框架结构抗震设计说明书共85页

《建筑结构抗震设计》课程设计指导书建筑与土木工程学院土木工程专业建筑结构抗震设计指导书一、题目多层钢筋混凝土框架结构办公楼地震作用分析二、设计内容根据已有设计资料进行五层钢筋混凝土框架结构办公楼的抗震设计，具体设计内容如下：1. 确定结构平面布置，确定结构承重方案，估算梁、柱尺寸，绘制结构平面布置图；2. 确定框架结构的计算简图（绘制计算简图）；3. 横向框架结构侧向刚度计算，并进行侧向刚度比验算；4. 重力荷载代表值计算，求出各层的重力荷载代表值；5. 水平地震作用计算，采用底部剪力法求出每层的水平地震力，并进行剪重比验算；6. 内力计算：采用D值法进行一榀横向框架结构在水平地震作用下内力计算并绘制相应的内力图。

三、设计内容指导1.结构平面布置（1）确定结构承重方案及构件布置：应根据建筑的使用和造型的要求，确定一个相对合理的结构布置方案。

结构布置基本原则为结构受力合理；传力体系简单明确。

结构构件布置内容包括框架梁、柱布置；非框架梁布置；楼、屋面板布置；以及其它构件布置。

框架的布置可根据具体情况选择采用：●横向承重体系—竖向荷载主要由横向框架梁承担，用纵向连系梁连接各榀横向框架。

●纵向承重体系—竖向荷载主要由纵向框架梁承担，用横向连系梁连接各榀纵向框架。

●双向承重体系—纵、横向框架梁均要承担楼板传来的竖向荷载，有抗震设防要求的房屋宜采用此方案。

非框架梁一般优先布置于墙下和较重设备下，然后再根据楼板的大小和框架承重体系布置。

●构件的材料及施工方法：框架结构梁、板、柱混凝土等级不低于C20，目前框架梁、柱混凝土等级通常采用C30及以上。

多层框架结构梁、板、柱常采用相同的混凝土等级；高层框架结构梁、板、柱常采用不同的混凝土等级。

梁、柱主筋常采用热轧II级钢筋；箍筋常采用热轧I级钢筋；现浇板、楼梯构件及非主结构构件常采用热轧I级钢筋。

在抗震设防区，全现浇框架被广泛采用，也可采用现浇装配整体式框架。

（2）构件截面估算：●梁高h b：主、次梁交接时，主梁梁高一般比次梁梁高大50mm以上。

任务书一、设计内容钢筋混凝土框架结构抗震设计二、设计资料某六层现浇钢筋混凝土框架结构，屋顶有局部突出的楼梯间和水箱间。

平面、剖面，构件尺寸和各层重力荷载代表值如图1、图2所示。

梁、板混凝土强度等级均为C25，柱的混凝土等级为C30,梁柱中纵向筋均采用HRB335级，箍筋均采用HPB235。

梁板柱截面尺寸：AB 轴线和CD轴线间梁顶层b×h=250mm×600mm，一～五层为b×h=250mm ×650mm;BC轴线间梁b×h=250mm×400mm。

柱截面尺寸：一～三层为550mm×550mm，四～六层为500mm×500mm。

抗震设防烈度、设计地震分组和场地类别见表1。

采用底部剪力法对该框架进行截面抗震计算。

（本人：设计抗震设防烈度7度，设计地震分组二组，场地类别Ⅳ类）三、设计要求课程设计时间：一周成果：（1）设计计算书一份。

包括：计算过程，计算简图等（2）梁、柱配筋设计图要求：按学号选择设计资料。

计算完整，数据正确，书写工整。

图号自拟，布图合理，线型分明，标注明确。

独立完成，采用手写稿或电子稿并按要求装订成册。

图1 平面图图2 剖面图1.计算简图及重力荷载代表值的确定永久荷载作用于框架梁上的荷载屋面恒载三毡四油屋面防水层0.4kN/m21:3水泥沙浆找平层20mm0.4kN/m2水泥蛭石板保温层60mm0.12kN/m21:8水泥炉渣找坡80mm1.44kN/m21:3水泥沙浆找平层20mm0.4kN/m2现浇钢筋混凝土板80mm2.kN/m2板底抹灰20mm0.4kN/m2合计5.1kN/m2楼面恒载水磨石地面0.65kN/m2现浇钢筋混凝土板80mm2..0kN/m2板底抹灰20mm0.4kN/m2合计3.05kN/m梁自重横向框架梁：2.5kN/m次要框架梁：2kN/m柱自重上层柱：18.75 kN /根底层柱：20.25 kN /根墙自重及两面抹灰女儿墙：4.56KN/m 两面抹灰：0.68kN/m 共计：5.24kN/m 2~6层：外墙标准层墙: 20.3KN/m内墙标准层墙: 13.1KN/m底层: 外墙标准层墙: 28.12KN/m内墙标准层墙: 28.12KN/m重力荷载代表值（恒载+0.5活载）活荷载Q=2.048.911.6=1155KNG6= G板+G梁+G上柱/2+G女儿墙+G标墙/2=6900（不包括屋面活荷载）G5= G板+G梁+G上柱+ G标墙+F活/2=9300KNG2=G3=G4=G5 =9300KNG1= G 板+G 梁+G 上柱/2+G 底柱/2+G 标墙/2+G 底墙+F 活/2=10300KN各层重力代表值及计算简图2.框架抗侧移刚度的计算（D 值的计算） （1） 梁的线刚度。

