毕业设计之框架结构

目录目录1工作日志I1工作日志II16任务书17开题报告24中文摘要45ABSTRACT46正文47第1章工程概况4711基本资料4712墙体4713屋面做法4814楼面做法4815窗48第2章建筑设计4921结构计算简图4922梁柱尺寸50221框架梁尺寸初步确定50222框架柱尺寸初步确定5023材料强度等级51第3章荷载计算5231横载，活载计算53311屋面框架梁线荷载标准值54312楼面框架梁线荷载标准值54313屋面框架节点集中荷载标准值55314楼面框架节点集中荷载标准值5632风荷载计算5733地震作用计算58331建筑物总重力荷载代表值GI的计算58332刚度和自振周期计算60333地震作用计算62第4章内力计算6441恒载作用下的框架内力64411弯矩分配系数64412横梁固端弯矩65413内力计算6542活荷载作用下的框架内力72421固端弯矩72422内力计算7343风荷载作用下的内力计算7844地震作用下的位移和横向框架的内力计算82第5章内力组合8651弯矩调幅计算8652内力组合计算87521横向框架梁内力组合88522横向框架柱内力组合94第6章梁、柱配筋计算10061梁配筋100611梁受弯承载力计算102612梁受剪承载力计算10662柱配筋110621框架柱正截面压弯承载力计算（|MMAX|）112622框架柱正截面压弯抗震验算（|MMAX|）115623框架柱正截面压弯承载力计算（|NMIN|）118624框架柱正截面压弯抗震验算（|NMIN|）121625框架柱正截面压弯承载力计算（|NMAX|）124626框架柱正截面压弯抗震验算（|NMAX|）127第7章楼梯结构设计计算13071梯段板计算13072休息平台板计算13273梯段梁计算132第8章屋盖、楼盖设计计算13481屋盖设计计算134811屋盖单向板计算135812屋盖双向板计算135813屋盖次梁设计13682楼盖设计计算137821楼盖单向板计算138822楼盖双向板计算138823楼盖次梁设计139第9章基础设计14191荷载计算14192确定基础底面积14293基础结构设计143931荷载设计值143932A柱配筋计算143932BC柱配筋计算144第10章与PKPM计算结果比较146101设计信息146102结构位移150103梁、柱内力计算1531031首层1531032二层1551033三、四、五层1561034顶层157104配筋计算结果1581041底层1591042二层1611043三、四、五层1621044顶层163105手算结果和PKPM计算结构对比1651051地震作用下位移比较1651052梁内力、配筋结果比较1651053柱内力、配筋结果比较166附录1外文原文168附录2外文翻译180致谢190工作日志I题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年3月1日至2011年3月13日工作重点1外国文献翻译整理工作2开题报告3建筑平面布置外国文献翻译由于在大四上学期结束的时候常鹏老师就把我要翻译的外国文献发到了我的邮箱，所以主要的翻译工作是在假期完成的。开学主要的工作就是整理自己翻译好的外国文献。我翻译的是一篇名叫FINITEELEMENTMODELINGOFNONLINEARBEHAVIOROFMASONRYINFILLEDRCFRAMES12（有限元建模的砖混填充墙钢筋混凝土框架非线性行为）的外国文献，本文着重介绍了如何评估这些结构抗震性能的开发和非线性有限元模型校正的相关问题。这篇外文有45000个字符，达到了毕设对外文翻译的要求。在翻译的过程中涉及到了许多土木工程的专业词汇，所以要将词义和自己的专业知识联系到一起，同时要注意语序的问题，这样文章才能翻译出它真正的意思。通过对这一篇完整外文的翻译，我对土木工程的专业词汇有了更多和更深的了解，同时感受到了外国学术的研究方法。开题报告在开学的第三周，我开始写开题报告。我选择的毕业设计题目是“河南郑州市某办公楼建筑结构设计”。由于这个结构是框架结构，所以在开题报告中我着重做了有关框架知识的部分。整个开题报告分为以下几点浅谈框架结构及其它类结构体系，钢筋混凝土框架结构概述，框架结构初步设计分析，现浇钢筋混凝土框架结构设计中应注意的地方，框架结构建筑常见裂缝及其预防措施，民用建筑框架结构设计时注意的问题，对政府办公楼设计的几点思考，有关“强柱弱梁”理论的一些探讨。这期间，我上网查阅了大量的文献，又去图书馆查阅了许多书籍，经过最终的许多努力终于完成了开题报告。当然，开题报告更主要的内容是制定自己的毕业设计进度表。设置这个进度表的目的就是使自己能按时，并且保质保量的完成这个毕业设计，做到尽善尽美的完成每一块内容。建筑平面布置做完开题报告后我开始正式进入了毕设的第一部分，建筑结构平面设计部分。经过查阅大量规范后我开始进行设计，考虑到后边手算部分的可行性，我把结构设计的尽量的对称，规则。按照任务书上的规定，我定了整体楼的层数为六层，建筑占地面积为48144平方米。柱网设定是横向柱距依次为6M，24M，6M。纵向柱距都为6M。层高是首层45M，其他层为39M。然后是设计每一层的平面布置，按照规范定下了楼梯，卫生间，电梯间等设施的位置及尺寸。在完成建筑平面设计后，我开始了初步的结构平面设计。最初考虑到双向板比较复杂，所以在每个区间成了3个单向板，后来考虑到双向板对以后的整体布置更为方便简捷最终定了在每个区间内设置两块双向板。次梁的布置方向开始时也没有考虑完善，采取了纵向布置。