《多层框架结构设计》PPT课件.ppt

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1、,目录,能力训练40作业,能力训练41作业,能力训练42作业,能力训练43作业,能力训练44作业,模块四结构设计计算,理论知识作业1、框架结构由哪几个基本部分组成？框架结构布置包括哪几部分构件的布置？2、为什么建筑结构中需要设缝？一般有哪几种缝，各自设置的目的有何不同？,答案,目录,答案,能力训练作业 某百货商场营业厅标准层柱网如图所示，当采用现浇楼盖时，试布置楼盖并判断框架承重方案。（至少画出三种）,答案,能力训练40作业解答,答案,框架结构由哪几个基本部分组成？框架结构布置包括哪几部分构件的布置？答:框架结构体系由梁和柱组成，并通过节点连接成整体以同时抵抗作用在结构上的竖向及水平荷载。框架

2、结构布置包括总体高宽比，柱网的布置和层高设置和主次梁布置等。,返回,为什么建筑结构中需要设缝？一般有哪几种缝，各自设置的目的有何不同？答:设缝可将结构分成若干平面形状简单、刚度均匀分布的独立结构单元，减轻不利作用的影响、保证结构安全性的需要。主要有沉降缝、温度缝和防震缝。沉降缝是为了避免基础不均匀沉降在结构构件中引起过大的内力从而导致混凝土开裂而设置的。伸缩缝或温度缝是为了防止温度变化或混凝土收缩在结构中产生内力而设置的缝隙。防震缝是把复杂不规则的结构划分为若干简单规则的单元，防止房屋平面复杂，质量、刚度差异较大，或有错层时，在地震作用下会产生扭转振动等不利反应，或在薄弱部位产生应力集中导致结

3、构破坏。,返回,返回,理论知识作业1、简述用“分层法”求解竖向荷载作用下框架内力时的基本假定，并讨论该方法计算结果与精确解之间的误差？,答案,目录,能力训练作业 1 北京某办公楼，2 层，为现浇钢筋混凝土框架。已知该建筑的结构布置如下：底层层高 3.6m，二层层高 4.0m；室内地面标高：0.00，室外标高：-0.50m，基础顶面标高1.40m；梁截面尺寸：AB 与 CD 跨梁为 250600mm，BC 跨梁为250400mm，纵向主梁截面为 250400mm；柱截面均为400500mm，横向承重方案；,能力训练41作业解答,梁板混凝土强度等级为 C25（Ec2.80MPa），柱混凝土强度等级

4、为 C40（Ec3.25MPa）；楼盖与屋盖板厚均为 80mm，双向板布置方案（见下图）。楼面除板自重外其它做法的等效面荷载为 2.0kN/m2，楼面活荷载标准值为2.0kN/m2，屋面除板自重外其它做法的等效面荷载为 2.5kN/m2，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2。没有女儿墙。图中阴影线代表维护墙或隔断墙，其单位长度的面荷载为 2kN/m2，忽略门窗洞口影响，墙按照实体墙计算。忽略楼梯间，按照楼板洞口考虑。混凝土容重按 25kN/m3。（23分）（1）确定轴线横向框架的计算简图，要求在图中标明计算跨度与计算层高，梁柱杆件的抗弯刚度与线刚度。（2）计算并标注该平面框架在恒载作用下的荷载计

5、算简图。（3）计算并标注该平面框架在活载作用下的荷载计算简图。（4）计算该平面框架在恒载作用下的内力（画出M、V、N图）（注：2、5、6、8、11轴无隔墙）,答案,简述用“分层法”求解竖向荷载作用下框架内力时的基本假定，并讨论该方法计算结果与精确解之间的误差？,返回,答：分层法计算时可做出如下两个简化假定：（1）假定在竖向荷载作用下，框架不发生侧移，即不考虑框架侧移对结构内力的影响；（2）假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本楼的梁以及与其相连的框架柱产生作用，而对其他楼层的框架梁、柱都不产生影响。由于分层计算的模型与实际结构有所不符，因此各层内力叠加后框架节点处的弯矩可能不平衡。通常这种误

6、差不大，可以满足工程需要。对节点不平衡弯矩比较大的节点，可以将不平衡弯矩根据相邻梁、柱的刚度值再进行一次分配。,答案,目录,理论知识作业1、简述用“反弯点法”求解水平向荷载作用下框架内力时的基本假定。,能力训练作业1、能力训练37题，设基本风压 750N/m2，求轴框架在风荷载作用下的内力。（用反弯点法）（已知：，地面粗糙类别为C类）,答案,能力训练42作业解答,简述用“反弯点法”求解水平向荷载作用下框架内力时的基本假定。,答：反弯点法在确定框架柱的侧移刚度和进行剪力分配时，假定梁柱线刚度比无穷大，框架在水平荷载作用下只有层间侧移，节点无转角(底层除外)。,返回,理论知识作业1、简述反弯点法与

