五层框架结构毕业设计计算书农产品交易市场办公楼设计.doc

张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 1 1 绪绪 论论 1 1 工程概况工程概况 张家口市某农产品交易市场办公楼设计位于张家口市郊区 建筑层 数为 8 层 总建筑面积 7050 2 m 该工程为钢筋混凝土框架结构 建筑平面为一字形 受场地限制 宽度 14 4m 长度 61 2m 底层层高为 4 2m 其它层层高为 3 5m 室 内外高差 0 3m 框架梁 柱 楼面 屋面板板均为现浇 1 1 1 设计资料设计资料 1 气象资料 该地区最高 29 5 最低 15 3 冻土深度 1 25m 基本风压 0 45kN m2 以西北风为主导风向 2 地质条件 该工程场区地势平坦 土层分布比较规律 地面绝对标高为黄海高 程 57 1m 3 框架为二级框架 4 抗震设防 7 度抗震 1 1 2 材料材料 柱采用 C30 纵筋采用 HRB335 箍筋采用 HPB335 梁采用 C30 纵筋采用 HRB335 箍筋采用 HPB235 基础采用 C30 纵筋采用 HRB335 箍筋采用 HPB235 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 2 1 2 工程特点工程特点 本工程为 8 层 主体高度为 33 4m 为高层建筑 高层建筑结构的结构型式繁多 以材料来分有配筋砌体结构 钢筋 混凝土结构 钢结构和钢 混凝土混合结构等 其中混凝土具有强度高 耐久 易于成型等特点 钢筋具有高强 较好的延性性能 综合起来钢 筋混凝土具有强度高 抗震性能好和良好的可塑性 高层建筑中 常见的结构体系有框架结构体系 剪力墙结构体系 框架 剪力墙体系和筒体结构体系 高层建筑随着层数和高度的增加水 平作用对高层建筑机构安全的控制作用更加显著 包括地震作用和风荷 载 高层建筑的承载能力 抗侧刚度 抗震性能 材料用量和造价高低 与其所采用的机构体系又密切的相关 不同的结构体系 适用于不同的 层数 高度和功能 因为本次设计是高层办公楼设计 要求有灵活的空间布置 和较高 的抗震等级 故根据实际情况决定采用钢筋混凝土框架结构体系 1 3 本章小结 本章主要论述了本次设计的工程概况和设计资料 以及高层建筑的 一些特点 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 3 2 结构设计结构设计 2 1 框架设计框架设计 2 1 1 工程概况工程概况 张家口市某某办公楼为八层钢筋混凝土框架结构体系 建筑面积 7050m2 建筑平面为一字形 受场地限制 宽度 14 4m 长度 61 2m 底层层高为 4 2m 其它层层高为 3 5m 室内外高差 0 3m 框 架平面柱网布置如图 2 1 1 所示 框架梁 柱 楼面 屋面板板均为现 浇 图 2 1 1 框架平面柱网布置 2 1 2 设计资料设计资料 1 气象条件 基本雪压 0 35kN m2 2 抗震设防 7 度抗震 3 屋面及楼面做法 屋面做法 上人 小瓷砖层 三毡四油屋面防水层 1 3 水泥砂浆找平层 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 4 水泥蛭石板保温层 1 8 水泥炉渣找坡 1 3 水泥砂浆找平层 现浇钢筋混凝土板 板底抹灰 楼面做法 水磨石地面 现钢筋浇混凝土板 板底抹灰 4 材料 柱采用 C30 纵筋采用 HRB335 箍筋采用 HPB235 梁采用 C30 纵筋采用 HRB335 箍筋采用 HPB235 2 1 3 梁柱截面 跨度及柱子高度的确定梁柱截面 跨度及柱子高度的确定 1 初估截面尺寸 a 柱子 柱的截面尺寸 按层高确定柱截面尺寸 底层 H 4200mm 11 280210 1520 bHmmmm 初选柱截面尺寸 600 600h b mmmm b 梁 横向框架梁的截面尺寸 因为梁的 AB 和 CD 跨度相同 取 AB 梁进行计算 取 11 6000 750500 812 lmm hlmmmm 650hmm 取 11 333350 23 bhmmmm 300bmm 故 AB 和 CD 跨梁初选截面尺寸 300 650 其惯 h bmmmm 距为 3394 11 I 300 6506 87 10 1212 bhmm 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 5 BC 跨 11 2400 300200 500 812 lmm hlmmmm hmm 取 11 200133 3 23 bhmmmm 250bmm BC 跨梁初选截面尺寸 250 500 其惯性距为 h bmmmm 3394 11 I 250 5002 6 10 1212 bhmm 纵向框架梁的截面尺寸 在抗震设计中 纵向框架梁截面高度不宜小于 6600 0 10 l 0 l 600 6000 故其截面高度可选为 截面宽度可选为 300mm650hmm 300 650 mmh b mmmm 横向次梁的截面尺寸 取250 500h b mmmm 地基梁的截面尺寸 取250 400h b mmmm 2 柱高度 底层柱子高 h 5 8m 其它层高 h 3 5m 由此得框架计算简图 见 图 2 1 2 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 6 图 2 1 2 框架轴线尺寸 2 1 4 