第三章. 框架荷载计算
3.1 框架计算简图及梁柱线刚度
框架的计算单元如上图所示。框架柱嵌固于基础顶面,框架梁于柱刚接。梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面,室内外高差为-0.45m,基础地面至室外地坪通常取0.50m,故基础顶标高至±0.000的距离定为0.95m,二层楼面标高为3.90m,故底层柱高为4.85m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高)。由此可会出框架梁的板荷载传递简图如下图所示。
框架梁柱的线刚度计算
由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣,对于中跨框架梁取I=2I0,对于边跨框架梁I=1.5I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
A~B跨梁:i=EI/l=3.0310^73231/1230.33(0.6)^3/6.3=51400kN.m B~C跨梁:i=EI/l=3.0310^73231/1230.33(0.6)^3/5.1=63500kN.m C~D跨梁:i=EI/l=3.0310^73231/1230.33(0.6)^3/6.3=51400kN.m
第1层柱:i=EI/h=3.0310^731/123(0.5)^4/4.85=32216.49kN.m 第2层柱:i=EI/h=3.0310^731/123(0.5)^4/3.3=47348.48kN.m 第3层柱:i=EI/h=3.0310^731/123(0.5)^4/3.3=47348.48kN.m 第4层柱:i=EI/h=3.0310^731/123(0.5)^4/3.3=47348.48kN.m 第5层柱:i=EI/h=3.0310^731/123(0.5)^4/3.3=47348.48kN.m 令左上侧柱线刚度为1.0,则其余各杆件的相对线刚度为: A~B跨梁相对线刚度:i'=51400÷32216.49=1.6 B~C跨梁相对线刚度:i'=63500÷32216.49=1.97 C~D跨梁相对线刚度:i'=51400÷32216.49=1.6 第1层柱相对线刚度:i'=32216.49÷32216.49=1 第2层柱相对线刚度:i'=47348.48÷32216.49=1.47 第3层柱相对线刚度:i'=47348.48÷32216.49=1.47 第4层柱相对线刚度:i'=47348.48÷32216.49=1.47
第5层柱相对线刚度:i'=47348.48÷32216.49=1.47
1.61.971.633001.471.61.471.971.471.61.4733001.471.61.471.971.471.61.4733001.471.61.471.971.471.61.4733001.471.61.471.971.471.61.4748501111
计算简图
为了便于今后的内力组合,荷载计算宜按照标准值计算。 3.2 恒载标准值计算 1)屋面
1、屋面板做法做法厚度细石混凝土SBS改性沥青防水层水泥砂浆矿渣水泥钢筋混凝土楼板合计容重30209012021201525荷载0.630.210.401.313.005.55kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2 3) 楼面
2、标准层露面做法做法厚度大理石面层15厚水泥砂浆打底钢筋混凝土楼板水泥砂浆抹灰层吊顶合计容重5151002028172517荷载0.140.2552.50.340.23.44kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2
标准层外纵墙自重
窗户自重=(1.831.5)30.45=1.22kN
窗外墙体自重=[(3.3-0.6)3(3.6+3.6)/2-1.831.5]30.2438=13.48kN 粉刷=[(3.3-0.6)3(3.6+3.6)/2-1.831.5]30.0232317=4.77kN
外纵墙荷载合计=墙体自重+窗户自重+粉刷自重=13.48+1.22+4.77=19.47kN
标准层内纵墙自重
门自重=(0.932.1)30.2=0.54kN
门外墙体自重=[(3.3-0.6)3(3.6+3.6)/2-0.932.1]30.2438=15.03kN 粉刷=[(3.3-0.6)3(3.6+3.6)/2-0.932.1]30.0232317=5.32kN
内纵墙荷载合计=墙体自重+门自重+粉刷自重=15.03+0.54+5.32=20.89kN
3.3 活荷载标准值计算 1)屋面和楼屋面活荷载标准值
根据《结构荷载设计规范》GB50009-2012表4.1.1和表4.3.1 屋面荷载(上人) 2 kN/m2 普通楼面 2 kN/m2 走廊 2.5 kN/m2 2)雪荷载标准值
根据《结构荷载设计规范》GB50009-2012公式6.1.1 sk=130.65=0.65kN/m2
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取最大值。
3.4 竖向框架下荷载受荷计算 屋面板传给梁的荷载:
确定板传给梁的荷载时,要一个板区格一个板区格地考虑。确定每个板区格上的荷载传递时,先要区分此板区格是单向板还是双向板,若为单向板,可沿板的短跨做中线,将此板上荷载平均分配给两长边的梁;若为双向板,可沿四角点做45°线,将区格板分为四小块,将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁。板传至梁上的三角形或者梯形荷载可等效为均布荷载。
3.4.1.恒载计算 1)A~B轴间框架梁 屋面层:
屋面板传递给梁的荷载:
q1=5.5531.80(1-230.29^2+0.29^3)+5.5531.80(1-230.29^2+0.29^3)=17.11kN/m
梁尺寸:b3h=300mm3600mm 屋面梁自重:
q2=2530.33(0.6-0.12)=3.6kN/m 抹灰层:10mm厚混合砂浆(只考虑梁两侧): q3=0.013(0.6-0.12)32317=0.16kN/m
梁上线荷载=板传荷载+梁自重
=q1+q2+q3=17.11+3.6+0.16=20.87kN/m2 楼面层:
楼面板传递给梁的荷载:
q1=3.4431.80(1-230.29^2+0.29^3)+3.4431.80(1-230.29^2+0.29^3)=10.6
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