框架结构模型.docx
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4
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1
柱轴力 边柱N 中柱N
（三）水平荷载作用下框架侧移的近似计算
（三）水平荷载作用下框架侧移的近似计算 （1）总体剪切变形: 由梁、柱弯曲变形引起
（2）总体弯曲变形: 由框架柱轴向变形引起
一般不考虑轴向变形引起的侧移
（三）水平荷载作用下框架侧移的近似计算
1.侧移的近似计算 只考虑梁柱弯曲变形引起的侧移
1.柱网布置 要求: ③使结构受力合理
1.柱网布置 要求: ④使施工方便
2.承重框架布置 平面结构：①纵向框架 ②横向框架
纵向框架 和横向框架分别承担作用在各自方 向上的水平力 竖向荷载则按楼盖结构布置的不同按不同方式传递
2.承重框架布置 按楼板（预制板或现浇板）竖向荷载传递路线不同 有三种布置方案：
3.对称性的利用
（1）奇数跨 （2）偶数跨
例题
i=0.498
q=32.8kN/m q=40.2kN/m q=40.2kN/m
i=1
i=0.471
解: 分层法求解步骤如下:
（1）将原框架分为3个敞口框架， 除底层的各柱线刚度均乘以0.9 （i=0. 498 ×0.9=0.448)
（2）用弯矩分配法计算敞口框架 的杆端弯矩，利用对称性取半跨， 底层柱弯矩传递系数取1/2，其余 柱弯矩传递系数取1/3。
=
+
+
2.计算步骤 （1）画出原始计算简图，节点编号，
求各杆件线刚度。
（2）将原框架分为n个敞口框架。（约束？ ）
（3）修正柱线刚度？ 计算各节点各杆端分配系数。
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土木工程框架结构30页word
土木工程框架结构30页word第1章项目概况及设计资料1.1 项目概况1.项目名称:安徽省六安市寿县某建筑结构设计；2.建筑占地面积:364.5㎡，总建筑面积:2151㎡；3.建筑高度:17.7m；4.设计使用年限:50年；5.建筑层数:六层；6.结构类型:现浇钢筋混凝土框架结构；7.抗震设防烈度:6度；8.设计耐火等级:二级。
1.2 设计资料1.设计标高:室内设计标高为0.000m±，室内外高差300mm；0.35kN m；2.基本风压:20.5kN m；3.基本雪压:24.地面粗糙程度:B类；5.建筑物安全等级:Ⅱ级；6.墙体材料:±以上采用MU10混凝土多孔砖，M5混合砂浆一砖实砌；.0000±以下采用MU10混凝土实心砖，M10水泥砂浆一砖实砌,20厚1:2水泥砂浆双.0000面粉刷，-0.060处设20厚1:2水泥砂浆，内掺5%防水剂防潮层。
第 1 页第2章结构布置及计算简图的确定2.1 结构平面布置1.选取单榀框架根据图形的对称性，本次计算选用⑩轴进行计算，结构布置图如下:图2-1 结构布置图2.2 梁柱截面初估1.梁截面初估16~14确定，各梁截面宽度按照高度的13~12确定。
那么，各截面尺寸确定如下:次梁截面高度按照跨度的115~112确定，主梁截面高度按照跨度的112~18确定，悬臂梁截面高度按照跨度的(1)主梁1AB :(112h =~)184700390~600mm mm ?=，取500h mm =；(13b =~)12500170~250mm mm ?=，取250b mm =。
(2)主梁1B D :(112h =~)182500210~320mm mm ?=，取500h mm =；(13b =~)12500170~250mm mm ?=，取250b mm =。
(3)8~10、10~12轴间主梁尺寸:(112h =~)183600300~400mm mm ?=，取400h mm =，250b mm =。
框架结构模型
精心整理
模型概况
模型为框架结构，长24m，宽16m，共15层，总高61米。
除底层层高为5m外其余各层层高均为4m。
使用PKPM2010中SATWE模块按8度0.2g抗震设防标准进行配筋设计和验算，后将设计结果输入SAP2000中进行分析。
为便于分析和使用孙新宇的静力试验结果，在SATWE设计结果基础上对标准层和构件进行了归并，结构分为1~8层和9~15层两个标准层。
平面布置如图1所示，构件情况见表1。
反应谱分析
为验证接结构设计抗震性能，对结构进行双向反应谱工况分层，层间位移角响应见表3
2、3。
图4罕遇地震层间位移角包络图
加速度响应
多遇、罕遇状况三种地震波作用下结构加速度值见表7、8，层间位移角包络图见图5、6。
图6罕遇地震层间位移角包络图
关于PKPM电算设计中“偶然偏心”的理解
对于规范的理解1Δ
《高规建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》第4.3.2条(强制性条文)规定，质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水
第
e
第4.3.3
PKPM
(EXP、EYP)。
12讲-框架结构
第3章 框架结构
（2）除底层柱的下端外，其他各柱的柱端应为弹性约束。为
便于计算，均将其处理为固定端。这样将使柱的弯曲变形有所 减小，为消除这种影响，可把除底层柱以外的其他各层柱的线 刚度乘以修正系数0.9，除底层外各层柱弯矩传递系数取1/3。
竖向荷载作用下分层计算示意图
第3章 框架结构
