多层及高层房屋结构框架设计.
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多层内框架结构房屋室内增层设计摘要:在合理的高度和层数的情况下, 框架结构能够提供较大的建筑空间,其平面布置灵活,可适合多种工艺与使用功能的要求。
但是, 在框架结构设计中,仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以高度重视,以确保结构设计质量。
本文针对多层框架房屋结构设计中的相关问题进行了探讨,并以多层内框架房屋内增层设计实例,本设计中新增楼盖采用π形断面梁,解决了新增加梁与旧柱连接处节点设计复杂,施工困难的问题,给增层设计时有一定参考价值。
关键词:建筑物;室内增层;加固0引言随着我国经济的不断发展,城市基础设施建设和房地产市场取得了突飞猛进的发展。
城市住房建筑的多样化趋势,以及城市住房建筑施工技术的提升,使得多层框架房屋结构设计这种新型设计方式在商品房开发中被普遍的运用。
目前,多层框架结构设计已广泛应用于民用住宅、工业厂房及其它建筑物的设计当中,本文结合设计实践,对多层框架住宅结构设计的要点及要注意的问题提出了笔者看法,下面进行阐述。
1 多层框架结构的组成与布置1.1 多层框架结构的组成框架结构由柱和梁组成,通常柱子垂直进行布置,梁水平进行布置。
由于排水的需要,可将屋面布置成斜梁的形式。
梁与柱的连结处通常是刚性连接,不过有时为了施工方便,可以考虑将一部分节点做成半铰节点或铰节点。
若梁、柱之间全都是铰接,则称之为多层排架。
采用刚性连接的梁比较节约材料,并且可以保证构件的横向刚度,横梁的高度也比较小,结构形式相对经济。
柱支座通常是固定支座,如有必要也可设计成铰支座。
框架可以等跨也可以不等跨,层高也没有硬性规定,可以相等或者不完全相等。
框架结构是高次超静定结构,既受竖向荷载作用,也受到侧向作用力的作用。
为便于结构受力,框架梁适宜拉通、对直,框架柱上下进行对中,梁柱轴线保持在同一个竖向平面内。
有时出于建筑造型或使用功能上的考虑,也可将框架结构做成抽梁、抽柱、外挑、内收等结构形式。
框架结构一般有三种,格构式、实腹式以及混合式框架。
多层建筑框架结构设计的问题分析摘要:我国经济的繁荣带来了城市建筑事业的蓬勃发展,也对建筑业从业人员的设计水平及建筑物的安全性能有了进一步革新和提升。
现阶段就结构设计而言,多层框架建筑结构设计被普遍的运用于各种多层建筑工程中。
作者主要就多层框架建筑结构设计中需要注意的几点问题展开论述。
关键词:多层建筑;框架结构设计;抗震1框架结构设计所面临的问题在当前建筑业所常用的框架结构设计中,框架结构在设计过程中往往存在一些问题,使得建筑结构的质量受到很大程度的影响,严重影响了建筑物的安全性,为此若想促进框架结构在设计领域的普遍运用,并充分发挥框架结构所具有的相对优势,就必须确保框架结构设计的质量,需要在设计过程中加以改正和完善。
其受设计中计算结构精准度的影响,建筑结构设计中条形基础的宽度以及条形基础的面积受与实际需求存在一定的偏差。
当条形基础面积不足时,在有较大的并且相对集中地作用力通过墙体向地基进行不均匀扩散时,对建筑结构的基础地基将形成一定不良的影响,为此在进行设计时必须对受力模型进行精准的计算,避免不均匀作用力对基础所造成的不良影响,影响建筑结构的稳固性。
目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的,对部分梁而言,尽管相交梁截面尺寸不同,相互之间却不存在主、次梁关系,设计人员在绘制施工图时,应注意配筋形式与受力分析相匹配。
框架结构经空间分析程序电算,所有按主梁输人模型的梁是整体工作的,部分梁将产生扭转问题。
2 独立基础荷载取值在多层框架房屋结构设计当中一般情况下多采用柱下独立基础作为建筑结构设计中的基础地基设计形式,但在《抗震规范》根据建筑物的层数以及地基持力层是否具有软弱粘性土层为标准,对建筑基础地基所能够承载的抗震承载力不进行特殊的要求,因此建筑房屋设计人员在进行基础地基设计时缺乏对抗震承载力的考量,由此导致了设计人员在进行具体设计时,对建筑物的风荷载也同样缺乏必要的考量。
多层混凝土框架结构设计中的关键问题及对策摘要:混凝土框架结构中的墙体不作为承重构件承受竖向和水平荷载而只是起到填充分隔作用,所以此结构自重较轻分隔灵活且节省材料,在实际中的建设上运用广泛。
本文即结合具体工程案例详细阐述了多层混凝土框架结构设计中的关键问题及对策。
关键词:多层混凝土;框架结构;1.多层混凝土框架结构的特点框架结构是最常见的竖向承重结构,具有以下优点:(1)结构轻巧,便于布置;(2)整体性比砖混结构和内框架承重结构好;(3)可形成大的使用空间;(4)施工较方便;(5)较为经济。
框架结构是由横梁和立柱组成的杆件体系,梁-柱通过节点构成承重骨架,刚性连接,共同承受水平荷载,竖向荷载。
混凝土框架结构中的墙体不作为承重构件承受竖向和水平荷载而只是起到填充分隔作用,所以此结构自重较轻分隔灵活且节省材料,在实际中的建设上运用广泛。
但框架结构也存在一定的缺点,在力学上则会表现出抵抗水平荷载能力差、侧向刚度小、侧移大、应力集中、当框架结构房屋的高宽比较大,则水平荷载作用下的侧移也比较大,引起的颠覆作用也是比较严重,受地基的不均匀沉降也比较严重,以及受外界环境影响较大的特点。
二、工程概况在设计工业厂房建筑结构期间,某多层厂房实际占地面积有 3000 平方米,厂房建筑以钢筋混凝土为主,防火等级设计为一级。
厂房共四层,总高度为23m总面积为12000平方米,抗震等级为三级,以工业厂房实际生产需求为基础,开展建筑结构优化设计。
三、多层混凝土框架结构设计中的关键问题及对策(一)结构设计要点1、结构荷载设计为了保证工业厂房在实际应用过程中的质量,同时还要为其日常生产作业的顺利开展提供安全的环境作为支持,必须要意识到钢筋混凝土框架结构设计在其中的重要性。
在结构设计工作的具体开展过程中,设计人员要与实际情况进行结合,同时还要对各种不同类型的荷载进行综合分析,其中包括竖向、水平等荷载类型。
只有对荷载进行深入分析,才能够根据现有的荷载实现对结构的有效设计,为厂房结构的稳定性和安全性提供有效保证。
PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤利用PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤XX一、执行PMCAD主菜单1,输入结构的整体模型(一)根据建筑平、立、剖面图输入轴线1、结构标准层轴线输入1)结构图中尺寸是指中心线尺寸,而非建筑平面图中的外轮廓尺寸2)根据上一层建筑平面的布置,在本层结构平面图中适当增设次梁3)只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样(位置、截面、材料),并且层高相同时,才能归并为一个结构标准层XX2、网格生成轴线命名XX(二)估算(主、次)梁、板、柱等构件截面尺寸,并进行构件定义XX1、梁1)抗震规范第6.3.6条规定:b 200XX2)主梁:h = (1/8~1/12)l ,b=(1/3~1/2)h3)次梁:h =(1/12~1/16) l,b=(1/3~1/2)h2、框架柱:XX1)抗震规范第6.3.1条规定:矩形柱bc、hc 300,圆形柱d3502)控制柱的轴压比XX柱的轴压比限值,抗震等级为一到四级时,分别为0.7~1。
0柱轴力放大系数,考虑柱受弯曲影响, =1.2~1.4XX楼面竖向荷载单位面积的折算值, =13~15kN/m2XX柱计算截面以上的楼层数XX柱的负荷面积3、板楼板厚:h = l/40 ~ l/45(单向板) 且h 60mmh= l /50~l /45 (双向板)且h80mm(三)选择**标准层进行梁、柱构件布置,楼层定义XX1、构件布置,柱只能布置在节点上,主梁只能布置在轴线上。
XX2、偏心,主要考虑外轮廓平齐。
3、本层修改,删除不需要的梁、柱等。
XX4、本层信息,给出本标准层板厚、材料等级、层高。
5、截面显示,查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确.6、换标准层,进行下一标准层的构件布置,尽量用复制网格,以保证上下层节点对齐。
XX(四)定义**层楼、屋面恒、活荷载,荷载定义1、荷载标准层,是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。
2、此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载,个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改XX(五)根据建筑方案,将**结构标准层和荷载标准层进行组装,结构整体模型,楼层组装XX1、楼层的组装就遵循自下而上的原则。
h学号_ **********毕业论文(设计)课题华源开发公司多层商业办公楼框架结构设计学生姓名陈鹏系别土木建筑系专业班级土木工程专业07级本科一班指导教师刘鹏飞2011年4月华源开发公司多层商业办公楼框架结构设计摘要本设计为华源公司开发的多层商业办公楼结构设计,采用框架结构,建筑层数为五层。
