广东工业大学：《建筑结构抗震设计》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 多层框架结构简化计算（主讲：韦爱凤）

第七章多层框架结构简化计算 广东工业大学建设学院韦爱凤

1 第七章 多层框架结构简化计算 广东工业大学建设学院 韦爱凤

4.1框架结构概念设计 41.框架结构的受力变形特点 ●1竖向荷载作用下的受力特点: ●框架梁受弯为主,框架柱受压为主 ●承载能力极限状态设计:框架梁控制截面的抗 弯承载力设计框架柱控制其受压承载力 正常使用极限状态设计:梁跨中挠度变形的验 算 竖向荷载作用下框架结构的水平侧移忽略不计

2 4.1框架结构概念设计 ⚫ 4.1.1框架结构的受力变形特点 ⚫ 1.竖向荷载作用下的受力特点： ⚫ 框架梁受弯为主，框架柱受压为主 ⚫ 承载能力极限状态设计：框架梁控制截面的抗 弯承载力设计 框架柱控制其受压承载力 ⚫ 正常使用极限状态设计：梁跨中挠度变形的验 算 ⚫ 竖向荷载作用下框架结构的水平侧移忽略不计

2水平荷载作用下的受力特点 ●框架柱承担水平剪力和柱端弯距,并由此产 生水平位移;由于协调变形梁端产生弯距和 剪力; 承载能力极限状态设计:框架柱控制截面的 偏心抗弯承载力设计梁 正常使用极限状态设计:框架结构水平侧移 的计算

3 ２.水平荷载作用下的受力特点 ⚫ 框架柱承担水平剪力和柱端弯距，并由此产 生水平位移；由于协调变形梁端产生弯距和 剪力； ⚫ 承载能力极限状态设计：框架柱控制截面的 偏心抗弯承载力设计 梁 ⚫ 正常使用极限状态设计：框架结构水平侧移 的计算

●框架结构的水平侧移由两部分组成: 整体弯曲变形产生的侧移;(整体弯距柱 轴力)(图41b) 整体剪切变性产生的侧移;(楼层剪力-梁 柱剪切、弯曲变形)(图41c)(图42)

4 ⚫ 框架结构的水平侧移由两部分组成： – 整体弯曲变形产生的侧移；（整体弯距-柱 轴力）（图4.1ｂ） – – 整体剪切变性产生的侧移；（楼层剪力-梁 柱剪切、弯曲变形）（图4.1ｃ）（图4.2)

△ b a (b) 图4.1水平荷载下框架的变形 (a)总变形(b)整体弯曲变形(c)整体剪切变形 (柱轴力引起) (柱剪力→柱、梁 层数多时考虑 弯矩→变形)

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5++RM (t) 图4.2框架层间侧移的主要组成分量 层间侧移的大小与楼层剪力Ⅴi的大小成 正比 ●层间侧移的大小与梁、柱的截面惯性矩 成反比;

6 ⚫ 层间侧移的大小与楼层剪力Vi的大小成 正比； ⚫ 层间侧移的大小与梁、柱的截面惯性矩J 成反比；

4.12结构布置 ●1高宽比限值 非抗震设计抗震设计 6度7度8度9度 最大适用高度(m 70 60554525 高宽比限值 5 4 32 ●结构平面布置及竖向布置

7 4.1.2结构布置 ⚫ 1.高宽比限值 ⚫ 结构平面布置及竖向布置 非抗震设计 抗震设计 6度 7度 8度 9度 最大适用高度（ｍ） 70 60 55 45 25 高宽比限值 5 4 3 2

4.1.3梁、柱、节点等构件截面估计及选型 ●1梁构件的截面估算 (1/10~1/18) b=(12~1/3)h ●梁的截面宽度不宜小于200mm;梁截面的高宽 比不宜大于4; 当梁高较小或采用扁梁时,除验算其承载力和 受剪截面要求外,尚应满足刚度和裂缝的要求 对现浇梁板结构,宜考虑梁受压翼缘的有利影 响

8 4.1.3 梁、柱、节点等构件截面估计及选型 ⚫ 1.梁构件的截面估算 ⚫ 梁的截面宽度不宜小于200mm；梁截面的高宽 比不宜大于4； ⚫ 当梁高较小或采用扁梁时，除验算其承载力和 受剪截面要求外，尚应满足刚度和裂缝的要求 ⚫ 对现浇梁板结构，宜考虑梁受压翼缘的有利影 响。 b b b b h h l (1 2 ~1 3) (1 10 ~1 18) = =

2柱构件的截面估算 1 q k=12-14Kn/m A一柱子的负荷面积; n-计算柱截面以上结构层数; a弯距影响系数1.1-1.3 γ一荷载分项系数1.25; ●矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜 小于250mm,抗震设计时不宜小于300mm; 圆柱截面直径不宜小于350mm; ●柱剪跨比宜大于2 ●柱截面高宽比不宜大于3

9 2.柱构件的截面估算 –ｑｋ＝12-14ＫＮ／ｍ２； –Ａ－柱子的负荷面积； –ｎ－计算柱截面以上结构层数； –α弯距影响系数 1.1-1.3; –γ—荷载分项系数 1.25； ⚫ 矩形截面柱的边长，非抗震设计时不宜 小于250mm，抗震设计时不宜小于300mm； 圆柱截面直径不宜小于350mm； ⚫ 柱剪跨比宜大于2 ⚫ 柱截面高宽比不宜大于3。 N q A n f A N k c c N  = =    

3.节点 框架梁、柱中心线宜重合。 当梁柱中心线不能重合时,在计 算中应考虑偏心对梁柱节点核心区 受力和构造的不利影响,以及梁荷 载对柱子的偏心影响

10 3.节点 ⚫框架梁、柱中心线宜重合。 ⚫ ⚫ 当梁柱中心线不能重合时，在计 算中应考虑偏心对梁柱节点核心区 受力和构造的不利影响，以及梁荷 载对柱子的偏心影响