【正文】 梁、柱縱向鋼筋 HRB400 箍筋 HPB235 板縱向鋼筋 HRB335 主要活荷載取值 屋面活荷載 ㎡ (上人 ) ㎡ (不上人 ) 樓面活荷載 ㎡ 雪荷載 KN/㎡ 走廊﹑樓梯﹑陽臺活荷載 ㎡ 8 第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 一、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 初估截面尺寸 （ 1）柱：底層 b=500mm h=550m 其它層 b=500mm h=500mm （ 2）梁： h=（ 1/10~1/12） L=720~600mm 取 h=700mm b=（ 1/2~1/3） h=350~233mm 取b=250mm 走道梁為 h=500mm b=250mm 其編號如圖 2所示。 圖 2 梁布置及編號圖 梁的計算 跨度 框架梁的計算跨度以上柱形心線為準(zhǔn)，由于建筑軸線與墻軸線重合 ，故建筑軸線與結(jié)構(gòu)計算跨度不同。 柱高度 底層柱高度 h=++=，其中 為底層層高， 為室內(nèi)外高差， 為基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度。 其它柱高等于層高，即 。由此得框架計算簡圖如圖 3 32所示 。 圖 31 縱向框架計算簡圖 (單位： m） 9 圖 32 橫向框架計算簡圖 (單位： m） 二、荷載計算 屋面均布恒載 按屋面的做法逐項計算均布荷載，計算如下： 180 厚磚砌架空隔熱層 ㎡ 二氈三油上鋪綠豆砂防水層 ㎡ 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20=㎡ （坡度 3%） 20厚水泥焦渣找坡層 ㎡ 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25=㎡ 20 厚板底砂漿粉刷層 20=㎡ 小 計 ㎡ 屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （ 8+++） х （ 2+） х =4882 KN 樓面均布恒載 按樓面做法逐項計算，計算如下： 30 厚水磨石面層 ㎡ 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25=㎡ 20 厚板底砂漿粉刷層 20=㎡ 10 小計 ㎡ 樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值（ 8+++） х （ 2+） х =2872 KN 屋面均布活荷載 不上人屋面 ㎡ 屋面雪荷載 ㎡ 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（ 8+++） х （ 2+） х =246KN 樓面均布活荷載 普通教室、會議室、廁所 ㎡ 走廊 ㎡ 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（ 8+++）х（ 2+）х =2051KN 梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算 屋頂重力荷載代表值包括：屋面恒載， 50%屋面雪荷載，縱、橫梁自重，半層柱自重，半層墻體自重。其它層重力荷載代表值包括：樓面恒載， 50%樓面均布或荷載，縱、橫梁 自重，樓面上、下各半層的柱及縱、橫墻體自重，梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計算出單位長度上的重力荷；對墻、門、窗等可計算出單位面積上的重力荷載。墻體為 240mm 厚粘土空心磚，內(nèi)、外墻均為 20mm 厚抹灰則外墻面重力荷載。木門單位面積重力荷載為 ㎡；鋁合金窗單位面積重力荷載取 ㎡。以上具體各項計算過程從略，計算結(jié)果見表 3： 重力荷載代表值 集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值具體計算過程從略，計算結(jié)果見圖 4： 11 層次 構(gòu)件 b/m h/m γ (KN/㎡) β g(KN/m) Li/m n Gi/KN ∑Gi/KN4 邊橫梁 25 24 中橫梁 25 12 次梁 25 44 縱梁 25 44 柱 25 48 3 邊橫梁 25 24 中橫梁 25 12 次梁 25 44 縱梁 25 44 柱 25 48 2 邊橫梁 25 24 中橫梁 25 12 次梁 25 44 縱梁 25 44 柱 25 48 1 邊橫梁 25 24 中橫梁 25 12 次梁 25 44 縱梁 25 44 表1 梁柱自重計算表 表 2 墻 體自重計算表 墻體 t/m h/m Υ (KN/㎡ ) g(KN/m) L/m Gi/KN ∑ Gi/KN 女兒墻 底層外墻 底層內(nèi)墻 其它層外墻 其 它層內(nèi)墻 表 3 門窗自重計算表 構(gòu)件 L/m H/m Υ (KN/㎡ ) g(KN/m) n Gi/KN ∑ Gi/KN 窗 14 2 2 2 2 1 門 16 19 12 圖 4 各質(zhì)點的重力荷載代表值 三、框架側(cè)移剛度計算 橫向框架側(cè)移剛度計算 橫向框架梁線剛度 ib 計 算過程見表 4，柱線剛度 ic 計算過程見表 5。 表 4 框架梁線剛度計算表 中框架 邊框架 截面慣性矩 梁線剛度 層號 軸線號 邊（ 0) 混凝土 EC 梁寬 梁高 梁跨 Ib＝ bh3/12 ib＝2EcIb/l ib＝ 中 (1) 強度 等級 KN/m2（ 106） b／ m h／ m Ｌ／ m m4（ 1000） KN/m（104） 3~4 1/S～ U軸 C25 U～ V軸 C25 1~2 1/S～ U軸 C25 U～ V軸 C25 表 5 框架柱線剛度計算表 截面慣性矩 柱線剛度 層號 柱號 混凝土 EC 柱寬 b 柱高 h 柱 L Ic＝ bh3/12 ic＝ EcIb/l 強度等級 KN/m2（ 106） m m m m4（ 1000） KN/m（ 104） 3~4 1 C30 3 2 C30 3 2 1 C30 3 1 2 C35 3 柱的側(cè)移剛度按hiD cc 212??