《房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt

2021年 4月 17日 房屋結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì) 蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院 西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 張敬書 一 必備材料 平、立、剖面圖 平面： 功能要求（抗震設(shè)防分類，是否有特 殊設(shè)備？活荷載取值，人防地下室）、平面 規(guī)則性、墻體（材料，主要墻下布臵梁，是 否形成短柱？）、樓梯間 剖面： 層數(shù)、層高（梁高是否有限制？）、 總高、屋面是否上人（活荷載取值） 立面： 裝飾構(gòu)架（是否參與結(jié)構(gòu)計(jì)算？與主 體結(jié)構(gòu)如何連接？荷載怎么取值？） 一 必備材料 巖土工程勘察報(bào)告 地形地貌 ：是否屬于條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非 巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，故河道、疏松的斷層破碎 帶、暗埋的塘濱溝谷和半填半挖地基？是否平整？ 土層： 從上至下，填土（一般不作為持力層），穩(wěn)定的持力 層：卵石土、基巖、密實(shí)的黏土、粉土、砂土，承載力特征 值 特殊土 ：濕陷性黃土（自重？非自重？濕陷等級），液化土 ，是否有腐蝕性？ 地下水： 水位、是否有腐蝕性？ 原地面與設(shè)計(jì)高程的關(guān)系 ？挖方、填方，樁長 抗震地段劃分 ， 場地類別，抗震設(shè)防烈度，設(shè)計(jì)地震分組 建議的地基基礎(chǔ)形式 規(guī)則性要求： 不規(guī)則的建筑應(yīng)按規(guī)定采取加 強(qiáng)措施；特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究 和論證，采取特別的加強(qiáng)措施；嚴(yán)重不規(guī)則 的建筑不應(yīng)采用 特別不規(guī)則： 超限 超限： (一 ) 超高 (見規(guī)范 ) ； (二 ) 特別不規(guī) 則； (三 ) 超限大跨度建筑 二 結(jié)構(gòu)方案 二 結(jié)構(gòu)方案 同時(shí)具有下列三項(xiàng)及以上 序號(hào) 不規(guī)則 類型 簡要涵義 1a 扭轉(zhuǎn)不規(guī)則 考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于 1.2 1b 偏心布置 偏心率大于 0.15或相鄰層質(zhì)心相差大于相應(yīng)邊長 15% 2a 凹凸不規(guī)則 平面凹凸尺寸大于相應(yīng)邊長 30%等 2b 組合平面 細(xì)腰形或角部重疊形 3 樓板不連續(xù) 有效寬度小于 50%，開洞面積大于 30%，錯(cuò)層大于梁高 4a 剛度突變 相鄰層剛度變化大于 70%或連續(xù)三層變化大于 80% 4b 尺寸突變 豎向構(gòu)件位置縮進(jìn)大于 25%,或外挑大于 10%和 4m,多塔 5 構(gòu)件間斷 上下墻、柱、支撐不連續(xù)，含加強(qiáng)層、連體類 6 承載力突變 相鄰層受剪承載力變化大于 80% 7 其它不規(guī)則 如局部的穿層柱、斜柱、夾層、個(gè)別構(gòu)件錯(cuò)層或轉(zhuǎn)換 具有下列某一項(xiàng) 序號(hào) 不規(guī)則類型 簡要涵義 1 扭轉(zhuǎn)偏大 裙房以上的較多樓層，考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.4 2 抗扭剛度弱 扭轉(zhuǎn)周期比大于 0.9, 混合結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比大于 0.85 3 層剛度偏小 本層側(cè)向剛度小于相鄰上層的 50% 4 高位轉(zhuǎn)換 框支墻體的轉(zhuǎn)換構(gòu)件位置： 7度超過 5層， 8度超過 3層 5 厚板轉(zhuǎn)換 7 9度設(shè)防的厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) 6 塔樓偏置 