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文档简介
1、本科毕业设计江苏省海通装备公司食堂结构设计琴飞儿燕 山 大 学2010年6月本科毕业设计江苏省海通装备公司食堂结构设计学院(系): 里仁学院 专 业:土木工程(房建) 学生 姓名: 学 号: 指导 教师: 答辩 日期: 燕山大学毕业设计任务书学院:里仁学院 系级教学单位:建环系学号1学生姓名专 业班 级土木工程题目题目名称江苏省海通装备公司食堂结构设计题目性质1.理工类:工程设计 ( );工程技术实验研究型( );理论研究型( );计算机软件型( );综合型( )2.管理类( );3.外语类( );4.艺术类( )题目类型1.毕业设计( ) 2.论文( )题目来源科研课题( ) 生产实际( )
2、自选题目( ) 主要内容1.结构方案的选择与结构布置。2.结构截面初设计。3.结构体系在竖向荷载和水平荷载作用下的内力分析。4.结构侧移计算和截面验算。5.梁,柱,板设计。6.基础设计。基本要求建筑方案合理,功能区分明确,平、立面布置正确,满足设计任务书的要求。建筑施工图表达全面,达到规定的深度,符合设计规范。 框架结构内力分析和计算准确,图表完整,满足规定的计算工作量。结构施工图表达有一定深度,符合结构设计规范。绘制施工图共810张。参考资料建筑结构荷载规范(gb 50009-2001)混凝土结构设计规范(gb 50010-2002)建筑抗震设计规范(gb 50011-2001)建筑地基基础
3、设计规范(gb50007-2002)工民建专业课程设计指南土木工程专业毕业设计指导周 次第1 3 周第4 6周第7 9周第1012周第1315周应完成的内容结构方案设计与荷载计算;楼板和楼梯设计计算截面初设计;结构地震力计算;竖向荷载作用下框架结构内力分析水平荷载作用下框架结构内力分析;内力组合与截面验算,配筋计算梁、柱施工图绘制;确定基础类型及其平面布置基础设计计算; 绘制施工图;整理计算书及修改图纸,准备答辩指导教师:职称:讲师 年 月 日系级教学单位审批: 年 月 日摘要毕业设计目的是熟悉多层建筑结构设计的步骤,方法,掌握结构设计的全过程。严格按照实际设计顺序,全面、详细的进行结构设计,
4、内容包括:建筑方案的熟悉,结构方案的设计,梁板结构内力计算及配筋,用分层法进行横向一榀框架在竖向荷载作用下的内力分析,用d值法进行横向一榀框架在水平荷载作用下的内力分析及变形验算,框架梁、柱的内力组合,截面设计及节点设计,楼梯和基础设计。以表格形式汇总了设计过程中的许多参数,熟悉并初步掌握了规范的查阅,使用方法。关键词:结构设计;内力分析;变形验算;内力组合abstractthe purpose of the designs is to make me farniliar with procedure and method of high-floor architectural designs
5、, to master the whole process-from outline design, sophisticated design, to structural one. strictly according to the sequence of practical design, architectural and structural designs are carried out wholy and detailedly. contents of the design are as following: outline design for architecture bar
6、disposal for every floor planks, floor beams and ceiling planks, internal force analysis by means of layer division for rows of a horizanfal frame and a longitudinal one affected by vertical load, internal force analysis and deformitys checking computations by means of d-value for rows of a horizont
7、al frame and a hngitudinal one affected by horizontal load, internal force composing: cross-sectional designs and joints designs for frame beams and columns and columns ,calculations and reinforcing bar disposal for stairs and basis. lots of parameters are gathered by the form of tables. the consult
8、ation and use method of standards have been familiarized and preliminarily mastered. all the above-presented exposition could be used for reference in my future career.keywords: structural design, analysis of internal forces, checking deformation, combination of internal forces 目 录摘要iabstractii第1章 绪
9、论11.1 毕业设计目的11.2 毕业设计内容11.3 毕业设计方法1第2章 工程概况32.1 自然条件32.2 设计依据32.3 工程概况3第3章 结构布置与荷载统计43.1 结构布置43.2 结构材料43.3 梁、板、柱截面尺寸的估算63.3.1 板截面尺寸初选63.3.2 框架梁截面尺寸的估算63.3.3 框架柱截面尺寸的估算63.4 荷载统计73.4.1永久荷载标准值统计73.4.1.1屋面恒荷载统计73.4.1.2楼面荷载统计73.4.2 屋面及楼面活荷载统计83.4.3 荷载组合83.4.4 梁 柱 墙重力荷载计算8第4章 楼面梁板结构计算114.1 板的内力计算及配筋114.1.
