多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).ppt

4框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)布置,計(jì)算模型,荷載分析,內(nèi)力計(jì)算,截面設(shè)計(jì),構(gòu)造要求,變形驗(yàn)算,內(nèi)力與位移計(jì)算的一般原則,計(jì)算的基本假定： 一、高層建筑結(jié)構(gòu)按照彈性方法計(jì)算，一般不考慮塑性變形影響 非抗震設(shè)計(jì)：在豎向荷載和風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于彈性工作階段 抗震設(shè)計(jì)：針對(duì)多遇地震作用，結(jié)構(gòu)處于不裂的彈性階段 注明：對(duì)于彈性計(jì)算內(nèi)力較大的構(gòu)件，截面配筋困難時(shí)，可以考慮塑性重分布，大震不倒的要求主要靠構(gòu)造措施保證,二、荷載分配考慮位移協(xié)調(diào)條件 高層樓板平面內(nèi)剛度很大，幾乎不變形，同層各構(gòu)件水平位移相同，框架結(jié)構(gòu)的各片框架的水平力可以按照抗側(cè)剛度分配，剪力墻結(jié)構(gòu)中各片剪力墻的水平力大致按照等效剛度分配 樓板平面外剛度不考慮，要滿足樓板剛度無(wú)限大的計(jì)算假定，樓面構(gòu)造要保證樓板剛度無(wú)限大現(xiàn)澆樓蓋,一片框架或剪力墻在自身平面內(nèi)剛度很大，可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力； 而在平面外的剛度很小，可忽略，即垂直該平面的方向不能抵抗側(cè)向力 整個(gè)結(jié)構(gòu)可分不同方向的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，共同抵抗結(jié)構(gòu)承受的水平荷載 剛性樓板將各平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接在一起共同承受水平荷載,4.1框架結(jié)構(gòu)布置,一、 結(jié)構(gòu)布置 柱網(wǎng)布置和框架梁布置 1 柱網(wǎng)布置,柱網(wǎng)尺寸不宜大于10mx10m,抗震設(shè)防時(shí)不宜考慮單跨框架,2 框架梁布置,雙向承重:由于高層建筑縱橫兩個(gè)方向都承受較大水平力，因此，在縱橫兩個(gè)方向都應(yīng)按框架設(shè)計(jì)。,1 框架梁截面尺寸估算 框架結(jié)構(gòu)的主梁截面高度 且不宜大于1/4凈跨; 且不小于400mm 截面寬度不宜小于1/4hb， 且不宜小于200mm。,二、 框架梁、柱截面尺寸估算,2 梁的抗彎剛度,梁應(yīng)考慮樓板的作用，當(dāng)采用現(xiàn)澆樓蓋時(shí)樓板可作為框架的翼緣，按T形截面計(jì)算其慣性矩。 1）翼緣有效寬度為梁每側(cè)6倍板厚，然后按T型或倒L型計(jì)算慣性矩。 2）工程中為簡(jiǎn)化計(jì)算，可按下式計(jì)算梁的慣性矩：,I0 梁矩形部分的慣性矩。,3 框架柱截面尺寸估算 框架柱宜采用正方形或接近正方形的矩形，兩個(gè)主軸方向的剛度相差不宜過(guò)多。 框架柱的截面邊長(zhǎng),矩形柱,非抗震250mm 抗震300mm,園形直徑350mm,柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比宜大于4。,高規(guī)要求剪跨比,矩形截面長(zhǎng)短邊之比不宜超過(guò)3。,在初步設(shè)計(jì)時(shí)，柱截面尺寸可按軸壓比確定。,0.65 （一級(jí)） 0.75 （二級(jí)） 0.85 （三級(jí)） 1.0（四級(jí)或非抗震）,軸壓比為,（一三級(jí)）,（四級(jí)或非抗震）,框架在豎向荷載作用下的軸力估算值。,柱支撐的樓板面積樓層數(shù)（1214）1.25,軸壓比限值,軸力設(shè)計(jì)值,一、計(jì)算單元 框架結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)取整體結(jié)構(gòu)為計(jì)算單元，按空間框架進(jìn)行內(nèi)力及位移的計(jì)算，但對(duì)平面布置比較規(guī)則，柱距及跨度相差不多的框架結(jié)構(gòu)，計(jì)算中可將空間框架簡(jiǎn)化為平面框架，在各榀框架中，選出一榀或幾榀有代表性的平面框架作為計(jì)算單元，每榀框架按其負(fù)荷面積 承擔(dān)荷載。