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装订线 毕业设计(论文)报告纸第5章 框架KJ-3设计5.1 结构布置及结构简图的确定5.1.1框架结构计算尺寸的确定 A跨度 取柱中心线之间的距离,为7200 mm。 B 底层高度取基础顶面到二层楼面板顶面之间的距离,室内外高差为300 mm,假定室外地坪至基础顶面之间的距离为500 mm。H1=3900+500+300=4700 mm C 二、三层高度取楼板(屋面板)顶面到楼板顶面之间的距离,即H2= H3=3600mm D节点 对现浇整体式框架,梁柱节点为刚接,底层柱端为固定支座。5.1.2计算简图图5-1 横向框架计算简图5.2 框架KJ-3梁、柱线刚度的计算表5-1 梁柱线刚度构件构件位置截面bh()跨度l(m)杆件线刚度ic= (kNm)梁A1 B1跨3007007.27.15104B1 C1跨3007007.25.36104A2 B2跨3007007.27.15104B2 C2跨3007007.25.36104A3 B3跨3007007.27.15104B3C3跨3007007.27.15104中柱三层3505003.63.04104二层3505003.63.04104底层3505004.72.33104边柱三层3504003.61.56104二层3504003.61.56104底层3504004.71.19104备注砼C30,Ec=3.0104N/mm对现浇楼盖, 边跨梁I=1.5I0 ,中框架梁取I=2.0I0某节点的弯矩分配与该节点所连接的所有构件线刚度成比例,线刚度大的分配系数大。任何节点所连接构件的分配系数之和为1,具体如下表计算:表5-2 梁柱弯矩分配系数表节点线刚度104kNm分配系数节点线刚度104kNm分配系数节点线刚度104kNm分配系数A30.82B30.41C30.820.180.180.180.41A20.15B20.16C20.180.700.390.640.150.160.18续表5-20.29A10.16B10.17C10.190.720.400.660.120.130.150.305.3 KJ-3的结构构件尺寸及线刚度、弯矩分配 图5-2 KJ-3结构尺寸线刚度弯矩分配示意图5.4 内力计算简图恒荷载作用下的内力计算简图 : 图5-3 恒载作用下KJ-3计算简图5.5 框架KL-3竖向恒载作用内力计算表5-3 屋面恒荷载统计恒荷载种类恒荷载标注值女儿墙重0.20.547.5+0.060.2625=1.2 kN / m女儿墙内外粉刷(0.020.6)17+(0.0050.620+(0.020.6)17=0.468 kN / m小计 1.668kN / m180高砖墩上搁60060040预制钢筋混凝土板0.0425=1 kN / m240mm厚C20细石混凝土防水层(内配6200双向钢筋),随捣随抹光 g= 25kN / m30.0425=1 kN / m220mm厚1:3水泥砂浆找平层g= 20kN / m30.0220=0.4 kN / m250200mm厚膨胀珍珠岩保温找坡层 g= 10kN / m30.12510=1.25 kN / m220mm厚1:3水泥砂浆找平层上做油膏、胶泥一度隔气 g= 20kN / m30.0220=0.4 kN / m2现浇钢筋混凝土屋面板 g= 25kN / m30.1025=2.5 kN / m215mm厚1:2:4混合砂浆粉底 g= 17kN / m30.01517=0.255 kN / m2小计6.805 kN / m2KL-A(C)梁自重(0.5-0.10)0.2525=2.5 kN / mKL-A(C)梁内侧粉刷 (0.5-0.10)0.0217=0.136 kN / mKL-A(C)梁外侧粉刷 (0.020.5)17+(0.040.5)6+(0.0050.520=0.34kN / m小计2.976 kN / mKL-B梁自重(0.5-0.10)0.2525=2.5 kN / mKL-B梁内侧粉刷(0.5-0.10)0.02217=0.272kN / m小计2.772kN / mCL-1(2)(3)梁自重(0.4-0.10)0.225=1.5 kN / mCL-1(2)(3)梁内侧粉刷(0.4-0.10)0.02217=0.204 kN / m小计1.704 kN / mKL-3梁自重(0.70-0.10)0.325=4.5 kN / mKL-3梁两侧粉刷 (0.70-0.10)0.02217=0.408 kN / m小计4.908 kN / mG31女儿墙传来1.6684.5=7.51 kNKL-A梁传来2.9764.5=13.39 kN板传来6.8054.51.8/2=27.56 