模板抗震框架設(shè)計計算書

1、抗震框架設(shè)計計算書1設(shè)計資料1本工程為某三層（局部四層）倉庫，本工程0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高4.000米。常見地下水位在天然地坪（即絕對標(biāo)高3.700米）下0.500米處。2屋面做法：4毫米厚防水卷材；20毫米厚水泥砂漿找平層；40毫米厚C20細(xì)石混凝土內(nèi)配4200雙向鋼筋網(wǎng)；25毫米厚擠塑泡沫保溫隔熱板；現(xiàn)澆混凝土板下做20毫米厚紙筋粉底。3樓面做法：20毫米厚水泥砂漿找平層；現(xiàn)澆鋼筋混凝土板；板下20毫米厚紙筋粉底。4樓、屋面使用可變荷載：樓面可變荷載由指導(dǎo)教師指定；上人屋面為：2.0；不上人屋面為：0.5；樓梯為：2.5。 5材料：混凝土：基礎(chǔ)C25；上部結(jié)構(gòu)C25。 墻體：0.000以

2、下采用MU10標(biāo)準(zhǔn)磚，M5水泥砂漿；0.000以上采用MU10多孔磚，M5混合砂漿。外墻均為14毫米厚1：3水泥砂漿底，6毫米厚1：1水泥砂漿加107膠貼白色面磚。內(nèi)墻用18毫米厚1：6混合砂漿，2毫米厚紙筋灰面，刷白色內(nèi)墻涂料二度。外墻采用多孔承重空心磚砌筑，內(nèi)墻采用非承重空心磚砌筑，墻厚均為200毫米。2.結(jié)構(gòu)的選型與布置根據(jù)結(jié)構(gòu)承重體系確定框架梁、柱的截面尺寸，確定板的厚度，確定次梁位置及截面尺寸，確定樓梯的形式與尺寸。2.1結(jié)構(gòu)的選型結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，設(shè)計地震分組為第1組；建筑抗震設(shè)防類別為丙類。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級。

3、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別：上部為I類。設(shè)計基準(zhǔn)期50年。本工程場地土為III類場地土。采用橫向框架承重結(jié)構(gòu)；一、二、三層層高3.6m，四層層高2.7m。柱網(wǎng)及平面布置方案如圖1，混凝土強度等級為C25。2.2結(jié)構(gòu)的布置板、梁、柱截面尺寸初估1）板的厚度h連續(xù)雙向板：hl/50= 2000/40 =40mm 且h80mm樓面板為 100mm屋面板為 100mm2）主梁截面高度: hb=（1/121/8）l；取hb= 600mm1 / 25截面寬度：bb（1/31/2）hb；取bb= 300mm3）連續(xù)梁截面高度: hb=（1/121/18）l；取hb= 400mm截面寬度與墻厚相同；取bb= 200

4、mm4）次梁截面高度: hb=（1/121/18）l；取hb= 400mm截面寬度：bb（1/31/2）hb；取bb= 200mm5）框架柱角柱：F=1.9×2.95=5.605m2 =1.2×5.605×12×4=322.848KN 31918mm2邊柱：F=4.35×2.95=12.833m2 =1.2×12.833×12×3+1.2×5.605×12=635.098KN 62788mm2中柱：F=4.35×5.85=25.448m2 =1.2×25.448×1

5、2×3+1.2×5.605×12=1180.066KN 116665mm2取柱截面為：400×400mm則 Ac=160000 mm2>116665 mm23.結(jié)構(gòu)平面布置圖與計算簡圖4.重力荷載代表值計算4.1 五層荷載4mm防水卷材 0.05 KN/m220mm水泥砂漿 0.02×20=0.4 KN/m240mmC20細(xì)石混凝土 0.04×25=0.34 KN/m225mm技術(shù)泡沫保溫隔熱板 0.025×0.5=0.01 KN/m2100mm鋼筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m220mm紙筋粉底

6、0.02×16=0.32 KN/m2 恒載：4.28 KN/m2 活載：0.5 KN/m2樓板自重：4.28×（3.5×5.9+3.8×5.9）=184.34 KN主梁自重：（0.6-0.1）×0.3×5.1×25×4=76.5 KN次梁自重：（0.4-0.1）×0.2×（2.95×4+3.25×4）×25=37.2 KN屋頂泛水自重：（3.3+5.7+3.6+5.7）×2×0.3×0.1×25=27.45 KN樓板總重：18

