某小區(qū)住宅樓設(shè)計的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

1、 .PAGE274 / NUMPAGES274目錄摘 要3Abstract 4第 1 章 工程概況 5第 2 章 結(jié)構(gòu)選型與布置6 2.1 結(jié)構(gòu)承重方案選擇 6 2.2 結(jié)構(gòu)布置 6第 3 章 框架計算簡圖與梁柱線度7 3.1 計算單元選取 7 3.2 梁的截面尺寸算 7 3.3 柱的截面尺寸初選 7 3.4 現(xiàn)澆板厚度初選 8 3.5 結(jié)構(gòu)計算簡圖 8第 4 章 荷載計算10 4.1 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算104.1.1 屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值114.1.2 樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值134.1.3 屋面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值14 4.2 地震作用計算 184.2.1 重力荷載代表值 Gi 的計算 1

2、84.2.2 地震作用計算20第 5 章 力計算24 5.1 恒載作用下的框架力245.1.1 彎矩分配系數(shù)245.1.2 桿件固端彎矩295.1.3 節(jié)點不平衡彎矩305.1.4 力計算30 5.2 活載作用下的框架力395.2.1 梁固端彎矩395.2.2 縱梁偏心引起的柱端附加彎矩395.2.3 滿跨活載布置與節(jié)點不平衡彎矩395.2.4 力計算41 5.3 地震作用下橫向框架力計算44 5.3.1 0.5（雪+活）重力荷載作用下橫向框架的力計算 455.3.2 地震作用下橫向框架的力計算52第 6 章 框架力組合57 6.1 組合 57第 7 章 框架梁、柱截面設(shè)計67第 8 章 樓梯

3、設(shè)計69 8.1 梯段板設(shè)計 70 8.2 平臺板設(shè)計 71 8.3 梯段梁 TL 計算72第 9 章 板的設(shè)計74 9.1 跨中最大彎矩 74 9.2 力計算 749.2.1 樓面板計算749.2.2 屋面板計算81第 10 章 基礎(chǔ)設(shè)計88 10.1 荷載計算 88 10.2 確定基礎(chǔ)面積8910.2.1 A 柱 9010.2.2 B 柱 9110.2.2 C 柱 9110.2.2 D 柱 91 10.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計9210.3.1 荷載設(shè)計值9210.3.2 A 柱 9210.3.3 B 柱 9410.3.4 C 柱 9510.3.5 D 柱 96參考文獻 97致 97附錄 99 附錄

4、 1 外文譯文 99 附錄 2 任務(wù)書 108 附錄 3 開題報告 113摘要本設(shè)計是某小區(qū)住宅樓設(shè)計的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計，考慮建筑布置的要求，結(jié)構(gòu)選型選擇框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)布置盡量滿足使用，耐久，美觀三方面的要求。本設(shè)計選取住宅樓的一榀作為計算模型，采用手算。其中恒載，活載的計算采用二次彎矩分配法。在力組合的過程中考慮荷載滿跨布置，并考慮地震作用，找出荷載的最不利組合，并由此進行這一榀框架的配筋。在計算書中還進行了板配筋的計算和基礎(chǔ)的計算。本設(shè)計主要包括兩部分，第一是建筑設(shè)計，第二是結(jié)構(gòu)設(shè)計。本著安全，適用，美觀和節(jié)約的原則進行設(shè)計，共七層，整個建筑外形呈平面外形，與周圍其他建筑相互協(xié)調(diào)，既滿足了實

5、用要求也體現(xiàn)了美觀。在選擇材料方面優(yōu)先考慮安全耐用，其次是價格合理經(jīng)濟實惠。整個建筑從方案選型到結(jié)構(gòu)設(shè)計都嚴(yán)格按照設(shè)計手冊與相關(guān)規(guī)，在構(gòu)造方面也進行充分考慮，以滿足住宅功能要求。關(guān)鍵詞：框架，地震作用，住宅樓，D 值法，二次彎矩分配AbstractThis design is a district in Zhengzhou residential building of architecture and structure design，Considering the requirement to architecture distribution, chooseframe as the st

6、ructure, the distribution of structure try to meet the requirements in aspects of utility, Durability and Aesthetics.This design chooses one story of the building as the calculation model, andcalculated by hand. Herein the calculation of Dead Load and Live Load applied theMoment Redistribution Metho

7、d. During the process of internal force combination,consider the calculation of full span distribution load，and Considered earthquake，to get the most disadvantageous Load Effect Combination, hence carry out thereinforcement for this frame. In the calculation sheet，also there are calculation tothe sl

8、ab reinforcement and foundation.The design content mainly includes two major parts: First construction plandesign; Second structural design. In line with is safe, suitable, artistic and thefrugal principle carries on the design. The main structure used within the corridor,a total of seven-story，flat

