建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計課件-總復(fù)習(xí)

方案設(shè)計

結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)布置水平構(gòu)件（根據(jù)變形條件和穩(wěn)定條件）尺寸估算豎向構(gòu)件（根據(jù)側(cè)移限制條件）2水平結(jié)構(gòu)體系選型上部結(jié)構(gòu)選型基礎(chǔ)選型豎向結(jié)構(gòu)體系選型定位軸線變形縫設(shè)置構(gòu)件布置平面布置(構(gòu)件與軸線的關(guān)系)豎向布置（結(jié)構(gòu)標高）伸縮縫沉降縫防震縫動力分析3結(jié)構(gòu)分析

計算模型

分析方法分析內(nèi)容

計算單元計算簡圖荷載計算線彈性方法塑性方法變形非線性方法內(nèi)力靜力分析4構(gòu)件設(shè)計控制截面選取荷載與內(nèi)力組合截面設(shè)計節(jié)點設(shè)計構(gòu)造施工圖繪制結(jié)構(gòu)布置圖構(gòu)件施工圖大樣圖施工說明5二、結(jié)構(gòu)的作用作用間接作用直接作用(荷載)材料收縮作用溫度變化地基沉降荷載可變荷載偶然荷載(、撞擊、火災(zāi)等)

樓面均布可變荷載吊車荷載風(fēng)荷載屋面均布可變荷積灰荷載雪荷載屋面可變荷載豎向荷載橫向水平荷載縱向水平荷載常用荷載的形式、作用位置和作用方向荷載形式

作用位置作用方向分布荷載豎直向下質(zhì)心樓面屋面可變荷載荷載種類自重樓面均布可變荷載均布可變荷載屋面積灰荷載垂直表面吊車荷載雪荷載風(fēng)荷載豎向荷載集中荷載外墻及屋面軌道

處豎直向下橫向水平荷載水平、垂直軌道縱向水平荷載水平、沿軌道6荷載種類標準值計算方法其它代表值組合值系數(shù)頻遇值系數(shù)準

值系數(shù)自重體積×重度——樓面均布可變載根據(jù)樓面使用功能查《荷載規(guī)范》屋面可變荷載均布可變荷載根據(jù)屋頂用途查《荷載規(guī)范》積灰荷載按廠房性質(zhì)查《荷載規(guī)范》0.90.90.8雪荷載Sk=μrS00.70.6Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ地區(qū)為0.5、0.2、0風(fēng)荷載wk=βzμsμzw00.60.40吊車荷載豎向荷載Pmax,k或Pmin,k=(G1,k+G2,k+G3,k)/2-Pmax,k與吊車工作級別有關(guān)7橫向水平荷載Tk=α(G2,k+G3,k)/4縱向水平荷載T0=0.1Pmax,k常用荷載代表值的計算方法8三、結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的程序如下：根據(jù)建筑物的重要性、火災(zāi)的 性、建筑物高度和火災(zāi)荷載的大小確定建筑物的耐火等級，分為一級、二級、三級和四級4個等級；根據(jù)建筑物的耐火等級及構(gòu)件的重要性確定各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限值和燃燒性能要求；采用合適措施使各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限不小于要求值。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)其破壞 的嚴重程度分一級、二級、三級等3個安全等級；根據(jù)使用要求分為5年、50年、25年和100年等4種設(shè)計使用年限；結(jié)構(gòu)的安全等級不同、設(shè)計使用年限不同，目標可靠指標不同，具體在極限狀態(tài)設(shè)計表達式中用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0來體現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計狀態(tài)不同設(shè)計狀態(tài)的極限狀態(tài)設(shè)計要求、計算內(nèi)容以及荷載效應(yīng)組合要求四、結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求設(shè)計狀態(tài)極限狀態(tài)設(shè)計要求極限狀態(tài)計算內(nèi)容荷載效應(yīng)組合要求承載能力正常使用承載能力正常使用承載能力正常使用持久狀況√√強度、穩(wěn)定、

變形、抗裂或疲勞、傾覆、

裂縫寬度、振滑移、漂浮

動、耐久性等基本組合標準組合

或頻遇組合或準

組合短暫狀況√視情況偶然狀況√—偶然9組合——10地 礎(chǔ)設(shè)計等級不同設(shè)計等級的地基計算要求以及地礎(chǔ)設(shè)計時的荷載效應(yīng)組合要求設(shè)計狀態(tài)地基計算要求荷載效應(yīng)組合要求承載力變形地基承載力地基變形基礎(chǔ)承載力基礎(chǔ)裂縫寬度甲級√√標準組合準

組合基本組合標準組合乙級√√丙級√部分需要分項系數(shù)取值荷載分項系數(shù)的取值組合類型效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時由可變荷載效應(yīng)控制的組合由

