1轴一榀框架设计
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5 一榀框架设计
5.1 框架竖向荷载计算简图
5.1.1 框架梁柱截面尺寸的确定
选取1轴框架进行计算,该框架为三跨五层,该框架的位置及其结构平面布置荷载传递方式分别见下图5-1,5-2,5-3,5-4,5-5,5-6所示:
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第二层结构布置图5-1
第三层结构布置图5-2 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计(论文)
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第四层结构布置图5-3
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第五层结构布置图5-4
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第六层结构布置图5-5
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第七层结构布置图5-6
5.1.3 框架柱
边柱、中柱的截面尺寸分别为:b×h=300mm×400mm,b×h=400mm×600mm。
确定框架的计算简图
框架结构平面布置如图一所示,取1轴上的一榀框架计算,假定框架嵌固于基础顶面,框架与框架柱刚接。框架梁的跨度应取框架柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基础顶面标高根据地质条件、室内外高差确定:室内外高差为0.3m,假设基础顶面位于室外地坪以下0.7m,则基础顶面标高为-1m,二层楼面结构标高为3.6m,故底层柱高H1=3.6+1=4.6m。
其余各层柱高从楼面算至上一层楼面,即为层高,为3.3m。由此可以绘出框架的计算简图,如下图5-2所示。 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计(论文)
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框架计算简图 图5-7
5.2 梁柱线刚度计算
对于中框架梁柱的线刚度取I=2I0,边框架梁柱取I=1.5I0,混凝土强度等级为C25。
1、第1轴框架梁线刚度:
431012.81025050022122.26106450BCEIiNmml 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计(论文)
9 4310/12.8102505001.51.5123.84102850ABCDEIiNmml
2、第1轴底层框架柱线刚度:
4310/12.810400600124.38104600BCEIiNmmh4310/12.810300400120.97104600ADEIiNmmh
3、第1轴二~六层框架柱线刚度:
4310/12.810400600126.11103300BCEIiNmmh
4310/12.810300400121.36103300ADEIiNmmh
4、第1轴各杆件相对线刚度:
令底层柱的线刚度/1.0ADi,则其余各杆件的相对线刚度为:
底层框架柱
10/104.38104.520.9710BCi
二~六层框架柱
10/106.11106.290.9710BCi,10/101.36101.510.9710ADi
框架梁
10102.26102.330.9710BCi,10/103.84103.960.9710ABCDi
第1轴框架的相对线刚度如下图5.3所示,作为计算节点杆端弯矩分配系数的依据。 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计(论文)
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第1轴框架相对线刚度 图5-8
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5.3 竖向荷载计算
5.3.1 楼面板荷载(各楼面荷载值计算详见3.2节)
各楼面恒荷载值
一层至五层: g=3.1 KN/m²
屋面: g=4.465KN/m²
卫生间: g=3.95 KN/m²
活荷载
走廊、楼梯活载: q=2.5KN/m²
储藏室: q=5 KN/m²
上人屋面、会议室、卫生间: q=2 KN/m²
不上人屋面: q=0.5KN/m²
5.3.2 梁柱自重
b×h=250mm×500mm(板厚100mm)
梁自重 25×0.25×(0.5-0.10)=2.5KN/m