,4.2計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖,計(jì)算軟件： PK TAT SATWE SAP2000 ANSYS ETABS,可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力,平面外的剛度很小，可忽略,在自身平面內(nèi)的剛度很大,平面外剛度很小，可以忽略,計(jì)算圖形的簡(jiǎn)化 簡(jiǎn)化計(jì)算方法或手算：高層建筑可以劃分為若干平面結(jié)構(gòu),（1）總水平荷載在各片平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)間的分配按剛度和變形分配 （2）計(jì)算每片平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)分到的水平作用下的內(nèi)力和位移,二、計(jì)算簡(jiǎn)圖 計(jì)算簡(jiǎn)圖是由計(jì)算模型及其作用在其中的荷載共同構(gòu)成的。框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型是由梁柱的截面幾何軸線確定的，框架柱在其頂面按固結(jié)考慮。,4框架梁為有加腋的變截面梁時(shí)， 如Iend/Imid4或hend/hmid 1.6時(shí)，可不考慮加腋的 影響。,1當(dāng)上下柱截面發(fā)生改變時(shí)，取截面小的形心線進(jìn)行分析,2當(dāng)框架梁的坡度 時(shí)，可近似按水平梁計(jì)算,3當(dāng)梁跨度相差小于10%時(shí)， 可近似按等跨計(jì)算,Iend 和hend為加腋最高截面的慣性矩和梁高 Imid 和hmid為跨中等截面的慣性矩和梁高,4.3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算,力法、位移法、力矩分配法,一、框架在豎向荷載作用下的近似計(jì)算方法分層法,1 基本假定： 1）框架在豎向荷載作用下，結(jié)點(diǎn)側(cè)移忽略不計(jì)； 2）每層梁上的荷載對(duì)其他各層梁內(nèi)力的影響忽略不計(jì)。,4）計(jì)算和確定梁、柱分配系數(shù)和傳遞系數(shù) 開(kāi)口框架的支座設(shè)為固定端與實(shí)際不符。為消除由此帶來(lái)的誤差，除底層外，其它各層柱的線剛度均乘以 0.9，并取柱的彎矩傳遞系數(shù)為1/3。,2 計(jì)算要點(diǎn)：,3）計(jì)算各層梁上豎向荷載值和梁固端彎矩,1）將框架分層，各層梁跨度和柱高與原結(jié)構(gòu)相同，柱端假定為固結(jié),2）計(jì)算梁、柱線剛度,5）分層后，各開(kāi)口框架的內(nèi)力可由彎矩分配法計(jì)算。 最終彎矩取法為： 框架梁的最終彎矩即為各開(kāi)口框架算得的彎矩； 框架柱的彎矩，由上下兩相鄰開(kāi)口框架同一柱的彎矩疊加而得。 6）最后算得的各梁柱彎矩在節(jié)點(diǎn)處一般不平衡，但誤差不大。 如有需要，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次。,例題：用分層法計(jì)算下圖所示框架的彎矩圖，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示每根桿件的線剛度 i=EI/L,-13.13,8.77,4.38,13.13,-7.32,7.32,-6.32,-3.16,-2.48,-3.32,-1.23,-1.24,-1.66,0.83,4.36,-1.0,0.41,0.42,1.43,0.23,0.72,-0.40,-0.54,-0.20,-4.77,15.05,-13.62,0.77,4.77,-0.77,1.59,-0.26,-1.43,-0.48,二、 水平荷載下的近似計(jì)算,水平荷載：風(fēng)荷載、地震作用,框架彎矩圖是直線分布的,求內(nèi)力的關(guān)鍵：,每根柱都有一個(gè)零彎矩點(diǎn)，稱為反彎點(diǎn),1反彎點(diǎn)的位置,2柱的剪力,（一）水平荷載下的近似計(jì)算反彎點(diǎn)法,1基本假定：,1）梁的線剛度比柱的線剛度大得多時(shí)，即 可近似認(rèn)為結(jié)點(diǎn)無(wú)轉(zhuǎn)角,2）如不考慮軸向變形的影響，由樓板剛性假設(shè)，則同一層的各結(jié)點(diǎn)水平位移相等,側(cè)移剛度d的物理意義是柱上下兩端相對(duì)有單位側(cè)移時(shí)柱中產(chǎn)生的剪力。,柱的反彎點(diǎn)高度位于距柱底1/2處,ui為剪力分配系數(shù)； di為第j層第i根柱的側(cè)移剛度， 為第j層各柱側(cè)移剛度的總和； Vp為第j層的層剪力，即第j層以上所有本層荷載總和； Vi為第j層第i根柱的剪力。