直墙拱结构的设计计算步骤及实例-原稿
中国矿业大学力学与建筑工程学院
2014~2015学年度第二学期《地下建筑结构》课程设计
学号02120714
班级12级土木8班
姓名肖浩汉
力学与建筑工程学院教学管理办公室
中国矿业大学力学与建筑工程学院
《地下建筑结构》课程设计任务书《地下建筑结构》课程设计是教学计划要求中的一个重要教学环节,是在通过学习地下建筑结构相关知识、相关理论的基础上，结合地下工程专业方向的具体特点而进行的一次教学实践活动。
通过课程设计，结合相关的设计要求，掌握地下建筑结构设计中的部分设计内容，使学生所学到的基础理论和专业技术知识系统、巩固、延伸和拓展，培养学生自身独立思考和解决工程实际问题的能力，学会使用各种相关的工具书及查找资料。
完成地下建筑结构设计书一份，内容包括设计计算书、内力图和设计截面图。
一、设计题目
某整体式直墙拱形衬砌的计算。
二、设计资料
某隧道埋深85m，围岩为Ⅲ级围岩，RQD=85%，R c=57.4MPa，容重γ0=25 kN/m3，弹性抗力系数5
1.410
K=?kPa。采用整体式直墙拱混凝土衬砌，混凝土标号为C30。顶拱是变厚度的单心圆拱，拱的净矢高f0＝3.7m，净跨l0＝11.3m。
墙净高按 3.5米算。初步拟定拱顶厚度
0250
d x
=+mm，拱脚厚度
n 300
d y
=+mm，边墙的厚度为
c n 200
d d
=+mm，墙底厚度增加
d 200
d=mm。试进行衬砌内力计算与截面校核。若截面校核不通过，请重新设计衬砌厚度并进行计算与校核。
变量x和y根据个人学号确定，具体方法为：设学号后三位为abc，则max(,)
y ab bc
=，min(,)
x ab bc
=。例如：abc=123，则23
y=，12
x=。
三、课程设计要求
本课程设计目的在于培养学生独立阅读资料、掌握技术信息、分析问题和解决问题的能力。
每个同学必须认真设计、独立完成，主要内容包括：
1、结合设计资料，编写设计计算书；
2、根据计算结果绘制直墙拱的内力图和设计截面图。
衬砌结构示意图
整体式直墙拱形衬砌的计算
某隧道埋深85m ，围岩为Ⅲ级围岩，RQD=85%，R c =57.4MPa ，容重γ0=25 kN/m 3，弹性抗力系数51.410K =?kPa 。采用整体式直墙拱混凝土衬砌，混凝土标号为C30。顶拱是变厚度的单心圆拱，拱的净矢高f 0＝3.7m ，净跨l 0＝11.3m 。墙净高按3.5米算。初步拟定拱顶厚度do=0.254m ，拱脚厚度dn=0.307m ，边墙的厚度为dc=0.507m ，墙底厚度增加d 200d =mm 。试进行衬砌内力计算与截面校核。若截面校核不通过，请重新设计衬砌厚度并进行计算与校核。
(一)结构几何尺寸计算 （1）拱圈内圆几何尺寸
内圆净跨：l 0＝11.3m ，内圆矢高f 0＝3.7m
内圆半径计算：20202002)(R l f R =??
? ??+-，从而有：22
00004 6.1648l f R m f +== (2)拱圈轴线圆的几何尺寸
拱脚截面与拱顶截面厚度之差：
00.3070.2540.053n d d m ?=-=-=
轴线圆与内圆的圆心距：
2
2220000(0.5) 6.164(6.1640.50.053)0.0442(0.5)2(3.70.50.053)
R R m m f --?--?===-?-?
轴线圆半径：
00 6.3352
d R R m m =++= 0/2
sin 0.914018/2
n l R d ?=
=-
066.066653?=
cos 0.405471?= sin 0.280604h n d d m ?== cos 0.124480v n d d m ?==
计算跨度：
011.30.28060411.580604m h l l d =+=+=
计算矢高：
00 3.76476022
v
d d f f m =+
-= （3）拱圈外圆几何尺寸
外圆跨度：10211.861208h l l d m =+= 外圆矢高：100 3.829520v f f d d m =+-=
外圆半径：22
1111
4 6.5069898l f R m f +==
外圆与轴线圆的圆心距：
1100.2159892
d m R R m =--
= （4）校核公式 外圆与轴线的圆心距：
010.259989m m m m =+=
cos 6.503994 6.1638690.1054180.234707
j d m ?==--=
（5）侧墙的几何尺寸
拱脚中心到侧墙中心线的垂直距离：
()/20.013198h n h e d d m =-=
侧墙的计算长度（从拱脚中心算起）：
0/2 3.640302y v h h d m =+=
结构总高：1/27.469822k y v h h d f m =++= （二）计算拱顶单位变位
采用分块总和法计算变位，将半拱轴线长分10等分，计算过程列于表1，故拱顶单位变位：
09
7
166.06665116.335 3.14159268.116406103103180103310
j s R E E ?-?==????=???10941108.1164061013967.52893 1.133661103i i i
n s E I δ--=?==??=?∑ 1094122108.1164061012194.951810.989792103i i i i n s y E I δδ--=?===??=?∑ 10102242200(cos ) 1.916782103i i i i i i i i
n n s y E I F δ?-==?=+=?∑∑
校核计算：
22-3[(1)cos ]38.905349103ss s n n
y E I F
δ??=
++=?∑∑4-41112222(11336610.989792 1.916782)10 5.03002710δδδ-++=++?=?
