多层学生公寓毕业设计计算书.doc

合肥工业大学合肥工业大学 继续教育学院继续教育学院 毕业设计毕业设计 题目题目 多层学生公寓多层学生公寓 设计计算书设计计算书 学学 号 号 姓姓 名 名 学历层次 学历层次 本科本科 专专 业 业 土木工程土木工程 班班 级 级 指导老师 指导老师 完成日期 完成日期 1 目目 录录 第一章第一章 工程资料工程资料 1 第二章第二章 结构布置结构布置 1 第一节 结构总体布置 1 第二节 结构选定 2 第三节 梁柱板的截面确定 2 第三章第三章 荷载计算荷载计算 4 第一节 荷载标准值计算 4 第二节 框架 KJ 4 荷载计算 5 第四章第四章 内力分析内力分析 16 第一节 恒荷载作用下框架的内力计算 16 第二节 活荷载作用下框架的内力 23 第三节 水平地震荷载作用下框架内力计算 4 第五章第五章 荷载组合和内力组合荷载组合和内力组合 7 第一节 横梁内力组合 7 第三节 柱内力组合 12 第六章第六章 框架梁柱配筋框架梁柱配筋 17 第一节 框架横梁配筋 17 第二节 框架柱配筋 17 第七章第七章 楼盖设计楼盖设计 19 第一节 设计资料 19 第二节 板的设计 弹性理论 19 第八章第八章 楼梯设计楼梯设计 22 第一节 梯段板的计算 22 第二节 平台板计算 23 第三节 平台梁计算 24 第九章第九章 基础设计基础设计 25 第一节 设计资料 25 第二节 基础计算 25 参考文献参考文献 30 1 第一章第一章 工程资料工程资料 1 规模 多层学生公寓 建筑设计工作已完成 总建筑面积 总楼层 建筑总高度 详见建施图 各层的层高及各层的建筑面积 门窗标高详见建筑施工图 2 防火要求 建筑物属二级防火标准 3 结构形式 钢筋混凝土框架结构 填充墙厚度 240 厚多孔砖 4 气象 水文 地质资料 主导风向 夏季东南风 冬秋季西北风 基本风压值 W0 0 45KN 建筑物地处某市中心 不考虑雪荷载和灰荷载作用 自然地面 8m 以下可见地下水 地质资料 从地表面到 1 0M 之间为人工堆积的素填土 素填土土体松散 夹少 量碎石 从地表面到 1 0M 以下为粘土 可作为持力层 场地土壤属 类场地土 地基 承载力特征值为 195KPa 抗震设防 该建筑物为 2 类建筑物 建设位置位于 7 度设防区 按构造进行抗震 设防 建筑设计图纸附后 要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计 施工设计 第二章第二章 结构布置结构布置 第一节第一节 结构总体布置结构总体布置 1 布置原则 满足建筑使用要求 结构安全 建筑施工三方面的要求 建筑物的高与宽比满足 H B 5 2 结构平面形状 板式 塔式 以正多边形 无凹角的建筑平面为宜 3 竖向布置 竖向的体形力求规则 均匀 连续 避免刚度突变和结构不连续 过 大外挑和内收 规范要求 建筑下层侧向刚度大于上层侧向刚度 若刚度连续三层降低 则降低的幅度应小于该层侧向刚度的 50 必须加强塔楼与主体的连接 塔楼不宜采用砌 体结构 4 变形缝的设置 变形缝是伸缩缝 沉降缝 防震缝的统称 在多层及高层建筑中 应尽量少设缝或 不设缝 伸缩缝的设置 主要与结构的长度有关 设防烈度为 8 度 结构类型为现浇框架结 构时 室内类别伸缩缝最大间距为 55m 沉降缝的设置 主要与基础受到的上部荷载及场地的地质条件有关 当上部荷载差 异较大 或地基土的物理力学指标相差较大 则应设置沉降缝 沉降缝可利用挑梁或搁 置预制板 预制梁等方法做成 2 防震缝的设置主要与建筑平面形状 高差 刚度 质量分布等因素有关 防震缝的设置 应使各结构单元简单 规则 刚度和质量分布均匀 以避免地震作 用下的扭转效应 为避免个单元之间的结构在发生地震时互相碰撞 防震缝的宽度不得 小于 70mm 第二节第二节 结构选定结构选定 本建筑为 6 层宿舍楼 通过比较分析 确定采用现浇钢筋混凝土框架结构体系 经 查表 该建筑所处地区的抗震设防烈度为 6 度 抗震等级为四级 不须进行抗震计算 本建筑的全长为 53 8m 抗震等级为四级 6 度设防烈度 不设变形缝 第三节第三节 梁柱板的截面确定梁柱板的截面确定 本结构楼盖 屋盖采用现浇钢筋混凝土结构 各层柱 梁的混凝土强度等级为 C30 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 一 梁截面的确定 一 梁截面的确定 一 横向框架梁 h 1 12 1 8 L b 1 3 1 2 h 200 用横向框架承重方案 平面框架横梁沿房屋横向布置 房屋横向刚度较大 KL2 h 1 12 1 8 5000 417 625 取 h 700 b 1 3 1 2 700 233 350 取 b h 250 700 二 非框架梁 h 1 12 1 18 L 400 b 1 3 1 2 h 200 1 纵向连系梁 封口梁 L1 h 1 12 1 15 4000 333 267 取 h 500 b 1 3 1 2 500 167 250 取 b h 250 500 2 梯梁 h 1 12 1 15 3000 250 200 取 h 400 b 1 3 1 2 400 133 200 取 b h 200 400 3 过梁布置 在门 窗洞口顶部设过梁 承受门 窗洞顶部的墙体重量 过梁也可以兼做连系梁 截面尺寸为 b h 250 500 二 柱截面的确定二 柱截面的确定 b 1 20 1 15 H 本工程柱网布置 采用原建筑方案 