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文檔簡介

1、摘 要在本文中,筆者綜合運用大學(xué)所學(xué),根據(jù)任務(wù)書要求進行了現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宿舍樓的建筑設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計。本畢業(yè)設(shè)計題目為“大連理工大學(xué)本科生宿舍樓設(shè)計”。本工程所在地為大連(甘井子區(qū)),地震設(shè)防烈度為7度(0.10g),設(shè)計地震分組為第二組。建筑場地類別屬于類,凍深0.7m。宿舍樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,不上人屋頂,總建筑面積約5609.52m2。結(jié)構(gòu)總層數(shù)為六層,首層層高3.6m,標準層層高均為3.3m,室內(nèi)外高差0.450m,建筑總高度為20.7m,設(shè)計使用年限50年。關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;地震作用;內(nèi)力計算;內(nèi)力組合Design for dormitory of Dalian

2、 University of TechnologyAbstract In this article,I comprehensived use of what I learn in the university and carried out the cast-in-place reinforced concrete frame structure dormitory building design and structural design,according to the requirements of the mission.The graduation design topic is D

3、esign for dormitory of Dalian University of Technology. The project is located in Dalian (Ganjingzi District). The seismic fortification intensity is 7 degrees ,and the earthquake group is the second group. The construction site category belongs to class , the frozen deep is 0.7m. The dormitory is r

4、einforced concrete frame structure system, not on the roof, and the total construction area ois about 5609.52m2. The total number of layers is six, first layer is 3.6m high,standard layer is 3.3m high,and the height between indoor and outdoor is 0.450m. The total height of the building is 20.7m,and

5、the design using age is 50 years.Key Words:Frame Structure; Structure Design; SeismicAction; Internal force calculation; Internal force combination目 錄摘 要2Abstract3引 言61建筑設(shè)計說明71.1設(shè)計任務(wù)書71.2設(shè)計依據(jù)71.3各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)造71.4防火設(shè)計91.5基本要求102 結(jié)構(gòu)設(shè)計論述102.1氣象條件102.2地質(zhì)條件102.3地震設(shè)防烈度102.4材料選用102.5結(jié)構(gòu)體系102.6施工方式113 框架設(shè)計114 荷載統(tǒng)計

6、145多遇地震水平作用計算186風(fēng)荷載計算237豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計算258內(nèi)力組合339構(gòu)件截面設(shè)計及配筋計算429.1梁截面設(shè)計429.2柱截面設(shè)計4610樓梯設(shè)計4810.1樓梯板設(shè)計4810.2平臺板設(shè)計5010.3平臺梁設(shè)計5111獨立基礎(chǔ)設(shè)計52結(jié) 論55參 考 文 獻56致 謝57引 言本畢業(yè)設(shè)計題目為“大連理工大學(xué)本科生宿舍樓設(shè)計”。本工程所在地為大連(甘井子區(qū)),設(shè)防烈度為7度(0.10g),設(shè)計地震分組為第二組。建筑場地類別屬于類,凍深0.7m。宿舍樓為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,不上人屋頂,總建筑面積約5609.52m2,建筑平面為近似矩形。本工程地勢平坦,地面

7、標高31.64-34.93m,地層從上至下為:表層2.0-3.0m厚為人工堆積層(黏質(zhì)粉土);以下為第四紀沉積土層;標高24.63-25.35m以下為卵石層。地下水位較深,勘測最深鉆孔(標高19.73m)未見地下水,且地下水質(zhì)對各類水源無任何腐蝕性。地基承載力特征值fck= 300kN/m2?;A(chǔ)采用獨立基礎(chǔ),框架梁、柱、板均為現(xiàn)澆,建筑設(shè)計使用年限為50年,耐火等級二級,設(shè)計包括主體結(jié)構(gòu)部分、樓梯、基礎(chǔ)等。本次設(shè)計的內(nèi)容包括建筑設(shè)計部分與結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。建筑設(shè)計內(nèi)容包括建筑平面設(shè)計、建筑立面設(shè)計、建筑剖面設(shè)計、建筑總平面設(shè)計、建筑構(gòu)造設(shè)計等內(nèi)容,使其滿足使用功能及造型美觀的要求。并繪制了建筑施

