20畢業(yè)設(shè)計總依據(jù)及設(shè)計步驟〔供參考〕框架構(gòu)造抗震設(shè)計步驟：按組合內(nèi)力進(jìn)展梁柱配筋計算進(jìn)展重要部位的抗震強度驗算根底設(shè)計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(gòu)造措施開頭確定構(gòu)造方案與構(gòu)造布置開頭確定構(gòu)造方案與構(gòu)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(gòu)造剛度參數(shù)豎向荷載計算計算構(gòu)造自振周期及振型計算多遇地震烈度下的構(gòu)造彈性地震作用不滿足多遇烈度地震作用下構(gòu)造層間彈性變形驗算滿足上述地震作用下構(gòu)造內(nèi)力分析 豎向荷載作用下內(nèi)力分析內(nèi)力組合特別延性構(gòu)造完畢一、建筑構(gòu)造體系選型(一)合理選用構(gòu)造材料料，就成為經(jīng)濟合理地選型的一個重要方面。按材料分類的構(gòu)造類型如下：按建筑材料分類的構(gòu)造類型(二)合理選擇構(gòu)造受力體系

砌體構(gòu)造體系鋼筋混凝土構(gòu)造體系鋼構(gòu)造體系鋼——混凝土組合構(gòu)造體系筑，按構(gòu)造受力形式分類，常用的構(gòu)造體系大體如下：混合構(gòu)造體系框架構(gòu)造體系多層及高層建筑 剪力墻構(gòu)造體系(包括框架——剪力墻、全剪力墻構(gòu)造)筒體構(gòu)造體系(包括框筒、筒中筒、成束或組合筒體構(gòu)造)巨型構(gòu)造體系單層大跨度建筑 平面構(gòu)造體系：門式剛架、薄腹梁構(gòu)造、桁架構(gòu)造、拱構(gòu)造空間構(gòu)造體系：殼體構(gòu)造、網(wǎng)架構(gòu)造、懸索構(gòu)造、膜構(gòu)造框架構(gòu)造體系多層與小高層常承受框架構(gòu)造體系。框架構(gòu)造的特點是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維護作用。其整體性和抗震性均好于混合構(gòu)造，且平面布置靈敏，可供給較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。框架構(gòu)造可通過合理的設(shè)計，使之具有良好的延性，成為“延性框框架及裝配整體式框架三種。條件等因素具體選定。框架和剛接框架。鋼框架的抗震性能優(yōu)于鋼筋混凝土框架；鋼梁、鋼柱相對混凝土梁、柱截面較小，增大了有效使用面積；鋼框架自重較輕，大大降低了根底造價；且施工周期短，具有良好的綜合經(jīng)濟效益。鋼框架多用于辦公樓、旅館、商場等公共建筑。寸，一般梁柱截面慣性矩較小，在水平荷載作用下的側(cè)向變形較大，抗側(cè)移力氣較弱，屬較柔構(gòu)造。當(dāng)層數(shù)較多、側(cè)向荷載較大時，為滿足側(cè)向剛度和強度要求，需加大截面，很不經(jīng)濟。而且高度增加時，框架構(gòu)造頂點位移和層間相對位移較大，)在地震時破壞較嚴(yán)峻。因此，框架構(gòu)造的最大高度受到限制。6～1510層左右；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不121-2的限值；1—3所示。結(jié)構(gòu) 體系框架現(xiàn)澆非抗震結(jié)構(gòu) 體系框架現(xiàn)澆非抗震設(shè)防60抗 震設(shè)6度608度5545防9度25鋼筋混裝配整體50503525不應(yīng)承受凝土結(jié)框架——剪力墻 現(xiàn)澆13013012010050構(gòu)和框架——筒體 裝配整體1001009070不應(yīng)承受現(xiàn)澆剪力墻 無框支墻14014012010060局部框支墻12012010080不應(yīng)承受鋼構(gòu)造框 架1101101109050框架——支撐框架——剪力墻240220220200140結(jié)構(gòu)體系非抗震結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)防5抗震框架6、7度5設(shè) 防8度9度4 2鋼筋混凝土結(jié)框架——剪力墻和框架——筒體5543構(gòu)剪力墻6654鋼結(jié)構(gòu)民用房屋6.56.565.5二、構(gòu)造布置好的造型和合理的傳力路線。置方案的過程就是一個構(gòu)造概念設(shè)計的過程。〔一〕1、把握高寬比在高層建筑中，構(gòu)造的位移常常成為構(gòu)造設(shè)計的主要把握因素、而且隨著建筑高度的增加，傾覆力矩將快速增大。因此，高層建筑的高寬比不宜過大。一般應(yīng)滿足1-21-2算。2、削減平面和豎向布置的不規(guī)章性心盡量重合，以削減因外形不規(guī)章產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。特別的措施加強。3、變形縫的設(shè)置單元。〔二〕1、構(gòu)造布置原則生扭轉(zhuǎn)的可能性。1-2。