钢筋混凝土框架结构设计计算(手算)书
框架结构设计计算书 第一部分:框架结构设计资料
一 、工程概况:
本工程为某市科技局拟建的办公楼,其功能为该局提供日常办公活动、举办各类小型学术报告的场所。结构形式为整体五层框架结构,局部
六层,第六层为砖结构。建筑面积为5238m2,层高3.6m,总高为21.900m,室内外高差0.450m。框架平面柱网布置如图1所示。
二 、 设计依据:
2-1. 气象条件:
2-1.1 雪荷载:基本雪压力为S0=0.45kN/m2(水平投影);
2-1.2 风荷载:全年主导风向为东南风,基本风压力为W0=0.60kN/m2; 2-1.3 常年气温差值:年最高温度390C,最低气温-40C; 2-1.4 最大降雨程度65.2㎜/h,降雨强度145㎜/h。. 2-2. 建筑耐久等级、防火等级为Ⅱ级。 2-3. 工程地质条件: 2-3.1 该场地地形平坦,地貌类型属浑河冲积阶地。根据建筑对基地的勘察结
果,地质情况见表1:
表1建筑地层情况表(标准值)
②表中给定土层深度自然地坪算起.
2-3.2 建筑场地冰冻深度:-1.2M;
2-3.3 建筑场地类别:Ⅱ类场地,拟建场地不存在软土震陷、砂(粉)土液
化的可能性,为建筑场地有利地段。
2-3.4 地震设防烈度:7度,设计地震基本加速度为0.1g,设计地震分组为
第一组。
2-3.5 活荷载:走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.0KN/㎡,
办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡,库房6.0KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡,不上人屋面0.5KN/㎡.
2-4 主要参考资料: 2-4.1 各专业课教材 2-4.2 国家标准和行业标准
《建筑设计资料集》 《建筑制图标准》 GB/T50104—2001 《砌体结构设计规范》GB50003-2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001 《建筑结构制图标准》GB/T50105—2001 《砼结构设计规范》 GB50010-2002
《建筑结构荷载规范》GB50009-2002 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002
《建筑设计防火规范》GBJ16—87(2001年局部修订)
2-4.3 设计手册
建筑设计资料集 建筑结构静力计算手册 砼结构设计手册 砌结设构计手册
2-4.4 标准图集
国标建筑、结构图集 中南标建筑、结构图集
三、结构形式及所用材料强度等级:
采用框架结构,以横向承重为主。墙体厚度均为240㎜,采用空心粘土砖。 混凝土的强度等级如下: 3-1. 基础垫层为C10。
3-2. 梁、柱、楼梯等未注明的均为C30。Ec=3×107Kn/㎡。梁、柱纵向钢
筋均为HRB335级热轧钢筋,箍筋及楼梯的配筋均为HRB235级的热轧钢筋。
四、屋面、楼面及顶棚的做法:
4-1. 屋面的做法:
地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝
水泥胶结合层3厚
1:3水泥砂浆找平20厚 二毡三油撒粗砂,刷冷底子油 1:3水泥砂浆找平15厚
1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处) 刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道 1:3水泥砂浆找平20厚
预制空心钢筋混凝土楼板120厚 ( 标准重量2.28 kN/m2 ) 4-2.楼面的做法:
大理石面层20厚,水泥浆擦缝 1:3干硬性水泥砂浆30厚
预制空心钢筋混凝土楼板120厚 ( 标准重量1.16 kN/m2 )
4-3. 顶棚做法:
预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚 1:2.5水泥砂浆7厚 喷大白浆两道2厚 ( 标准重量0.3kN/m2 )
( 做法及标准重量查找于《工民建专业毕业设计手册》)
第二部分 框架结构设计计算
一 确定柱、梁及板的尺寸:
1-1.柱截面尺寸及柱高: 1-1.1 柱的截面尺寸:
由房屋主体结构总高为21.9m,抗震设防烈度为七度。
柱截面尺寸确定如下:即先估算柱轴向力N,然后由轴压比限制条件确定截面尺寸,查得λn=0.9(轴压比)。对办公楼上部结构的重量,按建筑面积为Pk=13KN/㎡估算。fc=14.3N/㎜2. 底层边柱:N=1.3×13KN/㎡×(9/ 2)m×3.9m×5
=1428.975KN=1.43×106N
A=1.43×106N/(0.9×14.3N/㎜2)=1.11×105㎜2
取b×h=400㎜×400㎜
底层中柱:N=1.25×13KN/㎡×(12/2)m×3.9m×5
=1901.25KN=1.902×106N
A=1.902×106N/( 0.9×14.3N/㎜2 )=1.48×105㎜2
取b×h=400㎜×400㎜
为了便于计算所有柱的截面尺寸均取为b×h=400㎜×400㎜
1-1.2. 柱高的确定:
底层高度: =600㎜+室内外高差+底层层高
=600㎜+450㎜+3600㎜=4650㎜
其中600㎜是假定基础顶面在室外地面以下600㎜处。 其它层柱高等于层高,即3600㎜.
