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文檔簡介
鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教學(xué)樓方案(一)摘要本工程為鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教學(xué)樓,采用框架結(jié)構(gòu),主體為五層,本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度,場地類別為II類場地。樓屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本設(shè)計貫徹“實用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計原則。按照建筑設(shè)計規(guī)范認(rèn)真考慮影響設(shè)計的各項因素。根據(jù)結(jié)構(gòu)與建筑的總體與細(xì)部的關(guān)系。在確定框架布局之后先進(jìn)行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力(彎矩、剪力、軸力)。接著計算豎向荷載(恒載及活荷載)作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。是找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。選取最安全的結(jié)果計算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計。完成了平臺板,梯段板,平臺梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計算及施工圖繪制。對樓板進(jìn)行了配筋計算,本設(shè)計采用樁基礎(chǔ),對基礎(chǔ)承臺和樁進(jìn)行了受力和配筋計算。整個結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中,嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求,參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合全面的科學(xué)性考慮??傊m用、安全、經(jīng)濟(jì)、使用方便是本設(shè)計的原則。設(shè)計合理可行的建筑結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)場施工的重要依據(jù)。關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計,荷載計算,內(nèi)力計算,計算配筋MechanicalengineeringcollegeofzhengzhouuniversityteachingbuildingAuthor:ZhangsanfengTutor:LiulinaABSTRACTThisworksforthezhengzhouuniversityteachingbuilding,aframeworkstructureforafive-storeymain,intheregionearthquakeintensityof7degreesnearLansiteclassificationasClassIIvenues.Floorroofwereusingcast-in-placereinforcedconcretestructure.Thedesignandimplement"practical,security,economic,aesthetic,"thedesignprinciples.Withthearchitecturaldesign,designseriouslyconsidertheinfluenceofthevariousfactors.Accordingtothestructuralandarchitecturaldetailandtheoverallrelationship.Indeterminingthedistributionframework,thefirstlayerofrepresentativevalueoftheload,Thenusevertexfromthedisplacementmethodforearthquakecycle,andthenatthebottomofshearhorizontalseismicloadcalculationundersize,thencalculatedthelevelofloadundertheInternalForces(bendingmoment,shearandaxialforce).Thencalculateverticalload(constantloadandliveload)undertheInternalForces.Identifythemostdisadvantagedgrouporaninternalforceseveralcombinations.SelectthebestsafetyresultsofthereinforcementandMapping.Inaddition,thestructureoftheprogramindoorstaircasedesign.Completionoftheplatformboards,boardsoftheladder,platformbeamcomponentandthereinforcementofinternalforcescalculationandconstructionmapping.Onthefloorreinforcementcalculation,theuseofpilefoundationdesign,foundationandpilecapsfortheforceandreinforcementcalculation.Thewholestructureofthedesignprocess,instrictcompliancewiththerelevantprofessionalstandard,referencetorelevantinformationandthelatestnationalstandardsandspecifications,anddesignofthevariouscomponentsofacomprehensivescientificconsiderations.Inshort,application,security,economicanduser-friendlydesignistheprinciple.Designreasonableandworkablestructureoftheprogramistheconstructionsiteoftheimportantbasisfortheconstruction.KEYWORDS:FrameStructure,SeismicDesign,LoadCalculation,Internalforcecalculation,CalculationreinforcementHYPERLINK\l"_Toc357080264"1緒論6HYPERLINK\l"_Toc357080265"2梁、柱截面尺寸估算7HYPERLINK\l"_Toc357080266"3框架計算簡圖及梁柱線剛度8HYPERLINK\l"_Toc357080267"4荷載計算9HYPERLINK\l"_Toc357080268"4.