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文檔簡介
第三章多層和高層框架結構第三章多層和高層框架結構1混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
★大綱要求1.識記(1)框架結構的組成;柱網布置原則和常用模數(shù);承重結構的分類與特點;變形縫的種類、作用和設縫原則。(2)計算單元的確定;桿件軸線的確定;框架梁截面抗彎剛度的計算;荷載計算。(3)分層法的計算假定、適用條件和計算步驟。(4)反彎點的概念;反彎點法的計算假定、適用條件和計算步驟。(5)控制截面的確定;荷載效應組合的計算表達式;最不利內力組合的原則;豎向活荷載最不利布置的方法?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助★大綱2混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
2.領會
(1)框架結構的受力特點。(2)結構簡化的原則和根據(jù);樓板對框架梁截面剛度的影響;活荷載的折減。(3)分層法的基本原理。(4)修正后的框架柱抗側剛度D的計算;反彎點高度的修正;D值法的計算步驟。(5)梁端彎矩調幅的概念?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助2.領3混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
3.應用
(1)根據(jù)框架結構的布置、施工及構造的實際情況,正確地繪出結構的計算簡圖。(2)熟練應用分層法計算框架結構在豎向荷載作用下的內力(彎矩、軸力和剪力)。(3)熟練應用反彎點法計算框架結構在水平荷載作用下的內力(彎矩、軸力和剪力)。(4)熟練應用D值法計算框架結構在水平荷載作用下的內力(彎矩、軸力和剪力)和側移?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3.應4混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
多層框架結構的組成框架結構:由橫梁、立柱和基礎連接而成,梁柱連接處稱為節(jié)點,一般有剛性連接和鉸接點。
框架結構一般采用剛性連接,鉸連接一般用在多層排架?!?.1多層框架的結構組成和結構布置混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助多層框5混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助優(yōu)點結構輕巧;整體性好;可形成大空間;施工方便;較為經濟??蚣芙Y構框架結構混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助優(yōu)點框6混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助缺點抵抗水平荷載能力差;側向剛度小,側移大;受地基的不均勻沉降影響大??蚣芙Y構采用現(xiàn)澆樓蓋時,框架梁截面采用T形或倒L形??蚣芙Y構受力變形混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助缺點框7混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助多層框架結構的分類
按施工方法的不同可分為現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式??蚣芙Y構是由梁、柱、節(jié)點及基礎組成的結構形式,橫梁和立柱通過節(jié)點連為一體,形成承重結構,將荷載傳至礎;混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助多層框8混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
現(xiàn)澆式框架即梁、柱、樓蓋均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。一般是每層的柱與其上層的梁板同時支模、綁扎鋼筋,然后澆筑混凝土,自基礎頂面逐層向上施工。半澆式框架是梁柱為現(xiàn)澆,樓板為預制,或柱為現(xiàn)澆、梁板為預制的結構。裝配式框架是梁柱和樓板均為預制,然后通過焊接拼裝連接成整體的框架。裝配整體式框架是指梁、柱、樓板均為預制,在吊裝就位后,焊接或綁扎節(jié)點區(qū)鋼筋,通過澆搗混凝土形成框架,從而將梁、柱及樓板連成整體框架結構。1.梁、柱和樓板均為預制,然后通過焊接拼裝連接而成整體的框架結構類型為___________式框架。
混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助9混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助滿足使用要求,并盡可能與建筑的平、立剖面劃分相一致;滿足人防、消防要求,使水、暖、電各專業(yè)的布置能有效地進行;結構盡可能簡單、規(guī)則、均勻、對稱,構件類型少;多層框架的結構布置一、結構布置的一般原則混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助滿足使10混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助好差平面布置混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助好差平11混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助好差豎向布置混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助好差豎12混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
妥善地處理溫度、地基不均勻沉降以及地震等因素對建筑的影響;施工簡便;經濟合理?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助妥善13混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、柱網布置柱網布置滿足生產工藝的要求
柱網布置的方法可分為內廊式、等跨式、對稱不等式等幾種。廠房柱距大多采用6m,故柱網形式主要取決于柱距。內廊式等跨式混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、14混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、柱網布置柱網布置滿足建筑平面的要求
柱網布置應與建筑隔墻布置相協(xié)調,一般布置成四排柱而成為三跨框架;當建筑平面寬度較小,層數(shù)較少時,也可設為三排柱成為兩跨結構?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、15混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、柱網布置柱網布置要使結構受力合理柱網布置應考慮到結構在豎向作用下內力分布均勻合理,各構件材料強度充分利用。柱網布置應使施工方便建筑設計及結構布置時應考慮到施工方便,以加快施工進度,降低工程造價?,F(xiàn)澆框架結構在結構布置時應盡量使梁板布置簡單規(guī)則,方便施工。
