第一篇：框架結構設計技術

框架結構設計技術

摘要： 在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，如樓板、樓梯等，寫此文的用意是幫助設計者在做框架結構設計時參見本文可減少漏項、減少差錯等，與上篇內容相同的讀者可略過。

具體內容如下：

一.結構設計說明

主要是設計依據，抗震等級，人防等級，地基情況及承載力，防潮抗滲做法，活荷載值，材料等級，施工中的注意事項，選用詳圖，通用詳圖或節點，以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3等等。

二.各層的結構布置圖，包括:

(1).預制板的布置(板的選用、板縫尺寸及配筋)。

標注預制板的塊數和類型時, 不要采用對角線的形式。因為此種方法易造成線的交叉, 宜采用水平線或垂直線的方法, 相同類型的房間直接標房間類型號。應全樓統一編號，可減少設計工作量，也方便施工人員看圖。板縫盡量為40, 此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時從房間里面往外布板, 盡量采用寬板, 現澆板帶留在靠窗處, 現澆板帶寬最好≥200(考慮水暖的立管穿板)。

如果構造上要求有整澆層時, 板縫應大于60。整澆層厚50, 配雙向φ6@250, 混凝土C20。純框架結構一般不需要加整澆層。構造柱處不得布預制板。地下車庫由于防火要求不可用預制板?？蚣芙Y構不宜使用長向板，否則長向板與框架梁平行相接處易出現裂縫。建議使用PMCAD的人工布板功能布預制板，自動布板可能不能滿足用戶的施工圖要求，僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對樓層凈高很敏感、跨度超過6.9米或不符合模數時可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。

(2).現澆板的配筋(板上、下鋼筋，板厚尺寸)。

板厚一般取120、140、160、180四種尺寸或120、150、180三種尺寸。盡量用二級鋼包括直徑φ10（目前供貨較少）的二級鋼，直徑≥12的受力鋼筋，除吊鉤外，不得采用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距，但間距不大于200，間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)?？缍刃∮?米的板上部鋼筋不必斷開，鋼筋也可不畫，僅說明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或50%連通，較大處附加鋼筋，拉通筋均應按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時，僅標出板號即可。

一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號，將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。應全樓統一編號。當考慮穿電線管時，板厚≥120，不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板，因電線管過多有可

能要加大板厚至180（考慮四層32的鋼管疊加）。宜盡量用大跨度板，不在房間內(尤其是住宅)加次梁。說明分布筋為φ6@250，溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時，板的上筋應分開或傾斜通過?，F澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)。現澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應建議甲方采用現澆樓板，以利防水，并加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔10～15米設一10mm的縫，鋼筋不斷。盡量采用現澆板，不采用予制板加整澆層方案。衛生間做法可為70厚+10高差(取消墊層)。8米以下的板均可以采用非預應力板。

L、T或十字形建筑平面的陰角處附近的板應現澆并加厚，雙向雙排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。現澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動生成，一可加快速度，二來盡量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號，因工程較大時可能編出上百個鋼筋號，查找困難，如果要編號，編號不應出房間。配筋計算時，可考慮塑性內力重分布，將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數，將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。值得注意的是，按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人為放大。支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大，否則將對梁產生過大的附加扭距。一般：板厚>150時采用φ10@200；否則用φ8@200。

PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點：1.單向板是按塑性計算的，而雙向板按彈性計算，宜改成一種計算方法。2.當厚板與薄板相接時，薄板支座按固定端考慮是適當的，但厚板就不合適，宜減小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋，增大跨中配筋。4.房間邊數過多或凹形板應采用有限元程序驗算其配筋。PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。

板一般可按塑性計算，尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現裂縫和對防水要求嚴格的建筑, 如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應采用彈性計算。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋，一是輕隔墻有可能移位，二是板整體受力，應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻，如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件，應雙向雙排配筋。

(3).關于過梁布置及輕隔墻。

現在框架填充墻一般為輕墻，過梁一般不采用預制混凝土過梁，而是現澆梁帶。應注明采用的輕墻的做法及圖集，如北京地區的京94SJ19，并注明過梁的補充筋。當過梁與柱或構造柱相接時，柱應甩筋，過梁現澆。不建議采用加氣混凝土做圍護墻，裝修難做并不能用在廁所處。

(4).雨蓬、陽臺、挑檐布置和其剖面詳圖。

注意：雨棚和陽臺的豎板現澆時，最小厚度應為80，否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時，高度<900，最小板厚100；高度>900時，最小板厚120。陽臺的豎板應盡量現澆，預制擋板的相交處極易裂縫。雨棚和陽臺上有斜的裝飾板時，板的鋼筋放斜板的上面，并通過水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側的封板可采用泰柏板封堵，鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接，不必采用混凝土結構。挑板挑出長度大于2米時宜配置板下

構造筋，較長外露挑板（包括豎板）宜配溫度筋。挑板內跨板上筋長度應大于等于挑板出挑長度，尤其是挑板端部有集中荷載時。

內挑板端部宜加小豎沿，防止清掃時灰塵落下。當頂層陽臺的雨搭為無組織排水時，雨搭出挑長度應大于其下陽臺出挑長度100，頂層陽臺必須設雨搭。挑板配筋應有余地，并應采用大直徑大間距鋼筋，給工人以下腳的地方，防止踩彎。挑板內跨板跨度較小，跨中可能出現負彎距，應將挑板支座的負筋伸過全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但當鋼筋直徑大于等于12時是難以施工的，應另加筋。

(5).樓梯布置。采用X型斜線表示樓梯間，并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯，方便設計及施工，也較美觀。

(6).板頂標高。可在圖名下說明大多數的板厚及板頂標高，廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。

(7).梁布置及其編號，應按層編號，如L-1-XX，1指1層，XX為梁的編號。柱布置及編號。

(8).板上開洞(廚、廁、電氣及設備)洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定錨入板支座，從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋，如果洞口處板僅有正彎距，可只在板下加筋；否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍，并注明用提高一級的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞，周邊不宜加梁，應采用有限元程序計算板的內力和配筋。板適當加厚, 洞邊加暗梁。

(9).屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。

(10).在平面圖上不能表達清楚的細節要加剖面，可在建筑墻體剖面做法的基礎上，對應畫結構詳圖。

三.基礎平面圖及詳圖:

(1).在柱下擴展基礎寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素，適當加寬基礎。

(2).當基礎下有防空洞或枯井等時，可做一大厚板將其跨過。

(3).混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時，應考慮防水層厚度。

(4).建筑地段較好，基礎埋深大于3米時，應建議甲方做地下室。地下室底板，當地基承載力滿足設計要求時，可不再外伸以利于防水。每隔30～40米設一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力，提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用)，減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室，且地下室應

有相同的埋深?？稍诜ぐ鍏^格中間挖空墊聚苯來調整高低層的不均勻沉降。

(5).地下室外墻為混凝土時，相應的樓層處梁和基礎梁可取消。

(6).抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫，連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。

(7).新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎，其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.5至2倍，否則應打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時，應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。

(8).獨立基礎偏心不能過大，必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大，必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合，基礎底板可做成梯形或臺階形，或調整挑梁兩端的出挑長度。

(9).采用獨立柱基時，獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求，除非此基礎非常重要，但配筋也不得過小。獨立基礎是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。面積不大的獨立基礎宜采用錐型基礎，方便施工。

(10).獨立基礎的拉梁宜通長配筋，其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高，否則底層墻體過高。

(11).底層內隔墻一般不用做基礎，可將地面的混凝土墊層局部加厚。

(12).考慮到一般建筑沉降為鍋底形、結構的整體彎曲和上部結構和基礎的協同作用，頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/2或1/3)，且縱向基礎梁的底筋也應拉通。

(13).基礎平面圖上應加指北針。

(14).基礎底板混凝土不宜大于C30，一是沒用，二是容易出現裂縫。

(15).可用JCCAD軟件自動生成基礎布置和基礎詳圖。生成的基礎平面圖名為JCPM.T，生成的基礎詳圖名為JCXT?.T。

(16).基礎底面積不應因地震附加力而過分加大，否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大，本末倒置。

