![建筑結(jié)構(gòu)課件_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view11/M02/3F/1F/wKhkGWWzojWANSgLAACD5sBmCTM231.jpg)
![建筑結(jié)構(gòu)課件_第2頁](http://file4.renrendoc.com/view11/M02/3F/1F/wKhkGWWzojWANSgLAACD5sBmCTM2312.jpg)
![建筑結(jié)構(gòu)課件_第3頁](http://file4.renrendoc.com/view11/M02/3F/1F/wKhkGWWzojWANSgLAACD5sBmCTM2313.jpg)
![建筑結(jié)構(gòu)課件_第4頁](http://file4.renrendoc.com/view11/M02/3F/1F/wKhkGWWzojWANSgLAACD5sBmCTM2314.jpg)
![建筑結(jié)構(gòu)課件_第5頁](http://file4.renrendoc.com/view11/M02/3F/1F/wKhkGWWzojWANSgLAACD5sBmCTM2315.jpg)
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
緒論第一節(jié)建築和結(jié)構(gòu)的關(guān)係建築:建築物和構(gòu)築物的通稱。建築物:人們社會生活和生產(chǎn)的環(huán)境,如住宅、廠房。構(gòu)築物:一般不直接進(jìn)入其間進(jìn)行生活和生產(chǎn)的空間。如煙囪、水塔等。建築物構(gòu)成的基本要素:建築功能、物質(zhì)技術(shù)條件和建築形象。建築結(jié)構(gòu):建築物的空間承重骨架系統(tǒng)。建築結(jié)構(gòu)的功能:(1)滿足使用和審美要求——選擇合適的結(jié)構(gòu)型式;(2)抵禦自然界的各種作用——選擇結(jié)構(gòu)的材料和結(jié)構(gòu)體系。第二節(jié)建築結(jié)構(gòu)的基本要求1.平衡:結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的任何一個部分都不發(fā)生運(yùn)動。2.穩(wěn)定:整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為整體不允許發(fā)生危險的運(yùn)動,如傾覆和滑移等。3.承載力:結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的任何一部分在預(yù)計的荷載作用下必須安全可靠。4.適用:使用期間不發(fā)生過大的變形、裂縫和損壞等。5.經(jīng)濟(jì):造價、施工及使用維護(hù)等。6.美觀:精神需要(民族風(fēng)格、時代風(fēng)貌等)。第三節(jié)建築結(jié)構(gòu)的分類和結(jié)構(gòu)選型一、建築結(jié)構(gòu)的分類二、建築結(jié)構(gòu)選型一、建築結(jié)構(gòu)的分類(一)按材料分類1.混凝土結(jié)構(gòu):素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。適用範(fàn)圍:廣泛用於一般工業(yè)與民用建築及多種特種結(jié)構(gòu)(水塔、水池、煙囪等)中。優(yōu)點(diǎn):節(jié)約鋼材、耐火耐久、可模性好、整體性好。缺點(diǎn):自重大,抗裂性差。2.砌體結(jié)構(gòu):由塊材及砂漿砌築而成的結(jié)構(gòu)。適用範(fàn)圍:主要用於居住建築和多層民用房屋(如辦公樓、教學(xué)樓、旅館等)中。優(yōu)點(diǎn):易於就地取材,成本低。結(jié)構(gòu)耐久性和耐腐蝕性好。缺點(diǎn):自重大,施工砌築進(jìn)度慢,整體性差。3.鋼結(jié)構(gòu):以鋼材為主的結(jié)構(gòu)。適用範(fàn)圍:主要用於大跨度的建築屋蓋(如體育館、劇院等)、吊車噸位很大或跨度很大的工業(yè)廠房骨架,以及超高層建築的房屋骨架。優(yōu)點(diǎn):鋼結(jié)構(gòu)材料品質(zhì)均勻、強(qiáng)度高,構(gòu)件截面小、重量輕,可焊性好,製造工藝簡單。缺點(diǎn):鋼材易腐蝕,耐火性差,成本高。4.木結(jié)構(gòu):以木材為主的結(jié)構(gòu)。適用範(fàn)圍:受到自然條件的限制,僅在山區(qū)和林區(qū)使用。優(yōu)點(diǎn):製作簡單,自重輕,容易加工。缺點(diǎn):易燃、易腐蝕。5.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)構(gòu)件用型鋼和混凝土組成,或型鋼、鋼筋和混凝土組成。(1)鋼-混凝土組合樓板(見下圖)(2)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)(又稱勁性混凝土結(jié)構(gòu)):以型鋼為骨架外包鋼筋混凝土組成的結(jié)構(gòu)。其截面形式見附圖。(以深圳帝王大廈為例)(3)鋼管混凝土結(jié)構(gòu):在封閉的薄壁鋼管中澆注混凝土形成的組合結(jié)構(gòu),一般用作受壓構(gòu)件。(以日本東京中央?yún)^(qū)高層住宅為例)鋼-混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)鋼-混凝土組合梁板結(jié)構(gòu),梁下部用鋼樑,上部用混凝土(一般採用壓型鋼板-混凝土組合板)。鋼樑和混凝土板之間用剪力連接件連接。主要用於高層樓蓋、吊車梁和橋樑結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn):鋼-混凝土組合梁截面中混凝土主要受壓,鋼樑受拉,充分利用材料?;炷涟鍏⑴c組合梁工作,提高鋼樑的豎向和側(cè)向剛度。缺點(diǎn):鋼材易腐蝕,耐火性差。鋼骨混凝土構(gòu)件的截面形式(a)梁(b)柱
深圳帝王大廈81層,高325米。是我國目前最高的鋼--混凝土組合結(jié)構(gòu),58層以下採用鋼骨混凝土柱。日本東京中央?yún)^(qū)高層住宅(a)標(biāo)準(zhǔn)層平面(b)梁柱接頭
該住宅地上33層,高99.9米,採用鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁結(jié)構(gòu),是鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的一個成功範(fàn)例。內(nèi)部2排柱用圓管,外部4排柱用方管,混凝土強(qiáng)度36-42MPa
鋼管混凝土柱充分發(fā)揮鋼管和混凝土的作用。對於混凝土而言,混凝土在荷載作用下處於三向受壓狀態(tài),抗壓強(qiáng)度和變形能力顯著提高。對於薄壁鋼管,中間填實(shí)混凝土以後,大大提高了側(cè)向穩(wěn)定性。鋼管混凝土柱承載能力很高,重量輕,耐疲勞,耐衝擊。而且核心混凝土沒有鋼筋,澆築混凝土很方便,施工簡便。鋼管混凝土柱一般用於單柱承載力大的高層、大跨度、重荷載的結(jié)構(gòu)。如工業(yè)廠房框架柱或排架柱、高層建築的底層柱等。(二)按受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類
1.混合結(jié)構(gòu):樓、屋蓋一般採用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,牆體和基礎(chǔ)採用砌體結(jié)構(gòu)。(見附圖)2.排架結(jié)構(gòu):主要承重體系是屋面橫樑(屋架或屋面大樑)、柱及基礎(chǔ),主要用於單層工業(yè)廠房。(見附圖)3.框架結(jié)構(gòu):由橫樑和柱及基礎(chǔ)組成的主要承重體系。(見附圖)4.剪力牆結(jié)構(gòu):縱、橫佈置的成片鋼筋混凝土牆體稱為剪力牆。剪力牆和鋼筋混凝土樓、屋蓋整體連接形成剪力牆結(jié)構(gòu)。(見附圖)5.其他形式的結(jié)構(gòu):(1)高層和超高層結(jié)構(gòu)體系中有:框架-剪力牆結(jié)構(gòu)、框架-筒體結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等。(2)單層廠房:剛架結(jié)構(gòu)(3)單層大跨度房屋的屋蓋:殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等。混合結(jié)構(gòu)剪力牆結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)二、建築結(jié)構(gòu)選型(一)多層和高層房屋結(jié)構(gòu)1.混合結(jié)構(gòu)體系:豎向承重構(gòu)件採用砌體結(jié)構(gòu),水準(zhǔn)承重構(gòu)件採用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。(見教材)2.框架結(jié)構(gòu)體系:(見附圖)1)分類:橫向框架承重、縱向框架承重和縱橫向混合承重。(見附圖)2)全框架結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架結(jié)構(gòu)、底層框架結(jié)構(gòu)(見附圖)3.剪力牆結(jié)構(gòu)體系1)剪力牆結(jié)構(gòu):縱橫向交叉的牆體都由剪力牆組成。(見教材)2)框架-剪力牆:豎向承重構(gòu)件為框架和剪力牆(見附圖)3)筒體結(jié)構(gòu):由剪力牆圍成筒體,由一個或多個筒體組成的結(jié)構(gòu)??蛲玻河杉用苤鶃K加強(qiáng)梁的剛度而形成的整體受力體系。(紐約世界貿(mào)易中心-鋼結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu))框架-筒體:周邊稀柱框架和核心筒組成。(見附圖、上海金貿(mào)大廈-框架-核心筒結(jié)構(gòu))成束筒:多個筒體組成。(美國芝加哥西爾斯大廈-成束筒結(jié)構(gòu))4.高層房屋結(jié)構(gòu)的佈置要點(diǎn)(略)全框架結(jié)構(gòu)底層框架結(jié)構(gòu)框架承重方案:橫向、縱向、混合承重框架結(jié)構(gòu)的幾種平面框架-剪力牆結(jié)構(gòu)體系平面(北京飯店新樓,18層)框架-筒體結(jié)構(gòu)體系平面(上海聯(lián)誼大廈)
