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文檔簡介
1、<p><b> 工程概況</b></p><p> 本工程為空軍工程學(xué)院留學(xué)生公寓樓。總建筑面積5054.4平方米,此建筑縱向長為70.2m,主體橫向18m,主體結(jié)構(gòu)共4層,層高為3.0m。風(fēng)荷載:基本風(fēng)壓=0.4kN,地面粗糙度為B類。雨雪條件:基本雪壓為0.25kN。抗震設(shè)計(jì)條件:建設(shè)場地的地震基本烈度為8度,建筑抗震類別為乙類,建筑結(jié)構(gòu)抗震等級為框架二級,場地土為II類
2、。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級,設(shè)計(jì)地震分組為第一組。設(shè)計(jì)使用年限為50年。</p><p><b> 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖</b></p><p> 根據(jù)房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求,進(jìn)行了建筑平面,立面及剖面設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)</p><p> 建筑平面,結(jié)構(gòu)平面。填充墻采用240mm厚的燒結(jié)空心磚砌筑。門為木門,門洞0.9m</p>
3、<p> 2.1m,3.0m2.7m,0.8m2.1m,1.22.4,2.42.1。窗為塑鋼窗,洞口尺寸為1.8m1.8m,</p><p> 1.8 0.8,1.8m1.5m,2.4m0.8m。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),樓板厚度</p><p> 取100mm.梁截面高度按梁跨度1/12-1/8估算,由此估算的梁截面尺寸見表1,表中還給出</p>
4、<p> 了各層梁,柱和板的混凝土強(qiáng)度等級。其設(shè)計(jì)強(qiáng)度:</p><p> C35(),C30()</p><p> 表1 梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強(qiáng)度等級</p><p> 由已知條件查表可知該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級,其軸壓比限值[]=0.8,各層的</p><p> 重力荷載代表值近似取14kN。則邊柱及中
5、柱的負(fù)載面積7.83.9m和7.85.1m。</p><p> 由式A 得各層柱截面面積為:</p><p><b> 邊柱: A</b></p><p><b> 中柱: </b></p><p> 如取柱截面為正方形,則邊柱和中柱截面長度分別為407mm和457mm。根據(jù)以上計(jì)算
6、結(jié)果并考慮其它因素,柱截面尺寸取值為:底層柱600600mm,其它層柱550550</p><p> 基礎(chǔ)選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深1.55m,基礎(chǔ)高1.0m。框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖1所示,取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線;梁軸線取至板底,2-4層柱高即層高取3.0m.底層柱高度從基礎(chǔ)頂面算至一層樓底即</p><p> h=3.0+0.45+0.55=4.0 取h=4.0m<
7、/p><p> (a) 橫向框架 (b) 縱向框架</p><p> 圖1 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖</p><p><b> 重力荷載計(jì)算</b></p><p> 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b> 屋面(不上人)<
8、;/b></p><p> 30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 22 </p><p> 三氈四油防水層 0.4kN</p><p> 20厚水泥砂漿找平層 20</p><p&
9、gt; 240厚水泥蛭石保溫層 3</p><p> 100厚鋼筋混凝土板 25</p><p> 合計(jì) 4.82 kN</p><p><b> 1-3
10、層樓面荷載:</b></p><p> 8mm厚瓷磚地磚 0.55</p><p> 100厚鋼筋混凝土板 25 20mm厚硬性水泥砂漿找平層 0.02×20=0.400</p>
11、;<p> 合計(jì) 3.5</p><p> 屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0</p><p> 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值
12、 2.0</p><p> 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.25</p><p> 合計(jì) 4.25</p><p> 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計(jì)算<
13、/p><p> 梁,柱可根據(jù)截面尺寸,材料容重及粉刷等計(jì)算長度上的重力荷載對墻,窗,門等可</p><p> 計(jì)算單位面積上的重力荷載。具體過程略,計(jì)算結(jié)果見表2。</p><p> 表2 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 注:1.表中為考慮梁柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù);g表示單位長度構(gòu)件重力荷載;n為構(gòu)件數(shù)量<
14、;/p><p> 2.長度取凈長,柱長度取層高。</p><p> 外墻為490mm厚砌塊,外墻面貼瓷磚(0.5)內(nèi)墻面為20mm厚抹灰,則外墻</p><p> 單位墻面重力荷載為: </p><p> 內(nèi)墻為240mm厚砌塊,兩側(cè)均為20mm厚抹灰,則內(nèi)墻單位墻面重力荷載為:</p><p> 木門單位面
15、積重力荷載為0.2;鋁合金窗單位面積重力荷載為0.4kN/m。</p><p><b> 重力荷載代表值</b></p><p> 集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值G為計(jì)算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載</p><p> 代表值及上下各半層的墻柱等重量,計(jì)算G時(shí),各可變荷載的組合值按表1.16的規(guī)定采</p><p&
