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某教学楼计算书.doc

上传人:gnk289057 文档编号:5569218 上传时间:2019-03-08 格式:DOC 页数:73 大小:6.40MB
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资源描述

1、1第一章 设计任务及基本要求1.1 设计原始资料1.1.1 工程概况该工程安徽省江淮地区某区中学教学楼,主体为现浇钢筋混凝土框架结构,建筑面积 6331.5,建筑物共 5 层(局部) ,标准层层高 3.4m,总高度 19.4m,室内外高差 0.300m,基础采用柱下独立基础。1.1.2 设计条件一、抗震设防烈度:设防烈度 7 度,抗震设计分组为第一组,设计基本地震加速度值为 0.1g;二、基本风压: 0.35KN/m 2,B 类粗糙度;三、雪荷载标准值:0.55KN/m 2;四、结构体系:现浇钢筋混凝土框架结构。五、工程地质条件:拟建场地地形平坦,拟建物根据教学楼地址勘察报告情况如下:表层为杂

2、填土,厚 0.5(或 0.9 米)杂色,结构松散,主要由煤渣,碎石,粘土等组成,r=19KN/M3。表层土以下为粉质黏土层(未钻透) ,黄褐色,硬塑状态,分部较均匀,FaK=240KPa,e=0.78,根据设计任务书结构及建议:层杂填土,工程地址条件差,应清除,地下水主要为上层滞水和孔隙水,水位埋深 2.1 米,地下水对混凝土无侵蚀,建议选用层粘土为持力层,基础选天然浅基础,施工时注意排水,抗震设防该地区为 7 度设防,第一组加速度 0.1g。表 1-1 建筑地层特征层序 地层名称 状态 地层包含物 厚度(m)地基承载力特征值fak(kPa)1 杂填土 可塑 黑灰色含少量碎砖 1.01.4 8

3、02 粉质粘土 可塑 黄灰色含氧化铁 0.81.1 2203 粘土 硬塑 褐黄色含少量氧化铁铁锰 结合 未钻穿 2801.2 建筑设计任务及要求一、基本要求:满足建筑功能要求,根据已有的设计规范,遵循建筑设计适用、经济合理、技术先进、造型美观的原则,对建筑方案分析其合理性,绘制建筑施工图。二、规定绘制的建筑施工图为:1、底层平面图:比例 1:10022、其它层平面图:比例 1:1003、建筑主要立面图:比例 1:1004、建筑主要剖面图(剖到楼梯):比例 1:1005、施工图说明、门窗表:1.3 结构设计任务及要求一、基本要求:在建筑设计和结构承重体系、抗震方面要求以及场地地址条件,合理地进行

4、结构方案和结构布置的确定,确定整体结构方案,统一构件编号及各种构件的 定位尺寸、绘制结构布置图,在主体部分选取一榀框架的竖向荷载及内力计算、内力分析和组合,梁、柱截面配筋和构造要求;柱下基础荷载及内力计算、配筋计算。二、规定绘制的结构施工图为:1、二层或其它层结构平面布置图:比例 1:1002、框架结构配筋图:比例 1:1003、楼梯结构配筋图:比例 1:255、主体结构基础平面及基础配筋图:比例 1:30、1:100三、结构设计计算书内容:说明结构选型和结构布置的理由及设计依据,列出计算的所有步骤和全部内容及全过程计算结果.3第二章 建筑设计说明及结构设计1 建筑说明1.1 工程概况该工程安

5、徽省江淮地区某区中学教学楼,主体为现浇钢筋混凝土框架结构,建筑面积6331.5,建筑物共 5 层(局部) ,标准层层高 3.4m,总高度 19.4m,室内外高差0.300m,基础采用柱下独立基础1.2 设计资料1) 本建筑设计使用年限为 50 年.2) 耐火等级为 2 级.3) 基本风压 =0.35 KN/M2,基本雪压 =0.55 KN/M2.0w0s4) 建筑结构安全等级为二级;抗震设防烈度为 7 度;建筑场地类别为 2 类,建筑抗震设防类别为丙类.1.3 总平面设计总平面布置的基本原则:1) 应根据一个建筑群的组成和使用功能,结合所处位置和用地条件、有关技术要求,综合研究新建的、原有的建

