12层学生宿舍楼框架.docx

1、12层学生宿舍楼框架12层学生宿舍楼（框架一一剪力墙结构）建筑构造设计：1、 外墙：各种轻质砌块（蒸压粉煤灰加气混凝土砌块， 200mm 目的：轻质、保温、隔热。外侧加砌瓷砖墙面 目的：为避免墙体受水，影响墙体隔热、保温性能。梁的截面为矩形。2、 内墙：（除剪力墙外）根据使用要求，初选：蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（ 160mm3、 高层建筑女儿墙一般为较高，为了保证其稳定，需在上端设钢筋混凝土圈梁且与主体结构有可 靠的拉结。结构设计：1、 高层主体结构沿房屋纵向采用 8m柱步，层高一律为 3.2m.2、 楼层平面采用近矩形平面一一实现对称。3、 楼层的总长为L=40000mm=40m65r不超过

2、现浇框架 剪力墙结构的伸缩缝最大间距， 所以不需设伸缩缝。）4、 总高H=42.5m，总宽=18m , H / B=2.36H / 12.=42.5 / 12=3.556、 各楼层均采用现浇整体式楼盖。结构基本尺寸确定及截面几何特征：1、框架：1框架梁截面尺寸及混凝土强度等级：本设计横向框架梁的跨度只有一种： 6m.梁高按：L / 8 L / 12 ，梁宽按：h / 2.5 h / 2所以：横向连系梁取： b h = 300mm 650mm纵向连系梁取：b h = 300mm江700mm框架梁混凝土等级强度： 1 8层：C309 13 层：C252框架柱截面尺寸及混凝土强度等级：根据本设计的实

3、际情况：初步选取： qk =15kN/m2。（对于各种不同用途和结构体系的高层建筑该楼层总荷载约变化在 qk =10 - -18kN /m2）各层柱混凝土等级：1 8层C409 13层C30 （ 13层为电梯房、水箱房）由于各跨与各柱距都一样，而且可以认为边柱与中柱的受力相当。边柱受水平荷载的作用 大，中柱受竖向荷载的作用大。所以本设计边柱与中柱的截面取相同尺寸。以B轴线的中柱为例计算:Ac6层柱:31.1 1.25 15 10 6 8 1319.5x0.952= 694736 mm取该截面：b h = 850mm 850mm (Ac = 722500mm2)13层柱:31.1 1.25 15

4、 10 6 8 719.5x0.95=374089 mm取该截面：b h 二 700mm 700mm (Ac 二 490000mm2)层号FE轴间梁EB轴间梁BA轴间梁9134.81E+044.81E+043.20E+04185.15E+045.15E+043.43E+04 框架梁、柱线刚度与框架的剪切刚度。1或6轴框架梁线刚度层号FE轴间梁EB轴间梁BA轴间梁9136.41E+046.41E+046.41E+04186.87E+046.87E+046.87E+042或5轴框架梁线刚度层号FE轴间梁EB轴间梁BA轴间梁9134.81E+046.41E+046.41E+04185.15E+046

5、.87E+046.87E+043或4轴框架梁线刚度层号D轴柱C轴柱B轴柱A轴柱9131.88E+041.88E+041.88E+041.88E+04Q72.03E+042.03E+042.03E+042.03E+04871 64.42E+044.42E+044.42E+044.42E+04框架柱线刚度1或6轴框架的剪切刚度2或5轴框架的剪切刚度3或4轴框架的剪切刚度Cf =2.24 勺05kNCf =3.1705kNCf =0kN无 Cf =10.8205kN各榀框架的剪切刚度连梁等效剪切刚度各层连梁的等效剪切刚度与总连梁的加权等效剪切刚度计算见表。设计连梁与其它框架梁完全相同，均为长梁，故无

6、考虑剪切变形影响的必要，即可取:lb 二 I bO总连梁的加权平均剪切刚度为： Cb=2 2 10 =4 106kN2、 剪力墙：本设计的剪力墙的设置的片数与位置见图：剪力墙的厚度取值如下：hn 3300 - 650一致厚度取为： b = 240mm n 133mm20 20160mm各层剪力墙的混凝土强度选取如下：1 8层C30912层C25各层单片剪力强考虑纵墙作为横墙的翼缘后的截面重心位置：计算得：y 口二2.51工A各层单片剪力墙的截面惯性矩为：I 八Ti A(y -r2 = 13.553m4单片剪力墙的加权平均抗弯刚度为：1 亍 7 2EcIw Ecjlwj hj =39.746 1

7、07kN m2H贝y总剪力墙的加权平均抗弯刚度为：Eclw =4 39.746 107 =158.98 107kN m23、 体系的刚度特征值：总连梁的等效剪切刚度考虑其弹塑性变形的影响， 刚度折减系数要求不得低于 0.55 ,本设设计考虑该连梁与其它框架梁线刚度接近，故取 一：=0.8，则：-2.00 ： 6.01.082 106 0.8 4 106 1589.8H06:1.0荷载计算：1、竖向荷载:各种构件的荷载标准值：板荷载：1天面荷载的标准值：活载：2.0kN/m2（上人屋面）恒载：二 三油现浇保温层 2.86kN/m22120mm 混凝土板 0.12 25 =3kN/m板底粉刷 0.