16、gt; 用,屋面上的可變荷載均取雪荷載。具體計(jì)算過程略,計(jì)算結(jié)果見圖3。</p><p><b> 框架側(cè)移剛度計(jì)算</b></p><p> 圖 2 重力荷載代表值 </p><p> 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算</p><p><b> 表3 橫梁線剛度</b>
17、</p><p> 表4 柱線剛度計(jì)算表</p><p> 橫向側(cè)移剛度計(jì)算方法如下。橫梁線剛度計(jì)算過程見表4.</p><p> 柱的側(cè)移剛度D值按下式計(jì)算D=,為柱的側(cè)移剛度修正系數(shù),可由表2.2 所列</p><p> 公式計(jì)算。根據(jù)梁、柱線剛度比的不同,柱分為中框架中柱和邊柱,邊框架中柱和邊柱</p><p
18、> 以及樓梯間柱等。現(xiàn)以第2層B-3柱的側(cè)移剛度計(jì)算為例,說明計(jì)算過程,其余柱的計(jì)算</p><p> 過程略,計(jì)算結(jié)果見表。第2層C-7柱及其與其相連</p><p> 的梁的相對線剛度如圖3所示,圖中數(shù)據(jù)取自表3和4,由</p><p> 表2.2可得梁柱線剛度比為 </p><p> 圖 4柱及梁
19、的相對線剛度</p><p> 表5 中框架柱側(cè)移剛度D值()</p><p> 表6 邊框架柱側(cè)移剛度D值()</p><p> 表7 樓梯間框架柱側(cè)移剛度D值()</p><p> 將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加,即得框架各層層間側(cè)移剛度,</p><p><b> 見下表8。</
20、b></p><p> 表8 框架各層層間側(cè)移剛度</p><p> 由表8可見=0.994>0.7,故該框架為規(guī)則框架。因?yàn)榭v向框架側(cè)移比橫向縱向框架小,故不用驗(yàn)算縱向框架側(cè)移剛度。</p><p> 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> 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>
21、<p> 5.1.1 橫向自振周期計(jì)算</p><p> 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移由式計(jì)算。</p><p><b> 計(jì)算過程見下表9。</b></p><p> 表9 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移</p><p> 按式計(jì)算基本周期,其中的量綱為m,取=0.7則:</p><p><
22、;b> =0.294s</b></p><p> 5.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算</p><p> 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)方案中結(jié)構(gòu)高度不超過40m,質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻,變形以剪切</p><p> 型為主,故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按式:</p><p> =0.85(72
23、05.19+6883.89×3)=23678.33kN</p><p> 因1.4T 所以應(yīng)不考慮頂部附加水平地震作用。</p><p> 各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按式 </p><p><b> 將上述和代入可得</b></p><p> 具體過程見表10。各樓層地震剪力按式,結(jié)果仍見表10。
24、</p><p> 表10 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表</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圖5。</p><p> 5.1.3 水平地震作用下的位移驗(yàn)算 </p><p> 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移分別按式()=</p><p> 和式u
25、=,計(jì)算過程見表11。表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角。</p><p><b> 圖4 樓層地震剪力</b></p><p> 表11 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p> 由表11可見,最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層,其值為1/20486〈1/550,滿足</p><p><b> 的要求
26、,其中。</b></p><p> 5.1.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算</p><p> 以平面圖中②軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例,說明計(jì)算方法其余框架內(nèi)力計(jì)算略。框架</p><p> 柱端剪力及彎矩分別按式和計(jì)算,其中取自表5,取自表</p><p> 8,層間剪力取自表11。各柱反彎點(diǎn)高度比y按式確定,其中由表查得。
27、本計(jì)算中底層柱需考慮修正值,第2層柱需考慮修正值,其余柱均無修正。具體過程及結(jié)果見下表12。</p><p> 表12 各層柱端剪力及彎矩計(jì)算</p><p> 注:表中M量綱為V量綱為。</p><p> 梁端彎矩,剪力及柱軸力分別按下式計(jì)算:</p><p><b> ??; </b></p>&
28、lt;p><b> ??; 式</b></p><p> 其中梁線剛度取自表3,具體過程見表13。</p><p> 表13 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算</p><p> 注:1)柱軸力中的負(fù)號表示拉力。當(dāng)為左震時(shí),左側(cè)兩根柱為拉力,對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。
29、 2)表中M單位為KN.m,V的單位為kN,N的單位為kN,l的單位為m 。</p><p> 水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖6所示。</p><p> 圖5 左地震作用下框架彎矩,梁端剪力及柱軸力圖</p><p> 橫向風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移
