高校教学楼设计Word格式文档下载.docx
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2.1.2跨度、层高
按工程地质资料提供的数据，查《建筑抗震设计规范》可判断该场地为Ⅱ类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去杂填土，基础置于第二层塑性黏土层中，基底标高为设计相对标高-2.100m,柱子的高度底层为h=3.6+2.1-0.5=5.2m（初步假设基础高度0.5m），二～六层柱高为3.6m，柱节点刚结。
横梁的计算跨度取柱中心到中心间距离，三跨分别为l=5400mm,2400mm,5400mm
2.1.3构件材料选择：
（1）混凝土：
本工程取C30
（2）钢筋：
本工程纵向受力钢筋采用HRB400、构造钢筋采用HPB235、箍筋采用HPB235。
2.1.4构件截面估算及弯曲刚度的确定
（1）柱：
初步估算柱截面
AC≥1.1×
12×
6.6×
5.4×
6/（0.8×
14.3）=246738mm2
取柱截面500mm×
500mm
（2）梁（估算）
框架纵梁：
h=（1/12～1/8）l=（1/12～1/8）×
6600故取h=600mm,b=300mm
框架横梁：
6600故取h=500mm，b=300mm
次梁：
h=（1/18～1/15）l=（1/18～1/15）×
6600故取h=400mmb=250mm
现浇板：
连续单向板，取=100mm，走道取100mm
2.2设计计算
2.2.1确定计算简图
在计算梁柱弯曲刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架的截面惯性矩取I=2I0，边框架梁取I=1.5I0。
I0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。
框架柱的惯性矩按实际截面尺寸确定。
计算简图如下：
2.2.2梁柱截面尺寸
（1）框架柱：
本工程均为500mm×
500mm。
（2）梁：
横向框架梁BC、DE跨：
300mm×
550mm，CD跨：
400mm，纵向连系梁：
600mm，次梁：
250mm×
400mm。
2.2．3材料强度等级
混凝土等级：
均采用C30级。
钢筋直径≥12mm采用HRB400钢筋，其余采用HPB235钢筋。
2.2.4荷载计算
本工程以④轴线横向框架为计算分析对象。
荷载计算简
（a）恒载作用下结构计算简图；
（b）活载作用下结构计算简图
恒载图（D-L.T）活载图（L-L.T）
（a）（b）
屋面横梁竖向线荷载标准值
（1）恒载（图a）
屋面恒载标准:
20厚水泥砂浆找平层20×
0.02=0.4kN/m2
150厚水泥蛭石保温层5×
0.15=0.75kN/m2
三毡四油防水层0.4kN/m2
100厚钢筋混凝土现浇板25×
0.1=2.5kN/m2
_____________________________________________________________________________________
∑=4.05kN/m2
楼面恒载标准值：
梁自重
边跨HJ、KL跨：
0.3×
0.5×
25=3.75kN/m2
梁侧粉刷：
2×
（0.5-0.1）×
0.02×
17=0.27kN/m2
_____________________________________________________________________________________
∑=4.02kN/m2
中跨JK跨：
0.4×
25=3.0kN/m2
2×
（0.4-0.1）×
17=0.20kN/m2_
∑=3.21kN/m2
作用在顶层框架梁上的线荷载标准值：
梁自重：
g6HJ1=g6KL1=4.02kN/m2，g6JK1=3.2kN/m2
板传来的荷载：
g6HJ2=g6KL2=4.05×
3.3=13.37kN/m2g6JK2=4.05×
2.4=9.72kN/m2
（2）活载（b图）
作用在顶层框架梁上的线活载标准值为：
q6HJ=q6KL=0.5×
3.3=1.65kN/m
q6JK=0.5×
2.4=1.2kN/m
2、楼面横梁竖向线荷载标准值
（1）恒载（a图）
25厚水磨石面层0.65kN/m2
100厚钢筋混凝土现浇板0.10×
25=2.5kN/m2
12mm厚板底粉刷0.012×
16=0.192kN/m2
∑=3.34kN/m2
边跨（HL、KL跨）框架梁自重:
4.02kN/m2
中跨（CD跨）梁自重：
3.21kN/m2
作用在楼面层框架梁上的线荷载标准值为：
梁自重+墙自重：
gHJ1=gKL1=4.02+3.2×
3.6=15.54kN/m2
Gjk1=3.19kN/m2
板传来荷载：
gHJ2=gKL2=3.592×
3.6=12.93kN/m2
gJK2=3.342×
2.4=8.02kN/m2
（2）活载（b图）
楼面活载：
