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word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑TOC\o"1-2"\h\z\u目录HYPERLINK绪论 1HYPERLINK第1章设计基本资料HYPERLINK1.1工程概况 2HYPERLINK第2章楼板、框架梁、柱、截面尺寸的初步估定HYPERLINK2.1楼板厚度h 3HYPERLINK2.2框架梁截面高度hb与宽度bb 3HYPERLINK2.3框架柱截面高度hc与宽度bc 3-4HYPERLINK第3章结构布置及计算简图HYPERLINK3.1柱网布置 5HYPERLINK3.2框架结构计算简图 6HYPERLINK第4章横向框架侧移刚度的计算HYPERLINK4.1横梁线刚度的计算 7HYPERLINK4.2纵梁线刚度的计算 7HYPERLINK4.3柱线刚度的计算 7HYPERLINK4.4各层横向侧移刚度计算 8-11HYPERLINK第5章重力荷载代表值的计算HYPERLINK5.1屋面及楼面恒荷载计算 12-13HYPERLINK5.2墙,门,窗重力荷载计算 13HYPERLINK5.2.1墙体荷载 13HYPERLINK5.2.2门窗荷载 13HYPERLINK5.3梁柱自重计算 13-15HYPERLINK5.3.1梁柱平面布置图如图5-1所示 13HYPERLINK5.3.2单位长度梁,柱荷载(KN/m) 14HYPERLINK5.3.3门窗洞口面积及自重 14-15HYPERLINK5.4重力荷载代表值的计算 15-17HYPERLINK第6章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算HYPERLINK6.1横向自振周期计算 18-19HYPERLINK6.1.1横向自振周期的计算。 18HYPERLINK6.1.2假想层剪力计算 18HYPERLINK6.1.3结构顶点的假想侧移计算 18HYPERLINK6.1.4基本自振周期的计算 19HYPERLINK6.2水平地震作用及楼层剪力的计算 19-21HYPERLINK6.2.1地震影响系数计算 19HYPERLINK6.2.2等效重力荷载代表值计算 20HYPERLINK6.2.3水平地震力的计算 20HYPERLINK6.2.4顶部附加地震作用力计算 20HYPERLINK6.2.5水平地震作用力及各楼层地震剪力计算 20-21HYPERLINK6.3水平地震作用下的位移验算 21-22HYPERLINK6.4水平地震作用下的框架内力计算 22-23HYPERLINK6.4.1反弯点高度计算 22-23HYPERLINK6.4.2梁端弯矩计算 23HYPERLINK6.4.3梁端剪力及柱轴力计算 23HYPERLINK第7章竖向荷载下框架内力计算HYPERLINK7.1计算单元 27HYPERLINK7.2计算简图 28-29HYPERLINK7.3荷载计算 29-32HYPERLINK7.3.1恒荷载计算 29-30HYPERLINK7.3.2活荷载计算 31-32HYPERLINK7.4框架内力计算 32-39HYPERLINK7.4.1恒载作用下梁固端弯矩 32HYPERLINK7.4.2活载作用下内力计算 33HYPERLINK7.4.3弯矩二次分配法计算梁柱弯矩 33-37HYPERLINK7.4.4梁端剪力及柱轴力计算 38HYPERLINK第8章横向框架内力组合HYPERLINK8.1结构抗震等级 40HYPERLINK8.2框架梁内力组合 40-64HYPERLINK8.2.1梁跨中最大弯矩 40-41HYPERLINK8.2.2梁强剪弱弯调整 41-52HYPERLINK8.2.3框架柱内力组合 52-64HYPERLINK第9章截面设计HYPERLINK9.1框架梁 65-69HYPERLINK9.1.1梁正截面受弯承载力计算 65-67HYPERLINK9.1.2梁斜截面受剪承载力计算 67-69HYPERLINK9.2框架柱 69-74HYPERLINK9.2.1剪跨比和轴压比验算 69-70HYPERLINK9.2.2柱正截面承载力计算 70-73HYPERLINK9.2.3柱斜截面受剪承载力计算 73-74HYPERLINK9.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 74-75HYPERLINK第10章基础设计HYPERLINK10.1设计原始材料 76HYPERLINK10.2基础计算 76-82HYPERLINK10.2.1示意图 76-77HYPERLINK10.2.2设计参数 77-78HYPERLINK10.2.3计算过程 78-81HYPERLINK10.2.4计算结果 81-82HYPERLINK第11章结构电算HYPERLINK11.1使用软件及软件简介 83HYPERLINK11.2结构计算及计算结果输出 83-93HYPERLINK11.2.1PMCAD结构建模 83-86HYPERLINK11.2.2SATWE计算部分 87-90HYPERLINK11.2.3分析结果图形和文本显示 81-93HYPERLINK11.3绘制结构施工图 93HYPERLINK结论 94word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑绪论毕业设计是大学本科教育培养计划中最后一个主要环节,也是最重要的综合性实践环节。通过毕业设计,学生可以综合应用所学过的基础课,技术基础课及专业课知识和相应技能等。毕业设计是一次对大学期间所学知识的全面总结与巩固的过程,更是培养学生解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力的过程。实验楼是公共建筑,其规范要求比较严格,能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面,选择实验楼建筑和结构设计,从而掌握实验楼设计的基本原理,妥善解决其功能关系,满足使用要求。框架结构的设计始于欧美,二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用,其结构建筑平面布置灵活,使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对实验楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。框架结构的研究,对于建筑的荷载情况,分析其受力,采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力,然后进行内力组合,挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算,保证结构有足够的强度和稳定性。本结构计算选用一榀框架为计算单元,采用手算的简化计算方法,其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法,不但使计算结果较为合理,而且计算量较小,是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识,建立一个完整的设计知识体系,了解设计总过程,通过查阅大量的相关设计资料,提高自己的动手能力。鉴于水平有限,设计书中还存在不少缺点甚至错误,敬请老师批评和指正。