《框架结构抗震设计讲义PPT学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《框架结构抗震设计讲义PPT学习教案.pptx（109页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1框架结构抗震设计框架结构抗震设计(shj)讲义讲义第一页，共109页。2023/5/2525.1 概述概述(i sh)多层与高层多层与高层1.对于多层建筑与高层建筑的划对于多层建筑与高层建筑的划分，全世界至今没有统一的标分，全世界至今没有统一的标准，在不同国家，不同年代准，在不同国家，不同年代(nindi)，其规定不尽相同。，其规定不尽相同。美国规定：高度在美国规定：高度在2225m以上或以上或7层以上的建筑为高层建筑。层以上的建筑为高层建筑。英国规定：高度英国规定：高度24.3m以上的建筑以上的建筑为高层建筑。为高层建筑。第1页/共109页第二页，共109页。2023/5/253多层
2、与高层多层与高层多层与高层多层与高层(o cno cn)法国规定法国规定法国规定法国规定(gudng)(gudng)：居住建筑高度：居住建筑高度：居住建筑高度：居住建筑高度50m50m以上，其他建筑高度为以上，其他建筑高度为以上，其他建筑高度为以上，其他建筑高度为28m28m以上的建筑为高层建筑。以上的建筑为高层建筑。以上的建筑为高层建筑。以上的建筑为高层建筑。日本规定日本规定日本规定日本规定(gudng)(gudng)：高度超过：高度超过：高度超过：高度超过31m31m或或或或8 8层以上的建筑为高层建筑，层以上的建筑为高层建筑，层以上的建筑为高层建筑，层以上的建筑为高层建筑，3030层以上
3、的住宅规定层以上的住宅规定层以上的住宅规定层以上的住宅规定(gudng)(gudng)为超高层建筑。为超高层建筑。为超高层建筑。为超高层建筑。第2页/共109页第三页，共109页。2023/5/254多层与高层多层与高层多层与高层多层与高层(o cno cn)2.2.联合国科教文组织所属的世界高层建筑委员会建议，将高联合国科教文组织所属的世界高层建筑委员会建议，将高联合国科教文组织所属的世界高层建筑委员会建议，将高联合国科教文组织所属的世界高层建筑委员会建议，将高层建筑划分为以下四类：层建筑划分为以下四类：层建筑划分为以下四类：层建筑划分为以下四类：第一类高层建筑：第一类高层建筑：第一类高层建
4、筑：第一类高层建筑：916916层（高度层（高度层（高度层（高度(god)50m(god)50m）第二类高层建筑：第二类高层建筑：第二类高层建筑：第二类高层建筑：17251725层（高度层（高度层（高度层（高度(god)75m(god)75m）第三类高层建筑：第三类高层建筑：第三类高层建筑：第三类高层建筑：26402640层（高度层（高度层（高度层（高度(god)100m(god)100m）第四类高层建筑：第四类高层建筑：第四类高层建筑：第四类高层建筑：4040层以上（高度层以上（高度层以上（高度层以上（高度(god)(god)100m100m）第3页/共109页第四页，共109页。2023/
5、5/255多层与高层多层与高层多层与高层多层与高层(o cno cn)3.3.我国其他有关规范中规定：我国其他有关规范中规定：我国其他有关规范中规定：我国其他有关规范中规定：高层民用建筑设计防火规范（高层民用建筑设计防火规范（高层民用建筑设计防火规范（高层民用建筑设计防火规范（GBJ45-82GBJ45-82）中规定）中规定）中规定）中规定1010层层层层及及及及1010层以上的住宅和建筑高度超过层以上的住宅和建筑高度超过层以上的住宅和建筑高度超过层以上的住宅和建筑高度超过24m24m的其他民用建筑为的其他民用建筑为的其他民用建筑为的其他民用建筑为高层建筑。高层建筑。高层建筑。高层建筑。钢筋砼
6、高层建筑结构设计与施工规程钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程(guchng)(guchng)（JBJ3-90JBJ3-90）中规定）中规定）中规定）中规定1010层和层和层和层和1010层以上的民用建层以上的民用建层以上的民用建层以上的民用建筑为高层建筑。此规定仅限于钢筋砼结构，其高度不超筑为高层建筑。此规定仅限于钢筋砼结构，其高度不超筑为高层建筑。此规定仅限于钢筋砼结构，其高度不超筑为高层建筑。此规定仅限于钢筋砼结构，其高度不超过过过过200m200m。第4页/共109页第五页，共109页。2023/5/256结构结构(jigu)
