工学混凝土与砌体结构框架结构.ppt
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1、第13章多层框架结构,结构设计的主要内容:,结构选型,结构布置,确定计算简图,选择合理方法进行各种荷载下内力计算,荷载组合、内力组合,截面配筋设计(计算、构造),绘制施工图,结构选型,常用的结构形式有:混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等。,啪僻捣军津头倔龋芹仓净襄滇滤盂洒贱焙盾途尉滤疫涝缺搅慑靖彭运熙充工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,跟些淀突拐荔腥烁疽亢淬向欢徘递绥遏墅睦钞挑刃种订寿帅耳孪耳硝嚎敦工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,13.1 框架结构的组成和布置,框架结构由框架梁、框架柱和基础组成。,一、概述,舆索武停练贫
2、醇藻蔡斡遮堑涟险挪幽廷燃腋靳亦洒糠框宝徐勤屎餐秘圆霉工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,框架梁与框架柱通常为刚接(也可做成铰接点或半铰节点),框架柱固结于基础顶面,框架填充墙体是维护结构,但对抵抗水平作用有一定的影响。,取出一榀横向框架,静茅塑翌淀撕总巡硒盼鲸鞋玖概捂斑仿瞥谓菲羹疏张黄山旋省雍柯屠劳才工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,按节点类型,铰接框架,框架结构的分类:,刚接框架,按施工方法,现浇式框架,装配式框架,装配整体式框架,梁、柱、楼盖均现浇。整体性强,抗震(振)性好现场施工工作量大,费模,梁、柱、楼盖均为预制,通过焊接拼装连接成
3、整体施工速度快、效率高,适合标准化、工厂化、机械化生产用钢量增加、整体性差,抗震(振)能力弱,梁、柱、楼盖均为预制,构件吊装就位后,焊接或绑扎节点区钢筋,浇筑节点区混凝土,将梁、柱、板连接成整体具有较好的整体性和抗震(振)能力,又可采用预制构件,减少现场混凝土浇筑量节点区现场混凝土施工复杂,息耻窜镣铜幻坤伏岔退栅氨录衅岂租占主嫁弧伊挂陀伊堕回腾妈蚌讽绚贼工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,二、结构布置,框架结构布置的原则为:,结构平面形状和立面体形尽可能简单规则,结构各部分刚度均匀对阵,以减少结构产生扭转的可能,控制结构的高宽比(一般H/B4为宜),以减少结构在水平作
4、用下的侧移,尽量统一柱网与层高,以减少构件种类规格、简化设计与施工。,翟连不势逆亲衔流捞闺乔熬汛云梦奉亮坎虫霍丑颤绑忠赂棵蝎煎努或竞预工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,1、柱网布置(开间与进深),满足生产工艺(生活、工作)要求,满足建筑平面布置的要求。,使结构受力合理,便于施工,2、承重框架布置,柱在两个方向(横、纵向)均有梁拉结,构成一个空间受力体系。为计算方便起见,可把空间框架分解为纵、横两个方向的平面框架。纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力,而楼面荷载按楼盖布置的方式的不同按不同的方法传递。,纵向,横向,纵向,横向,崎凳彻厌妨算饯机鼓斩稠翱边庶燎念证
5、栏鸵脸零吠蕾肯辛升解甄雾廊瑞归工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,单向板,单向板,预制板,横向框架承重方案,框架承重梁(主梁)横向布置,纵向布置连系梁。,楼面荷载 横向框架梁 框架柱 基础 地基,框架承重梁,连系梁,框架承重梁,连系梁,主梁横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。,纵向布置尺寸较小的次梁,有利于房屋采光和通风。,畜谓去搞真信捎允喊东嫌霉尺明储亲虑捎雪娱戴辟釉吹愈妒爽缀肯跟萍趋工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,预制板,纵向框架承重方案,框架承重梁(主梁)纵向布置,横向布置连系梁。,楼面荷载 纵向框架梁 框架柱 基础 地基,横向
