2018-畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書(建筑、結(jié)構(gòu))_第1頁
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文檔簡介

1、PAGE PAGE 24緒 論1. 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 畢業(yè)設(shè)計是土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃中最后一個主要教學(xué)環(huán)節(jié),也是最重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié),目的是通過這一較長時間的畢業(yè)設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生具有綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及專業(yè)課知識和相應(yīng)的技能,解決土木工程中實際問題的實踐能力和創(chuàng)新能力。與其它教學(xué)學(xué)環(huán)節(jié)不不同的是是,畢業(yè)業(yè)設(shè)計要要求學(xué)生生在指導(dǎo)導(dǎo)教師的的指導(dǎo)下下,獨立立系統(tǒng)地地完成一一項工程程的部分分結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計、施施工組織織設(shè)計與與造價計計算,解解決與之之相關(guān)的的所有問問題,熟熟悉相關(guān)關(guān)的規(guī)范范、規(guī)程程、手冊冊、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)圖以及及工程實實踐中常常用的方方法。它它具有實實踐性、綜綜合性強(qiáng)強(qiáng)的顯

2、著著特點,因因而對培培養(yǎng)學(xué)生生的綜合合素質(zhì)、增增強(qiáng)工程程意識和和創(chuàng)新能能力,都都具有其其它教學(xué)學(xué)環(huán)節(jié)無無法代替替的重要要作用。2. 畢業(yè)業(yè)設(shè)計的的過程和和總體要要求畢業(yè)設(shè)計過過程包括括設(shè)計準(zhǔn)準(zhǔn)備、正正式設(shè)計計、畢業(yè)業(yè)答辯三三個階段段。設(shè)計準(zhǔn)備階階段主要要任務(wù)是是根據(jù)設(shè)設(shè)計任務(wù)務(wù)書的要要求,明明確工程程特點和和設(shè)計要要求,收收集有關(guān)關(guān)資料,擬擬定設(shè)計計計劃。這這一階段段要求學(xué)學(xué)生要積積極主動動,多方方面、全全方位收收集有關(guān)關(guān)資料,盡盡可能深深入了解解項目特特點,做做到對即即將開始始的畢業(yè)業(yè)設(shè)計工工作有一一個宏觀觀的認(rèn)識識,并制制訂總的的時間計計劃。正式設(shè)計階階段是畢畢業(yè)設(shè)計計的關(guān)鍵鍵,指導(dǎo)導(dǎo)教師

3、會會提出明明確的要要求,及及時給予予具體的的指導(dǎo)。學(xué)學(xué)生在此此階段需需完成所所有具體體的計算算和設(shè)計計,繪制制相應(yīng)的的工程圖圖。這一一階段根根據(jù)設(shè)計計任務(wù)的的不同還還會細(xì)分分為建筑筑設(shè)計、結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計、施工工組織設(shè)設(shè)計、工工程造價價計算等等不同階階段,各各階段之之間有嚴(yán)嚴(yán)格的時時間制約約關(guān)系。由由于畢業(yè)業(yè)設(shè)計的的內(nèi)容涉涉及面廣廣、工作作量大,因因此必須須嚴(yán)格按按照進(jìn)度度計劃的的要求,一一開始就就抓緊時時間,按按時完成成相應(yīng)階階段的設(shè)設(shè)計任務(wù)務(wù)。要特特別注意意避免前前松后緊緊的現(xiàn)象象,否則則會導(dǎo)致致最后未未能認(rèn)真真整理設(shè)設(shè)計成果果,影響響畢業(yè)設(shè)設(shè)計總的的效果。畢業(yè)答辯階階段的主主要任務(wù)務(wù)是總結(jié)結(jié)

4、畢業(yè)設(shè)設(shè)計的過過程和成成果,力力爭清晰晰、準(zhǔn)確確地反映映所作的的設(shè)計,并并結(jié)合自自己的設(shè)設(shè)計深化化對有關(guān)關(guān)概念、理理論、方方法的認(rèn)認(rèn)識。正正式答辯辯時,表表述應(yīng)簡簡明扼要要,邏輯輯性強(qiáng),回回答問題題有理有有據(jù)??傊?,希望望同學(xué)們們精心準(zhǔn)準(zhǔn)備、認(rèn)認(rèn)真對待待,通過過畢業(yè)設(shè)設(shè)計,使使自己在在查閱資資料、安安排設(shè)計計、分析析計算、繪繪制工程程圖、語語言表達(dá)達(dá)等各個個方面得得到綜合合訓(xùn)練,全全面提高高專業(yè)素素質(zhì)和業(yè)業(yè)務(wù)能力力,為走走向工作作崗位打打下堅實實的基礎(chǔ)礎(chǔ)。第1章 建筑設(shè)設(shè)計說明明1.1 工工程概況況包括:工程程名稱,建建設(shè)地點點,建筑筑物平面面形狀,其其在總平平面圖中中的位置置(或與與周圍建建

5、筑物的的關(guān)系),建建筑面積積及建設(shè)設(shè)規(guī)模的的其它描描述(總總長度、寬寬度、高高度、層層數(shù)等),防防火等級級,結(jié)構(gòu)構(gòu)形式等等。1.2 建建筑功能能設(shè)計1.2.11 平面設(shè)設(shè)計包括:平面面總體布布局;各各層主要要房間的的組成,其其面積和和間數(shù)要要求;輔輔助房間間的組成成;各房房間在平平面圖中中的位置置和對其其功能的的考慮等等。1.2.22 剖面設(shè)設(shè)計包括:各層層層高的的確定;各房間間的朝向向、采光光和通風(fēng)風(fēng)的考慮慮;室內(nèi)內(nèi)外高差差的確定定等。1.2.33 交通聯(lián)聯(lián)系設(shè)計計包括:走廊廊、樓梯梯、電梯梯、主、次次出入口口等的設(shè)設(shè)計如何何滿足建建筑功能能要求,滿滿足防火火和安全全疏散的的要求。1.3 建