7、体系体系n n多层及高层建筑结构多层及高层建筑结构(jigu)体系体系n n1.框架结构框架结构(jigu)体系体系n n2.剪力墙结构剪力墙结构(jigu)体系体系n n3.框架框架-剪力墙结构剪力墙结构(jigu)体系体系n n4.筒体结构筒体结构(jigu)体系体系第5页/共109页第六页，共109页。2023/5/257框架结构体系框架结构体系框架结构体系框架结构体系(t(t x)x)典型的平面图典型的平面图典型的平面图典型的平面图第6页/共109页第七页，共109页。2023/5/258剪力墙结构剪力墙结构剪力墙结构剪力墙结构(jigu)(jigu)平面图平面图平面图平面图(a)(b
8、)(c)(d)(e)(f)第7页/共109页第八页，共109页。2023/5/259框架框架框架框架(kun(kun ji)ji)剪力墙结构平面图剪力墙结构平面图剪力墙结构平面图剪力墙结构平面图第8页/共109页第九页，共109页。2023/5/2510筒体（筒中筒）结构筒体（筒中筒）结构(jigu)平面图及楼板布置平面图及楼板布置第9页/共109页第十页，共109页。2023/5/2511n n筒体结构筒体结构(jigu)系系第10页/共109页第十一页，共109页。2023/5/2512筒体结构筒体结构(jigu)的转换层的转换层第11页/共109页第十二页，共109页。2023/5/25
9、13框架结构震害框架结构震害n n框架结构的震害及其分析框架结构的震害及其分析框架结构的震害及其分析框架结构的震害及其分析n n1.1.柱端弯剪破坏。柱端弯剪破坏。柱端弯剪破坏。柱端弯剪破坏。n n因柱端弯矩、剪力、轴力都较大。因柱端弯矩、剪力、轴力都较大。因柱端弯矩、剪力、轴力都较大。因柱端弯矩、剪力、轴力都较大。n n2.2.柱身剪力破坏。柱身剪力破坏。柱身剪力破坏。柱身剪力破坏。n n由剪力、扭矩复合作用由剪力、扭矩复合作用由剪力、扭矩复合作用由剪力、扭矩复合作用(zuyng)(zuyng)引起。引起。引起。引起。第12页/共109页第十三页，共109页。2023/5/2514框架结构震
10、害框架结构震害n n3.3.角柱破坏。角柱破坏。角柱破坏。角柱破坏。n n当房屋发生扭转时，角柱受剪最大；同时又因双向受弯。所当房屋发生扭转时，角柱受剪最大；同时又因双向受弯。所当房屋发生扭转时，角柱受剪最大；同时又因双向受弯。所当房屋发生扭转时，角柱受剪最大；同时又因双向受弯。所以震害比内柱重。以震害比内柱重。以震害比内柱重。以震害比内柱重。n n4.4.短柱破坏。短柱破坏。短柱破坏。短柱破坏。n n长细比长细比长细比长细比44或柱高与短边之比或柱高与短边之比或柱高与短边之比或柱高与短边之比4 30 3030 303025框架框架四四三三三三二二二二一一一一剧场体育馆等大跨公共建筑剧场体育馆
11、等大跨公共建筑三三二二二二一一框架框架-抗震墙结构抗震墙结构高度（高度（m）60 60 60 60 60 6050框架框架四四三三三三二二二二一一一一抗震墙抗震墙三三二二一一一一抗震墙结构抗震墙结构高度（高度（m）80 80 80 80 80 80 60一般抗震墙一般抗震墙四四三三三三二二二二一一一一部分框支抗震墙部分框支抗震墙结构结构落地抗震墙底部加强部位落地抗震墙底部加强部位三三二二二二一一不应不应采用采用不应不应采用采用框支层框架框支层框架二二二二一一一一筒体结构筒体结构框架框架-核心筒核心筒框架框架三三二二一一一一核心筒核心筒二二二二一一一一筒中筒筒中筒内筒内筒三三二二一一一一外筒外筒
12、三三二二一一一一板柱板柱-抗震墙结构抗震墙结构板柱的柱板柱的柱三三二二一一不应不应采用采用抗震墙抗震墙二二二二二二第40页/共109页第四十一页，共109页。2023/5/2542关于关于(guny)确定结构确定结构抗震等级的说明抗震等级的说明n n1.1.表表表表5-35-3中的抗震等级是按丙类建筑划分的。对于甲、乙、丁类建筑应先确定抗震中的抗震等级是按丙类建筑划分的。对于甲、乙、丁类建筑应先确定抗震中的抗震等级是按丙类建筑划分的。对于甲、乙、丁类建筑应先确定抗震中的抗震等级是按丙类建筑划分的。对于甲、乙、丁类建筑应先确定抗震构造措施所要求构造措施所要求构造措施所要求构造措施所要求(yoqi