8、36kN/m22恒载合计： 6.22kN /m2楼面荷载的标准值：活载：1.5kN /m2 （按宿舍取值）恒载：水磨石地面 0.65kN/m2100mm 现浇混凝土楼板 0.10 25 =2.5kN/m215mm 白灰砂浆天花抹灰 17 0.015 = 0.26kN /m2恒载合计： 3.41kN/m23电梯机房地面：活载：7.0kN/m2恒载：120mm混凝土板 0.12 25 = 3kN / m2恒载合计： 3kN /m24挑出阳台：活载：3.0kN /m2恒载：100mm现浇混凝土楼板 0.10 25 = 2.5kN /m22恒载合计： 2.5kN/m梁、柱、剪力墙的自重：1梁的自重：梁

9、的自重由构件的几何尺寸和材料单位体积的自重计算。梁构件表面粉刷层重为20.36kN/m。梁高应由梁截面高度中减去板厚。 （设计连梁与其它框架梁完全相同）横向主梁的自重：gk =0.3 (0.65 -0.1) 25 0.36 (0.65 0.1) 2 = 4.521kN/m纵向主梁的自重： gk =0.3 (0.7 -0.1) 25 0.36 (0.7 -0.1) 2 = 4.932kN/m次梁的自重： gk =0.2 (0.5-0.1) 25 0.36 (0.5 -0.1) 2 =2.288kN/m2柱的自重：各层柱净高减去板厚，为了简化计算，柱单位高度的自重近似取 1.1倍柱截面积和材料单位

10、体积自重的乘积，以考虑柱面粉刷层的重量。1 6 层柱的自重：gk =1.1 0.85 0.85 25 0.36 0.85 4 = 21.093kN /m7 13 层柱的自重：gk =1.1 0.7 0.7 25 0.36 0.7 4 =14.483kN/m3剪力墙的自重：每层每片剪力墙自重为剪力墙体积与材料单位体积自重的乘积。 (本设计全部剪力墙为无洞相同的墙体)Gk =(0.24 5.15 0.24 2.195 3) (3.2 -0.1) (25 0.36 2)=224.536kN内外围护墙自重：1外围护墙(每单位面积自重)瓷砖墙面 0.5kN/m2200mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0

11、.2 乂 8.5 = 1.7kN / m2石灰粗砂粉刷层 0.36kN /m22合计： 2.56kN /m2内隔墙(每单位面积自重)2石灰粗砂粉刷层 0.36 2 = 0.72kN /m2160mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.16 8.5 = 1.36kN / m2合计： 2.08kN /m23门窗(每单位面积自重)铝合金玻璃门窗 0.4kN / m2木门 0.2kN/m22、水平荷载风荷载：1广州地区基本风压值 Wo =0.5kN /m2，但在计算高层房屋时规范规定应在建筑结构规范基本风压值的基础上提高 10%故基本风压应按 W0 =1.1汉0.5 = 0.55kN /m2计算。风荷载

12、体型系数近似按矩形平面取，则：H 38.85、，% = 0.8 （0.48 0.03 ） = 0.8 （0.48 0.03 ） = 1.34s B 18.00风压高度系数 J按C类粗糙度查取：体系的自振周期 T按规范建议公式： T = 0.07n = 0.07 12 = 0.84s由WT2 =0.55 0.842 =0.39kN S2 / m2，查建筑结构荷载规格得： =1.29，层 高AsW0(kN /m2)Hi(m)駡PzWk(kN /m2)L(m)qk =Wk 丄(kN /m131.34 汉 0.55= 0.73842.051.151.531.2914.1218.281238.851.1

13、21.541.274050.891135.651.071.491.1847.091032.451.031.471.1144.48929.250.991.431.0541.88826.050.941.390.9638.44722.850.891.300.8534.10619.650.831.280.7831.26516.450.761.240.6927.77413.250.741.180.6425.75310.050.741.110.6024.1426.850.741.060.5823.0713.650.741.020.5522.17风荷载图式转换：在框架一一剪力墙结构的协同内力计算时，需将实际

14、作用于结构上的荷载改造为典型的荷载（顶点集中荷载、均布荷载和倒三角荷载） ，以适应现有的协同内力计算图表。作用于出屋面小阁搂（电梯机房、水箱房）的风荷载传至下部框架上按集中力 F计算。然后取一层楼面处风荷载集度为2)二0.47。则可以按 z = 1 求得各楼层标高处的风振系数。H Z均布荷载q =22.17kN/m。至于倒三角形荷载集度则可按剩余荷载对基础顶面弯矩等效来确定。3 寸 1 2Wk 2（ Fj 比 一 qH 2） =24.090kN/mH 2转换图式见图表示：（后附）3在风荷载作用下，框架一一剪力墙的协同工作：前面已经求得，则可分别按三种荷载情体系在风荷载作用的计算简图如图，刚度特

