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文档简介

1、长安公司行政办公楼摘要本工程位于西安,采用框架结构,主体为六层,总建筑高度为20.70m,建筑面积为4263.8m。本地区抗震设防烈度为8度,近震,场地类别为II类场地。主导风向为东北,基本雪压为0.2KN/m2。楼、屋盖均采用现浇钢筋混凝土。本设计主要进行了结构方案中横向框架第3轴抗震设计。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还

2、进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算。整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之,适用、安全、经济使用方面是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。关键词:框架结构;建筑设计;结构设计;抗震设计ChangAn company administration buildingAbstractThis work is a framework for a six-storey in Xian. Its he

3、ight is 20.7 m and the area is4263.8 m. In this region , the earthquake intensity is 8 degree and the site is Class 2 venues. Led to the northeast direction.The basic snow pressure is 0.20kN/m2.The floor and roof are using cast-in-place reinforced concrete structure.The design of the main structure

4、of the program horizontal framework 3-axis seismic design. In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size

5、, then calculated the level of load under the Internal Forces (bending moment, shear and axial force). Then calculate vertical load (constant load and live load) under the Internal Forces. Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations. Select the best safety results

6、 of the reinforcement and Mapping. In addition, the structure of the program indoor staircase design. Completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping. In the whole structure of the design p

7、rocess, be strict compliance with the relevant professional standard,reference to relevant information and the latest national standards and specification and design of the various components of a comprehensive scientific considerations .In short ,application, security ,economic and user-friendly de

8、sign is the principle . Reasonable and workable structure design of the program is the main basis for the site construction .Keywords:frame structure,architectural design,structural design,seismic design目录1 绪论11.1课题意义11.2框架结构简介12 建筑设计总说明22.1 工程名称22.2 设计要求22.3 自然条件22.4 平面设计22.5 交通部分平面设计22.5.1 过道设计32.

9、5.2 门厅设计32.6 剖面、立面设计32.6.1 房屋高度确定32.6.2 采光、通风32.6.3 屋面设计32.6.4 楼面设计42.6.5 墙体设计42.6.6 建筑细部构造说明42.6.7 楼梯设计52.6.8 建筑细部构造做法53 结构设计73.1结构布置及计算简图73.1.1 梁和柱的截面尺寸估算73.2 重力荷载计算83.2.1 屋面永久荷载标准值83.2.2 楼面荷载标准值93.2.3 梁、柱、墙、窗、门等重力荷载93.3 各层重力荷载代表值计算103.3.1 第6层重力荷载代表值103.3.2 2-5层重力荷载代表值103.3.3 第1层重力荷载代表值113.4 框架侧移刚

10、度计算123.4.1 横向框架侧移刚度计算123.4.2 柱的侧移刚度D值计算123.4.3 纵向框架侧移刚度计算153.5横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算183.5.1 横向水平荷载作用下框架结构的侧移计算183.5.2 水平地震作用下框架的内力计算203.6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算233.6.1 风荷载标准值233.6.2 风荷载作用下的的水平位移验算253.6.3 风荷载作用下框架结构内力计算253.7 纵向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算283.7.1 纵向自震周期的计算283.7.2 纵向水平地震作用及楼层地震剪力计算293.8 纵向风荷载作用下框架结构的

11、内力和侧移计算323.8.1 风荷载标准值323.8.2 风荷载作用下纵向框架的内力计算333.9 竖向荷载作用下框架结构的内力计算343.9.1 横向框架内力计算343.10 横向框架的内力组合453.10.1 框架梁的内力组合453.11横向框架柱的弯矩和轴力组合503.11.1 横向框架A柱弯矩和轴力组合503.11.2横向框架B柱弯矩和轴力组合524 截面设计544.1 框架梁的设计544.1.1 第一层梁的配筋计算544.1.2 第二层梁的配筋计算554.1.3 第三层梁的配筋计算564.1.4 第四层梁的配筋计算574.1.5 第五层梁的配筋计算584.1.6 第六层梁的配筋计算5