,對(duì)于底層柱，由于底端固定而上端有轉(zhuǎn)角，反彎點(diǎn)向上移，通常假定反彎點(diǎn)在距底端2/3h處。,（1）計(jì)算各柱側(cè)移剛度、把該層總剪力分配到每個(gè)柱。 （2）根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置，計(jì)算柱端彎矩。 上層柱：上下端彎矩相等 底層柱： 上端彎矩 下端彎矩,反彎點(diǎn)法的計(jì)算步驟:（梁柱線剛度之比值大于3）,（3）根據(jù)結(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁端彎矩,（4）由梁兩端的彎矩，以梁為隔離體根據(jù)梁的平衡條件，可求出梁的剪力。,（5）由梁的剪力，根據(jù)結(jié)點(diǎn)的平衡條件， 自上而下逐層疊加節(jié)點(diǎn)左右的兩端剪力，即可得到柱內(nèi)軸力。,習(xí)題：用反彎點(diǎn)法計(jì)算圖所示的三層等跨框架（層高為3.6m,跨度為5m）的剪力和彎矩，并繪出彎矩圖，圖中括號(hào)中的數(shù)據(jù)為假定彈性模量為單位1時(shí)的梁柱線剛度。,對(duì)于層數(shù)較多的框架，由于柱軸力大，柱截面也隨著增大，梁柱相對(duì)線剛度比較接近，甚至有時(shí)柱的線剛度反而比梁大，這樣，上述假設(shè)將產(chǎn)生較大誤差。另外，反彎點(diǎn)法計(jì)算反彎點(diǎn)高度時(shí)，假設(shè)柱上下結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等，這樣誤差也較大，特別在最上和最下數(shù)層。,日本武藤清在分析多層框架的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)框架在水平荷載作用下的計(jì)算，提出了修正柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法，修正后的柱側(cè)移剛度用D表示，故稱為D值法。,優(yōu)點(diǎn)： 1、計(jì)算步驟與反彎點(diǎn)法相同，計(jì)算簡(jiǎn)便實(shí)用。 2、計(jì)算精度比反彎點(diǎn)法高。 缺點(diǎn)： 1、忽略柱的軸向變形，隨結(jié)構(gòu)高度增大，誤差增大。 2、非規(guī)則框架中使用效果不好。,梁柱線剛度之比值小于3,柱的反彎點(diǎn)高度隨梁柱線剛度比、該柱所在樓層位置、上下層梁線剛度比、上下層層高不同而不同,（二）水平荷載作用下的改進(jìn)反彎點(diǎn)法D值法(梁柱線剛度比較小),側(cè)移剛度影響系數(shù),假定： 1、上下層高相等 2、各跨相等 3、各層梁柱的線剛度不改變 因此：各層層間位移相等；各層梁、柱轉(zhuǎn)角相等。,水平荷載作用下的改進(jìn)反彎點(diǎn)法D值法,柱側(cè)移剛度D的確定,基本假定 1）柱12以及與柱12相鄰各端的轉(zhuǎn)角均為 2）柱12以及與柱12上下相鄰兩柱的線剛度均為,柱12的變形=,側(cè)移引起,+結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角引起,上部各層柱,i1,i3,i2,i4,3,2,1,ic,ic,ic,3,h,h,h,2,1,與柱相連的梁平均線剛度,1,2,K為標(biāo)準(zhǔn)框架梁柱的剛度比； 值表示梁柱剛度比對(duì)柱側(cè)移剛度的影響。當(dāng)K值無(wú)限大時(shí)，所得D值與d值相等；當(dāng)K值較小時(shí)， 1，D值小于d值，因此，稱為柱側(cè)移剛度修正系數(shù),影響柱端約束剛度的主要因素： 結(jié)構(gòu)總層數(shù)、該層所在的位置 梁柱線剛度比 荷載形式 上層與下層梁剛度比 上、下層層高剛度比,反彎點(diǎn)計(jì)算方法 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比： （反彎點(diǎn)到柱下端距離與柱全高的比值） 條件：同層高、同跨度、各層梁和柱線剛度不變，在水平荷載作用下求得的反彎點(diǎn)高度比。 