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文檔簡介

1、天津大學仁愛學院土木工程專業畢業設計指導書建筑工程系二O五年三月第一章建筑設計說明1.1工程概況包括:工程名稱,建設地點,建筑物平而形狀,其在總平而圖中的位宜(或與周用建筑物的關系), 建筑而積及建設規模的其它描述(總長度、寬度、高度、層數等),防火等級,結構形式等。1.1.1工程名稱:天津華科科技學院綜合辦公樓1.1.21程簡介:本工程為天津華科科技學院綜合辦公樓,建筑物形狀采用一字形對稱結構,其主體 為四層的框架結構,此工程坐落于天津市東麗區,建筑總而積約為四千六百平方米,英中設有會議室, 活動室,檔案室和資料室,行政辦公室和物業辦公室若干,在功能分區上,做到了辦公和休閑相互不 干擾,布巻

2、合理且滿足了各房間的使用功能要求。1.13自然條件:1. 建設地點:天津市東麗區2. 工程地質條件:基礎埋深宜為一 1.8m,英余內容詳見地質勘查報告3. 建筑抗震設防類別:丙 類(三級建筑物)4. 抗震設防烈度:7度,設計基本地震加速度值:0.15g (第二組)5. 建筑耐火等級:二級6. 建筑結構安全等級:二 級7設計使用年限:50年8. 基本風壓:W0 = 0.50 kN/m2,主導風向:冬季北偏西風,夏季南偏東風9. 基本雪壓:S0 = 0.40 kN/m210. 凍上深度:0.6 m11. 地下水位:最低一2.07 m,最高一 1.56 m,穩左水位一 1.8 m左右12. 氣象條件

3、:年平均溫度17.9 0C,最高溫度37.5 0C,最低溫度 一 11.5 0C年總降雨雖:863 mm,日最大降雨量125 mm13. 樓而活荷載:辦公室、會議室 2.0 kN/m2衛生間、走廊、樓梯 2.5 kN/m21. 2建筑功能設計1. 2.1平面設計包括:平而總體布局;各層主要房間的組成,其面積和間數要求;輔助房間的組成和而積:各房 間在平面圖中的位置和對英功能的考慮等。首層建筑而積為766.08平方米,南而設大門和門廳,東西兩側設有逃生門,分別位于建筑物走道的 盡頭。房間設宜包括工作用房間(辦公室,值班室等)、公共活動用房間(活動室、展覽廳等)、輔助 用房間(廁所,淸洗實,儲藏室

4、等)。根據房間的實際功用,確定合適的房間使用而積、形狀、大小。 根據房間的使用效果確龍合適的門窗的位置和大小。將經常使用的、人流量大的房間設置在一、二層。 此外,各層都設有衛生間和開水間,各層結構形式大致相同。1. 2. 2剖面設計包括:各層層高的確定:采光和通風的考慮,窗臺和窗口高度的確定:室內外高差的確定等。 本建筑為綜合辦公樓,首層層高4.2米,二至四層層高4.0米,而室內外高差為0.45m,結構標高為 22.55nn由于辦公室作為辦公場所,需要相對安靜的環境,所以設成各自獨立的小房間,同時開設大 窗,滿足采光要求,為辦公提供良好條件。衛生間、樓梯設置在北而采光較弱處。關于通風的設計,由

5、于各房間都為對稱設置,有穿堂風通過,使得室內空間的通風良好,參考 天津市的風玫瑰圖,坐于南北向的建筑的通風條件會優良。1. 2. 3交通聯系設計包括:水平向聯系-定廊,豎向聯系-樓梯或電梯,各主、次出入口的位程等設計,如何滿足建筑 功能要求,滿足防火和安全疏散的要求。辦公樓主樓梯位于建筑物的中部,大門對而,方便人員出入,同時活動室和會議室這類人流相對較多 的房間都位于建筑物的一,二層,基本不會出現人流擁擠的現象附屬樓梯在于建筑東而泄廊盡頭。 兩個樓梯到各層最遠房間的距離不足20米,一旦有突發事故發生時,樓內人員能及時逃生。這樣的設 計滿足防火規范要求。1. 3建筑立面設計包括:立而造型處理;立

