新手五层框架结构设计总结与反思（1） ————建模与模型调整篇这是我接触到的第二个框架结构项 目，为一个五层别墅。由于经验不丰富，做的过程中难免遇到不少问题困惑，也有不少心得收获，现在回顾总结，以便以后自己能更有效率更好地设计，也希望有些问题能让同行引以为戒，同时欢迎大家提出建议分享框架结构设计经验，大家共同进步~第一篇：模型建立与调整内容： 构件尺寸、荷载确定、模型调整反思点： 富余量、与建筑的沟通、避免改动返工
这是我接触到的第二个框架结构项
目，为一个五层别墅。由于经验不丰富，做的过程中难免遇到不少问题困惑，也有不少心得收获，现在回顾总结，以便以后自己能更有效率更好地设计，也希望有些问题能让同行引以为戒，同时欢迎大家提出建议分享框架结构设计经验，大家共同进步~第一篇：模型建立与调整内容：
构件尺寸、荷载确定、模型调整反思点：
富余量、与建筑的沟通、避免改动返工。涉及的基础问题：
轴压比、建筑立面、降板、位移比、位移角、节点核心区、双向地震、偶然偏心
1、构件尺寸问题总结：
（1） 柱截面大小问题，
对于经验丰富的工程师，看到5层框架别墅，应该会基本选个差不多的了。我则按照新手的方法，用轴压比的公式来反推柱子截面，这里有个失误是按照3级框架的0.85来算而没有先设置富余量，算出来是550，虽然这个只是参考，计算后会根据结果放大，但是在前期给了我一个潜移默化的误导信号，就是对柱子截面的估值过低，导致后面柱截面富余量不足，在建筑稍有变化，荷载稍有增加的时候，非常被动。所以，对于柱子截面，如果按照受荷面积和轴压比的公式来估算，轴压比先富余0.1左右，另外，有说法是，框架柱的截面在一般荷载情况下，5层可估为650左右，10层为800左右，中间可线性参照。
初步建模时选择柱子截面太小，计算后发现轴压比超了，我选择逐步加大，当加到第一层650*650时，这个时候轴压比最大0.75。这里我有一个失误是：前期第一次算完后，再也没有注重轴压比，后期由于建筑改动，第四层荷载加大很多，由于后期变动的时候，我的梁板柱施工图已经画完，当时对于荷载的加大，一直埋头于复核配筋，修改配筋，忽略了荷载增大后轴压比的变化，而且恰恰最大轴压比达到0.85，并没有红，因此在疯狂地核对配筋，修改配筋，修改施工图后，当建筑在后期又有一点小变动时，我突然发现竟然还有轴压比超限了的，而那个时候已经很快就要出图，虽然问题不大，加大截面就搞定了，但是在各个专业都准备好出图时，要告知别的专业有变动是一件很伤的事（有时候谈的好的话一顿饭，谈不好的话一顿打。。），好在本次柱子在最后再加大对各个专业几乎无影响，皆大欢喜~
这里想说的一点是，任何时候调整模型了，尤其是荷载的变动等，一定在每次调整完模型后都习惯性地看柱子轴压比等各参数（包括位移比、位移角等各参数都要再复核）。不要因为一心想着施工图都已经画好了，急于去复核配筋，修改施工图，不要跳跃步骤，既然最开始设计时 都是先建模型，然后调整好各个参数，然后画图，那么在有变动时，也要先复核好模型，各个参数都不要遗漏，然后再改图。否则，很可能做的都是无用功。
（2）梁截面大小问题：
这里还是直接说自己的错误和问题。初步设置的主梁截面为300*750，但是由于为了调整薄弱层，也就是调整有几层之间的刚度比，当时想当然地就把外围一圈主梁的截面给调整了，比如2层调小到700。这里不是不可以调，
但是这涉及到一个问题我却忽略了，那就是：框架结构中外围一圈主梁的截面高度往往影响建筑的立面效果，因为框架结构一般窗户都开到梁底。这里要注意和建筑的协商沟通，结构是为了实现建筑，为建筑服务，所以最好不要干涉建筑的立面和美观。因此我在这个外围梁上的功夫也就成了无用功。。。
第二个关于梁截面的小问题是：有一个卫生间降板450，为了做水的一个弯管，这时要注意该板四周梁的截面高度至少为450+板厚，取600。
第三个就是在计算后，注意核查一下大配筋面积处梁的截面，看看钢筋能否比较方便地排下，一般不要控制在两排以内吧。可以参照下表大致估摸一下。
小结：a:梁柱截面尺寸在初步建模阶段按照经验取值，其中柱子截面可按照轴压比公式反算，但是一定注意留够富余量，也即考虑后期建筑可能的变动，考虑荷载可能的增大，不要一开始卡的太接近限值；b:外围梁的截面往往影响建筑立面效果，初定和修改一定要和建筑及时沟通。c:梁柱截面在计算后的调整和优化，要注意根据轴压比、周期、位移角、位移比以及配筋等各项参数来调整。Ps:不要在进入施工图绘制阶段后就忽视了模型的各种参数如轴压比。尤其是后期建筑变动时，还是每一个步骤都做好，不要着急改图，先改好模型。
