【文章內(nèi)容簡介】 工措施，因此，該教學樓不設(shè)置防震縫[4]?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是是一個空間受力體系，整個結(jié)構(gòu)在縱向、橫向協(xié)同工作，共同承受外荷載作用。在使用計算機軟件進行分析時，框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算應(yīng)采用三維空間結(jié)構(gòu)的計算簡圖。當使用手算方法時，就需要對結(jié)構(gòu)進行合理的簡化。一般教學樓建筑中橫向內(nèi)力和變形基本相同。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般簡化為取中間有代表性的一榀橫向框架作為計算單元進行計算即可。將復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)簡化為平面框架之后，應(yīng)進一步將實際的平面框架轉(zhuǎn)化為力學模型——計算簡圖。在框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖中，梁、柱用其軸線表示，梁與柱之間的連接用節(jié)點表示，梁或柱的長度用節(jié)點間的距離表示。當框架各層柱截面尺寸不同，但其形心線重合時，框架柱的軸線取截面形心線。當框架各層柱截面尺寸不同且形心線不重合時，一般采取近似方法，將頂層柱的形心線作為柱子的軸線。但是必須注意，按此計算簡圖算出的內(nèi)力是計算簡圖軸線上的內(nèi)力，由于此軸線不一定是各截面的形心線，故在截面配筋計算時，應(yīng)將按計算簡圖算得的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為截面形心軸處的內(nèi)力?？蚣苤S線間的距離即為框架梁的計算跨度?？蚣苤挠嬎愀叨葢?yīng)為各橫梁形心軸線間的距離，當各層梁截面尺寸相同時，除底層外，柱的計算高度可取各層的層高。此外，對梁柱板均為現(xiàn)澆的情況，梁截面的形心線可近似取至板底。對底層柱的下端，一般取至基礎(chǔ)頂面；當設(shè)有整體剛度很大的地下室，可取至地下室結(jié)構(gòu)的頂部。選中KJ1進行計算底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，底層取H=3600+300+500=4400mm，二至四層取層高H=3600mm。: 框架KJ1示意圖在計算簡圖中，框架桿件用軸線表示。一般情況下，等截面柱的軸線取截面形心軸。上、下層柱截面尺寸不同時，往往取頂層柱的形心線作為柱軸線，此時應(yīng)該注意按照計算簡圖算出的內(nèi)力是計算簡圖軸線上的內(nèi)力，對下層柱而言，此軸線不一定是柱截面的形心軸，進行構(gòu)件截面設(shè)計時，應(yīng)該將近似計算的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為截面形心軸處的內(nèi)力。梁跨度取柱子軸心間的距離，層高取柱高，即為各層梁頂面之間的結(jié)構(gòu)標高差。對底層柱取基礎(chǔ)頂面到二層樓面間的高度。另外，對于傾斜或折線形的橫梁，當坡度小于1/8時，可以簡化為水平直桿。對于不等跨梁，當各跨跨度相差不超過10%時，可當作具有平均跨度的等跨框架處理，簡化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值?？蚣苤牟贾脩?yīng)使整個建筑體型規(guī)則、均勻，避免有較大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自上而下逐漸的減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。詳見首層建筑平面圖、柱截面尺寸估算框架結(jié)構(gòu)的主梁梁截面高度H按（1/8~1/12）L確定，L為梁計算跨度，梁凈跨與截面高度之比不宜小于4，梁的截面寬度不宜小于200mm，梁截面的高寬比不宜大于4?？蚣芰旱慕孛鎸挾瓤扇b=（1/3～1/2）h，為了使端部節(jié)點傳力可靠，梁寬b≥ 250mm。次梁尺寸的選定：h＝(1/15～1/12)L b=(1/3—1/2)h 式（）縱 梁：,取,取橫 梁： ，（邊梁） 取，取因為中跨梁只有零星幾個，所以和邊跨梁取同一數(shù)值。，編號混凝土強度等級計算跨度L（mm）截面寬b（mm）截面高h（mm）橫梁C257500250700縱梁3300200400柱截面尺寸可根據(jù)軸壓比限值確定，查表可知該框架體系，框架抗震等級為三級，查表得框架柱軸壓比限值[μN]＝。單位面積上的重力荷載代表值近似取14KN/m2，柱的混凝土強度等級取C25(fc=)。 式中，G－折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，各層可近似取19KN/m2； F－按簡支狀態(tài)計算的柱的負荷面積； n－驗算截面以上樓層層數(shù)； －考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，； －混凝土軸壓強度設(shè)計值； －框架柱軸壓比限值，見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范P179，； －柱截面面積，取方形時邊長為a。按上述方法確定的柱截面高度h不宜小于400mm，寬度不宜小于350mm，柱凈高與截面長邊尺寸之比宜大于4[5]。分邊柱KZ中柱KZ2計算。邊柱KZ1負荷面積：F==取柱截面尺寸為bh=500mm400mm =200000mm2中柱KZ2負荷面積，F(xiàn)=(+)= m2。取柱截面尺寸為bh=500mm400mm=200000mm2。根據(jù)上述結(jié)果，并綜合考慮其它因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下：1~4層 500mm400mm基礎(chǔ)選用柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面距室外地面為500mm。