6、筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系,充分利用土地,合理进行总体布局,使场地内各组成部分成为有机的整体,并与周围环境相协调而进行的设计。2) 应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置,有效组织地面排水,进行用地范围内的竖向布置。3) 建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求,并应满足交通要求。4) 建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调,合理组织场地内的各种交通流线(含人流、车流、货流等) ,并安排好道路、出入口,并考虑风向及人员出入的便利。1.4 主要房间设计主要房间是各类建筑的主要部分,是供人们学习、生活的必要房间,由于建筑物的类别不同,使用功能不同,对主要房间的

7、设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的,即要求有适宜的尺寸,足够的使用面积,适用的形状,良好的采光和通风条件,方便的内外交通联系,合理的结构布置和便于施工等。1.5 辅助房间设计在本建筑中,辅助房间主要为卫生间。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下,应设在人流交通线上与走道楼梯间相连处,如走道尽端,楼梯间即出入口或建筑物转角处,为遮挡视线和缓冲人4流。1.6 交通联系空间的平面设计主要房间和辅助房间都是单个独立的部分,而房间与房间的水平与垂直方向上的联系、建筑物室内外之间的联系,都要通过交通联系来实现。交通联系空间按位置可分为水平交通空间(走廊) ,垂直交通空间(楼梯,

8、坡道)和交通枢纽空间(门厅,过厅) 。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要,设计时应主意:交通流线简洁明确,对人流起导向作用。良好的采光、通风。安全防火,平时人流畅通,联系方便;交通联系空间的面积大,要有适当的高度和宽度。1) 水平交通空间的平面设计走廊起着联系各个房间的作用,走廊宽度的确定,应符合防火、疏散和人流畅通的要求,本建筑走廊轴线尺寸为 2600mm。走廊要求有良好的采光,本建筑设计采用内廊式,为便于有充足的采光,采取:依靠走廊尽端的开窗(尺寸 24001800mm) ;利用门厅采光;灯光照明。2) 垂直交通空间的平面设计楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏

9、散的主要措施。由于该建筑物是办公楼,按防火要求和疏散人流,该建筑物设双跑楼梯。3) 交通枢纽空间门厅作为交通枢纽,其主要作用是集散人流,转换人流方向,室内外空间的过渡或水平与垂直交通空间的衔接等。门厅一般应面向主干道,使人流出入方便,有明确的向导性,同时交通流线组织应间明醒目。所有的窗户均采用铝合金窗,门为木门(大门除外) 。1.7 剖面设计1) 层高的确定层高是剖面设计的重要依据,是工程常用的控制尺寸,同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑,既满足使用又能达到一定的艺术效果。本建筑为五层,主要为教学楼室,层高确定为 3.4m,这样的房间高度比较合适些,给人一正常的空间感觉

10、。2) 室内外高差的确定为防止室内受室外雨水的流渗,室内与室外应有一定的高差,且高差不宜过大,若过大便不利于施工和通行,故设计室内外高差为 0.3m。3) 屋面排水设计本建筑设计中屋面利用材料找坡(2) ,采用有组织排水(女儿墙外排水) ,为了满足各个落水管的排水面积不大于 200m2, 公设 8 个落水管。因 21/12,故为平5屋顶。4) 楼梯剖面设计所有楼梯均采用现浇钢筋混凝土结构,其具有整体性好,坚固耐久,刚度好等特点。楼梯踏步面层要求耐磨、美观、防滑,便于清扫,踏步高为 300mm,宽为 150mm。1.8 立面设计建筑立面可以看成是由许多构件组成,如墙体、梁柱、门窗及勒角、檐口等,

11、恰当地确定立面中这些构件的比例、尺寸,运用节奏、韵律、虚实、对比等规律,已达到体型完整,形式和内容的统一。本结构是钢筋混凝土框架,具有明快、开朗、轻巧的外观形象,不但为建筑创造了大空间的可能性,同时各种形式的空间结构也大大丰富了建筑的外部形象,立面开窗自由,既可形成大面积独立窗,也可组成带形窗等。1) 体型建筑体型设计主要是对建筑物的轮廓形状、体量大小、组合方式及比例尺的确定。本建筑根据场地和周围环境的限制,整栋建筑物采用“一”字型,结构和经济方面都容易满足。2) 墙体内墙做法:MU 10空心砖 200 厚,外墙做法:为 240 厚空心砖。1.9 构造设计构造设计主要包括楼地面设计、屋面设计、

