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文档简介
1、某公司办公楼设计土木工程毕业论文毕业设计论文江苏元大建筑科技有限公司办公楼设计the office building of jiangsu yuanda building technology co., ltd.学生姓名学院名称专业名称指导教师2013年 5月 25日摘耍木次毕业设计题目为“江苏元大建筑科技有限公司办公楼”。按毕业设 计任务书的要求,此综合楼共五层,建筑总高度为23. 95m,总建筑面积约为 3798?o本建筑结构均为钢筋混凝土框架结构,基础采用人工挖孔灌注桩基础。本 设计抗震设防烈度为7度。工程设计包括两部分,即建筑设计和结构设计。建筑 设计是在查阅相关资料及规范的基础上完成
2、了平面(底层,标准层)、止立面、侧 立面及剖面图。结构设计采用三水准两阶段的设计方法,包括三部分内容:第一, 通过手算进行结构计算。具体内容包括:结构方案和初选截面尺寸;结构计算简图 及刚度参数计算;荷载计算及结构位移验算;水平荷载作用下的结构内力分析;竖 向荷载作用下的结构内力分析;荷载效应及内力组合;截面设计和构造要求;慕础 设计。其中在水平地震作用的计算过程中应用d值法和底部剪力法进行框架结构 在水平荷载作用下的内力和侧移计算,在计算过程屮,充分利用了 excel及结构 力学求解器等进行电算,保证了计算的准确性。第二,结构施工图绘制。在施工 图的绘制过程中,应用auto cad软件进行制
3、图,绘制结构平面布置图,基础平面图, 桩基础详图等。第三,计算机辅助设计与校核。通过应用pkpm软件对结构进行 辅助设计,并与手算结果进行校核,得到横向框架配筋图,梁板平法施工图。关键词:框架结构;结构设计;抗震设计;基础设计abstractthe graduation design topic for one traffic police buildingintcgrated dcsign according to the requirements of graduation dcsign, the building of five layers, building a total heig
4、ht of 23. 95 m, with a total construction area of about 3798 square meters. this building structure for steel reinforced concrete frame structure, basic using slurry-supported machinery into a pile foundation. in this paper,the district seismic fortification intcnsity is designed for 8 degrees. the
5、engineering design includes two parts, namely the architectural design and strueture design- architectural design is in access relevant information and on the basis of regulating the plane complete, standard layer, bottom facade, side el evalion and section. structure design uses three level two sta
6、ges of design methods, including three parts: first, by hand count strueture calculation. including components section size, the load calculation,the met hod of using d value st ructure and equiveilent base shear method under horizontal loads of internal force and lateral force calculation, the fram
7、ework and section design beam and column board, the reinforcement, foundation design engineering design includes two parts, namely the architectural design and design. architectural design is in access rclcvant infornieition and on the basis of rcgulating the plane complete, standard layer, bottom f
8、acade, side elevation and section. second, the strueture construetion drawings. specific include: the construction scheme, construction scheme and the primary section size, floor structure design, structure diagram and rigidity parameters calculation, the load calculation and the structural displace
