多层框架结构简化计算要求
多层框架结构
2） 迭代法
逐渐逼近法。
A
考虑侧移
B
不考虑侧移
C
不考虑框架侧移时 计算步骤： （1）绘出结构的计算简图，在每个节点绘制两个方框。 （2）计算汇交于每一节点的各杆件的转角分配系数
（3）计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩 ，写在相应的各杆端部，并求出汇交于每一节点的各杆固端弯矩之和 ，写在该节点的内框中。
-0.147
-0.208
-0.185
-0.185
-0.147
-0.206
-0.130
-0.103
-0.103
-0.146
-0.146
… 13.2
… 18.9
… -2.5
… -2.5
… -3.6
… 2.6
… 3.6
3.6 …
… -0.2
… -0.2
… -0.3
现浇楼板对梁抗弯刚度的影响：
近似计算： 设按梁的纯矩形截面计算的截面惯性矩为I0，则：
13.2 框架结构内力及水平位移的近似计算
装配整体式楼盖： 中框架取 I=1.5 I0 边框架取 I=1.2 I0 装配式楼盖： 按实际计算。
I0
I0
现浇楼盖： 中框架取 I=2 I0 边框架取 I=1.5 I0
-0.3 …
Mik=MikF+2Mik’+Mki’=
-89.1+2*13.2-2.5=-65.2kN
-65.2
0+2*18.9+3.6=41.4kN
41.4
-89.9
97.3
-7.5
-0.3
13.9
-55.5
3.6
12.4多层框架结构在竖向荷载下的内力计算方法
12.4竖向荷载作用下的内力近似计算
第十二章 多层框架结构房屋
2.计算模型的确定 在计算简图中，框架节点多为刚接，柱子下端在基础顶面，也按刚接 考虑。杆件用轴线表示，梁柱的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形 心位置，当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形心线作为柱轴线。跨度 取柱轴线间的距离。计算简图中的柱高，对楼层取层高；对底层柱，现浇 楼板取基础顶面与二层楼板顶面之间的高度。 当各跨跨度不等但相差不超过10%时，可当作具有平静跨度的等跨框架。
12.4竖向荷载作用下的内力近似计算
第十二章 多层框架结构房屋
4.荷载计算
作用在多、高层建筑结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。竖向 荷载包括恒载和楼（屋）面活荷载、雪荷载，水平荷载包括风荷载和 水平地震作用。 活荷载大小见《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第5.1.1条。
12.4竖向荷载作用下的内力近似计算
12.4竖向荷载作用下的内力近似计算
第十二章 多层框架结构房屋
由于计算时假定柱的远端为固定端，实际上除底层柱在基础处为固定 端外，其余各住的远端均有转角而非固定端。为减少由此引起的误差，除 底层柱外，其他各层柱的线刚度均乘以折减系数0.9，并取传递系数为1/3； 底层柱及梁的传递系数仍为1/2。 例12-2 用分层法计算例12-1框架的弯矩，并绘制弯矩图。
1转动刚度第十二章多层框架结构房屋124竖向荷载作用下的内力近似计算2分配系数第十二章多层框架结构房屋124竖向荷载作用下的内力近似计算3传递系数第十二章多层框架结构房屋124竖向荷载作用下的内力近似计算4杆端弯矩第十二章多层框架结构房屋124竖向荷载作用下的内力近似计算例121三跨二层钢筋混凝土框架各层框架梁所承受的竖向荷载设计值如图所示图中括号内数值为各杆件的相对线刚度
框架结构的内力和位移计算(精)
假定： （1）平面结构假定； （2）忽略柱的轴向变形； （3）D值法考虑了结点转角， 假定同层结点转角相等
2019/3/19
27
D 值法
计算方法 1、D值——修正抗侧刚度的计算 水平荷载作用下，框架不仅有侧移， 且各结点有转角，设杆端有相对位 移 ，转角 、 ，转角 1 2 位移方程为：
2019/3/19
22
反弯点法
2、剪力的计算 根据假定1：
V1 j d1 j j
Vij d ij j
Vij , d ij
——第j层第I根柱的剪力及其抗侧刚度
第j层总剪力
V pj
Vpj V1 j V2 j Vmj
2019/3/19 23
反弯点法
V1 j
第j层各柱剪力为
M ( z) N B
M(z)——上部水平荷载对坐标Z力矩总和 B——两边柱轴线间的距离
