1、級項目設計指導一、結構設計前期工作一、結構設計前期工作o 1、熟悉設計任務書。、熟悉設計任務書。o 2、從結構設計角度，對本項目的建筑施工、從結構設計角度，對本項目的建筑施工圖進行仔細研究，及時向建筑師反饋信息，圖進行仔細研究，及時向建筑師反饋信息，對圖中不合理處進行調整。對圖中不合理處進行調整。o 3、通過查閱國家規范及有關資料，確定下、通過查閱國家規范及有關資料，確定下列有關參數：列有關參數：基本風壓、地面粗糙度、抗震設防烈度、基本風壓、地面粗糙度、抗震設防烈度、設計地震分組、場地土類別、框架的抗震設計地震分組、場地土類別、框架的抗震等級、剪力墻的抗震等級等。等級、剪力墻的抗震等級等。一、

2、結構設計前期工作一、結構設計前期工作o4、多層住宅的幾個常用數據：、多層住宅的幾個常用數據： （1）層高：樓層）層高：樓層3000mm，底層，底層36004000mm（2）室內外高差：）室內外高差：300450mm（23個步個步級）級）（3）基礎面比室外地坪至少低）基礎面比室外地坪至少低300500mm。（主要是給管道留出空間，基礎埋深主要還是由（主要是給管道留出空間，基礎埋深主要還是由地基持力層深度決定）地基持力層深度決定）（4）混凝土強度等級（）混凝土強度等級（6層）：各層柱及梁板均層）：各層柱及梁板均用用C25。（5）衛生間沉斗回填土容重：）衛生間沉斗回填土容重： 。320mkN二、結構

3、方案的確定二、結構方案的確定o 1、選擇合理的結構體系：、選擇合理的結構體系：根據建筑物高度、抗震設防烈度、建筑平面根據建筑物高度、抗震設防烈度、建筑平面布置等方面的情況，選擇合理的結構體系，布置等方面的情況，選擇合理的結構體系，如框架、框架剪力墻、剪力墻、筒體等。如框架、框架剪力墻、剪力墻、筒體等。o 2、結構總體布置：結構概念設計的過程。、結構總體布置：結構概念設計的過程。建筑上：應滿足建筑使用功能、建筑美學的建筑上：應滿足建筑使用功能、建筑美學的要求。要求。結構上：滿足強度、剛度和穩定性的要求。結構上：滿足強度、剛度和穩定性的要求。（參考教材的結構總體布置原則）（參考教材的結構總體布置原

4、則）三、荷載統計三、荷載統計 按實際情況統計，注意不能多算或漏算。按實際情況統計，注意不能多算或漏算。（為計算方便，在不影響設計精度的情況下，（為計算方便，在不影響設計精度的情況下，可以作適當的歸類合并）可以作適當的歸類合并）o 1、樓面恒載：按建筑設計實際情況統計。、樓面恒載：按建筑設計實際情況統計。（單位：（單位：kN/m2） 如結構層、地面面層、吊頂、防水層等。如結構層、地面面層、吊頂、防水層等。o 2、樓面活載：按建筑的使用功能，查、樓面活載：按建筑的使用功能，查建建筑結構荷載規范筑結構荷載規范。（單位：。（單位：kN/m2）三、荷載統計三、荷載統計o 3、墻自重：按建筑設計實際做法（

5、墻體材、墻自重：按建筑設計實際做法（墻體材料、厚度、面層）及墻體高度計算墻體線荷料、厚度、面層）及墻體高度計算墻體線荷載。（單位：載。（單位：kN/m）o 4、梁、柱自重：按梁、柱幾何尺寸計算。、梁、柱自重：按梁、柱幾何尺寸計算。四、結構平面計算四、結構平面計算 o 根據結構平面布置，不考慮樓板的連續性，根據結構平面布置，不考慮樓板的連續性，對所有樓板進行結構彈性計算。對所有樓板進行結構彈性計算。o 樓板厚度的取值：樓板厚度的取值： 樓板厚度樓板厚度 （雙向板），（雙向板）， （單向板），（單向板）， 為板的短跨跨度；為板的短跨跨度；抗震地區一般板厚不小于抗震地區一般板厚不小于100mm。40

