安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計方案論文某綜合樓設(shè)計方案_第1頁
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PAGEPAGE2**建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)課程名稱:某綜合樓設(shè)計姓名:學(xué)號:專業(yè):土木工程指導(dǎo)老師:完成時間:2012年6月9日目錄TOC\*MERGEFORMAT某綜合辦公樓的設(shè)計?4摘要?4第一篇結(jié)構(gòu)設(shè)計?61結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)條件?61.1工程概況?61。2設(shè)計依據(jù)?61.3荷載取值 71。4結(jié)構(gòu)總體布置?91。5主要承重構(gòu)件及墻體截面尺寸?91.6基礎(chǔ) 91.7材料?91。8結(jié)構(gòu)計算原則和方法 102結(jié)構(gòu)方案?102.1結(jié)構(gòu)體系?102.2結(jié)構(gòu)布置 102.3計算簡圖?133框架側(cè)移剛度計算?143.1梁柱線剛度計算?143.2柱側(cè)移剛度D值計算?144重力荷載計算 164。1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值?164.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值?174。3梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算 174。4重力荷載代表值計算?195橫向水平地震作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計算?215。1橫向自振周期計算?215.2水平地震作用及樓層地震剪力計算?225.3水平地震作用下的位移驗算 235.4水平地震作用下框架內(nèi)力計算?246豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 296.1計算單元?296。2荷載計算 297內(nèi)力組合?467.1組合原則?467.2框架梁內(nèi)力組合 487.3框架柱內(nèi)力組合 528截面設(shè)計?588。1框架梁截面設(shè)計?588.2框架柱截面設(shè)計?619基礎(chǔ)設(shè)計 689。1基礎(chǔ)參數(shù)選取?6810板的設(shè)計?PAGEREF_Toc259857411樓梯設(shè)計75參考文獻(xiàn)?PAGEREF_Toc1849978某綜合辦公樓的設(shè)計摘要本工程為某市擬建一棟綜合辦公樓,結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),屋蓋及樓蓋采用現(xiàn)澆式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)??傞L度為57.0m,總寬度為17。4m,總高度為16。20m,共四層,一層高為3.9m,其它層層高均為3.6m.本畢業(yè)設(shè)計主要完成以下內(nèi)容:一、建筑設(shè)計根據(jù)建筑的使用功能進(jìn)行建筑的平面布置及建筑造型設(shè)計,并確定建筑材料及繪制建筑施工圖。1.各層會議室和辦公室共約3600m2;2.樓梯、走道、廁所等部分約400m2;3.屋面:柔性防水屋面;4。墻面:外墻為240mm厚空心磚;內(nèi)墻為200mm厚空心磚或輕質(zhì)隔墻;5。裝修:外墻:面磚、涂料、石材、集石、噴涂等;內(nèi)墻:衛(wèi)生間瓷磚,其余房間普通粉刷;樓地面:地磚或石材;頂棚:門廳宜吊頂,其他均為普通粉刷;門窗:噴塑鋁合金窗等.二、結(jié)構(gòu)設(shè)計1.結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計算簡圖;2.確定梁、柱截面尺寸;3.荷載計算,包括重力荷載、水平地震作用等;4.荷載效應(yīng)組合;5.梁、柱配筋計算;6.基礎(chǔ)設(shè)計;7.繪制結(jié)構(gòu)施工圖;8.利用計算機(jī)程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析.關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;框架結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;結(jié)構(gòu)計算SomeofficebuildingdesignThisprojectforsomeofficebuilding,themainbodystructureusesthecast-in—placereinforcedconcreteportalframeconstruction,thetotallengthis57。0m,theoverallwidthis17.4m,thegrossaltitudeis15.42m,altogetherfour,onehighis3.9m,otherbuildingstoreheightsare3.6m.Thepurposeofthegraduat(yī)iondesignincludingthefollowingcontents:I.ArchitectureDesignaccordingthebuildingfunctiontoarrangetheroomsofthebuilding,determinethearchitecturalstyleandthematerialofthebuildinganddrawthearchitecturalworkingdrawing.1.Themeetingroomandoffice,atotalofabout3600m2ofeachlayer;2.Thestairs,corridor,toiletsetc.Partofabout400m2;3.Theroof:flexiblewaterproofroofing;4.Metope:exteriorwallis240mmthickhollowbricks;Interiorwallis200mmthickhollowbricksorlightweightpartitionwall;5.Repair:Exteriorwall:facebrick,coating,stone,stone,spraying,etc.;Interiorwalls,bathroomtile,ordinarypainttherestoftheroom;Floors:floortileorstone;Ceiling:appropriatecondolecarriesonthehallway,theotherforordinarypaint;DoorsandWindows,plasticsprayingaluminiumalloywindow,etc。II。StrctureDesign1。Determinetheconstructionarrangementandthecalculateconcisepicture.2.Determinebeam、columncross-sectionsize。3.Loadcalculat(yī)e.Includinggravityload、horizontalearthquakeloadandsoon。4。Loadeffectcombination.5.Calculatetherequiredreinforcingbarofthebeamandcolumn.6.Foundationdesign7.Drawtheworkingdrawingofbuildingstructure。8.Strctureanalysisbycomputerprogram.Keywordsreinforcedconcrete;framestructure;anti-seismicdesign;structurecalculation第一篇結(jié)構(gòu)設(shè)計1結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)條件1.1工程概況項目名稱:某綜合辦公樓建設(shè)地點:某市建筑面積:4038.85m2建筑高度:16.20m層高:一層3。9m,二~四層3.6m層數(shù):4層1。2設(shè)計依據(jù)1.2。1國家標(biāo)準(zhǔn)(1)國家標(biāo)準(zhǔn)。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)2006(2)國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)(3)國家標(biāo)準(zhǔn).建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)(GB50223-2004)(4)國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)(5)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集。建筑物抗震構(gòu)造詳圖(03G329-1)(6)國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002)1.2。2地質(zhì)勘察報告場地與環(huán)境1)場地標(biāo)高35.28--35.00m。2)工程地質(zhì)根據(jù)鉆孔實測結(jié)果,地下水位在32。