6、而裝飾的方法和顏色的選用;外檐某些局部的裝飾處理。立而各窗排列整齊,富有韻律.給人耳目一新的感覺。外墻以米黃色墻漆為主要色調。外墻有裝飾柱, 使得建筑物凹凸有致.給人樸素,典雅的感覺,冋時又能和周用環境保持一致。總體說來,此建筑物 的設計手法既簡潔大方,又經濟適用,符合當代建筑設計的基本原則。1. 4建筑物構造做法 1. 4.1圍護墻體與柱子間關系I羽護墻體與柱子之間的關系通常有如下三種處理方案:1 墻體與柱外皮齊平(圖1)。2墻體與柱內皮齊平(圖2)。3墻體與柱外皮相連(圖3)“圖2圖31、優點:使用空間大,外墻平整,易處理.平面不生動,應加以處理:缺點:柱在室內,不利于室內布豊2、墻體與柱

7、內皮、墻體與柱外皮齊平(圖1-1):齊平(圖1-2)優點:立而處理有豎線條,內墻面平整,有利于室內布置缺點:室內有效空間減少3、優點:立而平整處理方便,美觀,內部空間大缺點:柱、梁要外伸,施工較難該建筑外墻采用外墻與柱外皮齊平,同時采用裝飾柱構造。1.4.2縱向梁與柱子間關系縱向梁與柱子之間的關系也有三種處理方案:1.梁軸線與柱軸線重合(梁居中)。2.梁外皮與柱外皮齊平(梁偏軸)。3.梁內皮與柱內皮齊平(梁偏軸九且縱向梁的截而又有矩形、T形等多種形式。圖1-5連梁偏軸該建筑采用梁外皮與柱外皮齊平。1. 4. 3外墻與內隔墻材料的選擇及厚度的確定從建筑功能的角度考虔,不涉及強度因素。外壇:加氣混

8、凝上砌塊,等輕型材料為主體,厚為200mm,外墻而貼瓷磚,內墻而為20mm厚的抹灰內墻:加氣混凝上砌塊等輕型材料為主,厚200mm,兩側都為20mm厚抹灰(不考慮以后的精 裝修)1.4.4各房間樓地面.墻面和頂棚的做法進行簡單描述(如一般房間、走廊和樓梯、衛生間等兒(1)樓而做法,按自上而下的順序1)現制水磨石樓而;12厚1: 2水泥石子磨光打蠟:素水泥漿結合層一遍:18厚1: 3水泥砂漿找平: 上臥IX lm玻璃分格條2)100厚鋼筋混凝土樓板(2)衛生間樓而做法,按自上而下的順序1)8厚地磚鋪實拍平,水泥漿擦縫:25厚1: 4干硬性水泥砂漿;1.5厚聚氨酯防水涂料,而 撒黃砂,四周沿墻上翻

9、150高:刷基層處理劑一遍:15厚1: 2水泥砂漿找平:50厚C15細石磴找破 不小于0.5%最薄處不小于30厚2)鋼筋混凝土樓板現澆(5)地面做法,按自上而下的順序1)現制水磨石地而:12厚1: 2水泥石子磨光打蠟;素水泥漿結合層一遍:18厚1: 3水泥 砂漿找平層;素水泥漿結合層一遍2)80厚C15混凝土3)墊層A: 100厚碎石或碎磚夯實M2.5混合砂漿,簡稱碎石塑層4)素土夯實(6)墻身做法1)內墻為200mm厚混凝土空心小砌塊填充墻,用1: 2.5水泥砂漿砌筑;15厚1 : 1 : 6水 泥石灰砂漿:5厚1: 0.5: 3水泥石灰砂漿2)衛生間內墻:采用200mm厚混凝上空心砌塊填充

