结构设计指导书第一部分结构计算一、框架结构体系及其布置1.1、框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。

1.2、框架结构种类根据施工方法的不同，分为整体式、装配式和装配整体式三种。

本次设计采用整体式框架结构。

1.3、框架结构布置横向承重框架、纵向承重框架、纵横双向承重框架。

1.4变形缝的设置1、沉降缝设置沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。

房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开。

沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，各部分能够自由沉降。

2、伸缩缝设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产生裂缝。

伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。

3、防震缝当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，应设置防震缝。

对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。

1.5、结构布置应注意的几个原则1、满足使用要求、尽可能的与建筑设计的划分一致。

2、柱网的布置应规则整齐且每个楼层的柱网尺寸应相同，构件类型应尽可能的少。

3、变形缝的设置应满足有关的规范要求。

4、满足施工简便、经济合理的要求。

二、框架梁、柱截面尺寸2.1梁、柱截面形状采用矩形、T型、圆形等截面形式。

2.2梁、柱截面尺寸：以矩形截面选择为例。

1、梁截面尺寸一般取：h=(1/8～1/12)l，b=(1/2～1/3)h。

2、柱截面尺寸柱截面高度可取：h＝(1/15～1/20)H，柱截面宽度可取：b=(1～2/3)h。

并按下述方法进行初步验算。

①框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。

考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2～1.4的放大系数。

②λ框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm。

为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。

3、梁截面惯性矩I0——为梁矩形截面部分的截面惯性矩。

三、框架结构计算简图3.1、平面计算单元框架结构是一个由横向框架和纵向框架组成的空间结构。

cfNAλ≥3.2、计算简图框架杆件用其轴线表示，杆件之间的连接用节点表示，杆件长度用节点之间的距离表示。

框架的计算跨度为框架柱轴线间的距离；框架柱的计算高度（除底层柱外）可取各层层高，底层柱一般取至基础顶面，当有整体刚度很大的地下室时，可取至地下室结构的顶部。

四、结构计算4.1竖向荷载作用下框架结构的近似计算方法——分层法1、计算假定（1）、框架的侧移忽略不计，即不考虑框架侧移对内力的影响。

（2）、每层梁上的荷载对其他层梁、柱内力的影响忽略不计，仅考虑对本层梁、柱内力的影响。

2、计算要点将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框架，框架梁上作用的荷载、柱高及梁跨均与原结构相同。

计算时，将各层梁及其上、下柱所组成的敞口框架作为一个独立计算单元，用弯矩分配法分层计算各榀敞口框架的杆端弯矩，由此求得的梁端弯矩即为其最后弯矩。

因每一层柱属于上、下两层，所以每一层柱的最终弯矩需由上、下两层计算所得的弯矩值叠加得到。

上、下层柱的弯矩叠加后，节点弯矩一般不会干衡，如果需要提高精度，可对不平衡弯矩再作一次弯矩分配，但不传递。

3、对计算假定引起误差的修正①、除底层柱以外的其它各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此来计算节点周围各杆件的弯矩分配系数；②、杆端分配弯矩向远端传递时，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支承取为1/2，其它各柱的传递系数考虑远端为弹性支承取为1/3。

4、分层法的适用范围①、节点梁柱线刚度比大②、结构与荷载沿高度分布比较均匀4.2水平荷载作用下框架结构的计算方法（一）——反弯点法适用范围：结构比较均匀，层数不多的多层框架；梁、柱线刚度比：∑i b / ∑i c ≥31、计算假定（1）、确定各柱间的剪力分配时，认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大，各柱上下两端均不发生角位移；（2）、确定各柱的反弯点位置时，认为除底层以外的其余各层柱，受力后上下两端的转角相同；（3）、不考虑框架梁的轴向变形，同一层各节点水平位移相等。

2、同层各柱剪力分配第i 层k 根柱的侧移刚度：∑==m k i ik V V1 （4.2.1） 层间水平力平衡方程：212h i d c ik = （4.2.2）第i 层各柱柱端相对侧移均为△i ，按照侧移刚度的定义， i ik ik d V ∆= （4.2.3）i m k ik V d=∆∑=1 （4.2.4）i m k ik V d∑==∆11（4.2.5）i m k ik ikik V dd V ∑==1 （4.2.6）由此得到：各层的层间总剪力按各柱侧移刚度在该层侧移刚度所占比例分配到各柱。

3、柱中反弯点位置柱的反弯点高度yh 为反弯点至柱下端的距离，y 为反弯点高度与柱高的比值，h 为柱高。

由假定可确定柱的反弯点高度：对于上部各层柱：反弯点位于柱的中点处，y =1/2；对于底层柱：反弯点偏离中点向上，可取y =2/3。

4、框架梁柱内力（1）、柱端弯矩柱下端弯矩：h y V M ik d ik = （4.2.7）柱上端弯矩：hy V M ik u ik )1(-= （4.2.8）（2）、梁端弯矩梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，节点左右梁端弯矩大小按其线刚度之比分配。

（3）、梁端剪力 （4）节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力。

()∑-=n i r ibl ib ik V V N4.3水平荷载作用下框架结构的计算方法（二）——改进反弯点法（D 值法）1αc2、柱的反弯点位置（1）、标准反弯点高度比y 0规则框架在节点水平力的作用下，可假定同层各节点转角相等，这时各层横梁的反弯点位于跨中且该点无竖向位移。

