浙江工业大学成人教育学院(论文) 结构计算说明
3.3.2楼面均布恒 按楼面做法逐项计算: 水磨石地面
0.65kN㎡ 2.5 kN/㎡ 0.34kN/㎡
110厚钢筋混凝土整浇层 吊顶或粉底 楼面恒载标准值:
〔(7+0.24)×(13+0.24)-(13×3+7×4)×0.24〕×3.73=295.9kN 3.3.3屋面均布活载
计算重力荷载代表值时,要考虑雪荷载和施工荷载。 雪荷载标准值为: 0.5×(7+0.24) ×(13+0.24)=47.93kN 3.3.4楼面均布活载:
楼面均布活载对于办公楼一般房间为2.0kN/㎡,会议室、走廊、楼梯、门厅等为2.5kN/㎡。为了方便计算,统一取为2.5kN/㎡。
楼面均布活载标准值为:
2.5×(7+0.24) ×(13+0.24)=239.64kN
3.3.5梁柱自重(包括梁侧、梁底、柱抹灰重量)
梁侧、梁底抹灰,柱四周抹灰,近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑,计算见表3-1。(括号内为顶层梁柱)
表3-1 梁柱自重
梁(柱) 编号 L1 L2 L3 L4 Z1 Z2 Z3 长度l 每根重量根数 b×h(㎡) (m) (kN) 0.24×0.5 0.24×0.5 0.24×0.45 0.24×0.65 0.4×0.5 0.4×0.5 0.4×0.5 5.04 2.66 3.5 7.7 3.0 3.6 4.2 6(3) 3 8(6) 3 12 12 9 19.43 9.68 12 37.2 17.82 21.38 24.95 241.62 kN 241.62kN 386.9kN 截面 总 重 (kN) 116.58 29 96.04 256.61 111.57 213.84 224.532 共计 3.73 kN/㎡
底层的纵横梁重 标准层的纵横梁重 顶层的纵横梁重 7
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底层柱重 标准层柱重 顶层柱重 111.57kN 213.84kN 224.532kN 3.3.6墙体自重: 墙体均为240,120厚,两面抹灰,近似按加厚墙体考虑抹灰重量。 单位面积上墙体重量为:单位面积上墙体重量为:120厚为3kN/㎡
240厚为5.24kN/㎡。
墙体自重计算见表-墙体自重。
表-墙体自重
墙体 底层240纵墙 底层120横墙 标准层240纵墙 标准层120横墙 第六层240纵墙 第六层120横墙 女儿墙重 每片面积(m2) (3.5-0.4)×(3-0.45)=7.905 0 (3.5-0.4)×(3.6-0.45)=9.765 (5.3-0.28×2)×(3.6-0.5)=14.694 (3.5-0.4)×(4.2-0.45)=11.625 0 片数 每片重(KN) 总重(kN) 8 0 8 5 4 0 7×0.9×5.24=33kN 41.42 0 51.17 44.08 60.92 0 331.38 629.76 243.66 3.4 荷载分层总汇
顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载+50%活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重
其它层重力荷载代表值:
楼面恒载+50%楼面均布活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。 将前述分项荷载相加,得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下:
表 各层重力荷载代表值计算
层数 顶层 6层 2-5 底层 ∑G 屋(楼)面横载50%活载纵横梁重柱重(顶层为半柱) 墙重(顶层为半柱) 荷载代表值(kN) 473.9 295.9 2595.9 295.9 (kN) 23.965 119.82 119.82 119.82 (kN) 386.9 241.62 241.62 241.62 (kN) 112.266 219.186 213.84 162.705 5222.792kN (kN) 154.83 436.71 629.76 436.71 (kN) 1151.861 1313.236 1500.94 1256.755 8
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图3-4 质点重力荷载值
3.5 水平地震力作用下框架侧移计算
3.5.1 横梁线刚度:
采用混凝土C25,Ec =2.8×107kN/㎡
在框架结构中,有现浇楼面或预制板楼面。但是有现浇板的楼面,可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架侧移。为考虑这一有利作用,在计算梁的截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架取I=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩);对中框架取
I=2.0I0。若为装配楼板,带现浇层的楼面,则边框架梁取I=1.2I0,对中框架取I=1.5I0。
横梁线刚度计算结果见表3-4。
表3-4 横梁线刚度
