多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二理論知識作業(yè)1、框架結(jié)構(gòu)由哪幾個(gè)基本部分組成？框架結(jié)構(gòu)布置包括哪幾部分構(gòu)件的布置？ 2、為什么建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)縫？一般有哪幾種縫，各自設(shè)置的目的有何不同？ 答案目錄答案能力訓(xùn)練作業(yè) 某百貨商場營業(yè)廳標(biāo)準(zhǔn)層柱網(wǎng)如圖所示，當(dāng)采用現(xiàn)澆樓蓋時(shí)，試布置樓蓋并判斷框架承重方案。（至少畫出三種）答案能力訓(xùn)練40作業(yè)解答第2頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二答案第3頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二框架結(jié)構(gòu)由哪幾個(gè)基本部分組成？框架結(jié)構(gòu)布置包括哪幾部分構(gòu)件的布置？答: 框架結(jié)構(gòu)體系由梁和柱組

2、成，并通過節(jié)點(diǎn)連接成整體以同時(shí)抵抗作用在結(jié)構(gòu)上的豎向及水平荷載?？蚣芙Y(jié)構(gòu)布置包括總體高寬比，柱網(wǎng)的布置和層高設(shè)置和主次梁布置等 。返回第4頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二為什么建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)縫？一般有哪幾種縫，各自設(shè)置的目的有何不同？ 答:設(shè)縫可將結(jié)構(gòu)分成若干平面形狀簡單、剛度均勻分布的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元，減輕不利作用的影響、保證結(jié)構(gòu)安全性的需要。主要有沉降縫、溫度縫和防震縫。沉降縫是為了避免基礎(chǔ)不均勻沉降在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起過大的內(nèi)力從而導(dǎo)致混凝土開裂而設(shè)置的。伸縮縫或溫度縫是為了防止溫度變化或混凝土收縮在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力而設(shè)置的縫隙。防震縫是把復(fù)雜不規(guī)則的結(jié)構(gòu)劃分為若干簡單規(guī)

3、則的單元，防止房屋平面復(fù)雜，質(zhì)量、剛度差異較大，或有錯(cuò)層時(shí)，在地震作用下會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等不利反應(yīng)，或在薄弱部位產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。 返回第5頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二返回第6頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二理論知識作業(yè)1、 簡述用“分層法”求解豎向荷載作用下框架內(nèi)力時(shí)的基本假定，并討論該方法計(jì)算結(jié)果與精確解之間的誤差？ 答案目錄能力訓(xùn)練作業(yè) 1 北京某辦公樓，2 層，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架。已知該建筑的結(jié)構(gòu)布置如下：底層層高 3.6m，二層層高 4.0m；室內(nèi)地面標(biāo)高：0.00，室外標(biāo)高：-0.50m，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高1.40m；梁截面尺寸

4、：AB 與 CD 跨梁為 250600mm，BC 跨梁為250400mm，縱向主梁截面為 250400mm；柱截面均為400500mm，橫向承重方案； 能力訓(xùn)練41作業(yè)解答第7頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二梁板混凝土強(qiáng)度等級為 C25（Ec2.80MPa），柱混凝土強(qiáng)度等級為 C40（Ec3.25MPa）；樓蓋與屋蓋板厚均為 80mm，雙向板布置方案（見下圖）。樓面除板自重外其它做法的等效面荷載為 2.0kN/m2，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2，屋面除板自重外其它做法的等效面荷載為 2.5kN/m2，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2。沒有女兒墻。圖中陰影線代表

