土木工程系畢業(yè)論文

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：包頭市民族路小學(xué)教學(xué)樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（方案一）學(xué) 號(hào)：0605119209專 業(yè)：土木工程班 級(jí)：土木 2006-3 班- 2 -第一章第一章 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置.- 6 -1.1 設(shè)計(jì)題目.- 6 -1.1.1工程概況.- 6 -1.1.2 地質(zhì)、水文及資料.- 6 -1.2 框架體系結(jié)構(gòu)布置.- 7 -1.2.1柱網(wǎng)布置.- 7 -第二章第二章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的確定.- 9 -2.1 框架梁尺寸的初選.- 9 -2.1.1框架梁截面尺寸初選.- 9 -2.2 柱截面尺寸初選.- 9 -2.3 板的尺寸確定.- 11 -2.4 平面框架

2、承重方案.- 11 -第三章第三章 材料選取及計(jì)算材料選取及計(jì)算.- 12 -3.1 材料選取.- 12 -3.2 計(jì)算單元的選取.- 12 -3.3 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定.- 12 -第四章第四章 荷載計(jì)算荷載計(jì)算.- 14 -4.1 工程做法.- 14 -4.1.1屋面做法（倒置式不上人）.- 14 -4.1.2 頂棚的做法（石灰砂漿頂棚）.- 14 -4.1.3樓面做法（細(xì)石混凝土）.- 14 -4.1.4衛(wèi)生間做法（水泥砂漿防水樓面）.- 15 -4.1.5 內(nèi)墻做法.- 15 -4.1.6 外墻做法.- 15 -4.1.7 地面做法（自重1.22/kn m）.- 16 - 3 -4.1.8

3、 女兒墻做法.- 16 -4.1.9 踢腳做法.- 16 -4.2 屋面及露面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值.- 17 -第五章第五章 樓層集中重力荷載代表值計(jì)算樓層集中重力荷載代表值計(jì)算.- 18 -5.1 梁、柱自重.- 18 -5.2 各層墻體自重.- 19 -5.2.1 一層墻體重.- 20 -5.2.2 二五層墻體重.- 21 -5.2.3 女兒墻自重.- 21 -5.2.4 屋面的自重.- 21 -5.2.5 樓面的自重.- 21 -5.2.6 地面的自重.- 22 -5.2.7 屋、樓面活荷載.- 22 -5.3 各層集中質(zhì)量.- 22 -第六章第六章 水平地震作用下框架的側(cè)移驗(yàn)算水平地震作用下

4、框架的側(cè)移驗(yàn)算.- 25 -6.1 橫梁線剛度.- 25 -6.2 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算.- 25 -6.2.1 橫梁線剛度的計(jì)算過程見表 6.1，混凝土等級(jí)為 c30.- 25 -6.2.2 柱線剛度ci計(jì)算.- 26 -6.2.3 柱的側(cè)移剛度 d 值的計(jì)算.- 26 -6.3 橫向框架自振周期.- 31 -6.5 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算.- 32 -6.6 水平地震作用下位移計(jì)算.- 34 -6.7 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析.- 35 -6.7.1橫向框架第5軸柱端彎矩及剪力計(jì)算.- 35 -6.7.1水平地震作用下梁端剪力及柱軸力計(jì)算.- 36 -第七章第七章 豎向荷載

5、作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算.- 40 - 4 -7.1 計(jì)算單元的選取.- 40 -7.2 荷載計(jì)算.- 41 -7.2.1 恒載計(jì)算.- 41 -7.2.2活載計(jì)算.- 44 -7.3 利用彎矩二次分配法計(jì)算框架彎矩.- 50 -7.3.1 固端彎矩的計(jì)算及計(jì)算簡(jiǎn)圖見表 7.3.- 50 -7.3.2 傳遞系數(shù)及分配系數(shù).- 98 -7.3.3 彎矩分配.- 100 -7.3.4 梁端剪力及柱軸力計(jì)算.- 107 -第八章第八章 內(nèi)力組合內(nèi)力組合.- 111 -8.1 內(nèi)力組合：.- 111 -第九章第九章 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì).1169.1 橫向框架梁截面

6、設(shè)計(jì) .1169.1.1梁控制截面及內(nèi)力.1169.1.2 ab跨梁正截面配筋計(jì)算.1169.1.3 bc跨梁正截面配筋計(jì)算.1169.1.4主梁斜截面設(shè)計(jì).1169.2 柱截面設(shè)計(jì).1169.2.1 柱正截面承載力計(jì)算.1169.2.2 柱斜截面承載力驗(yàn)算.1169.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).1169.3.1 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪水平截面驗(yàn)算.1169.3.2 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算.116第十章第十章 樓板設(shè)計(jì)樓板設(shè)計(jì).11610.1 樓板平面布置.11610.2 設(shè)計(jì)資料.11610.3 樓板設(shè)計(jì).116- 5 -第十一章第十一章 次梁設(shè)計(jì)次梁設(shè)計(jì).11611.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖.11611.2 次梁設(shè)計(jì).