12、女儿墙设计等。地面设计应根据房间的使用功能和装修标准,选择适宜的面层和附加层,从构造设计到施工质量上确保地面具有坚固、耐磨、平整、不起灰、易清洁、防火、保温、隔热、防潮、防水、防腐蚀等特点。1) 花岗岩地面做法12mm 厚花岗岩块面(水泥砂浆檫缝)20mm 厚细石混凝土现浇楼板(100mm)天棚抹灰(15mm)2) 屋面做法:(柔性屋面)三毡四油铺小石子20mm 厚水泥砂浆找平层50mm 厚苯板保温1:10 水泥珍珠岩找坡(坡度 3%)一毡二油隔气层620mm 水泥沙浆找平100mm 厚现浇钢筋混凝土板天棚抹灰(15mm)3) 散水做法100mm 厚 1:2:3 细实混凝土撒 1:1 水泥沙子

13、压实抹光150mm 厚 3:7 灰土素土夯实向外坡度 5见图 1.14) 屋面泛水做法见图 1.2图 1.1屋 面 做 法天 棚 抹 灰 ( 15)线 浇 楼 板 ( 0)厚 水 泥 沙 浆 找 平一 毡 二 油 隔 气 层: 水 泥 珍 珠 岩 找 坡 ( 3%)厚 苯 板 保 温厚 水 泥 沙 浆 找 平三 毡 四 油 上 铺 小 石 子7图 1.2女 儿 墙 外 排 水 的 雨 水 口 构 造防 水 卷 材图 1.32 框架结构布置取一榀横向平面框架计算2.1 计算单元取相邻两个柱距的各 1/2 宽作为计算单元。计算框架几何尺寸。2.2 框架截面尺寸横向框架梁h= (1/10 1/18)

14、L=(1/10 1/18) 6m=0.306 0.55m 取 h=0.6mb=(1/2 1/3)h= (1/2 1/3) 0.6m= 0.2 0.3m 取 b=0.25m 中间框架梁由于跨度小,截面尺寸取为 0.25m 0.45m纵向框架梁h= (1/10 1/18)L=(1/10 1/18) 3.9m=0.22 0.39mb=(1/2 1/3)h= (1/2 1/3) (0.22 0.39)m=0.11 0.20m综合建筑工程中设计情况取 b h=0.25m 0.40m框架柱b=h=(1/8 1/12)H=(1/8 1/12) 3.6m=0.45 0.3m取 b*h=0.45m 0.45m楼

15、板厚度(采用双向板)h=L/40=3.6m/40=0.09m 8综合建筑工程中设计情况取板厚为 120mm。2.3 梁柱的计算高度(跨度)梁柱的跨度,取轴线间距,边梁跨为 8m,中间梁跨度为 2.6m底层柱高,设底层柱高为 3.4m, 其它层柱高为 3.4m图 2.3 框架几何尺寸图2.4 框架计算简图框架在竖向荷载作用下,可忽略节点侧移,按刚性方案设计,在水平荷载作用下,不能忽略节点侧移,按弹性方案设计.相对线刚度计算如下:柱线惯性矩:I c=a4/12=0.454/12m4=0.0034m49底层柱线刚度:i c1=EcIc/H=28 109N/M2 0.0034M4/4.95M=1.92

16、 107NM其余各层柱线刚度:i c1=EcIc/H=28 109N/M2 0.0034M4/3.6M=2.64 107NM边跨梁的惯性矩:I b1=2bh3/12=2 0.25M 0.63M3/12=0.009M4 边跨梁的线刚度:i b1=EcIb1/L=25.5 109N/M2 0.009M4/6M=3.825 107NM中间跨梁的惯性矩:I b2=2*bh3/12=2 0.25 0.453M3/12=0.0038M4中间跨梁的线刚度:i b2=EcIb2/L=25.5 109N/M2 0.0038M4/2.8M=3.46 107NM设 ib1=3.825 107N. M=1,则 ib2

