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文档简介

1、安高等学校土木昂工程专业毕业皑设计指导用书凹翱混凝土框架结耙构设计扳主编跋徐秀丽巴办参编韩丽按婷刘子彤绊张国华等按主审叶燕懊华阿 内容提要巴本书为土木工熬程专业系列选皑修课教材中的坝土木工程专业爸毕业设计指导皑用书,主要内艾容包括建筑结办构的选型与布哀置、结构计算阿简图确定、框叭架结构内力计坝算方法、荷载败组合及内力组翱合原则、框架岸梁柱截面设计隘、板设计、楼肮梯结构设计、跋基础设计、P坝KPM软件在捌框架结构设计八中的应用、结肮构施工图绘制阿、单位工程施案工组织设计,拔由一翔实完整暗的工程结构设扳计实例贯穿全扮书,其间穿插矮结构设计各阶岸段的知识要点阿和计算分析方懊法,突出重点哎、难点,并附

2、案有符合现行设半计表达要求的百用平法表示的懊主要结构构件扳施工图。罢全书安排内容斑满足土木工程巴专业的教学计懊划要求,且符半合社会发展对半土木工程专业疤房屋建筑方向阿毕业生的具体昂需要,可供高巴等院校全日制佰本、专科毕业唉设计用书,也挨可作为土木工唉程设计、施工伴、教学人员参吧考。柏前言氨目前土木工程案专业房屋建筑敖工程方向本科哀毕业生虽然有佰相当一部分都般直接从事建筑背工 程施工工版作, 但大多颁数学校仍将框唉架结构设计作背为毕业设计的哀主要选题, 碍主要是框架结背构的 结构类拌型在建筑结构颁中具有代表性癌, 难度及工啊作量也较适宜肮于一般学生的跋学习水平。 笆通过结 构设矮计的全过程训哀练

3、, 帮助学办生对建筑结构耙的基本概念、澳 一般构造要搬求进行系统全笆面的梳理, 癌对今后无论是暗从事设计、 吧施工还是其它百相关工作的毕绊业生都具有指般导作用。 为佰符合面向经济霸 建设、结合鞍生产实际的具瓣体需求,使学拔生能更快地适摆应具体工作,败编者认为应对鞍毕业设计内 鞍容进行相应调啊整,宜以结构瓣设计为主要内奥容,手算分析疤与专业软件分巴析相结合,并芭加入部分 施暗工组织设计工八作。 斑本指导书的编靶写体系采用两八条平行路线,百 一部分为结邦构设计的基本八概念、 设计俺方法和计 算傲步骤, 另一澳部分为一非常摆翔实完整的工扮程结构设计实白例。 每一章佰都先对该部分佰要掌握的知 凹识要点

4、和计算扳分析方法进行拔简要阐述,突奥出重点、难点碍,在此基础上爸再通过设计实挨例提供具 体伴的实施方法和绊步骤,使理论班与实际充分融皑合。两部分内败容互相穿插,瓣可有目的地引矮导学生 学习胺结构设计的基艾本理论知识和哀方法,有效避跋免对例题的生靶搬硬套。 霸本书第一章至背七章、第九章爸由徐秀丽、韩扒丽婷编写,第跋八章由刘子彤班编写,第十章办由范 苏榕、碍徐秀丽编写,板第十一章由张肮国华编写,全阿书由徐秀丽统扒稿,叶燕华主按审。本书书稿拔自 2003岸 年开始一直疤作为南京工业巴大学毕业设计柏内部指导教材阿,每年都根据靶使用过程中指肮导教 师和学柏生提出的意见把建议进行修改耙完善, 先后叭有多位

5、研究生拜及本科生对本耙书的设计实例背进行了累计十柏多遍的计算修氨改,力求每一艾个数据的准确佰性,使本教材癌更具参考性。矮他们是 99翱 级 专升本胺函授生无锡设袄计院的杨志诚拜工程师,02傲 级研究生于伴兰珍、戴家东版,02 级本柏科生王海 洋敖,05 级研柏究生马文静,伴06 级研究捌生马静静,特疤别是 05 阿级研究生徐士岸云,从本科毕碍业设计 开始奥的近三年中,般一直都在帮助安完善设计实例班,并完成了部艾分插图及排版阿工作,为此投胺入了 大量的哎精力。刘伟庆暗教授、王曙光邦教授对本书的百编写内容也提扳出了一些建设板性建议,衷心俺感 谢为本书啊付出辛勤劳动瓣的同仁和同学半们。 颁在撰写本书

6、的氨过程中参考了柏较多的教材、拌 专业设计手胺册及国家规范傲, 但由于编霸写时间较 长哀,有些资料已案难以列出,在绊此一并向有关稗作者表示感谢傲。 由于水平岸有限,书中错捌误及不当之处俺在所难免,敬白请读者、专家捌指正,以便及白时修正和完善阿。编者班2007年1阿0 月目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc418474478 疤第一章盎颁结构选型与布摆置坝 PAGEREF _Toc418474478 h 扮1 HYPERLINK l _Toc418474479 啊1.1鞍结构选型扳 PAGEREF _Toc418474479 h 挨1 HYPERLINK l _

7、Toc418474480 胺1.2哎结构布置耙 PAGEREF _Toc418474480 h 办1 HYPERLINK l _Toc418474481 哀1.3 凹设计例题已知阿条件疤 PAGEREF _Toc418474481 h 拌3 HYPERLINK l _Toc418474482 摆第二章吧捌确定计算简图隘 PAGEREF _Toc418474482 h 啊10 HYPERLINK l _Toc418474483 白2.1败基本理论俺 PAGEREF _Toc418474483 h 安10 HYPERLINK l _Toc418474484 搬2.2胺设计例题版 PAGEREF _

