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第4章框架結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第13章框架結(jié)構(gòu)第13章框架結(jié)構(gòu)第13章內(nèi)容要點(diǎn)多層框架結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求主要內(nèi)容:重點(diǎn):結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載反彎點(diǎn)法,D值法

多層與高層房屋之間沒有明確的界限,我國(guó)通常將10層及10層以下的房屋稱為多層房屋,10層以上的房屋稱為高層房屋。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),是指由鋼筋混凝土橫梁、縱梁和柱等構(gòu)件所組成的結(jié)構(gòu)。墻體不承重,內(nèi)、外墻只起分隔和圍護(hù)作用。第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

1結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)

框架結(jié)構(gòu)(framestructure)由梁、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成,如整幢房屋均采用這種結(jié)構(gòu)形式,則稱為框架結(jié)構(gòu)體系或框架結(jié)構(gòu)房屋??蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置和剖面示意圖框架結(jié)構(gòu)圖(a)平面圖;(b)Ⅰ-Ⅰ剖面圖第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

整體式框架也稱全現(xiàn)澆框架,其優(yōu)點(diǎn)是整體性好,建筑布置靈活,有利于抗震,但工程量大,模板耗費(fèi)多,工期長(zhǎng)。

裝配式框架的構(gòu)件全部為預(yù)制,在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝和連接。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約模板,縮短工期,有利于施工機(jī)械化。

裝配整體式框架是將預(yù)制梁、柱和板現(xiàn)場(chǎng)安裝就位后,在構(gòu)件連接處澆搗混凝土,使之形成整體。其優(yōu)點(diǎn)是,省去了預(yù)埋件,減少了用鋼量,整體性比裝配式提高,但節(jié)點(diǎn)施工復(fù)雜。按施工方法不同,框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置第13章框架結(jié)構(gòu)第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置(1)框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)在豎向荷載和水平荷載作用下,框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件將產(chǎn)生內(nèi)力和變形??蚣芙Y(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成:由水平力引起的樓層剪力,使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形,形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形us;由水平力引起的傾覆力矩,使框架柱產(chǎn)生軸向變形(一側(cè)柱拉伸,另一側(cè)柱壓縮),形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形ub。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時(shí),其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形,整體彎曲變形的影響很小。第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置(2)框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)建筑平面布置靈活,能獲得大空間(特別適用于商場(chǎng)、餐廳等),也可按需要做成小房間;建筑立面容易處理;結(jié)構(gòu)自重較輕;計(jì)算理論比較成熟;在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,水平荷載作用下側(cè)移較大,有時(shí)會(huì)影響正常使用;如果框架結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大,則水平荷載作用下的側(cè)移也較大,而且引起的傾覆作用也較嚴(yán)重。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制房屋的高度和高寬比。第14章框架結(jié)構(gòu)14.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2結(jié)構(gòu)布置(structuralconfiguration)

框架結(jié)構(gòu)布置主要是確定柱在平面上的排列方式(柱網(wǎng)布置)和選擇結(jié)構(gòu)承重方案,這些均必須滿足建筑平面及使用要求,同時(shí)也須使結(jié)構(gòu)受力合理,施工簡(jiǎn)單。民用建筑柱網(wǎng)布置結(jié)構(gòu)布置原則(1)結(jié)構(gòu)平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則和對(duì)稱。(2)建筑平面長(zhǎng)寬比不宜過(guò)大,L/B宜小于6。(3)結(jié)構(gòu)的豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù),避免剛度突變。(4)建筑物的高寬比不宜過(guò)大,H/B不宜大于5。(5)房屋的總長(zhǎng)度宜控制在最大伸縮縫間距以內(nèi),否則需設(shè)伸縮縫或采取其它措施,以防止溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)造成的危害。(6)在地基可能產(chǎn)生不均勻沉降的部位及有抗震設(shè)防要求的房屋,應(yīng)合理設(shè)置沉降縫和防震縫。第14章框架結(jié)構(gòu)14.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的承重方案

1)橫向框架承重。主梁沿房屋橫向布置,板和連系梁沿房屋縱向布置。

2)縱向框架承重。主梁沿房屋縱向布置,板和連系梁沿房屋橫向布置。

3)縱、橫向框架承重。房屋的縱、橫向都布置承重框架,樓蓋常采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋。第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

框架結(jié)構(gòu)的承重方案(a)橫向承重(b)縱向承重(c)縱、橫向承重(1)工業(yè)廠房一般采用6m柱距,跨度則隨柱網(wǎng)的布置方式不同分為內(nèi)廊式和跨度組合式,見圖12.3。廠房的層高一般根據(jù)車間的工藝設(shè)備、管道布置及通風(fēng)采光等因素決定。常用的底層層高有4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m和8.4m。(2)民用建筑民用建筑類型較多,功能要求各有不同,柱網(wǎng)及層高變化也較大,尺度一般較工業(yè)廠房為小。柱網(wǎng)和層高通常按300mm進(jìn)級(jí)。柱網(wǎng)尺寸及層高第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置圖12.3柱網(wǎng)的布置(a)內(nèi)廊式;(b)跨度組合式第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置變形縫分為伸縮縫和沉降縫,在地震設(shè)防區(qū)還需按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定設(shè)置防震縫。

