多层框架结构创新设计ppt课件.ppt

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1、§4框架结构设计结构设计结构布置计算模型荷载分析内力计算截面设计构造要求变形验算内力与位移计算的一般原则计算的基本假定：一、高层建筑结构按照弹性方法计算，一般不考虑塑性变形影响非抗震设计：在竖向荷载和风荷载作用下，结构构件处于弹性工作阶段抗震设计：针对多遇地震作用，结构处于不裂的弹性阶段注明：对于弹性计算内力较大的构件，截面配筋困难时，可以考虑塑性重分布，大震不倒的要求主要靠构造措施保证二、荷载分配考虑位移协调条件高层楼板平面内刚度很大，几乎不变形，同层各构件水平位移相同，框架结构的各片框架的水平力可以按照抗侧刚度分配，剪力墙结构中各片剪力墙的水平力大致按照等效刚度

2、分配楼板平面外刚度不考虑，要满足楼板刚度无限大的计算假定，楼面构造要保证楼板刚度无限大——现浇楼盖一片框架或剪力墙在自身平面内刚度很大，可以抵抗在本身平面内的侧向力；而在平面外的刚度很小，可忽略，即垂直该平面的方向不能抵抗侧向力——整个结构可分不同方向的平面抗侧力结构，共同抵抗结构承受的水平荷载刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受水平荷载§4.1框架结构布置一、结构布置柱网布置和框架梁布置1柱网布置柱网尺寸不宜大于10mx10m抗震设防时不宜考虑单跨框架2框架梁布置双向承重:由于高层建筑纵横两个方向都承受较大水平力，因此，在纵横两个方向都应按框架设计。1框架

3、梁截面尺寸估算框架结构的主梁截面高度且不宜大于1/4净跨;且不小于400mm截面宽度不宜小于1/4hb，且不宜小于200mm。二、框架梁、柱截面尺寸估算2梁的抗弯刚度梁应考虑楼板的作用，当采用现浇楼盖时楼板可作为框架的翼缘，按T形截面计算其惯性矩。1）翼缘有效宽度为梁每侧6倍板厚，然后按T型或倒L型计算惯性矩。2）工程中为简化计算，可按下式计算梁的惯性矩：楼板类型边框架梁中间框架梁现浇楼板I=1.5I0I=2.0I0装配整体式楼板I=1.2I0I=1.5I0装配式楼板I=I0I=I0I0──梁矩形部分的惯性矩。3框架柱截面尺寸估算框架柱宜采用正方形或接近正方形的矩形

4、，两个主轴方向的刚度相差不宜过多。框架柱的截面边长矩形柱非抗震≥250mm抗震≥300mm园形直径≥350mm柱净高与截面长边之比宜大于4。高规要求剪跨比矩形截面长短边之比不宜超过3。在初步设计时，柱截面尺寸可按轴压比确定。0.65（一级）0.75（二级）0.85（三级）1.0（四级或非抗震）∵轴压比为（一～三级）（四级或非抗震）──框架在竖向荷载作用下的轴力估算值。柱支撑的楼板面积×楼层数×（12～14）×1.25∴轴压比限值轴力设计值一、计算单元框架结构为空间结构，应取整体结构为计算单元，按空间框架进行内力及位移的计算，但对平面布置比较规则，柱距及跨度相差不多的

5、框架结构，计算中可将空间框架简化为平面框架，在各榀框架中，选出一榀或几榀有代表性的平面框架作为计算单元，每榀框架按其负荷面积承担荷载。§4.2计算单元及计算简图计算软件：PKTATSATWESAP2000ANSYSETABS可以抵抗在本身平面内的侧向力平面外的刚度很小，可忽略在自身平面内的刚度很大平面外刚度很小，可以忽略计算图形的简化简化计算方法或手算：高层建筑可以划分为若干平面结构（1）总水平荷载在各片平面抗侧力结构间的分配按刚度和变形分配（2）计算每片平面抗侧力结构分到的水平作用下的内力和位移二、计算简图计算简图是由计算模型及其作用在其中的荷载共同构成的。框架结

6、构的计算模型是由梁柱的截面几何轴线确定的，框架柱在其顶面按固结考虑。4框架梁为有加腋的变截面梁时，如Iend/Imid＜4或hend/hmid＜1.6时，可不考虑加腋的影响。1当上下柱截面发生改变时，取截面小的形心线进行分析2当框架梁的坡度时，可近似按水平梁计算3当梁跨度相差小于10%时，可近似按等跨计算Iend和hend为加腋最高截面的惯性矩和梁高Imid和hmid为跨中等截面的惯性矩和梁高§4.3框架结构内力和侧移计算力法、位移法、力矩分配法一、框架在竖向荷载作用下的近似计算方法──分层法1基本假定：1）框架在竖向荷载作用下，结点侧移忽略不计；2）每层梁上的荷载

7、对其他各层梁内力的影响忽略不计。4）计算和确定梁、柱分配系数和传递系数开口框架的支座设为固定端与实际不符。为消除由此带来的误差，除底层外，其它各层柱的线刚度均乘以0.9，并取柱的弯矩传递系数为1/3。2计算要点：3）计算各层梁上竖向荷载值和梁固端弯矩1）将框架分层，各层梁跨度和柱高与原结构相同，柱端假定为固结2）计算梁、柱线刚度5）分层后，各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。最终弯矩取法为：框架梁的最终弯矩即为各开口框架算得的弯矩；框架柱的弯矩，由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。6）最后算得的各梁柱弯矩在节点处一般不平衡，但误差不大。如有需要，可将节点不