框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).ppt

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3. 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,2,學(xué)習(xí)要求,熟悉框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用范圍； 熟悉框架結(jié)構(gòu)的平面布置和構(gòu)件選型； 掌握框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法及組合原則； 熟悉框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移驗(yàn)算方法。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,3,主要內(nèi)容,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述 3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例 3.4 本章小結(jié),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,4,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,概念 框架結(jié)構(gòu)是指由橫梁和立柱作為主要承重構(gòu)件而組成的結(jié)構(gòu)體系。其中，梁和柱的連接節(jié)點(diǎn)全部或大部分為剛接。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,5,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,6,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,7,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,8,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,9,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,分類 按跨數(shù)分：?jiǎn)慰纭⒍嗫纾?按層數(shù)分：?jiǎn)螌?、多層?按材料分：鋼框架、鋼筋混凝土框架、木框架、鋼與鋼筋混凝土混合框架等。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,10,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,分類 鋼筋混凝土框架按施工方法可分為現(xiàn)澆整體式、裝配式和裝配整體式。 現(xiàn)澆整體式：整體性能好，抗震性能好，現(xiàn)場(chǎng)工作量大，費(fèi)模板； 裝配式：標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)，施工速度快，整體性能差，抗震性能弱； 裝配整體式：兼有上述兩者的優(yōu)點(diǎn)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,11,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 建筑平面布置靈活，既可形成較大的使用空間，也可分隔為若干小空間； 結(jié)構(gòu)整體性較好； 構(gòu)件類型少，結(jié)構(gòu)輕巧，施工方便； 設(shè)計(jì)計(jì)算理論較成熟。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,12,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,特點(diǎn) 缺點(diǎn) 框架節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中顯著； 當(dāng)建筑高度較大時(shí)，底部各層柱的軸力很大，致使構(gòu)件截面尺寸過(guò)大和配筋過(guò)密； 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，在風(fēng)荷載和地震作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移迅速增大。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,13,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,適用范圍 框架結(jié)構(gòu)特別適合于在辦公樓、教學(xué)樓、公共性與商業(yè)性建筑、圖書館、輕工業(yè)廠房、公寓以及住宅類建筑中采用。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,14,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,適用范圍 考慮到框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小，故框架結(jié)構(gòu)建筑一般不超過(guò)20層，其適用高度及高寬比與抗震設(shè)防烈度有關(guān)。若不需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，適用高度不大于70m，最大高寬比為5，其它情形見(jiàn)高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程jgj 3-2002（簡(jiǎn)稱高規(guī)）。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,15,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,多層和高層框架結(jié)構(gòu) 界限 多層與高層建筑無(wú)統(tǒng)一劃分界限。我國(guó)高規(guī)將10層及其以上或高度超過(guò)28m的建筑物稱為高層建筑。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,16,3.1 框架結(jié)構(gòu)概述,多層和高層框架結(jié)構(gòu) 比較 高層建筑承受的荷載比多層建筑更大，剛度比多層建筑更小，水平荷載對(duì)高層建筑的影響較對(duì)多層建筑的影響更大； 從設(shè)計(jì)計(jì)算角度，高層框架結(jié)構(gòu)除風(fēng)荷載取值、樓面活荷載布置與多層框架結(jié)構(gòu)略有不同，水平荷載作用下應(yīng)補(bǔ)充側(cè)移驗(yàn)算外，其它基本相同。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,17,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),概述 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要步驟包括： 結(jié)構(gòu)布置； 構(gòu)件選型； 內(nèi)力分析； 構(gòu)件設(shè)計(jì)； 施工圖繪制。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,18,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 布置原則 盡量與建筑的平、立剖面劃分一致，以便設(shè)計(jì)和施工； 結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)盡可能規(guī)則、對(duì)稱，使結(jié)構(gòu)傳力直接、受力明確； 結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)力求體形簡(jiǎn)單，使結(jié)構(gòu)剛度沿高度分布均勻，避免突變； 應(yīng)合理地設(shè)置伸縮縫、沉降縫和防震縫。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,19,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 橫向框架承重方案 布置：由主梁和柱組成的承重主框架沿房屋的橫向布置。