框架分析模型选取与分层法

1、主讲教师： 孟少平多层框架结构设计第30讲 框架分析模型选取 与分层法东南大学土木学院 建筑结构设计4.多层框架结构设计l4.2 框架分析模型选取与分层法 4.2.1 框架分析模型 4.2.2 竖向荷载下的分层法第30讲框架分析模型选取与分层法2022-3-262022-3-262022-3-26Project Overview 18x18mBay Spacing 5.8mFloor to Floor Expansion Joints at 55m to 72m 14cm Thick Slab 40 x105cmBeams 60 x130cmGirders 60cmDia. Columns(如

2、何提高其抗震能力？）澳门银河大酒店结构20*20m柱网（单向主次梁）建研科技科研成果转化及产品产业化基地建研科技科研成果转化及产品产业化基地4.2框架分析模型选取与分层法4.2.1 框架分析模型建筑结构设计4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析纵向框架横向框架一、计算单元满足结构均匀、荷载均匀，可用平面框架代替空间框架。对横向和纵向分别取图示计算单元作为分析的对象。4.2框

3、架分析模型选取与分层法4.2.1 框架分析模型建筑结构设计二、结构形式、轴线尺寸及截面特征l结构形式： 梁柱刚接，柱固接于基础顶面。1l2l3l1h2h3h4hl轴线尺寸跨度：等截面柱，截面形心线；变截面柱，较小部分截面形心。层高：横梁形心线（也可取楼板顶面）l截面特征钢柱、砼柱：0EIEI 钢骨砼柱：取钢骨和砼抗弯刚度之和I:Inertia moment E:Modulus of elasticity4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.

4、8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析建筑结构设计问：钢骨和砼抗弯刚度之和与组合截面的抗弯刚度是否相同？什么情况下两者相同？按组合截面计算抗弯刚度的前提是什么？Natural axis4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.1 框架分析模型建筑结构设计对于砼梁整体式楼盖梁：考虑楼板的作用。中框架02EIEI

5、边框架05 . 1 EIEI 装配整体式楼盖中框架05 . 1 EIEI 边框架02 . 1 EIEI 装配式楼盖00 . 1 EIEI 对于钢梁，采用砼楼板时中框架乘1.5，边框架乘1.2；S1Snbc1bc2b0bcehc对于钢骨砼梁取两者抗弯刚度之和。也可按组合截面的惯性矩取4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.1 框架分析模型建

6、筑结构设计三、荷载l楼面荷载竖向荷载自重Dead load楼面活荷载Live load水平荷载风荷载Wind load地震作用Seismic loadVertical loadLateral load对双向板，短跨方向梁承受三角形分布荷载，长跨方向承受梯形分布荷载；对单向板则仅短跨方向的梁承受均布荷载；如果存在次梁，框架梁承受次梁传来的集中荷载。4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框

7、架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.1 框架分析模型建筑结构设计l水平荷载简化为节点荷载4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.1 框架分析模型建筑结构设计近似解析法分层法反弯点法力法位移法4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4

8、.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法建筑结构设计基本假定2：每一层框架梁上的竖向荷载只对本层梁及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，忽略对其它各层梁、柱的影响。基本假定1：框架没有侧移；kijo一、基本假定4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.1

9、0 框架二阶分析4.2建筑结构设计有转动位移弹簧抗转支座无水平位移无竖向位移不动铰支座框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法二、简化计算模型：边界模拟4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2建筑结构设计3i3i3i3i3i3i3i3i4i4i4i4i4i4i4i4i铰接刚接弹簧铰刚度系数3.6i传递系数1/33.6i3.6i3.6i3.6i3.6i3.6

10、i3.6i3.6i刚度系数3i传递系数0刚度系数4i传递系数1/2框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法二、简化计算模型：系数修正4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2建筑结构设计 多层框架在各层竖向荷载同时作用下的内力，可以分解为一系列开口框架进行计算。除底层柱子外，其余各层柱的线刚度乘以0.9的折减系数，弯矩传递系数取为1/3。原框架简化后的开口框

11、架框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法建筑结构设计u用弯矩分配法(Moment distribution method)计算各开口框架的内力；u开口框架梁的内力即为原框架相应层的内力；原框架柱的内力需将相邻两个开口框架中相同柱号的内力叠加；u内力叠加后对于不平

12、衡(Unbalanced)弯矩较大的节点，可再作一次分配(Distribution)，但不传递(Transfer)。l梁柱弯矩Moment of flexure简化后的开口框架原框架弯矩图三、计算方法4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法建筑结构设计lMbrMblVblVbrqlMMqlVlbrbrb2lMMqlV

13、lbrblb2l梁剪力Shear of beam4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法建筑结构设计假定梁与柱铰接，则柱轴力等于简支梁的支座反力Support pressure。l柱轴力Axial force of column4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反

14、弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2建筑结构设计框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法 某些情况，如梁的线刚度相对柱的线刚度大许多，开口框架可以进一步简化 求解一个6次方程的工作量远远大于求解6个一次方程工作量标准层思考：为什么能大大简化？所有标准层只需计算一个开口框架4.多层框架结构设计4.1 多层框架种类与布置4.2 框架分析模型选取与分 层法4.3 反弯点法4.4 D值法4.5 框架侧移计算与讨论4.6 混凝土框架构件设计4.7 钢框架构件及节点设计4.8 多层房屋基础与模型种类4.9 基础设计方法4.10 框架二阶分析4.2建筑结构设计框架分析模型选取与分层法4.2.2 竖向荷载下的分层法 一四层规则框架，按相同的平面布置增加1层，由分层法的概念可知，在竖向荷载作用下，底层的（A）梁、柱的