【正文】 其慣性矩為： I=2Ib（梁兩側(cè)均為現(xiàn)澆板） =2*（ 1/12bh3） =2/12*300*400（ 3 次方） =(9 次方 ) （ 2）、柱截面尺寸 由于本設(shè)計(jì)是高層結(jié)構(gòu)。 其慣性矩為： I=2Ib（梁兩側(cè)均為現(xiàn)澆板） =2*（ 1/12bh3） =2/12*300*700（ 3 次方） =(10 次方 ) l=1500mm，由于此跨跨度較小，所以其截面高寬必然變小，為了方便鋼筋布置，故取梁寬 b=300mm,梁高 h=400mm。 b=（ 1/4~1/2） h=175~350mm， 取 b=300mm。 由建筑圖知有兩種跨度（ 7500mm和 1500mm）。框架梁寬不宜小于 1/2 柱寬，且不小于 250mm。 二、 框架計(jì)算簡圖及梁柱線剛度 梁柱截面尺寸 估算 （ 1）、框架梁截面尺寸 梁高是跨度的 1/12 ~1/8,梁寬為梁高的 1/4 ~1/2, 對(duì)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。由于 本次設(shè)計(jì)的建筑高度不大 ，故不必要采用筒體結(jié)構(gòu)?？崭雇彩怯擅芘胖痛叭沽夯蜷_孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體是 一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類型。 在地震區(qū)多采用此類結(jié)構(gòu)類型，但是考慮到造價(jià)及第一次設(shè)計(jì)沒有經(jīng)驗(yàn)的緣故， 故不作為該 設(shè)計(jì) 的結(jié)構(gòu)。 這種結(jié)構(gòu)體系一般用于高層結(jié)構(gòu)，在近幾年的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，此 結(jié)構(gòu)類型 的特點(diǎn)是利用樓電梯間做鋼筋砼核心筒抵抗大部分水平荷載，框架柱主要承受豎向荷載。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。 框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 39 當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架一剪力墻體系。此方案的特點(diǎn)是根據(jù)建筑平面布局而設(shè)置鋼筋砼墻，與墻同 寬的剪力墻很好地解決了建筑平面使用問題。如能使用大跨度樓板，則可使用輕質(zhì)的靈活隔斷，比較自由地組織內(nèi)部空間。同時(shí)又由于墻體縱橫交錯(cuò)，比框架結(jié)構(gòu)中的剛度大得多。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是以一系列剪力墻縱橫相交，既作為承重結(jié)構(gòu)又作為分間隔斷墻。故不宜采用異型柱框架結(jié)構(gòu)。 異形柱框架結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)體系是框架結(jié)構(gòu)的一個(gè)派生結(jié)構(gòu)形式，它除了具有框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)外，與墻同寬的異型柱很好地解決了建筑平面使用問題。但內(nèi)凸的框架柱直接影響到 用戶 的實(shí)際使用面積及 宿舍用具的擺設(shè) ?？蚣芙Y(jié)構(gòu)布置靈活，具有較大的室內(nèi)空間，使用較為方便。此外， 建筑結(jié)構(gòu)減震技術(shù)的應(yīng)用異軍突起和預(yù)應(yīng)力混凝土的設(shè)計(jì)概念已從傳統(tǒng)的 “全預(yù)應(yīng)力 ”過渡到 “部分預(yù)應(yīng)力 ”等新發(fā)展都必將給結(jié)構(gòu)選型帶來影響。隨著結(jié)構(gòu)理論發(fā)展地不斷深人，結(jié)構(gòu)選型工作也朝著綜合化和復(fù)雜化方向發(fā)展。由于地震運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性及復(fù)雜性，既不可能準(zhǔn)確地劃定高烈度地震可能發(fā)生的地區(qū)和范圍，又不能在全國范圍內(nèi)普遍按照高烈度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，勢(shì)必給結(jié)構(gòu)選型工作帶來困難。