建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總復(fù)習(xí)

第一部分：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通論包含四部分內(nèi)容：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)象、過(guò)程和內(nèi)容；結(jié)構(gòu)的作用；結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求。一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)象、過(guò)程和內(nèi)容組成（三大部分：水平結(jié)構(gòu)體系、豎向結(jié)構(gòu)體系、基礎(chǔ)）類(lèi)型（按層數(shù)、按材料、按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)）設(shè)計(jì)過(guò)程（方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)、繪制施工圖）設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析構(gòu)件設(shè)計(jì)繪施工圖1方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)布置尺寸估算上部結(jié)構(gòu)選型基礎(chǔ)選型水平結(jié)構(gòu)體系選型豎向結(jié)構(gòu)體系選型定位軸線(xiàn)變形縫設(shè)置構(gòu)件布置平面布置(構(gòu)件與軸線(xiàn)的關(guān)系)豎向布置（結(jié)構(gòu)標(biāo)高）伸縮縫沉降縫防震縫水平構(gòu)件（根據(jù)變形條件和穩(wěn)定條件）豎向構(gòu)件（根據(jù)側(cè)移限制條件）2結(jié)構(gòu)分析計(jì)算模型分析方法分析內(nèi)容計(jì)算單元荷載計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖線(xiàn)彈性方法非線(xiàn)性方法塑性方法動(dòng)力分析靜力分析變形內(nèi)力3構(gòu)件設(shè)計(jì)荷載與內(nèi)力組合控制截面選取截面設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)構(gòu)造施工圖繪制結(jié)構(gòu)布置圖構(gòu)件施工圖大樣圖施工說(shuō)明4二、結(jié)構(gòu)的作用作用間接作用直接作用(荷載)材料收縮地震作用溫度變化地基沉降永久荷載可變荷載偶然荷載(爆炸、撞擊、火災(zāi)等)樓面均布可變荷載吊車(chē)荷載風(fēng)荷載雪荷載屋面均布可變荷載積灰荷載屋面可變荷載縱向水平荷載豎向荷載橫向水平荷載5常用荷載的形式、作用位置和作用方向荷載種類(lèi)荷載形式作用位置作用方向自重分布荷載質(zhì)心豎直向下樓面均布可變荷載樓面屋面可變荷載均布可變荷載屋面積灰荷載雪荷載風(fēng)荷載外墻及屋面垂直表面吊車(chē)荷載豎向荷載集中荷載軌道輪子處豎直向下橫向水平荷載水平、垂直軌道縱向水平荷載水平、沿軌道6常用荷載代表值的計(jì)算方法荷載種類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算方法其它代表值組合值系數(shù)頻遇值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)自重體積×重度——樓面均布可變載根據(jù)樓面使用功能查《荷載規(guī)范》屋面可變荷載均布可變荷載根據(jù)屋頂用途查《荷載規(guī)范》積灰荷載按廠(chǎng)房性質(zhì)查《荷載規(guī)范》0.90.90.8雪荷載Sk=μrS00.70.6Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ地區(qū)為0.5、0.2、0風(fēng)荷載wk=βzμsμzw00.60.40吊車(chē)荷載豎向荷載Pmax,k或Pmin,k=(G1,k+G2,k+G3,k)/2-Pmax,k與吊車(chē)工作級(jí)別有關(guān)橫向水平荷載Tk=α(G2,k+G3,k)/4縱向水平荷載T0=0.1Pmax,k7結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)的程序如下：根據(jù)建筑物的重要性、火災(zāi)的危險(xiǎn)性、建筑物高度和火災(zāi)荷載的大小確定建筑物的耐火等級(jí)，分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)4個(gè)等級(jí)；根據(jù)建筑物的耐火等級(jí)及構(gòu)件的重要性確定各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限值和燃燒性能要求；采用合適措施使各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限不小于要求值。三、結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)8建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)其破壞后果的嚴(yán)重程度分一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)等3個(gè)安全等級(jí)；根據(jù)使用要求分為5年、50年、25年和100年等4種設(shè)計(jì)使用年限；結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)不同、設(shè)計(jì)使用年限不同，目標(biāo)可靠指標(biāo)不同，具體在極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式中用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0來(lái)體現(xiàn)。四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)不同設(shè)計(jì)狀態(tài)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求、計(jì)算內(nèi)容以及荷載效應(yīng)組合要求設(shè)計(jì)狀態(tài)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求極限狀態(tài)計(jì)算內(nèi)容荷載效應(yīng)組合要求承載能力正常使用承載能力正常使用承載能力正常使用持久狀況√√強(qiáng)度、穩(wěn)定、疲勞、傾覆、滑移、漂浮等變形、抗裂或裂縫寬度、振動(dòng)、耐久性基本組合標(biāo)準(zhǔn)組合或頻遇組合或準(zhǔn)永久組合短暫狀況√視情況偶然狀況√—偶然組合——9地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)不同設(shè)計(jì)等級(jí)的地基計(jì)算要求以及地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的荷載效應(yīng)組合要求設(shè)計(jì)狀態(tài)地基計(jì)算要求荷載效應(yīng)組合要求承載力變形地基承載力地基變形基礎(chǔ)承載力基礎(chǔ)裂縫寬度甲級(jí)√√標(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