8、Toc418474484 h 拌16 HYPERLINK l _Toc418474485 挨2.2.1矮确定计算简图般 PAGEREF _Toc418474485 h 邦16 HYPERLINK l _Toc418474486 俺2.2.2伴梁、柱截面尺扮寸扳 PAGEREF _Toc418474486 h 败17 HYPERLINK l _Toc418474487 凹2.2.3绊材料强度等级靶 PAGEREF _Toc418474487 h 跋17 HYPERLINK l _Toc418474488 熬2.2.4矮荷载计算靶 PAGEREF _Toc418474488 h 捌17 HYPER

9、LINK l _Toc418474489 阿第三章稗板框架内力计算白 PAGEREF _Toc418474489 h 敖24 HYPERLINK l _Toc418474490 啊3.1矮计算方法懊 PAGEREF _Toc418474490 h 耙24 HYPERLINK l _Toc418474491 昂3.1.1瓣竖向荷载作用敖下框架内力计斑算癌 PAGEREF _Toc418474491 h 坝24 HYPERLINK l _Toc418474492 艾3.1.2安框架活荷载不霸利布置矮 PAGEREF _Toc418474492 h 摆26 HYPERLINK l _Toc41847

10、4493 稗3.1.3碍水平荷载作用芭下框架内力计鞍算班 PAGEREF _Toc418474493 h 颁27 HYPERLINK l _Toc418474494 翱3.2八例题计算板 PAGEREF _Toc418474494 h 靶30 HYPERLINK l _Toc418474495 疤3.2.1昂恒载作用下的耙框架内力耙 PAGEREF _Toc418474495 h 败30 HYPERLINK l _Toc418474496 安3.2.2绊活载作用下的挨框架内力奥 PAGEREF _Toc418474496 h 氨36 HYPERLINK l _Toc418474497 蔼3.2

11、.3斑风荷载作用下氨的位移、内力佰计算伴 PAGEREF _Toc418474497 h 柏51 HYPERLINK l _Toc418474498 搬3.2.4安地震作用下横按向框架的内力案计算罢 PAGEREF _Toc418474498 h 板54 HYPERLINK l _Toc418474499 叭第四章巴吧框架内力组合邦 PAGEREF _Toc418474499 h 翱61 HYPERLINK l _Toc418474500 埃4.1按荷载组合把 PAGEREF _Toc418474500 h 傲61 HYPERLINK l _Toc418474501 扒4.2扮控制截面及最耙不

12、利内力把 PAGEREF _Toc418474501 h 巴62 HYPERLINK l _Toc418474502 癌4.2.1翱控制截面埃 PAGEREF _Toc418474502 h 隘62 HYPERLINK l _Toc418474503 澳4.2.2背最不利内力组白合哀 PAGEREF _Toc418474503 h 昂63 HYPERLINK l _Toc418474504 爸4.4背例题计算哎 PAGEREF _Toc418474504 h 半63 HYPERLINK l _Toc418474505 隘第五章案跋框架梁柱截面半设计伴 PAGEREF _Toc418474505

13、 h 埃69 HYPERLINK l _Toc418474506 搬5.1霸理论基础暗 PAGEREF _Toc418474506 h 半69 HYPERLINK l _Toc418474507 澳5.2啊例题计算柏 PAGEREF _Toc418474507 h 邦71 HYPERLINK l _Toc418474508 昂第六章癌昂楼梯结构计算艾设计鞍 PAGEREF _Toc418474508 h 摆76 HYPERLINK l _Toc418474509 胺6.1扳基本理论办 PAGEREF _Toc418474509 h 肮76 HYPERLINK l _Toc418474510 矮

14、6.1.1蔼板式楼梯瓣 PAGEREF _Toc418474510 h 隘76 HYPERLINK l _Toc418474511 吧6.1.2巴梁式楼梯八 PAGEREF _Toc418474511 h 翱78 HYPERLINK l _Toc418474512 盎6.2拔例题设计佰 PAGEREF _Toc418474512 h 吧79 HYPERLINK l _Toc418474513 俺第七章半芭现浇楼面板设昂计绊 PAGEREF _Toc418474513 h 皑82 HYPERLINK l _Toc418474514 奥7.1傲计算方法俺 PAGEREF _Toc418474514

15、 h 笆82 HYPERLINK l _Toc418474515 肮7.1.1搬单向板肋形楼办盖霸 PAGEREF _Toc418474515 h 肮82 HYPERLINK l _Toc418474516 唉7.1.2熬双向板肋形楼白盖半 PAGEREF _Toc418474516 h 坝85 HYPERLINK l _Toc418474517 熬7.2奥例题计算罢 PAGEREF _Toc418474517 h 哀86 HYPERLINK l _Toc418474518 癌7.2.1版跨中最大弯矩班 PAGEREF _Toc418474518 h 挨87 HYPERLINK l _Toc4

16、18474519 板7.2.2岸求支座中点最鞍大弯矩捌 PAGEREF _Toc418474519 h 暗87 HYPERLINK l _Toc418474520 罢第八章背隘基础设计哀 PAGEREF _Toc418474520 h 傲91 HYPERLINK l _Toc418474521 板8.1把柱下独立基础澳设计唉 PAGEREF _Toc418474521 h 熬91 HYPERLINK l _Toc418474522 按8.1.1巴按持力层强度隘初步确定基础扒底面尺寸耙 PAGEREF _Toc418474522 h 拜91 HYPERLINK l _Toc418474523 叭

17、8.1.2翱抗震承载力验扳算巴 PAGEREF _Toc418474523 h 瓣93 HYPERLINK l _Toc418474524 奥8.1.3半地基软卧层强巴度验算懊 PAGEREF _Toc418474524 h 按93 HYPERLINK l _Toc418474525 绊8.1.4奥地基变形验算敖 PAGEREF _Toc418474525 h 矮94 HYPERLINK l _Toc418474526 稗8.1.5埃确定基础高度俺 PAGEREF _Toc418474526 h 瓣94 HYPERLINK l _Toc418474527 坝8.1.6蔼基础底板配筋佰 PAGE

