作業(yè)解答第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日梁板混凝土強度等級為C25（Ec＝2.80×MPa），柱混凝土強度等級為C40（Ec＝3.25×MPa）；樓蓋與屋蓋板厚均為80mm，雙向板布置方案（見下圖）。樓面除板自重外其它做法的等效面荷載為2.0kN/m2，樓面活荷載標準值為2.0kN/m2，屋面除板自重外其它做法的等效面荷載為2.5kN/m2，屋面活荷載標準值為0.5kN/m2。沒有女兒墻。圖中陰影線代表維護墻或隔斷墻，其單位長度的面荷載為2kN/m2，忽略門窗洞口影響，墻按照實體墻計算。忽略樓梯間，按照樓板洞口考慮?；炷寥葜匕?5kN/m3。（23分）（1）確定④軸線橫向框架的計算簡圖，要求在圖中標明計算跨度與計算層高，梁柱桿件的抗彎剛度與線剛度。（2）計算并標注該平面框架在恒載作用下的荷載計算簡圖。（3）計算并標注該平面框架在活載作用下的荷載計算簡圖。（4）計算該平面框架在恒載作用下的內(nèi)力（畫出M、V、N圖）（注：2、5、6、8、11軸無隔墻）第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日答案第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日簡述用“分層法”求解豎向荷載作用下框架內(nèi)力時的基本假定，并討論該方法計算結(jié)果與精確解之間的誤差？

返回答：分層法計算時可做出如下兩個簡化假定：（1）假定在豎向荷載作用下，框架不發(fā)生側(cè)移，即不考慮框架側(cè)移對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響；（2）假定作用在某一層框架梁上的豎向荷載只對本樓的梁以及與其相連的框架柱產(chǎn)生作用，而對其他樓層的框架梁、柱都不產(chǎn)生影響。由于分層計算的模型與實際結(jié)構(gòu)有所不符，因此各層內(nèi)力疊加后框架節(jié)點處的彎矩可能不平衡。通常這種誤差不大，可以滿足工程需要。對節(jié)點不平衡彎矩比較大的節(jié)點，可以將不平衡彎矩根據(jù)相鄰梁、柱的剛度值再進行一次分配。第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日答案目錄理論知識作業(yè)1、簡述用“反彎點法”求解水平向荷載作用下框架內(nèi)力時的基本假定。能力訓練作業(yè)1、能力訓練37題，設基本風壓750N/m2，求④軸框架在風荷載作用下的內(nèi)力。（用反彎點法）（已知：，地面粗糙類別為C類）答案能力訓練42作業(yè)解答第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日簡述用“反彎點法”求解水平向荷載作用下框架內(nèi)力時的基本假定。答：反彎點法在確定框架柱的側(cè)移剛度和進行剪力分配時，假定梁柱線剛度比無窮大，框架在水平荷載作用下只有層間側(cè)移，節(jié)點無轉(zhuǎn)角(底層除外)。返回第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日理論知識作業(yè)1、簡述反彎點法與修正的反彎點法或D值法的區(qū)別與聯(lián)系？2、具有相同截面的邊柱和中柱的D值是否相同?具有相同截面的上層柱和底層柱的D值是否相同?為什么?答案目錄答案能力訓練作業(yè)1、能力訓練37題，設基本風壓750N/m2，求④軸框架在風荷載作用下的內(nèi)力。（用D值法）（已知：，地面粗糙類別為C類）答案能力訓練43作業(yè)解答第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日答：反彎點法在確定框架柱的側(cè)移剛度和進行剪力分配時，假定梁柱的線剛度之比為無限大；在確定柱的反彎點高度時，又假定柱的上下端約束條件完全相同。D值法的柱側(cè)移剛度不僅與柱本身的線剛度和層高有關(guān)，同時也受上下框架梁線剛度的影響。柱的反彎點高度也不取為固定值，而隨框架柱的位置、上下層高比值以及上下框架梁線剛度比值等條件的不通而發(fā)生變化。簡述反彎點法與修正的反彎點法或D值法的區(qū)別與聯(lián)系？

返回第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日具有相同截面的邊柱和中柱的D值是否相同?具有相同截面的上層柱和底層柱的D值是否相同?為什么?

答：具有相同截面的邊柱和中柱的D值不相同，因為邊柱節(jié)點只有一根梁約束，中柱節(jié)點有兩根梁約束，所以它們的D值不同。

具有相同截面的上層柱和底層柱的D值也不相同，因為底層柱的底端固定，如果與上層柱層高相同，柱截面相同，則底層柱的D值要大。返回第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日理論知識作業(yè)1、框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的總體剪切變形和總彎曲變形分別是如何導致的？對—般框架結(jié)構(gòu)考慮哪一種變形的影響?

答案目錄能力訓練作業(yè)1、閱讀《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50010-2002》中『10.2

梁、10.3柱、10.4梁柱節(jié)點』并說說其的構(gòu)造要求。能力訓練44作業(yè)解答第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的總體剪切變形和總彎曲變形分別是如何導致的？對—般框架結(jié)構(gòu)考慮哪一種變形的影響?