紐約世界貿(mào)易中心:大樓於1966年開工,歷時7年,1973年竣工以後,以411米的高度作為110層的摩天巨人而載入史冊。它是由5幢建築物組成的綜合體。其主樓呈雙塔形,塔柱邊寬63.5米。大樓採用鋼結(jié)構(gòu),用鋼7萬8千噸,樓的週邊有密置的鋼柱,牆面由鋁板和玻璃窗組成,有“世界之窗”之稱。大樓有84萬平方米的辦公面積,可容納5萬名工作人員,同時可容納2萬人就餐。其樓層分租給世界各國800多個廠商,還設(shè)有為這些單位服務(wù)的貿(mào)易中心、情報中心和研究中心,在底層大廳及44、78兩層高空門廳中,有種類齊全的商業(yè)性服務(wù)行業(yè)。樓中共有電梯104部,地下有可供停車2000輛的車庫,並有地鐵在此經(jīng)過設(shè)站。
上海金貿(mào)大廈採用的是框架-核心筒結(jié)構(gòu),建築物88層,高420.5米。鋼筋混凝土核心筒呈八角形,周邊8根鋼骨混凝土柱底部截面1.5mX5m,柱中配置2根焊接H型鋼。
芝加哥西爾斯大廈(SearsTower)是世界第二美國第一高樓,僅次於吉隆玻石油大廈雙塔,110層443米,建成於1974年。結(jié)構(gòu)體系為模數(shù)化的束筒結(jié)構(gòu),由九個單筒組成,每個筒體平面為邊長22.86米的正邊形,沿高度分段截斷。
FBI確信,紐約的地理座標(biāo)世界貿(mào)易大廈倒塌後,作為芝加哥地理座標(biāo)的西爾斯大廈,已經(jīng)成為恐怖分子的下一個目標(biāo)。(二)單層大跨度結(jié)構(gòu)1.鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)1)排架結(jié)構(gòu):橫樑和柱鉸接、柱和基礎(chǔ)剛接。(見附圖)
2)剛架結(jié)構(gòu):由梁柱和一的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。用於中小型單層廠房。(見附圖)3)拱結(jié)構(gòu):拱是承受壓力為主的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)會對支座產(chǎn)生較大的側(cè)推力。(見附圖)2.其他型式的結(jié)構(gòu)1)薄殼結(jié)構(gòu):一種以受壓為主的空間受力體系。形式:旋轉(zhuǎn)曲面、平移曲面、直紋曲面(見附圖)2)網(wǎng)架結(jié)構(gòu):由平面桁架發(fā)展起來的一種空間受力體系。分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。3)懸索結(jié)構(gòu):主要用於橋樑結(jié)構(gòu),用於體育館則適用於大跨度建築物,如體育館、影劇院等。4)折板結(jié)構(gòu)(a)單跨排架結(jié)構(gòu)(b)等高排架(c)不等高排架(d)鋸齒形排架結(jié)構(gòu)(a)無鉸剛架(b)雙鉸剛架(c)三鉸剛架(d)雙跨剛架剛架的橫樑和立柱整體澆築在一起,交接處形成剛結(jié)點(diǎn),該處需要較大截面,因而剛架一般為變截面。橫樑一般為人字形,整個剛架呈“門”形,故稱為門式剛架。它不易用於吊車噸位大的廠房,跨度一般18m左右。
水準(zhǔn)力的傳遞
帶拉桿的拱(a)室內(nèi)拉桿拱(b)落地拱
為了可靠傳遞拱的水準(zhǔn)推力,採取以下措施(1)設(shè)置水準(zhǔn)拉桿;(2)推力由側(cè)邊框架或剛架傳至基礎(chǔ);(3)當(dāng)拱的水準(zhǔn)體力不大且地基的承載力大,壓縮性小時,水準(zhǔn)推力直接由地基抵抗。(1)旋轉(zhuǎn)曲面:平面曲線繞豎軸旋轉(zhuǎn)形成的曲面(2)平移曲面:一豎向曲線(母線)沿另一曲線(導(dǎo)線)平行移動時所形成的曲面(a)橢圓拋物面(b)雙曲拋物面(3)直紋曲面:一段直線的兩端沿兩條固定的曲線移動所形成的曲面(a)單柱曲面(b)劈錐曲面國家奧林匹克體育中心體育館(左)、游泳館(右)(1989)Gymnasium(left)andNatatorium(right)oftheNationalOlympicSportsCenter(1989)國家奧林匹克體育中心體育館採用斜拉索人字形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。(a)平板網(wǎng)架(b)曲面網(wǎng)架
悉尼歌劇院建築總面積88258平方米,包括一個有2690座的大音樂廳,一個有1547座的歌劇廳,一個可容500多人的劇場和一個小音樂廳。此外,還設(shè)有排演廳、接待廳、展覽廳、錄音廳以及戲劇圖書館和各種附屬用房(如餐廳、小賣部等)共900多個房間,同時可容6000多人在其中活動。
悉尼歌劇院的外觀為三組巨大的殼片,聳立在一南北長186米、東西最寬處為97米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基座上。第一組殼片在地段西側(cè),四對殼片成串排列,三對朝北,一對朝南,內(nèi)部是大音樂廳。第二組在地段東側(cè),與第一組大致平行,形式相同而規(guī)模略小,內(nèi)部是歌劇廳。第三組在它們的西南方,規(guī)模最小,由兩對殼片組成,裏面是餐廳。其他房間都巧妙地佈置在基座內(nèi)。整個建築群的入口在南端,有寬97米的大臺階。車輛入口和停車場設(shè)在大臺階下麵。
烏特松參加設(shè)計競賽方案過於簡略,後來在工程進(jìn)行中遇到了一系列複雜而困難性技術(shù)課題。例如起初設(shè)想那些巨大的殼片是鋼筋混凝土殼體結(jié)構(gòu),經(jīng)過深入研究後發(fā)現(xiàn),只能將每一個殼片劃分為一條條鋼筋混凝土的肋券,再分段預(yù)製,然後才能組合成整體。為了減少施工的困難,又將全部殼片改為同樣的曲革,使每一個殼片都相當(dāng)於假想半徑為76米的圓球表面的一部分。為研究和設(shè)計這些殼片的結(jié)構(gòu),用去8年時間,施工也費(fèi)時3年多。工程預(yù)算700萬美元,實(shí)際費(fèi)用達(dá)12000萬美元。江陰長江大橋--主跨1385米,1999年
懸索橋
又名吊橋,是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋樑。懸索橋由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構(gòu)件是懸索,它主要承受拉力,一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材(鋼絲、鋼絞線、鋼纜等)製作。由於懸索橋可以充分利用材料的強(qiáng)度,並具有用料省、自重輕的特點(diǎn),因此懸索橋在各種體系橋樑中的跨越能力最大,跨徑可以達(dá)到1000米以上。1981年建成的英國恒比爾懸索橋的跨徑為1410米,是目前世界上跨徑最大的橋樑。懸索橋的主要缺點(diǎn)是剛度小,在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動,需注意採取相應(yīng)的措施。
懸索的截面只承受拉力。簡陋的只供人、畜行走用的懸索橋常把橋面直接鋪在懸索上。通行現(xiàn)代交通工具的懸索橋則不行,為了保持橋面具有一定的平直度,是將橋面用吊索掛在懸索上。為了避免在車輛駛過時,橋面隨著懸索一起變形,現(xiàn)代懸索橋一般均設(shè)有剛性梁(又稱加勁梁)。橋面鋪在剛性梁上,剛性梁吊在懸索上?,F(xiàn)代懸索橋的懸索一般均支承在兩個塔柱上。塔頂設(shè)有支承懸索的鞍形支座。承受很大拉力的懸索的端部通過錨碇固定在地基中,個別也有固定在剛性梁的端部者,稱為自錨式懸索橋。香港青馬大橋--主跨1377米,1997年世界最大跨懸索橋--日本明石海峽大橋,主跨1990米,1998年
地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算
第一節(jié)地震基本知識一、地震的類型二、常用術(shù)語一、地震的類型地震是由於地殼構(gòu)造運(yùn)動(巖層構(gòu)造狀態(tài)的變動)或其他原因而引起的地面振動的現(xiàn)象。地震按其成因可分為:火山地震,陷落地震和構(gòu)造地震。1.火山地震——由於火山爆發(fā)而引起的地震;2.