13、)(yoqi)的设防烈度，再按表的设防烈度，再按表的设防烈度，再按表的设防烈度，再按表5-35-3确定抗震等级。确定抗震等级。确定抗震等级。确定抗震等级。n n2.2.部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。构确定其抗震等级。构确定其抗震等级。构确定其抗震等级。n n3.3.建筑为建筑为建筑为建筑为类场地时，除类场地时，除类场地时，除类场地时，除6
14、 6度外可按降低一度对应的抗震等级采取构造措施，但度外可按降低一度对应的抗震等级采取构造措施，但度外可按降低一度对应的抗震等级采取构造措施，但度外可按降低一度对应的抗震等级采取构造措施，但相应的计算要求相应的计算要求相应的计算要求相应的计算要求(yoqi)(yoqi)不降低。不降低。不降低。不降低。n n4.4.接近或等于高度分界时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等接近或等于高度分界时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等接近或等于高度分界时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等接近或等于高度分界时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。级。级。级
15、。n n5.5.框架框架框架框架-抗震墙结构中，当取基本振型计算地震作用时，如抗震墙底部承受的地震抗震墙结构中，当取基本振型计算地震作用时，如抗震墙底部承受的地震抗震墙结构中，当取基本振型计算地震作用时，如抗震墙底部承受的地震抗震墙结构中，当取基本振型计算地震作用时，如抗震墙底部承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的50%50%，则框架部分的抗震等级应按框架结，则框架部分的抗震等级应按框架结，则框架部分的抗震等级应按框架结，则框架部分的抗震等级应按框架结构确定。构确定。构确定。构确定。第
16、41页/共109页第四十二页，共109页。2023/5/2543关于确定结构抗震关于确定结构抗震关于确定结构抗震关于确定结构抗震(kngzhn)(kngzhn)等级的说明等级的说明等级的说明等级的说明续续续续n n6.6.裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级。裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级。裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级。裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级。主楼结构在裙房屋面及上下主楼结构在裙房屋面及上下主楼结构在裙房屋面及上下主楼结构在裙房屋面及上下(shngxi)(shngxi)各
17、一层应适当加强抗震构造措施。各一层应适当加强抗震构造措施。各一层应适当加强抗震构造措施。各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身结构确定抗震等级。裙房与主楼分离时，应按裙房本身结构确定抗震等级。裙房与主楼分离时，应按裙房本身结构确定抗震等级。裙房与主楼分离时，应按裙房本身结构确定抗震等级。n n7.7.当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同。地下二层以下（包括地下二
18、层）的抗震等级可以降低，可部结构相同。地下二层以下（包括地下二层）的抗震等级可以降低，可部结构相同。地下二层以下（包括地下二层）的抗震等级可以降低，可部结构相同。地下二层以下（包括地下二层）的抗震等级可以降低，可按三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用按三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用按三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用按三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。三级或更低等级。三级或更低等级。三级或更低等级。9 9度时应专门研究。度时应专门研究。度时应专门研究。度时应专门研究。第42
