框架结构设计（下）解析ppt课件.ppt

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1、4.框架结构设计（下）4.1框架结构布置4.2框架梁、柱截面尺寸估算及材料强度等级4.3框架结构的计算简图4.4竖向荷载作用下的近似计算方法—分层法4.5水平荷载作用下的反弯点法4.6水平荷载作用下的D值法4.7水平荷载作用下的位移近似计算4.8框架结构的内力组合4.9框架梁设计4.10框架柱设计4.11框架节点设计4.7水平荷载作用下的位移近似计算j层的层间位移△uj（4.13）这样将各层层间位移进行叠加，便可得到框架顶点的位移u：（4.14）注意：按上述方法求得的框架结构侧向位移只是由梁、柱弯曲变形所产生的变形量，而未考虑梁、柱的轴向变形和截面剪切变形所产生的结构侧移。但对一般的

2、多层框架结构，按式(4.14)计算的框架侧移已能满足工程设计的精度要求。4.7水平荷载作用下的位移近似计算三种变形形态：剪切型、弯曲型、弯剪型。4.8框架结构的内力组合看书P152～1544.8.1控制截面及最不利内力注意：1）在有地震作用组合时，也要组合梁端的正弯矩组合；2）梁最危险截面应在梁端柱边，因此梁的控制截面是梁端截面，内力需换算。4.8.2竖向荷载的最不利位置（1）手算：“最不利荷载位置法”—影响线法；（2）机算：“分跨计算组合法”；（3）高层机算：一次性满布加载计算。4.8框架结构的内力组合4.8.3梁端弯距调幅梁端弯距调幅——塑性计算的要求结果：梁端弯距值降低，跨中弯

3、距增加。目的：1）考虑了结构塑性变形能力，节省材料；2）减少了支座处钢筋，便于施工。4.8框架结构的内力组合在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅，并应符合下列规定：1）装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7～0.8；现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8～0.9；2）梁端负弯矩调幅后，梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大；3）应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合；4）截面设计时，框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。5）调幅后：4.8框架结构的内力组

4、合作业：某高层建筑有三跨现浇框架梁，跨度为6.1m、3m、6.1m，已知梁上作用有均布荷载设计值q=40kN/m，经计算已知三层横梁的支座弯矩如图所示，负号表示梁上部受拉。当考虑梁端塑形变形内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅，并取调幅系数为0.8时。要求：边横梁的跨中弯矩设计值。4.8框架结构的内力组合答：1）取梁端调幅系数为0.8，调整后的支座弯矩为：2）按简支梁计算跨中弯矩由平衡条件4.8框架结构的内力组合4.9框架梁设计4.9.1框架梁的受力性能框架梁的破坏：1）梁端形成塑性铰——弯曲或剪切破坏（最普遍）；允许2）未考虑地震作用——梁端正弯距破坏；不允许3）纵筋锚固不足——锚固破

5、坏。不允许抗震设计中，要求框架梁“强柱弱梁”、“强剪弱弯”，则必须保证框架梁具有一定延性及耗能能力。4.9框架梁设计而影响框架梁延性及耗能能力的因素主要有：（1）纵筋的配筋率受弯构件的变形能力可用相对受压区高度ξ＝x/h表述，即随着ξ增加，结构变形性能逐渐降低。试验表明：ξ＝x/h在0.2～0.35范围内，构件延性比可达3～4。延性—结构塑性变形的能力，用延性比（φu/φy）表述。4.9框架梁设计（2）剪压比剪压比＝V/bh0—构件截面上的“名义剪应力”。试验表明，梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响。当剪压比大于0.15时，梁的强度和刚度即有明

6、显的退化现象，剪压比愈高则退化愈快，混凝土破坏愈早，这时靠增加箍筋用量已不能发挥作用。因此必须要限制截面剪压比，实质上也就是限制截面尺寸不能过小。（即：Vb≤0.3fcbh0）4.9框架梁设计（3）跨高比即：ln/h跨高比对梁抗震性能有明显的影响。随着跨高比的减小，剪力的影响加大，剪切变形占总变形的比重亦加大。（“深梁”）试验结果表明：当ln/h<2时，极易发生以斜裂缝为特征的破坏形态。一旦主斜裂缝形成，梁的承载力就急剧下降．从而呈现出极差的延性性能。处理办法：当梁的跨度较小，而梁的设计内力较大时，宜首先考虑加大梁的宽度，这样当然会增加梁的纵筋用量，但对提高梁的延性却十分有利。一般认

7、为：ln/h≥44.9框架梁设计（4）塑性铰区的箍筋用量在塑性铰区配置足够的封闭式箍筋，对提高塑性铰的转动能力是十分有效的。可以防止梁受压纵筋的过早压曲，提高塑性铰区内砼的极限压应变，并可阻止斜裂缝的开展，这些都有利于充分发挥梁塑性铰的变形和耗能能力。因此，在抗震设计中，框架梁端塑性铰区范围内，箍筋必须加密。4.9框架梁设计4.9.2框架梁的承载力计算（1）正截面承载力计算《混凝土规范》规定：第11.3.1条考虑地震作用组合的框架梁，其正截面抗震受弯承载力