kN小计50.95kNG32CL梁传来1.7044.5=7.67 kN板传来6.8054.51.8=55.12 kN小计62.79kNG33CL梁传来1.7044.5=7.67 kN板传来6.8054.51.8=55.12 kN小计62.79kNG34CL梁传来1.7044.5=7.67 kN板传来6.8054.51.8=55.12 kN小计62.79kNG35KL-B梁传来2.7724.5=12.474 kN 板传来0.9286.8052.4/24.5+6.8054.51.8/2=61.66kN小计 74.13kNG35CL梁传来1.7044.5=7.67 kN板传来0.9286.8052.44.5=68.20 kN小计75.87 kNG37G37CL梁传来1.7044.5=7.67 kN板传来0.9286.8052.44.5=68.20 kN小计75.87 kN G38女儿墙传来1.6684.5=7.51 kN KL-C梁传来2.9764.5=13.39 kN 板传来0.9286.8051.24.5=34.10 kN小计55.00 kN M31外偏50.950.075=3.82 kNmM32外偏55.000.075=4.13 kNmg31KJ-3梁均布荷载4.91kN/mg32KJ-3梁均布荷载4.91kN/m板的三角形荷载26.8055/82.4/2=10.208kN/m小计15.12kN/m表5-4 二层恒荷载统计恒荷载种类恒荷载标注值8mm厚600*600防滑地砖面层g= 22kN / m3 0.01222=0.264 kN / m210mm厚1:2水泥砂浆结合层g= 20kN / m3 0.0120=0.2 kN / m220mm厚1:3水泥砂浆面层 g= 20kN / m30.0220=0.4 kN / m2现浇钢筋混凝土楼面板 g= 25kN / m3 0.1025=2.5 kN / m215mm厚1:2:4混合砂浆粉底 g= 17kN / m30.01517=0.255 kN / m2小计3.619 kN / m2KL-A(C)梁自重(0.5-0.10)0.2525=2.5 kN / mKL-A(C)梁内侧粉刷 (0.5-0.10)0.0217=0.136 kN / mKL-A(C)梁外侧粉刷 (0.020.5)17+(0.040.5)6+(0.0050.520=0.34kN / m小计2.976 kN / mKL-B梁自重(0.5-0.10)0.2525=2.5 kN / mKL-B梁内侧粉刷(0.5-0.10)0.02217=0.272kN / m小计2.772kN / mCL-1(2)(3)梁自重(0.4-0.10)0.225=1.5 kN / mCL-1(2)(3)梁内侧粉刷(0.4-0.10)0.02217=0.204 kN / m小计1.704 kN / mKL-3梁自重(0.70-0.10)0.325=4.5 kN / mKL-3梁两侧粉刷 (0.70-0.10)0.02217=0.408 kN / m小计4.908 kN / m外墙自重(3.6-0.5)0.27.5+(3.6-0.5)0.0217+(3.6-0.5)0.046+(3.6-0.5)0.00520+(3.6-0.5)0.0217=7.812kN/m铝合金节能窗重0.45 kN/m2纵向内墙自重(纵向框架梁KL-B下)(3.6-0.5)0.27.5+2(3.6-0.5)0.0217=6.758 kN/m纵向内墙自重(纵向次梁下)(3.6-0.4)0.27.5+2(3.6-0.4)0.0217=6.976 kN/m横向内墙自重(3.6-0.7)0.27.5+2(3.6-0.7)0.0217=6.322 kN/mG11G11外砖墙自重7.8124.5-7.52.12.40.285=24.381 kN铝合金节能窗重2.12.40.45=2.268 kNKL-A梁传来2.9764.5=13.392 kN板传来3.6194.51.8/2=14.657 kN柱自重0.350.43.625-0.30.70.3525=10.76kN小计65.46 kNG12CL梁传来1.7044.5=7.668 kN板传来3.6194.51.8=29.31 kN小计36.98 kNG13CL梁传来1.7044.5=7.668 kN板传来3.6194.51.8=29.31 kN小计36.98 kNG14CL梁传来1.7044.5=7.668 kN板传来3.6194.51.8=29.31 kN纵向内墙传来(纵向次梁下)6.9764.5=31.392 kN小计68.37 kNG15KL-B梁传来2.7724.5=12.474 