结构设计指导书

结构设计指导书第一部分结构计算框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。横向承重框架、纵向承重框架、纵横双向承重框架。cc伸缩缝设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产生裂缝。伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。缝当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，应设置防震缝。对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。1、满足使用要求、尽可能的与建筑设计的划分一致。2、柱网的布置应规则整齐且每个楼层的柱网尺寸应相同，构件类型应尽可能的少。3、变形缝的设置应满足有关的规范要求。1、梁截面尺寸一般取：h=(1/8~1/12)l，b=(1/2~1/3)h。2、柱截面尺寸并按下述方法进行初步验算。①框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2~1.4的放大系数。N入——为柱的轴压比限值，与抗震等级有关。③框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。3、梁截面惯性矩I——为梁矩形截面部分的截面惯性矩。0框架结构是一个由横向框架和纵向框架组成的空间结构。框架杆件用其轴线表示，杆件之间的连接用节点表示，杆件长度用节点之间的距离表框架的计算跨度为框架柱轴线间的距离；框架柱的计算高度(除底层柱外)可取各层(1)、框架的侧移忽略不计，即不考虑框架侧移对内力的影响。得到。上、下层柱的弯矩叠加后，节点弯矩一般不会干衡，如果需要提高精度，可对不平衡3、对计算假定引起误差的修正①、除底层柱以外的其它各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此来计算节点周围各杆件的其它各柱的传递系数考虑远端为弹性支承取为1/3。4、分层法的适用范围①、节点梁柱线刚度比大②、结构与荷载沿高度分布比较均匀4.2水平荷载作用下框架结构的计算方法(一)——反弯点法适用范围：结构比较均匀，层数不多的多层框架；梁、柱线刚度比：∑i/∑i≥3bc1、计算假定(3)、不考虑框架梁的轴向变形，同一层各节点水平位移相等。2、同层各柱剪力分配ikid=12icikh2(4.2.2)第i层各柱柱端相对侧移均为△，按照侧移刚度的定义，V=diikikiiki1k=1(4.2.3)(4.2.4)(4.2.5)dV=ikVk(4.2.6)由此得到：各层的层间总剪力按各柱侧移刚度在该层侧移刚度所占比例分配到各柱。3、柱中反弯点位置4、框架梁柱内力(1)、柱端弯矩Md=VyhMd=Vyhikik(2)、梁端弯矩梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，节点左右梁端弯矩大小按其线刚度之比分(3)、梁端剪力VlVrbVlVrbbbbl(4)、柱的轴力节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力。ibibich24.3水平荷载作用下框架结构的计算方法(二)——改进反弯点法(D值法)移刚度的修正d=cikh2——柱侧移刚度修正系数。cc2、柱的反弯点位置 (1)、标准反弯点高度比y0位于跨中且该点无竖向位移。标准反弯点高度比y查表。0 (2)、上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值y，计算时查表。1 (3)、上下层层高变化时反弯点高度比修正值y2、y3，，，若某柱的上下层层高改变时，反弯点位置也有变化，需要修正。计算时查表。当各层框架柱的侧移刚度和各层柱反弯点位置确定以后，计算步骤与反弯点法一样。两部分内容：控制顶层最大侧移和控制层间相对位移。和总体弯曲变形(由框架柱两侧柱的轴向变形引起)。对层数不多的框架，柱轴向变形引起的侧移很小，可忽略。1、由梁柱弯曲变形引起的侧移(采用D值法计算)V层间侧移：ikVii(4.4.1) 4.2)︱比较大(不是绝︱比较大(不是绝对最大)，但N比较小或N比较大(但不是绝对最小或绝对最大)。内力2、由柱轴向力引起的变形假定内柱轴力为零，只考虑边柱轴向变形产生的侧移，查表计算侧移。利内力，最不利内力是使截面配筋最大的内力。框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。框架梁的控制截面最不利内力组合(1)、梁端支座截面Mmax、+Mmax和Vmax；(2)、梁跨中截面+Mmax、Mmax。框架柱的控制截面通常是柱上、下两端截面。