4.3混凝土框架结构——框架结构的计算简图

4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
5.构件截面抗弯刚度计算 ①框架梁：考虑框架梁截面惯性矩受到楼板的影响
现浇楼盖 中框架梁取 I＝2I0 边框架梁取 I＝ 1.5I0 1.5I0 中框架梁取 I＝1.5I0 1.5I0 边框架梁取I＝1.2I0
第四章 混凝土框架结构
②框架柱线刚度：
第四章 混凝土框架结构
风荷载
水平荷载 水平地震作用
一般简化成作用于节点处水平集中力
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
第四章 混凝土框架结构
6.荷载的计算 （1）竖向荷载 ①恒荷载 主要包括自重，可由构件的设计尺寸与材料的自重计算。常 用材料和构件自重可查询荷载规范。 ②活荷载 屋面活荷载： 不上人0.5kN/m2 ,上人2kN/m2 ,详见荷载规范。 楼面活荷载：根据建筑用途，可查询荷载规范。 活荷载的折减：梁从属面积超过25m2，系数0.9。 民用建筑多层框架结构竖向荷载标准值（恒+活）估算值： 14kN/m2。
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 ②风压高度系数μz 对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系 数应根据地面粗糙度类别按表 确定。 地面粗糙度可分为A、B、C、D 四类： A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀 疏的乡镇和城市郊区； C 类指有密集建筑群的城市市区； D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 荷载图式的简化
10.58kN 20.22kN
第四章 混凝土框架结构
水平风荷载可简化为作用于框架节点处的水平集中荷
载，并合并于迎风一侧； 作用框架上的次要荷载可以简化为与主要荷载相同的
19.11kN
17.85kN
16.58kN
10 H 60e H / 60 60 Z H
0.944 0.155
R脉动风荷载的共振分量因子
x12 R 6 1 1 x12 4 3
x1
x
1
5

f1—结构第1阶自振频率；kw—地面粗糙度修正系数，对A、 B、C、D可取1.28、1.0、0.54、0.26；ζ1— 阻尼比，钢混结 构取0.05。
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 基本公式
①基本风压w0
第四章 混凝土框架结构
wz z s z w0
wz——风荷载标准值；
βz——z高度处风振系数，低于30m取1.0； μs——风振体型系数，矩形迎风+0.8，背风-0.5； μz——风压高度系数，分A、B、C、D地形； w0——基本风压，不能小于0.30 kN/m2 。
1 1 柱高 h ~ H ，H为高，且不小于 400 mm 8 14 2 柱宽 b 1 ~ h，且不宜小于 350m m 3
4.3框架结构的计算简图
4.3.1截面尺寸的估计
2.柱截面尺寸 柱截面尺寸（主要考虑层髙、竖向荷载、 及轴压比的影响） 轴压比： N Afc
ρz—脉动风荷载垂直方向相关系数；
B
B—结构迎风宽度≤2H；
A k α1
30 f1 k w0
B
0.670 0.187
C
0.295 0.261
D
0.112 0.346
Z 1 2 gI 10 BZ 1 R
2
k、α1——系数 g峰值因子， I 10m高度名义湍流强度， 10 可取2.5 对应不同粗糙度，可取： A 0.12 B 0.14 C 0.23 D 0.39
①基本风压w0
第四章 混凝土框架结构
wz z s z w0
wz——风荷载标准值；
βz——z高度处风振系数，低于30m取1.0； μs——风振体型系数，矩形迎风+0.8，背风-0.5； μz——风压高度系数，分A、B、C、D地形； w0——基本风压，不能小于0.30 kN/m2 。
4.3框架结构的计算简图
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 ③风荷载体型系数 μs 房屋和构筑物的风载体型系数，可按下列规定 采用: 房屋和构筑物与表7.3.1 中的体型类同时，可按 该表的规定采用； 房屋和构筑物与表7.3.1 中的体型不同时，可参 考有关资料采用； 房屋和构筑物与表7.3.1 中的体型不同且无参考 资料可以借鉴时，宜由风洞试验确定； 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物，应由风 洞试验确定。
ic Ec I Hi
装配整体式楼盖
Ec—— 混凝土弹性模量； I —— 框架柱截面惯性矩。
装配式楼盖
按实际截面计算I。
1 3 I bchc 12
