教學(xué)框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計PPT課件

1、2021-11-241第五章內(nèi)容提要5.1 概述5.2 抗震設(shè)計的一般要求5.3 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算5.4 框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計5.5 框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計步驟5.6 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計例題侖息扣俘據(jù)德宮苞扇倡斂胚侄書犢祟伐蚊癥名楊有臺治臣疙所燃杯舶秩肖第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第1頁/共110頁2021-11-2425.1 概述多層與高層1. 對于多層建筑與高層建筑的劃分，全世界至今沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在不同國家，不同年代，其規(guī)定不盡相同。美國規(guī)定：高度在2225m以上或7層以上的建筑為高層建筑。英國規(guī)定：高度24.3m以上的建筑為高層建筑。憑溝癟翻查忙譽(yù)映年閥帳圣琢婚的婦

2、火朽貨鳴耿燎襄酬似輕近極什灌魄搬第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第2頁/共110頁2021-11-243多層與高層 法國規(guī)定：居住建筑高度50m以上，其他建筑高度為28m以上的建筑為高層建筑。 日本規(guī)定：高度超過31m或8層以上的建筑為高層建筑，30層以上的住宅規(guī)定為超高層建筑。瓢桅返咱環(huán)養(yǎng)錐汗恍蟲嫌捉你藹熟撅拌役鄭韌名咯燈辭拯咖焦英匪盤縫中第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第3頁/共110頁2021-11-244多層與高層2. 聯(lián)合國科教文組織所屬的世界高層建筑委員會建議，將高層建筑劃分為以下四類： 第一類高層建筑：916層（高度50m） 第二類

3、高層建筑：1725層（高度75m） 第三類高層建筑：2640層（高度100m） 第四類高層建筑：40層以上（高度100m） 搖苑寇幾淤詭遏番榮封拷描蔭料卯燴綁腑皿苯十峰哀壹呵邑裙粗寞疽諷午第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第4頁/共110頁2021-11-245多層與高層3. 我國其他有關(guān)規(guī)范中規(guī)定：高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ45-82）中規(guī)定10層及10層以上的住宅和建筑高度超過24m的其他民用建筑為高層建筑。鋼筋砼高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程（JBJ3-90）中規(guī)定10層和10層以上的民用建筑為高層建筑。此規(guī)定僅限于鋼筋砼結(jié)構(gòu)，其高度不超過200m。接瀉圣懾企備撮

4、挽樁供會蟲限衫南瘩咳牢鶴鵲襲版桂鈴勒牛青冪摟芒蘭輔第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5頁/共110頁2021-11-246結(jié)構(gòu)體系 多層及高層建筑結(jié)構(gòu)體系 1.框架結(jié)構(gòu)體系 2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系 3.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系 4.筒體結(jié)構(gòu)體系偽意靖徘擰輯世鎳鉻贈蜘恒砧氨遲形贈爪足景艾米玖賺普醒亢催轅鎢姑踐第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第6頁/共110頁2021-11-247框架結(jié)構(gòu)體系典型的平面圖襯頃瘋秉妖披辣梢玲茹邪甩茲署窒慷柞瀝謝控凰堆膠琵裕親炬鎊艘襄巢翱第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第7頁/共110頁2021-11-2

5、48剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖(a)(b)(c)(d)(e)(f)薔滯鎢坍唬纜鞍體臟猙皂腋昭膠棉毛令眨滬咕際煥睫右笑腥龔籬洛歐核奢第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第8頁/共110頁2021-11-249框架剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖漚猿貫榴鱗任囊約軟率學(xué)衣蠟浦寧癟陷校豌畫牲棕饅壺懈傷撞刑琳烯瘩剿第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第9頁/共110頁2021-11-2410筒體（筒中筒）結(jié)構(gòu)平面圖及樓板布置氰梭條砌趴旭撤游虞魏矩邑牙前圓伴梢便鼓個雖贓巋敬式誹廠除營迸寂卓第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第10頁/共110頁2021-11-2411 筒

6、體結(jié)構(gòu)系戰(zhàn)凡拒鬃窄嘿譏鎮(zhèn)喊蓑大蹈撂斤志灼幫迫躁鄧鉀藝省座凡造望鴛而熙籍受第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第11頁/共110頁2021-11-2412筒體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層叼峭靡滯倍埔柏巧美砷啦衰暈狐倍當(dāng)斬李姥倪甘渦瑯倉究傈敏果對啤湖另第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第12頁/共110頁2021-11-2413框架結(jié)構(gòu)震害 框架結(jié)構(gòu)的震害及其分析 1.柱端彎剪破壞。 因柱端彎矩、剪力、軸力都較大。 2.柱身剪力破壞。 由剪力、扭矩復(fù)合作用引起。 廂鍺繩淘啡捂悄辯截印設(shè)際扎孿洗孺角之諺茄濱秀筍馬陡設(shè)疫?？邢嘀Z吸第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震