(3)盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以削減構(gòu)件種類規(guī)格，簡化設(shè)計及施工。(4)房屋的總長度宜把握在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時，可設(shè)伸縮縫將房屋分成假設(shè)干溫度區(qū)段。2、柱網(wǎng)和層高框架構(gòu)造的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距(開間)與跨度(進(jìn)深)和層高，首先要滿足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，其次是滿足建筑平面功能的要求，還要力求做到柱網(wǎng)平面簡潔規(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柱網(wǎng)確定后，沿房屋縱橫方向布置梁系，形成橫向框架和縱向框架，分別承受各自方向上的水平作用。依據(jù)承重框架布置方向的不同，框架承重體系可分為三種。(1)橫向框架承重方案：橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁，在縱向上設(shè)置連系梁。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(shù)較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)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(fēng)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(gòu)造層高增加。(2)縱向框架承重方案；縱向框架承重方案是在縱向上布置框架主梁，在橫向上制，同時房屋的橫向剛度較小。(3)縱橫向框架混合承重方案：框架在縱橫兩個方向上均布置主梁。樓板的豎向荷載沿兩個方向傳遞。柱網(wǎng)較大的現(xiàn)澆樓蓋，通常布置成井字形式；柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓蓋，樓板可以不設(shè)井字梁直接支承在框架主梁上。常按空間框架體系進(jìn)展內(nèi)力分析。體構(gòu)造不應(yīng)承受鉸接，也不應(yīng)承受橫向為剛接、縱向為鉸接的構(gòu)造體系。三、繪出框架平面柱網(wǎng)布置其次步、初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級一、初估梁柱截面尺寸框架的間距、是否考慮抗震設(shè)防要求以及選用的混凝土材料強度等諸多因素綜合考慮確定。一般狀況下，框架梁的截面尺寸可參考受彎構(gòu)件按下式估算：梁高h(yuǎn)=(1/8～1/12)llb=(1/2～1/3)h。在抗震構(gòu)造中，梁截面寬度不宜小200mm44。(2)框架柱截面尺寸：框架柱的截面形式通常大多為方形、矩形。柱截面的寬與高一般取層高的1/15～1/20，同時滿足hl /25、bl 0 0 0300mm；高層建筑中，框架柱截面的高4。為了削減構(gòu)件類型，簡化施工，多層房屋中柱截面沿房屋高度不宜轉(zhuǎn)變。在計算中，還應(yīng)留意框架柱的截面尺寸應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)對剪壓比(V /fbh 剪跨c cc c0比M/Vhc

)(N

N/fbhcc

)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(shù)；m2；fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；ω——框架柱最大軸壓比限值，一級框架取0.7，二級框架取0.8，三級框架取0.9。——地震及中、邊柱的相關(guān)調(diào)整系數(shù)，711.1，81.11.2；G——構(gòu)造單位面積的重量(豎向荷載)，依據(jù)閱歷估算鋼筋混凝土高層建筑約二、材料強度等級C30，其C20。、IIII、II級鋼筋。三、確定計算簡圖、選取計算單元1〔123----C---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〔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(gòu)造剛度參數(shù)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(cè)、梁底、柱的抹灰40mm。G(0.40bhl容重混凝土容重：25KN/m3編號L1編號L1截面(m2)寬×高=長度(m)根數(shù)每根重量〔KN〕每層根數(shù)×層數(shù)=….….Z1….6〔包括女兒墻和各種縱橫隔墻〕考慮。G墻高墻寬墻厚墻體容重墻風(fēng)光積單位面積上墻重量19KN/m3同上列表：墻體女兒墻底層縱墻底層橫墻其他層縱墻其他層橫墻7、荷載分層總匯

