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文檔簡介
鋼筋混凝土框架結構建筑之家.12/9/20221鋼筋混凝土框架結構建筑之家.12/9/20221定義多高層建筑結構的常用形式之一;也是高層建筑的基本結構單元;由梁和柱為主要構件組成。.12/9/20222定義多高層建筑結構的常用形式之一;.12/9/20222類型按框架構件組成分類梁板式結構由梁、板、柱三種基本構件組成。這種骨架形式的框架結構,廣泛用于多層與高層房屋建筑上,是典型的框架結構型式。本章討論的主要是這種框架結構型式。無梁式結構由板、柱組成,實質是無梁樓蓋結構。柱與樓板整體連接(板柱的連接剛度比梁柱的連接剛度小),柱除承受軸向力外,柱端彎矩按“等代框架法”進行計算。從結構選型的角度來說,無梁樓蓋不是骨架體系。從結構受力角度看,其內力分析與框架結構類似,也是框架結構的一種。.12/9/20223類型按框架構件組成分類.12/9/20223類型按框架的施工方法現澆整體式框架構件均在現場澆注成整體,整體性和抗震性好,構件尺寸不受限制。對使用功能的適用性大。裝配式框架框架構件采取預制安裝,施工進度快,工業化程度高。構件節點連接構造應達到剛性節點的要求。節點連接構造的作法仍在不斷研究改進中。現在未普及應用。.12/9/20224類型按框架的施工方法.12/9/20224類型按框架的施工方法半現澆框架梁柱現澆、樓板預制;或現澆柱、預制梁板。節點構造簡單,比全現澆框架可節約模板20%左右比全裝配框架可以節約鋼材和水泥20%左右。結構整體性強,抗震能力高。裝配整體式框架將預制梁、柱裝配就位后,通過局部現澆混凝土使構件聯結成整體的框架。保證了節點的剛接,結構整體性好,可省去連接件,但增加了現場澆搗混凝土的工作量,更適合于地震區采用。.12/9/20225類型按框架的施工方法.12/9/20225類型按框架的承重結構全框架(純框架)樓、屋面荷載全部由框架承擔;外墻僅起圍護作用;整體性和抗震性好;屬于純框架。內框架(半框架、龍骨架)樓、屋面荷載由框架和外墻共同承擔;計算簡圖形象如龍骨,故也稱之為“龍骨架”;房屋層數不多且外墻足夠厚時,可采用內框架;兩種材料剛度不協調,整體性和總體剛度比較差。有抗震要求的房屋不宜采用。.12/9/20226類型按框架的承重結構.12/9/20226第四篇鋼筋混凝土框架結構優點建筑平面布置靈活;結構自重較輕,在一定的高度范圍內造價較低;結構整體性和抗震性好。缺點本身的柔性較大,抗側剛度較小,在風荷載作用下水平位移較大;在地震作用下,非結構構件破壞比較嚴重。宜采用重量輕且又能承受較大變形的隔墻材料。在高烈度地區,由于層間位移和頂點位移的限制,建筑較高時將難以滿足要求,或雖能滿足但梁柱截面尺寸過大,配筋也較多,不夠經濟;梁柱節點構造復雜,在裝配式框架結構中更為突出。.12/9/20227第四篇鋼筋混凝土框架結構優點.12/9/20227第四篇鋼筋混凝土框架結構應用范圍:框架結構不宜用于層數較多的高層建筑,一般多用于辦公樓、教學樓、旅館及工業廠房等多層建筑中;一般在非地震區,鋼筋混凝土框架結構可用于15層以下建筑;在一般地震區則以不超過10~12層為宜,8度及8度以上烈度的地震區,一般以8層以下為最佳。.12/9/20228第四篇鋼筋混凝土框架結構應用范圍:.12/9/20228第一章框架結構設計的基本要求1.1結構布置與結構體系1.2梁、柱截面尺寸及布置1.3填充墻布置.12/9/20229第一章框架結構設計的基本要求1.1結構布置與結構體系.1.1結構布置與結構體系結構布置包括結構平面布置和結構剖面布置。對于一般樓面標高變化不大的房屋.可只作結構平面布置。對于同一層樓面標高變化較大的房屋,梁、板的標高較為復雜時,尚應進行結構剖面布置,顯示結構構件的空間位置的相互關系。結構布置應在建筑平面、立面和剖面確定之后進行,且應注意結構層與建筑層的關系。首層結構梁板應參照二層建筑平面圖進行布置,但雨篷和過梁等位于層高半腰位置的構件應參照首層建筑平面圖進行布置。結構布置圖是結構工程師估算結構設計工作量、確定結構計算簡圖、進行荷載計算的依據,也是利用程序直接進行電算的主要依據,同時還是施工人員了解結構總體布置、結構構件類型及其平面和空間位置的主要根據。.12/9/2022101.1結構布置與結構體系結構布置.12/9/2022101.1結構布置與結構體系結構布置鋼筋混凝土框架結構一般抗側剛度較差,節點受壓、受剪等應力狀態復雜,在烈度較高的地震作用下,框架梁柱節點均易于產生各種破壞,在方案及選型設計時,框架結構體系的建筑體型及結構布置應符合抗震構造要求。.12/9/2022111.1結構布置與結構體系結構布置.12/9/2022111.1.1結構體系雙向抗側力體系框架結構只能承受自身平面內的水平力,因此框架應沿建筑的兩個主軸雙向設置,形成雙向梁柱抗側力體系。剛接體系除個別部位外,框架的梁柱應采用剛接,以增大結構剛度和整體性;抗震設計時不宜采用單跨框架。純框架體系抗震設計的框架結構,不應采用部分由砌體承重的混合形式。框架結構中的樓、電梯間及局部突出屋頂的電梯機房、樓梯間、水箱間等,應采用框架承重結構,不應采用砌體墻承重。.12/9/2022121.1.1結構體系雙向抗側力體系.12/9/202211.1.2建筑結構的規則性建筑結構的規則性對抗震能力的重要影響的認識始自若干現代建筑在地震中的表現。布置原則建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的設計方案結構設計滿足建筑功能要求,使結構合理、受力明確、傳力直接。結構傳力路徑簡單、合理、抗震子結構明確有利于抵抗水平和豎向荷載,受力明確,傳力直接,減少扭轉.12/9/2022131.1.2建筑結構的規則性建筑結構的規則性對抗震能力的重要1.1.2建筑結構的規則性平面布置應力求簡單、規則、對稱、均勻,質心與剛心宜接近,以減少扭轉;避免過大內收和外伸(凹角處應力集中),避免平面不規則結構,豎向布置沿高度之剛度、質量分布應均勻、連續;避免立面不規則結構。.12/9/2022141.1.2建筑結構的規則性平面布置.12/9/2022141.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。a)有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,b)開洞面積大于該層樓面面積的30%,c)較大的樓層錯層樓板局部不連續結構平面凹進的一側尺寸,大于相應投影方向總尺寸的30%凹凸不規則樓層的最大彈性水平位移(或層間位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的1.2倍扭轉不規則定義不規則類型.12/9/2022151.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型樓板的尺寸和平面1.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型1.扭轉不規則樓層的最大彈性水平位移(或層間位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的1.2倍.12/9/2022161.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型1.扭轉不規則樓1.