10、墻,用1: 2.5水泥砂漿砌筑,用釉而磚 鋪貼墻面3)外墻:250mm厚粉煤灰砌塊等輕質材料填充,用1: 2.5水泥砂漿砌筑,外墻面貼瓷磚4)女兒墻:250mm厚鋼筋混凝土墻體,墻面粉刷為20mm厚1: 3水泥砂漿底,然后涂料。(4)頂棚做法1. 45屋面防水及保溫做法進行簡單描述。(2)屋而做法,按自上而下的順序1)20厚1: 2.5水泥砂漿結合層:髙聚無改性瀝青,防水卷材:基層處理劑:20厚1: 3水 泥砂漿找平層;1: 8水泥膨脹珍珠巖(最薄處30mm, 2%自由兩側檐口,向中間找坡)找2%坡,85 厚聚苯乙烯泡沫塑料板2) 120厚現澆鋼筋混凝丄屋而板1.4.6室外臺階、坡逍及散水等做

11、法進行簡單描述1. 5門窗表應巧或繪制圖紙相對應娜棟建筑均采用鋁合金門窗表1-1 門窗表申衆咖u嘏Xjjg2 1Z-zco喚如cqcoCJ1500X270000z寸表1-1第一層門窗類別設計編號洞口尺寸(mm)數量寬度亞度M09219(:;210016M1021100021002M1521150021002M2121I m21003窗01818180C1800I82100180018表1-2第二層門窗類別設計編號洞口尺寸(mm)寛度門900210019M10211C00210021800218001200180018表1-3標準層門窗類別設計編號洞口尺寸(mm)數量寬度高度門M09219002

12、10022窗C1518150018002C1818180018004C211821001800181.6建筑方案評價 針對本工程的建筑設計,從建筑功能、經汛 藝術和環境等方而評價尖優缺點. 由于一個建筑方案涉及到建筑的功能,經濟實用,建筑藝術,工程技術,環境協調性等多方而的問題。 建筑物除了具有滿足人們的使用要求以外,還要滿足空間的組合,技術,經濟和藝術等各方而的綜 合要求。同時為辦公創造優雅環境,在設計過程中,為節約建筑材料和資金作了充分考慮。建筑物的 外形設計與周邊環境充分協調,室內的空間組合和各個房間的尺寸,既符合建筑模數,又滿足了辦公 室的使用要求,從而達到了人與周囤環境,與自然的和諧

13、。本建筑的結構選型合理,功能分區明確, 平而設計簡單實用,交通聯系方便,外形美觀,經濟實用。建筑物坐北朝南,既滿足了房間的通風和 采光。又符合建筑物與人的生理學相協調。可謂充分考慮了建筑物的方方面面。第二章框架結構設計計算2.1結構方案選擇 2.1.1結構選型1. 結構體系建筑結構的類型很多,按結構所用材料可分為砌體結構、鋼筋混凝上結構、鋼結構等。各類結構 都有其一左的適用范圍,應根據其材料性能、結構型式、受力特點和建筑使用要求及施工條件等因素 合理選擇。一般來說,砌體結構主要用于建造多層住宅、辦公樓、教學樓以及小型單層工業廠房等, 但其結構整體性和抗震性能較差;鋼結構多用于建造超髙層建筑或大

14、跨度建筑,以及有重型吊車、或 大跨度的工業廠房:其它情況均可采用鋼筋混凝上結構。鋼筋混凝上結構的結構體系有框架結構、剪力墻結構、框架一剪力墻結構和筒體結構等。框架結 構由梁、柱構件剛性連接而成,它既能承受豎向荷載,又可承受水平荷載C框架結構體系的優點是: 建筑平而布置靈活,能獲得較大空間:建筑立而容易處理;結構自重較輕,抗震性能較好;訃算理論 比較成熟:在一泄的髙度范用內造價較低。所以框架結構廣泛用于內部空間寬闊的辦公樓和教學樓等 民用建筑和多層輕工業廠房,其它結構體系則多用于髙層建筑。結合本工程建筑使用功能的要求,說 明結構體系的選擇。2. 柱網布置方案民用建筑框架結構的柱網,通常可布置成內