N
2019/3/19 44
柱轴向变形产生的侧移
N j
任意水平荷载下柱轴向变形产生的第j层处侧移 把框架连续化，根据单位荷载法：
2 ( NN / EA)dz
N j 0
Hj
N ( H j z) / B
框架结构的内力和位移计算荷载和设计要求51计算简图计算简图计算简图计算简图计算简图52竖向荷载作用下的近似计算方法分层法分层法分层法分层法力学知识回顾分层法计算过程构件弯矩图53水平荷载作用下内力近似计算方法反弯点法反弯点法弯点法反弯点法反弯点法反弯点法反弯点法反弯点法54水平荷载作用下内力近似计算方法d55水平荷载作用下侧移的近似计算梁柱刚度比k中柱
2019/3/19
9
计算简图
二、结构构件的截面抗弯刚度 考虑楼板的影响，框架梁的截面抗弯刚度应适当提高 现浇钢筋混凝土楼盖： 中框架：I＝2I0 边框架：I＝1.5I0 装配整体式钢筋混凝土楼盖： 截面形式选取： 框架梁跨中截面： 中框架：I＝1.5 I0 T型截面 边框架：I＝1.2 I0 框架梁支座截面： 装配式钢筋混凝土楼盖： 矩形截面 中框架：I＝I0 边框架：I＝I0 注：I0为矩形截面框架梁的截面惯性矩
第三章 多层框架结构简化计算汇总
返回
第二节
分层法
二
计算要点
4. 横梁的最后弯矩即分层计算所得弯矩。 5. 柱端的最后弯矩为上、下两相邻简单 刚架柱的弯矩叠加。对叠加后节点的不平 衡弯矩可在该节点内作一次分配平衡。
返回
第二节
分层法
三
注意点
ib / ic 5 当框架梁、柱线刚度之比 ，或框架不规则时，分层法不适用。 补充：固端弯矩、固端剪力，见结构力学 1.两端固定，作用一集中力时
返回
三 计算简图
根据假定，将空间结构简化成了平面结 构，使每榀框架可分别进行计算。
返回
第二节
分层法
多层多跨刚架（框架）在竖向荷载作 用下，通过用力法或位移法计算，其侧移 较小。一般可按无侧移的刚架来处理。 一 基本假定 二 计算要点 三 注意点
返回
第二节
分层法
一
基本假定
1.在竖向荷载作用下，可以忽略框架的侧 移。 2. 本层梁上的荷载对其他各层梁的内力 影响忽略不计。 据此，多层框架在竖向荷载作用下便可 分层计算。
2.两端固定，作用其他荷载时，可用上式 通过积分求得。 2 l
qdx q
M BA
B
A
x l
dx
同理：
M BA
ql 12
2
M AB
ql 12
2
返回
第二节
分层法
三
注意点
例3－1：下图为一两跨二层框架，用分 层计算法作弯矩图。括号内的数字表示梁柱 相对线刚度i值。
返回
第二节
分层法
三
注意点
解：1.求各节点的分配系数 （注意∑μ ＝1） 7.63 G节点： 0.668
对多层框架结构底层柱的计算高度问题的一种讨论
问题讨论3多层框架结构底层柱的计算高度问题多层框架结构底层柱的计算高度指的就是,在作结构分析时框架结构计算简图中底层柱的计算高度,它与柱的计算长度l 0不就是一个概念。
柱的计算长度l 0在《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)中,对轴心受压构件指的就是稳定计算的长度,对偏心受压构件指的就是近似考虑二阶效应时的等效标准柱长度;在《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)中,指的就是稳定计算的长度。
应该指出,影响结构内力分析结果的就是框架结构计算简图中柱的计算高度,但柱计算长度l 0的任何改变均不影响结构内力分析的结果,它只影响最后的柱配筋计算结果。
多层框架结构柱的计算高度,对于除去底层以外的上面几层从力学概念来说本来就是很清楚的,它应该就是上下两层梁的形心轴之间的距离。
但就是,梁的截面高度经常高低不等,按此规则确定柱的计算高度会使计算简图变得相当复杂。
为了简化,在计算简图习惯上取上下层楼面之间的距离作为计算高度。
除去底层柱以外,这样简化的结果误差不大。
底层柱计算高度的历史变迁:在上个世纪50年代,我国实行“一边倒”政策期间,在建筑结构行业基本上就是以前苏联的规范规定为蓝本进行设计。
那时规范中并不存在对多层房屋底层柱计算高度的规定。
在全国范围内,当时的工业厂房主要就是单层厂房,正规的多层工业厂房框架结构主要用于电子系统的厂房,当时基本上由我院设计。
向我们提供关键设计经验的主要就是前苏联列宁格勒的设计院(第六或第五设计院,现在记不太准),她们的习惯做法就是底层柱的计算高度为底层层高加1m。