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型結構平面凹進的一側尺寸,大于相應投影方向總尺寸的30%2.凹凸不規則B>0.3BmaxBmaxBmaxB>0.3BmaxBmaxB>0.3BmaxBmaxB>0.3Bmax.12/9/2022171.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型結構平面凹進的一1.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型3.樓板局部不連續樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。a)有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,b)開洞面積大于該層樓面面積的30%,c)較大的樓層錯層.12/9/2022181.1.2建筑結構的規則性平面不規則的類型3.樓板局部樓板1.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%樓層承載力突變豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等向下傳遞豎向抗側力構件不連續該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%側向剛度不規則定義不規則類型.12/9/2022191.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型抗側力結構的層間1.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型1.側向剛度不規則該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%軟弱層.12/9/2022201.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型1.側向剛度不規1.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型2.豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等)向下傳遞.12/9/2022211.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型2.豎向抗側力構1.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型3.樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%薄弱層.12/9/2022221.1.2建筑結構的規則性豎向不規則的類型3.樓層承載力突1.1.2變形縫優點設置變形縫后,結構雖然變得簡單、規則問題由于縫兩側均需布置框架而使結構復雜和建筑使用不便;較大的變形縫使建筑立面處理困難;地下部分容易滲漏、防水處理困難;在地震區,地震時縫兩側結構進入彈塑性狀態,位移急劇增大而發生相互碰撞,產生嚴重的震害。.12/9/2022231.1.2變形縫優點.12/9/2022231.1.2變形縫處理原則一般情況下宜采用調整平面形狀與尺寸、加強構造措施,設置后澆帶等方法盡量不設縫、少設縫。建筑設計方面應采用調整平面形狀、尺寸、體型等措施結構設計方面應選擇節點連接方式、配置構造鋼筋、設置剛性層等施工方面分階段施工、設置后澆帶、加強保溫隔熱等措施。.12/9/2022241.1.2變形縫處理原則.12/9/2022241.1.3變形縫伸縮縫當房屋的長度較大時,溫度收縮會使結構產生裂縫。宜將房屋上部結構用伸縮縫斷開。沉降縫(1)建筑平面的轉折部位;(2)高度差異(或荷載差異)較大處;(3)地基土的壓縮性有顯著差異處;(4)建筑結構(或基礎)類型不同處;(5)分期建造房屋的交界處;過長的鋼筋泥凝上框架結構的適當部位,宜將伸縮縫與沉降縫合并設置。伸縮縫與沉降縫的寬度一般不小于50mm。.12/9/2022251.1.3變形縫伸縮縫.12/9/2022251.1.3變形縫防震縫考慮因素防震縫的設置,主要與建筑平面形狀、高差、剛度和質量分布等因素有關。設置要求防震縫寬度應根據抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差情況確定,應將房屋劃分為簡單規則的形狀,使每一部分成為獨立的抗震單元。避免地震作用下薄弱部位造成震害。其兩側的上部結構應完全分開。抗震設計的建筑結構,當需要設伸縮縫、沉降縫時,也應符合防震縫寬度的要求。.12/9/2022261.1.3變形縫防震縫.12/9/2022261.1.3變形縫防震縫最小寬度要求結構類型結構高度H(m)各抗震設防烈度下防震縫最小寬度(mm)6度7度8度9度框架H≤1570707070H>1570+20(H-15)/570+20(H-15)/470+20(H-15)/370+20(H-15)/2框架-剪力墻相應高度框架結構計算值的70%,且不小于70剪力墻相應高度框架結構計算值的50%,且不小于70.12/9/2022271.1.3變形縫防震縫結構結構高度H(m)各抗震設防烈度下1.1.3變形縫防震縫最小寬度要求防震縫兩側結構類型不同時,按不利體系考慮,并按低的房屋高度計算縫寬。th框架框架-抗震墻.12/9/2022281.1.3變形縫防震縫th框架框架-抗震墻.12/9/201.1.3變形縫防震縫高低層不宜用牛腿相連,宜用防震縫分開。高低層相連,高度和重量相差懸殊,振動時頻率不同,必然互相推拉擠壓,使牛腿連接處產生很大的應力集中,在反復的拉力、壓力作用下,容易引起牛腿破壞。牛腿破壞.12/9/2022291.1.3變形縫防震縫牛腿破壞.12/9/2022291.1.4柱網布置原則框架結構的柱網布置既要滿足生產工藝和建筑平面布置的要求,又要使結構受力合理,施工方便。柱網布置應力求做到簡單、規則、整齊,柱網尺小應符合經濟原則,盡量符合模數;考慮因素柱網尺寸及層高應根據建筑功能要求,施工條件及材料設備等各方面因素來確定。從使用上來說,柱網尺寸愈大愈好;但梁的截面高度不僅影響建筑凈高,而且對框架的抗側剛度的影響很大。考慮到抗震設計時的延性要求,梁的截面尺寸不宜太大,因此框架結構柱網尺寸宜為6~8m,不宜超過9m。需要大尺寸的柱網(如9~12m)時,應考慮采用預應力混凝土粱。.12/9/2022301.1.4柱網布置原則.12/9/2022301.1.4柱網布置A多層工業廠房既要滿足生產工藝和建筑平面布置的要求,又要使結構受力合理,施工方便。生產工藝的要求是廠房平面設計的主要依據。柱網平面布置主要有內廊式、等跨式、對稱不等跨式.12/9/2022311.1.4柱網布置A多層工業廠房.12/9/202231.1.4柱網布置A多層工業廠房內廊式內廊式柱網常為對稱三跨(A+B+A):A—邊跨跨度(房間進深)常為6m、6.6m、6.9m,B—中間跨為走廊,跨度常為2.4m、2.7m、3.0m。開間方向,柱距為6m。等跨式等跨式柱網適用于廠房、倉庫進深常為6m、7.5m、9m、12m,從經濟考慮不宜超過9m。開間方向的柱距常為6m。對稱不等跨式常用于建筑平面寬度較大的廠房.12/9/2022321.1.4柱網布置A多層工業廠房.12/9/202231.1.4柱網布置B多層民用建筑民用房屋種類繁多,功能要求各有不同,難以硬性統一一般情況下,柱網尺寸的適宜范圍為:柱距,3.3~8m(單開間或雙開間);跨度:6~12m(從經濟考慮不宜超過9m)。