框架结构毕业设计指导书

10开头确定构造方案与构造布置初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级计算各层重力荷载代表值及构造刚度参数竖向荷载计算开头确定构造方案与构造布置初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级计算各层重力荷载代表值及构造刚度参数竖向荷载计算计算构造自振周期及振型计算多遇地震烈度下的构造弹性地震作用不满足多遇烈度地震作用下构造层间弹性变形验算满足上述地震作用下构造内力分析 竖向荷载作用下内力分析内力组合按组合内力进展梁柱配筋计算根底设计进展重要部位的抗震强度验算计计算步骤进展编写，内容包括建筑设计和构造设计。第一局部 建筑方案设计主要内容为：依据设计任务书的要求，进展建筑总平面设计和建筑方案设计的思路和设计说明，比方，本案与场地和四周环境的关系，人流、车流、停车场、主次出门窗大小及位置确实定；水平和垂直交通联系的设计；立面设计等。其次局部 构造设计计算定构造的构造措施。框架构造抗震设计步骤：需要作薄弱层变形验算否需要作薄弱层变形验算否否不满足按罕遇地震烈度验算薄弱层弹塑性层间位移角或延性构造措施特别延性构造完毕第一步构造平面布置置方案的过程就是一个构造概念设计的过程。〔一〕1、掌握高宽比要求。对于满足标准要求的高层建筑，一般可不进展整体稳定验算和倾覆验算。2、削减平面和竖向布置的不规章性量重合，以削减因外形不规章产生扭转的可能性。施加强。3、变形缝的设置缝和防震缝将高层建筑划分为假设干个构造独立的局部，成为独立的构造单元。〔二〕1、构造布置原则转的可能性。(3)尽量统一柱网及层高，以削减构件种类规格，简化设计及施工。(4)缩缝将房屋分成假设干温度区段。2、柱网和层高框架构造的柱网尺寸，即平面框架的柱距(开间)与跨度(进深)和层高，首先要满足生面简洁规章、受力合理，同时施工便利，有利于装配化、定型化和施工工业化。3、钢筋混凝土承重框架的布置向上的水平作用。依据承重框架布置方向的不同，框架承重体系可分为三种。楼板支承在横向框架上，楼面竖向荷载传给横向框架主梁。由于横向框架跨数较少，主梁沿框架横向布置有利于增加房屋横向抗侧移刚度。由于竖向荷载主要通过横梁传递，所以纵向连系梁往往截面尺寸较小，这样有利于建筑物的通风和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸较大，对于给定的净空要求使构造层高增加。的横向刚度较小。楼板可以不设井字梁直接支承在框架主梁上。空间框架体系进展内力分析。应承受铰接，也不应承受横向为刚接、纵向为铰接的构造体系。〔三、绘出各层构造平面布置图标出柱距等相关尺寸、轴线号，对框架、框架梁、次梁进展编号。其次步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级一、初估梁柱截面尺寸〔1〕框架梁截面尺寸：框架梁的截面尺寸应当依据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、定。一般状况下，框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算：梁高h=(1/8～1/12)l，lb=(1/2～1/3)h200mm，44。(2)般取层高的1/15～1/20，同时满足hl l 0 0 0300mm；高层建筑中，框架柱截面的高度不宜小于1～2。柱净高与截面高度之4。为了削减构件类型，简化施工，多层房屋中柱截面沿房屋高度不宜转变。在计算中，还应留意框架柱的截面尺寸应符合标准对剪压比(Vc