12、94.1.7 梁的斜截面抗震验算及配箍筋604.1.8 柱的截面设计614.1.9 柱斜截面受剪承载力计算644.2 板的设计654.2.1 板的分格654.2.2 荷载计算654.2.3 弯矩计算664.2.4 板的配筋计算685 楼梯设计725.1 梯段板TB-1的设计725.1.1 荷载725.1.2 内力计算725.1.3 截面承载力计算725.2 梯段板TB-2的设计735.2.1 荷载735.1.2 内力计算735.1.3 截面承载力计算735.3 平台板的设计745.4 平台梁的设计755.4.1 确定平台梁的尺寸755.4.2 荷载计算755.4.3 内力计算75参考文献77致

13、谢781 绪论1.1课题意义毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节,也是最重要的综合性实践教学环节,目的是通过毕业设计这一时间较长的教学环节,培养土木工程专业本科生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关知识和相关技能,解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。和其他教学环节不同,毕业设计要求学生在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之相关的问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,就有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。同时,近年来随着经济

14、进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧房屋设计的复杂性,高要求性,高经济性,虽然许多高层建筑不断的被改造,仍不能满足市场需求。在完成毕业设计的过程中,还需要我们同时运用感性和理性把握整个建筑的处理,还要求我们更好的了解国内外建筑设计的发展现状和趋势,更好的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业方向有更大的造诣。1.2框架结构简介框架结构是由梁和柱连接而成的。是如今常用的一种建筑结构,整体性比较好,一般用于小高层建筑。在10层以下,否则要加设剪力墙结构。纯框架在现代运用较广。框架结构特点是“强柱弱梁”,即罕遇地震作用下,结构梁端先发生塑性铰破坏,柱子基本弹性,

15、所以能做到大震不倒。框架建筑的主要优点:空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。框架结构选型结构分类:混凝土结构按施工方法的不同可分为现浇式、装配式和装配整体式。目前国内外多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构。框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根

16、据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度。 2 建筑设计总说明2.1 工程名称长安公司行政办公楼设计2.2 设计要求拟在城市临街一块地上兴建一幢行政办公楼,除供一般办公外,尚需设300人开会的大会议室,总建筑面积为4500m2左右,层数为六层,建筑用地为矩形空地,该工程临主要干道,立面处理力求简洁、明快、美观大方。2.3 自然条件表面为1m厚的杂填土,均匀性差,杂填土下为粘土层,承载力为2000KN/m2。地震烈度按8度设防,地下水位不考虑。主导风向:东北风 基本雪压:0.2KN/m2 2.4 平面设计本设计每层设大小办公室(分别为两开间与一开间)、小会议室(分别为三开间)、储藏室、

17、配电室。考虑大会议需要大空间的要求,将其设在顶层,底层设置传达室和会客室。各层均设置男女厕所,楼梯设置两部。2.5 交通部分平面设计交通部分可分为:水平交通联系的走廊、过道等;垂直交通联系的楼梯、坡道、电梯、自动梯等;交通联系枢纽的门厅、过厅等。交通联系部分设计的主要要求:交通路线简洁明确,联系通行方便。人流通畅,紧急疏散时迅速安全。满足一定的采光通风条件。力求节省交通面积,同时考虑空间处理等造型问题。 2.5.1 过道设计过道是连接各房间、楼梯和门厅等各部分,以解决房屋中的水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流通畅和建筑防火要求。本设计走道宽度2.7m,满足使用要求。 2.5.2 门厅设计

18、门厅是建筑物主要入口过渡、人流集散的交通枢纽,设计中应考虑以下几个方面问题:门厅对外出入口的总宽度应不小于通向该门厅的过道、楼梯宽度总和。人流较集中的公共建筑物,门厅对外出入口的宽度,一般按100人0.6m计算。外门的开启方式及门厅面积大小。门厅设计应导向性明确,避免交通线路过多的交叉和干扰是门厅设计中的重要问题。门厅设计要给人以大方、简洁的感觉,在设计中也应加以考虑。2.6 剖面、立面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术的经济条件下,运用建筑造型与立面构图的一些规律。结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计时要考虑房屋的内部空间关系,相邻立面的协调,各立面墙面的处理和门窗安排,满足立面

