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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 前言</b></p><p> 大學(xué)的學(xué)習(xí)即將結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)和總結(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們更系統(tǒng)的熟悉了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程,培養(yǎng)了我們獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,以及與他人協(xié)作的精神,真正的為我們今后的實(shí)際工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 本設(shè)計(jì)任務(wù)為多層框架教學(xué)樓。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分的題目是多層建筑框
2、架設(shè)計(jì)。按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的條件及說(shuō)明,該建筑設(shè)計(jì)要體現(xiàn)教學(xué)樓的輕松、愉快、整潔大方和舒適的美感。</p><p> 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想遵循我國(guó)基本建設(shè)一系列方針政策,在建筑設(shè)計(jì)中堅(jiān)持“適用、經(jīng)濟(jì)、在可能條件下注意美觀”的原則。同時(shí)根據(jù)我國(guó)目前民用建筑的發(fā)展情況,本設(shè)計(jì)在滿足建筑使用功能的基礎(chǔ)上,力求符合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給定的自然規(guī)模等條件,還要體現(xiàn)現(xiàn)代建筑的特點(diǎn)。</p><p> 經(jīng)過(guò)三個(gè)
3、多月的努力,在老師的指導(dǎo)幫助下,我仔細(xì)反復(fù)的研究任務(wù)書(shū)的給定條件,同時(shí)查閱了有關(guān)的書(shū)籍資料及規(guī)范,完成了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定的建筑設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我將大學(xué)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí),并初步的將其結(jié)合為一個(gè)有機(jī)的整體?,F(xiàn)在,我已經(jīng)可以較為獨(dú)立的完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這將為我在今后的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí),設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份,使學(xué)到的知識(shí)得以運(yùn)用和鞏固。</p><p> 在此對(duì)指導(dǎo)老師的答疑深表感
4、謝,尤其是對(duì)我的指導(dǎo)教師表示感謝!</p><p><b> 第一部分 建筑設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 一 工程背景</b></p><p> 本項(xiàng)目為5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,占地面積約為1498.78 m2,總建筑面積約為6244.2 m2;層高3.9m,平面尺寸為94.2m×15.9m。
5、采用樁下獨(dú)立基礎(chǔ),室內(nèi)地坪為±0.000m,室外內(nèi)高差0.45m。</p><p> 框架梁、柱、樓面、屋面板板均為現(xiàn)澆。</p><p><b> 1 設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b> 1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p> 《建筑工程畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》</p&g
6、t;<p><b> 《建筑設(shè)計(jì)資料集》</b></p><p> 《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》</p><p> 現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定。</p><p><b> 1.2 工程概況</b></p><p><b> 建筑類別:二類</b&g
7、t;</p><p><b> 建筑耐火等級(jí):二級(jí)</b></p><p> 建筑抗震設(shè)防烈度:七度</p><p><b> 結(jié)構(gòu)類型:框架結(jié)構(gòu)</b></p><p><b> 1.3 建筑物概況</b></p><p> 教學(xué)樓,總建筑面
8、積6244.2m2,已由建筑單位認(rèn)定并經(jīng)城市規(guī)劃管理部門(mén)批準(zhǔn),建筑場(chǎng)地內(nèi)水、電路條件完備,地形平坦,建筑層數(shù)地上5層,標(biāo)準(zhǔn)層層高3.9m。室內(nèi)外高差450mm,總建筑高度19.5m,設(shè)計(jì)使用年限為50年。</p><p><b> 1.4 材料</b></p><p> 柱采用C35,縱筋采用HRB335,箍筋采用HPB235,梁采用C30,縱筋采用HRB335,
9、箍筋采用HPB235?;A(chǔ)采用C30,縱筋采用HRB400,箍筋采用HPB235。</p><p><b> 1.5 裝飾、裝修</b></p><p> 立體美觀大方、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,采用外墻400mm厚空心陶瓷粒砌塊,內(nèi)墻200mm厚空心陶瓷粒砌塊,M5.0混合砂漿砌筑。外墻淺黃色高級(jí)涂料,內(nèi)墻刷白色高級(jí)涂料。全部采用白色塑鋼窗。樓道才用乙級(jí)防火門(mén),教室采用木門(mén),房
10、間內(nèi)簡(jiǎn)單裝修,室內(nèi)粉刷。</p><p><b> 1.6 立面設(shè)計(jì)</b></p><p> 該建筑立面為了滿足采光和美觀需求,設(shè)置了大面積的玻璃窗。墻面顏色搭配合理,以增強(qiáng)美感。</p><p><b> 1.7屋面</b></p><p> 屋面形式為帶有女兒墻的平面屋頂;平屋頂排水坡
11、度為2%,排水坡度的形式為墊置坡度;排水方式為內(nèi)排水。</p><p><b> 2 工程特點(diǎn)</b></p><p> 本工程為5層,主體高度為19.5米,屬多層建筑。</p><p> 多層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)等類型。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn),正確選用材料,就成為經(jīng)濟(jì)合理地建造高層建筑的一個(gè)
