框架填充墙结构毕业设计.docx
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框架填充墙结构毕业设计
框架填充墙结构毕业设计
1工程概况
1.1、建筑概况：
建筑地点：
长沙市
建筑类型：
七层办公楼，框架填充墙结构。
建筑介绍：
每层建筑面积1175.91m2，总建筑面积为8231.37m2.楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
门窗使用：
大门采用钢门，其它为木门，窗为铝合金窗。
地质条件：
经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类，设防烈度为7度。
1.2、层高与柱网：
本办公楼一层层高为4.2m，其它层层高为3.3m,柱网如图所示：
平面柱网布置图
1.3、框架结构承重方案的选择：
竖向荷载的传力途径：
楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。
根据以上柱网的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。
1.4框架结构的计算简图：
框架结构的计算简图
横向成框架组成的空间结构
1.5、梁、柱截面尺寸的初步确定：
1、梁截面高度一般取梁跨度的1/10至1/18。
本方案AB跨和DE跨取1/11×6600=600mm，截面宽度取600×1/2=300mm，可得梁的截面初步定为b×h=300*600.BC跨和CD跨取1/11×5100=463mm，梁的截面初步定为b×h=300*500.
2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：
（1）柱组合的轴压力设计值N=βFgEn
注：
β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。
F按简支状态计算柱的负载面积。
gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12KN/m2。
n为验算截面以上的楼层层数。
（2）Ac≥N/uNfc
注：
uN为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.9.
fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。
3、计算过程：
对于边柱：
N=βFgEn=1.1×1.3×22.275×12×7=2675.673（KN）
Ac≥N/uNfc=2675.673×103/0.9/14.3=207900（mm2）
取600mm×600mm
对于内柱：
N=βFgEn=1.1×1.25×39.49×12×7=3976（KN）
Ac≥N/uNfc=3976*103/0.9/14.3=308942（mm2）
取600mm×600mm
梁截面尺寸（mm）
Thedimensionofbeamsection
混凝土等级
横梁（b×h）
AB跨、DE跨
BC跨、CD跨
C30
300×600
300×500
混凝土等级
纵梁（b×h）
①②跨、③④跨、④⑤跨
②③跨
C30
300×600
300×400
柱截面尺寸（mm）
Thedimensionofcolumnsection
层次
混凝土等级
b×h
1-7
C30
600×600
2框架侧移刚度的计算
2.1横梁、纵梁、柱线刚度的计算
横梁线刚度ia的计算：
Thecalculationtableofbeamlinearrigidityia
类别
Ec
（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
I0
（mm4）
l
（mm）
EcI0/l（N·mm）
1.5EcI0/l（N·mm）
2EcI0/l（N·mm）
AB跨DE跨
3.0×104
300×600
5.40×109
6600
2.45×1010
3.68×1010
4.9×1010
BC跨CD跨
3.0×104
300×500
3.13×109
5100
1.84×1010
2.76×1010
3.68×1010
纵梁线刚度ib的计算：
Thecalculationtableofbeamlinearrigidityib
类别
Ec
（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
I0
（mm4）
l
（mm）
EcI0/l（N·mm）
1.5EcI0/l（N·mm）
2EcI0/l（N·mm）
①②跨
④⑤跨
3.0×104
300×600
5.4×109
6300
3.687×1010
3.86×1010
5.14×1010
③④跨
3.0×104
300×600
5.4×109
7200
2.25×1010
4.9×1010
3.68×1010
②③跨
3.0×104
300×400
1.6×109
4200
1.14×1010
1.7×1010
2.29×1010
柱线刚度ic的计算：
I=bh3/12
Thecalculationtableofcolumnlinearrigidityic
层次
hc（mm）
Ec（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
Ic
（mm4）
EcIc/hc
（N·mm）
1
4200
3.0×104
600×600
1.08×1010
7.7×1010
2--7
3300
3.0×104
600×600
1.08×1010
9.80×1010
2.2各层横向侧移刚度计算（D值法）
1、底层
①A-1、A-9、E-1、E-9（4根）
K=0.478
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.395
Di1=αc×12×ic/h2
=0.395×12×7.7×1010/42002
=20675
②A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、E-2、E-3、E-4、
E-5、E-6、E-7E-8（14根）
K=4.9/7.7=0.636