伸縮縫是為了避免溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力使房屋產(chǎn)生過(guò)大伸縮變形或裂縫而設(shè)置的,伸縮縫僅將基礎(chǔ)以上的房屋分開。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距如表12.1。

沉降縫是為了避免地基不均勻沉降在房屋構(gòu)件中產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的,沉降縫必須將房屋連同基礎(chǔ)一起分開。

防震縫應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差情況,留有足夠的寬度,其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開。

變形縫的設(shè)置第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置在建筑物的下列部位宜設(shè)置沉降縫:①土層變化較大處;②地基基礎(chǔ)處理方法不同處;③房屋在高度、重量、剛度有較大變化處;④建筑平面的轉(zhuǎn)折處;⑤新建部分與原有建筑的交界處。

沉降縫由于是從基礎(chǔ)斷開,縫兩側(cè)相鄰框架的距離可能較大,給使用帶來(lái)不便,此時(shí)可利用挑梁或擱置預(yù)制梁、板的方法進(jìn)行建筑上的閉合處理,見圖12.4。第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置表13.1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距(m)環(huán)境條件框架類別室內(nèi)或土中露天裝配式7550現(xiàn)澆式5535圖13.4沉降縫做法(a)設(shè)挑梁(板);(b)設(shè)預(yù)制板(梁)第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置防震縫

高層鋼筋混凝土房屋宜避免采用本規(guī)范第3.4節(jié)規(guī)定的不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)方案,不設(shè)防震縫;當(dāng)需要設(shè)置防震縫時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:

1、防震縫最小寬度應(yīng)符合下列要求:

1)框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度,當(dāng)高度不超過(guò)15m時(shí)可采用70mm;超過(guò)15m時(shí),6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm。

2)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的70%,抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的50%;且均不宜小于70mm。

3)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí),宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。

第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置2、抗撞墻

8、9度框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí),可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻,每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應(yīng)少于兩道,宜分別對(duì)稱布置,墻肢長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距,框架和抗撞墻的內(nèi)力應(yīng)按設(shè)置和不設(shè)置抗撞墻兩種情況分別進(jìn)行分析,并按不利情況取值。防震縫兩側(cè)抗撞墻的端柱和框架的邊柱,箍筋應(yīng)沿房屋全高加密

當(dāng)設(shè)置伸縮縫和沉降縫時(shí),其寬度應(yīng)符合防震縫的要求。第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置1、框架按支承樓板方式,可分為橫向承重框架、縱向承重框架和雙向承重框架。但是就抗風(fēng)荷載和地震作用而言,無(wú)論橫向承重還是縱向承重,框架都是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。2、框架結(jié)構(gòu)由梁、柱構(gòu)成,構(gòu)件截面較小,結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低,在地震中容易產(chǎn)生震害。因此,框架結(jié)構(gòu)應(yīng)在縱、橫兩個(gè)方向或多個(gè)斜交方向都布置為框架,不得采用橫向?yàn)榭蚣?、縱向?yàn)殂q接排架的結(jié)構(gòu)體系,也不得采用某一斜交方向?yàn)殂q接排架的結(jié)構(gòu)體系。第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置3、框架沿高度方向各層平面柱網(wǎng)尺寸宜相同;不宜抽柱或抽梁,使傳力途徑突然變化。柱子截面變化時(shí),盡可能使軸線不變,或上下僅有較小的偏心。當(dāng)某樓層高度不等形成錯(cuò)層時(shí),或上部樓層某些框架柱取消形成不規(guī)則框架時(shí),應(yīng)視不規(guī)則程度采取措施加強(qiáng)樓層,如加厚樓板、增加邊梁配筋。4、柱截面變化,不宜位于同一樓層。在同一結(jié)構(gòu)單元,宜避免由于錯(cuò)層形成短柱。局部突出屋頂?shù)乃遣灰瞬贾迷诜课荻瞬?,且不?yīng)做成磚混結(jié)構(gòu),可將框架柱延伸上去或做鋼木輕型結(jié)構(gòu),以防鞭端效應(yīng)造成結(jié)構(gòu)破壞。第13章框架結(jié)構(gòu)5、一般框架結(jié)構(gòu)均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土,設(shè)防烈度為6~8度時(shí),可采用裝配式樓蓋,板與梁應(yīng)有可靠連接,板面應(yīng)有現(xiàn)澆配筋面層。6、樓電梯間不宜設(shè)在結(jié)構(gòu)單元的兩端及拐角處,因?yàn)閱卧遣颗まD(zhuǎn)應(yīng)力大,受力復(fù)雜,容易造成破壞。電梯筒非對(duì)稱布置時(shí),應(yīng)考慮其不利作用,必要時(shí)可采取措施,減小電梯筒的剛度。第13章框架結(jié)構(gòu)框架梁、柱軸線宜在同一平面內(nèi),盡量避免梁置柱的一側(cè),更不得將梁跨出柱截面之外。梁、柱、軸線偏心距e不宜大于柱截面相應(yīng)邊長(zhǎng)的1/4。偏心距過(guò)大,在地震作用下將導(dǎo)致梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)受剪面積不足,并對(duì)柱帶來(lái)不利的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。7、防止產(chǎn)生過(guò)大的偏心彎矩和柱子的扭轉(zhuǎn)梁、柱偏心的影響第13章框架結(jié)構(gòu)第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置梁端水平加腋處平面圖如偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí),可增設(shè)梁的水平加腋。試驗(yàn)表明,此法能明顯改善梁柱節(jié)承受反復(fù)荷載的性能。

