南凯信办公楼设计课案Word格式.docx
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由于风及地震可能从任何一方向作用，所以不管横向还是纵向都是抗侧力框架。
抗侧力框架必须做成刚接框架，不得采用横向为框架、纵向为铰接排架的结构体系。
为了保证纵横方向都有足够的承载力和刚度，高层框架宜采用方形、圆形、多边形或接近方形的截面，使两个方向上的尺寸和刚度接近。
柱截面高宽比不宜大于1.5。
框架沿高度方向的布置。
通常，沿高度方向各层平面的柱网尺寸相同。
柱子截面变化时，由下至上逐渐缩小，尽可能做到轴线不变，或不作大的变化，使柱子上下对齐或仅有较小的偏心。
4.双向板的截面设计构造及配筋
对于周边与梁整浇的双向板，由于在两个方向受到支撑构件的变形约束，整块板内存在穹顶作用，使板内的弯矩大大减小。
为了利用这一有利的因素，规范允许对四边与梁整结板，起弯矩的设计值根据一定的条件进行折减。
折减系数：
（1）对于连续板中间区格的跨中及中间支座截面，折减系数为0.8。
（2）对于边区格的跨中及自楼板边缘算起的第二支座截面，当lb/l﹤1.5时，折减系数为0.8，当1.5≤lb/l＜2.0时，折减系数为0.9。
（lb为区格沿楼板边缘方向的跨度，l为区格垂直于楼板边缘方向的跨度。
）双向板的厚度不宜小于80mm。
双向板按照弹性理论方法设计时，所求得的跨中正弯矩钢筋数量是指板的中央处的数量，靠近板的两边，其数量可以逐渐减小。
考虑到施工方面，将板的两个边方向上各分为3个板带。
两个方向的边缘板带宽度军为均为短边长度的1/4，其余则为中间板带。
在中间板带上，按跨中最大正弯矩求得的单位板宽内的钢筋数量均匀布置；
而在边缘板带上，按中间板带单位板宽内的钢筋数量一半均匀布置。
5.设计基本地震加速度值
《建筑抗震设计规范》（GB50011一2010）中规定：
抗震设防烈度为6度时，设计基本地震加速度值为0.05g，抗震设防烈度为7度时，设计基本地震加速度值分别为0.10g和0.15g两种，抗震设防烈度为8度时，设计基本地震加速度值分别为O.20g和0.30g两种，抗震设防烈度为9度时，设计基本地震加速度值为0.40g两种。
计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
6.板柱节点
（1）对一、二、三级抗震等级的板柱节点，应进行抗震受冲切承载力验算。
（2）8度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点，托板或柱帽根部的厚度（包括板厚）不宜小于柱纵筋直径的16倍。
托板或柱帽的边长不宜小于4倍板厚与柱截面相应边长之和。
（3）在竖向荷载、地震作用下，当考虑板柱节点临界截面上的剪应力传递不平衡弯矩时，其考虑抗震等级的集中反力设计值Fl，eq可按本规范附录F的规定计,算，此时，Fl为在重力荷载代表值及地震荷载作用下，由板柱节点临界截面所承受的竖向力设计值。
由地震作用组合的不平衡弯矩在板柱节点处引起的集中反力设计值应乘以增大系数，对一、二、三级抗震等级板柱结构的节点，该增大系数可分别取1.6、1.5、1.3
（4）无柱帽平板宜在柱上板带中设构造暗梁，暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各不大于1.5倍板厚。
暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋截面面积的50%，暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的1/2。
支座处暗梁的箍筋应按计算确定，并应符合下列要求：
加密区长度不应小于3倍板厚；
箍筋肢距不宜大于250mm，箍筋间距不宜大于100mm，箍筋直径不应小于8mm。
7.框架梁的抗震设计
（1）承载力计算中，计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度应符合下列要求：
一级抗震等级：
x≤0.25h0二、三级抗震等级x≤0.35h0
（2）框架梁截面尺寸宜符合下列要求：
截面宽度不宜小于200mm；
截面高度与宽度的比值不宜大于4；
净跨与截面高度的比值不宜小于4。
（3）框架梁的钢筋配置应符合下列规定：
框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值，除按计算确定外，一级抗震等级不应小于0.5；
二、三级抗震等级不应小于0.3；