框架柱的控制截面最不利内力组合有以下几种：maxmaxmin算精度和安全度可以满足工程设计要求，为安全起见，满布法对跨中弯矩再乘以1.1~1.2的放大系数。荷载和水平地震作用下的框架内力均为反对称。GGKQiQiiki=1载力计算方法确定所需要的纵筋数量，按斜截面受剪承载力计算方法确定所需的箍筋数量，再采取相应的构造措施。对于现浇框架，支座调幅系数取0.8~0.9；对于装配整体式框架，其支座调幅系数取0.7~0.8。1、框架柱是偏心受压构件，通常采用对称配筋，确定柱中纵筋数量时，应从内力组合中找出最不利的内力进行配筋计算。2、框架柱除进行正截面受压承载力计算外，还应根据内力组合得到的剪力值进行斜截面抗剪承载力计算，确定柱的箍筋配置。(1)一般多层房屋的钢筋混凝土框架结构各层柱段当为现浇楼盖时：底层柱段l＝1.0H0其余各层柱段l＝1.25H0当为装配式楼盖时：底层柱段l＝1.25H0其余各层柱段l＝1.5H0(2)、具有非轻质隔墙的多层房屋，当为三跨及三跨以上或为两跨且房屋的总宽度不小于房0当为装配式楼盖时：l＝1.0H0(3)、按有侧移考虑的框架结构，当竖向荷载较小或竖向荷载大部分作用在框架节点上或其附近时，各层柱段的计算长度应根据可靠设计经验取用较上述规定更大的数值。1、混凝土强度等级框架的混凝土强度等级不应低于C20；梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。2、框架梁(1)、框架梁截面梁截面高度：h=(1/8~1/12)l,且不宜大于1/4l，梁截面宽度：b≥1/4h及1/2bnc (2)、框架梁纵向钢筋框架梁、柱纵向钢筋构造要求见图。(3)、框架梁箍筋率不应小于0.24f/f，箍筋最小直径和最大间距的要求与一般梁相同。tyv3、框架柱(1)、框架柱截面柱截面高度不宜小于400mm，柱截面宽度不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比框架柱的纵向钢筋宜采用对称配筋，框架柱纵向钢筋的最小直径不应小于12mm，全部(3)、框架柱箍筋箍筋应为封闭式，箍筋间距不应大于400mm，且不应大于柱短边尺寸。点节点范围内的箍筋数量应与柱端相同。(1)、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法等简化方法； (2)、不符合上述情况的多层和高层房屋宜采用振型分解反应谱法， 底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内框架和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构等低于40m以剪切变形为主的规则房屋。底部剪力法是先算出等效的地震力(底部总剪力)，然后按照一定的规律沿高度分布，。1、结构构件荷载效应基本组合SySySySySS——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯GGEEhEhkEvEvkwwwk矩、轴向力和剪力设计值；Gy——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能力有利时，GyEh、yEv——分别为水平、竖向地震作用分项系数；wGEy——风荷载分项系数，应采用1.4。SwGE重力标准值；S——水平地震作用标准值的效应；S——竖向地震作用标准值的EhkEvkwkw效应；S——风荷载标准值；wkw2、框架结构构件荷载效应组合在框架抗震设计时，一般应考虑两种基本组合。(1)、地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合：R(2)、永久荷载与可变荷载的荷载效应组合SCGCQRGkQk3、承载力抗震调整系数刚度、良好的延性和可靠的连接，并应注意强度、刚度和延性之间的合理匹配。不同的材料，不同构件以及不同构件的荷载效应比值均不相同，表3.12分别给出了钢筋混凝土结构的承载力抗震调整系数的值。(1)、正截面受弯承载力验算考虑地震作用组合的框架梁，其正截面受弯承载力可按非抗震设计的承载力计算公式计算，E但应考虑承载力抗震调整系数，受弯梁取YEx≤0.25h二、三级抗震等级x≤0.35h且纵向受拉钢筋的配筋率不(2)、斜截面受剪承载力验算①、梁端剪力设计值确定——强剪弱弯blGbnMlbua、Mrbua——框架梁左、右端考虑承载力抗震调整系数的正截面受弯承载力值；应分别Mlb、Mrb——考虑地震组合的框架梁左、右端弯矩设计值，Mlb与Mrb之和，应分别按顺时针方向和逆时针方向进行计算，并取其较大值；V——考虑地震作用组合时的重力荷载代表值Gb产生的剪力设计值，可按简支梁计算确定；n②、截面尺寸限制框架梁受剪截面应符合下列条件：cREcRE③、斜截面受剪承载力验算S框架柱设计中应遵循“强柱弱梁”的原则，避免或推迟柱端出现塑性铰；还应满足“强剪二级二级抗震等级(1)、正截面承载力验算计算，均应考虑相应的承载力抗震调整系数。