19、形式美观要求,同时还应考虑个入口,雨棚等细部结构的处理。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度,建筑层数和空间结构体系,确定房间净高时,主要考虑的是房间的使用性质,室内外采光通风设备和结构类型,综合考虑这些因数 2.6.1 房屋高度确定底层层高3.6m,其它层3.3m;为防止室外雨水流入室内,并防止墙身受潮,室内地坪高出室外450mm。 2.6.2 采光、通风本设计房间均采用单侧采光,窗上沿离地面高度为进深的一半,满足要求。窗台高度为900mm,窗高1500,窗宽1800。 2.6.3 屋面设计屋面排水,该屋面排水为女儿墙内檐沟外排水,排水坡度2%,女儿墙高0.6m。屋面做法:20厚1:2.5水泥砂

20、浆保护层,每1m见方半缝分格 25厚1:3水泥砂浆找平层 3厚麻刀灰隔离层 高聚物改性沥青防水卷材一道 25厚1:3水泥砂浆找平层 30厚无溶剂聚氨硬泡沫保温层 1:6水泥焦渣找坡最薄处30厚 100厚钢筋混凝土板 顶棚涂料 2.6.4 楼面设计楼面做法:10厚1:2.5水泥磨石楼面磨光打蜡 水泥浆一道(内掺建筑胶)20厚1:3水泥砂浆找平层,上卧分格条 20厚CL7.5轻集料混凝土垫层 100厚钢筋混凝土楼板 顶棚涂料 2.6.5 墙体设计0.000m以上用粘土空心砖,墙体均为240墙。外墙瓷砖贴面,内墙两侧抹灰。2.6.6 建筑细部构造说明1勒脚:勒脚是墙身接近室外地面的部分,一般情况下,

21、其高度为室内地坪与室外地平的高度差部分,它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用,由于它已受到外界的碰撞和雨雪的侵蚀,所以在构造上必须采取相应的防护措施。 勒脚防潮层:分为水平防潮层和垂直防潮层,当室外地平出现高差或是内地平低于室内外地平时,同时设水平及垂直防潮层。 根据材料不同,一般有油毡防潮层,防水砂浆防潮层,配筋碎石混凝土防潮层,工程中常在标高-0.06m处设防潮层。2散水:为保护墙体不受雨水侵蚀,常在外墙四周将屋面做成外倾斜坡面。散水坡度为2%-5%。3楼地面工程 由于有水房间通常也会有较多的卫生洁具和管道,因此楼地面防水构造主要以膜防水为主,也可使用卷材和防水砂浆,为防止水渗漏,楼面

22、板宜采用现浇板,并在层和结构之间设防水层,并将防水层沿房间四周向墙面延伸100mm150mm。但遇到门处,防水层应铺出门外不少于250mm,有水房间的地面常采用水泥地面,水磨石地面,地板砖等,以减少水的渗漏。4屋面工程a. 屋面防水的设防标准取决于屋面防水等级,防水等级较高的建筑要求多道设防,并要求屋面防水的耐久性较好。b. 凡管道穿过层面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料,避免做防水材料后再凿洞。5门窗工程: 在生产加工门窗之前,应对门窗洞口进行实测,门窗安装前预埋在樯或柱内的木,铁构件防腐,防锈做处理。2.6.7 楼梯设计楼梯主要由楼梯梯段,楼梯平台及栏杆扶手三部分组成。楼梯是上下楼