陷落地震——由於地表或地下巖層突然大規(guī)模陷落和崩塌而造成的地震;3.構(gòu)造地震——由於地殼運(yùn)動,推擠地殼巖層使其薄弱部位發(fā)生斷裂錯動而引起的地震。前二種地震的影響範(fàn)圍和破壞程度相對較小,而後一種地震的破壞力大二、常用術(shù)語1.地震震級:震級是表示地震本身大?。ㄡ尫拍芰慷嗌伲┑某叨?。目前,國際上比較通用的是裏氏震級,其原始定義為1935年由裏克特(Richter)給出,即地震震級M為M=logA
震級與震源釋放能量的大小有關(guān),震級每差一級,地震釋放的能量將差32倍。微震——
小於2級的地震;有感地震——
2~4級地震,人能感覺到;破壞性地震——
5級以上地震,能引起不同程度的破壞;強(qiáng)烈地震——
7級以上的地震。2.地震烈度地震烈度是指某一地區(qū)的地面和各類建築物遭受到一次地震影響的強(qiáng)弱程度。對於一次地震,表示地震大小的震級只有一個;隨距離震中的遠(yuǎn)近不同,烈度就有差異。評定地震烈度的標(biāo)準(zhǔn)就稱為地震烈度表。絕大多數(shù)國家包括我國都採用分成12度的地震烈度表。3.基本烈度作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度,它是指該地區(qū)今後一定時期內(nèi),在一般場地土條件下,可能遭受的最大地震烈度,也就是由國家地震局制定的全國地震烈度區(qū)劃圖規(guī)定的烈度。4.設(shè)防烈度:建築物抗震設(shè)防時採用的烈度。第二節(jié)抗震設(shè)計的基本要求一、建築抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)二、抗震設(shè)防的目標(biāo)
三、抗震概念設(shè)計一、建築抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)1.抗震設(shè)防類別:根據(jù)建築的使用功能的重要性,分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設(shè)防類別。甲類建築:。乙類建築:。丙類建築:。丁類建築:。2.抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn);甲類建築:。乙類建築:。丙類建築:抗滑要求。丁類建築:。二、抗震設(shè)防的目標(biāo)
1.抗震設(shè)防的目標(biāo)——三水準(zhǔn)要求:所謂的三水準(zhǔn)抗震目標(biāo),可簡單的概括為:小震不壞:——。中震可修:——。大震不倒:——。三、抗震概念設(shè)計1.場地、地基和基礎(chǔ)選擇;;。2.結(jié)構(gòu)的平面和立面佈置3.結(jié)構(gòu)體系的選擇;;;。4.抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接。5.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。6.材料選擇和施工。第三節(jié)地震作用的計算一、重力荷載代表值二、單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用三、多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用一、重力荷載代表值建築物的用途,有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施,基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造等;宜埋置在地下水位以上;需滿足基礎(chǔ)穩(wěn)定或抗滑要求。二、單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用1.水準(zhǔn)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。2.結(jié)構(gòu)自振週期;;。三、多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用1.多質(zhì)點(diǎn)體系的振型和自振週期。2.多質(zhì)點(diǎn)體系的地震作用時程分析法;振型分解反應(yīng)譜法;底部剪力法。第四節(jié)結(jié)構(gòu)的自振週期一、能量法
二、頂點(diǎn)位移法一、能量法1.:。2.:;;。3.。4.。二、頂點(diǎn)位移法1.:。2.:;;。3.。4.。第五節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算一、荷載效應(yīng)的基本組合
二、抗震驗(yàn)算的設(shè)計運(yùn)算式三、抗震變形驗(yàn)算一、荷載效應(yīng)的基本組合
1.:。2.:;;。3.。4.。二、抗震驗(yàn)算的設(shè)計運(yùn)算式1.:。2.:;;。3.。4.。三、抗震變形驗(yàn)算1.:。2.:;;。3.。4.。
地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算
第一節(jié)地震基本知識一、地震的類型及成因二、常用術(shù)語一、地震的類型及成因地震是由於地殼構(gòu)造運(yùn)動(巖層構(gòu)造狀態(tài)的變動)或其他原因而引起的地面振動的現(xiàn)象。地震按其成因可分為:火山地震,陷落地震和構(gòu)造地震。(1)火山地震——由於火山爆發(fā)而引起的地震;(2)陷落地震——由於地表或地下巖層突然大規(guī)模陷落和崩塌而造成的地震;(3)構(gòu)造地震——由於地殼運(yùn)動,推擠地殼巖層使其薄弱部位發(fā)生斷裂錯動而引起的地震。前二種地震的影響範(fàn)圍和破壞程度相對較小,而後一種地震的破壞力大。巖層斷裂時以波動方式將巖層中積聚的變形能向四周傳播,即形成地震波。實(shí)際地震波是各種振動波的複合體。1.波的形式
(1)巖層內(nèi)部傳播的地震波為體波,分為縱波、橫波。波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向相同的是縱波,其週期較短,振幅也較小,可在固體和液體中傳播,如彈簧的縱向振動;波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向垂直的是橫波,其週期較長,振幅也較大,只在固體中傳播。(2)巖層表面?zhèn)鞑サ牡卣鸩槊娌ǎw波折射和反射後的產(chǎn)物),分為瑞利波、樂普波兩種。
瑞利波:質(zhì)點(diǎn)在波的傳播方向與地表面法向所構(gòu)成的平面內(nèi)作與波前進(jìn)方向相反的橢圓運(yùn)動,即作滾動運(yùn)動。樂普波:質(zhì)點(diǎn)在地表內(nèi)作與波前進(jìn)方向垂直的直線運(yùn)動,即作蛇行運(yùn)動。2.各種地震波對結(jié)構(gòu)物的影響縱波傳播的速度最快,橫波次之,面波最慢;面波的振動幅度最大,橫波次之,縱波最小;面波傳送的能量最多,橫波次之,縱波最少??v波使地面建築物產(chǎn)生上下跳動;橫波使地面建築物產(chǎn)生前後左右晃動;面波則使地面建築物產(chǎn)生上述兩種運(yùn)動的複合運(yùn)動。我國是地震多發(fā)的國家;東南、華北、東北沿海處於環(huán)太平洋地震帶的影響下,西北、西南處於歐亞大陸地震帶的影響下。部分地區(qū)處於這兩地震帶的支脈的控制下。我國地震的發(fā)生次數(shù)、強(qiáng)度、破壞後果均為世界罕見。3.地震地面運(yùn)動的參數(shù)(1)地面運(yùn)動加速度地震烈度大則地面運(yùn)動最大加速度大,建築物上的地震作用力也大。(2)地面運(yùn)動的週期結(jié)構(gòu)在動力情況下,其受荷情況除與外界因素有關(guān)外,還與結(jié)構(gòu)自身因素(如結(jié)構(gòu)自振週期)有關(guān),而地面運(yùn)動的週期與結(jié)構(gòu)自振週期接近時,將產(chǎn)生嚴(yán)重後果。(3)強(qiáng)震持續(xù)時間破壞是一個過程,要完成這個過程,結(jié)構(gòu)的破壞積累是一個必要的條件。而結(jié)構(gòu)的損害程度與所受到的荷載大小、荷載作用時間有關(guān)。二、常用術(shù)語1.地震震級(1)震級:是衡量一次地震強(qiáng)弱程度(即所釋放能量的大小)的指標(biāo)。目前,國際上比較通用的是裏氏震級,其原始定義為1935年由裏克特(Richter)給出,即地震震級M為:(2)地震釋放的能量:震級與震源釋放能量的大小有關(guān),震級每震級差一級,釋放的能量相差31.6倍,6級地震的能量=2萬噸TNT炸藥。微震——1~2級地震,儀器可記錄,人感覺不到;有感地震——3~4級地震,人能感覺到,但建築物基本無損壞;破壞性地震——5級以上地震,一般對建築物均有程度不一的損害;強(qiáng)烈地震——
7級以上的地震,對建築物產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。(3)一次地震發(fā)生後,地震區(qū)域周圍地區(qū)因距離和地質(zhì)條件等的不同,其地表及建築物的破壞程度也有所不同,因此地震震級不能區(qū)分一次地震對不同地區(qū)的影響程度。地震烈度是描述一次地震時某地區(qū)地面震動強(qiáng)弱程度的尺度。故不同的地區(qū)有不同的地震烈度。2.地震烈度地震烈度是指某一地區(qū)的地面和各類建築物遭受到一次地震影響的強(qiáng)弱程度。對於一次地震,表示地震大小的震級只有一個;隨距離震中的遠(yuǎn)近不同,烈度就有差異。評定地震烈度的標(biāo)準(zhǔn)就稱為地震烈度表。絕大多數(shù)國家包括我國都採用分成12度的地震烈度表。根據(jù)地質(zhì)條件、歷史資料、觀測記錄計算或分析出強(qiáng)震區(qū)域周圍地區(qū)的各級地震烈度的超越概率,按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)定出各地的基本烈度,並將各地的基本烈度繪成圖或統(tǒng)計成表。3.烈度分組某地區(qū)50年內(nèi),在該地區(qū)一般場地條件下,超越概率為10%的最大地震烈度;基本烈度是該地區(qū)抗震設(shè)計的基本標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)範(fàn)取超越概率為10%的地震烈度為該地區(qū)的基本烈度;超越概率為63.2%的地震烈度為該地區(qū)的小震烈度(又稱眾值烈度,即概率密度曲線上概率最大處);取超越概率為2%的地震烈度為該地區(qū)的大震烈度(又稱罕遇烈度)。小震烈度=基本烈度-1.55度大震烈度=基本烈度+1.00度4.抗震設(shè)防烈度:建築物抗震設(shè)防時採用的烈度。5.地震設(shè)計分組
