建筑结构多层框架结构房屋.pptx

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1、10.1 结构体系及布置 多层建筑：2 29 9层以下,且高度不大于28m28m为多层建筑。一、多层结构体系简介第十章 多层框架结构第1页/共56页 框架结构是多层房屋的主要结构形式，也是高层建筑的基本结构单元。第十章 多层框架结构第2页/共56页 梁柱一般为刚接，有时为了方便施工也有做成铰接或半铰接（半刚接的）。第十章 多层框架结构1.框架结构组成 框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式。第3页/共56页柱截面实腹式（矩形、箱形、圆形、I I形、H H形、L L形、T T形、十字形等）梁截面实腹式（矩形、箱形、T T形、倒 L L形、I I形、H H形、花篮梁等）第十章 多层框架结构第

2、4页/共56页矩形梁矩形梁箱形梁箱形梁倒倒L形梁形梁T形梁形梁花篮梁花篮梁混凝土梁形式第十章 多层框架结构第5页/共56页2、框架结构种类按所用材料：混凝土框架结构钢框架结构组合框架结构（钢骨混凝土、钢管混凝土）按施工方法：整体式框架（混凝土框架而言）装配式框架装配整体式框架（混凝土框架而言）第十章 多层框架结构第6页/共56页装配式混凝土框架预制长柱预制主梁预制槽形板预制卡板装配整体式混凝土框架预制短柱迭合梁装配整体式混凝土框架装配整体式混凝土框架预制长柱第7页/共56页（1）柱网布置）柱网布置典型的柱网有内廊式、等跨式和不等跨式。内廊式等跨式满足建筑功能的要求原则3、框架结构的布置按照承重

3、方案的不同划分为三种:横向承重、纵向承重和纵横向双向承重。第十章 多层框架结构第8页/共56页结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）第十章 多层框架结构第9页/共56页方便施工第十章 多层框架结构第10页/共56页（2）承重（竖向荷载）框架的布置横向框架承重方案纵向布置连系梁。横向抗侧刚度大。有利采光和通风。纵向框架承重方案横向布置连系梁。横向抗侧刚度小。有利获得较高净空。第十章 多层框架结构第11页/共56页纵横向框架承重方案两个方向均有较好的抗侧刚度。框架承重方案与楼盖布置有关单向板楼盖双向板楼盖第十章 多层框架结构第12页/共56页（3）框架的立面布置规则框架内收外挑复

4、式框架缺梁抽柱错层第十章 多层框架结构第13页/共56页10.2 框架结构计算简图一、平面计算单元 满足结构均匀、荷载均匀，将框架结构的空间形式,简化成平面形式,对横向和纵向分别取图示计算单元作为分析的对象如图第十章 多层框架结构纵向框架横向框架第14页/共56页二、计算模型的确定1.框架杆件用其轴线表示;杆件之间用节点表示;杆件长度用节点之间的距离表示。2.计算跨度取框架之间轴线距离;3.柱的计算高度可以取层高,底层柱一般渠道基础顶面的距离;4.跨度相差不超过10%时,按等跨计算内力;5.屋面斜梁坡度不超过1/8时,按水平梁计算.第十章 多层框架结构第15页/共56页三、框架梁柱截面尺寸 1

5、.梁截面尺寸一般尺寸:h=(1/8-1/12)L,L为梁的跨度；悬臂梁：h=(1/6-1/8)L.h不易大于净跨的四分之一；截面宽度：b=(1/2-1/3)h,且不宜小于0.5柱宽,且不应小于 250mm2.柱截面尺寸 柱截面高度h=(1/15-1/20)H,H为层高；柱截面宽度b=(12/3)h;第十章 多层框架结构第16页/共56页竖向荷载自重楼面活荷载水平荷载风荷载地震作用楼面荷载对于双向板，短跨方向梁承受三角形分布荷载，长跨方向梁承受梯形分布荷载；对于单向板则仅短跨方向的梁承受均布荷载；如果存在次梁，框架梁承受次梁传来的集中荷载。水平荷载简化为节点荷载10.3 荷载 第十章 多层框架结