12、重要方面。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)論證以及設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)等實(shí)際情況,以及本建筑自身的特點(diǎn),決定采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。</p><p> 在多層建筑中,抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵問(wèn)題。多層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。多層建筑隨著層數(shù)和高度的增加水平作用對(duì)高層建筑機(jī)構(gòu)安全的控制作用更加顯著,包括地震作用和風(fēng)荷載,多層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低,與其所采用的
13、機(jī)構(gòu)體系又密切的相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系,適用于不同的層數(shù)、高度和功能??蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由梁、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成,既承受豎向荷載,也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。本建筑采用的是框架機(jī)構(gòu)體系,框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活,框架結(jié)構(gòu)可通過(guò)合理的設(shè)計(jì),使之具有良好的抗震性能;框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少,易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化;可以采用預(yù)制構(gòu)件,也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),本建筑采用的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。 </p&
14、gt;<p> 由于本次設(shè)計(jì)是教學(xué)樓設(shè)計(jì),要求有靈活的空間布置,和較高的抗震等級(jí),故采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。</p><p><b> 3 本章小結(jié)</b></p><p> 本章主要論述了本次設(shè)計(jì)的工程概況、相關(guān)的設(shè)計(jì)資料、多層建筑的一些特點(diǎn)以及次設(shè)計(jì)所確定的結(jié)構(gòu)體系類型。</p><p><b> 第二部
15、分 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> 2.1結(jié)構(gòu)平面柱網(wǎng)布置</p><p> 框架平面同柱網(wǎng)布置如下圖:(半圖)</p><p> 圖2-1 框架平面柱網(wǎng)布置</p><p> 2.2 梁柱截面、梁跨度及柱高度的確定</p><p> 2.2.1框架梁截面高度和寬度由下式確定:</p&g
16、t;<p> H=(1/12~1/8)L; b=(1/3~1/2)H;</p><p><b> 縱梁:</b></p><p> ?。á瘢?h=(1/12~1/8)l=(1/12~1/8)×4800=400mm~600mm 取h=500mm;</p><p> b=(1/3~1/2)H=(1/3~1
17、/2)×500=167mm~250mm 取 b=250mm;</p><p> (Ⅱ) h=(1/12~1/8)l=(1/12~1/8)×3600=300mm~450mm 取h=400mm;</p><p> b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×400=134mm~200mm 取 b=350mm;
18、</p><p><b> AB、CD跨:</b></p><p> h=(1/12~1/8)l=(1/12~1/8)×6600=825mm~500mm 取h=700mm;</p><p> b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×700=233mm~350mm 取 b=350mm
19、;</p><p><b> BC跨:</b></p><p> h=(1/12~1/8)l=(1/12~1/8)×4500=375mm~563mm 取h=700mm;</p><p> b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×550=183mm~275mm 取 b=350mm;&
20、lt;/p><p> 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),現(xiàn)澆樓板厚150mm,滿足h/l011/50.</p><p><b> 設(shè)計(jì)強(qiáng)度:</b></p><p> C35(fc=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2); C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2);</p><p>
21、 2.2.2柱截面尺寸估算:</p><p> 根據(jù)建筑平面布置確定的結(jié)構(gòu)平面布置圖可知,邊柱及中柱的承載力范圍分別為。4.2×2.1㎡和4.2×4.35㎡。估算結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸時(shí),樓面荷載近似為12KN/㎡估算。</p><p> 根據(jù)文獻(xiàn)得知,柱的軸壓比應(yīng)小于軸壓比限值的要求:</p><p> 邊柱:mm2 取294mm
22、</p><p> mm2 取287mm</p><p> mm2 取287mm</p><p> 中柱:mm2 取287mm</p><p> mm2 取287mm</p><p> 取柱截面為正方形,則邊柱和中柱的截面邊長(zhǎng)分別為294mm和42
23、3mm,根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果病綜合其他因素,本設(shè)計(jì)截面尺寸為450mm×450mm?;A(chǔ)選用肋梁式筏板基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深取1.2m??蚣芙Y(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。</p><p> 柱高度: h=3.9m;</p><p> 2.3 重力荷載計(jì)算</p><p> 2.3.1 氣象條件:</p><p> 基本風(fēng)荷載W。=0.35kN/
24、 m2;基本雪荷載為0.2 KN/ m2。</p><p> 2.3.2 屋面及樓面做法:</p><p> 屋面做法:20mm厚1:2水泥砂漿找平;</p><p> 100~140mm厚(2%找坡)膨脹珍珠巖;</p><p> 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板;</p><p> 150mm厚水泥蛭石保溫
