多层框架结构课件

模块二混凝土结构学习情境五多层房屋模块二混凝土结构学习情境五多层房屋1钢砼多层框架结构钢砼多层框架结构板梁柱承重，用于层数不多板梁柱承重，用于层数不多,对空对空间要求较大的建筑框架结构间要求较大的建筑框架结构可以简化为平面框架计算可以简化为平面框架计算钢砼多层框架结构板梁柱承重，用于层数不多,对空间要求较大的建2学习目标学习目标1.了解框架结构、剪力墙结构及框架剪力墙了解框架结构、剪力墙结构及框架剪力墙结构体系的概念、受力特点、优缺点及其结构体系的概念、受力特点、优缺点及其适用。了解筒体结构体系的优点及适用。适用。了解筒体结构体系的优点及适用。2.了解框架结构平面布置的原则。了解框了解框架结构平面布置的原则。了解框架结构柱网布置的要求。架结构柱网布置的要求。3.掌握框架结构的计算简图确定，掌握荷掌握框架结构的计算简图确定，掌握荷载的计算方法。了解多层框架结构的三种载的计算方法。了解多层框架结构的三种简化计算方法：分层法、反弯点法和简化计算方法：分层法、反弯点法和D值法，值法，了解框架侧移近似计算及侧移需满足的条了解框架侧移近似计算及侧移需满足的条件。了解框架梁柱的设计要点，掌握框架件。了解框架梁柱的设计要点，掌握框架节点构造。节点构造。学习目标1.了解框架结构、剪力墙结构及框架剪力墙结构体系的概3常用结构体系常用结构体系框架结构框架结构 剪力墙结构剪力墙结构 框架框架剪力墙结构剪力墙结构 筒体结构筒体结构 常用结构体系框架结构 4框架结构体系框架结构体系以梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水以梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系平作用的结构体系优点：室内布置灵活，平面和立面变化大优点：室内布置灵活，平面和立面变化大缺点：侧向刚度小，水平位移大，抗震性缺点：侧向刚度小，水平位移大，抗震性能差能差框架结构体系以梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构5剪力墙结构剪力墙结构 剪力墙结构由于受实体墙的限制，平面剪力墙结构由于受实体墙的限制，平面布置不灵活。布置不灵活。结构的刚度较大，在水平荷载下侧移小，结构的刚度较大，在水平荷载下侧移小，适用于适用于1535层的高层房屋层的高层房屋 适用于住宅、公寓、旅馆等小开间的民适用于住宅、公寓、旅馆等小开间的民用建筑，在工业建筑中很少采用。用建筑，在工业建筑中很少采用。剪力墙结构 剪力墙结构由于受实体墙的限制，平面布置不6框架框架剪力墙结构剪力墙结构 框架负担竖向荷载为主，而剪力墙将负框架负担竖向荷载为主，而剪力墙将负担绝大部分水平荷载。担绝大部分水平荷载。由于剪力墙的加强作用，房屋的抗侧移由于剪力墙的加强作用，房屋的抗侧移刚度有所提高，房屋侧移大大减小。刚度有所提高，房屋侧移大大减小。多用于多用于1625层的工业与民用建筑中层的工业与民用建筑中(如办公楼、旅馆、公寓、住宅及工业厂房如办公楼、旅馆、公寓、住宅及工业厂房)框架剪力墙结构 框架负担竖向荷载为主，而剪力墙将负担7筒体结构筒体结构整个结构体系既具有极大的抗侧移刚度，整个结构体系既具有极大的抗侧移刚度，又能因剪力墙的集中而获得较大的空间，又能因剪力墙的集中而获得较大的空间，使建筑平面获得良好的灵活性，使建筑平面获得良好的灵活性，适用于更高的高层房屋适用于更高的高层房屋(3030层，层，100m)100m)。