樓（屋）面板支承于主梁上，縱向由連系梁將橫向框架連成空間結(jié)構(gòu)體系。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,20,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 橫向框架承重方案 優(yōu)點(diǎn)：橫向剛度得到加強(qiáng)，有利于抵抗橫向水平力。縱向連系梁的截面高度較小，梁下可開(kāi)設(shè)大的門窗洞口，有利于房屋室內(nèi)的采光和通風(fēng)。 缺點(diǎn)：橫向梁的高度較大，房間凈空減小，開(kāi)間布置不靈活，且不利于縱向管道的敷設(shè)。 總評(píng)：橫向框架承重布置時(shí)，建筑物的橫向剛度較大，結(jié)構(gòu)性能好，實(shí)際中應(yīng)用較多。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,21,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 縱向框架承重方案 布置：由縱向主梁與柱構(gòu)成的承重主框架沿房屋的縱向布置。樓（屋）面板支承于主梁上，橫向連系梁將縱向框架連成空間結(jié)構(gòu)體系。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,22,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 縱向框架承重方案 優(yōu)點(diǎn)：縱向剛度進(jìn)一步增大，有利于調(diào)整縱向地基不均勻沉降。橫向連系梁的截面高度較小，可獲得較大的凈空，且有利于縱向管道的敷設(shè)。 缺點(diǎn)：橫向剛度較差。 總評(píng)：實(shí)際中應(yīng)用較少。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,23,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 雙向框架承重方案 布置：在房屋的兩個(gè)方向均布置承重主框架，樓（屋）面板上的荷載有兩個(gè)方向梁共同承擔(dān)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,24,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 雙向框架承重方案 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)的空間剛度較大，結(jié)構(gòu)整體性好，對(duì)抗震有利。適用于柱網(wǎng)平面形狀為方形或樓面荷載較大的情況，樓蓋常采用現(xiàn)澆混凝土雙向板或井式梁。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,25,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 注意事項(xiàng) 框架結(jié)構(gòu)中的“連系梁”由于不直接承受板上豎向荷載，其截面高度可比相應(yīng)的框架梁的截面高度小一些，但其重要性也不容忽視。“連系梁”除了起連系承重框架的作用，其與框架柱組成的平面框架同樣要承受風(fēng)荷載及地震作用，并與承重框架一起組成建筑物的空間承重骨架。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,26,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 注意事項(xiàng) 當(dāng)樓（屋）面采用預(yù)制混凝土板時(shí)，才可以將板上豎向荷載視為單向傳遞。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，橫向框架承重方案和縱向框架承重方案是當(dāng)樓（屋）蓋采用預(yù)制板時(shí)才存在的；,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,27,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 平面框架承重方案 注意事項(xiàng) 當(dāng)框架體系采用整體式鋼筋混凝土樓（屋）蓋時(shí)，板上豎向荷載均會(huì)傳給其四周的支承梁，（雖然計(jì)算時(shí)單向板按單向傳力考慮，但實(shí)際仍為雙向傳力），故采用全現(xiàn)澆樓（屋）蓋的框架結(jié)構(gòu)均為縱橫向框架承重方案。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,28,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 柱網(wǎng)布置 概述 平面上框架柱在縱橫方向的排列即形成柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定縱向柱列的柱距和橫向柱列的 柱距（通稱跨度）。柱網(wǎng)尺寸應(yīng)根據(jù)建筑的使用功能要求而定，主梁的跨度一般為5 8m，次梁一般為 4 7m。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,29,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 柱網(wǎng)布置 工業(yè)建筑 多層工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)常用柱網(wǎng)有內(nèi)廊式和等跨式兩種。工業(yè)廠房的柱網(wǎng)尺寸較大，相應(yīng)的板區(qū)格跨度也大，為了減小樓板厚度，可在跨內(nèi)布置若干次梁，以減少板區(qū)格的跨度，從而減少板厚。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,30,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)廊式,等跨式,附加次梁,次梁,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,31,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 柱網(wǎng)布置 民用建筑 民用建筑由于使用功能要求復(fù)雜多變，柱網(wǎng)布置也各部相同?？v向柱列的柱距與房間的開(kāi)間尺寸有關(guān)，開(kāi)間較大時(shí)，可采用一個(gè)開(kāi)間一個(gè)柱距方案，開(kāi)間較小時(shí)，可采用兩個(gè)開(kāi)間一個(gè)柱距的方案?？缍却笮≈饕c房間進(jìn)深有關(guān)，如辦公樓和旅館常采用三跨內(nèi)廊式。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,32,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 立面布置,內(nèi)收,規(guī)則框架,外挑,錯(cuò)層,抽柱,缺梁,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,33,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置 其它 框架結(jié)構(gòu)的填充墻及隔墻宜選用輕質(zhì)墻體，并且與框架結(jié)構(gòu)有可靠的拉結(jié)。此外，結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)避免上、下層剛度變化過(guò)大、避免形成短柱并應(yīng)減少因抗側(cè)剛度偏心所造成的扭轉(zhuǎn)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,34,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 構(gòu)件選型 框架梁的截面形狀通常設(shè)計(jì)成t形和矩形，裝配式框架中還可以做成花籃等形狀?？蚣苤话銥榫匦位蛘叫?，也可根據(jù)需要做成圓形或其它形狀。