某中专教学楼框架设计计算书.doc

A A 市理工大学市理工大学 毕业设计毕业设计 论文论文 任务书任务书 建筑工程 系 部 土木工程 专业 2013 级 学生姓名 学号 毕业设计 论文 题目 某中专教学楼 专题 子课题 题目 轴线框架设计 毕业设计 论文 内容概要 根据任务书要求进行建筑方案设计及施工图绘制 并进行结构方案布置 一榀框架的设计和框架柱下独立基础设计 结构施工图绘制 成果要求 一 建筑设计部份 1 建筑设计总说明 2 各层平面图 3 主要立面图 2 3 个 4 典型剖面图 1 个 5 楼梯 卫生间等构造大样图至少两个 二 结构设计部份 一 结构计算 二 结构施工图 1 教学楼的结构方案确定 1 基础平面布置图及配筋图 2 构件截面尺寸确定 荷载计算 2 各层结构平面布置图 3 水平地震荷载及竖向荷载作用下的内力计算 3 框架配筋图 4 框架结构内力组合及框架梁 柱承载力计算 4 结构设计总说明等 5 框架柱下独立基础设计 设计 论文 指导教师 签字 主管系主任 签字 7 年 月 0 日 某中专教学楼设计某中专教学楼设计 系系 部 部 建筑工程系建筑工程系 专专 业 业 土木工程土木工程 年年 级 级 学生姓名 学生姓名 学学 号 号 指导教师 指导教师 职称 职称 The technical secondary school teaching building design Department Department of Architecture and Engineering Specialty Civil engineering Grade Name Student ID Teacher 目录 摘要摘要 I I ABSTRACTABSTRACT IIII 前言前言 1 1 第第 1 1 章章 建筑设计建筑设计 2 2 1 1 设计依据 2 1 1 1 内容及规模 2 1 2 建筑组成 2 1 2 1 普通教室 占总建筑面积 54 2 1 2 2 辅助用房 占总建筑面积 19 2 第第 2 2 章章 结构设计结构设计 4 4 2 1 设计资料 4 2 1 1 工程地质条件 4 2 2 结构平面布置及计算简图 4 2 3 现浇框架设计 5 2 3 1 材料选用及截面尺寸初步估算 5 2 3 3 框架侧移刚度计算 11 2 3 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 13 2 3 5 竖向荷载作用下框架结构内力计算 17 2 3 6 框架内力组合 31 2 3 7 截面设计 36 结论结论 52 总结与体会总结与体会 53 致谢致谢 54 参考文献参考文献 55 附录附录 56 附录 1 56 附录 2 外文资料的中文翻译 66 某中专教学楼设计 摘要 本设计是教学楼设计 总建筑面积为 4233 6 底层占地面积为 1058 4 总 高为 16 5m 根据设计要求 设防烈度为 8 度 抗震等级为二级 设计中要考虑抗震 设计 本方案采用钢筋混凝土现浇框架结构 主体结构为双向承重框架 横向框架等 跨 在进行荷载计算和构件截面估算后 选取一榀框架进行计算 用迭代法算出内力 并对最不利活荷载和最不利内力进行分析 通过底部剪力法求出地震荷载 本方案基 础形式采用柱下独立基础 整个方案设计基本符合设计和结构要求 具有一定的创造 性和合理性 关键词 钢筋混凝土结构 框架结构 荷载设计值 荷载效应 I The technical secondary school teaching building design Abstract It is that the school building designs to originally design The total construction area is 4233 6 the floor space of ground floor is 1058 4 the total height is 16 5m According to the designing requirement the earthquake intensity is 8 degrees to set up defences the grade of antidetonation is two grade consider aseismatic design in the design This scheme adopts the cast in place frame structure of armored concrete The agent structure is a two way bearing frame horizontal frame etc are stepped In is it is it calculate and component section after estimating choose one Pin frame calculate to load to go on calculate the internal force by changing and taking the place of the law and the live load and the most unfavorable internal force disadvantageous that most are analysed cut strength law is it happen through