10、1 单向板设计114.2 梁的内力计算及配筋154.2.1 标准层次梁设计15第5章 楼梯的设计245.1 楼梯板设计245.2 平台板设计255.3 平台梁设计26第6章 竖向荷载及水平荷载作用下的内力计算286.1 框架梁柱的线刚度计算及d值统计286.1.1 梁柱的线平均刚度比及d值296.2 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算306.2.1 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算306.2.2 水平地震作用下框架内力计算326.3 竖向荷载作用下内力计算366.3.1 框架结构的荷载计算366.3.2 内力计算406.4 横向框架内力组合456.4.1 结构的抗震等级456.4.
11、2 框架梁内力组合456.5.3 框架柱的内力组合47第7章 截面设计537.1框架梁设计537.1.1 框架梁的正截面受弯承载力计算537.1.2 框架梁斜截面受剪承载力计算547.2框架柱设计567.2.1 框架柱的剪跨比和轴压比验算567.2.2 框架柱的正截面承载力计算567.2.3 框架柱的斜截面承载力计算58第8章 基础设计608.1 荷载计算608.2 确定基础底面积618.3 基础结构设计628.3.1 基础高度验算628.3.2 配筋计算65结论67参考文献68致谢69附录1附录2第1章 绪论1.1 毕业设计目的本设计选择“江苏省海通装备公司食堂”作为毕业设计题目,通过毕业设
12、计,熟悉了建筑结构设计的步骤及过程,基本掌握常用结构设计规范和常用设计图集的应用。掌握多层钢筋混凝土结构框架体系的特点及布置原则,掌握多层钢筋混凝土结构框架的设计方法、步骤、结构构造,掌握独立基础的设计方法、计算方法、步骤、结构构造;掌握在已有建筑施工图设计基础上完成结构设计过程,了解并掌握设计内容和图纸要求,并在此基础上绘制结构施工图和完成计算书。1.2 毕业设计内容根据毕业设计任务书要求,本毕业设计完成的工作如下:1 结构方案与结构布置:框架柱网布置,梁格布置,构建截面尺寸估算,材料选择2 荷载统计:恒荷载,活荷载,地震荷载,雪荷载3 楼屋盖结构设计:单向板设计,双向板设计,次梁设计4 进
13、行楼梯计算5 框架结构在地震作用下的手里分析6 框架结构竖向荷载作用下的受力分析,取一榀框架进行内力计算,包括恒荷和活荷7 对框架进行结构构件计算,计算梁柱的配筋8 计算结构的基础,进行基础设计1.3 毕业设计方法本次毕业设计采用人工手算方式进行,关键环节采用了如下计算方法1 楼板设计:塑性理论方法;2 次梁设计:弹性理论方法;3 结构自振周期:顶点位移法;4 水平地震作用:底部剪力法;5 框架结构竖向荷载作用下的受力分析:分层法;6 框架结构水平荷载作用下的受力分析:d值法;第2章 工程概况2.1 自然条件根据建筑结构荷载规范、建筑抗震设计规范.、工程地质勘察报告可确定该地区自然条件如下:1
14、 基本风压: 2 年最高温度为35c,最低气温为-15c3 设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10 g,抗震设计分组为第二组4 建筑物所处场地土为二类土,地下水位高度为地面上3.5米左右,地下水为无腐蚀的一般水5 根据地质勘察报告,本工程地质情况2.2 设计依据1 建筑结构荷载规范gb50009-20012 建筑抗震设计规范gb50011-20013 混凝土结构设计规范gb50010-20024 建筑地基基础设计规范gb50007-20025 工程地质勘察报告2.3 工程概况1 本工程为钢筋混凝土框架结构,总层数3层,建筑总高度为16米2 本建筑结构安全等级为二级,建筑抗震烈度为七度3
15、 本工程现浇钢筋混凝土框架结构的抗震等级为三级4 本工程设计基准年限为50年第3章 结构布置与荷载统计3.1 结构布置根据该房屋的适用范围,受力特点和建筑使用要求,本工程确定采用框架结构,框架梁、柱布置参见结构平面图。3.2 结构材料1 混凝土强度等级 垫层:c10 框架梁、框架柱:c30 现浇板:c30 次梁、构造柱:c30 基础连梁:c30 柱下独立基础:c30 2 钢筋采用hpb235级钢筋 hpb400级钢筋 3墙体 内墙采用粉煤灰轻渣空心砌块,墙厚,外墙240厚普通机制砖图3.2 柱网布置图图3.1 结构平面布置图3.3 梁、板、柱截面尺寸的估算3.3.1 板截面尺寸初选板厚与跨度的
