某鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、某鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：1、 工程概況與設(shè)計(jì)條件（一）、工程概況與結(jié)構(gòu)選型1、 該工程為某辦公樓，地面以上為2層辦公樓，首層層高3.6m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.6m，室內(nèi)外地面高差為0.45m，建筑物總高度為3.62+0.45=7.65m，建筑物沿X方向的寬度為33m，沿Y方向的寬度為11.4m。2、 根據(jù)建筑的使用功能，房屋的高度和層數(shù)，地址條件，結(jié)構(gòu)材料以及施工技術(shù)等因素綜合考慮，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。（二）、設(shè)計(jì)依據(jù)本工程依據(jù)下列現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001

2、2、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2012 版）GB50009-20123、建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223-20084、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（2012版）GB50011-20105、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-20106、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)過程JGJ3-2010（三）、設(shè)計(jì)的基本條件1.建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、安全等級(jí)及建筑抗震設(shè)防類別本工程為普通多層民用辦公樓，屬于一般的建筑物。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001 第1.0.5 條，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50 年。按照建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001 第1.0.8 條和第7.0.3 條，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)

3、為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0 =1.0。根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223-2008 第3.0.2 條和3.0.3 條，建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，簡(jiǎn)稱丙類；地震作用和抗震措施按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑室外地面至檐口的高度為3.62+0.45=7.65m，高寬比為7.65/14.1=0.543 4滿足鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)七度設(shè)防烈度最大高寬比要求。2.雪荷載根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2012版）GB50009-2012 建筑物所在地區(qū)的基本雪壓北京地區(qū)的基本雪壓s0 =0.40 KN/m3.風(fēng)荷載（1） 基本風(fēng)壓根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2012 版）GB50009-2012 建筑物

4、所在地區(qū)的基本風(fēng)壓北京地區(qū)的基本風(fēng)壓s0=0.45 KN/m（2） 地面粗糙度建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2012版）GB50009-2012 第8.2.1 條規(guī)定，本工程位于有密集建筑群的城市市區(qū)，地面粗糙度類別為C 類。（四）、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 環(huán)境類別為 類環(huán)境。 2、 主要結(jié)構(gòu)材料（一）、鋼筋本工程梁、柱的主筋采用HRB400 級(jí)，其余鋼筋均采用HPB300 級(jí)，鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 第4.2.3 條和第4.2.4 條的規(guī)定采用，見表1表1 鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量 鋼筋種類符號(hào)f y （ N

5、 / mm ）f y （ N / mm ）Es= (3.0 105 N / mm )HPB3002702702.1HRB4003603602.0（二）、混凝土在本工程中，結(jié)構(gòu)各樓層采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)的情況參見表2。混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5000102010 第4.1.1 條和第4.1.5 的規(guī)定采用,見表3。阻尼比=0.05表2 結(jié)構(gòu)各樓層采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)情況部 位梁柱樓板底層C30C30C30二層-三層C30C30C30表3 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量混凝土強(qiáng)度等級(jí)fc (N/mm)ft(N/mm)Ec (104 N/mm)C3014.31.433.00（3）

6、 、結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的要求 按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5000102010 第3.5.2 條的規(guī)定，結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合表4 的要求。環(huán)境類別一類最大水灰比0.65最小水泥用量（kg/m ）225最大氯離子含量(%)1.0最大堿含量（kg/m ）不限制3、 、結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖（一） 結(jié)構(gòu)布置1、截面尺寸的初步確定（1）. 梁截面尺寸各梁截面尺寸確定如下：跨（AB、BC）梁：取 次梁：取 （2）.板厚邊跨長(zhǎng)短邊之比按雙向版設(shè)計(jì)雙向板 取當(dāng)為屋面板時(shí)取 2、 柱截面尺寸由軸壓比限值按下列公式估算：為框架柱軸壓比限值，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010第6.3.6條=0.85。（抗震等級(jí)為三

7、級(jí)）框架柱的負(fù)荷面積內(nèi)每平米按14kN/m2初估角柱： 邊柱： 中柱： 一、二、三級(jí)框架結(jié)構(gòu)柱截面的寬度和高度當(dāng)超過2層時(shí)不宜小于400mm，取驗(yàn)算剪跨比，避免形成短柱： 滿足要求3、 計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)算簡(jiǎn)圖用梁、柱的軸線表示，梁、柱軸線取各自的形心線；因梁板整澆，取板底為梁軸線。對(duì)于底層柱的下端一般取至基礎(chǔ)頂面，北京地區(qū)土壤凍結(jié)深度取0.7m，承臺(tái)厚度取400mm,承臺(tái)底面在冰凍線以下200mm,基礎(chǔ)埋深d=0.7+0.2-0.4=0.5m,底層柱高h(yuǎn)=3.9+0.45+0.5-0.1=4.75m, 計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖1：圖1 計(jì)算簡(jiǎn)圖1. 屋面荷載（為不上人屋面）屋

