土木工程高層框剪結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計 - 圖文-

1、天津創(chuàng)展大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計Architectural and structural Design of Tianjin Exhibition building學(xué)生姓名:學(xué)生學(xué)號:專業(yè)名稱:指導(dǎo)教師:土木工程學(xué)院2014年5月31日目錄第一章建筑設(shè)計 (11.1設(shè)計原始資料. 錯誤!未定義書簽。1.2結(jié)構(gòu)布置 (3第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計 (32.1 結(jié)構(gòu)布置 (3第三章結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸初選 (53.1 框架梁截面尺寸的初選 (53.2 框架柱截面尺寸的初選 (6第四章荷載計算 (74.1 工程做法 (74.2 樓面荷載的計算 (104.3 各層柱自重的計算 (124.4 各層梁自重的計算 (124.5 各層墻

2、體荷載計算 (134.6 重力荷載代表值的計算 (14第五章地震作用及結(jié)構(gòu)抗震驗算 (165.1 梁線剛度計算 (165.2 柱線剛度計算 (165.3 框架柱側(cè)移剛度及框架剛度計算 (175.4 總框架的等效剛度 (185.5 剪力墻等效剛度計算 (185.5 結(jié)構(gòu)基本自震周期的計算及水平地震作用計算 (215.6水平地震作用下框架-剪力墻地震內(nèi)力 (22第六章框架剪力墻協(xié)同工作分析 (246.1 剪力墻的地震剪力和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值分配 (246.2 框架柱的地震剪力和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值分配 (256.3 水平地震作用下柱端彎矩標(biāo)準(zhǔn)值的計算 (266.4 水平地震力作用下內(nèi)力圖 (29第七章豎向荷載作用下

3、框架的內(nèi)力 (307.1 計算單元的確定 (307.2 恒荷載計算 (317.3 活荷載計算 (327.4 梁端彎矩計算 (367.5 梁柱的轉(zhuǎn)動剛度 (367.6 分配系數(shù)的計算 (377.7 彎矩分配與傳遞 (377.8 豎向荷載作用下的內(nèi)力圖 (377.9 豎向荷載作用下梁端剪力的計算 (42第八章結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合 (448.1 荷載效應(yīng)組合的選用 (448.2 本設(shè)計采取的荷載組合 (458.3 框架梁、柱、剪力墻的內(nèi)力組合 (45第九章框架柱、框架梁、剪力墻的配筋計算 (529.1 框架柱配筋計算 (529.2 框架梁配筋計算 (599.3 剪力墻配筋計算 (63第十章樓梯設(shè)計 (65

4、10.1樓梯配筋設(shè)計 (65致謝 (68參考文獻(xiàn) (69附錄 (70第一章 建筑設(shè)計1.1工程概況本設(shè)計天津創(chuàng)展大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)體系采用整體式鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系,設(shè)計建筑面積12579.84,采用七度抗震設(shè)防。該工程主體建筑高度43.2m,首層層高4.2m ,其他層高3.9m ,機房層設(shè)置在頂層,地上十一層,地下一層。 相對標(biāo)高室內(nèi)地坪±0.000,室內(nèi)外高差為0.15m 。1.1.1 建筑結(jié)構(gòu)安全等級及設(shè)計使用年限建筑物類型為丙類,結(jié)構(gòu)為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。框架的抗震等級為三級,剪力墻的抗震等級為二級。 1.1.2自然條件1基本風(fēng)壓:20/55.0m KN W 。 地面粗

5、糙度類別:C 類。 2基本雪壓:S=0.352/KN m 。3抗震設(shè)防烈度:7度(0.15g ,設(shè)計地震分組為二組。 4建筑場地類別:類。 1.1.3工程地質(zhì)、水文及氣象資料1凍土深度:本場地平均凍土深度為52mm 。2地下水位:最低:-2.7m 最高:-1.4 m ,其水質(zhì)對混凝土及混凝土中鋼筋無腐蝕性。.1.2建筑方案設(shè)計1.2.1建筑體型選擇與平面布置 1. 設(shè)計原則建筑是供人使用的有功能作用的空間,同一功能要求和使用目的的建筑可以有多種空間形式,建筑體型一般綜合反映內(nèi)部空間,又在一定程度上反映建筑的性格、歷史時期和民族地域特點。高層建筑體型還常常是街道、廣場或城市某一個區(qū)域的構(gòu)成中心。

