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文档简介

1、序言本毕业设计说明书是本科高等学校土木工程专业本科生毕业设计的说明书,本说明书全部内容共分十四章,这十四章里包括了荷载齐集、水平作用下框架内力分析、竖向作用下框架内力解析、以及框架中各个构造构件的设计等,这些内容容纳了本科生毕业设计要求的全部内容,其中的计算方法都来自于本科四年所学知识,可以说是大学四年所学知识的一个很好的复习总结,同时也是培养能力的过程。本毕业设计说明书依照任务书要求以及最新相关规范编写,内容全面、明确,既给出了各种问题解决方法的指导思想,又给出了详尽的解决方案,而且明确地给出了各种公式及符号的意义和必要的说明。本说明书看法清楚、语言流畅,每章都有大量的计算表格,而且对重点说

2、明部分配置图解。应该说本说明书很好地完成了本次毕业设计的任务要求、达到了本次毕业设计的预定目标。第一章方案论述建筑方案论述设计依照依照土木工程专业2009届毕业设计任务书。依照国家规定的现行相关设计规范。设计内容、建筑面积、标高1)本次设计的题目为“彩虹中学授课楼”。该工程位于沈阳市,为永久性建筑,建筑设计使用年限50年,防火等级二级。(2)本建筑构造为五层,层高均为。建筑面积:5697m2,占地面积:。(3)室内外高差,室外处面标高为。房间构成和部署1)房间构成本工程为一所中学授课楼,依照授课楼的功能要求,此次设计该授课楼共包括20个一般教室,8个120人合班教室,10个教师办公室,计算机室

3、,语音室,物理实验室、电话总机室各1个,1个会议室,资料室,教师休息室,学生会办公室等配套房间若干个,以及配套的卫生间若干个。2)房间布局充分考虑授课楼各种房间在功能和面积等方面的不同样,尽量做到功能分区清晰,各功能分区之间联系亲密,以及构造部署合理等,在设计中主要注意了以下几点:教室(包括一般教室和合班教室)部署在授课楼的阳面。语音教室以及录音室等需要沉寂环境的教室部署在授课楼相对较为偏僻的地方。充分考虑实验室办公室,实验准备室和实验室的亲密联系,各种实验室都设置了配套的教师办公室,实验准备室以及实验积蓄室。考虑构造的合理性,像语音室,计算机室,各种实验室,以及合办教室这样大面积的房间,都部

4、署在了一起,使上基层构造更加规整。卫生间部署在授课的阴面,卫生间都带有前室,且通风优异以减少异味,各层卫生间都上下对齐部署,方便穿管。采光和通风本建筑主体构造采用内廊式,内廊式建筑的采光和通风是一个比较棘手的问题,如何做好内廊的采光和通风,满足建筑规范的要求就显得很重要。由于本建筑主体五层长度达到了70.04m,为了满足民用建筑设计公则中所规定的:“内廊式走道长度高出20m时应两端设采光口,高出40m时应增加中间采光口”的要求。在本设计中特在建筑中部设置了大厅并曾设窗,来满足内廊对采光和通风上的要求,同时也可以作为一个共享空间作为学生课间休息的场所。建筑中的房间,特别是教室,设置了高窗,足以满

5、足建筑对采光和通风的要求,为学生的学习供应了一个很好的环境。由于是本建筑地处沈阳,需要考虑建筑的保平易节能,所以采用高标准的双层中空玻璃塑钢窗,在必然程度上保证了建筑的保平易节能。主要立面和出入口的考虑考虑到本建筑为授课楼,采用近似对称的立面造型可以表现出科教建筑较为严谨的风格。其他,建筑位于主要交通要道南侧,授课楼坐北朝南,所以把授课楼主出入口设在建筑南面方便出入,其他充分考虑到分其他要求,在建筑北面设置了次要入口。由于主出入口雨篷较大,所以采用斜拉钢构造雨篷,在立面造型上更表现了一份现代的气味。防火及安全防火和安全部是一个需要重点考虑的因素。在本设计中走道,楼梯宽度,房间门宽度,走道长度,