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算HYPERLINK\l"_Toc357080269"4.1.1屋面9HYPERLINK\l"_Toc357080270"4.1.2各層樓面9HYPERLINK\l"_Toc357080271"4.1.3梁自重9HYPERLINK\l"_Toc357080272"4.1.4柱自重10HYPERLINK\l"_Toc357080273"4.1.5外縱墻自重10HYPERLINK\l"_Toc357080274"4.1.6內(nèi)縱墻自重10HYPERLINK\l"_Toc357080275"4.1.7外橫墻自重11HYPERLINK\l"_Toc357080276"4.1.8內(nèi)橫墻自重11HYPERLINK\l"_Toc357080277"4.1.9走廊盡頭墻11HYPERLINK\l"_Toc357080278"4.1.10女兒墻自重12HYPERLINK\l"_Toc357080279"4.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算12HYPERLINK\l"_Toc357080280"4.2.1屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值12HYPERLINK\l"_Toc357080281"4.2.2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值12HYPERLINK\l"_Toc357080282"4.3恒荷載和活荷載作用下框架的受荷圖12HYPERLINK\l"_Toc357080283"4.3.2B~C軸間框架梁13HYPERLINK\l"_Toc357080284"4.3.3A軸柱縱向集中荷載的計算14HYPERLINK\l"_Toc357080285"4.4風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算16HYPERLINK\l"_Toc357080286"4.5水平地震作用計算17HYPERLINK\l"_Toc357080287"4.5.1重力荷載代表值計算17HYPERLINK\l"_Toc357080288"4.5.2框架柱抗側(cè)剛度D和結(jié)構(gòu)基本自振周期計算19HYPERLINK\l"_Toc357080289"4.5.3多遇水平地震作用計算21HYPERLINK\l"_Toc357080290"4.5.4剛重比和剪重比驗算23HYPERLINK\l"_Toc357080291"5內(nèi)力計算23HYPERLINK\l"_Toc357080292"5.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架的內(nèi)力23HYPERLINK\l"_Toc357080293"5.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架的內(nèi)力23HYPERLINK\l"_Toc357080294"5.3風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架的內(nèi)力23HYPERLINK\l"_Toc357080295"5.4水平地震作用下框架的內(nèi)力32HYPERLINK\l"_Toc357080296"5.5重力荷載代表值作用下框架的內(nèi)力38HYPERLINK\l"_Toc357080297"5.5.1均布重力荷載代表值計算38HYPERLINK\l"_Toc357080298"5.5.2作用于A柱集中重力荷載代表值計算38HYPERLINK\l"_Toc357080299"5.5.3作用于B柱集中重力荷載代表值計算38HYPERLINK\l"_Toc357080300"5.5.4框架內(nèi)力39HYPERLINK\l"_Toc357080301"6內(nèi)力組合39HYPERLINK\l"_Toc357080302"6.1各種荷載作用下梁控制截面的內(nèi)力39HYPERLINK\l"_Toc357080303"6.1.1恒荷載作用下梁控制截面的內(nèi)力39HYPERLINK\l"_Toc357080304"6.1.2活荷載作用下梁控制截面的內(nèi)力45HYPERLINK\l"_Toc357080305"6.1.3風(fēng)荷載作用下梁控制截面的內(nèi)力45HYPERLINK\l"_Toc357080306"6.1.4水平地震作用下梁控制截面的內(nèi)力45HYPERLINK\l"_Toc357080307"6.1.5重力荷載代表值作用下梁控制截面的內(nèi)力46HYPERLINK\l"_Toc357080308"6.2各種荷載作用下柱控制截面的內(nèi)力46HYPERLINK\l"_Toc357080309"6.2.1恒荷載作用下柱控制截面的內(nèi)力46HYPERLINK\l"_Toc357080310"6.2.2活荷載作用下柱控制截面的內(nèi)力47HYPERLINK\l"_Toc357080311"6.2.3風(fēng)荷載作用下柱控制截面的內(nèi)力47HYPERLINK\l"_Toc357080312"6.2.4水平地震作用下柱控制截面的內(nèi)力47HYPERLINK\l"_Toc357080313"6.2.5重力荷載代表值作用下柱控制截面的內(nèi)力48HYPERLINK\l"_Toc357080314"6.3框架梁內(nèi)力組合50HYPERLINK\l"_Toc357080315"6.3.1地震作用下框架梁內(nèi)力組合50HYPERLINK\l"_Toc357080316"6.4框架柱內(nèi)