8、工圖若干。本次設(shè)計的重點是綜合利用我們大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識,包括混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)力學(xué)、抗震設(shè)計以及基礎(chǔ)工程等課程,并且學(xué)會查找相關(guān)知識以及國家規(guī)范等;并且學(xué)習(xí)并熟練使用相關(guān)軟件,比如AutoCAD、天正建筑、PKPM、Etabs等。通過本次畢業(yè)設(shè)計我學(xué)習(xí)到很多,也更加了解了土木工程,相信這會在以后對我有很大的幫助。1建筑設(shè)計說明1.1設(shè)計任務(wù)書設(shè)計名稱:大連理工大學(xué)本科生宿舍樓。結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù):結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu),建筑面積5609.52左右,基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ),框架梁、柱、板均為現(xiàn)澆。室內(nèi)外高差0.450m?;驹O(shè)計條件:基本風(fēng)壓0.65kN/m2(標準值)

9、;場地粗糙類別為C類;抗震烈度7度,場地類別屬于類,設(shè)計地震分組為第二組,建筑設(shè)計使用年限為50年,耐火等級為二級。1.2設(shè)計依據(jù)住宅設(shè)計規(guī)范 GB50096-2011建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2012混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-2010建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2010建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2013建筑結(jié)構(gòu)制圖標準 GB/T50105-2010房屋建筑制圖統(tǒng)一標準 GB/T50001-2010以及相關(guān)教材、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖集、建筑設(shè)計圖集等相關(guān)資料。1.3各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)造1 施工方法(1)屋面( 不上人屋面)20m

10、m厚1:3水泥砂漿面層10mm厚低標號砂漿隔離層防水卷材防水層20mm厚1:3水泥砂漿找平層保溫層(泡沫塑料板)30mm找坡層120mm厚鋼筋混凝土屋面板10mm厚板底抹灰頂棚 (2)樓面: 地磚面層 120mm厚鋼筋混凝土板 10mm厚板底抹灰頂棚(3)外墻(由內(nèi)至外):20mm厚石灰粗砂粉刷層;300mm厚灰砂磚。(4)內(nèi)墻:200mm 厚灰砂磚,雙面石灰粗砂粉刷20mm。2建筑材料選用 墻:輕質(zhì)砌塊 窗:塑鋼窗結(jié)構(gòu)正立面圖、背立面圖、側(cè)立面圖、樓梯剖視圖如下所示。圖1.1 正立面 圖1.2 背立面圖1.3 側(cè)立面圖1.4 剖面圖1.4防火設(shè)計建筑為六層公共建筑,建筑分類為二類,耐火等級為

11、二級。建筑總長為58.8m,設(shè)有2個樓梯,一個正門及一個側(cè)門;任一房間與外部出口的最遠距離不大于24m,安全疏散距離滿足規(guī)范要求(要求規(guī)定30m)。建筑疏散走廊取2.1m(大于最小凈寬1.40m),疏散樓梯取2.1m(大于最小凈寬1.20m),外門凈寬為3.8m,均滿足規(guī)范要求。1.5基本要求2 結(jié)構(gòu)設(shè)計論述2.1氣象條件雪 荷 載: 0.40kN/m2基本風(fēng)壓: 0.65kN/m22.2地質(zhì)條件本工程地勢平坦,地面標高31.64-34.93m,地層從上至下為:表層2.0-3.0m厚為人工堆積層(黏質(zhì)粉土);以下為第四紀沉積土層;標高24.63-25.35m以下為卵石層。地下水位較深,勘測最深

12、鉆孔(標高19.73m)未見地下水,且地下水質(zhì)對各類水源無任何腐蝕性。地基承載力特征值fck= 300kN/m2。建筑場地類別屬于類,凍深0.7m。2.3地震設(shè)防烈度 建筑地震設(shè)防烈度: 7度設(shè)計基本地震加速度值: 0.10g地震分組: 第二組2.4材料選用2.5結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu):現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);樓梯:鋼筋混凝土梁板式樓梯。2.6施工方式梁、板、柱均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。3 框架設(shè)計3.1結(jié)構(gòu)平面簡圖圖3.1 結(jié)構(gòu)平面布置簡圖由于結(jié)構(gòu)尺寸較大,故取軸一榀框架為例進行計算。橫向框架計算簡圖如下:圖3.2 橫向框架結(jié)構(gòu)簡圖3.2構(gòu)件尺寸確定(1)梁截面尺寸的確定:主梁截面高度一般為跨度的1/81

