土木工程-教學(xué)樓六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

...wd......wd......wd...1緒論1.1工程背景該工程為白銀市職業(yè)中專教學(xué)樓六層鋼筋混凝土框架構(gòu)造體系，總建筑面積約為4278m2；每層層高為3.9m,本工程作為教學(xué)樓使用。室內(nèi)地坪為±0.000m，室外內(nèi)高差0.45m?？蚣芰?、柱、屋面板板均為現(xiàn)澆。1.1.1設(shè)計(jì)資料1、氣象資料冬季采暖室外空氣計(jì)算溫度為-13度，夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度為28度，室內(nèi)計(jì)算溫度：衛(wèi)生間，大廳為16度，其他為18度，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)，冬季平均風(fēng)速0.7m/s，基本風(fēng)壓w=KN/m2。2,地質(zhì)條件場(chǎng)地自上而下：填土層，黃土狀粉土層，卵石層填土層：1.0~2.0m，褐黃色-淡黃色，成分以粉土為主，含有生活及建筑垃圾黃土粉狀層：埋深2.0~4.5m，褐黃色，土質(zhì)較均勻，具有II級(jí)自重濕陷性，F(xiàn)ak=200Kpa，壓縮模量Es=3.5Mpa卵石層：埋深5.0~7.0米，雜色粒徑6~10cm為主，含量為60~70%，其中10~15%為大于200cm的漂石，卵石呈渾圓狀，成分以花崗巖，石英巖，閃長(zhǎng)巖為主潮濕，中密，此地基承載力Fak=550KPa,樁端極限阻力可按3000KPa考慮，es=60MPa地震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.15g,第二組1.1.2材料柱采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。根基采用C30，縱筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。1.2工程特點(diǎn)該工程為六層，主體高度為21.6米，屬多層建筑。多層建筑采用的構(gòu)造可分為鋼筋混凝土構(gòu)造、鋼構(gòu)造、鋼-鋼筋混凝土組合構(gòu)造等類型。根據(jù)不同構(gòu)造類型的特點(diǎn)，正確選用材料，就成為經(jīng)濟(jì)合理地建造多層建筑的一個(gè)重要方面。經(jīng)過構(gòu)造論證以及設(shè)計(jì)任務(wù)書等實(shí)際情況，以及本建筑自身的特點(diǎn)，決定采用鋼筋混凝土構(gòu)造。在高層建筑中，抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)構(gòu)造體系的關(guān)鍵問題。高層建筑中常用的構(gòu)造體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。高層建筑隨著層數(shù)和高度的增加水平作用對(duì)高層建筑機(jī)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載，高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)上下，與其所采用的機(jī)構(gòu)體系又密切的相關(guān)。不同的構(gòu)造體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能?？蚣軜?gòu)造體系是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的構(gòu)造體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。本建筑采用的是框架機(jī)構(gòu)體系，框架構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，框架構(gòu)造可通過合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能；框架構(gòu)造構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆構(gòu)造，本建筑采用的現(xiàn)澆構(gòu)造。由于本次設(shè)計(jì)是教學(xué)樓設(shè)計(jì)，要求有靈活的空間布置，和較高的抗震等級(jí)，故采用鋼筋混凝土框架構(gòu)造體系。1.3本章小結(jié)本章主要論述了本次設(shè)計(jì)的工程概況、相關(guān)的設(shè)計(jì)資料、高層建筑的一些特點(diǎn)以及綜合本次設(shè)計(jì)所確定的構(gòu)造體系類型。2框架構(gòu)造計(jì)算2.1工程概況該工程為六層鋼筋混凝土框架構(gòu)造體系，總建筑面積約為4278m2；底層層高為3.9m。總層高21.6m。室內(nèi)地坪為±0.000m，室外內(nèi)高差0.45m。本教學(xué)樓采用柱距為3.6m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨為6.3m，中間跨為2.7m?？蚣芷矫嫱W(wǎng)布置如以以下列圖圖2.1框架平面柱網(wǎng)布置框架梁柱現(xiàn)澆，屋面及樓面采用100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土?？蚣軜?gòu)造承重方案的選擇：豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。2.1.1設(shè)計(jì)資料1、氣象條件:基本風(fēng)荷載W。=0.4kN/m2;基本雪荷載為0.4KN/m2。2、樓、屋面使用荷載：教室1.5kN/m2；走道、會(huì)議室、門廳等處：2.0kN/m2；為安全考慮，均按2.0kN/m2計(jì)算。3、工程地質(zhì)條件：建筑物場(chǎng)地地形平坦，地基土成因類型為冰水洪積層。自上而下表達(dá)如下：新近沉積層〔第一層〕，粉質(zhì)粘土，厚度0.5—1.0米，巖性特點(diǎn)，團(tuán)粒狀大孔構(gòu)造，欠壓密。粉質(zhì)粘土層〔第二層〕，地質(zhì)主要巖性為黃褐色分之粘土，硬塑狀態(tài)，具有大孔構(gòu)造，厚度約3.0米,粉質(zhì)粘土層〔第三層〕，地質(zhì)巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，可塑狀態(tài)，厚度3.5米，粉質(zhì)粘土層〔第四層〕，巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，硬塑狀態(tài)，厚度未揭露，不考慮地下水。場(chǎng)地位1類一組Tg〔s〕=0.25s〔表3.8?高層建筑構(gòu)造?〕4、屋面及樓面做法：屋面做法：防水卷材20mm厚砂漿找平層爐渣混凝土找坡3%苯板60mm厚20mm厚砂漿找平層130mm厚鋼筋混凝土樓板20mm厚混合砂漿樓面做法：130厚混凝土樓板水泥砂漿抹灰〔樓板上下各20mm厚〕2.2梁柱截面、梁跨度及柱高度確實(shí)定初估截面尺寸：1、柱：b×h=600mm×600mm2、梁：梁編號(hào)如以以下列圖：L1:h=(1/12～1/8)×7200=600～900取h=700mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350取b=300mmL2:h=(1/12～1/8)×2100=175～263取h=250mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×250=84～125取b=150mmL3:h=(1/12～1/8)×4800=400～600取h=600mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×600=200～300取b=250mmL4:h=(1/12～1/8)×4500=375～563取h=500mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×500=167～250取b=200mmL5:h=(1/12～1/8)×3600=300～450取h=400mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×400=133～200取b=200mL6:h=(1/12～1/8)×5100=425～637取h=600mb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×600=200～300取b=250mm3、梁的計(jì)算跨度框架梁的計(jì)算跨度以上柱形心為準(zhǔn)，由于建筑軸線與柱軸線重合，故計(jì)算跨度如下：圖2.3梁的計(jì)算跨度4、柱高度底層柱h=3.6+0.45=4.05m其它層柱h=3.6m圖2.4橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱編號(hào)2.3荷載計(jì)算2.3.1屋面均布恒載二氈三油防水層0.35kN/m2冷底子有熱瑪蹄脂0.05kN/m220mm厚1：2水泥砂漿找平0.02×20=0.4kN/m240mm厚鋼筋混泥土整澆層0.04×25=1kN/預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板〔1.88+1.922〕/2=1.9kN/m2吊頂粉底0.5kN/m2共計(jì)5.5kN/m2屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為：〔55.8+0.24〕×.