word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑第1章设计基本资料1.1工程概况1.1.1根据该实验楼的使用功能及建筑设计要求,进行了平立面及剖面的建筑设计,主体结构为5层,层高均为3.9m1..1.2地质、水文及气象资料:地形较为平坦,基本风压为0.35KN/m,未发现地下水,本工程地震设防烈度为7度,地震分组为第2组,场地类别为第二类。设计基本地震加速度0.10g,Tg=0.4s,αmax=0.08。地震粗糙度为B类,土的重度为19KN/m³,孔隙比为0.8,地基承载力特征值160Kpa。查阅《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》表6.1.2得框架抗震等级为三级抗震。1.1.3填充墙采用200m厚的加气混凝土砌块,外墙一侧墙体外挂瓷砖,一侧为20mm厚抹灰。内墙两侧使用20mm厚抹灰,女儿墙做法为200厚加气混凝土砌块,外墙面干挂磨干花岗石石板,内墙采用20mm厚抹灰。门为实木门,门洞尺寸分别为1.0mx2.1m,1.2mx2.1m,1.5mx2.1m。窗为铝合金窗,洞口尺寸为2.95mx2.9m及2.1mx1.1.4楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取.6第2章楼板、框架梁、柱、截面尺寸的初步估定2.1楼板厚度h根据《混凝土结构设计规范(GB50010-2010)》,主体结构共5层,层高均为3.9m,内外墙的做法:采用200厚蒸压粉煤灰加气砼砌块(5.5KN/m3),两侧均为20mm厚抹灰,楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。楼板按连续双向板考虑。板厚取120mm:满足要求。2.2框架梁截面高度hb与宽度bb主梁应满足:hb=(1/12~1/8)lb,lb为主梁的计算跨度;且hb不宜大于1/4主粱净跨。lb可近似取为轴线间距,即lb=6600mm。则AB跨横梁:hb=(1/12~1/8)lb=(750~1125)mm,取梁高为800mm,梁宽b=300mm。CE跨横梁:hb=(1/12~1/8)lb=(575~862)mm,取梁高为600mm,梁宽b=300mm。BC跨横梁:取梁高为400mm,梁宽b=250mm。纵梁:hb=(1/12~1/8)lb=(550~825)mm,取梁高为600mm,梁宽为300mm。2.3框架柱截面高度hc与宽度bc柱的截面尺寸一般根据轴压比限值按下列公式估算:N=βFn(2-1)Ac=N/[μN]fc(2-2)式中:N——柱组合的轴压力设计值;β——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2;F——按简支状态计算的柱负载面积;——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,框架结构可近似取12~14kN/m2;n——欲确定柱截面以上楼层的层数;Ac——欲确定柱截面的面积;[μN]——框架柱轴压比限值;根据《建筑结构抗震规范GB50001-2010》,一、二、三级抗震等级分别为0.6、0.7、0.8;fc——混凝土轴心抗压强度设计值。柱边长,非抗震设计时不宜小于250mm,抗震设计时不宜小于300mm;圆柱截面直径不宜小于350mm;柱剪跨比宜大于2;柱截面高宽比不宜大于3。首层:F=6.6×9=59.4㎡,取12kN/㎡N=1.2×59.4×12×4=3421.44kNAc=3421.44/(0.85×16.7×103)=0.241m2则取柱边长bc取为600mm;二~五层:F=6.6×9=59.4㎡,取12kN/㎡N=1.2×59.4×12×3=2566.08kNAc=2566.08/(0.85×16.7×103)=0.180m2则取柱边长bc取为600mm;第3章结构布置及计算简图3.1柱网布置经过对建筑功能、经济实用性、抗震要求等因素综合考虑后,采用框架结构形式。其中:楼、屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖。楼梯结构:采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。如图3-1所示图3-1柱网布置图3.2框架结构计算简图框架结构计算简图如图3-2所示图3-2框架结构计算简图
第4章横向框架侧移刚度的计算4.1横梁线刚度的计算表4-1横梁线刚度类别bxhEc1.52AB跨300x8009000CD跨300x6006900BC跨250x40030004.2纵梁线刚度的计算表4-2纵梁线刚度类别bxhEc所有300x60066004.3柱线刚度的计算表4-3柱线刚度层次hcEcbxhIc152002-539004.4各层横向侧移刚度计算其中:和h分别为柱的线刚度和高度,α是考虑柱上下端节点弹性约束的修正系数。,首层:A-1,A-12(2根),D-1,D-12(2根),B-1,B-12(2根),C-1,C-12(2根),A-2~A-11(10根),B-2~B-11(10根),C-2~C-11(10根),D-2~D-11(10根),二~五层:A-1,A-12(2根),D-1,D-12(2根),B-1,B-12(2根),C-1,C-12(2根),A-2~A-11(10根),B-2~B-11(10根),C-2~C-11(10根),D-2~D-11(10根),,由《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》表3.4.2知该框架为横向侧向刚度规则。由以上计算可得,横向框架层间侧移刚度如表4-4所示表4-4横向框架层间侧移刚度层次12345664246853364853364853364853364
第5章重力荷载代表值的计算本设计为五层实验楼建筑与结构设计,考虑到风荷载作用参与组合的内力与地震作用组合相比一般较小,对结构设计不起控制作用。故本设计水平荷载仅考虑水平地震作用,未计算风荷载。5.1.屋面及楼面恒荷载计算根据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》5.1.3条:计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数,应按表5.1.3采用。一.屋面永久荷载标准值(不上人),参照《建筑结构荷载规范》30厚细石混凝土保护层SBS改性沥青卷材防水20厚水泥砂浆找平层150厚水泥蛭石保温层100厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶合计二.1~4层楼面水磨石地面(包括水泥粗砂打底)100厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶合计三.屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载标准值5.2.墙,门,窗重力荷载计算5.2.1墙体荷载墙体均为200厚加气混凝土砌块,外墙外挂瓷砖,内侧20mm抹灰,内墙两侧均为20mm,单位墙面重力荷载为:外墙面:内墙面:5.2.2门窗荷载木门单位面积重力荷载为,铝合金窗单位面积重力荷载5.3.梁柱自重计算5.3.1梁柱平面布置图如图5-1所示图5-1梁柱平面布置5.3.2单位长度梁,柱荷载(KN/m)①梁:梁自重+梁侧面层做法自重AB跨:梁高800mm,梁宽300mm,双面抹灰。