百货商场毕业设计.doc

某省某市某大学本科生毕业设计 论文 1 本人有土木各种毕业设计 框架 剪力墙 砖混 框剪等结构毕业 设计 住宅 宾馆 办公楼 教学楼 住宿楼 商场等建筑 高层或多层的毕业设计 计 算书及建筑施工图 结构施工图都是成套的 都是合格的毕业设计 也都是各届优秀毕业 生的合格毕业设计 意在帮助大家更快的完成毕业设计 以便去实习挣钱 有意者请联系我 电话QQ 316525616 摘 要 该设计为鑫源百货商场 建筑面积为 14000m2 建筑层数为四层 设计使用 年限为 50 年 主体结构采用框架结构作为承力结构 建筑的主体风格以简洁为 主 在设计中 根据功能进行了布局 建筑的设计部分包括 结构选型 平面设计 立面设计 建筑的防火和疏 散 结构计算部分是重点内容 这部分计算主要包括 水平地震作用 风荷载 竖向荷载 活荷载等对结构的影响 此外还包括楼梯设计 基础设计等 在设 计方法中对于水平地震作用采用了底部剪力法 对于竖向荷载采用了弯矩二次 分配法 关键词 关键词 商场 框架结构 基础 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 2 Abstract The building is located in daqing and it is a synthesis market occupied space 14000mm2 The building is four layers The building can live 50 years The subject of the building adopted framework The style is succinct In my design I thoughted over carefully of its function The part of building design includes the choice of the framework the design of plane the design of vertical surface the problem of peventing fire and the dispersing of the building The design of the framework calculation is the most important part It mainly include the horizontal of earthquake wind load vertical load live load in addtion to the design of stairs and foundation In the design method I adopt the method of bottom shearing force to the level earthquake action In the same time I adopt the second distribute of the moment to the vertical load Keywords market framework foudation 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 3 目 录 第第 1 1 章章 建筑设计建筑设计 1 1 1 1 平面设计 1 1 2 立面设计 1 1 3 剖面设计 1 1 4 防火设计与疏散 2 1 5 构造设计 2 1 6 局部设计 2 第第 2 2 章章 混凝土现浇框架结构设计混凝土现浇框架结构设计 4 4 2 1 结构布置 4 2 2 材料选用及截面尺寸初步估算 4 2 3 重力荷载计算 6 2 4 横向框架侧移刚度计算 11 2 5 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移 13 2 6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 20 2 7 竖向荷载作用下框架结构内力计算 21 2 8 横向框架内力组合 30 2 9 框架梁柱截面设计及配筋计算 48 2 10 板的设计 64 2 11 桩基础设计 67 结结 论论 7474 参考文献参考文献 7676 致致 谢谢 7777 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 1 第 1 章 建筑设计 1 1 平面设计 1 功能分析 商场建筑按使用功能分为营业 仓储 辅助三个部分 其中 以营业部分为主 要处理好货流 顾客和职工流之间的关系 2 根据设计任务书中建筑总面积及各房间使用面积的要求 初步确定每层 的房间的面积 形状 尺寸等 并确定与其他部分的关系 3 根据功能分析 流线分析进行平面组合设计 1 首先确定组合方式 从商场建筑的使用功能及任务书所给的条件看 采用以营业厅为中心 周边布置辅助房间的大厅式组合较为合理 2 各层平面设计 本商场不影响商场正常营业功能基础上 从底层到顶 层采取共享中庭 把上下贯穿的中庭布置在中心位置 营业空间环绕四周 3 初步确定柱网尺寸 及总平面中确定的平面形状 进行组合设计 从 而得出一个初步的平面形状 根据标准货架宽 柜台宽 店员通道宽 购物顾 客宽度 顾客股数等考虑结构的经济性 初步确定柱网尺寸为 7500mm 7500mm 4 在此基础上 根据周围环境 道路分布及走向 商店内流线分析 顾 客流量等因素初步确定入口及楼梯的位置 数量及形状 5 初步确定门窗的形状 尺寸和位置 1 2 立面设计 1 根据平面 剖面设计绘出初步的建筑立面 在此基础上进行立面设计 即根据建筑构图规划 恰当的确定门 窗 柱 雨蓬 檐口 勒脚及必要的花 饰等部分的比例 尺度 位置 2 本商场的主入口部分立面采用玻璃幕墙体 