5、維護(hù)墻或隔斷墻，其單位長度的面荷載為 2kN/m2，忽略門窗洞口影響，墻按照實(shí)體墻計(jì)算。忽略樓梯間，按照樓板洞口考慮?；炷寥葜匕?25kN/m3。（23分） （1） 確定軸線橫向框架的計(jì)算簡圖，要求在圖中標(biāo)明計(jì)算跨度與計(jì)算層高，梁柱桿件的抗彎剛度與線剛度。 （2） 計(jì)算并標(biāo)注該平面框架在恒載作用下的荷載計(jì)算簡圖。 （3） 計(jì)算并標(biāo)注該平面框架在活載作用下的荷載計(jì)算簡圖。 （4） 計(jì)算該平面框架在恒載作用下的內(nèi)力（畫出M、V、N圖）（注：2、5、6、8、11軸無隔墻）第8頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二答案第9頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二簡述

6、用“分層法”求解豎向荷載作用下框架內(nèi)力時(shí)的基本假定，并討論該方法計(jì)算結(jié)果與精確解之間的誤差？ 返回 答：分層法計(jì)算時(shí)可做出如下兩個(gè)簡化假定： （1）假定在豎向荷載作用下，框架不發(fā)生側(cè)移，即不考慮框架側(cè)移對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響； （2）假定作用在某一層框架梁上的豎向荷載只對本樓的梁以及與其相連的框架柱產(chǎn)生作用，而對其他樓層的框架梁、柱都不產(chǎn)生影響。 由于分層計(jì)算的模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)有所不符，因此各層內(nèi)力疊加后框架節(jié)點(diǎn)處的彎矩可能不平衡。通常這種誤差不大，可以滿足工程需要。對節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩比較大的節(jié)點(diǎn)，可以將不平衡彎矩根據(jù)相鄰梁、柱的剛度值再進(jìn)行一次分配。 第10頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)

7、2分，星期二答案目錄理論知識作業(yè)1、 簡述用“反彎點(diǎn)法”求解水平向荷載作用下框架內(nèi)力時(shí)的基本假定。能力訓(xùn)練作業(yè)1、能力訓(xùn)練37題，設(shè)基本風(fēng)壓 750N/m2，求軸框架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力。（用反彎點(diǎn)法）（已知： ， 地面粗糙類別為C類）答案能力訓(xùn)練42作業(yè)解答第11頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二簡述用“反彎點(diǎn)法”求解水平向荷載作用下框架內(nèi)力時(shí)的基本假定。答： 反彎點(diǎn)法在確定框架柱的側(cè)移剛度和進(jìn)行剪力分配時(shí)，假定梁柱線剛度比無窮大，框架在水平荷載作用下只有層間側(cè)移，節(jié)點(diǎn)無轉(zhuǎn)角(底層除外)。返回第12頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二理論知識作業(yè)1、

8、簡述反彎點(diǎn)法與修正的反彎點(diǎn)法或D值法的區(qū)別與聯(lián)系？ 2、具有相同截面的邊柱和中柱的D值是否相同?具有相同截面的上層柱和底層柱的D值是否相同?為什么? 答案目錄答案能力訓(xùn)練作業(yè)1、能力訓(xùn)練37題，設(shè)基本風(fēng)壓 750N/m2，求軸框架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力。（用D值法）（已知： ， 地面粗糙類別為C類）答案能力訓(xùn)練43作業(yè)解答第13頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二 答：反彎點(diǎn)法在確定框架柱的側(cè)移剛度和進(jìn)行剪力分配時(shí)，假定梁柱的線剛度之比為無限大；在確定柱的反彎點(diǎn)高度時(shí)，又假定柱的上下端約束條件完全相同。D 值法的柱側(cè)移剛度不僅與柱本身的線剛度和層高有關(guān)，同時(shí)也受上下框架梁線剛

9、度的影響。柱的反彎點(diǎn)高度也不取為固定值，而隨框架柱的位置、上下層高比值以及上下框架梁線剛度比值等條件的不通而發(fā)生變化。 簡述反彎點(diǎn)法與修正的反彎點(diǎn)法或D值法的區(qū)別與聯(lián)系？ 返回第14頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二具有相同截面的邊柱和中柱的D值是否相同?具有相同截面的上層柱和底層柱的D值是否相同?為什么? 答：具有相同截面的邊柱和中柱的D值不相同，因?yàn)檫呏?jié)點(diǎn)只有一根梁約束，中柱節(jié)點(diǎn)有兩根梁約束，所以它們的D值不同。具有相同截面的上層柱和底層柱的D值也不相同，因?yàn)榈讓又牡锥斯潭?，如果與上層柱層高相同，柱截面相同，則底層柱的D值要大。返回第15頁，共36頁，2022年，