計算，式中剛度修正系數(shù) ?c ,根 據(jù)梁柱線剛度比 k 13 查柱剛度修正系數(shù) ?c 表求得 .在結(jié)構(gòu)平面布置圖中的柱可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以及樓梯間柱等?，F(xiàn)以第 2 層 C4柱的側(cè)移剛度計算為例，說明計算過程，其余柱的計算過程從略，計算結(jié)果見表 6 所以該框架為規(guī)則框架。 第 2 層 C4柱及與其相連的梁的相對線剛度如圖 5 所示 . 圖 5c4 柱及相連梁的相對線剛度 圖中數(shù)據(jù)取自表 4 和 5。由柱剛度修正系數(shù) ?c 表可得梁柱線剛度比 k 為 ?? ????K 67 08 ????c 則 mmND /177143600 2 10 ?????=將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度 ?Di ，見表 6。 2．縱向框架側(cè)移剛度計算 ???? DD 14 縱向框架側(cè)移剛度計算方 法與橫向框架相同。柱在縱向的側(cè)移剛度除與柱沿縱向的截面特性有關(guān)外，還與縱梁的線剛度有關(guān)?？v梁線剛度 ib 的計算過程見表 7?？v向框架柱亦可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱等，其側(cè)移剛度值見表 8。縱向框架各層層間側(cè)移剛度值見表 9。 表 8 縱向框架柱線剛度計算表 混泥土 截面慣性矩 柱線剛度 層號 柱號 強度等級 EC 柱寬 b 柱高 h 柱 L Ib＝ bh3/12 ib＝ EcIb/l KN/m2（ 106） m m m m4（ 1000） KN/m（ 104） 3~4 1 C30 3 2 C30 3 2 1 C30 3 1 2 C30 3 表 9 縱向框架抗側(cè)移總剛度計算表 層號 柱別 柱高 柱線剛度 柱根數(shù) （ KN/m（ 104） （ 10^4) ∑ D樓層側(cè)移剛度 m KN/m 左梁 右梁 （104） 其他層 Z1 7 0 0 Z2 17 0 0 Z3 7 Z4 17 首層 Z1 7 0 0 0 Z2 17 0 0 0 Z3 7 0 0 Z4 17 0 0 四、橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 表 7 縱向框架梁線剛度計算表 中框架 邊框架 邊（ 0） 混凝土 截面慣性矩 梁線剛度 層號 中（ 1） 強度等級 EC 梁寬 b 梁高 h 梁跨 L Ib＝ bh3/12 ib＝ 2EcIb/l ib＝ KN/m2（ 106） m m m m4（ 1000） KN/m（ 104） 3~4 0 C25 1 C25 1~2 0 C25 1 C25 bi（一般層）＝cbi2iK ?（首層）＝cbii?（一般層）＝ KK??（首層）＝ 2 ? ).( H12KD2cmkN?＝上bi 下b上bi下i 15 ???? DD 所以該框架為規(guī)則框架。 1．橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 (1)橫向自振周期計算。 按頂點位移法計算框架的自振周期。 TT ?? ?01 。 則橫向框架頂點位移計算見表 10。 T= = (2)橫向地震作用計算 在Ⅱ類場地， 8度二組地震區(qū)的結(jié)構(gòu)特征周期 sTg ? 、地震影響系數(shù) ?? 由于 T= = =，所以不考慮頂點附加地震作用。 按底部剪力法求得其底部剪力 FHGHGF Ekii iii ??，各層橫向地震作用及樓層地震剪力 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖 6 16 圖6 橫 向框架各層水平地震作用及地震剪力（a） 水平地震作用 （b） 地震剪力(b)(a) 由表 12 可見，最大層間彈性角位移發(fā)生在第 1層，其值為 1/5961/550，滿足要求。 2．水平地震作用下框架內(nèi)力計算。 以圖 1中 19 軸線橫向框架內(nèi)力計算為例，說明計算方法，其余框架內(nèi)力計算從略。 框架柱端剪力及彎矩分別按?? ?41j ijijijDDV 和 yhVM ijbij ?? hyVM ijuij )1( ??? 計算，其中 Dij取自表 5， ?Dij 取自表 6，層間剪力取自表 11各柱反彎點高度比 y按 yyyyny 321 ???? 確定，其中 yn由倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比表查得。該設(shè)計中底層柱不需考慮其它修正值。具體計算過程及結(jié)果見表 13。 17 注：表中 M量綱為 mKN? V量綱為 KN。 梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按)( ,1 MMii iM uijb jirblb iblb ??? ? )( ,1 MMii iM uijb jirblb rbrb ??? ? l MMV bbb 21 ?? ? ?? ?? ?n ik ki V rbV lbN 計算。其中梁剛度取自表 4， 具體計算過程見表 14和表 15。 注： 1）柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)左地震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右邊兩根柱為壓力。 2）表中 M單位 為 ， V 單位為 KN， L 單位為