混凝土框架结构课程设计
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钢筋混凝土课程设计三
钢筋混凝土多层框架结构设计
1. 设计资料
(1)基本资料
南方某高校拟建一四层教学楼,采用整体式钢筋混凝土框架结构,现浇双向板肋梁楼盖,楼板厚均按100㎜设计,屋面板按120㎜设计。
建筑总高19.0m,每层层高3.9m,室内外高差0.45m。基础顶面标高定位-1.0m。
抗震设防烈度为7度,Ⅱ类场地土,特征周期分区为第三组。
基本风压w0=0.35kN/㎡,地面粗糙度为B类。
基本雪压s0=0.25 kN/㎡。
活荷载:内走道及卫生间:2.5 kN/㎡,其余房间:2.0 kN/㎡。
楼梯间荷载:10 kN/㎡(恒+活),一般取恒荷载为7.5 kN/㎡,活荷载为2.5 kN/㎡。
上人屋面活荷载:2.0 kN/㎡;不上人屋面活荷载:0.5 kN/㎡。
(2)建筑构造
楼面面层做法:水磨石楼面(0.76 kN/㎡);
顶棚抹灰:20㎜厚混合砂浆刷乳胶漆(γ=17 kN/㎥);
内墙做法:190厚小型空心砌块(2.28 kN/㎡);
外墙做法:249厚小型空心砌块(2.88 kN/㎡);
内外墙装修一律采用20㎜厚混合砂浆找平后刷外墙漆。
(3)材料选用
混凝土:底层采用C30;二层以上采用C30。
钢筋:梁、柱中受力纵筋均采用HRB335,箍筋及构造钢筋采用HPB235。
2. 结构布置及计算简图
(1)抗震等级确定:框架结构,高度H=19m<30m,设防烈度为7度,抗震等级为三级。
(2)框架结构梁、柱截面尺寸确定
① 横向框架梁截面尺寸确定
边跨: hb=
l0 =
×6600=660㎜,取hb=600㎜,取bb=
hb=
×600=300㎜,取bb=250㎜,l0/hb=6600/600=11>4。
中间跨: hb=l0/8=3000/8=375㎜,取hb=400㎜,bb=hb/2=400/2=200㎜,取bb=250㎜,l0/h0=3000/400=7.5>4。
次梁: hb₂=l0/12=6000/12=500㎜,取hb₁=450㎜,bb₂=hb₂/2=450/2=225㎜,取bb₂=250㎜,l0/hb₂=6000/450=13.3>4。
② 纵向框架梁截面尺寸
主梁600mm×250mm
次梁hb₁=l0/10=3600/10=360㎜,取hb₁=400㎜,bb₁=hb₁/2=400/2=200㎜,l0/hb₁=3600/400=9>4。
③ 框架柱截面尺寸确定
底层:bc=H₁/12=4900/12=408㎜,取bc=hc=450㎜
其他层:Hi/12=3900/12=325㎜,取bc=hc=450㎜。
(3)计算简图如下所示
3.重力荷载计算
(1)恒荷载标准值计算:
屋面:卷材防水屋面 2.23 kN/㎡
结构层 0.12×25=3 kN/㎡
抹灰层 0.02×17=0.34 kN/㎡
合计 5.57 kN/㎡
各层楼面:水磨石地面 0.76 kN/㎡
结构层:100㎜厚现浇钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 kN/㎡
抹灰层:20厚混合砂浆刷乳胶漆 0.02×17=0.34 kN/㎡
合计 3.6 kN/㎡
标准层梁自重(顶层):
b×h=600×250:自重 25×0.25×(0.6-0.1)=3.13 kN/m
抹灰 0.02×(0.6-0.1)×17×2=0.34 kN/m
合计 3.47 kN/m(3.33 kN/m)
b×h=400×200:自重 25×0.2×(0.4-0.1)=1.5 kN/m
抹灰 0.02×0.4-0.1)×17×2=0.2 kN/m
合计 1.7 kN/m(1.59 kN/m)
b×h=450×200:自重 25×0.2×(0.45-0.1)=1.75 kN/m
抹灰 0.02×(0.45-0.1)×17×2=0.24 kN/m