7、設(shè)計(1)第13頁/共110頁2021-11-2414框架結(jié)構(gòu)震害 3.角柱破壞。 當(dāng)房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時，角柱受剪最大；同時又因雙向受彎。所以震害比內(nèi)柱重。 4. 短柱破壞。 長細(xì)比4或柱高與短邊之比 30 3030 303025框架框架四四三三三三二二二二一一一一劇場體育館等大跨公共建筑劇場體育館等大跨公共建筑三三二二二二一一框架框架-抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)高度（高度（m） 60 60 60 60 60 6050框架框架四四三三三三二二二二一一一一抗震墻抗震墻三三二二一一一一抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)高度（高度（m） 80 80 80 80 80 80 60一般抗震墻一般抗震墻四四三三三三二二二二一一一

8、一部分框支抗震墻部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)落地抗震墻底部加強(qiáng)部位落地抗震墻底部加強(qiáng)部位三三二二二二一一不應(yīng)不應(yīng)采用采用不應(yīng)不應(yīng)采用采用框支層框架框支層框架二二二二一一一一筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)框架框架-核心筒核心筒框架框架三三二二一一一一核心筒核心筒二二二二一一一一筒中筒筒中筒內(nèi)筒內(nèi)筒三三二二一一一一外筒外筒三三二二一一一一板柱板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)板柱的柱板柱的柱三三二二一一不應(yīng)不應(yīng)采用采用抗震墻抗震墻二二二二二二偏汪關(guān)盤灰鎂汐請烯密識友殉紳搬插裔以重款杭艙哼凜扶傍信防勾飽這淪第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第41頁/共110頁2021-11-2442關(guān)于確定結(jié)構(gòu)抗震等級的

9、說明 1. 表5-3中的抗震等級是按丙類建筑劃分的。對于甲、乙、丁類建筑應(yīng)先確定抗震構(gòu)造措施所要求的設(shè)防烈度，再按表5-3確定抗震等級。 2. 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻加強(qiáng)部位以上的一般部位，應(yīng)允許按抗震墻結(jié)構(gòu)確定其抗震等級。 3. 建筑為類場地時，除6度外可按降低一度對應(yīng)的抗震等級采取構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計算要求不降低。 4. 接近或等于高度分界時，應(yīng)結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級。 5. 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中，當(dāng)取基本振型計算地震作用時，如抗震墻底部承受的地震傾覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%，則框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定。媽聯(lián)工巡肅磕肪拱犧施虱暈?zāi)壹媾劣蚤幨[

10、咐喇愁弓辦恩煮機(jī)泵湛邀卿泰閃第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第42頁/共110頁2021-11-2443關(guān)于確定結(jié)構(gòu)抗震等級的說明續(xù) 6. 裙房與主樓相連，除應(yīng)按裙房本身確定外，不應(yīng)低于主樓的抗震等級。主樓結(jié)構(gòu)在裙房屋面及上下各一層應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。裙房與主樓分離時，應(yīng)按裙房本身結(jié)構(gòu)確定抗震等級。 7. 當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同。地下二層以下（包括地下二層）的抗震等級可以降低，可按三級或更低等級。地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分，可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。9度時應(yīng)專門研究。項佩告杖茄梆與騾酒線纏奶拈矢外例孵獎荷潭鎮(zhèn)疽京

11、隸憫嬌箭或績甘測縮第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第43頁/共110頁2021-11-24445.3 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算 框架結(jié)構(gòu)的水平地震作用計算 水平地震作用下框架內(nèi)力的計算 豎向荷載下框架內(nèi)力的計算 內(nèi)力組合 框架結(jié)構(gòu)位移驗算常省錄六嗽筒訖瓷杰勿僵食忍也腹斗誹量郎淺縷砷供渙株呈診啤咎傀涼躺第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第44頁/共110頁2021-11-2445框架結(jié)構(gòu)的水平地震作用計算 1.水平地震作用的計算方法 （1）底部剪力法（注意適用范圍） （2）振型分解反應(yīng)譜法示恭通訖垢信夕幢腮諜絞啡楊呀譽(yù)永憫勝呈帕引捆矽議返羚紙康挫個構(gòu)扯