請參照《建筑地基基礎設計規范GBJ7-89》和各地方的地基基礎規程。

四.暖溝圖及基礎留洞圖:

(1).溝蓋板在遇到電線管時下降(500)，室外暖溝上一般有400厚的覆土。

(2).注明暖溝兩側墻體的厚度及材料作法。暖溝較深時應驗算強度。

(3).洞口大于400時應加過梁，暖溝應加通氣孔。

(4).基礎埋深較淺時暖溝入口底及基礎留洞有可能比基礎還低，此時基礎應局部降低。

(5).濕陷性黃土地區或膨脹土地區暖溝做法不同于一般地區。應按濕陷性黃土地區或膨脹土地區的特殊要求設計。

(6).暖溝一般做成1200寬，1000的在維修時偏小。

五.樓梯詳圖:

(1).應注意：梯梁至下面的梯板高度是否夠，以免碰頭，尤其是建筑入口處。

(2).梯段高度高差不宜大于20，以免易摔跤

(3).兩倍的梯段高度加梯段長度約等于600。幼兒園樓梯踏步宜120高。

(4).樓梯折板、折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區內La，折梁還應加附加箍筋

(5).樓梯的建筑做法一般與樓面做法不同，注意樓梯板標高與樓面板的銜接。

(6).樓梯梯段板計算方法：當休息平臺板厚為80～100，梯段板厚100～130，梯段板跨度小于4米時，應采用1/10的計算系數，并上下配筋相同；當休息平臺板厚為80～100，梯段板厚160～200，梯段板跨度約6米左右時，應采用1/8的計算系數，板上配筋可取跨中的1/3～1/4，并且不得過大。此兩種計算方法是偏于保守的。任何時候休息平臺與梯段板平行方向的上筋均應拉通，并應與梯段板的配筋相應。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。

(7).注意當板式樓梯跨度大于5米時，撓度不容易滿足。應注明加大反拱或增大配筋。

(8).當休息平臺板為懸挑板時，其內部的樓梯梯段板負筋應大于休息平臺板的板上筋，長度也應大于平臺板筋。

(9).樓層處的休息平臺板的配筋應與樓層板統一考慮配筋，主要是板的負筋。

六.梁詳圖:

(1).梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋，宜優先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋?？稍诮Y構設計總說明處畫一節點，有次梁處兩側各加三根主梁箍筋，荷載較大處詳施工圖。

(2).當外部梁跨度相差不大時，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時，宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮齊平。梁也可偏出柱邊

一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬，并宜小于1/3柱寬。

(3).折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區內La，還應加附加箍筋

(4).梁上有次梁時，應避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構造抗扭縱筋和箍筋。（此條是從彈性計算角度出發）。當采用現澆板時，抗扭問題并不嚴重。

(5).原則上梁縱筋宜小直徑小間距，有利于抗裂，但應注意鋼筋間距要滿足要求，并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距，箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁，上、下部縱筋均應采用同直徑的，盡量不在支座搭接。

(6).端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁，梁端支座可按簡支考慮，但梁端箍筋應加密。

(7).考慮抗扭的梁，縱筋間距不應大于300和梁寬，即要求加腰筋，并且縱筋和腰筋錨入支座內La。箍筋要求同抗震設防時的要求。

(8).反梁的板吊在梁底下，板荷載宜由箍筋承受，或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。

(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個都不一樣，難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承載力不足。對于大挑梁，梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。

(10).梁上開洞時，不但要計算洞口加筋，更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。

(11).梁凈高大于500時，宜加腰筋，間距200，否則易出現垂直裂縫。

(12).挑梁出挑長度小于梁高時，應按牛腿計算或按深梁構造配筋。

(13).盡量避免長高比小于4的短梁，采用時箍筋應全梁加密，梁上筋通長，梁縱筋不宜過大。

(14).扁梁寬度不必過大，只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時，梁寬對剛度影響不大，加寬一倍，撓度減小20%左右。相對來講，增大鋼筋更經濟，鋼筋加大一倍，撓度減小60%左右，同時梁的上筋應大部分通長布置，以減小混凝土徐變對撓度的增大，如果上筋不小于下筋，撓度減小20%。

(15).框架梁高取1/10~1/15跨度，扁梁寬可取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應延伸至另一方向的梁邊。

(16).當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時，可加一剛性挑梁，兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。

(17).梁寬大于350時，應采用四肢箍。

七.柱詳圖：

(1).地上為圓柱時，地下部分應改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍，并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。

(2).原則上柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距不宜大于200。

(3).柱內埋管，由于梁的縱筋錨入柱內，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時，可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。

(4).柱斷面不宜小于450X450，混凝土不宜小于C25，否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求，不滿足時應加橫筋。異型柱結構，梁縱筋一排根數不宜過多，柱端部縱筋不宜過密，否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時，應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近，不要相差太大。

(5).柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制，減小斷面尺寸。

(6).盡量避免短柱，短柱箍筋應全高加密，短柱縱筋不宜過大。

(7).考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

(8).獨立柱上或柱的中部（半層處）有挑梁時，挑梁長度應有限制。

在用PKPM軟件計算梁柱時，應盡量采用TAT或SATWE三維軟件。相對平面框架PK來講，第一，計算結果更接近實際受力狀態，如地震力或風力是按抗側移剛度分配，而不是按框架的樓面從屬面積，還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)發生下沉變形，內力重分布，從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。

第二，快速方便，三維軟件整體計算，不必生成單榀框架，再人工歸并，可整樓歸并。

第三，TAT或SATWE還可以進行井式梁的計算，由于PKPM軟件計算梁時僅按矩形計算，而井式梁的斷面較小，有可能超筋，此時可取出彎距再按Ｔ型梁補充計算，不必直接加大梁高。在繪制施工圖時，較大直徑的鋼筋連接宜用機械連接取代焊接，造價相差不大，但機械連接可靠并易于檢查。機械連接接頭位置可任意，但一次截斷的鋼筋不大于50%，接頭位置應錯開70d。

八.重點注意或設計原則:

(1).抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算。抗震驗算時應特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時，盡量加剪力墻，可大大改善結構的抗震性能?？蚣芙Y構應設計成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計，從震害分析，規范給出的垂直地震作用明顯不足。

(2).雨蓬不得從填充墻內出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應考慮抗扭?？紤]抗扭時，扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半。

(3).框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。

(4).由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應驗算構件的最小配筋率。

(5).出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。

(6).框架結構中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構造柱，層高較高時宜在門洞上方位置加圈梁。因樓電梯間位置較偏，梯井采用混凝土墻時剛度很大，其它地方不加剪力墻，對梯井和整體結構都十分不利。

(7).建筑長度宜滿足伸縮縫要求，否則應采取措施。如：增大配筋率，通長配筋，改善保溫，鋪設架空層，加后澆帶等。

(8).柱子軸壓比宜滿足規范要求。

(9).當采用井字梁時，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁。

(10).過街樓處的梁上筋應通長，按偏拉構件設計。

(11).電線管集中穿板處，板應驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應驗算梁的抗剪強度。

(12).構件不得向電梯井內伸出, 否則應驗算是否能裝下。電梯井處柱可外移或做成L型柱。

(13).驗算水箱下、電梯機房及設備下結構強度。水箱不得與主體結構做在一起。

(14).當地下水位很高時，暖溝應做防水。一般可做U型混凝土暖溝，暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。有地下室時，混凝土應抗滲，等級S6或S8，混凝土等級應大于等于C25，混凝土內應摻入膨脹劑?；炷镣鈮⒚魉绞┕たp做法，一般加金屬止水片，較薄的混凝土墻做企口較難。

(15).采用扁梁時，應注意驗算變形。

(16).突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應向下延伸一層，不宜直接錨入頂層梁內，并且托梁上鐵應適當拉通。錯層部位應采取加強措施。女兒墻內加構造柱，頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高，均加構造柱，并應加密。錯層處可加一大截面梁，上下層板均錨入此梁。

