【正文】 022/2/4 42 ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 b. 框架梁 邊框架梁 中框架梁 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2022/2/4 43 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 b. 框架梁 在框架結(jié)構(gòu)布置中 ， 梁 、 柱軸線宜重合 。如梁須偏心放置時(shí) （ 如使外墻與框架柱外側(cè)平齊 ，或走廊兩側(cè)墻體與框架柱內(nèi)側(cè)平齊 ） ， 梁 、 柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該方面寬度的 1/4。 如偏心距大于該方向柱寬的 1/4時(shí) ， 可增設(shè)梁的水平加腋 。 2022/2/4 44 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 b. 框架梁 右圖各項(xiàng)尺寸應(yīng)滿足的要求詳見教材第 184頁。 2022/2/4 45 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 c. 框架柱 多層建筑中 ， 框架柱的截面尺寸可按下式估算： 11~1 2 1 8cibH??? ????截面寬度 截面高度 ? ?1 ~ 2cchb?第 i層層高 2022/2/4 46 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 c. 框架柱 高層建筑中 ， 若不考慮抗震設(shè)防 ， 框架柱的截面面積可按下式估算： ? ?? ?Nc c c cA b h N f???截面面積 軸向力設(shè)計(jì)值 v1 .1 ~ 1 .2NN?柱支承的樓面面積上豎向荷載產(chǎn)生的軸向力設(shè)計(jì)值 ? ?NNccN f A????軸壓比 2022/2/4 47 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 c. 框架柱 柱支承的樓面面積取法如下圖所示 : vN n q S?S待估算柱柱頂以上樓層層數(shù) 單位面積上的豎向荷載的設(shè)計(jì)值 2022/2/4 48 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 c. 框架柱 矩形框架柱的截面邊長不宜小于 250mm， 圓柱的截面直徑不宜小于 350mm， 剪跨比宜大于 2（ 避免因出現(xiàn)短柱而發(fā)生脆性破壞 ） ， 截面的高寬比不宜大于 3。 2022/2/4 49 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 c. 框架柱 為簡化施工 ， 多層建筑中柱截面沿房屋高度不宜改變 。 高層建筑中的柱截面 可保持不變或 根據(jù)房屋層數(shù) ， 高度和荷載等情況 作 1~2次變化 。變化時(shí) ， 中間柱宜使上 、 下柱軸線重合 ， 邊柱和角柱宜使截面外邊線重合 。 2022/2/4 50 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ 構(gòu)件選型及截面尺寸確定 B. 截面尺寸估算 d. 算例 某 六層 教學(xué)樓為 鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu) ，其結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示 ， 標(biāo)準(zhǔn)層高 ， 底層層高 ， 試估算該結(jié)構(gòu)的梁 、 柱截面尺寸 （ 梁 、柱混凝土強(qiáng)度等級分別為 C30和 C40， 不考慮抗震設(shè)防要求 ） 2022/2/4 51 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ ④ ⑤ ⑥ 3600 3600 3600 ⑦ 3600 D C B A 7200 3000 7200 結(jié)構(gòu)平面布置圖 2022/2/4 52 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 梁截面尺寸 b011 7 2 0 0 m m 6 0 0 m m1 2 1 2hl? ? ? ?橫向梁截面尺寸 b011 3 6 0 0 m m 4 5 0 m m88hl? ? ? ?縱向梁截面尺寸 b55 6 0 0 m m 2 5 0 m m1 2 1 2bbh? ? ? ?b44 4 5 0 m m 2 0 0 m m99bbh? ? ? ?b011~8 1 8hl??? ???? b11~24 bbh??? ????2022/2/4 53 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 柱截面尺寸： 方法一 11 3 9 0 0 m m 3 0 0 m m1 3 1 3cibH? ? ? ? 300 m m 390 m mcchb? ? ? ?11~1 2 1 8cibH??? ????? ?1 ~ 2cchb?實(shí)際取 300 m mcb ?實(shí)際取 400 m mch ?柱全部采用相同截面 2022/2/4 54 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 柱截面尺寸： 方法二 柱全部采用相同截面，按中柱進(jìn)行估算。豎向荷載產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值按 14kN/m2取用。 ? ?? ?Nc c c cA b h N f???v1 .1 ~ 1 .2NN?vN n q S?v 6 1 4 3 . 6 ( 3 . 6 1 . 5 ) k N1 5 4 2 . 2 4 k NN n q S? ? ? ? ? ?? 154 kN =1 850 .69kNNN? ? ?? ?? ? ? ?3 2 2N 1 8 5 0 .6 9 1 0 1 .0 1 9 .1 m m 9 6 8 9 4 .6 6 m mc c c cA b h N f?? ? ? ? ? ?實(shí)際取 300 m mcb ? 400 m mch ?2022/2/4 55 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③ ④ ⑤ ⑥ 3600 3600 3600 ⑦ 3600 A B C D 7200 3000 7200 2022/2/4 56 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 A. 概述 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的整個(gè)過程可概括為 : 確定計(jì)算簡圖 計(jì)算各種荷載 進(jìn)行內(nèi)力分析 進(jìn)行內(nèi)力組合 2022/2/4 57 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 B. 計(jì)算單元 框架結(jié)構(gòu)建筑是 空間結(jié)構(gòu)體系 ， 一般應(yīng)按三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析 。 但 對于平面布置較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)房屋 ， 為了簡化計(jì)算 ， 通常將 實(shí)際的空間結(jié)構(gòu)簡化為若干個(gè)橫向或縱向平面框架進(jìn)行分析 ， 每榀平面框架為一計(jì)算單元 。 2022/2/4 58 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 B. 計(jì)算單元 計(jì)算單元 計(jì)算模型 2022/2/4 59 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 B. 計(jì)算單元 就結(jié)構(gòu)承受的豎向和水平荷載而言 ， 當(dāng) 橫向 （ 縱向 ） 框架承重 ， 且在截取 橫向 （ 縱向 ） 框架計(jì)算時(shí) ， 全部荷載由 橫向 （ 縱向 ） 框架承擔(dān) ，不考慮另一方向框架的作用 。 當(dāng)縱 、 橫向框架混合承重時(shí) ， 豎向荷載由縱 、 橫向框架共同承擔(dān) 。 2022/2/4 60 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 C. 計(jì)算簡圖 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖中 ， 梁 、 柱用其軸線表示 ， 梁與柱之間的連接用節(jié)點(diǎn)表示 ，梁或柱的長度用節(jié)點(diǎn)間的距離表示 。 現(xiàn)澆框架各節(jié)點(diǎn)均視為 剛節(jié)點(diǎn) ， 底層柱 固支 于基礎(chǔ)頂面 。 2022/2/4 61 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 現(xiàn)澆式框架剛節(jié)點(diǎn) 現(xiàn)澆式框架柱與基礎(chǔ)剛接 2022/2/4 62 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 裝配式框架的節(jié)點(diǎn) 半鉸節(jié)點(diǎn) 鉸節(jié)點(diǎn) 預(yù)制柱與基礎(chǔ)剛接 預(yù)制柱與基礎(chǔ)鉸接 裝配式框架柱與基礎(chǔ)的連接 2022/2/4 63 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算簡圖 承重框架 框架柱截面尺寸相同時(shí)的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 2022/2/4 64 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 C. 計(jì)算簡圖 框架柱軸線之間的距離即為框架梁的計(jì)算跨度 。 框架柱的計(jì)算高度應(yīng)為各橫梁形心軸線間的距離 。 當(dāng)各層梁截面尺寸相同時(shí) ， 底層柱的計(jì)算高度由基礎(chǔ)頂面算至樓面標(biāo)高處 ， 其余各層柱的計(jì)算高度即為各層層高 。 2022/2/4 65 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 C. 計(jì)算簡圖 當(dāng)框架梁的 坡度小于 1/8時(shí) ， 近似按水平梁計(jì)算 ；當(dāng)各跨 跨度相差不大于 10%時(shí) ，近似 按等跨框架計(jì)算 。 2022/2/4 66 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 C. 計(jì)算簡圖 當(dāng)框架柱截面尺寸沿房屋高度變化時(shí) ，若 上層柱截面尺寸減小但其形心軸仍與下層柱的形心軸重合時(shí) ， 其計(jì)算簡圖與各層柱截面不變時(shí)的相同 。 2022/2/4 67 ④ 內(nèi)力分析 C. 