某辦公樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算書(本科)_第1頁
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文檔簡介

1、設(shè)計簡介按照畢業(yè)設(shè)計大綱要求,畢業(yè)設(shè)計構(gòu)想為三跨四層框架樓,在結(jié)構(gòu)計算中選擇結(jié)構(gòu)方案中橫向框架進行結(jié)構(gòu)、抗震設(shè)計,具體步驟如下:1、 建筑設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計說明;2、 進行框架選型,做出計算簡圖;3、 進行重力荷載代表值計算,利用結(jié)構(gòu)頂點假想位移法求出自震周期;4、 按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小,求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力(彎矩、剪力、軸力);5、 計算豎向恒載及活荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,找出最不利內(nèi)力組合;6、 選取最安全的結(jié)果進行配筋并繪圖;7、 進行了結(jié)構(gòu)方案中的樓板、樓梯、基礎(chǔ)的設(shè)計,并進行驗算;8、 施工圖繪制。關(guān)鍵詞: 框架 結(jié)構(gòu)設(shè)計 抗震設(shè)計According to th

2、e demand of graduation design,It can be designed to be a frame architecture with 3 or 4 floors, the structural and anti-seismic design in the longitudinal frames will be done in structural calculation,the specific steps are as follows: 1,Introduction of architectural and structural design. 2,Make a

3、sketchy drawing before selecting the frame. 3,The weight of gravity is calculated,and then calculated the vibrate cycle by utilizing the peak-displacement method. 4,The seismc force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis,then the internal force (bendi

4、ng moment,shearing force and axial force)in the structure under the horizontal loads can be calcuiated.5,Calculate the internal force in the structure under the dead or live loads,and then find one or several sets of the most adverse combination of internal force.6,Chose the best and do the drawings

5、.7,The design of the landing slab,the stairs and landig girder is approached,and calculate it.8,Do the drawings. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design第一部分:建筑設(shè)計說明一、設(shè)計依據(jù)本工程采用的主要標準及有關(guān)法規(guī)、資料: 1、建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)一標準(GB6884) 2、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準(GB500682001) 3、建筑抗震設(shè)防分類標準(GB5022395) 4、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009200

6、1) 5、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB500102002) 6、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB500072002) 7、建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB500112001) 8、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB500032001)二、建筑設(shè)計說明本工程為+辦公樓,為框架結(jié)構(gòu),四層,檐高15.40米,室內(nèi)外高差 0.45米,室內(nèi)地坪±0.000 ,建筑面積3600平方米,建筑抗震設(shè)防標準為八度;根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求,堅持經(jīng)濟、適用、美觀的建設(shè)方針,充分滿足業(yè)主并考慮使用者對使用功能的要求,做到功能分區(qū)明確,流線清晰,方便使用, 合理組織好各種人流、車流,使內(nèi)外交通簡捷、暢通,互不干擾,參考了一些已經(jīng)使用的設(shè)計

7、后,我確定了自己的設(shè)計方案,以此確定最終的建筑設(shè)計方案。(平面圖詳見圖1.1)方案整體為L型,其中設(shè)置變形縫一道,所有房間均為矩形,比較傳統(tǒng),經(jīng)濟實用,有利于引導(dǎo)人流,且外形較好,整體布局較為緊湊,有利于抗震設(shè)計。建筑平面設(shè)計主要應(yīng)考慮建筑物的功能要求,力求建筑物的美觀大方,同時兼顧結(jié)構(gòu)平面布置盡量規(guī)則合理和抗震要求,以便于結(jié)構(gòu)設(shè)計。綜合考慮建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,擬定內(nèi)廊及外廊兼顧式平面框架形式。使用部分房間主要為辦公室、會議室、活動室等,附屬使用房間為廁所、貯藏、電氣、設(shè)備用房等,交通部分為內(nèi)廊、門廳、過廳、樓梯(主樓梯1個,次樓梯1個)。對于平面布置作如下幾點說明: 圖1.1 方案平面示意

