GAAPPT-第4章框架结构.ppt
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1、第4章 框架结构,混凝土结构设计,第 4 章 框架结构,教材作者:梁兴文课件制作:王威课件审查:周铁钢,第4章 框架结构,第4章 内容要点,结构组成和结构布置,框架结构的计算简图及荷载,竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算,水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算,荷载效应组合和构件设计,框架结构的构造要求,主要内容:,重点:,结构组成和结构布置,框架结构的计算简图及荷载,反弯点法,值法,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,1结构组成及特点,框架结构(frame structure)由梁、柱构件通过节点连接构成,如整幢房屋均采用这种结构形式,则称为框架结构体系或框架结构房屋。,框架结
2、构平面布置和剖面示意图,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,按施工方法不同,框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。,(1)框架结构的受力特点在竖向荷载和水平荷载作用下,框架结构各构件将产生内力和变形。框架结构的侧移一般由两部分组成:由水平力引起的楼层剪力,使梁、柱构件产生弯曲变形,形成框架结构的整体剪切变形us;由水平力引起的倾覆力矩,使框架柱产生轴向变形(一侧柱拉伸,另一侧柱压缩),形成框架结构的整体弯曲变形ub。当框架结构房屋的层数不多时,其侧移主要表现为整体剪切变形,整体弯曲变形的影响很小。,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,框架结构的侧移,第4章 框架结构,4
3、.1结构组成和结构布置,(2)框架结构体系的优缺点建筑平面布置灵活,能获得大空间(特别适用于商场、餐厅等),也可按需要做成小房间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟;在一定高度范围内造价较低。框架结构的侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较大,有时会影响正常使用;如果框架结构房屋的高宽比较大,则水平荷载作用下的侧移也较大,而且引起的倾覆作用也较严重。因此,设计时应控制房屋的高度和高宽比。,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,2结构布置(structural configuration),框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式(柱网布置)和选择结构承重方案,这些均必须满足建
4、筑平面及使用要求,同时也须使结构受力合理,施工简单。,民用建筑柱网布置,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,框架结构的承重方案 1)横向框架承重。主梁沿房屋横向布置,板和连系梁沿房屋纵向布置。2)纵向框架承重。主梁沿房屋纵向布置,板和连系梁沿房屋横向布置。3)纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架,楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼 盖。,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,框架结构的承重方案,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,梁端水平加腋处平面图,在框架结构布置中,梁、柱轴线宜重合,如梁须偏心放置时,梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该方面宽度的1/4。如
5、偏心距大于该方向柱宽的1/4时,可增设梁的水平加腋。试验表明,此法能明显改善梁柱节承受反复荷载的性能。,bx/lx 1/2,bx/bb 2/3,bb+bx+x bc/2,梁水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜满足下列要求:,第4章 框架结构,4.1结构组成和结构布置,梁水平加腋后,改善了梁柱节点的受力性能,故节点有效宽度bj宜按下列规定取值:当x=0时,bj按下式计算:当x0时,bj取下列二式计算的较大值:且应满足bj bb+0.5hc,其中hc为柱截面高度。,bj bb+bx,bj bb+bx+x,bj bb+2x,第4章 框架结构,4.2 框架结构的计算简图及荷载,1 框架结构的计算简
6、图及荷载,梁、柱截面尺寸,框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时,通常由经验或估算先选定截面尺寸,以后进行承载力、变形等验算,检查所选尺寸是否合适。梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等,按hb=(1/181/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏,hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb=(1/31/2)hb,且不宜小于200mm。为了保证梁的侧向稳定性,梁截面的高宽比(hb/bb)不宜大于4。,第4章 框架结构,为了降低楼层高度,可将梁设计成宽度较大而高度较小的扁梁,扁梁的截面高度可按(1/181/15)lb估算。
7、扁梁的截面宽度b(肋宽)与其高度h的比值b/h不宜超过3。,加腋梁,梁截面惯性矩,4.2 框架结构的计算简图及荷载,第4章 框架结构,4.2 框架结构的计算简图及荷载,柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定,也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算,再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即式中 Ac为柱截面面积;N为柱所承受的轴向压力设计值;Nv为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值;1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值;重力荷载标准值可根据实际荷载取值,也可近似按(1214)kN/m2计算;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。,Ac(1.11.2)N/fc,N=1.25Nv,第4章
8、框架结构,4.2 框架结构的计算简图及荷载,框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱截面直经不宜小于350mm,柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破坏,柱净高与截面长边之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2。,梁截面惯性矩 在结构内力与位移计算中,与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘,每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍;装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍;无现浇面层的装配式楼面,楼板的作用不予考虑。设计中,为简化计算,也可按下式近似确定梁截面惯性矩I:,第4章 框架结构,4.2 框架结构的计算简图及荷载,2框架结构的计算简图,计算单元,框架结构的计算单元及计算模型,第4章
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- GAAPPT 框架结构