已改框架结构设计

1、3结构设计指南3.1框架结构设计任务3.1.1项目概述某酒店设计楼，主机7层，钢筋混凝土框架结构，部分8层。梁柱采用现浇，建筑面积约6500平方米，建筑平面采用L形，场地限制，宽度40米，长度70米，确定建筑方案，房间托架3.6米，深度6.6米，走廊宽度2.4米，楼板层高度3.9米，其他层高度3.3米；地震参数区的特征周期划分为2古濑车站，抗震等级为2级。图3-1柱网络布置3.1.2设计数据(1)气象条件基本风压0.35 kn/m2；基本雪压0.25 KN/m2。(2)抗震设防7度近震。(3)水平惯例：2毡3油防水层；冷基础油热马蹄脂两种；水泥石保湿层(厚度200mm)；20mm厚的水泥砂浆找

2、平层；120mm后钢筋混凝土整体浇筑层；天花板(或基础)。(4)地板做法：磨地板；120mm厚钢筋混凝土整体浇筑层；基础(或天花板)。混凝土强度等级为C30，垂直肋层级2，肋层级1。3.1.3设计内容(1)梁柱截面尺寸和框架计算图的确定(2)载荷计算(3)框架垂直和水平横向移动计算；(4)水平和垂直力下框架的内力分析；(5)内力组合和截面设计；(6)节点检查。3.2框架结构设计计算3.2.1梁柱截面、梁跨和柱高的确定(1)估计初始截面尺寸柱：1、2、3、4、5、6、7层：bh=500mm500mm。梁：L1=bh=300mm600mmL2=bh=300mm600mmL3=bh=300mm600

3、mmL4=bh=300mm600mmL5=bh=300mm600mmL6=bh=300mm600mm(2)梁计算跨距上述柱中心线与结构计算跨距相同，因为建筑网格线与墙网格线不相符(如图所示)。子柱高度：h=3.9m 0.45m 0.5m=4.85m，其中3.9m是子楼层高度，0.45m是室内和室外高度差异，0.5m是从基准顶面到外部楼板的高度，其他柱高于高度(3.3m)，因此可以获得框架计算示意图图3-2帧梁编号4850图3-3梁计算跨度33003.2.2负荷计算(1)屋顶承受一定的载荷根据循环法逐项计算均布载荷，计算时要注意。天花板不做地基，没有天花板的地方做地基，近似天花板顶部，地基的重量

4、相同。(莎士比亚，粉底，粉底，粉底，粉底，粉底，粉底)2毡3油防水层0.35KN/m2冷基础油热马蹄2 0.05 KN/m2200mm厚泡沫混凝土保温层0.26=1.2KN/m2120mm厚的现浇板0.1225=3 KN/m215 mm厚的天花板和基础0.01517=0.2 6KN/m2总计5.26 KN/m2此设计的屋顶都在7-8层，因此必须逐项计算。8楼屋顶恒荷载标准值：5.26(7 . 2 3 . 6 0 . 5 0 . 5)(6 . 6 0 . 5)=461 kn0.25(7 . 2 0 . 5 3 . 6 0 . 5)(6 . 6 0 . 5)=21 knG8=461 210 . 5

5、 36 . 34 30 . 96 610 . 1 1024 . 1/2(282 438)/2=1189 kn7楼屋顶恒荷载标准值：G7=3091 1470.5 36.34 211.3 1830.96 95.51 4010.1(24.144)/2(1316 1450 445 640)/2 86 19=6904 kn图3-4水平框架计算图和柱编号(2)楼板平均恒荷载按照地板惯例逐项计算。磨石地板0.65KN/m2120厚度现浇板0.1225=3 KN/m2天花板和基础0.01517=KN/m2总计3.91 KN/m28层均布载荷由于该层有小水箱，因此水箱负荷转换为均布载荷，20吨水箱从7.25.6

6、室转换的均布载荷约为5.0 KN/m2。(7.2 0.5)(5.6 0.5)9.65=453.261KN其中9.65为细石混凝土(50厚)，是水转换后均匀荷载120厚的现浇板和天花板和地基的荷载标准值的总和。因此，8层楼板的荷载如下：(5 . 62 0 . 5)3 . 61 0 . 5)4 . 152(7 . 21 0 . 5)(5 . 61 0 . 5)4 . 15 453 . 261=1046.338KN其他楼板负载：(5 . 62 0 . 5)(3 . 614 0 . 5)4.15(5 . 6 0 . 5)(3 . 612 0.5)4.5(4 . 2 0 . 5)(3 . 6 0 . 5

7、)4.154(7 . 2 0 . 5)(7=4389.704KN(3)屋顶均匀活荷载雪荷载标准值：(103 . 6 0 . 5)(6 . 62 2 . 4 0 . 5)0.25=147 kn计算重力载荷显示值时，如果可设计人员屋顶的载荷为1 .5 KN/m2，则将考虑雪载荷。8层屋顶活荷载标准值：(5 . 62 0 . 5)(3 . 6 0 . 5)1.52(5 . 61 0 . 5)(7 . 21 0 . 5)1.5(7 . 2 0 . 5)(5 . 6 0 . 5)1.5=284.82 kn7楼屋顶活荷载标准值：(5 . 63 0 . 5)(7 . 24 0 . 5)1.5(7 . 2 0

