学习情境8 框架结构

《学习情境8 框架结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学习情境8 框架结构（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、学习情境学习情境8 8 框架结构框架结构n子情境8.1 框架结构体系及布置n子情境8.2 多层框架结构房屋的荷载n子情境8.3 竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法n子情境8.4 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算n子情境8.5 荷载效应组合原则和构件设计n【知识目标】 掌握框架结构的基本构造；掌握框架水平、竖 向荷载作用下内力分析及就算方法；掌握框架节点构造要求。n【能力目标】 理解框架结构的一般构造要求；理解内力计算 原理及过程；学会识读现浇框架节点构造图。学习情境8 框架结构本章主要内容序：多层及高层房屋结构体系1、多高层的划分9.1 多层及高层房屋结构体系划分依据消防车供水能力

2、设置电梯标准划分界限多层：29层，且28m的建筑物高层：10层，或 28m的建筑物2、高层建筑结构特点占地面积小、获得建筑面积多：对城市造成热岛效应 或影响周边采光，玻璃幕墙可能造成光污染现象。 可提供更多空闲场地：可用作绿化，提供充足的日照、采光和通风效果。 结构设计中水平荷载起控制作用（风荷载和地震作用）侧向位移须限制：层间位移过大，将导致承重构件或非承重构件损坏； 工程造价较高：竖向交通和防火要求导致。9.1 多层及高层房屋结构体系3、多高层结构常用结构体系框架结构筒体结构框架-剪力墙结构剪力墙结构 常用结构体系9.1 多层及高层房屋结构体系组成：纵、横梁和立柱组成特点：平面布局灵活，易

3、于 设置大房间的需要，承受竖 向荷载很合理。框架的抗侧刚度小，抵抗水平荷载能力较差。应用：非地震区：1520层地震区： 10层以下框架结构9.1 多层及高层房屋结构体系9.1 多层及高层房屋结构体系 4、多高层建筑设计一般原则9.1 多层及高层房屋结构体系结 构 布 置 原 则平面布置简单、规则、对称、减少偏心； 平面长度、突出部分的控制：凹角处加强 避免出现薄弱部位：角部重叠或细腰部。竖向布置规则、均匀：避免结构错层和局部夹层； 刚度均匀连续：由下而上渐小，不突变。控制高宽比保证必要的抗侧移刚度，表9.2设变形缝伸缩缝、沉降缝、防震缝钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 表9.2 结构体系

4、非抗震设 计抗震设防烈度6度、7度8度9 度框架、板柱-剪力墙5542框架-剪力墙5543剪力墙6654筒中筒 框架-核心筒66549.1 多层及高层房屋结构体系9.1 多层及高层房屋结构体系5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点竖 向 荷 载恒荷载：结构构件和非结构构件的自重楼面活荷载：按荷载规范选用 屋面荷载；均布活载、雪荷载、积灰荷载、施工检修荷载9.1 多层及高层房屋结构体系水 平 荷 载风荷载：水平集中力地震作用：各楼层处的水平集中力作用位置：楼屋面节点处作用方向：迎风面一侧可能 有左 风、 右风 两种 可能9.1 多层及高层房屋结构体系5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点u 地震作用

5、与荷载的区别在于：荷载是对结构的直接 作用，而地震作用是对结构的间接作用。 9.2 框架结构9.1 多层及高层房屋结构体系 5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点荷 载 特 点随高度H增加，水平荷载产生的效应快速增 加，水平荷载将成为控制结构设计的主要因素。竖向荷载下：结构中仅轴力N随H呈线性关系，M、V并不增加； 水平荷载下：M、V均随H增加而呈快速增长，侧移也增加更快。低层民用建筑：竖向荷载起控制作用 多层建筑：水平荷载与竖向荷载共同起控制作用 高层建筑：水平荷载起控制作用.9.2 框架结构框架结构1、框架结构的组成和分类组成梁基础柱刚性节点固定连接9.2 框架结构9.2 框架结构框 架 结