6、lh 30lh l四、結構平面計算四、結構平面計算 o 雙向板：由樓板跨度（長跨、短跨）、邊支雙向板：由樓板跨度（長跨、短跨）、邊支承情況（固端、簡支、自由）和樓面面荷載承情況（固端、簡支、自由）和樓面面荷載（恒載、活載），查表計算。（恒載、活載），查表計算。o 單向板：取單向板：取1m計算單元進行計算，由樓板計算單元進行計算，由樓板跨度（短跨）、邊支承情況（固端、簡支、跨度（短跨）、邊支承情況（固端、簡支、自由）和樓面面荷載（恒載、活載），按單自由）和樓面面荷載（恒載、活載），按單跨計算?？缬嬎?。五、梁、柱截面估算五、梁、柱截面估算 o 1、梁：、梁： 主梁：主梁：梁高梁高梁寬梁寬次梁：次梁

7、：梁高梁高梁寬梁寬 為梁的跨度。為梁的跨度。 lh)12181 (hb) 3121 (lh)161121 (hb) 3121 (l五、梁、柱截面估算五、梁、柱截面估算o 2、柱：抗震設計中一般按軸壓比限值估算。、柱：抗震設計中一般按軸壓比限值估算。柱截面尺寸可用如下經驗公式估算：柱截面尺寸可用如下經驗公式估算：式中：式中： 為柱截面面積，為柱截面面積，m2； 為驗算截面以上樓層層數；為驗算截面以上樓層層數； 為驗算柱的負荷面積，可根據柱網為驗算柱的負荷面積，可根據柱網尺寸確定，尺寸確定，m2；310)1.0(cfGnFAAnF五、梁、柱截面估算五、梁、柱截面估算為混凝土軸心抗壓強度設計值；為混

8、凝土軸心抗壓強度設計值；為軸壓比限值，查為軸壓比限值，查建筑抗震設計規范建筑抗震設計規范；為地震及中、邊柱的相關調整系數，為地震及中、邊柱的相關調整系數，7度中度中柱取柱取1、邊柱取、邊柱取1.1，8度中柱取度中柱取1.1、邊柱、邊柱取取1.2。為結構單位面積重量（豎向荷載），根據經為結構單位面積重量（豎向荷載），根據經驗估算鋼筋混凝土高層建筑約為驗估算鋼筋混凝土高層建筑約為1218 kN/m2。cfG六、框架計算簡圖六、框架計算簡圖o 1、基本假定：、基本假定：（1）結構分析的彈性靜力假定）結構分析的彈性靜力假定（2）平面結構假定）平面結構假定（3）樓板在自身平面內剛性假定）樓板在自身平面內

9、剛性假定（4）水平荷載按位移協調原則分配）水平荷載按位移協調原則分配o 2、計算單元的選?。ㄓ芍笇Ы處熤付骋?、計算單元的選?。ㄓ芍笇Ы處熤付骋婚蚣埽╅蚣埽┝⒖蚣苡嬎愫唸D六、框架計算簡圖o 3、框架梁、柱的截面特性和線剛度計算：、框架梁、柱的截面特性和線剛度計算：框架梁、柱的線剛度按下式計算：框架梁、柱的線剛度按下式計算：式中為混凝土彈性模量；為桿件長度；為桿式中為混凝土彈性模量；為桿件長度；為桿件的截面慣性矩。件的截面慣性矩。 樓層柱高取層高，底層柱高則取基礎頂面到樓層柱高取層高，底層柱高則取基礎頂面到二層梁頂面的高度。二層梁頂面的高度。 對于現澆樓面結構，中間框架梁取對于現澆樓面結

10、構，中間框架梁取 ；邊框架梁取邊框架梁取 ； 為矩形截面慣性矩。為矩形截面慣性矩。lEIi 00 . 2II 05 . 1 II 0I七、豎向荷載作用下的內力計算七、豎向荷載作用下的內力計算 o 要求采用分層法計算，荷載取標準值，考要求采用分層法計算，荷載取標準值，考慮到荷載效應組合的需要，恒載、活載應慮到荷載效應組合的需要，恒載、活載應分別計算，組合時再乘上相應的分項系數。分別計算，組合時再乘上相應的分項系數。o 1、基本假定：、基本假定：（1）忽略框架在豎向荷載作用下的側移和）忽略框架在豎向荷載作用下的側移和由它引起的側移力矩；由它引起的側移力矩；（2）忽略本層荷載對其它各層內力的影響。）

