1、砼框架結構設計手算步驟一 確定結構方案與結構布置 1 結構選型 是否選用框架結構應先進行比較。根據(jù)何廣乾的模糊評判法，砼結構818層首選框剪結構，住宅、旅館則首選剪力墻。對于不需要電梯的多層采用框架較多。 2 平面布置 注意L,l,l,B的關系。 3 豎向布置 注意高寬比、最大高度（分A、B兩大類，B類計算和構造有更嚴格的要求），力求規(guī)則，側向剛度沿豎向均勻變化。 4 三縫的設置 按規(guī)范要求設置，盡量做到免縫或三縫合一。 5 基礎選型 對于高層不宜選用獨立基礎。但根據(jù)國勤兄的經(jīng)驗，對于小高層當?shù)鼗休d力標準值300kpa以上時可以考慮用獨基。 6 樓屋蓋選型 高層最好選用現(xiàn)澆樓蓋 1） 梁板式

2、 最多的一種形式。有時門廳，會議廳可布置成井式樓蓋，其平面長寬比不宜大于1.5，井式梁間距為2.53.3m，且周邊梁的剛度強度應加強。采用扁梁高度宜為1/151/18跨度，寬度不超過柱寬50，最好不超過柱寬。 2） 密肋梁 方形柱網(wǎng)或接近方形，跨度大且梁高受限時常采用。肋梁間距11.5m，肋高為跨度的1/301/20，肋寬150200mm。 3） 無梁樓蓋 地震區(qū)不宜單獨使用，如使用應注意可靠的抗震措施，如增加剪力墻或支撐。 4） 無粘結預應力現(xiàn)澆樓板 一般跨度大于6m，板厚減薄降低層高，在高層中應用有一定技術經(jīng)濟優(yōu)勢。在地震區(qū)應注意防止鋼筋端頭錨固失效。 5） 其他 二 初步確定梁柱截面尺寸

3、及材料強度等級 1 柱截面初定 分抗震和非抗震兩種情況。對于非抗震，按照軸心受壓初定截面。對于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（邊柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱） Ge=1215kN/m2 a為軸壓比 fc為砼抗壓強度設計值 F為每層從屬面積 n為層數(shù)?？蚣苤舷陆孛娓叨炔煌瑫r，每次縮小100150為宜。為方便尺寸標注修改，邊柱一般以墻中心線為軸線收縮，中柱兩邊收縮。柱截面與標號的變化宜錯開。 2 梁截面初定 梁高為跨度的1/81/14，梁寬通常為1/21/3梁高。其余見前述。對于寬扁梁首先應注意滿足撓度要求，否則存在梁板協(xié)調變形的復雜內力分析問題

4、。梁凈跨與截面高度之比不宜小于4?？蚣芰簩挷灰诵∮?/2柱寬，且不小于250mm?？蚣芰旱慕孛嬷行木€宜與柱中心線重合，當必須偏置時，同一平面內的梁柱中心線間的偏心距不宜大于柱截面在該方向的1/4。 3 砼強度等級 一級現(xiàn)澆不低于C30，其余不低于C20。 三 重力荷載計算 1 屋面及樓面永久荷載標準值 分別計算各層 2 屋面及樓面可變荷載標準值 3 梁柱墻門窗重力計算 4 重力荷載代表值=自重標準值+可變荷載組合值+上下各半層墻柱等重量 可變荷載組合值系數(shù)：雪、屋面積灰為0.5，屋面活荷載不計，按實際考慮的各樓面活荷載為1。將各層代表值集中于各層樓面處。 四 框架側移剛度計算 計算梁柱線剛度，

5、計算各層D值，判斷是否規(guī)則框架。分別計算框架縱橫兩個方向。 五 計算自振周期 T1=（0.6或0.7）X1.7Xsqrt(Ut) Ut_假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結構頂點位移。0.6或0.7為考慮填充墻的折減系數(shù)。對于帶屋面局部突出的房屋，Ut應取主體結構頂點位移，而不是突出層位移。此時將突出層重力荷載折算到主體結構的頂層。 Ge=Gn+1(1+1.5h1/H)+G n+2(1+1.5(h1+h2)/H) 分別計算縱橫框架。 六 風荷載作用下彈性位移驗算 對于框架結構應將所得的分布風荷載按靜力等效的原則化為樓面處的集中荷載，以便于內力計算。由水平集中風荷載計算內