6、采光等均严格依照国家建筑防火规范进行设计,满足防火分别要求。各部分工程构造(1)屋面:为不上人屋面改性沥青防水层20mm厚13水泥砂浆找平100mm厚再生聚苯乙烯板保温膨胀珍珠岩100mm100mm厚钢筋混凝土板板底抹灰10mm2)楼面:水磨石地面100mm厚钢筋混凝土板15mm厚板下混杂砂浆抹灰3)卫生间:瓷砖地面20mm厚水泥砂浆保护层防水剂(2道)15mm厚水泥砂浆找平100mm厚钢筋混凝土板(4)室外台阶:花岗石条石厚1:3干硬性水泥砂浆结合层厚C15现浇混凝土厚中粗砂垫层5)墙体:外墙厚1:3水泥砂浆抹灰厚空心砖墙体厚苯板保温层厚水泥砂浆抹面内墙厚1:3水泥砂浆抹灰厚空心砖厚水泥砂浆

7、抹面6)门窗构件:窗均采用铝合金窗,除正门采用玻璃门外,其他门均采用实木门。本建筑设计的主要特点本建筑主要特点为采用内廊式吻合北方地区保温节能的要求。各功能划分区清晰,构造形式较为简单,建筑外墙面采用橙色涂料装饰可以给人一种学生活力蓬勃的感觉。主体构造采用中间五层,两侧四层的形式,高低井然有序,房间部署合理,经济合用。构造方案论述基本资料(1)抗震条件:本工程抗震设防烈度为7度()。(2)气象条件:沈阳地区基本雪荷载22.m,基本风压:m(3)工程地质条件:类场所,冰冻深度,地下牢固水位距地坪4m以下。构造形式和基础形式1)构造形式目前,多层建筑构造中常采用的构造形式有砌体构造,钢筋混凝土构造

8、和钢结构,这三种构造各有它们自己的特点。砌体构造以砖墙为主体,加配钢筋混凝土圈梁和构造柱,所以可依照各地情况的特点就地取材、就地取材、降低造价,是理想的多层建筑构造形式。但是由于砌体构造由砖墙承重决定了它的开间和进深碰到了必然的限制,而且砌体构造抗衡震也特别不利。而本设计又是一个位于抗震7度设防地区的授课楼工程,不但需要采取必然的抗震措施,还由于是授课楼需要一些大开间房间,这就决定了本设计不适合采用砌体构造。钢构造拥有强度高、构件重量轻、平面部署灵便、抗震性能好施工速度快等特点。但由于我国钢产量不多,而且施工技术也不是很成熟,所以钢构造建筑造价特别高,所以目前钢构造平时用于跨度大、高度大、荷载

9、大、动力作用大的各种建筑及其他土木工程构造中,而很少运用于授课楼中,所以本设计也不适合采用钢构造。现浇钢筋混凝土框架构造是一种抗震性能好,施工技术成熟,原资料资源丰富,成本和能耗较低,可模性、整体性、刚性,防火性能和长久性能均较好的构造形式,而且框架构造拥有房间布局灵便等特点。所以现浇钢筋混凝土框架构造已经成为现代工程建设中的主要构造型式。正由于现浇钢筋混凝土框架构造有这些特点,而且随着商品混凝土、钢模板和一些新的施工工艺的涌现,现浇框架构造的建筑周期极大缩短、施工质量明显提高、建筑造价不断降低,这些吻合授课了的构造特点和施工要求,吻合当地的施工条件,所以本设计将现浇钢筋混凝土框架构造作为其主

10、要构造形式。在选择柱网上,充分考虑结合授课楼房间的特点,主要采用6m6.9m的经济柱网,对于开间要求较大的合班教室,实验室等,则局部采用了9m6.9m的较大柱网,为保证房间的净高,采用井字形楼盖,最大限度地降低了梁高,使构造更加经济。2)基础形式基础可以分成深基础和浅基础。考虑到本建筑自重较小,地质条件优异,从技术需要的角度考虑选择天然地基上的浅基础。目前多层框架构造中最常用的浅基础形式有无筋扩展基础,柱下钢筋混凝土独立基础,柱下钢筋混凝土条形基础。其中无筋扩展基础是刚性基础,所选资料抗拉强度大但抗拉和抗弯强度很低,设计时,要求必然的刚性角,所以基础相对很高,基坑深度加大,基底压力增加,也不利