荷載效應(yīng)控制的組合一般情況傾覆、滑移、漂浮驗算γG1.21.351.00.911組合類型組合方法適用場合基本組合可變荷載控制GnGk

SS1Sk1

Qici

SQiki2結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的計算荷載控制nS

SGk

qi

SQiki

1標準組合nS

SGk

SQ1k

ci

SQiki

2當(dāng)一個極限狀態(tài)被時將產(chǎn)生嚴重的

性損害的情況，如變形、疲勞、混凝土裂縫控制頻遇組合Gkn

fQ11Sk

SS

qi

SQiki

2當(dāng)一個極限狀態(tài)被時將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動等準組合nS

G

SGk

Qi

ci

SQiki1當(dāng)長期效應(yīng)是決定性因素時，如地基變形荷載效應(yīng)組合方法及適用場合12抗震設(shè)防目標與抗震計算內(nèi)容的關(guān)系水準烈度50年超越概率設(shè)防目標結(jié)構(gòu)狀況計算內(nèi)容小震多遇烈度63%不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用處于彈性的正常使用階段第一階段設(shè)計：1、多遇

作用下截面承載力驗算；2、多遇

作用下變形驗算。中震基本烈度10%可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理可繼續(xù)使用進入非彈性工作階段，但非彈性變形或結(jié)構(gòu)體系的損壞處于可修復(fù)范圍大震罕遇2~3%不致于倒塌或發(fā)較大的非彈性變形第二階段設(shè)計：烈度生危及生命的嚴重破壞控制在不倒塌的范圍內(nèi)罕遇作用下薄弱層的彈塑性變形驗算13第二部分：水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)計基本梁板結(jié)構(gòu)組合梁板結(jié)構(gòu)混凝土梁板結(jié)構(gòu)鋼梁板結(jié)構(gòu)木梁板結(jié)構(gòu)鋼—混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)選型與布置、計算模型的選取與結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計與細部構(gòu)造。一、結(jié)構(gòu)選型單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋密肋樓蓋無梁樓蓋鋼—木組合梁板結(jié)構(gòu)混凝土—木組合梁板結(jié)構(gòu)鋼梁+混凝土面板型鋼混凝土梁+混凝土面板鋼梁+壓型鋼板混凝土組合板梁板結(jié)構(gòu)種類屋架按結(jié)構(gòu)材料可以分為混凝土屋架、鋼屋架、木屋架、鋼—混凝土組合屋架和鋼—木組合屋架；結(jié)構(gòu)外形有三角形、梯形、矩形、折線型和拱形等。二、結(jié)構(gòu)布置主梁的布置取決于豎向結(jié)構(gòu)；次梁的布置方案既決定板的類型（單向板還是雙向板）和跨度，又與豎向結(jié)構(gòu)承重方案聯(lián)系在一起；木材和壓型鋼板—混凝土組合板具有明顯的各向異性，一般布置成順紋方向受力或順肋方向受力的單向板；鋼板因較薄，所以也常常布置成單向受力；混凝土板既有布置成單向受力的，也有布置成雙向受力的。單向板布置方案一般與豎向結(jié)構(gòu)的橫向（或縱向）承重方案相對應(yīng)；雙向板布置方案一般與豎向結(jié)構(gòu)的向承重方案相對應(yīng)。屋架的跨度和間距取決于柱網(wǎng)尺寸，屋蓋布置主要是支撐布置和檁條（或屋面板）布置。14構(gòu)件類型計算單元計算簡圖荷載單向板樓蓋板混凝土板1m寬連續(xù)梁線分布荷載等于板的面分布荷載乘以單位寬度鋼鋪板簡支梁組合板連續(xù)梁次梁混凝土梁相鄰次梁中心距的一半連續(xù)梁線分布荷載等于板的面分布荷載乘以單元寬度鋼梁與主梁鉸接簡支梁與主梁剛接或連續(xù)疊接連續(xù)梁組合梁#變剛度連續(xù)梁主梁混凝土梁梁柱線剛度比較大相鄰主梁中心距的一半連續(xù)梁集中荷載等于次梁線分布荷載乘次梁計算跨度梁柱線剛度比較小剛架鋼梁或組合梁梁柱剛接剛架梁柱鉸接連續(xù)梁15三、計算模型的選取樓蓋和屋蓋的計算單元、計算簡圖及荷載構(gòu)件類型計算單元計算簡圖荷載雙向板樓蓋板混凝土板一個區(qū)格邊支承各向同性板板的面分布荷載組合板*邊支承正交各向異性板支承梁一個柱網(wǎng)格交叉梁系短跨向三角形分布荷載;長跨向梯形分布荷載單廠屋蓋無檁體系大型屋面板單塊板簡支梁板的面分布荷載屋架相鄰柱中心距的一半連續(xù)梁+鉸接桁架線分布荷載＝板的面分布荷載×單元寬度有檁體系屋架集中荷載＝檁條線分布荷載×檁條計算跨度檁條無拉條相鄰檁條中心距的一半簡支梁線分布荷載＝板的面分布荷載×單元寬度有拉條豎向簡支梁，側(cè)向連續(xù)梁瓦材1m寬連續(xù)梁

