《土木工程系Ⅱ级项目-结构设计指导书》.doc

Ⅱ级项目设计指导书 一、结构设计前期工作： 熟悉设计任务书。 从结构设计角度，对本项目的建筑施工图进行仔细研究，及时向建筑师反馈信息，对图中不合理处进行调整。 通过查阅国家规范及有关资料，确定下列有关参数： 基本风压、地面粗糙度、抗震设防烈度、设计地震分组、场地土类别、框架的抗震等级、剪力墙的抗震等级等。 4、多层住宅的几个常用数据：（1）层高：楼层3000mm，底层3600～4000mm （2）室内外高差：300～450mm（2～3个步级） （3）基础面比室外地坪至少低300～500mm。（主要是给管道留出空间，基础埋深主要还是由地基持力层深度决定） （4）混凝土强度等级：底层柱C25，其它各层柱及梁板均用C20。 （5）卫生间沉斗回填土容重：。 二、结构方案的确定： 1、选择合理的结构体系： 根据建筑物高度、抗震设防烈度、建筑平面布置等方面的情况，选择合理的结构体系，如框架、框架－剪力墙、剪力墙、筒体等。 2、结构总体布置：结构概念设计的过程。 建筑上：应满足建筑使用功能、建筑美学的要求。结构上：满足强度、刚度和稳定性的要求。（参考教材的结构总体布置原则） 三、荷载统计： 按实际情况统计，注意不能多算或漏算。（为计算方便，在不影响设计精度的情况下，可以作适当的归类合并） 1、楼面恒载：按建筑设计实际情况统计。（单位：kN/m2）如结构层、地面面层、吊顶、防水层等。 2、楼面活载：按建筑的使用功能，查《建筑结构荷载规范》。（单位：kN/m2） 3、墙自重：按建筑设计实际做法（墙体材料、厚度、面层）及墙体高度计算墙体线荷载。（单位：kN/m） 4、梁、柱自重：按梁、柱几何尺寸计算。 四、结构平面计算：（由指导教师指定某层） 根据结构平面布置，不考虑楼板的连续性，对所有楼板进行结构弹性计算。 楼板厚度的取值：楼板厚度（双向板），（单向板）， 为板的短跨跨度； 抗震地区一般板厚不小于100mm。 双向板：由楼板跨度（长跨、短跨）、边支承情况（固端、简支、自由）和楼面面荷载（恒载、活载），查表计算。单向板：取1m计算单元进行计算，由楼板跨度（短跨）、边支承情况（固端、简支、自由）和楼面面荷载（恒载、活载），按单跨计算。 五、梁、柱截面估算 1、梁：主梁：梁高，梁宽，为梁的跨度；次梁：梁高，梁宽，为梁的跨度。 2、柱：抗震设计中一般按轴压比限值估算。 柱截面尺寸可用以下经验公式估算： 式中：为柱截面面积，m2；为验算截面以上楼层层数；为验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定，m2； 为混凝土轴心抗压强度设计值； 为轴压比限值，查《建筑抗震设计规范》； 为地震及中、边柱的相关调整系数，7度中柱取1、边柱取1.1，8度中柱取1.1、边柱取1.2。为结构单位面积重量（竖向荷载），根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为12～18 kN/m2。 六、框架计算简图 1、基本假定： （1）结构分析的弹性静力假定 （2）平面结构假定 （3）楼板在自身平面内刚性假定 （4）水平荷载按位移协调原则分配 2、计算单元的选取（由指导教师指定某一榀框架） 3、框架梁、柱的截面特性和线刚度计算：框架梁、柱的线刚度按下式计算：式中为混凝土弹性模量；为杆件长度；为杆件的截面惯性矩。对于现浇楼面结构，中间框架梁取；边框架梁取；为矩形截面惯性矩。 七、竖向荷载作用下的内力计算： 要求采用分层法计算，荷载取标准值，考虑到荷载效应组合的需要，恒载、活载应分别计算，组合时再乘上相应的分项系数。 基本假定： 忽略框架在竖向荷载作用下的侧移和由它引起的侧移力矩； 忽略本层荷载对其它各层内力的影响。 计算方法： 将多层框架分层，以每层梁与上下柱组成的单层框架作为计算单元，柱远端假定为固端； 用力矩分配法分别计算各计算单元的内力； 由于除底层柱底是固定端外，其它各层柱均为相互间弹性连接，为减少误差，除底层柱外，其它各层柱的线刚度均乘以0.9的折减系数，相应的传递系数也改为1/3，底层柱仍为1/2。 分层计算所得的梁端弯矩即为最后弯矩。由于每根柱分别属于上下两个计算单元，所以柱端弯矩要进行叠加。 3、框架梁端弯矩调幅： 框架梁端弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行，水平荷载作用下产生的弯矩不参加调幅，由此，弯矩的调幅应在内力组合之前进行。 调幅以后梁端弯矩按下式计算： 式中为弯矩调幅系数，对于现浇框架可取。 支座弯矩降低后，必须按平衡条件计算加大跨中设计弯矩，调幅后梁端弯矩、的平均值与跨中最大正弯矩之和应不小于按简支梁计算的跨中弯矩：同时还要注意，梁截面设计时所采用的跨中设计弯矩值不应小于按简支梁计算的跨中弯矩的一半。 八、水平地震作用下的结构侧移及内力计算 对于高度不超过40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法计算水平地震作用，只考虑基