建筑抗震课程设计报告.docx

1、建筑抗震课程设计报告设计资料某2层现浇钢筋混凝土框架结构房屋（按多层框架考虑） ，其平面及剖面分别见图 1和图2,楼层高度分别为 H1=3.9m H2=3.6m见分组表。现浇钢筋混凝土楼（层）盖。框架梁截面参考尺寸： 走道梁（各层）为250mm 400mm顶层为250mmK 600mm 一层250mm 650mm 柱截面参考尺寸：500mmX 500mm混凝土强度等级：梁采用 C30;柱采用C35。钢筋强度等级：受力纵筋和箍筋的强度等级分别不低于 HRB400 HRB335抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为 0.2g，结构阻尼比为 0.05，设计地震分组为第二组、场地类别为W类。试对该框

2、架进行横向水平地震作用下的地震设计计算。荷载信息如下：钢筋混凝土容重为 25kN/m3,楼板厚度为h见分组表，活荷载标准值：住宅楼面为2.0kN/m2，走道为2.0kN/m2，不上人屋面为 0.5kN/m2。设计时考虑雪荷载的影 响，雪荷载标准值为 0.4 kN/m2 。心 * 1 1 ? h flki s| 1| IB 11 :1 dn 、 11 1 | 1 1 1 1 | fl 1 1II 1 11n qflu B E 1 d9 B: d : t 1 1 i1 -.1注: a=6m,b=2.4m,c=4.5m、重力荷载代表值对于重力荷载的计算，永久荷载取全部，可变荷载取50%,各层重力荷载

3、集中于楼层标 高处，各层的墙体均取本层的一半和上一层的一半，顶层只取下层的一半计算。 其代表值如图3所示。第二层:恒载：一一 厂1 一 _ 心一二:.： .二工（）D_DD_Dd活载：0.5 4.5辟敢荷载代表值G2=2641.68KN 第一层：3 g + 3 9恒载： r 汉 ().D_Dd活载：0.5X _D_Dd ?e? 荷载代表值G仁3551.40KN为了方便计算，取 G仁2645KN，G2=3555KN。三、结构自震周期计算1、横梁线刚度的计算梁柱的刚度均采用D值法计算，即梁的截面惯性矩考虑了楼板的作用，计算结果如表1所示表1梁的抗侧移刚度走道梁0 2S K 0.42.41.3322

4、.52.663.333一层其他梁0 25 K 0.664.56.753.37594.5层其他梁0.25 X 0.6.64.58.584.2911.445.72注：混凝土 C30, Ec =3.0 104 N mm22、柱及楼层的抗侧移刚度柱抗侧移刚度:h2二层： K ib, K ; 一层:2ic 2+K表2框架柱值及楼层抗侧移刚度楼层层高柱号根数截面lcTbh121m.Elcic = l10kNmKaD/ kNmZDj kNm2D kNm23.6乙140.5叩.55.214.5591.12 0).3615150212100617300Z2141.85 0).4820300284200Z340.

5、84 0).301249051760Z441.39 0).41173106924013.9乙140.5 055占几=0.135 1-4Tff = 1OS _（_）/（二（）俤_俨_俪_俶-_ 石齢 -Fg花= Ek_俺_刐_剜 易=1$虽 ，计算结果如表4。3、楼层地震位移计算5地震作用下各楼层水平地震层间剪力为：Vi Fk ,计算结果如表4所示。k_L4、多遇水平地震作用下的位移验算多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移 -：u也e G弹性层间位移角为：熬二理e h其中h为计算楼层层高，计算结果如表 4所示：表4V、二e的计算楼层层 高h/mG/kNHi/mGHZ GiHiFi/k

6、NVi/kNDi kN/m也Ue10/m氏23.626457.51983833703496.3496.36173000.80413.935553.913865346.9843.26684601.223196显然弹性层间角位移均小于弹性层间角限制叩=盒，故梁柱截面尺寸均满足要求五、多遇水平地震作用下框架内力计算1、框架柱端剪力及弯矩水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值如表 5所示: 表5水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值柱层数A/mV|/KNDiDij ijDij dVk /KNKy.bMj /KN.mMj/KN.m葢123.6496.3617300151500.02512.4

7、11.120.4118.1426.5413.9843.2668460183600.02722.771.360.5851.6837.1223.6496.3617300203000.03316.381.850.4426.1232.8513.9843.2668460212100.03226.982.150.5557.8747.35水平地震作用下的边框架柱剪力和柱端弯矩标准值如表 6所示:表6水平地震作用下的中边框架柱剪力和柱端弯矩标准值柱层数mVi/KNDiDij ijDij 百Vk /KNKy.bMij /KN.mMj/KN.m23.6496.3617300124900.0209.930.840.