详见结构平面布置图 柱尺寸取 400 500 暂定基础顶面标高高度 1 0 米 底层取 H 4300 300 1000 5600 二至六层取层 高 H 3300 KZ b 1 20 1 15 H 1 20 1 15 5600 280 373mm 根据轴压比限值 取 b 400 则 b h 400 500mm2 验算柱轴压比 单位面积结构荷载 G 1 2 6 620 3 290 5 1 4 2 0 6 6 7 247 KN m2 荷载面积 F 4 0 5 0 3 0 2 14 0 柱组合轴压力设计值 N G n F 7 247 6 14 0 695 712 KN 3 轴压比 v N fcbh 695 712 103 14 3 400 500 0 243 n 0 9 满足轴压比限值 框架计算简图 250 700 400 500 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 250 700 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 400 500 三 板厚的确定三 板厚的确定 双向板肋梁楼盖 板厚 t l 50 40 4000 50 40 80 100mm 本工程取 100mm 四 梁 柱相对线刚度计算 四 梁 柱相对线刚度计算 根据公式 求惯性矩 3 1 12 Ibh 框架横梁 339 11 250 70012 8 10 1212 Ibh 框架柱 339 11 4005004 2 10 1212 Ibh 根据公式 i EI l 可以得出梁柱的线刚度 框架横梁 CD i EI l 12 8 109E 3000 5 3 106E 框架横梁 DE i EI l 12 8 109E 5000 1 5 106E 底层柱 i EI H 4 167 109E 5600 5 0 105E 其余层柱 i EI H 4 167 109E 4300 9 3 105E 取底层柱 iA0A1 iB0B1 iiC0C1值作为基准值 1 算得梁柱的相对线刚度 标于下图 4 1 000 1 000 梁柱相对线刚度 1 0001 3331 3331 333 1 3331 3331 333 1 3331 3331 333 5 7901 960 1 960 1 960 1 960 5 790 5 790 5 790 1 333 1 333 1 333 5 7901 960 1 333 1 333 1 333 5 7901 960 第三章第三章 荷载计算荷载计算 第一节第一节 荷载标准值计算荷载标准值计算 一 恒载标准值计算一 恒载标准值计算 一 屋面恒载标准值 架空隔热层 结构找坡 3 02 KN m2 防水层 0 4 KN m2 找平层 0 35 KN m2 100 厚钢筋混凝土板 0 10 25 2 5 KN m2 抹灰层 0 35 KN m2 合计 6 620 KN m2 二 楼面的恒载标准值 瓷砖地面 0 55 KN m2 100 厚钢筋砼板 0 10 25 2 5 KN m2 板底抹灰刷白 0 24 KN m2 5 合计 3 290KN m2 四 墙体的恒载标准值 240 厚多孔墙 双面抹灰 200 厚 0 24 18 4 32KN m2 20 厚水泥沙浆抹灰 0 02 20 0 4 KN m2 合计 4 72 KN m2 五 窗 门的恒载标准值 铝合金窗 0 35 KN m2 木门 0 2 KN m2 二 活荷载值 二 活荷载值 一 屋面的活载标准值 2 0 KN m2 二 楼面均布活载标准值 2 0 KN m2 第二节第二节 框架框架 KJ 4KJ 4 荷载计算荷载计算 1 1 LALA 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 梁自重 25 0 25 0 5 4 0 30 000 KN 板传来的 6 62 3 0 1 5 2 4 55 030 KN 墙重 25 0 30 0 1 1 0 0 2 0 2 0 2 0 3 0 1 4 0 72 000 KN 159 330 KN 活载 活载 板传来的 2 0 3 0 1 5 2 4 18 000 KN 2 2 LDLD 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 梁自重 25 0 25 0 5 4 0 30 000 KN 板传来的 6 62 3 0 1 5 2 4 2 128 921 KN 158 921 KN 活载 活载 板传来的 2 0 3 0 1 5 2 4 2 40 478 KN 3 3 LHLH 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 梁自重 25 0 25 0 5 4 0 30 000 KN 板传来的 6 62 3 0 1 5 2 2 71 591 KN 墙自重 25 0 30 0 1 1 0 0 2 0 2 0 2 0 3 0 1 4 0 72 000 KN 173 591 KN 活载 活载 6 板传来的 2 0 3 0 1 5 2 2 22 478 KN 4 4 KLKL 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 板传来的 换算成线荷载 由 PKPM 计算 pb 6 62 1 1 95 9 56 KN m LB 159 330 2 79 665 KN LD 158 921 2 