一.工程概况1.1结构方案(一)结构体系考虑该建筑开间进深层高较大,根据“抗震规范”第6.1.1条,框架结构体系选择大柱网布置方案。
(二)结构抗震等级该全现浇框架结构处于8度(0.2g)设防区,建筑为六层,底层柱高4.2m,其他层柱高为3.6m;场地为II类场地,地震分组为第二组。
“根据抗震规范”第6.1.2条,确定结构抗震等级(三)楼盖方案考虑本工程楼面荷载较大,对于防渗、抗震要求较高,为了符合适用、经济、美观的原则和增加结构的整体性及施工方便,采用整体现浇梁板式楼盖。
(四)基础方案根据工程地质条件,考虑地基有较好的土质,地耐力高,采用柱下独立基础,并按“抗震规范”第6.1.14条设置基础系梁。
二.结构布置及梁柱截面2.1结构布置见图1CBA图1 结构布置图2.2各梁柱的截面尺寸三.重力荷载代表值的计算荷载标准值按《荷载规范》取用:3.1屋面荷载标准值屋面恒载标准值: 5.95 KN/m2屋面活载标准值(不上人):0.5 KN/m2屋面雪荷载标准值:0.75 KN/m23.2楼面荷载标准值楼面恒载标准值 3.80 KN/m2楼面活载标准值 2.50 KN/m23.3墙体自重标准值外墙体均采用250厚加气混凝土块填充,内墙均采用200厚加气混凝土块填充。
内墙抹灰,外墙贴面砖。
建筑外围均有填充墙,底层②、⑦轴设有内横墙,二~六层②、④、⑥、⑦轴设有内横墙。
底层外墙线荷载(考虑开门、窗)标准值 6.84 KN/m内墙线荷载(考虑开门、窗)标准值 5.96 KN/m标准层外墙线荷载(考虑开门、窗)标准值 5.70 KN/m内墙线荷载(考虑开门、窗)标准值 4.95 KN/m240厚砖砌女儿墙线荷载标准值 3.60 KN/m3.4梁柱自重:3.5墙体(一)第一层内墙总重 (12 6.63256) 5.96686.59KN ⨯+⨯+⨯⨯= 外墙总重 (6.6461034) 6.84467.86KN ⨯+⨯+⨯⨯=楼面面积 2475.2m楼面恒载 3.8475.21805.76KN ⨯= 楼面活载 2.5475.21188KN ⨯= 一层重力代表值1+0.5762.3540(428.96337.550.63) 1.05(686.59467.86)/22(570.24560.88)/21805.760.511885084.2G G G KN =+=+++⨯++++++⨯=活恒 注:梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。
(二)第二至五层内墙总重 (12 6.63256) 4.95570.24KN ⨯+⨯+⨯⨯= 外墙总重 (6.6461034) 5.7560.88KN ⨯+⨯+⨯⨯= 楼面面积 2475.2m 楼面恒载 3.8475.21805.76KN ⨯= 楼面活载 2.5475.21188KN ⨯= 二至六层重力代表值2-5+0.5(428.96337.550.63540) 1.05570.24560.881805.760.511884955.82G G G KN==+++⨯++++⨯=活恒注:梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。
(三)第六层女儿墙总重 (6.6461034) 3.6354.24KN ⨯+⨯+⨯⨯= 屋面面积 2475.2m屋面恒载 5.95475.22827.4KN ⨯=屋面活载 0.5475.2237.2KN ⨯= 屋面雪荷载 0.75475.2356.4KN ⨯= 屋顶重力代表值+0.5428.96337.550.63540570.24560.88354.242827.44(237.6356.4)0.54722.792G G G KN=+++++=++++⨯=活屋恒四. 结构自振周期的计算4.1横梁线刚度b i 的计算4.2柱线刚度c i 的计算:4.3各层横向侧移刚度计算:(D 值法)(一)第一层①、A-1、A-8、C-1、C-8(4根角柱)443.91010/5.450.72K ⨯=⨯=(0.5)/(2)0.45K K α=++=这四根柱的抗侧刚度均相等为:24211012/0.4512 5.45/4.216683.7/A c D i h KN m α-=⨯=⨯⨯⨯=8A D -=1C D -=8C D -=1A D -②、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7(12根边柱)4410105.2/5.450.95K ⨯=⨯=(0.5)/(2)0.49K K α=++=这12根柱的抗侧刚度均为:24221012/0.4912 5.45/4.218166.7/A c D i h KN m α-=⨯=⨯⨯⨯= 2727......A A C C D D D D ----===③、B-1、B-8 (2根边柱)4443.910 3.91010()/5.45 1.43K ⨯⨯=+⨯=(0.5)/(2)0.56K K α=++=这两根柱的抗侧刚度为:242181012/0.5612 5.45/4.220761.9/B B c D D i h KN m α--==⨯=⨯⨯⨯=④、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7(6根中柱)4445.210 5.21010()/5.45 1.91K ⨯⨯=+⨯=(0.5)/(2)0.62K K α=++=这六根柱的抗侧刚度均为:24221012/0.6212 5.45/4.222986.4/B c D i h KN m