單塔或多塔與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長 20% 7 復(fù)雜連接 各部分層數(shù)、剛度、布置不同的錯(cuò)層 連體兩端塔樓高度、體型或者沿大底盤某個(gè)主軸方向的振 動(dòng)周期顯著不同的結(jié)構(gòu) 8 多重復(fù)雜 結(jié)構(gòu)同時(shí)具有轉(zhuǎn)換層、加強(qiáng)層、錯(cuò)層、連體和多塔等復(fù)雜類型的 3種 二 結(jié)構(gòu)方案 具有下列某一項(xiàng) 二 結(jié)構(gòu)方案 序 號(hào) 簡稱 簡要涵義 1 特殊 類型 高層 建筑 抗震規(guī)范、高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程和高層鋼結(jié)構(gòu)規(guī) 程暫未列入的其他高層建筑結(jié)構(gòu)，特殊形式的大 型公共建筑及超長懸挑結(jié)構(gòu)，特大跨度的連體結(jié) 構(gòu)等 2 超限 大跨 空間 結(jié)構(gòu) 屋蓋的跨度大于 120m或懸挑長度大于 40m或單向長 度大于 300m，屋蓋結(jié)構(gòu)形式超出常用空間結(jié)構(gòu)形 式的大型列車客運(yùn)候車室、一級汽車客運(yùn)候車樓 、一級港口客運(yùn)站、大型航站樓、大型體育場館 、大型影劇院、大型商場、大型博物館、大型展 覽館、大型會(huì)展中心，以及特大型機(jī)庫等 砌體結(jié)構(gòu) 層數(shù)和總高 層高 高寬比 抗震橫墻間距 局部尺寸限值 墻體布置 ： 宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向 應(yīng)上下連續(xù)；且縱橫向墻體的數(shù)量不宜相差過大， 應(yīng)設(shè)臵內(nèi)縱墻，不應(yīng)設(shè)臵轉(zhuǎn)角窗 底部框架 -抗震墻砌體房屋 ， 慎用，甘肅禁用 注意 乙類建筑提高一度 的要求 二 結(jié)構(gòu)方案 砌體結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 門式剛架 門式剛架： 輕型屋蓋和輕型外墻、吊車起重量不大 于 20t 或 3t懸掛式起重機(jī)； 排架：不符合門式剛架要求 框架 柱距 6 9m 柱、梁：焊接 H型鋼或熱軋 H型鋼 檁條： C型鋼 屋面板：壓型鋼板夾芯板 樓板：鋼筋混凝土樓板、壓型鋼板組合樓板 二 結(jié)構(gòu)方案 鋼結(jié)構(gòu) “ 門鋼 ” 與 “ 普鋼 ” 的區(qū)別 1、計(jì)算門鋼無吊車時(shí)柱頂 h/60，門式剛架梁撓度限值 L/180 （ L/400有懸掛起重機(jī)），主要受壓構(gòu)件長細(xì)比 180，其他構(gòu)件 支撐和隅撐最大長細(xì)比 220； 普鋼無吊車時(shí)柱頂 h/150，主梁撓度限值 L/400，主要受壓 構(gòu)件長細(xì)比 150，其他構(gòu)件支撐和隅撐最大長細(xì)比 200 2、構(gòu)造 門鋼：主剛架之間的屋面與柱間的交叉支撐可采用張緊的圓 鋼，當(dāng)設(shè)有起重量不小于 5t的橋式吊車時(shí)，柱間宜用型鋼支撐 普鋼：屋蓋支撐桿件宜用型鋼 ;柱間支撐應(yīng)采用型鋼 3、構(gòu)件局部穩(wěn)定控制指標(biāo)也不同 二 結(jié)構(gòu)方案 鋼結(jié)構(gòu) 柱距 6 9m 剪力墻布置： 雙向 布臵，兩個(gè)方向的側(cè)向剛度不宜相差過大 自下到上 連續(xù) 布臵，避免剛度突變 門窗洞口宜上下 對齊 、成列布臵；宜避免造成墻肢寬度相差 懸殊的洞口設(shè)臵 剪力墻不宜過長， 墻段長度不宜大于 8m 樓面梁 不宜支承在連梁上 當(dāng)剪力墻或核心筒墻肢與其平面外相交的樓面梁剛接時(shí)，墻 內(nèi)設(shè)臵暗柱 不應(yīng)全部采用 短肢剪力墻 梁與柱或柱與剪力墻的 中線宜重合 均勻布臵在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀 變化及恒載較大的部位，剪力墻間距不宜過大，凸出部分的 端部附近布臵剪力墻 二 結(jié)構(gòu)方案 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)選型：無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú) 