79 461 KN LF 173 591 2 86 796 KN MB偏心弯矩 79 461 0 150 11 919 KN m MF偏心弯矩 86 796 0 150 13 019 KN m 活载 活载 板传来的 换算成线荷载 由 PKPM 计算 pb 2 0 1 95 3 0 KN m LB 18 000 2 9 000 KN LD 40 478 2 20 239 KN LF 22 478 2 11 239 KN MB偏心弯矩 20 239 0 150 3 036 KN m MF偏心弯矩 11 239 0 150 1 686 KN m 二 二二 二 七层楼面荷载计算 七层楼面荷载计算 1 1 LALA 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 梁自重 25 0 25 0 5 4 0 30 000 KN 板传来的 3 29 3 0 1 5 2 4 25 060 KN 墙重 3 9 7 8 0 25 3 3 0 5 3 0 2 95 55 200 KN 窗重 0 35 3 0 2 95 3 10 KN 112 560 KN 活载 活载 板传来的 2 0 3 0 1 5 2 4 18 000 KN 2 2 LDLD 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 梁自重 25 0 20 0 6 4 0 30 000 KN 板传来的 3 29 2 1 3 9 0 9 2 4 3 0 1 5 2 4 61 526 KN 梁上墙重 3 9 3 7 3 3 0 5 1 26 3 2 1 0 2 4 44 265 KN 梁上窗重 0 35 1 26 3 2 2 321 KN 梁上门重 0 2 1 0 2 4 0 48 KN 7 138 112 KN 活载 活载 板传来的 2 0 2 1 3 9 0 9 2 4 3 0 1 5 2 4 40 478 KN 4 4 LHLH 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 梁自重 25 0 25 0 5 4 0 30 000 KN 板传来的 3 29 3 0 1 5 2 2 34 166 KN 梁上墙重 3 9 4 0 3 3 0 5 1 5 1 15 1 5 1 45 48 594 KN 梁上窗重 0 35 1 5 1 15 1 5 1 45 3 234 KN 115 994 KN 活载 活载 板传来的 2 0 3 0 1 5 2 2 22 478 KN 5 5 KLKL 荷载计算 荷载计算 恒载 恒载 板传来的 换算成线荷载 由 PKPM 计算 Pb 3 29 1 95 3 648 KN m pd 3 29 0 9 3 34 KN m p墙 4 72 3 3 0 65 8 955 KN m LA 112 560 2 56 280 KN LD 138 112 2 69 056 KN LE 98 332 2 49 166 KN LH 115 994 2 57 997 KN MD偏心弯矩 69 056 0 150 10 358 KN m MF偏心弯矩 57 997 0 150 8 700 KN m 梁自重 25 0 3 0 7 5 25 KN m 活载 活载 板传来的 换算成线荷载 由 PKPM 计算 pb 2 0 1 95 2 400 KN m pc 2 0 0 9 1 5 KN m LA 18 000 2 9 000 KN LD 40 478 2 20 239 KN LE 44 955 2 22 478 KN LH 22 478 2 11 239 KN MD偏心弯矩 20 239 0 150 3 036 KN m MF偏心弯矩 11 239 0 150 1 686 KN m 8 三 地震荷载计算及位移验算三 地震荷载计算及位移验算 1 重力荷载代表值 根据抗震规范 1 0 2 抗震设防烈度为 7 度及以上地区的建筑 必须进行抗震设计 根据抗震规范 5 1 3 计算地震作用时 建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自 重标准值和各可变荷载组合值之和 各可变荷载的组合值系数 应按表 3 1 采用 组合值系数 表 3 1 可变荷载种类组合值系数 雪荷载 0 5 屋面活荷载不计入 按实际情况计算的楼面活荷载 1 0 藏书库 档案库 0 8 按等效均布荷计算 的楼面活荷载 其他民用建筑 0 5 1 荷载标准值 1 屋面 上人 a 30 厚 C20 细石砼保护层 22 0 04 0 88 kN m2 b 三粘四油防水层 0 4 kN m2 c 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4 kN m2 d 150 厚水泥蛭石保温层 5 0 15 0 75 kN m2 e 100 厚钢筋砼板 25 0 10 2 5kN m2 f V 型轻钢龙骨吊顶 0 25 kN m2 合 计 4 96 kN m2 2 1 5 层楼面 a 水磨石地面 0 65 kN m2 d 100 厚捣制砼楼板 25 0 10 2 5 kN m2 e V 型轻钢龙骨吊顶 0 25 kN m2 合 计 3 40 kN m2 3 外墙 a 10 厚浅米黄方砖 20 0 01 0 2 kN m2 b 10 厚 1 0 2 2 水泥石膏砂浆 20 0 01 0 2 kN m2 c 10 厚 1 3 