85——32.59,對混凝土無浸蝕作用擬建樓區(qū)地基土情況如下:1層為雜填土:厚1.6m左右,層底標(biāo)高33.40m以上,構(gòu)成比較復(fù)雜,力學(xué)性質(zhì)差異明顯,不宜直接作為地基使用.2層為粘土:平均厚度6m左右,曾底標(biāo)高均在27.00米--28.00米,fk=180Kpa,液性指數(shù)為0.75,孔隙比e=0。85.(二)結(jié)論及建議1)1層土:工程地質(zhì)條件差,應(yīng)清除。建議選用2層粘土為持力層,基礎(chǔ)選用天然淺基礎(chǔ)。如下獨立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)。技術(shù)條件1)、擬建工程位于市區(qū)。2)、氣象質(zhì)料:(1)基本雪壓0.5KN/M2;(2)基本風(fēng)壓0.35KN/M2;(3)主導(dǎo)風(fēng)向:東南風(fēng)。3)、耐火等級:一級。4)、抗震設(shè)防要求:7度設(shè)防。1.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)技術(shù)指標(biāo)技術(shù)條件取值依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計使用年限50年《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》抗震設(shè)防烈度7度《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》建筑抗震設(shè)防類別丙類《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計基本地震加速度0。05g《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》設(shè)計地震分組第一組《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》場地類別Ⅱ類《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》房屋抗震等級四級《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》1.2。4抗震設(shè)計參數(shù)地震影響水平地震影響系數(shù)最大值特征周期取值依據(jù)多遇地震0。080.35《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》罕遇地震0.501.3荷載取值1.3.1風(fēng)荷載、雪荷載荷載類型取值(kN/m2)取值依據(jù)基本風(fēng)壓0.35《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》基本雪壓0。5《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》1。3。2樓面、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載類型取值(kN/m2)取值依據(jù)房間2.0《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》衛(wèi)生間2。0走廊、門廳、樓梯2.0屋面0。51.3.3結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項系數(shù)、可變荷載組合值系數(shù)等系數(shù)取值非抗震設(shè)計極限狀態(tài)系數(shù)名稱系數(shù)取值取值依據(jù)承載能力結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》永久荷載分項系數(shù)當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.2《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》由永久荷載效應(yīng)控制的組合1。35當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時1.0續(xù)表極限狀態(tài)系數(shù)名稱系數(shù)取值取值依據(jù)承載能力可變荷分項系數(shù)當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時=1.4《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時=0正常使用樓面活荷載組合值系數(shù)=0。5《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》屋面活荷載組合值系數(shù)=0《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》風(fēng)荷載組合值系數(shù)=0《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》抗震設(shè)計系數(shù)名稱系數(shù)取值取值依據(jù)承載力抗震調(diào)整系數(shù)梁(受彎):0.75《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》軸壓比小于0.15的柱:0.75軸壓比不小于0.15的柱:0.8各類構(gòu)件(受剪):0.85重力荷載分項系數(shù)=1。2《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》水平地震作用分項系數(shù)=1.3豎向地震作用分項系數(shù)=01.4結(jié)構(gòu)總體布置(1)平面、立面布置結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則、對稱,質(zhì)量和剛度變化均勻。(2)柱網(wǎng)布置采用大柱網(wǎng),柱網(wǎng)尺寸(7.5m+2。4m+7。5m)×7。2m。1.5主要承重構(gòu)件及墻體截面尺寸(1)柱:500mm×500mm;(2)梁:AB(CD)跨橫梁300mm×700mm,次梁250mm×550mm,縱梁300mm×700mm;(3)樓蓋、屋蓋:現(xiàn)澆混凝土樓(屋)蓋,板厚100mm;1.6基礎(chǔ)(1)基礎(chǔ)形式:柱下獨立基礎(chǔ);(2)基礎(chǔ)埋深:2。0m;1.7材料混凝土強(qiáng)度等級梁、板一~四層:C20柱一~四層:C25基礎(chǔ)C25鋼筋構(gòu)件受力鋼筋箍筋或構(gòu)造鋼筋板HPB235HPB235梁HRB335HPB235柱HRB335HRB335基礎(chǔ)HRB335HPB2351。8結(jié)構(gòu)計算原則和方法1.8.1手算:采用簡化方法計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移,即沿結(jié)構(gòu)縱橫兩主軸方向,按平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移。1.8。2電算:(1)軟件名稱:PKPM(2)版本:2005.08(3)編制單位:中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部2結(jié)構(gòu)方案2。1結(jié)構(gòu)體系本建筑為綜合樓,內(nèi)設(shè)有會議室、辦公室等,房間使用面積變化大,故選擇建筑平面布置比較靈活的框架結(jié)構(gòu)體系,框架結(jié)構(gòu)建筑立面容易處理,結(jié)構(gòu)自重較輕。且本建筑樓層數(shù)為四層,選用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。2。2結(jié)構(gòu)布置2.2。1結(jié)構(gòu)平面布置圖根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求,進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計,其標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面圖、剖面圖分別見建筑設(shè)計部分圖1.2和圖1.3。根據(jù)建筑平面圖可知采用大柱網(wǎng)較為經(jīng)濟(jì)合理,擬定柱距為7.2m,跨度為7.5m+2.4m+7.5m。2.2。2構(gòu)件材料及尺寸(1)現(xiàn)澆板樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因板長邊與短邊之比為7.5/3。6>2。0,所以本設(shè)計按短邊方向受力的單向板計算,沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。根據(jù)工程經(jīng)驗,板厚h應(yīng)滿足:故取.(2)框架幾何尺寸橫向框架梁h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12)×7500=938~625mm取h=700mmb=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×700=350~233mm取b=300mm中間框架梁由于跨度較小,截面尺寸取200×500mm縱向框架梁h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12)×7200=600~900mm取h=700mmb=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×700=233~350mm取b=300mm框架柱柱高h(yuǎn)=(1/6~1/12)H,H為層高且不宜小于400mm柱寬b=(1~1/1.5)h,且不宜小于250mm根據(jù)上述結(jié)果并綜合考慮其他因素,本設(shè)計柱截面尺寸取值如下:500mm×500mm次梁h=(1/14~1/18)l=(1/14~1/18)×7500取h=550mmb=(1/2~1/3)h?。?250mm圖2。