框架结构设计课件

框架结构设计1框架的结构形式和布置原则1.1框架结构的组成特点组成：横梁、立柱和基础特点：平面布局灵活，易于设置大房间的需要，承受竖向荷载很合理。框架的抗侧刚度小，抵抗水平荷载能力较差。框架结构设计1框架的结构形式和布置原则1.1框架结构的组成特1.2结构布置1.2.1平面布置平面布置首先是确定柱网，即柱在平面图上的位置。1、柱网布置2、承重框架的布置框架的布置方案分为横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架承重等几种类型。（见下页图）1.2结构布置1.2.1平面布置平面布置首先是确定柱网，即柱横向框架承重纵向框架承重纵横向混合承重（预制板、现浇板）纵横向混合承重（井式楼盖）横向框架承重1.2.2竖向布置框架结构竖向布置是指确定结构沿竖向的变化情况，在满足建筑功能要求的同时，应尽可能使其规则简单。1.2.3构件的选型框架梁的截面一般为矩形、十字形或花篮形，在装配整体式框架中，也可以做成叠合梁。其截面尺寸：h=(1/8~1/12)l0b=(1/2~1/3)h1.2.2竖向布置框架结构竖向布置是指确定结构沿竖向的变化情框架柱截面形式常为矩形或正方形。有时，也可以设计成圆形、八角形。框架柱的截面尺寸可根据承受的竖向荷载估算。抗震设计时：Ac>N/(μfc)一般情况下，柱的长边与主要承重框架方向一致。柱的截面尺寸不宜太小，柱净高与截面长边之比宜大于4，尽量避免短柱。框架柱截面形式常为矩形或正方形。有时，也可以设计成圆形、八角1.3框架结构的计算简图1.3.1计算单元的确定横向平面框架纵向平面框架1.3框架结构的计算简图1.3.1计算单元的确定横向平面框架1.3.2跨度与层高的确定在确定框架的计算简图时，梁的跨度取柱轴线之间的距离；底层的层高从基础顶面算起倒二层板底的距离，其余各层的层高取相邻两层楼盖板底倒板底的距离。1.3.3构件截面抗弯刚度的确定计算框架梁截面惯性矩I时应考虑楼板的影响。对现浇楼盖梁，中框架取I=2I0，边框架取I=1.5I0.。1.3.2跨度与层高的确定在确定框架的计算简图时，梁的跨度取第十三章框架结构设计2竖向荷载作用下框架的内力分析内力的近似计算方法：分层法、弯矩二次分配法第十三章框架结构设计2竖向荷载作用下框架的内力分析内力的近计算简图分层法计算简图分层法框架在荷载作用下的内力M图V图－－N图框架在荷载作用下的内力M图V－－N第十三章框架结构设计3水平荷载作用下框架的内力近似计算内力的近似计算方法：反弯点法、D值法3.1反弯点法反弯点法计算假定：①框架横梁刚度无穷大——无变形；②各层柱上下端节点转角相同：各柱反弯点位于柱中点，底层柱位于距柱底2/3层高处。反弯点法适用范围：梁柱刚度之比值Ib/Ic≥3第十三章框架结构设计3水平荷载作用下框架的内力近似计算内力3.2D值法D值法适用范围：梁柱刚度之比值ib/ic＜3反弯点法计算误差：①假定ib/ic＝∞：横梁无变形，节点无转角；②假定各层柱上下端节点转角相同，反弯点位于柱中点。D值法——修正反弯点法修正①：柱的侧移刚度修正②：调整反弯点高度3.2D值法D值法适用范围：梁柱刚度之比值ib/ic＜3反框架在水平荷载作用下的内力M图V图N图－++－框架在水平荷载M图VN－++－第十三章框架结构设计4框架侧移近似计算控制框架的侧移包括两部分内容：控制框架顶点的最大侧移；控制框架层间相对位移；框架结构的变形由两部分组成：原因：柱轴向变形不一致引起；特点：愈往上层间侧移愈大弯曲变形：第十三章框架结构设计4框架侧移近似计算控制框架的侧移包括两框架结构的变形由两部分组成：剪切变形：原因：梁、柱弯曲变形引起。特点：愈往上层间侧移愈小。总体剪切变形框架结构的变形由两部分组成：剪切变形：原因：梁、柱弯曲变形引弯曲变形：原因：柱轴向变形不一致引起。特点：愈往上层间侧移愈大总体弯曲变形弯曲变形：原因：柱轴向变形不一致引起。特点：愈往上层间侧移4.1由框架梁柱弯曲变形引起的位移4.2由轴线变形引起的位移ΔN4.1由框架梁柱弯曲变形引起的位移4.2由轴线变形引起的位移4.3弹性侧移的限值框架结构的顶点纵侧移Δ和层间侧移Δu应分别满足以下要求：4.3弹性侧移的限值框架结构的顶点纵侧移Δ和层间侧移Δu应分第十三章框架结构设计5内力组合5.1控制截面对于框架柱，取各层柱的上、下端截面作为控制截面；对于框架梁，端部支座截面和跨中截面为控制截面。第十三章框架结构设计5内力组合5.1控制截面对于框架柱，取5.2最不利内力组合端部支座截面+Mmax：确定梁端底部纵筋-Mmax：确定梁端顶部纵筋Vmax：确定箍筋及弯起钢筋框架梁5.2最不利内力组合端部支+Mmax：确定梁端底部纵筋-Mm+Mmax：确定梁下部纵筋-Mmax：确定跨中可能的顶部纵筋跨中截面框架柱端部截面│Mmax│及相应的N、VNmin及相应的M、VNmax及相应的M、V+Mmax：确定梁下部纵筋-Mmax：确定跨中可能的跨中框架第十三章框架结构设计6框架结构构件设计楼盖类型柱段位置计算长度现浇楼盖底层1.0H其余各层1.25H装配式楼盖底层1.25H其余各层1.25H6.1框架柱的计算长度《规范》规定：对一般多层房屋的框架柱，计算长度按下表：第十三章框架结构设计6框架结构构件设计楼盖类型柱段位置计算6.2框架节点构造要求我国目前在框架结构设计中，要求在框架节点区的混凝土强度等级不应低于柱子的混凝土强度等级。1、现浇框架节点构造中间层中间节点梁上部纵筋：应贯穿中间节点，该钢筋自柱边伸向跨中的截断位置，应根据梁端及弯矩确定。6.2框架节点构造要求我国目前在框架结构设计中，要求在框架节框架梁下部纵筋在中间节点处应满足：1）当计算中不利用钢筋强度时：伸入节点las≮12d。2）计算充分利用抗拉强度时，下部纵筋应锚固在节点内：直线锚固：≮la；弯折锚固：水平段≮0.4la，竖直段上弯15d；节点外搭接：节点外M较小处设接头ll≮la。框架梁下部纵筋在中间节点处应满足：1）当计算中不利用钢筋强度框架结构设计课件3）计算中充分利用抗压强度时，节点直线锚固：≮0.7la。