〔7.2×.2+2.1+0.24〕×.5.5=5160kN2.3.2樓面均布恒載按樓面做法逐項(xiàng)計(jì)算水磨石地面0.65kN/m250mm厚、鋼筋混凝土整澆層0.05×25=1.25kN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板1.9kN/m2吊頂粉底0.5kN/m2共計(jì)4.3kN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為：〔55.8+0.24〕×〔7.2×2+2.1+0.24〕×4.3=4034kN2.3.3屋面均布活載計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，僅考慮屋面雪荷載：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：0.2×〔55.8+0.24〕×〔7.2×2+2.1+0.24〕=188kN2.3.4樓面均布活荷載樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：2.0×〔55.8+0.24+024〕×〔7.2×2+2.1+2.4〕=1884kN2.4梁柱自重L1：b×h=0.4m×0.8m長(zhǎng)度6.64m每根重量0.8×3.0×25×〔0.02×2+0.25〕=53.1kN根數(shù)28×6=168根L2：b×h=0.25×0.5長(zhǎng)度1.86m每根重量0.5×1.86×25×.〔0.02×3〕=5.81kN根數(shù)14×6=84根L3：b×h=0.4×0.8長(zhǎng)度4.4m每根重量0.45×4.4×25×〔0.02×2+0.25〕=35.2kN根數(shù)14×6=84根L4：b×h=0.4×0.8長(zhǎng)度4.1m每根重量0.7×4.1×25×〔0.02×2+0.3〕=32.8kN根數(shù)28×6=168根L5：b×h=0.4m×0.8m長(zhǎng)度3.2m每根重量3.2.×0.825×〔0.02×2+0.4〕=25.6kN根數(shù)16×4=64根L6：b×h=0.4×0.8長(zhǎng)度4.7m每根重量0.8×4.7×25×〔0.02×2+0.4〕=37.6kN根數(shù)4×6=24根Z1：截面0.6×0.6m2長(zhǎng)度4.7m每根重量〔0.6+0.02×2〕2×4.7×25=42.3kN根數(shù)14×4=56根Z2：截面0.6×0.6m2長(zhǎng)度3.6m每根重量〔0.6+0.02×2〕2×3.6×25=36.86kN根數(shù)14×4×3=168根Z3：截面0.5×0.5m2長(zhǎng)度3.6m每根重量〔0.5+0.02×2〕2×3.6×25=22.5根數(shù)14×4×2=112根表2-1梁柱自重梁〔柱〕編號(hào)截面〔m2〕長(zhǎng)度〔m〕根數(shù)每根重量〔kN〕L10.4×0.86.6416853.1L20.25×0.51.86845.81L30.4×0.84.42435.2L40.4×0.84.116832.8L50.4×0.83.26425.6L60.4×0.84.72437.6Z10.6×0.64.76442.3Z20.6×0.63.616832.4Z30.5×0.53.611222.5梁截面尺寸〔mm〕混凝土等級(jí)橫梁〔b×h〕縱梁〔b×h〕AB跨、CD跨BC跨C307200×45002100×4500600×600柱截面尺寸〔mm〕層次混凝土等級(jí)b×h1C30600×6002-6C30600×6002.5墻體自重外墻墻厚240mm，采用瓷磚貼面；內(nèi)墻墻厚240mm，采用水泥砂漿抹面，內(nèi)外墻均采用粉煤灰空心砌塊砌筑。單位面積外墻體重量為：7.0×0.24=1.68kN/m2單位面積外墻貼面重量為：0.5kN/m2單位面積內(nèi)墻體重量為：7.0×0.24=1.68kN/m2單位面積內(nèi)墻貼面重量為〔雙面抹面〕：0.36×2=0.72kN/m2表2.2墻體自重墻體每片面積〔m2〕片數(shù)重量〔KN〕底層縱墻外墻2.85×4.054外墻墻體77.57296.67外墻墻面23.093.15×4.054外墻墻體85.73外墻墻面25.524.05×4.051外墻墻體27.56外墻墻面8.205.55×4.051外墻墻體37.76外墻墻面11.24內(nèi)墻2.85×4.054內(nèi)墻墻體77.57326.59內(nèi)墻墻面33.243.15×4.054內(nèi)墻墻體85.73內(nèi)墻墻面36.745.55×4.051內(nèi)墻墻體37.76內(nèi)墻墻面16.184.05×4.051內(nèi)墻墻體27.56內(nèi)墻墻面11.81底層橫墻外墻6.75×4.052外墻墻體91.85233.98外墻墻面27.341.95×4.052外墻墻體26.54外墻墻面7.904.55×4.052外墻墻體61.92外墻墻面18.43內(nèi)墻6.75×4.0512內(nèi)墻墻體551.12787.32內(nèi)墻墻面236.20外墻2.85×3.620外墻墻體344.74外墻墻面102.6其他層縱墻外墻3.15×3.604外墻墻體76.20703.34外墻墻面22.684.05×3.620外墻墻體391.91外墻墻面16.645.55×3.62外墻墻體67.13外墻墻面28.77內(nèi)墻2.85×3.64內(nèi)墻墻體68.95815.18內(nèi)墻墻面29.553.15×3.64內(nèi)墻墻體76.20內(nèi)墻墻面32.664.05×3.616內(nèi)墻墻體391.91內(nèi)墻墻面167.965.55×3.61內(nèi)墻墻體33.57內(nèi)墻墻面14.39其他層橫墻外墻6.75×3.62外墻墻體81.65207.97外墻墻面24.31.95×3.62外墻墻體23.59外墻墻面7.024.55×3.62外墻墻體55.04外墻墻面16.38內(nèi)墻6.75×3.628內(nèi)墻墻體1143.071632.96內(nèi)墻墻面489.892.6荷載總匯頂層重力荷載代表值包括屋面恒載+50%屋面雪載+縱橫梁自重+半層柱自重+半層墻體自重。頂層恒載：4182.56kN頂層活載：190.98kN頂層梁自重：+++++=1650.88+82.65+105.68+36.56+33.08+112.68+39.58=2061.11kN頂層柱自重：21.61×52=1123.72kN頂層墻自重：703.34+851.18+207.97+1632.96=1677.7kNG`6=+1/2++1/2+1/2=9759.58kN其他層重力荷載代表值包括樓面恒載+50%活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重。G`5=3093.05+1/2×2387.31+2061.11+1123.72+3359.452=7830.99kNG`4=G`3=G`2=7830.99kN=3093.05+1/2×2387.31+2061.11+1/2×1123.72+1/2×24.31×62=10756.34kN門窗荷載計(jì)算M-1、M-2采用鋼框門，單位面積鋼框門重量為0.4kN/m2M-3、M-4、M-5采用木門，單位面積木門重量為0.2kN/m2C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、均采用鋼框玻璃窗，單位面積鋼框玻璃窗重量為0.45kN/㎡表2.3門窗重量計(jì)算 層號(hào)門窗號(hào)單位面積〔m2〕數(shù)量重量(kN)一至六層M-10.9×2.1492.23242.23M-23.6×2.715.78C-11.8×1.5463.75C-21.5×1.561.24C-31.2×1.5532.99C-41.2×1.5442.541、底層墻體實(shí)際重量：=10342.04kN2、二至六層實(shí)際重量：G2=G3=G4=G5=G6=9721.5KN建筑物總重力荷載代表值=48607.5KN3水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗(yàn)算3.1橫向線剛度混凝土C30kN/m2在框架構(gòu)造中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。