（4）梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%。
沿梁全长顶面和底面至少应各配置两根通长的纵向钢筋，对一、二级抗震等级，钢筋直径不应小于14mm，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向受力钢筋中较大截面面积的1/4；
对三、四级抗震等级，钢筋直径不应小于12mm。
（5）梁箍筋加密区长度内的箍筋肢距：
一级抗震等级，不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值；
二、三级抗震等级，不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值；
各抗震等级下，均不宜大于300mm。
（6）梁端设置的第一个箍筋距框架节点边缘不应大于50mm。
8.设计构造方面的问题
1.梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：
截面宽度不宜小于200mm；
截面高宽比不宜大于4；
净跨与截面高度之比不宜小于4。
2.纵向受拉带肋钢筋的锚固长度修正系数应根据钢筋的锚固条件按下列规定取用：
当钢筋的公称直径大于25mm时，修正系数取1.1。
3.钢筋的连接：
位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率：
对梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%；
对柱类构件，不宜大于50%。
当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件，不宜大于50%；
对板类、墙类及柱类构件，可根据实际情况放宽。
4.现浇混凝土板的厚度宜符合下列规定：
板的跨度与板厚之比：
钢筋混凝土单向板不大于30，双向板不大于40；
无梁支承的有柱帽板不大于35，无梁支承的无柱帽板不大于30；
预应力板可适当增加；
当荷载、跨度较大时，板的跨厚比宜适当减小。
9.结语:
由于框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。
随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构将会得到较大发展。
设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。
参考文献:
[1]王光友,浅谈框架结构设计中的几点经验，2003
[2]包世华、张铜生,高层建筑结构设计和计算，2004
[3]陈仁朝,钢筋混凝土框架结构设计问题初探[J].建筑技术与应用，2004
[4]常卫东、陈义闯,钢筋混凝土框架柱纵向裂缝的分析和处理，2006
[5]《建筑抗震设计规范》（GB50011一2010）中国建筑工业出版社，2010
[6]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中国建筑工业出版社，2010
[7]蓝宗建、朱万福，混凝土结构与砌体结构设计东南大学出版社，2007
[8]《建筑结构荷载规范》（GB50009－2010）中国建筑工业出版社，2010.
[9]ComparativeStudyofStructuralSystemsforTallBuildings[PDF]JournalofAmericanScience,2011;
7（4）http:
//www.americanscience.org
[10]AnalysisofReinforcedConcreteExistingStructuresinSeismicRegions[PDF]WSEASInternationalConferenceonENGINEERINGMECHANICS,STRUCTURES,ENGINEERINGGEOLOGY（EMESEG'
08）,Heraklion,CreteIsland,Greece,July22-24,2008
开题报告
宁波南凯信办公楼设计
1.选题背景与意义
1.1设计题目
宁波南凯信办公楼
1.2工程概况
（1）工程位于浙江省宁波市，为多层框架结构。
（2）本工程主体结构及基础工程的设计使用年限为50年。
（3）本工程结构类型为框架结构。
1.3主要任务与目标
土木工程专业结构专业毕业设计的教学过程，是实现本科培养目标要求的重要实践环节，是学生在毕业前的最后学习和综合训练阶段。