8、圖1)為了滿足不同類型的房間對使用面積的要求,同時考慮結(jié)構(gòu)的受力合理性及柱網(wǎng)的經(jīng)濟尺寸,本設(shè)計柱網(wǎng)基本上采用6.5×3.9m,局部地方采用更小的柱網(wǎng)尺寸;2)走廊寬度根據(jù)本設(shè)計要求取軸線寬度2.5m,主要人流通道為位于大樓中部的主樓梯。為了滿足防火要求,在西側(cè)面設(shè)置了樓梯作為次人流通道和滿足火災(zāi)時人員疏散要求。 建筑立面設(shè)計結(jié)合平面設(shè)計中框架柱的布置,立面上主要采用橫向劃分,外墻將柱完全內(nèi)包。外觀上顯得平整,穩(wěn)重;同時,考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,柱間多用窗少用墻,使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實對比,顯得明快、活潑,同時也得到了良好的采光效果。大門正中間,使整個建筑物顯得美觀大方。

9、大門采用玻璃旋轉(zhuǎn)門,使整個大門顯得現(xiàn)代并且節(jié)能,門廳空間顯得通透,寬大的雨蓬和大門的設(shè)置一同起到了突出主要入口功能,起到了吸引人流導(dǎo)向的作用。屋頂檐口采用重色調(diào),使屋頂美觀又不失大方。設(shè)計成可上人屋面,必要時可開辟成臨時活動場所。同時極大的方便了屋面的檢修。三、建筑施工說明一)、地面做法地面均為水泥地面,作法見蘇J9501-2-2。二)、樓面做法 樓面均為水泥地面,作法見蘇J9501-3-2。衛(wèi)生間地面以1%坡向地漏。三)、踢腳做法踢腳除樓梯間外均為水泥踢腳,做法見蘇J9501-4-1高為150MM,取消面層。四)、內(nèi)墻面做法 做法見蘇J9501-5-5。五)、外墻面做法為混合砂漿粉刷墻面,外

10、刷涂料,做法見蘇J9501-6-4,分格線(寬X深)20X15。六)、屋面做法屋面防水的等級為二級,平屋面做法見蘇J9501-7-25(保溫層水泥防水珍珠巖塊,最薄處70厚,找坡用1:8現(xiàn)澆水泥珍珠巖)。七)、平頂做法現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板下做法見蘇J9501-8-4。八)、樓梯做法 樓梯欄桿扶手詳見蘇J9505-5,欄桿油漆詳見蘇J9501-9-23,扶手油漆詳見蘇J9501-9-3。九)、坡道做法做法詳見蘇J9501-11-9。散水:散水做法做法見蘇J9501-12-5,寬度為600MM。十)、油漆做法主要是辦公室木門油漆,采用清漆。十一)、其它:1、窗為鋁合金推拉窗,采用90系列,顏色為銀白

11、色。2、木門斷面為級。3、門廳處車坡道為花崗條石坡道,具體做法為:a:100厚花崗條石面層,表面剁平。b:30厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層。c:素水泥漿一道。d:100厚C15砼。e:200厚碎石灌M2.5號混合砂漿。f:素土夯實。4、散水為砼散水,做法如下:a:20厚1:2水泥砂漿抹面,壓實抹光。b:60厚C15砼。c:素土夯實向外坡4%。四、地質(zhì)資料建筑場地地形平坦,地基土成因類型為冰水洪積層。自上而下敘述如下:新近沉積層(第一層),粉質(zhì)粘土,厚度0.51.0米,巖性特點,團粒狀大孔結(jié)構(gòu),欠壓密。粉質(zhì)粘土層(第二層),地質(zhì)主要巖性為黃褐色分之粘土,硬塑狀態(tài),具有大孔結(jié)構(gòu),厚度約3.0米,

12、qsk=3540kPa。粉質(zhì)粘土層(第三層),地質(zhì)巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土,具微層理,含鐵錳結(jié)核,可塑狀態(tài),厚度3.5米, qsk=3035kPa。粉質(zhì)粘土層(第四層),巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土,具微層理,含鐵錳結(jié)核,硬塑狀態(tài),厚度未揭露,qsk=4060kPa,qpk=15002000kPa。不考慮地下水。場地為1類一組Tg(s)=0.25s 第二部分:結(jié)構(gòu)設(shè)計說明1、 本工程為新沂經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)局辦公樓,為框架結(jié)構(gòu),四層,檐高15.40米,室內(nèi)外高差 0.45米,室內(nèi)地坪±0.000 ,建筑面積3600平方米,建筑抗震設(shè)防標準為八度;2、 結(jié)構(gòu)方案a、 形式:框架結(jié)構(gòu);b、 結(jié)構(gòu)

