四層框架辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、四層框架辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求 21.1 設(shè)計(jì)原始資料 21.1.1 工程概況 21.1.2 設(shè)計(jì)條件 21.2 建筑設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 31.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 4第二章 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明 52.1 建筑平面設(shè)計(jì) 52.1.1 建筑平面布置 52.1.2 柱網(wǎng)布置 62.2 剖面設(shè)計(jì) 62.2.1 房間各部分高度 62.2.2 屋面做法 62.2.3 樓面做法 72.2.4 地面做法 72.2.5 墻體構(gòu)造 72.3 立面設(shè)計(jì) 82.3.1 外墻面做法 8第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 83.1 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置 83.1.1 結(jié)構(gòu)方案的確定 83.1.2 基礎(chǔ)類(lèi)型的確

2、定 83.1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和材料的選擇 83.1.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 113.1.5 框架柱的線(xiàn)剛度計(jì)算 123.2 框架荷載計(jì)算 133.2.1 恒荷載計(jì)算 133.2.2 樓面活荷載計(jì)算 173.3 風(fēng)荷載計(jì)算 183.3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 183.3.2 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算 203.4 力計(jì)算 223.4.1 恒荷載作用下的力計(jì)算 223.4.2 活荷載作用下的力計(jì)算 273.4.3 風(fēng)荷載作用下的力計(jì)算 313.5 力組合 393.5.1 一般規(guī)定 39.參考資料.3.5.2 框架梁柱力組合 423.6 框架梁、柱截面設(shè)計(jì) 743.6.1 框架梁的截面設(shè)計(jì) 743.6.2

3、 框架柱的截面設(shè)計(jì) 813.7 現(xiàn)澆板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 913.7.1 板的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 913.7.2 樓面現(xiàn)澆板設(shè)計(jì) 913.8 樓梯設(shè)計(jì) 973.8.1 平面布置圖 973.8.2 樓梯梯段斜板設(shè)計(jì) 983.8.3 平臺(tái)板設(shè)計(jì) 1003.8.4 平臺(tái)梁設(shè)計(jì) 1023.9 框架結(jié)構(gòu)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1033.9.1 設(shè)計(jì)資料 1033.9.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1043.10 PKPM 力計(jì)算 111總結(jié) 122參考 文獻(xiàn) 123致謝 124附錄 任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 開(kāi)題報(bào)告 文獻(xiàn)綜述 外文原文與翻譯 實(shí)習(xí)報(bào)告第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求1.1 設(shè)計(jì)原始資料1.1.1 工程概況該工程為四層辦公樓，主體為現(xiàn)澆鋼

4、筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，占地面積為662m2,建筑面積2532m2,建筑物共四層，底層層高4.7m,標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m ,總高度15.3m , 室外高差0.300m ,基礎(chǔ)頂面距離室外地面0.5m ,基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。該辦公樓為鋼產(chǎn)品公司自用辦公樓， 擁有休息廳、會(huì)議室、庫(kù)房、大空間辦公室、 小會(huì)議室等。樓設(shè)有一個(gè)電梯兩個(gè)樓梯，主、次樓梯開(kāi)間均為 4m,進(jìn)深均為7.2m, 樓梯的布置均符合消防、抗震的要求。1.1.2 設(shè)計(jì)條件一、抗震設(shè)防烈度：6度設(shè)防，抗震等級(jí)為四級(jí)，抗震設(shè)計(jì)分組為第一組，設(shè)計(jì) 基本地震加速度值為0.05g;二、基本風(fēng)壓：0.50 kN/m2, B類(lèi)粗糙度；三、結(jié)構(gòu)體系：現(xiàn)澆鋼

5、筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。四、工程地質(zhì)條件：擬建場(chǎng)地地形平坦，土質(zhì)分布具體情況見(jiàn)表，R類(lèi)場(chǎng)地土。 地下穩(wěn)定水位距地表-1.5 m,表中給定土層深度由自然地坪算起。表1-1建筑地層一覽表序號(hào)深度天然重度 (KN/mi)土層 深度(g厚度 圍 (m地基土 承致力 (kPa)壓縮 模量 (MPa1雜填土18.50.0 1.41.4903.52r粉質(zhì)黏土P 221.4 13.311.915015.03淤泥質(zhì)土17.413.3 24.010.7803.44r含泥中粗砂18.524.0 29.85.81806.05殘積礫粘性土18.529.8 31.11.32206.06花崗巖2031.1 90.159.0350