9、 shape of the building in shape, and mutual coordination of the surrounding buildings, both to meet the practical requirements also reflectsthe beautiful. Priority in choosing safe, durable materials, followed by thereasonable prices affordable. Selection of the building to the structural design fro

10、mthe program in strict accordance with the Design Manual and related specifications,in terms of the construction to give full consideration to meet the businessfunctional requirements.Keywords: Frame, Seismic action ， Residential building, Matrix DisplacementMethod, Second moment distribution method

11、第1章工程概況(1)工程名稱：市某小區(qū)住宅樓；(2)建設(shè)地點：市；(3)建筑高度：共 22.11m,共 7 層,層高 3.0m,室外高差 0.45m；(4)風(fēng)雪條件：基本風(fēng)壓為 0.40kN/m （n=50 年） ；基本雪壓為 0.40kN/m （n=50 年） ；(5)工程抗震設(shè)防烈度：7 度，設(shè)計基本地震加速度值為 0.15g，設(shè)計地震分組為第二組，查建筑抗震設(shè)計規(guī)（GB500112010），抗震等級為三級；(6)工程地質(zhì)：場地平坦、無障礙物，經(jīng)地質(zhì)、文物勘探，地質(zhì)良好，地下無古代建筑，地基土為粘性土為主，建筑場地類別為類；(7)材料選用：混凝土：C30；鋼筋：鋼筋選用熱軋鋼筋 HRB33

12、5 級和 HPB300 級；墻體：外墻、墻、隔墻均采用非承重空心磚（=3.6kN/m3）；門窗：塑鋼窗（=0.5kN/m2），木門（=0.20kN/m2）；第2章結(jié)構(gòu)選型與布置2.1 結(jié)構(gòu)承重方案選擇本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑形狀為一字型。1.梁板柱結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2.墻體厚度：外墻:200mm，墻:200mm3.樓梯采用現(xiàn)澆板式樓梯4.基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)2.2 結(jié)構(gòu)布置結(jié)合建筑的平面、立面和剖面布置情況，本教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)平面布置如圖 2-1 所示。圖 2-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖6華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 3 章 框架計算簡圖與梁柱線剛度3.1 計算單元選取框架計算單

13、元如圖 3-1 所示，取軸上的一榀框架計算。假設(shè)框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面。如圖 3-1 所示。3.2 梁的截面尺寸估算邊跨梁（AB 跨）：取 hl/12=3600/12=300mm,取 h=450，則 b=300mm。中跨梁（BC、CD 跨）：取 hl/12=4500/12=375,取 h=450mm,則 b=300mm?？v向框架梁：取 bh=300mm600mm。次梁：bh=300mm350mm。3.3 柱的截面尺寸初選柱截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限制按下式估算：Ac N f c該框架結(jié)構(gòu)在

14、 7 度抗震設(shè)防地區(qū)，樓層總高 22.11m 24m，查建筑抗震設(shè)計規(guī)（GB500112010）得抗震等級為三級，軸壓比限值 =0.9。N=FgEn,邊柱取 1.3，中柱取 1.25，fc=14.3N/mm2對于邊柱 N=1.3A1147=1.36.92.25147=1977.89kN N1977.89 103所以，Ac= 153681.82 mm f c0.9 14.3對于中柱 N=1.25A2147=1.256.94.5147=3803.63kN N3803.63 103Ac= 295541.96 mm f c0.9 14.3綜合計算結(jié)果并考慮其他因素選取邊柱和中柱截面為：bh550mm5

15、50mm7華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計3.4 現(xiàn)澆板厚度初選連續(xù)雙向板：h L/40=120mm，取 h=120mm3.5 結(jié)構(gòu)計算簡圖本工程橫向框架計算單元如圖 3-2 所示，框架的計算簡圖假定底層柱下端固定于基礎(chǔ)，按地質(zhì)資料提供的數(shù)據(jù)，查建筑抗震設(shè)計規(guī)可判斷該場地為類場地土，地質(zhì)條件較好，初步確定本工程基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深一般為建筑高度的 1/151/20,H=22.11m?；A(chǔ)埋深取 1.65m。柱子的高度底層為 h1=3.0+1.65+0.45-0.5=4.6m（初步假定基礎(chǔ)高度 0.5m）。二五層柱高度為 h2h7=3.0m。柱節(jié)點剛接，橫梁的計算跨度取柱中心至中心間距離，三跨

