混凝土结构课件(西安建筑科技大学)第4章 框架结构.ppt

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1、第4章框架结构混凝土结构设计第4章框架结构教材作者：梁兴文课件制作：王　威课件审查：周铁钢第4章框架结构第4章内容要点结构组成和结构布置框架结构的计算简图及荷载竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算荷载效应组合和构件设计框架结构的构造要求主要内容：重点：结构组成和结构布置框架结构的计算简图及荷载反弯点法，Ｄ值法第4章框架结构4.1结构组成和结构布置1　结构组成及特点框架结构（framestructure）由梁、柱构件通过节点连接构成，如整幢房屋均采用这种结构形式，则称为框架结构体系或框架结构房屋。框架结构平面布置和剖面示意图

2、第4章框架结构4.1　结构组成和结构布置按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。（1）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，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，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4章框架结构4.1结构组成和结构布置框架结构的侧移第4章框架结构4.1　结构组成

3、和结构布置（2）框架结构体系的优缺点建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐厅等），也可按需要做成小房间；建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低。框架结构的侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大，则水平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用也较严重。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。第4章框架结构4.1结构组成和结构布置2　结构布置（structuralconfiguration）框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网布置）和选择结构承重方案，这些均必须

4、满足建筑平面及使用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。民用建筑柱网布置第4章框架结构4.1结构组成和结构布置框架结构的承重方案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4章框架结构4.1结构组成和结构布置框架结构的承重方案第4章框架结构4.1结构组成和结构布置梁端水平加腋处平面图在框架结构布置中，梁、柱轴线宜重合，如梁须偏心放置时，梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该方面宽度的1/4

5、。如偏心距大于该方向柱宽的1/4时，可增设梁的水平加腋。试验表明，此法能明显改善梁柱节承受反复荷载的性能。bx/lx≤1/2，bx/bb≤2/3，bb+bx+x≥bc/2梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足下列要求：第4章框架结构4.1结构组成和结构布置梁水平加腋后，改善了梁柱节点的受力性能，故节点有效宽度bj宜按下列规定取值：当x=0时，bj按下式计算：当x≠0时，bj取下列二式计算的较大值：且应满足bj≤bb+0.5hc，其中hc为柱截面高度。bj≤bb+bxbj≤bb+bx+xbj≤bb+2x第4章框架结构4.2框架结构的计算简图及荷载1　框架结构

6、的计算简图及荷载梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。梁截面尺寸确定框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等，按hb=(1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb=(1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。第4章框架结构为了降低楼层高度，可将梁设计成宽度较大而高度较小的扁梁，扁梁的截面高度可按

7、(1/18~1/15)lb估算。扁梁的截面宽度b（肋宽）与其高度h的比值b/h不宜超过3。加腋梁梁截面惯性矩4.2框架结构的计算简图及荷载第4章框架结构4.2框架结构的计算简图及荷载柱截面尺寸柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即式中Ac为柱截面面积；N为柱所承受的轴向压力设计值；Nv为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按（12~14）kN/m2计算；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。Ac≥(1.1~

8、1.2)N