柱和框架结构PPT24

3.3柱和框架结结构3.3.1概述框架结构的的发展：金釭加枋木木；哥特式建筑筑为雏形（如巴黎黎圣母院）），主要采用砖砖石材料；；铸铁使框架架结构较快发展（（以水晶宫宫为代表）。。柱：主要承受轴轴向压力，，用来支承承上部结构构并将荷载传至基基础的竖向向直杆。压屈成为其主要要的受力特特征，丧失失稳定的压压屈失效限限制了柱的的承受荷载载的能力；；影响柱压屈屈失效的关关键因素是是长细比；稳定系数（＜1）。框架是由框架柱（竖向构件件）和框架梁（水平构件）刚性性连接组成成的平面结结构体系。。框架的特征征：1）梁、柱柱连接为为刚节点点；2）梁端受受有部分分固端约约束的负负弯矩，，梁主要要受弯、、剪和压压缩作用用，计算算中压缩缩作用可可不考虑虑；3）柱主要要受压缩缩和弯曲曲作用，，剪切作作用可不不考虑；；4）几何不不变体系系。静定定和超静静定。不允许采采用几何何可变体体系。多层和高高层框架架结构是是结构单单元的叠叠加。必须是几几何不变变体系。。3.3.2柱网和框框架结构构的平面面布置柱网：柱在平面面上排列列形成的的网格；；由柱间间梁的跨跨度和柱的的间距组组成。柱网布局局分为：（1）均匀式式—框架构件件重复布布置，柱柱间距均均等;（2）周边式式—同（1），周边边有大体体相等的的柱间距距；（3）错列式式—各柱列错错开并居居中布置置；（4）集中式式—柱子相对对集中，，梁向两两端外挑挑；建筑平面面上，柱柱网可形形成正方方形、矩矩形、圆圆形和半圆形、、三角形形、多边边形、弧弧线形、、十字形形等。框架结构构的布置置应注意意：（1）柱网布布置规律律且便于于施工；；（2）主要受受力方向向明确；；（3）非主要要受力方方向处置置合理；；（4）框架跨跨度6-12m；框架间间距4-6m；层高3-5m。不便于施施工便于施工工柱截面尺尺寸的估估算：N—重力荷载载产生的的轴向力力设计值值，可取取标准值值的1.25-1.3倍；bh—柱截面尺尺寸；fc—混凝土的的抗压强强度设计计值；μ—轴压比，，取0.7-0.9。另外，柱柱截面尺尺寸还应应符合下下列要求求：最小边长长不宜小小于300mm；柱净高与与柱截面面最大边边长之比比不宜小小于4；截面尺寸寸应以50mm为模数。。几个典型型部位的的柱网处处理方法法：（1）角隅处处1）框架结结构为单单向受力力体系（（a、b两种）；；柱网处理理，图b的比图a好2）框架结结构为双双向受力力体系，，角隅处处布置不不会有异异型（建建筑物中中有L形角隅区区，宜采采用正方方形结构构网格））；3）圆弧过过渡（构构件长短短不一，，不便于于施工））；4）设置独独立区域域；（2）建筑平平面有错错位较小错移移时，采采用单向向板和承承重墙结结构很方方便。较小错移移时，采采用框架架结构，，柱网布布置较麻麻烦。协调错移移尺寸与与柱网尺尺寸，能能形成规规则的柱柱网。2）大空间间放在顶顶层；3）大空间间在中层层或低层层；采用现浇浇混凝土土框架（3）小空间间柱网建建筑物中中有特殊殊的大空空间时1）大空间间和小柱柱网分开开设置；；（1）短柱和和长柱短柱:高度与截截面尺寸寸相差不不多的构构件（H/B≤≤4）轴心受压压承载力力P1=fA长柱:高度与截截面尺寸寸相差较较大的构构件轴心受压压承载力力H/r——柱的长细细比3.3.3柱和框架架结构的的几个重重要概念念《建筑力学学》P217（2）柱端支支承条件件、计算算高度、、柱的侧侧向支撑撑和柱截面布置置柱端支承承条件（（4种）：两端铰铰接、两两端固定定、一端固定定一端铰铰接、一一端固定定一端自自由；计算高度度分别为：：H、0.5H、0.7H、2H承载力分分别为P、4P、2P、P/4《建筑力学学》P218为减小柱柱计算高高度以增增大其承承载力，，可沿柱柱高设置侧向支撑撑。图a，y方向加侧侧向支撑撑，y方向计算算高度减减半，y方向承载载力增加加到原来来的4倍，x方向未加加侧向支支撑，承承载力不不变。图b工形截面面，须加加侧向支支撑，使使柱在弱弱轴方向向上的承承载力与与强轴方方向相当当。（3）框（刚刚）架和和排架框架（多多高层））和门式式刚架（（单层））：梁柱柱连接节节点是刚节点点，传递递弯矩。。排架（单单层）：：梁柱连接接节点是是铰接的的，不传传递弯矩矩。（1）分层法法（竖向荷载载作用下的的近似内内力分析析）3.3.4框架结构构的内力力分析分层-传递-组合（2）反弯点点法（水平荷载载作用下的的近似内内力分析析）1）横梁刚刚度无限限大2）各柱端端同位移移，柱的的剪力与与侧移刚刚度成正正比3）柱端弯弯矩由柱柱的剪力力和反弯弯点位置置确定；；4）梁端弯弯矩由节节点力矩矩平衡确确定；5）中间节节点梁端端弯矩按按梁的转转动刚度度分配不不平衡弯弯矩求得得。（3）单层排排架结构构的内力力分析例题3.4：框架内力力分布特特点：（1）竖向荷荷载作用用下，柱柱端弯矩矩随层数数的变化化变化不不大，但但轴力差差距明显显；（2）内力和和变形计