柱线刚度计算柱线刚度计算 根据公式 可得梁 柱的线刚度 iEI l 梁 对于框架梁取 0 2II 9510 2 6 87 10 6600 20 82 106 246 10 AB iEE 95 8 8 2 2 6 10 5100 21 66 10 B C iEE 柱 9510 8 7 10 8 10 3500 30 8 109 24 10 A A iEE 9510 0 1 10 8 10 4200 25 7 107 71 10 A A iEE 取值为基准值 1 梁 柱相对线刚度见下页图 2 1 4 AB i 2 1 3 梁 柱相对线刚度图 2 2 荷载计算荷载计算 2 2 1 恒荷载恒荷载 a 屋面恒载 小瓷砖层 0 55kN m2 三毡四油屋面防水层0 4 kN m2 1 3 水泥砂浆找平层200 4 kN m2mm 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 7 水泥蛭石板保温层600 12 kN m2mm 1 8 水泥炉渣找坡801 44 kN m2mm 1 3 水泥砂浆找平层 200 4 kN mmm 现浇钢筋混凝土板 1002 5 kN m2mm 板底抹灰 20mm0 4 kN m2 合计 6 21 kN m2 b 楼面恒载 水磨石地面 0 65 kN m2 现钢筋浇混凝土板 1002 5 kN m2mm 板底抹灰 20mm 0 4 kN m2 合计 3 55 kN m2 2 2 2 活荷载活荷载 a 屋面活载 按上人屋面 2 0 kN m2 b 楼面活载 走廊 2 5 kN m2 标准层楼面 2 0 kN m2 2 2 3 梁自重梁自重 1 横向框架梁 AB 和 CD 跨间梁 b h 300mm 650mm 抹灰层 0 01 0 65 0 12 0 3 2 17 0 28kN m 梁重 25 0 3 0 65 0 12 3 975kN m 合计 4 26 kN m 2 BC 跨间梁 b h 250mm 500mm 抹灰层 0 01 0 4 0 12 0 25 2 17 0 28kN m 梁重 25 0 25 0 5 0 12 2 38kN m 合计 2 55 kN m 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 8 3 纵向框架梁 抹灰层 0 01 0 7 0 12 0 25 2 17 0 28kN m 梁重 25 0 25 0 7 0 12 3 63 kN m 合计 3 91kN m 4 基础梁 b h 250mm 400mm 梁重 25 0 25 0 4 2 5 kN m 2 2 4 柱自重柱自重 b h 600mm 600mm 抹灰层 0 01 0 6 4 17 0 41kN m 梁重 25 0 6 0 6 9 0 kN m 合计 9 41 kN m 2 2 5 墙自重墙自重 240mm 两面抹灰 5 32KN 2 m 2 3 竖向荷载作用下框架内力分析竖向荷载作用下框架内力分析 2 3 1 横向框架内力计算 横向框架内力计算 1 计算单元 取 6 轴线横向框架进行计算 计算跨度为 6600mm 如图 2 3 1 所 示 由于房间设置有次梁 故直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴 影 计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁的中心线 与柱的中心线不重合 因此在框架节点上还作用有集中力矩 图 2 3 1 横向框架梁计算单元 2 荷载计算 1 恒载计算 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 9 图 2 3 2 框架受恒荷载图 在图中 代表横梁自重 为均布荷载形式 对于第 8 层 1 q 1 q 3 975KN m 2 55KN m 1 q 1 q 分别是房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷 2 q 2 q 载 6 21 3 3 20 493KN m 6 21 2 4 14 904KN m 2 q 2 q 分别由边纵梁 中纵梁直接传给柱的荷载 它包括梁自重 楼板 1 P 2 P 重和女儿墙等的重力荷载 计算如下 1 1266 3 3 2 21 65 6 21 3 92 6 62 555 32 1 5 6 6 222 P 81 972 25 872 7 65 52 668 168 162KN 2 1263 32 2 3 3 2 21 65 2 1 2 6 21 3 92 6 6 222 6 2 55122 95825 8727 65168 12 2 P KN 集中力矩 11 1 0 60 24 168 16230 27 2 MPeKN 22 2 0 60 24 156 4828 17 2 MPeKN 对于 1 7 层 包括梁自重和其上横墙自身 为均布荷载 结果为 1 q 3 975 5 32 3 5 0 65 19 137KN m 2 55KN m 1 q 1 q 3 55 3 3 11 75KN m 3 55 2 4 8 52KN m 2 q 2 q 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 10 1 1265 4 3 3 2 21 65 3 553 92 6 62 555 32 2 85 6 6 222 P 46 96 25 872 