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建筑结构设计计算书(书库设计)

建筑结构设计计算书(书库设计)
建筑结构设计计算书(书库设计)

目录

设计资料 (1)

楼盖平面布置 (2)

板的设计 (3)

次梁的设计 (6)

主梁的设计 (9)

楼梯设计 (15)

雨篷设计 (19)

设计资料

1.建设地点:烟台市区

2.楼面做法:水磨石地面、钢筋混凝土现浇板,20mm 石灰砂浆抹底。

3.层高:4.5m ;门:宽×高=3300mm ×3000mm ;楼梯位置见图,楼梯尺寸自定。 4.墙体为370mm 砖砌体,柱截面尺寸为400mm ×400mm 5.雨棚悬挑长度为1200。

6.使用用途为书库。 活荷载:板/次梁/主梁 5.0/5.0/5.0 L1×L2=7200mm ×6900mm 混凝土强度等级C30 钢筋品种:板,HPB300;梁,HRB500。

7200720072007200

72006900

69006900

楼盖的结构平面布置

主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m ,次梁的跨度为7.2m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m ,L02/L01=7.2/2.3=3.13>3,因此按单

向板设计。

(1)按高跨比条件,要求板厚h ≥2300/40=57.5,对民用建筑的楼盖板要求h ≥60取h=80mm 。

(2)次梁截面高度应满mm l l h )600~400(12/7200~18/720012/~18/00===。考虑到楼面可变荷载比较大,取mm h 500=。截面宽度满足b=h/3~h/2=500/3~500/2=167~250,则取为mm b 200=。

(3)主梁的截面高度应mm l l h )690~460(10/6900~15/690010/~15/00===,取

mm h 600=。截面宽度取)(mm h h b 300~2002600~36002/~3===,则取为250b mm =。

板的设计

荷载

板的永久荷载标准值:

水磨石面层 2/65.0m KN

mm 80钢筋混凝土板 2/22508.0m KN =?

mm 20石灰砂浆 2/34.01702.0m KN =?

小计 2/99.2m KN

板的可变荷载标准值: 2/0.5m KN 取纵向的1m 的板带计算,则

恒荷载 2.991 2.99/g KN m =?= 活荷载 5.015/q KN m =?=

组合一 1.2 1.4 1.2 2.99 1.4510.588/g q KN m +=?+?=

组合二 1.35 1.40.9 1.35 2.99 1.450.910.3365/g q KN m +?=?+??= 荷载总设计值取10.6/KN m

1. 计算简图

次梁截面为mm mm 500002?,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为mm 120。按塑性内力重分布设计,板的计算跨度: 边跨mm h l l n 21202/8012010023002/0=+--=+=, 中间跨mm l l n 210020023000=-==

因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。取1m 宽板带作为计算单元。 2. 弯矩设计值

查表可得,板的弯矩系数αm 分别为:边跨中,1/11;离端第二支座,-1/11;中跨中,1/16;中间支座,-1/14。故

2

2101()/1110.6212011 4.33B M M g q l KN m =-=+=?=? 2201()/1410.62120/14 3.34C M g q l KN m =-+=-?=-? 22201()/1610.62120/16 2.92M g q l KN m =+=?=?

3. 正截面受弯承载力计算

环境类别一级,混泥土强度等级C30,板的最小保护层厚度c=15mm,板厚

80mm,h 0=80-20=60mm;板宽b=1000mm,混泥土强度等级C30

0.11=α,2/.314mm KN f c =,300HPB 钢筋,2/270mm KN f y =。板配筋计算

的过程列于表下中。

截面

1 B

2 C 弯矩设计值(KN.m)

4.33 -4.33 2.92 -3.34 201/bh f M c s αα=

0.084 0.084 0.057 0.065 ξ

0.088

0.088

0.058

0.067

轴线 ①~② ⑤~⑥

计算配筋(mm 2)

y c s f f bh A /10αξ=

210 210 140 160

实际配筋(mm 2)

8@200? 252S A =

8@200? 252S A =

8@200? 252S A =

8@200? 252S A =

轴线 ②~⑤ 计算配筋(mm 2

y c s f f bh A /10αξ=

210 210

1400.8?==111

1600.8?=

128

实际配筋(mm 2

8@200? 252S A =

8@200? 252S A =

8@200? 252S A =

8@200? 252S A =

支座截面ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布原则。

A S /bh=252/(1000×80)=0.315%,此值大于0.45f t /f y =0.45×1.43/360=0.17875%,同时大于0.2%,满足最小配筋率。

次梁的设计 按考虑塑性内力重分布原则设计。 1. 荷载设计值

永久荷载设计值

板传来恒荷载 2.99 2.3 6.877/KN m ?= 次梁自重 0.2(0.50.08)25 2.1/KN m ?-?= 次梁粉刷 0.02(0.50.08)2170.2856/KN m ?-??= 小计 902626/g KN m = 活荷载 5.0 2.311.5/q KN m =?=

组合一 1.2 1.4 1.29.2626 1.411.527.22/g q KN m +=?+?=

组合二 1.35 1.40.9 1.35902626 1.40.911.526.99/g q KN m +??=?+??= 所以荷载总设计值取27.22/KN m 2. 计算简图

次梁在砖墙上的支承长度为240mm 。主梁截面为250600mm mm ?。 计算跨度:中间跨072002506950n l l mm ==-=

边跨0/27200120250/2

240/27075

n n l l b mm l mm =+=--+=<= 取07075l mm =,

因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。

3. 内力计算

由表11-1、11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值:

2

210()/1127.227.07511123.86B M M g q l KN m =-=+=?=? 2220()/1627.22 6.951682.17M g q l KN m =+=?=? 2202()/1427.22 6.951493.91C M g q l KN m =-+=-?=-?

剪力系数:端支座内侧0.45,离端第二支座左侧0.60,右侧0.55,中间支座左侧0.55,右侧0.55 剪力设计值:

10.45()0.4527.22 6.95585.19A n V g q l KN =+=??= 10.60()0.6027.22 6.955113.6KN Bl n V g q l =+=??= 10.55()0.5527.22 6.95104.05Br n V g q l KN =+=??= 10.55()0.5527.22 6.95104.05c n V g q l KN =+=??=

(4)承载力计算 1)正截面受弯承载力

正截面受弯承载力计算时,跨内按T 形截面计算,翼缘宽度取

mm l b f 24003/72003/0===',和2

0022002400f n b b s mm '=+=+=中较小值,故

2400f b mm '=,除支座B 截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面纵向钢筋按一排布置。

环境类别一级,C30混凝土, 梁的最小保护层厚度c=20mm,一排纵向钢筋h 0=500-45=455mm,二排纵向钢筋h 0=500-63=437mm,0.11=α,2/3.14mm N f c =,