13、框架類別:采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu);c、 框架節(jié)點:采用剛性連接;d、 結(jié)構(gòu)布置:本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案。3、 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖:橫向框架組成的空間結(jié)構(gòu)縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖4、 梁柱斷面尺寸,材料級別a、 材料級別:砼:柱、梁、板C30;基礎(chǔ):C15,鋼筋:柱梁級;板、基礎(chǔ)級;b、 梁柱斷面尺寸:(1)、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案橫向梁取1/11×6500600mm,截面寬度取650×1/2300mm,可得橫向梁的截面初步定為b×h=300*600;縱向梁1/10×2500=250mm,可得

14、橫向梁的截面初步定為b×h=250*450;(2)、框架柱截面尺寸應(yīng)考慮兩個方向的強度和剛度要求,其截面高度根據(jù)以下幾種方法初步確定: 取H=(1/15-1/20)H,其中H為層高,但大于等于30cm 考慮柱的軸壓比N/Fca小于等于0.9考慮以上兩個因素,考慮柱網(wǎng)尺寸不大,決定選用截面尺寸為400×400mm的方形柱。梁截面尺寸(mm)混凝土等級橫梁(b×h)縱梁(b×h)GH跨、JK跨HJ跨C20300×600250×450300×600柱截面尺寸(mm)層次混凝土等級b×h1C20400×4002-

15、4C20400×400第三部分:重力荷載計算一、資料準備:查荷載規(guī)范可?。骸?屋面永久荷載標準值(上人)30厚細石混凝土保護層 22×0.03=0.66KN/m2 三氈四油防水層 0.4 KN/m220厚礦渣水泥找平層 14.5×0.02=0.29 KN/m2150厚水泥蛭石保溫層 5×0.15=0.75 KN/m2120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 KN/m2 合計 5.10 KN/m2、1-4層樓面:20厚水泥沙漿地面 0.4 KN/m2120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 KN/m2 合計 3.40 KN/m2

16、、屋面及樓面可變荷載標準值:上人屋面均布活荷載標準值 2.0 KN/m2樓面活荷載標準值 2.0 KN/m2屋面雪荷載標準值 SK=urS0=1.0×0.2=0.2 KN/m2 (式中ur為屋面積雪分布系數(shù))、梁柱密度 25 KN/m3蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 5.5KN/m3墻重 1.72 KN/m2二、重力荷載代表值的計算:1、 第一層:(1)、梁、柱:類別凈 跨(mm)截 面(mm)密 度(KN/m3)體 積(m3)數(shù) 量(根)單 重(KN)總 重(KN)橫梁5900300×600251.062426.50636.001900250×450250.21125

17、.2563.00縱梁3300300×600250.592014.75295.005400300×600250.97224.2548.50類別計算高度(mm)截 面(mm)密 度(KN/m3)體 積(m3)數(shù) 量(根)單 重(KN)總 重(KN)柱3600400×400250.5764814.40691.20(2)、內(nèi)外填充墻重的計算: 橫墻: GH跨、JK跨墻:墻厚240mm,計算長度5900mm,計算高度3600-600=3000mm。 單跨體積:0.24×5.9×3=4.25m3 單跨重量:4.25×5.5=23.38KN 數(shù)量:

18、24 總重:23.38×24=561.12KN GJ跨墻:墻厚240mm,計算長度1900mm,計算高度3600-600=3000mm。 單跨體積:(1.9×3-1.5*1.8)×0.24=0.72m3 單跨重量:0.72×5.5=3.96KN 數(shù)量:2 總重:3.96×2=7.92KN 廁所橫墻:墻厚100mm,計算長度4350mm,計算高度3600-120=3480mm。 體積:0.10×4.35×3.48=1.51m3 重量:1.51×5.0=7.55KN 橫墻總重:561.12+7.92+7.55=576.