)永久組合基本組合標(biāo)準(zhǔn)組合乙級(jí)√√丙級(jí)√部分需要永久荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值組合類(lèi)型效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)由可變荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合一般情況傾覆、滑移、漂浮驗(yàn)算γG1.21.351.00.9分項(xiàng)系數(shù)取值10組合類(lèi)型組合方法適用場(chǎng)合基本組合可變荷載控制結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算永久荷載控制標(biāo)準(zhǔn)組合當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況，如變形、疲勞、混凝土裂縫控制頻遇組合當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動(dòng)等準(zhǔn)永久組合當(dāng)長(zhǎng)期效應(yīng)是決定性因素時(shí)，如地基變形荷載效應(yīng)組合方法及適用場(chǎng)合11抗震設(shè)防目標(biāo)與抗震計(jì)算內(nèi)容的關(guān)系水準(zhǔn)烈度50年超越概率設(shè)防目標(biāo)結(jié)構(gòu)狀況計(jì)算內(nèi)容小震多遇地震烈度63%不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用處于彈性的正常使用階段第一階段設(shè)計(jì)：1、多遇地震作用下截面承載力驗(yàn)算；2、多遇地震作用下變形驗(yàn)算。中震基本烈度10%可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理可繼續(xù)使用進(jìn)入非彈性工作階段，但非彈性變形或結(jié)構(gòu)體系的損壞處于可修復(fù)范圍大震罕遇地震烈度2~3%不致于倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞較大的非彈性變形控制在不倒塌的范圍內(nèi)第二階段設(shè)計(jì)：罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算12第二部分：水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)選型與布置、計(jì)算模型的選取與結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)與細(xì)部構(gòu)造。一、結(jié)構(gòu)選型基本梁板結(jié)構(gòu)組合梁板結(jié)構(gòu)混凝土梁板結(jié)構(gòu)鋼梁板結(jié)構(gòu)木梁板結(jié)構(gòu)單向板肋梁樓蓋密肋樓蓋雙向板肋梁樓蓋無(wú)梁樓蓋鋼—混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)鋼—木組合梁板結(jié)構(gòu)混凝土—木組合梁板結(jié)構(gòu)鋼梁+混凝土面板型鋼混凝土梁+混凝土面板鋼梁+壓型鋼板混凝土組合板梁板結(jié)構(gòu)種類(lèi)屋架按結(jié)構(gòu)材料可以分為混凝土屋架、鋼屋架、木屋架、鋼—混凝土組合屋架和鋼—木組合屋架；結(jié)構(gòu)外形有三角形、梯形、矩形、折線(xiàn)型和拱形等。13二、結(jié)構(gòu)布置主梁的布置取決于豎向結(jié)構(gòu)；次梁的布置方案既決定板的類(lèi)型（單向板還是雙向板）和跨度，又與豎向結(jié)構(gòu)承重方案聯(lián)系在一起；木材和壓型鋼板—混凝土組合板具有明顯的各向異性，一般布置成順紋方向受力或順肋方向受力的單向板；鋼板因較薄，所以也常常布置成單向受力；混凝土板既有布置成單向受力的，也有布置成雙向受力的。單向板布置方案一般與豎向結(jié)構(gòu)的橫向（或縱向）承重方案相對(duì)應(yīng)；雙向板布置方案一般與豎向結(jié)構(gòu)的縱橫向承重方案相對(duì)應(yīng)。屋架的跨度和間距取決于柱網(wǎng)尺寸，屋蓋布置主要是支撐布置和檁條（或屋面板）布置。14三、計(jì)算模型的選取樓蓋和屋蓋的計(jì)算單元、計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載構(gòu)件類(lèi)型計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載單向板樓蓋板混凝土板1m寬連續(xù)梁線(xiàn)分布荷載等于板的面分布荷載乘以單位寬度鋼鋪板簡(jiǎn)支梁組合板連續(xù)梁次梁混凝土梁相鄰次梁中心距的一半連續(xù)梁線(xiàn)分布荷載等于板的面分布荷載乘以單元寬度鋼梁與主梁鉸接簡(jiǎn)支梁與主梁剛接或連續(xù)疊接連續(xù)梁組合梁#變剛度連續(xù)梁主梁混凝土梁梁柱線(xiàn)剛度比較大相鄰主梁中心距的一半連續(xù)梁集中荷載等于次梁線(xiàn)分布荷載乘次梁計(jì)算跨度梁柱線(xiàn)剛度比較小剛架鋼梁或組合梁梁柱剛接剛架梁柱鉸接連續(xù)梁15構(gòu)件類(lèi)型計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載雙向板樓蓋板混凝土板一個(gè)區(qū)格邊支承各向同性板板的面分布荷載組合板*邊支承正交各向異性板支承梁一個(gè)柱網(wǎng)格交叉梁系短跨向三角形分布荷載;長(zhǎng)跨向梯形分布荷載單廠(chǎng)屋蓋無(wú)檁體系大型屋面板單塊板簡(jiǎn)支梁板的面分布荷載屋架相鄰柱中心距的一半連續(xù)梁+鉸接桁架線(xiàn)分布荷載＝板的面分布荷載×單元寬度有檁體系屋架集中荷載＝檁條線(xiàn)分布荷載×檁條計(jì)算跨度檁條無(wú)拉條相鄰檁條中心距的一半簡(jiǎn)支梁線(xiàn)分布荷載＝板的面分布荷載×單元寬度有拉條豎向簡(jiǎn)支梁，側(cè)向連續(xù)梁瓦材1m寬連續(xù)梁同單向板16四、內(nèi)力計(jì)算水平結(jié)構(gòu)體系涉及到的計(jì)算模型包括：等剛度連續(xù)梁、變剛度連續(xù)梁、邊支承各向同性板、邊支承正交各向異性板、交叉梁系和鉸接桁架。等剛度連續(xù)梁的塑性分析方法彎矩調(diào)幅法計(jì)算步驟為：首先用彈性方法求出各控制截面的最不利彎矩；然后對(duì)各支座截面的彎矩進(jìn)行調(diào)幅；最后根據(jù)靜力平衡條件和跨中的最不利彈性彎矩確定跨中彎矩。17邊支承正交各向異性板的彈性分析方法變剛度連續(xù)梁的彈性分析方法對(duì)板的跨度進(jìn)行折算后，借用各向同性板的表格查得。采用《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的彎矩分配法，但固端彎矩系數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度系數(shù)、彎矩傳遞系數(shù)均與支座截面和跨中截面的剛度比有關(guān)。塑性鉸線(xiàn)法計(jì)算步驟為：假定各種可能的破壞機(jī)構(gòu)；根據(jù)虛功方程建立外荷載與板截面抗彎承載力的關(guān)系；確定最小極限荷載。各向同性板常用的塑性分析方法18五、截面計(jì)算混凝土梁、板承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式構(gòu)件類(lèi)型正截面承載力斜截面承載力附加橫向鋼筋混凝土板M≤fyAs(h0-x/2)

