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文檔簡介
學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:專業(yè):土木工程2012年5月本工程為恒拓商務(wù)式住宅樓住宅樓,建筑面積7085m2,占地面積600m2,12層,總高37.2m,采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu),樁基礎(chǔ),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年,結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),抗震設(shè)防烈度為7度。建筑設(shè)計(jì)本著“功能適用,經(jīng)濟(jì)合理,造型美觀,環(huán)境相宜”的原則,以國家相應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù).完成了設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的建筑平面設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了立面、剖面、建筑詳圖設(shè)計(jì),共畫出建筑圖6張。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本著"安全,適用,耐久"的原則,進(jìn)行了豎向荷載匯集,水平荷載匯集,內(nèi)力計(jì)算,內(nèi)力組合,結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算、板、梁、柱、樓梯、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:住宅,框架-剪力墻結(jié)構(gòu),樁基礎(chǔ)ontheverticalloadforcecombination,structureearthquakeresistance.board,Liang,column,staircase,foundationKeywords:Commercialhousing,frame-shearwallstructure.pilefoundation精遠(yuǎn)資料1結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖 1.2剪力墻的布置 2剪力墻框架及連梁的剛度計(jì)算 2.1剪力墻剛度計(jì)算 2.3連梁的約束剛度 2.4結(jié)構(gòu)剛度特征值 3重力荷載及水平荷載計(jì)算 3.3橫向水平地震作用 4.1位移計(jì)算與驗(yàn)算 4.4橫向水平地震作用下構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算 諾預(yù)編洲精遠(yuǎn)資料5.1計(jì)算單元及計(jì)算簡圖 5.3內(nèi)力計(jì)算 6作用效應(yīng)組合 6.1結(jié)構(gòu)抗震等級(jí) 6.2框架梁彎矩和剪力設(shè)計(jì)值 6.5連梁彎矩及剪力設(shè)計(jì)值 7構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 7.2框架柱截面設(shè)計(jì) 7.2剪力墻截面設(shè)計(jì) 8雙向板樓蓋設(shè)計(jì) 8.1荷載計(jì)算 8.2按塑性理論計(jì)算 9基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 諾預(yù)編洲精遠(yuǎn)資料 10.3平臺(tái)板設(shè)計(jì) 諾預(yù)編洲1結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)使用功能要求及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析指標(biāo)等因素的綜合分析,該建筑采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖見圖1.1所示。梁的截面高度h=(1/12-1/8)L,由此估算的截面尺寸見下表雙向板的厚度可取1/50短邊尺寸,本設(shè)計(jì)取為180mm。橫梁(h以b)mm2縱梁(b以h)mm21.2柱截面尺寸柱的截面尺寸可以根據(jù)軸壓比限制確定。房屋的高度為37.2m,框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架為三級(jí)抗震等級(jí),軸壓比的限值為0.9。單位面積上的重力荷載代表值去為按簡支狀態(tài)計(jì)算的柱的負(fù)載面積,8E為折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值可近似取為12-15kN/m2,β為考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)。所得柱的截面尺寸見表1.2所示。