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1、江 西 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计(论文)题 目:恒颐办公楼设计专题题目:学 院:建筑与测绘工程学院专 业:土木工程(建筑工程)班 级:081班学 号:17号学 生:指导教师: 职称:讲师时间:2012年5月江 西 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计(论文)任 务 书建测学院 土木工程专业 08级(2012届) 1班 学号 17 学生 一、毕业设计题目: 恒 颐 办公楼设计二、建筑规模与功能要求拟建工程为恒颐办公大楼,主要满足办公、实验、会议等使用功能。大楼共6层,采用框架结构。三、设计资料(1)当地气象资料:基本风压0.35 kN/ m2(场地粗糙度为B类)。(2)工程地质勘察资
2、料:自然地表下0.5m内为填土,填土下3m内为粉质粘土(fk=180kN/ m2),再下为强风化岩层(fk=350kN/ m2)。(3)抗震设防资料:抗震设防烈度为6度,基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为类。四、设计内容及要求要求在建筑初步方案基础上,进行建筑、结构、施工组织设计,撰写结构计算书,绘制施工图。具体设计内容及要求如下:1、建筑设计部分:(1)建筑物的平、立、剖面设计(2)主要节点(檐口、墙身)构造设计(3)绘制建筑施工图(包括图纸目录、建筑设计总说明、建筑平面图、立面图、剖面图、建筑大样等)2、结构设计部分:(1)结构方案与结构布置(2)结构设计与计
3、算手算部分:完成一榀典型框架及基础、一层楼板和楼梯、阳台、雨蓬等的结构设计与计算,并整理出结构计算书。电算部分:完成工程其余结构设计计算内容,并将以下电算结果文件编入结构计算书:文本文件:1)结构设计信息 WMASS.OUT2)周期、振型、地震力 WZQ.OUT3)结构位移 WDISP.OUT4)超配筋信息 WGCPJ.OUT 图形文件:混凝土构件配筋及钢构件验算简图。(3)绘制结构施工图(包括图纸目录、结构设计总说明、梁结构配筋图、柱结构配筋图、楼板结构配筋图、基础平面施工图、基础配筋大样图、楼梯配筋图等)。其中梁、柱结构配筋图要求按标准图集03G101-1采用平法绘制。3、施工组织设计部分
4、:(1)施工方案(2)施工进度计划(3)施工平面图五、毕业设计进度安排 建筑设计:第36周结构设计:第712周施工组织设计及毕业答辩:第1316周六、主要参考文献和书目 1. 房屋建筑制图统一标准 GB/T 50001-2001.北京:中国建筑工业出版社,20012建筑制图标准 GB/T 50104-2001.北京:中国建筑工业出版社,20012建筑结构制图标准 GB/T 50105-2001.北京:中国建筑工业出版社,20014民用建筑设计通则 GB503522005.北京:中国建筑工业出版社,20055建筑设计防火规范 GB500162006.北京:中国建筑工业出版社,20066建筑结构荷
5、载规范(2006年版) GB500092001.北京:中国建筑工业出版社,20067混凝土结构设计规范 GB500102002.北京:中国建筑工业出版社,20028砌体结构设计规范 GB500032001.北京:中国建筑工业出版社,20019建筑抗震设计规范 GB500112001.北京:中国建筑工业出版社,200110高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ32002.北京:中国建筑工业出版社,200211建筑地基基础设计规范 GB500072002.北京:中国建筑工业出版社,200212.混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图 03G101-1,200313.办公建筑规范 JGJ678
6、9.北京:中国建筑工业出版社,1989指导教师(签字): 年 月 日注:1、本表可自主延伸,各专业根据需要调整。江 西 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计(论文)开 题 报 告建测学院 土木工程专业 08级(2012届) 1班 学号 17 学生 题 目:恒颐办公楼设计专题题目(若无专题则不填):本课题来源及研究现状:作为一个土木工程(建筑工程)专业毕业的本科生,毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节,它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用,不但使我们各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。通过毕业设计,要求我们了解并且掌握建筑设计及施工的全过程,培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力
