《混凝土結構設計》課程設計指導書

混凝土結構設計》課程設計指導書一、結構方案設計（一）結構平面布置：結構設計者應根據(jù)建筑的使用和造型的要求，確定一個相對合理的結構布置方案。結構布置基本原則為結構受力合理；傳力體系簡單明確。結構平面布置內(nèi)容包括框架梁、柱布置；非框架梁布置；樓、屋面板布置；以及其它構件布置?？蚣艿牟贾每筛鶕?jù)具體情況選擇采用。（二） 構件的材料及施工方法：框架結構梁、板、柱混凝土等級不低于C20,目前框架梁、柱混凝土等級通常采用C30及以上。多層框架結構梁、板、柱常采用相同的混凝土等級；高層框架結構梁、板、柱常采用不同的混凝土等級。梁、柱主筋常采用HRB400、HRB500鋼筋；箍筋常采用HRB300、HRB400鋼筋；現(xiàn)澆板、樓梯構件及非主結構構件常采用HRB300鋼筋。（三） 構件截面估算：1、 梁高九：一般為50mm倍數(shù)?？蚣芰?、非框架主梁 hb=（1/8~1/18）l（l為梁的跨度）2、 梁寬bb:框架梁和主梁梁寬一般不小于250mm；次梁梁寬一般不小于200mm。b=（1/2~1/4）hbb3、 框架柱截面尺寸：框架柱截面尺寸一般按軸壓比估算；但不小于400mmX400mmo軸力N可按柱受荷面積以板面綜合荷載12/m2~14/m2計算；柱面積A按下式算出后可適量放大1.1~1.2倍。N/AfW1.0（非抗震）c4、 現(xiàn)澆板厚度：連續(xù)板h=（1/30?1/40）l0；懸臂板h=（1/10~1/12）l0；其中10為板的跨度。（四） 結構平面布置圖：以上結果還應在結構計算書中繪制結構平面布置簡圖來表達；其圖樣可參照課本例題圖3.11.1。二、框架結構計算簡圖（一）計算單元（圖3.11.1）：在一般工程設計中，通常是將結構簡化為一系列平面框架進行內(nèi)力分析和側(cè)移計算，不考慮空間工作影響，計算單元寬度取相鄰開間各一半。豎向荷載計算時，要注意相關支承構件的傳力路線。（二）框架計算模型（圖3.11.3）：框架的桿件一般取其截面形心軸線表示；桿件間的連接用節(jié)點表示；對于全現(xiàn)澆和現(xiàn)澆整體式框架各節(jié)點視為剛接點；桿件的長度用節(jié)點間的距離表示；框架柱在基礎頂面處為固接。通常的處理方法為：1、框架跨度取柱軸線間距。當部分框架柱截面形心不在軸線上時，通常采用力的平移原理來處理荷載，而不改變框架計算跨度。2、二層及二層以上框架層高取建筑層高；底層框架層高取基礎頂面至二層框架梁面間的距離，若基礎頂面標高暫時確定時，也可近似取底層層高加1.0米。3、各跨跨度相差不超過10%時，可視為等跨框架；斜梁斜度不超過1/8時，可視為水平梁；基礎頂面標高相差不超過1.0米時，可視為等標高。4、各桿件的線剛度（1） 梁的原始慣性矩I0按梁矩形截面計算，I0=bbhc3/12。（2） 梁的計算慣性矩Ib按梁與板的連接方式確定，對于全現(xiàn)澆框架梁的中框架梁^=2.010；邊框架梁1=1.51°。（3） 柱的計算慣性矩Ic按實際截面計算，Ic=bchc3/12。cc（4） 梁的線剛度ib=EIb/l；柱的線剛度ic=EIc/h；框架內(nèi)力計算時可采用相對線剛度以簡化計算。三、荷載計算（圖3.11.6）1、豎向荷載（1） 恒荷載：恒荷載即結構及建筑裝飾材料自重等，可按構件的設計尺寸與材料自重