17、=3.46 107N.M/3.825 107N. M=0.90ic1=1.92 107N/M/3.825 107N. M=0.50ic2=2.64 107N.M/3.825 107N. M=0.693 恒荷载及其内力分析3.1 屋面恒荷载三毡四油上铺小石子 0.4 KN/M 220mm 厚水泥沙浆找平 20KN/M 3 0.02M= 0.4 KN/M250mm 厚苯板保温 0.5 KN/M 21:10 水泥珍珠岩找(坡度 3%) 1/2 14.8M 3% 1/2 11KN/M3= 1.2 KN/M2一毡二油隔气层 0.1KN/M 220mm 厚水泥沙浆找平 0.4 KN/M 2现浇楼板(100

18、mm) 0.1M 25KN/M3= 2.5 KN/M2天棚抹灰(15mm) 0.015M 17KN/M3= 0.26 KN/M2屋面恒荷载标准值 5.8 KN/M23.2 楼面恒荷载12mm 厚大理石地面 0.012M 28KN/M3= 0.34 KN/M230mm 厚细石混凝土 0.03M 24KN/M3= 0.72 KN/M2现浇楼板(120mm) 0.1M 25KN/M3=2.5KN/M2天棚抹灰(15mm) 0.015M 17KN/M3= 0.3 KN/M2楼面恒荷载标准值 3.86KN/M 23.3 构件自重横向框架梁自重(边跨) 0.25M 0.6M 25KN/M3= 3.75 K

19、N/M(中跨) 0.25M 0.45M 25KN/M3= 2.81KN/M10纵向框架梁自重 0.25M 0.4M 25KN/M3 = 2.5KN/M框架柱自重(二至五层) 0.45M 0.45M 25KN/M3 3.6M=18.225 KN(底层) 0.45M 0.45M 25KN/M3 4.95M=25.06 KN外墙重 0.25M 6.5KN/M3+0.12M 19KN/M3=3.9 KN内墙重 0.15M 6.5KN/M3 3.6M= 3.5 KN/M屋顶女儿墙 0.24M 19KN/M3 1.5M= 6.84 KN/M铝合金窗 0.5 KN/M 2木门 0.2 KN/M 2边跨框架梁

20、承担的由屋面板、楼面板传来的荷载为梯形,如下图 3.1,为计算方便,按支座弯矩等效原则,将其化为矩形分布,其中=a/l=3.9/4m/6m=0.16 图 3.1 梯形荷载分布等效图屋面梁上线荷载:q1=(1-2 2+ 3)q+3.75KN/M=(1-2 0.162+0.163) 5.8KN/M2 3.6M+3.75KN/M =23.6KN/M 楼面梁上线荷载:q 2= (1-2 2+ 3)q+3.75KN/M+3.5KN/M= (1-2 0.162+0.163) 3.86KN/M2 3.6M+3.75KN/M+3.5KN/M= 20.5KN/M3.4 固端弯矩计算表 3-1边跨框架梁 中间框架

21、梁顶层1/12 23.6KN/M 62M2= 70.8KN.M1/12 2.81KN/M 2.82M2= 1.84KN.M11底层及标准 层1/12 20.5KN/M 62M2= 61.5KN.M1/12 2.81KN/M 2.82M2= 1.84KN.M3.5 节点分配系数 计算顶点分配系数计算过程如下:节点 A: =4 1/(4 1+4 0.69)=0.59 6B=4 0.69/(4 1+4 0.69)=0.4165A=4 1/4(1+0.69+0.69)=0.425B=4 0.69/4(1+0.69+0.69)=0.2954A=4 0.69/4(1+0.69+0.69)=0.2956=4

22、 1/4(1+0.5+0.69)=0.451AB=4 0.69/4(1+0.69+0.5)=0.3212=4 0.5/4(1+0.69+0.5)=0.2310A节点 B : =4 1/4(1+0.69+0.9)=0.39 6=4 0.9/4(1+0.69+0.9)=0.35 6BC=4 0.69/4(1+0.69+0.9)=0.2765=4 1/4(1+0.69+0.69+0.9)=0.315BA=4 0.69/4(1+0.69+0.69+0.9)=0.2154=4 0.69/4(1+0.69+0.69+0.9)=0.2156B12=4 0.9/4(1+0.69+0.69+0.9)=0.275