16、最小比值:连续单向板1/40(为短向跨度) 连续双向板1/50板厚取1003.3.2 框架梁截面尺寸的估算横梁的跨度跨5200,其余各跨的跨度为6000。横梁每跨内布置1根次梁,因此按单向板设计。框架梁的截面选取:(1)框架梁的截面高度可按确定但不宜小于4(为框架梁的计算跨度,为框架梁的净跨)(2)框架梁的截面宽度不宜小于200 mm,且h/b不宜大于4。 纵梁:截面高度,取,截面宽度取,满足次梁:截面高度,取,截面宽度取满足横梁:取3.3.3 框架柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制条件,按下式计算:1 柱组合的轴压比设计值按下式计算:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱
17、取1.3,等跨中柱取1.2,不等跨取1.25:为按照简支状态计算柱的负荷面积:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值,近似取1215 kn/m2:为验算截面以上楼层层数2 框架柱验算0.9由以上计算见图可知边柱和中柱的负荷面积分别为:、 和左边柱:右边柱:中柱:根据上述计算结果,并综合考虑其他因素,取柱截面为正方形,为计算简便,取中柱与边柱的尺寸相同,则初选柱的截面尺寸如下:23层 ,1层 3.4 荷载统计3.4.1永久荷载标准值统计 3.4.1.1屋面恒荷载统计三毡四油防水层(上铺35mm绿豆沙) 20厚水泥砂浆找平层 150厚水泥砾石保温层 100厚钢筋混凝土板 v型轻钢龙骨吊顶 合计 3.
18、4.1.2楼面荷载统计瓷砖地面(包括水泥粗沙打底) 100厚钢筋混凝土板 v型轻钢龙骨吊架 合计 3.4.2 屋面及楼面活荷载统计不上人屋面均布荷载标准值 屋面雪荷载标准值 首层楼面活荷载标准值(食堂) 首层楼面活荷载标准值(餐厅厨房) 二层楼面活荷载标准值(办公) 二层楼面活荷载标准值(餐厅) 3.4.3 荷载组合屋面荷载设计值: 楼面荷载设计值:首层食堂厨房二层办公 餐厅3.4.4 梁 柱 墙重力荷载计算框架结构计算中,取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线,23层柱高度即为层高,取4.5 m,底层柱高度从基础顶面取之一层板底,即 3.4.4.1 各层楼板重力荷载标准值1 12层楼板自重 2 首
19、层楼板自重 3.4.4.2 墙体自重外墙体采用240厚普通机制砖18 kn/,内侧墙面为20厚抹灰17 kn/m则外墙面单位面积的重力荷载为: 内墙为190粉煤灰轻渣空心砌块,7 kn/m3,两侧均为20 mm厚抹灰,则内墙面单位面积的重力荷载为: 1首层墙体自重 外墙 考虑本结构门窗影响的情况,进行折减, 2 23层墙体自重外墙 同1,3 顶层墙体自重 3.4.4.3 重力荷载代表值表3-1 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/mrgli/mngi/kngi/kn1边横梁0.30.7251.055.5139.375281447.1635307.414中横梁0.30.7251.055.513
20、9.40014725.511次梁0.30.7251.055.5139.700361925.140纵梁0.30.6251.054.7255.400441122.660柱0.60.6251.109.9005.500563049.20023边横梁0.30.7251.055.5139.450281458.7405334.190中横梁0.30.7251.055.5139.45014729.370次梁0.30.7251.055.5139.700361925.140纵梁0.30.6251.054.7255.450441133.055柱0.550.55251.108.3194.500562096.388表中为