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.431
Di2=αc×12×ic/h2
=0.431×12×17.7×1010/42002
=22576
③B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、
D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7、D-8
（14根）
K=（3.68+4.9）/7.7=1.1
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.516
Di3=αc×12×ic/h2
=0.516×12×7.7×1010/42002
=27028.6
④C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7、C-8（7根）
K=（3.68+3.68）/7.7=0.956
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.493
Di4=αc×12×ic/h2
=0.493×12×7.7×1010/42002
=25803
⑤B-1、B-9、D-1、D-9（4根）
K=（3.68+2.76）/7.7=0.836
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.47
Di5=αc×12×ic/h2
=0.47×12×7.7×1010/42002
=24619
⑥C-1、C-9（2根）
K=3.68+2.76/7.7=0.717
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.448
Di6=αc×12×ic/h2
=0.448×12×7.7×1010/42002
=23466.6
∑D1=20674.76×4+22576×14+27028.6×14+25802.86×7+24619×4+23466×2=1103195.66
2、第二层至七层：
①A-1、A-9、E-1、E-9（4根）
K=3.68×2/（9.8×2）=0.3755
αc=K/（2+K）=0.158
Di1=αc×12×ic/h2
=0.158×12×9.8×1010/33002
=17062.2
②A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6、E-7E-8（14根）
K=4.9×2/（9.8×2）=0.5
αc=K/（2+K）=0.2
Di2=αc×12×ic/h2
=0.2×12×9.8×1010/33002
=21597.8
③B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7D-8（14根）
K=0.8755
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.3
Di3=αc×12×ic/h2
=0.3×12×9.8×1010/33002
=32396.7
④C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7、C-8（7根）
K=（3.68*4）/（9.8*2）=0.75
αc=K/（2+K）=0.273
Di4=αc×12×ic/h2
=0.273×12×9.8×1010/33002
=29480
⑤B-1、B-9、D-1、D-9（4根）
K=（3.68+2.76）×2/（9.8×2）=0.657
αc=K/（2+K）=0.247
Di5=αc×12×ic/h2
=0.247×12×9.8×1010/33002
=26673
⑥C-1、C-9（2根）
K=2.76×4/（9.8×2）=0.56
αc=K/（2+K）=0.219
Di6=αc×12×ic/h2
=0.219*12*9.8*1010/33002=23649.6
∑D2=17062×4+21597.8×14+32396.7×14+29480×7+26673×4+23649.6×2
=1184523.7
∑D1/∑D2=0.931>0.7
故该框架为规则框架。
3重力荷载代表值的计算：
3.1、资料准备：
查《荷载规范》可取：
1、屋面永久荷载标准值（上人）
30厚细石混凝土保护层22×0.03=0.66KN/m2
高分子改性沥青0.05KN/m2
20厚矿渣水泥找平层14.5×0.02=0.29KN/m2
100厚的焦渣找坡层10×0.1=1KN/m2
120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0KN/m2
合计5KN/m2
②、1-6层楼面：
30厚的水泥砂浆16×0.03=0.7120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0
20厚的1：
2水泥砂浆结合层20×0.02=3.0
合计3.88KN/m2
③、屋面及楼面可变荷载标准值：
上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/m2
楼面活荷载标准值2.0KN/m2
屋面雪荷载标准值SK=urS0=1.0×0.45=0.45KN/m2
④、梁柱密度25KN/m2
蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3
3．2、重力荷载代表值的计算：
梁重力荷载代表值：
Thestandardvalueofgravityloadsofbeam
类别
净跨
（mm）
截面
（mm）
密度（KN/m3）
体积
（m3）
数量
（根）
单重
（KN）
总重
（KN）
横梁
6000
300×600
25
1.19
22
29.25
654.5
4500
300×500
25
0.765
22
19.125
420.75
纵梁
5700
300×600
25
1.134
20
28.35
567
3600
300×400
25
0.504
10
12.6
126
6600
300×600
25
1.296
10
32.4
324
柱重力荷载代表值
