多層框架結(jié)構(gòu)課件

1、模塊二混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)情境五多層房屋第1頁，共23頁。鋼砼多層框架結(jié)構(gòu)板梁柱承重，用于層數(shù)不多,對空間要求較大的建筑框架結(jié)構(gòu)可以簡化為平面框架計(jì)算第2頁，共23頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)及框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的概念、受力特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用。了解筒體結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)及適用。2.了解框架結(jié)構(gòu)平面布置的原則。了解框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置的要求。3.掌握框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖確定，掌握荷載的計(jì)算方法。了解多層框架結(jié)構(gòu)的三種簡化計(jì)算方法：分層法、反彎點(diǎn)法和D值法，了解框架側(cè)移近似計(jì)算及側(cè)移需滿足的條件。了解框架梁柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。第3頁，共23頁。常用結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu) 框架剪力墻

2、結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu) 第4頁，共23頁?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系以梁、柱組成的框架作為豎向承重和抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)：室內(nèi)布置靈活，平面和立面變化大缺點(diǎn)：側(cè)向剛度小，水平位移大，抗震性能差第5頁，共23頁。剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)由于受實(shí)體墻的限制，平面布置不靈活。 結(jié)構(gòu)的剛度較大，在水平荷載下側(cè)移小，適用于1535層的高層房屋 適用于住宅、公寓、旅館等小開間的民用建筑，在工業(yè)建筑中很少采用。 第6頁，共23頁。框架剪力墻結(jié)構(gòu) 框架負(fù)擔(dān)豎向荷載為主，而剪力墻將負(fù)擔(dān)絕大部分水平荷載。 由于剪力墻的加強(qiáng)作用，房屋的抗側(cè)移剛度有所提高，房屋側(cè)移大大減小。 多用于1625層的工業(yè)與民用建筑中(如辦公樓、旅館、公寓、住

3、宅及工業(yè)廠房)第7頁，共23頁。筒體結(jié)構(gòu)整個結(jié)構(gòu)體系既具有極大的抗側(cè)移剛度，又能因剪力墻的集中而獲得較大的空間，使建筑平面獲得良好的靈活性，適用于更高的高層房屋(30層，100m)。 筒體結(jié)構(gòu)有單筒體結(jié)構(gòu)(包括框架核心筒和框架外框筒)、筒中筒結(jié)構(gòu)和成束筒結(jié)構(gòu)等三種形式第8頁，共23頁。框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置平面總體布置柱網(wǎng)布置粱柱截面尺寸第9頁，共23頁。框架結(jié)構(gòu)的平面布置建筑物的平面形狀力求簡單、規(guī)則、均勻?qū)ΨQ、盡可能使結(jié)構(gòu)的剛度中心與水平力的合力作用點(diǎn)重合，減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)長度過大時(shí)，設(shè)置伸縮縫需要時(shí)，設(shè)置沉降縫考慮到施工、構(gòu)造帶來的困難，以及對剛度和整體性的影響，盡量避免設(shè)縫第10頁，共23頁。

4、柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)應(yīng)規(guī)則、整齊、間距合理、傳力體系明確承重框架一般沿房屋的橫向布置，目的：提高橫向抗側(cè)力剛度，縱向可布置聯(lián)系梁和單層廠房類似，有特殊要求時(shí)，也可采用承重框架沿縱向布置也可采用混合承重體系第11頁，共23頁。內(nèi)力分析在豎向荷載作用下的近似計(jì)算方法分層法在水平荷載作用下的近似計(jì)算法反彎點(diǎn)法在水平荷載作用下的近似計(jì)算法修正反彎點(diǎn)法（D值法）側(cè)移計(jì)算第12頁，共23頁。分層法豎向荷載作用下假定：在豎向荷載作用下，各層荷載對其他層桿件的內(nèi)力影響較小，因此，可忽略本層荷載對其他各層梁內(nèi)力的影響，將多層框架簡化為單層框架，即分層作力矩分配計(jì)算 計(jì)算步驟 1、框架分層 2、用力矩分配法分別計(jì)算各計(jì)算