30、計(jì)算</p><p> 5.2.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式。基本風(fēng)壓=0.4由《荷載規(guī)范》第7.3</p><p> 節(jié)查得(迎風(fēng)面)和(背風(fēng)面)。B類地區(qū),H/B=13.0/70.2=0.19,由表1.15</p><p> 查得 =0.42; </p><p><b>
31、 由表查得 </b></p><p> 表14 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> (a)風(fēng)荷載沿房屋高度的分布(單位:) (b)等效節(jié)點(diǎn)、集中風(fēng)荷載(單位:kN)</p><p> 圖6 框架上的風(fēng)荷載</p><p> ?、谳S線橫向框架,其負(fù)載寬度為7.8m,由式得沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:&
32、lt;/p><p> q=根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度,,代入上式</p><p> 可得各樓層標(biāo)高處的 q(z),見下表14;q(z)沿房屋高度的分布見圖 6(a)《荷載規(guī)范》規(guī)</p><p> 定,對于高度大于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)來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)</p><p> 的影響。本設(shè)計(jì)中房屋高度H=13.0m<
33、30m,且H/B=0.19,風(fēng)壓脈動(dòng)的影響較小。因此,</p><p> 該房屋無需考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。</p><p> 框架結(jié)構(gòu)分析時(shí),應(yīng)按靜力等效原理將圖6(a)的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載,</p><p> 如圖6(b)所示,集中荷載:</p><p> 5.2.2 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算.</p>&l
34、t;p> 根據(jù)圖6(b)所示的水平荷載由式計(jì)算層間剪力,然后依據(jù)表5求出②</p><p> 軸線框架的層間側(cè)移剛度,再按式計(jì)算各層的相對側(cè)移和絕對</p><p> 側(cè)移。計(jì)算過程見表15。</p><p> 5.2.3 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算</p><p> 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算過程與水平地震作用下的相同。
35、仍以②軸線橫向框架</p><p> 計(jì)算為例,其余框架內(nèi)力計(jì)算從略。軸線橫向框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩。梁端剪力及</p><p><b> 柱軸力見圖7</b></p><p> 表15 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算</p><p> 由表15可見,風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/5031遠(yuǎn)小于1/
36、550,滿足規(guī)范要求。</p><p> 表16 風(fēng)荷載作用下各層柱端剪力及彎矩計(jì)算</p><p> 注:表中M量綱為V量綱為。</p><p> 表17 風(fēng)荷載作用下梁端彎矩,剪力及柱軸力計(jì)算</p><p> 注:1 柱軸力中的負(fù)號表示拉力。當(dāng)為左震時(shí),左側(cè)兩根柱為拉力,對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。</p><p
37、> 2 表中M單位為KN.m,V的單位為kN,N的單位為kN,l的單位為m。</p><p> 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算</p><p><b> 橫向框架內(nèi)力計(jì)算</b></p><p> 6.1.1 計(jì)算單元</p><p> 取軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算單元寬度為7.8m,如圖8所示。由于房
38、間內(nèi)布置有次梁,故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示,計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和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。由于縱向框架的中心線與柱的中心線不重合,因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。</p><p> 在圖9 中,對于第4層:</p><p> 為房間和走道板傳給橫梁的梯形和三角形荷載,由圖9所示幾何關(guān)系可得:</p>
39、<p> 分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒荷載,它包括梁自重、樓板重、女兒墻等重力荷載。計(jì)算如下:</p><p> (a)框架彎矩圖 (b) 梁端剪力及柱軸力圖</p><p> 圖7 橫向框架在水平風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力和軸力圖</p><p> 圖8橫向框架計(jì)算單元</p><p&g
40、t; 6.1.2 荷載計(jì)算</p><p> 6.1.2.1 恒荷計(jì)算</p><p> 圖9 各層梁上作用的恒載 </p><p><b> =127.37kN</b></p><p><b> =148.76kN</b></p><
41、;p><b> 集中力矩:</b></p><p> 對2~3層,包括梁自重和其上橫墻自重,為均布荷載形式。其它荷載計(jì)算方法</p><p><b> 同第6層,結(jié)果為:</b></p><p> =169.43kN </p><p><b> 對1層</b>&
42、lt;/p><p> 6.1.2.2 活荷載計(jì)算</p><p> 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖11所示。</p><p><b> 對于第4層:</b></p><p> 圖10 各層梁上作用的活載</p><p> 同理,在屋面雪荷載作用下</p><p&g