判别：()0103-29ss 221211≈?=++-δδδδ 说明单位变位计算结果正确。 表1 变截面圆拱拱顶单位变位计算（见附图） （三）计算拱顶载变位
1计算荷载
（1）岩石坚固系数10i f =，隧道半跨度：
11/213.76470.68823520
i i l a h m f f =
===（考虑到有一定的间隙） 隧道埋深H=85m>(2-2.5)h 1，属于深埋 因此围岩竖直压力：
1h 25000 2.96530274132.55q Pa γ==?=地（采用均布荷载模
式）
1125(3.829520 2.965302)21.60545q f h kpa γγ?=-=?-=地
（2）自重计算
h 0250.254 6.35q d kPa γ==?=自
n h 0d 0.307
(
)25000(0.254)12.578604cos 0.405471
q d kPa γ??=-=?-=自 因此：q 80.482550Pa q q k =+=地自
12.578604Pa q q k ?=?=自
在实际设计中，外载还应包括超挖回填引起的拱顶荷载，一般取30cm 回填高度，可忽略不计。
2计算载变位
先分别计算在均布荷载和三角形荷载作用下的载变位，然后叠加，计算过程列于表2。
表2 变截面圆拱拱顶载变位计算(见附图) 在均布荷载q 作用下的载变位：
10'
'100.0427753i p
pi i i
n s M E I =??
==-∑1010'
''200
(cos )-0.07833563i i p
pi i pi i i i i i n n s M y N E I F ?==??
=+=∑∑ 在三角荷载q ?作用下的载变位：
10''''100.0371993i p
pi i i
n s M E I =??
==-∑ 1010''
''''200(cos )-0.0785883i i p
pi i pi i i i i i
n n s M y N E I F ?==??
=+=∑∑ 拱顶总载变位：
'''
1110.079974p p p ?=?+?=-
'''2220.156924p p p ?=?+?=-
校核计算：
'''[(1)cos ]0.1417453sp p p s n n M y N E I F
???=
++=-∑∑ '''
120p p sp ?+?-?Ŭ
，可见计算正确。 ''''''[(1)cos ]0.1157873sp p p s n n M y N E I F
???=
++=-∑∑
''''''
120p p sp ?+?-?= , 满足要求！
（四）在荷载作用下多余未知力的计算
1判别侧墙类型
0.572501α=== 侧墙特征长度：
0.572501 3.640302 2.084076y h α=?=<2.75，故侧墙属于短梁 2计算墙顶单位变位。根据查表得：
98.7150ψ=108.5578ψ=118.2161ψ=128.2151ψ=138.4604ψ=1410.8071
ψ=1511.9556ψ=
33690.482431
b
K
A B K α=
=
3
6111219104 3.57371410A K
A ??αβ??-??+=
=???+??
2
6
1311129102 3.52594310A u K A ??αβ??-??+==
=???
+??
61013291027.15988310A u K
A ??α??-??+=
=???+?? 38
139102 4.510e A K
A α?β??-??=
=-???
+??
28
023910 3.28212610e A u K A α???-?
?=
=???
+??
543910[] 1.78520910e A e K A
ψψαβψψ-+=-
=-?+ 414159101[] 1.203179610e A u e K A
ψψψψ-+=-
=-?+ 3由外载引起的墙顶弯矩与水平力
11()()16.840219 5.6261431426.112446
hp h h l l
M ql e l q e q q =-+-?+=--?=
0=hp H
4计算多余未知力
4111112 1.20513510a δβ-=+=?
41221122122 1.3293910a a f δββ-==++=? 24
2222221242 4.0860510a u f f δββ-=+++=?510112 6.018213100.080202p hp hp a M H q ββ-=?++=-?-
42021212()0.158125 2.8594710p hp hp hp hp a f M H M u H u q
ββ-=?++++=--?22101220
12
1211220.425180372.191716337.972a a a a X q a a a -=
=-+=- 11201210
22
121122
0.838144265.89543333.51396a a a a X q a a a -=
=+=- （五）弹性抗力作用下多余未知力的计算
1计算1=j σ时引起的墙顶截面内力及变位
通过积分可得到：
2222
[cos sin cos )]0.9601133(12cos )
j
R M σ?????=---=-
-222
[cos sin cos )]0.1515213(12cos )
j R
N σ?????=
--=-
2[4cos sin cos )]10.5348563(12cos )
j R
Q σ?????=
++=-
因此墙顶内力（要考虑偏心距）：
(sin cos ) 1.018317j j j h h M M N Q e σσσσ??-
=-+=- cos sin 9.567611j j h H N Q σσσ??-=-=-
sin cos 4.410071h j j V N Q σσσ=+=
墙顶变位：
5
12 3.737410h h M H σσσβββ-
-
-=+=-?5127.2093510h h u M u H u σσσ-
-
-=+=-?
2计算
1
=j σ时的拱顶载变位
采用分块总和法计算，将弹性抗力所分布拱轴线长对应圆心角
045??=-四等分
00
066.0666545 5.2666634
?-?==
22343123
00[cos sin cos )]
40.133810(12cos )3[(1cos )]
i i i i i i j i n R E d m σ???????-=--??=-=-?-+-
∑4422002224200-3
4(12cos )3cos [cos sin cos )]
3(12cos )3(1cos )0.369810i j i i i i i i i i j i R E n R E d m σ
??????????==??=-+---?-+-=-?∑
3计算
1
=j σ时的多余未知力
4111112 1.20513510a δβ-=+=?
41221122122 1.3293910a a f δββ-==++=? 242222221242 4.0860510a u f f δββ-=+++=?
411 1.7117410σσσαβ-=?+=-?
422 5.82597610f u σσσσαβ-=?++=-?