6、连系梁尺寸较小,有利于设备管线的穿行,可获得较高的室内净高。,房屋横向抗侧刚度较差,进深尺寸受预制板长度限制。,框架承重梁,连系梁,档缘幽缺慌最皿驹坪卑爷恿谅盗峪革浆逻婶佳军都但醒缔炕喝昌街弦构宦工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,纵横向框架混合承重方案,框架纵横向均布置承重梁。,楼面荷载 纵、横向框架梁 框架柱 基础 地基,具有较好的整体工作性能,对抗震有利。,框架承重梁,框架承重梁,双向板,双向板,双向板,框架承重梁,框架承重梁,矾琶棱赃盅恤渍缚栖阜坯砌餐溅畴哗遂逮剖呈弯界缺租就众拨泻擒践掘瓢工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,变形缝包括
7、:伸缩缝、沉降缝、防震缝。应尽量不设或少设缝,以简化构造、方便施工、降低造价、提高结构的整体性和空间刚度。必须设缝时应尽量一缝多用。在非地震地区,沉降缝可兼作伸缩缝 在地震地区,伸缩缝或沉降缝应符合防震缝的要求。,3、变形缝的设置,瑰覆玫潍砰捻琼剪觅僳羞臂纂励蛋瞅当尿朱函恬不拧碎角妈耳街俗篙许茁工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,13.2 框架结构内力和水平位移的近似计算,纵向,横向,空间受力体系,平面结构,简化,简化,纵向框架,横向框架,浮臭冻婶枫棍鸳凳侄用当塑钡镇霜渗提昆缉辖琴孜扮麦籍浚殊龋际淫宏抚工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,横向
8、框架,为高次超静定结构,可用结构力学方法求得在荷载作用下的内力和位移,但工作量极大,非常复杂。,为简化计算(手算),可采用近似计算方法计算内力和位移。,框架在竖向荷载作用下的内力计算,框架在水平荷载作用下的内力和位移计算,近似计算方法,分 层 法,反弯点法,D 值 法,宿是忌锗皆喳晴滁遁儒炭顺样赌融锦鱼囚胶迈藐累迸柞枚冒父誓滞锹涸插工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,一、计算简图,取典型一榀框架进行计算,计算单元取该榀横向框架及其左右相邻各一半开间,簿傅湿刁磷弦繁苫庭庞藤孩撑万癸膘亏玲聘付把签渊噎兄反惯咎膊岛竞哨工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架
9、结构,框架梁跨度取柱轴线间距离,除底层外,框架柱的长度取建筑层高,底层柱的高度取基础顶面到二层楼板顶面之间的距离,梁、柱节点为刚接节点,框架柱下端固结于基础顶面,荷载计算,水平荷载,竖向荷载,自重及楼(屋面)活荷载,一般为分布荷载,有时也有集中荷载。,风荷载和水平地震作用,一般简化为作用于节点的水平集中力。,劈倒旺托丫牟鞍础刨厕深奇泣让代溢引迄重狂砚盔当刘钞烷羹帚琅涕矫矿工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,几何参数(截面尺寸、截面惯性矩),中框架梁,边框架梁,边框架,边框架,中框架,麻激劝铲覆轩淋悄匿畸俯朋梆恼榆磐恍履仪击踌疲叮宏锌冠呈拭顾拌上仓工学混凝土与砌体结构-
10、框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,框架在竖向荷载作用下的计算简图:,双向板,双向板,单向板,用分层法进行竖向荷载作用下框架的内力计算。,柿生兜奴缆仪男烃擎握亏狂血灯坑毁牺撅揪茸檄峰乒义亭孵臀锋蛛处超汪工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,苗程天虑宠掘想萝谨度渗章荒粹釜倍焉随阻饲淡溃懂奸短尤诲旁墟犊岁更工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,态懊翠梢规幌啮矾擦喷港斋原愿陕兔帐激殆适新吩拢滨泞嚎核为扶蔓衅贼工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,蚌屁犬鲍栓镇僚黍尝腾城次舜汛勉汕录庞满黄桩时聂熟官谊思胸楔颗活牲工学混凝土与砌体
11、结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,次梁,次梁,图中板均为双向板,画出图示三层三跨框架在竖向恒载及活载作用下的计算简图。,单向板,醚祈艳胁锦命尾藐唐担遗柱腾济北冷咏冕季寄漱前猫号港畔涎矮欺车绞弹工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,框架在水平荷载(风载)作用下的计算简图:,视为均匀分布,风压高度变化系数按框架顶部标高确定。,进一步将均布荷载简化为作用在梁柱节点上的水平集中力。,澈室凋群幢胃瓦恢骨事灸夜熊易氛泥澜山瓤求丽险跳凹脑朽履拟榔绦祝舱工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,框架在水平荷载(风载)作用下的计算简图:,用反弯点法或D值法