通过深入实践、了解设计动态、进行结构计算、绘制施工图等毕业设计诸环节，着重培养学生综合分析、解决问题以及组织活动和社交能力，尤其在独立工作能力上一个台阶。
同时对学生的思想品德、工作态度、工作作风、事业心和责任心等诸方面都会有很大的影响，对于提升学生综合素质、培养教学与工程实践接轨有着重要的意义。
1.4工程意义
钢筋混凝土框架结构在多层建筑和工业建筑中应用非常广泛。
近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架结构建筑。
土木工程专业学生毕业后参加或从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。
通过这一学期的毕业设计，我们可以把大学期间所学的基础课程和专业课知识和相关技能综合应用与实际工程中，在设计过程中既能巩固所学的知识也会有创新能力，还能培养我们独立解决建筑设计、结构设计相关的问题的，及熟练掌握AutoCDA绘制结构施工图，为我们今后工作打下良好基础，让我们在今后的事业道路上能走的更远。
2．建筑设计方法和结构的考虑
2.1建筑设计的方法
采用框架结构近似计算法，求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法；
求水平荷载作用下的内力时，有D值法等。
求水平地震作用的时候采用底部剪力法。
结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计，再交指导老师审查，审查通过后，利用AutoCAD和手工完成绘图，利用Excel、Word等完成设计说明书及其他内容的编写。
结构部分计算的大概步骤：
1）.初估梁柱截面尺寸
2）.荷载计算
3）.风荷载作用下的侧移验算
4）.水平地震作用下的侧移验算
5）.风荷载作用下横向框架的内力计算
6）.水平地震作用下横向框架的内力计算
7）.竖向荷载作用下框架的内力计算
8）.内力组合
9）.框架梁柱配筋
10）.板的配筋计算
11）.楼梯配筋
2.2结构体系
框架结构的体系是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成。
由主梁、柱与基础构成平面框架，它是主要承重结构。
各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，墙体不起承重作用。
框架结构能形成较大的室内空间，房间分隔灵活，便于使用；
工艺布置灵活性大，便于设备布置；
该结构抗震性能优越，具有较好的结构延性等优点。
为了增强结构的抗震能力，设计时遵循以下原则：
“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件。
”
3．结构设计内容
结构设计可以分为一榀框架手算和PKPM电算。
3.1结构设计计算步骤和内容（手算）
3.1.1结构布置
主、次梁的布置（主梁一般沿横向布置，主、次梁选用的跨度要经济），墙下要有梁，柱分布均匀。
3.1.2计算简图
板计算简图（l=l0+b/2+hb/2与l=l0+b/2+a/2取较小值）
次梁计算简图（l=l0+b/2+a/2与l=l0+b/2+0.025l0取较小值）
（l0—净跨度b—第一内支座宽度a—在砖墙内的支承长度hb—板厚）
主梁计算简图按照弹性理论计算
3.1.3荷载统计
楼面荷载包括永久荷载g和可变荷载p两部分。
永久荷载为梁、板结构的自重及隔墙、固定设备重量等；
可变荷载为人群、家具及一些临时设备的重量等。
永久荷载可根据梁、板等几何尺寸求得，可变荷载可直接从《建筑结构荷载规范》（GB50009—2010）中查用。
在计算主、次梁的荷载时，为简化计算，一般忽略次梁或板的连续性，并将主梁自重换算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内。
3.1.4内力分析
1）竖向荷载作用下的内力计算：
弯矩二次分配法。
2）水平荷载作用下的内力计算：
D值法和反弯点法。
D值法的适用条件是：
梁的线刚度/柱的线刚度<
3的情况。
而反弯点的适用条件是：
梁的线刚度/柱的线刚度不小于3的情况。
反弯点法没有层高和横梁刚度的修正，通常适用于梁的线刚度比柱大很多的情况；
D值法虽然有这些修正，但是左右两边的刚度差距太大，两边转角差距较大，梁端的弯矩用线刚度分配来算误差非常大。
柱侧移刚度D的修正：
反弯点认为侧移刚度D=12i/h2，D值法的侧移刚度：
D=12αcic/h2，D值法相比反弯点法它表明由于节点转动，降低了住的抗侧移能力（αc总小于1），而节点的转动取决于梁对柱节点转动的约束程度，梁刚度越大，对柱转动的约束能力越大，节点转角越小，αc就越接近1