6、力及位移（D值法），檢查是否滿足層間位移及頂點位移要求。如不滿足，應返回修改梁柱截面尺寸強度等級。應分別計算縱橫向框架內力位移。 七 多遇地震作用下彈性位移驗算 40m以下采用底部剪力法等計算水平地震作用，T11.4Tg時考慮頂部附加地震作用。計算各質點水平地震作用。水平地震作用下位移驗算。檢查是否滿足彈性位移限制，如不滿足應返回修改梁柱截面尺寸強度等級。D值法分別計算縱橫向框架內力位移。 八 豎向荷載作用下框架內力計算 活荷載不利布置。當活荷載與恒載之比不大于1時可按滿布考慮，跨中彎矩乘1.11.2系數(shù)予以調整。常用彎矩分配法計算縱橫向框架內力。對計算出的內力進行彎矩調幅。 九 內力組合 6

7、0m及9度以下幾種組合方式 1 1.2恒+1.4活 2 1.2恒+0.9*1.4（活+風） 3 1.35恒+1.0活 4 1.2恒+1.3地震水平力 通常 1.2恒+1.4風 不起控制作用 十 豎向荷載作用下樓屋蓋設計 十一. 梁柱截面配筋 節(jié)點構造 框架柱首先驗算軸壓比，剪跨比，如不滿足要求應調整截面和等級。柱端彎矩設計值的調整（梁柱節(jié)點，柱腳彎矩節(jié)點調整），以符合強柱弱梁；柱端剪力值調整以符合強剪弱彎；角柱地震作用效應調整以抗扭轉引起角柱內力增大。梁抗彎截面設計取抗震和非抗震彎矩大值進行配筋。注意跨中彎矩不小于1/2（按簡直梁計算的跨中彎矩）。梁的斜截面設計注意驗算截面尺寸是否符合要求。

8、十二. 基礎設計 十三. 罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算 7度區(qū)豎向不規(guī)則，3，4類場地考慮。79度樓層屈服強度系數(shù)小于0.5時的框架結構應進行薄弱層的抗震變形驗算。其余見規(guī)程。12層以下有簡化計算方法。如不滿足變位角限值，應重新調整梁柱截面配筋。所謂豎向不規(guī)則即為下層剛度小于上層相鄰的70%，承載力小于上層80%新的建筑結結構設計計規(guī)范在在結構可可靠度、設設計計算算、配筋筋構造方方面均有有重大更更新和補補充，特特別是對對抗震及及結構的的整體性性，規(guī)則則性作出出了更高高的要求求，使結結構設計計不可能能一次完完成。如如何正確確運用設設計軟件件進行結結構設計計計算，以以滿足新新規(guī)范的的要求，是

9、是每個設設計人員員都非常常關心的的問題。以SATWE軟件為例，進行結構設計計算步驟的討論，對一個典型工程而言，使用結構軟件進行結構計算分四步較為科學。 1完完成整體體參數(shù)的的正確設設定計算算開始以以前，設設計人員員首先要要根據(jù)新新規(guī)范的的具體規(guī)規(guī)定和軟軟件手冊冊對參數(shù)數(shù)意義的的描述，以以及工程程的實際際情況，對對軟件初初始參數(shù)數(shù)和特殊殊構件進進行正確確設置。但但有幾個個參數(shù)是是關系到到整體計計算結果果的，必必須首先先確定其其合理取取值，才才能保證證后續(xù)計計算結果果的正確確性。這這些參數(shù)數(shù)包括振振型組合合數(shù)、最最大地震震力作用用方向和和結構基基本周期期等，在在計算前前很難估估計，需需要經(jīng)過過試算

10、才才能得到到。（1）振振型組合合數(shù)是軟軟件在做做抗震計計算時考考慮振型型的數(shù)量量。該值值取值太太小不能能正確反反映模型型應當考考慮的振振型數(shù)量量，使計計算結果果失真；取值太太大，不不僅浪費費時間，還還可能使使計算結結果發(fā)生生畸變。高高層建筑筑混凝土土結構技技術規(guī)程程5.1.113-2條規(guī)定定，抗震震計算時時，宜考考慮平扭扭藕聯(lián)計計算結構構的扭轉轉效應，振振型數(shù)不不宜小于于15，對多多塔結構構的振型型數(shù)不應應小于塔塔樓的9倍，且且計算振振型數(shù)應應使振型型參與質質量不小小于總質質量的90。一一般而言言，振型型數(shù)的多多少于結結構層數(shù)數(shù)及結構構自由度度有關，當當結構層層數(shù)較多多或結構構層剛度度突變較較