16、分別為 l=3600mm、4500mm、4500mm。8華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 3-2 框架計算簡圖9華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第4章荷載計算本例中的荷載傳遞示意圖如下圖所示，板傳至梁上的三角形或梯形荷載為均布荷載。圖 4-1 荷載傳遞示意圖4.1 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算10華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計4.1.1 屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值圖 4-2 恒載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖11華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 4-3 活載作用下計算簡圖1)屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算12華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計35mm 厚架空隔熱板防水層20mm 厚 1:3 水泥砂漿130mm 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板20mm 厚石灰砂漿抹底0.03525=

17、0.875 kN / m 20.4 kN / m 20.0220kN/m3=0.4 kN / m 20.1325kN/m =3.25 kN / m 230.0217kN/m =0.34 kN / m 23合 計 5.27 kN / m 22)框架梁與粉刷自重a) 各跨梁自重b) 邊框梁側(cè)粉刷0.30.4525=3.375 kN / m2（0.45-0.13）0.0217=0.218 kN / m合 計 3.593 kN / m 23)作用在頂層框架梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值各跨梁自重板傳來的荷載g7AB1=g7BC1=g7CD1=3.593 kN / m 2g7AB2=5.273.6=18.972

18、kN / m 2g7BC2=5.274.5=23.715 kN / m 2g7CD2=5.276.6=34.782 kN / m 24)作用在頂層框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q7AB=0.73.6=2.52 kN / m 2q7BC=0.74.5=3.15 kN / m 2q7CD=0.76.6=4.62 kN / m 24.1.2 樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值1)樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算水磨石面層20mm 厚水泥砂漿面層結(jié)構(gòu)層：120mm 厚現(xiàn)澆混凝土樓板130.65 kN / m 20.0220=0.4 kN / m 20.1225=3.00 kN / m 2華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計抹灰層：20mm

19、厚混合砂漿0.0217=0.34 kN / m 2合計 4.64 kN / m 22)各跨框架梁與粉刷自重（均布）3.593 kN / m3）作用在樓面層框架梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值各跨梁自重板傳來的荷載gAB1=gBC1=gCD1=3.593 kN / m 2gAB2=4.643.6=16.704 kN / m 2gBC2=4.644.5=20.88 kN / m 2gCD2=4.646.6=30.624 kN / m 24）作用在頂層框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qAB=23.6=7.2 kN / m 2qBC=24.5=9.0 kN / m 2qCD=26.6=13.2 kN / m 24.1.3

20、 屋面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值圖 4-4 恒載頂層集中力1)恒載D 點：14華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計邊跨連系梁自重梁粉刷0.6m 高女兒墻墻粉刷連系梁傳來的屋面自重次梁自重的傳遞0.30.66.925=31.05 kN2（0.6-0.13）0.026.917=2.21 kN0.66.93.6=14.9 kN0.620.026.917=2.82 kN5.273.31.652=57.39 kN0.50.30.354.5253/6.92=5.14 kN板次主柱的荷載 0.55.27（1.2+4.5）1.65/2223/6.9=21.56 kN次梁粉刷2（0.35-0.13）0.024.5173/6.9

21、20.5=0.30 kN合計 G7D=135.37 kNC 點：中跨連系梁自重梁粉刷0.30.66.925=31.05 kN2（0.6-0.13）0.026.917=2.21 kN連系梁傳來的屋面自重 5.273.31.652+5.27(2.4+6.9)2.25/2=112.53 kN次梁自重的傳遞0.50.30.354.5253/6.92=5.14 kN板次主柱的荷載 0.55.27（1.2+4.5）1.65/2223/6.9=21.56 kN次梁粉刷2（0.35-0.13）0.024.5173/6.920.5=0.30 kN合計 G7C=172.79 kNB 點：中跨連系梁自重梁粉刷連系梁

22、傳來的屋面自重31.05 kN2.21 kN2.55/6.95.27(3.3+5.1)1.8/2+5.271.80.90.56/6.92+5.27(2.4+6.9)2.25/2=92.01 kN次梁自重的傳遞板次主柱的荷載5.1/6.90.30.353.62520.5=6.98 kN5.273.61.80.5+5.27(3.6+1.8)0.9/25.1/6.90.52=22.09 kN次梁粉刷2（0.35-0.13）0.023.6175.1/6.920.5=0.40 kN15華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計合計 G7B=154.74 kNA 點：邊跨連系梁自重梁粉刷0.6m 高女兒墻墻粉刷連系梁傳來的

23、屋面自重0.30.66.925=31.05 kN2（0.6-0.13）0.026.917=2.21 kN0.66.93.6=14.9 kN0.620.026.917=2.82 kN2.55/6.95.27(3.3+5.1)1.8/2+5.271.80.90.56/6.92=36.87 kN次梁自重的傳遞板次主柱的荷載次梁粉刷6.98 kN22.09 kN0.40 kN合計 G7A=117.32 kN2)活載Q7D=0.50.7(1.2+4.5)1.65/2223/6.9+0.73.31.652=10.49 kNQ7C=0.50.7(1.2+4.5)1.65/2223/6.9+0.73.31.6