而現(xiàn)澆板的樓面，板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=1.5〔為梁的截面慣性矩〕。對(duì)中框架取=2.0。假設(shè)為裝配樓板，現(xiàn)澆層的樓面，那么邊框架梁取=1.2，對(duì)中框架取=1.5。橫向線剛度計(jì)算見表4.1。3.1.1橫向框架柱的側(cè)移剛度D值柱線剛度列于表3.1，橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算見表3.2。3.1.2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)位移法是求構(gòu)造基本頻率的一種近似方法。將構(gòu)造按質(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)位移表示的基本公式。表3.1柱線剛度柱號(hào)截面〔m2〕柱高度〔m〕慣性矩線剛度〔m4〕〔kN·m〕0.6×0.64.053.4×10-35.45×1040.6×0.63.63.4×10-38.02×104表3.2橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算工程柱類型層根數(shù)底層邊框架邊柱4.25/5.45=0.780.421157384邊框架中柱2.44+4.25/5.45=1.2280.517186724中框架邊柱5.24/5.45=0.9610.2761542328中框架中柱5.24+3.14/5.45=1.5380.61320961281109984二至六層邊框架邊柱4.25+4.25/2×7.2=0.590.203175424邊框架中柱〔4.25+2.44〕×2/14.4=0.9290.321247584續(xù)表3.2工程柱類型層根數(shù)二至六層中框架邊柱〔6.45+6.45〕×2/14.4=0.8960.2132314628中框架中柱〔6.45+4.25〕×2/14.4=1.4860.28734571281567452這樣，只要求出構(gòu)造的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得構(gòu)造的基本周期：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0.6；——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，求得的假想框架頂點(diǎn)位移。然后由求出，再用求出框架構(gòu)造的底部剪力，進(jìn)而求出框架各層剪力和構(gòu)造真正的位移。橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算見表3.3。表3.3橫向框架頂點(diǎn)位移層次〔kN〕〔kN〕〔kN/m〕層間相對(duì)位移69721.58891.8214616600.00760.286459721.513725.1314616600.01380.371549721.528438.1614616600.01460.256439721.532331.7214616600.02560.170229721.546145.0814616600.03270.1431110342.045824.0311099840.06780.0678=1.7×0.63.2橫向地震作用計(jì)算在I類場(chǎng)地，6度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下，構(gòu)造的特征周期=0.25s，水平地震影響系數(shù)最大值=0.16。由于=0.577＞=1.4×0.25=0.35〔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，假設(shè)按分配給各層，那么水平地震作用呈倒三角形分布。對(duì)一般層，這種分布基本符合實(shí)際。但對(duì)構(gòu)造上部，水平作用小于按時(shí)程分析法和振型分解法求得的結(jié)果，特別對(duì)于周期比較長(zhǎng)的構(gòu)造相差更大。地震的宏觀震害也說明，構(gòu)造上部往往震害很嚴(yán)重。因此，即頂部附加地震作用系數(shù)考慮頂部地震力的加大?？紤]了構(gòu)造周期和場(chǎng)地的影響。且修正后的剪力分布與實(shí)際更加吻合。=0.08+0.01=0.08×0.577+0.01=0.0562構(gòu)造橫向總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：=〔/〕××0.85=〔0.25/0.850〕0.9×0.16×0.85×88844.15=5691.88kN頂點(diǎn)附加水平地震作用：=0.068×5681.88=387.05kN各層橫向地震剪力計(jì)算見表3.4，表中：橫向框架各層水平地震作用和地震剪力。表3.4各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次〔m〕〔m〕〔kN〕〔kN〕〔kN〕63.621.69721.5209984.40.1231045.343614.2553.618.09721.51749870.104614.624142.7343.614.49721.5139989.60.083553.244674.1433.610.89721.5104992.20.072462.165261.2723.67.29721.569994.80.053312.435517.3414.054.0510342.0441885.260.031181.565730.74注：表中第6層中參加了，其中=387.05kN。3.3橫向框架抗震變形驗(yàn)算詳見表3.5。表3.5橫向框架抗震變形驗(yàn)算層次層間剪力〔kN〕層間剛度〔kN〕層間位移〔m〕層高〔m〕層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角63884.2314616600.002663.61/135354485.8914616600.003073.61/117344974.7414616600.00343.61/105835350.7814616600.003663.61/98325619.3814616600.003843.61/93815780.5411099840.005214.051/691注：層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足要求。＜[]=1/450?！布僭O(shè)考慮填充墻抗力作用為1/550〕3.4水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析本設(shè)計(jì)取中框架為例，柱端計(jì)算結(jié)果詳見表3.1。地震作用下框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力分別見表3.2。圖3.1地震中框架彎矩圖〔kN/m〕圖3.2地震力作用下框架梁端剪力及柱軸力(kN)3.5豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析仍以中框架為例進(jìn)展計(jì)算。