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1、混凝土结构设计(第3章电子教案)混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助第第3章章 多层和高层框架结构设计多层和高层框架结构设计 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助本章重点本章重点 了解框架结构的特点和适用范围；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掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的内力计算方法内力计算方法；掌握框架结构的内力组合原则与方法；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熟悉框架结构在水平荷
2、载作用下的侧移验 算方法；算方法；熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助12层层310层层10层或层或28m3.1概概 述述房屋按高度和层数分类房屋按高度和层数分类低层低层多层多层高层高层混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 结构结构轻巧；轻巧；整体性好；整体性好；可形成大空间；可形成大空间；施工方便；施工方便；较为经济。较为经济。框架结构框架结构框架结构框架结构混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 抵抗水平荷载能
3、力差抵抗水平荷载能力差；侧向刚度小，侧移大侧向刚度小，侧移大；受地基的不均匀沉降影受地基的不均匀沉降影响大响大。框架结构受框架结构受力变形动画力变形动画混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.2结构布置方法结构布置方法3.2.1 结构布置的一般原则结构布置的一般原则 满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面满足使用要求，并尽可能与建筑的平、立剖面划分相一致；划分相一致；满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置能有效地进行；布置能有效地进行；结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类结构尽可能简单、规则、均匀、对称
4、，构件类型少；型少；混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助好好差差平面布置平面布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助好好差差竖向布置竖向布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震 等因素对建筑的影响；等因素对建筑的影响；施工简便；施工简便；经济合理。经济合理。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.2.2 结构布置方法结构布置方法 房屋横向刚度大，侧房屋横向刚度
5、大，侧移小；移小；横梁高度大，室内有横梁高度大，室内有效净空小。效净空小。非抗震时使用非抗震时使用横向布置横向布置 横向承重横向承重混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 连系梁截面较小，框连系梁截面较小，框架梁截面尺寸大，室架梁截面尺寸大，室内有效净空高；内有效净空高；对纵向地基不均匀沉对纵向地基不均匀沉降较有利；降较有利；房屋横向刚度小，侧房屋横向刚度小，侧移大。移大。纵向布置纵向布置 纵向承重纵向承重混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 整体性好，受力好；整体性好，受力好；适用于整体性要求适用于整体性要求 较高
6、和楼面荷载较较高和楼面荷载较 大的情况。大的情况。双向布置双向布置 双向承重双向承重混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.3截面尺寸估算截面尺寸估算3.3.1 框架梁框架梁3-1n框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算l0 梁的计算跨度；梁的计算跨度；hb 梁的截面高度；梁的截面高度；bb 梁的截面宽度。梁的截面宽度。一般情况下一般情况下：梁净跨与截面高度之比梁净跨与截面高度之比不宜小于不宜小于4梁的截面宽度不梁的截面宽度不宜小于宜小于200mm3-2混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3-3n框架梁线刚度框架梁线
7、刚度Ec 混凝土弹性模量；混凝土弹性模量；I 框架梁截面惯性矩，见表框架梁截面惯性矩，见表3.3.1；l 框架梁的跨度。框架梁的跨度。式中式中：混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助表表3.3.1 3.3.1 框架梁惯性矩取值框架梁惯性矩取值楼板类型楼板类型边框架梁边框架梁中框架梁中框架梁现浇楼板现浇楼板I=1.5I0I=2.0I0装配整体式楼板装配整体式楼板I=1.2I0I=1.5I0装配式楼板装配式楼板I=I0I=I0注：注：I0为梁按矩形截面计算的惯性矩，为梁按矩形截面计算的惯性矩，。30121bhI 混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目
8、 录录上一章上一章帮帮 助助多层建筑多层建筑：Hi 第第i层层高；层层高；hc 柱截面高度；柱截面高度；bc 柱截面宽度。柱截面宽度。框架柱的截面边长不宜小于框架柱的截面边长不宜小于250 mm，圆柱的截面直径，圆柱的截面直径不宜小于不宜小于350 mm，剪跨比，剪跨比宜大于宜大于2截面的高宽比截面的高宽比不宜大于不宜大于33-53-43.3.2 框架柱框架柱n框架柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助高层建筑：高层建筑：N 柱中轴向力。柱中轴向力。Nv 柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载
