多层框架结构设计

.多层框架结构设计一、初估构件截面尺寸及线刚度图1-1结构尺寸图（一）梁的截面尺寸框架梁跨度LAB=LCD=6900mm，LBC=3000mm梁截面高hb=(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)×6900=863~575mm，取h=600mm梁截面宽bb=(1/2~1/3)L=(1/2~1/3) ×600=300~200mm，取b=250mm取框架梁截面尺寸均为 bb×hb=250mm×600mm（二）柱截面尺寸底层柱高H=4350mm柱截面高hc=(1/6~1/15)H，取hc=400mm柱截面宽bc=(1~2/3)hc，取bc=300mm取框架柱截面尺寸均为 bc×hc=300mm×400mm;..（三）框架梁、柱线刚度（ i=EI/L）bbb3394I=1/12b×h=1/12×250×600=4.5×10mmibAB=ibCD=4.5×109E/6900=6.522×105EibBC=4.5×109E/3000=1.5×106EIc=1/12bc3394×hc=1/12×300×400=1.6×10mm一层柱ic195=1.6×10E/4350=3.678×10E二至三层柱ic2~3=1.6×109E/3900=4.103×105E相对线刚度：取ic1值为基准值1，即ic1=1，ic2~3=1.116，ibAB=i=1.773，i=4.35bCDbBC二、荷载标准值的计算（一）竖向荷载屋面荷载：110mm厚现浇钢筋混凝土板 2.75KN/m150mm 厚水泥珍珠岩 0.6KN/m30 厚找平层 0.6KN/m两毡三油绿豆砂保护层 0.35KN/m20mm 厚板底粉刷 0.41KN/m共计 4.71KN/m屋面活载： 取屋面均布荷载与雪载较大值 0.5KN/m楼面恒载：100mm厚现浇钢筋混凝土板 2.5KN/m30mm厚现浇混凝土面层 0.75KN/m20mm 厚板底粉刷 0.4KN/m共计 3.56KN/m楼面活载： 教室 2.0KN/m走廊 2.5KN/m

2222222222222截面横梁自重： 25 ×0.25×0.6=3.75KN/m2;..柱自重：25×0.3×0.4+0.5=3.5KN/m2作用于横向框架梁上荷载标准值屋面梁：恒载4.71×3.9+3.75=22.12KN/m2活载0.5×3.9=1.95KN/m2楼面梁：恒载3.56×3.9+3.75=17.634KN/m2活载（教室）2.0×3.9=7.8KN/m2活载（走廊）2.5×3.9=9.75KN/m2（二）水平荷载——风荷载μ基本风压：ω 0=0.45KN/m2风振系数：由于结构高度 <30m，高宽比=12.15/16.8=0.72<1.5 ，z=1.0风载体型系数：μ s=0.8-（0.5）=1.3风压高度变化系数：μ z（地面粗糙度按 B类）如表1-1。表1-1 地面上风压高度变化系数μ z离地高度（m） <10 10.2 12.15 15μz 1.0 1.006 1.06 1.14按下式可折算出作用于各节点处集中风载标准值 Fwki，即三层：Fwk1=1.0×1.3×（1.06+1.006）/2×3.9/2×3.9×0.45=4.60KN二层：Fwk2=1.0×1.3×（1.06+1.0）/2×3.9×3.9×0.45=8.92KN一层：Fwk3=1.0×1.3×（1.0+1.0）/2×3.9×3.9×0.45=8.90KN三、框架内力计算所有荷载值采用标准值计算，竖向荷载作用下内力计算采用分层法，水平荷载作用下内力计算采用D值法。（一）竖向荷载作用下内力计算;..1、恒载作用下的内力计算简图如图1-2所示图1-2 竖向荷载作用下的计算简图;..（二）水平荷载作用下内力计算1、D值计算及各柱剪力分配（表 1-2）A、D柱、柱∑Fwki柱剪力（KN）BC∑D层数αα、V、VKDKD（KN）VAVBccDC三1.950.443.995.250.726.5221.024.60.871.43二1.950.443.995.250.726.5221.0213.522.574.19一1.770.64.875.850.815.2920.3222.425.375.84注：表中D值单位为103N/mm。2、反弯点高度比 y（表1-3）y=y0+y1+y2+y3,反弯点距柱下端高度为 yh。表1-3反弯点高度计算柱号层数y0α1y1α2y2α3y3yyh三0.431010100.431.68柱A二0.481010100.481.87一0.66/0/0/00.662.87三0.511010100.511.99柱B二0.511010100.511.99一0.55/0/0/00.552.39三0.511010100.511.99柱C二0.511010100.511.99一0.55/0/0/00.552.39三0.431010100.431.68柱D二0.481010100.481.87一0.66/0/0/00.662.873、左风作用下内力由表1-2柱剪力值和表1-3反弯点高度，可求出柱段弯矩 M上=1-y）hVij，M下=yhVij。利用节点内力平衡条件，按梁线刚度比例可求出梁端弯矩值。左风作用下框架内力图如图所示，与该图相反取值即为右风作用下内力值。;..图1-5-2 左风作用下剪力图（KN）四、风荷载作用下的侧移验算计算侧移时，风荷载取标准值。由于房屋总高度不高，故忽略柱轴向弯形引起的侧移，只考虑柱弯曲引起的剪切型侧移。具体计算见表1-4。层间侧移满足要求。表1-4