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多层框架结构房屋_幼儿读物_幼儿教育_教育专区

时间:2021-02-17 18:17:37

第13章 多层框架结构房屋学习目标:掌握框架结构的布置与计算简图、内力组合理解框架结构在水平和竖向荷载作用下的内力计算和侧 移计算了解框架结构的构造要求第13章 多层框架结构房屋缺点? 抵抗水平荷载能力差; ? 侧向刚度小,侧移大 ; ? 受地基的不均匀沉降影响大 。框架结构受 力变形动画第13章 多层框架结构房屋1 结构组成及特点按施工方法不同五大联赛下注 ,框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。 (1)现浇式框架现浇整体式框架即梁、柱、楼板均为现浇钢筋混凝土。 优点:结构整体性好,刚度大 抗震性能良好 省钢 ,造价较低 建筑布置灵活性大第13章 多层框架结构房屋缺点: 现场施工工期长 劳动强度大 需要大量模板(2)装配式框架 装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制 ,然后进行吊装 ,通过预埋件焊接拼装连接成整体的框架结构 。第13章 多层框架结构房屋优点:缺点:构件标准化,定型化,可以机械化生产 节约模板,缩短工期 ,节省劳动力 省钢 ,造价较低造价高 整体性不好 抗震性能差第13章 多层框架结构房屋(2)装配整体式框架 装配整体式框架是指梁、柱、楼板均为预制 ,在吊装就位后 ,焊接或绑扎节点区钢筋 ,通过浇捣混凝土 ,形成框架节点 ,从而 将梁、柱和楼板连接成整体的框架结构。

特点:这种结构的整体性、抗震能力比装配式框架结构好 ,采用 预制构件 , 减少了现场浇捣混凝土的工作量 ,同时可省去 预埋件 ,减少用钢量 ,它兼有现浇式与装配式框架的优点。 但节点区现场浇筑混凝土施工复杂。第13章 多层框架结构房屋框架结构的受力特点在竖向荷载和水平荷载作用下,框架结构各构件将产生内力和变形。 框架结构的侧移一般由两部分组成:由水平力引起的楼层剪力,使梁、柱 构件产生弯曲变形,形成框架结构的整体剪切变形us;由水平力引起的倾 覆力矩框架结构房,使框架柱产生轴向变形(一侧柱拉伸,另一侧柱压缩),形成框 架结构的整体弯曲变形ub。当框架结构房屋的层数不多时框架结构房,其侧移主要表现为整体剪切变形,整 体弯曲变形的影响很小。第13章 多层框架结构房屋框架结构的侧移第13章 多层框架结构房屋2.框架结构布局(1)结构布置的一般原则? 结构平面形状和立面体型宜简单、规则,使各部分刚度 均匀对称,减少结构产生扭矩;? 尽量统一柱网及层高,减少构件种类规格,简化设计施 工;? 限制框架结构高宽比; ? 考虑温度变化和混凝土收缩、地基不均匀沉降等影响第13章 多层框架结构房屋? 平面布置好 差第13章 多层框架结构房屋? 竖向布置好差第13章 多层框架结构房屋(2)柱网与层高 见教材227页第13章 多层框架结构房屋(2)框架的布置 1)横向框架承重。

主梁沿房屋横向布置,板和连系梁沿房屋纵向布置。 2)纵向框架承重。 主梁沿房屋纵向布置,板和连系梁沿房屋横向布置。 3)纵、横向框架承重。 房屋的纵、横向都布置承重框架 ,楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。第13章 多层框架结构房屋? 横向布置横向承重特点? 房屋横向刚度大亚博app ,侧移小;? 横梁高度大,室内有效净 空小。? 非抗震时使用第13章 多层框架结构房屋? 纵向布置纵向承重特点:? 连系梁截面较小,框架梁截面 尺寸大,室内有效净空高;? 对纵向地基不均匀沉降较有利; ? 房屋横向刚度小,侧移大。 ? 进深受预制板长的限制第13章 多层框架结构房屋? 纵横向框架混合承重方案双向承重特点:? 整体性好? 两个方向均有较大抗侧移刚 度? 有较大的抗水平力作用? 适用于整体性要求较高和楼 面荷载较大的情况。第13章 多层框架结构房屋3.框架梁、柱截面尺寸及材料强度(1) 框架梁 框架梁是承受主要竖向荷载的构件 ,它的截面形状 ,在现浇整体式框架中 ,可将楼板的一部分作为框架梁的翼缘予以考虑 ,即框架梁截面为 T形和 倒 L形 ? 在装配式框架中可采用矩形、T形、梯形和花篮形 ? 在装配整体式框架中常做成叠合梁第13章 多层框架结构房屋框架梁截面尺寸估算一般情况下: 主要承重框架梁:梁净跨与截面高度之比 不宜小于4h 1 ~ 1 l 10 18梁的截面宽度不 宜小于200mmb 1 ~ 1h 2 3l—— 梁的计算跨度; h—— 梁的截面高度; b—— 梁的截面宽度。