7、11611.2.1 荷載計(jì)算.11611.2.2 內(nèi)力計(jì)算.11611.2.3 截面配筋計(jì)算.116第十二章第十二章 樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì).11612.1 樓梯板設(shè)計(jì).11612.1.1 荷載計(jì)算.11612.1.2 配筋計(jì)算.11612.2 平臺(tái)板設(shè)計(jì).11612.2.1 荷載計(jì)算.11612.2.2 配筋計(jì)算.11612.3 平臺(tái)梁設(shè)計(jì).11612.3.1 荷載計(jì)算.11612.3.2 截面設(shè)計(jì).11612.3.3 平臺(tái)梁斜截面受剪承載力及箍筋配筋計(jì)算.116第十三章第十三章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì).11613.1 設(shè)計(jì)資料.11613.2 內(nèi)力組合.11613.3 地基承載力設(shè)計(jì)值.11613.4

8、 驗(yàn)算荷載作用下的基底反力.11613.5 抗沖切承載力驗(yàn)算.11613.6 配筋計(jì)算.11613.7 聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì).11613.7.1 尺寸設(shè)計(jì).11613.7.2 配筋計(jì)算.116- 6 - 7 -第一章第一章 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置1.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目包頭市民族路小學(xué)教學(xué)樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1.1 工程概況工程概況本設(shè)計(jì)是包頭市民族路五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)小學(xué)教學(xué)樓，位于包頭市團(tuán)結(jié)大街北，建筑總面積為 5297.4，本工程為二級(jí)抗震等級(jí)。2m1.1.2 地質(zhì)、水文及資料地質(zhì)、水文及資料1.冬季采暖室外計(jì)算溫度為-20，絕對(duì)最好溫度 33.4，絕對(duì)最低溫度-30.4；2.年平均降雨日數(shù)：9

9、1.8 天；3.日最大降雨量：100.8；mm4.月最大降雨量：229.2；mm5.年最大降雨量：673.4；mm6.地下水穩(wěn)定水位：6.6-8.7；m7.該市標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度：1.6；m8.夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季為北風(fēng)，最大風(fēng)速為 25；基本風(fēng)壓為sm/0.55；mkn /9.最大積雪深度 210，基本雪壓 0.25kn/m；mm10.冬季相對(duì)濕度 55%，夏季相對(duì)濕度 40%；11.地震設(shè)防烈度：8 度，抗震設(shè)計(jì)基本加速度 0.25g，抗震設(shè)計(jì)地震分組為第一組。12.工程地質(zhì)概況見表 1。- 8 -表 1 土層分布情況表土層厚度土的名稱承載力標(biāo)準(zhǔn)值（）kpa11.0雜填土9024.2粗砂土

10、22034.3粉砂1804巖石層1.2 框架體系結(jié)構(gòu)布置框架體系結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：平面布置靈活，既能獲得較大的空間，也可分割為較小空間。以適應(yīng)不同使用功能的需求；建立的立面容易處理。若通過合理的設(shè)計(jì)，框架可以成為耗能能力強(qiáng)，變形能力大的延性框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是高次超凈定結(jié)構(gòu)，既能承受豎向荷載，也能承受風(fēng)荷載或水平地震作用等水平側(cè)向力的作用。1.2.1 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置1.柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求：本設(shè)計(jì)柱網(wǎng)布置方式采用對(duì)稱等跨式布置。2.柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足建筑平面布置的要求： 在教學(xué)樓與民用建筑中，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，一般將柱子設(shè)在縱橫建筑隔墻交叉點(diǎn)上，以盡量減少柱子對(duì)建筑使

11、用功能的影響。柱網(wǎng)的尺寸還受梁跨度的限制，梁跨度一般在 6-9m 之間為宜。同時(shí)，在教學(xué)樓建筑中，一般是兩邊為教學(xué)樓，中間為走廊；可將柱子布置在走道兩側(cè)，或可取消一排柱子，布置成為兩跨框架。本設(shè)計(jì)建筑平面布置為前者。3.柱網(wǎng)布置要使結(jié)構(gòu)變?yōu)楹侠恚?柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下內(nèi)力分布均勻合理，各構(gòu)件材料強(qiáng)度均能充分利用。4.柱網(wǎng)布置應(yīng)方便施工： 建筑設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)考慮到施工方便，以加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)?，F(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)可不受建筑模數(shù)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)的限制，但在結(jié)構(gòu)布置亦應(yīng)盡量使梁板布置簡(jiǎn)單規(guī)則，以方便施工。- 9 -本設(shè)計(jì)柱網(wǎng)布置如下圖： 一般情況下柱在兩個(gè)方向均應(yīng)有梁拉結(jié)，亦即沿

12、房屋縱橫方向均應(yīng)布置梁系。因此，實(shí)際的框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系。沿建筑物長(zhǎng)向的稱為縱向框架，分別承受各自方向上的水平力，而樓面豎向荷載則依樓蓋結(jié)構(gòu)布置方式的不同而按不同的方式傳遞；按樓面豎直荷載傳遞路線不同，承重框架的布置方案有橫向框架，縱向框架和縱橫向框架混合承重等幾種，本設(shè)計(jì)采用縱橫向框架混合承重方案。該方案由于縱橫兩個(gè)方向的框架共同承重，因此結(jié)構(gòu)的空間剛度較大，結(jié)構(gòu)的整體性較好，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震有利。- 10 -第二章第二章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的確定截面尺寸的確定2.1 框架梁尺寸的初選框架梁尺寸的初選根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb500112001)及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50010-

