多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)指導(dǎo)a2014-3

1、多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)指導(dǎo)2014-3一、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定(1) 結(jié)構(gòu)體系 房屋高度未超過50米時(shí)，除現(xiàn)澆樓面外，還可采用裝配整體式樓面。但房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓層應(yīng)采用現(xiàn)澆樓面結(jié)構(gòu)。（2）結(jié)構(gòu)豎向布置 豎向體型應(yīng)力求規(guī)則、均勻(質(zhì)量、剛度)，避免有過大的外挑和內(nèi)收。一、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元及計(jì)算模型1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 (3) 結(jié)構(gòu)平面布置 結(jié)構(gòu)宜簡單、規(guī)則、對(duì)稱，減少偏心。 設(shè)計(jì)中宜調(diào)整平面形狀和尺寸， 采用構(gòu)造和施工措施，不設(shè)伸縮縫、防震縫和沉降縫。0.5(7.2+3)3.60單向板傳力路徑 （L2/L1 3)L2L1清華大學(xué)土木系板主梁

2、次梁1m1 計(jì)算簡圖 作用在雙向板上的荷載是由兩個(gè)方向傳到四邊的支承梁上的。通常采用如圖 11-43a所示的近似方法(45線法）將板上的荷載就近傳遞到四周梁上。 雙向板傳力路徑 （L2/L1 23)L2L1清華大學(xué)土木系該框架如何取計(jì)算簡圖？橫向承重框架如何取計(jì)算簡圖？縱向承重框架如何取計(jì)算簡圖？多層建筑用簡化方法計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)，可將建筑用兩個(gè)正交主軸劃分為若干平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。每一個(gè)方向上的水平荷載由該方向上的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承受，垂直于水平荷載作用方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不參加作用；(b)不考慮扭轉(zhuǎn)影響; (c)考慮扭轉(zhuǎn)影響框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意的問題復(fù)雜平面 扭轉(zhuǎn)問題、應(yīng)力集中2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元多層

3、建筑用簡化方法計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)，可將建筑用兩個(gè)正交主軸劃分為若干平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。每一個(gè)方向上的水平荷載由該方向上的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承受，垂直于水平荷載作用方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不參加作用；不考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，由同一樓層水平位移相等的條件進(jìn)行水平力分配。3計(jì)算模型對(duì)平面計(jì)算單元應(yīng)抽象成計(jì)算模型。在計(jì)算模型中，桿件用軸線表示，桿件間的連接區(qū)用節(jié)點(diǎn)表示。對(duì)于整澆節(jié)點(diǎn)一般為剛節(jié)點(diǎn)。梁的計(jì)算跨度等于柱截面幾何軸線之間的距離，等截面柱的軸線取截面形心位置。當(dāng)上、下柱截面尺寸不同時(shí)，則取上柱形心線作為柱軸線。3計(jì)算模型梁的計(jì)算跨度等于柱截面幾何軸線之間的距離，等截面柱的軸線取截面形心位置。當(dāng)上、下柱截面尺寸不同時(shí)，則

4、取上柱形心線作為柱軸線。柱的計(jì)算高度: 對(duì)樓層，取層高； 對(duì)底層柱，預(yù)制樓面時(shí)，取其基礎(chǔ)頂面至二層樓板底面之間的高度；現(xiàn)澆樓板則取其基礎(chǔ)頂面與二層樓板頂面之間的高度。二、框架梁、柱截面的估算 布置原則使用要求、功能要求 由承載力與抗側(cè)剛度要求決定綜合柱網(wǎng)布置等，確定樓板方案主梁橫向布置增加橫向剛度清華大學(xué)土木系二、框架梁、柱截面的估算布置內(nèi)容柱網(wǎng)布置經(jīng)濟(jì)柱網(wǎng)尺寸：（38）m 梁柱布置主要承重框架（橫向、縱向與雙向）梁柱截面確定樓蓋/屋蓋方案確定 梁板體系、板柱、井形、密肋、組合清華大學(xué)土木系矩形截面框架柱的邊長： 在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于250mm， 抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于300mm；圓形框架柱的截

5、面直徑不宜小于350mm。沿房屋的豎向，框架柱截面的變化次數(shù)則不宜超過三次。為避免短柱發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比不宜小于4 。例如：柱凈高為2800mm，柱截面長邊為600mm， 2800/600=4.6674?？蚣苤叽缛≈捣秶豪纾褐鶅舾邽?800mm，柱截面長邊為800mm， 2800/800=3.54。清華大學(xué)土木系矩形截面，其寬度不宜小于200mm，一般取（1/21/3）梁高，且至少比柱寬小50mm；對(duì)于T形截面的梁， 腹板肋寬:（1/2.51/4）梁高。 當(dāng)梁截面滿足以上要求時(shí)，一般可以不做撓度驗(yàn)算。 為了統(tǒng)一模板尺寸以便于施工，梁的寬度b或高度h在200mm以上時(shí)取50