11、于抗震。柱下钢筋混凝土条形基础则多用于办理地基柔弱而荷载又较大时的工程问题。依照本工程的地质勘探资料显示,本工程地下水位为以下,地下水位比较深。其他,地下土层地质优异,没有柔弱层,而且地下处为中砂层,地基承载力比较高,所以采用施工方便,技术成熟的柱下独立基础更加经济合用。构造尺寸及采用的资料框架柱,梁及楼板,楼梯等均为现浇混凝土构造:(1)框架柱2框架柱截面尺寸为mm。采用C30混凝土;纵筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB235级钢筋。(2)框架梁框架纵梁截面尺寸为222混凝mm,框架横梁截面尺寸为mm和mm,采用C25土;纵筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋。(3)现

12、浇板房间现浇楼板板厚度为100mm,走廊现浇板厚度为100mm,采用C25级混凝土;HPB235级钢筋。(4)基础2形式为钢筋混凝土柱下独立基础,底面尺寸为mm,基础厚为800mm,混凝土强度等级为C25;采用HRB335级钢筋。基础底做100mm厚C15混凝土垫层。(5)楼梯现浇折板式楼梯设有平台梁,楼梯踏步宽为300mm,高为150mm,楼梯斜板厚2为150mm,混凝土强度等级为C25,采用HPB235级钢筋。平台梁截面尺寸为mm,混凝土强度等级为C25,纵向钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB235级钢筋。(6)墙体填充墙,外墙300mm厚空心砖墙加60厚苯板保温层,内墙200mm

13、厚空心砖;砂浆等级为M5。荷载种类及其组合1)荷载种类荷载可分为恒荷载,活荷载,风荷载和地震荷载,其中地震荷载在设计中只考虑水平川震荷载,不考虑竖向地震荷载。2)荷载组合在荷载组合中分别考虑无地震作用下的组合和有地震作用下的组合。其中梁端取最大负弯矩和最大正弯矩所对应的组合,以及最大剪力所对应的组合;梁跨中取最大正弯矩对应的组合;柱取最大弯矩绝对值,最大轴力和最小轴力三者所对应的组合。计算方法1用底部剪力法计算水平川震作用;2用D值法计算框架构造在水平川震作用下的内力;3用力矩二次分配法计算竖向荷载作用下的框架内力;构造设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标胸襟构造构件的可靠度

14、,采用分项系数的设计表达式进行设计。毕业设计说明书毕业设计题目系别专业班级学生姓名性别指导教师职称2009年5月25日纲要本工程为沈阳市彩虹中学授课楼,位于沈阳市皇姑区.本工程占地面积约平方米左右,建筑面积5697平方米。本建筑为五层,总高度米,室内外高差为米,女儿墙高米。建筑总长度为米,总宽度为米。,女儿墙实心砖砌筑,除正门为玻璃门外,其他均采用实木门,窗为塑钢窗。在设计中,依照安全、合用、经济、节能、雅观的设计原则依照国家现行的建筑类设计规范及制图标准,参照教科书中的设计实例,查阅各种建筑及构造图集,所以该设计吻合建筑设计的程序要求。本工程构造形式为钢筋混凝土框架构造,柱子混凝土强度等级为

15、C30,首层是,其他层截面也均为,框架梁混凝土等级C25,截面为和。建筑地址地质条件优异,柱下基础采用的是混凝土强度C25。构造采用三缝合一构造,基础以上全部断开。设计严格遵守我国现行规范,其中包括建筑地基基础设计规范、建筑构造荷载规范、混凝土构造设计规范、建筑抗震设计规范等。计算中包括荷载计算,内力组合,基础设计,楼梯设计等。重点词:授课楼;钢混;框架AbstractTheprojectlocatesinShenyangcityinHuangGudistrictfordidactcalbuildingofrainbowhighschoolinShenyang.Thisengineeringc

16、oversanareaofsquaremetersandcontainsfivefloors.Thetotalbuildingareasare5697squaremeters.Itstotalheightis21.9m,theoutdoorgroundis0.45mlowerthantheindoor,andtheroofwallsare0.9msheight.Thebuildingis70.04mstotalinlength,16.7mstotalinwidth.Thedesignofthisbuildingisshapedinformal,withwhitetilesdecoratedto