3.5.1荷載計(jì)算第6層梁的均布線荷載CD跨：屋面均布恒載傳給梁4.38×4.5×0.836=16.48kN/m橫梁自重〔包括抹灰〕〔0.4+0.02×2〕×0.8×25=8.8kN/m恒載：25.28kN/mDE跨：屋面均布恒載傳給梁4.38×4.5×0.836=16.48kN/m橫梁自重〔包括抹灰〕〔0.25+0.02×2〕×0.45×25=3.26kN/m恒載：19.74kN/m第2～5層梁均布線荷載CD跨：樓面均布恒載傳給梁3.24×4.5×0.836=12.19kN/m橫梁自重〔包括抹灰〕〔0.4+0.02×2〕×0.8×25=8.8kN/m無橫墻恒載：20.99kN/mDE跨：樓面均布恒載傳3.24×4.5×0.836=12.19kN/m橫梁自重〔包括抹灰〕〔0.25+0.02×2〕×0.45×25=3.26kN/m恒載：15.45kN/m第2～5層集中荷載：縱梁自重〔包括抹灰〕：〔0.25+0.02×2〕×0.45×25×4.5=14.67kN外縱墻自重〔包括抹灰〕：〔1.68+0.72〕×3.6×〔4.5-0.60〕=33.70kN內(nèi)縱墻自重：〔1.68+0.72〕×3.6×〔4.5-0.60〕=33.70kN柱自重〔包括抹灰〕：0.49×0.49×3.6×25=21.609kN總計(jì)：103.68kN第1層梁均布線荷載跨恒載：20.99kN/m跨恒載：15.45kN/m第1層集中荷載：縱梁自重〔包括抹灰〕：14.67kN縱墻自重〔包括抹灰〕：15.45kN柱自重〔包括抹灰〕：24.31kN總計(jì)：90.87kN活荷載計(jì)算：屋面梁上線活荷載樓面梁上線活荷載邊框架恒載及活荷載3.5.2用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對(duì)一般的工業(yè)與民用建筑可以不考慮活荷載的不利布置。這樣求得的框架內(nèi)力，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置法求得的彎矩偏低，但當(dāng)活荷載在總荷載比例較大時(shí)，可在截面配筋時(shí)，將跨中彎矩乘1.1～1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。固端彎矩計(jì)算〔1〕恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩?！?〕活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩。表3.6固端彎矩計(jì)算層數(shù)簡(jiǎn)圖邊跨框架梁頂層底層2、分配系數(shù)計(jì)算考慮框架對(duì)稱性，取半框架計(jì)算，半框架的梁柱線剛度。各桿端分配系數(shù)見表3.7表3.7各桿端分配系數(shù)層號(hào)節(jié)點(diǎn)C各桿端分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)D各桿端分配系數(shù)頂層C9C80.58D9D80.51C9D90.42D9C90.37D9E90.12標(biāo)準(zhǔn)層C8C90.37C8C70.37D8D90.34D8D70.34C8D80.26D8C80.25D8E80.07底層C1C20.4C1C00.31D1D20.37D1D00.28C1D10.29D1C10.27D1E10.083、傳遞系數(shù)遠(yuǎn)端固定，傳遞系數(shù)為1/2；4、彎矩分配恒荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算3.4，框架的彎矩圖見圖3.5；活荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見圖3.6，框架的彎矩圖見圖3.7；豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8，調(diào)幅后，恒荷載及活荷載彎矩見圖3.5，圖3.7中括號(hào)內(nèi)數(shù)值。圖3.4恒載作用下框架彎矩圖0.200.200.15-0.05-0.07-0.07-0.0221.4318.5840.0240.99-17.05-16.31-7.630.370.370.266層0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.935.83-6.7-6.7-4.30-4.30-3.031.892.572.570.53-2.15-2.160.95-1.521.231.281.241.240.87-0.25-0.34-0.34-0.0619.6319.62-39.2540.87-16.64-16.59-7.650.370.370.265層0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.925.82-6.7-6.7-4.31-4.31-3.031.892.572.570.54-2.15-2.150.95-1.511.281.281.241.240.87-0.26-0.36-0.36-0.0719.6219.62-39.2540.86-16.61-16.61-7.650.370.370.264層0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.935.83-6.7-6.7-4.31-4.31-3.031.892.572.570.54-2.15-2.150.95-1.521.281.281.241.240.88-1.26-0.35-0.35-0.0719.6219.62-39.2540.86-16.6-16.6-7.650.370.370.263層0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.925.83-6.7-6.7-4.31-4.31-3.021.892.572.570.54-2.15-2.280.95-1.511.281.391.291.290.90-0.29-0.39-0.39-0.0819.6719.54-39.2140.84-16.64-16.53-7.660.370.370.262層0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.96-4.935.82-6.7-7.29-4.55-4.55-3.202.042.782.780.57-2.150.64-0.590.641.020.44-1.600.071.280.100.040.100.0218.7821.02-39.7941.25-15.94-17.77-7.530.40.310.291層0.270.370.280.08-44.7744.77-5.3617.9113.8812.98-10.6414.58-11.03-3.158.28-5.326.49-6.7-1.18-0.92-0.860.050.080.060.02-2.280.03-0.431.390.90.700.65-0.26-0.36-0.17-0.0123.6313.66-37.2940.67-21.2-10.97-8.493.6梁端剪力及柱軸力的計(jì)算梁端剪力：式中：——梁上均布荷載引起的剪力，；——梁端彎矩引起的剪力，。柱軸力：式中：——梁端剪力；——節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重。4內(nèi)力組合4.1框架梁內(nèi)力組合在恒載和活載作用下，跨間可以近似取跨中的代替：式中、——梁左、右端彎矩，見圖2-13、2-15括號(hào)內(nèi)數(shù)值?？缰屑僭O(shè)小于應(yīng)?。皆谪Q向荷載與地震組合時(shí)，跨間最大彎矩采用數(shù)解法計(jì)算，如圖4.1所示。圖4.1框架梁內(nèi)力組合圖圖4.2調(diào)幅前后剪力值變化圖中、——重力荷載作用下梁端的彎矩；、——水平地震作用下梁端的彎矩、——豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端反力。對(duì)作用點(diǎn)取矩：＝-(-++)處截面彎矩為：=--+由=0,可求得跨間的位置為=將代入任一截面處的彎矩表達(dá)式,可得跨間最大彎矩為：==-+=-+當(dāng)右震時(shí)公式中、反號(hào)。及的具體數(shù)據(jù)見表4.1,表中、、均有兩組數(shù)據(jù)。