α-=⨯=⨯⨯⨯= 27...B B D D --=则第一层柱的总抗侧刚度均为:1121241226416683.71218166.7220761.9622986.4464177.4/A A B B D D D D D KN m----∑=⨯+⨯+⨯+=⨯+⨯+⨯+⨯= 3.2第二~六层①、A-1、A-8、C-1、C-8(4根角柱)443.91010(2)/(2 4.34)0.9K ⨯=⨯⨯⨯=/(2)0.31K K α=+=这四根柱的抗侧刚度均为:24211012/0.3112 4.34/3.612457.4/A c D i h KN m α-=⨯=⨯⨯⨯= 1818A A C C D D D D ----===②、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7(12根边柱)445.21010(2)/(2 4.34) 1.2K ⨯=⨯⨯⨯=/(2)0.375K K α=+=这12根柱的抗侧刚度均为:24211012/0.37512 4.34/3.615069.4/A c D i h KN m α-=⨯=⨯⨯⨯= 2727......A A C C D D D D ----===③、B-1、B-8 (2根)443.91010(2)2/(2 4.34) 1.8K ⨯=⨯⨯⨯⨯=/(2)0.47K K α=+=这两根柱的抗侧刚度均为:242121012/0.4712 4.34/3.618887.04/B B c D D i h KN m α--==⨯=⨯⨯⨯=④、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7(6根中柱)441010(2 5.2)2/(2 4.34) 2.4K ⨯=⨯⨯⨯⨯=/(2)0.55K K α=+=这六根柱的抗侧刚度为:24221012/0.5512 4.34/3.622101.9/B c D i h KN m α-=⨯=⨯⨯⨯=则第二层柱到第六层柱的总抗侧刚度均为:261212...41226412457.41215069.4218887.04622101.9401049.1/A A B B D D D D D D KN m----∑==∑=⨯+⨯+⨯+=⨯+⨯+⨯+⨯= 4.4结构基本自振周期1T 的计算:基本自振周期1T (s )可按下式计算:1 1.7T ψ=注:T ψ假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值i G 作为水平荷载而算得的结构顶点位移。
T ψ结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,取值范围为0.6~0.7(填充墙的系数取小一点的),所以T ψ取0.6。
T ψ按以下公式计算:Gi i V G =∑/i Gi ij u V D ∆=∑61u i i u =∆=∆∑注:ij D ∑为第i 层第j 号柱的层间侧移刚度。
i u ∆为第i 层的层间侧移。
u ∆为框架顶点总位移。
n 为框架结构的总层数。
结构顶点的假想侧移计算过程见下表,其中第六层的i G 为6G 和G 屋之和。
结构顶点的假想侧移计算:1 1.70.6)T T s ψ=⨯所以基本自振周期为0.51s 。
五. 水平地震作用计算本结构高度不超过40m,质量和刚度分布比较均匀,变形以剪切变形为主,故可用底部剪力法来计算水平地震作用,即:5.1结构等效总重力荷载代表值eq G0.85eq i G G =∑0.85(5084.24955.8244722.79)25185.73KN =⨯+⨯+=5.2计算水平地震影响系数1α查表可得场地为二类场地,地震分组为第二组时的特征周期值为:0.05ς=,0.40g T s =,0.9γ=,21η=;查表可得多遇地震情况下8度设防情况下,设计基本加速度为0.15g 时,max 0.16α=;设计基本加速度为0.3g 时,max 0.24α=。
本任务书为该全框架处于8度(0.2g )设防区。
所以根据插入法可得设计基本加速度为0.2g 时:max 0.240.160.16(0.20.15)0.1870.30.15α-=+⨯-=-,则水平地震影响系数1α为:0.90.91max 10.4()()0.1870.150.51g T T αα==⨯=。
5.3计算结构总的水平地震作用标准值Ek F 及用底部剪力法分配10.1525185.733777.86Ek eq F G KN α==⨯=,因为10.51 1.40.56g T s T s =<=,所以不用考虑顶部附加的地震作用影响,: 其它各层的水平地震作用为:1i ii Ek njjj G H F F G H==∑;地震作用下各楼层水平地震层间剪力i V 为:(,1,2...6)i k V F i k =∑=。
计算过程如下表:各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表注:集中于各质点的重力荷载i G ,为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱等重量。
各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图见图2六. 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k u ∆和顶点位移i u 分别按下列公式计算:/k i ij u V D ∆=∑; i k u u =∑∆。