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文档简介

1、结构设计的主要内容:结构设计的主要内容:结构选型结构选型结构布置结构布置确定计算简图确定计算简图选择合理方法进行各种荷载下内力计算选择合理方法进行各种荷载下内力计算荷载组合、内力组合荷载组合、内力组合截面配筋设计(计算、构造)截面配筋设计(计算、构造)绘制施工图绘制施工图结构选型结构选型常用的结构形式有:混合结构、框架结构、框架常用的结构形式有:混合结构、框架结构、框架-剪力墙剪力墙结构、剪力墙结构等。结构、剪力墙结构等。砌体墙体承重砌体墙体承重取材方便,造价低,施工方便,曾广泛应用于多层民用建筑中取材方便,造价低,施工方便,曾广泛应用于多层民用建筑中砌体结构承载力低、自重大、抗震性能差,一般

2、用于砌体结构承载力低、自重大、抗震性能差,一般用于7层及层及7层层以下的建筑。以下的建筑。由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构梁、柱承受竖向和水平荷载,墙体起维护作用梁、柱承受竖向和水平荷载,墙体起维护作用整体性和抗震性均好于混合结构,且平面布置灵活,可提供较整体性和抗震性均好于混合结构,且平面布置灵活,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型随着层数和高度的增加,构件截面面积和钢筋用量增多,侧向随着层数和高度的增加,构件截面面积和钢筋用量增多,侧向刚度越来越难以满足要求,一般不宜用于过高的建筑,如对于抗刚

3、度越来越难以满足要求,一般不宜用于过高的建筑,如对于抗震设防烈度为震设防烈度为7度的地区,现浇钢筋混凝土框架结构房屋适用的度的地区,现浇钢筋混凝土框架结构房屋适用的最大高度一般为最大高度一般为55米。米。p在框架中设置一些剪力墙在框架中设置一些剪力墙p既能满足平面布置灵活、又能满足抗侧力要求,一般常用于既能满足平面布置灵活、又能满足抗侧力要求,一般常用于1025层的建筑中。层的建筑中。u依靠剪力墙承受竖向及水平荷载依靠剪力墙承受竖向及水平荷载u整体性好、刚度大、抗震性能好,常用于整体性好、刚度大、抗震性能好,常用于2050层的高层建筑。层的高层建筑。框架结构由框架结构由框架梁框架梁、框架柱框架

4、柱和和基础基础组成。组成。一、概述一、概述 框架梁与框架柱通常为框架梁与框架柱通常为刚接刚接(也可做成(也可做成铰接点铰接点或或半铰节点半铰节点),框),框架柱架柱固结固结于基础顶面,框架填充墙体是于基础顶面,框架填充墙体是维护结构维护结构,但对抵抗水平作用,但对抵抗水平作用有一定的影响。有一定的影响。取出一榀取出一榀横向框架横向框架按按节节点点类类型型铰接框架框架结构的分类:框架结构的分类:刚接框架按按施施工工方方法法现浇式框架装配式框架装配整体式框架梁、柱、楼盖均现浇。梁、柱、楼盖均现浇。整体性强,抗震(振)整体性强,抗震(振)性好性好现场施工工作量大,现场施工工作量大,费模费模梁、柱、楼

5、盖均为预制,梁、柱、楼盖均为预制,通过焊接拼装连接成整通过焊接拼装连接成整体体施工速度快、效率高,施工速度快、效率高,适合标准化、工厂化、适合标准化、工厂化、机械化生产机械化生产用钢量增加、整体性差,用钢量增加、整体性差,抗震(振)能力弱抗震(振)能力弱梁、柱、楼盖均为预制,构件梁、柱、楼盖均为预制,构件吊装就位后,焊接或绑扎节点吊装就位后,焊接或绑扎节点区钢筋,浇筑节点区混凝土,区钢筋,浇筑节点区混凝土,将梁、柱、板连接成整体将梁、柱、板连接成整体具有较好的整体性和抗震(振)具有较好的整体性和抗震(振)能力,又可采用预制构件,减能力,又可采用预制构件,减少现场混凝土浇筑量少现场混凝土浇筑量节

6、点区现场混凝土施工复杂节点区现场混凝土施工复杂二、结构布置二、结构布置框架结构布置的原则为:框架结构布置的原则为:|结构平面形状和立面体形尽可能简单规则结构平面形状和立面体形尽可能简单规则|结构各部分刚度均匀对阵,以减少结构产生扭转的可能结构各部分刚度均匀对阵,以减少结构产生扭转的可能|控制结构的高宽比(一般控制结构的高宽比(一般H/B4为宜),以减少结构在水为宜),以减少结构在水平作用下的侧移平作用下的侧移|尽量统一柱网与层高,以减少构件种类规格、简化设计与尽量统一柱网与层高,以减少构件种类规格、简化设计与施工。施工。满足生产工艺(生活、工作)要求满足生产工艺(生活、工作)要求 满足建筑平面

