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'毕业设计西安音乐学院办公楼系 别:建筑与土木工程学院专业名称:土木工程学生姓名:刘艾嘉学 号:123456指导教师姓名、职称:邱继生讲师完成日期2013年1月10日
西安音乐学院办公工程前言毕业设计是土木工程专业学习中非常重要的教学环节。土木工程专业的培养目标是培养土木工程专业方面具有实际工作能力的工程技术人员,即具有独立进行设计、施工和管理能力的土木工程技术人才,为达到这一目标,必须通过毕业设计的实践和训练,使学生综合运用所学的基础理论、基本技能、专业知识,提高分析和解决实际问题的能力。一、毕业设计的目的1.巩固、加深基础和专业知识 通过毕业设计,对已学过的基础知识如数学、力学、计算机等和专业知识如混凝土结构、高层建筑结构、建筑抗震、建筑施工、钢结构等作一系统的总结,以进一步巩固、加深和拓展所学知识。特别是力学、结构和计算机知识在建筑结构设计中尤为重要,通过毕业设计的全过程训练可以加深和巩固这些知识。2.提高综合运用基础知识、专业知识和基本技能的能力毕业设计是综合性的实践教学环节。要解决毕业设计过程中遇到的问题,不能单一地依靠过去所学的某一门课的知识,而要综合运用过去所学的数学、力学基础知识和建筑结构的专业知识,因此,通过毕业设计可以提高综合运用这些知识的能力并培养创新能力。3.了解、熟悉土建工程设计和施工的程序和方法;了解我国有关土木工程建筑的方针和政策;熟悉如何使用专业的技术规范和规程,如建筑防火、建筑抗震、钢筋混凝土结构、钢结构、地基基础等常用规范。 4.针对要解决的问题,学习如何搜集国内、外资料,了解该研究领域在国内外的发展现状和发展水平。结合我们的实际,可以吸取先进的设计思想和国内外相关设计的优点。5.学习调查研究的方法,培养深入、细致的工作作风,联系实际,从经济、技术观点全面分析和解决问题,并培养独立思考、独立工作的能力,提出个人见解。调查研究可以深入到实际,了解已有的设计存在的问题并在自己的设计中努力克服这些缺点,完善自己的设计。 6.了解工程中的常用做法,增强工程意识,提高工程实践能力。每人独立、系统地完成毕业设计可以掌握一个工程设计的全过程。 总之,毕业设计具有综合性和实践性,是其他教学环节不能代替的。本次毕业设计,必须坚持理论与实际相结合,要求每一位学生在熟悉设计任务书的基础上,要参观、比较同类建筑,查阅、搜集有关设计资料,在给定的总平面图下,结合当地的自然条件,施工技术水平,独立完成办公楼的建筑设计、结构设计,并绘出土建施工图。二、毕业设计时间安排1.建筑设计阶段4周2.结构设计阶段8.5周3.设计评阅及答辩前准备1周4.毕业答辩0.5周合计14周
目录1建筑设计11.1设计资料11.2建筑方案选择21.3建筑设计介绍21.3.1建筑平面设计21.3.2建筑剖面设计31.3.3建筑立面设计31.3.4设计依据及主要采用的现行规范32结构设计42.1基本设计资料42.1.1工程地质及水文气象条件42.1.2活荷载标准值取值42.1.3设计依据及主要采用的现行规范42.2结构体系选型42.3结构平面布置及梁柱截面尺寸的确定42.3.1确定框架计算简图42.3.2梁柱截面尺寸确定73重力荷载代表值计算及框架侧移刚度计算93.1恒载标准值计算93.1.1屋面楼面恒载计算93.1.2第一层结构构件自重计算113.1.3第二层结构构件自重计算143.1.4第五层结构构件自重计算183.1.5各层质点重力荷载代表值计算213.2横向框架侧移刚度计算223.2.1梁线刚度计算223.2.2柱侧移刚度计算234水平荷载作用计算234.1水平地震作用框架内力计算234.1.1自振周期计算234.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算244.1.3变形验算254.1.4水平地震作用下框架内力计算254.2风荷载作用下框架内力计算31
4.2.1风荷载标准值计算314.2.2风荷载作用框架内力计算315竖向荷载作用下框架内力计算375.1恒荷载作用下框架(KJ-4)内力计算375.1.1计算单元确定375.1.2荷载传递375.1.3恒荷载计算375.1.4杆端弯矩分配系数415.1.5恒荷载作用下梁端及跨中弯矩435.1.6恒荷载作用下梁端、柱端弯矩二次分配455.1.7恒荷载作用下框架梁、柱弯矩图475.1.8恒载作用下梁端剪力计算475.1.9恒荷载作用下住轴力计算485.2活荷载作用下框架内力计算515.2.1活荷载计算515.2.2活荷载作用下梁端弯矩计算515.2.3活荷载作用下梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配515.2.4活荷载作用下梁端剪力计算535.2.5活荷载作用下柱轴力计算535.3重力荷载作用下框架内力计算545.3.1重力荷载代表值计算545.3.2重力荷载作用下梁端弯矩计算565.3.3重力荷载作用下梁端剪力计算585.3.4重力荷载作用下柱轴力计算586内力组合626.1结构抗震等级626.2最不利内力626.3弯矩调幅636.4承载力抗震调整系数636.5内力组合676.5.1框架梁内力组合676.5.2框架柱内力组合707截面设计757.1框架梁截面设计757.1.1框架梁翼缘宽的确定757.1.2框架梁正截面受弯承载力计算757.1.3框架梁斜截面受剪承载力计算767.2框架柱配筋计算787.2.1柱斜截面受剪承载力797.2.2框架柱正截面承载力计算798板的设计83
8.1荷载设计值838.2弯矩计算838.2.1A区格板配筋计算848.2.2B区格板配筋计算858.2.3C区格板配筋计算859楼梯设计......................................................................................................................................................879.1基本资料879.2楼梯斜板计算879.2.1确定斜板的厚度879.2.2荷载计算889.2.3荷载效应组合889.2.4内力计算889.2.5斜板配筋计算889.3楼梯休息平台板899.3.1荷载效应组合899.3.2内力计算899.3.3休息平台板配筋计算899.4楼梯平台梁909.4.1荷载计算909.4.2荷载效应组合909.4.3内力计算909.4.4平台梁截面设计90参考文献93致谢................................................................................................................................................................95附录105
摘要“西安音乐学院办公楼”建筑总面积为4100平方米,总高度为15.9米。本设计包括建筑设计和结构设计,设计原则:安全、适用、经济、美观。建筑设计分为平面、立面、剖面及细部构件设计,建筑平面布置合理、紧凑,立面造型美观。在此基础上,确定合理的结构方案和结构布置。之后,选取一榀有代表性的框架进行结构计算(本设计选取框架④),确定梁柱的截面尺寸及框架计算简图;计算框架梁所受荷载及框架在水平荷载作用下的侧移;分析框架在水平及竖向荷载作用下的内力;根据各种荷载作用下的内力进行内力组合得出最不利内力,据此进行截面设计;另外,还对框架结构中的现浇钢筋混凝土楼板、楼梯和基础进行截面设计和配筋计算。设计时,充分考虑抗震构造措施。关键词:框架,建筑设计,结构设计,抗震AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis4.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords:frame,structuraldesign,anti-seismicdesign
1建筑设计建筑设计是在现有的自然环境与总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排、内部和外表的艺术效果、各个细部的构造方式等,为人们提供一个有组织的内部空间环境的同时,也创造了一个有组织的外部空间环境。建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到安全、适用、经济、美观的原则。在建筑设计之前需要明确建筑目的和总的要求,从中可以了解建筑物的性质及其大概的使用要求。本方案采用钢筋混凝土全现浇框架结构。框架结构是由梁、柱构件通过节点连接形式的骨架结构,其特点是梁、柱承受竖向和水平荷载,墙仅起维护作用。其整体性和抗震性均好于混合结构,且平面布置灵活,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架。框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活,能获得较大的使用空间,建筑立面容易处理,可以适应不同的房屋造型。同时,在结构性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。框架结构特别适合于在办公楼、教学楼、公共性与商业性建筑中采用。但是,由于框架结构构件的截面尺寸一般都比较小,它们的抗侧移刚度较弱,随着建筑物高度的增加,结构在风荷载和地震作用下,侧向位移将迅速加大。为了不使框架结构构件的截面尺寸过大和截面内钢筋配置过密,框架结构一般只用于层数不超过20层的建筑物中。建筑物是社会物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求。1.1设计资料1.本建筑位于西安市城西区某处,作为综合办公大楼。具体位置见下图所示。该场地地势平坦,场地内的水、电、道路等公用条件已具备。总建筑面积为4100平方米,纵向长为55.5m,横向长17.7m。主体结构共5层,一层层高为4.2m,其他层层高均为3.9m。2.建筑物房间组成及面积分配:门厅:60-100m2领导办公室:5-7间,每套面积35-45m2左右(按套间设计,有专用卫生间)普通办公室:若干,每套面积15-30m2左右,考虑小型会客区位置小型会议室:设3-4间,每间面积45-60m2左右中型会议室:设1-2间,每间面积100-120m2资料及阅览室:设置资料存放、查询、借阅、阅览室,面积自定活动室:考虑设置棋牌、健身等,面积自定建筑平面设计中应根据建筑设计规范要求设置值班、收发及会客等房间或分区,同时考虑配电和杂物间等,厕所、楼梯、走道根据需要设计。3.设计的基本要求(1)本设计为某办公大楼工程,必须满足适用、安全、经济、美观的基本要求;(2)层数为4层;(3)层高:底层:4.2-4.5m,其它层3.9m;48
(4)总建筑面积:约4000-5500m2。1.2建筑方案选择此工程为综合办公大楼工程,建筑物采用全现浇框架结构大柱网布置,达到了安全、适用、经济、合理的设计目标。根据公共建筑设计规范要求,本设计中考虑了电梯间、强电井、弱电井等部分。整个建筑物由使用部分(领导办公室、普通办公室、小型会议室、中型会议室)、辅助房间(资料室、阅览室、配电室、值班室、活动室)和设备用房三部分组成,并从使用功能上进行了合理的分区,将建筑物采光较好的南面主要布置办公室,将卫生间用房全布置在建筑物北面。方案设计绘出主要平面、立面、剖面图,标明尺寸,比例不小于1:200。建筑施工图绘制平面图:底层平面、标准层平面、顶层平面。(1:100)立面图:正、背立面。(1:100)剖面图:主要剖面、楼梯剖面。(1:100)详图:楼梯详图、卫生间详图等。(1:20)屋面排水图:(1:100)总平面图(1:500):含门窗表、建筑设计说明。建筑设计总结(写在计算书之前,不超过10页)。1.3建筑设计介绍一幢建筑物是由若干单体空间有机的组合起来的整体空间,任何空间都有三度性。因此在建筑设计的过程中,应从平、立、剖面三个不同方向的投影来综合分析建筑物的各种特征,并通过相应的设计图来表达其设计意图。1.3.1建筑平面设计建筑平面从组成部分的使用性质分为使用部分和交通联系部分。使用部分又分为主要使用房间和辅助房间。主要使用房间是建筑物的核心,由于他们使用要求不同形成了不同类型的建筑物,本工程主要使用房间是办公室,大部分布置在阳面,采光比较好;辅助使用房间是为保证建筑物主要使用要求而设置的,与主要使用房间相比,则属于建筑物的次要部分,本工程的辅助房间有资料室、杂物间、配电室、卫生间等,大部分布置在阴面,合理利用空间。交通联系部分是建筑物中各房间之间、楼层之间和室内与室外之间联系的空间。本工程中交通联系部分包括水平交通空间,如走廊、坡道;垂直交通空间,如楼梯、电梯;交通枢纽空间,如门厅、门斗。交通路线简洁明确,有足够的通行宽度,走廊宽2.4m,楼梯宽3.9m和3.6m,坡道宽3.0m,有1部电梯。人流通畅互不干扰,通风采光良好,紧急疏散迅速安全。1.3.2建筑剖面设计建筑剖面是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系。剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用,以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它和房屋的使用、造价和节约用地等有密切关系,也反映了建筑标准的一个方面。本工程建筑剖面形状为矩形,具有形状规则、结构简单、有利于梁板布置的特点,便于竖向空间的组合,施工方便。本建筑有两个剖面均为楼梯处的剖面,此处剖面集中反映了房屋的层数、层高、窗台高度、室内外地面标高。48
1.3.3建筑立面设计建筑物在满足使用要求的同时,它的体形、立面,以及内外空间组合等,还会给人们在精神上以积极向上的感觉。因此,建筑物除了要满足使用上的要求以外,还要考虑人们对建筑物的审美要求。建筑物的美观要求,还在一定程度上反映社会的文化生活、精神面貌和经济基础。建筑物的立面,受其内部使用功能和技术经济条件所制约,并受基地环境群体规划等外界因素的影响。建筑物的外部形象,并不等于房屋内部空间组合的直接表现,建筑体型和立面设计,必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性,如均衡、韵律、对比、统一等等,把适用、经济、美观三者有机地结合起来。立面设计在满足建筑功能要求的前提下,运用建筑造型和立面构图的一般规律,紧密结合平面、剖面的内部空间组合,确定门、窗等部件的比例、尺度、位置、使用材料与色彩,做到主从分明,比例恰当,布局均衡,协调统一,虚实对比强烈。本工程外墙面刷浅蓝色水泥粉面,具有以简洁、线条分明、对称美、运用色彩的烘托来对视觉进行冲击的特点,具有庄严而有灵气的感觉1.3.4设计依据及主要采用的现行规范1、《房屋建筑学》高等教育出版社2、《建筑设计资料集》新版中国建筑工业出版社3、《公共建筑设计原理》中国建筑工业出版社4、《民用建筑设计通则》中国建筑工业出版社5、《混凝土结构》6、《砌体结构》7、《土力学与地基基础》8、《建筑结构荷载规范》(GB50005-2001)(2006版)北京:中国建筑工业出版社,20069、《混凝土结构设计规范》(GB50011-2010)北京:中国建筑工业出版社,201010、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)11、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010).北京:中国建筑工业出版社,201012、《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001-2001).北京:中国计划出版社,200213、《建筑结构制图标准》(GB/T50104-2010)北京:中国计划出版社,,200214、平面整体表示方法制图规则及构造详图(03G101-1、03G101-2)15、门窗、屋面、梁等的标准图集48