6、mm為模數(shù)。 梁尺寸取值范圍：清華大學(xué)土木系框架梁寬不宜小于 及 (bc為柱寬)，且不應(yīng)小于250mm。次梁高可采用 ， 應(yīng)比框架梁高度至少小50mm，可以的話，最好小100mm; 次梁寬比主梁小50mm 。（一）梁的截面尺寸梁的截面尺寸由三個(gè)條件確定：最小構(gòu)造尺寸、剪壓比、配筋率及受壓區(qū)高度。 1.框架梁最小尺寸為：250mm400mm 框架梁高 可按下列數(shù)據(jù)采用： ( 梁的計(jì)算跨度)，且不宜大于 1/4 凈跨。清華大學(xué)土木系初步估算柱尺寸 非抗震：抗震：清華大學(xué)土木系板的經(jīng)濟(jì)跨度： 單向板 1.53米 雙向板 4.06.0米 次梁經(jīng)濟(jì)跨度 4.06米 例：鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，6層，梁混

7、凝土為C30、柱為C40，屬于二級(jí)框架。框架梁截面尺寸邊跨 高(1/101/18)L=720400mm，取550mm， 梁寬250mm。中跨 高 取400mm，梁寬250。清華大學(xué)土木系 例：鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，梁混凝土為C30、柱為C40，屬于二級(jí)框架。框架梁截面尺寸邊跨 梁高(1/101/18)L=720400mm，取550mm，梁寬250mm。中跨 梁高 取400mm，梁寬250。清華大學(xué)土木系0.5(7.2+3)3.60按中柱的負(fù)荷面積估算底層柱的軸力：恒載: 120.5(7.23)3.661322kN活載: 20.5(7.23)3.66220kN恒載標(biāo)準(zhǔn)值估算為12kN/m2，活

8、載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2。6層清華大學(xué)土木系框架柱截面尺寸 全部柱采用相同的截面，按中柱進(jìn)行估算。整個(gè)建筑的恒載標(biāo)準(zhǔn)值估算為12kN/m2，活載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2。按中柱的負(fù)荷面積估算底層柱的軸力：恒載: 120.5(7.23)3.661322kN活載: 20.5(7.23)3.66220kN柱截面估算為 500400mm估算柱軸力設(shè)計(jì)值：1.213221.42201894kN。對(duì)于二級(jí)框架，柱截面按下式估算：清華大學(xué)土木系2. 對(duì)框架梁初選截面尺寸進(jìn)行驗(yàn)算：（剪壓比的要求）計(jì)算作用在梁上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值g=（板上外加設(shè)計(jì)荷載板自重）框架梁的受荷寬度梁自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；在截面尺寸估算時(shí)，

9、按簡支梁計(jì)算彎矩和剪力 ，清華大學(xué)土木系清華大學(xué)土木系清華大學(xué)土木系清華大學(xué)土木系屋蓋及樓蓋面荷載計(jì)算 清華大學(xué)土木系各層梁上荷載的標(biāo)準(zhǔn)值匯總結(jié)果 偏于安全計(jì)算，樓面及屋面荷載均按單向分配到橫向框架進(jìn)行計(jì)算 清華大學(xué)土木系清華大學(xué)土木系清華大學(xué)土木系取軸線為計(jì)算單元，結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖2所示，根據(jù)地質(zhì)資料，確定基礎(chǔ)頂面離室外地面為500mm，由此求得底層層高為4.7m。清華大學(xué)土木系各梁柱構(gòu)件的線剛度經(jīng)計(jì)算后列于圖2中，其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取I=2I0（I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。梁柱均采用C40混凝土。清華大學(xué)土木系梁、柱的線剛度計(jì)算結(jié)果 清華大學(xué)土木系框