7、4.34+76.5+37.2+27.45=325.49 KN4.2 四層荷載4mm防水卷材 0.05 KN/m220mm水泥砂漿 0.02×20=0.4 KN/m240mmC20細(xì)石混凝土 0.04×25=0.34 KN/m225mm技術(shù)泡沫保溫隔熱板 0.025×0.5=0.01 KN/m2100mm鋼筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m220mm紙筋粉底 0.02×16=0.32 KN/m2 恒載：4.28 KN/m2 活載：2.0 KN/m2柱自重：0.4×0.4×2.7×8×25=86.4

8、KN門窗自重：（2.4×2.3+1.5×2.0）×2×0.5=8.52 KN墻自重：2.1×5.1×4+2.3×（2.8+3.1）×2-（2.4×2.3+1.5×2）×2×4.1=217.05 KN柱、墻、門窗總重：86.4+8.52+217.05=311.97 KN女兒墻自重：1.2×（5.8×2+47.9+40.4）×4.1=491.51 KN樓板自重：4.28×47.9×6+5.9×（5.1×8-0.

9、2）=2255.3 KN懸跳板自重：3.22×0.9×47.9×2=277.63 KN主梁自重：（0.6-0.1）×0.3×（5.6+5.1）×11×25=441.38 KN次梁自重：（0.4-0.1）×0.2×（47.9-0.4×11）×3+（41.1-0.3×11）×4+（2.95+3.25）×2=441.15 KN女兒墻加樓板總重：491.51+2255.3+277.63+441.38+441.15=3906.97 KN4.3 三層荷載柱自重：0.4

10、×0.4×3.6×33×25=475.2 KN內(nèi)墻自重：3.0×5.1×2×3.8=116.28 KN門窗自重：（2.4×2.3×4+2.7×2.3×16）×0.5=60.72 KN外墻自重：3.2×（47.9-0.4×11）×2+（11.9-0.4×3）×2×3-121.44×4.1=906.76 KN樓梯荷載：梯段斜長：=3.3 m軸樓梯自重：（3.3×0.1+11×0.26

11、5;0.15/2）×（2.95-0.2）+2.74×2.95×0.1×25=57.64KN板底紙筋粉：3.3×（2.95-0.2）+2.74×2.95 ×0.32=5.49 KN軸樓梯自重：3.3×0.1+11×0.26×0.15/2×（3.25-0.2）+2.74×3.25×0.1×25=63.78 KN板底紙筋粉：3.3×（3.25-0.2）+2.74×3.25 ×0.32=6.07 KN樓梯活荷載：（2.95+3.25-

12、0.4）×5.6×2.5×0.5=40.6 KN樓梯總重：57.64+5.49+63.78+6.07+40.6=173.58 KN柱、墻、門窗總重：475.2+116.28+60.72+906.76=1558.96 KN板荷載：20mm水泥砂漿 0.02×20=0.4 KN/m2100mm鋼筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m220mm紙筋粉底 0.02×16=0.32 KN/m2 恒載：3.22 KN/m2 活載：3.5 KN/m2樓板自重：（3.22+3.5×0.5）×47.9×6+5.9

13、15;（5.1×8-0.2）=2618.89 KN主梁自重：（0.6-0.1）×0.3×（5.6+5.1）×11×25=441.38 KN次梁自重：（0.4-0.1）×0.2×（47.9-0.4×11）×3+（41.1-0.3×11）×4+（2.95+3.25）×2=441.15 KN樓板總重：2618.89+441.38+441.15=3501.42 KN4.4 一層荷載柱自重：0.4×0.4×4.6×33×25=607.2 KN門窗

14、自重：（2.7×2.3×16+2.4×2.3×2+1.8×3.2×2+×0.9×2）×0.5=61.86KN內(nèi)墻自重：（5.1×2+3.8）×3+3.4×3.2-0.9×2 ×3.8=194.1 KN外墻自重：4.2×（47.9-0.4×11）×2+4×（11.9-0.4×3）×2-（2.7×2.3×16+2.4×2.3×2+1.8×3.2

15、5;2） ×4.1=1349.23 KN樓梯總重：173.58 KN柱、墻、門窗、樓梯總重：607.2+61.86+194.1+1349.23+173.58=2385.97 KN4.5 重力荷載代表值5.框架剛度計算5.1 梁剛度計算部位b×h(m2)跨 度 L（m）I0=（m4）樓梯邊梁邊梁中間梁I0= Ib（m4）Ib=(KNm)I0= 1.5Ib（m4）Ib=(KNm)I0= 2Ib（m4）Ib=(KNm)AC0.3×0.665.4×10-38.1×10-33.78×10410.8×10-35.04×104C