17、theoutsidewall,andusesreinforcedconcretetobuildthedaughterwall.Thestructureisequiptedwithglassdoorasthefrontdoorandsolidwooddoorsastheothers.Thewindowsareplastic-steelwindows.Inthisdesign,followingsecurity,apply,economics,energyconservation,handsomedesignphilosophy,allofthesesconformtothestateconstr

18、uctiondesignspecificationsanddraftingstandard,referencetodesignexampleintextbook,consultionofdifferentkindsofconstructionandconstructionaldrawingmultitudesothisdesignmeetstheprocedurerequirementofbuildingdesign.Thestructuralformofthecivilengineeringistheformofreinforcementconcretcasting.Thestrengthd

19、egreeoftheframecolumnsisC30.Thefirstcrosssectionofthecolumnsis500mm500mm,theothercrosssectionofthecolumnsare500mm500mmtoo.ThestrengthdegreeoftheframebeamsisC25,andthecrosssectionsare250mm550mmand250mm400mm.ThesoilconditionofthebuildingsiteistheconcretofC25.Thesthructureusethreebodytakeup,thesewdesis

20、tfromthefoundation.Thedesignisstrictlycompliedwiththecurrentcodeofourcountry.Thecodeincludesthecodefordesignofbuildingfoundation,theloadcodeforthedesignofbuildingstructures,thecodefordesignofconcretestructures,thecodeforseismicdesignofcalculationincludestheload,thecompositionofinternalforces,thedesi

21、gnoffoundationandthedesignofthestairs.Inthedesignweusetheknowledgewhichwehavelearnedinthecollegeforexample:CADandexcel.Thoughsomedetailsinthisdesignarenotworkoutperfectly,IdofindthatIammuchmoreskillfulandprofessional.Thisgraduatedesignisgreatlymeaningful.keywords:didactcalbuildingreinforceedconcrete

22、frameisolatedfoundation目录12222233334445667888810101313131313D1415222223262626恒载272727272829303739434343444444475057646464646464677474747477878787A87D88909090909090929292939394949397979898999999100103103103103103104106121122123第二章荷载计算荷载齐集及截面尺寸的采用截面尺寸采用(1)框架柱:依照轴压比公式初步估定柱截面尺寸:N/fcbh(三级框架)2NBFGen(2-1)其

23、中B为修正系数,当柱分别为边柱,等跨中柱和不等跨中柱时,B值分别取,。F框架柱的负荷面积Ge框架柱负荷面积上的荷载值,一般取1215kN/m2n楼层数N=6125=AN=.9mm2取bchc=500mm500mm0.9fc(2)框架梁:(见混凝土设计原理P37)由挠度、裂度控制h=(1/81/14)l,b=(1/21/3)h选定纵向框架梁截面尺寸为bbhb=250mm600mm选定横向框架梁截面尺寸为bbhb=250mm550mm;次梁截面尺寸为(1/141/18)l,选定bbhb=250mm550mm;(全公民用建筑工程设计技术技术措施P118页)(3)楼板厚度:1/403000=75mm取

24、h=100mm楼梯板选为150mm荷载齐集(1)恒载屋面(不上人):1改性沥青防水层m220mm厚13水泥砂浆找平202=m100mm厚再生聚苯乙烯板保温2=m膨胀珍珠岩100mm+/227=m100mm厚钢筋混凝土板252=m板底抹灰10mm172=m=m22水磨石地面m2楼面:100mm厚钢筋混凝土板m215mm厚板下混杂砂浆抹灰16=kN/m2=m23梁重:纵梁26=kN/m2横梁26=kN/m2次梁26=kN/m24墙重:(砌体与抹灰之和)外墙:213=m内墙:213=m2抹灰:外墙面外抹灰:20厚水泥砂浆m外墙面内抹灰及内墙面抹灰:20厚石灰砂浆kN/m2保温:外墙60mm厚苯板保温

25、层=kN/m2总墙重:外墙:+=kN/m2内墙:+2=kN/m253柱:27=m(考虑到柱子抹灰,取柱子自重27kN/m)622门、窗:门:m窗:m(2)活荷载:客房、会议室、办公室:kN/m2卫生间、走廊、门厅、楼梯:kN/m2(办公楼、学校)屋面活载:kN/m2(不上人屋面);沈阳雪载:kN/m2沈阳基本风压:m2计算简图及层数划分由于构造质量主要集中于各层楼盖和屋盖处,故可将构造简化为图2-1所示的多质点系统,其中质量G5为第五层上半层高度范围内的全部集中于屋面标高处的质量,其他层质量均取其楼盖及其上、下各一半层高范围内的全部集中于楼面标高处的质量。图2-1动力荷载计算简图各层重力荷载代