(17).等基底附加壓力時基礎沉降并不同。

(18).應避免將大梁穿過較大房間，在住宅中嚴禁梁穿房間。

(19).當建筑布局很不規則時，結構設計應根據建筑布局做出合理的結構布置，并采取相應的構造措施。如建筑方案為兩端較大體量的建筑中間用很小的結構相連時(啞鈴狀)，此時中間很小的結構的板應按偏拉和偏壓考慮。板厚應加厚，并雙層配筋。

(20).較大跨度的挑梁下柱子內跨梁傳來的荷載將大于梁荷載的一半。挑板道理相同。

第二篇：淺談框架結構設計的心得體會

淺談框架結構設計的心得體會

摘要 框架結構是最常見的承重結構體系，本文從框架結構概念設計、內力和位移的計算機計算、構造要求等要點出發，介紹鋼筋混凝土框架結構的設計要點及注意事項。特別是在框架結構內力和位移的計算機計算方面，結合自己的設計經驗，針對“剛性樓板假定”、“偶然偏心”、“結構扭轉效應”等主要結構計算參數的選取提出了筆者的一些見解。另外，還從框架梁、框架柱、節點等構造要求列舉了主要的注意事項。

關鍵詞 框架結構 概念設計 內力 位移 構造要求

框架結構是由橫梁和立柱組成的桿件體系，是最常見的承重結構體系。由于框架結構柱網布置靈活，能獲得較大的使用空間，在辦公樓、教學樓、住宅樓、公寓以及商業建筑中常常采用。下面結合框架設計過程和實際工程設計經驗，談一談鋼筋混凝土框架結構的設計要點及注意事項。

一、框架結構概念設計

一個合格的結構設計人員應該清楚地認識到框架結構設計中，概念設計與結構措施的至關重要性。

首先我們要控制房屋適用高度和結構高寬比，若結構的高寬比大，則傾覆力矩也大。為了幫助設計者在初步設計階段根據結構高度和結構體系確定比較合理而經濟的平面尺寸，宏觀控制結構的剛度、穩定和承載力，《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)規定了框架結構的高寬比限值。

其次是結構布置簡單規則均勻。結構簡單包含有三層意思，即(1)結構的類別劃分，計算模型清楚；(2)各結構構件力學功能分工，在荷載和作用下傳力路線直接、明確；(3)其受力、薄弱環節及抗震性能估計把握，精細分析程序可靠。這就要求工程師在熟練運用計算機設計程序的同時，更要掌握必要的框架結構簡化估算方法。結構規則均勻要求含平面和立面兩部分，包括剛度、承載力和傳力途徑三個方面。要求框架結構在可能的情況下，在豎向建筑造型和結構布置上均勻，剛度、承載力和傳力途徑均無突變，從而限制應力集中、過大變形和敏感薄弱部位的出現；在建筑平面上規則，結構布置均勻，盡量減少里出外進、凹凸不平，盡量避免部分結構超強造成結構的相對薄弱部位，該強的強，該弱的弱；盡量使荷載和作用能用短而直接的途徑傳播，盡量使質量中心和剛度中心重合或接近。

最后是剛柔適度。事實表明，結構的變形越小，地震的危害就越小。但是不能得出剛度越大越好的結論，因為剛度愈大，地震作用愈大，材料用量會增加。此外，結構振動和變形的大小不僅和結構剛度有關，還與場地土有關．當結構自振周期與場地土的卓越周期接近時，建筑物的地震反應會加大，無論振動變形還是地震力都會加大。因此，對于框架結構設計，不能做出“剛一些好”還是“柔一些好”的簡單結論，應該結合結構的具體高度、場地條件等進行綜合判斷。

二、框架結構內力和位移的計算機計算

隨著計算機的迅猛發展和廣泛應用，使得結構計算軟件在結構設計中得到大量的應用，結構設計人員的工作效率提高，也使得一部分結構設計人員對結構計算軟件產生過度依賴，以為結構計算軟件滿足，結構設計就是合理、安全的，有的設計人員甚至不假思索、調整，直接以軟件自動生成的施工圖作為實際施工圖，殊不知結構計算軟件畢竟是我們的工具，結構設計人員應該對結構軟件中各種參數進行合理選取，并對計算結果的合理性作出判斷。

1．“對所有樓層采用剛性板假定”該如何選擇。《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)和《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)均要求，在計算結構的位移比時，要采用剛性樓蓋。因此，設計人員在計算此項指標時應考慮“強制執行剛性板假定”。結構的位移比是反映結構扭轉效應的一項重要指標，為了避免由于局部振動的存在而影響結構位移比的正確計算，規范規定在附性板假定下計算結構的位移比。這里需要說明的是，在計算結構的內力和配筋時，則宜將此選項去掉。

2．何時考慮“偶然偏心”。《高規》第3.3.3條規定：計算單向地震作用時應考慮偶然偏心的影響。附加偏心距可取與地震作用方向垂直的建筑物邊長的5%。

控制偶然偏心的主要目的是控制結構的扭轉效應。當結構在偶然偏心作用下的位移比大于1.2時，則說明該結構的質量和剛度的分布比較不均勻，抗扭轉的能力比較差。對于高層建筑，即便是均勻、對稱的結構，也應考慮偶然偏心的影響；對于多層建筑，則可以不考慮偶然偏心的影響。

3．結構扭轉效應的判斷。結構的周期比是判斷結構扭轉效應的重要指標之一，《高規》第4.3.5條規定：結構以扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期Tl之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，目前的程序沒有直接輸出結構的周期比，需要設計人員根據程序的計算結果自行計算。在確定結構的第一平動周期和扭轉周期時主要注意以下幾點：(1)根據工程具體情況，確定平動和扭轉系數所占百分比；第一平動周期所對應的振型應該越單純越好。平動與扭轉系數所占百分比為多少合適，規范并沒有說明，應根據具體情況而定。對于第一扭轉周期的判斷，則根據《高規》第3.4.5條的條文說明中的解釋，在兩個平動和一個轉動構成的三個方向因子中，當轉動方向因子大于0.5時，則該振型可認為是扭轉為主的振型。(2)查看振型圖，看結構在該振型作用下是否為整體振動。

三、框架結構構造要求

1．框架柱構造要求。影響框架柱延性耗能的主要因素可歸納為柱剪跨比、軸壓比和箍筋配置等，對此規范都做了具體規定，如柱剪跨比宜大于2；柱截面高寬比不宜大于3。柱剪跨比不大于2時，應按短柱進行相關處理。

柱可沿全高分階段改變截面尺寸和混凝土強度等級，但不宜在同一樓層同時改變截面尺寸和混凝土強度等級。一、二級抗震等級框架柱的各部位以及三級抗震等級柱的底部的受力鋼筋宜采用機械連接接頭，也可采用綁扎搭接或焊接接頭；其他情況可采用綁扎搭接或焊接接頭；鋼筋連接接頭宜避開有抗震設防要求的梁端、柱端箍筋加密區（即塑性鉸區），當無法避開時，應采用I級或Ⅱ級機械連接接頭，且接頭百分率不應大于50%。

2．框架梁構造要求?？蚣芰翰辉O彎起鋼筋，全部剪力由箍筋和混凝土承擔?？蚣芰旱呐浣盥?、配筋布置以及抗震設計時，梁端箍筋的加密區長度、箍筋最大間距和最小直徑應符合《混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》的有關規定。應當注意，為使梁端塑性鉸區截面有比較大的曲率延性和良好的轉動能力，成為延性耗能梁，梁端混凝土受壓區高度應滿足以下要求：一級框架梁，≤0.25，二、三級框架梁，≤0.35。

為減小框架梁端塑性鉸區范圍內的相對受壓區高度，塑性鉸區截面底部必須配置受壓鋼筋。受壓鋼筋的面積除按計算確定外，與頂面受拉鋼筋面積的比值還應滿足以下要求：一級框架梁，≥0.5，二、三級框架梁，≥0.3。

