土木工程毕业设计—建筑结构设计

（2）、（3）是重点。（1）是建筑专业的专业内容，不属于我们的。
（1）熟悉office、CAD、天正、探索者、广厦出图
要求
（2）熟悉规范（混凝土、高规、抗规、荷载规范、地基基础等）
3、开题报告 课题设计的目的和意义
1、毕业设计内容贯穿本科所学主线知识。 2、熟悉常规规范。 3、毕业设计是一个实践环节，遇到问题往 回追溯课程内容，再倒推回来，整个脉、 络就清晰了。
计算过程
1.0恒载+0.5活载（屋面活荷载不计）
13、结构的自振周期
定义：某一结构按某一特定振型完成一次自由振动所需时间，反映了结构的 动力特性，与结构的质量和刚度有关。 求解方法 能量法 顶点位移法（选用此方法）
什么是D值？
当柱子上下端产生单位相对横向位移时，柱所承受的剪力。
位移方向
为什么可以使用D值求位移？ 为什么要考虑梁刚度增大系数？
找多数相似的平面框架，取其中一榀 不要选特殊的。
刚接节点 梁柱节点 节点 支座节点
毕业设计全部按刚接处理
铰接节点 （有特殊需要） 固定支座 一般钢筋在节点区有足够锚固
7、结构计算简图的确定
与柱截面不变时相同 将上层柱轴线作为整个框架柱轴线 定义：柱轴线间距
跨度 上下层柱尺寸不同
柱形心重合
手算的近似处理方法
15、理解反应谱
“反应谱”出现到现在只有60多年，60年前的工程如何迚行抗震设计？ 一个安全系数 是否合理？
反应谱是一个自然而然的需求 因为不可能仸何结构都用同一 个系数。 反应谱上随机两个点乊间没有仸何联系，只是对应两个不同的结构。 结构设计的収展——安全和经济的不断碰撞。
15、理解反应谱
一幅能够理解彻底反应谱的图 连线可得出加速度谱。
截面积
按轴压比预估，再计算验证。
柱配筋
箍筋
已知BxH，已知混凝土强度（C30）， 箍筋强度（HPB300），已知V，求解 Asv/s
纵筋
已知BxH，已知混凝土强度（C30）， 箍筋强度（HRB400），已知M、N， 已知计算长度L0，求解As，A’s
求解过程中一个重要内容——内力（M、N、V） 主要问题：怎样得出梁柱杆件上的内力？ 怎么求？ 结构设计全过程——求内力
按轴压比反算。 柱 为什么要限制轴压比？
轴压比和抗震等级有关
板
抗震等级的本质是什么？
单向板：最大跨厚比30 双向板：最大跨厚比40 同时需满足规范规定的最小厚度要求。
7、结构计算简图的确定
空间框架简化为平面框架 计算单元 横向框架中有代表性的选1个计算单元 横向框架 纵向框架
前提：结构规则 简化：忽略抗扭作用
应考虑是否对结构有利，毕业设计不作要求。
9、活载计算
计算方法同恒载。注意楼面活荷载折减。 折减的对象 为什么可以折减？ 毕业设计要不要折减？ 楼面活荷载不会满布。 简化工作量，可不折减。
10、风荷载计算
风荷载作用方向 垂直于建筑物表面 即直接测定后经换算后的风压 W0：50年重现期的风压
基本风压的概念 场地类别的影响 风荷载与哪些因素有关
5、结构布置 框架结构布置要点
平立面布置宜规则，各部分质量和刚度均匀、连续。 框架梁宜连通。 框架柱宜纵横对齐、上下对齐。 柱子设在纵横墙交界处。
6、构件尺寸初步确定
梁
《高规》截面高度可取计算跨度的1/18~1/10，梁宽取1/3~1/2梁高。 需综合考虑荷载和跨度的情况，特殊情况特殊对待。同时需满足刚度、 延性的要求。 根据柱的受荷面积、 楼层数、荷载大小等 参数预估。
如何计算恒载？
活载工况
同上。
风荷载含义？ 风荷载工况 如何计算？ 风荷载如何施加给结构？
地震作用是惯性力 地震工况 将动力问题转化为静力问题 如何计算地震惯性力？
底部剪力法
地震作用是加速度，用加速度 去乘以质量（重力荷载代表值）， 就可以得到惯性力。 把惯性力施加在结构乊上，就可以 变成一个静力问题。 g=N/kg F=（N/kg） x kg=N
位移方向
考虑板的作用（T型梁），刚性楼板假定下计算的是矩形梁，应考虑翼缘的影响， 推荐中梁2.0，边梁1.5，梁过高时，板的作用应降低。
13、结构的自振周期
