高层建筑结构框架结构设计ppt课件.ppt

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1、框架结构设计1框架结构的受力特点一般情况下，框架底部柱M、N、V最大，往上逐渐减小，底部柱多属于小偏心受压构件，顶部几层可能为大偏心受压构件。当荷载条件大致相同时，各层框架梁M、V较为接近，变化不大。框架结构的水平侧移由两部分组成：剪切变形：这是由框架整体受剪，梁柱杆件发生弯曲变形而产生的水平位移，一般底层层间变形最大，向上逐渐减小。弯曲变形：这是由框架在抵抗倾覆弯矩时发生的整体弯曲，由柱子的拉伸和压缩而产生的水平位移。当框架结构高宽比不大于4时，框架水平侧移中弯曲变形部分所占比例很小，位移曲线一般呈剪切型。2框架结构设计应注意的几个问题框架结构的适用范围单跨框

2、架的规定框架结构砌体填充墙混合承重框架结构与框架-剪力墙结构的选择框架结构的适用范围非抗震设计时的多层及高层建筑抗震设计时的多层及小高层建筑（7度区以下）高烈度区不宜采用纯框架结构一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济，因此6层以上的建筑结构宜采用框架-剪力墙结构或壁式框架单跨框架的规定抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。因为单跨框架的耗能能力较弱，超静定次数少，一旦柱子出现塑性铰（在强震时不可避免），出现连续倒塌的可能性很大。框架结构砌体填充墙《高层规程》规定，框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列要求

3、：1避免形成上下层刚度变化过大2避免形成短柱3减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。混合承重《高层规程》规定，框架结构按抗震设计时，不应部分采用由砌体墙承重的混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部突出屋顶的倒塌机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。框架结构与框架-剪力墙结构的选择《高层规程》规定，抗震设计的框架结构中，当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时，结构分析计算时应考虑剪力墙与框架的协同工作。如楼、电梯间位置较偏而产生较大的刚度偏心时，宜将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施，减小剪力墙的作用，并宜增加与剪力墙相连的柱子配筋。

4、3框架结构计算简图的确定计算单元的选取计算单元选取计算简图实际结构l01l02计算简图4框架结构的内力计算竖向荷载作用下的框架结构内力计算分层法弯矩二次分配法水平荷载作用下的框架结构内力计算反弯点法D值法1竖向荷载作用下的框架结构内力计算分层法基本假定忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱上产生内力。根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环2次。分层法计算示意图注意事项：由于除底层外上层各柱的柱端实际为

5、弹性固定，计算简图中假定为完全嵌固，为减少计算误差，除底层柱外，上层各柱的线刚度乘以0.9的修正系数。线刚度修正考虑除支座外，框架各节点为弹性固定，因此底层柱的弯矩传递系数取1/2，其他各层柱的弯矩传递系数取1/3；传递系数修正分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加；在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。…3-9基本步骤：将框架分层将除底层柱之外的所有层柱的线刚度均乘以0.9;分层后的简单框架可用弯矩分配法计算。用不来将，每一节点经过二次分配就足够了；采用弯矩分配法的计算过程中，柱传递系数取1/3，但对底层仍取1/2

6、；梁的弯矩为最后弯矩，柱的弯矩为上下层取代数和；若节点处不平衡弯矩较大，在分配一次。弯矩二次分配法首先计算框架各构件的刚度和分配系数；计算框架各层梁端在竖向荷载作用下的固端弯矩；计算框架各节点的不平衡弯矩，并将每一节点的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传递，传递系数仍为1/2；进行两次分配后结束（仅传递一次，但分配两次）；水平荷载作用下的框架结构内力计算反弯点法适用于梁柱线刚度比不小于3的框架结构；常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用下的弯矩值。（1）反弯点位置弯矩为零的点（反弯点）的位置按下图取值（以EI梁=∞为前题）。反弯点位置图（2）反弯点处的剪力计算

7、柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的抗侧移刚度为：EIci——第i根柱的刚度；hi——第i根柱的柱高。…3-16Di以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。顶层因此各柱的剪力为：…3-17…3-18第二层各柱的剪力为：…3-19第一层各柱的剪力为：…3-20（3）弯矩图绘制柱端弯矩：已知反弯点处的剪力值便可以求出每一根柱各截面的弯矩。梁端弯矩：分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。边节点：中节点：D值法（1）反弯点法的问题柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高，未考虑节点梁柱线刚度比的影响；认为反弯点的位置是固定不变的，实际上它与梁柱线刚度之比

8、、柱的位置、上下层梁的线