某6層住宅樓建筑結(jié)構(gòu)的截面尺寸及抗側(cè)剛度計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13190某6層住宅樓建筑結(jié)構(gòu)的截面尺寸及抗側(cè)剛度計(jì)算過程案例 1306571工程概況 1252312截面尺寸及抗側(cè)剛度計(jì)算 1242792.1結(jié)構(gòu)布置方案 1190322.2材料選用 1254702.3截面尺寸估算 2202212.3.1梁截面尺寸確定 2189042.3.2柱截面尺寸確定 2150242.3.3板厚度確定 3142372.4結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖確認(rèn) 3141862.5框架梁柱的線剛度計(jì)算 4259792.6框架抗側(cè)剛度計(jì)算 61工程概況本次設(shè)計(jì)題目為：某住宅樓設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，本工程位于鎮(zhèn)江；根據(jù)查詢抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及荷載規(guī)范可知：該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，水平地震影響系數(shù)最大值為0.12，基本風(fēng)壓及雪壓分別為0.4kN/m2、0.35kN/m2。。地面粗糙度類別為B類，場地類別為Ⅱ類。本設(shè)計(jì)建筑物為6層框架結(jié)構(gòu)，建筑平面長為43m，寬為14m，建筑高度為17.55m；對于建筑物底層、標(biāo)準(zhǔn)層以及頂層的高度，根據(jù)任務(wù)書以及相關(guān)規(guī)范的要求，設(shè)計(jì)其高度為2.9m；基于建筑功能以及屋面安全性，本設(shè)計(jì)中屋面采用上人的形式，女兒墻高度為1.2m。2截面尺寸及抗側(cè)剛度計(jì)算2.1結(jié)構(gòu)布置方案本設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土柱承重的框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑物的功能以及開間、進(jìn)深的長度，對其梁板柱進(jìn)行合理的布置，并選擇?軸框架作為計(jì)算軸，對其進(jìn)行計(jì)算分析。2.2材料選用表2-1材料表構(gòu)件名稱梁板柱基礎(chǔ)梯梁梯板梯柱混凝土C30C30C30C30C30C30C30縱向鋼筋HRB400HRB400HRB400HRB400HRB400HRB400HRB400箍筋HRB400—HRB400—HRB400—HRB400墊層———C15———2.3截面尺寸估算2.3.1梁截面尺寸確定為了滿足框架梁剛度、承載力以及延性等要求，框架梁截面高度按（1/8~1/14）倍的跨度來確定，寬度?。?/2~1/3）倍的截面高度；另外，由規(guī)范可知，框架梁最小高度限值為400mm。表2-2梁截面表(mm)構(gòu)件名稱/14/8hh/3h/2bb×h橫邊跨框架梁4800342.86600550183.33275250250×550橫中跨框架梁1700121.43212.5400133.33200250250×400縱向框架梁3500250437.5400133.33200250250×400次梁高度按（1/18~1/12）倍的跨度來確定，寬度?。?/3~1/2）倍的截面高度；其中次梁的跨度lo為4800mm，截面高度的范圍為（266.67~400）mm，取截面高度h=400mm，截面寬度范圍為（133.33~200）mm，取截面寬度b=200mm，故次梁截面為200×400。2.3.2柱截面尺寸確定柱截面尺寸由框架的層數(shù)、抗震等級、柱受荷面積以及軸壓比等因素確定，計(jì)算過程如下所示。中柱受荷面積：s=(1.7+4.8)×0.5×(3.5+3.5)×0.5=11.375m2邊柱受荷面積：s=4.8×0.5×(3.5+3.5)×0.5=8.4m2底層柱底估算軸力的計(jì)算公式為其中、分別為考慮水平力附加系數(shù)、邊中柱軸向力增大系數(shù)；框架柱抗震等級為四級、三級、二級、一級對應(yīng)的分別為1.05、1.05、1.10、1.15；邊柱和中柱時(shí)對應(yīng)的，分別為1.1、1.0。為考慮框架梁連接的柱軸力折減系數(shù)，一般取0.8。