21、考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数;g表示单位长度构件重力荷载;n表示构件数量;梁的长度取净长,柱的长度取层高3.4.4.4 重力荷载代表值图3-1 各质点的重力荷载代表第4章 楼面梁板结构计算4.1 板的内力计算及配筋4.1.1 单向板设计本工程考虑各方面条件,设计均为单向板,参照结构平面布置图。4.1.1.1 各层单向板设计(1)计算简图图4.2 板的计算简图次梁截面为,板与梁整浇连接,板的计算跨度:边跨: 中间跨:因相邻两不等跨相差大于1.10%,故需按不等跨连续板计算。(2)弯矩设计值由不等跨板计算法知,当边跨选跨中是按本结构为单向板跨,即,取,再根据静力平衡条件,经计
22、算:原理相同,对于标准层也属不等跨连续单向板设计,(3)正截面受弯承载力计算 环境类别一级,板的最小保护层厚度c=15 mm,板厚100 mm,取一米板带b=1000 mm进行计算。取c30混凝土,;hpb235钢筋,。表4-1 单向板的配筋计算截面a123弯矩设计-2.33.962.634.500.0250.0430.0290.0490.0250.0440.0290.050轴线abcd计算配筋136240158272实际配筋/轴线bc计算配筋136240127218实际配筋/表中bc间的板带理论上在2、3处折减20%,为了方便近似对钢筋面积乘0.8按最小配筋率配取,分析以上可知:23层间板荷
23、载值比较小,其它条件一样,故应按最小配筋率配取。4.1.1.2 其它轴间各层单向板设计(1) 计算简图图4.2 板的计算简次梁截面为,板与梁整浇连接,板的计算跨度:边跨: 中间跨:因相邻两不等跨相差小于1.10%,故需按等跨连续板计算 (2) 弯矩设计值由表可查得,板的弯矩系数分别为:端支座-1/16,边跨跨中1/14,离端第二支座-1/11,中跨中1/16,中间支座-1/14,首层标准层经计算:(3) 正截面受弯承载力计算环境类别一级,板的最小保护层厚度c=15 mm,板厚100 mm,取一米板带h=1000 mm进行计算,h0=100-20=80 mm。c30混凝土,;hpb235钢筋,。
24、首层及标准层配筋计算分别为表4-2、表4-3及续4-3表所示。表中bc间的板带理论上在2、3处折减20%,为了方便近似对钢筋面积乘0.8,但不满足最小配筋率,故按最小配筋率配筋。 其它截面不满足最小配筋率时,也应按最小配筋率配筋。表4-2 首层单向板的配筋计算截面a1b2c弯矩设计-4.855.55-7.064.36-4.980.0530.0610.0770.0660.0540.0540.0630.0800.0680.056轴线abcd计算配筋294343436370305实际配筋/轴线bc计算配筋294343436296244实际配筋/表4-3 标准层单向板的配筋计算截面a1b2c弯矩设计-
25、3.724.25-5.413.40-3.880.0410.0460.0590.0370.0420.0420.0470.0610.0380.043轴线abcd计算配筋229256332207234实际配筋/轴线bc计算配筋229256332166187实际配筋/4.2 梁的内力计算及配筋次梁按弹性理论设计,计算梁的弯矩时,可按弯矩等效的原则,将三角形荷载和梯形荷载等效为均布荷载。三角形荷载作用时: (4-1)梯形荷载作用时: (4-2)4.2.1 标准层次梁设计图4-1 标准层次梁的划分次梁的划分情况如上图所示,由于12层、23层楼面活荷载不同,且同一层被分隔缝隔开的两部分楼面活荷载也不同,根据
26、以上情况需对1层分隔缝两端、2层轴及3层次梁进行设计计算,分别编号为、。4.2.2.1 次梁的计算:(1) 荷载设计值板传来恒荷载: 次梁自重: 次梁粉刷: 合计: 活荷载设计值: 荷载总设计值: (2) 计算简图 由于此结构为框架结构,计算跨度取各中心线间距离,故mm,简图如下图4.4所示。图4.4 次梁计算简图(3) 内力计算 由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值:剪力设计值:(4) 承载力计算(a):正截面受弯承载力计算时,跨内按t形截面计算,翼缘宽度取,又,故取。 本工程中取c30混凝土,可知, ;,纵向钢筋采用hrb400钢, ,箍筋采用hpb235,正截面承载力计算过程列于