22112212
1211220.237804a a a a X
a a a σσ
σ-=
=-- 11212122
121122
1.50319a a a a X
a a a σσ
σ-=
=- 4计算弹性抗力
根据01u K h =σ及01sin sin j h u K σσ??==
5
5521122222111010471.0109416.1109402.1)()()(----
-
-
?-??+?=++++++++=j j hp hp j j j q q u u H u M fu X X u X X u X X u σσσσσσσσσ从而可求得 j 11.8144σ=
5.在弹性抗力作用下多余未知力计算
11 2.80951158j X X σσσ==- 2217.75929j X X σσσ==
（六）计算弹性抗力及外载共同作用下的多余未知力 111335.1625j X X X σσ'=+=
2
22353.273248j X X X σσ'=+= （七）计算拱圈内力 1.拱圈任一截面的内力
σM M y X X M p ++'+'=21
2
cos p N X N N σ?'=++ 各截面的内力计算见表3 （八）计算边墙内力
因对称，故仅计算左边墙。边墙属于短梁，按短梁相应公式计算。墙顶的力矩Mo 及水平力Qo
''0
0120.02660.0266227.5457.2
hP h h q l
M X X f M M V kN m σσ=++++
?+?=- 上式中最后两项是由于拱脚轴线与边墙轴线偏心距0.0266m 所引起的弯矩。
02293.854hp h Q X Q Q kn σ=++=
墙顶的竖向力为：
0470.4442
hp h h q l
V V V V σσ=+=
+= 墙顶的角变与水平位移为
400 2.1895410θβ-==?
40018.264710y u -==?
将边墙分为五等段,每段的自重为:
3.7
0.507259.37955
d N =
??= 将坐标原点取在墙顶,求11到16各截面的弯矩，轴力和弹性抗力。将以上各相应的数值代入下列计算式中
12010
2030412342(1)2204.98226.7716148.903168.321712.7234i K
Ky Ky M a Q a e a
σ?θ????????==-++--=--+-
30401023
233341212422312.31940.8406227.5457256.6406i K K e M y M Q ?θ????αααα
????=-+++-=-+-+ 函数14??可根据相应公式算出，计算结果见表四。
结构的计算步骤
结构计算步骤 一：前期准备工作： 1：拿到建筑方案后，根据建筑物的使用功能，依据高层规范第四章以及抗震规范的有关内容，（建筑物的最大适用高度、建筑物的高宽比、以及细部尺寸等，错层、连体、加强层、转换层登几种不利得结构形式中最多采用两种。）选择安全、经济、合理的结构形式。框架、框剪、剪力墙、混合结构以及筒体等。 2：进行计算前的前期准备工作，仔细研读地质报告，必要时通过多方讨论采用合理得基础形式。防震缝、伸缩缝、沉降缝的划分是否合理。（注意防震缝需要计算确定）明确结构计算的一些参数如:设防烈度、抗震等级、修正后的基本风压（在基本风压标准值的基础上需要调整）、各个不同功能的活荷载的取值。 二：进行运算阶段： 1：先取一个标准层的轴线，按照结构的需要做一些调整，使之满足结构建模需要，完成之后。将其导入结构建模pkpm中，完成轴线建模。 2：在导入之后的轴线上建梁、柱、墙等，建模时一定要准确无误不能有偏移. 3：将标准层的荷载加上，然后将所有的标准层进行组装，组装完成之后将所有的计算参数调整好，将调整好的标准层复制一个文件，作为最终的计算模型。 4：通过一系列的运算后，结合调整梁、柱、剪力墙等截面的厚度，
长度、偏心、位置等。使之满足结构合理性的一系列指标。刚心与质心是否重合、位移比、刚度比、承载力之比、周期比、刚重比、剪重比、周期值要适中，不能过大或者过小，过大则结构太柔不安全，过小则结构太刚不经济。尽量满足第一周期为平动，不要为扭转。以及结构薄弱层等等的调整。 5：将调整后的标准层用tssd，将标准层的结构布置图画出来，将截面尺寸标出来。然后做成块，放在建筑图上，仔细核对定位、偏心以及门窗洞口等是否有打架的地方。与建筑不一致的地方互相调整。6：将调整后的结构布置图的截面尺寸、定位等修改到先前的复制的模型中。这样标准层的建模基本就调整完毕。 7：将所有的标准层见到模型上去，然后复制一个文件，在进行所有的运算，调整之后，使之满足所有合理的结构参数。 8：将最终的结构条件输入到未经过运算的最初的完整的模型中，进行运算。 三：出图阶段： 首先利用tssd的数据画平面图命令，将每个自然层模板图一次画出。进行必要的调整。将轴线及轴线标注做成一个块或者图层。使用时方便插入。在单独做每一层结构平面布置图。并且完善好。 1：板的出图: 经过运算后在pkpm中将板的钢筋图画出，在出板之前将能拉通的钢筋，在板图中先行拉通。在出板图时同时将下列计算书同时转出，板的弯矩、剪力、裂缝、挠度、计算面积、实配钢筋、面积校核。以
结构胶计算实例及说明完整版
结构胶计算实例及说明 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
结构胶计算 玻璃采用结构胶与铝合金框粘接，主要承受温度和组合荷载。 1、基本参数 胶的短期强度设计值： f 1= N/mm 2 胶的长期强度设计值： f 2=mm 2 年温差最大值: △T=80℃ 铝型材线膨胀系数: a 1=×10-5 玻璃线膨胀系数: a 2=×10-5 （以上基本参数可以在计算书第二部分、基本参 数及主要材料设计指标里找到） 另外根据厂家提供的数据，得到以下参数： 硅酮结构密封胶温差效应变位承受能力δ1= 硅酮结构密封胶地震效应变位承受能力δ2= θ：主体结构的平面变形性能，取θ=1/500（在招标文件里可以找到这些数据） 2、胶的粘结宽度 胶在风荷载和地震作用下的粘结宽度 S 1qa 7.1561300C 23.26mm 2000f 20000.2 ?===?，取C S =24.0 mm 。(q 为风荷载和地震荷载的组合设计值) 知识延伸： 1、在风荷载作用下，粘结宽度C S 应按下式计算； 式中 C S 硅酮结构密封胶的粘结宽度（ｍｍ） W 作用在计算单元上的风荷载设计值（KN/m 2） a 矩形玻璃板的短边长度（ｍｍ） f 1 硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值，取mm 2。 2、在风荷载和水平地震作用下，粘结宽度C S 应按下式计算： E S 1 (w 0.5q )a C 2000f +=(本工程就是用的这个公式，q w 0.5qE =+在荷载计算 里面会有详细介绍) 式中ｑE 为作用在计算单元上的地震作用设计值（KN/ｍ2）。 3、在玻璃永久荷载作用下，粘结宽度C S 应按下式计算： 式中 ｑG 幕墙玻璃单位面积重力荷载设计值（KN/m 2）; ａ、ｂ 分别为矩形玻璃的短边和长边长度（ｍｍ）； ｆ2 硅酮结构密封胶在永久荷载作用下的强度设计值，取 N/mm 2。