13、/12,次梁截面高度一般為跨度的1/181/12當(dāng)梁的負載面積較大或荷載較大時,宜取上限值,為防止梁產(chǎn)生剪切脆性破壞,梁的凈跨與截面高度之比不宜小于4;梁的截面寬度為梁高的1/31/2,且寬度不易小于200mm。 主梁:縱向主梁:h=(1/81/12)7200=600900mm,取h=700mm;b=(1/31/2) 700 =233350mm,取h=300mm。橫向主梁:邊跨:h=(1/81/12)6900=575862mm,取h=700mm;b=(1/31/2) 700 =233350mm,取h=300mm。中跨:h=(1/81/12)2100=175262mm,不合理; 為保證b200m

14、m,取b=200mm,h=600mm。 次梁: h=(1/181/12)6900=383575mm,取h=500mm;b=(1/31/2) 500 =167250mm,取h=200mm。(2)柱截面尺寸的確定:框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值計算,公式如下:bchcNfc 柱軸壓力增大系數(shù);F簡支狀態(tài)下,柱的負載面積;g單位建筑面積上的重力荷載代表值,近似取12kN/m2;n驗算截面以上的樓層數(shù);fc軸心抗壓強度設(shè)計值,C30查表得fc=14.3kN/m2;軸壓比限值,二級框架柱=0.75(由抗震規(guī)范(2010)表6.3.6查得)計算:N=12(1.05+3.45)7.26=2332.8

15、kN; bchc2332.81030.7514.3=217510mm2; bc=c466.4mm,取bc=c=500mm。(3)屋面及樓面均采用120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土3.3梁柱慣性距的確定求梁截面慣性距時,考慮現(xiàn)澆樓板的作用,取I=2I0(I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性距)。E=3.0104N/mm2=3.0107kN/m2(C30)AB、CD跨梁:i=1/12(bh3/L)=2E1/12(0.30.73/6.9)=24.910-4E(m3)BC跨梁:i=1/12(bh3/L)= 2E1/12(0.20.63/2.1)=34.310-4E(m3)柱:標準層:i=1/12(bh3/L)

16、= E1/12(0.50.53/3.3)=15.810-4E(m3)底 層:i=1/12(bh3/L)= E1/12(0.50.53/3.6)=14.510-4E(m3)計算公式:i=EIl ,對于現(xiàn)澆混凝土框架,中框架梁EI=2EI0,邊框架梁EI=1.5EI0,樓梯間處的框架梁EI=1.5EI0。(I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩)。表3.1 梁的線剛度位置E(kN/m2)截面bh(m)慣性距I010-3m4ib104(kNm)AB、CD跨3.01070.30.78.5755.59BC跨3.01070.20.63.610.29表3.2 柱的線剛度層次E(kN/m2)截面bh(m)層高

17、(m)慣性距I010-3m4i104(kNm)13.01070.50.53.65.214.34263.01070.50.53.35.214.733.4剛度計算D值法(橫向側(cè)移)1.底層:h=3.6m邊柱:K=i1+i2ic= 5.594.34=1.29 c=0.5+K2+K=0.5+1.292+1.29=0.38D=12ic2=0.54124.343.62104=2.17104kN/m中柱: K=i1+i2ic= 5.59+10.294.34=3.66 c=0.5+K2+K=0.5+3.662+3.66=0.73D=12ic2=0.73124.343.62104=2.93104kN/m2.標準