7、,并锻炼我们调查研究,收集资料查阅资料及阅读中、外文文献的能力,使我们能受到非常专业的训练。为提高自己的专业水平,体现毕业设计的重要作用,我所选的毕业课题是某学校办公楼的设计。对于办公楼,尤其是学校办公楼,大多数人会认为都是类似的、无个性、无创新的建筑。但是,随着社会的进步、经济的不断发展、人民生活水平的提高和家庭、社会对教育投资的加大,越来越多的人开始关注并重视学校硬件设施,尤其是校园规模、规划布局,建筑形象、结构设计。所以,一个设计新颖,功能齐全,使用方便,形象完好的学校办公楼不仅能够给人们带来舒适的工作环境,还可以给人以新的认识,可以提高学校名气,代表学校形象,甚至可以成为一个学校的标志
8、性建筑。本次设计我选取的是恒颐办公楼的设计,结构形式是六层框架结构,希望通过这次设计首先能巩固我在大学里学习的主干课程:建筑制图、理论力学、材料力学、结构力学、土力学、混凝土设计原理、房屋建筑学、基础工程、建筑CAD等结构设计的相关内容,并可以将在大学四年里学到的知识有机的联系起来,做到理论联系实际,初步掌握建筑设计的基本程序和方法。通过毕业设计应全面掌握建筑设计的基本原理,结构选型、平面布置、结构布置等一些基本理论都要熟悉,以便于以后应用,同时绘制建筑的总平面图、底层、屋面及标准层平面图、剖面图、楼梯详图、及结构的基础平面图、基础详图、结构平面图、框架配筋详图、楼梯详图等,还要有结构计算书,
9、施工设计应包含施工方案、施工组织、施工方法等设计内容,从而全面掌握建筑设计中办公楼设计的基本原理、功能组合,完成一栋建筑的结构设计,并进行相应的建筑、结构、施工设计等。课题研究目标、内容、方法和手段:完成具有一定复杂程度的建筑物的建筑设计、结构设计和施工组织设计。(一)建筑设计内容1方案设计2详细设计3施工图绘制(二)结构设计内容1结构方案及结构布置2标准构件选型3框架内力计算4梁柱配筋及基础设计 5绘制结构施工图6整理计算书(三)施工组织设计1确定主要分部分项工程施工方案2主导工程施工设计3单位工程施工进度计划设计4施工平面图设计5整理设计说明书设计(论文)提纲及进度安排:1、文献收集。 广
10、泛收集与办公楼有关的建筑设计、结构设计和施工组织设计资料。2、毕业实习。 通过对现场直观观察,对实际工程中各处的工程施工与管理情况有了一定的感性认识。在这一过程中,学到了一些设计时应该掌握的一些工程细节,以及理论跟实际工程的联系,更好的指导设计。3、教师分阶段讲课。 建筑、结构和施工三个环节的指导老师,结合学生的进度分阶段讲课,并对相关问题展开讨论。4、结构设计是整个设计中工作量最大,时间最长的一个环节,为了加深和巩固学生对自己出知识和基本技能的掌握程度,结构计算以手算为主,电算为辅的方法,施工图绘制要求既有手工绘制又有计算机绘制。工作进度:1、建筑设计进度计划第1周:方案设计(包括收集资料,
11、讲课)第2周:修改方案,绘制定稿图第33.5周:绘制施工图2、结构设计进度计划表 配合建筑设计(0.5天)结构布置草图,标准构件选型(3天)典型框架内力计算(14天)复习框架的荷载计算,内力分析内力组合的方法、叠代法典型框架荷载计算 典型框架内力计算典型框架内力组合 梁柱配筋于基础设计(4天)典型框架配筋计算柱下基础的设计施工图绘制(14天)绘制结构平面布置图绘制典型框架结构详图、基础详图 绘制现浇楼梯、雨篷、檐口结构详图 整理计算书(3天)3、施工组织设计工作参考进度 讲解任务书及编写工程概况 主要分部分项工程施工方案拟定及工程量计算 主导工程施工设计(包括工程量计算到绘制网络图) 设计和绘
12、制单位工程施工进度及不分工种劳动力动态图 设计单位工程施工总平面图 整理说明书主要参考文献和书目:1房屋建筑学 2建筑设计资料集3江西省建筑标准图集4混凝土结构设计规范(GB50010-2010)5建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)6建筑结构荷载规范(GB50009-2001)7混凝土结构(上册)、(中册) 8.高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010) 9.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)10.建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001)11.混凝土结构计算手册第三版 吴德安主编 中国建筑工业出版社12.混凝土结构构造手册第三版 中国有色工程设计研究总院
