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文档简介
青岛市S幼儿园工程建设结构设计摘要本次毕业设计为青岛市S幼儿园,二层框架结构,建筑总面积大约3100平方米。根据要求采用混凝土框架结构。根据任务书来确定建筑方案,绘制建筑平、立、剖、详图等。建筑设计后进行结构布置与截面选择,在老师的指导下选择符合相应要求的一榀框架,然后进行结构计算阶段:楼板导荷、竖向荷载计算、地震作用、风荷载的计算以及结构的侧移验算,竖向、横向内力计算、利用弯矩二次分配法、D值法求出梁柱内力并做出相应弯矩、剪力、轴力图,进行各种内力组合确定最不利控制截面,按规范要求进行相应的配筋计算,最后对基础进行设计、计算得出相应数据。满足建筑的安全等规定要求。此次毕业设计充分运用了大学土木工程专业相关知识,熟悉了解专业的绘图软件、办公软件,为日后从事相关工作做好铺垫。关键词:荷载计算,二次分配法,内力组合目录TOC\o"1-2"\h\u1612前言 121201建筑设计 21.1工程名称 21.2工程概况 21.3设计依据 21.4使用功能 21.5建筑平面设计 269451.6立面设计 379492结构设计 423052.1计算前准备 4129122.1.1基本数据 4171202.1.2结构选型及布置 4242892.2框架计算简图及梁柱线刚度 4263692.2.1确定框架计算简图 4143122.2.2框架梁、柱的线刚度计算 5205632.3竖向荷载计算 7207032.3.1恒载标准值计算 7296082.3.2活荷载标准值计算 9157562.3.3竖向荷载作用下框架内力计算 1091702.3.4用弯矩二次分配法计算框架弯矩 1647252.4抗震计算 25315822.4.1重力荷载代表值计算 2557872.4.2横向框架侧移刚度的计算 27166632.4.3横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算 28183222.5.1风荷载作用下的位移验算 34319362.5.2风荷载下的弯矩、剪力及轴力 35299112.6内力组合 39222242.7梁、柱截面设计与配筋计算 47279962.7.1框架柱截面设计 47269432.8基础设计 542.8.1基础尺寸及埋置深度 54285362.8.2持力层承载力验算 56232612.8.3配筋计算 56228322.8.4抗震设计 5622354参考文献 59前言光阴似箭,转眼间大学四年的生活就要结束了,我们也迎来了大学的最后一个任务-毕业设计。毕业设计是对大学期间所学专业知识的深化总结,是从课堂步入社会的关键转折点,是本科学习素质教育检测与实践的重要阶段。本次毕业设计的课题为自拟课题,设计任务为《青岛市S幼儿园设计》。在课程设计前期,需要对本专业所学过的专业知识进行温习,例如:《结构力学》、《土木工程材料》、《建筑抗震设计》、《基础工程》等专业课本,此外还查阅了《建筑设计标准》《混凝土结构施工图平面表示法》《建筑设计资料集》等相关图表及传导以及网上的相关案例,力求在设计计算过程中符合国家规范,减少错误。在前期计算和中后期绘图的过程中,离不开良师和益友的帮助,在设计过程中难免会遇到大大小小的问题,每当我遇到瓶颈的时候,身边的朋友总会及时地伸出援手;每当我寻找老师的帮助时,老师总是先放下手头的工作,悉心为我们答疑解惑并指出存在的问题,为我们下一步的设计的目标。可以说这份毕业设计的完工并不是自己一个人的成果,而是老师和同学的帮助下共同凝聚的智慧果实。这次的设计计算过程将大学学习中的所有所学知识凝结在一起,我认识到学习并不是仅仅是为了应付考试,更多的是要将它融于生活当中,真正成为我们的一技之长。在毕业设计的这段过程中,遇到困难,并解决困难,对专业知识更加了解,分析、计算、绘图等能力进一步得到提高,升华了自己的创新思维与发散意识。在计算的过程中,一榀框架的计算尤为重要,贯穿了整个计算过程,此外还有活荷载恒荷载的计算,钢筋的选配以及钢结构的计算还有建筑抗震能力的设计,这个过程的计算量是巨大且复杂的,计算书中有很多自身原因而出现的错误与不足,请各位老师指导批评。1建筑设计1.1工程名称青岛市S幼儿园1.2工程概况幼儿园位于青岛市,建筑总面积大约3100平方米,整体呈现简易的“阶梯”状,长边方向大约65米左右,短边方向大约25米,设计使用年限为50年。一共两层,分为大、中、小共6个班级的中型幼儿园。1.3设计原则满足安全性,材料安全无毒,保障儿童的健康,空间开阔明亮,功能分区明确。1.4使用功能表1.1幼儿生活房间最小面积房间名称最小使用面积/m活动室70寝室60衣帽间9卫生间12表1.2服务用房最小面积房间名称最小使用面积/m晨检室10保健观察室12办公室18园长室15财务室15警卫室10储藏室15会议室24教具制作间18表1.3供应用房最小面积房间名称最小使用面积/m消毒间12洗衣间151.5建筑平面设计1.5.1平面设计内容(1)主要房间:活动室、寝室、办公室、音体活动室等。(2)辅助房间:晨检室、医疗保健室、卫生间、厨房等。(3)交通联系空间:门厅、走道、楼梯间等。1.5.2总体布局幼儿园设有北、西、南共3个大门,主入口南门外设有园前广场,满足家长等候接送孩子的需求。幼儿园向南区域留有充足的场地,作为活动场所,设有秋千、滑梯等游戏器具,小型跑道,沙坑等。幼儿生活用房全部朝南布置,活动室位于建筑中部,寝室与活动室相邻,观察、保健室设立在一层主入口东侧,办公室、会议室在其侧,厨房、消毒间位于建筑最西侧,与幼儿活动区有一定距离,保障幼儿安全。二层东、西侧分别设有音体活动室和图书室。1.6立面设计底层层高5米,二层层高3.9米,音体活动室层高为4.65m。