其结构简洁明快 格调和谐 庄重清新 体现商场的现代意识 主入口最顶部采用轻钢屋架 其中间设置一 玻璃筒体 两者结合起来 用一种特殊的建筑语言 演绎着有本商场的建筑理 念 外立面以富有现代感的白色为主色调 本商场的名称 招牌采用了醒目 简明的设计理念 与本商场整体外观设计相融合 顶部女儿墙采用高度不一的 风格 似长城 与商场现代的风格完美地结合 本商场四角突出 最顶部采用 圆形玻璃筒体 体现出了商场的层次感 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 2 3 重点处理 重点对建筑物出入口 楼梯转角等部位进行设计 1 3 剖面设计 1 根据任务书要求确定层数及各部分标高 层数 4 层 首层 4 5m 标准层 4 5m 室内外高差 450mm 考虑到商店营业厅通常沿墙布置货架 剖面上对窗的尺寸没有过多的限制 因此营业厅窗台高度和窗的尺寸由立面设计确定 2 确定空间形状 根据商店建筑的使用功能要求 其剖面形状应采用矩形 3 确定竖向组合方式 由于该商场功能分区明确 各层房间数量和面积基 本一致 因此采用上下空间一致的竖向组合方式即可 1 4 防火设计与疏散 1 防火设计 商场的防火设计不仅要符合 建筑设计防火规范 还应符合 商店建筑设 计规范 第四章的内容 本商场按照建筑耐火等级二级设计 防火间距最大允 许长度 150 米 每层最大允许建筑面积 2500 当建筑内设置自动灭火系统时 2 m 每层允许建筑面积按上述增加一倍 防火分区采用防火卷帘 本商场划分为三个防火分区 其最大允许建筑面积符合规定 商场中厅设 自动扶梯 屋盖采用非燃烧体 2 安全疏散 商场营业部分疏散人数的计算 可按每层营业面积和顾客服务面积乘以换 算系数来确定 底层外门 楼梯 走道的各自宽度符合防火规范的规定 商场营业厅每个防火分区至少有两个安全出口 且营业厅任一点至最近安 全出口直线距离不超过 25 米 商场营业厅的出入门 安全门净宽度不小于 1 4 米 并不设门槛 楼梯梯段宽度也大于 1 4m 踏步宽 300mm 踏步高 150mm 均符合规范要求 本商场设置四部楼梯 楼梯布置均匀 空间导向性强 并使营业厅内任一 点至最近楼梯的直线距离小于 25m 1 5 构造设计 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 3 本商场采用现浇整体式框架结构 总长 67 5m 不设伸缩缝 采用后浇带 做法 1 6 局部设计 1 屋顶 本建筑的屋面共享大厅上部采用网架屋顶 其余部分采用钢筋混凝土平屋 顶 排水方式为外排水 坡度为 2 屋面防水采用双面复合材料 其属于 新型材料 2 门窗 门窗均采用塑钢门窗 具体尺寸见门窗表 3 楼梯 本建筑设有楼梯四部 自动扶梯一部 货梯一部 扶梯 电梯均根据本商场的场地等各种条件和厂家预定 楼梯 初定为双跑楼梯 楼梯间宽为 4 8m 楼梯段宽为 2 4m 梯井宽为 0 1 米 满足防火疏散要求 4 卫生间 每层设置一个卫生间 卫生间为套间室 设前室 卫生间设洗手盆 镜子等 卫生器具的数量根据规范满足 工业企业设计卫生标准 中规定 的卫生器具数量 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 4 第 2 章 混凝土现浇框架结构设计 2 1 结构布置 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求 进行了建筑平面 立面及剖面 设计 主体结构共 4 层 一层 4 5m 二 三 四层均为 4 5m 平面柱网采用 7 5m 7 5m 2 2 材料选用及截面尺寸初步估算 梁截面高度按梁跨度的估算 由此估算的梁截面尺寸见表 2 1 表中还给出 了各层梁 柱 板的混凝土强度等级 其设计强度 C30 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 2 2 1 材料选用 填充墙采用 390mm 厚的填充空心砌块砌筑 门有钢门 卷帘门 木门 窗 有塑钢窗和玻璃幕墙 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 2 2 构件截面尺寸的初定 梁的截面尺寸应满足承载力 刚度及延性要求 截面高度一般取梁跨度 l 的 1 12 1 8 当梁的负载面积较大或荷载较大时 宜取上限值 为防止梁产生 剪切脆性破坏 梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4 梁的截面宽度可取 1 3 1 2 梁宽 同时不小于 1 2 柱宽 且不应小于 250mm 1 框架梁 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 5 横梁 h 1 12 1 8 7500 625mm 937 5mm 取 h 700mm b 1 3 1 2 h 250mm 375mm 取 b 300mm 纵梁 次梁 悬挑梁 h 1 15 1 12 L 500mm 625mm 取 500mm b 1 3 1 2 h 170mm 250mm 取 200mm 表 2 1 梁截面尺寸 mm 及各层混凝土强度等级 层次混凝土强度等级 横梁 b h 纵梁 b h 次梁 b h 1 4C30 300 700200 500200 500 2 框架柱 柱截面尺寸可根据柱的轴压比按下列公式估算 2 1 E NFg n 2 2 C NC N A f 式中 N 为柱组合的轴压设计值 F 为简支状态计算的柱的负载面积 gE为折算 在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可根据实际荷载计算 也可近似取 12 15kN m 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数 