2.2.1 结构平面布置图
根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计,其标准层建筑平面图、剖面图分别见建筑设计部分图1.2和图1.3。根据建筑平面图可知采用大柱网较为经济合理,拟定柱距为7.2m,跨度为7.5m+2.4m+7.5m。 2.2.2 构件材料及尺寸
(1)现浇板
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,因板长边与短边之比为7.5/3.6>2.0,所以本设计按短边方向受力的单向板计算,沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。根据工程经验,板厚h应满足:
h?l40?360040?90mm
h?hmin?70mm故取h?100mm。
(2)框架几何尺寸 1) 横向框架梁
h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12) ×7500=938~625mm 取h=700mm b=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3) ×700=350~233mm 取b=300mm 中间框架梁由于跨度较小,截面尺寸取200×500 mm 2) 纵向框架梁
h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12) ×7200=600~900mm 取h=700mm b=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3) ×700=233~350mm 取b=300mm 3) 框架柱
柱高h=(1/6~1/12)H,H 为层高且不宜小于400mm 柱宽b=(1~1/1.5)h,且不宜小于250mm
根据上述结果并综合考虑其他因素,本设计柱截面尺寸取值如下: 500 mm×500 mm 4) 次梁
h=(1/14~1/18)l=(1/14~1/18) ×7500 取h=550mm b=(1/2~1/3)h取b=250mm
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图置布面平构结 1.2图
2.3 计算简图
本设计基础底面标高为-2.35 m,基础高度为1.0m,则底层柱高度h1=3.3+2.35-1.0=4.65m。
其他柱高取层高即3.0m。本结构横向框架计算简图如图2.2所示。
图2.2 横向框架计算简图
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3 框架侧移刚度计算
3.1 梁柱线刚度计算
梁的线刚度Ib=EcIb/l。其中Ec为混凝土弹性模量;l为梁的计算跨度;lb为梁截面惯性矩,本结构为现浇式楼盖,故考虑楼板的影响,对于中框架梁(T形截面),取Ib=2.0I0;对于边框架梁(倒L形截面),取Ib=1.5I0;对于楼电梯间梁,取Ib=I0。其中I0为梁矩形部分的截面惯性矩。
柱的线刚度Ic=EcIc/h,其中Ic为柱的截面惯性矩,h为框架柱的计算高度。 横梁线刚度计算过程见表3.1,柱线刚度计算过程见表3.2。
表3.1 横梁线刚度ib计算表
类 别 Ec b×h I0 /mm4 l /mm EcI0/l /N·mm 1.5EcI0/l /N·mm 2EcI0/l /N·mm /(N/mm2) /mm×mm AB跨横梁 3.00×104 300×700 8.575×109 7500 3.43×1010 5.145×1010 6.86×1010 BC跨横梁 3.00×104 300×700 8.575×109 2400 3.334×1010 2.001×1010 2.668×1010 表3.2 柱线刚度ic计算表
层 次 1 2~4 hc 4650 3000 Ec 3.00×104 3.00×104 b×h 500×500 500×500 Ic 5.208×1010 5.208×1010 EcIc/hc 3.36×1010 5.208×1010 3.2 柱侧移刚度D值计算
柱的侧移刚度D值按下式计算:
D??c12ich2
式中,?c为柱侧移刚度修正系数,对不同情况按下式计算: 一般层:?c?K2?K
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?0.5?K2?K底 层:?c
其中K表示梁柱线刚度比。
根据梁柱线刚度比K的不同,图2.1中的柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼电梯间柱等。现以第2~4层C-1柱的侧移刚度计算为例,说明计算过程,其余柱的计算过程从略,计算结果分别见表3.3~3.6。
第2~4层C-1柱及与其相连的梁的相对线刚度如图3.1所示,图中数据取自表3.1和表3.2。则可得梁柱线刚度比为:
K?i1?i2?i3?i42ic?3.43?1.334?3.43?1.3342?5.208?0.915
?c?0.9152?0.915?0.314
10D?0.314?12?5.208?1030002?21804N/mm
图3.1 C-1柱及与其相连的梁的相对线刚度
表3.3 中框架柱侧移刚度D值(N/mm)
边柱(18根) 层次 K 中柱(18根) Di1?c K ?c Di2 ?Di 1 2~4 2.042 1.317 0.629 0.397 23289 27568 2.836 1.829
0.690 0.478 25547 33192 1074392 1336720 表3.4 边框架柱侧移刚度D值(N/mm)
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