11、大時，振振型數(shù)應應當取得得多些，如如有彈性性節(jié)點、多多塔樓、轉轉換層等等結構形形式。振振型組合合數(shù)是否否取值合合理，可可以看軟軟件計算算書中的的x，y向的有有效質量量系數(shù)是是否大于于0.99.具體操操作是，首首先根據(jù)據(jù)工程實實際情況況及設計計經(jīng)驗預預設一個個振型數(shù)數(shù)計算后后考察有有效質量量系數(shù)是是否大于于0.9，若小小于0.9，可逐逐步加大大振型個個數(shù)，直直到x，y兩個方方向的有有效質量量系數(shù)都都大于0.9為止。必必須指出出的是，結結構的振振型組合合數(shù)并不不是越大大越好，其其最大值值不能超超過結構構得總自自由度數(shù)數(shù)。例如如對采用用剛性板板假定得得單塔結結構，考考慮扭轉轉藕聯(lián)作作用時，其其振型不

12、不得超過過結構層層數(shù)的3倍。如如果選取取的振型型組合數(shù)數(shù)已經(jīng)增增加到結結構層數(shù)數(shù)的3倍，其其有效質質量系數(shù)數(shù)仍不能能滿足要要求，也也不能再再增加振振型數(shù)，而而應認真真分析原原因，考考慮結構構方案是是否合理理。（2）最最大地震震力作用用方向是是指地震震沿著不不同方向向作用，結結構地震震反映的的大小也也各不相相同，那那么必然然存在某某各角度度使得結結構地震震反應值值最大的的最不利利地震作作用方向向。設計計軟件可可以自動動計算出出最大地地震力作作用方向向并在計計算書中中輸出，設設計人員員如發(fā)祥祥該角度度絕對值值大于15度，應應將該數(shù)數(shù)值回填填到軟件件的“水平力力與整體體坐標夾夾角”選項里里并重新新計

13、算，以以體現(xiàn)最最不利地地震作用用方向的的影響。（3）結結構基本本周期是是計算風風荷載的的重要指指標。設設計人員員如果不不能事先先知道其其準確值值，可以以保留軟軟件的缺缺省值，待待計算后后從計算算書中讀讀取其值值，填入入軟件的的“結構基基本周期期”選項，重重新計算算即可。上述的的計算目目的是將將這些對對全局有有控制作作用的整整體參數(shù)數(shù)先行計計算出來來，正確確設置，否否則其后后的計算算結果與與實際差差別很大大。2.確確定整體體結構的的合理性性整體結結構的科科學性和和合理性性是新規(guī)規(guī)范特別別強調內內容。新新規(guī)范用用于控制制結構整整體性的的主要指指標主要要有：周周期比、位位移比、剛剛度比、層層間受剪剪

14、承載力力之比、剛剛重比、剪剪重比等等。（1）周周期比是是控制結結構扭轉轉效應的的重要指指標。它它的目的的是使抗抗側力的的構件的的平面布布置更有有效更合合理，使使結構不不至出現(xiàn)現(xiàn)過大的的扭轉。也也就是說說，周期期比不是是要求就就構足夠夠結實，而而是要求求結構承承載布局局合理。高高規(guī)第第4.33.5條條對結構構扭轉為為主的第第一自振振周期Tt與平動動為主的的第一自自振周期期T1之比的的要求給給出了規(guī)規(guī)定。如如果周期期比不滿滿足規(guī)范范的要求求，說明明該結構構的扭轉轉效應明明顯，設設計人員員需要增增加結構構周邊構構件的剛剛度，降降低結構構中間構構件的剛剛度，以以增大結結構的整整體抗扭扭剛度。設計軟軟件

15、通常常不直接接給出結結構的周周期比，需需要設計計人員根根據(jù)計算算書中周周期值自自行判定定第一扭扭轉（平平動）周周期。以以下介紹紹實用周周期比計計算方法法：1）扭轉轉周期與與平動周周期的判判斷：從從計算書書中找出出所有扭扭轉系數(shù)數(shù)大于0.5的平動動周期，按按周期值值從大到到小排列列。同理理，將所所有平動動系數(shù)大大于0.5的平動動周期值值從大到到小排列列；2）第一一周期的的判斷：從列隊隊中選出出數(shù)值最最大的扭扭轉（平平動）周周期，查查看軟件件的“結構整整體空間間振動簡簡圖”，看該該周期值值所對應應的振型型的空間間振動是是否為整整體振動動，如果果其僅僅僅引起局局部振動動，則不不能作為為第一扭扭轉（平