可是考虑到后来要计算一榀框架，在每个梁上要避免集中荷载，最终将次梁方向定为横向。在完成主梁次梁的布置后，按照公式初步定下主梁，次梁的尺寸。主梁为300600,200400，次梁为200500。柱的尺寸为600600。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年3月14日至2011年3月27日工作重点1荷载计算2恒荷载计算3风荷载的计算4重力荷载代表值计算荷载计算按照荷载规范查出所有河南郑州市的基本信息。基本雪压04KN/M2。基本风雅045KN/M2。地震作用抗震设防烈度7度。设计基本地震加速度值015G。场地土类型为2类。特征周期035S。地面粗糙度类别为B类，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。制定出屋面做法，楼面做法，墙身做法，地面做法。活载基本信息。恒荷载计算在计算恒荷载时，我取一榀横向框架进行计算。计算了横向框架梁线荷载标准值和框架节点集中荷载标准值。在计算恒荷载时要涉及到双向板和单向板的问题。风荷载的计算在刚开始计算的时候我出现了一个错误，就是风压高度变化系数的高度是从离地面开始算起的，我开始忽略了室内外高差这样查出来的系数就是错的，后来改了高度重新查了系数计算。重力荷载代表值计算在这个计算的时候需要特别特别的细心，因为每一层的建筑布置都不一样，导致墙的数量不一样。还有特别注意在底层，因为底层的层高与其他层不一样。在这一块内容上我用很多时间。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年3月28日至2011年4月10日工作重点1地震作用的计算2内力计算地震作用的计算本计算需要之间所计算得到的重力荷载代表值。我采用的是底部剪力法。在计算完地震作用力后，我进行了水平地震作用下的位移验算，验算结果是层间位移与层高之比满足小于1/550的要求。内力计算我使用的是分层法计算。计算分配系数时应注意由于顶层没有上柱，所以顶层没有上柱的分配系数。同时还要注意涉及到底层柱时的线刚度不乘以09的折减系数，所以在计算第二层的分配系数要特别注意一些。特别的，在最后往往计算出来的节点弯矩不平衡，所以要再进行一次分配，达到节点弯矩平衡。对于活荷载的做法也是如此。这部分内容需要很细心的完成。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年4月11日至2011年4月24日工作重点1内力计算2内力组合内力计算本周开始的主要内容是计算水平荷载下的内力计算。横向水平荷载有风荷载、水平地震作用，横向水平荷载的内力计算方法是D值法。D值法的计算很是麻烦，在计算中需要很细心。做完这部分计算后还要根据两端的剪力把柱轴力求出来，这为以后的内力组合做好铺垫。内力组合在做内力组合时，首先最重要的就是规定好一系列内力的方向问题。柱弯矩顺时针为正，逆时针为负；梁，柱轴力受压为正，受拉为负；梁，柱剪力顺时针为正，逆时针为负；梁的弯矩方向下部受拉为正，上部受拉为负。内力组合分为不考虑地震作用和考虑地震作用的组合。从这部分起我开始使用EXCEL表格辅助我的计算。横向框架梁的内力组合分为一般组合和考虑地震作用的组合，由于风荷载和地震作用是有方向的，所以风荷载和地震作用要分左右，这样组合出来的结果也是分方向的。所以要分开计算。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年4月25日至2011年5月8日工作重点1梁，柱配筋计算2PKPM建模梁配筋我在做框架柱的正截面压弯承载力计算和抗震计算要各分三种情况进行计算配筋|MMAX|、NMIN、NMAX。为了满足“强柱弱梁”，在抗震设计中要增大柱端弯矩设计值，除框架顶层和柱轴压比小于015的柱外，柱端弯矩要进行调整。由于柱端的剪力设计值很小，所以不进行斜截面承载力计算，箍筋按抗震构造要求配置。PKPM建模在完成主体手算部分后，我开始了电算内容。我们房建毕设使用的软件是PKPM。在之前学校已经组织了两次PKPM的讲座，这使我们对这个软件已经有了一定了解，做起来也比较容易上手。在进行完PMCAD后我进行了下一个SATWE的计算。在接PM生成SATWE这个栏里我花了许多时间，因为里边有许多系数，参数的设置，每一个系数都要经过精心的选择，要使它每一块儿都完完全全的符合自己的建筑模型。最后就是进行分析结果图形和文本显示就可以了。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年5月9日至2011年5月22日工作重点1楼梯结构设计2板的配筋3基础的设计楼梯结构设计楼梯的设计我采用的是板式楼梯，板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。我分别对梯段板、平台板和平台梁进行了设计。由于在此之前没有接触过楼梯，所以在第一次做的过程中遇到了许多小问题，最后是翻阅了房屋混凝土建筑原理解决问题。板的配筋板的配筋分为屋盖、楼盖板的配筋。根据楼面结构布置情况，除走廊部分均为双向板，走廊部分为单向板。双向板按弹性理论方法计算内力，单向板按调幅法计算内力。双向板计算比较复杂，要仔细对照自己板得情况查表，带入公式计算。基础的设计基础的设计涉及到土力学和地基及基础。在设计过程中主要是对照着书上的计算公式进行求解。BC柱下由于间距太小不能单独设置基础，所以我提出自己的想法，将俩柱布置在一个独立基础上以解决问题。