第一步、確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置
一、建筑結(jié)構(gòu)體系選型
(一) 合理選用結(jié)構(gòu)材料
建筑結(jié)構(gòu)材料是形成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的特點(diǎn)，正確選用材料，就成為經(jīng)濟(jì)合理地選型的一個(gè)重要方面。按材料分類(lèi)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型如下：
(二) 合理選擇結(jié)構(gòu)受力體系
現(xiàn)代建筑中，建筑物的造型可劃分為兩大類(lèi)：多層及高層建筑、單層大跨度建筑，按結(jié)構(gòu)受力形式分類(lèi)，常用的結(jié)構(gòu)體系大體如下：
框架結(jié)構(gòu)體系
多層與小高層常采用框架結(jié)構(gòu)體系。
(1)框架結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)：框架是由梁、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接形成的骨架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維護(hù)作用。其整體性和抗震性均好于混合結(jié)構(gòu)，且平面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的延性，成為“延性框架”。在地震作用下，這種延性框架具有良好的抗震性能。
(2)鋼筋混凝土框架：鋼筋混凝土框架按其施工方法可分為：現(xiàn)澆框架、裝配式框架及裝配整體式框架三種。
地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先考慮選擇現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系，其次是裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)已很少采用裝配式框架結(jié)構(gòu)體系；非地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)則可以根據(jù)施工條件等因素具體選定。
(3)鋼框架：鋼框架的受力骨架為鋼梁、鋼柱，根據(jù)梁柱連接型式可分為半剛接框架和剛接框架。鋼框架的抗震性能優(yōu)于鋼筋混凝土框架；鋼梁、鋼柱相對(duì)混凝土梁、柱截面較小，增大了有效使用面積；鋼框架自重較輕，大大降低了基礎(chǔ)造價(jià)；且施工周期短，具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。鋼框架多用于辦公樓、旅館、商場(chǎng)等公共建筑。
(4)框架結(jié)構(gòu)體系選用限值：框架結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度主要取決于梁柱的截面尺寸，一般梁柱截面慣性矩較小，在水平荷載作用下的側(cè)向變形較大，抗側(cè)移能力較弱，屬較柔結(jié)構(gòu)。當(dāng)層數(shù)較多、側(cè)向荷載較大時(shí)，為滿(mǎn)足側(cè)向剛度和強(qiáng)度要求，需加大截面，很不經(jīng)濟(jì)。而且高度增加時(shí)，框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和層間相對(duì)位移較大，使得非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如填充墻、建筑裝飾、管道設(shè)備等)在地震時(shí)破壞較嚴(yán)重。因此，框架結(jié)構(gòu)的最大高度受到限制。
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)是6～15層，最經(jīng)濟(jì)是10層左右；規(guī)范規(guī)定不超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用鋼框架結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)高寬比不宜超過(guò)表1-2的限值；抗震等級(jí)見(jiàn)表1—3所示。
二、結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)體系確定后，應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體布置，使建筑物具有良好的造型和合理的傳力路線(xiàn)。
建筑結(jié)構(gòu)的總體布置，是指其對(duì)高度、平面、立面和體型等的選擇，除應(yīng)考慮到建筑使用功能、建筑美學(xué)要求外，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。地震區(qū)的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)保證建筑物具有良好的抗震性能。設(shè)計(jì)要達(dá)到先進(jìn)合理，首先取決于清晰合理的概念，而不是僅依靠力學(xué)分析來(lái)解決。確定結(jié)構(gòu)布置方案的過(guò)程就是一個(gè)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的過(guò)程。
（一） 結(jié)構(gòu)總體布置原則
1、 控制高寬比
在高層建筑中，結(jié)構(gòu)的位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素、而且隨著建筑高度的增加，傾覆力矩將迅速增大。因此，高層建筑的高寬比不宜過(guò)大。一般應(yīng)滿(mǎn)足表1-2的要求。對(duì)于滿(mǎn)足表1-2的高層建筑，一般可不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算和傾覆驗(yàn)算。
