多层和高层框架结构设计1ppt课件

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1、第第3 3章章 多层和高层框架构造设计多层和高层框架构造设计体系确定体系确定体系确定体系确定荷荷荷荷载载确定确定确定确定内力、位移确定内力、位移确定内力、位移确定内力、位移确定配筋配筋配筋配筋计计算算算算施工施工施工施工图图3.1概述框架构造是由横梁和立柱在节点刚接组成的杆件体系。框架构造优点框架构造优点n n构造轻巧,便于布置;构造轻巧,便于布置;构造轻巧,便于布置;构造轻巧,便于布置;n n整体性比砖混构造和内框架承重构造好;整体性比砖混构造和内框架承重构造好;整体性比砖混构造和内框架承重构造好;整体性比砖混构造和内框架承重构造好;n n可构成较大的运用空间;可构成较大的运用空间;可构成较

2、大的运用空间;可构成较大的运用空间;n n施工较为方便;施工较为方便;施工较为方便;施工较为方便;n n较为经济。较为经济。较为经济。较为经济。3.2构造布置方法构造布置方法一、构造布置的普通原那么一、构造布置的普通原那么框架构造主要是构造平面布置,对于建筑剖面复杂的框架构造主要是构造平面布置,对于建筑剖面复杂的框架构造主要是构造平面布置,对于建筑剖面复杂的框架构造主要是构造平面布置,对于建筑剖面复杂的构造,还需进展构造的竖向的布置。进展布置时,应满足构造,还需进展构造的竖向的布置。进展布置时,应满足构造,还需进展构造的竖向的布置。进展布置时,应满足构造,还需进展构造的竖向的布置。进展布置时,

3、应满足以下普通原那么:以下普通原那么:以下普通原那么:以下普通原那么:1 1满足运用要求,并尽能够地与建筑的平、立、剖面划满足运用要求,并尽能够地与建筑的平、立、剖面划满足运用要求,并尽能够地与建筑的平、立、剖面划满足运用要求,并尽能够地与建筑的平、立、剖面划分相一致;分相一致;分相一致;分相一致;2 2满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置能满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置能满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置能满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置能有效地进展;有效地进展;有效地进展;有效地进展;3 3构造尽能够简单、规那么、均匀、对称,构件类型少;构造尽能

4、够简单、规那么、均匀、对称,构件类型少;构造尽能够简单、规那么、均匀、对称,构件类型少;构造尽能够简单、规那么、均匀、对称,构件类型少;4 4妥善地处置温度、地基不均匀沉降以及地震等要素对妥善地处置温度、地基不均匀沉降以及地震等要素对妥善地处置温度、地基不均匀沉降以及地震等要素对妥善地处置温度、地基不均匀沉降以及地震等要素对建筑的影响;建筑的影响;建筑的影响;建筑的影响;5 5施工简便;施工简便;施工简便;施工简便;6 6经济合理。经济合理。经济合理。经济合理。二、构造布置方法二、构造布置方法框架构造布置包括柱网布置和框架框架构造布置包括柱网布置和框架梁布置无梁楼盖也属框架构造,可不梁布置无梁

5、楼盖也属框架构造,可不布置框架梁布置框架梁柱网布置可分为大柱网和小柱网,柱网布置可分为大柱网和小柱网,小柱网对应的梁柱截面尺寸可小些,构小柱网对应的梁柱截面尺寸可小些,构造造价亦低。但小柱网柱子过多,有能造造价亦低。但小柱网柱子过多,有能够影响运用功能。因此,在柱网布置时,够影响运用功能。因此,在柱网布置时,应针对详细工程综合思索建筑物的功能应针对详细工程综合思索建筑物的功能要求及经济合理性来确定柱网的大小。要求及经济合理性来确定柱网的大小。框架梁布置应本着尽能够使纵横两框架梁布置应本着尽能够使纵横两个方向的框架梁与框架柱相交的原那么个方向的框架梁与框架柱相交的原那么进展。纵横两个方向均应按框

6、架设计。进展。纵横两个方向均应按框架设计。框架梁、柱构件的轴线宜重合。假设二框架梁、柱构件的轴线宜重合。假设二者有偏心,梁、柱中心线之间的偏心距,者有偏心,梁、柱中心线之间的偏心距,9度抗震设计时不应大于柱截面在该方度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的向宽度的1/4;非抗震设计和;非抗震设计和68度抗震度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4。3.3截面尺寸估算一、框架梁截面尺寸估算一、框架梁截面尺寸估算一、框架梁截面尺寸估算一、框架梁截面尺寸估算框架构造的主梁截面高度框架构造的主梁截面高度框架构造的主梁截面高度框架构造的主梁截面高度hbhb可可可可

7、1/81/181/81/18l0l0确定确定确定确定l0l0为为主主主主梁梁梁梁计计算跨度,且截面高度不宜大于算跨度,且截面高度不宜大于算跨度,且截面高度不宜大于算跨度,且截面高度不宜大于1/41/4净净跨。跨。跨。跨。框架构造的主梁截面框架构造的主梁截面框架构造的主梁截面框架构造的主梁截面宽宽度度度度bbbb可可可可1/21/41/21/4hbhb确定,且截面确定,且截面确定,且截面确定,且截面宽宽度不宜小于度不宜小于度不宜小于度不宜小于1/4hb1/4hb,且不,且不,且不,且不应应小于小于小于小于200mm200mm。二、框架柱截面尺寸估算二、框架柱截面尺寸估算二、框架柱截面尺寸估算二、

8、框架柱截面尺寸估算初步初步初步初步设计时设计时,柱截面,柱截面,柱截面,柱截面AcAc可按下式确定可按下式确定可按下式确定可按下式确定轴压轴压必限必限必限必限值值,一、二、三、,一、二、三、,一、二、三、,一、二、三、级级抗震抗震抗震抗震时时,分,分,分,分别别取取取取0.70.7、0.80.8、0.90.9,四,四,四,四级级抗震及非抗震抗震及非抗震抗震及非抗震抗震及非抗震时时取取取取1.01.0NN为为估算的框架柱估算的框架柱估算的框架柱估算的框架柱轴轴力力力力设计值设计值。抗震等抗震等抗震等抗震等级为级为一一一一 三三三三级时级时抗震等抗震等抗震等抗震等级为级为四四四四级级或非抗震或非抗

9、震或非抗震或非抗震时时NvNv为为估算的估算的估算的估算的竖竖向荷向荷向荷向荷载载作用下作用下作用下作用下产产生的框架柱生的框架柱生的框架柱生的框架柱轴轴力;力;力;力;按楼板面按楼板面按楼板面按楼板面积积、楼、楼、楼、楼层层数上的数上的数上的数上的竖竖向荷向荷向荷向荷载载,并思索分,并思索分,并思索分,并思索分项项系系系系数数数数1.251.25进进展展展展计计算,楼算,楼算,楼算,楼层层上的上的上的上的竖竖向荷向荷向荷向荷载载可按可按可按可按1114kN/1114kN/3.4 计算简图确实定计算简图确定 计算简图:计算简图:杆件以轴线表示;杆件以轴线表示;梁的跨度:框架柱轴线间隔;梁的跨度