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137时间2011年5月23日至2011年6月6日工作重点1规整计算书2绘制结构施工图1规整计算书规整计算书的工作的冗杂的。在开始的计算过程我都是写在了本上，所以把所有手写内容誊到WORD里需要很多的时间。在规整的过程中还要把之前的工作日志，开题报告，中文摘要，英文摘要，外国文献翻译放到一起。在这个过程中我仔细的检查了之前做过的每一项内容，确保正确无误后把它们规整到一个WORD里。在WORD里对所有表格进行了统一整理，让它们两边对齐，这样我的计算书看起来会更加的美观。计算过程中的图我都是在CAD中画出的，可能效果上不是特别理想，但确保了图能更加准确，直接的表现我做过的内容。比如分层法计算内力，周围同学都是使用EXCEL制作的，但我认为这种形式不太直观，对老师的审阅理解有一定的不方便之处，我就改用CAD制图，使我的计算过程能清楚的表现出来。2绘制结构施工图在绘制结构施工图之前我把之前的建筑平面图拿出来修改。经过一个学期对CAD的使用，我在原来图中找出了许多小细节上的错误并加以修改。还有一些是在做结构图时发现之前建筑里没有考虑的一些问题，比如楼梯段和楼梯休息平台相接处的梯段梁是不能直接放在墙上的，而是要作用在一个柱上。这个柱可能外观看不到，是一个暗柱，但还是一定要表现出来，不然这是一个不合理的地方。在修改完建筑图后我开始绘制结构施工图。主要包括了板结构图，梁结构图，柱结构图，楼梯配筋图，基础配筋图。其中前三项是用PKPM生成，然后在CAD里修改后完成的。由于PKPM软件出的图是不规范的，还是需要很多修改。在第三次答辩之前我先出了一次图，在图上发现了好多在电脑上不能发现的问题，比如线宽，线型，字体等问题。在答辩后紧接着的几天我修改了图中的内容，确保最终的图纸准确无误。楼梯结构图我是使用探索者软件完成的，需注意的是要把钢筋的线宽改宽。基础分为独立基础和双柱联合基础，这是我通过PKPM软件计算生成的。在CAD里还是要做很多的修改，达到合格的施工图的标准。指导组组长意见签字日期备注此表每两周记录一次，将作为学生毕业设计成绩评价的依据。如填写内容较多，此表可另附页。工作日志II题目河南郑州某办公楼建筑结构设计专业土木工程学生姓名王大智学号07231137责任指导教师指导组组长意见是否同意参加答辩签字日期备注学生毕业设计答辩前，土木工程专业（含铁道工程方向）至少需填报7份工作日志，环境工程专业学生至少需填报8份工作日志，否则不能参加答辩。任务书题目河南郑州某办公楼建筑结构设计（框架结构，7度区）适合专业土木工程指导教师（签名）提交日期2011年1月15日学院土建学院专业土木工程学生姓名学号毕业设计（论文）基本内容和要求填写说明要求学生完成的略微细化的研究内容、技术指标、基本要求等。、设计目的毕业设计是学生完成教学计划规定的全部课程的学习后，必须进行的最后一个重要的实践性教学环节，是学生从学习起向工作岗位必要的过渡阶段。通过这个阶段的工程设计、施工或专题研究，培养学生具有综合应用现学基础理论和专业知识，独立分析、解决一般建筑工程技术问题的能力，使学生受到工程师的基本训练，达到培养目标的要求。同时通过使用和熟悉结构辅助设计软件，了解软件编制原理，掌握计算软件所采用的计算方法及现行规范在计算机辅助设计中的体现。培养学生正确使用计算机辅助设计的良好习惯。、设计原始资料1、气象条件河南省郑州市，根据资料及规范查以下资料室外气温冻土深度基本雪压基本风压2、地质资料20M以上为轻亚粘土，F180KPA,地下水位深18M。3、地震作用河南省郑州市，根据资料及规范查以下资料抗震设防烈度；基本地震加速度值；场地土类型为类；特征周期035S；4、地面粗糙度类别B类。5、建筑场地70M40M6、提供的建筑材料、1、钢筋HPB235级，HRB335级,HRB400级。、2、混凝土C20C40。、3、砌体（填充墙）加气砌块、空心砌块，强度等级MU75（加气砌块、空心砌块容重不大于），采用M75混合砂浆砌3M/KN8筑。、4、焊条HPB235钢筋用E43XX焊条，HRB335钢筋用E50XX焊条。、建筑物组成及功能要求本工程为某办公楼设计，要求采用钢筋混凝土框架结构，内廊式建筑，建筑面积4000M2左右，6层。层高为3945M,其中首层设置服务厅2个，各约100平米；其他区域设为值班室和办公室等。二层为中心办公室，设有主任室、书记室、副主任室、各科室、小会议室、接待室等；三层、四层为办公室，包括敞开式大办公室，普通办公室、休息室等；六层为多功能会议室、接待室、阅览室、活动室、展览室等。设交通电梯2部，每层设有洗手间、楼梯间、电梯间等其他功能用房。建筑物防火等级为二级。毕业设计（论文）重点研究的问题1、各种荷载和结构内力计算；2、熟悉混凝土结构设计的设计特点、计算方法和规范；3、学习结构设计通用软件PKPM的使用；4、掌握混凝土结构的主要构造要求。5、掌握施工图的绘制要求。毕业设计（论文）应完成的工作、建筑设计的要求和内容1、平面设计、1、根据设计要求，研究拟建建筑物的位置及朝向，确定建筑物的平面分区及各房间的平面形状面积大小及位置。、2、按使用功能要求及经济合理性选择结构体系。、3、根据防火要求，分析确定门厅、走廊、楼梯、电梯等位置和数量。、4、根据建筑物功能要求进行辅助房间如厕所、值班室等的面积、位置及平面设计。、5、按采光通风要求，设计房屋的门窗大小和位置。、6、根据墙的围护、承重作用及柱网等确定墙的厚度、柱的尺寸及轴线位置。2、剖面设计、1、根据建筑物功能确定各层层高。