答：總體剪切變形是由梁、柱彎曲變形導致的框架變形。總體彎曲變形則是由框架兩側(cè)邊柱中軸力引起的柱伸長和縮短所導致的框架變形。對一般框架只考慮總體剪切變形。返回第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1）④軸線橫向框架的計算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111ib=2EIb/Lic=EIc/h參考解答第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日2）④軸線橫向框架在恒荷載作用下的計算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0m19.9519.9513.524.9517.752.512按單向板考慮9920KN25KN23.17523.17534.9234.9247.5247.523.753.7513.510.5510.552.512按雙向板考慮23.5823.5820KN25KN37.7637.7647.8838.5239.657.616.216.214.47.22.52.5第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日3）④軸線橫向框架在活荷載作用下的計算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0m1.81.81.57.23.66按單向板考慮1.5751.5756.36.31.56按雙向板考慮1.621.623.1953.1956.483.249.5412.781.81.87.23.6第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日4）④軸線橫向框架在恒荷載作用下的內(nèi)力計算7.2m7.2m3m4.0m5.0m19.9519.9513.524.9517.752.512按單向板考慮9920KN25KN23.17523.17534.9234.9247.5247.5219.9519.9524.9517.75109920KN25KN23.17523.17534.9234.9247.5247.522.510.94第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日第二層的計算簡圖19.9519.9510.947.2m7.2m3m4.0m1.291.290.921.251.251.251.25分配系數(shù)：節(jié)點A:uAB=1.29/1.25x0.9+1.29=0.53

uAA1=1-0.53=0.47節(jié)點B:uBA=1.29/1.25x0.9+1.29+0.92=0.39

uBC=0.92/1.25x0.9+1.29+0.92=0.28uBB1=1-0.39-0.28=0.33固端彎矩MAB=-MBA=-19.95x7.22/12=-86.18KN.mMBC=-MCB

-10.94x32/12=-8.2KN.mA1AB1BC1CD1D第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日第二層的分配過程A1AB1C1D1D下柱右梁0.470.53BC左梁下柱右梁0.390.330.28－86.1886.18-8.2左梁下柱0.530.47左梁下柱右梁0.280.330.398.2-86.18

86.18-30.4-25.7-21.88－15.247.6553.7321.8825.730.415.2-53.73-47.6526.8710.94-10.94-26.87-14.75-12.48-10.5710.5712.4814.75－7.387.383.493.89-3.89-3.4951.14-51.1467.9-38.18-29.7129.7138.18-67.951.14-51.1417.05-12.7312.73-17.05第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日第一層的計算簡圖24.9517.75107.2m7.2m3m4.0m5.0m1.291.290.921.251.251.251.251111A2A1AB2B1BC2C1CD2D1D分配系數(shù)：節(jié)點A1:uA1B1=1.29/1.25x0.9+1.29+1=0.38uA1A=1.25X0.9/1.25x0.9+1.29+1=0.33

uA1A2=1-0.38-0.33=0.29節(jié)點B1:uB1A1=1.29/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.3uB1C1=0.92/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.21uB1B=1.25x0.9/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.26

uB1B2=1-0.3-0.21-0.26=0.23固端彎矩MA1B1=-MB1A1=-24.95x7.22/12=-107.78KN.mMB1C1=-MC1B1

-10x32/12=-7.5KN.mMC1D1=-MD1C1=-17.75x7.22/12=-76.68KN.m第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日第一層的分配過程A2A1AB2B1BC2C1CD2D1D上柱下柱右梁0.330.290.38左梁上柱下柱右梁0.30.260.230.21左梁下柱上柱0.380.290.33左梁上柱下柱右梁0.210.230.260.3－107.78107.78-7.57.5-76.6876.68-30.1-26.1-23.1-20.9814.5315.91820.75－1540.5235.6146.6510.38-33.1-25.2-28.7623.337.27-10.49-16.55-9.18-7.96-7.04-6.425.686.227.038.11

-4.65.191.521.331.75-1.97-1.5-1.7242.0436.94-78.9818.4714.0191.83-34.06-30.14-27.63-15.07-11.3517.2222.1225.03-64.3712.527.3757.18-26.7-30.48-13.35-10.16第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日A1AB1BC1CD1D51.1451.1417.0567.938.1829.7112.73A2A1AB2B1BC2C1CD2D1D42.0478.9836.9418.4714.0191.8334.0630.1415.0711.3527.6317.2222.1225.0364.3712.527.3757.1826.730.4810.1613.35A1AB1BC1CD1DD2C2B2A259.0918.4778.9891.8349.5346.7927.6330.1415.0751.1467.929.7165.1536.9445.5517.2225.0329.7112.5264.3734.8567.961.326.747.5313.3557.1851.14A1AB1BC1CD1DD2C2B2A253.4618.4785.4695.6545.7843.4924.9527.2115.0358.5772.3326.5458.573243.1214.5521.7327.6512.5268.231.9270.7856.5221.7641.8713.3563.6356.52第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日53.4618.4785.4695.6545.7843.4924.9527.2115.0358.5772.7326.5458.5732最后的彎矩圖43.1214.5521.7327.6568.231.9212.5270.7841.8713.3556.5263.6356.5221.76第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日68.9564.7212.232810.1最后的剪力圖6914.1264.760.185.182.116.658.3458.822.38.4518.766.8524.67.02第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日73.72235.74最后的軸力圖93.72210.7473.7187.42212.42104.36298.63124.36273.63106.3126.3267.2693.7242.26結(jié)束返回第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1）④軸線橫向框架的計算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111ib=2EIb/Lic=EIc/h參考解答第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日7.2m7.2m3m4.0m4.1mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111F2=5.2KNF1=10.52KN(1)計算風荷載F2=0.75X1.3X0.74X1.0X2X3.6=5.2KNF1=0.75X1.3X0.74X1.0X(2+2.05)X3.6=10.52KN第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日7.2m7.2m3m4.0m4.1mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111F2=5.2KNF1=10.52KN(2)計算層間剪力：V1=5.2+10.52=15.72KNV2=5.2KN(3)按剛度分配柱剪力：因為Vij=DijVj/∑Dij

而Dij=12ici/hj2，由于同一層柱的iij相同、hij相同，所以V11=V21=

V31=15.72/4=3.93KNV12=V22=