18、層:h=3.3m邊柱:K=i1+i2+i3+i42ic= 5.59+5.594.342=1.18c=K2+K=1.182+1.18=0.37D=12ich2=0.37124.733.32104=2.17104kN/m中柱: K=i1+i2+i3+i42ic= (5.59+10.29)24.732=3.36c=K2+K=3.362+3.36=0.63D=12ich2=0.63124.733.32104=3.28104kN/mD1=(2.172+2.932)10410=1.02106kN/mD2=(1.932+3.282)10410=1.042106kN/m D1/ D2=1.02/1.042=0

19、.980.7所以,框架符合要求,為標準框架。4 荷載統(tǒng)計4.1恒荷載1、屋面荷載:20mm厚1:3水泥砂漿面層 14.50.02=0.29kN/m210mm厚低標號砂漿隔離層 200.01=0.20kN/m2防水卷材防水層 0.10kN/m220mm厚1:3水泥砂漿找平層 14.50.02=0.29kN/m2 保溫層(泡沫塑料板) 0.50kN/m230mm找坡層 140.03=0.42kN/m2120mm厚鋼筋混凝土屋面板 250.12=3.00kN/m210mm厚板底抹灰頂棚 0.24kN/m2合計 5.04 kN/m22、女兒墻: 砌體 0.6140.3=2.52kN/m2外墻面磚 0.

20、60.62=0.37N/m2內(nèi)墻面20厚水泥粉刷 0.60.0220=0.24kN/m2合計 3.13 kN/m23、樓面荷載: 不防水:地磚面層 0.80kN/m2120mm厚鋼筋混凝土屋面板 250.12=3.00kN/m210mm厚板底抹灰頂棚 0.24 kN/m2合計 4.04kN/m2防水:地磚面層 2.00kN/m2120mm厚鋼筋混凝土屋面板 250.12=3.00kN/m210mm厚板底抹灰頂棚 0.24 kN/m2合計 5.24kN/m24、橫向框架梁及次梁: 主梁:邊跨:鋼筋混凝土梁 (0.7-0.12)0.325=4.35kN/m2頂棚 (0.7-0.12)20.24=0

21、.28kN/m2合計 4.63kN/m2中跨: 筋混凝土梁 (0.6-0.12)0.225=2.4kN/m2頂棚 (0.6-0.12)20.24=0.23kN/m2合計 2.63kN/m2次梁: 鋼筋混凝土梁 (0.5-0.12)0.225=1.9kN/m2頂棚 (0.5-0.12)20.24=0.18kN/m2合計 2.08kN/m25、縱向主梁:邊跨:鋼筋混凝土梁 (0.7-0.12)0.325=4.35kN/m2外墻面磚 0.700.62=0.43kN/m2內(nèi)墻涂料 (0.7-0.12)0.28=0.17kN/m2合計 4.95kN/m2中跨:鋼筋混凝土梁 (0.7-0.12)0.325

22、=4.35kN/m2內(nèi)墻涂料 (0.7-0.12)20.28=0.34kN/m2合計 4.69kN/m26、柱:邊柱:鋼筋混凝土柱 0.50.53.325=20.62kN/m2外墻重 0.53.30.45=0.74kN/m2內(nèi)墻涂料 0.5+(0.5-0.3)23.30.28=0.83kN/m2合計 22.20kN中柱:鋼筋混凝土柱 0.50.53.325=20.62kN/m2 內(nèi)墻涂料 0.5+(0.5-0.3) 23.30.28=1.48kN/m2合計 22.11kN7、墻(標準層): 括號內(nèi)為底層內(nèi)墻(主梁):砌體 (3.3-0.7)0.214=7.28kN/m涂料 (3.3-0.7)2

23、 0.28=1.46kN/m合計 8.74kN/m (9.74 kN/m) 內(nèi)墻(次梁):砌體 (3.3-0.5)0.214=7.84kN/m涂料 (3.3-0.5)2 0.28=1.57kN/m合計 9.41kN/m (10.42kN/m) 外墻:砌體 (3.3-0.7)0.314=10.92kN/m 內(nèi)墻涂料 (3.3-0.7)0.28=0.73kN/m外墻面磚 (3.3-0.7)0.45=1.17kN/m合計 12.82kN/m (14.30 kN/m)8、除梁柱外的墻(衛(wèi)生間):砌體 3.30.214=9.24kN/m內(nèi)墻涂料 3.30.28=0.92kN/m外墻面磚 3.30.45=

