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级且层数超过二层时,不宜小于400mm,一、二、三级且层数超过二层不宜小于450mm。
2)、截面的长边与短边的边长之比不宜下于3。 (3)框架节点设计
在进行框架结构抗震设计时,除了保证框架梁、柱具有足够的强度和延性外还必须保证框架节点的强度,震害调查表明,框架节点破坏主要是由于节点核心区箍筋不足,在剪力和压力共同作用下节点核心区混凝土出现斜裂缝,箍筋屈服甚至被拉断,柱的纵向钢筋被压区引起的。因此为了防止节点核心区发生剪切破坏,必须保证节点核心区混凝土的强度和配置足够数量的箍筋。
(4)框架梁截面尺寸的估算主梁截面高度: (2)梁截面尺寸拟定
框架梁截面高度一般按跨度的1/8~1/12进行估算,梁截面宽度可取梁高的1/2~1/3。 跨度6m、7.2m:350m×700m (5)框架柱截面尺寸的估算
框架柱截面的高和宽,一般可取(1/10-1/15)层高,并按下列方法初步确定 柱组合轴压力设计值:
N??GqSn?1?2?
式中:?考虑地震作用组合轴压力增大系数
S按简支状态计算柱的负载面积 q折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值
n验算截面以上的楼层层数
混凝土选用C40,fc?19.1Nmm2框架抗震等级为四级,轴压比?N?0.9则;
N??GqSn?1?2??1.25?14(?6?7.2??8?1.05?1.0?1.0?6791.4kN
柱的承载面积: 式中:
Ac?N?Nfc
?N为框架柱轴压比限值
fc为混凝土轴心抗压强度设计值 则:
Ac?bchc?N
?Nfc?6791.4?1000?3078.450mm320.9?19.1
取bchc?600mm?600mm?360000mm2
综上初步取柱的截面尺寸:
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b?h?600mm?600mm,
框架柱截面宽度和高度一般可取层高1/10-1/15 首层:
h?(1/10~1/15)H0?((1/10~1/15)?4200mm?420mm~280mm
所以首层柱截面尺寸为b?h?600mm?600mm
其它层:
h?(1/10~1/15)H0?((1/10~1/15)?3000mm?300mm~200mm
所以首层及二三层的柱截面尺寸为b?h?600mm?600mm 故所选的框架柱截面尺寸满足构造要求。 6、板厚估算
板厚根据板的跨度而定,次梁布置方式不同,板的跨度也不同,从而板厚也不同《混凝土结构设计规范》中规定了板的确定方法,一般不再做刚度验算的最小板厚
h?1?40~150?l0x且满足h?80mm
由h?(1/40~1/50)lox?(1/40~1/50)?7200mm?180mm~144mm 取板厚h=150mm。
2.9各种构件的计算理论
双向板可按弹性理论进行计算,双向板按弹性理论设计设计方法求解简便且偏于安全,目前实际工程中采用较多的按弹性理论计算的方法。《混凝土结构设计规范》5.5条规定;
从理论上说,无论何种算法都是没问题的,但实际工程中,不同的计算方法其钢筋的用量相差10%-30%.研究采用何种计算法计算更能切合工程实际做到安全、经济。
一般工业建筑用弹性理论计算,民用建筑采用塑性理论计算;通常在下列情况下按弹性理论计算方法进行设计。
(1)直接承受动荷载或重复荷载作用的构件,如桥梁,吊车梁等。 (2)裂缝控制等级为一级或二级的构件 (3)采用无明显屈服台阶钢材配筋的构件。
(4)要求有较高安全储备的构件,在一般梁板结构中的板、次梁多采用塑形理论进行设计,而主梁多采用弹性理论进行设计
《混凝土结构设计规范》5.3.2条规定,同时应满足正常使用极限状态的要求;
综上,从安全、经济的角度考虑板和次梁采用塑形理论计算,主梁采用弹性理论计算。(混凝土连续梁板弹塑形理论分析,是将混凝土视为弹性体,认为结构荷载与内力,荷载与变形,内力与应变为线性关系)
混凝土是一种弹性材料,钢筋在达到屈服时也存在极大塑性变形,因此钢筋混凝土材
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料具有明显的弹塑性质。
2.10框架梁、板、柱与节点的抗震设计
阿拉尔:由我国主要城镇抗震设防烈度,阿拉尔设计基本地震加速度和设计地震分组:由《建筑抗震设计》P376,附录A查得;
阿拉尔抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g,设计地震分组为第二组,由上本图书馆设计必须遵守抗震设计的相关要求:
根据震害分析,以及近年来国内外试验研究资料关于梁、柱塑形铰设计,应遵守下属一些原则:
(1)、强柱弱梁;使塑形铰先在梁中出现,尽量避免或减少在柱中出现,在震害出现时使梁的破坏先于柱的破坏,因为塑形铰很容易在柱中出现,从而形成几何可变体系而倒塌。
(2)、强剪弱弯;对于梁、柱构件而言要保证构件出现塑形铰,而不过早的发生剪切破坏,使构件的抗剪承载力大于塑形铰的抗弯承载力,受构件在受力过大时压弯破坏先于剪切破坏。
(3),强节点、强锚固;为保证构件的延性要求,在梁的塑形铰充分发挥前,框架节点钢筋的锚固不应过早的破坏。
3 结构计算
3.1 结构布置及计算简图
(1)计算结构体系确定
结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。
屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖,刚柔性相结合的屋面,屋面板厚150mm。 楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,板厚150mm。 楼梯结构:采用现浇钢筋混凝土板式楼梯
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图3-1 结构布置图
(2)确定框架的计算简图见图
框架计算单元如图3-1所示,取C轴线上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离,底层柱高从基础顶面算至一层楼面,基顶标高根据地质条件、室内外高差,估算为-1.20m,一层楼面标高为?0m,故底层柱高为4.20m,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),二到四层为3.00m,顶层3.0m其余各层柱高从楼面算至上一层楼面见3-2图。
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图3-2 所选框架层高图
3.2框架梁柱的线刚度计算
对于中框架梁取I?2.0I0 A-D跨梁:iA?B?EIlD-F跨梁:iB?C?EIlA轴—F轴底层柱:
3.0?107?2?1?0.35?0.7312?3.0?107?2?1?0.35?0.7312?65.7?1.00?105kN?m ?1.05?105kN?m
i底柱?EIh3.0?107?2?1?0.6?0.6312?4.2?7.71?104kN?m
?1.08?105kN?m
其余各层柱: i余柱?EIh3.0?107?2?1?0.6?0.6312?3 令i左跨梁?1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:
i
'右跨梁1.05?105kN?m??1.051.00?105kN?m
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