bottom earthquake load to ask This basic form of scheme adopts the independent foundation under the post The whole conceptual design accords with the design and structure demand basically have certain creativity and rationality Key Words Reinforced concrete structure frame structure design value of a load load combination 0 前言前言 土木工程是一门与生活息息相关的学科 因为人类生活的基本条件衣食住行中的 住和行就离不开这门学科 既然与生活很息息相关 所以设计应该与实际工程接轨 我们的设计是 A 市市某中专教学楼 我们从实际工程出发 本着 安全 经济 适用 的原则设计 为今后成为合格的工程师打基础 我本次设计的题目是 A 市地区某中专教学楼 总建筑面积为 4233 6 底层占地 面积为 1058 4 总高为 16 5m 根据设计任务书和现行规范的要求 我分别对该教 学楼进行了建筑平面布置 教学楼的内部设计和结构设计 教学楼为学校区的主要建 筑 本着满足教学楼的使用功能以及方便师生教学 生活的理念 建筑平面布置具备 了普通教室 教师休息室 学生休息区 每层设有男女卫生间 楼梯间严格按照防火 要求设置保证师生安全 交通流向简洁通畅 根据教学楼与周围环境的关系对其外观 和立面进行个性化设计 具有时代风格 使其成为该校标志性建筑 教学楼的结构设 计部分完成了该房屋的结构平面布置 5 轴线横向框架在水平地震作用 竖向恒荷载 竖向活荷载 竖向雪荷载作用下的内力计算 内力组合及承载力计算 并且设计了柱 下独立基础和楼梯 根据以上设计绘制了相应的建施图和结施图 1 第第 1 1 章章 建筑设计建筑设计 本工程的设计项目为教学楼设计 工程建设地点为 A 市地区某中专校区内 根据毕业设计任务书要求 该设计为一栋教学楼 在设计时不仅要考虑功能要求 还要满足经济 美观 安全适用的各种要求 因此在设计方面从开始的框架柱网布置 都认真考虑 并在计算过程中不断演算 以下为我的方案选择 考虑到教学楼楼的基本使用功能要求 需设置教室 男女卫生间 教师休息室等 根据使用及防火要求 本设计采用了两个楼梯通道和三个出入口 屋面采用不上人屋 面 另外在外观上外部的墙体偏移 柱子不会在外观上显露出来 让建筑更加美观 一层主通道处设置大厅 美观实用 外设大台阶 上设雨篷 充分保证实用性和美观 性 1 1 设计依据 1 1 1 内容及规模 1 总建筑面积 4233 6 2 层数 四层 3 跨数 3 跨 4 结构类型 全现浇钢筋混凝土框架结构 5 防火等级 二级 1 2 建筑组成 1 2 1 普通教室 占总建筑面积 54 1 2 2 辅助用房 占总建筑面积 19 1 教师休息室 4 间 每间 63m2左右 2 学生休息区 8 间 每间 31 5m2左右 3 男女卫生间每层设置 每间 31 5m2左右 4 一层设置值班室一间 为 31 5m2左右 2 图 1 建筑平面布置图 3 第第 2 2 章章 结构设计结构设计 2 1 设计资料 A 市市某中专学校拟兴建四层教学楼 建筑面积 4233 6 拟建房屋所在地的设 计地震动参数 max 0 16 Tg 0 20g 地震分组为第三组 基本雪压 S0 0 30KN m2 基本 风压 W0 0 35KN m2 地面粗糙度为 C 类 年降雨量 996 8mm 最大降雨量 53 1mm h 暴雨阵雨强度 196mm h 场地内地下水 位距地表 2 2 2 6m 水质对混凝土不具侵蚀性 2 1 1 工程地质条件 1 室外地面标高 1888 50m 2 工程地质条件 根据钻探 地质情况如下 层次 厚度 米 底层深度 米 现场鉴别土工试验结果 10 700 70 素填土 黄褐色 可塑 中压缩性土 r 18 2KN m3 fak 130KN m2 21 402 10 亚粘土 灰黄色 可塑 湿 中压缩性土 r 18 6KN m3 fak 220KN m2 31 603 70 亚粘土 灰黃色 可塑 湿 中压缩性土 r 18 9KN m3 fak 240KN m2 43 006 70 轻亚粘土含碎石 褐黃色 硬塑 湿 r 19 5KN m3 fak 250KN m2 5 强风化岩 2 2 结构平面布置及计算简图 根据教学楼的使用功能及建筑设计要求 进行了建筑平面 立面及剖面设计 其 建筑平面 结构平面和剖面图如下 主体结构共 4 层 一层层高 4 2m 二至四层层高 3 9m 平面柱网采用 4 2m 7 5m 4 2m 3 0m 4 图 2 结构平面布置图 图 3 1 1 剖面图 2 3 现浇框架设计 2 3 1 材料选用及截面尺寸初步估算 1 材料选用 填充墙采用 200mm 厚的混凝土空心砌块砌筑 门有铝合金玻璃门 木门 窗有铝 合金窗 楼盖 屋盖 梁和柱均采用现浇钢筋混凝土结构 混凝土强度等级 C30 其设计 5 强度 C30 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2钢筋采用 HPB235 fy 210N mm2 fy 210 N mm2和 HRB400 fy 360N mm2 fy 360 N mm2 2 构件截面尺寸的初定 