2/43.1mm N f t =,纵向钢筋采用500HRB ,2/435mm N f y =,箍筋采用400HRB 级钢筋,2360/yv f N mm =。正截面承载力计算过程列于表11-7。经判别式

10()14.3240080(45540)1105123.862

f c f f h f b h h KN m KN m α'''-

=???-=?>?,判断跨

内截面均属于第一类T 性截面。

次梁正截面受弯承载力计算

截面 1 B 2 C 弯矩设计值(KN ﹒m)

123.86

-123.86

82.17

-93.91

=s α

20

1/bh f M c α 0.017

0.224 0.011 0.155

ξ 0.017 0.257 0.011 0.170

=s A

y c f f bh /10αξ

624

743 413 514

选配钢筋(mm 2)

1φ14+2φ18 A S =662.9

2φ16+3φ14 A S =863

3φ14 A S=461

3φ16 A S =603

计算结果表明,支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性内力从分布的原则,

S A 4610.461%bh 200500==?,此值大于%18.0360

43

.145.05.40==y t f f ,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。

2)斜截面受剪承载力计算: 验算截面尺寸:

044080360w f h h h mm '=-=-=,因/360/200 1.84w h b ==<,截面尺寸按下

验算30max 0.250.25 1.014.3200440312.4610113.6c c f bh N V KN β=????=?>=

故截面尺寸满足要求.

验算是否按计算配置腹筋

0.7f t bh 0=0.7*200*14.3*440=88.09KN<113.6KN 故需按计算配置腹筋。 计算所须腹筋:

采用6Φ双肢箍筋,计算支座B 左侧截面。由,0.700V h S

A f bh f sv

yv t =+ 可得箍筋间距:

A SV /S=(V-0.7f t bh 0)/f yv *h 0=0.193 A SV =101mm 2 s=523mm>200mm

调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减少20%,现调整箍筋间距0.8523418.4s mm =?=>200mm,最后取箍筋间距s=200mm,为方便施工,沿梁长不变。 实际配筋率56.6 1.43

0.1415%0.240.240.119%200200360

v SV t sv y A f bs f ρ===>??=? 满足要求。

5.主梁设计

主梁按弹性理论设计。 (1) 荷载设计值

为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。

次梁传来恒荷载 9.26267.266.7KN ?= 主梁自重(含粉刷)

0.600.080.25 2.3252(0.60.08)0.0217 2.38.29kN ???+????=(-)- 恒荷载

G 1.2(66.78.29)89.99KN =?+= 取 G 90KN = 活荷载 Q 1.45 2.37.2115.92KN =???= 取 Q 116KN = (2) 计算简图

主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为370mm ,中间支承在400mm ×400mm 的混凝土柱上。其计算跨度取 边跨69002001206580n l mm =--=, 因 0.025 164.51852

n a

l mm mm =<

= , 0 1.025/2 1.025*******/26944.5n l l b mm =+=?+=

近似取06945l mm = 中跨 06900l mm =

主梁的计算简图见图11-28,

6945 6900 6945

因跨度相差不超过10%,故可利用附表6-2计算内力。 (3) 内力设计值及包络图。

1)弯矩设计值

弯矩 0201Ql k Gl k M +=式中的系数k1,k2由附表6-2中相应栏内查得。

M 1,max =0.24490 6.9450.289116 6.945385.3KN m ??+??=? M B,max =0.26790 6.9450.311116 6.945417.4KN m -??-??=-?

2,max M 0.06790 6.900.200116 6.90201.7KN m =??+??=? 2)剪力设计值 剪力 Q k G k V 43+=

式中的系数k3,k4由附表6-2中相应栏内查得。

V A,max 0.733900.866116116.4KN =?+?= V Bl,max 1.26790 1.311116266.1KN =-?-?=- V Br,max =1.090 1.222116231.8KN ?+?=

3)弯矩、剪力包络图 弯矩包络图

○1第1,3跨有可变荷载,第二跨没有可变荷载,有附表6-2知,支座B 或C 得弯矩值为:

M B =M C =-0.26792 6.945-0.133108 6.945-270.35KN m ????=?,在第一跨内一支座弯矩M A =0,M B =-270.35KN ﹒m 的连线为基线,作G=92KN,Q=108KND 的简支梁弯矩图,得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处弯矩值分别为:

()()011270.35

G 92108 6.945372.883333

B M Q l KN m ++=+?-

=?(与前面计算的 M 1max =372.67KN.接近 )

()()02112270.35

G Q 92108 6.945282.773333

B M l KN m ?++=+?-

=? 在第2跨内支座弯矩M B =-270.35KN ﹒m,M C =-270.35KN ﹒m 的连线为基线,作G=92KN,Q=0的简支弯矩图,的得集中荷载作用点处的弯矩值:

011

G 92 6.9270.3558.7533

B l M KN m +=??-=-? ○

2第1,2跨有可变荷载,第3 跨没有可变荷载 第1跨内:在第1跨内以支座弯矩M A =0,M B =-403.87KN ﹒m 的连线为基线,作G=92KN,Q=108KN 的简支梁弯矩图,的第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处

()()011403.87

G 92108 6.945328.383333

B M Q l KN m ++=+?-

=?

()()02112403.87

G 92108 6.945193.753333

B M Q l KN m ?++=+?-

=? 在第2跨内,M C =0.26792 6.9450.089108 6.945237.35KN m -??-??=-?,以支座弯矩B M 403.87,237.35C KN m M KN m =-?=-?的连线为基线,作G=92KN,Q=108KN 的简支梁弯矩图,得

()()()()B C 0C 2M -M 112

G M 92108 6.945237.35403.87237.35114.643333Q l KN m +++

=+?-+-+=? ()()()()B C 0C 2M -M 111

G M 92108 6.945237.35403.87237.35170.143333

Q l KN m +++

=+?-+-+=? ○

3第2跨有可变荷载,第1,3跨没有可变荷载 B C M M 0.26792 6.9450.133108 6.945270.35KN m ==-??-??=-? 第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为:

()()0B 11

G M 92108 6.945270.35192.6533

Q l KN m ++=+?-=?(与前面计算的M 2,max =191.57KN ﹒m 接近) 第

1,3

跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为:

01111G 926.945270.35122.863333

B l M K N m +=??-?=?

