《多层框架结构》PPT课件.ppt
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1、第十三章 多层和高层框架结构设计,本章内容多层框架结构的组成与布置框架结构内力与水平位移的近似计算方法内力组合框架梁柱设计,特点及分类 按施工方式分:现浇式 装配式 装配整体式多层与高层的划分,13.1概述,现浇框架,1、结构布置的一般原则 原则:(1)应满足生产工艺或使用功能要求,尽可能与建筑的平、立、剖面划分相一致;(2)应满足人防、消防要求,使水、电、暖各专业的布置相一致;(3)受力合理,尽可能简单、规则、均匀、对称,构件类型少。(4)妥善处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素对建筑的影响;(5)施工简便,经济合理。,13.2多层框架结构布置,2、结构布置方法(1)承重框架布置及特点:横
2、向框架承重方案 纵向框架承重方案 纵横向框架承重方案,(2)柱网尺寸,框架梁的跨度决定了柱网尺寸。主梁的跨度一般为58米,次梁的跨度一般为47米。,防止温度变化、不均匀沉降、地震作用引起结构损坏常采用的措施:结构措施:节点连接设计;配置构造钢筋;设置刚性层。施工措施:分段施工;设置后浇带等。缝宽及做法:见规范、房建教材等。,(4)多层框架梁柱截面尺寸估算,框架梁:h=(1/101/18)l0 h/b=24 梁净跨与截面高度之比不宜小于4,b不宜小于200mm,框架柱:l0/b 30;l0/h 25 b=(1/121/18)Hi h=(12)b N/fc A,满足相应抗震要求:轴力放大系数,非抗
3、震时一般框架柱取1.3,角柱取1.5:轴压比,非抗震时可取0.90.95 截面边长不宜小于300mm,圆柱截面直径不小于350mm;剪跨比大于2,高宽比小于3,计算单元的确定,现浇楼盖时荷载的传递方式,横向框架选有代表性的一榀;纵向框架分别计算,图13-10,13.4 框架结构的计算简图,)计算简图简化(1)梁柱杆件:用单线条代替。(2)梁柱节点:现浇框架(当梁柱受力筋穿过或锚入节点区)刚节点。装配或装配整体式按梁柱实际连接方式来简化。,)计算简图简化,(3)柱与基础的连接:现浇柱般设计成固定支座。预制柱杯形基础按实际连接方式确定。,(4)跨度及层高的确定梁的跨度即柱中心间的距离;柱的高度:底
4、层:基顶至二层现浇楼板顶;其它层:本层与上层现浇楼面间的高度。,现浇楼板对梁抗弯刚度的影响:,框架梁截面抗弯刚度的计算,注意:设按梁的纯矩形截面计算的截面惯性矩为I0,则:,装配整体式楼盖:中框架取 I=1.5 I0 边框架取 I=1.2 I0 装配式楼盖:按实际计算。,I0,现浇楼盖:中框架取 I=2 I0边框架取 I=1.5 I0,I0,1、竖向荷载:,恒荷载:结构构件设计尺寸乘以自重标准值。,楼面活荷载:根据使用功能查荷载规范。民用建筑楼面活荷载 设计楼面梁、柱、墙及基础 时,注意活荷载的折减。工业建筑楼面活荷载,屋面均布活荷载屋面雪荷载,13.5 荷载计算,楼面荷载分配原则,装配式或装
5、配整体式楼盖:荷载通过预制板的两端传递给支撑梁现浇楼盖:单向板向两支撑边传递荷载;双向板按板底45度塑性铰线传递荷载。,三层框架结构,一层柱高4.5米,二三层3.6米,楼面恒荷载:5kN/m2,无填充墙,忽略梁柱的自重。,gk=5x4.5=22.5kN/m,Gk=54.54.5/2=101kN,三层框架结构,一层柱高4.5米,二三层3.6米,楼面恒荷载:5kN/m2,无填充墙。忽略梁柱的自重,楼板按单向板,画出所示框架的恒荷载作用下计算简图。,三层框架结构,一层柱高4.5米,二三层3.6米,楼面恒荷载:5kN/m2,活荷载:2kN/m2,无填充墙。忽略梁柱的自重,楼板按单向板,画出所示框架恒荷
6、载作用下计算简图。,竖向活荷载的最不利位置,考虑活荷载最不利位置的方法有四种:(1)逐跨布置法 即将活荷载逐层逐跨单独作用于结构上,分别计算出整个结构的内力,对每根梁和柱的控制截面,不同的内力种类,组合出其最不利值。活荷载布置方式有(跨数*层数)种。特点:准确性较高。但计算工作量大,适合机算。,(2)最不利荷载位置法 对杆件控制截面的最不利内力,根据影响线方法,直接确定出产生此最不利内力的活荷载位置。然后对框架进行内力分析。,如求Mc:先画Mc的影响线。,特点:求梁端和柱端最大弯矩的不利布置不易确定;计算量大。,分层布置法,(3)分层布置法或分跨布置法 近似地将活荷载一层做一次布置或一跨做一次
7、布置。,分跨布置法,特点:计算量小,适于手算。,(4)满布荷载法 活载的内力远小于恒载的内力时,忽略活荷载的不利位置,将活荷载满布计算。用于手算,q/g1。,注意:此法求得的梁的跨中弯矩应乘以1.11.2的系数,支座弯矩不变。,2、水平荷载:风荷载、地震荷载 简化为作用于框架节点的水平集中力。,注意:迎风面及背风面荷载相加。,13.6 内力计算,应分别计算框架在竖向荷载、水平荷载作用下的内力,然后进行内力组合,从而求出每根杆件控制截面的最不利内力,进行截面配筋设计。,近似计算方法的来历:手算时代的需要电算时代的用途:初设阶段估算用;电算结果校核用。,1 竖向荷载作用下内力计算方法,竖向荷载下的
8、内力近似计算方法主要有分层法、叠代法及系数法等。主要讲解分层法。,13.6.1 竖向荷载作用下的内力计算,分层法,(A)基本假定竖向荷载下框架无侧移;忽略每层梁上荷载对其它各层梁内力的影响,荷载图,弯矩图,(B)分层法的计算简图将每层柱的上下端支座简化为固定端。则框架在竖向荷载下的计算简图可简化为:,位移图,将每层柱的上下端支座简化为固定端。,(C)用分层法计算简图所得内力计算结果的误差分析误差分析误差调整措施:除底层柱外,其它各层柱的线刚度均乘以0.9;除底层柱外,其它各层柱的弯矩传递系数均取1/3。,柱端铰结,柱端固定,柱端固定,柱刚度折减10,(D)分层法计算结果的处理:分层计算所得的梁
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