19、页/共109页第四十三页，共109页。2023/5/25445.3 框架结构内力与位移框架结构内力与位移(wiy)计算计算n n框架结构的水平框架结构的水平框架结构的水平框架结构的水平(shu(shu png)png)地震作用计算地震作用计算地震作用计算地震作用计算 n n水平水平水平水平(shu(shu png)png)地震作用下框架内力的计地震作用下框架内力的计地震作用下框架内力的计地震作用下框架内力的计算算算算n n竖向荷载下框架内力的计算竖向荷载下框架内力的计算竖向荷载下框架内力的计算竖向荷载下框架内力的计算n n内力组合内力组合内力组合内力组合n n框架结构位移验算框架结构位移验算框
20、架结构位移验算框架结构位移验算第43页/共109页第四十四页，共109页。2023/5/2545框架结构的水平框架结构的水平框架结构的水平框架结构的水平(shu(shu png)png)地震作用计算地震作用计算地震作用计算地震作用计算n n1.1.水平地震水平地震水平地震水平地震(dzhn)(dzhn)作用的计算方法作用的计算方法作用的计算方法作用的计算方法n n（1 1）底部剪力法（注意适用范围）底部剪力法（注意适用范围）底部剪力法（注意适用范围）底部剪力法（注意适用范围）n n（2 2）振型分解反应谱法）振型分解反应谱法）振型分解反应谱法）振型分解反应谱法第44页/共109页第四十五页，共
21、109页。2023/5/2546框架结构的水平框架结构的水平框架结构的水平框架结构的水平(shu(shu png)png)地震作用计算地震作用计算地震作用计算地震作用计算n n2.2.结构自振周期的计算结构自振周期的计算结构自振周期的计算结构自振周期的计算n n一般可采用顶点位移法计算框架结构的自振周期。公式一般可采用顶点位移法计算框架结构的自振周期。公式一般可采用顶点位移法计算框架结构的自振周期。公式一般可采用顶点位移法计算框架结构的自振周期。公式(gngsh)(gngsh)如下：如下：如下：如下：n n式中：式中：式中：式中：T T 周期折减系数。当采用实砌填充墙时取周期折减系数。当采用实
22、砌填充墙时取周期折减系数。当采用实砌填充墙时取周期折减系数。当采用实砌填充墙时取T T 0.60.70.60.7；当采用轻质或外挂墙板时取；当采用轻质或外挂墙板时取；当采用轻质或外挂墙板时取；当采用轻质或外挂墙板时取T T 0.80.8。n nuTuT假设以各楼层出的重力荷载假设以各楼层出的重力荷载假设以各楼层出的重力荷载假设以各楼层出的重力荷载GiGi为水平荷载，按弹为水平荷载，按弹为水平荷载，按弹为水平荷载，按弹性方法求出主体结构顶部的位移（性方法求出主体结构顶部的位移（性方法求出主体结构顶部的位移（性方法求出主体结构顶部的位移（mm）。）。）。）。第45页/共109页第四十六页，共109
23、页。2023/5/2547框架结构的计算框架结构的计算(j sun)简图简图n n3.3.空间结构空间结构空间结构空间结构n n框架结构是一个框架结构是一个框架结构是一个框架结构是一个(y(y )由横向框架和纵向框架由横向框架和纵向框架由横向框架和纵向框架由横向框架和纵向框架组成的空间结构。组成的空间结构。组成的空间结构。组成的空间结构。第46页/共109页第四十七页，共109页。2023/5/2548平面平面(pngmin)计算单元计算单元n n4.4.平面计算单元平面计算单元平面计算单元平面计算单元(dnyun)(dnyun)n n为了简化，计算内力时可以忽略框架的空间作用，简化为为了简化
24、，计算内力时可以忽略框架的空间作用，简化为为了简化，计算内力时可以忽略框架的空间作用，简化为为了简化，计算内力时可以忽略框架的空间作用，简化为若干个横向平面若干个横向平面若干个横向平面若干个横向平面 框架和纵向框架和纵向(zn xin)平面框架来分别计算。平面框架来分别计算。风荷载风荷载风荷载风荷载第47页/共109页第四十八页，共109页。2023/5/2549荷载荷载(hzi)或作用力或作用力n n5.5.各榀平面框架承担的荷载或作用力各榀平面框架承担的荷载或作用力各榀平面框架承担的荷载或作用力各榀平面框架承担的荷载或作用力n n竖向荷载（恒载、活载）：根据荷载传递路径竖向荷载（恒载、活载
25、）：根据荷载传递路径竖向荷载（恒载、活载）：根据荷载传递路径竖向荷载（恒载、活载）：根据荷载传递路径(ljng)(ljng)，分别由横向框架、纵向框架承担。分别由横向框架、纵向框架承担。分别由横向框架、纵向框架承担。分别由横向框架、纵向框架承担。n n风荷载：每榀框架只承担计算单元范围内的风荷载值。风荷载：每榀框架只承担计算单元范围内的风荷载值。风荷载：每榀框架只承担计算单元范围内的风荷载值。风荷载：每榀框架只承担计算单元范围内的风荷载值。n n水平地震作用：每榀框架承担的水平力按各榀框架的侧水平地震作用：每榀框架承担的水平力按各榀框架的侧水平地震作用：每榀框架承担的水平力按各榀框架的侧水平地