計算。常用材料的重力密度可查閱《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2010）。（2） 樓面活荷載：樓面均布活荷載通常可查閱《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2010）；當實際樓面均布活荷載大于《建筑結構荷載規(guī)范》規(guī)定值或《建筑結構荷載規(guī)范》中未規(guī)定時，應在充分調(diào)研的基礎上按實際荷載取用。本次課程設計可不考慮樓面活荷載折減。屋面活荷載：不上人屋面均布活荷載取0.5kN/m2；當施工荷載較大時，按實際荷載取用。上人屋面均布活荷載取2.0kN/m2；當屋面兼作其它用途時，應按實際荷載取用。在計算框架梁及節(jié)點上的豎向荷載時，各傳力構件均按簡支考慮。2、水平荷載：本次課程設計僅考慮水平風荷載，水平風荷載采用D值法計算。本次課程設計基本風壓按0.75kN/m2，風壓高度變化系數(shù)和風振系數(shù)取1.0,簡化節(jié)點集中荷載，受風面積為框架柱左右跨度各一半和上下層高各一半考慮。參考《混凝土結構設計》教材中表3.11.1四、框架結構計算(一)側(cè)移驗算一般多層框架結構在水平荷載作用下的側(cè)移僅考慮總體剪切變形，可用D值法計算，注意此時的D值應是結構真實的D值，而不象內(nèi)力計算那樣采用相對值。層間位移Aui=Vi/LDji，其中，Vi為第i層剪力標準值，頂點位移u=Lu期層間位移限制：(Au/h)W1/550其中，h為層高。參照《混凝土結構設計》教材表3.11.4。(二)內(nèi)力計算1、 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算：豎向荷載作用下的內(nèi)力計算采用迭代法計算。具體計算方法可參照《混凝土結構設計》教材圖3.11.7、3.11.8。豎向荷載最終計算結果應分別繪制框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖。2、 水平荷載作用下的內(nèi)力計算：水平荷載作用下的內(nèi)力計算采用D值法，參考《混凝土結構設計》教材中表3.11.5~3.11.12。最終計算結果應分別繪制框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖。柱抗側(cè)移剛度D=a(12i/h2)。柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù)a按《混凝土結構設計》教C C C材中表3.6.2計算。參考《混凝土結構設計》教材中表3.11.2~3.11.3。柱的反彎點高度y=(Yo+Y1+Y2+Y3)h。其中Y0為標準反彎點高度比，查閱《混凝土結構設計》教材中表363；y1為上、下層梁線剛度變化時，柱的反彎點高度比修正值，查閱《混凝土結構設計》教材中表364；丫2、Y3分別為上、下層層高與本層層高不同時，柱的反彎點高度比修正值，查閱《混凝土結構設計》教材中表3.6.5。在確定Y］、Y2、Y3時，要注意反彎點移動方向。參考《混凝土結構設計》教材中表3.11.5~3.11.8。3）采用D值法計算水平荷載作用下的內(nèi)力可參考《混凝土結構設計》教材中例題。也可列表計算。參考《混凝土結構設計》教材中表3.11.9~3.11.12。（三）內(nèi)力組合1、控制截面和最不利內(nèi)力：梁的控制截面為兩端支座截面和跨中截面，支座截面最不利內(nèi)力為可能出現(xiàn)的+M、-M及|V|;跨中截面最不利內(nèi)力為可能出現(xiàn)的maxmaxmax+M、-M。梁跨中最大彎矩值可近似用跨中彎矩值代替，在配筋時適量增加配mama筋量。柱的控制截面為柱兩端截面，采用對稱配筋時，其最不利內(nèi)力有三種：（1）、IMmaxI及相應的NV。⑵、及相應的M、V。⑶、及相應的M、V。在最不利內(nèi)力組合時，對水平風荷載，應考慮左風和右風。2、豎向荷載作用下的梁端負彎矩調(diào)幅：對于現(xiàn)澆整體式框架，負彎矩調(diào)幅系數(shù) P=（0.8~0.9、。梁端負彎矩減小后，梁跨中正彎矩應按平衡條件相應增大。3、 荷載效應組合：本次課程設計僅考慮下述二種荷載組合。（1、恒荷載+活荷載S=1.35SGk+1.4SQk（2、考慮風荷載作用時的內(nèi)力組合S=1.2SGk+1.4SQk+1.4X0.7SWkGk Qk WkSGk、SQk、SWk分別為恒荷載、活荷載及風載效應標準值。（3、各桿件的控制截面內(nèi)力組合應列表計算，內(nèi)力組合表可參照例表，也可自行設計表格。（四、構件截面設計1、 在梁各截面最不利內(nèi)力相差不大時，可有選擇的進行梁截面配筋計算。2、 在進行柱截面配筋計算時，應盡量利用偏心距對截面承載能力的影響來選擇最不利內(nèi)力，一般情況下，多層框架結構僅需計算底層和頂層柱控制截面的配筋。3、 構件截面配筋可自行設計表格進行列表計算。參考《混凝土結構設計》教材中表3.11.26、3.11.27。五、框架結構配筋詳圖框架結構配筋詳圖為各框架梁、框架柱控制截面配筋圖，需配簡圖表明截面編號。

附表：內(nèi)力組合表*層橫梁內(nèi)力組合表號件桿2B2A2C2B面截2A中跨左2B左2B中跨2CMVMMVMVMMV①載舌、Y②③④內(nèi)力組合恒括式公合組體具式公合組體具風組合式公合組體具式公合組體具注：豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅可在此表中進行。*層柱內(nèi)力組合表

號件桿A23A2B3B