毕业设计计算书 乐山市某职工宿舍结构设计

毕业设计计算书---乐山市某职工宿舍结构设计第1章结构布置及计算简图1.1结构设计基本资料1)工程名称:乐山市某职工宿舍结构设计。2)建设地点:四川省乐山市。3)工程概况:该建筑地下1层,地上4层,总建筑高度15.7m;室内外高差0.6m,层高为3.3m。4)基本风压:地面粗糙度为B类,基本风压为。5)雨雪条件:基本雪压为。6)地震条件:该工程所在地区抗震设防烈度为7度,场地为Ⅰ类,设计地震分组为第一组。7)材料初选:混凝土:梁柱采用C35,板采用C30钢筋:纵向受力钢筋采用热轧HRB400,其余采用热轧钢筋HPB235。内外墙:均采用240厚空心页岩砖8)地质情况:场区地势平坦,地基承载力特征值260kpa,持力层为轻亚粘土。9)设计使用年限:50年。1.2结构平面布置及计算简图经过对建筑功能、经济实用性、抗震要求等因素综合考虑后,采用框架结构形式,结构平面布置见图1-1~图1-4(图中,板厚除特殊标注外,均为100mm),其中:楼、屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖。楼梯结构:采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。1.3构件截面尺寸估算1.3.1框架柱截面尺寸估算由抗震设防烈度为8度0.2g,框架结构,结构总高度19.3m30m,丙类建筑,查阅《建筑抗震设计规范》表6.1.2(《抗规》以下简称)得框架抗震等级为二级。柱截面边长采用进行估算其中:---轴压比,查取0.85;(《抗规》表6.3.7)图1-1地下室结构平面布置图图1-2一层结构平面布置图图1-3二、三、四层结构平面布置图图1-4五层结构平面布置图---竖向荷载估算标准值,取12;---柱承受楼层数;---水平力作用对柱轴力的放大系数,取1.25;---考虑地震作用组合后柱轴力增大系数,对中柱、边柱、角柱分别取1.0、1.1、1.2;1.25;16.71.3.1.1边柱截面尺寸估算取1.3.1.2中柱截面尺寸估算取1.3.1.3角柱截面尺寸估算考虑到角柱在地震中受扭影响,取为与边柱尺寸一致,其余楼层柱截面尺寸估算方法相同,为便于施工,各层柱截面尺寸相同,柱截面尺寸详图见图1-1~图1-4。1.3.2框架梁截面尺寸估算图1-6梁平面布置1.3.2.1框架主梁截面高度,其中为梁的计算跨度。取h700mm截面宽度取b350mm1.3.2.2框架次梁截面高度,截面宽度,其中为梁的计算跨度。取h500mm取b200mm1.3.3板尺寸估算按经验公式得:板厚,同时考虑板内走管线需要,本设计中板厚均取100mm。顶层板取120mm。(《高层建筑混凝土结构技术规程》)(以下简称《高规》)1.3.4计算简图该建筑基础选用防水板加柱下独立基础图1-7计算简图第2章重力荷载代表值计算2.1基本荷载取值2.1.1恒载标准值计算(参考《四川省0工程用料做法》)2.1.1.11~4层楼面重力荷载计算①宿舍、活动室楼地面20厚水泥压光C20混凝土40厚压光100厚钢筋混凝土板合计②卫生间、晒衣间等多水楼地面8mm厚防滑地砖20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层1:3水泥砂浆找坡以1%坡度坡向地漏最薄处20mm(单坡、坡长3.3m)楼面结构层合计③楼梯3.78×2④雨篷20厚1:2.5防水砂浆100厚混凝土板15厚1:25水泥砂浆合计2.1.1.2上人屋面恒载30厚细石混凝土保护层三毡四油防水层20厚水泥砂浆找平层150厚水泥蛭石保温层100厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶合计2.1.1.3墙体基本荷载①外墙5厚1:3水泥砂浆15厚1:2.5水泥砂浆240厚空心页岩砖总计②内墙1:2.5水泥砂浆抹面压光5厚1:3水泥砂浆打底扫毛划出纹路13厚240厚空心页岩砖总计③卫生间等有水房间墙体贴瓷砖300×600×6(包括水泥砂浆打底共厚25mm)240厚实心页岩砖总计2.1.1.4门窗恒载铝合金窗:木门:钢铁门:栏杆:2.1.1.5柱标准荷载①角柱及中柱b0.5mh0.5m2~5层)n18G408.375KNb0.5mh0.5m1层)n18G309.375KN②边柱b0.45mh0.45m2~5层)n10G183.769KNb0.45mh0.45m1层)n10G139.219KN2.1.1.5梁重力荷载计算(均为扣除了100mm板厚和柱重叠部分的荷载)①主梁b0.35mh0.7mn14b0.35mh0.7mn7b0.35mh0.7mn2b0.35mh0.7mn12b0.35mh0.7mn8b0.35mh0.7mn2②次梁b0.2mh0.5mn10③纵梁b0.3mh0.6mn4注:β为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数。