一榀框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書1

1/12....框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書m按層高確定：底層層高H=3900mmm可根據(jù)式AcNfcAc≥N/fc≥1.4×14×〔4+3〕×8.1×3×103/14.3=233144mm2所以b=h≥482mm，第一、二層柱截面取b=h=500mmAc≥N/fc≥1.4×14×〔4+3〕×8.1×103/14.3=77714mm所以b=h≥278mm，取b=h=400mm柱子的高度：首層柱高3.9m，二、三層柱高3.6m框架結(jié)構(gòu)計算簡圖2.1框架的線剛度計算取樓層中間的一榀框架進(jìn)展計算?？蚣艿挠嬎銌卧鐖D2，繪出框架計算簡圖。土強(qiáng)度等級為C30，計算梁的截面慣性矩：c梁編號層次〔N/mm2〕bh(mm)(mm)I0(mm4)LNmm)Nmm)架邊框架ABAB3.00E+043.00E+043.00E+043.00E+04260416666785750000002604166667857500000008000080003.22E+100E+102.60E+106.43E+105E+10層次2/123/12103.0×104500×5005.21×1094.01×1010203.0×104500×5005.21×1094.34×1010303.0×104400×4002.13×1091.78×10100.650.0480.44邊框架0.443.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算3.1.1屋面恒載〔上人〕0.40kN/m2kN/m24.49kN/m2.40kN/m2kNm2屋面為上人屋面，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》得均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2，所以屋面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》樓面均布活載中：辦公室、閱覽室、會議活動室為2.0kN/m2，餐廳為2.5kN/m2，走廊、門庭、樓梯為2.5kN/m2，為便于計算，居室中的隔墻，隔斷統(tǒng)一不計，樓面均布荷載3.1.5雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Skr.S0查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》得：=1.0rk表4梁、柱恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值bhγ(kNm-3)β(kNm-1)g(kNm-1)Ln370.340543.35370.348523.600.2550.255650.2550.25542977.861層柱550.34385.522層柱550.34355.863層柱440.2724.2730.692〕梁長度取計算長度；柱高取層高。外墻都采用空心砌塊，外墻厚250mm，墻厚200mm，墻體抹灰近似按加厚墻體考慮其重量。單位1kN=461.59kN3.51kN由《建筑抗震規(guī)》第5.1.3條可知，建筑的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可4/125/12....頂層重力荷載代表值包括，屋面恒載，50%屋面雪荷載，縱橫梁自重，半層柱自重，半層墻體自其他層重力荷載代表值包括，樓面恒載，50%樓面活載，縱橫梁自重，樓面上、下各半層的柱子將前述分項荷載相加，得集中于各層樓面的重力荷載代表值如下。第三層：G3=106.91+〔461.59+498.36〕×0.5+181.44×0.5+230.69×0.5+2036.66+977.86第二層：G2=1791.72+461.59+498.36+1134×0.5+〔230.69+355.86〕×0.5+977.86建筑物總重力代表值G=G1+G2+G3=13117.23kN809.01kN809.01kN4591.53kN4591.53kN4716.64.水平地震力作用下框架的側(cè)移計算框架梁、柱的混凝土取C30等級，混凝土的彈性模量為Ec=3×107kN/m2。6/12i=bi=b號ica=c根數(shù)邊框架邊柱A5-A0.480.3948.2021-D/5-D0.5310.322邊框架中柱1-B/5-B0.5964.6422-A/3-A/4-A0.650.4317.0032-D/3-D/4-D0.5857.5832-B/3-B/4-B0.6420466.463254169.52號ii=bc ia=D=a.ic.hc根數(shù)邊框架邊柱邊框架中柱中框架邊柱A5-A1-D/5-D1-B/5-B2-A/3-A/4-A2-D/3-D/4-D2-B/3-B/4-B0.450.600.180.350.430.230.420.517381.4254.5018.739274.0903.0220496.37219329.79222333號ii=bc ia=D=a.ic.hc根數(shù)邊框架邊柱邊框架中柱中框架邊柱A5-A1-D/5-D1-B/5-B2-A/3-A/4-A2-D/3-D/4-D2-B/3-B/4-B0.350.570.650.420.640.715836.289475.8596.276959.2300.4012.52140333.30222333將上述不同情況下同層框架側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度ΣDi。由上表可見，ΣD1/ΣD2=254170/219330=1.16>0.7，故該框架為橫向規(guī)那么框架。按頂點(diǎn)位移法計算框架的自振周期T=1.7aT10a——根本周期調(diào)整系數(shù)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)取a=0.7[5]。