10、:框架柱轴线间隔;层高:构造层高,底层柱长度从根底承台顶面算起;层高:构造层高,底层柱长度从根底承台顶面算起; 留意:建筑标高构造标高装修层高度;留意:建筑标高构造标高装修层高度;跨度差小于跨度差小于1010的不等跨框架,近似按照等跨框架计算;的不等跨框架,近似按照等跨框架计算;当框架梁的坡度小于当框架梁的坡度小于1/81/8时,可近似按程度梁计算;时,可近似按程度梁计算;当当梁梁在在端端部部加加腋腋,当当端端部部高高度度与与跨跨中中高高度度之之比比小小于于1.61.6或或惯惯性性矩之比小于矩之比小于4 4时,可按等截面梁计算。时,可按等截面梁计算。计算算简化与假化与假设: 忽略杆件的抗改忽略

11、杆件的抗改动作用作用 空空间三向受力的框架三向受力的框架节点点简化化为平面平面节点,受力形状分点,受力形状分为 刚结节点:点:现浇钢筋混凝土构造筋混凝土构造 铰接接节点:装配式框架构造点:装配式框架构造 半半铰接接节点:装配式框架构造点:装配式框架构造 构造构件的截面抗弯构造构件的截面抗弯刚度度 :思索楼板的影响,框架梁的截面抗弯思索楼板的影响,框架梁的截面抗弯刚度度应适当提高适当提高 现浇钢筋混凝土楼盖:筋混凝土楼盖: 中框架:中框架:I I2I02I0 边框架:框架:I I1.5I01.5I0装配整体式装配整体式钢筋混凝土楼盖:筋混凝土楼盖: 中框架:中框架:I I1.5 I01.5 I0

12、 边框架:框架:I I1.2 I01.2 I0装配式装配式钢筋混凝土楼盖:筋混凝土楼盖: 中框架:中框架:I II0I0 边框架:框架:I II0I0注:注:I0I0为矩形截面框架梁的截面矩形截面框架梁的截面惯性矩性矩截面方式选取:截面方式选取: 框架梁跨中截面:框架梁跨中截面: T T型截面型截面 框架梁支座截面:框架梁支座截面: 矩形截面矩形截面 3.5 3.5 荷载计算荷载计算一、恒荷一、恒荷一、恒荷一、恒荷载载:构造自重、附加永久荷:构造自重、附加永久荷:构造自重、附加永久荷:构造自重、附加永久荷载载 隔隔隔隔墙墙、装、装、装、装饰饰、设备设备管道等管道等管道等管道等规规范附范附范附范

13、附录录A A A A 恒荷恒荷恒荷恒荷载规载规范范范范值值可由各构件的截面尺寸、可由各构件的截面尺寸、可由各构件的截面尺寸、可由各构件的截面尺寸、长长度装度装度装度装饰资饰资料料料料 情况情况情况情况计计算;算;算;算;设备设备管道分量由有关管道分量由有关管道分量由有关管道分量由有关专业设专业设计计人人人人员员提供。提供。提供。提供。二、活荷二、活荷二、活荷二、活荷载载: : : : 楼面均布活荷楼面均布活荷楼面均布活荷楼面均布活荷载载、屋面均布活荷、屋面均布活荷、屋面均布活荷、屋面均布活荷载载、施、施、施、施工工工工检检修人修人修人修人员员与机具的分量。与机具的分量。与机具的分量。与机具的分

14、量。 荷荷荷荷载规载规范:范:范:范:GB500092001GB500092001GB500092001GB500092001 多多多多层层:应应思索活荷思索活荷思索活荷思索活荷载载不利分布不利分布不利分布不利分布 高高高高层层:不思索,活荷:不思索,活荷:不思索,活荷:不思索,活荷载载相相相相对对小,程度荷小,程度荷小,程度荷小,程度荷载载引起内引起内引起内引起内力大力大力大力大三、雪荷载三、雪荷载屋面程度投影面上的雪荷屋面程度投影面上的雪荷屋面程度投影面上的雪荷屋面程度投影面上的雪荷载规载规范范范范值值Sk=rS0Sk=rS0SoSo根本雪根本雪根本雪根本雪压压,平坦地面,平坦地面,平坦地

15、面,平坦地面5050年一遇最大年一遇最大年一遇最大年一遇最大积积雪量;雪量;雪量;雪量;rr屋面屋面屋面屋面积积雪分布系数,雪分布系数,雪分布系数,雪分布系数,SoSo和和和和rr可由可由可由可由 查查得。得。得。得。四、风荷载四、风荷载 高、大、细、长等柔性工程构造的主要高、大、细、长等柔性工程构造的主要设计荷载设计荷载 空气流空气流动构成的构成的风遇到建筑遇到建筑物物时,就在建筑物外表,就在建筑物外表产生生压力或吸力,力或吸力,这种种风力作用力作用叫叫风荷荷载。风的大小与风的大小与1 1近地风的性质、风速、风向有关近地风的性质、风速、风向有关2 2建筑物所在地的地藐及周围环境建筑物所在地的

16、地藐及周围环境3 3建筑本身的高度、外形以及外表情况有关建筑本身的高度、外形以及外表情况有关1 1、概念:空气流、概念:空气流动构成构成风近地近地风起主要作用起主要作用 迎迎风面:面:压力力 背背风面:吸力面:吸力 风毁事故:事故:桥梁梁 高高层少,部分破坏多玻璃少,部分破坏多玻璃 挺拔挺拔有有2 2、随机性、随机性按照按照统计规律律归纳出出风荷荷载规范范值计算公式算公式 当当计算主要承重构造算主要承重构造时:风荷载规范值:风荷载规范值kN/m2kN/m2 3 3、风荷载的计算、风荷载的计算 (1)(1)根本风压根本风压空阔平坦地面、距地空阔平坦地面、距地10m10m、5050年一遇、年一遇、

17、10min10min平均最大风速平均最大风速计算。计算。:空气密度:空气密度详细查阅:荷载规范附录详细查阅:荷载规范附录D D,不小于,不小于0.3kN/m20.3kN/m2阐阐明明:普普通通高高层层建建筑筑思思索索5050年年一一遇遇,特特别别重重要要或或者者有有特特殊殊要要求求的高层建筑思索的高层建筑思索100100年一遇年一遇2 2风荷载体型系数风荷载体型系数风对建筑外表的作用力并不等于根本风压值,而是随建筑物的风对建筑外表的作用力并不等于根本风压值,而是随建筑物的体型、尺度、外表位置等而改动,其大小由实测或风洞实验确定体型、尺度、外表位置等而改动,其大小由实测或风洞实验确定 = =垂直

18、于建筑外表的平均风作用力垂直于建筑外表的平均风作用力/ /根本风压值根本风压值 压力为正号压力为正号 吸力为负号吸力为负号(3)(3)风压风压高度高度高度高度变变化系数化系数化系数化系数ZZ风压风压高度高度高度高度变变化系数化系数化系数化系数应该应该根据地面粗糙度根据地面粗糙度根据地面粗糙度根据地面粗糙度类别类别确定确定确定确定 A A类:指近海面、海岛、海岸、湖岸以及沙漠类:指近海面、海岛、海岸、湖岸以及沙漠B B类:指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区类:指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区C C类:指密集建筑裙的城市市区类:指密集建筑裙的城市市区D

19、 D类:指有密集建筑物裙且房屋较高的城市市中心类:指有密集建筑物裙且房屋较高的城市市中心ABCD4 4风振系数风振系数 ( (高度高度Z Z处风振系数处风振系数) )风分分为平均平均风即即稳定定风和脉和脉动风常称常称阵风脉脉动 平均平均风静力静力 脉脉动风动力力与与构构造造的的自自振振特特性性有有关关,包包括括自自振振周周期期、振振型型等等,也与构造的高度有关也与构造的高度有关 根根本本自自振振周周期期T1 0.25S的的工工程程构构造造,高高度度大大于于30m且且高高宽宽比比大大于于1.5的的高高柔柔房房屋屋,思思索索风风压压脉脉动动对对构构造造发发生生顺顺风风向向风风振振的的影影响响。风风

