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'远方设计院前言本组毕业设计题目为《远方设计院办公楼框架结构设计》。在毕设前期,我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识,并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期,我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,并得到老师的审批和指正,使我圆满的完成了任务,在此表示衷心的感谢。结构设计主要是在建筑初步设计的基础上确定建筑的结构为钢筋混凝土框架结构,然后进行结构布置,并初步估算、确定结构构件的尺寸,进行结构计算,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算。包括荷载计算、变形验算、内力组合、水平地震力作用下框架侧移计算,内力分析及截面设计,以及节点验算,以及楼梯、板和基础的设计与计算。这次毕业设计,培养了我们综合运用所学的基本理论和专业知识,提高了分析和研究解决结构设计等空间问题的能力,培养了我们建立理论联系实际,踏实,勤奋,认真,严格的科学作风,为毕业后尽快适应各项工作打下良好的基础。2008.6
西宁市远方设计院办公楼摘要这次本组毕业设计题目为《西宁市远方设计院办公楼》工程。本设计根据“安全、适用、经济、美观”的设计原则进行设计。其中包括两大部分内容,第一部分是建筑平面设计,第二部分是建筑立面设计,剖面设计以及各构件的截面选型和做法等。建筑设计中主要是根据原始资料,结合相应的规范,图籍以及教材资料等对该工程的平面,立面进行设计,以及屋顶构造,排水,墙体,门窗等的设计,完成建筑图的绘制。结构设计包括荷载计算、墙体侧移刚度的计算、楼层地震剪力的分配、各结构构件的配筋以及选择一榀具有代表性的框架和现浇板的内力分析以及配筋计算、基础的设计以及配筋计算、楼梯的配筋计算等内容。主要根据已有的工程地质,水文气象条件,以及建筑条件,结合有关的规定进行结构选型,柱网布置,确定材料及截面尺寸,结构计算,最后完成结构施工图的绘制。关键词框架结构建筑平面设计结构计算
DESIGNINSTITUTEOFXININGCITYOFFICEBUILDINGFROMAFARAbstractThedesignofthisgroupgraduatedentitled"DesignInstituteofXiningCityofficebuildingfromafar"projects.Accordingtothedesignof"security,application,economic,aesthetic,"thedesignprinciplesofdesign.Includingmostofthecontentsofthetwo,thefirstpartoftheconstructiongraphicdesign,thesecondpartofthebuildingelevationdesign,designandprofileofthecross-sectionofthecomponentselectionandpractices.Architecturaldesignaremainlybasedonrawdata,withthecorrespondingnorms,plansandmembershipinformation,andothermaterialstotheworksoftheplane,theelevationdesign,andtheroofstructure,drainage,walls,windowsanddoors,andsothedesign,buildingplanstocompletethedrawing.Includingstructuraldesignload,thelateralstiffnessofthewall,thefloorsofthedistributionofseismicshear,thereinforcementofstructuralmembersandselectarepresentativePintheframeworkoftheplateandin-situanalysisofinternalforcesandreinforced,basedontheDesignandreinforcement,thereinforcementofthecalculationofthestairscontent.Themainbasisoftheengineeringgeology,waterandweatherconditions,andbuildingconditions,withtherelevantprovisionsofselection,networkcolumnlayout,materialanddeterminesectionsize,structure,tofinalizethestructureoftheplanisdrawn.Keywords:Frame,ArchitecturalGraphicDesign,Structuralcalculations
目录第一部分绪论11设计的目的11.1楼的选址及结构选择11.2设计楼的性能、用途等11.3巩固专业知识提高独自完成设计的能力11.4加强自身能力为工作提前做好准备12设计的基本要求23课题背景及意义24国内外研究状况35毕业设计的目的36论文构成3第二部分建筑设计41设计原始资料42工程地质及水文气象条件42.1气象条件42.2工程地质条件42.3建筑设计说明43建筑平面设计44建筑剖面设计55建筑立面设计56屋顶的构造及屋面排水56.1屋面面层的组成57屋面排水68墙体设计69门窗设计610其他设计6第三部分结构设计71工程概况71.1建筑地点71.2建筑类型71.3工程地质条件71.4标准荷载取值71.5主要结构材料71.6柱网与层高71.7选型81.8结构选型81.9结构构造要求82框架结构计算11
2.1确定计算简图112.1.2重力荷载计算122.1.3荷载的计算132.1.3重力荷载代表值的计算152.2抗侧移刚度152.3横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算172.4竖向荷载作用下框架的内力分析272.4.1框架梁柱的内力组合352.5截面设计403板的设计484楼梯的设计及计算494.1楼梯板的计算495基础设计525.1确定持力层承载力设计值525.2外柱(A、D轴)下的钢筋混凝土独立基础设计535.3内柱(B、C轴)下的钢筋混凝土联合基础设计575.4基础结构设计57参考文献60致谢61附录62结构设计65
致谢第一部分绪论本工程为西宁市远方设计院办公楼,位于西宁市城北区,设计使用人数800人,总面积,结构形式为全框架,其余要求及条件见设计任务书。根据建筑“安全、适用、经济、美观”的原则下,设计出一套合理的、经济的、实用的办公楼完成本次设计。1设计的目的1.1楼的选址及结构选择城市郊区化是城市现代化进程中一个重要阶段。它代表城市人口、就业岗位、工商服务业等在大城市市区里由内向外、由市中心区向郊区迁移的过程。随着城市化水平的不断提高,城市中心地区出现了人口密集、地价昂贵、交通拥挤、环境污染等城市病,促使中心区域的人口、企事业单位大量向外迁移,推进城市向郊区发展,形成一种城市由集中化向分散化扩展的现象。本工程位于经济实力中等的城北区,在此选址由于地价相对便宜对公司日后发展也有好处。对于一个中小型设计院人数中等的公司考虑到做办公楼层数在五到六层,从经济、适用、安全等角度考虑多层办公楼应优先选用框架结构。框架结构由梁柱、楼板等主要构件组成。其特点是柱网布置灵活,便于获得较大的使用空间,延性较好,横向侧移刚度小。在结构建筑特点方向,框架结构由钢筋混凝土梁柱、节点、板以及基础为主框,加上填充墙、屋盖组成的结构形式,楼板和横梁连在一起,横梁和柱通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础。框架结构属于柔性结构其自振周期较长,地震反应也小。1.2设计楼的性能、用途等本次设计为设计院办公楼采用的建筑材料符合绿色智能建筑,墙体屋面楼面窗户门均采用保温隔热防水隔音材料。设计方面也比较人性话考虑到了各个阶段的人的使用,使办公楼给人以家的享受,为工作人员迎造一个舒适的环境。1.3巩固专业知识提高独自完成设计的能力通过四年的基本学习,灵活运用所学的专业知识针对课本基础理论进行探讨,总结回顾四年所学将之用于实际的设计。计算涉及抗震,施工,建筑设计,钢筋混凝土等一系列的专业知识,接触各种计算机建筑软件如天正建筑,PKPM结构软件,广厦软件。1.4加强自身能力为工作提前做好准备本次设计通过手工计算确定结构构件的设计,使其满足各项要求,然后通过计算机软件进行辅助设计,如采用天正建筑软件进行建筑制图,采用PKPM软件进行结构验算本设计。65
致谢通过毕业设计我们了解并且掌握建筑设计的全过程,培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力,并锻炼我们调查研究,收集资料查阅资料及阅读中、外文文献的能力,使我们能受到类似与工程师的基本训练2设计的基本要求通过毕业设计使我们具有调查研究、收集资料和查阅中外文文献的能力;具有一定的方案、综合技术经济分析比较的能力;具有一定的理论分析与设计计算能力;良好的计算机应用能力;正确进行工程设计制图和编写说明书的能力。在老师指导下按时独立完成所规定的内容和工作量。与设计有关的阐述说明与计算,要内容完整,计算准确,简洁明了,文字通顺,装订整齐,计算提倡用电算,说明书一般为35页以上,5万字以上,其中包括目录、前言、正文、参考文献及附录。毕业设计图纸应能较好表达设计意图,图的布置合理,正确清晰,符合制图标准,主要图纸达到施工图深度。毕业论文,力求研究计划和方案合理,论点正确、层次清楚、文理通顺,书写工整,并按规范化装订。3课题背景及意义毕业设计是我对4年所学知识进行的一个总结,也是对自我能力的一次检验。这次设计可以让我更好的认识房屋建筑这个行业的现状,更好的把自己的知识与实践结合起来,把所学的知识到实践中去应用。 这是考验,是挑战,通过这次设计相信我以后在现实生活工作中可以更好的运用知识,发挥所长。毕业设计可以培养学生综合运用所学理论知识和专业技能,分析解决一般土建工程设计和施工组织等实际问题的能力,熟悉工程设计工作的一般程序、方法。也可以培养学生懂得工程技术工作中所必须的全局观念和经济观点,掌握、了解建筑结构和施工的各项技术、经济指标的来源及功用,设计中应树立理论联系实际的、踏实正确的的设计思想,保持严格认真的科学工作作风。以及培养学生调查研究、综合分析思考能力,以及查阅技术文献、资料和手册、拟定设计方案、计算、绘图和编写设计说明书的能力。 课程设计的题目是多层混凝土框架结构办公楼。随着城市的发展,办公楼将成为城市建设中最为重要的建筑类型之一,它的质量不仅直接影响到城市的景观、尺度等形式方面,还将直接影响到城市交通、环境、耗能等功能方面。通过此次毕业设计,包括通过参观、调研等实习手段,掌握设计的各种方案及适用要求、收集图纸资料及技术文献、分析计算、选择方案、绘制施工图、编写设计说明书,并能参加毕业答辩。也就是完成教学计划达到本科生及专科生培养目标的重要环节,是教学计划中综合性最强的实践教学环节,将提高学生的思想、工作作风及实际能力、提高我们毕业生全面素质。选择办公楼设计对我来说有着重要意义,办公楼的设计需要人性化,这让我可以感受到建筑这一方面并不是冰冷冷的,对这一行业我会更有好感,加大我投入建筑设计的积极性。 65
致谢 4国内外研究状况建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一,近年来,我国建筑业发展十分迅速,框架结构以坚固耐用而著称,被广泛应用,其结构外表可以设计的多元化,既美观又实用,建筑平面布置灵活,使用空间大,延性较好。所以被广泛应用。由于社会发展现状使得办公楼在现阶段发展的很快,每个城市里基本上都有标志性的办公楼,还有数不清的中小办公楼,这些办公楼的建成很大程度上为城市的景观添了色,更使城市的经济得到了良好的发展。国内外很多专家都发现,有时候环境的压抑可产生工作的压力,如通风不畅,采光不好,这样容易降低工作效率,所以工作环境设计的好的话,可以把很多的问题调节了,这样可以大大的提高人们的工作效率,所以怎么把办公楼设计的更好更合理更美观是当今社会的热点之一。5毕业设计的目的毕业设计可以使我近一步熟悉建筑空间环境组合设计和构造设计的基本原理和方法,具备一般工业与民用建筑设计的基本技能,能够根据不同情况,合理的选择结构,构造方案。能熟练的进行结构计算,较好的掌握计算机在建筑,结果够设计计算中的应用,学会利用个中设计资料在规定的时间内完成设计的所有内容,包括建筑部分跟结构部分的设计图与设计计算书。能使我自己在次期间了解一些必要的规范,熟练应用CAD制图、天正建筑软件,PKPM结构计算软件。培养个人综合运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力,使我自己在毕业后能较快的胜任相应专业的技术工作。通过毕业设计可以培养我综合分析和解决问题的能力,组织管理和社交能力,培养独立工作的能力以及严谨扎实的工作作风和事业心责任感。为我将来走上工作岗位,顺利完成所承担的建设任务奠定基础 。6论文构成论文构成主要包括建筑设计和结构设计两大部分。建筑说明书,在遵循安全,实用,美观的大前提下,根据本设计的建筑设计规范,建筑环境资料,建筑设计的依据、设计要求以及现状条件进行设计。其中建筑部分包括办公室的设计、行政用房的设计、屋面设计、楼梯设计、建筑立面设计以及各构件的截面选型和做法等;结构设计包括:结构设计与布置、设计概况、结构设计资料以及结构布置及结构计算简图的确定;结构的竖向荷载计算、恒荷载计算、活荷载的计算;风荷载计算、风荷载作用下的侧移验算;地震荷载作用下框架内力及侧移计算;内力组合计算;梁截面设计计算、柱截面设计计算、基础配筋设计计算。65