27、表4-6,经判别跨内截面均属于第一类t形截面。除支座b截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。表4-6 次梁正截面受弯承载力计算截面a1b2弯矩设计值-117.79201.93-257.00176.690.0620.0110.1460.0090.0640.0110.1590.0095078721212713选配钢筋计算结果表明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布原则, 满足最小配筋率要求。(b):截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算,因,截面尺寸按下式验算: 故截面尺寸满足要求。验算是否需按计算配筋: 故按构造配筋,弯矩调幅时要求的配筋下限为:则由,
28、得采用双肢箍筋,考虑到调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减少20%,现调整箍筋间距,最后取箍筋间距,为方便施工,沿梁长不变。 4.2.2.2 次梁的计算(1) 荷载设计值板传来恒荷载: 次梁自重: 次梁粉刷: 合计: 活荷载设计值: 荷载总设计值: (2) 计算简图: ,计算简图如下图4.5所示。图4.5 次梁计算简图(3) 内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值:剪力设计值:(4) 承载力计算(a):正截面受弯承载力计算时,根据的条件,跨内按t形截面计算,翼缘宽度取。正截面承载力计算过程列于表4-7,经判别跨内截面均属于第一类t形截面。除支
29、座b截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。表4-7 次梁正截面受弯承载力计算截面a1b2弯矩设计值-144.04246.93-314.27216.060.0760.0130.1790.0110.0790.0130.1990.01162610301517872选配钢筋计算结果表明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布原则,同时 ,故符合要求。(b):斜截面受剪承载力计算, ,因,截面尺寸按下式演算:故截面尺寸满足要求。验算是否需按计算配筋: 故按构造配筋,配筋情况与的相同。 最后配箍筋情况:采用双肢箍筋,间距,为方便施工,沿梁长不变。4.2.2.3 次梁的计算(1) 荷载设计值恒
30、荷载设计值: 活荷载设计值: 荷载总设计值: (2) 计算简图: ,计算简图如下图4.6所示。图4.6 次梁计算简图(3) 内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值:剪力设计值:(4) 承载力计算(a):正截面受弯承载力计算时,根据以上的条件,正截面承载力计算过程列于表4-9,经判别跨内截面均属于第一类t形截面。计算结果表明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布原则,同时 ,故符合要求。(b):斜截面受剪承载力计算, ,因,截面尺寸按下式演算:故截面尺寸满足要求。验算是否需按计算配筋: 故按构造配筋,配筋情况与的相同。 最后配箍筋情况:采用双肢箍筋,间距,为方便施工,沿梁长
31、不变。表4-9 次梁正截面受弯承载力计算截面a1b2弯矩设计值-109.04186.93-237.91163.560.0570.0100.1250.0090.0590.0100.1340.0094687921062713选配钢筋4.2.2.4 次梁的计算(1) 荷载设计值板传来恒荷载: 次梁自重: 次梁粉刷: 合计: 活荷载设计值: 荷载总设计值: (2) 计算简图: 图4.5 次梁计算简图,计算简图如图4.5所示(3) 内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值:剪力设计值: (4) 承载力计算(a):正截面受弯承载力计算时,根据以上的条件,正截面承载力计算过程列于表4-10,经判
32、别跨内截面均属于第一类t形截面。表4-10 次梁正截面受弯承载力计算截面a1b2弯矩设计值-97.79167.64-213.36146.690.0520.0090.1120.0080.0530.0090.1190.008420713943634选配钢筋计算结果表明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布原则,同时 ,故符合要求。(b):斜截面受剪承载力计算, ,因,截面尺寸按下式演算:故截面尺寸满足要求。验算是否需按计算配筋: 故按构造配筋,配筋情况与得相同。 最后配箍筋情况:采用双肢箍筋,间距,为方便施工,沿梁长不变。第5章 楼梯的设计该楼梯为现浇板式楼梯,采用c25砼,板采用hpb2
