【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 框架柱沿豎向分段改變截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，每次改變柱邊長(zhǎng)不宜大于 100～ 150 ㎜，混凝土強(qiáng)度宜為一個(gè)等級(jí)。一般尺寸改變和強(qiáng)度改變應(yīng)錯(cuò)開(kāi)樓層布置，避免豎向剛度產(chǎn)生較大的改變。柱截面高度改變時(shí)，邊柱應(yīng)向內(nèi)擴(kuò)展，中柱應(yīng)向兩邊擴(kuò)展；柱截面寬度改變時(shí)，端柱宜向內(nèi)擴(kuò)展，中間柱宜向兩側(cè)擴(kuò)展。 ⑽ 樓梯轉(zhuǎn)彎休息平臺(tái)宜通過(guò) “∏”形構(gòu)件支承在下一層框架梁上，應(yīng)避免設(shè)置橫貫整個(gè)跨度的支承梁，防止在樓梯間出現(xiàn)短柱。 ⑾ 角柱截面尺寸可以較邊柱截面尺寸放大一號(hào)，當(dāng)采用同樣截面時(shí)，應(yīng)增加柱內(nèi)縱筋數(shù)量，并按全高加倍配置箍筋。 ⑿ 樓層的結(jié)構(gòu)標(biāo)高，較建筑標(biāo)高低一個(gè)樓面層的厚度。 構(gòu)件截面 尺 寸 估算 框架結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)力和變形除與荷載的形式有關(guān)外，還與構(gòu)件或截面的剛度有關(guān)，而構(gòu)件或截面的剛度又取決于構(gòu)件的截面尺寸，因此先要確定構(gòu)件的截面尺寸。但是，構(gòu)件的截面尺寸又與荷載和內(nèi)力的大小有關(guān)，在構(gòu)件內(nèi)力沒(méi)有計(jì)算出來(lái)以前，又很難準(zhǔn)確地確定構(gòu)件的截面尺寸大小。因此，只能先估算構(gòu)件的截面尺寸，等內(nèi)力和變形計(jì)算好后，如果估算的截面尺寸符合要求，便可作為設(shè)計(jì)尺寸。如果所需的截面尺寸與估算的截面尺寸相差很大，則要重新估算和重新進(jìn)行計(jì)算。 1 框架梁的截面形狀和尺寸 框架梁的截面形狀，在現(xiàn)澆框架中以 T 形 為多，在裝配式框架中常做成矩形、 15 T 形和花籃形等，在裝配整體式框架中常做成花籃形。 框架梁的截面尺寸可參考受彎構(gòu)件初步確定，單跨框架梁高 h=（ 1/10～ 1/12） L，多跨框架梁高 h=（ 1/12～ 1/16） L， L 為梁的跨度；梁寬 b=（ 1/2～ 1/4） h，且至少比柱寬少 50 ㎜?？蚣芰旱慕孛娓叨榷嗳?400、 450、 500、 550、 600、 650、 700、750、 800、 850、 900、 950、 1000 ㎜；其截面寬度一般為 180、 200、 2 250、 300、350 ㎜。 在抗震結(jié)構(gòu)中，梁寬不宜小于 200 ㎜，梁的高 寬比不宜大于 4，梁凈跨與截面高度之比不宜小于 4。當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁時(shí)，其截面高度可以乘以 的系數(shù)。特殊情況下，框架梁也可設(shè)計(jì)成寬扁梁，但梁的寬度不宜大于柱寬。 為了使構(gòu)件的類(lèi)型盡可能少些，各層框架梁的截面形狀和尺寸往往不變，而僅改變其配筋率。 2 框架柱的截面形狀和尺寸 框架柱的截面一般采用正方形或矩形。 框架柱截面寬度可先按底層柱高的 1/15 初選，截面高度取寬度的 1～ 倍，同時(shí)滿(mǎn)足 h≥ L0/2 b≥ L0/30， L0 為柱的計(jì)算長(zhǎng)度?？蚣?正 方形柱的截面尺寸一般為300300、 350350、 400400、 500500、 600600 ㎜等；框架矩形柱的截面尺寸一般為 300400、 300450、 300500、 400500、 400600、 500800、 600800 ㎜等。 在多層房屋中，柱的寬度與高度不宜小于 300 ㎜；在高層建筑中，柱截面高度不宜小于 400 ㎜，截面寬度不宜小于 350 ㎜。柱截面高度與寬度之比為 1～ 2。柱凈高與截面長(zhǎng)邊尺寸（圓柱為直徑）之比宜大于 4。 抗震設(shè)計(jì)中，柱截面尺寸主要受軸壓比的控制，初選的柱截面尺寸應(yīng)按軸壓比進(jìn)行初步驗(yàn)算。軸壓比的限值按表 采用。 表 軸壓比的限值 抗震等級(jí) 抗震一級(jí) 抗震二級(jí) 抗震三級(jí) 框架結(jié)構(gòu) 注：當(dāng)柱凈高與截面長(zhǎng)邊尺寸之比小于 4 時(shí)，最大軸壓比可減小 ，并采取加密箍筋，增設(shè)附加箍筋等措施，加強(qiáng)對(duì)混凝土的約束。 3 樓板的厚度 樓板厚度可按與其跨度之比進(jìn)行估計(jì)，單向板?。?1/25～ 1/30） L；單向連續(xù)板?。?1/35～ 1/40） L；雙向板 (短邊 )取（ 1/40～ 1/45） L；懸挑板?。?1/10～ 1/12） L；樓梯平臺(tái)取 1/30L；無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力板取 1/40L； L 為板的跨度。板的最小厚度在多層房屋 中為 70 ㎜，高層建筑為 100 ㎜。 16 計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載的確定 1 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 ⑴ 框架計(jì)算單元的選取 框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，由橫向框架和縱向框架組成。