框架结构设计及规范细节PPT课件
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1. 恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载的效应分 别计算；
2. 竖向荷载手算采用分层法，支座可以调幅； 3. 水平荷载手算采用D值法。
提示： 1)计算量很大，手算应选择最有代表性的一榀 框架进行分析；
2)至少掌握两个以上结构内力分析软件。
5
6
步骤5 效应组合
荷载效应组合1 无地震作用效应组合时 （恒荷载起控制，无风）
M
εs
f As
X 0 M 0
fy As fyAs 1 fcbx
M
f
y
As(h0
as
)
1
fcbx(h0
x) 2
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3.斜截面承载力计算及箍筋构造要求
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斜截面承载力计算公式——《钢筋混凝土结构设计规范》
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1. 恒荷载计算； 2. 活荷载计算； 3. 风荷载计算，换算成作用于框架每层节点上的集中荷载； 4. 地震荷载计算(底部剪力法)：
1)重力荷载代表值； 2)顶点位移法求自振周期； 3)验算层间水平位移。
提示：计算比较简单，但是量大，宜采用表格方式。 1、2往往手算，3、4往往机算。
4
步骤4 结构内力计算
1)最小截面
2)最小Hale Waihona Puke Baidu筋率
3)最小配箍率
4)体积配箍率……
等等 10
步骤8 施工图
总说明与目录 各层结构布置图(支模需要) 基础图(地下室) 竖向构件(柱、剪力墙) 各层梁配筋图 各层板配筋图 楼梯详图 其他构件详图
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常用相关规范
《建筑结构荷载规范》 GB 50009— 2001 《混凝土结构设计规范》 GB 50010— 2002 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2002 《建筑抗震设计规范》GB 50011－2001
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《高规》还规定
52
53
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提示：分别检查纵筋和箍筋，规范采用《混规》。
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规范细节3 框架柱的设计
1. 柱子的轴压比控制 2. 荷载设计值的调整 3. 纵向钢筋计算与构造 4. 箍筋计算与构造
62
规范细节4 梁柱节点的设计 1. 抗震设计荷载的调整 2. 箍筋计算与构造
第四章 高层框架结构设计及规范细节
设计大致步骤(计算书大纲)
1. 框架结构选型与布置 2. 框架结构计算简图 3. 框架结构荷载计算 4. 框架结构内力计算 (分层法、D值法等等) 5. 荷载效应组合 6. 框架结构构件设计 7. 框架结构构造要求 8. 绘制施工图
1
步骤1 结构选型与布置
1. 整体结构形式的选择； 2. 楼盖结构形式的选择； 3. 梁、板、柱、墙(基础)的尺寸估计。
22
2.梁柱节点
节点核心区产生对角 方向的斜裂缝或交叉斜裂 缝，混凝土剪碎剥落。节 点内箍筋很少或无箍筋时， 柱纵向钢筋压曲外鼓。
节点破坏的主要原因 是节点的受剪承载力不足， 约束箍筋太少，梁筋锚固 长度不够以及施工质量差 所引起。
23
3. 多道防线的思路
梁铰破坏与柱铰破坏
24
4. 规范设计的具体目标
S 1.35SGK 0.7 1.4SQK
（活荷载起控制，有风）
S 1.2SGK 1.0 1.4SQK 0.6 1.4SWK
（风荷载起控制，有风）
S 1.2SGK 1.0 1.4SWK 0.7 1.4SQK
7
荷载效应组合 2 地震作用效应组合时
S G SGE S Eh Ehk EV S EVK W W SWK
8
步骤6 结构构件设计
抗震等级要求 调整内力组合结果满足：强剪弱弯、强柱弱梁
(一、二、三级) 梁设计 柱设计 节点设计(一、二级) 板设计 基础设计
9
步骤7 构造要求
根据规范进行
实际上在进行梁、板、柱、节点、基础、楼梯
等构件设计时就要详细查阅规范配合进行
设计完成后需检查各个结构构件是否符合
1. 截面尺寸的选择； 2. 正截面承载力计算及纵向钢筋构造要求； 3. 斜截面承载力计算及箍筋构造要求。
29
1. 框架梁截面尺寸的选择
30
2.正截面承载力计算及纵向钢筋构造要求
也就是说可以采用公式：
31
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A'S
AS
b
a' x h0
h x0
h
x
(a)
(b)
εc
ε's
(c)
a1f e
f ' A's
强柱弱梁 强剪弱弯 强节点 强锚固
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《建筑抗震设防分类标准》GB50223
类别 重要性 建筑种类 计算抗震烈度 构造抗震烈度
甲类 特别重要 国家批准
专门研究
专门研究
乙类
重要 生命线工程 设防烈度
提高1度
丙类
一般
一般建筑
设防烈度
设防烈度
丁类
次要
辅助建筑
降低1度
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规范细节2 框架梁的设计
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规范细节1 高层荷载效应组合
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规范中一些框架设计细节规定的实践依据
21
1. 柱、梁震害
梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻 柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。
柱
柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱 内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。
2
步骤2 结构计算简图的确定
1. 弹性与弹塑性假定(大震)； 2. 平面结构假定与空间结构假定(耦联)； 3. 楼板平面内无穷刚性假定与协同计算(弹性楼板)； 4. 构件刚度与变形的假定。
提示：一般来说手算采用平面结构、楼板无限刚、 不考虑柱轴向变形、框架柱嵌固于基础顶面 等相对简单的假定！
3
步骤3 荷载计算
2. 竖向荷载手算采用分层法，支座可以调幅； 3. 水平荷载手算采用D值法。
提示： 1)计算量很大，手算应选择最有代表性的一榀 框架进行分析；
2)至少掌握两个以上结构内力分析软件。
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步骤5 效应组合