23、BC=4 1/4(1+0.69+0.5+0.9)=0.321A=4 0.9/4(1+0.69+0.5+0.9)=0.291BC=4 0.5/4(1+0.5+0.69+0.9)=0.1610=4 0.69/4(1+0.69+0.5+0.9)=0.2312B其余各层计算结果见下表:表 3-2 节点分配系数 计算表层 数 节点 A 各杆端分配系数 节点 B 各杆端分配系数 A6B6 0.59 B6A6 0.38A6A5 0.41 B6C6 0.35顶 层B6B5 0.27A5B5 0.42 B5A5 0.31A5A4 0.29 B5B4 0.21A5A6 0.29 B5B6 0.21标 准 层B5C

24、5 0.27A1B1 0.45 B1A1 0.32A1A2 0.32 B1C1 0.29A1A0 0.23 B1B0 0.16底 层B1B2 0.233.6 恒荷载作用下内力分析恒荷载作用下内力分析采用力矩二次分配法,计算图见图 3.3 ,图 3.4。13图 3.3 恒荷载作用下内力计算过程14图 3.4 恒荷载作用下内力图4 活荷载及其内力分析4.1 屋面活荷载屋面不上人时活荷载为 0.5KN/M2边跨(AB、CD)框架梁承受的由屋面板、楼面板传来的活荷载形式为梯形,与恒荷载相同,为计算方便,可按支座弯矩等效原则将其简化为矩形分布,得屋面梁上线荷载:15q1= (1-2 2+ 3)q=(1-

25、2 0.162+0.162) 0.5KN/M2 3.6M=1.72KN/M4.2 楼面活荷载教学楼楼面活荷载为 2.0KN/M2 同屋面荷载的简化方法,可得楼面梁上的线荷载:q2= (1-2 2+ 3)q=(1-2 0.162+0.162) 2.0KN/M2 3.6M=6.86KN/M框架各层活荷载作用分布图见下图:4.3 内力分析框架结构在楼屋面活荷载作用下采用满布荷载法,其内力计算方法与恒荷载相同,采用力矩二次分配法,对跨中弯矩计算结果需进行调整,分配系数同恒荷载。表 4-1 活荷载作用下固端弯矩计算表边跨框架梁 中间跨框架梁顶层 1/12 1.72KN/M 62M2= 5.16KN.M0

26、底层及标准层 1/12 6.86KN/M 62M2= 20.58KN.M 016图 4.2 活荷载作用下内力计算过程17图 4.3 活荷载作用下内力图 5 风荷载及其内力分析5.1 风荷载计算基本风压值 0=0.35KN/M3 风振系数 z 值,由于建筑物 H30M,所以 z=1.0查荷载规范得体型系数 S值:迎风面 S =0.8,背风面 S =-0.5,取 S =1.3查表得风压高度变化系数 Z 值:一至三层 Z =0.74,四至五层 Z =0.87得风荷载标准值 K:一至三层: K =z Z S 0 =1.0 0.74 1.3 0.35 KN/M2=0.34KN/M2 四至五层: K =z

27、 Z S0 =1.0 0.96 1.3 0.35 KN/M2=0.44 KN/M2 风荷载的线荷载标准值 qk:一至三层:q k =2 K 3.9M=0.68 KN/M2 3.9M=2.5 KN/M 四至五层:q k =2 K 3.9M=0.80 KN/M2 3.9M=3.2 KN/M 18为简化计算,将矩形分布的风荷载折算成节点集中力 Fik:第五层:3.2KN/M 3.6M/2 2=12KN第四层:3.2KN/M 3.6M/2 2=12KN第三层:3.2KN/M 3.6M/2+2.5KN/M 3.6M/2=11KN第二层:3.2KN/M 3.6M/2 2=9KN第一层:3.2KN/M (3

28、.6M/2+4.2M/2)=10KN5.2 柱的 D 值及剪力分配系数 计算风荷载作用下需考虑框架节点的侧移,采用 D 值法,各柱的 D 值及剪力分配系数 见表 5-1:表 5-1 各柱 D 值及剪力分配系数 表层位及层高 柱号(一般层) c = ( 底层)k25.0D=Hiic21(KN/M)D= DA 1.5 0.43 0.3 0.23B 2.7 0.57 0.3 0.27C 2.7 0.57 0.364 0.23二至五层(3.9M)D 1.5 0.43 0.31.330.27A 0.153 0.23B 0.179 0.27C 3.8 0.731 0.179 0.27底层(3.9M)D 2