建筑结构概念设计及案例
建筑结构概念设计及案例 书名:建筑结构概念设计及案例 出版社:清华大学出版社 作者:罗福午 出版日期:2003-12-01 简介: 本书提出建筑结构概念设计的概念、原则和思路，并介绍相关案例。“概念”部分说明结构概念设计的地位和作用、基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念。“案例”部分则介绍了国内外的著名案例。 目录: 前言 第1章建筑结构概念设计概述 1.1 建筑结构的作用 1.2 结构概念设计的概念 1.3 概念设计在建设过程中的地位 1.4 建筑结构的基本构件类型 1.4.1 基本构件的类型 1.4.2 各种构件之间的区别与联系 1.5 建筑结构的几个基本概念 1.5.1 荷载和作用 1.5.2 结构失效和材料，结构受力和荷载
1.5.3 结构的可靠度和设计方法 1.5.4 结构的三个基本分体系 1.5.5 关于地基的基本概念 1.5.6 梁、板设计中的几个基本概念 1.5.7 梁、拱和索 1.5.8 梁柱框架 1.5.9 平面桁架（含空腹桁架）和空间架1.5.10 从对比中认识壳体结构 1.5.11 折板结构和幕结构 1.5.12 帐篷、索和充气结构 1.5.13 结构受力、变形的相对性 1.5.14 结构构件的弯曲变形示意图 1.5.15 预应力和预应力结构 1.5.16 结构抗震设计的基本概念 1.5.17 从总体概念上考虑结构设计 1.5.18 对标准、规范、规程应有的知识1.6 结构概念设计的原则 第2章托罗哈结构概念设计作品案例2.1 关于E.托罗哈的评价 2.2 运动场旁有轨电车站 2.3 圆形手术教室 2.4 阿尔捷希拉集贸市场
土木工程毕业设计计算书计算步骤顺序,大体一样
毕业设计总依据及设计步骤（供参考）框架结构抗震设计步骤： 土木工程,论文网https://www.360docs.net/doc/3a2823025.html, 第一步、确定结构方案与结构布置 一、建筑结构体系选型 (一) 合理选用结构材料 建筑结构材料是形成结构的物质基础，根据不同结构类型的特点，正确选用材料，
就成为经济合理地选型的一个重要方面。按材料分类的结构类型如下： 砌体结构体系 按建筑材料分类的结构类型钢筋混凝土结构体系 钢结构体系 钢——混凝土组合结构体系 (二) 合理选择结构受力体系 现代建筑中，建筑物的造型可划分为两大类：多层及高层建筑、单层大跨度建筑，按结构受力形式分类，常用的结构体系大体如下： 混合结构体系 框架结构体系 多层及高层建筑剪力墙结构体系(包括框架——剪力墙、全剪力墙结构) 筒体结构体系(包括框筒、筒中筒、成束或组合筒体结构) 巨型结构体系 单层大跨度建筑平面结构体系：门式刚架、薄腹梁结构、桁架结构、拱结构 空间结构体系：壳体结构、网架结构、悬索结构、膜结构框架结构体系 多层与小高层常采用框架结构体系。 (1)框架结构体系的特点：框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构，框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用。其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”。在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。 (2)钢筋混凝土框架：钢筋混凝土框架按其施工方法可分为：现浇框架、装配式框架及装配整体式框架三种。土木工程论文网https://www.360docs.net/doc/3a2823025.html, 地震区框架结构宜优先考虑选择现浇框架结构体系，其次是装配整体式框架结构体系，现已很少采用装配式框架结构体系；非地震区的框架结构则可以根据施工条件等因素具体选定。 (3)钢框架：钢框架的受力骨架为钢梁、钢柱，根据梁柱连接型式可分为半刚接框架和刚接框架。钢框架的抗震性能优于钢筋混凝土框架；钢梁、钢柱相对混凝土梁、柱截面较小，增大了有效使用面积；钢框架自重较轻，大大降低了基础造价；且施工周期短，具有良好的综合经济效益。钢框架多用于办公楼、旅馆、商场等公共建筑。 (4)框架结构体系选用限值：框架结构体系的抗侧刚度主要取决于梁柱的截面尺寸，一般梁柱截面惯性矩较小，在水平荷载作用下的侧向变形较大，抗侧移能力较弱，属较柔结构。当层数较多、侧向荷载较大时，为满足侧向刚度和强度要求，需加大截面，很不经济。而且高度增加时，框架结构顶点位移和层间相对位移较大，使得非结构构件(如填充墙、建筑装饰、管道设备等)在地震时破坏较严重。因此，框架结构的最大高度受到限制。 钢筋混凝土框架结构的合理层数是6～15层，最经济是10层左右；规范规定不超过12层的钢结构房屋可采用钢框架结构；框架结构高宽比不宜超过表1-2的限值；抗震等级见表1—3所示。
3-钢结构优化分析及设计
例题3 钢框架结构分析及优化设计 1
例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求 条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对 钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功 能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计
例题钢框架结构分析及优化设计1.简介 本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g） 场地：II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3
例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图
结构配筋设计全过程
