结构专业基础知识

构造专业根底学问建筑构造的一般概念1、建筑构造是指建筑物中由假设干个根本构件根据确定组成规则、通过正确的连接方式所组成的可以承受并传递各种作用的空间受力体系〔又称骨架〕。2、房屋构造的根本构件主要有板、梁、墙、柱、根底等。二、构造的分类1、按所用材料分类：混凝土构造、砌体构造、钢构造、木构造2、按承重体系分类：框架构造、剪力墙构造、框架-剪力墙构造、筒体构造、排架构造、网架构造、壳体构造、悬索构造3、按施工方法分类：现浇构造、装配式构造、装配整体构造等构造设计根本步骤、方法及相关概念一、常用标准建筑构造荷载标准混凝土设计标准建筑抗震设计标准建筑地基设计标准高层建筑混凝土构造技术规程岩土工程勘察标准二、根本资料及信息1．建筑需求：建筑外观、平面布局及运用功能要求，建筑重要性。需要相应阶段的建筑图纸、审批文件。22；电梯机房等效82；消防车等效202。工业厂房需要业主供给文件，指定运用荷载。3．风信息：〔荷载标准、高规〕a.根本风压：一般用50一遇，深圳为0.75㎡,对应风速约120公里/小时；高度大于60米的构造，承载力计算用100一遇的风压，深圳为0.90㎡〕b.地面粗糙度：一般城市市区可选Cd.根本周期：简洁估算〔0.1x楼层数〕，用于计算风振e.其他相关概念：风压高度变更系数，风振系数〔根本自振周期大于0.25s，高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，考虑顺风向风振系数；横向风软件没有考虑〕阵风系数：计算围护构造风荷载群体效应：群集的高层建筑，互相间距较近时，风力互相干扰，体型系数应增大。4．地震信息：〔抗震标准、高规〕〕〕〕〕〕〕，具体取值由政府规定(可查抗规附表)，。〕b.设计地震分组：按震中的近、远划分，分为第1组、第2组、第3组。深圳为第1组c.场地土类别：按土层等效剪切波速和土层厚度划分，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类，大部分为Ⅱ类。由地质勘探部门供给。可以理解为Ⅰ类场地土最坚实，Ⅳ最差。d.其他抗震相关概念：抗震设防三水准：小震不坏、中震可修、大震不倒。抗震设计二阶段：第一阶段设计为承载力设计：用小振动参数、构造按弹性计算，用分项系数组合进展构件截面承载力验算，通过概念设计及抗震构造满意大震不倒。第二阶段为弹塑性变形验算。大部分建筑可只进展第一阶段设计。抗震设防分类：按建筑重要性划分，分为甲、乙、丙、丁四类，具体规定见建筑抗震设防分类标准。甲类最重要，丁类为次要建筑，大部分为丙类。设计根本地震加速度：50设计基准期超越概率10％的地震加速度设计取值。地震作用计算方法：底部剪力法、振型分解反响谱、弹性动力时程分析、弹塑性动力时程分析。重力荷载代表值：永久荷载标准值＋可变荷载标准值×组合系数，组合系数软件默认取0.5，对于库房应取0.8、可变荷载按实际状况计算时组合系数应取1.0。抗震等级：根据烈度、构造类型、房屋高度〔室外地面到主要屋面板〕确认，确认烈度时还要考虑抗震设防分类及场地土类别。构件设计原则：强柱弱梁、强剪弱弯。5．地质勘察报告：由构造设计人员根据工程具体状况提出勘察要求，甲方托付勘察单位进展勘察，勘察单位提交勘察报告。一般包括一下内容:勘察目的、任务要求和根据的技术标准；拟建工程概况；勘察方法和勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其匀整性；各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；地下水的埋藏状况、类型、水位及其变更；土和水对建筑材料的腐蚀性；场地稳定性、不良地质评价；根底形式举荐；图表：勘察点平面布置图、土层剖面图、探孔柱状图、岩层等高线等。深圳地区岩土分布状况：填土、花岗岩残积土、强风化岩、中风化岩、微风化岩。一般花岗岩残积土可作为自然地基的持力层，承载力200多。三、构造选型根据建筑高度、建筑需求、经济等确定。1.单层厂房以前均承受钢筋混凝土排架构造，如今大都承受轻型门式钢架2.多层承受钢筋混凝土框架架构、砖混构造，广东地区根本不用砖混构造，住宅多承受异型柱框架构造3．大跨度构造考虑预应力、网壳4.一般高层承受钢筋混凝土框剪构造、短肢剪力墙构造、剪力墙构造。5.超高层〔100米以上〕承受型钢混凝土、钢－混凝土的框剪构造，或框筒、剪力墙构造、筒中筒构造。四、构造布置1.平面布置：确定柱、剪力墙的位置a.