8、4014.3021.4513.9843.2668460167000.02521.081.020.6049.3332.8823.6496.3617300173100.02813.901.390.4221.0129.0213.9843.2668460194200.02924.251.610.5754.3641.012、梁端弯矩、剪力及柱轴力水平地震作用下的中框架梁端弯矩、剪力及柱轴力标准值如表 7所示:表7水平地震作用下中框架梁端弯矩、剪力及柱轴力标准值楼层大梁走道梁乙乙跨 度lM Ek /KN.mM Ek /KN.mVEk /KN跨 度l /mM Ek /KN.mM Ek /KN.mVEk /K

9、NNEk /KNNEk /KN2626.5418.877.572.413.9813.9811.657.574.081655.2646.4216.952.427.0527.0522.5424.529.67水平地震作用下的边框架梁端弯矩、剪力及柱轴力标准值如表 8所示:表8 水平地震作用下边框架梁端弯矩、剪力及柱轴力标准值楼层大梁走道梁Z1乙楼 大梁 |走道梁 TT跨度lM；k/KN.mrM Ek /KN.mVEk /KN.m跨 度l /mM Ek /KN.mrM Ek /KN.mVEk /KNN Ek /KNN Ek /KN2621.4516.676.352.412.3512.3510.296.

10、353.941647.1839.1814.392.422.8422.8419.0320.748.58六、竖向荷载作用框架内力分析计算框架在重力荷载代表值竖向作用下的内力时，重力荷载代表值取全部永久荷载、 50%的楼面活荷载和50%的雪荷载。由于结构的基本对称， 竖向荷载下的框架侧移可以忽略， 因此，这儿选取半结构采用弯矩分配法计算框架内力。 考虑塑性内力重分布进行梁端负弯矩调幅， 取弯矩调幅系数为 0.8,梁的跨中弯矩随之做相应的增加。1、各节点分配系数节点分配系数图3节点布置图45587节点B：毗45587 + 420B0 + S7200 _ 315BA 45587 + 42080 + S7

11、200 _ 295720042080如卩-45587 + 42080 + S7200 _ 395节点C：45587_ 45587 + 4S000=0.50345000 =0.497 45587 - 45000节点D：455874SS87 + 45000 + 33333 X 0.S= 0,4254500045587 + 45000 + 33333 X 0.5=0.42033333 X 0.545587 * 45000 * 33333 X 0.5=0.155节点F:33333 X 0.545587 + 42080 + 33333 X 0.5 + 57200 = 1034558745587 + 42

12、080 + 33333 X 0.5 + 57200 =叮盹57200卜上 4S587 + 42080 + 33333 X 0.5 + S7200=035442080FH _ 45587 - 42080 - 33333 X 0.5 + 57200= 0261节点nn円B0.3950.3150.29C0.4970.503D0.4200.1550.425F0.3540.1030.2820.261表9各节点分配系数2、连续梁荷载计算以下均取中框架结构计算。(1)连续梁恒载二层：大梁线荷载： 一； : 5Y _ : - _ ：?,走 道 梁 线 荷 载：25 X YO.25 X 0.4 + 012 X

13、4.5Y + 0.5 X 0.4 X 屯5 = 16.9KN一层：大梁线荷载： XY.1 - - . =丫-.： . -. K.走道梁线荷载：_ ：zx图4荷载分布图(KN/ni)(2)弯矩计算固端弯矩：Mrf = = I in X 22*1 X 6 = I白氐3KNin1 ,MCSJ = IMdc I 一 X 18.15 X 6 = l5445A7Vm JL 2Mfg = 2Mgf = X 205 X l2 = I9.84KJV mMpg I X 16.9 X 1.2 !8mTJV. m弯矩分配见表10。表10弯矩分配过程结点ABCDFHG杆端ABBABFBCCBCDDCDEDFFDFBFG

14、FHHFGF分配系数0.290.3950.3150.5030.4970.420.1550.4250.2820.3540.1030.261固端弯矩-66.3-54.4554.45-8.1166.3-9.84-4.9219.6119.2326.1920.8810.4413.0911.0722.1421.8710.94-12.03-24.06-8.88-24.34-12.17-10.16-8.09-16.18-20.31-5.91-14.98-7.495.912-0.13-0.26-0.36-0.29-0.14-0.183.066.126.053.021.062.130.792.151.08-0.1

15、6-0.13-0.25-0.32-0.09-0.23-0.120.093-0.42-0.84-1.15-0.91-0.46-0.57-0.15-0.31-0.30-0.150.060.120.040.120.060.090.070.150.180.050.130.07-0.05最终弯矩9.0618.12-51.8433.6637.79-37.7446.45-16.16-30.22-27.3358.19-15.79-15.08-7.541.03调幅-41.47-30.1937.16-12.9346.55-12.63整理并考虑梁端弯矩值折算到节点边缘 后可得到重力荷载代表下中框架梁端弯矩及柱端弯矩