在立面方面,符合幼儿生理、心理及行为特征的要求,保持着幼儿园活泼、烂漫的风格特点。外墙设计以白色为基底,红、黄、蓝、绿等大色块相辅,在外部形成各种图画,局部鲜艳的色彩搭配带来视觉上的冲击。2结构设计2.1计算前准备2.1.1基本数据(1)不上人屋面,由《建筑结构荷载规范》(GB500009-2012)知(2)抗震设防烈度7度,设计地震分组第二组,设计基本地震加速度0.05g(3)基本风压(4)基本雪压2.1.2结构选型及布置采用钢筋混凝土现浇框架结构,现浇混凝土肋形屋盖,板厚为120mm。估算构件尺寸:梁截面高度h=(1/12-1/8)8400=700mm-1050mm,且h≥200,取h=750mm梁截面宽度b=(1/3-1/2)750=250mm-375mm,取b=300mm纵向框架梁,h取750mm,b取300mm满足轴向压力比要求的柱截面尺寸如下:
N=μb=A=185309.25mm22.2框架计算简图及梁柱线刚度2.2.1确定框架计算简图h差=0.45m,h埋深=0.65m,二层楼面标高h=3.9m,故H总=h高差+h埋深+h=5.00m,其余层高h2=3.9m,绘出框架计算简图。如下图:图2.1框架计算简图2.2.2框架梁、柱的线刚度计算一.柱子的计算I=bh3/12i=EI/L底层柱:L=3.9m+1.1m=5.00mi=其余层柱:L=4.5mi=梁的计算对于中框架梁,取边框架梁,取AB跨梁:L=3.0m
i=BD跨梁:L=8.4m
i=DF跨梁:L=8.4m
i=ii图2.2框架梁受荷图2.3竖向荷载计算2.3.1恒载标准值计算(1)屋面保护层:三毡四油上铺小石子
0.40kN/m2防水层:改性沥青防水卷材
0.40kN/m找平层:30厚1:3细石混凝土
0.03m找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平
0.04m保温层:50厚新型合成材料硬泡聚氨酯板保温层0.05m×15.9kN/m3=0.80kN/m2
结构层:120厚现浇钢筋砼屋面板抹灰层:10厚混合砂浆
0.01m×17kN/m3=0.17kN/m(2)各走廊、标准层楼面20厚碎拼石板,板背面刮水泥浆粘贴,彩色水泥浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆粘结层
0.03m120厚现浇钢筋砼楼板
抹灰层:10mm混合砂浆
隔声纸板顶棚
合计:4.34kN/(3)梁自重截面:b×h=300㎜×梁自重
25kN/抹灰层:10mm混合砂浆
17kN/
合计:5.04kN/(4)基础梁截面:梁自重
25kN/m合计:柱自重截面:b×h=柱自重:
25kN/抹灰层:10mm混合砂浆
17kN/
合计:5.37kN/m(6)外纵墙自重①标准层:8厚面砖,5厚1:1水泥细砂浆粘贴,擦缝材料擦缝20kN/m3×0.008m9厚1:0.2:2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道12kN/m3厚专用界面砂浆打底
20kN/加气混凝土砌块墙
7.5kN/铝合金窗
0.35kN/m3
合计:6.73kN/m②底层:6厚面砖,5厚1:1水泥细砂浆粘贴,擦缝材料擦缝20kN/6厚1:2水泥砂浆找平
9厚1:0.2:2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道12kN/m3厚专用界面砂浆打底
20kN/加气混凝土砌块墙
7.5kN/铝合金窗
0.35kN/m3×合计:8.01kN/m(7)内纵墙自重1.5厚面砖彩色水泥浆擦缝
20kN/3-4厚瓷砖胶粘剂,揉挤压实
20kN/1.5厚聚合物水泥防水涂料
25kN/m3×15厚1:3水泥砂浆压实抹平
209厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底扫毛或划出纹道12kN/3厚专用界面砂浆打底刮糙或甩毛
20kN/加气混凝土砌块
7.5kN/
合计:5.98kN/m2.3.2活荷载标准值计算(1)屋面和楼面活荷载标准值由《建筑结构荷载规范》(GB50009−2016)查得:不上人屋面活荷载标准值为0.5kN/m2;教室荷载标准值为2.5kN/m2;走廊荷载标准值为3.0kN/m2;(2)雪荷载:=0.20kN/m22.3.3竖向荷载作用下框架内力计算取⑥轴横向框架为计算单元,计算单元宽度b=9.0m,根据板传到梁的荷载影响线分布,有三角形和梯形,为了简化计算通常是需要把以上形状的荷载进行等效替换,利用公式转化成均布荷载计算即可。三角形:q=58梯形:q=(1−2框架梁1.A-B轴间框架梁(1)屋面板传荷载:女儿墙自重(墙高600mm,100mm压顶):0.20m×恒载:
6.10kN/活载:
0.50kN/楼面板传荷载:恒载:
4.34kN/内纵墙自重:
5.98kN/m
梁自重:
5.04活载:
3.0kN/所以,A-B轴间框架均布荷载为:屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载+女儿墙自重5.04kN/m+11.44kN/m+3.46kN/m=19.94kN/m活荷载=板传荷载屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
5.04kN/m+8.14kN/m+5.98kN/m=19.16kN/m活荷载=板传荷载B-C轴间框架梁α(1)屋面板传荷载:恒载:
6.10kN/m2×(1−2×0.27(2)楼面板传荷载:恒载:
4.34kN/m2×(1−2活载:
2.5kN/所以,B-C轴间框架均布荷载为:屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载5.04kN/m+23.99kN/m=29.03kN/m活荷载=板传荷载屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载
活荷载=板传荷载C-D轴间框架梁α屋面板传荷载:女儿墙自重(墙高600mm,100mm压顶):0.20m×恒载:
6.10kN/m2×(1−2(2)楼面板传荷载:恒载:
4.34kN/m2×(1−2活载:
2.5kN/所以,B-C轴间框架均布荷载为:屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载+女儿墙自重5.04kN/m+23.99kN/m+3.46kN/m=32.49kN/m活荷载=板传荷载屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
活荷载=板传荷载
9.83kN/m(二)柱1.A轴柱纵向集中荷载的计算=1\*GB3①顶层柱:女儿墙自重(墙高600mm,100mm压顶):0.20m×顶层柱恒荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载α=3.46kN/m×顶层柱活荷载=板传荷载
=0.50kN/②标准层柱:标准层柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载=6.73kN/m×标准柱活荷载=板传活载
=3.0kN/=3\*GB3③基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=8.01kN/m2.B轴柱纵向集中荷载的计算=1\*GB3①顶层柱:α顶层柱恒荷载=梁自重+板传荷载=5.04kN/m1.5m顶层柱活荷载=板传荷载=0.50kN/4.50m×②标准层柱:标准层柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载=5.98kN/m×(4.5m−0.45m)+5.04kN/m=107.20kN标准柱活荷载=板传活载=3.0kN/×=3\*GB3③基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重=5.98kN/m3.C轴柱纵向集中荷载的计算=1\*GB3①顶层柱:顶层柱恒荷载=梁自重+板传荷载=5.04kN/m92.70kN顶层柱活荷载=板传荷载=0.50kN/②标准层柱:标准层柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载=5.98kN/m5标准柱活荷载=板传活载=2.5kN/=3\∗GB3=5.98kN/m×4.D轴柱纵向集中荷载的计算=1\*GB3①顶层柱:女儿墙自重(墙高600mm,100mm压顶):=0.20m×0.5=3.46kN/m顶层柱恒荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=3.46kN/m×顶层柱活荷载=板传荷载=2.5kN/②标准层柱:标准层柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载=5.98kN/m4.34kN/标准柱活荷载=板传活载=2.5kN/=3\∗GB3=8.01kN/m图2.3竖向受荷图图2.4框架梁受荷图(括号内为活载)2.3.4用弯矩二次分配法计算框架弯矩框架弯矩的计算采用弯矩二次分配法,计算结果如下:表2.1恒荷载弯矩二次分配法计算表ABCD2上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.000.160.840.640.000.130.230.390.000.210.390.650.000.35-14.9614.96-170.70170.70-191.04191.040.002.3912.5799.290.0020.1735.687.930.004.277.93-124.180.00-66.860.001.0149.646.280.006.363.9717.840.002.99-62.093.970.00-25.600.00-8.10-42.55-10.630.00-2.16-3.8216.090.008.6616.0914.060.007.570.00-4.704.70109.900.0024.37-134.27212.560.0015.92-229.1084.890.00-84.891上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.140.170.690.550.110.140.200.310.170.210.310.450.310.24-14.3714.37-130.01130.01-165.17-165.172.012.449.9263.6012.7216.1923.1310.905.987.3810.90-74.33-51.20-39.641.200.0031.804.9610.080.005.4511.562.140.00-37.165.45-33.430.00-4.62-5.61-22.77-11.27-2.25-2.87-4.107.273.994.937.2712.598.676.72-1.41-3.174.5871.6620.5513.32-105.53159.7512.1012.31-184.16108.89-75.96-32.93图2.5未调幅恒载弯矩图图2.60.85调幅下恒载弯矩图表2.2活荷载弯矩