SOA中Data Service的分析与设计
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SOA 中Data Service 的分析与设计
张大鹏，邱锦伦
(上海大学计算机工程与科学学院，上海 200072)
摘 要：针对当前分析与设计面向服务的架构(SOA)系统时面临的数据访问多样性问题，提出一种新的基于SOA 的Data Service 分析设计策略，该方法以数据实体为中心，以任务为向导，采用定位数据实体和分析数据操作相结合的方法，提供一套清晰的SOA 系统数据访问层设计思路，从而实现Data Service 的粒度和重用性之间的平衡。实验结果表明，该方法具有一定应用价值。 关键词：面向服务的架构；实体；操作
Analysis and Design of Data Service in SOA
ZHANG Da-peng, QIU Jin-lun
(School of Computer Engineering and Science, Shanghai University, Shanghai 200072)
【Abstract 】Aiming at the data access multiformity problems in analysis and design of Service-Oriented Architecture(SOA), a novel SOA-based Data Service analysis strategy is proposed, which makes data entity as core and the task as guide. It uses the method combined with location data entity and analysis data operating to provide a set of design idea for SOA system data access level, and balances the relation between granularity and reuse of Data Service. Experimental results show this method has values of application. 【Key words 】Service-Oriented Architecture(SOA); entity; operation
计 算 机 工 程 Computer Engineering 第35卷 第24期
Vol.35 No.24 2009年12月
December 2009
·软件技术与数据库·
文章编号：1000
—
3428(2009)24—0105
—
03
文献标识码：A
中图分类号：N945
数据和数据管理几乎是所有企业软件解决方案的关键因素，其中包括面向服务的架构(Service-Oriented Architecture, SOA)。有效的数据建模和管理是成功实现SOA 的基础。要将数据提高一个层次，就要把数据转换成信息；要将信息提高一个层次，就要把信息转换成知识。本文引入Data Service 的概念，即Data Service=Data Integration+Web Service 。
1 Data Service 简介
图1为数据服务在整个SOA 基础服务中所占的层次，可以看出，通过Data Service 商业流程可以直接映射到IT 系统的流程，为企业的商业战略提供强有力的支持。
图1 Data Service 在SOA 架构中的位置
这里讨论的SOA 是建立在包括SOAP,WSDL,UDDI, WS-*协议族和BEPL 等标准之上的基于Web Service 的 SOA 。
2 Data Service 的功能与特点
数据访问服务通常被总称为企业信息系统(Enterprise Information System, EIS)，也称数据库和文件系统。它们可以是遗留系统、记录系统，包装好的商业应用程序、用户、伙伴、第三方应用程序和服务以及Web Services 。它们的共同之处是向其他应用程序提供数据和/或信息。本文称这些模块为Data Service 。
Data Service 具有以下3个特点[1]：
(1)松耦合的服务架构：SOA 满足了应用环境的高灵活性和易维护性的特点，各个服务之间相互独立，靠相互发送消息进行通信。
(2)标准化的统一接口：在SOAP,WSDL,UDDI 统一标准下，各个Service 之间相互合作完成统一的应用需求，这也为服务在更高层次上的组合(例如：企业间供应链)提供了统一的标准。
(3)组合和重用的服务：SOA 可以用BEPL 之类的流程控制语言实现动态的重用服务。服务在不同的流程中被多次重用，提供相同的服务，减少IT 成本。
Data Service 的自治与可组合特点如图2所示。
基金项目：上海市重点学科建设基金资助项目(J50103)
作者简介：张大鹏(1983－)，男，硕士研究生，主研方向：分布式软
件，SOA 技术；邱锦伦，副教授、硕士
收稿日期：2009-06-20 E-mail ：dapeng@https://www.360docs.net/doc/706863519.html,
服务接口服务实现
新服务
系统
组合
服务
图2 Data Service的自治与可组合
3 Data Service存在的问题
目前，Data Service存在以下4个问题：
(1)Data Service和业务流程的不一致性。具体表现是，一
个Data Service所描述的业务操作不完整，或是在组合Data
Service时某些服务的操作重叠。
(2)Data Service的粒度不合适。具体表现是，很多的Data
Service只是提供简单的CRUD(Create, Read, Update, Delete)
操作，导致组合的服务通信太多，性能急剧下降。
(3)Data Service的接口暴露了实现过程。例如，根据接口
参数判断出Data Service实现时所使用的数据库，这样使应
用层和实现层直接强耦合，不利于服务的重用。
(4)不当的Data Service组合层次。由于不当的粒度导致
Data Service在组合业务流程时候层次模糊不能清楚地反映
服务所处的层次，因此服务只是局限在某个具体的流程中，
不能在多个流程中进行编排。
造成这些问题的原因很多，其中最重要的问题在于SOA
项目前期分析设计时，使用了和当前软件开发环境不一致的
分析设计方法。例如，使用面向对象与基于组件的的编程方
法，通过使用对象、类和组件而实现关注点的分离和聚合，
而在SOA环境中数据实体和数据操作将是IT所要面临的抽
象对象。文献[2]描述了用面向对象的设计模式的思想来设计
Data Service，但是还是不能够从根本上解决抽象层次错位的
问题。
本文提出一个新的基于数据实体和数据操作的分析与设
计方法。
4 Data Service的分析与设计方法
4.1 Data Service的分析设计
造成问题(1)、问题(2)和问题(4)的一个主要原因是在
SOA建模时所采取的策略不当，文献[3]提到3种建模策略：
Top-Down方式，Bottom-Up方式，Meet-Middle方式。在此，
先对3种方式进行分析。
(1)Top-Down方式：从业务需求出发，建立业务过程分
析模型，在分析模型得到仿真与优化之后生成建立业务过程
执行模型，并在过程执行模型的指导下，抽取具体的面向服
务对象模型。这种方式对项目成功的风险太大，需要对业务
有很深很透彻的理解才能完全实施，可能会导致项目陷入“无
限设计”的状态，对大的项目来说很难做到。