7 65 90 972 171 354KN 2 1263 32 2 3 3 2 21 65 2 1 2 3 553 92 6 6 222 5 4 2 555 32 2 85 670 2925 8727 6590 972194 784 2 P KN 集中力矩 11 1 0 60 24 171 35430 84 2 MPeKN 22 2 0 60 24 194 78435 06 2 MPeKN 2 活荷载计算 图 2 3 3 框架受活荷载图 如图 对于第 8 层 2 3 3 6 6KN m 2 2 4 4 8KN m 2 q 2 q 1 126 3 3 2 21 65 226 4 22 PKN 2 1263 32 2 3 3 2 21 651 2 2 239 6 222 PKN 集中力矩 11 1 0 60 24 26 44 752 2 MPeKN 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 11 22 2 0 60 24 39 67 128 2 MPeKN 同理在雪荷载作用下 0 66KN m 0 48KN m 2 q 2 q 2 64KN 3 96KN 1 P 2 P 对于第 1 到第 7 层 荷载同第 8 层 将以上成果汇总见表如下 横向框架恒载汇总表 层次 q1 KN m q1 KN m q2 KN m q2 KN m P1 KN P2 KN M1 KN m M2 KN m 83 9752 5520 49314 904168 16150 4820 2728 17 1 719 1372 5511 758 52171 35194 7830 8435 06 表 2 3 1 横向框架恒载汇总表 横向框架活载汇总表 层次q2 KN m q2 KN m P1 KN P2 KN M1 KN m M2 KN m 1 86 64 826 439 64 7527 128 雪0 660 482 643 960 4750 713 表 2 3 2 横向框架活载汇总表 3 内力计算 梁的固端弯矩计算 由梯形荷载以及三角形荷载转化为均布荷载 短向分配系数为 长向分配荷载系数为 5 8 23 1 2 22 aa bb 则 1 5 0 625 8 23 2 1 2 1 2 0 0370 007 22 1 0 0740 0070 933 aa bb 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 12 1 恒载 8 层 3 6 21 3 3 0 93319 12 qKN m 3 6 21 2 4 0 6259 315 qKN m 1 7 层 4 3 55 3 3 0 93310 93 qKN m 4 3 55 3 3 0 6257 32 qKN m 2 活载 5 2 3 3 0 9336 16 qKN m 5 2 3 3 0 6254 13 qKN m 组合荷载 屋面梁均布恒载 梁自重 板传恒载 AB 跨 3 975 19 12 23 095KN m BC 跨 2 55 9 315 11 865KN m 楼面梁均布恒载 梁自重 板传恒载 AB 跨 19 137 10 93 30 067KN m BC 跨 2 55 7 32 9 87KN m 梁端弯矩计算 1 第八层梁端弯矩 恒 2 8 88 8 2 8 88 8 1 23 095 662 3 62 3 12 1 11 865 2 45 7 5 7 12 A BB A B CC B MKN m MKN m MKN m MKN m 第一到七层梁端弯矩 恒 2 7777 2 7777 1 30 067 690 21 90 21 12 1 9 87 2 44 74 4 74 12 A BB A B CC B MKN m MKN m MKN m MKN m 2 第一到八层梁端弯矩 活 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 13 2 7777 2 7777 1 6 16 618 48 18 48 12 1 4 13 2 42 064 2 064 12 A BB A B CC B MKN m MKN m MKN m MKN m 梁端 柱端弯矩采用二次分配法计算 由于结构和荷载均对称 故计算 时可用半框架 根据梁柱相对线刚度 算出各个节点弯矩分配系数 第八层节点 8 A 8 8 1 0 403 1 48 1 A B 8 7 1 48 0 597 2 48 A A 8 B 8 8 1 0 284 1 48 1 1 04 B A 8 7 1 04 0 295 3 52 B B 8 8 1 48 0 421 3 52 B C 第二到七层节点 7 A 7 8 1 48 0 374 1 48 1 48 1 A A 77 1 0 252 3 96 A B 77 0 374 A B 7 B 77 1 0 2 1 48 1 48 1 04 1 B A 7 8 1 48 0 296 5 B B 76 1 48 0 296 5 B B 77 1 04 0 208 5 1 B C 底层节点 1 A 12 1 48 0 312 1 48 1 23 1 04 A A 1 1 1 0 269 3 71 A B 1 0 1 23 0 259 3 71 A A 1 B 1 1 1 0 211 1 48 1 23 1 04 1 B A 1 2 1 48 0 284 4 75 B B 1 1 1 04 0 218 4 75 B C 1 0 1 