高层框架结构设计ppt课件.ppt

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1、高层建筑结构设计第五章高层框架结构设计深圳大学土木工程学院本章内容结构布置梁、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框架，梁柱刚接，不宜铰接合适的柱网尺寸不宜大于10m×10m偏心距大于该方向柱宽的1/4时,增设梁的加腋一般原则:结构布置慎用单跨框架超静定次数少,一旦出现塑性铰,容易连续倒塌避免砌体墙承重与框架承重的混合体系抗侧力刚度、变形能力相差较大注意填充墙对结构的不利影响上下层填充墙布置

2、的差异造成层间刚度的差异，形成薄弱层，如底层；窗台墙容易造成短柱的出现；布置不均匀造成刚度偏心；注意事项: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（2.0或1.5）柱尺寸根据轴压比估算，不同抗震等级采用不同的限值，即对轴压比的限制梁的抗弯刚度柱的抗弯刚度梁截面惯性矩柱截面惯性矩梁线刚度柱线刚度计算简图计算单元计算简图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实质：分层

3、采用弯距分配法进行计算结构内力弯距分配（复习）分配系数传递系数分层法弯距分配（复习）分配系数传递系数弯距分配（复习）不平衡弯矩：杆端弯矩（查表）不平衡弯矩：杆端弯矩（查表）弯距分配（复习）不平衡弯矩：杆端弯矩（查表）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

4、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1.计算各杆件线刚度截面：梁：250×600中柱：700×700边柱：600×600中梁刚度放大系数：2左边跨梁右边跨梁底层中柱底层边柱其余层中柱其余层边柱相对线刚度令左边梁的相对线刚度为1，则左边跨梁=1右边跨梁=3.66/4.3=0.85底层中柱=13.1/4.3=3.0底层边柱=7.

5、02/4.3=1.63其余层中柱=18.29/4.3=4.25其余层边柱=9.87/4.3=2.302.1顶层开口框架弯矩计算2.1顶层开口框架弯矩计算2.2中间层开口框架弯矩计算2.2中间层开口框架弯矩计算2.3底层开口框架弯矩计算2.3底层开口框架弯矩计算2.3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

6、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

7、“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1、柱的抗侧刚度的修正（考虑梁、柱刚度比）2、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

8、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“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