16同單向板四、內(nèi)力計算水平結(jié)構(gòu)體系涉及到的計算模型包括：等剛度連續(xù)梁、變剛度連續(xù)梁、邊支承各向同性板、邊支承正交各向異性板、交叉梁系和鉸接桁架。等剛度連續(xù)梁的塑性分析方法彎矩調(diào)幅法計算步驟為：首先用彈性方法求出各控制截面的最不利彎矩；然后對各支座截面的彎矩進行調(diào)幅；最后根據(jù)靜力平衡條件和跨中的最不利彈性彎矩確定跨中彎矩。17各向同性板常用的塑性分析方法塑性鉸

計算步驟為：假定各種可能的破壞機構(gòu)；根據(jù)虛功方程建立外荷載與板截面抗彎承載力的關(guān)系；確定最小極限荷載。邊支承正交各向異性板的彈性分析方法對板的跨度進行折算后，借用各向同性板的表格查得。變剛度連續(xù)梁的彈性分析方法采用《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的彎矩分配法，但固端彎矩系數(shù)、轉(zhuǎn)動剛度系數(shù)、彎矩傳遞系數(shù)均與支座截面和跨中截面的剛度比有關(guān)。18構(gòu)件類型正截面斜截面局部受壓穩(wěn)定驗算磚砌平拱過梁M≤ftmWV≤fvbz————墻梁跨中按砼偏拉構(gòu)件；框支墻梁和連續(xù)墻梁的支座截面按砼受彎構(gòu)件按受彎構(gòu)件計算凝土托梁的斜截面承載力Q2≤ζfh——V2≤ξ1ξ1(0.2+hb/l0+ht/l0)hhwf挑梁同一般的混凝土梁Nl≤ηγfAl19M0v≤0.8Gr(l2-x0)五、截面計算承載能力極限狀態(tài)混凝土梁、板承載能力極限狀態(tài)計算公式構(gòu)件類型正截面承載力斜截面承載力附加橫向鋼筋混凝土板M≤fyAs(h0-x/2)x=

fyAs/(α1fcb)————混凝土次梁V≤0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s+0.8fyAsbsinα——混凝土主梁Fl≤2fyAsbsinα+m?nfyvAsv1砌體房屋水平構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計算公式類型強度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定鋼板抗彎：Mx/(γxWnx)≤f————次梁(型鋼梁)抗彎同板；抗剪：VS/(Itw)≤fv（無大的孔洞削弱時可不計算）————主梁(焊接梁)抗彎、抗剪同次梁；局部承壓：ΨF/(lztw)≤fv；折算應(yīng)力：

2

2

3

2

fc

c

1Mx/(φxWx)

≤f(符合有關(guān)條件時可不驗算)僅配置橫向加勁肋(

)2

(

)2

c

1

cr

cr

c,cr拉桿抗拉或抗壓：N/An

≤f————受壓腹桿N/(φA)

≤f——壓彎：平面內(nèi)：

N

mx

M

x

f

x

A

W

(1

0.8

N

)平面外：x

1x

N

'ExN

tx

M

x

f

y

A

bW1x——上弦桿N/An+Mx/(γxWnx)

≤f20鋼梁、板、桿承載能力極限狀態(tài)計算公式21鋼—混凝土組合梁、組合板承載能力極限狀態(tài)計算公式V

scV

V

s c

cE

f

0.7

A

fN

0.43

A構(gòu)件類型界面設(shè)計壓型鋼板混凝土組合板中和軸位于槽頂以上：

M≤α1fcx(h0-x/2)，x=fAP/(α1fc

b)中和軸位于壓型鋼板內(nèi)：

M≤α1fchc1y1+APcfy2，APc=0.5(AP-α1fc

bh0/f)強邊向負彎矩作用：M≤Asfy(h-as-aP)受彎承載力 受剪承載力弱邊向同混凝土板；強邊向正彎矩作用：V≤0.7ftbwh0界面縱向受剪承載力參考有關(guān)實驗資料鋼—混凝土組合梁完全抗剪連接：中和軸位于混凝土翼板：M≤bexα1fcy，

x=Af/(beα1fc)中和軸位于鋼梁截面：M≤behc1α1fcy1+Acfy2，Ac=0.5(A-behc1α1fc/f)部分抗剪連接：正彎矩作用：M≤nrNcvy1+Acfy2，Ac=0.5(Ac-nrNcv/f)負彎矩作用：翼板拉力的合力取nrNcV和Astfy中的較小值，其余同正彎矩作用不考慮混凝土作用，按一般鋼梁設(shè)計抗剪連接件設(shè)計：V≤Ncv

nf，其中橫向配筋設(shè)計：V1≤0.9u+0.8Asvfyv≤0.25ufc其中cV1=ns

N

v/p或V1=ns

Ncv/p

×(bc/be)22構(gòu)件類型短期剛度長期剛度鋼梁B=EI混凝土梁、單向板壓型鋼板組合板B=EIeq組合梁B=EIeq/(1+ζ)Ieq的計算方法同組合板Ieq的計算方法同組合板雙向板，對于混凝土板取ν=1/6；對于鋼板取ν=0.3'fs

s

0E

A

h26

1

3.51.15

0.2

E

Bs

skqBMkB

M

(

1)