混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、16在內力組合之后,對梁端彎矩適當調大準反彎點)到樓層柱底的距離y0h外,上層各柱的線剛度乘以0.當其效應對結構有利時1.3、認為地基土是半無限的彈性連續(xù)體并考慮基礎與地基變形相協(xié)調的半無限彈性體假定。柱網布置要使結構受力合理基礎的橫截面一般做成倒T形,兩高h宜為柱距的1/4~1/8,其翼板厚度hf不應小于300mm;最不利內力組合就是在_______截面處對截面配筋起控制作用的內力組合。在框架梁的跨中,梁受正彎矩,樓板受壓區(qū)形成T形截面梁。內廊式等跨式的計算長度l0最小的是()當框架梁的線剛度為無窮大時,則K=∞,α=1,即為反彎點法的結果。當獨立基礎的底面積很大時,可將獨立基礎在一個方向連成條形基礎。C.結構的總高度 D.梁的混凝土強度等級2)當水平荷載產生的彎矩設計值占總彎矩設計值的75%以上時,框架柱的計算長度l0可按下列兩個公式計算,并取其中的較小值:應把風荷載作為主要荷載,其荷載組合值系數(shù)Nmax及相應的M、V一般來說,在比較均勻的地基上、上部結構剛度較好、荷載分布比較均勻,基礎梁的高度大于1/6柱距時,地基反力可按直線分布。Vmax及相應的M(斜截面設計)柱網布置應與建筑隔墻布置相協(xié)調,一般布置成四排柱而成為三跨框架;混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助二、結構布置方法特點房屋橫向剛度大,側移??;橫梁高度大,室內有效凈空小。非抗震時使用橫向布置
橫向承重在內力組合之后,對梁端彎矩適當調大混凝土結構設計原理第3章主171.對于縱向框架承重方案,由于房屋_______________較弱,一般不宜采用?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助特點:連系梁截面較小,框架梁截面尺寸大,室內有效凈空高;對縱向地基不均勻沉降較有利;房屋橫向剛度小,側移大??v向布置
縱向承重混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助特點:181.在地震區(qū),框架結構應采用的承重方案是()A.現(xiàn)澆橫向框架承重 B.現(xiàn)澆縱向框架承重C.現(xiàn)澆縱橫向框架承重 D.裝配式縱橫向框架承重混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助特點:整體性好,受力好;適用于整體性要求較高和樓面荷載較大的情況。適宜在抗震設防時使用縱橫向框架的混合結構
雙向承重混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助特點:19混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、變形縫沉降縫設置沉降縫是為了避免地基不均勻沉降在房屋構件中引起裂縫。房屋擴建時,新建部分與原有建筑結合處也可設置沉降縫分開。沉降縫將建筑物從基礎底至屋頂全部分開,各部分能夠自由沉降?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助20混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、變形縫混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、21混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、變形縫伸縮縫設置伸縮縫是為了避免溫度應力和混凝土收縮應力而使房屋產生裂縫。伸縮縫的設置主要與建筑物的長度有關。伸縮縫僅將上部結構從基礎頂面斷開,基礎不斷開。伸縮縫的最大間距取決于結構類型和溫度的變化及施工方法的不同?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助22混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、變形縫防震縫當房屋平面復雜、立面高差懸殊、各部分質量和剛度截然不同時,應設置防震縫。對有抗震設防要求的房屋,其沉降縫和伸縮縫均應符合防震縫要求,并盡可能三縫合并設置?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助23混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助設縫的原則和避免設縫的措施
設縫的原則:應盡量少設縫或不設縫,可簡化構造、方便施工、降低造價、增強結構的整體性和空間剛度。
避免設縫的措施:在建筑設計時,采用調整平面形狀、尺寸、體型等措施;在結構設計時,可采用選擇節(jié)點連接方式,配置構造鋼筋、設置剛性層等措施;在施工方面,可采取分階段施工、設置后澆帶、做好保溫隔熱層等措施,來防止由于溫度變化、不均勻沉降、地震作用等因素所引起的結構或非結構的損壞?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助設縫的24混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.確定鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距限值時,不需要考慮的因素是()A.結構類型 B.基礎形式C.施工方法 D.氣候條件2.伸縮縫的設置主要取決于()
A.結構承受荷載大小B.結構高度
C.建筑平面形狀D.結構長度3.在地震區(qū),當建筑物平面復雜、不對稱并且各部分剛度、質量相差懸殊時,為減小震害可以設置___________縫?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助25混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助§3.2現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構內力與位移的近似計算方法多層框架結構的分類一、計算單元橫向框架的間距、荷載和側向剛度都相同,可取有代表性的中間一榀框架作為計算單元。中列柱縱向框架的計算單元寬度可取兩側跨距的一半;邊列柱縱向框架的計算單元可取一側跨距的一半。豎向荷載近似采用分層法,水平荷載近似采用反彎點法和D值法?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助§3.26在水平荷載作用下的梁和柱,一般在相鄰兩節(jié)點間總有一個彎矩為零的點,這個彎矩為零的點稱為反彎點??蚣苤挠嬎愀叨龋ǔ讓又猓┛扇「鲗訉痈?,底層柱一般取至基礎頂面,當有整體剛度很大的地下室時,可取至地下室結構的頂部。柱網布置應與建筑隔墻布置相協(xié)調,一般布置成四排柱而成為三跨框架;(1)反彎點位置保溫隔熱層等措施,來防止由于溫度變化、不均勻沉1/2 B.在結構設計時,可采用選水平荷載作用下的反彎點法(2)最不利荷載布置法地基反力的分布規(guī)律不僅與基礎的尺寸、形狀、剛度和基礎的埋置深度有關,而且還與荷載的作用情況、上部結構的剛度及地基土的物理力學性質有關。上、下兩層頂面之間的高度。D.除底層柱外,其它各層柱的線剛度均應乘以0.C.彎矩采用柱軸線處的值,剪力采用柱邊值一般來說,在比較均勻的地基上、上部結構剛度較好、荷載分布比較均勻,基礎梁的高度大于1/6柱距時,地基反力可按直線分布。一般是每層的柱與其上層的梁板同時支模、綁扎鋼筋,然后澆筑混凝土,自基礎頂面逐層向上施工??杉俣ㄍ瑢痈鞴?jié)點轉角相等,這時各層橫梁的反彎點位框架的混凝土強度等級不應低于C20。梁的截面寬度不宜小于200mmN為柱所承受的軸向壓力設計值;恒載一次布置,為簡化計算,當活載與恒載的比值不大于3時,可近似將活載一層或一跨做一次布置,分別進行計算,然后進行最不利內力組合。混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助一、計算單元在水平荷載作用下的梁和柱,一般在相鄰兩節(jié)點間總有一個彎矩為零27混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助…3-1二、跨度和層高框架梁截面尺寸估算l0——梁的計算跨度;hb——梁的截面高度;bb——梁的截面寬度。一般情況下:梁凈跨與截面高度之比不宜小于4梁的截面寬度不宜小于200mm…3-2混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助…3-28混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