層次混凝土強(qiáng)度等級(jí)1700以700700以700650隊(duì)650650以650600以600600以6001.2剪力墻的布置對(duì)于結(jié)構(gòu)布置圖,按照連梁剛接考慮,計(jì)算簡圖見圖2.對(duì)于帶邊框的剪力墻,其板的厚度不應(yīng)小于160mm且不應(yīng)小于層高的1/20。一層層高為3.6m.二層層高為3.0m,所以各層均取為200mm。2剪力墻框架及連梁的剛度計(jì)算2.1剪力墻剛度計(jì)算橫向剪力墻共有8片,其中W1墻共有3片,W2墻共有1片,W3墻共有4片Aw=700K期002+20085300=2.0410?mm22-6層:Aw=650W6502+2005350=1.92K7-12層:公式公式W2墻為不帶翼緣的單片整截面墻,見圖4所示。整截面墻的等效剛度按照公式:計(jì)算公式中的Aw、Iw和叢值。Aw=70057002+200K2000=1.38K1Aw=650W5502+200%.2050=1.26M1Aw=600m5002+200%2100=1.14M1公中的E、Aw、Iw和叢應(yīng)沿房屋高度取加權(quán)平均值。公將上列數(shù)據(jù)代入公,后得W3墻考慮翼緣作用的截面圖,如圖2.3所示,W-3墻為整截面墻,有效翼緣寬度取6倍的翼緣厚度,即1200mm。bbE嬰=h計(jì)算公式中的Aw、Iw和μ值。Aw=700W7002+200H2000+200K9502=1.76M12-6層:Aw=650M6502+2005.2050+200K路752=1.610°mm27-12層:Aw=600%600+600W600+2002100+200(900+900)=1.5將上列數(shù)據(jù)代入公,后得2.2框架剪切剛度計(jì)算總框架的剪切剛度按照公式C=Dh=h¥D,計(jì)算,柱的側(cè)移剛度按照公式計(jì)算。各層各跨梁線剛度6計(jì)算結(jié)果見下表2.1,表中I表示各矩形截面所計(jì)算的慣性矩;見表2.2.表2.1橫梁線剛度,計(jì)算表類別h隊(duì)bI1111表2.2各層柱線剛度i計(jì)算表類別I12111續(xù)表2.2柱的抗側(cè)剛度按照式D=a計(jì)算,以第一層A列1柱為例說明計(jì)算方法,的見表2.3、2.4和2.5所示。表2.3A列柱側(cè)移剛度D計(jì)算表(10?N/mm)1、2、3、7、8、11軸柱15、16軸柱KαDKα121、2軸柱3、7、8、11、15、16軸柱KαDKα121、2、16軸柱KαDKα12續(xù)表2.5α12框架-剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計(jì)算中所用的總框架剪切剛度計(jì)算公式按照式計(jì)算。結(jié)果見表2.7所示。層次框架12各連梁的凈跨長度與截面高度之比均大于4,可不考慮剪切變形的影響。以9軸線的連梁說明連梁剛度計(jì)算的方法,其他的連梁計(jì)算結(jié)果見表2.8。連梁的跨高比大于5,與一般框架梁的受力類似,可按框架梁設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)。以9軸線連梁為例說明連梁剛度計(jì)算方法,其他的見表2.8所示。bl=1350+700/2-400/4=160a=3250/8450=0.39b=160修設(shè)編州其中慣性矩1。由表3確定,考慮到梁與樓板現(xiàn)澆為整體,故將I。乘以2。則C,=C??+C??=(1.80+2.同理,對(duì)于2-6層連梁,計(jì)算結(jié)果如下:bl=1350+650/2-400/4=157其中慣性矩l由表2.1確定,考慮到梁與樓板現(xiàn)澆為整體,故將l。乘以2。則C.=C??+C??=(1.99+2.92)同理,對(duì)于7-12層連梁,計(jì)算結(jié)果如下:bl=1350+600/2-400/4=155。其中慣性將數(shù)據(jù)代入公。其中慣性矩I。由表3確定,考慮到梁與樓板現(xiàn)澆為整體,故將L。乘以2。類別層次habC1軸線連梁6續(xù)表2.89軸線連梁16¥162.4結(jié)構(gòu)剛度特征值λ的內(nèi)力和位移時(shí),公式中的7可取0.55,即朽遠(yuǎn)資料(1)屋面荷載30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層V型輕鋼龍骨吊頂屋面活載(上人)(2)樓面荷載合計(jì)5.182kN/m2諾視編洲陽臺(tái)恒載合計(jì)樓面活荷載2.0kN電梯機(jī)房地面恒載合計(jì)3kN/m2(3)梁、柱、墻及門窗重力荷載類別層次190.3以0.699170.25以0,477133310.25以0.3510.25以0.3511類別層次n根數(shù)精遠(yuǎn)資料10.3以0.622210.25以0.450.25以0.450,25以0.45140.3以0.64410.25以0.35440.25以0.354表3.3縱梁(主梁)重力荷載計(jì)算表類別數(shù)8-9軸線10.25以0.5222軸線10.3聯(lián)0.62225-7軸線122211-13軸線1220.25以0.5215-16軸線10.25以0.5220.25以0.52類別n根數(shù)8-9軸線120.25以0.522軸線110.25以0.510.25以0.5115-16軸線10.25以0.5220.25以0.52為了簡化計(jì)算,計(jì)算柱子的重力荷載時(shí)近似取1.1倍柱自重以考慮柱面粉刷層的重力荷載。