23 0 259 4 75 B B 5 传递系数 远端固定 传递系数为 远端滑动铰支 传递系数为 1 2 1 6 荷载作用下 框架的恒载弯矩计算分配见图 2 3 4 活载弯矩计算分 配见图 2 3 5 弯矩分配图按上到下分别为八层 三到七层 二层以及 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 15 底层 由于三到七层的分配为一样所以只取一层例举 35 06 35 06 35 6 28 17 8 77 6 15 85 16 0 61 4 98 10 63 90 2 15 1 12 3 0 630 75 10 99 13 05 4 74 15 73 7 87 0 901 22 7 0 211 0 2180 2590 3120 399 32 93 2 61 11 85 23 69 30 84 90 2 19 7115 96 2 17 1 76 17 54 81 32 5 32 0 3320 269 0 2520 374 5 04 84 626 88 4 32 6 42 11 1 14 9622 2 90 230 84 0 2960 2960 2080 2 15 2 32 7 46 14 92 4 74 14 92 10 48 7 87 2 321 63 20 47 13 59 90 2 10 08 7 48 1 57 89 17 22 2 11 1 6 42 26 88 0 374 0 2520 374 5 04 84 626 88 4 32 6 42 11 1 14 9622 2 90 230 84 0 2770 2770 2840 162 19 14 1 77 5 99 14 92 4 74 14 92 10 48 7 46 1 771 24 20 61 13 98 90 2 10 08 7 48 1 19 88 79 22 2 11 1 6 42 26 88 0 374 60 61 0 29 6 45 8 07 62 3 13 79 19 0 300 43 7 46 8 39 11 97 5 7 左梁 0 284 右梁上柱 下柱 0 2950 421 30 27 62 3 19 112 9 9 55 3 29 2 22 25 36 55 7 4 035 0 5970 403 下柱上柱左梁 图 2 3 4 恒载弯矩分配图 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 16 7 128 7 128 7 128 7 128 1 99 1 15 18 27 0 1 1 85 1 96 18 48 3 984 2 29 0 10 12 2 02 2 41 2 064 2 9 1 38 0 15 4 13 0 211 0 2180 2590 3120 399 7 52 0 70 2 74 5 48 4 752 18 48 4 563 69 0 58 0 47 3 98 16 24 0 98 0 3320 269 0 2520 374 9 03 17 16 13 1 06 1 57 2 57 3 465 13 18 484 752 0 2960 2960 2080 2 3 8 0 33 1 38 2 75 2 064 2 75 1 93 1 45 0 330 23 3 87 3 764 18 48 1 86 1 73 0 22 18 57 5 13 2 57 1 57 6 13 0 374 0 2520 374 0 93 17 16 13 1 06 1 57 2 57 3 465 13 18 484 752 0 2770 2770 2840 162 4 23 0 48 1 96 2 75 2 064 2 75 1 93 1 38 0 480 315 3 65 3 659 18 48 1 86 1 73 0 322 18 672 5 13 2 57 1 57 6 13 0 374 19 87 0 39 2 76 2 64 18 48 4 394 4 71 0 410 58 1 38 2 74 3 91 2 064 左梁 0 284 右梁上柱 下柱 0 2950 421 4 752 18 48 8 25 53 4 10 1 66 1 12 10 64 15 39 1 32 0 5970 403 下柱上柱左梁 图 2 3 5 活载弯矩分配图 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 17 7 在竖向荷载作用下 考虑框架梁端的塑性内力重分布 取弯 矩调幅系数为 0 8 调幅后的数值见括号内 恒载以及活载弯矩图 15 1 85 16 68 3 12 3 9 84 6 15 20 61 88 79 71 03 13 98 11 18 20 61 88 79 71 03 13 98 11 18 20 61 88 79 71 03 13 98 11 18 20 61 88 79 71 03 13 98 11 18 20 7 20 47 13 59 10 87 89 11 71 33 15 19 14 19 14 19 14 19 14 20 61 13 98 11 18 88 79 71 03 19 8 77 31 93 26 88 26 88 26 88 26 88 26 88 17 54 26 88 26 88 26 88 26 88 26 88 81 32 65 06 84 6 67 68 84 6 67 68 84 6 67 68 84 