《房屋结构设计》PPT课件.ppt

2019年6月10日,房屋结构施工图设计,兰州大学土木工程与力学学院 西部灾害与环境力学教育部重点实验室,张敬书,一 必备材料,平、立、剖面图 平面：功能要求（抗震设防分类，是否有特殊设备？活荷载取值，人防地下室）、平面规则性、墙体（材料，主要墙下布置梁，是否形成短柱？）、楼梯间 剖面：层数、层高（梁高是否有限制？）、总高、屋面是否上人（活荷载取值） 立面：装饰构架（是否参与结构计算？与主体结构如何连接？荷载怎么取值？）,一 必备材料,岩土工程勘察报告 地形地貌：是否属于条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷和半填半挖地基？是否平整？ 土层：从上至下，填土（一般不作为持力层），稳定的持力层：卵石土、基岩、密实的黏土、粉土、砂土，承载力特征值 特殊土：湿陷性黄土（自重？非自重？湿陷等级），液化土，是否有腐蚀性？ 地下水：水位、是否有腐蚀性？ 原地面与设计高程的关系？挖方、填方，桩长 抗震地段划分，场地类别，抗震设防烈度，设计地震分组 建议的地基基础形式,规则性要求：不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用 特别不规则：超限 超限：(一) 超高(见规范) ；(二) 特别不规则；(三) 超限大跨度建筑,二 结构方案,二 结构方案,同时具有下列三项及以上,具有下列某一项,二 结构方案,具有下列某一项,二 结构方案,砌体结构 层数和总高 层高 高宽比 抗震横墙间距 局部尺寸限值 墙体布置：宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；且纵横向墙体的数量不宜相差过大，应设置内纵墙，不应设置转角窗 底部框架-抗震墙砌体房屋，慎用，甘肃禁用 注意乙类建筑提高一度的要求,二 结构方案砌体结构,钢结构门式刚架 门式刚架：轻型屋盖和轻型外墙、吊车起重量不大于20t 或3t悬挂式起重机； 排架：不符合门式刚架要求 框架 柱距69m 柱、梁：焊接H型钢或热轧H型钢 檩条：C型钢 屋面板：压型钢板夹芯板 楼板：钢筋混凝土楼板、压型钢板组合楼板,二 结构方案钢结构,“门钢”与“普钢”的区别 1、计算门钢无吊车时柱顶 h/60，门式刚架梁挠度限值 L/180（L/400有悬挂起重机），主要受压构件长细比180，其他构件支撑和隅撑最大长细比220； 普钢无吊车时柱顶 h/150，主梁挠度限值 L/400，主要受压构件长细比150，其他构件支撑和隅撑最大长细比200 2、构造 门钢：主刚架之间的屋面与柱间的交叉支撑可采用张紧的圆钢，当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜用型钢支撑 普钢：屋盖支撑杆件宜用型钢;柱间支撑应采用型钢 3、构件局部稳定控制指标也不同,二 结构方案钢结构,柱距69m 剪力墙布置： 双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大 自下到上连续布置，避免刚度突变 门窗洞口宜上下对齐、成列布置；宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置 剪力墙不宜过长，墙段长度不宜大于8m 楼面梁不宜支承在连梁上 当剪力墙或核心筒墙肢与其平面外相交的楼面梁刚接时，墙内设置暗柱 不应全部采用短肢剪力墙 梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合 均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大，凸出部分的端部附近布置剪力墙,二 