24、52+0.7(2.4+6.9)2.25/2=17.81 kNQ7B=2.55/6.90.7(3.3+5.1)1.8/2+0.71.80.90.56/6.92+0.7 (2.4+6.9)2.25/2+0.73.61.80.5+0.7(3.6+1.8)0.9/25.1/6.90.52=15.39 kNQ7A=2.55/6.90.7(3.3+5.1)1.8/2+0.71.80.90.56/6.92+0.73.61.80.5+0.7(3.6+1.8)0.9/25.1/6.90.52=7.83 kN4.1.4 樓面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值16華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 4-5 恒載中間層節(jié)點集中力1)恒載

25、D 點：邊柱連系梁自重邊柱縱向連系梁粉刷連系梁傳來的樓面自重次梁自重傳來的荷載板次主柱的荷載次梁粉刷31.05 kN2.21 kN4.643.31.652=50.53 kN5.14 kN0.54.64（1.2+4.5）1.65/2223/6.9=18.97 kN0.30 kN合計 GD=108.21 kNC 點：中柱連系梁自重邊柱縱向連系梁粉刷31.05 kN2.21 kN連系梁傳來的樓面自重 4.64 3.31.652+4.64（2.4+6.9）2.25/2=99.08 kN次梁自重傳來的荷載板次主柱的荷載次梁粉刷5.14 kN0.54.64（1.2+4.5）1.65/2223/6.9=18

26、.98 kN0.30 kN合計 GC=156.76 kNB 點：邊柱連系梁自重1731.05 kN華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計邊柱縱向連系梁粉刷連系梁傳來的樓面自重次梁自重傳來的荷載板次主柱的荷載次梁粉刷2.21 kN81.01 kN6.98 kN19.45 kN0.40 kN合計 GD=141.1 kNA 點：邊柱連系梁自重邊柱縱向連系梁粉刷連系梁傳來的樓面自重次梁自重傳來的荷載板次主柱的荷載次梁粉刷31.05 kN2.21 kN32.46 kN6.98 kN19.45 kN0.40 kN合計 GD=92.55 kN框架柱自重GA=GB=GC=GD=0.550.55325=22.69 kN2)活

27、載QD=10.49/0.72=29.97 kNQC=17.81/0.72=50.89 kNQB=15.39/0.72=43.97 kNQA=7.83/0.72=22.37 kN4.2 地震作用計算4.2.1 重力荷載代表值 Gi 的計算1) 集中于屋蓋處的質(zhì)點重力荷載代表值 G718華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計50%雪載屋面恒載橫梁縱梁女兒墻柱重橫墻縱墻0.50.449.512.6=124.74 kN5.2749.512.6=3286.90 kN3.593（4.52+3.6）10=452.72 kN（31.05+2.21）64+（0.30.62.725）34=944.04 kN0.63.6（49.

28、5+12.6）2=268.27 kN0.550.55251.840=544.5 kN3.6（234.51.5+163.61.5）=869.94 kN3.66(4.81.5-3.62.1/2)+3(2.11.5-0.92.1/2)+3(2.71.5-1.22.1/2)+3(1.81.5-0.92.1/2)+64.81.5+32.11.5+32.71.5+31.81.5+6(3.31.5-1.82.1/2)+6(31.5-1.82.1/2)+3(2.71.5-1.82.1/2)+63.31.5+32.71.5=705.67 kN塑鋼窗270.92.10.50.4=10.21 kN合計G7=7206

29、.99 kN2) 集中于三、四層處的質(zhì)點重力荷載 G2G650%樓面活載樓面恒載橫梁縱梁柱重橫墻縱墻塑鋼窗0.52.049.512.6=623.7 kN4.6449.512.6=2893.97 kN452.72 kN944.04 kN544.52=1089 kN869.942=1739.88 kN705.672=1411.34 kN10.212=20.42 kN合計3) 集中于二層處的質(zhì)點重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 G1G2=G3=G4=G5=G6=9175.07 kN50%樓面活載樓面恒載19623.7 kN2893.97 kN華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計橫梁縱梁柱重橫墻縱墻塑鋼窗452.72 kN944.