2、荷载问题总结：
在搞清基本的板恒载、活载以及梁上荷载还有电梯挂钩的点荷等的基础上，还有很重要的一点是：与建筑的沟通！本项目最大的返工就是因为各专业间的沟通不够彻底导致。具体情况是：别墅的第四层某个单元的房间甲方想做一个室内温室花园，在该房间做法是有500mm覆土，结构需要考虑荷载。然而，在加班熬夜画完梁板柱的施工图某个早上，却被告知该层其他相邻的几个房间也全部要考虑500mm覆土荷载。（在建筑图上只有一个房间标注了500mm覆土）惊愕之余质问建筑为何现在才提出来这点，建筑说：我也是刚知道的，刚做方案的才告诉我。。于是质问做方案的，为什么现在才提？方案的同事说：一开始就说了要考虑啊，说罢给我们打开了一个跟甲方的沟通word文档，里面讲到了第四层的做法确实如此。但是，最初方案图上乃至之前建筑施工图上确实只有一个房间是明确标着温室花园，500mm覆土，其他相邻房间都是活动房。至此，已无力吐槽被谁坑了。只能一声不吭地改完模型改完图。（这个过程中就太急于改施工图，忽视前面提到的模型参数确定。）在遭遇这样的大霹雳后我不得不思考怎样避免以后再遇到这样或者类似的返工，
总结起来，就是：在与其他专业有任何交集的地方，比如建筑的房间功能跟我们的荷载有关，建筑的立面跟我们的梁高有关，楼板面层做法、电梯型号、隔墙的材料等等也与我们的荷载有关，水暖的地沟埋深与我们的基础埋深有关，等等等等，凡是跟外专业有关的地方都应该留意，与该专业认真沟通确定条件后方能进行设计。而且，有时候甚至要替其他专业操心，比如本次活动房的做法，确实是建筑和方案没有及时沟通，如果在最开始确定荷载时仔细去询问建筑各房间的做法，然后建筑再去问方案，一开始就考虑了足够荷载，也就没有了后面无谓的返工。安内必先攘外，单纯的结构设计也许并不难，难的是与各专业的沟通配合。
在荷载问题中，本次我也有自认为做的好的地方。那就是把建筑常采用的面层做法的荷载找了一个统计表格，这样，不管遇到普通楼板荷载，还是卫生间厨房等，我都可以自己很快计算出荷载值，再也不用每次不确定就去问同事了~
这里给自己点个赞，由于做了这个工作，这个项目的其他两栋楼，同事在输板的恒荷载时都以我的荷载为准，对于一个新人，这也算一种肯定了~有付出就有回报，别人是看得见你的用心和努力的。
相关阅读：
框架结构设计实战教学（从入门到精通）全套视频课程
2楼
本帖最后由 tjdpr 于 2015-4-15 09:22 编辑
3、模型调整问题：
（1）节点核心区抗剪超限：
这里做了一些学习，恰好又听了一节公开课讲超限如何调整，按照课上讲的方法进行了一些调整。最终结论如下：
首先，节点核心区抗剪强度的验算公式在抗规附录D里有，主要涉及两个参数，一个是计算宽度，一个是正交梁的约束影响系数。朱总的书中也提到，主要是加大框架梁对 梁柱节点的约束。规范中总提到一个半宽比，即四周梁宽是否达到柱截面宽度的一半，没达到，对之前两个参数很不利，达到的话就会好很多，因此，在不增大柱截面的情况下，可以增加梁的宽度来提高节点核心区抗剪能力，当然也可以提高混凝土等级，以及柱子延梁高度，偏心布置，梁端不平衡弯矩。最后贴出公开课对于节点核心区的调整方法：（图片见楼上~）
同时，强烈分享该课堂老师讲到的调整超限的思路：“抗”“放”“分流”。
抗：即加大截面增加材料强度来“硬抗”；“放”:释放其承受的力，可以通过减小截面高度来减小其分配的力；“分流”：即通过对结构布置的调整，比如增加一道梁等方法，将薄弱处的力分流到其他构件上，从而实现调整。
其中，抗和放是相互制衡的一个过程，我由于之前从没想过还可以减小截面来释放力来调整，此次也是试验了一下，在本次节点核心区问题上，把最右边超限处的梁高从750减到550，宽度不变，结果竟然就不超限了。当然没有这样采用，因为建筑立面不能随便改，但是这给了我一个很大的启发，调整模型原来也可以这样“反其道而行之”，不禁觉得结构设计博大精深。
（2）位移比调整
本项目中，位移比除坡屋面均小于1.2，扭转比较规则，没有怎么调整，但是也顺便总结一下位移比调整过程，就是：大的方面，把结构布置匀称，尽量加强四周。具体位移比较大的地方，先找到这个点，然后增强这个点附近该方向的刚度，同时也可以削弱另一端的该方向刚度。
（3）薄弱层：
本项目受坡屋面的影响，出现了两个薄弱层，还是加强薄弱的刚度，削弱与之相邻的刚度，但要注意侧向刚度总体还要满足层位移角。
（4）层位移角：
这里有两个问题：
A：层位移角是否要考虑双向地震工况和偶然偏心工况?