7、修正的反弯点法或D值法的区别与联系？2、具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同?具有相同截面的上层柱和底层柱的D值是否相同?为什么?,答案,目录,答案,能力训练作业1、能力训练37题，设基本风压 750N/m2，求轴框架在风荷载作用下的内力。（用D值法）（已知：，地面粗糙类别为C类）,答案,能力训练43作业解答,答：反弯点法在确定框架柱的侧移刚度和进行剪力分配时，假定梁柱的线刚度之比为无限大；在确定柱的反弯点高度时，又假定柱的上下端约束条件完全相同。D 值法的柱侧移刚度不仅与柱本身的线刚度和层高有关，同时也受上下框架梁线刚度的影响。柱的反弯点高度也不取为固定值，而随框架柱的位置、上下层高比值以

8、及上下框架梁线刚度比值等条件的不通而发生变化。,简述反弯点法与修正的反弯点法或D值法的区别与联系？,返回,具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同?具有相同截面的上层柱和底层柱的D值是否相同?为什么?,答：具有相同截面的边柱和中柱的D值不相同，因为边柱节点只有一根梁约束，中柱节点有两根梁约束，所以它们的D值不同。具有相同截面的上层柱和底层柱的D值也不相同，因为底层柱的底端固定，如果与上层柱层高相同，柱截面相同，则底层柱的D值要大。,返回,理论知识作业1、框架结构在水平荷载作用下的总体剪切变形和总弯曲变形分别是如何导致的？对般框架结构考虑哪一种变形的影响?,答案,目录,能力训练作业1、阅读混凝土结

9、构设计规范 GB 50010-2002中10.2梁、10.3柱、10.4梁柱节点并说说其的构造要求。,能力训练44作业解答,框架结构在水平荷载作用下的总体剪切变形和总弯曲变形分别是如何导致的？对般框架结构考虑哪一种变形的影响?,答：总体剪切变形是由梁、柱弯曲变形导致的框架变形。总体弯曲变形则是由框架两侧边柱中轴力引起的柱伸长和缩短所导致的框架变形。对一般框架只考虑总体剪切变形。,返回,1）轴线横向框架的计算简图,ib=2EIb/Lic=EIc/h,参考解答,2）轴线横向框架在恒荷载作用下的计算简图,19.95,19.95,13.5,24.95,17.75,2.5,12,按单向板考虑,9,9,2

10、0KN,25KN,23.175,23.175,34.92,34.92,47.52,47.52,2.5,2.5,3）轴线横向框架在活荷载作用下的计算简图,1.8,1.8,1.5,7.2,3.6,6,按单向板考虑,1.575,1.575,6.3,6.3,4）轴线横向框架在恒荷载作用下的内力计算,19.95,19.95,13.5,24.95,17.75,2.5,12,按单向板考虑,9,9,20KN,25KN,23.175,23.175,34.92,34.92,47.52,47.52,19.95,19.95,24.95,17.75,10,9,9,20KN,25KN,23.175,23.175,34.9

11、2,34.92,47.52,47.52,2.5,10.94,第二层的计算简图,19.95,19.95,10.94,7.2m,7.2m,3m,4.0m,1.29,1.29,0.92,1.25,1.25,1.25,1.25,分配系数：节点A:uAB=1.29/1.25x0.9+1.29=0.53 uAA1=1-0.53=0.47 节点B:uBA=1.29/1.25x0.9+1.29+0.92=0.39 uBC=0.92/1.25x0.9+1.29+0.92=0.28 uBB1=1-0.39-0.28=0.33,固端弯矩MAB=-MBA2MBC=-MCB-10.94x32/12=-,A1,A,B1,

12、B,C1,C,D1,D,第二层的分配过程,A1,A,B1,C1,D1,D,下柱 右梁,0.47 0.53,B,C,左梁 下柱 右梁,0.39 0.33 0.28,86.18,86.18-8.2,左梁 下柱,0.53 0.47,左梁 下柱 右梁,0.28 0.33 0.39,8.2-86.18,86.18,-30.4-25.7-21.88,15.2,47.65 53.73,21.88 25.7 30.4,15.2,-53.73-47.65,26.87 10.94,-10.94-26.87,-14.75-12.48-10.57,10.57 12.48 14.75,7.38,7.38,3.49 3.

