S小区住宅楼结构选型及计算单元确定案例综述
1.1结构梁板柱布置方案
本武汉市S小区一号楼住宅楼工程结构的布置如下图。
图2-1结构布置图
1.2初估截面尺寸
1.1.1梁截面尺寸估算
横向边跨框架梁高度定义为h,其值计算公式是(1/8-1/14)*l,此时l值为5700mm,故计算出来的范围再407至713mm之间,在此h取中间点500mm.
b是根据h计算的值进行计算的,b=(1/2-1/3)*h计算的区间在167至250mm之间,故b取250mm.
跨框架梁因为走廊跨度不是很大,当h以及b的值取400mm和250mm可以满足需求。
同理横向次梁计算的h=(1/12-1/18)*l得出其区间范围在317-471mm,因为其跨度也很小所以这里h取400mm,通过前面b的计算公式得出其区间在133-200mm之间,故b取200mm
纵向框架梁h的计算公式与横向一致,但是l值有区别,l值为3900mm,计算出它的h区间在279-488mm之间,故取500mm作为h的值。同样b算出来大小区间在167-250mm之间,此时b取250mm..另外的次梁也是根据这个道理进行计算的。
1.1.2柱截面尺寸估算
图2-2柱受力从属面积
利用B/C轴的柱子的案例作为对应的计算,定义受荷面积为S,S=(5.7+1.1)/2×7.8/2其结果为15.21m2
柱子底部的轴力进行估算N,为、、、、、、以及八个参数进行相乘的结果得出,分别介绍作为竖向荷载分项系数大小为1.30,14.0是单位面-积楼面荷载,s为框架柱受荷面积,n为计算单元楼层层数,和分别是水平力以及边柱增大系数,大小分别为1.05和1.1,需要注意的是后者中柱值是1.0,作为对于框架柱的轴压比限值大小是0.85,为14.3用来抗压的一种强度针对混凝土轴心。
表2-1柱子轴力估算
柱号
A/D柱
1.30
14.0
11.12
5
1.05
1.10
1.00
1168
B/C柱
1.30
14.0
15.21
5
1.05
1.00
1.00
1453
表2-2柱子截面尺寸(mm)
柱号
截面尺寸
A/D柱
1168
0.85
14.30
96112
310
310
400×400
B/C柱
1453
0.85
14.30
119565
346
346
400×400
1.1.3板厚度确定
武汉市S小区一号楼住宅楼双向板的厚度通常大于它的跨度的四十分之一。为了避免屋面板的渗水和裂开的问题应该在双层双向拉通的设置厚度为大于等于120mm,另外楼板和取屋面板也要取这个值为好。
1.3确定结构计算简图
这栋建筑的建筑设计是在柱子下面采用独立的基础设施,基础上表面的高度一般在1.2米左右,利用⑦轴机型计算的话,即假设基础的顶面与框架梁与柱刚交接,并且把它看作是框架柱。下柱比较高,因为远柱形状的中心线是后柱的中心线,侧边的中心线在下一层。3.0+0.60+0.60=4.20m,标准层柱高等于层高,即3.0m。EQ计算简图见下图2-3。
图2-3框架立面图
1.4梁、柱线刚度计算
浇楼盖梁的惯性矩:中跨框架梁
式中:---为梁的矩形截面惯性矩
中跨框架梁线刚度:,框架柱线刚度,梁弹性模量,柱弹性模量
AB/CD中跨EQ梁线刚度EQ\F(2×3×107×0.25×0.53,12×5.7)=27412kN.m
BC中跨EQ梁线刚度EQ\F(2×3×107×0.25×0.43,12×2.1)=38092kN.m
标准层EQ柱线刚度EQ\F(3×107×0.4×0.43,12×3.0)=21333kN.m
底层EQ柱线刚度EQ\F(3×107×0.4×0.43,12×4.2)=15238kN.m
图2-4框架线刚度(kN·m)
1.5柱侧移刚度计算
标EQ准层刚度计算:,,
底EQ层刚度计算:;;
表2-3和的计算公式表
楼层类别
边柱
中柱
一般层
底层
表2-4横向框架各层侧向值
层次
框架
柱轴号
(kN/m)
柱根数
(kN/m)
5~2层
中框架
A
1.285
0.391
11126
17
1175254
B
3.071
0.606
17225
17
C
3.071
0.606
17225
21
D
1.285
0.391
11126
21
边框架
A
0.964
0.325
9249
2
B
1.303
0.535
15224
2
C
1.303
0.535
15224
2
D
0.964
0.325
9249
2
1层
中框架
A
1.799
0.605
6273
17
590934