9、ment calculation, under horizontal loads of structural internal force analysis,vertical load structure internal force analysis, load effect and internal combination, section design and construction requirements. third, basic design, the structure of drawing, the computer aided design using pkpm.key
10、words: frame structure strueture design seismic design foundation design目录1. 绪论21.1序言 212建筑设计说明21.2. 1总平面设计21.2.2平面设计 21. 2. 3剖面设计 31.2.4立面设计 32. 结构设计计算书42. 1工程概况42. 2结构布置及计算简图42.3重力荷载计算92. 3.1屋而及楼而永久荷载标准值92. 3. 2屋面及楼面可变荷载标准值92. 3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算92. 3. 4重力荷载代表值102.4框架侧移刚度计算112. 5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移
11、计算142.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算192.6. 1横向框架内力计算192. 6.2横向框架内力组合292. 7截面设计372. 7. 1框架梁372.7.2框架柱412.7.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算452. 8基础设计482. 9楼梯设计50附表 55附表1柱侧移刚度修正系数55附表2弹性层间位移角限值55附表3倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比56附表4上、下层高不同的修正值和56附表5柱篩筋加密区的篩筋最小配篩特征值57结论58致谢59参考文献601 绪论1.1序言钢筋混凝土结构是建筑中一种常见的结构形式。特别是近十多年来,随着 我国经济建设的迅速发展,由于生
12、产的需要,这类结构以其造价低,适用范围广等 优点而获得广泛的应用。根据活动中心设计规范和其它相关标准,以及设计要求 和提供的地质资料,设计该框架结构。按照先建筑后结构,先整体布局后局部节点 设计步骤设计。结合建筑设计并考虑公共建筑的特点,该建筑采用了框架结构。建筑设计部分包括建筑的平面、立面和剖面设计,主要解决建筑平面布局 和立面造型问题,此外对一些细部尺寸进行了设计。结构设计部分主要由内力计 算和截面设计组成。内力计算部分首先由基本资料计算水平地震荷载和竖向重力 荷载,主要运用了弯矩分配等方法。之后进行荷载组合,并且根据其进行截面设计 和计算,主要包括构件截面尺寸设计以及构件配筋设计。本建筑
13、基础形式选用桩 基础。在设计过程屮,根据国家最新规范和土木工程设计屮的各种要求进行计 算,并运用auto cad和pkpm等制图软件进行辅助设计和绘图。毕业设计是我们在毕业前最后的学习和综合训练阶段,是深化、拓宽、综 合学习的重要过程。因此毕业设计对提高我们的专业水平具有十分重要的意义。 作为土木工程房屋建筑工程专业的毕业设计,采用办公楼结构设计作为毕业设计 的题目,具有广泛的应用性。本设计正文包括建筑设计说明部分,结构设计计算书 部分。12建筑设计说明根据设计任务书中的要求,同时考虑到江苏元大建筑科技有限公司办公 楼的使用功能及建筑物设计要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计。其建筑的 总长度
14、为60. im,总的宽度为16. 7mo主体结构共5层,层高均为3. 9m.主体结构 采用现浇钢筋混凝土框结构。1.2. 1总平面设计本设计为江苏元大建筑科技有限公司办公楼,根据当地的环境,即建筑地 段的大小、形状、道路交通情况、地形条件、朝向、主导风向、气候条件等,做 出了总平而设计,即设置了功能分区、组织道路系统、安排岀入口及布置绿化和 其他附属设施。1.2.2平面设计本办公楼是江苏元大建筑科技有限公司办公楼。因此本设计的原则是: 满足各种功能的前提下,提高技术水平,做到舒适实用。在第一层为方便使用设有 休息室和活动室等,其他每层都有档案室和大、中、小型办公室和会议室为工作 人员提供方便。
15、房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备 的大小决定的,房间屮窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求來考虑。1. 2. 3剖面设计根据平面设计进行剖面设计,层数为5层,每层层高都为为3. 9mo其中根 据层高对楼梯踏步进行了设计。为防止室外用水流入室内,并防止墙身受潮,设计 室内外高差为450mm。1. 2. 4立面设计结构韵律和虚实对比,是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立 而上结构构件或门窗有规律的重复和变化,给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中 节奏韵律变化的感受效果。在木设计中,考虑到建筑的特殊用途,正立面中所有的 窗选取同样的尺寸,给人以特别整齐、庄重的感觉!2