2结构设计2.1基本设计资料2.1.1工程地质及水文气象条件工程地质及水文气象条件(1)自然地表0.5m内为填土,填土下层为1.1m厚的砂质粘土;其下为砂砾石层(未穿透)。填土:重度,允许承载力标准值为120kN/m2;砂质粘土:重度,允许承载力标准值为200kN/m2;砂砾石层:地下水位以上土的重度,允许承载力标准值为400kN/m2;地下水位以下土的重度,允许承载力标准值为380kN/m2。(2)地下水位:地表以下3.5m,无侵蚀性。(3)最大冻深:-1.34m,标准冻深:-1.16m。(4)基本风压:0.35kN/m2。(5)基本雪压:0.25kN/m2。(6)抗震设防烈度:8度。2.1.2活荷载标准值取值(1)层面活荷载:非上人层面,上人屋面(2)楼面活荷载:办公楼。2.1.3设计依据及主要采用的现行规范(1)《建筑结构荷载规范》GB50005-2012(2)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(3)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2012(4)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(5)《建筑结构制图标准》GB/T50104-20012.2结构体系选型本设计为六层全现浇钢筋混凝土框架结构。按照结构布置不同,框架结构可分为横向承重、纵向承重和纵横向承重三种布置方案。横向承重方案中,竖向荷载主要由横向框架承担,荷载的传递路线为:板——次梁——主梁——柱;同时横向框架还承受横向的水平风荷载和地震作用。纵向承重方案中,竖向荷载主要由纵向框架承担,同时纵向框架还承受纵向的水平风荷载和地震作用。当柱网为正方形或者接近正方形,或楼面荷载较大的情况下,可采用纵横向承重方案,两个方向的框架同时承受竖向荷载和水平荷载。本工程承重方案为纵横向混合承重方案。2.3结构平面布置及梁柱截面尺寸的确定2.3.1确定框架计算简图标准层结构平面布置图如图2-1所示。假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等48
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楼楼面,基础标高根据地质条件,室内外高差定为,首层层高为,故底层计算高度为,其余各层标高从楼面算至上一层楼面,其它层层高均为。从结构平面上选取④轴这一榀有代表性的框架作为计算单元,由此,可绘出框架的计算简图如图2-1所示。图2-1框架计算简图(单位:mm)48
图2-2选定的计算单元(单位:mm)图2-3框架计算简图(单位:mm)2.3.2梁柱截面尺寸确定1.梁截面高度梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8,纵向框架梁的跨度分别有7800mm、8400mm,两个跨度的梁截面高度取h=900mm,截面宽度取900×1/2=450mm,横向框架梁的跨度分别有为7500mm和2400mm,故本方案7500mm跨度的梁截面高度取h=700mm,截面宽度取,700×1/2=350mm,2400mm跨度的梁截面高度取h=300mm,截面宽度取200mm。纵、横向次梁截面尺寸均为b×h=250mm×500mm。2.框架柱截面尺寸框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:A.柱组合的轴压力设计值:式中:—柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取0.7~0.8,本设计取1.0。—按简支状态计算柱的负载面积。—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14kN/m2。—为验算截面以上的楼层层数。—考虑水平力产生的附加系数,风载或四级抗震时,=1.05;三~一级抗震时=1.05~1.15。—边柱,角柱轴向力增大系数,边柱=1.1;角柱=1.2;中柱=1.0—竖向荷载分项系数,取1.25.B.式中:—框架柱轴压比限值,本方案为三级抗震等级,查《抗震规范》可知取为0.9。—混凝土轴心抗压强度设计值,对C35,查得16.7N/mm2。48
3.计算过程边柱:故取2984.23用于计算故取柱截面尺寸为500mm×500mm。中柱:故取3581.08用于计算故取柱截面尺寸为500mm×500mm。角柱:为了柱子截面一致,故取角柱截面尺寸为500mm×500mm。校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求:⒈按构造要求框架柱截面高不宜小于400mm,宽不宜小于350mm;⒉为避免发生剪切破坏,柱净高与截面边长之比宜大于4,取较短柱柱高H=3600mm,H/h=3600/500=7.2>4。⒊框架柱截面高和宽一般可取层高的(1/15~1/20)h≥(1/15~1/20)H=(1/15~1/20)×(4.2+2.5+0.60-1)=420mm~315mm满足要求。表2-1梁截面尺寸(mm)混凝土等级横梁(b×h)纵梁(b×h)框架梁次梁框架梁次梁C35350×700、200×300250×500450×900、200×400250×500表2-2柱截面尺寸(mm)层次混凝土等级b×h1-4C35500×50048
3重力荷载代表值计算及框架侧移刚度计算楼层重力荷载代表值=全部的恒载+50%的楼面活荷载屋面重力荷载代表值=全部的恒载+50%的屋面雪荷载;活荷载较大值3.1恒载标准值计算3.1.1屋面楼面恒载计算屋面永久荷载标准值(上人):40厚细石混凝土1.0kN/m21.2厚高分子卷材0.15kN/m225厚1:3水泥砂浆20×0.025=0.5kN/m290厚水泥珍珠岩板2×0.09=0.18kN/m2最薄处15厚水泥焦渣13×0.015=1.95kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m2合计5.025kN/m2屋面永久荷载标准值(不上人):20厚水泥砂浆20×0.02=0.4kN/m21.2厚合成高分子防水卷材0.15kN/m225厚水泥砂浆20×0.025=0.5kN/m265厚聚苯乙烯保温板0.2×0.065=0.013kN/m2最薄处15厚1:6水泥焦渣13×0.015=0.195kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m2合计4.258kN/m2楼面永久荷载标准值:普通楼面48
8厚瓷面砖19.8×0.008=0.16kN/m230厚1:3水泥砂浆20×0.03=0.6kN/m230厚聚苯乙烯泡沫板保温层0.2×0.03=0.006kN/m210厚1:3水泥砂浆20×0.01=0.2kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m2合计3.966kN/m2卫生间楼面8厚瓷面砖19.8×0.008=0.16kN/m250厚1:3水泥砂浆20×0.05=1kN/m21.5厚合成高分子0.15kN/m2100厚钢筋混凝土板25×0.1=2.5kN/m210厚水泥石灰膏砂浆0.01×17=0.17kN/m2合计3.98kN/m2一层地面永久荷载标准值:普通楼面8厚地砖地面19.8×0.008=0.16kN/m25厚石灰砂浆20×0.005=0.1kN/m220厚1:3水泥砂浆20×0.02=0.4kN/m260厚混土垫层25×0.06=1.5kN/m23:7灰土17.5×0.15=2.625kN/m2合计4.785kN/m2卫生间地面8厚地砖0.008×19.8=0.16kN/m230厚1:3水泥砂浆20×0.03=0.6kN/m21.5厚合成高分子0.15kN/m21:3水泥砂浆最薄处20厚20×0.02=0.4kN/m210厚水泥石灰膏砂浆0.01×17=0.17kN/m2合计2.81kN/m248
3.1.2第一层结构构件自重计算取基础埋深为2.5m,基础高为1m,则一层柱高为,故取一层柱高为表3-1梁、柱自重类别截面尺寸b×h(mm)净跨(mm)体积(m3)容重(kN/m3)单重(kN)数量总重(kN)框架梁纵梁200×4003600、3900、45000.288、0.312、0.36257.2、7.8、94、6、293.6450×9007800、7500、8400、3.159、3.03753.4022578.975、75.9375、85.0516、4、21737.45横梁200×30024000.1082527924.3350×70075001.83752545.937521964.6875次梁纵梁250×5007800、84000.975、1.052524.375、26.258、1221.25200×3004500、20000.2025、0.04255.0625、11、16.0625横梁250×5007800、7500、8400、45000.975、0.9375、1.05、0.5622524.375、23.4375、26.25、14.06258、2、1、1282.1875合计3329.5375框架柱500×50063001.5752539.375421653.75构造柱200×30063000.378259.4519.45200×20063000.2526.31275.6合计1738.8墙体为填充墙,材料为蒸压粉煤灰加气混凝土砌块,电梯间填充墙为普通砖墙,外墙厚300mm,内墙厚为200mm。外墙体自重计算外墙永久荷载标准值:8厚面砖层0.008×19.8=0.158kN/m24厚水泥砂浆0.004×20=0.08kN/m214厚水泥石灰膏砂浆0.014×17=0.238kN/m2300厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.3×5.5=1.65kN/m260厚聚苯乙烯泡沫板0.18×0.06=0.01kN/m内抹灰0.36kN/m2合计2.496kN/㈠㈠外墙体自重计算①轴外墙面积:48
A→B轴:B→C轴C→D轴则①轴外墙面积为36.57⑿轴与①轴相同,面积也为36.57m2D轴外墙面积:则D轴外墙面积为119.44A轴外墙面积:故所有外墙自重:㈡内墙体自重计算内墙永久荷载标准值:200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.2×5.5=1.1kN/m2双面抹灰0.72kN/m2合计1.82kN/m内墙体面积:⑴AB跨的内墙面积:领导卫生间墙面积:则AB跨的内墙自重:⑵CD跨的内墙面积:①卫生间墙体自重计算卫生间墙永久荷载标准值:8厚瓷砖面0.008×0.5=0.004kN/m248
4厚水泥砂浆0.004×20=0.08kN/m214厚水泥石灰膏砂浆0.014×17=0.238kN/m2200厚混凝土砌块0.2×5.5=1.1kN/m2合计1.422kN/m2楼梯间墙及强弱电井墙面积:卫生间内墙面积:则卫生间内墙自重:卫生间墙裙面积:卫生间墙裙高为1.5m则卫生间墙裙自重:则CD跨的内墙自重:2467.477KN⑶B轴内墙面积:则B轴内墙自重:⑷C轴内墙面积:48
则C轴内墙自重:则所有内墙自重:㈢门窗自重计算:电梯间及强弱电井墙永久荷载标准值:200厚普通砖0.2×18=9kN/m2双面抹灰0.72kN/m2合计9.72kN/m2窗面积:窗自重:门面积:2个M1:2个M2:1个M3:2个M4:3个M5:18个M6:3个M7:4个M8:2个M9:1个M10:电梯门:M1自重:M2、M3及之间玻璃幕墙自重:M4至M10及电梯门自重:则所有门自重:㈣楼板自重计算:卫生间楼板自重:一般楼板自重:则第一层楼板自重:3.1.3第二层结构构件自重计算第二层构件自重计算:表3-2梁、柱自重48
类别截面尺寸b×h(mm)净跨(mm)体积(m3)容重(kN/m3)单重(kN)数量总重(kN)框架梁纵梁200×4003600、3900、45000.288、0.312、0.36257.2、7.8、94、6、293.6450×9007800、7500、8400、3.159、3.03753.4022578.975、75.9375、85.0516、4、21737.45横梁200×30024000.1082527924.3350×70075001.83752545.937521964.6875次梁纵梁250×5007800、84000.975、1.052524.375、26.258、1221.25200×3004500、20000.2025、0.04255.0625、11、16.0625横梁250×5007800、7500、8400、45000.975、0.9375、1.05、0.5622524.375、23.4375、26.25、14.06258、2、1、1282.1875合计3329.5375框架柱500×50036000.92522.542945构造柱200×30036000.216255.415.4200×20036000.1443.61243.2合计993.6B.外墙体标准值为2.496㈠外墙体自重计算①轴外墙面积:A→B轴:B→C轴C→D轴则①轴外墙面积为33.69⑿轴与①轴相同,面积也为33.69m2D轴外墙面积:48
则D轴外墙面积为105.7A轴外墙面积:故所有外墙自重:㈡内墙体自重计算内墙永久荷载标准值:200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.2×5.5=1.1kN/m2双面抹灰0.72kN/m2合计1.82kN/m内墙体面积:⑴AB跨的内墙面积:领导卫生间墙面积:则AB跨的内墙自重:⑵CD跨的内墙面积:卫生间墙体自重计算卫生间墙永久荷载标准值:8厚瓷砖面0.008×0.5=0.004kN/m24厚水泥砂浆0.004×20=0.08kN/m214厚水泥石灰膏砂浆0.014×17=0.238kN/m2200厚混凝土砌块0.2×5.5=1.1kN/m2合计1.422kN/m2楼梯间墙及强弱电井墙面积:48
卫生间内墙面积:则卫生间内墙自重:卫生间墙裙面积:卫生间墙裙高为1.5m则卫生间墙裙自重:则CD跨的内墙自重:2061.276KN㈢B轴内墙面积:则B轴内墙自重:㈣C轴内墙面积:则C轴内墙自重:则所有内墙自重:㈢门窗自重计算:电梯间及强弱电井墙永久荷载标准值:200厚普通砖0.2×18=9kN/m2双面抹灰0.72kN/m2合计9.72kN/m2窗面积:窗自重:门面积:16个M6:3个M7:4个M8:2个M9:1个M10:4个M11:则门自重:㈣楼板自重计算:卫生间楼板自重:48
一般楼板自重:则第一层楼板自重:第三层重力荷载值同第二层.3.1.4第四层结构构件自重计算表3-3梁、柱自重类别截面尺寸b×h(mm)净跨(mm)体积(m3)容重(kN/m3)单重(kN)数量总重(kN)框架梁纵梁200×4003600、3900、45000.288、0.312、0.36257.2、7.8、94、6、293.6450×9007800、7500、8400、3.159、3.03753.4022578.975、75.9375、85.0516、4、21737.45横梁200×30024000.1082527924.3350×70075001.83752545.937521964.6875次梁纵梁250×5007800、84000.975、1.052524.375、26.258、1221.25200×3004500、20000.2025、0.04255.0625、11、16.0625横梁250×5007800、7500、8400、45000.975、0.9375、1.05、0.5622524.375、23.4375、26.25、14.06258、2、1、1282.1875合计3329.5375框架柱500×50036000.92522.542945构造柱200×30036000.216255.415.4200×20036000.1443.61243.2合计993.6㈠外墙自重同标准层的也为㈡内墙体自重计算内墙体面积:⑴AB跨的内墙面积:48
领导卫生间墙面积:则AB跨的内墙自重:⑵CD跨的内墙面积同标准层也为2061.276KN⑶B轴内墙面积:则B轴内墙自重:⑷C轴内墙自重同标准层也为则所有内墙自重:㈢门窗自重计算:窗自重同标准层也为门面积:12个M6:3个M7:4个M8:2个M9:1个M10:4个M11:2个M12:则门自重:㈣楼板自重计算:顶层一般楼板自重:㈤第四层女儿墙荷载计算:㈥女儿墙四角构造柱自重计算:㈦突出屋面的电梯间墙体自重:门自重:表3-4电梯间梁、柱自重48
类别截面尺寸b×h(mm)净跨(mm)体积(m3)容重(kN/m3)单重(kN)数量总重(kN)梁100×20025000.05251.2522.5100×20024000.048251.222.4柱300×20021000.108253.1526.3200×20021000.108252.124.2电梯间屋面面积:电梯间屋面恒载:电梯间屋面活载:㈧突出屋面的楼梯间(开间为3600mm)墙体自重:门自重:表3-5电梯间梁、柱自重类别截面尺寸b×h(mm)净跨(mm)体积(m3)容重(kN/m3)单重(kN)数量总重(kN)梁200×3003900、36000.1755、0.162254.3875、4.0528.775350×70075001.83752545.937528.1柱200×30021000.126253.1526.3200×20021000.084252.124.2楼梯间屋面面积:楼梯间屋面恒载:楼梯间屋面活载:㈨突出屋面的楼梯间(开间为3900mm)墙体自重:门自重:楼梯间屋面面积:楼梯间屋面恒载:楼梯间屋面活载:屋顶柱自重:㈩雨棚荷载代表值计算:40厚细石混凝土面层墙体自重1.0kN/m248
