多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書_第1頁
多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書_第2頁
多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書_第3頁
多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書_第4頁
多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書_第5頁
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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)(一)、結(jié)構(gòu)平面布置:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)建筑的使用和造型的要求,確定一個相對合理的結(jié)構(gòu)布置方案。結(jié)構(gòu)布置基本原則為結(jié)構(gòu)受力合理;傳力體系簡單明確。結(jié)構(gòu)平面布置內(nèi)容包括框架梁、柱布置;非框架梁布置;樓、屋面板布置;以及其它構(gòu)件布置??蚣艿牟贾每筛鶕?jù)具體情況選擇采用(1)、橫向承重體系豎向荷載主要由橫向框架梁承擔(dān),用縱向連系梁連接各榀橫向框架。(2)、縱向承重體系豎向荷載主要由縱向框架梁承擔(dān),用橫向連系梁連接各榀縱向框架。(3)、雙向承重體系縱、橫向框架梁均要承擔(dān)樓板傳來的豎向荷載,有抗震設(shè)防要求的房屋宜采用此方案。非框架梁一般優(yōu)先

2、布置于墻下和較重設(shè)備下,然后再根據(jù)樓板的大小和框架承重體系布置。(二)、構(gòu)件的材料及施工方法:框架結(jié)構(gòu)梁、板、柱混凝土等級不低于C20,目前框架梁、柱混凝土等級通常采用C30及以上。多層框架結(jié)構(gòu)梁、板、柱常采用相同的混凝土等級;高層框架結(jié)構(gòu)梁、板、柱常采用不同的混凝土等級。梁、柱主筋常采用熱軋II級鋼筋;箍筋常采用熱軋I級鋼筋;現(xiàn)澆板、樓梯構(gòu)件及非主結(jié)構(gòu)構(gòu)件常采用熱軋I級鋼筋。在抗震設(shè)防區(qū),全現(xiàn)澆框架被廣泛采用,也可采用現(xiàn)澆裝配整體式框架。(三)、構(gòu)件截面估算:1、梁高h(yuǎn)b:主、次梁交接時,主梁梁高一般比次梁梁高大50mm以上。框架梁、非框架主梁 hb=(1/81/12)l(l為梁的跨度)連系

3、梁、次梁 hb=(1/121/15)l(l為梁的跨度)2、梁寬bb:框架梁和主梁梁寬一般不小于250mm;次梁梁寬一般不小于200mm。bb=(1/21/3)hb3、框架柱截面尺寸:框架柱截面尺寸一般按軸壓比估算;但不小于400mmX400mm。軸力N可按柱受荷面積以板面綜合荷載12/M214/M2計(jì)算;柱面積A按下式算出后可適量放大1.11.2倍。N/Afc0.9(三級框架)4、現(xiàn)澆板厚度:連續(xù)板h=(1/301/40)l0;懸臂板h=(1/101/12)l0;其中l(wèi)0為板的跨度。(四)、結(jié)構(gòu)平面布置簡圖:以上結(jié)果還應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算書中繪制結(jié)構(gòu)平面布置簡圖來表達(dá);其圖樣可參照例圖一。二、框架結(jié)構(gòu)

4、計(jì)算簡圖(一)、計(jì)算單元(例圖一):在一般工程設(shè)計(jì)中,通常是將結(jié)構(gòu)簡化為一系列平面框架進(jìn)行內(nèi)力分析和側(cè)移計(jì)算,不考慮空間工作影響,計(jì)算單元寬度取相鄰開間各一半。豎向荷載計(jì)算時,要注意相關(guān)支承構(gòu)件的傳力路線。(二)、框架計(jì)算模型(例圖二):框架的桿件一般取其截面形心軸線表示;桿件間的連接用節(jié)點(diǎn)表示;對于全現(xiàn)澆和現(xiàn)澆整體式框架各節(jié)點(diǎn)視為剛接點(diǎn);桿件的長度用節(jié)點(diǎn)間的距離表示;框架柱在基礎(chǔ)頂面處為固接。通常的處理方法為:1、框架跨度取柱軸線間距。當(dāng)部分框架柱截面形心不在軸線上時,通常采用力的平移原理來處理荷載,而不改變框架計(jì)算跨度。2、二層及二層以上框架層高取建筑層高;底層框架層高取基礎(chǔ)頂面至二層框架

5、梁面間的距離,若基礎(chǔ)頂面標(biāo)高暫時確定時,也可近似取底層層高加1.0米。3、各跨跨度相差不超過10%時,可視為等跨框架;斜梁斜度不超過1/8時,可視為水平梁;基礎(chǔ)頂面標(biāo)高相差不超過1.0米時,可視為等標(biāo)高。4、各桿件的線剛度(1)、梁的原始慣性矩I0按梁矩形截面計(jì)算,I0=bbhc3/12。(2)、梁的計(jì)算慣性矩Ib按梁與板的連接方式確定,對于現(xiàn)澆裝配整體式框架梁的中框架梁Ib=1.5I0;邊框架梁Ib=1.2I0。對于全現(xiàn)澆框架梁的中框架梁Ib=2.0I0;邊框架梁Ib=1.5I0。(3)、柱的計(jì)算慣性矩Ic按實(shí)際截面計(jì)算,Ic=bchc3/12。(4)、梁的線剛度ib=EIb/l;柱的線剛度