6、建筑立面面設(shè)計包括:立面面造型處處理;立立面裝飾飾的方法法和顏色色的選用用;外檐檐某些局局部的裝裝飾處理理。1.4 建建筑物構(gòu)構(gòu)造做法法1.4.11 圍護(hù)墻墻體與柱柱子間關(guān)關(guān)系圍護(hù)墻體與與柱子之之間的關(guān)關(guān)系通常常有三種種處理方方案:墻墻體與柱柱外皮齊齊平(圖圖1),墻墻體與柱柱內(nèi)皮齊齊平(圖圖2),墻墻體與柱柱外皮相相連(圖圖3)。 圖1 圖圖2 圖3分析比較各各方案的的優(yōu)缺點點,并結(jié)結(jié)合本工工程的特特點,選選擇其中中某一種種方案進(jìn)進(jìn)行設(shè)計計。1.4.22 縱向梁梁與柱子子間關(guān)系系縱向梁與柱柱子之間間的關(guān)系系也有三三種處理理方案:梁軸線線與柱軸軸線重合合(梁居居中),梁梁外皮與與柱外皮皮齊平(

7、梁梁偏軸),梁梁內(nèi)皮與與柱內(nèi)皮皮齊平(梁梁偏軸),且且縱向梁梁的截面面又有矩矩形、TT形等多多種形式式。分析析比較各各方案的的優(yōu)缺點點,并結(jié)結(jié)合本工工程特點點,選擇擇其中某某一種方方案進(jìn)行行設(shè)計。1.4.33 外墻與與內(nèi)隔墻墻材料的的選擇及及厚度的的確定 從建建筑功能能的角度度考慮,不不涉及強(qiáng)強(qiáng)度因素素。1.4.44 各房間間樓地面面、墻面面和頂棚棚的做法法 進(jìn)進(jìn)行簡單單描述。1.4.55 屋面防防水及保保溫做法法 進(jìn)進(jìn)行簡單單描述。1.4.66 室外臺臺階、坡坡道及散散水等做做法 進(jìn)進(jìn)行簡單單描述。1.5 門門窗表1.6 建建筑方案案評價 針對對本工程程的建筑筑設(shè)計,評評價其優(yōu)優(yōu)缺點。第2章

8、 結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計計算算2.1 結(jié)結(jié)構(gòu)方案案選擇2.1.11 結(jié)構(gòu)選選型1.結(jié)構(gòu)體體系建筑結(jié)構(gòu)的的類型很很多,按按結(jié)構(gòu)所所用材料料可分為為砌體結(jié)結(jié)構(gòu)、鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)及木木結(jié)構(gòu)等等。各類結(jié)構(gòu)都都有其一一定的適適用范圍圍,應(yīng)根根據(jù)其材材料性能能、結(jié)構(gòu)構(gòu)型式、受受力特點點和建筑筑使用要要求及施施工條件件等因素素合理選選擇。一一般來說說,砌體體結(jié)構(gòu)主主要用于于建造多多層住宅宅、辦公公樓、教教學(xué)樓以以及小型型單層工工業(yè)廠房房等,但但其抗震震性能較較差;鋼鋼結(jié)構(gòu)多多用于建建造超高高層建筑筑以及有有重型吊吊車、或或大跨度度的工業(yè)業(yè)廠房;其它情情況均可可采用鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)。鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)的的

9、結(jié)構(gòu)體體系有框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)、剪力力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)、框架架剪力墻墻結(jié)構(gòu)和和筒體結(jié)結(jié)構(gòu)等??蚩蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)由梁、柱柱構(gòu)件剛剛性連接接而成,它它既承受受豎向荷荷載,又又可承受受水平荷荷載。框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的的優(yōu)點是是:建筑筑平面布布置靈活活,能獲獲得較大大空間;建筑立立面容易易處理;結(jié)構(gòu)自自重較輕輕,抗震震性能較較好;計計算理論論比較成成熟;在在一定的的高度范范圍內(nèi)造造價較低低。所以以框架結(jié)結(jié)構(gòu)廣泛泛用于內(nèi)內(nèi)部空間間寬闊的的辦公樓樓和教學(xué)學(xué)樓等民民用建筑筑,其它它結(jié)構(gòu)體體系則多多用于高高層建筑筑。結(jié)合合本工程程建筑使使用功能能的要求求,說明明結(jié)構(gòu)體體系的選選擇。2.柱網(wǎng)布布置方案案民用建筑框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的柱網(wǎng)網(wǎng),

10、通常常可布置置成內(nèi)廊廊式、外外廊式、等等跨式和和對稱不不等跨式式幾種。應(yīng)應(yīng)結(jié)合本本工程建建筑使用用功能的的要求確確定柱網(wǎng)網(wǎng)的布置置方案。內(nèi)廊式 外廊式 等跨式 對稱不不等跨式式3.承重方方案根據(jù)樓蓋的的平面布布置及豎豎向荷載載的傳遞遞途徑,框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的承重重方案可可分為以以下三種種:(1)橫向向承重。(2)縱向承重。(3)縱橫向承重。分析比較各承重方案的特點,結(jié)合本工程建筑使用功能的要求,選擇適宜的承重方案。4.施工方方法框架結(jié)構(gòu)按按施工方方法可分分為以下下三種:(1)現(xiàn)澆澆整體式式。(2)預(yù)制制裝配式式。(3)裝配配整體式式。分析析比較各各方法的的特點,結(jié)結(jié)合本工工程的具具體要求求,選擇擇

