多层教学楼设计指导a课件.ppt
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- 多层 教学楼 设计 指导 课件
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1、多层教学楼设计指导多层教学楼设计指导a一、框架构造的计算单元及计算模型(1)构造体系 房屋高度未超过50米时,除现浇楼面外,还可采用装配整体式楼面。但房屋的顶层、构造转换层、平面复杂或开洞过大的楼层应采用现浇楼面构造。2构造竖向布置构造竖向布置 竖向体型应力求规那么、均匀竖向体型应力求规那么、均匀(质量、刚度质量、刚度),防止有过大,防止有过大的外挑和内收。的外挑和内收。一、框架构造的计算单元及计算模型(3)构造平面布置构造平面布置 构造宜简单、规那么、对称,减少偏心。构造宜简单、规那么、对称,减少偏心。设计中宜调整平面形状和尺寸,设计中宜调整平面形状和尺寸,采用构造和施工措施,不设伸缩缝、防
2、震缝和沉采用构造和施工措施,不设伸缩缝、防震缝和沉降缝。降缝。360036003600360036003600360036003600360072003000720036003960017400123456789101112ABCD0.5(7.2+3)清华大学土木系单向板传力路径 L2/L1 3)L2L1 qg 板板 QG 主梁主梁 qg 次梁次梁1m 作用在双向板上的荷载是由两个方向传到四边的支承梁作用在双向板上的荷载是由两个方向传到四边的支承梁上的。通常采用如图上的。通常采用如图 11-43a所示的近似方法所示的近似方法(45线法将板线法将板上的荷载就近传递到四周梁上。上的荷载就近传递到四
3、周梁上。清华大学土木系双向板传力路径 L2/L1 23)L2L1 该框架如何取计算简图?该框架如何取计算简图?横向承重框架如何取计算简图?横向承重框架如何取计算简图?纵向承重框架如何取计算简图?纵向承重框架如何取计算简图?(a)(b)(c)(d)多层建筑用简化方法计算内力与位移时,可将建筑用两个正交主轴划多层建筑用简化方法计算内力与位移时,可将建筑用两个正交主轴划分为假设干平面抗侧力构造。分为假设干平面抗侧力构造。每一个方向上的水平荷载由该方向上的平面抗侧力构造承受,垂直于每一个方向上的水平荷载由该方向上的平面抗侧力构造承受,垂直于水平荷载作用方向的抗侧力构造不参加作用;水平荷载作用方向的抗侧
4、力构造不参加作用;(b)不考虑扭转影响不考虑扭转影响;(c)考虑扭转影响考虑扭转影响 框架构造设计中注意的问题框架构造设计中注意的问题 复杂平面复杂平面 扭转问题、应力集中扭转问题、应力集中2框架构造的计算单元多层建筑用简化方法计算内力与位移时,可将建筑用两个正交主轴划多层建筑用简化方法计算内力与位移时,可将建筑用两个正交主轴划分为假设干平面抗侧力构造。分为假设干平面抗侧力构造。每一个方向上的水平荷载由该方向上的平面抗侧力构造承受,垂直于每一个方向上的水平荷载由该方向上的平面抗侧力构造承受,垂直于水平荷载作用方向的抗侧力构造不参加作用;水平荷载作用方向的抗侧力构造不参加作用;不考虑扭转影响时,
5、由同一楼层水平位移相等的条件进展水平力分配。不考虑扭转影响时,由同一楼层水平位移相等的条件进展水平力分配。3计算模型 对平面计算单元应抽象成计算模型。在计算模型中,杆件对平面计算单元应抽象成计算模型。在计算模型中,杆件用轴线表示,杆件间的连接区用节点表示。对于整浇节点用轴线表示,杆件间的连接区用节点表示。对于整浇节点一般为刚节点。一般为刚节点。梁的计算跨度等于柱截梁的计算跨度等于柱截面几何轴线之间的距离,面几何轴线之间的距离,等截面柱的轴线取截面等截面柱的轴线取截面形心位置。当上、下柱形心位置。当上、下柱截面尺寸不同时,那么截面尺寸不同时,那么取上柱形心线作为柱轴取上柱形心线作为柱轴线。线。3