、2、根据选定的结构体系，估算主要构件的尺寸，如梁、板、柱等。、3、根据采光及通风及工艺构造要求，确定建筑物部分剖面高度。、4、确定楼梯及建筑物部分剖面尺寸。3、立面设计、1、根据平面和剖面设计，绘制建筑立面轮廓图。、2、根据体型组合，调整各部分比例尺度，使其完整均衡，比例恰当，主次分明，并使体型简洁，与环境协调。、3、运用各种手法，进行立面处理，使建筑具有一定美感，并对门廊、雨篷等部分进行重点处理。、4、选择合适的装修材料，并进行色彩配置，使建筑物具有鲜明的表现力。4、结构方案考虑及平面、剖面草图绘制、1、主体结构方案确定结构承重体系，楼屋盖结构形式，并从抗震角度分析层高、总长、抗震墙间距以及结构构造要求，使之满足抗震设防要求、2、根据伸缩缝、沉降缝、抗震缝的设置原则及基础方案设计墙柱连接部位尺寸。、3、绘制平立剖面方案草图，进行方案讨论并确定方案。5、绘制施工图、1、首层平面图1100、2、标准层平面图1100、3、正立面图1100、4、剖面图1100、5、编制建筑设计说明书二结构设计内容及要求1、结构选型根据在建筑设计阶段已考虑的结构承重体系、柱网布置，确定主要构件的尺寸，如梁、板、柱等。2、编制结构设计中各种作用的计算原理（如风荷载、地震作用等），不同体系结构分析的简化计算方法。掌握简化计算方法的假定条件、原理、计算步骤以及荷载效应组合等内容。3、荷载计算根据初定的建筑结构方案，以及荷载规范、抗震规范进行荷载的统计计算，计算各楼层重量（包括楼面恒载、活荷载，隔墙重量等）。4、运用建研院编制的PKPM软件进行结构刚度、效应分析、杆件内力标准值的计算，基本掌握模型建立、荷载输入、参数确定、整体计算、结果分析等各重要环节。结合规范理解输入参数的含义，并将自己的理解编制入计算书中。5、对构件内力标准值进行组合。6、一榀框架手算，梁、柱、墙构件的配筋计算。7、指定楼层楼板配筋计算。8、楼梯配筋计算，基础计算。9、绘制结构施工图结构平面布置图1张现浇楼板配筋图1张一榀框架立面配筋1张梁配筋图1张（平法表示）柱配筋图1张主要节点详图编制结构设计说明书三毕业设计成果（提纲）1、设计说明书部分、1、设计任务书；、2、中英文摘要；、3、建筑设计说明书；、4、结构设计方案说明书；、5、结构设计计算书；、6、附件开题报告（含文献综述）；实习报告；外文参考资料翻译（含原文）。、7、结束语2、设计图纸参考资料推荐1建筑抗震设计规范（GB500112001）2混凝土结构设计规范GB5001020023建筑结构荷载规范GB500092001,2006版4高层建筑混凝土结构技术规程JGJ320025建筑制图标准GBT5010420016建筑结构制图标准GBT5010520017钢筋混凝土结构教材8钢筋混凝土结构设计范例中国建工出版社，2003。9土木工程毕业设计指导科学出版社，2002。10新编高层建筑结构，中国水利出版社，2001。11高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用中国建筑工业出版社，2003。12建筑抗震设计规范统一培训教材中国建筑工业出版社，2002。13混凝土结构设计规范算例中国建筑工业出版社，2003。14高等学校建筑工程专业毕业设计指导中国建筑工业出版社，2000。其他要说明的问题1要求有熟练的手算能力和一定的计算机操作能力。2要求按进度认真完成设计任务。开题报告题目河南郑州某办公楼建筑结构设计（框架结构，7度区）学院土木建筑工程学院专业土木工程学生姓名王大智学号07231137文献综述一浅谈框架结构及其它类结构体系11框架结构由梁，柱组成的结构成为框架结构，可同时抵抗竖向及水平荷载。建筑平面布置灵活是框架结构的突出优点。框架结构构件类型少，设计、计算、施工都比较简单，所以被广泛采用。12剪力墙结构剪力墙是钢筋混凝土高层建筑中最重要的基本构件，与竖向承力的框架柱相比，具有竖向高度大，平面长度长而厚度相对小等特点，属于混凝土构件中的“薄壁”构件。剪力墙在承载力和水平内刚度方面都具有突出的优点，但同时由于长度较长而厚度较薄，需要考虑其剪切变形并避免平面外受力等不利状况；此外，开洞后的剪力墙形式变化多，受力及破坏状态复杂，与柱、梁等一维构件相比，需要有不同的认识和理解。二钢筋混凝土框架结构概述21框架结构的特点钢筋混凝土框架结构由梁和柱刚性连接的骨架所组成，框架的连接点是刚节点，是一个几何不变体。钢筋混凝土框架结构是一种抗震、抗风较好的结构体系，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好易于满足建筑物设置大房间的要求，还可以减轻建筑物的重量，在现代工业与民用建筑中被广泛应用。22框架结构设计时应注意的问题221结构平面、竖向布置梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，除应满足规范所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于L，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的，即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和稳定。222框架柱配筋的调整框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中应注意一些薄弱环节的配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱。对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此，应选择最不利的方向进行框架计算。另外，也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题（1）角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋应加强。（2）框架柱的配筋可加强，满足概念设计中的强柱弱梁原则。框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。（3）对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3时，箍筋的直径不应小于8，并应焊接。23计算简图的处理231处理原则结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的112118，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10作为拉力来计算。但是，当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在0000以下的某个适当位置设置基础拉梁。此时，基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度，二层计算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进行计算。基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。若因此造成底层框架柱形成短柱，应采取构造措施予以加强。另一个需要注意的是，当框架结构的电梯井道采用钢筋混凝土井壁时设计时应尽量避免，计算简图一定要按实际情况输人，否则可能会造成顶部框架柱设计不安全。232注意重点抗震验算时不同的楼盖及布置整体性决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用尚存异议。雨篷不得从填充墙内出挑。大跨度雨篷、阳台等处梁应考虑抗扭。框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯问位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其他地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利。建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如增大配筋率、通长配筋、改善保温、铺设架空层、加后浇带等。当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。24梁的抗震措施241梁的配筋率为了保证梁的变形能力，使框架结构具有较好的抗震性能，梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求一级框架025H0；二、三级框架035H0，同时，纵向受拉钢筋的配筋率不应大于25。242梁的箍筋为了保证梁有足够的延性，提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值，并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏，在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋，对提高梁的变形能力十分有效。同时，为了防止压筋过早压曲，应严格遵照抗震规范限制箍筋的间距。243梁内纵筋锚固在反复恒载作用下，在纵向钢筋埋人梁柱节点的相当长度范围内，混凝土与钢筋之间的粘结力将发生严重破坏。因此，应注意在地震作用下框架梁中纵向钢筋的锚固长度，一般应比结构规范中所规定的受拉钢筋基本锚固长度大。25柱的抗震措施251柱截面尺寸柱的平均剪应力太大，会使柱产生脆性的剪切破坏。平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏。为了使柱有足够的延性，柱截面尺寸应符合以下要求柱截面的长边应小于柱净高的14，且柱截面的宽度不宜小于300MM；当剪压比保持较低时，可获得较好的延性，为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3NMM。252柱纵向钢筋的配置柱中纵向钢筋宜对称配筋为了保证柱有足够的延性，柱的最小配筋率必须满足抗震规范要求；纵向钢筋的接头，一级框架应采用焊接接头；二级宜采用焊接接头，而底层柱根应焊接；三级可采用搭接，而底层柱根宜焊接；直径大于32MM的钢筋必须采用焊接。在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋，防止纵向钢筋的压曲，增加粘结度。253柱的箍筋在地震力的反复作用下，柱端钢筋保护层往往首先碎落。这时，如无足够的箍筋约束，纵筋就会向外膨曲，柱端破坏。箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用，提高配箍率可以显著提高受压混凝土的极限压应变，从而有效增加柱的延性。