15、征值况进行体系内力计算。体系在顶点集中荷载作用下，总弯矩： M。二FH =1136.36kN m总剪力:V。= F = 29.25kN均布荷载作用下,总弯矩:Mo = qH2 =16730.84kN m总剪力:V。=qH =861.31kN倒三角形荷载作用下,总弯矩:总剪力:1 20 qH2 =12119.86kN m0 31Vo qH =467.95kN总框架分担的剪力:Vf 二Cf LfCm1.082= 1.082-0.8 4V053Vfm-7 cc总连梁的总线约束弯矩：h 084 m VF VF =0.747VfCm F 1.082 + 0.8x4 F F剪力墙的总剪力： VW二匕 m上

16、述计算在下表中进行：各层剪力墙底截面内力 M W、VW即为表中结果。Vfz VFjVFj-2各层总框架柱剪力可由上、下楼层处 VF值取平均计算:各层连梁总约束弯矩由下式计算:Mbj产h j + h j十 =m()楼层总剪力墙总框架3Vf(10 kN)总连梁M b(103kN -m)M w(103kNm)VW(103kN)120.000-0.0630.0920.43311-0.8380.0810.0940.87610-1.2440.2180.0960.8989-1.2500.3470.0990.9248-0.8760.4700.1010.9467-0.1330.5890.1010.957框架剪力

17、墙的内力表:60.9800.7030.0990.94952.4720.8130.0930.91544.3630.9210.0840.84636.6851.0270.0690.73529.4801.1320.0490.572112.8041.2370.0180.347017.3321.3590.0920.433位移计算：由于风荷载内力比较小，所以在风荷载作用下的位移可以忽略。横向水平地震作用：结构总水平地震作用一一底部剪力标准值 ：FEk重力荷载代表值：各层楼面取建筑总面积计算恒载，取楼板净面积计算楼面活荷载；各根梁取梁截面高度减去板 厚的尺寸计算梁的自重；各根柱取净高度（层高减去板厚）计算柱自

18、重；各墙断根据门窗的大小采 用有门窗的墙体按无洞墙体重乘以相应的折减系数，外墙护墙纵向乘以折减系数 0.6，外未护墙横向、内隔墙纵向乘以折减系数 0.85，内隔墙横向乘以1.0。最后将各层楼面（含梁）及上、下各半层的墙柱恒载100%楼面活荷载50%相加算得各楼层重力荷载代表值。计得总重力荷载代表值： Ge = 105.210 103kN2结构的基本自震周期 T1及地震影响系数 宀的计算:gEi w(s)因为计得： =2.00，查表得：j =1.30Tj2-1.30 38.8526879.81 158.9 107=0.816 s修正周期：人=0.8 0.816 = 0.653 sT1本设计的特征

19、周期：Tg =0.4sZ 0.4 0653 丿0.080.0513结构总水平地震作用标准值:Fek = j Geq =0.051 0.85 105210 =4560.85kNF (0.08T1 0.01) Fek =0.0622 4560.85 = 283.87kN(4560.85-283.872匚已Fi = GiHi=4276.98GH GiHi 根据底部剪力法：计算得,地震剪力标准值的计算层数Fg)Vi (kN )FiHi(kN .m)12565.31565.3121962.4011518.751084.0618493.4010472.191556.2515322.419425.62198

20、1.8712449.438379.062360.939874.467332.492693.427597.496303.972997.395973.025254.473251.864186.024204.973456.832715.823155.473612.291562.432105.963718.26725.86156.463774.72206.093774.72101068.81在地震作用下，框架剪力墙的协同工作：将楼层处集中力按基底等弯矩折算成倒三角形荷载:荷载形式考虑梁约束作用M。= 101 06803kN m3M 03301.068汉10q = 2 = 200.9kN/mH 238.

21、852qH1V。二 =一汉 200.9 x 38.85 = 3902.48kN22框架剪力墙的总内力:楼层总剪力墙总框架3VF(10 kN)总连梁M b(103kN -m)Mw(103kNm)Vw(103kN)120.000-0.3270.9711.54411-3.1510.2860.9893.12310-4.4960.8411.0163.2039-4.2411.3421.0413.2968-2.5491.7921.0563.36670.4572.1941.0523.38964.6872.5511.0213.341510.0872.8650.9563.194416.6353.1390.8492

22、.922324.3393.3760.6392.509233.2373.5770.4821.93143.4043.7460.1801.155056.6853.902位移计算：在地震作用下的顶点位移： 10mm层间位移动：层数标咼x(m)HyH fHyH(m)也(m)1238.851.0000.3990.0101135.650.9180.3620.0090.0011032.450.8350.3240.0080.001929.250.7530.2850.0070.001826.050.6710.2450.0060.001722.850.5880.2040.0050.001619.650.5060.1630.0040.001516.450.4230.1240.0030.001413.250.3410.0870.0020.001310.050.2590.0540.0010.00126.850.1760.0270.0010.00113.650.0940.0080.0000.000000.0000.0000.0000.000