6、鑒于此,高層建筑體型設(shè)計應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平處理好功能、空間與形式的辨證統(tǒng)一關(guān)系,還要處理好與環(huán)境的關(guān)系,以便在滿足功能要求的同時,生根于特定的環(huán)境,給人以良好的感覺。 同樣,對于建筑造型與平面布置的選擇,必須考慮結(jié)構(gòu)因素,以有利于結(jié)構(gòu)受力。平面形狀應(yīng)簡單、對稱、規(guī)則,以減少地震災(zāi)害的影響。 2. 建筑造型根據(jù)設(shè)計原則,本設(shè)計采用“”字型結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系符合簡單、對稱、規(guī)則的原則。3.平面布置本設(shè)計在平面上力求平面對稱,對稱平面易于保證質(zhì)量中心與剛度中心重合,避免結(jié)構(gòu)在水平力作用下扭轉(zhuǎn)。為使常用房間采光、通風(fēng)效果好,本設(shè)計將教室、辦公室等房間布置在南向,而且此方向面對主要街道,交通方便

7、。這樣布置可在建筑后方留有大片空間,利于學(xué)員的休息和娛樂。1.2.2立面設(shè)計立面設(shè)計時首先應(yīng)推敲各部分總的比例關(guān)系,考慮建筑物整體的幾個方面的統(tǒng)一,相鄰立面的連接與協(xié)調(diào),然后著重分析各立面上墻面的處理、門窗的調(diào)整和安排,最后對入口、門廊等進(jìn)一步進(jìn)行處理。節(jié)奏韻律和虛實對比,是使建筑立面高于表現(xiàn)力的重要設(shè)計手法,在建筑立面上,相同構(gòu)件或門窗作有規(guī)律的重復(fù)和變化,給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律的效果。立面的節(jié)奏感在門窗的排列組合、墻面的構(gòu)件劃分中表現(xiàn)得比較突出。1.2.3剖面設(shè)計剖面設(shè)計主要分析建筑物各部分應(yīng)有的高度,建筑層數(shù)、建筑空間的組合利用,以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系,建筑物的

8、平面和剖面是緊密聯(lián)系的。在本設(shè)計中,底層高為4.2m,標(biāo)準(zhǔn)層部分層高為3.9m。電梯布置在建筑物中部,消防疏散用樓、電梯布置在建筑物兩端,消防疏散用樓、電梯間均出屋面。1.2.4垂直交通設(shè)計本工程主要垂直交通工具是電梯,對電梯的選用及其在建筑物中的合理布置,將使高層建筑的使用更加合理,同時還能提高工作效率。本設(shè)計中電梯布置在建筑平面的中部。除了設(shè)置兩部電梯外,還設(shè)置了兩部防煙(樓電梯于建筑物的兩端。這樣的布置可使建筑物內(nèi)任意點至樓、電梯出口的距離均不大于30m,滿足高層建筑的防火要求。1.3門窗表類型設(shè)計編號門窗數(shù)量材質(zhì)底層標(biāo)準(zhǔn)層頂層普通門M0821 2 2 2 彩色鋁合金M0921 11 1

9、7 17 彩色鋁合金M3621 1 0 0 彩色鋁合金M1821 0 2 2 彩色鋁合金普通窗C1515 2 2 2 彩色鋁合金C2115 22 28 28 彩色鋁合金C2415 1 0 0 彩色鋁合金1.1 門窗表第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1結(jié)構(gòu)布置2.1.1 結(jié)構(gòu)平面布置原則在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi),宜使結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱,剛度和承載力分布均勻,平面長度不宜過長,突出部分長度L不宜過大,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面形狀。2.1.2結(jié)構(gòu)豎向布置原則高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻,避免有過大的外挑和內(nèi)收,結(jié)構(gòu)的側(cè)剛度宜下大上小,逐漸均勻變化,不應(yīng)采用豎向布置嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)計時,

