框架結構畢業(yè)設計指導書

10開頭確定構造方案與構造布置初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級計算各層重力荷載代表值及構造剛度參數豎向荷載計算開頭確定構造方案與構造布置初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級計算各層重力荷載代表值及構造剛度參數豎向荷載計算計算構造自振周期及振型計算多遇地震烈度下的構造彈性地震作用不滿足多遇烈度地震作用下構造層間彈性變形驗算滿足上述地震作用下構造內力分析 豎向荷載作用下內力分析內力組合按組合內力進展梁柱配筋計算根底設計進展重要部位的抗震強度驗算計計算步驟進展編寫，內容包括建筑設計和構造設計。第一局部 建筑方案設計主要內容為：依據設計任務書的要求，進展建筑總平面設計和建筑方案設計的思路和設計說明，比方，本案與場地和四周環(huán)境的關系，人流、車流、停車場、主次出門窗大小及位置確實定；水平和垂直交通聯(lián)系的設計；立面設計等。其次局部 構造設計計算定構造的構造措施。框架構造抗震設計步驟：需要作薄弱層變形驗算否需要作薄弱層變形驗算否否不滿足按罕遇地震烈度驗算薄弱層彈塑性層間位移角或延性構造措施特別延性構造完畢第一步構造平面布置置方案的過程就是一個構造概念設計的過程?！惨弧?、掌握高寬比要求。對于滿足標準要求的高層建筑，一般可不進展整體穩(wěn)定驗算和傾覆驗算。2、削減平面和豎向布置的不規(guī)章性量重合，以削減因外形不規(guī)章產生扭轉的可能性。施加強。3、變形縫的設置縫和防震縫將高層建筑劃分為假設干個構造獨立的局部，成為獨立的構造單元?！捕?、構造布置原則轉的可能性。(3)盡量統(tǒng)一柱網及層高，以削減構件種類規(guī)格，簡化設計及施工。(4)縮縫將房屋分成假設干溫度區(qū)段。2、柱網和層高框架構造的柱網尺寸，即平面框架的柱距(開間)與跨度(進深)和層高，首先要滿足生面簡潔規(guī)章、受力合理，同時施工便利，有利于裝配化、定型化和施工工業(yè)化。3、鋼筋混凝土承重框架的布置向上的水平作用。依據承重框架布置方向的不同，框架承重體系可分為三種。樓板支承在橫向框架上，樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁。由于橫向框架跨數較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側移剛度。由于豎向荷載主要通過橫梁傳遞，所以縱向連系梁往往截面尺寸較小，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，對于給定的凈空要求使構造層高增加。的橫向剛度較小。樓板可以不設井字梁直接支承在框架主梁上。空間框架體系進展內力分析。應承受鉸接，也不應承受橫向為剛接、縱向為鉸接的構造體系?！踩?、繪出各層構造平面布置圖標出柱距等相關尺寸、軸線號，對框架、框架梁、次梁進展編號。其次步、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〔1〕框架梁截面尺寸：框架梁的截面尺寸應當依據承受豎向荷載的大小、梁的跨度、定。一般狀況下，框架梁的截面尺寸可參考受彎構件按下式估算：梁高h=(1/8～1/12)l，lb=(1/2～1/3)h200mm，44。(2)般取層高的1/15～1/20，同時滿足hl l 0 0 0300mm；高層建筑中，框架柱截面的高度不宜小于1～2。柱凈高與截面高度之4。為了削減構件類型，簡化施工，多層房屋中柱截面沿房屋高度不宜轉變。在計算中，還應留意框架柱的截面尺寸應符合標準對剪壓比(Vc