11、適宜的的施工方方法。5.其它結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件選型包括以下結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件形式的的確定:(1)屋、樓樓蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)。(2)樓梯梯結(jié)構(gòu)。(3)陽臺和雨蓬結(jié)構(gòu)。(4)門窗過梁。(5)柱下基礎(chǔ)和墻下基礎(chǔ)等。2.1.22 結(jié)構(gòu)布布置1.結(jié)構(gòu)布布置的一般規(guī)規(guī)定(1)現(xiàn)澆澆鋼筋混混凝土框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)房屋適適用的最最大高度度,見建建筑抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范(GB5500111-220100)中表6.11.1的的規(guī)定。 (2)防震震縫的設(shè)置,見建建筑抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范(GB5500111-220100)中條文6.1.44的規(guī)定。(3)現(xiàn)澆澆鋼筋混混凝土框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)房屋的的抗震等等級,見見建筑筑抗震設(shè)設(shè)計規(guī)范范(GB5500111-2

12、20100)中 表6.11.2的的規(guī)定。2.平面布布置(1)柱網(wǎng)網(wǎng)尺寸:根據(jù)所所選擇的的柱網(wǎng)布布置方案案,確定定橫向和和縱向框框架梁的的跨度??蚩蚣芰旱牡目缍葢?yīng)應(yīng)為柱子子中心線線之間的的距離。(2)變形縫的設(shè)置:根據(jù)混凝土規(guī)范及其它要求進(jìn)行設(shè)置。(3)次梁的布置。3.豎向布布置框架的層高高即為框框架柱的的長度。首首層層高高應(yīng)取基基礎(chǔ)頂面面到首層層梁頂?shù)牡木嚯x,其其余各層層層高應(yīng)應(yīng)取梁頂頂至梁頂頂?shù)木嚯x離。4.計算簡簡圖根據(jù)上述的的平面布布置和豎豎向布置置,繪制制相應(yīng)的的計算簡簡圖。2.1.33 主要構(gòu)構(gòu)件截面面尺寸的的確定各構(gòu)件的截截面尺寸寸應(yīng)滿足足承載力力、剛度度及延性性要求,并并考慮方方便

13、施工工。1.承重框框架梁:梁高度度取h =(1/1101/8)L,梁寬寬度取bb =(l/331/22)h,且不不宜小于于1/22柱寬。2.非承重重框架梁梁(即連連系梁):梁高度度取h =(1/1121/110)L,梁寬寬度取bb =(l/331/22)h,且不不宜小于于1/22柱寬。3.樓面次次梁:梁梁高度取取h =(1/1181/112)L,梁寬寬度取bb =(l/331/22)h。4.樓板:樓板的的厚度依依據(jù)混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計規(guī)范GB5500110-220100中9.11.2條條確定,對對單向板板h 1/30L(板板的跨度度)且滿滿足最小小板厚60mmm;對雙雙向板hh 1/40L且滿

14、滿足最小小板厚80mmm。5.框架柱柱:為了了抵抗兩兩個方向向的水平平地震作作用,框框架柱的的截面宜宜采用正正方形或或接近正正方形的的矩形??蚩蚣苤牡慕孛娉叱叽缫烁鶕?jù)柱柱軸壓比比的限制制:N/fcbh c,并保保證柱的的剛度選選定。柱的截面面高度 h 一般可按柱高高度 H 取值,hh =(1/1121/88)H,且高高度 h 不宜小小于4000mmm,柱凈凈高與截截面長邊邊尺寸之之比宜大大于4;寬度度取b =(1/11.51)h,且寬寬度 b 亦不宜小小于4000mm。2.2 材材料的選選擇2.2.11 混凝土土:柱、梁梁、板及及其它構(gòu)構(gòu)件混凝凝土強(qiáng)度度等級的的確定。2.2.22 鋼筋:柱和

15、梁梁縱筋、柱柱和梁箍箍筋以及及板鋼筋筋強(qiáng)度等等級的確確定,柱柱、梁、板板保護(hù)層層厚度的的要求。2.2.33 圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)墻體體:(1)0.0000以以下墻體體的塊材材強(qiáng)度等等級和砂砂漿強(qiáng)度度等級,(2)0.000以上墻體的塊材強(qiáng)度等級和砂漿強(qiáng)度等級,(3)女兒墻墻體的塊材強(qiáng)度等級和砂漿強(qiáng)度等級。2.3 自自重荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值計算 2.3.11 頂層自重重荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值1.屋蓋重重:屋蓋蓋自重包括括結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件自重重和構(gòu)造造層自重等荷荷載,其其標(biāo)準(zhǔn)值值可按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的設(shè)計計尺寸、構(gòu)構(gòu)造層的的材料和和設(shè)計厚厚度以及及材料容容重標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算算。通常常是先算算出屋面面的單位位面積荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值(kkNm2)