第13章 多层框架结构房屋 楼面上有较重设备或者活荷载较大时:h 1 ~ 1 l 7 10b 1 ~ 1h 2 3l—— 梁的计算跨度; h—— 梁的截面高度; b—— 梁的截面宽度。第13章 多层框架结构房屋非主要承重梁:h 1 ~ 1 l 15 20b 1 ~ 1h 2 3? 梁的截面宽度 b 或高度h在200mm以上时一般取 50 mm的倍数 , 梁的 混凝土强度等级不宜低于 C20 ,预制梁可提高到 C30~ C50。第13章 多层框架结构房屋(2) 框架柱 柱子的截面形式一般采用正方形或矩形 柱子截面尺寸的确定方法 ,一般是根据柱的轴向压力设计值估算。按非抗震设计时:N (0.9~0.95)AfcA———柱的截面面积; fc———混凝土轴心抗压强度设计值; N———柱的轴向压力设计值 ,可按该柱受荷面积大小 ,根据竖向荷载的经验数据估算第13章 多层框架结构房屋一般框架柱的截面宽度和高度取50mm的倍数。根据经验 ,框架 柱截面不能太小 ,非抗震设计时,矩形截面柱边长不宜小于250mm, 圆柱截面直径不宜小于350mm ,且柱净高与截面长边之比宜大于 4。柱子所用的混凝土不宜低于 C20,高层框架结构低层受力很大 , 为减小柱截面尺寸 ,提高柱子承载能力 ,往往对低层逐渐提高混凝土 强度等级至 C30 , C40以至 C50。

常用柱截面尺寸为: 450mm× 450mm 500mm × 500mm 550mm×550mm第13章 多层框架结构房屋13.2 框架结构的计算简图计算单元的确定框架结构的计算单元及计算模型第13章 多层框架结构房屋框架结构计算简图第13章 多层框架结构房屋节点的简化 按平面框架进行结构分析时 ,框架节点可简化为刚接节点、铰接节点 和半铰接节点现浇框架结构中 ,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入 节点区 , 这时应简化为刚接节点。第13章 多层框架结构房屋 装配式框架结构的节点可简化成铰接节点 或半铰接节点 。装配式框架的铰节点在装配整体式框架结构中 ,梁 (柱 )中的钢筋在节点处或为焊接或为搭接 , 并将现场浇筑部分混凝土 ,节点左右梁端可有效地传递弯矩 ,因此可认为是刚 接节点 ,当然这种节点的刚性不如现浇式框架好。第13章 多层框架结构房屋 框架支座可分为固定支座和铰支座。当为现浇钢筋混凝土柱时 ,一般按固定支座考虑当为预制柱杯形基础时 ,则应视构造措施不同分别简化为固定支座 和铰支座。第13章 多层框架结构房屋跨度与层高的确定 框架梁的跨度:取柱子轴线之间的距离 ,当上下层柱截面尺寸变化时 ,一般以最 小截面的形心线来确定 。