6、1.2 建筑設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、基本要求：滿(mǎn)足建筑功能要求，根據(jù)已有的設(shè)計(jì)規(guī)，遵循建筑設(shè)計(jì)適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先 進(jìn)、造型美觀的原則，對(duì)建筑方案分析其合理性，繪制建筑施工圖。二、規(guī)定繪制的建筑施工圖為：1、底層、標(biāo)準(zhǔn)層及頂層平面圖：比例 1 : 100 （圖1-1）2、主要立面圖：比例1 : 100 （圖1-2,圖1-3）3、屋面排水布置圖：比例1 : 1004、剖面圖：比例1 : 1005 、墻身大樣及節(jié)點(diǎn)詳圖：比例1 : 50及1: 20好I1-1圖圖1-2風(fēng)15二，IB550 一；1W即）3町.yHKW".i? ! P F-j-I j I j I IJ 局目im_IB15JLL

7、j HIPC Li/ -里可I fr V-L- PE ills i 三Uki-Ill I. 7_= _£llllI:三,一亙=- 一三巨：二三=11=見(jiàn)一一=一一二:=:_一理-=RB=_I 二mid:2心37圖1-3 CK-fA軸立面圖1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、基本要求：在建筑方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇正確的梁柱截面大小，正確布置主梁、次梁位置, 掌握建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法和基本構(gòu)造要求， 繪制的結(jié)構(gòu)圖紙要求基本上達(dá)到施工圖的.參考資料.要求。二、規(guī)定繪制的結(jié)構(gòu)施工圖為：1、結(jié)構(gòu)平面布置圖：比例1 ： 1002、一根框架結(jié)構(gòu)配筋圖：比例1 : 1003、屋面板、樓面板的配筋圖：比例1

8、： 1004、樓梯配筋圖：比例1 ： 1005、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖：1三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)容：說(shuō)明結(jié)構(gòu)方案如何確定的，材料選擇。列出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中采用的計(jì)算方法、計(jì)算假定、計(jì)算原則、計(jì)算簡(jiǎn)圖、力圖及計(jì)算結(jié)果。第二章建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1 建筑平面設(shè)計(jì)2.1.1 建筑平面布置一、 建筑結(jié)構(gòu)方案：對(duì)于建筑物的土質(zhì)和所在地區(qū)的抗震等要求，選擇框架結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)，具體見(jiàn)結(jié)構(gòu)施工圖。二、平面組合：對(duì)于辦公樓來(lái)說(shuō)，首先要保證其用途，并且符合經(jīng)濟(jì)合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，已經(jīng)在辦公樓適合的位置設(shè)置抗震縫。在消防方面，樓梯的布置和走廊的長(zhǎng)度、寬度均已符合設(shè)計(jì)規(guī)要求。三、交通組織及防火疏散設(shè)計(jì)：在垂直的

9、交通方面，在適合的位置都已設(shè)置了樓梯，并加設(shè)了消防通道?？紤]到防火疏散的要求，辦公樓樓的走廊適當(dāng)?shù)姆艑?。四、采光通風(fēng)：根據(jù)該建筑物的性質(zhì)，將窗臺(tái)安排到離地面900mm勺高度，以保證有足夠的采光和通風(fēng)。2.1.2 柱網(wǎng)布置圖2-1柱網(wǎng)布置圖2.2 剖面設(shè)計(jì)2.2.1 房間各部分高度1、層高和凈高：底層層高 4.7 m1凈高3.75項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6 m,凈高3.45 m 頂層層高3.6 m,凈高3.48 m2、室外高差：0.30 ml3 、窗面及窗高：窗面距樓面為0.9 m,窗高為2.6 2.2.2屋面做法1、保護(hù)層；40厚細(xì)石混凝土2、保溫隔熱層：40厚擠塑泡沫板3、防水層：4厚SBS改性瀝青

10、防水卷材4、找平層：20厚1:3水泥沙漿5、基層處理：1:1:6 水泥焦渣混凝土2%找坡，（最薄處30厚）6、 120 厚現(xiàn)澆鋼筋砼屋面板7、 10 厚板底抹灰8、 V型輕鋼龍骨吊頂2.2.3 樓面做法1、 、面層：水磨石地面（10mm®層，20水泥砂漿打底）2、 120 厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板3、 10 厚板底抹灰4、 V型輕鋼龍骨吊頂2.2.4 地面做法1 、面層：10 厚拋光磚，白素水泥擦縫2、素水泥結(jié)合層（摻建筑膠）3、 10 厚聚合物水泥砂漿保護(hù)層4、 2 厚 JS-II 聚合物防水涂料防水層5、20厚C20細(xì)石碎找平層6、 100 厚碎石墊層7、素土夯實(shí)2.2.5 墻體構(gòu)造一、