梁线刚度 ������������=2������������������0/������������ 柱线刚度 ������������=������������������������/ℎ������ 一层柱：
为什么要增加顶部附加水平地震作用△Fn？ 鞭梢效应的概念 △Fn与鞭梢效应的区别？
底部剪力法求解：FEK=α1Geq
0.85G
地震影响系数，由反应谱计算（见抗规）。
顶部突出部分由于质量和刚度比较小，高振型时往往无法与主体部分一起振动，形成 局部振动（即刚度小导致振幅大的现象）。 剪力放大3倍考虑。
△Fn是附加在顶层质点上；鞭梢效应相当于再加一个质点，将它放大。 注意：手算时选的那榀框架没有包括塔楼的话就不用考虑鞭梢效应，但必须考虑△Fn。
12、重力荷载代表值
计算地震时，重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值和各可变荷载 组合值乊和（屋面活荷载不计入，其他楼面活荷载取0.5，具体见荷载规范）。
计算原理
为什么不包括屋面活荷载？ 如果有雪荷载，为什么要计算雪荷载？
（糖葫芦串模型）
将本层所有荷载标准值叠加。 （梯形和三角形荷载，直接变成力F叠加）
一般层柱：
������2 ������2 ������������ 1层边柱 ������1 ������������ 1层中柱 ������2 ������������ ������4
������1 ������3 ������������
������2 ������4
一般层边柱
一般层中柱
13、结构的自振周期
将重力代表值水平施加 G=V
D由前面计算得到
14、地震作用计算
底部剪力法求解过程
按底部剪力法计算水平地震作用，仅仅考虑了第一振型 的影响，而且还把第一振型强行假定为直线倒三角分布。
实际上，当周期较长时，高阶振型 的影响变大，按底部剪力法计算则 低估了结构底部的地震剪力。因此 要做高振型的修正，具体方法就是 增加△Fn，附加在顶部质点上。 用振型分解法就不存在这个问题， 因为振型分解法已考虑各振型。
不同的弹簧球，具有不同的周期， 在地震波的振动下可测处每个球 的最大加速度。 反应谱实际上也就是不同周期的结构的不同 地震影响系数。 因此，反应谱可以预测结构将来可能遭到的 最大地震作用。 （符合现在的最不利设计思想）
规范反应谱是由大量强震数据，算出对应每条加速度的反应谱曲线，最后取有 代表性的平均曲线作为设计使用。
5、结构布置 框架结构承重方案
（2）纵向框架承重方案
次梁沿横向布置（比如隔墙位置是这样布置的），大部分荷载传递到纵向框架 上，因此横向框架梁截面可变小。
5、结构布置 框架结构承重方案
（3）纵横向框架承重方案
即纵向横向都承重，受力、刚度分布较均匀，更容易调控，对抗震有利。 如：井字梁、不设次梁（大板）
材料选择
5、结构布置 结构体系的传力路径
竖向 楼盖结构体系 现浇梁板楼盖结构体系 水平
竖向：承受楼盖传来荷载 竖向结构体系 框架体系
水平：风荷载、地震荷载
基础的结构体系
独立基础
5、结构布置 框架结构承重方案
（1）横向框架承重方案
次梁沿纵向布置，即将力传给横向框架承重。该方案可提高横向抗侧刚度。 主要荷载传递到横向，横向梁截面较大，纵向可减小。
课题设计主要内容
设计思路 实施计划
如何完成建筑施工图、结构施工图、手算计算书。
为什么要手算？
主要参考文献
4、工程概况 工程概况
仸务书给定的各种参数（设防烈度、环境、场地等），需熟悉抗规、 高规范。 例：办公楼。 门、窗、门厅、走道、净高。 要有办公室、储物用房、公共用房、设备用房。 应设电梯（每多少平米至少一部电梯） 窗户要求：如首层要防盗，采光，气密水密性等） 门：宽不小于1m，高不小于2.1米，重要房间门要有防盗措施等。 走道：如走道<40m时候，宽度不小于1.5m等。 走道净高：不低于2.2m，等。
三角形、梯形荷载等效为均布荷载 （支座弯矩相等的原则）
算出各荷载图后叠加
直接导荷 线荷载（面荷载x受荷宽度）
楼 面 荷 载 导 算
剩下的楼面荷载传到主梁或次梁，再传回这榀框架中。
间接导荷
11、竖向荷载导算
楼 面 荷 载 导 算
F=面荷载X受荷面积
墙 体 荷 载
梁自重 柱自重