x=fyAs/(α1fcb)————混凝土次梁V≤0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s+

0.8fyAsbsinα——混凝土主梁Fl≤2fyAsbsinα+m?nfyvAsv1砌體房屋水平構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式構(gòu)件類(lèi)型正截面斜截面局部受壓穩(wěn)定驗(yàn)算磚砌平拱過(guò)梁M≤ftmWV≤fvbz————墻梁跨中按砼偏拉構(gòu)件；框支墻梁和連續(xù)墻梁的支座截面按砼受彎構(gòu)件按受彎構(gòu)件計(jì)算凝土托梁的斜截面承載力Q2≤ζfh——V2≤ξ1ξ1(0.2+hb/l0+ht/l0)hhwf

挑梁同一般的混凝土梁Nl≤ηγfAlM0v≤0.8Gr(l2-x0)承載能力極限狀態(tài)19類(lèi)型強(qiáng)度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定鋼板抗彎：Mx/(γxWnx)≤f————次梁(型鋼梁)抗彎同板；抗剪：VS/(Itw)≤fv（無(wú)大的孔洞削弱時(shí)可不計(jì)算）————主梁(焊接梁)抗彎、抗剪同次梁；局部承壓：ΨF/(lztw)≤fv；折算應(yīng)力：Mx/(φxWx)≤f(符合有關(guān)條件時(shí)可不驗(yàn)算)僅配置橫向加勁肋拉桿抗拉或抗壓：N/An≤f————受壓腹桿N/(φA)≤f——上弦桿壓彎：N/An+Mx/(γxWnx)≤f平面內(nèi)：平面外：——鋼梁、板、桿承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式20鋼—混凝土組合梁、組合板承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式構(gòu)件類(lèi)型受彎承載力受剪承載力界面設(shè)計(jì)壓型鋼板混凝土組合板弱邊向同混凝土板；強(qiáng)邊向正彎矩作用：中和軸位于槽頂以上：M≤α1fcx(h0-x/2)，x=fAP/(α1fcb)中和軸位于壓型鋼板內(nèi)：M≤α1fchc1y1+APcfy2，APc=0.5(AP-α1fcbh0/f)強(qiáng)邊向負(fù)彎矩作用：M≤Asfy(h-as-aP)V≤0.7ftbwh0界面縱向受剪承載力參考有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料鋼—混凝土組合梁完全抗剪連接：中和軸位于混凝土翼板：M≤bexα1fcy，x=Af/(beα1fc)中和軸位于鋼梁截面：M≤behc1α1fcy1+Acfy2，Ac=0.5(A-behc1α1fc/f)部分抗剪連接：正彎矩作用：M≤nrNcv

y1+Acfy2，Ac=0.5(Ac-nrNcv/f)負(fù)彎矩作用：翼板拉力的合力取nrNcV和Astfy中的較小值，其余同正彎矩作用不考慮混凝土作用，按一般鋼梁設(shè)計(jì)抗剪連接件設(shè)計(jì)：V≤Ncvnf，其中橫向配筋設(shè)計(jì)：V1≤0.9u+0.8Asvfyv≤0.25ufc

