框架结构计算书.【范本模板】
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1. 工程概况
黑龙江省某市兴建六层商店住宅,建筑面积 4770平方米左右,拟建房屋所在地震动 参数 08。 0m ax =α, 40。 0T g =,基本雪压 -20m 6KN 。 0S ⋅=,基本风压 —20m 40KN 。 0⋅=ϖ,地 面粗糙度为 B 类.
地质资料见表 1.
表 1 地质资料
2. 结构布置及计算简图
根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求, 进行了建筑平面、 立面及剖面设计, 其标 准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。主体结构共 6层,层高 1层为 3.6m , 2~6层为 2.8m 。
填充墙采用陶粒空心砌块砌筑:外墙 400mm ;内墙 200mm .窗户均采用铝合金窗,门 采用钢门和木门。
楼盖及屋面均采用现浇钢筋砼结构,楼板厚度取 120mm ,梁截面高度按跨度的
1/812/1~估算,尺寸见表 2,砼强度采用 mm 43N . 1f , mm 3KN 。 14f (C —2t —2c 30⋅=⋅=。 屋面采用彩钢板屋面。
表 2 梁截面尺寸(mm
柱截面尺寸可根据式 c
N f ][N
A c μ≥
估算.因为抗震烈度为 7度,总高度 30m <,查表
可知该框架结构的抗震等级为二级,其轴压比限值 8。 0][N =μ;各层的重力荷载代表值近 似取 12-2m KN ⋅,由图 2。2可知边柱及中柱的负载面积分别为 2m
35. 4⨯和 2m 8。 45。 4⨯. 由 公式可得第一层柱截面面积为
边柱 32c 1。34。5312106
A 98182mm 0。814.3⨯⨯⨯⨯⨯≥=⨯
中柱 23c mm 51049114。3
8. 06
10128. 45。 425。 1A =⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥
如取柱截面为正方形,则边柱和中柱截面高度分别为 371mm 和 389mm 。根据上述计算结 果并综合考虑其它因素,本设计框架柱截面尺寸取值均为 600m m 600m
m ⨯,构造柱取 400m m 400m m ⨯。
基础采用柱下独立基础,基础埋深标高 -2.40m ,承台高度取 1100mm 。框架结构计算 简图如图 1所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线;梁轴线取至板底,
62~层柱高 度即为层高,取 2.8m ;底层柱高度从基础顶面取至一层板底,取 4。9m .
图 1. 框架结构计算简图
3。 重力荷载计算 3。1 屋面及楼面的永久荷载标准值
屋面(上人 :
20厚水泥砂浆找平层 -2m 40KN 。 002. 020⋅=⨯ 150厚水泥蛭石保温层 -2m
75KN . 015. 05。0⋅=⨯ 100厚钢筋混凝土板 —2m 5KN 。 210. 025⋅=⨯ 20厚石灰砂浆 -2m KN 43. 020. 071⋅=⨯
合计 4。11-2m KN ⋅ 1~5层楼面:
瓷砖地面(包括水泥粗砂打底 0.55-2m KN ⋅ 120厚钢筋混凝土板 —2m 5KN 。
210。 025⋅=⨯ V型轻钢龙骨吊顶或 20厚水泥砂浆 0。34—2m KN ⋅ 合计 3.39-2m
KN ⋅
3。2 屋面及楼面可变荷载标准值
上人屋面均布荷载标准值 2.0—2m KN ⋅ 楼面活荷载标准值 2。0—2m KN ⋅
屋面雪荷载标准值 20r k m 6KN 。 06. 00. 1S S -⋅=⨯=⋅=μ
3。3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算
梁、 柱可根据截面尺寸、 材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载;
对墙、
门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载了。具体计算过程从略,计算结果见表 3。
表 3 梁、柱重力荷载标准值
续表 3
注 :1表中 β为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数;
g 表示单位长度构件重力荷载; n 为构件数量
2梁长度取净长;柱高取层高。
外墙为 400厚陶粒空心砌块(5—2
m
KN ⋅ ,外墙面贴瓷砖(0.5-2
m
KN ⋅ ,内墙面为 20mm 厚抹灰,则外墙单位墙面
重力荷载为:
—2 m
KN
84
. 6
02
. 0
17
40
。 0
51
5. 0⋅
=
⨯
+
⨯
+;
内墙为 200厚陶粒空心砌块,两侧均为 20mm 厚抹灰,则内墙单位面积重力荷载为: 1—2
m KN
68
. 3
2
02
。 0
17
20
。 0
5⋅
=
⨯
⨯
+
⨯。
木门单位面积重力荷载为 -2
m
2KN
。 0⋅; 铝合金窗单位面积重力荷载取 -2
m
4KN
. 0⋅;
钢铁门单位面积重力荷载为 -2
m
4KN
。 0⋅。
3。4 重力荷载代表值 (见图 4
集中于各楼层标高处的重力荷载代表值, 为计算单元范围内的各楼层楼面上的重力荷 载代表值及上下各半层的墙柱等重量. 计算时, 各可变荷载的组合按规定采用, 屋面上的 可变荷载均取雪荷载,具体过程略,计算简图见图 2。
6880。28KN
6880。28KN
6880。28KN
4940.39KN 图 2
4. 横向框架侧移刚度计算
横梁线刚度
b
i 计算过程见表 4;柱线刚度
c
i 计算见表 5。
表 4 横梁线刚度
b
i 计算表 表 5 柱线刚度
c
i 计算表
柱的侧移刚度 D 值按下式计算:
2
c
c h
12i
D α
=。根据梁柱线刚度比 K 的不同,柱可分 为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等,计算结果分别见表 6、
表 7、表 8。
表 6 中框架柱侧移刚度 D 值 mm N (—1
⋅
表 7 边框架柱侧移刚度 D 值 mm N (—1 ⋅
将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加, 即得框架各层层间侧移刚度 i D ∑,
见表 8。 由表 8可见, 12D /D 1194642/16848300。7090.7∑∑==〉,故该框架为横向规则框架.
表 8 横向框架层间侧移刚度 D 值 mm /N (
5。 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算
5.1。1 横向自振周期计算
结构顶点的假想位移计算见表 9.
表 9 结构顶点的假想位移计算
结构基本自震周期 T T 17。 1T ϕ=,其中 υT 的量纲为 m ,取 7. 0T =ϕ,则
S 492。 01711. 07. 07. 1T 1=⨯⨯=
5。1。2 水平地震作用及楼层地震剪力计算
本方案结构高度小于 40m ,质量和刚度沿高度分布较均匀,变形以剪切型为主,故可
用底部剪力法计算水平地震作用.因为是多质点结构,所以
eq i G 0.85G 0.854940。396880.2847058.8833592.33KN =∑=⨯
+⨯+=( 设防烈度按 7度考虑,场地特征周期分区为二区,场地土为Ⅱ类,查表得: 特征周期 T g =0。40s 水平地震影响系数最大值 08。 0m ax =∂
0.9
0。9
g 1max 1T 0。400.080。066T 0.492⎛⎫⎛⎫ ∂=∂=⨯= ⎪
⎪⎝⎭⎝⎭
EK 1eq F G 0。06633592。332217。09KN =∂=⨯=
因为 g 11.4T 1.40。40.56S T 0.492S =⨯=〉=,所以不应考虑顶部附加水平地震作用。 各质点的水平地震作用:
(i i
i i
i n EK n
n
j
j
j
j
j 1
j 1
G H G H F 1F 2217.09
G H
G H
δ=== -⨯=∑∑
表 10各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表
各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图 3。
V6
V5
V4
V3
V2
V1
F4
F3 F2
F1F6F5
(a 纵向水平地震作用分布 (b 层间剪力分布 图 3 纵向水平地震作用及层间剪力分布图
5.1。3 水平地震作用下的位移验算
水平地震作用下框架结构的层间位移 i μ∆和顶点位移 i μ按下式计算
∑==∆s
1
j ij i i D /V (μ 和
k
n
1
k ∑
=∆= (μμ , 各 层 的 层 间 弹 性 位 移 角 i i e h /μθ∆=,计算结果如表 11。
表 11 横向水平地震作用下的位移验算
由表可见,最大层间弹性位移角发生在第 2层,其值 0.818310-⨯〈 1/550,满足要求 , 其中 550/1]h /[=∆μ是由弹性层间位移角限值查得。
5。1.4 水平地震作用下框架内力计算
以 4轴线框架内力计算,其余框架计算从略。 框架柱端剪力及弯矩按式 i s
1
j ij
ij
ij V D
D V ∑==
;