《框架体系结构设计步骤》由会员分享，可在线阅读，更多相关《框架体系结构设计步骤（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、框架体系结构设计步骤一. 框架体系结构设计1.UBC法（UNIFORM BUILDING CODE）(统一建筑规范)由各国建筑官员国际会议编制而成。UBC法由于不要求事先假定梁柱截面尺寸，计算比较简单，在国际上广泛地采用。按照UBC法，当框架结构满足下列条件时：两个相邻跨的跨长相差不超过短跨跨长的20；活載与恒載之比不大于3；荷载均匀布置；框架梁截面为矩形。2.框架结构的内力可以按以下方法近似计算框架梁内力弯矩:弯矩系数；框架梁上恒載与活載设计值之和；净跨跨长，求支座弯矩时用相邻两跨净跨跨长的平均值。正弯矩处梁端部无约束边跨；其余跨。梁端部有约束边跨；其余跨。负弯矩处两跨时内支座-。两跨以上时
2、第一内支座左侧-，右侧-。其余支座两侧-。负弯矩处外支座梁支承时-。柱支承时-。负弯矩处内支座（跨数在3跨和3跨以上，跨长不大于3.048m或柱刚度与梁刚度之比大于8的梁）两侧-。剪力：V= 剪力系数。外支座0.5；第一内支座左侧0.575，右侧0.5。其余支座两侧0.5。框架柱内力弯矩:框架柱在竖向荷载作用下的弯矩，可以按节点处框架梁的端弯矩最大差值平均分配给上柱端和下柱端。当横梁不在立柱形心线上时，要考虑由于偏心引起的不平衡弯矩，并将这个弯矩也平均分配给上柱端和下柱端。 轴力：框架柱的轴力可以按楼面单位面积上恒載与活載设计值之和乘以该柱的负荷面积计算。此时，可近似地将楼面板沿柱轴线之间划分
3、，且活載值可以按荷载规范规定折减。二.框架设计的基本要求框架体系多层房屋结构的平面布置宜简单、规则、对称、尽量减少偏心。不能满足要求时，可划分成规整的小单元，不宜采用一个大块的复杂平面。框架结构应采用双向刚接体系，不宜采用铰接排架。多层框架的高度应按规范的要求确定。一般46层。超过8层时底层柱截面尺寸过大，很少采用。超过8层的房屋宜与剪力墙组成框架-剪力墙结构。框架楼层的标志标高采用建筑标高。结构标高较建筑标高低一个楼面层厚度。框架房屋的长度不宜超过60m，超过时可以考虑设置“后浇带”减少设缝。框架结构的梁柱宜贯通，不宜采用复式框架，也应避免梁上立柱、柱上顶板的结构方案。边柱应防止被通长设置的
4、纵梁、过梁分割成短柱。应避免设置横贯整个跨度的支承梁，防止在楼梯间出现短柱。框架梁上尽量不设置位于跨度中央的单根次梁。梁柱的截面尺寸宜划一，以便采用通用模板。框架柱上下层的截面高度不同时，边柱向内扩展；中柱向两边扩展。上下层的截面宽度不同时，端部榀框架柱向内扩展，中间榀框架柱向两侧扩展。框架梁柱的截面中心线应重合。端部榀框架的框架梁以及沿外纵墙的纵梁可以偏心，但要加强节点构造。当各层柱截面尺寸不同且形心线不重合时，一般取顶层柱的形心线作为柱子的轴线。必须注意，按此计算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力，由于此轴线不一定是各截面的形心线，故在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面
5、形心处的内力，即计入上下柱截面形心间的偏心距对截面弯矩的影响。根据规范规定的使用荷载-设计荷载：屋面荷载（恒载与活载）；楼面荷载（恒载与活载）；梁自重（屋面梁及楼层梁）；柱自重（各层柱及柱面抹灰）；墙重（包括两面抹灰）；计算出建筑物集中于屋盖及楼盖（各层）的重力荷载代表值（标准值）Gi。Gi取整个结构上下相邻层间重量的一半。1.梁截面估算及材料的选择横向框架梁矩形：=；=；T形和倒T形：。梁宽在200mm以上以50mm为尾数递增；在肋形结构中主梁的梁宽一般不小于250mm，次梁的梁宽一般不小于200mm。梁的计算跨度，相邻两支座反力作用线之间的距离；梁的截面高度；梁的截面宽度。纵向框架梁主要考
6、虑纵梁是否兼作窗过梁以及外纵墙的厚度确定梁的高度和宽度。梁的受力钢筋宜选用HRB400热轧带肋钢筋、RRB400余热处理钢筋或HRB335热轧带肋钢筋。钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；混凝土强度等级还应与钢筋品种相匹配。采用HRB335级钢筋时混凝土强度等级不宜低于C20；采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件混凝土强度等级不得低于C20。混凝土强度等级选用还应考虑到耐久性的要求：（一类环境）C20；（二a环境）C25；（三b环境）C30。2.框架柱截面估算框架柱的截面尺寸一般可根据柱的轴压比限值按下列公式估算：柱组合的轴压力设计值；按简支状态计算的柱的负载面
7、积。边柱：纵向跨长横向跨长/2；中柱：纵向跨长柱横向两侧跨长/2；为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似地取1215；为考虑地震作用组合后轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；为柱的截面面积；为验算截面以上楼层层数；为混凝土轴心抗压强度设计值；为框架柱轴压比限值，分别对一级、二级和三级抗震等级取0.7，0.8和0.9。也可按=Hi/15，=(1.52.5)进行估算。柱的截面宽度；柱的截面高度。Hi-底层柱的高度(自基础顶面至一层楼盖顶面之间的距离)。底层层高室内外高差基础埋深基础梁高底层板厚偏心受压构件宜取在地震区框架柱采用方柱较为
