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文檔簡介

1、.畢業(yè)設(shè)計總依據(jù)及設(shè)計步驟(供參考)框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計步驟: 開始確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級 計算各層重力荷載代表值及結(jié)構(gòu)剛度參數(shù) 豎向荷載計算 計算結(jié)構(gòu)自振周期及振型 計算多遇地震烈度下的結(jié)構(gòu)彈性地震作用 不滿足 多遇烈度地震作用下結(jié)構(gòu)層間彈性變形驗算 滿足 上述地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 豎向荷載作用下內(nèi)力分析 內(nèi)力組合 按組合內(nèi)力進行梁柱配筋計算 基礎(chǔ)設(shè)計 進行重要部位的抗震強度驗算 需要作薄弱層變形驗算否 否 不滿足 按罕遇地震烈度驗算薄弱層彈塑性層間位移角 或 延性構(gòu)造措施 特殊延性構(gòu)造 結(jié)束第一步、確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置一、建筑結(jié)構(gòu)體系選型 (一) 合理選用

2、結(jié)構(gòu)材料建筑結(jié)構(gòu)材料是形成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ),根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點,正確選用材料,就成為經(jīng)濟合理地選型的一個重要方面。按材料分類的結(jié)構(gòu)類型如下: 砌體結(jié)構(gòu)體系 按建筑材料分類的結(jié)構(gòu)類型 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系 鋼結(jié)構(gòu)體系 鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體系 (二) 合理選擇結(jié)構(gòu)受力體系現(xiàn)代建筑中,建筑物的造型可劃分為兩大類:多層及高層建筑、單層大跨度建筑,按結(jié)構(gòu)受力形式分類,常用的結(jié)構(gòu)體系大體如下: 混合結(jié)構(gòu)體系 框架結(jié)構(gòu)體系 多層及高層建筑 剪力墻結(jié)構(gòu)體系(包括框架剪力墻、全剪力墻結(jié)構(gòu)) 筒體結(jié)構(gòu)體系(包括框筒、筒中筒、成束或組合筒體結(jié)構(gòu)) 巨型結(jié)構(gòu)體系單層大跨度建筑 平面結(jié)構(gòu)體系:門式剛架、薄腹梁結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)

3、構(gòu)、拱結(jié)構(gòu) 空間結(jié)構(gòu)體系:殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)體系 多層與小高層常采用框架結(jié)構(gòu)體系。 (1)框架結(jié)構(gòu)體系的特點:框架是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接形成的骨架結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)的特點是由梁、柱承受豎向和水平荷載,墻僅起維護作用。其整體性和抗震性均好于混合結(jié)構(gòu),且平面布置靈活,可提供較大的使用空間,也可構(gòu)成豐富多變的立面造型??蚣芙Y(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計,使之具有良好的延性,成為“延性框架”。在地震作用下,這種延性框架具有良好的抗震性能。 (2)鋼筋混凝土框架:鋼筋混凝土框架按其施工方法可分為:現(xiàn)澆框架、裝配式框架及裝配整體式框架三種。 地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先考慮選擇現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系,

4、其次是裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系,現(xiàn)已很少采用裝配式框架結(jié)構(gòu)體系;非地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)則可以根據(jù)施工條件等因素具體選定。 (3)鋼框架:鋼框架的受力骨架為鋼梁、鋼柱,根據(jù)梁柱連接型式可分為半剛接框架和剛接框架。鋼框架的抗震性能優(yōu)于鋼筋混凝土框架;鋼梁、鋼柱相對混凝土梁、柱截面較小,增大了有效使用面積;鋼框架自重較輕,大大降低了基礎(chǔ)造價;且施工周期短,具有良好的綜合經(jīng)濟效益。鋼框架多用于辦公樓、旅館、商場等公共建筑。 (4)框架結(jié)構(gòu)體系選用限值:框架結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度主要取決于梁柱的截面尺寸,一般梁柱截面慣性矩較小,在水平荷載作用下的側(cè)向變形較大,抗側(cè)移能力較弱,屬較柔結(jié)構(gòu)。當(dāng)層數(shù)較多、側(cè)向荷載較大時