11、外墻面1、涂料式面層2、 5 厚聚合物抗裂砂漿（ 壓入耐堿玻釬網(wǎng)格布）3、 25 厚無(wú)機(jī)保溫砂漿B 型4、涂刷界面砂漿一道5、 240 厚墻體層（采用粉煤灰空心砌塊）.參考資料.二、墻面1、刷乳膠漆二道2、滿(mǎn)刮膩?zhàn)佣?、水泥漿一道（摻建筑膠）4、 240 厚墻體層（采用粉煤灰空心砌塊）2.3 立面設(shè)計(jì)2.3.1 外墻面做法1、 相對(duì)標(biāo)高 +1.050 以上外墻面用12厚水泥砂漿打底，8 厚混合砂漿找平，外墻防水涂料二度，顏色為粉藍(lán)色，線(xiàn)腳顏色為褐色。2、相對(duì)標(biāo)高+1.050至室外地面間外墻用12厚水泥砂漿打底，外貼300X 300的 仿石墻面磚。第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置

12、3.1.1 結(jié)構(gòu)方案的確定考慮到現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，能夠獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應(yīng)不同房屋造型，故本設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.1.2 基礎(chǔ)類(lèi)型的確定根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件、場(chǎng)地周?chē)沫h(huán)境條件，選擇獨(dú)立基礎(chǔ)。3.1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和材料的選擇一、基礎(chǔ)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告的建議，地基持力層可設(shè)在粉質(zhì)黏土層上，該層距室地面1.4m 13.3m之間，現(xiàn)選用獨(dú)立基礎(chǔ)，故取基礎(chǔ)頂面距離室設(shè)計(jì)地面0.5m處。二、樓板厚度的確定本工程中因大多數(shù)的板的長(zhǎng)短邊之比小于或等于 2.0 ,板上的荷載沿兩個(gè)方向傳 遞到相應(yīng)的支撐梁上，板沿兩個(gè)反向受力

13、，故采用雙向板肋梁樓蓋。民用建筑的雙向 板的最小厚度為80mm本工程取用120mm三、梁截面的確定橫向框架梁A、截面高度6600 440660(mm)故取h 600mmB、截面寬度1 11 1b ()L () 600 200 300(mm)3 23 2考慮地震區(qū)b 250mm ,故取b 300mm縱向框架梁A、截面高度框架梁的高度可按高跨比來(lái)確定，即梁高1111h ( )L () 4000 267 400(mm)15 1015 10故取h 400mmB、截面寬度1 111b (一)L (-)400 133 200(mm)3 23 2考慮地震區(qū)b 250mm,故取b 250mm次梁A、截面高度1

14、111h ( )L () 4000 267 400(mm)15 1015 10故取h 400mmB、截面寬度1 111b ()L () 400 133 200(mm)3 23 2故取b 200mm 四、框架柱截面的確定 軸壓比 按軸心受壓公式fcbh值為0.9 ;各層的重力代表值近似取 中柱：計(jì)算該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為四級(jí)，其軸壓比限 14kN/m2。.參考資料.N 1.25 14 4.65 4 4 1302kN N1302b ,318mm.0.9fc0.9 14.3 0.001邊柱:N 1.3 143.6 4 4 1048.32kN1048.32.0.9 fc 0.9 14.3 0.0012

15、85mm根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其他因素,本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取400mm 400mm。六、材料選擇1、混凝土強(qiáng)度等級(jí)：除基礎(chǔ)墊層混凝土選用 C10,基礎(chǔ)選用C25外，基礎(chǔ)以上各層混凝土均選用 C3Q2、鋼筋級(jí)別:框架梁、柱等主要構(gòu)件的縱向受力鋼筋選擇HRB400a鋼筋；構(gòu)造鋼筋、箍筋及板鋼筋選用HRB3353.1.4結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖選號(hào)軸線(xiàn)橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-1所示。L-1L-2L-33,1561.0562.7283,1562.7283,1561.0562.7289 on3,1561.0562.73S0,778077807780778咽。圖3-1軸線(xiàn)橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖1）梁的計(jì)算跨度L-1： 5