1 梁截面尺寸及各层混凝土强度等级 见下表 表 1 梁截面尺寸 mm 及各层混凝土强度等级 横梁 b h 层 次 混凝土强 度等级AB 跨 CD 跨BC 跨 纵梁 b h 次梁 b h 2 3C30300 600300 450250 500250 400 C30 300 600 2 14 轴 300 450 300 600 B C 轴 250 400 1 C30 300 700 1 轴 15 轴 300 45 250 500 A 轴 D 轴 250 400 2 板厚 屋面 楼面均取 100mm 3 框架柱 该框架结构的抗震等级为二级 其轴压比限值 N 0 75 各层的重力荷载代表 值近似取 13KN m2 由图可知边柱及中柱的负载面积分别为 4 2 3 75m2和 4 2 5 25m2 第一层柱截面面积为 边柱 AC 1 3 4 2 3 75 13 103 4 0 75 14 3 99272 7mm2 中柱 AC 1 2 4 2 5 25 13 103 4 0 75 14 3 128290 9mm2 如取柱截面为正方形 则边柱和中柱截面高度分别为 315mm 和 369mm 故本设计柱截面尺寸取值如下 一 二层 600mm 700mm 500mm 600mm 三 四层 500mm 500mm 400mm 500mm 400mm 400mm 框架计算简图如下所示 6 图 4 框架计算简图 取顶层柱的心形线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板底 2 3 2 重力荷载计算 1 屋面及楼面永久荷载标准值 层面 不上人 20 厚细石混凝土保护层 22 0 02 0 44 KN m2 三毡四油防水层 0 4KN m2 20 厚水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4 KN m2 150 厚水泥蛭石保温层 5 0 15 0 75 KN m2 100 厚钢筋混凝土板 25 0 1 2 5 KN m2 合计 4 49 KN m2 1 3 层楼面 瓷砖地面 包括水泥粗砂打底 0 65 KN m2 100mm 厚钢筋混凝土板 25 0 1 2 5 KN m2 7 合计 3 05 KN m2 2 屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0 5 KN m2 屋面雪载标准值 SK rSO 1 0 0 3 0 3 KN m2 楼面活荷载标准值 卫生间 教室 休息室 2 0 KN m2 走廊 楼梯 3 5 KN m2 3 梁 柱 墙 窗 门重力荷载计算 墙体为 200mm 厚的混凝土空心砌块 内外墙面均为 20mm 厚抺灰 则单位墙面重 力荷载为 14 0 2 17 0 02 2 3 68 KN m2 铝合金门窗 0 4 KN m2 梁 柱重力荷载标准值计算 见下表 表 2 梁 柱重力荷载标准值 层 次 构件 b mh m kN m3 g kN m li m nGi kN Gi kN 边横梁 1 0 30 0 70 25 1 05 5 513 6 90 4 152 145 边横梁 2 0 30 0 60 25 1 05 4 725 7 00 26 859 950 中横梁 0 30 0 45 25 1 05 3 544 2 30 15 122 259 纵梁 1 0 30 0 60 25 1 05 4 725 3 60 28 476 280 纵梁 2 0 25 0 50 25 1 05 3 281 3 60 28 330 750 次梁 0 25 0 40 25 1 05 2 625 3 60 56 529 200 2470 584 柱 1 0 60 0 70 25 1 10 11 550 5 20 24 1441 440 1 柱 2 0 50 0 60 25 1 10 8 250 5 20 36 1544 400 2985 840 边横梁 0 30 0 60 25 1 05 4 725 6 90 30 978 075 中横梁 0 30 0 45 25 1 05 3 544 2 40 15 127 575 纵梁 0 25 0 50 25 1 05 3 281 3 60 56 661 500 次梁 0 25 0 40 25 1 05 2 625 3 60 56 529 200 2296 350 柱 1 0 60 0 70 25 1 10 11 550 3 90 24 1081 080 2 柱 2 0 50 0 60 25 1 10 8 250 3 90 36 1158 300 2239 380 边横梁 0 30 0 60 25 1 05 4 725 7 00 30 992 250 中横梁 0 30 0 45 25 1 05 3 544 2 60 15 138 206 纵梁 0 25 0 50 25 1 05 3 281 3 80 56 698 250 次梁 0 25 0 40 25 1 05 2 625 3 80 56 558 600 2387 306 柱 1 0 50 0 50 25 1 10 6 875 3 90 24 643 500 柱 2 0 40 0 50 25 1 10 5 500 3 90 18 386 100 3 柱 3 0 40 0 40 25 1 10 4 400 3 90 18 308 880 1338 480 8 边横梁 0 30 0 60 25 1 05 4 725 7 00 30 992 250 