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1、 1 建筑设计部分1.1主要建筑做法 建筑地点:湖北十堰市 六层综合行政办公楼,框架填充墙结构。建筑面积6174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100mm,填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。大门采用玻璃门,其它门采用木门,窗为铝合金窗。自然条件:(1)抗震设防烈度:6度设防,抗震设计分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.1g;(2)基本风压: 0.55KN/m2,B类粗糙度; (3)雪荷载标准值:0.2KN/m2;(4)结构体系:现浇钢筋混凝土框架结构。(5)工程地质条件:建场地地形平坦,土质分布具体情况见表,II类场地土。地下稳定水位距地表-9m,表中给定土层深
2、度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。1.2建筑结构选型、平面布置及构件截面初估本综合楼采用柱距约为7.0m、5.0m、3.0,m的内廊式小柱网,边跨为7.0m、4.0m,中间跨为3.0m,层高取4.2m和3.3m,如下图所示: 图1.1 框架结构平面布置图1.2.1框架结构承重方案选择竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载经次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,本办公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增大,增加框架的横向抗侧移刚度。1.2.2 框架结构的计算简图 图1.2 框架结构计算简图图
3、1.3 横向框架组成的空间结构1.2.3 结构构件截面尺寸和材料的选择一、基础顶面设计标高的确定根据工程地质条件,地基持力层可设在中粗沙层上,该层距室外地面2.0m4.8m之间,现选用桩基础,故取基础顶面距离室外设计地面1.05m处。二、楼板厚度的确定根据平面布置,单向板的最大跨度为3m,按刚度条件,板厚为L/40=3000/40=75mm;按构造要求,现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为60mm;综合荷载等情况考虑,取板厚h=100mm.三、框架梁截面尺寸确定1、横向框架梁:横向框架梁的最大跨度为7000mm,横向框架梁高h=(1/81/12)l=(1/81/12)7000=875mm583mm
4、,取h=700mm;横向框架梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)700=350mm233mm, 取b=300mm 2、 纵向框架梁:纵向框架梁高h=(1/81/12)l=(1/81/12)7000=875mm583mm,取h=700mm;纵向框架梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)700=350mm233mm, 取b=300mm 四、框架柱截面尺寸确定关于多层框架结构,不管是从受力方面的考虑,或者以柱的净高出发,都导致底层最复杂。底层高H=4.2m,柱截面高度取h=(1/151/20)H=(1/151/20)4200=280mm210mm。又因为抗震设防烈度为6度,房屋高度为2
5、0.7m0.7,故该框架为规则框架。2.4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2.4.1横向自振周期的计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1(s)可按下式计算:T1=1.7T (uT)1/2注:集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,取0.6。uT按以下公式计算:VGi=Gk(u)i= VGi/D ij uT=(u)k注:D ij 为第i层的层间侧移刚度。 (u)i为第i层的层间侧移。 (u)k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。各层假设的结构顶点侧移如下:表2.5 结构顶点
6、的假想侧移计算层次Gi(KN)VGi(KN)D i(N/mm)ui(mm)ui(mm)69674.659674.651478486.544132.39559612.7319287.3814784813.045125.85149612.7328900.1114784819.547112.80839612.7338512.8414784826.04993.25929612.7348125.5714784832.55167.2119960.0958085.6816759034.65934.659T1=1.7T (uT)1/2 =1.70.6(0. 132395)1/2=0.371(s)2.4.2水平
7、地震作用及楼层地震剪力的计算该办公楼高20.7m,20.7mT1=0.371s,则不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算: Fi=GiHiFEk(1-n)/(GkHk)地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk(i=1,2,n)各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图:2.4.3多遇水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移(u)i和顶点位移u i分别按下列公式计算:(u)i = Vi/D iju i=(u)k根据抗震规范,各层层间弹性位移角e=(u)i/hi,考虑砖填充墙抗侧力作用,层间弹性位移角限值e1/550。2.4.4水平地震作
8、用下框架内力计算(1)框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算Vij=DijV i /DijM bij=Vijyh M uij=Vij(1-y)hy=yn+y1+y2+y3注:yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 y框架柱的反弯点高度比。底层柱需考虑修正值y2,第二层柱需考虑修正值y1和y3,其它柱均无修正。(2) 各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表表2.6 各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表杆件号柱下端柱上端杆件号柱下端柱上端MNVMNVMNVMNV188.22144.75-32.18-46.62144.74-32.812-88.257142.91-32.12-46.63142.95-32.12 3-88.05144.01-32.12-46.53144.01-32.124-87.954143.42-32.2-46.43143.44-32.02 5-87.75 142.63-31.92-46.43