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展對(duì)結(jié)構(gòu)選型的影響可從結(jié)構(gòu)理論研究發(fā)展 等方面分析。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展對(duì)結(jié)構(gòu)選型的影響 新結(jié)構(gòu)與新材料的不斷運(yùn)用與實(shí)踐發(fā)展了結(jié)構(gòu)理論，使人們提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。同一種結(jié)構(gòu)型式可以對(duì)應(yīng)不同的施工工藝，而不同的施工工藝不僅影響材料消耗、勞動(dòng)力、工期及造價(jià)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而且會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、抗震性能、計(jì)算分析及構(gòu)造措施。如果決策人員在結(jié)構(gòu)選型時(shí)考慮不周也將會(huì)給施工單位帶來不必要的困難，因此選型時(shí) 1 有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與施工單位人員溝通，共同磋商解決選型中出現(xiàn)的矛盾。 施工技術(shù)條件不具備或選用的結(jié)構(gòu)方案不適應(yīng)現(xiàn)有施工技術(shù)能力，將給工程建設(shè)帶來困難。顯然在選型時(shí)對(duì)此類結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮上述因素的影響?？紤]差異之間的影響。而裝配式薄殼施工方法的出現(xiàn)為薄殼結(jié)構(gòu)發(fā)展掃平了道路。曾一度 使用工具式移動(dòng)模板來進(jìn)行現(xiàn)澆薄殼施工。但是在施工方面，如采用現(xiàn)澆的施工方法來實(shí)現(xiàn)薄殼結(jié)構(gòu)有很大局限性，最大困難在于曲面模板耗費(fèi)工料多，施工速度慢。例如 : 薄殼結(jié)構(gòu)是一種薄壁空間結(jié)構(gòu)，要承受曲面內(nèi)的薄膜內(nèi)力作用，所以材料強(qiáng)度能得到充分利用，同時(shí)由于它的空間作用，所以具有很高的強(qiáng)度和很大的剛度。這樣，使得高層建筑及大跨度建筑的各種結(jié)構(gòu)形式成為現(xiàn)實(shí)。在手工勞動(dòng)的時(shí)代，只能用小型磚石塊體來建造墻柱拱，或采用木骨架的結(jié)構(gòu)型式。 建筑材料對(duì)結(jié)構(gòu)選型的影響 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的結(jié)構(gòu)材料的誕生帶來新的結(jié)構(gòu)型式并從而促進(jìn)建筑型式的巨大變革，不可避免地給建筑結(jié)構(gòu)選型帶來巨大的影響。任何建筑都具有對(duì)客觀空間環(huán)境的要求，根據(jù)這些要求可大體確定建筑物的尺度、規(guī)模與相互關(guān)系。但是，采用手算和借 助簡單的計(jì)算工具計(jì)算空間框架結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（ JGJ32021）允許在縱、橫兩個(gè)方向?qū)⑵浒雌矫婵蚣苡?jì)算，故按平面框架進(jìn)行計(jì)算。 梁式樓梯的踏步板同時(shí)應(yīng)配置負(fù)彎矩鋼筋，即每兩根受力鋼筋中有一根在伸入支座后，再彎向上部，負(fù)筋部分伸出梁邊長度為≥ 4/nl （圖 ） 。=b+5hf39。平臺(tái)梁截面 b=200mm h=400mm。 ○3 平臺(tái)梁截面高度可取 h ≥ 12/0l （ 0l 為平臺(tái)梁計(jì)算跨度），截面寬度可取 / 3 ~ / 2b h h= 。 （ 3）平臺(tái)梁 1）計(jì)算要點(diǎn) ○1 平臺(tái)梁一般支承在梯間橫墻上或柱上，計(jì)算簡圖如 圖所示。 