10、結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。2.1.3變形縫的布置原則在一般房屋結(jié)構(gòu)的總體布置中,為了消除結(jié)構(gòu)不規(guī)則收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力,不均勻沉降對結(jié)構(gòu)的有害影響,可以用沉降縫、伸縮縫、防震縫將房屋分成若干個獨立的部分,從而消除沉降差、溫度應(yīng)力和體型復(fù)雜對結(jié)構(gòu)的危害。但在高層建筑中,由于建筑使用要求和立面效果的原因,以及防水處理困難等,一般不設(shè)縫,特別是在地震區(qū),由于縫將房屋分成幾個獨立的部分,地震時常常因為相互碰撞而造成震害。在本設(shè)計中沒有設(shè)置變形縫。2.1.4結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置的形式結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置的形式如下1.1圖:4第三章結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸初選3.1 框架梁截面尺寸的初選3.1.1梁的強度等級現(xiàn)澆框架梁、柱

11、、節(jié)點的混凝土強度等級,按一級抗震等級設(shè)計時,不應(yīng)低于C30,按二四級和非抗震設(shè)計時,不應(yīng)低于C20,本設(shè)計梁采用C30。3.1.2 框架梁尺寸的初估根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范6.3.1條要求:1.截面寬度不以小于200mm。2.截面的高度和寬度比不宜大于4。3.凈跨與截面高度比不宜小于4。4.現(xiàn)澆矩形截面梁的高寬比H/B一般為2.0-3.5?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中,一般主梁要比次梁高出50mm,若主梁下部的鋼筋為雙排配置時,應(yīng)高出100mm。綜上所述,在本設(shè)計中,梁的截面尺寸初選如下:1.框架主梁:KL-1截面:h=(1/81/14l b=(1/81/14×7800=975mm557mm 取h=

12、700mmb=(1/21/3h=(1/21/3×700=350mm233mm 取b=300mmKL-2截面:h=(1/81/14l b=(1/81/14×3600=450mm257mm 取h=500mmb=(1/21/3h=(1/21/3×700=250mm167mm 取b=250mm3. 次梁:h=(1/121/18l b=(1/121/18×7800=650mm433mm 取h=600mmb=(1/21/3h=(1/21/3×500=300mm200mm 取b=300mm3.2 框架柱截面尺寸的初選3.2.1柱的強度等級表3.1 框架柱最大

13、軸壓比限值結(jié)構(gòu)類型 抗震等級一 二 三 框架結(jié)構(gòu)0.7 0.8 0.9 框架-抗震墻,板柱-抗震墻及筒體0.75 0.85 0.95 部分框支抗震墻0.60.7柱截面面積按下式估算,然后再求邊長:k c N cq A nA f =g g g g g ;式中: 考慮彎矩影響的調(diào)整系數(shù),一般取1.11.3; 恒載與活載的分項系數(shù)的加權(quán)平均值,一般民用建筑房屋可近似取=1.25;k q 樓層總荷載標(biāo)準(zhǔn)值,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)可取k q =1214kN/,在此設(shè)計中取12 kN/m 2。A 確定的柱樓層負(fù)荷面積,可根據(jù)柱網(wǎng)尺寸確定;n 欲確定的柱截面以上的樓層層數(shù);N 框架柱的軸壓比限值,本設(shè)計取0.85

14、。.;c f 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值,本設(shè)計為C30混凝土,c f =14.32N/mm ;教學(xué)樓的荷載相對較小取k q =122kN/m ,彎矩對中柱影響較小,取=1.1 。2211617.8 3.67.8 3.61.1 1.2512(1122220.617m 0.8514.3100.786k c N cq A nA a f a m+= 柱截面尺寸:800mm 800mm b h =第四章荷載計算4.1 工程做法4.1.1屋面面做法35厚C20剛性防水混凝土面層-25×0.035=0.8752kN/m 10厚低標(biāo)號砂漿隔離層- - 20×0.01=0.202kN/m塑料

15、薄膜隔離層,4厚的高分子卷材一層- -0.052kN/m最簿處30厚,平均厚度35厚,聚苯乙烯發(fā)泡塑料板保溫兼找平-0.5×0.035=0.01752kN/m 花油法粘貼高聚物油氈一層-0.052kN/m20厚1:3水泥砂漿找平-20×0.02=0.42kN/m 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)層-25×0.1=2.52kN/m15厚1:1:6混合砂漿打底,1:1:4混合砂漿粉面-17×0.015=0.2552kN/m 5厚石膏砂漿打底-0.005×12=0.0062kN/m 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 4.42kN/m屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(上人屋面 2.02kN

16、/m4.1.2標(biāo)準(zhǔn)層樓面做法(除衛(wèi)生間外的其它房間20厚磨光大理石板,水泥漿抹縫-28×0.02=0.562kN/m30厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層表面撒水泥粉-20×0.03=0.602kN/m15厚水泥砂漿打底-0.015×20=0.32kN/m100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)層-25×0.1=2.52kN/m15厚1:1:6混合砂漿打底,1:1:4混合砂漿粉面-17×0.015=0.2552kN/m5厚石膏砂漿打底-0.005×12=0.0062kN/m 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 4.2752kN/m樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.02kN/m4.1.