23、层联系的通道,位置要明显,疏散要方便,宽度和数量要满足疏散和防火要求。 楼梯踏步尺寸,一般采用髙为140mm160mm,踏步宽为260mm320mm,楼梯的扶手900mm1000mm,梯井的宽度不应大于200mm,当超过时,应采用安全措施。根据规范办公楼楼梯踏步最小宽度为260mm,最大高度为175mm,本办公楼选用150mm270mm。 2.6.8 建筑细部构造做法1.水泥台阶:120mm厚1:2.5水泥砂浆抹面2水泥浆结合层一道360mm厚C15混凝土4300mm厚3:7灰土垫层分两层夯实5素土夯实2水泥砂浆面层散水:1铺810厚地砖地面,干水泥擦缝2撒素水泥面330厚1:3干硬性水泥砂浆

24、结合层41.5厚三元乙丙丁基橡胶防水卷材一道,四周卷起150高51:3水泥砂浆找平层,最薄处20厚,坡向地漏,一次抹平660厚C15混凝土垫层7素土夯实3防水砂浆防潮层:20mm厚1:2.5水泥砂浆掺防水剂抹平4水泥砂浆地面:120mm厚1:2水泥砂浆压实抹光2水泥砂浆一道(内掺建筑胶)3100mm厚C15混凝土垫层41500mm厚3:7灰土5素土夯实5.踢脚选用踢4水泥踢脚(厚度20)5厚1:2.5水泥砂浆罩面压实赶光5厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆木抹子抹平10厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底扫毛界面剂一道(墙面先用水湿润)3 结构设计3.1结构布置及计算简图3.1.1 梁和柱的截面尺寸

25、估算 该建筑物层数为6层,总高度为20.7m,该建筑物总长为50.4m,综合考虑可以不设伸缩缝,工程地质资料表明,场地土质比较均匀,邻近无建筑物,没有较大差异的荷载等,可不设沉降缝。 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,本建筑共6层,第一层层高3.6m,其余5层层高均为3.3m,填充墙采用240mm厚的粘土空心砖砌筑,基础采用梁式筏板基础,基础埋深取2.0m,肋梁高度取1.2m。楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构,楼板厚度取100mm,梁界面高度按照梁跨度的1/12-1/8的估算,由此估算的梁截面尺寸如下:横梁:AB跨(1/12-1/8)5700=475713mm 取h=600mm (1/3-2

26、/3)h=(1/3-2/3)500=167-334mm 取b=350mm BC跨(1/12-1/8)2700=225337mm 取h=350mm (1/3-2/3)h=(1/3-2/3)500=167-334mm 取b=250mm纵梁:AB跨(1/12-1/14)7200=515600mm 取h=500mm (1/3-2/3)h=(1/3-2/3)600=200-400mm 取b=350mm次梁:(1/12-1/8)7200=515600mm 取h=500mm (1/3-2/3)h=(1/3-2/3)500=167-334mm 取b=350mm柱截面尺寸估算:该框架结构的抗震等级为二级,其轴压

27、比限值uN=0.8,各层重力代表值近似取12KN/m2。边柱及中柱的负载面积分别为:7.22.85m2和7.24.2m2。柱的界面面积估算: 第一层柱截面面积为:边柱AC 中柱AC如果柱截面为正方形,则边柱和中柱截面高度分别为320mm和451mm,根据上述计算结果并综合考虑其它因素,本设计第一层柱截面尺寸取值为600mm600mm,第二-六层柱截面尺寸取值为500mm500mm,框架结构计算见图1-1取柱的形心线作为框架柱的轴线梁柱线至板底2-6层柱高即为层高,取3.3m。底层柱高度从基础顶面取至一层板底即:h1=3.6+0.45+2-1.2-0.1=4.75m图3.1框架结构的计算简图3.

