东南大学横向框架计算书.docx
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1、第一部分 设计条件一、工程名称洪泽县文化中心二、建筑设计资料本建筑为洪泽县文化中心。采用钢筋砼全现浇框架结构,共五层楼,底层层高4.5m,二五层层高为4.2m。本建筑总长为59.0m,总宽为21.0m,总高为21.3m。 建筑平面如下图所示:三、基本数据1、工程地质报告摘要建筑场地表层为素填土,厚为1.8m,其下为粉质粘土层,厚度为1.1m,再下为中密卵石土层,厚1m,再下依次为:2.4m稍密卵石土层;2.3m中密卵石土层;1.9m密实卵石土层;0.9m中密卵石土层;2.5m密实卵石土层;1.0m稍密卵石土层;1.6m密实卵石土层地下水位在地表以下3m处 (二)、气象条件摘要主导风象:东南风基
2、本风压: W0=0.7KN/m2基本雪压: S0=0.40KN/m2(三)、活荷载 查建筑结构荷载规范可知楼面活荷载为5.0KN/m2,楼梯活荷载为3.5m2。第二部分 结构方案的选型及布置一、确定结构体系本工程采用框架承重,现浇整体式钢筋砼楼板,墙体240厚KP1空心砖墙。二、梁柱截面的确定1、横向框架梁(1)、截面高度h框架梁的高度可按照高跨比来确定,即梁高h=L。h=L1=7200583875mm 取h=700mm (2)、截面宽度b=h=700280350mm取b=300mm2、纵向框架梁(1)、截面高度h=L1=7200583875mm 取h=700mm (2)、截面宽度b=h=70
3、0280350mm取b=300mm3、框架柱按轴心受压公式轴压比计算中柱N=1.25147.07.05=4287.5 b=534mm边柱N=1.251.05147.03.55=2251 b=387.0mm故 取中柱截面600600mm,取边柱截面450450mm。三、横向框架的布置标准层底层四、横向框架的跨度和柱高1、框架的跨度框架的跨度应取柱形心间的距离。2、框架底层柱的高度框架的底层柱高取基础扩大面至二层楼板顶面间的距离。根据地质资料综合分析,假定基础高度为1.5m,确定基础顶面标高为-0.60,二层板顶的标高为4.5,所以底层柱高应取为5.1m。3、其余各层柱高除底层柱外的其余各层柱的柱
4、高均取层高,故本设计其余各层柱高均为4.2m。第三部分 横向框架内力计算一、水平地震荷载下的横向框架(KJ-5)内力计算(一)、地震作用的计算地震作用的计算即地震荷载的计算。按建筑抗震设计规范规定,本设计的结构底部总剪力(即总地震荷载)可以按公式FEK=1Geq来计算,其中1=max。1、产生地震荷载的建筑物总质量Geq的计算(1)、作用于房屋上的恒载标准值、屋面荷载防水层 三毡四油热铺绿豆砂一层 0.4 KN/找平层 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02*20=0.4 KN/保温层 70厚水泥防水珍珠岩块保温层 0.07*4=0.28 KN/找平层 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02*20
5、=0.4 KN/结构层 100厚现浇钢筋砼屋面板 0.1*25=2.5 KN/粉刷层 10厚1:3水泥砂浆粉平顶 0.01*20=0.2 KN/ =4.18 KN/、楼面荷载面 层 15厚1:2水泥白石子 0.015*16=0.24 KN/找平层 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02*20=0.4 KN/垫 层 30厚C20细石砼 0.03*18.5=0.555 KN/防水层 1.5厚水乳型橡胶沥青防水涂料 0.0015*10=0.015 KN/找平层 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02*20=0.4 KN/结构层 100厚现浇钢筋砼楼板 0.1*25=2.5 KN/粉刷层 10厚1:3水泥
6、砂浆粉平顶 0.01*20=0.2 KN/ =4.31 KN/、框架梁、柱重量a、700mm高横向框架梁0.3*0.7*25+(0.6*2+0.3)*0.02*20=5.85 KN/mb、框架柱 0.6*0.6*25+0.6*4*0.02*20=9.96 KN/m0.45*0.45*25+0.45*4*0.02*20=5.78KN/mc、门过梁 0.2*0.1*25+(0.2*2+0.1)*0.02*20=0.70KN/m(2)、质点质量Gi的计算决定多层框架的地震荷载时,结构的计算简图可以认为是一多质点体系,产生地震荷载的建筑物重量集中于各层的楼盖处,各质点质量还应包括上下各半层范围内的恒载
7、,50%的雪载或50%的楼面等效均布活荷载。、集中于屋盖平面处的质点质量G雪载(50%) 0.5*0.4*59*14=165.2KN屋面恒载 4.18*59*14=3452.68KN700高横向框架梁 5.85*(7.0-0.6/2-0.45/2)*20=757.575KN700高纵向框架梁 5.85*(7.0-0.6)*8+5.85*(3-0.6)*1+5.85*(7.0-0.45)*8*2+5.85*(3-0.45)*2=957.1KN门过梁 0.7*1*17=11.9KN1m高女儿墙 0.24*1* (59+14)*2*19=665.76kN外墙 0.24*(2.1-0.7)*(59+1
8、4)*2-3-3*19=893.76kN 内墙 0.24*(2.1-0.7)*5*7+7*7+7-2+2+(7-1)*12+(4-1)*19=1059.74kN柱 9.96*2.1*10+5.78*2.1*20=451.92KN 合计:=7553.64KN、集中于四层顶盖处的质点质量G4楼面活载(50%) 0.5*5.0*59*14 =2065KN楼面恒载 59*14*4.31=3560.06 KN700高横向框架梁 757.57KN700高纵向框架梁 957.10KN过梁 11.9KN外墙0.24*(4.2-0.7)*(59+14)*2-3-3*19=2234.4kN内墙 0.24*(4.2