框架桿件用其軸線表示,桿件之間的連接用節(jié)點表示,桿件長度用節(jié)點之間的距離表示??蚣艿挠嬎憧缍葹榭蚣苤S線間的距離;框架柱的計算高度(除底層柱外)可取各層層高,底層柱一般取至基礎頂面,當有整體剛度很大的地下室時,可取至地下室結構的頂部?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助29混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助當柱上下層截面尺寸變化時,取最小截面的形心線來確定跨度。對于傾斜的或折線型橫梁,當其坡度小于1/8時,可簡化為水平直桿;對于不等跨框架,若各跨跨度相差不大于10%時,可簡化為等跨框架,簡化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助當柱上30混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.多層框架結構中,當上、下層柱子截面尺寸變化時,框架梁的跨度一般以()A.最大柱截面形心線確定 B.下柱截面形心線確定C.最小柱截面形心線確定 D.上、下柱截面形心線的中線確定混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.多31混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助…3-3Ec——混凝土彈性模量;I——框架梁截面慣性矩,見表3.3.1;l——框架梁的跨度。在框架兩端節(jié)點處,梁受負彎矩,頂部的樓板受拉,樓板對梁的截面剛度影響較小,形成矩形截面梁;在框架梁的跨中,梁受正彎矩,樓板受壓區(qū)形成T形截面梁。三、框架梁截面抗彎剛度的計算框架梁線剛度混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助…3-32矩形梁箱形梁倒L形梁T形梁花籃梁混凝土梁形式矩形梁箱形梁倒L形梁T形梁花籃梁混凝土梁形式33混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助表框架梁慣性矩取值樓板類型邊框架梁中框架梁現(xiàn)澆樓板I=1.5I0I=2.0I0裝配整體式樓板I=1.2I0I=1.5I0裝配式樓板I=I0I=I0注:I0為梁按矩形截面計算的慣性矩,?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助表框架34混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.在計算現(xiàn)澆框架梁截面慣性矩I時應考慮______的影響。2.一側為樓梯間的中框架梁,當采用現(xiàn)澆樓蓋時,其截面慣性矩應取I=___________I0(注:I0為矩形截面梁的截面慣性矩)?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.在35混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3.一般情況下,在選擇框架梁的截面高度時,主要考慮的因素是()A.梁的跨度 B.層高C.結構的總高度 D.梁的混凝土強度等級4.確定框架結構內力分析的計算簡圖時,框架梁的計算跨度應?。ǎ〢.梁的凈跨度B.梁的凈跨度+梁高C.梁的凈跨度+柱截面高度D.梁兩端柱軸線之間的距離混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3.一36形狀、尺寸、體型等措施;C.彎矩采用柱軸線處的值,剪力采用柱邊值避免設縫的措施:在建筑設計時,采用調整平面上層層高較高時,反彎點一般來說,在比較均勻的地基上、上部結構剛度較好、荷載分布比較均勻,基礎梁的高度大于1/6柱距時,地基反力可按直線分布??蚣芄?jié)點區(qū)的混凝土強度等級,應不低于柱子的混凝土強度等級。C.最小柱截面形心線確定 D.上、下柱截面形心線的中線確定0×104kN·m,邊柱側移剛度修正系數(shù)為α=0.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值;節(jié)點設計是框架結構設計中極重要的一環(huán)。1.在鋼筋混凝土框架結構中,柱下條形基礎的內力計算可采用倒梁法。Nv為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產生的軸向力值;建筑設計及結構布置時應考慮到施工方便,以加快施工進度,降低工程造價。當活載與恒載的比值不大于1時,可不考慮活載的最不利布置,把活載同時作用于所有的框架上,這樣求得的支座處的內力可直接進行內力組合。柱的反彎點高度yh為反彎點至柱下端的距離,y為反彎點高度與柱高的比值,h為柱高。在內力組合之后,對梁端彎矩適當調?。?)求A柱的柱底彎矩|M|min及相應的N|N|max及相應的M D.試求梁柱彎曲變形引起的頂點側移混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助多層建筑:Hi——第i層層高;hc——柱截面高度;bc——柱截面寬度??蚣苤慕孛孢呴L不宜小于350mm,圓柱的截面直徑不宜小于350mm,剪跨比宜大于2截面的高寬比不宜大于3…3-5…3-4框架柱框架柱截面尺寸估算形狀、尺寸、體型等措施;混凝土結構設計原理第3章主頁目37
柱截面尺寸柱截面高度按(1/18~1/14)層高確定(可直接憑經驗確定),也可先根據(jù)其所受軸力按軸心受壓構件估算,再乘以適當?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響。即
Ac≥(1.1~1.2)N/
fc
N=1.25Nv
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式中Ac為柱截面面積;N為柱所承受的軸向壓力設計值;Nv為根據(jù)柱支承的樓面面積計算由重力荷載產生的軸向力值;1.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值;重力荷載標準值可根據(jù)實際荷載取值,也可近似按(12~14)kN/m2計算;fc為混凝土軸心抗壓強度設計值。式中Ac為柱截面面積;N為柱所承受的39
框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm,圓柱截面直經不宜小于350mm,柱截面高寬比不宜大于3。
為避免柱產生剪切破壞,柱凈高與截面長邊之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2??蚣苤慕孛鎸挾群透叨染灰诵∮?00mm,圓柱40混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助Ec——混凝土彈性模量;I——框架柱截面慣性矩??蚣苤€剛度…3-7…3-8混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助Ec—41三、框架梁截面抗彎剛度的計算混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助四、荷載的計算與簡化計算單元的選取計算單元選取三、框架梁截面抗彎剛度的計算混凝土結構設計原理第3章主頁42混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助43混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助計算簡圖實際結構l01l02計算簡圖混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助計算簡44混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助計算簡圖混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助計算簡45混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助框架荷載垂直荷載水平荷載恒載活載風載地震作用框架自重;粉灰重;板、次梁、墻體重。