土木工程毕业设计（论文）-多层综合楼结构计算.doc

多层综合楼结构计算一 .设计资料(1) .设计标高：室内设计标高0.000,室内外高差450。(2) .墙身做法：外墙墙身240，为普通机制砖填充墙。墙面用m5混合砂浆砌筑，1：3水泥砂浆底，贴瓷砖墙面，25。内隔墙墙身200，墙面为水刷石墙面（包括混合砂浆打底），25。正立面2-7层为玻璃幕墙，100厚。一层为落地玻璃窗。(3) .楼面做法：水磨石地面，10面层，20水泥砂浆打底。110钢筋混凝土板，15厚天棚水泥砂浆抹灰，吊顶棚。(4) .屋面做法： 80泡沫混凝土保温层（2%自两侧向中间找坡），20厚1：3水泥砂浆找平层，二毡三油防水层上撒绿豆砂保护，热沥青一度隔气层。110厚钢筋混凝土板，15厚天棚水泥砂浆抹灰，吊顶棚。(5) .门窗做法：门厅，酒吧，商场门为铝合金门，其余为木门。窗为钢组合窗。(6) .地质资料：（属ii类场地，余略）(7) .地震烈度：7度。(8) .活荷载：走廊2.0kn/,楼梯间2.0kn/,厕所2.0kn/,办公室2.0kn/,门厅2.0kn/,商场3.5kn/,库房6.0kn/. (9) .恒荷载：玻璃幕墙1.0-1.5kn/,填充墙19kn/m3,钢筋混凝土25kn/m3,水刷石墙面0.5kn/,贴瓷砖墙面0.5kn/,水泥砂浆20kn/m3,木门0.2kn/,钢组合窗0.4-0.45kn/,铝合金门0.4kn/.电梯机房7kn/.水磨石地面0.65kn/.一 结构布置.该建筑为多层综合写字楼，一层为商场，酒吧间，2-7层为出租写字间，建筑平面布置灵活，有较大空间，可考虑采用框架结构。楼层为7层，主体高度为23.60米。该工程采用全现浇结构体系. 结构平面布置图见下： 因现浇框架钢筋混凝土结构受温度变化影响，温度缝最大间距55m,在8-d轴设伸缩缝。所以取轴号1-8,a-d框架简化计算。在1-8轴线横向方向布置主梁，a-d纵向方向布置连系梁。在1-8轴线间布置次梁。三 .构件初估。1柱截面初估由于框架办公楼荷载较小，按13kn/计算；负荷面积按f= 7.2(2.7+6.6)/2 = 33.48考虑，取1。设防烈度为7度，小于60m高的框架结构抗震等级为三级，因此取0.8a = a2 = = = 0.29 a = 0.54 m 初步估计柱的尺寸的为600600。为计算简便，边柱中柱尺寸取相同。2梁尺寸确定。 该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，根据梁尺寸初步确定：主梁高h : (1/81/12)l = 550-825 取 h = 600 宽b : (1/31/2)h = 200-300 取 b=250连系梁高h : (1/10-1/15)l = 480-720 取h =500 宽b : (1/3-1/2)h = 167-250 取 b =250次梁高h : (1/12-1/18)l = 367-550 取 h = 500 宽b : (1/3-1/2)h = 167250 取 b =200 3初选楼板。楼板为现浇双向连续板，t (1/50)l =72 . 取 t = 110. 四结构计算简图及梁柱刚度计算（取一榀横向框架计算）。 假定框架柱嵌固于基础顶面上，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，基础标高根据地质条件，室内外高差等定为-1.00m,二楼楼面标高+4.80m，故底层柱高为5.80m.其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）。故均为3.00m.多层框架考虑为纵横向承重，主要为横向承重，为超静定结构，故在内力计算前，应预先估算梁，柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度。混凝土强度等级： 梁用c20 （ec = 25.5 106 kn/） 柱用c30 (ec = 29.5 106 kn/) 结构计算简图如下： 1. 梁的线刚度计算：主梁：i0 =4.510m全现浇框架梁： a. 中框架梁 ib= 2.0i0= 9.010m b. 边框架梁 ib= 1.5i0=6.7510m边框架梁(b=0.25m.h=0.6m):跨度为6.6m时，kb = = = 2.610knm跨度为2.7m时，kb =6.410knm中框架梁（b=0.25m,h=0.6m）:跨度为6.6米时， kb = =3.510knm跨度为2.7米时， kb = = 8.510knm2柱的线刚度计算(b=0.6m,h=0.6m) 第一层：柱高5.8m ,ic=1.0810m kc=5.510 第二七层：柱高3.0m,ic=1.0810mkc=10.62103.柱的侧移刚度计算 见下图表。 对于高度小于50m,且高宽比h/b=23.6/60.6=0.391.4 t=0.49s.故应考虑顶点附加作用。 = 0.08 t+0.01=0.062因tt5 t，取=0.9结构底部剪力法： f= =0.85 = =0.08=0.0456 f=0.080.8564134.71=2329.786kn顶点附加地震力作用为：= f=0.062322329.786=154.84kn f =fek (1-n) 各层横向地震作用及楼层的地震剪力见下表： 层次hh(m)g(kn)ghfek (1-n)v(kn)83.026.81170.2131361.850.03479.2179.21*3=237.6373.023.86811.34162109.980.175407.70486.9163.020.88999.18187182.960.203472.93959.8453.017.88999.18160185.410.173403.041362.8843.014.88999.18133187.870.144335.481698.3633.011.88999.18106190.330.115267.911966.2723.08.88999.1879192.790.086199.652165.9215.85.811157.2464712.020.07163.082329.00 变形验算见下表：层高层间剪力层间刚度层高层间相对转角748691961931000051369598496193100010351362889619310001423416983696193100017733196627961931000204322165929619310002253123290029019900080358 均满足 =要求。(2) 横向框架柱端弯矩计算。第一层：边柱：=5.8m, =2329.00, =290199, =8480, ,=0.64 = 68.06kn =138.16knm =256.59knm中柱：=5.8m, =2329.00, =290199, =12580，=2.18, =100.96kn =263.51 knm =322.06kn第二层： 边柱：=3.0m, =2165.92, =961931, =20029, ,=0.33= 45.10 kn =46.00knm =89.30kn中柱：=3.0m, =2165.92, =961931, =51118，=1.13, = 115.10kn = 189.91knm =155.39knm第三层：边柱：=3.0m, =1966.27, =961931, =20029, ,=0.33 = 40.94kn =67.55knm =55.27knm 中柱：=3.0m, =1966.27, =961931, =51118，=1.13, = 104.49kn =169.27knm =144.20knm第四层：边柱：=3.0m, =1698.36, =961931, =20029, ,=0.33 = 35.36kn = 63.65knm =42.43knm中柱：=3.0m, =1698.36, =961931, =51118，=1.13, = 90.25kn =146.21knm =124.55knm 第五层：边柱：=3.0m, =1362.88, =961931, =20029, ,=0.33 = 28.38kn = 57.90knm =27.24knm中柱：=3.0m,=1362.88,=961931,=51118，=1.13, = 72.42kn =117.32knm =99.94knm 第六层：边柱：=3.0m, =959.84, =961931, =20029, ,=0.33 =19.99kn =43.78knm = 16.19knm中柱：=3.0m, =959.84, =961931, =51118，=1.13, =51.00kn =90.27knm = 62.74knm第七层：边柱：=3.0m, =486.91, =961931, =20029, ,=0.33 = 10.14kn = 26.47knm = 3.95knm中柱：=3.0m, =486.91, =961931, =51118，=1.13, = 25.87kn = 49.67knm = 27.94knm(3) 计算梁端弯矩。第一层：边柱：=138.16+89.30= 227.46knm中柱：=（263.51+155.39）=122.18knm =（263.51+155.39）=296.72 knm第二层：边柱：=46.00+55.27=101.27knm中柱： = (189.91+144.20)= 97.45knm = (189.91+144.20)=236.66knm第三层：边柱：= 67.55+42.43= 109.98knm中柱：= (169.27+124.55)=87.70knm = (169.27+124.55)=208.12knm第四层：边柱：=63.65+27.24= 90.89knm中柱：= (146.21+99.94) = 71.79knm = (146.21+99.94)= 174.36knm第五层：边柱：=57.90+16.19= 74.09knm中柱：= (117.32+62.74)= 52.52knm =(117.32+62.74) =127.54knm第六层：边柱：=43.78+3.95=47.73knm中柱：= (90.27+27.94) = 34.48knm = (90.27+27.94) =83.73knm第七层：边柱：=25.87knm中柱：= 49.67= 14.49knm = 49.67= 35.18knm框架在地震作用下梁柱弯矩图：（单位：knm） 横向水平地震作用（从左到右）梁柱弯矩图横向框架在地震作用下梁端剪力、柱轴力图：（单位：kn） 横向水平地震作用（从左到右）梁端剪力图 横向水平地震作用（从左到右）柱轴力图框架在地震作用下柱剪力图：（单位：kn） 横向水平地震作用下（从左到右）柱剪力图六竖向荷载作用下框架内力分析。由于结构是对称的，在竖向荷载作用下的框架侧移可忽略不计，其内力分析采用分层法进行简化计算。以5轴横向框架为例 1恒荷载及计算简图。（1） 屋面荷载：面层、防水层、隔热层、保温层、找平层： 1.5kn/110厚钢筋混凝土板 ： 2.75kn/15厚天棚水泥砂浆抹灰 ： 0.30kn/吊顶棚 ： 0.50kn/屋面恒载： 5.05kn/（2） 楼面荷载：水磨石地面(10mm面层，20mm水泥砂浆打底) 0.65kn/110厚钢筋混凝土板 0.1125=2.75kn/15厚天棚水泥砂浆抹灰 151020=0.3kn/吊顶棚 0.5kn/楼面恒载： 4.2kn/ （3） 楼面荷载分配为等效均布荷载。