框架结构ppt课件

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5、当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴也不重合时，一般采取 近似来自百度文库法，即将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线，但是必 须注意，在框架结构的内力和变形分析中，各层梁的计算跨度 及线刚度仍应按实际情况取；另外，尚应考虑上、下层柱轴线 不重合，由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩。此力 矩应视为外荷载，与其他竖向荷载一起进行框架内力分析。
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3、在高层框架结构中，竖向荷载的作用与多层建筑相似， 柱内轴力随层数增加而增加，而水平荷载的内力和位 移则将成为控制因素。（高度与内力位移图）
4、框架抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸和板的厚 度。通常梁柱截面惯性较小，侧向变形较大，所以称 框架结构为柔性结构。
5、除装配式框架外，一般可将框架结构的梁、柱节点视 为刚接节点，柱固结于基础顶面，所以框架结构多为 高次超静定结构。
规范》取用，对于多、高层框架结构房屋，计算参数应按规定采用。 3、楼面活荷载
作用在多、高层框架结构上的楼面活荷载，可根据房屋及房间的 不同用途按《荷载规范》取用。应该指出，《荷载规范》规定的楼面 活荷载值，是根据大量调查资料所得到的等效均布活荷载（equivalent uniform live load）标准值，且是以楼板的等效均布活荷载作为楼面活 荷载。
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。 2、框架结构是一个空间结构体系，沿房屋的长向和短向可 分别视为纵向框架和横向框架。纵、横向框架分别承受纵 向和横向水平荷载，而竖向荷载传递路线则根据楼（屋） 盖布置方式而不同。现浇板楼（屋）盖主要向距离较近的
∑P=10kN VAD=10*1.5/(1.5+2+1)=3.33kN VBE= 10* 2 /(1.5+2+1) =4.45kN VCF= 10* 1/(1.5+2+1) =2.22kN
切变形us；由水平力引起的倾覆力矩，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。变形与位移如下图所示。
3、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。
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框架结构的侧移
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框架结构在水平荷载作用下的受力变形
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二、框架结构内力分析的特点 1、框架结构的侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，
第二节 框架结构
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§2 框架内力分析-竖向荷载作用
2.1 框架结构内力分析的特点
一、框架结构的受力特点 1、框架结构承受的荷载包括竖向荷载和水平荷载。
竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载，一般为分布 荷载，有时有集中荷载。水平荷载主要为风荷载和地震荷载。 2、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
竖向荷载作用下分层计算示意图
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【解】
1、底层柱线刚度不变，将第二层各柱线刚度乘0.9，分为 两层计算，各层计算单元如下图所示。
底层计算单元
二层计算单元
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2、用弯矩分配法计算各杆端的弯矩
二层计算过程如下：
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底 层 计 算 过 程：
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3、将各杆端弯矩叠加并绘弯矩图如下。
M图（单位： kN·m)
6、典型的框架结构内力图如下所示。
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（a）竖向荷载作用下的内力图；（b）左向水平荷载作用下的内力图
框架结构的内力图
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2.2 框架结构计算简图
一、平面框架选取
➢ 框架结构实际上是空间结构。
➢ 为便于计算，将空间框架结构简化为多榀横向和纵向的平面框架。 即通常忽略它们之间的空间联系，取出单独的一榀框架作为计算单 元，如图中阴影部分所示。
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框架结构计算简图
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二、计算简图注意事项
特别需要留意简图与实际结构的差别。
1、在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁 与柱之间的连接用节点（beam-column joints）表示，节 点为刚接，梁或柱的长度用节点间的距离表示，框架柱 轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度； 2、框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当 各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为 各层层高。 3、对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可 近似取至板底。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面； 4、在实际工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度变 化。当上层柱截面尺寸减小但其形心轴仍与下层柱的形 心轴重合时，其计算简图与各层柱截面不变时的相同。
4、楼面活荷载较大时，需要考虑荷载最不利位置。
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（a）梁跨中弯矩最不利荷载位置；（b）梁支座弯矩最不利活荷载位置
竖向活荷载最不利位置
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2.3 竖向荷载作用下框架内力分析
在竖向荷载（vertical load）作用下，多、高层框架结构的内力可 用力法、位移法等结构力学方法计算。工程设计中，如采用手算，常 用分层法和弯矩二次分配法近似方法计算。
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§3 框架内力分析-水平荷载作用
水平荷载主要是风荷载及水平地震作用。
在水平荷载作用下框架结构的内力和侧移可用结构力学 方法计算，常用的近似算法反弯点法、D值法等。
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三、例题 用反弯点法求图所示框架的弯矩图。
1）计算简图，图中括号内数字为各杆的相对线刚度。
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（2）
当同层各柱h相等时，各柱剪力可直接按其线刚度分配。 第3
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变截面柱框架结构的计算简图
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装配式框架的铰节点
框架柱与基础的连接
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三、框架结构上的荷载
1、作用在多、高层建筑结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载包括恒载和楼（屋）面活荷载； 水平荷载包括风荷载和水平地震作用。
2、风荷载 当计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面的风荷载标准值按《荷载
分层法的计算步骤
（1） 画出结构计算简图，并标明荷载及轴线尺寸； （2） 按规定计算梁、柱的线刚度和相对线刚度，除底层柱外，其余各 层柱的线刚度遍乘0.9的折减系数； （3） 用弯矩分配法自上而下分层计算各计算单元的杆端弯矩； （4） 叠加柱端弯矩，得出最后杆端弯矩。如节点弯矩不平衡值较大，
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