26、震作用：每榀框架承担的水平力按各榀框架的侧向刚度分配。向刚度分配。向刚度分配。向刚度分配。第48页/共109页第四十九页，共109页。2023/5/2550荷载传递荷载传递(chund)（单向板）（单向板）1m宽板带宽板带框架梁框架梁框架柱框架柱框架梁框架梁框架梁集中荷载负荷面框架梁集中荷载负荷面积积第49页/共109页第五十页，共109页。2023/5/2551荷载荷载(hzi)传递（双向板）传递（双向板）框架框架(kun ji)梁梁框架框架(kun ji)柱柱第50页/共109页第五十一页，共109页。2023/5/2552计算计算(j sun)简图简图n n6.6.计算计算计算计算(j
27、sun)(j sun)简图简图简图简图n n在平面框架计算在平面框架计算在平面框架计算在平面框架计算(j sun)(j sun)简图中，框架杆件用轴线表示。简图中，框架杆件用轴线表示。简图中，框架杆件用轴线表示。简图中，框架杆件用轴线表示。第51页/共109页第五十二页，共109页。2023/5/2553计算计算(j sun)简图简图n n底层底层底层底层(d(d cn cn)柱固定端取在柱固定端取在柱固定端取在柱固定端取在基础顶面。基础顶面。基础顶面。基础顶面。n n除底层除底层除底层除底层(d(d cn cn)外，各层高外，各层高外，各层高外，各层高度取层高。度取层高。度取层高。度取层高。
28、n n跨度按柱轴线位置确定。跨度按柱轴线位置确定。跨度按柱轴线位置确定。跨度按柱轴线位置确定。竖向荷载竖向荷载(hzi)和风荷载和风荷载(hzi)下的计算简图下的计算简图风荷载风荷载 或或地震作用地震作用基础顶面基础顶面第52页/共109页第五十三页，共109页。2023/5/2554计算计算(j sun)简图简图n n梁柱刚度确定梁柱刚度确定梁柱刚度确定梁柱刚度确定n n梁截面惯性矩计算，考虑现浇楼板作用：梁截面惯性矩计算，考虑现浇楼板作用：梁截面惯性矩计算，考虑现浇楼板作用：梁截面惯性矩计算，考虑现浇楼板作用：n n一边一边一边一边(ybin)(ybin)有楼板：有楼板：有楼板：有楼板：I
29、b=1.5I0Ib=1.5I0n n两边有楼板：两边有楼板：两边有楼板：两边有楼板：Ib=2.0I0Ib=2.0I0n nI0I0按梁的矩形截面按梁的矩形截面按梁的矩形截面按梁的矩形截面bhbh计算。计算。计算。计算。n n柱截面惯性矩计算：柱截面惯性矩计算：柱截面惯性矩计算：柱截面惯性矩计算：n n按照柱子实际截面尺寸确定按照柱子实际截面尺寸确定按照柱子实际截面尺寸确定按照柱子实际截面尺寸确定 Ic Ic第53页/共109页第五十四页，共109页。2023/5/2555计算计算(j sun)简图简图n n框架上的荷载框架上的荷载框架上的荷载框架上的荷载(hzi)(hzi)有：有：有：有：n
30、n永久荷载永久荷载永久荷载永久荷载(hzi)(hzi)、可变荷载、可变荷载、可变荷载、可变荷载(hzi)(hzi)、风荷载、风荷载、风荷载、风荷载(hzi)(hzi)、地震作用；地震作用；地震作用；地震作用；n n按照前面所述荷载按照前面所述荷载按照前面所述荷载按照前面所述荷载(hzi)(hzi)传递方式计算确定：荷载传递方式计算确定：荷载传递方式计算确定：荷载传递方式计算确定：荷载(hzi)(hzi)分布形式和荷载分布形式和荷载分布形式和荷载分布形式和荷载(hzi)(hzi)数值；数值；数值；数值；n n永久荷载永久荷载永久荷载永久荷载(hzi)(hzi)和可变荷载和可变荷载和可变荷载和可变
31、荷载(hzi)(hzi)分开计算；分开计算；分开计算；分开计算；n n先计算荷载先计算荷载先计算荷载先计算荷载(hzi)(hzi)标准值，然后计算框架内力标准值，标准值，然后计算框架内力标准值，标准值，然后计算框架内力标准值，标准值，然后计算框架内力标准值，最后内力组合时再考虑荷载最后内力组合时再考虑荷载最后内力组合时再考虑荷载最后内力组合时再考虑荷载(hzi)(hzi)分项系数得内力组分项系数得内力组分项系数得内力组分项系数得内力组合设计值。合设计值。合设计值。合设计值。第54页/共109页第五十五页，共109页。2023/5/2556水平荷载下框架水平荷载下框架(kun ji)内力计算内力