6、计算模型 梁的计算跨度等于柱截面几何轴线之间的距离,等截面柱梁的计算跨度等于柱截面几何轴线之间的距离,等截面柱的轴线取截面形心位置。当上、下柱截面尺寸不同时,那的轴线取截面形心位置。当上、下柱截面尺寸不同时,那么取上柱形心线作为柱轴线。么取上柱形心线作为柱轴线。柱的计算高度:对楼层,取层高;对底层柱,预制楼面时,取其根底顶面至二层楼板底面之间的高度;现浇楼板那么取其根底顶面与二层楼板顶面之间的高度。清华大学土木系l 布置原那么布置原那么l使用要求、功能要求使用要求、功能要求 l由承载力与抗侧刚度要求决定由承载力与抗侧刚度要求决定l综合柱网布置等,确定楼板方案综合柱网布置等,确定楼板方案l主梁横
7、向布置主梁横向布置增加横向刚度增加横向刚度清华大学土木系l布置内容布置内容l柱网布置柱网布置l经济柱网尺寸:经济柱网尺寸:38m 梁柱布置梁柱布置 主要承重框架横向、纵向与双向主要承重框架横向、纵向与双向 梁柱截面确定梁柱截面确定 楼盖楼盖/屋盖方案确定屋盖方案确定 l梁板体系、板柱、井形、密肋、组合梁板体系、板柱、井形、密肋、组合清华大学土木系矩形截面框架柱的边长:矩形截面框架柱的边长:在非抗震设计时不宜小于在非抗震设计时不宜小于250mm,抗震设计时不宜小于抗震设计时不宜小于300mm;圆形框架柱的截面直径不宜小于圆形框架柱的截面直径不宜小于350mm。沿房屋的竖向,框架柱截面的变化次数那
8、么不宜超过三次。沿房屋的竖向,框架柱截面的变化次数那么不宜超过三次。为防止短柱发生剪切破坏,柱净高与截面长边之比不宜小于为防止短柱发生剪切破坏,柱净高与截面长边之比不宜小于4 4。例 如:柱 净 高 为例 如:柱 净 高 为 2 8 0 0 m m2 8 0 0 m m,柱 截 面 长 边 为,柱 截 面 长 边 为 6 0 0 m m6 0 0 m m,2800/600=4.66742800/600=4.6674。框架柱尺寸取值范围:框架柱尺寸取值范围:例 如:例 如:柱 净 高 为柱 净 高 为 2 8 0 0 m m,柱 截 面 长 边 为,柱 截 面 长 边 为 8 0 0 m m,2
9、800/800=3.54。清华大学土木系矩形截面,其宽度不宜小于矩形截面,其宽度不宜小于200mm,一般取一般取1/21/3梁高,且至少比柱宽小梁高,且至少比柱宽小50mm;对于对于T形截面的梁,形截面的梁,腹板肋宽腹板肋宽:1/2.51/4梁高。梁高。当梁截面满足以上要求时,一般可以不做挠度验算。当梁截面满足以上要求时,一般可以不做挠度验算。为了统一模板尺寸以便于施工,梁的宽度为了统一模板尺寸以便于施工,梁的宽度b或高度或高度h在在200mm以上时取以上时取50mm为模数。为模数。梁尺寸取值范围:梁尺寸取值范围:清华大学土木系框架梁宽不宜小于框架梁宽不宜小于 及及 (bc为柱宽为柱宽),且不
10、应小于,且不应小于250mm。次梁高可采用次梁高可采用 ,应比框架梁高度至少小应比框架梁高度至少小50mm,可以的话,最好小,可以的话,最好小100mm;次梁宽比主梁小次梁宽比主梁小50mm。一梁的截面尺寸一梁的截面尺寸梁的截面尺寸由三个条件确定:最小构造尺寸、剪压比、梁的截面尺寸由三个条件确定:最小构造尺寸、剪压比、配筋率及受压区高度。配筋率及受压区高度。1.框架梁最小尺寸为:框架梁最小尺寸为:250mm400mm 框架梁高框架梁高 可按以下数据采用:可按以下数据采用:(梁的计算跨度梁的计算跨度),且不宜大于,且不宜大于 1/4 净跨。净跨。blbhbblh)12/18/1(bh4112cb
11、(1/12 1/14)bbhl清华大学土木系初步估算柱尺寸初步估算柱尺寸 非抗震:非抗震:vcc(1.05 1.10)NNNAfvcccccc(1.11.2)0 650505NNNAfNAfNAf一级抗震.二级抗震.7三级抗震.8抗震:抗震:清华大学土木系板的经济跨度:板的经济跨度:单向板单向板 1.53米米 次梁经济跨度次梁经济跨度 4.06米米 例:钢筋混凝土现浇框架构造,例:钢筋混凝土现浇框架构造,6 6层,梁混凝土为层,梁混凝土为C30C30、柱为、柱为C40C40,属于二级框架。,属于二级框架。框架梁截面尺寸框架梁截面尺寸边跨边跨 高高(1/101/18)L=720400mm(1/1