N为构件的数量2.1.1.6屋面及楼面可变荷载标准值计算上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载标准值屋面雪荷载标准值2.2重力荷载代表值(单位:)根据《抗规》5.1.3条:计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数,应按表5.1.3采用。重力荷载代表值100%楼面横载(板重+梁重+附加恒载)+上下各半层的墙、柱、门窗自重+50%楼面活载或雪荷载2.2.1一层重力荷载代表值①地拉梁自重标准值(扣除板厚的0.1m后)1402.157+686.072088.227KN②可变荷载组合值2.0×(36.65×15.65)×0.5573.573KN③柱自重标准值(扣除板厚的0.1m后)0.5×0.5×25×1.10×(2.5-0.1+3.3/2×18501.188KN0.54×0.45×25×1.10×(2.5-0.1+3.3/2×10225.534KN④楼面自重标准值3.78×(36.65×15.65)+(7.56-3.78)×(6.6+0.35)×(3.3+0.1+0.35/22262.023KN⑤墙的自重标准值洞口面积:窗洞SGC1808n11.8×0.8×11.44?SGC1811n11.8×1.1×11.98?SGC1817n211.8×1.7×2164.26?门洞BGM--1521n11.5×2.1×13.15?GZM0920n200.9×2×2036?开门洞n11.2×2×12.4?楼梯洞口〖3.3-0.5-0.35/2-0.2/2〗×3.39.488?一层的墙体面积未开洞口前的墙体面积?洞口面积930.105-115.718814.387?因此墙自重814.387×3.26+4.1-3.26×{3.3+3.3-0.45+3.3-0.45/2×3.3+3.3×3-0.5-0.45/2×3.3+6.6-0.35×3×3.3+〖6.6-0.45-0.35-0.5/2〗×3×3.3+3.3-0.5/2×3.3×2}2826.766KN⑥门窗自重标准值窗:1.44+1.98+64.26×0.213.536KN门:3.15×0.4+36×0.2+8.46KN13.536+8.46/210.998KN因此2088.227+573.573+501.188+225.534+20.886+2262.023+1413.383+10.9987095.812KN其余各层重力荷载代表值计算方法同第一层,以下将各层各部件的重力荷载列出表2-1各层梁重力荷载汇总层号 荷载值一层 2088.227KN二层 2168.552KN三~五层 2088.227KN表2-2各层荷载组合值汇总层号 荷载值一层 573.573KN二层 602.238KN三~四层 573.573KN五层 258.108KN表2-3各层楼屋面自重标准值汇总层号 荷载值一层 2262.023KN二层 2370.547KN三~四层 2262.023KN五层 2844.92KN表2-4各层柱重力荷载汇总层号 荷载值一层 747.608KN二层 595.086KN三~四层 574.2KN五层 287.1KN表2-5各层墙重力荷载汇总层号 荷载值一层~四层 2826.766KN五层(包括女儿墙) 1591.713KN表2-6各层门窗荷载汇总层号 荷载值一层 10.998KN二~四层 20.736KN五层 10.368KN按照重力荷载代表值100%楼面横载(板重+梁重+附加恒载)+上下各半层的墙、柱、门窗自重+50%楼面活载或雪荷载可得各层重力荷载代表值为:G17095.812KNG28583.97KNG3G48345.534KNG57080.436KN图2--1重力荷载代表值第3章水平荷载作用下框架的侧移计算3.1横向框架侧移刚度计算混凝土等级C35,,在全现浇钢筋混凝土框架结构中,考虑楼(屋)面板可作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减小框架侧移,在计算梁截面惯性矩时,对现浇楼(屋)面得边框架梁取,中框架梁取(为梁截面惯性矩,为梁实际截面惯性矩),。