26、表值计算五层上半层女儿墙:现浇钢筋混凝土,高度0.9m,厚度0.10m26kN/m3(+42)2=屋面自重:42=纵梁:(7)4=横梁:()8+27=kN柱子:4.232根=2外墙:+42)244.2-24(422-16)(42)=内墙:4.212+4.22+64.24.2kN2222窗重量:(24+3=kN五层上半层的恒载恒=G5恒=+=kN恒2五层上半层的活载:取雪载m活=42=G5活G5=G5恒+0.5G5活=+=五层下半层柱子:4.232根=2外墙:(+42)244.2-24=kN2内墙:(4.212+4.22+64.24.2)=kN2222窗:(24+4+6)=kN门重量:16=标准

27、层的恒荷载恒=G4恒=G3恒=G2恒=+=kN四层上半层楼板:42=kN横梁:8+27=kN纵梁:(7)4=kN柱重:4.232=kN24.2-24(422-16)(4)=kN外墙:+42)242内墙:4.212+4.22+64.24.2kN2222窗重量:(24+3)=kN恒=+=kN活=63+(42)=kN四层下半层等于五层下半层kN三层上半层等于四层上半层kN三层下半层等于四层下半层kN二层上半层等于三层上半层kN二层下半层等于三层下半层kN一层上半层42=kN横梁:纵梁:柱重:232=kN外墙:(+42)242=kN内墙:212+22+626kN恒=+=kNG5=kNG4=+=kNG3

28、=+=kNG2=+=kNG1=+=kNG/A=425=kN/m2满足要求第三章水平川震作用下框架内力解析基本资料情况在计算梁线刚度时,考虑楼板对梁刚度的有利影响,即板作为翼缘工作。工程上,为简化计算,平时梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0,尔后乘以增大系数。设计大要:柱截面:bchc=500mm500mm框架梁:横向框架梁边跨250mm550mm,中跨250mm400mm水平川震作用下框架内力梁线刚度中框架梁I=边框架梁I=梁采用C混凝土,EC4225=10N/mm横向框架:中框架梁:Kb1=2EI0=(228/12/=28103LkNmKb2=2EI0=(228/12/=103mLkN边框架梁

29、:Kb1=1.5EI0=28/12/=213b2=1.5EI0=28/12L10kNmKL/3=19103kNmKb1,Kb2中跨、边跨梁的线刚度E,I,L混凝土弹性模量、梁截面惯性矩、梁长度柱线刚度柱采用C30混凝土Ec=3104N/mm2,首层高度,25层。柱截面:500mm500mmKc1层=EI=(3/12/=104kNmhEI4Kc(25)层=(3/12/=10kNmKc1首层柱的线刚度K25二至五层柱的线刚度柱侧移刚度D一般层:K=KbKKD=12Kc(3-1)2Kc2h2首层:Kb0.5K12Kc(3-2)K=2KD=Kch2表3-1边框架柱子的侧移刚度部层高m柱子刚度K边跨梁线

30、刚度K中跨梁线刚度Kcbb2-5104210001900011042100019000部位边框架边柱C1(4根)104边框架中柱C2(4根)K11DC1K22DC22-42.21图3-1计算简图表3-2中框架柱子的侧移刚度部层高m柱子刚度K边跨梁线刚度K中跨梁线刚度Kcbb2-51041041041104104104部中框架边柱C3(12根)中框架中柱C4(12根)104KDK4DC34C42-41表3-3层间侧移刚度的计算部位各层柱子侧移刚度层间刚度DC1DC2DC3DC4Di2-41D1/D2=满足要求梁柱相对线刚度比Kb与柱两端相接的梁的线刚度之和Kc柱的线刚度柱侧移刚度修正系数修正后的