00?T——框架的頂點(diǎn)位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力與位移，?T是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點(diǎn)位移。然后由?T求出T，1再用T求得框架結(jié)構(gòu)的底部剪力，進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。1表8橫向框架頂點(diǎn)位移計算7/12....層次層間相對位移層間位移3809.003809.00140333.300.0270.114591.528400.53219329.790.0380.0894716.6817.22254169.520.0510.051將?T=0.117m代入T=1.7a10TT本方案結(jié)構(gòu)高度小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻，可用底部剪力法計算水平地震作用。因?yàn)槭嵌噘|(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，所以eqi1＜g∵T1＜g12maxEK1eqTgT所以不用考慮頂部附加水平地震作用。F=GHii(16)F=1783.26GHiiinGHnEKnGHjjjjj=1j=1表9各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用與樓層地震剪力計算表層次iGHiiFi〔kN〕jj3809.0042280.000.44793.01793.014591.5234436.460.36645.9014716.6895.080.19345.024各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用與樓層地震剪力沿房屋高度的分布如下列圖4：8/12FF2F1F3VV3V2V1圖4a縱向水平地震作用分布圖4b層間剪力分布水平地震作用下的位移驗(yàn)算----水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移Δμi和頂點(diǎn)位移μi按下式計算：iiijj=1k=1k各層的層間彈性位移角9=/h，計算結(jié)果如表8。eii表10橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次層間剪力i層間剛度層間相對位移μi層間位移9=iehi三793.01140333.300.00560.019637.06二1219329.790.00650.013548.73一4254169.520.00700.0070555.65是由彈性層間位移角限值查得。4.5橫向框架水平地震作用下力計算?？蚣苤思袅εc彎矩按下式計算：V=DijV；DijsDijj=1Mbij=Vijyh；Mu=V(1y)hijij梁端彎矩、剪力與柱軸力分別按下式計算：9/12....Ml=ilb(Mb+Mu)；bil+iri+1,jijbbMr=irb(Mb+Mu)；bil+iri+i,jijbbV=bb；V=bb；bLN=n(Vl+Vr)；ibbk=ik經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)修正值表知：文中所有柱子均無需修正。計算結(jié)果見表9。表11a梁柱力計算表----柱剪力與反彎點(diǎn)柱層次i反彎點(diǎn)y0A軸柱B軸柱D軸柱793.016959.23140333.300.049.320.4219274.09219329.790.042.840.45417.00254169.520.05396.277793.0112.52140333.300.084.755120496.37219329.790.0935420466.46254169.520.0800.59793.0100.40140333.300.0759.900.45103.02219329.790.0770.47457.58254169.520.0720.62表11b梁柱力計算表----柱彎矩層數(shù)A軸柱MbijMuijB軸柱MbijMuijD軸柱MbijMuij96.2762.83330.5329.69313.24.8498.5642.0442.0414.08三層.329.4682.11.759.9097.04表11c梁柱力計算表----梁剪力與彎矩層數(shù)VLA~B軸梁MAMBVLB~D軸梁MBMD7.8611.2089.70335.77381.8447.381.1157.80311.12三層82.11.635185.5210/1285214.0833229.69242.0491313.24330.53262.832.46298.56388487982.113.9997.04297242.04366800633表11d梁柱力計算表----柱軸力層數(shù)-67.68-124.7096.63-29.78-66.84三層51-6.05-19.455.橫向框架力計算5251-19.4547.38-66.84.86-124.7-6.0547.38-29.78.86-67.6825.5125.511196.639.725.51119.75.1計算單元取3軸線橫向框架進(jìn)展計算，計算單元寬度為8.1m，如圖9所示。由于房間布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元圍的其余樓面荷載那么通過次梁和縱向框架在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。5.1.2.1恒荷載計算11/12PPPMM....PPPMMP2311231q21122113q3BCD11ABCD11示意圖mqq2=4.49×6=26.94kN.m-1P1、P2分別為由邊縱梁直接傳給柱與中間次梁傳C-D主梁的恒載。它包括梁自重、樓板重和女兒墻如下：112