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。
根据以上楼盖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。 框架结构的计算简图:
框架结构的计算简图
纵向框架组成的空间结构
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横向框架组成的空间结构
本方案中,需近似的按纵横两个方向的平面框架分别计算。
梁、柱截面尺寸的初步确定:
1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/12×7200=600mm,截面宽度取600×1/2=300mm,可得梁的截面初步定为b×h=300*600。 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=βFg E n
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。
g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14KN/m。 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,本方案为二级抗震等级,查《抗震规范》可知
取为0.8。
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=βFg E n=1.3×25.92×14×6=2830.464(KN)
Ac≥N/uNfc=2830.464×103/0.8/14.3=247418.18(mm2) 取700mm×700mm 对于内柱:
N=βFg E n=1.25×34.56×14×6=3628.8(KN)
Ac≥N/uNfc=3628.8*10/0.8/14.3=317202.80(mm) 取700mm×700mm
梁截面尺寸(mm)
横梁(b×h) 混凝土等级 AB跨、CD跨 C30
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3
2
2
纵梁(b×h) BC跨 250×400 300×600 300×600 柱截面尺寸(mm)
层次 1 2-6 混凝土等级 C30 C30 b×h 700×700 650×650
第二部分:框架侧移刚度的计算
一、 横梁线刚度i b的计算: 类别 Ec b×h I0 l EcI0/l1.5EcI0/l2EcI0/l(N/mm2) (mm×mm) (mm4) (mm) (N·mm) (N·mm) (N·mm) AB跨、CD跨 3.0×10 300×600 5.40×10 7200 2.25×10 3.38×10 4.50×10 49101010BC跨
3.0×10 250×400 1.33×10 2400 1.67×10 2.50×10 3.34×10 49101010二、纵梁线刚度i b的计算:
Ec 类别 b×h I0 l EcI0/l1.5EcI0/l2EcI0/l(N/mm2) (mm×mm) (mm4) (mm) (N·mm) (N·mm) (N·mm) 3.0×104 3.0×104 300×600 5.4×109 300×600 5.4×109 4200 3.86×1010 5.79×1010 7.71×1010 7200 2.25×1010 3.38×1010 4.50×1010 ⑤⑥跨 其它跨
三、 柱线刚度i c的计算:I=bh3/12 层次 1 2--6 1层A-5柱
四、各层横向侧移刚度计算: (D值法)
1、底层
hc(mm) 4700 3600 8300 Ec(N/mm) 2b×h (mm×mm) Ic (mm4) 2.001×1010 1.448×1010 2.001×1010 EcIc/hc (N·mm) 12.77×1010 12.40×1010 7.23×1010 3.0×104 3.0×104 3.0×104 700×700 650×650 700×700 第 8 页 共 82 页
①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8(9根) K=0.352
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.362 Di1=αc×12×ic/h
2
=0.362×12×12.77×1010/47002 =25112
②、A-1、A-4、A-6、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9 (8根) K=3.38/12.77=0.266 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.338 Di2=α2
c×12×ic/h
=0.338×12×12.77×1010/47002
=23447
③、B-1、C-1、B-9、C-9 (4根) K=(2.5+3.38)/12.77=0.460 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.390 Di3=αc×12×ic/h2
=0.390×12×12.77×1010/47002
=27055
④、B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B-8、C-8 (9根)
K=(3.34+4.5)/12.77=0.614 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.426 Di4=α2
c×12×ic/h
=0.426×12×12.77×1010/47002
=29552
⑤、B-4、B-6、C-5、C-6 (4根) K=(3.34+3.38)/12.77=0.526 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.406
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Di5=αc×12×ic/h2
=0.406×12×12.77×1010/47002
=28165 ⑥、B-5 (1根) K=3.34/12.77=0.262 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.337 Di6=αc×12×ic/h2
=0.337×12×12.77×10/4700
102
=23378
∑D1=25112×9+23447×8+27055×4+29552×9+28165×4+23378 =923810 2、第二层:
①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8 (9根)
K=4.5×2/(12.4×2)=0.363 αc=K/(2+K)=0.154 Di1=αc×12×ic/h2
=0.154×12×12.4×1010/36002
=17681
②、A-1、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9 (6根) K=3.38×2/(12.4×2)=0.273 αc=K/(2+K)=0.120 Di2=αc×12×ic/h2
=0.120×12×12.4×1010/36002
=13778
③、A-5 (1根) K=4.5/7.233=0.622
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