立基礎(chǔ)） 、擴(kuò)展基礎(chǔ)（柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ) 和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)），柱下條形基礎(chǔ)，筏 形和箱形基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ) 有地下室： 筏形，樁筏基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ) 無地下室： 柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混 凝土條形基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) ：鋼筋混凝土灌注樁優(yōu)先（預(yù)制樁存在沉樁 問題），鉆孔灌注樁、人工成孔灌注樁優(yōu)先 地基處理 埋深 二 地基基礎(chǔ) 基礎(chǔ)選型 1 地基處理措施 消除地基的全部或部分濕陷量，或采用樁基礎(chǔ)穿透全部濕陷 性黃土層，或?qū)⒒A(chǔ)設(shè)臵在非濕陷性黃土層上 2 防水措施 1）基本防水措施 ：在建筑物布臵、場地排水、屋面排水、 地面防水、散水、排水溝、管道敷設(shè)、管道材料和接口等方 面，應(yīng)采取措施防止雨水或生產(chǎn)、生活用水的滲漏 2）檢漏防水措施 ：在基本防水措施的基礎(chǔ)上，對防護(hù)范圍 內(nèi)的地下管道，應(yīng)增設(shè)檢漏管溝和檢漏井 3）嚴(yán)格防水措施 ：在檢漏防水措施的基礎(chǔ)上，應(yīng)提高防水 地面、排水溝、檢漏管溝和檢漏井等設(shè)施的材料標(biāo)準(zhǔn)，如增 設(shè)可靠的防水層、采用鋼筋混凝土排水溝等 3 結(jié)構(gòu)措施 減小或調(diào)整建筑物的不均勻沉降，或使結(jié)構(gòu)適應(yīng)地基的變形 類似于抗震要求 二 地基基礎(chǔ) 濕陷性黃土地基 地基處理方法 墊層： 包括土墊層和灰土墊層。一般采用灰土墊層 強(qiáng)夯 ： 8 10m，振動(dòng)、噪音，一般地區(qū)不用 擠密 ： 15m 預(yù)浸水法 ：一般不用 單液硅化法和堿液加固法 ：既有建筑加固 樁基礎(chǔ) ：負(fù)摩擦力 二 地基基礎(chǔ) 濕陷性黃土地基 平面圖為主 上下對照 ：柱、剪力墻能否直接到基頂？ 墻下設(shè) 梁 ，看上一層梁的位臵，畫在平面圖上。框架 梁寬 ： 250 350mm， 跨高比： 1/10 1/15。次梁一般比主梁低 50mm。同一 節(jié)點(diǎn)處，縱橫兩方向梁高宜有差異 板： 板跨：一般 4.8m以內(nèi)，板厚： 3.0， 100mm； 3.3m， 110mm； 3.6m， 120mm； 3.9 4.2m， 130mm； 4.2 4.8： 140mm。衛(wèi)生間、 廚房很小的板： 80mm 注意板面高差問題 框架柱 ：樓梯間四角設(shè)框架柱。按受荷面積、荷載（砌體結(jié)構(gòu)、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)多層建筑 9 12，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑 14 16，鋼結(jié)構(gòu)房屋 6 8）和軸壓比估算，一般 方形截面 ，最小 400 400mm 剪力墻： 一般最小墻厚 200mm，電梯間可以 160mm。一、二級剪力 墻底部加強(qiáng)部位可選層高或無支長度二者較小值的 1 16，其他 部位為層高或剪力墻無支長度二者較小值的 1 20；三、四級剪 力墻底部加強(qiáng)部位可選層高或無支長度二者較小值的 1 20，其 他部位為層高或剪力墻無支長度二者較小值的 1 25 禁忌： 梁平面外挑梁 三 構(gòu)件布置 四 荷載計(jì)算 活荷載 禮堂、劇場、影院、有固定座位的看臺(tái) 3.0 商店、展覽廳、車站、港口、機(jī)場大廳及其旅 客等候室，無固定座位的看臺(tái) 3.5 健身房、演出舞臺(tái)，舞廳 4.0 4.0 (1)書庫、檔案庫、貯藏室 (2)密集柜書庫 5.0 12.0 通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房 7.0 