29、 0.625 0.1530.6640.235.3 各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表 5-2表 5-2 框架各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算表层号 柱号 iDKN/MinKN/KNViy0Y1Y2yM 底KN.MM 顶KN.M19Y3A、D 0.23 4.7 0.43 0 0.43 8.70 8.87五层B、C 0.27 1.33 19.2 4.9 0.45 0 0.45 8.24 8.75A、D 0.23 7.7 0.45 0 0.45 14.27 14.28四层B、C 0.27 1.33 31.2 7.9 0.48 0 0.48 13.8 13.83A、D 0.23 10.4 0

30、.48 0 0.48 19.30 19.30三层B、C 0.27 1.33 42.2 10.7 0.50 0 0.50 18.68 18.68A、D 0.23 12.6 0.50 0 0.50 23.4 23.4二层B、C 0.27 1.33 51.2 13 0.50 0 0.50 22.68 22.68A、D 0.23 14.1 0.555 0 0.555 38.68 31.02一层B、C 0.27 0.664 61.2 16.5 0.565 0 0.565 46.23 35.65.4 梁端弯矩计算梁端弯矩的计算根据节点平衡理论,按各节点上梁的线刚度大小进行分配第五层:A 节点:已知 MA5

31、A6=2.7KN.M, MA5A4=8.87KN.M则 MA5B5=11.57KN.MB 节点:已知 MB5B6=2.77KN.M, MB5B4=8.75KN.M 则 M B5A5= (2.77+8.75)=6.06KN.M 10.9MB5C5= (2.77+8.75)=5.43KN.M.第四层:A 节点:已知 MA4A5=8.70KN.M, MA4A3=14.28KN.M,则 MA4B4=8.7+14.28=22.98KN.MB 节点:已知 MB4B5=8.24KN.M, MB4B3=1.83KN.M,则 MB4A4= (8.24+13.83)=11.62KN.M10.9MB4C4= (8.

32、24+13.83)=10.45KN.M.第三层:A 节点:已知 MA3B4=14.27KN.M, MA3A2=19.3KN.M则 MA3B3=33.57KN.MB 节点:已知 MB3B4=13.8KN.M, MB3B2=18.68KN.M,则 MB3A3= (13.8+18.68)=17.1KN.M10.920MB3C3= (13.8+18.68)=15.39KN.M0.91第二层:A 节点:已知 MA2A3=19.3KN.M, MA2A1=23.4KN.M则 MA2B2=42.7KN.MB 节点:已知 MB2B3=18.68KN.M, MB2B1=22.68KN.M则 MB2A2= (18.

33、68+22.68)=21.73KN.M10.9MB2C2= (18.68+22.68)=19.63KN.M.第一层:A 节点:已知 MA1A2=23.4KN.M, MA1A0=31.02KN.M则 MA1B1=54042KN.MB 节点:已知 MB1B2=22.68KN.M,MB1B0=35.6KN.M则 MB1A1= (22.68+35.6)=30.67KN.M10.9MB1C1= (22.68+35.6)=27.61KN.M.5.5 风荷载作用下内力图见图 5.221图 5.2 风荷载作用下内力图5.6 重力荷载代表值计算恒荷载取全部,活荷载取一半及上下半层的建筑结构重量计算,各层重力荷载

34、集中于楼层标高处,建筑物各层重力荷载代表值分别为:五层为 5032 KN,五至二层为5810KN,一层为 5915KN。简化为作用在一榀框架上的重力荷载代表值,分别为:G6=503KN, G5=G4=G3=G2=581KN, G1=591.5KN,则 =503+581 4+591.5=3200KN61ii22表 5-3 柱的 D 值计算:二-五层柱 底层柱边柱 内柱 边柱 内柱2hjiDcij20896 20187 11708 13694ij82166 508045.7 水平地震作用计算5.7.1 结构自振周期,采用假想顶点位移法 ,取 =0.7,框架假想顶T017.0点位移计算见表 5-4:

35、表 5-4层号 GiVi Diuii5 581 1084 82166 0013 01594 581 1665 82166 0019 01463 581 2241 82166 0027 01272 581 2827 82166 0034 01001 592 3356 50404 0066 0066=1.7 0.7 =0.50T07.0.165.7.2 地震作用影响系数,8 度抗震设防, =0.16, , max.35gsT取结构阻尼比为 ,05.则.90.91max316.248Tg5.7.3 水平地震作用及框架侧移验算计算顶部附加水平地震作用系数为 1070.84nT结构总水平地震作用标准值为

36、: 10.285396.EKEq KNGF)(61nEKiiiiH可得各层水平地震作用标准值为:231 5924. 316.(0.8)5924.81.187519.302.5F =2.4KN2 581. 316.(0.8)594.81.275819.302.5 =5.3KN3 . .(.)2519F=7.3KN4 85.7316.(0.8)59.81.281.3502. =9.5KN5 19.3.(.)245579F=11.7KN6 02. 316.(0.8)59.81181.3502. =16KN60.36.4EKn KNF表 5-5 水平地震作用下框架层间侧移计算表jkjkVDij ju相

37、对值 限值50 50 82166 0.6 0.0003412 62 82166 0.75 0.0002110 71 82166 0.9 0.000247.3 78 82166 1 0.000275.3 83.3 82166 1.02 0.000282.3 86 82166 1.7 0.000341/550(000182)层间位移满足侧移要求,不需要调整截面。245.7.4 水平地震作用下框架内力计算框架各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表 5-6表 5-6层号 柱号 iDKN/M in/KNViyM 底KN.MM 顶KN.MA、D 0.23 15 0.43 23.1 33.4五B、C 0.

38、27 1.33 62 16 0.45 26.5 28.2A、D 0.23 17 0.45 32.6 32.6四B、C 0.27 1.33 71 18 0.48 31.5 31.5A、D 0.23 19 0.48 36 36三B、C 0.27 1.33 78 20 0.50 35 34.7A、D 0.23 20 0.50 38.3 38.3二B、C 0.27 1.33 83 21 0.50 37.1 37.1A、D 0.23 19 0.555 52.2 42一B、C 0.27 0.664 86 23.3 0.565 65.2 50梁端弯矩的计算(节点平衡理论):第五层 A 节点 已知 5618.

39、7AKNM543.AKNM则 3.2.1BB 节点 已知 569548.2B则 1(.8)BA50.9325CKNM第四层 A 节点 已知 4.1A432.6A则 .6.7BMB 节点 已知 452.431.5B则 1(.)0.9BA KN4026.5327.5.C M第三层 A 节点 已知 3AKN36A25则 32.68.ABKNMB 节点 已知 ,415324.7B则 3(.47).9BA301.531CKN第二层 A 节点 已知 26AKNM283AM则 18.490.BB 节点 已知 237217.B则 (.3)8.BA KN2094.7141.C M第一层 A 节点 已知 38AK

40、N0.9A则 12BMB 节点 已知 27105.2BKN则 1(50.3)46.9BA1.271C M水平地震弯矩图见图 5.3:26图 5.3 水平地震作用下框架内力图5.7.5 重力荷载代表值作用下结构内力计算重力荷载代表值在框架上的分布与恒荷载在框架上的分布相同,据重力荷载的计算式:对于楼面为 ,与恒荷载 的比例系数为0.5KQGK;对于屋面,由于只考虑雪荷载而不考虑活荷载,故其比例0.5.1KK27系数较小,为简化计算,可直接利用恒荷载作用下的计算结果乘以 ,即为0.51KQG重力荷载代表值产生的内力:为屋面: KN/M2 KG3.86.756.=12 KN/M2KQ所以: =0.5

41、1K.1.2665对于屋面、由于只考虑雪荷载而不考虑活荷载,故其比例系数较小,为简化计算可直接利用恒荷载作用下的计算结果乘以系数 1.226,即为重力荷载代表值产生的内力。则:对底层框架梁,重力荷载代表值产生的内力设计值为:MA=1.226 43=52.7KNMMB 左 =1.226 51=62.5MB 右 =1.226 15=18.4AB 跨中 M1=1.226 45=55.2 BC 跨中 M2=1.226 12=14.7VA=1.226 6.02=17.4KNVB 左 =1.226 63=77.2 VB 右 =1.226 17.8=21.8对于底层框架柱产生的内力设计值:边柱:M A 上