25、層;</p><p> 15mm厚紙筋石灰抹灰。</p><p> 樓面做飯:20mm厚水泥砂漿面層;</p><p> 150mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板;</p><p> 2.3.3 荷載計(jì)算:</p><p> 2.3.3.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b
26、> 屋面均布恒載</b></p><p> 水泥磚300× 0.025×19.8=0.5 kN/ m2</p><p> 20厚1:25水泥砂漿結(jié)合層 0.02×20=0.4 kN/ m2</p><p> 高聚物防水
27、卷材 0.35 kN/ m2</p><p> 20厚水泥膨脹珍珠巖找坡層 0.105×13=1.37 kN/ m2</p><p> 150mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.15×25=3.75 kN/ m2<
28、/p><p> 15mm厚紙筋石灰抹底 0.015×16=0.24 kN/ m2</p><p> 共計(jì) 7.01 kN/ m2</p><p> 2.3.3.2 屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><
29、;p> 上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/ m2</p><p> 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/ m2</p><p> 屋面雪活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk=r·S0 =1.0×0.5=0.5kN/ m2&
30、lt;/p><p> (式中:r為屋面面積雪分布系數(shù),取r=1.0)</p><p> 2.3.4 梁、柱、墻、窗、門(mén)重力荷載計(jì)算:</p><p> 表3-1梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強(qiáng)度等級(jí)</p><p> The table 3-1 beams cut to face size( mm) and each layer conc
31、rete strength grades</p><p> 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總</p><p> 注:1)表中β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù);g表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載;n為構(gòu)件數(shù)量。</p><p> 注:表中β為考慮柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載增大系數(shù)。</p><p> G表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷
32、載。</p><p><b> N為構(gòu)件數(shù)量。</b></p><p> 梁長(zhǎng)取凈長(zhǎng),柱長(zhǎng)取層高。</p><p> 外墻400mm厚空心陶瓷粒砌塊(5KN·m-2),外墻面貼瓷磚(0.5KN·m-2),內(nèi)墻面為20mm抹灰,則外墻單位墻面重力荷載為:</p><p> 0.5 + 15
33、215; 0.4 + 17 × 0.02= 6.84 KN·m-2 ;</p><p> 內(nèi)墻200mm厚空心陶瓷粒砌塊(5KN·m-2),倆側(cè)均為20mm厚抹灰,則內(nèi)墻單位面積重力荷載為:</p><p> 15 × 0.2 + 17 × 0.02 × 2= 3.68 KN·m-2 ;</p><
34、;p> 木門(mén)單位面積重力荷載為0.2 KN·m-2 ;</p><p> 鋁合金窗單位面積重力荷載為0.4 KN·m-2 ;</p><p> 鋼鐵門(mén)單位面積重力荷載為0.4 KN·m-2 ;</p><p> 表3-3 墻體自重計(jì)算</p><p> The table 3-3 wall bo
35、dies hold with dignity the calculation</p><p><b> 門(mén)窗荷載計(jì)算:</b></p><p> M1、M5采用鋼框門(mén);</p><p><b> M2采用木門(mén); </b></p><p> M3、M4、M6 ;</p><
36、p> C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7采用鋁合金窗 ;</p><p> 表3-4門(mén)窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> The table 3-4 doors and windows gravity lotuses carry the standard value</p><p> 2.3.5 樓梯間重力荷載計(jì)算</p><
37、;p> 樓梯間: 1002.5 KN</p><p><b> 2.3.6女兒-</b></p><p> 女兒墻重: [76.1 × 2+13.4 × 2] × 0.10 × 1.2 × cos30。× 25 = 465.042 KN</p><p> 墻體實(shí)際重力荷載
38、(除了門(mén)窗洞口墻體)</p><p> 首層:9535.7624-(1.8 × 2.1×4+2.1×1.5×26+2.5×1.7×12+0.9×1.7×24+0.6×0.6×2)×6.84- (1.0×2.1×8+0.9×2.1×
39、22+1.8×2.1×6+0.9×2.1×2+0.9×2.1×2)×3.68=7941.0944KN</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)層:5536.3952-(2.1 × 1.5×26+2.5×1.7×12+0.9×1.7×24+0.9×1.2×4+0.6×0.6
40、×2)×6.84-(1.0×2.1×8+0.9×2.1×22+1.8×2.1×6+0.9×2.1×2+0.9×2.1×2)×3.68=3073.17454KN</p><p> 2.3.7 重力荷載代表值及荷載分層匯總</p><p> 頂層重力荷載代表值包
41、括屋面恒荷載+50%屋面雪載+從橫梁自重+半層柱自重+半層墻自重+半層樓梯自重+半層門(mén)窗自重。</p><p> 頂層橫載Q1 :5650.563 KN</p><p> 頂層活載Q2 :0.5 ×(75.6+0.5)×(4.2×2+4.5+0.5)=509.87 KN</p><p> 頂層梁自重Q3 :2009.1072KN&
42、lt;/p><p> 頂層柱自重Q4 :1732.5 KN</p><p> 頂層墻自重Q5 :3073.1745 KN</p><p> 頂層樓梯自重Q6 :1002.5 KN</p><p> 頂層門(mén)窗自重Q7 :95.484 KN</p><p> G9=Q1+0.5Q2+Q3+0.5Q4+0.5Q5+0.
43、5Q6+0.5Q7=10866.4345 KN</p><p> 其他層重力荷載代表值包括樓面恒載+50%活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重,半層樓梯自重,半層門(mén)窗自重。</p><p> 樓面活荷載:2.0 ×(75.6+0.5)×(4.2×2+4.5+0.5)=2039.48 KN</p><p> G8=34
44、57.014+0.5×2093.48+2009.1072+1732.5+3073.1745+1002.5+95.484=12143.917 KN</p><p> G8=G7=G6=G5=G4=G3=G2=12143.917 KN</p><p> G1=3457.014+0.5×2093.48+2434.9096+0.5×(2772+1732.5)+0.