3.1.1梁柱线刚度计算3-1横梁线刚度计算表类别/ / / / 边框梁/ 中框梁/边横梁6600 走道梁2100 表3-2柱线刚度计算表层次 /() / / / /1500×5002500 2~43300 1450×4502500 2~43300 3.1.2柱D值计算以中框架柱中的一层B柱侧移刚度D值为例说明计算过程。表3-3中框架柱侧移刚度D值()层次 A轴边柱(5跟) B轴中柱(5根)C轴中柱(5根) D轴边柱(5根)2~5 2.93 0.59 21351.27 7.96 0.80 43766.71 7.96 0.80 43766.71 2.93 0.59 21351.27 651179.81 1.66 0.59 48767.04 4.52 0.77 97012.60 4.52 0.77 97012.60 1.66 0.59 48767.04 1213955表3-4边框架柱侧移刚度D值()层次 A轴边柱(2根) B轴中柱(2根) C轴中柱(2~5层1根1层2根) D轴边柱(2~5层1根1层2根)2~5 1.44 0.42 22951.50 5.97 0.75 41027.87 1.44 0.42 22951.50 5.97 0.75 41027.87 191938.11 1.09 0.52 64885.06 4.52 0.77 97012.60 4.52 0.77 97012.60 1.09 0.52 64885.06 647592.8表3-3中框架柱侧移刚度D值()层次 A轴边柱(5跟) B轴中柱(5根) C轴中柱(5根) D轴边柱(5根)2~5 2.93 0.59 21351.27 7.96 0.80 43766.71 7.96 0.80 43766.71 2.93 0.59 21351.27 651179.81 1.66 0.59 48767.04 4.52 0.77 97012.60 4.52 0.77 97012.60 1.66 0.59 48767.04 1213955表3-4边框架柱侧移刚度D值()层次 A轴边柱(2根) B轴中柱(2根) C轴中柱(2~5层1根1层2根) D轴边柱(2~5层1根1层2根)2~5 1.44 0.42 22951.50 5.97 0.75 41027.87 1.44 0.42 22951.50 5.97 0.75 41027.87 191938.11 1.09 0.52 64885.06 4.52 0.77 97012.60 4.52 0.77 97012.60 1.09 0.52 64885.06 647592.8表3-5楼、电梯间框架柱侧移刚度D值()层次 C-1 D-12~5 3.978 0.665 36426.6 0.96 0.324 17747.7 54174.3表3-6横向框架层间侧移刚度()层数 1 2~42250502.086 897292.27由上表可见:/=1>0.7,由《抗规》表3.4.2知该框架为横向侧向刚度规则。3.2自振周期计算(假想顶点位移法)将各层重力荷载代表值作为假想为集中力作用在本层位置,以此计算各层位移和顶点位移。根据位移相等原则,按将折算到主体结构的顶层,其中:H为主体结构计算高度,h1为突出屋面楼梯间的计算高度。即第5层的为与之和,3.2.1假想层剪力计算,3.2.2结构顶点的假想侧移计算,(详见表3-7)3.2.3第一自振周期计算考虑填充墙对自震周期的影响,计算中取折减系数表3-7结构顶点的假想侧移计算层数i5 7080.436 897292.27 8.89 106.704 15425.997 897292.27 17.19 96.81323771.531 897292.27 26.03 79.622 32355.501 897292.27 36.06 53.591 39451.313 2250402.09 17.53 17.533.3横向水平地震作用下框架结构的侧移计算根据《抗规》5.1.2-1:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。本结构地震作用计算采用底部剪力法。3.3.1地震影响系数计算根据本建筑地震分组为I组,场地类型I类,由《抗规》表5.1.4-2可查得本建筑地震特征周期。根据本建筑抗震设防烈度为7°,由《抗规》表5.1.4-1可查得水平地震影响系数最大值。