13、13钢混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土板式楼梯)(03G1001-2)指导教师审核意见:指导教师(签字): 年 月 日目 录摘 要1关键词:1Abstract2第一章 设计资料及结构设计的一般原则411设计资料412 结构设计目的413 结构设计的一般原则4第二章 结构选型521 结构体系选型522 框架施工方法5第三章 框架结构计算简图及构件尺寸631简化假定632 计算单元633 计算简图634 梁柱截面尺寸及惯性矩7第四章 荷载计算1141 恒载标准值计算1142 活荷载标准值计算1243 竖向荷载下框架受荷总图12第五章 内力计算1851 恒载作用下的内力
14、计算1852 活载作用下的内力计算2153 风荷载作用下的内力计算24第六章 内力组合2961 弯矩调幅2962 控制截面的选择2963 控制截面的选择2964 框架梁的内力组合3065 框架柱内力组合31第七章 梁柱截面配筋计算和设计3471 梁截面配筋计算3472 框架柱的配筋计算37第八章 基础设计4481 基础选型4482确定基础截面尺寸及配筋44第九章 板设计4891双向板设计(办公室地面)4892单向板设计(走廊)49第十章 楼梯设计51第十一章 电算5411.1. 结构设计信息5411.2. 周期、振型、地震力6711.3. 结构位移8511.4. 超配筋信息89参考文献91致
15、谢92摘 要恒颐办公楼位于江西省赣州市。为多层钢筋混凝土框架结构。共六层,各层层高均为3.3米。建筑物总高度为20.6米。本工程结构设计采用框架结构,结构计算按横向框架承重分析。内力计算考虑以下三种荷载作用,即竖向恒载作用下的内力,活载作用下的内力及风载作用下的内力。本设计总共分为三个部分:建筑设计、结构设计及施工组织设计。一、 建筑设计部分包括:(1)建筑物的平、立、剖面设计(2)主要节点(檐口、墙身)构造设计(3)绘制建筑施工图(包括图纸目录、建筑设计总说明、建筑平面图、立面图、剖面图)二、 结构设计部分包括:(1)结构方案与结构布置(2)结构设计与计算手算部分:完成一榀典型框架及基础、一
16、层楼板和楼梯、阳台、雨蓬等的结构设计与计算,并整理出结构计算书。电算部分:完成工程其余结构设计计算内容,并将以下电算结果文件编入结构计算书:文本文件:1)结构设计信息 WMASS.OUT2)周期、振型、地震力 WZQ.OUT3)结构位移 WDISP.OUT4)超配筋信息 WGCPJ.OUT 图形文件:混凝土构件配筋及钢构件验算简图。(3)绘制结构施工图(包括图纸目录、结构设计总说明、梁结构配筋图、柱结构配筋图、楼板结构配筋图、基础平面施工图、基础配筋大样图、楼梯配筋图等)。其中梁、柱结构配筋图要求按标准图集11G101-1采用平法绘制。关键词:框架结构;现浇;结构设计AbstractThe h
17、engyi office building is located the Jiangxi Province Ganzhou City.For multi-layer reinforced concrete portal frame construction.Altogether six, each building store height is 3.3 meters.The building gross altitude is 20.6 meters. This engineering structure design uses the portal frame construction,
18、the structure computation according to the crosswise frame load-bearing analysis.The endogenic force computation considers following three kind of load function, namely under vertical dead load function endogenic force, under under live load function endogenic force and wind load function endogenic
19、force.This design altogether divides into three parts: Architectural design, structural design and construction organization plan. The architectural design part includes: (1) building even, sets up, the section plane designs(2) main node (eaves, wall body) the structure designs (3) plan construction