梁单位长度荷载为:BC跨:梁高400mm,梁宽250mm,双面抹灰。梁单位长度荷载为:CD跨:梁高600mm,梁宽300mm,梁单位荷载为:②柱:柱自重+柱四周面层做法自重600mmx600mm柱:层次构件bhγβgLnGΣG1~5边横梁0.30.8251.056.8719241484.143836.5536.9中横梁0.250.4251.052.911312104.796次梁0.30.5251.054.295911425.205251.056.911325.991纵梁0.30.6251.055.1536.6441496.431柱0.60.6251.110.7985.2482695.184716.572~5柱0.60.6251.110.7983.9482021.39梁柱重力荷载计算见表5-1所示表5-1梁柱重力荷载计算表5.3.3门窗洞口面积及自重1-5层外墙窗洞口面积:1层外墙洞口面积:1-5层内墙窗洞口面积:1层内墙窗洞口面积:2层内墙窗洞口面积:3-5层内墙窗洞口面积:铝合金窗0.4,普通木门及玻璃门均为0.25.4重力荷载代表值的计算①顶层重力荷载代表值女儿墙自重=单位长度重x总长度女儿墙为200厚加气混凝土砌块,外墙面干挂磨干花岗石板(0.7),内墙面为20mm抹灰:则女儿墙自重为:屋面恒载=单位面积重x总轴线面积=梁自重=3836.559KN半层高柱自重=1010.693KN半层高砌体外墙自重:半层高内墙自重:半层门窗自重:屋面活荷载:0.5x1353.88=676.94KN②3-4层重力荷载代表值计算楼面恒载:4603.92KN梁自重:3836.559KN上半柱自重:1010.693KN下半柱自重:1010.693KN上下半层高内墙自重:上下各半层砌体外墙自重:231.792KN上下各半层门窗自重:169.632KN楼面活荷载:2.0x1353.88KN=2707.76KN③2层重力荷载代表值楼面恒载:3.4x1353.88KN=4603.19KN梁自重:3836.559KN上下半层柱自重:2021.386KN上下各半层砌体外墙自重:231.792KN上下各半层内墙自重:上下各半层门窗自重:169.632KN楼面活荷载标准值:2.0x1353.88KN=2707.76KN④1层重力荷载标准值楼面恒载:3.4x1353.88KN=4603.19KN梁自重:3836.559KN上下半层柱自重:2358.284KN上下半层砌体外墙自重:上下各半层内墙自重:上下各半层门窗自重:169.632KN楼面活荷载标准值:2.0x1353.88KN=2707.76KN各层重力荷载代表值如下图:图5-1各质点的重力荷载代表值
第6章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算6.1横向自振周期计算6.1.1横向自振周期的计算。将各层重力荷载代表值作为假想为集中力作用在本层位置,以此计算各层位移和顶点位移。6.1.2假想层剪力计算(6-1)6.1.3结构顶点的假想侧移计算(6-2)(6-3)具体过程详见表6-1表6-1结构顶点的假想侧移计算层次513347.2513347.2585336415.6264.1413767.7127114.9685336431.8248.5313767.7140882.6785336447.9216.7213778.9254661.5985336464.1168.8114865.1569526.74664246104.7基本自振周期的计算考虑填充墙对自震周期的影响,计算中取折减系数6.2水平地震作用及楼层剪力的计算根据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》5.1.2-1:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。6.2.1地震影响系数计算根据本工程地震分组为第2组,场地类别为第二类,可查得本建筑地震特征周期Tg=0.4s。(《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》表5.1.4-2)根据本建筑抗震设防烈度为7°,可查得水平地震影响系数最大值。(《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》表5.1.4-1)由于,6.2.2等效重力荷载代表值计算6.2.3水平地震力的计算6.2.4顶部附加地震作用力计算因为。故需要考虑顶部附加地震作用力。,则查得顶部附加地震作用力系数为:(《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》表5.2.1)顶部附加地震作用力:6.2.5水平地震作用力及各楼层地震剪力计算
,各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算见表6-2所示层次520.813347.25277622.80.311771.05771.05416.913767.71232674.30.261647.091418.1431313767.71178980.230.261498.331916.4729.113778.92125388.170.141349.582266.0515.214865.1577298.780.087215.72481.75表6-2各质点横向水平地震作用计算各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布见图6-1.图6-1横向水平地震作用及楼层地震剪力6.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移以及层间弹性位移角分别按下式计算:,,计算过程及结果见表6-3。层次5771.058533640.90411.20339001/431441418.148533641.66210.29939001/234731916.478533642.2468.63739001/173622266.058533642.6556.39139001/146912481.756642463.7363.73652001/1392表6-3横向水平地震作用下的位移验算由表可见,最大层间弹性位移角发生在第一层,其值为1/1392<1/550,满足弹性层间位移角限值要求(《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》表5.5.1)。6.4水平地震作用下的框架内力计算框架柱端弯矩及剪力分别按下列公式计算:柱端弯矩:,,柱端剪力:梁端弯矩:,柱轴力:,梁端剪力:具体过程及结构见表6-4~6-66.4.1反弯点高度计算式中:—标准反弯点高度修正系数;—上、下层梁梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值;—上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。以第三层中柱为例:线刚度为8.308,m=5,n=3,,,,,则:,6.4.2梁端弯矩计算以第五层AB梁为例进行内力计算,其他梁算法相同。6.4.3梁端剪力及柱轴力计算以第五层AB梁和第三层边柱内力计算为例,其他梁柱算法相同。,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6-2图6-3所示。