17、3首層地面做法(除衛(wèi)生間外的其它房間20厚磨光大理石板,水泥漿抹縫-28×0.02=0.562kN/m30厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層表面撒水泥粉-20×0.03=0.602kN/m15厚水泥砂漿打底-0.015×20=0.32kN/m100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)層-25×0.1=2.52kN/m15厚1:1:6混合砂漿打底,1:1:4混合砂漿粉面-17×0.015=0.2552kN/m5厚石膏砂漿打底-0.005×12=0.0062kN/m 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 6.7752kN/m樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.02kN/m4.1.4 標(biāo)準(zhǔn)層衛(wèi)生

18、間地面做法5厚陶粒綿磚,干水泥插縫-0.552kN/m30厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層,表面撒水泥粉- -20×0.03=0.62kN/m1.5厚聚氨酯防水層-0.052kN/m最薄處30厚C50細(xì)石混凝土找平-22×0.045=0.992kN/m水泥砂漿一道(內(nèi)摻建筑膠100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板-25×0.1=3.02kN/m8后混合砂漿打底掃毛-0.008×17=0.1362kN/m 5厚石膏砂漿抹平-0.005×12=0.0062kN/m 標(biāo)準(zhǔn)層衛(wèi)生間恒載標(biāo)準(zhǔn)值 4.3362kN/m標(biāo)準(zhǔn)層衛(wèi)生間活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.02kN/m4.1.5 首層衛(wèi)

19、生間做法5厚陶粒綿磚,干水泥插縫-0.552kN/m30厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層,表面撒水泥粉-20×0.03=0.62kN/m1.5厚聚氨酯防水層-0.052kN/m最薄處30厚C50細(xì)石混凝土找平-22×0.045=0.992kN/m180厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板-25×0.18=4.52kN/m8后混合砂漿打底掃毛-0.008×17=0.1362kN/m 5厚石膏砂漿抹平-0.005×12=0.0062kN/m 首層衛(wèi)生間恒載標(biāo)準(zhǔn)值 6.3362kN/m首層衛(wèi)生間活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.02kN/m4.1.6 外墻面做法5厚水泥砂漿抹面-20

20、15;0.005=0.12kN/m5厚水泥砂漿石膏掃毛-12×0.005=0.062kN/m填補縫隙,局部膩子抹平60厚聚苯乙烯保溫板-0.5×0.06=0.032kN/m外墻面恒載標(biāo)準(zhǔn)值0.192kN/m 4.1.7 內(nèi)墻面做法2厚面層耐水膩子分遍刮平5厚1:0.5:2.5水泥石膏砂漿抹平-12×0.05=0.062kN/m8厚1:1:6水泥石膏砂漿大地掃毛或刮出紋道-12×0.08=0.0962kN/m 3厚外加劑專用砂漿打底刮糙-20×0.003=0.0062kN/m 外墻面恒載標(biāo)準(zhǔn)值0.2162kN/m 4.1.8 女兒墻做法噴刷外墻涂

21、料5厚1:2.5水泥砂漿找平-20×0.005=0.12kN/m5厚水泥石膏砂漿掃毛-17×0.005=0.0852kN/m6厚1:0.5:4水泥石膏砂漿打底掃毛-17×0.006=0.1022kN/m200厚鋼筋混凝土墻-25 ×0.2=52kN/m女兒墻恒載標(biāo)準(zhǔn)值 5.2872kN/m4. 2 樓面荷載的計算各層樓面荷載計算見表4.1所示。表4.1各層樓面荷載計算表層次荷載類型部位面積(m2單位面積荷載(總荷載值(kN頂層恒載屋面荷載(3.9×14+0.8×(7.8×2+3.6+0.8=1108.00 4.4 4875.

