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精品課件-鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)-在線瀏覽

2025-03-10 13:52本頁面
  

【正文】 bb=(1/2— 1/4)hb bb≥ 200mm (構(gòu)造要求 ) bb≥ bc/2 式中 lb、 lbn—— 分別為主梁的計(jì)算跨度和凈跨度 。 M0 —— 按簡支梁計(jì)算的跨中最大彎矩 。 二、框架柱的截面尺寸 ① 最小構(gòu)造尺寸 ? 矩形截面柱: hc/bc≤ 3;剪跨比 ≤ 2; ? 抗震設(shè)計(jì)時(shí): b c ≥ 300mm; 非抗震設(shè)計(jì)時(shí):bc≥ 250mm; bc=(1/12~ 1/18)h; ? hc≥250mm, hc≥( 1/15~ 1/20)h( h為層高 ) 。 ② 滿足軸壓比限制 ?軸壓比 : 柱的平均軸向壓應(yīng)力與混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度 fc的比值 ( 或指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積的比值 ) 。 二、節(jié)點(diǎn)的簡化 梁柱節(jié)點(diǎn)可簡化為: 剛接節(jié)點(diǎn) 、 鉸接節(jié)點(diǎn)和半鉸節(jié)點(diǎn) ? 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架 —— 剛接節(jié)點(diǎn); ? 裝配式框架 —— 鉸接節(jié)點(diǎn)或半鉸節(jié)點(diǎn) ( 預(yù)埋鋼板在其自身平面外的剛度很小 , 難以保證結(jié)構(gòu)受力后梁柱間沒有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) ) ; ? 裝配整體式框架 —— 剛接節(jié)點(diǎn) ( 這種節(jié)點(diǎn)的剛性不如現(xiàn)澆式框架好 , 節(jié)點(diǎn)處梁端的實(shí)際負(fù)彎矩要小于計(jì)算值 ) 。 三、跨度與層高的確定 跨度即取柱子軸線之間的距離(當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí),一般以最小截面的形心線來確定)。 ? 為了簡化計(jì)算 , 還可作如下規(guī)定: 當(dāng)框架橫梁為坡度 i≤1/8的斜梁時(shí) , 可簡化為水平 直桿 。 當(dāng)框架橫梁為有支托的加腋梁時(shí) , 如 Im/I4或 hm/h, 則可不考慮支托的影響 , 而簡化為無支 托的等截面梁 , Im、 hm為支托端最高截面的慣性矩 和高度 , I, h為跨中等截面梁的截面慣性矩和高度 。 ? 對(duì)現(xiàn)澆樓蓋 ,中框架取 I=2I0,邊框架取 I= ? 對(duì)裝配整體式樓蓋,中框架取 I=,邊框 架取 I=; 這里 I0為矩形截面梁的截面慣性矩。 框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載。 (屋)面活荷載的折減 考慮到作用于多層建筑樓面上的活荷載很少 可能出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)值同時(shí)布滿樓面的情況,所以可考 慮樓面活荷載的折減,具體折減方法為:對(duì)于樓 面梁,當(dāng)其從屬面積大于 25平方米時(shí),折減系數(shù) 為 ;對(duì)于墻、柱、基礎(chǔ),則按下表考慮。 風(fēng)荷載 z? — 風(fēng) 壓 高 度 變 化 系 數(shù) , 見 附 表 10 ;S? — 風(fēng) 荷 載 體 型 系 數(shù) , 見 附 表 9 ; 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法 ?豎向荷載作用的內(nèi)力計(jì)算 —— 力矩分配法和 分層法等。 力矩分配法的基本理論基礎(chǔ)是位移法,解題方法 采用漸進(jìn)法,適用范圍是無節(jié)點(diǎn)線位移的剛架和連續(xù) 梁。 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 —— 分層法 一、 分層法的基本假定 豎向荷載作用下,框架的側(cè)移忽略不計(jì); 每層梁上的荷載對(duì)其它層梁的影響不計(jì)。 每層框架梁連同上下層柱作為基本計(jì)算單元,柱 遠(yuǎn)端按固定端考慮。柱端彎距取相鄰單元對(duì)應(yīng)的柱端彎距之和。