13、2002)，梁的幾何尺寸宜符合下列各項(xiàng)要求：（1） 梁截面高度小于或等于 800mm，取 50 為模數(shù)；800mm 以上取 100 為模數(shù)。（2） 現(xiàn)澆樓蓋中，一般主梁至少要比次梁高 50mm，以便施工。（3） 主梁截面寬度不小于 200mm，次梁截面寬度不應(yīng)小于 150mm一般在橫向框架梁設(shè)計(jì)時(shí)，常取梁高 hl/10,采用橫向框架體系。為了防止框架梁發(fā)生剪切破壞，梁高 h 不宜大于 1/4 凈跨。同時(shí)框架梁的截面寬度可取b=(1/21/3)h,為了使梁的兩端節(jié)點(diǎn)傳力可靠，梁寬不宜小于柱寬的 1/2，且不小于250，以滿足承載力，剛度和延性的要求。2.1.1 框架梁截面尺寸初選框架梁截面尺寸初

14、選kl-1: l=8100mmh=(1/151/10)8100=(540810)mm 取 h=700mm.b=(1/31/2)h=(1/31/2) 700=(233350) mm 取 b=300mm. kl-2: l=6600mm h=(1/151/12) 6600=(440660) mm 取 h=600mm. b=(1/31/2)h=(1/31/2) 600=(200300)mm 取 h=300mm. 走道梁： l=3000mm ， 選截面為 bh=300mm600mm 次梁： l=6600mmh=(1/181/12) 6600=(367550)mm 取 h=500mmb=(1/31/2)h

15、=(1/31/2)500=(167250)mm 取 b=250mm2.2 柱截面尺寸初選柱截面尺寸初選1. 按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb500112001)第 6.3.6，6.3.7 條規(guī)定：- 11 -（1） 柱截面的邊長(zhǎng)不宜小于 300；（2） 柱剪跨比不宜大于 2；（3） 柱截面長(zhǎng)邊與短邊之比不宜大于 3；2. 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要求柱的軸壓比滿足下式要求：, nccnf aenfg nn地震作用組合下的柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值；f按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算的負(fù)荷面積；折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似 12-15kn/;eg考慮地震作用組合的柱的軸向壓力增大系數(shù)，邊柱取 1.3，不等跨內(nèi)柱取 1.25

16、，等跨內(nèi)柱取 1.2；n驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)；ca柱截面面積；框架柱軸壓比限值，對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)分別取 0.7，0.8，0.9； 計(jì)算柱截面尺寸，只要底層柱的截面滿足要求，則其余各層也滿足要求。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范表 6.1.2 及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表 11.1.4 得，本工程二級(jí)抗震等級(jí)，軸壓比限值=08。將各層的重力荷載代表值 g 近似取 13 kn/， ，根n據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （gb500100-2002）規(guī)定混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,216.7/cfn mm,由結(jié)構(gòu)平面布置圖可知：21.57/tfn mm 中柱的負(fù)載面積為：88.381 . 8)20 . 326 . 6( 邊柱的負(fù)

17、載面積為： 73.261 . 826 . 6為了方便施工取邊柱與中柱截面相同，因此取二者較大者 f=38.88,地震豎向荷載產(chǎn)生的軸力估計(jì)值； 31.25 38.88 13 531593159 10enfg nknn323159 10236452.100.8 16.7cncnammf- 12 -取一層柱截面尺寸為： bh=600600=360000236452.102mm2mm取二五層柱截面尺寸為：bh=550550=302500235452.10 2mm2mm2.3 板的尺寸確定板的尺寸確定根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50010-2002)表 10.1.1 查得：現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板的最小厚

18、度為 80，連續(xù)板。則初步確定屋面板及樓面114050101.54040hlmm板的厚度為 120，衛(wèi)生間的板的厚度為 100.2mm2mm2.4 平面框架承重方案平面框架承重方案- 13 -第三章第三章 材料選取材料選取及計(jì)算及計(jì)算3.1 材料選取材料選取根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50010-2002)對(duì)梁柱，框架節(jié)點(diǎn)的要求；按照一級(jí)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其混凝土強(qiáng)度不低于 c30;按照二三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于 c20。本工程為二級(jí)抗震，初步確定柱混凝土等級(jí)一層為 c35，25 層柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 c30，梁、板、樓梯的混凝土等級(jí)為 c30，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c25。3.2 計(jì)

19、算單元的選取計(jì)算單元的選取取有代表性的 5 軸作為一榀框架計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算。3.3 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范(gb50007-2002)，除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5，基礎(chǔ)埋深置于凍結(jié)線以下。根據(jù)包頭市勘察設(shè)計(jì)研究院巖土公司提供的勘察報(bào)告 ，基礎(chǔ)可以埋在耕土層以下的粉土。耕土層厚度變化范圍為 0.40.6m。室內(nèi)外高差 0.6 m.底層柱計(jì)算高度 3.9+0.5+0.6=5.0，其余各層計(jì)算高度為 3.9 m，荷載計(jì)m算時(shí)，頂層取 1/2 柱高以上部分，其余各層取上下一半進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖見 3.1。- 14 -圖 3.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖- 15 -第四章第四章 荷載

20、計(jì)算荷載計(jì)算4.1 工程做法工程做法4.1.1 屋面做法（倒置式不上人）屋面做法（倒置式不上人）（1）保護(hù)層：c20 細(xì)石混凝土，內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片 0.0425=1 15015042/kn m（2）隔離層：平鋪無紡聚酯纖維布一層 （3）保溫層：70 厚擠塑苯乙烯泡沫料板 0.50.07=0.0352/kn m（4）防水層：高聚物改性瀝青防水涂料 （5）找平層：1：3 水泥砂漿中摻聚丙烯或棉綸-6 纖維 200.02=0.42/kn m（6）找坡層：1：8 水泥膨脹珍珠巖找 2%坡 100.02=0.22/kn m（7）結(jié)構(gòu)層：120 厚鋼筋混凝土屋面板 0.1225=32/kn m合計(jì)： 4.63

