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第一章:工程概况
1.1 建筑地点:光州新区
建筑类型:六层中学教学楼,框架填充墙结构。
建筑介绍:建筑面积约3600平方米,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取120mm,填充墙采用240mm厚的混凝土空心小砌块。
地质条件:经地质勘察部门确定,此建筑场地为三类近震场地,设防烈度为7 度。
1.2 框架结构承重方案的选择:
竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载经连系梁梁间接或直接传至主梁,再由主梁传至框架柱,最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本教学楼框架的承重方案为横向框架承重方案,这可使横向框架梁的截面高度大,增加框架的横向侧移刚度,柱网布置见建筑平面图。
1.3 框架结构的计算简图:
图1-1
1.4 梁、柱截面尺寸的初步确定:
1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。
本方案纵向框架梁h=(1/12~1/8)×5000=416~625mm,取h=500mm,截面宽度b=(1/3~1/2)×500=160~250mm,取b=250mm,可得纵梁的截面初步定为b×h=250mm*500mm。
横向框架梁h=(1/12~1/8)*8260=688~1032mm,取h=700mm,截面宽度 b=(1/3~1/2)*700=233~350mm,取b=250,可得横梁的截面初步定为
b×h=250mm*700mm
2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:
(1)柱组合的轴压力设计值N=βFg E n
注:β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。
F按简支状态计算柱的负载面积。
g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14KN/m2。
n为验算截面以上的楼层层数。
(2)Ac≥N/uNfc
注:uN 为框架柱轴压比限值,本方案为二级抗震等级,查《抗震规范》可知取为0.8。
fc 为混凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得14.3N/mm2。
3、计算过程:
对于柱:
N=βFg E n=1.3×25.92×14×6=2830.464(KN)
Ac≥N/uNfc=2830.464×103/0.8/14.3=227418.18(mm2)
取400mm×600mm
梁截面尺寸(mm)
混凝土等级 横梁(b×h) 纵梁(b×h) C25 250×500 250×700 表1-1
柱截面尺寸(mm)
层次 混凝土等级 b×h 1 C30 400×600 2-6 C25 表1-2
第二部分:框架侧移刚度的计算
2.1 横梁线刚度i b的计算:
类别 Ec
(N/mm2) b×h
(mm×mm) I0
(mm4) l
(mm) EcI0/l(N·mm) 1.5EcI0/l(N·mm) 2EcI0/l(N·mm) AB跨 3.0×104 250×700 5.40×109 8260 2.25×1010 3.38×1010 4.50×1010 BC跨 3.0×104 250×450 1.33×109 2400 1.67×1010 2.50×1010 3.34×1010 表2-1
纵梁线刚度i b的计算:
类别 Ec
(N/mm2) b×h
(mm×mm) I0
(mm4) l
(mm) EcI0/l(N·mm) 1.5EcI0/l(N·mm) 2EcI0/l(N·mm) ⑤⑥跨 3.0×104 400×600 5.4×109 2400 3.86×1010 5.79×1010 7.71×1010 其它跨 3.0×104 400×600 5.4×109 8260 2.25×1010 3.38×1010 4.50×1010 表2-2
柱线刚度i c的计算:I=bh3/12
层次 hc(mm) Ec(N/mm2) b×h
(mm×mm) Ic
(mm4) EcIc/hc
(N·mm) 1 4850 3.0×104 400×600 2.001×1010 12.77×1010 2--6 3900 3.0×104 400×600 1.448×1010 12.40×1010 表2-3
2.2 各层横向侧移刚度计算:
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