5、,為滿足側(cè)向剛度和強度要求,需加大截面,很不經(jīng)濟。而且高度增加時,框架結(jié)構(gòu)頂點位移和層間相對位移較大,使得非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如填充墻、建筑裝飾、管道設(shè)備等)在地震時破壞較嚴(yán)重。因此,框架結(jié)構(gòu)的最大高度受到限制。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)是615層,最經(jīng)濟是10層左右;規(guī)范規(guī)定不超過12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用鋼框架結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)高寬比不宜超過表1-2的限值;抗震等級見表13所示。 表1-1 建筑結(jié)構(gòu)體系適用的最大高度(m)結(jié) 構(gòu) 體 系非抗震設(shè)防抗 震 設(shè) 防6 度度8 度9 度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框 架現(xiàn) 澆6060554525裝配整體50503525不應(yīng)采用框架剪力墻和框架筒體現(xiàn) 澆1301301201

6、0050裝配整體1001009070不應(yīng)采用現(xiàn) 澆 剪 力 墻無框支墻14014012010060部分框支墻12012010080不應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)框 架1101101109050框架支撐 框架剪力墻240220220200140 表1-2 高寬比限值結(jié) 構(gòu) 體 系非抗震設(shè)防抗 震 設(shè) 防6、7 度8 度9 度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框 架5542框架剪力墻和框架筒體5543剪 力 墻6654鋼 結(jié) 構(gòu) 民 用 房 屋6.56.565.5二、結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)體系確定后,應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合建筑設(shè)計進行結(jié)構(gòu)總體布置,使建筑物具有良好的造型和合理的傳力路線。建筑結(jié)構(gòu)的總體布置,是指其對高度、平面、立面和體型等的選擇,除應(yīng)考

7、慮到建筑使用功能、建筑美學(xué)要求外,在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求。地震區(qū)的建筑,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,還應(yīng)保證建筑物具有良好的抗震性能。設(shè)計要達到先進合理,首先取決于清晰合理的概念,而不是僅依靠力學(xué)分析來解決。確定結(jié)構(gòu)布置方案的過程就是一個結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的過程。(一) 結(jié)構(gòu)總體布置原則1、 控制高寬比 在高層建筑中,結(jié)構(gòu)的位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制因素、而且隨著建筑高度的增加,傾覆力矩將迅速增大。因此,高層建筑的高寬比不宜過大。一般應(yīng)滿足表1-2的要求。對于滿足表1-2的高層建筑,一般可不進行整體穩(wěn)定驗算和傾覆驗算。2、減少平面和豎向布置的不規(guī)則性 結(jié)構(gòu)平面應(yīng)盡量設(shè)計成規(guī)則、對稱而簡單的形狀,

8、使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合,以減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。 結(jié)構(gòu)的豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù),避免剛度突變,避免薄弱層。結(jié)構(gòu)上部形成縮小面積的突出部分,這種剛度突變在地震作用下會產(chǎn)生鞭梢效應(yīng),要采取特殊的措施加強。 3、變形縫的設(shè)置 在多層與高層建筑中,為防止結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫,常隔一定距離用溫度縫分開;在高層部分和低層部分之間,由于沉降不同,往往由沉降縫分開;建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大,或有錯層時,用防震縫分開。溫度縫、沉降縫和防震縫將高層建筑劃分為若干個結(jié)構(gòu)獨立的部分,成為獨立的結(jié)構(gòu)單元。 (二) 框架結(jié)構(gòu)體系布置 1、結(jié)構(gòu)布置原則 (1)結(jié)構(gòu)平

9、面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則,使各部分剛度均勻?qū)ΨQ,減少結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。 (2)控制結(jié)構(gòu)高寬比,以減少水平荷載下的側(cè)移,其高寬比限值見表1-2。 (3)盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高,以減少構(gòu)件種類規(guī)格,簡化設(shè)計及施工。 (4)房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi),當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時,可設(shè)伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。 2、柱網(wǎng)和層高 框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸,即平面框架的柱距(開間)與跨度(進深)和層高,首先要滿足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求,其次是滿足建筑平面功能的要求,還要力求做到柱網(wǎng)平面簡單規(guī)則、受力合理,同時施工方便,有利于裝配化、定型化和施工工業(yè)化。 3、鋼筋混凝土承重框架的布置 柱網(wǎng)

10、確定后,沿房屋縱橫方向布置梁系,形成橫向框架和縱向框架,分別承受各自方向上的水平作用。根據(jù)承重框架布置方向的不同,框架承重體系可分為三種。 (1)橫向框架承重方案:橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁,在縱向上設(shè)置連系梁。樓板支承在橫向框架上,樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁。由于橫向框架跨數(shù)較少,主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)移剛度。由于豎向荷載主要通過橫梁傳遞,所以縱向連系梁往往截面尺寸較小,這樣有利于建筑物的通風(fēng)和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸較大,對于給定的凈空要求使結(jié)構(gòu)層高增加。 (2)縱向框架承重方案;縱向框架承重方案是在縱向上布置框架主梁,在橫向上布置連系梁。樓面的豎向荷