16、700mmL-2： 2100mm L-3： 6600mm2）柱的高度底 層：h 3.9 0.3 0.5 4.7m；二四層：h 3.6m ；3.1.5框架柱的線(xiàn)剛度計(jì)算由于樓面板與框架梁的混凝土一起澆搗，對(duì)于邊框框架梁取I=2I 0AR CD跨：iAB跨EF 3.01071320.3 0.63/5.712BC 跨_ 4_5.68 104kN?mi CD跨EF 3.01074.91 104kN?m1320.3 0.63/6.612iBC 跨 旦 3.0 107 0.25 0.43 /2.1 l12一 一 4 一1.9 10 kN ?mA軸D軸底層柱:EI7i底柱3.0 10h_4_1.4 10 k

17、N ?m0.44/4.7 12A軸D軸其余各層柱:EI7i其余柱- 3.0 10h一 一4一1.8 10 kN ?m0.44/3.612令i其余柱=1.0,則其余各桿件的相對(duì)線(xiàn)剛度為:4 一 _ _ 4 _ _ _i ab跨=5.68 X 10/1.8 X 10 = 3.15644i CD 跨=4.91 X 104/1.8 X 104 =2.72844i bc跨=1.9 x 10/1.8 x 10 =1.'i 底柱=1.4 X 104/1.8 X 104 = 0.778框架梁柱的相對(duì)線(xiàn)剛度如圖3-1所示，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)依據(jù)40厚細(xì)石混凝土40厚擠塑泡沫板4厚SBS改性瀝

18、青防水卷材2X 0.02=0.40 kN /mX 0.03=0.30 kN/m22X 0.12=3.0 kN /m2X 0.01=0.20 kN /m23.2框架荷載計(jì)算3.2.1恒荷載計(jì)算 1、屋面框架梁線(xiàn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:22X 0.04=0.88 kN /m224X 0.04=0.16 kN /m0.4kN / m220厚1: 3水泥砂漿找平層20水泥焦渣混凝土找坡10120厚鋼筋混凝土屋面板2510厚板底抹灰20V型輕鋼龍骨吊頂0.25kN/m2屋面包荷載5.59kN /m2邊跨（AR CD跨）框架梁自重梁側(cè)粉刷0.02X中跨（BC跨）框架梁自重0.25梁側(cè)粉刷0.02X因此，作用在頂層框架

19、梁上的線(xiàn)荷載為：g4ABi=g4CD=4.826 kN / m （注:這里的下標(biāo)0.3X0.6 X 25=4.5 kN / m(0.6-0.12 ) X 17X2=0.236 kN/mX0.4 X25=2.5 kN /m(0.4-0.12 ) X 17X2=0.190 kN/m4表示第四層即頂層框架梁)g4Bc=2.690 kN/m g4AB=g4CD2=5.59 X 4=22.360 kN / mg4Bc=5.59 X 2.1=11.739 kN / m2、樓面框架梁線(xiàn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：kN / m2水磨石地面0.65120厚鋼筋混凝土屋面板2510厚板底抹灰202X 0.12=3.0 kN /m

20、2義 0.01=0.20 kN /mkN / m2V型輕鋼龍骨吊頂0.25樓面包荷載4.1kN /m2邊跨（AR CD跨）框架梁自重及梁側(cè)粉刷4.826 kN/m邊跨(AR CD 跨)填充墻自重 0.24 X (3.6-0.6) X 8=5.76 kN/m墻面粉刷0.02X (3.6-0.6) X 17 X 2=2.04 kN / m中跨（BC跨）框架梁及兩側(cè)粉刷2.69kN/m因此，作用在中間層框架梁上的線(xiàn)荷載為:gAB1=gcD=4.826+5.76+2.04=12.626 kN / mgBc=2.69 kN /mgAB2=gCD2=4.1 X4 =16.4 kN/mgBC=4.1 X 2

21、.1=8.61 kN/m3、屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.25X0.4 X4.0 X 25=10.0 kN邊 柱:連系梁自重粉刷0.020.6m高女兒墻自重0.6粉刷0.6連系梁傳來(lái)屋面自重X (0.4-0.10) X2X4.0 X 17=0.816 kNX4.0 X0.24 義 19=10.944 kNX 0.02 X 2X4.0 義 17=1.632 kN1 X4.0 X 1 X4.0 X 5.59=22.36 kN2 2頂層層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載:G4a=GD=45.752 kN中 柱：連系梁自重0.25粉刷0.02X0.4 X4.0 X 25=10.0 kNX (0.4-0.10) X2X