01212

G 92 6.945270.3532.653333

B l M KN m +=??-?=? 剪力包络图: ①第一跨

,max 163.90A V kN =,过第一个集中荷载后为,V=163.90—92—108= -36.1kN ; 过第二个集中荷载后为:V= -36.1-92-108=-169.9k N ;=max ,Bl V -263.22kNN ,过第一个集中荷载后为:V= -263.22+92+108= -63.22kN ;过第二个集中荷载后为:V= -63.22+92+108=136.78kN ②第二跨

=max ,Br V 227.98kN ,过第一个集中荷载后为:227.98-92=135.98kN ;当可变荷载作用在第二跨时V Br =1.0×92+1.0×108=200kN ,过第一个集中荷载后为:V=200—92—108=0

主梁的弯矩包络图和剪力包络图见下图:

弯矩包络图。

剪力包络图

(4)承载力计算

C30混凝土,21/3.14,1mm N f c ==α,2/43.1mm N f t =;纵向钢筋采用HRB500,2435/y f N mm =。箍筋采用HPB300,2270/yv f N mm =;

1) 正截面受弯承载力计算

跨内按T 形截面计算,因'0/80/5600.140.1,f h h ==>翼缘计算宽度按

0/3 6.9/3 2.3l m ==和b+3006600 6.9n s m =+=中的较小值确定,取' 2.3f b m = B 支座的弯矩值设计值,max 0

403.872000.4/2363.872

B B b

M M V kN m =-=-+?=-?。纵向受力钢筋除B 支座截面为2排外,其余截面布置均为1排。跨内截面经判别为

'''10max (/2) 1.014.3230080(56040)1368.26.403.87KN c f f f f b h h h kN m M m

α-=????-=>=?属于第一类T 形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。

主梁正截面承载力计算

截面 1 B 2

弯矩设计值(kN ﹒

m )

372.67 -458.97 191.57 -58.75 201/bh f M c s αα=

0.036 0.327 0.019 0.047 s γ=()

2/211s α-+ 0.982 0.794 0.990 0.976 0/h f M A y s s γ= 1557.88 2474.6 794.4 257.7 选配钢筋(2m m )

2φ18+3φ25(弯) A s =1982

2φ20+3φ25(弯)+2φ14 A s =2465

2φ20+1φ

18 A s =829.1

2φ20 A s =254.5

主梁纵向钢筋的弯矩和切断按弯矩包络图确定。

2)斜截面受剪承载力 验算截面尺寸:

'056080480w f h h h mm =-=-=,因/480/300 1.64w h b ==<属于厚腹梁,截面尺寸按下试验算:0max 0.250.2514.3300560600.6263.22c c f bh kN V kN β=???=>=知截面尺寸符合要求。 计算是否按计算配置腹筋

00.70.7 1.43300560168.168max 263.22t f bh KN V KN =???=<= 需按计算配置腹筋

计算所需腹筋,采用 8@200mm 双肢箍筋:

3

00.7(244.524168.168)100.505270560

sv cs t yv o A V f bh mm s f h --?===? 采用φ8双支箍 A sv =101mm 2 故s=

101

2000.505

mm = 配置φ8@200箍筋 V A ,max =163.90KN

V Bl,max

=263.22KN>V CS 故在B 界面左侧次梁范围内加密箍筋 可配置φ8@160箍筋

验算最小配箍率 101 1.43

0.168%0.240.240.127%300200270

SV t sv yv A f bs f ρ=

==>=?=? 满足要求 次梁两侧附加横向钢筋的计算:

次梁传来的集中力180.0410*******KN,600500100,l F kN h mm =+≈≈=-=取附加箍筋布置范围12321003200800s h b mm =+=?+?=。取附加箍筋φ8@200mm 双肢, 则在长度s 内可布置附加箍筋的排数,m=800/200+1=5排,次梁两侧各布置3排。另加吊筋1 φ212,113.1sb A mm = 由式

12sin 2435113.10.7075227050.3205.376y sb yv sv l f A m nf A kN F α+?=???+???=>满足要求。

因主梁的腹板高度大于450mm ,需在梁侧设置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%,且其间距不大于200mm,现每侧配2φ10, ()157/3004800.11%0.1%?= ,

,满足要求 七、楼梯设计

楼梯样式为现浇板楼梯。

踏步尺寸为150×280mm ,C30混凝土,板用筋为HPB300,梁为HRB500。楼梯均布活荷载按q=3.5kN/m 2计算。

7.1 梯段板设计

层高4.5m,踏步尺寸150mm ×300mm,采用C30混凝土,板采用HPB300钢筋,梁纵筋采用HRB500钢筋。楼梯上均布活荷载标准值为2/5.3m kN q k = (1)梯段板的设计 取板厚

h=120mm,约为板斜长的

1/35,板的倾斜角

948.0cos ,5.0300/051tan ===αα

取1m 宽的板带计算

2)荷载计算。其自重重力荷载计算如下:

三角形踏步板自重 m KN ?=??? 8.81.30255.10.30.50 混凝土斜板 m KN ?=? 6.33.894025.120 水磨石面层 ()m KN ?=?+98.03.0/65.015.03.0 板底抹灰 m KN ?=?38.0894.0/1702.0

小计 6.6KN ﹒m 活荷载 3.5KN ﹒m

总荷载设计值 p=1.2×6.6+1.4×3.5=12.82 KN/m

3)截面设计

板水平计算跨度m l n .24=,弯矩设计值m KN M ?=??=1.6222.42.81210

1

2,板的有效高度h 0=120-20=100mm

()

()622

1062

22.61100.158

1.014.310001000.51120.914

22.6110/0.914270100916s c s s s s y M f bh M

A mm f h ααγαγ?===???=+-==

=???=

选配14?@110,A S =923mm 2,分布钢筋每级踏步1根8φ, (2)平台板计算 设平台板厚h=70mm, 取1m 宽的板带计算 1)荷载计算

水磨石面层 0.65m kN / 70mm 厚混凝土板 0.07?25=1.75m kN / 板底抹灰 0.02?17=0.34m kN /

小计 2.74m kN / 活荷载 3.5m kN / 总

p=m N /19.85.34.174.22.1=?+?

2)截面设计 平面板的计算跨度

m kN pl M mm l .2.629.719.18.1010

19.714/37.02/2.0.8122

00=??==

=+-= ,板的有效高度h 0=80-20=60mm

6

22

106

2

0M 2.62100.051

1.014.31000600.5(112)0.974

2.6210164.82700.97460

s c s s s y s f bh M

A mm f h ααγαγ?===???=?+-=?===??

选用26/8@140,158s A mm ?= (3)平台梁计算。

设平台梁截面尺寸为200mm ?350mm 1.荷载计算

梁自重 0.2?(0.35-0.17)?25=1.4KN/m 梁侧粉刷 0.02?(0.35-0.07)?2?17=0.19 KN/m 平台板传来 2.74?1.8/2=2.47KN/m 梯段板传来 6.6?4.2/2=13.86KN/m 小计 17.92KN/m

活荷载 3.5?(4.2/2+1.8/2)=10.5m kN / 总荷载设计值0.2364.15.1092.172.1=?+?=p KN/m

2.内力计算。

平台梁计算跨度为()m l l n 39.337.06.305.105.10=??==

弯矩设计值m kN pl M .00.5239.320.368

1

81220=??==

弯矩剪力设计值()kN pl V n 46.5837.06.320.362

1

21=-??==

3)正截面受弯承载力计算:

截面按倒L 形计算,梁的有效高度mm h 315353500=-=

5200580600f f b b h mm ''=+=+?=.