32、计算n n1.1.计算机分析方法：采用计算机程序计算。计算机分析方法：采用计算机程序计算。计算机分析方法：采用计算机程序计算。计算机分析方法：采用计算机程序计算。n n(1)(1)中国建筑中国建筑中国建筑中国建筑(jinzh)(jinzh)科学研究院研制的程序科学研究院研制的程序科学研究院研制的程序科学研究院研制的程序PKPK和和和和PMPM、TBSATBSA等可用于计算多高层建筑等可用于计算多高层建筑等可用于计算多高层建筑等可用于计算多高层建筑(jinzh)(jinzh)结构。结构。结构。结构。n n(2)(2)由美国加州大学伯克利分校土木系由美国加州大学伯克利分校土木系由美国加州大学伯克利
33、分校土木系由美国加州大学伯克利分校土木系E.L.WilsonE.L.Wilson教授等研教授等研教授等研教授等研制的制的制的制的ETABSETABS和和和和Super-ETABSSuper-ETABS，是计算三维高层建筑，是计算三维高层建筑，是计算三维高层建筑，是计算三维高层建筑(jinzh)(jinzh)结构的专用程序。结构的专用程序。结构的专用程序。结构的专用程序。第55页/共109页第五十六页，共109页。2023/5/2557计算机程序简介计算机程序简介计算机程序简介计算机程序简介(ji(ji n ji)n ji)续续续续n n(3)(3)大型结构分析程序系统大型结构分析程序系统大型结
34、构分析程序系统大型结构分析程序系统SAP(SAP(如如如如SAP2000)SAP2000)，堪称世界最，堪称世界最，堪称世界最，堪称世界最有影响的著名程序之一。有影响的著名程序之一。有影响的著名程序之一。有影响的著名程序之一。n n由美国加州大学伯克利分校土木系由美国加州大学伯克利分校土木系由美国加州大学伯克利分校土木系由美国加州大学伯克利分校土木系E.L.WilsonE.L.Wilson教授等研教授等研教授等研教授等研制。程序的主要功能：二维和三维桁架、网架结构分析；制。程序的主要功能：二维和三维桁架、网架结构分析；制。程序的主要功能：二维和三维桁架、网架结构分析；制。程序的主要功能：二维和
35、三维桁架、网架结构分析；二维和三维框架结构分析；平面应力和平面应变问题分析；二维和三维框架结构分析；平面应力和平面应变问题分析；二维和三维框架结构分析；平面应力和平面应变问题分析；二维和三维框架结构分析；平面应力和平面应变问题分析；弹性力学空间弹性力学空间弹性力学空间弹性力学空间(kngjin)(kngjin)问题分析；板壳应力分析；结构问题分析；板壳应力分析；结构问题分析；板壳应力分析；结构问题分析；板壳应力分析；结构的静力和动力分析等。的静力和动力分析等。的静力和动力分析等。的静力和动力分析等。第56页/共109页第五十七页，共109页。2023/5/2558用用D值法计算值法计算(j s
36、un)框架内力的步框架内力的步骤骤n n2.2.手算方法：手算方法：手算方法：手算方法：n n 采用采用采用采用(c(c iyng)iyng)反弯点法（用于初步设计估算）反弯点法（用于初步设计估算）反弯点法（用于初步设计估算）反弯点法（用于初步设计估算）n n D D值法（改进的反弯点法，精度较好）值法（改进的反弯点法，精度较好）值法（改进的反弯点法，精度较好）值法（改进的反弯点法，精度较好）n n3.3.用用用用DD值法计算水平荷载下框架内力的步骤值法计算水平荷载下框架内力的步骤值法计算水平荷载下框架内力的步骤值法计算水平荷载下框架内力的步骤n n(1)(1)计算各层柱的侧移刚度计算各层柱的
37、侧移刚度计算各层柱的侧移刚度计算各层柱的侧移刚度DDn n计算柱子的线刚度：计算柱子的线刚度：计算柱子的线刚度：计算柱子的线刚度：第57页/共109页第五十八页，共109页。2023/5/2559用用用用DD值法计算值法计算值法计算值法计算(j sun)(j sun)框架内力的步骤框架内力的步骤框架内力的步骤框架内力的步骤续续续续n n计算第计算第计算第计算第i i层第层第层第层第j j根柱子的侧移刚度：根柱子的侧移刚度：根柱子的侧移刚度：根柱子的侧移刚度：n n其中：其中：其中：其中：h h为层高；为层高；为层高；为层高；为修正为修正为修正为修正(xizhng)(xizhng)系数，查表系数