中横梁 0 30 0 45 25 1 05 3 544 2 60 15 138 206 纵梁 0 25 0 50 25 1 05 3 281 3 80 56 698 250 次梁 0 25 0 40 25 1 05 2 625 3 80 56 558 600 2387 306 柱 1 0 50 0 50 25 1 10 6 875 3 90 24 643 500 柱 2 0 40 0 50 25 1 10 5 500 3 90 18386 100 4 柱 3 0 40 0 40 25 1 10 4 400 3 90 18308 880 1338 480 注 表中 为考虑梁 柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载增大系数 g 表示单 位长度构件重力荷载 n 为构件数量 梁长度取净长 柱长度取层高 4 重力荷载代表值 混凝土空心砌块容重为 11 8KN m 2 4 层板自重 25 58 8 18 2 4 2 7 5 0 1 2488 5KN 屋面层板自重 25 58 8 18 0 1 2646KN 一层实墙面荷载 11 8 4 2 0 5 43 66KN 二 四层实墙面荷载 11 8 3 9 0 5 40 12KN 一层墙重 43 66 15 7 5 0 6 43 66 58 8 50 4 0 7 43 66 50 4 25 2 21 0 2 2144 93KN 二 四层墙重 40 12 17 7 5 0 6 40 12 58 8 2 0 7 40 12 50 4 2 0 2 2155 41KN 由 表 2 梁 柱重力荷载标准值 查得 1 层构件 Gi 2470 584KN 2 层构件 Gi 2296 360KN 3 层构件 Gi 2387 306KN 4 层构件 Gi 2387 306KN 1 4 层柱 重分别为 2985 840KN 2239 380KN 1338 480KN 1338 480KN 2 4 层楼板活载 3 5 4 2 7 5 2 3 58 8 2 5 58 8 18 4 2 7 5 2 3 58 8 2885 4KN 屋面楼板雪荷载 0 3 58 8 18 0 1 31 752KN G1 2985 840 2144 93 2 2239 380 2155 41 2 2470 584 0 5 2885 4 8676 064KN G2 2239 380 2155 41 2 1338 480 2155 41 2 2296 350 0 5 2885 4 7683 39KN G3 1338 480 2155 41 2 1338 480 2155 41 2 2387 306 0 5 2885 4 7323 9 896KN G4 1338 480 2155 41 2 2387 306 0 5 31 752 4150 127KN 图 5 各质点的重力荷载代表值 10 2 3 3 框架侧移刚度计算 横向框架侧移刚度计算 见下表 表 3 横梁线刚度 ib 计算表 类别 层 次 Ec N mm2 b m m h m m Io mm4 l mm EcIo l N mm 1 5EcIo l N mm 2EcIo l N mm 3 00 1043007008 58 10969003 728 10105 592 10107 457 1010 1 3 00 1043006005 400 10970002 314 10103 471 10104 629 1010 23 00 1043006005 400 10969002 348 10103 522 10104 696 1010 边横 梁 3 43 00 1043006005 400 10970002 314 10103 471 10104 629 1010 13 00 1043004502 278 10923002 971 10104 457 10105 943 1010 23 00 1043004502 278 10924002 848 10104 271 10105 695 1010 走道 梁 3 43 00 1043004502 278 10926002 629 10103 943 10105 257 1010 11 表 4 柱线刚度 ic 计算表 层次 hc mmEc N mm2 b mm h mm Ic mm4 EcIc hc N mm 52003 00 1046007001 715 10109 894 1010 1 52003 00 1045006009 000 1095 192 1010 39003 00E 1046007001 715 10101 319 1011 2 39003 00 1045006009 000 1096 923 1010 39003 00 1045005005 208 1094 006 1010 39003 00 1044005004 167 1093 205 10103 39003 00 1044004002 133 1091 641 1010 39003 00 1045005005 208 1094 006 1010 39003 00 1044005004 167 1093 205 10104 39003 00 1044004002 133 1091 641 1010 表 5 中框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱中柱层 次 b h mm m m 根数 K cDilK cDil