防水层0.3kN/m2找坡0.5kN/m2二次防水层0.3kN/m2找平层0.4kN/m2100厚现浇钢筋混凝土0.10×25=2.5kN/板底粉刷0.01×20=0.2kN/m2合计5.2kN/m雨棚自重:3.1.5各层质点重力荷载代表值计算一层质点重力荷载代表值为:二层质点重力荷载代表值为:=四层质点重力荷载代表值为:屋顶重力荷载代表值为:48
图3-1质点重力荷载代表值3.2横向框架侧移刚度计算3.2.1梁线刚度计算表3-6梁的线刚度计算截面尺寸b×h(mm2)跨度m矩形截面惯性矩边框架梁中框架梁7.82.4注:梁、柱均采用C35混凝土,则表3-7柱线刚度计算层次混凝土强度等级断面尺寸b×h(m2)层高h(m)惯性矩Ic(m4)柱线刚度2~5C353.61C356.33.2.2柱侧移刚度计算表3-8首层柱侧移刚度计算48
层高(m)柱位置与柱相连梁的线刚度柱的线刚度根×5.6中框边柱3.230.71中框中柱0.730.73边框边柱0.660.66边框中柱0.580.58表3-92~5层柱侧移刚度计算层高(m)柱位置与柱相连梁的线刚度柱的线刚度根×3.3中框边柱0.9250.316中框中柱1.020.34边框边柱0.690.26边框中柱0.7650.284水平荷载作用计算4.1水平地震作用框架内力计算4.1.1自振周期计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1(s)可按下式计算:48
式中:—结构基本周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,民用框架结构取0.6~0.7;—集中在各层楼面处的重力荷载代表值(KN);—假想把集中在各楼层面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构各层楼面处位移(m)表4-1基本周期的计算层次411008.4311008.435604000.0200.5045548.252796.32313313.1337574.425604000.0670.4415871.092589.15213313.1350887.555604000.0910.3744979.111862.19113772.1764659.722284000.2830.2833897.521103合计26710.3511455.22则结构自振周期为:取=0.65,4.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算西安地区抗震设防烈度8度设计,基本地震加速度为0.2g,Ⅱ类场地,设计地震分组按第二组,则Tg=0.35s,αmax=0.16。由于本结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切型为主,故可用底部剪力法计算水平地震作用。又因为,故考虑顶点附加地震作用。结构底部剪力为:每个支点处的的水平地震作用标准值:=48
式中:—结构总水平地震作用标准值;、—分别集中于质点i、j的重力荷载代表值;、—分别为质点i、j的计算高度。表4-2各层地震作用及楼层地震剪力层次(m)(m)(kN)(kN)42.122.8380786799.60.009235.3633.613.513313.13179727.30.191488.641962.2223.69.913313.131318000.140358.162320.3816.36.313772.1786764.70.092235.362555.74注:考虑鞭端效应,假设突出屋面的第六层,,其中。4.1.3变形验算结构在多遇地震情况下,楼层弹性层间位移应符合下列要求:式中:—多遇地震标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移;—弹性层间位移角限值,钢筋混凝土框架取1/550;—计算楼层层高。表4-3变形验算层次层间剪力(kN)层间刚度(m)层高(m)备注4857.035604000.00153.60.007层间相对弹性位移转角均满足的要求。31962.225604000.00353.60.00722320.385604000.00413.60.00712555.742924000.00876.3由此可见,最大层间弹性位移角发生在第一层,0.0087<0.01,满足规范要求。4.1.4水平地震作用下框架内力计算1.横向框架柱端弯矩计算:框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算:式中:—第i层第k根柱的下端弯矩;—第i层第k根柱的上端弯矩—框架柱的标准反弯点高度比48
—上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值、—上下层层高变化时反弯点高度比的修正值—框架柱的反弯点高度比底层柱不考虑修正值,顶层柱不考虑修正值。下面以④轴线横向框架内力的计算为例:表4-4反弯点计算层数A柱B柱四三二一A轴柱端弯矩计算列于下表:表4-5横向框架柱端弯矩计算(边柱)48
层次层高层间剪力层间刚度A轴柱(边柱)(kN)(m)(kN)(kN)43.6857.035604001330020.340.7560.2114.5254.633.61962.225604001330046.571.5480.4368.1190.2823.62320.385604001330055.071.6560.4686.11101.0916.32555.74292400550048.073.0240.48194.44210.65B轴柱端弯矩计算列于下表:表4-6横向框架柱端弯矩计算(中柱)层次层高层间剪力层间刚度B轴柱(中柱)(kN)(m)(kN)(kN)43.6857.035604001430021.875.1030.4143.830.4133.61962.225604001430050.075.8950.4691.678.0023.62320.385604001430059.216.0430.46108.392.2416.32555.74292400570049.8210.3440.48331.5306.032.框架梁端弯矩、剪力计算水平荷载作用下框架梁端弯矩可按下列公式计算:式中:、—分别表示节点上、下两端柱的弯矩。、—分别表示节点左右两端梁的弯矩。、—分别表示节点左梁和右梁的线刚度。48
框架梁端剪力可按下列公式计算:式中:、—表示梁左、右两端剪力。—梁的跨度。横向框架梁端弯矩、剪力计算结果列于下表:表4-7横向框架梁端弯矩、剪力层次AB跨(l=6.6m)BC跨(l=2.4m)454.613.739.1130.0713.7318.253134.2447.0824.18103.1447.0863.592169.258.3930.35127.9158.3977.631296.76132.8168.19290.93132.81176.563.轴力计算框架柱轴力可按下列公式计算:式中:—第i层第k根柱子的轴力。、—分别为第i层第k根柱两侧梁端传来的剪力。框架柱轴力计算结果列于下表:表4-8横向框架柱的轴力层次A轴(边柱)B轴(中柱)4-9.11-9.143-49.25-38.412-79.43-47.451-147.62-108.3748
4.水平地震作用下框架内力图图4-1水平地震作用下的框架弯矩图(KN·m)48
图4-2水平地震作用下框架梁端剪力及柱轴力(单位:kN)48
4.2风荷载作用下框架内力计算4.2.1风荷载标准值计算《荷载规范》指出,垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算:式中:—风荷载标准之();—基本风压()。—风荷载体型系数;—风压高度变化系数;—Z高度处的风振系数。已知基本风压;由《荷载规范》查得:(迎风面),(背风面)。又由于该建筑物位于C类地区,且建筑物高度不超过30m,故不考虑风振系数的影响,即。取④轴线横向框架,其受载宽度为7.8m,则有上式可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为:根据各楼层标高处的高度Hi,查表得,代入上式可得各楼层标高处的,其中为迎风面的风荷载标准值,为背风面的风荷载标准值,沿房屋的高度分布见下表。表4-9风荷载标准值计算层次女儿墙19.810.8361.01.791.12418.60.940.8121.01.741.09311.40.580.741.01.590.9927.80.390.741.01.590.9914.20.210.741.01.590.994.2.2风荷载作用框架内力计算1.风荷载计算第四层:第三层:第二层:第一层:48
则水平风荷载作用下结构计算简图为4-3、4-4.图4-3风荷载沿房屋高度的分布(单位:)图4-4等效节点集中风荷载(单位:kN)2.风荷载作用下柱端弯矩计算框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算:式中:—第i层第k根柱的下端弯矩。—第i层第k根柱的上端弯矩。—框架柱的标准反弯点高度比。—上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。、—上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。48
—框架柱的反弯点高度比。底层柱不考虑修正值,顶层柱不考虑修正值。下面以③轴线横向框架内力的计算为例:A轴柱端弯矩计算列于下表:表4-10横向框架柱端弯矩计算(边柱)层次层高层间剪力层间刚度A轴柱(边柱)(KN)(m)(KN)(KN)43.68.6577400188002.000.210.7565.691.5133.627.5577400188006.380.431.54813.099.8823.63777400188008.570.461.65616.6614.1916.347.2422600560013.590.483.02444.5241.10B轴柱端弯矩计算列于下表:表4-11横向框架柱端弯矩计算(中柱)层次层高层间剪力层间刚度B轴柱(中柱)(KN)(m)(KN)(KN)43.68.6577400199002.040.411.484.333.0233.627.5577400199006.500.461.6612.6410.7923.63777400199008.720.461.6616.9514.4816.347.2422600560016.600.483.0254.3850.133.风荷载作用下框架梁端弯矩、剪力计算可按下列公式计算:式中:、—分别表示节点上、下两端柱的弯矩。、—分别表示节点左右两端梁的弯矩。、—分别表示节点左梁和右梁的线刚度。框架梁端剪力可按下列公式计算:式中:、—分别表示梁左、右两端剪力。48
l—梁的跨度。横向框架梁端弯矩、剪力计算结果列于下表:表4-12横向框架梁端弯矩、剪力层次AB跨(l=6.6m)BC跨(l=6.6m)45.691.360.942.971.361.8318.676.183.3113.556.188.22226.548.694.7019.058.6911.56158.7121.5810.7147.2821.5828.694.风荷载作用下柱轴力计算框架柱轴力可按下列公式计算:式中:—第i层第k根柱子的轴力。、—分别为第i层第k根柱两侧梁端传来的剪力。框架柱轴力计算结果列于下表:表4-13横向框架柱的轴力层次A轴(边柱)B轴(中柱)C轴(边柱)D轴(边柱)4-2.00-2.042.042.003-6.38-6.506.506.382-8.57-10.8910.898.571-13.59-21.621.613.595.风荷载作用下框架弯矩图48
图4-5风荷载作用下框架弯矩图(单位:)48
图4-6风荷载作用下框架梁端剪力及柱轴力(单位:kN)5竖向荷载作用下框架内力计算5.1恒荷载作用下框架(KJ-4)内力计算5.1.1计算单元确定取④轴线横向框架进行计算。48
5.1.2荷载传递横向框架结构荷载传递如下图所示:图5-1荷载传递布置图5.1.3恒荷载计算作用于框架梁上的线荷载为均布荷载,集中荷载为F;故屋面恒荷载取,楼面恒荷载取。一层荷载计算:⑴AB跨:板传给梁的为三角形荷载,等效转化为均布荷载为:因为左右两块板传递荷载,故AB梁承受的荷载为:梁自重:抹灰重:⑵AB跨的集中荷载:①纵向连梁:梁自重:抹灰层重:上板传来的为梯形荷载:48
梁上墙体自重:下板传来的为梯形荷载:②横向连梁:梁自重:抹灰层重:三角形荷载:则⑶BC跨的梁只有梁自重,因此⑷CD跨荷载计算:板传递的荷载是由左边双向板梯形荷载与右边双向板三角形荷载组成抹灰及板的自重:⑸CD跨的集中荷载:①横向连梁:梁自重:抹灰层重:上板传来的为荷载:横梁上墙体自重:下板传来的为梯形荷:则二层荷载计算:⑴AB跨:板传给梁的为三角形荷载,等效转化为均布荷载为:因为左右两块板传递荷载,故AB梁承受的荷载为:梁自重:抹灰重:梁上的墙重:48
⑵BC跨的梁只有梁自重,因此⑶CD跨荷载计算:板传递的荷载是由左边单向板与右边双向板三角形荷载组成右边双向板三角形荷载:左边单向板荷载:抹灰及板的自重:三层荷载值与二层相同四层荷载计算:⑴AB跨:板传给梁的为三角形荷载,等效转化为均布荷载为:因为左右两块板传递荷载,故AB梁承受的荷载为:梁自重:抹灰重:⑵BC跨的梁只有梁自重,因此⑶CD跨荷载计算:板传递的荷载是由左边单向板与右边双向板三角形荷载组成右边双向板三角形荷载:左边单向板荷载:抹灰及板的自重:则恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:48
图5-2恒载作用下框架计算简图48
图5-3等效均布恒载作用下框架计算简图5.1.4杆端弯矩分配系数由于结构为现浇结构,因此每个节点为固定端,转动刚度均为i六层杆端弯矩分配系数:A节点:B节点:48
C节点:D节点:四层杆端分配系数:A节点:B节点:C节点:D节点:三层、二层均相同。一层分配系数:A节点:B节点:C节点:D节点:48
5.1.5恒荷载作用下梁端及跨中弯矩第四层:CD段框架梁两端的固端弯矩(均布荷载作用下的弯矩)AB段框架梁两端的固端弯矩(局布分布荷载作用下的弯矩)AB段框架梁两端的固端弯矩(均布荷载作用下的弯矩)BC段框架梁两端的固端弯矩(均布荷载作用下的弯矩)第一层(均布荷载):二、三层均布荷载与第一层相同局部分布荷载:第四层:第一层:二、三层局部荷载与第一层相同AB段框架梁两端的固端弯矩()第四层:48
其余各层的同第五层AB段框架梁两端的固端弯矩()第四层:其余各层的同第五层恒荷载作用下固端弯矩计算过程固端弯矩位置满跨均布荷载局部分布荷载最终产生固端弯矩第四层框架梁-69.73-44.52-212.12____-326.3769.7363.49206.46____340.12-2.53____________-2.532.53____________2.53-83.33-55.64____-47.33-186.383.3380.49____46.06209.8890.1788.54206.46____385.17-2.53____________-2.532.53____________2.53第三层框架梁-90.17-61.21-212.12____-363.590.1788.54206.46____385.17-2.53____________-2.532.53____________2.53-100.30-70.61____-47.33-218.24100.30102.15____46.06248.51第二层框架梁-90.17-61.21-212.12____-363.590.1788.54206.46____385.17-2.53____________-2.532.53____________2.53-100.30-70.61____-47.33-218.24100.30102.15____46.06248.51-90.63-60.90-212.12____-363.9648
第一层框架梁90.6388.09206.46____385.63-2.54____________-2.542.54____________2.54-100.30-68.28____-47.33-215.91100.3098.78____46.06245.145.1.6恒荷载作用下梁端、柱端弯矩二次分配48
梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算,则弯矩计算如图5-4所示。上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱 0.3480.6520.616 0.3290.0550.055 0.3290.6160.652 0.348偏心矩 偏心矩 偏心矩 偏心矩 0.00-326.37340.12 0.00-2.532.53 0-186.3209.88 0113.58212.79-207.96 -111.07-18.5710.11 60.46113.20-136.84 -73.04 46.89-103.98106.40 -47.265.05-9.28 26.64-68.4256.60 -32.06 19.8737.22-39.54 -21.12-3.532.81 16.8031.46-16.00 -8.54180.33-180.33199.02 -179.44-19.576.16 103.90-110.06113.64 -113.64 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-363.50385.17 0.00-2.532.53 0.00-218.24248.51 0.0093.7893.78175.93-177.54-94.51-94.51-16.079.0653.2853.28100.09-120.28-64.12-64.1246.8946.89-88.7787.97-47.26-47.264.53-8.0426.6426.64-60.1450.04-32.06-32.06-1.29-1.29-2.430.940.500.500.080.633.683.686.916.813.633.63139.38139.38-278.76296.53-141.27-141.27-13.994.1883.6083.60-171.38185.09-92.54-92.54 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-363.50385.17 0.00-2.532.53 0.00-218.24248.51 0.0093.7893.78175.93-177.54-94.51-94.51-16.079.0653.2853.28100.09-120.28-64.12-64.1246.8952.59-88.7787.97-47.26-52.874.53-8.0426.6420.14-60.1450.04-32.06-40.83-2.76-2.76-5.183.541.881.880.320.905.295.299.9311.065.895.89137.91143.61-281.52299.13-139.88-145.49-13.754.4585.2178.70-168.36189.33-90.28-99.06 0.2890.1690.542 0.5170.2760.1610.046 0.0460.1610.2760.517 0.5420.2890.169 0.00-363.96385.63 0.00-2.542.54 0.00-252.67282.59 0.00105.1861.51197.27-198.06-105.73-61.68-17.6211.5140.2769.04129.32-153.16-81.67-47.7646.890.00-99.0398.63-47.260.005.75-8.8126.640.00-76.5864.66-32.060.0015.078.8128.26-29.54-15.77-9.20-2.632.709.4616.2230.38-17.67-9.42-5.51167.1470.32-237.46256.67-168.76-70.88-17.047.9476.3785.25-169.56176.42-123.15-53.27图5-4恒荷载作用下框架弯矩二次分配(单位:)48
5.1.7恒荷载作用下框架梁、柱弯矩图图5-5恒载作用下框架弯矩图(单位:)5.1.8恒载作用下梁端剪力计算计算结果如表5-1层数荷载引起的剪力48
456.54-56.546.34-6.3467.56-67.56373.11-73.116.34-6.3481.33-81.33273.11-73.116.34-6.3481.33-81.33173.11-73.116.34-6.3481.33-81.33弯矩引起的剪力4-2.482.48-4.654.65-1.521.523-2.222.22-3.0253.025-2.282.282-2.222.22-3.0253.025-2.282.281-2.682.68-3.883.88-0.960.96剪力454.06-54.061.69-1.6966.04-66.04370.89-70.893.315-3.31579.05-79.05270.89-70.893.315-3.31579.05-79.05170.51-70.512.46-2.4680.37-80.37表5-1剪力计算5.1.9恒荷载作用下住轴力计算计算结果如表5-2、5-2、5-4.、5-5表5-2A轴柱的轴力计算(KN)层次截面纵向主梁引起的轴力柱自重恒荷载引起的轴力4顶54.06168.3922.5222.45底244.953顶70.89165.3822.5739.99底762.492顶70.89165.3822.5998.76底1021.261顶70.51165.3839.3751257.15底1296.52548
表5-3B轴柱的轴力计算(kN)层次截面梁竖向力柱自重恒荷载引起的轴力4顶-54.06-1.69209.3022.5156.93底179.433顶-70.89-3.315203.8322.5474.44底496.942顶-70.89-3.315203.8322.5633.195底655.6951顶-70.51-2.46203.8339.375791.475底830.85表5-4C轴柱的轴力计算(kN)层次截面梁竖向力柱自重恒荷载引起的轴力4顶-1.6966.04232.7622.5297.11底319.613顶-3.31579.05228.5622.5950.7底973.22顶-3.31579.05228.5622.51277.495底1299.9951顶-2.4680.37228.5639.3751606.465底1645.84注:一层柱均按6.3m计算。48
表5-5D轴柱的轴力计算(kN)层次截面梁竖向力柱自重恒荷载引起的轴力4顶-66.04228.222.5184.66底207.163顶-79.0522422.5564.56底587.062顶-79.0522422.5754.51底777.011顶-80.3722439.375920.64底960.015图5-6恒载作用下剪力图及轴力图(KN)56
5.2活荷载作用下框架内力计算5.2.1活荷载计算不上人的屋面活载为0.5,楼面活荷载为2.0屋面主梁活荷载标准值:楼面主梁活荷载标准值:5.2.2活荷载作用下梁端弯矩计算四层弯矩计算:AB跨弯矩计算:BC跨弯矩计算:CD跨弯矩计算:其他层与四层相同。5.2.3活荷载作用下梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配56
弯矩计算如下图5-7.上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱 0.3480.6520.616 0.3290.0550.055 0.3290.6160.652 0.348偏心矩 偏心矩 偏心矩 偏心矩 0.00-2.672.67 0.00-0.280.28 0-2.672.67 00.931.74-1.47 -0.79-0.130.13 0.791.47-1.74 -0.93 1.38-0.740.87 -1.180.07-0.07 1.18-0.870.74 -1.38 -0.22-0.420.15 0.080.01-0.01 -0.08-0.150.42 0.222.08-2.082.22 -1.89-0.330.33 1.89-2.222.08 -2.08 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-10.6910.69 0.00-1.121.12 0.00-10.6910.69 0.002.762.765.17-4.44-2.36-2.36-0.400.402.362.364.44-5.17-2.76-2.761.381.38-2.222.59-1.18-1.180.20-0.201.181.18-2.592.22-1.38-1.38-0.14-0.14-0.26-0.20-0.10-0.10-0.020.020.100.100.200.260.140.144.004.00-8.008.64-3.65-3.65-1.341.343.653.65-8.648.00-4.00-4.00 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-10.6910.69 0.00-1.121.12 0.00-10.6910.69 0.002.762.765.17-4.44-2.36-2.36-0.400.402.362.364.44-5.17-2.76-2.761.381.54-2.222.59-1.18-1.320.20-0.201.180.77-2.592.22-1.38-1.54-0.18-0.18-0.34-0.13-0.07-0.07-0.010.040.210.210.390.340.180.183.964.12-8.088.70-3.62-3.75-1.331.363.753.34-8.458.08-3.96-4.12 0.2890.1690.542 0.5170.2760.1610.046 0.0460.1610.2760.517 0.5420.2890.169 0.00-10.6910.69 0.00-1.121.12 0.00-10.6910.69 0.003.091.815.79-4.95-2.64-1.54-0.440.441.542.644.95-5.79-3.09-1.811.380.00-2.472.90-1.180.000.22-0.221.180.00-2.902.47-1.380.000.320.190.59-1.00-0.53-0.31-0.090.090.310.531.00-0.59-0.32-0.194.781.99-6.787.64-4.36-1.85-1.431.433.033.18-7.646.78-4.78-1.99 0.995 -0.925 1.59 -0.995图5-7活荷载作用下框架弯矩分配(KN﹒m)56
5.2.4活荷载作用下梁端剪力计算四层剪力:其它层均与四层相同。5.2.5活荷载作用下柱轴力计算轴力计算如表5-6.表5-6轴力计算层数A柱B柱轴力轴力42.1682.168-2.1680.732.87138.66919.506-8.6692.81225.83328.66928.175-8.6692.81237.31418.66936.844-8.6692.81248.795图5-8活荷载作用系框架弯矩图(单位:)56
图5-9活载作用下剪力图及轴力图(KN)5.3重力荷载作用下框架内力计算5.3.1重力荷载代表值计算楼层重力荷载代表值=全部的恒载+50%的楼面活荷载屋面重力荷载代表值=全部的恒载+50%的屋面雪荷载四层荷载计算:基本雪压为0.25KN/mAB跨:板传给梁的为三角形荷载,等效转化为均布荷载为:因为左右两块板传递荷载,故AB梁承受的荷载为:56
CD跨:板传递的荷载是由左边单向板与右边双向板三角形荷载组成双向板:单向板:其它层均与四层相同。重力荷载作用下荷载分布如图5-10.图5-10等效均布重力荷载作用下框架计算简图56
5.3.2重力荷载作用下梁端弯矩计算四层弯矩计算:AB跨弯矩计算:BC跨弯矩计算:CD跨弯矩计算:其他层与四层相同。框架梁在重力荷载作用下弯矩分配图5-11。56
上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱 0.3480.6520.616 0.3290.0550.055 0.3290.6160.652 0.348偏心矩 偏心矩 偏心矩 偏心矩 0.00-71.0671.06 0.00-2.682.68 0-59.2359.23 024.7346.33-42.12 -22.50-3.763.11 18.6034.83-38.62 -20.61 12.32-21.0623.17 -11.411.56-1.88 10.04-19.3117.42 -10.89 3.045.70-8.20 -4.38-0.730.61 3.676.87-4.26 -2.2740.09-40.0943.91 -38.29-5.624.52 32.31-36.8333.77 -33.77 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-95.5195.51 0.00-3.103.10 0.00-84.3884.38 0.0024.6424.6446.23-42.88-22.83-22.83-3.883.4120.0820.0837.71-40.84-21.77-21.7712.3612.32-21.4423.11-11.25-11.411.71-1.949.3010.04-20.4218.86-10.31-10.89-0.84-0.84-1.57-1.00-0.53-0.53-0.090.130.750.751.401.130.600.6036.1736.13-72.2974.74-34.61-34.77-5.364.7030.1230.86-65.6863.53-31.47-32.05 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-95.5195.51 0.00-3.103.10 0.00-84.3884.38 0.0024.6424.6446.23-42.88-22.83-22.83-3.883.4120.0820.0837.71-40.84-21.77-21.7712.3212.32-21.4423.11-11.41-11.411.71-1.9410.0410.04-20.4218.86-10.89-10.89-0.83-0.83-1.55-0.93-0.49-0.49-0.080.100.560.561.061.410.750.7536.1436.14-72.2774.82-34.73-34.73-5.354.6730.6830.68-66.0363.81-31.90-31.90 0.2580.2580.484 0.4640.2470.2470.042 0.0420.2470.2470.464 0.4840.2580.258 0.00-95.5195.51 0.00-3.103.10 0.00-84.3884.38 0.0024.6424.6446.23-42.88-22.83-22.83-3.883.4120.0820.0837.71-40.84-21.77-21.7712.3213.80-21.4423.11-11.41-12.751.71-1.9410.046.54-20.4218.86-10.89-12.19-1.21-1.21-2.27-0.30-0.16-0.16-0.030.241.431.432.682.041.091.0935.7537.23-72.9975.44-34.40-35.74-5.304.8231.5428.05-64.4064.44-31.57-32.87 0.2890.1690.542 0.5170.2760.1610.046 0.0460.1610.2760.517 0.5420.2890.169 0.00-95.5195.51 0.00-3.103.10 0.00-84.3884.38 0.0027.6016.1451.77-47.78-25.51-14.88-4.253.7413.0922.4342.02-45.73-24.39-14.2612.320.00-23.8925.88-11.410.001.87-2.1310.040.00-22.8721.01-10.890.003.341.966.27-8.45-4.51-2.63-0.750.692.414.137.73-5.49-2.93-1.7143.2718.10-61.3665.17-41.43-17.51-6.235.4025.5326.56-57.4954.17-38.20-15.97 9.05 -8.755 13.28 -7.985图5-11重力荷载作用下的弯矩分配(KN·m)56