15、廊式、外廊式、等跨式和對稱不等跨式幾種。應結合等跨式對稱不等跨式本工程建筑使用功能的要求確左柱網的布置方案。t十十卞卞十齊L丄丄丄丄丄存十卄十卄4-4-4-4-4-444斗+#44內廊式外廊式3. 承重方案根據樓蓋的平而布置及豎向荷載的傳遞途徑,框架結構的承重方案可分為以下三種:(1)橫向承重。(2)縱向承重。(3)縱橫向承重。分析比較各承重方案的特點,結合本工程建筑使用功能的要求, 選擇適宜的承重方案。4. 施工方法框架結構按施工方法可分為以下三種:(1)現澆整體式。(2)預制裝配式。(3)裝配整體式。分 析比較各方法的特點,結合本工程的具體要求,選擇適宜的施工方法。5. 其它結構構件選型包

16、括以下結構構件形式的確左:(1)屋、樓希結構。(2)樓梯結構。(3)陽臺和雨蓬結構。(4> 門窗過梁。(5)柱下基礎和墻下基礎等。2. 1. 2結構布置1. 結構布置的一般規定(1)現澆鋼筋混凝丄框架結構房屋適用的最大髙度根據建筑抗震設訃規范(GB50011-2010) 中表6.1.1的規泄,7度設防地區為50m.(2)防震縫的設置,按照建筑抗屣設計規范(GB50011-2010)中條文6.1.4的規定設置。(3)現澆鋼筋混凝土框架結構房屋的抗箴等級,根據建筑抗箴設汁規范(GB50011-2010)中 表6. 1.2的規定,本工程為三級抗震。2. 平面布置(1)柱網尺寸:根據所選擇的柱網

17、布置方案,確定橫向和縱向框架梁的跨度。框架梁的跨度應為 柱子中心線之間的距離。(2)變形縫的設置:根據混凝上規范及其它要求進行設置。(3)次梁的布置。3. 豎向布置框架的層髙即為框架柱的長度。首層層髙應取基礎頂而到首層梁頂的距離,其余各層層高應取梁 頂至梁頂的距離。4. 計算簡圖根據上述的平而布置和豎向布置,繪制相應的計算簡圖。2. 1. 3主要構件截面尺寸的確定各構件的截面尺寸應滿足承載力、剛度及延性要求,并考慮方便施工。1. 承重框架梁:梁髙度取h= (1/101/8) L,梁寬度取匕=(1/31/2) h,且不宜小于1/2柱寬。2. 非承重框架梁(即連系梁):梁高度取h= (1/121/

18、10) L,梁寬度取b = (1/31/2) h, 且不宜小于1/2柱寬。3. 樓面次梁:梁高度取h = (1/181/12) L.梁寬度取b = (1/31/2) h04. 樓板的厚度:單向板h>l/30L,且h>60 mm;雙向板h鼻1/40L,且hM80 mm:現澆空心 樓蓋 hN200 mmo5. 框架柱:為了抵抗兩個方向的水平地喪作用,框架柱的截面宜采用正方形或接近正方形的矩形。 框架柱的截而高度h 一般可按柱高度H取值,h= (1/121/8) H,且高度h不宜小于400 mm, 柱凈高與截而長邊尺寸之比宜大于4:寬度取b= (1/1.51) h,且寬度b亦不宜小于40

19、0 mmo2. 2材料的選擇2. 2.1混凝土:柱、梁、板及其它構件混凝上強度等級的確定。2. 2.2鋼筋:柱和梁縱筋、柱和梁箍筋以及板鋼筋強度等級的確定,柱、梁、板保護層厚度的要求。2. 2.3圍護結構墻體:(1) ±0. 000以下墻體的塊體強度等級和砂漿強度等級,(2) ±0. 000以上墻體 的塊體強度等級和砂漿強度等級,(3)女兒墻墻體的塊體強度等級和砂漿強度等級。2. 3重力荷載計算2. 3.1局部頂層恒荷載2. 3. 2頂層恒荷載1屋蓋重:屋蓋的恒荷載包括結構構件自重和構造層重量等重力荷載,其標準值可按結構構件的 設計尺寸、構造層的材料和設計厚度以及材料容重標