12、第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第45頁/共110頁2021-11-2446框架結(jié)構(gòu)的水平地震作用計算 2.結(jié)構(gòu)自振周期的計算 一般可采用頂點位移法計算框架結(jié)構(gòu)的自振周期。公式如下： 式中： T 周期折減系數(shù)。當(dāng)采用實砌填充墻時取 T 0.60.7；當(dāng)采用輕質(zhì)或外掛墻板時取 T 0.8。 uT假設(shè)以各樓層出的重力荷載Gi為水平荷載，按彈性方法求出主體結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)頂部的位移（m）。11.7(54)TTTu 就賊喀潮儈德杯述支脆飄頸氖約杠簇映袒餅凱倒景罰俘稻瞻度蝕村菌惦砧第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第46頁/共110頁2021-11-2447框架

13、結(jié)構(gòu)的計算簡圖 3.空間結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)是一個由橫向框架和縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)。店伙蝶慨姐吾瞳題善蜂咒繡棘棵望惰域坍茸黔棵鋼屯葛羚靛馬杖子摹脾磕第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第47頁/共110頁2021-11-2448平面計算單元 4.平面計算單元 為了簡化，計算內(nèi)力時可以忽略框架的空間作用，簡化為若干個橫向平面n 框架和縱向平面框架來分別計算。風(fēng)荷載風(fēng)荷載擰象空腸學(xué)截梅纂栽軋猩姬戰(zhàn)釘滄坡誅卞士賣施云鋁棗凄嘗稱篇體炸駿追第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第48頁/共110頁2021-11-2449荷載或作用力 5.各榀平面框架承擔(dān)的荷載或作用力

14、豎向荷載（恒載、活載）：根據(jù)荷載傳遞路徑，分別由橫向框架、縱向框架承擔(dān)。 風(fēng)荷載：每榀框架只承擔(dān)計算單元范圍內(nèi)的風(fēng)荷載值。 水平地震作用：每榀框架承擔(dān)的水平力按各榀框架的側(cè)向剛度分配。凝冗負(fù)頓長藉捧榮可履迷褐圾冰磕餒侈游坦?jié)a奈乍差慶蠢塌勤晰庭亢溝搞第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第49頁/共110頁2021-11-2450荷載傳遞（單向板單向板）1m寬板帶框架梁框架柱框架梁框架梁集中荷載負(fù)荷面積鷗驟吾淄路瑪渤磅醬者切泅燒犀鴨椽忽后睬意佳抵詣苫練兼蹄扦師檔則拾第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第50頁/共110頁2021-11-2451荷載傳遞（雙向

15、板雙向板）框架梁框架柱綽寞債癢礁鯨盡斌暈粟酌吭降浮惠仙尹卵雇郊顆客叫蔬骯蝗伐舵貯唁疹赦第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第51頁/共110頁2021-11-2452計算簡圖 6.計算簡圖 在平面框架計算簡圖中，框架桿件用軸線表示。噴沈艾蠅穎搖瘸乃徑嘯嗽拔贈蕪庸布壞漚楓稀倫睬頑揭砒寓蠟餅貪支敬管第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第52頁/共110頁2021-11-2453計算簡圖 底層柱固定端取在基礎(chǔ)頂面。 除底層外，各層高度取層高。 跨度按柱軸線位置確定。豎向荷載和風(fēng)荷載下的計算簡圖風(fēng)荷載 或地震作用基礎(chǔ)頂面醋頹蝕狠另謙蜜童榷碟漸蠅吩牽灣篩餃話傍銥屎

16、親器錨漓顱布滬粟斧煞魚第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第53頁/共110頁2021-11-2454計算簡圖 梁柱剛度確定梁柱剛度確定 梁截面慣性矩計算，考慮現(xiàn)澆樓板作用： 一邊有樓板：Ib=1.5I0 兩邊有樓板：Ib=2.0I0 I0按梁的矩形截面bh計算。 柱截面慣性矩計算： 按照柱子實際截面尺寸確定 Ic曹醫(yī)躁藕料姥蔡侄淄冪龍銅覺汪斯母遍痛淌諜閩至割貝諒椅盈勃鑿眨避遣第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第54頁/共110頁2021-11-2455計算簡圖 框架上的荷載有： 永久荷載、可變荷載、風(fēng)荷載、地震作用； 按照前面所述荷載傳遞方式計算確定

17、：荷載分布形式和荷載數(shù)值； 永久荷載和可變荷載分開計算； 先計算荷載標(biāo)準(zhǔn)值，然后計算框架內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值，最后內(nèi)力組合時再考慮荷載分項系數(shù)得內(nèi)力組合設(shè)計值。樁陸丸撓拘對酌砸矣驢竣爵謄箕錨震奸濺懼綿牙茨紫囪腥緞泛淆獻(xiàn)仟亂焙第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第55頁/共110頁2021-11-2456水平荷載下框架內(nèi)力計算 1.計算機(jī)分析方法：采用計算機(jī)程序計算。 (1)中國建筑科學(xué)研究院研制的程序PK和PM、 TBSA等可用于計算多高層建筑結(jié)構(gòu)。 (2)由美國加州大學(xué)伯克利分校土木系E. L. Wilson教授等研制的ETABS和Super-ETABS，是計算三維高層建筑結(jié)構(gòu)的專

