砼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計手算步驟
  一. 確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置
  1. 結(jié)構(gòu)選型 是否選用框架結(jié)構(gòu)應(yīng)先進(jìn)行比較。根據(jù)何廣乾的模糊評判法,砼結(jié)構(gòu)8~18層首選框剪結(jié)構(gòu),住宅、旅館則首選剪力墻。對于不需要電梯的多層采用框架較多。
  2. 平面布置 注意L,l,l’,B的關(guān)系。
  3. 豎向布置 注意高寬比、最大高度(分A、B兩大類,B類計算和構(gòu)造有更嚴(yán)格的要求),力求規(guī)則,側(cè)向剛度沿豎向均勻變化。
  4. 三縫的設(shè)置 按規(guī)范要求設(shè)置,盡量做到免縫或三縫合一。
  5. 基礎(chǔ)選型 對于高層不宜選用獨立基礎(chǔ)。但根據(jù)國勤兄的經(jīng)驗,對于小高層當(dāng)?shù)鼗休d力標(biāo)準(zhǔn)值300kpa以上時可以考慮用獨基。
  6. 樓屋蓋選型
  高層最好選用現(xiàn)澆樓蓋
  1) 梁板式 最多的一種形式。有時門廳,會議廳可布置成井式樓蓋,其平面長寬比不宜大于1.5,井式梁間距為2.5~3.3m,且周邊梁的剛度強(qiáng)度應(yīng)加強(qiáng)。采用扁梁高度宜為1/15~1/18跨度,寬度不超過柱寬50,最好不超過柱寬。
  2) 密肋梁 方形柱網(wǎng)或接近方形,跨度大且梁高受限時常采用。肋梁間距1~1.5m,肋高為跨度的1/30~1/20,肋寬150~200mm。
  3) 無梁樓蓋 地震區(qū)不宜單獨使用,如使用應(yīng)注意可靠的抗震措施,如增加剪力墻或支撐。
  4) 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆樓板 一般跨度大于6m,板厚減薄降低層高,在高層中應(yīng)用有一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。在地震區(qū)應(yīng)注意防止鋼筋端頭錨固失效。
  5) 其他
  二. 初步確定梁柱截面尺寸及材料強(qiáng)度等級
  1. 柱截面初定 分抗震和非抗震兩種情況。對于非抗震,按照軸心受壓初定截面。對于抗震,Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3(邊柱),1.2(等跨中柱),1.25(不等跨中柱) Ge=12~15kN/m2 a為軸壓比 fc為砼抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 F為每層從屬面積 n為層數(shù)?蚣苤舷陆孛娓叨炔煌瑫r,每次縮小100~150為宜。為方便尺寸標(biāo)注修改,邊柱一般以墻中心線為軸線收縮,中柱兩邊收縮。柱截面與標(biāo)號的變化宜錯開。
  2. 梁截面初定 梁高為跨度的1/8~1/14,梁寬通常為1/2~1/3梁高。其余見前述。對于寬扁梁首先應(yīng)注意滿足撓度要求,否則存在梁板協(xié)調(diào)變形的復(fù)雜內(nèi)力分析問題。梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。框架梁寬不宜小于1/2柱寬,且不小于250mm?蚣芰旱慕孛嬷行木宜與柱中心線重合,當(dāng)必須偏置時,同一平面內(nèi)的梁柱中心線間的偏心距不宜大于柱截面在該方向的1/4。
  3. 砼強(qiáng)度等級 一級現(xiàn)澆不低于C30,其余不低于C20。

  三. 重力荷載計算
  1. 屋面及樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 分別計算各層
  2. 屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值
  3. 梁柱墻門窗重力計算
  4. 重力荷載代表值=自重標(biāo)準(zhǔn)值+可變荷載組合值+上下各半層墻柱等重量
  可變荷載組合值系數(shù):雪、屋面積灰為0.5,屋面活荷載不計,按實際考慮的各樓面活荷載為1。將各層代表值集中于各層樓面處。
  四. 框架側(cè)移剛度計算
  計算梁柱線剛度,計算各層D值,判斷是否規(guī)則框架。分別計算框架縱橫兩個方向。
  五. 計算自振周期
  T1=(0.6或0.7)X1.7Xsqrt(Ut)
  Ut___假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移。0.6或0.7為考慮填充墻的折減系數(shù)。對于帶屋面局部突出的房屋,Ut應(yīng)取主體結(jié)構(gòu)頂點位移,而不是突出層位移。此時將突出層重力荷載折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層。
  Ge=Gn+1(1+1.5h1/H)+G n+2(1+1.5(h1+h2)/H)
  分別計算縱橫框架。
  六. 風(fēng)荷載作用下彈性位移驗算
  對于框架結(jié)構(gòu)應(yīng)將所得的分布風(fēng)荷載按靜力等效的原則化為樓面處的集中荷載,以便于內(nèi)力計算。由水平集中風(fēng)荷載計算內(nèi)力及位移(D值法),檢查是否滿足層間位移及頂點位移要求。如不滿足,應(yīng)返回修改梁柱截面尺寸強(qiáng)度等級。應(yīng)分別計算縱橫向框架內(nèi)力位移。
  七. 多遇地震作用下彈性位移驗算
  40m以下采用底部剪力法等計算水平地震作用,T1>1.4Tg時考慮頂部附加地震作用。計算各質(zhì)點水平地震作用。水平地震作用下位移驗算。檢查是否滿足彈性位移限制,如不滿足應(yīng)返回修改梁柱截面尺寸強(qiáng)度等級。D值法分別計算縱橫向框架內(nèi)力位移。
  八. 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算
  活荷載不利布置。當(dāng)活荷載與恒載之比不大于1時可按滿布考慮,跨中彎矩乘1.1~1.2系數(shù)予以調(diào)整。常用彎矩分配法計算縱橫向框架內(nèi)力。對計算出的內(nèi)力進(jìn)行彎矩調(diào)幅。
  九. 內(nèi)力組合 60m及9度以下幾種組合方式
  1. 1.2恒+1.4活
  2. 1.2恒+0.9*1.4(活+風(fēng))
  3. 1.35恒+1.0活
  4. 1.2恒+1.3地震水平力
  通常 1.2恒+1.4風(fēng) 不起控制作用
  十. 豎向荷載作用下樓屋蓋設(shè)計
  十一. 梁柱截面配筋
  節(jié)點構(gòu)造框架柱首先驗算軸壓比,剪跨比,如不滿足要求應(yīng)調(diào)|考試大|整截面和等級。柱端彎矩設(shè)計值的調(diào)整(梁柱節(jié)點,柱腳彎矩節(jié)點調(diào)整),以符合強(qiáng)柱弱梁;柱端剪力值調(diào)整以符合強(qiáng)剪弱彎;角柱地震作用效應(yīng)調(diào)整以抗扭轉(zhuǎn)引起角柱內(nèi)力增大。梁抗彎截面設(shè)計取抗震和非抗震彎矩大值進(jìn)行配筋。注意跨中彎矩不小于1/2(按簡直梁計算的跨中彎矩)。梁的斜截面設(shè)計注意驗算截面尺寸是否符合要求。
  十二. 基礎(chǔ)設(shè)計
  十三. 罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算
  7度區(qū)豎向不規(guī)則,3,4類場地考慮。7~9度樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5時的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行薄弱層的抗震變形驗算。其余見規(guī)程。12層以下有簡化計算方法。如不滿足變位角限值,應(yīng)重新調(diào)整梁柱截面配筋。所謂豎向不規(guī)則即為下層剛度小于上層相鄰的70%,承載力小于上層80%