本篇文章给大家谈谈混凝土框架结构设计规范,以及混凝土框架结构设计规范最新版对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔,本文目录一览:,1、,《混凝土结构设计规范》符号意义,若有下标请指出其意思及指代的英文单词?,2、,钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应注意的问题?
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本文目录一览:
- 1、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)符号意义,若有下标请指出其意思及指代的英文单词?
- 2、钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应注意的问题?
- 3、混凝土结构设计规范
- 4、混凝土框架梁的最大尺寸是多少,出自哪本规范
- 5、框架结构中构造柱设置要求
- 6、钢筋混凝土设计规范
《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)符号意义,若有下标请指出其意思及指代的英文单词?
《混凝土结构设计规范》
(GB 50010-2002)
1 总则
1.0.1 为混凝土框架结构设计规范了在混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策混凝土框架结构设计规范,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,制订本规范。
1.0.2 本规范适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土承重结构的设计。本规范不适用于轻骨料混凝土及其混凝土框架结构设计规范他特种混凝土结构的设计。
1.0.3 混凝土结构的设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 混凝土结构 concrete structure
以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构,钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
2.1.2 素混凝土结构 plain concrete structure
由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。
2.1.3 钢筋混凝土结构 reinforced concrete structure
由配置受力的普通钢筋,钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
2.1.4 预应力混凝土结构 prestressed concrete structure
由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。
2.1.5 先张法预应力混凝土结构 pretensioned prestressed concrete structure
在台座上张拉预应力钢筋后浇筑混凝土,并通过粘结力传递而建立预加应力的混凝土结构。
2.1.6 后张法预应力混凝土结构 post-tensioned prestressed concrete structure
在混凝土达到规定强度后,通过张拉预应力钢筋并在结构上锚固而建立预加应力的混凝土结构。
2.1.7 现浇混凝土结构 cast-in-situ concrete structure
在现场支模并整体浇筑而成的混凝土结构。
2.1.8 装配式混凝土结构 prefabricated concrete structure
由预制混凝土构件或部件通过焊接,螺栓连接等方式装配而成的混凝土结构。
2.1.9 装配整体式混凝土结构 assembled monolithic concrete structure
由预制混凝土构件或部件通过钢筋,连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构。
2.1.10 框架结构 frame structure
由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系和结构。
2.1.11 剪力墙结构 shearwall structure
由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
2.1.12 框架-剪力墙结构 frame-shearwall structure
由剪力墙和框架共同随竖向和水平作用的结构。
2.1.13 深受弯构件 deep flexural member
跨高比小于 5 的受弯构件。
2.1.14 深梁 deep beam
跨高比不大于 2 的单跨梁和跨高比不大于 2.5 的多跨连续梁。
2.1.15 普通钢筋 ordinary steel bar
用于混凝土结构构件中的各种非预应力钢筋的总称。
2.1.16 预应力钢筋 prestressing tendon
用于混凝土结构构件中施加预应力的钢筋,钢丝和钢绞线的总称。
2.1.17 可靠度 degree of reliability
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
2.1.18 安全等级 safety class
根据破坏后果的严重程度划分的结构或结构构件的等级。
2.1.19 设计使用年限 design working life
设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。
2.1.20 荷载效应 load effect
由荷载引起的结构或结构构件的反应,例如内力,变形和裂缝等。
2.1.21 荷载效应组合 load effect combination
按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载效应设计值规定的组合。
2.1.22 基本组合 fundamental combination
承载能力级限状态计算时,永久荷载和可变荷载的组合。
2.1.23 标准组合 characteristic combination
正常使用极限状态验算时,对可变荷载采用标准值,组合值为荷载代表值的组合。
2.1.24 准永久组合 quasi-permanent combination
正常使用极限状态验算时,对可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合。
2.2 符号
2.2.1 材料性能
Ec —— 混凝土弹性模量混凝土框架结构设计规范;
