层框架结构设计计算书.docx

1、层框架结构设计计算书 框架结构课程设计任务书一、设计题目某商业批发楼二、工程概况某商业批发楼为三层全现浇框架结构，建筑面积为1582m2。三、设计条件1、地质情况：地基土由素填土，砂砾石，弱风化基岩组成，第一层土为素填土，层厚1.7m，地基承载力标准值为120KN/m2，第二层为砂砾石，层厚8.8m，地基承载力标准值为250KN/m2，第三层为弱风化基岩，地基承载力标准值为350KN/m2，场地类别为类，场地地下15.00m深度范围内无可液化土层。地下水位标高为690m，水质对砼无侵蚀性。拟建场地地形平缓，地面绝对标高700.00m。2、抗震设防为：8度、0.2g、第一组。3、楼面活荷载标准值

2、为m2。4、基本风压w0m2（地面粗糙度属B类），基本雪压S0m2（n50）。5、材料强度等级为：砼强度等级为C25，纵向钢筋为HRB335级，箍筋为HPB235级。6、屋面作法：（自上而下）SBS防水层（m2）,30厚细石砼找平（24KN/m3）,陶粒砼找坡（2%、7KN/m3）,125厚加气砼块保温（7KN/m3）,150厚现浇钢筋砼板（25KN/m3）,吊顶或粉底（m2）。7、楼面作法：（自上而下）水磨石地面（m2），150厚现浇钢筋砼板(25KN/m3)，吊顶或粉底（m2）。8、门窗作法：均采用铝合金门窗。9、墙体：外墙为250厚加气砼块，外贴面砖内抹灰；内墙为200厚加气砼块，两侧抹

3、灰。10、室内外高差450mm，初定基础底面标高为-2m，初估基础高度为1m，底层柱高5.5m。四、设计内容1、 结构布置及截面尺寸初估；2、 荷载计算；3、 内力及侧移计算；4、 内力组合及内力调整；5、 截面设计。第二节框架结构课程设计指导书及实例一、设计资料规范：混凝土结构设计规范 GB500102002 简称砼设计规范建筑结构荷载规范 GB500092001简称荷载规范建筑结构抗震设计规范 GB500112001简称抗震规范 手册：静力计算手册 砼结构计算手册 抗震设计手册 图集：建筑抗震构造图集97G329（一）（九）二、结构方案（一） 结构体系考虑该建筑为商业批发楼，开间进深层高较

4、大，根据抗震规范第 6.1.1条，框架结构体系选择大柱网布置方案。（二）结构抗震等级根据抗震规范第 6.1.2条，该全现浇框架结构处于8度设防区，总高度12.84m，因此属二级抗震。（三） 楼盖方案考虑本工程楼面荷载较大，对于防渗、抗震要求较高，为了符合适用、经济、美观的原则和增加结构的整体性及施工方便，采用整体式双向板交梁楼盖。（四）基础方案根据工程地质条件，考虑地基有较好的土质，地耐力高，采用柱下独立基础，并按抗震规范第6.1.14条设置基础系梁。三、结构布置及梁柱截面初估 1、结构布置 2、各梁柱截面尺寸初估：（1）框架梁根据抗震规范第6.3.1条，梁宽不小于200mm，梁高不大于4倍梁

5、宽，梁净跨不小于4倍的梁高，又参考受弯构件连续梁 ，梁高h=（1/81/12）L，梁宽b=（1/21/3）h 。（2）框架柱根据抗震规范第6.3.6条，柱截面宽度b不小于300mm，柱净高与截面高度之比不宜小于4，抗震规范第条，二级抗震等级框架柱轴压比限值为 。 框架梁，柱截面尺寸板初估。KL h=（1/81/12）L=（825550）mm b=（1/21/3）h=(412275)mm故取梁截面尺寸（300600）mm柱KZ N=1264=2376KN A=N/=189700mm2故柱截面尺寸bh=600600mm板厚 h=(1/401/45) 6000=150133mm故取板厚h=150mm

6、框架梁的计算跨度以柱形心线为准，由于建筑轴线与柱形心线重合，而外墙面与柱外边线齐平，故轴，轴，A轴，C轴梁及填充墙均为偏心125mm，满足抗震规范6.1.5条规定。四、 荷载计算1、屋面荷载标准值SBS防水层 =m230厚细石砼找平层 24=m2陶粒砼并找坡 +/27=厚加气砼块保温 7=m150厚现浇钢筋砼板 25=m2吊顶 =m2屋面恒载标准值小计 =m2屋面活荷载标准值雪荷 =m22、楼面荷载标准值：地板砖地面 =m2150厚现浇砼板 25=m2吊顶 =m2楼面恒载标准值 =m2楼面活载标准值 =m23、楼面自重标准值 包括梁侧、柱侧抹灰，有吊顶房间梁不包括抹灰。例： L1：bh= 净长

