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文档简介
某行政办公楼框架结构设计摘要:本设计为某行政办公楼框架结构设计。结构总长63.5米,总宽33米,总高15.6米,抗震设防烈度为8度,抗震等级二级。用能量法计算周期;用底部剪力法计算水平地震作用;用D值法计算地震力作用下的结构内力;用分层法计算竖向荷载下的结构内力;考虑有震和无震两种方式组合有关内力效应。整个设计符合现行结构设计规范规范和规程的要求。遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固、强延性”的基本原则,保证结构有足够的抗震性能,从而实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。作者主要完成了④、⑤、⑥轴线的内力和配筋计算。关键字:框架结构;刚度;地震作用;内力组合;配筋1工程概况1.1工程名称:某行政办公楼多层框架结构设计。1.2自然条件:基本风压W0=0.45KN/M2,基本雪压S0=0.4KN/M2,地面粗糙度B类,属甲类建筑。抗震设防烈度8度、建筑场地Ⅱ类。1.3结构选型:四层综合办公楼,采用全现浇钢筋混凝土框架结构。1.4建筑布置及构造:建筑面积约5600m2,首层建筑平面图如图1所示。外填充墙用300厚加气混凝土砌块,内填充墙200厚加气混凝土砌块,特种砂浆砌筑粉刷,+0.00以下墙体及卫生间墙体采用240厚粉煤灰砌筑。外窗采用内开平塑钢窗,西北向窗子为中空玻璃保温窗,均带纱扇,中央共享大厅顶部天窗采用彩钢框,双层钢化玻璃。主入口处玻璃幕墙及1#玻璃楼梯间采用彩钢框,中空玻璃,局部开启窗。一层主入口玻璃门中间一樘采用自动门,另两樘为平开弹簧门,其余一层外门均采用玻璃弹簧门。回廊上设防火门,其余办公室、卫生间内门均为硬木加板门。1.5结构布置与计算简图:本办公楼横向柱距分别为6.6m、5.4m、9.0m,纵向柱距均为8.0m,主次梁结构体系,故楼盖及屋盖均为现浇钢筋混凝土肋形楼盖。层高为每层3.9m,结构平面布置图如图2所示。根据以上平面布置及竖向荷载的传力途径可知,承重方案为横向框架承重方案。横向框架的计算简图见图3和图4。2梁、板、柱截面尺寸初步估算2.1梁和板楼面板厚度取短跨的1/40,即1/40*4000=100mm;主梁截面高度一般按梁跨度图1首层建筑层平面图的(1/12~1/8)估算。次梁截面高度一般取梁跨度的(1/12~1/18)估算。各层梁、板的混凝土强度均采用C25(fC=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)图2首层结构平面图表-1梁截面尺寸(mm)膀楼层号境主梁芹抵丽次梁志6.6枕m剩跨庭5.4侵m劝跨嗓9邻.0程m好跨嗽1霉-扇4寺350*供650军350*承650姻45掩0*85筹0责300*题500图3④轴线横向框架计算简图图4eq\o\ac(○,5)轴线横向框架计算简图2.2柱步柱的混凝笑土强度均顺采遣用执C3慧0鲜(设f汁C小=14.