1-2 梁尺寸的确定:
该工程定为纵横向承重,主要为横向承重,梁尺寸初步确定:1-2.1 框架梁:
KL1 边跨:L=9000㎜ h=(1/14~1/8)L=642.8~1125㎜ 取h=650㎜
b=(1/3~1/2)h=217~325㎜ 取b=300㎜
KL2 中间跨=3000mm h=(1/14~1/8)L=214.3~375㎜
综合考虑, 取h×b=400mm×250mm
1-2.2 连系梁:
LL 开间为3900mm, (1/15~1/10)L = ×260㎜~390㎜ 取h =390㎜
考虑到连梁兼做过梁使用,取h×b=400mm×250mm
1-2.3. 梁的计算跨度:
取中框架梁⑧轴为计算单元,如图3所示
1-3. 板的布置:
屋面板、楼板均为预制钢筋混凝土空心板。 规格为3900mm×900mm×120mm ( 重量为25 kN/m3×0.12m=32)
二 梁柱刚度计算(取一榀横向框架计算)
假定框架柱嵌固于基础顶面上,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸
不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。多层框架考虑为纵横向承重,
主要为横向承重,为超静定结构,故在内力计算前,应预先估算梁,柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级,以求得框架中各杆的线刚度。
混凝土强度等级:
梁用C30 (Ec = 3 × 107 kN/㎡) 柱用C30 (Ec = 3 × 107 kN/㎡)
结构计算简图如图2
2-1 梁的线刚度计算:
bh3
KL1:I1 ==6.9×103m4
12
bh3
KL2:I2 ==1.33×103m4
12
全现浇框架梁: a. 中框架梁 Ib2= 2.0I2= 2.67×103m4
b. 边框架梁 Ib1= 1.5I1=10.3×103m4
边框架梁(b=0.3m.h=0.65m):
EcIb1310710.3103
跨度为9m,ib1 = = = 3.44×104kN·m
lb19
中框架梁(b=0.25m,h=0.65m):
EcIb231072.67103
跨度为3m, ib2 = == 2.67×104kN·m
lb23
2-2 柱的线刚度计算
(b=0.4m,h=0.4m)
bh30.44
第一层:柱高4.65m ,Ic===2.1×103m4
1212EIc31072.1103
ic1===1.4×104kN·m
4.65h
bh30.44
第二~五层:柱高3.6m,Ic===2.1×103m4
1212
EIc31072.1103
ic2===1.75×104kN·m
3.6h
2-3 柱的侧移刚度计算
见表2。
对于高度小于50m,且高宽比h/b=21/62.4=0.34
仅考虑梁柱弯曲变形引起的柱侧移刚度,忽略柱的轴向变形。
表2 柱的侧移刚度
对底层: 边柱D=5160×26=134160
中柱D=5396×32=172672
D总= D边D中134160172692306832
对标准层: 边柱D=8037×26=208962
中柱D=10306×32=329792
D总=D边D中208962+329792=538754
2-4 柱反弯点高度计算。 yy0y1y2y3
第一层:边柱: n=5,y10,y30,k
3.443.6
=2.46, 20.774,1.44.65
1
=1,
31,,j=1,y00.60,y20 yy0=0.60
中柱:
n=5,y10,y30, k
3.442.673.6
4.36,20.774,1=1,
1.44.65
31,,j=1,y00.55,y20
yy0=0.55
第二层:边柱: n=5,y10,y30, k
3.4424.651.966, 31.45,
1.7523.6
1=1, 21,,j=2,y00.50,y20
yy00.50
中柱:
n=5,y10,y30, k
(3.442.16)24.65
3.49, 31.45,
1.7523.6
1=1, 21,,j=2,y00.50,y20
yy00.50 第三层:边柱:
n=5,y10,y30, k
3.442
1.966,21,
1.752
1
=1,
31,j=3,y00.50,y20 yy00.50
中柱:
n=5,y10,y30, k
(3.442.16)2
3.49,21,,11,
1.752
31,,j=3 ,y20,y00.50 yy00.50 第四层:边柱: n=5,y10,y30, k
3.442
1.752
1.966,21,
1=1,31,j=4,y00.45,y20
yy00.45
中柱:
n=5,y10,y30, k
(3.442.16)2
1.752
3.49,21,
1=1,31,j=4,y00.50,y20
yy00.50 第五层:边柱:
n=5,y2
10,y30, k
3.441.752
1.966,21,
31,j=5,y00.40y20 yy00.40
中柱:
n=5,y(3.442.16)2
10,y30, k
1.752
3.49,21,
31,j=5,y00.45y20 yy00.45
三. 重力荷载标准值计算和水平地震作用计算
3-1.等效重力荷载代表值(标准值)的计算
1
=1,
1
=1,
重力荷载代表值取上下两层各半的荷载重量 恒载---取100% 雪载---取50%
楼面(屋面)---取等效均布活载50%-80%
一般民用建筑取50%
一般楼层取Gi=1.0恒+0.5活+1.0(柱、梁、墙)分层总计,上下各半。 ※ 第一层:
楼面做法
大理石面层20厚,水泥浆擦缝
2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚 1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2楼面恒载总计: 4.46 kN/m2
楼梯间重量:
1.3×楼面恒载×面积
= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN 楼面恒载:
4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1 +3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=
=4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2 =3794.12kN 楼面活载:
走廊: 3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN
厕所: (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN 楼梯间: (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN 办公室和大厅: 3.9×9×14×2=982.8kN 仓库: 3.9×9×4×6=842.4kN 结果:
(366.66+127.32+238.68+982.8+842.4)×0.5 = 1278.93kN 柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 57根
(2.325+1.8)×0.4×0.4×25×1.1×57 =1034.55kN 梁: 重(25kN/m3)
KL1:650㎜×300㎜ 28 根
25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN
KL2:400㎜×250㎜ 17 根
25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)
= 132.42kN
LL:400㎜×250㎜ 54根
25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN
窗: 铝合金窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×2.1×18×0.40= 52.92kN
C2:2.1×1.8×4×0.40+2.1×1.03×4×0.40= 9.51kN
C3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN
门:铝合金门:0.4KN/㎡ 木门 :0.2KN/㎡
M1: 3.53×(3.0-1.8)×4×0.4=6.78KN
M2: 1.8×1.8×3×0.2=1.94KN
M3: 1×0.6×8×0.2+1×1.8×11×0.2=4.92KN
M4: 2.1×0.6×2×0.4=1.01KN
M5: 2.1×0.6×0.2=0.25KN
玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡
3.5×3.6×6×1.5+3.5×1.8×2×1.5=132.3kN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
[3.5×1.1×18+3.5×0.2×4+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2) +(3.14×3.9×2.83-0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7) ×2.83×2-2.1×1.8×4-2.4×0.9×2]×4.9=961.86 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
[3.5×3.2×14+3×3.2+3.74×3.48×2-(3.53×1.2×4
+1.8×1.8×3+1×0.6×8+1×1.8×11+2.1×0.6×2
+2.1×0.6)+3.5×1.8×4]×4.4=715.4 kN
电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)
(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN 隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×2.83×9+6.1×2.83-2.1×1.03×4)×4.4=1001.67 kN 合计 G1= 11749.92KN
第二层:
楼面做法
大理石面层20厚,水泥浆擦缝
2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚
1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 ※
楼面恒载总计: 4.46 kN/m2
楼梯间重量:
1.3×楼面恒载×面积
= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN
楼面恒载:
4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1
+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=
=4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2
=3794.12kN
楼面活载:
走廊: 3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN
厕所: (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN
楼梯间: (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN
办公室和大厅: 3.9×9×20×2=1404kN
结果:
(366.66+127.32+238.68+1404)×0.5 = 1068.33kN
柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 57根
3.6×0.4×0.4×25×1.1×57 = 902.88kN
梁: 重(25kN/m3)
KL1:650㎜×300㎜ 28 根
25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN
KL2:400㎜×250㎜ 17 根
25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)
= 132.42kN
LL:400㎜×250㎜ 54根
25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN
窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×2.1×20×0.40= 58.8kN
C2:2.1×1.8×4×0.40= 6.05kN
C3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN
门:木门 :0.2KN/㎡
M2:1.8×0.6×3×0.2+1.8×1.8×4×0.2=3.24KN
M3: 1×0.6×11×0.2+1×1.8×7×0.2=3.84KN
玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡
3.5×3.6×8×1.5=151.2kN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83 -0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4 -2.4×0.9×2]×4.9=966.76 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
[3.5×3.2×18+3×3.2+3.74×3.48×2
-(1.8×0.6×3+1.8×1.8×4+1×0.6×11+1×1.8×7)]
×4.4=888.05 kN
电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)
(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN 隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×2.83×9+6.1×2.83-8.6×1.8)×4.4=971.61kN
合计 G2= 11622.64KN
第三层:
楼面做法
大理石面层20厚,水泥浆擦缝
2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚
1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2楼面恒载总计: 4.46 kN/m2
楼梯间重量:
1.3×楼面恒载×面积
= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN
楼面恒载:
4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1
+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=
=4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2
=3794.12kN
楼面活载:
走廊: 3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN
厕所: (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN
楼梯间: (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN
办公室和大厅: 3.9×9×20×2=1404kN
结果:
(366.66+127.32+238.68+1404)×0.5 = 1068.33kN
柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 57根
※
3.6×0.4×0.4×25×1.1×57 = 902.88kN
梁: 重(25kN/m3)
KL1:650㎜×300㎜ 28 根
25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN
KL2:400㎜×250㎜ 17 根
25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)
= 132.42kN
LL:400㎜×250㎜ 54根
25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN
窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×2.1×20×0.40= 58.8kN
C2:2.1×1.8×4×0.40= 6.05kN
C3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN
门:木门 :0.2KN/㎡
M2:1.8×2.4×4×0.2 =3.46KN
M3: 1×2.4×7×0.2=3.36KN
玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡
3.5×3.6×8×1.5=151.2kN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83 -0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4 -2.4×0.9×2]×4.9=966.76 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
[3.5×3.2×18+3×3.2-(1×2.4×7+1.8×2.4×4)+3.74×3.48×2] ×4.4=893.86 kN
电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)
(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN
隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×2.83×8+6.1×2.83)×4.4=932.63 Kn
合计 G3= 11589.21KN
※ 第四层:
楼面做法
大理石面层20厚,水泥浆擦缝
2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚
1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2楼面恒载总计: 4.46 kN/m2
楼梯间重量:
1.3×楼面恒载×面积
= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN
楼面恒载:
4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1
+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=
=4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2
=3794.12kN
楼面活载:
走廊: 3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN
厕所: (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN
楼梯间: (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN
办公室和大厅: 3.9×9×20×2=1404kN
结果:
(366.66+127.32+238.68+1404)×0.5 = 1068.33kN
柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 57根
3.6×0.4×0.4×25×1.1×57 = 902.88kN
梁: 重(25kN/m3)
KL1:650㎜×300㎜ 28 根
25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN
KL2:400㎜×250㎜ 17 根
25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)
= 132.42kN
LL:400㎜×250㎜ 54根
25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN
窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×2.1×20×0.40= 58.8kN
C2:2.1×1.8×4×0.40= 6.05kN
C3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN
门:木门 :0.2KN/㎡
M2:1.8×0.6×4×0.2+1.8×1.8×4×0.2=3.46KN
M3: 1×0.6×7×0.2+1×1.8×9×0.2=4.08KN
玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡
3.5×3.6×8×1.5=151.2kN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83 -0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4 -2.4×0.9×2]×4.9=966.76 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
[3.5×3.2×18+3×3.2+3.74×3.48×2
-(1.8×0.6×4+1.8×1.8×4+1×0.6×7+1×1.8×9)]
×4.4=878.02 kN
电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)
(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN
隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×2.83×8+6.1×2.83)×4.4=932.63 Kn
合计 G4= 11574.09KN
※第五层
下半层:
楼面做法
大理石面层20厚,水泥浆擦缝
2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚
1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2楼面恒载总计: 4.46 kN/m2
屋面做法:
地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝
水泥胶结合层3厚
1:3水泥砂浆找平20厚
二毡三油撒粗砂,刷冷底子油
1:3水泥砂浆找平15厚
1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处)
刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道