33、35钢筋,梁纵筋采用hrb335钢筋,楼梯上均布活荷载标准值qk=2.5 kn/m2,楼梯的平面布置如图5-1所示图5.1 楼梯平面布置图5.1 楼梯板设计 取板厚h=120 mm,约为斜长的1/30,踏步尺寸为,板倾斜角,,取1 m宽板带计算。1 荷载统计表5-1 楼梯板的荷载统计荷载种类荷载标准值恒荷载水磨石面层三角形踏步混凝土斜板板底抹灰小计7.06活荷载2.5总荷载设计值2 截面设计板的水平计算跨度弯矩设计值板的有效高度选配钢筋, 5.2 平台板设计设平台板厚,取1 m宽板带计算1荷载统计 表5-2 平台板的荷载统计荷载种类荷载标准值恒荷载水磨石面层0.6570mm厚混凝土板板底抹灰小
34、计2.74活荷载2.5总荷载设计值2 截面设计平台板计算跨度弯矩设计值板的有效高度选配钢筋, 5.3 平台梁设计设平台梁截面尺寸为1荷载统计表5-3 荷载统计值荷载种类荷载标准值恒荷载平台梁自重梁侧粉刷平台版传来荷载梯段板传来荷载小计18.29活荷载总荷载设计值2 截面设计平台板计算跨度弯矩设计值剪力设计值截面按倒l型计算 截面的有效高度经判别属于第一类t型截面选配钢筋 ,配置箍筋,则斜截面受剪承载力为 满足要求第6章 竖向荷载及水平荷载作用下的内力计算6.1 框架梁柱的线刚度计算及d值统计在框架结构中,现浇楼板的楼可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架的侧移。梁采
35、用c30混凝土,柱采用c30混凝土, ,取一榀横向框架如图6-1所示图6-1横向框架表6-1横梁线刚度计算表类别层次 1-310000表6-2 柱的线刚度计算表层次1层55002-5层45006.1.1 梁柱的线平均刚度比及d值表6-3 各杆件现对线刚度楼层简图底层表6-4 各杆件现对线刚度楼层简图标准层底层: 边柱, 中柱, 标准层:边柱,中柱,以边框架为例,计算过程如下: 1层边柱:;中柱: ; 2-3层边柱:; 中柱: 表6-5 中框架柱侧移刚度值 ()层次边柱 24根中柱 24根2-3层1.7030.349104862.1460.518155636251761层0.9240.48711
36、3791.8470.61014253615168表6-6 边框架柱侧移刚度值 ()层次边柱 4根中柱 4根2-3层0.7600.27582621.5210.43212979849641层0.6540.435101641.3090.5471278191780表6-7 横向框架层间侧移刚度(n/mm)层次1层2层3层706948710140710140由表可见,故该框架为规则框架。6.2 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算6.2.1 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算6.2.1.1 横向自震周期计算对于质量和刚度沿高度分布均匀的框架结构,基本自振周期 (6-1)(为计算结构自振周期用的结
37、构顶点假象位移,为结构自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,框架结构取),对于框架结构按以下式计算: 表6-8 结构顶点的假想侧移计算层次316899.5016899.5071014023.8159.5220214.2137113.7171014052.3135.7121873.8758987.5870694883.483.4自振周期 6.2.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算根据建筑设计抗震规范规定,对于高度不超过40米,以剪切应变为主,且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可以采用底部剪力法计算抗震作用。结构总水平地震作用标准值:该工程所在地抗震设防烈