45、5×(7941.0944+3073.1745)+0.5×1002.5+0.5×99.804=14881.2 KN</p><p> 2.4 框架側(cè)移剛度計(jì)算</p><p> 2.4.1 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算</p><p> 混凝土 C30 N/ m2 ; C35 = N/ m2 </p><p>
46、在框架結(jié)構(gòu)中,有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。而現(xiàn)澆板的樓面,板可以作為梁的有效翼緣,增大梁的有效剛度,減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用,在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí),對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取=1.5(為梁的截面慣性矩)。對(duì)中框架取=2.0。</p><p> 表3-5 橫梁線剛度計(jì)算表</p><p> The table 3-5 horizontal beam lines of tables are
47、 just an ib calculation watch</p><p> 柱的線剛度ic=EcIc/h,其中Ic為柱的截面慣性矩[11]。h為框架柱的計(jì)算高度。</p><p> 表3-6 柱線剛度ic計(jì)算表</p><p> 柱的側(cè)移剛度按下式計(jì)算 : </p><p> 式中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)。表示梁柱線剛度比。對(duì)不同情
48、況由公式分別計(jì)算。根據(jù)梁柱線剛度比不同,柱可分為中框架中柱和邊柱,邊框架中柱和邊柱以及樓,電梯間柱等。</p><p> 橫向框架柱側(cè)移剛度D值</p><p> 橫向框架層間側(cè)移剛度(N/mm)</p><p> The table 3-10 layer a side of horizontal frames of tables move just deg
49、ree( N/ mm)</p><p> 由表可見(jiàn),∑D1/∑D2=2129748/2268594=0.94>0.7,故該框架為規(guī)則框架。</p><p> 2.4.2 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算</p><p><b> 縱向線剛度計(jì)算表</b></p><p> The table 3-5 horizonta
50、l beam lines of tables are just an ib calculation watch</p><p> 柱的線剛度ic=EcIc/h,其中Ic為柱的截面慣性矩[11]。h為框架柱的計(jì)算高度。</p><p> 縱向框架柱側(cè)移剛度D值</p><p> 縱向框架層間側(cè)移剛度(N/mm)</p><p> 由表
51、可見(jiàn),∑D1/∑D2=2271370/2557744=0.89>0.7,故該框架為規(guī)則框架。</p><p> 2.5橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算</p><p> 2.5.1 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算</p><p> (1)橫向自振周期計(jì)算</p><p> 這樣,只要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移,
52、就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期: </p><p> 式中——基本周期調(diào)整系數(shù),考慮填充墻使框架自振周期減少的影響,取0.6;</p><p> ——框架的頂點(diǎn)位移。在未求出框架的周期前,無(wú)法求出框架的地震力及位移;</p><p> 是將框架的重力荷載視為水平作用力,求得的假想框架頂點(diǎn)位移。然后由求出,再用求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力,
53、進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。</p><p><b> 橫向框架頂點(diǎn)位移</b></p><p> 計(jì)算基本周期T1,其中μT的量綱為m,取ψT=0.7,則:</p><p> T1 = 1.7 × 0.7 × 0.2518-2 = 0.605s</p><p> ?。?)水平地震作用
54、及樓層地震剪力計(jì)算</p><p> 根據(jù)規(guī)范,結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m,質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻,變形以剪切型為主,故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)高度為19.5m小于40m,因此用底部剪力法。</p><p> 結(jié)構(gòu)橫向總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:</p><p> Geq=0.85∑Gi=0.85×(14881.2+12134.58
55、215;7+137799.26)=96579.14KN</p><p> a1=(Tg/T1)0.9 amax=(0.35/0.605)0.9×0.16=0.0978</p><p> FEK= a1 Geq=0.0978×96579.14=9445.44KN</p><p> 在7度設(shè)防、Ⅱ類場(chǎng)地、設(shè)計(jì)地震分組為第一組,查表得結(jié)構(gòu)的特征
56、周期Tg=0.35 水平地震影響系數(shù)取αmax=0.16。由于T1=0.605(s)>1.4Tg=1.4×0.35=0.49(s)</p><p> 考慮頂點(diǎn)附加地震作用:</p><p> =0.08+0.07=0.08×0.605+0.07=0.1184</p><p> 頂點(diǎn)附加水平地震作用:</p><p&
57、gt; ==0.1284×9445.44=826.8kN</p><p> 各層橫向地震剪力計(jì)算見(jiàn)表2-8,表中:</p><p> 各層橫向地震作用及樓層地震剪力</p><p> 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見(jiàn)圖</p><p> ?。?)水平地震作用下的位移計(jì)算</p><p&g