Mnn

eqx

IAc

E

APA

h

A

hEc

c

E P

0''c

c

n

c

P

P

0

1

[I

A

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h'

)2

]

I

A

(hE

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c

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x'

)2

eqxIA

2

A2A

h'

2

A

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c

c

E P

0

A

(h

x'

)2P

0

n

1

[I

A

(x'

h'

)2

]

IEh3B

12(1

2

)正常使用極限狀態(tài)各類受彎構(gòu)件的抗彎剛度計算公式截面抗彎剛度公式23鋼構(gòu)件連接節(jié)點的設(shè)計內(nèi)力節(jié)點類型設(shè)計內(nèi)力次梁與主梁的連接鉸接疊接僅需用螺栓或焊縫固定平接將次梁的支座反力增大20~30%剛接由腹板連接或主梁承托承擔(dān)的豎向力取次梁的支座反力R；由次梁上下翼緣連接承擔(dān)的力偶取N=M/h1（M:次梁支座彎矩；h1次梁上下翼緣中心線之間的距離）梁與柱的鉸接柱頂連接僅需用螺栓固定柱側(cè)連接1.25倍梁支座反力鋼屋架一般節(jié)點腹桿與節(jié)點板連接取桿件最大軸力；弦桿與節(jié)點板連接取兩端弦桿內(nèi)力差有集中載的節(jié)點塞焊縫承擔(dān)集中荷載F；上弦角鋼肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差和偏心力矩；腹桿與節(jié)點板的連接焊縫取桿件最大軸力弦桿拼接節(jié)點拼接角鋼與上弦桿的連接焊縫取上弦桿的最大內(nèi)力；拼接角鋼與下弦桿的連接焊縫取下弦桿的抗拉強度；塞焊縫取集中荷載F；上弦桿肢尖與節(jié)點板的連接焊縫承擔(dān)上弦桿內(nèi)力的15%和偏心力矩；下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫取下弦桿最大內(nèi)力的15%和內(nèi)力差中的較大值支座節(jié)點節(jié)點板與桿件的連接取桿件最大軸力；加勁肋與節(jié)點板的垂直焊縫取支座反力的25%；加勁肋與底板的水平焊縫取支座反力六、連接與構(gòu)造24混凝土梁板和組合梁板的主要構(gòu)造內(nèi)容構(gòu)件類型構(gòu)造內(nèi)容混凝土板支承長度；受力鋼筋的布置；構(gòu)造鋼筋；開洞處理混凝土梁支承長度；縱向鋼筋布置；箍筋組合板栓釘?shù)脑O(shè)置要求；配筋；幾何尺寸組合梁幾何尺寸；抗剪連接件設(shè)置要求第三部分：豎向結(jié)構(gòu)體系設(shè)計一、結(jié)構(gòu)選型常用豎向結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)層數(shù)結(jié)構(gòu)材料砼