Efc —— 混凝土疲劳变形模量;
Es —— 钢筋弹性模量;
C20 —— 表示立方体强度标准值为 20N/mm2 的混凝土强度等级;
fcu' —— 边长为 150mm 的施工阶段混凝土立方体抗压强度;
fcu,k —— 边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准值;
fck、fc —— 混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;
ftk、ft —— 混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;
fck'、ftk' —— 施工阶段的混凝土轴心抗压、轴心抗压拉强度标准值;
fyk、fptk —— 普通钢筋、预应力钢筋强度标准值;
fy、fy' —— 普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
fpy、fpy' —— 预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值。
2.2.2 作用、作用效应及承载力
N —— 轴向力设计值;
Nk,Nq —— 按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的轴向力值;
Np —— 后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;
Np0 —— 混凝土法向预应力等于零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;
Nu0 —— 构件的载面轴心受压或轴心受拉承载力设计值;
Nux、Nuy —— 轴向力作用于 X 轴、Y 轴的偏心受压或偏心受拉承载力设计值;
M —— 弯矩设计值;
Mk、Mq —— 按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的弯矩值;
Mu —— 构件的正截面受弯承载力设计值;
Mcr —— 受弯构件的正截面开裂弯矩值;
T —— 扭矩设计值;
V —— 剪力设计值;
Vcs —— 构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;
Fl —— 局部荷载设计值或集中反力设计值;
σck、σcq —— 荷载效应的标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力;
σpc —— 由预加力产生的混凝土法向应力;
σtp、σcp —— 混凝土中的主拉应力、主压应力;
σfc,max、σfc,min —— 疲劳验算时受拉区或受压区边缘纤维混凝土的最大应力、最小应 力;
σs、σp —— 正载面承载力计算中纵向普通钢筋、预应力钢筋的应力;
σsk —— 按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋应力或等效应力;
σcon —— 预应力钢筋张拉控制应力;
σp0 —— 预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力;
σpe —— 预应力钢筋的有效预应力;
σl、σl' —— 受拉区、受压区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值;
τ —— 混凝土的剪应力;
ωmax —— 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度。
2.2.3 几何参数
a、a' —— 纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离;
as、as' —— 纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离;
ap、ap' —— 受拉区纵向预应力钢筋合力点、受压区纵向预应力钢筋合力点至截面近边的距离;
b —— 矩形截面宽度、T 形、I 形截面的腹板宽度;
bf、bf' —— T 形或 I 形截面受拉区、受压区的翼缘宽度;
d —— 钢筋直径或圆形截面的直径;
c —— 混凝土保护层厚度;
e、e' —— 轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离;
e0 —— 轴向力对截面重心的偏心距;
ea —— 附加偏心距;
ei —— 初始偏心距;
h —— 截面高度;
h0 —— 截面有效高度;
hf、hf' —— T 形或 I 形截面受拉区、受压区的翼缘高度;
i —— 截面的回转半径;
rc —— 曲率半径;
la —— 纵向受拉钢筋的锚固长度;
l0 —— 梁板的计算跨度或柱的计算长度;
s —— 沿构件轴线方向上横向钢筋的间距、螺旋筋的间距或箍筋的间距;
x —— 混凝土受压区高度;
y0、yn —— 换算截面重心、净截面重心至所计算纤维的距离;
z —— 纵向受拉钢筋合力至混凝土受压区合力点之间的距离;
A —— 构件截面面积;
A0 —— 构件换算截面面积;
An —— 构件净截面面积;
As、As' —— 受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积;
Ap、Ap' —— 受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积;
Asv1、Ast1 —— 在受剪、受扭计算中单肢箍筋的截面面积;
Astl —— 受扭计算中取用的全部受扭纵向非预应力钢筋的截面面积;
Asv、Ash —— 同一截面内各肢竖向、水平箍筋或分布钢筋的全部截面面积;
Asb、Apb —— 同一弯起平面内非预应力、预应力弯起钢筋的截面面积;
Al —— 混凝土局部受压面积;
Acor —— 钢筋网、螺旋筋或箍筋内表面范围内的混凝土核心面积;
B —— 受弯构件的截面刚度;
W —— 截面受拉边缘的弹性抵抗矩;
W0 —— 换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;
Wn —— 净截面受拉边缘的弹性抵抗矩;
Wt —— 截面受扭塑性抵抗矩;
I —— 截面惯性矩;
I0 —— 换算截面惯性矩;
In —— 净截面惯性矩。
2.2.4 计算系数及其他
α1 —— 受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值;
αE —— 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
βc —— 混凝土强度影响系数;
β1 —— 矩形应力图受压区高度与中和轴高度(中和轴到受压区边缘的距离)的比值;
βl —— 局部受压时的混凝土强度提高系数;