二次分配法计算表ABCD2上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.000.160.840.640.000.130.230.390.000.210.390.650.000.35-0.710.71-11.5811.58-11.5811.580.000.110.606.960.001.412.500.000.000.000.00-7.530.00-4.050.000.303.480.300.002.950.001.250.000.00-3.760.000.00-8.960.00-0.60-3.17-2.080.00-0.42-0.750.980.000.530.985.820.003.140.00-0.190.195.890.003.94-9.8313.810.000.53-14.369.880.00-9.881上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.140.170.690.550.110.140.200.310.170.210.310.450.310.24-4.224.22-57.8057.80-57.80-57.800.590.722.9129.475.897.5010.720.000.000.000.00-26.01-17.92-13.870.060.0014.731.460.710.000.005.360.000.00-13.010.00-2.030.00-2.07-2.51-10.21-1.19-0.24-0.30-0.432.371.301.612.370.910.630.49-1.42-1.803.2233.966.367.20-47.5265.531.301.61-68.4332.70-19.32-13.39图2.7未调幅下活载弯矩图图2.80.85调幅下活载弯矩图梁端剪力及柱轴力梁端剪力:
V=二层:VVVVVV首层:VVVVVV柱轴力=V+P二层:NNNNNNNN首层:NNNNNNNN恒载作用下最终剪力图,轴力图,如下图所示:图2.9恒荷作用下最终剪力图图2.10恒荷作用下最终轴力图活荷载计算方法与恒荷载相同,计算如下:二层:VVVVVV首层:VVVVVV二层:NNNN首层:NNNN活载作用下其最终剪力图、轴力图,如下所示图2.11活荷载最终剪力图图2.12活荷载最终剪力图2.4抗震计算2.4.1重力荷载代表值计算集中于楼层标高处的计算。顶层屋面恒载:
6.10kN/50%屋面雪载:
50%纵梁自重:
5.04kN/横梁自重:
5.04kN/下半层柱自重:
5.37kN/下半层墙自重:1女儿墙自重:
3.46kN/
合计:873.14kN2.底层楼面恒载:
4.34kN/50%楼面活荷载:50%=114.75kN纵梁自重:
5.04kN/横梁自重:
5.04kN/上半层柱:
5.37kN/下半层柱:
5.37kN/上半层墙:
1下半层墙:
1合计:907.68kN图2.13各层重力荷载代表值2.4.2横向框架侧移刚度的计算表2.3柱抗侧移刚度修正系数表位置边柱中柱一般层底层固接表2.4侧移刚度D计算表(A、B、C、D柱)层数柱层高H(m)截面(m)线刚度kc=kN∙m一般层
k=k底层
k一般层
α底层
αc=D=αkN顶层A3.90.3×0.752.631.950.491.02B2.650.571.18C1.400.410.85D0.700.260.54底层A5.02.052.500.670.85B3.400.720.91C1.800.610.77D0.900.480.61表2.5柱侧移刚度D总计算表层数柱ZZZZZ210200118008500540010200+11800+8500+5400=35900185009100770061008500+9100+7700+6100=314002.4.3横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算(1)横向框架自振周期计算:采用顶点位移法计算自振周期。表2.6横向框架顶点位移的计算层数GGD层间相对位移Gi位移值(m)2873.14873.14359000.0240.0811907.681780.82314000.0570.057T(2)横向地震作用及楼层地震剪力计算已知:场地Ⅱ类,设防烈度7度,设计,震分组第二组,特征周期Tg=0.40s,最大影响系数αmax本工程建筑物高度不超过40m,质量和刚度沿高度变化均匀,变形以剪切变形为主,故采用底部剪力法计算水平地震作用。即GTg=0.40s>T1=0.290s1.4TgF运用剪力计算公式:
F表2.7楼层/23.98.90873.147770.950.63176.4176.4115.05.0907.684538.400.36944.69121.108.9—1780.8212309.351121.10—各质点水平地震作用及各楼层地震剪力沿屋不同高度的分布图表2.14各质点地震作用分布图表2.15地震作用沿房屋高度分布图(3)水平地震作用下框架位移计算:表2.8层楼层剪力(kN楼层侧移刚度层间侧移δ绝对侧移276.41359000.00210.006039001/18571121.10314000.00390.003950001/1282表中为各层的层间弹性位移角由表得,最大的位移在首层,为1/1190<1/550。θē<[θē]=1/5502.4.4地震荷载下的弯矩、剪力及轴力取⑥轴线上横向框架计算各柱剪力值计算柱的反弯点高度γ表2.9反弯点位置柱层号h/mΥ/mA23.91.950.440000.441.7215.02.500.550.552.75B23.92.650.450.451.7615.03.400.550.552.75C23.91.400.430.431.6815.01.800.550.552.75D23.90.70.400.401.5615.00.90.600.603.00计算柱端弯矩、剪力