43、t;<b> 對2~5層</b></p><p><b> 對1層 </b></p><p> 將以上計(jì)算結(jié)果匯總表18,表19。 </p><p> 表18 橫向框架恒載匯總表</p><p> 6.1.3 內(nèi)力計(jì)算</p><p> 梁端、柱端彎矩采用二次分配
44、法計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱,故計(jì)算時(shí)可用半框架。</p><p> 其中恒荷載彎矩計(jì)算過程及所得的彎矩如圖11所示,活荷載彎矩計(jì)算過程及所得的彎矩</p><p> 表19 橫向框架活載匯總表</p><p> 如圖12所示。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疊加而得。</p><p> 柱軸力可由梁端剪力和節(jié)
45、點(diǎn)集中力疊加得到。計(jì)算柱底軸力還需考慮柱的自重,如表20</p><p><b> 和表21。</b></p><p><b> 橫向框架內(nèi)力組合</b></p><p> 6.2.1 結(jié)構(gòu)抗震等級</p><p> 結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度確定。本工程為二級抗震等級
46、。</p><p> 6.2.2 框架梁內(nèi)力組合</p><p> 本設(shè)計(jì)方案中考慮了四種內(nèi)力組合,即,,</p><p> ,。此外,對于本方案這種內(nèi)力組合與考</p><p> 慮地震作用的組合相比一般較小,對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不起控制作用,故不予考慮。各層梁的內(nèi)力</p><p> 組合見表22,表中,兩列中的梁
47、端彎矩M為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩(調(diào)整系數(shù)為0.75)。</p><p> 現(xiàn)以第一層AB跨梁考慮地震作用的組合為例,說明各內(nèi)力的組合方法。對支座負(fù)彎矩按</p><p> 相應(yīng)的組合情況進(jìn)行計(jì)算,求跨間最大正彎矩時(shí),可根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)</p><p> 圖11 分配及彎矩圖(M單位:) </p><p> 表20
48、 恒荷作用下梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p> 表21 活荷載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p> 圖12 活荷載作用下的彎矩分配及彎矩圖(M單位:kN.m)</p><p> 圖14 均布和梯形荷載作用下的計(jì)算圖形 圖15 均布和三角形荷載作用下的計(jì)算圖形</p><p> 值,由平衡
49、條件確定。由圖14可得</p><p> 若,說明,其中x為最大正彎矩截面至A支座的距離,則</p><p> x可由下式求解:,將求得的x值代入下式即可求得跨間最大正彎矩</p><p><b> 值。</b></p><p><b> 若,說明,則</b></p><
50、p><b> ??;若,則</b></p><p> 同理,可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的的計(jì)算公式(圖15)</p><p><b> x 由下式解得:</b></p><p> 本設(shè)計(jì)中,梁上荷載設(shè)計(jì)值</p><p> 左震 則x可由</p>&
51、lt;p><b> 解得則 </b></p><p><b> 右震 </b></p><p><b> 則 </b></p><p> 剪力計(jì)算:AB凈跨 </p><p> 左震: </p>&
52、lt;p> 右震 </p><p><b> 則 </b></p><p> 表22 框架梁內(nèi)力組合</p><p> 續(xù)表22 框架梁內(nèi)力組合</p><p> 表23 A柱柱端彎矩及軸力組合</p><p> 表24 橫向框架A柱柱
53、端組合彎局設(shè)計(jì)值的調(diào)整</p><p> 注:表中彎矩為相應(yīng)于本層柱凈高上,下梁端的彎矩設(shè)計(jì)值</p><p> 表25 橫向框架A柱剪力組合(kN)</p><p> 注:表中V以繞柱端順時(shí)針為正。為相應(yīng)于本層柱凈高上、下兩端的設(shè)計(jì)值</p><p> 表26 B柱柱端彎矩及軸力組合</p><p> 表2
54、7 橫向框架B柱柱端組合彎局設(shè)計(jì)值的調(diào)整</p><p> 注:表中彎矩為相應(yīng)于本層柱凈高上,下梁端的彎矩設(shè)計(jì)值</p><p> 表28 橫向框架B柱剪力組合(kN)</p><p> 注:表中V以繞柱端順時(shí)針為正。為相應(yīng)于本層柱凈高上、下兩端的設(shè)計(jì)值</p><p><b> 截面設(shè)計(jì)</b></p&g
55、t;<p><b> 框架梁</b></p><p> 這里取第一層AB跨梁為例,說明計(jì)算方法和過程,其它層梁的配筋計(jì)算結(jié)果見表29和</p><p><b> 表30。</b></p><p> 表29 框架梁縱向鋼筋計(jì)算表</p><p> 7.1.1 梁的正截面受彎承載
56、力計(jì)算</p><p> 從表22中分別選出AB跨間截面和支座截面的最不利內(nèi)力,并將支座中心處的彎矩?fù)Q</p><p> 算為支座邊緣控制截面的彎矩進(jìn)行配筋計(jì)算。</p><p> 支座彎矩 </p><p> 表30 框架梁箍筋數(shù)量計(jì)算表</p><p> 注:表中v換算至支座邊
57、遠(yuǎn)處的梁端剪力。</p><p> 跨間彎矩取控制截面,即支座邊緣出的正彎矩。由表22,可求得相應(yīng)的剪力。</p><p><b> 則支座邊緣處</b></p><p> 當(dāng)梁下部受拉時(shí),按T形截面設(shè)計(jì),當(dāng)梁上部受拉時(shí),按矩形截面設(shè)計(jì)。翼緣計(jì)算寬</p><p> 度當(dāng)按跨度考慮時(shí),,按翼緣厚度考</p&
58、gt;<p> 慮時(shí) ,此種情況下起控制作用,</p><p><b> 故取</b></p><p> 梁內(nèi)縱向鋼筋選HRB400級鋼下部跨間截面按單筋T</p><p><b> 形梁計(jì)算。因?yàn)?lt;/b></p><p><b> =</b></
59、p><p><b> 屬第一類T形截面</b></p><p><b> 。</b></p><p> 實(shí)配鋼筋420+4 25(),,滿足要求。</p><p> 將下部跨間截面的425鋼筋伸入支座,作為支座負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋(),</p><p> 再計(jì)算相應(yīng)的