/fbhcc c0

(M/Vhc

)、軸壓比(N

N/fbhcc

)限值的要求，如不滿足應隨時調整截面尺寸，保ω表示柱軸壓比的限值，則柱截面尺寸可用如下閱歷公式粗略確定：Aa2

GnF f(0.1)103c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；m2；fc——混凝土軸心抗壓強度設計值；ω0.9?！卣鸺爸小⑦呏南嚓P調整系數，711.1，81.11.2；G——構造單位面積的重量(豎向荷載)，依據閱歷估算鋼筋混凝土高層建筑約為12～18kN／m2。二、梁的計算跨度：以柱形心為準，畫圖并計算。底層柱=層高+室內外高差+根底頂面至室外地面的高度。其他層同層高。四、材料強度等級1C20。III級鋼筋。五、選取計算單元，確定計算框架簡圖1、畫出水平計算簡圖，標注框架編號〔123-----，縱向為ABC--框架梁編號〔材料、截面和跨度一樣的編同一號，確定梁的計算跨度。2、選取計算單元〔所需計算的一榀或幾榀框架柱的計算高度，并對柱編號〔材料、截面和高度一樣的編同一號。第三步、計算各層重力荷載代表值及構造剛度參數一、 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×屋面面積；2、屋面豎向活載：屋面雪荷載×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×樓面面積；4、樓面豎向活載：樓面均布活荷載×樓面面積；5、梁柱自重〔包括梁側、梁底、柱的抹灰40mm。G(0.40bhl容重混凝土容重：25KN/m31梁柱自重計算表6〔包括女兒墻和各種縱橫隔墻〕40mm考慮。G墻高墻寬0.40墻厚墻體容重19KN/m3同上列表：2墻體自重計算表7、荷載分層總匯屋面活荷載+縱橫梁自重+樓面下半層的柱及縱橫墻自重；G各樓層重力荷載代表值=樓面恒荷載+50%樓面活荷載+縱橫梁自重+樓面Gi上下各半層的柱及縱橫墻自重；總重力荷載代表值GnGii1二、剛度參數計算1、梁的線剛度計算：各層梁分別列表計算〔表的形式依據具體狀況合理調整表3 框架梁的線剛度計算2、柱的線剛度計算各層柱分別列表計算：3、橫向框架柱的側移剛度值Dij根柱的側移剛度為：12kD ij h2式中，α表達了節(jié)點轉角的影響，對于框架一般層的邊柱與中柱和首層的邊柱αP1195-4。列表計算：5橫向框架柱的側移剛度值第四步、計算橫向框架自振周期能量法計算根本周期：nGnGu2i1i inGui1i i

〔5-2〕G視為作用在樓面處的水平力時，按i i彈性剛度計算得到的構造頂點側向位移〔m。u Vi i

/mDikk1

V/Di

〔5-4〕式中，Vi

i層的層間剪力，Vi

nG ;kkiDi層柱的側移剛度之和〔前面已算出。i6能量法計算構造根本周期第五步、計算多遇地震烈度下橫向框架的彈性地震作用對滿足底部剪力法適用條件的框架構造，可用底部剪力法求解。F EK

G1 eqF GiHi F )i nGH EK nj jF Fn n EK表7 水平地震作用及層間地震剪力計算第六步、多遇烈度地震作用下構造層間彈性變形驗算1、層間剪力的計算〔P11〔上表已算出〕Vi2、層間彈性變形計算

n Fkki

〔5-12〕u V/Dei i i3、驗算ue

]H是否滿足。e表8 地震作用下橫向變形驗算第七步、上述地震作用下構造內力分析〔§5-4〕一、求柱端剪力ik根柱子的剪力為DDV ikVDD

ik V

〔5-14〕二、柱的上下端彎矩

ik D ii

nD irMij上

ijM V yhij下 ij式中，y——為柱子的反彎點高度比，yy0

y y y1 2 3y0查表得。y1同，柱上、下節(jié)點轉角不同時，反彎點位置有變化，應將y0

y。1y y——上下層高度變化時反彎點高度比修正值，2 3表9 下框架柱剪力及彎矩計算做出框架柱剪力及彎矩圖。三、框架梁端的彎矩依據節(jié)點平衡，求梁端彎矩：對于中柱，左、右梁端彎矩可由上、下柱端彎矩之和按左、右梁的線剛度比例安排k左M左 b 〔M上