柱子的凈高可取層高減去板厚,柱重力荷載計(jì)算結(jié)果見表3.5所示。類別層次b隊(duì)h/mmA列柱199600隊(duì)6009C列柱1E列柱18650眼65088199600隊(duì)6009內(nèi)墻采用240mm厚的水泥空心磚(容重為9.6kN/m2)。內(nèi)墻兩側(cè)采用石灰粗砂粉刷(容重為0.34kN/m2);外墻采用400mm厚的水泥空心磚(容重為9.6kN/m2),外墻外面為10mm厚的瓷面磚,10mm厚水泥砂漿,20mm厚的水泥砂漿,60mm厚保溫苯板。外墻10mm厚的瓷磚面400mm厚的水泥空心磚80mm厚保溫苯板20mm厚的水泥砂漿石灰粗砂粉刷合計(jì)內(nèi)墻240mm厚的水泥空心磚合計(jì)鋼筋混泥土剪力墻200mm厚的鋼筋混凝土合計(jì)采用鋁合金玻璃窗,房間門采用木門,底層門采用鋁合金玻璃門。其單位面積重力荷載為鋁合金玻璃門窗(4)重力荷載代表值各層樓面取建筑總面積計(jì)算恒載,取樓板凈面積計(jì)算活荷載;各根梁取梁截面高度減去板厚的尺寸計(jì)算梁自重;各根柱取層高減取板厚計(jì)算柱自重;墻、剪力墻按實(shí)際墻重加上門窗重。最后按各樓面包括梁及上下各半層的墻柱恒載的100%,樓面活荷載的50%相加算得各樓層重力荷載代表。質(zhì)點(diǎn)123456G質(zhì)點(diǎn)789G垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照公式w=βμH,O計(jì)算。其中基本風(fēng)壓w=0.45kN/m2;風(fēng)荷載體型系數(shù)可按照?qǐng)D6所示的規(guī)定采用。因?yàn)榉课萦?jì)算高度為H=37.2m>30m,且H/B=3.9>1.5,因此應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的T?=0.25+0.53810?3H2NB計(jì)算房屋基本周期T,即考慮到D類地區(qū)的基本風(fēng)壓應(yīng)乘以0.32后代入上式中,可得v=0.38;振型系數(shù)按公式φ=H,/H確定。將上述數(shù)據(jù)代入公中得圖3.1所示的風(fēng)向?yàn)轱L(fēng)向(其中左風(fēng)向與右風(fēng)向風(fēng)載體型系數(shù)一致)。沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q(z)=(0.45M0.8+0.4589.5)μβ48.0=28.08μβ按照上述方法確定的各層標(biāo)高處的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表3.7所示。計(jì)算突出屋面部分的風(fēng)荷載時(shí),H取1.3,迎風(fēng)面的寬度為6.0m風(fēng)振系數(shù)為1.0風(fēng)荷載沿房屋高度的分布見表3.7所示。一987654321在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作分析中,應(yīng)將沿房屋高度的分布風(fēng)荷載折算為倒三角行分布荷載和均布荷載。為此,應(yīng)先將分布荷載按靜力等效原理折算為圖3.2所示的節(jié)點(diǎn)集中力F?,F(xiàn)在以F?為例說明計(jì)算方法,其余的集中力見圖3.2所示。圖中的qm和9按照公式確定。其中V=912.69kN:M。=20514.37kNIm;H=37.2m將這些數(shù)據(jù)代入上述公式中可得到輛遠(yuǎn)資料m!;b)圖3.2風(fēng)荷載的折算屬圖3.3結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算簡圖結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移應(yīng)按照公式“=“,+uG計(jì)算,其中q為則u=0.6895+0.00135=0.690取Y,=0.8,所以可計(jì)算得到T=1.7K0.8√0.69085=1.13s(2)水平地震作用該房屋主體結(jié)構(gòu)高度不超過40m,且質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻,故可用底部剪力G=0.85Gg=0.85%209242.精遠(yuǎn)資料表3.8橫向水平地震作用計(jì)算表123456修設(shè)編州789合計(jì)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作分析時(shí),將質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用折算為倒三角形分布荷載和頂點(diǎn)集中荷載。