22、4.0 X 17=0.816 kN連系梁傳來(lái)屋面自重1， cc c，、，c-X (4.0+4.0-2.1) X 1.05 X25.59=17.32 kN4b=Gc=50.496 kN連系梁自重粉刷鋼窗自重窗下墻體自重粉刷窗邊墻體自重粉刷框架柱自重及粉刷連系梁傳來(lái)屋面自重中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：G中柱：連系梁自重0.25a=G=77.275 kN粉刷0.02縱墻體自重3.6粉刷3.6扣除門(mén)洞重加上門(mén)重-2.1X0.4 X4.0 X 25=10.0 kNX (0.4-0.10) X2X4.0 X 17=0.816 kNX (3.6-0.4) X 0.24 X 19=52.531 kN義(3.6-0.

23、4) X2X 0.02 義 17=7.834 kNX 1.0 X (0.24 X 19-0.2)=-9.156 kN1 八 -X4.0 X2.0 X 5.59=22.36 kN 2頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載:4、屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值:邊 柱:0.25X0.4 X4.0 X 25=10.0 kN0.02X (0.4-0.10) X 2X4.0 X 17=0.816 kN1.35X 2.3 X 0.45=1.397 kN0.24義 0.9 義 3.6 義 19=14.774 kN2義 0.02 義 0.9 X 3.6 X 17=2.203 kN2.25X (3.6-2.3) 乂 0.24 乂 19=

24、13.338 kN2X 0.02 X 2.25 X(3.6-2.3) X 17=1.989 kN0.4 X0.4 X3.6 X 25+0.02 X 4X0.4 X 3.6 義 17=16.358 kN1 X 4.0 X 1 X4.0 X 4.1=16.4 kN2 2框架柱自重及粉刷0.4 X 0.4 X 3.6 X 25+0.02 X 4 X 0.4 X 3.6 X17=16.358 kN連系梁傳來(lái)屋面自重1 "(4.0+4.0-2.1) X 1.05 X4.1=12.70 kN 21-X4.0 X2.0 X4.1=16.4 kNa=G=107.483 kN2中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載:5

25、、包荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖本框架在恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-1圖3-1恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.2.2樓面活荷載計(jì)算1、框架梁上線(xiàn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：作用在頂層框架梁上的線(xiàn)荷載為：P4AB=Rcd=2.0 X4.0=8.0 kN/mP4bC=2.0 X2.5=5.0 kN /m作用在中間層框架梁上的線(xiàn)荷載為：Pab=Ra2.0 X 4.0=8.0 kN/mjP bc=2.5 X 2.5=6.25 kN/m 門(mén)J口2、屋面框架梁節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載（板傳荷載）為：P4a=F4d=1 X 4.0 X 1 X4.0 X2.0=8.0 kN 22頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載（板傳荷載）為：P4B

26、=F4c=1 x（4.0+4.0-2.1）X 1.05 X 2.0+ 1 X4.0 X4.0 X 2.0=14.195 kN243、樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：中層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載（板傳荷載）為：Pa=Pd=1 X 4.0 X 1 X4.0 X2.0=8.0 kN 22中層中節(jié)點(diǎn)集中荷載（板傳荷載）為：Pb=Pc=1 X（4.0+4.0-2.1）X 1.05 X2.0+ 1 X4.0 X 4.0 X 2.5=16.195 kN24本框架在活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-2 o圖3-2樓面活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.3 風(fēng)荷載計(jì)算3.3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

27、：為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，通常將 計(jì)算單元圍外墻面的分布荷載，化為等量的作用于樓面集中荷載，計(jì)算公式如下:W/=Bz -小。（h u+hd）B/2式中基本風(fēng)壓0 =0.5kN/m2;風(fēng)壓高度變化系數(shù)，地面粗糙度為B類(lèi)，由規(guī)查得；N s風(fēng)荷載體型系數(shù)，=1.3;Bz風(fēng)振系數(shù)，本建筑結(jié)構(gòu)高度H<30且高寬比H/B=16.1/16.44=0.979<1.5 ,故可取。=1.0;hu上層柱高，對(duì)頂層為女兒墻高度的2陪；hd 下層柱Hj；B計(jì)算單元迎風(fēng)面的寬度，B=2.0m；計(jì)算過(guò)程如表3-1所示。本框架在風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-3。表3-1各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算樓層zsZ(m)z2