16、. 结构设计计算书2. 1工程概况本设计为江苏元大建筑科技有限公司办公楼,建筑面积为3798?o其设计依据为:1气象条件(1) 温度:冬季采暧室外计算温度-10°c,夏季最高气温35°co(2) 主导风向:常年主导风向为东南风。基木风压0. 35kn/?o(3) 基本雪压:0. 35 kn/?o年降雨量:650nun;日最大降雨量:87mm;时最大降雨量:56nun;雨季集中在7、8月份。(5) 土壤最大冻结深度500mmo2工程地质条件1地形概述:拟建场地地形平缓。2勘测场地位于旧房拆迁带,地势平缓。钻探深度范围内揭露的地层,由 上至下可分为四层: 粘土:褐灰黄褐色,可塑
17、,湿,中密,表层为耕作土,厚度约为0. 50m左 右,底部渐含砂及铁镭结核。土质分布均匀,属中等压缩性土层。厚度约5. 10m左右。 粉质粘土:黄灰黄色,可塑,湿,中密,上部含有少量灰白色粘土块。土 质较均匀,分布连续,属中等压缩性土层。厚度约1. 80m左右。 粉土:棕黄色黄色,可塑,含有贝壳碎屑,属中等压缩性土层。厚度约3. 00m左右。 粉质粘土 :黄色,软塑,饱和,夹粉砂透镜体和层而粉砂,该层未钻穿。3地下水位:地表以下2. 0m,水质对水泥无侵蚀性。3. 本工程设防烈度为7度第一组,设计基本地震加速度为0. 15g,场地类 别为类,丙类建筑,地基基础设计等级为丙级。4墙体材料选用加气
18、混凝土中小型砌块。2. 2结构布置及计算简图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,其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见 图1、图2、图3。主体结构共五层,层高都为为3. 9mo填充墙采用300imn厚的加气混凝土空心砌块砖砌筑。门为木门,门洞根据 门的规格定岀。窗为铝合金窗,洞口也根据各窗规格定岀。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取loommo梁截面高度 按跨度的1/121/8估算,由此估算的梁截面尺寸见表1,表1中还给出了各层梁 的混凝土强度等级。其设计强度:一层采用c35 16. 7n/ mm2, ftl. 57n /mm2),其 他各
19、层采用 c30(14. 3n/ mm2, ftl. 43n /imn2)表1梁截面尺寸(nrni)及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁(bxh)纵梁(bxh)次梁(bxh)ab、cd 跨 bc 跨2-5c30 300x700300x500300x700300x6001 c35柱截面尺寸可根据式估算。由附表1可知该框架结构的抗震等级为二级,其轴压比限值0.8;各层的重力荷载代表值近似取12kn/m2o由图2可知边柱及中柱的负载面积分别为7.8x3. 3m2和7.8x4. 8m2o由得第一层柱截面面积为边柱ac2中柱ac2如取柱截面为正方形,则边柱和屮柱截面高度分别为500mm和400mmo
20、根据上述计算结果并综合考虑其它因素,本设计柱截面尺寸取值如下:广5 层 500mm x 500mm基础选用桩基础。图1建筑平面布置图图2结构平面布置图图3剖面图框架结构计算简图如图4所示。取一层柱的形心线作为框架柱的轴线;梁轴线取至板底。2、4层柱高度即为层高,取3. 9m;底层柱高度从基础顶面取至一层板底,即 hl3. 9+0. 5+0. 454. 85m。图3横向框架图b纵向框架图4框架结构计算简图2. 3重力荷载计算2. 3.1屋面及楼面永久荷载标准值屋面:30厚细石混凝土保护层22 x 0. 030. 66kn/?4minsbs改性沥青防水卷材0. 4kn/? 20厚水泥砂浆找平层20
21、x0. 020. 4 kn7? 100mm厚挤塑聚苯板保温层0. 15kn/? 100厚钢筋混凝土板25x0. 12.5 kn7?v型轻钢龙骨吊顶0. 25kn/?合计4. 36 kn/?c4层楼面:瓷砖地面(包括水泥粗砂打底)0. 55 kn/? 100厚钢筋混凝 土板 25x0. 12.5 kn/?v型轻钢龙骨吊顶0. 25kn/?合计3. 30 kn/?2. 3. 2屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值2. 0 kn/? 楼面活荷载标准值2. 0 kn/?屋面雪荷载标准值skur?s01.0x0. 350. 35 kn/?2. 3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱可根
22、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、窗等可计算岀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。表2梁、柱重力荷载标准值层次构件1 边横梁 0. 3 0. 7 25 1.055.513 6. 1 14 470.81 1906. 722中横梁 0. 3 0. 5 25 1.053.938 2.5 988. 605 次梁0. 3 0. 5 251.053.938 6.3 12 297.713 纵梁 0.3 0.7 25 1.055.513 7.3 281049. 59 柱 0.5 0. 5 25 1. 106. 875 4. 7532 104525边横梁 0
23、. 3 0. 7 25 1.055.5136. 1 14 470.811906.722屮横梁 0. 3 0. 5 25 1.053.938 2.5 988. 605 次梁0. 3 0. 5 251.053. 9386.3 12 297. 713 纵梁 0. 3 0. 7 25 1.055.5137.3 281049. 59 柱 0. 5 0. 5 25 1. 106. 875 3.9 32 1045注:1表中b为考虑梁、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为构件数量。2)梁长度取净长;柱长度取层高。墙体为300mm厚加气混凝土空心砌块, 外墙面贴瓷砖(0.
