【文章內容簡介】 建筑為中西結合樣式。建筑物室內外高差為 米，滿足防水、防潮和內外聯(lián)系方便的要求。層高的確定，根據(jù)任務書的要求，首層層高為 米，標準層層高為 。 4 2 結構選型 及結構布置 結構選型 結構體系選 型：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結構體系。屋面板厚 100mm。樓梯結構采用鋼筋混凝土板式樓梯。 結構布置 該工程 位于 武漢市，框架結構。房屋總層數(shù) 6層，主體結構高度： ，底層高為 ，其余 。外墻采用加氣空心混凝土砌塊，外墻 厚 250mm，內墻 厚 200mm，樓蓋和屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構 ,外門為 玻璃門 ，其余為木門，抗震設防烈度為 7度、場地類別為 Ⅱ 類。 根據(jù)建筑設計成果，初步確定本建筑結構布置圖如圖 21所示： 圖 21 結構平面布置圖 梁板 柱 截面尺寸 確定 主梁： 橫 向框架梁， 最大跨度 L=， 縱向框架梁，最大跨度 ，兩者相差不多，為計算方便，采用相同尺寸： h=（ 1/8~1/12） L=1000mm~675mm，取 h=800mm 5 b=（ 1/2~1/3） h=400mm~266mm，取 b=300mm 次梁： h=500mm， b=250mm； 梁板具體尺寸見表 21。 表 21 梁板截面尺寸 主梁（ b? h） 次梁（ b? h） 板 300mm 800mm 25 0 50 0mm mm? 100mm 框架柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制，按照公式 21 計算： N Fgn?? (2－ 1) 式中 ? — 為考慮地震作用組合后柱軸力壓力增大系數(shù)，邊柱取 ，等跨內柱取 ,不等跨取 ； F — 為按照簡支狀態(tài)計算柱的負荷面積； g — 為折算后在單位面積上的重力荷載代表值，近似取 18kN/ 2m 。 n — 為驗算截面以上樓層層數(shù)。 框架柱驗算公式： ccNfA?? (2－ 2) 由結構平面圖可知邊柱和中柱的負載面積為： 邊 柱： = ㎡ 中 柱： =㎡ 抗震等級四級 的 框架結構軸壓比 ?? ， 則 邊柱 3 21 .3 7 .5 4 .0 5 1 8 1 0 6 2 9 8 2 2 7 .31 .0 1 4 .3cA m m? ? ? ? ???? 中柱 3 21 .2 5 7 .5 5 .5 5 1 8 1 0 6 3 9 2 9 6 3 .31 .0 1 4 .3cA m m? ? ? ? ?? 根據(jù)上述計算結果，并綜合考慮其他因素，取柱截面為正方形，初步估計柱的尺寸為 650㎜ 650 ㎜＝ 422500 2mm 2mm ，為計算簡便中柱和邊柱的尺寸相同，均為 650㎜ 650㎜。 故初選柱的尺寸為 650㎜ 650 ㎜。 6 3 荷載計算及梁柱剛度計算 屋面及樓面永久荷載標準值 本辦公樓室內地面采用水磨石地面，廁所鋪設地磚， 屋面和樓面板的荷載取自《建筑 結構 荷載規(guī)范》 （ GB50009— 2021）。 房屋各部分荷載統(tǒng)計如表 31至表 34所示： 表 31 樓面荷載統(tǒng)計 名 稱 做 法 厚度（ mm) 容重 (kN/m3) 重量kN(m2) 彩色水磨石樓面 白水泥 水磨石子 面 15 25 1:3 水泥砂漿找平 18 20 純水泥漿一道 2 20 鋼筋混凝土樓板 100 25 板底 20厚粉刷抹平 20 17 樓面 恒 載 樓面活載 2 表 32 衛(wèi)生間荷載統(tǒng)計 名 稱 做 法 厚度（ mm) 容重 (kN/m3) 重量kN(m2) 廁所 地磚鋪實 10 20 1： 4 干硬性水泥砂漿 25 20 基層處理劑一遍 C20混凝土 ％找坡 20 25 1： 水泥砂漿找平 20 20 防水涂料 鋼筋混凝土樓板 100 25 板底 20厚粉 刷抹平 20 17 樓面 恒 載 樓面活載 7 表 33 上人屋面荷載統(tǒng)計 名 稱 做 法 厚度（ mm) 容重 (kN/m179。) 