宝鸡高新区陕开公司产品研发中心办公楼毕业论文.doc

宝鸡高新区陕开公司产品研发中心办公楼毕业宝鸡高新区陕开公司产品研发中心办公楼毕业 论文论文 目录 目录 1 1 建筑设计建筑设计 1 1 1 设计基本资料 1 1 1 1 工程概况 1 1 1 2 原始设计资料 1 1 2 建筑设计说明 1 1 2 1 平面的布置特点 1 1 2 2 建筑立面设计 3 1 2 3 建筑剖面设计 3 1 2 4 抗震设计 3 1 2 5 防火设计 4 1 2 6 细部构造总说明 4 2 2 结构设计结构设计 7 2 1 结构设计说明 7 2 1 1 选择承重方案 7 3 3 荷载计算荷载计算 10 3 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 10 3 2 屋面及楼面可变荷载标准值 10 3 3 梁 柱 墙 窗门重力荷载计算 11 4 4 横梁框架侧移刚度计算横梁框架侧移刚度计算 14 4 1 计算梁 柱的线刚度 15 4 2 计算柱的侧移刚度 15 5 5 横向水平横向水平荷荷载作用下框架结构的内力和侧移计算载作用下框架结构的内力和侧移计算 21 5 1 横向自振周期的计算 21 5 2 水平地震作用及楼层地震力计算 22 5 3 水平地震作用下的位移验算 24 5 4 水平地震作用下框架内力计算 25 6 6 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 30 6 1 计算单元 30 6 2 荷载计算 30 6 2 1 恒载计算 30 6 2 2 活荷载计算 33 6 3 内力计算 35 6 3 1 计算分配系数 35 6 3 2 计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力 37 7 框架内力组合框架内力组合 42 7 1 结构抗震等级 42 7 2 框架梁内力组合 42 7 2 1 作用效应组合 42 7 2 2 承载力抗震调整系数 42 7 2 3 梁内力组合表 42 7 2 4 计算跨间最大弯矩 45 7 3 框架柱内力组合 45 7 3 1 柱内力组合 46 7 3 2 柱端弯矩值设计值的调整 46 8 截面设计截面设计 51 8 1 横向框架梁截面设计 51 8 1 1 正截面受弯承载力计算 51 8 1 2 梁的斜截面强度计算 52 8 2 柱截面设计 52 8 2 1 正截面承载力计算 52 8 2 2 斜截面承载力计算 56 9 楼板设计楼板设计 58 9 1 楼板类型及设计方法的选择 58 9 2 设计参数 58 9 2 1 双向板肋梁楼盖结构布置图和板带划分图 58 9 2 2 设计荷载 58 9 2 3 计算跨度 58 9 2 4 弯矩计算 59 9 3 1 6 层区格板 B 59 9 4 区格板 C 60 10 楼梯设计楼梯设计 62 10 1 设计资料 62 10 2 梯段板设计 62 10 2 1 荷载计算 62 10 2 2 截面设计 62 10 3 平台板设计 63 10 3 1 荷载计算 63 10 3 2 截面设计 63 10 4 平台梁设计 63 10 4 1 荷载计算 63 10 4 2 截面设计 64 参考文献 参考文献 65 谢谢 辞辞 66 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 0 1 建筑设计 1 1 设计基本资料 1 1 1 工程概况 本设计为宝鸡高新区陕开公司产品研发中心办公楼 建筑面积约 4492 共6 层 底层层高3 9m 其它层层高均为3 9m 无地下室 采用框架结构体系 设计所在地区 的抗震设防烈度为8 度 框架结构的抗震等级为二级 建筑类别为丙类 设计使用年 限为50 年 1 1 2 原始设计资料 一 气象资料 基本风压值 w 0 4KN 基本雪压值 s 0 25KN 年最大降雨量 634mm 最冷月平均温度 零下 1 7 度 绝对最低气温 20 6 度 最热月平均温度 27 3 绝对最低气温 41 7 度 全年主导风向 冬夏季为东北风 二 基本地形及地质水文资料 1 工程地质 根据有关勘察部门提供的工程地质勘察报告 拟建场地地形较平坦 地面标高介于 99 18 100 49 之间 最大高差约为 1m 地貌单元属渭河右岸 3 级阶地 2 该工程地下水属潜水类型 其稳定水位埋深为 5 09 6 49m 标高为 93 61 94 56 可不考虑地下水对其影响 1 2 建筑设计说明 本设计是一办公楼 应根据建筑物使用面积的性质 建筑规模与标准的不 同 确定各类用房 一般由办公室 会议室 公共用房 服务用房等组成 办 公楼内各房间的具体设置 层次和位置 应根据使用要求和具体条件确定 建 筑物应根据使用要求 结合基地面积 结构选型等情况按建筑模数确定开间和 进深 并为灵活分隔创造条件 1 2 1 平面的布置特点 1 建筑的平面尺寸 LXB 48000mm 15600mm 轴线 2 总建筑面积 4492 8 3 柱网的选择 横向 7 2m 和 6m 纵向 6 6m 4 房间使用面积 形状 大小的确定 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 1 一个房间的使用面积基本包括 家具 设备所占的面积 人们使用家具设备所占 的活动面积以及行走 交通所需的面积 充分利用框架的优越性 并考虑到柱网布置的要求 柱距为 7200 6600mm 6000 6600 厕所对称的布置在建筑朝向较差的一面 距最远房间不超过 25m 并设置前室 前室内各两个洗手盆 厕所有不向临室对流的直接自然风和天然采光 卫生洁具数量 按 规范 要求 男厕所每 40 人设一具大便池 每 25 人设 0 6m 长的小便池 女厕 所每 20 人设一具大便池 每 40 人设一具洗手盆 5 门大小及位置和开启方式的确定 门的宽度取决于人体尺寸 人流股数及家具的大小因素 