6、 构 类 型现浇整体式装配式装配整体式全部构件现场浇注优点：整体性好、抗震性好、刚度大、预埋铁少、平面布置灵活缺点：耗模板量大、工期长、现场湿作业量大、冬施需防冻全部构件预制，现场装配连接优点：省模板、工期短、构件可标准定型化缺点：预埋件多、整体性差、抗震性差、用钢量大、预制构件，现场安装就位，在连接处现浇混凝土形成整体。 优点：省模板、预埋件少、工期短、用钢量少、抗震整体性好缺点：施工复杂、增加了现场混凝土二次浇注工作量9.2 框架结构9.2 框架结构 2、框架结构的布置结 构 布 置 原 则开间、进深尽可能统一：构件类型规格尽可能少平面应简单、规则、对称：尽可能使受力合理刚度沿高度分布均匀

7、：避免突变、错层、局部夹层控制房屋高宽比H/B4：保证必要的抗侧移刚度设置必要的变形缝伸缩缝沉降缝防震缝伸缩缝装配式室内75m露天50m整体式装配整体式室内55m露天35m变形缝对构造 、 施工 、结构整体性 等不利，基础 防水不易处理 ，实际采用可 靠的构造措施 和施工措施（ 如设置后 浇 带）减少或避免设缝柱网布置生产工艺要求建筑平面布置要求结构受力合理方便施工9.2 框架结构布置方式：内廊式、跨度组合式9.2 框架结构柱网应与建筑分隔墙体布置相协调使竖载下结构内力均匀分布合理易施工：进度快、造价低、保质量9.2 框架结构承 重 框 架 布 置9.2 框架结构横向框架承重 纵向框架承重纵横

8、向混合承重（预制板、现浇板） 纵横向混合承重（井式楼盖）横向框架承重：横向刚度大、有利于抵抗横向水平荷载，纵向连系梁较小，利于房屋采光、通风。纵向框架承重：横向连系梁较小，利于设备管线穿行，开间布置灵活，但横向刚度差。 纵横向混合承重：纵横向梁截面均较大(刚度大)，整体性能好，采用较多。9.2 框架结构9.2 框架结构本节小结框架结构的类型：整体式、装配式、装配整体 式，应了解各类型特点；框架结构布置原则：建筑方案的确定应考虑结 构受力的合理性，宜简单、规则、对称、均匀。承重框架的布置方案：横向、纵向、纵横向承 重，各方案的利弊应了解。注意：承重方案与框架类型的区别！作业：思考题9.2 框架结

9、构3、框架结构受力特点9.2 框架结构框架结构（空间体系）纵向平面框架横向平面框架横向平面框架纵向平面框架计算简图杆件用轴线表示节点刚接节点层高底层柱：基础顶面到一层梁顶其它层柱：各层梁顶之间距离跨度柱轴线间距9.2 框架结构9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力竖 向 荷 载 作 用 下 的 内 力内力近似计算方法分层法弯矩二次分配法计算简图分层法计算假定： 框架无侧移； 每层横梁上荷载对其它层横梁无影响。计算思路：可将一个多层框架分解为多个单层 开口框架，使每一框架节点数量大幅度 减少，有效地减少了计算工作量。9.2 框架结构内力近似计算方法分层法弯矩二次分配法框架在荷载作用下的内力竖 向

10、 荷 载 作 用 下 的 内 力计算简图9.2 框架结构竖 载 下 内 力 特 点9.2 框架结构M图N 图V 图9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力9.2 框架结构竖 载 下 内 力 特 点9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力M 图框架梁：呈抛物线形分布，跨中截面+Mmax，支座截面- Mmax 框架柱：呈线性分布，柱上下端M最大V 图框架梁：呈线性变化，端部支座截面Vmax框架柱：沿层高呈均匀分布N 图框架柱：截面产生轴向压力，“”表示受压9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力内力近似计算方法水 平 荷 载 作 用 下 的 内 力计算简图反弯点法D值法反弯点法适用范围：梁柱刚度之比值i

11、b/ic3反弯点法计算假定：框架横梁刚度无穷大无变形；各层柱上下端节点转角相同：各柱反弯点位于柱中点，底层柱位于距柱底2/3层高处。9.2 框架结构D值法内力近似计算方法9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力水 平 荷 载 作 用 下 的 内 力反弯点法D值法适用范围：梁柱刚度之比值ib/ic3 反弯点法计算误差： 假定ib/ic：横梁无变形，节点无转角； 假定各层柱上下端节点转角相同，反弯点位于柱中点。 D值法修正反弯点法 修正：柱的侧移刚度 修正：调整反弯点高度9.2 框架结构9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力水 平 荷 载 下 内 力 特 点M图V 图N 图+9.2 框架结构9.2