2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚
1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2
总计: 5.58 kN/m2 楼梯间重量:
1.3×楼面恒载×面积
= 1.3 ×5.58×7.8×6.3=356.46kN
屋面恒载:
5.58×{[3.9×9×11+3.9×3×7+3.9×5.1+3.14×(3.92+32)/4 +0.9×3-7.8×6.3]×2-23.4×9(5.58-4.46)=
=5.58×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2-235.87 =54951.97kN
屋面活载:
上人屋面:
2×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1
+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2
=1719.04 kN
雪荷载:
0.45×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1
+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2-0.45×23.4×9 =292.01 kN
结果:
(1719.04+386.78)×0.5 = 1052.91kN
柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 57根
1.8×0.4×0.4×25×1.1×57 = 451.44kN
梁: 重(25kN/m3)
KL1:650㎜×300㎜ 28 根
25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN
KL2:400㎜×250㎜ 17 根
25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)
= 132.42kN
LL:400㎜×250㎜ 54根
25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN
窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×1.28×20×0.40= 35.84kN
C2:2.1×1.03×4×0.40= 3.46kN
C3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN
门:木门 :0.2KN/㎡
M2:1.8×0.6×4×0.2 =0.86KN
M3: 1×0.6×9×0.2=1.08KN
玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡
3.5×1.8×8×1.5=75.6kN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
[3.5×0.12×20+(3.14×3×1.4-0.4×2×1.4)
+(3.14×3.9×1.03-0.4×2×1.03)+0.7×2×1.4
+(8.6+4.7)×1.03×2-2.1×1.03×4-2.4×0.9×2]
×4.9=238.39 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
[3.5×1.4×18+3×1.4+3.74×1.68×2
-(1.8×0.6×4+1×0.6×9)]×4.4=419.1 kN
电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)
(5.1×0.24×1.8×2+1.8×0.24×1.8×3)×25=168.48 kN 隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×1.03×8+6.1×1.03)×4.4=339.45 kN
上半层:突出部分
女儿墙(上人屋面1.3米):
贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
[3.9×21+3.7+3.14×3+3.14×3.9-0.2+0.9×2+(9+5.1)×2] ×4.9=653.49 kN
柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 13根
1.8×0.4×0.4×25×1.1×13 = 102.96kN
窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×0.82×6×0.40= 6.89kN
门: 木门 :0.2KN/㎡
M2:1.8×1.8×2×0.2 =1.30KN
M3: 1×1.8×0.2=0.36KN
外墙:贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
(3.5×12×1.8+8.6×1.8×2+0.4×1.8
-3.5×0.82×6-1.8×1.8×2)×4.9=409.54 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×1.8+7.96×1.8+2.24×1.8-1×1.8)×4.4=142.24 kN 电梯机房:4.7×2.4×7=78.96kN
合计 G5= 11531.27KN
※第六层:突出部分
下半层:
屋面做法:
地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝
水泥胶结合层3厚
1:3水泥砂浆找平20厚
二毡三油撒粗砂,刷冷底子油
1:3水泥砂浆找平15厚
1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处)
刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道
2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻
1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚
1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2总计: 5.58 kN/m2 屋面恒载:
5.58×23.4×9=1175.15kN
屋面活载:
不上人屋面:
0.5×23.4×9=105.3 kN
雪荷载:
0.45×23.4×9=94.77 kN
结果:
(105.3+94.77)×0.5 = 100.04kN
柱:重(25kN/m3)
400㎜×400㎜ 13根
1.8×0.4×0.4×25×1.1×13 = 102.96kN
梁: 重(25kN/m3)
KL1:650㎜×300㎜ 7 根
25×0.65×0.3×1.05×8.6×7=308.15kN
LL:400㎜×250㎜ 12根
25×0.4×0.25×1.05×3.5×12= 110.25kN
窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡
C1:3.5×1.28×6×0.40= 10.75kN
门:木门 :0.2KN/㎡
M2:1.8×0.6×2×0.2 =0.43KN
M3: 1×0.6×0.2=0.12KN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
(3.5×12×1.4+8.6×1.03×2+0.4×1.4
-3.5×1.28×6-1.8×0.6×2)×4.9=260.09 kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2