58、t; 注:層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足要求。<[]=1/550。 </p><p> 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p> 最大轉(zhuǎn)角發(fā)生在第二層1/850<1/550,因此滿足條件。</p><p> ?、取⑺降卣鹱饔孟驴蚣軆?nèi)力計(jì)算</p><p> 軸柱(邊柱)柱端彎矩計(jì)算</p><p> 軸
59、柱(中柱)柱端彎矩計(jì)算</p><p> 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算</p><p> 注:1)柱軸力的負(fù)號(hào)表示拉力,當(dāng)為左地震作用時(shí),左側(cè)兩根柱為拉力,對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。</p><p> 2)表中M單位為kN·m ,V單位為KN·m ,l單位為m。</p><p> 3)中柱兩側(cè)兩端彎矩按梁線剛度分配&l
60、t;/p><p><b> 1層:</b></p><p><b> 2至9層:</b></p><p> 地震作用下的框架彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖</p><p> 2.5.2 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算</p><p><b> ?。?)風(fēng)荷
61、載標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p><b> 計(jì)算公式:</b></p><p> 基本風(fēng)壓:KN/m2</p><p> 由《荷載規(guī)范》查得, =0.8(迎風(fēng)面);=-0.5(背風(fēng)面);</p><p> B類地區(qū) H/B=28.8/76.1=0.379,查得=0.42,T1=0.605,</
62、p><p><b> 查得ξ=1.28</b></p><p><b> βz=1+</b></p><p> 本建筑結(jié)構(gòu)叢向負(fù)載寬度為3.6m和4.2m,則取4.2m,得沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 : </p><p> q(z)=4.2×0.55βzμsμz=2.31β
63、zμsμz</p><p> μz可根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度查出,計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 </p><p> 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> Tab.2-14 Follow the house to distribute the breeze lotus to carry the standard value highly</p><p&
64、gt; 《荷載規(guī)范》規(guī)定,對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu),應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)βz來(lái)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響,本例房屋高度H=28.8m<30m,但H/B=28.8/13.4=2.15>1.5,由表可見(jiàn),βz沿房屋高度在1.09~1.384范圍內(nèi)變化,即風(fēng)壓脈動(dòng)影響較大。</p><p> 框架結(jié)構(gòu)分析時(shí),應(yīng)按靜力等效原理將風(fēng)荷載分布轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載,即:</p><p&
65、gt; =(2.761+1.725+2.52+1.575)×3×1/2+(2.994+1.871-2.761-1.725)×3×1/2×1/3+(2.761+1.725-2.261-1.413)×3×1/2×2/3=13.46KN</p><p> =(2.52+1.575+2.261+1.413)×3×1/2
66、+(2.761+1.725-2.52-1.575)×3×1/2×1/3+(2.52+1.575-2.261-1.413)×3×1/2×2/3=12.27KN</p><p> =(2.261+1.413+2.118+1.324)×3×1/2+(2.52+1.575-2.261-1.413)×3×1/2×
67、1/3+(2.261+1.413-2.118-1.324)×3×1/2×2/3=11.12KN</p><p> =(2.118+1.324+2.014+1.259)×3×1/2+(2.261+1.413-2.118-1.324)×3×1/2×1/3+(2.118+1.324-2.014-1.259)×3×1/2
68、×2/3=10.36KN</p><p> =(2.014+1.259)×4.8×1/2+(2.118+1.324-2.014-1.259)×4.8×1/2×1/3+(2.014+1.259)×4.8×1/2×2/3=13.23KN</p><p><b> 高度的分布見(jiàn)圖:</b
69、></p><p> ?。?)風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算</p><p> 根據(jù)等效節(jié)點(diǎn)圖集中荷載所示的水平荷載由公式(5-13)計(jì)算層間剪力,然后求出③軸線框架的層間側(cè)移剛度,再計(jì)算各層的相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移剛度。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表。按公式(2-1)、(2-2)、(2-3)計(jì)算各層的層間位移,相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移</p><p> 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移&
70、lt;/p><p> 由表2-15所示,風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/3030遠(yuǎn)小于1/550,滿足規(guī)范要求。</p><p> 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算</p><p> 框架柱端剪力及彎矩分別按下式計(jì)算:</p><p> 梁端彎矩,剪力及柱軸力的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果見(jiàn)表 </p>
