《混凝土结构设计》课程设计指导书

混凝土结构设计》课程设计指导书一、结构方案设计（一）结构平面布置：结构设计者应根据建筑的使用和造型的要求，确定一个相对合理的结构布置方案。结构布置基本原则为结构受力合理；传力体系简单明确。结构平面布置内容包括框架梁、柱布置；非框架梁布置；楼、屋面板布置；以及其它构件布置。框架的布置可根据具体情况选择采用。（二） 构件的材料及施工方法：框架结构梁、板、柱混凝土等级不低于C20,目前框架梁、柱混凝土等级通常采用C30及以上。多层框架结构梁、板、柱常采用相同的混凝土等级；高层框架结构梁、板、柱常采用不同的混凝土等级。梁、柱主筋常采用HRB400、HRB500钢筋；箍筋常采用HRB300、HRB400钢筋；现浇板、楼梯构件及非主结构构件常采用HRB300钢筋。（三） 构件截面估算：1、 梁高九：一般为50mm倍数。框架梁、非框架主梁 hb=（1/8~1/18）l（l为梁的跨度）2、 梁宽bb:框架梁和主梁梁宽一般不小于250mm；次梁梁宽一般不小于200mm。b=（1/2~1/4）hbb3、 框架柱截面尺寸：框架柱截面尺寸一般按轴压比估算；但不小于400mmX400mmo轴力N可按柱受荷面积以板面综合荷载12/m2~14/m2计算；柱面积A按下式算出后可适量放大1.1~1.2倍。N/AfW1.0（非抗震）c4、 现浇板厚度：连续板h=（1/30〜1/40）l0；悬臂板h=（1/10~1/12）l0；其中10为板的跨度。（四） 结构平面布置图：以上结果还应在结构计算书中绘制结构平面布置简图来表达；其图样可参照课本例题图3.11.1。二、框架结构计算简图（一）计算单元（图3.11.1）：在一般工程设计中，通常是将结构简化为一系列平面框架进行内力分析和侧移计算，不考虑空间工作影响，计算单元宽度取相邻开间各一半。竖向荷载计算时，要注意相关支承构件的传力路线。（二）框架计算模型（图3.11.3）：框架的杆件一般取其截面形心轴线表示；杆件间的连接用节点表示；对于全现浇和现浇整体式框架各节点视为刚接点；杆件的长度用节点间的距离表示；框架柱在基础顶面处为固接。通常的处理方法为：1、框架跨度取柱轴线间距。当部分框架柱截面形心不在轴线上时，通常采用力的平移原理来处理荷载，而不改变框架计算跨度。2、二层及二层以上框架层高取建筑层高；底层框架层高取基础顶面至二层框架梁面间的距离，若基础顶面标高暂时确定时，也可近似取底层层高加1.0米。3、各跨跨度相差不超过10%时，可视为等跨框架；斜梁斜度不超过1/8时，可视为水平梁；基础顶面标高相差不超过1.0米时，可视为等标高。4、各杆件的线刚度（1） 梁的原始惯性矩I0按梁矩形截面计算，I0=bbhc3/12。（2） 梁的计算惯性矩Ib按梁与板的连接方式确定，对于全现浇框架梁的中框架梁^=2.010；边框架梁1=1.51°。（3） 柱的计算惯性矩Ic按实际截面计算，Ic=bchc3/12。cc（4） 梁的线刚度ib=EIb/l；柱的线刚度ic=EIc/h；框架内力计算时可采用相对线刚度以简化计算。三、荷载计算（图3.11.6）1、竖向荷载（1） 恒荷载：恒荷载即结构及建筑装饰材料自重等，可按构件的设计尺寸与材料自重