10、架結(jié)構(gòu)層數(shù)較少時(shí)，豎向荷載起控制作用，框架結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟(jì)。當(dāng)房屋向更高的層數(shù)發(fā)展時(shí)，采用框架結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生矛盾：（）強(qiáng)度方面：由于層數(shù)和高度的增加，豎向荷載和水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力都要相應(yīng)增大，特別是水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力增加更快。當(dāng)高度達(dá)到一定的數(shù)值，框架中將產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)力。結(jié)論清華大學(xué)土木系（）剛度方面：隨著房屋高度的增加，在水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，水平位移成為重要的控制因素。要滿足強(qiáng)度和剛度的要求，就必須增大構(gòu)件的截面尺寸，太大不經(jīng)濟(jì)，甚至不合理。合理層數(shù)是615層，最經(jīng)濟(jì)是10層左右。高寬比：結(jié)論清華大學(xué)土木系一、結(jié)構(gòu)計(jì)算注意要點(diǎn)（一）樓蓋（樓層、樓面）結(jié)構(gòu)平面布置示意圖 （1）這

11、種示意圖是樓蓋（樓層、樓面）結(jié)構(gòu)平面布置圖的 簡化版。 （2）樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置主要是梁板布置，先布置后畫示意 圖。 （3）該示意圖重點(diǎn)是標(biāo)注樓面梁、板號(hào)（梁、板代號(hào)及編 號(hào)）,圖中梁板號(hào)應(yīng)與梁板計(jì)算和結(jié)構(gòu)施工圖的梁、板 號(hào)相一致。（4）應(yīng)標(biāo)注與建筑平面圖相一致的軸線、軸線編號(hào)及軸線 尺寸。（5）應(yīng)標(biāo)注梁、圈梁（包括所兼過梁）、板下砌體墻（無 圈梁時(shí)）柱、鋼筋混凝 （6）標(biāo)注板面標(biāo)高。板面標(biāo)高降低的板（如衛(wèi)生間、開水間、外走廊、陽臺(tái)的板）應(yīng)加注其板面標(biāo)高，或在圖名下注明B或B（標(biāo)高降低的板）標(biāo)高降低mm。（7）標(biāo)注圖名：層結(jié)構(gòu)平面布置示意圖或?qū)訕敲娼Y(jié)構(gòu)平面布置示意圖（7）標(biāo)注圖名：層結(jié)構(gòu)平面布置

12、示意圖或?qū)訕敲娼Y(jié)構(gòu)平面布置示意圖（二）樓板的內(nèi)力及配筋計(jì)算（1）完整段：指的是以變形縫為界的區(qū)段。（2）設(shè)計(jì)時(shí)可考慮每層所有縱橫墻上均設(shè)置與樓板一起現(xiàn)澆的鋼筋混凝土圈梁。（3）樓蓋周邊支座支承情況可按簡支考慮。（4）多跨連續(xù)單向板可按調(diào)幅法或彈性彈性理論計(jì)算內(nèi)力，雙向板按彈性理論計(jì)算內(nèi)力，彎矩設(shè)計(jì)值可不考慮折減。（5）板厚確定應(yīng)保證剛度足夠，并適當(dāng)考慮板厚與配筋率關(guān)系。（二）樓板的內(nèi)力及配筋計(jì)算（5）板厚確定應(yīng)保證剛度足夠，并適當(dāng)考慮板厚與配筋率關(guān)系。（6）板配筋計(jì)算可列表進(jìn)行。（7）板配筋應(yīng)符合構(gòu)造要求。 實(shí)配鋼筋應(yīng)滿足minh/h0，間距 200mm（板厚h150mm時(shí)）； 支座負(fù)筋及支座

13、構(gòu)造負(fù)筋（如邊支座、單向板長向支座等）8200（最小配筋）。（三）主、次梁的內(nèi)力及配筋計(jì)算（1）次梁可按調(diào)幅法或彈性理論計(jì)算內(nèi)力，主梁按彈性理論計(jì)算內(nèi)力。（2）同一樓面梁板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)相同。（3）確定梁邊跨計(jì)算跨度時(shí)，須考慮邊跨端支座支承情況：梁端支承于墻上或墊塊上。（4）同一支座負(fù)筋或同一跨中下部縱筋，直徑相差不超過兩級(jí)（三）主、次梁的內(nèi)力及配筋計(jì)算（4）同一支座負(fù)筋或同一跨中下部縱筋，直徑相差不超過兩級(jí)（四）樓梯計(jì)算（1）樓梯計(jì)算包括標(biāo)準(zhǔn)層梯段、平臺(tái)板、平臺(tái)梁的內(nèi)力及配筋計(jì)算。（2）樓梯構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般與相應(yīng)樓面梁板相同。（五）砌體結(jié)構(gòu)墻體計(jì)算（1）應(yīng)進(jìn)行縱、橫墻高厚比驗(yàn)算。