22、20女兒墻2×(3.9×14+0.8+(7.8×2+3.6×2×0.2=29.84 5.278 157.50活載1108 0.5 511.90合計恒載5032.70活載511.90210層恒載衛(wèi)生間(7.8+0.4×(7.8+0.4=67.24 4.336 291.55樓梯間7.8×3.9×2=60.84 6.5 395.46走廊 3.6×(54.6+0.8=199.44 4.275 852.61 其他(7.8×3.9×20+(3.9+0.4×7.8×3+1.8&#

23、215;3.9=716.044.275 3061.07 活載衛(wèi)生間67.24 2.5 168.10樓梯間60.84 3.5 212.94走廊199.44 2.5 498.60 其他716.04 2 1432.08合計恒載4600.69活載2311.72首層恒載衛(wèi)生間(7.8+0.4×(7.8+0.4=63.96 4.336 277.33 樓梯間7.8×3.9×2=60.84 6.5 395.46 走廊 3.6×(54.6+0.8=199.44 4.275 852.61其他(7.8×3.9 ×21+(3.9+0.4×7.8&#

24、215;3=739.44 4.275 3461.11活載衛(wèi)生間67.24 2 134.48 樓梯間60.84 3.5 212.94 走廊199.44 2.5 498.60 其他739.44 2 1478.88 合計恒載4986.51活載2324.90樓面荷載組合見表4.2.表4.2樓面荷載組合層次荷載組合(恒載+50%活載kN 頂層5032.70+0.5×511.90=5288.65 210層4600.69+0.5×2311.72=5756.55 首層4986.51+0.5×2324.90=6148.964. 3 各層柱自重計算每層柱重如表4.3所示。表4.3各層

25、柱的自重各層柱自重計算層次截面尺寸柱高(m 體積(3m 容重( 3/kN m 根數(shù)/層自重/根總重1/2 重(KN ( KN ( KN 1 800×800 4.1 2.624 26 32 68.22 2183.17 1091.58 211 800×800 3.5 2.24 26 32 58.24 1863.68 931.844. 4 各層梁自重計算每層柱重如表4.3所示。表4.4各層柱的自重各層梁自重計算層次編號截面尺寸體積根數(shù)混凝土容重單根重總重量111 KL1 300×700 (0.7-0.1×0.3×4.9=0.88 8 27 23.81

26、 190.51 KL2 300×700 (0.7-0.1×0.3×4.8=0.86 4 27 23.33 93.31 KL3 300×700 (0.7-0.1×0.3×5.9=1.06 4 27 28.67 114.70 KL4 300×700 (0.7-0.1×0.3×7=1.26 12 27 34.02 408.24 KL5 300×650 (0.65-0.1×0.3×7=1.16 12 27 31.19 374.22 KL6 300×650 (0.65-0.1

27、×0.3×3.4=0.56 4 27 15.15 60.59 L-1 300×600 (0.6-0.1×0.3×8=1.2 14 27 32.40 453.60 L-2 300×600 (0.6-0.1×0.3×3.6=0.54 2 27 14.58 29.16 L-3 250×500 (0.5-0.1×0.25×2.8=0.28 8 27 7.56 60.484. 5 各層墻體自重計算各層墻體荷載計算見表4.5所示。表4.5各層門窗、墻體的荷載計算層次類型單位體積荷載自重體積荷載首層

28、剪力墻26(1.1 4.2*12+3.6*4.2*4+7*4.2*4*0.3=70.061821.46 外門窗0.42.1*1.5*22+1.5*1.5*2+(7.8-0.8-0.3*2*(4.2-0.5-0.7*2+3.6*2.1*0.3=35.9314.37 內(nèi)門窗0.2(0.9*2.1*11+0.8*2.1*2+2.4*1.5+1.1*2.1*2+0.7*2.1*0.2=6.771.35 填充外墻 6.3(7.8-0.8*(4.2-0.7*14-1.1*(4.2-0.7*12-3.6*(4.2-0.65*4*0.3-35.93=62.925237.98 填充內(nèi)墻 6.3(7.8-0.8-