由于,3.3.2等效重力荷载代表值计算3.3.3水平地震力计算3.3.4顶部附加地震作用力计算,故不需要考虑顶部附加地震作用力3.3.5水平地震作用力及楼层地震剪力计算,表3-8各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算表层次i5 15.7 7080.436 100391.546 0.307 808.371 808.3714 12.4 8345.538 94977.354 0.291 763.608 1571.9793 9.1 8345.538 69701.122 0.213 560.857 2132.8632 5.8 8583.97 45807.82 0.140 368.638 2501.4741 2.5 7095.812 16024.355 0.049 129.023 2630.497图3-1横向水平地震作用及楼层地震剪力(单位:)3.3.6水平地震作用下的位移验算,表3-9横向水平地震作用下的位移验算层次i 5 808.371 897292.27 0.901 3300 1/36634 1571.979 897292.27 1.752 3300 1/18843 2132.836 897292.27 2.377 3300 1/13882 2501.474 897292.27 2.788 3300 1/11841 2630.497 2250402.086 1.169 2500 1/2139由上表可见,最大层间弹性位移角发生在第2层,其值为1/11841/550,由《抗规》表5.5.1可知,满足弹性层间位移角限值要求。3.4横向风荷载作用下框架结构侧移计算为了简化计算,作用在外墙面上的风荷载可近似作用在楼、屋盖处的等效集中荷载替代。3.4.1风载标准值计算新乡市基本风压值:;风荷载体型系数按矩形平面取,则风载体型系数如下图所示:图3-2风载体型系数所以查《建筑结构荷载规范》表7.3.1得:+0.8(迎风面),-0.5(背风面);风压高度系数:按B类粗糙度根据各楼层标高查《建筑结构荷载规范》表7.2.1;风震系数:因房屋周期。所以应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。按B类粗糙度,,查《建筑结构荷载规范》表7.4.3得:脉动增大系数。H/B0.435,可查得:脉动影响系数则可以按求得各楼层标高处的风振系数。(《建筑结构荷载规范》表7.4.4-3由于风荷载值较小,横向框架每榀刚度近似相等,在风荷载作用下每榀框架内力、位移近似相等,为简化计算,取一榀框架简化计算。取图中的⑤轴线横向框架,其负载宽度为6.6m,则沿房屋高度的分布荷载标准值。表3-10沿房屋高度分布风荷载标准值层次i5 15.7 1.00 1.155 1.465 3.127 1.9544 12.4 0.790 1.067 1.398 2.757 1.7233 9.1 0.580 1.000 1.312 2.425 1.5152 5.8 0.369 1.000 1.1982.214 1.3841 2.5 0.1591.000 1.085 2.005 1.2533.4.2风荷载等效节点集中力计算按静力等效原理将沿高度分布的风荷载标准值转化为楼层处得节点集中荷载,以第2层的集中荷载的计算过程为例:2.425+2.214+1.515+1.384×3.3/2+〖2.757-2.425+1.723-1.515〗×3.3÷2÷3+〖2.425-2.214+1.515-1.384〗×3.3÷2×2/312.438+0.297+0.376213.111KN即可得到一榀框架等效节点集中风荷载分图3-3一榀框架风荷载沿房屋高度的分布(单位:)图3-4一榀框架等效节点集中风荷载(单位:)3.4.3风荷载作用下的水平位移验算表3-11风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次5 17.21 17.47 897292.27 0.07 3300 1/514294 15.43 32.64 897292.27 0.20 3300 1/133333 14.47 47.21 897292.27 0.32 3300 1/61022 13.11 60.32 897292.27 0.56 3300 1/34781 10.32 70.64 2250402.086 0.72 2500 1/2406由上表可见,风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/2406,远小于1/550,由《抗规》表5.5.1可知满足规范要求。