4水平荷載作用下框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算4.1位移計(jì)算與驗(yàn)算計(jì)算水平地震作用下的側(cè)移時(shí),應(yīng)取倒三角形分布荷載與頂點(diǎn)集中荷載產(chǎn)生的側(cè)移之和,相應(yīng)的側(cè)移分別按照公式和計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表4.1所示。1修設(shè)編洲1234567891由表可得各層層間位移角均小于1/800,滿足要求。(1)橫向風(fēng)荷載作用下計(jì)算風(fēng)荷載作用下的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時(shí),結(jié)構(gòu)剛度特應(yīng)取為1.61。由圖3.2可見,應(yīng)分別計(jì)算倒三角形分布荷載和均布荷載作用下的內(nèi)力。總框架的剪力和總連梁的彎矩按照公計(jì)算其中總框架的名義剪力V,應(yīng)按照公1計(jì)算;總剪力墻彎矩按照公式,總剪力墻的剪力按照公式1修設(shè)編洲算公式,并與總連梁的約束彎矩m相加。計(jì)算結(jié)果見表4.2所示。均布荷載和倒三角形分布荷載共同作用下的抗剪-剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力見表4.3所示。修設(shè)編表4.2.橫向風(fēng)荷載(均布荷載和倒三角形荷載)作用下內(nèi)力計(jì)算表層次均布荷載作用倒三角分布荷載作用MVvmVMVmV01234567890123456789用下的內(nèi)力。總框架的剪力和總連梁的約束彎矩按照公式并與總連梁的約束彎矩m相加。就算結(jié)果見表4.5所示。兩種荷載作用下框架剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算見表4.4所示。表4.4.橫向水平地震作用下總框架、總剪力墻和總連梁內(nèi)力00001234567890在橫向地震作用下,總剪力墻的彎矩,剪力總框架的剪力以及總連梁的約束彎矩沿房屋高度的分布規(guī)律如圖4.1所示。圖4.1總剪力墻、總連梁及總框架內(nèi)力圖均布荷載作用頂點(diǎn)集中荷載作用MVVVmVMVVVmV0000000123456789000(1)框架梁、柱內(nèi)力y=y。+y?+y?+y?確定各個(gè)柱子的反彎點(diǎn)高度比應(yīng)分別按照均布荷載和倒三角形荷載表4.6.1風(fēng)荷載作用下8軸線橫向框架柱端彎矩計(jì)算表層次hVDVKMMDVXMM123456789說明表中的¥D,和D的單位為以10?kN/m.的單位為kNM和的單位為kNTm。表4.6.2風(fēng)荷載作用下8軸線橫向框架柱端彎矩計(jì)算表hVKyMMDKMN1023456789說明:表中的¥D,和D的單位為K10?kN/m,Y的單位為KN,M和的單位為kNTm。表4.7風(fēng)荷載作用下梁端彎矩剪力及軸力計(jì)算表MMVMMVMMVC軸柱E軸柱123455675890516梁端彎矩按照公式計(jì)算、然后由梁自身的平衡條件(即確定梁端的剪力,在由節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的梁端剪力計(jì)算柱子的軸力(即,計(jì)算過程見表4.7所示。(2)連梁內(nèi)力計(jì)算5軸線的連梁和相應(yīng)的剪力墻的內(nèi)力。以第10層的連梁的內(nèi)力計(jì)算來說明計(jì)算過程,其他的計(jì)算結(jié)果見表4.8所示。由公式并根據(jù)前面計(jì)算的有關(guān)數(shù)據(jù),得:另外,由公式由公式M°2=M??-a(M??+M?)得到連梁剛域端的彎矩M?=322.24-0.47(322.24+116.00)=11得連梁內(nèi)力12345678900012345678900(1)連梁內(nèi)力水平地震作用下連梁內(nèi)力計(jì)算方法與風(fēng)荷載作用下的計(jì)算方法相同,仍取5軸線連梁,其內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表4.10所示。層次123456789(2)框架梁、柱內(nèi)力計(jì)算計(jì)算水平地震作用下框架梁柱內(nèi)力時(shí),應(yīng)對(duì)框架各層剪力V。進(jìn)行調(diào)整。本結(jié)構(gòu)底部總剪力Vo=4599.35kN0.2V。=0.2以4599.35=919.87kN:由表21可見,各層的框架總剪力應(yīng)予以調(diào)整。由于1.5V=1.58547.06均取1.5Vma。各層框架總剪力調(diào)整后,按調(diào)整前后總剪力的比值調(diào)整柱和梁的剪力及端部彎矩,柱子的軸力不必調(diào)整??蚣芰褐鶅?nèi)力計(jì)算過程與風(fēng)荷載作用下的相同,計(jì)算結(jié)果見表4.11、表4.12、表4.13和表4.14。YDKMMDMM123456789說明:表中彎矩的單位均為kNTm,剪力的單位hVDVKMMDMM1023456789說明:表中彎矩的單位均為kNTm,剪力的單位為kN。