6、构第17页/共56页特殊情况下的简化原则：（图10-16）第十章 多层框架结构1.集中荷载允许移动不超过梁计算跨度的1/20;2.计算次梁传给框架主梁的荷载时,可以不考虑次梁的连续性;3.次要荷载可简化为与主要荷载相同的荷载形式,但对主要部位要求内力等效;4.活荷载的折减:(1)对于楼面梁当其负荷面积大于25m2时,折减系数为0.9(2)对于墙、柱、基础，则按表（10-2）折减。第18页/共56页ijklmn竖向荷载下的分层法竖向荷载下的分层法MiMj1/21/2MikMjlMljMki一、基本假定框架没有侧移；每一层框架梁上的竖向荷载只对本层的梁及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，忽略对其

7、它各层梁、柱的影响。二、简化计算模型iiiiiiii0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i0.9i刚度系数：传递系数：两端固定一端固定一端铰接一端固定一端弹簧铰第十章 多层框架结构10.4 竖向荷载作用下框架分析的近似计算方法第19页/共56页多层框架在各层竖向荷载同时作用下的内力，可以分解为一系列开口框架进行计算。除底层柱子外，其余各层柱的线刚度乘以0.90.9的折减系数，弯矩传递系数取为1/31/3。第十章 多层框架结构第20页/共56页三、计算方法 用弯矩分配法计算各开口框架的内力；开口框架梁的内力即为原框架相应层的内力；原框架柱的内力需将相邻两个开口框架中相同柱号的内

8、力叠加；内力叠加后对于不平衡弯矩较大的节点，可再作一次分配，但不传递。梁柱弯距第十章 多层框架结构第21页/共56页分层法的适用条件:分层法适用于节点梁柱线刚度比弯矩二次分配法是一种计算竖向荷载作用下框架结构内力的一种近似方法;假定节点的不平衡弯矩值对于该节点相交的各杆件的远端有影响,对其余各杆件的影响忽略不计;先对各节点的不平衡弯矩进行第一次分配,并向远端传递(传递系数为1/2);在将传递弯矩产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配,整个弯矩分配和传递结束.第十章 多层框架结构第22页/共56页10.5 水平荷载作用下框架结构内力和位移计算框架结构在水平荷载作用下的内力计算有两种近似计算方法:反弯

9、点法和修正反弯点法(D值法).反弯点法使用条件:结构比较均匀,层数不多,梁的线刚度ib比柱的线刚度ic大较多时。一、基本假定(1)在剪力分配时,认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大,两端无转角;(2)确定各柱的反弯点位置时,认为除底层外其余各层柱上下两端的转角相同;(3)不考虑柱的轴向变形,同一层各节点的水平位移相等.第十章 多层框架结构第23页/共56页二、同层柱的剪力分配柱的侧移刚度:第i层的总剪力:第十章 多层框架结构第24页/共56页三、柱中反弯点的位置对于上柱，反弯点的位置位于柱的中点；对于下柱，反弯点的位置位于离柱底2/3h处。四、框架梁柱内力计算 柱的内力根据柱间剪力和反弯点的

10、位置确定,梁端弯矩由平衡条件求出.1.柱端弯矩:2.梁端弯矩:第十章 多层框架结构第25页/共56页3.梁端剪力根据梁的平衡条件求出.4.柱的轴力结点左右梁端剪力之和求出:第十章 多层框架结构第26页/共56页改进反弯点法 由于柱的侧移刚度不但与柱本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；且柱的反弯点高度不应是定值，而应是个变数，它随着该柱与梁间的线刚度比、该柱所在的楼层位置、上下层梁间的线刚度比，以及上下层层高的不同而不同，甚至与房屋的总层数等因素也有关。两点改进:柱的侧移刚度和柱反弯点的位置;一、柱的侧移刚度 修正系数（总小于1）。反映了节点转动降低了柱的抗侧刚度。第十章 多层框架结

11、构第27页/共56页第十章 多层框架结构第28页/共56页二、柱反弯点的位置第十章 多层框架结构(1)规则框架梁柱的线刚度比值及楼层位置的影响标准反弯点高度比y0。附表19-1和19-2。(2)上下层梁线刚度比变化时反弯点高度比修正系数y1。附表19-3。(3)上下层高变化时反弯点高度比修正系数y2,y3。附表19-4。顶层不考虑y2，底层不考虑y3。第29页/共56页第十章 多层框架结构第30页/共56页第十章 多层框架结构三、计算步骤三、计算步骤1.求梁、柱线刚度比求梁、柱线刚度比2.求各柱抗侧移刚度求各柱抗侧移刚度D3.求各柱剪力值求各柱剪力值4.求各柱反弯点高度求各柱反弯点高度5.求各