24、 5kn/?),内墙面为20mm厚抹灰,则外墙面单位墙面重力荷载为 0. 5+7x0. 3+17x0. 022. 94 kn/?内墙为200mm厚加气混凝土空心砌块,两侧均为 20mm厚抹灰,则内墙单位面积重力荷载为7x0. 2+17x0. 02x22.08 kn/?木门单位面积重力荷载为0. 2kn/?;铝合金窗单位面积重力荷载取0.4kn/? o2. 3.4重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值gi永久荷 载标准值(楼板重+梁重+上下各半层的墙、柱重)+0. 5*可变荷载标准值(楼面或屋 面活荷载)g6屋面恒载+50%屋面雪载+屋盖纵横梁白重+屋面下半层的柱及墙体b 重+女儿墙自
25、重 4. 36 *6.6*60. 1 + 50%* 0. 35+ 2. 94 +2. 081202. 002kn同理,g5 5575. 579kng48647. 772kn g38647. 772kng28647. 772kng111149. 684kn计算结果如图5所示:图5各质点重力荷载代表值2. 4框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算。横梁线刚度计算过程见表3;柱线刚度计算过程见表4。表3横梁线刚度计算表类别层次 ec/n/?2bxh/?x?10/?41/? ecto/1/n?1.5eclo/l/n?2eci0/l/n?边横梁 25 3.0x104300x7008.575x109 660
26、03.898 x 10105. 847x 10107. 795x 101013. 15x104 300x7008. 575x1094.093x10106. 140x10108. 186x1010走道梁253.0x104300x6005.4x10930005. 4x1010 8. 100x101010. 80x101013. 15x104 300x6005.4x1095.67x10108.505x101011. 34x1010表4柱线刚度计算表层次 /mm ec/n/?2 bxh/?x? ic/?4 eclc/l/n?147503. 15x104 500x5005.208x10103.454x1
27、0102439003.0x104500x5005.208x10104.006x1010图6 c-6柱及与其相连梁的相对线刚度柱的侧移刚度按公式计算,式屮系数由公式计算。根据梁柱线刚度比的不 同,图2中的柱可分为中框架柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。现 以第二层c-6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5表7。第2层c-6柱及与其相连的梁的相对线刚度如图6所示,图中数据取自表3和4。由表3和表4可得梁柱线刚度比为由公式得do. 46 x表5屮框架柱侧移刚度d值(n/mm)层次边柱12根)中柱(6根)351.946 0.493155824.6420
28、.699220923195362 1.9950.499157714.7580.704222503227521 2.3700.657120695.6530.80414770233448表6边框架柱侧移刚度d值(n/m)层次 a-3、a-9、d-l、d-ll b-l、b-lk c-l、c-11351.460 0.422133383.4820.635200701336322 1.4960.428135273.5690.641202591351441 1.7780.603110774.2400.76013961100152表7楼、屯梯间框架柱侧移刚度值d(n/m)层次c-4、c-5、c-7、c-8 e
29、-4、e-5、e-7、e-8353. 6690. 647204491.946 0.49315586 1441402 3.7610.653206381.9950.4991577114563614.4680.768141082.3700.65712069104708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,见表8。表8横向框架层间侧移刚度n/m层次12345工di 438308 603532 597308 597308 597308由表8可见,438308/6035320. 730. 7,故该框架为规则框架。2.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下
30、框架结构的内力和侧移计算。1 横向自振周期计算 将折算到主体结构顶层,即1202. 002x (1 + x)即第五层结构顶点的假想侧移由式,计算计算过程见表9。表9结构顶点的假想侧移计算层次 gi/knvgi/kn sdi/n/mmaui/mm ui/mm7043.387043.3859730811.8234.28647.772156913222.48647.77224338.92459730840.7196. 18647.77232986.69660353254.7155.411149.68443956.232438308100. 7100. 7计算基木周期tl,其