24、1.49kN/m合計 11.65kN/m (11.09 kN/m) 9、門窗:木門 0.2kN/m2鋼鐵門 0.4kN/m2鋁合金窗 0.4kN/m24.2活荷載1、不上人屋面: 0.5kN/m22、樓面:寢室 2.0kN/m2 走廊 2.5kN/m23、雪壓: 0.4kN/m24、風(fēng)壓: 0.65kN/m24.3重力荷載代表值計算1、屋面標準值:G女兒墻=3.13(58.8+15.9)2=467.62kNG屋面=5.0458.815.9=4712kNG梁=4.636.920+4.9558.82+4.6958.82+2.632.110+2.086.914=2037.04kNG柱=22.2024

25、+22.1116=886.56kNG墻=12.82(58.8+6.92)2+9.5312.12+8.746.928+9.072.18+8.7458.82+9.416.927=4955.57 kNG其余=11.65(1.5+2.4)+11.091.2=58.74kNG屋=G女兒墻+G屋面+G梁+12(G柱+G墻+27G其余)=10930.72 kN2、標準層樓面標準值:G樓面=4.0458.815.9+(5.24-4.04)1.52.427=3893.72kNG墻=4955.57 kN G梁=2037.04kNG柱=886.56kN G其余=58.74kNG標=G樓面+G梁+G柱+G墻+27G其

26、余=13358.87 kN3、底層樓面標準值:G底墻=14.30(58.8+6.92)2+9.5312.12+9.746.928+9.072.18+9.7458.82+10.426.927=5495.12 kNG樓面=3893.72kN G梁=2037.04kNG底柱=886.563.63.3=967.16kN G其余=58.74kNG標=G樓面+G梁+12G柱+G底柱+12G墻+G底墻=15407.36kN4、活荷載標準值:Q雪=0.458.815.9=373.97kNQ樓=2.058.815.9+(2.5-2.0)2.158.8=1931.58kN代表值:Ge屋=10930.72+1237

27、3.97=11117.71kNGe標=13358.87+121931.58=14324.66kNGe底=15407.36+121931.58=16373.15kN設(shè)計值:屋 面: G=1.210930.72+1.4373.968=13640.42kN標準層: G=1.213358.87+1.41931.58=18734.86kN屋 面: G=1.215407.36+1.41931.58=21193.04kN5多遇地震水平作用計算5.1結(jié)構(gòu)基本自振周期計算結(jié)構(gòu)基本自振周期計算采用結(jié)構(gòu)頂點位移法。圖5.1 計算簡圖公式如下: 假象把集中在各層樓面處重力荷載代表值Gi作為水平荷載而算的的結(jié)構(gòu)頂點位移

28、 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻的影響的折減系數(shù),取0.6。Vi=Gi 第i層的層間位移 k第k層的層間位移 Dij 第i層的層間側(cè)移由側(cè)移計算得:T=0.264m。T1=1.70.60.264=0.52s表5.1 結(jié)構(gòu)頂點的側(cè)移計算層數(shù)重力荷載代表值(kN)樓層剪力Vi(kN)側(cè)移剛度D(kN/m)層間側(cè)移(m)樓層側(cè)移(m)611117.7111117.711.0421060.00110.264514324.6625442.371.0421060.02440.263414324.6639767.031.0421060.03820.239314324.6654091.691.0421060.

29、05190.201214324.6668416.351.0421060.06570.149116373.1584789.501.0201060.08310.0835.2水平地震作用計算結(jié)構(gòu)高度為20.7m,高度不高且質(zhì)量和剛度沿剛度分布比較均勻,變形以剪切變型為主,因此,使用底部剪力法計算水平地震作用,即:查表得: Tg=0.35s max=0.10g Geq=0.85Ge=0.85(11117.71+14324.664+16373.15)=72071.08kN水平地震影響系數(shù):1=(TgT1)0.9max=(0.350.52)0.90.1=0.07FEK=1Geq=0.0772071.08=