标准反弯点高度比y 0查表。

（2）、上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值y 1，计算时查表。

（3）、上下层层高变化时反弯点高度比修正值y 2、y 3，，，若某柱的上下层层高改变时，反弯点位置也有变化，需要修正。

计算时查表。

当各层框架柱的侧移刚度和各层柱反弯点位置确定以后，计算步骤与反弯点法一样。

4.4 框架结构侧移的近似计算竖向荷载作用下框架结构产生的侧移很小，一般只进行水平离作用下的侧移计算，包括两部分内容：控制顶层最大侧移和控制层间相对位移。

框架结构在水平力作用下的变形由两部分组成：总体剪切变形（由梁、柱弯曲变形引起）和总体弯曲变形（由框架柱两侧柱的轴向变形引起）。

对层数不多的框架，柱轴向变形引起的侧移很小，可忽略。

1、由梁柱弯曲变形引起的侧移（采用D 值法计算） 层间侧移：∑=∆ik i i D V （4.4.1） 顶点侧移： ∑∆=∆m i iV （4.4.2） 212h i D c c α=212h i d cik =2、由柱轴向力引起的变形假定内柱轴力为零，只考虑边柱轴向变形产生的侧移，查表计算侧移。

五、荷载效应组合荷载效应组合实际上是内力组合，内力组合的目的就是要找出框架梁柱控制截面的最不利内力，最不利内力是使截面配筋最大的内力。

5.1、控制截面及最不利内力框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。

框架梁的控制截面最不利内力组合有以下几种：（1）、梁端支座截面max M -、max M +和m ax V ；（2）、梁跨中截面max M +、max M-。

框架柱的控制截面通常是柱上、下两端截面。

框架柱的控制截面最不利内力组合有以下几种：（1）、︱M max ︱及相应的N 、V ；（2）、N max 及相应的M 、V ；（3）、N min 及相应的M 、V ；（4）、︱M ︱比较大（不是绝对最大），但N 比较小 或N 比较大（但不是绝对最小或绝对最大）。

内力组合时应将各种荷载作用下梁柱轴线的弯矩值和剪力值换算到梁柱边缘处，然后进行内力组合。

5.2、活荷载布置——满布法对楼面活荷载标准值不超过5KN/mm 2的一般工业与民用多层框架结构，满布荷载法的计算精度和安全度可以满足工程设计要求，为安全起见，满布法对跨中弯矩再乘以 1.1～1.2的放大系数。

5.3、水平荷载水平荷载有风荷载和水平地震作用，水平荷载应考虑正反两个方向。

如果结构对称，风荷载和水平地震作用下的框架内力均为反对称。

5.4、荷载组合不考虑抗震设防时，荷载效应组合如下：当有两个或两个以上可变荷载参与组合且其中包括风荷载时，荷载组合系数取ψ＝0.85，在其他情况下荷载组合系数均取ψ＝1.0。

一般应考虑下列三种荷载组合：恒载＋0.85（活载＋风载）、恒载＋活载、恒载＋风载。

六、构件截面设计6.1、框架梁框架梁是受弯构件，由内力组合求得控制截面的最不利弯矩和剪力后，按正截面受弯承载力计算方法确定所需要的纵筋数量，按斜截面受剪承载力计算方法确定所需的箍筋数量，再采取相应的构造措施。

对于现浇框架，支座调幅系数取0.8～0.9；对于装配整体式框架，其支座调幅系数取0.7～0.8。

ikQi ni Qi K G G Q C G C S ∑=+=1γψγ6.2、框架柱1、框架柱是偏心受压构件，通常采用对称配筋，确定柱中纵筋数量时，应从内力组合中找出最不利的内力进行配筋计算。

2、框架柱除进行正截面受压承载力计算外，还应根据内力组合得到的剪力值进行斜截面抗剪承载力计算，确定柱的箍筋配置。

3、柱的计算长度：（1）一般多层房屋的钢筋混凝土框架结构各层柱段当为现浇楼盖时：底层柱段l0＝1.0H其余各层柱段l0＝1.25H当为装配式楼盖时：底层柱段l0＝1.25H其余各层柱段l0＝1.5H（2）、具有非轻质隔墙的多层房屋，当为三跨及三跨以上或为两跨且房屋的总宽度不小于房屋总高度1／3时，其各层框架柱段的计算长度：当为现浇楼盖时：l0＝1.0H当为装配式楼盖时：l0＝1.0H（3）、按有侧移考虑的框架结构，当竖向荷载较小或竖向荷载大部分作用在框架节点上或其附近时，各层柱段的计算长度应根据可靠设计经验取用较上述规定更大的数值。

注：H为上、下两层楼盖顶面之间的距离。

6.3框架结构的构造要求1、混凝土强度等级框架的混凝土强度等级不应低于C20；梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。

2、框架梁（1）、框架梁截面梁截面高度：h=(1/8～1/12)l,且不宜大于1/ 4l n，，梁截面宽度：b≥1/4h及1/2b c （2）、框架梁纵向钢筋框架梁、柱纵向钢筋构造要求见图。

（3）、框架梁箍筋梁的箍筋沿梁全长范围内设置，第一排箍筋一般设置在距离节点边缘50mm处。

梁的配箍率不应小于0.24f t/f yv，箍筋最小直径和最大间距的要求与一般梁相同。

3、框架柱（1）、框架柱截面柱截面高度不宜小于400mm ，柱截面宽度不宜小于350mm ，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。