3．節點構造要求。在豎向荷載和地震作用下，框架梁柱節點主要承受柱傳來的軸向力、彎矩、剪力和梁傳來的彎矩、剪力。節點區的破壞形式為由主拉應力引起的剪切破壞。如果節點未設箍筋或箍筋不足，則由于其抗剪能力不足，節點區出現多條交叉斜裂縫，斜裂縫間混凝土被壓碎，柱內縱向鋼筋壓屈，所以應該重視框架梁、柱節點核心區的設計。

框架梁、柱節點核心區應符合下列要求：

(1)應根據《建筑抗震設計規范》GB50011附錄D．2的規定，分別按節點的內、外核心區驗算節點受剪承載力；

(2)節點內核心區的配箍量及構造要求同普通框架；

四、結束語

鋼筋混凝土框架結構雖然相對簡單，但設計中仍有很多需要注意的事項，只有結構設計人員既有扎實的理論功底，又有豐富的工程經驗，并且熟練掌握各種規范，結合概念設計，才能設計出既安全、可靠，又經濟、合理的建筑物。

第三篇：教學樓框架結構設計結束語

結束語

通過畢業設計，我不僅溫習了以前在課堂上學習的專業知識，同時我也得到了老師和同學的幫助，學習和體會到了建筑結構設計的基本技能和思想。特別值得一提的是，我深深的認識到作為一個工程師，應該具備一種嚴謹的設計態度，本著建筑以人為本的思想，力求做到實用、經濟、美觀；在設計一幢建筑物的過程中，應該嚴格按照建筑規范的要求，同時也要考慮各個工種的協調和合作，特別是結構和建筑的交流，結構設計和施工的協調。

此課題設計歷時幾個月，我能根據設計進度的安排，緊密地和本組同學合作，按時按量的完成自己的設計任務。在畢設前期，我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土》、《建筑結構抗震設計》等知識，在畢設中期，我們通過所學的基本理論、專業知識和基本技能進行建筑、結構設計。分工合作，發揮了大家的團隊精神。這就要求一個結構工程師應該具備靈活的一面，不僅要抓住建筑結構設計的主要矛盾，同時也要全面地考慮一些細節和局部的設計。

在以后的學習和工作中，要不斷加強對建筑規范的學習和體會，有了這個根本，我們就不會犯工程上的低級錯誤，同時我們在處理工程問題時就有了更大的靈活性在畢設后期，并得到李老師和劉老師的審批和指正畢業設計是對專業知識的一次綜合應用、擴充和深化，也是對我們理論運用于實際設計的一次鍛煉。

二零一三年六月

參考文獻

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[5]《建筑結構制圖標準》（GB/T5001——2001）[6]《建筑抗震設計規范》（GB50011——2001）[7]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）

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光陰似箭，轉眼間，四年的大學生活即將結束，依依不舍之情難以言表，總結大學四年的生活，感覺獲益還是頗多的，在這里需要感謝的人很多，是他們讓我這大學四年從知識到人格上有了一個全新的改變。

經過半年的忙碌，本次畢業論文設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業論文，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。

在畢業設計的過程中，得到了李紅梅老師的親切關懷和耐心的指導。她嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。除了敬佩老師的專業水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。

同時，我要感謝在這四年來教導過我的老師，感謝他們悉心的教我知識，擴大了自己的知識面，最后我要感謝四川理工學院，這四年不僅在這里生活，學習，還使我成長，這是我永久的財富。

同時，還要感謝同組同學及時的互通消息，以及本宿舍同學在設計中給予的無私幫助和體諒。在此，再次表示衷心的感謝。

附錄

建筑施工圖：

建施01：建筑設計總說明 建施02：一層平面圖 建施03：二層平面圖 建施04：三層平面圖 建施05：四層平面圖 建施06：屋面平面圖

建施07：北立面圖、南立面圖 建施08：東立面圖、西立面圖 建施09：1-1剖面圖、2-2剖面圖

結構施工圖：

結施01：結構設計總說明 結施02：基礎平面布置圖 結施03：基礎配筋詳圖 結施04：一層樓板配筋圖 結施05：二-三樓板配筋圖 結施06：四層樓板配筋圖 結施07：一層梁配筋圖 結施08：二-四層梁配筋圖 結施09：一層柱配筋圖

結施10：首層柱配筋圖、一-五層柱配筋表 結施11：二-四層柱配筋圖 結施12：一-四層樓板鋼筋表

第四篇：教學樓框架結構設計參考文獻

參考文獻

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第五篇：框架結構設計計算書.

第一章 緒論 第一節 工程概況

一、工程設計總概況: 1.規模:本工程是一棟四層鋼筋混凝土框架結構教學樓,使用年限為 50年 , 抗震設防烈度為 8度;建筑面積約 3000㎡, 建筑平面的橫軸軸距為 6.5m 和 2.5m , 縱軸軸距為 4.5m;框架梁、柱、板為現澆;內、外墻體材料為混凝土空心砌塊, 外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料, 內墻裝修噴涂乳膠漆, 教室內地面房 間采用水磨石地面, 教室房間墻面主要采用石棉吸音板, 門窗采用塑鋼窗和裝飾 木門。全樓設樓梯兩部。

2.結構形式:鋼筋混凝土四層框架結構。3.氣象、水文、地質資料: 1氣象資料

A.基本風壓值:0.35kN/㎡, B.基本雪壓值:0.25kN/㎡。C.凍土深度:最大凍土深度為 1.2m;D.室外氣溫:年平均氣溫最底-10℃,年平均氣溫最高 40℃;2水文地質條件

A.土層分布見圖 1-1,地表下黃土分布約 15m ,垂直水平分布較均勻,可塑 狀態,中等壓縮性,弱濕陷性,屬Ⅰ級非自重濕陷性黃土地基。地基承載力特征 值 fak=120kN/㎡。

B.抗震設防等級 8度,設計基本地震加速度值為 0.20g ,地震設計分組為第 一組,場地類別為Ⅱ類。

C.常年地下水位位于地表下 8m ,地質對水泥具有硫酸鹽侵蝕性。

D.采用獨立基礎, 考慮到經濟方面的因素, 在地質條件允許的條件下, 獨立 基礎的挖土方量是最為經濟的,而且基礎本身的用鋼量及人工費用也是最低的, 整體性好, 抗不均勻沉降的能力強。因此獨立基礎在很多中低層的建筑中應用較 多。

二、設計參數:(一根據《建筑結構設計統一標準》本工程為一般的建筑物,破壞后果嚴 重,故建筑結構的安全等級為二級。

(二 建筑結構設計使用年限為 50年, 耐久等級二級(年 , 耐火等級二級, 屋面防水Ⅱ級。

(三建筑抗震烈度為 8度,應進行必要的抗震措施。(四設防類別丙類。

(五本工程高度為 15.3m ,框架抗震等級根據 GB 50223-2008《建筑工程 抗震設防分類標準》,幼兒園、小學、中學教學樓建筑結構高度不超過 24m 的混 凝土框架的抗震等級為二級。

(六地基基礎采用柱下獨立基礎。圖 1-1 土層分布

第二章 結構選型和結構布置 第一節 結構設計 *建施圖(見圖紙

一、結構體系選型

(一結構體系和結構形式的分析比較

結構體系是指結構抵抗外部作用的構件組成方式。一般有框架結構體系、剪 力墻結構體系、框架--剪力墻結構體系、筒體結構體系等。

建筑結構形式,主要是以其承重結構所用的材料來劃分,一般可以分為鋼結構、鋼筋混凝土結構、磚混結構、磚木結構等。

(二多層建筑的結構體系及選擇 1.框架結構體系

框架結構是利用粱、柱組成的橫、縱兩個方案的框架形成的結構體系。它同 時承受豎向荷載和水平荷載。

由梁和柱這兩類構件通過剛節點連接而成的結構稱為框架, 當整個結構單元 所有的豎向和水平作用完全由框架承擔時, 該結構體系成為框架結構體系。有鋼 筋混凝土框架、鋼框架和混合結構框架三類。