18、REF _Toc418474527 h 疤96 HYPERLINK l _Toc418474528 坝8.2案基础设计例题昂 PAGEREF _Toc418474528 h 案97 HYPERLINK l _Toc418474529 佰8.2.1罢荷载计算班 PAGEREF _Toc418474529 h 捌97 HYPERLINK l _Toc418474530 盎8.2.2版确定基础底面昂积坝 PAGEREF _Toc418474530 h 巴97 HYPERLINK l _Toc418474531 翱8.2.3扮地基变形验算熬 PAGEREF _Toc418474531 h 伴101 H

19、YPERLINK l _Toc418474532 哎8.2.4把基础结构设计霸 PAGEREF _Toc418474532 h 隘103 HYPERLINK l _Toc418474533 八第九章瓣 PKPM霸软件在框架结阿构设计中的应摆用俺 PAGEREF _Toc418474533 h 按107 HYPERLINK l _Toc418474534 癌9.1PK扳PM坝软件介绍百 PAGEREF _Toc418474534 h 跋107 HYPERLINK l _Toc418474535 拌9.2坝框架结构设计拜在颁PKPM哀系列软件中的吧实施岸 PAGEREF _Toc418474535

20、 h 案107 HYPERLINK l _Toc418474536 坝9.2.1疤PMCAD埃全楼结构模型吧建立颁 PAGEREF _Toc418474536 h 安107 HYPERLINK l _Toc418474537 哀9.2.2翱PK傲模块分析单榀艾框架内力颁 PAGEREF _Toc418474537 h 阿114 HYPERLINK l _Toc418474538 扳9.2.3把TAT-8拔空间框架分析皑及平法配筋施哎工图绘制跋 PAGEREF _Toc418474538 h 吧120 HYPERLINK l _Toc418474539 叭9.3背软件分析结果般与手算结果分艾析比

21、较蔼 PAGEREF _Toc418474539 h 板128 HYPERLINK l _Toc418474540 搬第十章板霸施工图绘制挨 PAGEREF _Toc418474540 h 拜131 HYPERLINK l _Toc418474541 般10.1柏结构施工图的阿表示方法傲 PAGEREF _Toc418474541 h 笆131 HYPERLINK l _Toc418474542 啊10.2扒各类结构构件白的平法施工图百 PAGEREF _Toc418474542 h 翱133 HYPERLINK l _Toc418474543 昂10.2.1澳柱平法施工图爸 PAGEREF

22、_Toc418474543 h 伴133 HYPERLINK l _Toc418474544 柏10.2.2靶梁平法施工图佰 PAGEREF _Toc418474544 h 暗134 HYPERLINK l _Toc418474545 按10.2.3吧板平法施工图傲 PAGEREF _Toc418474545 h 安134 HYPERLINK l _Toc418474546 啊10.2.4哎楼梯平法施工斑图稗 PAGEREF _Toc418474546 h 半135 HYPERLINK l _Toc418474547 熬10.2.5跋基础平法施工稗图八 PAGEREF _Toc41847454

23、7 h 吧135 HYPERLINK l _Toc418474548 邦10.2.6扮标准构件详图盎 PAGEREF _Toc418474548 h 背135 HYPERLINK l _Toc418474549 袄10.3爸例题部分施工佰图搬 PAGEREF _Toc418474549 h 唉135 HYPERLINK l _Toc418474550 柏第十一章澳办单位工程施工搬组织设计矮 PAGEREF _Toc418474550 h 版144 HYPERLINK l _Toc418474551 凹11.1碍单位工程施工败组织设计概述败 PAGEREF _Toc418474551 h 八14

24、4 HYPERLINK l _Toc418474552 暗11.1.1芭单位工程施工胺组织设计的编肮制依据芭 PAGEREF _Toc418474552 h 懊145 HYPERLINK l _Toc418474553 奥11.1.2柏单位工程施工艾组织设计的编氨制程序和基本翱内容斑 PAGEREF _Toc418474553 h 伴145 HYPERLINK l _Toc418474554 岸11.2懊单位工程施工蔼组织设计指导爸 PAGEREF _Toc418474554 h 疤146 HYPERLINK l _Toc418474555 疤11.2.1办工程概况斑 PAGEREF _Toc

25、418474555 h 爸146 HYPERLINK l _Toc418474556 蔼11.2.2癌施工准备坝 PAGEREF _Toc418474556 h 阿147 HYPERLINK l _Toc418474557 扒11.2.3敖施工方案凹 PAGEREF _Toc418474557 h 扳148 HYPERLINK l _Toc418474558 暗11.2.4耙施工进度计划斑 PAGEREF _Toc418474558 h 拜149 HYPERLINK l _Toc418474559 八11.2.5把资源需要量计阿划疤 PAGEREF _Toc418474559 h 半150 H

26、YPERLINK l _Toc418474560 鞍11.2.6肮施工现场平面办图扮 PAGEREF _Toc418474560 h 扳151 HYPERLINK l _Toc418474561 傲11.2.7袄技术措施懊 PAGEREF _Toc418474561 h 摆152 HYPERLINK l _Toc418474562 熬11.3哀某中学教学楼扒施工组织设计癌实例跋 PAGEREF _Toc418474562 h 稗152 HYPERLINK l _Toc418474563 爸11.3.1懊工程概况扮 PAGEREF _Toc418474563 h 翱152 HYPERLINK l

27、 _Toc418474564 懊11.3.2跋奥施工准备工作盎 PAGEREF _Toc418474564 h 碍153 HYPERLINK l _Toc418474565 唉11.3.3熬施工方案懊 PAGEREF _Toc418474565 h 扮156 HYPERLINK l _Toc418474566 皑11.3.4矮施工进度计划把 PAGEREF _Toc418474566 h 隘166 HYPERLINK l _Toc418474567 白附录拌1般规则框架承受暗均布及倒三角啊形分布水平力拌作用时标准反颁弯点的高度比佰 PAGEREF _Toc418474567 h 搬170 HY

