框架结构一榀框架手算计算书
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某培训中心综合楼计算书
1 工程概况
拟建5层培训中心,建筑面积4500m 2,拟建房屋所在地的设防参数,基本雪压S 0=0.3kN ·m 2,基本风压ω0=0.45kN ·m 2地面粗糙度为B 类。
2 结构布置及计算简图
主体5层,首层高度3.6m,标准层3.3m,局部突出屋面的塔楼为电梯机房层高3.0m,外墙填充墙采用300mm,空心砖砌筑,内墙为200mm 的空心砖填充,屋面采用130mm ,楼板采用100mm 现浇混凝土板,梁高度按梁跨度的1/12~1/8估算,且梁的净跨与截面高度之比不宜小于4,梁截面宽度可取梁高的1/2~1/3,梁宽同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm,柱截面尺寸可由A c ≥
c
N f N
][μ 确定本地区为四级抗震,所以8.0=c μ,各层重力荷载近似值
取13kN ·m -2,边柱及中柱负载面积分别为7.8 6.9226.91⨯÷=m 2
和7.8(6.92 2.72)37.44⨯÷+÷=m 2.
柱采用C35的混凝土(f c =16.7N ·mm 2,f t =1.57N ·mm 2)
第一层柱截面 边柱 A C =
31.326.9113105
1702810.816.7⨯⨯⨯⨯=⨯mm 2 中柱 A C =
31.2537.4413105
2276950.816.7
⨯⨯⨯⨯=⨯mm 2 如取正方形,则边柱及中柱截面高度分别为339mm 和399mm 。 由上述计算结果并综合其它因素,本设计取值如下:
1层: 600mm ×600mm ; 2~5层:500mm ×500mm
表1 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土等级强度
1 3.60.45 2.
2 1.10.1 5.05h m =++--=。
图1 结构平面布置图
图2 建筑平面图
40厚刚性防水细石砼保护层
图3 剖面图
6.9m 2.7m 6.9m
(a ) 横向框架 (b )纵向框架
图4 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
40mm 刚性防水细石砼内配φ4@200钢筋网 25×0.04=1.0 kN ·m -2 20mm1:3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN ·m -2
50mm炉渣找坡2% 12×0.05=0.6 kN·m-2
三毡四油防水层 0.4 kN·m-2
100mm钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 kN·m-2
V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN·m-2
合计 5.15 kN·m-2
1~5层楼面:瓷砖地面 0.55 kN·m-2
60mm浮石珍珠岩混凝土隔声层 5×0.06=0.3 kN·m-2
100mm混凝土楼板 0.10×25=2.5 kN·m-2
V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN·m-2
合计 3.6 kN·m-2
3.2 屋面及楼面可变荷载标准值
上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kN·m-2
楼面活荷载标准值 2.0 kN·m-2
电梯机房楼面活荷载标准值 7.0 kN·m-2
屋面雪荷载标准值 0.3 kN·m-2
3.3 墙重力荷载计算
外墙:墙体为300mm粘土空心砖,外墙面贴瓷砖。墙面为20mm厚抹灰,则外墙单位墙面重力荷载为:
15×0.3+17×0.02=4.84 kN·m-2
内墙:为200mm粘土空心砖,两侧均为20mm抹灰,则内墙单位面积重力荷载为:15×0.24+17×0.02×2=3.68 kN·m-2
3.4 梁柱自重重力荷载(见表2)
表2 梁柱重力荷载标准值
塑钢窗: 0.45 kN ·m -2
普通钢铁门: 0.45 kN ·m -2 铝合金门: 0.40 kN ·m
-2
火
门: 0.45 kN ·m -2 木 门: 0.2 kN
·m
-2 玻璃门: 1.0 kN ·
m -2
3.6 重力荷载代表值
具体数据见图5中标注,G
i 的单位为
kN 。
4
框架侧移刚度计算 图5 各质点重力荷载代表值
4.1 横向框架侧移刚度计算
表3
横梁线刚度i b 计算
表4 柱线刚度i c 计算
表5 中框架柱侧移刚度D 值(N ·mm -1
)
表6 边框架柱侧移刚度D 值(N ·mm -1
)
表7 楼、电梯间框架柱侧移刚度D 值(N ·mm -1
)
表8 横向框架层间侧移刚度(N ·mm -1
)
1D i 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
突出屋面部分的折算重力荷载 ()
331411.0711731.77219.8e G =⨯+⨯=kN 结构顶点的假想侧移计算由表9体现。
表9 结构顶点的假想侧移计算
1T T T 1=1.7×0.75.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力
结构不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切性为主,故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值,
即 0.850.85(894.60722056.426948.24eq i G G =⨯=⨯++∑) =0.85×29899.27=25414.38KN
0582.008.0)57
.04.0()(9
.0max 9.011=⨯==ααT T g
F EK =α1·
G eq =0.0582×25414.38=1479.12kN
因1.4T g =1.4×0.40=0.56s δn =0.08·T 1+0.01=0.08×0.57+0.01=0.0556 50.05561479.12109.350F ∆=⨯=kN 各质点的水平地震作用按公式F i =1479.12i i j j G H G H ⨯∑计算 具体计算结果由表10体现 表10 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算