6 67 68 84 6 67 68 19 14 25 36 55 7 44 56 60 97 48 78 13 79 11 03 26 88 84 6 67 68 图 2 3 6 恒载作用下框架弯矩图 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 18 3 65 3 659 2 93 18 672 14 94 3 65 18 672 14 94 3 659 2 93 3 659 2 93 18 672 14 94 3 65 3 65 18 672 14 94 3 659 2 93 4 13 3 8 4 32 4 32 4 32 4 32 7 52 6 13 6 13 6 13 6 13 6 13 17 1 13 68 17 1 13 68 17 1 13 68 17 1 13 68 17 1 13 68 3 98 6 13 6 13 6 13 6 13 6 13 2 29 18 27 14 62 3 984 3 19 1 15 3 87 3 764 3 0 18 57 14 86 3 65 3 659 2 93 18 672 14 94 4 71 1 99 6 13 16 24 12 99 4 32 10 64 15 39 12 31 19 87 15 896 4 394 3 52 6 13 17 1 13 68 图 2 3 7 活载作用下框架弯矩图 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 19 2 3 2 恒荷载作用下框架的梁端剪力及柱轴力计算恒荷载作用下框架的梁端剪力及柱轴力计算 梁端剪力 V Vq Vm Vq Vm 1 2 ql MM l 左右 柱轴力 N V P P 为节点集中力及柱自重 1 梁端剪力计算 1 恒载 8 层 KNqlVqAB29 696095 23 2 1 2 1 KNqlVqBC24 144 2865 11 2 1 2 1 1 7 层 KNqlVqAB 2 906067 30 2 1 2 1 KNqlVqBC84 114 287 9 2 1 2 1 2 活载 KNqlVqAB48 18616 6 2 1 2 1 KNqlVqBC96 4 4 213 4 2 1 2 1 2 荷载作用下框架的轴力计算 柱自重设计值 底层 0 6 0 6 25 5 8 37 8kN 其它层 0 6 0 6 25 3 5 31 5kN N V P P 柱恒载 柱自重 荷载作用下梁端剪力与柱轴力见表 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 20 恒载作用下梁端剪力以及柱轴力 荷载引起剪力 弯矩引 起剪力 总剪力 柱轴力 层 次AB 跨BC 跨AB 跨AB 跨BC 跨A 柱B 柱 VA VBVB VCVA VBVAVBVB VCN 顶N 底N 顶N 底 869 314 24 0 768 597014 24237270241273 54 790 211 84 0 689 6490 811 84531564571603 95 690 211 84 0 689 6490 811 84825858901934 26 590 211 84 0 689 6490 811 841119115112321264 6 490 211 84 0 689 6490 811 841412144515621594 9 390 211 84 0 689 6490 811 841706173918921925 2 290 211 84 0 689 5990 811 842000203322232255 5 190 211 84 0 589 6690 711 842294233425532592 4 恒载作用下梁端剪力以及柱轴力 活载作用下梁端剪力以及柱轴力 荷载引起剪力弯矩引起剪力 总剪力柱轴力 层 次AB 跨BC 跨AB 跨BC 跨AB 跨BC 跨A 柱B 柱 VA VBVB VCVA VBVB VCVAVBVB VC N 顶 N 底 N 顶 N 底 818 484 96 0 6017 919 094 9644 2863 64 718 484 96 0 21018 318 694 9688 95126 89 618 484 96 0 21018 318 694 96133 62190 14 518 484 96 0 21018 318 694 96178 29253 39 418 484 96 0 21018 318 694 96222 96316 64 318 484 96 0 21018 318 694 96267 63379 89 218 484 96 0 2018 318 684 96312 31443 13 118 484 96 0 27018 218 214 96357 46506 44 活载作用下梁端剪力以及柱轴力 注 由于纸张限制在 恒载作用下梁端剪力以及柱轴力 中的 BC 跨未写出 其值与 活载作 用下梁端剪力以及柱轴力 同样位置的数值一样均为 0 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 21 2 4 抗震验算抗震验算 2 4 1 荷载计算荷载计算 1 屋面均布恒荷载标准值 61 20 24 660 242 4 6 215476 9kN 2 楼面均布恒荷载标准值 61 20 24 660 242 4 3 553130 9kN 3 屋面均布活荷载 仅考虑屋面雪荷载 