多层框架结构抗震设计.docx
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1、多层框架结构抗震设计(按2010规范)(一)、工程概况本例题为某企业办公楼。办公楼平面图见例题图4.17。建筑沿X方向长度为27.2m;Y方向长度为17.8m。建筑层数为三层,各层层高均为3.6m,室外地面至屋面的总高度为11.1m,无地下室。上部主体结构为钢筋混凝土框架结构体系。基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础顶面(相对一层室内地面标高0.000)的标高为-0.800米。图4.17建筑标准层平面图(二)、设计依据(1)主体结构设计使用年限为50年(2)自然条件:当地的基本风压W0=0.35kN/m2;基本雪压S0=0.30kN/m2;抗震设防烈度7度;依据所提供的工程地质勘察报告:可采用
2、天然地基上浅基础,基础底面置于地质勘察报告的第层,园砾层。基础范围内的园砾层的分布均匀,厚度大于15米。承载力标准值为fk=350kPa。(3)设计所采用的主要标准建筑结构荷载规范(GB50009)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)建筑地基基础设计规范(GB50007)(4)建筑分类等级建筑结构安全等级为二级;建筑抗震设防类别为丙类;钢筋混凝土结构的抗震等级为三级;地基基础的设计等级为丙级;建筑防火分类为多层民用建筑、耐火等级为二级。(5)主要荷载(作用)取值楼面活荷载取2.0 kN/m2;上人屋面活荷载取2.0 kN/m2;基本雪压S0
3、=0.30kN/m2;(6)抗震设计参数抗震设防烈度7度(0.15g)设计地震分组为第二组场地类别为类、场地属抗震有利地段;多遇地震的水平地震影响系数最大值max=0.12;特征周期Tg=0.4s;结构阻尼比0.05。(6)主要结构材料混凝土强度等级柱C30、梁板C25、其它构件C20;纵向受力钢筋和箍筋采用HRB400、其它HPB300;填充墙砌体采用蒸压加气混凝土砌块,砌块强度等级不小于MU5.0、砂浆强度M5.0混凝土砌块容重不大于6kN/m3。结构平面布置图结构平面布置图3 截面尺寸初步估计柱截面设计采用C30混凝土柱截面:根据轴压比,高宽要求,初步估计柱的截面尺寸为(1/10-1/1
4、5)的柱高,而柱高最大值为底层的柱高,为3600+800=4400mm,故取b=h=400mm.梁的截面设计梁的截面宽度b: 框架梁取300mm,楼面连系梁取200mm。梁的截面高度h取值如下:横向框架梁: h1=()L (3-2) AB、CD跨: , 取h1=600mm BC跨:在AB和CD之间,取h1=400mm 横向框架梁: h1=()L ,取500mm连系梁: H2L , 取h2=400mm。综上可知,各梁的截面如下:框架梁: 横向 b1h1=250mm600mm(AB跨、BC跨、CD跨)、BC跨b2h2=250mm600mm 纵向b3h3=250mm500mm 次梁: b3h3=20
5、0mm400mm(三)、荷载计算(1)永久荷载屋面恒载保温防水:西南图集03J201-1-10-2106a 3.13kN/m2 结构层:现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m2顶面抹灰:10厚水泥砂浆 0.2kN/m2 合计5.82kN/m2 (2)标准层楼面恒载楼面装修:西南04J312-8-3131a 1.2kN/m2结构层:现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m2顶面抹灰:10厚水泥砂浆 0.2 kN/m2 合计3.9 kN/m2 (3)梁自重横向框架梁KL1自重b3h=250mm3600mm (0.60-0.1)30.25325=3.125kN/m抹灰:10厚水泥砂浆 0.
6、013(0.5032+0.25)320 =0.25kN/m 合计3.375kN/m横向框架梁KL2自重b3h=250mm3400mm (0.4-0.1)30.25325=1.88kN/m抹灰:10厚水泥砂浆 0.013(0.332+0.25)320 =0.17kN/m 合计2.05 kN/m纵向框架梁KL3自重b3h=250mm3500mm (0.5-0.1)30.25325=2.5kN/m抹灰:10厚水泥砂浆 0.013(0.432+0.25)320 =0.21kN/m 合计2.71kN/m次梁L1自重b3h=200mm3400mm (0.40-0.1)30.20325=1.5kN/m抹灰:
7、10厚水泥砂浆 0.013(0.332+0.20)320 =0.16kN/m 合计1.66kN/m(4)柱自重b3h=400mm3500mm 0.4030.50325=5kN/m抹灰 0.013(0.4+0.5)32320=0.36 kN/m 合计5.36kN/m(5)墙体自重外纵墙自重标准层:(层高3.6m)纵墙 0.243(3.6-0.5)36=4.46kN/m内外侧抹灰: 0.02323(3.6-0.5)320=2.48 kN/m 合计6.94kN/m 考虑窗折减:6.94kN/m30.9=6.25 kN/m内纵墙自重:顶层:(层高3.6m)纵墙 0.123(3.6-0.5)36=2.2
8、3kN/m双面抹灰: 0.02323(3.6-0.5)320=2.48 kN/m 合计4.71kN/m考虑窗折减:4.71kN/m30.9=4.24 kN/m内横墙自重:标准层:(层高3.6m)横墙 0.123(3.6-0.6)36=2.16kN/m双面抹灰: 0.02323(3.6-0.6)320=2.4 kN/m 合计4.56kN/m 外横墙自重:标准层:(层高3.6m)横墙 0.243(3.6-0.6)36=4.32kN/m双面抹灰: 0.02323(3.6-0.6)320=2.4 kN/m 合计6.72kN/m考虑窗折减:6.72kN/m30.9=6.05 kN/m(6)活载标准值计算
9、查荷载规范:楼面均布活荷载标准值为2.0N/m2上人屋面均布活荷载标准值为2.0kN/m2走廊均布活荷载标准值为2.5kN/m2雪荷载为0.3kN/m2 雪荷载与屋面活荷载不同时考虑,两者取大。(四) 、梁、柱刚度计算根据规范可知,对于现浇楼板其梁的线刚度应进行修正: 边框架 =1.5 中框架 =2取结构图中4号轴线的一榀框架进行计算横梁线刚度i b的计算采用混凝土C25, =2.8104N/mm2 横梁线刚度ib计算表类别Ec (N/mm2)b (mm)h (mm) (mm4)L (mm)EcI0/l (Nmm)1.5EcI0/l (Nmm)2EcI0/l (Nmm)AB、CD跨2.8104
10、2506004.510972001.7510102.610103.51010BC跨2.81042504001.3310932001.161010 1.710102.31010 柱线刚度i c的计算柱线刚度ic计算表层次Ec (N/mm2)b (mm)h (mm)lc (mm) (mm4)EcIo/l (Nmm)13.010440050044004.21092.861010233.010440050036004.21093.51010各层横向侧移刚度计算 底层中框架A、D柱 c=(0.5+k)/(2+k)=0.54D11=c12ic/h2=0.54122.861010/44002=9573中框架
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