(8.6×1.03+7.96×1.4+2.24×1.68-1×0.6)×4.4=101.93 kN
上半层:
女儿墙(不上人屋面0.3米):
贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,
水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖,
内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2
(23.8+8.96)×2×0.3×4.9=96.31kN
合计 G6= 2266.18KN
整理:G1= 11749.92KN
G2= 11622.64KN
G3= 11589.21KN
G4= 11574.09KN
G5= 11531.27KN
G6= 2266.18KN
3-2. 水平地震力作用计算:
3-2.1 自振周期计算层间剪力计算。
表3横向框架顶点位移计算
由公式:T1=1.7×TuT(采用实砌填充砖墙,则T=0.6) =1.7×0.6×0.4039=0.648s
横向地震作用的计算,7度设防,场地为II类,
地震动参数区划为一区
Tg= 0.35s,
max
= 0.08s
由于T1= 0.648s>1.4 Tg=0.49s.故应考虑顶点附加作用。 n= 0.08 T1+0.01=0.062
因TgT5 Tg,取=0.9 结构底部剪力为:
n
n
FEK= 1Geq=1×0.85×Gi
i1
i1
0.9
Tg
0.9
1== T
0.35
max=1
0.648
×0.08=0.0460
0.9
F=0.35
EK
0.648
×0.08×0.85×58067.13=1816.34kN 顶点附加地震力作用为:Fn=n FEK=0.062×1816.34=112.61kN
FGHi =
ii
n
FEK (1-n)
Gi
H
i
i1
表4各层横向地震作用及楼层的地震剪力
表5变形验算
均满足〈 e=
要求 450
3-2.2 横向框架柱端弯矩计算。
第一层:边柱:hi=4.65m, vi=1816.33, Di=306832, Dim=5160,
y0.60,k=2.46
vim
viDim1816.335160
== 30.55kN Di306832
M上=vim(1y)hi=56.82kN·m M下vimyhi=82.23kN·m
中柱:hi=4.65m, vi=1816.33, Di=306832, Dim=5936,
k=4.36, y0.55
vim
viDim
=35.14kN Di
M上=vim(1y)hi=73.53 kN·m M下vimyhi=89.87kN·m 第二层: 边柱:hi=3.6m, vi=1690.25, Di=538754, Dim=8037,
y0.50,k=1.97
vim
viDim1690.258037
== 25.21 kN Di538754
M上=vim(1y)hi=45.39kN·m M下vimyhi=45.39kN·m
中柱:hi=3.6m, vi=1690.25, Di=538754, Dim=10306,
k=3.49, y0.50
vim
viDim
= 32.33kN Di
M上=vim(1y)hi=58.19kN·m M下vimyhi=58.19kN·m 第三层:边柱:hi=3.6m, vi=1468.77, Di=538754, Dim=8037,
y0.50,k=1.97
vim
viDim
= 21.91kN Di
M上=vim(1y)hi=39.44kN·m M下vimyhi=39.44kN·m
中柱:hi=3.6m, vi=1468.77, Di=538754, Dim=10306,
k=3.49, y0.50
vim
viDim
= 28.10kN Di
M上=vim(1y)hi=50.57kN·m M下vimyhi=50.57kN·m 第四层:边柱:hi=3.6m, vi=1151.88, Di=538754, Dim=8037,
y0.45,k=1.97
vim
viDim
= 17.18kN Di
M上=vim(1y)hi= 34.02kN·m M下vimyhi=27.83kN·m
中柱:hi=3.6m, vi=1151.88, Di=538754, Dim=10306,
k=3.49, y0.50
vim
viDim
= 22.03kN Di
M上=vim(1y)hi=39.66kN·m M下vimyhi=39.66kN·m
第五层:边柱:hi=3.6m, vi=739.58, Di=538754, Dim=8037,
y0.40,k=1.97
vim
viDim
= 11.03kN Di
M上=vim(1y)hi= 23.83kN·m M下vimyhi=15.89kN·m
中柱:hi=3.6m,vi= 739.58,Di= 538754,Dim= 10306,
k=3.49,y0.45
vim
viDim
= 14.15kN Di
M上=vim(1y)hi=28.01kN·m M下vimyhi=22.92kN·m
3-2.3 计算梁端弯矩
第一层:
边柱:MM1上M2下=56.82+45.39= 102.21kN·m 中柱; M左(M1上M2下)
×
3.44
=(73.53+58.19)
3.442.67
3.44
=74.16kN·m
3.442.67
2.67
M右=(73.53+58.19)(M1上M2下)
3.442.67
2.67×=57.56kN·m 3.442.67
第二层:
边柱:MM2上M3下=45.93+39.44=85.48kN·m
(M2上M3下)中柱:M左
3.44
3.442.67
3.44
= (58.19+50.57)×= 61.23kN·m
3.442.67
M2.67
右(M1上M2下)3.442.67
= (58.19+50.57)×2.67
3.442.67
= 47.53kN·m
第三层:
边柱:MM3上M4下= 39.44+27.83= 67.27kN·m
中柱:M3.44
左
(M3上M4下) 3.442.67
= (50.57+39.66)×3.44
3.442.67 =50.80kN·m
M右(M2.67
3上M4下)3.442.67
= (50.57+39.66)×2.67
3.442.67
=39.43kN·m
第四层:
边柱:MM4上M5下=34.02+15.89= 49.91kN·m
中柱:M3.44
左
(M4上M5下)3.442.67
= (39.66+22.92) ×3.44
3.442.67 = 35.23kN·m
M右(M2.67
4上M5下)3.442.67
= (39.66+22.92) ×2.67
3.442.67
= 27.35kN·m
第五层:
边柱:MM5上=28.83kN·m 中柱:M左M5上
3.44
3.442.67
= 28.01×3.44
3.442.67 = 15.77kN·m
M左
M2.67
5上3.442.67
= 28.01×2.67
3.442.67
= 12.24kN·m
框架在地震作用下梁柱弯矩图:(单位:kN·m)
图四:横向水平地震作用梁柱弯矩图
(从左到右,阴影及数字为柱弯矩)
图五:横向水平地震作用梁柱弯矩图
(从左到右,阴影及数字为梁弯矩)
框架在地震作用下梁端剪力、柱轴力图:(单位:kN)
图六:横向水平地震作用(从左到右)梁端剪力图
图七:横向水平地震作用(从左到右)柱轴力图
框架在地震作用下柱剪力图:(单位:kN)
图八:横向水平地震作用下(从左到右)柱剪力图
四、风荷载计算:
作用在框架节点上水平风荷载的设计值由下式计算: W=rQ(s1-s2)ZZw0(hi+hj)s/2
式中:s1=0.8;s2=-0.5;rQ=1.0;Z=1.0;w0=0.6 KN/m2
Z:地面粗糙程度为B类,查GBJ-9-87表,见表六
表6 Z的取值
经查表和计算得Z值,见表七:
表7 Z值
hi:下层高度
hj:上层柱高;对顶层为女儿墙高度的二倍 S:柱距,S=3.9 m
故W=1.0×(0.8+0.5)×1.0×0.6×3.9/2×(hi+hj) ×Z WW、W5、W4、W3、W2、列表计算见表8:
表9变形验算
均满足〈 e=要求
550
3-2.2 横向框架柱端弯矩计算
第一层:边柱:hi=4.65m, vi=61.720, Di=21112, Dim=5160,
y0.60,k=2.46
vim
viDim61.7205160
== 15.09kN Di21112
M上=vim(1y)hi=28.06kN·m M下vimyhi=42.09kN·m
中柱:hi=4.65m, vi=61.720, Di=21112, Dim=5936,
k=4.36, y0.55
vim
viDim
=17.35kN Di
M上=vim(1y)hi=36.31 kN·m M下vimyhi=44.38kN·m 第二层: 边柱:hi=3.6m, vi=50.769, Di=36686, Dim=8037,
y0.50,k=1.97
vim
viDim
= 11.12 kN Di
M上=vim(1y)hi=20.02kN·m M下vimyhi=20.02kN·m
中柱:hi=3.6m, vi=50.769, Di=36686, Dim=10306,
k=3.49, y0.50
vim
viDim
= 14.26kN Di
M上=vim(1y)hi=25.67kN·m M下vimyhi=25.67kN·m 第三层:边柱:hi=3.6m, vi=39.537, Di=36686, Dim=8037,
y0.50,k=1.97
vim
viDim
= 8.66kN Di
M上=vim(1y)hi=15.59kN·m M下vimyhi=15.59kN·m
中柱:hi=3.6m, vi=39.537, Di=36686, Dim=10306,
k=3.49, y0.50
vim
viDim
= 11.11kN Di
M上=vim(1y)hi=19.99kN·m M下vimyhi=19.99kN·m 第四层:边柱:hi=3.6m, vi=27.463, Di=36686, Dim=8037,
y0.45,k=1.97
vim
viDim
= 6.02kN Di
M上=vim(1y)hi= 11.91kN·m M下vimyhi=9.75kN·m
中柱:hi=3.6m, vi=27.463, Di=36686, Dim=10306,
k=3.49, y0.50
vim
viDim
= 7.72kN Di
M上=vim(1y)hi=13.89kN·m M下vimyhi=13.89kN·m
第五层:边柱:hi=3.6m, vi=14.406, Di=36686, Dim=8037,
y0.40,k=1.97
vim
viDim
= 3.16kN Di
M上=vim(1y)hi= 6.82kN·m M下vimyhi=4.54kN·m
中柱:hi=3.6m,vi= 14.406,Di= 36686,Dim= 10306,
k=3.49,y0.45
vim
viDim
= 4.05kN Di
M上=vim(1y)hi=8.01kN·m M下vimyhi=6.56kN·m
3-2.3 计算梁端弯矩
第一层:
边柱:MM1上M2下=28.06+20.02= 48.08kN·m 中柱; M左(M1上M2下)
×
3.44
=(36.31+25.67)
3.442.67
3.44
=34.89kN·m
3.442.67
2.67
M右=(36.31+25.67)(M1上M2下)
3.442.67
2.67×=27.09kN·m 3.442.67
第二层:
边柱:MM2上M3下=20.02+15.59=35.61kN·m
(M2上M3下)中柱:M左
3.44
3.442.67
3.44
= (25.67+19.99)×= 25.71kN·m
3.442.67
2.67
M右(M1上M2下)
3.442.672.67
= (25.67+19.99)×= 19.95kN·m
3.442.67
第三层:
边柱:MM3上M4下= 15.59+9.75= 25.34kN·m
3.44
3.442.67
3.44
= (19.99+13.89)× =19.07kN·m
3.442.672.67
(M3上M4下) M右
3.442.67
2.67
= (19.99+13.89)× =14.81kN·m
3.442.67
第四层:
(M3上M4下) 中柱:M左
边柱:MM4上M5下=4.54+9.75= 14.29kN·m
中柱:M左
(M)3.44
4上M5下3.442.67
= (6.56+13.89) ×3.44
3.442.67 = 11.51kN·m
M右(M2.67
4上M5下)3.442.67
= (6.56+13.89) ×2.67
3.442.67
= 8.94kN·m
第五层:
边柱:MM5上=6.82kN·m 中柱:M左M5上
3.44
3.442.67
= 8.01×3.44
3.442.67 = 4.51kN·m
M左
M2.67
5上3.442.67
= 8.01×2.67
3.442.67
= 3.50kN·m
框架在风载作用下梁柱弯矩图:(单位:kN·m)
图四:风载作用梁柱弯矩图 (从左到右,阴影及数字为柱弯矩)
图五:风载作用梁柱弯矩图 (从左到右,阴影及数字为梁弯矩)
框架在风载作用下梁端剪力、柱轴力图:(单位:kN)
图六:风载作用(从左到右)梁端剪力图
图七:风载作用(从左到右)柱轴力图
框架在风载作用下柱剪力图:(单位:kN)
图八:风载作用下(从左到右)柱剪力图
五.竖向荷载作用下框架内力分析。
由于结构是对称的,在竖向荷载作用下的框架侧移可忽略不计,其内力分析采用分层法进行简化计算。 以8轴横向框架为例
5-1. 屋盖荷载计算:
5-1.1. 屋盖梁自重(包括两侧粉刷)
KL1=(0.3×0.65)m2×25KN/m3×1.05=5.12KN/m
KL2=(0.25×0.4)m2×25KN/m3×1.05=2.65KN/m LL=(0.25×0.4)m2×25KN/m3×1.05=2.65N/m
5-1.2 屋面荷载:
地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝 水泥胶结合层3厚
1:3水泥砂浆找平20厚 二毡三油撒粗砂,刷冷底子油 1:3水泥砂浆找平15厚
1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处) 刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道
2
预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚 1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2总计: 5.58 kN/m2
5-1.3 屋盖梁的线荷载见表10:
表10屋盖梁的线荷载
5-1.4 楼盖梁自重与屋盖梁相同, 即
边跨:6.32KN/m 中跨:3.97KN/m
隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 边跨隔墙重:
2.83×4.4kN/m2=12.45KN/m
5-1.5 楼面荷载:
大理石面层20厚,水泥浆擦缝
2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2预制板用水加10%火碱清洗油腻 1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚 1:2.5水泥砂浆7厚
喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 楼面恒载总计: 4.46 kN/m2
5-1.6 楼屋盖梁的线荷载见表11:
表11楼盖梁的线荷载
5-2 梁: 重(25kN/m3)
LL:400㎜×250㎜
25×0.4×0.25×1.05×3.5= 9.19kN 窗: 铝合金窗: 0.4KN/㎡ C1:3.5×2.1×0.40= 2.94kN