第4章水平荷载作用下的内力计算4.1地震作用下框架内力计算本设计选5轴框架进行计算,计算简图见图4-1,因结构属对称结构因此取一半进行内力计算。图4-1KJ-5计算简图4.1.1柱端弯矩计算以B柱内力计算为例,其他柱算法相同,结果见图4-2。其中,B柱的侧移刚度见表3-3。4.1.1.1框架柱剪力计算按照4.1.1.2反弯点高度计算:为梁柱线刚度比,为框架总层数,为计算柱所在层数,为标准反弯点高度,为上、下层梁梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值,、为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。查看《建筑结构抗震设计》(李国强李杰苏小卒编第三版)附表5-2、5-3、5-44.1.2梁端弯矩计算以DE梁内力计算为例,其他梁算法相同,结果见图4-2。其中,、分别代表DE梁左端和右端的弯矩。4.1.3梁端剪力及柱轴力计算以DE梁和AD柱内力计算为例,其他梁柱算法相同,结果见图4-3。(受拉)表4?1各层柱端弯矩及剪力计算表层次 /m /KN N/边柱中柱yy5 3.3 808 897292 21351 19.24 2.93 0.45 28.33 35.15 43766 39.43 7.96 0.45 58.55 71.564 3.3 1571 897292 21351 37.41 2.93 0.50 61.26 62.18 43766 76.68 7.96 0.50 126.52 126.523 3.3 2132 897292 21351 50.75 2.93 0.50 83.74 83.74 43766 104.03 7.96 0.50 171.653 171.652 3.3 2501 897292 21351 59.52 2.93 0.50 98.21 98.21 43766 122.01 7.96 0.50 201.32 201.321 3.3 2630 2250402 48767 57.00 1.66 0.65 92.63 49.88 97012 113.40 4.52 0.55 155.92 155.92表4?2梁端弯矩、剪力及柱轴力计算表层次 边梁 走道梁 柱轴力LL边柱N 中柱N5 35.15 17.25 6.6 7.94 54.32 54.32 2.1 51.73 -7.9 -434 90.51 44.62 6.6 20.47 140.5 140.5 2.1 133.8 -28 -1573 146.0 71.86 6.6 33.01 226.3 226.3 2.1 215.5 -61 -3392 181.9 89.89 6.6 41.19 283.1 283.1 2.1 269.6 -102 -5681 190.8 79.26 6.6 40.93 249.6 249.6 2.1 237.7 -143 -764图4-2横向水平地震力作用下KJ-5弯矩图图4-3横向水平地震力作用下KJ-5剪力图4.2风载作用下框架内力计算计算方法完全同地震作用下的框架内力计算相同,即:按照侧移刚度分配求出每根柱子的剪力,查出反弯点高度,计算出每根柱上下端的弯矩,根据节点平衡,并按梁线刚度分配,进一步求出梁端弯矩、剪力和柱的轴力。图4-4风载作用下KJ-5弯矩图图4-5风载作用下KJ-5剪力图第5章竖向荷载作用下的内力计算5.1计算单元图5-1KJ-5计算单元5.2荷载计算5.2.1恒载计算图5-2梁上恒载计算简图其中,代表横梁自重,为均布荷载形式第5层:0.35×0.7×25×1.056.431KN/m,分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载,4.96×3.316.37KN/m4.96×2.110.42KN/m,分别为由边纵梁,中纵梁直接传给柱的恒载,包括梁自重,楼板重和女儿墙的重力荷载3.3×2.2×1/2×2×4.96+2.2+6.6/2×1.65×4.96+18×0.8×0.12×6.6+4.725×6.6+2.625×6.6/2114.61KN+8.66KN123.27KN3.3×2.2×1/2×2×4.96+2.2+6.6/2×1.65×4.96+〖3.3-1.05+3.3〗/2×1.05×4.96×2+4.725×6.6+2.625×6.6/2140.77KN集中力矩:123.272×(0.45-0.3/29.25KN140.77×(0.5-0.3/214.08KN第4?2层,包括梁自重和其上横墙自重,为均布荷载6.431+3.26×3.3-0.615.23KN/m3.78×3.312.47KN/m5.2.2活载计算以第5层(无走道梁)的活载计算为例,其他层计算结果见表5-1中图5-5梁上活载计算简图表5-1横向框架恒载汇总表层次 5 4.725 ? 