20、準值計算。通常是先算岀屋而的單位而積重力荷 載(kN/n*),再計算岀總重力荷載值。2. 屋面梁重:包括所有框架梁、連系梁、次梁和小梁的重量。對現澆板肋梁樓蓋,因板自重已計 入屋蓋荷載之中,故梁截面髙度應減去板厚,且梁兩側的粉刷層重量也應計入梁自重內。3. 女兒墻重:包括女兒墻墻體、混凝土壓頂及裝飾層的重量。4. 柱重:柱的高度應減去板厚。5. 墻體重:包括內外墻砌體、內外墻裝飾和門、窗的重疑。以上荷載均可從荷載規范中查取單位體積或面積的標準值計算,最后合il為頂層的總荷載值。2. 3. 3樓層恒荷載1. 樓蓋重2. 樓而梁重3. 柱重4. 樓梯重5. 墻體重樓層各部分重量的組成及計算方法與頂

21、層相同,但應注意:計算首層的柱和墻體重時,構件的髙 度應從基礎頂面算起。各層各部分的重捲最后均需合計為該層的總荷載值。2.4橫向水平地震作用計算及彈性變形驗算2. 4.1計算簡圖及重力荷載代表值計算1. 計算簡圖對于多層框架結構,應按集中質量法將各層之間的結構重力荷載、屋面和樓而的可變荷載集中于 屋而和樓而標髙處,將其簡化為多質點彈性體系。一般情況下,對于具有“層的框架,可簡化成”個 多質點禪性體系:對于局部突岀屋面的房間,因其而枳和荷載均很小,不單獨作為一個質點。簡化方 法及計算簡圖可參見教材郭繼武編著建筑抗喪設汁(以下簡稱抗震設訃)中圖3-8所示。2. 重力荷載代表值G計算集中于上述各質點

22、的重力荷載代表值G,應取結構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之 和,各可變荷載的組合系數,應按抗震設計中表3-5采用。對于局部突出屋而的房間,應將其重 力荷載折算到主體結構頂層的荷載中。2. 4. 2框架剛度計算1. 梁、柱線剛度計算汁算中注意:在計算梁的線剛度時,可以考慮樓板對梁剛度的有利影響,即板作為梁的翼緣參加 工作。訃算時,梁均先按矩形截面計算其慣性矩/(),再乘以增大系數求得人增大系數可查抗箴設計 中表綣8。2. 柱的側移剛度柱側移剛度訃算公式為:D = ak式中力為各層框架柱的髙度,心為框架柱的線剛度,&的c h2概念及計算公式詳見抗震設計中表4-7。訃算岀每層各柱的側

23、移剛度后,尚需根據每層各柱的根數,計算出每層柱的總側移剛度。2.4.3框架自震周期計算1 側移計算為汁算框架的自震周期,可假設各質點處的重力荷載代表值G水平作用于相應質點上,汁算其產 生的側移。該側移的計算過程可采用抗震設計中表4-13的格式進行。2 周期計算釆用法細算公式派宀曇式中屮t為結構基本周期考慮非承重填充墻體影響的折減系數,民用框架結構取0.607C2. 4. 4多遇水平地震作用標準值和位移計算對于髙度不超過40nh以剪切變形為主(房屋高寬比小于4時),且質量和剛度沿髙度分布比較均 勻的框架,其水平地宸作用可采用底部剪力法il算。地役影響系數計算公式為:maxT, % =(V結構總水

24、平地喪作用計算公式為:Fek=0G式中為等效重力荷載系數,取=0.85各質點的水平地震作用計算公式為:Ft = -3!L FEktGJHJ>1若門>1.4兀時,則上式改為:F嚴上3FeM-6),巧嚴甩>1質點,的水平地震作用標準值,樓層地震剪力及樓層層間位移的汁算過程可參見抗喪設汁中 表4-14的格式進行。值得注意的是,由于地震影響系數在長周期區段下降較快,結構按上述公式算得的水平地箴作用 可能太小,出于對結構安全的考慮,規范規泄按底部剪力法所算得的結構層間剪力應符合下式要求:所以在按表4-14 算時,應增加該項計算,式中剪力系數2之值可按抗震設訃中表37查取。2. 4. 5