28、PERLINK l _Toc418474568 案附录熬2 稗双向板弯矩、拔挠度计算系数奥 PAGEREF _Toc418474568 h 摆175 HYPERLINK l _Toc418474569 板主要参考文献岸 PAGEREF _Toc418474569 h 百179敖第一章癌结构选型与布挨置肮结构设计的主扒要内容包括:坝结构选型、结班构布置、确定俺计算简图、选敖择合理简单的敖计算方法进行败各种荷载作用傲下的内力计算笆、荷载效应组昂合、截面配筋傲设计(计算、氨构造)、绘施芭工图。芭1.1俺结构选型佰坝结构选型是一肮个综合性问题哎,应选择合理半的结构形式。翱根据结构受力碍特点,常用的吧建

29、筑结构形式艾有:混合结构扳、框架结构、啊框架剪力墙隘结构、剪力墙靶结构(一般剪扒力墙结构、筒翱体剪力墙结构皑、筒中筒剪力袄墙结构)等。皑混和结构主要矮是墙体承重,俺由于取材方便笆,造价低,施班工方便,我国扮广泛地应用于板多层民用建筑稗中,但砌体结鞍构强度低、自半重大、抗震性佰能较差,一般耙用于7层及7暗层以下的建筑拌。框架结构是八由梁、柱构件柏通过节点连接把形成的骨架结板构,框架结构颁的特点是由梁肮、柱承受竖向袄和水平荷载,靶墙体起维护作邦用,其整体性跋和抗震性均好笆于混合结构,傲且平面布置灵叭活,可提供较班大的使用空间扒,也可构成丰疤富多变的立面哎造型,但随着案层数和高度的瓣增加,构件截把面

30、面积和钢筋吧用量增多,侧凹向刚度越来越疤难以满足设计哀要求,一般不般宜用于过高的叭建筑,现浇框靶架结构适用最芭大高度见表1疤-1。框架熬剪力墙结构是败在框架中设置阿一些剪力墙,巴既能满足平面昂布置灵活,又搬能满足结构抗罢侧力要求,一艾般常用于10八25层的建罢筑中。剪力墙阿结构是依靠剪啊力墙承受竖向靶及水平荷载,捌整体性好、刚拜度大、抗震性靶能好,常用于霸2050层翱的高层建筑。熬现浇钢筋混凝靶土房屋适用的班最大高度(m颁)扒表1邦-1伴结构体系扒设防烈度板6拜7翱8碍9按框架结构搬60搬55邦45八25拔癌结构选型时需皑充分了解各类哀结构型式的优八缺点、 应用笆范围、 结构啊布置原则和大袄致

31、的构造尺寸扒等, 根据建氨筑物高度及使啊用要求,结合吧具体建设条件般,进行综合分熬析,从而做出背最终的决定。把结构设计 中把,选择合理科半学的建筑结构百体系非常重要敖,是达到既安蔼全可靠又经济巴合理的重要前肮提。 熬实际工程中,搬多层与小高层斑常采用框架结阿构体系。在我叭国,由于经济盎水平及其它条熬件的限制, 挨混凝土框架结搬构比钢框架结暗构应用要广,拔因此本书以现百浇钢筋混凝土按框架结构作为巴分析实例。唉1.2捌结构布置按哎进行混凝土框澳架结构布置的八主要工作是合班理地确定梁、吧柱的位置及跨八度。其基本原俺则是:笆(1)结构平胺面形状和立面盎体型宜简单、捌规则,使刚度靶均匀对称,减艾小偏心和

32、扭转皑。邦(2)控制结阿构高宽比,以笆减少水平荷载背下的侧移,钢办筋混凝土框架班结构高宽比限敖值为:非抗震熬设防时为5,背6度、7度抗蔼震设防时为4巴,8度抗震设邦防时为3,9氨度抗震设防时岸为2。办(3)尽量袄统一柱网及层跋高,以减少构暗件种类规格,扮简化梁设计及盎施工。框架结昂构的柱网尺寸八,即平面框架安的柱距(开间靶、进深)和层百高,首先要满霸足生产工艺和班其他使用功能胺的要求,柱网柏布置方式可分拔为内廊式、等扒跨式、不等跨爸式等几种,见唉图1-1;其懊次是满足建筑阿平面功能的要班求,如图1-巴2;此外,平佰面应尽可能简板单规则、受力柏合理,使各构捌件跨度、内力蔼分布均衡,如班图1-3。

33、工般程实践中常用靶的梁、板跨度败:主梁(与框绊架柱相连且承哎担楼面板主要挨荷载的梁)跨拔度58m,俺次梁跨度4癌6m,单向板扒跨1.72罢.5m,一般班不得超过3m阿,双向板跨4稗m左右,荷载靶较大时宜取较巴小值,因为板板跨直接影响板捌厚,而板的面哎积较大,板厚拜度的增加对材埃料用量及结构爸自重增加影响奥较大。暗(4)房屋的拜总长度宜控制板在最大温度伸罢缩缝间距内,耙当房屋长度超班过规定值时,跋伸缩缝将房屋翱分成若干温度背区段。伸缩缝绊是为了避免温挨度应力和混凝扳土收缩应力使背房屋产生裂缝拜而设置的。在跋伸缩缝处,基霸础顶面以上的俺结构和建筑全扳部分开。现浇扳钢筋混凝土框俺架结构的伸缩挨缝最大

34、间距为芭55m。搬确定层高、柱矮网尺寸后,应班选择合理的结胺构平面布置方耙案,即选择合背理的楼盖类型挨。详见第7章盎。碍1.3 碍设计例题已知耙条件颁题目:江苏省袄南京市六合区拔某中学教学楼颁氨根据建筑方案氨图,本工程结笆构为四层钢筋伴混凝土框架,耙建筑面积约2哀800m2,败建筑一层平面半图、南立面图八、东立面图及暗剖面图分别见疤图1-4、1版-5、1-6罢、1-7,结挨构标准层平面柏及剖面简图如哎图1-8、1凹-9所示,其霸它条件如下:颁隘1.气象资摆料澳(1)基本风般压值:W0办=0.4安0kN/m扳2蔼(2)基本雪扮压值:S0罢=0.6熬5kN/m办2背2.水文地懊质资料场地条件:佰拟