71、<p> 風(fēng)荷載作用邊柱端彎矩及剪力計(jì)算</p><p> Tab. 2-16 the curved square of post end of function and cuts strength calculated under the wind loads</p><p> 風(fēng)荷載作用中柱端彎矩及剪力計(jì)算</p><p> Tab.2-17
72、 the curved square of post end of function and cuts strength calculatedv under the wind loads</p><p> 風(fēng)荷載作用下梁端彎矩﹑剪力及柱軸力</p><p> 框架在水平風(fēng)荷載作用下的框架彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖如圖:</p><p> 2.6豎向荷載作用下框
73、架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算</p><p> 2.6.1 橫向框架內(nèi)力計(jì)算</p><p><b> 計(jì)算單元</b></p><p> ?、掭S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算單元寬度為3.6m,如下圖所示。該框架的樓面荷載如下圖中的陰影線所示,計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面則通過(guò)縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架,作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的
74、中心線不重合,因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。</p><p><b> 橫向框架計(jì)算單元</b></p><p> 2.6.2恒荷載和活荷載的計(jì)算過(guò)程如下:</p><p><b> 框架梁及粉刷自重</b></p><p> AB跨自重
75、 0.7×0.35×25=6.125 kN/m</p><p> 邊跨梁粉刷: 2×(0.7-0.1)×0.02×17=0.408 kN/m</p><p> 梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值G5 6.125+0.408=6.53 kN
76、/m</p><p> 荷載傳來(lái)(梯形) 7.01×4.65=32.6kN/m</p><p><b> BC跨</b></p><p> 屋面均布恒荷載傳給梁 6.53 kN/m&l
77、t;/p><p> 恒荷載傳來(lái),(梯形) 7.01×4.65=32.6 kN/m</p><p> 樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 </p><p> 13厚缸磚面層 0
78、.013×21.5=0.28 kN/m</p><p> 20厚水泥砂漿 0.002×16=0.03 kN/m</p><p> 20厚水泥砂漿結(jié)合層 0.02×20=0.4kN/m</p><p&g
79、t; 150厚鋼筋混凝土樓板 0.15×25=3.75 kN/m</p><p> 15厚板底抹灰 3.68×(3-0.5)=9.2 kN/m</p><p> 合計(jì)
80、 4.7 kN/m</p><p> 邊框架梁及粉刷自重(均布) 6.53 kN/m</p><p> 邊框架梁填充墻自重 0.19×(3.9-0.6)×11.8=7.4 kN/m</p><p> 填充墻墻面粉刷自重
81、 2×(3.9-0.6)×0.02×17=2.24kN/m</p><p> BC跨梁和粉刷自重(均布) 6.53 kN/m</p><p> AB CD跨梁自重(均布) 6.53+7.4+2.24=16.17kN/m</p><p&
82、gt; AB CD跨梁上面的荷載(梯形) 4.7×4.65 =21.9 kN/m</p><p> 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載值 </p><p> 1)頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載 </p><p> 邊柱縱向框架自重
83、 0.25×0.5×4.8×25=15kN/m</p><p> 邊柱縱向框架粉刷 2×(0.5-0.1)×0.02×4.8×17=kN/m</p><p> 1M 高女兒墻自重 1×0.19
84、15;4.8×11.8=10.76kN/m</p><p> 1M 高女兒墻粉刷 1×0.02×4.8×17=1.63kN/m</p><p> 縱向框架傳來(lái)的自重 05×4.8×0.5×4.8×7.01=40.38kN/m
85、</p><p> 總計(jì) 69.08 kN/m</p><p> 2)頂層中間節(jié)點(diǎn)集中荷載</p><p> 中柱縱向框架梁自重 0.25×0.5×4.8×25=15 kN/m</p><
86、p> 中柱縱向框架梁粉刷 2×0.02×(0.5-0.1)×4.8×17=1.31 kN/m</p><p> 縱向框架梁傳來(lái)的屋面自重 0.5×(4.8+4.8-2.7)×2.7/2×7.01=32.65 kN/m</p><p> 0.5×4.8×4
87、.8/2×7.01=40.38 kN/m</p><p> 合計(jì) 89.34 kN/m</p><p> 3)樓面集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載 </p><p> 邊柱縱向框架梁自重
88、 15 kN/m</p><p> 邊柱縱向框架梁分?jǐn)?shù) 1.31 kN/m</p><p> 塑鋼窗自重 3×2×0.45=2.7 kN/m</p&
89、gt;<p> 窗下墻體自重 0.19×0.9×(4.8-0.45)×11.8 =8.8 kN/m</p><p> 窗體下墻體粉刷 2×0.02×0.9×4.7×17=2.88 kN/m</p><p> 窗邊墻體自重
90、 0.45×0.19×(3.9-0.6-0.9)×11.8=2.42kN/m</p><p> 窗邊墻體粉刷 2×0.02×0.45×(3.9-1.5)×17=0.73 kN/m</p><p> 框架梁柱自重
91、 0.45×0.45×3.9×25=19.74 kN/m</p><p> 縱向框架梁傳來(lái)的樓面自重 0.5×4.8×4.8/2×4.7= 27.1 kN/m</p><p> 合計(jì) 82.14 kN/m </p><p> 中間層節(jié)點(diǎn)集中荷載
92、 </p><p> 中間框架梁自重 15 kN/m</p><p> 中間框架梁粉刷 1.31kN/m</p><p> 內(nèi)縱墻自重 0
93、 .19×(3.9-0.4)×(4.8-0.45)×11.8=34.13kN/m</p><p> 內(nèi)縱墻粉刷 10.35 kN/m</p><p> 扣除門(mén)窗自重加上墻重 - 5.72 kN/m