7、布置的要求。满足建筑平面布置的要求。使结构受力合理使结构受力合理便于施工便于施工柱在两个方向(横、纵向)均有梁拉结,柱在两个方向(横、纵向)均有梁拉结,构成一个构成一个空间受力体系空间受力体系。为计算方便起见,可把空间框架分解为为计算方便起见,可把空间框架分解为纵、纵、横两个方向的平面框架。横两个方向的平面框架。纵向框架和横向框架分别承受各自方向上纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力,而楼面荷载按楼盖布置的方式的的水平力,而楼面荷载按楼盖布置的方式的不同按不同的方法传递。不同按不同的方法传递。纵向纵向横横向向纵向纵向横向横向单向板单向板预制板u框架框架承重梁(主梁)承重梁(主梁)横横向

8、布置,纵向布置向布置,纵向布置连系梁连系梁。u楼面荷载楼面荷载 横向框架梁横向框架梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基框架承重梁连系梁框架承重梁连系梁u主梁横向布置有利于提主梁横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。高建筑物的横向抗侧刚度。u纵向布置尺寸较小的次纵向布置尺寸较小的次梁,有利于房屋采光和通梁,有利于房屋采光和通风。风。预制板u框架框架承重梁(主梁)承重梁(主梁)纵纵向布置,横向布置向布置,横向布置连系梁连系梁。u楼面荷载楼面荷载 纵向框架梁纵向框架梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基u横向连系梁尺寸较小,横向连系梁尺寸较小,有利于设备管线的穿行,有利于设备管线的穿行,可获得较高的

9、室内净高。可获得较高的室内净高。u房屋横向抗侧刚度较差,房屋横向抗侧刚度较差,进深尺寸受预制板长度限进深尺寸受预制板长度限制。制。框架承重梁连系梁u框架纵横向均布置承重框架纵横向均布置承重梁。梁。u楼面荷载楼面荷载 纵、横向框架纵、横向框架梁梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基u具有较好的整体工作性具有较好的整体工作性能,对抗震有利。能,对抗震有利。框架承重梁框架承重梁双向板双向板双向板框架承重梁框架承重梁变形缝包括:变形缝包括:伸缩缝、沉降缝、防震缝。伸缩缝、沉降缝、防震缝。应应尽量不设或少设缝尽量不设或少设缝,以简化构造、方便施工、降低造价、提高,以简化构造、方便施工、降低造价、提高结构的

10、整体性和空间刚度。结构的整体性和空间刚度。必须设缝时应尽量必须设缝时应尽量一缝多用一缝多用。 在非地震地区,沉降缝可兼作伸缩缝在非地震地区,沉降缝可兼作伸缩缝 在地震地区,伸缩缝或沉降缝应符合防震缝的要求。在地震地区,伸缩缝或沉降缝应符合防震缝的要求。纵向纵向横向横向空间受力体系空间受力体系平面结构平面结构简化简化简化简化纵向框架纵向框架横向框架横向框架横向框架横向框架 为高次超静定结构,可用结构力学为高次超静定结构,可用结构力学方法求得在荷载作用下的内力和位移,方法求得在荷载作用下的内力和位移,但工作量极大,非常复杂。但工作量极大,非常复杂。 为简化计算(手算),可采用为简化计算(手算),可

11、采用近似近似计算方法计算方法计算内力和位移。计算内力和位移。 近似计算方法近似计算方法一、计算简图一、计算简图取典型一取典型一榀框架进榀框架进行计算行计算计算单元取该榀横向计算单元取该榀横向框架及其左右相邻各框架及其左右相邻各一半开间一半开间框架梁跨度取柱轴线框架梁跨度取柱轴线间距离间距离除底层外,框架柱的除底层外,框架柱的长度取建筑层高长度取建筑层高底层柱的高度取基础底层柱的高度取基础顶面到二层楼板顶面顶面到二层楼板顶面之间的距离之间的距离梁、柱节点为刚接节梁、柱节点为刚接节点点框架柱下端固结于基框架柱下端固结于基础顶面础顶面水平荷载水平荷载竖向荷载竖向荷载 自重及楼(屋面)自重及楼(屋面)

12、活荷载,一般为分布活荷载,一般为分布荷载,有时也有集中荷载,有时也有集中荷载。荷载。 风荷载和水平地震风荷载和水平地震作用,一般简化为作作用,一般简化为作用于节点的水平集中用于节点的水平集中力。力。忽略框架梁的轴向变忽略框架梁的轴向变形形中框架梁中框架梁边框架梁边框架梁边框架边框架边框架边框架中框架中框架现浇框架现浇框架中框架梁:中框架梁:边框架梁:边框架梁:装配整体式框架装配整体式框架中框架梁:中框架梁:边框架梁:边框架梁:装配式框架装配式框架ABCD1234ABCD?ABCD1234ABCD双双向向板板双向板双向板单单向向板板双双向向板板双向板双向板单单向向板板?ABCD123456123