一般单股人流通行最小 宽度取 550mm 一的人侧身通行宽度需要 300mm 因此门的最小宽度为 650 700mm 普通教室 办公室的门应考虑一人正面通行 另一人侧身通行 常采用 1000mm 高 为 2700mm 当房间使用人数超过 50 人或面积超过 60 时 至少需设两个门 且每樘 门宽度不应小于 1400mm 一般情况下 为便于家具合理布置 充分利用室内面积 常 将门设于一角 门的开启方式一般有外开和内开 大多数房间采用内开方式 可防止 门开启时影响室外的人行交通 6 窗的大小及位置的确定 房间中的窗大小和位置的确定 主要是考虑到室内采光通风 家具布置和建筑立 面效果的要求 一般单侧采光时进深不大于 窗上口至地面距离的 2 倍 因为一般窗 具有通风作用 生活 工作用房间的窗子位置要同门的位置一起考虑 把床开在门对 面的墙上 一使房间尽可能得到穿樘风 本设计中 正立面北 背立面采用 1 8m 2 1m 楼道走廊两端用 1 5m 2 4m 7 交通联系部分的平面设计 一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外 还需要有把各个使用房间内外 有机联系起来的交通联系部分 以保证使用便利和安全疏散 在多层建筑中 位置及 形式应满足使用方便和安全疏散的要求 注重建筑环境空间的艺术效果 楼梯时两层以上建筑物中常用的垂直交通联系手段 应根据使用要求选择合适的 形式 恰当的位置 根据使用性质 人流通行情况及防火规范综合确定楼梯的宽度和 数量 并根据使用对象和使用场合选择最舒服的坡度 楼梯的常见形式 板式楼梯和梁式楼梯 梁式楼梯梯段较薄 可以节省材料 梁 式楼板由踏步板 斜梁平台板及平台梁组成 踏步板支撑在写梁上 斜梁在支撑在平 台梁上 作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜梁 再由斜梁传至平台梁 当楼梯段 板较长时 梁式楼梯较为经济 因而广泛运用于办公楼 教学楼等建筑中 但这种楼 梯施工复杂 外观质量也显得笨重 本设计选用两个楼梯且为分开的两个楼梯 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 2 楼梯宽度根据楼梯使用过程中人流股数确定 一般按每股人流宽度 0 55mm 0 0 15 mm 来确定 一般的民用建筑楼梯的最小进宽应满足两股人流疏 散要求 疏散楼梯最小宽度 1100mm 高层住宅建筑 1000mm 本设计按三股计算 采用紧靠式 每跑 1 8m 休息平台部位的净高不应小于 2m 楼梯段部位的净高不应 小于 2 2m 楼梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘见的千锤高度 楼梯 坡度的选择要从攀高效率 节省空间 便于人流疏散等方面考虑 因而本建筑踏步高 度选用 150mm 踏步选用 300mm 走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间 楼梯门厅等 以解决建筑物中水平联系和疏散的问题 要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求 专为人行的走廊宽度是根据人流股数并结合门的开启方向综合确定 按 规范 要求 双面布房且大于 40m 的走道的最小净宽为 1 8m 考虑至柱截面 尺寸和基础布置 适当放大取走道宽 3m 可以让三人并行通过 本设计的走廊宽度 取 1 8m 1 2 2 建筑立面设计 立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下用建筑造型和立面构图的一 些规律 结合平面的内容空间组合进行的 进行立面设计时要考虑房屋的内部空间爱 你关系 相邻立面的协调 各方面墙面的处理和门窗安排 满足立面形式美观要求 同时还应考虑各入口 雨棚等细部结构件处理 1 2 3 建筑剖面设计 建筑部面应考虑的是建筑物各部分高度 建筑层数和空间结构体系 确定房间净 高时 主要考虑房间的利用性质 室内采光通风及设备和结构类型 一般民用建筑净 高可取下列数值 住宅 2 4 宿舍单层床 2 5 双层床 3 0 办公室 2 6 小 学教室 3 4 大餐厅 3 0 综合考虑这些因素 房底层间高为 3 9m 以上为 3 6m 1 2 4 抗震设计 建筑抗震设计规范 规定 抗震设防为 6 度及以上地区的建筑 必须进行抗 震设计 宝鸡地区抗震设防烈度为 8 度 必须进行抗震设防 建筑根据使用功能的重要性分为甲类 乙类 丙类 丁类四个抗震设防级别 甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑 乙类建筑属 于地震时使用功能不能中断或许有尽快恢复的建筑 丙类建筑应属于除甲乙丁类以 外的一般建筑 丁类建筑应属于抗震次要建筑 本工程的抗震设防类别为丙类 丙 类建筑 地震作用和抗震措施均应符合本地抗震设防的要求 丙类建筑的抗震等级 应按表 6 12 确定 本设计应属于框架结构 8 度设防 高度小于 30m 所以为二级 框架 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 3 1 2 5 防火设计 按 建筑设计防火规范 和 高层民用建筑设计防火规范 的规定 建筑的层 数与建筑耐火等级有关 如一二级耐火等级建筑 原则上层数不受限制 三级耐火 等级的民用建筑物 允许层数为 1 5 层 四级耐火等级建筑物允许层数 1 2 层 故 该设计按三级耐火等级设计 1 2 6 细部构造总说明 1 屋面工程 层面防水等级为二级 层面排水采用有组织外排式 卷材防水屋面的具体做法 从下至上依次为 结构层 保温层 找平层 结 合层 防水层 保护层 上人屋面每隔 6m 设置分格缝 防止防水屋面出现不规则裂缝 2 楼地面工程 室内常有水的地方应设地漏 楼地面用 1 2 5 的水泥砂浆 掺 3 