6、ic=EIc/h;框架內(nèi)力計(jì)算時可采用相對線剛度以簡化計(jì)算。三、荷載計(jì)算(例圖三)1、 豎向荷載(1)、恒荷載:恒荷載即結(jié)構(gòu)及建筑裝飾材料自重等,可按構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料自重計(jì)算。常用材料的重力密度可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GBJ9-87);有些材料自重可查閱相關(guān)產(chǎn)品說明書。(2)、樓面活荷載:樓面均布活荷載通??刹殚喗ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GBJ9-87);當(dāng)實(shí)際樓面均布活荷載大于建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定值或建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中未規(guī)定時,應(yīng)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上按實(shí)際荷載取用。本次課程設(shè)計(jì)可不考慮樓面活荷載折減。(3)、屋面活荷載:不上人屋面均布活荷載取0.7KN/M2;當(dāng)施工荷載較大時,按實(shí)際荷載取用。上人

7、屋面均布活荷載取1.5KN/M2;當(dāng)屋面兼作其它用途時,應(yīng)按實(shí)際荷載取用。(4)在計(jì)算框架梁及節(jié)點(diǎn)上的豎向荷載時,各傳力構(gòu)件均按簡支考慮。2、 水平荷載:本次課程設(shè)計(jì)僅考慮水平地震荷載,水平地震荷載采用底部剪力法計(jì)算。本次課程設(shè)計(jì)按七度抗震設(shè)防、II類場地、近震考慮。(1)、集中于i質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值Gi,Gi按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第4.1.3條規(guī)定計(jì)算,其中構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值為與該質(zhì)點(diǎn)相鄰樓層各取一半層高范圍內(nèi)的所有構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值的總合。(2)、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載Geq,Geq=0.85G,G=。(3)、結(jié)構(gòu)基本自振周期T1,結(jié)構(gòu)基本自振周期采用頂點(diǎn)位移法計(jì)算。T1=1.70,其中結(jié)構(gòu)基本自振周期

8、折減系數(shù)0=(0.60.7);G為相當(dāng)于重力荷載代表值大小的水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移,頂點(diǎn)位移以米為單位。(4)、水平地震影響系數(shù)1,按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ11-89)第4.1.4條規(guī)定計(jì)算。(5)、底部總剪力標(biāo)準(zhǔn)值FEk=1Geq。(6)、樓層水平地震力標(biāo)準(zhǔn)值Fi=()FEk(1n),n為頂部附加地震系數(shù),按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中表4.2.1計(jì)算。(7)、屋頂水平地震力標(biāo)準(zhǔn)值為Fn+n FEk。四、框架結(jié)構(gòu)計(jì)算(一)、內(nèi)力計(jì)算1、 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算:豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用彎矩二次分配法計(jì)算,該方法就是將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時進(jìn)行分配和傳遞,并以二次分配為限。具體計(jì)算方法可參

9、照混凝土結(jié)構(gòu)教材中例12.2。當(dāng)采用對稱結(jié)構(gòu)時,應(yīng)注意節(jié)點(diǎn)條件的改變以及分配系數(shù)的調(diào)整。豎向活荷載考慮滿布,其跨中彎距應(yīng)乘(1.11.2)放大系數(shù)。豎向荷載最終計(jì)算結(jié)果應(yīng)分別繪制框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖。2、 水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算:水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用D值法。最終計(jì)算結(jié)果應(yīng)分別繪制框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖。(1)、柱抗側(cè)移剛度D=(12ic/h2)。柱抗側(cè)移剛度影響系數(shù)按混凝土結(jié)構(gòu)教材中表12.5計(jì)算。(2)、柱的反彎點(diǎn)高度=(0+1+2+3)h。其中0為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比,查閱混凝土結(jié)構(gòu)教材中表12.7;1為上、下層梁線剛度變化時,柱的反彎點(diǎn)高度比修正值,查閱混凝土結(jié)構(gòu)教材中表

10、12.8;2、3分別為上、下層層高與本層層高不同時,柱的反彎點(diǎn)高度比修正值,查閱混凝土結(jié)構(gòu)教材中表12.9。在確定1、2、3時,要注意反彎點(diǎn)移動方向。(3)、采用D值法計(jì)算水平荷載作用下的內(nèi)力可參考混凝土結(jié)構(gòu)教材中例12.5。也可列表計(jì)算。例表一:各柱剪力計(jì)算(1)*層剪力V系 數(shù)3層=*2層=*A3A2B3B2C3C2A2A1B2B1C2C1=c=D=cV= (KN)(2)底層剪力V系 數(shù)底層=*A1A0B1B0C1C0=c=D=cV= (KN)例表二: 柱反彎點(diǎn)高度層 數(shù)三層(m=3,n=3,h=3.6m)柱 號A3A2B3B2C3C2層 數(shù)二層(m=3,n=2,h=3.6m)A2A1B2