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算 作用于框架结构上的荷载有两种：竖向荷载和水平荷载。 分布荷载居多 竖向荷载 楼面活荷载 建筑结构自重
Bz脉动风荷载的背景分量因子 z B kH 1
Z
1
x
z
Z
φ 1(z)—结构第1阶振型系数，可由结构动力计算确定，混凝土框架结构 可近似的取φ 1(z)=(z/H)[2-(z/H)]，z为计算点到室外地坪距离； H—结构总高度； ρx—脉动风荷载水平方向相关系数；
x
10 B 50e B / 50 50
第四章 混凝土框架结构
风载体型系数（部分）
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载——风洞试验
风洞试验
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 ④风振系数βz
H 30m且 H 1.5时考虑 B
第四章 混凝土框架结构
第四章 混凝土框架结构
标准地貌 平坦空旷
标准高度 10m 基本风速 或基本风压
最大风速 的概率分布 或概率密度 曲线（线型）
平均风速 的时距 10分钟
最大风速 的样本 年最大风速
最大风速 的重现期 50年
基本风压对应风速
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 基本公式
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
1.计算单元的确定 当框架较规则时， 不计结构纵横向之间的 空间联系，将纵向框架
第四章 混凝土框架结构
和横向框架分别按平面
框架进行分析计算。选 取中间有代表性的一榀 横向框架进行分析。
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
2.节点的简化 根据其实际施工方案和构造措施划分。
第四章 混凝土框架结构
现浇框架结构
刚接节点
装配式框架结构
装配整体式框架 柱与基础的连接
铰接节点或半铰接节点
刚接节点 固定支座 铰Leabharlann Baidu座
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
3.跨度与层高的确定 （1）梁的跨度 取顶层柱轴线之间的距离，当柱截面尺寸有变化时 以最小截面的形心线来确定。 （2）层高 取本层楼面至上层楼面的高度，底层层高取基础顶 面到二层楼板顶面之间距离。
荷载形式。
15.80kN
16.45kN
框架结构风荷载简图
风荷起算位置
双向板向梁传递
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 由流体力学中的伯努利可知风压与风速关系：
w 1 2 1 2 v v 2 2g
第四章 混凝土框架结构
蒲福风力表
其中，w——风压；v——风速；ρ——空气密度； g——重力加速度；γ——空气单位体积重力。
Young 05106型 风速仪
Young 81000V型 风速仪
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算
（2）风荷载 我国建筑结构荷载规范规定， 基本风压系以当地比较空旷平坦地 面、离地10m高，统计所得50年一 遇10分钟平均最大风速为标准。 • 一般按w0=v2/1600 确定的风压值。 • 对于高层建筑和高耸结构，上述 的风压应乘以1.1。 • 对于特别重要和有特殊要求的高 层建筑和高层结构，应乘以1.2。 • 对于其他重要结构，其基本风压 值也可酌情提高。
第四章 混凝土框架结构
最小截面的形心线
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
第四章 混凝土框架结构
4.计算模型的确定 ① 框架杆件用其轴线表示，杆件之间用节点表示，杆件长度用节点之间的距离 表示； ② 计算跨度取框架之间轴线距离； ③ 柱的计算高度可以取层高, 底层柱一般取到基础顶面的距离； ④ 跨度相差不超过10%时，按等跨计算内力； ⑤ 屋面斜梁坡度不超过1/8时，按水平梁计算。
第四章 混凝土框架结构
N——柱轴压力； A——柱的全截面面积； fc——混凝土轴心抗压强度设计值； λ ——柱的轴压比。 柱的截面高度不宜小于400mm，宽度 不宜小于350mm。
柱截面尺寸可以凭经验确定，也可以 根据其轴压比计算。 Nv是根据柱支承的楼 面面积、重力荷载标准值（近似取 12~14kN/m2 ） 、层数之积。 A N fc ，N 1.25Nv
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3框架结构的计算简图
4.3.1截面尺寸的估计
1.梁截面尺寸 框架梁柱截面尺寸可近似预估：
第四章 混凝土框架结构
1 1 梁高 h ~ l ， l 为梁的计算跨度 8 12
1 1 梁宽 b ~ h ，且不小于250mm 2 3