结构方案钢筋混凝土结构,基础选型：无筋扩展基础（墙下条形基础或柱下独立基础） 、扩展基础（柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础），柱下条形基础，筏形和箱形基础，桩基础 有地下室：筏形，桩筏基础，桩基础 无地下室：柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础 桩基础：钢筋混凝土灌注桩优先（预制桩存在沉桩问题），钻孔灌注桩、人工成孔灌注桩优先 地基处理 埋深,二 地基基础基础选型,1 地基处理措施 消除地基的全部或部分湿陷量，或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿陷性黄土层上 2 防水措施 1）基本防水措施：在建筑物布置、场地排水、屋面排水、地面防水、散水、排水沟、管道敷设、管道材料和接口等方面，应采取措施防止雨水或生产、生活用水的渗漏 2）检漏防水措施：在基本防水措施的基础上，对防护范围内的地下管道，应增设检漏管沟和检漏井 3）严格防水措施：在检漏防水措施的基础上，应提高防水地面、排水沟、检漏管沟和检漏井等设施的材料标准，如增设可靠的防水层、采用钢筋混凝土排水沟等 3 结构措施 减小或调整建筑物的不均匀沉降，或使结构适应地基的变形 类似于抗震要求,二 地基基础湿陷性黄土地基,地基处理方法 垫层：包括土垫层和灰土垫层。一般采用灰土垫层 强夯：810m，振动、噪音，一般地区不用 挤密：15m 预浸水法：一般不用 单液硅化法和碱液加固法：既有建筑加固 桩基础：负摩擦力,二 地基基础湿陷性黄土地基,平面图为主上下对照：柱、剪力墙能否直接到基顶？ 墙下设梁，看上一层梁的位置，画在平面图上。框架梁宽：250350mm，跨高比：1/101/15。次梁一般比主梁低50mm。同一节点处，纵横两方向梁高宜有差异 板：板跨：一般4.8m以内，板厚：3.0，100mm；3.3m，110mm；3.6m，120mm；3.94.2m，130mm；4.24.8：140mm。卫生间、厨房很小的板：80mm 注意板面高差问题 框架柱：楼梯间四角设框架柱。按受荷面积、荷载（砌体结构、钢筋混凝土结构多层建筑912，钢筋混凝土结构高层建筑1416，钢结构房屋68）和轴压比估算，一般方形截面，最小400400mm 剪力墙：一般最小墙厚200mm，电梯间可以160mm。一、二级剪力墙底部加强部位可选层高或无支长度二者较小值的116，其他部位为层高或剪力墙无支长度二者较小值的120；三、四级剪力墙底部加强部位可选层高或无支长度二者较小值的120，其他部位为层高或剪力墙无支长度二者较小值的125 禁忌：梁平面外挑梁,三 构件布置,四 荷载计算活荷载,四 荷载计算其他活荷载,高钢规（JGJ99-98）补充,全国民用建筑工程设计技术措施 部分补充,阶梯教室：3；制冷机房：8；变配电房：10；管道层：4； 有分隔的蹲厕公共卫生间（包括填料、隔墙）：8； 水泵房：5；综合商品仓库楼面：15； 贮存轻泡商品的楼面：810；建筑材料库：20,四 荷载计算恒载,混凝土小型空心砌块墙体：1015 加气混凝土砌块：干体积密度：300800 轻骨料混凝土：12.519.5 轻骨料混凝土砌块：514,计算要求：准确。不漏项、不少算，也不能多算 计算步骤：屋面荷载、楼面荷载、墙体荷载,四 荷载计算计算书,屋面举例： 05J909WM12-屋5，上人 铺10厚防滑地砖，干水泥擦缝：0.01210.21 10厚低强度等级砂浆隔离层：0.01200.2 4厚SBS改性沥青防水卷材：0.1 20厚1:3水泥砂浆找平层：0.02200.4 90厚聚苯乙烯泡沫塑料板：0.090.50.045 最薄30厚LC5.0轻集料混凝土2找坡层：14.5(0.03+62/2)1.305 板底抹灰：0.4 合计：恒载：2.66，活载：2 注意：找坡层荷载取平均值计算（选板时应采用最大值），占的比重最大。