底層中柱柱底軸力1.3×12×11.375×6×1.05×1×0.8=894.35kN底層邊柱柱底軸力1.3×12×8.4×6×1.05×1.1×0.8=726.49kN底層中柱894350/0.85/14.3=73579mm2=271.32mm底層邊柱726490/0.85/14.3=59769mm2=244.52mm取邊柱截面為500mm×500mm、中柱截面為500mm×500mm。2.3.3板厚度確定為了滿足樓板的剛度、承載力、裂縫以及擾度等因素，單向板板厚應(yīng)≥1/30倍的板跨，雙向板板厚應(yīng)≥1/40倍的板跨，另外考慮到屋面板環(huán)境條件惡劣，屋面板鋼筋為雙向布置且雙向拉通，屋面板厚度通?！?20mm；從結(jié)構(gòu)平面布置圖可知，板的最大跨度為4000mm，且為雙向板，按跨度計(jì)算板的計(jì)算最小厚度為100mm，本設(shè)計(jì)取樓面板h為120mm，屋面板h為120mm2.4結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖確認(rèn)底層的結(jié)構(gòu)高度與建筑高度不同，由于底層柱底是與基礎(chǔ)連接，故底層結(jié)構(gòu)高度應(yīng)從基礎(chǔ)面算起，假定基礎(chǔ)頂至建筑室外地面高度為0.55m，則底層的結(jié)構(gòu)高度為0.55+室內(nèi)外高差+底層的建筑高度=0.55+0.15+2.9=3.6m，對于其余樓層，其結(jié)構(gòu)高度同建筑層高。圖2-1框架計(jì)算簡圖2.5框架梁柱的線剛度計(jì)算由梁柱混凝土級別可知：其彈性模量E分別為30000000kPa、30000000kPa?？蚣芰褐€剛度計(jì)算公式為，考慮到兩側(cè)混凝土樓板對梁剛度的影響，計(jì)算梁線剛度；對于邊榀框架，由于單側(cè)存在樓板，計(jì)算梁線剛度中間榀框架邊跨梁線剛度2×30000000×0.25×0.553/12/4.8=43327kN.m中間榀框架中跨梁線剛度2×30000000×0.25×0.43/12/1.7=47058.8kN.m邊榀框架邊跨梁線剛度1.5×30000000×0.25×0.553/12/4.8=32495kN.m邊榀框架梁中跨線剛度1.5×30000000×0.25×0.43/12/1.7=35294kN.m底層柱線剛度30000000×0.5×0.53/12/3.6=43403kN.m標(biāo)準(zhǔn)層柱線剛度30000000×0.5×0.53/12/2.9=53879kN.m頂層柱線剛度30000000×0.5×0.53/12/2.9=53879kN.m圖2-2梁柱線剛度(kN·m)2.6框架抗側(cè)剛度計(jì)算框架柱側(cè)移剛度，式中為柱剛度修正系數(shù)，按下表采用。為柱線剛度，為柱高度。表2-3柱剛度修正系數(shù)計(jì)算公式樓層類別邊柱中柱頂層標(biāo)準(zhǔn)層底層表2-4中間榀框架D值計(jì)算表柱編號頂層邊柱(43327+43327)/(2×53879)=0.80.8/(2+0.8)=0.290.29×12×53879/2.92=22295115318中柱(43327+43327+47058.8+47058.8)/(2×53879)=1.681.68/(2+1.68)=0.460.46×12×53879/2.92=35364標(biāo)準(zhǔn)層邊柱(43327+43327)/(2×53879)=0.80.8/(2+0.8)=0.290.29×12×53879/2.92=22295115318中柱(43327+43327+47058.8+47058.8)/(2×53879)=1.681.68/(2+1.68)=0.460.46×12×53879/2.92=35364底層邊柱43327/43403=1(0.5+1)/(2+1)=0.50.5×12×43403/3.62=2009490824中柱(43327+47058.8)/43403=2.08(0.5+2.08)/(2+2.08)=0.630.63×12×43403/3.62=25318表2-5邊榀框架D值計(jì)算表柱編號頂層邊柱(32495+32495)/(2×53879)=0.60.6/(2+0.6)=0.230.23×12×53879/2.92=1768295330中柱(32495+32495+35294+35294)/(2×53879)=1.261.26/(2+1.26)=0.390.39×12×53879/2.92=29983標(biāo)準(zhǔn)層邊柱(32495+32495)/(2×53879)=0.60.6/(2+0.6)=0.230.23×12×53879/2.92=1768295330中柱(32495+32495+35294+35294)/(2×53879)=1.261.26/(2+1.26