60、受拉鋼筋,即支座A上部</p><p><b> 支座上部</b></p><p><b> 配420(),。</b></p><p> 7.1.2 梁斜截面受剪承載力計(jì)算</p><p> AB跨 :梁端截面尺寸滿足要求。</p><p> 梁端加密區(qū)箍筋取4
61、肢8@100, 箍筋用HPB235級鋼筋()</p><p> 加密區(qū)長度取0.85m,非加密區(qū)箍筋取4肢8@150, 箍筋設(shè)置滿足要求。</p><p> BC跨:若梁端箍筋加密區(qū)取4肢10@100,則其承載力為:</p><p> 由于非加密區(qū)長度較小,故全跨可按加密區(qū)配置</p><p><b> 框架柱</b&
62、gt;</p><p> 7.2.1 剪跨比和軸壓比驗(yàn)算</p><p> 表31給出了框架柱各層剪跨比和軸壓比計(jì)算結(jié)果,其中剪跨比也可取。表中</p><p> 的N都不應(yīng)考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)。由表31可見,各柱的剪跨比和軸壓比均滿足要求。</p><p> 表31 柱的剪跨比和軸壓比驗(yàn)算</p><p>
63、 7.2.2 柱正截面承載力計(jì)算</p><p> 以第二層B軸柱為例說明。根據(jù)B柱內(nèi)力組合表將支座中心處的彎矩?fù)Q算至支座邊緣,</p><p> 并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利組合,進(jìn)行配筋計(jì)算。</p><p> B 節(jié)點(diǎn)左,右梁端彎矩</p><p> B 節(jié)點(diǎn)上,下梁端彎矩</p><p>
64、; 1.2=299.23,,在節(jié)點(diǎn)處將其按彈性彎矩分配給上、</p><p> 下柱端,即 </p><p><b> 則 </b></p><p><b> 。</b></p><p> 柱的計(jì)算長度可由表查得 &l
65、t;/p><p> 因?yàn)楣市枰紤]偏心距增大系數(shù)影響η。 </p><p><b> 對稱配筋</b></p><p><b> 為大偏壓情況。</b></p><p><b> 實(shí)
66、配320()。</b></p><p> 7.2.3 第二層A軸柱的配筋計(jì)算</p><p><b> 同B軸柱 </b></p><p><b> 。</b></p><p> 柱的計(jì)算長度可由表查得</p><p> 因?yàn)楣市枰紤]偏心距增大系數(shù)影
67、響η。 </p><p><b> 對稱配筋</b></p><p><b> 為大偏壓情況。</b></p><p> 及相應(yīng)的M一組計(jì)算。N=2481.65kN,節(jié)點(diǎn)上,下柱端彎矩</p>&l
68、t;p> 此組內(nèi)力是非地震組合情況,且無水平荷載效應(yīng),故不必進(jìn)行調(diào)整,且取 m 同理可得 。 ,故為小偏心受壓。 </p><p> ,按上式計(jì)算時(shí),應(yīng)滿足N>及Ne>因?yàn)?lt;/p><p> Ne=2481.65258.68642<</p><p> 故應(yīng)
69、按構(gòu)造配筋,且滿足可取,選用418()</p><p> 7.2.4 柱斜截面受剪承載力計(jì)算</p><p> 以第一層柱為例進(jìn)行計(jì)算。由前可知,上柱柱端彎矩設(shè)計(jì)值對二級</p><p> 抗震等級,柱底彎矩設(shè)計(jì)值則框架柱的剪力設(shè)計(jì)值</p><p> 其中取較大的柱下端值,而且,不</p><p> 應(yīng)考
70、慮為將表27中查得的值除以0.8,為將表28中查得的值除以0.85。</p><p> 與相應(yīng)的軸力N=2203.18>kN,取N=1803.8</p><p><b> = </b></p><p> 故該層柱按構(gòu)造配置箍筋。柱端加密區(qū)的箍筋選用4肢10@100。由表31可得一層</p><p> 柱底的
71、軸壓比n=0.49,由表查得則最小體積配筋率:</p><p> 則根據(jù)構(gòu)造要求,取加密區(qū)箍筋為410@100,非加密區(qū)位置及長度按規(guī)范要</p><p> 求確定。非加密區(qū)還應(yīng)滿足s<10d=220,故箍筋取410@200。各層柱箍筋計(jì)算結(jié)果見表32。</p><p> 表32 柱箍筋計(jì)算結(jié)果</p><p> 框架梁、柱節(jié)點(diǎn)
72、核芯區(qū)截面抗震驗(yàn)算</p><p> 由節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁的受彎承載力計(jì)算節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的剪力設(shè)計(jì)值,因節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁不等高,計(jì)算時(shí)取兩側(cè)的平均高度,即:</p><p> 該框架為二級抗震等級,應(yīng)按式計(jì)算節(jié)點(diǎn)的剪力設(shè)計(jì)值,其中Hc為柱的計(jì)算高度,取節(jié)點(diǎn)上、下柱反彎點(diǎn)間的距離,即:</p><p> =0.49×3.3+0.34×4.0=3.351m<
73、;/p><p><b> kN·m(左震)</b></p><p><b> 剪力設(shè)計(jì)值:</b></p><p><b> 992.94 kN</b></p><p><b> 因,故取,,,則:</b></p><p&
74、gt; =3182.82 kN﹥=922.94 kN(滿足要求)</p><p> 節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的受剪承載力按式計(jì)算,其中N取二層柱底軸力=1891.24 kN和二者中的較小值,故取=1891.24 kN。</p><p> 設(shè)節(jié)點(diǎn)區(qū)配箍筋為412@100,則:</p><p> =1558.82 kN﹥955.94 kN </p>
75、<p><b> 故承載力滿足要求。</b></p><p><b> 板的設(shè)計(jì)</b></p><p> 根據(jù)設(shè)計(jì)可把板分為六類,即A、B、C、和D見下圖所示:</p><p><b> 圖13 板的區(qū)格圖</b></p><p><b> 荷
76、載設(shè)計(jì)值</b></p><p><b> 8.1.1 活荷載</b></p><p><b> 8.1.2 恒荷載</b></p><p> 8.1.3 計(jì)算跨度</p><p> (1)內(nèi)跨 為軸線間距離</p><p><b> (2)邊