M下) 〔5-18〕b k左b

k右 c bM右 b

〔M上

M下) 〔5-19〕b對邊柱節(jié)點：

k左k右 c b b列表計算：

M b c

M下c

〔5-20〕做出框架梁的彎矩圖。四、框架梁端的剪力計算依據框架梁隔離體的平衡條件，梁端彎矩的代數和除以梁的跨度即可得梁端剪力MlMrV b b l

〔5-21〕五、框架柱的軸力計算對于邊柱，節(jié)點一側的梁端剪力即為柱的該層層間軸向力；10框架梁端彎矩、剪力及柱軸力計算表做出框架梁的彎矩、剪力圖及柱的軸力圖。第八步、豎向荷載作用下橫向框架的內力分析一、荷載及計算簡圖

１、橫向框架梁上的線荷載〔恒載和活荷載分別算〕a〕樓〔屋〕面均布荷載傳給梁的線荷載〔雙向板〕5短向安排荷載：aq8 a2 a3 aq2b 2b＝梁自重＋樓〔屋〕面均布荷載傳給梁的線荷載做出框架豎向荷載圖〔有關荷載前面已算出。＝自重＋梁傳來的集中荷載二、框架彎矩計算〔一、迭代法〔構造力學〕〔二、分層法：在豎向荷載作用下框架內力承受分層法進展簡化計算，此時每層彎矩之和。1、求梁的固端彎矩；2、梁柱的線剛度〔前面已算出；3、安排系數：按與節(jié)點連接的各桿的轉動剛度比值計算；41/21/3；梁遠端固定傳1/2，遠端滑動鉸支座傳遞系數為-1。52~3次為宜。61/3傳遞系數傳遞到遠端〔底層按1/2傳遞系數的節(jié)點彎矩由于參加了的彎矩而不再平衡，應將不平衡彎矩再安排。70.85〔用括號在圖上標出1.1。做出梁柱最終彎矩圖。梁端剪力：VV

1 M Mql 左 右q m 2 l柱軸力：NV〔梁端剪力P〔節(jié)點集中力及柱自重〕表11 〕面均布荷載傳給梁的線荷載計算表12框架上的線荷載分布〔恒載〕13框架梁端固端彎矩計算14豎向荷載作用下彎矩安排〔恒載〕15節(jié)點不平衡彎矩的再安排表〔恒載〕16豎向荷載作用下梁端剪力及柱軸力計算〔恒載〕〕18框架上的線荷載分布〔活載〕〕〕〔活載〕22豎向荷載作用下柱剪力計算〔活載〕23調幅后的框架梁彎矩第九步、內力組合土框架構造構件的承載力按以下公式驗算：非抗震設計： SR01.1、1.0、0.9。0抗震設計： SRRE(為了計算比較，在內力組合以獲得荷載效應組合值S的同時，乘上構造重要性系數和抗震承載力調整系數 。)0 RE〔1〕恒載和活荷載效應的組合；〔2〕豎向荷載和地震作用效應的組合。〔一〕 梁的內力不利組合梁端負彎矩，取下式兩者較大值M (1.3M 1.2M )RE E GM (1.2M 1.4M )0 恒 活梁端正彎矩按下式確定M (1.3M 1.0M )RE E G梁端剪力，取下式兩者較大值V (1.3V 1.2V)RE E GV

(1.2V0

)活梁跨中正彎矩，取下式兩者較大值M中RE(1.3ME1.2MG)M (1.2M 1.4M )中 0 恒 活其位置和大小由作圖法或解析法求得。作圖法：按同一比例尺作重力荷載代表值作用下的彎矩圖〔乘分項系數〕和地震作用下的彎矩圖〔乘分項系數，在MG