柱内纵向钢筋的摆放间距： 板内钢筋的配置： 1.板底受力钢筋间距板厚h≤150mm时不宜大于200mm，板厚h>150mm 不宜大于且不宜大于 250mm。配筋与梁相同）。板的经济配筋率为 %～ % 。 2.板面负筋钢筋间距及构造要求见混凝土规范注意最小配筋的限制。 3.单向板分布钢筋 4.温度钢筋、防裂缝钢筋 5.在楼板角部，布置附加钢筋自己还不懂。 6.双向板的短向h0应取h-(15+d/2),一般可取h-20（相当于钢筋直径d=10），长向h0应取h-(15+d+d/2)， 一般可取h-30（相当于钢筋直径d=10）。如果对此问题未予注意，而将两个方向的h0取为等值，这使另一方向的配筋量偏小。 7. 什么情况下的板可以采用双层双向配筋？关于双层双向配筋问题，规范没有明确的要求，哪 些部位必须双层双向配筋。但建议在厚板（180）以上，或受温度应力较大的部位混凝土易出现裂缝等部位，使用双层双向配筋。在这样的建议下，我个人在设计中通常都在以下部位采用双层双向配筋：基础筏板、地下室防水刚性底板、高层结构作为崁固层的楼板、使用荷载较大，且受力复杂的楼板（如，汽车坡道）、有动力荷载的楼板、屋面板、裸露在室外的楼板、异形楼板等等。还有就是面积比较小的房间，比如厨房，卫生间，拉通省事。在我所见过的和做过的设计里，板双层双向配筋的情况主要有筏板基础、地下室顶板、还有屋面板。筏板基础和地下室顶板双层双向配筋主要是因为荷载大，受力复杂，容易受力不均匀，所以双层双向配筋；屋面板双层双向配筋是因为屋面板受温度应力的影响很大，需要配温度钢筋，这样的话在施工上就造成了麻烦，所以一般屋面板就双层双向配筋了。 8.卧置在地基上的基础筏板，当板厚>2m时：宜沿板厚度方向间距不超过1米设置与板面平行的构造 钢筋网片直径≥12mm 间距≤200mm见混凝土规范 9.不能机械的固守“负筋必须与梁轴线垂直”的概念，应综合考虑钢筋的布置，以钢筋尽量不交叉重叠 为原则。如三角形板应双层双向布置，不应采用分离式配筋，这样施工起来也较方便。 框架梁纵向钢筋的配置： 1.非抗震梁（五级）的配筋按PKPM计算的结果配筋即可， 2.抗震梁的配筋除应满足一侧受拉纵筋最小钢筋直径 对于跨中钢筋的超筋限制规范没有明确规定，一般就按混凝土书的ζb来确定，其实PKPM会计算，我们只需按结果配筋就行。 对于梁端（即支座）的超筋; 考虑支座内力塑性重分布梁端ζ; 在满足计算要求的前提下，还要满足梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，而且要注意这里的比值应该以实际配筋来计算。 概括一下：在计算最小配筋率时，实际工程中：1.当你计算梁的配筋率的时候，验算是否达到最小配筋率，请用b·h来做乘数，验算最大配筋率的时候，分子请用b·h。，这样偏安全。2.计算柱子配筋率时，全用b·h。 经济配筋率：矩形梁%～% ，T形梁%～%
混凝土结构计算例题
单筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算例题 1．钢筋混凝土简支梁,计算跨度l =5.4m ，承受均布荷载，恒载标准值g k =10kN/m ，活载标准值q k =16kN/m ，恒载和活载的分项系数分别为γG =1.2，γQ =1.4。试确定该梁截面尺寸，并求抗弯所需的纵向受拉钢筋A s 。 解：⑴选用材料 混凝土C30，2c N/mm 3.14=f ，2t N/mm 43.1=f ； HRB400 钢筋，2y N/mm 360=f ，518.0b =ξ ⑵确定截面尺寸 mm 675~450540081~12181~121=??? ? ??=??? ??=l h ，取mm 500=h mm 250~16750021~3121~31=??? ? ??=??? ??=h b ，取mm 200=b ⑶内力计算 荷载设计值 kN/m 4.34164.1102.1k Q k G =?+?=+=q g q γγ 跨中弯矩设计值 m kN 4.1254.54.348 18122?=??==ql M ⑷配筋计算 布置一排受拉钢筋，取mm 40s =a ，则m m 46040500s 0=-=-=a h h 将已知值代入 ??? ? ?-=20c 1x h bx f M α，得??? ??-??=?24602003.140.1104.1256x x 整理为 0876929202=+-x x 解得m m 238460518.0m m 1080b =?=<=h x ξ，满足适筋梁要求 由基本公式，得2y c 1s mm 858360 1082003.140.1=???==f bx f A α 002.000179.0360 43.145.045.0y t <=?=f f Θ， 002.0min =∴ρ
高层框架剪力墙结构设计实例探析
高层框架剪力墙结构设计实例探析 发表时间：2016-03-07T11:54:20.603Z 来源：《工程建设标准化》2015年10供稿作者：金国祥 [导读] 中国中建设计集团有限公司（辽宁分公司）高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。 （中国中建设计集团有限公司（辽宁分公司），辽宁，沈阳） 【摘要】随着住房数量的需求的不断增加，以及受到土地资源紧缺现象的控制，当前城市楼层建设主要表现为高层楼房的建设施工。而高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。笔者结合当前一些比较成功的高层框架剪力墙结构设计案例，对高层框架剪力墙的施工要求和注意事项等进行了深入的分析和研究，希望能够给有关的设计人员必要的参考和借鉴。 【关键词】结构设计；框架剪力墙；结构布置；计算分析 前言 剪力墙结构是目前高层建筑施工中普遍应用的一种建筑形式，该结构设计科学，建筑施工难度小，具有一定的稳固性，安全可靠，目前应用范围越来越广。笔者进行了大量的资料研究和案例分析，总结出剪力墙结构设计的几点主要注意事项，下面进行简单的分析和介绍： 1．框架剪力墙结构布置 （1）双向抗侧力体系和刚性连接。框架—剪力墙结构中，剪力墙是主要的抗侧力构件。结构在两个主轴方向均应市置剪力墙，并应设计为纵、横双向刚接框架体系，尽可能使两个方向抗侧力刚度接近，除个别节点外，不应采用铰接。如果仅在一个主轴方向布置剪力墙，会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊，无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质，与有剪力墙的另一方向不协调，也容易造成结构整体扭转。主体结构构件间的连接刚性，目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥；同时，较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。 （2）框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接，将地震作用传递到剪力墙，保证结构在地震作用下的整体工作的。所以，从理论上来说，剪力墙与剪力墙之间的距离不应该过大，需要严格控制在安全系数之内，否则，两者中间的重力没有承载的媒介，可能会发生坍塌事故。一些施工单位为了节约经济成本，降低施工量，往往会在设计的基础上擅自扩大剪力墙之间的间隔，这些都是违规操作，必须杜绝。 （3）楼板开洞处理。通常来说，如果设计和施工实际情况允许，尽量不进行楼板开洞，但是在实际的施工过程中，存在一些无法避免的客观因素，此时必须进行楼板开洞处理。一旦遇到这类问题，其核心原则就是，尽量缩小开洞的数量和开洞的面积。即使，在设计之初对于重力和承重能力都进行了科学的计算和预测，但是一旦进行了楼板开洞处理，实际的承重情况可能会发生改变，因此施工人员应该提高警惕。 2．结构计算分析要点 框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点，按两者变形协调工作特点进行结构分析。