层次边柱(AB跨)中柱(AB跨)yy53.9771.058533642193619.821.0060.3527.0550.242200419.881.010.3527.1450.443.91418.18533642193636.451.0060.456.8685.292200436.571.010.458.3787.5533.91916.58533642193649.261.0060.4586.45105.662200449.421.010.4586.73106.0123.92266.18533642193658.251.0060.5113.59113.592200458.431.010.5113.94113.9415.22481.86642461448254.111.4440.7196.9684.411450854.21.4510.7197.2984.55表6-4各层柱端弯矩及剪力计算表(AB跨)表6-5各层柱端弯矩及剪力计算表(CD跨)层次边柱(CD跨)中柱(CD跨)yy53.9771.058533641146310.360.4240.218.4831.921389212.551.2710.3617.6231.3243.91418.18533641146319.050.4240.3123.0351.261389223.091.2710.4136.9253.1333.91916.58533641146325.740.4240.4141.1659.231389231.21.2710.4655.9765.7123.92266.18533641146330.740.4240.4958.7461.141389236.891.2710.571.9471.9415.22481.86642461196644.710.8120.67155.7776.721633061.010.6640.65206.21111.04层次边梁中梁柱轴力边柱N中柱N531.9219.986.97.5211.341237.787.52-0.2650.2438.4919.85-19.8512.07459.7445.146.915.225.6127.3317.6422.72-2.7112.3487.39922.19-42.0416.62382.2665.486.921.4137.1539.12325.4244.13-6.71162.52125.26931.98-74.0223.182102.381.616.926.6546.347.76331.3570.78-11.41200.04152.91939.22-113.238.131135.46116.746.936.5566.2447.24337.83107.33-12.69198151.25938.81-152.139.11表6-6梁端弯矩,剪力及柱轴力计算图6-2左地震作用下框架弯矩图图6-3左地震作用下梁端剪力、柱轴力图(注:表6-4,6-5中负号表示拉力,当为左地震作用时,左侧外边柱受拉,内柱受压;右侧内柱受拉,外边柱受压。)
第7章竖向荷载下框架内力计算7.1计算单元本设计取③轴线横向框架进行计算,计算单元跨度为6.6m,计算单元如图7-1所示,由于房间内布有次梁,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。《混凝土结构设计规范(GB50010-2010)》规定:时,按单向板设计;按双向板设计;时宜按双向板设计。
7.2计算简图恒载及活载作用下计算简图如图7-2及7-3所示图7-2恒载作用下计算简图图7-2活载作用下计算简图7.3荷载计算7.3.1恒荷载计算对于第五层:图中、、代表横梁自重,为均布荷载形式,,
,,分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载:、分别为纵向框架梁直接传给柱的集中力,包括梁自重,板重、女儿墙等重力荷载。对于1-4层:包括梁自重和其上横墙自重,为均布荷载,其他荷载的计算方法同五层。,为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载:,,7.3.2活荷载计算对于第五层(活荷载取)对于1-4层,,将以上结果汇总,具体结果见表7-1及7-2层次56.8744.7252.91116.36816.36814.88157.46179.26156.74137.811~412.39210.5992.91111.2211.2210.2172.34186.57150.26176.27表7-1横向框架恒载汇总表表7-2横向框架活载汇总表层次51.651.651.58.7912.6110.897.051~46.66.6635.1650.4443.5628.2(注:q的单位为,P的单位为)7.4框架内力计算7.4.1恒载作用下梁固端弯矩1均布荷载和梯形荷载共同作用下,以AB梁为例,其余结果见表7-3及7-4五层:一到四层:2均布荷载和三角荷载共同作用下,以第五层为例,其余计算结果见表7-3及7-4五层:7.4.2活载作用下内力计算1梯形荷载作用下,以AB梁第五层为例,其余计算结果见表7-3及7-42三角荷载作用下,以第五层为例,其余计算结果见表7-3及7-47.4.3弯矩二次分配法计算梁柱弯矩梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。弯矩图如表7-3所示。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪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。表7-3恒载作用下的弯矩二次分配计算表7-4活载作用下的弯矩二次分配西南交通大学本科毕业设计西南交通大学本科毕业设计图7-3恒载作用下的框架弯矩图
图7-4活载作用下的框架弯矩图
7.4.4梁端剪力及柱轴力计算以第五层AB跨梁为例进行恒载作用计算,其余计算结果见表7-5~7-8荷载引起剪力AB跨在均布荷载和梯形荷载作用下:弯矩引起剪力AB跨:总剪力AB跨:,柱轴力A柱:,层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨591.0915.5353.882.27-3.452.8693.488.812.11956.75149712.0244.27-0.050.451.189797.112.511.645.543.139712.0244.27-0.50.081.3896.597.512.111.945.742.929712.0244.27-496.597.512.111.945.642.919712.0244.27-0.55-0.461.9496.597.611.612.546.242.3表7-5恒载作用下梁端剪力