水泥砂浆打底 20 0 01 0 2 kN m2 d 240 空心砖 7 0 0 24 1 68 kN m2 e 20 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆打底 20 0 01 0 2 kN m2 f 5 厚 1 0 3 3 水泥石灰膏砂浆粉面压实抹光 20 0 005 0 1 kN m2 g 刷乳胶漆 合 计 2 3 kN m2 9 4 内墙 a 20 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆打底 20 0 01 0 2 kN m2 b 5 厚 1 0 3 3 水泥石灰膏砂浆粉面压实抹光 20 0 005 0 1 kN m2 c 200 厚空心砖 7 0 0 2 1 4 kN m2 d 20 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆打底 20 0 01 0 2 kN m2 e 5 厚 1 0 3 3 水泥石灰膏砂浆粉面压实抹光 20 0 005 0 1 kN m2 e 刷乳胶漆 合 计 2 0 kN m2 5 门窗自重重力荷载 木门 0 2 kN m 塑钢窗 0 44 kN m2 2 重力荷载代表值计算 1 恒载标准值 第二层及六层重力荷载代表值相同 楼面 3 40 16 4 7 2 2 14 4 43 2 2198 02kN 梁 0 3 0 75 25 8 4 10 0 3 0 75 4 2 25 0 6 0 3 25 6 10 0 25 0 6 1 4 4 6 25 0 25 0 6 2 2 25 0 3 0 65 18 25 7 2 0 3 0 5 5 2 25 6 0 3 0 5 3 25 4 0 25 0 3 3 6 25 12 0 25 0 4 5 2 25 2 0 25 0 4 4 25 2037 3kN 柱 0 6 0 6 3 9 25 32 1123 2kN 外墙 17 58 2 17 58 2 2 2 30 1 5 1 8 6 56 3 9 0 24 820 51 kN 内墙 17 2 14 4 12 58 2 2 14 1 5 1 8 6 22 3 9 0 24 1825 22 kN 窗 30 1 5 1 8 14 1 5 1 8 0 4 47 52 故第二层自重标准值 2918 02 2037 3 1123 2 820 51 1825 22 47 52 8771 77kN 第一层 柱 0 6 0 6 4 9 32 25 1411 2kN 外墙 17 2 58 2 2 2 15 1 5 1 8 6 56 3 3 0 24 436 04 kN 内墙 6 14 8 2 58 2 3 6 2 6 22 3 3 0 24 814 80kN 故第一层自重标准值 1411 2 2037 3 436 04 814 80 15 1 5 1 8 0 4 4715 54kN 屋顶 屋面 4 96 7 2 10 4 2 14 4 14 4 4 96 1771 315kN 梁 0 3 0 75 10 4 25 4 0 25 0 6 10 4 2 25 0 3 0 6 25 7 2 4 0 25 0 3 25 3 6 8 0 75 0 3 8 4 4 25 0 3 0 65 6 4 25 0 3 0 5 6 5 2 25 0 3 0 5 4 3 25 0 25 0 4 5 2 2 25 0 25 0 4 5 2 2 25 0 25 0 4 4 25 999 6kN 10 柱 0 6 0 6 3 3 22 25 653 4kN 外墙 10 4 2 7 2 2 2 5 2 4 4 2 14 4 2 12 1 5 1 8 6 56 3 3 0 24 614 016kN 内墙 10 4 2 7 2 2 2 6 2 14 4 2 5 1 5 1 8 6 22 3 3 0 24 456 71kN 故屋顶自重标准值 999 6 653 4 1771 38 614 016 456 708 17 1 5 1 8 0 4 4513 4kN 2 活载标准值 第二层 第一质点 16 4 7 2 2 14 4 43 2 2 0 0 5 8 3 6 2 3 6 2 6 6 4 2 5 2 0 5 889 44kN 屋面活荷载不算 雪荷载 0 5 屋面雪载 0 5 0 35 7 2 10 4 2 14 4 14 4 0 35 0 5 62 496kN 第七层 4513 4kN 62 496kN 4575 896kN 第二层至六层 8771 77kN 889 44kN 9661 21kN 第一层 4715 54kN 889 44kN 5604 98kN 另加楼梯折减成 200mm 厚楼板 8 0 3 6 2 3 4 4 6 3 6 282 24kN 七层加电梯间 7 3 5 2 109 2kN 水箱间 200 kN m 故 G1 4715 54 889 44 5604 98kN 5887 22kN G2 8771 77 889 44 9661 21kN 9943 45kN G3 8771 77 889 44 9661 21kN 9943 45kN G4 8771 77 889 44 9661 21kN 9943 45kN G5 8771 77 889 44 9661 21kN 9943 45kN G6 8771 77 889 44 9661 21kN 9943 45kN G7 4513 4 62 496 4575 896kN 