致谢第二部分建筑设计1设计原始资料本工程为西宁市城北区远方设计院使用的办公楼,为永久性建筑,拟建场地位于西宁市城北区某地段,交通方便。该场地地势平坦,场地内水、暖、电、道路等公用条件已具备。2工程地质及水文气象条件2.1气象条件(1)基本风压:0.35kN/m2;(2)基本雪压:0.25kN/m2;(3)标准冻深:-1.16m,最大冻深:-1.34m。2.2工程地质条件(1)工程所在地平整,自然地表0.5—0.7m内为填土,填土下层为1.1—1.4厚的砂质粘土,其下为砂砾石层(未穿透)。砂质粘土层允许承载力标准值为fk=200kN/m2,砂砾石层允许承载力标准值fk=300—400kN/m2,Ⅱ类场地;(2)地下水位:地表下3.5m,无侵蚀性;(3)抗震设防裂度7度、近震。2.3建筑设计说明本工程建于西宁市城北区某处,六层全框架结构。坐北朝南,采光通风优越,建筑面积为。一层主要是各功能型办公室;二至六层为各类高级行政办公室、设计办公室,分别为建筑设计室、结构设计室、水暖设计室、勘察设计室等。本工程为丙类建筑,耐火等级为二级,抗震设施防烈度为7度,为永久性建筑。由一个矩形平面组合而成。底层层高为3.6米,二至六层层高为3.3米。本工程除总平面尺寸及标高以米为单位外,其余均以毫米为单位,标高相对于绝对标高现场测定。3建筑平面设计根据设计要求及工程所在地区自然及地质条件,采用多个矩形平面组合来满足办公楼的适用要求,不仅能够充分利用四周宽阔地带形成良好的视觉走廊,而且呈一字型布局是由于西面路东侧建筑群于十字路口的结束点,有利于与四周建筑群相呼应构成完整的城市建筑景观。采用内廊式平面组合,能够教好的满足各个房间单独使用的要求。该建筑中除了办公室还设置了许多辅助用房,包括打印室、晒图室、储藏室、值班室、配电室等。水平交通联系的走廊,考虑到上下班人流高峰期,走廊净宽控制在2.15m65
致谢。本设计按规范和使用要求设置了两部楼梯,楼梯是垂直联系的主要通道,两部楼梯位于建筑的两侧,对称布置,不仅空间导向性强,而且在危机时起到疏散人流的作用。4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(局部有突出),具有形状规则、简单、有利于梁板的布置的特点,同时施工方便。5建筑立面设计“建筑是凝固的艺术”,因此,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某种感觉。建筑物除了要满足物质方面,即使用上的要求以外,还要考虑精神方面,即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,既房屋的外部形象,必须受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。本建筑造型力求含蓄典雅创造一个特有的建筑空间,建筑总高度为20.1m,总共六层,底层层高为3.6m,二至六层层高为3.3m。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,恰当地确定门、窗、檐口、勒脚等部件的比例、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。外墙均为米黄色涂料粉刷,每层有明显的色带分隔,以达到立面美观要求。6屋顶的构造及屋面排水本工程采用刚性材料防水方案,刚性防水屋面所用的防水卷材是防水砂浆和防水细石混凝土。防水砂浆是普通水泥砂浆中加入高分子聚合物,以增加砂浆的密实性和提高其抗拉伸的能力。防水混凝土则主要是使用在混凝土中添加减水剂膨胀剂等,来减少混凝土内部的孔隙,或者是混凝土在结硬时产生微膨胀效应,以抵消其原有收缩性,提高其抗裂的能力。6.1屋面面层的组成(1)防水层:采用1.5厚合成高分子防水卷材二道和2厚合成高分子防水涂膜一道。(2)找平层和结合层:卷材防水层应铺设在一个平整的表面上,一般在结构或保温层上做1:8水泥炉渣找平层,厚15—20mm。(3)保温层:用100-140mm厚膨胀珍珠岩。(4)结构层:120mm厚现浇钢筋混凝土楼板。65
致谢7屋面排水(1)排水坡度对于排水一般视屋面材料的表面粗糙程度和功能要求而定,常见的防水卷材屋面和混凝土屋面,多采用2%—3%。本工程上人屋面采用2%的排水坡度。(2)排水方式采用女儿墙内排水,把雨水引向雨水口经落水管排至地面。(3)具体做法屋面按矩形屋面采用平面排水,材料找2%—3%的坡。雨水口在檐沟排水,雨水管采用PVC雨水管,直径为,雨水管间距不超过.8墙体设计(1)外墙为300mm填充墙,内墙为200mm填充墙。(2)卫生间采用200mm填充墙。9门窗设计(1)该建筑主入口采用有框铝合金玻璃门,安装见厂家样本。(2)外窗为银白色单框双玻铝合金窗,详见GB-92SJ71310其他设计(1)以下,外墙体均作防潮处理,做法如下:20厚1:2.5混合沙浆;SBS改性沥青防水卷材一道(2)卫生间楼地面较本层楼低20mm,并做1%坡面向地漏。(3)所有埋入木构件均做防腐处理,所有外露铁件均做防锈处理,所有穿屋面管道必须予埋管套,严禁后凿。65
致谢第三部分结构设计1工程概况1.1建筑地点青海省西宁市1.2建筑类型六层办公楼,框架填充墙结构。1.3工程地质条件(1)工程所在地平整,自然地表0.5—0.7m内为填土,填土下层为1.1—1.4厚的砂质粘土,其下为砂砾石层(未穿透)。砂质粘土层允许承载力标准值为fk=200kN/m2,砂砾石层允许承载力标准值fk=300—400kN/m2,Ⅱ类场地;(2)地下水位:地表下3.5m,无侵蚀性;(3)抗震设防烈度7度、近震。1.4标准荷载取值(1)层面活荷载:上人屋面;(2)楼面活荷载:。1.5主要结构材料(1)钢筋:HPB235级钢筋用表示,HRB335级钢筋用Ф表示。(2)水泥:标号不低于425号,优先选用硅酸盐和普通硅酸盐水泥。(3)混凝土:柱梁板为C30(4)焊条:E4301用于Ⅰ级钢筋;E5010用于Ⅱ级钢筋。(5)钢筋接头:柱纵筋用电渣压力焊,梁纵筋用闪光搭接焊。(6砂浆:0.9m以下为水泥砂浆;.0.9m以上为混和砂浆。(7)墙体:外墙采用300mm厚加气混凝土砌块,内墙采用200mm厚加气混凝土砌块,地面以下采用砖墙。1.6柱网与层高本综合楼采用柱距为6.9m的内廊式小柱网,边跨为6.0m,中间跨为2.7m,层高取3.6m和3.3m,如下图所示:65
致谢图3-1柱网布置图1.7选型系选型:工程采用钢筋混凝土全框架结构,纵横向承重体系。框架结构就承重方式而言,有三种承重方案:即横向承重方案、纵向承重方案和纵横向混合承重方案。本工程采用纵横向混合承重方案,该结构由纵横两个方向的框架梁承受竖向的楼面荷载,具有前两种承重方案的优点,并能减轻它们各自的缺点。这种承重方案,原则上纵、横两个方向均应按框架进行结构计算,框架柱为双向偏心受压构件。但是,当纵向框架梁柱线刚度比大于3。且纵向柱列较多时,纵向框架梁可近似按连续梁计算,相应地横向框架柱也可近似按单向偏心受压构件计算。1.8构选型屋面结构:用现浇钢筋混凝土楼板作承重结构,六层屋面板按上人屋面的使用荷载选用;楼面结构:采用现浇钢筋混凝土楼板作承重结构;楼梯结构:根据楼梯间的形势,故采用板式双跑楼梯。过梁:小于1.8m的门洞采用混凝土预制过梁,窗过梁以及大门的门过梁均采用钢筋混凝土梁,或纵向框架梁兼做窗过梁。地梁:地梁的混凝土等级采用C20。基础:因持力层承载力较大,故外柱采用钢筋混凝土柱下独立基础;走廊两侧柱间距较小,因此采用两柱联合基础。女儿墙:考虑抗震因素,采用钢筋混凝土结构,上人屋面墙高1.5m,墙宽0.3m。1.9结构构造要求1.9.1钢筋保护层厚度板:15mm;梁,柱:35mm1.9.2钢筋锚固长度和搭接长度65
致谢表3-1钢筋锚固长度和搭接长度表长度混凝土LaLacLdLdcC3025d(35d)30d(40d)30d(40d)35d(45d)La、Lac为非抗震构件(板及次梁)的钢筋锚固长度和搭接长度。Ld、Ldc为抗震构件的钢筋锚固长度和搭接长度。上表中括号内的数值为二级钢筋锚固长度。搭接长度按相互搭接钢筋的较小钢筋直径计算。当钢筋直径d>22mm时,宜采用焊接或机械连接。钢筋接头的位置宜设在受力教小处,且每根钢筋的接头要相互错开35d(或大于500mm),同截面的钢筋的接头率不应大于下表要求:表3-2接头形式受拉区受压区搭接接头25%50%对焊接头50%—1.9.3板的造要求现浇钢筋混凝土楼板下部钢筋不得在跨中搭接,其在支座的锚固长度应大于5d且伸至梁中心线,现浇钢筋混凝土楼板上部钢筋不得在支座搭接,其在边支座的锚固长度为L,如图所示:图3-21.9.4梁柱的构造要求(1)梁柱内采用钢筋和拉筋,详图所示如下:65
致谢图3-3(2)面筋及拉筋构造详见图所示:拉筋直径与箍筋相同,间距为二倍的箍距。(3)次梁下部主筋锚入支承梁的长度为20d。(d按相互搭接钢筋的较小钢筋直径)12.5.6架立筋与受力筋的搭接长度为20。(d按相互搭接钢筋的较小钢筋直径)(4)框架梁、柱节点的构造详图所示:图3-4当钢筋水平锚固长多小于或等于0.45时,端头绑焊150mm×150mm“L”型φ25钢筋。(5)填充墙与柱间的拉接钢筋应按建筑施工图中的填充墙位置预留拉筋伸入填充墙的长度L1000m,或至洞边,作法详图65
致谢图3-5当围护墙或间隔墙的水平长度大于5m而墙端部设有混凝土柱时,应在墙端及墙中间加设构造柱,此构造柱的柱顶,柱脚应在主体结构中预埋4φ12筋,先砌墙,后浇筑,构造柱混凝土强度等级C30,短钢筋用4φ12,筋用φ6@200,墙与柱的拉接筋应在砌墙时预埋。(7)当洞宽在1200mm——1800mm时,用钢筋混凝土过梁,梁宽同墙厚,梁高用l/8的洞宽,底筋用2φ12,架立筋用φ6@00,梁支坐长度为250mm。2架结构计算图3-6柱网布置图2.1确定计算简图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,故梁跨等于柱截面形心之间轴线的距离(轴线与轴线间的垂直距离)。底层柱从基础顶面算至二楼楼板板底,基低标高根据地质条件定为-2.35,二层楼面标高为3.600m,所以底层柱高为5.400m其余各层的柱高为从楼面到上一层楼面的垂直距离(即层高)。所以二至六层柱高为3.30m。65
致谢混凝土强度等级:梁柱用2.1.1初估梁、柱截面尺寸:框架梁:(兼作窗过梁)横向KJL—1:取取纵向框架梁:取取框架柱:柱截面按层高确定柱截面尺寸:取底层H=5400mm,,考虑到抗震作用柱子试取:。2.1.2重力荷载代表值的计算2.1.3.1上人屋面作法:凝土保护层20mm厚1:2水泥砂浆找平0.02×14.5=0.29kN/m2100~140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩(0.1+0.14)×7/2=0.84kN/m21.5厚合成高分子防水卷材二道2厚合成高分子防水涂膜一道120厚钢筋混凝土屋面板二层9纸面石膏板,有厚50的岩棉板保温层合计:取2.1.3.2楼面作法(有防水)铺8—10厚地砖楼面,干水泥擦缝撒素水泥面(洒适量水)30厚1:3干硬性水泥砂浆结合层(内掺建筑胶)1.5厚合成高分子涂膜四周翻起150高1:3水泥砂浆找坡层,最薄处20厚坡坡向地漏,一次抹平120厚钢筋混凝土楼板二层9mm纸面石膏有厚50mm的岩棉板保温层合计:取2.1.3.3其他荷载标准值65
致谢上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载代表值(有防水)屋面雪荷载代表值梁柱密度加气混凝土砌块2.1.3.4荷载的计算:表3-3柱计算高度截面()体积()密度()单重数量总重一层5400500×5001.352533.75401350二层3300500×5000.8252520.62540825三层3300500×5000.82525220.62540826.20四层3300500×5000.8252520.62540826.20五层3300500×5000.8252520.62540826.20六层3300500×5000.8252520.62540619.65柱的荷载计算:考虑到柱侧抹灰,采用1.02倍的增大系数。第一层:表3-4梁荷载的计算:梁净跨截面()体积()密度()单重数量总量主梁纵梁5450300×6000.9812524.5336883.31横梁6350300×6001.1432528.5818514.442150300×3000.194254.85943.65总计1441.4考虑到梁侧抹灰,采用1.02倍的增大系数。墙荷载的计算:外横墙:内横墙:65
致谢外纵墙:内纵墙:总计:2130.216楼梯的荷载计算:楼板的荷载计算:恒载:活载:第二—五层:梁、楼梯、楼板荷载同一层。墙的荷载计算:外横墙:内横墙:外纵墙:内纵墙:总计:第六层:梁、楼梯、墙荷载同一层女儿墙:上人屋面:恒载:活载:雪荷载:门窗:C-1:C-2:FM-1:M-4:玻璃幕墙:首层:二层到六层:雨蓬:雨蓬面积为:41.4㎡恒载:76.41KN活载:55.05KN65
