一榀框架计算书.docx
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一榀框架计算书
一、设计资料
1、工程概况
上海杨浦科技园区活动中心建筑与结构设计,采纳现浇混凝土框架结构,主体结构为五层,一至五层建筑物层高别离为5m、4m、4m、3m、3m。
建筑为上人屋面,楼顶有突出的小房间,层高为3m。
建筑面积约为m²。
±相当于绝对标高0m,室内外高差为450mm。
2、大体参数
本设计平安品级为二级,抗震设防烈度为七度,设计大体地震加速度为,设计地震分组为一组,抗震品级为三级,轴压比限值取。
地面粗糙类别为C类,大体风压为m²,大体雪压为0.2N/m²,
本设计均采纳混凝土强度C40:
fc=N/mm²,ftN/mm2,ftkN/mm²,一般钢筋强度采纳HRB400:
fy=360N/mm²,fyk=400N/mm²。
二、结构布置和计算简图
结构平面布置图
框架梁柱截面尺寸确信
主梁跨度为l0m,h=(1/15~1/10)l0=560~840mm取h=700mm,b=(1/3~1/2)h=233~350mm取b=350mm,中间各梁调整b=300mm。
后经计算周期比不知足要求,边梁调整为h=900mm,中间各梁调整为h=800mm。
次梁跨度为l0=8m,h=(1/18~1/12)l0=444~667mm取h=500mm,b=(1/3~1/2)h=167~250mm取b=200mm
框架柱采纳矩形柱,底层层高为H=5m,b=(1/15~1/10)H=333~500mm取b=450mm,h=(1~2)b=450~900mm取h=450mm
后体会算轴压比不合格,柱尺寸调整为700mm700mm。
结构计算简图
注(图中数字为线刚度,单位:
10-3EC)
AB跨梁=DE跨梁:
i=2EC1/12310-3EC
BC跨梁=CD跨梁:
i=2EC1/12310-3EC
四五层柱:
i=EC1/123/3=610-3EC
二三层柱:
i=EC1/12310-3EC
底层柱:
i=EC1/12310-3EC
三、荷载计算
1、恒荷载计算
(1)屋面框架梁线荷载标准值
40厚C20细石砼KN/m2
25厚挤塑保温板=2
SBS防水卷材一道KN/m2
20厚1:
25水泥砂浆找平20=2
20厚1:
25水泥砂浆找平20=2
120厚现浇混凝土屋面板25=2
12厚水泥砂浆吊顶20=2
屋面恒荷载KN/m2
取KN/m2
(AB、BC、CD、DE跨)框架梁自重25=6KN/m
梁侧粉刷()2022=KN/m
合计KN/m
因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为:
g5AB1=g5BC1=g5CD1=g5DE11=6.55KN/m(注:
下标5表示第5层)
g5AB2=g5BC2=g5CD2=g5DE2=3+4)=37.8KN/m
(2)楼面框架梁线荷载标准值
20厚1:
25水泥砂浆找平20=2
20厚1:
25水泥砂浆找平20=2
10厚地砖面层22=2
120厚现浇混凝土屋面板25=2
12厚水泥砂浆吊顶20=2
楼面恒荷载KN/m2
取KN/m2
四层框架梁及梁侧粉刷KN/m
梁上填充墙自重()80.2=KN/m
墙面粉刷()202=KN/m
合计KN/m
因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为
g4AB1=g4BC1=g4CD1=g4DE1=KN/m
g4AB2=g4BC2=g4CD2=g4DE2=3.00=KN/m
一二三层框架梁及梁侧粉刷KN/m
梁上填充墙自重()80.2=KN/m
墙面粉刷()202=KN/m
合计KN/m
因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为
gAB1=gBC1=gCD1=gDE1=KN/m
gAB2=gBC2=gCD2=gDE2=
(3)屋面框架节点集中荷载标准值
A、E柱连系梁自重25=KN
粉刷()202=KN
1m高女儿墙自重250.21=41KN
粉刷2012=KN
连系梁传来屋面自重
1/2(1/2+1/284)=KN
顶层A、E柱节点集中荷载G5A=G5E=KN
B、C、D柱连系梁自重25=KN
粉刷()202=KN
连系梁传来屋面自重
B、C、D柱KN
顶层柱节点集中荷载G5B=G5C=G5DKN
(4)楼面框架节点集中荷载标准值
四层A、E柱连系梁自重KN
粉刷KN
墙体自重(注:
窗户尺寸较小,未考虑折减)
粉刷
外墙面砖
外墙保温
框架柱自重
粉刷
连系梁传来楼面自重
四层A、E柱节点集中荷载GA=GEKN
四层B、C、D柱连系梁自重KN
粉刷KN
墙体自重
粉刷
框架柱自重
粉刷
连系梁传来楼面自重
B、C、D柱
四层柱节点集中荷载GB=GC=GD=28KN
二、三层A、E柱连系梁自重KN
粉刷KN
墙体自重(注:
窗户尺寸较小,未考虑折减)
粉刷
外墙面砖
外墙保温
框架柱自重
粉刷
连系梁传来楼面自重
二、三层A、E柱节点集中荷载GA=GEKN
二、三层B、C、D柱连系梁自重4KN
粉刷KN
墙体自重
粉刷
框架柱自重
粉刷
连系梁传来楼面自重
B、C、D柱
二、三层柱节点集中荷载GB=GC=GDKN
一层A、E柱连系梁自重
粉刷
墙体自重(注:
窗户尺寸较小,未考虑折减)
粉刷
外墙面砖
外墙保温
框架柱自重
粉刷