94、 </p><p> 框架梁自重 19.74 kN/m </p><p> 框架梁粉刷 1.46 kN/m</p><p> 縱向框架梁傳來(lái)的自重
95、 0.5×(4.8+4.8-2.7)×2.7/2×4.7=21.89kN/m</p><p> 總計(jì) 114.91 kN/m</p><p><b> 活荷載計(jì)算:</b></p><p> 頂層AB CD跨 2.0×4.8=
96、9.6 kN/m</p><p> 頂層BC跨 2×2.7=5.4 kN/m</p><p> 頂層集中荷載 A,D點(diǎn) 0.5×4.8×4.8/2×2=11.52 kN/m</p><p> 頂層BC跨 0.5×(4.8+4.8
97、-2.7)×2.7/2×2+0.5×4.8×4.8/2×2=20.84kN/m</p><p> 中間層AB CD跨 2.0×4.8 = 9.6 kN/m</p><p> 中間層BC 跨 2.0×2.7
98、= 5.4 kN/m</p><p> 中間層節(jié)點(diǎn)活荷載值A(chǔ),D點(diǎn) 0.5×4.8×4.8/2×2 = 23.04 kN/m</p><p> 中間層?。拢谩?.5×(4.8+4.8-2.7) ×2.7/2×2+0.5×4.8×2/×2 =20.84kN/m</p
99、><p> 豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析,除了活荷載較大的工業(yè)廠房外,對(duì)一般的工業(yè)與民用建筑可不考慮活載的不利布置,這樣求得的框架內(nèi)力梁的跨中彎距比考慮活載不利布置求得的彎距偏低,但當(dāng)活荷載占總荷載比例較小時(shí),其影響很小,若活荷載占總荷載比例較大時(shí),可在截面配筋時(shí)將跨中彎距乘1.1~1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。</p><p><b> (1)固端彎距計(jì)算</b><
100、;/p><p> 將框架視為兩端固定梁計(jì)算固端彎距,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-17</p><p><b> 固端彎距計(jì)算</b></p><p> The calculation of the solid carry bend</p><p><b> ?。?)分配系數(shù)計(jì)算</b></p>
101、<p> 根據(jù)框架相對(duì)線剛度計(jì)算分配系數(shù),框架的梁柱線剛度如圖。</p><p><b> 相對(duì)線剛度計(jì)算:</b></p><p> 令二至五層柱子線剛度i=1.0,則其余各桿件的相對(duì)線剛度為:</p><p><b> 首層柱:</b></p><p><b> 首
102、層梁: </b></p><p><b> 二至五層梁: </b></p><p> 例如:A柱頂層節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)計(jì)算:</p><p> 其它節(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)計(jì)算同上。</p><p> 3)傳遞系數(shù):遠(yuǎn)端固定,傳遞系數(shù)為1/2。遠(yuǎn)端滑動(dòng)鉸支,傳遞系數(shù)為-1。</p><p&g
103、t; 2.6.3 內(nèi)力計(jì)算</p><p> 梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱,故計(jì)算時(shí)可用半框架。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到。</p><p> 2.6.4 梁端剪力及軸力計(jì)算</p><p><b> 梁端剪力:</b><
104、/p><p> V=Vq+Vm (2-6)</p><p> 式中 —梁上均布荷載引起的剪力,</p><p> —梁端彎距引起的剪力,</p><p><b> 柱軸力:</b></p><p><b> ?。?-7)&l
105、t;/b></p><p> 式中 —梁端剪力;</p><p> P—節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重。</p><p> 以AB跨,八、九層梁為例,在恒載作用下,梁端剪力及柱軸力計(jì)算。</p><p> 由圖10查得梁上均布荷載為</p><p> 九層:q=12.848 kN/m</p><
106、;p> 二至五層:q=19.078 kN/m </p><p> 集中荷載:44.273 kN</p><p> 柱自重:20.625 kN</p><p> 一層:q=26.358 kN/m </p><p> 集中荷載:69.725 kN</p><p><b> 柱自重:33 kN&l
107、t;/b></p><p> 五層梁端彎距 =100.5 kNm (95.6 kNm)</p><p> =164.8kNm (150 kNm)</p><p> 四層梁端彎距 =199.8 kNm (192 kNm)</p><p> =264.7 kNm (257.2 kNm)</p><p>
108、 三至七層梁端彎距 =199.8 kNm (192kNm)</p><p> =264.7kNm (257.2 kNm)</p><p> 二層梁端彎距 =201.7 kNm (198.7kNm)</p><p> =222.3 kNm (216.5 kNm)</p><p> 底層梁端彎距 =187.2 kNm (176.2
109、kNm)</p><p> =192.3 kNm (180.3 kNm)</p><p> 其中括號(hào)內(nèi)為調(diào)幅后的數(shù)值。</p><p> 五層的梁端剪力為 =0.5×12.848×4.26=26.98 kN</p><p> 調(diào)幅前 =-=(12.17-22.8)/4.2=-2.53kN</p>
110、<p> =26.98-2.53=24.45kN</p><p> 26.98+2.53=29.51 kN</p><p> 調(diào)幅后 = -=(9.736-18.24)/4.2=-2.02 kN</p><p> 26.98-2.02=24.96kN</p><p> 26.98+2.02=29kN</p>
111、<p> 同理可得其它層梁端剪力。</p><p> 五層A柱柱頂及柱底軸力:</p><p> N頂=V+P=24.96+0=24.96 kN</p><p> N底=24.96+20.625=45.585kN</p><p> B柱柱頂及柱底軸力:</p><p> N頂=V+P=229.5
112、1+0=29.51 kN</p><p> N底=60.35+20.625=45.585kN</p><p> 同理可得其它層柱軸力。</p><p> 其它梁端剪力及柱軸力計(jì)算見(jiàn)表2-20</p><p> 表2-20恒載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p> Tab.2-20The beam d
