高层建筑混凝土结构设计概述.ppt

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1、高层建筑混凝土结构设计第5章框架结构设计柱距较大柱距较小5.1框架结构布置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。框架梁柱构件的轴线宜重合，如果二者有偏心，其偏心距不宜大于柱截面在该方向边长的1/4，当必须大于时，可采用水平加腋来解决，但9度区不应大于1/4h。2楼盖竖向荷载的传力路线与一般楼盖完全相同，即对普通现浇梁板结构来说可分为单向板或双向板，当时为单向板，荷载向短跨方向传递；当时为双向板，荷载向两个方向传递。双向框架承重方案横向框架承重方案纵向框架承重方案3横向框架承重方案：由于横向框架梁截面高度

2、较大，使该方向的抗侧移刚度增大，有利于抵抗该方向的水平荷载，但由于梁高加大，使房屋的净高减小，不利于纵向管道布置。纵向框架承重方案：由于横向框架梁高度减小，有利于纵向管道布置，但横向框架刚度减小，对结构抗侧移不利。目前，预制板用得极少，绝大多数框架结构均为双向框架承重方案。5.2框架梁柱截面尺寸估算及材料强度等级选择一、框架梁截面尺寸估算框架梁的截面尺寸应由刚度条件初步确定。框架结构的主梁截面高度可按确定，且截面高度不宜大于1/4净跨;截面宽度不宜小于1/4hb，且不宜小于200mm。为增加房屋的净空，有时要设计宽度较大的扁梁，这时除要进行承

3、载力计算之外，尚应验算梁的挠度和裂缝是否满足要求。4二、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，两个主轴方向的刚度相差不宜过多，矩形截面长短边之比不宜超过3，框架柱的截面边长：矩形柱非抗震≥250mm抗震≥300mm（四级）抗震≥400mm（一、二、三级）圆形直径≥350mm（非抗震和四级）450mm（一、二、三级）柱净高与截面长边之比宜大于4。高规要求5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

4、轴力估算值。柱支撑的楼板面积×楼层数×（12～14）×1.25∴6三、混凝土强度等级当按一级抗震等级设计时，混凝土强度等级不宜低于C30，按二～四级和非抗震设计时，混凝土强度等级应≥C20。梁柱混凝土强度等级差别不宜过大。当柱混凝土强度等级较高时，若梁柱混凝土强度相同──由于一般框架梁不需要高强混凝土，所以导致梁造价提高；若梁比柱混凝土强度低太多──节点承载力不易满足。为降低梁（包括板）的造价，使梁具有足够的延性，梁混凝土强度等级宜≤C40。抗震设计时，一、二、三级框架应验算节点核心区的承载力。节点核心区的验算可按《混凝土结构设计规范》GB5

5、0010的有关规定执行。为保证框架结构的延性，柱在9度区混凝土宜≤C60；8度区宜≤C70。75.3计算单元及计算简图一、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。8（3）梁、柱的截面惯性矩：柱按实际截面计算；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。工程中为简化计算，可按下式计算梁的惯性

6、矩：一边有楼板I=1.5I0两边有楼板I=2.0I0I0为梁矩形部分的惯性矩。（1）梁的坡度≤1/8，按直线梁计算（2）当框架梁为有加腋的变截面梁时，如，可不考虑加腋的影响。二、计算简图9（4）轴线：梁、柱轴线取各自的形心线；梁、板、柱均现浇时，梁截面的形心线可取至板底上、下层柱截面尺寸不同、形心轴不重合时，一般将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线二、计算简图10框架结构计算简图示意恒荷载竖向活荷载风荷载地震作用二、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。框架结构的计算模型是由梁柱的截面几何轴线确定的，框架柱在基础顶面按固结

7、考虑。115.4框架结构的内力及侧移计算一、框架在竖向荷载作用下的近似计算方法──分层法假定：1.框架在竖向荷载作用下，结点侧移忽略不计；2.本层梁上的荷载对其他各层梁内力的影响忽略不计。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。12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。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

8、点不平衡弯矩再分配一次。13例题一：用分层法计算下图所示框架的弯矩图，已知：g1k=9.6kN/m,g2k=12kN/m,ic1=4.01×1010N▪mm,ic2