【正文】 框架結(jié)構(gòu)7度設(shè)防高度小于30m所以抗震等級為三級需進(jìn)行抗震計算此外在構(gòu)造上也采取了相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的主要目的在于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性保證抗震目的的實現(xiàn)因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使梁和柱的中線重合以使傳力直接減小由于偏心帶來的不利影響框架柱的截面寬度和高度均取00mm應(yīng)避免形成短柱結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心和剛度中心相重合或盡可能靠近以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)且平面布置應(yīng)使得平面作為一個截面有盡可能大的扭轉(zhuǎn)剛度以抵抗事實上難以避免的扭矩結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單對稱規(guī)則在框架結(jié)構(gòu)中框架應(yīng)雙向布置梁中線與柱中線的偏心距不宜大于柱寬的14結(jié)構(gòu)沿豎向布置應(yīng)盡可能均勻且少變化使結(jié)構(gòu)剛度沿豎向均勻不應(yīng)有錯層或局部加層同一樓層應(yīng)在同一標(biāo)高內(nèi)另外梁的截面度不宜小于200mm截面的高寬比不宜大于4凈跨與界面高度之間不宜大于4采用扁梁時樓板應(yīng)現(xiàn)澆梁中線宜于柱中線重合當(dāng)梁寬大于柱寬時扁梁應(yīng)雙向布置 在外部造型的設(shè)計上為了抵抗地震力采用橫向框架承重的鋼筋混凝土框架體系這樣可以允許有寬大的窗子尺寸創(chuàng)造開敞空間為病人提供高品質(zhì)的景觀整個建筑主體造型為一個規(guī)則的矩形有意識地縮減了建筑體量從而使建筑物的和剛度中心達(dá)到重合總之025kNm250年屋面為不上人屋面荷載值為10 kNm2五設(shè)計標(biāo)高室內(nèi)設(shè)計標(biāo)高0000室內(nèi)外高差450mm型與布置結(jié)構(gòu)選型本設(shè)計有四層為獨立宿舍樓采用框架結(jié)構(gòu)為便于管理和采光采用大開間為了使結(jié)構(gòu)的整體剛度好樓面屋面樓梯天溝等均采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為柱下獨立基礎(chǔ)多層框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向梁柱抗側(cè)力體系框架梁柱中心宜重合當(dāng)梁柱偏心距大于該方向柱寬的時宜采取增設(shè)梁的水平加腋等措施結(jié)合建筑的平面立面和剖面布置措施該樓的結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示 圖21結(jié)構(gòu)平面布置圖本建筑中柱網(wǎng)尺寸為42m根據(jù)結(jié)構(gòu)布置本建筑除個別板區(qū)格為單向板外其余均為雙向板雙向板厚h l l為區(qū)格短邊邊長 本建筑由于樓面活荷載不大為減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省材料樓面板和屋面板的厚度均為120mm本建筑的材料選用如下混凝土采用C30鋼筋縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋HRB400其余采用熱軋鋼筋HPB235墻體內(nèi)外墻均采用重度 m2窗塑門窗 035m2門門廳處為玻璃門 26kNm2其余為木門 02 kNm223框架計算簡圖及梁柱線剛度圖21所示的框架結(jié)構(gòu)體系縱向和橫向均為框架結(jié)構(gòu)是一個空間結(jié)構(gòu)體系理應(yīng)按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算但是采用手算和借助簡單的計算工具計算空間框架結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜《高層》[]允許在縱橫兩個方向?qū)⑵浒雌矫婵蚣苡嬎阌嬎銜r只作橫向框架計算縱向平面框架的計算方法與橫向相同故從略本建筑中除處縱向框架的間距為m荷載基本相同可選用一榀框架進(jìn)行計算與配筋其余框架可參照此榀框架進(jìn)行配筋現(xiàn)以軸線的KJ為例進(jìn)行計算21梁柱截面尺寸估算梁截面高取梁計算跨度的118～1104梁的截面寬度可取13～12h ～ l ～ h取 h1115l 11156900 500 mmb h 250 mm滿足b 200mm且hb 500250 2 4符合要求故主梁初選截面尺寸為bh 250mm500mm次梁 最大跨度l 42m h ～ b ～ h取11275l 112754800 400 mmb h 200 mm[6]滿足b 200mm且hb 400200 2 4符合要求故次梁初選截面尺寸為bh 200mm400mm3框架柱底層柱軸力估算假定結(jié)構(gòu)每平方米總荷載設(shè)計值為11kN則底層中柱的軸力設(shè)計值約為N 11484 1457kN若采用C30混凝土澆搗查表得 143MPa假定柱截面尺寸bh 00mm500mm則柱的軸壓比為 故確定取柱截面尺寸為00mm500mm柱編號及尺寸如圖21所示為簡化施工各柱截面從底層到頂層不改變架計算簡圖框架的計算單元如圖21所示框架柱嵌固于基礎(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)頂面算至二層樓面室內(nèi)外高差0450m基礎(chǔ)頂面至外地平通常取0500mm故基頂標(biāo)高至177。