致谢积雪荷载:5.5KN2.1.3.5重力荷载代表值的计算考虑屋面活荷载为,楼面活荷载为:,同时梁柱要考虑抹灰故将其自重乘以1.02的增大系数,屋面不考虑活荷载,而考虑雪载的作用。2.2抗侧移刚度2.2.1梁的刚度计算梁的刚度时应考虑现浇楼板的影响,计算结果列于下表表3-5梁的线刚度计算65
致谢杆件断面跨度L(mm)矩形截面惯性矩边框架梁中框架梁AB跨69005.408.103.52210.84.70BC跨27000.6751.011.1221.351.5柱线刚度ic的计算:I=bh3/12层次54003.0×104550×5507.63×1094.736×101033003.0×104500×5005.21×1094.239×1010柱的侧移刚度D值按下式计算D=,为柱的侧移刚度修正系数。根据梁、柱线刚度比的不同,柱分为中框架中柱和边柱,边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。2.2.2各层横向侧移刚度计算(D值法):表3-6层数混凝土强度等级断面B×h层高惯性矩线刚度(一般层)(底层)D=A,D(D,A)四角角柱2-6C300.5×0.53.35.21×4.736×0.740.27140911C300.55×0.555.47.63×4.239×0.830.478199B,C(C,B)四外柱0.5×0.55.21×4.736×65
致谢2-6C303.30.980.33172221C300.55×0.555.47.63×4.239×1.100.529071-(-)外柱2-6C300.5×0.53.35.21×4.736×0.740.27140911C300.55×0.555.47.63×4.239×0.830.478199-(-)内柱2-6C300.5×0.53.35.21×4.736×1.310.40208751C300.55×0.555.47.63×4.239×1.450.5799432.3横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2.3.1自振周期计算按顶点位移法计算,考虑添充墙对框架刚度的影响,取基本周期调整系数,计算公式为,为顶点位移表3-7层数GD68681.0298681.0296847080.01270.346058818.18717499.2166847080.02560.333348818.18726317.4036847080.03840.307738818.18735135.5906847080.05130.269328918.4444054.0276847080.06420.2180111247.12155301.233588240.15380.153865
致谢2.3.2横向地震作用计算地震按7度设计基本地震加速度0.1g,按场地类别则,采用底部剪力法计算。由于T=0.60s>1.4故应考虑顶点附加地震作用,取结构底部剪力为顶部附加地震作用力为表3-8各层地震作用及楼层地震剪力层数73.3024.90610.0015189.000.0249.8649.8663.3021.908681.03190114.540.25624.11673.9853.3018.608818.19164018.280.22538.441212.4243.3015.308818.19134918.260.18442.911655.3333.3012.008818.19105818.240.14347.382002.7223.308.708818.1976718.230.10251.852254.5715.405.4011247.1260734.450.08199.382453.952.3.3风荷载作用下框架内力计算:风荷载标准值随着建筑物高度的增加,风荷载的影响越来越大,建筑中除了地震作用的水平力以外,主要的侧向荷载就是风荷载,在荷载组合时往往起着不可忽略的作用。在已有研究的基础上,《荷载规范》指出,垂直于建筑物表面上的风荷载按下式计算:式中——风荷载标准值;——基本风压;——风荷载体型系数;——风压高度变化系数;65
致谢——z高度处的风振系数。基本风压=0.35由《荷载规范》查得(迎风面)和(背风面)。b类地区,H/B=21.9/64.8=1.07,且高度不超过30M故不考虑风振系数影响,=1.0。取②轴线横向框架,其负载宽度为7.8m,由式得沿房屋高度的分布风荷载标准值为:q=根据各楼层标高处的高度,,代入上式可得各楼层标高处的q(z),见下表;q(z)沿房屋高度的分布见图。表3-9沿房屋高度分布风荷载标准值层次621.901.000.8411.410.88518.600.850.7411.240.78415.30.700.7411.240.78312.000.550.7411.240.7828.700.400.7411.240.7815.400.250.7411.240.78图3-9风荷载沿房屋高度的分布(单位:)65
致谢图3-10等效节点、集中风荷载(单位:kN)《荷载规范》规定,对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构,应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本设计中房屋高度H=18m<30m,且H/B=1.07<1.5,风压脉动的影响较小。因此,该房屋无需考虑风压脉动的影响。框架结构分析时,应按静力等效原理将图(a)的分布风荷载转化为节点集中荷载,如图(b)所示,集中荷载:=(1.2432+0.777)×3.3×1/2+(1.4112+0.882-1.2432-0.777)×3.3×1/2×2/3=3.633kN=(1.2432+0.777)×3.3×1/2+(1.4112+0.882-1.2432-0.777)×3.3×1/2×1/3+(1.2432+0.777)×3.3×1/2=6.816kN===(1.2432+0.777)×3.3×1/2×2=6.667kN=(1.2432+0.777)×3.6×1/2+(1.2432+0.777)×3.3×1/2×=6.969kN表3-10弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算层次荷载引起的剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VC67.57.5-2.4405.069.947.55.069.947.557.57.5-0.8506.658.357.511.7118.291565
致谢47.57.5-0.8506.658.357.518.3624.9422.537.57.5-0.8506.658.357.525.0131.593027.57.5-0.5606.948.067.531.9538.5337.517.57.5-1.5205.899.027.537.8444.4245表3-11层数层高层间剪力层间刚度A轴柱(边柱)63.303.6369932.0014091.000.730.740.321.630.7853.306.8269932.0014091.001.370.740.402.721.8143.306.6769932.0014091.001.340.740.452.441.9933.306.6769932.0014091.001.340.740.452.441.9923.306.6769932.0014091.001.340.740.502.222.2213.306.9736284.008199.001.570.830.652.985.53层数层高层间剪力层间刚度B轴柱(中柱)63.303.6369932.0020875.001.081.310.372.271.3153.306.8269932.0020875.002.031.310.453.693.0243.306.6769932.0020875.001.991.310.473.513.0533.306.6769932.0020875.001.991.310.503.283.2823.306.6769932.0020875.001.991.310.503.283.2813.306.9736284.009943.001.911.450.633.876.4565
致谢图3-11风荷载作用下框架弯矩图(单位:)65
致谢图3-12梁端剪力及柱轴力图2.3.4变形验算65
致谢表3-12层次层间剪力层间刚度层高层间相对弹性转角6673.986847080.0013.303352.5551212.426847080.00183.301863.6641655.336847080.00243.301365.0032002.726847080.00293.301128.2422254.576847080.00333.301002.2012453.956847080.00685.40789.60表3-13-框架端弯矩设计层数层高层间剪力层间刚度A轴柱(边柱)63.30673.98684708.0014091.0013.870.740.3230.9414.8353.301212.42684708.0014091.0024.950.740.4049.4032.9443.301655.33684708.0014091.0034.070.740.4561.8350.5933.302002.72684708.0014091.0041.220.740.4574.8161.2023.302254.57684708.0014091.0056.400.740.5076.5676.5613.302453.95684708.008199.0056.070.830.65105.98196.81层数层高层间剪力层间刚度B轴柱(中柱)65
致谢63.30673.98684708.0020875.0020.551.310.3743.0624.7553.301212.42684708.0020875.0036.961.310.4567.0954.8943.301655.33684708.0020875.0050.471.310.4789.1077.4433.302002.72684708.0020875.0061.061.310.50100.75100.7523.302254.57684708.0020875.0068.741.310.50113.41113.4113.302453.95684708.009943.0068.001.450.63137.70229.502.3.5荷载计算:1恒载作用下柱的内力计算:恒荷载作用下各层框架梁上的荷载:(1)对于第6层,屋面恒载AB,CD:BC:和分别为屋面板和走道板传给横梁的均布荷载(2)对于2-5层,包括梁自重和其上横墙自重,为均布荷载,其它荷载的计算方法同第6层。和分别为屋面板和走道板传给横梁的均布荷载(3)对于第1层,柱子为550mm×550mm,其余数据同2-5层,则和分别为屋面板和走道板传给横梁的均布荷载65
致谢2、活载作用下柱的内力计算:对于1-6层屋面活载(上人屋面)和屋面活载相同AB,CD:BC:活载分别为屋面板和走道板传给横梁的均布荷载2.4竖向荷载作用下框架的内力分析由于结构对称,在竖向荷载作用下的框架侧移可忽略不计,起内力分析可采用弯矩二次分配法。在竖向荷载作用下梁端可以考虑塑性内力重分布,楼面竖向荷载分别按恒荷载及全部活荷载计算。65
致谢图3-13恒载作用下的弯矩图(单位)65
致谢图3-14恒何在作用下框架弯矩图(单位)65
致谢图3-15活载作用下的弯矩图(单位)65
致谢图3-16活荷载作用下框架弯矩图(单位)65
致谢表3-14竖向荷载下-梁端剪力层数荷载引起的剪力弯矩引起的剪力AB跨BC跨AB跨BC跨6160.43(51.75)57.74(20.25)-3.20(-0.96)+3.20(0.96)0(0)0(0)5129.27(51.75)43.54(20.25)-0.8(-6.91)+0.8(6.91)0(0)0(0)4129.27(51.75)43.54(20.25)-1.81(-1.25)+1.81(1.25)0(0)0(0)3129.27(51.75)43.54(20.25)-1.81(-1.25)+1.81(1.25)0(0)0(0)2129.27(51.75)43.54(20.25)-1.81(-1.25)+1.81(1.25)0(0)0(0)1130.41(51.75)43.54(20.25)-1.28(-0.59)+1.28(0.59)0(0)0(0)水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图65
致谢图3-17地震作用下的框架梁柱弯矩图(单位:kNm)65
致谢图3-18地震作用下梁端剪力及柱轴力65