雪荷载标准值为 61 20 24 660 242 4 0 2176 4kN 4 楼面均布活荷载标准值 取 2 0 2 kN m 楼面均布活荷载标准值为 61 20 24 660 242 4 21764kN 5 梁 柱自重 包括梁侧 梁和底柱的抹灰重量 梁侧 梁和底柱的抹灰 近似按加大梁宽及柱宽考虑 横向框架梁 柱编号见图 2 4 1 和图 2 4 2 梁 柱自重见表 2 4 1 图 2 4 1 框架梁编号图 6 墙体自重 墙体均为 240mm 厚 两面抹灰 近似按加厚墙体考虑抹灰重量 单 位面积上墙体重量为 0 28 19 5 32 墙体自重如表 2 4 2 2 kN m 7 荷载分层总汇 顶层重力荷载代表值包括 屋面恒载 50 屋面雪荷载 纵 横梁 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 22 自重 半层柱自重 半层墙体自重 底层和标准层代表值包括 楼面荷载 50 楼面均布活荷载 纵 横梁自重 楼面上 下各半层的柱及纵 横墙体自重 图 2 4 2 框架柱编号 表 2 4 1 梁柱自重表 单层 编号 截面 mm2 长度 m 根数 每根重量 KN L10 3 0 6562029 5 L20 25 0 52 41011 7 L30 3 0 656 61832 2 L40 25 0 561818 8 Z10 6 0 65 84037 8 Z20 6 0 63 54031 5 ABCD z1 z z z z z z z 2 2 2 2 2 2 2 z1 z z z z z z z 2 2 2 2 2 2 2 z1 z z z z z z z 2 2 2 2 2 2 2 z1 z z z z z z z 2 2 2 2 2 2 2 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 23 各层梁自重 29 25 20 11 7 1032 2 18 18 8 18 585 1179181620 表 2 4 2 墙体自重 墙体 每片面积 m2 片数 重量 kN 底层纵墙 60 0 6 9 4 2 1 4 4 4879 底层纵墙 14 4 0 6 3 4 2 1 10 10 2815 其它层纵墙 60 0 6 9 3 51 4 4 4067 其它层纵墙 14 4 0 6 3 3 51 10 10 2346 8 111 5476 9176 4 16201260 40672346 222 G 11147 6KN 7 11 3130 81764 1620126040672346 22 G 12801 8kN 1 11 3130 81764151248792815 22 G 14082 8KN 建筑物总重力荷载代表值 8 1 11147 6 12801 8 6 14082 8 i i G 102041 2kN 图 2 4 3 横向框架各层水平地震作用和地震剪力 2 4 2 水平地震力作用下框架侧移计算水平地震力作用下框架侧移计算 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 24 1 横梁线刚度 混凝土 C30 Ec 3 107 kN m2 在框架结构中 现浇层的楼面 可以作为梁的有效翼缘 增大梁的 有效刚度 减少框架侧移 为考虑这一有利作用 在计算梁的截面惯性 距时 边框架梁取 I 1 50I0 I0为梁的截面惯性距 对中框架梁取 I 2 0I0 横梁线刚度见表 2 4 3 表 2 4 3 梁横梁线刚度 梁号截面 边框架梁中框架梁 L b h 2 m 跨度 ml 惯性矩 3 0 12 bh I 0 5 1 IIb l EI k b b 0 0 2 IIb l EI k b b L1 0 3 0 65 4 8 6 87 10 310 31 10 36 4 10413 7 10 38 6 104 L2 0 25 0 52 42 6 10 33 9 10 34 9 1045 2 10 317 1 04 L3 0 3 0 65 5 1 6 87 10 310 31 10 36 1 10413 7 10 38 1 104 L4 0 3 0 65 6 6 87 10 310 31 10 35 2 10413 7 10 36 9 104 2 4 3 横向框架柱的侧移刚度横向框架柱的侧移刚度 D 值值 柱线刚度列于表 2 4 4 横向框架柱侧移刚度 D 值计算见表 2 4 5 表 2 4 4 柱线刚度 惯性矩线刚度 柱号 Z 截面 柱高度 m m4 3 0 12 bh I kN m c c EI K h 1 Z 0 6 0 65 810 8 10 37 71 104 2 Z 0 6 0 63 510 8 10 39 28 104 表 2 4 5 横向框架柱侧移刚度 D 值计算 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 25 层 项目 柱类型 2 b c b c K K K K K K 一般层 底层 2 0 5 2 K K 一般层 K 底层 K 2 12 c DKkN m h 根数 边框架 边柱 6 246 0 81 7 71 0 46241274 边框架 中柱 13 936 1 8 7 71 0 61319934 中框架 边柱 6 246 0 81 7 71 0 462412716 中框架 中柱 13 936 1 8 7 71 0 613199316 底 层 D 1122400 边框架 