30、04 kN0.550.5525（2.3+1.5）40=1149.5 kN869.94+869.942.3/1.5=2203.85 kN705.67+705.672.3/1.5=1787.70 kN20.42 kN合計 G1 =10075.9 kN4.2.2 地震作用計算1) 框架柱的抗側(cè)移剛度在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架的抗彎慣性矩取 I=2I0，邊框架梁取 I=1.5I0；其中 I0 為框架梁按矩形截面計算的截面慣性矩。橫梁，柱的線剛度見下表：表 4-2 橫梁、柱線剛度截面尺寸桿件B(mm)邊框架梁邊框架梁中框架梁中框架梁底層框架柱中層框架柱300300300300550550H(mm)450400

31、450450550550ECkN / mm 2 Ec LkN mm i2.281072.851073.04103.81074.981077.631077相對剛度30303030303011.251.331.672.183.35每層框架柱總的抗側(cè)移剛度：其中 K =i2izc（一般層），K=iizc（底層） K = ic / 2iZ (一般層)；c = 12 c izK0.5 K（一般層） c =，（底層） D=；2 K2 Khj2表 4-3 框架柱橫向側(cè)移剛度 D 值項目K = ic / 2iZ (一般層) c K / (2 K )(一般層)20D = c iz (12 / h 2 ) 根數(shù)華

32、北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計層 柱類型 與截面邊框架邊柱 1（550550）邊框架中柱 1（550550） 邊框架中柱 2二 （550550）至 邊框架邊柱 2七 （550550）層 中框架中柱 1 （550550） 中框架中柱 1 （550550） 中框架中柱 2 （550550） 邊框架中柱 2 （550550） 邊框架邊柱 1 （550550） 邊框架中柱 1 （550550） 邊框架中柱 2 （550550） 邊框架邊柱 2底 （550550）層 中框架邊柱 1 （550550 中框架中柱 1 （550550中框架中柱 2（550550中框架邊柱 2（550550K = iC / iZ (底

33、層)0.370.670.600.300.500.900.790.401.152.061.830.921.532.752.441.22 c (0.5 K ) / (2 K )(底層)0.160.250.230.130.20.310.280.170.520.630.610.490.580.680.660.53（kN/mm）16.2825.4323.4013.2320.3531.5428.4917.2914.6917.7917.2313.8416.3819.2018.6414.972222888222228888注： ic 為梁的線剛度， iz 為柱的線剛度。底層：D=2(14.69+17.79+1

34、7.23+13.84)+8(16.38+19.20+18.64+14.97)=680.62KN/mm二七層：=938.04KN/mmD=2(16.28+25.43+23.40+13.23)+8(20.35+31.54+28.49+17.29)2) 框架自振周期的計算自振周期為：T1=1.70 =1.70.6 0.286 =0.545s其中 0 為考慮結(jié)構(gòu)非承重墻影響的折減系數(shù)，對于框架取 0.6；為框架頂點假想水平位移，計算見下表。21華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計表 4-4 框架頂點假想水平位移計算表層Gi (kN )7206.999175.079175.079175.079175.079175.

35、0710075.9 G i (kN )7206.9916382.0625557.1334732.2043907.2753082.3463158.24 D(kN / mm)938.04938.04938.04938.04938.04938.04680.62 Gi / D（層間相對位移）7.6817.4627.2537.0346.8156.5992.80總位移7654321285.62277.94260.48233.23196.20149.3992.803）地震作用計算根據(jù)本工程的設(shè)防烈度 7 度，類場地上，設(shè)計地震分組為第一組，查建筑抗震設(shè)計規(guī)特征周期 Tg=0.35s,max=0.08。則1=

36、(Tg/T1)0.9max =(0.35/0.545)0.9 0.08=0.054結(jié)構(gòu)等效總重力荷載：Geq=0.85GL=0.8563158.24=53684.5KN因 T11.4Tg=0.49s，故取n=0.08T1+0.07=0.080.545+0.07=0.114框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：結(jié)構(gòu)底部:FEK=1Geq=0.05453684.5=2898.96kNGiHi=828988.04Fn=nFEK=0.1142898.96=330.48kN各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值見下表：表 4-5 樓層地震作用與地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計算表層H i m Gi kN Gi H i Gi H iF

37、i FEK Gi H i22樓層剪力Vi kN 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計765432122.619.616.613.610.67.64.67206.999175.079175.079175.079175.079175.0710075.9162877.97179831.37152306.16124780.9597255.7469730.5342205.32664.57557.18471.89386.61301.33216.05130.77664.571221.751693.642080.252466.862768.192898.96橫向框架上的地震作用圖示圖 4-6 橫向框架上的地震作用圖23華