致谢按弯矩分配法计算时,梁的上线荷载分均布荷载和三角形荷载则有表3-15层荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力次AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱6160.4359.74-3.20157.23163.6359.74229.77250.4163.74184.375129.2759.74-0.80128.47130.0759.74430.47451.1403.43430.974129.2759.74-1.810127.46131.0859.74630.16650.79650.03677.573129.2759.74-1.810127.46131.0859.74829.85850.48896.63924.172129.2759.74-1.810127.46131.0859.741029.541050.21143.231170.81130.4359.74-1.910128.52132.3459.741230.291271.11404.061444.92.4.1框架梁柱的内力组合进行截面设计时,须先求得控制面上的最不利内力。对于框架梁。一般选梁的两端和跨中截面为其控制截面;对于柱,则选柱上,下截面作为控制截面。内力不利组合就是控制截面上某项内力最大的内力组合。在多层,高层钢筋混凝土框架结构的抗震设计中,考虑地震作用和风荷载的作用下,框架梁柱的内力组合考虑四种情况⑴1.2恒+1.4活⑵1.2恒+1.4风⑶1.2恒+0.85(活+风)⑷1.2恒+0.85活+1.3地65
致谢2.4.2框架梁内力组合表3-16框架梁AB内力组合层次截面内力恒载活载左风右风左震右震1.2恒+1.4活1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×左风)1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×右风)1.2恒+1.3左震1.2恒+1.3右震|M|max与|M|max对应的Vmax6A支座M123.8041.20-0.1730.94-30.94206.24197.59197.39188.78108.34206.24V157.2350.79-0.060.06-9.219.21259.78249.04249.19176.70200.65259.78跨中M265.6885.970.23-0.23-3.543.54439.17421.39420.85314.21323.42439.17B支座M145.9047.800.24-0.2432.64-32.64242.00232.25231.68217.51132.65242.00V163.6352.71-0.060.06-14.8914.89270.15259.01259.15177.00215.71270.155A支座M137.5053.900.36-0.3664.23-64.23240.46229.57228.71248.5081.50248.50V128.4750.79-0.110.11-19.3419.34225.27214.47214.74129.02179.31129.02跨中M220.2488.120.17-0.17-20.5420.54387.66369.35368.95237.59290.99387.66B支座M143.0056.200.39-0.3969.61-69.61250.28238.94238.01262.0981.11262.09V130.0752.71-0.090.09-18.3318.33229.88218.70218.92132.26179.91132.264A支座M130.0553.900.43-0.4394.77-94.77231.52220.72219.69279.2632.86279.26V127.4650.79-0.140.14-29.5529.55224.06213.23213.56114.54191.37114.54跨中M239.7388.120.23-0.2339.86-39.86411.04392.81392.27339.49235.86411.04B支座M143.0056.200.51-0.51109.10-109.10250.28239.08237.87313.4329.77313.43V131.0852.71-0.120.12-40.6640.66231.09219.88220.16104.44210.15104.443A支座M130.5053.900.45-0.45125.39-125.39232.06221.28220.21319.61-6.41319.61V127.4650.79-0.140.14-23.2523.25224.06213.23213.56122.73183.18183.18跨中M239.7388.12-0.350.35-60.2360.23411.04392.12392.96209.38365.98411.04B支座M143.0056.200.49-0.49135.01-135.01250.28239.06237.89347.11-3.91347.11V131.0852.71-0.120.12-57.3657.36231.09219.88220.1682.73231.8682.732A支座M130.5053.900.43-0.43137.76-137.76232.06221.25220.23335.69-22.49335.69V127.4650.79-0.140.14-43.2843.28224.06213.23213.5696.69209.2296.69跨中M239.7388.120.53-0.5330.20-30.20411.04393.17391.91326.94248.42411.04B支座M143.0056.200.51-0.51162.26-162.26250.28239.08237.87382.54-39.34382.54V131.0852.71-0.120.12-43.4843.48231.09219.88220.16100.77213.82100.771A支座M121.8048.200.53-0.53182.53-182.53213.64204.15202.89383.45-91.13383.45V129.1350.79-0.160.16-54.0354.03226.06215.21215.5984.72225.20225.20跨中M220.5687.220.43-0.4330.20-30.20386.78368.98367.95303.93225.41368.46B支座M130.6052.300.55-0.55190.26-190.26229.94219.61218.30404.06-90.62404.06V131.6952.71-0.130.13-45.0145.01231.82220.60220.9199.52216.5499.5265
致谢表3-17BC梁内力组合框架梁BC内力组合层次截面内力恒载活载左风右风左震右震1.2恒+1.4活1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×左风)1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×右风)1.2恒+1.3左震1.2恒+1.3右震|M|max与|M|max对应的Vmax6B支座M-39.60-13.100.08-0.0820.10-20.10-65.86-63.01-63.20-21.39-73.6573.65V57.7420.25-0.060.06-14.8914.8997.6493.3193.4649.9388.6597.64跨中M-40.3213.670.000.0013.24-13.24-29.25-32.12-32.12-31.17-65.6065.605B支座M-24.40-11.100.12-0.1222.28-22.28-44.82-42.35-42.63-0.32-58.2458.24V57.7420.25-0.090.09-18.3318.3397.6493.2893.4945.4693.1297.64跨中M-30.3013.670.000.0011.22-11.22-17.22-20.09-20.09-21.77-50.9550.954B支座M-24.40-11.100.16-0.1634.85-34.85-44.82-42.30-42.6816.03-74.5974.59V57.7420.25-0.120.12-18.7618.7697.6493.2493.5344.9093.6897.64跨中M-30.3013.670.000.00-16.2316.23-17.22-20.09-20.09-57.46-15.2657.463B支座M-24.40-11.100.16-0.1643.12-43.12-44.82-42.30-42.6826.78-85.3485.34V57.7420.25-0.120.12-30.1430.1497.6493.2493.5330.11108.47108.47跨中M-30.3013.670.000.0015.56-15.56-17.22-20.09-20.09-16.13-56.5956.592B支座M-24.40-11.300.16-0.1651.83-51.83-45.10-42.54-42.9238.10-96.6696.66V57.7420.25-0.120.12-40.2340.2397.6493.2493.5316.99121.59121.59跨中M-30.3013.670.000.0026.47-26.47-17.22-20.09-20.09-1.95-70.7770.771B支座M-26.30-11.700.18-0.1860.77-60.77-47.94-45.27-45.7047.44-110.56110.56V57.7420.25-0.100.10-45.0145.0197.6493.2793.5010.78127.80127.80跨中M-30.3013.670.000.0030.22-30.22-17.22-20.09-20.092.93-75.6575.6565
致谢2.4.3框架柱的内力组合表3-18框架柱A内力组合框架柱A内力组合层次截面内力恒载活载左风右风左震右震1.2恒+1.4活1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×左风)1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×右风)1.2恒+1.3左震1.2恒+1.3右震|M|maxMMVmaxNNminNmax6柱顶M123.8041.20-1.631.63-30.9430.94206.24195.65199.53108.34188.78206.24188.75108.34N229.775.060.48-0.486.72-6.72282.81282.32281.17284.46266.99282.81266.99284.46V61.6721.390.73-0.7313.87-13.87103.95100.3398.5992.0355.97100.33柱底M79.7029.40-0.780.78-14.8324.75136.80129.70131.5576.36127.82136.80127.82136.80N250.409.940.48-0.486.72-6.72314.40312.88311.74309.22291.74314.40291.74314.40V61.6721.390.73-0.7313.87-13.87103.95100.3398.5992.0455.97100.335柱顶M57.9024.30-2.722.72-49.0349.03103.5095.16101.635.74133.22133.22133.225.74N430.4711.710.83-0.8320.66-20.66532.96531.49529.51543.42489.71489.71489.71543.42V39.5816.271.37-1.3741.17-41.1770.2768.4965.23101.01-6.03101.01柱底M65.3029.40-1.811.81-32.9432.94119.52111.19115.5035.54121.18121.18121.1835.54N451.1018.290.83-0.8320.66-20.66566.93564.07562.10568.18514.46514.46514.46568.18V39.5816.271.37-1.3741.17-41.1770.2768.4965.23101.02-6.03101.024柱顶M65.3024.30-2.442.44-61.8361.83112.38104.37110.18-2.02158.74112.38158.742.02N630.1618.360.81-0.8141.23-41.23781.90779.00777.08809.79702.59781.90702.59809.79V39.5816.271.34-1.3434.07-34.0770.2868.4665.2791.793.2091.78柱底M65.3029.40-1.991.99-50.5977.44119.52110.98115.7112.59179.03179.03179.0312.59N650.7924.940.81-0.8141.23-41.23815.86811.59809.66834.55727.35727.35727.35834.55V39.5816.231.34-1.3434.07-34.0770.2268.4065.2291.793.2091.793柱顶M65.3024.30-2.442.