16 ? 130.09 205.00 118.99 ? 12.00 10.902~4 10.575 4.875 16 12.00 158.92 211.75 125.92 27.00 15.89 12.591 4.875 ? 16 ? 162.07 205.00 144.29 ? 16.21 14.43表5-2横向框架活载汇总表层次5 1.6 ? 2.56 5.12 2.56 ? 0.26 0.262~4 6.4 2.4 10.24 41.76 10.24 9.6 1.02 1.021 11.2 ? 17.92 35.84 17.92 ? 1.79 1.795.3梁柱内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算,活载作用下梁柱弯矩计算过程如图5-6。其中原始弯矩值由公式计算得出,以第5层AB轴梁端弯矩计算为例(恒载采用PK电算,结果详见图5-7、5-8):上柱 下柱 右梁左梁 上柱 下柱 右梁左梁 下柱 上柱0.401 0.5990.2820.392 0.3260.633 0.3670.26 -10.1810.18 -7.507.50 0.263.98 5.94-0.76-1.05 -0.87-4.58 -2.663.60 -0.382.97-0.14 -2.29-0.44 -3.89-1.29 -1.93-0.15-0.21 -0.182.74 1.596.29 -6.5512.24-1.4 -10.845.22 -4.960.286 0.286 0.4280.204 0.281 0.281 0.2340.464 0.268 0.2681.02 -26.2031.00 -30.0030.00 1.02 7.20 7.20 10.78-0.20 -0.28 -0.28 -0.24-13.45 -7.77 -7.771.99 3.60 -0.105.39 -0.53 -0.14 -6.73-0.12 -3.89 -1.33-1.57 -1.57 -2.350.41 0.56 0.56 0.472.48 1.43 1.437.62 9.23 -17.8736.6 -0.25 0.14 -36.518.91 -10.23 -7.670.286 0.286 0.4280.204 0.281 0.281 0.2340.464 0.268 0.2681.02 -26.2031.00 -30.0030.00 1.02 7.20 7.20 10.78-0.20 -0.28 -0.28 -0.24-13.45 -7.77 -7.773.60 3.72 -0.105.39 -0.14 -0.15 -6.73-0.12 -4.00 -3.89-2.06 -2.06 -3.090.33 0.46 0.46 0.383.72 2.15 2.158.74 8.86 -18.6136.52 0.04 0.03 -36.5920.15 -9.62 -9.510.295 0.265 0.4400.209 0.290 0.260 0.2410.476 0.248 0.2761.02 -26.231.00 30.0030.00 1.02 7.43 6.67 11.08-0.21 -0.29 -0.26 -0.24-13.79 -7.19 -8.003.60 9.80 -0.115.54 -0.14 -2.60 -6.90-0.12 -6.67 -3.89-3.92 -3.52 -5.850.86 1.19 1.07 0.995.08 2.65 2.957.11 12.95 -21.0837.19 0.76 -1.79 -36.1521.17 -11.21 -8.940.282 0.250 0.4680.222 0.277 0.246 0.2550.504 0.233 0.2631.79 -71.2571.25 -52.5052.50 1.79 19.59 17.37 32.51-4.16 -5.19 -4.61 -4.78-25.56 -11.82 -13.343.34-2.0816.26 -0.13-12.78-2.39-3.60-0.36 -0.32 -0.59-0.74 -0.93 -0.82 -0.853.02 1.40 1.5822.57 17.05 -41.4182.61 -6.25 -5.43 -70.9127.57 -10.42 -15.368.53 -2.72-5.21 图5-6活载作用下的弯矩二次分配计算图5-7活载作用下KJ-5弯矩图图5-8横载作用下KJ-5弯矩图第6章内力组合及调整6.1框架梁内力组合及调整(结果见附表1)下面以第一层AB跨框架梁考虑地震作用组合为例,说明各内力的组合方法,对支座负弯矩按相应的组合取绝对值最大值作为控制内力;求跨间最大正弯矩时,可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值,由平衡条件确定。对于地震组合,组合完成后需要考虑“强剪弱弯”对梁内力的调整。6.1.1梁跨中最大弯矩图6-1,,,(由附表1中地震组合中的右震得出)假设>,其中,代入数据求得>,成立代入数据求得:二级抗震框架,0.75,6.1.2梁强剪弱弯调整(《抗规》6.2.4)二级抗震框架,0.85,1.2;为梁在重力荷载代表值作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值:;,代入公式求得6.2框架柱内力组合及调整(《抗规》6.2.2、6.2.5)(结果见附表2)框架结构顶层柱不用调整,且轴压比n>0.15的柱也不用调整,下面以第一层B柱为例进行强柱弱梁和强剪弱弯的调整。强柱弱梁调整二级抗震框架,0.8,1.2;对柱脚乘以1.25的增大系数强剪弱弯调整,其中0.85,1.2图6-2<柱脚:(《抗规》6.2.3)第7章截面设计7.1框架梁以第一层AB跨梁为例说明计算方法和过程,其他层梁配筋采用电算,结果详见表7-1。7.1.1梁的正截面受弯承载力计算支座弯矩边缘截面:跨中弯矩:梁下部受拉.考虑现浇楼面板的影响,按T形截面设计:按跨度考虑:按梁间矩考虑:按翼缘厚度考虑:故按翼缘厚度考虑时,不起控制作用,故取图7-1下部受拉梁计算简图梁内纵向钢筋选HRB400级钢:,属第一类T形截面,且为单筋截面实配钢筋3C20()查《混凝土设计规范》11.3.6条:可知梁跨中截面受拉钢筋的最小配筋率为0.25和中的较大值。将梁下部跨间截面的3C20钢筋全部深入支座,作为支座负弯矩作用下的受压钢筋(),再计算相应的受拉钢筋,梁上部受拉,按矩形截面设计。支座A上部:说明富裕,且达不到屈服,可近似取:实取2C22+2C20。支座上部:实取5C20。根据《抗规》6.3.3条:梁的钢筋配置,应符合下列要求:1、梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级部应大于0.35。2、梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。3、梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.3采用,当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径数值应增大2mm。,,均满足要求。7.1.2梁的斜截面受剪承载力计算AB跨:跨高比9.0/0.75122.5故截面尺寸满足要求.(《混凝土设计规范》11.3.3)梁端加密区箍筋取2A8@100,箍筋采用HRB235加密区长度,取,非加密区箍筋取2A8@200。(《混凝土设计规范》11.3.4)表7-1框架梁各截面配筋层次 截面实配钢5 支座158.47 509 633 2C20628 0.81 0.28193.57 509 779 2C20+1C18882 0.58 0.39跨间 107.07481 2C185090.214支座187.41 509 753 2C20+1C18882 0.58 0.39132.87 509 528 2C20628 0.81 0.28跨间 82.34481 2C185090.2144 支座261.88 628 1067 2C20+1C221008 0.62 0.45297.65 628 1222 4C201256 0.5 0.56跨间 162.32632 2C206280.28支座299.24 628 1229 4C201256 0.5 0.56253.39 628 1031 2C20+1C221008 0.62 0.45跨间 139.94545 2C206280.283 支座318.96 760 