多层及高层建筑结构设计4.pptx

多层及高层砼建筑结构设计多层及高层砼建筑结构设计 第四章第四章 框架结构设计框架结构设计目录 绪论绪论 第一章第一章 高层建筑结构体系及布置高层建筑结构体系及布置第二章第二章 高层建筑结构上的作用高层建筑结构上的作用第三章第三章 计算原则及一般规定计算原则及一般规定第四章第四章 框架结构设计框架结构设计第五章第五章 剪力墙结构设计剪力墙结构设计第六章第六章 框架框架-剪力墙结构剪力墙结构第四章第四章 框架结构设计框架结构设计4.1 4.1 框架结构的布置框架结构的布置4.2 4.2 梁、柱截面尺寸的确定梁、柱截面尺寸的确定4.3 4.3 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算-分层法分层法4.4 4.4 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-反弯点法反弯点法4.5 4.5 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-D-D值法值法4.6 4.6 框架结构的侧移近似计算框架结构的侧移近似计算4.7 4.7 梁柱截面设计及构造梁柱截面设计及构造4.1 框架结构的布置框架结构的布置1 1应应沿建筑的沿建筑的两个主轴方向都应设置框架两个主轴方向都应设置框架。2 2抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。3.3.抗震的钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过抗震的钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过6 68m8m。过大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定困难。过大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定困难。4.4.框架梁、柱中心线宜重合。框架梁、柱中心线宜重合。6-86-8度度抗抗震震设设计计时时不不宜宜大大于于柱柱截截面面在在该该方方向向柱柱宽宽的的1/41/4，否否则则可可采取设梁的水平加腋等措施采取设梁的水平加腋等措施 5.5.框框架架结结构构按按抗抗震震设设计计时时，不不得得采采用用部部分分由由砌砌体体墙墙承承重重之之混合形式。（高规此条为强制性条文）混合形式。（高规此条为强制性条文）框框架架结结构构中中的的楼楼、电电梯梯及及局局部部突突出出屋屋顶顶的的电电梯梯机机房房、楼楼梯梯间间、水水箱箱间间等等，应应采采用用框框架架承承重重，不不应应采采用用砌砌体体墙墙承承重重。框框架架结结构构中中有有填填充充墙墙时时，填填充充墙墙在在平平面面和和竖竖向向的的布布置置，宜宜均均匀匀对对称称，一一、二二级级抗抗震震的的框框架架，宜宜采采用用轻轻质质填填充充墙墙，或或与与框框架架柔柔性性连连接接的的墙墙板板，粘粘土土砖砖填填充充墙墙应符合下列要求：应符合下列要求：避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱避免形成短柱 减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。抗抗震震设设计计时时，填填充充墙墙及及隔隔墙墙应应注注意意与与框框架架及及楼楼板板拉拉结结，并并注注意意填填充充墙墙及隔墙自身的稳定性；及隔墙自身的稳定性；小柱：支撑楼梯休息平小柱：支撑楼梯休息平台梁台梁短柱短柱 当柱高小于当柱高小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b50m）或高宽比较大（）或高宽比较大（H/B4）时考虑）时考虑.式中式中 底部剪力；底部剪力；B B框架的宽度，即边柱间距；框架的宽度，即边柱间距；框架底层柱的混凝土弹性模量；框架底层柱的混凝土弹性模量；框架底层边柱截面面积；框架底层边柱截面面积；位位移移系系数数，取取决决于于水水平平力力形形式式、顶顶层层柱柱与与底底层层柱柱的的轴轴向向刚刚度度比比，由由表表查查得得。表表中中 为为顶顶层层边边柱与底层边柱的轴向刚度比；柱与底层边柱的轴向刚度比；H H框架总高度。框架总高度。