21、52/kn m4.1.2 頂棚的做法（石灰砂漿頂棚）頂棚的做法（石灰砂漿頂棚）（1）鋼筋混凝土板底清理干凈（2）10 厚 1：1：4 水泥石灰砂漿（3）2 厚麻刀（或紙筋）石灰面（4）表面噴刷涂料另選合計(jì)： 0.242/kn m4.1.3 樓面做法（細(xì)石混凝土）樓面做法（細(xì)石混凝土） 自重 0.722/kn m（1） 30 厚 c20 細(xì)石混凝土隨打隨抹光（2） 素水泥砂漿結(jié)合層一遍（3） 18 厚 1：3 水泥砂漿找平（4） 鋼筋混凝土樓板（120厚） 250.12=32/kn m- 16 -合計(jì)： 3.722/kn m4.1.4 衛(wèi)生間做法（水泥砂漿防水樓面）衛(wèi)生間做法（水泥砂漿防水樓面）

22、（1）20 厚 1：2 水泥砂漿抹面壓光 （2）素水泥砂漿結(jié)合層一遍（3）50 厚 c15 細(xì)石混凝土防水層找坡不小于 5%，最薄處不小于 30 厚（4）100 厚鋼筋混凝土樓板 250.1=2.52/kn m合計(jì)： 1.61+2.5= 4.112/kn m4.1.5 內(nèi)墻做法內(nèi)墻做法（1） 采用 20厚陶?？招钠鰤K 50.2=1.02/kn m（2） 內(nèi)墻裝飾（兩面） 0.22=0.42/kn m 合計(jì)： 1.42/kn m4.1.64.1.6 外墻做法外墻做法（1）300厚陶?？招钠鰤K 50.3=1.52/kn m（2）外墻表面清理后，滿刷聚氨酯防潮層底漆（3）70 厚無溶劑聚氨酯硬泡保溫

23、層 0.172/kn m（4）聚氨酯界面砂漿 0.00515=0.075 2/kn m（5）15 厚膠粉聚苯顆粒找平層 0.0150.5=0.0075 2/kn m（6）4 6 厚抗裂砂漿復(fù)合耐堿網(wǎng)布 0.00615=0.09 2/kn m（7）彈性底涂，柔性膩?zhàn)?0.00212=0.024 2/kn m（8）飾面涂料另選 0.22/kn m合計(jì)： 2.072/kn m- 17 -4.1.74.1.7 地面做法（自重地面做法（自重 1.2）2/kn m（1）8-10 厚地磚，干水泥擦縫（2）20 厚 1：3 干硬水泥砂漿結(jié)合層，表面撒水泥粉（3）素水泥砂漿結(jié)合層一遍（4）18 厚 1：3 水泥

24、砂漿找平層（5）60 厚 c15 混凝土 0.0623=2.582/kn m（6）素土夯實(shí)合計(jì)： 3.782/kn m4.1.84.1.8 女兒墻做法女兒墻做法 （1）5 厚 1：2.5 水泥砂漿找平層 200.005=0.12/kn m （2）5 厚 1：1：6 水泥石膏沙將掃毛 120.005=0.06 2/kn m （3）6 厚 1：0.5：4 水泥石膏沙漿打底掃毛 120.006= 0.072 2/kn m （4）120 厚鋼筋混凝土墻 250.12=32/kn m （5）20 厚水泥砂漿找平層 200.02=0.42/kn m （6）噴刷涂料 0.22/kn m 合計(jì)： 3.8322

25、/kn m4.1.94.1.9 踢腳做法踢腳做法（1） 灌 20 厚 1：2.5 水泥砂漿（2） 20 厚預(yù)制水磨石踢腳板，水泥漿擦縫4.2 屋面及露面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面及露面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)知可變荷載如下：- 18 -（1）不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.52/kn m（2）屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（包頭市 50 年一遇） 0.252/kn m（3）樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（教室，會(huì)議室，閱覽室，辦公室） 2.02/kn m（4）走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.52/kn m（5）樓梯活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.52/kn m- 19 -第五章第五章 樓層集中樓層集中重力荷載代表值

26、重力荷載代表值計(jì)算計(jì)算 計(jì)算集中荷載時(shí)，假定各層的重量為本層板自重、梁自重、活荷載以及上下各半層墻、柱自重之和，并集中于該樓（屋）蓋處。5.1 梁、柱自重梁、柱自重表 5.1 各樓層梁、柱重力荷載計(jì)算層次構(gòu)件b bhgilngiigkl-10.30.7251.055.5137.520826.88kl-20.30.6251.054.7256.012340.2走道梁0.30.6251.054.7252.4668.04次梁0.250.5251.052.2806.010196.81401.921 層柱0.60.6251.19.95.02411881188kl-10.30.7251.055.137.55