16、D0.3×0.65.55.4×10-35.4×10-32.75×1048.1×10-34.12×10410.8×10-35.5×104注： C25混凝土， Ec=28×106。5.2柱的抗側(cè)移剛度（采用D值法）各柱的標(biāo)號如平面布置圖所示對一般層 對底層 柱的抗側(cè)移剛度如下表層次層高（m）柱號根數(shù)Kic(KNm)12/h2（1/m2）D=ic104(KN/m)D104(KN/m)樓層Di104(KN/m)42.7Z222.410.5462.21×1041.6461.9863.97215.024Z3

17、21.550.4371.5903.18Z5230.62.1834.366Z621.860.4821.7533.506233.6Z122.280.5331.66×1040.9260.8191.63832.257Z223.930.6631.0192.038Z321.660.4540.6981.396Z493.040.6030.9278.343Z525.520.7341.1282.256Z622.480.5540.8521.704Z776.350.7601.1688.176Z873.310.6230.9586.70614.6Z122.910.6951.3×1040.5670.51

18、21.02418.646Z225.020.7860.5791.158Z322.120.6360.4690.938Z493.880.7450.5494.941Z527.050.8340.6151.23Z623.170.7100.5231.046Z778.110.8520.6284.396Z874.230.7590.5593.9136自震周期計算（能量法）層次Gi (KN)Gi (KN)Di (KN/m)= (m)=(m)GiGi235410.715410.713225700.01680.1367739.6441101.109325233.9610644.673225700.03300.11996

19、17.551875.243515560.6816205.351864600.08690.0869483.223141.992116205.351850.419218.3449假定各樓層質(zhì)點重力荷載代表值Gi水平作用在質(zhì)點mi上產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形曲線為第一震型，其各質(zhì)點mi的水平位移值為i取填充墻的周期影響系數(shù)為0.7?？傻媒Y(jié)構(gòu)基本自震周期為：7 水平地震作用計算及彈性位移驗算（底部剪力法）7.1水平地震影響系數(shù)的計算由表3-2查的，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為，特征周期=0.45s；由表3-4查的，多遇地震，抗震設(shè)防烈度為7度（設(shè)計地震加速度為0.10g）水平地震影響系數(shù)最大值=0.08。由于

20、 < =0.48s<5所以 =（）0.9=（）0.9×0.08=0.0757.2水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下式求出，即 =Geq=Gi=0.075×0.85×16205.35=1.33.09 KN查表3.5，<0.48s<1.4=0.63s時，不考慮頂部附加地震作用。H1=4.6m H2=8.2m H3=11.8m H4=14.5mGiHi=5560.68×4.6+5233.96×8.2+4929.23×11.8+481.48×14.5=133643.974KN=×10

21、33.09=197.73 KN=×1033.09=331.77 KN=×1033.09=449.62 KN=×1033.09=53.97 KN8 框架各層地震力及彈性位移計算8.1 各層地震剪力 V4=3F4=3×53.97=161.91 KNV3= F3+ F4=449.62+53.97=503.59 KNV2= F2+F3+ F4=331.77+449.62+53.97=835.36 KNV2= F1+F2+F3+ F4=197.73+331.77+449.62+53.97=1033.09 KN8.2 各樓層彈性位移層次hi (m)Vi (KN) D

22、i (KN/m)ui=Vi/ Di(mm)ui/ hi42.7161.911502401.084×10-43 3.6503.59322570 1.564.33×10-42 3.6835.36322570 2.597.19×10-41 4.61033.09186460 5.5412.04×10-4u=ui=10.77mmu/H=10.77/14500=7.43×10-4<1/550=18.18×10-4，滿足要求。9框架內(nèi)力分析按以下步驟：7.1利用式將各樓層地震剪力按D值比例分配到各框架柱，可得各層每根柱的剪力值。7.2通過差查

23、附錄III中的附表得到各柱的反彎點高度比及其修正值（可近似按倒三角形分布的水平荷載查表），再利用式，確定各層各柱的反彎點高度。7.3按式和式計算出每層柱上下端的柱端彎矩。7.4在此基礎(chǔ)上，利用節(jié)點的平衡原理，按式和式，求出每層各跨梁端的彎矩。7.5按式求出梁端剪力。7.6由柱軸力與梁端剪力平衡的條件可求出柱軸力 水平地震作用下的框架柱剪力和柱端彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 柱層D52.7121.5133130151300.114 13.811.430.4215.6621.6243.3330.749577092700.019 6.181.740.459.1811.2233.3630.249577092700.01

24、9 11.781.740.519.4419.4424.3813.528589058500.020 16.652.270.5841.5230.06C52.7177.6145360181500.125 16.561.990.5524.5920.1243.3704.7399260121500.030 8.113.120.513.3713.3733.31199.2399260121500.030 15.443.120.525.4825.4824.31482.322294067800.030 19.294.060.5545.6337.33B43.3704.7399260129400.032 8.633.