11、忽略本層荷載對其它各層內力的影響。七、豎向荷載作用下的內力計算七、豎向荷載作用下的內力計算o2、計算方法：、計算方法：（1）將多層框架分層，以每層梁與上下柱組成的）將多層框架分層，以每層梁與上下柱組成的單層框架作為計算單元，柱遠端假定為固端；單層框架作為計算單元，柱遠端假定為固端；（2）用力矩分配法分別計算各計算單元的內力；）用力矩分配法分別計算各計算單元的內力；（3）由于除底層柱底是固定端外，其它各層柱均）由于除底層柱底是固定端外，其它各層柱均為相互間彈性連接，為減少誤差，除底層柱外，為相互間彈性連接，為減少誤差，除底層柱外，其它各層柱的線剛度均乘以其它各層柱的線剛度均乘以0.9的折減系數，

12、相應的折減系數，相應的傳遞系數也改為的傳遞系數也改為1/3，底層柱仍為，底層柱仍為1/2。（4）分層計算所得的梁端彎矩即為最后彎矩。由）分層計算所得的梁端彎矩即為最后彎矩。由于每根柱分別屬于上下兩個計算單元，所以柱端于每根柱分別屬于上下兩個計算單元，所以柱端彎矩要進行疊加。彎矩要進行疊加。七、豎向荷載作用下的內力計算七、豎向荷載作用下的內力計算o 3、框架梁端彎矩調幅：、框架梁端彎矩調幅：框架梁端彎矩調幅只對豎向荷載作用下的內框架梁端彎矩調幅只對豎向荷載作用下的內力進行，水平荷載作用下產生的彎矩不參加力進行，水平荷載作用下產生的彎矩不參加調幅，由此，彎矩的調幅應在內力組合之前調幅，由此，彎矩的

13、調幅應在內力組合之前進行。進行。調幅以后梁端彎矩按下式計算：調幅以后梁端彎矩按下式計算：式中式中 為彎矩調幅系數，對于現澆框架可為彎矩調幅系數，對于現澆框架可取取 。MM9 . 08 . 0七、豎向荷載作用下的內力計算七、豎向荷載作用下的內力計算o 支座彎矩降低后，必須按平衡條件計算加大支座彎矩降低后，必須按平衡條件計算加大跨中設計彎矩，調幅后梁端彎矩跨中設計彎矩，調幅后梁端彎矩 、 的的平均值與跨中最大正彎矩平均值與跨中最大正彎矩 之和應不小于之和應不小于按簡支梁計算的跨中彎矩按簡支梁計算的跨中彎矩 ：AMBMCM02MMMMCBA0M八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結

14、構側移及內力計算o 對于高度不超過對于高度不超過40m，以剪切變形為主，以剪切變形為主，且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，可采用底部剪力法計算水平地震作用，只考可采用底部剪力法計算水平地震作用，只考慮基本振型（第慮基本振型（第1振型）的地震作用。該方振型）的地震作用。該方法將結構簡化為作用于各樓層位置的多個質法將結構簡化為作用于各樓層位置的多個質點，結構底部總剪力與地震影響系數及各質點，結構底部總剪力與地震影響系數及各質點的重力荷載代表值有關。點的重力荷載代表值有關。八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算o 為計算各質

15、點的重力代表值，可先分別計算為計算各質點的重力代表值，可先分別計算各樓面層梁、板、柱的重量，各樓層墻體的各樓面層梁、板、柱的重量，各樓層墻體的重量，然后按以樓層為中心上下各半個樓層重量，然后按以樓層為中心上下各半個樓層的重量集中于該樓層的原則計算各質點的重的重量集中于該樓層的原則計算各質點的重力荷載代表值。力荷載代表值。 o 水平地震作用計算還涉及結構的自振周期，水平地震作用計算還涉及結構的自振周期，采用頂點位移法確定。采用頂點位移法確定。o 水平地震作用下內力及位移分析均采用水平地震作用下內力及位移分析均采用D值值法進行。法進行。 八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側

16、移及內力計算o 1、計算各層自重：、計算各層自重：計算各層梁、板、柱自重標準值。計算各層梁、板、柱自重標準值。o 2、計算各層重力荷載代表值、計算各層重力荷載代表值Gi：計算各層重力荷載代表值計算各層重力荷載代表值Gi，重力荷載取，重力荷載取100恒載，恒載，50雪荷載，雪荷載，50活荷載?；詈奢d。o 3、計算總重力荷載代表值、計算總重力荷載代表值G：總重力荷載代表值總重力荷載代表值G為各層重力荷載代表值為各層重力荷載代表值之和。之和。niiGG1八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算o 4、計算結構等效總重力荷載代表值、計算結構等效總重力荷載代表值Geq：結

