畢業(yè)設計總依據(jù)及設計步驟

1、2211畢業(yè)設計總依據(jù)及設計步驟（供參考）框架結構抗震設計步驟:第一步、確定結構方案與結構部署一、建筑結構體系選型（一）合理選用結構材料建筑結構材料是形成結構的物質(zhì)基礎，根據(jù)不同結構類型的特點，正確選用材料,就成為經(jīng)濟合理地選型的一個重要方面。按材料分類的結構類型如下:按建筑材料分類的結構類型(二)合理選擇結構受力體系廣砌體結構體系J 鋼筋混凝土結構體系鋼結構體系-鋼混凝土組合結構體系現(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, 按結構受力形式分類，常用的結構體系大體如下：混合結構體系框架結構體系多層及高層建筑 剪力墻結構體系(囊括框架剪力墻、全剪力墻結構 )筒體結

2、構體系(囊括框筒、筒中筒、成束或組合筒體結構 )L 巨型結構體系單層大跨度建筑r平面結構體系：門式剛架、薄腹梁結構、桁架結構、拱結構L 空間結構體系：殼體結構、網(wǎng)架結構、懸索結構、膜結構框架結構體系多層與小高層常采用框架結構體系。框架結構體系的特點：框架是由梁、柱構件經(jīng)過節(jié)點連接形成的骨架結構，框架結構的特點是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維持作用。其整體性和抗震性均好于混合構，且平面部署靈活，可提供較大的使用空間，也可構成豐富多變的立面造型?？蚣芙Y構可經(jīng)過合理的設計，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。鋼筋混凝土框架：鋼筋混凝土框架按其施

3、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)框架結構宜優(yōu)先考慮選擇現(xiàn)澆框架結構體系，其次是裝配整體式框架結構體 系，現(xiàn)已很少采用裝配式框架結構體系；非地震區(qū)的框架結構則可以根據(jù)施工條件等因 素具體選定。益。鋼框架多用于辦公樓、旅館、商場等公共建筑。較多、側向荷載較大時，為滿足側向剛度和強度要求，需加大截面，很不經(jīng)濟。而且高度增加時，框架結構頂點位移和層間相關于位移較大，使得非結構構件(如 填充墻、建筑裝飾、管道設備等)在地震時損壞較嚴重。因此，框架結構的最大高度受 到限制。鋼筋混凝土框架結構的合理層數(shù)是615層，最經(jīng)濟是10層左右；規(guī)矩規(guī)則不超過12層1-213所示。4433

4、結 構 體 系非抗震設防結 構 體 系非抗震設防抗 震設 防框架現(xiàn)澆606 度60度558 度459 度25鋼筋混 凝土結 構框架剪力墻和框架一一筒體現(xiàn)澆剪力墻鋼結構部分框支墻架剪力墻1201102401201102201001102208090框架框支撐框架200不應米用50140建筑結構體系適用的最大高度（m ）裝配整體50503525不應米用現(xiàn)澆13013012010050裝配整體1001009070不應米用無框支墻14014012010060結 構 體 系框非抗震設防5結 構 體 系框非抗震設防5抗 震設6、7 度58 4鋼筋混凝土結構框架架剪力墻554防9 度23和框架一一筒體剪力墻

5、鋼結構民用房屋66.566.55645.5二、結構部署結構體系確定后，應當密切接合建筑設計進行結構總體部署，使建筑物具有良好的 造型和合理的傳力路線。能、建筑美學要求外，在結構上應滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求。地震區(qū)的建 筑，在結構設計（一）結構總體部署原則1、 控制高寬比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、 減少平面和豎向部署的不規(guī)則性結構平面應盡快設計成規(guī)則、關于稱而簡單的形狀，使結構的剛度中心和質(zhì)量中心盡 量重合， 以減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生扭轉的可能性。結構的豎向部署要做到剛度均勻而連續(xù)，避免剛度突變，避免薄弱層。結構上部形 成縮小面積的突出部分，這種剛度突變在地震作