bx/lx≤1/2,bx/bb≤2/3,bb+bx+x≥bc/2梁水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜滿足下列要求:第13章框架結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置

梁水平加腋后,改善了梁柱節(jié)點(diǎn)的受力性能,故節(jié)點(diǎn)有效寬度bj宜按下列規(guī)定取值:當(dāng)x=0時(shí),bj按下式計(jì)算:

當(dāng)x≠0時(shí),bj取下列二式計(jì)算的較大值:

且應(yīng)滿足bj≤bb+0.5hc,其中hc為柱截面高度。bj≤bb+bx

bj≤bb+bx+x

bj≤bb+2x8、在比較復(fù)雜平面中,框架梁的布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)造盡量簡(jiǎn)單。盡量使框架梁直接伸入框架柱內(nèi),避免“梁搭梁”的做法。因?yàn)閮闪合嘟?,?huì)使梁中產(chǎn)生很大的剪力和扭矩,受力復(fù)雜,鋼筋錨固較為困難。在框架布置時(shí),盡量避免五梁在1柱交匯,因?yàn)榱旱亩瞬控?fù)鋼筋很多,五梁交匯后主筋通過(guò)和錨固都十分困難。第13章框架結(jié)構(gòu)9、填充墻在平面和豎向的布置宜均勻?qū)ΨQ,一、二級(jí)抗震的框架,宜采用輕質(zhì)填充墻,或與框架柔性連接的墻板;二級(jí)且層數(shù)不超過(guò)五層、三級(jí)且層數(shù)不超過(guò)八層、四級(jí)框架等情況才可考慮粘土磚填充墻的抗側(cè)力作用,但粘土磚填充墻應(yīng)符合下列要求:避免形成上、下層剛度變化過(guò)大;

避免形成短柱減少因抗側(cè)剛度偏心所造成的扭轉(zhuǎn)??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),填充墻及隔墻應(yīng)注意與框架及樓板拉結(jié),并注意填充墻及隔墻自身的穩(wěn)定性;第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.1計(jì)算簡(jiǎn)圖

1、基本假定1)結(jié)構(gòu)分析的彈性靜力假定高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移均按彈性體靜力學(xué)方法計(jì)算,一般情況下不考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)所引起的內(nèi)力重分布。2)平面結(jié)構(gòu)假定在正交布置情況下,可以認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān),垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力,如圖所示。第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與水平位移的近似計(jì)算方法平面結(jié)構(gòu)假定計(jì)算圖形

(a)平面結(jié)構(gòu)(b)y方向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(c)x方向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)當(dāng)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)與主軸斜交時(shí),簡(jiǎn)化計(jì)算中,可將抗側(cè)力構(gòu)件的抗側(cè)剛度轉(zhuǎn)換到主軸方向上再進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu),又可進(jìn)一步適當(dāng)簡(jiǎn)化:當(dāng)斜交構(gòu)件之間的角度不超過(guò)15°時(shí),可視為一個(gè)軸線;當(dāng)兩個(gè)軸線相距不大(如小于300mm~500mm),考慮到樓板的共同工作,可視為在同一軸線。第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與水平位移的近似計(jì)算方法3)樓板在自身平面內(nèi)剛性假定樓板常假定在自身平面內(nèi)的剛度為無(wú)限大。這一假定的依據(jù)是,建筑的進(jìn)深較大,框架相距較近;樓板可視為水平放置的深梁,在水平平面內(nèi)有很大的剛度,并可按樓板在平面內(nèi)不變形的剛性隔板考慮。建筑在水平荷載作用下產(chǎn)生側(cè)移時(shí),樓板只有剛性位移-平移和轉(zhuǎn)動(dòng),而不必考慮樓板的變形。不考慮結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí),在同一標(biāo)高處所有抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的水平位移都相等。對(duì)于有扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),各個(gè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的位移,都可按樓板的三個(gè)獨(dú)立位移分量x、y、θ來(lái)計(jì)算,使計(jì)算簡(jiǎn)化。相應(yīng)的構(gòu)造措施,加強(qiáng)樓板剛度,使其剛性樓板位移假定成立。當(dāng)樓面有大的開洞或缺口、剛度受到削弱,樓板平面有較長(zhǎng)的外伸段等情況時(shí),應(yīng)考慮樓板變形對(duì)內(nèi)力與位移的影響,對(duì)簡(jiǎn)化計(jì)算的結(jié)果給予修正。