1圖2。1結(jié)構(gòu)平面布置圖2。3計算簡圖本設(shè)計基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-2。35m,基礎(chǔ)高度為1。0m,則底層柱高度h1=3.3+2.35-1.0=4.65m.其他柱高取層高即3.0m。本結(jié)構(gòu)橫向框架計算簡圖如圖2.2所示。圖2。2橫向框架計算簡圖?3框架側(cè)移剛度計算3.1梁柱線剛度計算梁的線剛度Ib=EcIb/l。其中Ec為混凝土彈性模量;l為梁的計算跨度;lb為梁截面慣性矩,本結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆式樓蓋,故考慮樓板的影響,對于中框架梁(T形截面),取Ib=2.0I0;對于邊框架梁(倒L形截面),取Ib=1.5I0;對于樓電梯間梁,取Ib=I0。其中I0為梁矩形部分的截面慣性矩。柱的線剛度Ic=EcIc/h,其中Ic為柱的截面慣性矩,h為框架柱的計算高度。橫梁線剛度計算過程見表3.1,柱線剛度計算過程見表3.2。表3.1橫梁線剛度ib計算表類別Ec/(N/mm2)b×h/mm×mmI0/mm4l/mmEcI0/l/N·mm1。5EcI0/l/N·mm2EcI0/l/N·mmAB跨橫梁3.00×104300×7008。575×10975003。43×10105.145×10106。86×1010BC跨橫梁3。00×104300×7008。575×10924003.334×10102.001×10102。668×1010表3.2柱線剛度ic計算表層次hcEcb×hIcEcIc/hc146503.00×104500×5005。208×10103。36×10102~430003。00×104500×5005.208×10105。208×10103。2柱側(cè)移剛度D值計算柱的側(cè)移剛度D值按下式計算:式中,為柱側(cè)移剛度修正系數(shù),對不同情況按下式計算:一般層:底層:其中表示梁柱線剛度比.根據(jù)梁柱線剛度比的不同,圖2.1中的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.現(xiàn)以第2~4層C-1柱的側(cè)移剛度計算為例,說明計算過程,其余柱的計算過程從略,計算結(jié)果分別見表3。3~3。6。第2~4層C-1柱及與其相連的梁的相對線剛度如圖3.1所示,圖中數(shù)據(jù)取自表3.1和表3.2.則可得梁柱線剛度比為:圖3。1C—1柱及與其相連的梁的相對線剛度表3.3中框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次邊柱(18根)中柱(18根)12.0420.629232892.8360.6902554710743922~41.3170.397275681。8290.478331921336720表3.4邊框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次A-1,A-12B-1,B-1211.5310.575212892.1270.658243621826042~40.9880.331229851.3720.40728262204988表3.5中樓梯間框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次C—6,C-7D—6,D-711.0210。503186231.4180.561207711575762~40.6590.248172210.9150.3142180415610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)移側(cè)度,見表3.7。表3。7橫向框架側(cè)移剛度(N/mm)層次1234∑Di1414572169780816978081697808由表3.7可見,底層剛度最小,其層間剛度與上一層層間剛度之比且底層與其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值之比故該框架為規(guī)則框架。4重力荷載計算4。1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面及樓面的恒荷載包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重和構(gòu)造屋重量等重力荷載,其標(biāo)準(zhǔn)值按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計算尺寸、構(gòu)造層的材料及設(shè)計厚度以及材料容重標(biāo)準(zhǔn)值計算,計算結(jié)構(gòu)如下:屋面(不上人):三氈四油鋪小石子0。40kN/m220厚水泥砂漿找平層20×0.02=0.40kN/m250厚聚苯板保溫0。50kN/m21:10水泥珍珠巖找坡(3%)1.2kN/m220厚水泥砂漿找平0。40kN/m215厚頂棚抹灰層17×0.015=0.26kN/m2100厚現(xiàn)澆樓板25×0.1=2.5kN/m2合計5。66kN/m21~4層樓面:瓷磚地面(包括水泥砂漿打底)0。55kN/m2100厚鋼筋混凝土板25×0.1=2.50kN/m215厚頂棚抹灰17×0.015=0.26kN/m2合計3.31kN/m24.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值本建筑為民用建筑,樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)房間用途按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)表4.1。1的規(guī)定采用;屋面活荷載根據(jù)屋面類別按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)表4.3.1的規(guī)定采用;屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)式6.1。1計算,結(jié)果如下。屋面活荷載與雪荷載不同時考慮.不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0。5kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.45kN/m2式中:為屋面積雪分布系數(shù),本建筑為平屋頂,故取=1.0。So代表雪壓,本設(shè)計查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》知湖南湘潭基本雪壓為0.45kN/m2。4.3梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷層等計算出單位長度上的重力荷載;本設(shè)計為現(xiàn)澆板肋梁樓蓋,因板自重已計入樓面(屋面)的恒載之中,故計算梁自重時梁截面高度取梁原截面高度減去板厚。具體計算過程及結(jié)果見表4。1。表4.1梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件b/mh/mγ/(kN/m2)βg(kN/m)li/mnGi/kN∑Gi/kN1邊橫梁0。30.7251.054.7257.26016548。8561458.12中橫梁0.30.7251.054。7252.160827.216次梁(三跨)0.250.55251。053。2813。36028148.176縱梁0.30.7251.054。72516.687383.090柱0。50.5251。16.8754.65032102310232~4邊橫梁0.30.7251.054.7257.26016548。8561458。12中橫梁0。30.7251.054。7252。160827.216次梁(三跨)0。250。55251.053。2813。36028148.176縱梁0.30.7251.054。72516.687383.090柱0.50.5251。16.8753.00032660660注:表中β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系系數(shù);g表示單位長度構(gòu)件重力荷載;n為構(gòu)件數(shù)量。墻體重量根據(jù)其厚度及材料容重標(biāo)準(zhǔn)值計算,其兩側(cè)的粉刷層(或貼面)重量應(yīng)計入墻自重內(nèi)。本設(shè)計外墻體為240mm厚加氣混凝土砌塊,外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2),內(nèi)墻面為20mm厚抹灰,則外墻單位面積重力荷載為:0.5+0。5×0。24+17×0.02=2.16kN/m2內(nèi)墻面為240mm厚加氣混凝土砌塊,兩側(cè)均為20mm厚抹灰,則內(nèi)墻單位面積重力荷載為:5.5×0.24+17×0.02×2=2.00kN/m2女兒墻為240mm厚加氣混凝土砌塊,外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2),內(nèi)墻面為20mm厚水泥砂漿抹面,則女兒墻單位面積重力荷載為:0.5+5.5×0.24+17×0.02=2.16kN/m2門、窗等自重可根據(jù)其材料種類,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)表A.1查取單位面積重量進(jìn)行計算.