3框架结构设计与荷载计算时间：2021.03. 04创作：欧阳地3.1结构布置3.1.1柱网与层高民用建筑的柱网和层高根据建筑的使用功能确定。柱网布置应该规整，由内廊式和跨度组合式，这里 采用跨度组合式（如图）。层高宜取同一个尺寸，这里采用层高3. 6m,对于底 层由于市内外地面高差加急出埋深影响为4.7m。框架结 构总高度在8度抗震设防时，高度不应大于45m,而此建 筑总高度也才22. 7mohIIrJLnnnrII1IILII 1T图3.1柱网布置图3.1.2框架的承重方案根据楼盖的平面布置和竖向荷载的传递途径，框架的 承重方案可以分为向承重方案。横向，纵向及纵横向承 重三种方案。此工程采用纵横向承重方案，现浇楼面为 双向板(纵向承重时因横向刚度较小一般很少采用)。3.1.3变形缝设置的考虑变形缝有温度伸缩缝，沉降缝，和防震缝三种。伸缩缝是为了避免温度变化和混凝土的收缩产生的 盈利是结构产生裂缝，在结构一定长度范围内设置伸缩 缝。在伸缩缝处，基础顶面以上的结构及建筑构造完全 斷开，伸缩缝最犬间距见下表3.仁表3.1伸缩绩的最大间距(m)结构类型施工方法室内露天排架结构装配10070框架结构装配7550现浇5535剪力墙结构装配6540现浇4530挡土墙装配4()30地下室墙现浇3020由于此建筑最大长度85.8米，如设置伸缩缝可能 不太经济，综合考虑，采取不设置伸缩缝方案，而是采 用构造和施工措施，如在顶层，底层和山墙等温度变化 大的部位提高配筋率。沉降缝是为了避免地基不均匀沉降使结构产生裂 缝，在结构易产生不均匀沉降的部位设缝，将结构完全 分开。此建筑中间部分是6层，两边为4层，房屋高度 有一定变化，但考虑到变化不大，可以不设沉降缝。防震缝，是为了防止在地震作用下，特别不规则结 构的薄弱部位容易造成震害而可用防震缝将结构分为若 干独立抗震单元，使各结构规则，但目前设计更倾向于 不设，而采取加强结构整体性的措施。3.1.4材料选择柱采用C35,梁采用C30混凝土。梁纵筋用HRB335, 柱纵筋用HRB400,箍筋均用HPB235o3.1.5截面尺寸初步选择梁截面：梁高h= (1/12-1/8) L(单跨用较大值，多跨 用较小值或负荷较大时用上限值)且净跨与h比不宜小于4；AB 跨 h=1/12*7200=600mm梁 宽 b=(1/3-1/2)h,抗 震 结 构200mm, h/bW4；b=300mm其余尺寸见后梁截面表。柱截面：N= H *F*ge*n AcN/un fc柱截面的宽与高一般取1/20-1/15层高，需满足h1/25净高，b1/30净高。且柱子b*h250*250,抗震结构b不宜小于300mm,柱的净高于界面高度之比宜大于4,按轴压比限值估算：估算时，楼层荷载按1114kN/m2计算，本工程边柱按13kN/m2计，中柱12kN/m2计。二级抗震时轴压比限值口订取0.8,考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数。边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2。Zi13*75*33*13*1000水60.8*16.7= 18784&w/n2Z2Ac1.25*7.5*4.8*12*1000*60.8*16.7=2425152边柱Z3 Ac M1.3*7.5*1.5*13*1000*60. .8 *16.7=85385/?/?2若取柱截面为正方形，得截面高度为:hi=433mmh2=492mmh3=:292mm最后初步确定尺寸：1层中柱截面取为550mm*550mm ,边柱截面取为 450mm*450mm , 2 层中柱 500*500 ,其余中柱取为 450*450,短跨边柱取为400*400。详细尺寸见后柱截面 表O32计算简图3. 2.1基本假定平面结构假定：该工程为正交布置，可以认为每一方 向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方 向的抗侧力结构不承担。楼板在自身平面内的刚性假定：各个平面抗侧力结构 之间，通过楼板联系而成为整体。楼板假定在自身平面 内刚度无限大，在平面外刚度很小可以不予考虑。建筑 结构在水平荷载下侧移时，楼板只有刚性位移，即平动 和转动，不考虑其变形。不计扭转假定：结构体型规整，并简化计算，不考虑 结构的扭转效应。3. 2.2计算简图计算简图用两梁柱的轴线表示，分别取各自的形心 线；对钢筋混凝土楼盖整体浇筑的框架梁，一般可以取楼板底面作为梁轴线。对底层柱的下端一般取至基础顶 面；当各层柱的截面尺寸不同且形心线不重合时，一般 去顶层柱的形心线作为柱子的轴线。图3.2计算简图3. 2. 3框架梁柱的线刚度计算结构计算见图如图3-1所示。在求梁截面惯性矩时 考虑到现浇楼板的作用，对于第一棍和最后一棍及变形 风两侧的框架，取1=1.5lr;中框架取I二2lr （lr为不考 虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。梁的线刚度ib二Eclb/I。其中，Ec为混凝土的弹性 模量，Ec35=3. 