协3N/m校m五2巧,碧f逼t盏=1.4义3N/m战m党2绳)。释框架柱截雾面尺寸根急据柱所分穷摊的竖向弄荷载和其赴轴压比限晃值来确定背,按下式养公式估算严N饿=恭β役*F*川g剧E察*总n口冲简筒慧萌袋迟蹦孙斧败纽(洞1值)论A汗C韵≥鸡N/(款μ榜N辱)*灯f烛C乔打吐框针已学央俩剥迎详(算2歼)稼(封注:龙μ陈N避为框架柱宴轴压比限到值,本框钩架为二级巡抗震,取妄为宜0.蝇8子)折察表比-阿2绘膜柱截面尺饮寸饿(黑m者m颗)仆层次睬混凝土强诵度泛b*h帝释1侧-亦2逐策3抄-充4C30个C30C30剪550*助55许500*症500视3骨宏框架侧移例刚度计算宰分纵向和蛋横向分别睁进行。考王虑到楼板劈对横梁的涌约束作用隙,计算时干对中框架古横梁截面偶惯性矩遥取爪I=2I激0戴,对边框摔架横梁截脑面惯性矩私取俱I=1.陷5I稿0顿,然后根谁据梁柱节扭点的具体坛形式,采叮用骑D伤值法计算裳各柱的侧誉移刚前度戒D粱值,统计目出每一层婆柱的侧移体刚度。最买后统计出痕结构的总六纵向抗推茎刚度和总拌横向策抗推刚度轮。券4扑馅重力荷载盒代表值计都算酒取上下层摸层高一半窑范围内的惧梁、柱、位墙的标准叶值,活载宋的标准值交,则各楼督层重力荷斧载代表值烫计算为:搬除翠丽对楼面王:与耍恒食载以+0.5辈*盾楼面活布载粱查缸么对屋面内:款卵恒怀载半+0.5喷*梨屋面活载蹲男坦得到各层柄重力荷载鹅代表值如宿图幅5皮所示洪:嘴悠掘智胁图背5晕报各层重力秃荷载代表万值示意图知横向地震纯荷载作用谋下框架结骡构内力和壶侧移计算链水平地震语作用(风奖荷载远小浅于地震作疏用可不予严考虑)下患的结构内眨力,灶用丛D识值法,过往程如下:弯计算出层损间剪力,悔确定反弯丽点高度,施由此计算怪出柱端弯淡矩;然后壳根据节点抛平衡计算嘉出梁端弯器矩;取单声根横梁为诵计算单元坏,由受力笋平衡求出躁梁端剪力福;取柱为湾计算单元染,由剪力保求出柱的且轴力。根流据层间剪夹力和侧移切刚度,计观算出各层闲层间位移箭,然后进件行弹性位蛋移角的验朴算,在本寨设计中,份弹性位移蛇角限值笑为减1/55混0喊,计算结捐果均小于苏限值,满肥足要求。填竖向荷载零作用下框芦架结构内鸟力计算吐竖向荷载刑包括恒载弯和活载(郊屋顶为雪皱载),用霞分层法计染算弯矩。室先判断各雁层荷载的蝇分布情况敢,然后求散出固端弯赚矩,计算迁各节点分兽配系数,急进豆行弯矩分谦配。梁端泼剪力由荷被载和梁端炼不平衡弯镇矩引起,旱柱轴力剪创力和柱自昼重引起。羞考虑到钢灵筋混凝土筝结构具有多塑性内力耕重分布的利性质,且嫁为避免梁稀端负筋过纷于拥挤,颤在竖向荷指载下可以鹊适当降低捞梁端弯矩亚,对梁端给弯矩进行遣调幅(梁警端调幅系扛数它取艰0.跃8劣~贩0.胀9沃、跨中调织幅系数昼取挠1.戏1盛~迈1.耗2侦),调幅熟后的框架绩梁,其跨说中正弯矩性要相应增染大,增大静后的正弯尤矩必须满江足有关规炭定。本设功计对梁端疤负弯矩调机幅蛛2谁0店%。洗7昏横向框架胁内力组合割堂结构内力奋是各种荷范载效应综忘合作用的屿结果,所抚以要考虑耐各种荷载任同时出现概的可能性但。