20、 construction drawing (including blueprint table of contents, architectural design always explained, construction plan, elevation, sectional drawing) the structural design part includes: (1) structure plan and the structural arrangement (2) structural design the computation calculates the part:Compl
21、etes a pin typical frame and the foundation, a yet higher goal board and the staircase, the balcony, the rain loose and so on the structural design and the computation, and reorganizes the structure account book. The electricity calculates the part: Completes the project other structural design comp
22、utation content, and below the electricity calculated the result document enrolls the structure account book: Text document:1) structural design information WMASS.OUT 2) the cycle, inspires, seismic force WZQ.OUT 3) the structure moves WDISP.OUT 4) ultra to match muscle information WGCPJ.OUT Graphic
23、 file: The concrete component matches the muscle and the steel lumber checking calculation diagram. (3) plan structure construction drawing (including blueprint table of contents, structural design always explained, the Liang structure matches muscle chart, column structure matches muscle chart, flo
24、or structure matches muscle chart, basic plane construction drawing, foundation matches muscle detail drawing, staircase matches muscle chart and so on).Liang, the column structure match the muscle chart request to use the even method plan according to standard atlas 11G101-1.Key word: Portal frame
25、construction; Cast-in-place; Structural design第一章 设计资料及结构设计的一般原则11设计资料工程名称:恒颐办公楼建设地点:江西省赣州市工程概况:建筑总高为20.6m,共6层。各层层高为3.3m。室内外高差0.450m。主体为现浇钢筋混凝土框架结构,建筑总面积为5490.72 ,基础采用柱下独立基础。基本风压:0.35kN/m2基本雪压:0.45kN/m2抗震设防烈度:6度,不考虑抗震设防计算。12 结构设计目的工程设计是工程建设的首要环节,是整个工程的灵魂。先进合理的设计对于改建、扩建、新建项目缩短工期、节约投资、提高经济效益起着关键作用,使项目
26、达到安全、适用、经济、美观的要求。因而建筑结构设计的基本目的就是要在一定经济条件下赋予结构以适当的可靠度,使结构在预定的基准期内能满足设计所预期的各种功能要求。13 结构设计的一般原则为了达到建筑设计的基本目的,结构设计中应符合以下一般原则:符合设计规范;选择合理的结构设计方案;减轻结构自重;采用先进技术。第二章 结构选型21 结构体系选型对于一般多层民用建筑,根据使用和工艺要求、材料供应情况和施工技术条件,常选用的结构形式有混合结构、钢筋混凝土框架结构和框架剪力墙结构等结构体系。由于混合结构整体性差,难于满足大空间的使用要求,而框架剪力墙结构多用于1025层的高层建筑。而框架结构强度高、结构