13、45678ABCD次梁次梁次梁次梁 图中板均为图中板均为双向板双向板画出图示三层三跨框架在竖向恒载及活载作用下的计算简图。画出图示三层三跨框架在竖向恒载及活载作用下的计算简图。单向板单向板二、竖向荷载作用下的分层法二、竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法=+=+竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法=+=+竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法(1)画计算简图)画计算简图 节点编号节点编号 求各杆线刚度求各杆线刚度i(2)荷载计算)荷载计算 (恒载、活载)(恒载、活载) (竖向荷载、水平荷载)(竖向荷载、水平荷载)竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的

14、分层法(3)将原框架按分层法,分为)将原框架按分层法,分为n个敞口框架个敞口框架顶顶 层层中间层(第中间层(第2、3层相同)层相同)底底 层层竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法顶顶 层层中间层(第中间层(第2、3层相同)层相同)底底 层层(4)用)用弯矩分配法弯矩分配法计算各敞计算各敞口框架的弯矩口框架的弯矩修正柱线刚度修正柱线刚度计算各节点的弯矩分配系数计算各节点的弯矩分配系数(?)(?)求各敞口框架梁固端弯矩求各敞口框架梁固端弯矩不平衡弯矩在各节点分配并不平衡弯矩在各节点分配并进行传递进行传递(传递系数?)(传递系数?)绘制各敞口框架弯矩图绘制各敞口框架弯矩图竖向荷载作用下的分层

15、法竖向荷载作用下的分层法顶层框架弯矩图顶层框架弯矩图中间层框架弯矩图中间层框架弯矩图底层框架弯矩图底层框架弯矩图顶顶 层层中间层(第中间层(第2、3层相同)层相同)底底 层层竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法(5)将分层法所得各敞口框)将分层法所得各敞口框架弯矩图叠加,恢复原框架,架弯矩图叠加,恢复原框架,得到原框架的弯矩图。得到原框架的弯矩图。顶层框架弯矩图顶层框架弯矩图中间层框架弯矩图中间层框架弯矩图底层框架弯矩图底层框架弯矩图l各分层框架梁的弯矩,即为原各分层框架梁的弯矩,即为原框架梁的弯矩。框架梁的弯矩。l除底层外,各层柱的弯矩都计除底层外,各层柱的弯矩都计算了算了2次,因此

16、,各分层框架柱次,因此,各分层框架柱的弯矩需进行的弯矩需进行叠加叠加,才能得到原,才能得到原框架柱的弯矩。框架柱的弯矩。l叠加后会引起节点弯矩不平衡,叠加后会引起节点弯矩不平衡,对节点不平衡弯矩对节点不平衡弯矩再进行一次分再进行一次分配,不再传递配,不再传递。竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法(5)将分层法所得各敞口框)将分层法所得各敞口框架弯矩图叠加,恢复原框架,架弯矩图叠加,恢复原框架,得到原框架的弯矩图。得到原框架的弯矩图。顶层框架弯矩图顶层框架弯矩图中间层框架弯矩图中间层框架弯矩图底层框架弯矩图底层框架弯矩图框架弯矩图框架弯矩图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法框架

17、弯矩图框架弯矩图(6)取各梁、柱为隔离体,由平衡关系求梁、柱端剪力,作框架剪)取各梁、柱为隔离体,由平衡关系求梁、柱端剪力,作框架剪力图。力图。梁隔离体图梁隔离体图柱隔离体图柱隔离体图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法框架弯矩图框架弯矩图(7)取各节点为隔离体,由平衡关系求各柱轴力,作柱轴力图。)取各节点为隔离体,由平衡关系求各柱轴力,作柱轴力图。节点隔离体图节点隔离体图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法 当结构对称,荷载对称时,结构的弯矩图对称,剪力图反对陈,当结构对称,荷载对称时,结构的弯矩图对称,剪力图反对陈,轴力图对称。轴力图对称。竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用

18、下的分层法 当结构对称,荷载对称时,结构的弯矩图对称,剪力图反对陈,当结构对称,荷载对称时,结构的弯矩图对称,剪力图反对陈,轴力图对称。轴力图对称。竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法例:例:竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法p节点编号节点编号竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法p按分层法,将框架分层若干个开口框架按分层法,将框架分层若干个开口框架顶层顶层底层底层A2B2C2A1B1C1A1B1C1A0B0C0A2B2C2竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法等截面梁固端弯矩及梁端剪力等截面梁固端弯矩及梁端剪力p用弯矩分配用弯矩分配法计算各分层法计算各分层开口框