平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性不规则类型定义凹凸不规则:构造平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板部分不连续:楼板的尺寸和平面刚度急剧变更，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层b．平面长度太长或楼层高度相差太大，要进展分缝或设置后浇带。2.竖向布置：建筑的立面和竖向剖面宜规则，构造的侧向刚度宜匀整变更，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上渐渐减小，防止抗侧力构造的侧向刚度和承载力突变不规则类型定义侧向刚度不规则:该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，部分收进的程度向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续:竖向抗侧力构件〔柱、抗震墙、抗震支撑〕的内力由程度转换构件〔梁、桁架、厚板等〕向下传递楼层承载力突变:抗侧力构造的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的)80%五、构件截面估算1．柱截面估算a．柱竖向轴力估算柱承受楼层数柱子附属面积竖向面荷载，可按下面估算框架构造：12-16〔轻质砖〕、14-18〔粘土砖〕框剪构造：15-18〔轻质砖〕、17-20〔粘土砖〕筒体、剪力墙构造：18-22一般集体宿舍、一般住宅取大值，办公取小值。厂房另行考虑b．柱轴力调整〔考虑程度荷载〕=αβNα中柱α＝1、边柱α＝、角柱α＝1.2β地震程度力作用对柱轴力的放大系数七度抗震：β、八度抗震：β=1.10c．柱截面面积估算≥(a*)轴压比一级、二级、三级，短柱减0.05砼轴心抗压强度设计值估算柱轴力设计值d．柱截面宽高根据受弯确定，中柱可按各向轴跨比估算，通常<42．梁截面估算a.主梁〔〕：梁高h取1/8至1/12的梁跨；b.悬挑梁〔〕：1/6的梁跨；c.次梁〔〕：1/12至1/18的梁跨；2~3.3．板截面估算a.单向板：板厚取1/30的板跨；a.双向板：板厚取1/30至1/40的板跨；c.悬挑板：1/10板跨；六、竖向恒载计算1．楼面荷载〔2〕a.混凝土板厚〔米〕X2532〕b.板面〔砂浆、瓷砖/木板/等〕、板下吊顶。通常楼面可按12考虑，屋面可按2～32考虑。c.板上隔墙：按实际荷载折算，一般轻质隔板可按12考虑，轻质砌体2～32考虑2．梁〔剪力墙〕上隔墙荷载〔〕a.墙厚〔米〕X容重X高度：粘土砖183，水泥空心砖103，粉煤灰轻渣空心砌块7～833。b.墙面装饰厚度〔双面〕X容重X高度墙面装饰层厚单面通常为0.02m，混合砂浆容重173。扣去洞口部分墙体荷载，加上门窗自重。梁墙上荷载可取等效均布荷载。3．墙柱梁外表装饰荷载通常将混凝土容重取大一点〔283〕来考虑，不再另外计算。七、构造计算〔上部构造〕根据运用的软件不同，具体方法步骤不同，先驾驭我们的、及．〔一〕建模详见建模常见问题及处理建议、运用手册〔二〕计算参数详见运用手册〔三〕软件运算〔四〕计算书1.构造平面布置简图〔“接生成数据〞图形检查〕2．荷载平面布置简图〔平面荷载显示校核〕3．根本参数等4．位移5．地震6．各层配筋简图7．各层梁裂缝、挠度平面简图〔梁平法施工图〕8．各层板配筋面积简图〔画构造平面图〕七、结果分析〔计算结果〕〔一〕原始输入数据检查〔〕1.检查各参数是否正确。2．检查质量〔荷载〕a.检查各楼层单位面积质量〔1×恒＋折减系数X活〕，及“荷载校核〞比照，防止荷载丢失。b.检查“荷载校核〞××活〕，及阅历值比照，推断荷载是否合理。〔二〕构造整体分析1.程度位移限制〔〕a.层间位移角〔不考虑间或偏心〕限制：框架构造1/550框架－剪力墙、框架－核心筒、板柱－剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/1000多、高层钢构造1/300b.位移比〔考虑间或偏心〕限制：最大位移〔层间位移〕及平均位移〔平均层间位移〕之比：A级高度建筑〔一般多高层属于此类〕：不宜大于1.5(抗震标准)不宜大于1.2，不应大于1.5(高规)B级高度建筑、困难高层构造、混合构造：不宜大于1.2，不应大于1.4(高规)2.抗震限制〔〕〕。假设少于90％，增加计算振型数。b.