第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與水平位移的近似計(jì)算方法4).水平荷載按位移協(xié)調(diào)原則分配將空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)后,整體結(jié)構(gòu)上的水平荷載應(yīng)接位移協(xié)調(diào)原則,分配到各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上。當(dāng)結(jié)構(gòu)只有平移而無(wú)扭轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí),根據(jù)剛性樓板的假定。在同一標(biāo)高處的所有抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的水平位移都相等。為此,對(duì)于框架結(jié)構(gòu)中各柱的水平力,按各柱的抗側(cè)剛度D值的比例分配。第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與水平位移的近似計(jì)算方法第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載13.2.2計(jì)算單元

框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型1)豎向荷載:橫向框架、豎向框架2)水平荷載:該方向框架,垂直向框架不受力。第143章框架結(jié)構(gòu)第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖中,梁、柱用其軸線表示,梁與柱之間的連接用節(jié)點(diǎn)(beam-columnjoints)表示,1)梁的跨度:框架軸線之間距離;2)柱的高度:

一般樓層層:層高;底層:從基礎(chǔ)頂面算起至二層樓板頂面,當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的地下室;且地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍時(shí),可取至地下室結(jié)構(gòu)的頂板處。3)跨度差<10%,視作等跨;4)屋面斜梁或折線形橫梁,傾斜度不超過(guò)1/8,視作水平。對(duì)于梁、柱、板均為現(xiàn)澆的情況,梁截面的形心線可近似取至板底。13.2.3.計(jì)算長(zhǎng)度第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載框架柱的截面尺寸沿房屋高度變化時(shí):1.當(dāng)上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍與下層柱的形心軸重合時(shí),其計(jì)算簡(jiǎn)圖與各層柱截面不變時(shí)的相同。2.當(dāng)上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時(shí),一般采取近似方法,即將頂層柱的形心線作為整個(gè)柱子的軸線,但是必須注意,在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析中,各層梁的計(jì)算跨度及線剛度仍應(yīng)按實(shí)際情況?。?.考慮上、下層柱軸線不重合,由上層柱傳來(lái)的軸力在變截面處所產(chǎn)生的力矩。此力矩應(yīng)視為外荷載,與其他豎向荷載一起進(jìn)行框架內(nèi)力分析。第13章框架結(jié)構(gòu)14.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載變截面柱框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載13.2.4梁、柱截面尺寸

框架梁、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設(shè)計(jì)時(shí),通常由經(jīng)驗(yàn)或估算先選定截面尺寸,以后進(jìn)行承載力、變形等驗(yàn)算,檢查所選尺寸是否合適。

1)

梁截面尺寸確定1.按經(jīng)驗(yàn)框架梁:hb可根據(jù)梁的計(jì)算跨度lb、活荷載大等,按hb=(1/18~1/10)lb確定。為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞,hb不宜大于1/4凈跨。

bb=(1/3~1/2)hb,且不宜小于200mm。為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定性,梁截面的高寬比(hb/bb)不宜大于4。連系梁:hb=(1/12~1/15)L2.估算:全部荷載0.6~0.8,按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行抗彎、抗剪計(jì)算。第13章框架結(jié)構(gòu)為了降低樓層高度,可將梁設(shè)計(jì)成寬度較大而高度較小的扁梁,扁梁的截面高度可按(1/18~1/15)lb估算。扁梁的截面寬度b(肋寬)與其高度h的比值b/h不宜超過(guò)3。

加腋梁13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載框架連系梁截面形式框架橫梁截面形式2)梁截面慣性矩在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算中,與梁一起現(xiàn)澆的樓板可作為框架梁的翼緣,每一側(cè)翼緣的有效寬度可取至板厚的6倍;裝配整體式樓面視其整體性可取等于或小于6倍;無(wú)現(xiàn)澆面層的裝配式樓面,樓板的作用不予考慮。設(shè)計(jì)中,為簡(jiǎn)化計(jì)算,也可按下式近似確定梁截面慣性矩I:梁部位樓板邊框架梁中框架梁預(yù)制樓板I=1.2I0I=1.5I0現(xiàn)澆樓板I=1.5I0I=2.0I0框架結(jié)構(gòu)的剛度取值第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載13.2.5

柱截面尺寸

1.柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗(yàn)確定,

2.根據(jù)其所受軸力按軸心受壓構(gòu)件估算,再乘以適當(dāng)?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。即

式中Ac為柱截面面積;N為柱所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值;Nv為根據(jù)柱支承的樓面面積計(jì)算由重力荷載產(chǎn)生的軸向力值;1.25為重力荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)平均值;重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)實(shí)際荷載取值,也可近似按(12~14)kN/m2計(jì)算;fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