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,35,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 概述 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)先估算構(gòu)件的截面尺寸，待構(gòu)件的內(nèi)力和結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算好后，若預(yù)估的截面尺寸符合要求，便可以此尺寸作為最終截面尺寸；若與實(shí)際所需尺寸相差很大，則須重新估算和驗(yàn)算直至符合要求為止。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,36,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁 框架梁的截面尺寸應(yīng)根據(jù)承受荷載的大小、梁的跨度、框架的間距、是否考慮抗震設(shè)防要求以及選用的材料強(qiáng)度等諸多因素綜合考慮確定。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,37,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁 框架梁的截面尺寸可按下式估算：,截面高度,截面寬度,梁的計(jì)算跨度,梁的凈跨度與截面高度之比不宜小于4，梁的截面寬度不宜小于200mm。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,38,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁 為了獲得較大的使用空間，有時(shí)將框架梁設(shè)計(jì)成扁梁。對(duì)框架扁梁，其截面尺寸可按下式估算：,扁梁除滿足承載力要求外，還應(yīng)特別注意其變形和裂縫是否滿足有關(guān)要求。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,39,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁 多層和高層建筑中的樓面可做成裝配式、裝配整體式和現(xiàn)澆式三種形式。裝配式剛度弱，一般只用于多層建筑，高度超過(guò)50m的高層建筑宜采用現(xiàn)澆式，不超過(guò)50的高層建筑除現(xiàn)澆式外，還可采用裝配整體式和連接可靠的裝配式。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,40,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁 在計(jì)算框架梁的慣性矩時(shí)，要考慮樓面板與梁的連接對(duì)梁慣性矩的有利影響。其中，現(xiàn)澆樓面板的鋼筋與框架梁的鋼筋交織在一起，整體性最好，采用裝配整體式樓面板時(shí)整體性稍差，采用裝配式樓面板則最差。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,41,構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,42,構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁,邊框架梁,中框架梁,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,43,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁 在框架結(jié)構(gòu)布置中，梁、柱軸線宜重合。如梁須偏心放置時(shí)（如使外墻與框架柱外側(cè)平齊，或走廊兩側(cè)墻體與框架柱內(nèi)側(cè)平齊），梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方面寬度的1/4。如偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí)，可增設(shè)梁的水平加腋。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,44,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架梁,右圖各項(xiàng)尺寸應(yīng)滿足的要求詳見(jiàn)教材第184頁(yè)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,45,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架柱 多層建筑中，框架柱的截面尺寸可按下式估算：,截面寬度,截面高度,第i層層高,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,46,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架柱 高層建筑中，若不考慮抗震設(shè)防，框架柱的截面面積可按下式估算：,截面面積,軸向力設(shè)計(jì)值,柱支承的樓面面積上豎向荷載產(chǎn)生的軸向力設(shè)計(jì)值,軸壓比,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,47,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架柱 柱支承的樓面面積取法如下圖所示:,待估算柱柱頂以上樓層層數(shù),單位面積上的豎向荷載的設(shè)計(jì)值,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,48,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架柱 矩形框架柱的截面邊長(zhǎng)不宜小于250mm，圓柱的截面直徑不宜小于350mm，剪跨比宜大于2（避免因出現(xiàn)短柱而發(fā)生脆性破壞），截面的高寬比不宜大于3。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,49,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 框架柱 為簡(jiǎn)化施工，多層建筑中柱截面沿房屋高度不宜改變。高層建筑中的柱截面可保持不變或根據(jù)房屋層數(shù)，高度和荷載等情況作12次變化。變化時(shí)，中間柱宜使上、下柱軸線重合，邊柱和角柱宜使截面外邊線重合。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,50,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)件選型及截面尺寸確定 截面尺寸估算 算例 某六層教學(xué)樓為鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示，標(biāo)準(zhǔn)層高3.6m，底層層高3.9m，試估算該結(jié)構(gòu)的梁、柱截面尺寸（梁、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為c30和c40，不考慮抗震設(shè)防要求）,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,51,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),3600,3600,3600,3600,d,c,b,a,7200,3000,7200,結(jié)構(gòu)平面布置圖,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,52,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),梁截面尺寸,橫向梁截面尺寸,縱向梁截面尺寸,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,53,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),柱截面尺寸：方法一,實(shí)際取,實(shí)際取,柱全部采用相同截面,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,54,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),柱截面尺寸：方法二,柱全部采用相同截面，按中柱進(jìn)行估算。豎向荷載產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值按14kn/m2取用。