25、70.4512.8215.6733.31199.2399260129400.032 16.453.70.527.1427.1424.31482.322294070400.032 20.034.820.5547.3838.76A43.3704.7399260107100.027 7.142.320.4510.6112.9733.31199.2399260107100.027 13.612.320.522.4622.4624.31482.322294063200.028 17.983.020.5542.5334.8水平地震作用下邊框架梁端彎矩剪力及柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值 層數(shù)跨度L梁AB梁CD跨度走道梁柱A

26、柱B柱C柱DL56.220.1221.626.966.96-6.9646.212.799.833.821.1826.888.012.25.8416.789.4310.33-0.9-5.63-3.836.233.0725.069.6921.6728.628.382.225.0617.1817.618.718.32-13.54-13.4926.277.3341.3319.7835.0449.514.092.241.3327.7728.7932.823.02-22.55-33.278框架重力荷載效應(yīng)計算計算框架在重力荷載代表值豎向作用下的內(nèi)力時，作用于框架的重力荷載應(yīng)取結(jié)構(gòu)及構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載

27、組合值之和，可變荷載組合值系數(shù)應(yīng)按表 的規(guī)定取用。本設(shè)計是民用建筑，按此規(guī)定，重力荷載代表值取全部永久荷載、50%的樓面活荷載和50%的雪荷載。由于本設(shè)計結(jié)構(gòu)基本對稱，豎向作用下的框架側(cè)移可以忽略，因此，這里可采用彎矩分配法計算框架內(nèi)力。此時，可以考慮塑性內(nèi)力重分布進(jìn)行梁端負(fù)彎矩調(diào)幅，取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8，梁的跨中彎矩應(yīng)隨之做相應(yīng)的增加。8.1各框架梁上永變的茶載計算。5層：女兒墻：3.4*0.7=2.38Kn/M梁：25*0.25*0.6=3.75KN/M板傳來的梯形荷載：G=(1.5+25*0.11)*3.8/2=8.08KN/M則該跨梁承受的等效均布荷載：4層：AB跨：梁自重：3.75

28、kn/m板傳來的梯形恒載：G=(1.5+25*0.11)*3.8/2*2=16.15N/M等效系數(shù) BC跨梁自重：25*0.2*0.42KN/M板傳來的三角形恒載：g=(1.5+25*0.11)3.8/2=15.20KN/MCD跨：墻自重：3.4*（2.7-0.6）7.14KN/M梁自重：3.75KN/M板傳來的梯形恒載：G=(1.5+25*0.11)*3.8/2=8.08KN/M2、3層：AB跨：墻：3.9*（3.3-0.6）10.53KN/M梁：3.75KN/M板傳來的梯形恒載：G=(1.5+25*0.1)*3.8/2*2=15.20N/M板傳來的梯形活載：3.5*3.8/2*213.3K

29、N/MBC跨，梁：2kn/m 板（三角形恒載）：（1.5+25*0.08）*3.813.3KN/M板（三角形恒載）：3.5*3.8/2*2=13.3 KN/MBC跨，墻：10.53KN/M梁：3.75kn/m 板（梯形恒載）：（1.5+25*0.1）*3.8/27.6KN/M板（梯形恒載）：3.5*3.8/2*=6.65 KN/M8.2 CD跨梁承受梯柱集中力（其中梯段寬1.75m，長6.0m，平臺寬2.0m）F6.5*1.75*3+25*0.1*3.8/2*0.7*2.5+（1.5+25*0.11）*3.8/2*5/8*3.8/2+3.5*（1.75*3+3.8/2）*0.538.88KN8

30、.3 柱端所受集中力及其偏心彎矩（其中偏心矩0.1m） 5層：C軸柱：D軸柱：則M4層：A軸：B軸：MC軸：MD軸:2、3層所集中力及其偏心彎矩A軸：板（1.5+25*0.1）+3.5/2）*3.8/2*5/86.83KN/M 墻：3.9*（3.8-0.4）*（3.3-0.4）-2.4*2）19.73KN 窗：0.5*2.4*22.4KN 梁：25*0.2*0.4*3.87.3KNB軸：等效荷載折減系數(shù) 板：1.5+25*0.1+3.5/2*3.8/2*5/8*3.8+(1.5+25*0.08)+3.5/2*3.8/2*=6.83*3.8+8.30*3.8=57.49KN墻：3.4*（3.8-