25、框架層間彈性位移驗算框架結構房屋的層間彈性位移應滿足下式要求:式中:為多遇地震作用標準值產生的樓層內最大的層間彈性位移:力為汁算樓層層髙;c為彈 性層間位移角限值,按抗箴設計中表315采用。2. 5水平地震作用下框架內力計算一采用D值法 2.5.1框架柱剪力和柱端彎矩標準值計算有關計算公式為:柱剪力:柱端彎矩:,=兒+兒+力+兒 "上=匕(1一川 Mv=vikyh具體計算過程可參見抗震設計中表4-15的格式進行。2.5.2框架梁端彎矩和剪力、柱軸力標準值計算1. 梁端彎矩Mb il算:框架梁端彎矩可根據柱端彎矩由節點平衡求得。2. 梁端剪力V、柱軸力Nil算:梁端剪力可根據梁端彎矩由

26、梁桿件的平衡求得,柱軸力可根據梁 端剪力由節點平衡求得。具體計算過程可參見抗震設計中表4-16的格式進行。2.5.3框架內力圖根據上述汁算結果,分別繪制相應的框架內力圖。1框架各柱的剪力圖2框架梁、柱彎矩圖3. 框架梁剪力、柱軸力圖2.6豎向荷載作用下框架內力計算一采用彎矩二次分配法2. 6.1無地震作用時1. 框架梁上荷載2. 框架柱上集中荷載以上兩項荷載訃算時應注意:應根據所設計的某棉框架的具體受力情況分層、分跨進行計算; 在分別計算岀恒荷載和活荷載值以后,按恒荷載分項系數為1.2、活荷載分項系數為1.4汁算荷載的 設計值:頂層的活荷載應采用屋而均布活荷載值。3. 重力荷載設計值作用下框架

27、彎矩計算(1)荷載計算簡圖:將上述計算的荷載值繪制在框架計算簡圖上。(2)梁、柱轉動剛度S及相對轉動剛度S:應根據訃算簡圖和各桿件的線剛度按結構力學中的規 定進行計算,可參見抗箴設計中表4-18的格式進行。(3)各節點桿件彎矩分配系數:u二ST ZS ,可參見抗震設計中表4-19的格式進行計算。(4)梁固端彎矩計算:按照結構力學中的有關計算公式,分層、分跨訃算各梁端的固端彎矩。(5)彎矩分配與傳遞、桿端彎矩計算訃算方法及步驟可參見抗震設訃中圖4-20所示,計算中應注意: 梁固端彎矩:對桿端順時針轉動為(+)。 第一次彎矩分配:將各節點不平衡彎矩(梁固端彎矩之和)改變(+ )、(一)符號后進行分

28、配。 彎矩傳遞:將所分配的彎矩向各桿件的遠端傳遞,傳遞系數均為1/2,且不改變彎矩符號。 第二次彎矩分配:再次將各節點不平衡彎矩(各桿件傳遞彎矩之和)改變(+ )、(一)符號后 進行分配。 上述4項彎矩之和,即為框架梁、柱的桿端彎矩。(6)梁端彎矩的調幅框架結構梁端的負彎矩較大,配筋較多,因而不便施工。由于超靜立鋼筋混凝丄結構具有塑性內 力重分布的性質,所以在重力荷載作用下可乘以調幅系數0,適當降低梁端彎矩。對現澆鋼筋混凝上 框架,可取0=0.80.9。梁端彎矩調幅后,不僅可以減少梁端配筋數量,達到施工方便的目的,而且 還可以提髙柱的安全儲備,以滿足"強柱弱梁”的設計原則。4. 梁端

29、剪力和跨中彎矩訃算:各層、各跨梁的梁端剪力和跨中彎矩可根據調幅后的梁端彎矩和梁 上的荷載由梁桿件的平衡求得。若僅為均布荷載剪力計算可參見抗震設計中表4-20的格式進行。5. 柱軸力計算:柱軸力可根據梁端剪力和框架柱上集中荷載由節點平衡求得,可參見抗震設計 中表綣21的格式進行計算。6. 框架內力圖(1)框架梁、柱彎矩圖:調幅后的梁瑞彎矩和相應的跨中彎矩值可用括號表示。(2)框架梁剪力、柱軸力圖2. 6. 2有地震作用時1. 框架梁上荷載2. 框架柱上集中荷載以上兩項荷載訃算時應注意:各層梁上、柱上的恒荷載和活荷載標準值與2.6.1中無地喪作用 時基本相同;在分別計算岀恒荷載和活荷載值以后,按恒

