抗震結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

1、一 工程概況1.1結(jié)構(gòu)方案（一）結(jié)構(gòu)體系考慮該建筑開間進深層高較大，根據(jù)“抗震規(guī)范”第條，框架結(jié)構(gòu)體系選擇大柱網(wǎng)布置方案。（二）結(jié)構(gòu)抗震等級該全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)處于8度（0.2g）設(shè)防區(qū)，建筑為六層，底層柱高4.2m，其他層柱高為3.6m；場地為II類場地，地震分組為第二組。“根據(jù)抗震規(guī)范”第條，確定結(jié)構(gòu)抗震等級（三）樓蓋方案考慮本工程樓面荷載較大，對于防滲、抗震要求較高，為了符合適用、經(jīng)濟、美觀的原則和增加結(jié)構(gòu)的整體性及施工方便，采用整體現(xiàn)澆梁板式樓蓋。（四）基礎(chǔ)方案根據(jù)工程地質(zhì)條件，考慮地基有較好的土質(zhì)，地耐力高，采用柱下獨立基礎(chǔ)，并按“抗震規(guī)范”第條設(shè)置基礎(chǔ)系梁。二結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面2.1結(jié)

2、構(gòu)布置見圖12.2各梁柱的截面尺寸構(gòu)件編號計算跨度L(mm)h=(mm)b(mm)橫向框架梁L16600650250縱向框架梁L26000600250L33000450250底層框架柱它層框架柱Z23600500500三 重力荷載代表值的計算荷載標準值按荷載規(guī)范取用：3.1屋面荷載標準值屋面恒載標準值 ： 5.95 KN/m2屋面活載標準值（不上人）： 0.5 KN/m2屋面雪荷載標準值： 0.75 KN/m23.2樓面荷載標準值樓面恒載標準值 3.80 KN/m2樓面活載標準值 2.50 KN/m23.3墻體自重標準值 外墻體均采用250厚加氣混凝土塊填充，內(nèi)墻均采

3、用200厚加氣混凝土塊填充。內(nèi)墻抹灰，外墻貼面磚。 建筑外圍均有填充墻，底層、軸設(shè)有內(nèi)橫墻，二六層、軸設(shè)有內(nèi)橫墻。 底層外墻線荷載（考慮開門、窗）標準值 6.84 KN/m 內(nèi)墻線荷載（考慮開門、窗）標準值 5.96 KN/m 標準層外墻線荷載（考慮開門、窗）標準值 5.70 KN/m 內(nèi)墻線荷載（考慮開門、窗）標準值 4.95 KN/m 240厚磚砌女兒墻線荷載標準值 3.60 KN/m3.4梁柱自重：構(gòu)件編號截面（m2）長度（m）線荷載（KN/m）每根重量（KN）每層根數(shù)（個）每層總重（KN）L10.25*0.656.64.062526.8116428.96L20.25*0.66.03.7

4、522.515337.5L30.25*0.453.02.81258.4375650.63Z10.55*0.554.27.562531.762524762.3Z20.5*0.53.66.2522.5245403.5墻體（一）第一層 內(nèi)墻總重 外墻總重 樓面面積 樓面恒載 樓面活載 一層重力代表值注：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。（二）第二至五層內(nèi)墻總重 外墻總重 樓面面積 樓面恒載 樓面活載 二至六層重力代表值注：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。（三）第六層女兒墻總重 屋面面積 屋面恒載 屋面活載 屋面雪荷載 屋頂重力代表值四 結(jié)構(gòu)自振周期的計算

5、4.1橫梁線剛度的計算類別Ec（KN/）b×h（m×m）（）（m）Ec/（KN·m）1.5Ec/（KN·m）2Ec/（KN·m）AB跨、BC跨3.0×0.25×0.655.72×6.62.6×3.9×5.2×4.2柱線剛度的計算：層次（m）Ec（KN/）b×h（m×m）Ic（）EcIc/h（KN·m）14.23.0×0.55×0.557.63×5.45×2-63.63.0×0.5×0.55.21&