(2)Bottom-Up方式：与Top-Down方式相反，企业可能
已经存在一些遗留应用系统。直接对遗留系统的API进行简
单包装会导致问题(2)。同时，由于缺乏对全局流程的了解，
因此容易导致问题(4)。
(3)Meet-Middle方式：结合以上2种方式，企业可以同
时建立业务过程模型，以及面向服务的数据实体模型，在某
个阶段两者结合。某个阶段时机很难在实际的项目中把握，
从而导致这种方式在使用时难度很大。
服务建模应该是个循序渐进的过程。在这过程中必须确
定一个围绕的核心。如果以数据操作为核心，势必导致Data
Service包含于流程语境中独特的数据操作相关的操作，导致
Data Service的粒度过大，重用性不好。于是，以数据实体为
核心的思路，与以数据操作为核心的服务相比，以数据实体
为核心的服务明显增加了敏捷性，使得面向服务的流程能够
重新建模，但是以数据实体为核心的方式明显增加了更多的
预先分析，这既增加了每个服务的成本，又增加了产生服务
所花费的时间。
定义1 数据实体：在流程中操作的数据对象，可以是数
据库的表、视图、文件或是其他提供这些数据的程序或服务。
定义2 数据操作：在流程中，对数据实体进行的CRUD
运算。
基于定义1和定义2，新的分析步骤如下：
(1)确定数据实体模型，如订单、客户、发票、产品信息
等。这需要分析当前系统所涉及的所有数据实体。这里的实
体模型类似在建立数据库时采用的E-R(实体-关系)模型中的
E，在这里可以是关系数据库中的表、视图、XML文件、Excel
中的数据表格、文件系统中的单个文件等。实体的选择是决
定Data Service粒度的重要因素，详见文献[4]。
(2)列举数据操作，例如提交订单、生成订单、打印发票、
订阅产品信息，是由一系列发生在不同数据实体上的CRUD
运算组成的。
(3)建立数据操作-数据实体关联矩阵。关联关系包括增、
删、改、查，分别用C,D,U,R表示。每个数据操作都对相应
的数据实体存在一个或多个操作作为相应矩阵元素的值。某
些操作可能有限定条件或者操作规则，关联矩阵可以根据需
要设定更多的值以表现更复杂的情况。
(4)以数据实体为数据源，以数据操作为函数确定服务接
口和操作。如果同一个数据实体存在多个操作，可以合并增、
删、改操作作为一个服务。查询由于参数的多样化，不能和
其他的操作共用一个服务。
(5)根据新产生的服务来编排原来的任务，如果符合，则
结束；否则，拆分大粒度服务数据操作，并回到步骤(4)继续
进行。
产生合适粒度的Data Service并不是个简单的过程，这
些步骤里面每一步都需要细致的工作和积累。什么样的粒度
是最好的，实际上很难有统一的标准，不同的目标有不同的
结论。
4.2 实例研究
下面用一个实际的例子简单地演示本文提出的分析和设
计Data Service的步骤。笔者在设计上海人民电器厂销售系
统时面临这样一个问题：公司有2种客户——协议用户和普
通用户。普通用户的订单流程为
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客户浏览产品信息
客户建立订单
检查客户账户信息和当前库存信息
处理订单
运输货物
确认订单
协议客户订单流程为
客户浏览产品信息
客户建立订单
处理订单
选择送货方式，运输货物
确认订单
根据之前提出的方法，对该流程进行分析与设计：
(1)该流程中的数据实体包括：产品信息，协议客户产品订单，普通客户产品订单，客户信息，产品库存。
(2)和这些数据实体发生关系的任务包括：读取产品信息，建立订单，处理订单，确认订单，检查客户信息，检查产品库存。
(3)建立数据实体-数据操作关联矩阵，如表1所示，其中，0代表没有相关操作。
表1 数据实体-数据操作关联矩阵
数据实体
数据操作
产品信息客户订单产品库存信息客户信息读取产品信息0 0 0 0 建立订单0 C 0 0 处理订单R C 0 0 检查客户信息0 0 0 R 确认订单0 U 0 0 检查产品库存0 0 R 0
(4)根据关联矩阵产生的服务包括：产品信息订阅，订单服务，客户信息服务，检查产品库存服务。
(5)由于订单服务包含建立、修改、查询3种操作，因此无法组合原流程，且在多个不同用户同时进行操作时，产生效率瓶颈。
(6)回到第(4)步，把有关数据实体客户订单的数据操作拆分成3部分：创建订单服务，处理订单服务和确认订单服务。具体设计流程如图3所示。
图3 订单处理流程
该流程在实际的应用中能够较好地处理公司不同的订单，并且服务的粒度得到合理安排。在访问不同数据实体时不存在重叠和交叉，性能没有受到影响，很好地满足了客户的需求。
5 结束语
本文描述了在实际的工程项目中分析设计SOA中Data Service的一种方法。目前，对于服务产生结果的评判并没有形式化的描述，同时，由于软件产品需求的多样化，因此在实际的分析过程中很难有统一的标准。实验结果表明，本文提出的方法能够给分析和设计人员提供一个清晰的思路以开展工作，并能获得较好的业务敏捷性和服务重用性。
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编辑陈文
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编辑顾逸斐
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框架结构设计步骤
砼框架结构设计手算步骤 一．确定结构方案与结构布置 1．结构选型是否选用框架结构应先进行比较。根据何广乾的模糊评判法，砼结构8~18层首选框剪结构，住宅、旅馆则首选剪力墙。对于不需要电梯的多层采用框架较多。 2．平面布置注意L,l,l’,B的关系。 3．竖向布置注意高宽比、最大高度（分A、B两大类，B类计算和构造有更严格的要求），力求规则，侧向刚度沿竖向均匀变化。 4．三缝的设置按规范要求设置，尽量做到免缝或三缝合一。 5．基础选型对于高层不宜选用独立基础。但根据国勤兄的经验，对于小高层当地基承载力标准值300kpa 以上时可以考虑用独基。 6．楼屋盖选型 高层最好选用现浇楼盖 1）梁板式最多的一种形式。有时门厅，会议厅可布置成井式楼盖，其平面长宽比不宜大于1.5，井式梁间距为2.5~3.3m，且周边梁的刚度强度应加强。采用扁梁高度宜为1/15~1/18跨度，宽度不超过柱宽50，最好不超过柱宽。 2）密肋梁方形柱网或接近方形，跨度大且梁高受限时常采用。肋梁间距1~1.5m，肋高为跨度的1/30~1/20，肋宽150~200mm。 3）无梁楼盖地震区不宜单独使用，如使用应注意可靠的抗震措施，如增加剪力墙或支撑。 4）无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m，板厚减薄降低层高，在高层中应用有一定技术经济优势。在地震区应注意防止钢筋端头锚固失效。 5）其他 二．初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级 1．柱截面初定分抗震和非抗震两种情况。对于非抗震，按照轴心受压初定截面。对于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（边柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱）Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。框架柱上下截面高度不同时，每次缩小100~150为宜。为方便尺寸标注修改，边柱一般以墙中心线为轴线收缩，中柱两边收缩。柱截面与标号的变化宜错开。 2．梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14，梁宽通常为1/2~1/3梁高。其余见前述。对于宽扁梁首先应注意满足挠度要求，否则存在梁板协调变形的复杂内力分析问题。梁净跨与截面高度之比不宜小于4。框架梁宽不宜小于1/2柱宽，且不小于250mm。框架梁的截面中心线宜与柱中心线重合，当必须偏置时，同一平面内的梁柱中心线间的偏心距不宜大于柱截面在该方向的1/4。 3．砼强度等级一级现浇不低于C30，其余不低于C20。 三．重力荷载计算 1．屋面及楼面永久荷载标准值分别计算各层 2．屋面及楼面可变荷载标准值 3．梁柱墙门窗重力计算 4．重力荷载代表值=自重标准值+可变荷载组合值+上下各半层墙柱等重量 可变荷载组合值系数：雪、屋面积灰为0.5，屋面活荷载不计，按实际考虑的各楼面活荷载为1。将各层代表值集中于各层楼面处。 四．框架侧移刚度计算 计算梁柱线刚度，计算各层D值，判断是否规则框架。分别计算框架纵横两个方向。 五．计算自振周期 T1=（0.6或0.7）X1.7Xsqrt(Ut) Ut___假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移。0.6或0.7为考虑填充墙的折减系数。对于带屋面局部突出的房屋，Ut应取主体结构顶点位移，而不是突出层位移。此时将
框架结构的设置规范1
框架结构的设置规范1 .当无混凝土墙(柱)分隔的直段长度,120(或100)厚墙超过 3.6m，180(或190)厚墙超过5m时，在该区间加混凝土构造柱分隔； 2.120(或100)厚墙当墙高大于3米时,开洞宽度大于2.4m时应加构造柱或钢筋混凝土水平系梁； 3. 180(或190)厚墙当墙高大于4m,开洞宽度大于3.5m时应加构造柱或钢筋混凝土水平系梁。砌体结构设计规范第2.1.14条混凝土构造柱structural concrete column 在多层砌体房屋墙体的规定部位，按构造配筋，并按先砌墙后浇灌混凝土柱的施工顺序制成的混凝土柱，通常称为混凝土构造柱，简称构造柱（GZ）。为提高多层建筑砌体结构的抗震性能,规范要求应在房屋的砌体内适宜部位设置钢筋混凝土柱并与圈梁连接,共同加强建筑物的稳定性。这种钢筋混凝土柱通常就被称为构造柱。构造柱,主要不是承担竖向荷载的，而是抗击剪力,抗震等横向荷载的. 构造柱通常设置在楼梯间的休息平台处，纵横墙交接处，墙的转角处，墙长达到五米的中间部位要设构造柱。近年来为提高砌体结构的承载能力或稳定性而又不增大截面尺寸，墙中的构造柱已不仅仅设置在房屋墙体转角、边缘部位，而按需要设置在墙体的中间部位,圈梁必须设置成封闭状。从施工角度讲，构造柱要与圈梁地梁、基础梁整体浇筑。与砖墙体要在结构工程有水平拉接筋连接。如果构造柱在建筑物、构筑物中间位置，要与分布筋做连接。 构造柱的设置原则1）应根据砌体结构体系砌体类型结构或构件的受力或稳定要求，以及其他功能或构造要求，在墙体中的规定部位设置现浇混凝土构造柱；2）对于大开间荷载较大或层高较高以及层数大于等于8层的砌体结构房屋宜按下列要求设置构造柱：（1）墙体的两端，（2）较大洞口的两侧，（3）房屋纵横墙交界处，4）构造柱的间距，当按组合墙考虑构造柱受力时，或考虑构造柱提高墙体的稳定性时，其间距不宜大于4M，其他情况不宜大于墙高的1，5——2倍及6M，或按有关的规范执行，（5）构造柱应与圈梁有可靠的连接3）下列情况宜设构造柱1）受力或稳定性不足的小墙垛，（2）跨度较大的梁下墙体的厚度受限制时，于梁下设置，（3）墙体的高厚比较大如自承重墙或风荷载较大时，可在墙的适当部位设置构造柱，以形成带壁柱的墙体满足高厚比和承载力的要求，此时构造柱的间距不宜大于4M，构造柱沿高度横向支点的距离与此同时与构造柱截面宽度之比不宜大于30，构造柱的配筋应满足水平受力的要求。构造柱是保证墙体的稳定，和梁有关系。（1）为提高多层建筑砌体结构的抗震性能,规范要求应在房屋的砌体内适宜部位设置钢筋混凝土柱并与圈梁连接,共同加强建筑物的稳定性。这种钢筋混凝土柱通常就被称为构造柱。（2）在多层砌体房屋,底层框架及内框架砖砌体中,它的作用一般为:加强纵墙间的连接,是由于构造柱与其相邻的纵横墙以及牙搓相连接并沿墙高每隔500mm 设置2 (6 拉结筋,钢筋每边伸入墙内大于1000mm。一般施工时先砌砖墙后浇筑混凝土柱,这样能增加横墙的结合,可以提高砌体的抗剪承载能力10 % —30 % ,提高的比例幅度虽然不高但能明显约束墙体开裂,限制出现裂缝。构造柱与圈梁的共同
框架结构设计的原则及问题
试论框架结构设计的原则及问题研究摘要：建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计，建筑框架结构设计问题是业内关注的重点，是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。本文针对框架结构设计中的问题进行了分析，提出了相应的解决措施。 关键词：框架结构；结构设计；原则 abstract: construction frame structure design is in the structural design of more basic design, architecture frame structure design problem is the focus of concern, is to ensure the safety of the structure, building construction realize the use function of the soul. in this paper the design of frame structure are analysed, and the corresponding solutions. keywords: frame structure; structure design; principle 中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号： 一、引言 框架结构作为常用的结构形式,具有结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点,目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建中。随着计算机技术的不断发展,框架结构的计算也由手算转向电算,计算精度日益提高,设计人员的工作强度逐渐降低。但是,在框架结构的设计中,仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以重视,以确保设计质量的提高。 二、框架结构设计中关键问题的处理
框架结构的构造设计