表4.1及值計(jì)算6M-69.75-32.7158.33-129.48-309.15102.51V74.1434.6549.02137.48173.48M-11.9-6.12101.23-22.85113.65-149.55V21.911.9296.4142.97158.77跨中75.2729.84132.1363.6748.107.393.4213.665M-67.34-31.4232.12-124.77202.11-401.40V73.4434.2759.39136.11185.90M-69.76-32.69195.42-129.48-357.37150.72V74.1434.6559.39137.48186.97M-11.9-6.12126.78-22.85146.86-182.77V21.911.92120.7442.97190.39跨中75.2634.58138.72429.5828.687.392.8512.864M67.35-31.4248.5836.86385.13-261.17V73.4734.2793.94136.14230.85M-69.75-32.69221.8-129.47-391.65185.03V74.1334.6563.94137.47192.87M11.89-6.12141.85.7194.94-173.74V21.911.92135.0542.97209.00跨中75.2624.58124.72469.7520.067.392.8212.823M-67.3-31.37284.4-124.68270.14-469.30V73.4434.2773.2136.11203.85M-69.7-32.67242.66-129.38-418.7212.22V74.1434.6573.2137.48204.92M-11.9-6.13155.14-22.86183.72-219.64V21.911.92147.7542.97225.51跨中75.3122.84122.35526.0211.447.392.6212.542M-68.26-31.83302.4-126.47292.11-494.132V73.4734.2977.84136.17209.93M-70.44-33258.03-130.73-439.77231.11V74.134.6377.84137.40210.89M-11.66-6.02164.97-22.42196.86-232.07V21.911.92157.1142.97237.68跨中74.4622.58120.96558.177.527.392.6212.541M-63.99-29.83312.72-118.55311.85-501.22V73.2134.0979.73135.58211.96M-68.22-32.54261.35-127.42-441.14238.37V74.4334.8779.73138.13213.89M-13.43-6.79167.09-25.62197.03-237.41V21.911.92159.1342.97240.30跨中77.7123.38125.99583.549.547.392.6212.54注：表中恒載和活載的組合,梁端彎矩取調(diào)幅后的數(shù)值,剪力取調(diào)幅前的較大值。圖中M左、M右為調(diào)幅前彎矩值，M左′、M右′為調(diào)幅后彎矩值。剪力值應(yīng)取V左和V左′。4.1.1柱內(nèi)力組合框架柱取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制截面組合結(jié)果見表4.4、表4.5。表中系數(shù)是考慮計(jì)算截面以上各層活載不總是同時(shí)滿布而對(duì)樓面均布活載的一個(gè)折減系數(shù)，稱為活載按樓層的折減系數(shù)，取值見表4.3。表4.2活荷載按樓層的折減系數(shù)墻,柱,根基計(jì)算截面以上的層數(shù)12～34～56～89～20＞20計(jì)算截面以上各樓層活荷載的折減系數(shù)1.00(0.90)0.850.700.650.600.553柱頂M41.9319.54147.677.67-129.84253.92N1103.62212.65323.061622.051031.961871.91柱底M-40.27-18.78147.6-74.62132.29-251.47N1140.48212.65323.061666.291076.191916.142柱頂M45.0521.02154.883.49-134.57267.91N1272.77246.94400.91873.041154.322196.66柱底M-50.7-23.63154.8-93.922126.22-276.26N1309.63246.94400.91917.271198.552240.891柱頂M29.2913.66157.9254.27-161.95248.64N1452.93281.03480.632136.961287.322536.95柱底M-14.86-6.94293.28-27.55359.27-403.26N1501.06281.03480.632194.711345.072594.714.1.2截面設(shè)計(jì)1、承載力抗力調(diào)整系數(shù)表4.3C柱內(nèi)力組合表6柱頂M42.0919.62116.8277.98-89.59214.15N596.25109.84116.53869.28629.92932.89柱底M-42.09-19.6395.58-77.9961.97-186.54N633.11109.84126.53913.51661.15990.135柱頂M42.0919.62136.6277.98-115.33239.89N765.37144.11185.921120.20763.211246.61柱底M-42.09-19.62111.78-77.9883.03-207.59N802.23144.11185.921164.43807.451290.844柱頂M42.0919.62136.877.98-115.56240.12N934.5178.38249.861371.13903.611553.25柱底M-42.19-19.64136.8-78.12115.43-240.25N971.36178.38249.861415.36947.841597.483柱頂M41.9319.54147.677.67-129.84253.92N1103.62212.65323.061622.051031.961871.91柱底M-40.27-18.78147.6-74.62132.29-251.47N1140.48212.65323.061666.291076.191916.142柱頂M45.0521.02154.883.49-134.57267.91N1272.77246.94400.91873.041154.322196.66柱底M-50.7-23.63154.8-93.922126.22-276.26N1309.63246.94400.91917.271198.552240.891柱頂M29.2913.66157.9254.27-161.95248.64N1452.93281.03480.632136.961287.322536.95柱底M-14.86-6.94293.28-27.55359.27-403.26N1501.06281.03480.632194.711345.072594.714.2內(nèi)力計(jì)算：梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算，由于構(gòu)造和荷載均對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架，彎矩計(jì)算如以以下列圖所示：4.3柱截面設(shè)計(jì)4.3.1底層D柱截面設(shè)計(jì)以第一，二層D柱為例，混凝土等級(jí)為C30，=14.3N/mm2，=1.43N/mm2縱筋為HRB335，=300N/mm2，箍筋為HPB235，=210N/mm21、軸壓比驗(yàn)表4.7軸壓比限值類別抗震等級(jí)一二三框架柱0.70.80.9框架梁0.60.70.8由D柱內(nèi)力組合表查得:Ⅰ-Ⅰ=2539.50kNc==2539.50×103/(600×600×14.3)=0.30＜0.9Ⅱ-Ⅱ=2870.50kNc==2870.50×103/(600×600×14.3)=0.56＜0.9Ⅲ-Ⅲ=2928.26kNc==2928.26×103/(600×600×14.3)=0.680＜0.9均滿足軸壓比的要求。2、正截面承載力的計(jì)算框架構(gòu)造的變形能力與框架的破壞機(jī)制密切相關(guān)，一般框架梁的延性遠(yuǎn)大于柱子。梁先屈服使整個(gè)框架有較大的內(nèi)力重分布和能量消耗能力，極限層間位移增大，抗震性能較好。假設(shè)柱子形成了塑性鉸，那么會(huì)伴隨產(chǎn)生較大的層間位移，危及構(gòu)造承受垂直荷載的能力，并可能使構(gòu)造成為機(jī)動(dòng)體系。因此，在框架設(shè)計(jì)中，應(yīng)表達(dá)“強(qiáng)柱弱梁〞，即一、二級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除頂層和軸壓比小于0.15者外〔因頂層和軸壓比小于0.15的柱可以認(rèn)為具有與梁相近的變形能力〕。梁、柱端彎矩應(yīng)符合下述公式的要求：二級(jí)框架=1.1式中—節(jié)點(diǎn)上下柱端順時(shí)針或逆時(shí)針截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和；——節(jié)點(diǎn)上、下梁端逆時(shí)針或順時(shí)針截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和。地震往返作用，兩個(gè)方向的彎矩設(shè)計(jì)值均應(yīng)滿足要求，當(dāng)柱子考慮順時(shí)針彎矩之和時(shí)，梁應(yīng)考慮逆時(shí)針方向彎矩之和，反之亦然。可以取兩組中較大者計(jì)算配筋。