5层框架结构办公楼设计计算书Word下载.docx

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2）框架柱截面尺寸

底层柱轴力估算：

假定结构每平方米总荷载设计值12kN，则底层中柱的轴力设计值约为：

。

采用C30混凝土浇捣，查的。

假定柱子

截面尺寸，则柱的轴压比为：

故符合要求。

框架梁、柱编号及截面尺寸如图1-1。

为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。

（2）确定框架计算简图

框架的计算单元如图1-1所示。

框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱子刚接。

由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱子截面形心轴线之间的距离。

底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，室内外高差为-0.45米，基础顶面至室外地坪为1米，故基础顶标高至的距离为-0.95米，故底层柱高4.55米，其他层高3.6米。

框架计算简图如图1-2

图1-2框架计算简图

（3）框架梁柱的线刚度计算

由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于中框架梁取

=

令二层以上柱线刚度=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：

则框架梁柱的相对线刚度如图1-3所示，作为计算各节点杆端弯矩的分配系数的依据。

图1-3框架梁柱相对线刚度

3、荷载计算

为了便于以后内力组合，荷载计算按标准值计算且横活荷载分开计算。

（1）恒荷载标准值计算

1）屋面

找平层：

15厚水泥砂浆

防水层：

40厚C20细石混凝土防水（刚性）

找坡层：

40厚水泥石灰焦渣砂浆3%找平

保温层：

80厚矿渣水泥

结构层：

120厚现浇钢筋混凝土板

抹灰层：

10厚混合砂浆

合计：

2）各层楼面

地砖面层

30厚1:

3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥

水泥砂浆结合层一道

120后现浇钢筋混凝土板

3）走廊楼面

水泥砂浆结合层一道

合计:

4）梁自重

b×

h=300×

600

自重：

5）柱自重

h=500×

500

6）外纵横墙自重

标准层：

纵墙：

铝合金窗：

水刷石外墙面：

水泥粉刷内墙面：

底层：

纵墙（基础梁250×

400）:

7）内纵墙自重

底层

（2）活荷载标注计算。

（1）屋面和楼面活荷载标准值。

上人屋面：

楼面：

走廊：

（2）雪荷载标准值

屋面活荷载与雪荷载不同时考虑、两者中取大值。

（3）竖向荷载下框架受荷总图。

（1）A-B轴间框架梁

屋面板传给梁的荷载

恒载：

活载：

楼面板传给梁荷载

梁自重标准值：

则A-B轴间框架梁均布荷载为：

屋面梁：

恒载=梁自重+板传荷载

活载=板传荷载

楼面梁：

（2）B-C轴间框架梁

屋面板传给梁的荷载：

楼面板传给梁荷载：

则B-C轴间框架梁均布荷载为:

屋面梁恒载=梁自重+板传自重

楼面梁恒载=梁自重+板传荷载

（3）C-D轴间框架梁均布荷载同A-B轴

（4）A轴柱纵向集中荷载计算：

顶层柱：

女儿墙自重（做法=墙高900,100高混凝土压顶）

天沟自重（玻璃瓦+现浇天沟）

玻璃瓦自重：

现浇天沟自重：

合计

顶层柱恒载=女儿墙及天沟+梁自重+板传荷载

顶层柱活载=板传荷载

标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载

标准层柱活载=板传荷载

基础顶面荷载=底层外纵墙自重+基础梁自重

（5）B轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱恒载=梁自重+板传荷载

顶层柱活载=板传活载

标准层柱恒载=梁自重+板传荷载

标准层柱活载=板传荷载

基础顶面恒载=基础梁自重

（6）C轴柱纵向集中荷载的计算同B柱。

（7）D轴柱纵向集中荷载的计算同A柱。

竖向荷载受荷载总图

1.图中各值单位为KN/m

2.图中数值均为标准值

3.括号内为活载标准值

（4）风荷载标准值计算

作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：

为了简化计算起见通常将计算单元范围内处墙面的分布风荷载，化

等量的作用于楼面集中风荷载，计算公式如下：

式中：

基本风压

风压高度变化系数

风荷载体型系数本建筑

查表

风振系数

下层柱高

上层柱高.对顶层为女儿墙为女儿墙高度的2倍

计算单元迎风面宽度

计算过程见下表：

各层楼面处集中风荷载标准值

离地高度Z（m）

18.45

1.25

1.22

1.30

0.35

3.60

1.80

11.80

14.85

1.14

1.17

13.76

11.25

1.09

1.13

12.71

7.65

1.00

1.07

11.04

4.05

1.02

11.18

4、风荷载作用下的位移验算

位移验算时，各荷载均采用标准值。

（1）侧移刚度D

见下表

横向框架2-5层D值的计算

构件名称

ī=∑ib/2ic

ac=ī/2+ī

D=12acic/h2（KN/m）

A轴柱

0.149

5988

B轴柱

1.24

0.383

15391

C轴柱

1.24

D轴柱

0.149

D之和

42758

横向框架底层D值的计算

ī=∑ib/i

ac=（0.5+ī）/（2+ī）

D=12acic/h2（KN/m）

0.44

0.39

12386

2.01

0.63

20008

20008

12386

64788

（2）风荷载作用下框架侧移计算

风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比计算

层次

五

0.00026

1/13780

四

25.56

0.00057

1/6362

三

38.27

0.00085

1/4255

二

49.31

0.00109

1/3333

一

60.49

0.00095

1/3571

u/m

0.0032

侧移动验算：

有上表可知，对于框架结构，楼层层间最大位移与层高之比的限值为1/550.夲框架的层间最大位移与层高之比在二层，其值为1/3333，满足1/3333<

1/550.要求，框架抗侧移刚度足够。

5、内力计算:

竖向恒载作用下，采用弯矩二次分配发计算其内力，水平荷载作用下，采用D值法计算内力。

在内力分析前，应计算节点各杆件的弯矩分配系数以及在竖向荷载作用下各杆件的杆端固端弯矩。

（1）竖向荷载标准值作用下的内力计算

1）由前面刚度比根据下式求的节点各杆端弯矩分配系：

均布荷载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩：

将固端弯矩及节点不平衡弯矩填入如下所示弯矩二次分配图，进行弯矩二次分配。

2）剪力计算根据结构力学取脱离体的方法计算：

-------简支梁支座左端和右端的剪力标准值，当梁上无荷载作用时，

为零，剪力以使所取隔离体产生顺时针转动为正。

------梁端弯矩标准值，以绕杆端顺时针为正，反之为负。

3）轴力计算

已知某节点上柱传来的轴力和左右梁传来的剪力时，其下柱的轴力为：

式中：

以压力为正，拉力为负。

竖向荷载标准值作用下的弯矩图、剪力图、轴力图如下图所示：

竖向恒载作用下弯矩图

竖向恒载作用下剪力图

竖向恒载作用下轴力图

竖向活载作用下弯矩二次分配图

（2）水平风荷载的标准值作用下内力计算

A轴框架柱反弯点位置

层号

h/m

yh/m

6

3.3

0.18

-0.30

-0.99

5

0.00

0.2

0.20

0.66

4

0.3

0.50

1.65

3

0.40

0.4

0.80

2.64

2

0.70

0.6

4.29

1

4.9

0.27

0.95

0.85

8.82

B轴框架柱反弯点位置

0.30

0.10

0.05

0.15

0.25