6、用下會產(chǎn)生鞭梢效應，要采取特殊的措 施加強。3、變形縫的設置在多層與高層建筑中，為防止結構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構獨力的部分，成為獨力的結構單元。(二)框架結構體系部署1 結構部署原則能性。房屋分成若干溫度區(qū)段。2、 柱網(wǎng)和層高開間與跨度()3、 鋼筋混凝土承重框架的部署向上的水平作用。根據(jù)承重框架部署方向的不同，框架承重體系可分為三種。板支承在橫向框架上，樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁

7、。由于橫向框架跨數(shù)較少，主 梁沿框架橫向部署有利于增加房屋橫向抗側移剛度。由于豎向荷載主要經(jīng)過橫梁傳遞， 所以縱向連系梁往往 PAGE PAGE 5截面尺寸較小，這樣有利于建筑物的通風和采光。不利的一面是由 于主梁截面尺寸較大，關于于給定的凈空要求使結構層高增加。縱向框架承重方案；縱向框架承重方案是在縱向上部署框架主梁，在橫向上部署連系梁。樓面的豎向荷載主要沿縱向傳遞。由于連系梁截面尺寸較小，這樣關于于大空間房屋，空較大，房屋部署靈活。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個方向傳遞。柱網(wǎng)較大的現(xiàn)澆樓蓋，通常部署成井字形式；柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓蓋， 樓板可以不設井字梁直接支承

8、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)生的損壞效應較大，因此應按雙向 承重進行部署。高層建筑承受的水平荷載較大，應設計為雙向抗側力體系，主體結構不 應采用鉸接，也不應采用橫向為剛接、縱向為鉸接的結構體系。三、繪出框架平面柱網(wǎng)部署 第二步、初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級一、初估梁柱截面尺寸定。一般情況下，框架梁的截面尺寸可參考受彎構件按下式估算：梁高h=(1/81/12)1，其中I為梁的跨度。梁寬b=(1/21/3)h。在抗震結構中，梁截面寬度不宜小于200mm,梁截面的高比

9、不宜大于梁凈跨與截面高度之比不宜小于4?？蚣苤孛娉叽纾嚎蚣苤慕孛嫘问酵ǔ４蠖酁榉叫巍⒕匦?。柱截面的寬與高一 般取層高的1/151/20,同時滿足h_lo/25、blo/30，Io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，還應注意框架柱的截面尺寸應契合規(guī)矩關于剪壓比(Vc/fcbchc0)、剪跨比c（一c）、軸壓比（=N/fbcc的限值，則柱截面尺寸可用如下經(jīng)驗公式粗

10、略確定：GnF3f （，-0.1）10c式中；A柱橫截面面積，m2，取方形時邊長為a； n驗算截面以上樓層層數(shù);Ffc混凝土軸心抗壓強度設計值;m2;一一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 0.94）地震及中、邊柱的相關調(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結構單位面積的重量（豎向荷載），根據(jù)經(jīng)驗估算鋼筋混凝土高層建筑約為21218kN /m2 二、材料強度等級21、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 類構件不應底于C20。2、 鋼筋的強度等級：縱向鋼筋宜采用錯誤！未找

11、到引用源。、錯誤！未找到引用源。 級變形鋼筋，箍筋宜采用錯誤！未找到引用源。、錯誤！未找到引用源。級鋼筋。第三步、計算各層重力荷載代表值及結構剛度參數(shù)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X 屋面面積；2、屋面豎向活載：屋面雪荷載X 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X 樓面面積；4、樓面豎向活載：樓面均布活荷載X 樓面面積；5、梁柱自重（囊括梁側、梁底、柱的抹灰）：梁側、梁底抹灰、柱周抹灰，近似按 加大梁寬及柱寬考慮，一般加 40mm。G 二（0.40 b）h l 容重6 PAGE PAGE 7混凝土容重：25KN/m36 墻體自重：（囊括

12、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。G =墻咼 墻寬 （0.40 墻厚） 墻體容重二墻體面積單位面積上墻重量黏土磚的容重：19KN/m37、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%樓面活荷載+縱橫梁自重+樓面 上下各半層的柱及縱橫墻自重；in總重力荷載代表值G = a Gini 4、剛度參數(shù)計算1、梁的線剛度計算：各層梁訣別列表計算：（表的形式根據(jù)具體情況合理調(diào)整）框框架橫梁跨度El(m)bh(KN/m)I_bh32I 0 12Ib(m)2(m)4

