【文章內(nèi)容簡介】 186。C，最冷月平均 ； ③雨量：年降雨量為 毫米； ④地下水：無侵蝕性，在地面以下 8 米； ⑤地質(zhì)資料： 50cm 表 土以下為亞粘土，地基承載力設(shè)計(jì)值為 210MPa。 工程地質(zhì)資料 擬建場地為平整丘地，地下水在地面以下 8 米，無侵蝕性。 土層分布為： a 層：耕植土，厚約 fak =100kPa ； b 層：淤泥質(zhì)土，厚約 ~1m， fak =80 kPa ； c 層：粘土，厚 2～ 3m，硬塑狀態(tài)，塑性指數(shù) Ip =14，液性指數(shù) I=，空隙比 e=， fak =200 kPa ； d 層：粉質(zhì)粘土，厚約 4m，硬塑， Ip =14， I=， e =， fak =200 kPa。 施工 條件：由區(qū)級(jí)施工單位施工。 地區(qū)抗震設(shè)防烈度 6 度，基本風(fēng)壓 W=，地面粗躁程度為 B 類，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 210kN/m2。 框架計(jì)算簡圖 確定框架的計(jì)算簡圖 假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)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(chǔ)頂面算至二樓樓面，基礎(chǔ)標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件，室內(nèi)外高差等定位 ,二層樓面標(biāo)高為 ，故底層柱高為 。第二層至第 六 層的柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），故均為 。為了便于簡化計(jì) 算，選取一榀框架為框架計(jì)算單元，如 下 圖所示 ,由此可繪出框架的計(jì)算簡圖如 圖 所示。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 框架計(jì)算簡圖 框架梁柱尺寸確定 由于各層框架為超靜定結(jié)構(gòu)，在內(nèi)力計(jì)算之前，需預(yù)先估算梁，柱的截面尺寸及結(jié)構(gòu)所采用的材料強(qiáng)度等級(jí)，以求得框架中各桿的線剛度及其相對線剛度。 混凝土強(qiáng)度等級(jí)： 梁中用 C20（ Ec=103N/mm2） 柱中用 C30（ Ec=30103N/mm2） 框架梁： h=(1/8～ 1/18L)； h=600mm；（ L=6600mm） 1 1 1 1( ~ ) ( ~ ) 6 0 0 2 0 0 ~ 3 0 0 , 3 0 0 。3 2 3 2b h m m m m m m b m m? ? ? ? ?取 框架柱：取 b=500mm 由于該建筑處于 6 度設(shè)防的地震區(qū)，故采用方柱較為合適，取 h=500mm。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 框架梁柱線剛度計(jì)算 根據(jù)規(guī)范 (GB500102021)，考慮現(xiàn)澆樓板的作用，對于中跨 梁，取 02II? 。 邊跨梁： 634 10 2 ( )EI 12 k N ml ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 中跨梁： 634 10 2 ( )EI 12 k N ml ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 底層柱 : 644 10 ( )EI 12 k N ml ? ? ?? ? ? ? ? 其余各層柱： 644 10 ( )EI 12 k N ml ? ? ?? ? ? ? ? 令 其余各層柱 i=1 則其余各桿件的相對線剛度為 ： 邊跨 i=底柱 i=框 架梁、柱的相對線剛度如 圖 所示，作為計(jì)算框架各桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。 荷載計(jì)算 屋面及樓面恒荷載計(jì)算 找平層（柔性）三氈四油油鋪小石子 kN/ m2 找平層： 15 厚水泥砂漿 20 kN/m3＝ kN/ m2 找坡層： 40 厚水泥石灰砂漿 3?找平 14 kN/m3＝ kN/ m2 保溫層： 80 厚礦渣水泥 kN/m3＝ 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 kN/ m3＝ 抹灰層： 10 厚混合砂漿 17 kN/ m3＝ 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 計(jì)算簡圖及相對線剛度圖 合計(jì) kN/ m2 ：大理石樓面 大理石面層，水泥砂漿擦縫 30 厚 1： 3 干硬性水泥砂漿面上撒 2 厚素水泥 水泥漿結(jié)合層一道 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 kN/m3＝ 3kN/ m2 抹灰層： 10 厚混合砂漿 17 kN/m3＝ 合計(jì)： kN/ m2 屋面及樓面活荷載計(jì)算 1. 