6、#215;4.34×4.3各層橫向側(cè)移剛度計算：（D值法）（一）第一層、A-1、A-8、C-1、C-8（4根角柱）這四根柱的抗側(cè)剛度均相等為：=、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7（12根邊柱）這12根柱的抗側(cè)剛度均為：、B-1、B-8 （2根邊柱）這兩根柱的抗側(cè)剛度為：、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7（6根中柱）這六根柱的抗側(cè)剛度均為： 則第一層柱的總抗側(cè)剛度均為：3.2第二六層、A-1、A-8、C-1、C-8（4根角柱）這四根柱的抗側(cè)剛度均為：、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、C-2、C-

7、3、C-4、C-5、C-6、C-7（12根邊柱）這12根柱的抗側(cè)剛度均為：、B-1、B-8 （2根）這兩根柱的抗側(cè)剛度均為：、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7（6根中柱）這六根柱的抗側(cè)剛度為：則第二層柱到第六層柱的總抗側(cè)剛度均為：4.4結(jié)構(gòu)基本自振周期的計算：基本自振周期（s）可按下式計算：注：假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移。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)，取值范圍為0.60.7（填充墻的系數(shù)取小一點的），所以取0.6。按以下公式計算： 注：為第i層第j號柱的層間側(cè)移剛度。為第i層的層間側(cè)移。為框架頂點總位移。n為框架結(jié)構(gòu)的總

8、層數(shù)。結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算過程見下表，其中第六層的為和之和。結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算：層次（KN）（KN）（KN/m）（m）（m）64722.794722.79401049.10.0120.24654955.829678.61401049.10.0240.23444955.8214634.63401049.10.0360.2134955.8219590.25401049.10.0490.17424955.8224546.07401049.10.0610.1251 5084.229630.27464177.40.0640.064所以基本自振周期為0.51s。五 水平地震作用計算本結(jié)構(gòu)高度不超過4

9、0m,質(zhì)量和剛度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法來計算水平地震作用，即：5.1結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值5.2計算水平地震影響系數(shù)查表可得場地為二類場地，地震分組為第二組時的特征周期值為：，；查表可得多遇地震情況下8度設(shè)防情況下，設(shè)計基本加速度為時，；設(shè)計基本加速度為時，。本任務(wù)書為該全框架處于8度（）設(shè)防區(qū)。所以根據(jù)插入法可得設(shè)計基本加速度為時：，則水平地震影響系數(shù)為：。5.3計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值及用底部剪力法分配，因為，所以不用考慮頂部附加的地震作用影響，：其它各層的水平地震作用為：；地震作用下各樓層水平地震層間剪力為：。計算過程如下表：各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓

10、層地震剪力計算表層次（m）（KN）（KN·m）/（KN）（KN）622.24722.79104845.940.271020.021020.02518.64955.8292178.250.24906.691926.714154955.8274337.30.19717.792644.5311.44955.8256496.350.146551.573196.0727.84955.8238655.40.1377.793573.8614.2 5084.221353.640.055207.783781.64387866.88注：集中于各質(zhì)點的重力荷載，為計算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及

11、上下各半層的墻、柱等重量。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圖見圖2六 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)的層間位移和頂點位移分別按下列公式計算：； 。各層的層間彈性位移角，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。計算過程如下表：橫向水平地震作用下的位移驗算：層次（KN）（KN/m）（m）（m）（m）61020.02401049.10.00250.03063.61/144051926.71401049.10.00480.02883.61/75042644.5401049.10.00660.0253.61/55033196.07401049.10

12、.0080.01963.61/45023573.86401049.10.00890.0133.61/40513781.64464177.40.00810.00574.21/519由此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/405>1/550，所以需要采取構(gòu)造措施加以約束，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)。七 水平地震作用下框架內(nèi)力計算7.1框架柱柱端剪力及彎矩分別按下列公式計算： 注：框架柱的標準反彎點高度比。 為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值。 、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，第二層柱需考慮修正值和，其它柱均無修正。下面以軸線橫

13、向框架一榀框架內(nèi)力的計算為例：各層柱端彎矩及剪力計算（邊柱）層次（m）（KN）（KN/m）邊 柱（KN/m）（KN）ky（KN·m）（KN·m）63.61020.02401049.115069.438.331.20.3548.389.6953.61926.71401049.115069.472.371.20.4104.21156.3243.62644.5401049.115069.499.351.20.45160.95196.7133.63196.07401049.115069.4120.091.20.45194.55239.5623.63573.86401049.1150