為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常忽略框架結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將縱、橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分 析計(jì)算。一般橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，除端部框架外，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的 內(nèi)力和變形，設(shè)計(jì)時(shí)一般取有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析即可；而作用于縱向框架上的荷載則各不相同，應(yīng)分別進(jìn) 行計(jì)算。 對(duì)有側(cè)移框架，橫向和縱向框架均應(yīng)進(jìn)行計(jì)算；無(wú)側(cè)移框架，可只進(jìn)行橫向框架的計(jì)算。 ⑵ 梁、柱的簡(jiǎn)化 在框架計(jì)算簡(jiǎn)圖中，框架梁、柱是用其軸線(xiàn)表示的，梁、柱連接區(qū)是用節(jié)點(diǎn)表示的，桿件長(zhǎng)度是用節(jié)點(diǎn)間的距離表示的，荷載的作用點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到軸線(xiàn)上。在一般情況下，等截面柱的軸線(xiàn)取截面形心線(xiàn)，當(dāng)上、下層柱截面尺寸不同時(shí)，往往取頂層柱的形心線(xiàn)作為柱子的軸線(xiàn)?？蚣芰旱目缍热≈S線(xiàn)間的距離，當(dāng)各跨跨度相差不超過(guò) 10%時(shí)，可按等跨框架對(duì)待，跨度取原框架各跨跨度的平均值。斜形或折線(xiàn)形橫梁當(dāng)傾斜度不超過(guò) 1/8 時(shí)，可當(dāng)作水平橫 梁。底層柱高取底部嵌固面到二層樓面間的距離，其它層柱高取層高。 必須注意，按以上計(jì)算簡(jiǎn)圖算出的內(nèi)力是軸線(xiàn)上的內(nèi)力，由于簡(jiǎn)圖的軸線(xiàn)不一定是各截面的形心線(xiàn)，因此，在計(jì)算配筋或選擇截面尺寸時(shí)，應(yīng)將算得的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)截面處的內(nèi)力。 ⑶ 多、高層框架結(jié)構(gòu)底部嵌固面的確定 框架結(jié)構(gòu)底部嵌固面的確定是保證計(jì)算可靠的前提，按下列情況確定嵌固面位置： ① 結(jié)構(gòu)有一層地下室為箱基時(shí)，嵌固面可取在箱基頂板面。 ② 結(jié)構(gòu)有兩層地下室，第二層地下室為箱基，地下室外墻為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，地下室一層頂板的整體性較好，地下室平面為矩形，長(zhǎng)寬比 不大于 3 時(shí)，嵌固面取在地下室一層頂板面。 ③ 結(jié)構(gòu)有一層地下室且地下室底板為筏基，當(dāng)?shù)叵率翼敯逭w性較強(qiáng)、剛度較大時(shí)，嵌固面取在地下室頂板面。 ④ 結(jié)構(gòu)地下室頂板整體性較好、剛度較大，且地下室周?chē)鞋F(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，能承受上部結(jié)構(gòu)通過(guò)地下室頂板傳來(lái)的剪力時(shí)，嵌固面可取在地下室頂板面。 17 ⑤ 結(jié)構(gòu)設(shè)置半地下室，半地下室墻體截面慣性矩比半地下室上層墻體慣性矩增大 75%以上，或當(dāng)?shù)叵率胰裨诘叵?，全地下室墻體截面慣性矩比全地下室上層墻體慣性矩增大 50%以上時(shí)，嵌固面可取在地下室頂板面。 ⑥ 多、高層框架結(jié)構(gòu)建筑如不符合上 述諸條件，則嵌固面均應(yīng)取在基礎(chǔ)頂面。 ⑷ 節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化 在現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，將其簡(jiǎn)化為剛接節(jié)點(diǎn)。在裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，一般簡(jiǎn)化成鉸接節(jié)點(diǎn)或半鉸接節(jié)點(diǎn)。裝配 整體 式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，也常簡(jiǎn)化成剛接節(jié)點(diǎn)。 框架柱與基礎(chǔ)一般采用整體現(xiàn)澆混凝土連接，或預(yù)制柱插入基礎(chǔ)杯口再澆筑細(xì)石混凝土連接，故通常簡(jiǎn)化成剛接節(jié)點(diǎn)。 ⑸ 框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度的確定 ① 無(wú)側(cè)移框架 對(duì)現(xiàn)澆樓蓋，無(wú)論各層， L0= 對(duì)裝配式樓蓋 L0= ② 有側(cè)移框架 對(duì)現(xiàn)澆 樓蓋，底層柱 L0= 其余各層柱 L0= 對(duì)裝配式樓蓋，底層柱 L0= 其余各層柱 L0= 式中 H1—自柱底層嵌固面至一層樓蓋頂面之間的距離； H—上下兩層樓蓋之間的距離。 