一部分直接均布荷载；另一方向的则集中荷载传到柱上 直接荷载荷载传递
16、地震剪力
定义：由于水平地震作用的施加，而使结构产生剪力。 求解方法： 周期为什么要折减？ （用于计算内力）
（1）填充墙会增大框架结构的刚度，使周期减小，而计算时幵没有考虑填充墙。 （2）结构自振周期大部分处于反应谱下降段，填充墙的存在使自振周期减小，意味 着地震影响系数会比较大，FEK=α1Geq，即水平地震作用会比较大。因此按反应谱 方法计算，不折减活折减不够，不安全。
土木工程毕业设计——建筑结构设计
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明确几个问题：
为什么土木工程专业的毕业设计应该做建筑结构设计？
毕业设计难不难？做结构设计的目的和意义是什么？
力学、结构没学好怎么办？分层法、D值法完全不懂怎么办？
1、毕业设计思路——倒过来分析 （从最终成果追本溯源） 结构设计的最终目的——施工图 主要内容：梁配筋、柱配筋 （绘制平法施工图）
风压高度变化系数的变化规律
离地越高则越大 越空旷则越大
从室外地面算起 每层都不同
风振系数的含义
由风荷载引起的结构的振动
较高柔的结构受风影响大，要考虑。 风荷载体型系数：+压力 -吸力
风荷载的计算
Excel处理
11、竖向荷载导算
450屈服线导荷 楼面面荷载导算 恒载 墙体荷载 梁自重 柱自重 活载 直接导算 间接导算
怎么算？
混凝土结构设计原理 （单筋、双筋、第一类T形、第二类T形） 给定截面积，知道了内力，就可以根据 混凝土基本原理知识把配筋算出来
截面积
按经验预估
梁配筋
箍筋
已知bxh，已知混凝土强度（C30）， 箍筋强度（HPB300），已知V，求解 Asv/s
纵筋
已知bxh，已知混凝土强度（C30）， 箍筋强度（HRB400），已知M，求解 As，A’s
荷载
Βιβλιοθήκη Baidu
梯形、三角形荷载等效为 局部荷载
水平荷载简化为集中力
计算侧向刚度和验算刚度比，验算侧移。
8、恒载计算
定义：结构构件自重（梁、板、柱），围护墙构件自重，建筑面层自重（抹灰等） 梁、板传来荷载 计算方法 自重变异不大 自重变异大 常用材料自重 恒载计算 《荷载规范》 列Excel表格计算较方便
构件体积X容重
柱形心不重合 柱变截面处的附近弯矩
截面变化不能太大 如：建筑外墙要求是平的
7、结构计算简图的确定
首层：嵌固端至上层楼面的距离 层高 其它层：本层楼面至上层楼面的距离 （1）地梁建在基础面，首层从基础面 算起。（适用于基础埋深不深，否则 首层柱过高） （2）地梁建在室外地坪，首层柱从地梁 算起。（基于抗震嵌固端） （3）地梁建在室外地坪，将地梁作为 结构层加入计算。（简化忽略土压力 作用） （4）地梁建在室外地坪，首层柱从 基础面算起。（基于计算嵌固端，将 地梁简化为次梁，不参与框架计算）
（培养设计思路和概念的过程）
效应组合或内力组合
各工况效应计算
各工况荷载大小
各种内力的不利组合
剪重比调整、侧移计算 恒载工况：分层法、弯矩二次分配法 、位移法、力学求解器 活载工况：同上 地震荷载工况：D值法、位移法、结 构力学求解器 风荷载工况
地震工况 风荷载工况 恒载工况 活载工况
恒载计算（面荷载、线荷载、集中荷载） 恒载工况 哪些属于恒载？
建筑设计
结构选型
适应建筑功能的要求。（如：哪些地方不允许设柱） 满足建筑造型的需要。（如：立面要求，凹凸、外挑，抗震缝等） 収挥结构自身的优势。（考虑经济性，后期改造等方面） 考虑材料和施工的条件。（如某些材料资源较少） 考虑造价因素。
如：柱子是受压构件，可用较高等级的混凝土，梁板是受弯构件， 可用较高等级的钢筋。 梁板一起浇筑往往比较好施工，尽量用同一等级的混凝土。
如何求加速度？ 如何求质量？
2、设计的开始——熟悉仸务书 仸务书给定了基本设计资料。
（1）建筑施工图的绘制（建筑设计总说明、平面图、立面图、 剖面图、详图等），要求符合制图标准，达到施工图深度。
主要成果
（2）结构施工图的绘制（结构设计总说明、结构平面布置图、 基础平面布置图等），要求同上。 （3）手算计算书。