27、20832.39kl-20.30.6251.054.7256.0512343.05走道梁0.30.6251.054.7252.45669.46次梁0.250.5251.053.286.0510198.441413.342、3、4、5層柱0.550.55251.18.3193.924718.76718.76附：表中 考慮了梁、柱的粉刷層重力荷載對(duì)其重力荷載的增大，g 表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載代表值 kn/m;n 為構(gòu)件數(shù)量；=1188；=718.761柱gkn32柱柱gg54柱柱ggkn- 20 -5.2 各層墻體自重各層墻體自重 外墻為 300 厚陶?？招钠鰤K，內(nèi)墻為 200 厚陶?？招钠鰤K，

28、單位面積墻重前面已計(jì)算過，門窗單位重力荷載取值如下表：表 5.2 門窗及數(shù)量層次名稱材質(zhì)尺寸12345單位重)/(2mkn所屬墻體m-1玻璃2000210020.4外m-2玻璃1000210040.4內(nèi)m-3木10000210016171717170.2內(nèi)c-1塑鋼1800240019222222220.4外c-2塑鋼21002400555550.4外c-3塑鋼1500240010.4內(nèi)c-4塑鋼1800180010.4內(nèi)- 21 -c-5塑鋼1500120011110.4外一層： 外縱墻長(zhǎng)：（8.15）2-120.6=73.8m 外橫墻長(zhǎng)：2（26.6）+3-80.6=24.6m外墻總長(zhǎng)：9

29、8.4m 內(nèi)縱墻長(zhǎng)：（8.1-0.6）7+3.9-0.3+3.3-0.3+4.8=63.9m 內(nèi)橫墻長(zhǎng)：（6.6-1.2）10+6.64=86.4m內(nèi)墻總長(zhǎng)：145.5m二五層： 外縱墻長(zhǎng)：（8.15）2-120.55=74.4m 外橫墻長(zhǎng)：（26.6+3）+26.6-80.55=25m外墻總長(zhǎng)：99.4m 內(nèi)縱墻長(zhǎng)：（8.1-0.55）8+3.9-0.3=64m 內(nèi)橫墻長(zhǎng)：（6.6-0.55）10+6.63=80.3m內(nèi)墻總長(zhǎng)：144.3m 5.2.15.2.1 一層墻體重一層墻體重（1）外縱墻 2.0773.8(5-0.7）-(2.07-0.4) (2.02.1+21.02.1)+(2.0

30、7-0.4) (181.82.4+52.12.4+1.52.4)=446.91kn(2) 外橫墻 2.0724.6（5-0.6）-(2.07-0.4) 1.82.4=224.057-7.21=216.84kn(3) 內(nèi)縱墻 1.463.9(5-0.7)-(1.4-0.2) 1.02.116+(1.4-0.4) 2.02.1=340.16kn- 22 -（4）內(nèi)橫墻 1.486.4(5.0-0.6)-(1.4-0.4) 1.81.8=528.98kn 一層墻體總重： =461.91+216.84+340.16+528.98=1547.89kn1墻g 5.2.25.2.2 二五層墻體重二五層墻體重

31、（1） 外縱墻 2.0784.4（3.9-0.7）-(2.07-0.4) (1.82.421+2.12.45+1.51.2)=297.11kn (2) 外橫墻 2.0725（3.9-0.6）-(2.07-0.4) 1.82.4 =155.25-7.21=148.04kn (3) 內(nèi)縱墻 1.464（3.9-0.87-（1.4-0.2）1.02.117 =268.72-42.84=243.88kn（4）內(nèi)橫墻 1.480.3(3.9-0.6)=370.99kn二三層墻體重：=279.11+148.04+243.88+370.99=1060.02kn32墻墻gg54墻墻gg5.2.35.2.3 女

32、兒墻自重女兒墻自重=3.83297.20.6=222.78女gkn5.2.45.2.4 屋面的自重屋面的自重 =4.63540.516.2=3041.02kn屋g5.2.55.2.5 樓面的自重樓面的自重（1） 樓面自重 （3.72+0.24）（40.5-0.55）（16.2-0.55）-4.26.6-3.96.6=3.96571.76=2264.16kn- 23 -（2）樓梯板重 1.43.72(6.6-0.55)(4.2-0.275)=123.67kn （3）用水房間樓面重 6.63.94.11=105.79kn 由此可知：=2264.16+123.67+105.79=2493.62kn3

33、21樓面樓面樓面ggg 4樓面g=2264.16+105.79+123.67/2=2413.79kn5.2.65.2.6 地面的自重地面的自重 3.7840.516.2=2480.6kn5.2.75.2.7 屋、樓面活荷載屋、樓面活荷載（1）屋面活荷載取活荷載 0.252/mkn =40.516.20.25=164.03屋面活gkn（2） 樓面活荷載 教室、會(huì)議室、閱覽室（樓面活荷載取 2.0）2/mkn(8.1-0.55)(6.6-0.55)9+(3.9-0.275)(6.6-0.55)2.0=866.06kn 走廊及樓梯活荷載取 2.52/mkn （4.2-0.275）（6.6-0.55）

34、+3.040.5 2.5=145.25 2.5=363.13kn 可得：=866.06+363.13=1229.19樓面活gkn5.3 各層集中質(zhì)量各層集中質(zhì)量表 5.3 各層集中質(zhì)量層數(shù)恒載（）kn活荷載（）kn合計(jì)（）kn- 24 -五層+1/2（）+5梁g55柱墻gg女兒墻g屋頂g=1413.08+1/2（1060.24+718.76）+222.78+3041.02=5566.12 1/2164.03=82.005648.12四層+1/2（+）+4梁g44柱墻gg55柱墻gg4樓面g=1413.08+1/2（1060.24+718.76+1060.24+718.76）+2431.79=5

35、623.871/21129.19=614.606238.47三層+1/2（+）+3梁g33柱墻gg44柱墻gg3樓面g=1413.08+1/2（1060.24+718.76+1060.24+718.76）+2431.79=5623.871/21129.19=614.606238.47二層+1/2（+）+2梁g22柱墻gg33柱墻gg2樓面g=1413.08+1/2（1060.24+718.76+1060.24+718.76）+2431.79=5623.871/21129.19=614.606238.47一層+1/2（+）+1梁g11柱墻gg22柱墻gg地面g=1413.08+1/2（1547.