筒体结构有单筒体结构筒体结构有单筒体结构(包括框架核心筒包括框架核心筒和框架外框筒和框架外框筒)、筒中筒结构和成束筒结构、筒中筒结构和成束筒结构等三种形式等三种形式筒体结构整个结构体系既具有极大的抗侧移刚度，又能因剪力墙的集8框架结构的结构布置框架结构的结构布置平面总体布置平面总体布置柱网布置柱网布置粱柱截面尺寸粱柱截面尺寸框架结构的结构布置平面总体布置9框架结构的平面布置框架结构的平面布置建筑物的平面形状力求简单、规则、均匀建筑物的平面形状力求简单、规则、均匀对称、尽可能使结构的刚度中心与水平力对称、尽可能使结构的刚度中心与水平力的合力作用点重合，减少扭转效应的合力作用点重合，减少扭转效应长度过大时，设置伸缩缝长度过大时，设置伸缩缝需要时，设置沉降缝需要时，设置沉降缝考虑到施工、构造带来的困难，以及对刚考虑到施工、构造带来的困难，以及对刚度和整体性的影响，尽量避免设缝度和整体性的影响，尽量避免设缝框架结构的平面布置建筑物的平面形状力求简单、规则、均匀对称、10柱网布置柱网布置柱网应规则、整齐、间距合理、传力体系柱网应规则、整齐、间距合理、传力体系明确明确承重框架一般沿房屋的横向布置，目的：承重框架一般沿房屋的横向布置，目的：提高横向抗侧力刚度，纵向可布置联系梁提高横向抗侧力刚度，纵向可布置联系梁和单层厂房类似，有特殊要求时，也可采和单层厂房类似，有特殊要求时，也可采用承重框架沿纵向布置用承重框架沿纵向布置也可采用混合承重体系也可采用混合承重体系柱网布置柱网应规则、整齐、间距合理、传力体系明确11内力分析内力分析在竖向荷载作用下的近似计算方法在竖向荷载作用下的近似计算方法分层法分层法在水平荷载作用下的近似计算法在水平荷载作用下的近似计算法反弯点法反弯点法在水平荷载作用下的近似计算法在水平荷载作用下的近似计算法修正反弯修正反弯点法（点法（D值法）值法）侧移计算侧移计算内力分析在竖向荷载作用下的近似计算方法分层法12分层法竖向荷载作用下分层法竖向荷载作用下假定假定：在竖向荷载作用下，各层荷载对其他层杆件在竖向荷载作用下，各层荷载对其他层杆件的内力影响较小，因此，可忽略本层荷载对其他各的内力影响较小，因此，可忽略本层荷载对其他各层梁内力的影响，将多层框架简化为单层框架，即层梁内力的影响，将多层框架简化为单层框架，即分层作力矩分配计算分层作力矩分配计算 计算步骤计算步骤 1、框架、框架分层分层 2、用力矩分配法分别计算各计算单元的内力用力矩分配法分别计算各计算单元的内力 3、叠加分层计算所得的梁端弯矩即为最后弯矩叠加分层计算所得的梁端弯矩即为最后弯矩 4、如需进一步调整，节点处两次分配、如需进一步调整，节点处两次分配分层法竖向荷载作用下假定：在竖向荷载作用下，各层荷载对其他13多层框架结构课件14反弯点法水平荷载作用下反弯点法水平荷载作用下计算原理：梁柱线刚度比大于计算原理：梁柱线刚度比大于3时，节点转角时，节点转角很小，可假定梁的刚度为无穷大。很小，可假定梁的刚度为无穷大。只有层间侧移，无转角，反弯点位于柱中间只有层间侧移，无转角，反弯点位于柱中间底层柱反弯点位于距下端底层柱反弯点位于距下端2/3层高处层高处适用条件：梁柱线刚度比大于适用条件：梁柱线刚度比大于3（强梁弱柱（强梁弱柱)计算步骤：计算步骤：1、计算层间剪力、计算层间剪力2、层间剪力分配、层间剪力分配 3、计算柱端及梁端弯距、计算柱端及梁端弯距4、计算梁剪力及柱轴力、计算梁剪力及柱轴力反弯点法水平荷载作用下计算原理：梁柱线刚度比大于3时，节点15D值法水平荷载作用下值法水平荷载作用下对于多高层框架，用反弯点法计算的内力对于多高层框架，用反弯点法计算的内力误差较大。误差较大。改进的反弯点法即改进的反弯点法即D值法用修正柱的抗侧移值法用修正柱的抗侧移刚度和调整反弯点高度的方法计算水平荷刚度和调整反弯点高度的方法计算水平荷载作用下框架的内力。修正后的柱抗侧移载作用下框架的内力。