,實(shí)際取,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,55,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),3600,3600,3600,3600,a,b,c,d,7200,3000,7200,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,56,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 概述 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的整個(gè)過(guò)程可概括為:,確定計(jì)算簡(jiǎn)圖,計(jì)算各種荷載,進(jìn)行內(nèi)力分析,進(jìn)行內(nèi)力組合,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,57,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算單元 框架結(jié)構(gòu)建筑是空間結(jié)構(gòu)體系，一般應(yīng)按三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。但對(duì)于平面布置較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)房屋，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將實(shí)際的空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為若干個(gè)橫向或縱向平面框架進(jìn)行分析，每榀平面框架為一計(jì)算單元。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,58,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算單元,計(jì)算單元,計(jì)算模型,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,59,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算單元 就結(jié)構(gòu)承受的豎向和水平荷載而言，當(dāng)橫向（縱向）框架承重，且在截取橫向（縱向）框架計(jì)算時(shí)，全部荷載由橫向（縱向）框架承擔(dān)，不考慮另一方向框架的作用。當(dāng)縱、橫向框架混合承重時(shí)，豎向荷載由縱、橫向框架共同承擔(dān)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,60,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算簡(jiǎn)圖 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖中，梁、柱用其軸線表示，梁與柱之間的連接用節(jié)點(diǎn)表示，梁或柱的長(zhǎng)度用節(jié)點(diǎn)間的距離表示?，F(xiàn)澆框架各節(jié)點(diǎn)均視為剛節(jié)點(diǎn)，底層柱固支于基礎(chǔ)頂面。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,61,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),現(xiàn)澆式框架剛節(jié)點(diǎn),現(xiàn)澆式框架柱與基礎(chǔ)剛接,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,62,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),裝配式框架的節(jié)點(diǎn),半鉸節(jié)點(diǎn),鉸節(jié)點(diǎn),預(yù)制柱與基礎(chǔ)剛接,預(yù)制柱與基礎(chǔ)鉸接,裝配式框架柱與基礎(chǔ)的連接,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,63,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算簡(jiǎn)圖,承重框架,框架柱截面尺寸相同時(shí)的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,64,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算簡(jiǎn)圖 框架柱軸線之間的距離即為框架梁的計(jì)算跨度?？蚣苤挠?jì)算高度應(yīng)為各橫梁形心軸線間的距離。當(dāng)各層梁截面尺寸相同時(shí)，底層柱的計(jì)算高度由基礎(chǔ)頂面算至樓面標(biāo)高處，其余各層柱的計(jì)算高度即為各層層高。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,65,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)框架梁的坡度小于1/8時(shí)，近似按水平梁計(jì)算；當(dāng)各跨跨度相差不大于10%時(shí)，近似按等跨框架計(jì)算。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,66,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)框架柱截面尺寸沿房屋高度變化時(shí)，若上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍與下層柱的形心軸重合時(shí)，其計(jì)算簡(jiǎn)圖與各層柱截面不變時(shí)的相同。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,67,內(nèi)力分析 計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)上、下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時(shí)，可將頂層柱的形心線作為整個(gè)柱子的軸線，但在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析中，各層梁的計(jì)算跨度及線剛度仍應(yīng)按實(shí)際情況取；另外，尚應(yīng)考慮上、下層柱軸線不重合產(chǎn)生的偏心力矩，設(shè)置水平加腋后，仍需考慮梁柱偏心的不利影響。,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,68,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),框架柱截面尺寸變化時(shí)的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖,計(jì)算簡(jiǎn)圖,承重框架,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,69,內(nèi)力分析 計(jì)算簡(jiǎn)圖 梁和柱的線剛度分別為：,梁,柱,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,70,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 荷載計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)上的荷載主要包括為恒載和活載，恒載主要包括結(jié)構(gòu)自重和結(jié)構(gòu)表面的粉灰重等。活荷載則主要包括樓（屋）面活荷載，風(fēng)荷載和雪荷載等。 作用在多、高層框架結(jié)構(gòu)上的各種荷載，可按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb 50009-2001 取用。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,71,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 荷載計(jì)算 結(jié)構(gòu)上荷載按其作用方向分可分為豎向荷載和水平荷載。豎向荷載主要指結(jié)構(gòu)自重、樓（屋）面活載和雪載等，水平荷載則主要包括風(fēng)荷載和水平地震作用（暫不考慮）。