钢筋砼框架结构房屋毕业设计指导书(3)

2019-08-29 23:44

为防止结构温度变化或砼干缩变形,常设置温度伸缩缝,除基础外,上部结构断开,缝宽一般常采用20~30㎜。

2)沉降缝

在结构立面有较大变化时,或地基基础有较大变化时,或竖向有高差时,或可能产生不均匀沉降时,可设置沉降缝,将两部分房屋从上部到基础全部断开,房屋层数2~3层时,缝宽50~80㎜,4~5层时,缝宽80~120㎜,大于5层时,缝宽≥120㎜。

3)抗震缝

对有抗震设防要求的建筑物,当建筑物的层数、质量、刚度差异较大时,或有错层时,或平面形状不规则时,应在地面以上用防震缝分开,缝的最小宽度应符合下列要求:①房屋高度在15m以下时为70mm;②高度超过15m时,6度区每增高5m加宽20mm,7度区每增高4m加宽20mm,8度区每增高3m加宽20mm,9度区每增高2m加宽20mm。剪力墙结构的缝宽按以上数值的70%取用。

特别要注意的是,在地震区,伸缩缝和沉降缝的宽度均应做成防震缝的宽度,一般情况下伸缩缝、沉降缝和抗震缝尽可能合并使用,并在抗震缝两侧均布置框架。变形缝将建筑物划分为若干个结构独立的部分,成为独立的结构单元。 (四)、框架设计要点

1、整个框架结构要承担来自建筑物横向和纵向两个方向地震动引起的地震力,因此对于横向框架和纵向框架,梁与柱的连接都应该采用刚性连接以形成刚性框架。

2、框架结构横向基本周期和纵向基本周期差别不大,横向和纵向地震作用的总值也大致相等,每根柱子在纵横两个方向的地震剪力和弯矩也大致相等,因此框架柱宜采用方形柱和对称配筋。

3、不论是现浇框架还是预制框架,均应符合“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”、“强压弱拉”的抗震四准则。

4、在布置抗侧力结构时,应使结构均匀分布,令荷载作用线通过结构刚度中心,以减少结构的扭转。在布置刚度较大的楼(电)梯间时,要注意保证结构的对称性。有时从建筑功能考虑,在平面拐角部位或端部布置电梯间时,则应采用剪力墙、筒体等加强措施。

5、框架房屋的围护结构,可采用非承重空心砖或轻质填充墙。框架柱与填充墙体应设置拉墙筋连结,一般采用2ф6间距500㎜,进入墙体的长度不少于500㎜,有抗震要求时不少于1000㎜。当采用砌体填充墙时,平面和竖向布置宜对称均匀,并采取措施以减少对主体结构的不利影响。

6、同一结构单元宜将框架梁设置在同一标高处,尽可能不采用复式框架,避免出现错层和夹层,从而造成短柱破坏。

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7、框架梁的截面中心线宜与柱中心线重合,端部框架梁以及沿外纵墙的纵向梁可以偏置,但其最大偏心距不宜大于柱宽的1/4,同时应注意加强节点构造。框架结构的梁柱宜贯通,应避免梁上立柱、柱上顶板的结构方案。

8、边柱应防止被通长设置的纵向梁、过梁分隔成短柱,短柱在地震中破坏严重,不宜采用。

9、现浇框架的砼强度等级,当按一级抗震等级设计时不宜低于C30,按二~四级抗震等级和非抗震设计时不应低于C20。装配整体式框架结构的砼强度等级不宜低于C30,其节点区砼强度等级还应比柱提高5MPa。

梁柱砼强度等级相差不宜大于5MPa。如超过时,节点区砼强度等级应与柱相同。 框架柱沿竖向分段改变截面尺寸和砼强度等级时,每次改变柱边长不宜大于100~150㎜,砼强度宜为一个等级。一般尺寸改变和强度改变应错开楼层布置,避免竖向刚度产生较大的改变。柱截面高度改变时,边柱应向内扩展,中柱应向两边扩展;柱截面宽度改变时,端柱宜向内扩展,中间柱宜向两侧扩展。