16、,再計計算出總總自重荷載載值。2.屋面梁梁重:包包括所有有框架梁梁、連系系梁、次次梁和小小梁的重重量。對對現(xiàn)澆板板肋梁樓樓蓋,因因板自重重已計入入屋蓋荷荷載之中中,故梁梁截面高高度應(yīng)減減去板厚厚,且梁梁兩側(cè)的的粉刷層層重量也也應(yīng)計入入梁自重重內(nèi)。3.女兒墻墻重:包包括女兒兒墻墻體體、混凝凝土壓頂頂及裝飾飾層的重重量。4.柱重:柱的高高度應(yīng)減減去板厚厚。5.墻體重重:包括括內(nèi)外墻墻砌體、內(nèi)內(nèi)外墻裝裝飾和門門、窗的的重量。以上荷載均均可依據(jù)據(jù)建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范GB 50009-2012(或設(shè)計施工圖中給定的),從中查取單位體積或面積的標(biāo)準(zhǔn)值計算,最后合計為頂層的總荷載標(biāo)準(zhǔn)值。2.3.22 樓層自

17、重重荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值1.樓蓋重重2.樓面梁梁重3.柱重4.樓梯重重5.墻體重重樓層各部分分重量的的組成及及計算方方法與頂頂層相同同,但應(yīng)應(yīng)注意:計算首首層的柱柱和墻體體重時,構(gòu)構(gòu)件的高高度應(yīng)從從基礎(chǔ)頂頂面算起起;首層層還應(yīng)根據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)的的具體形形式,考慮雨雨棚自重重荷載。各各層各部部分的自自重標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值最后后均需合合計為該該層的總總自重荷載載標(biāo)準(zhǔn)值。2.4 橫橫向水平平地震作作用計算算及彈性性變形驗驗算2.4.11 計算簡簡圖及重重力荷載載代表值值計算1.計算簡簡圖對于多層框框架結(jié)構(gòu)構(gòu),應(yīng)按按集中質(zhì)質(zhì)量法將將各層之之間的結(jié)結(jié)構(gòu)重力力荷載、屋屋面和樓樓面的可可變荷載載集中于于屋面和和樓面標(biāo)標(biāo)高處,將將其

18、簡化化為多質(zhì)質(zhì)點彈性性體系。一一般情況況下,對對于具有有n層的框框架,可可簡化成成n個多質(zhì)質(zhì)點彈性性體系;對于局局部突出出屋面的的房間,當(dāng)其面積和荷載均很小時,可不單獨作為一個質(zhì)點。簡化方法及計算簡圖可參見建筑抗震設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,或參見教材建筑抗震設(shè)計的有關(guān)示例。2.重力荷荷載代表表值Gi計算集中于上述述各質(zhì)點點的重力力荷載代代表值GGi,應(yīng)取取結(jié)構(gòu)和和構(gòu)配件件自重標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值和和各可變變荷載組組合值之之和,各各可變荷荷載的組組合系數(shù)數(shù),應(yīng)按按抗震震規(guī)范中中表5.1.3采用用。對于于局部突突出屋面面的房間間,應(yīng)將將其重力力荷載折折算到主主體結(jié)構(gòu)構(gòu)頂層的的荷載中中。2.4.22 框架剛剛度計算算

19、1.梁、柱柱線剛度度計算計算中注意意:在計計算梁的的線剛度度時,可可以考慮慮樓板對對梁剛度度的有利利影響,即即板作為為梁的翼翼緣參加加工作。計計算時,梁梁均先按按矩形截截面計算算其慣性性矩I0,再乘乘以增大大系數(shù)求求得I,增大大系數(shù)可可參見教材材抗震震設(shè)計中中的有關(guān)關(guān)說明。2.柱的側(cè)側(cè)移剛度度柱側(cè)移剛度度計算公公式為:,式中中h為各層層框架柱柱的高度度,Kc 為框架架柱的線線剛度,的概念及計算公式詳見教材抗震設(shè)計中的有關(guān)說明。計算出每層層各柱的的側(cè)移剛剛度后,尚尚需根據(jù)據(jù)每層各各柱的根根數(shù),計計算出每每層柱的的總側(cè)移移剛度。2.4.33 框架自自震周期期計算1.側(cè)移計計算為計算框架架的自震震周

20、期,可可假設(shè)各各質(zhì)點處處的重力力荷載代代表值GGi水平作作用于相相應(yīng)質(zhì)點點上,計計算其產(chǎn)產(chǎn)生的側(cè)側(cè)移。該該側(cè)移的的計算過過程可采采用抗抗震設(shè)計計中表表4-113的格式式進(jìn)行。2.周期計計算對于多層混混凝土框框架結(jié)構(gòu)構(gòu),采用用能量法法的計算算公式為為: 式中為結(jié)構(gòu)構(gòu)基本周周期考慮慮非承重重填充墻體影響的的折減系系數(shù),民民用框架架結(jié)構(gòu)取取0.660.7。2.4.44 多遇水水平地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值和和位移計計算對于高度不不超過40m,以剪剪切變形形為主(房房屋高寬寬比小于于4時),且且質(zhì)量和和剛度沿沿高度分分布比較較均勻的的框架,其水平地震作用可采用底部剪力法計算。地震影響系系數(shù)計算算公式為為: Q

21、UOTE 結(jié)構(gòu)總水平平地震作作用計算算公式為為: QUOTE ,式中為等效重重力荷載載系數(shù),對多質(zhì)點體系,取=0.85各質(zhì)點的水水平地震震作用計計算公式式為:若T111.4TTg 時,則則上式改改為: ,質(zhì)點i的水水平地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值,樓樓層地震震剪力及及樓層層層間位移移的計算算過程可可參見教教材抗抗震設(shè)計計中有有關(guān)計算算實例的表格格式式進(jìn)行。值得注意的的是,由由于地震震影響系系數(shù)在長長周期區(qū)區(qū)段下降降較快,結(jié)結(jié)構(gòu)按上上述公式式算得的的水平地地震作用用可能太太小,出出于對結(jié)結(jié)構(gòu)安全全的考慮慮,抗震震規(guī)范規(guī)定按按底部剪剪力法所所算得的的結(jié)構(gòu)層層間剪力力應(yīng)符合合下式要要求: 所以在計算算時,應(yīng)應(yīng)