计算。常用材料的重力密度可查阅《建筑结构荷载规范》（GB50009-2010）。（2） 楼面活荷载：楼面均布活荷载通常可查阅《建筑结构荷载规范》（GB50009-2010）；当实际楼面均布活荷载大于《建筑结构荷载规范》规定值或《建筑结构荷载规范》中未规定时，应在充分调研的基础上按实际荷载取用。本次课程设计可不考虑楼面活荷载折减。屋面活荷载：不上人屋面均布活荷载取0.5kN/m2；当施工荷载较大时，按实际荷载取用。上人屋面均布活荷载取2.0kN/m2；当屋面兼作其它用途时，应按实际荷载取用。在计算框架梁及节点上的竖向荷载时，各传力构件均按简支考虑。2、水平荷载：本次课程设计仅考虑水平风荷载，水平风荷载采用D值法计算。本次课程设计基本风压按0.75kN/m2，风压高度变化系数和风振系数取1.0,简化节点集中荷载，受风面积为框架柱左右跨度各一半和上下层高各一半考虑。参考《混凝土结构设计》教材中表3.11.1四、框架结构计算(一)侧移验算一般多层框架结构在水平荷载作用下的侧移仅考虑总体剪切变形，可用D值法计算，注意此时的D值应是结构真实的D值，而不象内力计算那样采用相对值。层间位移Aui=Vi/LDji，其中，Vi为第i层剪力标准值，顶点位移u=Lu期层间位移限制：(Au/h)W1/550其中，h为层高。参照《混凝土结构设计》教材表3.11.4。(二)内力计算1、 竖向荷载作用下的内力计算：竖向荷载作用下的内力计算采用迭代法计算。具体计算方法可参照《混凝土结构设计》教材图3.11.7、3.11.8。竖向荷载最终计算结果应分别绘制框架弯矩图、剪力图和轴力图。2、 水平荷载作用下的内力计算：水平荷载作用下的内力计算采用D值法，参考《混凝土结构设计》教材中表3.11.5~3.11.12。最终计算结果应分别绘制框架弯矩图、剪力图和轴力图。柱抗侧移刚度D=a(12i/h2)。柱抗侧移刚度修正系数a按《混凝土结构设计》教C C C材中表3.6.2计算。参考《混凝土结构设计》教材中表3.11.2~3.11.3。柱的反弯点高度y=(Yo+Y1+Y2+Y3)h。其中Y0为标准反弯点高度比，查阅《混凝土结构设计》教材中表363；y1为上、下层梁线刚度变化时，柱的反弯点高度比修正值，查阅《混凝土结构设计》教材中表364；丫2、Y3分别为上、下层层高与本层层高不同时，柱的反弯点高度比修正值，查阅《混凝土结构设计》教材中表3.6.5。在确定Y］、Y2、Y3时，要注意反弯点移动方向。参考《混凝土结构设计》教材中表3.11.5~3.11.8。3）采用D值法计算水平荷载作用下的内力可参考《混凝土结构设计》教材中例题。也可列表计算。参考《混凝土结构设计》教材中表3.11.9~3.11.12。（三）内力组合1、控制截面和最不利内力：梁的控制截面为两端支座截面和跨中截面，支座截面最不利内力为可能出现的+M、-M及|V|;跨中截面最不利内力为可能出现的maxmaxmax+M、-M。梁跨中最大弯矩值可近似用跨中弯矩值代替，在配筋时适量增加配mama筋量。柱的控制截面为柱两端截面，采用对称配筋时，其最不利内力有三种：（1）、IMmaxI及相应的NV。⑵、及相应的M、V。⑶、及相应的M、V。在最不利内力组合时，对水平风荷载，应考虑左风和右风。2、竖向荷载作用下的梁端负弯矩调幅：对于现浇整体式框架，负弯矩调幅系数 P=（0.8~0.9、。梁端负弯矩减小后，梁跨中正弯矩应按平衡条件相应增大。3、 荷载效应组合：本次课程设计仅考虑下述二种荷载组合。（1、恒荷载+活荷载S=1.35SGk+1.4SQk（2、考虑风荷载作用时的内力组合S=1.2SGk+1.4SQk+1.4X0.7SWkGk Qk WkSGk、SQk、SWk分别为恒荷载、活荷载及风载效应标准值。（3、各杆件的控制截面内力组合应列表计算，内力组合表可参照例表，也可自行设计表格。（四、构件截面设计1、 在梁各截面最不利内力相差不大时，可有选择的进行梁截面配筋计算。2、 在进行柱截面配筋计算时，应尽量利用偏心距对截面承载能力的影响来选择最不利内力，一般情况下，多层框架结构仅需计算底层和顶层柱控制截面的配筋。3、 构件截面配筋可自行设计表格进行列表计算。参考《混凝土结构设计》教材中表3.11.26、3.11.27。五、框架结构配筋详图框架结构配筋详图为各框架梁、框架柱控制截面配筋图，需配简图表明截面编号。

附表：内力组合表*层横梁内力组合表号件杆2B2A2C2B面截2A中跨左2B左2B中跨2CMVMMVMVMMV①载舌、Y②③④内力组合恒括式公合组体具式公合组体具风组合式公合组体具式公合组体具注：竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅可在此表中进行。*层柱内力组合表

号件杆A23A2B3B