框架設計和構造課件.ppt

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1、第6章框架設計和構造框架是框架結構體系、框剪結構體系及框筒結構中的基本結構單元。各種體系的內(nèi)力計算方法行所不同，僅在求出內(nèi)力以后，都要通過內(nèi)力組合求出梁、柱控制截面的最不利內(nèi)力，然后進行截面配筋計算及構造設計?？蚣芰喊凑帐軓潣嫾O計，框架柱按照壓彎構件設計。梁、柱截面的一般配筋計算及構造在《鋼筋混凝土基本構件》中已有詳細討論，這里不再重復。但是抗震設計時，對鋼筋混凝土構件有特殊的要求，要進行專門的抗震設計。本章重點討論框架梁、柱及其節(jié)點的抗震設計方法，適當補充一些非抗震情況下的設計要求。通過本章學習，了解框架抗震設計方法、概念和要點。掌握

2、框架梁、框架柱的剪力、彎矩大小的計算方法以及構造要求。掌握框架梁、柱節(jié)點的剪力、彎矩大小的計算方法以及構造要求?？蚣芙Y構布置、截面尺寸估算和材料強度等級框架內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力框架抗震設計方法——延性框架的概念框架梁抗震設計框架柱抗震設計梁柱節(jié)點區(qū)抗震設計一、框架結構布置1、結構布置的一般原則框架結構布置、截面尺寸估算和材料強度等級滿足使用要求，并盡可能與建筑的平、立剖面劃分相一致；滿足人防、消防要求，使水、暖、電各專業(yè)的布置能有效地進行；結構盡可能簡單、規(guī)則、均勻、對稱，構件類型少；妥善地處理溫度、地基不均勻沉降以及地震等因素對建筑的影

3、響；施工簡便；經(jīng)濟合理。結構布置方法特點房屋橫向剛度大，側移??；橫梁高度大，室內(nèi)有效凈空小。非抗震時使用橫向布置橫向承重結構布置方法特點：連系梁截面較小，框架梁截面尺寸大，室內(nèi)有效凈空高；對縱向地基不均勻沉降較有利；房屋橫向剛度小，側移大?？v向布置縱向承重結構布置方法特點：整體性好，受力好；適用于整體性要求較高和樓面荷載較大的情況。雙向布置雙向承重截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算l0——梁的計算跨度；hb——梁的截面高度；bb——梁的截面寬度。一般情況下：梁凈跨與截面高度之比不宜小于4梁的截面寬度不宜小于200mm框架梁線剛度Ec——混凝土

4、彈性模量；I——框架梁截面慣性矩；l——框架梁的跨度。式中：框架梁慣性矩取值注：I0為梁按矩形截面計算的慣性矩，。截面尺寸估算截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算N——柱中軸向力。Nv——柱支承的樓面荷載面積上豎向荷載產(chǎn)生的軸向力設計值?？山茖敲姘逖刂S線之間的中線劃分，恒載和活載的分項系數(shù)均取1.25，或近似取12~14kN/m2進行計算。fc——混凝土軸心抗壓強度設計值。N=（1.01~1.10）Nv僅有風載作用或抗震等級為四級時有地震作用，抗震等級為一~三級時N=（1.01~1.20）Nv一級時二級時三級時混凝土強度等級框架內(nèi)力組合及

5、最不利內(nèi)力控制截面及最不利內(nèi)力類型荷載布置梁端彎矩調(diào)幅水平力作用下框架—剪力墻結構中框架內(nèi)力的調(diào)整內(nèi)力組合控制截面控制截面荷載布置恒載活載水平荷載恒載布置梁的活載不利布置水平荷載作用方向梁端彎矩調(diào)幅豎向荷載下框架梁彎矩塑性調(diào)幅調(diào)幅理由:梁端出現(xiàn)塑性鉸－延性框架、強柱弱梁、有利抗震，減少節(jié)點區(qū)負筋－便于施工，節(jié)點并非絕對彈性－實際彎矩小于彈性計算彎矩。調(diào)幅方法:梁端彎矩乘以0.8—0.9的折減系數(shù)，按平衡條件計算調(diào)幅后的跨中彎矩。水平力作用下框架—剪力墻結構中框架內(nèi)力的調(diào)整在得到計算內(nèi)力之后，要在框架與剪力墻之間進行內(nèi)力調(diào)整。這是因為在地震

6、作用下，通常都是剪力墻先開裂，剪力墻剛度降低，承載力也將下降，剪力將在框架和剪力墻之間重新分配，使一部分地震作用產(chǎn)生的剪力向框架轉移，此時需要適當調(diào)整框架的內(nèi)力值。另外，在結構計算中，假定樓板在其自身平面內(nèi)的剛度無限大，不發(fā)生變形。然而，在實際的框架—剪力墻結構中，樓板或多或少要產(chǎn)生變形，變形的結果將會使框架部分的水平位移大于剪力墻的水平位移，相應地，框架實際承受的水平力大于采用剛性樓板假定的計算結果。在地震作用下應對框架—剪力墻結構中的框架的剪力做適當調(diào)整：（1）規(guī)則建筑凡是VF≥0.2V0的樓層設計時可按計算值采用，不做調(diào)整。（2）規(guī)

7、則建筑凡是VF＜0.2V0的樓層設計時應選取下列兩者中的較小值：VF＝0.2V0VF＝1.5VFmax式中VF——框架—剪力墻協(xié)同工作時分析所得的框架各層總剪力；V0——地震作用產(chǎn)生的結構底部總剪力；VFmax——各層框架所承擔的總剪力最大值。注意：調(diào)整柱剪力的同時，也要按剪力調(diào)整比例調(diào)整柱彎矩及梁的內(nèi)力，但柱軸力不調(diào)整。調(diào)整以后的地震作用內(nèi)力與其他荷載作用下的內(nèi)力再進行組合。內(nèi)力組合（1）橫載、活載、風載及地震等效荷載都分別按各自規(guī)律布置，進行內(nèi)力分析；（2）取出各個構件的控制截面內(nèi)力，進過內(nèi)力調(diào)整后填入表內(nèi)；（3）根據(jù)本建筑的具體情況

8、選出本結構可能出現(xiàn)的若干組組合。將各內(nèi)力分別乘以相應的荷載分項系數(shù)及組合系數(shù)；（4）按照不利內(nèi)力的要求分組疊加內(nèi)力；（5）在若干組不利內(nèi)力中選取最不利內(nèi)力作為構件截面的設計內(nèi)力。有時要通過試算