餐廳的廚房 4.0 走廊、門廳、樓梯： (2)辦公樓、教室、餐廳，醫(yī)院門診部 (3)消防疏散樓梯，其他民用建筑 2.5 3.5 陽臺(tái)： (1)一般情況 (2)當(dāng)人群有可能密集時(shí) 2.5 3.5 四 荷載計(jì)算 其他活荷載 高鋼規(guī) （ JGJ99-98）補(bǔ)充 酒吧間、展銷廳 3.5 飯店廚房、洗衣房 4.0 屋頂花園 4.0 健身房、娛樂室 4.0 檔案庫、貯藏室 5.0 辦公室靈活隔斷 0.5 全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 部分補(bǔ)充 階梯教室： 3；制冷機(jī)房： 8；變配電房： 10；管道層： 4； 有分隔的蹲廁公共衛(wèi)生間（包括填料、隔墻）： 8； 水泵房： 5；綜合商品倉庫樓面： 15； 貯存輕泡商品的樓面： 8 10；建筑材料庫： 20 四 荷載計(jì)算 恒載 混凝土小型空心砌塊墻體： 10 15 加氣混凝土砌塊：干體積密度： 300 800 輕骨料混凝土： 12.5 19.5 輕骨料混凝土砌塊： 5 14 計(jì)算要求： 準(zhǔn)確 。不漏項(xiàng)、不少算，也不 能多算 計(jì)算步驟：屋面荷載、樓面荷載、墻體荷 載 四 荷載計(jì)算 計(jì)算書 屋面舉例： 05J909 WM12-屋 5，上人 鋪 10厚防滑地磚，干水泥擦縫 ： 0.01 21 0.21 10厚低強(qiáng)度等級砂漿隔離層 ： 0.01 20 0.2 4厚 SBS改性瀝青防水卷材 ： 0.1 20厚 1:3水泥砂漿找平層 ： 0.02 20 0.4 90厚聚苯乙烯泡沫塑料板 ： 0.09 0.5 0.045 最薄 30厚 LC5.0輕集料混凝土 2找坡層 ： 14.5 (0.03+6 2 /2) 1.305 板底抹灰： 0.4 合計(jì)：恒載： 2.66，活載： 2 注意： 找坡層荷載取平均值計(jì)算（選板時(shí)應(yīng)采用 最大值），占的比重最大。板底不要漏掉 四 荷載計(jì)算 計(jì)算書 樓面舉例： 05J909 LD16-樓 13A，地磚面層 10厚地磚，干水泥擦縫： 0.01 21 0.21 20厚 1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層，表面撒水泥粉： 0.02 20 0.4 1.5厚聚氨酯防水層： 0.05 最薄 30厚 C20細(xì)石混凝土 2找坡層： 24 (0.03+3 2 /2) 1.44 水泥漿一道： 0.05 板底抹灰： 0.4 合計(jì)：恒載： 2.55，活載： 2 注意：板底不要漏掉 墻體舉例： 200厚加氣混凝土，雙面抹灰，高 2.4m： 2.4 (0.2 7.5+0.8) 5.52 注意： 外墻面裝修、開較大門窗洞口應(yīng)按實(shí)際計(jì)算，梁高應(yīng)扣除 （至少 400左右） 五 主體結(jié)構(gòu)計(jì)算 準(zhǔn)備工作 平面圖： 梁柱墻布臵，尺寸，梁、板荷載 剖面圖： 結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層和層數(shù)、層高 基礎(chǔ)： 嵌固端 總信息 鋼筋混凝土容重： 26 28，材料強(qiáng)度、箍筋間距 抗震等級： 是否有調(diào)整（下部抗震設(shè)防類別提高、局部單跨框架 ）？ 周期折減系數(shù)、連梁剛度折減系數(shù)、梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)、梁剛度 增大系數(shù) 框剪結(jié)構(gòu)： 0.2Q調(diào)整 基本風(fēng)壓、周期 一般考慮偶然偏心，不考慮雙向地震作用；考慮活荷載不利布臵 地下室層數(shù)、水平力夾角 剪力墻加強(qiáng)區(qū)起算層號(hào)，柱配筋按單偏壓計(jì)算 梁柱墻板混凝土保護(hù)層厚度 五 主體結(jié)構(gòu)計(jì)算 建模 全部按主梁 連梁：跨高比 2.5，按開洞口輸入， 5，按框架梁輸入 不用的節(jié)點(diǎn)、軸線要?jiǎng)h掉（清理網(wǎng)點(diǎn)） 善用層間編輯菜單 樓板自重程序計(jì)算，構(gòu)造柱 修改恒載和活荷載，特別關(guān)注挑陽臺(tái)、樓梯間、電梯間、電梯機(jī) 房、走廊 彈性樓板假定，角柱定義，人防地下室定義（臨空墻） 計(jì)算結(jié)果分析 超筋超限信息、剪重比、剛重比、有效質(zhì)量系數(shù) 