查表：根據(jù)不同荷載查不同表，由總層數(shù)n、該層在位置j、梁柱線剛度比K標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比,P,P,上下梁剛度變化時(shí)的反彎點(diǎn)高度比修正值 當(dāng) 時(shí)， 令 ， 由 、K表y1，取正值， 反彎點(diǎn)向上移 當(dāng) 時(shí)， 令 ， 由 、K表y1，取負(fù)值， 反彎點(diǎn)向下移 說(shuō)明：底層柱，不考慮y1修正,上下層高度變化時(shí)的反彎點(diǎn)高度比修正值,令上層層高/本層層高h(yuǎn)上/h 1y2為正值，反彎點(diǎn)上移 1y2為負(fù)值，反彎點(diǎn)下移 說(shuō)明：頂層柱不考慮y2修正,上下層高度變化時(shí)的反彎點(diǎn)高度比修正值y3 令下層層高/本層層高h(yuǎn)上/h y3 1y3為負(fù)值，反彎點(diǎn)下移 1y3為正值，反彎點(diǎn)上移 說(shuō)明：底層柱不考慮y3修正 柱反彎點(diǎn)高度比：,修正反彎點(diǎn)法D值法,D值,反彎點(diǎn)高度,與梁柱剛度比有關(guān)的系數(shù),標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度（梁柱線剛度比、總層數(shù)、層次、側(cè)向荷載形式）,上、下層梁柱線剛度不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值,上層層高與本層不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值,下層層高與本層不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值,例題：用D值法求圖示框架內(nèi)力（M、V、N圖）。,求柱剪力：,求反彎點(diǎn)高度比y：,求柱端彎矩：,（彎矩單位：KN-m）,（彎矩單位：KN-m）, 4.4水平荷載作用下側(cè)移的近似計(jì)算,梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移,(1)剪切型變形 (2)彎曲型變形,柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移,懸臂柱 剪切變形,懸臂柱 彎曲變形,框架總變形梁柱彎曲變形側(cè)移柱軸向變形側(cè)移,特點(diǎn)：底層層間側(cè)移最大， 向上逐漸減小,特點(diǎn)：頂層層間側(cè)移最大， 向下逐漸減小,1、梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移 由抗側(cè)剛度D值的物理意義： 單位層間側(cè)移所需的層剪力， 可得層間側(cè)移公式：,頂點(diǎn)側(cè)移公式： 所有層層間側(cè)移之總和,2、柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移 隨著高層框架的高度增加，柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移占的比例增大，不容忽視水平荷載作用下，只考慮兩根邊柱軸力（一拉一壓）,M(z)上部水平荷載對(duì)坐標(biāo)Z 力矩總和 B兩邊柱軸線間的距離,任意水平荷載下柱軸向變形產(chǎn)生的第j層處側(cè)移 把框架連續(xù)化，根據(jù)單位荷載法：,Nq（z）對(duì)坐標(biāo)z高度處的力矩 M（z）引起的邊柱軸力 為單位集中力作用在j處時(shí) 在邊柱z高度處產(chǎn)生的軸力 Hjj層樓板距底面高度,若假定邊柱的截面沿高度線性變化，其變化規(guī)律為：,At-頂層邊柱截面面積,Ab-底層邊柱截面面積,積分后得到計(jì)算公式：,V0基底剪力（水平荷載的總和） Fn系數(shù)，根據(jù)不同荷載形式查圖,層間變形：,說(shuō)明： 框架總變形梁柱彎曲變形側(cè)移柱軸向變形側(cè)移，框架變形仍以剪切型為主，底層層間側(cè)移較大,結(jié)構(gòu)側(cè)移包括兩種成分，即層間側(cè)移與頂點(diǎn)側(cè)移，限值見(jiàn)表。,剛度問(wèn)題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平位移驗(yàn)算,目的 防止主要結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、損壞 防止填充、裝修開(kāi)裂、損壞 防止過(guò)大側(cè)移，以引發(fā)人的不適、影響正常使用、產(chǎn)生附加內(nèi)力 表達(dá)式雙控（彈性位移） 層間位移 u/hu/h 頂點(diǎn)位移 u/H u/H 荷載組合 不考慮重力荷載引起的側(cè)移 各水平荷載單獨(dú)作用 荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0, 4.5框架設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求,框架內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力 框架抗震設(shè)計(jì)的延性要求 設(shè)計(jì)要求 框架梁截面設(shè)計(jì)和配筋構(gòu)造 框架柱截面設(shè)計(jì)和配筋構(gòu)造 