针对这个问题我也是专门发贴向大家询问过，最终我的结论是都不需要。具体分析见原帖：
http://bbs.co188.com/thread-9070129-1-1.html
B：何时考虑偶然偏心和双向地震
这个问题，可以参考lsdhl_521前辈的这条帖子：
http://bbs.co188.com/thread-2670532-1-1.html
虽然本项目扭转规则，不需要考虑双向地震，甚至偶然偏心也没考虑，但是还是有必要弄清楚上面两个问题。
实在写不动了。。。。未完待续~
也许我现在还很菜，但我会努力向前~
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3楼
本帖最后由 tjdpr 于 2015-4-14 22:38 编辑
希望大家也分享一些自己做框架结构设计的经验和心得或者难点问题，大家共同交流共同进步~:lol
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4楼
学习、学习也是进步。
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6楼
谢谢。。。。。。。。。。。。
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7楼
楼主厉害了啊，第二个项目就能总结出这么多东西，而且条理还很清晰。厉害。
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8楼
tjdpr 发表于 2015-4-14 22:22 希望大家也分享一些自己做框架结构设计的经验和心得或者难点问题，大家共同交流共同进步~谢谢分享经验了
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9楼
本帖最后由 如梦无痕…… 于 2015-4-15 10:05 编辑
其实如果画施工图的时候发现柱子轴压比不过，其实是用不着加截面的
箍筋12@100的井字箍 即可。
抗震规范里面写的 这样配箍筋 轴压比可以在放松的。
而不宜修改截面。因为你修改截面 很可能因为局部柱子刚度的变化 影响整个框架的配筋。而导致你的改图工作量增加。
尤其是在位移比比较大的情况下，这种情况更加明显。
还有别墅项目 柱子截面不宜过大。
对于别墅来说650x650的柱子截面太大了，影响住宅品质。
如果轴压比控制的话，宁愿加混凝土标号，控制柱子截面500x500以下。
其实现在很多多层别墅也可以换个思路
做剪力墙结构。因为多层剪力墙结构不受短肢剪力墙的限制，
抗震等级降低7度区多层剪力墙是四级抗震。框架梁的内力很小。而且不漏柱不漏梁。
而且抗规中的剪力墙结构的边缘构件长度也可放松。
而且基本都是构造边缘构件，可以用12的纵向钢筋。
根据我的实际工程经验，至少7度区多层做剪力墙结构和框架结构造价基本相当。
我目前在做一个19层的框剪结构 最大柱截面也就500x500.
所以你5层框架结构做到650的柱子截面 我表示怀疑。是不是混凝土等级取得太低了。
每高一个标号的混凝土 只多十几块钱一立方。
所以对于轴压比控制的别墅项目的柱子来说，宁愿加标号 不要加截面。
而对于偶然偏心没有考虑 我表示有不同看法。
偶然偏心主要是用来算位移比的。
你不点偶然偏心，那位移比算的和抗震规范规定的就不一样了
抗震规范的条文说明里面说了 算位移比一般是考虑偶然偏心下的规定水平力。
所以你不点偶然偏心算位移比 我表示不太同意，当然算配筋多层是可以不点偶然偏心的。
而你不点偶然偏心算出来的位移比小于1.2判断他是扭转规则就没有意义了。
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11楼
还有别墅项目 柱子截面不宜过大。
对于别墅来说650x650的柱子截面太大了，影响住宅品质。
如果轴压比控制的话，宁愿加混凝土标号，控制柱子截面500x500以下。
其实现在很多多层别墅也可以换个思路
做剪力墙结构。因为多层剪力墙结构不受短肢剪力墙的限制，
抗震等级降低。框架梁的内力很小。而且不漏柱不漏梁。
而且抗规中的剪力墙结构的边缘构件长度也可放松。
根据我的实际工程经验，至少7度区多层做剪力墙结构和框架结构造价基本相当。
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12楼
BUCUO ,XUEXI LE
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13楼
先顶顶 再看看内容 哈哈 看着那么长的资料 肯定有启发
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