11、載主要沿縱向傳遞。由于連系梁截面尺寸較小,這樣對于大空間房屋,凈空較大,房屋布置靈活。不利的一面是進深尺寸受到板長度的限制,同時房屋的橫向剛度較小。 (3)縱橫向框架混合承重方案:框架在縱橫兩個方向上均布置主梁。樓板的豎向荷載沿兩個方向傳遞。柱網(wǎng)較大的現(xiàn)澆樓蓋,通常布置成井字形式;柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓蓋,樓板可以不設(shè)井字梁直接支承在框架主梁上。 由于這種方案沿兩個方向傳力,因此各桿件受力較均勻,整體性能也較好,通常按空間框架體系進行內(nèi)力分析。 在地震區(qū),考慮到地震方向的隨意性以及地震產(chǎn)生的破壞效應(yīng)較大,因此應(yīng)按雙向承重進行布置。高層建筑承受的水平荷載較大,應(yīng)設(shè)計為雙向抗側(cè)力體系,主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸

12、接,也不應(yīng)采用橫向為剛接、縱向為鉸接的結(jié)構(gòu)體系。三、繪出框架平面柱網(wǎng)布置標(biāo)出柱距,對框架進行編號。第二步、初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級一、 初估梁柱截面尺寸(1)框架梁截面尺寸:框架梁的截面尺寸應(yīng)該根據(jù)承受豎向荷載的大小、梁的跨度、框架的間距、是否考慮抗震設(shè)防要求以及選用的混凝土材料強度等諸多因素綜合考慮確定。 一般情況下,框架梁的截面尺寸可參考受彎構(gòu)件按下式估算:梁高h=(1/81/12)l,其中l(wèi)為梁的跨度。梁寬b=(1/21/3)h。在抗震結(jié)構(gòu)中,梁截面寬度不宜小于200mm,梁截面的高寬比不宜大于4,梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。 (2)框架柱截面尺寸:框架柱的截面形式通常大多

13、為方形、矩形。柱截面的寬與高一般取層高的1/151/20,同時滿足、,l0為柱計算長度。多層房屋中,框架柱截面的寬度和高度不宜小于300mm;高層建筑中,框架柱截面的高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。柱截面高度與寬度之比為12。柱凈高與截面高度之比宜大于4。 為了減少構(gòu)件類型,簡化施工,多層房屋中柱截面沿房屋高度不宜改變。 在計算中,還應(yīng)注意框架柱的截面尺寸應(yīng)符合規(guī)范對剪壓比()、剪跨比()、軸壓比()限值的要求,如不滿足應(yīng)隨時調(diào)整截面尺寸,保證柱的延性。抗震設(shè)計中柱截面尺寸主要受柱軸壓比限值的控制,如以表示柱軸壓比的限值,則柱截面尺寸可用如下經(jīng)驗公式粗略確定: 式中;A柱橫截面

14、面積,m2,取方形時邊長為a;n驗算截面以上樓層層數(shù);F驗算柱的負荷面積,可根據(jù)柱網(wǎng)尺寸確定,m2;fc混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;框架柱最大軸壓比限值,一級框架取0.7,二級框架取0.8,三級框架取0.9。地震及中、邊柱的相關(guān)調(diào)整系數(shù),7度中間柱取1、邊柱取1.1,8度中間柱取1.1、邊柱取1.2;G結(jié)構(gòu)單位面積的重量(豎向荷載),根據(jù)經(jīng)驗估算鋼筋混凝土高層建筑約為1218kNm2。二、 材料強度等級1、 混凝土的強度等級:抗震等級為一級的框架梁、柱和節(jié)點不宜底于C30,其他各類構(gòu)件不應(yīng)底于C20。2、 鋼筋的強度等級:縱向鋼筋宜采用II、III級變形鋼筋,箍筋宜采用I、II級鋼筋。三、 確定