边柱取 1 3 不 等跨内柱取 1 25 等跨内柱取 1 2 n 为验算截面以上楼层层数 AC为柱截面 面积 fC为混凝土轴心抗压强度设计值 为框架柱轴压比限值 此处可进 似取 即对一级 二级和三级抗震等级 分别取 0 7 0 8 和 0 9 该框架结构的抗震等级为二级 其轴压比限值 N 0 8 各层的重力荷 载代表值近似取 15kN m2 由式 5 1 5 2 得第一层柱截面面积为 边柱 Ac 2 3 191761 3 148 0 4101575 35 73 1 mm 中柱 Ac 2 3 383523 3 148 0 410155 75 73 1 mm 根据上述计算结果并综合考虑其它因数 故本设计柱截面尺寸取值如下 一层 600mm 600mm 二至四层 500mm 500mm 按上述方法确定的柱截面高度 h 不宜小于 400mm 宽度不宜小于 350mm 柱净 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 6 高与截面长边尺寸之比大于 4 满足要求 3 板厚 填充墙采用 240mm 厚的空心砌块砌筑及 120mm 厚轻质隔墙 门为木门 窗为塑钢窗 楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构 按结构要求 h L 35 且mm 则 取板厚 h 120mm 80 屋面 楼面均取 120mm 4 基础 选用独立基础 基础埋深 2 5m 距基顶 0 5m 框架结构计算简图如图 2 所示 取顶层的形心线作为框架柱的轴线 梁轴线取 至板底 2 4 层柱高即为层高 取 4 5m 底层柱高度从基础顶面取至一层板 底 即 H1 4 5 0 5 0 45 0 1 5 35m 5 框架计算简图如图 2 1 所示 取顶层柱的心形线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板底 图 2 1 框架计算简图 2 3 重力荷载计算 2 3 1 屋面及楼面永久荷载标准值 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 7 层面 不上人 180 厚砖砌架空隔热层 西南 J202 1 1kN m2 三毡四油上铺绿豆砂 0 4KN m2 25 厚 1 3 水泥砂浆找平层 0 025 20 0 5kN m2 1 6 水泥焦渣找坡 最薄 30mm 厚 0 085 10 0 85kN m2 板自重 25 0 1 2 5kN m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0 25kN m2 合计 5 6kN m2 轻钢网架屋顶 0 152kN m2 玻璃屋顶 0 3kN m2 合计 0 452kN m2 2 3 2 楼面永久荷载标准值 营业厅 30 厚水磨石地面 0 65kN m2 100mm 厚钢筋混凝土板自重 25 0 1 2 5kN m2 20 厚水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4KN m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0 25kN m2 合计 3 8kN m2 办公室 硬木地板 0 2KN m2 地板格栅 0 2KN m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 25 0 1 2 5KN m2 隔声纸板顶棚 0 2KN m2 合计 3 1KN m2 楼梯 花岗岩地面 28 0 015 0 42KN m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4KN m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 25 0 1 2 5KN m2 20mm 厚水泥砂浆粉刷层 20 0 02 0 4KN m2 合计 3 72KN m2 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 8 卫生间 花岗岩地面 28 0 015 0 42KN m2 20 厚水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4KN m2 100mm 厚钢筋混凝土板 25 0 1 2 5KN m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0 25KN m2 合计 3 57KN m2 2 3 3 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 5KN m2 楼面活荷载标准值 2 0kN m2 营业厅 3 5KN m2 办公室 2 0KN m2 卫生间 2 5KN m2 楼梯 3 5 KN m2 屋面雪载标准值 s r SO 1 0 0 5 0 5KN m2 式中 r为屋面积雪分布系数 取 1 0 2 3 4 梁 柱 墙 窗 门重力荷载计算 梁 柱可根据截面尺寸 材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载 对墙 门 窗等可计算出单位面积上的重力荷载 具体计算过程从略 计算结 果见表 2 2 墙体为 240mm 厚空心砌块 外墙面帖瓷砖 0 5kN m2 内墙面为 20mm 厚抹灰 则外墙面重力荷载为 0 5 8 0 0 24 17 0 02 2 76kN m2 内墙为 240mm 空心砌块 两侧均为 20mm 厚抹灰 则内墙单位面积重力荷 载为 0 02 17 2 8 0 2 4 2 6KN m2 则外墙单位墙面重力荷载为 2 76kN m2 内墙单位墙面重力荷载为 2 6kN m2 