鋼鐵門(包括玻璃門)單位面積重力荷載取0.45kN/m2;鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4kN/m2。墻、門、窗等重力荷載匯總見表4.2.4.4重力荷載代表值計算集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi,為計算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量.計算Gi時,各可變荷載的組合值系數(shù)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)表5.1。3的規(guī)定采用。由于前面已經(jīng)計算出結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值,故下面僅以集中于一層樓板處的重力荷載代表值G1的計算為例說明計算過程,計算結(jié)果見表4.3。表4。2墻、門、窗等重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總層次構(gòu)件q/(kN/m2)A/m2Gi/kN∑Gi/kN1外墻2.16322。68696。989192。6828內(nèi)墻2。00459.3918。6樓梯間4.9654.00267.054門0.4560.1227.054窗0.440。516.22~4外墻2。16314。04678.3262196。4494內(nèi)墻2.00599。11198。2樓梯間4。9654.0267。84門0。4553.3424.003窗0。470.228.08其它1~4層樓面3。31876.962902.7382902。73764層屋面5。66876.964963.59364963.5936女兒墻2.1681.36175.7376175。7376雨篷25.95025.950注:表中q為相應(yīng)構(gòu)件的單位面積重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值,其中樓梯間面荷載取樓面荷載1.5倍,7層屋面板考慮壓檐墻取屋面荷載1.2倍,A表示單層內(nèi)構(gòu)件所占總面積。電梯機(jī)房設(shè)備近似按50kN計算.表4.3各層重力荷載代表值層次1234∑GiGi8935。029074.559074.559074.5536158。67圖4。1各質(zhì)點重力荷載代表值

5橫向水平地震作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計算5.1橫向自振周期計算本設(shè)計采用頂點位移法計算結(jié)構(gòu)自振周期,計算如下:頂點位移uT按以下步驟計算:式中:Gk為集中在k層樓面處的重力荷載代表值,對頂層應(yīng)加上局部突出部分的折算重力荷載;VGi為把集中在各層樓面處的重力荷載代表值視為水平荷載而得的第i層的層間剪力;為第i層的層間側(cè)移剛度;、分別為第i、k層的層間側(cè)移;S為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。具體計算過程及結(jié)果見表5.1。表5.1結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算層次Gi/kNVGi/kN∑Di/(N/mm)Δui/mmui/mm49074。5526997.09169780815。90101.9739074.5536071.64169780821.2586.0729074.5545146.19169780826。5964。8218935.0254081.21141457238.2338。23結(jié)構(gòu)基本自振周期T1(s)按下式計算:式中為結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻的折減系數(shù),本結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu),取為0.7,則5.2水平地震作用及樓層地震剪力計算本設(shè)計中結(jié)構(gòu)高度不超過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算水平地震作用。由設(shè)計任務(wù)書可知,本建筑所在地抗震設(shè)防烈度為7度,水平地震影響系數(shù)最大值為0.08,場地類別為Ⅱ類,設(shè)計地震分組為第一組,特征周期Tg為0.35s。因為Tg=0.35<T1=0.62<5Tg=1.75,故相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值為:根據(jù)表4.3中數(shù)值可得:則因為T1=0.62s>1.4Tg=1.4×0.35=0。49s,所以不需考慮頂部附加水平地震作用。將上述計算結(jié)果代入下式即可算得各質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:式中:Gi、Gj分別為集中于質(zhì)點i、j的重力荷載代表值;Hi、Hj分別為質(zhì)點i、j的計算高度??蚣芨鲗訉娱g剪力通過下式計算:式中:Fk為作用在k層樓面處的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值.具體計算過程及結(jié)果見表5.2。各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖5。1。5。3水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移按下列兩式計算:具體計算過程及結(jié)果見表5.3。表5。2各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次hi/mHi/mGi/kNGiHi/kN·mGiHi?∑GiHiFi/kNVi/kN43.0012.309074.55111616.960.191605。83242.5133.009.309074.5584393。320.145459。922702.4323。006。309074.5557169。660。098310。843013.2713。303.308935.0229485.560.051161.763175.03(a)水平地震作用分布(b)層間剪力分布圖5.1橫向水平地震作用及樓層地震剪力表5。3橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi/kN∑Di/(N/mm)Δui/mmui/mmhi/mmθe?Δui/hi42242。5116978081.326.9230001/227332702。4316978081.595.6030001/188723013。2716978081。774.0130001/169513175.0314145722.242.2433001/1473表5。3還計算了各層的層間彈性位移角θe=Δui/hi,由表中數(shù)值可知,最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層,其值為1/1473<1/550,滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001)第5.5.1條的規(guī)定。5.4水平地震作用下框架內(nèi)力計算本設(shè)計說明書以圖2.1中⑤軸線橫向框架內(nèi)力計算為例,說明計算方法及過程,其余框架內(nèi)力計算從略。本設(shè)計采用D值法計算水平地震作用下的框架內(nèi)力。各層柱的側(cè)移剛度以及各層層間剪力已由前面計算得出,各柱所分配的剪力由下式計算:式中:Vij為第i層第j根柱所分配的地震剪力;Vi為第i層樓層間剪力;Dij為第i層第j根柱的側(cè)移剛度;為條i層所有柱側(cè)移剛度之和。柱反彎點高度根據(jù)下式計算:y=(y0+y1+y2+y3)h式中:y0為標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比;y1為某層上下梁線剛度不同時,對y0的修正值.y2為上層層高與本層高度不同時,對y0的修正值;y3為下層層高與本層高度不同時,對y0的修正值。因為本設(shè)計各層梁截面相同,即線剛度相同,故不需要考慮y1值,且只有一二層分別需要考慮y3、y3。由柱剪力Vij和反變點高度y,按下式計算柱端彎矩:上端:下端:具計算過程及結(jié)果見表5.4和表5。5。表5.4各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/kN∑Dij/(N/mm)Di1/(N/mm)Vi1/(kN)yMbi1/(kN·m)Mui1/(kN·m)43。002242。5116978082756836.411。3170.4549.1560。0833.002702。4316978082756843.881.3170.4761。8769.7723.003013.2716978082756848。931。3170。5073.4073。4013.303175.0314145722328952.272。0420.5594.8777。62表5.5各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/kN∑Dij/(N/mm)Di2/(N/mm)Vi2/(kN)yMbi2/(kN·m)Mui2/(kN·m)43.002242.5116978083319243.841.8290.4559.1872.3433.002702.4316978083319252.831。8290。4977.6680.8323。003013。2716978083319258。