'''10(0.5) 1.014.360080(3150.580)52c f f f f b h h h M KN m α-=????-?=? 应按第一

类T 型截面计算,则

6

22

106

2

052.00100.0611.014.3600315

0.5(112)0.969

52.0010391.60.969435315

s c f s s s y s M

f b h M

A mm f h ααγαγ?==='???=?+-=?===??

所以应选用5φ10,As=393mm 2

配置φ6@200箍筋,则斜截面受剪承载力

00570.70.7 1.4320031527031587.30258.46200

Sv cs t yv

A V f bh f h kN kN s =+=???+??=>满足要求

八、雨篷设计 8.1 平面图

8.2 雨篷数据

雨篷的挑出为1200mm ,根部板厚为100mm ,端部板厚为70mm ,雨篷做法:20mm 防水砂浆、钢筋混凝土板、20mm 水泥砂浆,,雨篷活荷载0.7KN/m , 因雨篷活荷载大于雪荷载,取大值0.7KN/m 。取1m 宽板带进行承载力计算。

8.3 雨篷板的板设计计算

(1)荷载计算: 恒荷载设计值:

20mm 厚的防水砂浆 0.02×20=0.4KN/m

钢筋混凝土自重: (0.10+0.07)/2×25=2.125kN/m 20mm 厚的水泥砂浆找平:0.02×17=0.34kN/m 荷载的总设计值;g k =2.865kN/m

集中荷载标准值(1米宽内1个): F=1.OkN

总荷载设计值; p=1.2×2.865+1.4×0.7=4.418KN/m (2)内力计算

1M =pln 2

/2=4.418×1.22

/2=3.18KN.m

2M =pln 3/2+FL n =2.865×1.2×1.22

/2+1.2×1.2×1.0=3.912kN/m

由于2M >1M ,应按2M 计算配筋。 (3)配筋计算

板的保护层厚度为15mm,则板的有效厚度为,0h =100-20=80

2

01bh f M c s αα==2680

10003.140.110912.3????=0.042 s αε211--==0.04

2/)211(s s αγ-+==0.979

60 3.912100.97927080

s s y M A f h γ?===??185mm 2 配φ8@200mm ,A s =201mm 2

分布筋用φ6@200

8.4 雨篷梁的设计计算

(1)荷载计算

荷载种类

荷载设计值

恒荷载

梁上墙自重 19×0.37×1.2×1.2=10.12 雨篷梁自重 0.37×0.5×1.2×25=5.55

雨篷板传来恒荷载

2.865×1.2=

3.438 雨篷板传来活荷载 0.7×1.2×1.4=1.176

小计

G=20.284kN/m

活荷载设计值:q=0.7×1.4×1.2=1.176kN/m 梁的计算跨度:L 0=1.05Ln=1.05×3.6=3.78KN/m (2)内力计算

m KN l q g M .33.3878.3)176.1284.20(8

1)(8122

01=?+=+=,

四个集中荷载作用下的跨中弯矩:

2

2

2021,.01.383.78×20.284×8181,

.78.1)5.05.1(.189.12M M m KN M gl M m KN M F F >==+==+?-?=故按M 1计算配筋。 (3)配筋计算:

梁的保护层20mm,有效高度0h =455mm,

)(2

01bh f M c s αα==38.33×106/(1.0×14.3×370×4552)=0.0350

)211(5.0s s αγ-+==0.982

)(0h f M A y s s γ==38.33×106/(0.982×435×455)=197.22m m 兼顾受扭,选3 φ16的,As=603mm 2,架立筋2φ12。

8.5 受剪扭计算

(1)恒荷载加均布荷载

雨篷板上均布荷载产生的沿梁纵轴每米的线扭矩:

=+=+=)2

1.2

0.37(×1.2×418.4)2(

l b pl m p 4.16kN.m ,在p m 作用下雨篷梁的最大扭矩:m KN l m T p .49.72

60

.316.42

01=?=

=

相应的剪力:KN l q g V n 628.386.3)176.120.284(2

1

)(211=?+=+=

(2)恒荷载加集中荷载

集中荷载在门洞边产生的扭矩:

m KN b l F T n P .77.2)2

37

.02.1(214)2(24=+?=+= 雨篷板上恒荷载产生的沿梁纵轴每米的线扭矩:

m m KN b l g t n k g /.30.3)237.02.1(2.1865.221)2(212

2=+???=+=

m KN T l t T P n g .75.477.21.2×3.30×21

212=+=+=

高层建筑结构设计分析王方成

高层建筑结构设计分析王方成 发表时间:2016-07-28T15:02:06.787Z 来源:《基层建设》2016年10期作者:王方成 [导读] 本文结合工程实际,对高层建筑结构设计分析。 深圳市建筑设计研究总院有限公司 摘要:随着我国科学技术的不断进步和经济的快速发展,城市中高楼耸立,高层建筑物已成为人们共同的追求。本文结合工程实际,对高层建筑结构设计分析。 关键词:高层建筑;结构设计 1 工程概况 该建筑总长46.10m,总宽35.90m,总高 111.563m,大屋面层高96.90m。地上共23层,地下 2 层。地下室层高 4.7m 与 3.75m。1~22 层层高 4.2m,23 层层高4.5m。上部均为办公室,地下部分为车库和设备用房。总建筑面积53065.79 m2,其中地上37307.59 m2,地下 15758.20 m2,建筑占地面积 10636m2。 2 自然地质情况 本工程场地地震基本烈度 7 度,设计地震分组第三组,设计基本地震加速度 0.1g,属于抗震不利地段,建筑场地类别Ⅱ类,设计特征周期取 0.45s。50 年遇基本风压 0.80kN/m2,场地地基土自上而下可划分为 7 层,从上至下依次为①层填石,层厚 2.7~19m;②层中砂,层厚 0.90~22.9m;②-A 层淤泥,层厚 1.70~1.90m;③层(含砾砂)粉质粘土,层厚 1.3~3.2m;④层残积砂质粘性土,层厚 2.6~8.0m;⑤层全风化花岗岩,层厚1.1~7.3m;⑥层强风化花岗岩:灰白、灰黄、灰褐色,饱和。⑥-1层砂土状强风化花岗岩,层厚 1.1~11.1m;⑥-2 层碎块状强风化花岗岩,层厚 0.8~11.5m;⑦层中风化花岗岩:灰、灰黄、灰白色,岩芯多呈短柱状和长柱状,局部呈块状,中粗粒花岗结构,块状构造,岩芯裂隙较发育,多呈闭合,岩芯采取率 67%~87%,RQD=38~71,岩石饱和单轴抗压试验为 64.60~70.10MPa,标准值为 66.03MPa,岩石坚硬程度为坚硬岩,岩体完整程度为破碎~较完整,岩体基本质量等级为Ⅱ~Ⅳ级。本次勘察所有钻孔均有揭示至该层,均未揭穿,揭露厚度为2.20~10.76m。 3 基础形式 由于办公楼及其周边纯地下室在基坑开挖后存在一定厚度的①层填石(厚度为 3.46~11.54m),采用预应力管桩时难以穿越填石层,另可供预应力管桩选择的桩端持力层④层残积砂质粘性土、⑤层全风化花岗岩和⑥-1 层砂土状强风化花岗岩分布不均匀,考虑到⑥-2层碎块状强风化花岗岩和⑦层中风化花岗岩分布较均匀,根据拟建场地岩土层特性、拟建物结构特点及荷载情况,采用冲(钻)孔灌注桩基础。 4 主体结构设计 4.1 结构选型 本建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)。由于建筑功能布局多为开敞办公区、大会议室等大空间,中间部分以及建筑外形要求美观、大方等方面因素,故本建筑主体部分采用钢筋混凝土框架———核心筒结构形式。框架———核心筒结构的周边框架与核心筒之间形成的可用空间较大,能使房屋空间布局灵活,又能使高层建筑结构满足较大刚度的要求,因此广泛用于写字楼、多功能建筑。具体做法是在建筑中部的电梯井筒及楼梯间四周布置抗震墙框筒,加大外框筒的柱距,减小梁的高度,周边形成稀柱框架。参照规范抗震设防烈度为7 度,确定抗震等级框架为二级,核心筒为二级。 4.2 主要荷载取值 高压配电房、电梯机房、通风机房活荷载为 7.0 kN/ m2,储藏间活荷载为 5.0 kN/m2,备餐间、车库活荷载为 4.0 kN/m2,商场、消防疏散楼梯活荷载为3.5 kN/ m2,办公室、卫生间、走廊、门厅、屋面花园、多功能厅大会议室活荷载为 3.0 kN/ m2,食堂活荷载为 2.5 kN/m2,上人屋面活荷载为 2.0 kN/m2,不上人屋面活荷载为 0.5 kN/m2。大型设备按实际情况考虑。 4.3 主要受力构件尺寸取值 地下室~1 层墙厚度为 400mm,2~23 层墙厚度为300mm。框架柱截面尺寸:地下室为 1200mm×1200mm,1~3层为1100mm×1100mm,4~6 层为 1000mm×1100mm,7~9 层为 1000mm×1000mm,10~12 层为 900mm×1000mm,13~15层为 800mm×900mm,16~18 层为 800mm×800mm,19~21 为700mm×700mm,22~23 层为 600mm×600mm。地下室负一层顶板的厚度为 200mm,地下室顶板除核心筒内板厚 180mm之外,其余部位板厚为 300mm,屋面层的板厚为 120mm,其它各楼层的板厚为 100mm。 4.4 主要结构材料选取 梁板混凝土强度等级为 C30,柱墙混凝土强度等级:-2~4层为C50,5~9层为C45,10~14 层为 C40,15~19 层为C35,20构架层为 C30。此外,圈梁、构造柱、挑檐、雨篷及楼梯均采用 C30 混凝土。主要用于基础梁、板,墙和柱以及楼面梁的纵筋选用 HRB400级钢筋。 4.5 计算软件及计算依据 本工程计算使用程序为中国建筑科学研究院开发的建筑结构三维设计与分析软件 SATWE。计算依据为建筑条件图以及《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010等国家相关规范。 4.6 计算结果分析 (1)位移比。基于刚性楼板假定,考虑偶然偏心的条件下,X 方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.19 (第26层第1塔),Y 方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.28(第 26 层第 1 塔),属于平面不规则中的扭转不规则。位移比超过 1.2,需要考虑双向地震作用。 (2)层间位移。计算时不扣除整体弯曲变形,不考虑偶然偏心的影响,X 方向地震力作用下的楼层最大位移:1/1055<1/800;Y 方

建筑结构设计

65 建筑结构设计分析 张亚超 魏强 西安骊山建筑规划设计院 摘 要:本文主要介绍建筑结构的基本内容,然后针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡采用概念设 计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展,对建筑结构设计常见问题做了分析,为以后的设计提供参考。 关键词:建筑;结构设计;方法;概念设计 而建筑结构设计优化方法的应用则既能满足建筑美观、造型优美的要求,又能使房屋结构安全、经济、合理,成为实质意义上的“经济适用”房。 1 结构设计的基本内容 1.1 屋顶(面)结构图 当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有两种:梁板式及折板式。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。反之,则适用折板式。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于 120 厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法, 建议采用剖面示意图加大样详图的表示方法(实践证明此方法便于施工人员正确理解图纸)。1.2 结构平面图 在绘制结构平面布置图前有个问题需要说明一下, 就是要不要输入结构软件进行建模的问题。当建筑地处抗震设防烈度为 6 度区时,根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算的但应符合有关的抗震措施要求。那么对于砌体结构来讲如果时间不是很充足的话应该可以不用在软件中建模的,直接设计即可,但要注意受压和局部受压的问题。必要时进行人工复核。对于局部受压的防御措施是要按规定对梁下设梁垫以及设置构造柱等措施。如果时间不是很紧张的话建议还是输入建模较好, 有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算。另外,当建筑地处抗震设防烈度为 7 度及以上时我的观点是必须要输入软件建模计算的, 绘制结构平面图时如果没有建模的话就可以直接在建筑的条件图上来绘制结构图了, 这一步必不可少的是删除建筑图中对结构来讲没有用的部分,简单快捷的方法是利用软件的图层功能,直接冻结相关的层。然后再建立新的结构图层:圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层等等。这样做的目的是提高绘图效率, 方便在不同结构平面图间的拷贝移动和删除。1.3 楼梯 楼梯梯板要注意挠度的控制, 梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求, 梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。阁楼层处的楼梯由于有 分户墙的存在要设置抬墙梁。注意梁下的净空要求, 并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题, 必要时应设梯梁。1.4 基础 基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度(因软件计算的是墙下的平均轴力)。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。 2 概念设计 所谓的概念设计一般指不经数值计算, 尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中, 依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想, 从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法, 可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能,同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 概念设计的重要性:概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为,概念设计做得好的结构工程师,随着他的不懈追求,其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是,随着社会分工的细化,大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计,缺乏创新,更不愿(不敢)创新,有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果的明显不合理、甚至错误不能及时发现。 3 建筑结构设计常见问题 (下转第67页)