36、89+1188+1060.24+718.76）+2480.6=6139.971/21129.19=614.606754.57恒荷載取全部，活荷載取 50%，各層重力荷載集中于樓蓋標(biāo)高處，其代表值見圖 5.1：- 25 - 圖 5.1 重力荷載代表值- 26 -第六章第六章 水平地震水平地震作用下框架的側(cè)作用下框架的側(cè)移驗(yàn)算移驗(yàn)算6.1 橫梁線剛度橫梁線剛度 框架柱一層采用 c35，二五層框架柱采用 c30 混凝土，框架梁均采用 c30 混凝土。c35 混凝土；c30 混凝土，包頭地區(qū)抗24/1015. 3mmnec24/100 . 3mmnec震設(shè)防烈度為八度，基本地震加速度為 0.20g.在

37、框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面的樓板可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減小梁的側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取，對(duì)中框架取。其中為矩形梁截面慣性矩。05 . 1 iib00 . 2 iib0i6.2 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算6.2.16.2.1 橫梁線剛度的計(jì)算過程見表橫梁線剛度的計(jì)算過程見表 6.16.1，混凝土等級(jí)為，混凝土等級(jí)為 c30c30表 6.1 橫梁線剛度類別層次cebh0illiec/0liec/5 . 10liec/0 . 20kl-2154100 . 33006005.410966002.4510101010675. 3101

38、09 . 4走道梁154100 . 33006005.4109300010104 . 510101 . 8 10108 .10- 27 -附：表格中單位為；單位為；單位為；b、h 與 l 單ce2/mmn0i123bh4mmbi4mm位均為。mm6.2.26.2.2 柱線剛度柱線剛度計(jì)算計(jì)算ci 柱的線剛度計(jì)算過程見表 6.2，混凝土等級(jí)為一層 c35，其余為 c30。表 6.2 柱的線剛度層次chcebhciccchie/1500041015. 3600600101008. 1101080. 62539004100 . 355055091061. 7101085. 5附：表格中單位為；單位為

39、；單位為；單位為ce2/mmn0i123bh4mmbi4mmck；b、h 與 l 單位均為。mmn mm 6.2.36.2.3 柱的側(cè)移剛度柱的側(cè)移剛度 d d 值的計(jì)算值的計(jì)算（1） 計(jì)算方法 柱的側(cè)移剛度 d 值按 d=計(jì)算，計(jì)算方法如表 6.3212hic表 6.3 柱的 d 值計(jì)算方法邊柱中柱位置kk一般層ciiik242ciiiiik24321kk2底層（固結(jié)）42iik ciiik21kk25 . 0（2） 中框架柱側(cè)移剛度計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 6.1，計(jì)算過程見表 6.4- 28 - 圖 6.1 中框架計(jì)算簡(jiǎn)圖- 29 -表 6.4 中框架 d 值的計(jì)算首層柱 d 值計(jì)算dcbkk

40、kkk25 . 0d=（）212hkcmkn /)/(mknd中柱（8 根）309. 280. 610)80.109 . 4(4652. 0309. 22309. 25 . 0240 . 5121080. 6652. 0=21281邊柱（8 根）721. 0108 . 6109 .7444449. 0721. 02721. 05 . 0240 . 5121080. 6449. 0=14655=(21281+14d6550)8=28748825 層柱 d 值的計(jì)算dcbkkk2kk2d=212hkc（）mkn /)/(mknd中柱（8 根）441085. 5210)8 .109 . 4(2=2.

41、684573. 0684. 22684. 2249 . 3121085. 5573. 0=22042邊柱（8 根）=441085. 52109 . 420.838295. 0838. 02838. 0249 . 3121085. 5295. 0=13615=(22042+13d615)8=285256(3) 邊框架柱側(cè)移剛度計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 6.2，計(jì)算過程見表 6.5- 30 -圖 6.2 邊框架柱計(jì)算簡(jiǎn)圖表 6.5 邊框架柱 d 值的計(jì)算首層 d 值計(jì)算dcbkkkkk25 . 0d=212hkc（）mkn /)/(mknd中柱（4 根）732. 11080. 610) 1 . 8675

42、. 3(44598. 0732. 12732. 15 . 0195190 . 5121080. 6598. 024邊柱（4 根）540. 01080. 610675. 344409. 0540. 02540. 05 . 0133500 . 5121080. 6409. 0241314764)1335019519(d- 31 -25 層柱 d 值計(jì)算dcbkkk2kk2d=212hkc（）mkn /)/(mknd中柱（4 根）013. 21085. 5210) 1 . 8675. 3(244502. 0013. 22013. 2231699 . 3128510. 5502. 024邊柱（4 根）