(2)、弯矩设计值调整值，体现“强柱弱梁”的原则，使得框架结构在水平地震作用下梁端先出现塑性铰。xMxM=1.2xMcbuacxM=1.4xMcb一级抗震等级xM=1.2xMcbxM=1.1xMcb三级抗震等级对框架顶层和轴压比小于0.15的柱，以及四级抗震等级时，柱端弯矩设计值可直接取地震作用组合下的弯矩设计值。∑M——考虑抗震等级的节点上、下柱端的弯矩设计值之和；c∑M——同一节点左、右梁端按逆时针或顺时针方向组合的考虑承载力抗震调整系数的正bua截面受弯承载力值之和；∑M——同一节点左、右梁端按逆时针或顺时针方向考虑地b时，绝对值较小一端的弯矩取零。②、节点上、下柱端的轴向压力设计值，取地震作用组合下各自的轴向力设计值。柱下端截面的弯矩设计值，应乘以增大系数1.5。(3)、剪力设计值调整且不应小于按一级抗震等级公式求得的V值。c(4)、受剪截面尺寸限制符合下列条件：载力验算blGbn(6)、轴压比限制抗震设计中的轴压比是指柱组合轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土的轴心受压强度设值乘积的比值，即N/fA。c框架节点是结构抗震的薄弱部位，在水平地震力作用下，框架节点受到梁、柱传来的弯矩、(1)、混凝土有抗震设防要求的混凝土结构的混凝土强度等级应符合下列要求：级不宜超过C70。当按一级的抗震等级设计时，混凝土强度等级不应低于C30；当按二、三级抗震等级设计时，混凝土强度等级不应低于C20。(2)、钢筋结构构件中应采用延性较好的钢筋，普通纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB335级热轧钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400、HRB235级热轧钢筋。在施工中，不宜任意采用较高强度等级的钢筋来代替原设计中的纵向受力钢筋，以免降低构件延性。梁(1)、截面尺寸梁的截面宽度不宜小于200mm，且不宜小于柱宽的一半，梁的截面高宽比不宜大于4；梁计算跨度与截面高度之比(跨高比)不宜小于5。(2)、梁纵向钢筋的配置梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5％，且考虑受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一般不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。抗震设计梁的纵向受拉钢求。 因此，框架结构的抗震设计应比非抗震设计有更为严格的锚固长度和搭接长度。 (4)、梁内箍筋梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小直径，按表3.14的规定。当梁端纵沿梁全长箍筋的配筋率应符合下列规定：(1)、截面尺寸柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm；柱的净高与截面高度比宜大于4，以防止形成易发生脆性剪切破坏的短柱；柱的截面高宽比不宜大于3。(2)、柱内纵筋配置筋率不小于0.2％的要求。框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不应大于5％。(3)、柱内箍筋①、框架柱端箍筋加密区长度②、加密区箍筋间距和直径框架柱端箍筋加密区箍筋最大间距和最小直径应符合表3.16要求，并应满足：剪跨比③、加密区体积配箍率cvf框架柱箍筋加密区箍筋的最小体积配筋率：vp——按箍筋范围以内的核芯截面计算的体积配筋率；计算复合箍筋中的箍筋体积配筋率v时，应扣除重叠部分的箍筋体积。入——最小配箍特征值。对一、二、三、四级抗震等级的框架柱，其箍筋和加密区箍筋的最v④、箍筋形式柱箍筋加密区长度内的箍筋肢距，一级抗震等级不宜大于200mm；二、三级抗震等级不宜大两个方向有箍筋约束。等级，箍筋间距不应大于10d，对三、四级抗震等级，箍筋间距不应大于15d；d为纵向钢(4)、节点核芯区为了确保节点破坏不先于构件的破坏，除应对节点进行受剪承载力计算外，框架节点核芯区的箍筋和纵筋的配置尚应符合下列要求：节点核芯区，其箍筋最小配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08；柱剪跨比不大于2的框架核芯区配箍特征值不宜小于节点上、下柱端较大的配箍特征值。基础配筋设计等方面的内容。框架结构体系常用的基础类型有柱下单独基础、条形基础、十字交叉条形基础、片筏基，也可个根据实际设计采用其它的