911.8290.5088。3788。3713.303175.0314145722554757。342。8360。55104。0785.15梁端彎矩按節(jié)點彎矩平衡條件,將節(jié)點上、下端彎矩之和按左、右梁的線剛度比例分配:式中:,分別表示節(jié)點左、右梁的線剛度;,分別表示節(jié)點左、右梁的彎矩.梁端剪力根據(jù)梁的兩端彎矩,按下式計算:由梁端剪力疊加便可求得框架柱軸力,其中邊柱為各層梁端剪力按層疊加,中柱軸力為兩側(cè)梁端剪力之差,亦按層疊加。具體計算過程及結(jié)果見表5.6。表5.6梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊橫梁中橫梁柱軸力lVblVb邊柱N中柱N493.5782.507。523.4832.0832.082.426。73-45.5-5.833118。92100。807.529.3039.2139.212。432,.68-74。8-9.212135.27119.547.533.9746.4946.492。438.74—108。77-13.981151。02124.937.536.7949.4349.432.441.19-145。56-18。38注:1)柱軸力中的負(fù)號表示拉力.當(dāng)為左地震作用時,左側(cè)兩根柱為拉力,對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓。2)表中M單位為kN·m,V單位為kN,N單位為kN,l單位為m。水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖如圖5。2、圖5.3所示。圖5.3水平地震作用下框架彎矩圖(kN·m)圖5.4水平地震作用下梁端剪力及柱軸力圖(kN)?6豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算6.1計算單元取eq\o\ac(○,4)軸線橫向框架進(jìn)行計算,計算單元寬度為6.6m,即一個柱距寬,如圖6.1所示。由于房間內(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)點上.由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合,因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩.圖6.1橫向框架計算單元6.2荷載計算6.2.1恒載計算恒載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖6.2所示.在圖6.2中,,代表橫梁自重,為均布荷載形式。對于第4層:和分別為房間和走道板傳給橫梁的均布荷載和三角形荷載,由圖6.1所示幾何關(guān)系可得:圖6.2各層梁上作用的恒載、分別為由邊縱梁,中縱梁直接傳給柱的恒載,它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載,計算如下:對于2~3層:由縱梁傳給柱的恒載除梁自重和樓板重外,還應(yīng)考慮梁上填充墻等的重力荷載,其它荷載計算方法同4層,計算如下:對于1層:框架計算簡圖屋面上線荷載:樓面梁上線荷載:固端彎矩計算固端彎矩計算表邊跨框架梁中間跨框架梁頂層±1/12ql2=1/12×25.10×7.52=±117。66kN·m±1/12ql2=1/12×10。06×2。42=±4。83kN·m底層及標(biāo)準(zhǔn)層±1/12ql2=1/12×20。14×7。52=±94.41kN·m±1/12ql2=1/12×6。54×2.42=±3。14kN·m節(jié)點分配系數(shù)μ計算μA6B6=μA6B5=μB6A6=μB6C6=μA6B6=頂層分配系數(shù)計算過程如下(其它層計算方法相同),見下表頂層分配系數(shù)計算表節(jié)點A各桿端分配系數(shù)μ節(jié)點B各桿端分配系數(shù)μ頂層A6B60。67B6A60.53A6A50。33B6C60.21B6B50.26標(biāo)準(zhǔn)層A5B50.50B5A50。42A5A40.25B5B40.21A5A60.25B5B60.21B5C50.16底層A1B10.44B1A10。38A1A20.22B1C10。15A1A00.34B1B00.29B1B20.18風(fēng)荷載及內(nèi)力分析風(fēng)荷載計算?基本風(fēng)壓值:w0=0.35kN/m2Βz值由于建筑物總高度不超過30m,所以Βz=1。0查《荷載規(guī)范》得μs,迎風(fēng)面μs=0。8,背風(fēng)面μs=—0.5,所以取μs=1。3查表得μz值,一層μz=0。74,二~四層μz=0.84得風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk一層wk=Βzμzμsw0=1。0×0.74×1.3×0.35kN/m2=0.37kN/m2二~四層wk=Βzμzμsw0=1.0×0.84×1。3×0。35kN/m2=0。38kN/m2風(fēng)荷載的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk:一層qk=wk×7。2=0.37×7.2kN/m=2。7kN/m二~四層qk=wk×7。2=0。38×7。2kN/m=2.7kN/m為簡化計算,將矩形分布的風(fēng)荷載折算成節(jié)點集中力Fik第四層2。7kN/m×3/2×2m=8.1kN第三層2。7kN/m×(3/2+3/2)m=8.1kN第二層2。7kN/m×3/2×2m=8.1kN第一層2.7kN/m×(3/2+3.3/2)m=8.5kN風(fēng)荷載作用下荷載分布圖如下圖所示:圖6.1風(fēng)荷載作用下荷載分布圖各柱的D值及剪力分配系數(shù)y計算風(fēng)荷載作用下需考慮框架節(jié)點的側(cè)移,采用D值法,各柱的D值及剪力分配系數(shù)見表6。1表6。1各柱的D值及剪力分配系數(shù)層次及層高柱號KDΣDY=D/ΣD二~四層(3.6m)A1.3170。3972.7568×10612.152×1040.227B1。8290。4783.3192×1060.273C1。8290。4783.3192×1060.273D1.3170。3972。7568×1060。227一層(3.9m)A2。0420。6292。3289×1069.7672×1040.238B2。8360。6902。5547×1060.262C2.8360。6902.5547×1060.262D2。0420。6292.3289×1060.238各柱的D值及剪力分配系數(shù)y值計算風(fēng)荷載作用下需考慮框架節(jié)點的側(cè)移,各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩見表6。2表6.2各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩由表中數(shù)據(jù)可知,最大層間彈性位移轉(zhuǎn)角發(fā)生在第一層,滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求,框架抗側(cè)移剛度滿足要求.第四層A節(jié)點已知MA4A5=3.72kN·m,MA4A3=7.90kN·m,則MA4B4=11。62kN·mB節(jié)點已知MB4B5=4。96kN·mMB4B3=9.50kN·m,則MB4A4=10.22kN·mMB4C4=3.97kN·m第三層A節(jié)點已知MA3A4=6。47kN·m,MA3A2=10.54kN·m,則MA3B3=17.01kN·mB節(jié)點已知MB3B4=7。78kN·mMB3B2=12。19kN·m,則MB3A3=14.38kN·mMB3C3=5.59kN·m第二層A節(jié)點已知MA2A3=9.35kN·m,MA2A1=12。71kN·m,則MA2B2=22。06kN·mB節(jié)點已知MB5B6=1.57kN·mMB5B4=5.96kN·m,則MB2B3=11.72kN·mMB2C2=7.56kN·m第一層A節(jié)點已知MA1A2=12.71kN·m,MA1A0=16.19kN·m,則MA1B1=28。9kN·mB節(jié)點已知MB1B2=15。27kN·mMB1B0=17。82kN·m,則MB1A1=23.82kN·mMB1C1=9.27kN·m風(fēng)荷載作用下彎矩圖,根據(jù)上述計算可得風(fēng)荷載作用下的彎矩圖風(fēng)荷載作用下的彎矩圖6.2.2活載計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖6.3所示。對于第4層:在屋面活荷載作用下圖6.3各層梁上作用的活載在屋面雪荷載作用下對于2~3層和第1層:將以上計算結(jié)果匯總,見表6.1、表6.2和表6.3。表6.1橫向框架恒載匯總表層次q1/(kN/m)q1’/(kN/m)q2/(kN/m)q2’/(kN/m)P1/kNP2/kN44。7254.72511.927。94144.25205。4634。7254.72511。927。94144。25205.4624.7254。72511。927.94144。25205.4614。7254。72511.927.94150.84212.14表6.2橫向框架活載匯總表層次q2/(kN/m)q2'/(kN/m)P1/kNP2/kN47。24.82741.437.24。82741。427。24。82741.417.24.82741.4表6.3橫向框架重力荷載代表值匯總表層次q1/(kN/m)q1’/(kN/m)q2/(kN/m)q2’/(kN/m)P1/kNP2/kN44.7254.72515。5210。34157。75226.1634.7254。72515.5210.34157。75226.1624.7254。72515.5210.34157.75226。