水粉 做 不小于 1 排水坡度坡向地漏并注意做好排水坡 不能出现到坡或局部积水 泛水坡度不小于 1 坡向从门口向地漏 大厅 楼梯 走廊地面均采用彩色水磨石 普通办公室 会议室楼地面采 用普通水磨石 楼梯面采用大理石面砖 内设金属防滑条 3 墙面工程 采用贴面砖墙面 其具体做法 从依次为 1 1 聚合物水泥砂浆勾缝 粘贴 6 8 厚面砖 4 厚聚合物水泥砂浆粘结层 6 厚 1 2 5 水泥砂浆找 平 12 厚 1 3 水泥砂浆打底扫毛 4 散水 为保护墙基不受雨水的侵蚀 常在外墙四周将地面做成向外向外倾斜的坡 面 以使将屋面水排至远处 这一坡面称为散水 散水坡度约 3 5 宽度一 般为 600mm 到 1000mm 纵向每隔 10 米做一道伸缩缝 散水与外墙设 20mm 宽缝 其缝内都填沥青砂浆 本工程做散水宽度 1000mm 坡度 3 5 室外台阶 台阶由踏步和平台组成 其形式有单面踏步式和三面踏步式 台阶坡度较 楼梯平缓 每级踏步高 100 150mm 踏面宽为 300 400mm 当台阶高度超过 1m 时 宜有护栏设施 平台宽至少为大门口宽每侧 500mm 平台进深门扇宽 500 600mm 本设计采用三面踏步式台阶 每级踏步高为 150mm 踏面宽 300mm 室外台阶的平台应与室内地坪有一定的高差 一般为 40 50mm 而表面需 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 4 向外倾斜 以免雨水流向室内 台阶的构造由面层和结构层构成 结构层材料 采用抗冻 抗水性好 且质地坚实的材料 面层采用耐磨 抗冻材料 6 踢脚 地面与墙面交接出的垂直部位 在构造上 通常按地面的延伸部分来处理 这一部分被称为踢脚线 也称为踢脚板 它的主要功能是保护墙面 防止墙面 因受外界的碰撞损坏 或在清洗地面时 脏污墙面 同时对调节室内空间比例 也起到一定作用 踢脚线材料一般同地面 踢脚线高度一般为 120 150mm 7 填充墙材料 填充墙采用粘土空心砖 用 M5 和 M2 5 的混合砂浆砌内墙面 8 门窗工程 内外窗均采用塑钢窗 内门采用木门 门窗在制作生产上 已经走上了标 准化 规格化和商品化道路 各地均有大量的标准图供选用 9 基础工程 根据现行 建筑地基基础设计规范 和地基损坏造成的建筑物破坏后果 危及人的生命 造成经济损失和社会影响及修复的可能性 的严重性 将基 础分为三个等级 一级 二级 三级 本设计基础的安全等级为二级 基础类 型 本工程中采用独立基础 因为独立基础是柱基础中最常用和最经济的形式 基础的埋置深度的选择应考虑 1 建筑物结构条件和场地环境条件 在保证建筑物基础安全稳定 耐久使用的前提下 应尽量浅埋 以节省 投资 方便施工 某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形 式 这些要求常成为其基础埋深的先决条件 结构荷载的大小和性质不同 对地基的要求也不同 因而会影响基础埋置深度的选择 为了保护基础不受 人类和生物活动的影响 基础宜埋置在地表以下 其最小埋深 0 5m 且基础 顶面宜低于室外设计地面 0 1m 同时又要便于周围排水沟的布置 2 工程地质条件 3 水文地质条件 选择基础埋深时 应注意地下水的埋藏条件和动态 1 地基冻融条件 规范 规定所考虑的因素 2 建筑物的用途 有地下室 设备机车地下设施 基础的形式和构造 3 作用在地基础的荷载大小和性质 4 工程地质和水温低条件 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 5 5 相邻建筑物的基础埋深 6 地基土冻胀和融陷的影响 综合以上因素 本设计初选基础顶面到室外地面的距离为 600mm 室内外高 差 600mm 则高层柱高 3900 600 600 5100mm 2 结构设计结构设计 2 1 结构设计说明 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求 进行了建筑平面 立面及剖面的设 计 填充墙采用 240mm 厚的粘土空心砖 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构 楼 板厚度取 100mm 2 1 1 选择承重方案 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 6 该建筑为办公楼 房间布局较为整齐规则 且办公不需要考虑太大空间布置 所以采用横向框架承重方案 四柱三跨不等跨的形式 柱网布置形式下图 1 梁柱截面尺寸的估算 纵梁 h L 7200 600 900mm 取 h 700mm 8 1 12 1 8 1 12 1 b h 700 233 350mm 取 b 350mm 2 1 3 1 2 1 3 1 横梁 同纵梁取一样 b 350mm 取 h 700mm 次梁 h L 7200 400 600mm 取 h 600mm 12 1 18 1 12 1 18 1 b h 600 200 300mm 取 b 300mm 2 1 3 1 2 1 3 1 各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表 柱截面尺寸估算 混凝土强度设计 C35 fc 16 7N mm2 ft 1 57N mm2 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 7 梁截面尺寸 mm 及各层混凝土强度等级 横梁 b h次梁 b h 层数 混凝土强度 等级AB 跨 CD 跨BC 跨 纵梁 AB 跨 BC 跨 CD 跨 1 6 C35350 700 350 400 350 700 300 600 柱截面尺寸估算 该框架结构的抗震等级为二级 其轴压比限值为 0 8 各 N 层重力荷载代表值近似取 14kN m2 边柱及中柱的负荷面积分别为 7 23 3 m2和 