5 第二章 确定计算简图

南京工业大学本科生毕业设计(论文)第二章 确定计算简图2.1 确定计算简图 本工程横向框架计算单元取图1-1中斜线部分，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查抗震结构设计规范可判断该场地为类场地土，地质条件较好，初步确定本工程采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粘土层上，基底标高为设计相对标高-2.1m。柱子的高度底层为：h=4.8=2.1-0.5=6.4 (初步设定基础高度0.5m)，二四层柱高为3.9m。柱节点刚接，横粱的计算跨度取柱中心至中心间的距离，三跨分别为：L=7200、2700、7200。计算简图见图5-12.2、结构布置2.2.1梁柱截面尺寸： (1)框架柱： 边柱、中柱 hb=500mm500mm （2）梁：横向框架梁AB跨、BC跨、CD跨 bh=250mm600mm 纵向联系粱： bh=250mm50017南京工业大学本科生毕业设计(论文)2.2.2 材料强度等级混凝土：均采用C20级钢筋直径12mm的采用级钢，其余采用级钢。2.3 荷载计算2.3.1屋面横梁竖向线荷载标准值图2-1 计算简图2.3 荷载计算 a) 恒载作用下结构计算简图 b) 活载作用下结构计算简图i)恒载 屋面恒载标准值： 35厚架空隔热板 0.03525=0.875 防水层 0.4 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4120（100）厚现浇钢筋砼现浇板 0.1225=3 （AB,CD跨板厚取120；BC跨取100） （ 0.1025=2.5 ）12厚纸筋石灰粉平顶 0.01216=0.192 屋面恒载标准值 4.87 （4.37 ） 梁自重 边跨AB、CD跨： 梁侧粉刷： 中跨BC跨： 梁侧粉刷： - 2.84 作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为： 梁自重： 板传来的荷： ii)活载作用在顶层框架上的线活载标准值为： 2.3.2 楼面横梁竖向线荷载标准值：i)恒载 楼面恒载标准值： 25厚水磨石楼面： 120厚钢筋混凝土现浇板： () 12厚纸筋石灰粉平顶： 楼面恒载标准值： （） 边跨（AB,CD跨）框架梁自重 中跨(BC跨)梁自重 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为： 梁自重 板传来的荷载： ii) 活载 2.3.3 屋面框架节点集中荷载标准值图2-3恒载顶层集中力图3-3恒载顶层集中力i)恒载 边跨连系梁自重： 粉刷： 1.2m高女儿墙 粉刷： 连系梁传来屋面自重 0.54.20.54.24.87=21.4767 顶层边节点集中荷载： = = 57.54中柱连系梁自重： 粉刷： 1.114连系梁传来屋面自重(4.2+4.2-2.7)0.52.40.54.37=16.814顶层中节点集中荷载： =52.53ii) 活载 2.3.4 楼面框架节点集中荷载标准值i) 恒载：图3-4恒载中间层集中力 边柱连系梁自重： 14.06粉 刷： 1.16连系梁传来楼面自重： 30.492中间层边节点集中荷载： 框架柱自重 中柱连系梁自重： 粉 刷： 连系梁传来楼面自重： 0.54.20.54.23.692=16.28 0.5(4.2+4.2-2.7)0.52.73.692=12.28 中间层中节点集中荷载： =42.799柱传来集中荷载： 柱传来集中荷载： =24.38ii) 活载 2.3.5 地震作用 建筑物总重力荷载代表值的计算1、集中于屋盖处的质点重力荷载代表值 50%雪载 0.50.65(17.142+8.424.3)=299.75kN楼面恒载 4.87(427.2+8.410.81)2+4.3750.42.7=4423.66kN横 梁 1010.34kN纵 梁 682.78kN女儿墙 645.408 kN柱 重 682.5KN横 墙 3.6(167.23.90.5+83.90.5+43.63.90.5+22.73.90.5-21.52.40.5-22.12.40.5-32.40.5-31.50.450.5)=956.15kN纵 墙 3.6(4.2233.90.5+4.2123.90.52-1.82.40.5-1.81.5-172.430.5-41.50.450.5)=1144.04kN钢窗 （1.81.50.52+1.82.40.5+2.41.50.52+41.20.450.5+31.50.50.45+2.12.40.52+182.40.53）0.45=14.58kN- =9880.808kN2、集中于三、四层处的质点重力荷载代表值50%楼面活载 0.52.0(17.142+8.424.3)=922.32kN楼面恒载 3.692(427.2+8.410.8) 2+3.19250.42.7=3337.17kN横 