把可能休同时出现保的荷载的正效应以某捎种方式叠辽加,这就零是内力组评合。饿主要考虑揉无地震作英用和有地岂震作用两冈种组合方胀式:击无地震作叔用组合时溉:抱S北=翁γ巴0俩(倒γ陕G丘S创GK券+知ψ屋Q蛾γ冻Q划S筒QK托)流年丸(纺3冷)黎有地震作惕用组合时浇:凳S膝=毫γ龟G瘦S拉GE欧+兽γ唉E与h骨S谋EHK宋虾丛箭爸果工妙(定4伞)胖内力组合悬时横梁有峡三个控制生截面:两宴个梁端截星面和一个瞎跨中截面盈;柱有两曲个控制截删面:柱底涂和柱顶截定面。竿8嗽列截面设计暂8.爬1绞梁正截面垫设应计搁梯发对于楼面订为现浇的客框架结构士,梁支座垃截面在负煌弯矩作用越下按矩形缴截面计算印纵筋数量瞒;梁支座艇截面在正估弯矩作用穗下斤按静T艳形截面计销算纵筋数楼量;跨中踏截面在正续弯矩作用幅下王按定T消形截面计乡算纵筋数菊量。按照吓二级框架期的要求,夕梁受压区兴高度均控溉制见为刑x榨≤猾0.35库h柜0裳。梁内纵撞向钢筋基选够HRB3漫3化5姻级钢筋(辞f花y务=300倚N/mm班2兔),箍筋惊选冶HPB2表3触5秩级钢筋(漏f林yv置=210蝇N/mm角2索)寿梁斜截面泪受承载力盼计算。他8.锦2抄梁斜截面蒸设计膜棒和抗震设计揪中,按照孕强剪弱弯只的设计思减想,其梁毅端剪力设夺计值应按丰下式调夹整杠:直掠搁V舅b旱=后γ遗RE絮[轧η筝vb辱(乌M获l盐+M式r州)/l助n衫+V桑Gb穗]它辟鸣议刃垂邮(乞5犬)些根据调整省后的剪力绞设计值,未进行斜截截面配箍计趁算。皮8.葬3执柱的内力兴调整和截长面设报计棋毯(斩1抚)在进行吧柱的配筋校之前,需睡先对各柱扇的剪跨比订和轴压比磨进行验算匹;搬(秤2卡)按照抗述震设捐计娘“柜强柱弱西梁共”申的原则,戒柱端组合次的弯矩设也计值应符扑合下式要舱求:荡Σ便M垮c闪≥视1.2老Σ经M汤b之捡尼御焦稿手轻槐宣欧板(湿6裁)粱(菌3觉)若不满兰足上式的厨要求,就认必须进行摘柱端弯矩当调捐整杂;计(历4休)对框架趣柱组合的锅剪力设计概值根据强蔽剪弱弯的惯要求按下务式调毯整挺:皆冶乔乘V兵c疫=春η慕vc堪(祥M歌c芒t该+M旗c捧b锄)/H爱n戏绸宾坦忠杂嘴磁带坚因纠费劈(肥7岸)搜根据调整仗好的弯矩献设计值、疼剪力设计演值,进行帖柱的配筋旨和配箍计灯算。柱属剩于弯压构郊件。辜框架梁柱巷节点核芯龟区截面抗貌震验算腾由于节点遥核芯区受焦力比较复驱杂,在地设震作用时停,容易发铜生脆性剪观切破坏,棉所以要对际框架梁柱省节点核芯更区进行抗衰震验算。斥节点核芯虹区的抗震划验算是按次箍筋和混宰凝土共同刚抗剪考虑代的。片(碰1近)设计时区,应按下挨式对截面魂尺寸予以裳控制:玻V狂c蔽≤桨0.3捐β还c墓η绑j舍f司c厘b煎j至h算j竟/挨γ输RE犁捡绳凭黑子细较物态存责府辫味(若8布)临(障2哗)节点区置的受剪承阻载力按下习式计算:补V纯j样≤灵[厦1.1绒η调j议f躺t村b检j查h昆j知+0.0渠5亭η稻j暑Nb让j迎/b屠c己]蛾+f触yv绍A遮sv发(臣h探b0休-a榆s系)/s]伐/哀另γ喘RE跪监肾(知9去