22、增加該該項判定定計算,式式中剪力力系數(shù)之之值可按按抗震震規(guī)范中中的相關(guān)關(guān)要求查查取。2.4.55 框架層層間彈性性位移驗驗算框架結(jié)構(gòu)房房屋的層層間彈性性位移應(yīng)應(yīng)滿足下下式要求求: 式中:uue為多遇遇地震作作用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值產(chǎn)生生的樓層層內(nèi)最大大的層間間彈性位位移;hh為計算算樓層層層高;e為彈性性層間位位移角限限值,按按抗震震規(guī)范要求取取用并應(yīng)應(yīng)符合相相應(yīng)要求求。 2.5橫向向水平地地震作用用下框架架內(nèi)力計計算采用D值法2.5.11框架柱柱剪力和和柱端彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算算有關(guān)計算公公式為: 柱剪剪力: 柱端彎矩: 具體計算過過程可參參見教材材抗震震設(shè)計中中有關(guān)計計算實例例的列表格式進(jìn)進(jìn)行。2.5.

23、22框架梁梁端彎矩矩和剪力力、柱軸軸力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算算1.梁端彎彎矩Mb計算:框架梁梁端彎矩矩可根據(jù)據(jù)柱端彎彎矩由節(jié)節(jié)點平衡衡求得。2.梁端剪剪力V、柱軸軸力N計算:梁端剪剪力可根根據(jù)梁端端彎矩由由梁桿件件的平衡衡求得,柱柱軸力可可根據(jù)梁梁端剪力力由節(jié)點點平衡求求得。具具體計算算過程可可參見教教材抗抗震設(shè)計計中有有關(guān)計算算實例表表格的格格式進(jìn)行行。5.2.33 框架內(nèi)內(nèi)力圖 根根據(jù)上述述計算結(jié)結(jié)果,分分別繪制制相應(yīng)的的框架內(nèi)內(nèi)力圖。1.框架柱柱剪力圖圖2.框架梁梁、柱彎彎矩圖3.框架梁梁剪力、柱柱軸力圖圖2.6 豎豎向荷載載作用下下框架內(nèi)內(nèi)力計算算采用彎矩矩二次分分配法2.6.11 自重荷荷載標(biāo)

24、準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用下框架架內(nèi)力計計算1.框架上上自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算算(1)框架架梁上自自重荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值計算(2)框架架柱上自自重荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值計算以上兩項荷荷載計算算時應(yīng)注注意根據(jù)據(jù)所設(shè)計計的某榀榀框架的的具體受受力情況況及負(fù)載范范圍分層層、分跨跨進(jìn)行計計算。2. 自重重荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作作用下框框架梁、柱柱端彎矩矩計算(1)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值及計算算簡圖:將上述述計算的的荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值繪繪制在框框架計算算簡圖上上。(2)彎矩矩分配系系數(shù)計算算通常應(yīng)分兩兩步進(jìn)行行:計算梁梁、柱轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動剛度度S及相對對轉(zhuǎn)動剛剛度:應(yīng)應(yīng)根據(jù)計計算簡圖圖和各桿桿件的線線剛度按按結(jié)構(gòu)力力學(xué)中的的規(guī)定進(jìn)進(jìn)行計算算;計算節(jié)節(jié)點彎矩矩

25、分配系系數(shù):= S/ S,以上內(nèi)內(nèi)容均可可參見教教材抗抗震設(shè)計計中的的相關(guān)內(nèi)內(nèi)容,以以計算表表格的格格式進(jìn)行行計算。(3)梁固固端彎矩矩計算:按照結(jié)結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)中的有有關(guān)計算算公式,分分層、分分跨計算算各梁端端的固端端彎矩。(4)彎矩矩分配與與傳遞、桿桿端彎矩矩計算計算方法及及步驟可可參見教教材抗抗震設(shè)計計中的的計算實實例,計計算中應(yīng)應(yīng)注意:梁固端彎彎矩:對對桿端順順時針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動為()。第一次彎彎矩分配配:將各各節(jié)點不不平衡彎彎矩(梁梁固端彎彎矩之和和)改變變()、()符號號后進(jìn)行行分配。彎矩傳遞遞:將所所分配的的彎矩向向各桿件件的遠(yuǎn)端端傳遞,傳傳遞系數(shù)數(shù)均為1/2,且不不改變彎彎矩符號號。第二次

26、彎彎矩分配配:再次次將各節(jié)節(jié)點不平平衡彎矩矩(各桿桿件傳遞遞彎矩之之和)改改變()、()符號號后進(jìn)行行分配。上述4項項彎矩之之和,即即為框架架梁、柱柱的桿端端彎矩。(5)梁端端彎矩的的調(diào)幅框架結(jié)構(gòu)梁梁端的負(fù)負(fù)彎矩較較大,配配筋較多多,因而而不便施施工。由由于超靜靜定鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)具具有塑性性內(nèi)力重重分布的的性質(zhì),所所以在豎豎向荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值作用下下可乘以以調(diào)幅系系數(shù),適當(dāng)當(dāng)降低梁梁端彎矩矩。對現(xiàn)現(xiàn)澆鋼筋筋混凝土土框架,可可取= 00.80.9。梁端端彎矩調(diào)調(diào)幅后,不不僅可以以減少梁梁端配筋筋數(shù)量,達(dá)達(dá)到施工工方便的的目的,而而且還可可以提高高柱的安安全儲備備,以滿滿足“強(qiáng)柱弱弱梁”的設(shè)計計

