多高层结构设计第五章.pptVIP

　第五章　框架结构设计 结构布置 梁、柱截面尺寸估算 计算简图 竖向荷载下的内力计算方法（分层法） 水平荷载下的内力计算方法（反弯点法、D值法） 水平位移验算方法 内力组合方法 承载力计算方法 构造要求 结构布置 双向布置，梁柱刚接，不宜铰接 合适的柱网尺寸 慎用单跨框架 避免砌体墙承重与框架承重的混合体系 注意填充墙对结构的不利影响 梁、柱截面尺寸估算 梁尺寸用跨度估算，结构分析时必须考虑现浇楼板对梁刚度的增大，一般简单采用中梁刚度放大系数 梁的抗弯刚度 柱的抗弯刚度 计算简图 计算单元 楼面荷载分配 竖向荷载下的内力计算方法（分层法） 基本假定 竖向荷载下，框架侧移可忽略不计 每层梁上的竖向荷载对其它层的影响可忽略不计 分层法 修正一：除底层外，各层柱的线刚度乘以0.9 修正二：除底层外，各层柱的传递系数由1/2改为1/3 各开口框架计算的弯矩图叠加为最终弯矩图，节点不平衡弯矩分配一次 分层法 所有构件均可采用弹性刚度。 考虑梁端塑性内力重分布，对负弯矩进行调幅，调幅系数：现浇框架：0.8~0.9；装配式框架：0.7~0.8。 调幅后按照平衡条件计算跨中弯矩。跨中弯矩不小于简支跨中弯矩一半。 竖向荷载下的弯矩先调幅，后组合。 楼面活载大于4kN/m2，需考虑活载不利布置。 分层法计算例 计算各杆件的相对线刚度 分别计算顶层、中间层和底层开口框架的弯矩图 叠加各弯矩图得到总弯矩图 顶层开口框架弯矩计算 中间层开口框架弯矩计算 底层开口框架弯矩计算 各开口框架弯矩叠加得到总弯矩 水平荷载下的内力计算方法（反弯点法） 反弯点：M=0，V≠0 框架弯矩图要解决 几个问题： 1、各柱V的大小； 2、柱反弯点的位置； 3、由柱端弯矩求梁端弯矩 柱反弯点的位置与“反弯点法”的假设 反弯点位置与柱上下端的约束条件（转角）有关 “反弯点法”关于反弯点位置的假设：除底层外各层柱端转角相等，底层柱反弯点在2/3层高处，其它层反弯点在1/2层高处 柱抗侧刚度 柱抗侧刚度与柱两端相对线位移与柱两端转角的关系 “反弯点法”中柱抗侧刚度的计算“反弯点法”的假设 柱抗侧刚度：柱顶产生单位位移 所需的水平力（柱的剪力） “反弯点法”关于柱抗侧刚度的假设：假设柱两端转角为0，即认为梁刚度为无穷大 反弯点处剪力的计算（楼层总剪力按抗侧刚度分配给各柱） 基本假定：同层各点侧移相等（楼面刚度无穷大） 框架弯矩的计算 柱端弯矩：柱剪力X反弯点至柱端距离 梁端弯矩：根据节点平衡和梁线刚度分配 “反弯点法”总结 计算步骤 1、确定各柱反弯点的位置 2、计算各层、各柱反弯点处的剪力 3、计算柱端弯矩和梁端弯矩 适用范围：梁线刚度/柱线刚度≥3，一般为多层框架 “反弯点法”例题 水平荷载下的内力计算方法（改进的反弯点法—D值法） 反弯点法的缺点 1、柱的反弯点位置是个定值 2、柱的抗侧刚度只与柱的线刚度及层高有关 D值法的改进之处 柱的抗侧刚度的修正（考虑梁、柱刚度比） 柱的反弯点位置的修正（考虑梁、柱刚度比和上、下层的层高影响） 柱的抗侧刚度的修正 柱抗侧移刚度修正系数αc 柱的反弯点位置的修正 y=y0+y1+y2+y3 标准反弯点高度比y0与该层所在的楼层位置，及梁、柱线刚度比有关 因上、下横梁相对线刚度变化的修正值y1 因上、下层层高变化的修正值y2、y3 “D值法”总结 计算步骤 1、求各柱的抗侧刚度（修正值） 2、求各柱的反弯点位置（修正值） 3、计算各层、各柱反弯点处的剪力 4、计算柱端弯矩和梁端弯矩 “D值法”例题 求A轴各层的反弯点位置与D值 求B轴各层的反弯点位置与D值 求C轴各层的反弯点位置与D值 求A轴柱剪力与梁柱弯矩 求B轴柱剪力与梁柱弯矩 求C轴柱剪力与梁柱弯矩 求最终弯矩图 水平位移验算方法 用D值法计算侧移 层间侧移 顶点侧移 水平位移验算方法例题 内力组合方法 控制截面 梁取三个控制截面：左端支座、跨中、右端支座 柱取两个控制截面：柱顶、柱底 最不利内力组合的种类 梁：支座-Mmax、Vmax，跨中Mmax 柱(一般情况下)： Mmax及相应N、V -Mmax及相应N、V Nmax及相应M、V Nmin及相应M、V Vmax及相应M、N 内力组合例题 三跨六层框架，内力计算过程（分层法和D值法）略 对二层梁和二层柱进行内力组合 延性框架设计 框架结构的延性 构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且具有塑性变形能力的一种性能 结构延性的作用 结构的延性指标 提高结构延性的措施 结构延性的作用 防止脆性破坏 　　由于钢筋混凝土结构或构件的脆性破坏是突发性的，没有预兆，所以为了保障人们生命财产安全，除了对构件发生脆性破