人群、家具、設備等荷載,取值見《建筑結構荷載規(guī)范》,可折減。風載另講混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助框架荷46(4)修正的反彎點高度在內力組合之前,對豎向荷載作用的梁端彎矩適當調小第i層層間相對側移:設置伸縮縫是為了避免溫度應力和混凝土收縮應力重力荷載標準值可根據(jù)實際荷載取值,也可近似按(12~14)kN/m2計算;對現(xiàn)澆框架梁,梁端負彎矩調幅系數(shù)β可取0.為了增大條形基礎的剛度,調節(jié)基礎可能的不均勻沉降,條形基礎可做成肋梁式。3.一般情況下,在選擇框架梁的截面高度時,主要考慮的因素是()水平荷載作用下的反彎點法對縱向地基不均勻沉降較有利;形狀、尺寸、體型等措施;一般來說,在比較均勻的地基上、上部結構剛度較好、荷載分布比較均勻,基礎梁的高度大于1/6柱距時,地基反力可按直線分布。當柱上下層截面尺寸變化時,取最小截面的形心線來確定跨度。調幅后的彎矩MA、MB的平均值與跨中彎矩MCO之和應大于簡支梁跨中彎矩MO重力荷載標準值可根據(jù)實際荷載取值,也可近似按(12~14)kN/m2計算;1.在計算現(xiàn)澆框架梁截面慣性矩I時應考慮______的影響。目前計算方法:靜定分析法、倒梁法、地基系數(shù)法、鏈桿法、有限差分法等。(1)、恒載+0.在內力組合之后,對梁端彎矩適當調大柱的反彎點高度yh為反彎點至柱下端的距離,y為反彎點高度與柱高的比值,h為柱高?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助一)樓(屋)面活荷載作用于建筑物上的樓面活荷載,不可能以規(guī)范所給的標準值同時作用在所有的樓面上,所以在多層住宅、辦公樓、旅館等設計時考慮樓面活荷載折減。對于樓面梁,當其負荷面積大于25m2,折減系數(shù)為0.9(4)修正的反彎點高度混凝土結構設計原理第3章主頁目47混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助墻、柱基礎計算截面以上的層數(shù)12~34~56~89~20>20計算截面以上的各層活載總和的折減系數(shù)1.00(0.9)0.850.700.650.60.55一)樓(屋)面活荷載注:當樓面梁從屬面積超過25m2,采用括號內系數(shù)表3-1活荷載按樓層的折減系數(shù)混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助墻、柱48混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助豎向荷載作用下的分層法(1)分層法★基本假定框架結構無側移;每層梁上的荷載只在本層梁及與其相連的上、下層柱產生內力,不在其他層梁和其他層柱上產生內力。分層法的適用條件:在豎向荷載作用下,頂點的側移值很小,而且每層橫梁的荷載對上下層橫梁的影響很小?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助豎向荷49混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
根據(jù)以上假定,多、高層框架可分層作為若干個開口單元,彼此互不關連的且柱端為完全固定的簡單剛架近似計算。簡單剛架可用彎矩分配法計算,一般循環(huán)2次。分層法計算示意圖混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助501.關于多層框架的分層法,下面說法不正確的是()A.假定框架無側移B.忽略本層梁上荷載對上、下柱的影響C.以若干開口框架作為計算單元D.除底層柱外,其它各層柱的線剛度均應乘以0.9的折減系數(shù)混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助51混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助注意事項:
由于除底層外上層各柱的柱端實際為彈性固定,計算簡圖中假定為完全嵌固,為減少計算誤差,除底層柱外,上層各柱的線剛度乘以0.9的修正系數(shù)。柱線剛度修正混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助注意事52混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
考慮除支座外,因此底層柱的彎矩傳遞系數(shù)取1/2,其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取1/3;傳遞系數(shù)修正混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助考53混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.在用分層法計算豎向荷載作用下的框架內力時,除底層柱外,其它各層柱的彎矩傳遞系數(shù)為()A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.12.用分層法計算框架內力時,應對柱線剛度進行如下修正:()A.底層柱不變,其余各層柱乘以0.9B.底層柱不變,其余各層柱乘以0.8C.底層柱乘以0.9,其余各層柱不變D.底層柱乘以0.8,其余各層柱不變混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.在54作業(yè)題:某三層兩跨框架,跨度及層高、尺寸如圖,柱截面積尺寸300×350,左跨梁截面為250×500,右跨梁截面為250×400,現(xiàn)澆梁柱及樓面,采用C30鋼筋混凝土(Ec=3.0×104MPa),試用分層法求其內力(M圖)。q=2.5kN/mA7.80m6.00m3.60m4.50mBCDEFGHIJKL3.60mq=3.5kN/mq=30kN/mq=3.5kN/mq=30kN/m作業(yè)題:某三層兩跨框架,跨度及層高、尺寸如圖,柱截面積尺寸355多層框架結構結構設計教學課件561.在計算現(xiàn)澆框架梁截面慣性矩I時應考慮______的影響。建筑設計及結構布置時應考慮到施工方便,以加快施工進度,降低工程造價。由可變荷載效應控制的組合因此,D值法又稱為修正的反彎點法,適用于梁重力荷載標準值可根據(jù)實際荷載取值,也可近似按(12~14)kN/m2計算;圖b給出了樓層高處的總水平力及各桿線剛度相對值。-Mmin及相應的V(正截面設計)(已知:底層邊柱修正后的反彎點高度比y=0.式中Ac為柱截面面積;解:
計算各層柱D值如表1。柱網布置要使結構受力合理根據(jù)以上假定,多、高層框架可分層作為若干個開口單元,彼此互不關連的且柱端為完全固定的簡單剛架近似計算。當其效應對結構有利時1.降、地震作用等因素所引起的結構或非結構的損壞。(3)求A柱的柱底彎矩C.采用裝配式樓蓋的邊柱 D.采用裝配式樓蓋的中柱A.向上移動 B.向下移動至層高處式中Ac為柱截面面積;2、由柱軸向變形引起的側移hi——第i根柱的柱高。桿端彎矩需要分配彎矩是節(jié)點彎矩Rip1.在計算現(xiàn)澆框架梁截面慣性矩I時應考慮______的影響。