图见右短向分配： 长向分配： （4） 横向框架梁上线荷载。（主梁600250）1) .ab跨（cd跨）第7层： 梁自重（考虑抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kn/m 屋面板传给梁： 5.05=15.85kn/m合计： 19.98kn/m 第1-6层： 梁自重（考虑抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kn/m 楼面板传给梁：4.2=13.14 kn/m 横隔墙（200厚普通机制砖填充墙）： 190.2(3-0.6)=9.12kn/m合计： 22.30kn/m2) .bc跨第7层： 梁自重（考虑抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kn/m 合计： 4.13kn/m第1-6层：梁自重（考虑抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kn/m合计： 4.13kn/m（5） 横向框架柱上集中荷载。1）4-5轴次梁线荷载。（次梁500200）第7层： 梁自重（考虑抹灰）： 0.50.2251.1=2.75kn/m屋面板传给梁： 5.05=15.85kn/m 合计： 18.6kn/m第1-6层：梁自重（考虑抹灰）： 0.50.2251.1=2.75kn/m楼面板传给梁：4.2=13.14 kn/m横隔墙（200厚普通机制砖填充墙）： 190.2(3-0.5)=9.5kn/m合计： 25.43kn/m4-5轴梁剪力：第7层： 第1-6层：1) .a轴纵向框架梁荷载 （连梁500250,女儿墙高800）第7层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰）0.250.5251.1=3.44kn/m屋面板传给梁： 5.051.8 = 5.68kn/m纵女儿墙自重（高800，240厚） 190.240.8=3.65kn/m合计： 12.77kn/m跨中集中荷载4-5轴传来的：61.38kn第1-6层： 均布线荷载 0.250.5251.1= 3.44kn/m楼面板传给连梁： 4.21.8 = 4.73kn/ma轴玻璃幕墙自重(100厚)： 1.0(3-0.5)0.85= 2.13kn/m合计： 10.30kn/m跨中集中荷载4-5轴传来的：83.92kn1) .b轴纵向框架梁荷载第7层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰）0.250.5251.1=3.44kn/m屋面板传给梁： 5.05+5.05=12.5kn/m合计： 15.94kn/m跨中集中荷载4-5轴传来的：61.38kn第1-6层： 均布线荷载 0.250.5251.1= 3.44kn/m楼面板传给梁： 4.2+4.2=10.4kn/m纵向隔墙自重（考虑门洞）：190.2(3-0.5)0.85=8.08kn/m合计： 21.92kn/m跨中集中荷载4-5轴传来的：83.92kn4）c轴同b轴5）d轴纵向框架梁第7层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰）0.250.5251.1=3.44kn/m屋面板传给梁： 5.051.8 = 5.68kn/m纵女儿墙自重（高800，240厚） 190.240.8=3.65kn/m合计： 12.77kn/m跨中集中荷载4-5轴传来的：61.38kn第1-6层： 均布线荷载 0.250.5251.1= 3.44kn/m楼面板传给连梁： 4.21.8 = 4.73kn/m纵向隔墙自重（考虑门洞）：190.2(3-0.5)0.85=8.08kn/m合计： 16.25kn/m跨中集中荷载4-5轴传来的：83.92kn6）边柱集中荷载第7层：a轴 p=（2 = 153.32kn d轴 p=（2 = 153.32kn第1-6层：a轴： 600600柱自重（考虑粉刷）： 0.60.62531.15 = 31.05kn p=189.13kn1层5.8米高柱自重：0.60.6255.81.15 =60.03knd轴： 600600柱自重（考虑粉刷）：0. 60.62531.15 = 31.05kn p= 231.97kn1层5.8米高柱自重：0.60.6255.81.15 =60.03kn7）中柱集中荷载第7层： p=（=176.15kn第1-6层： 600600柱自重（考虑粉刷）：0.60.62531.15 = 31.05kn p=272.79kn1层5.8米高柱自重：0.60.6255.81.15 =60.03kn2活荷载及计算简图。(1).屋面荷载： 不上人屋面 0.7kn/ 合计： 0.7kn/(2) .楼面荷载：办公室： 2.0kn/(厕所，走廊，楼梯间) 2.0kn/合计： 2.0kn/(3).楼面荷载分配为等效均布荷载。图见右 短向分配： 长向分配：(4).横向框架梁上线荷载。1).ab跨（cd跨）第7层屋面板传给梁: 0.7=2.197kn/m第1-6层 楼面板传给梁：2.0=6.28kn/m2） bc跨不受活载(5) 横向框架柱上集中荷载。1）4-5轴次梁线荷载 （次梁500200）第7层： 屋面板传给梁：0.7=2.197kn/m第1-6层 楼面板传给梁：2.0=6.28kn/m 4-5轴梁端剪力：第7层：kn第1-6层：kn2）a轴纵向框