【《某4层行政办公楼建筑工程的水平地震作用计算和弹性变形计算过程案例》3000字】

-PAGE2-某4层行政办公楼建筑工程的水平地震作用计算和弹性变形计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u122531工程设计资料 1175891.1建筑设计概况 2229961.2其他设计资料 2129122结构设计方案 3265962.1框架结构布置 3133452.1.1结构平面布置 3190232.1.2结构竖向布置 353782.1.3结构计算简图 3213502.2主要构件截面尺寸的初选 7108042.2.1横向框架梁截面尺寸预估 7265072.2.2纵向框架梁截面尺寸预估 7172022.2.3次梁截面尺寸预估 8108592.2.4楼板厚度预估 898942.2.5框架柱截面预估 8314692.3材料的选择 8182072.3.1混凝土 8234602.3.2钢筋 8302642.3.3围护结构墙体 950622.3.4雨棚做法 9210363水平地震作用计算和弹性变形计算 9299473.1计算简图及重力荷载代表值计算 9186773.1.1计算简图 9216343.1.2重力荷载代表值计算 995673.2框架抗侧刚度计算 11313433.2.1梁柱线刚度计算 11321843.2.2柱的抗侧刚度计算 1282263.3框架结构基本自振周期计算 13227913.3.1假想侧向位移计算 1379673.3.2结构基本自振周期计算 13181583.4多遇水平地震计算和位移计算 14153403.3.1多遇水平地震作用标准值计算 14183383.3.2楼层地震水平剪力验算 1552843.3.3框架弹性层间位移计算 151工程设计资料1.1建筑设计概况华侨城某行政办公楼采用现浇钢筋混凝土结构，总层数为4层。平面图近似一个的矩形，建筑面积约为5000。首层层高4.5m，2～4层高为3.6m，建筑物总高度为16.1m。建筑主要形式采取内廊式，主要功能房间为办公室、会议室、档案室等。屋面防水等级为Ⅱ级，屋面工程从上到下为：20mm后细石混凝土保护层；1.5mm厚SBS防水卷材；配套基层及卷材胶粘剂结合层；20mm厚1：3水泥砂浆找平层；100mm厚挤塑型聚苯保温板保温层；一毡二油隔汽层；冷底子油两道结合层；20mm厚1：3水泥砂浆找平层；轻集料混凝土找坡层，，最薄处为30mm厚。建筑填充墙采用240mm厚蒸压加气混凝土砌块。女儿墙高为0.8m，厚度为240mm的钢筋混凝土墙体。外墙装饰采用混合砂浆抹底，粘贴瓷砖。建筑内部各墙体，楼地面和顶棚的做法如表1.1所示。表1.1楼地面、内墙和顶棚做法部位办公室会议室档案室卫生间楼梯间，走廊楼地面玻化砖面层花岗岩面层墙面无机涂料，刷乳胶漆釉面砖面层混合砂浆抹灰刷乳胶漆顶棚板底腻子刮平，刷乳胶漆铝合金龙骨石膏板吊顶板底腻子刮平刷乳胶漆建筑首层采用钢化玻璃门，内部各房间采用木质夹板门，窗采用塑钢中空玻璃窗。室内地坪相对标高为，室内外高差为0.450m。1.2其他设计资料建筑物的设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级，耐火等级为二级。该工程所在地基本风压为，基本雪压为。建筑所在区抗震设防烈度为7度，做抗震设防要求，地震分组为二组设计地震基本加速度为0.15g。建筑物所处场地类别为Ⅱ类，属于非液化场地。2结构设计方案2.1框架结构布置2.1.1结构平面布置本工程采取内廊式三跨布置，柱网及梁分布如图2.1~2.3所示。根据本工程现浇板长跨尺寸与短跨的比值，所有板都为双向受力。一层设计了支撑雨棚的梁和柱。轴线EQ\o\ac(○,8)~EQ\o\ac(○,11)设次梁，其余位置不设次梁。2.1.2结构竖向布置底层柱高取基础顶部到第二层楼板顶面的高度，现拟定基础顶部标高为-0.900m,室外标高为-0.450m，二层楼板顶面标高为4.500m，则底层柱高。其余层柱高取两层之间的高度，。2.1.3结构计算简图取⑥轴横向框架进行计算，计算简图如图2.4所示。图2.4竖向结构框架计算简图（⑥轴）图2.1一层柱网及梁分布图图2.2二、三层柱网及梁分布图图2.3四层柱网及梁分布2.2主要构件截面尺寸的初选2.2.1横向框架梁截面尺寸预估长跨CD,EG跨梁高度：，取h=600mm；梁宽度：，取b=250mm。短跨DE跨梁高度：，为了便于施工，取梁高度与CD,EG跨相同，即h=600mm；梁宽度：，取b=250mm。2.2.2纵向框架梁截面尺寸预估轴线1~8,11~18梁高度：，取h=400mm；梁宽度：，取b=200mm。轴线8~11梁高度：，取h=900mm；梁宽度：，取b=350mm。2.2.3次梁截面尺寸预估梁高度：，取h=500mm；梁宽度：，取b=200mm。