31、0.4）*（3.3-0.4）14.46KN梁：7.6KNC軸：板6.83*3.8/2+8.30*3.8=44.52KN/M 墻：14.46/2=7.23KN 梁：27.6KN 樓梯：1.0*3.8*0.1*25+6.5*1.75*2*6/2+3.5*（1.75*2*6）*0.577.75KND軸：8.4利用彎矩二次分配法計算框架內(nèi)力正常步驟：1梁上豎向荷載2求固端彎矩：3利用迭代法進(jìn)行彎矩二次分配4計算分配系數(shù)分配系數(shù)按下式計算：5彎矩分配與傳遞彎矩分配與傳遞彎矩分配與傳遞按下表的方法進(jìn)行。首先將各節(jié)點的分配系數(shù)填在相應(yīng)方框內(nèi)；將梁的固端彎矩填寫在框架橫梁相應(yīng)位置上。然后將節(jié)點放松，把各節(jié)點不

32、平衡彎矩同時進(jìn)行分配。假定遠(yuǎn)端固定進(jìn)行傳遞(不向滑動端傳遞)：右(左)梁分配彎矩向左(右)梁傳遞；上(下)柱分配彎矩向下(上)柱傳遞(傳遞系數(shù)均為12)。第一次分配彎矩傳遞后，再進(jìn)行第二次彎矩分配，然后不再傳遞。實際上，彎矩二次分配法，只將不平衡彎矩分配兩次，將分配彎矩傳遞一次。9.內(nèi)力組合及調(diào)整9.1.框架的內(nèi)力組合與調(diào)整1)AB梁梁端組合彎矩設(shè)計值梁左端地震彎矩逆時針方向作用且時，梁左端負(fù)彎矩地震彎矩順時針方向作用且時，梁左端正彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁左端正彎矩梁右端地震彎矩順時針方向作用且時，梁右端負(fù)彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁右端正彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁右端

33、正彎矩梁端組合彎矩設(shè)計值最后取值為：梁左端負(fù)彎矩：-42.35KN.M梁左端正彎矩：0.0KN.M梁右端負(fù)彎矩：-50.77KN.M梁左端正彎矩：0KN.M梁端彎矩順時針方向作用時的剪力為梁端彎矩逆時針方向作用時的剪力為取進(jìn)行抗剪承載力驗算2)BC梁梁端組合彎矩設(shè)計值梁左端地震彎矩逆時針方向作用且時，梁左端負(fù)彎矩地震彎矩順時針方向作用且時，梁左端正彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁左端正彎矩梁右端地震彎矩順時針方向作用且時，梁右端負(fù)彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁右端正彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁右端正彎矩梁端組合彎矩設(shè)計值最后取值為：梁左端負(fù)彎矩：-25.62KN.M梁左端正彎矩：0

34、KN.M梁右端負(fù)彎矩：-34.34N.M梁左端正彎矩：11.37KN.M梁端彎矩順時針方向作用時的剪力為梁端彎矩逆時針方向作用時的剪力為取進(jìn)行抗剪承載力驗算3 CD梁梁端組合彎矩設(shè)計值梁左端地震彎矩逆時針方向作用且時，梁左端負(fù)彎矩地震彎矩順時針方向作用且時，梁左端正彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁左端正彎矩梁右端地震彎矩順時針方向作用且時，梁右端負(fù)彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁右端正彎矩地震彎矩逆時針方向作用且時，梁右端正彎矩梁端組合彎矩設(shè)計值最后取值為：梁左端負(fù)彎矩：-74.05KN.M梁左端正彎矩：0KN.M梁右端負(fù)彎矩：-79.21N.M梁左端正彎矩：0KN.M梁端彎矩順時針方向作用時的剪力為梁端彎矩逆時針方向作用時的剪力為取進(jìn)行抗剪承載力驗算9.2.柱（Z3）的內(nèi)力組合與調(diào)整1）4層柱柱端組合彎矩設(shè)計值B.柱端彎矩組合計算柱頂彎矩：（逆時針）（順時針）柱底彎矩：（逆時針）（順時針）B.柱端彎矩調(diào)整因為軸壓比小于0.15，所以無需調(diào)整柱端組合剪力設(shè)計值3層柱 （1）柱端組合彎矩設(shè)計值A(chǔ)柱端彎矩組合計算柱頂彎矩：（逆時針）（順時針）柱底彎矩：（逆時針）（順時針）B.柱端彎矩調(diào)整(2) 柱端組合剪力設(shè)計值底層柱（1）柱端組合彎矩設(shè)計值a.柱