28、2 重力荷载计算3.2.1 屋面永久荷载标准值屋面(不上人):20厚1:2.5水泥砂浆保护层,每1m见方半缝分格 0.0220=0.4m225厚1:3水泥砂浆找平层 0.02520=0.5m23厚麻刀灰隔离层 高聚物改性沥青防水卷材一道 0.5KN/m225厚1:3水泥砂浆找平层 250.025=0.625KN/m230厚无溶剂聚氨硬泡沫保温层 40.03=0.12KN/m21:6水泥焦渣找坡最薄处30厚 2.5(0.03+70.02/2)=0.25KN/m2100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5KN/m2顶棚涂料 0.5KN/m2屋面恒荷载标准值gk =5.07KN/m2屋面荷载设计值:以

29、活荷载为主的组合:1.2gk+1.4qk=1.25.07+1.40.5=6.785KN/m2以恒载为主的组合:1.35gk +1.40.7qk=1.355.07+1.40.70.5=7.33KN/m2显然对非上人屋面,其荷载效应应由恒载所控制,取7.33KN/m23.2.2 楼面荷载标准值楼面荷载标准值:10厚1:2.5水泥磨石楼面磨光打蜡 0.65KN/m2水泥浆一道(内掺建筑胶)20厚1:3水泥砂浆找平层,上卧分格条 20厚CL7.5轻集料混凝土垫层 0.0224=0.48KN/m2100厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5KN/m2顶棚涂料 0.5KN/m2楼面恒荷载标准值gk KN/m

30、2楼面活荷载标准值qk 2.0KN/m2楼面荷载设计值:1.2gk+1.4qk=1.24.13+1.42.0=7.756KN/m23.2.3 梁、柱、墙、窗、门等重力荷载梁、柱、墙、窗、门等重力荷载层构件b(m)h(m)(KN/m2)g(KN/m)l(m)nGi(/KN)Gi(/KN)1-6边横梁0.350.6251.055.5125.120562.2751895.7中横梁0.250.35251.052.302.11039.38次梁0.350.5251.054.5945.119445.13纵梁0.350.6251.055.5126.628848.9251柱0.60.6251.19.454.75

31、321436.42-6柱0.50.5251.16.253.332997.92本设计墙体为240mm厚粘土空心砖,外墙面贴瓷砖(0.5KN/m2),内墙面20mm厚抹灰,则外墙单位墙面重力荷载为:内墙为240mm粘土空心砖,两侧均为20mm厚抹灰, 则内墙单位面积重力荷载为:木门单位面积重力荷载为0.2KN/m2,铝合金门窗单位面积重力荷载取0.4KN/m23.3 各层重力荷载代表值计算集中各楼层标高处的重力荷载代表值Gi,结构的重力荷载应取结构和构件自重标准值GK加上各可变荷载组合值,即,一般为恒载取100%,活载去50%。3.3.1 第6层重力荷载代表值6层重力荷载代表值:(1)女儿墙自重:

32、G女儿墙=g女儿墙l=4.44(50.4+14.1)20.6=343.66KN(2)六层墙体自重:内纵墙:G内纵墙=(97.23.3-0.92.111-2.12.12-2.42.1-2.10.94)4.28+0.2(0.92.111+2.12.12+2.42.1)+0.40.92.14=779.6KN内横墙:G内横墙=(5.714+2.72)3.34.28=1127.10KN外纵墙:G外纵墙=(7.2143.3-41.51.5-201.81.8-1.80.94)4.44+0.4(201.81.8+1.80.94+41.51.5)=1152.59KN外横墙:G外横墙=4.44(14.123.3-

33、101.81.8)+101.81.80.4=282.29KN屋面板结构层及结构层自重:5.07(50.4+0.24)(14.1+0.24)=3681.72KNG主次梁=1895.7KN G柱=997.92KN屋面活荷载:G屋面=0.5(50.4+0.24)(14.1+0.24)=361.37KN六层总重力荷载标准值:G6=0.5(997.92+1127.10+1152.59+282.29+779.6)+ 343.66+1895.7+3681.72+0.5361.37=8326.625KN2-5层重力荷载标准值:3.3.2 2-5层重力荷载代表值(1)2-5层墙体自重:内纵墙:G内纵墙=(137