地震對建築物的影響第二節(jié)抗震設(shè)計的基本要求一、建築抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)二、抗震設(shè)防的目標(biāo)
三、抗震概念設(shè)計一、建築抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)1.抗震設(shè)防類別根據(jù)建築的使用功能的重要性,分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設(shè)防類別。2.抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)甲類建築乙類建築丙類建築丁類建築二、抗震設(shè)防的目標(biāo)
抗震設(shè)防的目標(biāo)——三水準(zhǔn)要求所謂的三水準(zhǔn)抗震目標(biāo),可簡單的概括為:(1)小震不壞(2)中震可修(3)大震不倒三、抗震概念設(shè)計
概念設(shè)計——指一些在計算中或在規(guī)範(fàn)中難以作出具體規(guī)定的問題,必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析,作出判斷,以便採取相應(yīng)的措施。結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的概念;力學(xué)概念;由震害、試驗(yàn)現(xiàn)象等總結(jié)提供的各種宏觀的和具體的經(jīng)驗(yàn)等?!锔拍罴敖?jīng)驗(yàn)要貫穿在方案確定及結(jié)構(gòu)佈置過程中,★應(yīng)體現(xiàn)在計算簡圖或計算結(jié)果的處理中,★對某些薄弱部位的配筋構(gòu)造起作用。
概念設(shè)計帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性。但它和抗震計算、構(gòu)造設(shè)計等是不可分割、互為補(bǔ)充的抗震設(shè)計的重要組成部分。1.場地、地基和基礎(chǔ)選擇場地土的分類場地的選擇地基和基礎(chǔ)選擇2.結(jié)構(gòu)的平面和立面佈置3.結(jié)構(gòu)體系的選擇4.抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接5.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件6.材料選擇和施工第三節(jié)地震作用的計算一、重力荷載代表值二、單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用三、多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用一、重力荷載代表值一般把各層品質(zhì)集中在樓層處,n個樓層即形成n個質(zhì)點(diǎn)。每一樓面標(biāo)高位置的重量(稱重力荷載代表值)由以下幾部分組成:①恒荷載(本層樓面結(jié)構(gòu)及上、下各半層牆、柱)的全部;②雪荷載的50%;③一般樓面活荷載的50%,藏書庫、檔案庫活荷載的80%。簡化後的計算簡圖如圖,圖中Gi為第i層質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值。1.單質(zhì)點(diǎn)體系等高單層廠房、水塔等;該結(jié)構(gòu)中參與振動的所有品質(zhì)全部折算至頂部;牆、柱視作一無重的彈性桿;該體系只作單向振動,為一個單自由度體系。二、單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用2.單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用式中:m、G——為單質(zhì)點(diǎn)體系的品質(zhì)及重量;g——重力加速度;
——為地面運(yùn)動最大加速度;
——稱為地震係數(shù),表示地面運(yùn)動的相對強(qiáng)度;
——稱為動力係數(shù),表示質(zhì)點(diǎn)加速度與地面加速度相比的放大係數(shù);
α
——為地震影響係數(shù),α=kβ。3.計反應(yīng)譜曲線α—地震影響係數(shù);αmax—地震影響係數(shù)最大值;
T
—結(jié)構(gòu)自振週期;
Tg—特徵週期;γ—曲線下降段衰減指數(shù);η1—直線下降段下降斜率調(diào)整係數(shù);η2—阻尼調(diào)整係數(shù)4.單質(zhì)點(diǎn)體系的地震作用計算方法計算結(jié)構(gòu)自振週期:由場地類別、設(shè)計地震分組查表,得場地特徵週期Tg;由設(shè)防烈度查表得水準(zhǔn)地震影響係數(shù)最大值αmax;確定
、
1、
2;由T、Tg、αmax按圖計算水準(zhǔn)地震影響係數(shù)α;作用在單質(zhì)點(diǎn)上的水準(zhǔn)地震作用為:FEK=αmg=αGEK。三、多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震作用1.多質(zhì)點(diǎn)體系的振型和自振週期2.多質(zhì)點(diǎn)體系的地震作用計算方法應(yīng)按不同情況分別採用相應(yīng)的地震作用計算方法:①高度不超過40m,以剪切變形為主,剛度與品質(zhì)沿高度分佈比較均勻的建築物,可採用底部剪力法。②高度超過40m的高層建築物一般可採用振型分解反應(yīng)譜方法。③剛度與品質(zhì)分佈特別不均勻的建築物、甲類建築物等,宜採用時程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計算。3.振型分解反應(yīng)譜法①基本思想②適用條件高度超過40m的高層建築物一般可採用振型分解反應(yīng)譜方法。4.底部剪力法①基本思想:按結(jié)構(gòu)底部總剪力相等的原則,把多質(zhì)點(diǎn)體系簡化為單質(zhì)點(diǎn)體系,只用基本自振週期確定總底部剪力,然後按照一定規(guī)律將地震力(總底部剪力)沿高度沿高度分配給各質(zhì)點(diǎn)。②適用條件:結(jié)構(gòu)高度小於40m;沿高度方向品質(zhì)及剛度分佈比較均勻;以剪切變形為主(H/B<4)的高層建築。③計算方法基本自振週期T1、按反應(yīng)譜曲線(T-α)確定α1;(地震影響係數(shù)最大值αmax;特徵週期Tg;曲線下降段衰減指數(shù)γ;直線下降段下降斜率調(diào)整係數(shù)η1;阻尼調(diào)整係數(shù)η2)。計算底部剪力FEK:
FEK=α1Geq(Geq=0.85GE=0.85
Gi)FEK分配給各質(zhì)點(diǎn):建築為n層時,各樓層處地震力為Fi。頂部附加荷載△Fn近似考慮高振型影響。頂層等效地震力為Fn+△Fn。質(zhì)點(diǎn)體系的水準(zhǔn)地震作用分佈特點(diǎn):當(dāng)品質(zhì)、剛度沿高度分佈較均勻(Gi≈Gj)時,F(xiàn)i與Hi成正比。第四節(jié)結(jié)構(gòu)的自振週期一、頂點(diǎn)位移法二、計算自振週期的經(jīng)驗(yàn)公式一.頂點(diǎn)位移法對於品質(zhì)和剛度沿高度分佈比較均勻的框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力牆結(jié)構(gòu)和剪力牆結(jié)構(gòu):uT—結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移:即把集中在各層樓面處的重量Gi視為作用於i層樓面的假想水準(zhǔn)荷載,按彈性剛度計算得到的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移;α0—基本週期的縮短係數(shù):框架結(jié)構(gòu)取0.6~0.7;框架一剪力牆結(jié)構(gòu)取0.7~0.8;剪力牆結(jié)構(gòu)取α0=0.9~1.0。二.計算自振週期的經(jīng)驗(yàn)公式高層鋼筋混凝土剪力牆結(jié)構(gòu)高度為20~50m,剪力牆間距為3~6m的住宅、旅館類建築物:橫牆間距較密時:T1橫=0.054n;T1縱=0.04n橫牆間距較疏時:T1橫=0.06n;T1縱=0.05n式中:n為建築物層數(shù);H為建築物總高度;B為建築物總寬度。鋼筋混凝土框架、框架一剪力牆結(jié)構(gòu):或T1=(0.07-0.09)n
第五節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算一、荷載效應(yīng)的基本組合
二、抗震驗(yàn)算的設(shè)計運(yùn)算式三、抗震變形驗(yàn)算一、荷載效應(yīng)的基本組合
1.無地震作用組合:
S=γGSGK+ψQγQSQK+ψWγWSWk
式中:
S—
無地震組合時荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值;
SGK—
永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;
SQk—
樓面活荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;
SWK—
風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;
γG、γQ、γW—
分別為永久荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載分項(xiàng)係數(shù);
ψQ、ψW—
分別為樓面活荷載和風(fēng)荷載組合值係數(shù)。荷載分項(xiàng)係數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定採用:1)承載力計算時:①永久荷載的分項(xiàng)係數(shù)γG:當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時:對由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2;對由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35。當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時,應(yīng)取1.0;②樓面活荷載的分項(xiàng)係數(shù)γQ:
一般情況下應(yīng)取1.4;③風(fēng)荷載的分項(xiàng)係數(shù)γW:應(yīng)取1.4。2)位移計算時:
公式中各分項(xiàng)係數(shù)均應(yīng)取1.0。樓面活荷載和風(fēng)荷載組合值係數(shù)ψQ、ψW:1)當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時應(yīng)分別取0.7和0.0;2)當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時應(yīng)分別取1.0和0.6或0.7和1.0;3)對書庫、檔案庫、儲藏室、通風(fēng)機(jī)房和電梯機(jī)房,本條樓面活荷載組合值係數(shù)取0.7的場合應(yīng)取為0.90。2.有地震作用組合時:
SE=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψWγWSWk式中:
SE—荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計值;
SGE—重力荷載代表值的效應(yīng)[重力荷載代表值包括下列荷載:100%自重標(biāo)準(zhǔn)值,50%雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值,50%~80%樓面活荷載(在書庫及檔案庫中取80%樓面活荷載)];
SEhk—水準(zhǔn)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大係數(shù)或調(diào)整係數(shù);
SEvk—豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大係數(shù)或調(diào)整係數(shù);
γG—重力荷載分項(xiàng)係數(shù);
γW—風(fēng)荷載分項(xiàng)係數(shù);
γEh—水準(zhǔn)地震作用分項(xiàng)係數(shù);
γEv—豎向地震作用分項(xiàng)係數(shù);
ψW—風(fēng)荷載的組合值係數(shù),應(yīng)取0.20
有地震作用效應(yīng)組合時,荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)的分項(xiàng)係數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定採用:1)承載力計算時,分項(xiàng)係數(shù)應(yīng)按下表採用。當(dāng)重力荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)承載力有利時,表中γG不應(yīng)大於1.0。2)位移計算時,公式中各分項(xiàng)係數(shù)均應(yīng)取1.0。按極限狀態(tài)設(shè)計的要求,各種構(gòu)件承載力驗(yàn)算的一般運(yùn)算式為:不考慮地震作用的組合時
γ0S≤R
考慮地震作用的組合時
SE≤RE/γRE
地震作用下,構(gòu)件承受反復(fù)作用力及變形,承載力RE要降低;抗震設(shè)計中,不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性係數(shù)。式中:S、SE——構(gòu)件內(nèi)力;R、RE——不考慮抗震及考慮抗震時構(gòu)件承載力設(shè)計值。γ0
——
結(jié)構(gòu)重要性係數(shù),可按結(jié)構(gòu)的重要程度(即安全等級)分別取1.1、1.0、0.9;γRE——
承載力抗震調(diào)整係數(shù),考慮到地震作用的偶然性與短時性,對承載能力作相應(yīng)的調(diào)整。二、抗震驗(yàn)算的設(shè)計運(yùn)算式三、抗震變形驗(yàn)算1)正常使用條件下的結(jié)構(gòu)水準(zhǔn)位移,按風(fēng)荷載和地震作用,用彈性方法計算。2)以樓層層間最大位移δ與層高h(yuǎn)之比作為限制條件,即:δ/h≦[δ/h]高度為250m及250m以上的高層建築,樓層層間最大位移與層高之比的限值為1/500。高度150m及150m以下的高層建築樓層層間最大位移與層高之比不宜大於下表的限值。高度在150—250m之間的高層建築,樓層層間最大位移與層高之比的限值按線性插人取用。結(jié)構(gòu)類型[δ/h]框架1/550框架一剪力牆、框架—核心筒、板柱—剪力牆1/800筒中筒、剪力牆1/1000框支層1/10003)限制結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的主要原因是:過大的側(cè)向位移,特別是過大的層間側(cè)移會使填充牆及建築裝修出現(xiàn)裂縫或損壞,也會使電梯軌道變形過大;過大的側(cè)向位移會使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至破損;過大的側(cè)向位移會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力;過大的側(cè)移會使人不舒服,影響正常使用。
多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)第一節(jié)結(jié)構(gòu)佈置與計算簡圖一、柱網(wǎng)佈置
二、承重框架的佈置三、結(jié)構(gòu)佈置要求四、截面尺寸的確定五、結(jié)構(gòu)計算簡圖
一、柱網(wǎng)佈置框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)佈置既要滿足生產(chǎn)工藝和建築平面佈置的要求,又要使結(jié)構(gòu)受力合理,施工方便。1、柱網(wǎng)佈置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求在多層工業(yè)廠房設(shè)計中,柱網(wǎng)佈置方式可分為內(nèi)廊式、跨度組合式(等跨式、對稱不等跨式)等,見圖13-4。(1)內(nèi)廊式柱網(wǎng)常為對稱三跨,邊跨跨度(房間進(jìn)深)常為6、6.6、6.9、7.5、9、12m;中間跨為走廊跨度,常為2.4m、2.7m、3.0m。(2)等跨式柱網(wǎng)適用於廠房、倉庫、商店,其進(jìn)深常為6m、7.5m、9m、12m等,柱距常為6m。(3)對稱不等跨柱網(wǎng)常用於建築平面寬度較大的廠房,常用的柱網(wǎng)有(5.8+6.2+6.2+5.8)×6.0m、
(7.5+7.5+12.0+7.5+7.5)×6.0m,(8.0+12.0+8.0)×6.0m。2、柱網(wǎng)佈置應(yīng)滿足建築平面佈置的要求(1)在旅館、辦公樓等民用建築中,柱網(wǎng)佈置應(yīng)與建築分隔牆佈置相協(xié)調(diào)。(2)四行柱三跨框架(15m左右)。(3)三行柱兩跨框架(10m左右)。(4)開間3.3m~4.5m。3、柱網(wǎng)佈置要使結(jié)構(gòu)受力合理(1)跨度均勻或邊跨略小時較合理。(2)三跨框架比兩跨框架內(nèi)力小,較合理。4、柱網(wǎng)佈置應(yīng)使施工方便(對於裝配式結(jié)構(gòu))(1)構(gòu)件的最大長度和最大重量,使之滿足吊裝,運(yùn)輸條件。(2)構(gòu)件尺寸的模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化,以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)可不受建築模數(shù)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)的限制,但在結(jié)構(gòu)佈置時亦應(yīng)儘量使梁板佈置簡單規(guī)則,以方便施工。
二、承重框架的佈置
承重框架指承受樓面豎向荷載的框架。1.橫向框架承重方案2.縱向框架承重方案3.縱橫向框架混合承重方案。實(shí)際的框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系;計算時把實(shí)際框架結(jié)構(gòu)看成縱橫兩個方向的平面框架。沿建築物長向的稱為縱向框架,沿建築物短向的稱為橫向框架。縱向框架和橫向框架分別承受各自方向上的水準(zhǔn)力。樓面豎向荷載則依樓蓋結(jié)構(gòu)佈置方式而按不同的方式傳遞。1.橫向框架承重方案橫向框架承重方案是在橫向上佈置框架主梁而在縱向上佈置連系梁。有利於提高建築物的橫向抗側(cè)剛度??v向佈置較小的連系梁。這也有利於房屋室內(nèi)的採光與通風(fēng)。2.縱向框架承重方案縱向框架承重方案是在縱向上佈置框架主梁,在橫向上佈置連系梁。橫樑高度較小,有利於設(shè)備管線的穿行??色@得較高的室內(nèi)淨(jìng)高??衫每v向框架的剛度來調(diào)整房屋的不均勻沉降。房屋的橫向剛度較差。進(jìn)深尺寸受預(yù)製板長度的限制。3.縱橫向框架混合承重方案縱橫向框架混合承重方案是在兩個方向上均佈置框架主梁以承受樓面荷載。縱橫向框架混合承重方案具有較好的整體工作性能;框架柱均為雙向偏心受壓構(gòu)件,為空間受力體系,因此也稱為空間框架。三、結(jié)構(gòu)佈置要求1、應(yīng)設(shè)計成雙向框架。2、抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)不宜採用單跨框架。3、框架梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁柱中心線不能重合時,在計算中應(yīng)考慮偏心對梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響,以及梁荷載對柱子的偏心影響;梁、柱中心線之間的偏心距,不應(yīng)大於柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4;偏心距大於該方向柱寬的1/4時,可採取增設(shè)梁的水準(zhǔn)加腋等措施;梁的水準(zhǔn)加腋厚度可取梁截面高度,其水準(zhǔn)尺寸宜滿足下列要求:bx/lx≤1/2;bx/
bb≤2/3;bb+bx+x≥bc/2
