六层框架办公楼设计计算书 - 图文

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2.2 柱网及计算单元选取

框架结构的计算单元如图所示，取4轴上的一榀框架计算（取相邻两个柱距的各1/2宽作为计算单元）。

假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至一层楼面，根据基顶标高、地质条件、室内外高差初定底层柱高为h=4.8+0.45+0.8=6.05m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，故均为3.6m。

框架结构的柱网及计算单元简图2.1所示：

图2.1 柱网及计算单元选取简图

2.3 框架截面尺寸

2.3.1 框架梁截面尺寸

因为梁的跨度较接近，可取跨度较大者进行计算，L=7800mm

h= (1/8 ～ 1/12)L=（1/8 ～ 1/12）?7.8m=0.650 ～ 0.975m， 取h=0.70m b=（1/2 ～ 1/3）h= （1/2 ～ 1/3）?0.7m= 0.233 ～ 0.350m ，取b=0.25m 因此，框架梁初选截面尺寸为b×h=250mm×700mm。

中间框架梁由于跨度小，截面尺寸取为b×h=250mm×500mm。 2.3.2 框架柱截面尺寸

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??Fgzn 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。

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2

gz 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m。

n为验算截面以上的楼层层数。 （2）AC?N/?nfc

注：?n为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.9。

fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm。 计算过程如下：

对于边柱：

2

N??Fgzn=1.3×4.2×7.8÷2×14×6=2247.34（KN）

AC?N/?nfc=2247.34×103/0.9/14.3=174618.49（mm） A=417.87mm 取b×h=500mm×500mm 对于内柱：

2

N??Fgzn=1.25×4.2×（7.8+2.4）×14÷2×6=2249.10（KN）

AC?N/?nfc=2249.10×103/0.9/14.3=174755.24（mm） A=418.04,mm 取b×h=500mm×500mm 因此，初选柱的截面尺寸为b×h=500mm×500mm。 2.3.3楼板厚度（采用双向板）

h=L/40=4200mm/40=105mm ，取板厚为110mm。 框架几何尺寸图详见图2.2、图2.3。

2

2.4 梁柱的计算高度（跨度）

梁柱的跨度，取轴线间距，边梁跨为7.8m，中间梁跨度为2.4m 底层柱高，设底层柱高为6.05m, 其它层柱高为3.6m

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图2.2框架几何尺寸图

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图2.3框架几何尺寸

2.5 梁、柱相对线性刚度计算

框架在竖向荷载作用下，可忽略节点侧移，按刚性方案设计，在水平荷载作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计.

相对线刚度计算如下：C30混凝土的弹性模量Ec=3×104N/mm2=3×1010N/㎡

11柱惯性矩：Ic?bh3?×0.54=0.0052 m4

1212EI底层柱线刚度：ic?cc=3×1010×0.0052÷6.05=2.5785?107N·M

HEI其余各层柱线刚度：ic?cc=3×1010×0.0052÷3.6=4.3403?107N·M

H1边跨梁AB、CD惯性矩：Ib?1.5I0?1.5?bh3 ==0.0107 m4

12EI边跨梁AB、CD的线刚度：ib?cb=3×1010×0.0107÷7.8=4.1226?107N·M

L1中间跨梁BC的惯性矩：Ibc?2I0?2?bh3=2?0.25?0.53÷12=0.0052m4

12EI中间跨梁BC的线刚度：ibc?cbc=3×1010?0.0052÷2.4=6.5104?107N·M

L梁、柱相对线性刚度计算： 设当边跨梁AB、CD的线刚度ib?EcIb=4.1226?107N·M 时 M=1， L则：ib2=6.5104/4.1226 M=1.58 ic1=2.5785/4.1226 M=0.63 ic2=4.3403/4.1226 M=1.05 详见计算简图2.4

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