板梁和柱截面取值原則課件第一頁，共32頁。第二頁，共32頁。第三頁，共32頁。第四頁，共32頁。二、樓、屋面荷載1.恒載的計算混凝土的容重可查《荷規(guī)》，不同強度混凝土的容重有一些差別。對于鋼筋混凝土，可取26kN/m3。樓面附加恒載取決于地面和頂棚的做法。地面可采用普通的面磚，普通的木地板，大理石或者花崗巖，從《荷規(guī)》中可以查到這些材料每平米的重量。如果材料比較特殊，從《荷規(guī)》中查不到，則可以從產(chǎn)家提供的說明書中找到相關(guān)數(shù)據(jù)。頂棚可以做抹灰，也可以做吊頂，或者采用其它處理，它們對應的附加恒載是不同的。第五頁，共32頁。（1）樓面附加恒載標準值如表-1、-2所示。表-1樓面（不含衛(wèi)生間）做法及附加恒載做法恒載標準值/（kN/m2）普通的面磚0.720厚1:2水泥細砂漿找平20×0.02=0.420厚1:2水泥細砂漿找平（粉底）20×0.02=0.4共計1.5注：水泥砂漿容重為20kN/m3第六頁，共32頁。表-2樓面（衛(wèi)生間）做法及附加恒載做法恒載標準值/（kN/m2）普通的面磚0.720厚1:2水泥細砂漿找平20×0.02=0.4衛(wèi)生潔具1.020厚1:2水泥細砂漿找平（粉底）20×0.02=0.4共計2.5第七頁，共32頁。（2）不上人屋面附加恒載標準值如表-3所示。表-3不上人屋面做法及附加恒載做法恒載標準值/（kN/m2）40厚C20細石混凝土面層25×0.04＝1.0三元乙丙橡膠卷材防水層0.3聚苯乙烯板隔熱層2%找坡0.5防水卷材0.3020厚1:2水泥細砂漿找平20×0.02=0.420厚1:2水泥細砂漿底粉刷20×0.02=0.4共計2.9（取3.0）第八頁，共32頁。第九頁，共32頁。2.活載的計算活荷載的取值本著兩個原則：一是嚴格遵守現(xiàn)行的《荷規(guī)》；第二是根據(jù)結(jié)構(gòu)實際情況進行取值。《荷規(guī)》中對活荷載的取值是通過大量調(diào)查、隨機抽樣、統(tǒng)計和可靠度分析得到的，因此具有很高的可信度。然而，對每個工程，并不是說《荷規(guī)》中活荷載的取值都是準確的。比如說，按《荷規(guī)》表4.1.1，辦公室的活載取2.0kN/m2，但如果某個辦公室書柜特別多，就要考慮把辦公室的活荷載適當加大。表4-4活載標準值第十頁，共32頁。第十一頁，共32頁。不上人屋面0.50.70.50上人屋面2.00.70.50.4屋頂花園－不包括花圃土石等自重3.00.70.60.5第十二頁，共32頁。（二）梁上線恒載的計算內(nèi)、外墻的面荷載計算分別見表-5和表-6。表-5內(nèi)墻做法及面載計算做法面載標準值/（kN/m2）水泥粉刷墻面0.4加氣混凝土砌塊200厚8×0.2=1.6水泥粉刷墻面0.4共計2.4注：加氣混凝土砌塊容重為8kN/m3第十三頁，共32頁。表-6外墻做法及面載計算做法面載標準值/（kN/m2）貼瓷磚墻面（包括水泥砂漿打底）0.6加氣混凝土砌塊200厚8×0.2=1.6水泥粉刷墻面0.4共計2.6第十四頁，共32頁。表-7內(nèi)、外墻梁上線荷載標準值墻體洞口墻高線恒載標準值/（kN/m）外墻有洞2.52.6×2.5×0.8=5.2無洞2.52.6×2.5=6.5內(nèi)墻有洞2.62.4×2.6×0.8=4.992（取5.0）有洞2.72.4×2.7×0.8=5.184（取5.2）無洞2.652.4×2.65=6.36（取6.4）無洞2.52.4×2.5=6第十五頁，共32頁。屋頂女兒墻高1.2m，折合為厚100mm的混凝土欄板，其梁上線荷載=[25×0.10+0.8(外墻飾面磚)+0.4(內(nèi)墻粉刷)]×1.2=4.44kN/m，取4.5kN/m。第十六頁，共32頁。結(jié)構(gòu)電算不可能一蹴而就，一次完成。通常至少要進行多輪計算，在上輪計算取得合理結(jié)果以前，不要勿忙進行下一輪計算；每輪計算要多次試算，力爭方案合理。在設計過程中，人是主導，軟件是工具，人在設計中應起到指揮、主導、調(diào)控的作用。第十七頁，共32頁。第一輪計算：完成整體參數(shù)的正確設置。需要通過計算確定的主要參數(shù)有：振型組合數(shù)、結(jié)構(gòu)基本周期，框剪結(jié)構(gòu)中框架的抗震等級、薄弱層的判定等。如果計算出來的結(jié)構(gòu)基本周期與輸入值相差較多，應將計算值作為已知的參數(shù)值輸入，重新計算。《高規(guī)》第5.1.13-2條指出，對于B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和復雜高層建筑結(jié)構(gòu)，抗震計算時，宜考慮平扭耦聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應，振型數(shù)不應小于15，對多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應小于塔樓數(shù)的9倍，且計算振型數(shù)應使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。