7 2 4 5 m2 可得一层柱截面面积为 边柱 AS N fc FgEn fc 1 3 7 2 3 3 11 103 6 0 8 16 7 1 N N 94205 99 中柱 AS N fc FgEn fc 1 3 7 2 4 5 11 103 6 0 8 16 7 N N 300136 53 取截面柱为正方形 则边柱和中柱截面高度分别为 441mm 和 547mm 根据上述结果 并综合考虑其它因素 本设计柱截面尺寸取值如下 1 层 700mm 700mm 2 6 层 600mm 600mm 基础选用柱下独立基础 基础顶面具室外地面为 450mm 框架结构计算简图 取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板顶 1 层层高取 3 9m 2 6 层取 3 6m 底层柱高度从基础顶面取至一层板顶 即 h1 3 9 0 6 0 6 5 1m 见下图 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 8 3 3 荷载计算荷载计算 3 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面 不上人 屋面为刚行防水屋面 30 厚的细石混凝土保护层 22 0 030 66kN m2 三毡四油防水层 0 4 kN m2 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 9 20 厚的 1 2 5 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4kN m2 150 厚蛭石保温层 5 0 15 0 75 kN m2 100 厚的钢筋混凝土板 25 0 1 2 5kN m2 板底白灰沙浆抹灰 20mm 厚 17 0 02 0 34kN m2 合计 5 05kN m2 1 5 层楼面 水磨石地面 0 6kN m2 现浇 100 厚的钢筋混凝土楼板 25 0 12 5kN m2 板底白灰沙浆抹灰 20mm 厚 17 0 02 0 34kN m2 合计 3 49kN m2 3 2 屋面及楼面可变荷载标准值 屋面均布活荷载标准值 按不上人 考虑维修荷载取 0 7kN m2 楼面活荷值 2 0kN m2 屋面雪荷载标 Sk r s0 1 0 0 20 0 20kN m2 式中 r 为屋面积雪分布系数 取 r 1 0 3 3 梁 柱 墙 窗门重力荷载计算 查规范得以下自重 外墙为面砖墙面自重 240 0 5 1 5 0 24 17 0 02 4 44 kN m2 内墙为抹灰墙面自重 240 1 5 0 24 17 0 02 2 4 28 kN m2 木门单位面积重力荷载 0 2 kN m2 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 10 铝合金门窗单位面积重力荷载 0 kN m2 梁重力荷载标准值 类别截面净跨体积密度数量 g 单重总重合 计 横梁 0 35 0 76 61 4725161 056 43140 425646 8 走道 梁 0 35 0 41 80 3362581 053 6758 467 2 纵梁 0 35 0 76 61 76425201 056 43144 1882 纵梁 0 35 0 75 41 472581 056 43136 75294 次梁 0 3 0 66 51 1725141 059 4529 25409 5 2299 5 柱重力荷载标准值 类别 计算 高度 截面体积密度数量单重总重 合 计 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 11 2 6 层柱 3 60 6 0 61 296253232 41036 8 1 层柱 5 10 7 0 72 499253262 481992 2 女儿墙柱 0 60 6 0 60 21625205 4172 8 2678 4 计算重力荷载代表值 1 一层的重力荷载代表值 1 楼面恒载 145 63 08635 0 202 735 0 84 235 0166 60 35 0 76 517 048 3 49 649 14 3 49 2288 149KN 2 外墙 48 15 6 2 20 0 7 3 9 0 7 1 8 2 4 2 4 1 5 2 7 2 3 6 2 7 2 4 44 1025 73 KN 3 内墙 12 7 09 3 7 00 6 4 7 09 3 7 06 7 7 09 3 7 02 7 4 28 447 36 4 28 1883 2KN 4 门 0 9 2 7 10 0 2 3 6 2 7 2 0 4 18 47KN 5 窗 1 8 2 4 24 1 5 2 4 2 0 4 44 35KN 6 梁柱自重 2299 5 1999 2 4298 7 KN 7 楼面活载荷 48 15 6 2 1497 6 一层重力荷载代表值 G1 G 恒 0 5G 2288 149 1025 73 1883 2 18 47 44 35 4298 7 0 5 1497 6 10307 399 G A 9814 26 15 6 48 13 76 KN 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 12 2 2 5 层重力荷载代表值 1 楼面恒载 145 63 08635 0202 735 0 84 235 0166 60 35 0 76 517 048 3 49 1116 525 3 49 2288 149KN 2 外墙 7 2 0 6 3 9 0 7 1 8 2 4 25 2 4 44 6 0 6 3 9 0 7 1 8 2 4 2 2 2 4 44 15 6 0 6 0 3 3 9 0 7 1 5 2 4 2 4 44 113 77KN 3 内墙 12 7 09 3 6 06 