17、構等效總重力荷載代表值結構等效總重力荷載代表值Geq=0.85Go 5、橫向框架抗側剛度計算：、橫向框架抗側剛度計算：采用頂點位移法求結構自振周期需要用到結采用頂點位移法求結構自振周期需要用到結構抗側剛度，為此要先計算各樓層柱的抗側構抗側剛度，為此要先計算各樓層柱的抗側剛度。剛度。八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算o 當為高層建筑、柱子截面較大，或梁柱線剛當為高層建筑、柱子截面較大，或梁柱線剛度比小于度比小于3、考慮抗震要求有強柱弱梁的框、考慮抗震要求有強柱弱梁的框架時，節點轉角通常較大，用反彎點法計算架時，節點轉角通常較大，用反彎點法計算的內力誤差較大，

18、因此要采用修正的柱抗側的內力誤差較大，因此要采用修正的柱抗側剛度和調整反彎點高度的剛度和調整反彎點高度的D值法計算水平荷值法計算水平荷載下框架的內力。載下框架的內力。 八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算o 各層修正后柱抗側剛度各層修正后柱抗側剛度D為：為： 為柱剛度修正系數，表示梁柱剛度比對為柱剛度修正系數，表示梁柱剛度比對柱剛度的影響，一般柱與底層柱分別考慮，柱剛度的影響，一般柱與底層柱分別考慮，按課本表格采用，列表計算。按課本表格采用，列表計算。o 計算出各層的總計算出各層的總D值。值。212hiDc八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用

19、下結構側移及內力計算o 6、橫向自振周期計算：、橫向自振周期計算：假想把集中在各層樓面處重力荷載代表值假想把集中在各層樓面處重力荷載代表值 視作水平視作水平荷載來計算結構頂點側移荷載來計算結構頂點側移 ：（列表計算）：（列表計算）式中：式中： 為集中在為集中在k層樓面處的重力荷載代表值；層樓面處的重力荷載代表值； 為把集中在各層樓面處的重力荷載代表值視為把集中在各層樓面處的重力荷載代表值視為水平荷載而得到的第為水平荷載而得到的第i層的層間剪力。層的層間剪力。 iGTunkkGiGV1iGiiDVu)(niiTuu1)(kGGiV八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內

20、力計算o 對質量和剛度沿高度均勻的框架結構，結構對質量和剛度沿高度均勻的框架結構，結構自振周期由頂點位移確定，可按下式計算：自振周期由頂點位移確定，可按下式計算：式中周期的經驗折減系數式中周期的經驗折減系數 （主要考（主要考慮非結構構件影響）慮非結構構件影響） TTuT7 . 117 . 0T八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算o 7、水平地震作用及樓層地震剪力計算：、水平地震作用及樓層地震剪力計算：（1）由房屋的抗震設防烈度、場地類別及）由房屋的抗震設防烈度、場地類別及設計地震分組確定地震作用計算參數：設計地震分組確定地震作用計算參數： 為阻尼比，一般建筑

21、結構取為阻尼比，一般建筑結構取0.05。 為地震影響系數最大值，阻尼比為為地震影響系數最大值，阻尼比為0.05的建筑結構，根據抗震設防烈度查表的建筑結構，根據抗震設防烈度查表得到。得到。 為特征周期，根據場地類別及設計地震為特征周期，根據場地類別及設計地震分組查表得到。分組查表得到。maxgT八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算（2）按下式計算的相應于結構基本自振周期按下式計算的相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數的水平地震影響系數 ：式中式中 為結構自振周期；為結構自振周期； 為阻尼比調整系數，當阻尼比為為阻尼比調整系數，當阻尼比為0.05時，時， 取

22、取1.0； 為衰減系數為衰減系數 ，當阻尼比為，當阻尼比為0.05時，時， 取取0.9。 1 max211TTg1T22八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算（3）按下式計算結構總水平地震作用標準值：）按下式計算結構總水平地震作用標準值：各質點水平地震作用的標準值各質點水平地震作用的標準值 為：為：頂部附加水平地震作用為：頂部附加水平地震作用為：eqEKGF1iF)1 (1nEKnjjjiiiFHGHGFEKnnFF八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算 為頂部附加地震作用系數，當為頂部附加地震作用系數，當 時取時取0，當，當

23、 時按表選用。時按表選用。 當計算的當計算的 時取時取0.15。（4）各質點橫向水平地震作用及樓層地震）各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力列表進行計算。剪力列表進行計算。ngTT4 . 11gTT4 . 1115. 0n八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算o 8、水平地震作用下的位移驗算：、水平地震作用下的位移驗算：水平地震作用下框架結構的層間位移水平地震作用下框架結構的層間位移 和和頂點位移頂點位移 分別由下式計算得出：分別由下式計算得出： iuTuijiiDVuniiTuu1八、水平地震作用下結構側移及內力計算八、水平地震作用下結構側移及內力計算 要求