豎向荷載多以均布力和集中力的形式出現(xiàn)，而風(fēng)荷載則一般簡(jiǎn)化為作用于框架節(jié)點(diǎn)的集中力并合并于迎風(fēng)側(cè)一面。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,72,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 荷載計(jì)算,迎風(fēng)面寬度,風(fēng)壓高度變化系數(shù)按集中荷載作用節(jié)點(diǎn)的高度選取,對(duì)頂層，取女兒墻高度的2倍,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,73,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),g4, q4,g41(q41),fw4,fw3,fw2,fw1,框架結(jié)構(gòu)上的荷載,g3, q3,g2, q2,g1, q1,g31(q31),g21(q21),g11(q11),g43(q43),g33(q33),g23(q23),g13(q13),g01,g03,g02,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,74,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 樓面荷載分配原則 當(dāng)采用整體式樓蓋時(shí)，一般取縱橫向框架承重方案，板上荷載的傳遞方式取決于每個(gè)區(qū)格板是單向板還是雙向板。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,75,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 樓面荷載分配原則 單向板上的豎向荷載沿板的短跨方向傳給兩個(gè)長(zhǎng)邊支承梁。雙向板則可通過(guò)四個(gè)分角線及其交點(diǎn)的連線將板區(qū)格分成四部分，每一部分的板上豎向荷載傳給最近的支承梁，長(zhǎng)、短邊支承梁上承受的板上豎向荷載分別為梯形和三角形。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,76,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),縱向平面框架,橫向平面框架,整體式單向板樓蓋樓面荷載分配,次梁,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,77,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),縱向平面框架,橫向平面框架,整體式雙向板樓蓋樓面荷載分配：小柱網(wǎng),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,78,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),縱向平面框架,橫向平面框架,整體式雙向板樓蓋樓面荷載分配：大柱網(wǎng),次梁,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,79,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 受力特點(diǎn) 豎向荷載作用下，框架所產(chǎn)生的側(cè)移較小，若按無(wú)側(cè)移計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響不大； 當(dāng)結(jié)構(gòu)僅在某一層橫梁上受有豎向荷載時(shí)，直接承載的框架梁及與之相連的上、下層框架柱端彎矩較大，其它各層梁柱的彎矩均較小，且距離直接承載梁越遠(yuǎn)，梁柱的彎矩則越小。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,80,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 計(jì)算方法概述 在豎向荷載作用下，多、高層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用力法、位移法等結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。工程設(shè)計(jì)中，如采用手算，可使用分層法、迭代法、彎矩二次分配法及系數(shù)法等近似方法進(jìn)行計(jì)算。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,81,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 基本假定 (1) 不考慮框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移對(duì)其內(nèi)力的影響； (2) 每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及其上、下柱的內(nèi)力產(chǎn)生 影響，對(duì)其它各層梁、柱內(nèi)力的影響可忽略不計(jì)。 上述假定中所指的內(nèi)力不包括柱軸力，因?yàn)槟硨恿荷系暮奢d對(duì)下部各層柱的軸力均有較大影響，不能忽略。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,82,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),豎向荷載作用下分層計(jì)算示意圖,+,+,+,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,83,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算要點(diǎn) (1) 將多層框架沿高度分成若干單層無(wú)側(cè)移的敞口框架，每個(gè)敞口框架包括本層梁和與之相連的上、下層柱。梁上作用的荷載、各層柱高及梁跨度均與原結(jié)構(gòu)相同，構(gòu)件剛度可采用彈性剛度。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,84,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算要點(diǎn) (2) 除底層柱的下端外，其他各柱的柱端應(yīng)為彈性約束。為便于計(jì)算，均將其處理為固定端。這樣將使柱的彎曲變形有所減小，為消除這種影響，可把除底層柱以外的其它各層柱的線剛度乘以修正系數(shù)0.9。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,85,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算要點(diǎn) (3) 用無(wú)側(cè)移框架的計(jì)算方法（如彎矩分配法）計(jì)算各敞口框架的桿端彎矩，由此所得的梁端彎矩即為其最后的彎矩值；因每一柱屬于上、下兩層，所以每一柱端的最終彎矩值需將上、下層計(jì)算所得的彎矩值相加。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,86,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算要點(diǎn) (4) 在上、下層柱端彎矩值相加后，將引起新的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩，如欲進(jìn)一步修正，可對(duì)這些不平衡彎矩在本節(jié)點(diǎn)再作一次分配，但不再傳遞。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,87,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算要點(diǎn) (5) 如用彎矩分配法計(jì)算各敞口框架的桿端彎矩，在計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)周圍各桿件的彎矩分配系數(shù)時(shí)，應(yīng)采用修正后的柱線剛度計(jì)算；并且底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)均取1/2，其它各層柱的傳遞系數(shù)改用1/3。