边柱 6 2462 0 68 0 44399984 边框架 中柱 6 2466 51 1 5 2 0 38518164 中框架 边柱 6 2462 0 68 0 443999816 中框架 中柱 6 2466 51 1 5 2 0 385181616 二 三 四 五 六 七 八 层D 1836280 2 4 4 横向框架自振周期横向框架自振周期 按顶点位移法计算框架的自振周期 顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法 将结构按质量分布 情况简化为无限质点的悬臂直杆 导出以直杆顶点位移表示的基频公式 这样 只要求出结构的顶点水平位移 就可以按下式求得结构的基本周 期 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 26 10 1 7TT 式中 基本周期调整系数 考虑填充墙使框架自振周期减 0 少的影响 取 0 6 框架的顶点位移 在未求出框架的周期前 无法求出框架T 的地震力及位移 表 2 4 6 横向框架顶点位移 层 次 kN i G kN i G kN m i D mm ui ui 811147 611147 618362806 0279 5 712801 823949 4183628013 0273 5 612801 836751 2183628020 0260 5 512801 849553183628026 9240 5 412801 862354 8183628033 9213 6 312801 875156 6183628040 9179 7 212801 887958 4183628047 9138 8 114082 8102041 2112240090 990 9 1 1 7 0 60 33680 592 Ts 2 4 5 横向地震作用计算横向地震作用计算 在 类场地 7 度近震区 结构的特征周期 Tg 0 30 0 08max 由于应考虑顶点附加地震作 1 T 0 592 s 1 41 4 0 30 42 s g T 0 080 010 08 0 5920 010 057 n T 结构横向总水平地震 8 0 9 1 1 max 0 85 g EKi i T FG T 作用标准值 0 9 0 3 0 08 0 85 102041 2 0 539 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 27 4817 8kN 各层横向地震剪力计算见表 2 4 7 Fn Fn i V 表 2 4 7 各层横向地震作用及楼层地震剪力 层 次 i h m i H m i G kN ii G H kN m 7 1 ii jj j GH G H i F kN i V kN 83 528 711147 63199360 195939 5993 5 73 525 212801 83226050 195939 51879 63 521 712801 82777990 169814 22693 2 53 518 212801 82329920 142684 13377 3 43 514 712801 81881860 115554 13931 4 33 511 212801 81433800 087419 14350 5 23 57 712801 8985730 060289 13207 6 14 24 214082 8591480 036173 43310 5 图 2 4 4 横向框架各层水平地震作用和地震剪力 2 4 6 横向框架抗震变形验算横向框架抗震变形验算 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 28 多遇地震作用下 层间弹性位移验算见表 2 4 8 表 2 4 8 横向变形验算 层间弹性相对转角均满足 1 450 若考虑填充墙抗力作用 e e 为 1 550 2 4 7 水平地震作用下 横向框架的内力分析水平地震作用下 横向框架的内力分析 本设计取中框架为例 地震作用下框架柱端弯矩及柱剪力计算结果 见表 2 4 9 梁端弯矩 剪力及轴力计算结果分别详见表 2 4 10 表 2 4 9 地震作用下框架柱端弯矩及柱剪力 A 轴柱 边柱 层次层高 i N 层间剪力 i V 层间刚度 i D i1 D i1 V ky上 M 下 M 83 5939 518362803999820 50 680 3525 146 6 73 5187918362803999840 90 680 457 2685 9 63 52693 218362803999858 90 680 4592 5113 53 53377 218362803999873 60 680 45115 9141 7 43 53931 418362803999885 630 680 5149 8149 8 层次 层间剪力 i V kN 层间刚度 i D kN 层间位移 i i V D m 层高 i h m 层间相对 弹性转角 e 8939 519362800 000513 51 6862 7187919362800 001023 51 3431 62693 219362800 001443 51 2430 53377 319362800 001813 51 1934 43931 419362800 002113 51 1659 34350 519362800 002343 51 1496 24639 619362800 