31、中ut的量纲为叫取® t0. 7,则t11.7x0.7x0. 576s2. 水平地震作用及楼层地震剪力计算本设计中,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,即geqo. 85lgio. 85x 10969. 536+8647. 772x35575. 579+1202.00237136. 868kn因,所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数计算如下:各质点的水平地震作用将与代入可得:4031.58具体计算过程见表10。各楼层地震剪力按公式计算,结果列入表10o表10各质点横向
32、水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次hi/m gi/kn gihi/kn?mfi/kn vi/kn23. 35 1202. 00228066. 750. 053213.67 213.67416. 458647.772142255. 850. 2681080. 46)2156.89312. 558647. 772108529. 540. 205826. 472983. 362& 658647. 77274803. 230. 141568. 453551.8114. 7511149. 684 529610. 100 403. 16 3954. 973 水平地震作用下的位移计算水平地震作用下
33、框架结构的层间位移和顶点位移分别按公式计算,计算 过程见表11。表中还计算了各层的层间弹性位移角。各质点水平地震作用及楼 层地震剪力沿房屋高度的分布见图7.图a水平地震作用分布 图b层间剪力分布图7横向水平地震作用及楼层地震剪力表11横向水平地震作用下的位移验算层次 vi/心/mm51076.434 2156.89edi/n/mm ui/?597308 1.8 25.3597308 3. 6 23. 5ui/? hi39001/217639001/108332983. 365973084. 9919.939001/78223551.816035325. 8914.9139001/6621395
34、4. 974383089. 029. 0247501/582由表11可见,最大层间弹性位移角发生在第1层,其值为1/5821/550,满足最大层间位移角限值的要求,其中u/h 1/550由附表2查得。4.水平地震作用下框架内力计算以图2中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。框架柱端剪力及弯矩分别按式和,计算,其中取自表5,工取自表&层间 剪力取自表10。各柱反弯点高度比按式确定,其中由附表3查得。木设计中底层 柱需要考虑修正值,由附表4查得。第2层柱需考虑修正值和,其余柱均无修正。表12各层柱端弯矩及剪力计算层次 hi/m vi/kn zdij/n/m)边柱
35、dil vily53. 9 1076. 435973081558228.081.9460. 39743.4866. 0443.9 2156. 895973081558256. 271.9460. 45098. 75120. 7033. 9 2983. 365973081558277. 831.9460. 497150. 86152.6823.9 3551.816035321577192.811.9950. 500180. 98180. 9814. 753954.97438308 12069108.9 2. 370 0. 613 200. 19200. 19层次 hi/mvi/kn edi j/
36、n/mm)屮柱di2 vi2y53.9 1076. 43597308 2209239.814. 6420. 4569. 87 85. 3943.9 2156. 895973082209279. 774. 6420. 5 155. 55155. 5533. 9 2983. 3659730822092110. 344. 6420.5 215. 16215. 1623.9 3551.8160353222250130. 944. 7580. 5 255. 33255. 3314. 753954. 97438308 14770133. 27 5. 6530. 55348. 17284. 86注:表中m量