12、框架结构框架在荷载作用下的内力水 平 荷 载 下 内 力 特 点M 图框架梁柱：均呈线性分布，梁、柱支座截面分别产生 MmaxV 图框架梁：各跨内呈均匀分布 框架柱：沿各层高内呈均匀分布N 图框架柱：截面产生轴向力，部分柱内受拉，部分柱内受压。“”为压，“+”为拉9.2 框架结构9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力控 制 截 面 及 内 力 组 合控制截面结构构件中需要按其内力进行配筋计算的截面。内力组合寻求结构构件的最不利内力，作为配筋依据。框 架 梁端部支 座截面+Mmax：确定梁端底部纵筋-Mmax：确定梁端顶部纵筋Vmax：确定箍筋及弯起钢筋+Mmax：确定梁下部纵筋-Mmax：确定

13、跨中可能的顶部纵筋跨中 截面9.2 框架结构9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力控 制 截 面 及 内 力 组 合框 架 梁跨中纵筋跨中纵筋支座负筋跨中可能负筋支座箍筋9.2 框架结构9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力控 制 截 面 及 内 力 组 合9.2 框架结构框 架 柱端 部 截 面Mmax及相应的N、VNmin及相应的M、VNmax及相应的M、V可 能 大 偏 压可能小偏压9.2 框架结构框架在荷载作用下的内力控 制 截 面 及 内 力 组 合框 架 柱端 部 截 面柱上端纵筋柱下端纵筋箍筋9.2 框架结构9.2 框架结构框 架 结 构 的 侧 移特点：愈往上层间侧移愈小原因：

14、梁、柱弯曲变形引起特点：愈往上层间侧移愈大原因：柱轴向变形不一致引起9.2 框架结构侧移组成总体剪切变形总体弯曲变形9.2 框架结构框 架 结 构 的 侧 移侧移组成总 体 剪 切 变 形总 体 弯 曲 变 形随着H/B的增大， 弯曲变形所占比例增 大，总体呈现剪切变 形。9.2 框架结构框 架 结 构 的 侧 移9.2 框架结构特点：愈往上层间侧移愈小原因：梁、柱弯曲变形引起特点：愈往上层间侧移愈大原因：柱轴向变形不一致引起侧移组成总体剪切变形总体弯曲变形层间侧移控制控制原因侧移过大，影响电梯正常运行；填充墙出现裂缝，内部装修层剥落；竖向荷载作用下附加弯矩大。侧移控制i/hi1/5509.2

15、 框架结构框架梁、柱应分别满足一般梁、柱的有关构造要求。框架梁跨中上部钢筋212与支座负弯矩钢筋搭接，ll150mm; 梁支座负筋伸出柱边长度ln/4，箍筋沿全长均匀设置。框架柱宜采用对称配筋，dmin12mm，max5%， min0.4%。四、非抗震设计现浇框架的构造要求1、一般构造要求9.2 框架结构砼强度等级：不应低于C20 大荷载砼柱强度宜高钢筋级别 纵筋：HRB400或HRB335箍筋：HRB335或HPB235节点区砼：柱砼等级纵筋的接头1、一般构造要求连接方式：绑扎搭接连接、机械连接或焊接连接 接头位置：受力较小区域，相邻纵筋接头应相互错开接头面积百分率 绑扎搭接和机械连接：不宜大于50%焊接连接：不应大于50%。接头间隔 机械连接、焊接连接：35d，焊接500mm绑扎搭接：600mm，搭接长度ll1.2 la当纵筋d28mm时，不宜采用绑扎搭接接头。9.2 框架结构1、一般构造要求框 架 柱 纵 筋 绑 扎 连 接 构 造9.2 框架结构2、节点构造梁下部纵筋伸入中间节点锚固： 计算不利用其强度时：伸入节点las12d。 计算充分利用抗拉强度时，锚固在节点内：直线锚固：la；弯折锚固：水平段0.4la，竖直段上弯15d；节点外搭接：节点外M较小处设接头 ll la。充分利用抗