框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面設(shè)計(jì),一、 內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力,在恒、活、風(fēng)及地震作用分別計(jì)算內(nèi)力后，要按照“可能與最不利”的原則進(jìn)行內(nèi)力組合 目的：求出控制截面的最不利內(nèi)力 1、控制截面及最不利內(nèi)力 構(gòu)件截面設(shè)計(jì)是以控制截面上的最不利內(nèi)力為依據(jù)的 控制截面通常是內(nèi)力最大的截面，但是不同的內(nèi)力(如彎矩、剪力)并不一定在同一截面達(dá)到最大值，因此一個(gè)構(gòu)件可能同時(shí)有幾個(gè)控制截面。 框架梁： 兩端支座 跨中,框架柱： 上下端,二、組合前的內(nèi)力調(diào)整,（1）將梁柱軸線端內(nèi)力調(diào)整至構(gòu)件邊緣端（控制截面）的內(nèi)力，當(dāng)梁柱截面高度較小時(shí)，此項(xiàng)調(diào)整可略去（偏安全）,（2）豎向荷載（只限于豎向荷載）可考慮梁端出現(xiàn)塑性鉸的塑性內(nèi)力重分布。通常是降低支座負(fù)彎矩，以減少支座處上部配筋，方便施工 支座負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)，對(duì)于現(xiàn)澆梁可取0.80.9，對(duì)于裝配整體式梁取0.60.8 支座彎矩確定后，為了安全，跨中彎矩必須滿足兩個(gè)要求,按簡(jiǎn)支梁計(jì)算時(shí)跨中彎矩 經(jīng)內(nèi)力調(diào)整并組合后的支座彎矩,三、水平作用方向 風(fēng)和地震作用可能來(lái)自正方向，也可能是負(fù)方向，兩者的內(nèi)力大小相等符號(hào)相反，所以只需計(jì)算其中一個(gè)方向的內(nèi)力，另一方向的內(nèi)力冠以相反符合即可,四、內(nèi)力組合 、無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)：,有地震作用效應(yīng)組合時(shí),五、 框架抗震設(shè)計(jì)的延性要求,(一)、延性的概念 延性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能維持承載能力而又具有較大的塑性變形能力的性能，一般用延性比表示延性的大小 延性比定義：, 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件屈服時(shí)的位移 承載力降低（降低1020）時(shí)的極限位移,頂點(diǎn)位移,y,延性結(jié)構(gòu)荷載位移關(guān)系,在“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則下，地震區(qū)的結(jié)構(gòu)都應(yīng)該設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)。即在中等地震下，允許結(jié)構(gòu)某些部位出現(xiàn)塑性鉸。只要進(jìn)行合理的延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)可以通過(guò)塑性變形消耗地震能量，做到“大震不倒”（而不是靠承載力抵抗大震）,1、延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 （1）強(qiáng)柱弱梁（或強(qiáng)墻弱梁） 要控制梁、柱的相對(duì)強(qiáng)度，使塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱子中的塑性鉸 （2）強(qiáng)剪弱彎 （3）強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固 2、保證延性的抗震措施 （1）先劃分抗震等級(jí)（分四個(gè)等級(jí)） （2）根據(jù)抗震等級(jí)，按延性設(shè)計(jì)原則控制 計(jì)算：內(nèi)力調(diào)整 構(gòu)造：截面尺寸、主筋、箍筋、錨固等要求,(二)設(shè)計(jì)要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足剛度、強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性要求外，地震區(qū)的結(jié)構(gòu)尚應(yīng)滿足延性和薄弱層彈塑性變形限制的要求 1、彈性（正常使用條件下）側(cè)移變形驗(yàn)算（剛度要求） 