13、中框架左2b右2b邊框架左1.5b右1.5b2、柱的線剛度計算 各層柱訣別列表計算:層 次Z層 次Z截面bSH(m)E(KN/)I31 c12kc _ H底層二層根據(jù) 值法，第i 層第j 亍12kc式中，a的a值詳見課本P1195-4。列表計算：_ _ Zkb根層柱K =（一般層）Ka =（一般層）數(shù)類2kc2 +K次型_ Z kbK =（底層）kc12kc2ch層）0.5 + K a=2 十K=-（底2中柱底邊柱層Z =苴/、中柱邊柱他層Z =第四步、計算結構自振周期頂點位移法計算基本周期：（課本P114）iT=1.7（5-2）iT式中，基本周期調(diào)整系數(shù)，關于一般民用框架取0.6。Ts結構頂

14、點側向位移，即為把集中在各樓層處的重力荷載代表值視為作用在樓處的水平力時，按彈性剛度計算得到的結構頂點側向位移（m）。n八（5-3）i 1899m丨、二V/（5-4）m =7ikiik 丄 n式中，Vi上述水平力作用下第i 層的層間剪力，Vi =7 Gk；k 4i 第i 層柱的側移剛度之和（前面已算出）。i第五步、計算多遇地震烈度下的結構彈性地震作用關于滿足底部剪力法適用條件的框架結構，可用底部剪力法求解。FEK1GFEKFi=F（ EKj Gjj 4匚Fn=nF匚列表計算：第六步、多遇烈度地震作用下結構層間彈性變形驗算1、層間剪力的計算（課本P119）2nVi Fkk 土（5-12）ei%

15、二V 3、驗算:u-elHei層次層咼層次層咼距地面GiGHiiGHiiFiViihi高HnGH送jj頂層m第七步、上述地震作用下結構內(nèi)力分析（5-4）m1012121111一、求柱端剪力第i 層第k 根柱子的剪力為二、柱的上下端彎矩ik Vik Miikirr 4(5-14)jMj =V(1y)hjMj 卜jM 下=j式中，y為柱子的反彎點高度比i2y 二 i2oy 柱標準反彎點高度比，標準反彎點高度比是各層等高、各跨跨度相等、各o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。iy上下梁線剛度變化時的反彎點高度比修正值；當某柱的上、下梁線剛度不 同，柱

16、ioiy 加以修正，修正值為y。oi2y 、y 2V左V左邊柱中 柱右層層iX 邊高柱次h(m)/送VKyMc下M同 左 同 左ike上根據(jù)節(jié)點平衡，求梁端彎矩:關于于中柱，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；上kJ(M；上M(5-18)右kkkb(M(5-19)kkk左右bbM上M 二M（5-20M上bcc下層號層號邊柱處中柱處ZMMKn.c右ZMc左左bM右ZKb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MlrbMbMlr(5-21)l五、框架柱的軸力計算關于于邊柱，節(jié)點一側的梁端剪力即為柱的該

17、層層間軸向力；從上到下逐層累加層間軸向力，即得柱在相應層得軸力?？蚣芰憾思袅爸S力計算表：號lMbMbVblMbMbVbNANB層AB 層AB 跨BC跨柱軸力第八步、豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析、荷載及計算簡圖1、橫向框架梁上的線荷載（恒載和活荷載訣別算）短向分配荷載:5aq 短向分配荷載:5aq 8長向分配荷載:b）（屋）做出框架豎向荷載圖（有關荷載前面已算出）。2二、框架彎矩計算（一） 、迭代法（結構力學）（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