15、計算簡圖、選取計算單元1、 畫出水平計算簡圖,標(biāo)注框架編號(橫向為1、2、3-,縱向為A、B、C-)、框架梁編號(材料、截面和跨度相同的編同一號),確定梁的計算跨度。2、 選取計算單元(所需計算的一榀或幾榀框架),畫出計算簡圖,標(biāo)出計算跨度、柱的計算高度,并對柱編號(材料、截面和高度相同的編同一號)。第三步、計算各層重力荷載代表值及結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)一、 計算各層重力荷載代表值1、 屋面豎向恒載:按屋面的做法逐項計算均布荷載屋面面積;2、 屋面豎向活載:屋面雪荷載屋面面積;3、 樓面豎向恒載:按樓面的做法逐項計算均布荷載樓面面積;4、 樓面豎向活載:樓面均布活荷載樓面面積;5、 梁柱自重(包括梁側(cè)、

16、梁底、柱的抹灰):梁側(cè)、梁底抹灰、柱周抹灰,近似按加大梁寬及柱寬考慮,一般加40mm?;炷寥葜兀?5KN/m3梁柱自重可列表,以方便后面的計算。如:編號截面(m2)長度(m)根 數(shù)每根重量(KN)L1寬高=每層根數(shù)層數(shù)=.Z1.6、 墻體自重:(包括女兒墻和各種縱橫隔墻)墻體兩面抹灰,近似按加厚墻體40mm考慮。 黏土磚的容重:19KN/m3同上列表:墻 體每片面積片 數(shù)重量女兒墻高寬=每層片數(shù)層數(shù)=底層縱墻底層橫墻其他層縱墻其他層橫墻7、 荷載分層總匯屋面重力荷載代表值Gi=屋面恒載+50%屋面活荷載+縱橫梁自重+樓面下半層的柱及縱橫墻自重;各樓層重力荷載代表值Gi=樓面恒荷載+50%樓面

17、活荷載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻自重; 總重力荷載代表值二、剛度參數(shù)計算1、梁的線剛度計算:各層梁分別列表計算:(表的形式根據(jù)具體情況合理調(diào)整)框架橫梁跨度l(m)截面(m2)E(KN/m2)(m4)中框架左右邊框架左右2、柱的線剛度計算各層柱分別列表計算:層次柱號Z截面柱高H(m)E(KN/m2)底層二層3、橫向框架柱的側(cè)移剛度值根據(jù)D值法,第i層第j 根柱的側(cè)移剛度為: 式中,體現(xiàn)了節(jié)點轉(zhuǎn)角的影響,對于框架一般層的邊柱與中柱和首層的邊柱與中柱的值詳見課本P119表5-4。列表計算:層次柱類型(一般層)(底層)(一般層)(底層)根數(shù)底層中柱邊柱其他層中柱邊柱第四步、計算結(jié)構(gòu)自振

18、周期頂點位移法計算基本周期:(課本P114) (5-2)式中,基本周期調(diào)整系數(shù),對一般民用框架取0.6。 結(jié)構(gòu)頂點側(cè)向位移,即為把集中在各樓層處的重力荷載代表值視為作用在樓面處的水平力時,按彈性剛度計算得到的結(jié)構(gòu)頂點側(cè)向位移(m)。 (5-3) (5-4)式中,上述水平力作用下第i層的層間剪力,; 第i層柱的側(cè)移剛度之和(前面已算出)。第五步、計算多遇地震烈度下的結(jié)構(gòu)彈性地震作用對滿足底部剪力法適用條件的框架結(jié)構(gòu),可用底部剪力法求解。列表計算:第六步、多遇烈度地震作用下結(jié)構(gòu)層間彈性變形驗算1、 層間剪力的計算(課本P119) (5-12)2、 層間彈性變形計算 3、 驗算是否滿足。列表計算:層

19、次層高距地面高 頂層第七步、上述地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析(5-4)一、求柱端剪力第i層第k 根柱子的剪力為 (5-14)二、柱的上下端彎矩 式中,y為柱子的反彎點高度比, 柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比,標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比是各層等高、各跨跨度相等、各層梁和柱線剛度都不改變的多層多跨規(guī)則框架在水平荷載作用下求得的反彎點高度比,查表得。 上下梁線剛度變化時的反彎點高度比修正值;當(dāng)某柱的上、下梁線剛度不同,柱上、下節(jié)點轉(zhuǎn)角不同時,反彎點位置有變化,應(yīng)將加以修正,修正值為。 、上下層高度變化時反彎點高度比修正值,框架柱剪力及彎矩計算列表進行:層次層高h(m)左 邊 柱中柱右邊柱同左同左做出框架柱剪力及彎矩圖。三、框架