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,88,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算要點(diǎn) (6) 在桿端彎矩求出后，可由靜力平衡條件計(jì)算梁端剪力及梁跨中彎矩；逐層疊加柱上的豎向荷載（包括節(jié)點(diǎn)集中力、柱自重等）和與之相連的梁端剪力，即得柱的軸力。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,89,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算步驟 畫出分層框架計(jì)算簡(jiǎn)圖； 計(jì)算框架梁柱線剛度，注意折減系數(shù); 計(jì)算各分層框架梁、柱端彎矩； 確定梁、柱端最終彎矩； 計(jì)算梁跨中彎矩和剪力以及柱的剪力及軸力。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,90,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 分層法 計(jì)算例題,右圖括號(hào)中為梁、柱線剛度的相對(duì)值,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,91,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),注：內(nèi)力及位移正負(fù)號(hào)規(guī)定 本章中，桿端彎矩以順時(shí)針為正，剪力以使隔離體產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)為正，軸力以受壓為正；桿端轉(zhuǎn)角以順時(shí)針為正，側(cè)移或相對(duì)側(cè)移以向右為正。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,92,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力符號(hào)規(guī)定,位移符號(hào)規(guī)定,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,93,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),f,頂層計(jì)算簡(jiǎn)圖,底層計(jì)算簡(jiǎn)圖,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,94,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù),節(jié)點(diǎn) g：,節(jié)點(diǎn) h：,節(jié)點(diǎn) i：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,95,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù),節(jié)點(diǎn) d：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,96,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù),節(jié)點(diǎn) e：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,97,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù),節(jié)點(diǎn) f：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,98,計(jì)算桿件固端彎矩：頂層,q,j,k,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,99,計(jì)算桿件固端彎矩：底層,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,100,d,e,g,h,i,f,下柱,右梁,左梁,下柱,右梁,下柱,左梁,計(jì)算各節(jié)點(diǎn)彎矩：頂層,-13.13,13.13,-7.32,7.32,8.77,4.36,-1.00,-6.32,4.38,-3.16,-1.23,-2.49,-3.32,-1.25,0.41,0.84,4.77,-4.77,1.59,-1.66,1.43,0.23,0.77,-0.77,-0.26,0.42,0.72,-0.20,-0.40,-0.54,-1.43,15.05,-13.62,-0.48,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,101,計(jì)算各節(jié)點(diǎn)彎矩：底層,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),下柱,右梁,上柱,上柱,右梁,左梁,下柱,下柱,上柱,左梁,-17.81,17.81,-8.89,8.89,6.20,3.31,-3.15,8.30,-0.79,-6.30,4.15,-1.22,-3.06,-1.55,-4.10,-1.53,-2.05,0.53,0.29,0.71,6.73,3.60,-10.33,0.36,0.19,1.45,0.73,-0.60,1.99,-0.13,-0.34,18.92,-0.17,-0.46,-1.35,-1.72,-15.85,-0.86,3.37,-0.70,-1.80,0.41,-1.39,-0.20,-0.45,1.20,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,102,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),a,b,c,e,f,g,h,i,6.73,3.37,4.77,15.05,0.77,10.33,18.92,15.85,1.99,13.62,1.72,0.86,0.70,1.39,5.97,5.19,1.83,1.88,0.87,0.86,d,彎矩圖,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,103,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),梁端剪力的計(jì)算,梁跨中彎矩的計(jì)算,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,104,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),柱軸力的計(jì)算,柱剪力的計(jì)算,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,105,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩二次分配法 基本假定 (1) 不考慮框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移對(duì)其內(nèi)力的影響； (2) 每層梁上的荷載僅對(duì)本層梁及其上、下柱的 內(nèi)力產(chǎn)生影響，對(duì)其它各層梁、柱內(nèi)力的影 響可忽略不計(jì)。 上述假定中所指的內(nèi)力同樣不包括柱軸力。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,106,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩二次分配法 計(jì)算步驟 (1) 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)； (2) 計(jì)算框架梁的固端彎矩； (3) 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩，并對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的不 平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行第一次分配（其間不進(jìn)行 彎矩傳遞)；,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,107,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩二次分配法 計(jì)算步驟 (4) 將所有桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳遞（對(duì)于剛接 框架，傳遞系數(shù)均取1/2）; (5) 將各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第 二次分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài); (6) 將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，即 得各桿端彎矩。