Di 400 40022 6 0240 751 9723 01 4 400 500222 889 0 591 14944 02 542674 66 400 40022 6 1780 755 9774 79 3 400 500222 910 0 593 14994 60 544926 58 2500 600361 347 0 402 21956 97 1 5140 431 23540 09 1637894 16 1500 600360 892 0 481 11059 88 2 0360 628 14470 01 919076 04 表 6 边框架柱侧移刚度 D 值 N mm A 1 A 10 D 1 D 10B 1 B 10 C 1 C 10 层次 K cDilK cDil Di 40 8660 302 9544 87 1 851 0 481 15202 26 98988 50 30 8730 304 9608 08 1 898 0 487 15391 89 99999 88 23 4550 633 6587 20 6 763 0 772 8033 67 58483 49 10 5650 415 18221 94 1 016 0 503 22085 87 161231 22 表 7 楼 电梯间框架柱侧移刚度 D 值 N mm D 2 D 3 D 13 D 14C 2 C 3 C 13 C 14 层次 K cDilK cDil Di 40 8660 302 9544 87 2 468 0 552 17446 25 107964 47 30 8730 304 9608 08 2 531 0 559 17667 49 109102 27 22 6510 570 5931 60 9 019 0 818 8512 36 57775 84 10 3510 362 15894 80 1 354 0 553 24281 28 160704 31 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加 即得框架各层层间侧移刚度 Di 见下表 12 横向框架层间侧移刚度 N mm 层次 1234 Di1241011 58 1754153 48 754028 72 749627 64 由上表可见 D1 D2 1241011 58 1754153 48 0 7075 0 7 故 该框架为规 则框架 2 3 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 1 水平地震作用下横向框架结构的内力和侧移计算 1 横向自振周期计算 见下表 表 8 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi kN Vgi kN Di N mm ui mm ui mm 44150 127 4150 127 749627 64 5 54 54 10 37323 896 11474 023 754028 72 15 22 48 57 27683 390 19157 413 1754153 48 10 92 33 35 18678 064 27835 477 1241011 58 22 43 22 43 计算基本周期 T1 其中 uT的量纲为 m 取 T 0 7 uT 0 0541 则 suT TT 28 0 0541 07 07 17 1 1 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 该结构高度不超过 40m 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以剪切型为主 故可用底部剪力法计算水平地震作用 结构总水平地震作用标准值计算如下 KN GG ieq 46 23658 127 4150896 732339 7683064 8676 85 0 85 0 查 抗规 1 max 0 245 则 KN GF eqEK 32 579646 23658245 0 1 因 所以不需要考虑顶部附加水平地震作用 s T s Tg 28 0 63 0 45 0 4 14 1 1 各质点水平地震作用按该式计算 见下表 F HG HG FEK n j jj ii i 1 表 9 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 13 层次 Hi m Gi kN GiHi kN m GiHi GjHjFi kN Vi kN 416 94150 13 70137 15 0 250 1449 9 1449 9 3137323 90 95210 65 0 340 1968 2 3418 1 29 17683 39 69918 85 0 249 1445 4 4863 5 15 28678 06 45125 93 0 161 932 9 5796 3 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布图 图 6 水平地震作用分布图 图 7 层间剪力分布图 3 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移 ui 和顶点位移 ui 计算见下表 表 10 横向水平地震作用下的位移验算 层次 Vi kN Di N mm ui mm ui mm hi mm e ui hi 41449 9749627 641 9313 