现浇混凝土框架结构设计
31.8 20.67
图 7 左风载作用下结构计算简图
四、内力计算、组合及截面设计。
(用结构力学求解器计算荷载作用下的内力,用 excel 进行内力组合及截面设计 和验算) 1.恒载作用下内力计算
恒载作用下框架弯矩图( kN m )
恒载作用下框架剪力图( kN ) 恒载作用下框架轴力图 ( kN )
gB gC 86.53kN
(4)楼面框架节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重 粉刷 木框玻璃窗自重 窗下墙体自重 内粉刷+外瓷砖
18.75kN 2.58kN 3.6×2.4×0.3=2.59kN 0.2×1.28×3.6×18=16.59kN 0.9×3.6×﹙0.36+0.5﹚×0.5=2.79kN
g7BC2 0kN / m (2)楼面框架梁线荷载标准值:
120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板
0.12×25=3.0 kN / m2
构造层 楼面恒荷载 边跨框架梁及梁侧粉刷
1.56 kN / m2 4.86 kN / m
边跨填充墙自重
0.2×﹙4.2-0.6﹚×18=12.96 kN / m
墙面粉刷
目录 一、 设计资料 ···················· ( ) 二、 结构布置及计算简图 ············ ( ) 三、 荷载计算 ··················· ( ) 四、 内力计算及截面组合 ············ ( ) 五、 节点及构造要求 ·············· ( ) 六、 梁柱配筋表 ················· ( )
0 0.5kN / m2
计算过程如下表,z 为框架节点至室外地面高度,A 为一榀框架各层节点的
受风面积。
风载计算表(表 1)
层次
z
s
z (m) z
0 ( kN / m2 ) A
Pw ( kN )
7
1.0 1.3 30.8
1.431 0.5
6
1.0 1.3 26.6
1.362 0.5
5
配置2肢8@200箍筋,箍筋用HPB235级钢筋( fyv 210N / mm2 ),则
0.7ftbh0 1.25fyv Asvh0 / s 169.67 74.90 244.57 KN Vmax ,满足要求. 配箍率: sv Asv / bs 101(/ 300 200) 0.168% 0.24ft /fyv 0.241.43 / 210 0. 163% 满足要求。 BC 跨:Vmax 149.64KN 0.25cfcbh0 0.25114.3 250 365 326.22KN ,故截 面尺寸满足要求。 0.7ftbh0 0.7 1.43 250 365 91.34 KN Vmax ,需要按计算配置箍筋.
窗边墙体自重 2~5 层:(2.4-0.45)×2.4×2×0.2×18=33.7kN
6~7 层:(2.4-0.5)×2.4×2×0.2×18=34.56 kN
内粉刷+外瓷砖 框架柱自重
内粉刷+外瓷砖
(2.4-0.425)×2.4×(0.5+0.36)=4.075 kN 2~5 层: 0.45×0.55×4.2×25=25.99kN 6~7 层: 0.4×0.5×4.2×25=21kN 2~5 层: 0.36×4.2×0.95=1.44kN 6~7 层: 0.36×4.2×0.8=1.21kN
2.活载作用下内力计算 活载作用下框架的弯矩图( kN m )
活载作用下框架的剪力图( kN ) 活载作用下框架的轴力图( kN )
3.风载内力计算 由力学求解器得到左风作用下与右风作用下的内力值大小一样,方向相反。
左风载作用下框架的弯矩图( kN m )
左风载作用下框架的剪力图( kN )
2.0kN / m2 。 5. 墙体采用灰砂砖,重度 18kN / m3 ,外墙贴瓷砖,墙面重 0.5kN / m2 ,
内墙采用水泥粉刷,墙面重 0.36kN / m2 。 6. 木框玻璃窗重 0.3kN / m2 ,木门重 0.2kN / m2 。 7. 梁的混凝土等级为 C30,柱的混凝土等级为 C35,钢筋为 HRB400。
2×﹙4.2-0.6﹚×0.36=2.59 kN / m
中跨框架梁及梁侧粉刷
2.7 kN / m
因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为:
gAB1 gCD1 4.86 12.96 2.592 15.552kN / m
gBC1 2.7kN / m
g AB2 gCD2 4.56 6 27.36kN / m
图 1 建筑平面图
图 2 建筑剖面图
二、 结构布置及结构计算简图的确定
平面布置如图 3。 边跨(AB、CD 跨)梁: h l / 12 7000 / 12 583.3mm ,取 h 600mm , b 300mm 。 中跨(BC 跨)梁:取 h 400mm , b 250mm 。 边柱(A 轴、D 轴)连系梁: h l / 15 7000 / 15 466.7mm ,取 h 500mm , b 250mm 。 中柱(B 轴、C 轴)连系梁:取 h 400mm , b 250mm 。 1~5 层柱截面: b h 550mm 450mm 。 6、7 层柱截面: b h 500mm 400mm 。 结构计算简图如图 4。
x
左风载作用下框架的轴力图( kN )
x
4.框架梁的正截面及斜截面配筋设计 (1)正截面计算配筋见附表。 (2)斜截面计算在附表中,可以查出该建筑物的 AB 跨梁斜截面最大剪力为 222.069KN,BC 跨斜截面最大剪力为 198.94KN。 AB 跨: Vmax 222.069KN 0.25cfcbh0 0.25114.3 300 565 605.96KN ,故 截面尺寸满足要求。 0.7ftbh0 0.7 1.43300 565 169.67 KN Vmax ,需要按计算配置箍筋.