木门单位面积重力荷载为 0 2 KN m2 塑钢窗 0 4KN m2 玻璃幕墙 1 2KN m2 玻璃门 钢铁门 0 45KN m2 表 2 2 梁 柱重力荷载标准值计算 bhrgLiGi Gi 层 次 构件 m m KN m3 KN m m n KN KN 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 9 横梁0 300 70251 055 916 75662413 158 纵梁0 300 70251 055 916 75642340 032 1 柱0 600 60251 1014 775 95763078 7831 19 横梁0 300 70251 055 916 85662413 158 纵梁0 300 70251 052 636 85642340 032 2 3柱0 600 60251 1011 094 8763078 7831 19 横梁0 300 70251 055 916 85662413 158 纵梁0 300 70251 052 636 85642340 0324 柱0 600 60251 1011 094 8763078 7831 19 注 表中 为考虑梁 柱的粉刷层重力荷载而对重力荷载的增大系数 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 2 3 5 重力荷载代表值 第一层 第一层 1 内外填充墙重计算 1 横墙 AH 横墙 墙厚 390mm 计算长度 7500mm 6 45000mm 计算高度 4500mm 650mm 3850mm 单跨体积 0 39 45 3 85 67 568 m3 单层重量 5 5 67 568 371 62KN 数量 2 总重 371 62 2 743 24KN 一层的 200 内墙计算 单跨体积 0 2 38 4 3 85 29 568 m3 单层重量 5 5 29 568 162 62KN 2 纵墙 A 1 到 A 10 墙厚 390mm 计算长度 7500mm 6 45000mm 计算高度 4500mm 650mm 3850mm 单跨体积 0 39 45 3 85 67 568 m3 单层重量 5 5 67 568 371 62KN 数量 2 总重 371 62 2 743 24KN 一层 200 内墙 单跨体积 0 2 44 1 3 85 33 957 m3 单层重量 5 5 33 957 186 764KN 总重 371 62 2 743 24KN 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 10 横墙总重 743 24 162 624 905 864KN 纵墙总重 905 864 186 764 1092 628KN 3 窗户计算 钢框玻璃窗 C 1 尺寸 3600mm 2100mm 自重 0 4KN m2 数量 10 重量 3 6 2 1 0 4 10 30 24KN C 2 尺寸 3000mm 2100mm 自重 0 4KN m2 数量 2 重量 3 6 2 1 0 4 2 5 04KN C 3 尺寸 3600mm 2100mm 自重 0 4KN m2 数量 4 重量 3 6 2 1 0 4 4 3 024KN C 6 尺寸 2100mm 2100mm 自重 0 4KN m2 数量 4 重量 2 1 2 1 0 4 4 7 056KN 总重 30 24 5 04 3 024 7 056 45 36KN 4 门的计算 M 1 钢框玻璃门 尺寸 3000mm 2400mm 自重 0 4KN m2 数量 20 重量 3 2 4 0 4 20 57 6KN M 2 钢门 尺寸 2400mm 2400mm 自重 0 4KN m2 数量 17 重量 2 4 2 4 0 4 17 39 168KN M 3 木门 尺寸 900mm 2400mm 自重 0 15KN m2 数量 4 重量 0 9 2 4 0 15 4 1 296KN 总重 57 6 39 168 1 296 98 064KN 5 楼板恒载 活载计算 楼梯间按楼板计算 面积 67 5 52 5 22 5 22 5 3543 75 506 25 3037 5 m2 恒载 4 05 3037 5 12301 875KN 活载 3 5 3037 5 10631 25KN 由以上计算可知 一层重力荷载代表值为 G1 G 恒 0 5 G 活 2413 158 1 05 2340 032 1 05 3078 1 05 1092 628 743 24 45 36 98 064 10631 25 0 5 17996 74 KN 第二三层 第二三层 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 11 1 墙的计算 横墙总重 743 24 0 39 15 3 85 5 5 867 11KN 纵墙总重 1092 628 0 39 45 3 85 5 5 1464 25KN 2 窗户的计算 总重 45 36 7 5 2 1 0 4 6 83 16KN 3 门窗计算 总重 98 064 57 6 40 464KN 4 楼板恒载 活载计算 楼梯间按楼板计算 面积 67 5 52 5 22 5 22 5 3543 75 506 25 3037 5 m2 恒载 4 05 3037 5 12301 875KN 活载 3 5 3037 5 10631 25KN 由以上计算可知 一层重力荷载代表值为 G2 G3 G 恒 0 5 G 活 2413 158 1 05 2340 032 1 05 3078 1 05 1464 11 867 11 45 36 98 064 10 631 25 0 5 16540 42 KN 3 3 第四层第四层 1 墙的计算 横墙总重 867 11 209 63 1076 74KN 纵墙总重 1464 25 