土木在线论坛 \ 建筑结构 \ 混凝土结构 \ 框架结构计算原理概念设计及结构体型

框架结构计算原理概念设计及结构体型

发布于:2022-09-01 11:10:01 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

1.结构设计的步骤:

①建筑物在哪儿、功能——确定设防烈度、设计地震分组;抗震设防类别、抗震设防标准、场地类别(见地勘报告II),确定风荷载、地震作用、抗震等级等各项重要参数。

②高度:首先判定结构是否是高层的范畴,见【高规2.2.1】。

③考察结构的平面布置及竖向布置是否合理,有无不规则。要会划分结构的不规则类型。【抗规3.4.3、高规3.4.3及条文说明,3.5.5及条文说明】

图片

然后,对于上部结构,作为结构工程师的任务:确定板厚、梁、柱的布置方案、梁截面尺寸、柱子截面尺寸等——统计外力作用、建立计算模型;计算构件各个工况的内力(恒荷载/活荷载/风/地震、内力调整、由内力算配筋、构造措施)。

图片


2. 为什么要研究平面不规则,通过力流来理解,容易产生应力集中。这里主要是凹凸不规则与楼板局部不连续,对于出现这类情况,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型;高烈度或不规则程度较大时,宜计入楼板局部变形的影响;就是下面要采取的计算模型(一般就是采取弹性膜)。对于其他不规则,直接看不出来,要通过计算得知。

图片


3. 计算模型(PKPM)。
①刚性楼板模型:运算简单,面内刚度无限大,面外刚度为0,最常用

其含义是指平面内刚度无限大,内力计算时不考虑平面内变形(平面内任意两点距离永远不变),与板厚无关,平面外刚度为零,PKPM程序默认楼板为刚性楼板。该模型使结构在每层板平面内只有3个公共自由度,即两个平移自由度dxdy和一个绕竖轴扭转自由度θz,在板平面内的每个节点的独立自由度也只有3个;使电算的效率大大提高,程序的运用范围越来越广泛。

②弹性膜模型:适用于平面不规则,面内真实,面外为0

采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度,而不是刚度无限大(与刚性楼板模型的唯一差别);为简化计算,同时忽略楼板平面外的刚度,即平面外刚度为零。有点近似刚性楼板假定但又不同于刚性假定,要理解它的真实概念。空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、坡屋面、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构等,考虑楼板面内刚度有较大削弱(一般在平面不规则时采用),而采用弹性楼板6模型又会影响梁配筋的安全储备,可以采用弹性膜模型。

为了使得PKPM能自动的考虑板平面内刚度,有的设计院做法:使本层所有的板加厚,板厚≥150mm,双层双向配筋,配筋率≥0.15%,所有板定义弹性膜,使计算结果更真实。

③弹性楼板6模型:适用板柱无梁结构,面内面外真实。

采用壳单元真实地计算楼板的平面内刚度和平面外刚度,是理论上最符合楼板实际情况的计算模型。但由于部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而使梁的弯矩减小,相应配筋也会减小,导致比刚性楼板模型的梁,其配筋具有较小的安全储备,因此,建议不要轻易采用弹性楼板6模型。在SATWE或PMSAP软件中,弹性楼板6模型主要是针对板柱结构和板柱—剪力墙结构的,可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。

④弹性楼板3模型:适用转换层结构,面内无限大,面外真实。

楼板平面内刚度无限大,楼板平面外刚度采用中厚板弯曲单元计算。该假定与厚板转换层结构的转换厚板特性一致,转换厚板一般面内刚度很大,其面外刚度是结构传力的关键。通过厚板的面外刚度,改变传力途径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。适用于厚板转换层结构的厚板分析;当板柱结构板的面内刚度足够大时,也可采用弹性楼板3模型。


4. 抗震设计方法:三水准两阶段

第一水准:当遭受低于本地区设防烈度(即基本烈度)的多遇地震(或称小震)影响时,建筑物不需修理,仍可正常使用。即:使结构处于弹性工作阶段。

第二水准:当遭受本地区规定设防烈度(中震)的地震影响时,建筑可能产生一定的损坏,但经修复后仍可继续使用。即:限制层间位移(进行弹性变形验算)保持必要的刚度和延性,不至于发生太大的变形而修不了。

第三水准:当遭受高于本地区规定设防烈度的预估的罕遇地震(或称大震)影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。通过弹塑性位移进行控制,弹塑性位移要比弹性位移大得多,这是最后能允许发生的最大变形,控制这个变形防止倒塌。

简单的说:小震不坏,中震可修,大震不倒

第一阶段:取小震的作用效应进行承载力验算(取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应)。满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度,又满足第二水准的损坏可修的目标。

第二阶段设计是进行结构薄弱部位的弹塑性变形验算。

 

对大多数的结构,可只进行第一阶段设计,并通过概念设计(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。

对地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑,则要进行第二阶段设计。

内容源于网络,如有侵权,请联系删除


相关资料推荐:

分享--简单砼框架结构的设计计算原理

延安市两层框架结构火车站建筑概念设计方案图


知识点:框架结构计算原理


  • 敬于才华
    敬于才华 沙发

    ①建筑物在哪儿、功能——确定设防烈度、设计地震分组;抗震设防类别、抗震设防标准、场地类别(见地勘报告II),确定风荷载、地震作用、抗震等级等各项重要参数。

    2022-09-01 11:28:01

    回复 举报
    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

返回版块

140.2 万条内容 · 2154 人订阅

猜你喜欢

阅读下一篇

框架结构的受力分析

1.在竖向荷载下,由于梁柱节点是刚接,变形协调,因此弯矩会在此位置释放(位移法加刚臂,吸收梁的弯矩后,通过刚度分配释放刚臂的弯矩)。 用极限思维来想,两端刚度越大,很粗的短柱,接近无穷即固结,弯矩传不出去;两端刚度越小,柱子无限长接近于铰接,端部弯矩为0,跨中弯矩最大。总结:两端刚度越大,端部弯矩越大;两端刚度越小,端部弯矩越小。 例如,两边是剪力墙(刚度大),中间一条梁,梁与墙不能协调变形,故弯矩图相当于两端固结;而柱与梁刚度相当,所以能共同变形;还有就是次梁搭接在框架梁上,框架梁无法提供次梁平面内的弯曲刚度,在平面内二者刚度相差太大,无法协调变形,所以两端接近于简支。

回帖成功

经验值 +10