四層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

框架構(gòu)造課程設(shè)計任務(wù)書某商業(yè)批發(fā)樓二、工程概況1582m2。三、設(shè)計條件～1.7m120KN/m2，其次層為砂礫石，層厚～250KN/m2，第三層為弱風(fēng)化基巖，地基承載力標(biāo)準15.00m深度范圍內(nèi)無可液化土層。690m，水質(zhì)對砼無侵蝕性。擬建場地地形平緩，地面確定標(biāo)高700.00m。2、抗震設(shè)防為：8度、0.2g、第一組。3m2。40＝m〔B類S0＝m2〔n＝。5C25HRB335級，箍筋為HPB235級。6、屋面作法〔自上而下S防水層m20厚細石砼找平m3,陶粒砼找坡〔2%、7KN/m3〕,125厚加氣砼塊保溫〔7KN/m3〕,150厚現(xiàn)澆鋼筋砼板m3〕,吊頂或粉底m2。7〔自上而下〔m20厚現(xiàn)澆鋼筋砼板m3，吊頂或粉底m2。8、門窗作法：均承受鋁合金門窗。200厚加氣砼塊，兩側(cè)抹灰。450mm，初定根底底面標(biāo)高為2m1m，5.5m。四、設(shè)計內(nèi)容12345其次節(jié)框架構(gòu)造課程設(shè)計指導(dǎo)書及實例一、設(shè)計資料標(biāo)準《混凝土構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準》 GB 50010－2023簡稱《砼設(shè)計標(biāo)準》《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準》 GB 50009－2023簡稱《荷載標(biāo)準》《建筑構(gòu)造抗震設(shè)計標(biāo)準》GB 50011－2023簡稱《抗震標(biāo)準》手冊《靜力計算手冊》《砼構(gòu)造計算手冊》《抗震設(shè)計手冊》圖集《建筑抗震構(gòu)造圖集》 九〕二、構(gòu)造方案〔一〕構(gòu)造體系考慮該建筑為商業(yè)批發(fā)樓，開間進深層高較大，依據(jù)《抗震標(biāo)準》第6.1.1條，框架構(gòu)造體系選擇大柱網(wǎng)布置方案。〔二〕構(gòu)造抗震等級6.1.28度設(shè)防區(qū)，總高度12.84m，因此屬二級抗震?！踩硺巧w方案美觀的原則和增加構(gòu)造的整體性及施工便利，承受整體式雙向板交梁樓蓋?！菜摹掣追桨?.1.14條設(shè)置根底系梁。三、構(gòu)造布置及梁柱截面初估1、構(gòu)造布置2、各梁柱截面尺寸初估：框架梁6.3.1200mm4倍梁寬，4倍的梁高，又參考受彎構(gòu)件連續(xù)梁，梁高b=〔1/2～1/3〕h?？蚣苤罁?jù)《抗震標(biāo)準》第6.3.6條，柱截面寬度b300mm，柱凈高與截面4框架梁，柱截面尺寸板初估。KL b=〔1/2～1/3〕h=(412~275)mm〔300×600〕mmA=N/=189700mm2板厚)《抗震標(biāo)準》6.1.5條規(guī)定。四、荷載計算1、屋面荷載標(biāo)準值SBS防水層 =m230厚細石砼找平層 24×=m2陶粒砼并找坡 ×7=厚加氣砼塊保溫7×=m150厚現(xiàn)澆鋼筋砼板 25×=m2吊頂 =m2屋面恒載標(biāo)準值小計 =m2屋面活荷載標(biāo)準值《雪荷》 2、樓面荷載標(biāo)準值：地板磚地面 =m2150厚現(xiàn)澆砼板 25×=m2吊頂 =m2樓面恒載標(biāo)準值 =m2樓面活載標(biāo)準值 =m23、樓面自重標(biāo)準值、柱側(cè)抹灰，有吊頂房間梁不包括抹灰。例：L1：b×h=× 凈長6m均布線荷載為25××=m; 重量為×6=27KNZ1：b×h=×凈長;Z1重量為×=38構(gòu)件四層〔屋面〕1/2層高=荷載柱××〔〕×25×24+×〔×2+×2〕×〔〕×20×24屋蓋×38×3837梁[××〔〕×25+]×15+[××〔〕×25+]×6+[6×××25+]×16女兒墻××〔+38〕×2×25墻××[[〔4×2+6×5〕×8]×2+××3)×2]×7可變荷柱××〔〕×25×24+×〔×2+×2〕×〔〕×20×24971屋蓋×38×梁[××〔〕×25+]×15+[××〔〕×25+]×6+[6×××25+]×16墻××[[〔4×2+6×5〕×8]×2+××3)×2]×7可變荷一層1/2層高=柱××〔+〕×25×24+×〔×2+×2〕×〔+〕×20×24屋蓋×38×梁[××〔〕×25+]×15+[××〔〕×25+]×6+[6×××25+]×16墻×+〕×[[〔4×2+6×5〕×8]×2+××3)×2]×7679可變荷屋面可變荷載組合系數(shù)[×38-××24)]××1109G1 +++679+11096237總和 G1+G2+G3+G4=+++623724250荷載集合計算公式屋面可變荷載組合系數(shù)荷載集合計算公式屋面可變荷載組合系數(shù)載×××38G4+3837++++三層二層層高屋面可變荷載組合系數(shù)載[×38-××24)]××G3G2971++++載200抹灰，外墻貼面轉(zhuǎn)，面荷載為：250厚加氣砼墻： 7×+17×+=m2200厚加氣砼墻： 7×+17××2=m2240厚磚墻砌女兒墻： 18×+17×+=m2五、內(nèi)力及側(cè)移計算〈一〉水平地震作用下框架的側(cè)移計算1、梁、柱的線剛度因本例承受現(xiàn)澆樓蓋，在計算框架梁的截面慣性矩時，對邊框架梁取II〈I0C30混凝土，E0C40混凝土Ec=×104N/mm2