43、628. 01085. 5210675. 3244239. 0628. 02628. 0110319 . 3128510. 5239. 0241368004)1103123169(d（3） 樓梯間框架柱側(cè)移剛度計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 6.3，計(jì)算過程見表圖 6.3 樓梯間柱計(jì)算簡(jiǎn)圖- 32 -表 6.6 樓梯間框架柱側(cè)移剛度計(jì)算層次d（cbkkk）cbkkk2kk25 . 0（）kk2d=212hkc（）mkn /)/(mknd11根54. 01080. 610675. 344409. 054. 0254. 05 . 0133500 . 5121080. 6409. 02413350251根628

44、. 01085. 5210675. 3244239. 0628. 02628. 0110319 . 3121085. 5239. 02411031（4） 各樓層框架柱總的側(cè)移剛度將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加即得框架各層間側(cè)移剛度，計(jì)算結(jié)id果見表 6.7表 6.7 各層框架間縱向柱總的側(cè)移剛度層次12345id422314423181423181423181423181由上表可知=422314/423181=0.9980.7,則該框架為規(guī)則框架。21/dd6.3 橫向框架自振周期橫向框架自振周期 按質(zhì)點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期，先求出頂點(diǎn)的水平位移t 按照公式,計(jì)算框架基本周期。計(jì)算

45、過程見表 6.14tt017 . 1基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻對(duì)框架剛度的影響，取 0.7；0- 33 -表 6.14 橫向框架頂點(diǎn)位移層次)(kngi)(kngi)(mkndi層間相對(duì)位移)(/mdgiiit（ ）s55648.125648.124231810.01330.215546238.4711886.594231810.02810.202236238.4718125.064231810.04280.174126238.4724363.534231810.05760.131316238.4731118.14231810.07370.0737=1.70.7t7 . 101t2155.

46、0s55. 06.5 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算本設(shè)計(jì)中，建筑高度為 20.6不超過 40，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，mm變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。本設(shè)計(jì)位于包頭市八度抗震區(qū)，抗震設(shè)防第一組類場(chǎng)地，基本地震加速度為0.25，查表得結(jié)構(gòu)地震周期值，地震影響系數(shù)最大值取。g)(35. 0stg16. 0max結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按公式計(jì)算，由eqg1ststg35. 0,51. 01107. 016. 055. 035. 09 . 0max9 . 01ttg19.28301 .3111885. 0107. 01eqekgfkn因

47、1.4=1.40.35=0.49 ，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用，頂st55. 01gts- 34 -部附加地震作用系數(shù)，由公式得：07. 008. 01tsn 114. 007. 055. 008. 0ns頂部附加地震作用 knffekn64.32219.2830114. 05其余各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用按來計(jì)算，簡(jiǎn)化后的計(jì)算公式為：njiiiinekihghgff1)1 (，各層地震剪力按式來計(jì)算，具體計(jì)算見表njiiiiihghgf1886. 019.2830nikifv16.15：表 6.15 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次h)(mhi)(kngi)(mknhgiijjii

48、hghg)(knfi)(knvi53.920.65648.12116351.270.2986748.75748.7543.916.76238.47104182.450.2674670.521419.2733.612.86238.4779852.420.2049513.801933.0723.98.962384755522.380.1425357.332290.4013.95.06754.5733772.850.086217.402507.80=33772.85+55522.38+79852.42+104182.45+116351.27jjhg=389681.37mkn /各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓

49、層地震剪力沿房屋高度分布見圖 6.11- 35 -圖 6.11 地震作用和層間剪力6.6 水平地震作用下位移計(jì)算水平地震作用下位移計(jì)算水平地震作用下位移計(jì)算見表 6.16表 6.16 水平地震作用下位移計(jì)算層次層間剪力)(knvi層間剛度)(idiiiidv1層間)(mhi層間相對(duì)轉(zhuǎn)角5748.754231810.00183.92167141419.274231810.00333.91182131933.074231810.00463.9848122290.404231810.00543.9727112507.804223140.00595.06611查表得：鋼筋混凝土框架梁彈性層間位移角限值

50、=，根據(jù)變形 c5501驗(yàn)算，層間最大位移發(fā)生在第一層，其值滿足要求。55016611- 36 -6.7 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析6.7.1 橫向框架第橫向框架第 5 軸柱端彎矩及剪力計(jì)算軸柱端彎矩及剪力計(jì)算 用 d 值法計(jì)算，求得框架第 層的層間剪力后，i 層 j 柱分配到的剪力以及該iivijv層柱上下端的彎矩和，分別按下列各式計(jì)算：其中柱端剪力按式uijmdijm來計(jì)算，框架柱段彎矩按式=和=來計(jì)算，反彎點(diǎn)injijijijvddv1dijmyhvijuijmhyvij)1 ( 高度按計(jì)算。式中為層柱的側(cè)移剛度，為該層柱的計(jì)算高)(3210yyyy

51、yijdh度，為框架柱的反彎點(diǎn)高度比，為框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，查“倒三角形分y0y布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比” ，為上、下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高0y1y度比的修正值，為上、下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。2y3y 邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算見表 6.17表 6.17 軸框架各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算邊柱層次)(mhi)(knvi)(mmndijijdijvkydijmuijm53.9748.754231811361524.090.8380.3532.8861.0743.91419.274231811361545.660.8380.4274.79103.2833.91933.074