kN板传来0.9283.6192.4/24.5/2+3.6194.5/21.95/2+3.6194.51.8/2=31.664kN纵向内墙传来(纵向框架梁KL-B下)6.7584.5/2=15.205 kN柱自重0.350.53.625-0.30.70.3525=13.91kN小计73.25 kNTG11TL传来 15.193.3/2=25.06 kN楼梯横梁及墙传来(7.20.250.4525+6.3227.2)1.2/4.5=17.538 kNPTB传来1-2(1.85/2/3.3) 2+ (1.85/2/3.3) 3 3.441.85/23.3/2=4.541 kNTB传来6.416(3.9/23.3/2+3.3/23.3/2)=38.11 kN小计85.25 kNG16CL梁传来1.7044.5/2=3.834 kN板传来0.9283.6192.44.5/2=18.136kN小计21.97 kNG17CL梁传来1.7044.5/2=3.834 kN板传来0.9283.6192.44.5/2=18.136kN小计21.97 kNTG12梯柱传来(0.20.25(5.7-3.9)-0.20.350.2)25=1.9 kNTL传来 15.193.3/2=25.06 kNPTB传来1-2(1.85/2/3.3) 2+ (1.85/2/3.3) 3 3.441.85/23.3/2=4.541 kNTB传来6.4163.3/23.3/22=34.94 kN合计66.44 kNG18外砖墙自重7.8124.5-7.52.12.40.285=24.381 kN铝合金节能窗重2.12.40.45=2.268 kNKL-C梁传来2.9764.5=13.392 kN板传来0.9283.6194.5/22.4/2=9.068 kN柱自重0.350.43.625-0.30.70.3525=10.76kN小计59.87 kN M11 外偏65.460.075=4.91 kNmM12 外偏59.870.075=4.49 kNmg11KJ-3梁均布荷载4.908 kN/m横向内墙自重6.322 kN/m小计11.23g12KJ-3梁均布荷载4.908 kN/m板的三角形荷载3.6195/82.4/2=2.71 kN/m横向内墙自重6.322 kN/m小计13.94 kN/m表5-5 三层恒荷载统计G21外砖墙自重7.8124.5-7.52.12.40.285=24.381 kN铝合金节能窗重2.12.40.45=2.268 kNKL-A梁传来2.9764.5=13.392 kN板传来3.6194.51.8/2=14.657 kN柱自重0.350.43.625-0.30.70.3525=10.76kN小计65.46 kNG22CL梁传来1.7044.5=7.668 kN板传来3.6194.51.8=29.31 kN小计36.98 kNG23CL梁传来1.7044.5=7.668 kN板传来3.6194.51.8=29.31 kN小计36.98 kNG24CL梁传来1.7044.5=7.668 kN板传来3.6194.51.8=29.31 kN小计36.98 kNG25KL-B梁传来2.7724.5=12.474 kN板传来0.9283.6192.4/24.5/2+3.6194.5/21.95/2+3.6194.51.8/2=31.664kN柱自重0.350.53.625-0.30.70.3525=13.91kN小计58.64 kNG26KL-B梁传来2.7724.5/2=6.237 kN板传来0.9283.6192.44.5/2=18.136kN小计24.37 kNG27KL-B梁传来2.7724.5/2=6.237 kN板传来0.9283.6192.44.5/2=18.136kN小计24.37 kNTG21TL传来 15.193.3/2=25.06 kN楼梯横梁及墙传来(7.20.250.4525+6.3227.2)1.2/4.5=17.538 kNPTB传来1-2(1.85/2/3.3) 2+ (1.85/2/3.3) 3 3.441.85/23.3/2=4.541 kNTB传来6.4163.3/23.3/2=17.47kN小计64.61 kNG28外砖墙自重7.8124.5-7.52.12.40.285=24.381 kN铝合金节能窗重2.12.40.45=2.268 kNKL-C梁传来2.9764.5=13.392 kN板传来0.9283.6194.5/22.4/2=9.068 kN柱自重0.350.43.625-0.30.70.3525=10.76kN小计59.87 kN M21 外偏65.460.075=4.91 kNmM22 外偏59.870.075=4.49 kNm g21KJ-3梁均布荷载4.908 kN/m小计4.91 