57混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助58例題A7.50m5.60m3.80m4.40mq=2.8kN/mq=3.8kN/mq=3.4kN/m(7.11)(4.21)(4.21)(1.79)(4.84)(12.77)(7.63)(10.21)(9.53)(3.64)BCDEFGHI(括號內數(shù)字為線剛度相對值)(i=EI/l)例題A7.50m5.60m3.80m4.40mq=2.8kN59解:A7.50m5.60m3.80m4.40m(7.11)(4.21)(4.21)(1.79)(4.84)(12.77)(7.63)(10.21)(9.53)(3.64)BCDEFGHI上層各柱線剛度×0.9,然后計算各節(jié)點的彎矩分配系數(shù)(i=EI/l)×0.9=3.789×0.9=3.789×0.9=1.611解:A7.50m5.60m3.80m4.40m(7.11)(60上層計算0.332(3.789)(3.789)(1.611)(7.63)(10.21)DEFGHI0.6680.3530.4720.1750.8640.136-13.125*+13.125*-7.317*+7.317*8.6784.3584.384-6.332-0.995-3.161-2.482-3.319-1.230-1.241-1.6600.8290.4120.4141.4340.2260.717-0.399-0.534-0.198-0.200-0.2670.1330.0660.2310.0360.0670.115-0.064-0.086-0.03215.045-13.585-1.460-4.8364.8360.733-0.7331.612-0.487-0.244上層計算0.332(3.789)(3.789)(1.611)61下層計算ABCDEFGHI0.3480.4660.1850.3080.4130.1560.1230.7090.2020.089-17.813*+17.813*-8.885*+8.885*8.301-1.5290.713-1.1670.078-10.4174.1500.356-0.334-3.0580.039-0.03618.930-1.459-0.169-0.018-1.736-3.150-6.299-4.100-2.0500.7271.453-0.447-0.224-0.0790.159-0.049-15.8251.9246.1990.5320.0583.9250.2830.0313.6096.789-0.791-1.7950.4140.0450.1820.020-1.221-0.133-0.015-1.369-0.589-1.3363.395-0.868-0.668-0.196-0.4561.2031/31/2下層計算ABCDEFGHI0.3480.4660.1850.62各層疊加后的M圖各層疊加后的M圖63混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助什么是反彎點?混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助什么是64混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助什么是反彎點?(在節(jié)點水平力作用下框架M圖)混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助什么是65混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助水平荷載作用下的反彎點法反彎點法的概念在水平荷載作用下的梁和柱,一般在相鄰兩節(jié)點間總有一個彎矩為零的點,這個彎矩為零的點稱為反彎點。反彎點法基本假設和適用條件混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助水平荷66混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)反彎點位置彎矩為零的點(反彎點)的位置按下圖取值(以EI梁=∞為前題)。
反彎點位置圖混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)67
1.采用反彎點法計算多層框架內力時,對于下端固定的底層柱,其反彎點近似?。ǎ〢.柱高的中點 B.距柱底1/3柱高C.距柱底2/3柱高D.柱頂處混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)反彎點位置
混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)68混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(2)反彎點處的剪力計算
柱的剪力按同層柱的抗側移剛度之比分配。柱的抗側移剛度為:EIci——第i根柱的剛度;
hi——第i根柱的柱高?!?-16Di混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(2)69混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助70混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
以三層框架為例,用反彎點法計算水平荷載作用下框架的內力。頂層因此各柱的剪力為:…3-17…3-18混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助71混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
第二層各柱的剪力為:…3-19混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助第二72混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
第一層各柱的剪力為:…3-20混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助第一73混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3、柱中反彎點位置柱的反彎點高度yh為反彎點至柱下端的距離,y為反彎點高度與柱高的比值,h為柱高。由假定可確定柱的反彎點高比:對于上部各層柱:反彎點位于柱的中點處,y=1/2;對于底層柱:反彎點偏離中點向上,可取y=2/3?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3、柱74混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)、柱端彎矩混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)75混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(3)彎矩圖繪制柱端彎矩:已知反彎點處的剪力值便可以求出每一根柱各截面的彎矩。梁端彎矩:分邊柱節(jié)點和中間柱節(jié)點兩種情況處理。邊節(jié)點:混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(3)76形狀、尺寸、體型等措施;hi——第i根柱的柱高。箍筋應為封閉式,箍筋間距不應大于400mm,且不應大于柱短邊尺Vmax及相應的M(斜截面設計)的混凝土強度等級提高5MPa。C.框架梁、柱的剪切變形引起的當層數(shù)不多、荷載不大而地基結實時,多層框架結構房屋的基礎可做成獨立基礎。截然不同時,應設置防震縫。保溫隔熱層等措施,來防止由于溫度變化、不均勻沉Nmax及相應的M、V應把風荷載作為主要荷載,其荷載組合值系數(shù)現(xiàn)澆框架鋼筋混凝土框架梁、柱和節(jié)點設計柱網布置應與建筑隔墻布置相協(xié)調,一般布置成四排柱而成為三跨框架;梁的截面寬度不宜小于200mm1/4 D.的混凝土強度等級提高5MPa。作業(yè)題:某三層兩跨框架,跨度及層高、尺寸如圖,柱截面積尺寸300×350,左跨梁截面為250×500,右跨梁截面為250×400,現(xiàn)澆梁柱及樓面,采用C30鋼筋混凝土(Ec=3.伸縮縫的設置主要與建筑物的柱網布置應與建筑隔墻布置相協(xié)調,一般布置成四排柱而成為三跨框架;當活載與恒載的比值不大于1時,可不考慮活載的最不利布置,把活載同時作用于所有的框架上,這樣求得的支座處的內力可直接進行內力組合?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