35、建场地地表翱平整,现场地芭标高变化范围隘在6.72-罢7.25m安,土层分布见唉图1-10。搬场地地下水昂类型上层滞水邦,水位在地表办下1.8m佰。霸场地土层等效按剪切波速为1啊45m/s摆,3mdo袄v50m。板罢场地为稳定场翱地,类别类霸。懊场地土层物理阿力学指标见表爸:耙土层号奥天然含水量皑(%)白天然重度疤(KN/m3扮)暗天然孔隙比e跋塑性指数IP靶液性指数I白L伴抗剪强度指标扒压缩指标E安S1-2罢承载力特征值板f矮ak扮(kPa)盎C绊k隘(kpa)伴艾k白()熬安/凹17.2哀/般/摆/挨/罢/柏/笆/哎罢27.6矮19.3拜0.803按13.1傲0.61背30.1胺10.7瓣

36、7.5靶120碍啊35.9岸17.8袄1.147板13.9按1.24肮15.7跋6.4霸2.5般65霸般28.3捌19.3鞍0.805挨12.9爸0.63安34.8靶11.2傲8.6颁160罢3.抗震设安防烈度:七度肮。(假定场地哀覆盖层厚度大暗于9m,小俺于80m。袄)癌4.荷载资蔼料啊(1)教学楼哎楼面活载,查邦建筑结构荷矮载规范(G百B5000把92001霸),确定楼面蔼活载标准值为啊2kN/m办2;靶(2)不上人瓣屋面:活载标疤准值为0.7半kN/m2唉;(3)屋盎面构造:3哎5厚490捌490的C2按0预制钢筋混懊凝土架空板、熬防水层、20按厚1:3水泥挨砂浆找平层,邦现浇钢筋混凝安

37、土屋面板、1般2厚纸筋石灰熬粉平顶;矮(4)楼面构搬造:坝水泥楼面:1熬0厚1:2水靶泥砂浆面层压袄实抹光、15拌厚1:3水泥坝砂浆找平层、暗现浇钢筋混凝班土楼面板、1办2厚纸筋石灰熬粉平顶;笆(5)围护墙半:瓣围护墙采用2坝00厚非承重哎空心砖(19罢0190奥90,容重3斑.6kN/瓣m2),M5般混合砂浆砌筑安,双面粉刷按(容重3.6隘kN/m2靶),每开间霸采用3300罢2100(把bh)通长袄塑钢窗。拔本工程采用全哎现浇框架结构柏,由于开间较颁小,双向板的昂跨度超过经济癌跨度不多,同白时考虑使用要皑求,在楼面不鞍设次梁。唉第二章跋确定计算简靶图背2.1坝基本理论罢疤实际建筑结构隘是三

38、维空间结跋构,且结构材啊料和结构荷载哀都具有随机性把,使结构精确拌分析十分困难疤。在没有计算安机辅助设计的扳情况下,当结办构布置规则、岸荷载分布均匀傲时,我们通常芭将空间框架简胺化为平面框架跋采用手算进行跋分析,其中计翱算模型和受力隘分析都必须进懊行不同程度的案简化。要计把算出框架结构敖中梁柱内力,拜必须首先确定半框架结构简化案后的计算简图奥,即需确定框摆架的计算单元罢、框架的跨度半、层高、构件肮截面、框架承班受荷载等。半1.计算单元安百一般取中间具拜有代表性的一瓣榀框架进行分碍析,见图2拌5(a);现笆浇框架梁柱的拌连接节点简化袄为刚接,框架百柱与基础的连癌接简化为固结背。岸2.跨度、层巴高

39、袄结构计算中,跋杆件用其轴线啊来定位,框架扮梁跨度取柱子摆轴线之间的距霸离,当上下层邦柱截面尺寸变叭化时,一般以哎最小截面的形阿心线来确定。癌框架层高,底吧层取基础顶面瓣到二层楼板结熬构顶面的距离鞍,其余层取下板层结构楼面到岸上层结构楼面鞍的距离。此阶叭段由于基础设哀计还未进行,哎可初步估算基隘础顶面的位置隘:根据地基土半层的分布情况安,初步确定基班础的形式、基搬础高度和持力蔼层位置,即可佰估算出基础顶扒面的位置,如颁图2-1所示佰。当基础埋置按较深,若采用安刚性地面,也斑可直接采用h啊1=底层啊层高+0鞍.5m进行版计算。绊3.构件材料凹选择1)混凝土昂选择混凝土强唉度等级时要根隘据混凝土结

40、构矮的环境类别,按满足混凝土耐奥久性要求;当扳采用HRB3坝35钢筋时,佰混凝土强度等胺级不宜低于C奥20;当采用搬HRB400矮和RRB40伴0钢筋以及承柏受重复荷载的稗构件,混凝土扒强度等级不得霸低于C20。靶预应力混凝土败结构的混凝土俺强度等级不应柏低于C30;摆当采用钢绞线皑、钢丝、热处岸理钢筋作预应邦力钢筋时,混坝凝土强度等级艾不宜低于C4氨0。昂抗震设计时,拔现浇框架梁、按柱、节点的混唉凝土强度等级绊按一级抗震等拜级设计时,不板应低于C30邦;按二四级阿和非抗震设计板时,不应低于吧C20。现浇般框架梁的混凝捌土强度等级不胺宜大于C40扮;框架柱的混班凝土强度等级安:抗震设防烈胺度为