周期：标准没有周期大小的限制，根据阅历估算，推断是否合理，假设周期太大，则说明构造刚度太柔。c.周期比：变更为主第一周期及平动为主第一周期之比A级高度建筑不应大于0.9，平动变更断定：根据平动、变更系数大小断定，假设平动系数越大，则平动所占的能量越多，一般来说，当该系数大于0.5时可认为以该振动为主。第一周期的断定：不要想当然认为排在第一的就是第一周期，应留意剔除部分振动产生的周期。具体可看该振型对底部剪力的奉献，第一振型的奉献应是最大的。d.剪重比：该层地震作用总剪力/该层及其上部重力荷载代表值之和〕7度根本周期小于3.5s的构造为0.016。软件对小于最小值的会自动调整放大。3.构造竖向规则〔〕〔1〕.楼层侧向刚度比a.一般楼层〔刚度用“地震剪力/层间位移〞计算〕抗规3.4.2-3.4.3、高规5.1.14规定：该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，该层地震剪力应乘以1.15的放大系数。软件会根据计算结果，自动乘以放大系数。b.首层转换构造〔刚度用“剪切刚度〞计算〕高规附录E.0.1规定：上下层刚度比宜接近1，抗震设计不应大于2，非抗震设计不大于3。c.转换层数大于1层构造〔刚度用“剪弯刚度〞计算〕高规附录E.0.2规定：上下部等效刚度比宜接近1，抗震设计不应大于1.3，非抗震设计不大于2。〔2〕楼层层间受剪承载力抗规3.4.3.2-2规定：不应小于相邻上一层的65％。4.构造抗倾覆验算〔〕抗倾覆弯矩/倾覆弯矩>15.构造重力二阶效应〔〕高规5.4.1.1、5.4.1.2规定：刚重比剪力墙、框剪、筒体(H2∑)≥2.7(1)框架构造*∑≥20，()不满意要求时，要考虑重力二阶效应。6.构造整体稳定〔〕高规5.4.4规定：刚重比应满意一下规定剪力墙、框剪、筒体(H2∑)≥1.4(1)框架构造*∑≥10，()构造专业及其他专业协作常遇到的问题一：建筑1：建筑专业须给出室内最小净高的要求，一般不得少于2.2米，留意在计算时因建筑面层产生的计算错误，地面承受地暖时一般面层为100，一般做法为50，构造的梁高在做出初步计算后建筑最好核对一下。〔100/50〕≥2200。2：楼梯净高应留意核对，梯梁、梯段板处的高度，需结合梯梁以及主体构造梁、柱及楼梯平面、剖面综合考虑；还要留意梯板厚度，建筑所画梯板及构造板厚往往不一样；3：留意外墙窗高度须结合构造探讨，特殊留意在同一墙面有横向线条时的状况。4：建筑细部须表达清楚，特殊留意的一些部位就是：地下室层高变更构造梁却没有适时变更造成门口高度不够；风井部位详图不具体造成构造表达不清楚；留意一些挑梁、挑板、线脚、开洞的具体标注。5在地下车库设置的集水坑,不要出现坑体容积被构造根底放脚占用的状况,集水坑内的设备无法正常安装。一旦遇到这种状况,应尽量设法将集水坑的位置改动到根底放脚外,假设无法实现则只能重新选择集水坑的位置。6：明确电梯门洞的大小，电梯厂家一般要求电梯门洞口高度2200，是指的建筑完成面至洞口梁底的尺寸。7±相对海拔高程、室内外高差、室外是否要填土〔涉及到基坑开挖深度，地下室露天顶板的标高及荷重计算〕。8楼层构造标高及建筑标高的互相关系〔建筑面层荷重〕。9楼层运用功能具体分布、楼层孔洞位置及尺寸〔确定楼层构造布置10地下室防水做法〔防水层材料类别〕，地下室底板集水坑位置及尺寸。11楼梯编号及其定位尺寸〔梯板长宽度以确定楼梯的构造型式〕。12电梯地坑深度、消防梯集水坑位置及深度〔涉及根底或承台型式〕。13自动扶梯平面位置、长度、宽度、起始梯坑平面尺寸及深度〔确定其支承条件和衡量楼层净高尺寸〕。14地下室斜车道坡长，车道出入口部高度〔确定坡道的支承条件，出入口处是否需要做反梁〕。15电梯门旁或门顶指示灯设置位置及尺寸〔确定剪力墙予留孔洞〕。16大厨房地面做法〔确定构造层降低或承受建筑找平垫高〕。17屋面坡度做法〔承受构造找坡或是建筑找坡〕。18屋面水池平面位置及尺寸〔确定合理的支承条件〕。19天棚吊顶做法〔全部吊顶或部分吊顶或不吊顶需做平板构造〕。20外墙门窗口尺寸及立面做法〔确定外围梁高及窗框做法〕。21外墙饰面材料〔确定围护构造材料品种〕。22室内间隔墙布置状况〔固定的或是灵敏隔断以确定楼面等效荷载〕。二：电气1：建筑家具的布置干脆影响电气专业的设计，一旦家具进展调整需要告知电气专业。2：各种功能的建筑组件需要电气专业协作时须供给应电气专业，如：可视对讲门的位置及个数，红外感应小便斗的设置，建筑大堂高度，门斗、雨篷的设置等；3：留