中節(jié)點:形狀、尺寸、體型等措施;混凝土結構設計原理第3章主頁目77混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助4、反彎點的計算步驟混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助781.如圖所示框架結構,A、B柱截面尺寸相同,各層作用的水平力P=l0kN,各層層高h=4.5m,底層柱的反彎點在距柱底2/3h處。求底層A柱的柱底彎矩MA(以外側受拉為正)及軸向力NA(以受拉為正)。解(1)求出A柱剪力分配系數(shù)A、B柱截面尺寸相同且皆為邊柱iA=iB
所以DA=DB剪力分配系數(shù)為0.5(2)求A柱的剪力VAVB1.如圖所示框架結構,A、B柱截面尺寸相同,各層作用的水平力79(3)求A柱的柱底彎矩(4)求A柱的軸力NANB(3)求A柱的柱底彎矩(4)求A柱的軸力NANB80混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助水平荷載作用下的反彎點法1.反彎點法的問題柱的抗側剛度只考慮了柱的線剛度和柱高,未考慮節(jié)點梁柱線剛度比的影響;認為反彎點的位置是固定不變的,實際上它與梁柱線剛度之比、柱的位置、上下層梁的線剛度大小、上下層層高、框架的總層數(shù)等因素有關?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助水平荷81混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助2.D值法的基本思想與反彎點法相比:相同之處主要思路相同。不同之處考慮了上述因素的影響,對柱的抗側剛度和柱的反彎點位置進行了修正。
因此,D值法又稱為修正的反彎點法,適用于梁柱線剛度比小于3的情況。
D值的物理意義是考慮柱上下端混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助2.D82混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
因此,D值法又稱為修正的反彎點法,適用于梁柱線剛度比小于3的情況。
混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助83混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3.柱的抗側剛度
式中,α——柱抗側移剛度修正系數(shù),按下表的公式計算。柱的部位及固定情況一般層底層,下面固支底層,下端鉸支αci1i2ici3i4i1i2ici1i2ic…3-21混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3.柱84混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
α是反映梁柱線剛度比值對柱側向剛度的一個影響系數(shù),α<1;當框架梁的線剛度為無窮大時,則K=∞,α=1,即為反彎點法的結果。1.關于D值法,下列說法中,不正確的是()A.考慮了上下層層高對反彎點位置的影響 B.考慮了上下層橫梁線剛度比對反彎點位置的影響C.梁柱線剛度比對柱側移剛度的影響系數(shù)α≤1 D.其適用條件是梁柱線剛度比大于3混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助α是85二、各樓層柱的反彎點位置規(guī)則框架-指層高、跨度、柱的線剛度和梁的線剛度分別相等的框架.規(guī)則框架在節(jié)點水平力的作用下,可假定同層各節(jié)點轉角相等,這時各層橫梁的反彎點位于跨中且該點無豎向位移。各層柱的反彎點位置與柱端轉角的大小有關。對等截面柱,若上下端轉角相同,反彎點在柱中央,否則偏向轉角較大的一端?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助86(1)標準反彎點高度比yo
假定框架各層橫梁線剛度、框架各層柱的線剛度和各層的層高都相同,用力法解出各樓層柱反彎點(標準反彎點)到樓層柱底的距離y0h
(2)、上下層梁線剛度變化時反彎點高度比修正值y1當反彎點上移y1h。混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助87當反彎點下移y1h。(3)層高變化的影響若某層柱位于層高變化的樓層中,則此柱的反彎點位置就不是標準反彎點位置。上層層高較高時,反彎點向上移動y2h;下層層高較高時,反彎點又向下移動y3h混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助881.水平荷載作用下的多層框架結構,當某層其他條件不變,僅上層層高變小時,該層柱的反彎點位置()
A.向上移動B.向下移動
C.不變D.向上移動至層高處2.水平荷載作用下的多層框架結構,當某層其他條件不變,僅其柱上端梁剛度降低,該層柱的反彎點位置()A.向上移動 B.向下移動至層高處C.不變 D.向下移動至層高處混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.水平荷載作用下的多層框架結構,當某層其他條件不變,混凝土89混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(4)修正的反彎點高度式中y0——標準反彎點高度比;y1——因上、下層梁剛度比變化的修正值;
y2——因上層層高變化的修正值;
y3——因下層層高變化的修正值。柱端彎矩ViVi…3-22混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(4)90混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)、柱端彎矩混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(1)91混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、D值法的計算步驟并求相應的K值;混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、D92例3-1:圖為3層框架結構的平面及剖面圖。圖b給出了樓層高處的總水平力及各桿線剛度相對值。要求用D值法分析內力。例3-1:圖為3層框架結構的平面及剖面圖。圖b給出了樓層高處93解:
計算各層柱D值如表1。
由圖a可見,每層有10根邊柱及5根中柱,所有柱剛度之和
可計算每根柱分配到的剪力。解:
計算各層柱D值如表1。
由圖a可見,每層有10根邊柱及94反彎點高度比反彎點高度比952.某多層框架的計算簡圖如圖所示。底層各柱線剛度為0.9×104kN·m,底層邊柱側移剛度修正系數(shù)為α=0.6,底層中柱側移剛度修正系數(shù)為α=0.7。試計算該框架底層A柱的柱端彎矩。(已知:底層邊柱修正后的反彎點高度比y=0.65)
解:2.某多層框架的計算簡圖如圖所示。底層各柱線剛度為0.9×196VAVBVCVDVAVBVCVD97混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助水平荷載作用下側移的近似計算框架結構在水平荷載作用下的變形由柱軸向變形和梁柱彎曲變形兩部分組成??蚣芰褐膹澢冃位炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助水平荷98混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助框架柱的軸向變形混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助框架柱99混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1、由梁柱彎曲變形引起的側移第i層層間相對側移:頂點側移為各層層間側移之和:結論:層間水平位移與荷載在該層所產生的層間剪力Vj呈正比,當框架柱側向剛度沿高度變化不大,層間水平位移是自頂向下逐層增加的。這種層間水平位移自下而上逐漸減少的水平位移曲線稱為剪切型。與此相反,層間水平位移自下而上逐漸增加的水平位移曲線稱為彎曲型,剪力墻的水平位移曲線是彎曲型?