外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 3.5×1.1×4.9=18.87kN
内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚,内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 3.5×3.2×4.4=49.28 kN 女儿墙(上人屋面1.3米):
贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,
外墙采用粘土空心砖240厚,外墙面抹灰20厚,贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:
15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 3.9×1.3×4.9=24.84KN
第五层 CD跨 BC跨 恒载 26.88 KN/m 24.41KN/m 活载 7.8 KN/m 7.8KN/m 雪载 1.76 KN/m 1.76 KN/m LL自重 9.19KN 9.19KN 墙体自重 24.84KN
——————————————————————
集中荷载合计 N51=36.49KN N52=9.19KN
第四层 CD跨 BC跨 恒载 34.96KN/m 20.04KN/m 活载 7.8 KN/m 7.8KN/m
LL自重 9.19KN 9.19KN
墙体自重 18.87+2.94=21.81KN 49.28KN
——————————————————————
集中荷载合计 N41=31KN N42=58.47KN
第三、二、一层同第四层
集中荷载作用下产生的弯矩: 第五层:
e=(0.4-0.25)/2=0.075
MCD=Fe=36.49×0.075=2.74 KNm MBC=Fe=9.19×0.075=0.69 KNm 第一~四层:
e=(0.4-0.25)/2=0.075
MCD =Fe=31×0.075=2.33KNm MBC=Fe=58.47×0.075=4.39 KNm
5-3. 用弯矩分配法计算框架弯矩 5-3.1 固端弯矩计算:
将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩,计算结果如下: DC跨 CB跨 q=26.88 q=24.41 MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×26.88×92 =1/12×26.88×32 =181.44KNm =18.31KNm q=34.96 q=20.04
MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×34.96×92 =1/12×20.04×32 =235.98KNm =15.03KNm q=7.8 q=7.8
MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×7.8×92 =1/12×7.8×32 =52.65KNm =5.85 KNm q=1.76 q=1.76 MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×1.76×92 =1/12×1.76×32 =11.88KNm =1.32 KNm
5-3.2 分配系数计算
考虑框架对称性,取半框架计算。切断的横梁的线刚度为不变,分配系数按节点连接的各杆的转动刚度比值计算。 节点见图二,计算过程如下:
跨度为9m,ib1 = 3.44×104kN·m 跨度为3m, ib2 =2.67×104kN·m 柱高为3.6m, ic2=1.75×104kN·m 柱高为4.65m, ic1=1.4×104kN·m
D轴与8轴各节点:
D6节点、
4ic241.75104
D6下柱==0.337
4ic24ib141.7510443.441044ib143.44104
D6梁右==0.663
4ic24ib141.7510443.44104
D5 D4 D3节点分配系数相同,只算D5
D5下柱
4ic2
4ic24ib14ic2
41.75104
=41.7510443.4410441.7510
4=0.252 4ic2
D5上柱
4i4i
c2b14ic2
=41.75104
41.7510443.4410441.75104
=0.252 4ib1
D5梁右
4i4i4i
c2b1c2
=43.44104
41.7510443.4410441.75104
=0.496
D2节点、 4ic1
D2下柱
4i
c24ib14ic1
41.4104
=41.7510443.4410441.410
4=0.212 ic2
D2上柱
44i
c24ib14ic1
41.75104
=41.7510443.4410441.410
4=0.256 ib1
D2梁右
44i
c24ib14ic1
43.44104
=41.7510443.4410441.4104
=0.522 C轴与8轴各节点
C6节点、
C6下柱
4ic2
4ic24ib14ib2
41.75104
==0.222 44441.751043.441042.6710
C6梁右
4ib2
4ic24ib14ib2
42.67104
==0.340 41.7510443.4410442.67104
C6梁左
4ib1
4ic24ib14ib2
43.44104
==0.438 41.7510443.4410442.67104
C5 C4 C3节点分配系数相同,只算C5 C5上柱
4ic2
4ic24ib14ib24ic2
41.75104
==0.182 41.7510443.4410442.6710441.75104
C5下柱
4ic2
4ic24ib14ib24ic2
41.75104
==0.182 41.7510443.4410442.6710441.75104
C5梁左
4ib1
4ic24ib14ib24ic2
43.44104
==0.358 41.7510443.4410442.6710441.75104
C5梁右
4ib2
4ic24ib14ib24ic2
42.67104
==0.278 41.7510443.4410442.6710441.75104
C2节点、
C2上柱
4ic2
4ic24ib14ib24ic1
41.75104
==0.189 444441.751043.441042.671041.410
C2下柱
4ic1
4ic24ib14ib24ic1
41.4104
==0.151 444441.751043.441042.671041.410
C2梁左
4ib1
4ic24ib14ib24ic1
43.44104
==0.372 41.7510443.4410442.6710441.4104
C2梁右
4ib2
4ic24ib14ib24ic1
42.67104
==0.288 41.7510443.4410442.6710441.4104
5-3.3 荷载分配:
1) 雪载分配
见图九
图九: 雪载弯矩分配
2) 恒载分配
见图十
图十: 恒载弯矩分配
2) 活载分配 见图十一
图十一: 活载弯矩分配
5-3.4 竖向荷载作用下的柱的弯矩图:(单位:KNm)
见图十二
图十二: 竖向荷载作用下的柱的弯矩图 (括号外为恒载作用下,括号内为活载作用下)
5-3.5 梁端调幅前弯矩图:(单位:KNm)
竖向荷载梁端调幅前弯矩图(恒载),见图十三
竖向荷载梁端调幅前弯矩图(活载),见图十四
图十三: 竖向荷载梁端调幅前弯矩图(恒载)
图十四: 竖向荷载梁端调幅前弯矩图(活载)
5-4 计算剪力和轴力
5-4.1 竖向荷载梁端剪力计算,见下表12-15
5-4.2 梁端剪力图: (单位:kN)
竖向荷载梁端剪力图(恒载),见图十五
竖向荷载梁端剪力图(活载),见图十六
图十五:竖向荷载梁端剪力图(恒载)
图十六:竖向荷载梁端剪力图(活载)
5-4.3 竖向荷载柱端轴力计算。
见下表16-17
表16