38、北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第5章力計算5.1 恒載作用下的框架力由于在豎向荷載作用下較規(guī)則的框架產(chǎn)生的側(cè)向位移很小，忽略不計。本設(shè)計采用無側(cè)移的彎矩分配法進行簡化計算。具體方法是對整體框架按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的一般方法，計算出各節(jié)點的彎矩分配系數(shù)、各節(jié)點的不平衡彎矩，然后進行分配、傳遞。相交于同一點的多個桿件中的某一桿件，其在該節(jié)點彎矩分配系數(shù)的計算過程為：1) 確定各桿件在該節(jié)點的轉(zhuǎn)動剛度2) 計算彎矩分配系數(shù)3) 相交于一點的桿件間的彎矩分配5.1.1 彎矩分配系數(shù)由于該框架不對稱結(jié)構(gòu)，取全部框架進行計算，如下圖 a、b。24華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 5-1（a）恒載25華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖

39、5-1(b)恒載產(chǎn)生的節(jié)點不平衡彎矩節(jié)點 A1 ：SA1A0=4iA1A0=42.18=8.72SA1B1=4iA1B1=41.67=6.6826華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計SA1A2=4iA1A2=43.35=13.4AS=4(2.18+1.67+3.35)=28.8A1A0=SA1B1/AS=8.72/28.8=0.303A1B1=SA1B1/AS=6.68/28.8=0.232A1A2=SA1A2/AS=13.4/28.8=0.465節(jié)點 B1 ：SB1C1=4iB1C1=41.33=5.32B1A1=6.68/(28.8+5.32)=0.196B1B2=13.4/(28.8+5.32)=0

40、.393B1C1=5.32/(28.8+5.32)=0.058B1B0=8.72/(28.8+5.32)=0.256節(jié)點 C1 ：C1B1=5.32/(13.4+8.72+5.32+5.32)=0.162C1C2=13.4/32.76=0.409C1D1=5.32/32.76=0.162C1C0=8.72/32.76=0.266節(jié)點 D1 ：D1D0=8.72/(13.4+8.72+5.32)=0.318D1C1=5.32/27.44=0.194D1D2=13.4/27.44=0.488_節(jié)點 A2 :A2A1=13.4/(13.4+6.68+13.4)4=0.400A2B2=6.68/33.

41、48=0.200A2A3=0.400節(jié)點 B2 :B2A2=6.68/(6.68+13.4+13.4+5.32)=0.17227華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計B2B1=13.4/38.8=0.345B2C2=5.32/38.8=0.137B2B3=0.345節(jié)點 C2 :C2B2=5.32/(5.322+13.42)4=0.142C2C3=13.4/37.44=0.358C2D2=0.142C2C1=0.358節(jié)點 D2 :D2D1=13.4/(13.42+5.32)4=0.417D2C2=5.32/32.12=0.166D2D3=0.417_節(jié)點 A7 ：A7A6=13.4/(13.4+6.68)

42、=0.667A7B7=6.698/(13.4+6.68)=0.333節(jié)點 B7 ：B7A7=6.68/(6.68+13.4+5.32)=0.263B7B6=13.4/（6.68+13.4+5.32）=0.528B7C7=5.32/（6.68+13.4+5.32）=0.209節(jié)點 C7 ：C7B7=5.32/(5.322+13.4)=0.221C7D7=0.221C7C6=13.4/（5.322+13.4)=0.55728華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計節(jié)點 D7 ：D7D6=13.4/(13.4+5.32)=0.716D7C7=5.32/（13.4+5.32）=0.284剩余節(jié)點均對應(yīng)于 A2 , B

43、2 , C2 , D2 的值。5.1.2 桿件固端彎矩計算桿端彎矩時應(yīng)帶符號，桿端彎矩一律以順時針方向為正。1) 橫梁固端彎矩a)頂層橫梁自重作用:MA7B7=-MB7A7=-ql /12=-3.5933.6 /12=-3.88kNmMB7C7=-MC7B7=-ql /12=-3.5934.5 /12=-6.06kNmMC7D7=-MD7C7=-3.5934.5 /12=-6.06kNm板傳來的恒載作用：MA7B7=-MB7A7=-ql (1-2a /l +a /l )/12=-18.9723.6 (1-20.9 /3.6 +0.9 /3.6 )/12=-18.249kNmMB7C7=-MC7

44、B7=-5ql /96=-523.7154.5 /96=-25.012kNmMC7D7=-MD7C7=-ql (1-2a /l +a /l )/12=-34.7824.5 (1-21.65 /4.5 +1.65 /4.5 )/12=-45.806kNmb) 二七橫梁自重作用：MA1B1=-MB1A1=-ql /12=-3.5933.6 /12=-3.88kNmMB1C1=-MC1B1=-6.06kNmMC1D1=-MD1C1=-6.06kNm板傳來的恒載作用：MA1B1=-MB1A1=-ql (1-2a /l +a /l )/1229222332222233222332222233222332