M表2.10地震荷载作用A、B、C、D轴框架柱V和梁柱M端柱层号VDDDVγMMMMA276.4135900102000.2821.391.7246.7236.8146.721121.103140085000.2732.702.7573.5889.93110.39B276.4135900118000.3325.221.7644.2644.3932.5611.701121.103140091000.2935.092.7578.9596.5090.7332.61C276.413590085000.2418.341.6840.7730.8120.3920.391121.103140077000.2530.282.7568.1383.2749.4749.47D276.413590054000.1511.461.5626.8217.8826.821121.103140061000.1923.013.0046.0269.0363.90第一层:MM⑶梁端弯矩、剪力及柱轴力表2.11各层梁端M、V计算层数梁MMV2AB46.7232.56-(46.72+32.56)/3.0=-26.43BC11.7020.39-(11.70+20.39)/8.4=-3.82CD20.3926.82-(20.39+26.82)/8.4=-5.621AB110.3990.73-(110.39+90.73)/3.0=-67.04BC32.6149.47-(33.06+49.47)/8.4=-9.77CD49.4763.90-(49.47+63.90)/8.4=-13.50表2.12汇总V、N表格层号梁端剪力柱轴力ABBCCDANBCDVABNVNN226.433.825.62-26.4322.61-22.61-1.801.805.62167.049.7713.50-93.4757.27-79.88-3.725.5219.12最终得到的M如图:图2.16地震作用下框架弯矩图梁端柱剪力计算根据平衡条件可求出水平力作用下柱端剪力公式:V=(二层:
VVVV一层:
VVVV剪力图如下:图2.17地震作用下剪力图图(4)各柱轴力计算图2.18地震作用下轴力图2.5风荷载计算风吹到墙上是面荷载要简化成等效集中荷载,其标准值按W查得ω0=0.6kN/m2,μs=1.3;B类地面粗糙程度,μzℎi——ℎj——上层柱高,对顶层,取女儿墙高度的2B——迎风面的宽度,本工程中B=4.5m;表2.13集中风荷载标准值离地高度z/mμβμωℎiℎjWk/4.35+3.9=8.251.01.01.30.603.91.49.303.9+0.45=4.354.353.914.482.5.1风荷载作用下的位移验算(1)(2)风荷载作用下框架的层间侧移计算按规范见下表计算公式:
∆μj=表2.14风荷载作用下框架侧移的计算层数29.309.30359000.00031/13000113.6922.99314000.00071/6214:1/6214<1/550满足要求2.5.2风荷载下的弯矩、剪力及轴力(1)计算反弯点高度(与抗震一致)(2)M表2.15风荷载作用下A、B、C、D轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算柱层号VDDDVγMMMMA29.3035900102000.282.601.725.684.475.68113.693140085000.273.702.397.248.8411.71B29.3035900118000.332.791.765.395.403.971.42113.693140077000.253.422.477.779.819.692.56C29.303590085000.242.382.154.185.122.092.09113.693140077000.253.422.316.997.903.503.50D29.303590054000.151.401.563.282.183.28113.693140061000.192.602.614.526.796.70第一层:MM计算梁端弯矩,剪力及柱轴力表2.16各层梁端M、V计算层数梁/kN·m/kN·mV2AB5.683.97-(5.68+3.97)/3.0=-3.22BC1.422.09-(1.42+2.09)/8.4=-0.42CD2.093.28-(2.09+3.28)/8.4=-0.641AB11.719.69-(11.71+9.69)/3.0=-7.13BC2.563.50-(2.56+3.50/8.4=-0.72CD3.506.70-(3.50+6.70)/8.4=-1.21表2.17汇总V、N表格层号梁端剪力柱轴力/AB跨VBC跨VCD跨VA轴NB轴C轴D轴VABNVNN23.260.470.75-3.262.79-2.79-0.280.280.7517.751.151.80-11.016.60-9.39-0.650.932.55图2.19风荷载作用下框架弯矩图(4)计算柱端剪力二层:
VVVV一层:
VVVV图2.20风荷载作用下剪力图各柱轴力计算图2.21风荷载作用下轴力图表2.18各柱边缘处轴力计算表各柱边缘处轴力计算柱宽0.45米层次截面恒载内力活载内力地震内力风载内力柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处均布恒载均布活载MVMVMVMVMVMVMVMV2A3.45.161.08-3.810.160.61-0.110.1946.7226.4334.8326.435.683.224.233.2219.940.94Bl93.4264.9764.1856.005.013.443.463.0232.5626.4320.6726.433.973.222.523.2219.940.94Br114.13112.663.4699.548.367.84.856.9111.73.829.983.821.420.421.230.4229.031.97Cl80.68131.2521.62118.1911.748.757.807.8620.393.8218.673.822.090.421.900.4229.031.97Cr194.74153.63125.61139.0112.218.818.257.9220.395.6217.865.622.090.641.800.6432.491.97D72.16119.2918.48104.678.407.744.926.8526.825.6224.295.623.280.642.990.6432.491.971A3.890.043.87-8.582.743.861.001.33110.3967.0480.2267.0411.717.138.507.1319.165.63Bl60.9157.5235.0348.9028.8720.7519.5318.2290.7367.0460.5667.049.697.136.487.1319.165.63Br89.7089.9949.2080.0440.3939.1422.7834.7232.619.7728.219.772.560.722.240.7222.119.83Cl135.7995.6492.7585.6955.7043.4336.1639.0149.479.7745.079.773.50.723.180.7222.119.83Cr156.54126.9499.42114.3058.1745.5437.6841.1249.4713.5043.4013.53.51.212.961.2128.099.83D92.57109.0243.5196.3827.8037.0311.1432.6163.9013.5057.8313.56.71.216.161.2128.099.832.6内力组合2.6.1各梁的内力组合表2.19内力基本组合表(梁AB)层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震γγRE左风右风2左M-1.08-0.114.23-4.2334.83-34.832.10-5.0032.94-34.980.75V3.810.19-3.223.22-26.4326.432.137.54-22.2529.28中M25.981.680.86-0.867.08-7.0834.2532.8131.0417.24下V0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00右M-64.18-3.46-2.522.52-20.6720.67-83.98-79.74-79.47-39.17V-56.00-3.02-3.223.22-26.4326.43-74.13-68.72-77.53-25.991左M-3.87-1.008.50-8.5080.22-80.221.10-13.1874.28-82.150.75V5.581.33-7.137.13-67.0467.042.5714.55-59.7470.98中M10.8710.421.01-1.019.83-9.8328.4826.7824.064.89下V0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00右M-35.03-19.53-6.486.48-60.5660.56-74.82-63.93-99.3618.73V-48.90-18.22-7.137.13-67.0467.04-90.18-78.20-117.5713.16注:为考虑活载不利布置,表中活载作用下M跨中=M调幅后跨中×1.1。表2.20内力基本组合表(梁BC)层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震γγRE左风右风2左M-63.46-4.851.23-1.239.98-9.98-81.91-83.98-49.57-69.030.75V99.546.91-0.420.42-3.823.82128.77129.4788.9796.42中M108.648.060.34-0.344.35-4.35141.94141.37105.6497.16下V0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00右M-121.62-7.80-1.901.90-18.6718.67-158.46-155.27-131.17-94.76V-118.19-7.86-0.420.42-3.823.82-153.18-152.48-113.63-106.181左M-49.20-22.782.24-2.2428.21-28.21-89.05-92.81-27.03-82.040.75V80.0434.72-0.720.72-9.779.77144.05145.2678.1397.19中M82.2745.280.47-0.478.43-8.43162.51161.72102.6486.20下V0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00右M-92.75-36.16-3.183.18-45.0745.07-164.60-159.25-143.69-55.80V-85.69-39.01-0.720.72-9.779.77-158.05-156.84-104.20-85.15注:为考虑活载不利布置,表中活载作用下M跨中=M调幅后跨中×1.1。