kN/mg22KJ-3梁均布荷载4.908 kN/m板的三角形荷载3.6195/82.4/2=2.71 kN/m横向内墙自重6.322 kN/m小计13.94 kN/m5.6 固端弯矩计算表 5-6 固端弯矩计算表A3B3 跨计算简图-21.20-63.575-21.191-56.511=-162.4821.20+21.191+63.575+56.511=162.48- 1/124.917.2= -21.201/124.917.2=21.20-62.791.85.4/7.2=- 63.57562.791.85.4/7.2=21.191-62.791.85.4/7.2= -21.19162.791.85.4/7.2=63.575- 1/862.797.2= -56.5111/862.797.2= 56.511B3 C3 跨计算简图-121.392- 65.32=- 186.71121.392+ 65.32=186.71-75.87(2.44.8+4.82.4)/7.2= -121.39275.87(2.44.8+4.82.4)/7.2=121.392-1/1215.127.2=- 65.321/1215.127.2=65.32A2B2 跨计算简图-21.211-37.442-12.480-33.282=- 104.4221.211+12.480+37.442+33.282=104.42-1/124.917.2= -21.2111/124.917.2= 21.211-36.981.85.4/7.2=-37.44236.985.41.8/7.2=12.480-36.985.41.8/7.2=-12.48036.981.85.4/7.2= 37.442-1/836.987.2=-33.2821/836.987.2=33.282B2 C2 跨计算简图-38.992- 66.987- 60.221=-166.2038.992+24.881+60.221=124.09-24.37(2.44.8+4.82.4)/7.2=-38.99224.37(2.44.8+4.82.4)/7.2=38.992- 64.611.955.25 /7.2=- 66.98764.615.251.95/7.2=24.881-1/1213.947.2= - 60.2211/1213.947.2= 60.221A1B1 跨计算简图-48.514-37.442-23.075-33.282=- 142.3148.514+12.480+69.225+33.282=163.50-11.237.2/12=-48.51411.237.2/12=48.514-36.981.85.4/7.2=-37.44236.985.41.8/7.2=12.480-68.375.41.8/7.2=-23.07568.375.41.8/7.2=69.225-36.983.63.6/7.2=-33.28236.983.63.6/7.2=33.282B1 C1 跨计算简图-35.15-88.39-60.22-23.47=-207.2335.15+32.83+60.22+67.86=196.06-21.97(2.44.8+4.82.4)/7.2=-35.1521.97(2.44.8+4.82.4)/7.2=35.15-85.251.955.25/7.2=-88.3985.255.251.95/7.2=32.83- 1/1213.947.2=-60.221/1213.947.2=60.22-66.445.351.85/7.2=-23.4766.441.855.35/7.2=67.865.7 节点不平衡弯矩计算表5-7 节点不平衡弯矩计算节点不平衡弯矩值(kNm)A3B3C3A2B2C2A1B1C15.8 利用弯矩二次分配法求各杆端弯矩 图5-4 恒载作用下二次弯矩法求杆端弯矩第 91 页 共 92 页装订线 毕业设计(论文)报告纸59 梁剪力及跨间最大弯矩Mmax A. 梁剪力及胯间最大弯矩表5-8 梁剪力及胯间最大弯矩Mmax计算构件计算过程A3B3计算简图 () () ()A2B2计算简图 () () ()A1B1计算简图 () () ()B3C3计算简图 () ()B2C2计算简图 () () ()B1C1计算简图 () () () ()备注:弯矩逆时针为正B. 柱剪力计算表5-9柱剪力计算表构件计算简图M图 V图A3A2 A2A1 A1A0B3B2B2B1B1B0C3C2C2C1C1C0C. 柱轴力计算表5-10柱轴力计算构件计算简图柱顶轴力柱底轴力轴力图A3A2A2A1A1A0B3B2B2B1B1B0C3C2C2C1C1C0D. 