層次hVDVKyMMDYXMM123456789層次hVDVKyMMDYXMM1023456789表4.13橫向水平地震作用下梁端彎矩剪力計(jì)算層次AC跨梁端彎矩剪力CE跨梁端彎矩剪力EF跨梁端彎矩剪力1調(diào)整前調(diào)整后1調(diào)整前調(diào)整后1調(diào)整前調(diào)整后MVMMVMMVMMVMMVMMV1067206736067406756067606776067286067906710099183565486237483231160667120567柱987654321ACEF4(3)剪力墻內(nèi)力水平地震作用下剪力墻內(nèi)力計(jì)算方法與風(fēng)荷載作用下的相同。5軸線的剪力墻內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表4.15所示。M¥M000123456789005豎向荷載作用下框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算5.1計(jì)算單元及計(jì)算簡圖仍取8軸線橫向框架和5軸線橫向剪力墻進(jìn)行計(jì)算。如圖5.1所示。因?yàn)榱喊鍨楝F(xiàn)澆整體,并且各區(qū)格為雙向板,故直接傳給橫梁的樓面荷載為三角形和梯形,計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余荷載通過縱梁傳以集中荷載和集中力矩的形式傳給橫向框架。本工程中邊框架的縱梁與柱的軸線不重合,所以作用在框架上的荷載還有集中力矩。豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖5.2所示。5.2荷載計(jì)算(1)8軸線框架荷載計(jì)算以標(biāo)準(zhǔn)層層和頂層的恒荷載荷載計(jì)算為例說明荷載的計(jì)算方法,其余的計(jì)算過程省略。圖5.2中的9%包括梁重和隔墻的重:標(biāo)準(zhǔn)層:qAc=4.5+2.982.4=11.65kN/mqc=2.5+2.q?=5.18以0.92=9.32kN/mq?=5.18以.352=13.99kN/m圖5.1框架及剪力墻計(jì)算單元簡圖族塔.355.18=69.53kNM?=52.74以0.15=7,91kNTm頂層:qAc=4.5kN/m,qc=2.5kP?=3.125以3.6+6.28%6.75=43.78kNP?=3.125%3.6+3.04A6.75=框架活荷載的計(jì)算與恒荷載的計(jì)算方法相似,具體計(jì)算過程見下述說明。(因?yàn)槲菝鏋樯先宋菝?,所以屋面的活荷載和樓面的活荷載一樣,計(jì)算時(shí)不再分開計(jì)算)但荷收作用(2)⑤軸線剪力墻荷載計(jì)算豎向荷載作用下剪力墻的計(jì)算方法和框架的計(jì)算方法相似,具體計(jì)算過程見下述所示。q%=5.6882.4=13.63kN/m,q=5.M?=-119.260.15=-17.89kN活荷載:計(jì)算5軸線框架的內(nèi)力,具體的計(jì)算方法采用彎矩二次分配法,計(jì)算結(jié)果見表5.1所示。首先計(jì)算5軸線框架-剪力墻的框架在豎向恒荷載作用下的的內(nèi)力,然后將C端的剪力和彎矩反向施加于剪力墻上再按照靜力等效原理將豎向集中荷載和集中力矩移至剪力墻型心處。下面以第一層為例說明計(jì)算方法,其余的計(jì)算結(jié)果見表5.2所示。恒荷載作用活荷載作用E柱剪力E柱剪力C端E端123456789續(xù)表51表5.2恒荷載產(chǎn)生的剪力墻各層集中荷載及集中力矩計(jì)算表層次剪力墻形心處C端彎矩及剪力剪力墻形心處123456789豎向活荷載作用下的剪力墻各層的集中荷載和集中力矩見表5.3所示。圖5.4豎向活荷載作用下剪力墻計(jì)算簡圖表5.3活荷載產(chǎn)生的剪力墻各層集中荷載和集中力矩剪力墻形心處C端彎矩及剪力剪力墻形心處123456789(1)框架內(nèi)力計(jì)算活荷載作用下的8軸線框架的彎矩值見表5.4和表5.5所示,梁端剪力和柱端剪力與柱見表44所示,梁端剪力見表34所示。對(duì)于屋面活荷載,上述計(jì)算均是按照上人屋面活表5.4豎向恒荷載作用下8軸線框架彎矩值層次梁端彎矩柱端彎矩跨左跨右跨左跨右跨左跨右E柱下F柱下123456789表5.5豎向活荷載作用下8軸線框架彎矩值層次梁端彎矩柱端彎矩A柱上A柱下C柱上C柱下E柱上E柱下F柱上F柱下跨左跨左跨左123456789表5.6恒荷載作用下8軸線框架梁端剪力、柱端剪力和軸力層次梁端剪力柱端剪力A柱軸力C柱軸力E柱軸力F柱軸力左右左右上端下端上端下端上端下端上端下端106655638389483216622577559934552242648374455220484275555599364661362993389773847722331199118697711834496977110996977110440331169911550表5.7活荷載作用下8軸線框架梁端剪力、柱端剪力和軸力梁端剪力柱端剪力柱軸力E端左E端右123456789(2)剪力墻內(nèi)力計(jì)算豎向恒荷載和豎向活荷載作用下剪力墻內(nèi)力根據(jù)表5.3和表5.4進(jìn)行計(jì)算,剪力墻各截面的彎矩和軸力可用平衡條件求得,剪力等于0,計(jì)算結(jié)果見表5.7所示。