浙江工业大学成人教育学院(论文) 结构计算说明
均满足轴压比的要求。 A 正截面承载力的计算
框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关,一般框架,梁的延性远大于柱子。梁先屈服使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移增大,抗震性能较好。若柱子形成了塑性铰,则会伴随产生较大的层间位移,危及结构承受垂直荷载的能力,并可能使结构成为机动体系。因此,在框架设计中,应体现“强柱弱梁”,即一、二级框架的梁柱节点处,除顶层和轴压比小于0.15者外(因顶层和轴压比小于0.15的柱可以认为具有与梁相近的变形能力)。梁、柱端弯矩应符合下述公式的要求:
三级框架 式中:
?Mc—-节点上、下柱端顺时针或逆时针截面组合的弯矩设计值之和; ?Mb-—节点上、下梁端逆时针或顺时针截面组合的弯矩设计值之和。
地震往返作用,两个方向的弯矩设计值均应满足要求,当柱子考虑顺时针弯矩之和时,梁应考虑逆时针方向弯矩之和,反之亦然。可以取两组中较大者计算配筋。
由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服,将影响整个结构的变形能力。同时,随着框架梁铰的出现,由于塑性内力重分布,底层柱的反弯点具有较大地不确定性。因此,对一、二级框架底层柱底考虑1.15的弯矩增大系数。
第一层梁与柱节点的梁端弯矩值由内力组合表17,查得
?Mc =1.1?Mb
?Mb:左震 33.19+24.26=57.45kN·m
右震 104.86+104.69=209.55kN·m 取?Mb=138.05kN·m
第一层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组合表19,查得
?Mc:左震 77.54+50=127.54kN·m
右震 36.08+14.22=60.3kN·m
梁端?Mb取左震, ?Mc也取左震:
?Mc=127.54kN·m<1.1?Mb=1.1×209.55=230.51kN·m
取?Mc′=230.51kN·m
将?Mc与?Mc′的差值按柱的弹性分析弯矩之比分配给节点上下柱端(即Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ截面)
McⅠ-Ⅰ=77.54?(230.51?127.54)?62.6kN·m 127.54 32
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?McⅡ-Ⅱ= ?50?(230.51?127.54)?40.37kN·m 127.54McⅠ-Ⅰ=77.54+62.6=140.14kN·
m
McⅡ-Ⅱ=50+40.37=90.37kN·m
根据B柱内力组合表19,选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后,各截面控制内力如下:
Ⅰ-Ⅰ截面:①M=140.14×0.8=112.11kN·m N=1438×0.8=1180kN M=56.6kN·m N=1492kN
Ⅱ-Ⅱ截面:②M=90.37×0.8=72.3kN·m N=1614.22×0.8=1326.4kN M=41kN·m N=1722kN
Ⅲ-Ⅲ截面:③M=39.94×1.25×0.8=40.9kN·m N=1679×0.8=1343.2kN M=43.69kN·m N=1743kN
截面采用对称配筋,具体配筋见表24中.
