计算书（终稿） - 图文

河南工程学院汇知教学楼设计

2 框架截面尺寸估算及计算简图

2.1 结构平面布置

（1）根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面、立面和剖面设计，主体结构共5层。

（2）结构采用双向承重，整体性和受力性能都很好。

（3）外墙采用240mm厚水泥空心砖，内墙采用240mm加气混凝土砌块轻质隔墙。

（4）混凝土等级选用：梁、板、柱均选用C30。

根据建筑功能要求及框架结构体系，通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案，本设计取主体结构进行计算分析。如图2-1。

图2-1 柱网平面布置图

2.2 框架梁截面尺寸估算

框架梁、柱的截面尺寸应满足承载力、刚度和施工的要求，设计尺寸时可参考以往经验确定，同时满足构造要求。以下给出截面尺寸估算公式：

纵向框架梁：h=(1/8~1/12)L= (1/8~1/12) ×4200(取跨度较大)=350~525 L—纵向外柱距，取h=400mm

b=(1/2~1/3)h=133.3~200，考虑构造要求取b=250mm 横向边跨梁：h=(1/8~1/12)L= (1/8~1/12) ×7500=625~937.5

L—纵向外柱距，取h=700mm

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b=(1/2~1/3)h=233.3~350，取b=300mm 横向中跨梁：h=(1/8~1/12)L= (1/8~1/12) ×3000=250~375

L—纵向外柱距，考虑构造要求取h=400mm b=(1/2~1/3)h=133.3~200，考虑构造要求取b=300mm

2.3 框架柱截面尺寸估算

βSgEn?fc?μc? (2-1)

式中：

??C?—根据抗震设防烈度为7度时取0.85，

?—边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，

gE—各层的重力荷载代表值取14kN/m2

S—柱的负荷面积，如图2-2所示，

对于边柱为4.20×3.75=15.75m2， 对于中柱为4.20×5.25=22.05m2

图2-2 柱的负荷面积

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边柱AC1??SgEn1.3?15.75?14?5=133.64×103mm2 ?fc??c?14.3?0.85中柱AC2??SgEn1.25?22.05?14?5=179.90×103mm2 ?fc??c?14.3?0.85如取柱截面为矩形，初选柱的截面尺寸为：

边柱为b×h=500mm×500mm=250.0×103mm2>133.64×103mm2 中柱为b×h=500mm×500mm=250.0×103mm2>179.90×103mm2

2.4 楼板柱截面尺寸估算

h?11×4.20m=0.093m，取楼板厚h=100mm l?45452.5 框架计算简图的确定

框架的计算单元如图2-3所示，取⑤轴的一榀框架计算。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，故梁跨等于轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼层，基顶的标高根据地址条件室内外高差定为1.00m，一层楼面标高为3.900m，室内外高差为0.60m。

故底层的柱子高度=1.00+3.90=4.90m，二层柱高楼面算至上一层楼面(即层高)故均为3.90m。由此给出框架计算简图如图2-3所示。

图2-3 框架截面尺寸图

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3 框架结构刚度参数计算

3.1 梁柱线刚度计算

框架侧移刚度横梁线刚度ib计算过程见表3-1，柱线刚度ic计算结果见表3-2。

i表3-1 横梁线刚度b计算表

层类别 次 边梁 1~5 中梁 1~5 Ec(N/m) b?h(mm) I0(mm) 4l(mm) EcI0/l 1.5EcI0/l (KN?m)2EcI0/l(KN?m) (N?mm) 3.43×1010 1.60×1010 3.0×104 3.0×104 300×700 300×400 8.58×109 0.16×109 7500 3000 51450.0 24000.0 68600.0 32000.0 i表3-2 柱线刚度c计算表

层次 2~6 1 h0(mm) Ec(N/mm2) 2b?h(mm) I0(mm) 4EcI0/l(KN?m) 3900 4900 3.0×104 3.0×104 500×500 500×500 0.521×109 0.521×109 40064.1 31887.8 3.2 柱的抗侧刚度计算

ic （1）底层：K??ib/?ic，?c?0.5?K，D??c?1222?Kh（2）标准层：K??ib/?ic，?c?故横向框架的侧移刚度见表3-3

12iK，D??c?2c 2?Kh表3-3 横向框架各层侧向D值

构件名称 A/D轴柱 B/C轴柱 A/D轴柱 B/C轴柱 2~3层 边框梁 A/D轴柱 B/C轴柱 K 1.284 1.883 1.712 2.511 1.284 1.883 ?c 0.391 0.485 0.461 0.557 0.391 0.485 Di 12360 15329 14579 17595 12360 15329 ?Di 合计 边框梁 5层 中框梁 49439 61317 882930 349904 422270 49439 882930 61317

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