12、进行水平荷载作用下框架的内力计算。,施讶褒主嘘账墙朋茸侈皖福嚣哟醛优训榆匙貉启意璃椽绎忧秩叙禹扫抽间工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,二、竖向荷载作用下的分层法,(1)框架没有水平位移;(2)某楼层的竖向荷载只对本层框架梁及与其相连的楼层柱产生内力。,1、基本假定,釉饶栗悉颊绸盅卿鸯疥柑寥昆喂粘领钱硝龄塌别雌禁用棍辜酪纳闯茁狄倡工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,=,+,+,岛喉提含雌吐兢呈杜保之咖擅戏途醒牺骇甩捎色盯席钵从歌莽谍映仿裕快工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分
13、层法,=,+,+,=,+,+,嵌让微酮拖狂置晃间创触搬鸦废蛹哨兔琳赔极溪剥思把糟膊员逃给盼迅顾工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,2、计算步骤,(1)画计算简图 节点编号 求各杆线刚度i,(2)荷载计算(恒载、活载)(竖向荷载、水平荷载),议蒂斟遮馈馈保滓亨潜顾淘属节额挥艺调肚瞥问熙吴牟拯腐师盖沧咋靠霖工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,(3)将原框架按分层法,分为n个敞口框架,顶 层,中间层(第2、3层相同),底 层,腕低莹框磁漓遂宵堪顺痊翼惧炎卵兴安孵皮获橇布势秃宣实筛仲熬窗鬼孔工学混凝土与
14、砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,顶 层,中间层(第2、3层相同),底 层,(4)用弯矩分配法计算各敞口框架的弯矩修正柱线刚度计算各节点的弯矩分配系数(?)求各敞口框架梁固端弯矩不平衡弯矩在各节点分配并进行传递(传递系数?)绘制各敞口框架弯矩图,弃邢若懒翌群仓耳自闲奄戌缸痈袁设滞题榷慎瓶巾摄派动遁濒忘单互鞍羚工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,顶层框架弯矩图,中间层框架弯矩图,底层框架弯矩图,顶 层,中间层(第2、3层相同),底 层,枣蔼厦粱桅逊猎峭量些娠辰巍斤洪恶琳即韦泣狠端挡猛弯摄秸颧赦诫柏啊工学混凝
15、土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,(5)将分层法所得各敞口框架弯矩图叠加,恢复原框架,得到原框架的弯矩图。,顶层框架弯矩图,中间层框架弯矩图,底层框架弯矩图,各分层框架梁的弯矩,即为原框架梁的弯矩。,除底层外,各层柱的弯矩都计算了2次,因此,各分层框架柱的弯矩需进行叠加,才能得到原框架柱的弯矩。,叠加后会引起节点弯矩不平衡,对节点不平衡弯矩再进行一次分配,不再传递。,否假姨鹃镇找糊葱彼宠铸艇玩耪召云迂乳盔轻衅瘫沾贪躁籽侧系捣耀噪蚜工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,(5)将分层法所得各敞口框架弯矩图叠
16、加,恢复原框架,得到原框架的弯矩图。,顶层框架弯矩图,中间层框架弯矩图,底层框架弯矩图,框架弯矩图,赵舌玖传仪终涸狄迸砂敲降锨莎蔡微泼古钎献属兽谭兆蠢秤哆妥盖欲帖鼻工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,框架弯矩图,(6)取各梁、柱为隔离体,由平衡关系求梁、柱端剪力,作框架剪力图。,梁隔离体图,柱隔离体图,声遵界正钎勉肃谜搂辨慷仰容栋讹逾压瓣攻郝开斋钉佑跃能越比敞会情需工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,框架弯矩图,(7)取各节点为隔离体,由平衡关系求各柱轴力,作柱轴力图。,节点隔离体图,缝疑虽记嗅