20、梁端的彎矩 根據(jù)節(jié)點平衡,求梁端彎矩:對于中柱,左、右梁端彎矩可由上、下柱端彎矩之和按左、右梁的線剛度比例分配 (5-18) (5-19)對邊柱節(jié)點: (5-20)列表計算:層號邊柱處中柱處.做出框架梁的彎矩圖。四、框架梁端的剪力計算根據(jù)框架梁隔離體的平衡條件,梁端彎矩的代數(shù)和除以梁的跨度即可得梁端剪力 (5-21)五、框架柱的軸力計算對于中柱,每個節(jié)點左、右梁端剪力之差即為柱的該層層間軸向力;對于邊柱,節(jié)點一側(cè)的梁端剪力即為柱的該層層間軸向力;從上到下逐層累加層間軸向力,即得柱在相應(yīng)層得軸力??蚣芰憾思袅爸S力計算表:層號AB跨BC跨柱軸力.做出框架梁的彎矩、剪力圖及柱的軸力圖。第八步、豎

21、向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析一、 荷載及計算簡圖、橫向框架梁上的線荷載(恒載和活荷載分別算)a)樓(屋)面均布荷載傳給梁的線荷載(雙向板)短向分配荷載:長向分配荷載:b)梁上的線荷載梁自重樓(屋)面均布荷載傳給梁的線荷載做出框架豎向荷載圖(有關(guān)荷載前面已算出)。、各層柱子的集中荷載自重梁傳來的集中荷載二、框架彎矩計算(一)、迭代法(結(jié)構(gòu)力學(xué))(二)、分層法:在豎向荷載作用下框架內(nèi)力采用分層法進行簡化計算,此時每層框架連同上下層柱組成基本計算單元,豎向荷載產(chǎn)生的固端彎矩只在本層內(nèi)進行彎矩分配,單元之間不再傳遞。梁的彎矩取分配后的數(shù)值;柱端彎矩取相鄰兩層單元對應(yīng)柱端彎矩之和。1、 求梁的固端彎矩

22、;2、 梁柱的線剛度(前面已算出);3、 分配系數(shù):按與節(jié)點連接的各桿的轉(zhuǎn)動剛度比值計算;4、 傳遞系數(shù):底層柱傳遞系數(shù)為1/2,其余各層柱傳遞系數(shù)為1/3;梁遠端固定傳遞系數(shù)為1/2,遠端滑動鉸支座傳遞系數(shù)為-1。5、 彎矩分配:分配23次為宜。6、節(jié)點不平衡彎矩的再分配:由于柱端彎矩按1/3 傳遞系數(shù)傳遞到遠端(底層按1/2傳遞系數(shù)),柱端彎矩取相鄰兩層單元對應(yīng)柱端彎矩之和,此時原來已經(jīng)平衡的節(jié)點彎矩由于加入了新的彎矩而不再平衡,應(yīng)將不平衡彎矩再分配。節(jié)點不平衡彎矩的再分配表層號軸線號A(邊)B(中)其他軸桿件號上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系數(shù).桿端彎矩不平衡彎矩彎矩分配結(jié)果彎矩做出梁

23、柱最終彎矩圖。7、考慮梁端的塑性變形及內(nèi)力重分布,對梁端負彎矩進行調(diào)幅,即人為地減小梁端負彎矩,調(diào)幅系數(shù)取0.85(用括號在圖上標(biāo)出),相應(yīng)跨中彎矩乘1.1。三、梁端剪力及柱軸力計算(1) 梁端剪力: (2) 柱軸力:層號荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力AB 跨BC 跨AB 跨BC 跨AB 跨BC 跨A 柱B 柱第九步、內(nèi)力組合鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力按下列公式驗算:非抗震設(shè)計: 為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),重要、一般、次要分別取1.1、1.0、0.9??拐鹪O(shè)計: (為了計算比較,在內(nèi)力組合以獲得荷載效應(yīng)組合值S的同時,乘上結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)和抗震承載力調(diào)整系數(shù)。)因此,內(nèi)力組合應(yīng)考慮兩種情況:(1)恒