19、架弯矩开口框架弯矩修正柱线刚度修正柱线刚度计算各节点的弯计算各节点的弯矩分配系数矩分配系数(?)(?)求各敞口框架梁求各敞口框架梁固端弯矩固端弯矩不平衡弯矩在各不平衡弯矩在各节点分配并进行传节点分配并进行传递递(传递系数?)(传递系数?)绘制各敞口框架绘制各敞口框架弯矩图弯矩图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法等截面梁固端弯矩及梁端剪力等截面梁固端弯矩及梁端剪力竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法顶层弯矩图顶层弯矩图底层弯矩图底层弯矩图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法叠加后的弯矩图叠加后的弯矩图p将各开口弯矩图叠加,恢复原框架将各开口弯矩图叠加,恢复原框架竖向荷载

20、作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法弯矩二次分配弯矩二次分配p将节点不平衡力矩进行再次分配,得最终弯矩图将节点不平衡力矩进行再次分配,得最终弯矩图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法弯矩图弯矩图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法框架梁剪力图框架梁剪力图p取梁、柱为隔离体,进行梁、柱端剪力计算取梁、柱为隔离体,进行梁、柱端剪力计算竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法p取节点为隔离体,进行柱轴力计算取节点为隔离体,进行柱轴力计算A2B2A1B1C115.81kN15.81kN27.39kN31.77kN59.16kNC222.33kN22.33kN29.01kN20.89

21、kN33.11kN38.67kN72.36kN35.53kN49.9kN144.14kN64.36kN28.83kN竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法A1B1C1A0B0C0A2B2C215.8129.0149.964.359.1672.36158.54144.1422.3335.5378.7664.63框架柱轴力图框架柱轴力图竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法作业:用分层法计算图示框架内力,并绘制内力图作业:用分层法计算图示框架内力,并绘制内力图梁:梁:250600mm2柱:柱:400400mm215.547.385.172.6428.832.3412.014.007.9

22、27.02A3B3C3D3A2B2C2D24.452.412.103.484.452.412.103.4813.3613.3626.7252.217.247.2437.7327.6140.2320.886.31 6.3110.4410.44顶层弯矩图顶层弯矩图中间层弯矩图中间层弯矩图4.652.512.203.635.783.112.714.5011.5613.9425.552.357.536.2138.6128.2640.2619.885.41 6.5910.449.00底层弯矩图底层弯矩图A3B3C3D3A2B2C2D2A1B1C1D1A2B2C2D2A1B1C1D1A0B0C0D05.7

23、83.112.714.5010.7617.4328.1952.939.736.0437.1627.0340.8122.085.276.5913.668.4218.7848.0037.8927.5136.4414.6532.6415.9716.4953.4434.679.459.32 8.1424.9841.408.2825.5312.5812.95A3B3C3D3A2B2C2D2A1B1C1D1A0B0C0D0弯矩图弯矩图水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架计算简图风载作用下框架计算简图风载作用下框架柱剪力图风载作用下框架柱剪力图三、水平荷载作用下的反弯

24、点法和三、水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架计算简图风载作用下框架计算简图水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架弯矩图风载作用下框架弯矩图反弯点反弯点反弯点反弯点hyhy:反弯点:反弯点高度比高度比 欲想求得框架在水平荷载下的弯欲想求得框架在水平荷载下的弯矩图,需要求得矩图,需要求得和和。 和和的任务就是来的任务就是来确定在框架在节点水平荷载作用下确定在框架在节点水平荷载作用下柱柱间剪力间剪力V和和反弯点高度反弯点高度yh。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值

25、法值法反弯点法反弯点法一、基本假定一、基本假定1、求各柱剪力时,假定各柱上、下端都、求各柱剪力时,假定各柱上、下端都不发生角位移,即认为梁的线刚度与柱不发生角位移,即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大的线刚度之比为无限大2、除底层外,其余各层柱的上、下端转、除底层外,其余各层柱的上、下端转角均相同。底层柱,反弯点位于角均相同。底层柱,反弯点位于2/3层高层高处。处。楼层柱:反弯点位于层高的中点楼层柱:反弯点位于层高的中点底层柱:反弯点位于底层柱:反弯点位于2/3层高处层高处3、梁端弯矩可由节点弯矩不平衡条件求、梁端弯矩可由节点弯矩不平衡条件求出不平衡弯矩,再按节点左右梁线刚度出不平衡弯矩,