41、9度时不伴宜大于C60扮,抗震设防烈坝度为8度时不埃宜大于C70案。为便于施工癌,梁、柱混凝摆土最好采用相稗同强度等级,靶常用C30瓣C40。2)钢筋搬结构构件中的般普通纵向受力哎钢筋宜选用H凹RB400、哎HRB335肮钢筋;箍筋宜坝选用HRB3傲35、HRB办400、HP疤B235钢筋败。对于钢筋混瓣凝土框架梁、唉柱等主要结构艾构件的纵向受扮力钢筋,通常暗采用HRB4案00或HRB罢335钢筋,扒构造钢筋及箍熬筋可采用HP瓣B235;对搬于钢筋混凝土碍板、墙等构件案的受力钢筋,袄可采用HPB霸235或HR瓣B335,构矮造钢筋采用H佰PB235钢安筋。摆4.构件截版面估算及弯曲罢刚度的确定

42、1)柱背柱的截面尺寸扳,宜符合下列板各项要求:矩耙形截面柱在非柏抗震设计时,敖边长不宜小于袄250mm艾,抗震设计时拌截面的宽度和罢高度均不宜小蔼于300mm靶;圆柱直径不奥宜小于350巴mm;剪跨凹比宜大于2;斑截面长边与艾短边的边长比奥不宜大于3。摆澳若采用横向或霸纵向承重框架柏,框架柱宜采伴用矩形截面,扒若采用纵横向叭承重框架,则肮宜采用方形截懊面。柱轴压比艾不宜超过建笆筑抗震设计规吧范(GB班50011-癌2001)表皑6.3.7的板规定,即抗震半等级分别为一拜、二、三的框叭架结构,柱轴胺压比限值分别啊为0.7、0昂.8、0.9俺。轴压比指柱哎组合的轴压力靶设计值与柱的坝全截面面积和吧

43、混凝土轴心抗凹压强度设计值岸乘积之比值。稗在初步估算柱扳截面面积时,肮应满足下式:埃式中Nc:考拜虑地震荷载组八合时柱的轴力扳设计值,可进奥行初步估算,耙NCNc;罢C:弯矩对框坝架柱轴力的影罢响,中柱扩大班系数取1.1熬,边柱1.2熬; SmkN绊N2/)14百12(,S案为该柱承担的搬楼面荷载面积碍,近似按1/半2柱距划分;扮:轴压比,拔柱轴压比不宜罢超过建筑抗邦震设计规范绊的规定。2)梁阿梁的截面尺寸敖,宜符合下列斑各项要求:截傲面宽度不宜小扮于200mm百;截面高宽比阿不宜大于4;般净跨与截面高办度之比不宜小凹于4。梁截面爸一般可先按下斑列方法估算:叭八(1)框架主哀梁:h=搬(1/1

44、2案1/8)l,柏b=(1/2背1/3.5板)h,bb伴c/2,2耙50碍(2)框架纵办梁、承重梁:安h=(1伴/121/搬8)l;非承胺重梁:h=案(1/18扳1/15)板l(3)次霸梁:h=坝(1/18稗1/15)l碍芭在初步确定梁跋尺寸后,可按办全部荷载的0唉.60.8背作用在框架梁胺上,按简支梁绊进行抗弯、抗安剪截面校核,把验算梁截面尺俺寸的合理性。斑拌(4)现浇板坝:连续单向板绊hl/40半,连续双向板半hl/50按,h80;矮其中h为梁截奥面高度,b为拜梁截面宽度,佰bc为柱截面啊宽度,l为梁坝的跨度。靶框架结构中,把当梁柱有偏心懊时,梁中线与氨柱中线之间的邦偏心矩不宜大昂于柱宽的

45、1/百4。敖在计算梁、柱捌弯曲刚度时,拔应考虑楼盖对哀框架梁的影响背,在现浇楼盖扮中,中框架梁扮的截面惯性矩盎取I=艾2I0;边框氨架梁取I啊=1.5I岸0;在装配整爸体式楼盖中,爸中框架梁的截板面惯性矩取I八=1.5哀I0;边框架颁梁取I=啊1.2I0,鞍I0为框架梁氨按矩形截面计氨算的截面惯性芭矩。框架柱的哀惯性矩按实际八截面尺寸确定昂。梁、柱抗弯叭线刚度按lE袄Ii计算,霸式中E为混凝矮土弹性模量,芭l为梁、柱长唉度,I为梁、矮柱截面惯性矩版。5.荷载板框架结构一般安承担的荷载主伴要有:楼(屋败)面恒载、使扮用活荷载、风癌荷载、地震作蔼用及框架自重肮。1)楼八(屋)面恒载柏:包括楼(屋懊

46、)面板自重、吧建筑面层自重颁、天花板自重奥,恒载标准值瓣等于构件的体霸积乘以材料的阿自重。构件材癌料的自重可从把建筑结构荷疤载规范(G巴B5000昂9-2001百)中查得。颁2)楼(屋背)面活荷载:笆活荷载根据建芭筑结构的使用盎功能由建筑靶结构荷载规范叭(GB5盎0009-2邦001)查出岸,活荷载为面唉荷载。颁多、高层建筑佰中的楼面活荷埃载,不可能以般荷载规范所给奥的标准值同时扒满布在所有的昂楼面上,所以芭在结构设计时板可考虑楼面活叭荷载折减。百对于住宅、宿爸舍、旅馆、办绊公楼、医院病板房、托儿所、跋幼儿园的楼面熬梁,当其负荷耙面积大于2摆5m2时,白折减系数为碍0.9。斑对于墙、柱、耙基础

47、,则需根案据计算截面以叭上楼层数的多澳少取不同的折叭减系数,如表澳2-1所示。安活荷载按楼层跋数的折减笆凹办靶挨表2八-1安墙,柱,基础瓣计算截面以上坝层数柏1奥2-3按4-5啊6-8皑9-20懊20败计算截面以上挨各楼层活荷邦载总和的折减拜系数败1.00(巴0.9)熬0.85半0.70办0.65安0.60把0.55拌注:当扒楼面梁的从属坝面积超过25搬m2时,采用颁括号里的系数罢。阿楼(屋)面恒蔼、活荷载的传百递路线:楼面岸竖向荷载拔楼板伴梁(主梁、阿次梁)捌柱基础扮地基背图2-2(a奥)框架结构,胺不同的楼面结般构布置,其荷叭载传递路线亦捌不相同:拌(a)横向布矮置空心板:横背向框架承重,

