第三章框架結(jié)構(gòu)設(shè)計集荷載計算

創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與荷載計算之歐侯瑞魂創(chuàng)作創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日結(jié)構(gòu)安插柱網(wǎng)與層高民用建筑的柱網(wǎng)和層高依據(jù)建筑的使用功能確立。柱網(wǎng)安插應(yīng)當規(guī)整，由內(nèi)廊式和跨度組合式，這里采納跨度組合式（如圖）。層高宜取同一個尺寸，這里采納層高3.6m，關(guān)于基層因為市內(nèi)外處面高差加急出埋深影響為4.7m。框架結(jié)構(gòu)總高度在8度抗震布防時，高度不應(yīng)大于45m，而此建筑總高度也才22.7m。圖3.1柱網(wǎng)安插圖框架的承重方案依據(jù)樓蓋的平面安插和豎向荷載的傳達門路，框架的承重方案創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日能夠分為向承重方案。橫向，縱向及縱橫向承重三種方案。此工程采納縱橫向承重方案，現(xiàn)澆樓面為雙向板（縱向承重時因橫向剛度較小一般極少采納）。變形縫設(shè)置的考慮變形縫有溫度伸縮縫，沉降縫，和防震縫三種。伸縮縫是為了防備溫度更改和混凝土的縮短發(fā)生的盈余是結(jié)構(gòu)發(fā)生裂痕，在結(jié)構(gòu)必定長度范圍內(nèi)設(shè)置伸縮縫。在伸縮縫處，基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)及建筑結(jié)構(gòu)完整斷開，伸縮縫最大間距見下表3.1。表3.1伸縮縫的最大間距(m)結(jié)構(gòu)種類施工方法室內(nèi)露天排架結(jié)構(gòu)裝置10070框架結(jié)構(gòu)裝置7550現(xiàn)澆5535剪力墻結(jié)構(gòu)裝置6540現(xiàn)澆4530擋土墻裝置4030地下室墻現(xiàn)澆3020因為此建筑最大長度85.8米，如設(shè)置伸縮縫可能不太經(jīng)濟，綜合考慮，采用不設(shè)置伸縮縫方案，而是采納結(jié)構(gòu)和施工措施，如在頂層，基層和山墻等溫度更改大的部位提升配筋率。沉降縫是為了防備地基不平均沉降使結(jié)構(gòu)發(fā)生裂痕，在結(jié)構(gòu)易發(fā)生不平均沉降的部位設(shè)縫，將結(jié)構(gòu)完整分開。此建筑中間部分是6層，兩邊為4層，房子高度有必定更改，但考慮到更改不大，能夠不設(shè)沉降縫。創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日防震縫，是為了防備在地震作用下，特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)的單薄部位簡單造成震害而可用防震縫將結(jié)構(gòu)分為若干獨立抗震單元，使各結(jié)構(gòu)規(guī)則，但當前設(shè)計更偏向于不設(shè)，而采用增強結(jié)構(gòu)整體性的舉措。資料選擇柱采納C35,梁采納C30混凝土。梁縱筋用HRB335,柱縱筋用HRB400,箍筋均用HPB235。截面尺寸初步選擇梁截面：梁高h=(1/12-1/8）L(單跨用較大值，多跨用較小值或負荷較大時用上限值）且凈跨與h比不宜小于4；AB跨h=1/12*7200=600mm梁寬b=(1/3-1/2)h,抗震結(jié)構(gòu)b≥200mm,h/b≤4;b=300mm其余尺寸見后梁截面表。柱截面：N=β*F*gE*nAc≥N/[μN]fc柱截面的寬與高一般取1/20-1/15層高，需知足h≥1/25凈高，b≥1/30凈高。且柱子b*h≥250*250,抗震結(jié)構(gòu)b不宜小于300mm,柱的凈高于界面高度之比宜大于4，按軸壓比限值估量：創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日估量時，樓層荷載按11∽14kN/m2計算，本工程邊柱按13kN/m2計，中柱12kN/m2計。二級抗震時軸壓比限值[μN]取0.8，考慮地震作用組合后柱的軸壓力增大系數(shù)。邊柱取1.3，不等跨內(nèi)柱取1.25，等跨內(nèi)柱取1.2。邊柱11.3*7.5*3.3*13*1000*61878482ZAc≥0.8*16.7mm邊柱Z2Ac≥1.25*7.5*4.8*12*1000*6242515mm20.8*16.7邊柱31.3*7.5*1.5*13*1000*6853852ZAc≥0..8*16.7mm若取柱截面為正方形，得截面高度為：h1=433mmh2=492mmh3=292mm最后初步確立尺寸：層中柱截面取為550mm*550mm，，邊柱截面取為450mm*450mm，2層中柱500*500，其余中柱取為450*450，短跨邊柱取為400*400。詳盡尺寸見后柱截面表。基本假設(shè)平面結(jié)構(gòu)假設(shè)：該工程為正交安插，能夠以為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)擔當，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日擔當。樓板在自己平面內(nèi)的剛性假設(shè)：各個平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間，經(jīng)過樓板聯(lián)系而成為整體。樓板假設(shè)在自己平面內(nèi)剛度無窮大，在平面外剛度很小能夠不予考慮。建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載下側(cè)移時，樓板只有剛性位移，即平動和轉(zhuǎn)動，不考慮其變形。不計扭轉(zhuǎn)假設(shè)：結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，并簡化計算，不考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。計算簡圖計算簡圖用兩梁柱的軸線示意，分別取各自的形心線；對鋼筋混凝土樓蓋整體澆筑的框架梁，一般能夠取樓板底面作為梁軸線。對基層柱的下端一般取至基礎(chǔ)頂面；當各層柱的截面尺寸分歧且形心線不重合時，一般去頂層柱的形心線作為柱子的軸線。創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日CDECD圖3.2計算簡圖框架梁柱的線剛度計算結(jié)構(gòu)計算見圖如圖3-1所示。