5.3.3重力荷载作用下梁端剪力计算梁端弯矩求出后,从框架中取梁为隔离体,用平衡条件求梁的剪力。荷载引起的剪力:弯矩引起的剪力:表5-7剪力计算层数荷载引起的剪力457.62-57.626.69-6.6948.03-48.03377.44-77.447.74-7.7468.41-68.41277.44-77.447.74-7.7468.41-68.41177.44-77.447.74-7.7468.41-68.41弯矩引起的剪力40.5-0.50.46-0.460.41-0.4130.34-0.340.28-0.280.30-0.3020.33-0.330.20-0.200.005-0.00510.51-0.510.35-0.350.45-0.45剪力457.12-57.126.23-6.2347.62-47.62377.11-77.117.46-7.4668.11-68.11277.11-77.117.54-7.5468.41-68.41176.93-76.937.39-7.3967.96-67.965.3.4重力荷载作用下柱轴力计算计算方法同前面,计算结果如表5-8、5-9、5-10、5-11.表5-8A轴柱的轴力计算(KN)层次截面纵向主梁引起的轴力柱自重恒荷载引起的轴力4顶57.12169.3322.5226.45底248.9562
3顶77.11172.8822.5771.43底739.932顶77.11172.8822.51043.92底1066.421顶76.93172.8839.3751316.23底1355.605表5-9B轴柱的轴力计算(KN)层次截面梁竖向力柱自重恒荷载引起的轴力4顶-57.126.23210.2422.5159.35底181.853顶-77.117.46211.3322.5487.71底510.212顶-77.117.54211.3322.5651.97底674.471顶-76.937.39211.3339.375816.26底855.64表5-10C轴柱的轴力计算(KN)层次截面梁竖向力柱自重恒荷载引起的轴力4顶-6.2347.62233.722.5275.09底297.593顶-7.4668.11236.0622.5913.52底936.022顶-7.5468.41236.0622.51232.95底1255.451顶-7.3967.96236.0639.3751552.08底1591.4662
表5-11D轴柱的轴力计算(KN)层次截面梁竖向力柱自重恒荷载引起的轴力4顶-47.62229.1422.5181.52底204.023顶-68.11231.522.5553.29底575.792顶-68.41231.522.5738.88底761.381顶-67.96231.539.375924.92底964.30图5-12重力荷载作用系框架弯矩图(单位:)62
图5-13重力荷载作用下剪力图及轴力图(KN)62
6内力组合得到钢筋混凝土框架结构的内力计算结果后,需要进一步确定各个结构的配筋和构造措施,因此要确定构件各个截面的最不利内力。一般而言,并不是所有荷载同时作用时构件的全部截面都达到了最不利内力。6.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素,查规范得到,该框架结构高度<30m,地处抗震设防烈度为7度的西宁地区,因此该框架为三级抗震等级。6.2最不利内力现浇钢筋混凝土框架一般为刚性节点,框架梁的两个端部截面是负弯矩和剪力最大的部位。在水平荷载作用下,框架梁端部还会产生弯矩。跨中截面通常会产生最大正弯矩,有时也可能出现负弯矩。因此,框架梁的控制截面是两端支座处的截面和跨中截面。框架梁的控制截面最不利内力组合有以下几种:①梁端支座截面−、+和②梁跨中截面+、−(注意组合,可能出现)。对于框架柱,弯矩最大值在两个柱端,剪力和轴力在同一楼层中通常没有变化或变化很小。因此框架柱的控制截面为上、下两个端截面。在不同的内力组合时,同一柱截面有可能出现正弯矩或负弯矩。但考虑到框架柱一般均采用对称配筋,只需要选择正、负弯矩中绝对值最大的弯矩进行组合。框架柱控制截面的最不利内力组合包括以下几种:①最大弯矩及相应的轴力N和剪力V;②最大轴力及相应的M和V;③最小轴力及相应的M和V。框架柱属于偏压构件,可能出现大偏压破坏,也可能出现小偏压破坏。对于大偏压构件,偏心距越大,截面需要的配筋越多。因此有时M虽然不大,但相应的N比较小,此时最大,也可能成为最不利内力。对于小偏压构件,当N并不是最大但相应的M比较大,需要的截面配筋反而最多,从而成为最不利内力组合。柱中的剪力一般不大,按照上述组合方法得到的V和N62
进行斜截面抗剪验算,一般可满足要求。但在水平力较大的情况下,框架柱也需要组合最大剪力.6.3弯矩调幅为使框架结构首先在梁端出现塑性铰,以实现抗震设计中强柱弱梁延性框架的梁铰破坏机构,同时为了便于混凝土浇注,减少节点处负钢筋的拥挤程度,可以在梁中考虑塑性内力重分布,即对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅,降低支座处的弯矩。对于现浇钢筋混凝土框架,支座负弯矩的调幅系数可取为0.8~0.9。支座负弯矩降低后,框架梁经过内力重分布,跨中弯矩相应增大。跨中弯矩增大值:式中:——弯矩调幅系数,本设计中取0.85;、——梁端危险截面在制作边缘处,故应换做支座边缘的弯矩值。框架梁应先向边支座换算然后再根据竖向荷载作用下的弯矩进行调幅,再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。向支座换算内力计算公式:式中:b—支座宽及柱宽AB跨梁弯矩进行换算及调幅:6.4承载力抗震调整系数从理论上讲,抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便,在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值,而是通过引入承载力抗震调整系数来提高其承载力。表6-2-1承载力抗震调整系数受弯梁偏压柱受剪轴压比<0.15轴压比>0.150.750.750.800.8562
AB跨内力调幅层数位置内力轴线内力换算到边支座后的内力调幅后的内力重力荷载恒载活载左风右风左震右震重力荷载恒载活载左风右风左震右震重力荷载恒载活载五左M-40.09-180.33-2.085.69-5.6954.6-54.6-54.47-193.85-2.625.46-5.4652.32-52.32-46.30-164.77-2.23V57.1254.062.1680.94-0.949.11-9.1153.2350.242.020.91-0.918.80-8.8045.2642.701.72中M121.30109.574.552.92-2.9228.25-28.25121.30109.574.552.92-2.9228.25-28.25121.30109.574.55右M-43.91-198.70-2.221.36-1.3613.73-13.73-28.91-185.19-1.681.13-1.1311.45-11.45-24.57-157.41-1.43V-57.12-54.06-2.1680.94-0.949.11-9.11-61.01-57.88-2.310.91-0.918.80-8.80-51.86-49.20-1.96四左M-72.29-283.55-7.5511.01-11.0139.36-39.36-91.57-301.27-9.7210.29-10.2935.35-35.35-77.83-256.08-8.26V77.1170.898.6692.88-2.8816.06-16.0671.8865.958.082.78-2.7815.52-15.5261.1056.066.87中M164.03146.2018.124.88-4.8815.67-15.67164.03146.2018.124.88-4.8815.67-15.67164.03146.2018.12右M-74.74-300.01-8.273.55-3.5531.10-31.10-55.46-282.29-6.102.83-2.8327.09-27.09-47.14-239.95-51.9V-77.11-70.89-8.6692.88-2.8816.06-16.06-82.34-75.45-9.262.78-2.7815.52-15.52-69.99-64.13-7.87三左M-72.27-278.76-8.0018.67-18.67132.24-132.24-91.55-296.48-10.1717.12-17.12126.20-126.20-77.82-252.01-8.64V77.170.898.6696.19-6.1924.18-24.1871.8765.958.085.98-5.9823.36-23.3661.0956.066.87中M163.97145.6218.176.78-6.7873.99-73.99163.97145.6218.176.78-6.7873.99-73.99163.97146.2018.17右M-74.82-296.17-8.646.18-6.1847.08-47.08-55.54-278.45-6.474.63-4.6341.04-41.04-47.21-239.95-5.50V-77.1-70.89-8.6696.19-6.1924.18-24.18-82.33-75.45-9.265.98-5.9823.36-23.36-69.98-64.13-7.87二左M-72.99-281.52-8.0826.54-26.54169.2-169.2-91.55-299.24-10.2523.82-23.82161.61-161.61-77.82-254.36-8.71V-77.1170.898.66910.89-10.8930.35-30.3571.8865.958.0810.52-10.5229.33-29.3361.1056.066.87中M163.62146.4018.187.06-7.0694.07-94.07163.62146.4018.187.06-7.0694.07-94.07163.62146.4018.18右M-75.44-298.77-8.708.69-8.6958.39-58.39-56.16-281.05-6.535.97-5.9750.80-50.80-47.74-238.89-5.55V-77.11-70.89-8.66910.89-10.8930.35-30.35-82.34-75.45-9.2610.52-10.5229.33-29.33-69.99-64.13-7.87一左M-61.36-237.46-6.7858.71-58.71297.76-297.76-80.59-255.18-8.9553.3-53.3279.71-279.71-68.51-216.91-7.60V76.9370.518.66921.6-21.668.19-68.1971.765.578.0820.87-20.8765.89-65.8960.9555.736.87中M163.19145.2818.0419.97-19.97120.78-120.78163.19145.2818.0419.97-19.97120.78-120.78163.19145.2818.04右M-65.17-256.67-7.6421.58-21.58132.81-132.81-45.94-238.95-5.4716.18-16.18115.76-115.76-39.05-203.11-4.65V-76.93-70.51-8.66921.6-21.668.19-68.19-82.16-75.45-9.2620.87-20.8765.89-65.89-69.84-64.13-7.8794
BC跨内力调幅层数位置内力轴线内力换算到边支座后的内力调幅后的内力重力荷载恒载活载左风右风左震右震重力荷载恒载活载左风右风左震右震重力荷载恒载活载五左M-5.62-19.09-0.331.36-1.3613.73-13.73-7.18-19.51-0.511.15-1.159.17-9.17-6.1016.59-0.43V6.231.690.7030.86-0.8618.25-18.252.3370.370.560.83-0.8317.94-17.941.970.310.48中M-6.44-22.11-2.280000-6.44-22.11-2.280000-6.44-22.11-2.28右M-4.52-7.930.331.36-1.3613.73-13.73-2.96-7.510.511.15-1.159.17-9.17-2.52-6.380.43V-6.23-1.69-0.7030.86-0.8618.25-18.25-10.12-3.010.850.830.8317.94-17.94-8.60-2.56-0.72四左M-5.36-12.90-1.373.55-3.5531.10-31.10-7.23-13.73-2.072.86-2.8620.77-20.77-6.15-11.67-1.76V7.463.3152.8122.78-2.7841.34-41.342.232.002.232.68-2.6840.80-40.801.901.71.90中M-7.17-20.34-9.310000-7.17-20.34-9.130000-7.17-20.34-9.13右M-4.70-5.641.373.55-3.5531.10-31.10-2.84-4.812.072.86-2.8620.77-20.77-2.41-4.091.76V-7.46-3.315-2.8122.78-2.7841.34-41.34-12.69-4.64-3.402.68-2.6840.80-40.80-10.79-3.94-2.89三左M-5.35-13.25-1.346.18-6.1847.08-47.08-7.22-14.08-2.044.95-4.9531.43-31.43-6.14-11.97-1.76V7.46-3.3152.8124.91-4.9162.59-62.59-2.23-2.002.234.70-4.7061.77-61.771.90-1.71.90中M-7.06-20.49-8.790000-7.06-20.49-8.790000-7.06-20.49-9.13右M-4.67-5.721.346.18-6.1847.08-47.08-2.81-4.892.044.95-4.9531.43-31.43-2.39-4.161.76V-7.463.315-2.8124.91-4.9162.59-62.59-12.6913.84-3.404.70-4.7061.77-61.77-10.793.94-2.89二左M-5.30-13.01-1.338.69-8.6958.39-58.39-7.17-2.00-2.036.98-6.9838.98-38.98-6.09-11.76-1.73V7.46-3.3152.8126.86-6.8677.63-77.632.23-19.672.236.49-6.4976.61-76.611.90-1.71.90中M-7.18-19.67-9.080000-7.18-6.07-9.080000-7.18-19.67-9.08右M-4.82-6.91.368.69-8.6958.39-58.39-2.96-4.642.036.98-6.9838.98-38.98-2.52-5.161.73V-7.463.315-2.8126.866.8677.63-77.63-12.691.69-3.406.49-6.4976.61-76.61-10.793.94-2.89一左M-6.23-17.04-1.4321.58-21.58132.81-132.81-8.10-17.66-2.1317.08-17.0888.67-88.67-6.90-15.01-1.81V7.46-2.462.81217.98-17.98176.56-176.562.23-1.142.2317.25-17.25174.26-174.261.90-0.971.90中M-7.26-21.27-9.200000-7.26-21.27-9.200000-7.26-21.27-9.20右M-5.40-7.731.4321.58-21.58132.81-132.81-3.54-7.12-2.3117.08-17.0888.67-88.67-3.01-6.05-1.81V-7.462.46-2.81217.98-17.98176.56-176.56-12.693.78-3.4017.25-17.25174.26-174.26-10.79-3.21-2.8994