由于框架構(gòu)造的底層柱過早出現(xiàn)塑性屈服，將影響整個(gè)構(gòu)造的變形能力。同時(shí)，隨著框架梁塑性鉸的出現(xiàn)，由于塑性內(nèi)力重分布，底層柱的反彎點(diǎn)具有較大地不確定性。因此，對(duì)一、二級(jí)框架底層柱底考慮1.5的彎矩增大系數(shù)。第一層梁與D柱節(jié)點(diǎn)的梁端彎矩值由內(nèi)力組合表查得：左震441.14+197.03=638.17kN·m右震238.37+237.41=475.78kN·m取=638.17kN·m第一層梁與D柱節(jié)點(diǎn)的柱端彎矩值由內(nèi)力組合表4.5查得：左震346.22+312.15=658.37kN·m右震215.38+240.19=455.57kN·m梁端取左震，也取左震：=658.37kN·m＜1.1=1.1×638.17=701.99kN·m取′=701.99kN·m將和′的差值按柱的彈性分析彎矩值比分配給節(jié)點(diǎn)上下柱端〔即I-I、II-II截面〕。=×〔701.99-658.37〕=22.94kN·m=×〔701.99-658.37〕=20.68kN·m=346.22+22.94=369.16kN·m=312.15+20.68=332.83kN·m對(duì)底層柱底〔III-III截面〕的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)考慮增大系數(shù)1.5。=432.03×1.5=648.05kN·m根據(jù)D柱內(nèi)力組合表4.5，選擇最不利內(nèi)力并考慮上述各種調(diào)整及抗震調(diào)整系數(shù)后，各截面控制內(nèi)力如下：Ⅰ-Ⅰ截面：①=369.16×0.8=295.33kN·m=1465.23×0.8=1172.18kN②=82.38kN·m=2270.45kNⅡ-Ⅱ截面：①=332.83×0.8=266.26kN·m=1589.79×0.8=1271.83kN②=45.76kN·m=2536.66kNⅢ-Ⅲ截面：①=648.05×0.8=518.44kN·m=1647.55×0.8=1318.04kN②=22.19kN·m=2593.41kN截面采用對(duì)稱配筋，具體配筋見表4.8，表中：當(dāng)＜15時(shí),取=1.0〔小偏心受壓〕式中——軸向力對(duì)截面形心的偏心距；——附加偏心距；——初始偏心距；——偏心受壓構(gòu)件的截面曲率修正系數(shù)；——考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)構(gòu)件截面曲率的影響系數(shù)；——偏心距增大系數(shù)；——軸力作用點(diǎn)到受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離；——混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度；、——受拉、受壓鋼筋面積。4.3.2本章小節(jié)根據(jù)地震震害分析，不同烈度地震作用下鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的破壞程度不同，7度時(shí)，未按抗震設(shè)計(jì)的多層框架構(gòu)造節(jié)點(diǎn)較少破壞，因此，對(duì)不同的框架，應(yīng)有不同的節(jié)點(diǎn)承載力和延伸要求。?建筑構(gòu)造抗震標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定，對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)的框架節(jié)點(diǎn)必須進(jìn)展受剪承載力計(jì)算，而三級(jí)抗震等級(jí)的框架節(jié)點(diǎn)，僅按構(gòu)造要求配箍，不再進(jìn)展受剪承載力計(jì)算。5.樓板計(jì)算5.1基本數(shù)據(jù)：1、房間編號(hào)：282、邊界條件〔左端/下端/右端/上端〕：固定/固定/固定/固定/3、荷載：永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g＝4.30kN/M2可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q＝2.50kN/M2計(jì)算跨度Lx=4500mm；計(jì)算跨度Ly=7200mm板厚H=100mm；砼強(qiáng)度等級(jí)：C20；鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HPB2354、計(jì)算方法：彈性算法。5、泊松比：μ＝1/5.6、考慮活荷載不利組合。5.2計(jì)算結(jié)果：Mx=(0.03560+0.00855/5)×(1.20×4.3+1.40×1.3)××4.52=5.22kN·M考慮活載不利布置跨中X向應(yīng)增加的彎矩：Mxa=(0.07850+0.02565/5)×(1.4×1.3)×4.5^2=2.96kN·MMx=5.22+2.96=8.18kN·MAsx=525.03mm2，實(shí)配φ10@125(As＝628.mm2)ρmin＝0.236%，ρ＝0.628%My=(0.00855+0.03560/5)×(1.204.3+1.40×1.3)×4.5^2=2.19kN·M考慮活載不利布置跨中Y向應(yīng)增加的彎矩：Mya=(0.02565+0.07850/5)×(1.4×1.3)×4.5^2=1.47kN·MMy=2.19+1.47=3.66kN·MAsy=259.41mm2，實(shí)配φ8@180(As＝279.mm2)ρmin＝0.236%，ρ＝0.279%Mx'=0.07795×(1.20×4.3+1.40×2.5)×4.5^2=13.67kN·MAsx'=933.34mm2，實(shí)配φ12@100(As＝1131.mm2,可能與鄰跨有關(guān)系)ρmin＝0.236%，ρ＝1.131%My'=0.05710×(1.20×4.3+1.40×2.5)×4.5^2=10.01kN·MAsy'=775.63mm2，實(shí)配φ10@100(As＝785.mm2,可能與鄰跨有關(guān)系)ρmin＝0.236%，ρ＝0.785%5.3跨中撓度驗(yàn)算：Mk--------按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值Mq--------按荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值(1)、撓度和裂縫驗(yàn)算參數(shù)：Mk=(0.00855+0.03560/5)×(1.0×4.3+1.0×2.5)×4.52=2.16kN·MMq=(0.00855+0.03560/5)×(1.0×4.3+0.5×2.5)×4.52=1.76kN·MEs＝210000.N/mm2Ec＝25413.N/mm2Ftk＝1.54N/mm2F＝210.N/mm2(2)、在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，受彎構(gòu)件的短期剛度Bs：①、裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝2.16/(0.87×81.×279.)=109.65N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝279./50000.=0.00559ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.00559×109.65)=-0.536當(dāng)ψ＜0.2時(shí)，取ψ＝0.2②、鋼筋彈性模量與混凝土模量的比值αE：αE＝Es/Ec＝210000.0/25413.0=8.264③、受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值γf'：矩形截面，γf'＝0④、縱向受拉鋼筋配筋率ρ＝As/b/ho＝279./1000/81.=0.00345⑤、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的Bs按公式〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.2.3－1〕計(jì)算:Bs=Es×As×ho^2/[1.15ψ+0.2+6×αE×ρ/(1+3.5γf')]Bs＝210000.×279.×81.