222 34 1686 59KN 2 窗户的计算 比二三层增加了 5 块 C 5 玻璃 总重 83 16 7 56 90 72KN 3 门窗计算 比二三层增加了 5 块 M 4 1 块 M 5 总重 40 464 1 89 0 76 43 11KN 4 楼板恒载 活载计算 楼梯间按楼板计算 面积 67 5 52 5 22 5 22 5 3543 75 506 25 3037 5 m2 恒载 4 05 3037 5 12301 875KN 活载 3 5 3037 5 10631 25KN 由以上计算可知 一层重力荷载代表值为 G4 G 恒 0 5 G 活 2413 158 1 05 2340 032 1 05 3078 1 05 1076 74 1686 59 90 72 43 11 10 631 25 0 5 12301 875 17074 28KN 集中于各层标高处的重力荷载代表值 Gi 见图 2 2 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 12 图 2 2 各层重力荷载代表值 KN 2 4 横向框架侧移刚度计算 横梁线刚度ib计算过程见表 2 3 柱线刚度 ic计算过程见表 2 4 表 2 3 横梁线刚 ib 计算表 类 别 层 次 Ec N mm2 104 b mm h m m I0 mm 4 109 L mm EcI0 L N m m 1010 1 5EcI0 L N mm 1010 2EcI0 L N m m 10 10 边 横 梁 3 030070010 5575004 226 338 44 中 横 梁 1 4 3 030070010 5575004 226 338 44 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 13 表 2 4 柱线刚度 ic 计算表 层次 hc mmEc N mm2 b mmh mmIc mm4EcIc hc N mm 2 4 45003 00 10450050014 88 10109 3 1010 145003 00 10460060026 37 10109 3 1010 柱的侧移刚度按下式计算 2 3 2 12 C C i D h 根据梁柱线刚度比的不同 本商场柱可分为中框架中柱和边柱 边框架K 中柱和边柱等 现以第 2 层 F 5 柱的侧移刚度计算为例 说明计算过程 其余 柱的计算过程从略 计算结果分别见表 2 5 表 2 6 表 2 7 第 2 层 F 5 柱及与其相连的梁的相对线刚度如图 2 3 所示 图中数据取自表 2 3 和表 2 4 梁柱线刚度比为 K 815 1 3 92 244 8 244 8 K c 476 0 815 1 2 815 1 由式 2 3 得 D N m23056 4800 103 912 476 0 2 10 表 2 5 中框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱 12 根 中柱 34 根 层次 K cDi1K cDi2 Di 2 4 0 90750 312151131 8150 47623056935600 10 6350 484218191 2690 60727356935600 表 2 6 边框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱 4 根 中柱 12 根 层次 K cDi1K cDi2 Di 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 14 续表 2 6 2 4 0 6810 254123031 3610 40519617 972917 10 4760 441198810 9520 49222180 972917 表 2 7 横向框架层间侧移刚度 N mm 层次1234 Di 972917972917972917972917 由上表 8 可见 D1 D2 1 237 0 7 故该框架为规则框架 表中 E 为混凝土弹性模量 I0为梁 柱换算截面惯性矩且 3 0 12Ibh 现浇楼面 中框架取 Ib 2I0 边框架取 Ib 1 5I0 EcIo l 为梁的线刚度 表示梁 柱线刚度比K c 为柱侧移刚度修正系数 2 5 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移 2 5 1 横向水平地震作用下横向框架结构的内力 2 5 1 1 横向自振周期计算 表 2 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 417074 2817074 2897291717 5160 3 316540 4233614 7097291734 6142 8 216540 4250155 1297291751 6108 2 117996 7268151 8697291756 656 6 按下式计算基本周期 T1 2 5 1 1 7 TT T 式中 T为计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移 m 即假想把集中在 各层楼面处的重力荷载代表值 Gi 作为水平荷载而得到的结构顶点位移 为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数 框架结构取 0 6 0 7 本题计算基本周期 T1 结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响拆减系 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 15 数 框架取 0 6 0 7 故取 T 0 7 S T T 476 0 1603 0 7 07 1 u 7 1 1 T 2 