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1、由100混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助2、由柱軸向變形引起的側移頂點側移:在水平荷載下,框架各桿除產生彎矩和剪力外,還有軸向力。在風荷載作用下,迎風面一側的框架柱產生軸向拉力,而背風面一側的柱產生軸向壓力。外柱的軸力大,內柱的軸力小,越臨近框架中部的內柱,軸力越小。《高規(guī)》規(guī)定:對房屋高度大于50m或高寬比大于4的結構,宜考慮柱軸向變形的影響?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助101混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.在水平荷載作用下的鋼筋混凝土框架結構,由梁柱彎曲變形所引起的側移曲線類型是()A.剪切型 B.彎曲型C.剪彎型D.彎剪型2.關于豎向荷載作用下的多層多跨規(guī)則框架的內力分布規(guī)律,下列說法中不正確的是()A.柱子軸向壓力從上到下逐漸增大B.柱子剪力從上到下逐漸增大C.同一層的柱子,中柱軸力一般大于邊柱D.同一層的柱子,邊柱剪力一般大于中柱混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助102混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3.對于多層多跨規(guī)則框架,當總高不大于50m時,其側移主要是由()A.框架柱的軸向變形引起的B.框架柱的剪切變形引起的C.框架梁、柱的剪切變形引起的D.框架梁、柱的彎曲變形引起的混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助103混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助框架受頂點集中荷載作用:框架受均布水平荷載作用:框架受倒三角荷載作用:B—外柱軸線間的距離E---材料的彈性模量混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助框架受104混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、彈性層間位移角限值《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3-2002)規(guī)定了框架的最大彈性位移與層高之比不能超過其限值1/550.式中——按彈性方法計算所得的樓層層間位移
——彈性層間位移角限值,規(guī)定框架為1/550混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助三、彈1053.某兩層二跨框架如圖所示。各柱線剛度均為1.0×104kN·m,邊柱側移剛度修正系數(shù)為α=0.6,中柱側移剛度修正系數(shù)為α=0.7。試求梁柱彎曲變形引起的頂點側移3.某兩層二跨框架如圖所示。各柱線剛度均為1.0×104kN106多層框架結構結構設計教學課件107多層框架結構結構設計教學課件108混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助§3.3內力組合控制截面梁:跨中、支座截面柱:柱頂、柱底截面梁控制截面柱控制截面混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助§3.109混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1101.在進行框架梁端截面配筋計算時,下列說法正確的是()A.彎矩和剪力均采用柱邊的值B.彎矩和剪力均采用柱軸線處的值C.彎矩采用柱軸線處的值,剪力采用柱邊值D.彎矩采用柱邊值,剪力采用柱軸線處的值混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.在進行框架梁端截面配筋計算時,下列說法正確的是()111混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助控制截面最不利內力類型最不利組合就是在控制截面處對截面配筋起控制作用的內力組合。梁跨中截面:+Mmax及相應的V(正截面設計)梁支座截面:-Mmax及相應的V(正截面設計)
-Mmin及相應的V(正截面設計)
Vmax及相應的M(
斜截面設計)柱截面:│Mmax│及相應的N、VNmax及相應的M、VNmin及相應的M、V混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助控制截112混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助1.最不利內力組合就是在_______截面處對截面配筋起控制作用的內力組合。2..在對框架柱進行正截面設計的內力組合時,最不利組合一般不包括()A.|M|max及相應的N B.|M|min及相應的NC.|N|max及相應的M D.|N|min及相應的M
混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助113混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助由圖可見:對于大偏壓,M相等或相近時,N越小越不利;對于小偏壓,M相等或相近時,N越大越不利;無論大小偏壓,當N相等或相近時,M越大越不利?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助由圖可114混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助3-23恒荷載+任一種“活荷載”
3-24恒荷載+0.9(任意兩種以上“活荷載”)當其效應對結構不利時1.2當其效應對結構有利時1.0或0.9一般情況1.4;標準值大4kN/m2的工業(yè)房屋樓面1.3…3-23…3-24控制截面最不利內力計算
框架結構的基本組合可采用簡化規(guī)則,并應按下列組合值中取最不利值確定:1.由可變荷載效應控制的組合混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助115混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助2.由永久荷載效應控制的組合當其效應對結構不利時1.35當其效應對結構有利時1.0或0.9可變荷載Qi的組合值系數(shù)…3-25混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助2.116一般應考慮下列三種荷載組合:(1)、恒載+0.9(活載+風載)(2)、恒載+活載(3)、恒載+風載對于高層框架結構,在計算荷載效應組合時應把風荷載作為主要荷載,其荷載組合值系數(shù)混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助一般應考慮下列三種荷載組合:混凝土結構設計原理第3章主頁117混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助豎向活載最不利布置(1)逐跨布置法
恒載一次布置,樓屋面活載逐跨單獨作用在各跨上,分別算出內力,再對各控制截面組合其可能出現(xiàn)的最大內力。恒載一次布置活載分跨布置混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助豎向活118混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(2)最不利荷載布置法
恒載一次布置,樓屋面活載根據(jù)影響線,直接確定產生某一指定截面最不利內力的活載布置。此法用手算方法進行計算很困難。最不利荷載的布置混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(2)119混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(2)最不利荷載布置法混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(2)120混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(3)分層布置法或分跨布置法