1614.7254.72515.5210.34164.34232。846。2.3內(nèi)力計算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算.由于結(jié)構(gòu)和荷載對稱,故計算時可用半框架。彎矩計算過程如圖6。4、圖6.5和圖6.6所示,所得彎矩圖如圖6.7、圖6。8和圖6.9所示。圖6.4恒載作用下的彎矩二次分配圖6.5活載作用下的彎矩二次分配圖6.6重力荷載代表值作用下的彎矩二次分配?圖6。7恒載作用下框架彎矩圖?圖6.8活載作用下框架彎矩圖?圖6。9重力荷載代表值作用下框架彎矩圖梁端剪力可根椐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)點集中力疊加得到。計算柱底軸力還需考慮柱的自重,如表6。4、表6。5和表6.6所列.表6.4恒載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN頂N底N頂N底462。426.65-0。71061。7163.136.65653.65674.28842.94863.57362.426.65—0.71061。7163.136。65880。24900.871148.811159.44262。426.65-0.75061.6763.176.651106.791127.421434.721455.35162.426。65-0。68061.7463.106.651340.001371.971737.241769.21表6。5活載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=—VBVB=VCVAVBVB=VCN頂=N底N頂=N底427.002.88-0.31026.6927。312.88120。77161。11327。002。88-0.31026.6927.312.88174.46232.7227.002。88—0.32026。6827。322。88228.14304.3127.002.88-0.29026.7127.292。88281。85375。87表6。5活載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN頂N底N頂N底475.928。09—0.89075.0376.818.09713.61734,24921.25941.88375.928。09—0。89075.0376.818.09967.02987.651252.941273.57275。928.09-0.89075。0376.818.091220.431241.061584。631605.26175.928.09-0。84075.0876.768.091480.481512.481922。951954。927內(nèi)力組合7。1組合原則根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001),建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載(效應(yīng))組合,并應(yīng)取各自的最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計。本設(shè)計考慮以下兩種基本組合:(1)無地震作用的豎向荷載效應(yīng)組合本工程為一般框架結(jié)構(gòu),根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)第3。2.4條,基本組合可采用簡化規(guī)則,并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定:eq\o\ac(○,1)由可變荷載效應(yīng)控制的組合:eq\o\ac(○,2)由永久荷載效應(yīng)控制的組合:式中:為荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值為永久荷載的分項系數(shù);為第i個可變荷載的分項系數(shù);為按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)值;為按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)值;為可變荷載的組合值系數(shù);為參與組合的可變荷載數(shù)。對于本設(shè)計,上述基本組合的荷載分項系數(shù)及可變荷載組合值系數(shù)取值如下:由可變荷載效應(yīng)控制的組合,永久荷載分項系數(shù)取1.2;由永久荷載效應(yīng)控制的組合,永久荷載分項系數(shù)取1.35;本工程樓面活荷載小于4kN/m2,可變荷載分項系數(shù)取1.4;根據(jù)樓面活荷載類別,可變荷載組合值系數(shù)取0.7。(2)地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001)第5.4。1條,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合,應(yīng)按下式計算:式中:為結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計值;為重力荷載分項系數(shù);、分別為水平、豎向地震作用分項系數(shù);為風(fēng)荷載分項系數(shù);為重力荷載代表值的效應(yīng);為水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);為豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);為風(fēng)荷載組合值系數(shù).根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)的規(guī)定,本設(shè)計可不進(jìn)行風(fēng)荷載及豎向地震作用計算.故上述基本組合表達(dá)式可寫為:7。2框架梁內(nèi)力組合由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布性質(zhì),在豎向荷載作用下要以考慮適當(dāng)降低梁端彎矩,以減少負(fù)彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。本設(shè)計為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),支座負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)?。埃?。另外,對于考慮地震作用組合的內(nèi)力,應(yīng)該根據(jù)不同的構(gòu)件類型考慮相應(yīng)的抗震承載力調(diào)整系數(shù)。下面以第四層AB跨梁考慮地震作用的組合為例,說明框架梁內(nèi)力的組合方法。各層梁的內(nèi)力組合結(jié)果見表7。1。支座A截面:左震:右震:則可得組合內(nèi)力如下:左震右震同理可得支座B截面的組合內(nèi)力如下:左震右震跨間最大正彎矩根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設(shè)計值,由平衡條件確定。計算簡圖如圖7.1所示。圖7.1AB跨梁的內(nèi)力計算簡圖由圖7。1可得距A支座為x位置截面的彎矩為:由即可解得跨中最大彎矩離A支座的距離為代入第四層AB跨梁荷載及內(nèi)力得左震右震根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)第6.2.4條,一、二、三級的框架梁,其梁端截面組合的剪力設(shè)計值應(yīng)按下式調(diào)整:式中:為梁端截面組合的剪力設(shè)計值;為梁的凈跨;為梁在重力荷載代表值作用下,按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值;、分別為梁左右端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值,一級框架兩端彎矩均為負(fù)彎矩時,絕對值較小的彎矩應(yīng)取零;為梁端剪力增大系數(shù),一級取1.3,二級取1.2,三級取1。1.六層AB跨:左震右震則7。3框架柱內(nèi)力組合框架柱取每層柱頂和柱底兩個控制截面,遵循“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)原則,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)的規(guī)定,一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處,除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點外,柱端組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下式要求:式中:為節(jié)點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和,上下柱端的彎矩設(shè)計值,可按彈性分析分配;為節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和;為柱端彎矩增大系數(shù),一級取1.4,二級取1。2,三級?。?。1.本設(shè)計房屋抗震等級為二級,因梁端彎矩設(shè)計值之和與柱端彎矩設(shè)計值之和相差不大,故直接將柱端彎矩設(shè)計值乘以增大系數(shù)1。2以簡化計算。柱剪力設(shè)計值則按下式計算:式中:為柱端截面組合的剪力設(shè)計值;為柱的凈高;、分別為柱的上下端順時針或反時針方向截面組合的彎矩設(shè)計值;柱剪力增大系數(shù),一級取1.4,二級取1。2,三級取1.1??蚣苤鶅?nèi)力組合的方法與框架梁類似,在此不再贅述。各層柱的組合結(jié)果見表7.2和表7.3。注:表7。1中,MAB和MBC分別為AB跨梁和BC跨梁的跨間最大正彎矩。M以下部受拉為正,單位kN·m,V以向上為正,單位kN;2)表7.2和表7.3中M以左側(cè)受拉為正,單位kN·m,N以受壓為正,單位kN,V以繞柱端順時針旋轉(zhuǎn)為正。表7.1框架梁內(nèi)力組合表