5 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即底部剪力按下式计算 2 6 1EKEq FG 式中 为相应于结构基本自振的水平地震影响系数值 1 GEq 为结构等效总重力荷载 单质点应取总重力荷载代表值 多质点应 取总重力荷载代表值的 85 KN GG ieq 08 57929 74 17996242 1654028 17074 85 0 85 0 设防烈度为七度 地震加速度为 0 10g 08 0 max 设计地震分组为第一组 场地土类别为 类场地 故 特征周期 Tg 0 35 S T1 0 476 S 由 建筑抗震设计规范 可知 阻尼比 0 05 0 1 2 08 0 08 0 0 1 max 2 则 KN GF eqEK 33 463408 5792908 0 S T S Tg 476 0 49 0 35 0 4 14 1 1 不需要考虑顶部附加水平地震作用 1 max 9 0 1 T Tg 061 0 08 0 476 0 35 0 9 0 Feq 1 Geq 0 061 57929 08 3533 67 KN 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 16 2 7 1 ii iEkn jj j GH FF G H 2 8 1 n ik k VF 具体计算过程见表 2 9 各楼层地震剪力计算结果见表 2 9 表 2 9 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 Hi mGi kNGiHi kN m GiHi GiH i Fi kNVi kN 420 3517074 28347461 600 3911812 021812 02 315 5516540 42257203 530 2891339 323151 34 29 0516540 42177809 520 200926 874078 21 14 5517996 72107080 600 120556 124634 33 表中 Hi 为层高 单位 m Gi 为每层的重力荷载代表值 单位 kN Fi 为每层的剪力 由公式 2 7 计算 单位 kN Vi 为各层总的剪力 由公式 2 8 计算 单位 kN 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布图见图 2 3 和图 2 4 图 2 3 水平地震作用分布图 图 2 4 层间剪力分布图 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 17 2 5 2 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下的框架结构的层间位移和顶点位移分别按下式 2 9 和 i u 2 10 计算 2 9 S j ij i i D V u 1 n K K u u 1 2 10 计算过程见表 2 10 表中还计算了各层的层间弹性位移 e i u i h 表 2 10 横向水平地震作用下的位移验算 层次 Vi kN Di N mm mm i u mm i u mm i h e i u i h 41812 029729171 86213 14445001 2578 33151 349729173 23911 28245001 1482 24078 219729174 1928 04345001 1145 14634 339729173 8513 85145001 1545 表中 Vi 为各层的剪力值 Di 为各层的刚度值 为每层的层间位移 由公式 2 9 得出 i u 为各层总的层间位移 由公式 2 10 求出 i u hi 为各层层高 单位 mm e 为弹性层间位移角限值 且 2 11 ee h A 式中 为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的层间弹性位移 h 为计算 e A 楼层层高 为弹性层间位移角限值 e 由表 2 11 可见 最大层间弹性位移角发生在第 2 层 其值为 1 1145 1 550 满足式 2 11 的要求 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 18 2 5 3 水平地震作用下框架内力计算 以图 1 中 5 轴线横向框架内力计算为例 说明计算方法 其余计算从略 框 架柱端剪力及弯矩分别按式 2 12 和 2 13 计算 其中 Dij取自表 2 5 Di取自表 2 7 层间剪力取自表 2 9 柱反弯点高度比 y 按式 2 14 确定 2 12 1 i j jis i j j D ViV D 2 13 1 b iji j u iji j MVyh MVy h 2 14 123n yyyyy 式中 Dij为 i 层柱的侧移刚度 h 为该层柱的计算高度 y 为框架柱的反弯点高 度比 yn为框架柱的标准反弯点高度比 y1为上 下层梁线刚度比修正值 y2 y3为上 下层层高变化时反弯点高度比的修正值 各层柱端弯矩及剪力计算过程见表 2 11 梁端弯矩 剪力及柱轴 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 19 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 20 2 6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 2 6 1 风荷载标准值 基本风压 0 0 55KN m2 风振系数 z 因房屋高度不超过 30m 所以 z 1 0 风载体形系数 s 0 8 迎风面 和 s 0 5 背风面 取 轴线横向框架 其负载宽度为 7 5m 则沿房屋高度的分布风荷载标准 值 q z 7 5 