267 29 04 7 09 3 6 06 25 7 06 3 6 02 7 4 28 1915 47KN 4 门 2 7 0 9 26 0 2 12 64KN 5 窗 1 8 2 4 28 1 5 2 4 2 0 4 51 26KN 6 梁柱自重 2299 5 1036 8 3336 3KN 7 楼面活载 同一层 1497 6KN 恒载 0 5 楼面活载 2265 49 1113 77 1915 47 12 64 51 26 3336 3 1497 6 0 5 9443 739 3 第六层的重力荷载代表值 1 恒载 1497 6 5 05 7562 88 2 活载 1497 6 0 7 1048 32 3 雪载 1497 6 2 0 2995 2 4 女儿墙的荷载 48 0 6 15 6 0 6 2 4 0 24 0 64 44 342 697KN 5 梁柱自重 2299 5 1036 8 172 8 3509 1 6 其他载荷 取 2 5 层外墙 内墙 门 窗 外墙 1113 7 内墙 1915 47 门窗 12 64 51 26 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 13 G 13020 477 G 9443 739kN G 9443 739kN G 9443 739kN G 9443 739kN G 10307 399kN 恒载 0 5 楼面活载 7562 88 342 697 1113 77 1915 47 12 64 51 26 0 5 1048 32 2995 2 13020 477 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 G i的计算结果如下图所示 4 4 横梁框架侧移刚度计算横梁框架侧移刚度计算 4 1 计算梁 柱的线刚度 梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为 Ec 3 15 104 N mm235C 在框架结构中 现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面 可以作为梁的有效翼 缘 增大梁的有效刚度 减少框架侧移 考虑这一有利作用 在计算梁的截面惯性矩 时 对现浇楼面的边框架梁取 对中框架梁取 0 5 1 II 0 0 2 II 表 4 1 横梁线刚度计算表 类别 Ec N mm2 b h mm mm I0 mm4 l mm ECI0 l N mm 1 5ECI0 l N mm 2ECI0 l N mm 边横梁 1 63 15 104 350 700 1 0 1010 6600 4 77 1010 7 16 1010 9 54 1010 走道梁 1 63 15 104 350 400 1 87 109 2400 2 45 1010 3 68 1010 4 9 1010 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 14 柱线刚度计算 表 4 2 柱线刚度 Ic 计算表 层次 mm c h Ec N mm2 b h mm mm Ic mm4 ECIc c h N mm 151003 15 104 700 700 2 0 1010 12 35 1010 2 6 36003 15 104 600 600 1 08 1010 9 45 1010 4 2 计算柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 D 计算公式 其中为柱侧移刚度修正系数 为 2 12 h i D c c c K 梁柱线刚度比 不同情况下 取值不同 c K 对于一般层 2 b c K K K 2 c K K 对于底层 b c K K K 0 5 2 c K K 表 4 3 横向中框框架柱侧移刚度 D 计算表 边柱 12 中柱 12 层次 Kc 2 12 h i D c c Kc 2 12 h i D c c D 2 61 01 0 5437501 5310 4337625976500 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 15 10 770 46262091 170 5330198 686884 1 层边柱 9 54 0 77 12 35 K 0 50 77 0 46 20 77 c 10 1 22 1212 12 35 10 0 4626209 5100 c ic i D h 2 6 层边柱 9 549 54 1 01 2 9 45 K 1 01 0 5 2 1 01 c 10 1 22 1212 9 45 10 0 543750 3600 c ic i D h 1 层中柱 9 544 9 2 16 6 67 K 0 52 16 0 53 22 16 c 10 1 22 1212 12 35 10 0 5330198 5100 c ic i D h 2 6 层中柱 9 544 99 544 9 1 53 2 9 45 K 1 53 0 43 2 1 53 c 10 1 22 1212 9 45 10 0 41237625 3600 c ic i D h 表 4 4 横向边框框架柱侧移刚度 D 计算表 层次边柱 4 根 中柱 4 根 D 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 16 Kc 2 12 h i D c c Kc 2 12 h i D c c 2 60 760 28437501 150 3732375184500 10 580 72410240 880 4827349273492 1 层边柱 7 16 0 58 12 35 K 0 50 58 0 72 20 58 c 10 1 22 1212 12 35 10 0 7241024 5100 c ic i D h 2 