【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本設計框架的承重方案 為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側移剛 度。 框架結構計算簡圖 圖 框架結構的計算簡圖 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 9 頁 本方案中，按橫向的平面框架進行計算。 梁、柱截面尺寸初步確定 梁截面尺寸估算 縱 梁： 1 1 1 1 ~ ~ 3 6 0 0 3 0 0 ~ 4 5 08 1 2 8 1 2h l m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 h=700mm 1 1 1 1 ~ ~ 7 0 0 2 3 3 ~ 3 5 02 3 2 3b h m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 b=250mm 橫 梁： BC 跨， DE 跨主梁 1 1 1 1 ~ ~ 6 0 0 0 5 0 0 ~ 7 5 08 1 2 8 1 2h l m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 h =650mm 1 1 1 1 ~ ~ 6 5 0 2 1 7 ~ 3 2 52 3 2 3b h m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 b =250mm CD 跨主梁 1 1 1 1 ~ ~ 2 4 0 0 2 0 0 ~ 3 0 08 1 2 8 1 2h l m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 h =350mm 1 1 1 1 ~ ~ 3 5 0 1 1 7 ~ 1 7 52 3 2 3b h m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 b =250mm 滿足 b200mm 且 b? 500/2=250mm。 BC 跨， DE 跨次梁 1 1 1 1 ~ ~ 6 0 0 0 5 0 0 ~ 7 5 08 1 2 8 1 2h l m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 h =500mm 1 1 1 1 ~ ~ 5 0 0 1 6 7 ~ 2 5 02 3 2 3b h m m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 取 b =250mm 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 10 頁 表 21 各種梁截面尺寸（ mm） 層次 混凝土強度 等級 橫梁 b h 縱梁 BC 跨， DE 跨 CD 跨 1～ 4 C30 主梁 250 650 次梁 250 500 250 350 250 700 柱的截面尺寸估算 根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計算 : a)柱組合的軸壓力設計值 EN= Fg n ? 注：β考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù) ,邊柱取 ，中柱取 ； F 按簡支狀態(tài)計算柱的負載面積； Eg 為折算在單位面積上的重力荷載代表值，近似的取（ 12～ 15） kN/m2 ； n 為驗算截面以上的樓層層數(shù)。 b) ? ?NccNA f?? 注： [μ ]為框架柱軸壓比限 值，本方案為二級抗震等級，查《建筑抗震設計規(guī)范 GB50011 2020》取 。 fc 為混凝土軸心抗壓強度設計值， C30 為 。 c)計算過程： )201~151()201~151( ?? Hh x5100=250mm~ 340mm b=(1~ 2/3)h 取 b=h 驗算： 對于邊柱 [ ( 3 6 0 0 3 6 0 0 ) / 2 ] [ 6 0 0 0 / 2 ] 1 0 . 8F K N? ? ? ?,取豎向標準值 N=14KN/m2 EN = F g n = 1 . 3 x 1 0 . 8 x 1 5 x 4 = 8 4 2 . 4 K N? ? ? 28 4 2 . 4 1 0 0 0 7 3 6 3 6 . 3 6 m m0 . 8 1 4 . 3Ncc NA f? ?? ? ??， h m m? ? ? 因此取 hxb=350x350mm 滿足截面要求。 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 11 頁 對于中柱： [ ( 3 6 0 0 3 6 0 0 ) / 2 ] [ (6 0 0 0 2 4 0 0 ) / 2 ] 1 5 . 1 2F K N? ? ? ? ? 取豎向標準值 N=15KN/m2 EN = F g n = 1 . 2 5 x 1 5 . 1 2 x 1 5 x 4 = 1 1 3 4 K N? ? ? 21 1 3 4 1 0 0 0 9 9 1 2 5 . 8 7 m m0 . 8 1 4 . 3Ncc NA f? ?? ? ??， h m m? ? ? 因此取 hxb=350x350mm 滿足截面要求。 綜合以上計算結果并考慮其它因素取邊柱和中柱截面為 350mm 350mm。 表 22 柱截面尺寸（ mm ） 層次 混凝土等級 b h 14 C30 350 350 確定結構計算簡圖 圖 結構計算示意簡圖 三個假設： （ 1）平面結構假定：認為每一方向的水平力只由該 方向的抗側力結構承擔，垂直于該方向的抗側力結構不受力； （ 2）樓板在自身平面內(nèi)在水平荷載作用下，框架之間不產(chǎn)生相對位移； （ 3）不考慮水平荷載作用下的扭轉作用。 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 12 頁 根據(jù)結構平面布置圖 ,選定中間軸線作為計算單元 . 如圖 2 所示 框 架梁跨度 (按柱中心線確定 )： BC,DE 跨 : 6000mm CD 跨 : 2400mm 框架柱高度： 取底層： H=5100+450+50030 =6020mm （如圖 所示） 其它層： H=4500mm 圖 底層柱高圖 梁柱慣性矩計算 梁 BC、 DE 跨： 33 94250 650 1012 12b bhI mm?? ? ? ? CD 跨： 33 9425 0 35 0 9 1012 12b bhI mm?? ? ? ? 