5、單元的內(nèi)力 3、疊加分層計(jì)算所得的梁端彎矩即為最后彎矩 4、如需進(jìn)一步調(diào)整，節(jié)點(diǎn)處兩次分配第13頁，共23頁。第14頁，共23頁。反彎點(diǎn)法水平荷載作用下計(jì)算原理：梁柱線剛度比大于3時(shí)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角很小，可假定梁的剛度為無窮大。只有層間側(cè)移，無轉(zhuǎn)角，反彎點(diǎn)位于柱中間底層柱反彎點(diǎn)位于距下端2/3層高處適用條件：梁柱線剛度比大于3（強(qiáng)梁弱柱)計(jì)算步驟：1、計(jì)算層間剪力2、層間剪力分配 3、計(jì)算柱端及梁端彎距4、計(jì)算梁剪力及柱軸力第15頁，共23頁。D值法水平荷載作用下對于多高層框架，用反彎點(diǎn)法計(jì)算的內(nèi)力誤差較大。改進(jìn)的反彎點(diǎn)法即D值法用修正柱的抗側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法計(jì)算水平荷載作用下框架的內(nèi)力

6、。修正后的柱抗側(cè)移剛度用D表示，故又稱為D值法。該方法的計(jì)算步驟與反彎點(diǎn)法相同 第16頁，共23頁?？蚣軅?cè)移近似計(jì)算框架側(cè)移的組成：梁柱構(gòu)件的彎曲變形引起（層間剪力引起）柱的軸向變形引起（框架整體為一受彎構(gòu)件，一側(cè)受拉，一側(cè)受壓，產(chǎn)生不同的軸力），當(dāng)房屋的高寬比大于4或者高度大于50m的時(shí)候，約為彎曲變形的511第17頁，共23頁。125剪切型側(cè)移曲線，底層層間側(cè)移最大123彎曲型側(cè)移曲線，底層層間側(cè)移最小第18頁，共23頁?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算主要由于梁柱彎曲變形引起，也即由于層間剪力引起，軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移可以忽略不計(jì)。計(jì)算方法：D值的定義頂點(diǎn)側(cè)移層間側(cè)移和頂點(diǎn)側(cè)移不能超過規(guī)范允許值荷載分項(xiàng)

7、系數(shù)取1.0第19頁，共23頁。框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合活載的最不利位置：因?yàn)榛詈奢d相對小，簡化設(shè)計(jì)，一般可不考慮，按滿跨布置塑性調(diào)幅：為了減少框架梁支座負(fù)彎距鋼筋過分擁擠，以保證砼澆注質(zhì)量，可以塑性調(diào)幅，降低支座處彎距，增加跨中彎距調(diào)幅系數(shù)：現(xiàn)澆框架：0.80.9 裝配整體式框架：0.70.8調(diào)幅后應(yīng)滿足平衡關(guān)系和必要的跨中彎距值第20頁，共23頁?？刂平孛娴淖畈焕麅?nèi)力組合框架梁：跨中截面：Mmax和Mmin 支座處截面: Mmax和Mmin及Vmax 對稱配筋的框架柱： Mmax和相應(yīng)的N Nmax和相應(yīng)的M Nmin和相應(yīng)的M Vmax和相應(yīng)的N第21頁，共23頁。構(gòu)件設(shè)計(jì)梁不考慮軸力，按受彎構(gòu)件計(jì)算，需滿足最小配筋率和最大配筋率或者調(diào)幅要求梁斜截面承載力計(jì)算，一般只考慮箍筋鋼筋的搭接錨固長度要求柱的計(jì)算長度取值方法：現(xiàn)澆樓蓋，底層柱： ，其他層柱： 裝配式樓蓋，底層柱 ，其他層柱底層柱，H為基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度，其他層為上下兩層