【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高層建筑中，框架柱所受的軸向力較大，柱的截面尺寸一般根據(jù)軸壓比限值估算。根據(jù)柱從屬面積荷載上的軸向力設(shè)計(jì)值 N，并考慮水平荷載影響，初步確定柱截面面積 Ac。本設(shè)計(jì)框架 —剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架抗震等級(jí)為三級(jí)，軸壓比的限值為 [μN(yùn)]=。單位面積上的重力荷載代表值近似取 12kN/m2，底層混凝土強(qiáng)度等級(jí)取 C30(fc=)。抗震設(shè)計(jì)時(shí)柱的截面面積為 Ac=N/([μN(yùn)]fc)=( 9 12 9)/( 103= 另外，柱截面邊長(zhǎng)不宜小于 300mm，柱凈高與截面長(zhǎng)邊尺寸之比宜大于 4，柱截面的高度與寬度的比值不宜大于 3。綜合考慮，柱截面尺寸選取為 700700mm，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)選取為 C30。 剪力墻布置和厚度 剪力墻的布置應(yīng)遵循“均勻，分散，對(duì)稱，周邊”的原則，宜布置在豎向荷載較大處，建筑物端部附近，樓梯、電梯間，平面形狀變化處。剪力墻宜自上而下連續(xù)布置，避免剛度突變。本設(shè)計(jì)剪力墻的抗震等級(jí)為二級(jí)， bw≥(H/20,160mm)，初步選取 bw=300mm。 某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 4 計(jì)算簡(jiǎn)圖 在橫向水平力作用下，剪力墻與框架之間有連梁連接，但考慮到連梁對(duì)墻肢的約束很弱，因此將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為鉸接體系。 因該建筑沒(méi)有地下室，因而底層柱的下端取至室內(nèi)基礎(chǔ)地面；主體結(jié)構(gòu)的高度為 H=+9=,因梁板現(xiàn)澆，所以其他各層取板底為梁截面的形心線。 圖 框架 —剪力墻結(jié)構(gòu)鉸接體系計(jì)算簡(jiǎn)圖 綜合剪力墻綜合框架某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 5 第三章 電算主要計(jì)算結(jié)果 經(jīng)過(guò) PKPM 計(jì)算，主要計(jì)算結(jié)果如下。 抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果： 抗傾覆彎矩 Mr 傾覆彎矩 Mov 比值 Mr/Mo 零應(yīng)力區(qū) (%) X 風(fēng)荷載 Y 風(fēng)荷載 X 地 震 Y 地 震 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果 :X 向剛重比 EJd/GH**2= 。Y 向剛重比 EJd/GH**2= 。 該結(jié)構(gòu)剛重 比 EJd/GH**2 大于 ,能夠通過(guò)高規(guī) ()的整體穩(wěn)定驗(yàn)算 。該結(jié)構(gòu)剛重比 EJd/GH**2 大于 ,可以不考慮重力二階效應(yīng) 。 樓層抗剪承載力、及承載力比值： Ratio_Bu: 表示本層與上一層的承載力之比 層號(hào) 塔號(hào) X 向承載力 Y 向承載力 Ratio_Bu:X,Y 10 1 +05 +05 9 1 +05 +05 8 1 +05 +05 7 1 +05 +05 6 1 +05 +05 5 1 +05 +05 4 1 +05 +05 3 1 +05 +05 2 1 +05 +05 1 1 +05 +05 結(jié)構(gòu)震動(dòng)周期為 ，第一轉(zhuǎn)動(dòng)周期與第一平動(dòng)周期之比為 ，滿足高規(guī)的規(guī)定。 