力組合51HYPERLINK\l"_Toc357080317"6.4.1非地震作用下框架柱內(nèi)力組合51HYPERLINK\l"_Toc357080318"6.4.2地震作用下框架柱內(nèi)力組合51HYPERLINK\l"_Toc357080319"7框架梁截面設(shè)計61HYPERLINK\l"_Toc357080320"7.1框架梁正截面承載力計算61HYPERLINK\l"_Toc357080321"7.2框架梁斜截面承載力計算69HYPERLINK\l"_Toc357080322"7.3框架梁裂縫寬度驗算73HYPERLINK\l"_Toc357080323"8框架柱截面設(shè)計73HYPERLINK\l"_Toc357080324"8.1框架柱正截面承載力計算74HYPERLINK\l"_Toc357080325"8.1.1軸壓比驗算74HYPERLINK\l"_Toc357080326"8.1.2正截面承載力計算74HYPERLINK\l"_Toc357080327"8.2框架柱斜截面承載力計算79HYPERLINK\l"_Toc357080328"8.3裂縫寬度驗算80HYPERLINK\l"_Toc357080329"9次梁截面設(shè)計81HYPERLINK\l"_Toc357080330"9.1荷載計算81HYPERLINK\l"_Toc357080331"9.2內(nèi)力計算81HYPERLINK\l"_Toc357080332"9.3次梁截面承載力計算81HYPERLINK\l"_Toc357080333"9.3.1次梁正截面承載力計算81HYPERLINK\l"_Toc357080334"9.3.2次梁斜截面承載力計算82HYPERLINK\l"_Toc357080335"10板截面設(shè)計82HYPERLINK\l"_Toc357080336"10.1B1計算83HYPERLINK\l"_Toc357080337"10.1.1荷載計算83HYPERLINK\l"_Toc357080338"10.1.2內(nèi)力計算83HYPERLINK\l"_Toc357080339"10.1.3截面承載力計算84HYPERLINK\l"_Toc357080340"10.2B2計算85HYPERLINK\l"_Toc357080341"10.2.1荷載計算85HYPERLINK\l"_Toc357080342"10.2.2內(nèi)力計算85HYPERLINK\l"_Toc357080343"10.2.3截面承載力計算86HYPERLINK\l"_Toc357080344"11樓梯設(shè)計86HYPERLINK\l"_Toc357080345"11.1設(shè)計資料86HYPERLINK\l"_Toc357080346"11.2踏步板設(shè)計(TB1)87HYPERLINK\l"_Toc357080347"11.2.1確定踏步板的基本尺寸87HYPERLINK\l"_Toc357080348"11.2.2荷載計算87HYPERLINK\l"_Toc357080349"11.2.3內(nèi)力計算88HYPERLINK\l"_Toc357080350"11.2.4配筋計算88HYPERLINK\l"_Toc357080351"11.3平臺板設(shè)計(TB2)88HYPERLINK\l"_Toc357080352"11.3.1確定平臺板的基本尺寸88HYPERLINK\l"_Toc357080353"11.3.2荷載計算88HYPERLINK\l"_Toc357080354"11.3.3內(nèi)力計算89HYPERLINK\l"_Toc357080355"11.3.4截面承載力計算89HYPERLINK\l"_Toc357080356"11.4平臺梁設(shè)計(TL1)89HYPERLINK\l"_Toc357080357"11.4.1確定平臺梁尺寸89HYPERLINK\l"_Toc357080358"11.4.2荷載計算89HYPERLINK\l"_Toc357080359"11.4.3內(nèi)力計算90HYPERLINK\l"_Toc357080360"11.4.4正截面承載力計算90HYPERLINK\l"_Toc357080361"11.4.5斜截面承載力計算91HYPERLINK\l"_Toc357080362"11.5其它梁、板設(shè)計91HYPERLINK\l"_Toc357080363"12基礎(chǔ)設(shè)計91HYPERLINK\l"_Toc357080364"12.1作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計算92HYPERLINK\l"_Toc357080365"12.1.1A軸基礎(chǔ)92HYPERLINK\l"_Toc357080367"12.1.2B軸基礎(chǔ)92HYPERLINK\l"_Toc357080368"12.2A柱基礎(chǔ)的計算93HYPERLINK\l"_Toc357080369"12.2.1初步確定基礎(chǔ)尺寸93HYPERLINK\l"_Toc357080370"12.2.2地基承載力驗算(采用標(biāo)準(zhǔn)組合)94HYPERLINK\l"_Toc357080371"12.2.3沖切驗算(采用基本組合)95HYPERLINK\l"_Toc357080372"12.2.4基礎(chǔ)底面配筋計算(采用基本組合)96HYPERLINK\l"_Toc357080373"12.3B柱基礎(chǔ)的計算96HYPERLINK\l"_Toc357080374"12.3.1初步確定基礎(chǔ)尺寸96HYPERLINK\l"_Toc357080375"12.3.2地基承載力驗算(采用標(biāo)準(zhǔn)組合)97HYPERLINK\l"_Toc357080376"12.3.3內(nèi)力分析(采用基本組合)98HYPERLINK\l"_Toc357080377"12.3.4基礎(chǔ)梁配筋計算98HYPERLINK\l"_Toc357080378"12.3.5底板配筋計算99HYPERLINK\l"_Toc357080379"致謝102HYPERLINK\l"_Toc357080380"參考文獻(xiàn)1021緒論1.1設(shè)計目的和意義通過本次畢業(yè)設(shè)計,達(dá)到對四年學(xué)業(yè)的一次檢驗和總結(jié),更重要的是對學(xué)生進(jìn)入社會從事工作的一次很好的培訓(xùn)。