即使是很规则的结构，也不应将结构切榀，简单地按二维平面结构（平面框架和壁式框架）进行计算。不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应根据结构实际情况，选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构，宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型，对布置复杂的框架—剪力墙结构，应采用空间分析模型。另外，对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少，而比剪力墙结构多，因此其周期折减系数应选取介于两者之间。结合工程实践经验，对于一般情况下当填充墙较多时，周期折减系数可取0.7-0.8，填充墙较少时，周期折减系数可取0.8-0.9。 此外，当今楼房的建设施工过于追求外表形式的新颖，五花八门的楼房外形，给框架剪力墙的结构设计带来了一定的难度。例如，一些建筑在设计之初，出于某种特殊的需求，可能会减少框架柱的数量，此时单根框架柱的承重压力随之增加，这样显然是不合理的，存在较大的安全隐患。对于这一问题，国家相关的管理部门高度重视，并在法律文件中做出了明确的规定：即当某楼层段柱根数减少时，则以该段为调整单元，取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力；该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。3．高层框架剪力墙实际施工案例分析 某市为了适应市场需求，在城郊附近施工建设了一栋办公楼。地下设有停车场等共三层。地面高度为18层，总计22层。地面建筑结构由左右两个呈扇形的区域构成。该建筑施工总占地面积约为12万平方米。根据本建筑结构的基本属性，以及对相应地质条件等因素的勘察，设计人员采用剪力墙作为其主体框架。综合分析其建筑形式和材料结构，本建筑办公楼的抗震等级为8级，安全等级为2级。由于办公楼内部要求使用高度不低于2.9米，所以施工建设的难度相对来说比较大，综合考量到楼层的建筑结构以及剪力墙的应用，通过不断的调整和反复的测试，目前高建筑办公楼基本上可以达到以下几个要求：（1）根据建筑物的自振周期、位移及地震效应判断结构方案的合理性；（2）得出各构件的内力以及配筋，以判断构件截面的合理性；（3）根据结构内力分析判定结构受力的德弱部位，并在设计中采取加强措施。 受到办公楼内部使用空间的限制和制约，原本应该设计在楼层中间的剪力墙核心筒，需要按照实际情况进行位置的偏移。同时，由于本栋楼的特殊需求，在其他位置不允许继续设计框架剪力墙，这就给施工建设带来了一定的难度。由于操作起来难度系数大，同时安全系数受到了影响，因此设计施工单位经过与投资方的研究分析，最终决定略微增加剪力墙的数量。在此基础上，稍微增加了剪力墙的厚度，以提高剪力墙的承重能力。可见，在实际的施工过程中，由于不同建筑结构具有各自的独特性，因此剪力墙的实际设计都是存在差异性的，但是这种差异性需要建立在安全性之上。 本工程结构整体计算采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE，计算时考虑扭转藕联的影响。考虑模拟施工分层加载，振型数取18个，采用侧刚分析方法。计算结果表明，本结构整体刚度在X方向较好，Y方向稍差。两幢楼剪力墙在X方向承担了总倾覆力矩的80%以上，Y方向承担了60%以上；西楼在地震作用下Y方向顶点位移绝对值偏大，最大层间位移接近规范限
3.结构设计基本步骤、方法及相关概念
结构设计基本步骤、方法及相关概念 PKPMCAD 邹军 一、常用规范 建筑结构荷载规范 混凝土设计规范 建筑抗震设计规范 建筑地基设计规范 高层建筑混凝土结构技术规程 岩土工程勘察规范 二、基本资料及信息 1．建筑需求：建筑外观、平面布局及使用功能要求，建筑重要性。需要相应阶段的建筑图纸、审批文件。 2．使用荷载：一般民用建筑可查看可在规范，普通住宅、办公室为2.0kN/m2,阳台2.5kN/m2；电梯机房等效8kN/m2；消防车等效20kN/m2。 工业厂房需要业主提供文件，指定使用荷载。 3．风信息：（荷载规范、高规） a.基本风压：一般用50年一遇，深圳为0.75kN/㎡,对应风速约120公里 /小时；高度大于60米的结构，承载力计算用100年一遇的 风压，深圳为0.90 kN/㎡） b.地面粗糙度：一般城市市区可选C c.体型系数：一般建筑取1.3
d.基本周期：简单估算（0.1x楼层数），用于计算风振 e.其他相关概念： Wk=βzμsμzW0 用于主要承重结构 Wk=βgzμsμzW0 用于围护结构 风压高度变化系数， 风振系数（基本自振周期大于0.25s，高度大于30m且高宽 比大于1.5的房屋，考虑顺风向风振系数；横向 风软件没有考虑） 阵风系数：计算围护结构风荷载 群体效应：群集的高层建筑，相互间距较近时，风力相互 干扰，体型系数应增大。 4．地震信息：（抗震规范、高规） a.设防烈度：按设计基本地震加速度值划分，分为6度（0.05g）、7 度（0.10g）、7度（0.15g）、8度（0.20g）、8度（0.30g）、 9度（0.40g），具体取值由政府规定(可查抗规附表)，。 深圳为7度（0.1g） b.设计地震分组：按震中的近、远划分，分为第1组、第2组、第3组。 深圳为第1组 c.场地土类别：按土层等效剪切波速和土层厚度划分，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ四类，大部分为Ⅱ类。由地质勘探部门提供。可以理 解为Ⅰ类场地土最结实，Ⅳ最差。 d.其他抗震相关概念： 抗震设防三水准：小震不坏、中震可修、大震不倒。
剪力墙结构设计计算要点和实例
剪力墙计算 第5章剪力墙结构设计 本章主要内容： 5.1概述 结构布置 剪力墙的分类 剪力墙的分析方法 5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 整体剪力墙的计算 整体小开口剪力墙的计算 5.3联肢剪力墙的计算 双肢剪力墙的计算 多肢墙的计算 5.4壁式框架的计算 计算简图 内力计算 位移的计算 5.5剪力墙结构的分类 按整体参数分类 按剪力墙墙肢惯性矩的比值 剪力墙类别的判定 5.6剪力墙截面的设计 墙肢正截面抗弯承载力 墙肢斜截面抗剪承载力 施工缝的抗滑移验算 5.7剪力墙轴压比限制及边缘构建配筋要求 5.8短肢剪力墙的设计要求 5.9剪力墙设计构造要求 5.10连梁截面设计及配筋构造 连梁的配筋计算 连梁的配筋构造 5.1概述 一、概述 1、利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构，称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 2、剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般为3～8m。因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑，此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法，施工速度很快。 3、剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高，墙厚在高度方向可以逐步减少，但要注意