26、再按节点左右梁线刚度进行分配。进行分配。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法二、柱抗侧刚度二、柱抗侧刚度 两端无转角位移的柱(对应于基本假定两端无转角位移的柱(对应于基本假定1),),柱顶受水平集中力作用时,将产生水平位移。柱顶受水平集中力作用时,将产生水平位移。 欲使柱顶产生单位水平位移时(欲使柱顶产生单位水平位移时(u=1),施),施加在柱顶的水平集中力称为柱的加在柱顶的水平集中力称为柱的抗侧刚度抗侧刚度D。212hiD 当柱顶产生水平位移为当柱顶产生水平位移为u时,施加在柱顶的时,施加在柱顶的水平集中力为水平集中力为 。uD D水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载

27、作用下的反弯点法和D值法值法三、柱的剪力三、柱的剪力0Xjmj2j1n1jjVVVFFFmknjiVFV1jkij?jkV与第与第j层柱的侧移有何关系?层柱的侧移有何关系?水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法mknjiVFV1jkijjjkjk uDV 设在水平荷载作用下,第设在水平荷载作用下,第j层层柱的侧移为柱的侧移为uj(忽略梁的轴向变忽略梁的轴向变形形)。则:)。则:因此,因此,jjmjj2jj1juDuDuDVmkDVu1jkjjj1jkjkj1jkjkjkViiVDDVmkmk 各柱的剪力按自身的各柱的剪力按自身的抗侧刚度(线刚抗侧刚度(线刚度)度)与该楼

28、层所有框架柱与该楼层所有框架柱抗侧刚度(线抗侧刚度(线刚度刚度) )之比分配。之比分配。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法四、柱端弯矩四、柱端弯矩2jjktcjkhVM2jjkbcjkhVM311ktc1khVM3211kbc1khVM五、梁端弯矩五、梁端弯矩水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法lcMucMlbMrbM)(lcucrblblblbMMiiiM)(lcucrblbrbrbMMiiiM六、梁剪力、柱轴力等六、梁剪力、柱轴力等水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法同用分层法进行竖向荷载下内力计算,即:同用分

29、层法进行竖向荷载下内力计算,即: 取各梁为隔离体,由平衡关系取各梁为隔离体,由平衡关系求得梁端剪力。求得梁端剪力。lMMVVlbrblbrb 取各节点为隔离体,由平衡关系取各节点为隔离体,由平衡关系求得各柱轴力。求得各柱轴力。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法六、梁剪力、柱轴力等六、梁剪力、柱轴力等同用分层法进行竖向荷载下内力计算,即:同用分层法进行竖向荷载下内力计算,即:得柱轴力 0ylbVrbV得柱轴力 0y柱轴力(可能为拉力)柱轴力(可能为拉力)水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法 反弯点法适用于反弯点法适用于:层数较少、柱线刚度较小

30、、梁线刚度较大层数较少、柱线刚度较小、梁线刚度较大(梁柱线刚度比大于(梁柱线刚度比大于3)的结构)的结构七、反弯点法的适用范围七、反弯点法的适用范围 不满足上述适用范围的框架,可采用不满足上述适用范围的框架,可采用D值法值法计算。计算。 D 值值 法法 D值法在反弯点法的基础上,对反弯点法中值法在反弯点法的基础上,对反弯点法中梁柱线刚度比的梁柱线刚度比的影响影响和和反弯点高度反弯点高度进行了修正,又称为进行了修正,又称为“改进反弯点法改进反弯点法”。212hiD 2c12hiD底层柱:y=2/3楼层柱:y=1/2y=y0+y1+y2+y3212hiD 2c12hiD水平荷载作用下的反弯点法和水

31、平荷载作用下的反弯点法和D值法值法j1jkjki1jkjkjkVDDFDDVmknjimk水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法y=y0+y1+y2+y3y0y1y2 y3标准反弯点高度比标准反弯点高度比由由水平荷载形式水平荷载形式、梁柱线刚度比梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在层次结构总层数及该柱所在层次查得查得反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响由由柱上下横梁线刚度比柱上下横梁线刚度比查得查得反映上下层层高变化对反弯点高度的影响反映上下层层高变化对反弯点高度的影响y2由由上层层高与该层层高比上层层高与该层层高比查得查得y3由由

32、下层层高与该层层高比下层层高与该层层高比查得查得附表附表10-1附表附表10-2附表附表10-3附表附表10-4y0:附表附表10-1:框架承受均布水平力:框架承受均布水平力(风荷载)(风荷载)作用时作用时附表附表10-2:承受倒三角形分布力:承受倒三角形分布力(地震作用)(地震作用)作用时作用时水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法y=y0+y1+y2+y3y0y1y2 y3标准反弯点高度比标准反弯点高度比由由水平荷载形式水平荷载形式、梁柱线刚度比梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在层次结构总层数及该柱所在层次查得查得反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响反映上下横梁线