10、楼梯转弯休息平台宜通过“∏”形构件支承在下一层框架梁上,应避免设置横贯整个跨度的支承梁,防止在楼梯间出现短柱。

11、角柱截面尺寸可以较边柱截面尺寸放大一号,当采用同样截面时,应增加柱内纵筋数量,并按全高加倍配置箍筋。

12、楼层的结构标高,较建筑标高低一个楼面层的厚度。 3.3.2 构件截面尺的估算

框架结构是超静定结构,它的内力和变形除与荷载的形式有关外,还与构件或截面的刚度有关,而构件或截面的刚度又取决于构件的截面尺寸,因此先要确定构件的截面尺寸。但是,构件的截面尺寸又与荷载和内力的大小有关,在构件内力没有计算出来以前,又很难准确地确定构件的截面尺寸大小。因此,只能先估算构件的截面尺寸,等内力和变形计算好后,如果估算的截面尺寸符合要求,便可作为设计尺寸。如果所需的截面尺寸与估算的截面尺寸相差很大,则要重新估算和重新进行计算。

1 框架梁的截面形状和尺寸

框架梁的截面形状,在现浇框架中以T形为多,在装配式框架中常做成矩形、T形、梯

形和花篮形等,在装配整体式框架中常做成花篮形。

框架梁的截面尺寸可参考受弯构件初步确定,单跨框架梁高h=(1/10~1/12)L,多跨框架梁高h=(1/12~1/16)L,L为梁的跨度;梁宽b=(1/2~1/4)h,且至少比柱宽少50㎜。框架梁的截面高度多取为400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000㎜;其截面宽度一般为180、200、220、250、300、

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350㎜。

在抗震结构中,梁宽不宜小于200㎜,梁的高宽比不宜大于4,梁净跨与截面高度之比不宜小于4。当采用预应力砼梁时,其截面高度可以乘以0.8的系数。特殊情况下,框架梁也可设计成宽扁梁,但梁的宽度不宜大于柱宽。

为了使构件的类型尽可能少些,各层框架梁的截面形状和尺寸往往不变,而仅改变其配筋率。

2 框架柱的截面形状和尺寸

框架柱的截面一般采用正方形或矩形。

框架柱截面宽度可先按底层柱高的1/15初选,截面高度取宽度的1~1.5倍,同时满足h≥Lo/25、b≥Lo/30,Lo为柱的计算长度。框架方形柱的截面尺寸一般为300×300、350×350、400×400、500×500、600×600㎜等;框架矩形柱的截面尺寸一般为300×400、300×450、300×500、400×500、400×600、500×800、600×800㎜等。

在多层房屋中,柱的宽度与高度不宜小于300㎜;在高层建筑中,柱截面高度不宜小于400㎜,截面宽度不宜小于350㎜。柱截面高度与宽度之比为1~2。柱净高与截面长边尺寸(圆柱为直径)之比宜大于4。

抗震设计中,柱截面尺寸主要受轴压比的控制,初选的柱截面尺寸应按轴压比进行初步验算。轴压比的限值按表 采用。

表 轴压比的限值

抗震等级 抗震一级 抗震二级 抗震三级 框架结构 0.70 0.80 0.90 注:当柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,最大轴压比可减小0.05,并采取加密箍筋,增设附加箍筋等

措施,加强对砼的约束。

3 楼板的厚度

楼板厚度可按与其跨度之比进行估计,单向板取(1/25~1/30)L;单向连续板取(1/35~1/40)L;双向板(短边)取(1/40~1/45)L;悬挑板取(1/10~1/12)L;楼梯平台取1/30L;无粘结预应力板取1/40L;L为板的跨度。板的最小厚度在多层房屋中为70㎜,高层建筑为100㎜。

3.3.3计算简图及荷载的确定 (一)、计算简图的确定 1 框架计算单元的选取

框架结构是一个空间结构体系,由横向框架和纵向框架组成。为简化计算,通常忽略框架结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的抗扭作用,将纵、横向

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框架分别按平面框架进行分析计算。一般横向框架的间距相同,作用于各横向框架上的荷载相同,框架的抗侧刚度相同,因此,除端部框架外,各榀横向框架都将产生相同的内力和变形,设计时一般取有代表性的一榀横向框架进行分析即可;而作用于纵向框架上的荷载则各不相同,应分别进行计算。