12、01/18)L=720400mm,取,取550mm550mm,梁宽梁宽250mm250mm。中跨中跨 高高 取取400mm400mm,梁宽,梁宽250250。清华大学土木系 例:钢筋混凝土现浇框架构造,梁混凝土为例:钢筋混凝土现浇框架构造,梁混凝土为C30C30、柱为、柱为C40C40,属于二级框架。框架梁截面尺寸属于二级框架。框架梁截面尺寸边跨边跨 梁高梁高(1/101/18)L=720400mm(1/101/18)L=720400mm,取,取550mm550mm,梁宽,梁宽250mm250mm。中跨中跨 梁高梁高 取取400mm400mm,梁宽,梁宽250250。3600360036003
13、60036003600360036003600360072003000720036003960017400123456789101112ABCD360036003600360036003600360036003600360072003000720036003960017400123456789101112ABCD0.5(7.2+3)清华大学土木系360036003600360036003600360036003600360072003000720036003960017400123456789101112ABCD按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力:按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力:恒载恒载:12
14、0.5(7.23)3.661322kN活载活载:20.5(7.23)3.66220kN恒载标准值估算为恒载标准值估算为12kN/m22。6层清华大学土木系框架柱截面尺寸框架柱截面尺寸 全部柱采用一样的截面,按中柱进展估算。整个建筑的全部柱采用一样的截面,按中柱进展估算。整个建筑的恒载标准值估算为恒载标准值估算为12kN/m2,活载标准值,活载标准值2.0kN/m2。352vcc1.21.2 1894 101.59 10 mm0.750.75 19.1NAf按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力:按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力:恒载恒载:120.5(7.23)3.661322kN活载活载:20.5(
15、7.23)3.66220kN柱截面估算为柱截面估算为 500400mm估算柱轴力设计值:估算柱轴力设计值:1.213221.42201894kN。对于二级框架,柱截面按下式估算:对于二级框架,柱截面按下式估算:清华大学土木系2.对框架梁初选截面尺寸进展验算:剪压比的要求对框架梁初选截面尺寸进展验算:剪压比的要求计算作用在梁上的荷载标准值计算作用在梁上的荷载标准值g=板上外加设计荷载板自重板上外加设计荷载板自重框架梁的受荷宽度框架梁的受荷宽度梁自重标准值梁自重标准值(kN/m);在截面尺寸估算时,按简支梁计算弯矩和剪力在截面尺寸估算时,按简支梁计算弯矩和剪力,清华大学土木系清华大学土木系清华大学
16、土木系清华大学土木系楼层 荷载类别 项目 标准值(kN/m2)二毡三油铺小石子 0.35 30mm 找平层 0.0320=0.6 150mm 加气混凝土保温层 0.156.0=0.9 120mm 现浇混凝土 0.1225=3.0 20mm 板底粉刷 0.0220=0.4 恒载 合计 5.25 雪载 0.4 屋面(6 层)活载 不上人屋顶 0.5 10mm 水泥砂浆面层 0.0120=0.2 30mm 水泥砂浆找平层 0.0320=0.6 120mm 现浇混凝土 0.1225=3.0 20mm 水泥砂浆板底粉刷 0.0220=0.4 恒载 合计 4.2 走廊 2.5 楼面(1 5层)活载 教室
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