6 层边柱 7 167 16 0 76 2 9 45 K 0 76 0 28 20 76 c 10 1 22 1212 9 45 10 0 543750 3600 c ic i D h 1 层中柱 7 143 68 0 88 12 35 K 0 50 88 0 48 20 88 c 10 1 22 1212 12 35 10 0 4827349 5100 c ic i D h 2 6 层中柱 7 163 687 163 68 1 15 2 9 45 K 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 17 1 15 0 37 2 1 15 c 10 1 22 1212 9 45 10 0 3732375 3600 c ic i D h 表 4 5 楼梯间框架柱侧移刚度 D 计算表 边柱 2 中柱 2 ij D 层 次 Kc DKc D 2 61 150 37323751 280 3934125 10 580 72410240 980 528489 133000 139026 1 层中柱 7 164 9 0 98 12 35 K 0 50 98 0 5 20 98 c 10 1 22 1212 12 35 10 0 528489 5100 c ic i D h 2 6 层中柱 7 164 9 1 28 9 45 K 1 28 0 39 2 1 28 c 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 18 10 1 22 1212 9 45 10 0 3934125 3600 c ic i D h 1 层边柱 0 58K 0 72 c 1 2 12 41024 c ic i D h 2 6 层边柱 1 15K 0 37 c 1 2 12 32375 c ic i D h 表 4 6 横向层间侧移刚度 D 计算表 层次 12 7 i D 10994021174300 该框架为规则框架 1 2 686884273492 139026 0 850 7 976500 184500 13300 D D 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 19 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 20 5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 5 1 横向自振周期的计算 运用顶点位移法来计算 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构 基本 自振周期可按下式来计算 TT uT 7 1 1 式中 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移 即假想把 T u 集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移 i G 结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数 取 0 65 T 故先计算结构顶点的假想侧移 计算过程如下表 表 5 1 结构顶点的假想位移计算 层次 i GkN Gi VkN i DN mm i ummA i umm 6 13024 47713024 477117430011 09191 44 59443 73922464 216117430019 13180 35 49443 73931907 955117430027 17161 22 39443 73941351 694117430035 21134 05 29443 73950795 433117430043 2698 84 1 10307 39961102 832109940255 5855 58 由上表计算基本周期 1 T 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 21 sT48 0 19144 0 65 0 7 1 1 5 2 水平地震作用及楼层地震力计算 该建筑结构高度远小于 40m 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以剪切为主 因此用底部剪力法来计算水平地震作用 首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力 Ek F 1Ekeq FG 式中 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数 1 结构等效总重力荷载 多质点取总重力荷载代表值 85 eq G KN GG ieq 229 43910 477 13020739 9443399 10307 85 0 85 0 地震分组为第一组 又场地类别为 类 查规范得特征周期 Tg 0 45s 查表得 水平地震影响系数最大值16 0 max 由水平地震影响系数曲线来计算 1 式中 衰减系数 0 05 时 取 0 9 KNGF eqEK 44 6630229 43910151 0 1 因为 sTsTg48 0 68 0 45 0 4 14 1 1 故 不考虑顶部附加水平地震作用 则质点 i 的水平地震作用为 i F 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 22 1 1 ii iEknn jj j G H FFd G H 式中 分别为集中于质点 i j 的荷载代表值 分别为质点 i j 的 i G j G i H j H 计算高度 具体计算过程如下表 各楼层的地震剪力按 来计算 1 n ik k VF 表 5 2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 