连系梁传来楼面自重
一层A、E柱节点集中荷载GA=GEKN
一层B、C、D柱连系梁自重4
粉刷
墙体自重
粉刷
框架柱自重
粉刷
连系梁传来楼面自重
B、C、D柱
一层柱节点集中荷载GB=GC=GDKN
(5)恒荷载作用下的结构计算简图
恒荷载作用下结构计算简图
2、活荷载计算
民用建筑楼面均布活荷载标准值参考
项次
类别
标准值
(kN/m2)
1
住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园
2
教室,试验室、阅览室、会议室
3
食堂、办公楼中的一般资料档案室
4
礼堂、剧场、电影院、体育场及体育馆的看台:
(1)有固定座位
(2)无固定座位
5
健身房、舞厅
6
展览馆、商店
7
车站大厅、候车室、舞台、体操室
8
藏书库、档案库
9
停车库:
(1)单向板楼盖(板跨不小于2m)
(2)双向板楼盖和无梁楼盖(柱网尺寸不小于6mX6m)
10
厨房
11
浴室、厕所、盥洗室:
(1)对第一项中的民用建筑
(2)对其他民用建筑
12
走廊、门厅、楼梯:
(1)住宅、托儿所、幼儿园
(2)宿舍、旅馆、医院、办公楼
(3)教室、食堂
(4)礼堂、剧场、电影院、看台、展览馆
13
挑出阳台
pAB=pBC=pCD=pDE=
PA=PE
PB=PC=PD=
活荷载作用下结构计算简图
3、风荷载计算
风压标准值计算公式为:
ω =βzμsμzω0
式中ω ——风荷载标准值(kN/m2);
βz——高度z处的风振系数;
μs——风荷载体型系数;
μz——风压高度转变系数;
ω0——大体风压(kN/m2)。
因结构高度H=19m<30m,可取βz=;平面近似于矩形取μs=;μz可查《建筑结构荷载标准》。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算进程如下:
层次
βz
μs
Z(m)
μz
ω0
(kN/m2)
A(m2)
PW
(KN)
5
3
4
21
3
2
28
1
注:
表中z为框架节点至室外地面的高度;A为一榀框架各层节点的受风面积;PW=ωA。
风荷载作用下结构计算简图
四、内力计算
1、恒荷载作用下内力计算
采纳分层法
顶层
先将梁上梯形荷载和三角形荷载化为等效均布荷载
MpAB=MpBA
q=(1-2α21+α31)p
荷载的等效
α1=
α2=
α3=
α4=
顶层梯形荷载化作等效均布荷载为
gAB=gDE=+(1-2×0.3752+0.3753)×+(1-2×0.52+0.53)×=5KN/m
gBC=gCD=+(1-2×0.3572+0.3573)×+(1-2×0.4762+04763)×=KN/m
各杆的固端弯矩为:
MAB=MDE=×56.79×82kN·m
MBC=MCD=2=kN·m
四层梯形荷载化作等效均布荷载为
gAB=gDE=+(1-2×0.3752+0.3753)×+(1-2×0.52+0.53)×=5KN/m
gBC=gCD=+(1-2×0.3572+0.3573)×+(1-2×0.4762+04763)×=52.08KN/m
各杆的固端弯矩为:
MAB=MDE=×82kN·m
MBC=MCD=2=kN·m
一、二、三层梯形荷载化作等效均布荷载为
gAB=gDE=+(1-2×0.3752+0.3753)×+(1-2×0.52+0.53)×=KN/m
gBC=gCD=+(1-2×0.3572+0.3573)×+(1-2×0.4762+04763)×=52.08KN/m
各杆的固端弯矩为:
MAB=MDE=×50.54×82kN·m
MBC=MCD=2=kN·m
1、恒荷载作用下的内力计算
修正后框架在恒荷载下的弯矩图
框架在恒荷载作用下梁的剪力图
注:
VA=(MA-MB)/L+gL/2
VB=VA-GL
框架在恒荷载作用下柱的轴力图
注:
NA=VA+GA+Ni+1(i为当前层数)
框架在恒荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩
注:
M1=M-V1b/2;V1=V-(g+p)b/2
式中M1、V1为柱边截面的弯矩和剪力;g和q别离为梁上恒荷载和活荷载;b为柱的边长。
2、活荷载作用下的内力计算
框架在活荷载作用下梁、柱的弯矩图
框架在活荷载作用下算至柱边的梁的剪力图
框架在活荷载作用下柱的轴力图
框架在活荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩
3、风荷载作用下的内力计算
风荷载作用下框架梁、柱的弯矩图
风荷载作用下梁柱的剪力图
注:
V=(M1+M2)/L
风荷载作用下柱的轴力图
4、横向水平地震作用下的内力计算
重力荷载代表值
G5=
G4=
G3=G2=
G1=
总重力荷载代表值为GE=
总水平地震作用的表达式为FEKα1GE
查的αmax=;Tg。
阻尼比为,故γ。
依照周期体会计算公式T1=0.1n(n是层数)
α1=αmax=
FEK=
T1/Tg=<,无需在顶部附加地震作用。
用底部剪力法把总水平地震作用沿高度分派,可取得隔层的水平地震作用。
Fi=GiHi/ΣGKHKFEK
F1=
F2=
F3=
F4=
F5=
仍采纳D值法计算,进程如下:
剪力在各柱间的分派
各柱反弯点及柱端弯矩各柱反弯点及柱端弯矩
各柱反弯点及柱端弯矩
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