2.2.4楼板厚度预估双向板板厚：，取h=120mm。2.2.5框架柱截面预估由于采用横、纵向承重方向，采用方形截面。柱边长：。本工程为二级建筑且超过二层，宽度和高度不宜小于400mm，取b=500mm。2.3材料的选择2.3.1混凝土本工程现浇梁板柱及基础使用的混凝土为C35强度的混凝土。2.3.2钢筋本工程现浇框架梁和框架柱采用HRB335钢筋和HRB400钢筋，其箍筋采用HPB300的钢筋；混凝土板采用HPB300钢筋。本工程为一类环境，梁和柱钢筋保护层厚度为20mm，板钢筋保护层厚度为15mm。2.3.3围护结构墙体以下的基础填充墙，采用MU15蒸压灰砂砖和M10水泥砂浆砌筑。以上内、外填充墙,采用M5混合砂浆砌筑MU5加气混凝土砌块砌体。女儿墙采用C35钢筋混凝土墙体。2.3.4雨棚做法南北雨棚都采用钢筋混凝土现浇的梁板柱，板厚取120mm；梁宽250mm；梁高500mm；柱用mm。面层做法从上到下为：20mm后细石混凝土保护层；1.5mm厚SBS防水卷材；配套基层及卷材胶粘剂结合层；20mm厚1：3水泥砂浆找平层；轻集料混凝土找坡层，，最薄处为30mm厚。顶棚做法为板底腻子刮平，刷乳胶漆。3水平地震作用计算和弹性变形计算3.1计算简图及重力荷载代表值计算3.1.1计算简图本工程纵向抗水平作用和侧移刚度较横向抗水平作用和侧移刚度要强，只计算横向框架水平地震作用。横向框架计算简图见章节2.1.3和图示2.4。在计算水平地震作用时，按集中质量法将其简化为多质点弹性体系，重力荷载值计算简图如图3.1所示，各质点的质量为其重力荷载代表值。3.1.2重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算公式为：。屋面基本雪荷载为，。楼面均布活荷载标准值为：办公室、会议室、阅览室的标准值，；走廊、卫生间的标准值，；楼梯的标准值，；档案室的标准值，；休息室、活动室的标准值，；图3.1重力荷载计算简图顶层重力荷载代表值：顶层自重标准值=5825.84屋面雪荷载组合值=三层重力荷载代表值:三层自重荷载标准值=楼面活荷载组合值=二层重力荷载代表值二层自重荷载标准值=楼面活荷载组合值=首层重力荷载代表值二层自重荷载标准值=楼面活荷载组合值=结构总重力荷载代表值=3.2框架抗侧刚度计算3.2.1梁柱线刚度计算对中间框架,边框架取,梁柱的线刚度如表3.1所示。表3.1梁、柱线刚度计算表杆件截面惯性矩（）ECD、EG跨梁边框架梁0.60.250.00450.00686.9中框架梁0.60.250.00450.00906.9DE跨梁边框架梁0.60.250.00450.00682.4中框架梁0.60.250.00450.00902.4四、三、二层柱0.50.50.00520.00523.6首层柱0.50.50.00520.00525.43.2.2柱的抗侧刚度计算四、三、二层柱抗侧刚度D值如表3.2所示，首层柱抗侧刚度D值如表3.3所示。表3.2四、三、二层柱抗侧刚度D值计算表四、三、二层柱抗侧刚度D值计算表C、G轴柱边框架柱0.700.2610352中框架柱0.910.3112343D、E轴柱边框架柱2.670.5722694中框架柱3.530.6425481表3.3首层柱抗侧刚度D值计算表首层柱抗侧刚度D值计算表C、G轴柱边框架柱1.030.505967中框架柱1.340.556564D、E轴柱边框架柱3.960.758951中框架柱5.240.799428各层柱总抗侧移刚度为：四、三、二层柱总抗侧移刚度为：首层柱总抗侧移刚度为：=3.3框架结构基本自振周期计算3.3.1假想侧向位移计算假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载作用于相应质点上，求得各楼层处的侧向位移如表3.4所示。3.3.2结构基本自振周期计算取。表3.4各楼层处假象位移计算表楼层4591059100.00260.0604356.9621.56310620165300.00730.0578613.8435.4829586261160.01260.0505483.9323.45110252363500.03790.0379388.5513.73363501843.2896.223.4多遇水平地震计算和位移计算本工程高度不超过40m，且以剪切变形为主，因此使用底部剪力法计算水平地震作用。3.3.1多遇水平地震作用标准值计算本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，Ⅱ类场地，，特征周期。因，地震影响系数处于曲线下降段，求得：求得水平地震作用标准值为：由于，不考虑顶部附加地震作用，各质点的水平地震作用标准值如表3.5、3.6所示。表3.5各层地震作用标准值、剪力标准值、弹性位移计算表1楼层459103.616.2957423711