柱和框架結(jié)構(gòu)PPT24

3.3柱和框架結(jié)結(jié)構(gòu)3.3.1概述框架結(jié)構(gòu)的的發(fā)展：金釭加枋木木；哥特式建筑筑為雛形（如巴黎黎圣母院）），主要采用磚磚石材料；；鑄鐵使框架架結(jié)構(gòu)較快發(fā)展（（以水晶宮宮為代表）。。柱：主要承受軸軸向壓力，，用來(lái)支承承上部結(jié)構(gòu)構(gòu)并將荷載傳至基基礎(chǔ)的豎向向直桿。壓屈成為其主要要的受力特特征，喪失失穩(wěn)定的壓壓屈失效限限制了柱的的承受荷載載的能力；；影響柱壓屈屈失效的關(guān)關(guān)鍵因素是是長(zhǎng)細(xì)比；穩(wěn)定系數(shù)（＜1）?？蚣苁怯煽蚣苤ㄘQ向構(gòu)件件）和框架梁（水平構(gòu)件）剛性性連接組成成的平面結(jié)結(jié)構(gòu)體系。?？蚣艿奶卣髡鳎?）梁、柱柱連接為為剛節(jié)點(diǎn)點(diǎn)；2）梁端受受有部分分固端約約束的負(fù)負(fù)彎矩，，梁主要要受彎、、剪和壓壓縮作用用，計(jì)算算中壓縮縮作用可可不考慮慮；3）柱主要要受壓縮縮和彎曲曲作用，，剪切作作用可不不考慮；；4）幾何不不變體系系。靜定定和超靜靜定。不允許采采用幾何何可變體體系。多層和高高層框架架結(jié)構(gòu)是是結(jié)構(gòu)單單元的疊疊加。必須是幾幾何不變變體系。。3.3.2柱網(wǎng)和框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的平面面布置柱網(wǎng)：柱在平面面上排列列形成的的網(wǎng)格；；由柱間間梁的跨跨度和柱的的間距組組成。柱網(wǎng)布局局分為：（1）均勻式式—框架構(gòu)件件重復(fù)布布置，柱柱間距均均等;（2）周邊式式—同（1），周邊邊有大體體相等的的柱間距距；（3）錯(cuò)列式式—各柱列錯(cuò)錯(cuò)開(kāi)并居居中布置置；（4）集中式式—柱子相對(duì)對(duì)集中，，梁向兩兩端外挑挑；建筑平面面上，柱柱網(wǎng)可形形成正方方形、矩矩形、圓圓形和半圓形、、三角形形、多邊邊形、弧弧線形、、十字形形等。框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的布置置應(yīng)注意意：（1）柱網(wǎng)布布置規(guī)律律且便于于施工；；（2）主要受受力方向向明確；；（3）非主要要受力方方向處置置合理；；（4）框架跨跨度6-12m；框架間間距4-6m；層高3-5m。不便于施施工便于施工工柱截面尺尺寸的估估算：N—重力荷載載產(chǎn)生的的軸向力力設(shè)計(jì)值值，可取取標(biāo)準(zhǔn)值值的1.25-1.3倍；bh—柱截面尺尺寸；fc—混凝土的的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值；μ—軸壓比，，取0.7-0.9。另外，柱柱截面尺尺寸還應(yīng)應(yīng)符合下下列要求求：最小邊長(zhǎng)長(zhǎng)不宜小小于300mm；柱凈高與與柱截面面最大邊邊長(zhǎng)之比比不宜小小于4；截面尺寸寸應(yīng)以50mm為模數(shù)。。幾個(gè)典型型部位的的柱網(wǎng)處處理方法法：（1）角隅處處1）框架結(jié)結(jié)構(gòu)為單單向受力力體系（（a、b兩種）；；柱網(wǎng)處理理，圖b的比圖a好2）框架結(jié)結(jié)構(gòu)為雙雙向受力力體系，，角隅處處布置不不會(huì)有異異型（建建筑物中中有L形角隅區(qū)區(qū)，宜采采用正方方形結(jié)構(gòu)構(gòu)網(wǎng)格））；3）圓弧過(guò)過(guò)渡（構(gòu)構(gòu)件長(zhǎng)短短不一，，不便于于施工））；4）設(shè)置獨(dú)獨(dú)立區(qū)域域；（2）建筑平平面有錯(cuò)錯(cuò)位較小錯(cuò)移移時(shí)，采采用單向向板和承承重墻結(jié)結(jié)構(gòu)很方方便。