表2.21内力基本组合表(梁CD)层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震γγRE左风右风2左M-125.61-8.251.80-1.8017.86-17.86-160.77-163.79-99.35-134.180.75V139.017.92-0.640.64-5.625.62177.36178.44123.19134.15中M153.117.780.60-0.603.22-3.22195.13194.12144.44138.16下V0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00右M-18.48-4.922.99-2.99-24.2924.29-26.55-31.58-42.534.84V-104.67-6.85-0.640.64-5.625.62-135.73-134.66-102.77-91.811左M-99.42-37.682.96-2.9643.40-43.40-169.57-174.54-64.12-148.750.75V114.3041.12-1.211.21-13.5013.50193.71195.74108.21134.54中M123.2048.011.60-1.607.22-7.22216.40213.71139.52125.45下V0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00右M-43.51-11.14-6.166.16-57.8357.83-72.98-62.63-100.5612.21V-96.38-1.21-1.211.21-13.5013.50-118.37-116.33-100.45-74.12注:为考虑活载不利布置,表中活载作用下M跨中=M调幅后跨中×1.1。2.6.2各柱的内力组合表2.22内力基本组合表(顶层)层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震γγRE左风右风A轴上M-4.7-0.19-5.685.68-46.7246.72-11.51-1.28-53.1943.990.8N74.833.37-3.223.22-26.4326.4399.44105.2345.97100.94V1.570.412.60-2.6021.42-21.425.000.3223.98-20.57下M-1.41-1.42-4.474.47-36.8136.81-7.990.06-40.3236.25N95.773.37-3.2211.01-26.4326.43126.66139.4766.07121.04V1.570.412.60-2.6021.42-21.425.000.3223.98-20.57B轴上M24.373.94-5.395.39-44.2644.2632.7442.44-20.7471.320.8N270.2717.17-2.802.80-22.6122.61374.59379.63244.19291.22V-11.52-2.642.77-2.7722.73-22.73-16.44-21.4311.31-35.97下M20.556.36-5.405.40-44.3944.3931.4041.12-23.3868.95N291.2117.17-2.802.80-22.6122.61401.81406.85264.29311.32V-11.52-2.642.77-2.7722.73-22.73-16.44-21.4311.31-35.97层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震左风右风γγREC轴上M15.920.53-4.184.18-40.7740.7717.7325.25-26.8657.940.8N382.5023.890.22-0.221.80-1.80533.28532.89380.54376.80V-7.81-0.52.38-2.3818.35-18.35-8.76-13.0511.35-26.82下M12.101.3-5.125.12-30.8130.8113.0722.29-19.8044.28N403.4423.890.22-0.221.80-1.80560.51560.11400.64396.90V-7.81-0.52.38-2.3818.35-18.35-8.76-13.0511.35-26.82D轴上M-84.89-9.88-3.283.28-26.8226.82-128.13-122.23-114.13-58.340.8N193.8710.980.64-0.645.62-5.62269.08267.93197.23185.54V41.247.491.40-1.4011.46-11.4666.1163.5955.1031.27下M-75.96-19.32-2.182.18-17.8817.88-129.69-125.77-100.79-63.60N214.8110.900.64-0.645.62-5.62296.18295.03217.29205.60V41.247.491.40-1.4011.46-11.4666.1163.5955.1031.27表2.23内力基本组合表(底层)层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