每片面積高×寬=

片數(shù) 重量每層片數(shù)×層數(shù)=Gi=屋面恒載+50%屋面活荷載+縱橫梁自重+樓面下半層的柱及縱橫墻自重；iG=樓面恒荷載+50%樓面活荷載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻自重；iGnGii1二、剛度參數(shù)計算1、梁的線剛度計算：框橫梁跨度架 l框橫梁跨度架 l(m)截面bh(m2)E〔KN/m2〕 I 0bh312Ibk EIlbb〔m4〕中框左2Ib架架右2Ib邊框架左1.5Ib右1.5Ib2、柱的線剛度計算層次層次柱號 截面Z bhH(m)E〔KN/m2〕 I cbh312k cEIHc底層二層…3、橫向框架柱的側(cè)移剛度值Dij根柱的側(cè)移剛度為：D ij

12kch2αP1195-4。層次層次柱類型KK2kckcb〔一般層〕K根〔一般層〕數(shù)D 12kh2cb〔底層〕0.5K2K〔底層〕中柱底 層D其中柱他他層邊柱D第四步、計算構(gòu)造自振周期〔P11〕TT T1 T

〔5-2〕式中，TT

——根本周期調(diào)整系數(shù)，對一般民用框架取0.6。——構(gòu)造頂點側(cè)向位移，即為把集中在各樓層處的重力荷載代表值視為作用在樓面處的水平力時，按彈性剛度計算得到的構(gòu)造頂點側(cè)向位移〔m。 nT ii1

〔5-3〕 Vi i

/mDik

V/Di

〔5-4〕式中，V

i層的層間剪力，Vi i

nG ;kkiDi層柱的側(cè)移剛度之和〔前面已算出。i第五步、計算多遇地震烈度下的構(gòu)造彈性地震作用對滿足底部剪力法適用條件的框架構(gòu)造，可用底部剪力法求解。F GEK 1 eqF GiHi F )i nGH EK nj jF F列表計算：

n n EK第六步、多遇烈度地震作用下構(gòu)造層間彈性變形驗算Vi2、層間彈性變形計算

Fkki

〔5-12〕u V/Dei i i3、驗算ue

]H是否滿足。e列表計算：層次層高距地面層次層高距地面GGHi iGHi iGHFVDuiiiieh高Hi i j jj1頂層…第七步、上述地震作用下構(gòu)造內(nèi)力分析〔§5-4〕一、求柱端剪力ik根柱子的剪力為V DikV

Dik V

〔5-14〕二、柱的上下端彎矩

ik D ii

n D iirMij上

V(1y)hijMij下Vijyh式中，yyy0y1y2y3y0各層梁和柱線剛度都不轉(zhuǎn)變的多層多跨規(guī)章框架在水平荷載作用下求得的反彎點高度比，查表得。y——上下梁線剛度變化時的反彎點高度比修正值；當(dāng)某柱的上、下梁線剛1度不同，柱上、下節(jié)點轉(zhuǎn)角不同時，反彎點位置有變化，應(yīng)將y加以修正，修正值0y。1y y——上下層高度變化時反彎點高度比修正值，2 3框架柱剪力及彎矩計算列表進(jìn)展：VVD左邊柱層次層高h(yuǎn)(m)i中柱DD/DVKyMMik c下 c上同左右邊柱同左做出框架柱剪力及彎矩圖。三、框架梁端的彎矩依據(jù)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、右梁的線剛度比例分配M左

左kb 〔M上k

M下) 〔5-18〕b k左b

k右 c bM右

右kb 〔M上k

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〕層層號邊柱處中柱 處….MMK左cM右bcbKM左bM右bb…做出框架梁的彎矩圖。四、框架梁端的剪力計算MlMrV b bb l