如果較大時(shí),可將不 平衡彎距再進(jìn)行一次分配。 為使梁跨中鋼筋不至于過少,保證梁跨中截面有 足夠的承載力,經(jīng)過調(diào)幅后的梁跨中彎距不小于 按簡支梁計(jì)算的跨中彎距的 50%。 四、分層法的適用范圍 節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度之比 ; 結(jié)構(gòu)與荷載沿高度均勻。 —— 反彎點(diǎn)法 一、 框架在水平荷載作用下的內(nèi)力和位移特點(diǎn) ⑴ 固定柱角處,線位移和角位移均為零。 3?n2?n1?n2P3P1P3? 3? 3?2? 2? 2?1?1?1?反彎點(diǎn) 2P3P1P2h1h3h⑴ 在各柱的剪力分配時(shí),柱的上下兩端都不發(fā) 生角位移,即梁的線剛度與柱的線剛度之比 為無窮大; ⑵在確定柱的反彎點(diǎn)位置時(shí),認(rèn)為除底層外, 各層柱受力后的上下兩端將產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)角。 二、基本假定 三、反彎點(diǎn)法的適用條件 梁柱線剛度之比值 ib/ ic≥ 5; 各層結(jié)構(gòu)比較均勻, 即各層層高變化不大,梁的線 剛度變化不大。 ★ 對(duì)于層數(shù)不多的框架 , 誤差不會(huì)很大 。 ★ 對(duì)于規(guī)則框架 , 反彎點(diǎn)法十分簡單;對(duì)于橫梁不貫通全框架的復(fù)式框架 , 可引進(jìn)并聯(lián)柱和串聯(lián)柱的概念后 , 再用反彎點(diǎn)法計(jì)算 , 參見有關(guān)參考文獻(xiàn) 。 五、側(cè)移剛度的含義 抗側(cè)剛度:柱端產(chǎn)生相對(duì)單位水平位移 時(shí),柱內(nèi)所承受的剪力。 框架的層間總剪力 Vpj 設(shè)框架結(jié)構(gòu)共有 n層,外荷載( Fi)在第 j層產(chǎn)生的 層間總剪力 Vpj為: 式中 Fi—— 作用在框架第 i層節(jié)點(diǎn)處的水平力 ??? ?????njiinjjpj FFFFV ?1 層間總剪力 Vpj在同層各柱間的分配 設(shè)框架共有 n層 , 第 j層內(nèi)有 m個(gè)柱子 , 各柱剪力為 Vjl、 Vj … 、 Vji, … , Vjm, 根據(jù)層剪力平衡的條件有: 式中: Vji—— 第 j層第 i柱所承受的剪力; m—— 第 j層內(nèi)的柱子數(shù): dji—— 第 j層第 i柱的側(cè)移剛度; VPj—— 第 j層的層剪力 。 ? 上部各層柱:上下端的彎矩相等 , 即: Mji上 =Mji下 =Vjihj/2 ( j=2,3,… ,n; i=1,2,… ,m) ? 底層柱:上端彎矩 M1i上 =V1ih1/3 下端彎矩 M1i下 =2V1ih1/3 ( i=1,2, … ,m) 八、計(jì)算梁端彎矩 ? 梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件求得 。 小結(jié): 歸納起來 , 反彎點(diǎn)法的計(jì)算步驟如下: (1)多層多跨框架在水平荷載作用下 , 當(dāng) (ib/ ic≥ 5)時(shí) ,可采用反彎點(diǎn)法計(jì)算桿件內(nèi)力 。 (3)根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置 , 計(jì)算柱端彎矩 。 —— D 值法 ?反彎點(diǎn)法在考慮柱側(cè)移剛度 d時(shí) , 假設(shè)橫梁的線剛度無窮大 ( 結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為 0) , 對(duì)于層數(shù)較多的框架 , 梁柱相對(duì)線剛度比較接近 , 甚至有時(shí)柱的線剛度反而比梁大 。 ?1933年日本武藤清提出了 ① 修正柱的側(cè)移剛度 和 ② 調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法 。 ?D值法也要解決兩個(gè)主要問題:確定柱側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度 。 基本假定 ( 對(duì)圖中 12柱 ) (1)柱 12及與其上下相鄰的柱的線剛度均為 ic; (2)柱 12及與其上下相鄰的柱的層間位移相等即 δ 1=δ 2=δ 3=δ ; (3)各層梁柱結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等 , 即: θ 1=θ 2=θ 3; (4)與柱 12相交的橫梁線剛度分別為 i1, i2。 由: α — 柱側(cè)移剛度修正系數(shù) , 反映梁柱剛度比對(duì)柱側(cè) 移剛度的影響 。 ① 當(dāng)兩端固定或兩端轉(zhuǎn)角完全相等時(shí) , 反彎點(diǎn)在中點(diǎn) ( θ j1= θ j, Mj1= Mj) 。 ③ 當(dāng)一端為鉸結(jié)時(shí) (支承轉(zhuǎn)動(dòng)剛度為 0), 彎矩 為 0, 即反彎點(diǎn)與該端鉸重合 。 ① 柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比 γ0 γ0 —— 標(biāo)準(zhǔn)框架 ( 各層等高 、 各跨相等 、 各層梁和柱線剛度不變的多層框架 ) 在水平荷載作用下求得的反彎點(diǎn)高度比 。 ?根據(jù)框架總層數(shù) n及該層所在樓層 j以及梁柱線剛度比 K值 , 可從表中查得標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比 γ0。 ?當(dāng) i1+i2< i3+i4時(shí),令 α l=(i1+i2)/ (i3+i4) < 1,根據(jù) α 1和 K值查出 γ1,這時(shí)反彎點(diǎn)應(yīng)向上移,γl取正值。 ?對(duì)于底層柱,不考慮 γ1修正值。 令上層層 高和本層層高之比 h上 / h=α 2, 由 α K可查 得修正值 γ2。 當(dāng) α 2< 1時(shí) , γ2為負(fù)值 , 反彎點(diǎn) 向下移 。 當(dāng) α 3> 1時(shí) , γ2為負(fù) 值 , 反彎點(diǎn)向下移 。 ④ 修正后柱的反彎點(diǎn)高度比 γ ?各層柱的反彎點(diǎn)高度比由下式計(jì)算: γ=γ0+γ1+γ2+γ3 ?各層柱的反彎點(diǎn)高度為: y=γh=(γ0+γ1+γ2+γ3)h ?柱反彎點(diǎn)位置及剪力確定后 , 其余計(jì)算與反彎點(diǎn)法相同 。39。39。39。39。39。 由 剪力引起 的變形 —— 剪切型 :愈到底 層,相鄰兩點(diǎn)間的相對(duì)變形愈大,當(dāng) q向右 時(shí),曲線凹向左。 ? ?22 zHzGA q ?? ?? ? ?HzHzEIqz 4624 222????qH由剪力引起的變形 (剪切型) qH由彎矩引起的變形 (彎曲型) z z 梁柱桿件 彎曲產(chǎn)生的側(cè)移 ,與懸臂柱剪切變形的曲線形狀相似 —— 稱為 剪切型變形曲線 。 框架的總變形由剪切變形和彎曲變形兩部分組 成;在層數(shù)不多的框架中 , 柱軸向變形引起的側(cè)移很 小 , ??珊雎?;在高度較大的框架中 , 柱軸向力加 大 , 柱軸向變形引起的側(cè)移不能忽略;二者疊加以后 的側(cè)移曲線仍以剪切型為主 。 頂點(diǎn)側(cè)移 即所有層 (n層 )層間側(cè)移之總和 。 ? 一般框架在水平荷載作用下 , 只有兩根邊柱軸力 (一拉一壓 )較大 , 中柱軸力很小 。 39。2t a n2VM M bbVV ?? ? ??? 39。 MV式 中 、 — 柱 邊 處 梁 截 面 彎 矩 和 剪 力 ;? 跨中截面 —— 最大正彎矩。MV 、 — 柱 軸 線 處 梁 截 面 的 彎 矩 和 剪 力 ;二 、 柱 控制截面為 上 、 下兩個(gè)端截面 , 柱子多設(shè)計(jì)成 對(duì)稱配筋 。 (4) |M|比較大 (不是絕對(duì)最大 ), 但 N比較小或 N比較大 ( 不是絕對(duì)最小或絕對(duì)最大 ) 。 計(jì)算機(jī)計(jì)算 ?逐層逐跨單獨(dú)布置 。 ?活荷載分跨布置 。 豎向荷載下框架梁彎矩塑性調(diào)幅 降低支座負(fù)彎矩 , 以減少配筋面積 。 根據(jù)實(shí)測結(jié)果可知 , 節(jié)點(diǎn)變形會(huì)使梁端彎矩較彈性計(jì)算值減小約 10% , 再考慮梁端允許出現(xiàn)塑性鉸 ) 。 、柱的截面配筋及構(gòu)造要求 現(xiàn)澆框架橫梁正截面及斜截面的配筋,按 受彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。但當(dāng) q/g≦ 3或考慮塑 性內(nèi)力重分布對(duì)支座彎矩進(jìn)行調(diào)幅時(shí),其彎起 和切斷位置與梁板結(jié)構(gòu)相同。 框架柱屬于偏心受壓構(gòu)件,一般采用 對(duì)稱 配筋 。此外還應(yīng)進(jìn)行斜截面抗 剪承載力計(jì)算。 一、混凝土的強(qiáng)度等級(jí) ?混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C15;當(dāng)采用HRB3
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