边柱：
，
底层边柱：
底层中柱：
3.1.5内力组合
可变荷载最不利组合的规律：
1）求某跨跨中最大正弯矩时，应该在该跨布置可变荷载，然后每隔一跨布置。
2）求某跨跨中最大负弯矩时，该跨不布置可变荷载，在相邻两跨布置，然后每隔一跨布置可变荷载。
3）求某支座最大负弯矩时，应该在该支座左右两跨布置可变荷载，然后每隔一跨布置。
4）求某支座截面最大剪力时，其可变荷载的布置与求该支座最大负弯矩时相同，永久荷载则应该按实际情况布置。
3.1.6构件截面设计
板截面设计：
连续板一般可按塑性理论方法计算，取1m宽板带按单筋矩形截面梁计算配筋。
简支单向板h/l≥1/35,两端连续单向板h/l≥1/40,悬挑板h/l≥1/10,板厚≥80mm。
四边简支双向板h/l1≥1/45,四边连续双向板h/l1≥1/40,l1为短边。
主、次梁截面计算：
多跨连续次梁h/l=1/18～1/12，h/b=2～3，多跨连续主梁h/l=1/12～1/8，h小于800以50为模数，简支梁h/l=1/12～1/8h大于800以100为模数。
3.1.7绘制结构施工图
运用AutoCAD、天正建筑绘制结构施工图
4．课题设计的内容
（1）前期工作：
从专业刊物上查阅不少于10篇内容与多层框架结构设计相关的论文文献资料，其中至少有两篇为尚无译文的外文文献。
写出文献综述和开题报告，并将外文文献翻译成中文。
（2）实习参观：
通过实习参观，了解类似工程结构的结构布置、图纸表达和各阶段施工内容及施工方法，并就本工程的结构选型、柱网、楼屋盖形式以及地基基础方案选用的不同进行比较，以期获得具有包括结构造价和长远的经济与社会效益最佳的结构方案。
（3）建筑设计：
绘制各不少于一个的建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图和建筑大样图，要求达到施工图深度。
（4）结构设计手算：
结构方案确定后，估算和选择结构构件截面尺寸、进行荷载统计汇集（水平荷载计算有两部分内容：
风荷载和地震荷载）；
计算一榀框架的内力及其组合并配筋；
布置该榀框架下基础（多层需进行基础设计）；
设计计算4个轴网区域内的楼板（或屋面板）的配筋，设计计算一部楼梯的配筋。
（5）结构设计电算：
人机交互整体建模计算，检查计算结果并做必要的调整直至计算结果满足规范要求，而后按平法出图并对图面进行修改。
图纸绘制内容应包括：
基础平面图（多层）、某层柱平面（高层有剪力墙）整体配筋图、某层梁平面整体配筋图和某层现浇板配筋图、楼梯配筋图等。
（6）工程经济或其它专题（可选做）：
可就与本工程建设的投资控制、施工管理有关或与本次设计中疑难问题的分析解决有关等内容撰写专题，并附参考文献。
成果要求:
（1）编写开题报告一册：
正文内容包括文献综述、开题报告和译文。
（2）编写设计计算说明书一册：
正文内容包括设计概况、结构设计说明、结构计算书（手算为主，电算结果仅作对比分析用）。
（3）施工图6张（A1图）：
其中建筑施工图2～3张,结构施工图3～4张
主要参考文献:
[1]GB50009-2001,建筑结构荷载规范（2006版）.北京：
中国建筑工业版社，2006
[2]GB50007-2010,建筑地基基础设计规范.北京：
中国建筑工业版社，2010
[3]GB50010-2010,混凝土结构设计规范.北京：
中国建筑工业版社，2011
[4]GB50011-2010,建筑抗震设计规范.北京：
[5]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范.北京：
中国建筑工业版社，2008
[6]JGJ3-2010,J186-2010高层建筑混凝土结构技术规程.
北京：
外文翻译
地震区钢筋混凝土的结构分析
SORINDAN,CORNELIUBOB,AURELIANGRUIN
土木工程系蒂米什瓦拉理工大学
摘要：
提出了钢筋混凝土结构理论方面的危险评估。
用地震承载力比（R=Sc/Sn）分析钢筋混凝土框架结构。
我们应更多的关注地震剪力承载力和一些新的评估现有结构的抗震能力的程序。
作者曾经分析在地震作用下钢筋混凝土结构模型的程序是基于考虑后弹性变形和非线性动力学。
这些程序是用于分析和重新设计现有的地震区结构。
在抗震设计中对结构损害起控制作用，作者提出以下方法：
塑性铰程序；
刚度修改程序。
这些程序显示分析钢筋混凝土结构破坏的时刻。
上述程序是用于分析、重新设计和加强现有的钢筋混凝土框架结构建筑。
关键词：