因此，设计人员应遵照抗震规范对框架柱的箍筋构造要求。三框架结构初步设计分析31框架结构布置框架结构的平面布置是指在结构平面图上布置柱的位置及楼盖的传力方式。框架结构的柱网布置应根据建筑使用功能要求，结合受力的合理性、有利于方便施工及经济合理等因素确定。柱网的开间和进深可设计成大柱网或小柱网大柱网适用于平面要求有较大空间的房屋，但应增大梁柱的截面尺寸；小柱网适用于办公楼、公寓等分隔墙体较多的建筑，同时具有梁柱截面尺寸较小的优点。在抗震时，过大的柱网对强柱弱梁及延性框架的实现带来困难。考虑抗震因素，结构平面布置主要考虑使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应，此时结构平面布置宜简单、对称和规则，使得平面作为一个截面有尽可能大的抗扭刚度。有抗震设防的框架结构的横向和纵向均应设计成刚接框架，成为双向抗侧力体系，主体除个别部位外不应采用铰接。抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。框架梁中心与柱中心宜重合，当其不重合时应考虑偏心对梁柱核心区受力和构造的不利影响，梁柱的偏心距不宜大于柱宽的1/4。平面形状复杂时，宜采用将防震缝划分成较规则、简单的单元，伸缩缝和沉降缝应符合防震缝的要求。框架结构的竖向布置应尽可能均匀且少变化，使结构刚度沿竖向均匀。当结构沿竖向需要变化时，宜使变化尽量均匀，避免出现竖向刚度突变产生应力集中。在考虑抗震时，框架结构的梁、柱沿房屋高度宜保持完整，不宜抽柱或抽梁，使传力途径突然变化；不宜在同一楼层内变化柱的截面；在同一结构单元内，要注意由于错层而形成的短柱；局部突出屋面的塔楼不宜布置在房屋的端部。框架结构沿高度方向各层的平面柱网尺寸宜相同，柱截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有较小的偏心。框架结构抗震设计时不得采用部分砌体墙承重的混合结构。框架结构的填充墙及隔墙宜采用轻质墙体，如果采用砌体填充墙，结构布置应符合下列要求避免造成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱；减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。32框架内力计算分析框架结构的计算现在一般采用机算，主要使用的机算软件有PKPM。框架在竖向荷载作用下采用手算进行内力分析时，可不考虑框架的侧移影响，主要采用分层法和弯矩二次分配法。框架在水平荷载作用下采用手算进行内力分析时，主要采用D值法。分层法以每层框架梁连同上、下柱作为基本计算单元，柱的远端按固端考虑。首先计算竖向荷载在梁端产生的固端弯矩，次弯矩只在本单元内进行弯矩分配，上下单元之间不再传递。弯矩分配完成后，取梁的平衡弯矩作为梁端弯矩，取相邻单元的柱端弯矩之和作为柱端弯矩。弯矩二次分配法假定某一节点的不平衡弯矩只对该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余杆件的影响忽略不计。计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数均取1/2），再将因传递弯矩产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，使各节点处于平衡状态。将各杆端的固端弯矩、分配弯矩和传递弯矩相加，即得各杆端弯矩。D值是指框架柱的抗推刚度及侧移刚度，也就是使框架柱产生单位水平位移时所必须施加的水平力。由于假定了楼板在自身平面内的刚度无限大，所以在不考虑扭转影响的情况下，同一楼层上所有柱子的水平位移都相同，即楼层上各柱受到的水平力与柱子的D值成正比。楼层的总剪力按D值比例分配到各柱上，从而直接可以求出各柱承受的剪力。柱的剪力得出后，其他内力都可以由平衡条件逐一求出。33框架梁柱截面确定（1）框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载的大小、抗震设防烈度、跨度等因素综合考虑。一般情况下梁的截面高度可取（1/101/18）LO，但LN/H不宜小于4（LO为框架梁的计算跨度，LN为框架梁的净跨）；框架梁的截面宽度B不宜小于200MM，且H/B不宜大于4。考虑抗震时梁计算跨度与截面高度（跨高比）之比不宜小于5，在水平地震作用下梁跨高比较小易产生剪切破坏，降低梁的延性。梁截面应按规范验算其承载力及受剪截面要求。当梁高较小或采用扁梁时，还应满足挠度和裂缝的有关要求。（2）轴压比是影响框架柱设计的破坏形态和变形能力的重要因素。轴压比不同，框架柱将呈现两种破坏形态，即受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和混凝土受压区压碎而受拉钢筋未屈服的小偏心受压破坏。因此可根据轴压比，即柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生的轴力设计值NV，按下列公式估算柱截面面积AC，然后再确定柱边长。仅有风荷载作用或无地震作用组合有水平地震作用组合时（3）截面宽度和高度非抗震设计时均不宜小于250MM，抗震设计时均不宜小于300MM；圆柱截面直径及多边形截面的内切圆直径不宜小于350MM，错层处框架柱的截面高度不应小于600MM。截面宽度与高度比值不宜大于3。框架柱的截面宜满足LO/BC30；LO/HC25（LO为柱的计算长度；BC、HC分别为柱截面宽度和高度）。