柱網平面布置主要有內廊式、等跨式.12/9/2022331.1.4柱網布置B多層民用建筑.12/9/202231.1.4柱網布置C復雜平面上的柱網框架柱網布置越簡單、規則、整齊對結構就越有利,經濟效果就越好。從建筑的角度出發,高層建筑常常采用周邊復雜的形式以提高建筑的藝術效果。在復雜的建筑平面上,力求簡單的框架柱網布置,是一個很重要的配合問題。典型的房屋平面布置形式和柱網布置方法以及現代建筑中的幾個實例。.12/9/2022341.1.4柱網布置C復雜平面上的柱網.12/9/202231.1.4柱網布置C復雜平面上的柱網典型實例.12/9/2022351.1.4柱網布置C復雜平面上的柱網.12/9/202231.1.5樓、電梯間布置在烈度較高的抗震設防區、樓、電梯間不宜布置在結構單元的兩端和拐角部位。在地震力作用下,由于結構單元的兩端扭轉效應最大,拐角部位受力更是復雜,而各層樓板在樓、電梯間處都要中斷,致使受力不利,容易發生震害。如果樓、電梯間必須布置在兩端或拐角處,則應采取加強措施。.12/9/2022361.1.5樓、電梯間布置在烈度較高的抗震設防區、樓、電梯間1.2梁、柱截面尺寸及布置柱柱的截面高度不宜小于300mm;小于時其承載力需做20%的折減,一般采用方形柱,不用變截面柱,只改變混凝土標號。以此來初步確定柱的截面尺寸。縱橫兩個方向上不宜相差過大。矩形柱邊長比不宜超過1.5。柱凈高與截面高度之比不宜小于4。小于4,變形能力要求較高,因為短柱剛度大易剪壞,需設全長加密箍筋。層高與柱截面高度之比不宜大于15經驗數值,大于15時不易滿足水平側移要求。.12/9/2022371.2梁、柱截面尺寸及布置柱.12/9/2022371.2梁、柱截面尺寸及布置柱截面尺寸估算(按軸壓比)mc:允許軸壓比,三級0.9,二級0.8,一級0.7。N
:豎向荷載與地震作用組合的最大軸力設計值。gG:分項系數,取為1.2;w:單位面積重量,取為12~14kN/m2;S:柱承載樓面面積;n:柱設計截面以上樓層數;b1:一、二級抗震設計角柱為1.3,其余為1.0b2:水平力使軸力增大的系數,7度1.05,8度1.1,9度1.2。.12/9/2022381.2梁、柱截面尺寸及布置柱mc:允許軸壓比,三級0.91.2梁、柱截面尺寸及布置框架梁梁寬不宜小于200mm,且不宜小于柱寬的1/2;節點要求,聯結緊密;
梁截面的高寬比小于4;抗剪要求,避免形成薄腹梁降低其抗剪性能;梁凈跨與截面高度之比宜大于4;避免形成深梁,以抗剪為主,脆性破壞。考慮強度與剛度的需要,取值如下:框架梁高h=1/8~1/14l,l為梁跨;通常取1/10l;框架梁寬b=1/2~1/3h;一般不小于300mm。.12/9/2022391.2梁、柱截面尺寸及布置框架梁.12/9/2022391.2梁、柱截面尺寸及布置框架梁截面尺寸估算將框架梁看作簡支梁,計算跨中彎矩M0。取框架梁彎矩M=(0.5~0.7)M0取經濟配筋率r=0.8~1.5%取框架梁寬b=300,計算受壓區相對高度x.12/9/2022401.2梁、柱截面尺寸及布置框架梁.12/9/2022401.2梁、柱截面尺寸及布置
次梁作用承托圍護墻、隔墻減小板的跨度洞口邊緣的封梁梁高h(l為梁跨)簡支梁:h=1/12~1/15l;連續梁:h=1/12~1/20l
井字梁:h=1/15~1/20l;懸挑梁:h=1/5~1/7l
梁寬b梁寬b=1/2~1/3h;一般取200mm,250mm。托隔墻時,一般與墻同寬。.12/9/2022411.2梁、柱截面尺寸及布置次梁.12/9/2022411.2梁、柱截面尺寸及布置梁柱偏心框架結構梁、柱中心線宜重合。當梁柱中心線不能重合時,計算中應考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造的不利影響,及梁荷載對柱的偏心影響。梁柱中線之間偏心距9度抗震設計時不應大于柱截面在該方向寬度的1/4;非抗震設計和6~8度抗震設計時不宜大于柱截面在該方向寬度的1/4。.12/9/2022421.2梁、柱截面尺寸及布置梁柱偏心.12/9/2022421.2梁、柱截面尺寸及布置過大偏心處理若建筑上要求柱墻外平,則梁寬應不小于柱在該方向寬度的一半。不滿足該要求時,可在梁上設外挑沿,承托填充墻;或增設梁的水平加腋。設置水平加腋后,在計算中仍應考慮梁柱偏心的不利影框架結構梁、柱中心線宜重合。.12/9/2022431.2梁、柱截面尺寸及布置過大偏心處理.12/9/20221.2梁、柱截面尺寸及布置懸挑梁長度應以懸臂彎矩與內梁跨中彎矩的大小接近為宜。影響彎矩大小的因素是:荷載情況,內梁跨度、柱距和外伸長度等,所以,外伸長度不能絕對地一概而論。均布荷載作用下,外伸長度不應大于1/2內梁跨度,也不宜小于1/4內梁跨度,比較合適的是約為1/3內梁跨度左右。外伸長度絕對值不大于3.0m。.12/9/2022441.2梁、柱截面尺寸及布置懸挑梁長度.12/9/202241.3框架填充墻布置填充墻作用圍護和分割房間震害由于其自重較大,抗側剛度也很大,如果布置不當,極易形成偏心,產生扭轉,難免出現震害,甚至影響主體結構的安全。在窗臺以下連續砌筑砌體填充墻,將使框架柱形成短柱,發生脆性破壞。要求抗震設計時,應優先選用輕質墻體。采用砌體填充墻時,在平面和豎向的布置宜均勻對稱,以減少因抗側剛度偏心所造成的扭轉,并應避免形成短柱及上下層剛度變化過大。.12/9/2022451.3框架填充墻布置填充墻作用.12/9/202245第二章內力與位移計算
2.1計算簡圖2.2豎向荷載作用下的內力計算2.3水平荷載作用下的內力計算2.4水平荷載作用下側移計算.12/9/202246第二章內力與位移計算2.1計算簡圖.12/9/202第二章內力與位移計算一般采用各種空間單元模型的計算分析程序進行計算。但一些近似計算的手算方法,由于計算簡便,易于掌握,常用于初步設計時的估算及方案比較中。掌握其內力和變形的規律,也有助于從概念上判斷程序計算結果的合理性和可靠性。框架是典型的桿系結構,根據平面結構假定和樓板自身平面剛度無限大的假定,近似計算時一般將其簡化為橫向和縱向的若干榀平面框架,分別計算這些框架。.12/9/202247第二章內力與位移計算一般采用各種空間單元模型的計算分析程第二章內力與位移計算計算方法豎向荷載作用下按其承受的豎向荷載面積的計算大小荷載,然后按平面框架作近似分析;水平荷載作用下各榀框架所受的側向力,按各榀框架的抗側剛度大小進行分配。考慮扭轉時先按平面框架作近似分析,再對上述結果進行修正。.12/9/202248第二章內力與位移計算計算方法.12/9/2022482.1計算簡圖
計算單元的確定一般情況下,為簡化計算,常忽略結構縱向和橫向之間的聯系,忽略各構件的抗扭作用,將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進行分析計算。當采用現澆樓蓋時,樓面分布荷載一般可按角平分線傳至相應兩側的梁上,水平荷載則簡化成節點集中力。.12/9/2022492.1計算簡圖計算單元的確定.12/9/2022492.1計算簡圖
節點的簡化現澆鋼筋混凝土結構中,應簡化為剛接節點。裝配式框架結構節點簡化成鉸接點或半鉸接點。裝配整體式框架結構可以認為是剛接節點。當然這種節點的剛性不如現澆式框架好,節點梁端的實際負彎矩要小于按剛性節點假定所得到的計算值。框架支座可分為固定支座和鉸支座,當為現澆鋼筋混凝土柱時,一般設計成固定支座,當為預制柱杯形基礎時,則應視構造措施不同分別簡化為固定支座和鉸支座。.12/9/2022502.1計算簡圖節點的簡化.12/9/2022502.1計算簡圖