24、分別滿足：要求分別滿足： 、 分別為框架結構允許的最大分別為框架結構允許的最大頂點位移和層間位移，見課本。頂點位移和層間位移，見課本。9、水平地震作用下的框架內力計算、水平地震作用下的框架內力計算 （見課本（見課本D值法例題）值法例題）HuHuThuhuiiHuhu九、內力組合九、內力組合 o 1、荷載組合：為減少手算工作量，荷載組、荷載組合：為減少手算工作量，荷載組合簡化如下：合簡化如下：（1）1.2恒恒+1.4活活（2）1.2重力荷載代表值重力荷載代表值+1.3水平地水平地震作用震作用o 2、控制截面及最不利內力、控制截面及最不利內力（1）框架梁控制截面及最不利內力）框架梁控制截面及最不利

25、內力梁端截面（左、右支座）：梁端截面（左、右支座）：+Mmax、-Mmax、Vmax；跨中截面：跨中截面：+Mmax。九、內力組合九、內力組合（2）框架柱控制截面及最不利內力）框架柱控制截面及最不利內力柱端截面：柱端截面：| M|max及相應的及相應的N，V； Nmax及相應的及相應的M，V； Nmin及相應的及相應的M，V； Vmax及相應的及相應的M，N。 十、構件截面設計（抗震）十、構件截面設計（抗震）o 抗震結構在地震作用下，要保證構件有足夠的延性，抗震結構在地震作用下，要保證構件有足夠的延性，應滿足應滿足“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件”的的要求，進

26、行相應的內力調整，再用調整后的內力值要求，進行相應的內力調整，再用調整后的內力值進行配筋計算。進行配筋計算。o 1、強柱弱梁設計、強柱弱梁設計（1）調整柱設計彎矩：按規范要求：）調整柱設計彎矩：按規范要求： 為柱端彎矩增大系數，為柱端彎矩增大系數，對框架結構，一、二、對框架結構，一、二、三、四級分別取三、四級分別取1.7、1.5、1.3、1.2；其他；其他結構類型中的框架，一級取結構類型中的框架，一級取1.4，二級取，二級取1.2，三、四級可取三、四級可取1.1。bccMMc十、構件截面設計（抗震）十、構件截面設計（抗震） （2）加大底層柱彎矩：）加大底層柱彎矩：一、二、三、四級框架結構的底層

27、，柱下端一、二、三、四級框架結構的底層，柱下端截面組合的彎矩設計值，應分別乘以增大系截面組合的彎矩設計值，應分別乘以增大系數數1.7、1.5、1.3和和1.2。（3）提高角柱的彎矩設計值，角柱宜按雙）提高角柱的彎矩設計值，角柱宜按雙向偏心計算，角柱的內力設計值應按規范乘向偏心計算，角柱的內力設計值應按規范乘以相應的增大系數。以相應的增大系數。（4）限制柱的軸壓比：框架柱軸壓比不宜）限制柱的軸壓比：框架柱軸壓比不宜超過規范規定的限值。超過規范規定的限值。（5）保證柱內配筋不低于最小配筋率。）保證柱內配筋不低于最小配筋率。十、構件截面設計（抗震）十、構件截面設計（抗震）（6）限制梁的受壓區高度：規

28、范要求梁縱向）限制梁的受壓區高度：規范要求梁縱向鋼筋配筋率不應大于鋼筋配筋率不應大于2.5%，一級抗震設計一級抗震設計 ；二、三級抗震設計二、三級抗震設計 。o 2、強剪弱彎設計、強剪弱彎設計（1）提高梁端剪力設計值：）提高梁端剪力設計值：梁端剪力設計值按下式調整：梁端剪力設計值按下式調整： 25. 0/0hx35. 0/0hxGbnrblbvbVlMMV/ )(十、構件截面設計（抗震）十、構件截面設計（抗震）式中：式中： 為梁端截面組合的剪力設計值；為梁端截面組合的剪力設計值； 為梁的凈跨；為梁的凈跨； 為梁在重力荷載代表值作用下，按簡支為梁在重力荷載代表值作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設計值；梁分析的梁端截面剪力設計值； 、 分別為梁左、右端截面逆時針或順分別為梁左、右端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設計值；時針方向組合的彎矩設