27、原則。3. 自重重荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作作用下框框架梁端端剪力、跨跨中彎矩矩和柱軸軸力、剪剪力計算算(1)梁跨跨中彎矩矩計算:根據(jù)梁梁上的荷荷載和調(diào)調(diào)幅后的的梁端彎彎矩計算算各層、各各跨梁的的跨中彎彎矩。(2)梁端端剪力計計算:梁端剪剪力可根根據(jù)梁端端彎矩和和梁上的的荷載由由梁桿件件的平衡衡求得。(3)柱軸軸力計算算:柱軸力力可根據(jù)據(jù)梁端剪剪力和框框架柱上上集中荷荷載由節(jié)節(jié)點平衡衡求得。(4)柱剪剪力計算算:根據(jù)據(jù)柱上、下下端的彎彎矩計算算,其計計算式為為:Vc(Mc上Mc下)/ Hc。以上計算內(nèi)內(nèi)容均可可參見教教材抗抗震設(shè)計計中的的計算實實例,以以表格的的格式進(jìn)進(jìn)行計算算。4. 自重重荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作

28、作用下框框架內(nèi)力力圖的繪繪制(1)框架架梁、柱柱彎矩圖圖:調(diào)幅幅后的梁梁端彎矩矩和相應(yīng)應(yīng)的跨中中彎矩值值可用括括號表示示。(2)框架架梁剪力力、柱軸軸力圖2.6.22 可變荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用下的框框架內(nèi)力力計算1.框架上上可變荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算算(1)框架架梁上可可變荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值計算(2)框架架柱上可可變荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值計算以上兩項荷荷載計算算時應(yīng)注注意根據(jù)據(jù)所設(shè)計計的某榀榀框架的的具體受受力情況況分層、分分跨進(jìn)行行計算;頂層的的可變荷載載對非地地震情況況下應(yīng)采采用屋面面均布活活荷載標(biāo)準(zhǔn)值;對地地震作用用下應(yīng)采采用屋面面雪荷載載。2. 可變變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作作用下框框架梁、柱柱端彎矩矩計算(1

29、)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值及計算算簡圖:將上述述計算的的荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值繪繪制在框框架計算算簡圖上上。(2)梁固固端彎矩矩計算:計算方方法與22.6.1中自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用時相同同。(3)彎矩矩分配與與傳遞、桿桿端彎矩矩計算:計算方方法與22.6.1中自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用時相同同(4)梁端端彎矩的的調(diào)幅:取調(diào)幅幅系數(shù)= 00.8。3. 可變變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作作用下框框架梁端端剪力、跨跨中彎矩矩和柱軸軸力、剪剪力計算算(1)梁跨跨中彎矩矩計算:計算方方法與22.6.1中自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用時相同同。(2)梁端端剪力計計算:計計算方法法與2.6.11中自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值用時時相同。(3)柱軸軸力計算

30、算:計算算方法與與2.66.1中中自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用時相同同。(4)柱剪剪力計算算:計算算方法與與2.66.1中中自重荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用用時相同同。4. 可變變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作作用下框框架內(nèi)力力圖的繪繪制(1)框架架梁、柱柱彎矩圖圖:調(diào)幅幅后的梁梁端彎矩矩和相應(yīng)應(yīng)的跨中中彎矩值值可用括括號表示示。(2)框架架梁剪力力、柱軸軸力圖2.7橫向向框架內(nèi)內(nèi)力組合合2.7.11 梁的內(nèi)內(nèi)力不利利組合1. 梁彎彎矩的不不利組合合梁端負(fù)彎矩矩,可按下列三式式中的較較大值取取用:梁端正彎矩矩按下式式確定:跨中正彎矩矩按下列三式中的較大大值取用用: 式中 RE承載力力抗震調(diào)調(diào)整系數(shù)數(shù),按抗抗震規(guī)范范中表表5

31、.44.2取取用;0結(jié)構(gòu)構(gòu)重要性性系數(shù),按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB5001-2010第3.3.2條,對一般結(jié)構(gòu)為1.0。(1)梁端端彎矩組組合:計計算過程程可參見見教材抗抗震設(shè)計計中計計算實例例中的列表格式式進(jìn)行。(2)梁跨跨中彎矩矩組合:其值可可由解析析法求得得,計算算方法及及過程可可參見教教材抗抗震設(shè)計計中示示例。2. 梁端端剪力的的不利組組合依據(jù)抗震震規(guī)范,為了避免梁在彎曲破壞前發(fā)生剪切破壞,應(yīng)按“強(qiáng)剪弱彎”的原則調(diào)整框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計值,故剪力組合設(shè)計值的計算可采用下列三式中的較大值:式中 lln 梁的凈凈跨;VGb 梁在重力力荷載代代表值作作用下,按按簡支梁梁分析的的梁端截截

