畢業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)補(bǔ)充-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組課件

1、土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)補(bǔ)充 -結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組 主要設(shè)計(jì)規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012) 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2011) 砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2011) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010) 高層建筑砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010) 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011)參考的教材等與規(guī)范不一致時(shí)，以新版規(guī)范為準(zhǔn)！結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期工作了解建筑布置和功能要求建筑物設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、建筑物重要性建筑層數(shù)、總高、各層層高、柱網(wǎng)尺寸各房間主要功能、考慮常用家具的布置圍護(hù)墻材料了解建筑構(gòu)造做法（樓、屋面及墻面）收集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本條件了解其他相關(guān)專業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)的要

2、求建筑構(gòu)造做法樓面、屋面樓面做法一般樓面做法(鋪地磚)用于普通房間辦公、住宅等高級(jí)樓面做法(鋪石材)用于高級(jí)裝修走廊、門廳、電梯廳、樓梯間等防水樓面做法(有防水層)衛(wèi)生間、浴室等簡(jiǎn)易樓面做法(水泥砂漿面層)儲(chǔ)藏室、電梯機(jī)房、出屋面樓梯間等屋面做法上人屋面非上人屋面建筑構(gòu)造做法墻面外墻刷涂料外墻貼石材外墻鋁塑板(鋁板)外墻玻璃幕外墻內(nèi)墻刷涂料內(nèi)墻貼瓷磚內(nèi)墻其他相關(guān)專業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)的要求給排水專業(yè)上下水管線進(jìn)出戶的標(biāo)高高位水箱的設(shè)置暖通專業(yè)暖管線進(jìn)出戶的標(biāo)高集中空調(diào)與吊頂及梁高的關(guān)系防排煙及加壓送風(fēng)井的設(shè)置電氣專業(yè)電纜溝及電纜橋架管道集中豎井構(gòu)造要求截面設(shè)計(jì)變形驗(yàn)算內(nèi)力及位移計(jì)算荷載計(jì)算框架結(jié)構(gòu)分析流程

3、計(jì)算模型結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置原則結(jié)構(gòu)受力結(jié)構(gòu)傳力路徑簡(jiǎn)單、合理 有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，減少扭轉(zhuǎn)抗震時(shí)結(jié)構(gòu)受力明確結(jié)構(gòu)規(guī)則平面：簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、均勻；避免過大內(nèi)收和外伸（凹角處應(yīng)力集中）；質(zhì)心于剛心宜接近，避免平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，立面：沿高度之剛度、強(qiáng)度、質(zhì)量分布均勻、連續(xù)；避免立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)尺寸框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置應(yīng)力求做到簡(jiǎn)單、規(guī)則、整齊，柱網(wǎng)尺小應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)原則，盡量符合模數(shù)；框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸及層高應(yīng)根據(jù)建筑功能要求、施工條件及材料設(shè)備等各方面因素來確定。房屋長(zhǎng)度較大時(shí)，需考慮設(shè)置伸縮縫，以避免溫度開裂。因?yàn)樯炜s縫將房屋上部結(jié)構(gòu)斷開，分成獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，所以在

4、縫的兩側(cè)應(yīng)各自設(shè)置框架。柱網(wǎng)尺寸的適宜范圍內(nèi)廊式柱網(wǎng) 常為對(duì)稱三跨(A+B+A)：A邊跨跨度(房間進(jìn)深)：常為6m、6.6 m、6.9mB中間跨為走廊，跨度常為2.4m、2.7m、3.0m開間方向，柱距為68.4m。常用于旅館、辦公樓、宿舍、教室、醫(yī)院等。等跨式柱網(wǎng)進(jìn)深常為6m、7.5m、9 m、12m，從經(jīng)濟(jì)考慮不宜超過9m。開間方向的柱距常為69m。適用于廠房、倉庫等。柱截面尺寸構(gòu)造要求柱的截面高度不宜小于300mm小于300mm時(shí)，其承載力折減20%。在縱橫兩個(gè)方向上不宜相差過大。矩形柱邊長(zhǎng)比不宜超過1.5，一般采用方形柱。柱凈高與截面高度之比不宜小于4小于4，變形能力要求較高，因?yàn)槎讨?/p>

5、剛度大易剪壞，需設(shè)全長(zhǎng)加密箍筋。層高與柱截面高度之比不宜大于15經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，大于15時(shí)不易滿足水平側(cè)移要求。柱截面尺寸柱的截面尺寸估算（按軸壓比）c：允許軸壓比，三級(jí)0.9,二級(jí)0.8,一級(jí)0.7。豎向荷載與地震作用組合的最大軸力設(shè)計(jì)值N。rG：分項(xiàng)系數(shù)，取為1.2；w：?jiǎn)挝幻娣e重量，取為1214kN/m2；S：柱承載樓面面積；n：柱設(shè)計(jì)截面以上樓層數(shù)；1：一、二級(jí)抗震設(shè)計(jì)角柱為1.3,其余為1.02：由于水平力使軸力增大的系數(shù)，7度1.05，8度1.1，9度1.2。現(xiàn)澆板的厚度對(duì)板厚的要求滿足承載力和剛度要求滿足防火要求滿足預(yù)埋暗管的要求板厚h的取值（l為板跨）板厚與板跨的最小比值簡(jiǎn)支單向板：