16、、轴力值，如表11所示。表11重力荷载代表下中框架梁端弯矩及柱端弯矩、轴力值楼层大梁走道梁禺1耳 15T 1KN盛1ST1隔E /KN.m魂r% KN KN nKN2-30.1937.16-12.9312.9337.7933.6672-30.22-27.33121.81-41.4746.55-12.6312.6318.129.06146.81-15.08-7.54228.04注分别表示梁左端和右端弯矩，此表中的弯矩值已经考虑了调 幅。此表中的弯矩符号规则：以顺时针为正。七、内力组合和内力调整本框架抗震等级为二级。只考虑水平地震作用效应和重力荷载效应的组合。1、框架梁的内力组合和调整对于第一层大

17、梁：（注：此处以使梁下部受拉的弯矩为正并考虑了弯矩值折算到节点边缘）1）大梁端部组合弯矩设计值梁左端：地震弯矩逆时针方向作用且 丫时，梁左端负弯矩：=1111.690. ffl= 20.97AXm地震弯矩顺时针方向作用且 L:时，梁左端正弯矩= 28.53ifjV.ffl同理，大梁右端弯矩组合分别为:=1106.300-m= 3,38V.m=11.960. rn-111.69KN.m，经比较，大梁端部组合弯矩设计值得最后取值为：梁左端负弯矩：正弯矩28.53KN.m ;梁右端负弯矩：-106.30KN.m，正弯矩11.96KN.m。2）大梁跨中组合弯矩设计值65.180,17!=76.680.

18、 ffl=64.850. ffl经比较，梁底跨中组合弯矩设计值得最后取值为： .-3)大梁端部组合剪力设计值 梁端剪力增大系数取 殂农i工闕。且丫鼻 。 梁端弯矩顺时针作用时的剪力为：28.53 + 10630% = 12 X +1.2 X 0,5 x 221 x 5.5) = 108.980tJ MF梁端弯矩逆时针作用时的剪力为：111.69 + 11.96% 二 12 X +1.2 X (0.5 X 22J X 5.5)二 106540经比较，梁端剪力设计值得最后取值为： 人二同理，用Excel表格处理数据可以得到横向水平地震作用与重力荷载代表值组合效应, 如表格12所示。表12中框架梁的

19、横向水平地震作用与重力荷载代表值组合效应楼层端部地震重力何载代表值最大值M/KN.mV/KNM/KN.mV/KNKN m%皿V/KN2大梁左 24.657.57-30.1954.45-64.904.6680.17右士 16.987.57-37.16-54.45-63.30076.82中土 3.847.5750.810065.959.84走道梁左土 11.0711.65-12.9320.28-26.674.1543.80右士 11.0711.65-12.93-20.28-26.674.1543.80中011.651.93002.3215.15大梁左土 51.0216.95-41.4766.3-1

20、10.728.53108.981右士 42.1816.95-46.55-66.3-106.311.96106.54中土 4.4216.9559.110076.6822.04走道梁左+ 21.4122.54-12.6324.6-39.8417.8465.95右+ 21.4122.54-12.63-24.6-39.8417.8465.95中022.544.76005.7129.3注：表中弯矩以以使梁下部受拉的弯矩为正。2走道梁净跨1 - 1 。3“土 2、框架柱的内力组合和调整对于第一层中柱Z2的内力组合和调整计算如下。1）柱端组合弯矩设计值柱端弯矩组合计算第一层中柱Z2柱顶弯矩：二二1?二：（顺

21、时针方向）-I._ . I-. .:（逆时针方向）】；11. （顺时针方向）一 一匚.（逆时针方向）柱端弯矩调整这里仅以逆时针方向弯矩调整为例，并进行承载力计算。A.柱下端截面。对于二级框架：75.62=113.43KN.mB.柱上端截面。经验算，底层柱轴压比小于 0.75，因此，柱上端弯矩按下面式子调整:按柱上下端弹性分析所得的考虑地震组合的弯矩比进行分配。节点左侧梁弯矩（已折算到节点边缘） ：第一层中柱Z2上端节点：第二层中柱Z2下端节点:则第一层中柱Z2上端截面调整后的组合弯矩设计值为:N.m2）柱端组合剪力设计值柱上下端截面组合剪力设计值调整时，对于二级框架结构，柱剪力增大系数取% = 1-3119.5+89.693.9,0.325 = 7673）节点核心区组合剪力设计值二级框架，强节点系数 ：；：订曲=260.550同理可得其他柱端节点处的弯矩调整值、组合剪力设计值及节点核心区组合剪力设计 值，如表13所示。表13 中框架柱端弯矩逆时针方向调整柱楼层丽“丽“丽“丽m丽mV/KNKNZ2266.8354.6163.32.10100.2482.9672.17139.51