c=×104N/mm2I=1bh3=1

××=×10-3m40 12 12bI==2××10－3=×10－3m4b梁的線剛度為：b CbK=EI/L=〔×104××10－3〕/=×10b Cb7－4。梁號截面b×梁號截面b×h㎡跨度m砼標(biāo)號慣性矩I0m4邊框架梁中框架梁I=bK=EI/Lb bI=2Ib 0K=EI/Lb bKJL1×6C40×0－3×0－3×1041×03×104KIL2×4C40×0－3×0－3×10411×10-3×104〈2〉柱的線剛度7-5。表7-5 柱的線剛度表柱柱號截面bh(m2)柱高(m)慣性矩I=1 bh3〔m4〕c12線剛度Kc(KNm)KZ1×1 ××=×10-312×104KZ2×1 ××=×10-312×1042.橫向框架柱側(cè)向剛度7－6。層柱類型K層柱類型KK/2K一般層K/2K 一般層D K12/h2b c(底層)0.5K/2K層)(底imc根數(shù)KK/K(KN/M)b c邊框架×2)/(2×=(2+=4×103邊柱邊框架20×10+/(2+=24×1032二邊柱三四邊框架中柱(4×/(2×=〔2+〕=×1032層中框架(2×/(2×=(2+=×10312邊柱中框架(4×/(2×=(2+=80×1036中柱ΣD902×103邊框架×2/=+/(2+=34底中柱層中框架邊柱2×=(0.=5+/(2+21×10312中框架中柱4×=(0.=5+/(2+26×1036ΣD536×1033、橫向框架自振周期按頂點位移法計算框架的自振周期maxT1.7max1 0式中: 0—考慮填充墻影響的周期調(diào)整系數(shù),取～,本工程中橫墻較少取； ---框架的頂點位移。max7－7。位移表7-7 位移層次Gi(KN)ΣGiΣDΣG/ΣDiΔi456395639×1053618711826×1052618718013×1051623724250×1050.123T1.70.60.1231

0.364.橫向地震作用5.1.4條查得，在Ⅱ類場地，8Tg和地震影響系數(shù)

max

為：Tg

0.35〔S〕

0.16max由于

所以

/T)

0.121 g 1

g 1 2

max由于T1

0.451.4Tg

，所以δn=0.Fn

F 0n EKF EK

G1 eq

=××32985=7－8。表中： F

GHi i

)