28、、0( kN /m )hd(m)hu(m)W(kN)41.01.315.51.14550.53.61.23.57431.01.311.91.05320.53.63.64.92921.01.38.31.00.53.63.64.68011.01.34.71.00.54.73.65.3953.3.2 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算位移計(jì)算時(shí)，各荷載均采用標(biāo)準(zhǔn)值。1）側(cè)移剛度D見(jiàn)表3-2和表3-3。2）風(fēng)荷載作用下框架的層間側(cè)移計(jì)算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算:Auj=V（/EDj式中 V j 第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值；EDj 第j層所有柱的抗側(cè)移剛度之和;Auj 第j層的層間側(cè)移。j層側(cè)移Uj j

29、ujj in頂層側(cè)移U ujj i框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計(jì)算見(jiàn)表 4-4。3）側(cè)移驗(yàn)算對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，樓層層間最大位移與層高之比的限值為1/550。從表4-4中可見(jiàn)，本框架的層間最大位移與層高之比在低層，其值為 1/5890,滿(mǎn)足：1/5890 <1/550要求，框架抗側(cè)剛度足夠。表4-2 橫向24層D值的計(jì)算構(gòu)件名稱(chēng)K=E i b /2i ca c=K/(2+K)_2D= a c12 i c/hA軸柱2 X 3.156/(2 X 1)=3.1560.6120.56676i cB軸柱2X (3.156+1.)/(2 X 1)=4.2120.6780.62782i cC軸柱2X (2.72

30、8+1.)/(2 X 1)=3.7840.6540.60576i cD軸柱2 X 2.728/(2 X 1)=2.7280.5770.53425i c匯 D=(0.56676+0.62782+0.60576+0.53425)ic=42.0228表4-3 橫向底層D值的計(jì)算構(gòu)件名稱(chēng)K= E i b /i c民c=(0.5+K) /(2+K)_2D= a c12 i c/hA軸柱3.156/0.778=4.060.7520.31796i cB軸柱(3.156+1.)/0.778 =5.410.7980.33712i cC軸柱(2.728+1.)/0.778 =4.860.7810.33027i c

31、D軸柱2.728/0.778=3.510.7280.30751i c匯 D=(0.31796+0.33712+0.33027+0.30751)ic=23.2704表4-4 風(fēng)、荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比計(jì)算樓層W(kN)V( kN)EDA Uj(mm)A Uj/h43.5743.57442.02280.1/4232834.9298.50342.02280.2021/1782224.68013.18342.02280.3141/1146515.39518.57823.27040.7981/5890u=E A Uj=1.39mm3.4 力計(jì)算3.4.1 包荷載作用下的力計(jì)算一、等效均布荷

32、載梯形或三角形荷載等效成矩形均布荷載。由周端彎矩相等原則可知：梯形：q (1 2 23)p三角形：q 5/8p其中，q為矩形均布荷載峰值；P為荷載峰值； a/l (如圖4-1) 所以，屋面包載均布荷載可等效為：gWA= g 4Ab+ g 4AB2X 1-2(2/5.7)+(2/5.7)=4.826+17.82=22.65kN/mgwc= g 4CD+ g 4CD2X 1-2(2/6.6)2+(2/6.6) 3=4.826+18.876=23.70kN/mgWB= g 4BC+ g 4BC2X 5/8 =2.690+11.739 X5/8 =10.03kN/m樓面均布荷載可等效為：gwA= g

33、ab+ g AB2X 1-2(2/5.7)2+(2/5.7) 3=12.626+13.70=25.70kN/mgwc= g cd+ g CD2X 1-2(2/6.6)2+(2/6.6) 3=12.626+13.844=26.47kN/mgBC= g BCl+ g BC2X 5/8=2.69+8.61 X 5/8=8.07kN/m圖4-1梯形和三角形等效荷載分布取計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-250.49G 5(149645,7527727577.P7577,27522.65fl 0.0 3,nniT107.43325.7QI I I I I 1 I I I ,.8.07II107.483 25.70| |

34、| | | | | | | | | | |LTEnn25.70107.48323.70L07.43326.47L07.43326-4745,75277,27577.P75LD7.483264777,275RO7i H H IAE CD圖4-2恒載結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（均布荷載單位kN/m,集中力單位kN）二、結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算彎矩思路：書(shū)中求彎矩圖時(shí)，將各層分層法求得的彎矩圖疊加， 得到整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在 恒荷載作用下的彎矩圖。很顯然，疊加后框架各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡， 這是 由分層法計(jì)算誤差所造成的。為了提高精度，現(xiàn)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器法，求得整個(gè)框 架結(jié)構(gòu)的彎矩圖如圖4-3所示。并進(jìn)而可求得框架各