9、产生的轴向 力设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中力设计值。可近似将楼面板沿柱轴线之间的中 线划分，恒载和活载的分项系数均取线划分，恒载和活载的分项系数均取1.25，或，或 近似取近似取1214 kN/m2进行计算。进行计算。fc 混凝土轴心抗压强度设计值。混凝土轴心抗压强度设计值。N=（1.11.2）Nv 3-6混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助Ec 混凝土弹性模量；混凝土弹性模量；I 框架柱截面惯性矩。框架柱截面惯性矩。n框架柱线刚度框架柱线刚度3-73-8混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.4计算简图
10、的确定计算简图的确定n计算单元的选取计算单元的选取计算单元选取计算单元选取混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n计算简图计算简图实际结构实际结构l01l02计算简图计算简图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.5荷载计算荷载计算框架荷载框架荷载垂直荷载垂直荷载水平荷载水平荷载恒载恒载活载活载风载风载地震作用地震作用框架自重；粉灰重；框架自重；粉灰重；板、次梁、墙体重。板、次梁、墙体重。人群、家具、设备等人群、家具、设备等荷载，取值见荷载，取值见建筑建筑结构荷载规范结构荷载规范，可，可折减。折减。0zszkww混凝
11、土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助3.6内力计算内力计算3.6.1 竖向荷载下的内力计算竖向荷载下的内力计算n 楼面荷载分配原则楼面荷载分配原则 当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上当采用装配式或装配整体式楼盖时，板上荷载通过预制板的两端传递给它的支承结荷载通过预制板的两端传递给它的支承结构；构；当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载当采用现浇楼盖时，楼面上的恒载和活载根据每个区格板两个方向的边长比，沿单根据每个区格板两个方向的边长比，沿单向或双向传递，区格板长边向或双向传递，区格板长边/短边短边3时沿时沿单向传递，长边单向传递，长边/短边短边3时时沿双向传
12、递。沿双向传递。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助现浇楼盖荷载传递示意图现浇楼盖荷载传递示意图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n竖向活载最不利布置竖向活载最不利布置（1 1）逐跨布置法）逐跨布置法 恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各恒载一次布置，楼屋面活载逐跨单独作用在各跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能跨上，分别算出内力，再对各控制截面组合其可能出现的最大内力。出现的最大内力。恒载一次布置恒载一次布置活载分跨布置活载分跨布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮
13、帮 助助（2）最不利荷载布置法）最不利荷载布置法 恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接恒载一次布置，楼屋面活载根据影响线，直接确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此确定产生某一指定截面最不利内力的活载布置。此法用手算方法进行计算很困难。法用手算方法进行计算很困难。最不利荷载的布置最不利荷载的布置混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（3）分层布置法或分跨布置法）分层布置法或分跨布置法 恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的恒载一次布置，为简化计算，当活载与恒载的比值不大于比值不大于3时，可近似将活载一层或一跨做一次时，可近似将活载一层或一跨做一
14、次布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。布置，分别进行计算，然后进行最不利内力组合。qqqqqq分层布置法分层布置法分跨布置法分跨布置法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助（4）满布荷载法）满布荷载法 当活载与恒载的比值不大于当活载与恒载的比值不大于1时，可不考虑活载时，可不考虑活载的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩应乘以求得的梁跨中弯矩应乘以1.11.2的系数予以增大。的系数予以增大。3 竖
15、向荷载作用下框架内力计算方法竖向荷载作用下框架内力计算方法1）弯矩二次分配法求框架弯矩）弯矩二次分配法求框架弯矩（1）计算梁、柱转动刚度）计算梁、柱转动刚度（2）计算各节点杆件（梁、柱）的分配系数）计算各节点杆件（梁、柱）的分配系数（3）计算杆件固端弯矩（不平衡弯矩）计算杆件固端弯矩（不平衡弯矩）（4）进行弯矩分配与传递）进行弯矩分配与传递（5）计算杆端弯矩）计算杆端弯矩（6）画弯矩图）画弯矩图 2）梁端弯矩调幅）梁端弯矩调幅3）计算梁端剪力和柱轴力）计算梁端剪力和柱轴力 固定支座，固定支座，S=4i 铰支座，铰支座，S=3i 定向支座，定向支座，S=i 远端远端 固定支座，固定支座，1/2铰
16、支座，铰支座，0定向支座，定向支座，-1 远端远端 引言：弯矩二次分配法引言：弯矩二次分配法简言：弯矩二次分配法简言：弯矩二次分配法混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助n竖向荷载作用下的内力计算方法竖向荷载作用下的内力计算方法（1）分层法）分层法 忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱 上产生内力。上产生内力。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关连的且柱端为个彼此互不关连的且柱端为完全固定完全固定的简单刚架近的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环2次。次。分层法计算示意图分层法计算示意图混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助 由于除底