在結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面尺寸等初步確定，以及荷載計(jì)算完畢之后，即可進(jìn)行風(fēng)荷載及水平地震作用下的彈性側(cè)移變形驗(yàn)算，驗(yàn)算如不滿足要求，就要改變構(gòu)件截面尺寸，甚至改變結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置,彈性側(cè)移驗(yàn)算表達(dá)式為,結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移及層間相對(duì)變形 結(jié)構(gòu)的總高度及層高,2、穩(wěn)定和抗傾覆驗(yàn)算 對(duì)高寬比H/B滿足要求的高層結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定和抗傾覆一般可以滿足要求，很少進(jìn)行驗(yàn)算 3、截面承載力驗(yàn)算（強(qiáng)度要求） 框架在四種荷載下的內(nèi)力求出之后進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算 無(wú)地震作用組合： 有地震作用組合： 4、罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算,1、框架梁的截面尺寸 主梁截面高度,：主梁計(jì)算跨度,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟匯總： 步驟一：結(jié)構(gòu)布置 步驟二：截面初選,2、框架柱的截面尺寸 矩形截面柱的邊長(zhǎng)，非抗震設(shè)計(jì)不宜小于250mm，抗震設(shè)計(jì)不宜小于300mm，圓柱截面直徑不宜小于350mm,框架柱的軸壓比限值 (影響柱承載力和延性的參數(shù)),N,框架柱的軸壓比限值 (影響柱承載力和延性的參數(shù)),步驟三：匯集荷載及荷載計(jì)算 豎向恒荷載 豎向活荷載 水平風(fēng)荷載 地震作用,步驟四：內(nèi)力計(jì)算 豎向恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 豎向活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 水平風(fēng)荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 地震作用下內(nèi)力計(jì)算,步驟六：控制截面及控制截面內(nèi)力調(diào)整 梁柱軸線端內(nèi)力調(diào)整至構(gòu)件邊緣端 豎向荷載梁端出現(xiàn)塑鉸產(chǎn)生的塑性內(nèi)力重分布,步驟七：內(nèi)力組合、確定最不利內(nèi)力,步驟八：截面尺寸驗(yàn)算,1、框架梁受剪截面應(yīng)符合下列要求 無(wú)地震作用組合時(shí),步驟五：側(cè)移驗(yàn)算 側(cè)移不滿足要求回到步驟一,有地震作用組合時(shí) 跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱,混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C50時(shí)取1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)取0.8；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C50和C80之間時(shí)可按線性內(nèi)插取用 矩形截面的寬度，T形截面、I形截面的腹板寬度 梁柱截面計(jì)算方向有效高度,跨高比不大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱,2、框架柱截面應(yīng)符合下列要求 柱剪跨比不宜小于2 柱截面高寬比不宜大于3,剪跨比影響鋼筋混凝土柱破壞形態(tài)的重要參數(shù),長(zhǎng)柱，發(fā)生彎曲破壞 短柱，發(fā)生剪切破壞 極短柱，發(fā)生剪切斜拉破壞,注意：軸壓比和剪跨比是影響柱延性的重要參數(shù),步驟九：延性設(shè)計(jì)調(diào)整,1、框架梁強(qiáng)剪弱彎調(diào)整 一、二、三級(jí)抗震需調(diào)整，四級(jí)無(wú)需調(diào)整,9度抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合,分別為梁左右端逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蚪孛娼M合的彎矩設(shè)計(jì)值。