平臺(tái)板的荷載 荷載種類 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （ KN/m) 恒 載 水磨石面層 100 厚混凝土板 板底抹灰 = = 小 計(jì) 活 載 1)荷載計(jì)算 總荷載設(shè)計(jì)值 p=+=2)截面設(shè)計(jì) 板的計(jì)算跨度 L0=+= 彎矩設(shè)計(jì)值 M=1/8pL02=1/= h0=10015=85mm α s=M/fcmbh02= = 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 32 查表得γ s= As=M/γ sfyh0= = 選φ 8100 As=503mm2 2）構(gòu)造要求 平臺(tái)板與平臺(tái)梁相接處及嵌固在墻內(nèi)部分，考慮到支座處有負(fù)彎矩或墻對(duì)板部分嵌固作用，在靠近支座的板面上應(yīng)配置構(gòu)造負(fù)鋼筋。 ○2 當(dāng)板的兩邊均與梁整體連接時(shí)，考慮梁對(duì)板的彈性約束（圖 ），板的跨中 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 31 彎矩可按 201 ()10M g q l=+計(jì)算。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 30 （ 2）平臺(tái)板 1）計(jì)算 ○1 平臺(tái)板板厚可取 35/0l （ 0l 為平臺(tái)板計(jì)算跨度），常取 60～ 80mm，平臺(tái)板一般均為單向板（有時(shí)也可能是雙向板），取 1m 寬板帶作為計(jì)算單元。受力鋼筋的彎起點(diǎn)位置見圖 。 2）構(gòu)造要求 梯段斜板配筋可采用彎起式或分離式。 但在配筋計(jì)算時(shí)，考慮到梯段板與平臺(tái)梁整體連接，平臺(tái)梁對(duì)梯段板有一定的彈性約束作用，計(jì)算時(shí)最大彎矩可?。? 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 29 201 ()10M g q l=+ 板水平計(jì)算跨度 Ln= 彎矩設(shè)計(jì)值 M=1/8pLn2=1/= h0=10015=85mm α s=M/fcmbh02= = 查表得γ s= As=M/γ sfyh0= = 選φ 10/12110 As=871mm2 分布筋φ 8，每級(jí)踏步下一根 ○6 由于梯段板為斜向擱置的受彎構(gòu)件，還將產(chǎn)生軸向力，但其影響很小，設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮。 由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知，簡支斜板（梁）在豎向均布荷載下（沿水平投影長度）的最大彎距與相應(yīng)的簡支水平梁的最大彎矩是相等的，即： 2m a x 01 ()8M g q l=+ 式中 g 、 q —— 作用于梯段板上的沿水平投影方向的恒載及活載設(shè)計(jì)值； 0l —— 梯段板的計(jì)算跨度?；詈奢d及欄桿自重是沿水平方向分布的，斜板及抹灰層自重是沿板的傾斜方向分布的，為了計(jì)算方便， 一般將其換算成沿水平方向分布的荷載后再進(jìn)行計(jì)算。 ○3 計(jì)算簡圖：梯段板（圖 ）內(nèi)力計(jì)算時(shí)可簡化為兩端簡支的斜板（圖）。樓梯上均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q= 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 27 （ 1）梯段板 1）計(jì)算要點(diǎn) ○1 為保證梯段板有一定的剛度，梯段板厚度可取 35/~25/ 00 ll （ 0l為梯段板水平方向的跨度 ） ，常取 80～ 120mm。 考慮到建筑使用功能和美觀上，并考慮板長 ，所以選擇用現(xiàn)澆板式樓梯。板不能裂！所以要加溫度鋼筋。 (4)應(yīng)用：活載較 小，梯段跨度≤ 3m 時(shí)，宜采用 (5)計(jì)算與構(gòu)造 1)梯段板 ⑴計(jì)算單元 :取 1m 寬的板帶計(jì)算 ⑵計(jì)算簡圖 （ 6）傳力方式： 板式樓梯傳力路線： 樓梯板 — 平臺(tái)梁 — 墻或柱。平臺(tái)主筋均短跨布置，依長跨方向排列，垂直安放分布鋼筋。 當(dāng)踏步板裂了，若樓梯梁完好，只是局部問題。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 26 1)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯： (1)組成：由踏步板、梯段斜梁、平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成 (2)特點(diǎn)：施工較復(fù)雜 (支模復(fù)雜 )，外觀也較笨重。 二 、 手算 設(shè)計(jì) 1． 