梁号 截面 跨度 惯性矩 边框架梁 中框架梁 b?h (㎡) l (m) 5.04 2.66 bh3I0? 12(m) 0.0025 0.0025 4Ib=1.5I0 (m4) 0.00375 0.00375 Kb?L L1 EIbEI0 Ib=2.0I0 Kb? ll4(m) (kN·m) 0.005 27237.35 0.005 54687.5 (kN·m) 20428.02 41015.63 0.24×0.5 0.24×0.5 L2 L4 0.24×0.65 7.7 0.0054925 0.00823875 29959.09 0.010985 39945.45
3.5.2横向框架柱的侧移刚度D值
柱线刚度列于表3-5,横向框架柱侧移刚度D值计算列于下表柱线刚度。
9
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表柱线刚度
柱号 Z 截面 (㎡) 0.4×0.5 0.4×0.5 0.4×0.5 柱高度h (m) 3 3.6 4.2 惯性矩 bh3(m4) IC?12线刚度 Kc?EIc(kN·m) hZ1 Z2 4.2×10-3 4.2×10 4.2×10 38888.9 32407.4 27777.8 Z3
表横向框架柱侧移刚度D值计算
层 K??Kb(一般层)2Kc?Kb(底层)Kc中框边柱 K(一般层)2+K0.5?K??(底层)2+K ??数 ∑K K?D??Kc 12(kN/m)h2 根数 3 3 6 6 6 6 6 6 7 6 5 4 3 2 1 67182.85 54474.8 54474.8 54474.8 54474.8 54474.8 54474.8 27237.4 1.21 0.980 0.840 0.84 0.84 0.84 0.84 0.70 0.377 0.329 0.296 0.296 0.296 0.296 0.296 0.445 7120.36 6216.59 8878.75 8878.75 8878.75 8878.75 8878.75 23049.44 3.5.3横向框架自振周期 按顶点位移法计算框架的自振周期
顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样,只要求出结构的顶点水平位移,可以按就下式求得结构的基本周期:
T1?1.7?0?T式中:
考虑填充墙使框架自振周期减少的影响,取0.6 ?0——基本周期调整系数。
?T——框架的顶点位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架的
地震力及位移,?T是将框架的重力荷载视为水平作用力,求得的假象框架顶点位移。然后由?T求出T1,再用T1求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见
表3-7 横向框架顶点位移
层间相对位移层次 Gi ∑Gi Di(kN/m)?i??GiDi ?i总位移 10
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7 6 5 4 3 2 1
1151.861 1313.236 1500.94 1500.94 1500.94 1500.94 1256.755 1151.861 2465.123 3966.063 5467.003 6967.943 8468.883 72494.4 153789.9 153789.9 153789.9 153789.9 153789.9 0.0159 0.016 0.0258 0.036 0.045 0.056 0.029 0.223 0.207 0.19 0.165 0.129 0.084 0.029 9725.638 335770.4 T1?1.7?0?T =1.7×0.6?0.223=0.482(s) 3.5.4横向地震作用计算
在Ⅱ类场地,6度设防区,设计地震分组为第一组情况下:
结构的特征周期Tg和水平地震影响系数最大值?max(6度,多遇地震)为:
Tg=0.35s ?max=0.04
由于T1=0.482<1.4Tg=0.49(s),不需要考虑顶点附加地震作用。 结构横向总水平地震作用标准值:
7Tg0.9
FEK=()×?max×0.85?Gi=248kN
T1i?1各层横向地震剪力计算见表3-8
Fi?GiHi?GHjj?17FEK(1??n)
j 各层横向地震作用及楼层地震剪力
层次 hi (m) Hi (m) 25.2 21 17.4 13.8 10.2 6.6 3 Gi (kN) 1151.86 1313.26 1500.94 1500.94 1500.94 1500.94 1256.76 GiHi (kN) GiHi?GjHjj?17Fi (kN) 54.36 51.65 48.91 38.79 28.67 18.55 7.06 Vi (kN) 54.36 106.01 154.9 193.7 222.39 240.94 248 7 6 5 4 3 2 1 4.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3 29026.87 27578.52 26116.36 20712.97 15309.59 9906.204 3770.265 0.219 0.208 0.197 0.16 0.116 0.075 0.028 ∑GiHi 132420.8kN 横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图3-5。 11