9、-0.7)*5*7+7*7+7-2+2+(7-1)*12+(4-1)*19=2649.36kN柱 9.96*4.2*10+5.78*4.2*20=903.84KN 合计:=13130.23KN、集中于二、三层顶盖平面处的质点质量G2=G3 = G4= 13130.23KN、集中于一层顶盖处的质点质量G1楼面活载 2065KN雪载(50%) 0.5*0.4*59*7=82.6KN楼面恒载 3560.06 KN屋面恒载 4.18*59*7=1726.34700高横向框架梁 5.85*(7.0-0.6/2-0.45/2)*30= 1136.46KN700高纵向框架 5.85*(7.0-0.6)*16
10、+5.85*(3-0.6)*2+5.85*(7.0-0.45)*8*2+5.85*(3-0.45)*2=1270KN柱 9.96*(2.1+2.55)*20+5.78*(2.1+2.55)*20=1463.82KN外墙 0.24*2.1*(59+14)*2-3-3*19+0.24*(2.55-0.7)*(59+21)*2-4*6-2*6-7*19=2327.652KN设计时底层没有布置内隔墙,取底层内墙荷载为2.5kN/m2;则内墙荷载为2.5/2*59*21+0.24*(2.1-0.7)*5*7+7*7+7-2+2+(7-1)*12+(4-1)*19=2608.49 合计:G1=16240.
11、42KN整个建筑物的重力荷载代表值如下图所示:2、梁和柱刚度的计算本工程柱、梁的砼均采用C35,EC=3.15*107KN/m2。(1)、梁和柱的线刚度计算、梁的线刚度计算在计算框架梁的惯性矩时,考虑梁为矩形截面。框架梁截面的折算惯性矩计算时,对于现浇整体式结构,中框架的折算系数为2,边框架的折算系数为1.5。类型截面积b*h跨度截面惯性矩中 框 架边 框 架IB=2I0iBIB=1.5I0iB700高0.3*0.77.08.575*10-316.15*10-37267512.86*10-357870注:表中iB = (KNm)、柱的线刚度计算a、中柱(6003600mm)层 次层 高 (m)
12、截面积 b*h (m2) 截面惯性矩 IC= bh3线刚度iC底 层5.10.6*0.610.8*10-366706其余层4.20.6*0.610.8*10-381000注:表中iC = (KNm)b、边柱(4503450mm)层 次层 高 (m)截面积 b*h (m2) 截面惯性矩 IC= bh3线刚度iC底 层5.10.45*0.453.42*10-321106其余层4.20.45*0.453.42*10-325628注:表中iC = (KNm)(2)、柱的侧移刚度D值的计算a、中框架中柱(C柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=50.6*0.64.281000
13、1.0540.3451901040.6*0.64.2810001.0540.3451901030.6*0.64.2810001.0540.3451901020.6*0.64.2810001.0540.3451901010.6*0.65.1667062.1790.64119727注:底层=,=;非底层=4*42675/(2*81000)=1.054,=b 中框架边柱(D柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=50.45*0.454.2256282.8360.5861021640.45*0.454.2256282.8360.5861021630.45*0.454.2256
14、282.8360.5861021620.45*0.454.2256282.8360.5861021610.45*0.455.1211063.4430.7247050注:底层=,=;非底层=,=c 中框架边柱(B柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=50.45*0.454.2256282.8360.5861021640.45*0.454.2256282.8360.5861021630.45*0.454.2256282.8360.5861021620.45*0.454.2256284.2540.681185510.45*0.455.1211065.6720.804782
15、9注:底层=,=;非底层=,=d 中框架边柱(A柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=10.45*0.455.1211063.4430.7247050e 边框架中柱(C柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=50.6*0.64.2810001.4230.4162292240.6*0.64.2810001.4230.4162292230.6*0.64.2810001.4230.4162292220.6*0.64.2810001.4230.4162292210.6*0.65.1667061.7350.59818404注:底层=,=;非底层=,=
16、e 边框架边柱(D柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度D=50.45*0.454.2256282.2580.530924040.45*0.454.2256282.2580.530924030.45*0.454.2256282.2580.530924020.45*0.454.2256282.2580.530924010.45*0.455.1211062.7420.6486310注:底层=,=;非底层=,=f 边框架边柱(B柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=50.45*0.454.2256282.2580.530924040.45*0.454
17、.2256282.2580.530924030.45*0.454.2256282.2580.530924020.45*0.454.2256283.3870.6291096510.45*0.455.1211065.4840.7807595注:底层=,=;非底层=,=f 边框架边柱(A柱)侧移刚度D值的计算层次截面 (m2) 层高 (m)线刚度KD=10.45*0.455.1211062.7420.6846660 (3)、各层柱侧移刚度之和(层间刚度)的计算层次中框架中柱中框架边柱边框架中柱边框架边柱D5 19010*8 =15208010216*8*2=16345622922*2= 458449
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