113、int shear of the carry function and the pillar of stalk dint(kN)</p><p> 注:括號(hào)內(nèi)為調(diào)幅后的剪力值。</p><p> 活荷載作用下梁端剪力及柱軸力計(jì)算見(jiàn)表2-21。</p><p> 表2-21活載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p> Tab.2
114、-21 Live to carry the function the beam carries to shear the dint and the pillar stalk dint, kN</p><p> 注:括號(hào)內(nèi)為調(diào)幅后的剪力值。</p><p> 2.6.5 橫向框架內(nèi)力組合</p><p> 內(nèi)力組合過(guò)程中應(yīng)考慮恒荷載、活荷載、地震荷載及風(fēng)荷載,這
115、里因風(fēng)荷載值較小,組合后影響較小,所以組合計(jì)算中未參與內(nèi)力組合。</p><p><b> 框架梁內(nèi)力組合</b></p><p> 在恒載作用下,跨間Mmax可近似取跨中的M代替</p><p> 式中 M左、M右—梁左右端彎距,見(jiàn)圖2-15、2-16括號(hào)內(nèi)數(shù)值。</p><p> 跨中M若小于,應(yīng)取M=
116、。</p><p> 在豎向荷載和地震力組合時(shí),跨間最大彎距MGE采用數(shù)解法計(jì)算,如表2-22。</p><p><b> 對(duì)RB作用點(diǎn)取距</b></p><p><b> ?。?-9)</b></p><p> 式中 MGA、MGB—重力荷載作用下梁端的彎距;</p>
117、<p> MEA、MEB—水平地震作用下梁端彎距;</p><p> RA、RB—豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端反力。</p><p><b> x處截面彎距為:</b></p><p><b> ?。?-10)</b></p><p> 由,可求得跨間Mmax的位置為</
118、p><p> 將代入任一截面x處的彎距表達(dá)式,可得跨間彎距最大值為</p><p> 當(dāng)右震時(shí),公式中MEA、MEB為反號(hào)。</p><p> MGE及x1的具體數(shù)值見(jiàn)表2-22,表中RA、MGE 、x1的數(shù)值均為兩組。</p><p> 梁的內(nèi)力組合見(jiàn)表2-23。表中恒載和活載的組合,梁端彎距取調(diào)幅后的數(shù)值(圖2-15、2-16括號(hào)中的
119、數(shù)值),剪力取調(diào)幅前后的較大值。</p><p> M調(diào)幅前的數(shù)值,M'為調(diào)幅后的數(shù)值,剪力值應(yīng)取V左和V右',具體數(shù)值見(jiàn)表2-20、2-21。</p><p> 表2-22MGE及Xi值計(jì)算</p><p> 當(dāng)或時(shí),表示最大彎距發(fā)生在支座處。應(yīng)取或,用下式計(jì)算。</p><p> 梁內(nèi)力組合見(jiàn)表2-23,表中恒載和活載的組合,梁端
120、彎矩取調(diào)幅后的數(shù)值(圖2-14、2-15括號(hào)中數(shù)),剪力取調(diào)幅前后的較大值,M左、M右為調(diào)幅前彎矩值,M左'、M右'為調(diào)幅后的彎矩值,剪力值應(yīng)取V左和V右',具體數(shù)值見(jiàn)表2-16、2-17。</p><p> 表2-23 梁內(nèi)力組合</p><p> Tab.2-23 The dint inside of the beam pillar combine</p><p
121、><b> 框架柱內(nèi)力組合</b></p><p> 框架柱取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制截面,組合結(jié)果見(jiàn)表2-22、2-23。表中系數(shù)β是考慮計(jì)算截面以上各層活荷載不總是同時(shí)滿布而對(duì)樓面局部活載的一個(gè)折減系數(shù),稱為活荷載按樓層的折減系數(shù),取值見(jiàn)表2-24。</p><p> 表2-24 A柱內(nèi)力組合</p><p> Tab.2-2
122、4 The dint inside of the A pillar combine</p><p> 表2-25 B柱內(nèi)力組合</p><p><b> 2.7截面設(shè)計(jì)</b></p><p> 2.7.1 承載力調(diào)整</p><p> 承載力調(diào)整系數(shù)γRE,考慮地震作用時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)采用下面的表達(dá)式:
123、</p><p><b> (2-12)</b></p><p> 式中 —承載力調(diào)整系數(shù),見(jiàn)表2-26;</p><p> S—地震作用效應(yīng)或地震作用效應(yīng)與其它荷載效應(yīng)的基本組合;</p><p> R—結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。</p><p> 注意在截面配筋時(shí),組合表中與地震力組合的
124、內(nèi)力均應(yīng)乘以后再與靜力組合的內(nèi)力進(jìn)行比較,挑選最不利內(nèi)力。</p><p> 2.7.2 橫向框架梁的截面設(shè)計(jì)</p><p> 以第一層梁為例,計(jì)算梁控制截面的內(nèi)力。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C35,fc =16.7N/㎜2,縱筋為Ⅱ級(jí)fy=300 N/㎜2,箍筋為Ⅰ級(jí)fy=210 N/㎜2。α1=1.0,β1=0.8,εb =0.55,pmin =0.45 ft /fy %=0.235%&
125、lt;/p><p> 1)梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算見(jiàn)表2-27。</p><p> 表2-26 承載力抗震調(diào)整系數(shù) </p><p> 表2-27 第一層框架梁正截面強(qiáng)度計(jì)算</p><p> 2)梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算</p><p> 為防止梁在彎曲屈服前先發(fā)生剪切破壞,截面設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整如下:</
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