30、5044.98kNT11.4 Tg=0.49sn=0.08T1+0.01=0.0516Fn=nFEK=0.05165044.98kN=260.32kNFi=HiGik=1nHkGkFEK(1-n)計算結(jié)果如下表:表5.2 水平地震作用及各樓層地震剪力計算表Hi(m)Gi(kN)HiGi(kNm)HiGiFi(kN)Fn(kN)Vi(kN)620.1011117.71223465.97961398.201112.14260.321372.46516.8014324.66240654.291197.682570.14413.5014324.66193382.91962.423532.56310.2

31、014324.66146111.53727.164259.7326.914324.6698840.15491.904751.6313.616373.1558943.34293.355044.98各質(zhì)點受到水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布如下圖所示:圖5.2 樓層地震剪力分布圖(kN)5.3多遇水平地震作用下的變形驗算層間位移ui與頂點位移ui的計算公式如下: ui=Vi/Diui=(u)k層間彈性位移角,根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范,層間彈性位移角限值1550,即1550,則滿足規(guī)范規(guī)定的彈性要求。表5.3 水平地震作用下的變形驗算層次Vi(kN)Hi(m)Di(N/mm)ui=Vi/Di(m

32、m)ui/hiui(mm)61372.4620.101.0421061.320.00039920.77 52570.1416.801.0421062.470.00074719.45 43532.5613.501.0421063.390.00102716.99 34259.7310.201.0421064.090.00123913.60 24751.636.901.0421064.560.0013829.51 15044.983.601.0201064.950.0013744.95 由表中數(shù)據(jù)可知,最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層,且0.0013821550=0.001818,因此,變形滿足規(guī)范要

33、求。4、多遇水平地震作用下的內(nèi)力計算(1)框架柱端剪力及彎矩分別按下式計算:框架柱的反彎點高度比;標準反彎點高度比;上下橫梁線剛度比對標準反彎點高度比的修正系數(shù);上層層高變化修正值;下層層高變化修正值。(2)梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下列公式計算: 各層柱端彎矩及剪力計算結(jié)果如下表所示:表5.4 各層柱剪力計算邊柱D中柱DD和剪力Vi(kN)邊柱V(kN)中柱V(kN)6K1.183.3610.42137.2525.4243.200.370.63D1.933.285K1.183.3610.42257.0147.6080.900.370.63D1.933.284K1.183.3610.4235

34、3.2665.43111.200.370.63D1.933.283K1.183.3610.42425.9778.90134.090.370.63D1.933.282K1.183.3610.42475.1688.01149.570.370.63D1.933.281K1.293.6610.20504.5107.33144.920.540.73D2.172.93表5.5 各層柱端彎矩計算彎矩位置V(kN)y0y1y2y3M上(kNm)M下(kNm)6邊柱25.420.3800052.0131.88中柱43.200.4500078.4164.155邊柱47.600.4500086.3970.69中柱8

35、0.900.50000133.49133.494邊柱65.430.48000112.28103.64中柱111.200.50000183.48183.483邊柱78.900.50000130.19130.19中柱134.090.50000221.25221.252邊柱88.010.50000145.22145.22中柱149.570.50000246.79246.791邊柱107.330.69000119.78266.61中柱144.920.55000234.77286.946風(fēng)荷載計算6.1風(fēng)荷載計算計算公式: = zsz0z風(fēng)振系數(shù); s風(fēng)荷載體型系數(shù);z風(fēng)壓高度變化系數(shù); 0基本風(fēng)壓值。

36、因結(jié)構(gòu)高度H=20.7m30m,取z=1.0;對于矩形平面建筑s=1.3;z查荷載規(guī)范確定。將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載,假設(shè)風(fēng)荷載均勻分布;并假定上下相鄰各半層層高范圍內(nèi)的風(fēng)荷載集中作用于本層的樓面上。各層樓節(jié)點上風(fēng)荷載的集中荷載為:Pi=zsz0Az由荷載規(guī)范查得;場地為B類粗糙度。表5.6 風(fēng)荷載作用于框架節(jié)點的集中荷載層數(shù)zsz(m)z0A(m2)Pi(kN)61.01.320.11.230.6517.0617.7351.01.316.81.170.6523.7623.4941.01.313.51.000.6523.7620.0831.01.310.21.000.652