恒荷載作用活荷載作用1234567896作用效應(yīng)組合6.1結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)應(yīng)根據(jù)烈度結(jié)構(gòu)類型和房屋高度確定,對(duì)于框架-剪力墻結(jié)構(gòu),還因判別總框架承受的地震傾覆力矩是否大于總地震的50%。為此,應(yīng)計(jì)算總框架承受的地震傾覆力矩。總框架承受的地震傾覆力矩Mov為:地震總傾覆力矩Mo為:則框架部分的抗震等級(jí)為三級(jí),剪力墻部分的抗震等級(jí)為二級(jí)。6.2框架梁彎矩和剪力設(shè)計(jì)值表6.18軸線框架梁支座邊緣截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值恒載內(nèi)力活載內(nèi)力重力荷載代表風(fēng)載內(nèi)力地震內(nèi)力V口M1AE續(xù)表6.1F4ACFACEF6.2.2梁內(nèi)力組合考慮了四種組合,即1.2Sc+1.4S。,1.2Sα+1.4(So+S),1.2S+1.4S1.35S+SQ由于本設(shè)計(jì)是高層建筑,故當(dāng)恒荷載內(nèi)力和活荷載內(nèi)力及風(fēng)荷載內(nèi)力組合時(shí),荷載組合值系數(shù)取1.0。另外,組合豎向荷載作用下的梁端彎矩乘以彎矩調(diào)幅系數(shù)梁的跨中彎矩值可根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上的荷載設(shè)計(jì)值由平衡條件確定,下面以EF跨跨中彎矩計(jì)算過程為例說明計(jì)算方法:q?=1.2K13.99+1.4由于梁端彎矩系支座邊緣的彎矩值,故計(jì)算時(shí)應(yīng)取凈跨假設(shè)梁跨中最大彎矩距離A端為x,則最大彎矩的剪力應(yīng)滿足由此得x=0.49m<0.5m,與假設(shè)條件相符,所得數(shù)值有效。梁的跨中做大彎矩值為同樣,可求出有右風(fēng)作用時(shí)的梁端彎矩、剪力和跨中彎矩。表6.2中,梁端剪力及跨中彎矩取考慮左右風(fēng)時(shí)兩者中的較大值V1支座ACEF跨中4支座ACEF跨中續(xù)表6.2支座ACEF跨中表63框架梁彎矩、剪力組合表(地震作用)正西Z田1支座ACCEEF跨中二續(xù)表63三一4支座ACCEF跨中二—一支座ACC跨中F二二一注:表中的剪力和彎矩的單位分別為kN,kNTm。6.3.1柱支座邊緣截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值在豎向及水平荷載作用下,柱的剪力值沿高度保持不變,彎矩值按直線規(guī)律變化,柱子支座邊緣處的彎矩M=M-VAh,其中M、V為支座中心處的彎矩和剪力,△h為支座中心至支座邊緣的距離。由此計(jì)算的柱支座邊緣的彎矩和剪力見表6.4所示。由于在計(jì)算活荷載內(nèi)力時(shí),屋面及樓面均取活荷載2kN/m2,而計(jì)算重力荷載代表值產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí),屋面均取雪荷載,樓面仍取活荷載。因此,計(jì)算各層柱子的重力荷載代表值時(shí)第12層柱子取Na+0.5(N/4),其他層的取值均按恒荷載加活荷載的一半來取。6.3.2柱子內(nèi)力設(shè)計(jì)值柱端截面彎矩和剪力設(shè)計(jì)值按照表6.4所列公式進(jìn)行組合,柱端剪力抗震設(shè)計(jì)時(shí)按照確定,另外抗震設(shè)計(jì)時(shí),柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合公式DM=η.DM。得要求,柱端截面內(nèi)力設(shè)計(jì)值見表6.4-6.7所示。下面以A軸柱第四層說明如何對(duì)柱端彎矩和剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整。第4層柱的上端彎矩為109.16kNTn,第五層柱的下端彎矩為80.93kNIn則節(jié)點(diǎn)上下柱端截面截面反時(shí)針方向的彎矩設(shè)計(jì)值之和為190.09kNTn。另外節(jié)點(diǎn)作用梁端的順時(shí)針方向的彎矩設(shè)計(jì)值之和是199.31kNTn,因?yàn)樽笥伊憾藦澗刂团c上下柱彎矩之和基本相等,故可以將柱端彎矩乘以1.1,即第4層上端彎矩截面調(diào)整后的值為:M"=0.80KK1.2109.16)=98.24kNTn第4層柱的下端彎矩為186.98kNTn第3層柱的上端彎矩為69.80kNTn,則節(jié)點(diǎn)上下端彎矩之和為256.78kNTn,第3層節(jié)點(diǎn)左右梁端順時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和是520.88kNTm,因此應(yīng)將節(jié)點(diǎn)左右梁端截面彎矩之和乘以彎矩增大系數(shù)1.1,在按照上下柱的組合彎矩比例分配給柱端,即層次恒載內(nèi)力活載內(nèi)力重力荷載地震內(nèi)力風(fēng)載內(nèi)力MMNVMNV1上口37.44