4885 10kN 简图如下 图 3 1 11 G7 4885 1 G6 9943 45 G5 9943 45 G4 9943 45 G3 9943 45 G2 9943 45 G1 5887 22 2 框架侧移刚度计算 梁线刚度 ib EcIb l Ib 2 0Io 中框架梁 Ib 1 5Io 边框架梁 柱线刚度 ic EcIc hc 柱的侧移刚度 D 值 2 12 h KD c Kc 柱线刚度 ic EcIc hc 节点转动影响系数 表 3 2 横梁线刚度 Ib计算表 Ec N mm2 b h mm mm I0 mm4L mm EcI0 L N mm 1 5EcI0 L N mm 2EcI0 L N mm 300 7008 57 10984003 063 10104 872 10106 126 1010 3 104 300 6005 4 10960002 7 10104 660 10105 4 1010 300 6005 4 10984001 929 10102 893 10103 858 1010 300 5504 16 10960002 08 10103 12 10104 16 1010 表 3 3 柱线刚度 Ic计算表 层次hc mm Ec N mm2 b h mm mm Ic mm4 EcIc hc N mm 149003 104600 60010 80 1090 661 1011 2 63900 3 104600 60010 80 1090 831 1011 733003 104600 60010 80 1090 982 1011 12 表 3 4 中框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱中柱 层次 Kc 1 i Dn 1 iKc 1 i Dn 2i i D 0 7370 269176368 2 6 0 650 245160635 1 390 41268806382683 0 9270 488161068 1 0 820 467154285 1 740 60198226324920 表 3 5 边框架柱侧移刚度 D 值 N mm C 10 C 1A 1 A 10 层次 Kc 1 i Dn 1 iKc 1 i Dn 2i i D 2 60 4870 1961284820 5530 21614200254096 10 6130 4261407220 6950 44314635257414 表 3 6 中框架柱 B 侧移刚度 D 值 N mm B 1 B 10 层次 Kc 1 i Dn 1 i i D 2 60 5160 20513455226911 10 6490 43414332228663 表 3 7 楼电梯间框架柱侧移刚度 D 值 N mm C 4 C 5 C 6B 5 B 6 层次 Kc 1 i Dn 1 iKc 1 i Dn 2i i D 2 60 4870 1961284831 0290 34022270283084 10 6130 4281407231 3080 54718055278326 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度想加 即得框架各层层间侧移刚度 如下 i D 表 表 3 8 横向框架层间侧移刚度 N mm 13 层次123456 i D460670519863519863519863519863519863 3 结构基本自振周期计算 采用顶点位移法 结构基本自振周期 T T 01 7 1 考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系数 实砌填充砖墙取 0 6 0 7 轻质墙取 0 8 0 假想集中在各层楼面处的 Gi 为水平荷载 按弹性方法求得的结构顶点假想位移 T m 求层间位移 再求顶点位移 i ii D Gi 1T 对突出屋面的屋顶间 女儿墙 烟囱等假想位移指主体结构位移 对于带屋面局部突出间的房屋 T 应取主体结构顶点的位移 突出间对主体结构顶 点位移的影响 可按顶点位移相等的原则 将其重力荷载代表值折算到主体结构的顶层 当屋面突出部分为一层时 其重力荷载可按下式计算 H hh G H h GG nne 21 2 1 1 2 3 2 3 1 将 G7折算到主体结构的顶层 即 kN H h GGe07 5758 7 272 3 33 1 1 4885 2 3 17 1 对框架结构 T 可按下式计算 VGi n ik k G n j ijGii DVu 1 n k ki uu 1 式中 Gk 集中在 k 层楼面处的荷载代表值 VGi 把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第层的层 间剪力 第 i 层的层间侧移刚度 n k ij D 1 第 i 层的层间侧移 i u 第 i 层的顶部侧移 i u 表 3 9 结构顶点的假想侧移计算 层次 kN GikNVGi mm N D n j ij 1 mm ui mm ui 14 614828 5514828 5551986328 5465 2 59943 452477251986347 7436 7 49943 4534715 4551986366 8389 39943 454468 951986385 9322 2 29943 4554602 35519863105 0236 3 15887 2260489 57460670131 3131 