10、5月20日，14點(diǎn)2分，星期二理論知識作業(yè)1、框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的總體剪切變形和總彎曲變形分別是如何導(dǎo)致的？對般框架結(jié)構(gòu)考慮哪一種變形的影響? 答案目錄能力訓(xùn)練作業(yè)1、閱讀混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010-2002中10.2梁、10.3柱、10.4梁柱節(jié)點(diǎn)并說說其的構(gòu)造要求。能力訓(xùn)練44作業(yè)解答第16頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的總體剪切變形和總彎曲變形分別是如何導(dǎo)致的？對般框架結(jié)構(gòu)考慮哪一種變形的影響?答：總體剪切變形是由梁、柱彎曲變形導(dǎo)致的框架變形?？傮w彎曲變形則是由框架兩側(cè)邊柱中軸力引起的柱伸長和縮短所導(dǎo)致的框架變形。對一般框

11、架只考慮總體剪切變形。返回第17頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二1） 軸線橫向框架的計(jì)算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111ib=2EIb/Lic=EIc/h參考解答第18頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二2） 軸線橫向框架在恒荷載作用下的計(jì)算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0m19.9519.9513.524.9517.752.512按單向板考慮9920KN25KN23.17523.17534.9234.9247

12、.5247.523.753.7513.510.5510.552.512按雙向板考慮23.5823.5820KN25KN37.7637.7647.8838.5239.657.616.216.214.47.22.52.5第19頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二3） 軸線橫向框架在活荷載作用下的計(jì)算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0m1.81.81.57.23.66按單向板考慮1.5751.5756.36.31.56按雙向板考慮1.621.623.1953.1956.483.249.5412.781.81.87.23.6第20頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分

13、，星期二4） 軸線橫向框架在恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算7.2m7.2m3m4.0m5.0m19.9519.9513.524.9517.752.512按單向板考慮9920KN25KN23.17523.17534.9234.9247.5247.5219.9519.9524.9517.75109920KN25KN23.17523.17534.9234.9247.5247.522.510.94第21頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二第二層的計(jì)算簡圖19.9519.9510.947.2m7.2m3m4.0m1.291.290.921.251.251.251.25分配系數(shù)： 節(jié)點(diǎn)A: u

14、AB=1.29/1.25x0.9+1.29=0.53 uAA1= 1-0.53=0.47 節(jié)點(diǎn)B: uBA=1.29/1.25x0.9+1.29+0.92=0.39 uBC= 0.92 /1.25x0.9+1.29+0.92=0.28 uBB1= 1-0.39-0.28=0.33固端彎矩MAB=- MBA2MBC= -MCB -10.94x32/12 =-A1AB1BC1CD1D第22頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二第二層的分配過程A1AB1C1D1D下柱 右梁 0.47 0.53BC左梁 下柱 右梁 0.39 0.33 0.28 86.18 86.18 -8.2 左梁

15、 下柱 0.53 0.47左梁 下柱 右梁 0.28 0.33 0.398.2 -86.18 86.18 -30.4 -25.7 -21.88 15.247.65 53.7321.88 25.7 30.4 15.2-53.73 -47.6526.87 10.94 -10.94 -26.87 -14.75-12.48 -10.57 10.57 12.48 14.75 7.387.383.49 3.89-3.89 -3.4951.14 -51.1467.9 -38.18 -29.71 29.71 38.18 -67.9 51.14 -51.1417.05-12.7312.73-17.05第23頁，