24、載和活荷載效應(yīng)的組合; (2)豎向荷載和地震作用效應(yīng)的組合。(一) 梁的內(nèi)力不利組合 (1)梁端負彎矩,取下式兩者較大值(2)梁端正彎矩按下式確定 (3)梁端剪力,取下式兩者較大值 (4)梁跨中正彎矩,取下式兩者較大值 注意:上面第一式重力荷載代表值與地震作用組合后的最大值不一定在跨中,其位置和大小由作圖法或解析法求得。作圖法:按同一比例尺作重力荷載代表值作用下的彎矩圖(乘分項系數(shù))和地震作用下的彎矩圖(乘分項系數(shù)),在彎矩圖上作平行與ab的切線,交于m點,作鉛垂線交ab與n點,則mn的長度為。(如右上圖所示)解析法求: (如右下圖所示)。(二) 框架柱的內(nèi)力組合單向偏心受壓:有三種情形,即在

25、地震作用下大偏心受壓、小偏心受壓和無地震作用的偏心受壓:第組內(nèi)力組合(大偏心受壓)第組內(nèi)力組合(小偏心受壓) 第組內(nèi)力組合(無地震作用)用軸壓比判斷大小偏心,并以大偏心受壓和小偏心受壓分別配筋,取大者。梁 內(nèi) 力 組 合 表層次梁的位置截面位置內(nèi)力荷載類別豎向荷載組合豎向荷載與地震作用組合恒載活載地震荷載1.2+1.4 1.2(+0.5)1.3 乘第N層左梁左端MV跨中M右端MV中梁左端MV跨中M右端MV右梁左端MV跨中M右端MV柱 的 內(nèi) 力 組 合 表(某柱)層次位置內(nèi)力荷載類別豎向荷載組合豎向荷載與地震作用組合恒載活載地震荷載1.2+1.4 1.2(+0.5)1.3 乘第N層上端MN下端

26、MN.第十步、按組合內(nèi)力進行梁柱配筋計算為了較合理地控制強震作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞機制和構(gòu)件破壞形態(tài),提高變形能力,抗震規(guī)范體現(xiàn)了能力控制設(shè)計的概念,并區(qū)別不同抗震等級,在一定程度上實現(xiàn)“強柱弱梁”、“強節(jié)點弱桿件”和“強剪弱彎”的概念設(shè)計要求。這個概念在設(shè)計時用調(diào)整內(nèi)力的方式實現(xiàn)。一、框架梁1、正截面受彎承載力驗算求出梁的控制截面組合彎矩后,即可按一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算方法進行配筋計算。2、斜截面受剪承載力驗算1) 剪壓比的限制對梁的剪壓比的限制,也就是對梁的最小截面的限制。梁的組合剪力設(shè)計值應(yīng)符合下列要求:2) 按“強剪弱彎”的原則,調(diào)整梁端剪力設(shè)計值(注意:調(diào)整前內(nèi)力除于,并將調(diào)

27、整后的值放回組合表中備用)調(diào)整值: 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合 梁端剪力增大系數(shù),一級為1.3,二級為1.2,三級為1.1。3) 斜截面受剪承載力驗算二、框架柱1、 正截面受彎承載力驗算1)軸壓比的限制軸壓比的限制是為了保證柱具有一定的延性。 要滿足規(guī)范要求。2)按“強柱弱梁”的原則,調(diào)整柱的彎矩設(shè)計值(注意:調(diào)整前內(nèi)力除于,并將調(diào)整后的彎矩值放回組合表中備用)框架節(jié)點處柱彎矩,除頂層和柱軸壓比小于0.15者外,其設(shè)計值應(yīng)按下列各式調(diào)整: 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合 柱端彎矩增大系數(shù),一級為1.4,二級為1.2,三級為1.1;一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的底層,柱下端截面的彎矩設(shè)計值,增大系數(shù)分別為:

28、1.5、1.25和1.15。調(diào)整后的柱端彎矩按原有柱端彎矩之值分配。2、柱斜截面受剪承載力驗算1) 剪壓比的限制對柱的剪壓比的限制,也就是對柱的最小截面的限制。柱的組合剪力設(shè)計值應(yīng)符合下列要求:2) 按“強剪弱彎”的原則,調(diào)整柱的剪力設(shè)計值(注意:調(diào)整前內(nèi)力除于,并將調(diào)整后的值放回組合表中備用) 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合 柱端剪力增大系數(shù),一級為1.4,二級為1.2,三級為1.1。3) 柱斜截面受剪承載力驗算 剪跨比,。當(dāng)時,取,當(dāng)時,取。 N考慮地震作用組合的柱軸壓力,當(dāng)時,取。當(dāng)柱出現(xiàn)拉力時,應(yīng)按下式驗算: 當(dāng)右邊的計算值小于時,取等于,且不應(yīng)小于。分別列表進行梁柱正截面和斜截面的配筋計