周期比、層間位移角、位移比、 層剛度比（三種剛度計(jì)算方法，適用于不同場合，判斷嵌固端、 框支剛度判斷、豎向不規(guī)則判斷） 層間承載力比 水平地震作用最大方向（ 15度，水平力夾角） 五 主體結(jié)構(gòu)計(jì)算 問題及處理 周期比、位移比超限 ，抗扭，減小偏心、增加周邊構(gòu)件布臵和剛 度，減少中心部位構(gòu)件布臵和剛度 剪 重比不滿足要求 ：一般計(jì)算有問題，如果計(jì)算沒有問題，則結(jié) 構(gòu)剛度偏小 層間位移角（兩方向應(yīng)接近）不滿足要求 ：剛度偏小 層剛度比不滿足要求： 豎向不規(guī)則，應(yīng)增大軟弱層剛度 層間承載力比不滿足要求： 豎向不規(guī)則，應(yīng)增大薄弱層承載力 連梁超筋： 適當(dāng)降低連梁剛度（減小梁高、增大跨度、降低連梁 剛度折減系數(shù)） 其他超筋信息： 針對規(guī)范條文具體問題具體分析 六 其他構(gòu)件 樓梯： 一般在設(shè)計(jì)手冊上查表，注意人防地下室的要求 雨篷： 手算 過梁： 查標(biāo)準(zhǔn)圖或設(shè)計(jì)手冊 磚混結(jié)構(gòu)： PMCAD 排架、門式剛架： PK 多高層： SATWE 基礎(chǔ)梁： 查標(biāo)準(zhǔn)圖，電算： 張敬書 ,汪朝成 , 金德保 , 馮立平 .鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁的設(shè)計(jì)方法 .建筑結(jié)構(gòu) .2011, (41S1):1356-1359 條形基礎(chǔ)， 參考標(biāo)準(zhǔn)圖 樁基礎(chǔ)： 大直徑樁一般手算，帶承臺(tái)的可手算（承臺(tái)設(shè)計(jì)手 冊），也可電算 筏基、獨(dú)立基礎(chǔ)： 電算；獨(dú)立基礎(chǔ)也可查標(biāo)準(zhǔn)圖 地基處理： 手算，剩余濕陷量 沉降計(jì)算： 電算 七 畫圖 建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定 (2008年版 )，計(jì)算結(jié)果 +構(gòu)造要求 圖紙目錄、設(shè)計(jì)說明、設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書 基礎(chǔ)平面圖 基礎(chǔ)詳圖 結(jié)構(gòu)平面圖 鋼筋混凝土構(gòu)件詳圖 混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖 其他圖紙：樓梯圖，預(yù)埋件，特種結(jié)構(gòu)和構(gòu)筑物 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖 認(rèn)真學(xué)習(xí)和使用： 平法標(biāo)準(zhǔn)圖，制圖規(guī)定，設(shè)計(jì)文件編制深 度規(guī)定 多學(xué)習(xí) ：標(biāo)準(zhǔn)圖 八 計(jì)算書要求 手算的結(jié)構(gòu)計(jì)算書 ，應(yīng)給出構(gòu)件平面布臵簡圖和計(jì)算簡 圖、荷載取值的計(jì)算或說明；結(jié)構(gòu)計(jì)算書內(nèi)容宜完整、 清楚，計(jì)算步驟要條理分明，引用數(shù)據(jù)有可靠依據(jù)，采 用計(jì)算圖表及不常用的計(jì)算公式，應(yīng)注明其來源出處， 構(gòu)件編號(hào)，計(jì)算結(jié)果應(yīng)與圖紙一致 計(jì)算機(jī)程序計(jì)算時(shí) ，應(yīng)在計(jì)算書中注明所采用的計(jì)算程 序名稱、代號(hào)、版本及編制單位，計(jì)算程序必須經(jīng)過有 效審定 (或鑒定 )電算結(jié)果應(yīng)經(jīng)分析認(rèn)可；總體輸入信 息、計(jì)算模型、幾何簡圖、荷載簡圖和輸出結(jié)果應(yīng)整理 成冊 采用標(biāo)準(zhǔn)圖或重復(fù)利用圖時(shí) ，宜根據(jù)圖集的說明，結(jié)合 工程進(jìn)行必要的核算工作，且應(yīng)作為結(jié)構(gòu)計(jì)算書的內(nèi)容 所有計(jì)算書應(yīng)校審，并由設(shè)計(jì)、校對、審核人 (必要時(shí) 包括審定人 )在計(jì)算書封面上簽字，作為技術(shù)文件歸檔 謝謝！