鋼 砌體

木 鋼—砼 砌體—砼單層多

高層

層框架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)√√√√√—剛架結(jié)構(gòu)√√—

√√√內(nèi)框架結(jié)構(gòu)√√√—墻體結(jié)構(gòu)承重墻結(jié)構(gòu)√

—

√—

√√—剪力墻結(jié)構(gòu)√

—

√—

—

—

√筒體結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)√√——

—

—

√成束筒結(jié)構(gòu)√√——

—

—

√多重筒結(jié)構(gòu)√√——

—

—

√平面復(fù)合結(jié)構(gòu)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)√√——

—

—

√框架—筒體結(jié)構(gòu)√√——

—

—

√框架—支撐結(jié)構(gòu)—

√——

—

√√豎向復(fù)合結(jié)構(gòu)—

—

—

√底部框架、上部筒體√

—

——

—

—

√—

√

——

—

√—

—

—

—

—√

——

√—

√—

√—

√—

√—

√—

—底部框架、上部剪力墻

√

—

—

—

√—

√底部框架、上部承重墻

—

—

—

—

—25√—

√—層數(shù)的多寡將影響水平荷載在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)與豎向荷載在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)比例；結(jié)構(gòu)形式將影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布；結(jié)構(gòu)材料不同，構(gòu)件（截面）設(shè)計要求不同。結(jié)構(gòu)的層數(shù)由建筑物的使用功能決定；結(jié)構(gòu)材料的選擇綜合考慮結(jié)構(gòu)形式、材料性能、施工條件、使用環(huán)境、經(jīng)濟指標等因素。結(jié)構(gòu)形式的選擇是結(jié)構(gòu)選型重點考慮的內(nèi)容。不同結(jié)構(gòu)形式承受豎向荷載的能力相差不大，所以豎向結(jié)構(gòu)形式的選擇主要考慮承受水平荷載的需要采用平面復(fù)合結(jié)構(gòu)是為了發(fā)揮不同結(jié)構(gòu)形式各自的優(yōu)勢，協(xié)調(diào)建筑功能要求與結(jié)構(gòu)承載要求的；采用豎向復(fù)合結(jié)構(gòu)則完全是為了滿足建筑功能的需要，對結(jié)構(gòu)受力性能是不利的。26二、結(jié)構(gòu)布置單層廠房結(jié)構(gòu)平面布置中的跨度由使用要求確定；柱距則主要從經(jīng)濟因素和模數(shù)要求角度考慮；高度由使用要求確定。多層房屋的平面布置在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能采用均勻的柱網(wǎng)，避免或減少不規(guī)則；沿豎向布置最好每層相同。房屋的平面布置除了要遵循多層房屋相同的原則外，還應(yīng)考慮提高結(jié)構(gòu)的抗扭能力；當(dāng)結(jié)構(gòu)類型沿豎向發(fā)生變化時，應(yīng)設(shè)置過渡層（轉(zhuǎn)換層），使結(jié)構(gòu)的剛度逐漸變化三、計算模型的選取豎向結(jié)構(gòu)體系的計算單元、計算簡圖及荷2載728計算單元計算簡圖水平荷載豎向荷載結(jié)構(gòu)類型單層廠房 門式剛架相鄰柱中心距的一半單層剛架風(fēng)載同下；吊車橫向水平載用影響線計算等效成線分布荷載排架單層排架等效成作用在截面形心的軸向力和偏心力矩縱砌

墻體

承重彈性方案相鄰開間寬度的一半排架風(fēng)面分布荷載×計算單元寬度＝沿房屋高度的線分布荷載剛彈性方案排架樓層處加彈性鉸支座排架樓層處加不動鉸支座剛性

單層方案

多層豎載:簡支構(gòu)件;水平載:連續(xù)梁橫墻承重1m寬同縱墻承重的剛性方案多層混凝土、鋼、型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)相鄰柱中心距一半多層框架線分布荷載簡化為樓層處的集中風(fēng)荷載同主梁荷載剪力墻結(jié)構(gòu)壁式框架一個變形縫單元帶剛臂框架聯(lián)肢剪力墻由薄片連接的豎向懸臂構(gòu)件風(fēng)面分布荷載乘以計算單元寬度得到沿房屋高度的線分布荷載獨立墻肢豎向懸臂構(gòu)件整截面整體小開口框筒結(jié)構(gòu)筒結(jié)構(gòu)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)綜合框架—綜合剪力墻框架—筒體結(jié)構(gòu)多重筒結(jié)構(gòu)框架—支撐結(jié)構(gòu)綜合框架—綜合支撐29計算單元水平荷載傳遞路線與整體結(jié)構(gòu)傳遞路線的比較結(jié)構(gòu)類型計算單元傳遞路線整體結(jié)構(gòu)傳遞路線單層廠房吊車橫向水平荷載→直接受荷柱→屋蓋→橫向列柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)↗縱向列柱→基礎(chǔ)→直接受荷柱→屋蓋→橫向列柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)風(fēng)荷載→直接受荷柱→屋蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)→直接受荷柱→屋蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)多層框架風(fēng)載→直接受荷柱→樓蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)風(fēng)載→直接受荷柱→樓蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)砌體房屋迎風(fēng)面縱墻→樓蓋→另一側(cè)縱墻→縱墻基礎(chǔ)↘縱墻基礎(chǔ)迎風(fēng)面縱墻→樓蓋→橫墻→橫墻基礎(chǔ)↘縱墻基礎(chǔ)四、內(nèi)力與側(cè)移計算各種模型計算方法的假定與誤差分析名稱模型假定簡化計算假定忽略的因素什么情況誤差小單層排架的柱與梁鉸接、與橫梁為剛性桿基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動變形、地基傾斜變形小、剪力分配法基礎(chǔ)固接梁軸向變形橫梁剛度大門式剛架的柱與梁剛接、與——基礎(chǔ)對立柱的轉(zhuǎn)基礎(chǔ)對立柱的轉(zhuǎn)動力矩分配法基礎(chǔ)鉸接動約束、基礎(chǔ)沉約束小、地基沉降降小多層剛架的沒有側(cè)移；每層荷載僅對本層梁柱的線剛度折減0.1、傳遞系數(shù)取1/3豎向荷載下的剛架側(cè)移；相鄰層結(jié)構(gòu)、荷載接近對稱，橫梁線剛度相分層法及與本層相連的的傳遞彎矩對立柱線剛度大柱產(chǎn)生彎矩和剪力多層剛架的柱與梁剛接、與節(jié)點轉(zhuǎn)角為零；同層各節(jié)節(jié)點的轉(zhuǎn)動變形；橫梁線剛度相對立反彎點法基礎(chǔ)固接；水平點水平位移相同梁的軸向變形柱線剛度大荷載為節(jié)點荷載多層剛架修某根柱兩端節(jié)點及上下、相隔桿件對節(jié)點橫梁線剛度相對立正反彎點法帶剛臂框架的D值法剛域的影響用剛臂代替；其它同多層剛架左右相鄰節(jié)點的轉(zhuǎn)角相同，某根柱及上下相鄰柱的弦轉(zhuǎn)角相同、線剛度相同；同層各節(jié)點的轉(zhuǎn)角相同，橫梁中點無豎向位移轉(zhuǎn)動變形的影響30柱線剛度大名稱模型假定簡化計算假定忽略的因素什么情況誤差小整體小開口剪力墻的材料力學(xué)方法變形后截面保持平面整體彎曲正應(yīng)力在整個截面高度線性分布、局部彎曲正應(yīng)力在各墻肢截面線性分布應(yīng)力集中洞口規(guī)則、洞口小實腹筒的材料力學(xué)方法——剪力滯后效應(yīng)各樓層支撐強、高寬比大框筒的等效槽形截面法翼緣框架中部若干柱不承擔(dān)軸力，其余柱構(gòu)成的截面符合平截面剪力滯后效應(yīng)各樓層支撐強、高寬比大、裙梁剛度大聯(lián)肢剪力墻的連續(xù)化方法彈性剛片代替連梁作用；各墻肢的側(cè)移曲線相同幾何參數(shù)沿墻高方向為常數(shù)墻肢彎矩在樓層處的突變樓層較多、結(jié)構(gòu)沿高度均勻、墻肢剛度較大綜合框架—綜合剪力墻連續(xù)化方法樓蓋平面內(nèi)剛度無限大；水平荷載合力通過抗側(cè)剛度中心框架與剪力墻的剛度特征值沿結(jié)構(gòu)高度為常數(shù)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；連梁對柱的轉(zhuǎn)動約束作用樓層較多、結(jié)構(gòu)沿高度均勻、剛度中心與質(zhì)量中心盡可能重合綜合框架—綜合支撐的連續(xù)化方法框架與支撐的剛度特征值沿結(jié)構(gòu)高度為常數(shù)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)剪力墻結(jié)構(gòu)的平面化樓蓋平面內(nèi)剛度無限大；各榀墻主要在自身平面內(nèi)發(fā)揮作用抗側(cè)剛度正比于等效抗彎剛度空間作用31剪力墻布置均勻32名稱模型假定簡化計算假定忽略的因素什么情況誤差小砌體房屋靜力計算彈性樓蓋無剛度——空間作用樓蓋剛度小剛彈性————————剛性樓層處無側(cè)向位移豎載下：墻體在樓層處鉸接樓層處側(cè)移樓層處墻體彎矩樓蓋剛度大、橫墻間距小水平載下：墻體與基礎(chǔ)鉸墻底彎矩名

