结构方案设计、框架横向刚度计算.ppt

第一节结构方案设计 框架横向刚度计算 不满足位移验算要求 框架结构设计流程 绘制框架结构施工图 不满足竖向设计要求 满足竖向设计要求 一 结构设计技术条件 结构设计技术条件 工程概况 设计依据 荷载取值 结构总体布置 主要承重构件 墙体的选择及截面尺寸 基础 材料 结构计算原则和方法 具体要求祥见word文档 二 框架结构布置 框架结构布置 平面设计 竖向设计 变形缝设置 柱网及层高 梁 柱截面尺寸 基础形式 承重方案 二 框架结构布置 平面设计 建筑的结构平面布置 应有利于抵抗水平荷载和竖向荷载 受力明确 传力直接 力求均匀对称 减少扭转的影响 参考抗规范3 4 1 3 4 5 结构平面形状简单 规则 刚度和承载力分布均匀 不应采用严重不规则的平面布置 二 框架结构布置 抗震设计的钢筋混凝土结构 其平面布置宜简单 规则 对称 减少偏心 平面长度L不宜过长 突出部分长度l不宜过大 不采用角部重叠或细腰形平面图形 二 框架结构布置 结构平面布置应减少扭转的影响 平面不规则 质量中心与刚度中心偏心较大和抗扭刚度太弱的结构 其震害严重 注 对结构的扭转效应从以下两个方面加以限制 1 限制结构平面布置的不规则性 避免质心与刚心存在过大的偏心 2 结构的抗扭刚度不能太弱 楼梯间不宜布置在结构角部 1 框架结构中的楼 电梯间及局部出屋顶的电梯机房 楼梯间 水箱间等 应采用框架承重 不应采用砌体墙承重 参考高层规6 1 6 2 楼梯间的结构布置 几点注意 二 框架结构布置 竖向设计 从结构受力及对抗震性能要求而言 结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小 变化宜均匀 连续不应突变 1 建筑的竖向体型宜规则 均匀 避免有过大的外挑和内收 2 抗震设计的建筑结构 其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70 受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80 3 抗震设计时 结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通 4 沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土等级应满足 每次改变 柱的截面尺寸宜减小100 150mm 混凝土等级降低一级 且二者不宜在同一楼层改变 二 框架结构布置 变形缝设置 1 分类 沉降缝 伸缩缝和防震缝 2 缺点 高层建筑设缝后 给建筑 结构和设备的设计与施工带来一定困难 基础防水也不容易处理 目前的总趋势是避免设缝 当必须设缝时 应将建筑划分为几个独立的结构单元 沉降缝伸缩缝防震缝 避免地震时结构间的相互碰撞 结构从顶到基础顶面分开 注 必要时可以三缝合一 目前的总趋势是避免设缝 避免主体与裙房过大的沉降差 结构完全分开 减小结构温度应力 结构从顶到基础顶面分开 二 框架结构布置 注 1 施工后浇带的作用在于减小混凝土的收缩应力 提高建筑物对温度应力的耐受能力 2 施工中每隔30m 40m间距留后浇带 带宽800mm 1000mm 3 后浇带 应通过建筑物的整个横截面 将全部墙 梁和楼板分开 可设在框架梁和楼板的1 3跨处 4 在后浇带处 板 墙钢筋应采用搭接接头 图2 2 6 梁主筋可不断开 后浇带混凝土宜在两个月后浇灌 5 后浇带应从结构受力较小的部位曲折通过 不宜在同一平面内通过 后浇带的设置 避免设伸缩缝 二 框架结构布置 二 框架结构布置 柱网及层高 2 层高 除底层外 柱的计算高度即为各层层高 结构底层层高 建筑底层层高 去板厚 室内外高差 1 15 1 12 H 基础梁高 1 柱网分为小柱网和大柱网 小柱网是一个开间为一个柱距 大柱网是两个开间为一个柱距 常用的柱距 3 3m 3 6m 4 0m 6 0m 6 6m 7 5m等 常用的跨度 进深 4 8m 5 4m 6 0m 6 6m 7 5m等 注 柱距一般控制在7m左右 柱网相差不宜过大 以避免某跨线刚度过大 注 层高一般取3m 3 3m 3 6m 4 2m 4 5m等 二 框架结构布置 承重方案 1 横向框架承重主梁沿房屋横向布置 板和连系梁沿房屋纵向布置 实际结构中应用最多 2 纵向框架承重主梁沿房屋纵向布置 板和连系梁沿房屋横向布置 3 纵 横向框架承重房屋的纵 横向都布置承重框架 楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖 框架结构的承重方案 二 框架结构布置 梁 柱截面尺寸 1 梁截面尺寸确定 高规6 3 1 梁截面高度可取hb 1 18 1 10 lb梁截面宽度可取bb 1 3 1 2 hb 且不宜小于200mm 2 柱截面尺寸 柱截面尺寸一般根据经验估算或柱的轴压比限制来确定 1 框架柱的截面宽度不宜小于350mm 高度均不宜小于400mm 2 为避免柱产生剪切破坏 柱净高与截面长边之比宜大于4 3 边柱内缩 中柱两边缩 每次缩减100 150为宜 4 梁 柱的截面中心线宜重合 若偏心 偏心距不宜大于柱截面在该方向的1 4 抗震规范6 1 5 注 柱子的偏心对齐问题 二 框架结构布置 利用轴压比限制确定柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定 也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算 再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响 即式中 Ac为柱截面面积 N为柱所承受的轴向压力设计值 Nv为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值 1 25为重力荷载的荷载分项系数平均值 重力荷载标准值可根据实际荷载取值 也可近似按 12 14 kN m2计算 Ac 1 1 1 2 N fc N 1 25Nv 二 框架结构布置 基础形式 十字交叉基础 上部荷载较大 采用条形基础不能满足地基承载力要求时 可采用十字交叉基础 将基础纵 横两个方向联系起来 其整体性比较好 柱下条形基础 上部荷载较大 地基承载力较低 柱间距离较近时 可采用柱下条形基础 筏板基础 上部荷载大 地基软弱或防渗需要时 可采用筏板基础 其整体性比好 三 框架结构计算简图 为了简化计算 通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析 每榀平面框架为一计算单元 1 竖向荷载作用下 应根据结构的不同特点进行分析 并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递 这时竖向荷载通常由纵 横向框架共用承担 2 水平荷载作用下 整个框架可视为若干个平面框架 共同抵抗与平面框架平行的水平荷载 与该方向正交的结构不参与受力 三 框架结构计算简图 3 当上 下层柱截面尺寸不同且形心轴不重合时 顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线 注意由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩 1 计算简图用梁 柱轴线表示 取各自的形心线 对于现浇的情况 梁截面的形心线可近似取至板底 2 对于底层柱的下端 一般取至基础顶面 当设有整体刚度很大的地下室 可取至地下室结构的顶板处 注 四 框架横向刚度计算 1 梁线刚度 注意 对于楼梯间框架梁不单独考虑 1 梁的线刚度 取决于 梁混凝土强度等级 梁截面尺寸 梁计算跨度 四 框架横向刚度计算 2 柱线刚度 2 柱的线刚度 取决于 柱混凝土强度等级 柱截面尺寸 层高 四 框架横向刚度计算