跨度與層高的確定結構計算簡圖中,桿件用其軸線來表示。框架梁的跨度即取柱子軸線之間的距離,當上下層柱截面尺寸變化時,一般以最小截面的形心線來確定。框架的層高即框架柱的長度,可取相應的建筑層高,即取本層樓面至上層樓面的高度,但底層的層高則應取基礎頂面到二層樓板頂面之間的距離。.12/9/2022512.1計算簡圖跨度與層高的確定.12/9/2022512.1計算簡圖
構件截面彎曲剛度的計算在計算框架梁截面慣性矩I時應考慮到樓板的影響。假定梁的截面慣性矩I沿軸線不變,現澆樓蓋,中框架取I=2I0,邊框架取I=1.5I0;裝配整體式樓蓋,中框架取I=1.5I0,邊框架取I=1.2I0;裝配式樓蓋,則按梁的實際截面計算I。I0為矩形截面梁的截面慣性矩。.12/9/2022522.1計算簡圖構件截面彎曲剛度的計算.12/9/20222.1計算簡圖
荷載計算豎向荷載結構自重及樓(屋)面活荷載,分布荷載/集中荷載。樓面活荷載,不可能以荷載規范所給的標準同時滿布在所有的樓面上,所以在結構設計時可考慮樓面活荷載折減。水平荷載風荷載和水平地震作用,簡化為框架節點上的水平集中力。風荷載風荷載的計算方法與單層廠房相同。水平地震作用當高度不超過40m,且質量和剛度沿高度分布比較均勻時,宜采用底部剪力法計算水平地震作用。.12/9/2022532.1計算簡圖荷載計算.12/9/2022532.2豎向荷載作用下的內力計算特點多層框架結構在豎向荷載作用下,側移比較小,可近似作為無側移框架按力矩分配法進行內力分析。近似計算方法分層法二次彎矩分配法活荷載不利布置的處理進行上述計算時,活荷載一般按各跨滿布考慮,一次計算,活荷載各種不利布置通常可由放大滿布活荷載時求得的彎矩來考慮,該放大系數可取1.1~1.2。.12/9/2022542.2豎向荷載作用下的內力計算特點.12/9/2022542.2.1分層法基本假定在豎向荷載作用下框架側移很小,可作為無側移框架按力矩分配法進行內力分析。各層荷載對其他層桿件內力影響不大,可以忽略。參數修正柱剛度修正:底層柱1.0;其余層0.9彎矩傳遞系數:底層柱1/2;其余層1/3.12/9/2022552.2.1分層法基本假定.12/9/2022552.2.1分層法計算簡圖.12/9/2022562.2.1分層法計算簡圖.12/9/2022562.2.1分層法
計算特點梁彎矩:分層計算所得梁彎矩即為最后彎矩。柱內力:必須將上、下兩層所得同一根柱子的內力疊加。計算結果,結點上的彎矩可能不平衡,但誤差不會很大。.12/9/2022572.2.1分層法計算特點.12/9/2022572.2.1分層法計算步驟梁固端彎矩框架分層梁柱線剛度現澆樓板梁剛度增大邊梁1.5,中梁2.0
分配傳遞系數彎矩分配傳遞節點彎矩梁剪力柱彎矩疊加柱軸力梁端彎矩調幅梁跨中彎矩調幅15%。調幅后的梁跨中正彎矩不得小于按簡支梁計算的跨中彎矩的50%.12/9/2022582.2.1分層法計算步驟梁固端彎矩框架分層梁柱線剛度現澆樓2.2.2二次彎矩分配法近似計算方法將各結點的不平衡彎矩同時作分配和傳遞,并以兩次分配為限。基本假定在豎向荷載作用下框架側移很小,可作為無側移框架按力矩分配法進行內力分析。特點與分層法相比,由于考慮了各層荷載對其他層桿件內力的影響,因而其計算結果分層法更精確,而且結點上的彎矩是平衡的;與精確法計算結果相比,誤差甚小,可以滿足工程需要。.12/9/2022592.2.2二次彎矩分配法近似計算方法.12/9/20225梁剪力彎矩二次分配2.2.2二次彎矩分配法計算步驟梁固端彎矩梁柱線剛度彎矩分配分配傳遞系數彎矩傳遞梁端彎矩調幅柱軸力現澆樓板梁剛度增大邊梁1.5,中梁2.0彎矩疊加梁跨中彎矩調幅15%。調幅后的梁跨中正彎矩不得小于按簡支梁計算的跨中彎矩的50%.12/9/202260梁剪力彎矩二次分配2.2.2二次彎矩分配法計算步驟梁固端彎2.3水平荷載作用下的內力計算風荷載和水平地震作用由精確法分析可知,框架結構在節點水平力作用下定性的彎矩圖和變形圖如圖。各桿彎矩都是直線形,每個立柱一般都有一個反彎點。因梁的軸向變形忽略不計,故同一層內的各節點具有相同的側向位移,同一層內的各柱具有相同的層間位移。這里所謂的反彎點,是指桿件受力后,桿件上彎矩為零的點,該點也是桿件變形曲線上的拐點。.12/9/2022612.3水平荷載作用下的內力計算風荷載和水平地震作用.12/2.3.1反彎點法關鍵問題確定各柱內的剪力及反彎點的位置求各柱的柱端彎矩由節點平衡條件求梁端彎矩及整個框架結構的其他內力.12/9/2022622.3.1反彎點法關鍵問題.12/9/2022622.3.1反彎點法基本假定1)求各個柱的剪力時,假定各柱上下端都不發生角位移,即認為梁的線剛度與柱的線剛度之比為無限大。2)各柱的反彎點位置中間層:反彎點居中假定各個柱的上、下端節點轉角均相同底層:反彎點2/3h由于底端固定而上端實際有轉角,反彎點向上移,通常假定反彎點在距底端2h/3高度處。3)梁端彎矩由節點平衡條件求出,按節點左右梁的線剛度進行分配。4)不考慮框架橫梁的軸向變形。.12/9/2022632.3.1反彎點法基本假定.12/9/2022632.3.1反彎點法方法及步驟水平力平衡Vi1Vi2Vi3D=1d=12i/h2剛度分配柱剪力柱平衡求柱端彎矩梁平衡求梁剪力節點平衡柱軸力節點平衡求梁端彎矩.12/9/2022642.3.1反彎點法方法及步驟水平力平衡Vi12.3.2修正反彎點法—D值法反彎點法的缺陷房屋層數較多時,通常柱截面較大,梁柱線剛度之比也就較小,結點轉角較大,用反彎點法計算的內力誤差較大。應采用即D值法計算水平荷載下框架的內力。D值法要點修正柱的抗側移剛度。調整反彎點高度。基本假定樓板在自身平面內的剛度為無窮大。不考慮扭轉的影響,即各柱的水平位移均相同。各層柱剪力與柱的抗側剛度D值成正比。
.12/9/2022652.3.2修正反彎點法—D值法反彎點法的缺陷.12/2.3.2修正反彎點法—D值法修正柱的抗側移剛度—D值ac—柱剛度修正系數,與梁柱線剛度之比有關影響因素:柱線剛度、上下梁線剛度和柱端其他約束條件等。
.12/9/2022662.3.2修正反彎點法—D值法修正柱的抗側移剛度—D值2.3.2修正反彎點法—D值法ac—柱剛度修正系數樓層簡圖Kac一般柱底層柱固結鉸結鉸結有連梁.12/9/2022672.3.2修正反彎點法—D值法ac—柱剛度修正系數樓2.3.2修正反彎點法—D值法調整柱的反彎點高度yhy0—標準反彎點高度系數,即在各層等高、各跨相等、各層梁和柱線剛度不變時柱反彎點高度系數。y1—上下層梁線剛度不等時反彎點高度系數的修正值。y2、y3—上下層層高不等時反彎點高度系數的修正值。
.12/9/2022682.3.2修正反彎點法—D值法調整柱的反彎點高度yh2.3.2修正反彎點法—D值法反彎點高度系數修正(y1)當(i1+i2)<(i3+i4)時,令a1=(i1+i2)/(i3+i4),按a1和K查表,y1為正;當(i1+i2)>(i3+i4)時,令a1=(i3+i4)/(i1+i2),按a1和K查表,y1為負;.12/9/2022692.3.2修正反彎點法—D值法反彎點高度系數修正(y1)2.3.2修正反彎點法—D值法反彎點高度系數修正(y2和y3)令a2=h上/h、a3=h下/h,查表得y2、y3,對于最上層,不考慮y2修正值;對于最底層,不考慮y3修正值。.12/9/2022702.3.2修正反彎點法—D值法反彎點高度系數修正(y2和2.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟1)將樓層剪力Vj按該層各柱的抗側剛度D值分配到各柱,求得各柱的剪力Vij。Vij——第j層第i柱的剪力;Dij——第j層第i柱的抗側剛度D值;SDij——第j層所有柱D值總和;Vj——第j層由外荷載引起的總剪力。2)求各柱的反彎點高度yh。