8、合适，所以=。框架柱的截面高度不宜小于400mm，截面宽度不宜小于350mm；柱的净高与截面长边尺寸之比宜大于4。柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。角柱截面尺寸可以较边柱截面尺寸放大一号。有非轻质填充隔墙的多层框架，现浇整体式楼盖，当框架为三跨或三跨以上，或为两跨但房屋的高宽比1/3时，可按无侧移框架确定各层框架柱的计算长度：Lo=0.7H。（底层柱H自基础顶面至一层楼盖顶面之间的距离；其余各层柱H为上下两层楼盖之间的距离，即层高）。不满足上述条件的一般多高层框架，现浇整体式楼盖，框架柱计算长度：底层柱Lo=1.0H；各层柱Lo=1.25H。三.框架刚度1.梁线刚度： （Io为截面矩形部分的惯
9、性矩）梁的线刚度计算类型 截面积 m2 跨度m截面惯矩m4中框架 m4屋面、楼层KN.m边框架 m4屋面、楼层KN.m屋面边梁Io=IB=2.0IB=1.5 楼层边梁屋面中梁楼层中梁2.柱刚度：； DC框架柱的刚度有柱线刚度和侧移刚度D。计算侧移刚度D时，其中的和C应参考“节点转角影响系数”。中间榀框架边柱、中柱侧移刚度D的计算中间榀框架边柱侧移刚度D的计算层次截面积m2层高m截面惯矩m4CDkN/m顶至底h一般层=底层=一般层C= 底层C=C中间榀框架中柱侧移刚度D的计算（表格与中间榀框架边柱侧移刚度D计算的表格相同）端部榀框架边柱、中柱线刚度的计算与中间榀框架边柱、中柱线刚度的计算相同。端
10、部榀框架梁的截面惯矩的值与中间榀框架梁的截面惯矩的值不同，因此端部榀框架梁的线刚度的值与中间榀框架梁的线刚度的值不同（和C的计算公式仍相同）。端部榀框架的边柱、中柱侧移刚度D的值需要重新计算。端部榀框架边柱、中柱侧移刚度D的计算。列表表格与中间榀框架边柱侧移刚度D计算的表格相同。3.层间刚度由中间榀框架边柱、中柱侧移刚度D的值和端部榀框架的边柱、中柱侧移刚度D的值计算各层间柱的总侧移刚度D。层次端部榀框架中间榀框架层间刚度D kN/m角柱（总数）中柱（总数）边柱（总数）中柱（总数）由顶至底结构的侧向刚度应均匀变化，下层刚度不应小于相邻上层的70（纵横向均应考虑）；下层的承载力不应小于相邻上层的
11、80。四.地震影响1.抗震设防烈度、场地类别、设计地震分组采用地震动参数区划图的地震基本烈度（或与建筑抗震设计规范加速度对应的烈度值）。设防烈度与设计基本地震加速度抗震设防烈度6789设计基本地震加速度0.06g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g根据建筑工程的实际情况将地震“设计特征周期”按“设计地震分组”确定。特征周期值Tg（s）设计地震分组场地类别第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90设计地震分组在中国地震动反应谱周期区划图B1作下列调整：区划图B1中0.35s和0.40s的区域作为设计地震第一组；
12、区划图B1中0.45s的区域，多数作为设计地震第二组；凡符合下列情况的区域作为设计地震第三组：区划图A1中峰值加速度减至1/3以下的影响区；区划图B1中0.45s，且区划图A1中0.40g的峰值加速度减至1/2以下的影响区域；建筑抗震设计规范还规定了县级及县级以上城镇的中心地区（如城关地区）的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和所属的设计地震分组。2.建筑结构地震影响系数由烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05。地震影响曲线系数的阻尼调整系数应按1.0采用。水平地震影响系数水平地震影响系数最大值max地震影响6度7度8度9度多余地震
13、0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.50(0.72)0.90(1.20)1.40括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。地震影响系数曲线形状参数=0.45max （0T0.1s） 直线上升段；=max （0.1sTTg） 水平段，应取最大值；=(Tg/T)0.9max （TgT5Tg） 曲线下降段；=（T5Tg）max （5TgT6Tg） 直线下降段，下降斜率调整系数应取0.02。一般建筑结构阻尼比可取0.05，计算8、9度罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。当阻尼比按有关规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形
14、状参数应符合下列规定：曲线下降段的衰减指数应按公式确定；直线下降段的下降斜率调整系数按公式确定；小于0时取0。阻尼调整系数按公式确定；当小于0.55时，取0.55。地震作用时重力荷载代表值（标准值）建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值与各可变荷载组合值之和。屋面梁处Gi=结构和构件自重+50%雪荷载；楼面梁处Gi=结构和构件自重+50%活荷载。应分别计算建筑物的横向和纵向重力荷载代表值。计算各楼层水平位移各楼层水平位移计算层次各层重力荷载代表值GikN 各层以上水平荷载 GikN层间刚度Di kN/m层间位移i= m楼层位移i=i m 由顶至底对于屋面局部突出的房屋，应取主体结构顶点的位移。突出间对主体结构顶点位移的影响，可按顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值折