第十八頁，共32頁。第十九頁，共32頁。（2）位移比：結(jié)構(gòu)是否規(guī)則、對稱，平面中剛度分布是否均勻是結(jié)構(gòu)本身的性能，可以用結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心的相對位置表示，二者相距較遠的結(jié)構(gòu)在地震作用下扭轉(zhuǎn)可能較大。由于剛心與質(zhì)心位置都無法直接定量計算，《抗規(guī)》和《高規(guī)》都采用了校核結(jié)構(gòu)最大水平位移與平均位移的方法，即位移比要求。在樓板平面無限剛性的假定下，由結(jié)構(gòu)某一條邊緣的最大和最小位移變形平均后得到平均位移。《抗規(guī)》第3.4.3條規(guī)定，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移的1.5倍?！陡咭?guī)》第4.3.5條規(guī)定，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍。第二十頁，共32頁。（3）剛度比：《抗規(guī)》第3.4.2條規(guī)定，當某層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%，則該結(jié)構(gòu)為豎向不規(guī)則?？刂苿偠缺戎饕菫榱丝刂平Y(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，避免豎向剛度突變，形成薄弱層。對于抗震高層建筑而言，此類豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)是不宜采用的。（4）層間受剪承載力之比：《抗規(guī)》第3.4.2條規(guī)定，當抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%時，則該結(jié)構(gòu)為豎向不規(guī)則?？刂茖娱g受剪承載力之比主要是為了控制結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，避免豎向剛度突變，形成薄弱層。對于抗震高層建筑而言，此類豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)是不宜采用的。第二十一頁，共32頁。第二十二頁，共32頁。剪重比根據(jù)目前許多工程的計算結(jié)果，截面尺寸、結(jié)構(gòu)布置都比較正常的結(jié)構(gòu)，其底部剪力大約在下述范圍內(nèi)(詳見《高規(guī)》3.3.13)：第二十三頁，共32頁。水平位移限值：1.水平位移滿足《抗規(guī)》5.5.1條的要求，是合理設計的必要條件之一。當剪力墻作為薄壁桿件計算時，最大層間相對位移取u/h小于等于1/1100；較佳取值取1/1600～1/2500。當剪力墻作為墻元模型（包括殼元、膜元等計算時；最大層間相對位移取滿足規(guī)范要求為基準，較佳取值1/1200～1600。需要說明的是，此時位移的計算是在“樓板平面內(nèi)剛度無限大”這一假定下得到的。位移與結(jié)構(gòu)的總體剛度有關(guān)，位移越小，其結(jié)構(gòu)的總體剛度就愈大，故可以根據(jù)初算的結(jié)果對整體結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。如位移值偏小，則可以減小整體結(jié)構(gòu)的剛度，對墻、梁的截面尺寸可適當減小或取消部分剪力墻。反之如果位移偏大，則考慮如何增加整體結(jié)構(gòu)的剛度，包括加大有關(guān)構(gòu)件的尺寸，改變結(jié)構(gòu)抵抗水平力的形式、增加斜撐等。