i Hm i GkN ii G HkN m GiHi GjHj i F kN i VkN 623 113020 477300773 0190 3392247 7192247 719 519 59443 739184152 9110 2781843 2624090 981 415 99443 739150155 4500 1691120 5445211 525 312 39443 739116157 9900 131868 5986080 123 28 79443 73982160 5290 093616 6316696 754 15 1 10307 39952567 7350 059391 1967087 95 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 23 F1 F2 F3 F4 F5 F6 V6 V5 V4 V3 V2 V1 a 水平地震作用分布 b 层间剪力分布 图 5 1 横向水平地震作用及层间地震剪力 5 3 水平地震作用下的位移验算 表 5 3 横向水平地震作用下的位移验算 层次 i VkN i DN mm i umm i umm i hmm eii uh 62247 71911743001 91427 11736001 1881 54090 98111743003 48425 20336001 1033 45211 52511743004 43821 76536001 881 36080 12311743005 17817 32736001 695 26696 75411743005 70212 14936001 631 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 24 1 7087 9510994026 4476 44751001 791 由表中可以看到 最大层间弹性位移角发生在第二层 1 631 1 550 满足要求 5 4 水平地震作用下框架内力计算 将层间剪力分配到该层的各个柱子 即求出柱子的剪力 再由柱子的剪力和反弯 点高度来求柱上 下端的弯矩 柱端剪力按下式来计算 1 ij ijis ij j D VV D 柱上 下端弯矩 按下式来计算 u ij M b ij M b ijij MVyh 1 u ijij MVy h 123n yyyyy 式中 i 层 j 柱的侧移刚度 h 为该层柱的计算高度 ij D y 反弯点高度比 标准反弯点高比 根据上下梁的平均线刚度 和柱的相对线刚度的 n y b k c k 比值 总层数 该层位置查表确定 mn 上下梁的相对线刚度变化的修正值 由上下梁相对线刚度比值 及 查表 1 y 1 i 得 上下层层高变化的修正值 由上层层高对该层层高比值及 查表 2 y 2 i 下层层高对该层层高的比值及 查表得 3 y 3 i 需要注意是根据表 倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比查得 n y n y 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 25 表 5 4 各层边柱柱端弯矩及剪力计算 层次 i hm i VkN ij DN mm 1 i D 1 i V Ky M上M下 63 62447 71911743004375083 741 010 35 105 512 195 951 53 64090 981117430043750 152 41 1 010 40219 47 329 206 43 65211 925117430043750 194 16 1 010 45 314 539 384 437 33 66080 123117430043750 226 52 1 010 45 266 962 448 510 23 46696 754117430043750 249 50 1 010 5449 1449 1 15 17087 95109940226209 188 04 0 77 0 652 623 35335 65 表 5 5 各层中柱柱端弯矩及剪力计算 层次 i hm i VkN ij DN mm 1 i D 1 i V KY M上M下 63 62447 71911743003762572 0181 53 0 3898 521 160 744 53 64090 981117430037625 131 077 1 53 0 43 202 907 268 97 43 65211 925117430037625 166 979 1 53 0 45 270 506 330 618 33 66080 123117430037625 194 809 1 53 0 48 336 630 364 682 23 66696 754117430037625 214 566 1 530 5386 219 386 219 15 17087 95109940230198 194 689 1 17 0 64 635 645 357 450 注 表中弯矩单位为 减力单位为 KNkN m 梁端弯矩 剪力及柱轴力分别按下式来计算 1 l lbu b bijij lr bb i MMM ii 1 r rbu b bijij lr bb i MMM ii 2l bb b MM V l n lr ibb k ik NVV 表 5 6 梁端弯矩 剪力及柱轴力计算 层次边梁走道梁柱轴力 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 26 l b M r b M l b V l b M r b M l b V 边柱 N中柱 N 6195 95 105 091 6 645 6154 65354 6532 445 54 45 610 07 5434 74242 546 6 102 62 124 947 124 9472 4104 12 148 