77、跨 </b></p><p> 表33 板的彎矩計(jì)算</p><p> 8.1.4 彎矩計(jì)算</p><p> 跨中最大正彎矩發(fā)生在活荷載為棋盤式布置時(shí),它可以簡化為當(dāng)內(nèi)支座固支時(shí)作用下的跨中彎矩值與當(dāng)內(nèi)支座鉸支時(shí)作用下的跨中彎矩兩者之和。支座最大負(fù)彎</p><p> 矩近似按活荷載滿布求得,即內(nèi)支座固支時(shí),作用下的支座
78、彎矩。本設(shè)計(jì)中,樓蓋邊</p><p> 緣對支座的作用是為固定支座。</p><p> 所有區(qū)格按其位置與尺寸分為A、B、C、和D七類,計(jì)算彎矩時(shí),考慮泊松比的影響,</p><p> 取。 A區(qū)格板:=3.93/7.855=0.600現(xiàn)以 A區(qū)格計(jì)算為例,說明計(jì)算方法,其它區(qū)格的計(jì)算過程略。查鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(下冊),</p>&l
79、t;p> 計(jì)算板的跨中彎矩,其中作用下查表1.11d, 作用下查表1.11a;板的支座負(fù)</p><p> 彎矩按作用下查表1.11d計(jì)算。</p><p> =(0.0367+0.20.0076)()+(0.0820+0.20.0242)</p><p> =0.038226.1253.93+0.086841.43.93=4.69</p>
80、<p> =(0.0076+0.20.0367)×6.1253.93+(0.0242+0.20.082)×1.43.93 =0.1494×6.125×3.93+0.0406×1.4×3.93=1.96</p><p> =-0.0793×()=-0.07937.5253.93</p><p>&l
81、t;b> =-7.86</b></p><p> =-0.05717.5253.93=-5.66</p><p> B、C、D、區(qū)格計(jì)算與A類似,只是邊界條件與計(jì)算跨度有所不同。其中,作用下B、</p><p> C、D、區(qū)格板的跨中正彎矩分別查表《混凝土結(jié)構(gòu)》(下冊)1.11b、1.11d、1.11c、1.11b、</p>
82、<p> 1.11d、1.11d,各區(qū)格的彎矩計(jì)算結(jié)果見表34。</p><p> 8.1.5 截面設(shè)計(jì)</p><p> 截面有效高度:選用8和鋼筋作為受力鋼筋,則(短跨)方向跨中截面的</p><p><b> 。</b></p><p> ?。ㄩL跨)方向跨中截面的截面=h-c-3d/2=73mm。
83、</p><p> 支座截面處h均為81mm。</p><p> 截面彎矩設(shè)計(jì)值:所有區(qū)格不予折減。</p><p> 計(jì)算配筋量時(shí),區(qū)內(nèi)力臂系數(shù)為。截面設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配</p><p> 筋列于表34中。配筋圖見結(jié)施03。</p><p> 表34 板的配筋計(jì)算</p><p>
84、<b> 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</b></p><p> 本設(shè)計(jì)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ),根據(jù)要求基礎(chǔ)埋深取d=1.55m。</p><p><b> 求地基承載力設(shè)計(jì)值</b></p><p> 根據(jù)粉質(zhì)粘土查《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》表7.10得</p><p> 持力層承載力設(shè)計(jì)值f(先不考慮對地基寬度進(jìn)行修
85、正):</p><p><b> 初步選擇基礎(chǔ)尺寸</b></p><p> 計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重G時(shí)的基礎(chǔ)埋深</p><p> A柱:由公式由于偏心不大,基礎(chǔ)底面積按20%增大,即</p><p> 初步選擇基礎(chǔ)面積且b=4m>3m需要對f進(jìn)行修正。</p><p> 可知未增
86、大尺寸合適。</p><p><b> B柱:由公式</b></p><p> 初步選擇基礎(chǔ)面積且b=5.5m〉3m需要對f進(jìn)行修正。</p><p> 可知未增大尺寸合適。</p><p> 驗(yàn)算持力層地基承載力</p><p> A柱:基礎(chǔ)和回填土重</p><p
87、> 偏心距基底最大壓力為:</p><p> 最后確定該基礎(chǔ)底邊長l=6m,b=4m。</p><p> B柱:基礎(chǔ)和回填土重基底最大壓力為: </p><p> 最后確定該基礎(chǔ)底邊長l=8.0m,b=5.5m。</p><p><b> 地基變形特征驗(yàn)算</b></p>&
88、lt;p> 用《規(guī)范法》進(jìn)行計(jì)算</p><p> 9.4.1 求基底壓力和基底附加壓力</p><p><b> A柱: </b></p><p><b> 則基底附加壓力</b></p><p><b> B柱: </b></p><
89、p><b> 則基底附加壓力</b></p><p> 9.4.2 確定沉降計(jì)算深度</p><p> A柱:因存在相鄰荷載影響故不可按估算,應(yīng)按計(jì)算, 即計(jì)算。</p><p><b> B柱同A柱。</b></p><p> 9.4.3 沉降計(jì)算 </p><
90、p><b> 沉降計(jì)算見表35</b></p><p> 9.4.4 確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)</p><p><b> A柱:計(jì)算</b></p><p><b> 查表得=0.9。</b></p><p><b> B柱:計(jì)算</b></
91、p><p><b> 查表得=0.9。</b></p><p> 9.4.5 基礎(chǔ)最終沉降量</p><p><b> A柱: </b></p><p><b> B柱:</b></p><p> 9.4.6 局部傾斜驗(yàn)算</p>&
92、lt;p><b> ,滿足要求。</b></p><p> 9.4.7 下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p> 持力層為粉質(zhì)粘土,其壓縮模量,下層粘土的壓縮模量,</p><p> ,因此可認(rèn)為不存在軟弱下臥層。</p><p><b> 表35 沉降計(jì)算</b></p>&
93、lt;p><b> 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算</b></p><p> 基礎(chǔ)采用階梯形基礎(chǔ),基底采用厚度為100mm的素混凝土墊層,兩邊伸出基礎(chǔ)底邊</p><p><b> 100mm.</b></p><p> 9.5.1 計(jì)算基底凈反力</p><p><b> A柱:偏心距 &