38、度为7度,场地为类场地,设计地震分组为第二组。由抗震结构设计可查:结构的特征周期,水平地震影响系数最大值,阻尼比,衰减指数,阻尼调整系数。则:因为,不考虑顶部附加水平作用则 (6-2)表6-9 各层地震作用及楼层地震剪力层次314.516899.5245042.750.4321470.581470.58续表6-9210.020214.2120214.100.3561211.872682.4515.521873.87120306.290.212721.683404.13各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布如下图:(a):水平地震作用分布 (b):层间剪力分布图6.1 横向水平地震作用及
39、楼层地震剪力6.2.1.3 水平地震作用的位移验算表6-10 地震作用下的框架层间剪力及侧移计算层次31470.587101402.0710.6645001/217422682.457101403.788.5945001/119013404.137069484.814.8155001/1143由上可见,最大层间弹性位移角发生在1层,其值为,满足要求。6.2.2 水平地震作用下框架内力计算以图中部分轴线横向框架内力计算为例,说明计算方法,其余框架内力计算从略对于地震荷载作用下的各柱剪力分配应放入整个楼层中,按照抗侧刚度在同层柱中进行分配。本结构各榀横向框架间距相同,各柱截面相同,抗侧刚度相同,所
40、以可采用近似简化方法,即按其中一榀得到等效集中力计算每层层间剪力,并在该榀所有柱中按抗侧刚度进行分配。框架柱端剪力、弯矩分别按式和式,计算,各反弯点高度可由表查得,具体计算表6-11。图6.2 一榀横向框架计算单元梁端弯矩、剪及轴力分别按下式计算: (6-3) (6-4) (6-5) (6-6)主轴力由其上各层框架梁剪力累加得到,计算结果见下表6-13。图6.3 梁端弯矩、剪力计算简图图6.4 梁端弯矩、剪力计算简图表6-11 各层柱端弯矩及剪力计算层次边柱345001470.587101401048621.711.7030.4442.9854.71245002682.457101401048
41、639.611.7030.4987.3490.90155003404.137069481137954.790.9240.65195.87105.47表6-12 各层柱端弯矩及剪力计算层次中柱345001470.587101401556332.232.1460.4565.2679.77245002682.457101401556358.792.1460.50132.28132.28155003404.137069481425368.631.8470.61230.25147.21表6-13 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁中梁柱轴力边柱中柱354.7139.88109.4639.8839.881
42、07.98-9.461.482133.8898.771023.2798.7798.771019.75-32.735.001192.81139.751033.26139.75139.751027.95-65.9910.31注:1)柱轴力中的负号表示拉力 2)表中m单位为,v单位为kn,l单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图梁端剪力图及轴力图如下图所示。图6.5 一榀框架弯矩图() 图6.6 梁端剪力及柱轴力图(kn)6.3 竖向荷载作用下内力计算6.3.1 框架结构的荷载计算6.3.1.1.计算单元取轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为6 m,如图6.7所示,因为房间布置有次梁,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梁以集中力的形式传给横向框架,作用于各节点上,由于纵向边框架梁的中心线与柱的中心线不重合,因此框架节点上还作用有集中力矩。图6.7 横向框架计算单元6.3.1.2 荷载计算1 恒荷载计算 图6.8 标准层梁上作用的恒荷载在图中代表横梁自重,为均布荷载形式。 第3层:为房间板传给横梁的荷载,由图所示几何关系得 =3.33.6=11.88 kn/m、为由边纵梁、中纵梁直接传给各柱的恒荷,包括梁自重、楼板重、女儿墙等的重力荷载,计算如下: 集中力矩: 对于2层,包括梁自重为均布荷载,其计算方法同
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