口2.34口3.10下上口49.89口44.80口4.05口3.71下口11.53上口38.08口1.98下口11.24上0口244.74口32.64口2.70下口11.344上口31.43口8.65口5.77下口8.65上口36.4口52.73口14.52口9.68下口14.52上口33.46口9.21口6.14下口9.21上口174.47口18.25口4.72口3.35下口5.32續(xù)表6.4上口32.41口42.29口18.55下口13.35上口2.03口52.04口58.98口29.79下口30.38上O1.16口34,40口44.30口19.69下口14.76上口6.82口18.96口30.10口10.85下口2.44層次NMM出甚出正還1上M1N815下MN110V續(xù)表6.54上M7N075下M7N475V上M7一N一3下M一N一5V一表6.6C軸柱的內(nèi)力組合層次截面MNMM出Td續(xù)表6.61上MN下MNV4上MN下MNV上M二N一下M二N一V一表6.7E軸柱的內(nèi)力組合NMM正1上MN下M續(xù)表6.7NV4上MN下MNV上M二N一下M二N二V一注:表中的剪力、軸力和彎矩的單位分別為kN,表6.8F軸柱的內(nèi)力組合NMM正臣a1上MN下MNV4上MN下MNV上M一N—下M二N—V一剪力墻彎矩軸力及剪力的組合方法和柱的相似,由柱軸力的組合來看本工程除考慮地震作用效應(yīng)組合和非地震組合中的1.35SG+1.0S外。其余組合均不起控制作用,因此剪力墻在組合時(shí),只考慮上述的組合方式,其余的均不考慮。為了便于計(jì)算,見剪力墻的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值匯總與表6.9。表6.9剪力墻內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值層次恒載內(nèi)力活載內(nèi)力地震內(nèi)力MNMMN1上4-51下64544上01下41上0下剪力墻的內(nèi)力組合方法和柱的組合方法相似,結(jié)果見表6.12。連梁的內(nèi)力組合方法和框架的組合方法相似,對(duì)5軸線連梁進(jìn)行組合。為了計(jì)算簡便,將連梁支座邊緣截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值列于表6.10中。表6.10⑤軸線連梁支座邊緣截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值截面恒載內(nèi)力活載內(nèi)力重力荷載代地震內(nèi)力1CE4CEC 在水平地震作用下連梁受力較大,因此僅對(duì)考慮有地震作用效應(yīng)的組合。其中在組合時(shí),重力荷載代表值應(yīng)乘以彎矩調(diào)幅系數(shù)0.8;連梁內(nèi)力組合值見表6.11所示。a1支座CE跨中——4CE跨中—一支座CE跨中一一1上端NV一下端MNV一4上端MNV—下端MNV一上端MNV一下端MNV一7構(gòu)件截面設(shè)計(jì)7.1框架梁截面設(shè)計(jì)MA=163.31kNTmMc=191.72kNTmV=1f,=f,=360N/mm2)。將下部跨間截面的416鋼筋伸入支座,作為支座負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋(ξ1支座AC跨中一一支座CE跨中一一支座EF跨中—一4支座AC跨中一一座支座CE跨中一一座支座EF跨中一—座支座AC跨中一一支座CE跨中一一支座F跨中一一表7.2框架梁箍筋數(shù)量計(jì)算表層次截面梁端加密區(qū)沿梁全長實(shí)配鋼筋實(shí)配鋼筋1EE構(gòu)造配筋F構(gòu)造配筋4CEEFCEE構(gòu)造配筋續(xù)表7.2F構(gòu)造配筋7.2框架柱截面設(shè)計(jì)(1)剪跨比及軸壓比驗(yàn)算柱子的剪跨比按照公確定,其中M。取柱子上下端彎矩較大者。計(jì)算軸壓比時(shí),N取考慮地震組合的軸力設(shè)計(jì)值。表7.3是柱軸壓比和剪壓比的計(jì)算結(jié)果。表中的數(shù)值考慮了內(nèi)力調(diào)整但沒有考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)。柱子軸壓比不宜大于0.9,柱的剪跨比大于2。柱號(hào)14141414(2)柱正截面受壓承載力計(jì)算縱向鋼筋選用HRB400級(jí)鋼筋,以A軸柱第1層為例說明計(jì)算方法。(M=56.71kNn,N=1362.45.e取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30兩者中較大值,即700/30=23mm,故取e=23mm.e=e+e=41.62+23.33=64.95mmne=1.78K64.95=115.35mm<0.3h=198mm,故為小偏心受壓。取A,=A,=0.002bh=980mm2解方程的到x=532.08mm<h=700mm,且x=532.08mm>0.518660=341.88mmx=532.08mm<(2β?