安徽理工大學(xué)抗震結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)模板

1、1.工程概況1.1結(jié)構(gòu)方案該全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)處于8度（0.2g）設(shè)防區(qū)，建筑為六層，底層柱高4.2m，其他柱高為3.6m；場(chǎng)地為II類(lèi)場(chǎng)地，地震分組為第二組。根據(jù)“抗震規(guī)范”第6.1.2條，確定結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)。該建筑開(kāi)間進(jìn)深層高較大，根據(jù)“抗震規(guī)范”第6.1.1條，全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系選擇大柱網(wǎng)布置方案。考慮本工程樓面荷載較大，對(duì)于防滲、抗震要求較高，為了符合適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則和增加結(jié)構(gòu)的整體性及施工方便，采用整體現(xiàn)澆梁板式樓蓋。根據(jù)工程地質(zhì)條件，考慮地基有較好的土質(zhì)，地耐力高，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，并按“抗震規(guī)范”第6.1.14條設(shè)置基礎(chǔ)系梁。1.2結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面 結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)圖11.3梁柱截面

2、尺寸：框架梁，柱截面尺寸見(jiàn)下表構(gòu)件編號(hào)計(jì)算跨度L(mm)h=(1/81/12)L(mm)b=(1/21/3)h(mm)橫向框架梁L16600650250縱向框架梁L26000600250L34000600250底層框架柱它層框架柱Z23600500500 圖2 梁柱界面尺寸2.重力荷載代表值的計(jì)算資料準(zhǔn)備：查荷載規(guī)范可?。?.1屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 5.95 KN屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值（不上人）： 0.5 KN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 0.75 KN/m22.2樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 3.80 KN/m2樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.50 KN/m22.3梁柱自重：

3、構(gòu)件編號(hào)截面（m2）長(zhǎng)度（m）線荷載（KN/m）每根重量（KN）每層根數(shù)（個(gè)）每層總重（KN）L10.25*0.656.14.06252616208L20.25*0.65.53.7521.7515326.25L30.25*0.453.53.759.38656.28Z10.55*0.554.27.562531.7624762.24Z2 0.5*0.53.66.2522.524540 2.4墻體 (1)第一層 內(nèi)墻總重 6.6*4*5.96=157.344KN外墻總重 90.4*6.84=618.336KN樓面面積 422.4m2樓面恒載 3.8*422.4=1605.12 KN樓面活載 2.5*

4、422.4= 1056.00KN一層重力代表值注：梁柱剩上粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)1.05。 (2)第二至五層內(nèi)墻總重 6.6*8*4.95=261.36 KN外墻總重 90.4*6.84=618.336KN樓面面積 422.4 m2 樓面恒載 3.8*422.4=1605.12 KN樓面活載 2.5*422.4=1056.00 KN二至五層重力代表值注：梁柱剩上粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)1.05。 (3)第六層外墻總重 90.4*3.6=325.44KN屋面面積 422.4 m2 屋面恒載 422.4*5.95=2513.28 KN屋面活載 422.4*0.5=21

5、1.20 KN屋面雪荷載 422.4*0.75= 316.80KN第六層重力代表值3.結(jié)構(gòu)自震周期計(jì)算3.1橫梁線剛度i b的計(jì)算：類(lèi)別Ec（KN/m2）B×h（m×m）I0（m4）l（m）EcI0/l（KN·m）1.5EcI0/l（KN·m）2EcI0/l（KN·m）AB跨、BC跨4.0×1070.25×0.655.72×10-36.32.6×1043.9×1045.2×1043.2柱線剛度i c的計(jì)算：層次hc（m）Ec（KN/m2）b×h（m×m）Ic（m4）

6、EcIc/h（KN·m）14.23.0×1070.55×0.557.63×10-35.45×1042-63.63.0×1070.5×0.55.21×10-34.34×1043.3各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算： (D值法)(1)第一層、A-1、A-8、C-1、C-8（4根）K=3.9/5.45=0.72ac=(0.5+K)/(2+K)=0.45Di1=ac×12×Kc/h2=0.45×12×5.45×104/4.22=16683.7 KN/m、A-2、A-3、A-4

7、、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7（12根）K=5.2/5.45=0.95ac=(0.5+K)/(2+K)=0.5Di2=ac×12×Kc/h2=0.5×12×5.45×104/4.22=18537.4 KN/m、B-1、B-8 （2根）K=（3.9+3.9）/5.45=1.43c=(0.5+K)/(2+K)=0.56Di2=ac×12×Kc/h2=0.56×12×5.45×104/4.22= 20761.9KN/m、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、

8、B-7（6根）K=（5.2+5.2）/5.45=1.91c=(0.5+K)/(2+K)=0.62Di2=ac×12×Kc/h2=0.62×12×5.45×104/4.22=22986.39 KN/mD1=16683.7×4+18537.4 ×12+20761.9×2+22986.39×6 =535360.54 KN/m(2)第二至六層、A-1、A-8、C-1、C-8（4根）K=3.9×2/（4.34×2）=0.9ac=K/(2+K)=0.31Di1=ac×12×Kc

9、/h2=0.31×12×4.34×104/3.62= 12457.41KN/m、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7（12根）K=5.2×2/（4.34×2）=1.2ac=K/(2+K)=0.375Di2=ac×12×Kc/h2=0.375×12×4.34×104/3.62=15069.44 KN/m、B-1、B-8 （2根）K=（3.9+3.9）×2/(4.34×2)=1.8ac=K/(2+K)=0.47Di3=ac

