【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 響建筑空間的正常使用，在 13 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。因此在使用上層數(shù)受到限制，正是因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的是小高層，建筑的高寬比 H/B小于 5，抗震設(shè)防烈度為 7度，建筑高度小于 55m，所以選用框架結(jié)構(gòu)體系。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工程概況 該商業(yè)寫字樓為七層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約 6408m2，建筑平面為一字形，受場(chǎng)地限制，寬度為 ,長度為 。建筑方案確定，房間開間為 ，進(jìn)深為 ，走廊寬度 。層高均為為 ，室內(nèi)外高差 。框架梁柱及板均為現(xiàn)澆，框架平面柱網(wǎng) 布置如圖 1所示： 圖 1 框架平面柱網(wǎng)布置 設(shè)計(jì)資料 ⑴ 氣溫：冬季室外計(jì)算溫度過 10o,凍土深度 40cm，夏季室外計(jì)算溫度 +33oC。 ⑵ 年降雨量 700cm。 ⑶ 擬建地段勢(shì)平坦，地層分布較為規(guī)律，地基承載力按 120~140KN/m2 計(jì)，持力層為輕亞粘土。 ⑷ 夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，風(fēng)速 ，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，風(fēng)速為 。 ⑸ 雪載：最大積雪厚度為 20cm， 。 14 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ⑹ 地下水 位：常年地下水位深約 7m左右，水質(zhì)對(duì)混凝土無浸蝕。 ⑺ 設(shè)計(jì)烈度按 6度，結(jié)構(gòu)按 7度設(shè)計(jì)。 ⑻ 屋面及樓面做法 屋面做法： 二氈三油防水層； 冷底子油熱瑪蹄脂二道； 200厚水泥卵石保溫層； 20mm厚水泥砂漿找平層； 40厚鋼筋混凝土整澆層； 預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板； 粉底（或吊頂） 樓面做法： 水磨石地面； 50mm厚鋼筋混凝土整澆層； 預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板； 粉底（或吊頂） ⑼ 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25，縱筋 Ⅱ 級(jí)，箍筋 Ⅰ 級(jí)。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 梁柱截面、 梁跨度及柱子高度的確定 初估截面尺寸： 柱子： 1～ 5層柱截面尺寸相同，均采用截面： bh=450mm450mm 7層柱截面尺寸相同，均采用截面： bh=400mm400mm 梁：梁編號(hào)見圖 2。 框架梁截面的確定： L1:bh=250mm600mm L2:bh=250mm400mm 15 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） L3:bh=250mm600mm L4:bh=250mm450mm 圖中括號(hào)內(nèi)為底層梁編號(hào)， 括號(hào)外為其他層梁編號(hào)。若只有一個(gè)編號(hào)，表示底層與其他層梁相同。 L4 L4 L4 L4 L4 L4 L4 L4 L4 L4 L4 L4 圖 2 梁的編號(hào) 梁的計(jì)算跨度 : 框架梁的計(jì)算跨度以柱形心線為準(zhǔn)，由于建筑軸線與墻軸線重合，故建筑軸線與結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度不同，如圖 3所示： (a) (b) (a)1~5(b)67圖 3 梁的計(jì)算跨度 16 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 柱高度 底層柱高度 h=++=，其中 ， ： 按屋面做法逐項(xiàng)計(jì)算均布荷載： 二氈三油防水層 ㎡ 冷底子油熱馬蹄脂二道 ㎡ 200mm 厚水泥卵石保溫層 =㎡ 20 厚水泥砂漿找平層 20=㎡ 40 厚鋼筋混凝土整澆層 25=㎡ 預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板 25=㎡ 共計(jì) ㎡ 17 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： (8+) (2+++)=3366kN 樓面均布恒載 按樓面做法逐項(xiàng)計(jì)算 : 水磨石地面 ㎡ 50 厚鋼筋混凝土整澆層 25=㎡ 預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板 ㎡ 吊頂或粉底 ㎡ 共計(jì) ㎡ 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： (8+)(2++)=2632kN 屋面均布活載 計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，要考慮雪荷載和施工荷載。 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： (8+)(2++)=122kN 樓面均布活載： 樓面均布活載對(duì)于辦公樓一般房間為 ㎡，會(huì)議室、走廊、樓梯、門廳等為 2kN/㎡。為了方便計(jì)算，統(tǒng)一取為 2kN/㎡。 樓面均布活載標(biāo)準(zhǔn)值為： (8+)(2++)=1224kN 梁柱自重（包括梁側(cè)、梁底、柱抹灰 重量） 梁側(cè)、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁寬及柱寬計(jì)算來考慮，計(jì)算見表 1。 墻體自重： 墻體均為 240 厚，兩面抹灰，近似按加厚墻體考慮抹灰重量。 單位面積上墻體重量為： （ +） 19=㎡ 墻體自重計(jì)算見表 2。 18 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 表 1 梁柱自重 表 2 墻體自重 頂層重力荷載代表值包括： 屋面恒載 +50%活載 +縱橫梁自重 +半層柱自重 +半層墻體自重 其它層重力荷載代表 值： 樓面恒載 +50%樓面均布活載 +縱橫梁自重 +樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重。 將前述分項(xiàng)荷載相加，得集中于各層樓面的重力荷載代表值如下： 第七層： G7=3366+12250%++314+1697= 第 六 層 ： G6=2632+122450%++627+3393= 第五層： G5=2632+122450%++786+3393= 第四層： G4=2632+122450%++945+3393=8592KN 19 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三層： G3=8592KN 第二層： G2=8592KN 第一層： G1=2632+122450%++1069+4210=9682KN 建筑物總重力荷載代表值： 為： 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值見圖 5。 圖 5 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值 水平地震力作用下框架側(cè)移計(jì)算 橫梁線剛度： 采用混凝土 C25， Ec =107kN/㎡ 在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。但是有現(xiàn)澆板的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取 I=（ I0為梁的截面慣性矩）；對(duì)中框 架取 I=。若為裝配樓板，帶現(xiàn)澆層的樓面，則邊框架梁取 I=，對(duì)中框架取 I=。 橫梁線剛度計(jì)算結(jié)果見表 3。 20 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 表 3 橫梁線剛度 D值 柱線剛度列于表 4，橫向框架柱側(cè)移剛度 D值計(jì)算列于表 5。 表 4 柱線剛度 表 5 橫向框架柱側(cè)移剛度 D值計(jì)算 21 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 續(xù)表 5 橫向框架自振周期 按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期 頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化為無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基頻公式。這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： 式中： —— 基本周期調(diào)整系數(shù)。考慮填充墻使框架自振周期減少的影 響，取 。 —— 框架的頂點(diǎn)位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的 22 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 地震力及位移， 是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假象框架頂點(diǎn)位移。然后由 求出 T1，再用 T1求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算見表 6。 表 6 橫向框架頂點(diǎn)位移 （ s） 在 Ⅱ 類場(chǎng)地， 7度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下： 結(jié)構(gòu)的特征周期 Tg和水平地震影響系數(shù)最大值 （ 7度，多遇地震）為： Tg= 由于 T1=＞ ==（ s），應(yīng)考慮頂點(diǎn)附加地震作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按 GiHi j 7 FEK j 分配給各層，則水平地震作用呈倒三角