其中V1=nsNcv/p或V1=nsNcv/p×(bc/be) 21構(gòu)件類(lèi)型截面抗彎剛度公式短期剛度長(zhǎng)期剛度鋼梁B=EI混凝土梁、單向板壓型鋼板組合板B=EIeq組合梁B=EIeq/(1+ζ)Ieq的計(jì)算方法同組合板Ieq的計(jì)算方法同組合板雙向板，對(duì)于混凝土板取ν=1/6；對(duì)于鋼板取ν=0.3各類(lèi)受彎構(gòu)件的抗彎剛度計(jì)算公式正常使用極限狀態(tài)22鋼構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)內(nèi)力節(jié)點(diǎn)類(lèi)型設(shè)計(jì)內(nèi)力次梁與主梁的連接鉸接疊接僅需用螺栓或焊縫固定平接將次梁的支座反力增大20~30%剛接由腹板連接或主梁承托承擔(dān)的豎向力取次梁的支座反力R；由次梁上下翼緣連接承擔(dān)的力偶取N=M/h1（M:次梁支座彎矩；h1次梁上下翼緣中心線(xiàn)之間的距離）梁與柱的鉸接柱頂連接僅需用螺栓固定柱側(cè)連接1.25倍梁支座反力鋼屋架一般節(jié)點(diǎn)腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接取桿件最大軸力；弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接取兩端弦桿內(nèi)力差有集中載的節(jié)點(diǎn)塞焊縫承擔(dān)集中荷載F；上弦角鋼肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差和偏心力矩；腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫取桿件最大軸力弦桿拼接節(jié)點(diǎn)拼接角鋼與上弦桿的連接焊縫取上弦桿的最大內(nèi)力；拼接角鋼與下弦桿的連接焊縫取下弦桿的抗拉強(qiáng)度；塞焊縫取集中荷載F；上弦桿肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承擔(dān)上弦桿內(nèi)力的15%和偏心力矩；下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫取下弦桿最大內(nèi)力的15%和內(nèi)力差中的較大值支座節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板與桿件的連接取桿件最大軸力；加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的垂直焊縫取支座反力的25%；加勁肋與底板的水平焊縫取支座反力六、連接與構(gòu)造23混凝土梁板和組合梁板的主要構(gòu)造內(nèi)容構(gòu)件類(lèi)型構(gòu)造內(nèi)容混凝土板支承長(zhǎng)度；受力鋼筋的布置；構(gòu)造鋼筋；開(kāi)洞處理混凝土梁支承長(zhǎng)度；縱向鋼筋布置；箍筋組合板栓釘?shù)脑O(shè)置要求；配筋；幾何尺寸組合梁幾何尺寸；抗剪連接件設(shè)置要求24第三部分：豎向結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)一、結(jié)構(gòu)選型常用豎向結(jié)構(gòu)種類(lèi)結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)層數(shù)砼鋼砌體木鋼—砼砌體—砼單層多層高層框架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)√√—√—√√√—?jiǎng)偧芙Y(jié)構(gòu)√√——√—√√√內(nèi)框架結(jié)構(gòu)—————√√√—墻體結(jié)構(gòu)承重墻結(jié)構(gòu)√—√√——√√—剪力墻結(jié)構(gòu)√—√—√———√筒體結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)√√——√———√成束筒結(jié)構(gòu)√√——√———√多重筒結(jié)構(gòu)√√——√———√平面復(fù)合結(jié)構(gòu)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)√√——√———√框架—筒體結(jié)構(gòu)√√——√———√框架—支撐結(jié)構(gòu)—√—————√√豎向復(fù)合結(jié)構(gòu)底部框架、上部剪力墻√———√———√底部框架、上部筒體√———√———√底部框架、上部承重墻—————√—√—25層數(shù)的多寡將影響水平荷載在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)與豎向荷載在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)比例；結(jié)構(gòu)形式將影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布；結(jié)構(gòu)材料不同，構(gòu)件（截面）設(shè)計(jì)要求不同。結(jié)構(gòu)的層數(shù)由建筑物的使用功能決定；結(jié)構(gòu)材料的選擇綜合考慮結(jié)構(gòu)形式、材料性能、施工條件、使用環(huán)境、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素。結(jié)構(gòu)形式的選擇是結(jié)構(gòu)選型重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。不同結(jié)構(gòu)形式承受豎向荷載的能力相差不大，所以豎向結(jié)構(gòu)形式的選擇主要考慮承受水平荷載的需要采用平面復(fù)合結(jié)構(gòu)是為了發(fā)揮不同結(jié)構(gòu)形式各自的優(yōu)勢(shì)，協(xié)調(diào)建筑功能要求與結(jié)構(gòu)承載要求的矛盾；采用豎向復(fù)合結(jié)構(gòu)則完全是為了滿(mǎn)足建筑功能的需要，對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能是不利的。