29、2.1*(4.2-0.7*6+(3.9-0.4*(4.2-0.7+(3.9-0.2*(4.2-0.6*2+(7.8-0.8*(4.2-0.65*8+8*(4.2-0.6*8-(7.8-0.8*(4.2-0.65*4*0.2-6.77=92.96551.55合計2626.71 半墻荷載1313.35二至十層剪力墻26(1.1*3.9*12+3.6*3.9*4+7*3.9*4*0.3=70.061691.35 外門窗0.42.1*1.5*28+1.5*1.5*2*0.3=27.8111.12 內(nèi)門窗0.2(0.9*2.1*18+0.8*2.1*2+1.1*2.1*2+0.7*2.1+1.8*2.1

30、*2*0.2=10.212.04 填充外墻 6.3(7.8-0.8*(3.9-0.7*14-1.1*(3.9-0.7*12-3.6*(3.9-0.65*4-27.81=170.03249.22 填充內(nèi)墻 6.3(7.8-0.8*(3.9-0.65*11+8*(3.9-0.6*12+(7.8-0.8*(3.9-0.7*13+(3.9-0.2*(3.9-0.6*2-2.1*(3.9-0.7*8-(7.8-0.8*(3.9-0.65*4-10.21=145.54865.44合計2819.18 半墻荷載1409.59×4. 6 重力荷載代表值的計算重力荷載代表值如圖4.1,計算結(jié)果如表4.6

31、所示。圖4.1重力荷載代表值表4.6重力荷載代表值計算表質(zhì)點樓面荷載梁荷載1/2上柱重 1/2下柱重1/2上半墻重1/2下半墻重合計11 5288.65 1784.81 0 931.84 0 1409.59 9414.89 10 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 9 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 8 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 7 5288.65 1784.8

32、1 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 6 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 5 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 4 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 3 5288.65 1784.81 931.84 931.84 1409.59 1409.59 11756.32 2 5288.65 1784.81 931.84 931.84

33、 1409.59 1409.59 11756.32 1 6148.96 1784.81 931.84 1091.58 1409.59 1313.35 12680.13第五章 地震作用及結(jié)構(gòu)抗震驗算5.1 梁線剛度計算梁線剛度如表5.1所示表5.1梁線剛度5.2 柱梁線剛度計算柱線剛度如表5.2所示表5.2柱線剛度層 次 梁位置 跨度(m 截面b×h混凝土強度等級及彈性模量(kN/m 2慣性矩中框架I b =2K b =EI b /l(m 4(m 4一至十一層AB 、CD 7.80.3×0.65 C3073.0106.87×10-3 13.73×10-3

34、5.28×104BC 3.60.25×0.52.60×10-3 5.21×10-3 4.34×104層 次柱 截 面 混 凝 土 層 慣 性 矩 線 剛 度K c =E C I C /h (kN·m (m 2強度等級 高 I C =b c h c 3/12 (kN/m 2 h (m (m 4 一 0.800×0.800C30 4.234.1×10-324.36×1043.0×107 二至十一層 0.800×0.800C30 3.934.1×10-3 26.23×10

35、43.0×1075.3 框架柱側(cè)移剛度及框架剛度計算5.3.1框架柱側(cè)移剛度及框架剛度計算框架柱側(cè)移剛度及框架剛度計算如表5.3。層次層高柱位置與柱相連梁線剛度4(10kN/m柱的線剛度ci4(10kN/mbciKi=0.52KK+=+2412(10kN/mK cD ih=柱的根數(shù)n 4(10kN/mkD nD=第i層柱的側(cè)移剛度iD410(/kN m4(10kNfi KC h D=一 4.2 邊框4.34 24.36 0.18 0.315.16 4 20.64113.04 474.77 中柱中框5.28 24.36 0.22 0.32 5.36 8 42.86邊柱中框 4.3424

36、.36 0.39 0.37 6.19 8 49.54中柱 5.28二十一 3.9 邊框4.34 26.23 0.17 0.31 6.36 4 25.44138.81 541.36 中柱中框5.28 26.23 0.20 0.32 6.59 8 52.74邊柱中框 4.3426.23 0.37 0.37 7.58 8 60.63中柱 5.28175. 4 .總框架的等效剛度綜合框架平均線位移側(cè)移剛度和角位移剛度分別為:14111136.310i i D D h kN H=14111534.8910f i i C C h kN H=5.5 剪力墻等效剛度計算5.5.1剪力墻W-1等效剛度的計算 1