修正后的柱抗侧移刚度用刚度用D表示，故又称为表示，故又称为D值法。值法。该方法的计算步骤与反弯点法相同该方法的计算步骤与反弯点法相同 D值法水平荷载作用下对于多高层框架，用反弯点法计算的内力误16框架侧移近似计算框架侧移近似计算框架侧移的组成：框架侧移的组成：梁柱构件的弯曲变形引起（层间剪力引起）梁柱构件的弯曲变形引起（层间剪力引起）柱的轴向变形引起（框架整体为一受弯构柱的轴向变形引起（框架整体为一受弯构件，一侧受拉，一侧受压，产生不同的轴件，一侧受拉，一侧受压，产生不同的轴力），当房屋的高宽比大于力），当房屋的高宽比大于4或者高度大于或者高度大于50m的时候，约为弯曲变形的的时候，约为弯曲变形的511框架侧移近似计算框架侧移的组成：17125剪切型侧移曲线剪切型侧移曲线，底层层间侧移最大，底层层间侧移最大123弯曲型侧移曲线，弯曲型侧移曲线，底层层间侧移最小底层层间侧移最小125剪切型侧移曲线123弯曲型侧移曲线，18框架结构的侧移计算框架结构的侧移计算主要由于梁柱弯曲变形引起，也即由于层间剪力主要由于梁柱弯曲变形引起，也即由于层间剪力引起，轴向变形产生的侧移可以忽略不计。引起，轴向变形产生的侧移可以忽略不计。计算方法：计算方法：D值的定义值的定义顶点侧移顶点侧移层间侧移和顶点侧移不能超过规范允许值层间侧移和顶点侧移不能超过规范允许值荷载分项系荷载分项系数取数取1.0框架结构的侧移计算主要由于梁柱弯曲变形引起，也即由于层间剪力19框架结构的内力组合框架结构的内力组合活载的最不利位置：因为活荷载相对小，活载的最不利位置：因为活荷载相对小，简化设计，一般可不考虑，按满跨布置简化设计，一般可不考虑，按满跨布置塑性调幅：为了减少框架梁支座负弯距钢塑性调幅：为了减少框架梁支座负弯距钢筋过分拥挤，以保证砼浇注质量，可以塑筋过分拥挤，以保证砼浇注质量，可以塑性调幅，降低支座处弯距，增加跨中弯距性调幅，降低支座处弯距，增加跨中弯距调幅系数：现浇框架：调幅系数：现浇框架：0.80.9 装配整体式框架：装配整体式框架：0.70.8调幅后应满足平衡关系和必要的跨中弯距值调幅后应满足平衡关系和必要的跨中弯距值框架结构的内力组合活载的最不利位置：因为活荷载相对小，简化设20控制截面的最不利内力组合控制截面的最不利内力组合框架梁：跨中截面：框架梁：跨中截面：Mmax和和Mmin 支座处截面支座处截面:Mmax和和Mmin及及Vmax 对称配筋的框架柱：对称配筋的框架柱：Mmax和相应的和相应的N Nmax和相应的和相应的M Nmin和相应的和相应的M Vmax和相应的和相应的N控制截面的最不利内力组合框架梁：跨中截面：Mmax和Mmin21构件设计构件设计梁不考虑轴力，按受弯构件计算，需满足最小梁不考虑轴力，按受弯构件计算，需满足最小配筋率和最大配筋率或者调幅要求配筋率和最大配筋率或者调幅要求梁斜截面承载力计算，一般只考虑箍筋梁斜截面承载力计算，一般只考虑箍筋钢筋的搭接锚固长度要求钢筋的搭接锚固长度要求柱的计算长度取值方法：现浇楼盖，底层柱：柱的计算长度取值方法：现浇楼盖，底层柱：，其他层柱：，其他层柱：装配式楼盖，底层柱装配式楼盖，底层柱 ，其他层柱，其他层柱底层柱，底层柱，H为基础顶面到一层楼盖顶面的高度，为基础顶面到一层楼盖顶面的高度，其他层为上下两层楼盖顶面之间的高度其他层为上下两层楼盖顶面之间的高度构件设计梁不考虑轴力，按受弯构件计算，需满足最小配筋率和最22图纸识读各小组根据拿到的图纸，判别承重框架是什么方向，如果要手算，框架的计算单元应该如何选取？框架的节点构造要满足什么要求？并说明箍筋加密区的位置、长度、箍筋的数量和箍筋的要求图纸识读各小组根据拿到的图纸，判别承重框架是什么方向，如果要23