建筑结构设计中的荷载分析

建筑结构设计中的荷载分析 建筑结构在使用期间和在施工过程中要承受各种作用。施加在结构上的集中力或分布力(如人群、设备、风、雪、构件自重等)称为直接作用,也称荷载;引起结构外加变形或约束变形的原因(如温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等)称为间接作用。 作用在建筑物上的实际荷载到底有多大,很难精确计算。事实上,即使有最完整的资料,还是很难确切估计荷载的大小。但是为了能开始着手设计,通常作出一些不致造成严重误差的合理假设。在各种外力和荷载作用下,结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。 结构计算时,需根据不同的设计要求采用不同的荷裁数值,这称为荷载代表值;荷载的代表值有荷载的标准值、准永久值和组合值之分。 一、荷载 (一)荷载作用 荷载与作用是土木工程中常常涉及的名词术语,在我国的国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》中对“作用”是这样定义的:施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因,统称为结构上的作用。 施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用。例如,各种土木工程结构的自重、土压力、水压力、风压力、积雪重,房屋建筑中的楼面上人群和家具等的重量,路面和桥梁上的车辆重量等,桥梁、水工结构、港口及海洋工程结构中的流水压力、波浪荷载、水中漂浮物对结构的撞击力等,都是以外加力的形式直接施加在结构上,它们与结构本身性能无关,称为直接作用。引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。例如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等,它们不是以外加力的形式直接施加在结构上,故称为间接作用。 结构上的作用虽然分为直接作用和间接作用,但它们产生的结果是一样的:使结构或构件产生效应(结构或构件产生的内力、应力、位移、应变、裂缝等)。因此,也可以这样定义“作用”:使结构或构件产生效应的各种原因,称为结构上的作用。 “荷载”和“作用”对实际工程设计来说,主要是一个概念问题,一般并不影响作用效应的计算和结构本身。在国际上,目前也有不少国家对“荷载”和“作用”未加严格区分。在我国,一般情况下,“荷载”专指直接作用,“作用”有时指直接作用和间接作用,有时专指“荷载”或专指间接作用:在工程中,为了使用和交流的方便,常常将直接作用和间接作用均称为“荷载”。 (二)建筑结构荷载 建筑结构在使用和施工过程中所受到的各种直接作用称为荷载。另外,还有一些能使结构产生内力和变形的间接作用,如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用。 结构设计人员在进行建筑结构的设计时,首先应进行荷载的计算,取其代表值,荷载确定后,才能根据其大小和作用形式计算结构的内力,然后再进行构件计算。也就是说建筑物某一部分的构件,是承重还是非承重,承受多大的荷载,都有其最大值或极限值,超过这个极限值,结构就会变形,就会遭到破坏,轻者降低建筑物的经济寿命,严重者会酿成事故,威胁到生命安全。这就是物业装修管理人员之所以必须了解、掌握建筑结构形式及其荷载作用、影响的目的。 二、建筑荷载确定与计算 (一)永久荷载(恒荷载) 在房屋结构中,永久荷载主要是结构的自重。在设计房屋结构的地下部分时,有时要计算土的自重,它也是永久荷载。

建筑结构设计计算题

模块三钢筋混凝土受弯构件计算能力训练(课题1-7)习题答案二、计算题 1.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为C25,fc =mm2,, 钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。求:受拉钢筋截面面积。 解:采用单排布筋 将已知数值代入公式及 得 16510= 两式联立得:x=186mm A= 验算 x=186mm<= 所以选用325 A=1473mm2 2.已知一单跨简支板,计算跨度l=,承受均布荷载q k=3KN/m2(不包括板的自重),如图所示;混凝土等级C30,;钢筋等级采用HPB235钢筋,即Ⅰ级钢筋,。可变荷载分项系数γQ=,永久荷载分项系数γG=,环境类别为一级,钢筋混凝土重度为25KN/m3。 求:板厚及受拉钢筋截面面积As 解:取板宽b=1000mm的板条作为计算单元;设板厚为80mm,则板自重g k=25×=m2,跨中处最大弯矩设计值: 第2题图1 由表知,环境类别为一级,混凝土强度C30时,板的混凝土保护层最小厚度为15mm,故设=20mm,故h0=80-20=60mm ,fc=,ft=,

fy=210,= 查表知, 第2题图2 选用φ8@140,As=359mm2(实际配筋与计算配筋相差小于5%),排列见图,垂直于受力钢筋放置φ6@250的分布钢筋。 验算适用条件: ⑴ ⑵ 3.已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的HRB335钢筋,即Ⅱ级钢筋,,As=804mm2;混凝土强度等级为C40,;承受的弯矩M=。环境类别为一类。 验算此梁截面是否安全。 解:fc=mm2,ft= N/mm2,fy=300 N/mm2。由表知,环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm,故设a=35mm,h0=450-35=415mm 则 4.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为C40,,钢筋采用HRB335,即Ⅱ级钢筋,,截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。 求:所需受压和受拉钢筋截面面积 解:fc=mm2,fy’=fy=300N/mm2,α1=,β1=。假定受拉钢筋放两排,设a=60mm,则h0=h-a=500-60=440mm 这就说明,如果设计成单筋矩形截面,将会出现超筋情况。若不能加大截面尺寸,又不能提高混凝土等级,则应设计成双筋矩形截面。 取

高层建筑混凝土内力组合建筑结构设计计算书

高层建筑混凝土力组合建筑结构设计计算 书 7 力组合 7.1 选取荷载组合 “《高层建筑混凝土结构技术规程》”规定,抗震设计时要同时考虑无地震作用效应时的组合和有地震作用效应时的组合: 无地震作用效应组合时,荷载效应组合的设计值应按下式确定: d G GK L Q Q Qk w w wK S S S S γγψγψγ=++ d S ——荷载效应组合的设计值; G γ——永久荷载分项系数; Q γ——楼面活荷载分项系数; w γ——风荷载分项系数; L γ——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,设计使用年限为50年时取1.0,设计使用年限为100年时取1.1 GK S ——永久荷载效应标准值; GK S ——永久荷载效应标准值; QK S ——楼面活荷载效应标准值; wK S ——风荷载效应标准值; ,Q w ψψ——楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效应起控制作用时分别取0.7和0.0;当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0。 结合本工程情况作出如下基本组合: 1.由永久荷载效应起控制的组合: 1.35G γ=, 1.4Q γ=, 1.4w γ=,0.7Q ψ=,0.0w ψ= 选用组合为: 1.350.7 1.4GK Qk S S S =+? 2.由可变荷载(只考虑可变荷载)效应起控制的组合: 1.20G γ=, 1.4Q γ=, 1.0Q ψ= 选用组合为: 1.20 1.0 1.4GK Qk S S S =+?