16、共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二第一層的計(jì)算簡圖24.9517.75107.2m7.2m3m4.0m5.0m1.291.290.921.251.251.251.251111A2A1AB2B1BC2C1CD2D1D分配系數(shù)： 節(jié)點(diǎn)A1: uA1B1=1.29/1.25x0.9+1.29+1=0.38 uA1A=/1.25x0.9+1.29+1=0.33 uA1A2= 1-0.38-0.33=0.29 節(jié)點(diǎn)B1: uB1A1=1.29/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.3uB1C1= 0.92 /1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.21uB1B= 1.25

17、x0.9/1.25x0.9+1.29+0.92+1=0.26 uB1B2= 1-0.3-0.21-0.26=0.23固端彎矩MA1B1=- MB1A12MB1C1= -MC1B1 -10 x32/12 =-MC1D1=- MD1C12第24頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二第一層的分配過程A2A1AB2B1BC2C1CD2D1D上柱 下柱 右梁 0.33 0.29 0.38左梁 上柱 下柱 右梁 0.3 0.26 0.23 0.21左梁 下柱 上柱 0.38 0.29 0.33左梁 上柱 下柱 右梁 0.21 0.23 0.26 0.3 107.78 107.78 -7.

18、57.5 -76.6876.68-30.1 -26.1 -23.1 -20.9814.53 15.9 18 20.75 15 40.52 35.61 46.65 10.38 -33.1 -25.2 -28.76 23.33 7.27-10.49 -16.55 -9.18 -7.96 -7.04 -6.425.68 6.22 7.03 8.11 -4.6 5.19 1.52 1.33 1.75 -1.97 -1.5 -1.7242.04 36.94 -78.98 18.47 14.01 91.83 -34.06 -30.14 -27.63 -15.07 -11.3517.22 22.12 25.

19、03 -64.37 12.52 7.3757.18 -26.7 -30.48-13.35 -10.16第25頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二A1AB1BC1CD1D51.1451.1417.0567.938.1829.7112.73A2A1AB2B1BC2C1CD2D1D42.0478.9836.9418.4714.0191.8334.0630.1415.0711.3527.6317.2222.1225.0364.3712.527.3757.1826.730.4810.1613.35A1AB1BC1CD1DD2C2B2A259.0918.4778.9891.8349.5

20、346.7927.6330.1415.0751.1467.929.7165.1536.9445.5517.2225.0329.7112.5264.3734.8567.961.326.747.5313.3557.1851.14A1AB1BC1CD1DD2C2B2A253.4618.4785.4695.6545.7843.4924.9527.2115.0358.5772.3326.5458.573243.1214.5521.7327.6512.5268.231.9270.7856.5221.7641.8713.3563.6356.52第26頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二5

21、3.4618.4785.4695.6545.7843.4924.9527.2115.0358.5772.7326.5458.5732最后的彎矩圖43.1214.5521.7327.6568.231.9212.5270.7841.8713.3556.5263.6356.5221.76第27頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二68.9564.7212.232810.1最后的剪力圖6914.1264.760.185.182.116.658.3458.822.38.4518.766.8524.67.02第28頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二73.72235.

22、74最后的軸力圖93.72210.7473.7187.42212.42104.36298.63124.36273.63106.3126.3267.2693.7242.26結(jié)束返回第29頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二1） 軸線橫向框架的計(jì)算簡圖7.2m7.2m3m4.0m5.0mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111ib=2EIb/Lic=EIc/h參考解答第30頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二7.2m7.2m3m4.0m4.1mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111F2=5.2KNF1=10.52KN(1)計(jì)算風(fēng)荷載 F2=0.75X1.3X0.74X1.0X2X3.6=5.2KNF1=0.75X1.3X0.74X1.0X(2+2.05)X3.6=10.52KN第31頁，共36頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)2分，星期二7.2m7.2m3m4.0m4.1mA2A1AB2B1BC2C1CD2D1D1.291.291.291.290.920.921.251.251.251.251111F2=5.2KNF1=10.52KN(2)計(jì)算層間剪力： V1=