彎矩圖上作平行與abm點，作鉛垂線交ab與n點則mn的長度為M 。b,maxa 〔如右上圖所示〕地震作用方向EA

nG

解析法求MB

：b,maxmG a Gm

R ql1(M M

M )bx Bm E

A 2 l GB GAxRA

EA EBl b qMb,max

R2 A2q GA

M 〔如右以下圖所示。EA〔二〕 框架柱的內力組合AA qBB單向偏心受壓：有三種情形，即在地震作A B下大偏心受壓、小偏心受壓和無地震作用的RAxRB 偏心受壓：l第①組內力組合〔大偏心受壓〕M (1.3M 1.2M )max RE E GN (1.3N 1.0N )min RE E G第②組內力組合〔小偏心受壓〕M max

(1.3MRE

1.2M )GNmaxRE(1.3NE1.2NG)第③組內力組合〔無地震作用〕M0(1.2M恒1.4M活)N0(1.2N恒1.4N活)用軸壓比 N 推斷大小偏心，并以大偏心受壓和小偏心受壓分別配筋，取大者。fbhc 024梁內力組合表26柱的內力組合表〔B柱〕27柱的內力組合表〔C柱〕第十步、按組合內力進展梁柱配筋計算計時用調整內力的方式實現。一、框架梁1、正截面受彎承載力驗算筋計算。28框架梁正截面配筋計算2、斜截面受剪承載力驗算1〕梁的組合剪力設計值應符合以下要求： VRE b

0.2fbhc 0按“強剪弱彎”的原則，調整梁端剪力設計值〔留意：調整前內力除于

，并將調整后的值V

放回組合表中備用〕調整值：

RE(Mlvb

bMr)/l Vb n Gb9度和一級框架構造尚應符合 V1.1(Mlbua

Mrbua

)/l Vn Gb 1.31.21.1。vb斜截面受剪承載力驗算 V 0.42fbh

1.25f

A SVhRE b

t 0 YV s 029框架梁斜截面配筋計算二、框架柱1、正截面受彎承載力驗算1〕軸壓比的限制軸壓比的限制是為了保證柱具有肯定的延性。 N 要滿足標準要求。fbhc2〕按“強柱弱梁”的原則，調整柱的彎矩設計值〔留意：調整前內力除于RE

，并將調整后的彎矩值放回組合表中備用〕0.15M Mc c b9度和一級框架構造尚應符合

M 1.2Mc

bua 1.41.21.1；一、二、c三級框架構造的底層，柱下端截面的彎矩設計值，增大系數分別為：1.5、1.251.15。調整后的柱端彎矩按原有柱端彎矩之值安排。2、柱斜截面受剪承載力驗算剪壓比的限制柱的組合剪力設計值應符合以下要求： VRE c

0.2fbhc 0按“強剪弱彎”的原則，調整柱的剪力設計值〔留意：調整前內力除于RE

，并將調整后的值Vc

放回組合表中備用〕V c

(Mtvc

Mb)/Hc n9度和一級框架構造尚應符合V 1.2(Mt Mb )/Hc cua cua n 1.41.21.1。vc柱斜截面受剪承載力驗算 V

1.05

fbh f

A svh

0.056NRE c

1 t

YV s 0H——剪跨比， n。當1時，取1，當3時，取3。H2h0N——考慮地震作用組合的柱軸壓力，當N0.3f A時，取N0.3f A。c c當柱消滅拉力時，應按下式驗算：1.05 A V fbh f svh

0.2NRE c

1

t 0 YV s 0

A svh

A svh

，且不應小于0.36fbh。YV s 0 YV s 0 t 030框架柱正截面配筋計算31偏心矩增大系數和穩(wěn)定系數32框架柱斜截面配筋計算三、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、柱破壞。要求。1、節(jié)點剪壓比的掌握 V 0.30fbhRE j j c j j ——正交梁的約束影響系數。j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，應按以下規(guī)定承受：1／2時，可承受該側柱截面寬度，當小于柱截面寬度的1／2時，可承受以下二者中的較小值：b bj c1／4時，核芯區(qū)的截面有效驗算寬度可承受上式(5—9)和下式(5—10)中計算結果的較小值：b 0.5(bj b

ec c3、框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面受剪承載力的驗算1〕一、二級框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)組合的剪力設計值，應按下式確定： M