框架结构的构造设计 框架结构的构造分为非抗震构造和抗震构造，而抗震构造又与框架结构的抗震等级有关。框架结构梁柱的有关构造规定在《混凝土结构设计规范》GB500102002、《建筑抗震设计规范》GB500112002、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ32002以及《全国民用建筑工程设计技术措施》结构篇中有非常严格和详尽的表述。其中有相当多的条款属于强制性条文。在本节中不作重复，仅对几个有关的概念作如下阐述： （1）在框架梁的水平加腋：规范规定框架梁柱中心线宜重合，否则应考虑偏心对梁柱节点核心区和结构的不利影响，以及对柱的偏心影响。非抗震及6至8度抗震设计时，梁柱中心线间的偏心距不宜大于柱在该方向宽度的1/4，否则可采取水平加腋措施。 （2）抗震结构中，框架梁沿梁全长顶面和底面至少应配置各两根纵向钢筋。主要是考虑在水平地震作用时，楼面可能无活荷载，而梁端弯矩变号点比有活荷载时向跨中延伸；非抗震时，考虑活荷载不利布置时梁端弯矩变号点也会向跨中延伸。 （3）框架梁不设弯起钢筋，全部剪力由箍筋和混凝土承担。 （4）框架柱轴压比及限值：柱轴压比Nμ指柱考虑地震作用组合的轴力设计值（N）与柱全截面面积（cA）和混凝土轴心抗压强度设计值乘积（cf）的比值：框架结构在抗震设计结构中的柱轴压比限值见表4-12.四级抗震以及非抗震时一般采用1.05. （5）框架梁、柱节点在非抗震设计和抗震设计时的构造。式中：al为非抗震时受拉钢筋最小锚固长度。aEl抗震设计时受拉钢筋最小锚固长度，按下式采用：①一、二级抗震等级：aEl=1.15al②三级抗震等级：aEl=1.05al③四级抗震等级：aEl=1.0al当梁、柱配筋率较高时，顶层端节点处的梁上部钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接也可以沿柱外边设置。 （6）框架梁、柱的纵向受拉钢筋最大、最小配筋率非抗震设计的框架梁，纵向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.2和45，取二者中的较大值，最大配筋率按相对受压界限值确定（详见《混凝土结构设计原理》相关章节）。抗震设计的框架梁，梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率为2.5%，最小配筋率按抗震等级分别取值。框架柱的全截面全部纵向钢筋的配筋率在非抗震时不应大于6%，抗震设计时不应大于5%；最小配筋率按表4-14采用，且柱每一侧的纵向钢筋配筋率不应小于0.2%. （7）柱的体积配筋率vρ是指单位体积核心区混凝土内所含箍筋的比例。 以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
框架结构设计要求
框架结构 目录 特点 框架结构抗震构造措施 框架结构设计的要点和过程 框架结构与框剪结构的区别 框架结构（frame structure） 框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。 [编辑本段] 特点 分类 房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。 受力特点 水平方向仍然是楼板，然后楼板应该搭在这个梁上，梁支撑在两边的柱子上，这就把重量递给了柱子，沿着高度方向传到基础的部分，即梁、板、柱构成的承重体系。框架结构的特点非常突出：所有的墙都不承重跟厂房的承重没有关系，那个承重，是板搭在梁上，梁传给了柱子，墙都是后坐上去的用于其他的轻质材料，墙都不会承重，应用的时候都很灵活，如想要大房间不要墙，就要大房间，不想要大房间，想要小的，就可以在其中用其它的轻质材料来进行房间的划分，房间划分成若干个小房间，因此它的墙不承重，及起着一个划分空间的作用，仅起着一个保温，隔热，隔声的部分。注意：框架结构：指梁、板、柱的承重体系。 应用范围 框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。 [编辑本段] 框架结构抗震构造措施
钢筋混凝土框架结构设计说明.
结构设计总说明(一 一、总则: Ⅰ.主要设计依据: 1.建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版 2.建筑抗震设计规范 GB50011-2010 3.混凝土结构设计规范 GB50010-2010 4.砌体结构设计规范 GB50003-2001 5.建筑地基基础设计规范 GB5007-2011 6.地下工程防水技术规范 GB50108-2008 7.工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046-2008 8.岩土工程勘察报告(工号:K2010-0556 Ⅱ.结构类型及安全等级: 1.工程地址: 2.结构类型:本工程为主体五层的钢筋混凝土框架结构,总高度为20.050m 3.建筑结构安全等级:二级;桩基础设计等级:丙级 4.建筑结构的设计使用年限:50年。 Ⅲ.抗震设计: 1.本工程抗震设防烈度:7度;设计地震分组:第一组;设计基本地震加速度值:0.15g。
2.本工程建筑物的抗震设防类别为丙类。 3.本工程建筑物结构抗震等级:框架构造为二级,计算为三级。 4.本工程的抗震构造措施按8度采取,框架按抗震等级为二级进行施工。 5.本工程地基场地类别:四类,属轻微液化场地。 Ⅳ.露面、屋面主要活动部分活载标准值: 1.不上人屋面: 0.050KN/m2 2.上人屋面: 2.00KN/m2 3.办公室: 2.00KN/m2 4.走廊、卫生间: 2.50KN/m2 5.门厅及楼梯前室: 3.50KN/m2 6.会议室: 2.00KN/m2 7.消防疏散楼梯: 3.5KN/m2 8.资料、档案室:2.50KN/m2 9.阳台、挑蓬: 2.5KN/m2 特别注意:使用及施工堆料均不得超过上述荷载值;水箱间及设备房根据相关专业提供荷载设计,严禁兼做其他用途;所有楼面的后期装修荷载不得大于 0.8KN/m2。 Ⅴ.自然条件: 1.基本风压:0.55kN/m2,地面粗糙度:B类 2.基本雪压:0.35kN/m2
框架结构设计
第一章：工程概况和结构设计方案 工程概况 2.1.1设计依据： （一）工程设计使用年限： 本工程设计使用年限为 50 年。 （二）自然条件： 1.基本风压： )m KN (2 0W = 2.地面粗糙程度：B 类。 3.基本雪压： KN/㎡。 4.工程地质见下表： 表2-1 拟建场地工程地质情况
地下水情况： 无侵蚀性，最高水位距地表 -2.0 m。 2.1.2 设计要求： （一）本工程主体为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第I分组，基本地震加速度为0.10g，场地类别为III类，现浇框架抗震等级为三级。层高4.5米。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚120mm。 （二）设计荷载： （1）不上人屋面活荷载 KN/㎡ （2）屋面雪荷载 KN/㎡ （3）车间活荷载标准值为㎡。 （4）楼面永久荷载 KN/㎡ （5）屋面永久荷载 KN/㎡ 结构设计方案 2.2.1 图2-1 框架结构的计算简图
图2-2 纵向框架组成的空间结构 本方案中，按照纵向的平面框架进行计算。 2.2.2梁柱截面尺寸的初步确定 梁截面尺寸估算 梁截面高度一般取梁跨度的 1/12～1/8进行估算，梁宽取梁高的1/3～1/2。由此估算的框架梁的截面尺寸如下： 主框架梁：b×h=300mm×750mm 次梁： b×h=250mm×600mm 表2-2 梁截面尺寸（mm） 柱截面尺寸估算依据 （一）根据柱的轴压比限值按下列公式计算: 1.柱组合的轴压力设计值N=βFg E n 注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。 F按简支状态计算柱的负载面积。由图二可知边柱及中柱的负载面积分别为×和㎡和×㎡。 g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12KN/m2。 n为验算截面以上的楼层层数。 ≥N/uNfc 注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为。 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得mm2。
框架结构设计