37、至11層,300厚,C30,見圖5-1。322321320.80.80.4 1.10.30.15 3.60.3 2.60.80.8 1.10.3 3.60.31.52110.80.80.8(1.520.4 1.10.3 1.10.3(1.520.15121210.3 3.60.3 3.6(2.6 1.52123.91j jj A y y AI =+=+=+-+-+-=圖5-1剪力墻W-1272417227772273.6413.010/3.9143.20.42 1.2610/0.80.8 1.10.3 3.60.3 2.053.010 3.9111.61103.64 3.64 1.2 3.01

38、0 3.911143.2 1.2610 2.05wwe w ww w w wew w EI EI EI H GA E kN m I I m H mG E kN m A m EI EI kN EI H GA =+=+=+2m 5.5.2剪力墻W-2等效剛度的計算 1至11層,300厚,C30,見圖5-2。 圖5-2 剪力墻W-2322321320.80.80.42 2.10.30.152 1.10.38.4520.80.82 2.10.32 1.10.321.96110.80.80.8(1.960.4 2.10.3 2.10.3(1.960.1521212110.370.37(1.96 4.30

39、.80.81212j jjA y y AI =+=+=+-+-+-+322320.8(1.968.21 1.10.3 1.10.3(1.968.452121.591 4.13920.07424.95427.80478.56+-+-=+=2724172277223.6413.010/78.5643.20.42 1.2610/0.80.82 1.10.32 2.10.32 3.21.520.373.01078.563.64 3.64 1.52 3.01078.561143.2 1.wwe w w w w ww we w w EI EI EI H GA E kN m I I m H mG E kN

40、m A m A EI EI EI H GA =+=+=+727200.87102610 3.2kN m=5.5.3剪力墻總的等效剛度777212.61104200.87102426.9610EI KN m =+=房屋剛度特征值:(不考慮連梁對剪力墻節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束作用,取連梁的剪切剛度 0B C =47534.891043.2 1.53426.9610fC H EI =根據(jù)規(guī)范要求,1.0<<3.0,故本設(shè)計符合設(shè)計要求5.6 結(jié)構(gòu)基本自振周期的計算及水平地震作用計算5.6.1 結(jié)構(gòu)的基本周期9414.8911756.32912680.132960.69/43.2.iGq kN m

41、H+=447(2960.6943.2=1.530.74,0.302,88426.7610(0.740.3020.223H H w T H Hy qH f f EI y f f =根據(jù),查表可得,由于1 1.7 1.70.80.2230.64T T T S = 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)0.8T =結(jié)構(gòu)的基本周期為:T=0.64s5.6.2 結(jié)構(gòu)的水平地震作用1根據(jù)場地類別類,設(shè)計地震分組為第二組查0.55s g T =。水平地震影響系數(shù)最大值a max =0.12,一般建筑阻尼比取0.05,故g 0.91m a x1(T T =,設(shè)防烈度8度。因為0.6452.7g g T T s T s <=&

42、lt;=故地震影響系數(shù) 0.90.9max 0.550.120.1030.64g T T = 所以結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為:0.1030.85(9414.89+11756.329+12680.1311197.81EK eq F G KN=3用底部剪力法把總水平地震作用沿結(jié)構(gòu)高度分配,則可得到各層的水平地震作用和相應(yīng)的剪力效應(yīng),計算過程和結(jié)果列于5.4表,其中水平地震作用的計算式為:i ii EKi iG H F F G H =表5.4橫向水平地震作用計算表層次層高 高度 重量 水平力剪力 彎矩 h i H i G iV i F i H i (m (m(kN(kN(kN·m11 3.

43、9 43.2 9414.89 4.07 0.14 1534.71 1534.71 66299.47 10 3.9 39.3 11756.32 4.62 0.16 1743.38 3278.09 68514.71 9 3.9 35.4 11756.32 4.16 0.14 1570.37 4848.46 55591.10 8 3.9 31.5 11756.32 3.70 0.12 1397.36 6245.82 44016.94 7 3.9 27.6 11756.32 3.24 0.11 1224.36 7470.18 33792.23 6 3.9 23.7 11756.32 2.79 0.09