16、平動）周周期，要要從隊列列中取出出下一個個周期進進行考察察，以此此類推，直直到選出出不僅周周期值較較大而且且其對應應的振型型為結構構整體振振動的值值即為第第一扭轉轉（平動動）周期期；3）周期期比計算算：將第第一扭轉轉周期值值除以第第一平動動周期即即可。（2）位位移比（層層間位移移比）是是控制結結構平面面不規(guī)則則性的重重要指標標。其限限值在建建筑抗震震設計規(guī)規(guī)范和和高規(guī)規(guī)中均均有明確確的規(guī)定定，不再再贅述。需需要指出出的是，新新規(guī)范中中規(guī)定的的位移比比限值是是按剛性性板假定定作出的的，如果果在結構構模型中中設定了了彈性板板，則必必須在軟軟件參數(shù)數(shù)設置時時選擇“對所有有樓層強強制采用用剛性樓樓板假

17、定定”，以便便計算出出正確的的位移比比。在位位移比滿滿足要求求后，再再去掉“對所有有樓層強強制采用用剛性樓樓板假定定的選擇擇，以彈彈性樓板板設定進進行后續(xù)續(xù)配筋計計算。此外，位位移比的的大小是是判斷結結構是否否規(guī)則的的重要依依據(jù)，對對選擇偶偶然偏心心，單向向地震，雙雙向地震震下的位位移比，設設計人員員應正確確選用。（3）剛度度比是控控制結構構豎向不不規(guī)則的的重要指指標。根根據(jù)抗抗震規(guī)范范和高高規(guī)的的要求，軟軟件提供供了三種種剛度比比的計算算方式，分分別是剪剪切剛度度，剪彎彎剛度和和地震力力與相應應的層間間位移比比。正確確認識這這三種剛剛度比的的計算方方法和適適用范圍圍是剛度度比計算算的關鍵鍵：

18、1）剪切切剛度主主要用于于底部大大空間為為一層的的轉換結結構及對對地下室室嵌固條條件的判判定；2）剪彎彎剛度主主要用于于底部大大空間為為多層的的轉換結結構；3）地震震力與層層間位移移比是執(zhí)執(zhí)行抗抗震規(guī)范范第33.4.2條和和高規(guī)規(guī)4.33.5條的相相關規(guī)定定，通常常絕大多多數(shù)工程程都可以以用此法法計算剛剛度比，這這也是軟軟件的缺缺省方式式。（4）層層間受剪剪承載力力之比也也是控制制結構豎豎向不規(guī)規(guī)則的重重要指標標。其限限值可參參考抗抗震規(guī)范范和高高規(guī)的的有關規(guī)規(guī)定。（5）剛剛重比是是結構剛剛度與重重力荷載載之比。它它是控制制結構整整體穩(wěn)定定性的重重要因素素，也是是影響重重力二階階效的主主要參數(shù)

19、數(shù)。該值值如果不不滿足要要求，則則可能引引起結構構失穩(wěn)倒倒塌，應應當引起起設計人人員的足足夠重視視。（6）剪剪重比是是抗震設設計中非非常重要要的參數(shù)數(shù)。規(guī)范范之所以以規(guī)定剪剪重比，主主要是因因為長期期作用下下，地震震影響系系數(shù)下降降較快，由由此計算算出來的的水平地地震作用用下的結結構效應應可能太太小。而而對于長長周期結結構，地地震動態(tài)態(tài)作用下下的地面面加速度度和位移移可能對對結構具具有更大大的破壞壞作用，但但采用振振型分解解法時無無法對此此作出準準確的計計算。因因此，出出于安全全考慮，規(guī)規(guī)范規(guī)定定了各樓樓層水平平地震力力的最小小值，該該值如果果不滿足足要求，則則說明結結構有可可能出現(xiàn)現(xiàn)比較明明