框架結構體系具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優點, 利于安排需要較 大空間的建筑結構。同時框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化,便于采用 裝配整體式結構,以縮短施工工期。

2.剪力墻結構體系

利用建筑物墻體作為承受豎向荷載和抵抗水平荷載的結構,稱為剪力墻結構體 系。

3.框架--剪力墻結構體系

在框架結構中,設置部分剪力墻,使框架和剪力墻兩者結合起來,取長補短,共 同抵抗水平荷載, 這就是框架-剪力墻結構體系。如果把剪力墻布置成筒體, 可 稱為框架-筒體結構體系。

4.筒體結構體系

1筒中筒結構,筒體分實腹筒、框筒及桁架筒。由剪力墻圍成的筒體稱為 實腹筒, 在實腹筒墻體上開有規則排列的窗洞形成的開孔筒體稱為框筒;筒體四 壁由豎桿和斜桿形成的衍架組成則稱為衍架筒。筒中筒結構由上述筒體單元組 合,一般心腹筒在內,框筒或桁架筒在外,由內外筒共同抵抗水平力作用。

2多筒體系,成束筒及巨型框架結構。由兩個以上框筒或其他筒體排列成 束狀, 稱為成束筒。巨形框架是利用筒體作為柱子, 在各筒體之間每隔數層用巨 型梁相連, 這樣的筒體和巨型梁即形成巨型框架。這種多筒結構可更充分發揮結 構空向作用, 其剛度和強度都有很大提高, 可建造層數更多、高度更高的高層建 筑。

綜合上述選擇框架結構體系最宜。(三承重體系的選擇

框架結構的承重方案分為以下幾種: 橫墻承重體系, 橫墻承重體系類型的房屋的樓板、屋面板或檁條沿房屋縱向 擱置在橫墻上,由橫墻承重。主要樓面荷載的傳遞途徑是:板、橫墻、基礎、地 基,故稱為橫墻承重體系。橫墻承重體系的特點:1房屋的空間剛度大,整體 性好,有利于抵抗風力和水平地震作用,也有利于調整地基的不均勻沉降。2 橫墻承受了大部分豎向荷載;縱墻則主要起圍護、隔斷和將橫墻連成整體的作用, 受力比較小, 對設置門窗大小和位置的限制比較少, 建筑設計上容易滿足采光和 通風的要求。3結構布置比較簡單和規則,可不用梁、樓板采用預制構件,施 工比較簡單方便,分項造價較低。但橫墻占面積多,房間布置的靈活性差,墻體 用材比較多。橫墻承重體系多用于橫墻間距較密、房間開間較小的房屋, 如宿舍、招待所、住宅、辦公樓等民用建筑。

縱墻承重體系,對于進深較大的房屋、樓板、屋面板或檁條鋪設在梁(或屋 架上,梁(或屋架支撐在縱墻上,主要由縱墻承受豎向荷載,荷載的傳遞路 線為:板、梁(或屋架、縱墻、基礎、地基;而對于進深不大的房屋,樓板、屋面板直接擱置在外縱墻上,豎向荷載的傳遞路線是:板、縱墻、基礎、地基。縱墻承重體系的特點:(1縱墻是主要的承重墻。設置橫墻的目的主要是為了滿 足房屋空間剛度和結構整體性的要求, 間距可以相當大, 因而容易滿足使用上大 空間和靈活布置平面的要求。(2由于縱墻承受的荷載比較大,一般不能任意開 設門窗洞口,采光和通風的要求往往也受限制,縱墻較厚或加壁柱。(3相對于 橫墻承重體系,縱墻承重體系的橫向剛度較差,樓(屋蓋用料較多,而墻體用 料較少。縱墻承重體系的房屋適用于使用上要求較大空間或隔斷墻位置有可能改 變的場合,多見于食堂、會堂、廠房、倉庫、俱樂部、展覽廳等建筑。

縱橫墻承重體系, 常見的有兩種情況:一種是采用現澆鋼筋混凝土樓板, 另 一種是采用預制短向樓板的大房間?？v橫墻承重體系特點:其開間比橫墻承重體 系大, 但空間布置不如縱墻承重體系靈活, 整體剛度也介于兩者之間, 墻體用材、房屋自重也介于兩者之間,多用于教學樓、辦公樓、醫院等建筑。

本工程選擇縱橫墻承重體系。(四建筑材料的選擇 1混凝土選擇

混凝土強度等級選擇時要根據混凝土結構的環境類別, 應滿足混凝土耐久性 要求;若采用 HRB335鋼筋,混凝土強度等級不宜低于 C20;若采用 HRB400和 RRB400鋼筋以及承受重復荷載的構件, 混凝土的強度等級不得低于 C20。預 應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于 C30;若采用鋼絞線、鋼絲、熱處理 鋼筋作預應力鋼筋,混凝土強度等級不宜低于 C40。

在抗震設計時, 現澆框架梁、柱、節點的混凝土強度等級按一級抗震等級設 計時,不應低于 C30;按二~四級和非抗震設計時,不應低于 C20。現澆框架梁 的混凝

土強度等級不宜大于 C40;框架柱的混凝土強度等級:抗震設防烈度為 9度時不宜大于 C60,抗震設防烈度為 8度時不宜大于 C70。為便于施工,梁、柱 混凝土最好采用相同強度等級,常用 C30~C40。

2鋼筋選擇

在結構構件中的普通縱向受力鋼筋宜選用 HRB400、HRB335鋼筋;箍筋宜 選用 HRB335、HRB400、HPB235鋼筋。對于鋼筋混凝土框架梁、柱等主要結構 構件的縱向受力鋼筋,通常采用 HRB400或 HRB335鋼筋,構造鋼筋及箍筋可 采用 HPB235;對于鋼筋混凝土板、墻等構件的受力鋼筋,可采用 HPB235或 HRB335,構造鋼筋采用 HPB235鋼筋。

(五其他結構選型 1.屋面結構:平屋頂

2.樓面結構:整體現澆雙向板肋型樓面 3.樓梯結構:選擇板式樓梯 4.過梁:鋼筋混凝土過梁 5.基礎:采用獨立基礎(六材料選擇

主要構件材料:框架梁、板、柱采用現澆鋼筋混凝土構件;墻體采用輕質填 充砌塊, 外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料, 內墻裝修噴涂乳膠漆;教室 內地面房間采用水磨石地面;教室房間墻面主要采用石棉吸音板, 門窗采用塑鋼 窗和裝飾木門?；炷翉姸?梁、板、柱均采用 C30混凝土, 鋼筋使用 HPB235, HRB335二種鋼筋。

(七荷載的選擇表

第二節 結構布置

一、確定計算簡圖

本工程框架的計算簡圖假定底層柱下端固定于基礎, 按工程地質資料提供的 數據,查《抗震規范》可判斷該場地為Ⅱ類場地土,地質條件較好,初步確定本 工程基礎采用柱下獨立基礎,挖去所有雜填土,基礎置于第二層粉質粘土層上, 基底標高為設計相對標高– 2.10 m。柱子的高度底層為:h1 = 3.9+2.1– 0.5 = 5.5 m(初步假設基礎高度 0.5 m ,二~四層柱高為 h2~h4 = 3.6 m。柱節點剛接,橫 梁的計算跨度取柱中心至中心間距離,三跨分別為:l = 6500、2500、6500。

二、板、梁、柱的截面確定(一現澆板厚確定

根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002現澆鋼筋混凝土雙向板厚度 要滿足以下要求:

1、現澆鋼筋混凝土雙向板的最小厚度不小于 80mm;

2、現澆鋼筋混凝土框架結構的樓板板厚不應小于 100mm ,且雙向板的板厚 不小于跨度的 1/45(簡支、1/50(連續;由于本工程雙向板的最長跨度為 4500mm ,計算得 4500/50=90mm,又因為板厚不小于 100mm ,再結合該建筑各 板的受力情況,選取板厚為 100mm;由于走廊恒載相對較大,但由于走廊的跨 度小所以統一取 100mm。