30、荷載取標準值、活荷載乘以組合值系數后 計算重力荷載的代表值:頂層的活荷載應采用雪荷載值。3. 重力荷載代表值作用下框架彎矩計算(1)荷載計算簡圖:將上述計算的荷載值繪制在框架訃算簡圖上。(2)梁固端彎矩計算:計算方法與2.6.1中無地震作用時相同。(3)彎矩分配與傳遞、桿端彎矩計算:計算方法與261中無地震作用時相同。(4)梁端彎矩的調幅:取調幅系數0二0.8。4. 梁端剪力和跨中彎矩計算:汁算方法與2. 6. 1中無地震作用時相同。5. 柱軸力計算:計算方法與2. 6. 1中無地震作用時相同。6. 框架內力圖(1)框架梁、柱彎矩圖:調幅后的梁端彎矩和相應的跨中彎矩值可用括號表示。(2)框架梁

31、剪力、柱軸力圖2. 7框架內力組合2. 7.1梁彎矩組合梁端負彎矩,取下式兩者較大值:M Yre( 1.3Mek+1.2Mge)M= y© ( 1.2Mgk+1.4Mqk)=A/q梁端正彎矩按下式確定:M= yre( 1 .3Mek 1 .OMge )跨中正彎矩取下式兩者較大值:M 中=/re ( 1.3Mek+1.2Mge)M != ro ( 1.2Mgk+1.4Mqk)= Mq式中 Zre-承載力抗震調整系數,按抗震設計中表3-14取用;結構重要性系數,取1.0。1各梁端截面彎矩組合:具體計算過程可參見抗震設計中表424a和4-24b的格式進行。2.各梁跨中截面彎矩組合:其值可由

32、解析法求得,訃算方法可參見抗箴設計中圖4-25例題。2. 7. 2梁端剪力組合為了避免梁在彎曲破壞前發生剪切破壞,應按照"強剪弱彎”的抗菸設計原則調整框架梁端截而組合的剪力設計值,故梁端剪力組合的設計值,應取下式兩者較大值:Vb= /o (1 .2Vgk4-1.4Vqk ) =Vq式中7朋一承載力抗震調整系數,按抗箴設計中表3-14取用;訕一梁的剪力增大系數,應根據框架抗喪等級取值,二級為1.2,三級為1.1:%b梁在重力荷載代表值作用下,按簡支梁分析的梁端截而剪力設計值。2. 7. 3柱端彎矩與軸力組合對于單向偏心受壓的框架柱,進行內力組合時有三種情況:地箴作用下大偏心受壓、地震作

33、用下 小偏心受壓和無地震作用下的偏心受壓。心宀般(l3N”0NQ第1組內力組合(大偏心受壓):=yKE(.3MEK+.2MGE)/c第2組內力組合(小偏心受壓):% =血(13%+12%)第3組內力組合(無地箴作用):旳叭=了朋(13M戰+L2MQ%M =r.(.2MGK+AMQK) = MqN =y°(L2NGK + L4NQE)= Nq式中7朋一承載力抗箴調整系數,按抗箴設計中表314取用;%柱端彎矩增大系數,應根據框架抗震等級取值,二級為1.5,三級為1.3。此外,框架底層柱底截面組合的彎矩設汁值,二、三級框架應分別乘以增大系數1.5和1.3。 柱彎矩與軸力組合的具體計算過程可