94、lt;/b></p><p> 基礎(chǔ)最大和最小凈反力:</p><p><b> B柱:基礎(chǔ)凈反力</b></p><p> 9.5.2 A柱基礎(chǔ)高度</p><p> A柱:初步選擇基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)</p><p> 分為三階,自上而下其高度分別為300mm,400mm, 300mm
95、。如下圖所示:</p><p> 圖16 A柱基礎(chǔ)計(jì)算簡圖</p><p> 9.5.3 A柱基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算 </p><p><b> 取</b></p><p><b> 沖切力:</b></p><p> 為受沖切承載力截面影響系數(shù),當(dāng)時(shí),取1.0;當(dāng)時(shí),取&
96、lt;/p><p> 0.9;其間按線性內(nèi)插取用。此處取為0.983。故:</p><p><b> ,滿足抗沖切要求。</b></p><p> 第一變階處抗沖切驗(yàn)算:</p><p><b> 取</b></p><p><b> 沖切力:</b&g
97、t;</p><p> 為受沖切承載力截面影響系數(shù),當(dāng)時(shí),取1.0;當(dāng)時(shí),取</p><p> 0.9;其間按線性內(nèi)插取用。此處取為1.0。故:</p><p><b> ,滿足抗沖切要求。</b></p><p> 第二變階處抗沖切驗(yàn)算:此處。</p><p><b> 取&
98、lt;/b></p><p><b> 沖切力:</b></p><p> 為受沖切承載力截面影響系數(shù),當(dāng)時(shí),取1.0;當(dāng)時(shí),取</p><p> 0.9;其間按線性內(nèi)插取用。此處取為1.0。故</p><p><b> ,滿足抗沖切要求。</b></p><p&g
99、t; 9.5.4 B柱基礎(chǔ)高度</p><p> 初步選擇基礎(chǔ)高度,采用錐</p><p> 體基礎(chǔ),基礎(chǔ)底面尺寸?;A(chǔ)頂面突出柱邊為50mm,如圖18所示:</p><p> 9.5.5 B柱基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算</p><p> 根據(jù)條形基礎(chǔ)的計(jì)算方法,驗(yàn)算B柱錐形基礎(chǔ)的高度,基礎(chǔ)總高為1000mm,則:</p>&l
100、t;p> 圖17 B、C柱基礎(chǔ)計(jì)算簡圖</p><p> 故基礎(chǔ)高度滿足要求,且:</p><p><b> 故滿足要求。</b></p><p> 柱邊斜截面抗剪承載力驗(yàn)算:</p><p> 基底凈反力設(shè)計(jì)值(按每米長計(jì)):</p><p><b> 滿足抗沖切要求
101、。</b></p><p> 9.5.6 基礎(chǔ)配筋計(jì)算</p><p> A柱長邊方向:I-I截面(柱邊),柱邊凈反力:</p><p> =158.55kpa</p><p><b> 彎矩:</b></p><p> II-II截面(第一變階處),變階處凈反力:</
102、p><p><b> 彎矩:</b></p><p><b> =</b></p><p> Ⅲ-Ⅲ截面(第二變階處),變階處凈反力:</p><p> =165.46kpa</p><p><b> 彎矩:</b></p><
103、p> 比較、 、,應(yīng)按配筋,實(shí)配6114@100()</p><p> A柱短邊方向:因該基礎(chǔ)受單向偏心荷載作用,所以,在短邊方向的基礎(chǔ)反力可按均</p><p> 勻分布計(jì)算,取。Ⅳ-Ⅳ截面(柱邊),柱邊凈反力:</p><p><b> 彎矩:</b></p><p> Ⅴ-Ⅴ截面(第一變階處),變
104、階處凈反力:</p><p><b> 彎矩:</b></p><p> ?、?Ⅵ截面(第二變階處),變階處凈反力:</p><p><b> 彎矩:</b></p><p> 比較、 、,應(yīng)按配筋,實(shí)配4114@100()</p><p> B柱配筋計(jì)算,采用條形基
105、礎(chǔ)的計(jì)算方法。</p><p> 選用HPB235鋼筋,。按照單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力基本公式求。</p><p> 配10@150 (實(shí)際)</p><p> 正截面強(qiáng)度驗(yàn)算,由于基礎(chǔ)柱截面彎矩較小為73.8,而基礎(chǔ)寬高比較大,由矩</p><p> 形截面求受彎鋼筋截面面積得,選取218,。</p><p&g
106、t;<b> 現(xiàn)澆板樓梯設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 圖18 樓梯詳圖</b></p><p> 樓梯均布活荷載 q=2.0 </p><p><b> 材料選用</b></p><p> 混凝土 采用C20()</p>&
107、lt;p> 鋼筋 當(dāng) 時(shí),選用HPB235級鋼筋</p><p> 當(dāng) 時(shí) 選用HRB335級鋼筋</p><p><b> 樓梯板的計(jì)算</b></p><p> 10.2.1 確定板厚 </p><p> 梯段板的厚度為 取</p><p
108、> 10.2.2 荷載計(jì)算</p><p> (取1寬板計(jì)算): 樓梯斜板的傾斜角:</p><p><b> cos</b></p><p> 恒荷載: 踏步重 : </p><p><b> 斜板重: </b></p><p> 20厚
109、找平層 </p><p> 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值: </p><p> 恒荷載設(shè)計(jì)值: </p><p> 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: </p><p> 活荷載設(shè)計(jì)值 </
110、p><p> 總荷載 </p><p> 10.2.3 內(nèi)力計(jì)算</p><p><b> 計(jì)算跨度 </b></p><p><b> 跨中彎矩 </b></p><p> 10.2.4 配筋計(jì)算<
111、/p><p> ?。℅=1.2,Q=1.4)</p><p><b> 受力筋選用()</b></p><p> 分布筋選用6@300</p><p><b> 平臺板設(shè)計(jì)</b></p><p> 10.3.1 荷載計(jì)算</p><p> (取
112、1m寬板帶計(jì)算)</p><p> 恒荷載:平臺板自重(假定板厚70mm)0.07125=1.75</p><p> 20mm找平層 0.02120=0.40</p><p> 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值: </p><p> 恒荷載設(shè)計(jì)值: </p>
