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1、高層建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料十六主 題:第六章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第 4 5 節(jié))學(xué)習(xí)時(shí)間: 2014 年 7 月 14 日 -7 月 20 日內(nèi) 容:這周我們將學(xué)習(xí)第六章中的第 4 5 節(jié),這部分主要介紹鋼筋混凝土框架結(jié) 構(gòu)框架內(nèi)力調(diào)整及框架梁的設(shè)計(jì), 下面整理出的框架供同學(xué)們學(xué)習(xí), 希望能夠幫 助大家更好的學(xué)習(xí)這部分知識(shí)。一、學(xué)習(xí)要求1、掌握框架內(nèi)力調(diào)整方法;2、掌握框架梁的抗彎和抗剪承載力計(jì)算與構(gòu)造要求。二、主要內(nèi)容(一)框架內(nèi)力調(diào)整進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),允許在梁端出現(xiàn)塑性鉸。為了便于澆搗混凝土, 也往往希望節(jié)點(diǎn)處梁的負(fù)鋼筋放得少些。 對(duì)于裝配式或裝配整體式框架, 節(jié)點(diǎn)并 非絕對(duì)剛性,梁

2、端實(shí)際彎矩將小于其彈性計(jì)算值。 因此,在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 一般均對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅, 即人為地減小梁端負(fù)彎矩, 減小節(jié)點(diǎn)附近梁頂面的 配筋量。設(shè)某框架梁AB在豎向荷載作用下,計(jì)算出梁端的最大負(fù)彎矩分別為Ma。、Mb。,梁跨中最大正彎矩為Mg,則調(diào)幅后梁端彎矩如下式中: 彎矩調(diào)幅系數(shù)。對(duì)于現(xiàn)澆框架,可取 0.8: 0.9 ;對(duì)于裝配整體式框架,由于接頭焊接不 牢或由于節(jié)點(diǎn)混凝土灌筑不密實(shí)等原因,節(jié)點(diǎn)容易產(chǎn)生變形而達(dá)不到絕對(duì)剛性, 框架梁端的實(shí)際彎矩比彈性計(jì)算值要小,因此,彎矩調(diào)幅系數(shù)允許取得低一些, 一般取 0.7 : 0.8 。梁端彎矩調(diào)幅后, 在相應(yīng)荷載作用下的跨中彎矩必將增加, 這時(shí)應(yīng)

3、校核梁的 靜力平衡條件,如下圖1所示。支座彎矩調(diào)幅后梁端彎矩 Ma、Mb的平均值與 跨中調(diào)整后的正彎矩M c之和不應(yīng)小于按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩值 Mo。圖 1 支座彎矩調(diào)幅必須指出,我國(guó)有關(guān)規(guī)范規(guī)定:彎矩調(diào)幅只對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行,即水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩不參加調(diào)幅,因此,彎矩調(diào)幅應(yīng)在內(nèi)力組合之前進(jìn) 行。同時(shí)還規(guī)定,梁截面設(shè)計(jì)時(shí)所采用的跨中正彎矩不應(yīng)小于按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨 中彎矩的一半。(二)框架梁的設(shè)計(jì)1、框架設(shè)計(jì)抗震等級(jí)我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010)采用二階段設(shè)計(jì)方法。第一階 段是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段:進(jìn)行多遇地震下的承載力驗(yàn)算和彈性變形計(jì)算;第二階段是驗(yàn)算階段:進(jìn)行罕遇地

4、震下的彈塑性變形驗(yàn)算。根據(jù)建筑物重要性、設(shè)防烈度、 房屋高度等因素,將框架結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)分為四級(jí)。表1 A級(jí)高度框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)類(lèi)型設(shè)防烈度6789框架結(jié)構(gòu)二框架、高度606060%,受壓鋼 筋 不應(yīng)小于受拉的一半??蚣芰嚎v向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)小于下表 3所示數(shù) 值。表3框架梁縱向受拉鋼筋最小配筋百分率(%)抗震等級(jí)截面位置支座(取較大值)跨中(取較大值)一級(jí)0.4 和 80 ft/fy0.3和 65 “ fy二級(jí)0.3和 65 fj fy0.25 和 55 fy三、四級(jí)0.25和 55 ft/fy0.20 和 45 ft/ fy非抗震設(shè)計(jì)0.20和 45 ft/fy0.20 和 45

5、ft/ fy梁縱筋要求:沿梁長(zhǎng)頂、底面的配筋,一、二級(jí)抗震設(shè)計(jì)不少于2 14,且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向鋼筋中較大截面面積的1/4 ,三、四級(jí)抗震設(shè)計(jì)和非抗震設(shè)計(jì)不應(yīng)小于 2 12 ;為了防止粘結(jié)破壞,梁內(nèi)縱筋直徑不大于 1/20柱截面高或1/20弦長(zhǎng)。(3)梁端箍筋加密區(qū)要求當(dāng)縱筋配筋率大于2%時(shí),箍筋直徑比表增加2mm。加密區(qū)長(zhǎng)度:一級(jí)抗震 2hb且500mm ;二、三、四級(jí)抗震1.5治且500mm。表4框架梁端箍筋加密區(qū)的構(gòu)造要求抗震等級(jí)箍筋最大間距(mm )箍筋最小直徑(mm )-一一hb/4, 6d, 100mm10,d/4-二二h4, 8d, 100mm8,d4-三hb/4

6、, 8d, 150mm8,d4四h4, 8d, 150mm8,d4非加密區(qū)間距不大于加密區(qū)2倍??v筋搭接范圍內(nèi)箍筋間距:縱筋受拉:不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍,且不應(yīng)小于100mm ;縱筋受壓:不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的10倍,且不應(yīng)小于200mm。(4 )箍筋構(gòu)造加密區(qū)箍筋肢距:一級(jí)時(shí)不宜大于 200mm及20d(箍筋直徑較大者);二、 三級(jí)時(shí)不宜大于250mm 及20d,四級(jí)時(shí)不宜大于300mm 。箍筋形式:箍筋應(yīng)有135。彎鉤;彎鉤端直段不應(yīng)小于10d和75mm的較 大值;必須做成封閉箍筋。箍筋的面積配箍率:一級(jí)抗震:sv 0.30 ft ;二級(jí)抗震:sv 0.28丁 ;fyvfyv三、四級(jí)抗震:sv 0.26丄。面積配箍率sv是指在垂直箍筋的截面bs ( b梁fyv寬,s間距)中,箍筋面積所占的比率(鋼箍面積為肢數(shù)乘每根面積)。它的計(jì)算公式為sv A nA/1。面積配箍率體現(xiàn)抗剪要求,框架梁沿梁全長(zhǎng)的面積配bs bs筋率 sv svmin。三、典型習(xí)題(一)簡(jiǎn)答題1 簡(jiǎn)述框架設(shè)計(jì)中進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整的原因。答:進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),允許在梁端出現(xiàn)塑性鉸。為了便于澆搗混凝土, 也往往希望節(jié)點(diǎn)

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