11、B1C2C1層 數(shù)一層(m=3,n=1,h=4.6m)A1A0B1B0C1C0(二)、側(cè)移驗(yàn)算一般多層框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移僅考慮總體剪切變形,可用D值法計(jì)算,注意此時的D值應(yīng)是結(jié)構(gòu)真實(shí)的D值,而不象內(nèi)力計(jì)算那樣采用相對值。1、 層間位移ui=Vi/Dji,其中,Vi為第i層剪力標(biāo)準(zhǔn)值,頂點(diǎn)位移u=ui。2、 層間位移限制:(ui/h)1/450(輕質(zhì)隔墻);(ui/h)1/500(砌體填充墻)。頂點(diǎn)位移限制:u/H1/550(輕質(zhì)隔墻);u/H1/650(砌體填充墻)。其中,h、H分別為層高和建筑總高。例表三:側(cè)移驗(yàn)算層間相對側(cè)移和頂點(diǎn)側(cè)移位置u=層高h(yuǎn)(m)相對值限值3層2層1層頂

12、點(diǎn)(三)、內(nèi)力組合1、 控制截面和最不利內(nèi)力:梁的控制截面為兩端支座截面和跨中截面,支座截面最不利內(nèi)力為可能出現(xiàn)的+Mmax、Mmax及Vmax;跨中截面最不利內(nèi)力為可能出現(xiàn)的+Mmax、Mmax。梁跨中最大彎矩值可近似用跨中彎矩值代替,在配筋時適量增加配筋量。柱的控制截面為柱兩端截面,采用對稱配筋時,其最不利內(nèi)力有三種:(1)、Mmax及相應(yīng)的N、V。(2)、Nmax及相應(yīng)的M、V。(3)、Nmin及相應(yīng)的M、V。在最不利內(nèi)力組合時,對水平地震荷載,應(yīng)考慮左震和右震。2、 豎向荷載作用下的梁端負(fù)彎矩調(diào)幅:對于裝配整體式框架,負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)=(0.70.8);對于現(xiàn)澆整體式框架,負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)

13、=(0.80.9)。梁端負(fù)彎矩減小后,梁跨中正彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。3、 荷載效應(yīng)組合:本次課程設(shè)計(jì)僅考慮下述二種荷載組合。(1)、恒荷載+活荷載S=1.2SGK+1.4SLK (SGK 、SLK分別為恒荷載、活荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值)(2)、考慮地震作用時的內(nèi)力組合S=1.2CGGE+1.3CEhEhK (CG 、CEh分別為重力荷載代表值和水平地震效應(yīng)系數(shù);GE 、EhK分別為重力荷載代表值和水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值)(3)、各桿件的控制截面內(nèi)力組合應(yīng)列表計(jì)算,內(nèi)力組合表可參照例表,也可自行設(shè)計(jì)表格。(四)、桿件截面設(shè)計(jì)1、 當(dāng)?shù)卣鸷奢d不參與組合時,0SR,本此課設(shè)中0=1;當(dāng)?shù)卣鸷奢d參與組合時,S

14、R/RE,承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中表4.4.2取用。2、 在梁各截面最不利內(nèi)力相差不大時,可有選擇的進(jìn)行梁截面配筋計(jì)算。3、 在進(jìn)行柱截面配筋計(jì)算時,應(yīng)盡量利用偏心距對截面承載能力的影響來選擇最不利內(nèi)力,一般情況下,多層框架結(jié)構(gòu)僅需計(jì)算底層和頂層柱控制截面的配筋。4、 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時,還應(yīng)考慮截面延性設(shè)計(jì)時的各種內(nèi)力調(diào)整。5、 構(gòu)件截面配筋可自行設(shè)計(jì)表格進(jìn)行列表計(jì)算。五、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一般多層框架結(jié)構(gòu)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可選用底層Nmax及相應(yīng)的M、V來作為柱底傳給基頂?shù)暮奢d。注意不要忘記底層墻體通過基礎(chǔ)梁傳給基頂?shù)暮奢d。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法可參照混凝土結(jié)構(gòu)教材中第360頁第11.6節(jié)內(nèi)容。六、框架結(jié)構(gòu)配筋詳圖框架結(jié)構(gòu)配筋詳圖包括單榀框架立面配筋圖和各截面配筋圖。配筋圖的制作應(yīng)符合制圖規(guī)范,框架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可參照例圖執(zhí)行;其余構(gòu)造應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ10-89)中相關(guān)條款的規(guī)定。七、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)配筋詳圖柱下獨(dú)立基礎(chǔ)配筋詳圖包括基礎(chǔ)配筋平面圖(含模板圖)和剖面配筋圖。例表四: 內(nèi)力組合表橫梁內(nèi)力組合表?xiàng)U件號A2 B2B2 C2截面A2跨中B2左B2左跨中C2內(nèi)力種類MVMMVMVMMV恒載

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