113、;<p> 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: </p><p> 活荷載設(shè)計(jì)值: </p><p> 總荷載: </p><p> 10.3.2 內(nèi)力計(jì)算</p><p> 計(jì)算跨度: </p>&l
114、t;p> 跨中彎矩; </p><p> 10.3.3 配筋計(jì)算</p><p> 選用:6@140()</p><p><b> 平臺梁設(shè)計(jì)</b></p><p> 設(shè)平臺梁截面b=240mm h=300mm</p><p> 10.4.1 荷載計(jì)算&
115、lt;/p><p> 恒荷 梁自重 1.2× 0.24×(0.3-0.07)×25=1.38</p><p> 梯段板傳來 10.126×3.9/2=16.71</p><p> 平臺板傳來 5.38×(1.58/2+0.20)=5.33</p><p><b&
116、gt; q=23.42</b></p><p> 10.4.2 內(nèi)力計(jì)算</p><p> l0=ln+a=3.66+0.37=4.03m</p><p> l0=1.05ln=1.05×3.66=3.843(取兩者較小者)</p><p><b> l0=3.843m</b></p
117、><p> Mmax=1/8qL02=1/8×23.42×3.8432=43.23KN.m</p><p> Vmax=1/2qLn=1/2×23.42×3.66=42.86KN</p><p> 10.4.3 配筋計(jì)算</p><p> 縱向鋼筋(按第一類倒L形截面計(jì)算)</p>&
118、lt;p> 翼緣寬度: </p><p><b> 選用:()</b></p><p><b> 箍筋計(jì)算:</b></p><p> 箍筋按構(gòu)造配置@200</p><p><b> 致 謝</b></p><p>
119、; 緊張、忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了,此次設(shè)計(jì)是我對大學(xué)四年所學(xué)知識的綜合運(yùn)用。通過本</p><p> 次設(shè)計(jì),使我升華了自己從課本學(xué)來的知識,同時(shí),也提高了我設(shè)計(jì)計(jì)算的能力、獨(dú)立完成</p><p> 工作的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)中,通過查詢各種資料,鍛煉了我查詢、分析與運(yùn)用的能力。</p><p> 在此我衷心的感謝土木教研組的所有老師,是在他們的指導(dǎo)和幫助下,我得
120、以順利完成</p><p> 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù),在建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到了很多的困難,但這些困難在老師的指導(dǎo)下迎</p><p> 韌而解。從最初的建筑設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無不凝聚著老師對我熱心的支持和幫助。在這里我要</p><p> 特別感謝我的指導(dǎo)教師,是他在百忙中給我做指導(dǎo),使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p> 在設(shè)計(jì)中我還得
121、到了老師的幫助,使我受益匪淺,本人在此深表謝意。</p><p> 由于設(shè)計(jì)工程量大,時(shí)間緊,任務(wù)重,不免有疏忽和不足之處,懇請老師提出寶貴意見,</p><p><b> 使本設(shè)計(jì)更加完善。</b></p><p> 最后,請?jiān)试S我再一次的說一聲:老師,你們辛苦了,謝謝你們!</p><p><b>
122、 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1].國家標(biāo)準(zhǔn). 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50001-2001). 北京:中國計(jì)劃出版社,2002</p><p> [2].國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50104-2001).北京:中國計(jì)劃出版社,2002</p><p> [3].國家標(biāo)準(zhǔn).高層民用建筑防火規(guī)范(GB50045-2005)
123、. 北京:中國計(jì)劃出版社,2005</p><p> [4].國家標(biāo)準(zhǔn). 民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50176-93). 北京:中國計(jì)劃出版社,1993</p><p> [5].同濟(jì)大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、東南大學(xué)、重慶大學(xué)合編. 房屋建筑學(xué). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005</p><p> [6].建筑設(shè)計(jì)資料集編委會(huì). 建筑設(shè)計(jì)資料集(第2、4、
124、8集). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998</p><p> [7].國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002</p><p> [8].國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2001). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001</p><p> [9].國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)(GB 5
125、0223-2004). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004</p><p> [10].國家標(biāo)準(zhǔn). 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2002). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002</p><p> [11].國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2002、J 186-2002). 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002</p><p>
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