V/D1 GH EK n e ii ie表7-8 Fi、Yi和U的計算eGiHiΔue層次4〔m〕hi〔m〕HiGi5639〔KNm〕〔KN〕Fi〔kn〕viΣD902023〔m〕361879020232618790202316237536000Σ242507-6。5、橫向框架抗震變形驗算首層

e e i e層間相對位移的限制滿足標(biāo)準要求同理可進展縱向框架變形驗算，在此略〔二〕水平地震作用下，橫向框架的內(nèi)力計算D7－9。ii表7-9 ii柱號層次層高h層間剪V層間剛度ΣD各柱剛 Dim D K y M下 M上度 D VimVim DiDimA493390202328200柱316899020232820022205902023282001247353600021000B493390202380000柱316899020238000022205902023800001247353600026000注：表中k—第I層第K號柱的剪力—y3，、、y值計算見表7。M下MkM上M=k〔〕h表7-10 y值計算410--10310--10邊柱2101001--0--410--10310--10中柱2101001--0--柱號層次Ky0柱號層次Ky0α1Y1α2Y2α3Y3y層層次AB跨BC跨L〔m〕M左M右VbL〔m〕M左M右VbNA柱軸力N Nc(KNm)(KNm(KN)(KNm)(KNm)〔kN〕〔kN〕b〔kN〕432 14113193190000注：軸力拉為－，壓為＋?！踩澈爿d作用下的內(nèi)力計算形〔g‘〕和梯形荷載〔g“〕兩局部組成，依據(jù)固端彎距相等的原則，先將梯形i i7-8。梯形荷載化為等效均布荷載qid=(1-2α2+α3)q; α=a/L=4/=qqq

=g’+〔1-2×α2+α3〕g333d3322=g’+〔1-2×α2+α3〕g222d22=g’+〔1-2×α2+α3〕g222d

”=+〔1-2×+〕×=m=’+〔1-2×α2+α3〕g”=m1d 1 12、恒載作用下的桿端彎矩本工程框架構(gòu)造對稱，荷載對稱，故可利用對稱性進展計算。(1)固定端彎矩的計算MF =-MF =-1/12q3dL2=-1/12××=A3B3 B3A3MF =-MF =-1/12q2dL2=1/12××=A2B2 B2A2MF =-MF =-1/12q2dL2=1/12××=A2B2 B2A2MF =-MF =MF =A1B1

A2B2安排系數(shù)：7-12。節(jié)點桿件A3A節(jié)點桿件A3A2A1S=4i iΣSiSSiiA3A2A3B3A2A3A2B2A2A1A1A2A1B1A1A04×4×14×4×14×4×4×14×==4==4===4=桿端彎矩計算〔7-9〕恒載作用下的框架彎矩圖欲求梁跨中彎矩，則需依據(jù)求得的支座彎矩和各跨的實際荷載分布〔如圖按平衡條件計算，而不能按等效分布荷載計算簡支梁：均布荷載下跨中彎距＝qL2/8=×8=合計跨中彎距＝＋＝四層：MAB=×MBA=×=＝〔+〕/2==同理：二、三層跨中彎距＝;一層跨中彎距＝3、梁端剪力計算7－13。表7-13 恒載作用下梁端剪力計算層次層次qd〈KN/M〉L〈M〉qdl2〈KN〉ΣM/L〈KN〉總剪力〈KN〉V=ql-ΣM/LA2V=ql+ΣM/LB2432196注：b為柱截面高度4、柱軸力計算7-14。表7-14 恒載作用下柱軸力計算柱號柱號層次截面橫梁剪力縱梁傳來柱自重ΔNNA柱496408C柱34084082柱頂1柱底43B柱21柱頂柱底×2=×2=×2=×2=〔四〕活荷載作用下的內(nèi)力計算1、活荷載作用下的彎矩計算布法，內(nèi)力計算可承受彎矩二次安排法，但對梁跨中彎矩乘～的增大系數(shù)。將框架梁上梯形荷載化為等效均勻活荷載四層： q=〔1-2α2+α3〕q=〔1-2×+〕×=m3d—二三層q=q