37、3.7620.0821.01.36.91.000.6523.7620.0811.01.33.61.000.6537.831.94計算簡圖如下圖所示:20.0831.9420.0823.4920.0817.73圖5.3 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖(kN)6.2風(fēng)荷載作用下的變形驗算層間位移ui與頂點位移ui的計算公式如下: ui=Vi/Diui=(u)k層間彈性位移角,根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范,層間彈性位移角限值1550,即1550,則滿足規(guī)范規(guī)定的彈性要求。表5.7 風(fēng)荷載作用下的變形驗算層次Vi(kN)Hi(m)Di(N/mm)ui=Vi/Di(mm)ui/hiui(mm)617.7320.101

38、.0421060.020.0000052 0.0000382 523.4916.801.0421060.020.0000068 0.0000331 420.0813.501.0421060.020.0000058 0.0000262 320.0810.201.0421060.020.0000058 0.0000204 220.086.901.0421060.020.0000058 0.0000145 131.943.601.0201060.030.0000087 0.0000087 因風(fēng)荷載作用力較小,層間位移角均小于1550=0.001818,變形滿足規(guī)范要求。各層柱端彎矩及剪力計算結(jié)果如下

39、表所示:表5.8 各層柱剪力計算邊柱D中柱DD和剪力Vi(kN)邊柱V(kN)中柱V(kN)6K1.183.3610.4217.33.205.450.370.63D1.933.285K1.183.3610.4240.797.5612.840.370.63D1.933.284K1.183.3610.4260.8711.2719.160.370.63D1.933.283K1.183.3610.4280.9514.9925.480.370.63D1.933.282K1.183.3610.42101.0318.7131.800.370.63D1.933.281K1.293.6610.20132.972

40、8.2938.200.540.73D2.172.93表5.9 各層柱端彎矩計算彎矩位置V(kN)y0y1y2y3M上(kNm)M下(kNm)6邊柱3.200.380006.554.01中柱5.450.450009.898.095邊柱7.560.4500013.6711.18中柱12.840.5000021.1921.194邊柱11.270.4800019.3417.85中柱19.160.5000031.6131.613邊柱14.990.5000024.7324.73中柱25.480.5000042.0442.042邊柱18.710.5000030.8730.87中柱31.800.5000052

41、.4752.471邊柱28.290.6900031.5770.27中柱38.200.5500061.8875.647豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計算取圖中軸線處橫向一榀框架為例計算,其寬度為3.6m。由于縱向框架梁、柱中心線不重合,框架節(jié)點上還應(yīng)有集中力矩。7.1 荷載計算框架梁上的恒荷載分布如圖所示:D圖7.1 框架梁上的恒荷載分布圖(1) 恒荷載作用下柱的內(nèi)力計算:頂層:樓板為整體現(xiàn)澆,本板選用雙向板,可沿四角點45o線將板區(qū)格分為小塊q1、q1、代表AB跨、BC跨橫梁自重,均布荷載。AB:q1 =0.30.725=5.25kN/mBC:q1、=0.20.625=3.00kN/mq2、q2

42、、AB:q2 =5.041.8= 9.07kN/mBC:q2、=5.042.1=10.58kN/mP1=3.66.9/25.04+5.256.9/2+0.20.5256.9/4+5.253.6 =103.92kNP2=3.66.9/25.04+5.256.9/2+0.20.5256.9/4+5.253.6+32.1/2 =107.07kN2-5層:AB:q1 =0.30.725+0.23.35.5=8.88kN/mBC:q1、=0.20.625+0.23.35.5=6.63kN/mAB:q2 =4.041.8=7.27kN/mBC:q2、=4.042.1=8.48kN/m外縱墻:12.82kN/m內(nèi)縱墻: 8.74kN/mP1、P2分別是由邊縱梁、中縱梁傳給柱的恒荷載,包括梁自重和樓板自重。P1=3.66.9/24.04+5.256.9/2+0.20.5256.9/4+5.253.6+12.823.6 =150.07kNP2=3.66.9/24.04+5.256.9/2+0.20.5

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