CD跨内力调幅层数位置内力轴线内力换算到支座的内力调幅后的内力重力荷载恒载重力荷载恒载重力荷载恒载五左M-36.83-110.06-48.74-126.57-41.43-107.58V47.6266.0444.3864.7237.7255.01中M104.31141.92104.31141.92104.31141.92右M-33.77-113.64-21.87-97.13-18.59-82.56V-47.62-66.04-50.87-67.36-43.24-57.26四左M-65.58-173.04-82.71-192.8-70.30-163.88V68.1279.0563.5077.7353.9866.07中M147.39165.01147.39165.01147.39165.01右M-63.53-187.25-46.5-167.49-39.53-142.37V-68.12-79.05-72.74-80.37-61.83-68.31三左M-66.03-171.38-83.06-191.14-70.60-162.47V68.1179.0563.4977.7353.9766.07中M147.42165.30147.42165.30147.42165.30右M-63.81-185.09-46.78-165.33-39.76-140.53V-68.11-79.05-72.73-80.37-61.82-68.31二左M-64.40-168.36-81.50-188.12-69.28-159.90V68.4179.0563.7977.7354.2266.07中M146.20161.12146.20161.12146.20161.12右M-64.44-189.33-47.34169.65-40.24-144.13V-68.41-79.05-73.03-80.37-62.08-68.31一左M-57.49-169.56-74.48-189.65-63.31-161.20V67.9680.3763.3479.0553.8467.19中M139.05169.61139.05169.61139.05169.61右M-54.17-176.42-52.77-156.3344.85-132.88V-67.96-80.37-72.58-81.69-61.69-69.44注:活载、风荷载、地震荷载对于AB和CD跨是对称的,因此在这没有做调幅计算。弯矩单位KN﹒m剪力单位6.5内力组合6.5.1框架梁内力组合根据以上内力进行组合,梁的控制界面是两端支座和跨中截面,柱子的控制截面分别是柱顶、柱身、柱底。94
CD跨梁的内力组合层层数位位置内内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风五左M-41.43-107.58-2.2352.32-52.325.46-5.4615.56-100.07-125.03-67.41-132.22-136.66V44.3855.012.028.80-8.800.91-0.9148.5231.3669.70172.2368.8470.74中M104.31141.924.4528.25-28.252.92-2.92137.6175.18179.59102.30176.53181.76右M-18.59-82.56-1.4311.45-11.451.13-1.13-6.31-31.61-99.45-72.77-101.07-104.60V-50.87-57.26-2.318.80-8.800.91-0.91-37.20-54.36-70.48-110.77-71.93-73.84四左M-70.30-163.88-8.2635.35-35.3510.29-10.2932.64-110.77-194.10-220.03-208.22-212.94V63.5066.078.0815.52-15.522.78-2.7872.2842.0292.9785.9690.6090.51中M147.39165.0118.1215.67-15.674.88-4.88167.65133.02226.99214.69223.38224.02右M-39.53-142.37-5.1927.09-27.092.83-2.8310.39-70.26-173,82-180.95-178.11-183.05V-72.74-68.31-9.2615.52-15.522.78-2.78-57.05-90.34-66.80-73.81-69.01-76.31三左M-70.60-162.47-8.64126.20-126.2017.12-17.1267.44-211.46-184.28-227.42-207.06-211.55V63.4967.198.0823.36-23.365.98-5.9879.9234.3798.3483.2791.9491.91中M147.42165.3018.1773.99-73.996.78-6.78232.1368.61229.80212.71223.80224.43右M-39.76-140.53-5.5041.04-41.044.63-4.634.79-85.90-169.73-181.40-176.34-181.05V-72.73-69.44-9.2623.36-23.365.98-5.98-42.68-88.23-64.13-79.20-70.36-77.73二左M-69.28-159.90-8.71161.61-161.6123.82-23.82107.9128.81-172.84-232.87-204.07-208.41V63.7967.198.0829.33-29.3310.52-10.5286.0145.18104.0677.5591.9491.91中M146.20161.1218.1894.07-94.077.06-7.06235.07-97.18225.15207.36218.80219.22右M-40.24-144.13-5.5550.80-50.805.97-5.9715.09-94.32-172.43-187.47-180.73-171.09V-73.03-69.449.2629.33-29.3310.52-10.52-37.13-232.87-58.41-84.92-70.36-77.53一左M-63.31-161.20-7.60279.71-279.7153.31-53.31244.50-373.66-135.85-270.19-204.08-208.95V63.3467.198.0865.89-65.8920.89-20.89121.25-7.24117.11156.1491.9491.91中M139.05169.6117.78120.78-120.7819.97-19.97275.308.37251.10200.77228.42219.44右M-44.85-132.88-4.65115.76-115.7616.18-16.1882.17-173.66-144.93-185.70-165.97-170.66V-72.58-69.449.2665.89-65.8920.87-20.87-1.08-129.56-45.36-97.96-70.36-77.53荷载组合时,有地震作用的组合系数须乘以抗震调整系数,梁的抗震调整系数为0.75,偏心受压柱抗震调整系数为0.8,斜截面的抗震调整系数为0.85。94
AB跨梁的内力组合层数位置内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风五左M-46.30-164.77-2.2352.32-52.325.46-5.4610.49-105.04-193.78-207.54-200.85-208.15V45.2642.701.728.80-8.800.91-0.9156.3939.3363.9861.6963.1264.78中M121.30109.574.5528.25-28.252.92-2.92182.2992.51140.77133.41137.71141.32右M-24.57-157.41-1.4311.45-11.451.13-1.13-12.40-37.71-189.27-192.12-190.89-198.16V-51.86-49.20-1.968.80-8.800.91-0.91-46.33-63.49-65.40-67.69-72.69-74.61四左M-77.83-256.08-8.2635.35-35.3510.29-10.29-40.33-118.45-304.74-330.67-318.86-328.19V61.1056.066.8715.52-15.522.78-2.7879.8349.5692.8285.8290.4590.36中M164.03146.2018.1215.67-15.674.88-4.88184.63150.00204.42192.12200.81200.51右M-47.14-239.95-51.927.09-27.092.83-2.83-18.15-78.02-290.91-298.05-295.21-305.02V-69.99-64.13-7.8715.52-15.522.78-2.78-58.94-89.24-75.83-82.83-78.03-85.72三左M-77.82-252.01-8.64126.20-126.2017.12-17.1260.07-218.82-291.73-334.87-314.51-323.48V61.0956.066.8723.36-23.365.98-5.9887.4641.9196.8681.7990.4590.36中M163.97146.2018.1773.99-73.996.78-6.78249.0185.49206.18189.10200.18200.51右M-47.21-239.95-5.5041.04-41.044.63-4.633.32-87.38-285.11-296.78-291.71-305.02V-69.98-64.13-7.8723.36-23.365.98-5.98-51.32-96.87-71.79-86.86-78.03-85.72二左M-77.82-254.36-8.71161.61-161.6123.82-23.8299.20-257.96-286.19-346.22-317.43-301.24V61.1056.066.8729.33-29.3310.52-10.5293.2936.10102.5876.0790.4590.36中M163.62146.4018.1894.07-94.077.06-7.06270.8462.95207.48189.69201.13200.82右M-47.74-238.89-5.5550.80-50.805.97-5.977.44-104.83-286.14-301.18-294.44-304.05V-69.99-64.13-7.8729.33-29.3310.52-10.52-45.51-102.70-66.07-92.58-78.03-85.72一左M-68.51-216.91-7.60279.71-279.7153.3-53.3239.20-378.54-202.70-337.04-270.93-278.59V60.9555.736.8765.89-65.8920.87-20.87128.770.29115.1662.5790.0019989.88中M163.19145.2818.04120.78-120.7819.97-19.97300.0233.09221.90171.58199.23199.02右M-39.05-203.11-4.65115.76-115.7616.18-16.1888.08-167.75-229.20-269.98-250.24-258.45V-69.84-64.13-7.8765.89-65.8920.87-20.87-10.99-156.61-52.28-105.17103.50103.39注:可变荷载控制公式:永久荷载控制公式:94
BC跨梁内力组合层数位置内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风四左M-6.15-11.67-1.7620.77-20.773.55-3.5516.68-29.22-12.62-19.83-16.47-16.31V1.901.71.9040.80-40.802.78-2.7841.49-39.078.591.835.524.69中M-7.17-20.34-9.1300006.216.2135.9135.9137.1934.40右M-2.41-4.091.7620.77-20.773.55-3.5520.49-25.410.91-6.29-2.44-3.39V-10.79-3.94-2.8940.80-40.802.78-2.7830.07-49.49-6.48-13.23-10.33-9.13三左M-6.14-11.97-1.7631.43-31.436.18-6.1828.47-40.99-10.32-22.79-16.8-16.67V1.90-1.71.9061.77-61.774.91-4.9161.88-58.4611.13-0.715.524.69中M-7.06-20.49-9.1300006.126.1236.0536.0537.3334.53右M-2.39-4.161.7631.43-31.436.18-6.1832.29-37.173.44-9.04-2.56-3.49V-10.793.94-2.8961.77-61.774.91-4.9150.5169.94-3.93-15.77-10.33-9.13二左M-6.09-11.76-1.7338.98-38.988.69-8.6936.86-49.28-7.50-25.09-16.53-16.40V1.90-1.71.9076.61-76.616.86-6.8676.40-72.9813.39-2.975.524.69中M-7.18-19.67-9.0800006.226.2235.0435.0436.3233.49右M-2.52-5.161.7338.98-38.988.69-8.6940.50-45.644.78-12.81-3.77-4.75V-10.793.94-2.8976.61-76.616.866.8664.98-84.41-1.67-18.03-10.33-9.13一左M-6.90-15.01-1.8188.67-88.6721.58-21.5890.94-105.021.14-41.90-20.55-20.54V1.90-0.971.90174.26-174.2617.98-17.98171.61-168.1925.91-17.564.493.61中M-7.26-21.27-9.2000006.296.2951.3851.3854.3546.44右M-3.01-6.05-1.8188.67-88.6721.58-21.5894.91-101.0516.54-26.50-4.73-5.80V-10.79-3.21-2.89174.26-174.2617.98-17.98160.19-179.6112.92-30.56-9.30-8.06注:可变荷载控制公式:永久荷载控制公式:6.5.2框架柱内力组合94
A柱内力组合层数位置内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风四顶M36.13136.834.2374.84-74.848.308.30105.49-40.53181.50157.56170.12175.18N-498.94-481.22-10.84-25.0725.07-3.643.64-473.50-424.60-595.94-567.37-592.64-612.15身V23.1893.418.67-33334.274.27-12.8260.11117.74128.30124.23125.26底M36.14139.384.0043.96-43.967.097.0975.39-10.34179.21165.15172.86178.02N-521.44-503.72-10.84-25.0725.07-3.643.64493.74444.85-585.99-613.31-619.64-640.27三顶M36.14139.384.0090.28-90.2812.6412.64120.55-55.50188.79155.80171.66178.15N-771.43-739.99-19.51-49.2549.25-8.558.55-742.31-646.27-925.19-899.97-915.30-944.11身V22.0295.968.67-44446.506.50-26.1671.08134.12118.04127.29128.45底M35.75137.913.9668.11-68.1110.7910.7998.58-34.23166.93158.03171.04176.27N-793.93-762.49-19.51-49.2549.25-8.558.55-762.561016.74-952.18-926.97-942.30-972.33二顶M37.23143.614.12101.09-101.0916.9516.95134.32-67.31198.51156.53178.1183.55N-1043.9219.93-998.76-28.18-79.4379.43-15.4115.41-1016.97-862.08-1260.35-1207.68-1237.96-1276.07身V19.93100.198.67-525210.8910.89-37.1377.79120.35141.95132.37133.73底M43.27167.144.7886.11-86.1114.4814.48122.90-45.01224.47188.71193.88204.24N-1066.42-1021.376-28.18-79.4379.43-15.4115.41-1037.22-882.33-1287.35-1234.68-1186.06-1304.91一顶M18.1070.321.99210.65-210.6554.3854.38221.67-189.09142.9930.8087.1789.85N-1316.23-1257.2-36.84-147.62147.62-33.3933.39-1328.54-1040.68-1608.55-1515.71-1560.16-1607.54身V3.2926.98.67-64.364.321.621.6-67.7074.4126.0860.4344.4242.12底M9.0535.161.00194.44-194.4450.1350.13197.72-181.4395.24-9.5943.5944.93N-1355.61-1296.536.84-147.62147.62-33.39-33.39-1363.98-1076.152-1563.152-1455.87-1607.41-1656.76荷载组合时,有地震作用的组合系数须乘以抗震调整系数,梁的抗震调整系数0.75,偏心受压柱的抗震调整系数0.8,斜截面的抗震调整系数为0.85。94
