《框架设计和构造》PPT课件

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1、第6章框架设计和构造框架是框架结构体系、框剪结构体系及框筒结构中的基本结构单元。各种体系的内力计算方法行所不同,仅在求出内力以后,都要通过内力组合求出梁、柱控制截面的最不利内力,然后进行截面配筋计算及构造设计。框架梁按照受弯构件设计,框架柱按照压弯构件设计。梁、柱截面的一般配筋计算及构造在《钢筋混凝土基本构件》中已有详细讨论,这里不再重复。但是抗震设计时,对钢筋混凝土构件有特殊的要求,要进行专门的抗震设计。本章重点讨论框架梁、柱及其节点的抗震设计方法,适当补充一些非抗震情况下的设计要求。通过本章学习,

2、了解框架抗震设计方法、概念和要点。掌握框架梁、框架柱的剪力、弯矩大小的计算方法以及构造要求。掌握框架梁、柱节点的剪力、弯矩大小的计算方法以及构造要求。框架结构布置、截面尺寸估算和材料强度等级框架内力组合及最不利内力框架抗震设计方法——延性框架的概念框架梁抗震设计框架柱抗震设计梁柱节点区抗震设计一、框架结构布置1、结构布置的一般原则框架结构布置、截面尺寸估算和材料强度等级满足使用要求,并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致;满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置能有效地进行;结构尽可能简单、规则、均

3、匀、对称,构件类型少;妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素对建筑的影响;施工简便;经济合理。结构布置方法特点房屋横向刚度大,侧移小;横梁高度大,室内有效净空小。非抗震时使用横向布置横向承重结构布置方法特点: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。纵向布置纵向承重结构布置方法特点:整体性好,受力好;适用于整体性要求较高和楼面荷载较大的情况。双向布置双向承重截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算l0——梁的计算跨度;hb——梁的截面高度;bb—

4、—梁的截面宽度。一般情况下:梁净跨与截面高度之比不宜小于4梁的截面宽度不宜小于200mm框架梁线刚度Ec——混凝土弹性模量;I——框架梁截面惯性矩;l——框架梁的跨度。式中:框架梁惯性矩取值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,。截面尺寸估算截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算N——柱中轴向力。Nv——柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中线

5、划分,恒载和活载的分项系数均取1.25,或近似取12~14kN/m2进行计算。fc——混凝土轴心抗压强度设计值。N=(1.01~1.10)Nv仅有风载作用或抗震等级为四级时有地震作用,抗震等级为一~三级时N=(1.01~1.20)Nv一级时二级时三级时混凝土强度等级现浇框架装配整体式框架梁、柱节点区梁、柱节点区一级抗震二~四级抗震及非抗震C30C20与柱相同或与柱相差不超过5MPaC30宜较柱提高5MPa框架内力组合及最不利内力控制截面及最不利内力类型荷载布置梁端弯矩调幅水平力作用下框架—剪力墙结构中

6、框架内力的调整内力组合控制截面构件梁柱控制截面梁端跨中柱端最不利内力-Mmax+Mmax

7、V

8、max-MmaxMmax+Mmax及相应N,V的;-Mmax及相应N,V的;Nmax及相应M,V的;Nmin及相应M,V的;控制截面荷载布置恒载活载水平荷载恒载布置梁的活载不利布置水平荷载作用方向梁端弯矩调幅竖向荷载下框架梁弯矩塑性调幅调幅理由:梁端出现塑性铰-延性框架、强柱弱梁、有利抗震,减少节点区负筋-便于施工,节点并非绝对弹性-实际弯矩小于弹性计算弯矩。调幅方法:梁端弯矩乘以0.8—0.9的折减系数,按

9、平衡条件计算调幅后的跨中弯矩。水平力作用下框架—剪力墙结构中框架内力的调整在得到计算内力之后,要在框架与剪力墙之间进行内力调整。这是因为在地震作用下,通常都是剪力墙先开裂,剪力墙刚度降低,承载力也将下降,剪力将在框架和剪力墙之间重新分配,使一部分地震作用产生的剪力向框架转移,此时需要适当调整框架的内力值。另外,在结构计算中,假定楼板在其自身平面内的刚度无限大,不发生变形。然而,在实际的框架—剪力墙结构中,楼板或多或少要产生变形,变形的结果将会使框架部分的水平位移大于剪力墙的水平位移,相应地,框架实际承

10、受的水平力大于采用刚性楼板假定的计算结果。在地震作用下应对框架—剪力墙结构中的框架的剪力做适当调整:(1)规则建筑凡是VF≥0.2V0的楼层设计时可按计算值采用,不做调整。(2)规则建筑凡是VF<0.2V0的楼层设计时应选取下列两者中的较小值:VF=0.2V0VF=1.5VFmax式中VF——框架—剪力墙协同工作时分析所得的框架各层总剪力;V0——地震作用产生的结构底部总剪力;VFmax——各层框架所承担的总剪力最大值。注意:调整柱剪力的同时,也要按剪力

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