20、振振计计算算按按照照随随机机振振动动实际进展,构造自振周期按照构造动力学计算实际进展,构造自振周期按照构造动力学计算普普通通悬悬臂臂型型构构造造构构架架、塔塔架架、烟烟囱囱等等挺挺拔拔构构造造,高高度度大大于于30m,高高宽宽比比大大于于1.5且且可可以以忽忽略略改改动动影影响响的高层建筑,按照下式计算:的高层建筑,按照下式计算: 脉脉动增大系数增大系数 脉脉动影响系数影响系数 振型系数振型系数 风压高度高度变化系数化系数 脉脉脉脉动动增大系数增大系数增大系数增大系数主要与构造的周期、根本风压和地面粗糙程度有关主要与构造的周期、根本风压和地面粗糙程度有关w0T120.010.020.040.0

21、60.080.100.200.400.60钢结构1.471.571.691.771.831.882.042.242.36有填充墙的房屋钢结构1.261.321.391.441.471.501.611.731.81混凝土及砌体结构1.111.141.171.191.211.231.281.341.38w0T120.801.002.004.006.008.0010.0020.0030.00钢结构2.462.532.803.093.283.423.543.914.14有填充墙的房屋钢结构1.881.932.102.302.432.522.602.853.01混凝土及砌体结构1.421.441.541

22、.651.721.771.821.962.06 振型系数振型系数振型系数振型系数n可由构造动力计算确定,计算时可仅思索受力方向根可由构造动力计算确定,计算时可仅思索受力方向根本振型的影响;本振型的影响;n对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型构造,对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型构造,也可近似采用振型计算点距室外地面高度也可近似采用振型计算点距室外地面高度Z Z与房屋高与房屋高度度H H的比值替代振型系数的比值替代振型系数 Z/H Z/Hn查表查表 脉脉脉脉动动影响系数影响系数影响系数影响系数n与房屋总高度、粗糙度类别、与房屋总高度、粗糙度类别、H/BH/B有关,查表。有关,查表。构

23、造根本自振周期的构造根本自振周期的阅历公式公式方法一:方法一: 钢筋混凝土框架和框剪构造:筋混凝土框架和框剪构造: 钢筋混凝土剪力筋混凝土剪力墙构造:构造: H H房屋房屋总高度高度(m)(m) B B房屋房屋宽度度(m)(m)方法二:方法二: 框架构造:框架构造:T1T10.080.080.10.1N N 框架剪力框架剪力墙构造:构造: T1 T10.060.060.080.08N N 剪力剪力墙构造及筒中筒:构造及筒中筒: T1 T10.05N0.05N N N房屋房屋层数数4 4、总风荷载、总风荷载 总总体体风风荷荷载载是是指指作作用用在在建建筑筑物物上上的的某某个个方方向向上上的的全全

24、部部风风荷荷载载在在构构造造上上产产生生的的合合力力各各个个外外表表接接受风力的合力,沿高度变化的分布荷载受风力的合力,沿高度变化的分布荷载 : :建筑物外表法线与风作用方向的夹角建筑物外表法线与风作用方向的夹角 0 0:风风力力作作用用方方向向与与建建筑筑外外表表垂垂直直,风风压压全全部部计计算算 9090:风力作用方向与建筑外表平行,风压不算:风力作用方向与建筑外表平行,风压不算0 0 90:90:风风力力的的分分量量,留留意意风风力力分分解解时时区区别别风风力力为为压力或吸力压力或吸力各个外表接受风力的合力,沿高度变化的分布荷载各个外表接受风力的合力,沿高度变化的分布荷载winds= +

25、0.8s=-0.6s=-0.6S S 压力力为“+“+ 拉力拉力为“ B44=900s=-0.6s=-0.62 =900B11=03=00s= -0.5B3B2h=zWZs= +0.85 5、部分风荷载、部分风荷载 部分部分风荷荷载是指是指风荷荷载在建筑物某个部分所在建筑物某个部分所产生的外力生的外力 风压在在建建筑筑物物外外表表是是不不均均匀匀的的,实验阐明明建建筑筑物物外外表表在在风荷荷载作作用用下下能能够构构成成三三个个压力力区区逆逆流流正正压区区、逆逆流流负压区区、顺流流负压区区,其其中中逆逆流流面面角角部部会会构构成成最最高高负压区区,部部分分风压能能够会会大大大大超超越越平平均均风

26、压,在在计算算部部分分构构件件时,应思思索索风荷荷载的的部部分分效效应。计算算时,用用增增大大风荷荷载体体型型系系数数的的方方法法思思索索部部分分效效应。部分部分风压体型系数:体型系数:正正压区:同上取法区:同上取法负压区:区: 墙面:面:-1.0-1.0 墙角角边:-1.8-1.8 屋面部分部位周屋面部分部位周边和屋面坡度大于和屋面坡度大于100100的屋脊部位:的屋脊部位:-2.2-2.2 檐口、雨篷、遮阳板等突出构件:檐口、雨篷、遮阳板等突出构件:-2.0 -2.0 3.6内力计算程度荷载按刚度分配竖向荷载按面积分配竖向荷载作用下的近似计算分层计算法程度荷载按反弯点法、D值法传传送系数送

27、系数分配系数固端弯矩固端弯矩 方向方向 + +转动刚度度对转动的抵抗才干。的抵抗才干。转动刚度以度以S S表表示示等于杆端等于杆端产生生单位位转角角时需求施加的力矩。需求施加的力矩。2 2 2 2、竖向活荷载最不利布置、竖向活荷载最不利布置、竖向活荷载最不利布置、竖向活荷载最不利布置 1 1 1 1、逐跨布置法、逐跨布置法、逐跨布置法、逐跨布置法 将楼面和屋面活荷载逐跨单独地作用在各跨将楼面和屋面活荷载逐跨单独地作用在各跨将楼面和屋面活荷载逐跨单独地作用在各跨将楼面和屋面活荷载逐跨单独地作用在各跨上计算,组合求出能够出现的最大内力。上计算,组合求出能够出现的最大内力。上计算,组合求出能够出现的

28、最大内力。上计算,组合求出能够出现的最大内力。2 2 2 2、最不利荷载布置法、最不利荷载布置法、最不利荷载布置法、最不利荷载布置法 为求某一知道截面的最不利内力,可以根据为求某一知道截面的最不利内力,可以根据为求某一知道截面的最不利内力,可以根据为求某一知道截面的最不利内力,可以根据影响线方法,直接确定产生此最不利内力的活荷影响线方法,直接确定产生此最不利内力的活荷影响线方法,直接确定产生此最不利内力的活荷影响线方法,直接确定产生此最不利内力的活荷载布置。载布置。载布置。载布置。3 3 3 3、分层布置法或分跨布置法、分层布置法或分跨布置法、分层布置法或分跨布置法、分层布置法或分跨布置法4

29、4 4 4、满布荷载法、满布荷载法、满布荷载法、满布荷载法 将活荷载满布,支座处内力不调整,跨中弯将活荷载满布,支座处内力不调整,跨中弯将活荷载满布,支座处内力不调整,跨中弯将活荷载满布,支座处内力不调整,跨中弯矩乘以矩乘以矩乘以矩乘以1.11.11.11.11.21.21.21.2系数。系数。系数。系数。一、竖向荷载作用下的内力计算一、竖向荷载作用下的内力计算一、竖向荷载作用下的内力计算一、竖向荷载作用下的内力计算 1 1 1 1、竖向荷载分配原那么、竖向荷载分配原那么、竖向荷载分配原那么、竖向荷载分配原那么 楼面荷载的分配与楼盖的构造有关,当采用装配楼面荷载的分配与楼盖的构造有关,当采用装