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,108,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩二次分配法 計(jì)算例題,右圖括號(hào)中為梁、柱線剛度的相對(duì)值,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,109,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù),節(jié)點(diǎn) g：,節(jié)點(diǎn) i：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,110,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) h：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,111,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) d：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,112,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) e：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,113,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) f：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,114,計(jì)算框架梁固端彎矩,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,115,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,116,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),上柱,下柱,右梁,左梁,下柱,右梁,左梁,下柱,上柱,上柱,梁端不平衡彎矩及其分配,-17.81,17.81,-8.89,8.89,-13.13,-7.32,13.13,7.32,4.67,8.46,6.07,3.60,8.14,-2.01,-1.11,-2.69,-6.23,-1.09,-2.71,-1.20,-1.38,-3.63,-1.78,-6.24,-0.87,4.23,2.34,-1.01,-0.56,-1.35,-3.12,-0.55,1.80,3.04,4.07,-1.36,-0.60,-0.69,-1.82,-3.12,-0.89,-0.44,-0.28,-0.51,-0.18,-0.10,-0.23,1.52,0.27,-0.33,-0.20,-0.45,-0.12,-0.05,-0.06,-0.16,0.47,1.67,0.23,6.19,-6.19,15.17,-1.81,-13.36,1.26,-1.26,5.74,5.74,-11.48,19.05,-1.81,-1.44,15.80,-1.31,2.50,-1.19,a,b,c,d,e,f,i,h,g,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,117,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),a,b,c,e,f,g,h,i,5.74,3.04,6.19,15.17,1.26,11.48,19.05,15.80,2.50,13.36,1.44,0.69,0.89,1.31,6.19,5.74,1.81,1.81,1.26,1.19,d,彎矩圖,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,118,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩迭代法 概述 彎矩迭代法既可求解無(wú)（忽略）側(cè)移框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，也可求解考慮側(cè)移時(shí)的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力。此處只討論第一種情形，后一種情形詳見(jiàn)教材 192-193頁(yè)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,119,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩迭代法 計(jì)算步驟 (1) 繪出結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，在各節(jié)點(diǎn)上繪兩方框； (2) 計(jì)算節(jié)點(diǎn)各桿件的彎矩分配系數(shù)，沿桿件方 向記在外框的內(nèi)邊緣； (3) 計(jì)算固端彎矩，將各節(jié)點(diǎn)固端彎矩之和寫在 內(nèi)框中；,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,120,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩迭代法 計(jì)算步驟 (4) 計(jì)算各桿件近端彎矩，記在相應(yīng)的桿端處； (5) 循環(huán)若干輪直至達(dá)到要求的精度為止； (6) 計(jì)算得到每一桿件的最終彎矩值。,節(jié)點(diǎn)固端彎矩之和,遠(yuǎn)端彎矩,近端彎矩,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,121,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),遠(yuǎn)端彎矩,近端彎矩,對(duì)節(jié)點(diǎn) j 而言，j 端為其近端， k, l, m, n 端為其遠(yuǎn)端。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,122,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 彎矩迭代法 計(jì)算例題,右圖括號(hào)中為梁、柱線剛度的相對(duì)值,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,123,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù),節(jié)點(diǎn) g：,節(jié)點(diǎn) i：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,124,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) h：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,125,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) d：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,126,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) e：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,127,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn) f：,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,128,計(jì)算框架梁固端彎矩（同前例）,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