Thestandardvalueofgravityloadsofcolumn
层次
计算高度（mm）
截面
（mm）
密度（KN/m3）
体积
（m3）
数量
（根）
单重
（KN）
总重
（KN）
1
3600
600×600
25
1．512
45
37．8
1701
2-7
2700
600×600
25
1．188
45
29．7
1336．5
（2）、内外填充墙重的计算：
第一层：
横墙：
DE跨：
边墙。
墙厚300mm，
单侧体积：
（1.05+1.7）*2*0.3*（4.2-0.6）=5.94
单侧重量：
5.94×5.5=32.67KN
数量：
4
总重：
32.67×4=130.68KN
DE跨内横墙：
墙厚240mm
总体积：
58.618
总重：
58.618×5.5=322.4KN
CD跨：
边墙
单侧体积:
4.51
总体积：
9.02
总重:
49.61KN
CD跨：
内横墙：
单侧体积：
7.326
总体积：
14.652
总重:
80.59KN
BC跨：
边墙单侧体积:
4.51
总体积：
9.02
总重:
49.61KN
BC跨：
内横墙:
总体积：
6.66
总重:
36.63KN
AB跨：
边墙:
单侧体积：
（1.05+1.7）*2*0.3*（4.2-0.6）=5.94
单侧重量：
5.94×5.5=32.67KN
数量：
4
总重：
32.67×4=130.68KN
AB跨：
内横墙:
单侧体积：
15
总体积:
30
总重：
165KN
纵墙：
DE跨：
总重：
142.945KN
CD跨：
单侧体积：
2.13
总体积:
8.53
总重：
46.68KN
BC跨：
单侧体积：
8.99
总体积:
17.98
总重：
98.89KN
BA跨：
单侧体积：
12.89
总体积:
25.78
总重：
141.97KN
卫生隔墙：
单侧体积：
2.79
总体积:
5.58
总重：
30.69
所以，底层填充墙总重：
∑G墙
=130.68+322.4+49.61+80.59+49.61+36.63+130.68+165+142.945+46.86+98.89+141.71+30.69=1426.375KN
底层剪力墙总体积：
3.0912*2*3.7=22.88
底层剪力墙总重：
22.88*25=572KN
2-7层剪力墙总体积：
3.0912*2*2.8=17.31
2-7层剪力墙总重:
17.31*25=432.75KN
2-7层填充墙:
横墙：
DE跨：
边墙。
墙厚300mm，
单侧体积：
4.455
总体积：
8.91
总重：
49KN
DE跨内横墙：
墙厚240mm
总体积：
43.96
总重：
43.96×5.5=241.78KN
CD跨：
边墙
单侧体积:
3.41
总体积：
6.82
总重:
37.51KN
CD跨：
内横墙：
总体积：
11.088
总重:
60.98KN
BC跨：
边墙单侧体积:
3.41
总体积：
6.82
总重:
37.51KN
BC跨：
内横墙:
总重:
55.825KN
AB跨：
边墙:
单侧体积：
4.455
总体积：
8.91
总重：
49KN
AB跨：
内横墙:
总体积:
31.1
总重：
171.05KN
纵墙：
DE跨：
总重：
65.45KN
CD跨：
单侧体积：
1.6
总体积:
3.2
总重：
17.6KN
BC跨：
单侧体积：
13.62
总体积:
27.24
总重：
149.82KN
BA跨：
单侧体积：
7.173
总体积:
14.346
总重：
78.9
卫生隔墙：
单侧体积：
2.19
总重：
24.09
所以，2-7层填充墙总重：
∑G墙=1038.515KN
（3）、窗户计算（钢框玻璃窗）
底层：
C1：
1800mm×2100mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
8
重量：
1.8×2.1×0.4×8=12.1KN
C2：
1800mm×1800mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
12
重量：
1.8×1.8×0.4×12=15.55KN
C3：
1500mm×900mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
4
重量：
1.5×0.9×0.4×4=2.16KN
C4：
1200mm×1500mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
6
重量：
1.2×1.5×0.4×6=4.32KN
C5：
2100mm×1800mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
4
重量：
1.8×2.1×0.4×4=6.05KN
所以，底层∑G窗=40.18KN
2-7层：
C1：
1800mm×2100mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
8
重量：
1.8×2.1×0.4×8=12.1KN
C2：
1800mm×1800mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
16
重量：
1.8×1.8×0.4×16=20。
74KN
C3：
1500mm×900mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
4
重量：
1.5×0.9×0.4×4=2.16KN
C4：
1200mm×1500mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
6
重量：
1.2×1.5×0.4×6=4.32KN
C5：
2100mm×1800mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
4
重量：
1.8×2.1×0.4×4=6.05KN
所以，2-7层∑G窗=45.37KN
（4）、门重计算：
底层：
M-1尺寸：
1500mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
4
重量：