〔5-21〕五、框架柱的軸力計算對于邊柱，節(jié)點一側(cè)的梁端剪力即為柱的該層層間軸向力；層AB層AB跨BC跨柱軸力…號lMlbMrbVlbMlbMrbVbNNAB……..…… … ……… ………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(nèi)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〕58aq a2 a32baq ＝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(guān)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(gòu)造力學(xué)〕〔二、分層法：在豎向荷載作用下框架內(nèi)力承受分層法進(jìn)展簡化計算，此時每元對應(yīng)柱端彎矩之和。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(shù)：按與節(jié)點連接的各桿的轉(zhuǎn)動剛度比值計算；1/21/3；梁遠(yuǎn)端固定1/2，遠(yuǎn)端滑動鉸支座傳遞系數(shù)為-1。52~3次為宜。6、節(jié)點不平衡彎矩的再安排：由于柱端彎矩按1/3傳遞系數(shù)傳遞到遠(yuǎn)端〔底層1/2傳遞系數(shù)，柱端彎矩取相鄰兩層單元對應(yīng)柱端彎矩之和，此時原來已經(jīng)平衡的節(jié)點彎矩由于參與了的彎矩而不再平衡，應(yīng)將不平衡彎矩再安排。節(jié)點不平衡彎矩的再安排表層軸線號A〔邊〕B〔中〕其他軸號…桿件號安排系數(shù)上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁…….桿端彎矩不平衡彎矩彎矩安排結(jié)果彎矩做出梁柱最終彎矩圖。0.85〔用括號在圖上標(biāo)出1.1。三、梁端剪力及柱軸力計算梁端剪力：VV

(彎矩引起剪力〕1qlM左M右q m 2 l柱軸力：層號荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力AB跨V VqAqB層號荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力AB跨V VqAqBBC跨V VqBqCAB跨V VmABC跨V VmBAB跨BC跨A柱B柱……VVVVNmBmCABCD頂NN底頂N底第九步、內(nèi)力組合凝土框架構(gòu)造構(gòu)件的承載力按以下公式驗算：非抗震設(shè)計： SR01.1、1.0、0.9。0抗震設(shè)計：

SRRE(為了計算比較，在內(nèi)力組合以獲得荷載效應(yīng)組合值S的同時，乘上構(gòu)造重要性系數(shù)

和抗震承載力調(diào)整系數(shù) 。)0 RE〔1〕恒載和活荷載效應(yīng)的組合；〔2〕豎向荷載和地震作用效應(yīng)的組合。〔一〕 梁的內(nèi)力不利組合梁端負(fù)彎矩，取下式兩者較大值M

(1.3MRE

1.2M )GM (1.2M 1.4M )0 恒 活梁端正彎矩按下式確定M

(1.3MRE

1.0M )G梁端剪力，取下式兩者較大值V

(1.3VRE

1.2V )GV0(1.2V恒1.2V)梁跨中正彎矩，取下式兩者較大值M 中

(1.3MRE

1.2M )GM (1.2M 1.4M )中 0 恒 活中，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(shù)〕和地震作用下的彎矩圖〔乘分項系數(shù)，在M 彎矩圖上作平行與ab的切線，交于mGabnmn的長a 地震作用方向

度為M 〔如右上圖所示〕b,maxAE nG

解析法求M

：b,maxGA M BGM mbxm

GE

R ql1(MA 2 l GBR

M MGA

M )EBx Al b qAM R2MA

M 〔如右以以下圖所b,max 2q

GA EAA

qRA xl

BRB

示。〔二〕框架柱的內(nèi)力組合用的偏心受壓：第①組內(nèi)力組合〔大偏心受壓〕MmaxRE(1.3ME1.2MG)NminRE(1.3NE1.0NG)第②組內(nèi)力組合〔小偏心受壓〕MmaxRE(1.3ME1.2MG)N (1.3N 1.2N )max RE E G第③組內(nèi)力組合〔無地震作用〕M (1.2M 1.4M )0 恒 活N (1.2N 1.4N )0 恒 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 0乘乘RE第N層梁… …端…V…層次梁的截面內(nèi)力荷載類別豎向荷載組合豎向荷載與地震作用組合位位恒載 活載地震荷 [1.2①+1.4[1.2〔①+0.5②〕1.3③]置置① ②載③ ②]左左端MV跨中M梁右M端V左M中端V跨中M梁右M端V左M端V右跨中M右M荷載類別層荷載類別層位內(nèi)豎向荷載組合豎向荷載與地震作用組合恒載活載地震荷[1.2①+1.4[1.2〔①+0.5②〕1.3③]次置力①②載③②]第上乘REMN端N層下M端N….第十步、按組合內(nèi)力進(jìn)展梁柱配筋計算為了較合理地把握強震作用下鋼筋混凝土構(gòu)造破壞機制和構(gòu)件破壞形態(tài)，提個概念在設(shè)計時用調(diào)整內(nèi)力的方式實現(xiàn)。一、框架梁1、正截面受彎承載力驗算配筋計算。2、斜截面受剪承載力驗算1〕梁的組合剪力設(shè)計值應(yīng)符合以下要求： V 0.2fbhRE b c 0按“強剪弱彎”的原則，調(diào)整梁端剪力設(shè)計值〔留意：調(diào)整前內(nèi)力除于