主要有两方面的考虑:一就是在多层厂房中底层混凝土地坪从侧向对混凝土柱有较强的约束,再加上土层对基础的约束,由于这种约束,可以近似认为到达一定深度就能将柱瞧成已就是固定端;二就是多层工业厂房与单层工业厂房不同,当时单层工业厂房的柱顶多为铰接,柱的高度就是实际高度,多层工业厂房的框架结构就是刚性节点,底层柱的计算高度应该就是楼层层高扣除梁高的一半。
多层框架房屋STAWE结构整体计算时设计参数合理选取的几点思考
多层框架房屋STAWE结构整体计算时设计参数合理选取的几点思考摘要：多层框架房屋结构设计中如何确保工程项目的安全性和经济性，在结构整体计算中的参数选取对其有着极为重要的作用。
本文主要从以下几点，针对多层框架房屋结构整体计算进行了简单思考。
关键词：多层框架房屋结构设计；安全性；合理性；经济性随着我国经济的发展和城市化进程的加快，结构设计计算软件的成熟，结构工程师们越来越依赖结构软件的计算，虽然我国设计行业已经实行注册制度，但现阶段设计人员业务素质良莠不济，有的设计人员只知道按软件默认的参数设置进行计算，各类参数与实际情况不符合，对计算结果不能做出合理的判断，这在很大程度上为建筑工程埋下了安全隐患，而且还造成了经济浪费。
在设计中，要以规范为标准，按工程实际情况，合理取舍计算参数，对所有计算结果的分析和判断，保证其数据的正确性、合理性以及科学性，待所有的数据都合理取舍后，再进行结构设计。
在目前结构计算普遍采用pkpm结构计算软件的情况下，为了保证结构计算的合理性和有效性，准确地分析和选择计算信息中各项参数显得尤为重要。
多层框架房屋结构设计中如何确保工程项目的安全性和经济性，在结构整体计算中的参数选取对其有着极为重要的作用。
本文主要从以下几点，针对多层框架房屋结构整体计算设计参数进行梳理分析。
1、水平力的夹角参数实际上是指水平力与整体坐标之间的夹角参数，建筑物的整体坐标建立以后，认为风荷载和地震力总是沿着坐标轴方向作用，将建筑物沿顺时针方向旋转一个角度，使结构在设定的坐标系下，风荷载和地震力作用下，处于最不利的受力状态下。
计算结果表明，在水平力夹角不是零的情况下，结果在结构整体计算中应该选择总刚度分析方法，则结构本身的周期、振型等固有特性不会改变，也就是结构的周期值、各周期振型的平动系数、扭转系数不变，但是平动系数的两个方向的分量有所改变；如果在结构整体计算中选择侧刚分析方法，结构模型的侧向刚度将随之改变，结构的周期和振型也会发生变化，因此建议在结构整体结构计算时，在各种情况下均采用总刚分析方法，不应采用侧刚分析方法。
7.3框架结构简化计算
框架结构简化计算
框架结构计算简图
杆件——用轴线表示
节点——刚接节点
层高
底层柱：基础顶面到一层梁顶其它层柱：各层梁顶之间距离跨度——柱轴线间距
框架结构在恒载作用下内力
图
－－
框架结构在水平载作用下
在水平载作用下-D值法D值法——修正反弯点法
在水平载作用下内力图
－
++－
控制截面
控制截面：结构构件中需要按其内力进行配筋计算的截面
框架梁最不利内力组合
+Mmax：确定梁端底部纵筋
-Mmax：确定梁端顶部纵筋
Vmax：确定箍筋及弯起钢筋
+Mmax：确定梁下部纵筋
-Mmax：确定跨中可能的顶部纵筋
跨中纵筋跨中纵筋支座负筋
支座箍筋跨中可能负筋
│Mmax│及相应的N 、V
Nmin 及相应的M 、V Nmax 及相应的M 、V 可能大偏压
可能小偏压框架柱最不利内力组合。
多层框架建筑荷载标准值计算
§1、恒载标准值计算（1）屋面屋面表层30‰⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩防水层（刚性）：厚C20细石混凝土防水 防水层（柔性）：三毡四油铺小石子 找平层：15厚水泥砂浆找坡层：40厚水泥石灰焦值砂浆3找平保温层：80厚矿碴水泥 3.42 KN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.120m ×25 KN/m3=3 KN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×17 KN/m3=0.17KN/m2合计 ： 6.59 KN/m2 （2）各层走廊楼面水磨石地面⎪⎩⎪⎨⎧素水泥浆结合层一道水泥沙浆打底面层mm mm 2010 0.65 KN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.120m ×25 