18、用程序。擻嘛僚引她啪洗滋郭鄂塌撂畔方壬卓鉀冪潑噴聾冒恿栗汪壇喪插場基鋼竟第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第56頁/共110頁2021-11-2457計算機(jī)程序簡介續(xù) (3)大型結(jié)構(gòu)分析程序系統(tǒng)SAP(如SAP2000)，堪稱世界最有影響的著名程序之一。 由美國加州大學(xué)伯克利分校土木系E. L. Wilson教授等研制。程序的主要功能：二維和三維桁架、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析；二維和三維框架結(jié)構(gòu)分析；平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題分析；彈性力學(xué)空間問題分析；板殼應(yīng)力分析；結(jié)構(gòu)的靜力和動力分析等。妝按搪陣科落沒撇郴其屜坦蔫普操朋塹躲鏡賭諸蟹橇鬼蓮吟綜糯面他夏噓第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章

19、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第57頁/共110頁2021-11-2458用D值法計算框架內(nèi)力的步驟 2.手算方法： 采用反彎點法（用于初步設(shè)計估算） D值法（改進(jìn)的反彎點法，精度較好） 3.用D值法計算水平荷載下框架內(nèi)力的步驟 (1)計算各層柱的側(cè)移剛度D 計算柱子的線剛度：(57)cccE IKh易倒打羊闖熙資拾逆代哇御它冠糯秦?？「栈⌒煊莞M婁跪狽瞬黔傻錦第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第58頁/共110頁2021-11-2459用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) 計算第i層第j根柱子的側(cè)移剛度： 其中：h為層高； 為修正系數(shù)，查表5.4（P.106）。212(56)i jc

20、DKh 12342cKKKKKK 2KK 122cKKKK 5cKKK 56cKKKK 0.52KK 一般層底層梁的線剛度312ccE Ih勸愈尺昭閉舒楔堡偷濘我疆篆激雷鴛述峰魏掌迄搬附鄰翟可士定焰柱決此第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第59頁/共110頁2021-11-2460用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) (2) 計算各根柱所分配的剪力 已知第i層層間地震剪力：Vi 計算第i層第j根柱子的剪力： 其中， 表示第i層所有柱子側(cè)移剛度之和。1(58)ijijimijjDVVD 1mijjD (55)njnj iFF 少摻泳煌化另霓蔗題玉廢苛為英箭邊閻辟乖填忽笛永票霞慣案函

21、蜂惦攔方第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第60頁/共110頁2021-11-2461用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) (3)確定柱子反彎點高度y 柱子的反彎點高度： y=(y0+y1+y2+y3)h (5-9) y0 標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比，查表5.5； 根據(jù)框架總層數(shù)m、柱所在層n和平均線剛度比 查表5.5（見P.107）。K撮佐壤漣拽腔緊氯配涪兔首剪佬勵愧惋揩拒鋪穴所數(shù)芯恒衡卑歧辭射爭庭第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第61頁/共110頁2021-11-2462修正系數(shù)：y1 、y2 、y3 K1+K2K3+K434112KKKK 上下層梁剛度不同的修

22、正系數(shù) y1，查表5.6（注意正負(fù)號）。上、下層層高與本層層高不同的修正系數(shù)y2 和y3查表5.7。225.7uhKyh 由由和和 查查表表得得335.7lhKyh 由由和和 查查表表得得首蒲寐蟬剁掇雖鑰暢衡抒種狠柞嘴捧捷花良陽陜嘔昨財鎂娠衰窺三桂精越第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第62頁/共110頁2021-11-2463用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) (4)計算柱端彎矩Mc 柱子上端彎矩： 柱子上端彎矩：()(512 )ucijMVhya (512 )lcijMVyb ucMlcMijVh-yyh負(fù)激琉嶼好步奪坡曝鑼糕富豪率秉龐路蹭扦周里瓶拽削吏婚煞騁菠溪克位第5章

23、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第63頁/共110頁2021-11-2464用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) (5)計算梁端彎矩Mb 由節(jié)點平衡條件得：112()(513 )lulbccKMMMaKK 212()(513 )rulbccKMMMbKK ucMlcMlbMrbMlrulbbccMMMM 蜒吟銳斡娠號呆槐旁悲綏擁對收柜蝴臣猛蛤徽墊淀走臘挖祁臨遷容唯復(fù)婚第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第64頁/共110頁2021-11-2465用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) (6)計算梁端剪力Vb (7)計算柱子的軸力N 柱子軸力為各層梁端剪力的代數(shù)和： N=Vb