設(shè)置水準(zhǔn)加腋後,仍須考慮梁柱偏心的不利影響。4、結(jié)構(gòu)應(yīng)受力明確,構(gòu)造簡單。5、框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計時,不應(yīng)採用部分由砌體牆承重之混合形式。
框架結(jié)構(gòu)中的樓、電梯間及局部出屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房、樓梯間、水箱間等,應(yīng)採用框架承重,不應(yīng)採用砌體牆承重。6、電梯井貼梁柱佈置,不得獨(dú)立。7、填充牆應(yīng)位於框架平面內(nèi),並受柱約束。8、現(xiàn)澆框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度等級,按一級抗震等級設(shè)計時,不應(yīng)低於C30;按二~四級和非抗震設(shè)計時,不應(yīng)低於C20。9、現(xiàn)澆框架梁的混凝土強(qiáng)度等級不宜大於C40;框架柱的混凝土強(qiáng)度等級,抗震設(shè)防烈度為9度時不宜大於C60,抗震設(shè)防烈度為8度時不宜大於C70。10、抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)中,當(dāng)佈置少量鋼筋混凝土剪力牆時,結(jié)構(gòu)分析計算應(yīng)考慮該剪力牆與框架的協(xié)同工作。四、截面尺寸的確定(一)框架梁的截面尺寸(二)框架柱的截面尺寸(三)樓蓋結(jié)構(gòu)尺寸
(一)框架梁的截面尺寸
hb=(1/7—1/15)lb(剛度要求)
hb≤lbn/4
(避免短梁)
bb=(1/2—1/3.5)hb
bb≥200mm(構(gòu)造要求)
bb≥bc/2式中l(wèi)b、lbn——分別為主梁的計算跨度和淨(jìng)跨度。
梁高也可以按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算:兩端無支托的梁,按彎矩(0.6~0.8)M0來估算梁高;兩端有支托的梁,按彎矩(0.4~0.6)M0來估算梁高。
M0——
按簡支梁計算的跨中最大彎矩。
框架結(jié)構(gòu)縱向連系梁截面高度:
可按hb=(1/14—1/18)lb確定(lb為連系梁計算跨度)。(二)框架柱的截面尺寸1、最小構(gòu)造尺寸矩形截面柱:hc/bc≤3;抗震設(shè)計時,bc≥300mm;非抗震設(shè)計時,bc≥250mm;bc≥(1/15~1/20)h;hc≥400mm。hc≥(1/15~1/20)h(h為層高)。圓形截面柱:dc≥350mm。2、滿足軸壓比限制軸壓比:柱的平均軸向壓應(yīng)力與混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fc的比值(或指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘積的比值)。即μN(yùn)
=
N/(Acfc)≤[μN(yùn)]軸壓比要求:μN(yùn)
=
N
/(Acfc)≤[μN(yùn)]AC——
柱的截面面積,Ac=bc.hc;bc、hc——
柱的截面高度和寬度;其中宜bc≥250mm、hc≥400mm;N——
豎向靜、活(考慮活荷載折減)荷載與地震作用組合下的軸力;γG
——
荷載分項(xiàng)係數(shù),可取γG=1.25;
α——
計入地震時軸力放大係數(shù),6度設(shè)防:α=1.0;
7度設(shè)防:α=1.05~1.1;8度設(shè)防:α=1.1~1.15;
S——
柱的負(fù)荷面積;
w——
單位面積上的豎向荷載初估值,w=10~14kN/m2;
n——
柱計算截面以上的樓層數(shù);[μN(yùn)]
——
柱的軸壓比限制值。3.避免出現(xiàn)短柱Hc0/hc≥4式中:Hc0——柱的淨(jìng)高。當(dāng)柱的淨(jìng)高與柱截面長邊(高度)之比小於4時(Hc0/hc≤4),容易發(fā)生剪切破壞.4.滿足抗剪承載力的要求無地震作用組合時:V≤0.25βcfcbh0有地震作用組合時:V≤(0.20βcfcbh0)/γREβc——
混凝土強(qiáng)度影響係數(shù);γRE——
截面承載力抗震調(diào)整係數(shù)。(三)樓蓋結(jié)構(gòu)尺寸框架的樓蓋結(jié)構(gòu)(樓板和樓面梁)的尺寸確定。1.滿足常用樓蓋類型2.樓蓋結(jié)構(gòu)尺寸初估1.常用樓蓋類型(1)梁板式樓蓋:有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),樓蓋結(jié)構(gòu)佔(zhàn)用空間較大,不便佈置管線,要求較大的層高。
(2)密肋樓蓋:
密肋樓蓋多用於跨度大而梁高受限制的情況下。筒體結(jié)構(gòu)的角區(qū)樓板也常用雙向密肋樓蓋。肋距一般為1.0~1.5m,一般用1.2m較為經(jīng)濟(jì)。現(xiàn)澆普通鋼筋混凝土密肋板跨度一般不大於9m,預(yù)應(yīng)力混凝土密肋板跨度不大於12m。在使用荷載較大的情況下,採用密肋樓蓋可以取得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。(3)無梁樓蓋:
當(dāng)框架結(jié)構(gòu)在使用荷載較大而層高受限制的情況下,可以採用無梁樓蓋形式。無梁樓蓋還適用於施工場地狹窄、只能升板(升層)法施工的情況。無梁樓蓋宜設(shè)柱帽以提高板柱結(jié)構(gòu)的抗水準(zhǔn)力性能和防止板的沖切破壞。
(4)非預(yù)應(yīng)力平板:
一般為實(shí)心板,跨度不超過7m。(5)預(yù)應(yīng)力平板
①預(yù)應(yīng)力空心板低碳冷拔絲或高強(qiáng)鋼絲先張法預(yù)應(yīng)力空心板是目前最大量的樓蓋形式,跨度4m以下的短板板厚約為120mm;跨度6~7m的長板板厚為180mm左右。
②預(yù)應(yīng)力大樓板
板的尺寸與房間大小相同,最大為5m×4m,厚130mm,雙向佈置先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋。
③預(yù)應(yīng)力疊合板預(yù)應(yīng)力疊合板由兩部分構(gòu)成,在工廠預(yù)製預(yù)應(yīng)力薄板,厚度為50~60mm,。疊合部分厚度為80~120mm。
④無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆平板2.樓蓋結(jié)構(gòu)尺寸初估(1)梁截面尺寸估計
梁截面高度與跨度之比一般為1/8~1/12,。梁截面寬度與高度之比一般為1/2~1/4,且至少比柱寬小50mm。特殊情況下也可設(shè)計寬扁梁,扁梁的寬度不宜大於柱寬。(2)板厚的估計單向板的最小厚度要求為:屋面板和民用建築的樓面板≥60㎜;工業(yè)建築的樓面板≥70㎜。表13-1梁截面高度與跨度之比(hb/l)表13-2樓板的厚度與跨度之比(t/l)
粱的種類hb/l
單跨梁1/8~1/12
連續(xù)梁1/12~1/15
扁梁1/12~1/18
單向密肋梁1/18~1/22
雙向密肋梁1/22~1/25
懸臂梁1/6~1/8
井字梁1/15~1/20框支牆托梁1/5~1/7
單跨預(yù)應(yīng)力梁1/12~1/18
多跨預(yù)應(yīng)力梁1/18~1/20
板的類型t/l
單向板1/25~1/30
單向連續(xù)板1/35~1/40
雙向板(短邊)1/40~1/45
懸挑板1/10~1/12
樓梯平臺1/30
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力板1/40
無柱帽無梁板
(重載)1/30
有柱帽無粱板
(輕載)1/35五、結(jié)構(gòu)計算簡圖
1.計算單元的確定2.節(jié)點(diǎn)的簡化3.跨度與層高的確定4.構(gòu)件截面彎曲剛度的計算5.荷載計算1.計算單元的確定橫向框架:一般取中間有代表性的一榀進(jìn)行分析即可;縱向框架:作用於縱向框架上的荷載則各不相同,必要時應(yīng)分別進(jìn)行計算。2.節(jié)點(diǎn)的簡化(1)梁柱節(jié)點(diǎn)可簡化為:剛接節(jié)點(diǎn)、鉸接節(jié)點(diǎn)和半鉸節(jié)點(diǎn)?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土框架——剛接節(jié)點(diǎn);裝配式框架——鉸接節(jié)點(diǎn)或半鉸節(jié)點(diǎn)(預(yù)埋鋼板在其自身平面外的剛度很小,難以保證結(jié)構(gòu)受力後樑柱間沒有相對轉(zhuǎn)動);裝配整體式框架——剛接節(jié)點(diǎn)(這種節(jié)點(diǎn)的剛性不如現(xiàn)澆式框架好,節(jié)點(diǎn)處梁端的實(shí)際負(fù)彎矩要小於計算值)。(2)框架柱腳支座可分為固定支座和鉸支座?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土柱——固定支座;預(yù)製柱杯形基礎(chǔ)——視構(gòu)造措施不同分別簡化為固定支座和鉸支座。3.跨度與層高的確定跨度即取柱子軸線之間的距離(當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時,一般以最小截面的形心線來確定)。層高(框架柱的長度)即為相應(yīng)的建築層高,而底層柱的長度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算起。為了簡化計算,還可作如下規(guī)定:(1)當(dāng)框架橫樑為坡度i≤1/8的斜梁時,可簡化為水準(zhǔn)直桿。(2)對於不等跨的框架;當(dāng)各跨跨度相差不大於10%時,可簡化為等跨框架,計算跨度取原框架各跨跨度的平均值。(3)當(dāng)框架橫樑為有支托的加腋梁時,如Im/I<4或hm/h<1.6,則可不考慮支托的影響,而簡化為無支托的等截面梁,Im、hm為支托端最高截面的慣性矩和高度,I,h為跨中等截面梁的截面慣性矩和高度。4.構(gòu)件截面彎曲剛度的計算
對現(xiàn)澆樓蓋,中框架取I=2I0,邊框架取I=1.5I0;對裝配整體式樓蓋,中框架取I=1.5I0,邊框架取
I=1.2I0;
這裏I0為矩形截面梁的截面慣性矩。對裝配式樓蓋,則按梁的實(shí)際截面計算I。5.荷載計算豎向荷載按結(jié)構(gòu)佈置情況導(dǎo)算到承重框架梁上。建築物上的總水準(zhǔn)荷載(風(fēng)荷載和水準(zhǔn)地震作用)則由變形協(xié)調(diào)條件,按柱的抗側(cè)剛度分配。計算荷載可作如下簡化:
(1)集中荷載的位置允許移動不超過1/20梁的跨度;
(2)次梁傳至主梁的集中荷載,按簡支梁反力考慮;
(3)沿框架高度分佈作用的風(fēng)荷載可以簡化為框架節(jié)點(diǎn)荷載,而略去它對節(jié)間的局部彎曲作用。第二節(jié)
多層多跨框架在豎向荷載作
用下內(nèi)力的近似計算
——分層法一、計算假定二、計算單元選取三、計算結(jié)果處理一、計算假定不考慮結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
每層梁上的荷載對其他層梁的影響不計:本單元上梁彎距不在其他單元上進(jìn)行分配計傳遞?;詈奢d一般按滿布考慮,不進(jìn)行各種不利佈置的計算。
除底層外,其他各層柱的線剛度乘以折減係數(shù)0.9,傳遞係數(shù)取1/3。
二、計算單元選取每層框架梁連同上下層柱作為基本計算單元,柱遠(yuǎn)端按固定端考慮。
三、計算結(jié)果處理彎距計算分配完成後,梁端彎距即為梁的平衡彎距。柱端彎距取相鄰單元對應(yīng)的柱端彎距之和。
一般地,分層計算的結(jié)果,在各節(jié)點(diǎn)上的彎距不平衡,但誤差不大可不計。如果較大時,可將不平衡彎距再進(jìn)行一次分配。
在豎向荷載作用下,梁端負(fù)彎距較大時,可考慮塑性內(nèi)力重分佈予以降低。
為使梁跨中鋼筋不至於過少,保證梁跨中截面有足夠的承載力,經(jīng)過調(diào)幅後的梁跨中彎距不小於按簡支梁計算的跨中彎距的50%。
梁端彎距調(diào)幅只對豎向荷載進(jìn)行,水準(zhǔn)力作用下的梁端彎距不允許調(diào)幅。第三節(jié)
水準(zhǔn)荷載作用下內(nèi)力的近似計算
——反彎點(diǎn)法和D值法(一)反彎點(diǎn)法(二)D值法(一)反彎點(diǎn)法一、基本假定二、反彎點(diǎn)高度三、側(cè)移剛度四、計算步驟五、反彎點(diǎn)法的適用條件一、基本假定梁柱線剛度比較大(ib/ic≥5)時,節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角很小,可忽略不計,即θ≈0。
不考慮柱子的軸向變形,故同層各節(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)位移相等。
底層柱與基礎(chǔ)固接,線位移與角位移均為0。二、反彎點(diǎn)高度反彎點(diǎn)高度y是指反彎點(diǎn)至柱下端的距離。對於上層各柱,假定反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)。即yi=hi/2(i=2,3,…,n)。對於底層柱,由於底端固定而上端有轉(zhuǎn)角,反彎點(diǎn)向上移,通常假定反彎點(diǎn)在距底端2h1/3處(y1=2h1/3)。三、柱的側(cè)移剛度d當(dāng)梁的線剛度比柱的線剛度大得多時(如ib/ic≥5),可近似認(rèn)為結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角均為零。柱的剪力與水準(zhǔn)位移的關(guān)係為:
側(cè)移剛度d
——
柱上下兩端相對有單位側(cè)移(δ=1)
時柱中產(chǎn)生的剪力,即:四、計算步驟確定柱反彎點(diǎn)高度計算柱反彎點(diǎn)處的剪力計算柱端彎矩計算梁端彎矩求其他內(nèi)力
2.計算柱反彎點(diǎn)處的剪力求出任一樓層的層總剪力,在該樓層各柱之間的分配。(1)框架的層間總剪力Vpj
設(shè)框架結(jié)構(gòu)共有n層,外荷載(Fi)在第j層產(chǎn)生的層間總剪力Vpj為:
式中Fi——作用在框架第i層節(jié)點(diǎn)處的水準(zhǔn)力。(2)層間總剪力Vpj在同層各柱間的分配設(shè)框架共有n層,第j層內(nèi)有m個柱子,各柱剪力為Vjl、Vj2、…、Vji,…,Vjm,根據(jù)層剪力平衡的條件有:
式中:Vji——第j層第i柱所承受的剪力;
m——第j層內(nèi)的柱子數(shù):
dji——第j層第i柱的側(cè)移剛度;
VPj——第j層的層剪力。3.計算柱端彎矩
各柱端彎矩由該柱剪力和反彎點(diǎn)高度計算。上部各層柱:上下端的彎矩相等,即:
Mji上=Mji下=Vjihj/2
(j=2,3,…,n;i=1,2,…,m)底層柱:上端彎矩M1i上=V1ih1/3
下端彎矩M1i下=2V1ih1/3
(i=1,2,…,m)4.計算梁端彎矩
梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件求得。(1)邊節(jié)點(diǎn):
Mj=Mj上+Mj下
(2)中間節(jié)點(diǎn):5.求其他內(nèi)力由梁兩端的彎矩,根據(jù)梁的平衡條件,可求出梁的剪力;由梁的剪力,根據(jù)結(jié)點(diǎn)的平衡條件,可求出柱的軸力。小結(jié):歸納起來,反彎點(diǎn)法的計算步驟如下:
(1)多層多跨框架在水準(zhǔn)荷載作用下,當(dāng)(ib/ic≥5)時,可採用反彎點(diǎn)法計算桿件內(nèi)力。(2)計算各柱側(cè)移剛度;並按柱側(cè)移剛度把層間總剪力分配到每個柱。(3)根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置,計算柱端彎矩。(4)根據(jù)結(jié)點(diǎn)平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件計算梁端彎矩。五、反彎點(diǎn)法的適用條件
梁柱線剛度之比值大於3(ib/ic≥5);各層結(jié)構(gòu)比較均勻(求d時兩端固定,反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn))?!?/p>
對於層數(shù)不多的框架,誤差不會很大。但對於高層框架,由於柱截面加大,梁柱相對線剛度比值相應(yīng)減小,反彎點(diǎn)法的誤差較大?!?/p>
對於規(guī)則框架,反彎點(diǎn)法十分簡單;對於橫樑不貫通全框架的複式框架,可引進(jìn)並聯(lián)柱和串聯(lián)柱的概念後,再用反彎點(diǎn)法計算,參見有關(guān)參考文獻(xiàn)。(二)D值法反彎點(diǎn)法在考慮柱側(cè)移剛度d時,假設(shè)橫樑的線剛度無窮大(結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為0),對於層數(shù)較多的框架,梁柱相對線剛度比較接近,甚至有時柱的線剛度反而比梁大。反彎點(diǎn)法計算反彎點(diǎn)高度y時,假設(shè)柱上下結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等,這樣誤差也較大。1933年日本武藤清提出了①修正柱的側(cè)移剛度和②調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法。修正後的柱側(cè)移剛度用D表示,故稱為D值法。D值法也要解決兩個主要問題:確定柱側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度。一、修正後柱側(cè)移剛度D值的計算1、影響柱側(cè)移剛度的因素柱本身的線剛度ic;結(jié)點(diǎn)約束(上、下層橫樑的剛度ib);樓層位置(剪力及分佈)。2、基本假定(對圖中12柱)(1)柱12及與其上下相鄰的柱的線剛度均為ic;(2)柱12及與其上下相鄰的柱的層間位移相等即δ1=δ2=δ3=δ;(3)各層梁柱結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等,即:
θ1=θ2=θ3;(4)與柱12相交的橫樑線剛度分別為i1,i2。3、柱側(cè)移剛度D值柱的側(cè)移剛度,定義與d值相同,但D值與位移δ和轉(zhuǎn)角θ均有關(guān)。
由:α—
柱側(cè)移剛度修正係數(shù),反映梁柱剛度比對柱側(cè)移剛度的影響。見表13-3。
二、柱反彎點(diǎn)處的剪力
有了D值以後,與反彎點(diǎn)法類似,假定同一樓層各柱的側(cè)移相等,可得各柱的剪力:三、確定柱反彎點(diǎn)高度比影響柱反彎點(diǎn)高度的主要因素是柱上下端的約束條件。當(dāng)兩端固定或兩端轉(zhuǎn)角完全相等時,反彎點(diǎn)在中點(diǎn)(θj-1=θj,Mj-1=Mj)。兩端約束剛度不相同時,兩端轉(zhuǎn)角也不相等,θj≠θj-i,反彎點(diǎn)移向轉(zhuǎn)角較大的一端,也就是移向約束剛度較小的端。當(dāng)一端為鉸結(jié)時(支承轉(zhuǎn)動剛度為0),彎矩為0,即反彎點(diǎn)與該端鉸重合。1、影響柱反彎點(diǎn)位置的因素——
柱兩端約束剛度影響柱兩端約束剛度的主要因素是:(1)結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該層所在位置。(2)梁柱線剛度比。(3)荷載形式。(4)上層與下層梁剛度比。(5)上、下層層高變化。2、柱反彎點(diǎn)位置確定反彎點(diǎn)高度比γ——
反彎點(diǎn)到柱下端距離與柱全高的比值。(1)柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比γ0γ0
——
標(biāo)準(zhǔn)框架(各層等高、各跨相等、各層梁和柱線剛度不變的多層框架)在水準(zhǔn)荷載作用下求得的反彎點(diǎn)高度比。標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比的值γ0已製成表格。根據(jù)框架總層數(shù)n及該層所在樓層j以及梁柱線剛度比K值,可從表中查得標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比γ0。(2)上下梁剛度變化的影響——修正值γ1
當(dāng)某柱的上梁與下梁的剛度不等,反彎點(diǎn)位置有變化,應(yīng)將γ0加以修正,修正值為γ1。當(dāng)i1+i2<i3+i4時,令αl=(i1+i2)/(i3+i4)<1,根據(jù)α1和K值附表21中查出γ1,這時反彎點(diǎn)應(yīng)向上移,γl取正值。當(dāng)i1+i2>i3+i4時,令α1=(i3+i4)/(i1+i2),仍由α1和K值從附表21中查出γ1,這時反彎點(diǎn)應(yīng)向下移,γl取負(fù)值。對於底層柱,不考慮γ1修正值。(3)上下層高度變化的影響