KN/m3=3.0KN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.10×17N/m3=0.17N/m2 合计： 3.82N/m2 （3）标准层楼面楼面1⎧⎪⎨⎪⎩大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚：3干硬性水泥砂浆，面上撒20厚素水泥素水泥浆结合层一道 1.16KN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.120m ×25 KN/m3=3.0 KN/m2 抹灰层：10混合砂浆 0.01m ×17 KN/m3=0.17 KN/m2 合计 ： 4.33 KN/m2 （4）梁自重：b ×h=300mm ×600mm梁自重（两侧抹灰，底侧在天棚抹灰上已算过）：25kN/m3×0.3m ×（0.6m-0.120m ）=3.6KN/m 抹灰层:10厚混合砂浆： 0.01m ×(0.60m ×2＋0.3)×17KN/m 3=0.27KN/m 合计： 3.87KN/m 次梁 ：b ×h=250mm ×500mm梁自重： 25kN/m3×0.25m ×（0.50m-0.12m ）=2.38KN/m 抹灰层：10厚水泥砂浆 : 0.01m ×(0.5 m ×2＋0.25m)×17KN/m 3=0.21 KN/m 合计： 2.59KN/m （5）柱自重：b ×h=400mm ×600mm柱自重: 25kN/m3×0.4m ×0.6m=6.0KN/m 抹灰层：10厚混合砂浆抹灰层0.010m ×（0.6m ＋0.4m)×2×17 kN/m3＝0.34KN/m合计： 6.34KN/m （6）外纵墙自重纵墙：0.9m×0.2m×7.5 KN/m3 =1.35KN/m塑钢金窗：0.45KN/m2×2.1m=0.945 KN/m水刷石外墙面：（3.6m-2.1m）×0.5KN/m2＝0.75KN/m 水泥粉刷内墙面：（3.6m-2.1m）×0.36KN/m2＝0.54KN/m 合计： 3.585 KN/m （7）内纵墙自重内纵墙：（3.6m-0.6m）×0.2m×7,5kN/m3=4.5KN/m水泥粉刷内外墙面：（3.6m-0.6m）×2×0.36KN/m2＝2.16KN/m合计： 6.66KN/m （8）内隔墙自重内隔墙：（3.6m-1.0m）×0.2m×7.5kN/m3=4.5KN/m水泥粉刷内外墙面：（3.6m-0.6m）×2×0.36KN/m2＝2.16KN/m合计： 6.66 KN/m （9）地下一层纵墙自重纵墙自重25kN/m3×（4。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
返回
第二节 分层法
二 计算要点
4. 横梁的最后弯矩即分层计算所得弯矩。
5. 柱端的最后弯矩为上、下两相邻简单刚 架柱的弯矩叠加。对叠加后节点的不平衡 弯矩可在该节点内作一次分配平衡。
多层框架结构简化计算要求
返回
第二节 分层法
三 注意点
当框架梁、柱线刚度之比 ib/ic5
，或框架不规则时，分层法不适用。
2.两端固定，作用其他荷载时，可用上式
通过积分求得。
qdx q
A x dx
B
l
M
l
q
BA
0
d(lxx)x2 l2
M ql2
同理： BA 12
ql2
M
AB
12
多层框架结构简化计算要求
返回
第二节 分层法
三 注意点
例3－1：下图为一两跨二层框架，用分层 计算法作弯矩图。括号内的数字表示梁柱相 对线刚度i值。
…….. 3.利用分层法求节点弯矩
多层框架结构简化计算要求
返回
第二节 分层法
三 注意点
3.利用分层法求节点弯矩 13.13×0.668=
0.332 0.668
G -13.13
传递1/2
4.36 8.77
0.353 0.175 0.472 0.864 0.136 13.13 H -7.32 7.32 I
二 截面估算
梁和柱的截面尺寸通常在初步设计时， 根据经验估算，然后通过承载力和侧移验算 后确定。
其估算方法如前所述。
多层框架结构简化计算要求
返回
三 计算简图
根据假定，将空间结构简化成了平面结 构，使每榀框架可分别进行计算。
多层框架结构简化计算要求
返回
第二节 分层法
多层多跨刚架（框架）在竖向荷载作 用下，通过用力法或位移法计算，其侧移 较小。一般可按无侧移的刚架来处理。
1.弹性假定
在竖向荷载及风荷载作用下，结构应保持使用
状态下处于弹性阶段，当抗震设计时，在进行承
载力和小震下变形计算时，结构处于不坏的弹性