第一章：工程概况和结构设计方案 2.1 工程概况 2.1.1设计依据： （一）工程设计使用年限： 本工程设计使用年限为 50 年。 （二）自然条件： 1.基本风压： )KN (2 0W =0.45 2.地面粗糙程度：B 类。 3.基本雪压： 0.65 KN/㎡。 4.工程地质见下表： 表2-1 拟建场地工程地质情况
地下水情况： 无侵蚀性，最高水位距地表 -2.0 m。 2.1.2 设计要求： （一）本工程主体为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第I分组，基本地震加速度为0.10g，场地类别为III类，现浇框架抗震等级为三级。层高4.5米。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚120mm。 （二）设计荷载： （1）不上人屋面活荷载 0.5 KN/㎡ （2）屋面雪荷载 0.65 KN/㎡ （3）车间活荷载标准值为 3.5KN/㎡。 （4）楼面永久荷载 3.80 KN/㎡ （5）屋面永久荷载 3.98 KN/㎡ 2.2 结构设计方案 2.2.1
图2-1 框架结构的计算简图 图2-2 纵向框架组成的空间结构 本方案中，按照纵向的平面框架进行计算。 2.2.2梁柱截面尺寸的初步确定 梁截面尺寸估算 梁截面高度一般取梁跨度的 1/12～1/8进行估算，梁宽取梁高的1/3～1/2。由此估算的框架梁的截面尺寸如下： 主框架梁：b×h=300mm×750mm 次梁： b×h=250mm×600mm 表2-2 梁截面尺寸（mm） 柱截面尺寸估算依据 （一）根据柱的轴压比限值按下列公式计算: 1.柱组合的轴压力设计值N=βFg E n 注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。 F按简支状态计算柱的负载面积。由图二可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×3.5和㎡和7.2×6.8㎡。 g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12KN/m2。 n为验算截面以上的楼层层数。 2.Ac≥N/uNfc
pkpm框架结构设计-附上主要步骤
设计说明： 一、建模前的准备工作： 1、确定结构体系： 根据设计任务，本工程为一五层建筑，采用全钢筋混凝土框架结构，底层至顶层全部采用现浇楼板。 2、结构尺寸估算： 根据建筑图中的开间、进深及层高，结合各楼层采用的砼强度等级及受荷情况，根据设计规范及构造要求可以估算基本构件尺寸（单位：mm ） A 、柱：本工程可取400×400mm 。 B 、梁： 主梁：128 L h L ≥≥； 32h b h ≥ ≥； 本工程根据图纸得5700/12=475《h 《5700/8=712.5，取h=600mm,b=300mm 次梁：1812 L h L ≥ ≥； 32h b h ≥≥； 本工程根据图纸得4200/18=233《h 《4200/12=350，取h=350mm,b=200mm 悬挑梁：一般取为悬臂长的1/6， C 、板： 40/;80L h mm h ≥≥，本工程可取120mm ； 3、确定荷载 A 、楼面恒载（包括楼板自重）： 一层~五层楼面：4KN/m 2，卫生间：3.5KN/m 2，楼梯间：5.5KN/m 2， 屋面：6KN/m 2， B 、楼面活载： 一层~五层楼面：2.0KN/m 2，卫生间：2.0KN/m 2，楼梯间：2.0KN/m 2， 阳台：2.5KN/m 2 不上人屋面：0.5KN/m 2， C 、墙荷载: 外横墙：9.4KN/m 外纵墙：4.0KN/m 内墙：6.0KN/m 女儿墙：4 KN/m
4、确定结构标准层和荷载标准层 根据建筑图及所采用的结构体系进行标准层划分，本工程根据建筑图及荷载情况，可分为3个结构标准层，2个荷载标准层。 三个结构标准层： 第一标准层为▽3.000楼板，层高4000（1000+3000=4000）； 第二标准层为▽6.000、9.000、12.000楼板，层高均为3000； 第三标准层为▽15.000屋面板，层高3000。 二个荷载标准层： 第一标准层楼面恒载：4KN/m2，活载：2.0KN/m2， 第二标准层屋面恒载：6KN/m2，活载：0.5KN/m2， 二、结构建模基本步骤： 1、执行PMCAD主菜单1建筑模型与荷载输入 A、建立和生成网格，根据所给建筑图建立第一结构标准层的轴线 可用正交轴网进行，然后进行轴线命名 B、楼层定定义，根据所估算的截面尺寸进行结构布置， 注意：纵、横方向框架梁应拉通对齐，在填充墙的位置处应布置次梁，每块
框架结构设计说明
结构设计总说明（一） 一、总则: Ⅰ.主要设计依据： 1.建筑结构荷载规范 GB50009-2001（2006年版） 2.建筑抗震设计规范 GB50011-2010 3.混凝土结构设计规范 GB50010-2010 4.砌体结构设计规范 GB50003-2001 5.建筑地基基础设计规范 GB5007-2011 6.地下工程防水技术规范 GB50108-2008 7.工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046-2008 8.岩土工程勘察报告（工号：K2010-0556） Ⅱ.结构类型及安全等级： 1.工程地址： 2.结构类型：本工程为主体五层的钢筋混凝土框架结构，总高度为20.050m 3.建筑结构安全等级：二级；桩基础设计等级：丙级 4.建筑结构的设计使用年限：50年。 Ⅲ.抗震设计： 1.本工程抗震设防烈度:7度；设计地震分组：第一组；设计基本地震加速度值：0.15g。 2.本工程建筑物的抗震设防类别为丙类。 3.本工程建筑物结构抗震等级：框架构造为二级，计算为三级。 4.本工程的抗震构造措施按8度采取，框架按抗震等级为二级进行施工。 5.本工程地基场地类别：四类，属轻微液化场地。 Ⅳ.露面、屋面主要活动部分活载标准值： 1.不上人屋面： 0.050KN/m2 2.上人屋面： 2.00KN/m2 3.办公室： 2.00KN/m2 4.走廊、卫生间： 2.50KN/m2 5.门厅及楼梯前室： 3.50KN/m2 6.会议室： 2.00KN/m2
7.消防疏散楼梯： 3.5KN/m2 8.资料、档案室：2.50KN/m2 9.阳台、挑蓬： 2.5KN/m2 特别注意：使用及施工堆料均不得超过上述荷载值；水箱间及设备房根据相关专业提供荷载设计，严禁兼做其他用途；所有楼面的后期装修荷载不得大于0.8KN/m2。 Ⅴ.自然条件： 1.基本风压：0.55kN/m2，地面粗糙度：B类 2.基本雪压：0.35kN/m2 3.本工程室内地坪±0.000相当于大沽高程7.880米 二、本工程结构分析所采用的计算软件： 中国建筑科学研究院开发的计算机铺筑设计PKPM系列软件（2010版） 三、地基基础： 1.场地标准冻土深度：0.6米。 2.抗浮设计水位：室外地坪下约0.5米。 3.依据地勘报告，本工程地下水在干湿交替和无干湿交替作用环境下对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土中的钢筋具强腐蚀性。桩、承台、地梁、地下室底板及侧墙混凝土中需掺入钢筋阻锈剂和矿物掺合料，满足防腐蚀性能要求。 4.根据本工程地质勘察报告，本工程采用钻孔灌注桩基础，桩基础说明参见结施-03。 5.基础底部持力层为第○93层粉质粘土层，单桩承载力特征值Ra=960KN。 6.对于大体积混凝土应采取可靠措施，以降低基础底板砼施工时的水化热对结构的影响。 7.地下室竣工后，周边开槽范围内采用压实性较好的素土回填。回填土应分层夯实，压实系数不小于0.94.无地下室时，地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不小于0.94。 8.施工时应人工减低地下水位至施工面以下500mm，开挖基坑时应注意边坡稳定，必要时采取有效的基坑支护措施，定期观测其对周围道路市政设施和建筑物有无不利影响。 9.深基坑开挖后，应按有关要求进行坑底回弹及坑侧变形等项目的监测。