3 基本自震周期 T1 T 其中的量纲为 m 取 T 0 7 则 suT tT 812 0 4652 0 7 07 17 1 1 其中 T 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移 T 结构基本自振周期考虑非承重墙影响的折减系数 4 水平地震作用及楼层地震剪力计算 由于本设计方案 结构高度不超过 40m 质量和刚度沿高度分布较均匀 变形以剪切 变形为主 以及近似于单质点体系的结构 故可用底部剪力法计算水平地震作用 采用 底部剪力法时 各楼层可仅取一个自由度 地震作用按 7 度类场地 地基土不液化 地震动参数区划的特征周期分为一区考虑 按规范查得扬州的特征周期为 T 0 35s 则 g 0 12 采用底部剪力法计算 由于 T 0 812 1 4T 1 4 0 35 0 49s 故应考虑顶 max 1g 点附加地震作用 取 0 08 T 0 07 0 08 0 59 0 07 0 0572 n 1 结构底部剪力为 n i ieq GG 1 85 0 0 85 4885 1 9943 45 5 5887 22 51416kN kNGF T T TTT sTsT eqEK g gg g 95 2892514160563 0 0563 0 12 0 812 0 35 0 5 35 0 812 0 1 9 0 max 1 1 为结构水平地震作用标准值 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值 EK F 1 多层砌房屋 底部框架和多层内框架砖房 宜取水平地震影响系数最大值 Geq 结构等效 总重力荷载 单质点应取总重力荷载代表值 多质点可取总重力荷载代表值的 85 顶点附加地震作用为F F 0 07496 2892 95 216 856kN nn EK F F 1 i n i ii ii HG HG 1 EKn 式中 Fi 为质点 I 的水平地震作用标准值 Gi 为集中于质点 i 的重力荷载代表值 Hi 为质点 i 的计算高度 为顶部附加地震作用系数 多层钢筋混凝土和钢结构房屋可查 n 规范表 4 1 6 多层内框架砖房可采用 0 2 其它房屋可采用 0 0 F 为顶部附加水平 n 15 地震作用 表 3 10 顶部附加地震作用系数 Tg s F1 1 4TgT1 1 4Tg 0 350 08T1 0 07 0 550 08T1 0 02 不考虑 注 T1 为结构基本自振周期 Vi Fj Fn 采用底部剪力法时 突出屋面的屋顶间 女儿墙 烟囱等的地震作用 效应 宜乘以增大系数 3 此增大部分不应往下传递 但与该突出部分相连的构件应予计 入 具体计算过程见表 3 11 各楼层的地震剪力计算结果列于表 3 11 表 3 11 各层地震作用及楼层地震剪力 层次h m i H m i G kN i G H ii n i ii ii HG HG 1 F i V kN i 727 73 34885 1135317 270 137366 62366 62 624 43 99943 45242620 180 245708 771022 26 520 53 99943 45203840 730 206595 951573 53 416 63 99943 45165061 270 167483 122020 44 312 73 99943 45126281 820 128370 302362 98 28 83 99943 4587502 360 088254 582598 48 14 94 95887 2228847 380 02983 902676 09 注 Fn 只加入主体的顶层即第七层 5 水平地震作用下的位移验算 3F 1F V1 2F 3V 2V F5 F4 4V V5 F6 6V iF7 F 图 3 2 层间剪力 位移示意图 各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算 其楼层内最大的弹性层间位移应符 合下式要求 e 小于等于 e h 16 式中 e 为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移 计算时除以弯 曲变形为主的高层建筑外 可不扣除结构整体弯曲变形 应计入扭转变形 各作用分项 系数均应采用 1 0 钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度 h 为计算楼层层高 表 3 12横向水平地震作用下的位移验算 层 数 层间剪 力 V kN i 层间刚度 Di u u i1 i i i D V 层高 h m i 层间相对 弹性转角 备注 61105 15198632 133 91 1831 51701 055198633 273 91 1193 42184 175198634 203 91 929 32554 475198634 913 91 794 22809 055198635 43 91 722 12892 954606706 284 91 780 层间相对弹性转角 均满足要求 e e 550 1 规范 3 19 第四章第四章 内力分析内力分析 注 荷载取为标准值 第一节第一节 恒荷载作用下框架的内力计算恒荷载作用下框架的内力计算 用弯矩二次分配法计算 恒荷载作用下框架受荷简图 附录 1 恒荷载作用下框架弯矩计算 1 梁的固端弯矩 17 表 7 7 梁的固端弯矩梁的固端弯矩 