29、算。三、框架節(jié)點核芯區(qū)驗算節(jié)點核心區(qū)抗震設(shè)計的原則要求是框架節(jié)點核心區(qū)不先于梁、柱破壞。 框架節(jié)點核芯區(qū)的抗震驗算應(yīng)符合下列要求:一、二級框架的節(jié)點核芯區(qū),應(yīng)進行抗震驗算;三、四級框架節(jié)點核芯區(qū),可不進行抗震驗算,但應(yīng)符合抗震構(gòu)造措施的要求。1、 節(jié)點剪壓比的控制 正交梁的約束影響系數(shù)。核芯區(qū)截面有效驗算寬度 2、核芯區(qū)截面有效驗算寬度,應(yīng)按下列規(guī)定采用: a) 核芯區(qū)截面有效驗算寬度,當(dāng)驗算方向的梁截面寬度不小于該側(cè)柱截面寬度的12時,可采用該側(cè)柱截面寬度,當(dāng)小于柱截面寬度的12時,可采用下列二者中的較小值: b) 當(dāng)梁、柱的中線不重合且偏心距不大于柱寬的14時,核芯區(qū)的截面有效驗算寬度可采

30、用上式(59)和下式(510)中計算結(jié)果的較小值: 3、框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面受剪承載力的驗算1)一、二級框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)組合的剪力設(shè)計值,應(yīng)按下式確定: (1-) (523)9度時和一級框架結(jié)構(gòu) 尚應(yīng)符合式: (1-)2)節(jié)點核芯區(qū)截面抗震受剪承載力,應(yīng)采用下式驗算: 9度時應(yīng)符合: 第十一步、需要薄弱層變形驗算否一、根據(jù)梁柱配筋和柱的軸壓力等,計算梁柱各控制截面的屈服彎矩 二、根據(jù)梁柱端截面的屈服彎矩,判斷節(jié)點處梁柱的破壞狀態(tài),計算柱和層的屈服剪力 三、根據(jù)大震作用下按彈性分析的層間彈性地震剪力Ve(i)和層間屈服剪力Vy(i),計算層間屈服強度系數(shù)y(i) 四、判斷結(jié)構(gòu)的薄弱樓層,計算

31、結(jié)構(gòu)薄弱樓層最大彈性層間位移p和層間角位移p 五、判斷pp 六、若上式不滿足,則采取構(gòu)造措施,提高p值,使pp,或改變薄弱層構(gòu)件配筋。 第十二步、延性構(gòu)造措施 按抗震規(guī)范要求執(zhí)行。第十三步、樓梯設(shè)計 第十四步、基礎(chǔ)設(shè)計 柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計 一、構(gòu)造要求 柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ),應(yīng)滿足如下一些要求:(1)基礎(chǔ)下的墊層厚度,宜為100mm;梯形截面基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于200mm;梯形坡度; (2)混凝土強度等級不宜低于C15;(3)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于8mm,間距宜;當(dāng)有墊層時,混凝土的保護層厚度不宜小于35mm,無墊層時不宜小于70mm;(4)單獨基礎(chǔ)底面的長邊與短邊的比值一般取11.

32、5; (5)階梯形基礎(chǔ)每階高度一般為300500mm?;A(chǔ)的階數(shù)可根據(jù)基礎(chǔ)總高度H設(shè)置,當(dāng)300mm900mm時,宜分為三級; (6)對于現(xiàn)澆柱基礎(chǔ),如基礎(chǔ)與柱不同時澆筑,則柱內(nèi)的縱向鋼筋可通過插筋錨入基礎(chǔ)中,插筋的根數(shù)和直徑應(yīng)與柱內(nèi)縱向鋼筋相同。當(dāng)基礎(chǔ)高度時,全部插筋伸至基底鋼筋網(wǎng)上面,端部彎直鉤;當(dāng)基礎(chǔ)高度H900mm時,將柱截面四角的鋼筋伸到基底鋼筋網(wǎng)上面,端部彎直鉤,其余鋼筋按錨固長度確定,錨固長度,可按下列要求采用: 1)軸心受壓及小偏心受壓,; 2)大偏心受壓且當(dāng)柱子混凝土強度等級不低于C20時,。 插入基礎(chǔ)的鋼筋,上下至少應(yīng)有兩道箍筋固定。插筋與柱的縱向受力鋼筋的搭接長度應(yīng)滿足要

