土木工程毕业设计：框架结构布置及计算简图

结构布置及计算简图

第２章 结构布置及计算简图

2.1 结构选型和布置

2.1.1 结构选型

根据建筑功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。

2.1.2 结构布置

根据建筑功能的要求及建筑物的平面形状，本结构横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下交叉条形基础。

2.1.3 初步截面尺寸

本建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构，且建筑地处某省某市，抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50001-2001）6.1.2知，本建筑的抗震等级为三级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm，各层梁板及三、四、五层柱的混凝土强度等级均为C25，一、二层柱及基础的混凝土强度等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB335，其余钢筋采用HPB235。根据建筑平面确定结构平面布置图如图2-1。

图2-1 结构平面布置图

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框架柱的最大承载力范围：5.1m?5.25m 2.1.3.1 柱截面尺寸估算：

柱的截面尺寸估算公式:N??AGn

Ac?N??N?fc

N—柱组合的轴压力设计值。

?—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2。

A—按简支状态计算的柱的负载面积。

G—折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似取为12kN/m2。

n—验算截面以上的楼层层数。

??N?—框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级抗震等级，分别取0.7、

0.8和0.9 。

fc—混凝土轴心抗压强度设计值。 所以有

N?1.25?5.1?5.25?12?5?2008.125kN

2008125Ac??156031mm2

0.9?14.3则取柱的截面尺寸为400mm?400mm。 2.1.3.2 梁截面尺寸估算：

框架梁的截面尺寸确定时，应综合考虑竖向荷载大小、跨度、抗震设防烈度以及混凝土强度等级等多方面的因素。

1??1一般情况下，框架梁截面尺寸取值如下：hb??~?lb

?1018??11?bb??~?hb

?23?由于横向梁的跨度分别为边跨7500mm或6300mm，中跨3000mm，则

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取横向边跨梁b?h?250mm?600mm，中跨梁b?h?250mm?400mm。纵向梁最大跨度为5100mm，取纵向梁截面尺寸均为b?h?250mm?450mm。

2.2 框架计算简图

2.2.1 框架计算简图说明

本设计基础选用柱下交叉条形基础，基础顶标高为?1.100m，取⑧轴线上的一榀框架进行计算，计算单元如图2-1所示。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。一层柱高从基础顶面算至二层楼面，其余各层柱高均为从本层楼面算至上层楼面，即首层柱高5.0m，其余各层柱高均为3.9m。

2.2.2 框架梁柱截面特性

利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算柱的截面特性。 以⑧轴线上的一榀框架为例计算梁柱的线刚度： 混凝土的弹性模量：

C25混凝土：E?2.8?104N/mm2 C30混凝土：E?3.0?104N/mm2 2.2.2.1 柱计算： 一层柱：

ic1?EI?L3.0?104?1?400412?1.28?1010N?mm 50001?400412?1.641?1010N?mm 3900二层：

ic2?EI?L3.0?104?三、四、五层：

ic3?EI?L2.8?104?1?400412?1.532?1010N?mm 39008

结构布置及计算简图

2.2.2.2 梁计算：

⑧轴线框架为中框架，则Ib?2I0，各层梁截面尺寸均为边跨

250mm?600mm，中跨250mm?400mm。

12?2.8?104??250?60032EI12ib边???3.36?1010N?mm L750012?2.8?104??250?40032EI12ib中???2.489?1010N?mm L3000故框架梁柱截面特性如下表所： 2.2.2.3 框架梁截面特性：

梁混凝土强度等级：C25；框架梁截面特性计算过程见表2-1至表2-3。

表2-1 轴线4、5、8框架梁截面特性表

梁编号 AB(CE) BC 混凝土强度等级 截面尺寸 C25 250×600 C25 250×400 b?h/mm?mm 跨度 7500 3000 l/mm 截面惯性矩 4.5 1.33 I/109mm4 线刚度 3.36 2.489 i/1010N?mm2 9

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表2-2 轴线1、2、10、11框架梁截面特性表 梁编号 混凝土强度等级 截面尺寸 AB C25 250×600 BC C25 250×400 CD C25 250×600 b?h/mm?mm 跨度 7500 3000 6300 l/mm 截面惯性矩 4.5 1.33 4.5 I/109mm4 线刚度 边跨 2.52 3.36 1.867 2.489 3 3 i/1010N?mm2 非边跨

表2-3 轴线3、6、7、9框架梁截面特性表

梁编号 混凝土强度等级 截面尺寸 AB C25 250×600 BC C25 250×400 CD C25 250×600 DE C25 250×400 b?h/mm?mm 跨度 7500 3000 6300 1200 l/mm 截面惯性矩 4.5 1.33 4.5 1.33 I/109mm4 线刚度 3.36 2.489 3 4.667 i/1010N?mm2 2.2.2.4 框架柱截面特性

柱混凝土强度等级：一、二层：C30；三、四、五层：C25。

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