9139001 2021 33418 1754028 724 5311 9839001 861 24863 51754153 482 777 4439001 1408 15796 31241011 584 674 6752001 1113 14 S j ij i i D V u 1 n K K u u 1 由上表可见 最大层间弹性位移角发生在第三层 其值为 1 861 1 550 满足要求 4 水平地震作用下框架内力计算 取 轴线横向框架进行内力计算 框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算 i S j ij ij ij V D D V 1 hyVM yhVM ij u ij ij b ij 1 321 yyyyy n 取自表 5 取自 横向框架层间侧移刚度 表 层间剪力取自表 9 底层柱需考虑 二层柱考虑 其余柱均无修正 Dijij D 2 y 3 y 表 11 各层柱端弯矩及剪力计算 边柱中柱层 次 hi m Vi kN Dij N mm DilVi1KyMbi1Mui1Di2Vi2KyMbi2Mui2 43 91449 9 749627 64 14944 28 90 2 889 0 4550 72 61 99 9723 18 80596 0240 4533 01 40 35 33 93418 1 754028 72 14995 67 97 2 910 0 497131 75 133 34 9775 44 31036 1780 49785 89 86 92 23 94863 5 1754153 48 21957 60 88 1 347 0 5118 72 118 72 23540 65 26641 5140 5127 28 127 28 15 25796 3 1241011 58 11060 51 66 0 892 0 55147 75 120 88 14470 67 5842 0360 55193 28 158 14 注 表中 M 量纲为 KN m V 量纲为 KN 水平地震作用下框架的弯矩图 梁端剪力图及柱轴力图如下 15 图 8 水平地震作用下框架弯矩图 KN m 梁端弯矩 剪力及柱轴力计算过程见下表 表 12 梁端弯矩 剪力及柱轴力计算 边梁走道梁柱轴力 层 次 MlbMrblVbMlbMrblVb 边柱 中柱 461 9918 897 510 78 17 1517 153 0 11 43 10 78 0 65 3184 0656 167 532 03 51 0251 023 0 34 01 42 81 34 66 2250 4796 347 546 24 93 4693 463 0 62 31 89 05 96 97 1239 61257 548 61 128 35128 43 0 85 57 137 66 182 54 16 图 9 水平地震作用下框架剪力轴力图 KN 2 3 5 竖向荷载作用下框架结构内力计算 1 横向框架内力计算 1 计算单元 取 轴线横向框架进行计算 计算单元宽度为 4 2m 如图所示 由于房间内布置 有次梁 故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示 计算单元范围内的 其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架以集中力的形式传给横向框架 作用于各节点上 17 图 10 横向框架计算单元 2 荷载计算 1 恒载计算 在下图中代表边横梁自重 代表走道梁自重 为均布荷载形式 1 q 1 q 图 11 各层梁上作用的恒载 1 4 725 KN mq 1 3 544 KN mq 及为屋面板传给横梁的三角形荷载 对于第 4 层 q2 2 q 18 2 4 49 2 1 2511 225 KN mq 2 4 49 1 5 213 47 KN mq P1 P2 分别为由边纵梁 中纵梁直接传给柱的恒载 它包括梁自重 楼板重和女 儿墙等的重力荷载 1 1 74 211 225 3 281 4 23 2 0 6 4 238 39 22 KNp 2 1 74 211 2251 24 213 47 3 281 4 248 53 2222 KNp P3 为由次梁直接传递给横梁的恒载 3 1 74 2 2 625 4 211 22544 14 2 KNp 对于第 1 3 层楼面 2 3 05 2 1 257 625 KN mq 2 3 05 2 1 59 15 KN mq 1 1 74 27 625 3 281 4 240 12 0 2 4 2 0 645 27 22 KNp 2 3 层 2 1 74 27 6251 24 29 15 3 281 4 240 12 0 2 4 2 0 7562 67 2222 KNp 1 层 2 1 74 27 6251 24 29 15 4 725 4 243 66 0 2 4 2 0 7570 95 2222 KNp 3 1 74 2 2 625 4 27 62533 53 2 KNp 2 活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图 图 12 各层梁上作用的活载 对于第 4 层 雪荷载 2 0 3 2 1 250 75 KN mq 2 0 3 2 1 50 9 KN mq 19 1 1 74 20 75 1 11 22 KN P 2 1 74 20 751 24 20 9 2 