31、柱抗侧移刚度水平川震作用解析(采用底部剪力法)(1).框架水平川震作用及水平川震剪力计算:本框架构造吻合底部剪力法的合用范围,故采用底部剪力法计算水平川震作用,用顶部位移法计算构造的基本自振周期T1。表3-2构造极点侧移层54321构造极点侧移ut=T1=0ut=(3-3)场所类,抗震设防烈度7度(),设计地震分组第一组。Tg=,max0.08,T1=0.08T10.07=+=0.050.91.01(Tg)2max=(3-4)Geq=0.85G.86=kNT1(3-5)FEK1Geq=(3-6)FnnFEK=(3-7)FiGiHiFEK(1n)(3-8)nGjHjj1nnViFnFiGj(3-

32、9)i1j1T1构造基本自震周期H,B构造的高度、宽度Tg建筑构造的特点周期max地震影响系数最大值顶部附加地震作用系数建筑构造的阻尼比地震影响系数曲线下降段的衰减指数2阻尼调整系数,210.05,当小于时,应取。0.55相应于构造基本自震周期的水平川震影响系数值Geq构造等效总重力荷载,单质点应取总重力荷载代表值,多质点可取总重力荷载代表值的85%总重力荷载代表值FEk构造总水平川震作用标准值Fn顶部附加水平川震作用Fi质点i的水平川震作用标准值Vi建筑构造在水平川震作用下的层剪力Gi集中于质点i的重力荷载代表值Hi质点i的计算高度抗震验算时的水平川震剪力系数表3-3水平川震作用下楼层剪力质

33、(m)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)nGjji点(kN)5224321(2).水平川震作用基层间位移和极点位移计算表3-4水平川震作用基层间位移验算层Vi(kN)hi(m)Di(kN/m)uei=Vi/Di(m10-3)uei/hi54321ueie1所以满足规范规定弹性位移要求。hi550uei水平川震作用下的层间位移uei建筑构造在水平川震作用下的极点位移hi建筑构造层高图3-2水平川震作用下的楼层剪力(3).水平川震作用下框架柱剪力和柱弯矩(D值法,取6轴横向中框架计算)y(y0y1y2y3)hyh(3-10)反弯点到柱下端结点的距离,即反弯点高度;y0标准反弯点高度比;y1上

34、下横粱线刚度比对标准反弯点高度比y0的修正系数;y2上层层高变化修正当;y3基层层高变化修正当;y0依照框架总层数,该柱所在层数和梁柱线刚度比K查表得。表3-5边柱反弯点高度计算层h(m)y54321表3-6中柱反弯点高度计算层h(m)y54321表3-7边柱柱端弯矩计算层(mDi(kN/mViVik(kNm)M上)(kN/m)(kN)(kN)(Knm)5700047000370002700016500表3-8中柱柱端弯矩计算层(mDi(kN/mViVikM下M上)(kN/m)(kN)(kN)(kNm)(kNm)51060041060031060021060018000注:VikDM下Viky

35、h;M上Vik(1y)hVi;Di(4).水平川震作用下梁端弯矩按下式计算:B1=KB1/(KB1+KB2)(3-11)MB1=(M上+MC下)B1(3-12)B2=KB2/(KB1+KB2)(3-13)MB2=(MC上+MC下)B2表(3-14)表3-9水平川震作用下梁端弯矩AB跨BC跨层MC上MC下B1MABMC上MC下B1B2MABMBC5141312111(5).水平川震作用下梁端剪力和柱轴力标准值:Mb左Mb右(3-15)VbLVE框架梁宰水平川震作用下的剪力ME左,ME右说平川震作用下的梁端弯矩表3-10水平川震作用下梁端剪力和柱轴力标准值层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力LL边

36、柱中柱(m)(m)(kN)(kN)54321(6).水平川震作用下的框架内力求以下:图3-3水平川震作用下的框架内力求第四章风荷载作用下框架内力解析风荷载作用下的楼层剪力风荷载取一榀框架来计算,风压标准值计算公式:单位面积上的风荷载标准值z高度Z处的风震系数风载体型系数风压高度变化系数基本风压Pwi集中于质点i的风作用Vpi风作用下第i层层剪力地区基本风压:0=风载体型变化系数:s=()=风压高度变化系数:按C类地区查表3离地高度(m)510152030风振系数:由于房屋高度未高出30米,1.0kzsz0(4-1)由于房屋宽度为42m,层高,故此框架构造碰到的结点水平风荷载FBHk(对顶层考虑