连系梁传来楼面自重
6/2×6/2×4.56=41.04kN
因此,中间层边节点集中荷载 2 ~ 5层 : gA gD 149.48kN 6 ~ 7层 : gA gD 145.23kN
中柱连系梁自重 粉刷
15kN 1.296kN
内纵墙自重
2~5 层: ﹙6-0.45﹚×﹙4.2-0.5﹚×0.2×18=73.525kN
0.4×0.25×25=2.5 kN / m
梁侧粉刷
2×﹙0.4-0.12﹚×0.36=0.202 kN / m
因此,作用在顶层框架梁上的线荷载:
g7 AB1 g7CD1 4.5 0.35 4.86kN / m
g7BC1 2.5 0.202 2.7kN / m
g7 AB2 g7CD2 6.24 6 37.44kN / m
图 3 结构平面图
图 4 结构计算简图 求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取 I 2I0 ,各梁柱线刚度标在结 构计算简图中。 AB、CD 跨梁: i 2 0.3 0.63E / 7.0 / 12 15.4310 4 E(m3) BC 跨梁: i 2 0.25 0.43E / 1.5 / 12 17.7810 4 E(m3) 底层柱: i 0.45 0.553 E / 6.1/ 12 10.2310 4 E(m3) 2~5 层柱: i 0.45 0.553E / 4.2 / 12 14.8510 4 E(m3) 6、7 层柱: i 0.4 0.53 E / 4.2 / 12 9.9210 4 E(m3)
PA PD 6 / 2 6 / 2 2 18kN / m PB PC 6 / 2 6 / 2 2 0.75 6 2 0.5 22.5kN / m 活载作用下的结构计算简图如图 6。
图 6 活荷载作用下结构计算简图 3.风荷载计算 计算公式 z s z 0 ,计算简图如图 7 因 结 构 高 度 为 30.2 略 大 于 30m , 可 取 z =1.0 , 对 于 矩 形 平 面 s =1.3 ,
配置2肢8@150 箍筋,箍筋用HPB235级钢筋( fyv 210N / mm2 ),则
0.7ftbh0 1.25fyv Asvh0 / s 91.34 64.5 155.84 KN Vmax ,满足要求. 配箍率: sv Asv / bs 101(/ 300150) 0.224% 0.24ft /fyv 0.241.43 / 210 0. 163% 满足要求。
6~7 层: 1.44kN
连系梁传来楼面自重
6/2×6/2×4.56+0.75×6×4.56=51.3kN
因此,中间层中节点集中荷载 2 ~ 5层 : gB gC 173.475kN 6 ~ 7层 : gB gC 169.05kN
计算简图如图 5。
图 5 恒载作用下结构计算简图 2.活载计算 P7 AB P7CD 2 6 12kN / m P7BC 0kN / m P7 A P7D 6 / 2 6 / 2 2 18kN / m P7B P7C 6 / 2 6 / 2 2 0.75 6 2 22.5kN / m PAB PCD 2.0 6 12kN / m PBC 0kN / m
2. 楼面和层面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构,板厚 120m。 3. 层面采用柔性防水,层面构造层的恒载标准值为 3.24kN / m2 ,层面为不
上人屋面,活荷载标准值为 2kN / m2 。 4. 楼 面 构 造 层 的 恒 载 标 准 值 为 1.56kN / m2 , 楼 面 活 荷 载 标 准 值 为
三、荷载计算
1.恒载计算 (1)屋面框架梁线荷载标准值:
120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板