線將區(qū)格板分為四小塊將每小塊板上的荷載傳遞給與之相鄰的梁板傳至梁上的三角形或梯形荷載可等效為均布荷載本結(jié)構(gòu)樓面荷載的傳遞示意圖見圖23圖23 板傳遞荷載示意圖1AB軸間框架梁CD軸間屋面板傳給梁的荷載恒載689195[12 3269 2 34269 32 2371活載20195 12026230263 2 688樓面板傳給梁的荷載恒載433195 12026230263 2 1467 活載20195 12026230263 2 688 梁自重標(biāo)準(zhǔn)值381kNm屋面梁恒載＝梁自重＋板傳荷載＝3812371 2752 kNm活載＝板傳荷載＝688樓面框架梁均布荷載為梁恒載＝梁自重＋板傳荷載＝3811467 1848 kNm活載＝板傳自重＝6882BC軸間框架梁屋面板傳給梁的荷載恒載68915258 1292 活載2015258 375 樓面板傳給梁的荷載恒載38215258 716 活載2515258 469 梁自重標(biāo)準(zhǔn)值381框架梁均布荷載為屋面梁恒載 梁自重＋板傳荷載＝381＋1292＝1673kNm活載＝板傳荷載＝②樓面梁恒載＝梁自重＋板傳荷載＝381＋716＝1097kNm活載＝板傳荷載＝469kNm3A軸柱縱向集中荷載的計算或D軸柱頂層柱女兒墻自重做法墻高00mm100mm的混凝土壓頂女兒墻及自重＋梁自重＋板傳荷載 61478689195583926891950918752557524 478926549855814 16920 kN頂層柱載＝板傳荷載 2019539258091820195752 410 2492 kN標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載＝墻自重＋梁自重＋板傳荷載2265654882492 113068 kN標(biāo)準(zhǔn)層柱活載＝板傳荷載＝ 2019539258091820195752 41 3244 kN基礎(chǔ)頂層恒載＝底層外縱墻自重＋基礎(chǔ)梁自重＝4305 06 25 6906 ＝48996 kN4 B軸柱縱向集中荷載的計算或C軸柱 α 1539 03812α23α3 077 頂層柱恒載＝梁自重＋板傳荷載 381 6906 68915342077689155832553 24689195785868919575091825575 24 22433kN頂層柱活載＝板傳荷載 2515077342251955869251558324195091875224 6323 kN標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載＝梁自重＋內(nèi)縱墻自重＋板傳荷載＝274321742430942349292＝119918 kN標(biāo)準(zhǔn)層柱活載＝板傳活載 kN基礎(chǔ)頂面恒載＝底層內(nèi)縱墻自重＋基礎(chǔ)梁自重＝4305 7806 25 7806 ＝48996 kN 圖24豎向受荷總圖標(biāo)準(zhǔn)值計算 作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為了簡化計算起見通常將計算單元范圍內(nèi)外墻面的分布荷載化為等量的作用于樓面集中風(fēng)荷載計算公式如下 公式21式中基本風(fēng)壓風(fēng)振系數(shù)因結(jié)構(gòu)高度H＝105mm 30m可?。?0風(fēng)荷載體型系數(shù)本建筑1405168 084 4取風(fēng)壓高度變化系數(shù)因建設(shè)地點位于青島市區(qū)所以地面粗糙度為類下層柱高上層柱高B計算單元迎風(fēng)面的寬度B＝ m計算過程見表21 表21各層樓面處集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 離地高度Zm 10 13 035 34 28 859 1065 074 10 13 035 34 34 942 725 074 10 13 035 34 34 942 385 074 10 13 035 385 34 1004 作用下的位移驗算位移計算時各荷載均采用標(biāo)準(zhǔn)值1側(cè)移剛度D22 橫向25層D值的計算 構(gòu)件名稱 A軸柱 0B軸柱 0C軸柱 029 40600 D軸柱 011 15061 ∑D 1506140600 2 111322kNm 表23 橫向底層D值的計算 構(gòu)件名稱 A軸柱 B軸柱 0521 35509 C軸柱 0521 35509 D軸柱 0159 10837 ∑D 3550910837 х2 92692kNm 2風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算 公式22式中第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值 第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和 第j層的層間位移第一層的層間側(cè)移求出之后就可以計算各樓板標(biāo)高處的側(cè)移值頂點側(cè)移值各層樓板標(biāo)高處的側(cè)移值是該層以下各層間側(cè)移之和頂點側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和J層側(cè)移 公式2頂點側(cè)移 公式2框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計算見表24 