(二確定梁截面尺寸

梁的截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之 比不宜小于 4。計算方法為: 主梁:h=(1/12~1/8 l , b=(1/2~1/3.5 ,b ≥ bc /2,≥ 250 由于橫向最大跨度為 6500mm ,則: h=(1/12~1/836500=542mm~813mm ,取 650mm;b=(1/2~1/3.5 =217mm~325mm ,取 250mm;橫向框架梁 AB 跨、CD 跨:b 3h=250mm3650mm , BC 跨:b 3h=250mm3450mm 次梁:h=(1/18~1/15 l 由于縱向最大跨度為 4500mm ,則: h=(1/18~1/1234500=250mm~375mm ,取 600mm(取 600mm 主要考 慮窗的高度,將梁高取至窗頂便于施工。b 取 200mm;縱向連接梁:b 3 h=200mm3600mm。

梁截面尺寸初步確定:橫向框架梁 AB 跨、CD 跨:b 3 h=250mm3650mm , BC 跨:b 3 h=250mm3450mm;縱向連接梁:b 3 h=200mm3600mm。(三確定柱截面尺寸

1、框架柱的截面尺寸根據柱的軸壓比限值,按下列公式計算:(1柱的軸力估計值

12.....G G S N r w S N ββ= G r :荷載綜合分項系數,取 1.25;

W:框架結構重量標準值,取 13KN/ m2 S:柱承載露面面積;Ns:截面以上樓層數

1β:角柱增大系數,二級抗震取 1.3 2 β:水平力使軸力增大系數, 8度設防烈度取 1.3(2由 []G c N u f A ≤,知 G c N A f u ≥

注: []u 為框架柱軸壓比限值,本方案為二級抗震等級,查《抗震規范》可 取為 0.8。

fc 為混凝土軸心抗壓強度設計值,對 C30,查得 14.3N/mm2。

2、計算過程: 對于邊柱: 12.....G G S N r w S N ββ==1.2531334.533.253431.331.3=1606.56KN G c N A f u ≥

=1606.56/14.330.8=112346.9mm2 取 400mm 3400mm 對于角柱,其受力過程比較復雜,按要求取與邊柱一樣的尺寸,初選截面 尺寸為 400mm 3400mm 對于中柱: 12.....G G S N r w S N ββ==1.253133(1.2534.5+4.533.25 3431.33 1.3=2224.46KN

G c N A f u ≥

=2224.46/14.330.8=124445.3mm2 取 450mm 3450mm 各層柱截面對應相同,結構平面布置見施工圖。(四各層結構布置概況 現澆板板厚:統一板厚 100mm;柱子截面尺寸:角柱、邊柱按 400mm 3400mm 設置,中間柱按 450mm 3 450mm 設置;梁截面尺寸:橫向框架梁 AB 跨、CD 跨:b 3 h=250mm3650mm;BC 跨:b 3 h=250mm3450mm;縱向連接梁:b 3 h=200mm3600mm。

三、荷載計算

本工程以 5號軸線橫向框架為計算分析單元。1.屋面橫梁豎向線荷載標準值 恒載

屋面恒載標準值: 40厚架空隔熱板 0.040325=1kN/m2.防水層 0.4kN/m2.20厚 1:3水泥砂漿找平層 0.02320=0.4kN/m2.100厚鋼筋混凝土現澆板 0.10325=2.5kN/m2.10厚紙筋石灰粉平頂 0.01316=0.16kN/m2.屋面恒載標準值: 4.46kN/m 梁自重 邊跨 AB、CD 跨: 0.2530.65325=4.063kN/m 梁側粉刷: 23(0.65-0.130.02317=0.374kN/m 4.437kN/m 中跨 BC 跨: 0.2530.45325=2.81kN/m 梁側粉刷: 23(0.45-0.130.02317=0.238kN/m 3.048kN/m 作用在頂層框架梁上的線荷載標準值: 梁自重: g 4AB1=g4CD1 =4.437kN/m, g 4BC1=3.048kN/m 板傳來荷載: g 4AB2=g4CD2=4.4634.5=20.07kN/m g 4BC2=4.4632.5=11.15kN/m 活載

作用在頂層框架梁上的線活荷載標準值: q 4AB =q4CD =0.534.5=2.25kN/m q 4BC =0.532.5=1.25kN/m 2.樓面橫梁豎向線荷載標準值

恒載

20厚水泥砂漿面層 0.02320=0.40kN/m2 100厚鋼筋混凝土現澆板 0.1325 = 2.50kN/m2 2

樓面恒載標準值:3.092kN/m2邊跨(AB , CD 跨 框架梁自重:4.437 kN/m 中跨(BC 跨 梁自重:3.048kN/m 作用在樓面層框架梁上的線恒荷載標準值為: 梁自重:g AB1 = gCD1 = 4.437kN/m g BC1 = 3.048kN/m 板傳來荷載:g AB2 = gCD2 = 3.09234.5 = 13.914kN/m g BC2 = 3.09232.5= 7.730kN/m(2活載

樓面活載: q AB = qCD = 2.534.5 = 11.25kN/m q BC = 3.532.5 = 8.75kN/m

圖 2-1 恒載頂層集中力(1恒載

邊跨連系梁自重:0.2030.6034.5325 = 13.50kN 粉刷:23(0.60-0.130.0234.5317 = 1.53kN 0.9m 高女兒墻:0.934.533.6 = 14.58 kN 粉刷:0.93230.0234.5317 = 2.75 kN 連系梁傳來屋面自重:0.534.530.534.534.46= 22.58kN 頂層邊節點集中荷載:G 4A = G4D = 54.94kN 中柱連系梁自重 :0.2030.6034.5325 = 13.50kN 粉刷:23(0.60-0.1030.0234.5317 = 1.53kN 連系梁傳來屋面自重 :0.534.530.534.534.46 = 22.58kN 0.53(4.5+4.5-2.532.5/234.46= 18.12kN

頂層中節點集中荷載:G 4B = G4C = 55.73kN(2活載: Q A4 = Q4D = 1/234.531/234.530.5 = 2.53kN Q 4B =Q4C =1/234.531/234.530.5+1/23(4.5+4.5-2.532.5/230.5=4.56kN 樓面框架節點集中荷載標準值(圖 2-2

圖 2-2 恒載中間層結點集中力(1恒載: 邊柱連系梁自重 13.50kN 粉刷:1.47kN 連系梁傳來樓面自重:1/234.531/234.533.092 = 15.65kN 中間層邊節點集中荷載: G A = GD = 30.62kN 框架柱自重: G A ’ = GD ’ = 0.430.433.6325 = 14.4 kN 中柱連系梁自重: 13.50 kN 粉刷: 1.47 kN 連系梁傳來樓面自重: 1/234.531/234.533.092 = 15.56 kN 1/23(4.5+4.5-2.532.5/233.092 = 12.56kN 43.09kN 中間層中節點集中荷載: G B = Gc =43.09kN 柱傳來集中荷載: G B ’ = Gc’ =18.23kN(2活載:

Q A = QD = 1/234.531/234.532.5=12.66kN Q B =QC = 1/234.531/234.532.5+1/23(4.5+4.5-2.532.5/233.5= 26.87kN 5.風荷載

已知基本風壓 W 0 =0.35kN/m2,本工程為市郊中學,地面粗糙度屬 C 類,按 荷載規范

o z s z k W W μμβ=。風載體型系數 s μ:迎風面為 0.8,背風面為– 0.5;因結構高度 H = 15.6m< 30m , H/B=15.6/15.5=1<1.5;故取風振系數 0.1=βz ,計算過程如表 2-1所示, 風荷載圖見圖 2-3。