梁侧20厚混合砂浆抹灰层 0.02×(0.5-0.10)×2×17=0.27KN/m
合计 2.77KN/m
b×h=200mm×400mm(板厚100mm)
梁自重 25×0.25×(0.4-0.10)=1.88KN/m
梁侧抹灰层:20厚混合砂浆 0.02×(0.4-0.10)×2×17=0.20KN/m
合计 2.08KN/m
b×h=400mm×600mm(板厚100mm)
柱自重 25×0.4×0.6=6KN/m
5.3.3 墙自重(一~五层第1轴一榀框架)
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墙线载转化为平均线载进行布置,平均线载= ((标准砖自重×(墙长×(层高-梁高)-门/窗宽×门/窗高))+门/窗宽×门/窗高×门/窗自重)÷墙长
30厚ZL胶粉聚苯颗粒保温砂浆重: 0.03×18=0.54KN/m²
10厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆重: 0.01×14=0.14KN/m²
15厚1:1:6水泥石灰膏砂浆重: 0.015×14=0.21KN/m²
240厚空心砌块自重: 0.6×18×0.24=2.6 KN/m²
240厚空心砌块单位内墙自重: 0.4+2.6=3.0 KN/m²
240厚空心砌块单位外墙自重: 0.9+2.6=3.5 KN/m²
表5-1 第一榀框架相关梁上线载计算表
轴号 轴段 墙位置 层高 梁高 墙长 门/窗 墙单位面积荷载 平均线载(KN/m) 宽 高 单位面积荷载
A轴 1-2 1层 3.6 0.5 6 3.3 2.2 0.4 3.5 7.0
2-5层 3.3 0.5 6 3.3 1.9 0.4 3.5 7.4
1/B轴 1-2 4-5层 3.3 0.4 6 1.2 2.4 0.4 3 7.5
2/B轴 1-1/1 1层 3.6 0.4 3 1.2 2.4 0.4 3 6.8
1-1/1 2-3层 3.3 0.4 3 1.2 2.4 0.4 3 5.9
1-2 4-5层 3.3 0.4 6 2.4 2.2 0.4 3 6.4
D轴 1-2 1层 3.6 0.5 6 3.3 2.2 0.4 3.5 7.0
2-5层 3.3 0.5 6 3.3 1.9 0.4 3.5 6.6
无窗墙(取1m计算) 梁高400 1层 3.6 0.4 1 0 0 0 3.5 11.2
2-5层 3.3 0.4 1 0 0 0 3.5 10.1
梁高500 1层 3.6 0.5 1 0 0 0 3.5 10.9
2-5层 3.3 0.5 1 0 0 0 3.5 9.8
女儿墙(取1m计算) 1.4 0 1 0 0 0 3.5 4.9
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5.3.4 竖向荷载作用下的框架受荷图
荷载传导如图5-1,5-2,5-3,5-4,5-5,5-6所示
T-2楼梯结构布置如5-9所示
T-2楼梯结构布置 5-9 广西工学院鹿山学院本科生毕业设计(论文)
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由楼梯结构布置图可知此楼梯为三跑楼梯,第二跑TB4为梁式楼梯,第一跑TB3与第三跑TB5均为板式楼梯,则依据第四章楼梯计算可近似算得T-2楼梯传至1轴的荷载如下:
PTB4,PTB5平台板的做法与标准楼面做法一致,恒荷载值取楼面恒荷载:g=3.1 KN/m²
楼梯活荷载为:q=2.5 KN/m²
简化计算PTB4,PTB5传导至TL4的荷载为
恒载: 3.11.13/2=1.75/KNm
活载: 2.51.13/2=1.41/KNm
表5-1 TB4梯段板的荷载传导计算
表5-2 TL4平台梁的荷载计算
恒
荷
载 荷载种类 TL4荷载标准值(KN)
混凝土双折线斜梁自重 25×0.20×0.30×(2×1.14+0.52/0.844)=4.34
梁侧粉刷 0.02×(0.3-0.1)×20×2×(1.14×2+0.52)=0.35
合计 4.69
TL4传至KZ5的集中荷载 恒载:(1.75×2×1.14+1.29+4.34)/2=4.81
活载:(1.41×2×1.14+0.73)/2=1.97
恒
荷
载 荷载种类 荷载标准值(KN)
每级面层重 0.02×20×(0.165+0.26)×1.14=0.19
每级踏步重 25×(0.165/2+0.04/0.844)×1.14×0.26=0.96
20厚水泥沙浆粉底 20×0.02×1.13×0.52/0.844=0.28
活荷载 2.5×1.13=2.82 KN/m
TB4传至TL4的荷载 恒载:2×(0.19+0.96)/2+0.28/2=1.29KN
活载:2.82×0.52/2=0.73KN