18、配后的數(shù)值；柱端彎矩取相鄰兩層單元關于應柱端彎矩之和。1、求梁的固端彎矩；2、梁柱的線剛度（前面已算出）；3、分配系數(shù)：按與節(jié)點連接的各桿的轉動剛度比值計算；41/21/31/2,遠-1。523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（1/2數(shù)），層軸線號層軸線號A （邊）B 仲）其他軸號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果彎矩做出梁柱最終彎矩圖。7、考慮梁端的塑性變形及內(nèi)力重分布， 關于梁端負彎矩進行調(diào)幅，即人為地減少梁端 負彎矩，調(diào)幅系數(shù)取 0.85（用括號在圖上標出），相應跨中彎矩乘 1.1。三、梁端剪力及柱軸力計

19、算梁端剪力：1314141515=VqmV（荷載引起剪力）V 彎矩引起剪力二1qlM=Vqm柱軸力：層荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力號AB 跨BC 跨層荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力號AB 跨BC 跨AB 跨BC 跨AB 跨BC 跨A柱B柱VqA=VqBVqB =VqCVmA =VmB=VmCVAVBVCVN頂N底N頂N底第九步、內(nèi)力組合鋼筋混凝土框架結構構件的裝載力按下列公式驗算：SR01.1、1.0、0.9。S 空RRE（為了計算比較，在內(nèi)力組合以獲得荷載效應組合數(shù)0和抗震裝載力調(diào)整系數(shù)RE。）RES 的同時，乘上結構重要性系因此，內(nèi)力組合應考慮兩種情況：（1）恒載和活荷載效應的組合；（2

20、）豎向荷載和地震作用效應的組合。（一）梁的內(nèi)力不利組合梁端負彎矩，取下式兩者較大值-M =-Y（1.3M+1.2M ）REEG-M = YO（1.2M 恒 + 1.4M活）丿梁端正彎矩按下式確定M = RE （1.3ME -1.0MG）梁端剪力，取下式兩者較大值V=YRE（1.3/E +1.2VG）“o恒V （1.2V+1.2Vo恒=VqmV（荷載引起剪力）V 彎矩引起剪力二1qlM左:=Vqm梁跨中正彎矩，取下式兩者較大值16161717M 中=FR(1.3M E 1.2M G)E中二O恒中二O恒其位置和大小由作圖法或解析法求得。G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

21、數(shù)）和震作用下的彎矩圖（乘分項系數(shù)），在M彎矩圖上作平行與ab的切線，交于m點，作G鉛垂線交ab 與n 點，則mn （如右上圖所示）解析法求Mb,max:RA （M GB 一 （如右上圖所示）解析法求Mb,max:RA （M GB 一 M GA M EA M EB ）2 lRx =AqR22q（二） 框架柱的內(nèi)力組合單向偏心受壓：有三種情形，即在地震作用單向偏心受壓：有三種情形，即在地震作用第錯誤！未找到引用源。組內(nèi)力組合（大偏maxREEM二（1maxREENmin = RE（1.3NE 1.0NG）第錯誤！未找到引用源。組內(nèi)力組合（小偏心受壓）Mmax 二 RE（1.3ME 1.2MG）N

22、max = RE（1.3NE 1.2NG）-第錯誤！未找到引用源。組內(nèi)力組合（無地震作用）二o恒二o恒二o恒二o恒用軸壓比.=心判斷大小偏心，并且以大偏心受壓和小偏心受壓訣別配筋，取大者層梁 截層梁 截面內(nèi) 力何載類別豎向何載 組豎向荷載與地震 作用組合1.2 （錯誤！未找到引用源。+0.5錯誤！ 未找到引用源。士 1.3錯誤！未找 到引用源。乘YRE左MV跨中M梁第右端N中左端跨中MV MV M層梁右端左端右梁跨中右端MV M V M MV次的位置合位置恒載 錯誤！未找 到活載 錯誤！未找 到地震荷 載錯誤！未找到 引1.2錯誤！未找到引 用源。引 用源。引 用源。用源。錯誤！未找到引用 源