震γγRE左风右风A轴上M-3.17-1.80-7.247.24-73.5873.58-13.34-0.31-80.4372.620.8N167.1823.80-10.3510.35-93.4793.47243.72262.3574.71269.13V0.950.543.70-3.7032.70-32.705.38-1.2935.18-32.84下M-1.59-0.90-8.848.84-89.9389.93-11.374.54-95.4991.57N209.7523.80-10.3511.01-93.4793.47299.06318.28115.58309.99V0.950.543.70-3.7032.70-32.705.38-1.2935.18-32.84B轴上M13.327.20-7.777.77-78.9578.9521.1235.11-65.8698.350.8N545.92112.61-9.219.21-79.8879.88870.32886.90495.06661.21V-4.00-2.164.04-4.0435.09-35.09-4.80-12.0831.62-41.37下M6.663.60-9.819.81-80.2480.245.2322.89-75.3391.57N680.26112.61-9.219.21-79.8879.881044.961061.54624.03790.18V-4.00-2.164.04-4.0435.09-35.09-4.80-12.0831.62-41.37层次截面位置内力恒载S活载S左风S右风S左震S右震S不考虑地震荷载作用考虑地震荷载作用γ1.3左震右震γγRE左风右风C轴上M12.311.61-6.996.99-68.1368.1312.1324.71-58.2683.450.8N725.58144.500.71-0.715.52-5.521160.641159.37771.66760.18V-3.69-0.483.42-3.4230.28-30.28-2.44-8.6027.72-35.26下M6.160.81-7.907.90-83.2783.272.1116.33-80.3092.90N759.92144.500.71-0.715.52-5.521205.291204.01804.62793.14V-3.69-0.483.42-3.4230.28-30.28-2.44-8.6027.72-35.26D轴上M-32.93-13.39-4.524.52-46.0246.02-66.96-58.83-85.909.820.8N395.9363.751.85-1.8519.12-19.12612.00608.67430.58390.81V9.884.022.60-2.6023.01-23.0121.2116.5335.34-12.52下M-16.47-6.70-6.796.79-69.0369.03-37.57-25.35-90.8252.76N438.5063.751.85-1.8519.12-19.12667.34664.01471.44431.68V9.884.022.60-2.6023.01-23.0121.2116.5335.34-12.522.7梁、柱截面设计与配筋计算混凝土强度采用C25,fc钢筋采用HRB400,fy2.7.1框架柱截面设计以底层中柱C为例做框架柱截面设计Nmax=1204.01kN,ℎ0柱的轴压比验算μ满足要求截面尺寸复核取h0由hwb=0.25βc满足要求框架柱正截面受弯承载力计算相同的一个柱子截面分别承受正、反两个方向的弯矩,所以采用对称配筋设计。Nb=>Nmax=1204.21kN(1)首层:l0=5.00m1.选第一组内力M=92.90kNMI=bh3A=450i=IA=3.42lcCm=0.7+0.3M1ea=ℎ30ns=1+1=1+11300×纵向挠曲后:M=ee==NαA=793.14×=−79.47<0As,min=第二组内力:M=80.30kNM1MI=A=450×450=2.03i=IA=3.42lcCm=0.7+0.3M1ea=ns=1+1=1+纵向挠曲后:M=Cme0=e=ei+h=A=804.62×=−182.84<0A选用(As=615mm2)ρ4.垂直于弯矩作用平面的受压承载力计算:以底层C柱为例,Nmax=1198.92kNl查表可得,稳定系数N=2683.54kN>N5.斜截面受剪承载力计算选择底层C柱作框架梁斜截面计算M=92.90kN∙m,N=793.14kN,V=35.26kN剪跨比:λ=0.3V=1.75λ+1.0=170.95kN>V=35.26kN可以不进行斜截面受剪承载力的计算,按构造配筋取箍筋裂缝宽度验算e2.7.2框架梁配筋计算:1.框架梁正截面设计ℎ0=ℎ−as表2.24顶层框架梁的正截面计算计算公式梁AB梁BC梁CD支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面M/kN34.9834.3579.7483.98141.94158.46163.79195.1342.53b3003003003003003003003003000.0160.0160.0370.0380.0650.0720.0750.0890.019ξ0.0160.0160.0380.0390.0670.0750.0780.0930.0190.9920.9920.9810.9810.9660.9630.9610.9530.990A135.90133.06309.79326.26551.44615.626
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