44-74.8174.81112.38104.37110.18-18.89175.61175.61175.6118.89N829.8525.010.76-0.7668.31-68.311030.831026.491024.681084.62907.02907.02907.021084.62V39.5816.271.34-1.3441.22-41.2270.2768.4565.26101.08-6.09101.08柱底M65.3029.30-1.991.99-61.2061.20119.38110.86115.60-1.20157.92157.92157.921.20N850.4831.590.76-0.7668.31-68.311064.801059.071057.261109.38931.77931.77931.771109.38V39.5816.271.34-1.3441.22-41.2270.2768.4565.26101.08-6.09101.082柱顶M65.3024.50-2.222.22-76.56113.42112.66104.87110.16-21.17225.81225.81225.8121.17N1029.5431.950.75-0.7598.22-98.221280.181274.361272.581363.131107.761107.761107.761363.13V42.9716.611.36-1.3646.40-46.4074.8172.9469.71111.88-8.76111.88柱底M76.5030.30-2.222.22-76.5676.56134.22125.22130.50-7.73191.33191.33191.337.73N1050.1738.530.75-0.7598.22-98.221314.151306.951305.161387.891132.521132.521132.521387.89V42.9716.611.36-1.3646.40-46.4074.8272.9569.71111.88-8.76111.381柱顶M45.4017.80-2.982.98-105.98105.9879.4072.1279.21-83.29192.25192.25192.1983.29N1230.2937.840.90-0.90138.58-138.581529.321522.451520.311656.501296.191296.191296.191656.19V12.614.944.00-4.0053.43-53.4322.0525.7816.2684.59-54.3384.59柱底M22.708.90-5.535.53-196.81229.5039.7031.2544.41-228.61325.59325.59325.59228.61N1271.1344.420.90-0.90138.58-138.581587.541579.291577.141705.511345.201345.201345.201705.51V12.614.944.00-4.0053.43-53.4322.0525.7716.2584.59-54.3384.5965
致谢表3-19框架B柱内力组合层次截面内力恒载活载左风右风左震右震1.2恒+1.4活1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×左风)1.2恒+0.85×(1.4×活+1.4×右风)1.2恒+1.3左震1.2恒+1.3右震|M|maxMMVmaxNNminNmax6柱顶M106.3041.20-2.272.27-43.0643.06185.24173.89179.2971.58183.54185.24183.5471.58N163.475.060.48-0.487.50-7.50203.25202.76201.61205.91186.41203.25186.41205.91V52.6721.391.08-1.0820.55-20.5593.1689.9587.3889.9236.4993.16柱底M67.5029.40-1.311.31-24.7524.75122.16114.43117.5448.83113.18122.16113.18114.43N184.379.940.48-0.487.50-7.50235.16233.64232.50230.99211.49235.16211.49233.64V52.6721.391.08-1.0820.55-20.5593.1589.9487.3789.9236.4993.165柱顶M51.1024.30-3.693.69-67.0967.0995.3485.8594.63-25.90148.54148.54148.5425.90N403.4311.710.83-0.8315.00-15.00500.51499.04497.06503.62464.62464.62464.62503.62V39.5813.762.03-2.0336.96-36.9666.7666.2861.4595.54-0.5695.54柱底M35.9429.40-3.023.02-54.8954.8984.2974.5281.71-28.23114.49114.49114.4984.29N430.9718.290.83-0.8315.00-15.00542.77539.92537.94536.66497.66497.66497.66542.77V39.5813.762.03-2.0336.96-36.9666.7666.2861.4595.54-0.5595.544柱顶M51.1024.30-3.503.51-89.1089.1095.3486.0794.41-54.51177.15177.15177.1554.51N650.0318.360.81-0.8122.50-22.50805.74802.85800.92809.29750.79750.79750.79809.29V35.9413.761.99-1.9950.47-50.4762.3961.8757.13108.74-22.48108.74柱底M67.5029.40-3.053.05-77.4477.44122.16112.36119.62-19.67181.67181.67181.67122.16N677.5724.940.81-0.8122.50-22.50848.00843.73841.80842.33783.83783.83783.83848.00V35.9413.761.99-1.9950.47-50.4762.3961.8757.13108.74-22.48108.743柱顶M51.1024.30-3.283.28-100.75100.7595.3486.3394.14-69.66192.30192.30192.3069.66N896.6325.010.76-0.7630.00-30.001110.971106.621104.811114.961036.961036.961036.961114.96V35.9412.971.99-1.9961.06-61.0661.2960.9356.19122.51-36.25122.51柱底M67.5029.30-3.283.28-100.75100.75122.02111.96119.77-49.98211.98211.98211.98122.02N924.1731.590.76-0.7630.00-30.001153.231147.501145.691148.001070.001070.001070.001153.23V35.9412.971.99-1.9961.06-61.0661.2960.9356.19122.51-36.25122.512柱顶M51.1024.50-3.283.28-113.42113.4295.6286.5794.38-86.13208.77208.77208.7786.13N1143.2331.950.75-0.7537.50-37.501416.611410.791409.001420.631323.131323.131323.131420.63V35.2114.421.99-1.9968.74-68.7462.4461.7857.05131.62-47.11131.62柱底M65.1030.30-3.283.28-113.42113.42120.54110.27118.08-69.33225.57225.57225.5769.33N1170.7738.530.75-0.7537.50-37.501458.871451.671449.881453.671356.171356.171356.171453.67V35.2114.421.99-1.9968.74-68.7462.4561.7957.05131.62-47.11131.621柱顶M39.0017.80-3.873.87-137.70137.7071.7263.3872.59-132.21225.81225.81225.81132.21N1404.0637.840.90-0.9045.00-45.001737.851730.971728.831743.371626.371626.371626.371743.37V10.654.221.91-1.9168.00-68.0018.6920.0715.53101.18-75.62101.18柱底M18.508.90-6.456.45-229.50229.5034.6625.1240.47-276.15320.55320.55320.55276.15N1444.9044.420.90-0.9045.00-45.001796.071787.811785.671792.381675.381675.381675.381792.38V10.654.221.91-1.9168.00-68.0018.6920.0715.53101.18-75.62101.1865
致谢2.5截面设计2.5.1框架梁的设计混凝土的强度等级C30(),纵筋为HRB335Ⅱ级钢筋(),箍筋为Ⅰ级钢筋()。2.5.1.1梁的正截面承载力的计算以第一层AB跨内最大弯矩为例进行该跨的正截面配筋计算:跨中弯矩:翼缘计算宽度故为第一类T型截面下部跨间按单筋T型截面计算满足要求。所以:选配钢筋为525,实配钢筋面积为:配筋率为最小配筋率取与0.2%的大值满足要求。A端弯矩将下部跨间截面的5Ф25钢筋伸入支座,作为支座负弯矩作用下的受钢筋,,再计算相应的受拉钢筋As,即支座A上部,65
致谢所以:选配钢筋为322,实配钢筋面积为:配筋率为最小配筋率取与0.2%的大值满足要求。B端弯矩将下部跨间截面的5Ф25钢筋伸入支座,作为支座负弯矩作用下的受钢筋,,再计算相应的受拉钢筋Bs,即支座B上部,所以:选配钢筋为422,实配钢筋面积为:配筋率为最小配筋率取与0.2%的大值满足要求。2.5.1.2梁斜截面受剪承载力计算(1)AB跨:属厚腹板梁梁端截面尺寸满足要求。(2)验算是否需要配置箍筋只需按构造配置箍筋。65
致谢表3-20其它梁的配筋层次截面M(KN·m)ξ计算As,(mm2)实配As,(mm2)计算As(mm2)实配As(mm2)配箍6支座A188.78<011873Ф22(1140)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200Bl232.25<014614Ф22(1520)AB跨间421.010.01824775Ф25、(2454)支座Br73.65<010673Ф22(1140)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200BC跨间48.380.0195682Ф20(628)5支座A248.50<015634Ф22(1520)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200Bl262.09<016483Ф22+2Ф18(1570)AB跨间369.150.01724775Ф25(2454)支座Br58.24<08443Ф22(1140)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200BC跨间36.360.0125622Ф20(628)4支座A279.26<017563Ф22+2Ф20(1768)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200Bl313.43<019715Ф22(1900)AB跨间392.540.01723546Ф22(2281)支座Br74.59<010813Ф22(1140)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200BC跨间36.360.0135622Ф206283支座A319.61<020104Ф25(1964)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200Bl347.11<021834Ф25(1964)AB跨间392.540.01723546Ф222281支座Br85.34<012373Ф22(1140)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200BC跨间36.360.0135622Ф2062865