稱內(nèi)力計算過程單層排架的剪力分配法求一端固定、一端鉸支座構(gòu)件的柱彎矩、剪力和柱頂支座反力→將各柱頂反力的合力反向作用于排架柱頂，根據(jù)抗側(cè)剛度分配各柱的剪力、并利用平衡條件求出彎矩→將前面兩種受力狀態(tài)下的內(nèi)力疊加門式剛架的計算桿件的固端彎矩和彎矩分配系數(shù)（抗轉(zhuǎn)剛度的比值）→將各節(jié)點的不平力矩分配法衡彎矩分配乘以分配系數(shù)得到桿端彎矩、將桿端彎矩乘以傳遞系數(shù)得到遠端彎矩→將各桿的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩相加得到最終彎矩→根據(jù)平衡條件求各桿件的剪力和軸力多層剛架的分層法將整體框架分解成一系列開口框架，開口框架的計算過程同上多層剛架、壁式剛架的D值法計算各柱的抗側(cè)剛度和樓層剪力→根據(jù)抗側(cè)剛度分配各層各柱的剪力→根據(jù)反彎點位置求柱端彎矩→根據(jù)節(jié)點力矩平衡求梁端彎矩→根據(jù)梁的力矩平衡求梁剪力→根據(jù)節(jié)點豎向力平衡求柱軸力計算綜合框架抗側(cè)剛度、綜合剪力墻等效抗彎剛度、綜合連梁約束剛度和剛綜合框架—度特征值λ→綜合剪力墻彎矩和名義剪力→按剪力墻的等效抗彎剛度分配得綜合剪力墻到單榀剪力墻的彎矩；按綜合框架的抗側(cè)剛度和綜合連梁約束剛度進行分配連續(xù)化方法得到綜合框架剪力、綜合連梁約束彎矩→按框架抗側(cè)剛度分配得到單榀框架剪力；按連梁約束剛度分配得到單根連梁剪力；由總剪力平衡條件得到綜合剪力墻剪力→同修正反彎點法繼續(xù)求框架其它內(nèi)力；由連梁剪力求連梁彎矩；按剪力墻等效抗彎剛度分配得到各榀剪力墻剪力