42、=1.226 14=17.2KNMMA 下 =1.226 7.2=8.8VA=1.226 4.3=5.3内柱:M B 上 =1.226 12=14.7 MB 下 =1.226 6.1=7.5VB=1.226 3.7=4.5KNM6 内力组合计算:6.1 框架梁内力组合28将内力计算图中梁的弯矩、剪力标准值填入内力组合表,对于活荷载作用下跨中弯矩须乘以内里调整系数 1.2,再进行内力组合。因标准层荷载、截面均相同,故只取首层、标准层,顶层的边跨梁和中间跨梁组合计算见表 6-1表 6-1梁截面 内力恒载 1活载 2风载 3重力荷载 4水平地震 51.2 1+1.4 21.2+1 1.4 31.2+

43、0 1.9*1.4( + 2) 31.35 1+0.7*1.4 21.2+1 4.3 5MKN.M-39. -4.3 3.9 -48.6 -27 -54 -53 -57.9 -57.7 -93.4A6B6 VKN 68.3 5.1 1. 83.7 6.7 89.1 83.4 89.6 97.2109.2跨中MKN.M58.7 3.2 172 6.9 74.9 71.8 77.7 82.4 95.4MKN.M-55.3 -4.71.9-67.8-13.2 -73 -69-74.7-79.3-98.5A6B6B6A6 VKN 73.3 5.2 1.89.8 6.7 95 89.4 75.8 104

44、116.6MKN.M-23.1 -11.7-28.3-11.8-29.1 -30-31.1-32.2-49.3B6C6 VKN 5 01.2 6.13 8.4 6 7.7 7.5 6.75 18.3B6C6 跨中MKN.M20 -1 0 24.5 0 22.6 24 22.7 26 29.429MKN.M-23.1 -11.7-28.3-11.8-29.1 -30-31.1-32.2-49.3C6B6 VKN 5 01.2 6.13 8.4 6 7.7 7.5 6.75 18.3MKN.M-48.4-16.433.6 -59-68.6-81.3-105.1-121.1-81.4-160.3A3

45、B3 VKN 60.7 20.48.5 74.4 17.2101.4 84.7109.3101.9 112跨中MKN.M42 14 8.2 51.1 16.9 70 62 79.4 70.4 83.8MKN.M-53.4-17.717.1-65.5-34.8-88.9 -88-107.9-89.4 -124A3B3B3A3 VKN 62.3 20.88.6 76.4 17.2103.9 86.7111.7104.5 114MKN.M-12 -3.5 15.5 -14.7 -31.4 -19.3 -36 -38.2 -19.6 -58.5B3C3 VKN 5 0 116.1 22.4 6 21.

46、4 19.9 6.75 36.5跨中MKN.M9 -3.5 0 11 0 5.9 10.8 6.4 11.17 13.2MKN.M-12 -3.5 15.5 -14.7 -31.4 -19.3 -36 -38.2 -19.6 -58.5B3C3C3B3 VKN 5 0 11 6.1 22.4 6 21.4 19.9 6.75 36.530MKN.M-43.1-14.554.4-52.8-80.2 -72-127.9-139.8-72.4-167.6A1B1 VKN 60.2 5.114.2 73.8 21 79.4 92.1 96.6 86.3115.9跨中MKN.M45 15.2 11.8

47、55.2 17.1 75.3 70.5 87 75.6 88.5MKN.M-51 -16.9 30.7 -62.5 -46 -84.9-104.2-121.2-85.4-134.8A1B1B1A1 VKN 63 2114.2 77 21 105 95.5 120 105119.7MKN.M-15 -4.6 27.6 -18.4 -41.3 -24.4 -56.6 -58.6 -24.8 -75.8B1C1 VKN 5 019.7 6.1 29.5 6 33.6 30.8 6.75 45.7跨中MKN.M12 -4.6 0 14.7 0 8 14.4 8.6 11.7 17.6MKN.M-15 -4.6 27.6 -18.4 -41.3 -24.4 -56.6 -58.6 -24.8 -75.8B1C1C1B1 VKN 5 019.7 6.1 29.5 6 33.6 30.8 6.75 45.76.2 框架柱内力组合框架柱在恒荷载、活荷载作用下的轴力应包括纵向框架梁、横向框架梁传来

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