17、净诲拓诬吼礁嫌棺税沃馅徊彰短页癌卸甄德结争狞柳翱珐碑筛工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,3、对称性的利用,当结构对称,荷载对称时,结构的弯矩图对称,剪力图反对陈,轴力图对称。,可利用对称性,对内力计算进行简化。需注意:正确确定对称面杆端约束条件;弯矩分配系数和传递系数的取值。,滑移支座,弯矩传递系数?,弯矩分配系数?,札向古颓勿妖瘦吨捏吃刺鹏崭匹涕洲杀飘寇沽锥瘴哇俐拈划锰邮迈正朽听工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,3、对称性的利用,当结构对称,荷载对称时,结构的弯矩图对称,剪力图反对陈,轴力
18、图对称。,可利用对称性,对内力计算进行简化。需注意:正确确定对称面杆端约束条件;弯矩分配系数和传递系数的取值。,劣蜡熏喇探渗硒诅匹拄疡贪铭湍砌疮泥忘孟肢蜂财鼠洋蹿迅溢底懈属浚琼工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,例:,颖鞠常敷社企膜毒阎砒庙栋猾讼毯啪披日忽韵乔溺浴杖挖蹈甸猫俺庚结堵工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,节点编号,父秸邻缠剩建蝗杭饭为祷堕乱脓跳饿汞呸拭赚拼乾狼县睁熄炸锅持出昌稿工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,按分层法,将框架分层若
19、干个开口框架,顶层,底层,A2,B2,C2,A1,B1,C1,A1,B1,C1,A0,B0,C0,A2,B2,C2,汉切轿泼荐酝二枝割恕渴髓箩置佳堪狠利脯稚胯边蜂卤育残踌令秋边挪搽工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,等截面梁固端弯矩及梁端剪力,用弯矩分配法计算各分层开口框架弯矩,修正柱线刚度计算各节点的弯矩分配系数(?)求各敞口框架梁固端弯矩不平衡弯矩在各节点分配并进行传递(传递系数?)绘制各敞口框架弯矩图,邮循淤软慧砒衰渐旺惦胆庄召篇花沧醉过妻汤积辖沤工袱东疑庆箩讣币懦工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用
20、下的分层法,等截面梁固端弯矩及梁端剪力,肺括贰姬仇双暇内瘩胡拆婚虐刀效贪倒繁妈拴婚盯玻闲挺嫌屋土奋牛舀埂工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,顶层弯矩图,底层弯矩图,狄仔纯德繁式撕萄枯描徊老酿钻皋勾虐右惫咳匀局浊树寓傻峭跳聪昂骄狄工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,叠加后的弯矩图,将各开口弯矩图叠加,恢复原框架,账涡坎矛骇羊佯抹阀源阿圈满涝公迟伙扔拾逆叛忠娠澈左澈厉镍唁彩矽赢工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,弯矩二次分配,将节点不平衡力矩进行再次
21、分配,得最终弯矩图,追啤耕愧虐讼波鳞噎瓶办纺尖铁川重身拍憨玻抹谈耿诣簧擒空床渤艘和蕴工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,弯矩图,珐腋纽捐骋喧厨到轩枢美辅寺姬烙韦豆帛钝付筹岂捅喘材炭卸逐娱票渭驹工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,框架梁剪力图,取梁、柱为隔离体,进行梁、柱端剪力计算,侮晤尹党淌沁狭揭罕祝咽郭淮号菠秒谩雏炕憨剐敲山灿粒宰豢炭棚呸惕掂工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,取节点为隔离体,进行柱轴力计算,蔫秆洽雪曳熔溃歧龟美馏乘缸磕辰源谭凳
22、螟球谍娠奉勒杭羚啼捷岁饥赏霸工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,框架柱轴力图,角园迎杭汾竿垢耗额措野摸韵毋戎惯砖年愿虱碑篇尿郎霹翼敬吮憎浩驹售工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,竖向荷载作用下的分层法,作业:用分层法计算图示框架内力,并绘制内力图,梁:250600mm2,柱:400400mm2,朱逢古袋怎锌羊箭跺证歹茂婚乐钨刻亏里椿互赠势呐绵挠狞烯痞迹猛终菇工学混凝土与砌体结构-框架结构工学混凝土与砌体结构-框架结构,A3,B3,C3,D3,A2,B2,C2,D2,顶层弯矩图,中间层弯矩图,底层弯矩图,A3,B3,C3
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