圖 2-3 橫向框架上的風荷載 風荷載計算 2-1

6.地震作用 建筑物總重力荷載代表值 G i 的計算(a 集中于屋蓋處的質點重力荷載代表值 G 4: 50%雪載:0.530.25315.5345 = 87.19 kN 層面恒載:4.4634536.532+4.4634532.5 = 3110.85 kN 橫梁:(4.43736.532+3.04832.5311 = 718.31 kN 縱梁:(13.50+1.4731034= 598.8kN 女兒墻:0.933.63(45+15.532 = 392.04 kN 柱重:0.430.432531.8326+0.4530.4532531.8318 = 351.23 kN 橫墻:3.63[1536.531.8+(2.531.8-232.1/232] = 646.2 kN 縱墻:(4.531.8-332.1/232033.6+4.531.833.6318= 881.28 kN(忽略內縱墻的門窗按墻重量算

鋼窗:203332.131/230.4 = 25.2 kN G 4 = 6811.1 kN(b 集中于三、四層處的質點重力荷載代表值 G 3~G 2 50%樓面活載:0.532.5315.5345 =871.9 kN 樓面恒載:3.09234536.532+3.09234532.5 =2156.67 kN 橫梁:718.31 kN 縱梁:598.8 kN 柱重:351.2332 = 702.46 kN 橫墻:646.232 = 1292.4 kN 縱墻:881.2832 = 1762.56 kN 鋼窗:25.232 = 50.4 kN G 3 = G2 = 8153.5kN(c 集中于二層處的質點重力荷載標準值 G 1 50%樓面活載:871.9 kN 樓面恒載:2156.67kN 橫梁:718.31 kN 縱梁:598.8 kN 柱重:0.4530.453253(2.75+1.8318+0.430.4325 3(2.75+1.8326= 887.82 kN

橫墻:646.2+646.231.95/1.8 = 1346.25 kN 縱墻:881.28+881.2831.95/1.8 = 1836kN 鋼窗:25.232 = 50.4 kN G 1 = 8466.15 kN 2 地震作用計算:(1框架柱的抗側移剛度

在計算梁、柱線剛度時,應考慮樓蓋對框架梁的影響,在現澆樓蓋中,中框 架梁的抗彎慣性矩取 I = 2I0;邊框架梁取 I = 1.5I0;在裝配整體式樓蓋中,中框 架梁的抗彎慣性矩取 I = 1.5I 0;邊框架梁取 I = 1.2I0, I 0為框架梁按矩形截面計算 的截面慣性矩。橫梁、柱線剛度見表 2-2: 橫梁、柱線剛度 2-2

每層框架柱總的抗側移剛度見表 2-3: 框架柱橫向側移剛度 D 值 2-3

ic:梁的線剛度, iz :柱的線剛度。

底層:∑ D = 43(3.31+3.77 +183(3.54+5.86 = 197.52 kN/mm 二~四層: ∑ D = 43(8.71+11.18 +183(9.86+16.63= 556.38 kN/mm(2框架自振周期的計算

框架頂點假想水平位移 Δ計算表 2-4

0:(考慮結構非承重磚墻影響的折減系數,對于框架取 0.6 則自振周期為: T 1=1.70a30.6=0.5s(3地震作用計算

根據本工程設防烈度

8、Ⅱ類場地土, 設計地震分組為第一組, 查 GB 50011 2010《建筑抗震設計規范》中表 5.1-4-2,得特征周期 T g = 0.35 sec ,表 5.3.2得 amax= 0.16。

a 1=(Tg /T1 0.9 a max =(0.35/0.50.930.16=0.116 結構等效總重力荷載: Geq=0.85GL =0.85331584.25=26846.61kN T 1>1.4Tg = 1.430.35 = 0.49 sec 故需考慮框架頂部附加集中力作用

查表 5.2.1得: δn =0.08T 1+0.07=0.0830.5+0.07=0.11 框架橫向水平地震作用標準值為: 結構底部: F EK =a 1G eq =0.116326846.61=3114.21kN ∑ G i H i =335331.06

ΔFn=δn 3F EK =0.1133114.21=342.56kN

各樓層的地震作用和地震剪力標準值由表 2-5計算列出 , 圖見 2-4

圖 2-4 橫向框架上的地震作用

樓層地震作用和地震剪力標準值計算表 2-5

6第三章 框架內力計算 第一節 荷載作用下的框架內力

一、恒載作用下的框架內力 1.彎矩分配系數

計算彎矩分配系數根據上面的原則, 可計算出本例橫向框架各桿件的桿端彎 矩分配系數,由于該框架為對稱結構,取框架的一半進行簡化計算,如圖 3-1。

節點 A1: 10 10440.2931.172A A A A S i ==?= 1111 441.3335.332A B A B S i ==?= 121244 0.4481.792A A A A S i ==?=(相對線剛度見表 2-2(40.2931.3330.44842.074A

S =++=?∑ 10101.172 0.141 4(0.2931.3330.448 A A A A A S S μ===++ 11115.332 0.643 40.2931.3330.448A B A B A S S μ===++ 12121.792 0.216 40.2931.3330.448A A A A A S S μ===++ 節點 B1: 121221.1522.304B D B D S i ==?=(40.293 1.333 0.448 21.152

A S =+++?∑ 111.3334 0.503 40.2931.3330.44821.152 B A μ?==+++? 120.4484 0.169 40.2931.3330.44821.152 B B μ?==+++? 111.1522 0.217 40.2931.3330.44821.152 B D μ?==+++? 100.2934 0.111 40.2931.3330.44821.152 B B μ?==+++? 節點 A2: 21230.4484 0.201 0.4481.3330.4484A A A A μμ?===++? 221.3334 0.598 0.4481.3330.4484

A B μ?==++?節點 B2: 221.3334 0.475 1.3330.4480.44841.1522 B A μ?==++?+? 21230.4484 0.1601.3330.4480.44841.1522B B B B μμ?===++?+? 221.1522 0.2051.3330.4480.44841.1522 B D μ?= =++?+? 節點 A4: 441.3334 0.748 1.3330.4484 A B μ?==+? 430.4484

0.252 1.3330.4484 A A μ?==+? 節點 B4: 441.3334 0.5661.15220.4481.3334 B A μ?==?++? 430.4484 0.1901.15220.4481.3334B B μ?==?++? 441.1522 0.2441.15220.4481.3334 B D μ?= =?++?

A3、B3與相應的 A2、B2相同。2.桿件固端彎矩

計算桿件固端彎矩時應帶符號, 桿端彎矩一律以順時針方向為正, 如圖 3-1。圖 3-1 桿端及節點彎矩正方向(1橫梁固端彎矩: 1頂層橫梁 自重作用: 22 4444114.4376.515.621212 A B B A ql kN m

=-=-=-??=-? 22 44113.0481.251.5933 B D ql kN m =-=-??=-?44441/20.795D B B D kN m ==-? 板傳來的恒載作用: 32 2234444222331(12// 12 1 20.076.5(122.25/6.52.25/6.5 56.6612 A B B A ql a l a l kN m =-=--+=-??-?+=-?

22445/965/9611.152.53.63B D ql kN m =-=-??=-? 2244 1/321/3211.152.52.18D B ql kN m =-=-??=-? 2二~四層橫梁 自重作用: 22

1111114.4376.515.621212 A B B A ql kN m =-=-=-??=-? 22 11113.0481.251.5933 B D ql kN m =-=-??=-? 11111/20.795D B B D kN m ==-? 板傳來的恒載作用: 32223 11111(12// 12 A B B A ql a l a l =-=--+ 22233 113.9146.5(122.25/6.52.25/6.5 39.2812kN m =-??-?+=-? 22115/965/967.732.52.52B D ql kN m =-=-??=-? 2211 1/321/327.732.51.51D B ql kN m =-=-??=-?

(2 縱梁引起柱端附加彎矩:(本例中邊框架縱梁偏向外側, 中框架縱梁偏 向內側 頂層外縱梁 4 4 54.940.15.494A D M M kN m =-=?=?(逆時針為正

樓層外縱梁 1130.620.13.062A D M M kN m =-=?=? 頂層中縱梁 4455.730.15.573B C M M kN m =-=-?=-?