/fbhcc c0

(M/Vhc

)、轴压比(N

N/fbhcc

)限值的要求，如不满足应随时调整截面尺寸，保ω表示柱轴压比的限值，则柱截面尺寸可用如下阅历公式粗略确定：Aa2

GnF f(0.1)103c式中；A——柱横截面面积，m2，取方形时边长为a；n——验算截面以上楼层层数；m2；fc——混凝土轴心抗压强度设计值；ω0.9。——地震及中、边柱的相关调整系数，711.1，81.11.2；G——构造单位面积的重量(竖向荷载)，依据阅历估算钢筋混凝土高层建筑约为12～18kN／m2。二、梁的计算跨度：以柱形心为准，画图并计算。底层柱=层高+室内外高差+根底顶面至室外地面的高度。其他层同层高。四、材料强度等级1C20。III级钢筋。五、选取计算单元，确定计算框架简图1、画出水平计算简图，标注框架编号〔123-----，纵向为ABC--框架梁编号〔材料、截面和跨度一样的编同一号，确定梁的计算跨度。2、选取计算单元〔所需计算的一榀或几榀框架柱的计算高度，并对柱编号〔材料、截面和高度一样的编同一号。第三步、计算各层重力荷载代表值及构造刚度参数一、 计算各层重力荷载代表值1、屋面竖向恒载：按屋面的做法逐项计算均布荷载×屋面面积；2、屋面竖向活载：屋面雪荷载×屋面面积；3、楼面竖向恒载：按楼面的做法逐项计算均布荷载×楼面面积；4、楼面竖向活载：楼面均布活荷载×楼面面积；5、梁柱自重〔包括梁侧、梁底、柱的抹灰40mm。G(0.40bhl容重混凝土容重：25KN/m31梁柱自重计算表6〔包括女儿墙和各种纵横隔墙〕40mm考虑。G墙高墙宽0.40墙厚墙体容重19KN/m3同上列表：2墙体自重计算表7、荷载分层总汇屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙自重；G各楼层重力荷载代表值=楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面Gi上下各半层的柱及纵横墙自重；总重力荷载代表值GnGii1二、刚度参数计算1、梁的线刚度计算：各层梁分别列表计算〔表的形式依据具体状况合理调整表3 框架梁的线刚度计算2、柱的线刚度计算各层柱分别列表计算：3、横向框架柱的侧移刚度值Dij根柱的侧移刚度为：12kD ij h2式中，α表达了节点转角的影响，对于框架一般层的边柱与中柱和首层的边柱αP1195-4。列表计算：5横向框架柱的侧移刚度值第四步、计算横向框架自振周期能量法计算根本周期：nGnGu2i1i inGui1i i

〔5-2〕G视为作用在楼面处的水平力时，按i i弹性刚度计算得到的构造顶点侧向位移〔m。u Vi i

/mDikk1

V/Di

〔5-4〕式中，Vi

i层的层间剪力，Vi

nG ;kkiDi层柱的侧移刚度之和〔前面已算出。i6能量法计算构造根本周期第五步、计算多遇地震烈度下横向框架的弹性地震作用对满足底部剪力法适用条件的框架构造，可用底部剪力法求解。F EK

G1 eqF GiHi F )i nGH EK nj jF Fn n EK表7 水平地震作用及层间地震剪力计算第六步、多遇烈度地震作用下构造层间弹性变形验算1、层间剪力的计算〔P11〔上表已算出〕Vi2、层间弹性变形计算

n Fkki

〔5-12〕u V/Dei i i3、验算ue

]H是否满足。e表8 地震作用下横向变形验算第七步、上述地震作用下构造内力分析〔§5-4〕一、求柱端剪力ik根柱子的剪力为DDV ikVDD

ik V

〔5-14〕二、柱的上下端弯矩

ik D ii

nD irMij上

ijM V yhij下 ij式中，y——为柱子的反弯点高度比，yy0

y y y1 2 3y0查表得。y1同，柱上、下节点转角不同时，反弯点位置有变化，应将y0

y。1y y——上下层高度变化时反弯点高度比修正值，2 3表9 下框架柱剪力及弯矩计算做出框架柱剪力及弯矩图。三、框架梁端的弯矩依据节点平衡，求梁端弯矩：对于中柱，左、右梁端弯矩可由上、下柱端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例安排k左M左 b 〔M上