层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨56.061.134.330.16-25.90.951.314.434.23424.264.517.33-0.19-0.060.4724.0724.454.444.5617.816.86324.264.517.33-0.17-0.050.4124.0924.434.454.5517.7416.92224.264.517.33-0.16-0.040.424.124.424.464.5417.7316.93124.264.517.330.11-0.220.5824.1524.374.284.7217.9116.75表7-6活载作用下梁端剪力层次A柱B柱C柱D柱柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底5250.82292.93280.16322.27232.46274.57188.83230.944562.22604.33618.36660.47488.33530.44450.3492.413873.17915.28956.64998.75744.77786.88711.57753.6821184.121226.231294.951337.061001.141043.25972.881014.9911495.021551.171632.741688.891258.681314.831233.591289.74表7-7恒载作用下柱轴力层次A柱B柱C柱D柱柱顶=柱底柱顶=柱底柱顶=柱底柱顶=柱底515.0119.4616.6311.28474.2498.7982.5556.343133.49178.11148.4101.462192.75257.43214.23146.591252.06336.52280.42191.54表7-8活载作用下柱轴力
第8章横向框架内力组合8.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素确定。查阅《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》6.1.2条可知,本工程框架为三级抗震等级。8.2框架梁内力组合本工程考虑:,,,四种内力组合,此外,根据《高层建筑混凝土结构设计规程》5.6.4条以及本地基本风压情况,风荷载这种内力组合与考虑地震作用的组合相比较小,对结构设计不起控制作用,故不予考虑。考虑到钢筋混凝土具有塑性重分布的性质,在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩进行调幅(框架结构调幅系数取0.8~0.9,本工程取0.8),以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。内力调整简化方法见附表。8.2.1梁跨中最大弯矩下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例,其余结果详见表8-1对支座负弯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。计算简图如图8-1所示:图8-1跨中最大弯矩计算简图本例中,梁上荷载设计值:,左震:说明,则右震:说明,则8.2.2梁强剪弱弯调整根据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》6.2.4条规定,梁端截面组合的剪力设计值按下式调整:式中:—承载力抗震调整系数,取0.85—梁端剪力增大系数,三级框架取1.1—表8-1横向框架梁内力组合表3轴线框架梁弯矩组合(竖向荷载梁端弯矩乘以0.8调幅系数,跨中乘以1.1的调幅系数,梁弯矩γ为0.75)(杆端以绕杆件顺时针为正逆时针为负,跨中弯矩以下部受拉为正)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震]γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震]γ[1.0(恒+0.5活)+1.3左震]γ[1.0(恒+0.5活)+1.3右震]1.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max5A-8.08-86.3150.24-50.24-32.33-130.30-18.78-116.75-114.89-124.44-18.78-130.30130.30B左-6.944-69.99-38.438.4-103.56-28.68-92.54-17.66-93.71-101.29-17.66-103.56103.56B右-0.8-12.0311.34-11.34-0.13-22.251.73-20.38-15.56-17.031.73-22.2522.25AB跨中0000215.11203.57103.2391.69164.13178.56215.1191.69215.11BC跨中0000-30.39-22.256.325.6810.1311.0011.00-30.3930.39续表8-14A27.816-110.7112.34-112.322.45-196.6136.96-182.10-93.85-122.1436.96-196.61196.61B左-29.15-111-87.3987.39-198.26-27.85-179.42-9.01-174.06-178.47-9.01-198.26198.26B右-3.768-10.3225.61-25.6113.99-35.9515.82-34.12-17.66-17.6215.82-35.9535.95AB跨中0000239.89196.61112.6588.32196.76194.59239.8988.32239.89BC跨中0000-36.69-35.956.024.3710.4310.1610.43-36.6936.693A-28.99-107.5162.52-162.548.62-268.2966.93-249.98-169.64-173.5966.93-268.29268.29B左-30.22-111.3-125.3125.26-235.868.40-216.9027.35-175.82-179.8227.35-235.86235.86B右-3.432-10.2537.15-37.1525.45-46.9927.25-45.20-17.10-17.2027.25-46.9946.99AB跨中0000240.91203.76118.6382.34196.76194.59240.9182.34240.91BC跨中0000-48.80-46.906.164.2310.4310.1610.43-48.8048.80 续表8-12A-29.2-108.3200.04-20084.41-305.67102.85-287.23-170.86-174.85102.85-305.67305.67B左-20.99-111.8-153152.95-259.1939.06-240.8557.41-163.55-171.5057.41-259.19259.19B右-3.392-10.0846.3-46.334.54-55.7436.31-53.97-16.84-16.9336.31-55.7455.74AB跨中0000253.38207.58123.4277.54196.76194.59253.3877.54253.38BC跨中0000-56.98-55.745.914.4810.4310.1610.43-56.9856.981A-28.2-104.6198-19886.18-299.92103.99-282.11-165.06-168.91103.99-299.92299.92B左-27.42-100.7-151.3151.25-250.4544.49-233.2961.65-159.25-162.8461.65-250.45250.45B右-3.968-12.366.24-66.2451.73-77.4453.87-75.29-20.31-20.4953.87-77.4477.44AB跨中0000248.08213.14123.2577.72196.76194.59248.0877.72248.08BC跨中0000-60.13-77.4414.46-4.0710.4310.1614.46-77.4477.44续表8-13轴线框架梁剪力组合(梁剪力γ为0.85,在求剪力地震组合时地震力加入调整系数为1.1)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震*1.1]γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右*1.1]γ[1.0(恒+0.5活)+1.3左震*1.1]γ[1.0(恒+0.5活)+1.3右震*1.1]1.