樓梯計(jì)算書 樓梯設(shè)計(jì)計(jì)算書 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 25 按施工方法的不同可分為現(xiàn)澆式和裝配式； 按結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)可分為梁式、板式、剪刀式和螺旋式如圖： 剪刀式和螺旋式：建筑新穎美觀，常設(shè)置于公共建筑大廳或別墅；但其為空間受力體系，設(shè)計(jì)與施工較復(fù)雜，造價(jià)較高。 運(yùn)用 JCCAD 模塊，將上部荷載傳到至基礎(chǔ)，并布置承臺(tái)和連梁，繪制出基礎(chǔ)施工圖。 （ 2）結(jié)構(gòu)施工圖的繪制 由上面建筑圖，在 PKPM 軟件 PMCAD 中按照建筑圖輸入建筑模型，并對(duì)相關(guān)參數(shù)（板厚、層高、材料信息等）做了調(diào)整以后， 作出軸網(wǎng)，由結(jié)構(gòu)方案確定出的構(gòu)件的見面尺寸，及樓梯的布置信息，建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。建筑方案滿足，建筑相關(guān)的各個(gè)規(guī)范要求。 通過查閱了《宿舍設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范后，確定宿舍的開間、 進(jìn)深以及建筑的長、寬 和每層的層高 。 由于第一次做設(shè)計(jì)，所以選擇層高較小荷載不大的方案 。各個(gè)房 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 24 間的建筑最小面積應(yīng)按任務(wù)書表 2。 、結(jié)構(gòu)施工圖的繪制 （ 1）建筑圖的繪制 根據(jù)任務(wù)書的要求：擬建一棟八 十層大學(xué)生公寓樓。 （ 9）有效質(zhì)量比 主要為了控制復(fù)雜高層和超高層結(jié)構(gòu)的地震力是否計(jì)算完全。由表中數(shù)值可知： 該結(jié)構(gòu)剛重比 Di*Hi/Gi 大于 10，能通過高規(guī)（ ）的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。同時(shí)剛重比也是重力二階 (P— Δ )效應(yīng)的主要參數(shù)，不滿足結(jié)構(gòu)也可能失穩(wěn)倒塌。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 23 由附錄 5中 樓層抗剪承載力 及承載力比值 表可知 層間受剪承載力之比最小為 滿足規(guī)范的要求。層間受剪承載力的計(jì)算與混凝土強(qiáng)度、實(shí)配鋼筋面積有關(guān)。 結(jié)構(gòu)剛度比及薄弱層放大系數(shù)詳見附錄 5。如不滿足則應(yīng)按薄弱層對(duì)待。層剛度比較直觀地反映了結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度沿豎向分布的均勻程度，它是衡量結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則與否的重要標(biāo)志。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 22 （ 5）層間位移限制 《高規(guī)》 條 按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比△ u／ h 宜符合以下規(guī)定： 1 高度不大于 150m 的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△ u/h 從不宜大于表 的限值； 由輸出文件可知層間最大位移角 1/5601/550 滿足規(guī)范要求。 抗震規(guī)范第 條明確 規(guī)定最小剪重比應(yīng)不小于下表值 結(jié)構(gòu)為 7度（ ）設(shè)防，基本周期為 ，故結(jié)構(gòu)的最小剪重比為 。剪重比應(yīng)在一個(gè)比較合理的范圍內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)整體剛度的 適中。 由 PKPM 中 TAT功能模塊分析知道，結(jié)構(gòu)最大軸壓比為 滿足規(guī)范的要求 （ 4） 剪重比控制 剪重比指結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力與該層及其上各層總重力荷載代表值的比值，一般是