框架结构设计要点
框架结构设计要点 （供参考） 一、框架结构的特点、适用范围 1、框架结构的特点 1）建筑平面布置灵活，使用空间大。 2）延性较好。 3）整体侧向刚度较小，水平力作用下侧向变形较大（呈剪切型）。所以建筑高度受到限制。 4）非结构构件破坏比较严重。（这是由于变形过大，非结构构件会破坏比较严重） 2、框架结构的适用范围 1）框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则（结构设计 原则）。 2）非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑（7度区以下）。 3）框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度（0.15g）设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过7层，总高度不宜超 过28米。在8度（0.3g）设防区，层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米。 超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。 二、框架结构平、立面布置要点 1、为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性 及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应； 平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化， 竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时 改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 2、框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。 特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排 架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和稳定。 3、抗震设计的框架结构，不宜采用单跨框架。如果不可避免的话，可设计为框架-剪 力墙结构，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架结构部分的抗震等 级应按框架结构选用，而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。 4、框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的 楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不 应采用砌体墙承重。（砌体和框架不能混用） 5、小高层结构体系采用框架结构，首先尽可能将过于狭长的结构用伸缩缝脱开。如 果建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度达到限制结构扭转效应的目 的。具体可将边框架的角柱断面增大，加大框架梁的高度，如条件允许，中间增 加框架住，既增加框架的跨数。这些方法可以显著增加结构的抗扭刚度。 三、框架结构的规则性要求 1、框架结构规则性的概念 1）框架结构的规则性包括平面规则性和竖向规则性 （1）平面不规则建筑划分为三类：a、扭转不规则；b、凹凸不规则；c、楼板
框架结构设计计算书(巨详细的步骤)
框架结构设计 第一部分：框架结构设计资料 一工程概况： 本工程为某市科技局拟建的办公楼，其功能为该局提供日常办公活动、举办各类小型学术报告的场所。结构形式为整体五层框架结构,局部六层,第六层为砖结构。建筑面积为5238m2，层高3.6m，总高为21.900m，室内外高差0.450m。框架平面柱网布置如图1所示。
二设计依据： 2-1. 气象条件: 2-1.1雪荷载：基本雪压力为S0=0.45kN/m2(水平投影)； 2-1.2 风荷载:全年主导风向为东南风，基本风压力为W0=0.60kN/m2; 2-1.3常年气温差值：年最高温度390C，最低气温-40C； 2-1.4 最大降雨程度65.2㎜/h,降雨强度145㎜/h。. 2-2. 建筑耐久等级、防火等级为Ⅱ级。 2-3. 工程地质条件： 2-3.1 该场地地形平坦，地貌类型属浑河冲积阶地。根据建筑对基地的勘察结果，地质情况见表1： 表1建筑地层情况表（标准值） 序号岩土分类（m）土层深度（m）厚度范围（m）地基承载力 f ak(kPa) 1 耕植土0-1. 2 1.2 2 粘土 1.2-4.6 3.4 220 3 砾砂 4.6-5.5 0.9 320 4 圆砾 5.5-12.0 6. 5 360 ②表中给定土层深度自然地坪算起. 2-3.2建筑场地冰冻深度:-1.2M； 2-3.3建筑场地类别：Ⅱ类场地，拟建场地不存在软土震陷、砂（粉）土液化的可能性，为建筑场地有利地段。 2-3.4地震设防烈度：7度，设计地震基本加速度为0.1g，设计地震分组为第一组。 2-3.5活荷载：走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.0KN/㎡, 办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡,库房6.0KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡, 不上人屋面0.5KN/㎡. 2-4 主要参考资料: 2-4.1各专业课教材 2-4.2 国家标准和行业标准 《建筑设计资料集》 《建筑制图标准》 GB/T50104—2001 《砌体结构设计规范》GB50003－2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011－2001 《建筑结构制图标准》GB/T50105—2001
框架结构设计时应注意的问题
框架结构设计时应注意的问题 钢筋混凝土框架结构由梁和柱所组成，是一种抗震、抗风较好的结构体系，这种体系的侧向刚度小，平面布置灵活，易于满足建筑物设置大房间的要求，在工业与民用建筑中被广泛应用。但常因设计不当而造成施工环节质量难以保证，给工程安全留下隐患，现从以下几个方面阐述。 1、框架计算简图的确定 无地下室的多层框架房屋 1）基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-20XX规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取。 2）基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，往的H值取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。 带地下室的多层框架房屋 对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规