合计 1.99 kN/m(1.87 kN/m)
b×h=600×250:自重 25×0.25×(0.6-0.1)=3.13 kN/m
抹灰 0.02×(0.6-0.1)×17×2=0.34kN/m
合计 3.47kN/m(3.33 kN/m)
b×h=400×250: 自重 25×0.25×(0.4-0.1)=1.88KN/m
抹灰 0.02×0.4-0.1)×17×2=0.2 kN/m
合计 2.08KN/m(1.94 kN/m)
基础梁:b×h=450×250: 自重 25×0.25×0.45=2.81 kN/m
柱自重:b×h=450×450:自重 25×0.45×0.45=5.06 kN/m
抹灰 0.02×0.45×17×4=0.61 kN/m
合计 5.67 kN/m
外墙自重:墙体:240厚小型空心砌块 2.88 kN/㎡
混合砂浆刷外墙漆 0.02×17×2=0.68 kN/㎡
合计 3.56 kN/㎡
内墙自重:墙体:190厚小型空心砌块 2.28 kN/㎡
混合砂浆刷外墙漆 0.02×17×2=0.68 kN/㎡
合计 2.96 kN/㎡
女儿墙:墙体 0.9×0.24×18=3.89 kN/m
抹灰 0.02×17×2×0.9=0.41 kN/m
窗: 0.4 kN/㎡
(2)活荷载标准值计算
屋面:不上人屋面: 0.5 kN/㎡
楼面:内走道及卫生间: 2.5 kN/㎡
其余房间: 2.0 kN/㎡
楼梯间: 恒+活=7.5+2.5=10 kN/㎡ 雪荷载: 0.25 kN/㎡
(3)各层重力荷载代表值计算
G ₄=屋面板重+顶层梁重+女儿墙重+0.5(标准层墙重+标准层柱重)+雪活载=5.57×36×15+(3.33×36×2+1.59×7.2×1.87×15×4+3.33×6×14+1.94×3×7)+396.58+2×0.34×0.9×(36+15) ×2+0.5 [23.85×10×2+0.34×(3.9×3.6-20×2.4^2) ×0.34×23.9×12×0.34×2+2×320.11+3.9×36×0.34×2×2+5×106.7+3.9×12×0.34×2×5+2.81×21+5.67×3.9×28]+0.5×0.25×36×15=5801.94kN
G ₂=G ₃=楼板重+标准层梁重+标准层墙重+标准层柱重)+楼面活活载=3.6×36×15+(33.47×36×2+1.7×7.2+1.99×15×4+3.47×6×4+2.08×3×7)+0.5×[23.85×10×2+0.34×(3.9×3.6-20×2.4^2) ×0.34×2+3.9×12×0.34×2+2×320.11+3.9×36×0.34×2×2+5×106.7+3.9×12×0.34×2×5+2.81×21+5.67×3.9×28]+0.5×[2.5×(3×36+10.8×6)+2×3.6×6×17]=6330.38kN
G ₁=楼板重+标准层梁重+0.5(标准层和底层墙重+标准层和底层柱重)+0.5*基础梁重+楼面活活载=3.6×36×15+(3.47×36×2+1.7×7.2+1.99×15×4+3.47×6×4+2.08×3×7)+0.5×[2548.38+34.21×10×2+0.34×(4.9×3.6-20×2.4^2)+195.09+169.34+(4.9×12﹣2.4^2) ×0.34×2+4.9×12×0.34×2+2×402.19+4.9×36×0.34×2×2+5×134.06+4.9×12×0.34×2×5+2.28×21+5.67×4.9×2.8+5.67×3.9×28 ]+0.5×2.81×(4×36+7×15)+0.5×[2.5×(3×36+10.8×6)+2×3.6×6×17]=6735.50kN
4. 框架侧移刚度计算
(1)框架梁线刚度计算
截面
h×b 跨度
L 矩形截面惯性矩 I0 边框架梁 中框架梁
Ib=1.5I0 ib=EIb/L Ib=2I0 Ib=EIb/L