内力图绘制图5-5 恒载作用下弯矩图 图5-6 恒载作用下剪力图 图5-7 恒载作用下轴力图5.10 框架KJ-3在竖向活荷载作用下内力计算活荷载按满布考虑5.10.1 计算简图活荷载作用下的内力计算简图 : 图5-8 活载作用下KJ-3计算简图表5-10 屋面活荷载统计活荷载种类活荷载标准值Q31 (KN)0.54.51.8/2=2.03M31 (KN.m)2.030.075=0.15Q32 - Q34 (KN) 0.54.51.8 =4.06Q35 (KN)0.54.51.8/2+0.9280.54.52.4/2=4.53Q36 (KN)0.9280.54.52.4=5.01Q37 (KN)0.9280.54.52.4=5.01Q38 (KN)0.9280.54.52.4/2=2.51M38 (KN.m)2.510.075=0.19q3 (KN/m)三角形荷载折算为均布荷载 5/80.52.4/22=0.75表5-11 三层活荷载统计活荷载种类活荷载标注值Q21 (KN) 3.04.51.8/2=12.15 M21 (KN.m)12.150.075=0.91Q22 Q24 (KN) 3.04.51.8=24.30Q25 (KN)3.04.51.8/2 + 0.9283.04.5/22.4/2 + 3.01.95/23.3/2=24.49Q26 (KN)0.9283.04.5/22.4=15.03Q27 (KN)0.9283.04.5/22.4=15.03Q28 (KN)0.9283.04.5/22.4/2=7.52 M22 (KN.m)7.520.075=0.56q2 (KN/m)三角形荷载折算为均布荷载 5/83.02.4/2=2.25TQ21 (KN)PTB传来 3.01.95/23.3/2=4.83 kNTB传来 3.03.3/23.3/2=8.17 kN小计13.00 kN表5-12 二层活荷载统计活荷载种类活荷载标注值Q11 (KN) 2.54.51.8/2=10.13 M11 (KN.m)10.130.075=0.76Q12 Q14 (KN) 2.54.51.8=20.25Q15 (KN)2.54.51.8/2 + 0.9282.54.5/22.4/2 + 2.51.95/23.3/2=20.41Q16 (KN)0.9282.54.5/22.4=12.53Q17 (KN)0.9282.54.5/22.4=12.53Q18 (KN)0.9282.54.5/22.4/2=6.27 M12 (KN.m)6.270.075=0.47q1 (KN/m)三角形荷载折算为均布荷载 5/82.52.4/2=1.88TQ11 (KN)PTB传来 3.01.95/23.3/2=4.02 kNTB传来3.0(3.3/23.3/2+3.3/23.3/2)=16.34 kN小计20.36 kNTQ12 (KN)PTB传来 3.01.85/23.3/2=4.02 kNTB传来3.0(3.9/23.3/2+3.3/23.3/2)=17.82 kN小计21.84 kN5.10.2 固端弯矩计算表 5-13 固端弯矩计算表A3B3 跨计算简图- 4.11-1.37-3.65=-9.131.37+4.11+3.65=9.13-4.061.85.4/7.2 = - 4.114.061.85.4/7.2=1.37-4.061.85.4/7.2= -1.374.061.85.4/7.2=4.11- 1/84.067.2= -3.65 1/84.067.2= 3.65B3 C3 跨计算简图-8.02-3.24=- 11.268.02+ 3.24=11.26-5.01(2.44.8+4.82.4)/7.2= -8.025.01(2.44.8+4.82.4)/7.2=8.02-1/120.757.2=-3.241/120.757.2=3.24A2B2 跨计算简图-24.60-8.20-21.87=- 54.678.20+24.60+21.87=54.67-24.301.85.4/7.2=-24.6024.305.41.8/7.2=8.20-24.305.41.8/7.2=-8.2024.301.85.4/7.2= 24.60-1/824.307.2=-21.871/824.307.2=21.87B2 C2 跨计算简图-24.05- 13.48- 9.72=-47.2524.05+5.01+9.72=38.78-15.03(2.44.8+4.82.4)/7.2=-24.0515.03(2.44.8+4.82.4)/7.2=24.05- 13.001.955.25/7.2=- 13.4813.005.251.95/7.2=5.01-1/122.257.2= - 9.721/122.257.2= 9.72A1B1 跨计算简图-20.50-6.83-18.23=- 