19、59KN 縱墻: 跨外墻:單個體積:(3.3×3.0)-(1.8×1.8) ×0.24=1.5984m3數(shù)量:16總重:1.5984×16×5.5=140.66KN 廁所外縱墻:體積:4.7×3.0-1.8×1.5×2=8.70 m3總重:8.70×5.5=47.85KN 樓梯間外縱墻:體積:5.4×3.0-1.8×3.6=9.72 m3總重:9.72×5.5=53.46KN 內(nèi)縱墻:單個體積:(3.3×3.0-0.9×2.7) ×0.24=1.

20、7928m3 單個重量:1.7928×5.5=9.86KN數(shù)量:18總重:9.86×18=177.48KN 廁所縱墻:單個體積:0.24×(4.7×3-1.8×2.7)=2.2176m3 單個重量:2.2176×5.5=12.20KN數(shù)量:1總重:12.20×1=12.20KN 辦公室縱墻:總重:3.3×3.0×0.24×5.5=13.07KN 縱墻總重:140.66+47.85+53.46+177.48+12.20+13.07=444.72KN(3)、窗戶計算(鋼框玻璃窗): C1窗戶:尺寸:

21、1800mm×1800mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:16 重量:1.8×1.8×0.4×16=20.74KN C2窗戶:尺寸:1500mm×1800mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:4重量:1.5×1.8×0.4×4=4.32KNC6窗戶:尺寸:1800mm×3600mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:1重量:1.8×3.6×0.4×1=2.59KN 總重:20.74+4.32+2.59=27.65KN(4)、門重計算: M2木門:尺寸:900mm×2700

22、mm 自重:0.15KN/m2 數(shù)量:18 重量:0.9×2.7×0.15×18=6.56KN M4:尺寸:5400mm×3000mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:1重量:5.4×3*0.4×1=6.48KN 總重:6.56+6.48=13.04KN(5)、樓板恒載、活載計算(樓梯間按樓板計算):面積:5.9×3.3×18+5.9×5.4×2+1.9×(44.4+5.9)+4.7×5.9=537.67(m2) 恒載:3.4×537.67=1828.078KN 活載

23、:2.0×537.67=1075.34KN由以上計算可知,一層重力荷載代表值為G1=G 恒+0.5×G活=(636+63)×1.05+(295+48.5)×1.05+691.20×1.05+576.59+444.72+27.65 +13.04+(1828.078+1075.34)×0.5 =4334.09KN注:梁柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)1.05。2、第二層:(1)、梁、柱橫梁:GH跨:300mm×600mm 26.5KN×24根=636KNJK跨:250mm×400mm 5.25KN

24、×12根=63KN 縱梁:295+48.5=343.50KN 柱: 類別計算高度(mm)截 面(mm)密 度(KN/m3)體積(m3)數(shù) 量(根)單 重(KN)總 重(KN)柱3600400×400250.5764814.4691.20(2)、內(nèi)外填充墻重的計算:橫墻總重:576.59KN縱墻: 比較第二層縱墻與第一層的區(qū)別有: 大廳:一層有M4 二層J(14)(16)、H(14)(16)跨有內(nèi)墻。 比較異同后,可得第二層縱墻總重為:444.72+(3.0×5.4-1.4×2.1)×0.24×5.5+(3.0×5.4-1.8

25、×3.6)×0.24×5.5 =475.05KN(3)、窗戶計算(鋼框玻璃窗): C1窗戶:尺寸:1800mm×1800mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:16 重量:1.8×1.8×0.4×16=20.74KN C2窗戶:尺寸:1500mm×1800mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:4重量:1.5×1.8×0.4×4=4.32KNC6窗戶:尺寸:1800mm×3600mm 自重:0.4KN/m2 數(shù)量:2重量:1.8×3.6×0.4×2=5.