，并將調(diào)整后的值VRE

放回組合表中備用〕調(diào)整值： V (MlMr)/l Vvb b b n Gb9度和一級框架構(gòu)造尚應(yīng)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

ASVhRE b

t 0 YV s 0二、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確定的延性。 N 要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。fbhc2〕按“強柱弱梁”的原則，調(diào)整柱的彎矩設(shè)計值〔留意：調(diào)整前內(nèi)力除于

，并將調(diào)整后的彎矩值放回組合表中備用〕RE框架節(jié)點處柱彎矩，除頂層和柱軸壓比小于0.15者外，其設(shè)計值應(yīng)按以下各式調(diào)整：M Mc c b9度和一級框架構(gòu)造尚應(yīng)符合

M 1.2Mc

bua 1.41.21.1；一、c為：1.5、1.251.15。調(diào)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(shè)計值應(yīng)符合以下要求：REVc0.2fcbh0按“強剪弱彎”的原則，調(diào)整柱的剪力設(shè)計值〔留意：調(diào)整前內(nèi)力除于

，并將調(diào)整后的值VRE

放回組合表中備用〕V (MtMb)/Hc vc c c n9度和一級框架構(gòu)造尚應(yīng)符合Vc

1.2(Mtcua

Mbcua

)/Hn 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 0Hn。當(dāng)1時，取1，當(dāng)3時，取3。2h0N——考慮地震作用組合的柱軸壓力，當(dāng)N0.3f A時，取N0.3f A。c c當(dāng)柱消滅拉力時，應(yīng)按下式驗算：1.05 A V fbh f svh

0.2NRE c

1

t 0 YV s 0

A 時，取等于f A h，且不應(yīng)小于0.36fbh。hsvsvhsvYV s 0 YV s 0 t 0分別列表進(jìn)展梁柱正截面和斜截面的配筋計算。三、框架節(jié)點核芯區(qū)驗算節(jié)點核心區(qū)抗震設(shè)計的原則要求是框架節(jié)點核心區(qū)不先于梁、柱破壞。造措施的要求。1、節(jié)點剪壓比的把握REVj0.30jfcbjhjj——正交梁的約束影響系數(shù)。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(yīng)按以下規(guī)定承受：核芯區(qū)截面有效驗算寬度，當(dāng)驗算方向的梁截面寬度不小于該側(cè)柱截面1／2時，可承受以下二者中的較小值：b bj b

0.5hcb bj c1／4效驗算寬度可承受上式(5—9)和下式(5—10)中計算結(jié)果的較小值：b 0.5(bj b

b)0.25h 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(shè)計值，應(yīng)按下式確定： MV jb

(1-h0

as

) (5—23)j h ab0 s

bH hbc b9度時和一級框架構(gòu)造尚應(yīng)符合式：1.15MV

bua

(1-h

as)j h ab0 s

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

j

fbht

j b

f AYV

b0 ss9度時應(yīng)符合：

VRE

c0.9j

fbht

f AYV

h ab0 ss第十一步、需要薄弱層變形驗算否一、依據(jù)梁柱配筋和柱的軸壓力等，計算梁柱各把握截面的屈服彎矩二、依據(jù)梁柱端截面的屈服彎矩，推斷節(jié)點處梁柱的破壞狀態(tài)，計算柱和層的屈服