M下) 〔5-18〕b k左b

k右 c bM右 b

〔M上

M下) 〔5-19〕b对边柱节点：

k左k右 c b b列表计算：

M b c

M下c

〔5-20〕做出框架梁的弯矩图。四、框架梁端的剪力计算依据框架梁隔离体的平衡条件，梁端弯矩的代数和除以梁的跨度即可得梁端剪力MlMrV b b l

〔5-21〕五、框架柱的轴力计算对于边柱，节点一侧的梁端剪力即为柱的该层层间轴向力；10框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算表做出框架梁的弯矩、剪力图及柱的轴力图。第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析一、荷载及计算简图

１、横向框架梁上的线荷载〔恒载和活荷载分别算〕a〕楼〔屋〕面均布荷载传给梁的线荷载〔双向板〕5短向安排荷载：aq8 a2 a3 aq2b 2b＝梁自重＋楼〔屋〕面均布荷载传给梁的线荷载做出框架竖向荷载图〔有关荷载前面已算出。＝自重＋梁传来的集中荷载二、框架弯矩计算〔一、迭代法〔构造力学〕〔二、分层法：在竖向荷载作用下框架内力承受分层法进展简化计算，此时每层弯矩之和。1、求梁的固端弯矩；2、梁柱的线刚度〔前面已算出；3、安排系数：按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算；41/21/3；梁远端固定传1/2，远端滑动铰支座传递系数为-1。52~3次为宜。61/3传递系数传递到远端〔底层按1/2传递系数的节点弯矩由于参加了的弯矩而不再平衡，应将不平衡弯矩再安排。70.85〔用括号在图上标出1.1。做出梁柱最终弯矩图。梁端剪力：VV

1 M Mql 左 右q m 2 l柱轴力：NV〔梁端剪力P〔节点集中力及柱自重〕表11 〕面均布荷载传给梁的线荷载计算表12框架上的线荷载分布〔恒载〕13框架梁端固端弯矩计算14竖向荷载作用下弯矩安排〔恒载〕15节点不平衡弯矩的再安排表〔恒载〕16竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算〔恒载〕〕18框架上的线荷载分布〔活载〕〕〕〔活载〕22竖向荷载作用下柱剪力计算〔活载〕23调幅后的框架梁弯矩第九步、内力组合土框架构造构件的承载力按以下公式验算：非抗震设计： SR01.1、1.0、0.9。0抗震设计： SRRE(为了计算比较，在内力组合以获得荷载效应组合值S的同时，乘上构造重要性系数和抗震承载力调整系数 。)0 RE〔1〕恒载和活荷载效应的组合；〔2〕竖向荷载和地震作用效应的组合。〔一〕 梁的内力不利组合梁端负弯矩，取下式两者较大值M (1.3M 1.2M )RE E GM (1.2M 1.4M )0 恒 活梁端正弯矩按下式确定M (1.3M 1.0M )RE E G梁端剪力，取下式两者较大值V (1.3V 1.2V)RE E GV

(1.2V0

)活梁跨中正弯矩，取下式两者较大值M中RE(1.3ME1.2MG)M (1.2M 1.4M )中 0 恒 活其位置和大小由作图法或解析法求得。作图法：按同一比例尺作重力荷载代表值作用下的弯矩图〔乘分项系数〕和地震作用下的弯矩图〔乘分项系数，在MG

弯矩图上作平行与abm点，作铅垂线交ab与n点则mn的长度为M 。b,maxa 〔如右上图所示〕地震作用方向EA

nG

解析法求MB

：b,maxmG a Gm

R ql1(M M

M )bx Bm E

A 2 l GB GAxRA

EA EBl b qMb,max

R2 A2q GA

M 〔如右以下图所示。EA〔二〕 框架柱的内力组合AA qBB单向偏心受压：有三种情形，即在地震作A B下大偏心受压、小偏心受压和无地震作用的RAxRB 偏心受压：l第①组内力组合〔大偏心受压〕M (1.3M 1.2M )max RE E GN (1.3N 1.0N )min RE E G第②组内力组合〔小偏心受压〕M max