.12/9/2022712.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟.122.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟3)由反彎點高度yh及i柱的剪力Vij計算柱上、下端彎矩柱下端彎矩柱上端彎矩.12/9/2022722.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟.12/9/2.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟4)根據節點平衡條件,確定梁端彎矩邊節點中間節點,按節點左、右梁的線剛度比例進行分配.12/9/2022732.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟.12/9/2.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟5)梁的剪力由梁兩端的彎矩之和除以梁跨度求得。6)柱的軸力自上而下逐層疊加梁的剪力求得。.12/9/2022742.3.2修正反彎點法—D值法D值法計算步驟.12/92.4水平荷載作用下側移計算框架的總側移變形由兩部分變形組成。梁柱彎曲變形產生的側移柱軸向變形引起的側移近似計算中,變形應分別計算,然后疊加。框架側移主要是由水平荷載引起的。層數不多的框架中,由于高寬比較小,軸向變形引起的側移很小,常常可以忽略;在近似計算中,只需計算由桿件彎曲變形產生的側移,即所謂剪切型變形。在高度較大的的框架中,柱軸向力加大。柱軸向變形引起的側移不能忽略。.12/9/2022752.4水平荷載作用下側移計算框架的總側移變形由兩部分變形組2.4水平荷載作用下側移計算梁柱彎曲變形產生的側移由梁柱彎曲變形產生的側移,可由D值計算,第j層結構的層間變形為.12/9/2022762.4水平荷載作用下側移計算梁柱彎曲變形產生的側移.12/2.4水平荷載作用下側移計算柱軸向變形引起的側移在水平荷載作用下,對于一般框架,只有兩根邊柱軸力較大,一拉一壓。中柱因兩邊梁的剪力相近,軸力很小。因此,簡化計算時可假定除邊柱外的其他柱軸力為零,只考慮邊柱軸向變形產生的側移。假定柱截面由底到頂線性變化,則各樓層處由柱軸向變形引起的側移按下式計算:.12/9/2022772.4水平荷載作用下側移計算柱軸向變形引起的側移.12/92.4水平荷載作用下側移計算柱軸向變形引起的側移第j層結構的層間變形為V0——底部總剪力;H、B——分別為建筑物總高度和結構寬度(即框架邊柱之間的距離)E、A1——分別為混凝土彈性模量和框架底層邊柱截面面積;n——頂層邊柱截面積與底層邊柱截面積A1之比;F(n)——根據不同的荷載形式計算的側移系數。.12/9/2022782.4水平荷載作用下側移計算柱軸向變形引起的側移.12/92.4水平荷載作用下側移計算框架j層的層間總側移變形為該側移應滿足抗震彈性變形驗算限制條件.12/9/2022792.4水平荷載作用下側移計算框架j層的層間總側移變形為.12.5水平力作用下框架結構內力位移分布底層柱的軸力、剪力和彎矩最大,自下而上逐漸減小,一般情況下每根柱子都有反彎點.12/9/2022802.5水平力作用下框架結構內力位移分布底層柱的軸力、剪力和2.5水平力作用下框架結構內力位移分布框架結構位移分布的特點是其底層框架層間變形最大,自下而上各層逐漸減小,因而整個側移變形曲線呈剪切型。.12/9/2022812.5水平力作用下框架結構內力位移分布框架結構位移分布的特框架結構分析討論復式框架水平荷載下的內力計算橫梁剛度無限大,各柱的抗彎剛度如圖,求C柱剪力。平衡條件.12/9/202282框架結構分析討論復式框架水平荷載下的內力計算橫梁剛度無限大,幾何條件物理條件解聯列方程,得到框架結構分析討論復式框架水平荷載下的內力計算橫梁剛度無限大,各柱的抗彎剛度如圖,求C柱剪力。.12/9/202283幾何條件物理條件解聯列方程,得到框架結構分析討論復式框架水平框架結構分析討論思考題.12/9/202284框架結構分析討論思考題.12/9/202284框架結構分析討論如果梁的線剛度相對柱的線剛度大許多,豎向荷載下的計算模型如何進一步簡化?.12/9/202285框架結構分析討論如果梁的線剛度相對柱的線剛度大許多,豎向荷載第三章構件內力組合及截面設計內力組合原則對非抗震設計的建筑結構,可只進行荷載效應的組合;對抗震設計的建筑結構,不僅要進行無地震作用時荷載效應的組合,還必須進行荷載效應和地震作用效應的組合。對多層框架,可不考慮豎向地震的影響。《高規》及《抗震規范》均規定,抗震設計時,框架的最大適用高度為60m。對多層框架,進行荷載效應與地震作用效應的組合時,一般可不考慮風荷載的影響。內力組合條件構件控制截面—各截面中,內力最大的截面—構件特性控制截面的最不利內力組合—荷載組合特性.12/9/202286第三章構件內力組合及截面設計內力組合原則.12/9/203.1控制截面及其最不利組合內力梁支座:Mmax,-Mmax|Vmax|跨中:M中柱端部截面N,Mx,My,Vx,Vy-MmaxMmax-MmaxMmaxM中|Vmax|N,Mx,My,Vx,VyN,Mx,My,Vx,Vy.12/9/2022873.1控制截面及其最不利組合內力梁柱-MmaxMmax-M3.1.1梁控制截面及最不利內力組合(永久荷載效應對結構有利)(永久荷載起控制作用時)(可變荷載起控制作用時)(地震組合)支座彎矩跨中彎矩(永久荷載起控制作用時)(可變荷載起控制作用時)(地震組合)梁端剪力(永久荷載起控制作用時)(可變荷載起控制作用時)(地震組合).12/9/2022883.1.1梁控制截面及最不利內力組合(永久荷載效應對結構有3.1.2柱控制截面最不利內力組合y方向地震xyMxMyVxVyN無地震x方向地震.12/9/2022893.1.2柱控制截面最不利內力組合y方向xyMxMyVxV3.2抗震框架的構件內力調整內力調整的原因框架結構在水平地震作用下,其破壞可能發生在梁端或柱端,但柱端破壞要比梁端破壞造成的后果嚴重。然而,由于框架柱受軸向壓力與彎矩的共同作用,屬于壓彎構件,尤其是軸壓比大的柱,不容易實現大的延性和耗能能力,其延性通常比框架梁小。一旦框架柱先于框架梁出現塑性鉸,就會產生較大的層間側移,甚至形成同層各柱上、同時出現塑性鉸的“柱鉸機制”,從而危及結構承受豎向荷載的能力。.12/9/2022903.2抗震框架的構件內力調整內力調整的原因.12/9/203.2抗震框架的構件內力調整內力調整的手段抗震設計時,要保證框架結構有一定的延性,就必須合理設計各個構件。通過調整構件之間承載力的相對大小,實現合理的屈服機制,即“強柱弱梁”、“強節點弱構件”;通過調整構件斜截面承載力和正截面承載力的相對大小,實現構件的延性破壞形態,即“強剪弱彎”;通過采取抗震構造措施,使構件自身具有較大的延性和耗能能力。內力調整的方法要根據其抗震等級,對構件的內力進行不同程度的調整。