B柱内力组合层数位置内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风四顶M-34.77-139.42-3.8568.8-68.88.30-8.3035.79-98.37-161.70-182.61-172.69-178.05N-323.53-315.69-14.35-25.2825.28-3.643.64-315.83-226.53-401.50-392.67-398.92-408.67身V26.21962.8135.4-35.44.27-4.2765.85-12.38124.12113.36119.134122.75底M-34.73-141.46-3.6558.62-58.627.09-7.0925.90-88.41-156.22-187.06-174.86-180.40N-346.03-338.19-14.35-25.2825.28-3.643.64-336.08-286.78-428.50-419.32-425.92-436.80三顶M-34.73-141.46-3.6591.6-91.612.64-12.6458.05-120.57-158.42-190.28-174.86-180.40N-387.71-474.44-25.83-38.4138.41-8.558.55-476.39-401.57-612.65-591.10-605.49-618.36身V26.0698.042.8147.1-47.16.50-6.5078.63-25.46129.38113.00121.58125.30底M-34.40-140.08-3.6278-7810.79-10.7945.09-107.01-159.06-186.25-173.16-178.65N-510.21-496.94-25.83-38.4138.41-8.558.55-496.64-421.74-639.65-618.10-632.49-646.49二顶M-35.74-145.69-3.75108.3-108.316.95-16.9573.43-137.76-158.20-200.91-180.08-185.79N-651.97-633.20-37.31-47.4547.45-15.4115.41-633.04-826.27-540.5-787.43-812.07-828.06身V27.06102.272.8155.7-55.710.89-10.8989.15-33.95139.99112.54126.66130.59底M-41.43-168.76-4.3692.24-92.2414.48-14.4852.65-127.22-189.76-226.25-208.62-215.22N-674.47-655.70-37.31-47.4547.45-15.4115.41-653.29-560.76-853.27-814.43-839.07-856.18一顶M-17.51-70.88-1.85331.5-331.554.38-54.38307.45-338.97-18.87-155.91-87.65-90.41N-816.26-791.48-48.80-108.37108.37-33.3933.39-840.29-628.97-1053.34-939.19-1018.10-994.17身V8.4127.462.81101.2-101.221.6-21.6120.40-103.2563.719.2836.8910.65底M-8.76-35.44-0.93306.03-306.0350.13-50.13290.50-306.2617.69-108.64-43.83-45.21N-855.64-830.85-48.80-108.37108.37-33.3933.39-875.74-664.42-1100.58-1016.44-1065.34-1086.39荷载组合时,有地震作用的组合系数须乘以抗震调整系数,梁的抗震调整系数0.75,偏心受压柱的抗震调整系数0.8,斜截面的抗震调整系数0.8594
C柱内力组合层数位置内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风四顶M30.8682.713.8568.8-68.88.30-8.3094.85-39.31114.5693.65104.64107.16N-594.31-623.91-14.35-25.2825.28-3.643.64-559.53-510.23-771.36-762.19-768.78-793.95身V22.5539.292.8135.4-35.44.27-4.2762.12-16.1256.0745.3151.0851.87底M30.6897.213.6558.62-58.627.09-7.0984.77-29.54130.18112.32-574.09125.09N-616.81-646.41-14.35-25.2825.28-3.643.64-574.09-530.48-798.30-789.19-795.78-822.08三顶M30.6883.603.6591.6-91.612.64-12.64116.922-61.70120.5788.99105.43108.08N-913.52-950.7-25.83-38.1438.14-8.558.55-859.62-784.72-1184.16-1162.16-1177.00-1213.69身V22.2440.182.8147.1-47.16.50-6.5074.73-29.3659.9543.5752.1552.98底M31.5499.943.6278-7810.79-10.79104.44-47.66128.96101.57125.00128.47N-936.02-973.2-25.83-38.4138.41-8.558.55-879.86-804.97-154.10-132.56-1204.00-1191.87二顶M28.0578.703.34108.3-108.316.95-16.95130.84-80.35120.0077.2999.12101.65N-1233-1277.5-37.31-47.4547.45-15.4115.41-1155.92-1063.39-1599.43-1560.59-1585.23-1560.59身V19.7135.282.8155.7-55.710.89-10.8981.65-41.4459.6032.1646.2746.85底M25.5380.183.0392.24-92.2414.48-14.48112.91-66.96118.2881.79100.46103.19N-1255.5-1300-37.31-47.4547.45-15.4115.41-1176.17-1083.64-1626.43-1587.59-1612.23-1588.44一顶M26.5685.253.18331.5-331.554.38-54.38347.12-299.31108.7137.79106.75109.68N-1552.1-1606.5-48.80-108.37108.37-33.3933.39-1502.53-1291.21-2031.32-1947.18-1996.08-2055.91身V18.6841.832.81101.2-101.221.6-21.6130.88-92.7780.9526.5254.1355.04底M13.2842.631.59306.03-306.0350.13-50.13310.33-286.43116.32-10.0053.3854.85N-1591.5-1645.8-48.80-108.37108.37-33.3933.39-1537.97-1326.65-2078.57-1994.42-2035.33-2009.48荷载组合时,有地震作用的组合系数须乘以抗震调整系数,梁的抗震调整系数0.75,偏心受压柱的抗震调整系数0.8,斜截面的抗震调整系数0.85。94
D柱内力组合层数位置内力荷载类型可变荷载控制永久荷载控制左震右震左风右风左震右震左风右风四顶M-32.05-91.39-4.2374.84-74.849.50-9.5048.02-105.71-99.59-115.59-115.59-118.38N-367.4-374.61-10.84-25.0725.07-3.823.82-355.10-306.22-714.67-464.71-464.71-496.89身V19.7547.978.67-3333-4.194.19-16.3256.6161.8369.7069.7068.46底M-31.90-106.74-4.0043.96-43.965.58-5.5814.15-71.57-119.42-133.69-133.69-137.35N-389.9-397.11-10.84-25.0725.07-3.823.82-375.35-326.47-741.67-491.71-491.71-507.01三顶M-31.90-92.54-4.0090.28-90.2813.09-13.0959.31-116.73-103.03-116.65-116.65-119.60N-553.29-564.56-19.51-49.2549.25-10.0110.01-545.98-449.94-468.00-613.45-613.45-724.82身V18.549.128.67-4444-6.386.38-29.7567.4963.2171.0871.0869.90底M-31.57-105.73-3.9668.11-68.119.88-9.8837.99-94.82-126.10-132.28-132.28-136.04N-575.79-587.06-19.51-49.2549.25-10.0110.01-566.23-470.19-495.00-731.79-731.79-752.94二顶M-32.87-99.06-4.12101.09-101.0916.66-16.6668.98-128.15-103.07-124.64-124.64-127.86N-738.88-754.56-28.18-79.4379.43-20.920.9-742.44-587.55-967.25-944.86-944.86-970.75身V19.3755.648.67-5252-8.578.57-37.7077.2266.8978.9178.9178.05底M-38.20-126.58-4.7886.11-86.1114.19-14.1949.58-118.34-140.04-158.59-158.59-162.91N-761.38-777.01-28.18-79.4379.43-20.920.9-762.69-607.80-994.25-971.86-971.86-998.88一顶M-15.97-53.27-1.99210.65-210.6544.52-44.52191.01-219.76-10.34-66.71-66.71-68.54N-924.92-920.64-36.84-147.62147.62-42.542.5-976.36-688.50-1204.74-1156.34-1156.34-1186.90身V10.8620.248.67-64.364.3-13.5913.59-59.9782.1318.1036.4336.4333.80底M-7.985-26.63-1.00194.44-194.4441.10-41.10186.29-200.6718.57-33.36-33.36-34.27N-964.30-960.02-36.84-147.62147.62-42.542.5-1011.80-723.94-1251.99-1203.6-1203.6-1236.13荷载组合时,有地震作用的组合系数须乘以抗震调整系数,梁的抗震调整系数0.75,偏心受压柱的抗震调整系数0.8,斜截面的抗震调整系数094
7截面设计7.1框架梁截面设计框架梁混凝土强度为C35,查表知:对于C35混凝土,,,;纵向钢筋采用HRB335级,,,,取;箍筋采用HRB335级,构件的安全等级为二级,7.1.1框架梁翼缘宽的确定框架梁支座边缘受拉,按矩形截面梁计算;跨中按T形截面计算,翼缘宽度取下列值中的小者。因,所以仅按计算跨度和梁(肋)净距考虑。按计算跨度考虑:按梁净距考虑:因此。由于梁有效截面因此在两的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋,配214钢筋。判断T型界面类型:属第一类T形截面,按梁宽为的矩形截面计算。7.1.2框架梁正截面受弯承载力计算计算结果如表7-1.用以下公式进行计算:表7-1框架梁的配筋层数截面MKN﹒m配筋实配面积是否满足要求续上表四A支座右330.670.0590.060914502B25+2B2214910.37%是AB跨中204.420.03670.0374896.582B18+2B2212690.32%是B左305.020.05470.05521337.812B25+2B2214910.37%是B右29.220.00520.0052128.164B1810170.25%是BC跨中37.190.00670.0067163.114B1810170.25%是C左25.410.00460.0467111.454B1810170.25%是C右220.030.03950.0403965.042B18+2B2212690.32%是CD跨中224.020.04020.0410982.542B18+2B2212690.32%是D右183.050.03280.0334802.854B1810170.25%是94
三A支座右334.870.060.06191468.732B25+2B2214910.37%是AB跨中249.010.04470.04581092.152B18+2B2212690.32%是B左301.240.05400.05551321.232B25+2B2214910.37%是B右40.990.00740.0074179.784B1810170.25%是BC跨中34.530.00670.0067151.454B1810170.25%是C左37.170.00620.0062163.034B1810170.25%是C右211.550.03880.0388927.852B18+2B2212690.32%是CD跨中232.130.04250.04251018.112B18+2B2212690.32%是D右181.400.0330.033795.614B1810170.25%是二A支座右301.240.05400.05551321.232B25+2B2214910.37%是AB跨中270.840.04860.04711187.894B1810170.25%是B左304.050.05450.05611333.554B1810170.25%是B右49.280.00880.0081216.144B1810170.25%是BC跨中36.320.00650.0065159.304B1810170.25%是C左45.640.00820.0082200.1764B1810170.25%是C右232.870.04180.04271021.362B18+2B2212690.32%是CD跨中253.070.04540.04651109.962B18+2B2212690.32%是D右232.870.04180.04271021.362B18+2B2212690.32%是一A支座右378.540.06790.07051660.262B25+2B2214910.37%是AB跨中300.020.05380.05531315.882B18+2B2212690.32%是B左269.980.04840.04961184.124B1810170.25%是B右105.020.01880.0190460.614B1810170.25%是BC跨中54.350.00980.0099238.384B1810170.25%是C左101.050.01810.0183443.202B25+2B2214910.49%是C右189.650.03400.0364831.802B18+2B2212690.32%是CD跨中169.610.03040.0309743.902B18+2B2212690.32%是D右176.420.03170.0322773.772B18+2B2212690.32%是7.1.3框架梁斜截面受剪承载力计算为了控制框架梁在延性的弯曲破坏前不出现脆性的剪切破坏,应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值。梁端截面组合的剪力设计值应根据不同的抗震等级,按“强剪弱弯”的原则予以调整。本设计抗震等级为三级,剪力调整系数为1.1。梁的配筋率计算:计算公式,箍筋为HPB235,本设计为三级抗震,最小配筋率为以一层为例进行斜截面承载力计算:94