板底不要漏掉,四 荷载计算计算书,楼面举例： 05J909LD16-楼13A，地砖面层 10厚地砖，干水泥擦缝：0.01210.21 20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层，表面撒水泥粉：0.02200.4 1.5厚聚氨酯防水层：0.05 最薄30厚C20细石混凝土2找坡层：24(0.03+32/2)1.44 水泥浆一道：0.05 板底抹灰：0.4 合计：恒载：2.55，活载：2 注意：板底不要漏掉 墙体举例： 200厚加气混凝土，双面抹灰，高2.4m：2.4(0.27.5+0.8)5.52 注意：外墙面装修、开较大门窗洞口应按实际计算，梁高应扣除（至少400左右）,五 主体结构计算,准备工作 平面图：梁柱墙布置，尺寸，梁、板荷载 剖面图：结构计算标准层和层数、层高 基础：嵌固端 总信息 钢筋混凝土容重：2628，材料强度、箍筋间距 抗震等级：是否有调整（下部抗震设防类别提高、局部单跨框架）？ 周期折减系数、连梁刚度折减系数、梁端弯矩调幅系数、梁刚度增大系数 框剪结构：0.2Q调整 基本风压、周期 一般考虑偶然偏心，不考虑双向地震作用；考虑活荷载不利布置 地下室层数、水平力夹角 剪力墙加强区起算层号，柱配筋按单偏压计算 梁柱墙板混凝土保护层厚度,五 主体结构计算,建模 全部按主梁 连梁：跨高比2.5，按开洞口输入，5，按框架梁输入 不用的节点、轴线要删掉（清理网点） 善用层间编辑菜单 楼板自重程序计算，构造柱 修改恒载和活荷载，特别关注挑阳台、楼梯间、电梯间、电梯机房、走廊 弹性楼板假定，角柱定义，人防地下室定义（临空墙） 计算结果分析 超筋超限信息、剪重比、刚重比、有效质量系数 周期比、层间位移角、位移比、 层刚度比（三种刚度计算方法，适用于不同场合，判断嵌固端、框支刚度判断、竖向不规则判断） 层间承载力比 水平地震作用最大方向（15度，水平力夹角）,五 主体结构计算,问题及处理 周期比、位移比超限，抗扭，减小偏心、增加周边构件布置和刚度，减少中心部位构件布置和刚度 剪重比不满足要求：一般计算有问题，如果计算没有问题，则结构刚度偏小 层间位移角（两方向应接近）不满足要求：刚度偏小 层刚度比不满足要求：竖向不规则，应增大软弱层刚度 层间承载力比不满足要求：竖向不规则，应增大薄弱层承载力 连梁超筋：适当降低连梁刚度（减小梁高、增大跨度、降低连梁刚度折减系数） 其他超筋信息：针对规范条文具体问题具体分析,六 其他构件,楼梯：一般在设计手册上查表，注意人防地下室的要求 雨篷：手算 过梁：查标准图或设计手册 砖混结构：PMCAD 排架、门式刚架：PK 多高层：SATWE 基础梁：查标准图，电算：张敬书,汪朝成, 金德保, 冯立平.钢筋混凝土基础梁的设计方法.建筑结构.2011, (41S1):1356-1359 条形基础，参考标准图 桩基础：大直径桩一般手算，带承台的可手算（承台设计手册），也可电算 筏基、独立基础：电算；独立基础也可查标准图 地基处理：手算，剩余湿陷量 沉降计算：电算,七 画图,建筑工程设计文件编制深度规定(2008年版)，计算结果+构造要求 图纸目录、设计说明、设计图纸、计算书 基础平面图 基础详图 结构平面图 钢筋混凝土构件详图 混凝土结构节点构造详图 其他图纸：楼梯图，预埋件，特种结构和构筑物 钢结构设计施工图 认真学习和使用：平法标准图，制图规定，设计文件编制深度规定 多学习：标准图,八 计算书要求,手算的结构计算书，应给出构件平面布置简图和计算简图、荷载取值的计算或说明；结构计算书内容宜完整、清楚，计算步骤要条理分明，引用数据有可靠依据，采用计算图