Ac≥(1.1~1.2)N/

fc

N=1.25Nv第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載3.考慮軸壓比限制值:4.抗震構(gòu)造要求:框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm,圓柱截面直經(jīng)不宜小于350mm,柱截面高寬比不宜大于3。為避免柱產(chǎn)生剪切破壞,柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2。第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載裝配式框架的鉸節(jié)點(diǎn)框架柱與基礎(chǔ)的連接第13章框架結(jié)構(gòu)13.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載框架結(jié)構(gòu)上的荷載1.豎向荷載包括恒載和樓(屋)面活荷載、樓層使用活荷載、雪荷載及施工活荷載等,2.水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。1)樓面活荷載的折減住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)25m2時(shí),應(yīng)取0.9;其他當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)50m2時(shí)應(yīng)取0.9在設(shè)計(jì)住宅、宿舍、旅館、辦公樓等多層建筑的墻、柱和基礎(chǔ)時(shí),由于樓面活荷載在所有各層同時(shí)滿載的可能性很小,所以作用于樓面上的使用活荷載應(yīng)乘以表所規(guī)定的折減系數(shù)。樓面活荷載折減系數(shù)墻、柱、基礎(chǔ)計(jì)算截面以上的樓層數(shù)12~34~56~89~20>20計(jì)算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)1.00(0.90)0.850.700.650.600.55第13章框架結(jié)構(gòu)2)

風(fēng)荷載與單層工業(yè)廠房類似,作用在多層房屋外墻表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk可按下式計(jì)算:

wk=βzμsμzw03)水平地震作用1、高度不超過(guò)40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法。2、除1款外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜法。3、特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和表5.1.2-1所列高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。第13章框架結(jié)構(gòu)第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.2豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算在豎向荷載(verticalload)作用下,多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用力法、位移法等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。工程設(shè)計(jì)中,如采用手算,可采用如下近似方法計(jì)算。分層法、彎矩二次分配法迭代法、系數(shù)法第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.2豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算分層法

多層多跨框結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,用位移法或力法等精確方法計(jì)算的結(jié)果表明,框架的側(cè)移是極小的,而且作用在某層橫梁的影響也很小。1.計(jì)算假定:(1)不考慮框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移對(duì)其內(nèi)力的影響;(2)每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及其上、下柱的內(nèi)力產(chǎn)生影響,對(duì)其他各層梁、柱內(nèi)力的影響可忽略不計(jì)。應(yīng)當(dāng)指出,上述假定中所指的內(nèi)力不包括柱軸力,因?yàn)槟硨恿荷系暮奢d對(duì)下部各層柱的軸力均有較大影響,不能忽略。第13章框架結(jié)構(gòu)

豎向荷載作用下分層計(jì)算示意圖13.2.2豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算2.計(jì)算步驟

(1)畫出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖,并標(biāo)明荷載及軸線尺寸;

(2)按規(guī)定計(jì)算梁、柱的線剛度和相對(duì)線剛度,除底層柱外,其余各層柱的線剛度遍乘0.9的折減系數(shù);底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取1/2,其他各層柱的傳遞系數(shù)改用1/3。

(3)用彎矩分配法自上而下分層計(jì)算各計(jì)算單元的桿端彎矩;

(4)疊加柱端彎矩,得出最后桿端彎矩。如節(jié)點(diǎn)彎矩不平衡值較大,可在節(jié)點(diǎn)重新分配一次。

(5)根據(jù)靜力平衡條件繪出框架的內(nèi)力圖。第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.2豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算【例12.1】圖12.11所示一個(gè)兩層兩跨框架,用分層法作框架的彎矩圖,括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示每根桿線剛度的相對(duì)值。【解】將第二層各柱線剛度遍乘0.9,分為兩層計(jì)算,各層計(jì)算單元如圖12.12和圖12.13所示。用彎矩分配法計(jì)算各桿端的彎矩,其計(jì)算過(guò)程見圖12.14。最后將圖12.14中的各桿端彎矩疊加并繪彎矩圖如圖12.15所示。圖12.11例12.1計(jì)算簡(jiǎn)圖圖12.12例12.1二層計(jì)算單元圖12.13例12.1底層計(jì)算單元圖12.14圖12.15

M圖(單位:kN·m)第13章框架結(jié)構(gòu)

彎矩二次分配法計(jì)算步驟:(1)根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配系數(shù),并計(jì)算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩。(2)計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩,并對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行第一次分配(其間不進(jìn)行彎矩傳遞)。(3)將所有桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳遞(對(duì)于剛接框架,傳遞系數(shù)均取1/2)。(4)將各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配,使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。至此,整個(gè)彎矩分配和傳遞過(guò)程即告結(jié)束。(5)將各桿端的固端彎矩(fixed-endmoment)、分配彎矩和傳遞彎矩疊加,即得各桿端彎矩。13.2.2豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的近似計(jì)算第13章框架結(jié)構(gòu)水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算,常用的近似算法有:反彎點(diǎn)法、D值法、迭代法、門架法、13.2.3水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算多層多跨框架所受水平荷載主要是風(fēng)荷載及水平地震作用。一般可簡(jiǎn)化為作用在框架節(jié)點(diǎn)上的集中荷載。彎矩圖的特點(diǎn)是,各桿的彎矩圖都是直線形,每桿都有一個(gè)零彎矩點(diǎn),稱為反彎點(diǎn)??蚣茉谒胶奢d作用下的變形情況如圖所示。忽略梁的軸向變形,同層節(jié)點(diǎn)側(cè)向位移相等。水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的受力及變形特點(diǎn)