30、配楼面荷载的分配与楼盖的构造有关,当采用装配楼面荷载的分配与楼盖的构造有关,当采用装配式或装配整体式楼盖时,荷载经过预制板两端传送式或装配整体式楼盖时,荷载经过预制板两端传送式或装配整体式楼盖时,荷载经过预制板两端传送式或装配整体式楼盖时,荷载经过预制板两端传送给支承构造,当采用现浇楼盖时,按双向板楼盖的给支承构造,当采用现浇楼盖时,按双向板楼盖的给支承构造,当采用现浇楼盖时,按双向板楼盖的给支承构造,当采用现浇楼盖时,按双向板楼盖的荷载分配原那么分配。荷载分配原那么分配。荷载分配原那么分配。荷载分配原那么分配。n n在竖向荷载作用下,不思索框架的侧移在竖向荷载作用下,不思索框架的侧移在竖向荷

31、载作用下,不思索框架的侧移在竖向荷载作用下,不思索框架的侧移n n每层梁上的荷载对其它层梁的影响可忽略不计每层梁上的荷载对其它层梁的影响可忽略不计每层梁上的荷载对其它层梁的影响可忽略不计每层梁上的荷载对其它层梁的影响可忽略不计n n上、下柱的远端是固定上、下柱的远端是固定上、下柱的远端是固定上、下柱的远端是固定n n在计算中,除实践的固定端在计算中,除实践的固定端在计算中,除实践的固定端在计算中,除实践的固定端( ( ( (如底层柱端如底层柱端如底层柱端如底层柱端) ) ) )外,其外,其外,其外,其他各层柱的线刚度均乘以折减系数他各层柱的线刚度均乘以折减系数他各层柱的线刚度均乘以折减系数他各

32、层柱的线刚度均乘以折减系数0.90.90.90.9n n同时柱端的弯矩传送系数也相应地从原来的同时柱端的弯矩传送系数也相应地从原来的同时柱端的弯矩传送系数也相应地从原来的同时柱端的弯矩传送系数也相应地从原来的1 1 1 12 2 2 2改为改为改为改为1 1 1 13 3 3 3。3 3、竖向荷向荷载作用下的内力作用下的内力计算方法算方法 1 1、分、分层法法 分分层计算法的根本假定:算法的根本假定:分分分分层层法法法法计计算算算算过过程和要点程和要点程和要点程和要点将将多多层层框框架架沿沿高高度度分分解解成成一一层层一一层层的的无无侧侧移移开开口口框框架架,并并以以每每层层的的梁梁和和与与其

33、其相相连连的的柱柱作作为为该该层层的的计计算算单单元元,将将柱柱的的远端假定为固端。远端假定为固端。计算各层梁上的竖向荷载,分别计算各梁的固端弯矩。计算各层梁上的竖向荷载,分别计算各梁的固端弯矩。计计算算梁梁柱柱的的线线刚刚度度和和弯弯矩矩分分配配系系数数除除底底层层柱柱外外其其他他柱柱的的线刚度均乘以线刚度均乘以0.90.9。梁梁和和底底层层柱柱的的远远端端均均按按固固定定支支座座思思索索,传传送送系系数数为为1/21/2,其其他柱传送系数改为他柱传送系数改为1/31/3。求求得得各各个个楼楼层层单单元元的的内内力力后后,将将同同时时属属于于上上下下两两层层的的柱柱的的内内力力值值进进展展叠

34、叠加加作作为为原原框框架架构构造造中中的的柱柱内内力力,而而梁梁只只属属于于一一个个楼楼层层,分分层层计计算算的的内内力力即即为为原原框框架架构构造造中中相相应应梁梁的的内内力力。梁梁柱柱的的杆杆端端弯弯矩矩求求出出后后,根根据据各各节节点点的的静静力力平平衡衡条条件件可以求出梁的跨中弯矩和剪力以及柱的剪力和轴力。可以求出梁的跨中弯矩和剪力以及柱的剪力和轴力。计算过程计算过程 最最终结果:果:分分层计算的梁端弯矩算的梁端弯矩为最最终弯矩弯矩上下上下层所得同一根柱子内力叠加,得到柱得最所得同一根柱子内力叠加,得到柱得最终弯矩弯矩节点点会会不不平平衡衡,误差差不不大大。如如误差差较大大,可可将将节

35、点点不不平平衡衡弯弯矩矩再再进展一次分配展一次分配根据弯矩根据弯矩MM剪力剪力VV轴力力N N 弯矩图弯矩图 二、二、 程度荷载作用下内力近似计算方法程度荷载作用下内力近似计算方法1 1、反弯点法的根本假定、反弯点法的根本假定程度荷程度荷载:风力、地震作用力、地震作用条件:梁的条件:梁的线刚度与柱的度与柱的线刚度比度比33假定:假定: (1) (1) 梁的梁的刚度无限大;度无限大; (2) (2) 忽略柱的忽略柱的轴向向变形;形; (3) (3) 假定同一楼假定同一楼层中各柱端的中各柱端的侧移相等,移相等,节点点转角角为0 0 (4) (4) 假定上假定上层柱子的反弯点在中点柱子的反弯点在中点

36、 (5) (5) 底底层柱子的反弯点在距底端柱子的反弯点在距底端2h/32h/3y=2h/3y=h/2yhhh反弯点 yy=h/2PPP处理的理的问题:1。反弯点的位置。反弯点的位置2。该点的剪力点的剪力计算方法计算方法2 2、柱剪力与位移的关系、柱剪力与位移的关系 两两端端无无转转角角、单单位位程程度度位位移移,杆杆件件的的杆杆端端剪剪力力方方程程柱柱剪力程度位移:剪力程度位移: i1i1i1i1i2i2i23i22 21 1icicic3hhh21柱抗侧刚度:单位位移下柱的剪力柱抗侧刚度:单位位移下柱的剪力 VV柱剪力柱剪力柱柱层间位移位移hh层高高EJEJ柱抗弯柱抗弯刚度度icic柱柱线

37、刚度度3 3、同层各柱剪力确实定、同层各柱剪力确实定 根据假定根据假定3 3: 第j层第I根柱的剪力及其抗侧刚度 第第j j层总剪力层总剪力第j层各柱剪力为 4、计算步骤、计算步骤1 1 1 1、层剪力、层剪力、层剪力、层剪力2 2 2 2、柱子刚度、柱子刚度、柱子刚度、柱子刚度 3 3 3 3、各柱子的剪力、各柱子的剪力、各柱子的剪力、各柱子的剪力4 4 4 4、反弯点确定、反弯点确定、反弯点确定、反弯点确定5 5 5 5、柱子的弯矩、柱子的弯矩、柱子的弯矩、柱子的弯矩6 6 6 6、梁的弯矩根据节点、梁的弯矩根据节点、梁的弯矩根据节点、梁的弯矩根据节点平衡和刚度分配平衡和刚度分配平衡和刚度