計(jì)算簡圖 當(dāng)上 、 下層柱截面尺寸不同且形心軸也不重合時(shí) ， 可將頂層柱的形心線作為整個(gè)柱子的軸線 ，但在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析中 ， 各層梁的 計(jì)算跨度及線剛度仍應(yīng)按實(shí)際情況取 ；另外 ， 尚應(yīng)考慮上 、 下層柱軸線不重合產(chǎn)生的偏心力矩 ， 設(shè)置水平加腋后 ， 仍需考慮梁柱偏心的不利影響 。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2022/2/4 68 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 框架柱截面尺寸變化時(shí)的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 計(jì)算簡圖 承重框架 2022/2/4 69 ④ 內(nèi)力分析 C. 計(jì)算簡圖 梁和柱的線剛度分別為： bbbbEIil?ccciEIih?梁 柱 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2022/2/4 70 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 D. 荷載計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)上的荷載主要包括為 恒載 和 活載 ，恒載主要包括結(jié)構(gòu)自重和結(jié)構(gòu)表面的粉灰重等 ?；詈奢d則主要包括樓 （ 屋 ） 面活荷載 ， 風(fēng)荷載和雪荷載等 。 作用在多 、 高層框架結(jié)構(gòu)上的各種荷載 ， 可按 《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 GB 500092022 取用 。 2022/2/4 71 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 D. 荷載計(jì)算 結(jié)構(gòu)上荷載 按其作用方向分 可分為 豎向荷載和 水平荷載 。 豎向荷載主要指 結(jié)構(gòu)自重 、 樓 （ 屋 ）面活載和雪載等 ， 水平荷載則主要包括 風(fēng)荷載 和水平地震作用 （ 暫不考慮 ） 。 豎向荷載多以均布力和集中力的形式出現(xiàn) ， 而風(fēng)荷載則一般簡化為作用于框架節(jié)點(diǎn)的集中力并合并于迎風(fēng)側(cè)一面 。 2022/2/4 72 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 D. 荷載計(jì)算 01( ) 2w i z s z i iF w h h B? ? ? ???2wF3wF1h2h3h4h1wF4wF迎風(fēng)面寬度 風(fēng)壓高度變化系數(shù)按集中荷載作用節(jié)點(diǎn)的高度選取 對頂層，取女兒墻高度的 2倍 2022/2/4 73 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) g4, q4 G41(Q41) Fw4 Fw3 Fw2 Fw1 框架結(jié)構(gòu)上的荷載 g3, q3 g2, q2 g1, q1 G31(Q31) G21(Q21) G11(Q11) G43(Q43) G33(Q33) G23(Q23) G13(Q13) G01 G03 G02 2022/2/4 74 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 E. 內(nèi)力計(jì)算 a. 豎向荷載作用下 a) 樓面荷載分配原則 當(dāng)采用整體式樓蓋時(shí) ， 一般取縱橫向框架承重方案 ， 板上荷載的傳遞方式取決于每個(gè)區(qū)格板是單向板還是雙向板 。 2022/2/4 75 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 E. 內(nèi)力計(jì)算 a. 豎向荷載作用下 a) 樓面荷載分配原則 單向板上的豎向荷載沿板的短跨方向傳給兩個(gè)長邊支承梁 。 雙向板則可通過四個(gè)分角線及其交點(diǎn)的連線將板區(qū)格分成四部分 ， 每一部分的板上豎向荷載傳給最近的支承梁 ， 長 、 短邊支承梁上承受的板上豎向荷載分別為梯形和三角形 。 2022/2/4 76 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 縱向平面框架 橫向平面框架 整體式單向板樓蓋樓面荷載分配 次梁 2022/2/4 77 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 縱向平面框架 橫向平面框架 整體式雙向板樓蓋樓面荷載分配：小柱網(wǎng) 2022/2/4 78 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 縱向平面框架 橫向平面框架 整體式雙向板樓蓋樓面荷載分配：大柱網(wǎng) 次梁 2022/2/4 79 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ④ 內(nèi)力分析 E. 內(nèi)力計(jì)算 a. 豎向荷載作用下 b) 受力特點(diǎn) ? 豎向荷載作用下 ， 框架所產(chǎn)生的側(cè)移較小 ， 若按無側(cè)移計(jì)算 ， 對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響不大 ； ? 當(dāng)結(jié)構(gòu)僅在某一層橫梁上受有豎向荷載時(shí) ， 直接承載的框架梁及與之相連的上 、 下層框架柱端彎矩較大 ， 其它各層梁柱的彎矩均較小 ， 且距離直接承載梁越遠(yuǎn) ， 梁