15*104N/mm2; Ec3o=3.0*104N/mm2; I 为梁的 计算跨度；lb为梁截面惯性矩，对装配式楼面，lb按梁 的实际截面计算，对现浇楼面及装配整体式楼面，lb按 下表采用，其中Io为梁截面矩形部分截面的惯性矩。表3.2梁截面惯性矩取值楼而做法中框架梁边框架梁现浇楼而Ib = 2.0IoIb = 1.5/o装配整体式楼而 = 1.5/oIb=.2Io柱的线刚度为i c=Ec 1 c/h,其中lc为截面的惯性矩，h为框架柱的计算高度。表3.3横梁线刚度ib计算表类別Ec/Kmm2b*h/mm 幺 mmIr/109mm4L/mmX.SEcIr! I/N/nim22.0 Ec/r/N/nun2边横梁3.0300*6005.466003.682* 10104.909* IO10走道梁3.0200*4001.26730001.901*102.534*10)边横梁3.0300*6005.472003375*104.500* 10】。表3.4柱的线刚度计算层次hc/mmEc/(N/mm2)b*h/mm*mmIc/inrn4EcIc/hc/N*mm14700500*5005.208* 1093.49*10l()147003J5W104450*4503.417*1092.29*10I()2-63600450*4503.417*1092.99*101()2-63600400*400233* 1091.87*10I()3.3荷载的汇集3. 3.1竖向荷载(1)屋面及楼面均布永久荷载标准值屋面(上人)：30 厚细石混凝22*0.08=0. 66kN/m20. 4kN/m22020*0. 02=0. 4kN/m21505*0. 15=0. 75kN/m210025*0. 1=2. 5kN/m20. 5kN/m25. 21kN/m2楼面:0. 65kN/m210025*0.1=2. 5kN/m2粉底0. 5kN/m2合计3. 65kN/m21-3层楼面恒载标准值(9.3*3+3.3+0.25 )*( 3+7.2+0.25 )*2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* ( 6.6+3 ) + ( 6+5. 6+6 ) *(3.3+0.25)*2+(8+1.7+0.25)*(6*2+3. 3*2+3. 9*6+0.25) *3. 65=6093. 31 kN4层楼(屋)面恒载标准值(9. 3+3. 3+0. 25)*(3+7. 2+0. 25)*2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* (6. 6+3) *3. 65+ ( 9. 3*2+3. 3)*( 3+7. 2+0. 25 ) *2+(6+5. 6+6 ) * ( 3. 3+0. 25 ) *2+ ( 8+1.7+0.25 )* (6*2+3. 3*2+3. 9*6+0. 25) 1*5.21=8101.55kN5层楼面恒载标准值(9. 3+3. 3+0. 25) * (3+7. 2+0. 25) *2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* (6. 6+3)*3. 65=2758. 98kN6层屋面恒载标准值(9. 3+3. 3+0. 25)*(3+7. 2+0. 25)*2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* (6. 6+3) *3. 65=3938. 16kN(2)屋面与楼面活荷载标准值按荷载规范规定，教室活载取2.0kN/m2,厕所走廊楼梯间活荷载取2.5kN/m2,为简化计算，并偏于安全考虑， 统一取 2. 5kN/m2上人屋面的均布活荷载标准值2. OkN/m2楼面活荷载标准值2. 5kN/m2屋面雪荷载标准值Sk二 U*Son.O*O. 4=0. 4kN/m2(注：无论是否为上人屋面，其屋面上的可变荷载均取 雪荷载。)1-3层楼面活载标准值(9.3*3+3.3+0.25 )*( 3+7.2+0.25)*2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* ( 6.6+3 ) + ( 6+5. 6+6 ) *(3.3+0.25)*2+(8+1.7+0.25)*(6*2+3. 3*2+3. 9*6+0. 25) *2. 5=4173.5kN4层楼(屋)面活载标准值楼面(9. 3+3. 3+0. 25)*(3+7. 2+0. 25)*2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* (6. 6+3) 1*2. 5 =1889. 71 kN屋面(9. 3*2+3. 3)*( 3+7. 2+0. 25 ) *2+ ( 6+5. 6+6 ) *(3.3+0.25)*2+(8+1.7+0.25)* (6*2+3. 3*2+3. 9*6+0. 25) *0. 4=410. 178kN5层楼面活载标准值(9. 3+3. 3+0. 25) * (3+7. 2+0. 25) *2+11.2*9. 3*2+7. 5*4* (6. 6+3) *2. 5 =1889. 71 kN6层屋面活载标准值(9. 3+3. 3+0.