52、231811361562.240.8380.45109.23133.5023.92290.404231811361573.290.8380.50143.70143.7015.025070804223141465587.020.7210.69300.22134.88中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算見表 6.18- 37 -表 6.18 軸框架各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算中柱層次)(mhi)(knvi)(mmndijijdijvkydijmuijm53.9748.754231812204239.002.6840.4365.4086.7043.91419.274231812204273.922.6840.481

53、38.38149.9133.91933.0742318122042100.692.6840.50196.35196.3523.92290.4042318122042119.302.6840.50232.64232.6415.02507.8042231421281126.372.3090.58366.47265.386.7.1 水平地震作用下梁端剪力及柱軸力計(jì)算水平地震作用下梁端剪力及柱軸力計(jì)算 梁端彎矩按式： )(1uijdirblblblbmmiiim )(1uijdirblbrbrbmmiiim 梁端剪力按式： 計(jì)算lmmvrblbb 柱軸力按式： 計(jì)算nkrblbivvn1)(式中：，

54、分別表示節(jié)點(diǎn)左右梁的線剛度lbirbi ，分別表示節(jié)點(diǎn)左右梁的彎矩lbmrbm 柱在 層的軸力，壓為正ini梁端彎矩、剪力以及柱軸力計(jì)算過程見表 6.19- 38 -表 6.19 梁的彎矩、軸力、剪力計(jì)算表邊橫梁過道梁柱軸力層次lbmrbmlbvlbmrbmlbv邊柱)(kn中柱)(kn561.0726.886.613.3358.9258.923.039.28-13.33-25.954136.1666.756.630.74148.56148.563.099.04-44.07-94.253202.82103.776.646.45230.96230.963.0153.97-90.52-201.77

55、2252.93132.996.658.47296.00296.003.0197.33-148.99-340.631278.58154.396.665.60343.63343.633.0229.09-214.59-504.12- 39 - 圖 6.12 左地震作用下梁柱彎矩圖 m（單位）mkn - 40 - 圖 6.13 左地震力作用下梁柱剪力（單位）kn- 41 -第七章第七章 豎向荷豎向荷載作用下橫向框載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算算取橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元為 8.1寬，房間布置有次梁，故直接傳給框架m的露面荷載如下圖陰影部分所示。在豎向荷載作用下，梁端彎矩可以考慮塑性內(nèi)力

56、重分布，取彎矩調(diào)幅系數(shù) 0.85，樓面豎向荷載分別按恒荷載的全部及活荷載的全部進(jìn)行計(jì)算。7.1 計(jì)算單元的選取計(jì)算單元的選取取一榀框架第軸進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 7.1：- 42 - 圖 7.1 軸框架計(jì)算單元對(duì)于板故可以視為雙向板20201ll 兩端與梁（柱）整體連接，計(jì)算跨度為支座中心線間距，kl-1 的計(jì)算跨度為cl8.1，走道梁的計(jì)算跨度為 3.0，kl-2 的計(jì)算跨度為 6.6。mmm 根據(jù)支座彎矩相等條件在三角形荷載作用下，計(jì)算等效荷載如圖 7.2 所示： qqe85圖 7.2 三角形等效荷載圖- 43 - )21 (32eq圖 7.3 梯形荷載作用下等效荷載圖7.2 荷載計(jì)算荷載

57、計(jì)算7.2.17.2.1 恒載計(jì)算恒載計(jì)算如下圖 7.4，、代表橫梁自重，為均布荷載形式，對(duì)于五層：1q/1q 圖 7.3 恒荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖1q=0.30.625=4.5 =0.30.625=4.5mkn /1qmkn /，分別為房間、走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載；2q/2q=（4.635+0.24）4.05=19.742qmkn /mknqlalaqqe/13.1674.19037. 022. 0198.19)6 . 62 . 2()6 . 62 . 2(21)()(21)21 (32232232=（4.635+0.24）3=14.625/2qmkn /mknqqe/14. 9625.

58、148585/2- 44 -,分別由邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的荷載，包括梁自重，樓板重，女兒墻1p2p =0.30.78.125+4.052.2（4.635+0.24）1p212+3.8328.10.6+（6.6+2.2）2.025（4.635+0.24）21+0.250.56.62521=42.53+43.35+18.62+43.44+10.31=158.25kn=0.30.78.125+2（2.55+4.05）1.5（4.635+0.24） 2p21+24.052.2（4.635+0.24）21+0.250.56.625+2（6.6+2.2）2.05（4.635+0.24）212121 =

59、42.35+51.55+43.44+10.31+43.97=191.80kn =158.2519.78111epm 23 . 055. 0mkn =191.80=23.98222epm23 . 055. 0mkn 對(duì)于二四層，q 包括橫梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載=4.5+1.43.3=9.12 =4.51qmkn /1qmkn /=3.724.05=15.072qmkn / mknqlalaqqe/31.1207.15037. 022. 0107.15)6 . 62 . 2()6 . 62 . 2(21)()(21)21 (32232232=3.723=11.16 /2qmkn /mkn

60、qqe/98. 616.118585/2=0.30.78.125+2.07（8.13.2-1.82.43）1p- 45 -+3.724.052.22+20.250.56.625+1.46.63.2212121+（6.6+2.2）2.02523.72+1.82.430.4212121=42.53+26.83+30.13+10.31+14.78+33.15+5.18=162.91kn=0.30.78.125+1.4（8.13.2-1.02.12）+2（2.55+4.05）2p1.53.72+24.052.23.72+20.250.56.6252121+2（2.2+6.6）2.0253.72+1.0