27、自重轻,可以承受较大楼面荷载,在水平作用下具有较大的延性。此外框架结构平面布置灵活,能设置大空间,易于满足建筑功能要求。故该六层办公楼选用框架结构。22 框架施工方法钢筋混凝土框架结构按施工方法不同,有现浇式、装配式和整体装配式三种。现浇式框架的全部构件都在现场整体浇筑,其整体性和抗震性能好,能较好的满足使用要求。故框架采用现浇施工方法。第三章 框架结构计算简图及构件尺寸31简化假定建筑物是复杂的空间结构体系,要精确地按照三维空间结构来进行内力和位移分析十分困难。为简化计算,对结构体系引入以下基本假定:(1) 在正常设计、正常施工和正常使用的条件下,结构物在设计基准期内处于弹性工作阶段,其内力
28、和位移均按弹性方法计算;(2) 楼面(或屋面)在自身平面内的刚度无限大,在平面外的刚度很小,可忽略不计。32 计算单元多层框架结构是由纵、横向框架结构组成的空间结构体系,在竖向荷载作用下,各个框架之间的受力影响较小。本设计中取KJ4作为计算单元 ,如图31所示:图31 结构平面布置图33 计算简图现浇多层框架结构设计计算模型是以梁、柱截面几何轴线来确定,并认为框架柱在基础顶面为固接,框架各节点纵、横向均为刚接。一般情况下,取框架梁、柱截面几何轴线之间的距离作为框架的跨度和柱高度。底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基础顶面标高根据地质条件、室内外高差,定为-0.60m,二层楼面标高为3.3m,故底
29、层柱高为3.9m。其余各层柱高为楼层高3.3m。由此可绘出框架计算简图,如图32所示:图32 框架结构计算简图34 梁柱截面尺寸及惯性矩多层框架结构是超静定结构,在计算内力前必须先确定杆件的截面形状、尺寸和惯性矩。根据本项目房屋的结构类型等资料,得本建筑的楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取为100mm,各层梁板柱混凝土强度等级均为C30,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,其余钢筋用HPB235级钢筋。1 初估构件截面尺寸及线刚度(1). 梁截面尺寸 边跨 取h=550mm 取b=250mm 则取边跨截面尺寸为:hb=250mm550mm中跨 考虑刚度因素,取取 则取中跨截面尺寸为
30、:hb=250mm500mm(2). 柱截面尺寸 底层柱尺寸 按轴压比要求计算,由公式 : 式中: 轴压比取1.0;轴压比增大系数,本设计取=1.0; F柱的荷载面积; 单位建筑面积上重力荷载值,近似取12-15 kN/m2; n验算截面以上楼层层数。 对于底层中柱: 如取柱截面为正方形,则其边长为421。 根据以上计算结果,并考虑其他因素,本设计中所有柱子截面尺寸都取500mm500mm。2. 框架梁、柱线刚度计算 由于现浇楼面可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架侧移。考虑这一有利因素,边框架梁取,对中框架梁取。(为梁矩形截面惯性矩) 边跨梁: 中跨梁: 柱: 相对线刚度:取。则
31、其余各杆件相对线刚度为: 框架梁、柱的相对线刚度如图23所示,将作为计算节点杆端弯矩分配系数的依据。图33 梁柱相对线刚度图第四章 荷载计算41 恒载标准值计算1. 屋面(不上人)20mm厚1:3水泥纤维砂浆找平层: 0.0220=0.4 kN/m2 干铺一层油毡隔离层: 0.05 kN/m2 4mm聚酯胎APP卷材作柔性防水层: 0.0040.1=0.0004 kN/m2 发泡聚苯板保温兼找坡层,最薄处40厚: 0.120.5=0.06 kN/m2 刷聚氨酯防水隔气层: 0.1 kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层: 0.0220=0.4 kN/m2 100mm厚钢筋混凝土板: 0.125=
32、2.5 kN/m2 合计: 3.52 kN/m22. 各层楼面(1)走廊瓷砖地面(包括水泥粗砂打底): 0.55kN/m2现浇钢筋混凝土板:100mm 2.50kN/m2V型轻钢龙骨吊顶: 0.25kN/m2 合计: 3.3 kN/m2 (2)会议室及办公室地面 磨光花岗岩地面: 1.20 kN/m2 现浇钢筋混凝土板:100mm 2.50 kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶: 0.25 kN/m2 合计: 3.95 kN/m24.0 kN/m2 3. 梁自重边跨梁:hb=250mm550mm梁自重: 0.25(0.55-0.1)25 kN/m3=2.8125kN/m抹灰层:10mm厚混合砂浆 0.