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max5A6.2293.36-19.8519.8574.27122.5357.87106.13120.74132.13132.1357.87132.13B左5.988.8219.85-19.85117.7369.48102.1353.88114.84125.69125.6953.88125.69B右0.9512.08-7.787.783.3522.261.2220.1315.8317.2422.261.2222.264A24.0796.95-22.1922.1984.19138.1465.67119.61150.04154.47154.4765.67154.47B左24.2597.0522.19-22.19138.3384.39119.7765.83150.41154.78154.7865.83154.78B右4.4412.47-17.6417.64-6.4636.43-8.9533.9321.1821.1936.43-8.9536.43续表8-13A24.0996.5-31.9831.9871.84149.5953.39131.13149.53153.88153.8853.39153.88B左24.4397.531.98-31.98150.7873.04132.1354.39151.20155.57155.5754.39155.57B右4.4512.1-25.4225.42-16.2945.51-18.7243.0720.7520.7045.51-18.7245.512A24.196.5-39.2239.2263.05158.3944.60139.94149.54153.89158.3944.60158.39B左25.44110.9939.22-39.22173.8678.51152.8357.48168.80174.77174.7757.48174.77B右4.4612.13-31.3531.35-23.4652.75-25.9050.3120.8020.7552.75-25.9052.751A24.1596.45-38.8138.8163.52157.8745.07139.42149.55153.87157.8745.07157.87B左24.3797.5538.81-38.81159.1064.76140.4546.10151.18155.58159.1046.10159.10B右4.2811.56-37.8337.83-32.0159.96-34.3457.6319.8619.8059.96-34.3459.96续表8-15D-4.56-47.55-31.9231.92-75.97-13.73-68.50-6.25-63.45-68.66-6.25-75.9775.97C右-5.136-63.3119.98-19.98-39.81-78.77-29.93-68.89-83.16-90.50-29.93-90.5090.50C左-0.936-20.3-1212-30.39-6.99-27.28-3.88-25.68-28.33-3.88-30.3930.39CD跨中0000169.58117.7759.2947.6590.3398.07169.5847.65169.584D-16.55-61.03-59.7459.74-120.62-4.13-110.236.27-96.41-98.616.27-120.62120.62C右-19.12-67.5745.14-45.14-25.40-113.43-13.83-101.86-107.85-109.95-13.83-113.43113.43C左-3.904-9.24-27.327.3-36.6916.54-35.0118.22-16.55-16.3018.22-36.6936.69CD跨中0000101.49116.4561.7947.55106.59105.69116.4547.55116.453D-17.03-59.46-82.2682.26-141.3819.03-131.1829.22-95.19-96.9629.22-141.38141.38C右-19.31-67.165.48-65.48-5.23-132.926.28-121.41-107.55-109.516.28-132.92132.92C左-3.56-10.06-39.1239.12-48.8027.48-47.0329.26-17.06-17.0829.26-48.8048.80CD跨中0000103.33120.7462.8546.49106.59105.69120.7446.49120.74续表8-12D-17.14-59.83-102.3102.3-161.3038.18-151.0448.44-95.79-97.5748.44-161.30161.30C右-19.35-67.2381.61-81.6110.35-148.7921.89-137.25-107.77-109.7321.89-148.79148.79C左-3.496-9.824-47.7647.76-56.9836.15-55.2537.89-16.68-16.6937.89-56.9856.98CD跨中0000105.29127.8664.7644.58106.59105.69127.8644.58127.861D-15.82-55.24-135.5135.46-188.9175.24-179.4384.71-88.43-90.0784.71-188.91188.91C右-19-65.93116.74-116.745.94-181.7157.25-170.39-105.71-107.6257.25-181.71181.71C左-4.488-13.3947.24-47.2431.99-60.1334.33-57.79-22.35-22.4834.33-60.1360.13CD跨中0000119.18140.8963.8245.53106.59105.69140.8945.53140.89续表8-13轴线框架梁剪力组合(梁剪力γ为0.85,在求剪力地震组合时地震力加入调整系数为1.1)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震*1.1]γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右*1.1]γ[1.0(恒+0.5活)+1.3左震*1.1]γ[1.0(恒+0.5活)+1.3右震*1.1]1.