44、 1051.35 8521.53 24916.98 5 3.9 19.8 11756.32 2.33 0.08 878.34 9399.87 17391.18 4 3.9 15.9 11756.32 1.87 0.06 705.34 10105.20 11214.84 3 3.9 12.0 11756.32 1.41 0.05 532.33 10637.53 6387.95 2 3.9 8.1 11756.32 0.95 0.03 359.32 10996.85 2910.51 14.2 4.2 12680.130.53 0.02 200.96 11197.81 844.01G K H K =

45、29.68F i H i =331879.915.7 水平地震作用下框架-剪力墻地震內(nèi)力5.7.1 框架層間地震剪力的計算為便于以后的計算,現(xiàn)將各層水平地震作用換算成倒三角形。換算的原則是:由各層水平地震作用F i 在基底產(chǎn)生的彎矩效應(yīng)以及底部總剪力與倒三角形作用產(chǎn)生的彎矩效應(yīng)以及產(chǎn)生的底部剪力相等。則023533.5i i q F H H =0111523.62F q H =框架層間地震剪力的計算見表5.5.1.53= 11F F V V f f = F F V V f f =510i i H G (m KN i i i i i G H k G H =i i EKF k F =表5.5框架地

46、震內(nèi)力的計算11 3.9 1.00-0.01-3318.80-0.275-1.190.2753168.9910 3.90.91-0.03-9956.39-0.12-0.670.2923369.569 3.90.82-0.02-6637.590.04-0.230.2893324.688 3.90.73-0.01-3318.800.1750.0030.2933380.067 3.90.640.0258296.990.30.1940.2923362.836 3.90.550.07524890.980.4250.4290.2743157.765 3.90.460.1446463.160.530.620

47、.2602995.344 3.90.370.2273013.530.6250.7980.2402760.313 3.90.280.399563.900.715 1.1070.2082395.062 3.90.190.41136070.670.82 1.4340.1452239.5614.20.100.53175896.230.95 1.7740.0412239.56層標(biāo)高x(m211.53533.5/,331879.683q kN m M qH =,x H=w o M M W M 0w V V w V 0F V V FV抗震規(guī)范規(guī)定:側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框架剪力墻結(jié)構(gòu),任一層框架部分的

48、地震剪力不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)總底部剪力的20%和框架部分各層按分配的地震剪力最大值的1.5倍二者的較小值11197.81×0.2=2239.56 kN 及1.5×3380.06=5070.09N ,因此一、二層的樓層剪力V=2239.56 kN5.7.1 框架層間地震剪力的計算 水平地震作用下的側(cè)翼驗算表5.6結(jié)構(gòu)側(cè)移計算層標(biāo)高x(m11 3.9 1.00 0.540.04 215.52 25.94 10 3.90.91 0.4750.04 189.58 29.93 9 3.90.82 0.40.04 159.65 19.96 8 3.90.73 0.350.04 139.69 2

49、7.94 7 3.90.64 0.280.04 111.75 21.95 6 3.90.55 0.2250.04 89.80 21.95 5 3.90.46 0.170.04 67.85 19.96 4 3.90.37 0.120.04 47.89 15.96 3 3.90.28 0.080.04 31.93 11.97 2 3.90.19 0.050.04 19.96 15.96 14.20.100.010.043.99 3.992011.5311523.6533.5/,331879.683V kN q kN m M q H =,x H=H u f Hf (410um-(410um-由表5.

50、6可知,抗震墻的層間側(cè)移最大值發(fā)生在第7層,其彈性層間位移角為:4max 29.9310113.91300800e u H -=<=,故符合要求。第六章框架剪力墻協(xié)同工作分析6.1 剪力墻的地震剪力和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值分配剪力墻的地震剪力和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)果見下表6.1,表6.2。表6.1地震剪力和彎矩在剪力墻W-1之間的分配層次V wk M wk EI w107W-1四片(kN (kN·m (kN·m EI w1107EI w1/ V wk1M wk1(kN·m(kN·m EI w(kN11.00 -3168.990.00426.96 6.30 0.06 -190.140.00 -3318.80 -99.5610.00 -1382.83 426.96 6.30 0.06 -82.97-9956.39 -298.69 9.00 460.94 426.96 6.30 0.06 27.66-6637.59 -199.13 8.00 2016.63 427.96 6.30 0.06 121.00-3318.80 -99.56 7.00 3457.08 428.96 6.30 0.06 207.428296.99 248.91 6.00 4