有地震作用效应组合时,荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定: wK w w Evk Ev Ehk Eh GE G S S S S S γψγγγ+++= S ——荷载效应和地震作用效应组合的设计值; GE S ——重力荷载代表值的效应; Ehk S ——水平地震作用标准值的效应,尚应乘上相应的增大系数或调整系数; Evk S ——竖向地震作用标准值的效应,尚应乘上相应的增大系数或调整系数; wK S ——风荷载效应标准值; G γ——重力荷载分项系数; w γ——风荷载分项系数; Eh γ——水平地震作用分项系数; Ev γ——竖向地震作用分项系数; w ψ——风荷载组合值系数,一般取0.0,对60米以上的高层建筑取0.2。承载 力计算时,7度抗震设计,60m 以下的高层建筑,分项系数取如下: 1.2G γ=, 1.3Eh γ=,不考虑Ev γ,w γ。 选用组合为: 1.2 1.3GE Ehk S S S =+ 7.2 构件的承载力能力验算 根据“GB50010-2010《混凝土结构设计规》第11.1.6条和表11.1.6规定”对结构抗震承载力进行调整。 无地震作用效应: 0S R γ≤ 有地震作用效应: RE R S γ≤ 式中0γ——结构重要性系数,对安全等级为一级或设计使用年限为100年以上的结构构件,不应小于1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件 ,不应小于1.0; S ——作用效应组合的设计值; R ——构件承载力设计值; 1.1c η= RE γ——构件承载力抗震调整系数,按照下表选取:

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

建筑结构设计试题及答案

建筑结构设计 一、选择题(每小题1分,共20分) 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的( )。 A 、两端,与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间,与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端,与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D 、中间,与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中,柱的( )截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在( )情况下。 A 、0.751.0 C 无论何时 q γ=1.4 D 作用在挡土墙上q γ=1.4 12、与b ξξ≤意义相同的表达式为()

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

建筑结构荷载规范汇总

建筑结构荷载规范汇 总 1.0.1 为了适应建筑结构设计的需要,以符合安全适用、经济合理的要求,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于建筑工程的结构设计。 1.0.3 本规范是根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定的原则制订的。 1.0.4 建筑结构设计中涉及的作用包括直接作用(荷载)和间接作用(如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用)。本规范仅对有关荷载作出规定。 1.0.5 本规范采用的设计基准期为50 年。 1.0.6 建筑结构设计中涉及的作用或荷载,除按本规范执行外,尚应符合现行的其他国家标准的规定。 2.1.1 永久荷载permanent load 在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。 2.1.2 可变荷载variable load 在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可以 忽略不计的荷载。 2.1.3 偶然荷载accidental load 在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很 短的荷载。 2.1.4 荷载代表值representative values of a load 设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值, 例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。 2.1.5 设计基准期design reference period 为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。 2.1.6 标准值characteristic value/nominal value 荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。 2.1.7 组合值combination value 对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率,能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值;或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。 2.1.8 频遇值frequent value 对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。 2.1.9 准永久值quasi-permanent value 对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间约为设计 基准期一半的荷载值。 2.1.10 荷载设计值design value of a load 荷载代表值与荷载分项系数的乘积。 2.1.11 荷载效应load effect 由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力、变形和裂缝等。 2.1.12 荷载组合load combination 按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种 荷载设计值的规定。 2.1.13 基本组合fundamental combination 承载能力极限状态计算时,永久作用和可变作用的组 合。 2.1.14 偶然组合accidental combination 承载能力极限状态计算时,永久作用、可变作用和一个偶 然作用的组合。 2.1.15 标准组合characteristic/nominal combination 正常使用极限状态计算时,采用标准值或组 合值为荷载代表值的组合。 2.1.16 频遇组合frequent combinations 正常使用极限状态计算时,对可变荷载采用频遇值或准永 久值为荷载代表值的组合。

建筑结构设计期末试题

四 川 大 学 期 末 考 试 试 题 (2005 ——2006 学年第 1 学期) 课程号: 课序号:0 课程名称:建筑结构设计 任课教师: 成绩: 适用专业年级:土木02级 学生人数:130 印题份数:140 学号: 姓名: 311n λ??+ ?i q H ,

∑, F

(2006 —2007 学年第一学期) 课程号:课序号:0 课程名称:建筑结构设计任课教师:贾正甫成绩: 适用专业年级:03土木工程学生人数:90 印题份数:95 学号:姓名: 注:1试题字迹务必清晰,书写工整。本题共 1 页,本页为第 1 页 2 题间不留空,一般应题卷分开教务处试题编号: 3务必用A4纸打印

(2006 —2007 学年第一学期) 课程号:课序号:0 课程名称:建筑结构设计任课教师:贾正甫成绩: 适用专业年级:03土木工程学生人数:90 印题份数:95 学号:姓名: 注:1试题字迹务必清晰,书写工整。本题共 1 页,本页为第 1 页 2 题间不留空,一般应题卷分开教务处试题编号: 3务必用A4纸打印

(2006 —2007 学年第一学期) 课程号:课序号:0 课程名称:建筑结构设计任课教师:贾正甫成绩: 适用专业年级:03土木工程学生人数:90 印题份数:95 学号:姓名: 注:1试题字迹务必清晰,书写工整。本题共 1 页,本页为第 1 页 2 题间不留空,一般应题卷分开教务处试题编号: 3务必用A4纸打印

(2006—2007 学年第二学期) 课程号:课序号:0 课程名称:建筑结构设计任课教师:成绩: 适用专业年级:04土木工程学生人数:175 印题份数:200 学号:姓名: 2 题间不留空,一般应题卷分开教务处试题编号: 3务必用A4纸打印

建筑结构设计计算书

第一部分建筑设计说明 1.1.总平面设计 本设计为一幢7层宾馆,首层层高为 4.5m,二至七层层高均为3.6m,考虑通风和采光要求,采用了南北朝向。设计室内外高差为 0.45m,设置了3级台阶作为室内外的连接。 1.2.平面设计 本宾馆由客房及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确,布局合理,联系紧密,尽量做到符合现代化宾馆的要求。 (1)使用部分设计 1.客房:客房是本设计的主体,占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求,故将宾馆南北朝向,东西布置。 2.门厅:门厅是建筑物主要出入口的内外过渡,人流分散的交通枢纽,对于宾馆而言,门厅要给人一种开阔的感觉,给人舒适的第一感觉,因此,门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。 (2)交通联系部分设计 走廊连接各个客房、楼梯和门厅各部分,以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求,本设计中走廊宽度为2.4m。 楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分,是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有三部双跑楼梯以满足需求。 为满足疏散和防火要求,本宾馆设置了两部电梯。 (3)平面组合设计 该宾馆采用内廊式,由于本建筑的特殊功能,各个客房与服务台都需要有必要的联系。 1.3.立面设计 本方案立面设计充分考虑了宾馆对采光的要求,立面布置了很多