38、分配平衡和刚度分配根据各柱分配到的剪力及反弯点位置,计算柱端弯矩 上层柱:上下端弯矩相等 底层柱: 上端弯矩: 下端弯矩:根据结点平衡计算梁端弯矩 边柱 中柱 梁的弯矩根据接点平衡 梁的弯矩刚度分配三、三、三、三、 框架在程度荷框架在程度荷框架在程度荷框架在程度荷载载作用下内力近似作用下内力近似作用下内力近似作用下内力近似计计算方法算方法算方法算方法DDDD值值法法法法 程度荷程度荷载:风力、地震作用力、地震作用条条件件:思思索索梁梁的的线刚度度与与柱柱的的线刚度度比比不不满足足33条条件件的的情情况梁柱况梁柱线刚度比度比较小,小,结点点转角角较大大假定:假定: 1 1平面构造假定;平面构造假

39、定; 2 2忽略柱的忽略柱的轴向向变形;形; 3 3D D值法思索了法思索了结点点转角,假定同角,假定同层结点点转角相等角相等计算方法算方法1 1、柱的抗、柱的抗侧移移刚度度D D值修正抗修正抗侧刚度的度的计算算 程程度度荷荷载作作用用下下,框框架架不不仅有有侧移移,且且各各结点点有有转角角,设杆端有相杆端有相对位移位移 ,转角角 、 ,转角位移方程角位移方程为: 令令 D D值的物理意的物理意义同同d d一一样单位位移下柱的剪力位位移下柱的剪力 D D值计算假定:算假定: 1 1各各层层高相等;高相等; 2 2各各层梁柱梁柱节点点转角相等;角相等; 3 3各各层层间位移相等位移相等取中间节点

40、i为隔离体,由平衡条件 可得代入转角位移方程代入转角位移方程 i1i1i1i1i2i2i23i22 21 1icicic3hhh21 令K K 为梁柱梁柱刚度比度比 柱柱刚度度修修正正系系数数表表示示梁梁柱柱线刚度度比比对柱柱刚度度的的影影响响 梁柱刚度比K楼楼层层简图简图K K普普通通柱柱边边柱柱底底层层柱柱固固结结由假定由假定33同一同一层各柱底各柱底侧移相等移相等 2 2、确定柱反弯点高度、确定柱反弯点高度 1 1主要要素:柱上下端的约束条件主要要素:柱上下端的约束条件 两端约束相等:反弯点位于中点两端约束相等:反弯点位于中点 约束刚度不等:反弯点移向约束较弱的一端约束刚度不等:反弯点移

41、向约束较弱的一端 一端铰结:反弯点与铰结端重合一端铰结:反弯点与铰结端重合2影响柱端约束刚度的主要要素:影响柱端约束刚度的主要要素: 构造总层数、该层所在的位置构造总层数、该层所在的位置 梁柱线刚度比梁柱线刚度比 荷载方式荷载方式 上层与下层梁刚度比上层与下层梁刚度比 上、下层层高刚度比上、下层层高刚度比3计算方法算方法 规范范反反弯弯点点高高度度比比: 反反弯弯点点到到柱柱下下端端间隔隔与与柱柱全全高的比高的比值 条条件件:同同层高高、同同跨跨度度、各各层梁梁和和柱柱线刚度度不不变,在在程程度度荷荷载作用下求得的反弯点高度比。作用下求得的反弯点高度比。 查表表:根根据据不不同同荷荷载查不不同

42、同表表,由由总层数数n、该层在在位位置置j、梁柱梁柱线刚度比度比K规范反弯点高度比范反弯点高度比 PPhPPhhhhh均布荷载均布荷载倒三角形荷载倒三角形荷载y反弯点 上上下下梁梁刚度度变化化时的的反反弯弯点点高高度比修正度比修正值 当当 时,令令 ,由由 、KK表表y1y1,取正,取正值,反弯点向上移反弯点向上移当当 时,令令 ,由由 、KK表表y1y1,取,取负值,反弯点向下移反弯点向下移 阐明:底明:底层柱,不思索柱,不思索y1y1修正修正上下层高度变化时的反弯点高度比修正值上下层高度变化时的反弯点高度比修正值y2y2 令上令上层层高高/ /本本层层高高h h上上/h/h 1y2 1y2

43、为正正值,反弯点上移,反弯点上移 1y2 1y2为负值,反弯点下移,反弯点下移 阐明:明:顶层柱不思索柱不思索y2y2修正修正 上下上下层高度高度变化化时的反弯点高度比修正的反弯点高度比修正值y3y3 令下令下层层高高/ /本本层层高高h h上上/h/h y3 y3 1y3 1y3为负值,反弯点下移,反弯点下移 1y3 1y3为正正值,反弯点上移,反弯点上移 阐明:底明:底层柱不思索柱不思索y2y2修正修正 柱反弯点高度比:柱反弯点高度比: 3.7框架构造的荷框架构造的荷载载效效应组应组合及内力合及内力调调整整一、控制截面内力一、控制截面内力梁端梁端跨中跨中柱端柱端柱端柱端在在恒恒、活活、风及

44、及地地震震作作用用分分别计算算内内力力后后,要要按按照照“能能够与与最最不不利的原那么利的原那么进展内力展内力组合合目的:求出控制截面的最不利内力目的:求出控制截面的最不利内力构件截面构件截面设计是以控制截面上的最不利内力是以控制截面上的最不利内力为根据的根据的框架梁:框架梁:两端支座两端支座跨中跨中框架柱:框架柱:上下端上下端柱柱MN相关曲相关曲线 梁端指柱边,柱端指梁底和梁顶,将梁柱轴线端内力调整梁端指柱边,柱端指梁底和梁顶,将梁柱轴线端内力调整至构件边缘端控制截面的内力,当梁柱截面高度较小至构件边缘端控制截面的内力,当梁柱截面高度较小时,此项调整可略去偏平安时,此项调整可略去偏平安二、梁

45、端内力调整二、梁端内力调整竖向荷载只限于竖向荷载可思索梁端出现塑铰产生的塑性竖向荷载只限于竖向荷载可思索梁端出现塑铰产生的塑性内力重分布。通常是降低支座负弯矩,以减少支座处上部内力重分布。通常是降低支座负弯矩,以减少支座处上部配筋,方便施工配筋,方便施工支座负弯矩调整系数,对于现浇梁可取支座负弯矩调整系数,对于现浇梁可取0.80.80.90.9,对于装配整,对于装配整体式梁取体式梁取0.70.70.80.8支座弯矩确定后,为了平安,跨中弯矩必需满足两个要求支座弯矩确定后,为了平安,跨中弯矩必需满足两个要求 按按简支梁支梁计算算时跨中弯矩跨中弯矩 经内力内力调整并整并组合后的支座弯矩合后的支座弯

46、矩3.8侧侧移移验验算算梁柱弯曲变形产生的侧移梁柱弯曲变形产生的侧移(1)(1)剪切型变形剪切型变形 (2) (2)弯曲型变形弯曲型变形柱轴向变形产生的侧移柱轴向变形产生的侧移悬臂柱悬臂柱剪切变形剪切变形悬臂柱悬臂柱弯曲变形弯曲变形框架总变形梁柱弯曲变形侧移柱轴向变形侧移框架总变形梁柱弯曲变形侧移柱轴向变形侧移特点:底层层间侧移最大,特点:底层层间侧移最大,向上逐渐减小向上逐渐减小特点:顶层层间侧移最大,特点:顶层层间侧移最大,向下逐渐减小向下逐渐减小1 1、梁柱弯曲变形产生的侧移、梁柱弯曲变形产生的侧移由抗侧刚度由抗侧刚度D D值的物理意义:值的物理意义:单位层间侧移所需的层剪力,可得层间侧