34、.23.3-0.92.114-2.12.44-2.10.98)4.28+0.2(0.92.114+42.42.1)+0.40.92.18=1089.26KN内横墙:G内横墙=165.73.34.28=1188.11KN外纵墙:G外纵墙=(147.23.3-41.51.5-41.80.9-201.81.8)4.44=1120.48KN外横墙:G外横墙=4.44(14.123.3-101.81.8)+101.81.80.2=278.74KN(2)2-5层楼面板结构层及构造层自重:4.13(50.4+0.24)(14.1+0.24)=2999.15KNG主次梁=1895.7KN G柱=997.92K

35、N楼面活荷载为:2.0(50.4+0.24)(14.1+0.24)=1445.48KN2-5层总重力荷载:G2-5=0.5(997.9+1127.1+1152.59+282.3)+0.5(1089.26+1288.11+1120.48+278.74)+1895.7+0.5726+0.51445.48+2999.15=9501.50KN3.3.3 第1层重力荷载代表值(1)墙体自重内纵墙:G内纵墙=(117.24.25-0.92.16-2.10.912-1.80.912)4.28+0.21.82.14+0.40.92.16=1581.40KN内横墙:G内横墙=155.74.254.28=1188

36、.11KN外纵墙:G外纵墙=(127.24.25-41.51.5-41.80.9-162.12.1)4.44+(41.51.5+162.12.1+1.80.94)=1666.39KN外横墙:G外横墙=4.44(14.124.25-21.82.1-81.82)+0.481.81.2+0.22.11.82=562.84KN(2)1层楼面板结构层及构造层自重:4.13(50.4+0.24)(14.1+0.24)=2999.15KNG主次梁=1895.7KN G柱=1436.4KN楼面活荷载为:2.0(50.4+0.24)(14.1+0.24)=1445.48KN1层总重力荷载:G1=0.5(1089

37、.26+1288.11+1120.48+278.84)+2999.15+1895.7+0.5997.92+0.51436.4+0.5(1581.4+1921.19+1663.39+562.84+0.51445.48=11488.67KN图3.2 各质点的重力荷载代表值3.4 框架侧移刚度计算3.4.1 横向框架侧移刚度计算(1)梁的侧移刚度的计算横向框架侧移刚度类别EC(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(m)ECI0/l(Nmm)1.5ECI0/l(Nmm)2ECI0/l(Nmm)边横梁3.151043506006.310957003.42810105.22210106.96310

38、10走道梁3.151042503503.710827007.3831091.56310102.0841010边框框架中框框架(2)柱的侧移刚度的计算柱线刚度层次hC(m)EC(N/mm2)bh(mmmm)Ic(mm4)ECIc/hc(Nmm)147503.151046006001.0810107.16210102-633003.151045005005.2081094.97210103.4.2 柱的侧移刚度D值计算,根据梁柱线刚度比的不同,设计中的柱可分为中框架中柱,边框架中柱,中框架边柱,边框架边柱等。3.4.2.1 中框架柱的侧移刚度D值计算第一层B-3柱及其相连接的梁的相对线刚度:则梁柱

39、的线刚度比: 则柱的侧移刚度:第一层A-3柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度: 第二层B-3柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第二层A-3柱及其相连的梁的线刚度; 柱的侧移刚度:中框架柱的侧移刚度D值(N/mm)层次边柱(12根)中柱(12根)10.9720.49518866.331.1780.49718921.72.202-61.40.41222566.841.70.45925135.88.703.4.2.2 边框架柱的侧移刚度D值计算第一层A-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第一层B-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第二层B-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧

40、移刚度:第二层A-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:边框架柱的侧移刚度D值(N/mm)层次边柱(4根)中柱(4根)10.7290.4517141.190.940.4918664.82.162-61.050.34418866.451.2730.38921309.19.60将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即可得到框架各层层间侧移刚度横向框架层间侧移刚度层次123456.36.30.30.30.30.30 故该框架为规则框架3.4.3 纵向框架侧移刚度计算纵向框架侧移刚度计算方法与横向框架相同纵梁线刚度ib计算表类别层次EC(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(m)ECI0