(1)在進(jìn)行各柱間的剪力分配時(shí),假定梁與柱的線剛度之比為無(wú)窮大,即各柱上下兩端的轉(zhuǎn)角為零;

(2)在確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí),假定除底層柱以外的各層柱,受力后上下兩端將產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)角。

水平荷載下的框架彎矩圖和變形1.反彎點(diǎn)法基本假定(1)反彎點(diǎn)高度的確定反彎點(diǎn)高度為反彎點(diǎn)至該層柱下端的距離。對(duì)于上層各柱,根據(jù)假定(2),各柱的上下端轉(zhuǎn)角相等,此時(shí)柱上下端彎矩也相等,因而反彎點(diǎn)在柱中央。對(duì)于底層柱,當(dāng)柱腳為固定時(shí),柱下端轉(zhuǎn)角為零,上端彎矩比下端彎矩小,反彎點(diǎn)偏離中央而向上移動(dòng),通常假定y=2h/3。

反彎點(diǎn)法的基本計(jì)算步驟內(nèi)容(2)側(cè)移剛度d的確定側(cè)移剛度d表示柱上下兩端固定有單位側(cè)移時(shí)在柱中產(chǎn)生的剪力。根據(jù)假定(1),梁柱線剛度之比無(wú)窮大,則各柱端轉(zhuǎn)角為零,由結(jié)構(gòu)力學(xué)的兩端無(wú)轉(zhuǎn)角但有單位水平位移時(shí)桿件的桿端剪力方程,柱的側(cè)移剛度d可寫成:(3)同層各柱剪力的確定

設(shè)同層各柱剪力為V1、V2、…、Vj、…,根據(jù)層剪力平衡,有:

V1+V2+…+Vj+…=∑P

可得:

于是有(4)柱端彎矩的確定

根據(jù)各柱分配的剪力及反彎點(diǎn)位置,可確定柱端彎矩。

底層柱上端Mj上=Vj×hj/3下端Mj下=Vj×2hj/3

其它層柱上下端Mj上=Mj下=Vj×hj/2(4)梁端彎矩的確定

柱端彎矩確定以后,根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件可確定梁的彎矩。

對(duì)于邊柱節(jié)點(diǎn):

Mb=Mc1+Mc2

對(duì)于中柱節(jié)點(diǎn):

Mb1=ib1/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2)

Mb2=ib2/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2)13.2.4D值法

反彎點(diǎn)法是梁柱線剛度比大于3時(shí),假定節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零的一種近似計(jì)算方法。提出了修正框架柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法,稱為“改進(jìn)反彎點(diǎn)法”或“D值法”(D值法的名稱是由于修正后的柱側(cè)移剛度用D表示)。

D值法計(jì)算簡(jiǎn)便,精度又比反彎點(diǎn)法高。

第13章框架結(jié)構(gòu)(1)層間剪力在各柱間的分配該式即為層間剪力Vi在各柱間的分配公式,它適用于整個(gè)框架結(jié)構(gòu)同層各柱之間的剪力分配??梢姡扛峙涞降募袅χ蹬c其側(cè)向剛度成比例。13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算(2)修正后框架柱的側(cè)向剛度——D值:

一般規(guī)則框架中的柱由節(jié)點(diǎn)A的平衡條件,=0,得由結(jié)構(gòu)力學(xué)的轉(zhuǎn)角位移方程,得第13章框架結(jié)構(gòu)稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù),它反映了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)降低了柱的側(cè)向剛度,而節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的大小則取決于梁對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束程度。,這表明梁線剛度越大,對(duì)節(jié)點(diǎn)的約束能力越強(qiáng),節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)越小,柱的側(cè)向剛度越大。現(xiàn)討論底層柱的D值。

同理,當(dāng)?shù)讓又南露藶殂q接時(shí),可得

13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算

底層柱D值計(jì)算圖式第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算當(dāng)橫梁線剛度與柱的線剛度之比不很大時(shí),柱的兩端轉(zhuǎn)角相差較大,尤其是最上層和最下幾層,其反彎點(diǎn)并不在柱的中央,它取決于柱上下兩端轉(zhuǎn)角:當(dāng)上端轉(zhuǎn)角大于下端轉(zhuǎn)角時(shí),反彎點(diǎn)移向柱上端,即偏向約束剛度較小的一端;反之,則移向柱下端。各層柱反彎點(diǎn)高度可統(tǒng)一按下式計(jì)算:

yh=(y0+y1+y2+y3)hy0表示標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比;y1表示上、下層橫梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值;y2、y3表示上、下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。(3).柱的反彎點(diǎn)高度1)標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0

