框架结构抗震课程设计 2

任务书

一、设计内容

钢筋混凝土框架结构抗震设计

二、设计资料

某六层现浇钢筋混凝土框架结构，屋顶有局部突出的楼梯间和水箱间。平面、剖面，构件尺寸和各层重力荷载代表值如图1、图2所示。

梁、板混凝土强度等级均为C25，柱的混凝土等级为C30,梁柱中纵向筋均采用HRB335级，箍筋均采用HPB235。梁板柱截面尺寸：AB轴线和CD轴线间梁顶层b×h=250mm×600mm，一～五层为b ×h=250mm×650mm;BC轴线间梁b×h=250mm×400mm。柱截面尺寸：一～三层为550mm×550mm，四～六层为500mm×500mm。抗震设防烈度、设计地震分组和场地类别见表1。采用底部剪力法对该框架进行截面抗震计算。

（本人：设计抗震设防烈度7度，设计地震分组二组，场地类别Ⅳ类）

三、设计要求

课程设计时间：一周

成果：（1）设计计算书一份。包括：计算过程，计算简图等（2）梁、柱配筋设计图

要求：按学号选择设计资料。计算完整，数据正确，书写工整。图号自拟，布图合理，线型分明，标注明确。独立完成，采用手写稿或电子稿并按要求装订成册。

图1 平面图

图2 剖面图

1.计算简图及重力荷载代表值的确定

永久荷载

作用于框架梁上的荷载

屋面恒载

三毡四油屋面防水层

0.4kN/m2

1:3水泥沙浆找平层20mm

0.4kN/m2

水泥蛭石板保温层60mm

1:8水泥炉渣找坡80mm 1.44kN/m2

1:3水泥沙浆找平层20mm 0.4kN/m2

现浇钢筋混凝土板80mm 2.kN/m2

板底抹灰20mm 0.4kN/m2

合计5.1kN/m2

楼面恒载

水磨石地面0.65kN/m2

现浇钢筋混凝土板80mm 2..0kN/m2

板底抹灰20mm 0.4kN/m2

合计3.05kN/m

梁自重横向框架梁：2.5kN/m

次要框架梁：2kN/m

柱自重上层柱：18.75 kN /根

底层柱：20.25 kN /根

墙自重及两面抹灰

女儿墙： 4.56KN/m 两面抹灰：0.68kN/m 共计：

2~6层：外墙标准层墙: 20.3KN/m

内墙标准层墙: 13.1KN/m

底层: 外墙标准层墙: 28.12KN/m

内墙标准层墙: 28.12KN/m

重力荷载代表值（恒载+0.5活载）

活荷载Q=2.048.911.6=1155KN

G6= G板+G梁+G上柱/2+G女儿墙+G标墙/2=6900（不包括屋面活荷载）

G5= G板+G梁+G上柱+ G标墙+F活/2=9300KN

G2=G3=G4=G5 =9300KN

G1= G板+G梁+G上柱/2+G底柱/2+G标墙/2+G底墙+F活/2=10300KN

各层重力代表值及计算简图

2.框架抗侧移刚度的计算

（D 值的计算） （1） 梁的线刚度。

计算结果见表1。其中梁的截面惯性矩考虑了楼板的作用。 混凝土C25，24/1080.2mm N E C ⨯=。

表1 现浇框架梁线刚度计算

矩形

)

/m l b

（2） 柱的抗侧移刚度。 采用D 值法计算。由式

212h i D c

α

=计算，结果见表2。

其中表中系数K 、α分别由下式确定： 底层： i

i c

b

K ∑=， K

K

a ++=

25.0 一般层： i

i c

b

K 2∑=

， K

K

a +=

2 （3） 楼层抗侧移刚度。

楼层所有柱的D 值之和即为该楼层的抗侧移刚度i D 。计算过程及结果结果见表2。(混凝土C30，24/1000.3mm N E C ⨯=。)

/

1

3.自震周期的计算

选用顶点位移法计算，基本周期按下式计算：

bs T T ∆ψ=7.11，取填充系数7.0=ψT 。

计算得s T 591.0247.07.07.11

=⨯=

假想顶点位移计算结构见表3

表3 假想顶点位移计算

4.水平地震作用计算及弹性位移计算

采用底部剪力法计算。

（1） 水平地震影响系数1α的计算。 结构基本周期由上计算出s T 591.01

=；水平地震影响系数最

大值和特征周期值由下表格得出。

可遇地震下设防烈度为7度，设计地震分组为二组，场地类别为Ⅳ类，则s T s g 75.0,08.0m ax ==α。

地震影响系数α谱曲线

g T T ≤≤11.0，由地震影响系数α谱曲线可得s 08.0max

1==αα。 结构总水平地震作用标准值按下式计算：

kN G F eq EK 36995440085.008.01=⨯⨯==α

因为，s T 591.01=>s T g 05.14.1=，由下表可知.0,0=∆=n n F δ

分布在各楼层的水平地震作用标准值按下式计算： EK n n j

j

j

i

i i F H

G H G F )1(δ-=

∑

计算结果见表4。 （3）楼层地震剪力计算

各楼层地震剪力标准值按式：n n

j j i F F V ∆+=∑计算，计算结构见表

4. 经验算，各楼层均满足楼层最小地震剪力要求。

（4）多遇地震下的弹性位移验算。

多遇地震下的各楼层层间弹性位移由式：i

i

e D V u =

∆计算。并表示为层间位移角h u e /∆的形式。钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角极限值为1/550。经验算均满足要求。

计算结果见表4。