續(xù)表7。1?表7。2橫向框架A柱內(nèi)力組合表7.1框架梁內(nèi)力組合表續(xù)表7。1表7。2橫向框架A柱內(nèi)力組合表7.3橫向框架B柱內(nèi)力組合表7.3橫向框架B柱內(nèi)力組合8截面設(shè)計8.1框架梁截面設(shè)計8.1。1梁的正截面受彎承載力計算以第一層AB跨梁為例,說明計算方法和過程,其余各層梁的縱向鋼筋計算結(jié)果見表8.1。從表7.1中選出AB跨跨間截面及支座截面的最不利內(nèi)力,并將支座中心處的彎矩?fù)Q算為支座邊緣控制截面的彎矩進(jìn)行配筋計算。支座彎矩跨間彎矩取控制截面,即支座邊緣處的正彎矩,與之相對應(yīng)的剪力則支座邊緣處彎矩為當(dāng)梁下部受拉時,按T形截面設(shè)計,當(dāng)梁上部受拉時,按矩形截面設(shè)計。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)第7.2.3條,T形截面翼緣計算寬度取下列情況中的最小值。按計算跨度考慮,;按梁間凈距考慮,;按翼緣厚度考慮,,(不起控制作用)。故取。梁內(nèi)縱向鋼筋為HRB335級鋼(),。下部跨間截面按單筋T形截面計算.因為屬第一類T形截面實配鋼筋1Φ18+2Φ16(),,滿足要求。將下部跨間鋼筋截面1Φ18+2Φ16的鋼筋伸入支座,作為支座負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋(),再按雙筋矩形截面計算相應(yīng)的受拉鋼筋,即支座上部鋼筋。A支座則說明富裕,且達(dá)不到屈服??山迫嵢。肠?0(),,,滿足要求.B支座實取4Φ16(),,,滿足要求。表8.1框架梁縱向鋼筋計算表層次截面M/kN·mξAs'/mm2As/mm2實配鋼筋As/mm2As'/Asρ4支座A-118.16〈07636253Φ18(763)1.000.38%AB跨間81.200.008425.63Φ18(763)0.38%支座Bl—111。80<07635923Φ16(603)1.270。3%支座Br43。18<07632283Φ16(603)1。270.3%BC跨間66。340.021613.23Φ18(763)1。0%3支座A—141.06<07637483Φ18(763)1.000。38%AB跨間121。160。011585.23Φ18(763)0.38%支座Bl-128.21<07636783Φ18(763)1。000。38%支座Br-50.50〈07632673Φ18(763)1。000。38%BC跨間67。140.021613.23Φ18(763)1。0%2支座A-155.83〈09428243Φ20(942)1.000.47%AB跨間155。150.0157983Φ20(942)0.47%支座Bl-161.48<09428543Φ20(942)1。000.47%支座Br-46.77<09422473Φ20(942)1。000.47%BC跨間87.890。0277883Φ20(942)1.3%1支座A—170。34<09429013Φ20(942)1.000.47%AB跨間129。200.0126383Φ20(942)0.47%支座Bl-149.06<09427893Φ20(942)1.000。47%支座Br-45。98<09422433Φ20(942)1.000.47%BC跨間87.970。0288183Φ20(942)1.3%8.1。2梁斜截面受剪承載力計算以第一層AB跨梁為例,說明計算方法和過程,其余各層梁的箍筋計算結(jié)果見表8。2.根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)第11.3。3條,考慮地震作用組合的框架梁,當(dāng)跨高比時,其受剪截面應(yīng)符合下列條件:本設(shè)計中,由表7.1可得一層AB跨梁經(jīng)調(diào)整后的剪力設(shè)計值故截面尺寸滿足要求。梁箍筋采用HPB235級鋼筋(),則梁端箍筋加密區(qū)實配雙肢8@100(),加密區(qū)長度取1050mm,非加密區(qū)取8@150,箍筋設(shè)置滿足要求。表8.2框架梁箍筋計算表層次截面γREV/kN0.2βcfcbh0/kN梁端加密區(qū)非加密區(qū)實配鋼筋(Asv/s)實配鋼筋(ρsv)4A、Bl99.84383.04〉γREV0。43雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0.22%)Br35。79140。16>γREV-0。32雙肢8@100(1。01)雙肢8@150(0.22%)3A、Bl107。41383.04>γREV0.09雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0。22%)Br41.38140.16〉γREV-0.29雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0.22%)2A、Bl131.00383.04>γREV0。22雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0.22%)Br34。68140.16〉γREV—0.33雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0。22%)1A、Bl117。13383.04>γREV0.14雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0。22%)Br49.41140.16>γREV-0.24雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0。22%)8.2框架柱截面設(shè)計8.2。1剪跨比和軸壓比驗算柱截面尺寸宜滿足剪跨比及軸壓比的要求.剪跨比宜大于2,本結(jié)構(gòu)框架抗震等級為二級,軸壓比應(yīng)小于0.9,各層柱剪跨比及軸壓比計算過程及結(jié)果如表8。3所示,由表可見,各柱的剪跨比和軸壓比均滿足規(guī)范要求。表8。3柱的剪跨比和軸壓比驗算柱號層次b/mmh0/mmfc/(N/mm2)Mc/kNmVc/kNN/kNM/Vch0N/fcbhA柱450046014.3119.3874。81940.243.50>20.263<0.9350046014。3131。9884.761282.423.39>20.359<0。9250046014.3136.2290.131630.673。29>20.456〈0。9150046014.3143。7386.492004.173。61>20.561<0。9B柱450046014.3131。4881.951137.843。49〉20。318<0.9350046014。3142,。5293.761540.263。30>20.431<0。9250046014。3150.04100.341944.493.25>20.544〈0.9150046014。3154.2591。772369.803.65>20.663〈0。98.2.2柱正截面承載力計算以第一層B柱為例說明計算方法及過程,其余柱的計算結(jié)果見表8.4和表8.5。由B柱內(nèi)力組合表中選出第一層柱不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計算.及相應(yīng)的N:根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)第7.3。11條,底層柱的計算高度可按1。0H計算,則=4.65m。因為,故應(yīng)考慮二階彎矩的影響。,取對稱配筋且故為大偏心受壓,且有效。則再按及相應(yīng)的M計算:,取故為小偏心受壓按以下近似公式計算上式中應(yīng)滿足及,因為但故按構(gòu)造配筋.本設(shè)計框架抗震等級為三級,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)的規(guī)定,柱全部縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.8%,且每一側(cè)的配筋率不應(yīng)小于0.2%,故選用422(),總配筋率,滿足要求。表8。4A柱縱向鋼筋計算表層次截面b/mmh/mmM/kN·mN/kNξ偏心類別As=As'/mm2實配鋼筋(As=As')/mm2ρsρ4柱頂500500114.60686.610。209大偏心217420(1257)0。55%1.64%-35。33597.890.182大偏心構(gòu)造配筋50.161000。780.304大偏心779柱底-100.07705.180.214大偏心31921.72616.450。187大偏心構(gòu)造配筋-50.161028.630.313大偏心7963柱頂500500114.60943.250.287大偏心354420(1257)0.55%1.64%-47.44797.390.242大偏心73450.161359.290.413大偏心930柱底-117.30961.820.292大偏心42537。12815.960。248大偏心81350.661387.140.442大偏心9322柱頂500500130.081204。440.366大偏心474420(1257)0.55%1.64%-53.13992.340。302大偏心84248.551717.340.522大偏心951柱底-130.771223。