根據(jù)《荷載規(guī)范》查得 ： 上人屋面： 樓 面： (辦公樓 ) 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 根據(jù)規(guī)范查得 Sk= kN/ m2 屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，兩者取大者 . 在此取 。 梁，柱，墻，門窗重力荷載的計(jì)算 ： 邊橫梁，縱梁： b h=300mm 600mm 梁自重： kN/m3 ()= kN/m 抹灰層 10 厚混合砂漿： (+) 2 17 kN/m3=合計(jì)： kN/m 1． 2．基礎(chǔ)梁： b h=300mm 600mm 梁自重： 25 kN/m3 =： 柱： b h=500mm 500mm 柱自重： 25 kN/m3 =抹灰層： 10 厚混合砂漿： 4 17 kN/m3= kN/m 合計(jì)： kN/m ： 標(biāo)準(zhǔn)層 縱墻： 18 kN/m3= kN/m 鋁合金窗： kN/ m2 =水刷石外墻面：（ ） kN/ m2=水泥粉刷內(nèi)墻面：（ ） kN/ m2= 合計(jì)： 底層： 縱墻 （ ） 18 kN/m3= kN/m 鋁合金窗： kN/ m2 =水刷石外墻面：（ ） kN/ m2= kN/m 水泥粉刷內(nèi)墻面：（ ） kN/ m2= 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 合計(jì)： kN/ m ： 標(biāo)準(zhǔn)層 縱墻：（ ） 18 kN/m3= kN/m 水泥粉刷內(nèi)墻面： 3m kN/ m2 2= kN/m 合計(jì)： kN/ m 底層 縱墻：（ ） 18 kN/m3= kN/m 水泥粉刷內(nèi)墻面： kN/ m2 2= kN/m 合計(jì)： kN/ m 板柱傳荷載計(jì)算 ~B 軸間框架梁： 屋面板傳荷載： 板傳至梁上的三角形或梯形荷載，為簡化計(jì)算近似等效為均布荷載，荷載的傳遞示 意圖見 圖 及 圖 。 恒載： (2+)2= kN/m 活載： (2+)2= kN/m 樓面板傳荷載：恒載： (2+)2= kN/m 活載： (2+)2= kN/m 梁自重： A~B 軸間框架梁均布荷載為： 屋 面 梁：恒載＝梁自重＋板傳荷載＝ + kN/m= kN/m 活載＝板傳荷載＝ 樓面板傳荷載：恒載＝梁自重＋板傳荷載 ＝ KN/m+ kN/m= kN/m 活載＝板傳荷載＝ kN/m 活載： 5/82=3 kN/m 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ABCD240066004 5 004 5 006600計(jì)算單元 圖 板傳荷載示意圖 A 圖 板傳荷載示意圖 B 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 樓面板傳荷載： 恒載： 5/82= kN/m 活載： 5/82=3 kN/m 梁自重： B~C 軸間框架梁均布荷載為： 屋 面 梁：恒載＝梁自重＋板傳荷載 ＝ + kN/m= kN/m 活載＝板傳荷載＝ 3 kN/m 樓面板傳荷載：恒載＝梁自重＋板傳荷載 ＝ + 活載＝板傳荷載＝ 3 kN/m ~D 軸間框架梁： 由對稱性可知 C~D 軸間框架梁所受荷載與 A~B 軸間框架梁相同。 軸柱縱向集中荷載計(jì)算： 頂層柱： 女兒墻自重：（做法：墻高 1000mm,100mm 的混凝土壓頂） 118+25+(2+) = kN/m 頂層柱恒載 ＝ 女兒墻＋梁自重＋板傳荷載 =+()+5/8 = kN/m 頂層柱活載＝板傳 荷載 ＝ 25/8 = kN/m 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載＝ 外 墻自重＋梁自重＋板荷載 = =()+()+ = kN/m 標(biāo)準(zhǔn)層柱活載＝板傳荷載＝ 25/8= kN/m 基礎(chǔ)頂面荷載＝底層外縱墻自重＋基礎(chǔ) 梁 自重 ＝ ()+()= kN/m 柱縱向集中力計(jì)算： 頂層柱荷載＝梁自重＋板傳梁荷載 ＝ ()+5/8+(2+) =頂層柱活載 =板傳荷載 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ＝ 25/8+2(2+) = kN/m 標(biāo)準(zhǔn) 層 柱恒載 =內(nèi) 墻 自重 ＋梁自重＋板傳荷載 =()+()+5/8+(2+) = kN/m 標(biāo)準(zhǔn)層活載＝板傳荷載 ＝ 25/8+2(2+) = kN/m 基礎(chǔ)頂面恒載 =底層 內(nèi) 墻自重＋基礎(chǔ) 梁 自重 =() +()= kN/m 、 D 柱縱向集中力計(jì)算： 根據(jù)對稱性可知 C 柱的集中力與 B 柱相同， D 柱的集中力與 A 柱相同，豎向受荷總圖見 圖 。 