恒載一次布置,為簡化計算,當活載與恒載的比值不大于3時,可近似將活載一層或一跨做一次布置,分別進行計算,然后進行最不利內力組合。qqqqqq分層布置法分跨布置法混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助(3)121混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助(4)滿布荷載法
當活載與恒載的比值不大于1時,可不考慮活載的最不利布置,把活載同時作用于所有的框架上,這樣求得的支座處的內力可直接進行內力組合。但求得的梁跨中彎矩應乘以1.1~1.2的系數(shù)予以增大。混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助(4)滿布122混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助梁端彎矩調幅為了避免梁支座處抵抗負彎矩的鋼筋過分擁擠,以及在抗震結構中形成梁鉸破壞機構增加結構的延性,可以考慮框架梁端塑性變形內力重分布,對豎向荷載作用下梁端負彎矩進行調幅。梁端彎矩分別為MAO、MBO,跨中彎矩為MCO,條幅后彎矩MA
、MB。彎矩調幅通常應遵循三點原則:1)力求節(jié)約鋼材、便于施工;2)滿足剛度和裂縫寬度的要求;3)確保結構安全可靠?;炷两Y構設計第3章主頁目錄上一章幫助梁端彎矩調123混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助梁端彎矩調幅
對現(xiàn)澆框架梁,梁端負彎矩調幅系數(shù)β可取0.8~0.9;對于裝配整體式框架梁,由于梁柱節(jié)點處鋼筋焊接、錨固、接縫不密實等原因,受力后節(jié)點各桿件產生相對角變,其節(jié)點的整體性不如現(xiàn)澆框架,故其梁端負彎矩調幅系數(shù)β可取0.7~0.8。調幅后的彎矩MA、MB的平均值與跨中彎矩MCO之和應大于簡支梁跨中彎矩MO
混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助梁端彎矩調124混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助梁端彎矩調幅原則:彎矩調幅只對豎向荷載作用下的內力進行,即水平荷載作用下的彎矩不參合調幅,然后進行內力組合混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助梁端彎矩調125混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助1.在設計框架時,可對梁進行彎矩調幅,其原則是()
A.在內力組合之前,對豎向荷載作用的梁端彎矩適當調小
B.在內力組合之前,對豎向荷載作用的梁端彎矩適當調大
C.在內力組合之后,對梁端彎矩適當調小
D.在內力組合之后,對梁端彎矩適當調大2.關于框架結構的彎矩調幅,下面說法中不正確的是()A.調幅是對豎向荷載作用下的內力進行的B.調幅后梁端彎矩的平均值與跨中最大正彎矩之和,應大于按簡支梁計算的跨中彎矩值C.現(xiàn)澆框架的調幅系數(shù)高于裝配整體式框架的調幅系數(shù)D.梁端彎矩調幅后,在相應荷載作用下的跨中彎矩將會減小混凝土結構設計第3章主頁目錄上一章幫助1.在設計126混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助§3.4現(xiàn)澆框架鋼筋混凝土框架梁、柱和節(jié)點設計非抗震設計的框架柱對于主要承受軸向力的框架柱,如中柱,可?。?.2~1.4)N,按軸心受壓構件考慮當水平荷載較大時,其引起的彎矩可近似地按反彎點法確定,然后與軸心力為1.2N組合按偏心受壓考慮??蚣苤慕孛娓叨群蛯挾染恍∮?,h為層高.矩形截面框架柱的邊長不宜小于250mm,寬帶不宜小于350mm,柱凈高與截面長邊尺寸之比宜大于4.混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助§3.127混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助柱截面最不利內力的選取框架柱的計算長度l0柱的配筋計算中,需要確定柱的計算長度l0?!痘炷两Y構設計規(guī)范》規(guī)定,l0可按下列規(guī)定確定:
1)一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構,各層柱的計算長度l0按表取用。
2)當水平荷載產生的彎矩設計值占總彎矩設計值的75%以上時,框架柱的計算長度l0可按下列兩個公式計算,并取其中的較小值:混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助柱截面128混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助式中:——柱的上端、下端節(jié)點處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值;
——比值中的較小值;
——柱的高度混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助129
框架結構各層柱的計算長度注:表中H對底層為基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度;其余各層為上、下兩層頂面之間的高度。1.在其他條件相同的情況下,有側移多層多跨框架柱的計算長度l0最小的是()A.采用現(xiàn)澆樓蓋的邊柱 B.采用現(xiàn)澆樓蓋的中柱C.采用裝配式樓蓋的邊柱 D.采用裝配式樓蓋的中柱混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助
樓蓋類型柱的類型
現(xiàn)澆樓蓋底層柱1.0H其余各層柱1.25H
裝配式樓蓋底層柱1.25H其余各層柱1.5H
130混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助非抗震設計的框架柱節(jié)點設計是框架結構設計中極重要的一環(huán)。節(jié)點設計應保證整個框架結構安全可靠、經濟合理且便于施工。設計裝配式框架節(jié)點時應遵循的原則:混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助非抗震131一、材料強度1、混凝土強度等級框架節(jié)點區(qū)的混凝土強度等級,應不低于柱子的混凝土強度等級??蚣艿幕炷翉姸鹊燃壊粦陀贑20。在裝配式整體式框架中,后澆節(jié)點的混凝土強度等級宜比預制柱的混凝土強度等級提高5MPa。梁柱混凝土強度等級相差不宜大于5MPa。2、框架梁梁截面高度:梁截面寬度:混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助132二、截面尺寸節(jié)點截面過小,梁上部和柱外側鋼筋配置數(shù)量過高,以承受靜力荷載為主的頂層對梁、柱負彎矩鋼筋的相對配筋數(shù)量加以限制,《鋼筋混凝土設計規(guī)范》規(guī)定,在框架頂層端節(jié)點處,梁上部縱向鋼筋的截面面積As應滿足下式要求:式中:——頂層節(jié)點處梁上部縱向鋼筋的截面面積
——梁腹板寬度;
——梁截面有效高度?;炷两Y構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助混凝土結構設計原理第3章主頁目錄上一章幫助133三、箍筋(1)框架梁箍筋梁的箍筋沿梁全長范圍內設置,第一排箍筋一般設置在距離節(jié)點邊緣50mm處。梁的配箍率不應小
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