^2/[1.15×0.200+0.2+6×8.264×0.00345/(1+3.5×0.00)]=640.27kN·M(3)、考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合對(duì)撓度影響增大影響系數(shù)θ：按混凝土標(biāo)準(zhǔn)第8.2.5條，當(dāng)ρ'＝0時(shí)，θ＝2.0(4)、受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度B，可按以下公式計(jì)算：B＝Mk/[Mq×(θ-1)+Mk]×Bs〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.2.2〕B＝2.16/[1.76×(2-1)+2.16]×640.27=352.535kN·M(5)、撓度f＝κ×Qk×L^4/Bf＝0.00230×6.8×4.5^4/352.535=18.192mmf/L＝18.192/4500.=1/247.，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求！5.4裂縫寬度驗(yàn)算：①、X方向板帶跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝5.14×10^6/(0.87×80.×628.)=117.48N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝628./50000.=0.013ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.01×117.48)=0.421ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.421×117.5/210000.×(1.9×20.+0.08×14.29/0.01257)=0.064，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求！②、Y方向板帶跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝2.16×10^6/(0.87×71.×279.)=125.09N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝279./50000.=0.006當(dāng)ρte＜0.01時(shí)，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.01×125.09)=0.299ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.299×125.1/210000.×(1.9×20.+0.08×11.43/0.01000)=0.048，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求?、邸⒆蠖酥ё缰辛芽p：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝10.73×10^6/(0.87×79.×1131.)=138.09N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝1131./50000.=0.023ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×138.09)=0.779ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.779×138.1/210000.×(1.9×20.+0.08×17.14/0.02262)=0.106，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求④、下端支座跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝7.86×10^6/(0.87×80.×785.)=143.84N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝785./50000.=0.016ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×143.84)=0.656ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.656×143.8/210000.×(1.9×20.+0.08×14.29/0.01571)=0.105，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求?、?、右端支座跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝10.73×10^6/(0.87×79.×1131.)=138.09N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝1131./50000.=0.023ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×138.09)=0.779ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.779×138.1/210000.×(1.9×20.+0.08×17.14/0.02262)=0.106，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求！⑥、上端支座跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝7.86×10^6/(0.87×80.×785.)=143.84N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝785./50000.=0.016ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×143.84)=0.656ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.656×143.8/210000.×(1.9×20.+0.08×14.29/0.01571)=0.105滿足標(biāo)準(zhǔn)要求！6樓板設(shè)計(jì)6.1基本數(shù)據(jù)：1、房間編號(hào)：282、邊界條件〔左端/下端/右端/上端〕：固定/固定/固定/固定/3、荷載：永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g＝4.30kN/M2可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q＝2.50kN/M2計(jì)算跨度Lx=4500mm；計(jì)算跨度Ly=7200mm板厚H=100mm；砼強(qiáng)度等級(jí)：C20；鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HPB2354、計(jì)算方法：彈性算法。5、泊松比：μ＝1/5.6、考慮活荷載不利組合。6.2計(jì)算結(jié)果：Mx=(0.03560+0.00855/5)×(1.20×4.3+1.40×1.3)×4.5^2=5.22kN·M考慮活載不利布置跨中X向應(yīng)增加的彎矩：Mxa=(0.07850+0.02565/5)×(1.4×1.3)×4.5^2=2.96kN·MMx=5.22+2.96=8.18kN·MAsx=525.03mm2，實(shí)配φ10@125(As＝628.mm2)ρmin＝0.236%，ρ＝0.628%My=(0.00855+0.03560/5)×(1.20×4.3+1.40×1.3)×4.5^2=2.19kN·M考慮活載不利布置跨中Y向應(yīng)增加的彎矩：Mya=(0.02565+0.07850/5)×(1.4×1.3)×4.5^2=1.47kN·MMy=2.19+1.47=3.66kN·MAsy=259.41mm2，實(shí)配φ8@180(As＝279.mm2)ρmin＝0.236%，ρ＝0.279%Mx'=0.07795×(1.20×4.3+1.40×2.5)×4.5^2=13.67kN·MAsx'=933.34mm2，實(shí)配φ12@100(As＝1131.mm2,可能與鄰跨有關(guān)系)ρmin＝0.236%，ρ＝1.131%My'=0.05710×(1.20×4.3+1.40×2.5)×4.5^2=10.01kN·MAsy'=775.63mm2，實(shí)配φ10@100(As＝785.mm2,可能與鄰跨有關(guān)系)ρmin＝0.236%，ρ＝0.785%6.3跨中撓度驗(yàn)算：Mk--------按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值Mq--------按荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值(1)、撓度和裂縫驗(yàn)算參數(shù)：Mk=(0.00855+0.03560/5)×(1.0×4.3+1.0×2.5)×4.5^2=2.16kN·MMq=(0.00855+0.03560/5)×(1.0×4.3+0.5×2.5)×4.5^2=1.76kN·MEs＝210000.N/mm2Ec＝25413.N/mm2Ftk＝1.54N/mm2Fy＝210.N/mm2(2)、在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，受彎構(gòu)件的短期剛度Bs：①、裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝2.16/(0.87×81.