本地区抗震设防烈度为7度,场地类别为二类场地,基本风压为2kN,基本雪压为.0m/402kN。
楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。
.0m/35本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。
按照建筑设计规范,认真考虑了影响设计的各项因素。
本设计选取了结构方案中的中间横向框架进行设计。
先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,同时计算出结构在风荷载作用下的荷载大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。
接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。
找出最不利的一组或几组内力组合。
选取最安全的结果计算配筋并绘图。
此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计,完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。
对楼板也进行了配筋计算,采用是的是双向板。
基础采用了柱下独立基础,对基础行了受力和配筋计算。
整个设计过程中,严格遵循相关的专业规范,参考相关资料和有关最新的国家标准图集,对设计的各个环节进行综合全面科学的考虑。
总之,实用、安全、经济、美观是本设计的原则。
设计计算整个过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化的要求。
关键词:框架结构;抗震设计;荷载计算;内力计算;计算配筋AbstractThis design for huayuan worldbest company developed the multi-layered commercial office building structural design, uses frame structure, construction layer for five layers. This region seismic fortification intensity of 7 degrees, site categories for type venues, basic wind pressure is for 2/40.0m kN , basic snow 2/35.0m kN . Floor, roof adopts cast-in-situ reinforced concrete structure.This design implementation "the practical, safe, economic, beautiful" design principle. According to the architectural design standard, carefully consider the various factors affecting design.This design chose the transverse frame structure scheme design among. The first between layers of load calculation, then represent value for using vertex displacement method, and then from the earthquake cycle by bottom shear method to calculate the size of horizontal seismic load, and calculate the structure in the wind load, and then find out load size under horizontal loads of structural internal force (moment, shear force and axial force). Then calculating vertical load (constant load and live load) under the action of structural internal force. Find out the most unfavorable one group or several groups of internal force combination. Select the security reinforcement and the results calculated animation In addition to the structure scheme design of indoor stair, completing the flat bedplate, ladder section board, platform beam of internal force and the component such as reinforcement calculation and construction drawing. Also on floor reinforcement calculation, using yes is two-way board. Foundation adopted under column independent basis, the base line stress and reinforcement calculation.The whole design process, strictly abide by relevant professional regulation, reference related materials and related the latest national standard atlas of design of each link, comprehensive comprehensive scientific consideration. Anyhow, practical, safe, economic, beautiful is the design principles. Design calculation the whole process took into consideration the seismic requirements, technical and economic indexes and construction industrialized requirements.Keywords: Frame structure; Seismic design; The load calculation; Internal force calculation; Calculation of reinforcement目录第一章建筑设计说明.................................................................................................................................... - 1 -1.1平面设计 (1)1.1.1 使用部分平面设计 .............................................................................................................................. - 2 -1.1.2 交通联系部分设计 .............................................................................................................................. - 2 -1.1.3 平面组合设计 ...................................................................................................................................... - 2 -1.2剖面设计 (2)1.3立面设计 (3)1.4楼板层和地面 (3)1.5基础和地基 (4)1.6交通联系部分的设计 (4)1.6.1 楼梯设计 .............................................................................................................................................. - 