標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比y0主要是規(guī)則框架考慮梁柱線剛度比及結(jié)構(gòu)層數(shù)和樓層位置的影響,它可根據(jù)梁柱相對(duì)線剛度比(表14.3)、框架總層數(shù)n、該柱所在層數(shù)j、荷載作用形式由附表11.1查得。

標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)位置簡(jiǎn)化求解2)上下層橫梁線剛度不同時(shí)的修正值y1

當(dāng)某層柱的上梁與下梁剛度不同,則柱上下端轉(zhuǎn)角不同,反彎點(diǎn)位置有變化,修正值為y1。。根據(jù)α1和K值由表10.3查得y1

第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算(3)上下層層高變化時(shí)的修正值y2、y3

當(dāng)柱所在樓層的上下樓層層高有變化時(shí),反彎點(diǎn)也將偏移標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)位置。令上層層高h(yuǎn)上與本層層高h(yuǎn)之比為α2,即α2=h上/h。由α2和K從表10.4查得修正值y2。對(duì)頂層柱不考慮修正值y2,對(duì)底層柱不考慮修正值y3。第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算第13章框架結(jié)構(gòu)柱高不等及有夾層的柱

不等高柱

夾層柱13.2.4水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算第13章框架結(jié)構(gòu)13.2.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計(jì)算

水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移(lateraldisplacement)如圖所示,它可以看作由梁、柱彎曲變形(flexuraldeformation)引起的側(cè)移和由柱軸向變形(axialdeformation)引起的側(cè)移的疊加。前者是由水平荷載產(chǎn)生的層間剪力引起的,后者主要是由水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩引起的。13.2.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計(jì)算框架的側(cè)移包括兩部分:

(1)頂層最大位移,若過(guò)大會(huì)影響正常使用;

(2)層間相對(duì)側(cè)移,過(guò)大會(huì)使填充墻出現(xiàn)裂縫。因而必須對(duì)這兩部分側(cè)移加以限制。在水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)層間相對(duì)側(cè)移Δu的限值要求是:

(1)高度不大于150m的框架結(jié)構(gòu)Δu≤h/550

(2)

高度等于或大于250m的框架結(jié)構(gòu)Δu≤h/500

(3)

高度在150~250m之間的框架結(jié)構(gòu)按Δu≤h/550-Δu≤h/500線形插入第13章框架結(jié)構(gòu)

框架剪切變形(1)梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移

13.2.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計(jì)算

側(cè)移剛度的物理意義是柱兩端產(chǎn)生單位層間側(cè)移所需的層剪力。當(dāng)已知框架結(jié)構(gòu)某一層所有柱的側(cè)移剛度D值和層剪力后,按照側(cè)移剛度的定義,可得第j層框架的層間相對(duì)側(cè)移Δuj應(yīng)為

框架頂點(diǎn)的總側(cè)移Δ應(yīng)為各層層間相對(duì)側(cè)移之和,即用D值法計(jì)算框架的側(cè)移第13章框架結(jié)構(gòu)(2)柱軸向變形引起的側(cè)移

框架彎曲變形13.2.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計(jì)算在層數(shù)不多的框架中,柱軸向變形引起的側(cè)移很小,常常可以忽略。第13章框架結(jié)構(gòu)(3)框架結(jié)構(gòu)的水平位移控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過(guò)小,水平位移過(guò)大,將影響正常使用;側(cè)向剛度過(guò)大,水平位移過(guò)小,雖滿足使用要求,但不滿足經(jīng)濟(jì)性要求。因此,框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜合適,一般以使結(jié)構(gòu)滿足層間位移限值為宜。我國(guó)《高層規(guī)程》規(guī)定,按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比Δu/h宜小于其限值[Δu/h],即:

[Δu/h]表示層間位移角限值,對(duì)框架結(jié)構(gòu)取1/550;h為層高。由于變形驗(yàn)算屬正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算,所以計(jì)算Δu時(shí),各作用分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)采用1.0,混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛度可采用彈性剛度。另外,樓層層間最大位移Δu以樓層最大的水平位移差計(jì)算,不扣除整體彎曲變形。Δu/h≤[Δu/h]13.2.5框架結(jié)構(gòu)側(cè)移的近似計(jì)算第13章框架結(jié)構(gòu)梁端的控制截面13.3多層框架內(nèi)力組合(1).控制截面:柱:上、下端截面梁:支座邊緣截面、跨中截面

——分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù),當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)應(yīng)分別取0.7和0.0;當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)應(yīng)分別取1.0和0.6或0.7和1.0。

《荷載規(guī)范》規(guī)定:對(duì)于一般框架、排架結(jié)構(gòu),可以采用簡(jiǎn)化規(guī)則,按下列組合值取不利值確定。可變荷載起控制作用時(shí):