26二、結(jié)構(gòu)布置單層廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)平面布置中的跨度由使用要求確定；柱距則主要從經(jīng)濟(jì)因素和模數(shù)要求角度考慮；高度由使用要求確定。多層房屋的平面布置在滿(mǎn)足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能采用均勻的柱網(wǎng)，避免或減少不規(guī)則；沿豎向布置最好每層相同。高層房屋的平面布置除了要遵循多層房屋相同的原則外，還應(yīng)考慮提高結(jié)構(gòu)的抗扭能力；當(dāng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型沿豎向發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)設(shè)置過(guò)渡層（轉(zhuǎn)換層），使結(jié)構(gòu)的剛度逐漸變化豎向結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算單元、計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載三、計(jì)算模型的選取27結(jié)構(gòu)類(lèi)型計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖水平荷載豎向荷載單層廠(chǎng)房門(mén)式剛架相鄰柱中心距的一半單層剛架風(fēng)載同下；吊車(chē)橫向水平載用影響線(xiàn)計(jì)算等效成線(xiàn)分布荷載排架單層排架等效成作用在截面形心的軸向力和偏心力矩砌體縱墻承重彈性方案相鄰開(kāi)間寬度的一半排架風(fēng)面分布荷載×計(jì)算單元寬度＝沿房屋高度的線(xiàn)分布荷載剛彈性方案排架樓層處加彈性鉸支座剛性方案單層排架樓層處加不動(dòng)鉸支座多層豎載:簡(jiǎn)支構(gòu)件;水平載:連續(xù)梁橫墻承重1m寬同縱墻承重的剛性方案多層混凝土、鋼、型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)相鄰柱中心距一半多層框架線(xiàn)分布荷載簡(jiǎn)化為樓層處的集中風(fēng)荷載同主梁荷載剪力墻結(jié)構(gòu)壁式框架一個(gè)變形縫單元帶剛臂框架聯(lián)肢剪力墻由薄片連接的豎向懸臂構(gòu)件風(fēng)面分布荷載乘以計(jì)算單元寬度得到沿房屋高度的線(xiàn)分布荷載獨(dú)立墻肢豎向懸臂構(gòu)件整截面整體小開(kāi)口框筒結(jié)構(gòu)核心筒結(jié)構(gòu)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)綜合框架—綜合剪力墻框架—筒體結(jié)構(gòu)多重筒結(jié)構(gòu)框架—支撐結(jié)構(gòu)綜合框架—綜合支撐28計(jì)算單元水平荷載傳遞路線(xiàn)與整體結(jié)構(gòu)傳遞路線(xiàn)的比較結(jié)構(gòu)類(lèi)型計(jì)算單元傳遞路線(xiàn)整體結(jié)構(gòu)傳遞路線(xiàn)單層廠(chǎng)房吊車(chē)橫向水平荷載→直接受荷柱→屋蓋→橫向列柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)↗縱向列柱→基礎(chǔ)→直接受荷柱→屋蓋→橫向列柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)風(fēng)荷載墻面→直接受荷柱→屋蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)墻面→直接受荷柱→屋蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)多層框架墻面風(fēng)載→直接受荷柱→樓蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)墻面風(fēng)載→直接受荷柱→樓蓋→內(nèi)柱→基礎(chǔ)↘基礎(chǔ)砌體房屋迎風(fēng)面縱墻→樓蓋→另一側(cè)縱墻→縱墻基礎(chǔ)↘縱墻基礎(chǔ)迎風(fēng)面縱墻→樓蓋→橫墻→橫墻基礎(chǔ)↘縱墻基礎(chǔ)29四、內(nèi)力與側(cè)移計(jì)算各種模型計(jì)算方法的假定與誤差分析名稱(chēng)模型假定簡(jiǎn)化計(jì)算假定忽略的因素什么情況誤差小單層排架的剪力分配法柱與梁鉸接、與基礎(chǔ)固接橫梁為剛性桿基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)變形、梁軸向變形地基傾斜變形小、橫梁剛度大門(mén)式剛架的力矩分配法柱與梁剛接、與基礎(chǔ)鉸接——基礎(chǔ)對(duì)立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)約束、基礎(chǔ)沉降基礎(chǔ)對(duì)立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)約束小、地基沉降小多層剛架的分層法沒(méi)有側(cè)移；每層荷載僅對(duì)本層梁及與本層相連的柱產(chǎn)生彎矩和剪力柱的線(xiàn)剛度折減0.1、傳遞系數(shù)取1/3豎向荷載下的剛架側(cè)移；相鄰層的傳遞彎矩結(jié)構(gòu)、荷載接近對(duì)稱(chēng)，橫梁線(xiàn)剛度相對(duì)立柱線(xiàn)剛度大多層剛架的反彎點(diǎn)法柱與梁剛接、與基礎(chǔ)固接；水平荷載為節(jié)點(diǎn)荷載節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零；同層各節(jié)點(diǎn)水平位移相同節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)變形；梁的軸向變形橫梁線(xiàn)剛度相對(duì)立柱線(xiàn)剛度大多層剛架修正反彎點(diǎn)法某根柱兩端節(jié)點(diǎn)及上下、左右相鄰節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角相同，某根柱及上下相鄰柱的弦轉(zhuǎn)角相同、線(xiàn)剛度相同；同層各節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角相同，橫梁中點