14、若各層墻體材料（砌塊、砂漿強(qiáng)度等級(jí)）、墻厚均相同，僅驗(yàn)算底層墻體高厚比即可。 底層墻高H取二層樓板面 至基礎(chǔ)頂面的高度。（五）砌體結(jié)構(gòu)墻體計(jì)算（2）應(yīng)進(jìn)行縱、橫墻承載力計(jì)算（驗(yàn)算）?？v墻取一個(gè)有代表性開間的外縱墻進(jìn)行承載力計(jì)算（驗(yàn)算）。橫墻取一道有代表性的內(nèi)橫墻進(jìn)行承載力計(jì)算（驗(yàn)算）。若各層墻體材料（砌塊、砂漿強(qiáng)度等）、墻厚均相同，僅計(jì)算底層內(nèi)橫墻承載力即可。（3）應(yīng)進(jìn)行梁端砌體局部受壓承載力計(jì)算（驗(yàn)算）。取外縱墻中支承梁的窗間墻進(jìn)行梁端局部受壓承載力計(jì)算（驗(yàn)算）。（六）砌體結(jié)構(gòu)墻下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）相應(yīng)已進(jìn)行承載力計(jì)算（驗(yàn)算）的縱、橫墻，進(jìn)行墻下剛性條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算。（2）不采用粘土磚基礎(chǔ)。

15、（3）基礎(chǔ)進(jìn)入持力層一般0.150.3m，基礎(chǔ)頂面宜低于室外設(shè)計(jì)地面0.1m。（4）計(jì)算條形基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，應(yīng)采用修正后的地基承載力特征值fa，且上部墻體傳至基礎(chǔ)頂面的豎向豎向力應(yīng)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值Fk。（5）剛性基礎(chǔ)的高度應(yīng)符合基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值的要求。四、結(jié)構(gòu)施工圖繪制要點(diǎn) 結(jié)構(gòu)施工圖內(nèi)容 1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（總）說明 2.結(jié)構(gòu)平面布置圖（結(jié)構(gòu)布置平面圖）（1）基礎(chǔ)平面圖（基礎(chǔ)平面布置圖）（2）樓蓋（樓層、樓面）結(jié)構(gòu)平面布置圖（3）屋蓋（屋面、屋頂）結(jié)構(gòu)平面布置圖 3.構(gòu)件詳圖（1）梁、板、柱、剪力墻及基礎(chǔ)詳圖（2）樓梯結(jié)構(gòu)詳圖（3）屋架結(jié)構(gòu)詳圖（4）其他詳圖：如天溝（檐溝）、雨篷、過梁

16、、圈梁、構(gòu)造柱、欄板、節(jié)點(diǎn)等詳圖鋼筋混凝土構(gòu)件詳圖（配筋圖） 模板圖構(gòu)件模板圖構(gòu)件的立面圖剖面圖（斷面圖），反映構(gòu)件的模板尺寸，即構(gòu)件的外形和尺寸，如梁的長度和截面尺寸、板的長度尺寸和厚度；也反映構(gòu)件支座處的支承方式、支承長度。構(gòu)件模板圖是模板制作、安裝的施工依據(jù)。模板圖只用于較復(fù)雜的構(gòu)件。 鋼筋混凝土構(gòu)件詳圖（配筋圖） 配筋圖 構(gòu)件配筋圖構(gòu)件的配筋立面圖配筋剖面圖，主要表示構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋布置、鋼筋形狀、鋼筋級(jí)別、直徑、根數(shù)或間距，是鋼筋制作、綁扎安裝的施工依據(jù)。配筋圖是構(gòu)件詳圖的主要圖樣。 預(yù)埋件圖預(yù)埋件圖反映預(yù)埋件位置、材料和具體尺寸等，主要用于預(yù)制構(gòu)件。 鋼筋明細(xì)表（鋼筋表）鋼筋明細(xì)表包括構(gòu)件代號(hào)編號(hào)、鋼筋編號(hào)、鋼筋規(guī)格（級(jí)別、直徑）、簡圖（形狀、尺寸）長度、根數(shù)、重量等?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)，構(gòu)件詳圖往往不列出鋼筋明細(xì)表。一般情況模板圖重合畫于配筋圖中，則構(gòu)件配筋圖包括了模板圖，也就是說，構(gòu)件配筋圖即為結(jié)構(gòu)詳圖。構(gòu)件代號(hào)及編號(hào) 在結(jié)構(gòu)施工圖中，為了減少文字說明，便于注寫構(gòu)件規(guī)格、類型，各種構(gòu)件名稱一般用代號(hào)表示。 常用構(gòu)件代號(hào)系用該構(gòu)件名稱的漢語拼音第一個(gè)字母大寫表示。 代號(hào)后可用阿拉伯