34、參見抗震設計中表4-27的格式進行。2. 7. 4柱剪力組合為了防止柱在壓彎破壞前發生剪切破壞,應按照“強剪弱彎”的抗震設訃原則,對柱端截而組合 的剪力設計值予以調整,故剪力組合的計算公式如下:有地箴作用時:H式中M=L3Mek +1 2%k = M喚/ 7re ,其中滄按柱取值;了朋一承載力抗震調整系數,按受剪構件取值;“一柱剪力增大系數,應根據框架抗震等級取值,二級為13,三級為1.2。無地箴作用時:M 上 +MI;H_式中 M = Mq。2. 7.5梁端部控制截面處剪力、彎矩計算在進行框架梁端部控制截而的配筋計算中,應采用構件支座邊緣處的內力,而不是軸線處的內力, 見抗箴設計中圖4-28

35、所示。由于梁支座邊緣處的彎矩、剪力較柱軸線處的小,因此需求出構件端 部控制截面處的剪力和彎矩。1 梁端部控制截而處剪力若采用有地震作用時組合剪力值:W = V 1.2(1.0* + 0.5/7)hc/2若采用無地謖作用時組合剪力值:W = V (1 .2r + 1.4”)hc / 22梁端部控制截而處彎矩:M' = MU'J7,/2式中 V M1分別為梁端部控制截而處的剪力、彎矩:V、M 分別為內力組合得到的梁軸線處的剪力、彎矩:-P分別為作用在框架梁上的分布恒荷載、可變荷載標準值;h,一一柱截而高度。2.8框架梁、柱和節點的抗震設計2. & 1 一般設計原則1強柱弱梁

36、:要控制梁、柱的相對強度,使塑性狡首先在梁中岀現,盡量避免或減少在柱中出現。2. 強剪弱彎:對于梁、柱構件而言,要保證構件出現塑性較,而不過早地發生剪切破壞,這就要 求構件的抗剪承載力大于塑性較的抗彎承載力。3. 強節點、強錨固:為了保證延性結構的要求,在梁的塑性錢充分發揮作用前,框架節點、鋼筋 的錨固不應過早地破壞。2.&2橫向框架梁設計1. 梁的正截面受彎承載力計算(1) 設計要求 梁端截而的底而和頂而配筋量的比值,二、三級不應小于0.3。 沿梁全長頂而和底面的配筋,二級不應小于2614,三級不應小于2612。 計入受壓鋼筋的梁端,混凝上受壓相對高度W0.35;梁跨中混凝上相對受壓

37、高度 梁縱向受拉鋼筋配筋率的限值梁端:2.5%=> Pmin跨中:PnunJ按抗喪設計中表4-63取值。(2) 承載力計算及配筋在分別進行各層、各跨梁的承載力計算時應注意:梁端截面負彎矩配筋應按矩形截而訃算;跨 中截而正彎矩配筋按T形截而汁算,所以需首先確定T形截而翼緣的il算寬度,確左方法可參照鋼筋 混凝上結構教材中的有關規左。選配鋼筋的直徑和根數應適宜,除滿足上述各項設計要求外,還應 考慮方便施工,同一層梁鋼筋直徑的類型不宜超過三種,各層框架梁鋼筋直徑的總類型不宜超過四種。2. 梁的斜截面受剪承載力計算(1) 設計要求 剪跨比的限制(即梁的最小截面的限制):YreV W02了cbho

38、 = (0.25 fcb h0) X0.8式中0.8為反復荷載作用下梁受剪承載力降低系數。 按"強剪弱彎”的原則調整梁端截而剪力:內力組合時已進行調整° 梁端箍筋加密區的箍筋肢距,不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值。(2) 承載力計算及配箍筋計算公式:若采用有地箴作用時的剪力,則丫5 042卩九+幾沁九S若采用無地箴作用時的剪力,則V<0.7y7?/?o+/, 3'1S3. 次梁兩側吊筋或附加箍筋計算:可參照鋼筋混凝土結構教材中的有關公式進行il算。2. & 3框架柱設計1. 柱的正截而承載力計算(1)設計要求 軸壓比限制:軸壓比是影響柱延性的重要因素之一,在框架抗震設訃中,必須限制軸壓比。二級框架柱 N/b"£0.75三級框架柱 N/bhfcW 0.85 按“強柱弱梁”原則調整柱端彎矩設訃值:內力組合時已進行調整。 柱宜對稱配筋,截面尺寸大于400 m

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