梁 1010.34kN纵 梁 682.78kN柱 重 1365kN横 墙 956.152=1912.3kN纵 墙 1144.042=2288.08kN钢窗 36.182=72.36kN- =11590.35kN3、集中于二层处的质点重力荷载标准值50%楼面活载 922.32kN楼面恒载 3337.17kN横 梁 1010.34kN纵 梁 682.78kN柱 重0.50.525(3.2+3.90.5)56=818.63KN横 墙 956.15+956.153.22/3.9=2525.22kN纵 墙 1144.04+144.043.22/3.9=3021.44kN钢窗 72.36 kN- =13374.13kN2.3.6地震作用计算（1） 框架柱的抗侧移刚度在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取；边框架梁取，为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。表2-1 横梁、柱线刚度杆 件 截 面 尺 寸EC(kN/m2)I0(m4)I(m4)L(mm)i=ECI/L(kNm2)相对刚度B(mm)H(mm)边框架梁125060025.54.51096.7510972002.3911071边框架梁225060025.54.51096.7510927006.3751072.666边框架梁325060025.54.51096.7510936004.7181091.999中框架梁125060025.54.51099.010972003.1881091.333中框架梁225060025.54.51099.010927008.501073.555中框架梁325060025.54.51099.0109108002.1251070.889中框架梁425060025.54.51099.010936006.3751072.666底层框架柱50050025.55.211095.2110939002.0761070.868中层框架柱50050025.55.211095.2110939003.4071091.424每层框架柱总的抗侧移刚度见表3-2：表2-2 横向框架柱的侧移刚度D值 项 目K=ic/2iz(一般层)K=ic/iz (底层)=K/（2+K）(一般层)=（0.5+K）/（2+K）（底层）D=(kN/m2 )根数层数柱 类 型二至四层边框架边柱(500500)0.70.256.722边框架边柱(500500)1.400.4111.022边框架中柱(500500)2.570.56 15.054边框架中柱(500500)2.110.5113.712中框架边柱(500500)0.940.328.6018中框架边柱(500500)1.870.4812.902中框架边柱(500500)0.620.246.452中框架中柱500500)3.430.63 16.9320中框架中柱(500500)2.340.5414.522中框架中柱(500500)3.120.6116.402底层边框架边柱(500500)1.150.52 3.162边框架边柱(500500)2.300.653.952边框架中柱(500500)4.220.76 4.624边框架中柱(500500)3.450.724.382中框架边柱(500500)1.540.583.5318中框架边柱(500500)3.070.704.262中框架边柱(500500)1.020.503.042中框架中柱500500)2.740.68 4.1320中框架中柱(500500)3.840.744.502中框架中柱(500500)5.120.794.802：梁的线刚度， ：柱的线刚度。底层：2（3.16+3.95+4.38+4.26+3.04+4.5+4.8）+44.62+183.53+204.13=220.84二四层：2（6.72+11.02+13.71+12.9+6.45+14.52+16.4）+415.05+188.6+16.9320=717.04（2）框架自振周期的计算 表2-3 框架顶点位移计算表层Gi(KN)Gi(kN)D(kNm2 )=Gi/D(层间相对位移)T(mm)49838.959838.95717.0413.72298.14311506.6421345.59717.0429.77284.42211506.6432852.23717.0445.82254.65113265.5546117.78220.84208.83202.83：（考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.6） 则自震周期为： （3）地震作用计算 根据本工程抗震设防烈度7度、类场地土，查抗震规范特征周 结构等效总重力荷载： ，故考虑框架顶部附加集中力作用=0.08+0.07=0.080.557+0.07=0.115框架横向水平地震作用标准值为：结构底部：各楼层的地震作用和地震剪力标准