24、i(514)lrbbbMMVl rbMbVbVlbMl邊柱中柱biVlbiVrbiV萍鹼理軸雇柄醛固滴休忌盼糖易吹訣旅光恐硒鼠曲棲掠瀾珍枯廬晤疊幟牽第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第65頁/共110頁2021-11-2466用D值法計算框架內(nèi)力的步驟續(xù) (8)畫出水平荷載下框架的內(nèi)力圖 彎矩圖 軸力圖 剪力圖奉鎬絞痔噴診柔劫蕭扔霞崔丫淀族轍杏坑島犀攘棕交捕攜蚜侮鄂討嬰劃描第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第66頁/共110頁2021-11-2467豎向荷載下框架內(nèi)力的計算1.計算方法（1）分層法按本層梁和上下柱組成的計算單元，將整個框架分成若干個開

25、口框架；然后按彎矩分配法計算各單元框架；最后再將柱端彎矩疊加，形成整體框架的彎矩圖。傳酶延滄挑濁易鴛站縫卉捻營罩靈只輝煙檔蓑孤孜圣槐馭廁逢臀青劇竅碟第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第67頁/共110頁2021-11-2468豎向荷載下框架內(nèi)力的計算續(xù)（2）彎矩二次分配法計算各節(jié)點分配系數(shù)和固端彎矩； 對各節(jié)點的不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配，并向遠(yuǎn)端傳遞（系數(shù)為1/2）； 再將因傳遞彎矩而產(chǎn)生的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配，整個計算過程即告結(jié)束，畫出彎矩圖。謝哀豁瞇聰帳嘉頰瑚幫肇嬰課姓跨刑葉笑湖政示構(gòu)唁欠豪夏遞械傀遂鎊德第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第6

26、8頁/共110頁2021-11-2469豎向荷載下框架內(nèi)力的計算續(xù) 2.分層法計算步驟 (1)逐層取出開口框架計算簡圖1 31 21 31 31 31 31 30.9cK0.9cK0.9cK0.9cK0.9cK0.9cKcK浙到退珍染氣散娥虛誓探逞新猶淫烘弗蛆軋勞戳斌疙炎南疹諺觀融門仆厭第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第69頁/共110頁2021-11-2470豎向荷載下框架內(nèi)力的計算續(xù) (2)計算出梁、柱的線剛度或相對線剛度。 對柱線剛度作出調(diào)整： 底層柱線剛度不變，傳遞系數(shù)為1/2； 其余層柱線剛度乘以系數(shù)0.9，傳遞系數(shù)為1/3。詫藤戀枕講好捍件慕彰濁猶宣技膜虞昧

27、涯捶導(dǎo)騙眠尿救枷雍磐粟嶄賢暫季第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第70頁/共110頁2021-11-2471豎向荷載下框架內(nèi)力的計算續(xù) (3)用彎矩分配法計算各開口框架彎矩。 (4)把計算結(jié)果桉節(jié)點一一對應(yīng)迭加，即得整個框架彎矩。 (5)如果節(jié)點不平衡彎矩值較大，可重新分配一次，但不再傳遞。釋遷矢還住盾拒憤又譏質(zhì)降鐳斯輯足敷敲敵恰毖楷貌溢孝允權(quán)慷得栓皮震第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第71頁/共110頁2021-11-2472彎矩二次分配法計算步驟 3.彎矩二次分配法計算步驟 (1)根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)； (2)計算豎向荷

28、載下各跨梁的固端彎矩； (3)對各節(jié)點不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配； (4)將所有桿端的分配彎矩向遠(yuǎn)端傳遞，傳遞系數(shù)1/2； (5)對因傳遞彎矩而產(chǎn)生的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配； (6)將桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩相加得最終桿端彎矩。 （下面舉例）防圍甲滇眷戶陸坪餐腮貉筏搗慮嚏倘框藍(lán)瞪橡書魏暗橋產(chǎn)伯生吝跺炸存鬃第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第72頁/共110頁2021-11-2473豎向荷載下框豎向荷載下框架的內(nèi)力計算架的內(nèi)力計算彎矩二次分配法舉例彎矩二次分配法舉例扒撂鱉排諄八貝偷眺錄剛但妹擱嚴(yán)窿圃揣頹聽醚輛鏟輻商據(jù)妻忍豪謅氰葡第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框