000.372大偏心47752.441010.900。307大偏心858-49.561745。590.531大偏心構(gòu)造配筋1柱頂500500136。041474.350.448大偏心503420(1257)0.66%1.98%—57.701170。510.356大偏心909119。762085.20.634小偏心構(gòu)造配筋柱底-137.981503.130.457大偏心49398。811219.280。371小偏心構(gòu)造配筋-24,。582128.370。647小偏心構(gòu)造配筋表8。5B柱縱向鋼筋計算表層次截面b/mmh/mmM/kN·mN/kNξ偏心類別As=As'/mm2實配鋼筋(As=As')/mm2ρsρ4柱頂500500—126.22834。810。254大偏心276420(1257)0.55%1。64%54.34823。440.250大偏心713-17.901295.860.394大偏心構(gòu)造配筋柱底109。80853。380。259大偏心393-37。91842。010.256大偏心82917.901323。710。462大偏心構(gòu)造配筋3柱頂500500-136.821118.670.340大偏心394420(1257)0.55%1.64%64.931113。630.339大偏心837—17。901765.440。537大偏心構(gòu)造配筋柱底133。211155.100.351大偏心434—60.631137.230。348大偏心87545.941793.290.545大偏心9562柱頂500500-144.971439.800.438大偏心444420(1257)0.55%1.64%75.611412。540.429大偏心870-43。972235。090.686小偏心構(gòu)造配筋柱底144.041458.360.443大偏心452-75.061431.100.435大偏心86742.732262.940。688小偏心構(gòu)造配筋1柱頂500500-142.681748.530.531大偏心446420(1257)0.55%1.64%69。851712.730。521大偏心904-46.172713.630。825小偏心構(gòu)造配筋柱底148.081777.350.540大偏心406—111.081741.510.529大偏心64023.142756。790.838小偏心構(gòu)造配筋8.2。3柱斜截面受剪承載力計算以第一層B柱為例說明計算方法及過程,其余柱的計算結(jié)果見表8。6。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010—2002)第11。4.8條規(guī)定,對于剪跨比的框架柱,考慮地震作用組合的受剪截面應(yīng)符合下列條件:由前可知,第一層B柱的組合剪力設(shè)計值故截面滿足要求.根據(jù)規(guī)范規(guī)定,計算斜截面抗震受剪承載力時軸向力取考慮地震作用組合的軸向壓力設(shè)計值和中的較小值.故取.由前面算得此柱的剪跨比(取),柱箍筋選用HRB335級()則同時,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010—2002)第11.4.17條,柱端加密區(qū)箍筋應(yīng)滿足最小體積配箍率的要求。由表8。3可得一層B柱的軸壓比,柱混凝土強(qiáng)度等級為C25,故混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值按C30取,即,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)表11.4。17查得,則最小體積配筋率(?。┲思用軈^(qū)箍筋選用4肢8@100柱端箍筋加密區(qū)長度根據(jù)規(guī)范要求確定為1350mm。規(guī)范規(guī)定非加密區(qū)箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的一半;對三級抗震等級,箍筋間距不應(yīng)大于8d,故非加密區(qū)箍筋選用4肢8@150,滿足要求.表8.6框架柱箍筋計算表柱號層次γREV/kN0.2βcfcbh0/kNN/kN0。3fcA/kNρvmin/%實配箍筋(ρv/%)加密區(qū)非加密區(qū)A柱4100.42657.8797.821072.50。100.6048@100(0。82)48@150(0。55)3113.66657。81063.181072.50.200.6048@100(0.82)48@150(0.55)2121.51657。81323.121072.50.250.6148@100(0.82)48@150(0.55)174。32657。81587.351072.5<00。6348@100(0。82)48@150(0.55)B柱4109.94657.81097.921072.50.170。6048@100(0.82)48@150(0.55)3125.78657。81491.561072。50.290.6048@100(0.82)48@150(0.55)2134.62657.81883。381072.50.350.6848@100(0。82)48@150(0.55)178。86657。82283。651072。5〈00.7048@100(0。82)48@150(0.55)9基礎(chǔ)設(shè)計矩形和梯形聯(lián)合基礎(chǔ)一般用于柱距較小時的情況,這樣可以避免造成板的厚度及配筋過大.為使聯(lián)合基礎(chǔ)的基底壓力分布較為均勻,應(yīng)使基礎(chǔ)底面形心盡可能接近柱主要荷載的合力作用點.因為B,C軸間柱距較小,所以B,C柱設(shè)計為聯(lián)合基礎(chǔ)。而A,D軸設(shè)計成柱下獨立基礎(chǔ)?;A(chǔ)材料為:砼,鋼筋HRB335,.9.1獨立基礎(chǔ)設(shè)計以底層A柱基礎(chǔ)計算為例a)荷載計算:(以底層A柱基礎(chǔ)計算為例)由柱傳至基頂?shù)暮奢d:由柱的內(nèi)力組合表可查得第一組:N=1304.09kNV=56.2kN第二組:M=23。03kN.mV=16.61kN由基礎(chǔ)梁傳至基頂?shù)暮奢d:(G)底層外縱墻自重11.70kN/m基礎(chǔ)梁自重2.5kN/mG=(11。70+2.5)×(6.9-0.50)=90.88kNG對基礎(chǔ)底面中心的偏心距為相應(yīng)偏心彎矩為G.e=90。88×0。125=11.26kN。m作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計值為:(假定基礎(chǔ)高度為1100mm)第一組:第二組:b)基底尺寸的確定第一:確定l和b取l/b=1。5,解得:b=2.1m,l=3.2m驗算的條件:第二:驗算另一組荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時的基底應(yīng)力:第二組:(可以)(可以)C)確定基礎(chǔ)高度采用錐形杯口基礎(chǔ),根據(jù)構(gòu)造要求,初步確定基礎(chǔ)剖面尺寸如下圖所示,由于上階底面落在柱邊破壞錐面之內(nèi),故該基礎(chǔ)只須進(jìn)行變階處的抗沖切驗算。第一:組荷載設(shè)計值作用下的地基最大凈反力第一組:第二組:比較各組數(shù)據(jù),取大值,按第一組荷載設(shè)計值作用下的地基凈反力進(jìn)行抗沖切承載力計算。第二:在第一組荷載作用下的沖切力沖切力近似按最大地基凈反力計算取,由于基礎(chǔ)寬度b=2.1m,小于沖切錐體底邊寬度時,沖切力作用面積為矩形第三:變階處的抗沖切力由于基礎(chǔ)寬度小于沖切錐體底邊寬度,故,滿足要求。因此,上圖所示的基礎(chǔ)剖面尺寸可以d)基底配筋包括沿長邊和短邊兩個方向的配筋計算,沿長邊的配筋計算應(yīng)按第一組荷載設(shè)計值作用下的地基凈反力進(jìn)行,而沿短邊方向,由于其為軸心受壓,其鋼筋用量應(yīng)該按照第二組荷載設(shè)計值作用下的平均地基凈反力進(jìn)行計算。第一:沿長邊方向的配筋計算在第一組荷載設(shè)計值作用下,前面已經(jīng)算得,相應(yīng)于柱邊及變階處的凈反力為:則選用2412(12@100)第二:沿短邊方向的配筋計算在第二組荷載設(shè)計值作用下,均勻分布的土壤凈反力為:選用15φ8(φ8@200),(可以)4.11。2聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計典型的雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)可以分為三種類型,即矩形聯(lián)合基礎(chǔ),梯形聯(lián)合基礎(chǔ)和連梁聯(lián)合基礎(chǔ).根據(jù)其受力特點,選擇用矩形聯(lián)合基礎(chǔ)。荷載計算由柱傳至基頂?shù)暮奢d:由柱的內(nèi)力組合表可查得N=1797.56KNV=60。90KN由基礎(chǔ)梁傳至基頂?shù)暮奢d:(G)底層外縱墻自重11。70KN/m基礎(chǔ)梁自重2.50KN/mG=(8。71+2。5)×(6.9-0.5)=90.88KNG對基礎(chǔ)底面中心的偏心距為相應(yīng)偏心彎矩為G。e=90.88×0。125=11。36KN。m作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計值為:(假定基礎(chǔ)高度為1100mm)基底尺寸的確定因為結(jié)構(gòu)的對稱性,所以主要荷載的合力作用點和基礎(chǔ)底面形心重合,無需計算主要荷載的合力作用點位置來確定基礎(chǔ)長度。取l/b=1.5,由l/b=1.5和A=l。b=20解得:b=3。6m,l=1.5

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