(1)1.2SGik+1.4SQ1k;(2)1.2SGik+0.9∑1.2×SQik

永久荷載起控制作用時(shí):1.35SGik+1.2∑ψciSQikψci-第i活荷載組合值系數(shù),風(fēng)荷載為0.6,其它0.7第13章框架結(jié)構(gòu)對(duì)于高層框架結(jié)構(gòu),荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定:(2)荷載效應(yīng)組合(loadeffectcombination)

13.3多層框架內(nèi)力組合第13章框架結(jié)構(gòu)13.3多層框架內(nèi)力組合(3)最不利內(nèi)力框架梁:

1)梁端:+Mmax、-Mmax、Vmax2)跨中:+Mmax框架柱控制截面最不利內(nèi)力組合一般有以下幾種:

1)|M|max及相應(yīng)的N和V;

2)|N|max及相應(yīng)的M和V;

3)Nmin及相應(yīng)的M和V;

4)|V|max及相應(yīng)的N。這四組內(nèi)力組合的前三組用來(lái)計(jì)算柱正截面受壓承載力,以確定縱向受力鋼筋數(shù)量;第四組用以計(jì)算斜截面受剪承載力,以確定箍筋數(shù)量。(4)、豎向活荷載的最不利位置1)分跨計(jì)算組合法:跨數(shù)×層數(shù),屋面活荷載滿布;2)最不利荷載位置法:影響線理論;3)分層組合法:以分層法為基礎(chǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)化;4)滿布荷載法:樓面活荷載≤5kN/m2,跨中彎矩乘(1.1~1.2)增大。第13章框架結(jié)構(gòu)13.3多層框架內(nèi)力組合第13章框架結(jié)構(gòu)框架桿件的變形曲線活荷載最不利荷載布置法

13.3多層框架內(nèi)力組合第13章框架結(jié)構(gòu)

13.3多層框架內(nèi)力組合

第13章框架結(jié)構(gòu)(1)框架梁

構(gòu)件設(shè)計(jì)

為了避免梁支座處抵抗負(fù)彎矩的鋼筋過(guò)分擁擠,以及在抗震結(jié)構(gòu)中形成梁鉸破壞機(jī)構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的延性,可以考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布,對(duì)豎向荷載作用下梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。對(duì)現(xiàn)澆框架梁,梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.8~0.9;對(duì)于裝配整體式框架梁,由于梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋焊接、錨固、接縫不密實(shí)等原因,受力后節(jié)點(diǎn)各桿件產(chǎn)生相對(duì)角變,其節(jié)點(diǎn)的整體性不如現(xiàn)澆框架,故其梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.7~0.8。13.3多層框架內(nèi)力組合第13章框架結(jié)構(gòu)

框架梁端截面負(fù)彎矩調(diào)幅后,梁跨中截面彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。截面設(shè)計(jì)時(shí),框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值的50%。應(yīng)先對(duì)豎向荷載作用下的框架梁彎矩進(jìn)行調(diào)幅,再與水平荷載產(chǎn)生的框架梁彎矩進(jìn)行組合。13.3荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計(jì)第13章框架結(jié)構(gòu)13.3荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計(jì)(2)框架柱柱截面最不利內(nèi)力的選取框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0柱的配筋計(jì)算中,需要確定柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,l0可按下列規(guī)定確定:

1)一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),各層柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0按《砼規(guī)范》7.3.11(2)取用。

2)當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上時(shí),框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0可按下列兩個(gè)公式計(jì)算,并取其中的較小值:

第13章框架結(jié)構(gòu)13.4框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求

框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求1框架梁(1).梁縱向鋼筋的構(gòu)造要求梁縱向受拉鋼筋的數(shù)量除按計(jì)算確定外,還必須考慮溫度、收縮應(yīng)力所需要的鋼筋數(shù)量,以防止梁發(fā)生脆性破壞和控制裂縫寬度。縱向受拉鋼筋的最小配筋百分率和最大配筋率要求。沿梁全長(zhǎng)頂面和底面應(yīng)至少各配置兩根縱向鋼筋,鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm。框架梁的縱向鋼筋不應(yīng)與箍筋、拉筋及預(yù)埋件等焊接。(2).梁箍筋的構(gòu)造要求

應(yīng)沿框架梁全長(zhǎng)設(shè)置箍筋。箍筋的直徑、間距及配筋率等要求與一般梁的相同,可參見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》[12]第6章中的有關(guān)內(nèi)容。第13章框架結(jié)構(gòu)2框架柱

柱箍筋形式示例13.4框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求第13章框架結(jié)構(gòu)3梁柱節(jié)點(diǎn)(beam-columnjoints)1)現(xiàn)澆梁柱節(jié)點(diǎn)梁柱節(jié)點(diǎn)處于剪壓復(fù)合受力狀態(tài),為保證節(jié)點(diǎn)具有足夠的受剪承載力,防止節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生剪切脆性破壞,必須在節(jié)點(diǎn)內(nèi)配置足夠數(shù)量的水平箍筋。

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