2 荷載的確定 ⑴ 荷載的類(lèi)型 凡能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件直接產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)變、位移、裂縫等效應(yīng)的作用，統(tǒng)稱(chēng)為荷載。 施加于結(jié)構(gòu)上的荷載與作用，有豎向荷載（包括恒載與活 載）、風(fēng)荷載、地震作用、施工荷載、地基不均勻沉降及由于材料體積變化受阻引起的作用（包括溫度、混凝土的徐變和收縮作用）等。 ① 恒載 恒載包括結(jié)構(gòu)本身的自重和附加于結(jié)構(gòu)上的各種永久荷載，如非承重構(gòu)件的自重、各種飾面材料的重量、樓面的找平層重量、玻璃幕墻及其附件重量、吊在樓面下的各種設(shè)備管道重量等等。它可由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計(jì)算，材料的自重應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。 ② 活載 18 結(jié)構(gòu)的樓面活荷載應(yīng)按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 取用。 設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以規(guī)定的折減系數(shù)（即組 合系數(shù)）。折減系數(shù)按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 的規(guī)定取用。設(shè)計(jì)樓蓋時(shí)，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不予折減。 建筑物的屋面活荷載，是其水平投影面上的均布活荷載。屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮。 ③ 施工活荷載 施工活荷載一般取 ～ 2kN/㎡。當(dāng)施工中采用附著式塔吊、爬式塔吊等對(duì)結(jié)構(gòu)受力有影響的起重機(jī)械或其它施工設(shè)備時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體情況驗(yàn)算施工荷載的影響。 設(shè)計(jì)屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、雨蓬和預(yù)制 過(guò) 梁時(shí)，施工或檢修集中荷載應(yīng)取 ，并應(yīng)在最不利位置處進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)計(jì)算挑檐、雨蓬承載力時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔 取一個(gè)集中荷載；在驗(yàn)算挑檐、雨蓬傾覆時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔 ～ 取一個(gè)集中荷載。 ④ 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 的規(guī)定計(jì)算。需要注意的是，應(yīng)同時(shí)考慮迎風(fēng)面的壓力及背風(fēng)面的吸力。另外，一般體型較大，高度不大于 30m、高寬比小于 的房屋結(jié)構(gòu)，可取風(fēng)振系數(shù)為 ；反之，則應(yīng)按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 取值。 女兒墻對(duì)屋面的擋風(fēng)影響不大，屋面的體型系數(shù)可近似地按沒(méi)有女兒墻的屋面采用。 對(duì)于高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓可乘 的增大系數(shù)作為該建筑物的基本風(fēng)壓值；對(duì)于特別重要和有特殊要求的高層建筑和 高聳結(jié)構(gòu)，其基本風(fēng)壓可乘 增大系數(shù)。 ⑤ 雪荷載 雪荷載按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 規(guī)定的地區(qū)選取基本雪壓值，按不同的屋面形式選取屋面積雪分布系數(shù)。屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況計(jì)算；屋架和拱殼可分別按積雪全跨均勻分布、不均勻分布和半跨均勻分布計(jì)算；框架梁柱可按積雪全跨的均勻分布計(jì)算。 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值是屋面水平投影面上的值。 上人屋面，雪荷載與屋面活荷載不應(yīng)同時(shí)組合；不上人屋面，應(yīng)將雪荷載與施工或維修荷載進(jìn)行比較，取其中較大值參加組合。 ⑥ 建筑物重力荷載代表值 計(jì)算地震作用時(shí)，建筑物的重力荷載代表值應(yīng) 取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和。 19 多層及高層結(jié)構(gòu)房屋集中到樓蓋及屋蓋處的重力荷載代表值（ Gi）為：恒載的全部、雪荷載的 50%、一般樓面活荷載的 50%（藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)取活荷載的 80%）。