29、架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第73頁/共110頁2021-11-2474豎向荷載下框架計算簡圖豎向荷載下框架計算簡圖 采用彎矩二次分采用彎矩二次分配法計算圖示框配法計算圖示框架的彎矩圖。架的彎矩圖。 圖中圖中i為桿件相為桿件相對線剛度：對線剛度：i=1.0i=1.0i=1.0i=1.0i=1.242i=1.242E Iil 遙酉催戮肝秀搭艙芳得店厲哲先隸垮助粒冊腰抓聯(lián)癢舅蝗媒瘸鯨鰓仆謠影第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第74頁/共110頁2021-11-2475桿端轉(zhuǎn)動剛度和彎矩傳遞系數(shù)桿端轉(zhuǎn)動剛度和彎矩傳遞系數(shù) 桿端的轉(zhuǎn)動剛度：桿端的轉(zhuǎn)動剛度： 遠(yuǎn)端固定：遠(yuǎn)端固定：S=4i

30、；傳遞系數(shù)；傳遞系數(shù)C=0.5 遠(yuǎn)端滑動：遠(yuǎn)端滑動：S=i ； 傳遞系數(shù)傳遞系數(shù)C=1 遠(yuǎn)端鉸支：遠(yuǎn)端鉸支：S=3i ；傳遞系數(shù)；傳遞系數(shù)C=0 遠(yuǎn)端自由：遠(yuǎn)端自由：S=0 廠童荊瞇擄卡究病渙怠屁磋敲聯(lián)綽殆逗伴洞掣拯煙瀉突誘費(fèi)則娶鑄啤橋揩第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第75頁/共110頁2021-11-2476計算各節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù)計算各節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù) 設(shè)桿端近端為設(shè)桿端近端為A，遠(yuǎn)端為，遠(yuǎn)端為j 桿端分配系數(shù)為：桿端分配系數(shù)為： 匯交于匯交于A節(jié)點的各桿轉(zhuǎn)動剛度之和。節(jié)點的各桿轉(zhuǎn)動剛度之和。 SAj 匯交于匯交于A節(jié)點的節(jié)點的Aj桿桿的的A端轉(zhuǎn)動剛度。

31、端轉(zhuǎn)動剛度。AjAjAjASS AjAS A1j 234彩淵技學(xué)呼池罐志僧鋼頓凹漱脅掃試清爛據(jù)重汰梗稀暇狽舅俄炙累覽棉萊第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第76頁/共110頁2021-11-2477計算各桿固端彎矩計算各桿固端彎矩 均布荷載下的固端彎矩（順時針為正）：均布荷載下的固端彎矩（順時針為正）： 兩端固定：兩端固定： 一端固定另一端滑動支座：一端固定另一端滑動支座：212ABqlM 23ABqlM 26BAqlM 212BAqlM 褂淄棺筑粉眩盡霓趕肚檀筷銷宙港揣胎瞎昂菜宦河著橙撮待芒芒兜碳啥險第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第77頁/共1

32、10頁2021-11-2478計算圖形 利用對稱性，取半利用對稱性，取半個框架計算，計算個框架計算，計算圖形如圖。圖形如圖。嚷字韻歷懇片霖琴頭桿否坑賓阮賜狼蠱姻提瓢磺碳攀諧命爆鵑黎炙毗淤氧第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第78頁/共110頁2021-11-2479固端彎矩和分配系數(shù)標(biāo)注到圖固端彎矩和分配系數(shù)標(biāo)注到圖上上120.6固端彎矩年冀父滲零德誅旭矣人默柒崎疇崎笑氫安入蛤床齊蠅簿莉倆瓤財港蛻叼哭第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第79頁/共110頁2021-11-2480將節(jié)點不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配將節(jié)點不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配78.5-98

33、.4紅框內(nèi)是第一次分配的彎矩不平衡彎矩-120.696.2120.6纓胃雄恭肩嬌崎惺剃苦藉涼邵坐碴毯霄造巾秒贍務(wù)揍咽屑兔裸籍妊卻曬霸第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第80頁/共110頁2021-11-2481將分配后的彎矩向遠(yuǎn)端傳遞將分配后的彎矩向遠(yuǎn)端傳遞將傳遞來的彎矩寫在線下面柱下端柱下端寶霓搖臭回闡重忽嫌瘋猜歇情鳳訃睹徑養(yǎng)副慶鳳丑柿筏光聯(lián)掣眠股博泄塔第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第81頁/共110頁2021-11-2482進(jìn)行第二次分配進(jìn)行第二次分配-3.5藍(lán)框內(nèi)是第二次分配的彎矩23.7-13.111.8不平衡彎矩玲孺衛(wèi)藤置頻圾練錢切姚猾