37、女儿墙高度900mm)作用于房屋楼面处的集中风荷载标准值Fwk以下:5层:Fw5k=.4542(4.2+)=24层:Fw4k=.=3层:Fw3k=.=2层:Fw2k=.=1层:Fw1k=.4542(4.2+5.2)=22风荷载作用下剪力分布图图4-1风荷载作用下的剪力分布图风荷载作用下的框架内力风荷载作用下的柱端弯矩表4-1A柱柱端弯矩层HDy7005070040700302700065010表4-2B柱端弯矩层HDy7005070040700307002065010风荷载作用下梁端弯矩表4-3风荷载作用下的梁端弯矩A轴B轴层51418.87312111风荷载作用下梁端剪力和柱轴力标准值表4-

38、4风荷载作用下梁端剪力和柱轴力标准值AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力(kN)层L(m)L(m)边柱中柱54321风荷载作用下的框架梁内力求以下图4-2风荷载作用下的框架内力求第五章竖向荷载作用下的内力解析(采用弯矩二次分配法)竖向荷载计算荷载传达路线图5-1荷载传达简图恒载:1)屋面梁上线荷载标准值:梁重:边跨梁26=m中跨梁26=m屋面板荷载:屋面板边跨为,属于双向板(按塑性计算),为梯形荷载:折减系数:=1.5=1-22+33=6.9中跨为,属于双向板,为三角形荷载:折减系数:5/8=梯形荷载折减系数:=1-22+33=屋面梁上线荷载标准值为:边跨:g1=+=m中跨:g2=+=m(2)楼

39、面梁上线荷载标准值:边跨(AB):g3=+()(13=m边跨(CD):g4=+()(13=m中跨(BC):g5=+=m活荷载:(1)屋面边跨q1=kN/m中跨q2=kN/m(2)楼面边跨q3=q4=m中跨q5=m框架内力计算框架计算简图竖向恒荷载和活荷载都依照全跨部署计算,这里不考虑活荷载的最不利部署,而是在内力组合此后跨中弯矩乘以的放大系数。图5-2框架计算简图梁固端弯矩:(梁端弯矩以绕杆端顺时针为正,反之为负)M2(5-1)固=QL/12表5-1竖向荷载作用下框架的固端弯矩边跨(AB)中跨(BC)边跨(CD)荷部位跨均布固端弯矩跨均布固端弯矩跨均布固端弯矩载度荷载左右度荷载左右度荷载左右恒

40、顶层载其他层0.活顶层33载其他层内力分配系数计算(1)转动刚度S及相对转动刚度S计算表5-2转动刚度S及相对转动刚度S相对转动刚度构件名称转动刚度S(KNm)(103)S框架梁边跨4Kb=4=中跨4Kb=4=框架柱25层4Kb=4=1层4Kb=43=12(2)分配系数计算:S(5-2)Sik表5-3各杆件分配系数节点层(右梁)(左梁)5+=边4+=节3+=点2+=1+=5+=中4+2=间3+2=节2+2=点1+=弯矩分配与传达:恒荷载作用方法:第一将各点的分配系数填在相应方框内,将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应地址上,尔后将节点放松,把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传达(不向

41、滑动端传达),右(左)梁分配弯矩向左(右)梁传达,上(下)分配弯矩向下(上)柱传达(传达系数均为)。第一次分配弯矩传达后,再进行第二次弯矩分配。此处用表格进行分配。图5-3恒载作用下的弯矩分配(2)活荷载作用图5-4活载作用下的弯矩分配(3)恒荷载作用下的梁端弯矩图(未调幅)图5-5恒载作用下的弯矩图(未调幅)(4)恒荷载作用下的梁端弯矩图(调幅)图5-6恒载作用下调幅后的梁端弯矩(5)活荷载作用下的梁端弯矩图(未调幅)图5-7活荷载作用下的弯矩图(未调幅)(6)恒荷载作用下的梁端弯矩图(调幅)图5-8活荷载作用下调幅后的梁端弯矩(7)恒载作用下的弯距:表5-4恒载作用下的弯距AB跨BC跨CD