)箭10袭仇结论铜框架结构腹具有平面唤布置灵活瞧、抗震性督能优越的叫特点,完拆全能满足贞建筑功能芹和结构抗趴震的要求患;任结构纵、悠横向刚度尺适宜,满忠足弹性顶脊点位移和柔层间侧移作的限值要赏求;厉经过配筋脂计算、抗蛇震概念和根构造设计肚,保证了介结构具哨有忧“哪强柱兄弱梁、强早剪弱弯、逝强节点、犁强锚固、您强延载性妨”夸的特点,虫从理论上娇实现了小歪震不坏、耽中震可修那、大震不胶倒莫”虚的目标;呜整个设计花符合现行宴的设计规芦范和规程即,是安全暗经济合理庙的。参考文献陶1南中华人民古共和国建朱设部国家哄标圣准抢.籍混凝土结创构设计规止范(描GB50庸010-慢200越1捧)烦.弃北京:且中国建筑爸工业出版嚷社锡,挽2002魂2苦中华人民况共和国建蜻设部国家资标羽准万.绳建筑抗震恐设计规范渣(当GBJ5担0011且-200哑1模)秃.样北京:中问国建筑工托业出版社亏,龄200发2腰年移3晕中华人民伶共和国建专设部国家独标瓜准牵.延建筑结构旧荷载规范狡(锯GBJ5臂0009粱-200喷1乓)胜.逮北京:中羊国建筑工浸业出版社郊,溜200顿2区年裕4旱中华人民阀共和国建颗设部国家熟标延准厉.鲜高层建筑棚设计规程坟(法GBJ5裤0007位-200绕2夜)浊.姓北京:中槽国建筑工皆业出版社尚,凉200血2不年弓5杏歇王铁成错.降混凝土结唇构基本构努件设计原越理羡.争北京:中币国建材工鼻业出版社吹,械2002仿6描沈蒲演生剧.调混凝土结倡构设计原线理食.伴北京:高猜等教育出盈版社没,普2002科7半(美)艾利伦真.龙威廉泼斯廊.但钢筋混凝讽土结构设泡计鉴(吴Desi慕gno孩fRe欧info美rced定Con弱cret针eSt脆ruct堂ure财)缠(恨第二半版播)顶.棕北京:论中国水利捧水电出版补社楼,挂2002别8撑冰杨志蛾勇骄.昨工民建专烘业毕业设渗计手脚册扔.撇武付汉基:淡武汉工业初大学出版赵社择199袍7凉9秀游东南大学谈,天津大迫学,同济程大尿学水.隐面链向判2姿1鄙世纪课程墙教材:混乌凝土结构豪设计原理钟(第二版简)蹦.导北京:中困国建筑工朴业出版社烈,同2002荐10有衫方鄂华,购包世勉华议.取高层建筑芒结构设计更(第二版摇)戚.第北京:清绪华大学出执版社将,隔2002框11载购梁兴文,耻史庆养轩符.裤土木工程砍专业毕业巡设计指迅导于.手北京:科屠学出版社何,注2002孝12旦泥罗福午,糊方鄂华,呢叶知全满倚.饲混凝土结社构及砌体争结讲构淘(娘下尽册极)喜(第二版扬)雾.捧北京:中闹国建筑工钟业出版社板,纷2003茫13女遣国振旬喜景.婆简明钢筋勇混凝土结雾构构造手亩册各.三北京:机歌械工业出悔版纲社酒,200唐3沸14障过镇抵海误.沉钢筋混凝弓土原甚理拉.裕北京:清阀华大学出钩版社判,荷1999捏15作[疫美锻]A.H砌.悠尼尔逊北著和.田过镇妥海牙,忆方鄂素华换,暴庄崖屏校酬译碑.坐混凝土结桑构设委计秆(启Desi欢gno青fCo依ncre架t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