45.566.83+20.50+18.23=45.56-20.251.85.4/7.2=-20.5020.505.41.8/7.2=6.83-20.255.41.8/7.2= -6.83 20.255.41.8/7.2= 20.50 -20.253.63.6/7.2= -18.23 20.253.63.6/7.2= 18.23 B1 C1 跨计算简图-20.05-21.11-8.12-7.71=- 56.9920.05+7.84+8.12+22.31= 58.32-12.53(2.44.8+4.82.4)/7.2=-20.0512.53(2.44.8+4.82.4)/7.2=20.05-20.361.955.25/7.2= -21.1120.365.251.95 /7.2=7.84- 1/121.887.2= -8.121/121.887.2=8.12-21.845.351.85/7.2= -7.7121.841.855.35 /7.2=22.315.10.3 节点不平衡弯矩计算表5-14 节点不平衡弯矩计算节点不平衡弯矩值(kNm)A3B3C3A2B2C2A1B1C15.10.4 利用弯矩二次分配求各杆端弯矩 图5-9 活荷载作用下二次弯矩分配法求杆端弯矩装订线 毕业设计(论文)报告纸5.10.5 梁剪力及跨间最大弯矩Mmax表5-15 梁剪力及胯间最大弯矩Mmax计算构件计算过程5.9 梁剪力及跨间最大弯矩MmaxA3B3计算简图 () () ()A2B2计算简图 () () ()A1B1计算简图 () () ()B3C3计算简图 () ()B2C2计算简图 () () ()B1C1计算简图 () () () ()备注:弯矩逆时针为正5.10.6 柱剪力计算表5-16柱剪力计算表构件计算简图A3A2A2A1 A1A0B3B2B2B1B1B0 C3C2 C2C1C1C0 5.10.7 柱轴力计算表5-17柱轴力计算构件计算简图柱顶轴力柱底轴力A3A2A2A1A1A0B3B2B2B1B1B0C3C2C2C1C1C0 5.10.8 绘制内力图 图5-10 活载作用下弯矩图 图5-11 活载作用下剪力图 图5-12 活载作用下轴力图5.11 框架KJ-3风荷载作用下内力计算5.11.1 风荷载计算简图的确定已知基本风压W0=0.55 kN / m2,地面粗糙类别为B类,KJ-3承受的风荷载计算宽度为B=4.5,根据公式, 其中:风振系数。迎风和背风面风荷载体形系数分别取和。 风压高度系数取: 底层: , 二层:, 三层:, 女儿墙:, 因此: 图5-13 风荷载示意图为了便于计算,假设梁没有变形,可将均布荷载简化为作用于框架节点上的集中水平荷载标准值:节点A1:节点A2:节点A3:结构计算简图如图所示:图5-14 左风荷载作用结构计算简图5.11.2 修正后的柱侧向刚度D的计算采用D值法计算内力,计算过程见下表表5-18 D值计算柱号层号K(kN/m)A31.00510421.00510410.526104B31.93710421.89410411.008104C30.96310420.91310410.4971045.11.3 柱反弯点高度的计算 作用在节点上的水平荷载按倒三角水平力作用。根据教材混凝土结构附表10-2、10-3、10-4分别查得y0、y1、y2、y3表5-19 反弯点高度计算表三层柱A3A2柱B3B2柱C3C2K=4.583K=4.410K=4.009I=1.0,则I= 0.87,则I= 0.75,则顶层不考虑顶层不考虑顶层不考虑二层柱A2A1柱B2B1柱C2C1K=4.583K=4.115K=3.436I=1.0,则I=1.0,则I=1.0,则一层柱A1A0柱B1B0柱C1C0K=6.008K=5.369K=4.504底层,则底层,则底层,则底层不考虑底层不考虑底层不考虑底层不考虑底层不考虑底层不考虑5.11.4 框架柱剪力计算表5-20 剪力计算表柱ABC三层10.09二层2192一层34485.11.5 框架柱柱端弯矩计算表5-21 柱端弯矩计算表A柱B柱C柱三层二层一层5.11.6 框架梁端弯矩计算表5-22 梁端弯矩计算表AB跨(kNm)BC跨(kNm)屋面梁 二楼梁一楼梁5.11.7 左风荷载内力图(右风荷载时弯矩、剪力、轴力大小相等方向相反)图5-15 左风作用下弯矩图 图5-16 左风作用下剪力图 图5-17 左风作用下轴力图5.12 框架KJ-3地震作用下的内力计算本工程抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,抗震等级为三级,场地类型为,按多遇地震作用下进行抗震计算,梁柱混凝土等

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