0 55 z s z 4 125 z s z 根据各楼层标高处的高度 Hi 查取 z 代入上式可得各楼层标高处的 q z 见表 2 13 q z 沿房屋高度的分布见图 2 7 图 2 7 风荷载沿房屋高度分布图 图 2 8 等效节点风荷载 表 2 13 沿房屋高度分布风荷载标准值 层次Hi m z z q1 z KN m q2 z KN m 419 50 821 02 7061 691 314 70 741 02 4421 526 29 050 741 02 4421 526 14 550 741 02 4421 526 框架结构分析时 应按静力等效原理将图 2 8 的分布荷载转化为节点集中 荷载 如图 2 8 所示 现以第 3 层的集中风荷载 F3 为例 说明计算过程 其余 从略 F3 2 442 1 526 2 4 8 0 5 2 706 2 442 1 691 1 526 4 8 0 5 1 3 0 19 39 KN 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 21 2 6 2 风荷载作用下的水平位移验算 根据风荷载作用下框架层间剪力和框架层间侧移刚度 由于底层的框架刚 度很大 且风荷载作用较小 故各屋的相对侧移和绝对侧移的计算过程从略 满足验算要求 2 7 竖向荷载作用下框架结构内力计算 2 7 1 计算单元 图 2 9 板的受力传递图 取 轴线横向框架进行计算 计算单元宽度为 7 5m 如图所示 2 9 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 传给横向框架 作用于各节点上 2 7 2 荷载计算 2 7 2 1 恒载计算 在上图中 q1代表横梁自重 为均布荷载形式 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 22 图 2 10 各层梁上作用的恒载 对于第 4 层 q1代表横梁自重 为均布荷载形式 q1 5 91 KN m q2为屋 面板传给横梁的三角荷载 q2 3 75 5 6 21 KN m P1 P2 分别为边纵梁 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 P3为次梁传给横梁的自重 计算如下 P1 3 75 1 875 2 1 875 5 6 2 7 5 2 63 0 9 7 5 2 76 97 42 KN P2 3 75 1 875 2 1 875 5 6 4 7 5 2 63 137 85 KN P3 2 63 7 5 3 75 1 875 2 1 875 5 6 4 137 85 KN 对于 1 3 层 q1 包括梁自重 为均布荷载 其它荷载计算方法同于 4 层 结果为 q1 5 91 KN m q2 3 8 3 75 14 25 KN m P1 144 62 KN P2 99 88 KN P3 99 88 KN 2 7 2 2 活荷载计算 活荷载作用下各层框架的荷载分布见图 2 11 图 2 11 各层梁上作用的活荷载 对于 4 层 不上人屋面活荷载 q2 0 5 3 75 1 875 KN m P1 3 75 1 875 2 1 875 2 0 5 5 28 KN P2 3 75 1 875 2 1 875 4 0 5 10 55 KN P3 3 75 1 875 2 1 875 4 0 5 10 55 KN 在屋面雪荷载作用下 q2 0 5 3 75 1 875 KN m P1 3 75 1 875 2 1 875 2 0 5 5 28 KN P2 7 385 KN 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 23 P3 7 385 KN 对于 1 3 层 q2 13 125 KN m P1 36 91 KN P2 73 83 KN P3 73 83 KN 将以上结果汇总 见表 2 14 表 2 15 表 2 14 横向框架恒载汇总表 层次q1 KN m q2 KN m P1P2P3M1 KN m 45 912197 42137 85137 85218 46 1 35 9114 25144 6299 8899 88163 08 表 2 15 横向框架活载汇总表 层次q2 KN m P1P2P3M1 KN m 41 875 1 875 5 28 5 28 10 55 7 385 10 55 7 385 15 375 12 42 1 313 12536 9173 8373 83107 67 注 表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况 2 7 2 3 荷载等效转化 作用在梁上的三角形和梯形荷载利用公式 qeq q2 1 2 2 3 进行等效 转化 其中 梯 1 875 7 5 0 25 三角形 1 875 3 75 0 5 qe 三角形 0 625q2 q q1 qeq 则屋面 q恒 0 625 21 5 91 1 5 137 85 7 5 46 605 KN m q活 0 625 1 875 1 5 10 55 7 5 3 28 KN m 其它层 q恒 0 625 14 25 5 91 1 5 99 88 7 5 34 79 KN m q活 0 625 13 125 1 5 73 83 7 5 22 97 KN m 2 7 2 4 梁端固端弯矩计算 M1为恒载产生 M2为活载产生 屋面 M1 1 12ql2 1 12 46 605 7 5 7 5 218 46 KN m M2 1 12ql2 1 12 3 28 7 5 7 5 15 375 KN m 其它层 M1 1 12ql2 1 12 34 79 7 5 7 5 163 08 KN m 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 