致谢2支座A335.69<021116Ф22(2281)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200Bl382.54<024065Ф25(2454)AB跨间392.540.01823546Ф222281支座Br96.66<014014Ф22(1520)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200BC跨间36.360.0125622Ф206281支座A383.45<024125Ф25(2454)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200Bl404.06<025415Ф25(2454)AB跨间368.460.01824775Ф252454支座Br110.56<016022Ф25(1473)加密区四肢Ф8@100非加密区四肢Ф8@200BC跨间36.360.0125622Ф206282.5.1.3剪跨比和轴压比验算框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果,其中剪跨比也可取。表中的N都不应考虑承载力抗震调整系数。各柱的剪跨比和轴压比均满足要求。表3-21柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次B/mm/mm/kNN/kNA柱550046014.3133.2291.78568.182.90>20.159<0.8350046014.3175.61101.881109.383.45>20.310<0.8155051014.3325.5984.591705.517.70>20.477<0.8B柱550046014.3148.5493.12542.773.19>20.152<0.8350046014.3211.98143.861153.232.95>20.323<0.8155051014.3320.55127.801792.385.02>20.501<0.82.5.2柱正截面承载力计算2.5.2.1柱的正截面承载力设计在框架设计中,应体现“强柱弱梁”,为保证此点的实现,节点上下端的弯矩设计值应根据梁端弯矩调整:对于多层框架柱,梁柱为刚接时各层柱计算长度可取:底层:65
致谢其余各层:(1)根据内力组合表中,选择最不利内力,并考虑上述的弯矩调整及抗震承载力调整系数0.8,进行柱的正截面配筋计算。以A柱-截面为例进行柱的配筋计算:(截面采用对称配筋)由于,应考虑偏心矩增大系数故:可先按大偏心计算。所以为大偏心受压构件计算。偏心距按受压钢筋最小配筋计算:选钢筋为322实配单侧面积为,总面积为满足最小配筋率的要求。65
致谢(2)根据内力组合表中,选择最不利内力,并考虑上述的弯矩调整及抗震承载力调整系数0.8,进行柱的正截面配筋计算。以A柱-截面为例进行柱的配筋计算:(截面采用对称配筋)由于,应考虑偏心矩增大系数故:可先按大偏心计算。所以为大偏心受压构件计算。偏心距受压钢筋最小配筋:选钢筋为322实配单侧面积为,总面积为满足最小配筋率的要求。2.5.2.2柱的斜截面承载力计算65
致谢为提高柱的延性,框架柱的设计除了应满足“强柱弱梁”要求外,还应满足“强剪弱弯”的要求,即柱的斜截面受剪承载力应大于柱正截面受弯承载力,因此须对柱端剪力进行调整,公式为:式中:——考虑抗震等级,按“强柱弱梁”要求修正后的框架柱上下端弯矩设计值;——柱端剪力增大系数,本设计取1.2;——柱的静高。以A柱第一层的柱子为例进行柱端剪力的调整:使用调整后的剪力对该柱进行斜截面承载力计算。有地震作用组合且柱受压时,式中:——框架柱的剪跨比,所以取:N——与剪力设计值对应的框架柱的轴向设计值,当柱子受压且所以取:截面尺寸满足要求初选:配置箍筋为:四肢箍,钢筋直径为,间距为代入上试求得所选上述箍筋满足配筋要求65
致谢表3-22柱配筋表柱A柱B柱层次135135截面尺寸550×550500×500500×500550×550500×500500×500组合一二一二一二一二一二一二M(KN·m)228.61325.591.20157.9235.54121.18276.15320.55122.02211.9884.29114.49N(KN)1705.611345.201109.38931.77568.18514.461792.381675.381153.231070.00542.77497.66V(KN)84.59101.08100.01101.18122.5195.54e0(mm)134.03242.041.08169.4862.55235.55154.07191.33105.81198.11155.30230.06ea(mm)20.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0020.00l0(m)5.405.403.303.303.303.305.405.403.303.303.303.30ei(mm)154.03262.0421.08189.4882.55255.55174.07211.33125.81218.11175.30250.06l0/h9.829.826.606.606.606.609.829.826.606.606.606.60ξ11.271.611.611.923.153.471.211.291.551.673.293.59ξ21.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00η1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00e(mm)389.03497.04231.08399.48292.55465.55409.07446.33335.81428.11385.30460.06ξ0.680.340.340.280.170.160.760.420.350.330.170.15计算As=As’(mm2)<0692.22<0<0〈0169.54<0509.01<0364.63<0137.68实配单侧选3Ф22(1140)选3Ф22(1140)选3Ф22(1140)选3Ф22(1140)选3Ф22(1140)选3Ф22(1140)ρs1.1%>0.6%1.4%>0.6%1.4%>0.6%1.1%>0.6%1.4%>0.6%1.4%>0.6%偏心判断小大大大大大小大大大大大配箍加密区4肢Ф10@100,非加密区4肢Ф10@200加密区4肢Ф10@100,非加密区4肢Ф10@200加密区4肢Ф10@100,非加密区4肢Ф10@200加密区4肢Ф10@100,非加密区4肢Ф10@200加密区4肢Ф10@100,非加密区4肢Ф10@200加密区4肢Ф10@100,非加密区4肢Ф10@20065
致谢3板的设计选取三层的一个区格板计算:(混凝土采用,钢筋为Ⅰ级)此板为双向板,求跨中最大弯矩时,均布活荷载应看成棋盘式布置即看成是满布荷载及间隔布置两种情况之和。对于满布荷载认为各区格板中间支座都是固定支座;对于间隔布置的认为各区格板在中间支座都是简支座;支座最大负弯矩可近似按满布活荷载布即,在计算弯矩时考虑泊松比的影响,取其为0.2()。考虑横荷载分项系数1.2,因楼面均布活荷载标准值为,所以活荷载分项系数取1.3。则:(1)对于1-5层板上的横荷载设计值活荷载设计值(2)对于6层楼面板上的横荷载设计值活荷载设计值荷载总设计值:计算跨度取弯矩计算:截面设计:截面有效高度:选的钢筋作为受力筋。该板四周与梁整体浇筑,故弯矩设计值应折减:跨中截面及中间支座截面的折减系数为0.8。65
致谢配筋:方向:配筋为方向:配筋为支座处:方向:配筋为方向:配筋为4楼梯的设计及计算由于本工程楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯底层层高为3.6米,踏步的尺寸为150×300mm,根据计算可知踏步数n=3600/150=24;二~六层层高为3300mm,踏步数为n=3300/150=22。楼梯板的水平投影长度为:底层L=3300㎜;二~六层:L=3000㎜。由《荷载规范》查得,楼梯上均布活荷载标准值为,混凝土强度等级为,钢筋级。4.1楼梯板的计算板倾斜度:设板厚h=120mm,约为板斜长的在计算时取1m宽板带计算。4.1.1楼梯梯段做法及荷载计算荷载分项系数:表3-23梯段板的荷载计算荷载种类荷载标准值(KN/m)恒载瓷砖面层(0.3+1.5)×0.198×1/0.3=1.19三角形踏步1/2×0.3×0.15×25×1/0.3=1.88斜板0.12×25×1/0.894=3.36板底抹灰0.02×17×1/0.894=0.3865
致谢小计6.81活荷载2.5基本组合的总设计值:4.1.2截面设计水平计算跨度:弯矩设计值:,查得选,采用的分布筋,每级踏步下一根。荷载种类荷载标准值(kN/m)恒载瓷砖面层19.8×0.01=0.198120厚混凝土板0.12×25=3.020厚板底抹灰0.02×17=0.34小计3.54活荷载2.54.1.3平台板的设计计算设平台板厚,取宽板带计算表3-24荷载计算平台板的荷载计算荷载分项系数:基本组合的总设计值:4.1.4截面设计65
致谢板的计算跨度:弯矩设计值:,查得选,采用的分布筋。4.1.5平台梁的设计计算设平台梁截面:4.1.6平台梁的设计计算荷载分项系数:表3-25平台梁的荷载计算荷载种类荷载标准值(kN)恒载梁自重0.2×(0.30-0.12)×25=0.90梁侧粉刷0.02×(0.30-0.12)×2×17=0.12平台板传来3.54×1.8/2=3.19梯段板传来6.9×3.6/2=12.42小计16.63活荷载2.5×(3.3/2+1.8/2)=6.38基本组合的总设计值:4.1.7截面设计梁的计算跨度:内力设计值:截面按倒L形计算:65
致谢判断截面类型:属于第І类T型截面。,查得采用Ⅱ级钢筋:选4Ф16的钢筋,实际,架力筋采用2Ф12的钢筋。平台梁斜截面受剪承载力计算:配置箍筋:选满足要求5基础设计5.1确定持力层承载力设计值5.1.1确定基础的埋置深度选择基础的埋深时考虑的主要因素有:工程地质条件、地下水位的影响、地基土的冻胀性、基础的类型、荷载的大小和类型及场地的环境条件。根据所给地质条件,选择基础底面在素填土以下的砂砾石层,且位于冻土以下,由西宁市的冻土深度和地梁的高度等因素确定基础的埋深。1.2加权平均重度计算:素填土:厚0.5,砂砾石:厚1.4,65
致谢则基础底面以上土的加权平均重度:1.3地基承载力设计值规范规定当基础宽度大于3m或者埋深小于时须对地基承载力进行修正,修正公式为其中为地基承载力设计值,为地基承载力标准值,当计算得到的时,取。查《承载力修整系数表》得:,,初估基础宽度小于则地基承载力设计值:故取5.2外柱(A、D轴)下的钢筋混凝土独立基础设计由于基础受偏心荷载作用,所以将基础作成矩形。考虑荷载较大,初选基础高度,分成两阶。基础下铺厚素混凝土垫层。基础混凝土强度等级为,钢筋为Ⅰ级:。5.2.1确定基础底面尺寸(1)按轴心荷载作用确定5.2.2考虑偏心荷载作用确定A考虑偏心荷载作用应力分布不均匀,所以将计算出的基底面积增大10%~40%,即取增大系数1.1~1.4,则5.2.3验算地基承载力65
致谢故满足地基承载力要求5.2.4基础结构设计5.2.4.1地基净反力5.2.4.2初选基础高度分成两阶上阶边长需满足:上阶尺寸:5.2.5抗冲切验算a.柱边,所以冲切角锥体落在基底范围之内65
致谢抗冲切强度满足要求b.变阶处,所以冲切角锥体落在基底范围之内抗冲切强度满足要求故基础高度满足要求5.2.6底板配筋a.Ⅰ-Ⅰ截面:平行于L方向配筋b.Ⅲ-Ⅲ截面:平行于L方向配筋。65
致谢按大面积即配筋,选配钢筋:c.Ⅱ-Ⅱ截面:平行于b方向配筋d.Ⅳ-Ⅳ截面:平行于b方向配筋按大面积即配筋,选配钢筋:图3-19基础配筋截面图所以:外柱的基础底部尺寸为:,高度为,平行于b方向配筋为:;平行于L方向配筋为:。65
致谢5.3内柱(B、C轴)下的钢筋混凝土联合基础设计由于内柱轴线间的距离为,做成两柱联合基础。考虑荷载较大,初选基础高度,做成一阶。基础下铺厚素混凝土垫层。基础混凝土强度等级为,钢筋为Ⅰ级:。图3-20两柱联合基础截面图5.3.1确定基础的合力和合力作用点5.3.2确定基础底面宽度5.3.2.1确定基础底面尺寸,取取5.3.2.2验算地基承载力故满足地基承载力要求。5.4基础结构设计5.4.1基础沿纵向的净反力65
致谢5.4.2确定基础高度a.初选基础高度高度,设为一阶b.抗冲切验算:由于柱1和柱2为两柱联合对称结构,所以只对柱2进行验算,,所以冲切角锥体落在基底范围内抗冲切强度满足要求c.抗剪切验算:抗剪切强度满足要求故基础高度满足要求5.4.3配筋计算:a.纵向配筋:柱位处:65
致谢跨中:b.横向钢筋:等效梁宽度:;等效梁底面积;基底净反力:;截面弯矩:所以:内柱的基础(两柱联合基础)底部尺寸为:,高度为,纵向钢筋底部配筋为:;上部配筋为:;横向钢筋为。65
致谢参考文献[1] GB50103-2001,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]GB50003-2001,砌体结构设计规范[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].65