(diǎn)無(wú)豎向位移相隔桿件對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)變形的影響橫梁線(xiàn)剛度相對(duì)立柱線(xiàn)剛度大帶剛臂框架的D值法剛域的影響用剛臂代替；其它同多層剛架30名稱(chēng)模型假定簡(jiǎn)化計(jì)算假定忽略的因素什么情況誤差小整體小開(kāi)口剪力墻的材料力學(xué)方法變形后截面保持平面整體彎曲正應(yīng)力在整個(gè)截面高度線(xiàn)性分布、局部彎曲正應(yīng)力在各墻肢截面線(xiàn)性分布應(yīng)力集中洞口規(guī)則、洞口小實(shí)腹筒的材料力學(xué)方法——剪力滯后效應(yīng)各樓層支撐強(qiáng)、高寬比大框筒的等效槽形截面法翼緣框架中部若干柱不承擔(dān)軸力，其余柱構(gòu)成的截面符合平截面剪力滯后效應(yīng)各樓層支撐強(qiáng)、高寬比大、裙梁剛度大聯(lián)肢剪力墻的連續(xù)化方法彈性剛片代替連梁作用；各墻肢的側(cè)移曲線(xiàn)相同幾何參數(shù)沿墻高方向?yàn)槌?shù)墻肢彎矩在樓層處的突變樓層較多、結(jié)構(gòu)沿高度均勻、墻肢剛度較大綜合框架—綜合剪力墻連續(xù)化方法樓蓋平面內(nèi)剛度無(wú)限大；水平荷載合力通過(guò)抗側(cè)剛度中心框架與剪力墻的剛度特征值沿結(jié)構(gòu)高度為常數(shù)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；連梁對(duì)柱的轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用樓層較多、結(jié)構(gòu)沿高度均勻、剛度中心與質(zhì)量中心盡可能重合綜合框架—綜合支撐的連續(xù)化方法框架與支撐的剛度特征值沿結(jié)構(gòu)高度為常數(shù)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)剪力墻結(jié)構(gòu)的平面化樓蓋平面內(nèi)剛度無(wú)限大；各榀墻主要在自身平面內(nèi)發(fā)揮作用抗側(cè)剛度正比于等效抗彎剛度空間作用剪力墻布置均勻31名稱(chēng)模型假定簡(jiǎn)化計(jì)算假定忽略的因素什么情況誤差小砌體房屋靜力計(jì)算彈性樓蓋無(wú)剛度——空間作用樓蓋剛度小剛彈性————————?jiǎng)傂詷菍犹師o(wú)側(cè)向位移豎載下：墻體在樓層處鉸接樓層處側(cè)移樓層處墻體彎矩樓蓋剛度大、橫墻間距小水平載下：墻體與基礎(chǔ)鉸墻底彎矩32各種模型的內(nèi)力計(jì)算過(guò)程名稱(chēng)內(nèi)力計(jì)算過(guò)程單層排架的剪力分配法求一端固定、一端鉸支座構(gòu)件的柱彎矩、剪力和柱頂支座反力→將各柱頂反力的合力反向作用于排架柱頂，根據(jù)抗側(cè)剛度分配各柱的剪力、并利用平衡條件求出彎矩→將前面兩種受力狀態(tài)下的內(nèi)力疊加門(mén)式剛架的力矩分配法計(jì)算桿件的固端彎矩和彎矩分配系數(shù)（抗轉(zhuǎn)剛度的比值）→將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩分配乘以分配系數(shù)得到桿端彎矩、將桿端彎矩乘以傳遞系數(shù)得到遠(yuǎn)端彎矩→將各桿的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩相加得到最終彎矩→根據(jù)平衡條件求各桿件的剪力和軸力多層剛架的分層法將整體框架分解成一系列開(kāi)口框架，開(kāi)口框架的計(jì)算過(guò)程同上多層剛架、壁式剛架的D值法計(jì)算各柱的抗側(cè)剛度和樓層剪力→根據(jù)抗側(cè)剛度分配各層各柱的剪力→根據(jù)反彎點(diǎn)位置求柱端彎矩→根據(jù)節(jié)點(diǎn)力矩平衡求梁端彎矩→根據(jù)梁的力矩平衡求梁剪力→根據(jù)節(jié)點(diǎn)豎向力平衡求柱軸力綜合框架—綜合剪力墻連續(xù)化方法計(jì)算綜合框架抗側(cè)剛度、綜合剪力墻等效抗彎剛度、綜合連梁約束剛度和剛度特征值λ→綜合剪力墻彎矩和名義剪力→按剪力墻的等效抗彎剛度分配得到單榀剪力墻的彎矩；按綜合框架的抗側(cè)剛度和綜合連梁約束剛度進(jìn)行分配得到綜合框架剪力、綜合連梁約束彎矩→按框架抗側(cè)剛度分配得到單榀框架剪力；按連梁約束剛度分配得到單根連梁剪力；由總剪力平衡條件得到綜合剪力墻剪力→同修正反彎點(diǎn)法繼續(xù)求框架其它內(nèi)力；由連梁剪力求連梁彎矩；按剪力墻等效抗彎剛度分配得到各榀剪力墻剪力33名稱(chēng)內(nèi)力計(jì)算過(guò)程剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配計(jì)算各榀剪力墻的等效抗彎剛度、剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度中心→將樓層荷載分解為作用在抗側(cè)剛度中心的水平分力和扭矩→分別計(jì)算在水平力和扭矩作用下各榀墻的剪力→將前面兩種受力狀況下的剪力疊加單榀剪力墻的材料力學(xué)方法計(jì)算樓層彎矩和剪力→計(jì)算墻肢彎矩、墻肢軸力和墻肢剪力單榀剪力墻的連續(xù)化方法計(jì)算外力矩和剪力；根據(jù)剪力墻整體性系數(shù)α計(jì)算剪力集度τ(ξ)→樓層剪力按等效抗彎剛度分配得到各墻肢剪力；剪力集度在層高范圍積分得到連梁剪力→根據(jù)反彎點(diǎn)位置得到連梁彎矩、由上部各層連梁剪力得到墻肢軸力、由外彎矩和連梁剪力得到截面總彎矩→截面總彎矩按墻肢抗彎剛度分配得到墻肢彎矩框筒的等效槽形截面法計(jì)算樓層彎矩和剪力→用材料力學(xué)公式計(jì)算框筒柱軸力和裙梁剪力、按壁式框架的抗側(cè)剛度分配得到框筒柱剪力→根據(jù)反彎點(diǎn)位置得到裙梁彎矩、框筒柱彎矩各豎向結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算方法34名稱(chēng)計(jì)算方法單層排架結(jié)構(gòu)力學(xué)的圖乘法僅考慮柱的彎曲變形門(mén)式剛架僅考慮梁、柱彎曲變形多層剛架壁式框架梁、柱彎曲變形側(cè)移：；柱軸向變形側(cè)移：砌體橫墻umax=V0H3/(3EIeq)；γ2=μEIw/(GAwH2)Aw=A；Iw=I實(shí)腹筒umax=(頂點(diǎn)集中載)