推拉式玻璃窗,样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。 在装饰方面采用乳白色的外墙,窗框为银白色铝合金,色彩搭配和谐,给人一种亲切和谐放松自由的感觉,一改过去的沉闷和死板,使旅客可以轻松自在的在宾馆休息与生活。 1.4.剖面设计 根据采光和通风要求,各房间均采用自然光,并满足窗地比的要求,窗台高900mm。 屋面排水采用有组织内排水,排水坡度为2%,结构找坡。 为了符合规范要求,本设计中采用了两部电梯,满足各分区消防和交通联系的要求。 1.5.建筑设计的体会 本建筑在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便,达到人流疏散和防火的要求,对房间的布置及使用面积的确定,达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调;整个建筑满足各方面的需求。使人,建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计使我们把所学到的知识运用到其中,并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下,设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅,既巩固了我们的专业知识,又积累了很多的经验。

高层建筑结构设计分析论文

关于高层建筑结构设计分析 摘要:随着社会经济的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。 关键词:建筑结构结构设计 abstract: with the rapid development of social economy, the people’s material life level unceasing enhancement, the constant improvement of the living conditions, high-rise residential have mushroomed place have sprung up. a good structure design is often apply, safety, economy, beautiful is advantageous for the construction of the best combination. keywords: building structure design 中图分类号: tu3文献标识码:a 文章编号: 一、高层建筑各专业设计的协调 高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程,涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节,参与高层建筑设计的工程师都深深体会到,对于每个专业单独而言是最完美的设计,但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工,建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分,高层建筑设计既是各个专业自我完善的过

一位结构设计总工的总结79-82

△错层结构 关于错层结构的定义,目前全国没有一致的定义,主要是因为实际结构中错层类型太多,太复杂。况且无法对错层面积与总面积比作一个百分比的定义。《疑问解答》中只指出“楼板相错高度不超过梁截面时,可不作为错层结构,至于住宅中个别位置楼板跃层等错层情况,比较复杂,应根据实际情况个别判断”,也没有正面对错层结构给一个定义。《上海指南》中在涉及规则性时指出“错层(错层高度≥600mm或梁高)则按一项不规则计”,当错层结构其错层高度≥1200mm时,被认为是特别不规则,单此项则可将该工程列入超限范围,也没有明确地给错层结构一个定义。 《高规》明确规定“7度和8度抗震设计时,剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别 《超不宜大于80和60m;框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80和60m”。 限审查技术要点》指出房屋高度超过上述规定的错层结构应属于超限高层建筑工程。并规定9度地区不应采用错层结构。 平面规则的错层剪力墙结构会使剪力墙形成错洞墙,造成结构竖向不规则,对抗震不利,但对抗震性能影响不十分严重。平面布置不规则,扭转效应显著的错层剪力墙结构破坏严重。对框架或框架-剪力墙结构,由于错层会使结构体系中形成许多短柱和长柱混合的不规则结构体系,对抗震十分不利。错层结构(包括剪力墙,框架,框架-剪力墙)会使错层附近竖向抗侧力构件受力复杂,容易产生较多的应力集中部位。 错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。 错层结构中,错开的楼层应各自参加结构整体计算,不应归并为一层计算。 错层处框架柱的截面高度不应小于600mm,混凝土强度等级不应低于C30,抗震等级应提高一级采用;箍筋应全段加密。 错层处平面外受力的剪力墙,其截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于250mm,并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱;抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30,水平和竖向分布筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%。 尽管楼板相错高度不超过梁截面高度,在一些关键部位仍应采取必要的加强措施,如错层部位的框架柱和剪力墙宜符合上述要求。 △人防底板的荷载组合 人防底板在战时常规武器爆炸等效静荷载作用时,可不考虑与战时常规武器爆炸等效静荷载作用的组合。 当人防底板在战时核武器爆炸等效静荷载作用时,应考虑上部建筑物自重,顶板传来的静载,防空地下室墙体(柱)自重,水压力以及底板核武器等效静荷载的组合。以上组合应分四类情形分别处理。 1.当地下室基础采用箱基或筏基的情形,而且建筑物自重大于水浮力时,此时地基反力不计入浮力,底板荷载则不考虑水压力的组合,只考虑建筑物自重与核武器等效静荷载自组合。永久荷载的分项系数为1.2。核武器等效静荷载可按《人防规范》表4.8.5取值,其分项系数取1.0。 2.当地下室基础采用箱基或筏基的情形,而且建筑物自重小于水浮力时,则底板荷载应考虑水压力和核武器等效静荷载的组合,水压力分项系数为1.2~1.35。核武器等效静荷载可按《人防规范》表4.8.5取值,其分项系数取1.0。 3.当甲类防空地下室基础采用桩基,且按单桩承载力特征值设计时,除桩本身应按计入上部墙、柱传来的核武器爆炸动荷载的荷载组合验算承载力外,隔水板的等效静荷载标准值可按《人防规范》表4.8.15取值。有地下水时,应考虑地下水与核武器等效荷载组合,地

混凝土结构设计计算题

四、计算题(本大题共5小题,每小题6分,共30分) 39.某两层三跨框架的计算简图如题39图所示。各柱线刚度均为1.0×104·m,边柱侧移刚度修正系数为α=0.6,中柱侧移刚度修正系数为α=0.7。试用D值法计算柱的B端弯矩。(提示:底层反弯点高度比为0.65) 题39图 39.两跨等高排架结构计算简图如题39图所示。排架总高13.1m,上柱高3.9m,q1=1.5/m, q2=0.75/m,A、B、C三柱抗侧刚度之比为1∶1.7∶1。试用剪力分配法求A柱的上柱下端截面的弯矩值。 (提示:柱顶不动铰支座反力11,C11=0.34) 40.三层两跨框架的计算简图如题40图所示。各柱线刚度均为 1.0×104·m,边柱侧移刚度修正系数为0.6,中柱侧移 刚度修正系数为0.7。试计算该框架由梁柱弯曲变形引起的 顶点侧移值。 (未注明单位:) 四、计算题(本大题共5小题,每小题6分,共30分) 36.单层厂房排架结构如图a所示。已知15.0,q1=0.8/m,q2=0.4/m。试用剪力分配法计算各柱的柱顶剪力。 (提示:支反力系数C11=0.3,见图b(1);图b(2)、b(3)中的△u1=2△u2)

题36图 37.某两层三跨框架如图所示,括号内数字为各杆相对线刚度。试用反弯点法求杆的杆端弯矩,并画出该杆的弯矩图。 题37图 38.某单层厂房排架结构及风荷载体型系数如图所示。基本风压w 0=0.35/m 2,柱顶标高+12.00m ,室外天然地坪标高-0.30m ,排架间距6.0m 。求作用在排架柱A 及柱B 上的均布风荷载设计值及。 (提示:距离地面10m 处,z μ=1.0;距离地面15m 处,z μ=1.14;其他高度z μ按内插法取值。) 题38图 四、计算题(本大题共5小题,每小题6分,共30分) 36.排架计算简图如题36图所示,A 柱与B 柱的形状和 尺寸相同。 =84·m , =40·m ,8。 试用剪力分配法求B 柱的弯矩图。 (提示:柱顶不动铰支座反力37.1C ,C H M 33=)

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