學(xué)生要明白從建筑方案設(shè)計到結(jié)構(gòu)設(shè)計,最后組織施工各個環(huán)節(jié),環(huán)環(huán)相扣,三者之間有著一定的關(guān)聯(lián)性,培養(yǎng)學(xué)生在這個過程中的協(xié)調(diào)能力,以及進(jìn)行高水平結(jié)構(gòu)設(shè)計和組織施工的能力,達(dá)到學(xué)校的本科培養(yǎng)目標(biāo)。通過本次畢業(yè)設(shè)計掌握土木工程專業(yè)的設(shè)計原則、程序和內(nèi)容以及設(shè)計的方法和步驟,并熟悉專業(yè)相關(guān)的規(guī)范和規(guī)程。1.2設(shè)計任務(wù)根據(jù)相關(guān)規(guī)范和規(guī)程以及設(shè)計任務(wù)書完成建筑平面,立面,剖面和總平面的設(shè)計。隨后完成手算一榀框架的配筋,以及選算一個柱下獨立基礎(chǔ)和一個板式樓梯的配筋,并通過運用相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件完成整個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算,繪制結(jié)構(gòu)施工圖。最后對整個工程進(jìn)行施工組織設(shè)計并對施工總平面圖進(jìn)行設(shè)計1.3設(shè)計資料(1)工程名稱:鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教學(xué)樓。(2)結(jié)構(gòu)形式:現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)尺寸為6.6m×6.9m。(3)工程概況:建筑層數(shù)主體為5層、局部為4層,底層層高有3.6m,4.2m,4.8m,室內(nèi)外高差450mm,女兒墻高1200mm,建筑高度19.65m,建筑面積6701.76m2。(4)基本風(fēng)壓:0.45kN/m2,地面粗糙度為C類。(5)基本雪壓:0.40kN/m2。(6)抗震設(shè)防烈度:七度設(shè)防。(7)材料選用:鋼筋:梁、柱中的縱向鋼筋采用HRB335,板中鋼筋和箍筋采用HPB235;基礎(chǔ)中除分布鋼筋和箍筋采用HPB235外,其余鋼筋采用HRB335。混凝土:采用C30混凝土;墻體:采用加氣混凝土砌塊,重度=5.5kN/m3;窗:鋁合金窗,=0.35kN/m3;(8)墻體厚度:衛(wèi)生間的隔墻厚150mm,其余墻厚為200mm。2梁、柱截面尺寸估算2.1梁截面尺寸估算框架梁截面高度,截面寬度,本結(jié)構(gòu)中?。嚎v向框架梁:b=3300mmh=6600mm橫向AB、BC跨框架梁:b=4000mmh=11000mm橫向CE跨框架梁:b=3000mmh=6000mm次梁:b=2500mmh=5000mm2.2柱截面尺尺寸估算框架柱的截面尺寸寸,,為第層層高。本本結(jié)構(gòu)中層高高為4.2m,3.6m,4.8m,故=(200~4400)mm。框架柱截面尺寸還還應(yīng)根據(jù)公式式估算。式中中:N=1.225Nv,負(fù)荷面積×(12~14)kN/m2×層數(shù),為軸壓壓比,可根據(jù)據(jù)規(guī)范查出。僅估算底層柱。本本結(jié)構(gòu)中,邊邊柱和中柱負(fù)負(fù)荷面積分別別為(6.93.6)m2,(6.94.995)m2,層數(shù)為5層;該框架架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)設(shè)防烈度為七七度,建筑高高度19.055m<30mm,因此為三三級抗震,其其軸壓比限值值=0.9。C30混凝土,=14.33N/mmm2邊柱mm2中柱mm2取柱截面為正方形形,則邊柱、中中柱截面分別別為429mmm×429mmm,565mmm×5655mm,考慮慮到施工、計計算簡便以及及安全因素,各各柱截面尺寸寸從底層到頂頂層均取為600mmm6000mm。圖1結(jié)構(gòu)平面布布置圖3框架計算簡圖及梁梁柱線剛度3.1確定框架架計算簡圖(KJ-4)框架的計算單元如如圖1所示,選取④軸線上的一一榀框架進(jìn)行行計算,其余余框架可參照照此框架進(jìn)行行配筋。假定定框架柱嵌固固于基礎(chǔ)頂面面,框架梁與與柱剛接。由由于各層柱的的截面尺寸不不變,故梁跨跨等于柱截面面形心軸線之之間的距離。底底層柱高從基基礎(chǔ)頂面算至至二層樓面,基基礎(chǔ)頂面至室室外地面的高高度為0.5m,室內(nèi)外高高差為0.45m,因此基頂頂標(biāo)高為-0.955m,二層樓面面標(biāo)高為4.2m,故底層框框架柱高為5.15m,其余各層層柱高從樓面面算至上一層層樓面(即層層高),故均均為3.6m。由此可繪繪出框架的計計算簡圖,如如圖2所示。3.2梁柱線剛剛度計算對于現(xiàn)澆樓板,中中框架梁取,,。各跨框架梁和各層層框架柱的線線剛度計算分分別見表1和表2。由于該榀框架結(jié)構(gòu)構(gòu)對稱,因此此只需計算半半邊結(jié)構(gòu)表1梁線剛度的的計算構(gòu)件EC(N/mm2)bh(mm×mm)I0(mm4)L(mm)1.5ECI0//L(N×mm)2ECI0/L(N×mm)邊框架梁AB3.0×104300×6005.4×10969003.5217×110104.6957×11010中框架梁BC3.0×104300×6005.4×10930008.1×1010010.8×10110表2柱線剛度的的計算層EC(N/mm2)bh(mm×mm)I0(mm4)h(mm)ECI0/h(N×mm)13.0×104600×60010.8×109951506.291×100102~53.0×104600×60010.8×109936009×1010令,則其余余各桿件的相相對線剛度為為:,,框架結(jié)構(gòu)的相對線線剛度如圖2所示。圖2計算簡圖4荷載計算4.