2、減少平面和豎向布置的不規(guī)則性
結(jié)構(gòu)平面應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成規(guī)則、對(duì)稱(chēng)而簡(jiǎn)單的形狀，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，以減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。
結(jié)構(gòu)的豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù)，避免剛度突變，避免薄弱層。結(jié)構(gòu)上部形成縮小面積的突出部分，這種剛度突變?cè)诘卣鹱饔孟聲?huì)產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)，要采取特殊的措施加強(qiáng)。
3、變形縫的設(shè)置
在多層與高層建筑中，為防止結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離用溫度縫分開(kāi)；在高層部分和低層部分之間，由于沉降不同，往往由沉降縫分開(kāi)；建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過(guò)大，或有錯(cuò)層時(shí)，用防震縫分開(kāi)。溫度縫、沉降縫和防震縫將高層建筑劃分為若干個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的部分，成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。
（二） 框架結(jié)構(gòu)體系布置
1、結(jié)構(gòu)布置原則
(1)結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，使各部分剛度均勻?qū)ΨQ(chēng)，減少結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。
(2)控制結(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷載下的側(cè)移，其高寬比限值見(jiàn)表1-2。
(3)盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類(lèi)規(guī)格，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及施工。
(4)房屋的總長(zhǎng)度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，可設(shè)伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。
2、柱網(wǎng)和層高
框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距(開(kāi)間)與跨度(進(jìn)深)和層高，首先要滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，其次是滿(mǎn)足建筑平面功能的要求，還要力求做到柱網(wǎng)平面簡(jiǎn)單規(guī)則、受力合理，同時(shí)施工方便，有利于裝配化、定型化和施工工業(yè)化。
3、鋼筋混凝土承重框架的布置
柱網(wǎng)確定后，沿房屋縱橫方向布置梁系，形成橫向框架和縱向框架，分別承受各自方向上的水平作用。根據(jù)承重框架布置方向的不同，框架承重體系可分為三種。
(1)橫向框架承重方案：橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁，在縱向上設(shè)置連系梁。樓板支承在橫向框架上，樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁。由于橫向框架跨數(shù)較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)移剛度。由于豎向荷載主要通過(guò)橫梁傳遞，所以縱向連系梁往往截面尺寸較小，這樣有利于建筑物的通風(fēng)和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸較大，對(duì)于給定的凈空要求使結(jié)構(gòu)層高增加。
(2)縱向框架承重方案；縱向框架承重方案是在縱向上布置框架主梁，在橫向上布置連系梁。樓面的豎向荷載主要沿縱向傳遞。由于連系梁截面尺寸較小，這樣對(duì)于大空間房屋，凈空較大，房屋布置靈活。不利的一面是進(jìn)深尺寸受到板長(zhǎng)度的限制，同時(shí)房屋的橫向剛度較小。
(3)縱橫向框架混合承重方案：框架在縱橫兩個(gè)方向上均布置主梁。樓板的豎向荷載沿兩個(gè)方向傳遞。柱網(wǎng)較大的現(xiàn)澆樓蓋，通常布置成井字形式；柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓蓋，樓板可以不設(shè)井字梁直接支承在框架主梁上。
由于這種方案沿兩個(gè)方向傳力，因此各桿件受力較均勻，整體性能也較好，通常按空間框架體系進(jìn)行內(nèi)力分析。
在地震區(qū)，考慮到地震方向的隨意性以及地震產(chǎn)生的破壞效應(yīng)較大，因此應(yīng)按雙向承重進(jìn)行布置。高層建筑承受的水平荷載較大，應(yīng)設(shè)計(jì)為雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，也不應(yīng)采用橫向?yàn)閯偨印⒖v向?yàn)殂q接的結(jié)構(gòu)體系。
三、繪出框架平面柱網(wǎng)布置
標(biāo)出柱距，對(duì)框架進(jìn)行編號(hào)