47、移公式:单位层间侧移所需的层剪力,可得层间侧移公式: 顶点侧移公式:一切层层间侧移之总和顶点侧移公式:一切层层间侧移之总和 2 2、柱轴向变形产生的侧移、柱轴向变形产生的侧移随着高层框架的高度添加,柱轴向变形产生的侧移占的比例增大,不容忽视随着高层框架的高度添加,柱轴向变形产生的侧移占的比例增大,不容忽视程度荷载作用下,只思索两根边柱轴力一拉一压程度荷载作用下,只思索两根边柱轴力一拉一压M(z)M(z)上部程度荷上部程度荷载对坐坐标Z Z力矩力矩总和和 BB两两边柱柱轴线间的的间隔隔恣意程度荷载下柱轴向变形产生的第恣意程度荷载下柱轴向变形产生的第j j层处侧移层处侧移把框架延续化,根据单位荷载

48、法:把框架延续化,根据单位荷载法:NqNqz z对坐坐标z z处的力矩的力矩M Mz z引起的引起的边柱柱轴力力 为单位集中力作用在位集中力作用在j j处时在在边柱柱产生的生的轴力力HjjHjj层楼板距底面高度楼板距底面高度积分后得到计算公式:积分后得到计算公式:V0V0基底剪力程度荷基底剪力程度荷载的的总和和FnFn系数,根据不同荷系数,根据不同荷载方式方式查图层间变形:层间变形:阐明:阐明:框框架架总总变变形形梁梁柱柱弯弯曲曲变变形形侧侧移移柱柱轴轴向向变变形形侧侧移移,框框架架变变形形仍仍以以剪剪切切型型为为主,底层层间侧移较大主,底层层间侧移较大1 1、内力设计值调整、内力设计值调整、

49、内力设计值调整、内力设计值调整1 1框架柱的弯矩设计值调整框架柱的弯矩设计值调整框架柱的弯矩设计值调整框架柱的弯矩设计值调整抗震设计时,一、二、三抗震设计时,一、二、三抗震设计时,一、二、三抗震设计时,一、二、三级框架构造的底层柱底截级框架构造的底层柱底截级框架构造的底层柱底截级框架构造的底层柱底截面的弯矩设计值,应分别面的弯矩设计值,应分别面的弯矩设计值,应分别面的弯矩设计值,应分别采用思索地震作用组合的采用思索地震作用组合的采用思索地震作用组合的采用思索地震作用组合的弯矩值与增大系数弯矩值与增大系数弯矩值与增大系数弯矩值与增大系数1.51.5、1.251.25和和和和1.151.15的乘积

50、。的乘积。的乘积。的乘积。柱柱端端底层柱底截底层柱底截面面3.9 3.9 截面截面设计要点及构造要求要点及构造要求一、框架柱截面一、框架柱截面设计要点及构造要点及构造 为为实实现现强强柱柱弱弱梁梁的的设设计计概概念念调调整整,抗抗震震设设计计时时,一一、二二、三三级级框框架架的的梁梁、柱柱的的节节点点处处,除除顶顶层层和和柱柱轴轴压压比比小小于于0.150.15者者外外,柱柱端端弯弯矩矩设设计计值值应按下式调整,四级框架可直接取思索地震作用组合的弯矩值。应按下式调整,四级框架可直接取思索地震作用组合的弯矩值。9 9度抗震设计的构造和一级框架构造尚应符合度抗震设计的构造和一级框架构造尚应符合 节

51、点点上上下下柱柱端端截截面面顺时针或或逆逆时针方方向向组合合弯弯矩矩设计值之和,上下柱端的弯矩之和,上下柱端的弯矩设计值,可按,可按弹性分析的弯矩比例性分析的弯矩比例进展分配展分配 节点点左左右右梁梁端端截截面面顺时针或或逆逆时针方方向向组合合弯弯矩矩设计值之之和和,当当抗抗震震等等级为一一级且且节点点左左右右梁梁端端均均为负弯弯矩矩时,绝对值较小的弯矩取小的弯矩取为零零 柱端弯矩增大系数,一、二、三柱端弯矩增大系数,一、二、三级分分别取取1.41.4、1.21.2、1.11.12 2 2 2、框架柱的剪力设计值调整、框架柱的剪力设计值调整、框架柱的剪力设计值调整、框架柱的剪力设计值调整抗抗震

52、震设设计计的的框框架架柱柱端端部部截截面面剪剪力力设设计计值值,按按强强剪剪弱弱弯弯调调整整,一一、二二、三三级级框框架架按按下下式式计计算算,四四级级可可直直接接取取思思索索地地震震作作用组合的剪力计算值。用组合的剪力计算值。9 9度抗震设计的构造和一级框架构造尚应符合度抗震设计的构造和一级框架构造尚应符合 分分别为柱柱上上下下端端顺时针或或逆逆时针方方向向截截面面组合的弯矩合的弯矩设计值 柱柱端端剪剪力力增增大大系系数数,一一、二二、三三分分别取取1.41.4、1.21.2、1.11.13、框架角柱的内力设计值调整、框架角柱的内力设计值调整抗震设计时,一、二、三级框架角柱经上述抗震设计时,

53、一、二、三级框架角柱经上述抗震设计时,一、二、三级框架角柱经上述抗震设计时,一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于1.11.1的增大系数,框架角柱应按双向偏心受力构件进的增大系数,框架角柱应按双向偏心受力构件进的增大系数,框架角柱应按双向偏心受力构件进的增大系数,框架角柱应按双向偏心受力构件进展正截面承载力设计。展正截面承载力设计。展正截面承载力设计。展正截面承载力设计。2 2、截面尺寸校核、截面尺寸校核框架柱的轴压比限值框架柱的轴压比限值 ( (

54、影响柱承载力和延性的参数影响柱承载力和延性的参数) )结构类型结构类型抗震等级抗震等级一一二二三三框架框架0.70.70.80.80.90.9框架剪力墙、板柱剪力墙、框架核心筒,框架剪力墙、板柱剪力墙、框架核心筒,筒中筒筒中筒0.750.750.850.850.950.95部分框支剪力墙部分框支剪力墙0.60.60.70.7框架柱截面剪压比应满足框架柱截面剪压比应满足无地震作用无地震作用无地震作用无地震作用组组合的剪力,按下式合的剪力,按下式合的剪力,按下式合的剪力,按下式计计算算算算有地震作用有地震作用有地震作用有地震作用组组合的剪力,按下式合的剪力,按下式合的剪力,按下式合的剪力,按下式计

55、计算算算算剪跨比剪跨比剪跨比剪跨比 大于大于大于大于2 2的柱的柱的柱的柱剪跨比剪跨比不大于不大于2的柱的柱 混混凝凝土土强度度影影响响系系数数,当当混混凝凝土土强度度等等级不不大大于于C50C50时取取1.01.0;当当混混凝凝土土强度度等等级为C80C80时取取0.80.8;当当混混凝凝土土强度等度等级在在C50C50和和C80C80之之间时可按可按线性内插取用性内插取用 矩形截面的矩形截面的宽度,度,T T形截面、形截面、I I形截面的腹板形截面的腹板宽度度 梁柱截面梁柱截面计算方向有效高度算方向有效高度框架柱的剪跨比可按下式计算框架柱的剪跨比可按下式计算3 3、柱的纵向钢筋构造要求、柱