42、跨楼层左端中间右端左端中间右端左端中间右端MMMMMMMMM54321注:梁弯矩符号逆顺时针为正;跨中弯矩下边受拉为正。MbmMblMbr0.8MblMbrMbm22(7-1)1(MblMbr)MbmM2(7-2)1MbmM7-3)Mbl、Mbr、Mbm分别为调幅前梁两端负弯矩及跨中正弯矩;按简支梁计算的跨中弯矩;Mbl、Mbr、Mbm分别为调幅后梁两端负弯矩及跨中正弯矩;表5-5活载作用下的弯距AB跨BC跨CD跨楼层左端中间右端左端中间右端左端中间右端MMMMMMMMM54321注:梁端弯矩符号顺时针为正;跨中弯矩下边受为正。Mbl、Mbr、Mbm分别为调幅前梁两端负弯矩及跨中正弯矩;按简支

43、梁计算的跨中弯矩;Mbl、Mbr、Mbm分别为调幅后梁两端负弯矩及跨中正弯矩;梁端剪力均布荷载下:qlM右qlMVqb(5-3)V左lV2V22l(1)恒载作用下梁端剪力:表5-6恒载作用下BC跨梁端剪力LqqL/2层(m(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)BC(kN/m)(kN)跨10梁5959241151011511151103131端4754249050905905811811剪3754249050905905811811力AB跨梁端剪力27542490509059058118111754249050905905811811表5-7恒载作用下AB跨梁端剪力qMLqL/2L层(kN/m

44、(kN)(kN)(kN)(kN)(m)(kN)(kN))51638565154485854524356494221176287415776172197485322117628741577617219748522211762874157761721974851221176287415776172197485表5-8恒载作用下CD跨梁端剪力CDqLqL/2层(kN)(kN)(Kn)(kN)(kN)跨(kN/m)(m)(kN)梁5163856515448585452435649端4221176287415776172197485剪3221176287415776172197485力222117628

45、74157761721974851221176287415776172197485注:M梁左右两端弯矩的代数和;V左,V右换截面后的梁端弯矩。2)活载作用下梁端剪力:表5-9活载作用下BC跨梁端剪力qLqL/2BC层(kN/m(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)跨)梁5240端4240剪3240力22401240表5-10活载作用下AB跨梁端剪力ABqLqL/2跨层(kN/m(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)梁)端5剪4力CD跨梁端剪力注:321表5-11活载作用下CD跨梁端剪力qLqL/2层(kN/m(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN))54321M梁左

46、右两端弯矩的代数和;V左,V右换截面后的梁端弯矩。柱轴力和剪力:1)恒载作用下的柱轴力剪力:表5-12恒载作用下的A柱轴力和剪力横梁剪力纵向荷载柱重A柱轴力A柱剪力层截面(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)115223344455366772889911010说明:假定外纵墙受力荷载完好由纵梁承受N为本层荷载产生的轴力柱重:首层:=其他层:=F5=2+2+1+26=2F4=2+2+1+F1=F2=F3=F4=2表5-13恒载作用下的B柱轴力和剪力横梁剪力纵向荷载柱重B柱轴力B柱剪力层截面(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)5112233444508.3655366277

47、889911010纵向荷载:5=4=2+32+F=F=F=F=FF1234表5-14恒载作用下的C柱轴力和剪力横梁剪力纵向荷载柱重C柱轴力C柱剪力层截面(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)1152233444508.3655366772889911010纵向荷载:F5=F4=2+32+表5-15恒载作用下的D柱轴力和剪力横梁剪力纵向荷载柱重D柱轴力D柱剪力层截面(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)115223344455366772889911010说明:假定外纵墙受力荷载完好由纵梁承受N为本层荷载产生的轴力柱重:首层:=其他层:=F5=2+2+1+26=2F4=2+2+1+)活载作用下的柱轴力:2表5-16活载作用下的A柱、B柱轴力和剪力纵向A柱轴A柱剪纵向B柱轴B柱剪V(kN层截面荷载力力(kN)荷载力力(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)115223344455366772889911010说明:H柱轴力和剪力同C柱,F柱轴力和剪力同E柱纵向荷载:1中柱:F5=2+2=1F1-4=2+2=1边柱:F5=2+2+=1F1-4=2+2+=第六章荷载组合及最不利内力确定基本组合公式框架梁内力组合公式梁端负弯矩组合:、梁端负弯矩组合公式:不考虑地震作用

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