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 ∑==

;