柱纵筋应贯穿中间节点3）计算中充分利用抗压强度时，节点直线锚固：≮0.7la。中间层端节点1）梁上部纵筋在端节点锚固：

①直线锚固：≮la，且伸过柱中心线≮5d。②弯折锚固：伸至节点对边并向下弯折，弯前水平段≮0.4la，弯后垂直段长度≮15d。2）梁下部纵筋：锚固要求同中间层中间节点。3）柱纵筋同中间层中间节点。中间层端节点1）梁上部纵筋在端节点锚固：①直线锚固：≮la顶层中间节点柱内纵筋应伸入顶层中间节点并在梁中锚固。①直线锚固：≮la，且必须伸至柱顶；顶层中间节点柱内纵筋应伸入顶层中间节点并在梁中锚固。①直线锚②弯折锚固1：柱筋伸至柱顶向节点内弯折，弯折前垂直段长度≮0.5la，弯折后水平段长度≮12d；③弯折锚固2：当顶层有现浇板h≮80mm且≮C20时，可向外弯入框架梁和现浇板内，弯折后水平段长度≮12d。②弯折锚固1：柱筋伸至柱顶向节点内弯折，③弯折锚固2：当顶层框架梁纵筋同中间层中间节点顶层端节点柱内侧纵筋伸入节点锚固-------同顶层中间节点。梁下部纵筋伸入节点锚固-------同中间层中间节点。柱外侧纵筋与梁上部纵筋在节点内搭接连框架梁纵筋同中间层中间节点顶层端节点柱内侧纵筋伸入节点锚固