对有侧移框架,横向和纵向框架均应进行计算;无侧移框架,可只进行横向框架的计算。

2 梁、柱的简化

在框架计算简图中,框架梁、柱是用其轴线表示的,梁、柱连接区是用节点表示的,杆件长度是用节点间的距离表示的,荷载的作用点也转移到轴线上。在一般情况下,等截面柱的轴线取截面形心线,当上、下层柱截面尺寸不同时,往往取顶层柱的形心线作为柱子的轴线。框架梁的跨度取柱轴线间的距离(缺图),当各跨跨度相差不超过10%时,可按等跨框架对待,跨度取原框架各跨跨度的平均值。斜形或折线形横梁当倾斜度不超过1/8时,可当作水平横梁。底层柱高取底部嵌固面到二层楼面间的距离,其它层柱高取层高。

必须注意,按以上计算简图算出的内力是轴线上的内力,由于简图的轴线不一定是各截面的形心线,因此,在计算配筋或选择截面尺寸时,应将算得的内力转化为设计截面处的内力。

3 多、高层框架结构底部嵌固面的确定

框架结构底部嵌固面的确定是保证计算可靠的前提,按下列情况确定嵌固面位置:

①结构有一层地下室为箱基时,嵌固面可取在箱基顶板面。

②结构有两层地下室,第二层地下室为箱基,地下室外墙为现浇钢筋砼,地下室一层顶板的整体性较好,地下室平面为矩形,长宽比不大于3时,嵌固面取在地下室一层顶板面。

③结构有一层地下室且地下室底板为筏基,当地下室顶板整体性较强、刚度较大时,嵌固面取在地下室顶板面。

④结构地下室顶板整体性较好、刚度较大,且地下室周围有现浇钢筋砼墙体,能承受上部结构通过地下室顶板传来的剪力时,嵌固面可取在地下室顶板面。

⑤结构设置半地下室,半地下室墙体截面惯性矩比半地下室上层墙体惯性矩增大75%以上,或当地下室全埋在地下,全地下室墙体截面惯性矩比全地下室上层墙体惯性矩增大50%以上时,嵌固面可取在地下室顶板面。

⑥多、高层框架结构建筑如不符合上述诸条件,则嵌固面均应取在基础顶面。 4 节点的简化

在现浇钢筋砼框架结构体系中,将其简化为刚接节点。在装配式钢筋砼框架结

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构中,一般简化成铰接节点或半铰接节点。装配式钢筋砼框架结构中,也常简化成刚接节点。

框架柱与基础一般采用整体现浇砼连接,或预制柱插入基础杯口再浇筑细石砼连接,故通常简化成刚接节点。

5 框架柱的计算长度的确定 ①无侧移框架

对现浇楼盖,无论各层, Lo=0.7H 对装配式楼盖 Lo=1.0H ②有侧移框架

对现浇楼盖,底层柱 Lo=1.0H1 其余各层柱 Lo=1.25H 对装配式楼盖,底层柱 Lo=1.25H1 其余各层柱 Lo=1.5H

式中 H1—自柱底层嵌固面至一层楼盖顶面之间的距离; H—上下两层楼盖之间的距离。 (二)、荷载的确定 1 荷载的类型

凡能使结构或构件直接产生内力、应变、位移、裂缝等效应的作用,统称为荷载。

施加于结构上的荷载与作用,有竖向荷载(包括恒载与活载)、风荷载、地震作用、施工荷载、地基不均匀沉降及由于材料体积变化受阻引起的作用(包括温度、砼的徐变和收缩作用)等。

① 恒载

恒载包括结构本身的自重和附加于结构上的各种永久荷载,如非承重构件的自重、各种饰面材料的重量、楼面的找平层重量、玻璃幕墙及其附件重量、吊在楼面下的各种设备管道重量等等。它可由构件和装修的尺寸和材料的重量直接计算,材料的自重应按荷载规范取值。

② 活载

结构的楼面活荷载应按荷载规范取用。

设计楼面梁、墙、柱及基础时,楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数(即组合系数)。折减系数按荷载规范的规定取用。设计楼盖时,楼面活荷载标准值不予折减。

建筑物的屋面活荷载,是其水平投影面上的均布活荷载。屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑。

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