qHJ=qKL=2×
3.3=6.6kN/m2
qJK=2×
2.4=4.8kN/m2
3、屋面框架节点集中荷载标准值（如下图）
G6HG6JG6KG6L
恒载顶层集中力
横向框架计算单元
（1）恒载
边柱连系梁自重：
0.3×
3.3×
25×
2=24.75kN
粉刷：
17=1.8kN
1.3m高女儿墙：
1.3×
3.6=30.9kN
1.3×
2×
17=5.84kN
连系梁传来屋面自重：
0.5×
4.05=22.05kN
次梁自重：
0.25×
0.45×
5.4/2=7.59kN
次梁粉刷：
（0.45-0.1）×
17/2=0.64kN
次梁传来的屋面自重：
（5.4＋5.4－3.3）/2×
3.3/2×
4.05=25.06kN
顶层边节点集中荷载：
G6H=G6L=118.63kN
中柱连系梁自重：
25=24.75kN
（0.5-0.1）×
﹝2×
（3.3×
3.6×
0.5）+2×
（3.3+3.3-2.4）
×
1.2/0.5×
4.05=42.47kN
（0.25×
2.4）/2+（0.25×
25）=10.59kN
次梁传来屋面的自重：
（5.4+5.4-3.3）×
3.3/0.5×
4.05+
（2.4×
2.4×
0.5）×
4.05=30.89kN
_____________________________________________________________________________________
顶层中节点集中荷载：
G6J=G6K=110.50kN
（2）活载
顶层边节点集/中荷载：
Q6H=Q6L=（0.5×
0.5）×
2+
（5.4+5.4-3.3）×
0.5=5.82kN
Q6C=Q6D=5.82+（2.4×
0.5）
+（3.3+3.3-2.4）×
1.2×
2=9.06kN
4、楼面框架节点集中荷载标准值（如下图）
GBGB/GC/GCGD/GDGE/GE
恒载中间层节点集中力
（1）恒载（此处没考虑填充墙重量）
24.75kN
1.8kN
连系梁传来楼面自重：
0.5×
3.34=18.79kN
次梁传来的自重：
7.59KN
0.65kN次梁传来的楼面自重：
（5.4+5.4-3.3）/2×
3.34=31.03KN
中间层边节点集中荷载：
GH=GL=73.64kN
框架柱自重：
GH/=GL/=0.5×
25=22.5kN
0.6×
25=24.75kN
1.8kN
﹝2×
0.5）+
（3.3+3.3-2.4）×
1.2/2﹞×
3.34=35.02kN次梁传来的自重：
﹝（0.25×
2.4）+
（0.25×
5.4）﹞=10.59kN
0.65kN
次梁传来的楼面自重：
0.5×
（10.8-3.3）×
3.34+（2.4×
3.34=25.47kN
中间层中节点集中荷载：
GJ=GK=97.63kN
框架柱自重：
GJ/=GK/=22.5kN
（2）活载
中间层边节点集中荷载QH=QL=（2×
2+0.5×
2=23.27kN
QJ=Qk=23.27+（2.4×
2）×
2+
2×
（3.3+3.3-2.4）/2×
2=34.79kN
5、地震作用
（1）建筑物总重力荷载代表值Gi的计算：
1）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G6：
50%雪载：
0.65×
39×
13.2=128.7kN
屋面恒载：
4.05×
13.2×
13.2=2084.97kN
横梁：
（4.02×
2+3.2×
2.4）=715.62kN
纵梁：
（24.75+1.8）×
2.4=637.2kN
女儿墙：
1.3×
（13.2+39）×
2=488.6kN
横墙：
3.2﹝（16×
1.8）+（2.4×
1.8-2.1×
2.1/2）×
2﹞=579.6kN
纵墙：
（6.6×
2.1/2）×
10×
3.2+4.5×
1.8×
3.2×
9=610.56kN
（忽略内纵横墙的门窗按墙重量算）
钢窗：
24×
2.1×
2.1/2×
0.4=21.17kN
G6=6124.69kN
2）集中于三、四、五、六层处的质点重力荷载代表值G5~G2：
50%楼面活载：
39=514.8kN
楼面恒载：
3.34×
39=1719.43kN
715.62kN
637kN
柱重：
315×
2=630kN
579.6×
2=1159.2kN
610.56×
2=1221.12kN
21.17×
2=42.34kN
G5=G4=G3=G2=6583.81kN
3）集中于二层处的质点重力荷载标准值G1：
514.8kN
1719.43kN横梁：
9637kN纵梁：
510.6kN
（2.6+1.8）×
28=770kN
579.6+579.6×
2.6/1.8=1416.8kN
610.56×
610.56×
2.6/1.8=1492.48kN
42.34kN
G1=7851.78kN