56、的纵向钢筋构造要求n n框架柱宜采用对称配筋,非抗震设计时:全部纵框架柱宜采用对称配筋,非抗震设计时:全部纵框架柱宜采用对称配筋,非抗震设计时:全部纵框架柱宜采用对称配筋,非抗震设计时:全部纵向钢筋的配筋率不宜大于向钢筋的配筋率不宜大于向钢筋的配筋率不宜大于向钢筋的配筋率不宜大于5%5%5%5%,不应大于,不应大于,不应大于,不应大于6%6%6%6%。抗震。抗震。抗震。抗震设计时,不应大于设计时,不应大于设计时,不应大于设计时,不应大于5%5%5%5%。n n最小配筋率:最小配筋率:最小配筋率:最小配筋率:4 4 4 4、柱的箍筋计算与构造、柱的箍筋计算与构造、柱的箍筋计算与构造、柱的箍筋计算

57、与构造1 1、柱斜截面承载力计算公式、柱斜截面承载力计算公式无地震作用组合时无地震作用组合时地震作用组合时地震作用组合时有拉力情况下有拉力情况下无地震作用组合时无地震作用组合时地震作用组合时地震作用组合时2 2、柱的箍筋构造要求、柱的箍筋构造要求柱箍筋加密区范围:柱箍筋加密区范围:底底层层柱柱的的上上端端和和其其他他各各层层柱柱的的两两侧侧,应应取取矩矩形形截截面面柱柱之之长长边边尺尺寸寸或或圆圆形形截截面面柱柱之之直直径径、柱柱净净高高之之1/61/6和和500mm500mm三三者者之最大值范围之最大值范围底层柱刚性地面上下各底层柱刚性地面上下各500mm500mm范围范围底层柱柱根以上底层

58、柱柱根以上1/31/3柱净高的范围柱净高的范围剪跨比不大于剪跨比不大于2 2的柱全高范围的柱全高范围一级及二级框架角柱的全高范围一级及二级框架角柱的全高范围加密区的箍筋间距和直径:见书加密区的箍筋间距和直径:见书柱箍筋加密区的体积配箍率柱箍筋加密区的体积配箍率 箍筋箍筋单肢面肢面积 箍筋箍筋总长箍筋包箍筋包围的混凝土中心面的混凝土中心面积的两个的两个边长箍筋箍筋间距距含箍特征含箍特征值s箍筋箍筋约束混凝土受束混凝土受压的的应力力应变关系关系n n箍筋箍筋箍筋箍筋约约束混凝土,尤其采用螺旋箍筋,不束混凝土,尤其采用螺旋箍筋,不束混凝土,尤其采用螺旋箍筋,不束混凝土,尤其采用螺旋箍筋,不仅仅可提高

59、混凝土的可提高混凝土的可提高混凝土的可提高混凝土的强强度,也可度,也可度,也可度,也可显显著添著添著添著添加混凝土的加混凝土的加混凝土的加混凝土的变变形才干,有利于提高混凝土的抗震性能。形才干,有利于提高混凝土的抗震性能。形才干,有利于提高混凝土的抗震性能。形才干,有利于提高混凝土的抗震性能。n n箍筋外形箍筋外形箍筋外形箍筋外形对约对约束效果的影响不同,螺旋箍筋由于束效果的影响不同,螺旋箍筋由于束效果的影响不同,螺旋箍筋由于束效果的影响不同,螺旋箍筋由于对对其内部混凝土可提供均匀的其内部混凝土可提供均匀的其内部混凝土可提供均匀的其内部混凝土可提供均匀的约约束作用,混凝土的束作用,混凝土的束作

60、用,混凝土的束作用,混凝土的强强度和度和度和度和变变形才干的提高非常形才干的提高非常形才干的提高非常形才干的提高非常显显著,而矩形箍筋著,而矩形箍筋著,而矩形箍筋著,而矩形箍筋仅仅在四角提在四角提在四角提在四角提供供供供对对混凝土的有效混凝土的有效混凝土的有效混凝土的有效约约束,而束,而束,而束,而侧侧向的箍筋在混凝土向的箍筋在混凝土向的箍筋在混凝土向的箍筋在混凝土侧侧向膨向膨向膨向膨胀胀下因下因下因下因产产生弯曲生弯曲生弯曲生弯曲变变形,形,形,形,不能提供有效的不能提供有效的不能提供有效的不能提供有效的约约束,束,束,束,对强对强度的提高不是很度的提高不是很度的提高不是很度的提高不是很显显

61、著,但著,但著,但著,但对变对变形才干仍有形才干仍有形才干仍有形才干仍有显显著的改著的改著的改著的改善。善。善。善。n n矩形箍筋矩形箍筋矩形箍筋矩形箍筋约约束束束束对对混凝土混凝土混凝土混凝土应应力力力力应变应变关系的上升段影响不大,但关系的上升段影响不大,但关系的上升段影响不大,但关系的上升段影响不大,但对对下降段有很大下降段有很大下降段有很大下降段有很大影响,影响程度与以下一些要素有关:影响,影响程度与以下一些要素有关:影响,影响程度与以下一些要素有关:影响,影响程度与以下一些要素有关:n n1 1箍筋与内部混凝土的体箍筋与内部混凝土的体箍筋与内部混凝土的体箍筋与内部混凝土的体积积比:体

62、比:体比:体比:体积积比越大,比越大,比越大,比越大,约约束程度也越大;束程度也越大;束程度也越大;束程度也越大;n n2 2箍筋的屈服箍筋的屈服箍筋的屈服箍筋的屈服强强度:屈服度:屈服度:屈服度:屈服强强度越高,提供的度越高,提供的度越高,提供的度越高,提供的约约束力也越大;束力也越大;束力也越大;束力也越大;n n3 3混凝土混凝土混凝土混凝土强强度:度:度:度:强强度越高横向度越高横向度越高横向度越高横向变变形越小,形越小,形越小,形越小,约约束效果也随之减小;束效果也随之减小;束效果也随之减小;束效果也随之减小;n n4 4箍筋箍筋箍筋箍筋间间距与中心截面距与中心截面距与中心截面距与中

63、心截面边长边长的比的比的比的比值值:该值该值大,箍筋大,箍筋大,箍筋大,箍筋间间遭到有效遭到有效遭到有效遭到有效约约束的束的束的束的n n混凝土体混凝土体混凝土体混凝土体积积小,小,小,小,约约束效果差;束效果差;束效果差;束效果差;n n5 5箍筋直径与肢距的比箍筋直径与肢距的比箍筋直径与肢距的比箍筋直径与肢距的比值值:比:比:比:比值值小,箍筋的弯曲小,箍筋的弯曲小,箍筋的弯曲小,箍筋的弯曲刚刚度越小,度越小,度越小,度越小,对对内部混凝土的内部混凝土的内部混凝土的内部混凝土的 n n约约束程度也越小。束程度也越小。束程度也越小。束程度也越小。n n以上要素可用箍筋以上要素可用箍筋以上要素

64、可用箍筋以上要素可用箍筋综综合合合合约约束目的束目的束目的束目的vv的大小来反响:的大小来反响:的大小来反响:的大小来反响:箍筋方式箍筋方式箍筋方式箍筋方式二、框架梁截面设计要点及构造二、框架梁截面设计要点及构造1 1、内力、内力设计值调整整框架梁框架梁强剪弱弯剪弱弯调整整一、二、三一、二、三级抗震需抗震需调整,四整,四级无需无需调整整9 9度抗震设计的构造和一级框架构造尚应符合度抗震设计的构造和一级框架构造尚应符合 分分别为梁梁左左右右端端逆逆时针或或顺时针方方向向截截面面组合合的的弯弯矩矩设计值。当当抗抗震震等等级为一一级且且梁梁两两端端弯弯矩矩均均为负弯弯矩矩时,绝对值较小一端的弯矩小一