范》GB50011-20XX，都没有明确地提出具体位置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。 2、基础宽度和面积的计算 在计算基础宽度或面积时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况，当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，且基底土反力并不均匀分布。若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度，则导致局部基础宽度不足。因此，必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。 目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的，对部分梁而言，尽管相交梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，
pkpm框架结构设计-附上主要步骤
pkpm框架结构设计-附上主要步骤
设计说明： 一、建模前的准备工作： 1、确定结构体系： 根据设计任务，本工程为一五层建筑，采用全钢筋混凝土框架结构，底层至顶层全部采用现浇楼板。 2、结构尺寸估算： 根据建筑图中的开间、进深及层高，结合各楼层采用的砼强度等级及受荷情况，根据设计规范及构造要求可以估算基本构件尺寸（单位：mm ） A 、柱：本工程可取400×400mm 。 B 、梁： 主梁：128L h L ≥≥； 32h b h ≥≥； 本工程根据图纸得 5700/12=475《h 《5700/8=712.5，取h=600mm,b=300mm 次梁：1812L h L ≥≥； 32h b h ≥≥； 本工程根据图纸得 4200/18=233《h 《4200/12=350，取h=350mm,b=200mm 悬挑梁：一般取为悬臂长的1/6， C 、板： 40/;80L h mm h ≥≥，本工程可取120mm ； 3、确定荷载 A 、楼面恒载（包括楼板自重）： 一层~五层楼面：4KN/m 2，卫生间：3.5KN/m 2，楼梯间：5.5KN/m 2， 屋面：6KN/m 2， B 、楼面活载： 一层~五层楼面：2.0KN/m 2，卫生间：2.0KN/m 2，楼梯间：2.0KN/m 2， 阳台：2.5KN/m 2
不上人屋面：0.5KN/m2， C、墙荷载: 外横墙：9.4KN/m 外纵墙：4.0KN/m 内墙：6.0KN/m 女儿墙：4 KN/m 4、确定结构标准层和荷载标准层 根据建筑图及所采用的结构体系进行标准层划分，本工程根据建筑图及荷载情况，可分为3个结构标准层，2个荷载标准层。 三个结构标准层： 第一标准层为▽3.000楼板，层高4000（1000+3000=4000）； 第二标准层为▽6.000、9.000、12.000楼板，层高均为3000； 第三标准层为▽15.000屋面板，层高3000。 二个荷载标准层： 第一标准层楼面恒载：4KN/m2，活载：2.0KN/m2， 第二标准层屋面恒载：6KN/m2，活载：0.5KN/m2， 二、结构建模基本步骤： 1、执行PMCAD主菜单1 建筑模型与荷载输入 A、建立和生成网格，根据所给建筑图建立第一结构标准层的轴线 可用正交轴网进行，然后进行轴线命名
框架结构(规范)
框架结构设计注意事项
一、规范的有关规定 (3) 1、构件长细比要求： (3) 2、杆件翼缘宽厚比和腹板高厚比的要求 (4) 3、结构挠度的限值 (4) 4、柱脚内力放大值： (5) 5、节点的内力放大系数： (5) 6、强柱弱梁的规定： (5) 7、内力放大系数： (5) （1）框架柱地震剪力放大系数： (5) （2）偏心支撑框架中与消能梁段相连接构件的内力设计值调整： (6) （3）转换构件的内力放大值： (6) （4）角柱和两方向支撑共有构件的内力放大值： (7) （5）中心支撑构件的内力放大值： (7) （6）消能装置中心支撑构件的内力放大值： (7) 二、楼承板的计算 (7) 1、组合式楼板： (7) 2、非组合楼板： (7) 3、防火要求： (9) 三、组合梁的设计： (9) 四、支撑的计算方法： (9) 1、中心支撑 (9) 2、偏心支撑 (9) 3、钢板剪力墙 (9) 五、型钢混凝土结构的设计方法： (9) 六、钢管混凝土结构的设计方法： (9) 七、钢框架-混凝土核心筒结构的设计方法： (10) 八、异形柱的研究现状及展望： (10) 1、研究现状： (10) 2、展望 (14) 九、工业化装配式钢结构研究现状及展望。 (16) 1、一天建成远大馆 (16)
2、七天建成15层宾馆 (21) 3、展望 (23) 一、规范的有关规定 1、构件长细比要求： 《钢规》P56-5.3.8：柱的长细比限值为150，支撑的受压长细比限值为200，受拉长细比限值为400（一般建筑结构）； 《抗规》P104-8.3.1:框架柱的长细比 《抗规》P107-8.4.1:中心支撑的长细比：按照压杆设计时，不应大于120（Q235），99（Q345），93.2（Q390），一、二、三级中心支撑应采用压杆设计，四级采用拉杆设计时，其长细比不应大于180； 《抗规》P109-8.5.2:偏心支撑杆件长细比不应大于120（Q235），99（Q345），93.2（Q390） 《高钢规》P36-6.2.4:轴心受压柱的长细比不宜大于120； 《高钢规》P39-6.3.6:按7度及以上抗震设防的结构，柱的长细比不宜大于60（Q235），49.5（Q345），46.6（Q390）。按照6度抗震设防和非设防的结构，柱的长细比不应大于120（Q235），99
框架结构设计原则与应注意的问题
框架结构设计原则与应注意的问题探析 【摘要】建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计，也是建筑结构设计中较为重要的一种形式，一直以来，建筑框架结构设计问题是业内关注的重点，是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。本文针对框架结构设计中常见的几个问题进行了分析，并提出了相应的解决措施。 【关键词】框架结构；结构设计；计算简图；杭震构造 钢筋混凝土框架结构由梁和柱所组成，是一种抗震、抗风较好的结构体系，这种体系的侧向刚度小，平面布置灵活，易于满足建筑物设置大房间的要求，在工业与民用建筑中被广泛应用。 1 框架结构设计原则 1.1 刚柔并济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。 1.2 多道防线安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现
了多道防线的设计思路。 1.3 抓大放小在框架结构结构体系中具有“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等的说法也是钢结构设计中非常重要的概念。绝对安全的结构是没有的。简单地说，虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这时候牺牲在所难免，让谁牺牲呢？明智之举是要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎，不为瓦全”，如果平均用力，可能会“玉石俱粉”，损失则更大矣！ 1.4 打通关节理想的结构体系当然是浑然一体的—也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”，使力量在关节处畅通无阻。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间，构件的组成元素与元素之间的静态平衡一旦被破坏，结构变成机动，“动”即是死，即为终结。可见设计者是协调者，其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态（也就是使其保持常态），或者是处在相对的静态之中。 2 框架结构设计方法 现代建筑常因设计不当而造成施工环节质量难以保证，给工程安