back 4.7 4.7 梁柱截面设计及构造梁柱截面设计及构造4.7.1 4.7.1 构件设计中的一些重要规定构件设计中的一些重要规定 1 1、框框架架结结构构的的简简化化手手算算方方法法分分析析内内力力和和位位移移，应应分分别别在在竖竖向向荷荷载载、风风荷荷载载或或地地震震作作用用下下单单独独进进行行计计算算，然然后后按按非非抗抗震震设设计计时时荷荷载载效效应应的的组组合合或或抗抗震震设设计计时时荷荷载载效效应应与与地地震震作作用用效效应应的组合。的组合。2 2、组组合合后后的的框框架架侧侧向向位位移移应应校校核核是是否否满满足足位位移移限限制制值值的的要要求求。如如果果已已满满足足，则则按按组组合合后后的的内内力力进进行行构构件件截截面面设设计计，不不满满足足时时，则则应应修修改改构构件件截截面面大大小小或或提提高高混混凝凝土土强强度度等等级级，然然后后再再进行内力和位移计算，直至侧向位移满足限制值。进行内力和位移计算，直至侧向位移满足限制值。3 3、风风荷荷载载及及水水平平地地震震作作用用时时，应应按按两两个个主主轴轴方方向向作作用用分分别别进进行行内内力力和和位位移移计计算算，每每个个方方向向水水平平力力必必须须考考虑虑正正、反反两两个个方方向向作用。作用。4 4、在在有有斜斜交交布布置置抗抗侧侧力力框框架架结结构构中中，当当沿沿斜斜交交方方向向作作用用的的水水平平力力可可能能使使斜斜交交抗抗侧侧力力框框架架的的内内力力比比主主轴轴方方向向水水平平力力产产生生的的内内力更大时，则应计算这斜向水平力作用下的内力。力更大时，则应计算这斜向水平力作用下的内力。5 5、内内力力组组合合后后的的取取用用值值，梁梁端端控控制制截截面面在在柱柱边边，柱柱端端控控制制截截面面在在梁梁底底及及梁梁顶顶。按按轴轴线线计计算算简简图图得得到到的的弯弯矩矩和和剪剪力力值值宜宜换换算算到到设设计计控控制制截截面面处处的的相相应应值值。为为了了简简便便设设计计，也也可可采采用用轴轴线线处的内力值，但是这将增大配筋量和结构的承载力。处的内力值，但是这将增大配筋量和结构的承载力。6 6、框框架架梁梁、柱柱构构件件截截面面应应分分别别按按正正截截面面承承载载力力计计算算和和斜斜截截面面承承载载力力计计算，并应按有关规定要求进行构造配筋。算，并应按有关规定要求进行构造配筋。7 7、有有抗抗震震设设防防的的框框架架角角柱柱，应应按按双双向向偏偏心心受受压压构构件件计计算算。抗抗震震等等级级为为一一、二、三、级时，角柱的内力设计值宜乘以增大系数。二、三、级时，角柱的内力设计值宜乘以增大系数。8 8、地地震震区区的的高高层层建建筑筑框框架架结结构构，要要求求强强柱柱弱弱梁梁、强强剪剪弱弱弯弯、强强底底层层柱柱根根，抗震等级为一、二、三级时，梁、柱内力设计值均应乘以提高系数。抗震等级为一、二、三级时，梁、柱内力设计值均应乘以提高系数。9 9、框框架架梁梁、柱柱节节点点，应应设设计计成成强强节节点点，使使节节点点区区在在地地震震作作用用下下能能基基本本处处于于弹弹性性状状态态，避避免免出出现现脆脆性性破破坏坏。抗抗震震等等级级为为一一、二二级级时时，节节点点应应进进行受剪承载力的验算。行受剪承载力的验算。框架梁、柱节点区，必须配置箍筋，并保证梁的纵向钢筋锚固。框架梁、柱节点区，必须配置箍筋，并保证梁的纵向钢筋锚固。4.7.2 4.7.2 框架梁柱构造要求框架梁柱构造要求1 1、抗震框架梁纵向钢筋构造、抗震框架梁纵向钢筋构造2 2、抗震框架梁箍筋构造、抗震框架梁箍筋构造抗震等级抗震等级箍筋加密区长度箍筋加密区长度箍筋最大间距箍筋最大间距箍筋最小直径箍筋最小直径一级一级2h2h或或500mm500mm两者两者中的最大值中的最大值纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的6 6倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或100mm100mm三者中的最小值三者中的最小值1010二级二级1.5h1.5h或或500mm500mm两两者中的最大值者中的最大值纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的8 8倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或100mm100mm三者中的最小值三者中的最小值88三级三级纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的8 8倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或150mm150mm三者中的最小值三者中的最小值88四级四级纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的8 8倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或150mm150mm三者中的最小值三者中的最小值66 （1 1）梁端箍筋加密区的构造要求）梁端箍筋加密区的构造要求(2)2)、第一个箍筋第一个箍筋应设置在距构件节点边缘应设置在距构件节点边缘不大于不大于50mm50mm处；处；(3)(3)、梁梁箍箍筋筋加加密密区区长长度度内内的的箍箍筋筋肢肢距距；一一级级抗抗震震等等级级不不宜宜大大于于200mm200mm及及2020倍倍箍箍筋筋直直径径的的较较大大值值；二二、三三级级抗抗震震等等级级不不宜宜大大于于250mm250mm及及2020倍倍箍箍筋筋直直径径较较大大值值，四四级级抗抗震震等等级级不不宜宜大大于于300mm;300mm;两种破坏形式两种破坏形式弱柱型（柱铰机制）弱柱型（柱铰机制）弱梁型（梁铰机制）弱梁型（梁铰机制）为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能力为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能力要大于梁的抗弯能力。要大于梁的抗弯能力。强柱弱梁3 3、抗抗震震设设计计时时，一一、二二、三三级级框框架架的的梁梁、柱柱节节点点处处，除除顶顶层层和和柱柱轴轴压压比比小小于于0.150.15者者外外，柱柱端端考考虑虑地地震震作作用用的的组组合合弯弯矩矩值值应应按下列规定予以调整：按下列规定予以调整：一级抗震等级一级抗震等级 二级抗震等级二级抗震等级 三级抗震等级三级抗震等级式中：式中：节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向组节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和。合弯矩设计值之和。节点左、右梁端面逆时针或顺时针方向组合节点左、右梁端面逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和。弯矩设计值之和。4 4、柱纵向受力钢筋的连接法，应遵守下列规定：、柱纵向受力钢筋的连接法，应遵守下列规定：(1)(1)框框架架柱柱：一一、二二级级抗抗震震等等级级及及三三级级抗抗震震等等级级的的底底层层，宜宜采采用用机机械械接接头头，三三级级抗抗震震等等级级的的其其他他部部位位和和四四级级抗抗震震等等级级，可可采采用搭接或焊接接头；用搭接或焊接接头；(2)(2)位于同一连接区段内的受力钢筋接头面积率不宜超过位于同一连接区段内的受力钢筋接头面积率不宜超过50%50%。(3)(3)当当接接头头位位置置无无法法避避开开梁梁端端、柱柱端端箍箍筋筋加加密密区区时时，应应采采用用机机械连接接头，且钢筋接头面积率不应超过械连接接头，且钢筋接头面积率不应超过50%50%；5 5、抗震设计时，柱箍筋应在下列范围内加密：、抗震设计时，柱箍筋应在下列范围内加密：(1)(1)二二层层及及二二层层以以上上的的柱柱两两端端应应取取矩矩形形截截面面柱柱之之长长边边尺尺寸寸(或或圆圆形形截截面面柱柱之之直直径径)、柱柱净净高高之之1/61/6和和500mm500mm三三者者之之最最大大值值范范围围内；内；(2)(2)底层柱刚性地面以上、下各底层柱刚性地面以上、下各500mm500mm的范围内；的范围内；(3)(3)底层柱柱根以上底层柱柱根以上1/31/3柱净高的范围内；柱净高的范围内；(4)(4)剪剪跨跨比比不不大大于于2 2的的柱柱和和因因填填充充墙墙等等形形成成的的柱柱净净高高与与截截面面高高度之比不大于度之比不大于4 4的柱全高范围内；的柱全高范围内；(5)(5)一级及二级框架的角柱的全高范围；一级及二级框架的角柱的全高范围；(6)(6)需要提高变形能力的柱的全高范围。需要提高变形能力的柱的全高范围。03G101-1砼结构施工图砼结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图平面整体表示方法制图规则和构造详图柱箍筋复合方式柱箍筋复合方式思考题：思考题：1 1、D D值的物理意义是什么？影响因素有哪些？值的物理意义是什么？影响因素有哪些？2 2、水平荷载作用下框架柱的反弯点位置与哪些因素有关？、水平荷载作用下框架柱的反弯点位置与哪些因素有关？