33各種模型的內(nèi)力計算過程各豎向結(jié)構(gòu)的側(cè)移計算方法

34名

稱內(nèi)力計算過程剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配計算各榀剪力墻的等效抗彎剛度、剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度中心→將樓層荷載分解為作用在抗側(cè)剛度中心的水平分力和扭矩→分別計算在水平力和扭矩作用下各榀墻的剪力→將前面兩種受力狀況下的剪力疊加單榀剪力墻的材料力學(xué)方法計算樓層彎矩和剪力→計算墻肢彎矩、墻肢軸力和墻肢剪力單榀剪力墻的連續(xù)化方法計算外力矩和剪力；根據(jù)剪力墻整體性系數(shù)α計算剪力集度τ(ξ)→樓層剪力按等效抗彎剛度分配得到各墻肢剪力；剪力集度在層高范圍積分得到連梁剪力→根據(jù)反彎點位置得到連梁彎矩、由上部各層連梁剪力得到墻肢軸力、由外彎矩和連梁剪力得到截面總彎矩→截面總彎矩按墻肢抗彎剛度分配得到墻肢彎矩框筒的等效槽形截面法計算樓層彎矩和剪力→用材料力學(xué)公式計算框筒柱軸力和裙梁剪力、按壁式框架的抗側(cè)剛度分配得到框筒柱剪力→根據(jù)反彎點位置得到裙梁彎矩、框筒柱彎矩名

稱計算方法單層排架結(jié)構(gòu)力學(xué)的圖乘法僅考慮柱的彎曲變形門式剛架僅考慮梁、柱彎曲變形多層剛架壁式框架梁、柱彎曲變形側(cè)移：

m

；柱軸向變形側(cè)移：uj

VFj

/

Djk

u

H

N1NF

dzk

1

N

0

EA砌體橫墻umax=V0H3/(3EIeq)

EI1

3

2EI

EI

；γ2=μEI

/(GA

H2)eq

2

w

w1

4

EI

21

3.67Aw=A；Iw=I實腹筒umax=V

H

3

(頂點集中載)03EIeqV

H

3

(均布荷載)

0

8EIeq11V

H

3

(倒三角荷載)

0

60EIeq

PH

3

sinh

獨立墻肢Aw=bw×hw；Iw=bwh3w/12整截面Aw=

bwhw[1-1.25(Aop/Af

)1/2]Iw=ΣIwihi/Σhi整體小開口Aw=∑Awj；Iw=I/1.2支撐桁架m

nEI

E

A

a2eq ij

ijj

1

i

1雙肢

E(I1

I2

)1

3

2

(1

)

2

/

2

a

1EI

E(I1

I2

)

；γ2=μE(I1+I2)/[H2G(A1+A2)]eq

2

2

21

4

(1

a

)1

/

E(I1

I2

)

2

2

21

3.67

(1

a

)1

/

剪力墻框—剪、

(cosh(

)

1)

sinh(

)

3

EI

cosh

w

qH

4

(cosh(

)

1)

1 1

2

u

2

EI

2

cosh

(1

sinh

)

sinh(

)

2

35

w

qH

4

cosh(

)

1

sinh

sinh

sinh(

)

1 1

3

2

2

1

2

框—支當(dāng)高寬比(H/B)≥4時，總體側(cè)移呈“彎曲型”36剪力墻結(jié)構(gòu)由彎曲變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”由剪切變形引起的側(cè)移呈“剪切型”當(dāng)高寬比(H/B)≥4時，總體側(cè)移呈彎曲型框架結(jié)構(gòu)各種豎向結(jié)構(gòu)在水平荷載下的側(cè)移特性由梁柱彎曲變形引起的側(cè)移呈“剪切型”由柱軸向變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”當(dāng)高寬比(H/B)≤4時，總體側(cè)移呈“剪切型”桁架結(jié)構(gòu)由弦桿軸向變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”由腹桿軸向變形引起的側(cè)移呈“剪切型”37實腹筒結(jié)構(gòu)由彎曲變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”由剪切變形引起的側(cè)移呈“剪切型”當(dāng)高寬比(H/B)≥4時，總體側(cè)移呈彎曲型；當(dāng)(H/B)<1時，總體側(cè)移呈剪切型；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、框架——支撐結(jié)構(gòu)一般呈“彎剪型”剛度特征值λ小于１時，側(cè)移曲線接近剪力墻（豎向桁架）側(cè)移曲線；λ大于６時側(cè)移曲線接近框架側(cè)移曲線38混凝土框架梁M≤α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's(h0-a's)

一般梁：受集中荷載獨立梁：型鋼混凝土框架梁M≤α1fcbx(h0-x/2)+

f'yA's(h0-

a's)+

f'

A

'(h

-a'

)+Ma

sf

0

a

aw一般梁：受集中荷載梁：N≤α1fc

[bx+(b'f-b)h'f]+A's

(f'y

-σs)