6、h=1/30 l；簡(jiǎn)支雙向板：h=1/40 l；連續(xù)單向板：h=1/40 l；連續(xù)雙向板：h=1/50 l；懸臂板： h=1/12 l；最小板厚一般為80mm，預(yù)埋暗管時(shí)不小于100mm計(jì)算模型程序方法空間協(xié)同分析方法桿件有限元方法三維桿件薄壁桿件空間分析方法有限元或有限條方法應(yīng)用廣泛，特別是平面不規(guī)則、體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)化方法（近似計(jì)算）平面結(jié)構(gòu)協(xié)同分析廣泛用于由平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成、布置較為規(guī)則的結(jié)構(gòu)。平面剛架模型近似假定能基本反映實(shí)際情況計(jì)算結(jié)果有一定精度，方便、適用荷載計(jì)算豎向荷載恒載Gk可變荷載(活載) Qk按負(fù)荷面積折減活載最不利布置水平荷載風(fēng)荷載Wk地震作用(偶然作用) EkWkG

7、kQkQkEk豎向荷載恒載導(dǎo)算按照建筑專業(yè)給定的做法計(jì)算一般樓面做法(鋪地磚)高級(jí)樓面做法(鋪石材)防水樓面做法(有防水層) 簡(jiǎn)易樓面做法(水泥砂漿面層)上人屋面非上人屋面墻體荷載（抹灰、石材、涂料）永久設(shè)備荷載活載：按照荷載規(guī)范的規(guī)定取值一般樓面做法(鋪地磚)以下各種樓（屋）面做法及墻體做法均為華北地區(qū)某工程實(shí)際做法，其它地區(qū)參照當(dāng)?shù)貙?shí)際做法。高級(jí)樓面做法(鋪石材)簡(jiǎn)易樓面做法(水泥砂漿面層)上人屋面墻體荷載墻體荷載一般先導(dǎo)算為平米容重，再根據(jù)各層層高導(dǎo)算為作用在梁上的線荷載。以加氣砼砌塊墻雙面摸灰為例：（外墻300mm厚，內(nèi)墻200mm厚，摸灰20mm）考慮到組砌時(shí)在洞口處混砌部分粘土磚，

8、按照8:2混砌比例計(jì)算砌體容重：砌體容重： 80.8 +190.2=10.2kN/m3外墻： 0.310.2 +0.0220=3.46kN/m2內(nèi)墻： 0.210.2 +0.0220=2.44kN/m2若某層墻體凈高為3m，則作用在梁上的線荷載導(dǎo)算為：外墻： 3.46kN/m23=10.38 kN/m 內(nèi)墻： 2.44kN/m23=7.32 kN/m2組砌時(shí)，混砌比例可根據(jù)墻體實(shí)際情況調(diào)整。豎向荷載集成分析水平地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力僅計(jì)算荷載總值即重力荷載代表值分析豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力根據(jù)荷載傳遞路徑求出作用在某榀框架上的力（集中力或分布荷載）風(fēng)荷載基本風(fēng)壓，按全國基本風(fēng)壓分布圖采用，0.30k

9、N/m2風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)振系數(shù)作用在框架上的風(fēng)荷載Bi：框架柱受風(fēng)面寬度(m)；hj：框架本層層高(m)；hj+1：框架上層層高(m)；PWjhjhj+1水平地震作用抗震設(shè)防目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的途經(jīng)水平地震作用的計(jì)算范圍和原則水平地震作用的計(jì)算方法水平地震作用的計(jì)算模型水平地震作用的主要參數(shù)底部剪力法計(jì)算水平地震作用三水準(zhǔn)要求兩階段設(shè)計(jì)第一階段為彈性分析，包括截面設(shè)計(jì)和變形計(jì)算；大部分建筑的第二階段設(shè)計(jì)主要由概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施來保證。水平地震作用的計(jì)算原則計(jì)算范圍多層建筑，6度區(qū)，除甲類建筑外，可不計(jì)算水平地震作用。高層建筑，6度區(qū)及以上均需計(jì)算水平地震作用。計(jì)算原則一般正交布置抗