12、柱柱端弯矩求各柱柱端弯矩 柱下端弯矩柱下端弯矩 柱上端弯矩柱上端弯矩6.求各横梁梁端弯矩，由节点平衡条件得：求各横梁梁端弯矩，由节点平衡条件得：7.绘制框架内力图绘制框架内力图第31页/共56页第十章 多层框架结构边节点中间节点7.绘制框架内力图第32页/共56页框架结构侧移近似计算 框架结构在水平荷载作用下的变形由总体剪切变形和总体弯曲变形两部分组成。第十章 多层框架结构第33页/共56页总体剪切变形是由梁柱弯曲变形应起的框架变形；由于它的侧移曲线和悬臂梁的剪切变形曲线曲线相似，称为剪切变形。总体弯曲变形是由框架两侧柱的轴向变形导致的框架变形，它的侧移曲线与悬臂梁的弯曲变形相似，称为弯曲变形

13、。对于层数不多的框架结构，只考虑剪切变形；对于较高的框架（H50米）或较柔的框架(H/B4),考虑框架的弯曲变形.一、侧移的近似计算Vr第r层的层间剪力；Dri第r层，第i号柱的侧移刚度；n框架第r层的总柱数。第十章 多层框架结构第34页/共56页第十章 多层框架结构ut框架顶点总位移m框架结构的总层数 二、弹性侧移限值 层间位移框架第35页/共56页第十章 多层框架结构10.6 内力组合控制截面 内力最大的截面，不同的内力不一定在同一截面上达到最大值，故一个构件可能同时有几个控制截面。柱：上下端截面 梁：梁两端支座截面：取柱边缘处截面 梁跨间截面：近似取跨中荷载效应组合简化组合表达式中采用的

14、荷载组合系数，=0.9第36页/共56页第十章 多层框架结构最不利内力组合使截面配筋最大的内力组合 梁端：+Mmax、-Mmax、Vmax梁 梁中：+Mmax +Mmax 及相应 的N、相应的V柱端 -Mmax 及相应 的N、相应的V Nmax及相应较大的 、相应的V Nmin及相应较大的 、相应的V 第37页/共56页第十章 多层框架结构活荷载最不利位置活荷载最不利位置1.分跨计算组合法分跨计算组合法 （一般运用计算机完成）（一般运用计算机完成）2.满布荷载法：当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力满布荷载法：当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置，

15、而把活所产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上。荷载同时作用于所有的框架梁上。跨中弯矩跨中弯矩（1.11.2)4.最不利荷载位置法最不利荷载位置法梁端弯矩调幅梁端弯矩调幅 采用塑性内力重分布的方法，对框架梁端进行支座弯矩采用塑性内力重分布的方法，对框架梁端进行支座弯矩调幅。调幅。将竖向荷载作用下的支座弯矩适当高低（系数为将竖向荷载作用下的支座弯矩适当高低（系数为0.80.9)。只对只对竖向荷载竖向荷载作用下的内力。作用下的内力。第38页/共56页第十章 多层框架结构10.7 无抗震设防要求时框架结构的设计二、设计步骤一、柱的计算长度现浇：底层柱 l0=1.

16、0H 其他层柱 l0=1.25H第39页/共56页第十章 多层框架结构三、节点的构造要求1.框架顶层端节点处梁上部纵筋的截面面积 2.梁柱纵筋在节点区锚固（1）梁在中间层1）端节点处第40页/共56页第十章 多层框架结构2）中间节点处第41页/共56页第十章 多层框架结构（2）柱在中间层1）中间节点第42页/共56页第十章 多层框架结构2）端节点第43页/共56页第十章 多层框架结构第44页/共56页第十章 多层框架结构第45页/共56页第十章 多层框架结构第46页/共56页第十章 多层框架结构第47页/共56页第十章 多层框架结构第48页/共56页第十章 多层框架结构第49页/共56页第十章 多层框架结构第50页/共56页第十章 多层框架结构第51页/共56页第十章 多层框架结构第52页/共56页第十章 多层框架结构第53页/共56页第十章 多层框架结构第54页/共56页第十章 多层框架结构第55页/共56页感谢您的观看。第56页/共56页