AB跨梁端剪力设计值确定:验算梁截面尺寸:故截面尺寸满足要求。判别是否需要按计算配置腹筋:故需要按构造配置腹筋。故非加密区箍筋选用210@150;而加密区箍筋选用210@100,加密区长度为,取。则加密区箍筋受剪承载力为:故加密区箍筋受剪承载力满足要求。配箍率非加密区:加密区:且所选的箍筋直径和间距均符合构造规定。BC跨:验算梁截面尺寸:94
故截面尺寸满足要求。判别是否需要按计算配置腹筋:故需要按计算配置腹筋。只配置箍筋,不配置弯起钢筋。选用双肢箍,,n=2,代入上式得,取故非加密区箍筋选用210@150;而加密区箍筋选用210@100,加密区长度为,取。则加密区箍筋受剪承载力为:故加密区箍筋受剪承载力满足要求。配箍率非加密区:加密区:且所选的箍筋直径和间距均符合构造规定。7.2框架柱配筋计算对于C35混凝土,;纵向钢筋采用HRB335级,,;箍筋采用HRB235级,。对于框架柱,其计算长度为:一层柱段:94
其他层柱段:根据“强柱弱梁”抗震设计原则,对于三级框架结构的柱端弯矩设计值需乘以增大系数1.1,而框架结构的底层柱下端截面的弯矩设计值须乘以增大系数1.15;根据“强剪弱弯”抗震设计原则,对于三级框架结构的柱端剪力设计值需乘以增大系数1.1。7.2.1柱斜截面受剪承载力以第一层框架B柱为例:框架柱的剪力设计值为剪跨比,故取截面尺寸验算:截面尺寸符合要求。考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值故取N=875.74kN。故该层柱应按构造配置箍筋。考虑抗震截面受减承载力验算:即框架柱非加密区箍筋选用8@150,加密区箍筋选用8@100,加密区高度为;框架柱的截面尺寸为,因此纵向钢筋间距不宜大于200mm,即框架柱纵向每边加216钢筋。7.2.2框架柱正截面承载力计算用一下公式进行计算:94
表7-2A轴柱配筋计算组合一层二层三层四层一二一二一二一二M221.6789.85134.32204.24120.55178.15105.49178.02N1328.541656.761037.221304.91762.56972.33493.74640.27V67.7042.1237.13133.7326.16128.4512.82125.262020202020202020166541301571581832142781867415017717820323429811111111111111111.0051.0031.0011.0011.0011.0011.0011.00188.6875.97151.9178.91802052363000.2530.3150.3450.4340.2540.3230.1640.213判大小偏心大大大大大大大大截面配筋418+4160.73%箍筋加密区8@100非加密区8@15094
表7-3B轴柱配筋计算组合一层二层三层四层一二一二一二一二M307.4590.4173.43215.2258.05180.4035.79180.40N875.741086.39653.29856.18496.64646.49336.08436.80V120.4010.6589.15130.9578.63125.3065.85122.75202020202020202019655901631051811282712167511018312520114829111111111111111111.0051.0131.0021.0011.0021.0011.0021.001218.8377.73111.67184.6126.7202.65149.75292.740.1860.2350.2540.3320.1880.2500.1250.169判大小偏心大大大大大大大大截面配筋418+4160.73%箍筋加密区8@100非加密区8@150表7-4C轴柱配筋计算组合一层二层三层四层一二一二一二一二M347.12109.68130.84103.19116.92128.4794.85125.09N1537.972055.911176.171588.44879.861213.69574.09822.08V130.8855.0481.6546.8574.7352.9862.1251.8720202020202020202265311165133105165152246731318515312518517211111111111111111.0041.0141.0021.0031.0021.0021.0011.001248.3775.77132.7186.71154.76126.7186.64173.620.2920.3910.3910.5280.2930.4040.1910.273判大小偏心大大大大大大大大截面配筋418+4160.73%箍筋加密区8@100非加密区8@15094
表7-5D轴柱配筋计算组合一层二层三层四层一二一二一二一二M191.0168.5468.98162.9159.31136.0448.02137.35N973.361236.13762.69998.88566.23752.94375.35507.01V59.9733.8037.7078.0529.7569.9016.3268.4620202020202020203518311225111727910641337110313227113729912643311111111111111111.0031.0091.0021.0011.0021.0011.0021.001372.86105.68133.71272.72138.72300.75127.70434.880.1660.2070.2170.2850.1650.2150.1120.145判大小偏心大大大大大大大大截面配筋418+4160.73%箍筋加密区8@100非加密区8@15094
8板的设计图8-1板构平面布置图8.1荷载设计值对于楼面荷载计算:对于屋面荷载的计算:8.2弯矩计算跨中最大正弯矩发生在活载为棋盘式布置时,它可以简化为当内支座固支时作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可以近似按活载满布时求得,即为内支座固支g+q作用下的支座弯矩。在本设计中,周边梁对板的作用视为固定支座。计算弯矩时考虑泊松比的影响,取。94
按计算板的跨中正弯矩。一至五层的板配筋计算:为简化计算,板块的计算跨度近似取轴线间的距离。8.2.1A区格板配筋计算,按双向板计算。单位板宽跨中弯矩:单位板宽支座弯矩:截面设计:短跨X方向,(选用B8钢筋作为受力主筋)长跨Y方向,支座处的h均为96mm配筋计算:—内力臂系数取0.95板配筋选用HRB335,对于连续板的中间区格板,弯矩折减系数是0.8A区格板配筋如下表:表8-1A区格板配筋位置截面(mm)M(KN﹒m)选配钢筋实配钢筋跨中方向964.92180B8@200251方向882.4898B8@200251支座方向96-8.59314B8@150335方向96-6.55239B8@18027994
8.2.2B区格板配筋计算,按单向板计算。荷载组合设计值:由可变荷载控制:由永久荷载控制:取可变荷载的效应组合:内力计算:表8-2B区格板弯矩计算截面中间跨支座弯矩系数(KN﹒m)2.97-3.40截面设计:取1m板宽进行计算,板厚为120mm.截面有效高度,混凝土强高度等级为,表8-3B区格板配筋计算截面跨中支座截面跨中支座M2.97-3.401071230.01890.0216选配钢筋B6@150B6@1500.960.989实配钢筋1891898.2.3C区格板配筋计算,按双向板计算。单位板宽跨中弯矩:单位板宽支座弯矩:截面设计:短跨X方向,长跨Y方向,支座处的h均为96mm94
配筋计算:—内力臂系数取0.95板配筋选用HRB335,对于连续板的中间区格板,弯矩折减系数是0.8C区格板配筋如下表:表8-4C区格板配筋位置截面(mm)M(KN﹒m)选配钢筋实配钢筋跨中方向962.91106B8@200251方向862.7299B8@200251支座方向96-4.27156B8@180279方向96-3.88142B8@18027994
9楼梯设计9.1基本资料10.1.1几何参数楼梯类型:板式楼梯约束条件:两端简支斜梯段水平投影长度:L1=3080mm梯段净跨:Ln=L1=3080=3080mm楼梯高度:H=1800mm楼梯宽度:W=3500mm踏步高度:h=150mm踏步宽度:b=280mm楼梯级数:n=12(级)梯段板厚:C=120mm面层厚度:C2=30mm上部平台梯梁宽度:b1=200mm下部平台梯梁宽度:b2=200mm9.1.2荷载参数楼梯混凝土容重:gb=25.00kN/m3楼梯面层容重:gc1=25.00kN/m3楼梯栏杆自重:qf=0.50kN/m楼梯均布活荷载标准值:q=2.50kN/m2可变荷载组合值系数:yc=0.70可变荷载准永久值系数:yq=0.509.1.3材料参数混凝土强度等级:C25混凝土抗压强度设计值:fc=11.90N/mm2混凝土抗拉强度标准值:ftk=1.78N/mm2混凝土抗拉强度设计值:ft=1.27N/mm2混凝土弹性模量:Ec=2.80×104N/mm2钢筋强度等级:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360.00N/mm2钢筋弹性模量:Es=200000N/mm2受拉纵筋合力点到斜梯段板底边的距离:as=15mm9.2楼梯斜板计算踏步高150mm,宽300mm,考虑到第一跑楼梯梯段斜梁两端与混凝土楼梯梁的固结作用,斜梁跨度可按净跨计算。对斜梁取1m宽作为其计算单元。9.2.1确定斜板的厚度斜板的水平投影净长斜板的斜向净长:斜板厚度:,取94
9.2.2荷载计算楼梯梯段斜板的荷载计算如表10-1。表10-1荷载计算荷载种类荷载标准值(kN/m)恒荷载g栏杆自重0.2锯齿形斜板自重30厚水磨石面层板底20厚纸筋灰粉刷恒荷载合计g7.215活荷载q2.5注:1.为材料自重2.e、d分别为三角形踏步的宽和高3.为踏步的面层厚度4.为楼梯斜梁的倾角5.为斜板的厚度6.为板底粉刷厚度9.2.3荷载效应组合由可变荷载效应控制的组合::由永久荷载效应控制的组合:故斜板的计算简图可用一根假想的跨度为的水平梁替代。如图10-1.图10-1斜板计算简图其计算跨度取水平投影净长9.2.4内力计算斜板内力一般只需计算跨中弯矩即可。跨中最大弯矩取为:9.2.5斜板配筋计算94
受力筋为B10@100,分布筋为B6@250图10-2斜板配筋图9.3楼梯休息平台板平台板为四边支承板,长宽比为,近似地按短跨方向的简支单向板计算,取1m宽作为计算单元,平台梁的截面尺寸取。由于平台板两端均与梁整浇,所以计算跨度取净跨。,平台板厚度取120mm荷载种类荷载标准值(kN/m)恒荷载g平台板自重30厚水磨石面层板底20厚纸筋灰粉刷恒荷载合计4.96活荷载q2.59.3.1荷载效应组合由由可变荷载效应控制的组合:由永久荷载效应控制的组合:故9.3.2内力计算考虑平台板两端与梁的嵌固作用,跨中最大的弯矩取9.3.3休息平台板配筋计算94
9.4楼梯平台梁平台梁的两端搁置在梯柱上,所以计算跨度取净跨平台梁计算简图如下所示,平台梁截面尺寸9.4.1荷载计算荷载类型荷载标准值(kN/m)恒荷载g由斜板传来荷载由平台梁传来荷载平台梁自重平台梁底部与侧面粉刷恒载合计18.16活荷载q9.4.2荷载效应组合由由可变荷载效应控制的组合:由永久荷载效应控制的组合:故9.4.3内力计算最大弯矩:最大剪力:9.4.4平台梁截面设计a.正截面受弯承载力计算考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量。故纵向受力钢筋选用2B18b.斜截面受剪承载力计算故按构造配置箍筋,取B6@200双肢箍。94
94
参考文献[1]GB/T50103-2001,总图制图标准[S].[2]GBJ50001-2001,房屋建筑制图统一标准[S].[3]GBJ50105-2001,建筑结构制图标准[S].[4]GBJ16-87,2001年版,建筑设计防火规范[S].[5]GB50096-1999,民用建筑设计通则[S].[6]JGJ26-95,采暖居住建筑部分,民用建筑节能设计标准[S].[7]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S].[8]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].[9]GB50007-2001,建筑地基基础设计规范[S].[10]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].[11]建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集1、2、3、4、5[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.[12]同济大学,东南大学,西安建筑科技大学,重庆大学编.房屋建筑学[M].北京:中国建工出版社,2000.[13]建筑设计资料集编委会.建筑结构静力计算手册[M].北京:中国建工出版社,1998.[14]建筑设计资料集编委会.建筑结构构造资料集[M].北京:中国建筑工业,2007.[15]高大钊.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.[16]张中兴.黄土与黄土工程[M].青海:青海人民出版社,199894
.致谢大学四年的求学生涯即将画上圆满的句号,历经三个多月的紧张忙碌,此次毕业设计即将接近尾声。在此次毕业设计的道路上不仅挥洒了我艰辛的汗水,更加凝聚了他人给予我的帮助和支持。如果没有指导老师的帮助,没有建工系所有老师的指引,没有父母和朋友的支持,此次毕业设计很难达到预期的效果。值此之际,我衷心的让您们道声谢谢。首先要感谢的是我的指导老师,邱继生老师。感谢她们在此次毕业设计中对我的谆谆教诲,是他带领着我一步一步地走向成功的彼岸。由于我的知识积累不够丰富、实践经验比较匮乏,老师在我的身上花了很多的心思,他对于我的设计方案提出了许多中肯的建议,每一次对我的辅导都是那么的认真负责,并向我传授了他多年来的一些宝贵经验,使我受益颇多。指导老师深厚的专业知识素养令我钦佩,而且他那种对待教育事业勤勤恳恳、兢兢业业、严谨务实的教学态度更加地深深得感染了我。这些都是我人生旅程中收获的宝贵财富,我将终身受益。其次我还要感谢建工系所有老师们在四年的宝贵时光中对我各个方面的帮助与悉心教诲,使我不仅学到了更多的专业知识,而且锻炼了自己的实践能力,更重要的是使我学到了许多为人处事的道理,为我以后能够顺利走上工作岗位、更好地适应社会奠定了坚实的基础。此外我还要感谢一直以来关爱、疼惜我的父母及朋友们,是他们为我营造了一个轻松而又愉悦的学习和生活环境,使我能够健康快乐地成长、成熟起来。谨将此次毕业设计献给多年来一直默默支持、鼓励我的亲人、老师及朋友们!我的每一次进步都凝聚着你们给予我的关心和肯定,我一定会再接再厉,不辜负您们对我的殷切期望。最后,对四年来一直默默培养和悉心教诲我的所有老师们表示我最由衷的感谢和诚挚的敬意!刘丹2013年12月30日94
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