23、。何載類別層何載類別層位內(nèi)豎向何載 組合次置力豎向荷載與地震 作用組合1.2 （錯誤！未找到引用源。+0.5 錯誤！ 未找到引用源。）找恒載活載地震荷 載1.2 錯誤！錯錯錯誤！未找到引誤！誤！未找到 引用源。+1.4未找未找用源。錯誤！未找 到1.3 錯誤！未到引到引引用到引用源。乘源。YRE第N層上端下端MNM N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構損壞機制和構件損壞形態(tài)， 提高變一、框架梁1、正截面受彎裝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構構件的計算方法進行配 筋計算。2、斜截面受剪裝載力驗算1）剪壓比的限制梁的組合剪力設計值

24、應契合下列要求：乞V0.2f 乞REbc2）按“強剪弱彎”的原則，調(diào)整梁端剪力設計值RE（注意：調(diào)整前內(nèi)力除于，并且將調(diào)整后的值V RE調(diào)整值：（V =M M/l調(diào)整值：（vbbbnGb9V =1.1MM/l（）（）vb 1.31.21.13）斜截面受剪裝載力驗算vb ASV18VREb0.42 fbht1.25fhs。Yvs。、框架柱1、正截面受彎裝載力驗算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。f bhc要滿足規(guī)矩要求。2）按“強柱弱梁”的原則，調(diào)整柱的彎矩設計值（注意：調(diào)整前內(nèi)力除于RE，并且將調(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 0.1

25、5 者外，其設計值應按下列各式調(diào)整： MMebe9度和一級框架結構尚應契合M =1.ee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、e三級框架結構的底層，柱下端截面的彎矩設計值，增大系數(shù)訣別為：1.25 1.15 。調(diào)整后的柱端彎矩按原有柱端彎矩之值分配。2、柱斜截面受剪裝載力驗算1） 剪壓比的限制柱的組合剪力設計值應契合下列要求：VO.2f bhREeo2） 按“強剪弱彎”的原則，調(diào)整柱的剪力設計值RE（注意：調(diào)整前內(nèi)力除于，并且將調(diào)整后的值V RE1.5、V（M t）/be = veeen19 PAGE PAGE 209Vc = 1.2（M ；u a+ M

26、：u ）/ H nvc1.41.21.1vcREVc1 05Aftbh0 - fYV 氾 h0 0.056 N乙十1sH剪跨比，n。當：1時，取，=1，當3時，=3。o2hoN考慮地震作用組合的柱軸壓力，當當柱出現(xiàn)拉力時，應按下式驗算：“1.05REVj從丁帕一 0 即N0.3fcA 時，取N =0.3fcAAsvAA當右邊的計算值小于fYvho 時，取等于 fYvho，且不應小于 0.36ftbh0ss訣別列表進行梁柱正截面和斜截面的配筋計算。三、框架節(jié)點核芯區(qū)驗算節(jié)點核心區(qū)抗震設計的原則要求是框架節(jié)點核心區(qū)不先于梁、柱損壞。框架節(jié)點核芯區(qū)的抗震驗算應契合下列要求：一、二級框架的節(jié)點核芯區(qū)，

27、應進 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，但應契合抗震構造措施的 要求。1、節(jié)點剪壓比的控制V0.30 fbhRE乞j cjj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，應按下列規(guī)則采用：a）核芯區(qū)截面有效驗算寬度，當驗算方向的梁截面寬度不小于該側柱截面寬度1/2 1/2 bj -bj -bc驗算寬度可采用上式(59)和下式(510)中計算結果的較小值：1/4 時，核芯區(qū)的截面有效jbjb3、框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面受剪裝載力的驗算Mjb _VMhb0as(1-)(523)%。-aijs He-hb 9 度時和一級框架結構尚應契合式:v1.1MbuH)A?1-hb0 _ asH)Ah-h-esjbsV 9PP六、若上式不滿足，則采取構造措施，提9值，99,或改變薄弱層構件配筋。ppp21 PAGE PAGE 22第十二步、延性構造措施按抗震規(guī)矩要求執(zhí)行第十三步、樓梯設計第十四步、基礎設計柱下獨力基礎設計一、 構造要求柱下鋼筋混凝土單獨基礎，應滿足如下一些要求：基礎下的墊層厚度，宜為100mm；梯形截面基礎的邊緣高度不宜小