（3）用无侧移框架的计算方法（如弯矩分配法）计算各敞口框架的 杆端弯矩，由此所得的梁端弯矩即为其最后的弯矩值；因每一柱属 于上、下两层，所以每一柱端的最终弯矩值需将上、下层计算所得 的弯矩值相加。在上、下层柱端弯矩值相加后，将引起新的节点不 平衡弯矩，如进一步修正，可对不平衡弯矩再作一次弯矩分配。
作业点评
131页：Mmax=90KN.m; Mmin=30KN.m
1.整体情况较好，90%优秀
2.问题一：作业不完整，认真度不够！
3.问题二：未掌握校对M、Q图的方法。
第3章 框架结构
混凝土结构设计
第 3 章 框架结构
第的计算简图及荷载
反弯点法，Ｄ值法
第3章 框架结构
定义
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，如整幢房屋 均采用这种结构形式，则称为框架结构体系或框架结构房屋。
结构特点
梁柱交接处刚接
柱底应为固定支座 框架梁拉通、对直 框架柱纵横对齐、 上下对中
高次超静定
第3章 框架结构
1
结构组成及特点
框架结构平面布置和剖面示意图
体弯曲变形的影响很小。
第3章 框架结构
框架结构的侧移
第3章 框架结构
（2）框架结构体系的优缺点
建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐厅等）；
建筑立面容易处理；
框架结构建模
利用PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤一、执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型（一）根据建筑平、立、剖面图输入轴线1、结构标准层“轴线输入”1）结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸2）根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁3）只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样（位置、截面、材料），并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层2、“网格生成”——轴线命名（二）估算（主、次）梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行“构件定义”1、梁1）抗震规范第6.3.6条规定：b≥2002）主梁：h = (1/8～1/12) l ，b＝(1/3～1/2)h3）次梁：h = (1/12～1/16) l ，b＝(1/3～1/2)h2、框架柱：1）抗震规范第6.3.1条规定：矩形柱bc、hc≥300，圆形柱d≥3502）控制柱的轴压比——柱的轴压比限值，抗震等级为一到四级时，分别为0.7～1.0——柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响，＝1.2～1.4——楼面竖向荷载单位面积的折算值，＝13～15kN/m2——柱计算截面以上的楼层数——柱的负荷面积3、板楼板厚：h = l /40 ～l /45 (单向板) 且h≥60mmh = l /50 ～l /45 (双向板) 且h≥80mm（三）选择各标准层进行梁、柱构件布置，“楼层定义”1、构件布置，柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上。
2、偏心，主要考虑外轮廓平齐。
3、本层修改，删除不需要的梁、柱等。
4、本层信息，给出本标准层板厚、材料等级、层高。
5、截面显示，查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。
6、换标准层，进行下一标准层的构件布置，尽量用复制网格，以保证上下层节点对齐。
（四）定义各层楼、屋面恒、活荷载，“荷载定义”1、荷载标准层，是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。
2、此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载，个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改（五）根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型，“楼层组装”1、楼层的组装就遵循自下而上的原则。
第四章 框架结构
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。
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）。
非抗震时使用
横向承重
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 空小；
对纵向地基不均
匀沉降较有利；
房屋横向刚度小，
侧移大。 纵向承重
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；
抗震效果好，
双向承重 能有效抵抗双 向地震
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。
计算简图l0ຫໍສະໝຸດ 1l02实际结构