32 2222 KN P 3 1 74 2 0 752 22 2 KN P 不上人屋面活荷载 2 0 5 2 1 251 25 KN mq 2 0 5 2 1 51 5 KN mq 1 1 74 21 25 1 84 22 KNp 2 1 74 21 251 24 21 5 3 87 2222 KN P 3 1 74 2 1 253 70 2 KN P 对于 1 3 层 2 2 5 2 1 256 25 KN mq 2 3 5 2 1 510 5 KN mq 1 1 74 26 25 9 22 22 KNp 2 1 74 26 251 24 210 5 23 39 2222 KN P 3 1 74 2 6 2518 44 2 KN P 3 内力计算 20 图 13 号轴线框架梁上作用的恒载 21 图 14 轴线框架上作用的活载 雪载 注 括号内的为雪荷载 22 图 15 机算恒载弯矩图 单位 KN m 23 图 16 机算恒载剪力图 单位 KN 24 图 17 机算恒载轴力图 单位 KN 25 图 18 机算活载弯矩图 KN m 26 图 19 机算活载剪力图 KN 27 图 20 机算活载轴力图 单位 KN 28 图 21 机算雪载弯矩图 单位 KN m 29 图 22 机算雪载剪力图 单位 KN 30 图 23 机算雪载轴力图 单位 KN 2 3 6 框架内力组合 1 结构抗震等级 该建筑结构类型为钢筋混凝土现浇框架结构 地震设防烈度为八度 房屋总高度 16 5m 根据表 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 可知 本工程的框架为二级抗震 等级 2 框架梁内力组合 本工程考虑三种内力组合 即 1 2SGK 1 4SQK 1 35SGK 1 0SQK 及 RE 1 2 SGE 0 5SQ2K 1 3SEK 各层梁的内力组合结果见下表 表中 SGK SQ1K SQ2K三列中的梁端弯矩 M 为经过调幅后的弯矩 调幅系数取 0 8 31 框架梁内力组合表见下表 32 表 14 框架梁内力组合表 SEk RE 1 2 SGk 0 5SQk 1 3SEk 层 次 截 面 位 置 内 力 SGk SQ 活 kSQ 雪 k 1 35SGk SQ k 1 2SGk 1 4SQ k V RE vb Mbl Mb r ln VGb M 69 19 34 08 33 59 239 60 239 60 156 22 311 00 127 49 130 74 A V68 34 32 65 32 65 48 61 48 61 32 64 140 07 124 91 127 72 M 73 86 36 33 36 33 124 97 124 97 204 67 39 02 136 04 139 49 B 左 V 69 90 33 56 33 56 48 61 48 61 34 70 142 13 127 93 130 86 141 01 M 14 01 7 98 7 98 160 45 160 45 140 24 172 64 26 89 27 98 B 右 V13 92 9 84 9 84 85 57 85 57 75 34 113 77 28 63 30 48 214 85 MA B 262 02 110 59 144 10 147 58 一 层 跨 间 MB C 186 99 230 19 注 表中 MAB 和 MBC 分别为 AB 跨和 BC 跨的跨间最大正弯矩 M 以下部受拉为正 V 以向上为正 2 框架梁内力组合 取每层柱顶和柱底两个控制截面 组合结果见下表 考虑地震作用效应的组合中 取屋面为雪荷载时的内力进行组合 33 表 15 横向框架 A 柱弯矩和轴力组合 SEk RE 1 2 SGk 0 5SQk 1 3SEk 层 次 截 面 内 力 SGk SQ 活 kSQ 雪 k 1 35SGk SQk1 2SGk 1 4SQk Mmax N Nmin M Nmax M M78 99 9 60 7 46 61 99 61 99 134 89 14 01 116 24 108 23 134 89 14 01 116 24 柱 顶 N124 91 8 71 5 42 10 78 10 78 125 37 104 35 177 34 162 09 125 37 104 35 177 34 M 56 74 17 33 16 57 50 72 50 72 107 97 9 07 93 93 92 35 107 97 9 07 93 93 4 柱 底 N146 36 8 71 5 42 10 78 10 78 144 67 123 65 206 30 187 83 144 67 123 65 206 30 M32 03 20 76 21 15 133 34 133 34 168 35 91 66 64 00 67 50 168 35 91 66 64 00 柱 顶 N240 86 51 15 47 82 42 81 42 81 280 03 196 55 376 31 360 64 280 03 196 55 376 31 M 29 57 16 46 16 62 131 75 131 75 162 55 94 36 56 38 58 53 162 55 94 36 56 38 3 柱 底 N283 76 51 15 47 82 42 81 42 81 318 64 235 16 434 23 412 12 318 64 235 16 434 23 M58 17 