8、 . 5)(7 . 2 0 . 5)1.52(3 . 6 0 . 5)(4 . 2 5 . 63 4 . 2 0 . 5)1.52(5 . 6 0=1324.77 KN(4)楼板均匀活荷载分层均匀，酒店的一般房间为1.5KN/M2。走廊、楼梯、大厅等为2.0 KN/m2，为了方便计算，采用均匀活荷载2.0 KN/m2是安全的楼板均匀活荷载标准值如下：(103.6 0.5)(6.62 2.4 0.5)2=1175 KN(5)梁柱重量(包括梁侧、梁底、柱石膏重量)梁侧、梁底石膏近似梁宽度的考虑因素增加每个重量计算均显示在实例0.340.76.125=36.3KN中表3-1梁柱自重号码截面(m2)长

9、度(m)根数每重量(KN)L10.30.66.12836.3L20.30.61.91411.3L30.250.66.112630.96L40.250.41.9635.51L50.250.63.14013.48L60.250.453.124010.1Z10.50.54.854435.4Z20.50.53.326424.1(6)墙的自重墙共240厚，两面灰浆，根据厚壁考虑灰浆重量。每单位面积的墙重量为0.2819=5.32KN/m2洗手间壁厚为180:0.219=3.8 KN/m2墙的自重计算见表。考虑到墙上有门窗，墙的净重是80%。表3-2壁自重墙体每单位面积(m2)片段数重量(KN)换算重量(

10、KN)底部垂直墙3.14.23322861829下层横向墙6.14.21317721550标准层垂直墙3.12.853516451316标准层横向墙6.12.71916651450卫生间垂直墙1.712.8524445445卫生间横墙2.62.724640640女儿墙垂直墙1.2103.628686女儿墙横墙1.2 (6.6 2.4)11919(7)负载分层摘要。顶部重力荷载表示屋顶恒荷载、50%的均布活荷载、垂直墙重量、楼板上方、底部半层的柱和垂直墙自重等值。其他层重力载荷代表性值包括：楼板恒荷载；楼板均匀活荷载的50%；纵横梁的自重、上下半层柱及纵横墙的自重。以上子项载荷相加后，集中在每个

11、层的重力载荷显示值上下图：第8层：G8=1189KN第7层：G7=6904KN第6层：G6=8976KN第5层：G5=8976KN第4层：G4=8976KN第三层：G3=8976KN第二层：G2=8976KN第一层：G1=10196KN3.2.3水平地震引起的框架侧向移动检查。(1)梁线刚度。混凝土C30，Ec=3107KN/m2，fe=1.5N/mm2考虑到框架结构中的这种有利效果，在计算梁的截面惯性矩时，将I=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩)应用于现浇楼板的边缘框架。中间框架梁的I=2.0 I0、图3-5粒子重力载荷值建筑物的总重力载荷代表值为63169KN大梁刚度计算结果见表。表3-3

12、梁线路刚度良好l截面Bh(m2)交叉L(m)I0=bh3/12M4边界框架梁中间框架梁Ib=2.0I0(M4)Kb=EIb/L(KNm)Ib=2.0 I0(M4)Kb=EIb/L(KNm)L10.30.66.65.410-38.10-33.68104L20.30.62.45.410-38.110-310.1104L30.250.66.64.510-3910-34.09104L40.250.42.41.310-32.610-33.25104L50.250.63.64.510-36.7510-35.63104910-37.5104L60.250.453.61.910-32.8510-32.3810

13、43.810-33.17104(2)侧框架柱侧向刚度d值的计算。支柱线刚度如下表所示表3-4柱刚度柱编号(z)截面(m2)柱高度h(m)惯性矩Ic=bh3/12 (m4)线刚性KcKc=EIc/hZ10.50.54.855.2110-33.22104Z20.50.53.35.2110-34.74104侧框架横向劲度d值计算如下表所示表3-5侧框架横向刚度d值的计算层柱类型根数底部边界边柱3.68/3.22=1.1430.52385914边界柱(3.68 10.1)/3.22=4.280.761125014中间边框柱4.09/3.22=1.270.541888718中间框中间的柱(4.09 3.

14、25)/3.22=2.280.6501067718 d2.3.4 .五六七层边界边柱(3.68 3.68)/(2*4.74)=0.780.281146774边界柱(3.68 10.1)*2/(2*4.74)=2.910.593309734中间边框柱(4.09 4.09)/(2*4.74)=0.860.3011572218中间框中间的柱(4.09 3.25)*/(2*4.74)=1.550.4372282518 d8楼电梯和楼梯间支柱边界边柱(3.68 3.68)/(2*4.74)=0.780.281146778中间框中间的柱(4.09 4.09)/(2*4.74)=0.860.301157222 d(3)侧框架的固有振动周期根据顶点位移法计算框架的固有振动周期。顶点置换法是寻找结构基本频率的近似方法。根据质量分布，将结构简化为无限点的悬臂直杆，导出了标记为直线顶点位移的基本频率公式，只求结构顶点位移，就可以得到结构的基本周期，如下所示：格式中0基本周期曹征系数。考虑空载填充墙时，取0.6T框架的顶点位移。在获得帧的周期之前，无法获得帧的地震力和位移。T将框架的重力载荷视为水平作用力，计算得到的虚拟框架的顶点位移，然后用T求出T1，用T1求出框架结构的底部剪切力，得出框架多层剪切力和结构的实际位移。表3-6侧框架顶点位移阶层Gi(KN) gi (