26、18KN 總重:20.74+4.32+5.18=30.24KN(4)、門重計算: M2木門:尺寸:900mm×2700mm 自重:0.15KN/m2 數(shù)量:18 重量:0.9×2.7×0.15×18=6.56KN M1:尺寸:1400mm×2100mm 自重:0.15KN/m2 數(shù)量:1重量:1.4×2.1×0.15×1=0.44KN 總重:6.56+0.44=7.00KN(5)、樓板恒載、活載計算(樓梯間按樓板計算): 面積:537.67(m2) 恒載:3.4×537.67=1828.078KN 活載:

27、2.0×537.67=1075.34KN由以上計算可知,二層重力荷載代表值為G2=G 恒+0.5×G活=(636+63)×1.05+(295+48.5)×1.05+691.20×1.05+576.59+475.05+30.24 +7.00+(1828.078+1075.34)×0.5 =4360.97KN注:梁柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)1.05。3、第三層:比較其與第二層相同,可得三層重力荷載代表值為:G3=4360.97KN4、第四層:G4=4360.97KN集中于各樓層標高處的重力荷載代表值G i的計算結(jié)果如下圖

28、所示: 第四部分:橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移近似計算一、梁線剛度、柱側(cè)移的計算表:砼C20 EC=25.5×106構(gòu)件b×h(m2)I0=1/12bh3I=L(m)kb= ECI/L邊框架中跨梁0.25×0.450.0018981.5I0=0.0028482.529.05×103邊跨梁0.30×0.600.00541.5 I0=0.00816.531.78×103中框架中跨梁0.25×0.450.0018982I0=0.0037962.538.72×103邊跨梁0.30×0.600.00542

29、I0=0.01086.542.37×10314層柱0.4×0.40.0021330.0021333.615.11×103柱的側(cè)移剛度D的計算:計算過程見下表:邊框架24層D值的計算:D中柱(4根)4.0260.6689346邊柱(4根)2.1030.5137177中框架24層D值的計算:D中柱(40根)5.3670.72910199邊柱(40根)2.8040.5848171邊框架首層D值的計算:D 中柱(4根)4.0260.75110507邊柱(4根)2.1030.6348870中框架首層D值計算:D中柱(40根)5.3670.79611137邊柱(40根)2.8

30、040.6889626D1層=(10507+8870)×4+(11137+9626)×40=908028D2-4層=(9346+7177) ×4+(10199+8171) ×40=800892由此可知,橫向框架梁的層間側(cè)移剛度為:層次1234Di(N/mm)908028800892800892800892D1/D2=908028/800892>0.7,故該框架為規(guī)則框架。二、 橫向自振周期的計算:橫向自振周期的計算采用結(jié)構(gòu)頂點的假想位移法。1、基本自振周期T1(s)可按下式計算:T1=1.7T (bs)1/2注:bs 假想把集中在各層樓面處的重力荷

31、載代表值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移。T結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù),取0.6。bs按以下公式計算:VGi=Gk(u)i= VGi/D ij bs=(u)k注:D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。 (u)i為第i層的層間側(cè)移。 (u)k為第k層的層間側(cè)移。 s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算過程見下表。結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算層次Gi(KN)VGi(KN)D i(N/mm)ui(mm)ui(mm)44360.974360.978008925.4551.8634360.978721.9480089210.8946.4124360.9713082.918008921

32、6.3435.5214334.0917417.0090802819.1819.18T1=1.7T (bs)1/2 =1.7×0.6×(0.05186)1/2=0.23228(s)2、水平地震作用及樓層地震剪力的計算:本結(jié)構(gòu)高度不超過40m,質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻,變形以剪切型為主,近似于單質(zhì)點體系結(jié)構(gòu),可以采用底部剪力法計算水平地震作用,即:1、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85×(4334.09+4360.97×3)=14804.45(KN) 2、計算水平地震影響系數(shù)1查表得二類場地近震特征周期值Tg=0.30s。查表得

33、設(shè)防烈度為8度的max=0.161=(Tg/T1)0.9max =(0.3/0.23228)0.9×0.16 =0.20143 3、結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值FEkFEk=1Geq =0.20143×16500.91 =3323.73(KN) 因1.4Tg=1.4×0.3=0.42sT1=0.23228s,所以不須考慮頂部附加水平地震作用。各質(zhì)點橫向水平地震作用按下式計算: Fi=GiHiFEk/(GkHk)地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為 Vi=Fk(i=1,2,n)計算過程如下表:各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次Hi(m)Gi(KN)GiH