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算與內(nèi)力計(jì)算 . 集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書知道有關(guān)風(fēng)荷載的參數(shù)，并根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范》 GB50092021 知，作用在屋面梁和樓面梁處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 按式（ ）計(jì)算： Wk=βzμsμzω0(hi+hj)B/2 ????????????? （ ） 式中，基本風(fēng)壓 ω0＝ ； μz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，該建設(shè)地點(diǎn)地面粗糙度為 B 類； μs —風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)建筑物的體型查得 μs＝ μs1μs2 =（ ）＝ βz—風(fēng)振系數(shù)取，基本自振周期對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)可用 T1 =（ n是建筑層數(shù)）估算，大約為 ，應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向 風(fēng)振的影響， 1 ???? ??? zz z ； hi—下層柱高； hj—上層柱高，對頂層為女兒墻高度的 2 倍； B—迎風(fēng)面的寬度， B＝ 。 計(jì)算過程見表 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 豎向受荷總圖 表 集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值表 集中 風(fēng)荷 離地高度Z/m z? z? s? 0W )( 2mkN ih )(m jh )(m kW )(kN 5W 5 4 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 續(xù) 表 集中 風(fēng)荷 離地高度Z/m z? z? s? 0W )( 2mkN ih )(m jh )(m kW )(kN 3W 2 1 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算 (1) 橫向框架的側(cè)移剛度 D 的計(jì)算： 由前面所求梁柱線剛度求側(cè)移剛度如表 及 表 所示： 表 橫向 26層 D值的計(jì)算表 構(gòu)件名稱 cbiii 2??? ???? iic 2? )/(122 mkNhiD cc?? A 軸柱 14467 B 軸柱 27326 C 軸柱 27326 D 軸柱 14467 ?D =14467 mkN 2+27326 mkN 2=76386 mkN 表 橫向底層 D值的計(jì)算表 構(gòu)件名稱 cbiii 2??? ?????iic 2? )/(122 mkNhiD cc?? A 軸柱 7438 B 軸柱 10338 C 軸柱 10338 D 軸柱 7438 ?D =7438kN/m2+10338 kN/m2=35552 mkN 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 (2) 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算： 水平荷載作用下框架的層間位移按 式（ ） 計(jì)算 ： Δuj ＝ ?ijjDV ????????????? （ ） 式中 V j —第 j 層的總剪力； ?ijD —第 j 層所有柱的抗側(cè)剛度之和； iju? —第 j 層的層間側(cè)移。 第一層的層間側(cè)移值求出以后，就可以 按式（ ）及式（ ） 計(jì)算各樓板標(biāo)高處的側(cè)移值的頂點(diǎn)側(cè)移值，各層樓板標(biāo)高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和，點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。 j層側(cè)移 uj ＝ ???jj ju1 ??????????????? （ ） j層側(cè)移 uj ＝ ???jj ju1 ??????????????? （ ） 框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計(jì)算見表 。 表 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算表 層次 jW )(kN )(kNVj ?D )( 2mkN ju? )(m 6 76386 5 7638