45、2222華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計=-16.7043.6 (1-20.9 /3.6 +0.9 /3.6 )/12=-16.067kNmMB1C1=-MC1B1=-5ql /96=-520.884.5 /96=-22.022kNmMC1D1=-MD1C1=-ql (1-2a /l +a /l )/12=-30.6244.5 (1-21.65 /4.5 +1.65 /4.5 )/12=-40.330kNm2) 縱梁引起的柱端附加彎矩（本設(shè)計中邊框架縱梁偏向外側(cè)）22233222332222233頂層外縱梁：MA7=117.320.075=8.80kNm(逆時針為正)MD7=-135.270.075=

46、-10.15kNm樓層外縱梁：MA1=92.550.075=6.94kNmMD1=-108.20.075=-8.12kNm5.1.3 節(jié)點不平衡彎矩橫向框架的節(jié)點不平衡彎矩為通過該節(jié)點的各桿件（不包括縱向框架梁）在節(jié)點處的固端彎矩與通過該節(jié)點的縱梁引起的柱端彎矩橫向附加彎矩之和，根據(jù)平衡原則，節(jié)點彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反，一律以逆時針方向為正。節(jié)點 A7 的不平衡彎矩：MA7B7+MA7 縱梁=-3.88-18.249+8.80=-13.329kNm本設(shè)計中的計算的橫向框架的節(jié)點不平衡彎矩如圖 5-1。5.1.4 力計算由于結(jié)構(gòu)不對稱，故各跨全部計算，進行彎矩分配時，應(yīng)將節(jié)點的不平衡彎矩

47、反號后再進行桿件彎矩分配。恒載彎矩分配過程見下圖 5-2，恒載作用下彎矩見圖 5-3，梁剪力柱軸力見下圖 5-4。30華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 5-2 恒載彎矩分配過程31華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 5-3 恒載作用下彎矩圖32華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 5-3 恒載作用下梁剪力、柱剪力33華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計根據(jù)所求出的梁端彎矩，再通過平衡條件，即可求出恒載作用下的梁剪力，柱力。AB 跨梁端剪力（kN）表 5-1q(kN/m) g(kN/m)層 (板傳來 (自重作 a(m)作)用用)l(m) gl/2=(l-a)q/2MAB(kNm)MBA(kNm) VA=gl/2+ VB = ( g

48、l / 2 Mik/l M ik / l ) -Mik/l2.290.911.081.071.101.031.2629.7928.1127.9427.9527.8527.9927.76-34.37-29.93-30.10-30.09-30.19-30.05-30.287 18.972 3.593 0.96 16.704 3.593 0.95 16.704 3.593 0.94 16.704 3.593 0.93 16.704 3.593 0.92 16.704 3.593 0.91 16.704 3.593 0.93.6 6.473.6 6.473.6 6.473.6 6.473.6 6.47

49、3.6 6.473.6 6.4725.6122.5522.5522.5522.5522.5522.55-17.77-18.17-17.75-17.79-17.70-17.89-17.1226.0121.4321.6521.6521.6721.6021.64BC 跨梁端剪力(kN)表 5-2q(kN/m)層 (板傳來作)用g(kN/m)(自重作用)l(m)gl/2lq/426.6823.4923.4923.4923.4923.4923.49VB gl / 2 lq / 434.7631.5731.5731.5731.5731.5731.57VC gl / 2 lq / 4 -34.76-31.5

50、7-31.57-31.57-31.57-31.57-31.577 23.71565432120.8820.8820.8820.8820.8820.883.5933.5933.5933.5933.5933.5933.5934.54.54.54.54.54.54.58.088.088.088.088.088.088.08CD 跨梁端剪力(kN)表 5-3q(kN/m) g(kN/m)層 （板傳來 (自重作 a(m)作)用用)l(m) gl/2=(l-a)q/2MCDMDCVC=gl/2+Mik/l(kNm) (kNm)-Mik/l-1.9359.57 Mgl V ik)D( 2l7 34.782

51、3.593 1.654.5 8.0849.56-51.81 43.14-55.7134華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計6 30.624 3.593 1.654.5 8.0843.64-46.6943.7-0.6652.38-51.065 30.624 3.593 1.654.5 8.0843.64-46.1642.7-0.7752.49-50.064 30.624 3.593 1.654.5 8.0843.64-46.73 45.52-0.2751.99-51.453 30.624 3.593 1.654.5 8.0843.64-46.21 42.88-0.7452.46-50.982 30.624