35、梁柱的剪力和軸力。76.4454.9541.79K7465.817 363115.9217.15 1G-21AIQ425J2I310239,3545.0730.12卜的A£7,677I)4-1.792SZ3260.7015,53 131888,1133,£1 對(duì) 49.31電區(qū)23.07軸線(xiàn)橫向框架在恒荷載作用下的彎矩圖（單位：kN m ）圖4-4 軸線(xiàn)橫向框架在恒荷載作用下的剪力圖（單位：kN）圖4-5 17）軸線(xiàn)橫向框架在恒荷載作用下的軸力圖（單位： kN）3.4.2 活荷載作用下的力計(jì)算 、等效均布荷載屋面活載均布荷載可等效為:PWa= P4ae(1-2 a 2+ a

36、 3)=8.0 X1-2(2/5.7)2+(2/5.7) 3=6.38kN/mPwc= P4c(1-2 a +a )=8.0 X1-2(2/6.6)2+(2/6.6) 3=6.75kN/mPwB= P 4BcX 5/8=5.0 X5/8 =3.12kN/m樓面活荷載可等效為：Pab= Pab(1-2 a 2+a 3)=8.0 X1-2(2/5.7) 2+(2/5.7) 3=6.38kN/mPce= Pc1-2 a 2+a 3)=8.0 X1-2(2/6.6) 2+(2/6.6) 3=6.75kN/mPbc= PbcX 5/8=6.25 X5/8 =3.91kN/m取計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-614,19

37、5 14,1958.06.386758-0,3.1g -8,0L616.3816,1956.758.03.9116.1lfe.195s.o6.386.75e.o3.91rnujii16.18.06.3816,1956.758QawA圖4-6(均布荷載單位3.91rnrrn 1XW7C活載結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖kN/m,集中力單位 kN)二、結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算彎矩活荷載作用下的力計(jì)算也采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器法，考慮活荷載分布的最不利組合，各層樓面活荷載布置可能有好幾種組合形式。 這里指計(jì)算滿(mǎn)跨均布荷載下的彎矩 圖、剪力圖和軸力圖。圖4-7 軸線(xiàn)橫向框架在活荷載作用下的彎矩圖（單位：kN m）圖4-8軸線(xiàn)橫向框

38、架在活荷載作用下的剪力圖（單位：kN）7）軸線(xiàn)橫向框架在活荷載作用下的軸力圖（單位:kN)3.4.3 風(fēng)荷載作用下的力計(jì)算一、框架在風(fēng)荷載（從左向右吹）下的力用D值法（改進(jìn)的反彎點(diǎn)法）進(jìn)行計(jì)算 風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-3。1）求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表4-1。表4-1 各柱反彎點(diǎn)處的剪力值樓層Ka cD=12a c(i c/h2)ED(i c/h 2)總剪力VjVj =DV/ED(kN)般層K=E i b /2i c底層 K= i b /i ca c=K/(2+K)a c = (0.5+K) /(2+K)4A軸邊柱3.1560.61210.20242.3.5740.87B軸中柱4

39、.2120.67811.3010.96C軸中柱3.7840.65410.9040.93D軸邊柱2.7580.5779.6160.823A軸邊柱3.1560.61210.20242.8.5032.06B軸中柱4.2120.67811.3012.29C軸中柱3.7840.65410.9042.21D軸邊柱2.7580.5779.6161.952A軸邊柱3.1560.61210.20242.13.1833.20B軸中柱4.2120.67811.3013.55C軸中柱3.7840.65410.9043.42D軸邊柱2.7580.5779.6163.02A軸邊柱4.060.7525.7234.57B軸中

40、柱5.410.7986.0684.841C軸中柱4.860.7815.94523.27118.5784.75D軸邊柱3.510.7285.5354.422)求各柱反彎點(diǎn)高度yh根據(jù)總層數(shù)m該柱所在層n,梁柱線(xiàn)剛度比K,查表得標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)系數(shù)yo：根 據(jù)上下橫梁線(xiàn)剛度比值a i查表得修正值yi；根據(jù)上下層高度變化a 2、a 3查得修正值 V2 V3；各層反彎點(diǎn)高度yh=(yo+yi+y2+y3)h。反彎點(diǎn)高度比的計(jì)算列于表 4-2。表4-2反彎點(diǎn)高度比y計(jì)算樓層A軸邊柱B軸中柱C軸中柱D軸邊柱4K=3.156 y 0=0.45a 1=1y 1=0K=4.212yc=0.45a 1=1y1=0K=3