致谢致谢经过本次毕业设计之后,使我更加深入的对所学知识得到了认识和掌握,学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。与此同时,也增强了我以理论知识为基础,广泛的搜索相关各种资料、查询有关规范,从而得到解决实际工程问题方法的能力。在本次毕业设计过程中,也培养了我勤奋、踏实、认真和严谨的工作作风,一切所有的一切都为以后的工作打下了坚实的基础。虽然我获得的知识和能力离不开自己的刻苦努力,但是这一切都是在院领导和各位老师的辛勤培养和淳淳教导下取得的。在此,我衷心的感谢给我指导和帮助的同学和老师。文亚军2008.665
致谢附录 StructuralDesignStructuraldesignisthechoiceofmaterialsandcomponenttype,sizeandshapeofasecuritycommitmenttothestyleofusefulload.Generallyspeaking,alludingstructuraldesignofbuildingsandstructuressuchasbridgesorremovablebutrigidhullshellsuchasaircraftandstabilityframeworkforthefactory.Whenthedesignofmobiledevicesconnectedtoeachother(Connector),generallyinthefieldofmechanicaldesign.Structuraldesigncontainsatleastfivedifferentareas:engineeringrequirements,materials,structuralprogrammes,analysisanddesign.Thegeneralisnotthestructureormaterials,alsoincludesaside:thetest.Theseareasarenotstrictlyinaccordancewiththesesteps,becausedifferentmaterialsindifferentprogrammesaremosteffective,thetestwillleadtodesignchanges,thefinaldesignfromthepreliminaryestimateofthedesign,andthenafterfurtheranalysisanddesignofseveralcyclestocomplete.Often,alternativedesignthatthecostofintensityanduseoftheveryclose.Structuralengineers,ownersortenantsbasedontheotherendofaconsideredchoice.Engineeringrequirements.Atthebeginningofthedesign,structuralengineersmustdecidetoaccepttheimplementationofthestandards.Mustprovidebeartheloadorforce.Forsomespecializedstructure,knownassupportaloadofmachineryorcranes,whichmaybedirectlygiventoordinarybuildings,amunicipal,countyandstatebuildingcodes,designedtoprovidethenecessaryliveset(andthecrowdloadEquipment,roofsnowload,etc.)theminimum.Designengineerswillworkoutduringthedeadload(knownpermanentstructuresandequipment).Tothenormaluseofthestructure,itmustcontrolitsdeflection,becausethestructureofsecuritytheremaybedisturbingvibration.Themachinesdeformationsupportsstrictrestrictions,becauseLeungwillleadtoCVbendingsinking,burning,componentsanddislocationofthecablecaraboveflameout.Deflectioninthespanofrestrictions/1000(longbeam1/1000)Followingisverycommon.Intraditionalarchitecture,supporttheboard"slong-spanbeamdeflectionlimitedto1/360toavoidcrackingorpaintingthespanof1/240toavoidtheconcern(tomaintainthechangesintheperceptionof).Leunghasalsoaffectedthestiffnessplate"Vibration",andifpeoplecannotcontrolwillbeverybigheadache.Inaddition,thehigh-risebuildingthesidedeformation,displacementorswingisusuallylimitedtotheheight/500(buildingheightof1/500),tohavethewindinthedaysoftheabovefloorsweremovingtominimizethediscomfort.Scantlingsinstructuraldesign,playamajorrole.Forexample,belowtheclearspacereservedforboattrafficorhighenoughthreattotheaircraft"sspecifictypeofbridgeisunacceptable.Inarchitecturaldesign,ceilingheightandfloorslabbetweenthehigh-impactframeworkofchoice.Qianghoupolesizeandspanandalsoaffecttheapplicabilityoftheframeworkprogramme.Choiceofmaterials.Technologicalprogresshascreatedmanynewmaterials,suchascarbonfiberreinforcedcompositematerialsandboronfiberreinforcedcompositematerials,theyhaveexcellentstrength,stiffnessand65
致谢strength-weightratiocharacteristics.However,duetothehighcostofmanufacturingandnon-usualrequirements,theyonlyinalimitedareaofspecial.Strengthentheglasscompoundssuchasglassfiberisverycommon,butlimitedapplicationinasmallcaseload.Usedinstructuraldesignofthemainmaterialismorecommon,includingsteel,aluminum,reinforcedconcrete,timber,masonry.Structureoftheprogramme.Inapracticalprogramme,thecommitmentmanyofthestructuralmembers,includingLatinAmerica,pressure,bending,shearingandtwisting.However,theoptionswouldaffecttheprobabilityoftheseforces,willalsoaffectmaterialselectionprocess.Tensileloadiseffectivecommitmenttothemethod,theentirecomponentoftheperformanceofacross-section,andnotrelatedtodeformation.AnytensileprogrammesmustalsoconfronttheanchorcomponentRafah.Forexample,inSuspensionBridge,anchoringthemainbodyisusuallylocatedinthepowerfulforcesendedtheropes.Inordertoavoidloadmovementordeformationwhenexpectationsarenotthegeometricdeformation,tensileprogrammesusuallyrequirearigidbeamsandtrusses.Compressionisanotherveryeffectivemethodofloadingcommitment.Allbarsectionplayedarole,butthedesignmustavoidbending,orcauseorCuduancomponentistoincreaseadditionalsupport.Domeandarchconstruction,thearchbridgeandisverycommon,intheconstructionprogramme.Archhadaneedtoresistthelevelofthrust.Thisdesignappropriateonthebasisoftheroadorbuildingorfloorabovethearchofthesolution,alongthelanewithtensileontheendsofthearchelementslinkingittostopthemstarted.Whentheloadisnottheroleofcomponentsontheaxis,thecompressioncomponentsignificantlyweakened.Therefore,wemustseriouslyconsidermoving,changeandunbalancedload.Basedonthebendingoftheefficiencyprogrammeandlowerthanthetension,becausethebendingisthecomponentsideoftheRafahontheothersideunderpressuretoresist.Bendingprogrammessuchasmainbeam,thebeamframeandbendingintheframeworkofexternalanchororthrustrestrictions,andthegeneralbasisofdifferentstiffnessblockcanrelyoninternalmovement,changeandunbalancedloadoffavourablecircumstances.Trussisacombinationoftheaboveprogramme.Theyaredesignedloadacrossthebendingmembers,butbrokendownintoaseriesoftensionandpressurebythetensileandcompressivecomponentcommitment.Trussprogrammedesigndoesnotrequirespecialanchororthrustoftherestrictionsandhaveagoodstiffnessresistancemovementorchangesintheload.Alargenumberoflinksbetweencomponentsandcompressionoftheadditionalsupportcomponent,looksalittlemess,andthisisthenegativetrussDepartment.IncludingboardandShellDome,thevault,atoothroof,hyperbolicparaboloidandsaddle-shaped.Suchaprogrammeallthedirecteffectoftheflatsurfaceandhaveanenormousroleofshear.Despitethepossiblehighefficiency,butsuchastrictprogrammeofthegeometricconstraints,andinthemobile,andimbalancesintheroleoftheverticalsurfaceoftheloadcapacityoftheweak.Shellstructureandtheuseofhardshellstructurestiffeningrib,beambetweentheshellplateshearresistanceandaxialforce.Thisdesigninthebodyaircraftandrockets,thehullincommon.Itisalsobeneficialintheconstructionindustry.Thisdesignonlyintheshellispartofthelogicdesignandwillneverberemovedandreplacedwhenmorepractical.65