抗震等級根據設防烈度、結構類型、結構高度確定。.12/9/2022913.2抗震框架的構件內力調整內力調整的手段.12/9/203.2.1強柱弱梁增大柱端截面的受彎承載力通過調整交匯于同一節點的梁端截面受彎承載力與柱端截面受彎承載力的相對關系;即同一節點上下柱端截面的受彎承載力之和,大于兩側梁端截面的受彎承載力之和。9度和一級框架結構一級、二級、三級一級、二級、三級hc=1.4,1.2,1.1.12/9/2022923.2.1強柱弱梁增大柱端截面的受彎承載力9度和一級框架結3.2.1強柱弱梁增大柱腳固定端彎矩設計值底層柱柱腳的約束比柱頂的約束大得多,在水平力作用下,彈性階段柱腳的彎矩為柱頂的2倍以上,柱腳屈服、形成塑性鉸難以避免,通過提高柱腳的承載力,可以推遲塑性鉸的出現。一、二、三級框架結構的底層,柱下端截面組合的彎矩設計值,應分別乘以增大系數1.5、1.25和1.15。底層柱縱向鋼筋宜按上下端的不利情況配置。增大角柱的彎矩設計值,按雙向偏心構件驗算承載力這是由于地震作用下角柱受扭轉的影響最大,且同時受兩個方向的地震影響,需要特別加強。一、二、三級框架的角柱,調整后的組合彎矩設計值、剪力設計值尚應乘以不小于1.10的增大系數。.12/9/2022933.2.1強柱弱梁增大柱腳固定端彎矩設計值.12/9/203.2.2強剪弱彎實現彎曲破壞,避免剪切破壞要求梁端、柱端截面的受剪承載力應大于其實際受彎承載力(按實際配筋面積和材料強度標準值計算所得)所對應的剪力簡化后,將承載力關系轉為內力設計值關系,增大剪力設計值,對不同抗震等級的框架,采用不同的剪力增大系數,使強剪弱彎的程度有所區別。梁端hvb:剪力增大系數,一、二、三級分別取1.3、1.2、1.1
hvb:剪力增大系數,一、二、三級分別取1.4、1.2、1.1
柱端.12/9/2022943.2.2強剪弱彎實現彎曲破壞,避免剪切破壞梁端hvb:剪
3.2.3框架的節點設計框架節點破壞的主要形式是節點核心區剪切破壞和鋼筋錨固破壞。節點主要受剪力和壓力的組合作用,節點核心區未開裂前,箍筋應力很小,基本上是混凝土承受剪力。約當剪力達到核心區極限抗剪能力60~70%時,混凝土突然發生對角貫通裂縫,節點剛度明顯降低,箍筋應力也突然增大,個別甚至屈服,此后斜裂縫增多贈寬,箍筋陸續達到屈服節點區的破壞與交于節點的梁、柱破壞順序有關,弱柱強梁型的節點區破壞嚴重。直交梁對節點核心區有明顯約束作用。滿足一定條件的四邊有梁的節點,核心區混凝土抗剪強度可提高50~100%。.12/9/2022953.2.3框架的節點設計框架節點破壞的主要形式是節3.2.3框架的節點設計框架節點的設計準則節點的承載力不應低于其連接構件(梁、柱)的承載力;多遇地震時,節點應在彈性范圍內工作;罕遇地震時,節點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞節點配筋不應使施工過分困難。.12/9/2022963.2.3框架的節點設計框架節點的設計準則.12/9/20梁柱彎剪強剪弱彎1.4,1.2,1.11.3,1.2,1.1底層柱下端1.5,1.25,1.15角柱1.101.35,1.2強節點弱構件節點剪力彎剪1.3,1.2,1.11.4,1.2,1.1強柱弱梁3.2.4內力調整總結.12/9/202297梁柱彎剪強1.4,1.2,1.11.3,1.2,1.1底層柱第四章框架結構構造措施延性問題截面延性、構件延性、結構延性梁:受壓區高度,剪壓比、跨高比、配箍率,配箍率柱:剪跨比、軸壓比、縱筋配筋率、配箍率,體積配箍率節點:鋼筋粘結、錨固,體積配箍率.12/9/202298第四章框架結構構造措施延性問題.12/9/2022984.1框架結構的抗震等級
為了保證框架結構的延性,抗震設計時,根據設防烈度、房屋高度以及構件在結構中的重要程度區分為不同的抗震等級,采取相應的計算和構造措施。抗震等級的高低,體現了對結構抗震性能和延性要求的嚴格程度。抗震設防烈度6度7度8度9度高度(m)≤30>30≤30>30≤30>30≤25抗震等級四三三二二一一.12/9/2022994.1框架結構的抗震等級為了保證框架結構的延性,抗震設計4.1框架結構的抗震等級
一般來說,框架結構大多為丙類建筑:其抗震等級應符合本地區抗震設防烈度的要求。當建筑場地為I類時,應允許仍按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施;當建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區,宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各類建筑的要求采取抗震構造措施。抗震設防烈度6度7度8度9度高度(m)≤30>30≤30>30≤30>30≤25抗震等級四三三二二一一.12/9/20221004.1框架結構的抗震等級一般來說,框架結構大多為丙類建筑4.2框架梁4.2.1梁截面梁截面尺寸應滿足前述(本篇第一章)要求。當梁高較小或采用梁寬大于柱寬的扁梁時,除驗算其承載力和受剪截面要求外,尚應滿足剛度和裂縫的有關要求。樓板應現澆,梁中線宜與柱中線重合;扁梁應雙向布置,且不宜用于一級框架結構。.12/9/20221014.2框架梁4.2.1梁截面.12/9/20221014.2.2梁縱筋1)抗震設計時,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%,計入受壓鋼筋的梁端截面砼受壓區相對高度x
(=x/h0)一級不應大于0.25,二、三級不應大于0.35。2)縱向受拉鋼筋的最小配筋率rmin(%)非抗震設計時,不應小于0.20和45ft/fy二者的較大值;抗震設計時,不應小于下表的規定。抗震等級位置支座(取較大值)跨中(取較大值)一級0.40和80ft/fy0.35和65ft/fy二級0.35和65ft/fy0.25和55ft/fy三、四級0.25和55ft/fy0.20和45ft/fy.12/9/20221024.2.2梁縱筋1)抗震設計時,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不4.2.2梁縱筋3)梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值除按計算確定外,一級不應小于0.5,二、三級不應小于0.3。4)沿梁全長頂面和底面的配筋,一、二級抗震等級時不應少于2f14且分別不應少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4,三、四級抗震等級及非抗震設計時,不應少于2f12;5)一、二級抗震等級的框架梁內貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑,不宜大于矩形截面柱在該方向截面尺寸的1/20;或圓形截面柱中縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。.12/9/20221034.2.2梁縱筋3)梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比4.2.3抗震設計時梁箍筋的要求
1)梁端箍筋加密區的長度、箍筋最大間距和最小直徑應按下表采用當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時,表中箍筋最小直徑數值應增大2mm。抗震等級加密區長度(取較大值)lj(mm)箍筋最大間距(取較小值)sv(mm)