32、面剪力力設(shè)計值值(即應(yīng)應(yīng)乘以1.2系數(shù));、分別為為梁左、右右端反時時針或順順時針方方向組合合的彎矩矩設(shè)計值值,一級級框架兩兩端彎矩矩均為負(fù)負(fù)彎矩時時,絕對對值較小小的彎矩矩應(yīng)取零零;梁端剪力力增大系系數(shù),一一級可取取1.3,二級級可取1.2,三級級可取1.1。2.7.22 柱的內(nèi)內(nèi)力不利利組合1. 柱端端彎矩和和軸力的的不利組組合對于單向偏偏心受壓壓的框架架柱,進(jìn)進(jìn)行內(nèi)力力組合時時通常有有四種組組合:分分別為地地震作用用下大偏偏心受壓壓、地震震作用下下小偏心心受壓、無無地震作作用下由由可變荷荷載控制制的效應(yīng)應(yīng)組合和和無地震震作用下下由永久久荷載控控制的效效應(yīng)組合合的偏心受受壓。第1組內(nèi)力力組

33、合(地震下大偏心受壓):第2組內(nèi)力力組合(地震下小偏心受壓):第3組內(nèi)力力組合(無無地震作作用下可可變荷載載控制):第4組內(nèi)力力組合(無無地震作作用下永永久荷載載控制):式中 MMEk、MGk、MQk 分別為為由水平平地震作作用、重重力荷載載、雪荷荷載或樓樓面活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值在柱柱端產(chǎn)生生的彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值值;NEk、NNGk、NQk分別為為由水平平地震作作用、重重力荷載載、雪荷荷載或樓樓面活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值在柱柱端產(chǎn)生生的軸力力標(biāo)準(zhǔn)值值。 柱彎矩矩與軸力力組合的的具體計計算過程程可參見見教材抗抗震設(shè)計計中的的計算實實例,以以列表格格式進(jìn)行行計算。2. 柱剪剪力的不不利組合合為了防止柱柱在壓彎彎破壞

34、前前發(fā)生剪剪切破壞壞,應(yīng)按按“強(qiáng)剪弱弱彎”的原則則,對柱柱的端部部截面組組合的剪剪力設(shè)計計值予以以調(diào)整,故故剪力組組合的計計算公式式如下:有地震作用用時: QUOTE 無地震作用用時,可可按下列列兩式中中取大值值:式中 HHn柱的計算算高度;、分別為為柱的上上、下端端順時針針或反時時針方向向截面組組合的彎彎矩設(shè)計計值,應(yīng)應(yīng)符合上上述柱端端彎矩組組合中第第、款的規(guī)規(guī)定;柱剪力增增大系數(shù)數(shù),對一一、二、三三、四級級的框架架柱,可可分別取取1.5、1.3、1.2、1.1。 此此外,對對一、二二、三、四四抗震等等級框架架的角柱柱,經(jīng)上上式調(diào)整整后的組組合剪力力設(shè)計值值,尚應(yīng)應(yīng)乘以不不小于1.1的增大大

35、系數(shù)。具體計算過過程可參參見教材材抗震震設(shè)計中中的計算實實例,以以列表格格式進(jìn)行行計算。2.7.33 構(gòu)件端端部控制制截面處處彎矩和和剪力計計算1.梁端部部控制截截面處彎彎矩和剪剪力計算算上述各跨梁梁的內(nèi)力力組合計計算表中中所求得得的最不不利內(nèi)力力梁彎矩矩M、剪力力組合值值V,均為其其支座中中心處內(nèi)內(nèi)力,而而截面配配筋計算算需要梁梁支座邊邊緣控制制截面處處彎矩、剪剪力之值。其計算方方法,對最不利利內(nèi)力為為無地震震作用組組合,可可按:或式計算;對對有地震作作用組合合,可按:式計算。支座邊邊緣控制制截面處處的彎矩矩計算,可可按:式式計算。2.柱端部部控制截截面處彎彎矩計算算框架柱端部部支座邊邊緣控

36、制制截面處處彎矩的的計算方方法,與與梁的計計算方法法類似。計算式式為:。3.節(jié)點處處柱端組組合彎矩矩設(shè)計值值驗算和和調(diào)整進(jìn)行抗震震設(shè)計時時,框架架梁柱節(jié)節(jié)點處,除除框架頂頂層和柱柱軸壓比比小于0.115者外,柱柱端組合合的彎矩矩設(shè)計值值尚應(yīng)符符合公式式的要求求:式中 Mc節(jié)點上上下柱端端截面順順時針或或反時針針方向組組合的彎彎矩設(shè)計計值之和和,上下下柱端的的彎矩設(shè)設(shè)計值,可可按彈性性分析分分配;Mb節(jié)節(jié)點左右右梁端截截面反時時針或順順時針方方向組合合的彎矩矩設(shè)計值值之和,一一級框架架節(jié)點左左右梁端端均為負(fù)負(fù)彎矩時時,絕對對值較小小的彎矩矩應(yīng)取零零;框架柱端端彎矩增增大系數(shù)數(shù);一、二二、三、四四

37、級可分分別取1.7、1.5、1.3、1.2。 一、二二、三、四四抗震等等級框架架結(jié)構(gòu)的的底層,柱柱下端截截面組合合的彎矩矩設(shè)計值值,應(yīng)分分別乘以以增大系系數(shù)1.7,1.5、1.3、1.2。一、二、三三、四抗抗震等級級框架的的角柱,經(jīng)經(jīng)上述第第、條調(diào)整整后的柱柱端組合合彎矩設(shè)設(shè)計值,尚尚應(yīng)乘以以不小于于1.1的增大大系數(shù)根據(jù)以上調(diào)調(diào)整,最最終確定定各層柱柱端控制制截面處處彎矩、軸軸力設(shè)計計值,具具體計算算過程參參見教材材抗震震設(shè)計中中的計算算實例中中的列表表格式進(jìn)進(jìn)行。2.8 框框架梁、柱柱和節(jié)點點的抗震震設(shè)計2.8.11 一般設(shè)設(shè)計原則則1.強(qiáng)柱弱弱梁:要要控制梁梁、柱的的相對強(qiáng)強(qiáng)度,使使塑性