框架柱的剪跨比宜大于2。四现浇钢筋混凝土框架结构设计中应注意的地方341多层现浇钢筋混凝土框架结构的上部设计411结构平面形状和立面体型应尽可能简单、规则,使各部分刚度均匀对称,减少结构扭转的可能性。框架结构应在纵横两个方向布置成双向刚性框架,也就是说,应尽量避免在特殊情况下,形成只有单跨单向的单柱体系。还要尽量统一柱网及层高,以简化设计和施工。在多层时混凝土强度等级一般为C20或C25。在抗震设防地区,应遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的设计原则,以形成延性框架。412框架柱截面的尺寸截面高度HH/6H/12,截面宽度B1HH/15,其中H为房屋层高。也可按轴心受压柱估算,考虑弯矩的影响,将轴力乘以1214的放大系数。框架主梁的截面尺寸截面高度HL/10L/14,截面宽度BH/2H/3,其中L为梁的计算跨度。可根据跨数、荷载、承重、非承重选取大者或小者,一般可取HL/10,B不宜小于200MM,也不宜小于H/4。次梁的截面高度HL/12L/16,应比框架主梁高度至少小50MM,可以的话,最好比主梁小100MM。次梁的截面最好比主梁宽度小50MM,一般可取200MM或250MM,但不应小于150MM。主次梁相交处应注意附加箍筋或附加吊筋的增设。413楼板的结构体系常用的有双向板和单向板两种。一般情况下,可通过次梁使楼板尽量成为双向板结构,这样可以使整体受力更加合理,配筋也更加均匀,楼板厚度也可以比单向板要薄一些。通常,单向板板厚可取HL/30L/35,双向板板厚可取HL/35L/45,可根据荷载、跨数及使用实际情况取大者或小者。一般来说,框架结构的楼板板厚不宜小于100MM。另外,还要注意楼板开洞的各种处理方法。414普通楼梯是多层房屋的竖向主要通道之一,要注意楼梯柱TZ的灵活布置及楼梯梁的合理选择和布置。要保证楼梯梁下的净高不应小于2M,楼梯段净高不应小于220M。一般来说,板式楼梯板的板厚可取HL/30。要注意的是TZ设置处的梁上应增设附加箍筋或吊筋。如果框架结构中设置了电梯井、楼梯井或其它剪力墙型的抗侧力结构后,应按框架剪力墙结构计算。这时,因为剪力墙数目一般很少,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加。415自动扶梯是现在大型商场所必需的竖向通道之一,要注意自动扶梯相交处的框架梁高度和宽度的特殊要求。由于自动扶梯的存在,该处的框架梁宽度不宜小于350MM,高度一般也不小于1000MM,而且在梁上部还要按建筑要求预留缺口形状,以方便自动扶梯的安装。416要注意楼面梁和屋面梁的不同,屋面梁要有防水的翻边处理。在设计结构详图时,要跟建筑专业密切配合,力争结构合理,形状美观,功能到位。在结构详图中要特别注意构造最小配筋率的要求和分布钢筋的布置。结构详图要做到尺寸明确,钢筋小样明确,标高和平面位置明确定位。417结构的构造要求是保证计算简图正确性的必要条件。由于实际情况和计算简图的差异,所以必须因地制宜进行合理的调整包括内力和构造。418荷载的取值并不是越大就越安全,要根据实际情况,具体问题具体分析,选用最不利组合进行设计计算。42多层框架房屋地基基础设计421要正确地阅读和使用地质报告。熟悉勘察报告的主要内容,了解勘察结论和计算指标的可靠程度,进而判断报告中的建议对该项工程的适用性。这里,要把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。422在满足承载力和变形的基本要求下,尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发,综合考虑场地土层的分布情况及稳定性,土层的物理力学性质,建筑物的体型、结构类型和荷载性质与大小,还要考虑地下水的影响。423多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸,然后再进行基础截面设计验算。基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定,基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。除满足计算要求以外,还要满足一些规范规定的构造要求。需要注意的是,在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时,应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用而在进行基础截面设计中,应采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。424在地基处理时,要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。要特别注意所选的方法必须符合土力学的基本原理和重视当地的实际工程经验。425要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念,通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。五框架结构建筑常见裂缝及其预防措施151设计问题导致的裂缝511设计构件的承载力不足导致裂缝。如抗弯、抗剪、抗压、抗扭不足的各种裂缝。