CB 梁BA 梁 层数恒载 g 跨度 l m MBD 1 12 g l lMDB 1 12 g l l 跨度 l m MDF 1 12 g l lMFD 1 12 g l l 621 389 5 0 70 744 70 744 3 0 70 744 70 744 1 519 439 5 0 64 294 64 294 3 0 64 294 64 294 2 弯矩分配系数 根据梁柱相对线刚度算出各节点的弯矩分配系数 表 7 8 梁柱弯矩分配系数梁柱弯矩分配系数 相对线刚度C 节点B 节点A 节点层 数 ibicuABuAiAi 1uAiAi 1uBAuBiBi 1uBiBi 1uBCuCBuCiCi 1uCiCi 1 61 960 1 333 0 595 0 000 0 405 0 373 0 000 0 254 0 373 0 595 0 000 0 405 51 960 1 333 0 424 0 288 0 288 0 298 0 202 0 202 0 298 0 424 0 288 0 288 41 960 1 333 0 424 0 288 0 288 0 298 0 202 0 202 0 298 0 424 0 288 0 288 31 960 1 333 0 424 0 288 0 288 0 298 0 202 0 202 0 298 0 424 0 288 0 288 21 960 1 333 0 424 0 288 0 288 0 298 0 202 0 202 0 298 0 424 0 288 0 288 11 960 1 000 0 457 0 311 0 233 0 313 0 213 0 160 0 313 0 457 0 311 0 233 备注 u S S 远端固定 S 4i i 层数 3 弯矩分配法计算框架弯矩 计算杆端弯矩 18 各节点进行弯矩分配 弯矩传递 同跨梁两端 同层柱子上 下端的弯矩相互传递 传递系数为 1 2 各节点的不平衡力矩 进行二次分配 将固端弯矩 分配弯矩 传递弯矩相加 得出各杆的杆端弯矩 杆端弯矩以顺时针转动为正 反之为负 表 7 9 弯矩分配法计算框架恒载弯矩弯矩分配法计算框架恒载弯矩 节点 C CB BA A 层 数截面上柱 下柱右梁 左梁上柱 下柱右梁 左梁上柱 下柱 分配系数 0 000 0 405 0 595 0 373 0 000 0 254 0 373 0 595 0 000 0 405 固端弯矩 0 000 0 000 70 744 70 744 0 000 0 000 70 744 70 744 0 000 0 000 一次分配 28 651 42 093 0 000 0 000 0 000 42 093 28 651 一次平衡 9 258 0 000 21 046 0 000 21 046 0 000 9 258 二次分配 3 750 5 509 0 000 0 000 0 000 5 509 3 750 六六 层层 二次平衡 杆端弯矩 34 160 34 160 91 790 0 000 91 790 34 160 34 160 0 288 0 288 0 288 0 424 0 298 0 202 0 202 0 298 0 424 0 288 0 288 固端弯矩 0 000 0 000 64 294 64 294 0 000 0 000 64 294 64 294 0 000 0 000 一次分配 18 517 18 517 27 261 0 000 0 000 0 000 0 000 27 261 18 517 18 517 一次平衡 9 258 9 258 0 000 13 630 0 000 0 000 13 630 0 000 9 258 9 258 二次分配 5 333 5 333 7 851 0 000 0 000 0 000 0 000 7 851 5 333 5 333 五五 层层 二次平衡 杆端弯矩 22 442 22 442 44 884 77 924 0 000 0 000 77 924 44 884 22 442 22 442 19 分配系数 0 288 0 288 0 424 0 298 0 202 0 202 0 298 0 424 0 288 0 288 固端弯矩 0 000 0 000 64 294 64 294 0 000 0 000 64 294 64 294 0 000 0 000 一次分配 18 517 18 517 27 261 0 000 0 000 0 000 0 000 27 261 18 517 18 517 一次平衡 9 258 9 998 0 000 13 630 0 000 0 000 13 630 0 000 9 258 9 998 二次分配 5 546 5 546 8 165 0 000 0 000 0 000 0 000 8 165 5 546 5 546 二二 四四 层层 二次平衡 杆端弯矩 22 229 22 969 45 198 77 924 0 000 0 000 77 924 45 198 22 229 22 969 分配系数 0 311 0 233 0 457 0 313 0 213 0 160 0 313 0 457 0 311 0 233 固端弯矩 0 000 0 000 64 294 64 294 0 000 0 000 64 294 64 294 0 000 0 000 一次分配 19 995 14 981 29 382 0 