樓層中縱梁 1143.090.14.309B C M M kN m =-=-?=-? 3.節點不平衡彎矩

橫向框架的節點不平衡彎矩為通過該節點的各桿件(不包括縱向框架梁 在 節點處的固端彎矩與通過該節點的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和, 根據平衡原 則, 節點彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反, 一律以逆時針方向為正, 如圖 3-1。節點 A4的不平衡彎矩: 44415.6256.665.49466.786A B A M M kN m +=--+=-?縱梁 本例計算的橫向框架的節點不平衡彎矩如圖 3-3。

圖 3-2 橫向框架承擔的恒載

圖 3-3 節點不平衡彎矩4.內力計算

根據對稱原則,只計算 AB、BC 跨。在進行彎矩分配時,應將節點不平衡 彎矩反號后再進行桿件彎矩分配。

節點彎矩使相交于該節點桿件的近端產生彎矩, 同時也使各桿件的遠端產生 彎矩,近端產生的彎矩通過節點彎矩分配確定, 遠端產生的彎矩由傳遞系數 C(近端彎矩與遠端彎矩的比值確定。傳遞系數與桿件遠端的約束形式有關。

恒載彎矩分配過程如圖 3-4,恒載作用下彎矩見圖 3-5,梁剪力、柱軸力見 圖 3-6。

根據所求出的梁端彎矩, 再通過平衡條件, 即可求出恒載作用下梁剪力、柱 軸力,結果見表 3-

1、表 3-

2、表 3-

3、表 3-4。

AB 跨梁端剪力(kN 表 3-1

恒載作用下的彎矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

-2.975 15.00 5.19 17.22-2.305 9.53 1.22 8.46-2.305 9.53 1.61 8.84-2.305 10.09 2.81 10.60 A B 圖 3-4 恒載彎矩分配過程

圖 3-5 恒載作用下彎矩圖(kN.m AB 跨跨中彎矩(kN.m 表 3-3

圖 3-6 恒載作用下梁剪力、柱軸力(kN 柱軸力(kN 表 3-4

二、活載作用下的框架內力

注意:各不利荷載布置時計算簡圖不一定是對稱形式, 為方便,近似采用對 稱結構對稱荷載形式簡化計算。1.梁固端彎矩:(1頂層: 32 22344441(12// 12 A B B A ql a l a l =-=--+ 22 23 3 1 2.256.5(1 2 2.25/6.52.25/6.5 6.352 12 kN m =-??-?+=-?

22445/965/961.252.50.407B D ql kN m =-=-??=-? 22441/321/321.252.50.244D B ql kN m =-=-??=-?(2二~四層橫梁:

2231111222331(12// 12 1 11.256.5(122.25/6.52.25/6.5 31.7612 A B B A ql a l a l kN m =-=--+=-??-?+=-?

22115/965/968.752.52.848B D ql kN m =-=-??=-? 22111/321/328.752.51.709D B ql kN m =-=-??=-?

2.縱梁偏心引起柱端附加彎矩 :(本例中邊框架縱梁偏向外側,中框架縱梁 偏向內側 頂層外縱梁 442.530.10.253..A D M M kN m =-=?=(逆時針為正

樓層外縱梁 1112.660.11.266.A D M M kN m =-=?= 頂層中縱梁 44444.560.10.456.2.030.10.203.(B C B C M M kN m M M kN m BC =-=-?=-=-=-?=-僅 跨作用活載時

樓層中縱梁 111126.870.12.687.14.220.11.422.B C B C M M kN m M M kN m BC =-=-?=-=-=-?=-(僅 跨作用活載時 3.各節點不平衡彎矩: 當 AB 跨布置活載時: 44446.3520.2536.099A A B A M kN m =+=-+=-?

12311131.761.26630.494A A A A B A M M M kN m ===+=-+=-?

44446.3520.2536.099B B A B M kN m =+=-=? 12311131.761.26630.494B B B B A B M M M kN m ===+=-=?

當 BC 跨布置活載時: 44440.4070.2030.610B B D B M kN m =+=--=-? 1231112.8481.4224.27B B B B D B M M M kN m ===+=--=-?

當 AB 跨和 BC 跨均布置活載時: 44446.3520.2536.099A A B A M kN m =+=-+=-? 12311131.761.26630.494A A A A B A M M M kN m ===+=-+=-? 4444446.3520.4560.4075.489B B A B B D M kN m =++=--=? 1231111131.762.6872.84826.225B B B B A B B D M M M kN m ===++=--=?

4.框架活載的不利布置

活荷載為可變荷載, 應按其最不利位置確定框架梁、柱計算截面的最不利內 力。豎向活荷載最不利布置原則:(1 求某跨跨中最大正彎矩——本層同連續梁(本跨布置, 其它隔跨布置 , 其它按同跨隔層布置(圖 3-a;(2求某跨梁端最大負彎矩——本層同連續梁(本跨及相鄰跨布置,其它 隔跨布置 ,相鄰層與橫梁同跨的及遠的鄰跨布置活荷載,其它按同跨隔層布置(圖 3-b;(3求某柱柱頂左側及柱底右側受拉最大彎矩——該柱右側跨的上、下鄰 層橫梁布置活荷載,然后隔跨布置,其它層按同跨隔層布置(圖 3-c;當活荷載作用相對較小時, 常先按滿布活荷載計算內力, 然后對計算內力進 行調整的近似簡化法,調整系數:跨中彎矩 1.1~1.2,支座彎矩 1.0。

本工程考慮如下四種最不利組合:(a頂層邊跨梁跨中彎矩最大,圖 3-7;

(b頂層邊柱柱頂左側及柱底右側受拉最大彎矩,如圖 3-8;(c頂層邊跨梁梁端最大負彎矩,圖 3-9:(d活載滿跨布置,圖 3-10。

(a(b(c 圖 :3-豎向活荷載最不利布置 5.內力計算: 本工程采用“彎矩二次分配法”計算 具體計算步驟:

1根據各桿件的線剛度計算各節點的桿端彎矩分配系數,并計算豎向荷載 作用下各跨梁的固端彎矩。

2計算框架各節點的不平衡彎矩,并對所有節點的不平衡彎矩同時進行第 一次分配(其間不進行彎矩傳遞。

3將所有桿端的分配彎矩同時向其遠端傳遞(對于剛接框架,傳遞系數均 取 1/2。

4將各節點因傳遞彎矩而產生的新的不平衡彎矩進行第二次分配,使各節 點處于平衡狀態。至此,整個彎矩分配和傳遞過程即告結束。

5將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加,即得各桿端彎矩。活載(1 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-11, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

12、圖 3-13。

活載(2 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-14, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

15、圖 3-16。

活載(3 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-17, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

18、圖 3-19。

活載(4 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-20, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

21、圖 3-22。

根據所求出的梁端彎矩,再通過平衡條件,即可求出的活載作用下梁剪力、柱軸力,結果見表 3-5~表 3-20。

圖 3-7 活載不利布置 1

圖 3-8 活載不利布置 2

圖 3-9 活載不利布置 3

圖 3-10 活載不利布置 4 活載 1作用下的彎矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

1.49 0.64 2.13-1.709-0.88-0.62-3.21 6.25 2.01 8.26-1.709-0.93-0.53-3.17 A B 圖 3-11 活載(1彎矩分配過程

活載(1作用下 AB 跨梁端剪力 表 3-5

活載(1作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-6 活載(1作用下 AB 跨跨中彎矩(kN.m 表 3-7

活載(1作用下柱軸力 表 3-8圖 3-12 活載(1彎矩圖(kN.m

圖 3-13 活載(1剪力、軸力(kN活載 2作用下的彎矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

1.49-0.04 1.45 6.25 1.82 8.07-1.709-0.88-1.03-3.62 6.62 2.20 8.82 A B 圖 3-14 活載(2彎矩分配過程

435363738-

活載(3作用下 AB 跨梁端剪力 表 3-13

活載(3作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-14 活載(3 作用下 AB 跨跨中彎矩(kN.m 表 3-15