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max5D4.2351.02-7.527.5245.0663.3436.0254.3167.1573.0273.0236.0273.02C右4.4356.747.52-7.5269.2750.9959.2540.9774.2980.9480.9440.9780.94C左1.3118.98-7.787.7810.5729.487.2326.1524.6126.9129.487.2329.484D16.8643.09-771.0325.3262.2775.3174.6975.3125.3275.31C右17.845.4515.2-15.273.9136.9664.6727.7279.4678.8079.4627.7279.46C左4.5611.57-17.6417.64-7.3135.57-9.6733.2120.2720.0935.57-9.6735.57续表8-13D16.9242.89-21.4121.4126.3578.4017.6269.6775.1674.4878.4017.6278.40C右17.7445.6521.41-21.4181.6329.5972.3720.3279.6279.0181.6320.3281.63C左4.5511.94-25.4225.42-16.4045.40-18.8242.9820.7020.5845.40-18.8245.402D16.9342.93-26.6526.6520.0384.8211.2976.0875.2274.5584.8211.2984.82C右17.7345.6126.65-26.6587.9623.1778.7013.9179.5578.9587.9613.9187.96C左4.5411.91-31.3531.35-23.6452.57-26.0550.1620.6520.5352.57-26.0552.571D16.7542.33-36.5536.557.2996.15-1.3387.5374.2573.5696.15-1.3396.15C右17.9146.2136.55-36.55100.6911.8491.322.4680.5379.94100.692.46100.69C左4.7212.48-37.8337.83-30.8561.12-33.3758.6021.5821.4761.12-33.37框架柱内力组合根据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》6.2.2条规定,一、二、三、四级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:式中:—承载力抗震调整系数,取0.80—框架柱弯矩增大系数,三级框架取1.3—节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和,上下柱端得弯矩设计值,可按弹性分析分配—节点左右梁端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和,一级框架节点左右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取为零根据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》6.2.5条规定一、二、三、四级框架柱和框支柱组合的剪力设计值应按下式调整:式中:—承载力抗震调整系数,取0.85—柱剪力增大系数,二级框架取1.2—分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值—柱的净高各层柱的内力组合结果见表8-2~8-43轴线框架A柱弯矩组合(柱弯矩γ为0.8)(绕杆件顺时针为正逆时针为负)(在地震组合中加入强柱弱梁调整系数三级框架结构为1.3)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震]*1.3γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震]*1.31.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max绝对值内力min5柱顶M10.1107.89-50.2450.2459.44207.82143.61155.55207.8259.44207.8259.44柱底M-15.2-74.927.05-27.05-59.09-137.96-111.19-116.03-59.09-137.96137.9659.094柱顶M19.5563.43-85.2985.29-47.01204.64103.49104.79204.64-47.01204.6447.01柱底M-15.2-67.2256.86-56.86-1.14-168.68-101.97-105.66-1.14-168.68168.681.143柱顶M19.5567.22-105.7105.66-75.33236.91108.03109.91236.91-75.33236.9175.33柱底M-17.9-66.2786.45-86.4546.40-208.88-104.54-106.9846.40-208.88208.8846.402柱顶M18.6469.13-113.9113.89-86.87249.95109.05111.59249.95-86.87249.9586.87柱底M-22.1-82.1113.89-113.8968.51-267.95-129.50-132.5268.51-267.95267.9568.511柱顶M10.6239.46-84.4184.41-81.07168.8962.2263.68168.89-81.07168.8962.22柱底M-5.35-19.81196.96-196.96291.49-293.79-31.26-31.99291.49-293.79293.7931.263轴线框架B柱弯矩组合(柱弯矩γ为0.8)(绕杆件顺时针为正逆时针为负)(在地震组合中加入强柱弱梁调整系数三级框架结构为1.3)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震]*1.3γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震]*1.31.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max绝对值内力min5柱顶M-8.05-72.45-50.450.4-177.21-26.46-98.21-105.70-26.46-177.21177.2126.46柱底M13.6862.5227.14-27.14130.5948.4594.1897.81130.5948.45130.5948.454柱顶M-18.1-63.39-87.5587.55-232.4229.87-101.34-103.2729.87-232.42232.4229.87柱底M16.7463.1358.37-58.37183.938.5799.19101.63183.938.57183.938.573柱顶M-16.7-63.13-106106.01-261.2255.83-99.19-101.6355.83-261.22261.2255.83柱底M16.5762.4786.73-86.73229.01-30.6898.16100.57229.01-30.68229.0130.682柱顶M-17.2-64.69-113.9113.94-276.2964.40-101.64-104.1464.40-276.29276.2964.40柱底M19.6874.23113.94-113.94289.78-51.17116.63119.50289.78-51.17289.7851.171柱顶M-9.64-36.29-84.5584.55-188.4864.01-57.04-58.4464.01-188.48188.4857.04柱底M4.4716.92197.29-197.29343.99-243.3026.5627.22343.99-243.30343.9926.563轴线框架C柱弯矩组合(柱弯矩γ为0.8)(绕杆件顺时针为正逆时针为负)(在地震组合中加入强柱弱梁调整系数三级框架结构为1.3)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震]*1.3γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震]*1.31.