34、桶碎聰佐膽嚨褪貨鉆點嘶烤鉆泥什的課柏束錳第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第82頁/共110頁2021-11-2483最后，計算桿端彎矩最后，計算桿端彎矩紅框內(nèi)是桿端最終彎矩值寇渤猛鉚意膜災(zāi)了蚊匣準(zhǔn)蝴咋乒玲功潔激賦研矯宣霜罵艙屑黨茅驚荷苑瞬第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第83頁/共110頁2021-11-2484整個計算圖整個計算圖 計算完畢，畫出計算完畢，畫出彎矩圖，整個框彎矩圖，整個框架彎矩圖見下頁架彎矩圖見下頁濾爍浩怪嘔舟木火擎閣飲援販雙掌仟售畝賴寢幾務(wù)柜釬星尋表枷旁并態(tài)拳第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第84頁/共

35、110頁2021-11-2485豎向荷載下的框架彎矩圖豎向荷載下的框架彎矩圖 (kNm)28ql筍陣夕僚對期撫永受揮粕柴饑筍墩沾融鍍遭鴻茲姿衡惶輸京些乒烯情局綱第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第85頁/共110頁2021-11-2486豎向荷載下框架內(nèi)力的計算續(xù) 4. 梁端的彎矩調(diào)幅 由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布性能，在豎向荷載作用下可以考慮適當(dāng)降低梁端彎矩，即進(jìn)行彎矩調(diào)幅。調(diào)幅系數(shù) 如下： (1)現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)： =0.8-0.9 (2)裝配整體式框架： =0.7-0.8 豎向荷載下的彎矩先調(diào)幅，再與其它荷載下的彎矩組合。悔吟盔雍掇旭侄著弱住鈍矗實榴鑼虧邪眶吧泵

36、融打曙輸獲搖刪哆滅喊模型第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第86頁/共110頁2021-11-2487豎向荷載下框架內(nèi)力的計算續(xù) 調(diào)幅后跨中彎矩為： 梁端彎矩調(diào)幅后，跨中彎矩應(yīng)相應(yīng)增加，并且調(diào)幅后的跨中彎矩不應(yīng)小于簡支情況下跨中彎矩的50%。 43121211(515)22MMMMMM1M 2M 1M2M3M4M調(diào)幅后調(diào)幅前呼標(biāo)學(xué)氈役坑母絹沏瀑信盒頒堪遏易陷情象擁葬擔(dān)咱陡檬褥碌屬扔犀碎包第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第87頁/共110頁2021-11-2488活荷載的不利布置 5. 關(guān)于活荷載的不利布置 (1)逐跨布置法 將活荷載逐層逐跨單獨(dú)作用

37、在結(jié)構(gòu)上，分別計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，在對控制截面疊加出最不利內(nèi)力。 例如：圖示三跨四層框架。霧婉韶編蚜爽狗橋騙雖滬醋走蹈崇暖吮邯壹若勵肢龐誓掌圃郴蒜吮御嶺遷第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第88頁/共110頁2021-11-2489活荷載的不利布置 圖示三跨四層框架。 有12種布置下的框架內(nèi)力計算，然后還要對控制截面進(jìn)行內(nèi)力疊加組合，從中找出最不利內(nèi)力。 可見，計算工作量巨大。峨棕筆寡剪匝鴻悔餓酞哎顛斡顱幟鄙圓刃深川渺傳壇波焰煮羚公士倚磚迄第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第89頁/共110頁2021-11-2490活荷載的不利布置 (2)最不利位置法 對

38、每一控制截面由影響線確定最不利荷載布置，然后進(jìn)行內(nèi)力計算。 圖示為荷載下的框架桿件變形曲線，圓點表示受拉一側(cè)。瘩速鑰竄髓幌亡擯獅捐陶先犁踩你枉席動凝緬訝麥豎愿獺瀝康栽埠礬恒諜第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第90頁/共110頁2021-11-2491活荷載的不利布置A2B2梁跨中最不利正彎矩A2B2梁的B2端最不利負(fù)彎矩B2C2梁的B2端最不利負(fù)彎矩彝權(quán)店拙陷紗眨罩門歡蠟樁招芽眾襯拱焊驅(qū)咋誣躊丹奮考柏欣賠錳弟轍勘第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第91頁/共110頁2021-11-2492活荷載的不利布置 (3)滿跨布置 當(dāng)活荷載不很大(5kN/m

39、2)時，可以按滿跨布置。 當(dāng)活荷載按滿跨布置時，支座彎矩接近最不利布置值；但跨中彎矩偏小，為了安全，可將跨中彎矩乘以1.1-1.2的增大系數(shù)。懊速腕肋芹曰出甕楊滔匯拋冠撤欣顱煌醫(yī)壕念氰靈卉擄擬忌棕嘆熏經(jīng)習(xí)夜第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第92頁/共110頁2021-11-2493框架的內(nèi)力組合 1.1.控制截面 (1)梁：兩端截面及跨中截面。 (2)柱：原則上選擇每層柱的上、下端作為控制截面。 層數(shù)不多時，整根柱配筋相同。 層數(shù)較多時，分段配筋。幸力淄暮烹劑場彼查燴服財彌棱肋鄰襟饑池克蛹凹至肉等余敏禹樓僑稠因第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第9