33、01(0.55-0.1+0.25/2) 217 kN/m3=0.20kN/m 合计: 3.0125kN/m 中跨梁:hb=250mm500mm 梁自重: 0.25(0.5-0.1)25 kN/m3=2.50kN/m抹灰层:10mm厚混合砂浆 0.01(0.5-0.1+0.25/2) 217 kN/m3=0.18kN/m 合计: 2.68kN/m 4. 柱自重 hb=500mm500mm柱自重: 0.50.525 kN/m3=6.25kN/m抹灰层:10mm厚混合砂浆 0.01(0.5+0.5) 217 kN/m3=0.34kN/m 合计: 6.59kN/m 5.墙自重 外墙:外面贴瓷砖 0.5
34、+11.80.2+170.02=3.2 kN/m2 内墙: 11.80.2+170.022=3.04 kN/m2 木门单位面积重力荷载: 0.2 kN/m2 铝合金窗单位面积重力荷载: 0.35 kN/m2 6.女儿墙自重墙重及压顶重: 250.10.2+11.80.70.2=2.152 kN/m外贴瓷砖: 0.50.8=0.4 kN/m水泥粉刷内面: 0.368=0.228 kN/m 合计: 2.78 kN/m42 活荷载标准值计算1. 屋面和楼面活荷载标准值不上人屋面:0.5kN/m2楼面:办公室:2.0kN/m2 ;走廊:2.0kN/m22.雪荷载:基本雪压:0.45kN/m2雪荷载标准
35、值:屋面活荷载和雪荷载不同时考虑,二者中取大值。43 竖向荷载下框架受荷总图1. 恒载计算屋面板传荷载:板传至梁上的三角形或梯形荷载为均布荷载,荷载的传递示意图,如图41所示:图41 荷载传递示意图取2号轴线左右各3.6m为计算单元。图42 各层梁上作用的恒荷载在图42中,、代表横梁自重,为均布荷载形式。对于第6层 为房间板传给横梁的梯形荷载,由图41所示几何关系得、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,计算如下: 集中力矩对于15层,包括梁自重和其上横墙自重,为均布荷载。其他荷载就算方法同第6层,结果为 2.活载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分
36、布如图43所示图43 竖向荷载作用下受荷总图对于第6层 对于15层将以上计算结果汇总,见表41、42表41 横向框架恒载汇总表层次63.01252.6812.6794.26108.6611.781513.962.6814.4122.66169.7715.33表42 横向框架活载汇总表层次61.87.2911.610.91157.229.1650.763.653.风荷载计算作用在屋面梁和搂面梁节点处的集中风荷载标准值:为了简化计算,通常将计算单元范围内外墙面的分布荷载化为等量的作用于楼面的集中风荷载。式中:基本风压 风压高度变化系数。因建设地点处于大城市郊区,地面粗糙程度为B类; 风荷载体型系数
37、,查表取=1.3; 风振系数。由于结构高度小于30m,且高宽比21.05/14.4=1.461.5,则取=1.0; 下层柱高; 上层柱高,顶层取女儿墙高度的两倍; B计算单元迎风面宽度(B=7.2m)风荷载详表见表43表43 横向风荷载计算层次女儿墙顶21.051.31.2710.350.5784.1620.8620.251.0001.31.2510.350.5694.0973.33.310.04516.950.8371.31.1810.350.5373.8663.33.312.76413.650.6741.31.1010.350.5013.6073.33.311.90310.350.5111
38、.31.0110.350.4603.3123.33.310.9327.050.3481.3110.350.4553.2763.33.7510.8113.750.1851.3110.350.4553.2763.750.4511.554. 风荷载下框架位移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:式中: 第j层的剪力; 第j层所有柱的抗侧刚度之和; 第j层的层间位移。第一层的层间位移值求出以后,就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值应该是该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有各层层间侧移之和。j层侧移 顶点侧移 框架在风荷载下侧移的计算见表44,如下:表44 框架