較小錯(cuò)移移時(shí)，采采用框架架結(jié)構(gòu)，，柱網(wǎng)布布置較麻麻煩。協(xié)調(diào)錯(cuò)移移尺寸與與柱網(wǎng)尺尺寸，能能形成規(guī)規(guī)則的柱柱網(wǎng)。2）大空間間放在頂頂層；3）大空間間在中層層或低層層；采用現(xiàn)澆澆混凝土土框架（3）小空間間柱網(wǎng)建建筑物中中有特殊殊的大空空間時(shí)1）大空間間和小柱柱網(wǎng)分開(kāi)開(kāi)設(shè)置；；（1）短柱和和長(zhǎng)柱短柱:高度與截截面尺寸寸相差不不多的構(gòu)構(gòu)件（H/B≤≤4）軸心受壓壓承載力力P1=fA長(zhǎng)柱:高度與截截面尺寸寸相差較較大的構(gòu)構(gòu)件軸心受壓壓承載力力H/r——柱的長(zhǎng)細(xì)細(xì)比3.3.3柱和框架架結(jié)構(gòu)的的幾個(gè)重重要概念念《建筑力學(xué)學(xué)》P217（2）柱端支支承條件件、計(jì)算算高度、、柱的側(cè)側(cè)向支撐撐和柱截面布置置柱端支承承條件（（4種）：兩端鉸鉸接、兩兩端固定定、一端固定定一端鉸鉸接、一一端固定定一端自自由；計(jì)算高度度分別為：：H、0.5H、0.7H、2H承載力分分別為P、4P、2P、P/4《建筑力學(xué)學(xué)》P218為減小柱柱計(jì)算高高度以增增大其承承載力，，可沿柱柱高設(shè)置側(cè)向支撐撐。圖a，y方向加側(cè)側(cè)向支撐撐，y方向計(jì)算算高度減減半，y方向承載載力增加加到原來(lái)來(lái)的4倍，x方向未加加側(cè)向支支撐，承承載力不不變。圖b工形截面面，須加加側(cè)向支支撐，使使柱在弱弱軸方向向上的承承載力與與強(qiáng)軸方方向相當(dāng)當(dāng)。（3）框（剛剛）架和和排架框架（多多高層））和門(mén)式式剛架（（單層））：梁柱柱連接節(jié)節(jié)點(diǎn)是剛節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，傳遞遞彎矩。。排架（單單層）：：梁柱連接接節(jié)點(diǎn)是是鉸接的的，不傳傳遞彎矩矩。（1）分層法法（豎向荷載載作用下的的近似內(nèi)內(nèi)力分析析）3.3.4框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力力分析分層-傳遞-組合（2）反彎點(diǎn)點(diǎn)法（水平荷載載作用下的的近似內(nèi)內(nèi)力分析析）1）橫梁剛剛度無(wú)限限大2）各柱端端同位移移，柱的的剪力與與側(cè)移剛剛度成正正比3）柱端彎彎矩由柱柱的剪力力和反彎彎點(diǎn)位置置確定；；4）梁端彎彎矩由節(jié)節(jié)點(diǎn)力矩矩平衡確確定；5）中間節(jié)節(jié)點(diǎn)梁端端彎矩按按梁的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度度分配不不平衡彎彎矩求得得。（3）單層排排架結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力力分析例題3.4：框架內(nèi)力力分布特特點(diǎn)：（1）豎向荷荷載作用用下，柱柱端彎矩矩隨層數(shù)數(shù)的變化化變化不不大，但但軸力差差距明顯顯；（2）內(nèi)力和和變形計(jì)