14、69.4134.291.20.50241.72241.7214.23781.64464177.418166.71480.950.65404.04217.56例：第六層邊柱的計算： （無修正） 各層柱端彎矩及剪力計算（中柱）層次（m）（KN）（N/mm）中 柱（N/mm）（KN）ky（KN·m）（KN·m）63.61020.02401049.122101.956.212.40.4284.99117.3753.61926.71401049.122101.9106.182.40.47179.66202.5943.62644.5401049.122101.9145.742.40.5

15、0262.33262.3333.63196.07401049.122101.9176.142.40.50317.05317.0523.63573.86401049.122101.9196.962.40.50354.53354.5314.23781.64464177.422986.4187.271.910.55432.59353.947.2梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計算：，；，。式中：、為節(jié)點左右的梁端彎矩； 、為節(jié)點上下的柱端彎矩； 、為節(jié)點左右梁的線剛度。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柱軸力邊柱N中柱N689.6958.696.622.4822.48052

16、04.62143.796.652.7975.2704300.922216.679.08154.3503400.51289.696.6104.58258.9302436.27335.796.6116.98375.9101459.28354.246.6123.26499.170彎矩圖、剪力圖，軸力圖見圖3： 3軸橫向一榀框架彎矩圖3軸橫向一榀框架梁剪力圖3軸橫向一榀框架梁柱軸力圖八 設(shè)計體會到這里這次抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計到此就接近尾聲了，短短一周的課程設(shè)計讓我學到了很多東西，要做好一件事是要付出辛勤的勞動的。不過，在看到自己的設(shè)計在一步步完善，一步步成型，那種心情是愉快的。本次抗震結(jié)構(gòu)課程設(shè)計讓我學到了很

17、多東西，它讓我更好的理解了課本上的知識，把平時學到的零散的東西都貫穿了起來，我感覺這一點很重要，其中最主要的我感覺是高層建筑結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計它與我們平時課程學習的內(nèi)容息息相關(guān)，這對鞏固我們在課堂上所學習到的理論知識有很大作用。同時，在設(shè)計的過程中，對我的word排版，autocad圖形粘貼到word上怎樣讓它大小適中而且能看的清標注的數(shù)字，公式編輯器的使用等可以說是在盡最大努力的使這份課程設(shè)計趨于完美。在這次課程設(shè)計的過程中，也發(fā)現(xiàn)了自己在這門課程上存在的很多問題。首先，一些基本的概念理解的都不是很透徹。還好每天有老師答疑，有不懂的問題就向張老師或者其他的老師去問了一下，差不多知道自己問題出

18、在哪里了，有些不懂的也和自己身邊的同學討論討論，在這其中，自己對知識的理解更加深刻了，對課本不再像平時只針對考試的內(nèi)容的學習，這一次是詳細的了解了一下，可以說這次課程設(shè)計是對平時學習的一個很好的補充，這次課程設(shè)計對我的毅力也是一種考驗，它使我懂得了一件事的成敗與否關(guān)鍵在于你看待這件事的態(tài)度，只有態(tài)度端正了，事情才能干好，我相信我們以后參加工作也是這樣的。還有就是，我發(fā)現(xiàn)一件事只要肯去做，收獲還是很大的。本次的抗震結(jié)構(gòu)課程設(shè)計不僅使我們更加深刻的理解了這門課，相信對我們即將到來的畢業(yè)設(shè)計也很有幫助，所以說本次課程設(shè)計意義重大?？傊?，在設(shè)計過程中學習到東西就是好的。最后感謝老師對不懂之處的詳盡解答，對于老師付出的辛勤勞動，最后說聲“謝謝“！九 參考文獻1.尚守平.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計.北京.高等教育出版社.20032.呂西林.高層建筑結(jié)構(gòu).武漢.武漢理工大學出版社.20033.國家標準.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）.20024.國家標準.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）.20015.國家標準.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）.2001目 錄一工程概況 1 1.1結(jié)構(gòu)方案 1二結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面1 2.1