框架的层高:即框架柱的长度。可取相应的建筑层高 ,但底层的层高则应取基 础顶面到一层楼盖顶面之间的距离 ,当基础标高未能确定时 ,可近似取 底层的层高加 1.0 m 。对于倾斜的或折线形横梁 ,当其坡度小于 1/ 8时 ,可简化为水平直 杆。对于不等跨框架 ,当各跨跨度相差不大于 10 %时 ,可简化为等跨 框架 ,简化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值第13章 多层框架结构房屋 框架梁、柱惯性矩取值 框架梁截面惯性矩的计算 ,应考虑楼板与梁的共同作用 ,并按下表取值计算楼板类型边框架梁中框架梁现浇楼板I=1.5I0I=2.0I0装配整体式楼板I=1.2I0I=1.5I0装配式楼板I=I0I=I0注:I0为梁按矩形截面计算的惯性矩,I01 bh3 12第13章 多层框架结构房屋 框架柱截面的惯性矩按实际截面尺寸计算。第13章 多层框架结构房屋荷载计算竖向荷载 框 架 荷 载水平荷载框架自重;粉灰重; 板、次梁、墙体重。恒载 活载人群、家具、设备等 荷载,取值见《建筑 结构荷载规范》ag真人 ,可 折减。风载wk zszw0地震作用第13章 多层框架结构房屋13.3 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算 在竖向荷载(vertical load)作用下,多、高层框架结构的内力可用力法、位移法等结构力学方法计算。

工程设计中,如采用手算,可 采用迭代法、分层法、弯矩二次分配法及系数法等近似方法计算。 分层法竖向荷载作用下框架结构的受力特点及内力计算假定: (1)不考虑框架结构的侧移对其内力的影响; (2)每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的内力产生影响,对其他各层梁、柱内力的影响可忽略不计。第13章 多层框架结构房屋竖向荷载作用下分层计算示意图第13章 多层框架结构房屋分层法计算方法(1)将多层框架分层 ,以每层梁与上下柱组成的单层框架作为计算单元 ,柱远端假定为固 端。 (2)用力矩分配法分别计算每个计算单元的内力 (3)在分层计算时 ,假定上、下柱的远端是固定的 ,但实际上有转角产生 ,是弹性支承。为消除由此所带来的误差 ,可令除底层柱外 ,其他每层 柱的线刚度均乘以 0.9的折减系数 (底层铰结时为 0.75) ,相应的弯矩传 递系数取 1/ 3 ,底层柱和梁弯矩传递系数为1/ 2(4)分层计算所得的梁端弯矩即为最后弯矩 ,而每根柱分别属于上下两个计 算单元 ,所以柱端弯矩要进行叠加。叠加后节点上的弯矩可能不平衡 ,但一般误差 不大 ,若欲进一步修正则可对节点的不平衡弯矩作一次弯矩分配 ,但不再传递 。

第13章 多层框架结构房屋线刚度修正传递系数修正第c 13章 多层框架结构房屋13.4 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算反弯点法框架结构在水平力作用下,各杆弯矩呈直线形,其弯矩为零的 点称反弯点。当梁的线刚度比柱的线刚度大很多时(例如ib/ic>3),梁柱节点的 转角很小。如果忽略此转角的影响,则水平荷载作用下框架结构内力的 计算方法,尚可进一步简化,这种忽略梁柱节点转角影响的计算方法称 为反弯点法。基本假定:1.水平荷载化为节点集中力 2.梁的线刚度无限大 ,各柱上下两端只有水平位移没有角位移 3.楼板自身平面内完全刚性,同一层柱中各端的水平位移相等。 4.框架底层柱的反弯点在距柱底 2/ 3柱高处 ,其余各层柱的反弯点在柱高 的中点第13章 多层框架结构房屋第13章 多层框架结构房屋计算方法(1 )同层各柱剪力的确定 抗侧移刚度d:柱端产生单位水平位移Δu = 1时 ,在柱端所需施加的水平力大小d12 ic h2icEI h第i层各柱在反弯点处剪力计算:第13章 多层框架结构房屋V ij d ijmVi d ijj 1柱端弯矩计算 底层柱: 上端弯矩下端弯矩其他层M上1 3h1V1jM下2 3h1V1j1 M上M下2hiVij第13章 多层框架结构房屋梁端弯矩计算边节点:MM上M下中间节点:M左(M上M下 ) i左i左i右M右(M上M下 ) i左i右i右上述方法 ,适用于梁柱线刚度比大于 3的规则框架。