(均布荷載)(倒三角荷載)獨(dú)立墻肢Aw=bw×hw；Iw=bwh3w/12整截面Aw=bwhw[1-1.25(Aop/Af)1/2]Iw=ΣIwihi/Σhi

整體小開(kāi)口Aw=∑Awj；Iw=I/1.2支撐桁架雙肢剪力墻；γ2=μE(I1+I2)/[H2G(A1+A2)]框—剪、框—支35各種豎向結(jié)構(gòu)在水平荷載下的側(cè)移特性剪力墻結(jié)構(gòu)由彎曲變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”由剪切變形引起的側(cè)移呈“剪切型”當(dāng)高寬比(H/B)≥4時(shí)，總體側(cè)移呈彎曲型框架結(jié)構(gòu)由梁柱彎曲變形引起的側(cè)移呈“剪切型”由柱軸向變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”當(dāng)高寬比(H/B)≤4時(shí)，總體側(cè)移呈“剪切型”桁架結(jié)構(gòu)由弦桿軸向變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”由腹桿軸向變形引起的側(cè)移呈“剪切型”當(dāng)高寬比(H/B)≥

4時(shí)，總體側(cè)移呈“彎曲型”36實(shí)腹筒結(jié)構(gòu)由彎曲變形引起的側(cè)移呈“彎曲型”由剪切變形引起的側(cè)移呈“剪切型”當(dāng)高寬比(H/B)≥4時(shí)，總體側(cè)移呈彎曲型；當(dāng)(H/B)<1時(shí)，總體側(cè)移呈剪切型；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、框架——支撐結(jié)構(gòu)一般呈“彎剪型”剛度特征值λ小于１時(shí)，側(cè)移曲線(xiàn)接近剪力墻（豎向桁架）側(cè)移曲線(xiàn)；λ大于６時(shí)側(cè)移曲線(xiàn)接近框架側(cè)移曲線(xiàn)37構(gòu)件類(lèi)型正截面承載力斜截面承載力混凝土框架梁M≤α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's(h0-a's)一般梁：受集中荷載獨(dú)立梁：型鋼混凝土框架梁M≤α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's(h0-a's)+f'aAsf'(h0-a'a)+Maw

一般梁：受集中荷載梁：混凝土框架柱N≤α1fc[bx+(b'f-b)h'f]+A's(f'y-σs)Ne=α1fcbx(h0-x/2)+α1fc(b'f-b)h'f(h0-h'f/2)+f'yA's(h0-as')σs=(x/h0-β1)fy/(ξb-β1)矩形截面b'f=b；大偏壓σs=fy

型鋼混凝土框架柱N≤α1fcbx+f'yA's+f'aA'sf-σsAs-σaAaf+NawNe=α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's(h0-a's)+f'aAsf'(h0-a'a)+Maw