8、蓋恒載：4.65KN/屋面活載：0.5 kN/m2屋面雪荷載：0.35KN/2. 樓面荷載樓面恒載：30mm厚水磨石地面 0.65 100mm厚鋼筋砼現(xiàn)澆板 0.1025=2.520mm厚板底抹灰 0.0217= 0.34 Gk=gk=3.49樓面活載：衛(wèi)生間： 2.0 kN/m2 辦公室： 2.0 kN/m2 走廊、樓梯： 2.5 kN/m23. 梁、柱、墻重力荷載1）梁重：（考慮梁上抹灰，取梁自重26kN/m3） 主 梁： 260.30.6=4.68kN/m 次 梁： 260.200.40=2.08kN/m2）柱：（考慮到柱子抹灰，取柱子自重26kN/m3） 各 層：260.40.4 =4

9、.16kN/m3）墻重：內(nèi)墻200厚陶礫混凝土：60.2=1.2kN/m2 外墻300厚陶礫混凝土: 60.3=1.8kN/m2二層樓 面：主 梁：縱 梁：次 梁：柱 子： 活 載： = + 一層樓 面：主 梁：縱 梁：次 梁：柱 子： 活 載： =+一、 框架側(cè)移剛度計(jì)算現(xiàn)澆鋼筋砼梁：邊框架梁=1.5I0 中框架梁=2I0梁采用30混凝土，C3.0104 N/柱采用C30混凝土，CI0=1/12bh3(mm4) /橫梁線剛度計(jì)算過程見表4，柱線剛度計(jì)算過程見表5表4 橫梁線剛度計(jì)算類別層次邊橫梁12走道梁12表5 柱線剛度計(jì)算表層次1360023600柱的側(cè)移剛度計(jì)算過程見表6，表7表6框架

10、柱側(cè)移剛度D值（）層數(shù)KcDijKcDijD22.27530.5322 8771.4 8.7921 0.8147 13427.1 266382.211.08540.5138 6648.4 9.5427 0.8700 11257.4 214870.1將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度Di，見表8表7 橫向框架層間側(cè)移剛度（）層數(shù)12Di266381.8266381.84）驗(yàn)算剪重比 水平地震作用計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)各樓層對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)符合下式要求： 式中：第層對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；水平地震剪力系數(shù)，查建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表5.2.5，7度0.10g樓

11、層最小地震剪力系數(shù)0.016。 第層重力荷載代表值。驗(yàn)算過程見表9表9 剪重比驗(yàn)算/kN比較/kN、 874.829 69.503 大于 1104.677 71.516 大于5）水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移按下式確定 層間彈性位移角，計(jì)算過程見表10表10 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層數(shù)2874.829 266382.23 3.284 8.425 36001/1096 11104.677 214870.13 5.141 5.141 52001/1011 由表10可見 ，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/1263梁的截面限制條件滿足20.33320

12、.4990.85(2)柱正截面承載力驗(yàn)算C30混凝土： 級(jí)鋼筋： 截面尺寸： 為了避免柱腳過早屈服，三級(jí)框架底層柱下端截面彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù)1.3。A柱：取20mm和偏心方向截面尺寸的較大值，即，故取=20mm底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)（?。?duì)稱配筋： 為大偏心情況每側(cè)選用318() 相差小于5%總配筋量B柱： 取20mm和偏心方向截面尺寸的較大值，即，故取=20mm底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)（?。?duì)稱配筋：為大偏心情況每側(cè)選用322()總配筋量(3)柱斜截面受剪承載力計(jì)算A柱： 框架柱的剪力設(shè)計(jì)值（滿足要求）（?。┤」试撝鶓?yīng)構(gòu)造配置箍筋柱端加密區(qū)的箍筋選用3肢8一層柱底的軸壓比n=0.333,查表最小體積配箍率8 根據(jù)構(gòu)造要求，取加密區(qū)箍筋為8100，加密區(qū)長(zhǎng)度按規(guī)范確定。柱頂850mm,柱底1650mm非加密區(qū)應(yīng)滿足，箍筋取3肢8200B柱： 框架柱的剪力設(shè)計(jì)值（滿足要求）（?。┤」试撝鶓?yīng)構(gòu)造配置箍筋柱端加密區(qū)的箍筋選用3肢8一層柱底的軸壓比n=0.49