38、鉸鉸首先在在梁中出出現(xiàn),盡盡量避免免或減少少在柱中中出現(xiàn)。2.強(qiáng)剪弱弱彎:對對于梁、柱柱構(gòu)件而而言,要要保證構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)現(xiàn)塑性鉸鉸,而不不過早地地發(fā)生剪剪切破壞壞,這就就要求構(gòu)構(gòu)件的抗抗剪承載載力大于于塑性鉸鉸的抗彎彎承載力力。3.強(qiáng)節(jié)點點、強(qiáng)錨錨固:為為了保證證延性結(jié)結(jié)構(gòu)的要要求,在在梁的塑塑性鉸充充分發(fā)揮揮作用前前,框架架節(jié)點、鋼鋼筋的錨錨固不應(yīng)應(yīng)過早地地破壞。2.8.22 橫向框框架梁設(shè)設(shè)計 1.梁的正正截面受受彎承載載力計算算(1)設(shè)計計要求梁端截面面的底面面和頂面面配筋量量的比值值,抗震震等級二二、三級級不應(yīng)小小于0.3。沿梁全長長頂面和和底面的的配筋,二二級不應(yīng)應(yīng)小于214,三級級不

39、應(yīng)小小于212。計入受壓壓鋼筋的的梁端,混混凝土受受壓相對對高度0.335;梁跨跨中混凝凝土相對對受壓高高度b。梁縱向受受拉鋼筋筋配筋率率的限值值梁端:2.5%maxxminn跨中:minnmin參參見教材材抗震震設(shè)計中中的計算表達(dá)取值。(2)承載載力計算算及配筋筋在分別進(jìn)行行各層、各各跨梁的的承載力力計算時時應(yīng)注意意:梁端截截面負(fù)彎彎矩配筋筋應(yīng)按矩矩形截面面計算;跨中截截面正彎彎矩配筋筋按T形截面面計算,所所以需首首先確定定T形截面面翼緣的的計算寬寬度,確確定方法法可參照照鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)教材材中的有有關(guān)規(guī)定定。選配鋼鋼筋的直直徑和根根數(shù)應(yīng)適適宜,除除滿足上上述各項項設(shè)計要要求外,還還應(yīng)考

40、慮慮方便施施工,同同一層梁梁鋼筋直直徑的類類型不宜宜超過三三種,各各層框架架梁鋼筋筋直徑的的總類型型不宜超超過四種種。具體體計算過過程參見見教材混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計中的的計算實實例中的的分層列表表格式進(jìn)進(jìn)行。2.梁的斜斜截面受受剪承載載力計算算(1)設(shè)計計要求剪跨比的的限制(即即梁的最最小截面面的限制制):REV 0.22 fC b hh0 (0.225 ffC b h0)0.8式中0.88為反復(fù)復(fù)荷載作作用下梁梁受剪承承載力降降低系數(shù)數(shù)。按“強(qiáng)剪剪弱彎”的原則則調(diào)整梁梁端截面面剪力:內(nèi)力組組合時已已進(jìn)行調(diào)調(diào)整。梁端箍筋筋加密區(qū)區(qū)的長度度、箍筋筋最大間間距和最最小直徑徑要求見見抗震震規(guī)范表6.

41、3.3,加密區(qū)箍筋肢距,不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值等的規(guī)范要求。(2)承載載力計算算及配箍箍筋計算公式:若采用用有地震震作用時時的剪力力,則 QUOTE 若采用無地地震作用用時的剪剪力,則則 QUOTE 3.次梁兩兩側(cè)吊筋筋或附加加箍筋計計算:可可參見教教材混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計中的的有關(guān)公公式進(jìn)行行計算。2.8.33 框架柱柱設(shè)計1.柱的正正截面受受壓承載載力計算算(1)設(shè)計計要求軸壓比限限制:軸軸壓比是是影響柱柱延性的的重要因因素之一一,在框框架抗震震設(shè)計中中,必須須限制軸軸壓比。對抗震等級為二、三級的框架柱,軸壓比需滿足: 二二級 N / bb h fc 0.75 三級 N

42、 / bb h fc 0.85按“強(qiáng)柱柱弱梁”原則調(diào)調(diào)整柱端端彎矩設(shè)設(shè)計值:內(nèi)力組組合時已已進(jìn)行調(diào)調(diào)整。柱宜對稱稱配筋,截截面尺寸寸大于4000 mmm的柱,縱縱向鋼筋筋間距不不宜大于于2000mm。柱縱向鋼鋼筋配筋筋率限制制總配筋率: 5% maxxminn每側(cè)配筋率率: 0.22%min應(yīng)應(yīng)按建建筑抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范(GB5500111-220100)中表6.33.7-1取值值。(2)柱軸軸壓比驗驗算:應(yīng)應(yīng)取柱各各截面內(nèi)內(nèi)力組合合中,有有地震時時的組合合Nmaxx與無地地震時NNq中的較較大值進(jìn)進(jìn)行驗算算。(3)對稱稱配筋柱柱最不利利內(nèi)力的的選取柱對稱配筋筋時,其其受壓承承載力計計算公式式為:N =1 fc b x ,令x =bh0 ,可求得得柱大、小 偏心受壓的界限軸

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