重量 （ kN/㎡ ) 上人屋面 高分子卷材 4 12 1： 3水泥砂漿找平 20 20 憎水珍珠巖保溫層 60 4 1： 3水泥砂漿找平 20 20 1:6水泥焦渣找坡 50 15 鋼筋混凝土樓板 100 25 板底 20 厚粉刷抹平 20 17 樓面靜載 樓面活載 表 34 走道荷載統(tǒng)計 名 稱 做 法 厚度（ mm) 容重 (kN/m179。) 重量（ kN/㎡） 彩色水磨石樓面 白水泥大理石子面 15 25 1:3 水泥砂漿找平 18 20 純水泥漿一道 2 20 鋼筋混凝土樓板 100 25 板底 20 厚粉刷抹平 20 17 樓面靜載 樓面活載 重力荷載代表值 計算結構在地震作 用下的內力時，采用重力荷載代表值。 結構分析時采用計算簡圖集中于各質點的重力荷載代表值 Gi 為計算單元范圍內各層樓面的重力荷載代表值及上下各半層的墻柱等的重力荷載，屋面和樓面活 荷載 按實際情況取， 折減系數(shù)取 。 各層重力荷載代表值為： 第一層的重力荷載代表值 ： 外墻 ： ( 6. 45 21 .2 2 6. 45 50 .4 2 18 6. 81 ) 2. 75 20 26 .2 83 kN? ? ? ? ? ? ? ? 內墻： ( 4 4 1 ) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 則墻的重力荷載值為： kN? 門窗 ： 本工程門窗為不同尺寸和材質，分別計算如下： C1 : 3 2 .7 4 0 .4 5 1 4 .5 8 k N? ? ? ? M1: 1 4 6k N? ? ? ? 8 C2: 6 ? ? ? ? M2:1. 5 2. 1 5 0. 2 3. 15 kN? ? ? ? 則門窗的重力荷載值為： kN? 墻和門窗的重力荷載總和為： 1EG = qG + mG = 樓面重力荷載為： ??= 則一樓的重力荷載代表值為： 1 2 6 6 1 . 7 1 3 0 8 0 . 3 9 3 9 5 8 . 2 4 1 1 7 6 . 1 21 9 8 4 . 9 2 6 4 7 4 8 . 3 4 0 . 5 6 3 . 5 2 3 . 5 22 2 2 2G ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二層至五層的重力荷載代表值 ： 因為二層至五層的重力荷載代表值的計算方法與第一層的計算方法一樣 ,故計算過程從略 ,計算結果如下：樓面重力荷載 :，墻和門窗的重力荷載值總和為 25~ 3 9 5 8 .2 4EEG G kN? ，則二層至五層的重力荷載代表值為： 25 3 9 5 8 . 2 4 1 1 7 6 . 1 2 3 9 5 8 . 2 4 1 1 7 6 . 1 2~ 1 9 8 4 . 9 2 6 4 7 4 8 . 3 4 0 . 5 6 3 . 5 2 3 . 5 22 2 2 2GG ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = 第六層的重力荷載代表值 同理，第六層的樓面重力荷載 :??= ，墻和門窗的重力荷載值總和為 6 kN? ，則第六層的重力荷載代表值為： 6 3 9 5 8 . 2 4 1 1 7 6 . 1 2 1 9 8 4 . 9 2 6 1 0 4 7 . 7 4 4 7 7 8 9 . 5 4 5 0 . 5 6 3 . 5 2 3 . 5 2 . 522G ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 各質點的重力荷載代表值 Gi見表 35： 表 35 各質點的重力荷載代表值 Gi（ kN） 質點 1 2 3 4 5 6 Gi 9 圖 31 各質點重力荷載代表值（ kN） 梁柱線剛度計算 框架的計算單元取第 3軸上的一榀框架計算。