伸入梁内柱筋截面≮柱外侧纵筋的65%。当外侧柱筋ρ＞1.2时，伸入梁内柱筋宜分两批截断，断点距离≮20d。

当梁上部纵筋ρ＞1.2时，弯入柱外侧的梁上部纵筋宜分两批截断，断点距离≮20d。伸入梁内柱筋截面≮柱外侧纵筋的65%。当外侧柱筋ρ＞1.2节点箍筋设置作用：约束柱筋和节点核芯区混凝土。构造：同柱中，但间距≯200mm。中节点（四边均有梁）—可只设沿周边箍筋，即不设复合箍筋。顶层端节点采用柱顶外侧直线搭接时—应符合纵筋ll内箍筋的构造要求。节点箍筋设置作用：约束柱筋和节点核芯区混凝土。构造：同柱中，填充墙构造要求采用砌体填充墙，必须与框架牢固连接。①与框架梁底须用块材“塞紧”；②与框架柱间应紧密接触，沿高度每隔若干皮砖用2Φ6钢筋与柱拉结。填充墙构造要求采用砌体填充墙，必须与框架牢固连接。①与框架梁谢谢大家！谢谢大家！框架结构设计1框架的结构形式和布置原则1.1框架结构的组成特点组成：横梁、立柱和基础特点：平面布局灵活，易于设置大房间的需要，承受竖向荷载很合理。框架的抗侧刚度小，抵抗水平荷载能力较差。框架结构设计1框架的结构形式和布置原则1.1框架结构的组成特1.2结构布置1.2.1平面布置平面布置首先是确定柱网，即柱在平面图上的位置。1、柱网布置2、承重框架的布置框架的布置方案分为横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架承重等几种类型。（见下页图）1.2结构布置1.2.1平面布置平面布置首先是确定柱网，即柱横向框架承重纵向框架承重纵横向混合承重（预制板、现浇板）纵横向混合承重（井式楼盖）横向框架承重1.2.2竖向布置框架结构竖向布置是指确定结构沿竖向的变化情况，在满足建筑功能要求的同时，应尽可能使其规则简单。1.2.3构件的选型框架梁的截面一般为矩形、十字形或花篮形，在装配整体式框架中，也可以做成叠合梁。其截面尺寸：h=(1/8~1/12)l0b=(1/2~1/3)h1.2.2竖向布置框架结构竖向布置是指确定结构沿竖向的变化情框架柱截面形式常为矩形或正方形。有时，也可以设计成圆形、八角形。框架柱的截面尺寸可根据承受的竖向荷载估算。抗震设计时：Ac>N/(μfc)一般情况下，柱的长边与主要承重框架方向一致。柱的截面尺寸不宜太小，柱净高与截面长边之比宜大于4，尽量避免短柱。框架柱截面形式常为矩形或正方形。有时，也可以设计成圆形、八角1.3框架结构的计算简图1.3.1计算单元的确定横向平面框架纵向平面框架1.3框架结构的计算简图1.3.1计算单元的确定横向平面框架1.3.2跨度与层高的确定在确定框架的计算简图时，梁的跨度取柱轴线之间的距离；底层的层高从基础顶面算起倒二层板底的距离，其余各层的层高取相邻两层楼盖板底倒板底的距离。1.3.3构件截面抗弯刚度的确定计算框架梁截面惯性矩I时应考虑楼板的影响。对现浇楼盖梁，中框架取I=2I0，边框架取I=1.5I0.。1.3.2跨度与层高的确定在确定框架的计算简图时，梁的跨度取第十三章框架结构设计2竖向荷载作用下框架的内力分析内力的近似计算方法：分层法、弯矩二次分配法第十三章框架结构设计2竖向荷载作用下框架的内力分析内力的近计算简图分层法计算简图分层法框架在荷载作用下的内力M图V图－－N图框架在荷载作用下的内力M图V－－N第十三章框架结构设计3水平荷载作用下框架的内力近似计算内力的近似计算方法：反弯点法、D值法3.1反弯点法反弯点法计算假定：①框架横梁刚度无穷大——无变形；②各层柱上下端节点转角相同：各柱反弯点位于柱中点，底层柱位于距柱底2/3层高处。