混凝土结构设计框架结构部分
4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构
梁水平加腋后,改善了梁柱节点的受力性能,故节点有效宽度
bj宜按下列规定取值: 当x = 0时,bj按下式计算: bj ≤ b b + bx
当x≠0时,bj取下列二式计算的较大值: bj ≤ bb + bx + x bj ≤ bb + 2 x
且应满足bj ≤ bb + 0.5hc,其中hc为柱截面高度。
覆力矩,使框架柱产生轴向变形(一侧柱拉伸,另一侧柱压缩),形成框
架结构的整体弯曲变形ub。 当框架结构房屋的层数不多时,其侧移主要表现为整体剪切变形,整 体弯曲变形的影响很小。
4.1 结构组成和结构布置
第4章 框架结构
框架结构的侧移
4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构
(2)框架结构体系的优缺点
的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析,每榀平面框 架为一计算单元。
4.2 框架结构的计算简图及荷载
第4章 框架结构
为了降低楼层高度, 可将梁设计成宽 度较大而高度较小的 扁梁,扁梁的截面高
加腋梁
度可按 (1/18~1/15)lb
估算。扁梁的截面宽
度b(肋宽)与其高 度h的比值b/h不宜超 过 3。
梁截面惯性矩 4.2 框架结构的计算简图及荷载
第4章 框架结构 柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定,也可先根据其所受轴力按轴心 受压构件估算,再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即 Ac ≥ (1.1~1.2)N / fc N = 1.25Nv
4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构
1
框架结构的计算简图及荷载
梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计 时,通常由经验或估算先选定截面尺寸,以后进行承载力、变形等验算,检 查所选尺寸是否合适。
梁截面尺寸确定
框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等, 按hb = (1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏,hb不宜大于1/4净 跨。主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb,且不宜小于200mm。为了保证梁的 侧向稳定性,梁截面的高宽比(hb/bb)不宜大于4。
4.1 结构组成和结构布置
第4章 框架结构
2
结构布置(structural configuration)
框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式(柱网布置)和 选择结构承重方案,这些均必须满足建筑平面及使用要求,同时也须使 结构受力合理,施工简单。
民用建筑柱网布置 4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构
框架结构(frame structure)由梁、柱构件通过节点连接构成, 如整幢房屋均采用这种结构形式,则称为框架结构体系或框架结构房屋。
框架结构平面布置和剖面示意图 4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构 按施工方法不同,框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。 (1)框架结构的受力特点 在竖向荷载和水平荷载作用下,框架结构各构件将产生内力和变形。 框架结构的侧移一般由两部分组成:由水平力引起的楼层剪力,使梁、柱 构件产生弯曲变形,形成框架结构的整体剪切变形us;由水平力引起的倾
式中 Ac为柱截面面积;N为柱所承受的轴向压力设计值;Nv为 根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值;1.25为重力 荷载的荷载分项系数平均值;重力荷载标准值可根据实际荷载取值, 也可近似按(12~14)kN/m2计算;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。
4.2 框架结构的计算简图及荷载
第4章 框架结构
框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱截面直经
不宜小于350mm,柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破
坏,柱净高与截面长边之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2。 梁截面惯性矩 在结构内力与位移计算中,与梁一起现浇的楼板可作为 框架梁的翼缘,每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍; 装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍;无现浇面层 的装配式楼面,楼板的作用不予考虑。
框架结构的承重方案
1)横向框架承重。 主梁沿房屋横向布置,板和连系梁沿房屋纵向布置。 2)纵向框架承重。 主梁沿房屋纵向布置,板和连系梁沿房屋横向布置。
3)纵、横向框架承重。
房屋的纵、横向都布置承重框架 ,楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼 盖。
4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构
框架结构的承重方案
建筑平面布置灵活,能获得大空间(特别适用于商场、餐厅等),也
可按需要做成小房间; 建筑立面容易处理;结构自重较轻;
计算理论比较成熟;
在一定高度范围内造价较低。 框架结构的侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较大,有时会影响
正常使用;如果框架结构房屋的高宽比较大,则水平荷载作用下的侧移
也较大,而且引起的倾覆作用也较严重。 因此,设计时应控制房屋的高度和高宽比。
设计中,为简化计算,也可按下式近似确定梁截面惯性矩I:
I I 0
4.2 框架结构的计算简图及荷载
第4章 框架结构 2 框架结构的计算简图 计算单元
框架结构的计算单元及计算模型
4.2 框架结构的计算简图及荷载
第4章 框架结构
框架结构房屋是空间结构体系,一般应按三维空间结构进行分析。
但对于平面布置较规则的框架结构房屋,为了简化计算,通常将实际
第4章 框架结构
主要内容:
结构组成和结构布置 框架结构的计算简图及荷载 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算
荷载效应组合和构件设计
框架结构的构造要求
重点:
结构组成和结构布置
框架结构的计算简图及荷载
反弯点法,D值法
第4章
内容要点
第4章 框架结构
1
结构组成及特点
4.1结构组成和结构布置
第4章 框架结构
在框架结构布置中,梁、柱轴线宜 重合,如梁须偏心放置时,梁、柱中心 线之间的偏心距不宜大于柱截面在该方 面宽度的1/4。如偏心距大于该方向柱宽 的1/4时,可增设梁的水平加腋。 试验表明,此法能明显改善梁柱节 承受反复荷载的性能。
梁端水平加腋处平面图
梁水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜满足下列要求: bx / lx ≤ 1/2 , bx / bb ≤ 2/3 , bb + bx + x ≥ bc/2