σs=(x/h0-β1)fy/(ξb-β1)σa=(x/h0-β1)fa/(ξb-β1)

五、截面計(jì)算混凝土、型鋼混凝土構(gòu)件和砌體剪力墻承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式38構(gòu)件類(lèi)型正截面承載力斜截面承載力混凝土剪力墻偏心受壓N≤α1fcbwx+f'yA's-σsAs

+Nsw

Ne=α1fcbwx(hw0-x/2)+f'yA's(hw0-as')+Mswσs=(x/h0-β1)fy/(ξb-β1)(抗震時(shí)承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)大偏心受拉Ne′=f'yA's(hw0-as')+Msw(抗震時(shí)承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)混凝土連梁同框架梁非抗震：抗震、跨高比大于2.5：抗震、跨高比不大于2.5時(shí)上式乘0.9型鋼混凝土剪力墻N≤α1fcbwx+f'yA's+f'aA'sf-σsAs-σaAa+NswNe=α1fcbwx(hw0-x/2)+f'yA's(hw0-a's)+f'aA'a(h0-a'a)+Msw

σs=(x/h0-β1)fy/(ξb-β1)σa=(x/h0-β1)fa/(ξb-β1)非抗震：(抗震時(shí)承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)配筋砌塊砌體剪力墻軸心受壓：N≤φ0g(fgA+0.8f'yA's)偏心受壓、偏心受拉用fg代替混凝剪力墻計(jì)算公式中的α1fc偏心受壓：偏心受拉時(shí)上式中的“+0.12N”改為“-0.22N”；(抗震時(shí)承載力乘0.8、除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE)39構(gòu)件類(lèi)型強(qiáng)度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定實(shí)腹式框架柱等截面按一般壓彎構(gòu)件契形截面同等截面平面內(nèi)：平面外：同等截面鋼板剪力墻無(wú)加勁肋τ≤fv

——有加勁肋τ≤αfvτ≤ατcr,P

砌體墻柱的承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式構(gòu)件類(lèi)型正截面承載力斜截面承載力局部受壓承載力穩(wěn)定驗(yàn)算砌體承重墻（柱）N≤φf(shuō)A——梁端局壓：ψN0+Nl≤ηγAl

f剛性墊塊：N0+Nl≤φγ1f

Ab柔性墊梁：N0+Nl≤2.4h0bbδ2f高厚比：β=H0/hT≤μ1μ2[β] 鋼柱、鋼板剪力墻承載能力極限狀態(tài)計(jì)算公式40六、連接與構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的計(jì)算內(nèi)容和主要構(gòu)造要求節(jié)點(diǎn)種類(lèi)計(jì)算內(nèi)容主要構(gòu)造要求梁柱節(jié)點(diǎn)輕鋼門(mén)式剛架豎放端板端板厚度（計(jì)算各區(qū)段板的受彎承載力）；螺栓強(qiáng)度（計(jì)算剪力和拉力共同作用下的強(qiáng)度）；節(jié)點(diǎn)域抗剪強(qiáng)度；螺栓處腹板強(qiáng)度。端板厚度不小于16mm；螺栓中心至翼緣板表面的距離不小于35mm，端距不小于2倍螺栓孔徑，螺栓排距不小于3倍螺栓孔徑。平放端板斜放端板混凝土框架等截面柱非抗震區(qū)一般不需計(jì)算。柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固；梁縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固；頂層邊節(jié)點(diǎn)梁上部縱筋與柱外側(cè)縱筋的搭接。變截面，≤1/6變截面，>1/6鋼框架鉸接連接部位抗剪承載力梁翼緣與柱焊接時(shí)應(yīng)設(shè)置襯板和引弧板；梁腹板與柱的連接強(qiáng)度不小于腹板凈截面抗減強(qiáng)度的一半；柱水平加勁肋厚度一般為梁翼緣厚度的0.5~1，且不宜小于10mm剛接連接部位抗剪、抗彎承載力；節(jié)點(diǎn)域抗剪強(qiáng)度；柱水平加勁肋41節(jié)點(diǎn)種類(lèi)計(jì)算內(nèi)容主要構(gòu)造要求柱腳節(jié)點(diǎn)混凝土柱基礎(chǔ)預(yù)制柱(杯形基礎(chǔ))杯壁配筋計(jì)算插入深度（應(yīng)滿(mǎn)足固接、柱縱筋錨固和吊裝時(shí)的穩(wěn)定要求）；杯壁厚度和杯底厚度現(xiàn)澆柱不需計(jì)算插筋數(shù)量、直徑和種類(lèi)與柱內(nèi)縱筋相同，插筋長(zhǎng)度滿(mǎn)足錨固要求鋼柱基礎(chǔ)露出式剛接柱腳底板的抗彎承載力（確定厚度），底板下混凝土的局部受壓承載力（確定底板面積）；錨栓的抗拉承載力；隔板和肋板的抗彎、抗剪強(qiáng)度和連接焊縫；柱或靴梁的連接焊縫底板厚度不小