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算4.1.1屋面面高聚物改性瀝青卷卷材防水屋面面22.20kkN/m2結(jié)構(gòu)層:120厚厚現(xiàn)澆鋼筋混混凝土板0.1×25=33kN/m2抹灰層:粉刷石膏膏砂漿0.155kN/m2合計5..35kN/m24.1.2各層層樓面陶瓷地磚樓面0.70kN/m22結(jié)構(gòu)層:100厚厚現(xiàn)澆鋼筋混混凝土板00.1×25=22.5kNN/m2抹灰層粉刷石膏砂砂漿0.115kN/mm2合計3..35kN//m24.1.3梁自自重(1)bh=300mmm600mmm梁自重255×0.3×(0.6-00.12)=3.6kkN/m抹灰層:粉刷石膏膏砂漿0..15×﹝(0.6-00.12)×2+0.3﹞=0.1889kN/mm合計3..79kN//m(2)bh=250mmm500mmm梁自重25×0.25×(0.5-00.12)=2.388kN/mm抹灰層:粉刷石膏膏砂漿00.15×﹝(0.5-00.12)×2+0.225﹞=0.1552kN//m合計2..53kN//m(4)基礎(chǔ)梁300mm5000mm梁自重255×0.3×0.5=33.75kNN/m4.1.4柱自自重bh=450mmm450mmm柱自重255×0.5×0.5=66.25kkN/m抹灰層:粉刷石膏膏砂漿0.15××0.5×4=0.33kN/mm合計66.55kkN/m4.1.5外縱縱墻自重(1)標(biāo)準(zhǔn)層縱墻在計算單元內(nèi)內(nèi)相當(dāng)于高度度為m的墻,鋁合合金窗在計算算單元內(nèi)相當(dāng)當(dāng)于高度為mm的窗??v墻1..76×0.255×5.5=22.42kNN/m鋁合金窗11.24×0.35==0.43kN/m水刷石外墻面1..76×0.5=00.88kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面1..76×0.15==0.26kN/m合計33.99kNN/m(2)底層縱墻在計算單元內(nèi)內(nèi)相當(dāng)于高度度為m的墻,鋁合合金窗在計算算單元內(nèi)相當(dāng)當(dāng)于高度為1.24m的窗??v墻22.81×0.25×5.5=33.86kNN/m鋁合金窗11.24×0.35==0.43kN/m水刷石外墻面2..81×0.5=11.41kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面2..81×0.15==0.42kN/m合計66.12kNN/m4.1.6內(nèi)縱縱墻自重(1)標(biāo)準(zhǔn)層縱墻(3.6-00.6)×0.25×5.5=44.13kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面(3.6-00.6)×0.15×2=0.99kN/m合計44.22kNN/m(2)底層縱墻(5.15--0.6-00.5)×0.25×5.5=55.57kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面(5.15--0.6)×0.15×2=1.337kN/mm合計66.94kNN/m4.1.7外橫橫墻自重(1)標(biāo)準(zhǔn)層橫墻(3.6-00.6)×0.25×5.5=44.13kNN/m水刷石外墻面(3.6-00.6)×0.5=11.5kN//m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面(3.6-00.6)×0.15==0.15kkN/m合計55.78kNN/m(2)底層橫墻(5.15--0.6-00.5)×0.25×5.5=55.57kNN/m水刷石外墻面(4.2+00.45-00.6)×0.5=22.03kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面(4.2-00.6)×0.15==0.54kkN/m合計88.14kNN/m4.1.8內(nèi)橫橫墻自重(1)標(biāo)準(zhǔn)層橫墻(3.6-00.5)×0.25×5.5=44.26kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面(3.6-00.5)×0.15×2=0.993kN/mm合計55.19kNN/m(2)底層橫墻(5.15--0.5-00.5)×0.25×5.5=55.71kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面(3.6-00.5)×0.15×2=0.993kN/mm合計66.64kNN/m4.1.9走廊廊盡頭墻(2)底層縱墻在計算單元內(nèi)內(nèi)相當(dāng)于高度度為m的墻,鋁合合金窗在計算算單元內(nèi)相當(dāng)當(dāng)于高度為mm的窗。走廊盡頭墻1..28×0.25×5.5=11.76kNN/m鋁合金窗11.72×0.35==0.60kkN/m水刷石外墻面1..28×0.5=00.64kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面1..28×0.15==0.19kkN/m合計33.19kkN/m(2)底層縱墻在計算單元內(nèi)內(nèi)相當(dāng)于高度度為m的墻,鋁合合金在計算單單元內(nèi)相當(dāng)于于高度為1.72m的窗。走廊盡頭墻2..33×0.25×5.5=33.2kN//m鋁合金窗1..72×0.35==0.60kkN/m水刷石外墻面2..33×0.5=11.17kNN/m粉刷石膏砂漿內(nèi)墻墻面1.228×0.15==0.1922kN/m合計5..16kN//m4.1.10女女兒墻自重做法:100mmm混凝土壓頂頂,1200mmm加氣混凝土土墻0.55×0.25×5.5=00.69kNN/m壓頂?shù)幕炷?0.1×0.25×25=0..63kN//m水刷石外墻面(0.6×2+0.225)×0.5=00.73kNN/m合計22.05kNN/m4.2活荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計算4.2.1屋面面和樓面活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面1.55kN/m2房間22.0kNN/m2走廊22.0kNN/m24.2.2雪荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值=1.0×0.445kN//m2屋面活荷載和雪荷荷載不同時考考慮,兩者中中取大值。4.3恒荷載和和活荷載作用用下框架的受受荷圖A~B軸間梁上板板的,2<2.09<3。宜宜按雙向板進(jìn)進(jìn)行計算,長長邊支承梁上上荷載呈梯形形分布,短邊邊支承梁上荷荷載呈三角形形分布;B~C軸間梁上板板的,按單項板進(jìn)行行計算,長邊邊支承梁上荷荷載呈梯形分分布,短邊支支承梁上荷載載呈三角形分分布。本結(jié)構(gòu)構(gòu)樓面荷載的的傳遞示意圖圖見面3。圖3板傳荷載示示意圖板傳至梁上的三角角形荷載等效效為均布荷載載=0.6225q梯形荷載等等效為均布荷荷載,,,。