钢筋混凝土框架结构设计
框架结构梁板柱的布置原则 1太原理工大学 建筑与土木工程学院 郭瑶雪 2 山西省第一建筑工程公司 刘春红 摘 要: 改革开放以来,随着我国经济的迅猛发展,我国的建筑也发展迅速,设计思想也在不断更新。钢筋混凝土框架结构就是符合社会发展要求的一种结构，目前应用也是最为广泛,但其结构设计中还存在许多问题。该文从结构设计计算、构造措施等方面探讨了框架结构梁板柱设计中需要注意的问题 关键词:框架结构 基本原则 构造要求 1. 概述 框架结构是由梁、柱构件组成的空间结构，既承受竖向荷载，又承受风荷载和地震作用，因此，必须设计成双向结构体系，并且应具有足够的侧向刚度，以满足规范、规程的楼层层间最大位移与层高之比的限制。由于框架的平面布置灵活,可以最大程度的满足使用要求,所以在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够提供较大的建筑空间。 2.结构布置原则 2.1结构体系 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构刚性强则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很容易造成局部受损最后全部毁坏；而韧性大的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至建筑倾倒。因此框架应沿建筑的两个主轴双向设置，形成双向梁柱抗侧力体系。 且在刚接体系除个别部位外，框架的梁柱应采用刚接，以增大结构刚度和整体性。 2.2 结构受力 结构传力路径要求简单、合理且有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，以减少扭转 平面布置应简单、规则、对称、均匀，以保证良好的整体性；避免过大内收和外伸（凹角处应力集中）；质心于刚心宜接近，避免平面不规则结构， 建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构建的截面尺寸和裁量强度宜自下而逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变,以免出现薄弱层。 3.结构布置 3.1框架梁截面尺寸 根据《高规》6.3.1条规定，框架结构的主梁截面高度b h 可按b b l l 18 1~101确定，b l 为主梁计算跨度； 梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁的截面宽度不宜小于200
框架结构设计时应注意的几个问题
1、框架计算简图的确定 1.1无地下室的多层框架房屋 1）基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（以下简称《结构规范》）第7，3.11条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H：装配式框架取1.25H. 2）基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在0.000n〕附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，往的H值取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。 1.2带地下室的多层框架房屋 对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（以下简称《抗震规范》），都没有明确地提出具体位置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。 2、基础宽度和面积的计算 在计算基础宽度或面积时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况，当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，且基底土反力并不均匀分布。若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度，则导致局部基础宽度不足。因此，必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。 目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的，对部分梁而言，尽管相交梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，设计人员在绘制施工图时，应注意配筋形式与受力分析相匹配。框架结构经空间分析程序电算，所有按主梁输人模型的梁是整体工作的，部分梁将产生扭转问题。一些三维空间分析软件，虽已调整梁的抗扭刚度，但计算出来框架边梁扭矩筋仍很大，因程序不计楼板对梁的约束作用（即实际扭矩设计算值那么大），实际受力与计算模型不符。可把次梁支座改为铰支座，并配以构造处理。 框架梁的抗剪配筋施工图绘制时，往往为省事，而不查阅构件配筋打印资料，仅以配筋简图进行设计，并通常对简图上梁端加密区箍筋放大一倍间距置于跨中，此法如遇该梁上次梁集中力较大，剪力包络图趋于平缓，就会产生加密区外箍筋抗剪不足，导致结构不安全。 3、钢筋混凝土保护层厚度的取值 混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀，并保证钢筋的粘结锚固性能，直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能，但由于设计人员的不重视，常会出现以下问题：1）梁或柱中，只注意到主筋的保护层厚度，而忽略了箍筋的保护层厚度，造成箍筋外露或保护层厚度不足；2）主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性；3）地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。 因此，设计时应注意：1）正确处理构件内各类钢筋的相互关系，按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度，并进行构件的截面设计。首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度，即确定箍筋的正确位置，主筋的保护层厚度可采用a+dl（a为箍筋保护层最小厚度，d：为箍筋直径），并大于规范规定的最小厚度，以此确定主筋的正确位置；根据各种钢筋的正确位置，确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算，在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。2）正确区分同一构件所处的环境条件，区别对待不同环境下的