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，樓面以下本層的柱、墻自重及樓面荷載，集中在樓蓋處；頂層的柱、墻自重、屋面荷載及女兒墻、挑檐重，全部集中在屋蓋處。 計(jì)算地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值（ GE）為全部重力荷載代表值之和。 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值：水平地震作用時(shí)，單質(zhì)點(diǎn)取 Geq=，多質(zhì)點(diǎn)取Geq=；豎向地震作 用時(shí)，多質(zhì)點(diǎn)取 Geq=。 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同的荷載效應(yīng)采用不同的荷載代表值。荷載代表值主要是標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值和組合值。當(dāng)設(shè)計(jì)上有特殊需要時(shí)，也可規(guī)定其他代表值，例如，頻遇值。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載基本代表值，是結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常情況下出現(xiàn)的最大荷載值，是現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 對(duì)各類(lèi)荷載規(guī)定的設(shè)計(jì)取值。荷載的其它代表值是以標(biāo)準(zhǔn)值乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)得出的。 可變荷載組合值是當(dāng)結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上可變荷載時(shí)，由于在結(jié)構(gòu)上的各可變荷載不可能同時(shí)達(dá)到各自的最大值，因此，必須考慮 荷載組合，通常將某些可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合系數(shù)予以折減，折減后的荷載代表值稱(chēng)為荷載的組合值。 可變荷載準(zhǔn)永久值是 正常使用極限狀態(tài)按準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)時(shí)采用的可變荷載代表值。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，選取不同的荷載代表值來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)荷載。永久荷載（恒載），在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值?？勺兒奢d（活載），在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，常以組合值為代表值；在按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，常以準(zhǔn)永久值作為代表值；對(duì)偶然荷載，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)資料并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定其代表值。 計(jì)算設(shè)計(jì)荷載時(shí)，不得漏項(xiàng) 。漏算設(shè)計(jì)荷載的后果，更為嚴(yán)重。 ⑵ 荷載效應(yīng)組合 所謂荷載效應(yīng)，是指在荷載的作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力或位移。通常，在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先分別計(jì)算上述各種荷載作用下產(chǎn)生的效應(yīng)（內(nèi)力和位移），然后將這些內(nèi)力和位移分別按建筑物的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行組合，得到構(gòu)件效應(yīng)的設(shè)計(jì)值（內(nèi)力設(shè)計(jì)值和位移設(shè)計(jì)值）。不同設(shè)計(jì)要求下，所應(yīng)考慮的荷載和地震作用見(jiàn)表 。 20 表 設(shè)計(jì)中考慮的荷載和地震作用表 設(shè)計(jì)要求 豎向荷載 風(fēng)荷載 水平地震作用 豎向地震作用 非抗震設(shè)計(jì) ∨ ∨ 6～ 8 度抗震設(shè)防 ∨ ∨ ∨ 9 度抗震設(shè)防 ∨ ∨ ∨ ∨ 注：只有在建筑高度超過(guò) 60m 時(shí)，才同時(shí)考慮風(fēng)與地震產(chǎn)生的效應(yīng)。 ”∨ ”表示參與效應(yīng)組合 有地震作用荷載效應(yīng)組合，見(jiàn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中 中的規(guī)定。 荷載分項(xiàng)系數(shù)與荷載效應(yīng)組合系數(shù)見(jiàn)表 。 表 荷載分項(xiàng)系數(shù)及荷載效應(yīng)組合系數(shù) 類(lèi)型 編號(hào) 組合情況 豎向荷載 水平地震作用 豎向地震作用 風(fēng)荷載 說(shuō)明 無(wú)地震作用 1 恒載及活載 0 0 0 0 2 恒載、活載及風(fēng)荷