第二十四頁，共32頁。然而，水平位移限值滿足要求，還不一定是合理的結(jié)構(gòu)，還要考慮周期，地震力大小等綜合條件。因為抗震設計時，地震力大小與剛度直接相關(guān)。當剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時，由于地震力也小，所以位移也有可能在限值范圍內(nèi)。此時并不能認為結(jié)構(gòu)合理，因為它的周期長、地震力太小，并不安全。《高規(guī)》位移限值放松較多，較容易滿足，所以還應綜合其它因素。第二十五頁，共32頁。2.將各層位移連成側(cè)移曲線，應具有以下特征：剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線具有懸臂彎曲梁的特征，位移越往上增大越快，成外彎形曲線；框架結(jié)構(gòu)具有剪切梁的特點，越向上增長越慢，成內(nèi)收形曲線?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)處于兩者之間，為反S形曲線，接近于一直線。在剛度較均勻情況下，位移曲線應連續(xù)光滑，無突然凹凸變化和折點。第二十六頁，共32頁。2.建筑平面和立面調(diào)整—根據(jù)位移比和周期比《高規(guī)》明確規(guī)定要求在增加附加偏心距（5%L，L為邊長）的情況下計算校核位移比。然而附加了偏心距以后，計算所得的扭轉(zhuǎn)角已不能反映結(jié)構(gòu)本身的性能了。完全對稱的結(jié)構(gòu)在增加了5%L的附加偏心距（即在SATWE中選中“偶然偏心”選項）以后，似乎變成“不對稱”了，而且邊長愈長，結(jié)構(gòu)愈“不對稱”，實際上，附加偏心距以后計算得到的位移比不能反映結(jié)構(gòu)布置是否合理。如果誤以為凡是位移比超限的結(jié)構(gòu)剛度布置都不對稱或不勻均，單純?yōu)榱藵M足位移比數(shù)值要去調(diào)整剪力墻布置，不但解決不了問題，有時候可能造成另外一些不合理，例如可能形成剛度過大，或者本來對稱的結(jié)構(gòu)變成不對稱，邊長愈長的結(jié)構(gòu)愈是如此。第二十七頁，共32頁。方鄂華等認為，要檢查和確定所設計的結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心是否相差過大，是否需要調(diào)整剪力墻的布置，應當在不附加偏心距的狀態(tài)下進行計算。其次，可以看到，增加抗扭剛度，能夠在一定程度上減少位移比，而剛性構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的布置對結(jié)構(gòu)抗扭剛度有較大的影響，提高抗扭剛度是概念設計中改進結(jié)構(gòu)抗震性能的重要措施之一。第二十八頁，共32頁。周期比的限制，對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)都容易實現(xiàn)，但是對于某些不利布置的結(jié)構(gòu)，例如風車形布置的結(jié)構(gòu)或較長的結(jié)構(gòu)，它們的扭轉(zhuǎn)周期可能較長，按《抗規(guī)》要求調(diào)整時有兩種方法：一是降低平移剛度，使平移周期加長；二是提高抗扭剛度（例如在周邊加剪力墻等）。如果原來的結(jié)構(gòu)剛度很大，層間側(cè)移遠小于限制值，則第一種方法可行。第二種方法可以改善結(jié)構(gòu)抗扭性能，是解決結(jié)構(gòu)抗扭薄弱的根本方法。在結(jié)構(gòu)變?nèi)岷螅まD(zhuǎn)角較大會對抗震不利，因此最好是在盡量提高抗扭性能的基礎上，減少平移剛度，剛性構(gòu)件設置愈靠建筑邊緣，抗扭剛度改善愈多。但是，將周邊剪力墻的連梁加高，雖然有利于增加抗扭剛度，但造成剪力墻延性減小，不利于抗震。第二十九頁，共32頁。位移比和周期比是一個相對的數(shù)值，在相同的位移比下，當結(jié)構(gòu)剛度較小、平均側(cè)向位移較大時，扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的最大位移也較大，可能它對結(jié)構(gòu)的危害也較大；相反，如果是同樣的位移比，當結(jié)構(gòu)側(cè)向位移較小時，結(jié)構(gòu)的最大位移也較??；規(guī)范沒有區(qū)分不同情況，而是采用了統(tǒng)一的位移比限值。對于剛度較大的結(jié)構(gòu)（層數(shù)不多，高度不大或剪力墻較多的住宅結(jié)構(gòu)）或高層建筑底部有偏置裙房，而裙房高度不大時，要求似乎有些過嚴了。此時可以將位移比與位移最大值進行綜合考慮，在剛度較大、位移較小、且扭轉(zhuǎn)周期符合要求的結(jié)構(gòu)中，適當放寬位移比限制值，同時要求采取提高抗扭承載力或其它有效的抗扭措施，以確保結(jié)構(gòu)安全。第三十頁，共32頁。第三輪計算：對單構(gòu)件作優(yōu)化設計。檢查梁、柱超筋；剪力墻超筋；柱軸壓比；剪力墻軸壓比；做到計算結(jié)果不超限，并進行截面優(yōu)化。柱軸壓比的限值是延性設計的要求，《抗規(guī)》6.3.7條、《高規(guī)》6.4.2條和《砼規(guī)》的11.4.16條，都規(guī)定了柱軸壓比的限值，并規(guī)定建造于IV