计算简图
变截面柱或者具有悬挑部分时 框架结构的计算简图
4、 框架结构上的荷载
恒载
框架自重；粉灰重； 板、次梁、墙体重。
垂直荷载
框 架 荷 载 水平荷载 地震作用 活载 风载
框架结构体系
• （２）刚度方面：随着房屋高度的增加，在水平荷载作用下， 框架结构本身柔性较大，水平位移成为重要的控制因素。
• 要满足强度和刚度的要求，就必须增大构件的截面尺寸，太 大不经济，甚至不合理。
等跨式柱网：常用跨度为6米、7.5米、9米、12米 开间方向柱距：6m
适用范围：厂房、仓库、商店
对称不等跨式柱网
框架结构的运用与建筑艺术技巧的配合
一、框架带悬挑与建筑艺术的有效结合
底层收进：立面效果 底层的楼盖悬挑出很厚的周边雨罩
连续梁端部适当悬 挑有利于减少跨中 弯矩
•框架两端纵横两向 同时悬挑 •外形对称减少侧移 •角柱受力合理 •建筑造型合理协调
框架梁的截面形式： 1.矩形——一般情况 2.T型\L型——楼板为现浇（楼板的一部分作为框架梁的翼缘） 3.十字形\花篮形——预制板楼盖，为减少楼盖结构高度，增加建筑净空 框架柱的截面形式： 1.矩形、正方形——一般情况 2.圆形、多边形——设计要求
框架结构的特点、优点和分类
一、特点 １受力特点 ２框架结构的变形特征 二、框架结构的优缺点 三、适用范围
越简单规则整齐对结构越有利，经济效果越好 建筑艺术的效果：周边复杂的形式 在复杂的建筑平面上力求简单的框架柱网布置
框架结构的受力特点
一、框架结构的受力特点 • 框架结构是由梁和柱相互刚接而成的,框架的承
载能力和结构效能主要依赖于梁与柱的强度和节 点刚度。
1.竖向荷载
框架层数的增加而框架的变形和弯矩没有显著的变化 框架的变形和弯矩与框架的层数多少没有太大的关系
土木工程本科毕业某办公楼框架结构模板
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为《某办公楼框架结构设计》。
在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。
在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。
特别是在SARS肆掠期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。
在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。
毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。
巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。
在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。
在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。
由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。
二零零三年六月十五日内容摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。
在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。
接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。
是找出最不利的一组或几组内力组合。
选取最安全的结果计算配筋并绘图。
此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。
完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。
关键词：框架结构设计抗震设计AbstractThe purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames isdetermined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibratecycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then makingthe amount of the horizontal seismic force can be got by way of thebottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords : frames, structural design, anti-seismic design毕业设计进度计划安排:第一周课题调研，选题、结构方案设计第二周复习结构设计有关内容，借阅相关规范及资料第三周导荷载、计算楼层荷载第四周计算结构自震周期、水平地震作用大小第五、六周水平地震力作用下的框架内力分析、计算第七、八周竖向荷载作用下的框架内力计算第九周框架内力组合分析、计算第十周义务劳动周第十一周楼层板配筋、框架梁配筋及构造第十二周框架柱配筋、框架节点配筋及构造第十三周TBSA计算及分析第十四周楼梯计算，整理计算书第十五周翻译科技资料，画图第十六周打印论文，准备答辩目录第一部分：工程简况 (1)建筑地点、建筑类型、建筑介绍、门窗使用、地质条件 (1)柱网与层高 (1)框架结构承重方案的选择 (2)框架结构的计算简图 (2)梁、柱截面尺寸的初步确定 (3)第二部分：框架侧移刚度的计算 (5)横梁、纵梁、柱线刚度的计算 (5)各层横向侧移刚度计算 (6)各层纵向侧移刚度计算 (12)第三部分：重力荷载代表值的计算 (13)资料准备 (13)重力荷载代表值的计算 (14)第四部分：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 (23)横向自振周期的计算 (23)水平地震作用及楼层地震剪力的计算 (24)多遇水平地震作用下的位移验算 (27)水平地震作用下框架内力计算 (28)第五部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算 (32)计算单元的选择确定 (32)荷载计算 (33)内力计算 (40)梁端剪力和柱轴力的计算 (45)横向框架内力组合 (46)框架柱的内力组合 (54)柱端弯矩设计值的调整 (57)柱端剪力组合和设计值的调整 (60)第六部分：截面设计 (62)框架梁 (62)框架柱 (68)框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 (78)第七部分：楼板设计 (82)楼板类型及设计方法的选择 (82)设计参数 (82)弯矩计算 (83)截面设计 (87)第八部分：楼梯设计 (91)设计参数 (91)楼梯板计算 (91)平台板计算 (93)平台梁计算 (94)第九部分：框架变形验算 (96)梁的极限抗弯承载力计算 (96)柱的极限抗弯承载力计算 (97)确定柱端截面有效承载力Mc (98)各柱的受剪承载力Vyij的计算 (99)楼层受剪承载力Vyi的计算 (100)罕遇地震下弹性楼层剪力Ve的计算 (101)楼层屈服承载力系数ξyi的计算 (101)层间弹塑性位移验算 (103)第十部分：科技资料翻译 (104)科技资料原文 (104)原文翻译 (113)第十一部分：设计心得 (120)参考资料 (123)第一部分：工程简况建筑地点：北京市建筑类型：六层办公楼，框架填充墙结构。
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模型概况
模型为框架结构，长24m，宽16m，共15层，总高61米。
除底层层高为5m外其余各层层高均为4m。
使用PKPM2010中SATWE模块按8度0.2g抗震设防标准进行配筋设计和验算，后将设计结果输入SAP2000中进行分析。
为便于分析和使用孙新宇的静力试验结果，在SATWE设计结果基础上对标准层和构件进行了归并，结构分为1~8层和9~15层两个标准层。
平面布置如图1所示，构件情况见表1。
图1 标准层平面布置
表1 构件参数表
（梁柱混凝土C40，纵筋HRB400，箍筋HRB335。
板厚均为120mm。
）
底层柱最大轴压比为0.62
每层恒荷载2.5kN/㎡，活荷载2kN/㎡
模型三维示意图
动力特性分析
PKPM软件在高层模态计算上精度不足，且构件配筋在SATWE计算结果基础上进行了归并，因此动力特性分析以SAP2000计算结果为准。
模型前十二阶自振周期如表2所示。
反应谱分析
为验证接结构设计抗震性能，对结构进行双向反应谱工况分层，层间位移角响应见表3
由表3
时程分析
时程分析选用Elcentro波，TCU115波Y向输入，两种波频谱特征如表4所示。
将地震波峰值加速度分别调幅为70gal和400gal以模拟八度多遇、罕遇地震情况。
层间位移角响应值
多遇、罕遇状况两种地震波作用下结构层间位移角值见表5、6，层间位移角包络图见图2、3。
图3 多遇地震层间位移角包络图
图4 罕遇地震层间位移角包络图
加速度响应
多遇、罕遇状况三种地震波作用下结构加速度值见表7、8，层间位移角包络图见图5、6。
图5 多遇地震层间位移角包络图
图6 罕遇地震层间位移角包络图
关于PKPM电算设计中“偶然偏心”的理解
对于规范的理解1Δ
《高规建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》第4.3.2条(强制性条文)规定，质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。
第4.3.3条规定，计算单向地震作用应考虑偶然偏心的影响。
每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：
e±0.05L
e为每层质心偏移位移值，L为每层垂直于地震方向建筑总长度
《建筑抗震设计规范GB50011-2010》
对于规则结构的扭转效应，抗震规定允许不进行扭转耦连计算，但应对平行于地震作用方向的边榀进行地震作用效应放大。
高规则规定应考虑单向地震偶然偏心作用，偶然偏心值见该规范第4.3.3条规定。
可见，高规的规定更加严格。
PKPM中处理原理
先按照无偏心的初始质量分布计算结构的振动特性和地震作用，然后按照规范规定的四种偏心方式计算各质点的附加扭矩，再将四种偏心方式计算各质点的附加扭矩与无偏心的地震作用叠加，从而形成相应于四种偏心方式的地震作用。
考虑偶然偏心地震后，共有三组地震作用效应：无偏心地震作用效应(EX、EY)，左偏心地震作用效应(EXM、EYM)，右偏心地震作用效应(EXP、EYP)。