41、.784yc=0.45a 1=1y 1=0K=2.758 y 0=0.439a 1=1y 1=0a 2=1y 2=0a 3=1y 3=0y=0.45a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.45a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.45a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.4393K=3.156yo=0.5a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.5K=4.212yc=0.5a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.5K=3.784y0=0.5a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.5K=2.758 y 0=0.489

42、a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1y3=0y=0.4892K=3.156y0=0.5a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1.30 y 3=0y=0.5K=4.212yc=0.5a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1.30 y 3=0y=0.5K=3.784y0=0.45a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1.30 y3=0y=0.5K=2.758y0=0.5a 1=1y1=0a 2=1y2=0a 3=1.30 y3=0y=0.51K=4.06yc=0.55a 1=1y1=0a 2=0.76 y 2=0a 3=1y3=0y=0.55K=5.41y 0=0.55

43、a 1=1y1=0a 2=0.76 y 2=0a 3=1y3=0y=0.55K=4.86y 0=0.55a 1=1y1=0a 2=0.76 y 2=0a 3=1y3=0y=0.55K=3.51y 0=0.55a 1=1y1=0a 2=0.76 y 2=0a 3=1y3=0y=0.55風(fēng)荷載作用下的柱端彎矩按以下公式計(jì)算，即Mc 上=Vj(1-y)hMc t=Vij yh式中V j 第j層第i柱的層間剪力，其值見(jiàn)表4-1;y反彎點(diǎn)高度比.風(fēng)荷載作用下柱端彎矩計(jì)算列于表4-3。表4-3風(fēng)荷載作用下柱端彎矩計(jì)算柱樓層Vj /kNyyh(m)(1-y)h(m)眺上(kN m)城下(kN m)A40.8

44、70.451.621.981.721.41軸32.060.51.801.803.713.71邊23.20.51.801.805.765.76柱14.570.552.592.119.6411.81B40.960.451.621.981.901.56軸32.290.51.801.804.124.12中23.550.51.801.806.396.39柱14.840.552.592.1110.2112.51C40.930.451.621.981.841.51軸32.210.51.801.803.983.98中23.420.51.801.806.166.16柱14.750.552.592.1110.02

45、12.28D40.820.4391.582.021.661.30軸31.950.4891.761.843.593.43邊23.020.51.801.805.445.44柱14.420.552.592.119.3311.43三、梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算由節(jié)點(diǎn)平衡條件，梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，將節(jié)點(diǎn)左右梁端彎矩之和按 左右梁的線(xiàn)剛度比例分配，可求出各梁端彎矩；根據(jù)梁的平衡條件，可求出水平力作 用下梁端剪力；節(jié)點(diǎn)左右梁端剪力之和即為柱的層間軸力， 計(jì)算中注意剪力的實(shí)際方 向。所以，風(fēng)荷載作用下梁端彎矩計(jì)算列于表 4-4,梁端剪力計(jì)算列于表4-5,柱的軸力計(jì)算列于表4-6表4-4(a) 梁端彎矩

46、MAb MDc計(jì)算樓層A柱端彎矩(kN m )D柱端彎矩(kN m)柱端彎矩之和(kN m)Mab( kN m )MDkN m)4-1.721.661.72-1.661.721.6631.411.305.124.895.12-4.893.713.5923.713.439.478.879.47-8.875.765.4415.765.4415.414.7715.4-14.779.649.33注：彎矩以順時(shí)針為正。表4-4(b)梁端彎矩 MBa MBc Mb計(jì)算樓層b柱端彎矩kN mC柱端彎矩kN m柱端彎矩之和b柱i b左/i b右C柱i b左/i b右MBakN mMBckN m眺bkN mMCdkN mkNm4-1.901.840.75:0.20.28:0.-1.420.48-0.511.331.901.845721.561.510.75:0.20.28:0.34.123.985.685.49572-4.261.42-1.533.964.123.9810.10.75:0.20.28:0.26.396.1610.514572-7.882.63-2.837.316.396.1616.10.75:0.20.28:0.-12.4110.2110.0216