13、89,-3.89-3.49,51.14-51.14,67.9-38.18-29.71,29.71 38.18-67.9,51.14-51.14,17.05,-12.73,12.73,-17.05,第一层的计算简图,24.95,17.75,10,1.29,1.29,0.92,1.25,1.25,1.25,1.25,1,1,1,1,分配系数：节点A1:uA1B1=1.29/1.25x0.9+1.29+1=0.38 uA1A=/1.25x0.9+1.29+1=0.33 uA1A2=1-0.38-0.33=0.29 节点B1:uB1A1=1.29/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.3uB1

14、C1=0.92/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.21uB1B=1.25x0.9/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.26 uB1B2=1-0.3-0.21-0.26=0.23,固端弯矩MA1B1=-MB1A12MB1C1=-MC1B1-10 x32/12=-,MC1D1=-MD1C12,第一层的分配过程,A2,A1,A,B2,B1,B,C2,C1,C,D2,D1,D,上柱 下柱 右梁,0.33 0.29 0.38,左梁 上柱 下柱 右梁,0.3 0.26 0.23 0.21,左梁 下柱 上柱,0.38 0.29 0.33,左梁 上柱 下柱 右梁,0.21 0.23 0.

15、26 0.3,107.78,107.78-7.5,7.5-76.68,76.68,-30.1-26.1-23.1-20.98,14.53 15.9 18 20.75,15,40.52 35.61 46.65,10.38,-33.1-25.2-28.76,23.33 7.27,-10.49-16.55,-9.18-7.96-7.04-6.42,5.68 6.22 7.03 8.11,-4.6,5.19,1.52 1.33 1.75,-1.97-1.5-1.72,42.04 36.94-78.98,18.47,14.01,91.83-34.06-30.14-27.63,-15.07,-11.35,

16、17.22 22.12 25.03-64.37,12.52,7.37,57.18-26.7-30.48,-13.35,-10.16,A1,A,B1,B,C1,C,D1,D,51.14,51.14,17.05,67.9,38.18,29.71,12.73,42.04,78.98,36.94,18.47,14.01,91.83,34.06,30.14,15.07,11.35,27.63,17.22,22.12,25.03,64.37,12.52,7.37,57.18,26.7,30.48,10.16,13.35,59.09,18.47,78.98,91.83,49.53,46.79,27.63,3

17、0.14,15.07,51.14,67.9,29.71,65.15,36.94,45.55,17.22,25.03,29.71,12.52,64.37,34.85,67.9,61.3,26.7,47.53,13.35,57.18,51.14,53.46,18.47,85.46,95.65,45.78,43.49,24.95,27.21,15.03,58.57,72.33,26.54,58.57,32,43.12,14.55,21.73,27.65,12.52,68.2,31.92,70.78,56.52,21.76,41.87,13.35,63.63,56.52,53.46,18.47,85.

18、46,95.65,45.78,43.49,24.95,27.21,15.03,58.57,72.73,26.54,58.57,32,最后的弯矩图,43.12,14.55,21.73,27.65,68.2,31.92,12.52,70.78,41.87,13.35,56.52,63.63,56.52,21.76,68.95,64.72,12.23,28,10.1,最后的剪力图,69,14.12,64.7,60.1,85.1,82.1,16.65,8.34,58.8,22.3,8.45,18.76,6.85,24.6,7.02,73.72,235.74,最后的轴力图,93.72,210.74,73

19、.7,187.42,212.42,104.36,298.63,124.36,273.63,106.3,126.3,267.26,93.7,242.26,结束,返回,1）轴线横向框架的计算简图,ib=2EIb/Lic=EIc/h,参考解答,F2=5.2KN,F1=10.52KN,(1)计算风荷载 F2=0.75X1.3X0.74X1.0X2X3.6=5.2KNF1=0.75X1.3X0.74X1.0X(2+2.05)X3.6=10.52KN,F2=5.2KN,F1=10.52KN,(2)计算层间剪力：V1=5.2+10.52=15.72KNV2=5.2KN,(3)按刚度分配柱剪力：因为Vij=D

20、ijVj/Dij 而Dij=12ici/hj2，由于同一层柱的iij相同、hij相同，所以V11=V21=V31=15.72/4=3.93KNV12=V22=V32=5.2/4=1.3KN,F2=5.2KN,F1=10.52KN,(4)柱平衡求柱端弯矩：底层、2层反弯点距柱底分别为3.33m、2m。底层柱：M下 M上2层柱：M下 M上,(5)节点平衡求梁端弯矩：顶层梁：MAB2.6KN.m MDC 2.6KN.m 根据Mb左=(Mijt+Mi,j)ib左/(ib左+ib右)MBA MBC其余各梁端弯矩计算略。,13.1,2.6,最后的弯矩图,2.6,2.6,6.56,13.1,2.6,2.6,6.56,13.1,2.6,2.6,6.56,13.1,2.6,2.6,6.56,1.52,1.08,1.08,2.6,1.52,9.16,5.35,3.81,9.16,5.35,3.81,3.93,最后的剪力图,1.3,0.61,0.86,0.61,2.17,3.05,2.17,3.93,1.3,3.93,1.3,3.93,1.3,2.78拉,最后的轴力图,0.61拉,1.14拉,0.26拉,1.14压,0.26压,2.78压,0.61压,返回,