24 風(fēng)荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比計算 層次 Wj kN Vj kN 四 三 000016 166563 二 000025 129000 一 00004 19625 側(cè)移驗算對于框架結(jié)構(gòu)樓層層間最大位移與層高之比的限為1550本框架的層間最大位移與層高之比1962516214 1550滿足要求框架抗側(cè)剛度足夠26水平地震作用計算該建筑的高度為1m 40m以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度均勻分布故可采用底部剪力法計算水平地震作用[]1重力荷載代表值的計算屋面處重力荷載代表值＝結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值＋05雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面處重力荷載代表值＝結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值＋05樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重取樓面上下各半層范圍內(nèi)屋面處取頂層的一半的結(jié)構(gòu)及構(gòu)配件自重1屋面處的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算女兒墻的重力荷載代表值的計算 614 173593 2 94065 kN屋面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重標(biāo)準(zhǔn)值689 168588 680621 kN4381 168588 28255168 247914 kN250606 195012 39 64233 kN頂層的墻重 kN kN2樓面處重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 kNk kN kN kN 953718 kN3層樓面處重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 kN kNkN kN kN kN屋頂雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 kN樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 kN kN總重力荷載代表值計算屋面處 屋面處結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重＋05雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ＝116414＋052483 ＝1176555kN層樓面處＝樓面處結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重＋05活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ＝953718＋05206658 ＝1057047kN底層樓面處＝樓面處結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重＋05活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ＝＋05 ＝kN2框架柱抗側(cè)剛度D和結(jié)構(gòu)基本自振周期計算1橫向D值計算表22和表23中已將各層每一柱的D值求出各層柱的總D值計算見表25和2625橫向24層D值計算 構(gòu)件名稱 D值kNm 數(shù)量 A軸柱 B軸柱 C軸柱 13 527800 D軸柱 13 195793 kNm 表26橫向首層D值計算構(gòu)件名稱 D值kNm 數(shù)量 A軸柱 B軸柱 C軸柱 D軸柱 kNm 2結(jié)構(gòu)基本自振周期計算結(jié)構(gòu)基本自振周期有多種計算方法這里采用經(jīng)驗公式法和假想頂點位移法進(jìn)行計算1經(jīng)驗公式法 2采用假想頂點位移計算結(jié)構(gòu)基本自振周期現(xiàn)列表計算假想頂點位移27假想頂點位移計算結(jié)果 層次 4 00132 01314 3 1057047 2233602 890576 00250 01182 2 105707 3290649 890576 00369 00932 1 886634 3290649 741536 00563 00563 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非結(jié)構(gòu)墻影響折減系數(shù)剛結(jié)構(gòu)的基本自振周期取＝0S 3多遇水平地震作用計算由于該工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度場地土為Ⅱ類設(shè)計地震分組為第組查表得T 04S由于故 kN式中衰減系數(shù)在得區(qū)間取09阻尼調(diào)整系數(shù)取阻尼比＝005＝10 00＝03S 14 14040＝0S不需要考慮頂部附水平地震作用影響對于多質(zhì)點體系結(jié)構(gòu)底部總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為26查表得質(zhì)點i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值樓層地震剪力及樓層層間位移的計算過程見表2828 和的計算