——修正值γ2和γ3層高有變化時,反彎點(diǎn)也有移動。令上層層高和本層層高之比h上/h=α2,由α2、K可查附表22得修正值γ2。當(dāng)α2>1時,γ2為正值,反彎點(diǎn)向上移。當(dāng)α2<1時,γ2為負(fù)值,反彎點(diǎn)向下移。令下層層高和本層層高之比h下/h=α3,由α3
、K可查附表22得修正值γ3。當(dāng)α3>1時,γ2為負(fù)值,反彎點(diǎn)向下移。當(dāng)α3<1時,γ2為正值,反彎點(diǎn)向上移。(4)修正後柱的反彎點(diǎn)高度比γ各層柱的反彎點(diǎn)高度比由下式計算:
γ=γ0+γ1+γ2+γ3
各層柱的反彎點(diǎn)高度為:
y=γh=(γ0+γ1+γ2+γ3)h柱反彎點(diǎn)位置及剪力確定後,其餘計算與反彎點(diǎn)法相同。第四節(jié)水準(zhǔn)荷載作用下
側(cè)移的近似計算一、側(cè)移分類二、框架的變形特點(diǎn)三、框架變形的計算一、側(cè)移分類一根懸臂柱在均布荷載作用下,由彎矩作用和剪力作用引起的變形曲線形狀不同。由剪力引起的變形——
剪切型:愈到底層,相鄰兩點(diǎn)間的相對變形愈大,當(dāng)q向右時,曲線凹向左。由彎矩引起的變形——
彎曲型:愈到頂層,相鄰兩點(diǎn)間的相對變形愈大,當(dāng)q向右時,曲線凹向右。二、框架的變形特點(diǎn)梁柱桿件彎曲產(chǎn)生的側(cè)移,與懸臂柱剪切變形的曲線形狀相似——稱為剪切型變形曲線。柱軸向變形形成的側(cè)移曲線,與懸臂柱彎曲變形形狀相似——稱為彎曲型變形曲線??蚣艿目傋冃斡杉羟凶冃魏蛷澢冃蝺刹糠纸M成;在層數(shù)不多的框架中,柱軸向變形引起的側(cè)移很小,??珊雎?;在高度較大的框架中,柱軸向力加大,柱軸向變形引起的側(cè)移不能忽略;二者疊加以後的側(cè)移曲線仍以剪切型為主。三、框架變形的計算1.梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移
用D值法計算側(cè)移
框架某層側(cè)移剛度的定義是單位層間側(cè)移所需的層剪力;當(dāng)已知框架結(jié)構(gòu)第j層所有柱的Dij值及層剪力Vpj後,可得近似計算層間側(cè)移的公式:各層側(cè)移絕對值是該層以下各層層間側(cè)移之和。頂點(diǎn)側(cè)移即所有層(n層)層間側(cè)移之總和。
2.柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移
一般當(dāng)H>50m,或H/B>4時,要計算柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移。一般框架在水準(zhǔn)荷載作用下,只有兩根邊柱軸力(一拉一壓)較大,中柱軸力很小。
第五節(jié)框架的荷載組合和內(nèi)力組合一、控制截面及最不利內(nèi)力類型二、荷載組合三、豎向活荷載的最不利佈置四、風(fēng)載及水準(zhǔn)地震作用佈置五、內(nèi)力調(diào)整一、控制截面及最不利內(nèi)力類型1、梁兩端支座截面最大負(fù)彎矩及最大剪力;在水準(zhǔn)荷載作用下,端截面還有正彎矩;組合前應(yīng)經(jīng)過換算求得柱邊截面的彎矩和剪力。
跨中截面——最大正彎矩。2、柱——
控制截面為上、下兩個端截面
柱子多設(shè)計成對稱配筋。要考慮下述四種可能組合:(1)|M|max及相應(yīng)的N;(2)Nmax及相應(yīng)的M;(3)Nmin及相應(yīng)的M。(4)|M|比較大(不是絕對最大),但N比較小或N比較大(不是絕對最小或絕對最大)。
柱子還要組合最大剪力Vmax。二、荷載組合1、荷載類型有:恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載等。2、荷載組合形式有:(1)恒荷載+活荷載或恒荷載+風(fēng)荷載;(2)恒荷載+0.9(活荷載+風(fēng)荷載)。三、豎向活荷載的最不利佈置1.恒載——
全部作用在結(jié)構(gòu)上。2.活載電腦計算逐層逐跨單獨(dú)佈置。
簡化計算活荷載一次性佈置,即滿布計算內(nèi)力,為了安全起見,可以把框架梁的彎矩乘以1.1—1.2的放大係數(shù)。活荷載分跨佈置。四、風(fēng)載及水準(zhǔn)地震作用佈置——沿某方向的正、反(左、右)兩個方向作用。五、內(nèi)力調(diào)整1.由彈性靜力計算得到的內(nèi)力需要先進(jìn)行局部調(diào)整,然後進(jìn)行內(nèi)力組合。2.豎向荷載下框架梁彎矩塑性調(diào)幅降低支座負(fù)彎矩,以減少配筋面積。對於現(xiàn)澆框架,0.8~0.9(調(diào)幅係數(shù));對於裝配整體式框架,支座彎矩乘0.7~0.8(鋼筋焊接或接縫不密實(shí)等原因,節(jié)點(diǎn)可能產(chǎn)生變形。根據(jù)實(shí)測結(jié)果可知,節(jié)點(diǎn)變形會使梁端彎矩較彈性計算值減小約10%,再考慮梁端允許出現(xiàn)塑性鉸)??缰袕澗爻艘?.1~1.2增大係數(shù);。調(diào)幅後各彎矩滿足以下要求:M
0≥0.5M
0.5(M
1+M
2)+M
0≥M
M
為調(diào)整後的彎矩;M為按簡支計算的該梁跨中彎矩。第六節(jié)框架梁柱的截面設(shè)計一、框架梁
受彎構(gòu)件承載能力的計算(正截面、斜截面);正常使用的計算;構(gòu)造要求。二、框架柱
偏心受壓構(gòu)件(單向偏心、雙向偏心)承載能力的計算(正截面、斜截面);正常使用的計算;構(gòu)造要求。第七節(jié)現(xiàn)澆框架的一般構(gòu)造要求一、一般要求1.材料:混凝土≥C20,鋼筋:縱筋HRB400、HRB335;箍筋HPB235、HRB335。2.混凝土保護(hù)層:梁混凝土保護(hù)層≥25,柱混凝土保護(hù)層
≥30鋼筋。3.配筋形式:梁一般不採用彎起鋼筋抗剪,柱一般採用對稱配筋。4.其他構(gòu)造要求:梁同一般受彎構(gòu)件,柱同一般受壓構(gòu)件。1.梁與柱連接(1)中間層端節(jié)點(diǎn)(2)中間層中間節(jié)點(diǎn)(3)頂層中間節(jié)點(diǎn)(4)頂層端節(jié)點(diǎn)(5)節(jié)點(diǎn)內(nèi)水準(zhǔn)箍筋2.上下柱連接二、連接構(gòu)造
多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)第一節(jié)結(jié)構(gòu)佈置與計算簡圖一、柱網(wǎng)佈置
二、承重框架的佈置三、結(jié)構(gòu)佈置要求四、截面尺寸的確定五、結(jié)構(gòu)計算簡圖一、柱網(wǎng)佈置架框結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)佈置既要滿足生產(chǎn)工藝和建築平面佈置的要求,又要使結(jié)構(gòu)受力合理,施工方便。1、柱網(wǎng)佈置應(yīng)滿足使用要求
在多層工業(yè)廠房設(shè)計中,柱網(wǎng)佈置方式可分為內(nèi)廊式、跨度組合式(等跨式、對稱不等跨式)等。內(nèi)廊式柱網(wǎng)常為對稱三跨,邊跨跨度(房間進(jìn)深)常為6、6.6、6.9、7.5、9、12m,中間跨為走廊跨度常為2.4m,2.7m、3.0m。等跨式柱網(wǎng)適用於廠房、倉庫、商店,其進(jìn)深常為6m,
7.5m、9m、12m等,柱距常為6m。對稱不等跨柱網(wǎng)常用於建築平面寬度較大的廠房,常用的柱網(wǎng)有(5.8+6.2+6.2+5.8)×6.0m、
(7.5+7.5+12.0+7.5+7.5)×6.0m,(8.0+12.0+8.0)×6.0m。2、柱網(wǎng)佈置應(yīng)滿足建築平面佈置的要求
在旅館、辦公樓等民用建築中,柱網(wǎng)佈置應(yīng)與建築分隔牆佈置相協(xié)調(diào)。四行柱三跨框架(15m左右);三行柱兩跨框架(10m左右);開間3.3m~4.5m。3、柱網(wǎng)佈置要使結(jié)構(gòu)受力合理跨度均勻或邊跨略小時較合理;三跨框架比兩跨框架內(nèi)力小,較合理。4、柱網(wǎng)佈置應(yīng)使施工方便(對於裝配式結(jié)構(gòu))構(gòu)件的最大長度和最大重量,使之滿足吊裝,運(yùn)輸條件;構(gòu)件尺寸的模數(shù)化,標(biāo)準(zhǔn)化,以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求?,F(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)可不受建築模數(shù)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)的限制,但在結(jié)構(gòu)佈置時亦應(yīng)儘量使梁板佈置簡單規(guī)則,以方便施工。
二、承重框
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年戶外場地租賃及活動策劃執(zhí)行及安全保障合同
- 2025年度國家級自然保護(hù)區(qū)護(hù)林員聘用合同標(biāo)準(zhǔn)
- 2025年度戶外LED廣告屏租賃及維護(hù)服務(wù)合同
- 2025年中國核電用泵未來趨勢預(yù)測分析及投資規(guī)劃研究建議報告
- 2025年濾塵臺項(xiàng)目投資可行性研究分析報告
- 2025年度教育領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)使用協(xié)議
- 2025年度國際物流運(yùn)輸風(fēng)險擔(dān)保合同
- 2025年度商業(yè)街商鋪?zhàn)赓U合同范本(含裝修支持)
- 2025年度企業(yè)財務(wù)審計整改服務(wù)合同
- 2025年度網(wǎng)絡(luò)安全與大數(shù)據(jù)分析服務(wù)合同
- (高清版)TDT 1031.6-2011 土地復(fù)墾方案編制規(guī)程 第6部分:建設(shè)項(xiàng)目
- 2024年江蘇省高中學(xué)業(yè)水平測試生物試卷
- 露天采場危險有害因素辨識
- 食品感官評價員培訓(xùn)方案
- 蘇教版一年級上、下冊勞動與技術(shù)教案
- 柔性生產(chǎn)線技術(shù)及其影響
- 智研咨詢發(fā)布:2023年中國醫(yī)院后勤服務(wù)行業(yè)市場現(xiàn)狀、發(fā)展概況、未來前景分析報告
- 七上-動點(diǎn)、動角問題12道好題-解析
- 《企業(yè)所得稅法稅法》課件
- 山東曲阜的孔廟之旅
- 一到六年級語文詞語表人教版
評論
0/150
提交評論