框架结构设计
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第一章:工程概况和结构设计方案
2.1 工程概况
2.1.1设计依据:
(一)工程设计使用年限: 本工程设计使用年限为 50 年。 (二)自然条件:
1.基本风压: )m KN (2
0W =0.45
2.地面粗糙程度:B 类。
3.基本雪压: 0.65 KN/㎡。
4.工程地质见下表:
表2-1 拟建场地工程地质情况
地下水情况:
无侵蚀性,最高水位距地表 -2.0 m 。
2.1.2 设计要求:
(一)本工程主体为钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第I 分组,基本地震加速度为0.10g ,场地类别为III 类,现浇框架抗震等级为三级。层高4.5米。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,板厚120mm 。 (二)设计荷载:
(1)不上人屋面活荷载 0.5 KN/㎡ (2)屋面雪荷载 0.65 KN/㎡ (3)车间活荷载标准值为 3.5KN/㎡。 (4)楼面永久荷载 3.80 KN/㎡ (5)屋面永久荷载 3.98 KN/㎡
2.2 结构设计方案
2.2.1柱网布置
图2-1 框架结构的计算简图
图2-2 纵向框架组成的空间结构
本方案中,按照纵向的平面框架进行计算。
2.2.2梁柱截面尺寸的初步确定
梁截面尺寸估算
梁截面高度一般取梁跨度的1/12~1/8进行估算,梁宽取梁高的1/3~1/2。由此估算的框架梁的截面尺寸如下:
主框架梁:b×h=300mm×750mm
次梁:b×h=250mm×600mm
表2-2 梁截面尺寸(mm)
柱截面尺寸估算依据
(一)根据柱的轴压比限值按下列公式计算: 1.柱组合的轴压力设计值N=βFg E n 注:β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。
F 按简支状态计算柱的负载面积。由图二可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×3.5和㎡和7.2×6.8㎡。
g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取12KN/m2。 n 为验算截面以上的楼层层数。 2.Ac ≥N/uNfc
注:uN 为框架柱轴压比限值,本方案为三级抗震等级,查《抗震规范》可知取为0.9。 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得14.3N/mm2。
由公式可得柱截面面积为
边柱
32c 1.37.2 3.512105A 130778mm 0.916.7
⨯⨯⨯⨯⨯≥=⨯
中柱
32c 1.257.2 6.812105A 244311mm 0.916.7
⨯⨯⨯⨯⨯≥=⨯ 取截面尺寸:500 mm ×500 mm 。
表2-3 柱截面尺寸(mm )
第三章:结构计算
3.1 荷载计算
3.1.1屋面及楼面的永久荷载标准值
屋面(不上人):
20厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/㎡ 现浇混凝土屋面板 25×0.12=3KN/㎡ 40厚挤塑保温板 0.5×0.04=0.02KN/㎡ 40厚C20细石混凝土 14×0.04=0.56 KN/㎡
合计 3.98KN/㎡ 1~4层楼面:
瓷砖地面(包括水泥粗砂打底) 0.55KN/㎡ 120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3KN/㎡ V 型轻钢龙骨吊顶或20厚水泥砂浆 0.25 KN/㎡ 合计 3.80KN/㎡
3.1.2屋面及楼面可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值 0.5KN/㎡ 车间楼面活荷载标准值 3.5KN/㎡
屋面雪荷载标准值 2
0r k m 65KN .065.00.1S S -⋅=⨯=⋅=μ
3.1.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算
(一)梁自重
主框架梁: 25×0.3×(0.75-0.12)=4.725 KN/m 次梁: 25×0.25×(0.6-0.12)=3 KN/m (二)柱自重
柱 25×0.5×0.5=6.25 KN/m 抹灰层 17×0.01×4×0.5=0.34 KN/m
合计 6.59KN/m
(三)墙自重
外墙体为240厚KP1砖,内墙体为240厚加气混凝土砌块。
1.外纵墙自重(KP1砖)
纵墙19×(1-15%)×1×0.24=3.876 KN/m
铝合金窗0.35×1.7=0.595 KN/m
外墙面帖瓷砖0.5×(4.5-1.7-0.8)=1 KN/m
内墙面20厚抹灰17×0.02×(4.5-1.7-0.8)=0.68 KN/m
合计 6.151KN/m
2.内墙自重及横墙自重
纵墙(横墙) 5.5×(4.5-0.6)=5.148 KN/m
抹灰厚(两侧)17×(4.5-0.6)=2.652 KN/m
合计7.8KN/m
3.女儿墙自重
墙重及压顶重19×(1-15%)×0.9×0.24+25×0.24×0.3=5.676KN/m
外帖瓷砖0.5×1.2=0.6 KN/m
水泥粉刷内面0.36×1.3=0.468KN/m
合计 6.744KN/m
3.2框架内力计算
3.2 .1采用结构设计软件PKPM进行计算
(一)执行PMCAD主菜单1,输入结构的整体模型
首先。根据建筑平、立、剖面图输入轴线。结构图中尺寸是指中心线尺寸,而非建筑平面图中的外轮廓尺寸,根据上一层建筑平面的布置,在本层结构平面图中适当增设次梁,只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样(位置、截面、材料),并且层高相同时,才能归并为一个结构标准层。