4.3.1A~~B軸間框架梁梁屋面板傳給梁(即即屋面板兩個個梯形荷載等等效為均布荷荷載):恒荷載:5.355×0.6255×1.655×2=111.04kkN/m活荷載:1.5××0.6255×1.655×2=3..09kN//m樓面板傳給梁(即即樓面板兩個個梯形荷載等等效為均布荷荷載):恒荷載:3.335×0.6255×1.655×2=6..91kNN/m活荷載:2.00×0.6255×1.655×2=4..13kN//mA~B軸間框架梁均布荷荷載為:屋面梁恒恒荷載=梁自重+板傳恒荷載=3.799+15.887=19..66kNN/m活荷載=板傳活荷載=4.455kN/mm樓面梁恒恒荷載=內(nèi)橫墻自重+梁自重+板傳恒荷載=5.788+2.533+9.944=18.225kN//m活荷載=板傳活荷載=5.933kN/m4.3.2B~~C軸間框架梁梁屋面板傳給梁(即即屋面板兩個個三角形荷載載等效為均布布荷載):恒荷載:5.355×0.6255×1.655×2=111.04kkN/m活荷載:1.5××0.6255×1.655×2=3..09kN//m樓面板傳給梁(即即樓面板兩個個三角形荷載載等效為均布布荷載):恒荷載:3.335×0.6255×1.655×2=6..91kNN/m活荷載:2.00×0.6255×1.655×2=4..13kN//mB~C軸間框架梁均布荷荷載為:屋面梁恒恒荷載=梁自重+板傳恒荷載=3.799+11.004=14..83kNN/m活荷載=板傳活荷載=3.099kN/mm樓面梁恒恒荷載=梁自重+板傳恒荷載=2.533+6.911=9.444kN/mm活荷載=板傳活荷載=4.133kN/m4.3.3A軸軸柱縱向集中中荷載的計算算屋面板梯形荷載等等效為均布荷荷載:恒荷載:5.355×1.655×0.6225=5.552kN//m活荷載:1.5××1.65××0.6255=1.555kN/m樓面板梯形荷載等等效為均布荷荷載:恒荷載:3.355×1.655×0.6225=3.445kN//m活荷載:2.0××1.65××0.6255=2.066kN/m*頂層柱恒荷載=女女兒墻自重+外縱框架梁梁自重+內(nèi)橫框架梁梁自重+次梁傳恒荷荷載+板傳恒荷載=2.055×6.6+33.79×(6.6-00.5)+3.799×(6.9-00.5)÷2+15..87×6..9+5.552×6.66=1194.711kN*頂層柱活荷載=板板傳活荷載=1.48×(66.9-0..5)+0.522×6=112.59kkN*標(biāo)準(zhǔn)層柱恒荷載==外縱墻自重+外縱框架梁梁自重+內(nèi)橫框架梁梁自重+次梁傳恒荷荷載+板傳恒荷載載=3.999×(6.6-00.5)+3.799×(6.6-00.5)+3.799×(6.9-00.5)÷2+2..53×(6.9-00.5)÷2+9.994×6.99+3.455×6.9=160..07kN*標(biāo)準(zhǔn)層柱活荷載==板傳活荷載載=4.45×(66.9-0..5)+2.066×6.6=42.008kN*基礎(chǔ)頂面恒荷載==底面外縱墻墻自重+基礎(chǔ)梁自重重=6.122×(6.6-00.5)+3.799×(6.6-00.5)=60.445kN4.3.4B軸軸柱縱向集中中荷載的計算算屋面板傳給梁(即即屋面板梯形形荷載等效為為均布荷載)::恒荷載:5.355×0.8999×1.5=77.21kkN/m活荷載:1.5××0.8999×1.5=22.02kNN/m樓面板傳給梁(即即樓面板梯形形荷載等效為為均布荷載)::恒荷載:3.335×0.8999×1.5=44.52kNN/m活荷載:2.00×0.8999×1.5=22.7kN//m屋面板傳給梁(即即屋面板三角角形荷載等效效為均布荷載載):恒荷載:5.355×0.6255×1.5=55.02kkN/m活荷載:1.5××0.6255×1.5=11.41kNN/m樓面板傳給梁(即即樓面板三角角形荷載等效效為均布荷載載):恒荷載:3.335×0.6255×1.5=33.14kNN/m活荷載:2.00×0.6255×1.5=11.88kNN/m頂層柱恒荷載=內(nèi)內(nèi)縱框架梁自自重+內(nèi)橫框架梁梁自重+次梁傳恒荷荷載+板傳恒荷載載=33.79×(6.9+11.5-0..75)+3.799×(6.66-0.5))+2.533×(6.9-00.5)÷2+7.21×6.66+15.887×6.9÷2++11.044×3.3++5.02××6=229.1kNN頂層柱活荷載=板板傳活荷載=4.45×(66.9-0..5)+3.099×(6.66-0.5))÷2+2.022×(6.66-0.5))÷2+11.41×((6.6-00.5)=522.67kkN標(biāo)準(zhǔn)層柱恒荷載==內(nèi)縱墻自重+內(nèi)縱框架梁梁自重+內(nèi)橫框架梁梁自重+次梁傳恒荷荷載+板傳恒荷載載=4.222×(6.9-00.5)+3.799×(6.9+11.5-0..75)+3.799×(6.66-0.5))+2.533×(6.9-00.5)÷2+7.221×6.6+99.94×6.9÷2++6.91××3.3+33.14×66=2110.74kkN標(biāo)準(zhǔn)層柱活荷載==板傳活荷載載=5.93×(66.9-0..5)+4.133×(6.66-0.5))÷2+2.7××(6.6--0.5)÷2+1..88×(66.6-0..5)=70.444kN基礎(chǔ)頂面恒荷載==底面內(nèi)縱墻墻自重+基礎(chǔ)梁自重重=6.944×(6.9-00.5)+3.755×(6.9-00.5)=68.442kN圖4恒荷載和活活荷載作用下下框架的受荷荷圖注:1.圖中集中力的單位位為kN,均布力的的單位為kN/m;2.圖中數(shù)值均均為標(biāo)準(zhǔn)值;;3.括號外數(shù)值值表示恒荷載載,括號內(nèi)數(shù)數(shù)值表示活荷荷載??蚣茉诤愫奢d和活活荷載作用下下受荷圖如圖圖4所示,豎向向荷載與柱軸軸心有偏心,偏偏心距均為125mm。4.4風(fēng)荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計算為簡化計算,將計計算單元范圍圍內(nèi)外墻面的的風(fēng)荷載化為為等量的作用用于樓面的集集中風(fēng)荷載,計計算公式為::式中:—基本風(fēng)壓壓,為0.4kNN/m2—風(fēng)壓高度變化系數(shù)數(shù),地面粗糙糙度為C類—風(fēng)荷載體形系數(shù),,=0.8--(-0.55)=1.33(迎風(fēng)面、背背風(fēng)面疊加)—風(fēng)振系數(shù),因房屋屋高度小于30m,所以=1..0—下層柱高—上層柱高,對于頂頂層為女兒墻墻高2倍B—計算單元迎風(fēng)面寬寬度,B=6.99m計算過程見表3。表3各層樓面處處集中風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值離地高度(m)(m)(m)(kN)19.050.8211.08.4515.450.741.09.1411.850.741.041.09.144.650.741.01.34.653.610.48風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)的受荷圖如如圖5所示。