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混凝土框架结构设计PPT63页
第4章 框架结构
加腋梁 梁截面惯性矩
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 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。
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
不足的缺点,可在框架结构中增设钢筋混凝土剪力墙,形成框架和剪力墙 结合在一起共同承受竖向和水平力的体系——框架-剪力墙体系,简称框-剪 体系。剪力墙可以是单片墙体,也可以是电梯井、楼梯井、管道井组成的 封闭式井筒。
第4章 框架结构
4.筒体体系 由筒体为主组成的承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。筒
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。
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
第4章 框架结构
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。
第4章 框架结构
框架结构的承重方案
筒中筒结构
第4章 框架结构
4.1.3 结构设计要求
一般建筑结构应满足承载力、刚度和延性的要求,对高层建筑结构尚 应满足整体稳定性和抗倾覆要求。
第4章 框架结构
4.2 框架结构的结构布置
结构布置包括结构平面和竖向布置。对于质量和侧向刚度沿高度分布 比较均匀的结构,只需进行结构平面布置。否则和应该进行结构竖向布置。
第4章 框架结构
4.1 多高层建筑混凝土结构概述 4.1.1 结构类型
目前多、高层建筑混凝土结构类型主要有钢筋混凝土结构、型钢混 凝土结构、钢管混凝土结构和混合结构等。
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。
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 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。
第4章 框架结构
4.1.2 结构体系
多高层房屋结构体系包括水平结构体系(楼、屋盖系统)和竖向结构体 系(墙、柱)。其中水平结构体系中的楼(屋)盖结构承受并传递竖向荷载给竖 向构件。并作为刚性楼盖利用其平面内的无限刚度协调各抗侧构件的变形 和位移;竖向构件承受并传递竖向荷载。竖向结构体系的墙、柱与水平结 构体系中的梁板共同组成房屋的抗侧空间结构,共同抵抗侧向力作用。
第4章 框架结构
1.框架结构 由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构称为框架结构
(如图所示)。框架结构体系的最大特点是承重结构和围护、分隔构件完 全分开,墙只起围护、分隔作用。框架结构建筑平面布置灵活,空间划分 方便,易于满足生产工艺和使用要求,构件便于标准化,具有较高的承载 力和较好的整体性。
第4章 框架结构
4.3 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。
第4章 框架结构
2. 剪力墙体系 利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构称为剪力墙结构体
系。所谓剪力墙,实质上是固结于基础的钢筋混凝土墙片,具有很高的抗 侧移能力。因其既承担竖向荷载,又承担框架-剪力墙体系 为了弥补框架结构随房屋层数增加,水平荷载迅速增大而抗侧移刚度
框架结构平面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,这些均应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。
第4章 框架结构
(2)框架结构体系的优缺点 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
体是由若干片剪力墙围合而成的封闭井筒式结构,其受力与一个固定于基 础上的筒形悬臂构件相似。根据开孔的多少,筒体有空腹筒和实腹筒之分。 实腹筒一般由电梯井、楼梯间、管道井等形成,开孔少,因其常位于房屋 中部,故又称核心筒。空腹筒又称框筒,由布置在房屋四周的密排立柱和 截面高度很大的横梁组成。
外筒-内框结构 成束筒结构
第4章 框架结构
混凝土结构设计
混凝土框架结构设计
第4章 框架结构
主要内容:
重点:
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
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 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。