33、刚度比对反弯点高度的影响由由柱上下横梁线刚度比柱上下横梁线刚度比查得查得反映上下层层高变化对反弯点高度的影响反映上下层层高变化对反弯点高度的影响y2由由上层层高与该层层高比上层层高与该层层高比查得查得y3由由下层层高与该层层高比下层层高与该层层高比查得查得附表附表10-1附表附表10-2附表附表10-3附表附表10-4y1:i2i4i1i3i反弯点高度偏向约束刚度较小的一端反弯点高度偏向约束刚度较小的一端当当i1+i2i3+i4时,反弯点时,反弯点 移,移,y1为为 值。值。下下负负当当i1+i2i3+i4时,反弯点时,反弯点 移,移,y1为为 值。值。上上正正对于底层柱,取对于底层柱,取y1

34、=0水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法y=y0+y1+y2+y3y0y1y2 y3标准反弯点高度比标准反弯点高度比由由水平荷载形式水平荷载形式、梁柱线刚度比梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在层次结构总层数及该柱所在层次查得查得反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响由由柱上下横梁线刚度比柱上下横梁线刚度比查得查得反映上下层层高变化对反弯点高度的影响反映上下层层高变化对反弯点高度的影响y2由由上层层高与该层层高比上层层高与该层层高比查得查得y3由由下层层高与该层层高比下层层高与该层层高比查得查得附表附表10-1附表附表10-2附表附

35、表10-3附表附表10-4y2、y3:h2h3h反弯点高度偏向约束刚度较小的一端反弯点高度偏向约束刚度较小的一端当当21时,上层线刚度较小,反弯点时,上层线刚度较小,反弯点 移,移,y2为为 值。值。 当当21时,上层线刚度较大,反弯点时,上层线刚度较大,反弯点 移,移,y2为为 值。值。当当31时,下层线刚度较小,反弯点时,下层线刚度较小,反弯点 移,移,y2为为 值。值。 当当21时,上层线刚度较大,反弯点时,上层线刚度较大,反弯点 移,移,y2为为 值。值。上上正正下下负负下下负负上上正正对于顶层柱,取对于顶层柱,取y2=0;对底层柱,取;对底层柱,取y3=0。水平荷载作用下的反弯点法和

36、水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法例:某七层三跨框架风荷载作用下的计算简图如例:某七层三跨框架风荷载作用下的计算简图如图所示。其五层图所示。其五层B柱柱(i1+i2+i3+i4)/ 2i=0.5;(i1+i2)/(i3+i4)=2。A、B、C、D柱截面相同。柱截面相同。(1)在风荷载作用下第五层柱的反弯点高度)在风荷载作用下第五层柱的反弯点高度yh= ?(2)第五层柱的总层间剪力)第五层柱的总层间剪力V5= ?(3)A柱柱c=0.5, B柱柱c=0.6, C柱柱c=0.7,D柱柱c=0.6,则,则B柱剪力柱剪力VB= ?(4)B柱柱顶弯矩柱柱顶弯矩MB上上= ?柱底弯矩?柱底弯矩MB下下=

37、? i1iABCD4000 4800 45005600420040006000i2i3i48kN11kN11kN12kN12kN10kN12kN水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法2c12hiDy=y0+y1+y2+y3 求得柱剪力和柱反弯点高度后,即可按照与反弯点法一样的思路求得柱剪力和柱反弯点高度后,即可按照与反弯点法一样的思路进行进行梁端弯矩梁端弯矩、梁剪力梁剪力及及柱轴力柱轴力计算。计算。j1jkjki1jkjkjkVDDFDDVmknjimkjjktcjk)1 (hyVMjjkbcjkyhVMD值法值法框架结构在水平荷载作用下的侧移计算及限值框架结构在水平荷

38、载作用下的侧移计算及限值四、框架结构在水平荷载下的侧移计算及限值四、框架结构在水平荷载下的侧移计算及限值层间侧移层间侧移mkDVu1jkjj总层间侧移总层间侧移(顶点水平位移)(顶点水平位移)njuu1j ehu弹性层间位移角弹性层间位移角 e由高层建筑混凝土结构技术规程规定,为由高层建筑混凝土结构技术规程规定,为1/550五、框架结构的内力组合五、框架结构的内力组合框框 架架 梁梁框框 架架 柱柱(1)两端节点边缘截面)两端节点边缘截面(2)跨中截面)跨中截面负弯矩绝对值最大负弯矩绝对值最大剪力最大剪力最大可能正弯矩最大可能正弯矩最大近似认为正弯矩最大近似认为正弯矩最大 上下端截面上下端截面

