框架结构设计课件

框架结构受力 变形动画演示
第四章 多层框架结构设计
框架结构房屋的最大适用高度和最大高宽比
非抗震 设计 抗震设防烈度 6度 60 4 7度 50 8度（0.2g) 8度（0.3g) 40 3 35 9度 24 2
高度限值 高宽比限值
70 5
第四章 多层框架结构设计
结构布置的一般原则
满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面
Ec I ib l
式中：Ec—— 混凝土弹性模量； I —— 框架梁截面惯性矩，见表1； l —— 框架梁的跨度。
梁截面惯性矩
第四章 多层框架结构设计 表1 框架梁惯性矩取值 楼板类型 现浇楼板 装配整体式楼板 装配式楼板 边框架梁 I=1.5I0 I=1.2I0 I=I0 中框架梁 I=2.0I0 I=1.5I0 I=I0
第四章 多层框架结构设计
§4.1
结构布置 梁、柱尺寸及计算简图
4.1.1 结构布置
框架结构的定义
框架结构是由梁、柱以刚接或铰接相连而构成的承 受竖向和水平荷载的承重体系。
房屋按高度和层数分类
低层
多层 高层
1~2层
3~10层
10层或28m
第四章 多层框架结构设计
框架结构的受力特点
在竖向荷载和水平荷载共同作用下，框架结构各构件都将 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（shear deformation）；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（bending deformation）。 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。（框架结构的变形型式为 剪切型）
第四章 多层框架结构设计
框架结构的侧移
第四章 多层框架结构设计
框架结构的优缺点
优点 结构轻巧； 整体性好； 可形成大空间； 施工方便；
较为经济。 框架结构
第四章 多层框架结构设计
缺点 抵抗水平荷载能力差； 侧向刚度小，侧移大 ； 受地基的不均匀沉降影 响大 。
1 3 I bh 注： I0为梁按矩形截面计算的惯性矩， 0 12 。
第四章 多层框架结构设计
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。设计中，为简化计 算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：
划分相一致；
满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的
布置能有效地进行；
结构尽可能简单、规则、均匀、对称； 结构的受力要明确； 非承重隔墙宜采用轻质材料； 构件类型、尺寸的规格要尽量减少。
第四章 多层框架结构设计
平面布置
好
差
第四章 多层框架结构设计
竖向布置
妥善地处理温度、
地基不均匀沉降 以及地震等因素 对建筑的影响；
施工简便； 经济合理。
好
差
第四章 多层框架结构设计
结构布置的方法
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。
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。
hi—— 第i层层高； hc—— 柱截面高度； bc—— 柱截面宽度。
截面的高宽 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
第四章 多层框架结构设计 高层建筑： N=（1.1~1.2）Nv
第四章 多层框架结构设计
双向布置
特点：
整体性好，
受力好；
适用于整
体性要求 较高和楼 面荷载较
大的情况。
双向承重
第四章 多层框架结构设计
4.1.2 框架结构梁柱截面尺寸及计算简图 §4 .1.2 1. 框架梁
框架梁截面尺寸估算 1 1 ~ l0 一般情况下： hb 10 18
第四章 多层框架结构设计
横向布置
特点
房屋横向
刚度大， 侧移小；
横梁高度
大，室内 有效净空 小。
非抗震时
使用 横向承重
第四章 多层框架结构设计
纵向布置
特点：
连系梁截面
较小，框架 梁截面尺寸 大，室内有 效净空高；
对纵向地基
不均匀沉降 较有利；
房屋横向刚
纵向承重 度小，侧移 大。
I I 0
第四章 多层框架结构设计
2. 框架柱 框架柱截面尺寸估算
多层建筑：
框架柱的截面边长不宜 小于250 mm，抗震时不 宜小于 300mm ，圆柱的 截面直径不宜小于350 mm，剪跨比宜大于2
1 1 bc ~ hi 12 18
h h 1 1~ ~2 2b bc c c c
宜大于4。
hb—— 梁的截面高度； 高宽比（ h b / b b ）不
第四章 多层框架结构设计 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 (1/25~1/18)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。
扁梁
第四章 多层框架结构设计
框架梁线刚度
同济大学电子音像出版社
第四章 多层框架结构设计
本章重点
了解框架结构的特点和适用范围； 熟悉框架结构的布置原则与方法； 掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的 内力计算方法； 掌握框架结构的内力组合原则与方法； 熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验 算方法； 熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。
1 1 bb ~ hb 2 3
Hale Waihona Puke Baidu
梁净跨与截面高 度之比不宜小于4
为了防止梁发生剪 切脆性破坏，hb不 宜大于1/4净跨。
梁的截面宽度不 梁的截面宽度不 宜小于 宜小于200mm 200mm
为了保证梁的侧向
l0—— 梁的计算跨度； 稳 定 性 ， 梁 截 面 的
bb—— 梁的截面宽度。