7、 6m均布线荷载为25=m; 重量为6 =27KNZ1：bh= 净长;均布线荷载254=m;Z1重量为 =38荷载汇集计算公式构件四层（屋面）1/2层高=荷载柱（）2524+（2+2）（）2024屋盖383837梁（）25+15+（）25+6+6 25+ 16女儿墙（+38）225墙（42+65）82+3)27可变荷载屋面可变荷载组合系数 38G4+3837+三层 二层层高柱（）2524+（2+2）（）2024971屋盖38梁（）25+15+（）25+6+6 25+ 16墙（42+65）82+3)27可变荷载屋面可变荷载组合系数 38-24)G3G2971+一层 1/2层高=柱（+）2524+

8、（2+2）（+）2024屋盖38梁（）25+15+（）25+6+6 25+ 16墙+）（42+65）82+3)27679可变荷载屋面可变荷载组合系数 38-24)1109G1+679+11096237总和G1+G2+G3+G4=+6237242504、墙体自重标准值外墙体均采用250厚加气砼块填充，内墙均采用200厚加气砼块填充。内墙抹灰，外墙贴面转，面荷载为：250厚加气砼墙： 7+17+=m2200厚加气砼墙： 7+172=m2240厚砖墙砌女儿墙： 18+17+=m2五、内力及侧移计算一水平地震作用下框架的侧移计算1、 梁、柱的线刚度因本例采用现浇楼盖，在计算框架梁的截面惯性矩时，对边框

9、架梁取I= I0I0为矩形梁的截面惯性矩；对中框架梁取I=，采用C30混凝土，Ec=104N/mm2 C40混凝土 Ec=104N/mm2I0=bh3=10-3m4Ib=2103=103m4梁的线刚度为：Kb=ECIb/L=（104103）/=104KNm 横梁线刚度计算见表74。表7-4 横梁线刚度计算表梁号截 面bh跨 度m砼标号惯性矩I0m4边框架梁中框架梁Ib=Kb=EIb/LIb=2I0Kb=EIb/LKJL16C4010310310411103104KIL24C401031031041110-31042柱的线刚度 柱的线刚度计算见表7-5。表7-5柱的线刚度表柱号截面 bh(m2)

10、柱高(m)惯性矩Ic=bh3（m4）线刚度Kc(KNm)KZ1=10-310KZ2=10-3102.横向框架柱侧向刚度横向框架柱侧向刚度计算见表76。表7-6 横向框架柱侧向刚度D值计算层柱类型一般层 (底层) 一般层(底层) (KN/M)根数二 三四层边框架边柱2)/(2=(2+=103 4边框架中柱(4/(2=（2+）=1032中框架边柱(2/(2=(2+=10312中框架中柱(4/(2=(2+=801036D 902103底层边框架边柱2/=+/(2+=201034边框架中柱4/=+/(2+=241032中框架边柱2=(1. 5+/(2+=2110312中框架中柱4=(1. 5+/(2+

11、=261036D 5361033、横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期式中: 考虑填充墙影响的周期调整系数,取 ,本工程中横墙较少取 ；-框架的顶点位移。横向框架顶点位移的计算见表77。表7-7 横向框架顶点位移计算层次Gi(KN)GiD层间相对位移iGi/D4563956391053618711826105261871801310516237242501054. 横向地震作用由抗震规范5.1.4条查得，在类场地，8度区，结构的特征周期Tg和地震影响系数为：（S） 因为 所以 因为，所以 n=0.顶部附加地震作用为：=32985=各质点的水平地震作用标准值、楼层地震作用、地震剪力及楼

12、层间位移计算过程见表78。表中： 表7-8 、和的计算层次hi（m）Hi（m）GiGiHi（KNm）Fi（KN）vi（kn）Due（m）4563990200036187902000261879020001623753600024250横向框架各层水平地震作用地震剪力分布见图7-6。5、横向框架抗震变形验算首层 e=ue/hi=1/1160e=1/550层间相对位移的限制满足规范要求同理可进行纵向框架变形验算，在此略（二）水平地震作用下，横向框架的内力计算 以轴横向框架为例进行计算。在水平地震作用下，框架柱剪力及弯矩计算采用D值法，其计算结果见表79。表7-9 水平地震作用轴框架剪力及弯矩标准值柱号层次层高层间剪力Vi层间刚度D