反弯点法适用范围：梁柱刚度之比值Ib/Ic≥3第十三章框架结构设计3水平荷载作用下框架的内力近似计算内力3.2D值法D值法适用范围：梁柱刚度之比值ib/ic＜3反弯点法计算误差：①假定ib/ic＝∞：横梁无变形，节点无转角；②假定各层柱上下端节点转角相同，反弯点位于柱中点。D值法——修正反弯点法修正①：柱的侧移刚度修正②：调整反弯点高度3.2D值法D值法适用范围：梁柱刚度之比值ib/ic＜3反框架在水平荷载作用下的内力M图V图N图－++－框架在水平荷载M图VN－++－第十三章框架结构设计4框架侧移近似计算控制框架的侧移包括两部分内容：控制框架顶点的最大侧移；控制框架层间相对位移；框架结构的变形由两部分组成：原因：柱轴向变形不一致引起；特点：愈往上层间侧移愈大弯曲变形：第十三章框架结构设计4框架侧移近似计算控制框架的侧移包括两框架结构的变形由两部分组成：剪切变形：原因：梁、柱弯曲变形引起。特点：愈往上层间侧移愈小。总体剪切变形框架结构的变形由两部分组成：剪切变形：原因：梁、柱弯曲变形引弯曲变形：原因：柱轴向变形不一致引起。特点：愈往上层间侧移愈大总体弯曲变形弯曲变形：原因：柱轴向变形不一致引起。特点：愈往上层间侧移4.1由框架梁柱弯曲变形引起的位移4.2由轴线变形引起的位移ΔN4.1由框架梁柱弯曲变形引起的位移4.2由轴线变形引起的位移4.3弹性侧移的限值框架结构的顶点纵侧移Δ和层间侧移Δu应分别满足以下要求：4.3弹性侧移的限值框架结构的顶点纵侧移Δ和层间侧移Δu应分第十三章框架结构设计5内力组合5.1控制截面对于框架柱，取各层柱的上、下端截面作为控制截面；对于框架梁，端部支座截面和跨中截面为控制截面。第十三章框架结构设计5内力组合5.1控制截面对于框架柱，取5.2最不利内力组合端部支座截面+Mmax：确定梁端底部纵筋-Mmax：确定梁端顶部纵筋Vmax：确定箍筋及弯起钢筋框架梁5.2最不利内力组合端部支+Mmax：确定梁端底部纵筋-Mm+Mmax：确定梁下部纵筋-Mmax：确定跨中可能的顶部纵筋跨中截面框架柱端部截面│Mmax│及相应的N、VNmin及相应的M、VNmax及相应的M、V+Mmax：确定梁下部纵筋-Mmax：确定跨中可能的跨中框架第十三章框架结构设计6框架结构构件设计楼盖类型柱段位置计算长度现浇楼盖底层1.0H其余各层1.25H装配式楼盖底层1.25H其余各层1.25H6.1框架柱的计算长度《规范》规定：对一般多层房屋的框架柱，计算长度按下表：第十三章框架结构设计6框架结构构件设计楼盖类型柱段位置计算6.2框架节点构造要求我国目前在框架结构设计中，要求在框架节点区的混凝土强度等级不应低于柱子的混凝土强度等级。1、现浇框架节点构造中间层中间节点梁上部纵筋：应贯穿中间节点，该钢筋自柱边伸向跨中的截断位置，应根据梁端及弯矩确定。6.2框架节点构造要求我国目前在框架结构设计中，要求在框架节框架梁下部纵筋在中间节点处应满足：1）当计算中不利用钢筋强度时：伸入节点las≮12d。2）计算充分利用抗拉强度时，下部纵筋应锚固在节点内：直线锚固：≮la；弯折锚固：水平段≮0.4la，竖直段上弯15d；节点外搭接：节点外M较小处设接头ll≮la。框架梁下部纵筋在中间节点处应满足：1）当计算中不利用钢筋强度框架结构设计课件3）计算中充分利用抗压强度时，节点直线锚固：≮0.7la。

柱纵筋应贯穿中间节点3）计算中充分利用抗压强度时，节点直线锚固：≮0.7la。中间层端节点1）梁上部纵筋在端节点锚固：

①直线锚固：≮la，且伸过柱中心线≮5d。②弯折锚固：伸至节点对边并向下弯折，弯前水平段≮0.4la，弯后垂直段长度≮15d。2）梁下部纵筋：锚固要求同中间层中间节