4荷載計算選擇3軸框架進行計算， 框架立面圖（一）屋面荷載屋面恒荷載標準值：屋面(隔熱、防水層) 178。15厚找平層 20=178。鋼筋砼屋面板 25=178。板底抹灰 17= kN/m178。合計： kN/m178。屋面活荷載標準值： kN/m178。（上人屋面）（二）樓面荷載樓面恒荷載標準值：水磨石地面： ㎡樓板： 25=178。板底抹灰： 17= kN/ m178。合計 G1= kN/ m178。樓面活荷載標準值：178。（三）墻體自重標準值墻體用240厚MU10磚，外墻涂顏料，內(nèi)墻面20mm厚抹灰，則外墻自重標準值為：內(nèi)墻為240mm厚磚墻雙面砂漿抹灰，表面刷涂料，則內(nèi)墻自重標準值：女兒墻高1200mm，寬240mm，兩側(cè)水泥砂漿抹灰，則自重標準值：（四）門窗自重標準值178。， kN/m178。（五）重力荷載代表值集中于各質(zhì)點的重力荷載Gi，為計算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量。樓面重力：墻總重：底層其它層：女兒墻： 橫向框架計算單元。頂層梁上恒載計算在圖中，q1代表橫梁自重，均為均布荷載，=25= kN/m，和分別為教室和走道樓板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，則== kN/m，== kN/m，PP2分別為由邊梁、中縱梁直接傳給柱的集中恒載，則：邊梁:屋面板傳來（三角部分）： 1/2= kN梁自重： = kN女兒墻： = kN合計 P1=中縱梁:屋面板傳來（梯形）： [1/2+ (+)1/2]= kN梁自重： = kN合計 P2= kN節(jié)點彎矩 式（）B軸處節(jié)點: 。C軸處節(jié)點: 。24層梁上恒載計算包括梁自重和其上墻自重均布荷載，其它計算方法同頂層。=+()=====邊梁:樓面板傳來： 1/2=梁自重： kN外墻： [()]= kN窗自重： = kN合計 P1= kN中縱梁:樓面板傳來： [1/2+ (+)1/2]= kN梁自重： kN內(nèi)墻： [()]= kN窗自重： = kN門自重： = kN合計 P2=節(jié)點彎矩: B軸處節(jié)點: 。C軸處節(jié)點: 。：頂層梁上活載計算== kN/m，=== 1/2== [1/2+ (+)1/2]=節(jié)點彎矩 B軸處節(jié)點: 。C軸處節(jié)點 。14層梁上活載計算== kN/m，=== 1/2== [1/2+ (+)1/2]=節(jié)點彎矩 B軸處節(jié)點: 。C軸處節(jié)點: 。橫向自振周期的計算運用頂點位移法來計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計算： 式（）式中，——計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移；——結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)。故先計算結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移，： 結(jié)構(gòu)頂點的假想位移計算層次（KN/m）層間相對位移(m)4569920356992025699201344640由上表計算基本周期。 水平地震作用及樓層地震剪力計算根據(jù)《抗震規(guī)范》，對于高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法計算抗震作用。因此，本框架結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計算抗震作用。該建筑結(jié)構(gòu)高度遠小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。首先計算總水平地震作用標準值，即底部剪力。 式（）式中，——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的85％；天津地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，查規(guī)范得特征周期查表得，水平地震影響系數(shù)最大值；由水平地震影響系數(shù)曲線來計算，式中，——衰減系數(shù)，＝，；質(zhì)點i的水平地震作用為： 式（）式中：、分別為集中于質(zhì)點i、j的荷載代表值；、分別為質(zhì)點i、j的計算高度。，各樓層的地震剪力按來計算，一并列入表中， 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次414366831096412875614144873373796 用D值法來驗算：框架第層的層間剪力、層間位移及結(jié)構(gòu)頂點位移分別按下式來計算： 式（），表中計算了各層的層間彈性位移角。層次456992036001/3272356992036001/1800256992036001/1385134464044001/917由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/9171/550,滿足要求。風荷載標準值垂直于建筑物表面上的風荷載標準值當計算主要承重結(jié)構(gòu)時按下式來計算： 式（）式中—— 高度離地面為Z處的風振系數(shù)，對于高度不大于30 =—— 荷載體型系數(shù),建筑物為十字型平面，由建筑物的體型可查得其迎風荷載體型系數(shù)=+，其背風荷載體型系數(shù)=——風壓高度變化系數(shù)，由地面粗糙度和離地面的高度來決定，此工程的地面粗糙度為B類；——基本風壓?；撅L壓：ω0= kN/㎡；風振系數(shù)βz：因房屋總高小于30m，即=；風荷載體型系數(shù)：=()=；風壓高度系數(shù)：按B類地