38、，查表系数，查表系数，查表5.45.4（P.106P.106）。）。）。）。一般一般(ybn)层层底层底层梁的线刚度梁的线刚度第58页/共109页第五十九页，共109页。2023/5/2560用用用用DD值法计算框架内力值法计算框架内力值法计算框架内力值法计算框架内力(nil)(nil)的步骤的步骤的步骤的步骤续续续续n n(2)(2)计算各根柱所分配的剪力计算各根柱所分配的剪力计算各根柱所分配的剪力计算各根柱所分配的剪力n n已知第已知第已知第已知第i i层层层层层层层层(cn(cn cn cn)间地震剪力：间地震剪力：间地震剪力：间地震剪力：ViVin n计算第计算第计算第计算第i i层第
39、层第层第层第j j根柱子的剪力：根柱子的剪力：根柱子的剪力：根柱子的剪力：n n其中，其中，其中，其中，表示第表示第表示第表示第i i层所有柱子侧移刚度之和。层所有柱子侧移刚度之和。层所有柱子侧移刚度之和。层所有柱子侧移刚度之和。第59页/共109页第六十页，共109页。2023/5/2561用用用用DD值法计算值法计算值法计算值法计算(j sun)(j sun)框架内力的步骤框架内力的步骤框架内力的步骤框架内力的步骤续续续续n n(3)(3)确定柱子反弯点高度确定柱子反弯点高度确定柱子反弯点高度确定柱子反弯点高度y yn n柱子的反弯点高度：柱子的反弯点高度：柱子的反弯点高度：柱子的反弯点高
40、度：y=(y0+y1+y2+y3)h (5-9)y=(y0+y1+y2+y3)h (5-9)n ny0 y0 标准反弯点高度比，查表标准反弯点高度比，查表标准反弯点高度比，查表标准反弯点高度比，查表5.55.5；n n根据根据根据根据(gnj)(gnj)框架总层数框架总层数框架总层数框架总层数mm、柱所在层、柱所在层、柱所在层、柱所在层n n和平均线刚度比和平均线刚度比和平均线刚度比和平均线刚度比 查表查表查表查表5.55.5（见（见（见（见P.107P.107）。）。）。）。第60页/共109页第六十一页，共109页。2023/5/2562修正修正(xizhng)系数：系数：y1、y2、y3
41、 K1+K2K3+K4n上下层梁刚度不同上下层梁刚度不同(b tn)的修正系数的修正系数 y1，查表，查表5.6（注意正负号）。（注意正负号）。n上、下层层高与本层层高不上、下层层高与本层层高不同同(b tn)的修正系数的修正系数y2 和和y3查表查表5.7。第61页/共109页第六十二页，共109页。2023/5/2563用用用用DD值法计算值法计算值法计算值法计算(j sun)(j sun)框架内力的步骤框架内力的步骤框架内力的步骤框架内力的步骤续续续续n n(4)(4)计算柱端弯矩计算柱端弯矩计算柱端弯矩计算柱端弯矩McMcn n柱子柱子柱子柱子(zh zi)(zh zi)上端弯矩：上端
42、弯矩：上端弯矩：上端弯矩：n n柱子柱子柱子柱子(zh zi)(zh zi)上端弯矩：上端弯矩：上端弯矩：上端弯矩：h-yyh第62页/共109页第六十三页，共109页。2023/5/2564用用用用DD值法计算框架内力值法计算框架内力值法计算框架内力值法计算框架内力(nil)(nil)的步骤的步骤的步骤的步骤续续续续n n(5)(5)计算计算计算计算(j sun)(j sun)梁端弯矩梁端弯矩梁端弯矩梁端弯矩MbMbn n由节点平衡条件得：由节点平衡条件得：由节点平衡条件得：由节点平衡条件得：第63页/共109页第六十四页，共109页。2023/5/2565用用用用DD值法计算框架值法计算框
43、架值法计算框架值法计算框架(kun(kun ji)ji)内力的步骤内力的步骤内力的步骤内力的步骤续续续续n n(6)(6)计算计算计算计算(j sun)(j sun)梁端剪力梁端剪力梁端剪力梁端剪力VbVbn n(7)(7)计算计算计算计算(j sun)(j sun)柱子的轴力柱子的轴力柱子的轴力柱子的轴力NNn n柱子轴力为各层梁端剪力的代数和：柱子轴力为各层梁端剪力的代数和：柱子轴力为各层梁端剪力的代数和：柱子轴力为各层梁端剪力的代数和：n n N=Vbi N=Vbi边柱边柱中柱中柱第64页/共109页第六十五页，共109页。2023/5/2566用用用用DD值法计算框架内力值法计算框架内
44、力值法计算框架内力值法计算框架内力(nil)(nil)的步骤的步骤的步骤的步骤续续续续n n(8)(8)画出水平画出水平画出水平画出水平(shu(shu png)png)荷载下框架的内力图荷载下框架的内力图荷载下框架的内力图荷载下框架的内力图n n弯矩图弯矩图弯矩图弯矩图n n轴力图轴力图轴力图轴力图n n剪力图剪力图剪力图剪力图第65页/共109页第六十六页，共109页。2023/5/2567竖向荷载下框架内力竖向荷载下框架内力(nil)的计算的计算1.1.计算方法计算方法计算方法计算方法（1 1）分层法）分层法）分层法）分层法按本层梁和上下柱组成的计算单元，将整个按本层梁和上下柱组成的计算