-5)h=7Ne=1362.450525.35=715.76kN<0.43α,fbh,2=2504.31kN所以這組內(nèi)力計(jì)算時(shí)再取軸力最大的一組(M=50.31kN,N=2541.51kN)計(jì)算。柱的計(jì)算長度的確定和上述的計(jì)算結(jié)果一致,取值為7.24m。,ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30兩者中較大值,即700/30=23mm,故取e=23mm,ne,=2.17M43.13=93.53mm<0.3,=198mm.故為小偏心受壓。取A,=A,=0.002bh=980mm2解方程的到x=547.25mm<h=700mm,且x=547.25mm>0.5188660=341.88mmx=547.25mm<(2β-ξ)h%=7N=2541.51kN<S.α?fbh=4570.94kNNe=2541.519547.25=1390.84kNn<0.43α,fbh2=2504.31kN所以這組內(nèi)力計(jì)算時(shí)(3)柱斜截面受剪承載力計(jì)算確定,公式中的入由表53查得,其值大于3時(shí)取3;N取值為Pm;i=λ9/f,=0.0606.7/270=0.37%<0.4%,取值為0.4%非加密區(qū)還應(yīng)滿足S<10d=180mm,故箍筋取408@150mm、各層柱箍筋計(jì)算結(jié)表7.4框架柱箍筋數(shù)量表柱號(hào)層次N(加密區(qū)非加密區(qū)A柱1481214411 E柱1412F柱1412(4)梁柱節(jié)點(diǎn)受剪承載力計(jì)算以第1層中間層的為例說明節(jié)點(diǎn)受剪承載力計(jì)算。由表中的數(shù)據(jù)可得節(jié)點(diǎn)左右梁端順時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和為¥M,=191.71+53.78=24節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪力設(shè)計(jì)值按照公因驗(yàn)算方向的梁截面寬度300<700/2,故核心區(qū)截面有效驗(yàn)算寬度取mm的較小值,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪力設(shè)計(jì)值滿足下式的要求(0.30η,fb,h)/Y=(0.3以堪助19.1300700)/0.75=2406.6kN>V滿足要求。采用柱端加密區(qū)的箍筋數(shù)量48@100。7.2剪力墻截面設(shè)計(jì)表7.5剪力墻的剪跨比及軸壓比層次14翼緣寬度b,=700mm翼緣厚度h,=700mmh=6400mm,a=300mm??v向鋼筋采用HRB400級(jí)。豎向及水平分布筋采用HRB335級(jí)鋼筋。豎向分布筋采用12@200,相應(yīng)的配筋率為M.=α?f.8x(h-x/2)+(b,-b)h,(h-h,/[200651.64B(6400-651.64/2)+(700-200)K700B(6400-700/2用3012(3391mm2),剪力墻其他各層的配筋見表7.6所示層次5實(shí)配鋼筋14負(fù)值負(fù)值7.3斜截面受剪承載力計(jì)算驗(yàn)算截面尺寸,剪跨比不大于2.5時(shí)剪力墻的受剪截面要符合下列要求YREV=1714.45kN<0.15β.fb,h。=0.15以塌以隊(duì)19.12006400=3667.2kN截面尺寸滿足要求。λ=2.17>2.2,取λ=2.2V=3086.58<0.2fbh=0.2K緞.12006700=5118.8kN計(jì)算時(shí)V取實(shí)際值,由《高規(guī)》得得選用雙排10@150,相應(yīng)的配筋率為:最小配筋率滿足要求設(shè)置部位:設(shè)置部位:剪力墻底部加強(qiáng)部位由前比較可知道在第一、二層及其上1層(第三層)的墻肢端部。構(gòu)造要求:約束邊緣構(gòu)件沿墻方向的長陰影部分設(shè)采用中8@50雙向配置,其體積配箍率為:符合要求。構(gòu)造邊緣構(gòu)件設(shè)置部位:除剪力墻第1、2、3層加強(qiáng)層外的其他層墻肢端部。構(gòu)造要求:采用φ8@100雙向配置,其體積配箍率:符合要求。層次實(shí)配鋼筋數(shù)量14負(fù)值負(fù)值因?yàn)檫B梁的跨高比大于5,故與框架梁的受彎承載力計(jì)算方法相似計(jì)算結(jié)果見表7.8層次截面ξ實(shí)配鋼筋1支座CE跨中一一4支座CE跨中一一支座CE跨中一一截面實(shí)配箍筋1CE4CECE8雙向板樓蓋設(shè)計(jì)8.1荷載計(jì)算8.2按塑性理論計(jì)算(1)擱板Am,=αm,=0.7201.25=0.(2)擱板B(3)擱板C(4)擱板D取α=1=0.53B-2(4)擱板E計(jì)算跨度=6.0m-0.30m=5.7m計(jì)算跨度M,=M,=2以0.543.35m,=3.62m表8.1樓面雙向板的配筋計(jì)算截面mA配筋實(shí)有A跨中C區(qū)格支座9基礎(chǔ)設(shè)計(jì)9.1確定樁數(shù)和樁的布置9.2計(jì)算樁頂荷載9.
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