65、端的弯矩应取零取零 梁剪力增大系数,一、二、三梁剪力增大系数,一、二、三级分分别取取1.31.3、1.21.2、1.11.1 梁的梁的净跨跨 思索地震作用思索地震作用组合的重力荷合的重力荷载代表代表值作用下,按作用下,按简支梁支梁 分析的梁端截面剪力分析的梁端截面剪力设计值有地震作用组合时有地震作用组合时 跨高比大于跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于的梁及剪跨比大于2的柱的柱2 2、梁截面尺寸限制条件、梁截面尺寸限制条件无地震作用组合时无地震作用组合时 跨高比不大于跨高比不大于2.5的梁及剪跨比大于的梁及剪跨比大于2的柱的柱 混混凝凝土土强度度影影响响系系数数,当当混混凝凝土土强度度等等级不不大

66、大于于C50C50时取取1.01.0;当当混混凝凝土土强度度等等级为C80C80时取取0.80.8;当当混混凝凝土土强度等度等级在在C50C50和和C80C80之之间时可按可按线性内插取用性内插取用 矩形截面的矩形截面的宽度,度,T T形截面、形截面、I I形截面的腹板形截面的腹板宽度度 梁柱截面梁柱截面计算方向有效高度算方向有效高度3、受压区高度限制:、受压区高度限制:抗震抗震设计时两端两端详细要求如下:要求如下:一一级抗震抗震X0.25h0,AsAs0.5;二、三二、三级抗震抗震X0.35h0,AsAs0.3跨中和非抗震:同普通混凝土受弯构件跨中和非抗震:同普通混凝土受弯构件4 4、纵向钢

67、筋构造要求、纵向钢筋构造要求抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋配筋率不应大于抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋配筋率不应大于2.5%2.5%。 纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋的的最最小小配配筋筋率率,非非抗抗震震设设计计时时不不应应小小于于0.20.2和和 二二者者的的较较大大值值;抗抗震震设设计计时时,不不应应小小于于规范规定数值见下表规范规定数值见下表5 5、梁的箍筋计算及构造、梁的箍筋计算及构造1 1、梁斜截面承载力计算公式、梁斜截面承载力计算公式无地震作用组合时无地震作用组合时无地震作用组合,以集中荷载为主的梁无地震作用组合,以集中荷载为主的梁地震作用组合时地震作用组合时地震作用组合,以集中荷载为主的梁

68、地震作用组合,以集中荷载为主的梁2 2、梁箍筋的构造要求、梁箍筋的构造要求框架梁的面积配箍率框架梁的面积配箍率 一级一级 二级二级 三、四级三、四级 As As为单肢箍筋截面面积,为单肢箍筋截面面积,n n为肢数,为肢数,s s为箍筋梁跨方向间距,为箍筋梁跨方向间距,b b为梁宽为梁宽阐明:阐明:箍筋加密区长度箍筋加密区长度:(:(一级一级) ,() ,(二四级二四级) ) 第一个箍筋应设置在距支座边缘第一个箍筋应设置在距支座边缘50mm50mm处处箍箍筋筋加加密密区区范范围围内内的的箍箍筋筋肢肢距距:一一级级 200mm200mm和和2020倍倍箍箍筋筋直直径径的的较较大大值值,二二、三级三

69、级 250mm250mm和和2020倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm300mm箍筋应有箍筋应有0 0弯钩,弯钩端头直段长度不应小于弯钩,弯钩端头直段长度不应小于1010倍箍筋直径和倍箍筋直径和75mm75mm的较大值的较大值三、框架梁柱节点中心区截面抗震验算及构造三、框架梁柱节点中心区截面抗震验算及构造需求抗震验算:需求抗震验算:一、二级框架的节点中心区一、二级框架的节点中心区不需求抗震验算不需求抗震验算 三、四级框架节点和各抗震等级的顶层端节点中心三、四级框架节点和各抗震等级的顶层端节点中心区区 梁柱阶段主要压力和剪力梁柱阶段主要压力和剪力 在剪压作

70、用下出现裂痕在剪压作用下出现裂痕 节点上半部,取隔体节点上半部,取隔体 1 1、中心区剪力设计值、中心区剪力设计值规范计算公式为:规范计算公式为:1 1、 设防烈度为设防烈度为9 9度的构造以及一级抗震等级的框架构造度的构造以及一级抗震等级的框架构造 2 2、其他情况、其他情况式中式中VjVj梁柱梁柱节点中心区点中心区组合的剪力合的剪力设计值; hb0 hb0梁截面的有效高度,梁截面的有效高度,节点两点两侧梁截面高度不等梁截面高度不等时可采用平均可采用平均值; a a梁受梁受压钢筋合力点至受筋合力点至受压边缘的的间隔隔 节点区设计剪力节点区设计剪力 梁截面的有效高度梁截面的有效高度 梁受梁受压

71、钢筋合力点至受筋合力点至受压边缘的的间隔隔 柱的柱的计算高度,可采用算高度,可采用节点上下柱反弯点之点上下柱反弯点之间的的间隔隔 节点点左左右右梁梁端端逆逆时针或或顺时针方方向向组合合的的弯弯矩矩设计值之之和和,一一级节点左右梁端弯矩均点左右梁端弯矩均为负值时绝对值较小弯矩小弯矩应取零取零 节点剪力增大系数,一点剪力增大系数,一级取取1.351.35,二,二级取取1.21.22、中心区截面有效计算宽度、中心区截面有效计算宽度1 1、 当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的时,可采当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的时,可采用该侧柱截面宽度;当小于柱截面宽度的用该侧柱截面宽度;当小

72、于柱截面宽度的1/21/2时,可采用以下二者的较小时,可采用以下二者的较小值:值: 和和 式中 bj一节点中心区的截面有效计算宽度; bb梁截面宽度; hc验算方向的柱截面高度; bc验算方向的柱截面宽度。2、当梁、柱的中线不重合且偏心距不大于柱宽的l4时,可采用上公式和下式计算结果的较小值。 式中式中ee梁与柱中梁与柱中线偏心距。偏心距。3、中心区截面尺寸限制条件: 4、中心区截面受剪承载力验算 l、 设防烈度为9度时 2 2、其他情况、其他情况 对应于于组合合剪剪力力设计值的的上上柱柱组合合轴向向力力设计值,当当N N为压力力时,不不应大大于于柱柱的的截截面面面面积和和混混凝凝土土轴心心抗

73、抗压强度度设计值乘乘积的的5050,当,当N N为拉力拉力时,应取取为零零 中中心心区区计算算宽度度范范围内内验算算方方向向同同一一截截面面各各肢肢箍箍筋筋的的全全部截面面部截面面积 混凝土混凝土轴心抗拉心抗拉强度度设计值 箍筋的抗拉箍筋的抗拉强度度设计值 箍筋箍筋间距距 两两高高相相差差不不大大于于主主梁梁高高度度的的1/41/4,梁梁宽不不小小于于柱柱宽1/21/2时取取1.51.5;9 9度取度取1.251.25;其他取;其他取1.01.0 节点中心区程度截面高度,采用点中心区程度截面高度,采用验算方向的柱截面高度算方向的柱截面高度 节点中心区程度截面点中心区程度截面宽度:度: 节点中心区同一截面箍筋各肢点中心区同一截面箍筋各肢总面面积 承承载力抗震力抗震调整系数,取整系数,取0.850.855 5 5 5、框架节点中心区构造要求、框架节点中心区构造要求、框架节点中心区构造要求、框架节点中心区构造要求四、钢筋的衔接和锚固四、钢筋的衔接和锚固

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