4.5水平地震震作用計算4.5.1重力力荷載代表值值計算屋面處重力力荷載標(biāo)準(zhǔn)值值計算kNkN=1155.077kN圖5風(fēng)荷載作用用下框架的受受荷圖注:1.圖中各值的單位為為kN;2.圖中數(shù)值均均為標(biāo)準(zhǔn)值kN外縱墻+內(nèi)縱墻++外橫墻+內(nèi)橫墻+走廊盡頭墻墻==494.22kkN=233.29++3711..46+11155.077+308..11+6002.63=5902.155kN標(biāo)準(zhǔn)層樓面面處重力荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計算算kNkN=1155.077kNkN=+++=988.44++2670..86+11155.077+638..23=5452.6kN底層樓面處處重力荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計算+=892.64kNkN=2670.866kN=1155.077kN=638.2311.397==891.661kN=+++=1386.866+26700.86+11155.007+8911.61=6104.4kkN屋頂雪荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計算算kN樓面活荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計算算==1387.466kN總重力荷載載代表值計算算屋面處:=屋面處處結(jié)構(gòu)和構(gòu)件件自重+0.5雪荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值==5902..15+0..5312..18==6058..34kNN標(biāo)準(zhǔn)層樓面處:==樓面處結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)件自重重+0.5活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值==5452..6+0.551387..46==6146..33kNN底層樓面處:=樓樓面處結(jié)構(gòu)和和構(gòu)件自重+0.5活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值=6104.4++0.513387.466=6798.133kN總重力荷載載設(shè)計值計算算屋面處:=1.22屋面處結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)件自重重+1.4雪荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值=1..259022.15+11.43122.18=75519.633kN標(biāo)準(zhǔn)層樓面處:==1.2屋面面處結(jié)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)件自重+1.4活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值=1.225452..6+1.441387..46=84485.566kN底層樓面處=1..2屋面處結(jié)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自自重+1.4活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值=11.261004.4+11.413887.46=99267.558kN4.5.2框架架柱抗側(cè)剛度度D和結(jié)構(gòu)基本本自振周期計計算橫向D值計算各層柱的D值及總總D值見表4~表9。表4橫向2~55層中框架D值計算構(gòu)件名稱框架柱A0.3514066框架柱B0.6425720表5橫向底層中中框架D值計算構(gòu)件名稱框架柱A0.517014框架柱B0.7910866表6橫向2~55層邊框架D值計算構(gòu)件名稱框架柱A0.295695框架柱B0.5711193表7橫向底層邊邊框架D值計算構(gòu)件名稱框架柱A0.527152框架柱B0.7410178表8橫向2~55層總D值計算構(gòu)件名稱D值(kN/m)數(shù)量中框架A框架B軸257205128600邊框架A軸5695211390邊框架B軸11193222386=23270622=4654412表9橫向底層總總D值計算構(gòu)件名稱D值(kN/m)數(shù)量中框架A軸7014535070中框架B軸10866554330中框架A軸7152214304邊框架B軸10178220356=12406022=24811結(jié)構(gòu)基本自自振周期計算算用假想頂點位移計計算結(jié)構(gòu)基本本自振周期,計計算結(jié)果見表表10。表10假想頂點點側(cè)移計算結(jié)結(jié)果層次(kN)(kN)(kN/m)(m)(m)56058.346058.344654120.0130.257346146.3312204.6774654120.02620.244336146.33183514654120.03940.218126146.3324497.3334654120.05260.178716789.1331295.4662481200.12610.1261結(jié)構(gòu)基本自振周期期考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)墻影響折減減系數(shù)=0..6,則結(jié)構(gòu)基基本自振周期期為:s4.5.3多遇遇水平地震作作用計算由于該工程所在地地區(qū)抗震設(shè)防防烈度為七度度,場地土為為Ⅱ類,設(shè)計地地震分組為第第一組,故::kN由于,故式中:—衰減指數(shù)數(shù),在區(qū)間取0.9—阻尼調(diào)整系數(shù),取取1.0所以,=0.55s<11.4=0..49s需要考慮頂部附加加水平地震作作用的影響,頂頂部附加地震震作用系數(shù):如圖6所示,對于多質(zhì)點點體系,結(jié)構(gòu)構(gòu)底部總縱向向水平地震圖6樓層水平地地震作用作用標(biāo)準(zhǔn)值:kNN標(biāo)準(zhǔn)值(單單位:kN)附加頂部集中力::kN質(zhì)點i的水平地震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值、樓面面地震剪力及及樓面層間位位移的計算過過程見表11。