48、昂楼面竖向荷载坝楼板颁横向框阿架梁柱办基础奥地基;氨(b)竖向布盎置空心板:纵挨向框架承重,摆楼面竖向荷载柏楼板傲纵向框艾架梁柱碍基础搬地基;斑(c)现浇单斑向板肋梁楼盖扮,设如图2-暗2b次梁,俺AB、隘BC跨近按似为单向板肋吧梁楼盖,荷载芭传递路线为:矮楼面竖向荷载阿楼板傲次梁哀主梁(横熬向框架梁百)跋柱懊基础地埃基。填充墙自疤重直接传递至班支承梁上。拌(d)双向板疤肋梁楼盖:现叭浇楼面板的长昂短边之比小于翱2时为双向板背,否则为单向办板,图2-2板a结构楼面若捌采用现浇板,坝不设次梁,则隘为双向板。此奥时楼面竖向荷案载的荷载传递懊路线为:楼面肮竖向荷载楼蔼板纵、傲横向框架梁皑柱基蔼础地基

49、盎,双向板传向拌框架梁的路线靶如图2-3。颁背3)风荷载绊隘主体结构计算绊时,垂直于建伴筑物表面的风昂荷载标准值应澳按下式计算:瓣式中:kw为白风荷载标准值肮(kNm2肮);0w为基捌本风压(kN笆m2);z岸为风压高度岸变化系数;s昂为风荷载体稗型系数;z板为z高度处的案风振系数。式摆中各参数由佰建筑结构荷载邦规范7.1稗(GB50按009-20肮01)中查得扒。计算时,将昂风荷载换算成柏作用于框架每霸层节点上的集安中荷载,范围敖是上下各半层八、左右各1/岸2跨的风压总般和,如图2-芭4。白4)地震作盎用案高度不超过4坝0m、以剪切碍变形为主且质芭量和刚度沿高邦度分布比较均蔼匀的结构,可艾采

50、用底部剪力扒法简化计算地斑震作用。拜采用底部剪力暗法时,各楼层阿可仅取一个自扮由度,结构的白水平地震作用岸标准值,应按安下列公式确定岸:笆FEk结构挨总水平地震作按用标准值;斑Geq结构昂等效总重力荷氨载,单质点应拌取总重力荷载罢代表值,多质艾点可取总重力澳荷载代表值的艾85%;F胺i质点i的按水平地震作用瓣标准值;凹Gi,Gj敖分别为集中于八质点i、j的哎重力荷载代表柏值,重力荷载拜代表值应取结疤构自重标准值挨和各可变荷载芭组合值之和,耙各可变荷载的跋组合系数见啊建筑抗震设计皑规范(GB吧50011跋-2001)罢表2-2。各拔层重力荷载代胺表值中的恒载啊为整个楼层的罢以楼面上下各皑半层高度

51、范围搬内的恒载,与柏单榀框架恒载坝的计算范围不熬同,如图2-摆6。败组合值系数按袄熬矮斑安表2-扒2氨Hi,Hj哎分别为质点扮i、j的计算叭高度;俺1相应于澳结构基本自振把周期的水平地扒震影响系数值凹见图2-7;皑建筑结构的地肮震影响系数应埃根据烈度、场败地类别、设计吧地震分组和结氨构自振周期以盎及阻尼比确定柏。其水平地震把影响系数最大拌值应按表2-拔3采用;特征霸周期应根据场颁地类别和设计扒地震分组按表柏2-4采用,绊计算8、9度瓣罕遇地震作用癌时,特征周期艾应增加0.0氨5s。蔼建筑结构地震把影响系数曲线拜(图2-7)敖的阻尼调整和胺形状参数应符氨合下列要求:矮吧除有专门规定挨外,建筑结构

52、敖的阻尼比应取佰0.05,地扳震影响系数曲懊线的阻尼调整扮系数应按1.暗0采用,形状奥参数应符合下八列规定:隘1)直线上升昂段,周期小于伴0.1s的区柏段。捌2)水平段,背自0.1s至摆特征周期区段氨,应取最大值挨(max)澳。版3)曲线下降叭段,自特征周安期至5倍特征叭周期区段,衰扳减指数应取0百.9。4)爸直线下降段,疤自5倍特征周摆期至6s区段颁,下降斜率调办整系数应取0跋.02。柏n顶部附挨加地震作用系蔼数,多层钢筋白混凝土和钢结斑构房屋可按般建筑抗震设计挨规范(GB半50011肮-2001)瓣表2-5采用哀,多层内框架肮砖房可采用0唉.2;其他房胺屋可采用0.哀0;Fn稗顶部附加水办

53、平地震作用。拔T1为结构基拔本自振周期,八对于质量、刚艾度沿竖向分布拜比较均匀的框坝架结构,可按哀下式计算基本碍自振周期:啊为考虑非承般重墙体刚度对板结构周期的调拌整系数,当采蔼用实砌填充砖拜墙时取0.6敖0.7;当八采用轻质阿墙、外挂墙板伴时或仅有纵墙坝时,取0.8碍,无纵墙时取唉0.9。T霸为结构顶点的扮假想位移值,绊是以各质点的碍重力荷载代表哀值iG作为水疤平荷载求得的绊结构顶点水平搬位移。百采用笆底部剪力法时按,突出屋面的搬屋顶间、女儿癌墙、烟囱等的板地震作用效应矮,宜乘以增大凹系数3,此增蔼大部分不应往罢下传递,但与巴该突出部分相颁连的构件应予半计入。拔计算水平荷载摆(风荷载、地绊震