1.5×2.1×0.15×4=1.89KN
M-2：
尺寸：
1800mm×2100mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
2
重量：
1.8×2.1×0.15×2=1.134KN
M-3：
尺寸：
1000mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
4
重量：
1×2.1×0.15×4=1.26KN
M-4：
尺寸:
900mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
2
重量：
0.9×2.1×0.15×14=0.567KN
M-5：
尺寸：
700mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
14
重量：
0.7×2.1×0.15×14=3.087KN
M-6：
尺寸：
900mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
2
重量：
0.9×2.1×0.15×2=0.567KN
M-7：
尺寸：
3600mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
2
重量：
3.6×2.1×0.15×2=2.268KN
M-8：
尺寸：
2700mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
2
重量：
2.7×2.1×0.15×2=1.7KN
M-9：
尺寸：
3600mm×2100mm
自重：
0.4KN/m2
数量：
2
重量：
3.6×2.1×0.4×2=6.048KN
M-10：
尺寸：
1800mm×2100mm
自重：
0.15KN/m2
数量：
2
重量：
1.8×2.1×0.15×2=1.134KN
所以，底层∑G门=19.655KN
2-7层:
M-14个1.89KN
M-24个2.27KN
M-310个3.15KN
M-42个0.567KN
M-514个3.087KN
M-62个0.567KN
所以，2-7层∑G门=11.529KN
（5）、楼板恒载、活载计算：
1-6层:
面积：
1175.67-22.08+4.9*4.2*2=1194.03（m2）
恒载：
3.88×1194.03=4632.8KN
活载：
2.0×1194.03+4.9*4.2*2*2.5=2327.76KN
顶层屋面板恒载.活载计算:
面积：
1175.67
女儿墙:
高1100mm,厚240mm
雪荷载:
0.45*1175.67=529.05KN
恒载：
5*1175.67+206.184+1000=7084.5KN
活载：
1175.67*2+529.05=2880.39KN
所以,一层恒荷载总重量
∑G柱+∑G梁+∑G墙+∑G板+∑G剪+∑G门+∑G窗
=1.05*（1701+1075.25+1426.375）+4632.8+572+19.655+40.18
=9677.39KN
注：
梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。
2-6层恒荷载总重量
∑G柱+∑G梁+∑G墙+∑G板+∑G剪+∑G门+∑G窗
=1.05*（1336.5+1075.25+1038.515）+4632.8+432.75+11.529+45.37
=8745.23KN
顶层恒荷载总重量
∑G柱+∑G梁+∑G墙+∑G板+∑G剪+∑G门+∑G窗
=1.05*（1336.5+1075.25+1038.515）+6084.5+432.75+11.529+45.37+1000
=11196.9KN
一层重力荷载代表值:
G1=0.5*（G1恒+G2恒）+0.5*G活
=（9677.39+8754.23）*0.5+0.5*2327.76
=10375.19KN
二--五层重力荷载代表值:
G2-5=8745.23+0.5*2327.76
=9909.11KN
六层重力荷载代表值:
G6=0.5*（8745.23+11196.9）+0.5*2880.39
=11411.26KN
七层重力荷载代表值:
G7=（11196.9+2880.39）*0.5=7038.645KN
集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的计算结果如下图所示：
4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
4.1横向自振周期的计算：
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。
基本自振周期T1（s）可按下式计算：
T1=1.7ψT（uT）1/2
注：
uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。
ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7.
uT按以下公式计算：
VGi=∑Gk
（△u）i=VGi/∑Dij
uT=∑（△u）k
注：
∑Dij为第i层的层间侧移刚度。
（△u）i为第i层的层间侧移。
（△u）k为第k层的层间侧移。
s为同层内框架柱的总数。
结构顶点的假想侧移计算
structuretopsimaginethesidetomovethecalculation
层次
Gi，KN
VGi，KN
∑Di，N/mm
△ui，mm
ui，mm
7
7038.645
7038.645
1184523.7
5.94
229.53
6
11411.26
18449.905
1184523.7
15.58
223.59
5
9909.11
28359.015
1184523.7
23.94
208.02
4
9909.11
38268.125
1184523.7
32.31
184.07
3
9909.11
48177.235
1184523.7
40.67
151.77
2
9909.11
58086.345
1184523.7
49.04
111.1
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