39、在风荷载下侧移计算层号610.0410.04814000.000121/27500512.7422.80814000.000281/11786411.9034.70814000.000431/7674310.9345.63814000.000561/5892210.8156.44814000.000691/4783111.5567.99708000.000831/3976侧移验算:层间最大侧移值为: 1/39761/550,满足要求顶点侧移 且 u/H=1/91891/650,满足要求第五章 内力计算51 恒载作用下的内力计算在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简化计算,此时每层框架梁同上、
40、下层柱组成基本计算单元。竖向荷载产生的梁端弯矩只在本层内进行弯矩分配,单位之间不再进行传递。计算步骤如下:() 根据各杆件的线刚度计算各节点杆端弯矩分配;() 计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩,并将各节点不平衡弯矩进行第一次分配;() 将所有杆端的分配弯矩向远端传递;() 将个节点因传递弯矩而产生的不平衡弯矩进行第二次分配,使得各节点处于平衡状态;() 将各杆件的固端弯矩,分配弯矩和传递弯矩相加即可得各杆端弯矩。1. 计算分配系数说明:计算时除底层柱以外,其它各层柱的线刚度先乘以,取传递系数为(梁和底层柱的传递系数为)。分配系数按以下式计算:式中:为节点第根杆件的相对转动刚度;为节点各杆件相
41、对转动刚度之和。由于本榀框架结构、受力对称,在分层法计算时可取半结构进行计算。2. 梁的固端弯矩均布恒载和柱顶集中活载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩,利用以下公式计算:可求得各梁端弯矩,如表51和表52表51恒载作用下固端弯矩AB跨BC跨恒载简图固端弯矩简图固端弯矩表52柱顶集中力产生的偏心弯矩A柱B柱C柱D柱顶层00其他层003. 固端弯矩分配计算过程见图51(括号中为不平衡弯矩)()顶层()中间层()底层图51 恒载作用下分层法计算将图51中()、()、()结果叠加组合后得到框架弯矩图52,可以看出节点存在不平衡弯矩。图52恒载作用下弯矩分配图52 活载作用下的内力计算竖向活荷载是可
42、变荷载,它可以单独的作用在某层的某一跨或某几跨,也可能同时作用于整个结构。对于构件的不同截面或同一截面的不同种类的最不利内力往往有个不相同的活荷载最不利布置位置,最不利内力的种类来确定。表53活载作用下固端弯矩AB跨BC跨恒载简图固端弯矩简图固端弯矩表54柱顶集中力产生的偏心弯矩A柱B柱C柱D柱顶层00其他层00固端弯矩分配计算过程见图53(括号中为不平衡弯矩)()顶层()中间层()底层图53 活载作用下分层法计算将图53中()、()、()结果叠加组合后得到框架弯矩图54,可以看出节点存在不平衡弯矩。图52活载作用下弯矩分配图53 风荷载作用下的内力计算1.中框架柱侧移刚度计算柱的侧移刚度D值
43、按下式计算:。根据梁柱线刚度比的不同,柱可分为中框架中柱和边柱和边框架中柱和边柱等,计算结果分别见表55、表56。(1)26层: 边柱 中柱 (2)1层:边柱 中柱 表55 中框架柱侧移刚度D(单位:N/mm)计算表(边柱)层次根数260.730.2670.473483.30.13920.27810.8590.4570.400643.90.14420.288表56 中框架柱侧移刚度D(单位:N/mm)计算表(中柱)层次根数262.110.5130.473483.30.26820.53612.4820.6650.400643.90.21020.422. 计算方法用D值法(改进的反弯点法)进行计算
44、,其步骤为:() 求各柱反弯点处的剪力;() 求各柱反弯点高度;() 求各柱杆端弯矩和梁端弯矩;() 求各柱轴力和梁剪力。3. 第i层和第m柱所分配的剪力为:其中,见表43。4. 反弯点位置计算 框架柱反弯点位置: 式中: 反弯点高度,即反弯点到柱下端的距离; 反弯点高度比,即反弯点高度与柱高的比值; 计算层柱高; 标准反弯点高度; 上下梁线刚度变化时反弯点高度比修正值; 、上、下层柱高变化时反弯点高度比修正值。计算结果如表57和58所示:表57 A轴框架柱反弯点位置层号h/my0y1y2y3yyh/m263.300.730.33 0.00 0.00 0.00 0.33 1.08913.900.859 0.65 0.00 -0.04 0.00 0.61 2.379 表58 B轴框架柱反弯点位置层号h/my0y1y2y3yyh/m263.302.11 0.40 0.00 0.00 0.00 0.40 1.32 13.92.482 0.55 0.00 0.00 0.00 0.55 2.145 5. 左风作用下内力框架柱的杆端弯矩和梁端弯矩按以下公式计算:边柱节点: 中柱节点: 则左风作用下框
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