荷载效应组合1 无地震作用效应组合时 （恒荷载起控制，无风）
M
εs
f As
X 0 M 0
fy As fyAs 1 fcbx
M
f
y
As(h0
as
)
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fcbx(h0
x) 2
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3.斜截面承载力计算及箍筋构造要求
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斜截面承载力计算公式——《钢筋混凝土结构设计规范》
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1. 恒荷载计算； 2. 活荷载计算； 3. 风荷载计算，换算成作用于框架每层节点上的集中荷载； 4. 地震荷载计算(底部剪力法)：
1)重力荷载代表值； 2)顶点位移法求自振周期； 3)验算层间水平位移。
提示：计算比较简单，但是量大，宜采用表格方式。 1、2往往手算，3、4往往机算。
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步骤4 结构内力计算
1)最小截面
2)最小Hale Waihona Puke Baidu筋率
3)最小配箍率
4)体积配箍率……
等等 10
步骤8 施工图
总说明与目录 各层结构布置图(支模需要) 基础图(地下室) 竖向构件(柱、剪力墙) 各层梁配筋图 各层板配筋图 楼梯详图 其他构件详图
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常用相关规范
《建筑结构荷载规范》 GB 50009— 2001 《混凝土结构设计规范》 GB 50010— 2002 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2002 《建筑抗震设计规范》GB 50011－2001
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《高规》还规定
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提示：分别检查纵筋和箍筋，规范采用《混规》。
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规范细节3 框架柱的设计
1. 柱子的轴压比控制 2. 荷载设计值的调整 3. 纵向钢筋计算与构造 4. 箍筋计算与构造
62
规范细节4 梁柱节点的设计 1. 抗震设计荷载的调整 2. 箍筋计算与构造
第四章 高层框架结构设计及规范细节
设计大致步骤(计算书大纲)
1. 框架结构选型与布置 2. 框架结构计算简图 3. 框架结构荷载计算 4. 框架结构内力计算 (分层法、D值法等等) 5. 荷载效应组合 6. 框架结构构件设计 7. 框架结构构造要求 8. 绘制施工图
1
步骤1 结构选型与布置
1. 整体结构形式的选择； 2. 楼盖结构形式的选择； 3. 梁、板、柱、墙(基础)的尺寸估计。
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2.梁柱节点
节点核心区产生对角 方向的斜裂缝或交叉斜裂 缝，混凝土剪碎剥落。节 点内箍筋很少或无箍筋时， 柱纵向钢筋压曲外鼓。
节点破坏的主要原因 是节点的受剪承载力不足， 约束箍筋太少，梁筋锚固 长度不够以及施工质量差 所引起。
23
3. 多道防线的思路
梁铰破坏与柱铰破坏
24
4. 规范设计的具体目标
S 1.35SGK 0.7 1.4SQK
（活荷载起控制，有风）
S 1.2SGK 1.0 1.4SQK 0.6 1.4SWK
（风荷载起控制，有风）
S 1.2SGK 1.0 1.4SWK 0.7 1.4SQK
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荷载效应组合 2 地震作用效应组合时
S G SGE S Eh Ehk EV S EVK W W SWK
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步骤6 结构构件设计
抗震等级要求 调整内力组合结果满足：强剪弱弯、强柱弱梁
(一、二、三级) 梁设计 柱设计 节点设计(一、二级) 板设计 基础设计
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步骤7 构造要求
根据规范进行
实际上在进行梁、板、柱、节点、基础、楼梯
等构件设计时就要详细查阅规范配合进行
设计完成后需检查各个结构构件是否符合
1. 截面尺寸的选择； 2. 正截面承载力计算及纵向钢筋构造要求； 3. 斜截面承载力计算及箍筋构造要求。
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1. 框架梁截面尺寸的选择
30
2.正截面承载力计算及纵向钢筋构造要求
也就是说可以采用公式：
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A'S
AS
b
a' x h0
h x0
h
x
(a)
(b)
εc
ε's
(c)
a1f e
f ' A's
强柱弱梁 强剪弱弯 强节点 强锚固
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《建筑抗震设防分类标准》GB50223
类别 重要性 建筑种类 计算抗震烈度 构造抗震烈度
甲类 特别重要 国家批准
专门研究
专门研究
乙类
重要 生命线工程 设防烈度
提高1度
丙类
一般
一般建筑
设防烈度
设防烈度
丁类
次要
辅助建筑
降低1度
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规范细节2 框架梁的设计
17
规范细节1 高层荷载效应组合
18
19
20
规范中一些框架设计细节规定的实践依据
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1. 柱、梁震害
梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻 柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。
柱
柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱 内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。
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步骤2 结构计算简图的确定
1. 弹性与弹塑性假定(大震)； 2. 平面结构假定与空间结构假定(耦联)； 3. 楼板平面内无穷刚性假定与协同计算(弹性楼板)； 4. 构件刚度与变形的假定。
提示：一般来说手算采用平面结构、楼板无限刚、 不考虑柱轴向变形、框架柱嵌固于基础顶面 等相对简单的假定！
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步骤3 荷载计算