箍筋最小直徑dmin(mm)一級2.0hb,500hb/4,6d,10010二級1.5hb,500hb/4,8d,1008三級1.5hb,500hb/4,8d,1508四級1.0hb,500hb/4,8d,1506.12/9/20221044.2.3抗震設計時梁箍筋的要求1)梁端箍筋加密區的長度4.2.3抗震設計時梁箍筋的要求
2)框架梁沿梁全長箍筋的面積配箍率及在箍筋加密區范圍內的箍筋肢距,應符合下表的要求抗震等級面積配箍率rvmin加密區范圍內箍筋最大肢距(取較大值)(mm)一級0.30ft/fyv200,20dv二級0.28ft/fyv250,20dv三級0.26ft/fyv250,20dv四級0.26ft/fyv300.12/9/20221054.2.3抗震設計時梁箍筋的要求2)框架梁沿梁全長箍筋的4.2.3抗震設計時梁箍筋的要求3)在縱向鋼筋搭接長度范圍內的箍筋間距,鋼筋受拉時不應大于搭接鋼筋較小直徑的5倍,且不應大于100mm;鋼筋受壓時不應大于搭接鋼筋較小直徑的10倍,且不應大于200mm。4)框架梁非加密區箍筋最大間距不宜大于加密區箍筋間距的2倍。5)箍筋應有135?彎鉤,彎鉤端頭直段長度不應小于10倍箍筋直徑和75mm的較大值。.12/9/20221064.2.3抗震設計時梁箍筋的要求3)在縱向鋼筋搭接長度范4.2.4非抗震設計時梁箍筋的要求1)應沿梁全長設置箍筋,箍筋直徑不宜小于6mm,當截面高度大于800mm時,其箍筋直徑不宜小于8mm;在受力鋼筋搭接長度范圍內,箍筋直徑不應小于搭接鋼筋最大直徑的0.25倍。2)箍筋間距不應大于表的數值;在縱向受拉鋼筋搭接長度范圍內,箍筋間距尚不應大于搭接鋼筋較小直徑的5倍,且不應大于100mm;在縱向受壓鋼筋搭接長度范圍內,箍筋間距尚不應大于搭接鋼筋較小直徑的10倍,且不應大于200mm。hb(mm)VV>0.7ftbh0V≤0.7ftbh0hb≤300150200300<hb≤500200300500<hb≤800250350hb>800300400.12/9/20221074.2.4非抗震設計時梁箍筋的要求1)應沿梁全長設置箍筋4.2.4非抗震設計時梁箍筋的要求3)當梁的剪力設計值V>0.7ftbh0時,其箍筋面積配箍率不應小于0.24ft/fyv。4)當梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時,箍筋應為封閉式。箍筋直徑不應小于搭接鋼筋最大直徑的0.25倍;箍筋間距不應大于15d且不應大于400mm,當一層內的受壓鋼筋多于5根且直徑大于18mm時,箍筋間距不應大于10d(d縱向受壓鋼筋的最小直徑)。5)當梁的截面寬度大于400mm且一層內中的縱向受壓鋼筋多于3根時,或當梁的截面寬度不大于400mm但一層內中的縱向受壓鋼筋多于4根時,應設置復合箍筋。.12/9/20221084.2.4非抗震設計時梁箍筋的要求3)當梁的剪力設計值V4.3框架柱4.3.1柱的軸壓比mc軸壓比是指柱考慮地震作用計算組合的軸壓力設計值N與柱的全截面面積A和混凝土軸心抗壓強度設計值fc乘積之比結構類型抗震等級一二三框架0.700.800.90板柱-剪力墻、框架-剪力墻框架-核心筒、筒中筒0.750.850.95部分框支剪力墻0.600.70—.12/9/20221094.3框架柱4.3.1柱的軸壓比mc結構類型4.3.2柱縱筋1)柱縱向鋼筋宜對稱配置,其最小總配筋率應按表4-7采用,且柱截面每一側縱向鋼筋配筋率不應小于0.2%;抗震設計時,對建造于Ⅳ類場地上較高的高層建筑,表中的數值應增加0.1。柱類型抗震等級非抗震一級二級三級四級中柱、邊柱1.00.80.70.60.6角柱1.21.00.90.80.6框支柱1.31.0——0.8.12/9/20221104.3.2柱縱筋1)柱縱向鋼筋宜對稱配置,其最小總配筋率4.3.2柱縱筋2)抗震設計時,截面尺寸大于400mm的柱,縱向鋼筋間距不宜大于200mm;非抗震設計時,柱縱向鋼筋間距不應宜大于200mm;柱縱向鋼筋凈距均不應小于50mm。3)全部縱向鋼筋的配筋率,非抗震設計時不宜大于5%,不應大于6%;抗震設計時不應大于5%。4)一級且剪跨比不大于2的柱,每側縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。5)邊柱、角柱及抗震墻端柱在地震作用組合產生小偏心受拉時,柱內縱筋總截面面積應比計算值增加25%。6)抗震設計時,柱縱向鋼筋的綁扎接頭應避開柱端的箍筋加密區。.12/9/20221114.3.2柱縱筋2)抗震設計時,截面尺寸大于400mm的4.3.3柱箍筋1.柱的箍筋加密范圍應按下列規定采用:①底層柱的上端和其他各層柱的兩端取截面長邊(圓柱直徑),柱凈高的1/6和500mm三者的最大值。②底層柱柱根不小于柱凈高的1/3;當有剛性地面時,除柱端外尚應取剛性地面上下各500mm。③剪跨比不大于2的柱和因設置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱,取全高。④一級框架柱、二級框架的角柱、以及需要提高變形能力的柱,取全高。.12/9/20221124.3.3柱箍筋1.柱的箍筋加密范圍應按下列規定采用:.14.3.3柱箍筋2.加密區的箍筋間距和直徑抗震等級箍筋最大間距sv(mm)箍筋最小直徑dmin(mm)一級6d,和100的較小值10二級8d,和100的較小值8三級8d,和150(柱根100)的較小值8四級8d,和150(柱根100)的較小值6(柱根8).12/9/20221134.3.3柱箍筋2.加密區的箍筋間距和直徑抗震等級箍筋最4.3.3柱箍筋3.柱箍筋加密區的體積配箍率式中rv—柱箍筋加密區的體積配箍率,一級不應小于0.8%,二級不應小于0.6%,三、四級不應小于0.4%;計算復合箍筋的rv時,應扣除重疊部分的箍筋體積;計算復合螺旋箍筋的rv時,其非螺旋箍筋的體積應乘以0.8。fc—混凝土軸心抗壓強度設計值;強度等級低于C35時,應按C35計算;fyv—箍筋或拉筋抗拉強度設計值,超過360MPa時,應取360MPa計算;
lv—最小配箍特征值。.12/9/20221144.3.3柱箍筋3.柱箍筋加密區的體積配箍率式中rv—4.3.3柱箍筋4.框架柱箍筋應為封閉式,箍筋應有135?彎鉤,彎鉤端頭直段長度不應小于10倍箍筋直徑和75mm的較大值。5.柱箍筋加密區箍筋肢距,一級不宜大于200mm,二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值,四級不宜大于300mm。至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束;采用拉筋復合箍時,拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。6.框架柱箍筋非加密區的體積配箍率不宜小于加密區的50%;其箍筋間距不應大于加密區箍筋間距的2倍,且一、二級框架柱不應大于10倍縱向鋼筋直徑,三、四級框架柱不應大于15倍縱向鋼筋直徑。.12/9/20221154.3.3柱箍筋4.框架柱箍筋應為封閉式,箍筋應有135?4.3.3柱箍筋7.非抗震設計時,柱中箍筋應符合以下規定:①周邊箍筋應為封閉式,箍筋間距不應大于400mm,且不應大于構件截面的短邊尺寸和最小縱向受力鋼筋直徑的15倍。