避免突然减少很多。剪力墙厚度不应小于楼层高度的1/25及160mm。 4、现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变形很小。墙体截面面积大，承载力要求也比较容易满足,剪力墙的抗震性能也较好。因此，它适宜于建造高层建筑，在10～50层范围内都适用，目前我国10～30 层的高层公寓式住宅大多采用这种体系。 5、剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙间距太小，平面布置不灵活，不适应于建造公共建筑，结构自重较大。 6、为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度，剪力墙的间距要尽可能做大些，如做成6m左右。 7、剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口，这时应尽量使洞口上下对齐、布置规则，洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。 8、因为地震对建筑物的作用方向是任意的，因此，在建筑物的从纵横两个方向都应布置剪力墙，且各榀剪力墙应尽量拉通对直。 9、在竖向，剪力墙应伸至基础，直至地下室底板，避免在竖向出现结构刚度突变。但有时，这一点往往与建筑要求相矛盾。例如在沿街布置的高层建筑中，一般要求在建筑物的底层或底部若干层布置商店，这就要求在建筑物底部取消部分隔墙以形成大空间，这时也可将部分剪力墙落地、部分剪力墙在底部改为框架，即成为框支剪力墙结构，也称为底部大空间剪力墙结构。 10、当把墙的底层做成框架柱时，称为框支剪力墙，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大的内力和塑性变形，致使结构破坏。因此，在地震区不允许单独采用这种框支剪力墙结构。 11、剪力墙的开洞：在剪力墙上往往需要开门窗或设备所需的孔洞，当洞口沿竖向成列布置时，根据洞口的分布和大小的不同，在结构上就有实体剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙、壁式框架等。
钢结构18m梯形屋架设计实例
钢结构课程设计任务书 一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋 面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。 2.屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用 下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架 跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以kN/m2为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图
(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直
支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重
建筑结构设计计算步骤探讨
新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1．完成整体参数的正确设定 计算开始以前，设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及工程的实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的，必须首先确定其合理取值，才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等，在计算前很难估计，需要经过试算才能得到。 （1）振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真；取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。一般而言，振型数的多少于结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理，可以看软件计算书中的x， y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ，若小于0.9 ，可逐步加大振型个数，直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍，其有效质量系数仍不能满足要求，也不能再增加振型数，而应认真分析原因，考虑结构方案是否合理。 （2）最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出，设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。 （3）结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值，可以保留软件的缺省值，待计算后从计算书中读取其值，填入软件的“结构基本周期”选项，重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来，正确设置，否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的
给初学者的建议-结构设计的过程
给初学者的建议-结构设计的过程 设计的过程以及结构设计所包括的内容有一个大致的了解，请前辈们不要见笑了，新人们有什么问题也可以在贴中提出来，大家共同讨论，共同进步。 1，看懂建筑图 结构设计，就是对建筑物的结构构造进行设计，首先当然要有建筑施工图，还要能真正看懂建筑施工图，了解建筑师的设计意图以及建筑各部分的功能及做法，建筑物是一个复杂物体，所涉及的面也很广，所以在看建筑图的同时，作为一个结构师，需要和建筑，水电，暖通空调，勘察等各专业进行咨询了解各专业的各项指标。在看懂建筑图后，作为一个结构师，这个时候心里应该对整个结构的选型及基本框架有了一个大致的思路了。 2，建模(以框架结构为例) 当结构师对整个建筑有了一定的了解后，可以考虑建模了，建模就是利用软件，把心中对建筑物的构思在电脑上再现出来，然后再利用软件的计算功能进行适当的调整，使之符合现行规范以及满足各方面的需要。现在进行结构设计的软件很多，常用的有PKPM，广厦，TBSA等，大致都差不多。这里不对软件的具体操作做过多的描述，有兴趣的可以看看，每个软件的操作说明书。每个软件都差不多，首先要建