混凝土

Ne=α1fcbx(h0-x/2)+α1fc(b'f-b)h'f(h0-框架柱

h'f/2)+

f'y

A's

(h0-

as')s

0 1

y

b

1σ=(x/h

-β

)f

/(ξ

-β

)矩形截面b'f=b；大偏壓σs=fy型鋼混凝土框架柱N≤α1fcbx+f'yA's+f'aA'sf

-σsAs-σaAaf+NawNe=α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's

(h0-

a's)+

f'aAsf'(h0-

a'a)+Mawσs=(x/h0-β1)fy

/(ξb-β1)σa=(x/h0-β1)fa

/(ξb-β1)五、截面計算0hsAsvyvt

0V

0.7

f

bh

1.25

f0hsAsvyvt

0V

1.75

f

bh

f

1svyvsAc

0h0

0.58

fatwhwV

0.08

f

bh

fa

w

wyvsAsv

h0c

0

0.58

f

t

hf

bh

f0.2

1.5V

sA1.75ftbh0

0.07N

fyv

sv

h01V

sa

w

wAsv

hyv0c

0

0.07

N

0.58

f

t

hf

bh

fV

0.2

1.5混凝土、型鋼混凝土構(gòu)件和砌體剪力墻承載能力極限狀態(tài)計算公式構(gòu)件類型

正截面承載力

斜截面承載力構(gòu)件類型正截面承載力斜截面承載力力墻偏心N≤α1fcbwx+

f'yA's

-σsAs

+Nsw混受壓Ne=α1fcbwx(hw0-x/2)凝土剪+

f'y

A's

(hw0-

as')+

Mswσs=(x/h0-β1)fy

/(ξb-β1)(抗震時承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)大偏心受拉Ne′=

f'y

A's

(hw0-

as')+

Msw(抗震時承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)混凝土連梁同框架梁非抗震：抗震、跨高比不大于2.5時上式乘0.9型鋼混凝土剪力墻N≤α1fcbwx+f'yA's+f'aA'sf

-σsAs-σaAa+NswNe=α1fcbwx(hw0-x/2)+f'yA's(hw0-a's)+f'aA'a(h0-a'a)

+Mswσs=(x/h0-β1)fy

/(ξb-β1)σa=(x/h0-β1)fa

/(ξb-β1)RE(抗震時承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γ

)配筋砌塊砌體剪力墻受壓：N≤φ0g(f

g

A+0.8f'yA's)g偏心受壓、偏心受拉用f

代替混凝剪力墻計算公式中的α1fc偏心受壓：偏心受拉時上式中的“+0.123N9”改為“-0.22N”；(抗震時承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)1w0shyhwt

w

w0whAA

fA

s

0.5

f

b

h

0.13NV

0.5

1w0yht w

w0wAsh

hA

s

0.5

f

b

h

0.13N

Aw

fV

0.5

b0shb t

b

b0

yh抗震、跨高比大于2.5：hsAV

0.7

f

b

h

fb0sht

b

b0

yhRE

bhsA

fV

1

0.42

f

b

hA非抗震：V

1r

c

0

0.05

f

bh

0.13N

Aw

0.5

yhhsAshw0

a

a

0.4

f

A

fh0Ashw

0.9

f

yhA

s1

A

0.6

fVgbh0

0.12NV

0.5

40構(gòu)件類型局部穩(wěn)定實腹式框架柱等截面契形截面同等截面 平面內(nèi)：同等截面鋼板剪力墻無加勁肋τ≤fv——有加勁肋τ≤αfvτ≤ατcr,P砌體墻柱的承載能力極限狀態(tài)計算公式構(gòu)件類型正截面承載力斜截面承載力局部受壓承載力穩(wěn)定驗算砌體承重墻（柱）N≤φfA——梁端局壓：ψN0+Nl≤ηγAl

f剛性墊塊：N0+Nl≤φγ1

f

Ab柔性墊梁：N0+Nl≤2.4

h0bbδ2

f高厚比：β=H0/hT≤μ1μ2[β]N

f'Ex

0

e1W

1

xr

N0

mx

M1N0平面外：xr

Ae0

fbr

e1y

e0N0

t

M1

A

Wl2

l1

l

2

100t

2

cr

123

93

2

cr,

P2

/421/

41ht23.5

2

D

D鋼柱、鋼板剪力墻承載能力極限狀態(tài)計算公式強度 整體穩(wěn)定按一般壓彎構(gòu)件41六、連接與構(gòu)造節(jié)點的計算內(nèi)容和主要構(gòu)造要求節(jié)點種類計算內(nèi)容主要構(gòu)造要求輕鋼豎放端板端板厚度（計算各區(qū)段板的受彎端板厚度不小于16mm；螺栓中門式承載力）；螺栓強度（計算剪力心至翼緣板表面的距離不小于平放端板剛架和拉力共同作用下的強度）；節(jié)點域抗剪強度；螺栓處腹板強度。35mm，端距不小于2倍螺栓孔徑，螺栓排距不小于3倍螺栓孔徑。斜放端板混凝等截面柱非抗震區(qū)一般不需計算。柱縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固；梁縱筋梁柱節(jié)點土框架在節(jié)點區(qū)的錨固；頂層邊節(jié)點梁上部縱筋與柱外側(cè)縱筋的搭接。變截面，≤1/6變截面，>1/6鉸接連接部位抗剪承載力梁翼緣與柱焊接時應(yīng)設(shè)置襯板和鋼框架剛接連接部位抗剪、抗彎承載力；節(jié)點域抗剪強度；柱水平加勁肋引弧板；梁腹板與柱的連接強度不小于腹板凈截面抗減強度的一半；柱水平加勁肋厚度一般為梁翼緣厚度的0.5~1，且不宜