20、顯的薄薄弱部位位，必須須進行調調整。除以上上計算分分析以外外，設計計軟件還還會按照照規(guī)范的的要求對對整體結結構地震震作用進進行調整整，如最最小地震震剪力調調整、特特殊結構構地震作作用下內內力調整整、0.22Q0調整、強強柱弱梁梁與強剪剪弱彎調調整等等等，因程程序可以以完成這這些調整整，就不不再詳述述了。3 對對單構件件作優(yōu)化化設計前前幾步主主要是對對結構整整體合理理性的計計算和調調整，這這一步則則主要進進行結構構單個構構件內力力和配筋筋計算，包包括梁，柱柱，剪力力墻軸壓壓比計算算，構件件截面優(yōu)優(yōu)化設計計等。（1）軟軟件對混混凝土梁梁計算顯顯示超筋筋信息有有以下情情況：1）當梁梁的彎矩矩設計值值

21、M大于梁梁的極限限承載彎彎矩Mu時，提提示超筋筋；2）規(guī)范范對混凝凝土受壓壓區(qū)高度度限制：四級及及非抗震震：b二、三三級：0.335（ 計算時時取AS 0.33 ASS ）一級： 0.225（ 計算時時取AS 0.55 ASS ）當不不滿足以以上要求求時，程程序提示示超筋；3）抗抗震規(guī)范范要求求梁端縱縱向受拉拉鋼筋的的最大配配筋率2.55%，當大大于此值值時，提提示超筋筋；4）混凝凝土梁斜斜截面計計算要滿滿足最小小截面的的要求，如如不滿足足則提示示超筋。（2）剪剪力墻超超筋分三三種情況況：1）剪力力墻暗柱柱超筋：軟件給給出的暗暗柱最大大配筋率率是按照照4%控制的的，而各各規(guī)范均均要求剪剪力墻主

22、主筋的配配筋面積積以邊緣緣構件方方式給出出，沒有有最大配配筋率。所所以程序序給出的的剪力墻墻超筋是是警告信信息，設設計人員員可以酌酌情考慮慮；2）剪力力墻水平平筋超筋筋則說明明該結構構抗剪不不夠，應應予以調調整；3）剪力力墻連梁梁超筋大大多數(shù)情情況下是是在水平平地震力力作用下下抗剪不不夠。規(guī)規(guī)范中規(guī)規(guī)定允許許對剪力力墻連梁梁剛度進進行折減減，折減減后的剪剪力墻連連梁在地地震作用用下基本本上都會會出現(xiàn)塑塑性變形形，即連連梁開裂裂。設計計人員在在進行剪剪力墻連連梁設計計時，還還應考慮慮其配筋筋是否滿滿足正常常狀態(tài)下下極限承承載力的的要求。（3）柱軸軸壓比計計算： 柱軸壓壓比的計計算在高高規(guī)和和抗震

23、震規(guī)范中中的規(guī)定定并不完完全一樣樣，抗抗震規(guī)范范第66.3.7條規(guī)規(guī)定，計計算軸壓壓比的柱柱軸力設設計值既既包括地地震組合合，也包包括非地地震組合合，而高高規(guī)第第6.44.2條規(guī)定定，計算算軸壓比比的柱軸軸力設計計值僅考考慮地震震作用組組合下的的柱軸力力。軟件件在計算算柱軸壓壓比時，當當工程考考慮地震震作用，程程序僅取取地震作作用組合合下的的的柱軸力力設計值值計算；當該工工程不考考慮地震震作用時時，程序序才取非非地震作作用組合合下的柱柱軸力設設計值計計算。因因此設計計人員會會發(fā)現(xiàn)，對對于同一一個工程程，計算算地震力力和不計計算地震震力其柱柱軸壓比比結果會會不一樣樣。（4）剪剪力墻軸軸壓比計計算：為為了控制制在地震震力作用用下結構構的延性性，新的的高規(guī)規(guī)和抗抗震規(guī)范范對剪剪力墻均均提出了了軸壓比比的計算算要求。需需要指出出的是，軟軟件在計計算斷指指剪力墻墻軸壓比比時，是是按單向向計算的的，這與與高規(guī)規(guī)中規(guī)規(guī)定的短短肢剪力力墻軸壓壓比按雙雙向計算算有所不不同，設設計人員員可以酌酌情考慮慮。（5）構構件截面面優(yōu)化設設計：計計算結構構不超筋筋，并不不表示構構件初始始設置的的截面和和形狀合合理，設設計人員員還應進進行構件件優(yōu)化設設計，使使構件在在保證受受力要求求的德條條件下截截面的大大小和形形狀合理理，并節(jié)節(jié)省材料料。但需需要注意意的是，