目前的钢筋混凝土结构；
结构损伤；
地震作用；
评估；
结构分析；
重新设计程序；
塑性铰刚度：
复原；
1.现有结构在地震作用下的特性
目前结构在地震作用下的脆弱性可能是由于结构系统的薄弱环节和细节设计。
结构缺陷的特点是通过各种违规和不连续或一般结构的脆弱性表现出来的：
1.建筑在垂直方向上：
在横向位移上刚度分布不规则；
强度连续性；
大规模的违规行为；
竖向荷载不连续。
2.不规则的建筑布局：
水平不规则肿块、刚度和强度所有产生扭转效应；
不利的规划布局、板孔或是由于在某些地方间断连接。
3.一般结构脆弱点：
通过梁支撑或圆柱支撑间接转移强作用力；
悬臂水平大跨度/大荷载；
弱柱/强梁；
偏心率；
有限的使用寿命归咎于建筑部分结构的破坏。
目前的结构具体细节设计有建筑材料的功能，钢筋混凝土结构非延性的特征，详述：
柱弯曲和剪切力不足；
梁剪切阻力不足；
梁钢筋不足和梁柱接头锚固不足；
限制梁柱潜在的塑性铰以及钢筋混凝土框架-剪力墙不足；
钢筋混凝土框架在纵向钢筋不足；
2评估与分析现有混凝土结构
据罗马尼亚抗震设计规范p100-92[1]以及其他规范，结构抗震设计是基于以下设计程序和计算方法：
（1）常见的程序设计的基本计算方法：
线性静力与常规惯性力的线性静力反应；
线性动态与地面模拟地震作用；
（2）设计程序的基础上考虑后弹性变形结构：
非线性静力分析和常规惯性力分布的地震反应；
非线性动力学方法模拟地震记录。
评估现有结构的地震作用根据罗马尼亚语码的计算地震承载力比：
R
R=Scap/Snec
-Scap-地震剪力承载力（地震基地剪切力）；
-Snec-常规地震荷载（地震基地剪切力）计算根据罗马尼亚语码p100-92在今水平地震作用。
影响不同的行动，普通及特殊（图1），对结构的安全性和（图2）结构的使用寿命。
行动
普通的行动
静载荷，可变荷载，行动从环境条件下产生，钢筋腐蚀，疲劳的结构要素，侵蚀，具体因素：
冻融循环，碱集料反应，等等
极端行为
地震的，爆炸，洪水，其他
图1动作类型
图2不同的行动对结构安全的影响
作者使用设计程序的基础上考虑后弹性变形非线性分析。
这些程序是用于分析和重新设计在地震区现有的结构。
对起控制作用的构件的损害，作者在抗震设计提出并使用以下方法：
塑性铰程序;
2.1塑性铰程序
该过程包括分析修改静态方案的钢筋混凝土框架结构。
塑性铰被包含在钢筋截面锈蚀和强度退化。
简化，机械铰链与应用弯矩荷载等于实际截面承载力。
一个新的静态方案的获得和分析是通过使用特定的计算机程序。
研究在地震作用下钢筋混凝土框架结构案例。
（图3）
介绍了塑料铰链（图4）的截面1/4梁锈蚀钢筋承担在2/3，1/3和0从最初的加固面积。
图3钢筋混凝土框架结构-案例研究图4塑料铰链位置。
地震承载力比R在计算影响梁钢筋锈蚀及塑性铰中的价值（图5）。
图5R对梁钢筋腐蚀的影响研究
2.2刚度修改程序
该程序是基于刚度影响程度的计算功能材料的特性：
弹性模量（电子艺界，电子束）和区域（机管局，抗体）钢筋和混凝土。
例如，在有/无轴向力弯曲刚度是由给定的公式：
Ea–钢筋的弹性模量；
Aa–受拉钢筋的截面积；
ho（d）–钢筋混凝土截面有效高度；
eo=eoc/ho（d）相对偏心轴向力N；
受压的用-N；
eo=∞纯弯；
xA=xA/hoxA是钢筋截面到形心之间的距离；
β=ζ（1−ξ）ψξ=xho,ζ=zho≅1−ξ3
采用有限元方法和有可能使用不同刚度的杆件。
程序的优点是可以在任何时间内更改钢筋混凝土结构的多个破坏严重构件的刚度K。
在地震作用下进行研究提出了钢筋混凝土框架结构图（图3）。
修改刚度值K从初始值，1/2，2/3，根据K研究梁、柱图（图6）。
图6梁、柱刚度修正
图7提出了刚度修正值K对地震承载力比R的影响
图7刚度修正值K对地震承载力比R的影响
2.3动态后弹性分析
为了验证先前提出的程序，进行框架结构动态后弹性分析。
混凝土和钢筋的应力应变图，同时考虑到弹性和塑性行为。
模拟地震作用是由不同的地震加速度应用在不同震级。
动态后弹性分析的框架结构是由特定的计算机软件，安娜莉斯，它用来作为输入数据的精确的混凝土和钢筋几何特征。
为验证塑性铰程序我们作与先前相同的假设，介绍塑性铰（图4）在梁横截面1/4处，假定钢筋腐蚀面积从初始0到1/3，2/3。
梁钢筋锈蚀和塑性铰对地震承载力比R的影响（图8）。
图8地震承载力比R对梁钢筋腐蚀进展的影响–动态后弹性分析。
为验证刚度修改程序我们作与先前相同的假设，关于梁的钢筋面积代替刚度：
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