37、纲为kn?m, v量纲为kno梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按公式计算。设计为框架柱,那么:1、先求出节点弯矩,分配到节点上的每一个杆件的杆端(包括柱端),得到柱 端弯矩;2、根据柱端弯矩,设柱端剪力为未知数,列杆件力矩平衡方程,求出柱端剪 力;3、根据柱顶两侧梁传来的梁端剪力和柱顶的上柱柱底轴力之和,就是本柱上 端轴力。本柱上端轴力加本柱自重就是本柱下端轴力。其中梁线刚度取自表3,具体计算过程见表130表13梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力mlb mrb l vb mlbmrbl vb 边柱 n 中柱 n543.4835. 796.6 12.0149. 6049. 60333.07
38、-12.01 -21.064186. 7494. 506.6 42.61130. 92130. 92387.28-54. 62 -65.733251.43155.406.6 61.64215. 31215. 313143. 54-116. 26-147. 632331.84184. 656. 6 78. 26255. 84255. 843170. 56-194. 52-239. 931381. 17296. 326. 6 102. 65213.87213.873142.58-297. 17-279. 86注:1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时,左侧两根柱为拉力,对 应得右侧两根柱为压
39、力。2)表屮m单位为kn?m, v单位为kn, n单位为kn, 1单位为叽水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图8所示。图 (r框架弯矩图()图b梁端剪力及柱轴力及柱剪力图()图8地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力及柱轴力图2.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算2. 6. 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7. 8m,如图9所示。图9横向框架计算单元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。由于纵向框架梁的中心线与柱的中
40、心线重 合,因此在框架节点上无集屮力矩作用。2. 荷载计算1恒载计算ql, q, 1代表横梁自重,为均布荷载形式,对第5层kn/m kn/mq2和q,2分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载,由图所示儿何关系可得pl, p2分别为由边纵梁,中纵梁直接传给柱的恒载,它包扩梁自重,楼板 重和女儿墙等的重力荷载,计算如下:对2-4层,包括梁自重和其上横墙自重,为均布荷载,其他荷载计算同第 五层,结果为:图10各层梁上作用的恒载2活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图11所示:图11各层梁上作用的活载对于第5层同理,在屋而雪荷载作用下对1-4层将以上计算结果汇总,见表14和表15表
41、14横向框架恒载汇总表层次ql/kn/m q, 1/kn/m q2/kn/m q, 2/kn/m pl/kn p2/kn5 5.513 3. 938 16. 478 12. 675 149. 37 166. 361-412. 169 3. 938 12. 87 9. 9 154. 29 190. 79表15横向框架活载汇总表层次q2/kn/m q, 2/kn/m pl/kn p2/kn57.8 (0. 975) 6. 0 (0. 75) 33. 35 (4. 169)52. 25 (6. 53)1-47. 8 6. 0 33. 35 52. 25按弹性理论设计计算梁的支座弯矩时,可按支座弯矩等
42、效的原则,按下式将 三角形荷载和梯形荷载等效为均布荷载p三角形荷载作用时梯形荷载作用时()其屮'*g、q -一分别为板面的均布恒荷载和均布活荷载;、-一分别为短跨与长跨的计算跨度。0. 5*0. 227顶层边跨荷载等效后的计算简图如下图12荷载等效后的计算简图3. 内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算,由于结构和荷载均对称,故计 算时可用半框架。分配系数计算公式:(3. 26)其中:为转动刚度,两端固支杆,一端固支,一端滑动固支杆n为该节点所连接的杆件数。由此计算出各个杆件分配系数,标绘于计算简图上。弯矩计算过程如图12,所得弯矩图如图13o梁端剪力可根据梁上竖向荷 载引起的剪
43、力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集 中力叠加得到,计算柱底轴力还需考虑柱的自重。如表16和表17所列。以恒载作用下的第五层框架a节点附近杆件来说明弯矩二次分配法的计 算过程。均布荷载作用下的固端弯矩计算公式:m-ql2/12 19.54*6.6 -70. 92kxm传递系数c1/24i 2i,则 0. 6610. 339则 76. 92*46. 88knm 76. 92*0. 33924. 04knm。同理可得其他节点处杆件的弯矩,如下图所示。(q恒载作用下(b)活载作用下图13横向框架弯矩的二次分配法(m单位:)图14竖向荷载作用下框架弯矩图表16恒载作用下梁端剪力