23 1 5 4603 907 352 127 6 6 144 85 181 399 181 399 2 4151 17 293 08 6 32 3763 049 419 224 6 6 179 13 215 964 215 9642 4179 97 382 56 0 84 2816 06 496 880 6 6 198 93 255 969 255 9692 4213 31 581 485 14 38 1784 75 477 867 6 6 191 34 279 081 279 0812 4232 57 772 825 41 23 注 1 柱轴力中的负号表示拉力 2 表中 M 单位为 KN m V 单位为 KN N 单位为 KN l 单位为 m 水平地震作用下框架的弯矩图 梁端剪力图及柱轴力图如图所示 将层间剪力分配到该层的各个柱子 即求出柱子的剪力 再由柱子的剪反 弯点高度来求柱上 下端的弯矩 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 27 图 5 2 左地震作用下框架弯矩图 KN 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 28 图 5 3 左地震作用下梁端剪力及柱轴力图 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 29 6 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 6 16 1 计算单元计算单元 取 轴线横向框架进行计算 计算单元宽度为 7 2m 如图所示 由于房间内布 置有次梁 故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示 计算单元内的其 余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架 作用于各节点上 见图 6 1 6 26 2 荷载计算荷载计算 6 2 1 恒载计算 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 30 A BCD P P2 q1 q2 q1 q2 M1 M2 660024006600 1 1 1 M P 2 M 2 P 图 6 2 各层梁上作用的荷载 在图中 代表横梁自重 为均布荷载形式 对于第 6 层 1 q 1 q 1 6 431 qkN m 1 3 675 qkN m 和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载 由图所示的几何 2 q 2 q 关系可得 2 5 05 3 618 18 qkN m 2 5 05 2 412 12 qkN m 分别为由边纵梁 中纵梁直接传给柱的荷载 它包括梁自重 楼板重和女 1 P 2 P 儿墙等的自重荷载 计算过程如下 节点集中荷载 1 P 1 12 26 66 6 3 6 2 21 85 056 431 7 29 45 222 4 44 1 2 7 2195 84 P kN 2 12 26 63 62 4 3 6 2 221 81 2 25 05 222 6 6 6 431 7 29 45193 84 2 P kN 集中力矩 11 1 0 60 35 195 8424 48 2 MPekN m 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 31 22 2 0 60 35 193 8424 32 2 MPekN m 对于 2 5 层 包括梁自重和其上横墙自重 为均布荷载 其他计算的方法基 1 q 本与第七层相同 计算结果如下 1 6 4314 28 2 718 84 qkN m 1 3 675 qkN m 2 3 49 3 612 56 qkN m 2 3 49 2 48 38 qkN m 节点集中荷载 1 P 1 P 2 26 66 6 3 6 2 21 8 3 496 431 7 29 454 44 22 7 20 62 9 1 8 2 4 20 4 1 8 2 4 2182 85 节点集中荷载 2 P 2 P 2 2 6 66 6 3 6 2 21 86 1 2 3 496 431 7 29 45 22 4 28 2 9 7 20 6 214 689 kN5 5 0 24 6 6 2 3 1 0 2 1 2 0 2 1 0 2 1 2156 806 11 1 0 60 35 182 8522 86 2 MPekN 22 2 0 60 35 214 68926 83 2 MPekN 对于 1 层 1 6 4314 28 3 119 70 qkN m 4 594kN m 1 3 675q 2 12 56 qkN m 2 8 38 qkN m 节点集中荷载 1 P 延安大学西安创新学院本科生毕业设计 32 1 2 26 66 6 3 6 2 21 83 496 431 7 29 45 22 4 447 20 63 1 1 8 2 4 20 4 1 8 2 4 2188 71kN P 节点集中荷载 2 P 2 2 26 66 6 3 6 2 21 83 496 431 7 29 45 22 4 287 20 63 1220 34kN P 11 1 188 71 0 70 35 0 533 02MPekN 22 2 220 34 0 70 35 0 538 56MPekN 6 2 2 活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图 P2 M2 P M 1 1 1 660024006600 2 M 1 M 2 q 1 q 2 q 1 q 2 P P DCB A 图 6 3 各层梁上作用的活载 对于第 6 层 2 3 6 27 2 qkN m 2 2 2 44 8 qkN m 节点集中荷载 1 P 1