致谢Thebridgeisverycommonshort-bendingofthebeam.WhenthespanincreasedandhasbecomeLEUNGveryhigh,usuallyusedtrussandcable-stayedstructure.Perhapsevenlongerwhenusingcross-arch,itisnecessarytoconsiderthebasicconditionsandclearancerequirements.Theinter-longestsuspensionontheprogramme,becausethiscouldbecrucialtominimizetheself-respectandcanevenclaimtobuildupcable.Thebridge,ontheshortcross-boardcommitmentmoment.Whenthespanincreases,themainbeamandthebeamisusedtobearbending.Requestwithalongercross-truss,especiallyintheconstructionindustryhasacablecarload,thedome,thearchandsuspensionandtheinflatableroofbeusedinthetraditionalhallandthearenatogetinthenetarea.StructuralAnalysis.Structuralanalysisrequirementsestablishedstability(staticequilibrium),thecomponentofthecommitmentanddeformation.Itrequiresmembershape,probablysize,knownorassumedmaterialproperties.Analysis:balance,stress,strainandelasticmodulus,linear,andplasticplatesandbendingsection.Manywaystocompletetheanalysisprocess.Finaldesign.Oncethestructuralanalysiscompleted(iftheanalysisiscorrect,onlygeometricmethodcontraryadditionalcomponentsizeandmaterialassumptions).Finaldesigncanbeincontrolofownersorgovernmentbuildingstandardstoallowinspectiondeformationandstressorultimatestrength.Mustbecalculatedundertheloadofworksafety.Generalapproachisfeasible,basedonthetypeofmaterialsusedtomakechoices.Component-checkcross-sectiontensilestress.Specialattentiontoboltholesorweldingthestress.Tensioncomponents,withthestressandanalysisshouldthanMasterpiece.Compressionofallowingstressdependsonthestrengthcomponent,elasticmodulus,slendernessratioandthedistancebetweenthefulcrum.CuduanComponentdecisionbythematerialstrength,butsmallelementsofflexibilitybybendingdecision.Beamfromthedesignofthegreateststressandallowbendingstresstest,usuallybythestrengthofmaterialscontrol,butifthecompressionsideoflateralsupportwillnotberestricted.Liang,columnoramomentofcompressionmembersmustconsiderthedesignofthetwo.Firstofall,becausewhenthememberstobearthebendingmoment,theaxisofbendingvolumewillincrease,infact,theshaftpressuretoenlargetheoriginalmoment.Second,thecolumnsandbeamstoallowthestressisdifferent.Toreflectthis,usethefollowinginteractionequation,ifonthatcomponentissatisfactory.Longaxisperpendiculartobeartheloadofcomponents.Suchasbeamsandbeam-column,itmustbearshear.Shearstressandloadintheoppositedirectionanditsrighttobeamconnectingthedifferentparts.AndtheyshouldbeallowedtocutMasterpiececomparison.Thesestepscanalsobeusedtodesignthetensionandcompressionofthetruss.Finally,engineeringstandardstestdeformation,theuseofthefinalcomponent.Onceanalysisandengineeringstandardsinthedesignissatisfactory,mustmanufactureandestablishmentofinformation.Throughmapping,sospecifiedinthebasicsize,materialandcomponentsize.Designisexpectedtobeartheloadandexpectedtoedgenode.65
致谢结构设计 结构设计是选择材料和构件类型,大小和形状以安全有用的样式承担荷载。一般说来,结构设计暗指结构物如建筑物和桥或是可移动但有刚性外壳如船体和飞机框架的工厂稳定性。设计的移动时彼此相连的设备(连接件),一般被安排在机械设计领域。结构设计包含至少5个不同方面的工作:工程要求,材料,结构方案,分析和设计。对于不一般的结构或材料,又包含一个方面:试验。这些方面不是严格按步骤进行,因为不同材料在不同方案大多数是有效的,试验会导致设计变更,最终设计由初步估计设计开始,然后经过分析和再设计几个循环后完成。通常,可替代的设计证明在费用,强度和使用性上十分接近。结构工程师,业主或最后住户基于其它的考虑选择一种。工程要求。在开始设计前,结构工程师必须决定容易接受的执行标准。必须提供承担的荷载或力。对于一些专门结构,当支持一台已知载重的机器或起重机时,这可能直接给出,对于普通建筑物,采用市政,县,州的建筑规范,提供了设计所需活载(人群荷载和设备,屋顶雪荷载,等等)的最小值。工程师将计算出设计期间的恒载(结构和已知永久性设备)。对要正常使用的结构,也必须控制其挠度,因为安全的结构可能会存在令人不安的振动。机器的支座有严格的变形限制,因为梁下沉会导致驱动轴弯曲,烧毁,部件错位和上面的吊车熄火。挠度限制在跨度/1000(梁长的1/1000)以下是很普通的。在传统建筑里,支持板的梁挠度限制在跨度1/360以避免粉刷开裂或跨度1/240以避免人的担忧(保持在可感知的变动范围内)。梁的刚度也影响板“振动”,如果不能控制会令人很头疼。另外,高层建筑的侧面变形,位移或摇摆通常限定在高度/500(建筑物高度的1/500)里,把在有风的日子里上面楼层的人移动的不舒服降到最小。构件尺寸在结构设计里起主要作用。例如,由于下面留作水上交通的净空不够或过高威胁到飞机的特定类型的桥是不可接受的。在建筑设计里,天花板高度和楼板之间高度影响楼板框架的选择。墙厚和柱子尺寸和跨度也影响不同框架方案的适用性。选择材料。技术的进步创造了许多新材料,如碳纤维加强复合材料和硼纤维加强复合材料,它们都具有极好的强度,刚度和强度重量比特性。然而,由于费用高和非通常的制造要求,它们仅用在有限特殊领域。强化玻璃合成物如玻璃纤维是很普遍,但被限制应用在小荷载情况下。用在结构设计上的主要材料更多是普通的,包括钢材,铝,钢筋混凝土,木材,砌体。结构方案。在一个实际方案里,结构构件承担很多力,包括拉,压,弯,剪和扭。然而所选择的方案将会影响这些力产生的概率,也会影响材料选择过程。抗拉是有效的承担荷载的方法,整个构件的横截面性能得到发挥,并且不涉及到弯曲变形。任何抗拉方案必须也对抗拉构件的锚固。例如,在悬索桥里,锚固体通常是位于主要绳索尾段的强大自重。为了避免在荷载移动或变形时有不期望的几何变形,抗拉方案通常要求是刚性梁和桁架。65
致谢抗压是另一个很有效的承担荷载方法。全部杆件截面发挥了作用,但是设计时必须避免弯曲,或者是做成粗短构件或者是增加附加支撑。圆顶和拱形建筑,拱桥和柱是很普遍的建筑方案。拱产生了必须抵挡住的水平外推力。这靠设计合适的基础或建在车道或楼板的上面的拱解决,靠沿着车道用抗拉构件把两端的拱连接起来,阻止他们拉开。当荷载不是作用在构件轴线上时,抗压构件显著地被削弱。所以,必须认真考虑移动,变化和不平衡的荷载。基于受弯的方案的效率比受拉和压低,因为弯曲是靠构件一边受拉另一边受压来抵抗。受弯方案如主梁,次梁,刚架和受弯框架在外部锚固或推力限制,与一般基础不同,靠内部刚度阻挡可移动,变化和不平衡的荷载的情况下有利。桁架是上面方案的混合体。它们设计成荷载横跨在受弯构件上,但是分解成一系列拉力和压力,由抗拉和抗压构件承担。桁架方案设计时不需要特殊锚固或推力的限制,并且有很好的刚度抵抗移动或变化的荷载。大量的构件之间连结和抗压构件的附加支撑,看起来有点杂乱,这就是桁架的不利处。板和壳包括圆顶,拱顶,有齿屋顶,双曲抛物面和马鞍形。这样的方案把所有的力直接作用在平板表面并且作用有巨大的剪力。尽管可能效率很高,但是这样的方案对几何有严格的限制,并且在移动,和不平衡垂直作用在表面的荷载的能力很弱。薄壳结构和硬壳结构利用加劲肋,梁之间的壳板抵抗剪力和轴向力。这样的设计在飞机机体和火箭,船体方面很普遍。它在建筑方面也是有利的。这样的设计仅仅在壳是设计的逻辑部分并且永远不会被替代和移除时才实际些。对于桥梁,短跨是很普遍受弯的梁。当跨度增加和梁高变得很大时,通常用桁架和斜拉结构。更长跨时也许用拱,要考虑基础条件和净空要求。最长的跨靠悬索方案处理,因为这可把关键性的自重降到最小并且能索连索地建造起来。对于桥,短跨靠板承担弯矩。当跨度增加时,主梁和次梁被用来承担弯曲。更长的跨要求用桁架,尤其是在工业建筑有吊车荷载时,圆顶,拱和悬索和充气屋顶被用在传统的大厅和竞技场里以获得净面积。结构分析。结构分析要求确定稳定性(静力平衡),构件承担的力和变形。它需要构件形状,大概尺寸,已知或假设的材料特性。分析包括:平衡,应力,应变和弹性模量,线形,塑性和弯曲和板截面。很多方法可以完成分析过程。最终设计。一旦结构分析完成(如果分析是正确的,只用几何方法;反之附加构件尺寸和材料假设)。最终设计可以进行,必须对照业主或政府建筑规范标准来检查变形和允许应力或极限强度。必须计算工作荷载下的安全性。一般方法是可行的,依据所使用的材料类型做出选择。纯抗拉构件检查横截面应力。特别注意螺栓孔或焊接处的应力。拉弯构件中,用应力之和与分析应力作比。受压构件中的允许应力取决于构件强度,弹性模量,长细比和支点间距离。粗短构件由材料强度决定,然而长细构件由弹性弯曲决定。梁的设计由对于最大弯曲应力和允许应力来检验,通常由材料强度控制,但是如果受压一边没有侧向支撑就会被限制。梁,柱或有弯矩的受压构件的设计必须考虑两项。首先,当构件由于承受弯矩而弯曲时,轴力会增加弯曲量,实际上,轴压放大了原始弯矩。其次,对于柱和梁的允许应力是不同的。为了反映这,用到了下面相互作用方程,如果就认为构件是令人满意的。65
致谢承受垂直于长轴的荷载的构件。如梁和梁——柱,也必须承担剪力。剪应力和荷载的方向相反并且在其右边,把梁的不同部分连接起来。它们与允许剪应力作对比。这些步骤也能用来设计由受拉和受压构件组成的桁架。最后,用工程标准检验变形,使用最后的构件。一旦被分析和在工程标准内的设计方案是令人满意的,必须提出制造和建立信息。通过作图,指明所以基本尺寸,材料和构件大小。设计中预期荷载和节点承担的预期力。65'