4 -1.6.2 门厅的设计 .......................................................................................................................................... - 5 -1.6.3 室外台阶 .............................................................................................................................................. - 5 -1.6.4 门和窗的设计 ...................................................................................................................................... - 5 -1.7其它设计 (6)1.7.1 散水设计 .............................................................................................................................................. - 6 -1.7.2 勒脚的设计 .......................................................................................................................................... - 6 -1.7.3 女儿墙设计 .......................................................................................................................................... - 6 -第二章结构设计说明.................................................................................................................................... - 7 -2.1材料要求 (7)2.2填充墙要求 (7)2.3截面尺寸要求 (7)2.4结构布置要求 (7)2.5计算过程 (8)2.5.1 计算简图 .............................................................................................................................................. - 8 -2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算 .......................................................................................................... - 9 -2.5.3 地震作用计算 ...................................................................................................................................... - 9 -2.5.4 框架的内力组合 .................................................................................................................................. - 9 -2.5.5 正截面和斜截面的设计 .................................................................................................................... - 10 -第三章结构计算书 ..................................................................................................................................... - 11 -3.1工程概况 . (11)3.2设计原始资料 (11)3.2.1 建筑要求 ............................................................................................................................................ - 11 -3.2.3 建筑技术条件 .................................................................................................................................... - 11 -3.3材料选用 . (12)3.4结构选型 (12)3.5结构布置及计算简图 (12)3.5.1 选择承重方案 .................................................................................................................................... - 12 -3.5.2 梁、柱截面尺寸估算 ........................................................................................................................ - 12 -3.5.3 框架结构计算简图 ............................................................................................................................ - 13 -3.6重力荷载计算 .. (14)3.6.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 ........................................................................................................ - 14 -3.6.2 屋面及楼面可变荷载标准值 ............................................................................................................ - 15 -3.6.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算................................................................................................. - 15 -3.7重力荷载代表值 . (15)3.7.1 第5层的③轴线框架重力荷载代表值: ....................................................................................... - 15 -3.7.2 第3~4层的③轴线框架重力荷载代表值: ................................................................................. - 16 -3.7.3 第2层的③轴线框架重力荷载代表值: ....................................................................................... - 16 -3.7.4 第1层的③轴线框架重力荷载代表值: ....................................................................................... - 16 -3.8横向框架侧移刚度计算 . (17)3.8.1 计算梁、柱的线刚度 ........................................................................................................................ - 17 -3.8.2 计算柱的侧移刚度 ............................................................................................................................ - 17 -第四章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算......................................................................... - 19 -4.1横向水平地震作用下的框架结构的内力和侧移计算.. (19)4.1.1 横向自振周期的计算 ........................................................................................................................ - 19 -4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算................................................................................................. - 19 -4.1.3 水平地震作用下的位移验算 ............................................................................................................ - 21 -4.1.4 水平地震作用下框架内力计算 ........................................................................................................ - 22 -4.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算. (25)4.2.1 风荷载标准值 .................................................................................................................................... - 25 -4.2.2 风荷载作用下的水平位移验算 ........................................................................................................ - 27 -4.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算 .................................................................................................... - 28 -第五章竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 .................................................................................... - 32 -5.1计算单元 . (32)5.2.1 恒载计算 ............................................................................................................................................ - 33 -5.2.2 活荷载计算 ........................................................................................................................................ - 36 -5.3内力计算 . (39)5.3.1 恒载作用下的内力计算 .................................................................................................................... - 39 -5.3.2 活载、雪载作用下的内力计算 ........................................................................................................ - 44 -第六章横向框架内力组合 .......................................................................................................................... - 51 -6.1结构抗震等级 .. (51)6.2框架梁内力组合 (51)6.2.1 作用效应组合 .................................................................................................................................... - 51 -6.2.2 承载力抗震调整系数 ........................................................................................................................ - 51 -6.2.3 梁内力组合表 .................................................................................................................................... - 51 -6.2.4 计算跨间最大弯矩 ............................................................................................................................ - 54 -6.3框架柱内力组合 . (56)6.3.1 柱内力组合 ........................................................................................................................................ - 56 -6.3.2 柱端弯矩值设计值的调整 ................................................................................................................ - 61 -第七章截面设计 ......................................................................................................................................... - 63 -7.1框架梁 .. (63)7.1.1 梁的正截面受弯承载力计算 ............................................................................................................ - 63 -7.