多层框架结构设计.docx

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1、多层框架结构设计一、初估构件截面尺寸及线刚度图1-1结构尺寸图（一）梁的截面尺寸框架梁跨度LAB=LCD=6900mm，LBC=3000mm梁截面高hb=(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)×6900=863~575mm，取h=600mm梁截面宽bb=(1/2~1/3)L=(1/2~1/3)×600=300~200mm，取b=250mm取框架梁截面尺寸均为bb×hb=250mm×600mm（二）柱截面尺寸底层柱高H=4350mm柱截面高hc=(1/6~1/15)H，取hc=400mm柱截面宽bc=(1~2/3)hc，

2、取bc=300mm取框架柱截面尺寸均为bc×hc=300mm×400mm（三）框架梁、柱线刚度（i=EI/L）Ib=1/12bb×hb3=1/12×250×6003=4.5×109mm4ibAB=ibCD=4.5×109E/6900=6.522×105EibBC=4.5×109E/3000=1.5×106EIc=1/12bc×hc3=1/12×300×4003=1.6×109mm4一层柱ic1=1.6×109E/4350=3.678×105E二至三层柱ic2~3=1.6×109E/3900=4.103×105E相对线刚度：取

3、ic1值为基准值1，即ic1=1，ic2~3=1.116，ibAB=ibCD=1.773，ibBC=4.35二、荷载标准值的计算（一）竖向荷载屋面荷载：110mm厚现浇钢筋混凝土板2.75KN/m2150mm厚水泥珍珠岩0.6KN/m230厚找平层0.6KN/m2两毡三油绿豆砂保护层0.35KN/m220mm厚板底粉刷0.41KN/m2共计4.71KN/m2屋面活载：取屋面均布荷载与雪载较大值0.5KN/m2楼面恒载：100mm厚现浇钢筋混凝土板2.5KN/m230mm厚现浇混凝土面层0.75KN/m220mm厚板底粉刷0.

4、4KN/m2共计3.56KN/m2楼面活载：教室2.0KN/m2走廊2.5KN/m2截面横梁自重：25×0.25×0.6=3.75KN/m2柱自重：25×0.3×0.4+0.5=3.5KN/m2作用于横向框架梁上荷载标准值屋面梁：恒载4.71×3.9+3.75=22.12KN/m2活载0.5×3.9=1.95KN/m2楼面梁：恒载3.56×3.9+3.75=17.634KN/m2活载（教室）2.0×3.9=7.8KN/m2活载（走廊）2.5×3.9=9.75KN/m2（二）水平荷载——风荷载μ基本风压：ω0=0.45KN/m

5、2风振系数：由于结构高度<30m，高宽比=12.15/16.8=0.72<1.5，βz=1.0风载体型系数：μs=0.8-（0.5）=1.3风压高度变化系数：μz（地面粗糙度按B类）如表1-1。表1-1地面上风压高度变化系数μz离地高度（m）<1010.212.1515μz1.01.0061.061.14按下式可折算出作用于各节点处集中风载标准值Fwki，即三层：Fwk1=1.0×1.3×（1.06+1.006）/2×3.9/2×3.9×0.45=4.60KN二层：Fwk2=1.0×1.3×（1.06+1.0）/2×3.9×

6、3.9×0.45=8.92KN一层：Fwk3=1.0×1.3×（1.0+1.0）/2×3.9×3.9×0.45=8.90KN三、框架内力计算所有荷载值采用标准值计算，竖向荷载作用下内力计算采用分层法，水平荷载作用下内力计算采用D值法。（一）竖向荷载作用下内力计算1、恒载作用下的内力计算简图如图1-2所示图1-2竖向荷载作用下的计算简图（二）水平荷载作用下内力计算1、D值计算及各柱剪力分配（表1-2）注：表中D值单位为103N/mm。2、反弯点高度比y（表1-3）y=y0+y1+y2+y3,反弯点距柱下端高度为yh。表1-3反

7、弯点高度计算3、左风作用下内力由表1-2柱剪力值和表1-3反弯点高度，可求出柱段弯矩M上=（1-y）hVij，M下=yhVij。利用节点内力平衡条件，按梁线刚度比例可求出梁端弯矩值。左风作用下框架内力图如图所示，与该图相反取值即为右风作用下内力值。图1-5-2左风作用下剪力图（KN）四、风荷载作用下的侧移验算计算侧移时，风荷载取标准值。由于房屋总高度不高，故忽略柱轴向弯形引起的侧移，只考虑柱弯曲引起的剪切型侧移。具体计算见表1-4。层间侧移满足要求。表1-4水平荷载作用下的侧移验算