②箍筋直徑不應小于最大縱向受力鋼筋直徑的1/4,且不應小于6mm;③當柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3%時,箍筋直徑不應小于8mm;箍筋間距不應大于最小縱向受力鋼筋直徑的10倍,且不應大于200mm;箍筋末端應有135?彎鉤且彎鉤端頭直段長度不應小于10倍箍筋直徑。.12/9/20221164.3.3柱箍筋7.非抗震設計時,柱中箍筋應符合以下規定:4.3.3柱箍筋7.非抗震設計時,柱中箍筋應符合以下規定:④當柱每邊縱筋多于3根時,應設置復合箍筋(可采用拉筋)。⑤柱中縱向鋼筋采用搭接做法時,搭接長度范圍內箍筋直徑不應小于搭接鋼筋最大直徑的0.25倍;在縱向受拉鋼筋搭接長度范圍內的箍筋間距不應大于搭接鋼筋較小直徑的5倍,且不應大于100mm;在縱向受壓鋼筋搭接長度范圍內的箍筋間距不應大于搭接鋼筋較小直徑的10倍,且不應大于200mm。當受壓鋼筋直徑大于25mm時,尚應在搭接接頭端面外100mm的范圍內設置兩道箍筋。.12/9/20221174.3.3柱箍筋7.非抗震設計時,柱中箍筋應符合以下規定:4.4鋼筋錨固和連接錨固長度為了使鋼筋不被拔出就必須有一定的埋入長度使得鋼筋能通過粘結應力把拉拔傳遞給砼,此埋入長度即為錨固。最小錨固長度非抗震錨固長度:la;抗震錨固長度:laE光圓鋼筋末端彎鉤為了保證可靠粘結與錨固,光圓鋼末端做成的彎鉤,有90o、135o、180o。.12/9/20221184.4鋼筋錨固和連接錨固長度.12/9/20221184.4.1縱向鋼筋的最小錨固長度1.非抗震設計時基本錨固長度即縱向受拉鋼筋的錨固長度普通鋼筋預應力鋼筋鋼筋變形系數光面鋼筋帶肋鋼筋刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲三股鋼絞線七股鋼絞線0.160.140.190.130.160.17ft:砼抗拉強度設計值,≤C40.12/9/20221194.4.1縱向鋼筋的最小錨固長度1.非抗震設計時普通鋼筋預4.4.1縱向鋼筋的最小錨固長度2.抗震設計時一、二級抗震等級laE=1.15la三級抗震等級laE=1.05la四級抗震等級laE=1.0la.12/9/20221204.4.1縱向鋼筋的最小錨固長度2.抗震設計時.12/9/4.4.1縱向鋼筋的最小錨固長度3.減小錨固長度的措施機械錨固基本錨固長度計算值的0.7倍末端帶135o彎鉤末端與鋼板穿孔塞焊末端與短鋼筋雙面貼焊.12/9/20221214.4.1縱向鋼筋的最小錨固長度3.減小錨固長度的措施末端4.4.2鋼筋連接鋼筋連接鋼筋長度不夠需要接長所發生的駁接。綁扎搭接、焊接、機械連接。.12/9/20221224.4.2鋼筋連接鋼筋連接.12/9/20221224.4.2鋼筋連接連接原則受力鋼筋的接頭宜設置在受力較小處,在同一根鋼筋上宜少設接頭。軸心受拉及小偏心受拉桿件(如桁架和拱的拉桿)的縱向不得采用綁扎搭接接頭。受拉鋼筋的直徑d>28mm及受壓鋼筋直徑d>32mm時,不宜采用綁扎搭接接頭。位于同一連接區段內的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率:對梁類、板類及墻類構件,不宜大于25%;對柱類構件,不宜大于50%。鋼筋混凝土框架結構梁、柱的縱向受力鋼筋的接頭位置應避開梁端、柱端箍筋加密區。但如有可靠依據及措施時,也可將接頭布置在加密區。.12/9/20221234.4.2鋼筋連接連接原則.12/9/20221234.4.2鋼筋連接1.鋼筋綁扎搭接接頭縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度根據位于同一連接區段內的鋼筋搭接接頭面積百分率計算受拉鋼筋搭接接頭面積百分率(%)≤2550100ζ1.21.41.6z—為受拉鋼筋搭接長度修正系數,與同一連接區內搭接鋼筋的截面面積有關。非抗震搭接長度抗震設計搭接長度.12/9/20221244.4.2鋼筋連接1.鋼筋綁扎搭接接頭受拉鋼筋搭接接頭面積4.4.2鋼筋連接2.鋼筋的焊接接頭綁條雙面焊綁條單面焊搭接焊接觸對焊.12/9/20221254.4.2鋼筋連接2.鋼筋的焊接接頭綁條雙面焊綁條單面焊搭4.4.3縱向鋼筋在框架節點核芯區的錨固和搭接(a)中間節點處(b)端節點處直錨(c)端節點處彎錨框架中間層的中間節點處和端節點處.12/9/20221264.4.3縱向鋼筋在框架節點核芯區的錨固和搭接(a)中間節4.4.3縱向鋼筋在框架節點核芯區的錨固和搭接(a)直錨長度<laE,(b)直錨長度<laE,(c)直錨長度≥laE框架頂層的中間節點處框架柱的縱向鋼筋錨固要求.12/9/20221274.4.3縱向鋼筋在框架節點核芯區的錨固和搭接(a)直錨長4.4.3縱向鋼筋在框架節點核芯區的錨固和搭接框架頂層的端節點處框架柱的縱向鋼筋錨固要求.12/9/20221284.4.3縱向鋼筋在框架節點核芯區的錨固和搭接框架頂層的端4.4.4混凝土保護層定義縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離,稱為混凝土保護層厚度,用c表示。作用保護縱向鋼筋不被銹蝕;在火災等情況下,使鋼筋的溫度上升緩慢;使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結。.12/9/20221294.4.4混凝土保護層定義.12/9/20221294.4.4混凝土保護層環境類別板、墻、殼梁柱≤C20C25~C45≥C50≤C20C25~C45≥C50≤C20C25~C45≥C50一201515302525303030二a_2020_3030_3030b_2520_3530_3530三_3025_4035_4035.12/9/20221304.4.4混凝土保護層環境類別板、墻、殼梁柱≤C20C25第五章混凝土結構施工圖平面表示方法概述結構設計流程結構方案布置(設計結構體系)結構分析(力學分析)結構施工圖設計。傳統的結構施工圖設計方法——單構件正投影表示方法有大量的重復性勞動施工時直接明了與施工次序不關聯容易出錯.12/9/2022131第五章混凝土結構施工圖平面表示方法概述.12/9/2025.1.1平法基本原理視全部設計過程與施工過程為一個完整的主系統,主系統由多個子系統構成基礎結構柱墻結構梁結構板結構次結構(樓梯).12/9/20221325.1.1平法基本原理視全部設計過程與施工過程為一個完整的主5.1.1平法基本原理各子系統有明確的層次性、關聯性、相對完整性。層次性基礎、柱墻、梁、板,樓梯均為完整的子系統。關聯性柱墻以基礎為支座——柱墻與基礎關聯;梁以柱為支座——梁與柱關聯;板以梁為支座梁——板與梁關聯。相對完整性:基礎自成體系,僅有自身的設計內容而無柱或墻的設計內容;柱墻自成體系,僅有自身的設計內容(包括在支座內的錨固縱筋)而無梁的設計內容;梁自成體系,僅有自身的設計內容(包括在支座內的錨固縱筋)而無板的設計內容;板自成體系,僅有板自身的設計內容(包括在支座內的錨固縱筋).12/9/20221335.1.1平法基本原理各子系統有明確的層次性、關聯性、相對完5.1.1平法基本原理確立結構設計的層次性創造性勞動由結構工程師完成創造性設計部分重復性勞動(非創造性勞動)。節點構造、節點外構造不是結構工程師的勞動成果,是抄的規范。節點構造是算不出來的,由研究人員試驗得出。實現結構標準化、構造標準化用數字化、符號
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