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 ................................................................................................................ - 65 -7.2框架柱 .. (67)7.2.1 柱截面尺寸验算 ................................................................................................................................ - 67 -7.2.2 框架柱的截面设计 ............................................................................................................................ - 68 -第八章板配筋计算 ..................................................................................................................................... - 73 -8.1板的配筋 . (73)8.1.1 设计资料 ............................................................................................................................................ - 73 -8.1.2 荷载计算 ............................................................................................................................................ - 74 -8.1.3 板的计算 ............................................................................................................................................ - 74 -第九章楼梯设计 ..........................................................................................................................................- 78 -9.1建筑设计 . (78)9.2结构设计 (78)9.3梯段板设计 (79)9.3.1 斜板设计(一、二层) .................................................................................................................... - 79 -9.3.2 平台板设计 ........................................................................................................................................ - 80 -9.3.3 平台梁设计 ........................................................................................................................................ - 81 -10.1材料选用 (83)10.2荷载选用 (83)10.2.1 由基础梁传到基顶的荷载 .............................................................................................................. - 83 -10.3基础截面计算 (84)10.4地基承载力及基础冲切验算 (84)10.4.1 A柱的验算....................................................................................................................................... - 84 -10.4.2 B柱的验算 ....................................................................................................................................... - 86 -10.5基础底板计算配筋 . (87)10.5.1 A柱的配筋计算 ............................................................................................................................... - 87 -10.5.2 B柱的配筋计算 ............................................................................................................................... - 88 -结论 ............................................................................................................................................................ - 90 -参考文献 ........................................................................................................................................................ - 91 -致谢 .............................................................................................................................................................- 92 -第一章建筑设计说明这次毕业设计的课题为华源开发公司多层商业办公楼框架结构设计,本着富有时代气息的原则,来设计一座具有现代化气息的商业办公楼。
某市政府多层办公楼钢筋混凝土框架结构毕业设计目录1、开题报告 (1)2、摘要 (6)3、设计概述 (8)3.1、建筑做法……………………………………………………………………………83.2、结构选型……………………………………………………………………………84、荷载计算 (12)4.1、恒载计算 (12)4.2、楼面荷载分配为等效均布荷载 (13)4.3、活载计算 (14)4.4、风载计算 (15)4.5、地震荷载 (16)5、力计算 (19)5.1、恒载作用下力 (19)5.2、竖向活载作用下力 (26)5.3、风载作用下的力计算 (33)5.4、地震作用下计算 (39)6、力组合 (42)6.1、框架梁的力组合 (42)6.2、框架柱配筋计算 (48)7、双向板楼盖设计 (53)7.1、现浇板的配筋计算 (53)7.2、屋面板设计 (53)7.3、楼面板设计 (56)8、楼梯配筋计算 (58)8.1、建筑设计 (58)8.2、楼梯梯段 (58)8.3、平台板计算 (59)8.4、平台梁的计算 (60)9、基础设计 (62)9.1、边柱独立基础 (62)9.2、中柱联合基础 (66)9.3、验算基础高度 (67)9.4、基础板配筋计算 (68)10、纵向框架梁设计 (70)10.1、荷载计算…………………………………………………………………………70 10.2、力计算 (70)10.3、承载力计算………………………………………………………………………7 1 11、电算结果验算 (73)致谢 (74)附录 (75)参考文献 (80)1、开题报告毕业设计是大学本课教育培养目标的实现和检验所学知识掌握程度的重要阶段,是综合学习的阶段,是深化、综合、拓宽所学知识的一次实践机会,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
我所做的设计题目为 "XX 综合办公楼" ,在设计前,我复习了《房屋建筑学》,《土力学地基基础》,《结构力学》,《钢筋混凝土结构》,《多层及高层建筑结构设计》《建筑结构抗震设计》等大学所学的主要专业课程,以便能够在设计中更好的综合考虑各方面的设计要点,同时阅读了关于抗震,混凝土结构,建筑荷载等若干设计,施工规。