轴网，这个简单，反正建筑已经把轴网定好了，输进去就行了，然后就是定柱截面及布置柱子。柱截面的大小的确定需要一定的经验，作为新手，刚开始无法确定也没什么，随便定一个，慢慢再调整也行。柱子布置也需要结构师对整个建筑的受力合理性有一定的结构理念，柱子布置的合理性对整个建筑的安全与否以及造价的高低起决定性作用。。不过建筑师在建筑图中基本已经布好了柱网，作为结构师只需要对布好的柱网进行研究其是否合理。适当的时候需要建议建筑更改柱网。当布好了柱网以后就是梁截面以及主次梁的布置。梁截面相对容易确定一点，主梁按1/8~1/12跨度考虑，次梁可以相对取大一点主次梁的高度要有一定的差别，这个规范上都有要求。而主次梁的布置就是一门学问，这也是一个涉及安全及造价的一个大的方面。总的原则的要求传力明确，次梁传到主梁，主梁传到柱。力求使各部分受力均匀。还有，根据建筑物各部分功能的不同，考虑梁布置及梁高的确定。梁布完后，基本上板也就被划分出来了，当然悬挑板什么的现在还没有，需要以后再加上。。，梁板柱布置完后就要输入基本的参数啦，比如混凝土强度啊，每一标准层的层高啊，板厚啊，保护层啊，这个每个软件设置的都不同，但输入原则是严格按规范执行。当整个三维线框构架完成，就需要加入荷载及设置各种参数了，比如板厚啊，板的受力方式啊，悬挑板的位置及荷载啊什么的，这时候模形也可以
钢结构设计实例 含计算过程
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
《钢结构设计禁忌及实例》资料
《钢结构设计禁忌及实例》 《钢结构设计禁忌及实例》 2010年11月02日 内容简介本书依据相干规范及工程实践经验，对钢结构设计中的一些误区和禁区进行了深进分析。书中第一先容了一些工程案例作为警示，进而按规范系统逐条列出r相干设计禁忌、算例以及对规范的修改提议等内容，提出哪些题目不能那样做，而应当如何做。本书内容翔实，实用性、对照性强，可供盛大结构设计职员利用，也供相干专业施工、科研、教学职员参考。 索引第1章钢结构工程违禁犯讳案例 【案例1.1】吊车分袂肢柱头的疲惫拉裂 【案例1.2】将门式刚架钢柱改为混凝土柱 【案例1.3】在多层建筑上扩建门式刚架轻钢结构 【案例1.4】过量积灰积雪 【案例1.5】在吊车梁上随意施焊 【案例1.6】重型平台柱头的剪切破坏 【案例1.7】电机与平台共振 【案例1.8】防锈油漆与防火涂料起化学反映 【案例1.9】柱脚抗剪键设置不到位 【案例1.10】门式刚架设计、施工、治理题目 【案例1.11】钢材选择或利用不当
【案例1.12】未分清钢结构设计图与施工图的关系 【案例1.13】在预应力高强度锚栓上出现焊点 【案例1.14】不留意柱脚锚栓d=72mm与M72的差别 【案例1.15】吊车梁轨道联接的经常损坏 【案例1.16】吊车梁端上部变形引起突缘支座纵向联接题目 【案例1.17】箱形吊车梁真个梁、柱节点过于刚劲 【案例1.18】插进式柱脚埋深未进行计算 【案例1.19】忽视施工运输安设阶段担保结构安稳和平安的临时举措【案例1.20】温度区段的不正常办理 【案例1.21】梁柱节点采用栓焊并用联接的差异算法 第2章选料 【禁忌2.1】对建筑结构钢材根本知识缺乏了解 【禁忌2.2】设计文件中对所引用的国家轨范没有所有、正确地表示【禁忌2.3】不熟悉经常用钢材的性能及特殊要求 【禁忌2.4】用建筑结构用钢板按号取代Q235等钢号的钢板 【禁忌2.5】对铸钢有哪些国家轨范不清楚 【禁忌2.6】对钢材及联接选料要求不足明白具体 【禁忌2.7】对钢结构联接要领一知半解 【禁忌2.8】不了解各种焊接选料的型号、表示办法和具体用途 【禁忌2.9】采用的焊接选料与母材不匹配 【禁忌2.10】对钢结构紧固件联接缺乏了解 【禁忌2.11】不深切理解钢材及其联接的各项强度设计值
(完整)高层住宅剪力墙结构设计原则
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 高层住宅剪力墙结构设计原则 1 剪力墙布置原则 （1）剪力墙的位置： 1）遵循均匀、分散、对称和周边的原则。 2）剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。 3）剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼（电）梯处，在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。 4）在平面布置上尽可能均匀、对称，以减小结构扭转。不能对称时，应使结构的刚度中心和质量中心接近。 5）沿高度均匀变化；在竖向布置上应贯通房屋全高，使结构上下刚度连续、均匀。 6）多均匀长墙（增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量），少短墙（抗震性差）；可布置成单片形（不少于三道，长度不超过8m）、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳，H/L≥2, 少复杂形状转折。 7）洞口布置在截面中部，避免布置在剪力墙端部或柱边。 （2）剪力墙的间距： 为了保证楼（屋）盖的侧向刚度，避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形，应控制剪力墙的最大间距。 （3）剪力墙的厚度： 剪力墙厚度取值由以下因素确定： 1）通过结构分析，在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度； 2）不同抗震等级的轴压比的限制； 3）构造性及稳定性要求（而稳定性一般会满足）； 对于普通的住宅建筑在7度或8度地区，墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的； 首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定（其实是高厚比要求），当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看, 按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。故稳定性一般会满足；此时剪力墙墙厚主要由构造与施工要求控制。 建筑物高度在百米以下时剪力墙厚度一般取200~300mm （3）剪力墙的墙肢长度： 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
钢结构课程设计参考示例
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。