框架柱地震傾覆彎矩百分比： 柱傾覆彎矩 墻傾覆彎矩 柱傾覆彎矩百分比 10 層 X 向地震 : % 10 層 Y 向地震 : % 某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 6 9 層 X 向地震 : % 9 層 Y 向地震 : % 8 層 X 向地震 : % 8 層 Y 向地震 : % 7 層 X 向地震 : % 7 層 Y 向地震 : % 6 層 X 向地震 : % 6 層 Y 向地震 : % 5 層 X 向地震 : % 5 層 Y 向地震 : % 4 層 X 向地震 : % 4 層 Y 向地震 : % 3 層 X 向地震 : % 3 層 Y 向地震 : % 2 層 X 向地震 : % 2 層 Y 向地震 : % 1 層 X 向地震 : % 1 層 Y 向地震 : % 調(diào)整系數(shù)： = = = = Floor Coef_x Coef_y Vcx Vcy 1 2 3 4 5 6 7 8 某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 7 9 10 以上計(jì)算結(jié)果均能滿足規(guī)范要求，因此進(jìn)行下一步的手算，詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄部分。 某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 8 第四章 框架、剪力墻剛度計(jì)算 框架梁線剛度計(jì)算 框架梁線剛度的計(jì)算見(jiàn)下表 。表中 I 為矩形截面計(jì)算的梁慣性矩。 表 框架梁線剛度 ib 計(jì)算表 跨度 lb /mm 截面 bbhb /(mmmm) 慣性矩 I0=bbhb3/12 (109)/mm4 Ec (104) /(N/mm2) 邊框架 中框架 Ib= (109)/mm4 ib=Ec Ib/lb (1010)/(m) Ib= (109)/mm4 ib=EcIb/lb (1010)/(m) 7200 400600 4600 400600 2500 400600 1200 400600 框架柱線剛度計(jì)算 框架柱線剛度的計(jì)算見(jiàn)下表 。對(duì)于高度小 50m 且高度比小于 4 的建筑物，僅考慮柱梁彎曲變形引起的柱側(cè)移剛度，忽略柱的軸向變形。 表 柱線剛度 ic 計(jì)算表 層號(hào) bh (mmmm) 混凝土強(qiáng)度等級(jí) 彈性模量E 層高 h I=bh3/12 (109)/() ic=EI/h (1010)/() 1 700700 C30 30000 6000 2~10 700700 C30 30000 3600 某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 9 框架柱側(cè)移剛度計(jì)算 抗側(cè)剛度是指上下端產(chǎn)生單位相對(duì)側(cè)向位移時(shí)所需施加的側(cè)向力。在考慮了住上下端節(jié)點(diǎn)的彈性約束作用后，柱的抗側(cè)移剛度以 D 值表示。柱的抗側(cè)剛度 D值計(jì)算見(jiàn)下表。 表 首層柱側(cè)移剛度計(jì)算表 首層柱 根數(shù) h(mm) K=(i1+i2)/ic α=(+K)/(2+K) D/(N/mm) 邊榀框架中柱 4 6000 25000 中榀框架 中 柱 11 6000 4 6000 5 6000 26500 中榀框架 邊 柱 11 6000 14100 ∑D= 表 2~10 層柱側(cè)移剛度計(jì)算表 2~10 層柱 根 數(shù) h(mm) K=(i1+i2+i3+i4)/2ic α =K/(2+K) D/(N/mm) 邊榀框架中柱 4 3600 中榀框架 中 柱 11 3600 4 3600 5 3600 中榀框架 邊 柱 11 3600 ∑D= 框架抗推剛度計(jì)算 總框架的抗推剛度 Cf 為使總框架層間產(chǎn)生單位剪切變形角時(shí)所需要的水平剪力，即 Cf=∑D，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表 。 表 各層框架抗推剛度計(jì)算表 層數(shù) D/(N/mm) h/(mm) Cf=h∑D(108)/N 首層柱 6000 2~10 層柱 3600 某高層 鋼筋 混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì) 10 總框架各層抗側(cè)剛度沿結(jié)構(gòu)高度不完全相同，總框架的抗推剛度取各層抗推剛度的加權(quán)平均值。 5101 ???????? ?? HhCC i ififm 剪力墻抗彎剛度計(jì)算 剪力墻類型確定 橫向剪力墻有如圖所示四種類型。 整體墻為沒(méi)有門(mén)窗洞口或只有很小洞口的墻，計(jì)算時(shí)可以忽略洞口對(duì)內(nèi)力的影響。這種類型的剪力墻實(shí)際上是一個(gè)整體的豎向懸臂墻，符合平面假定，水平截面正應(yīng)力為直線分布。 W1 W2 W3