1315 2C20+2C221388 0.55 0.62346.68 760 1438 5C201570 0.55 0.62跨间 186.56727 2C227600.34支座368.33 760 1534 5C201570 0.5 0.70313.79 760 1292 4C201256 0.61 0.56跨间 173.31675 2C227600.342 支座372.13 1256 1551 5C201570 0.8 0.70287.03 1256 1176 4C201256 1.0 0.56跨间 313.431224 4C2012560.56支座435.11 942 1839 6C201884 0.5 0.84380.77 942 1590 5C201570 0.6 0.70跨间 238.89932 3C209420.421 支座340.20 942 1409 5C201570 0.6 0.70367.43 942 1530 5C201570 0.6 0.70跨间 218.27851 3C209420.42支座382.77 1256 1599 5C201570 0.8 0.70381.24 1256 1593 5C201570 0.8 0.70跨间 306.041198 4C2012560.56框架梁箍筋配置:梁端加密区箍筋取2A8@100,加密区长度为1150mm,非加密区箍筋取2A8@200。7.2框架柱7.2.1柱剪跨比及轴压比验算剪跨比,轴压比、、都不考虑抗震调整系数,取柱上下端弯矩的较大值。表7-2柱的剪跨比及轴压比验算柱号 层次 b ho fc Mc Vc N 剪跨比 轴压比A柱 5 500 460 19.1 217.4 97 303.92 4.87 0.0644 500 460 19.1 231.85 114.44 709.02 4.40 0.1483 500 460 19.1 259.31 134.86 1131.28 4.18 0.2372 500 460 19.1 289.87 143.43 1572.95 4.39 0.3291 500 460 19.1 345.01 126.08 2011.9 5.95 0.421B柱 5 600 560 19.1 263.18 118.85 489.76 3.95 0.0714 600 560 19.1 324.37 165.14 1063.96 3.51 0.1553 600 560 19.1 385.82 206.2 1633.98 3.34 0.2382 600 560 19.1 470.36 234.06 2213.2 3.59 0.3221 600 560 19.1 678.8 234.79 2735.2 5.16 0.398C柱 5 500 460 19.1 177.95 86.28 278.58 4.48 0.0584 500 460 19.1 215.66 111.74 638.41 4.20 0.1343 500 460 19.1 242.23 132.89 1019.92 3.96 0.2142 500 460 19.1 281.48 140.58 1427.32 4.35 0.2991 500 460 19.1 442.62 161.06 1857.25 5.97 0.389剪跨比均大于2,轴压比均小于0.8,满足要求。(《抗规》6.3.7)7.2.2柱配筋计算以第五层A柱为例说明计算方法和过程,其他层柱配筋采用电算。7.2.2.1A柱正截面承载力计算上柱、:,取和偏心方向截面尺寸的两者中的较大值,柱的计算长度,故应考虑偏心距增大系数,取,,取对称配筋:为大偏心受压情况。实配3C20上柱、:,取和偏心方向截面尺寸的两者中的较大值,取,,取对称配筋:为大偏心受压情况,按构造配筋其他4组内力计算配筋的过程从略,结果均为构造配筋。另外,对A柱其它层计算结果表明,A柱只有第5层是按计算配筋,其余层均按构造要求配筋。B、C柱配筋计算结果与A柱相似,计算过程从略。根据构造要求,综合计算结果与构造要求,各柱配筋结果见表7-3。根据《抗规》6.3.8-1条:柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表6.3.8-1采用,同时每一侧配筋率不应小于0.2%。表7-3框架柱纵筋配置柱号 层次 计算值 实际值 每一侧配筋率 总配筋率A柱 5 930 3C20(942) 0.38% 1.0%1~4 构造配筋 3C20(942) 0.38% 1.0%B柱 1~5