10、×12×Kc/h2=0.47×12×4.34×104/3.62=18887.03 KN/m、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7（6根）K=（5.2+5.2）×2/(5.45×2)=1.9ac=K/(2+K)=0.49Di4=ac×12×Kc/h2=0.49×12×4.34×104/3.62= 19690.74 KN/mD26=12457.41×4+15069.44 ×12+18887.03 ×2+19690.74×6 =38

11、6581.42 KN/m基本自振周期T1（s）可按下式計(jì)算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。T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)，取0.6。uT按以下公式計(jì)算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。（u）i為第i層的層間側(cè)移。（u）k為第k層的層間側(cè)移。s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表，其中第六層的Gi為G6和Ge之和。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次Gi（KN）VGi（KN）D i（KN/m）ui（m）ui（m）63102.72

12、3547.89386581.420.0090.21254199.778219.13386581.420.0210.20344199.7712890.37386581.420.0320.18234199.7717561.61386581.420.0450.1524199.7722232.85386581.420.0580.10614329.5327038.217535360.540.050.05T1=1.7T （uT）1/2 =1.7×0.6×(0.212)1/2=0.45 (s) 4.水平地震作用計(jì)算本結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故

13、可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，即：4.1結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85×（4329.53+4199.77×4+3102.72）= 24231.33（KN）4.2計(jì)算水平地震影響系數(shù)1查表得二類(lèi)場(chǎng)地近震特征周期值Tg=0.40s。查表得設(shè)防烈度為8度的max=0.161=（Tg/T1）0.9max=（0.4/0.47）0.9×0.16=0.1384.3結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEkFEk=1Geq=0.138×22982.48=3171.58（KN）因1.4Tg=1.4×0.4=0.56s>T1=0.47s

14、，所以不用考慮頂部附加水平地震作用。各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用按下式計(jì)算： Fi=GiHiFEk/（GkHk）地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為 Vi=Fk（i=1，2，n）計(jì)算過(guò)程如下表：各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KN·m）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）622.23102.7268880.3840.223707.113037.5518.64199.7778115.7220.253768.62330.394154199.7762996.550.204614.881561.79311.44199.7747877.380.1

15、55461.16946.9127.84199.7732758.2060.106307.44485.7514.24329.5318184.0260.0588178.31178.31 308812.268各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見(jiàn)圖2 5.多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移（u）i和頂點(diǎn)位移u i分別按下列公式計(jì)算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各層的層間彈性位移角e=（u）i/hi，根據(jù)抗震規(guī)范，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值e<1/550。計(jì)算過(guò)程如下表：橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次Vi（KN）D i（

16、KN/m）（u）i （m）ui（m）hi（m）e=（u）i /hi6707.11386581.420.001830.03063.61/196751475.71386581.420.00380.02883.61/94742090.59386581.420.00540.0253.61/66732551.75386581.420.00660.01963.61/60222859.19386581.420.00730.0133.61/57513037.5535360.540.00570.00574.21/736由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/575<1/550，滿足規(guī)范要求。6.水平

17、地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算6.1框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算：Vij=DijV i /DijMbij=Vij*yh Muij=Vij（1-y）hy=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。 y1為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 y2、y3為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 y框架柱的反彎點(diǎn)高度比。底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y1和y3，其它柱均無(wú)修正。下面以軸線橫向框架內(nèi)力的計(jì)算為例：各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（邊柱）層次hi（m）Vi（KN）D ij（KN/m）邊 柱Di1（KN/m）Vi1（KN）kyMbi1（KN·m）Mui1K

18、N·m）63.6707.11386581.4215069.4427.561.20.3534.7364.5053.61475.71386581.4215069.4457.531.20.482.84124.2643.62090.59386581.4215069.4481.51.20.45132.03161.3733.62551.75386581.4215069.4499.471.20.45161.14196.9523.62859.19386581.4215069.44111.451.20.50200.61200.6114.23037.5535360.5418537.4105.20.950

19、.65287.20154.65例：第六層邊柱的計(jì)算： Vi1=15069.44×707.11/386581.42=27.56（KN） y=yn=0.35（m） （無(wú)修正） Mbi1=27.56×0.35×3.6=34.73（KN·m） Mui1=27.56×（1-0.35）×3.6=64.5（KN·m）各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱）層次hi（m）Vi（KN）D ij（N/mm）中 柱Di2（N/mm）Vi2（KN）kYM bi2（KN·m）Mui2（KN·m）63.6707.11386581.421969

20、0.7436.021.90.4051.8777.8053.61475.71386581.4219690.7475.171.90.45121.78148.8443.62090.59386581.4219690.74106.491.90.45172.51210.8533.62551.75386581.4219690.74129.971.90.50233.95233.9523.62859.19386581.4219690.74145.631.90.50262.13262.1314.23037.5535360.5422986.39130.421.910.55301.27246.496.2梁端彎矩、剪力

21、及柱軸力分別按以下公式計(jì)算： Mlb=ilb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb） Mrb=irb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb） Vb=（Mlb+ Mrb）/ l Ni=（Vlb- Vrb）k具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算層次邊梁柱軸力MlbMrblVb邊柱N中柱N663.937.26.615.8-14.69-29.385157.3699.836.639.0-45.86-91.724242.26163.326.663.6-96.36-192.723326.58201.296.683.3-164.86-329.722359.75246.576.695.2-240.41-480.821353.82252.786.695.2-296.95-593.90具體內(nèi)力圖見(jiàn)圖3 圖3（a) 圖3(b) 7.設(shè)計(jì)體會(huì) 一周的課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，通過(guò)本周的努力，我學(xué)會(huì)了抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程