41、/l(Nmm)1.5ECI0/l(Nmm)2ECI0/l(Nmm)纵梁1-63151043506006.310972002.75610104.13410105.5121010纵向框架柱亦可分为中框架中柱和边柱,边框架中柱和边柱等3.4.3.1 纵向中框架柱的侧移刚度D值第一层B-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第二层B-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第一层B-3柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第二层B-3柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:纵向中框架柱的侧移刚度D值(N/mm)层次边柱(4根)中柱(12根)10.770.45817459.081.540.576

42、21951.05.922-60.770.45825092.842.2170.52628806.40.163.4.3.2 纵向边框架柱的侧移刚度D值第一层A-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第二层A-1柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第一层A-3柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:第二层A-3柱及其相连的梁的线刚度: 柱的侧移刚度:纵向边框架柱的侧移刚度D值(N/mm)层次边柱(4根)中柱(12根)10.5770.41815922.661.1540.52419975.71.162-60.830.29316068.531.6630.45420872.36.52纵向框架层间侧移

43、刚度层次123456.08.68.68.68.68.68 故该框架为规则框架3.5横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算3.5.1 横向水平荷载作用下框架结构的侧移计算结构顶点的假象侧移计算层次Gi(KN)VGi(KN)(N/mm)(mm)ui(mm)68326.638326.63.3011.36279.8459501.5017828.13.3023.11268.4849501.5027329.63.3037.28245.3739501.5036831.13.3050.24208.0929501.5046332.63.3063.20157.85111488.6757821.30.3694.65

44、94.65计算基本周期T1,其中取 则T1=3.5.1.1 水平地震作用下楼层地震剪力计算本设计结构高度不超过40m,质量与刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切为主,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。即场地类别为类,1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.63s 考虑顶部附加水平地震作用 顶部附加地政作用系数: 各质点的水平地震作用:各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算层次Hi(m)Gi(KN)HiGi()Fi(KN)Vi(KN)620.758326.63.570.2481101.021101.02517.459501.50.730.238970.201

45、981.22414.159501.50.080.193786.722767.94310.859501.50.430.148603.253371.1927.559501.5076560.780.103419.773790.9614.2511488.6743097.130.070285.714076.67各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布,见图:图3.3 水平地震作用下的楼层剪力3.5.1.2 水平地震作用下的位移计算水平地震作用下框架结构的层间位移和计算,计算各层的层间弹性位移角横向水平地震作用下的位移计算层次Vi(KN)(N/mm)(mm)(mm)hi(m)61101.02.301.

46、5024.4233001/219851981.22.302.7022.9233001/122142767.94.303.7820.2133001/87433371.19.304.6016.4433001/71723790.96.305.1711.8433001/63914076.67.366.676.6747501/712由表可见,最大层间弹性位移角发生在第二值为1/6391/550 满足要求3.5.2 水平地震作用下框架的内力计算框架剪力及弯矩分别按式:和计算各柱反弯点高度比y由式y=y1+y2+y3+y4确定 yn由查表得 本设计中底柱需考虑修正值y2,第二层需考虑修正值y3,其余柱均无修

47、正。以轴线横向框架内里计算为例:反弯点y的修正层次边柱中柱kyny1y2y3ykyny1y2y3y61.40.370000.371.70.3850000.38551.40.420000.421.70.4350000.43541.40.450000.451.70.450000.4531.40.470000.471.70.4850000.48521.40.5000.050.551.70.500.0500.5510.9270.650000.651.1780.63220000.6322注:y2(a2=hu/h=3.3/3.6=0.917 查表得y2=0,同理y3=0.05)3.5.2.1柱端弯矩及剪力计算边柱柱端弯矩及剪力计算层数hi(m)Vi(KN)(N/mm)边柱DijVijyMbijMuij63.31101.02.3018866.4528.330.3734.6058.9153.31981.22.3018866.4550.980.4270.6697.5843.32767.94.3018866.4571.230.45105.78129.2833.

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