e0=M/N
ea?0.12(0.3h0?e0)当e0?0.3h0时,取ea?0取ea=0
e?1?0.2?2.7i?1
h0l?2?1.15?0.010?1,当l0<15时,取?2=1.0
hhe??ei?0.5h?as
??1?l(0)2?1?2 e1400ihh0N??(大偏心受压)
bh0fcm1N??bbh0fcm??b(小偏心受压) 2Ne?0.45h0fcmb?bh0fcm(0.08??b)(h0?as?)?? 33
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N(?ei?0.5h?N)2bfcm(大偏心受压)
fy?(h0?as?)As?As??As?As??Ne??(1?0.5?)bh02fcmfy?(h0?as?)(小偏心受压)
式中: e0——轴向力对截面形心的偏心距; ea——附加偏心距;
ei——初始偏心距;
?1——偏心受压构件的截面曲率修正系数;
?2——考虑构件长细比对构件截面曲率的影响系数;
?——偏心距增大系数;
e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离;
?——混凝土相对受压区高度; As、As?——受拉、受压钢筋面积。
表柱子配筋
截面 M(kN·m) N(kN) lO(mm) bh0(㎡) e0(mm) 0.388 h0(mm) ea(mm) ei(mm) lO/h ξ1 ξ2 η ηei(mm) e(mm) ξ 实配As=As′(mm) 选筋 0.8%hb 8.33 78.40 7.2 1 1.0 Ⅰ-Ⅰ Ⅱ-Ⅱ Ⅲ-Ⅲ 112.11 56.6 72.3 41 40.9 43.69 1150 1150 1326.4 1722 1343.2 1743 3600 3000 3000 400×465 400×465 400×465 70.07 44 139.5 38.8 23.8 30.45 25.07 139.5 139.5 11.46 12.08 13.88 13.086 13.73 55.46 50.89 37.69 43.536 38.8 6 6 1 1 1 1 1 1 1 1.0 1.0 1.0 1.235 1.31 62.845 49.65 277.85 264.65 0.528 0.686 -2087.58 3Φ18+3Φ18 1600 1.275 1.308 55.49 50.755 270.49 265.76 0.5356 0.69 -2343.79 3Φ18+3Φ18 1600 1.22 1.31 95.62 72.68 285.62 262.678 0.458 0.458 1016 3Φ18+3Φ18 1600
B 斜截面承载能力计算
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按构造要求箍筋的最小配置?8@100。现选3肢,非加密区为?800@200,加密区 ?8@100
同时柱受剪截面应符合如下条件:
即
?REVcfcbh0 <0.2满足要求
4 楼梯设计
4.1.建筑设计
⑴ 楼梯间底层建筑平面图见图3-13:
⑵ 楼梯形式尺寸:采用双跑楼梯,层高底层3m,其他标准层为3.6m。踏步尺寸,其他标准层采用163.6?280mm步。
(3) 结构设计采用先浇板式楼梯
3-13标准层楼梯平面图
4.2基本设计依据
结构安全等级为二级。结构重要性系数r0=1。活荷载标准值qk=2.5KN/㎡。 主要选用材料:混凝土强度等级C25,钢筋直径d≧14时采用Ⅱ级钢筋,d≤12mm时采用Ⅰ级钢筋;
主要材料做法:水磨石面层,梯段板下抹麻刀灰20mm厚,采用金属条栏杆。 楼梯结构布置:斜板的两端与与平台梁和楼梯梁整接。平台梁两端都搁置在楼梯间的两端墙上。
以下先对标准层进行计算
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4.3梯段板 TB-1板的计算 4.3.1 确定斜板的厚度t 踏步板的倾角:cosα?280280?163.622?0.863
斜板的水平投影净长为2800mm 斜板的斜向净长ln'?l1n'?cos?=3349 板厚: t?(11~)Ln?133.9~111.64mm 取t=120mm 2530 TB-1板荷载计算
荷 载 种 类 栏杆自重 踏步梯段 恒 荷 载 g(kN/m) 板自重(厚120mm) 预制水磨石 面层(厚30mm) 梯段板板下 抹灰(厚20mm) 恒荷载g1小计 水平段恒载g2 活 荷 载q 斜板部分p1 水平板部分p2 r3(0.2 r2(荷 载 标 准 值 (KN/m) 荷载 荷 载 分项 设计值 系数( KN/m) 0.24 6.63 1.2 6.336 1.24 0.473 8.343 4.488 3.5 11.843 7.988 4.3.2荷载计算
dt0.16360.12??)=25()=5.52 2cos?20.863 r1c1(e+d)/e=0.65(0.1636+0.28)/0.28=1.03 c20.02)=17×=0.394 0.863cos?6.95 3.74 2.5 9.45 6.24 1.2 1.2 1.4 4.3.3内力及截面承载力计算 (1)求支左RA
l1Pl(?l2)?P2l22112RA??21.01kN
l
(1)正截面承载力计算
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