γ —— 混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数;
η —— 偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数;
λ —— 计算截面的剪跨比;
μ —— 摩擦系数;
ρ —— 纵向受力钢筋的配筋率;
ρsv、ρsh —— 竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率;
ρv —— 间接钢筋或箍筋的体积配筋率;
φ —— 轴心受压构件的稳定系数;
θ —— 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数;
ψ —— 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数。
3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用分项系数的设计表达式进行设计。
3.1.2 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足。设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态分为以下两类混凝土框架结构设计规范:
1 承载能力极限状态:结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形;
2 正常使用极限状态:结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
3.1.3 结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求,分别按下列规定进行计算和验算:
1 承载力及稳定:所有结构构件均应进行承载力(包括失稳)计算;在必要时尚应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算;
有抗震设防要求的结构尚应进行结构构件抗震的承载力验算;
2 疲劳:直接承受吊车的构件应进行疲劳验算;但直接承受安装或检修用吊车的构件,根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算;
3 变形:对使用上需要控制变形值的结构构件,应进行变形验算;
4 抗裂及裂缝宽度:对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算;对使用上允许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算;对叠合式受弯构件,尚应进行纵向钢筋拉应力验算。
3.1.4 结构及结构构件的承载力(包括失稳)计算和顿覆、滑移及漂浮验算,均应采用荷载设计值;疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算,均应采用相应的荷载代表值;直接承受吊车的结构构件,在计算承载力及验算疲劳、抗裂时,应考虑吊车荷载的动力系数。
预制构件尚应按制作、运输及安装时相应的荷载值进行施工阶段的验算。预制构件吊装的验算,应将构件自重乘以动力系数,动力系数可取 1.5,但可根据构件吊装时的受力情况适当增减。
对现浇结构,必要时应进行施工阶段的验算。
当结构构件进行抗震设计时,地震作用及其他荷载值均应按现行国家标标准《建筑抗震设计规范》GB50011 的规定确定。
3.1.5 钢筋泥凝土及预应力泥凝土结构构件受力钢筋的配筋率应符合本规范第 9 章、第 10 章有关最小配筋率的规定。
素混凝土结构构件应按本规范附录 A 的规定进行计算。
3.1.6 结构应具有整体稳定性,结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。
3.1.7 在设计使用年限内,结构和结构构件在正常维护条件下应能保持其使用功能,而不需进行大修加固。设计使用年限应按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068 确定。
若建设单位提出更高要求,也可按建设单位的要求确定。
3.1.8 未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。
3.2 承载能力极限状态计算规定
3.2.1 根据建筑结构破坏后果的严重程度,建筑结构划分为三个安全等级,设计时应根据具体情况,按照表 3.2.1 的规定选用相应的安全等级。
表 3.2.1 建筑结构的安全等级
安全等级
破坏后果
建筑物类型
一级
二级
三级
很严重
严重
不严重
重要的建筑物
一般的建筑物
次要的建筑物
注:对有特殊要求的建筑物,其安全等级可根据具体情况另行确定。
3.2.2 建筑物中各类结构构件使用阶段的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同,对其中部份结构构件的安全等级,可根据其重要程度适当调整,但不得低于三级。
3.2.3 对于承载能力极限状态,结构构件应按荷载效应的基本组合或偶然组合,采用下列极限状态设计表达式:
γ0S≤R (3.2.3-1)
R = R(fc,fs,ak,……) (3.2.3-2)
式中 γ0 —— 重要性系数:对安全等级为一级或设计使用年限为 100 年及以上的结构构件,不应小于 1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为 50 年的结构构件,不应小于 1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为 5 年及以下的结构构件,不应小于 0.9;在抗震设计中,不考虑结构构件的重要性系数;
S —— 承载能力极限状态的荷载效应组合的设计值,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 和现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011 的规定进行计算;
R —— 结构构件的承载力设计值;在抗震设计时,应除以承载力抗震调整系数 γRE;
R(·) —— 结构构件的承载力函数;
fc、fs —— 混凝土、钢筋的强度设计值;
ak —— 几何参数的标准值;当几何参数的变异性对结构性能有明显的不利影响时,可另增减一个附加值。
公式(3.2.3-1)中的 γ0S,在本规范各章中用内力设计值(N、M、V、T 等)表示;对预应力混凝土结构,尚应按本规范第 6.1.1 条的规定考虑预应力效应。
3.3 正常使用极限状态验算规定
3.3.1 对于正常使用极限状态,结构构件应分别按荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用影响,采用下列极限状态设计表达式:
S≤C (3.3.1)
式中 S —— 正常使用极限状态的荷载效应组合值;
C —— 结构构件达到正常使用要求所规定的变形,裂缝宽度和应力等的限值。荷载效应的标准组合和准永久组合应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 的规定进行计算。
3.3.2 受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响进行计算,其计算值不应超过表 3.3.2 规定的挠度限值。
表 3.3.2 受弯构件的挠度限值
构 件 类 型
挠 度 限 值
吊车梁:手动吊车
电动吊车
L0/500
L0/600
屋盖、楼盖及楼梯构件:
当 L0<7m 时
当 7≤L0≤9m 时
当 L0>9m 时
L0/200(L0/250)
L0/250(L0/300)
L0/300(L0/400)
注:1 表中 L0 为构件的计算长度;
2 表中括号中的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件;
3 如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值;对预应力 混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反拱值;
4 计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度按实际悬臂长度的 2 倍取用。
3.3.3 结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。裂缝控制等级的划分应符合下列规定:
一级 —— 严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;
二级 —— 一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力大于混凝土轴心抗拉强度标准值;按荷载效应准永久组合计算时,构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力,当有可靠经验时可适当放松;
三级 —— 允许出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过表 3.3.4 规定的最大裂缝宽度限值。
3.3.4 结构构件应根据结构类别和本规范表 3.4.1 规定的环境类别,按表 3.3.4 的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 ωlim。
表 3.3.4 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值
环境类别
钢筋混凝土结构
预应力混凝土结构
裂缝控制等级
ωlim(mm)
裂缝控制等级
ωlim(mm)
二
三
0.3(0.4)
三
0.2
二
三
0.2
二
—
三
三
0.2
一
—
注:1 表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝,钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件;当 采用其他类别的钢丝或钢筋时,其裂缝控制要求可按专门标准确定;
2 对处于年平均相对湿度小于 60% 地区一类环境下的受弯构件,其最大裂缝宽度限值或采用括号内的数值;
3 在一类环境下,对钢筋混凝土屋架,托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂缝宽度限值应取为 0.2mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为 0.3mm;
4 在一类环境下,对预应力混凝土屋面梁,托梁,屋架,托架,屋面板和楼板,应按二级裂缝控制等级进行验算;在一类和二类环境下,对需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁,应按一级裂缝控制等级进行验算;
5 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值公适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第 8 章的要求;
6 对于烟囱,筒仓和处于液体压力下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;
7 对于处于四,五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;
8 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。
3.4 耐久性规定
3.4.1 混凝土结构的耐久性应根据表 3.4.1 的环境类别和设计使用年限进行设计。
表 3.4.1 混凝土结构的环境类别
环境类别
条 件
一
室内正常环境
二
a
室内潮湿环境:非严寒和非寒冷地区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
b
严寒和寒冷地区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
三
使用除冰盐的环境;严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境;滨海室外环境
四
海水环境
五
受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境
注:严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民用建筑热工设计规程》JGJ24 的规定。
3.4.2 一类,二类和三类环境中,设计使用年限为 50 年的结构混凝土应符合表 3.4.2 的规定。
表 3.4.1 混凝土结构的环境类别
环境类别
最大水灰比
最小水泥用量
(kg/m3)
最低混凝土强度等级
最大氯离子含量
(%)
最大碱含量
(kg/m3)
一
0.65
225
C20
1.0
不限制
二
a
0.65
250
C25
0.3
3.0
b
0.55
275
C30
0.2
3.0
三
0.50
300
C30
0.1
3.0
注: 1 氯离子含量系指其占水泥用量的百分率;
2 预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为 0.06%,最小水泥用量为 300kg/m3;最低混凝土强度等级应按表中规定提高两个等级;
3 素混凝土构件的最小水泥用量不应少于表中数值减 25kg/m3;
4 当混凝土中加入活性掺合料或能提高耐久性的外加剂时,可适当降低最小水泥用量;