柱： 33 9435 0 35 0 1. 3 1012 12b bhI mm?? ? ? ? 縱梁 ： 33 9425 0 70 0 5 1012 12b bhI mm?? ? ? ? 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 13 頁 梁﹑柱線剛度計算 （ 1）梁 由于本工程的樓面板與框架梁的混凝土一起澆搗，計算所選取的該 榀框架是中框 架，對于中框架梁，取 I=2I0，根據(jù)公式 i = EI / l,可以得出梁﹑柱的線剛度如下 (E =Ec混凝土彈性模量 ( 104N/mm2) , ) 梁 BC、 DE 跨： 6 9 1 2 4bE I / 3 0 . 0 1 0 2 5 . 7 1 0 1 0 / 6 . 0 5 . 6 7 1 0i L K N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? CD 跨： 6 9 1 2 4bE I / 3 0 . 0 1 0 2 0 . 8 9 1 0 1 0 / 2 . 4 2 . 2 1 0i L K N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 縱梁： 6 9 1 2 4bE I / 3 0 . 0 1 0 2 7 . 1 5 1 0 1 0 / 3 . 6 1 1 . 9 1 0i L K N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 底層柱： 6 9 1 2 4bE I / 3 0 . 0 1 0 5 . 2 1 0 1 0 / 6 . 0 2 . 6 1 0i L K N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 其余各層柱： 6 9 1 2 4bE I / 3 0 . 0 1 0 5 . 2 1 0 1 0 / 4 . 5 3 . 4 5 1 0i L K N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 令 i 其余各層柱 =，則其余各桿件的相對線剛度為： 39。 4 4, 6 . 3 1 0 / 3 . 4 5 1 0 = 1 . 8A B C Di K N m K N m? ? ? ? ?梁 39。 4 4BC 2 . 2 1 0 / 3 . 4 5 1 0 = 0 . 6i K N m K N m? ? ? ? ?梁 39。 4 45 . 9 1 0 / 3 . 4 5 1 0 = 1 . 6i K N m K N m? ? ? ? ?底 層 柱 框架梁柱的相 對線剛度如圖 所示，作為計算各節(jié) 點桿端彎矩分配系的依據(jù)。 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 14 頁 圖 梁柱相對線剛度圖 第 3 章 荷載標準值計算 恒載標準值計算 屋面恒載 C30 防水混凝土 40mm 23 = kN/m2 10 厚底標號砂漿 10mm 17 = kN/m2 防水層 = kN/m2 水泥砂漿找平層 20mm 20 = kN/m2 保溫或隔熱層 50mm = kN/m2 水泥砂漿找平層 20mm 20 = kN/m22 鋼筋混凝土板 100mm 25 = kN/m2 板底抹灰 10mm 17 = kN/m2 合計 kN/m2 樓面恒載 水磨石地面 kN/m2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 100mm kN/m2 板底抹灰 10mm kN/m2 合計 kN/m2 梁自重 （其中鋼筋混凝土自重 25KN/m3，混合砂漿抹灰自重 175KN/m3） 25mm 縱梁 b h 250mm 700mm 梁自重 25kN/m3 （ ） = kN/m 抺灰層 [(0 .) 2+]17 kN/m =0. 24kN/m 合計 主梁 BC， DE 梁 b h 250mm 6 50mm 梁自重 25 N/m3 （ ） = kN/m 抺灰層 [() 2+] 17 kN/m =東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 15 頁 合計 CD 梁 b h 250mm 350mm 梁自重 25 N/m3 ()= 抺灰層 [() 2+] 17 kN/m = 合計 次梁 BC， CD， DE 梁 b h 250mm 500mm 梁自重 25 N/m3 （ ） = kN/m 抺灰層 [() 2+] 17 kN/m = 合計 基礎梁 b h 250mm 600mm 梁自重 25 N/m3 = 柱自重 b h 350mm 350mm 柱自重 25kN/m = 抺灰層 4 17 kN/m = kN/m 合計 外縱墻自重（其中普通磚自重 18KN/m3，混合砂漿抹灰自重 175KN/m3） 標 準層墻： 墻體 ()m 18kN/m = 鋁合金窗 = 水泥粉刷內(nèi)墻面 () 外墻面 () kN/m =合計 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 16 頁 底層墻 墻體 () 18 kN/m = 鋁合金窗 = 面磚外墻面 () kN/m =合計 內(nèi)縱墻自重 標準層墻： 墻體 18kN/m = 水泥粉刷內(nèi)墻面 2= 合計 底層墻 墻體 （ ) 18 kN/m = 水泥粉刷內(nèi)墻面 () 2 kN/m = kN/m 合計 內(nèi)隔墻自重 標準層墻： 墻體 18kN/m = 水泥粉刷內(nèi)墻面 2= 合計 底層墻： 墻體 18kN/m =水泥粉刷內(nèi)墻面 2= 合計 東北大學 設計題目：長沙市華遠實驗中學辦公樓 設計 第 17 頁 活荷載標準值計算 屋面和樓面活荷載標準值 根據(jù)《荷載規(guī)范》查得：上人屋面均布 活荷載標準值為 ； 樓面：辦公室 、走廊 。 雪荷載 Sk= 0. 35kN/m2 =屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，兩者中取大值。 豎向荷載下框架受荷總圖 計算單元見下圖所示：因為樓板為整體現(xiàn)澆，本板選用雙向板，可沿四角點