假定框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二層樓面，基頂標高根據(jù)地質條件，室內外高差定為，基礎埋深 米，二層樓面標高為 ，故底層柱高為 。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面 (即層高 )，故均為 。 左邊跨梁： i左 邊 梁 =EI/l = 710 kN/㎡ 2 112 （ ） /=410 kNm 中間跨梁： i中 間 跨 =EI/l = 710 kN/㎡ 2 112 （ ） /=410 kNm 10 右邊跨梁： i右 邊 跨 =EI/l = 710 kN/㎡ 2 112 （ ） /=410 kNm 底層柱 (A～ D)： i底 層 柱 =EI/l = 710 kN/㎡ 112 （ ） /=410 kN?m 其余各層柱 (A～ D)： i余 柱=EI/l = 710 kN/㎡ 112 （ ） /=410 kN?m i余 柱 =,則其余各桿件相對線 剛度為： i ′左邊梁 = 410 kNm/ 410 kN?m= i ′右 邊梁 = 410 kNm/ 410 kN?m= i ′中跨梁 = 410 kNm/ 410 kN?m= i ′底層柱 = 410 kNm/ 410 kN?m= 4 橫向框架在水平荷載作用下的計算簡圖及內力計算 11 假定框架柱嵌固于基礎頂面上，框架梁與柱剛接，由于各層柱的截面尺寸不變，故框架 梁的跨度等于柱截面形心之間的距離。本設計選取橫向框架第 3 軸計算，橫向框架簡圖如圖 41所示： 圖 41 3 號軸橫向框架簡圖 水平地震作用下框架結構內力和 位 移計算 橫向自震周期計算 結構頂點側移計算由下列公式計算，計算結果見表 41。 nGi kVG?? （ 41） 1( ) /ni ju i Vc Dij?? ? ? （ 42） 1()nTku u i?? ? ? （ 43） TTT??? （ 44） 式中 T? — 基本周期調整系數(shù)。考慮填充墻對框架自振周期影響的折減系數(shù)，框架結構取 — ，該框架取 ； T? — 框架結構的頂點假想位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移， T? 是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框 12 架頂點位移。然后由 T? 求出 1T ，再用 1T 求出框架結構的底部剪力。進而求出框架各層剪力和結構真正的位移； ijD — 第 i層第 j 跟柱的抗側移剛度 。 表 41 結構頂點側移計算 層次 Gi/kN VGi/kN ∑Di /N/mm △ ui/mm ui/mm 6 10? 5 10? 4 10? 3 10? 2 10? 1 10? 按式 TT uT ? ? 計算基本周期 1T ，其中 Tu 的量綱為 m，取 ?T? ，則 1 1. 7 0. 7 0. 01 12 0. 13 6Ts? ? ? ?。 水平地震作用及樓層地震剪力計算 用底部剪力法計算水平地震作用，結構水平地震作用標準值 Geq 為： ? ?0. 85 0. 85 13 66 3. 75 13 35 9. 86 4 15 25 4. 71e q iGG? ? ? ? ? ?? 5 82 35 70 00 2 kN? ? ? 二類場 地土，地震分組為第二組，查表 得 gT = ， T1 = ，由于 〈 T1〈 gT ，則 1 max ???? ， 1 0 .0 8 7 0 0 0 4 .2 2 5 6 0 0 .3 4E K e qF G k N?? ? ? ?。因 ? ＞ 1 ? ，所以不考慮頂部附加水平地震作用，各個質點的水平地震作用按下述計算： EKjj ii FHG HGFi ?? （ 4