54、作用)作用扳下的侧移可采安用D值法(详哀见第3章),袄水平荷载作用班下框架弹性侧盎移应满足规范办所规定的限值疤:八结构顶点总侧绊移需满足:柏楼层层间相对邦侧移需满足:鞍 氨拌侧移限值见下邦表:芭若水平侧移不氨满足规定要求吧,应重新确定跋截面尺寸,增疤大结构刚度。罢百2.2笆设计例题斑碍2.2.1柏确定计算简图艾翱本工程横向框把架计算单元取敖图1-8中斜办线部分所示范敖围,框架的计氨算简图假定底懊层柱下端固定霸于基础,按工暗程地质资料提稗供的数据,查哀抗震规范奥可判断该场地胺为类场地土拔,地质条件较胺好,初步确定爸本工程基础采吧用柱下独立基拔础,挖去所有把杂填土,基础敖置于第二层粉蔼质粘土层上,

55、澳基底标高为设办计相对标高碍2.10m板(图8-5)凹。柱子的高度扳底层为:h1奥=3.6版+2.10半.5=5艾.2m(初跋步假设基础高白度0.5m邦),二四层蔼柱高为h2绊h4=3氨.6m。柱柏节点刚接,横疤梁的计算跨度稗取柱中心至中岸心间距离,三盎跨分别为:l半=600懊0、2400芭、6000。巴计算简图见图肮2-8。翱2.2.2氨梁、柱截面尺拜寸俺叭(1)框架柱捌:、轴边案柱,、柏轴与A轴相办交的边柱由构盎造定为400胺500,其岸余均为400拜400;柏(2)梁:横疤向框架梁AB柏跨、CD跨:笆25060氨0,BC跨:邦25040隘0。纵向连系伴梁:250安500。熬2.2.3叭材

56、料强度等级胺俺混凝土:均采白用C20级凹钢筋直径1搬2mm的采拌用HRB33背5钢筋,其余坝采用HPB2邦35钢筋。跋2.2.4拌荷载计算唉奥本例题以轴佰线横向框架为鞍计算分析对象傲。昂1.屋面横暗梁竖向线荷载背标准值班恒载(图2-百9a)般屋面恒载标准拜值:35厚架熬空隔热板 阿 笆 0.035澳25=拜0.875肮kN/m2绊防水层 柏 肮 埃 哀 啊 柏 叭 笆 0.4般kN/m2伴捌20厚1:班3水泥砂浆找稗平层 凹 肮 懊 0蔼.0220扒=0.4斑kN/m2捌120(10斑0)厚钢混凝瓣土现浇板 唉 柏 巴 袄 0.12肮25=百3kN/m皑2柏(AB,CD哀跨板厚取12翱0; B

57、C跨按取100) 懊 绊 (0.10艾25=坝2.5kN把/m2)凹 12厚隘纸筋石灰粉平昂顶 瓣 敖 巴 0.012白16=翱0.192霸kN/m2 隘 瓣屋面恒载矮标准值: 疤 安 佰 案 4巴.87kN暗/m2(4.隘37kN/m艾2)梁自重吧边跨AB、C霸D跨: 凹 皑 般 暗 0.25碍0.625半=3.7背5kN/m佰 梁侧粉阿刷: 百 搬 坝20.6唉-0.12)暗0.02伴17=0鞍.33kN柏/m坝4.08k埃N/m俺中跨BC跨:按 颁 唉 敖 案 0.2霸50.4跋25=2扮.5kN/袄m阿 梁侧粉捌刷:颁 矮叭2(0.4俺-0.1)柏0.021碍7=0.暗19kN/柏m搬

58、2.69k胺N/m瓣作用在顶层框俺架梁上的线恒艾荷载标准值为扒:挨梁自重:把案g4皑AB1=班g4CD1鞍=4.08阿kN/m,扒g4BC1瓣=2.69鞍kN/m爸板传来的荷载叭: 扒 胺g4AB斑2=g4胺CD2=佰4.874疤.5=2把1.9kN拔/m跋g4BC2昂=4.37傲2.4=熬10.49皑kN/m啊(2)活载(胺图2-9b)碍澳作用在顶层框奥架梁上的线活拔荷载标准值为熬:安q4AB=熬q4CD矮=0.7隘4.5=熬3.15k奥N/m哀q4BC=板0.72艾.4=1扮.68kN埃/m笆2.楼面横瓣梁竖向线荷载鞍标准值败(1)恒载(摆图2-9a)肮隘25厚水泥砂八浆面层 搬 扳 疤

59、霸0.025背20=八0.50k叭N/m2鞍120(10蔼0)厚钢混凝坝土现浇板 埃 瓣 皑 0笆.1225埃=3k澳N/m2安胺按笆靶芭唉(奥0.102矮5=2.拔5kN/m鞍2)版 12厚斑板底粉刷 懊 挨 版 岸 巴0.012颁16=0哎.192k翱N/m2瓣楼面恒载标准哎值:翱 背 稗 氨 靶 敖3.692八kN/m2蔼凹班(3.19巴2kN/m哎2)八边跨(AB,靶CD跨)框架埃梁自重:挨疤捌 唉4把.08kN艾/m氨中跨(BC跨背)梁自重:哎 般 绊 隘 翱 斑2.69昂kN/m安作用在楼面层罢框架梁上的线昂恒荷载标准值盎为:跋梁自重: 罢 俺 肮 捌 俺 gA芭B1=g肮CD1=

60、安4.08k疤N/m霸gBC傲1=2.佰69kN/摆m奥板传来荷载:胺 搬 半gAB2=般gCD2败=3.69版24.5跋=16.6班1kN/m哎版gBC2安=3.19奥22.4搬=7.66袄kN/m芭 (2)活载埃(图2-9b扒)楼面活载敖:扳qA哀B=qC碍D=2颁4.5=唉9.0kN瓣/m暗氨巴澳罢安罢qBC=昂22.4肮=4.8巴kN/m捌3.屋面框跋架节点集中荷盎载标准值:(奥图2-10)(1)恒载懊边跨连系梁自暗重: 搬 坝 0伴.250.班504.5胺25=傲4.06k摆N奥粉刷:办 跋 扒2(0.5胺0-0.12柏)0.02皑4.51昂7=1.隘16kN翱1.3m高摆女儿墙:

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