當(dāng)抗震等級(jí)為一級(jí)且梁兩端彎矩均為負(fù)彎矩時(shí)，絕對(duì)值較小一端的彎矩應(yīng)取零 梁剪力增大系數(shù)，一、二、三級(jí)分別取1.3、1.2、1.1 梁的凈跨 考慮地震作用組合的重力荷載代表值作用下，按簡(jiǎn)支梁 分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值,2、強(qiáng)柱弱梁調(diào)整（適用于一、二、三級(jí)框架柱）,9度抗震設(shè)計(jì)的框架柱和一級(jí)框架柱尚應(yīng)符合,節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M合彎矩設(shè)計(jì)值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值，可按彈性分析的彎矩比例進(jìn)行分配 節(jié)點(diǎn)左右梁端截面順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M合彎矩設(shè)計(jì)值之和，當(dāng)抗震等級(jí)為一級(jí)且節(jié)點(diǎn)左右梁端均為負(fù)彎矩時(shí)，絕對(duì)值較小的彎矩取為零 柱端彎矩增大系數(shù)，一、二、三級(jí)分別取1.4、1.2、1.1,2011一級(jí)為1.7,二級(jí)為1.5,三級(jí)為1.3 ，四級(jí)1.2,3、框架柱強(qiáng)剪弱彎調(diào)整（適用于一、二、三級(jí)框架）,9度抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合,分別為柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪孛娼M合的彎矩設(shè)計(jì)值,4、構(gòu)造要求 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一、二、三級(jí)框架結(jié)構(gòu)的底層柱底截面的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別采用考慮地震作用組合的彎矩值與增大系數(shù)1.5、1.25和 1.15的乘積。,2011一級(jí)為1.5,二級(jí)為1.3,三級(jí)為1.2，四級(jí)1.1,步驟十：抗彎承載力計(jì)算,1、框架梁抗彎承載力計(jì)算 無(wú)地震作用組合時(shí) 由矩形截面受彎極限狀態(tài)平衡條件可以得到,步驟十：抗彎承載力計(jì)算,地震作用組合時(shí),抗震設(shè)計(jì)時(shí)梁兩端受壓區(qū)高度限制具體要求如下： 一級(jí)抗震 X0.25h0b0 ， AsAs0.5； 二、三級(jí)抗震 X0.35h0b0， AsAs0.3,步驟十：抗彎承載力計(jì)算,2、框架柱抗彎承載力計(jì)算 無(wú)地震作用組合時(shí) 假定大偏心,地震作用組合時(shí),步驟十一：抗剪承載力計(jì)算,1、框架梁抗剪承載力計(jì)算 無(wú)地震作用組合時(shí),集中荷載為主的梁,步驟十一：抗剪承載力計(jì)算,1、框架梁抗剪承載力計(jì)算 地震作用組合時(shí),集中荷載為主的梁,步驟十一：抗剪承載力計(jì)算,2、框架柱抗剪承載力計(jì)算 無(wú)地震作用組合時(shí),地震作用組合時(shí),步驟十一：抗剪承載力計(jì)算,有拉力情況下 無(wú)地震作用組合時(shí),地震作用組合時(shí),步驟十二：構(gòu)造要求,1、框架梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求 （1）縱向受拉鋼筋的最小配筋率，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.2和 二者的較大值；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定數(shù)值,（2）框架梁的面積配箍率,As為單肢箍筋截面面積，n為肢數(shù)，s為箍筋梁跨方向間距， b為梁寬,說(shuō)明： 箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度:(一級(jí)) , (二四級(jí)) 第一個(gè)箍筋應(yīng)設(shè)置在距支座邊緣50mm處 箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)的箍筋肢距：一級(jí)200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、三級(jí)250mm和20倍箍筋直徑的