34、i(KN·m)GiHi/GjHjFi(KN)Vi(KN)414.44360.9762797.970.40021330.161330.16310.84360.9747098.480.3002997.782327.9427.24360.9731398.980.2001665.082993.0213.64334.0915602.720.0995330.713323.73156898.15各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖:水平地震荷載作用 層間剪力分布 (具體數(shù)值見上表)三、多遇水平地震作用下的位移驗算:水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移(u)i和頂點位移u i分別按下列

35、公式計算:(u)i = Vi/D iju i=(u)k各層的層間彈性位移角e=(u)i/hi,根據(jù)抗震規(guī)范,考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架,層間彈性位移角限值e<1/550。計算過程如下表:橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi(KN)D i(N/mm)(u)i (mm)ui(mm)hi(mm)e=(u)i /hi41330.168008921.66111.96536001/216732327.948008922.90710.30436001/123822993.028008923.7377.39736001/96313323.739080283.6603.66036001/984由此可見,

36、最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層,1/963<1/550,滿足規(guī)范要求。四、水平地震作用下框架內(nèi)力計算:1、框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計算:Vij=DijV i /DijM bij=Vij*yh Muij=Vij(1-y)hy=y0+y1+y2+y3注:y0框架柱的標準反彎點高度比。 y1為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值。 y2、y3為上下層層高變化時反彎點高度比的修正值。 y框架柱的反彎點高度比。底層柱需考慮修正值y2,第二層柱需考慮修正值y1和y3,其它柱均無修正。下面以軸線橫向框架內(nèi)力的計算為例:各層柱端彎矩及剪力計算(邊柱)層次hi(m)Vi(KN)D ij(N/m

37、m)邊 柱Di1(N/mm)Vi1(KN)ky(m)M bij(KN·m)Muij(KN·m)43.61330.16800892817113.570.5840.294397346833.62327.94800892817123.750.5840.413506504523.62993.02800892817130.540.5840.535827516713.63323.73908028962635.230.6880.80101462537例:第四層邊柱的計算: Vi1=8171×1330.16/800892=13.57(KN) y=y 0=0.29(m) (無修正)

38、 M bij=13.57×0.29×3.6=43.97(KN*m) Muij=13.57×(1-0.29)×3.6=34.68(KN*m)各層柱端彎矩及剪力計算(中柱)層次hi(m)Vi(KN)D ij(N/mm)中 柱Di2(N/mm)Vi2(KN)kY(m)M bi2(KN·m)M ui2(KN·m)43.61330.168008921019916940.7290.3118.9142.0833.62327.948008921019929650.7290.4244.8361.9123.62993.028008921019938110

39、.7290.4764.4872.711363323.739080281113740770.7960.74108.6138.162、梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計算: M l b=i l b(Mbi+1,j + M u i,j)/(i l b+ i r b) M r b=i r b(Mbi+1,j + M u i,j)/(i l b+ i r b) V b=(M l b+ M r b)/ l Ni=(V l b- V r b)k 具體計算過程見下表:梁端彎矩、剪力及柱軸力的計算層次邊梁走道梁柱軸力MlbMrblVbMlbMrblVb邊柱N中柱N434.68 22.00 6.50 8.72

40、 20.08 20.08 2.50 16.06 -8.72 -7.34 378.44 42.25 6.50 21.03 38.57 38.57 2.50 30.86 -29.75 -17.17 286.73 61.45 6.50 22.80 56.09 56.09 2.50 44.87 -52.55 -39.24 183.64 53.66 6.50 21.12 48.98 48.98 2.50 39.18 -73.67 -57.46 例:第四層: 邊梁 M l b= M ub=34.68KN·mM r b=42.08*4.24/(4.24+3.87)=22.00 KN·m走

41、道梁 M l b =M r b=42.08-22.00=20.08 KN·m 邊柱N=0-8.72=-8.72 KN 中柱N=8.72-16.06=-7.34 KN 第五部分:豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力算(橫向框架內(nèi)力計算)一、計算單元的選擇確定:?。?0)軸線橫向框架進行計算,如下圖所示: 計算單元寬度為3.9m,直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架,作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合,所以在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。二、荷載計算:1、恒載作用下柱的內(nèi)力計算:恒荷載作用下各層框架