3=〔1-2α2+α3〕q=〔1-2×+〕21=m1d 2d 1固端彎矩計算四層：MF=-112

q L2=-13d 123

××=—二三層：MF=-1q L2=-1

××=12 1d 12桿端彎矩計算7-11?！?〕.活荷載作用下的框架梁跨中彎矩計算；M =[*+/2+1/24×××〔3-4×〕]=跨中3M =[*+/2+1/24×21××〔3-4×〕]=3跨中2M =[*+/2+1/24×21××〔3-4×〕]=2跨中1M =[*+/2+1/24×21××〔3-4×〕]=87KNm1跨中注:*為彎距調(diào)幅系數(shù)。2、活荷載作用下的梁端剪力計算7－15。表7-15 活荷載作用下剪力計算過程層次層次qd〔KN/m〕L〔M〕qL/2〔KN〕ΣM/L〔KN〕剪力〔KN〕V=qL/2-ΣM/LAV =qL/2+ΣM/LB左43214848注：表內(nèi)剪力按調(diào)幅前、后的大者取用。3、活荷載作用下柱軸力計算A7-16。表7-16 活荷載作用下A柱軸力計算表柱號柱號層次AC柱34截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱頂橫梁剪力縱梁傳來 柱重ΔN〔kN〕柱軸力〔KN〕41000200100×2=0348×2=96630B柱015901592柱底48×2=966300×2=1柱頂630柱底07－12。六、內(nèi)力組合及調(diào)整<一>框架梁的內(nèi)力組合在恒載和活荷載作用下，跨間M 可近似取跨中的M代替。MAXM =1qL2-〔M +M 〕/2MAX 8 左 右式中M 、M 梁左右端彎矩。左 右M116

ql2M=116

ql2在豎向荷載與地震力組合時，跨間最大彎矩MGE

7－13所示。地震作用地震作用中中圖a豎向荷載組合圖b豎向荷載與地震荷載組合圖6圖中：M ，M ---重力荷載下梁端的彎矩；GAM，MEA

GB---水平地震作用下梁端彎矩；EBR，R---豎向荷載與地震荷載共同作用下的梁端反力。A B-M +M+M〕B A GB GA EA EBx處截面彎矩為：M=Rx-qx2/2-M+MA GA EA?？汕蟮每玳gM 為x=R/qMAX 1 AXx處的彎矩表達式，可求得跨間最大彎矩為1M

=R2/2q-M+M

=qx2/2-M+MMAX

GE

GA

GA EA

、M反號。EA EB1x7－17。1〔恒+活〕地震qlRAXi〔恒+活〕地震qlRAXiMGE跨 層MMMEAMKN/M左震右震左震右震左震右震GAGBKNmKNmKNmEBKNmMKNKNMMKNmKNmABGE 41163262522625141511360注：①當(dāng)x>Lx<0時，表示最大彎矩發(fā)生在支座處，應(yīng)取x=Lx=0，1 1 1 1M=Rx-qx2/2-M±M計算M；A GA EA GE②表中恒載和活荷載的組合，梁端彎距取調(diào)幅后的數(shù)值；③表中q值按〔恒＋活〕計算。7－18。〔二〕框架柱內(nèi)力組合A7－19。B柱內(nèi)7－20。層次位置內(nèi)力恒載①層次位置內(nèi)力恒載①荷載類別活載②豎荷組合豎向荷載與地震力組合地震③①+②〔①+②〕±③M±-1474A4右B4左VM96±4324321跨中VMABA右2MV89±3B左2MV±跨中MABA右2MV±2B左2MV1348±跨中MABA右1MV±1B左1MV±跨中MAB3607-19A柱內(nèi)力組合層位內(nèi)荷載類別豎向荷組合豎向荷載與地震力組合次置柱力M恒載①活載②地荷③ ①+②± 76〔①+②〕±③頂N±290231柱M±35底N±308326266柱M±頂N±柱M±86底N±338柱M±底N408±621643449柱M±111底N±柱M±頂N±1029柱M±326底N±675層位內(nèi)7-20荷載類別B柱內(nèi)力組合表豎荷組合豎向荷載與地震力組合次置力恒載①活載②地荷③ ①+②〔①+②〕±③柱M00±0頂N0511482482柱M00±0底N0柱M00±0頂N0柱M00±0底N0柱M00±0238238頂N0836柱M00±0238238底N01130974974柱M00±0238238頂N0168514021402柱M00±0底N017324343211、 強柱弱梁要求依據(jù)《抗震標(biāo)準》6.2.2條，梁柱節(jié)點處的柱端彎距設(shè)計值應(yīng)符合下式要求：M Mc c b式中M ＿節(jié)點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎距設(shè)計值之和，c上下柱端的彎距設(shè)計值，可按彈性分析安排；M＿節(jié)點左右梁端截面順時針或反時針方向組合的彎距設(shè)計值之和；b7－21。節(jié)點組合MMM節(jié)點組合MMMMlbMrbcMcucdcbM”cuM”cdA1G＋E0316G－E－111－235－3460－375－450－144－305B1G＋EG－E238－2382