27 02 26 92 118 72 118 72 180 22 51 29 105 55 107 63 180 22 51 29 105 55 柱 顶 N355 07 93 43 90 10 89 05 89 05 446 93 273 28 572 77 556 89 446 93 273 28 572 77 M 57 79 27 25 27 72 118 72 118 72 180 24 51 27 105 27 107 50 180 24 51 27 105 27 2 柱 底 N430 15 93 43 90 10 89 05 89 05 514 50 340 86 674 13 646 98 514 50 340 86 674 13 M28 70 14 25 14 26 120 88 120 88 150 11 85 61 53 00 54 39 150 11 85 61 53 00 柱 顶 N468 68 135 29 131 97 137 66 137 66 615 42 346 98 768 01 751 82 615 42 346 98 768 01 M14 35 7 12 7 13 147 75 147 75 134 35 153 76 12 25 7 25 153 76 153 76 12 25 1 柱 底 N586 66 135 29 131 97 137 66 137 66 721 60 453 16 927 28 893 40 453 16 453 16 927 28 注 表中 M 以左侧受拉为正 单位为 kN m N 以受压为正 单位为 kN 34 表 16 横向框架 A 柱剪力组合 SEk RE 1 2 SGk 0 5SQk 1 3SEk 层次 SGk SQ 活 kSQ 雪 k 1 35SGk SQk1 2SGk 1 4SQk RE vc Mcb Mc t Hn 4 34 80 6 91 6 16 28 90 28 90 6 70 70 57 53 89 51 43 81 32 3 15 80 9 54 9 68 67 97 67 97 54 05 96 16 30 87 32 32 110 8 2 29 73 14 04 14 01 60 88 60 88 29 80 104 74 54 18 55 33 120 7 1 8 28 4 11 4 11 63 96 63 96 60 13 81 22 15 29 15 69 87 31 注 表中 V 以绕柱端顺时针为正 RE vc Mcb Mct Hn 为相应于本层柱净高上 下两端的剪力设计值 35 2 3 7 截面设计 第一层 AB 跨 1 梁的正截面受弯承载力计算 从表 14 中分别选出 AB 跨跨间截面及支座截面的最不利内力 并将支座中心处的 弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算 A 节点 M 311 00 0 75 414 67 N 140 07 0 85 164 79 B 节点 M 204 67 0 75 272 89 N 34 70 0 85 40 82 支座弯矩 MA 414 67 164 79 0 6 0 5 2 356 99 kN m REMA 0 75 356 99 267 74 kN m MB 272 89 40 82 0 6 2 260 64 kN m REMB 0 75 260 64 195 48 kN m 跨间弯矩取控制截面 即支座边缘处的正弯矩 由表 14 求得相应的剪力 V 1 3 48 61 1 0 68 34 0 5 32 65 21 472 kN 则支座边缘处 Mmax262 02 0 75 21 472 0 6 0 5 2 356 88 kN m REMmax 0 75 356 88 267 66 kN m 当梁下部受拉时 按 T 形截面设计 当梁上部受拉时 按矩形截面设计 翼缘计算宽度当按跨度考虑时 2 5m 2500mm 按翼缘厚度考虑时 3 l bf 7 5 3 h0 h as 600 40 560mm 0 178 0 1 故取2500mm 0 h hf 100 560 f b 梁内纵向钢筋选 HRB400 级钢 360N 2 b 0 518 下部跨间截面按 yy ff T 形截面计算 因为 1 0 14 3 2500 100 560 2 01 f ffc h hhbf 2 100 1823 25 KN m 267 66 KN 属于第一类 T 形截面 36 2 01 hbf M fc s 6 2 267 66 10 0 024 1 0 14 3 2500 560 1120 0240 581 sb yfcs fhbf 01 A 2 0 024 1 0 14 3 2500 560 1334 67 360 mm 实配 520 满足要求 2 1570 s Amm 00 00 1570 0 930 25 300 560 将下部跨间截面的 520 钢筋伸入支座作为支座负弯矩作用下的受压钢筋 再计算相应的受拉钢筋 As 即 A 支座的上部 2 1570 s Amm 2 01 0 S A hbf ahfM c sy 6 2 267 74 10360 1570 56040 0 019 1 0 14 3 300 560 0 019 0 143 0 2 h as 2 35 665 说明s 富裕 且达不到屈服 可近似取 A 0sy s ahf M A 6 2 267 74 10 1430 24 360 56040 mm