42、梁上的荷載分布如下圖所示: (1)、對于第4層,q1、q1,代表橫梁自重,為均布荷載形式。q1=0.3×0.6×25=4.50 KN/mq1,=0.25×0.45×25=2.81KN/mq2、和q2,分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=5.10×2.4=12.24 KN/mq2,=5.1×1.95=9.95 KN/mP1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載,它包括主梁自重、樓板重等重力荷載,計算如下:P1=(1.95×2.5/2)×2 ×5.10+4.5×3.9+14

43、.4=56.81 KNP2=1.95×2.5/2×2×2×5.10 +4.5×3.9+14.4=76.68 KN集中力矩M1=P1e1 =56.81×(0.40-0.3)/2 =2.84 KN·m M2=P2e2 =76.68×(0.4-0.3)/2 =3.83 KN·m(2)、對于1-3層, 包括梁自重和其上橫墻自重,為均布荷載,其它荷載的計算方法同第4層。 q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/mq1,=0.25×0.45×25=2.81KN/

44、mq2、和q2,分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.4×2.4=8.16 KN/mq2,=3.4×1.95=6.63 KN/m外縱墻線密度 (3.5×3.0-1.8×1.8)×0.24×5.5+1.8×1.8×0.4/3.5=3.11 KN/mP1=(1.95×2.5/2)×2 ×5.10+(4.5+3.11)×3.9+14.4=68.94 KNP2=1.95×2.5/2×2×2×5.10 +(4.5+3.11

45、)×3.9+14.4=88.81KN集中力矩M1=P1e1 =68.94×(0.40-0.3)/2 =3.45 KN·m M2=P2e2 =88.81×(0.4-0.3)/2 =4.44 KN·m2、活載作用下柱的內(nèi)力計算: 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示: (1)、對于第4層,q2=2.0×2.3=4.6 KN/mq2,=2.0×1.95=3.9 KN/mP1=1.95×2.5/2×2 ×2.0=9.75 KNP2=1.95×2.5/2×2×2

46、15;2.0=19.50 KN集中力矩M1=P1e1 =9.75×(0.4-0.3)/2 =0.49 KN·m M2=P2e2 =19.50×(0.4-0.3)/2 =0.98 KN·m同理,在屋面雪荷載的作用下:q2=0.2×2.3=0.46 KN/mq2,=0.2×1.95=0.39 KN/mP1=1.95×2.5/2×2×0.2=0.975 KNP2=1.95×2.5/2×2×2×0.2=1.95 KN集中力矩M1=P1e1 =0.975×(0.4-

47、0.3)/2 =0.05 KN·m M2=P2e2 =1.95×(0.4-0.3)/2 =0.10 KN·m(2)、對于第1-3層,q2=2.0×2.3=4.6 KN/mq2,=2.0×1.95=3.9 KN/mP1=1.95×2.5/2×2 ×2.0=9.75 KNP2=1.95×2.5/2×2×2×2.0=19.50 KN集中力矩M1=P1e1 =9.75×(0.4-0.3)/2 =0.49 KN·m M2=P2e2 =19.50×(0.4-

48、0.3)/2 =0.98 KN·m 將計算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚簷M向框架恒載匯總表層次q1(KN/m)q1,(KN/m)q2(KN/m)q2,(KN/m)P1(KN)P2(KN)M1(KN·m)M2(KN·m)44.52.8112.249.9556.8176.682.843.831-38.462.818.166.6368.9488.813.454.44橫向框架活載匯總表層次q2(KN/m)q2,(KN/m)P1(KN)P2(KN)M1(KN·m)M2(KN·m)44.6(0.46)3.9(0.39)9.75(0.975)19.5(1.95)0.49

49、(0.05)0.98(0.1)1-34.63.99.7519.50.490.98注:表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。3、恒荷載作用下梁的內(nèi)力計算: 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示: 等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。=a/l=1.95/6.5=1/3.33(1)、對于第4層, -MGH=q1l21/12+q2l21(1-22+3)/12 =4.5×6.52/12+12.24×6.52×1-2×(1/3.33)2+(1/3.33)3/12 =52.34(KN·m) MHG=52.34(KN·m) -MHH=q1,l22/3+5q2,l22/24 =2.81×2.52/3+5×9.95×2.52/24 =18.81 (KN·m)(2)、對于第1-3層, -MGH=q1l21/1

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