在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，關(guān)于第一榀和最后一榀及變形風雙側(cè)的框架，取I=1.5Ir;中框架取I=2Ir（Ir為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。梁的線剛度ib=EcIb/l。此中，Ec為混凝土的彈性模量，4242為Ec=3.15*10N/mm；Ec=3.0*10N/mm；l為梁的計算跨度；Ib3530梁截面慣性矩，對裝置式樓面，Ib按梁的實質(zhì)截面計算，對現(xiàn)澆樓面及裝置整體式樓面，Ib按下表采納，此中Io為梁截面矩形創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日部分截面的慣性矩。表3.2梁截面慣性矩取值樓面做法中框架梁邊框架梁現(xiàn)澆樓面Ib2.0IoIb1.5Io裝置整體式樓面Ib1.5IoIb1.2Io柱的線剛度為ic=EcIc/h,此中Ic為截面的慣性矩，h為框架柱的計算高度。表3.3橫梁線剛度ib計算表類Ecb*hIrLEcIr/lEcIr/l別/104mm2/mm*mm/109mm4/mm/N/mm2/N/mm2邊橫梁300*60066003.682*10104.909*1010走道梁200*40030001.901*10102.534*1010邊橫梁300*60072003.375*10104.500*1010表3.4柱的線剛度計算表條理hc/mmEc/(N/mm2)b*h/mm*mmIc/mm4EcIc/hc/N*mm147003.15*104500*5005.208*1093.49*1010147003.15*104450*4503.417*1092.29*10102-636003.15*104450*4503.417*1092.99*10102-636003.15*104400*4002.133*1091.87*1010荷載的聚集豎向荷載（1）屋面及樓面均布永遠荷載尺度值屋面（上人）：222創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日2222樓面：22221-3層樓面恒載尺度值層樓（屋）面恒載尺度值層樓面恒載尺度值層屋面恒載尺度值（2）屋面與樓面活荷載尺度值22222屋面雪荷載尺度值sk=μr*s02（注：不論能否為上人屋面，其屋面上的可變荷載均取雪荷載。)創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日1-3層樓面活載尺度值層樓（屋）面活載尺度值樓面屋面層樓面活載尺度值層屋面活載尺度值2（3）梁柱自重荷載尺度值(此中γ=25kN/m）構(gòu)件bhβgLnGiΣGiL1（橫梁）3006007L2（走道梁）20045017L330060016L4（縱梁）30070012Z15505505Z250050071Z345045016Z445045076Z540040016表3.5梁柱重力荷載尺度值注：表中的β為考慮梁柱的粉刷層荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)；g示意單位長度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件的數(shù)目；梁長度取凈長；柱長度取創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日層高。（4）墻窗門重力荷載尺度值2），內(nèi)墻面為20厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷2內(nèi)墻雙側(cè)抹灰均為200厚，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為222（5）荷載分層總匯及重力荷載代表值集中于各樓層高處的重力荷載代表值Gi能夠計算獲得：重力荷載代表值是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重尺度值和各可變荷載組合值之和，是示意地震發(fā)生是依據(jù)遇合概率確立的有效重力。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參半層的墻、柱的重量。且不論能否為上人屋面，其屋面上的可變荷載均取雪荷載。各可變荷載的組合值系數(shù)按下表采納表3.6可變荷載的組合值系數(shù)表可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載屋面積灰荷載屋面活荷載不計入按實質(zhì)狀況考慮的樓面活荷載按等效均布荷載藏書庫檔案庫考慮樓面活荷載其余民用建筑吊車懸吊物重力硬鉤吊車軟鉤吊車不計入創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日屋面層：屋面恒載，50%屋面雪荷載，縱橫梁自重，半層的柱及縱橫墻體自重其余層：樓面恒載，50%樓面均布活荷載，縱橫梁自重，樓面上下參半層的柱及縱橫墻體自重將前述分項荷載相加，得集中于各層樓面的重力荷載代表值以下：第1層：*26)=23533.68kN第2-3層：6093.31+4173.5*0.5+214.99+103.53+536.76+489.47+531.3+(1523.8+253.44)*0.5*2+640.4*(3.6+3.6)*0.5*3.415-0.4*(3*1.8*12+4.8*1.8*12+2.4*1.8*6+1.5*1.8*2)-0.2*(1.5*1.8*4+1.8*1.8*18+2.4*1.8*8+1.0*2.1*26)=22983.15kN第4層8101.55+(1889.71+410.178)*0.5+214.99+103.53+536.76+489.47+531.3+(1523.8+253.44)*0.5*2+226.6*(3.6+3.6)*0.5*3.415+413.8*3.6*0.5*3.415-0.4*2.4*1.8*6*0.5-0.2*(1.8*1.8*20+2.4*1.8*2+1.0*2.1*18)*0.5-0.4*(3*1.8*12+4.8*1.8*12+2.4*1.8*6+1.5*1.8*2)*0.5-0.2*(1.5*1.8*4+1.8*1.8*18+2.4*1.8*8+1.0*2.1*26)*0.5=創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日15344.88kN第5層：2758.98+1889.71*0.5+214.99+54.81+268.38+842.03+63.36+226.6*(3.6+3.6)*3.415*0.5-0.4*2.4*