33、求。 (7)柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)的受力鋼筋應(yīng)雙向配置。當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m時,基礎(chǔ)底板受力鋼筋可縮短為交錯布置,其中l(wèi)=基礎(chǔ)底面長邊長度-50mm。 二、設(shè)計計算 (1)基礎(chǔ)高度的確定:基礎(chǔ)高度由柱邊抗沖切破壞的要求確定,設(shè)計時先假設(shè)一個基 礎(chǔ)高度h,然后按下式驗算抗沖切能力: 式中:基底最大凈反力設(shè)計值,kPa; 考慮沖切荷載時取用的多邊形面積,m2;ft混凝土抗拉設(shè)計強度,kPa;A2沖切截面的水平投影面積,m2。 當(dāng)不滿足該式的抗沖切能力驗算要求時,可適當(dāng)增加基礎(chǔ)高度h后重新驗算,直至滿足要求。 (2)內(nèi)力計算和配筋:當(dāng)臺階的寬高比不大于2.5及偏心距小于16基礎(chǔ)寬度b時,柱下單獨基礎(chǔ)在

34、縱橫兩個方向的任意截面II和的彎矩可按下式計算: 式中各符號的意義如下圖所示。 柱下單獨基礎(chǔ)的底板應(yīng)在兩個方向配置受力鋼筋,設(shè)計控制截面是柱邊或階梯形基礎(chǔ)的變階處,將此時對應(yīng)的l、b和pjI值代入上式即可求出相應(yīng)的控制彎矩值MI,和 MII。底板長邊方向和短邊方向的受力鋼筋面積和(mm2)分別為 式中,d 為鋼筋直徑,mm,其余符號同前。09/20 11:46 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設(shè)計09/08 20:02 3kN微型裝載機設(shè)計09/20 15:09 45T旋挖鉆機變幅機構(gòu)液壓缸設(shè)計08/30 15:32 5噸卷揚機設(shè)計10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆

35、2-16孔的鉆床夾具設(shè)計09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計83100308/30 15:37 CPU風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對輥成型機設(shè)計08/30 15:45 LS型螺旋輸送機的設(shè)計10/07 23:43 LS型螺旋輸送機設(shè)計09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機設(shè)計09/08 20:17 PE10自行車無級變速器設(shè)計10/07 09:23 話機機座下殼模具的設(shè)計與制造09/08 20:20 T108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設(shè)計09/21 13:39 X-Y型數(shù)控銑床工作臺的設(shè)計09/08

36、 20:25 YD5141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計10/07 09:20 ZH1115W柴油機氣缸體三面粗鏜組合機床總體及左主軸箱設(shè)計09/21 15:34 ZXT-06型多臂機凸輪軸加工工藝及工裝設(shè)計10/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆35H6孔的夾具設(shè)計08/30 17:57 三層貨運電梯曳引機及傳動系統(tǒng)設(shè)計10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-4.5孔的夾具設(shè)計10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機的設(shè)計10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機設(shè)計09/09 23:40 儀表外殼塑料模設(shè)計09/08 20:57 傳動蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設(shè)計09

37、/08 21:00 傳動系統(tǒng)測繪與分析設(shè)計10/07 23:46 保護罩模具結(jié)構(gòu)設(shè)計09/20 15:30 保鮮膜機設(shè)計10/04 14:35 減速箱體數(shù)控加工工藝設(shè)計10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計09/08 21:33 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計10/30 15:26 制定左擺動杠桿的工工藝規(guī)程及鉆12孔的夾具設(shè)計10/29 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設(shè)計10/07 08:44 加油機油槍手柄護套模具設(shè)計09/20 15:17 加熱缸體注塑模設(shè)計10/07 09:17 動模底板零件的工藝規(guī)程及鉆52孔的工裝夾具設(shè)計10/08 20:23 包縫機機體鉆孔組合機床總體及夾具設(shè)計09/21 15:19 升板機前后輔機的設(shè)計09/09 22:17 升降式止回閥的設(shè)計09/22 18:52 升降桿軸承座的夾具工藝規(guī)程及夾具設(shè)計09/09 16:41 升降杠桿軸承座零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計08/30 15:59 半自動鎖蓋機的設(shè)計(包裝機機械設(shè)計)08/30 15:57 半軸零件的機械加工工藝及夾具

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