45、单元，将整个按本层梁和上下柱组成的计算单元，将整个按本层梁和上下柱组成的计算单元，将整个(zhngg)(zhngg)框架分成若干个开口框架；框架分成若干个开口框架；框架分成若干个开口框架；框架分成若干个开口框架；然后按弯矩分配法计算各单元框架；然后按弯矩分配法计算各单元框架；然后按弯矩分配法计算各单元框架；然后按弯矩分配法计算各单元框架；最后再将柱端弯矩叠加，形成整体框架的弯矩图。最后再将柱端弯矩叠加，形成整体框架的弯矩图。最后再将柱端弯矩叠加，形成整体框架的弯矩图。最后再将柱端弯矩叠加，形成整体框架的弯矩图。第66页/共109页第六十七页，共109页。2023/5/2568竖向荷载竖向荷载竖
46、向荷载竖向荷载(hzi)(hzi)下框架内力的计算下框架内力的计算下框架内力的计算下框架内力的计算续续续续（2 2）弯矩二次分配法）弯矩二次分配法）弯矩二次分配法）弯矩二次分配法计算各节点分配系数和固端弯矩；计算各节点分配系数和固端弯矩；计算各节点分配系数和固端弯矩；计算各节点分配系数和固端弯矩；对各节点的不平衡对各节点的不平衡对各节点的不平衡对各节点的不平衡(pnghng)(pnghng)弯矩进行第一次分配，并向远弯矩进行第一次分配，并向远弯矩进行第一次分配，并向远弯矩进行第一次分配，并向远端传递（系数为端传递（系数为端传递（系数为端传递（系数为1/21/2）；）；）；）；再将因传递弯矩而产
47、生的不平衡再将因传递弯矩而产生的不平衡再将因传递弯矩而产生的不平衡再将因传递弯矩而产生的不平衡(pnghng)(pnghng)弯矩进行第二次弯矩进行第二次弯矩进行第二次弯矩进行第二次分配，整个计算过程即告结束，画出弯矩图。分配，整个计算过程即告结束，画出弯矩图。分配，整个计算过程即告结束，画出弯矩图。分配，整个计算过程即告结束，画出弯矩图。第67页/共109页第六十八页，共109页。2023/5/2569竖向荷载竖向荷载竖向荷载竖向荷载(hzi)(hzi)下框架内力的计算下框架内力的计算下框架内力的计算下框架内力的计算续续续续n n2.2.分层法计算步骤分层法计算步骤分层法计算步骤分层法计算步
48、骤n n(1)(1)逐层取出开口逐层取出开口逐层取出开口逐层取出开口(ki k(ki k u)u)框架计算简图框架计算简图框架计算简图框架计算简图第68页/共109页第六十九页，共109页。2023/5/2570竖向荷载下框架竖向荷载下框架竖向荷载下框架竖向荷载下框架(kun(kun ji)ji)内力的计算内力的计算内力的计算内力的计算续续续续n n(2)(2)计算出梁、柱的线刚度或相对计算出梁、柱的线刚度或相对计算出梁、柱的线刚度或相对计算出梁、柱的线刚度或相对(xingdu)(xingdu)线刚度。线刚度。线刚度。线刚度。n n对柱线刚度作出调整：对柱线刚度作出调整：对柱线刚度作出调整：对
49、柱线刚度作出调整：n n底层柱线刚度不变，传递系数为底层柱线刚度不变，传递系数为底层柱线刚度不变，传递系数为底层柱线刚度不变，传递系数为1/21/2；n n其余层柱线刚度乘以系数其余层柱线刚度乘以系数其余层柱线刚度乘以系数其余层柱线刚度乘以系数0.90.9，传递系数为，传递系数为，传递系数为，传递系数为1/31/3。第69页/共109页第七十页，共109页。2023/5/2571竖向荷载下框架竖向荷载下框架竖向荷载下框架竖向荷载下框架(kun(kun ji)ji)内力的计算内力的计算内力的计算内力的计算续续续续n n(3)(3)用弯矩分配法计算用弯矩分配法计算用弯矩分配法计算用弯矩分配法计算(
50、j sun)(j sun)各开口框架弯矩。各开口框架弯矩。各开口框架弯矩。各开口框架弯矩。n n(4)(4)把计算把计算把计算把计算(j sun)(j sun)结果桉节点一一对应迭加，即得整个框架弯矩。结果桉节点一一对应迭加，即得整个框架弯矩。结果桉节点一一对应迭加，即得整个框架弯矩。结果桉节点一一对应迭加，即得整个框架弯矩。n n(5)(5)如果节点不平衡弯矩值较大，可重新分配一次，但不再传递。如果节点不平衡弯矩值较大，可重新分配一次，但不再传递。如果节点不平衡弯矩值较大，可重新分配一次，但不再传递。如果节点不平衡弯矩值较大，可重新分配一次，但不再传递。第70页/共109页第七十一页，共10