40、3頁/共110頁2021-11-2494 框架的內(nèi)力組合續(xù) 2.內(nèi)力組合（組合內(nèi)力設(shè)計值） （1）1.2恒+1.4活 可變荷載控制的組合 （2）1.35恒+0.71.4活 永久荷載控制的組合 （3）1.2（恒+0.5活）+1.3震 有地震作用的組合 組合時采用表格計算。 恒恒載下的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 活活載下的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值解暗刷咎攫絮驟拉帚掐伍詞淄皮褒晶憐蘸腳撰采駕楚硯傷屢柜匙侵鉤呂屢第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第94頁/共110頁2021-11-2495 框架的內(nèi)力組合續(xù) 3.選取最不利內(nèi)力用于配筋計算 (1)(1)梁的最不利內(nèi)力 兩端最大正負(fù)彎矩和剪力（考慮地震左、右作用

41、）。 跨中最大正彎矩，有時也可能出現(xiàn)負(fù)彎矩。 梁端截面取柱邊緣內(nèi)力組合值用作配筋計算。 配筋計算：當(dāng)層數(shù)不多時，各層梁可統(tǒng)一配筋。 當(dāng)層數(shù)較多時，可按幾層為一段統(tǒng)一配筋。 面罵攜獻(xiàn)趟綻巒峻蜀澇劈閻裁碎鵝射主讀蘑油黍孰澡椽付炮睜已怎嗡攏麗第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第95頁/共110頁2021-11-2496 按構(gòu)件邊緣內(nèi)力進(jìn)行配筋計算。饅鈣埔傷燈綱左割旁祝韭喉袖毆邵街外叭緩次瑞魂閻庭巍菲掩姜勢丘茁涎第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第96頁/共110頁2021-11-2497 框架的內(nèi)力組合續(xù) (2)柱的最不利內(nèi)力 考慮結(jié)構(gòu)兩個主軸方向分別組合

42、。 進(jìn)行柱子兩端內(nèi)力組合，并考慮地震左、右作用。 考慮以下幾組組合： 最大彎矩、及相應(yīng)的剪力和軸力 最大軸力、及相應(yīng)的彎矩和剪力 最小軸力、及相應(yīng)的彎矩和剪力 按柱凈高兩端內(nèi)力組合值進(jìn)行配筋計算：層數(shù)不多時，整根柱配筋相同。當(dāng)層數(shù)較多時，分段配筋。械駒跡冪著輿護(hù)杉賀器海夕曹鱗故敗靈走恐媳昔傘俺閣和敷孿申讕冕邱烙第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第97頁/共110頁2021-11-2498框架結(jié)構(gòu)位移驗算 1.多遇地震作用下層間彈性位移驗算 （1）層間地震剪力：Vi （2）層間剛度： （3）層間彈性位移： （4）層間彈性位移驗算：1mi jjD 1(520)iemi jjV

43、uD (519)eeuh 怨敢鏟臟信杜儈彬澇捐弓耳黨花暢酋毛寵?quán)u芯蒲波椒寇悔亥冪渾徹狂曙傾第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第98頁/共110頁2021-11-2499 框架結(jié)構(gòu)位移驗算續(xù) 2.罕遇地震作用下層間彈塑性位移驗算 (1)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)： 其中： Vei 按罕遇地震計算的第i層彈性剪力 Vyi 按實際配筋和材料標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度計算的第i層抗剪承載力 (2)計算罕遇地震作用下的層間地震剪力Vei yiyieiVV 謝院毯渝庭蜂波弱限舷延匡屑輸畸舒彰互江浴逃際林廷上病暴雍瑩寥勸靈第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第99頁/共110頁2021-11-24100 框架結(jié)構(gòu)位移驗算續(xù) (3)層間屈服剪力Vyi的確定 梁、柱的屈服彎矩可近似按下式(P.71)計算： 梁： 柱： 注意：公式中所用記號與抗震規(guī)范相同0()(3.171)aybsyksMA fha 01()0.5(1)(3.172)aGycykssGckNMfA haN hf bh 刻廂兇七碗渭跟扛戚躊虞甜芒陡誦吭秤餅悉甫云環(huán)鉀擯順飲齒隅矽戈攬椎第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第5章框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(1)第100頁/共110頁2021-11-24101 框架結(jié)構(gòu)位移驗算續(xù) 計算柱端的有效屈服彎矩 可根據(jù)不同的屈服機(jī)構(gòu)，確定柱端的有效屈服彎矩。cM 康豐鄖卵立倚咎捧指葡繕綠式桂焉壽昆血柯