但对于多高层框架 , 由于柱截面加大 ,梁柱相对线刚度比值减小 ,用这种方法计算内力 ,误差 较大。第13章 多层框架结构房屋2 D值法-( 1)层间剪力在各柱间的分配Vij DijsVi Dijj 1该式即为层间剪力Vi在各柱间的分配公式,它适用于整个框架结构 同层各柱之间的剪力分配。可见,每根柱分配到的剪力值与其侧向刚度 成比例。第13章 多层框架结构房屋(2)修正后的框架柱的侧向刚度D12ic h2--考虑梁柱线刚度比值对抗侧移刚度的修正系数。第13章 多层框架结构房屋各种情况下柱的侧向刚度 D 值中系数 及梁柱线刚度比 K 按下表所列公式计算。 柱侧向刚度修正系数 边柱中柱位置简图K简图Kc一般层K i2 i4 2icK i1 i2 i3 i4 2ic K 2K底 固接K i2 icK i1 i2 ic 0.5 K 2K层 铰接K i2 icK i1 i2 ic 0.5K 1 2K第13章 多层框架结构房屋 修正后的柱反弯点高度框架各柱的反弯点位置yh可用下式表示: yh = ( y0 + y1 + y2 + y3 )h式中:y0表示标准反弯点高度比; y1表示上、下层横梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值; y2、y3表示上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。

第13章 多层框架结构房屋(1)梁柱线刚度比及楼层位置的影响—标准反弯点高度比 y0的确定 由附表 G.1或附表 G.2查取假定框架各层横梁的线刚度、框架柱的线刚度和层高都相同 ,与 结构总层数 n,该柱所在的层数 j ,梁柱线刚度比 以及水平荷载的形 式等因素有关(2)上下横梁线刚度比的影响—修正值 y1的确定 若某层柱的上下横梁线刚度不同 ,则该层柱的反弯点位置将向横梁刚度较小的一端移动 ,因而必须对标准反弯点进行修正 ,其值为 y1 h 。 y1可根据上下横梁线刚度比α及梁柱线刚度比K由附表 G.3查 得 i1+i。2>对其i3于+中i4底时,层,i1+,令i2y 0.55 h0时 ,尚应进行裂缝宽度计算 ;? (6 )满足框架柱的相关构造要求。第13章 多层框架结构房屋框架梁 1.梁纵向钢筋的构造要求梁纵向受拉钢筋的数量除按计算确定外,还必须考虑温度、收缩应力 所需要的钢筋数量,以防止梁发生脆性破坏和控制裂缝宽度。纵向受拉钢 筋要满足最小配筋百分率和最大配筋率要求。沿梁全长顶面和底面应至少 各配置两根纵向钢筋,钢筋的直径不应小于12mm。框架梁的纵向钢筋不 应与箍筋、拉筋及预埋件等焊接。

2.梁箍筋的构造要求应沿框架梁全长设置箍筋。箍筋的直径、间距及配筋率等要求与一般 梁的相同。第13章 多层框架结构房屋设计时应注意以下几点? (1 )对于承载能力极限状态 ,必须满足正截面受弯承载力要求 (为 此必须配置适量纵筋 ) ,还要满足斜面受剪承载力要求 (为此必须 配置适量的腹筋 )。? (2 )对于正常使用极限状态 ,必须满足裂缝宽度和挠度的要求。 ? (3 )框架梁必须满足《规范》规定的构造要求 ,如纵筋的根数、间距、直径大小 ;钢筋混凝土梁纵向钢筋伸入支座的锚固长度以及 相关规定 ;箍筋的构造和纵筋的弯起和截断。 ? (4 )当梁端的弯矩进行调幅时 ,必须考虑塑性内力重分布 ,且梁跨 中正弯矩至少应取简支梁计算的跨中弯矩的一半 ,还要满足支座 截面有一定的塑性转动能力 ,相对受压区高度ξ≤0.35。第13章 多层框架结构房屋非抗震设计时框架节点构造见教材251页

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