10、側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，可沿縱橫主軸方向分別計(jì)算斜交布置抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，宜按平行于抗側(cè)力構(gòu)件方向計(jì)算質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響水平地震作用的計(jì)算方法計(jì)算模型集中質(zhì)量模型首層層高應(yīng)計(jì)算至基礎(chǔ)頂面基礎(chǔ)頂面位置應(yīng)位于冰凍線深度及管道埋深以下。水平地震作用的主要參數(shù)地震動(dòng)特性方面抗震設(shè)防烈度及設(shè)計(jì)地震分組建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2001）附錄A 地質(zhì)勘探報(bào)告場(chǎng)地類別場(chǎng)地特征周期結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性方面建筑質(zhì)量（重力荷載）結(jié)構(gòu)自振周期T1結(jié)構(gòu)阻尼比（材料）場(chǎng)地類別的劃分 0 3 5 15 50 80 場(chǎng)地覆蓋層厚度（m）場(chǎng)地土類型500250140等效剪切波速速m/s場(chǎng)

11、地特征周期Tg重力荷載代表值Gj重力荷載代表值Gj永久荷載（建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)配件自重）標(biāo)準(zhǔn)值+可變荷載（雪、灰、樓面活荷載）組合值j層永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)，一般取0.5可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值總重力荷載代表值GE=Gj結(jié)構(gòu)自振周期T1能量法結(jié)構(gòu)自振周期T1的調(diào)整實(shí)際結(jié)構(gòu)往往是比較復(fù)雜的，計(jì)算簡(jiǎn)圖都經(jīng)過簡(jiǎn)化，計(jì)算所得的周期要比實(shí)際周期長(zhǎng)。無論采用哪種計(jì)算模型，上述誤差都是存在的。因此，周期計(jì)算值必須進(jìn)行折減。周期折減系數(shù)取決于結(jié)構(gòu)形式和砌體填充墻的多少。當(dāng)非承重墻體為填充磚墻時(shí)，框架結(jié)構(gòu)可取0.60.7；采用其它非承重墻體時(shí)，可取0.70.8，一般取0.8。設(shè)計(jì)反應(yīng)譜水平地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)水平

12、地震影響系數(shù)地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期以及阻尼比確定。水平地震影響系數(shù)最大值正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合標(biāo)準(zhǔn)組合表達(dá)式與承載力極限狀態(tài)相同荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0荷載效應(yīng)類型構(gòu)件裂縫寬度梁撓度結(jié)構(gòu)水平側(cè)移目的防止主要結(jié)構(gòu)開裂、損壞防止填充、裝修開裂、損壞防止過大側(cè)移，以引發(fā)人的不適防止產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力抗震變形驗(yàn)算多遇地震作用下彈性變形驗(yàn)算彈性層間位移彈性層間位移角限值層高1/550抗震變形驗(yàn)算薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算薄弱層部位的確定底層薄弱層彈塑性變形計(jì)算簡(jiǎn)化方法彈塑性層間位移彈塑性層間位移角限值層高1/50彈性層間位移彈塑性層間位移增大系數(shù)承載力極限狀

13、態(tài)荷載效應(yīng)組合構(gòu)件截面承載力驗(yàn)算條件構(gòu)件控制截面各截面中，內(nèi)力最大的截面構(gòu)件特性控制截面的最不利內(nèi)力組合荷載組合特性截面承載力驗(yàn)算表達(dá)式無地震作用組合 0SR有地震作用組合 SER/RES（SE）基本組合非抗震結(jié)構(gòu)僅需進(jìn)行無地震作用組合（S）抗震結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行有、無地震作用組合（S、SE）R抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力R = 非抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力R抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力R 非抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力R構(gòu)件控制截面及其最不利內(nèi)力梁支座：Mmax，-Mmax |Vmax|跨中：M中柱端部截面N，Mx，My，Vx，Vy-MmaxMmax-MmaxMmaxM中|Vmax|N,Mx,My,Vx,VyN,Mx,My,V

14、x,Vy梁控制截面最不利內(nèi)力組合(永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利)(永久荷載起控制作用時(shí))(可變荷載起控制作用時(shí))(地震組合)支座彎矩跨中彎矩(永久荷載起控制作用時(shí))(可變荷載起控制作用時(shí))(地震組合)梁端剪力(永久荷載起控制作用時(shí))(可變荷載起控制作用時(shí))(地震組合)柱控制截面最不利內(nèi)力組合y方向地震xyMxMyVxVyN無地震x方向地震抗震結(jié)構(gòu)的延性要求保證延性的措施罕遇地震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)采取相應(yīng)構(gòu)造措施結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確定。延性框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則強(qiáng)節(jié)點(diǎn)（錨固）弱構(gòu)件強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎構(gòu)造措施抗震結(jié)構(gòu)必須根據(jù)以上原則進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整抗震框架構(gòu)件內(nèi)力調(diào)整梁柱彎剪強(qiáng)剪弱彎1.4,1.2,1.11.3,1.2,1.1底層柱下端1.5,1.25,1.15角