阶段，故按弹性方法进行计算。
多层框架结构简化计算要求
返回
第一节 概述
一 计算方法
2.平面结构假定
一般情况下，将空间结构简化成平面结构。
◎ 在正交布置时，抗侧力结构在平面外刚度 忽略不计，每一主轴方向的水平力由该方向 的平面抗侧力结构承受，垂直于该方向的抗 侧力结构不参加工作。
H I 7.6 3 1.1 2 0.2 0 1 4.1 2 1 0.90.472
1 0 .175 HE多层框架结构简H 化计算G 要求 HI
返回
第二节 分层法
三 注意点
2.求固端弯矩
M G H M H G 1 1 2 2 .8 7 .5 2 1.1 3 K 3 .m N
M H I M IH 1 1 2 2 .8 5 .6 2 7 .3K 2 .m N
多层框架结构简化计算要求
1/3 F
-0.26返回
第二节 分层法
三 注意点
返回
第二节 分层法
作业：用分层法计算图示框架弯矩，并绘制弯矩图
20kN/m
10kN/m
20kN/m
C
C/
(7)
F (8.88×2) F/
(7)
(1.78)
◎ 当抗侧力构件与主轴斜交时，可将抗侧力 构件的抗侧刚度转换到主轴方向再进行计算。
多层框架结构简化计算要求
返回
第一节 概述
一 计算方法
3.刚性楼面假定
一般假定楼盖在自身平面内刚度无穷大， 在平面外刚度不考虑。当楼盖在平面内的最 大相对位移小于建筑物长度的1/12000时， 可认为属刚性楼盖。
据以上假定，在水平力作用下，由于抗 侧构件在同一标高处的水平位移相等，各片 抗侧力构件按其抗侧刚度的大小分配相应的 水平力。
多层框架结构简化计算要求
返回
第二节 分层法
三 注意点
解：1.求各节点的分配系数 （注意∑μ＝1）
G节点：
G
7.63 H 7.6 34.2 10.90.66
8
4.2 10.9 0.332
GD 7.6 34.2 10.9
H节点：
7.63 0.353
HG7.6 3 1.2 0 1 4.2 1 0.9
二 计算要点
1. 将多层框架分层，每层梁与上下柱构成 的单层框架作为计算单元，柱远端假定为 固端。
2.各计算单元按弯矩分配法分配内力，层 间传递系数为1/2。
3.由于柱实际上为弹性支撑，为减少误差，
各层柱的线刚度乘以折减系数0.9（底层除
外），楼层柱弯矩传递系数为1/3，底层柱
为1/2。
多层框架结构简化计算要求
补充：固端弯矩、固端剪力，见结构力学
1.两端固定，作用一集中力时
P
Aa
b
l
B
M Pab2
AB
l2
QABPl2b2 (12la)
M Pba2 Q Pa2 (12b)
BA
l2
BA
l2
l
返回 杆端弯矩以顺时针为正，求得固端弯矩后，可根据
平衡条件求出剪力。 多层框架结构简化计算要求
第二节 分层法
三 注意点
一 基本假定 二 计算要点 三 注意点
多层框架结构简化计算要求
返回
第二节 分层法
一 基本假定
1.在竖向荷载作用下，可以忽略框架的侧 移。
2. 本层梁上的荷载对其他各层梁的内力 影响忽略不计。
据此，多层框架在竖向荷载作用下便可 分层计算。
多层框架结构简化计算要求源自返回第二节 分层法
二 计算要点
返回
第二节 分层法
多层框架结构简化计算要求
返回
第一节 概述
一 计算方法
（二）框架结构计算方法分类
1.精确法：
（力法、位移法）接近实际状态，但计 算复杂，利用计算机求解。
2.渐近法：
（力矩分配法、迭代法、无剪力分配法） 数字运算，逐次逼近。
3.近似法：
（分层法、反弯点法、D值法）手算。
多层框架结构简化计算要求
返回
第一节 概述
多层框架结构简化计算要求
多层框架结构简化计算要求
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 分层法 反弯点法 D值法 侧移计算
多层框架结构简化计算要求
返回
第一节 概述
一 计算方法 二 截面估算 三 计算简图
多层框架结构简化计算要求
返回
第一节 概述
一 计算方法
（一 ） 基本假定
由于框架是高次超静定结构，而地震作用的 随机性及钢筋混凝土的弹塑性，使其受力状态很 复杂，为便于计算，必须进行计算简化，使计算 模型简化。
4.39
-3.16 -6.32 -1.00
-1.25 0.41 0.84 4.77 -4.77
1/3 1.59 D
-2.49 -1.23 -3.32 -1.66
0.42
0.72 1.43 0.23
-0.4 -0.2 -0.54 0.77 -0.77
15.05 -1.43 -13.62
E 1/3 -0.48