52、3.593 1.654.5 8.0843.64-46.84 42.56-0.9552.67-50.771 30.624 3.593 1.654.5 8.0843.64-41.22 46.031.0752.79-50.65AB 跨跨中彎矩(kNm)表 5-4q(kN/m)(恒載傳 a(m) l(m)來)gl/2=(l-a)q/20.9 3.6 6.470.9 3.6 6.470.9 3.6 6.470.9 3.6 6.470.9 3.6 6.470.9 3.6 6.470.9 3.6 6.4725.6122.5522.5522.5522.5522.5522.55-17.77-18.17-17.7

53、5-17.79-17.70-17.89-17.122.290.911.081.071.101.031.26層g(kN/m)(自重作用)M ABMik/l glVA 2 M ik- l gl l 1.05 24 l M AB VA 2M-3.14-2.93-3.04-3.02-2.93-2.99-3.357 18.972 3.5936 16.704 3.5935 16.704 3.5934 16.704 3.5933 16.704 3.5932 16.704 3.5931 16.704 3.59329.7928.1127.9427.9527.8527.9927.76BC 跨跨中彎矩(kNm)表

54、5-5g(kN/m)(自重作用)q(kN/m)(恒載傳來)層l(m)gl/2Lq/4MBC-27.76 qll 1 . 05 24 l M BC V B 2M723.7153.5934.58.0826.68-13.3535華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計65432120.8820.8820.8820.8820.8820.883.5933.5933.5933.5933.5933.5934.54.54.54.54.54.58.088.088.088.088.088.0823.4923.4923.4923.4923.4923.49-26.48-26.82-27.43-27.45-26.04-26.34-10

55、.80-10.46-9.85-9.83-11.24-10.94CD 跨跨中彎矩(kNm)表 5-6q(kN/m)(恒載傳來)層g(kN/m)(自重作用)a(m) l(m)gl/2=(l-a)q/249.5643.6443.6443.6443.6443.6443.64MCD-51.81-46.69-46.16-46.73-46.21-46.84-41.22VC59.5752.3852.4951.9952.4652.6752.79 gl lM 241.05MCDVC -21.09-16.25-17.03-15.34-16.91-16.76-22.65l2765432134.782 3.59330.

56、624 3.59330.624 3.59330.624 3.59330.624 3.59330.624 3.59330.624 3.5931.65 4.51.65 4.51.65 4.51.65 4.51.65 4.51.65 4.51.65 4.58.088.088.088.088.088.088.0836華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計柱軸力(kN)表 5-7層邊柱 A 軸橫梁 縱梁端部壓 端部 柱重力柱頂7柱底29.7 117.93222.69壓力中柱 B 軸柱軸 橫梁端 縱梁端力147.11169.8290.28.1 92.51柱底54622.69313.15433.27.9 92.54柱底5

57、6422.69456.33576.27.9 92.55柱底58322.69599.52719.27.8 92.5柱底559222.69742.61863.1527.9 92.59柱底522.69885.8461.62 141.1 22.691373.7261.76 141.1 22.691148.311351.0384.2 156.47622.691606.7161.66 141.1 22.69922.761125.6284.0 156.37622.691343.021584.0250.77 108.2 22.6961.67 141.1 22.69697.31900.0783.5 156.67

58、622.691079.541320.3350.98 108.2 22.69941.771100.741123.4361.5141.122.6969.13 154.7422.69部壓力 部壓力柱軸力223.87246.56449.16471.85674.6284.0 156.67622.69816.531056.8551.45 108.2 22.69759.9919.0883.95156.7622.6994.14172.7922.69中柱 C 柱橫梁 縱梁端部壓 端部 柱重力壓力邊柱 D 軸柱軸 橫梁端 縱梁端力266.93289.62530.33553.02793.8450.95 108.2

59、22.69577.56737.2151.06108.222.6955.71135.3722.69部壓力 部壓力柱軸力191.08213.77373.03395.72554.87柱重柱重柱頂6柱頂5柱頂4柱頂3柱頂2柱頂127.7 92.56柱底534.791006.1561.85 141.1 34.791040.941576.6784.3 156.61611.467634.791847.8350.65 108.2 34.791883.621282.281317.07- 38 -華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計5.2 活載作用下的框架力5.2.1 梁固端彎矩1) 頂層MAD7C7=-MC7D7=-ql

60、(1-2a /l2+a /l3)/12=-4.624.5 (1-21.65 /4.5 +1.65 /4.5 )/12=-6.08kNmMC7E7=-5ql /96=-3.1552.25 /96=-0.83kNmME7C7=-ql /32=-3.152.25 /32=-0.50kNm2222222332232) 二七層橫梁MD1C1=-MC1D1=-ql (1-2a /l2+a /l3)/12=-13.24.5 (1-21.65 /4.5 +1.65 /4.5 )/12=-17.38kNmMC1E1=-5ql /96=-592.25 /96=-2.37kNmMD1B1=-ql /32=-92.2