框架核心筒结构抗震设计摘要：为了有效防止地震对框架核心筒结构的破坏，在进行结构施工的时候，有必要加强结构的抗震设计水平。

本文将了解框架核心筒结构抗震设计原则的基础上，提出核心筒结构抗震设计的几点建议措施。

关键词：框架核心筒；建筑结构；抗震设计1 建筑框架核心筒结构抗震设计原则根据《工业与民用建筑抗震设计规范》中的相关规定，建筑框架核心筒结构抗震设计基本原则可总结为：1.1 维持性原则针对抗震水平性能降低的建筑核心筒结构，这些建筑的核心筒结构需要按照原来的设计规范要求，提升结构的抗震安全系数，尤其是出现结构性能弱化的部位或承载力下降的部位，进行维修加固。

该原则可参考借鉴的标准规范有《建筑抗震鉴定标准》，适用于按照抗震设计规范要求施工的建筑核心筒结构，而该建筑核心筒结构由于主客观原因，抗震水平已经下降，尤其是已经超过40a使用年限的建筑核心筒结构，需要尽量使其满足现行的国家标准规范。

1.2 提升性原则针对抗震水平性能是否降低的建筑核心筒结构，这些建筑的核心筒结构都低于现行的抗震设计标准规范要求。

这种抗震设计不能继续沿用之前的标准规范，而是以现行标准为依据，对存在结构抗震水平差异的部位进行加固，尤其是那些施工时没有严格考虑抗震设防问题的建筑核心筒结构。

提升性抗震设计的难度更大，在加固之前，核心筒结构已经在一定荷载作用力之下，产生应力压缩或弯曲变形等，对其加固，并没有卸除原有的荷载，而是新增加的承载能力，减缓荷载的压缩影响，从而起到加固的效果。

2 建筑核心筒结构抗震设计的建议措施鉴于建筑核心筒结构抗震涉及的基本原则，本文将重点对粘钢加固、碳纤维片材加固、外粘型钢加固三种方法展开分析，具体内容如下：2.1 粘钢加固设计粘钢加固设计的基本原理是确定建筑核心筒结构钢筋混凝土构件表面的受拉部位，将一定规格的钢板粘贴到该部位上，以便钢板辅助承受原混凝土构件的拉力和剪力，作为核心筒结构受力钢筋的一部分，这是提高核心筒结构承载力的重要举措。

6.3框架结构抗震构造措施6.3.1梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1截面宽度不宜小于 200mm；2截面高宽比不宜大于 4；3净跨与截面高度之比不宜小于 4。

6.3.2梁宽大于柱宽的扁梁应符合下列要求：1采用扁梁的楼、屋盖应现浇，梁中线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置。

扁梁的截面尺寸应符合下列要求，并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定：b b≤2b c（6.3.2-1）b b≤b c＋h b（6.3.2-2）h b≤16d（6.3.2-3）式中b c——柱截面宽度，圆形截面取柱直径的 0.8 倍；b b、h b——分别为梁截面宽度和高度；d——柱纵筋直径。

2扁梁不宜用于一级框架结构。

6.3.3梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：1梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于 0.35。

2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于 0.5，二、三级不应小于 0.3。

3梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表 6.3.3 采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于 2％时,表中箍筋最小直径数值应增大 2mm。

表 6.3.3 梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径为梁截面高度。

注：1 d 为纵向钢筋直径；hb2箍筋直径大于 12mm、数量不少于 4 肢且肢距不大于 150mm 时，一、二级的最大间距应允许适当放宽，但不得大于 150mm。

6.3.4梁的钢筋配置，尚应符合下列各项要求：1两端纵向钢筋的配筋率不宜大于 2.5％。

沿梁全长顶面、底面的配筋，一、二级不应少于2φ14 且分别不应少于梁两端顶面、底面纵向配筋中较大截面面积的 1/4，三、四级不应少于2φ12。

2一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对框架结构不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的 1/20，或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的 1/20；对其他结构类型的框架不宜大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的 1/20，或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的 1/20。

1.梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：（1）截面宽度不宜小于200mm；（2）截面高宽比不宜大于4；（3）净跨与截面高度之比不宜小于4.2.采用梁宽大于柱宽的扁梁时，楼板应现浇，梁小线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置，且不宜用于一级框架结构。

扁梁的截面尺寸应符合下列要求，并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定：3.梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：（1）粱端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5％。

且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25.二、二级不应大于0.35.（2）梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级小应小于0.5，二、三级不应小于0.3.（3）梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表12-29采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2％时，表中箍筋最小直径数值应增大2 mm.4.梁的纵向钢筋配置，尚应符合下列各项要求：（1）沿梁全长顶面和底面的配筋，一、二级不应少于2φ4，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1／4，三、四级不应少于2φ12；（2）一、二级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1／20；对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1／20.5.梁端加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm.6.柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：（1）截面的宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱直径不宜小于350 mm.8.柱的钢筋配置，应符合下列各项要求：（1）柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表12-31采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2％；对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，表中的数值应增加0. 1.注：采用HRB400级热轧钢筋时应允许减少0.1，混凝土强度等级高于C60时应增加0.10.2）二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm.3）框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm.9.柱的纵向钢筋配置，尚应符合下列各项要求：（1）宜对称配置。