h aV

b(1-b0 s) (5—23)j h b0 s

H hc b9度時和一級框架構造尚應符合式：1.15M

h aV b0 s)j h b0 s

H hc b2〕節(jié)點核芯區(qū)截面抗震受剪承載力，應承受下式驗算：b h a VRE j

j

fbht

j

Nbc

f AYV

b0 ss9度時應符合：

VRE

0.9j

fbht

f AYV

h ab0 ss第十一步、需要薄弱層變形驗算否一、依據梁柱配筋和柱的軸壓力等，計算梁柱各掌握截面的屈服彎矩剪力。Ve(i)Vy(i),計算層間屈服強度系數ξy(i)。四、推斷構造的薄弱樓層，計算構造薄弱樓層最大彈性層間位移Δμp和層間角位移θp。五、推斷[θ]≥θ。p pθ]值，使[θ]≥θ，或轉變薄弱層構p p p件配筋。第十二步、延性構造措施按《抗震標準》要求執(zhí)行。一、梁鋼筋的設置要滿足以下要求：④跨中鋼筋：

Aus %應0.3〔一級、0.25〔二級、0.2〔三、四級〕水平錨固段長箍筋加密范圍121豎向錨固段長水平錨固段長箍筋加密范圍121豎向錨固段長35476min%0.40〔一級、0.30〔二級、0.25〔三級〕 %2.5且maxxh 0.25〔一級、0.35〔二級〕0②通長鋼筋：2φ14和Au、Al)之較大者〔一級、2φ12〔二級〕14ssAi③柱端下部鋼筋：s應0.5〔一級、0.3〔二、三級〕⑤箍筋間距： hb/4、6d、100〔一級〕hb/4、8d、100〔二級〕hb/4、8d、150〔三、四級〕⑥箍筋直徑： φ10〔一級〕φ8〔二、三級〕φ6〔四級〕⑦沿梁全長最小配箍率：

f f ft 〔一級、0.28 t 〔二級、0.26 t 〔三、四級〕sv fyv二、梁柱節(jié)點處鋼筋的錨固

f fyv yv>0.4L>0.4LaE>>5d>LaE>12d>1.5aE>12dd8>>5dE7.1>第十二步、樓板設計第十三步、樓梯設計第十四步、根底設計根底設計步驟：、選擇根底的材料、類型，進展根底平面布置。、選擇地基持力層。、地基承載力驗算。、地基變形驗算。、根底構造設計。、根底施工圖繪制〔包括施工說明。柱下獨立根底設計一、構造要求柱下鋼筋混凝土單獨根底，應滿足如下一些要求：100mm；梯形截面根底的邊緣高度不宜小于200mm；梯形坡度i13；C15；8mm，間距宜100mma200mm；當有35mm70mm；1~1.5；當根底高度≤500mm時，可承受錐形根底。當根底高度600mm時，宜承受階梯形根底，每階高度一般為300～500mmH設置，當600mm<H≤900mmH>900mm時，宜分為三級；對于現澆柱根底，如根底與柱不同時澆筑，則柱內的縱向鋼筋可通過插筋錨900mm時，全部插H>900mm時，將柱截面四角的鋼筋lm要求承受：

，可按以下lm

15d；C20lm

25d。度應滿足要求。柱下鋼筋混凝土單獨根底的受力鋼筋應雙向配置。當根底寬度大于3m時，根底底板受力鋼筋可縮短為0.l”l根底底面長邊長度-5mm二、設計計算〔一、根底底板尺寸確實定：7層的框架構造200KN/m2時，可不做變形驗算。一般承受試算法：1、假定根底長邊a〔一般為力矩作用方向〕和短邊b之比1.5~2.0，將豎向力設計值N擴大1.2~1.4倍，先按軸心受壓式〔A N 〕求出面積A并算出a、bf20d〔模數化；2、計算基底壓應力：假定基底壓應力呈線性分布，則NG Mp dmax A Wp min

NG M dA WMd

Md

MVh；W——根底底面的抵抗矩，對矩形底面，W3、驗算地基承載力條件