39、弯矩绝对值最大弯矩绝对值最大框架梁:取框架梁:取节点边缘节点边缘的内力的内力2)(bpgVV2bVMM框架柱:取节点截面框架柱:取节点截面的内力进行计算的内力进行计算 框架结构荷载效应组合与排架结构相同,但一般没有吊车荷框架结构荷载效应组合与排架结构相同,但一般没有吊车荷载作用。载作用。 恒载恒载屋楼面活载屋楼面活载风载风载以上荷载可能出现的荷载组合有以上荷载可能出现的荷载组合有4种,分别是:种,分别是: 建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范规定,对于一般排架、框架结构,可采规定,对于一般排架、框架结构,可采用简化规则,在下列荷载效应组合中取不利值确定:用简化规则,在下列荷载效应组合中取不利值确定

40、:(1)由可变荷载效应控制的组合)由可变荷载效应控制的组合“恒荷载恒荷载”+ +任一种任一种“活荷载活荷载”“恒荷载恒荷载”+ +0.9(任意两种或两种以上(任意两种或两种以上“活荷载活荷载”)Q1KQ1GKGSSSQiKQi1GKG9 . 0SSSni(2)由永久荷载效应控制的组合)由永久荷载效应控制的组合“恒荷载恒荷载”+ +0.9(任意两种或两种以上(任意两种或两种以上“活荷载活荷载”)QiKciQi1GK35. 1SSSni框架梁的最不利内力组合框架梁的最不利内力组合框架柱的最不利内力组合框架柱的最不利内力组合梁端截面梁端截面:跨中截面跨中截面:maxmaxmaxVMM、 maxMVN

41、M和及相应的max柱端截面柱端截面:VMN和及相应的maxVMN和及相应的min逐层逐跨组合法逐层逐跨组合法最不利荷载位置法最不利荷载位置法分层组合法分层组合法满布荷载法满布荷载法将活荷载逐层逐跨单独作用在结构上,分别计算出整个将活荷载逐层逐跨单独作用在结构上,分别计算出整个杆件的内力,根据构件、截面及内力种类进行组合。杆件的内力,根据构件、截面及内力种类进行组合。确定产生最不利内力的活荷载布置后进行内力计算。确定产生最不利内力的活荷载布置后进行内力计算。以分层法为依据,对活荷载的最不利布置进行简化。以分层法为依据,对活荷载的最不利布置进行简化。将活荷载同时作用在所有框架梁上,对于框架梁跨中弯

42、将活荷载同时作用在所有框架梁上,对于框架梁跨中弯矩应乘以矩应乘以1.11.2的增大系数。的增大系数。框架是高次超静定结构,允许出现塑性铰。框架是高次超静定结构,允许出现塑性铰。要求塑性铰出现在梁端,而不出现在柱端。要求塑性铰出现在梁端,而不出现在柱端。梁端弯矩调幅可减少节点负弯矩钢筋,有利于浇筑混凝土。梁端弯矩调幅可减少节点负弯矩钢筋,有利于浇筑混凝土。对于装配式或装配整体式框架,节点不是绝对刚性,梁端负弯矩对于装配式或装配整体式框架,节点不是绝对刚性,梁端负弯矩也小于弹性计算值,因此对梁端弯矩调幅也符合实际情况。也小于弹性计算值,因此对梁端弯矩调幅也符合实际情况。B0MA0M0BBMMB0B

43、MM0M 调幅后应对跨中弯矩进行相应调整,调幅后梁端弯矩调幅后应对跨中弯矩进行相应调整,调幅后梁端弯矩MA、MB的平均值应不小于按简支梁计算的跨中弯矩值的平均值应不小于按简支梁计算的跨中弯矩值M0。 0C0BA2MMMM调幅方法:调幅方法: 按照按弹性方法计算的梁端弯矩,乘以按照按弹性方法计算的梁端弯矩,乘以弯矩调幅系数弯矩调幅系数 。对现浇框架:对现浇框架:9 . 08 . 0对装配整体对装配整体式框架:式框架:8 . 07 . 0梁端弯矩梁端弯矩跨中弯矩跨中弯矩仅对竖向荷载作用下的内力进行调幅,弯矩调幅应在内力组合之前仅对竖向荷载作用下的内力进行调幅,弯矩调幅应在内力组合之前进行。进行。C

44、0M六、框架结构的结构构件设计六、框架结构的结构构件设计框架结构在竖向荷载作用下,可以考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯框架结构在竖向荷载作用下,可以考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅,下列哪种调幅及组合方法是正确的?(矩进行调幅,下列哪种调幅及组合方法是正确的?( )A、竖向荷载产生的弯矩与风荷载作用的弯矩组合后再进行调幅、竖向荷载产生的弯矩与风荷载作用的弯矩组合后再进行调幅B、竖向荷载产生的弯矩应先行调幅,再与风载产生的弯矩进行组合、竖向荷载产生的弯矩应先行调幅,再与风载产生的弯矩进行组合C、风荷载产生的弯矩应先行调幅,再与竖向荷载产生的弯矩进行组合、风荷载产生的弯矩应先行调幅,再与