24 M2 1 12ql2 1 12 22 97 7 5 7 5 107 67 KN m 2 7 2 5 分层法进行力矩分配 分层法计算所得的梁的弯矩即为其最后的弯矩 每一柱位于上 下两层 所以柱的弯矩为上 下两层计算弯矩相加 由于计算时假定柱的远端为固定端 而实际上是弹性支撑 为减小误差 除底层外 其它各柱线刚度折减 0 9 传 递系数敢 1 3 底层取 1 2 由于结构对称 取一半框架计算 柱轴力可由梁端 剪力和节点集中力叠加得到 计算柱底轴力还需要考虑柱自重 结果见表 2 16 2 17 弯矩传递及分配见图 2 12 图 2 13 图 2 14 图 2 12 恒荷载作用下框架弯矩计算 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 25 图 2 13 活荷载作用下框架弯矩计算 图 2 14 雪荷载作用下框架弯矩计算 荷载作用下的框架弯矩图见图 2 15 图 2 16 图 2 17 图 2 15 恒荷载作用下框架弯矩图 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 26 图 2 16 活荷载作用下框架弯矩图 图 2 17 雪荷载作用下框架弯矩图 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 27 表 2 16 恒载作用下梁端剪力 荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力 AB 跨BC 跨CD 跨AB 跨BC 跨CD 跨AB 跨BC 跨CD 跨 层 次 VA VBVB VCVC VDVA VBVB VCVC VDVAVBVBVCVCVD 4174 77174 77174 77 17 963 05 0 51156 81192 73177 82171 72174 26175 28 3130 46130 46130 46 7 31 26 0 15123 16137 76131 72129 2130 31130 61 2130 46130 46130 46 8 31 2 0 15122 16138 76131 66129 26130 31130 61 1130 46130 46130 46 6 580 89 0 1123 88137 04131 35129 57130 36130 56 注 括号内数值为屋面雪荷载 0 35KN m2 其它层作用楼面活荷载 3 5KN m2 对应的剪力 V 以向上为正 表 2 17 活载作用下的梁端剪力 荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力 AB 跨BC 跨CD 跨AB 跨BC 跨CD 跨AB 跨BC 跨CD 跨 层 次 VA VBVB VCVC VDVA VBVB VCVC VDVAVBVBVCVCVD 4 12 3 9 94 12 3 9 94 12 3 9 94 0 54 0 28 0 21 0 17 0 04 0 03 11 7612 8412 5112 0912 2612 34 386 1486 1486 14 5 820 79 0 180 3291 9686 9385 3586 0486 24 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 28 续表 2 17 286 1486 1486 14 5 480 79 0 180 6691 6286 9385 3586 0486 24 186 1486 1486 14 4 550 59 0 0681 5990 6986 7385 5586 0886 2 表 2 18 荷载作用下柱轴力 恒载作用下的轴力活载作用下的轴力 A 柱B 柱C 柱D 柱A 柱B 柱C 柱D 柱 层 次 N 顶N 底N 顶N 底N 顶N 底N 顶N 底N 顶 N 底N 顶 N 底N 顶 N 底N 顶 N 底 4254 23307 46508 40561 63483 83537 06447 98501 2117 04 14 94 35 90 27 72 34 90 27 07 35 23 27 33 3575 24628 47930 99984 22896 45949 68862 31915 54134 27288 62280 12281 54 2895 25948 481354 521407 751309 131362 361276 641329 87257 84541 00525 34527 85 11216 981282 971776 021842 011722 171788 161690 871756 86376 34792 25770 80774 08 注 括号内数值为屋面雪荷载 0 5KN m2 其它层作用楼面活荷载 3 5KN m2 对应的轴力 某省某市某大学本科生毕业设计 论文 29 2 8 横向框架内力组合 2 8 1 结构抗震等级 结构的抗震等级可根据结构类型 地震烈度 房屋高度等因数 确定 该建筑结构类型为钢筋混凝土现浇框架结构 地震设防烈 度为七度 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 8 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 rRE 1 2 SGE 0 5SQ2K 1 3SEK 此外 对于本工程 1 2SGK 1 4SWK这各内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小 对结构设计 不起控制作用 故不予考虑 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 85 考虑到建筑物所在地风压值较小 而抗震设防烈度较高 7 度 且本工程为一般