5 当有可靠工程经验时,处于一类和二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级;
6 当使用非碱活性骨料时,对混凝土中的碱含量可不作限制。
3.4.3 一类环境中,设计使用年限为 100 年的结构混凝土应符合下列规定:
1 钢筋混凝土结构的最低混凝土强度等级为 C30;预应力混凝土结构的最低混凝土强度等级为 C40;
2 混凝土中的最大氯离子含量为 0.06%;
3 宜使用非碱活性骨料;当使用碱活性骨料时,混凝土中的最大碱含量为 3.0kg/m3;
4 混凝土保护层厚度应按本规范表 9.2.1 的规定增加 40%;当采取有效的表面防护措施时,混凝土保护层厚度可适当减少;
5 在使用过程中,应定期维护。
3.4.4 二类和三类环境中,设计使用年限为 100 年的混凝土结构,应采取专门有效措施。
3.4.5 严寒及寒冷地区的潮湿环境中,结构混凝土应满足抗冻要求,混凝土抗冻等级应符合有关标准的要求。
3.4.6 有抗渗要求的混凝土结构,混凝土的抗渗等级应符合有关标准的要求。
3.4.7 三类环境中的结构构件,其受力钢筋宜采用环氧树脂涂层带肋钢筋;对预应力钢筋,锚具及连接器,应采取专门防护措施。
3.4.8 四类和五类环境中的混凝土结构,其耐久性要求应符合有关标准的规定。
对临时性混凝土结构,可不考虑混凝土的耐久性要求。
钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应注意的问题?
钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础混凝土框架结构设计规范,《抗震规范》(GB50011-2001)第4.2.1条指出,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。这就是说,在8度地震区,大多数钢筋混凝土多层框架房屋可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入。
另一种情况是,在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础本向和上部结构的安全。
2.框架计算简图不合理
无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在-0.05m左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1输入。以某学生宿舍楼为例,该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类混凝土框架结构设计规范;层高3.3m,基础埋深4.0m基础高度0.8m,室内外高差0.45m.根据《抗震规范》第6.1.2条,在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在-0.05m处的基础拉梁顶面;基础拉梁的断面和配筋按构造设计;基础按中心受压计算。显然,选取这样的计算简图是不妥当的。因为,第一,按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第二,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.11条规定,框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明,这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算,即将基础拉梁层按层1输入,拉梁上如作用有荷载,应将荷载一并输入。
这样,计算剪力的首层层高为H1=4-0.8-0.05=3.15m,层2层高为3.35m,层3、4层高为3.3m.根据《抗震规范》第6.2.3条,框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.25.当设拉梁层时,一般情况下,要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用,对这样的计算简图,在电算程序总信息输入中,可填写地下室层数为1,并复算一次,按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。
3.基础拉梁层的计算模型不符合实际情况
基础拉梁层无楼板,用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时,楼板厚度应取零,并定义弹性节点,用总刚分析方法进行分析计算。有时虽然楼板厚度取零,也定义弹性节点,但未采用总刚分析,程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算,与实际情况不符。房屋平面不规则,要特别注意这一点。
4.基础拉梁设计不当
多层框架房屋基础埋深值大时,为了减速小底层柱的计算长度和底层的位移,可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁,但不宜按构造要求设置,宜按框架梁进行设计,并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言,应采用短柱基础方案。
一般说来,当独立基础埋置不深,或者过去时置虽深但采用了短柱基础时,由于地基不良或柱子荷载差别较大,或根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20~1/30,高度可取柱中心距的1/12~1/18.构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋,除满足最小配筋率外,也不得小于上下各2Ⅱ14,配筋不得小于Ⅰ8-200.当拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时,拉梁截面应适当加大,算出的配筋应和上述构造配筋叠加。构造基础拉梁顶标高通常与基础高或短柱顶标高相同。在这种情况下,基础可按偏心有受压基础设计。
当框架底层层高不大或者基础过去埋置不深时,有时要把基础拉梁设计得比较强大,以便用拉梁来平衡柱底弯矩。这时,拉梁正弯矩钢筋应全跨拉通,负弯矩钢筋至少应在1/2跨拉通。拉梁正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固、拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同。
此时拉梁宜设置在基础顶部,不宜设置在基础顶面之上,基础则可按中心受压设计。
5.框架结构带楼电梯小井筒