45、竖向荷载产生的弯矩进行组合关于框架柱的反弯点,哪个结论是正确的?(关于框架柱的反弯点,哪个结论是正确的?( )A、上层框架梁的线刚度增加将导致本层柱的反弯点下移、上层框架梁的线刚度增加将导致本层柱的反弯点下移B、下层柱层高增大将导致本层柱反弯点上移、下层柱层高增大将导致本层柱反弯点上移C、柱的反弯点高度与该柱的楼层位置有关,与结构的总层数无关、柱的反弯点高度与该柱的楼层位置有关,与结构的总层数无关D、框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关,而与梁的线刚度无关、框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关,而与梁的线刚度无关以下哪个结论是正确的?(以下哪个结论是正确的?( )A、按照、按照D值法,线刚度大

46、的柱上的剪力必大于线刚度小的柱上的剪力值法,线刚度大的柱上的剪力必大于线刚度小的柱上的剪力B、反弯点法在计算柱的抗侧移刚度时考虑了节点的转动、反弯点法在计算柱的抗侧移刚度时考虑了节点的转动C、按照、按照D值法,框架柱的反弯点位置与框架的层数有关值法,框架柱的反弯点位置与框架的层数有关D、D值法比反弯点法求得的柱抗侧移刚度大值法比反弯点法求得的柱抗侧移刚度大D值法与反弯点法的区别,下列哪个是正确的?(值法与反弯点法的区别,下列哪个是正确的?( )A、D值法与反弯点法的物理意义没有区别,都是以柱抗剪刚度比值分配值法与反弯点法的物理意义没有区别,都是以柱抗剪刚度比值分配楼层剪力楼层剪力B、D值法中,

47、楼层梁的轴向刚度须由计算确定值法中,楼层梁的轴向刚度须由计算确定C、D值法中,柱的抗剪刚度考虑了楼层梁的刚度的影响,反弯点法假定值法中,柱的抗剪刚度考虑了楼层梁的刚度的影响,反弯点法假定楼层梁刚度为无穷大,楼层柱的反弯点在柱高度的中心楼层梁刚度为无穷大,楼层柱的反弯点在柱高度的中心D、D值法中,柱的抗剪刚度考虑了楼层梁约束的影响,反弯点法中,柱值法中,柱的抗剪刚度考虑了楼层梁约束的影响,反弯点法中,柱的抗剪刚度不考虑楼层梁的约束的影响的抗剪刚度不考虑楼层梁的约束的影响按按D值法对框架进行近似计算时,各柱的抗侧刚度的变化规律是(值法对框架进行近似计算时,各柱的抗侧刚度的变化规律是( )A、当柱的

48、线刚度不变时,随框架梁线刚度的增加而减少、当柱的线刚度不变时,随框架梁线刚度的增加而减少B、当框架梁、柱线刚度不变时,随层高的增加而增加、当框架梁、柱线刚度不变时,随层高的增加而增加C、当柱的线刚度不变时,随框架梁线刚度的增加而增加、当柱的线刚度不变时,随框架梁线刚度的增加而增加D、与框架梁的线刚度无关、与框架梁的线刚度无关按按D值法对框架进行近似计算时,各柱的反弯点高度的变化规律是(值法对框架进行近似计算时,各柱的反弯点高度的变化规律是( )A、当其他参数不变时,随上层框架梁的刚度减小而降低、当其他参数不变时,随上层框架梁的刚度减小而降低B、当其他参数不变时,随下层框架梁刚度的增大而升高、当

49、其他参数不变时,随下层框架梁刚度的增大而升高C、当其他参数不变时,随上层层高的增加而降低、当其他参数不变时,随上层层高的增加而降低D、与其他参数不变时,随下层层高的增大而升高、与其他参数不变时,随下层层高的增大而升高框架结构的承重方案有框架结构的承重方案有 、 、 。 对与中框架,框架梁对与中框架,框架梁I= I0;对于边框架,框架梁;对于边框架,框架梁I= I0。用分层法计算框架结构在竖向荷载下的内力时,除底层外,其余各层柱用分层法计算框架结构在竖向荷载下的内力时,除底层外,其余各层柱线刚度乘以线刚度乘以 ,相应传递系数为,相应传递系数为 。现浇框架结构梁柱节点区的混凝土强度等级应(现浇框架结构梁柱节点区的混凝土强度等级应( )A、低于梁的混凝土强度等级、低于梁的混凝土强度等级B、高于梁的混凝土强度等级、高于梁的混凝土强度等级C、不低于柱的混凝土强度等级、不低于柱的混凝土强度等级D、与梁柱混凝土强度等级无关、与梁柱混凝土强度等级无关水平荷载作用下每

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