,129,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),-17.81,17.81,-8.89,8.89,-13.13,-7.32,13.13,7.32,-13.13,-0.178,-0.322,5.81,-0.095,-0.232,7.32,-0.075,-0.425,-0.173,循環(huán)迭代計(jì)算,-17.81,-0.170,-0.229,-0.101,8.92,-0.077,-0.204,-0.067,-0.152,8.89,-0.100,-0.351,-0.049,4.23,2.34,-1.74,-0.95,-2.33,-2.12,-0.37,-0.42,-2.99,-0.33,-1.02,-0.76,3.72,4.26,2.35,-1.32,-0.72,-1.77,-2.18,-0.38,-0.37,-2.63,-0.62,-1.41,-1.90,3.86,1.64,1.70,2.76,2.87,-0.38,-0.72,-0.85,-0.75,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,130,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),-17.81,17.81,-8.89,8.89,-13.13,-7.32,13.13,7.32,-13.13,-0.178,-0.322,5.81,-0.095,-0.232,7.32,-0.075,-0.425,-0.173,循環(huán)迭代計(jì)算,-17.81,-0.170,-0.229,-0.101,8.92,-0.077,-0.204,-0.067,-0.152,8.89,-0.100,-0.351,-0.049,4.23,2.34,-1.74,-0.95,-2.33,-2.12,-0.37,-0.42,-2.99,-0.85,-0.33,-1.02,-0.76,-0.38,3.72,1.64,2.76,4.26,2.35,-1.32,-0.72,-1.77,-2.18,-0.38,-0.37,-2.63,-0.75,-0.62,-1.41,-0.72,-1.90,1.70,3.86,2.87,2.27,4.10,-1.23,-0.68,-1.65,-2.25,-0.40,-0.32,-0.66,-2.31,-0.66,-2.00,-0.75,-1.49,3.90,1.72,2.90,4.07,2.25,-1.20,-1.62,-0.66,-2.29,-0.40,-0.32,-2.28,-0.65,-0.66,-0.76,-1.50,-2.02,1.72,2.90,3.91,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,131,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),-17.81,17.81,-8.89,8.89,-13.13,-7.32,13.13,7.32,-13.13,-0.178,-0.322,5.81,-0.095,-0.232,7.32,-0.075,-0.425,-0.173,循環(huán)迭代計(jì)算,-17.81,-0.170,-0.229,-0.101,8.92,-0.077,-0.204,-0.067,-0.152,8.89,-0.100,-0.351,-0.049,4.07,2.25,-1.20,-1.62,-0.66,-2.29,-0.40,-0.32,-2.28,-0.65,-0.66,-0.76,-1.50,-2.02,1.72,2.90,3.91,6.19,14.80,12.85,1.12,6.22,-1.98,-1.12,-11.49,-18.72,-15.21,2.31,5.69,-1.98,-1.04,5.80,-1.52,-1.30,2.90,-0.76,-0.65,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,132,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),a,b,c,e,f,g,h,i,5.80,6.19,14.80,1.12,11.49,18.72,15.21,2.31,12.85,1.52,1.30,6.22,5.69,1.98,1.98,1.12,1.04,d,2.90,0.76,0.65,彎矩圖,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,133,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),彎矩圖：分層法,彎矩圖：彎矩二次分配法,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,134,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),彎矩圖：彎矩二次分配法,彎矩圖：迭代法,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,135,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 系數(shù)法 采用上述三種方法時(shí)，需首先確定梁、柱截面尺寸，計(jì)算過(guò)程也較為繁復(fù)。系數(shù)法是一種更簡(jiǎn)單的方法，只要給出荷載、框架梁的計(jì)算跨度和支承情況，就可很方便地計(jì)算出框架梁、柱各控制截面內(nèi)力。相應(yīng)的彎矩和剪力系數(shù)見(jiàn)教材第194頁(yè)。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,136,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下 系數(shù)法 當(dāng)框架結(jié)構(gòu)滿足下列條件時(shí)，可按系數(shù)法計(jì)算： 結(jié)構(gòu)不少于兩跨，兩個(gè)相鄰跨的跨長(zhǎng)相差不超過(guò)短跨跨長(zhǎng)的20%； 荷載均勻布置，且活載與恒載的比值不大于3； 框架梁截面為矩形。,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,137,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1997 uniform building code, volume 2 1908.0 notations: wu = factored load per unit length of beam or per unit area of slab. ln = clear span for positive moment or shear and average of adjacent clear spans for negative moment.,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,138,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),excerpt from 1997 uniform building code, volume 2 1908.3.3 as an alternate to frame analysis, the following approximate moments and shears shall be permitted to be used in design of continuous beams and one-way slabs (slabs reinforced to resist flexural stresses in only one direction), provided:,2019/10/29,南昌航空大學(xué)土木工程系,139,3.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),there are two or more spans, spans are approximately equal, with the larger of two adjacent spans not greater than the shorter by more than 20 percent, loads are uniformly distributed, and unit live load does not exceed three times unit dead load, and members are prismatic.,2019/10/29,南昌航空大