(1.3MRE

1.2M )GNmaxRE(1.3NE1.2NG)第③组内力组合〔无地震作用〕M0(1.2M恒1.4M活)N0(1.2N恒1.4N活)用轴压比 N 推断大小偏心，并以大偏心受压和小偏心受压分别配筋，取大者。fbhc 024梁内力组合表26柱的内力组合表〔B柱〕27柱的内力组合表〔C柱〕第十步、按组合内力进展梁柱配筋计算计时用调整内力的方式实现。一、框架梁1、正截面受弯承载力验算筋计算。28框架梁正截面配筋计算2、斜截面受剪承载力验算1〕梁的组合剪力设计值应符合以下要求： VRE b

0.2fbhc 0按“强剪弱弯”的原则，调整梁端剪力设计值〔留意：调整前内力除于

，并将调整后的值V

放回组合表中备用〕调整值：

RE(Mlvb

bMr)/l Vb n Gb9度和一级框架构造尚应符合 V1.1(Mlbua

Mrbua

)/l Vn Gb 1.31.21.1。vb斜截面受剪承载力验算 V 0.42fbh

1.25f

A SVhRE b

t 0 YV s 029框架梁斜截面配筋计算二、框架柱1、正截面受弯承载力验算1〕轴压比的限制轴压比的限制是为了保证柱具有肯定的延性。 N 要满足标准要求。fbhc2〕按“强柱弱梁”的原则，调整柱的弯矩设计值〔留意：调整前内力除于RE

，并将调整后的弯矩值放回组合表中备用〕0.15M Mc c b9度和一级框架构造尚应符合

M 1.2Mc

bua 1.41.21.1；一、二、c三级框架构造的底层，柱下端截面的弯矩设计值，增大系数分别为：1.5、1.251.15。调整后的柱端弯矩按原有柱端弯矩之值安排。2、柱斜截面受剪承载力验算剪压比的限制柱的组合剪力设计值应符合以下要求： VRE c

0.2fbhc 0按“强剪弱弯”的原则，调整柱的剪力设计值〔留意：调整前内力除于RE

，并将调整后的值Vc

放回组合表中备用〕V c

(Mtvc

Mb)/Hc n9度和一级框架构造尚应符合V 1.2(Mt Mb )/Hc cua cua n 1.41.21.1。vc柱斜截面受剪承载力验算 V

1.05

fbh f

A svh

0.056NRE c

1 t

YV s 0H——剪跨比， n。当1时，取1，当3时，取3。H2h0N——考虑地震作用组合的柱轴压力，当N0.3f A时，取N0.3f A。c c当柱消灭拉力时，应按下式验算：1.05 A V fbh f svh

0.2NRE c

1

t 0 YV s 0

A svh

A svh

，且不应小于0.36fbh。YV s 0 YV s 0 t 030框架柱正截面配筋计算31偏心矩增大系数和稳定系数32框架柱斜截面配筋计算三、框架节点核芯区验算节点核心区抗震设计的原则要求是框架节点核心区不先于梁、柱破坏。要求。1、节点剪压比的掌握 V 0.30fbhRE j j c j j ——正交梁的约束影响系数。j核芯区截面有效验算宽度2、核芯区截面有效验算宽度，应按以下规定承受：1／2时，可承受该侧柱截面宽度，当小于柱截面宽度的1／2时，可承受以下二者中的较小值：b bj c1／4时，核芯区的截面有效验算宽度可承受上式(5—9)和下式(5—10)中计算结果的较小值：b 0.5(bj b

ec c3、框架梁柱节点核芯区截面受剪承载力的验算1〕一、二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值，应按下式确定： M

