框架结构近似计算方法.ppt

建筑工程系
高层建筑结构
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第 5 章 框架结构的近似计算方法
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框架结构设计计算程序 （手算）
根据使用要求，经济等指标
结构布置：柱网布置，梁布置
梁、柱选型（初估）
计算单元选取
计算简图选取及荷载计算
竖向荷载下的分层计算
水平荷载下的内力和变形计算
荷载效应组合
承载力设计
构造处理
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框架结构设计计算程序（电算）
根据使用要求，经济等指标
柱网布置
建模：梁、柱选型（尺寸初估）及布置，楼板板厚，材料选用
建模：荷载计算及布置
修改不同的荷载和板厚
相应计算参数的设置，生成计算数据
内力及配筋计算
查看计算结果，调整结构布置，使各项指标满足规范
查看各构件的内力、配筋，调整截面
绘制施工图
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框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框
架为一计算单元。
　为简化计算，可假定：
1、每榀框架结构仅在其自身平面内提供抗侧移刚度，平面外的抗侧移刚度忽略不计；
2、平面楼盖在其自身平面内刚度无限大；
3、框架结构在使用荷载作用下材料均处于线弹性阶段。
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框架结构的计算简图
计算单元
框架结构的计算单元及计算模型
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框架结构的承重方案
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框架结构计算简图
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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表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，由图可见，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；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。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；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。
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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。当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴也不重合时，一般采取近似方法，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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