×279.)=109.65N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝279./50000.=0.00559ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.00559×109.65)=-0.536當(dāng)ψ＜0.2時(shí)，取ψ＝0.2②、鋼筋彈性模量與混凝土模量的比值αE：αE＝Es/Ec＝210000.0/25413.0=8.264③、受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值γf'：矩形截面，γf＝0④、縱向受拉鋼筋配筋率ρ＝As/b/ho＝279./1000/81.2=0.00345⑤、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的Bs按公式〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.2.3－1〕計(jì)算:Bs=Es×As×ho^2/[1.15ψ+0.2+6×αE×ρ/(1+3.5γf')]Bs＝210000.×279.×81.^2/[1.15×0.200+0.2+6×8.264×0.00345/(1+3.5×0.00)]=640.27kN·M(3)、考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合對(duì)撓度影響增大影響系數(shù)θ：按混凝土標(biāo)準(zhǔn)第8.2.5條，當(dāng)ρ'＝0時(shí)，θ＝2.0(4)、受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度B，可按以下公式計(jì)算：B＝Mk/[Mq×(θ-1)+Mk]×Bs〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.2.2〕B＝2.16/[1.76×(2-1)+2.16]×640.27=352.535kN·M(5)、撓度f＝κ×Qk×L^4/Bf＝0.00230×6.8×4.5^4/352.535=18.192mmf/L＝18.192/4500.=1/247.，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求！6.4裂縫寬度驗(yàn)算：①、X方向板帶跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝5.14×10^6/(0.87×80.×628.)=117.48N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝628./50000.=0.013ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.01×117.48)=0.421ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.421×117.5/210000.×(1.9×20.+0.08×14.29/0.01257)=0.064，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求?、?、Y方向板帶跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝2.16×10^6/(0.87×71.×279.)=125.09N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝279./50000.=0.006當(dāng)ρte＜0.01時(shí)，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.01×125.09)=0.299ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.299×125.1/210000.×(1.9×20.+0.08×11.43/0.01000)=0.048，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求?、?、左端支座跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝10.73×10^6/(0.87×79.×1131.)=138.09N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝1131./50000.=0.023ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×138.09)=0.779ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.779×138.1/210000.×(1.9×20.+0.08×17.14/0.02262)=0.106，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求?、?、下端支座跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝7.86×10^6/(0.87×80.×785.)=143.84N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝785./50000.=0.016ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×143.84)=0.656ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.656×143.8/210000.×(1.9×20.+0.08×14.29/0.01571)=0.105，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求?、荨⒂叶酥ё缰辛芽p：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝10.73×10^6/(0.87×79.×1131.)=138.09N/mm矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×100.=50000.mm2ρte＝As/Ate〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－4〕ρte＝1131./50000.=0.023ψ＝1.1-0.65×1.54/(0.02×138.09)=0.779ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×(1.9c+0.08×Deq/ρte)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－1〕ωmax＝2.1×0.779×138.1/210000.×(1.9×20.+0.08×17.14/0.02262)=0.106，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求！⑥、上端支座跨中裂縫：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ，按以下公式計(jì)算：ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.2－2〕σsk＝Mk/(0.87×ho×As)〔混凝土標(biāo)準(zhǔn)式8.1.3－3〕σsk＝7.86×10^6/(0.87×80.×785.)=1