框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力,相应地减少框架结构承担的地震剪力,而且井筒下基础设计也比较困难,故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时,井筒墙壁厚度应当减薄,并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化;配筋也只宜配置少量单排钢筋,以减小井筒的作用。设计计算时,除按框架确定抗震等级并计算外,还应按带井筒的框架(当平面不规则时,宜考虑耦联)复核,并加强与井墙体相连的柱子的配筋。
此外,还要特别指出,对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等,应采用框架承重,不得采用砌体墙承重;而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数;雨篷等构件应从承重梁上挑出,不得从填充墙上挑出;楼梯梁和夹层梁等应承重柱上,不得支承在填充墙上。
6.结构计算中几个重要参数的合理选取
《抗震规范》第3.6.6.4条指出,所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架——抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。
为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。
现以空间有限元分析与设计程序SATWE为例,结合施工图审查中发现的问题,来说明有关参数如何合理选取。
结构的抗震等级
在工程设计中,多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑,如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等,其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《抗震规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑,首先,应当根据《建筑抗震设防分标准》(GB50223-95)确定其中哪些建筑属于乙类建筑(可能还有甲类建筑,本文不涉及)乙、丙类建筑,地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,抗震措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。所谓抗震措施,在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度由《抗震规范》表6.1.2确定其抗震等级。例如,位于8度地震区(如北京)的乙类建筑,应按9度由《抗震规范》表6.1.2确定其抗震等级为一级;当8度乙类建筑的高度过表6.1.2规定的范围时,还应经专门研究,采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。如北京某大型零售商场和某***医院的门诊楼本属乙类建筑,但设计人员错当成丙类建筑来设计,使建筑物的抗震能力为降低,不得不对设计计算做重大修改。
地震力的振型组合数
地震力的振型组合数,对高层建筑,当不考扭转耦联计算时,至少应取3;当振型数多于3时,宜取3 的倍数,但不应多于层数;当房屋层数≤2时,振型数可取层数。对于不规则的结构,当考虑扭转耦联时,对高层建筑,振型数应取≥9;结构层数较多或结构刚度突变较大,振型数应多取,如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等,振型数应取≥12或更多,但不能多于房屋层数的3倍;只有当定义弹性楼板,且采用总刚分析,必要时,振型数才可以取的更多。《抗震规范》指出,合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能,可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用,选取振型数时比较随意,这是应当改进。此外,由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算,仅当结构存在明显示扭转时才采用耦联计算,但在必要时应补充非耦联计算。
结构周期折减系数
框架结构及框架——抗震墙等结构,由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期,因此,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必要的,但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取0.6~0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7~0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9.只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。
框架梁、柱箍筋间距
《抗震规范》第6.3.3条及6.3.8条对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了了明确规定。根据这些规定,工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm.电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm,并以此为依据计算出加密区箍筋面积,由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。
但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时,多数情况下,非加密区箍筋间距采用200mm会使梁的非加密区配箍不足,因此建议程序内定梁箍筋改为取梁的非加密区间距200mm.这样,既可保证梁非加密区的抗剪承载力,又可适当增加梁端箍筋加密区(箍筋间距为100mm)的抗剪能力,梁的强剪性能更能充分体现。当框架梁由于种种原因纵向钢筋超筋时,梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。这也是为什么当梁端纵向受拉钢筋配筋率大2%时,规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。
对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。因此,我们也建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距200mm.