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max绝对值内力min5柱顶M5.2653.77-31.3231.3219.57112.1871.8977.74112.1819.57112.1819.57柱底M-8.4-39.0717.62-17.62-25.41-76.95-58.64-60.98-25.41-76.9576.9525.414柱顶M10.6233.83-53.1353.13-37.35119.5755.4656.08119.57-37.35119.5737.35柱底M-9.85-35.6536.92-36.929.26-99.53-56.57-57.789.26-99.5399.539.263柱顶M9.8535.65-65.7165.71-55.97138.4556.5757.78138.45-55.97138.4555.97柱底M-9.7-35.1355.97-55.9740.91-124.56-55.74-56.9340.91-124.56124.5640.912柱顶M10.1236.63-71.9471.94-64.69148.2458.1259.37148.24-64.69148.2458.12柱底M-12.2-44.0371.94-71.9454.18-158.54-69.86-71.3654.18-158.54158.5454.181柱顶M5.9821.63-111111.04-149.43180.2334.3335.06180.23-149.43180.2334.33柱底M-2.8-10.14206.21-206.21320.15-292.91-16.09-16.43320.15-292.91320.1516.093轴线框架D柱弯矩组合(柱弯矩γ为0.8)(绕杆件顺时针为正逆时针为负)(在地震组合中加入强柱弱梁调整系数三级框架结构为1.3)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震]*1.3γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震]*1.31.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max绝对值内力min5柱顶M-5.7-59.44-31.9231.92-129.52-33.99-79.31-85.83-33.99-129.52129.5233.99柱底M8.9942.628.48-8.4872.5646.4063.7366.3572.5646.4072.5646.404柱顶M-11.7-33.67-51.2651.26-132.4921.20-56.78-56.9221.20-132.49132.4921.20柱底M10.6437.1623.03-23.0390.3820.7759.4960.5990.3820.7790.3820.773柱顶M-10.6-37.16-59.2359.23-149.1128.17-59.49-60.5928.17-149.11149.1128.17柱底M10.436.3341.16-41.16118.61-4.9058.1659.24118.61-4.90118.614.902柱顶M-11-38.46-61.1461.14-154.0728.93-61.58-62.7228.93-154.07154.0728.93柱底M13.5447.2758.74-58.74162.74-13.3875.6877.08162.74-13.38162.7413.381柱顶M-6.24-21.79-76.7276.72-155.5673.29-34.88-35.5373.29-155.56155.5634.88柱底M3.6312.64155.77-155.77270.76-192.9420.2520.62270.76-192.94270.7620.253轴线A柱剪力组合(柱剪力γ为0.85柱剪力地震组合里加入强剪弱弯调整系数1.2,同时加入强柱弱梁的系数1.3)(绕杆件顺时针为正逆时针为负)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震*1.2]*1.3γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震*1.2]*1.31.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max5剪力V-6.49-46.8719.82-19.82-32.29-100.62-65.33-69.63-32.29-100.62100.624剪力V-8.91-33.536.45-36.4512.50-113.16-52.67-53.9612.50-113.16113.163剪力V-9.6-34.2349.26-49.2633.16-136.67-54.52-55.6233.16-136.67136.672剪力V-10.5-38.7858.25-58.2542.06-158.76-61.17-62.5942.06-158.76158.761剪力V-3.07-11.454.11-54.1176.12-110.43-17.98-18.4076.12-110.43110.433轴线B柱剪力组合(柱剪力γ为0.85柱剪力地震组合里加入强剪弱弯调整系数1.2,同时加入强柱弱梁的系数1.3)(绕杆件顺时针为正逆时针为负)层号构件活载恒载左震右震γ[1.2(恒+0.5活)+1.3左震*1.2]*1.3γ[1.2(恒+0.5活)+1.3右震*1.2]*1.31.2恒+1.4活1.35恒+0.98活内力max内力min绝对值内力max5剪力V5.5734.6119.88-19.8883.8515.3249.3352.1883.8515.3283.854剪力V8.9332.4436.57-36.57111.98-14.1051.4352.55111.98-14.10111.983剪力V8.5332.2149.42-49.42133.56-36.8250.5951.84133.56-36.82133.562剪力V9.4635.6258.43-58.43154.23-47.2255.9957.36154.23-47.22154.231剪力V2.7110.2354.2-54.2108.79-78.0716.0716.47108.79-78.07108.793轴线C柱剪力组合(柱剪力γ为0.85柱剪力地震组合里加入强剪弱弯调整系数1.2,同时加入强柱
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