这类裂缝出现的几率不大,但出现后引起的后果很严重,构件根本无法实现正常的使用功能。处理方法也是根据不同的成因而具体分析。具体补强方法在JGJ11798民用建筑修缮工程查勘与设计规程中阐述的很详细。512设计构件的刚度不足导致的裂缝。如梁截面、板厚在设计中出于成本考虑选取规范规定的下限,及采用最薄的梁板。而只对构件的强度进行计算,忽略变形,不进行挠度和裂缝验算,导致梁、板在受拉区开裂。这种裂缝很常见,在设计中尤其是采用结构软件设计时很容易忽略刚度问题,而这常常影响美观度,导致使用者有危险感,也是投诉较多的地方。其解决方法是梁板的高度不应太薄,随着跨度的增加应逐渐选取规范规定的上限。另外提高配筋率,选用小直径的钢筋等也对减少裂缝有效果。513框架柱基础的不均匀沉降导致的构件开裂。这种裂缝的危害是最大的,严重的会导致整个建筑物的坍塌。不均匀沉降的原因很多,除了在设计之前应做好详细的地质勘测之外,在设计中当柱下独立基础宽度较宽大于4M或地基承载力不均匀、基地较软时宜采用柱下条基,并应考虑结点处基础底面双向使用的不利因素,适当加以补偿。当采用柱下独立基础时应设拉梁,拉梁宜通长配筋,考虑冻胀作用拉梁位置较高时应在梁下垫中粗砂。514设计截面过小导致施工质量无法保证而导致的裂缝。这里指的是刚度、强度经过计算均满足要求,但截面过小,施工中无法保证混凝土强度导致的裂缝。这样的裂缝并不多,只要注意截面在施工中的可行性就可以解决了。515设计中片面强调立面效果,对伸缩缝设置过长,大大超出规范要求,而且不采取相应措施,混凝土收缩产生的裂缝。为了避免和减少这种裂缝的产生在设计时应满足伸缩缝的要求,否则应采取措施,如增大配筋率、通长配筋、改善保温、加后浇带、改善混凝土级配等。516填充墙高厚比太大,砌块强度不够,导致底部砌块被压碎。象这样的裂缝可以在墙中间加圈梁的方法解决,当强度不是差很多时,也可在下面砌几皮强度高一点的砌块。52材料问题导致的裂缝混凝土构件中原材料质量把关不严,计量不准,拌合不均匀也会导致混凝土开裂。不同品种及标号的水泥混用、混装,采用细砂、特细砂以及石子的级配差,砂石含泥量大的原材料,钢筋锈蚀,同时计量也不准确都是开裂的原因。另外,混凝土拌合或运输时间过长也会导致所浇注的构件出现裂缝,这就需要严格控制原材料质量。水泥进场必须有出厂合格证或试验报告,并应对其检验安定性和强度,有要求时还应对其它性能进行检验,严禁不同品种标号水泥混用。采用中粗砂,严禁使用细砂,石子应符合设计要求的质量和级配,且应冲洗,控制含泥量和石粉含量。钢材首先是有合格证和质保证,并经见证取样送检,复试合格后方可使用。充分搅拌,并考虑运距对混凝土凝结时间的影响。隔墙中砌块含水率过大过小都会引起墙体面层开裂,应控制含水率在58为宜。堆放搬运时都需要严格按照规范要求,防止砌块内伤。53施工问题导致的裂缝531施工方法不当,施工速度过快,振捣不充分也是造成裂缝的主要原因。如在现浇楼面的施工中混凝土振捣只用插入式振动棒,很少用平板式振动器。实践证明,在楼板混凝土浇注过程中,使用两种振捣工具相结合,其防裂效果明显,另外混凝土养护也非常重要。532混凝土养护不好,构件表面早期产生裂缝。混凝土结构工程施工及验收规范规定应在混凝土浇注完毕后的12H以内对混凝土加以覆盖和浇水。其浇水养护的时间,采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7D,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于14D。533混凝土施工中由于模板下沉以及过早拆模导致的裂缝。在支模板过程中要严格遵守施工规范,计算所需支撑的强度。拆模时间应满足规范规定的最低拆模强度要求,所以必须在浇注混凝土时留置标养试块外,还必须留置同条件下养护的拆模试块,以此来确定构件在拆模时的混凝土实际强度并记录备查。由于进度的要求,模板周转等原因需提前拆模,则需在混凝土中加入早强剂,在支撑时对支撑个数进行计算,预设固定支撑,严禁将支撑拆除后重新支撑。534混凝土构件与隔墙之间的裂缝。有的施工单位由于嫌麻烦,没有设拉结筋导致墙体同混凝土构件分离而产生裂缝。所以在混凝土柱施工时,在有隔墙处必须预留拉结筋,另外每天砌筑的高度也需按施工规范的要求执行。54环境问题导致的裂缝541混凝土构件所处环境的温度、湿度变化导致混凝土的变形所产生的裂缝多见于屋面,所以除了做好保温、防水外,一定要设温度缝,加大分布钢筋防止裂缝的产生。542构件长期反复冻融,尤其在女儿墙部位,故要求及时排水,防止两侧温度不同而膨胀率不同引起构件开裂。543长期处于腐蚀性环境中的混凝土构件，会使表层混凝土碳化、开裂、脱落,导致钢筋锈蚀。铁锈膨胀又使混凝土裂缝加大,这种恶性循环将使构件失效。所以要根据所在建筑的环境,及使用功能而采用相应的抗腐蚀混凝土。544在地震作用或其它振动作用下产生的裂缝。这种裂缝是在特殊情况下产生的,所以只要严格按照抗震规范执行,那么混凝土构件在经过修缮后仍能保证使用功能。引起裂缝的原因很多,而且存在着诸多方面的原因,目前有许多情况还在进一步研究中。其主要着眼点在于预防,对此提出以下措施设计人员在计算时考虑应全面,梁板中钢筋尽量采用小直径、间距密的布筋方式、避免采用大直径、间距疏的布筋方式,对过长的建筑物设置伸缩缝。施工人员要严格对原材料质量把关、施工人员应严格遵守操作规程。确保施工质量。六民用建筑框架结构设计时注意的问题61概述对于框架结构的内力目前多采用计算机辅助软件来进行分析和计算，但是目前有的工程设计人员过分地依赖计算机的计算结果，而缺少独立