这里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。
当然,如果电算程序能同时给出梁、柱箍筋加密区和非加密区的箍筋面积,则于设计者应更加方便了。
地下室层数的输入处理
多层框架结构房屋有也设置地下室。由于隔墙少,常采用筏板式基础。在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写 .这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等等;当结构表现为竖向不规侧时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数。如果在结构总体计算时,总信息中填写的地下室层数少于实际输入的层数,弯矩设计值增大系数将会乘错位置,从而在发生地震时,会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。
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混凝土结构设计规范
混凝土结构设计规范设计不允许有裂缝的结构。严禁出现裂缝,设计允许裂缝的结构其裂缝宽度必须符合规范和设计要求。施工缝包括沉降缝、膨胀加强带、后浇带、分段施工缝及其他需要设置的施工缝处理必须符合规范规定和设计要求。
混凝土结构的主要受力部位,严禁出现蜂窝、孔洞、露筋、疏松、夹渣、烂根以及有影响结构性能和使用功能的裂缝、软弱层等现象。由混凝土工程施工引起的室内环境污染物氨的浓度限量,I类民用建筑工程不大于0.2mg/m3,Ⅱ类民用建筑工程不大于0.5mg/m3。
混凝土结构的特性
混凝土的收缩和徐变蠕变对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩,在混凝土中会引起拉应力,在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之间的应力重分配,在受弯构件中引起挠度增大,在超静定结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构时须加以考虑。
由于混凝土的极限拉应变值较低和混凝土的收缩,导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度,可采用预加应力的方法,对混凝土预先施加压力见预应力混凝土结构。实践证明,在正常条件下,宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。
混凝土框架梁的最大尺寸是多少,出自哪本规范
现在混凝土框架梁最大跨度12-15米。理论上没有最大跨度混凝土框架结构设计规范,主要是考虑钢筋长多了不好施工。出自混凝土规范GB50010-2010。
《混凝土结构设计规范 GB 50010-2010》是2011年5月中国建筑工业出版社出版混凝土框架结构设计规范的图书混凝土框架结构设计规范,作者是中国建筑科学研究院 。
本规范的主要内容包括混凝土框架结构设计规范:总则、术语和符号、基本设计规定、材料、结构分析、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态验算、构造规定、结构构件基本规定、预应力混凝土结构构件、结构构件抗震设计以及有关的附录。 本规范经住房和城乡建设部第743号公告批准、发布混凝土框架结构设计规范,自2011年7月1日起实施。原《混凝土结构设计规范》GB50010-2002同时废止。
框架结构中构造柱设置要求
根据《混凝土结构设计规范》混凝土框架结构设计规范,具体设置要求如下混凝土框架结构设计规范:
混凝土墙(柱)隔直段度,120(或100)厚墙超3.6m180(或190)厚墙超5m该区间加混凝土构造柱隔;
120(或100)厚墙混凝土框架结构设计规范,墙高于3米,洞宽度于2.4m应加构造柱或钢筋混凝土水平系梁;
180(或190)厚墙,墙高于4m,洞宽度于3.5m应加构造柱或钢筋混凝土水平系梁。
拓展资料:
《混凝土结构设计规范》是根据建设部建标1997108号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关的高等院校及科研、设计、企业单位共同修订而成。在修订过程中,规范修订组开展了各类专题研究,进行了广泛的调查分析,总结了近年来混凝土框架结构设计规范我国混凝土结构设计的实践经验,与相关的标准规范进行了协调,与国际先进的标准规范进行了比较和借鉴。
参考资料:百度百科-混凝土结构设计规范
钢筋混凝土设计规范
钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。用钢筋和混凝土制成的一种结构。下面将介绍钢筋混凝土规范。
【钢筋混凝土规范】
安全性。指结构要能承受正常使用、正常施工时可能出现的各种荷载。在出现预定的偶然荷载时,主体结构要保持稳定、坚固。例如:直接作用在结构上的荷载以及温度的变化、支座沉陷、撞击、地震击等偶然事件,当发生这些作用时,以及在发生之后,建筑结构要保持整体的稳定性。
适用性。指结构在正常作用时要具有良好的工作性能。不发生过大的变形和过宽的裂缝而影响正常使用。裂缝的宽度不能超过允许值。
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。
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。
【钢筋混凝土框架结构设计中的两个注意问题】
(1)抗震等级的选取。对于乙类建筑,建筑抗震设计规范3.1.322规定:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求,但是抗震措施(主要体现为抗震等级)在一般情况下,当抗震设防烈度为6度~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况,如:位于8度区的某乙类建筑,应按9度由建筑抗震设计规范表6.1.2确定,为一级抗震等级。
(2)振型组合数的合理选取。应按以下规则选取:对于较高层建筑,当不考虑扭转耦联时,振型数应不小于3;当振型数多于3时,宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出),但不能多于层数。当房屋层数不大于2时,振型数可取层数。对于不规则建筑,当考虑扭转耦联时,振型数应不小于9,但不能超过结构层的3倍,只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时,才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出:振型数可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。
通过以上学习和了解,想必您现在对钢筋混凝土规范已经有了一定了解。那么,希望今天的内容对您有所帮助。
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