（2）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I=2I0，边框架梁取I=1.5I0。
I0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩，横梁、柱线刚度见下表。
横梁、柱线刚度
杆件
截面尺寸
EC
（KN/mm2）
I0
（mm4）
I
L
（mm）
i=ECI/L
（KN·
m）
相对刚度
B（mm）
H（mm）
边框架梁1
500
25.5
3.1×
109
4.6×
54000
2.22×
107
1
边框架梁2
400
1.6×
2400
2.55×
1.151
中框架梁1
6.3×
5400
2.95×
1.333
中框架梁2
3.40×
1.535
底层框架柱
5.2×
5200
中层框架柱
3600
3.69×
1.666
每层框架柱总得侧移刚度见下表
框架柱横向侧移刚度D值
项目
k=∑iC/2iZ（一般层）
k=∑iC/iZ（底层）
aC=k/（2+k）（一般层）
aC=（0.5+k）/（2+k）（底层）
D=aC·
iZ（12/h2）
（KN/mm）
根数
层
柱类型及截面
二至六层
边框架边柱1（500×
500）
0.6
0.23
7.86
4
边框架中住2（500×
1.29
0.392
4.79
边框架中柱1（500×
0.799
0.285
9.74
10
中框架边柱2（500×
1.72
0.46
15.79
10
底层
边框架边柱1（500×
1.737
0.598
6.76
4
边框架中柱2（500×
3.737
0.739
8.36
4.981
0.785
8.88
2.313
0.652
7.38
注:
iC为梁的线刚度，iZ为柱的线刚度
底层：
∑D=（8.36+6.76）×
4+10×
8.88+10×
7.38=222.08kN/mm
二~六层：
∑D=（7.86+4.79）×
9.74+10×
15.79=306.2kN/mm
2）框架自振周期的计算：
则自振周期为：
T1=1.70a0△1/2=1.7×
0.7×
0.4971/2=0.719S
其中a0为考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.7；
△为框架顶点假想水平位移，计算见下表
框架顶点假想水平位移△计算表
层
Gi（KN）
∑Gi（KN）
∑D（KN/mm）
=∑Gi/∑D
（层间相对位移）
总位移△（mm）
6
6124.69
6124.7
306.2
20.01
496.54
5
6583.81
12708.5
41.5
476.54
6583.81
19292.3
306.2
63.01
435.04
3
25876.1
306.2
84.51
372.03
2
32459.9
106.01
287.53
1
78578
40311.7
222.08
181.52
楼层地震作用和地震剪力标准值计算表
Hi（m）
Gi（KN）
GiHi
Fi=Fn+△Fn（顶层）
Fi=GiHi/∑GiHi×
FEK（1-δn）（其他层）
楼层剪力
Vi（KN）
21.2
8832
187238.4
1251.32
17.9
10491
187788.9
721.47
1972.79
14.6
10491
153168.6
588.46
2561.25
11.3
118548.3
455.46
3016.71
8.0
83928
322.45
3339.16
4.7
11477
53941.9
207.24
3546.4
3）地震作用计算：
根据本工程设防烈度7度、Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组，查≤建筑抗震设计规范≥特征周期Tg=0.35S,amax=0.12。
a1=（Tg/T1）0.9amax=（0.35/0.665）0.9×
0.12=0.067
结构等效总重力荷载：
Geq=0.85GL=0.85×
62273=52932KN
T1>
1.4Tg=1.4×
0.35=0.49S，故需考虑框架顶部附加集中力作用
δn=0.12T1+0.07=0.12×
0.665+0.07=0.15
框架横向水平地震作用标准值为:
结构底部：
FEK=a1Geq=0.067×
52932=3546.4KN
各楼层的地震作用和地震剪力标准值见上表和下图所示
∑GiHi=784614.1△Fn=δn·
FEK=0.15×
3546.4=531.96KN
1251．32KN
721.47KN
588.46KN
455.46KN
322.45KN
207.24KN
横向框架上的地震作用
第三章框架内力计算
3.1计算
3.1.1恒载作用下的框架内力
1、弯矩分配系数
由于该框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算，如图3-1。
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