h aV

b(1-b0 s) (5—23)j h b0 s

H hc b9度时和一级框架构造尚应符合式：1.15M

h aV b0 s)j h b0 s

H hc b2〕节点核芯区截面抗震受剪承载力，应承受下式验算：b h a VRE j

j

fbht

j

Nbc

f AYV

b0 ss9度时应符合：

VRE

0.9j

fbht

f AYV

h ab0 ss第十一步、需要薄弱层变形验算否一、依据梁柱配筋和柱的轴压力等，计算梁柱各掌握截面的屈服弯矩剪力。Ve(i)Vy(i),计算层间屈服强度系数ξy(i)。四、推断构造的薄弱楼层，计算构造薄弱楼层最大弹性层间位移Δμp和层间角位移θp。五、推断[θ]≥θ。p pθ]值，使[θ]≥θ，或转变薄弱层构p p p件配筋。第十二步、延性构造措施按《抗震标准》要求执行。一、梁钢筋的设置要满足以下要求：④跨中钢筋：

Aus %应0.3〔一级、0.25〔二级、0.2〔三、四级〕水平锚固段长箍筋加密范围121竖向锚固段长水平锚固段长箍筋加密范围121竖向锚固段长35476min%0.40〔一级、0.30〔二级、0.25〔三级〕 %2.5且maxxh 0.25〔一级、0.35〔二级〕0②通长钢筋：2φ14和Au、Al)之较大者〔一级、2φ12〔二级〕14ssAi③柱端下部钢筋：s应0.5〔一级、0.3〔二、三级〕⑤箍筋间距： hb/4、6d、100〔一级〕hb/4、8d、100〔二级〕hb/4、8d、150〔三、四级〕⑥箍筋直径： φ10〔一级〕φ8〔二、三级〕φ6〔四级〕⑦沿梁全长最小配箍率：

f f ft 〔一级、0.28 t 〔二级、0.26 t 〔三、四级〕sv fyv二、梁柱节点处钢筋的锚固

f fyv yv>0.4L>0.4LaE>>5d>LaE>12d>1.5aE>12dd8>>5dE7.1>第十二步、楼板设计第十三步、楼梯设计第十四步、根底设计根底设计步骤：、选择根底的材料、类型，进展根底平面布置。、选择地基持力层。、地基承载力验算。、地基变形验算。、根底构造设计。、根底施工图绘制〔包括施工说明。柱下独立根底设计一、构造要求柱下钢筋混凝土单独根底，应满足如下一些要求：100mm；梯形截面根底的边缘高度不宜小于200mm；梯形坡度i13；C15；8mm，间距宜100mma200mm；当有35mm70mm；1~1.5；当根底高度≤500mm时，可承受锥形根底。当根底高度600mm时，宜承受阶梯形根底，每阶高度一般为300～500mmH设置，当600mm<H≤900mmH>900mm时，宜分为三级；对于现浇柱根底，如根底与柱不同时浇筑，则柱内的纵向钢筋可通过插筋锚900mm时，全部插H>900mm时，将柱截面四角的钢筋lm要求承受：

，可按以下lm

15d；C20lm

25d。度应满足要求。柱下钢筋混凝土单独根底的受力钢筋应双向配置。当根底宽度大于3m时，根底底板受力钢筋可缩短为0.l”l根底底面长边长度-5mm二、设计计算〔一、根底底板尺寸确实定：7层的框架构造200KN/m2时，可不做变形验算。一般承受试算法：1、假定根底长边a〔一般为力矩作用方向〕和短边b之比1.5~2.0，将竖向力设计值N扩大1.2~1.4倍，先按轴心受压式〔A N 〕求出面积A并算出a、bf20d〔模数化；2、计算基底压应力：假定基底压应力呈线性分布，则NG Mp dmax A Wp min

NG M dA WMd

Md

MVh；W——根底底面的抵抗矩，对矩形底面，W3、验算地基承载力条件