000 0 000 0 000 0 000 29 382 19 995 14 981 一次平衡 9 258 0 000 14 691 0 000 14 691 0 000 9 258 二次分配 2 879 2 157 4 231 0 000 0 000 0 000 0 000 4 231 2 879 2 157 一一 层层 二次平衡 杆端弯矩 26 624 12 823 39 143 78 985 0 000 0 000 78 985 39 143 26 624 12 823 柱柱 底底杆端弯矩 6 412 0 000 6 412 4 横梁跨中弯矩 取脱离体 按简支梁则有 M 中 M 左 M 右 2 1 8gl2 表 7 10 横梁跨中弯矩横梁跨中弯矩 层数 g 梁 CB梁 BA 20 M 左 M 右 l1 8 g l l M 中 1 8 g l l M 左 M 右 2 M 左 M 右 l1 8 g l l M 中 1 8 g l l M 左 M 右 2 621 389 34 1691 790 5 0106 116 43 141 91 790 34 163 0106 116 43 141 519 439 45 19877 924 5 096 442 34 881 77 924 45 1983 096 442 34 881 419 439 45 19877 924 5 096 442 34 881 77 924 45 1983 096 442 34 881 319 439 45 19877 924 5 096 442 34 881 77 924 45 1983 096 442 34 881 219 439 45 19877 924 5 096 442 34 881 77 924 45 1983 096 442 34 881 119 439 39 14378 985 5 096 442 35 078 78 985 39 1433 096 442 35 078 21 恒荷载作用下的弯矩图 44 884 77 924 44 884 44 884 77 924 22 442 22 229 35 038 44 884 22 229 22 442 35 038 22 229 22 442 44 884 77 924 22 442 22 229 35 038 44 884 22 229 22 442 35 038 22 229 22 442 34 160 44 884 45 198 39 143 22 22926 374 22 44222 96912 823 43 141 35 038 34 881 37 378 34 160 26 050 7 970 22 22926 374 22 44222 96912 823 恒载弯矩图 34 160 91 790 44 884 45 198 39 143 77 924 77 924 78 985 34 160 26 050 22 442 22 229 22 969 26 374 12 823 6 412 34 160 26 050 7 970 43 141 35 038 34 881 37 378 2 恒荷载作用下框架的剪力计算 取节点平衡 可求得梁端及柱剪力列于表中 表 8 11 梁端剪力梁端剪力 梁 CB梁 BA 层 数 gl M 左M 右V 左V 右 l M 左M 右V 左V 右 621 389 5 0 34 160 91 790 45 083 85 067 3 0 91 790 34 160 45 083 85 067 519 439 5 0 44 884 77 924 41 740 80 726 3 0 77 924 44 884 41 740 80 726 419 439 5 0 44 884 77 924 41 740 80 726 3 0 77 924 44 884 41 740 80 726 319 439 5 0 44 884 77 924 41 740 80 726 3 0 77 924 44 884 41 740 80 726 219 439 5 0 45 198 77 924 41 690 80 776 3 0 77 924 45 198 41 690 80 776 119 439 5 0 39 143 78 985 42 482 79 983 3 0 78 985 39 143 42 482 79 983 备注 V 左 1 2 g l M 左 M 右 l V 右 1 2 g l M 左 M 右 l 22 表 8 12 柱的剪力柱的剪力 C 柱B 柱A 柱 层 数 层高 H M 上M 下 V M 上M 下 V M 上M 下 V 63 334 160 24 050 14 336 34 160 24 050 5 689 34 160 24 050 14 336 53 322 969 26 624 11 748 22 969 26 624 5 423 22 969 26 624 11 748 33 322 969 26 624 11 748 22 969 26 624 5 423 22 969 26 624 11 748 33 322 969 26 624 11 748 22 969 26 624 5 423 22 969 26 624 11 748 23 322 969 26 624 11 748 22 969 26 624 4 256 22 969 26 624 11 748 15 312 823 6 412 3 206 12 823 6 412 0