44、及柱轴力(kn)层次 荷载引起剪力 弯矩引起剪力总剪力柱轴力ab跨 bc跨 ab跨 bc跨ab跨bc跨a柱b柱vavb vbvc va-vb vbvcva vbvbvc5 56.515.41-3.39053. 1118.815.41202. 48229. 29200. 57 227. 384 70.0813.33 -2.70067. 3816. 0313. 33450. 96477. 77447. 53 474. 343 70.0813.33 -2.70067.0416. 0313. 33699. 44726. 25694.49 721.302 70.0813.33 -2.70067. 041
45、6. 0313. 33974. 73974. 73941.45 968. 26170.0813.33 -3.04067. 0416. 3713. 331196. 061228. 72118& 411221.07表17活载作用下梁端剪力及柱轴力(kn)层次 荷载引起剪力 弯矩引起剪力总剪力柱轴力ab跨 bc跨 ab跨 bc跨ab跨bc跨a柱b柱518. 14(2.27)4.5(0. 56) -1. 13(-0. 14)017.01(2. 13)19.27(2.41)4.50. 5650. 366. 3076. 029.54 18. 14 4. 5 -0. 67017.4718.814.5
46、 101. 1857. 12 151.5885.06318. 14 4. 5 -0. 67017.4718.814. 5 152107. 94 227. 14160. 62218. 14 4. 5 -0. 67017. 471&814. 5 202. 82158. 74 302. 7236. 18118. 14 4. 5 -0. 90017. 4718.814. 5 253. 64209. 56 378. 26311.74注:表中括号内数值为屋面作用雪荷载()、其他层楼面作用活荷载0对应的内力。以向上为正。图15恒载作用下梁端剪力及柱轴力图心图16活载作用下梁端剪力及柱轴力图心2.6.
47、2横向框架内力组合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、房屋高度等因素,由建筑抗震设计规范gb50011-2010中表6. 1. 2确定。由规范可知,本工程的框架为二 级抗震等级。2 框架梁内力组合本设计考虑了四种内力组合,即,。此外,对于本工程,这种内力组合与 考虑地震作用的组合相比一般比较小,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表1&表中sgk, sqk两列屮的弯矩m为经过调幅后的弯矩 (调幅系数取0. 8)o跨中弯矩调幅系数取12。图17均布荷载和梯形荷载下的计算图形下面以第一层跨梁考虑地震作用的组合为例,说明各内力的组合方法。对 支座负弯
48、矩按相应的组合情况进行计算,求跨间最大正弯矩时,可根据梁端弯矩 组合值及梁上荷载设计值,由平衡条件确定。由图14可得 若,说明,其中为最大 正弯矩截面至支座的距离,则可由下式求解:将求得的值代入下式即可得跨间最大正弯矩值若,说明,则若,则若,则同理,可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的、和的计算公式(图图18均布荷载和三角形荷载下的计算图形 由下式解得:(图x可由上式解得:本设计中,梁上荷载设计值左震则发牛在左支座右震则发牛在右支座剪力计算:左震右震则表18框架梁内力组合表截而位置内力一层 a-46. 1 -13. 7 381. 7 324. 50 -419. 81-74. 50 208.
49、87v 67. 0417.47102. 65 -31.89 16& 28 104.91-62. 05 -17. 94 296. 32-352.83224. 99 -99. 5816. 3718.81102. 65 123. 28 -76. 8945. 98-29. 91-8. 93 213. 87 177. 59 -239. 46-48.39 24413. 33 4. 5 142. 58 -124. 99153. 04 22. 30 跨间332. 19 235. 65173. 55 173. 55三层 a-24. 03-13. 75 251.43 217. 33 -272. 96-48. 09 162.9167. 38 17. 4761.64 8. 40128.60 105.31-62. 29 -17.22 155.4-21
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