002533 51 1383 1481311224000 004294 21 979 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 29 33 54350 518362803999894 80 680 5165 9165 9 23 54639 6183628039998101 10 680 5176 9176 9 15 84813112240024127103 50 810 7304 3130 4 续表 2 4 9 B 轴柱 中柱 层次 层高 i N 层间剪力 i V 层间刚度 i D i1 D i1 V ky上 M 下 M 83 5939 518362803999826 51 50 4541 751 73 5187918362803999853 01 50 4583 5102 63 52693 218362803999876 01 50 5133133 53 53377 218362803999895 31 50 5166 8166 8 43 53931 4183628039998110 91 50 5194194 33 54350 5183628039998122 81 50 5214 9214 9 23 54639 6183628039998130 91 50 5229229 15 84813112240024127137 21 80 6345 7230 5 计算公式 i ii i D VV D 1 l lba b bijij lr bb i MMM ii 1 r rba b bijij lr bb i MMM ii lr bb MM V l 1 n lr ibb i NVV 表 2 4 10 梁端弯矩 剪力及轴力 AB 跨柱轴力 层次 ml MkN m 左 MkN m 右 b VkN A N 8646 62511 9 11 9 7611170 430 2 42 1 66170 3106 146 1 88 2 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 30 56234 2147 063 5 151 1 46265 7176 973 8 225 5 36315 7200 486 0 311 5 26342 8217 693 4 404 9 16307 3225 288 75 493 65 续表 2 4 10 225 2 217 6 200 4 176 3 147 106 1 70 4 345 7 230 5 229 229 214 9 214 9 194 194 166 8 166 8 133 133 83 5 102 41 7 51 238 4 304 3 307 3 130 4 226 2 176 9 342 8 176 9 208 5 169 5 315 7 165 9 152 8 149 8 265 7 149 8 152 8 115 9 234 2 141 7 110 4 92 5 170 3 113 73 3 57 26 111 85 9 25 1 26 25 46 6 46 6 图 2 4 5 横向框架各层弯矩图 BC 跨柱轴力 层次 ml MkN m 左 MkN m 右 b VkN B N 82 4262621 7 9 8 72 473 373 361 1 40 7 62 4110 4110 492 86 6 52 4152 8152 8127 3 150 4 42 4183 9183 9153 3 229 9 32 4208 5208 5173 8 317 7 22 4226 3226 3188 6 412 9 12 4238 4238 4198 7 522 85 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 34 103 548 64137 2 492 65 522 85 101 164 27130 9 404 9 412 9 94 858 51121 8 311 5 317 7 85 6354 76110 9 225 5 229 51 73 653 1195 3 151 7 150 4 58 747 6976 88 2 86 6 40 940 3753 42 1 40 7 20 530 6526 5 11 9 9 8 图 2 4 6 横向框架各层梁端剪力以及轴力图 2 5 内力组合内力组合 张家口市某农产品交易市场办公楼设计张家口市某农产品交易市场办公楼设计 35 2 5 1 竖向与地震组合跨间最大弯矩竖向与地震组合跨间最大弯矩 在横载和活载作用下 跨间可近似得取跨中的 M 代替 max M 式中 梁的左右端弯矩 28 1 2 max 右左 MM qlM 右左 MM 跨中 M 若小于 应取 M 2 16 1 ql 2 16 1 ql 在竖向荷载于地震力组合时 跨间最大弯矩采用数值法计算 GE M 框架梁内力组合图 MEB MGA MEA MGB MEB L 左震 q X 1 8qlMEB MGB MGA MEA 图 2 5 1 框架梁内力组合图 重力荷载作用下梁端的弯矩 GAGB MM 水平地震作用下梁端弯矩 EAEB MM 竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力 AB RR 对作用点取矩 c R 1 2 AGAGBEAEB ql RMMMM l X 处截面弯矩为 2 2 AGAEA qx MR xMM 由 可求得跨间的