其中:表11,和的計計算層(kN)(m)(kN·m)(kN·m)(kN)(kN)(kN/m)(m)55753.8218.95109034.889349087.880564.38796.873295360.0024246011.6615.3592278.988349087.880477.651274.523295360.0038736011.6611.7570637.011349087.880365.601640.153295360.0049826011.668.1548995.033349087.880253.601893.753295360.0057516185.034.5528141.899349087.880145.672039.423295360.00721樓層最大位移與樓樓層層高之比比:,滿足位位移要求。4.5.4剛重重比和剪重比比驗算為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定和安全,需需分別按式和和進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛剛重比和剪重重比驗算。各各層的剛重比比和剪重比見見表12。表12各層剛重重比和剪重比比層(m)(kN/m)(kN)(kN)(kN)53.63295361186329..6796.875753.82//7117..14166.690.13843.63295361186329..61274.5211765.488/154441.1276.830.08333.63295361186329..61640.1517777.144/237665.1049.920.06923.63295361186329..61893.7523788.800/320889.0836.970.05914.552826501296057..52039.4229973.833/406221.1029.20.050注:一欄中,分子子為第j層的重力荷荷載代表值,分分母為第j層的重力荷荷載設(shè)計值,剛剛重比計算用用重力荷載設(shè)設(shè)計值,剪重重比計算用重重力荷載代表表值。由表12可見,各層的剛重重比均大于20,不必考慮慮重力二階效效應(yīng),各層的的剪重比均大大于0.016,滿足剪重重比要求。5內(nèi)力計算5.1恒荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作用下下框架的內(nèi)力力采用力學(xué)求解器計計算,求得的的內(nèi)力圖如圖圖7到圖9所示。5.2活荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作用下下框架的內(nèi)力力采用力學(xué)求解器計計算,求得的的內(nèi)力圖如圖圖10到圖12所示。5.3風(fēng)荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作用下下框架的內(nèi)力力采用力學(xué)求解器計計算,求得的的內(nèi)力圖如圖圖13到圖15所示。圖7恒荷載作用下的MM圖(單位:kN·m)圖8荷載作用下下的V圖(單位:kN)圖9恒荷載作用下的NN圖(單位:kN)圖10活荷載作用用下的M圖(單位:kN·m)圖11活荷載作作用下的V圖(單位:kN)圖12活荷載作用用下的N圖(單位:kN)圖13風(fēng)荷載作用用下的M圖(單位:kN·m)圖14風(fēng)荷載作用用下的V圖(單位:kN)圖15風(fēng)荷載作作用下的N圖(單位:kN)5.4水平地震震作用下框架架的內(nèi)力柱端彎矩計算采用用D值法,先分分別計算各軸軸柱反彎點位位置,計算結(jié)結(jié)果見表13。表13各軸框架架柱反彎點位位置構(gòu)件層h(m)yh(m)(1-y)h(m)框架柱A53.600.600.3000000.30001.0802.52043.600.600.3500000.35001.2602.34033.600.600.4500000.45001.6201.98023.600.600.50000-0.050.45001.6201.98014.550.760.6700-0.002200.66783.0381.512框架柱B53.601.280.3640000.36401.3102.29043.601.280.4140000.41401.4902.11033.601.280.4640000.46401.6701.93023.601.280.50000-0.01150.48851.7591.84114.551.620.5880-0.000800.58722.6721.878其中y=+++,、、、均由查表得得出。框架各柱剪力由公公式求得,具具體計算過程程見表14。根據(jù)反彎點高度,由由公式,可求得柱端端彎矩,計算算結(jié)果見表14。表14橫向水平平地震作用下下框架柱剪力力和柱端彎矩矩的計算構(gòu)件層(kN)(kN)yh(m)(1-y)h(m)(kN·m)(kN·m)框架柱A5796.8732953692430.02815.831.0802.52039.8917.1041274.5232953692430.02829.231.2602.34068.4036.8331640.1532953692430.02839.481.6201.98078.1763.9621893.7532953692430.02846.601.6201.98078.1763.9612039.4228265091560.03257.823.0381.51287.42175.66框架柱B5796.87329536156730.04826.841.3102.29061.4635.1641274.52329536156730.04849.561.4902.110104.5773.8431640.15329536156730.04866.951.6701.930129.21111.8121893.75329536156730.04879.011.7591.841145.46138.9812039.42282650115450.04173.812.6721.878138.62197.22與中柱交接的梁,與邊柱交接的梁由此得梁端彎矩,計計算過程見表表15、16。橫向水水平地震作用用下得彎矩圖圖如圖16所示。結(jié)結(jié)合平衡條件件,可得到橫橫向水平地震震作用下的剪剪力圖和軸力力圖,分別如如圖17、18所示。橫向水水平地震作用用下框架梁剪剪力的計算過過程見表17。表15橫
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