六层宿舍楼建筑结构设计.doc

3 六层宿舍楼建筑结构设计六层宿舍楼建筑结构设计 1 1 建筑设计建筑设计 1 11 1 平面设计平面设计 1 1 1 使用部分房间平面设计 使用房间平面设计的要求主要 1 房间的面积 形状 尺寸要满足室内使用活动和家具 设备合理布置的要求 2 门窗的大小和位置应考虑房间的出入方便 疏散安全 采光通风良好 3 房间的构成应使结构构造布置合理 施工方便 有利于房间之间的组合 所用材料要符合 相应的建筑标准 4 室内空间以及顶棚 地面 各个墙面和构件细部要考虑人们的使用和审美要求 房间设计 一共有 7 间寝室 设计要点 1 面积满足人体活动 家具及使用家具所占空间 交通路线所占空间要求 2 形状采用矩形 以便灵活布置家具 施工和统一开间和进深 1 1 2 辅助房间平面设计 辅助房间与使用房间联系密切 管道比较多 尽量集中布置 形状面积 尺寸和使用人数 设备尺寸 数量有关 卫生间的主要功能有便溺 洗面 洗浴 洗衣 兼顾白天和夜间使用 并且要有良好的通风 4 和排水 1 1 3 交通联系部分设计 1 楼梯设计 楼梯的功能是垂直交通 楼层之间的安全疏散 每单元设一部楼梯 楼梯间开间 3 9m 和 4 5m 进深 6m 2 门窗设计 门窗设计要满足采光通风要求 保证安全疏散 考虑墙面布置家具 建筑立面的美观 门宽度取决于人流安全疏散 家具搬运 房间门宽度取 1m 卫生间门宽度取 0 80m 高度为 2 1m 窗台高度取 0 9m 窗的高度满足采光通风要求 宽度由窗地比确定 卧室 厨房不小于 1 7 楼梯间不小于 1 12 1 21 2 剖面设计剖面设计 建筑剖面表示建筑物在垂直方向的房屋各部分的组合关系 剖面设计主要分析建筑物各部分 应有的高度 层数 建筑空间的组合和利用 以及建筑剖面中的结构 构造关系 本宿舍楼每层层高均为 3m 对于易积水且经常用水冲洗的房间 如卫生间地面应低于同层其它房间地面 20 50mm 以防 溢水 窗台的高度主要根据室内使用要求 人体尺度和家具设备的高度来确定 窗台高度取 0 9mm 窗台的构造处理上注意防水 1 31 3 建筑体型和立面设计建筑体型和立面设计 建筑物在满足使用要求的同时 它们的体型 立面以及内外空间组合等还会给人们在精神上 5 以某种感受 建筑物的体型和立面 即房屋的外部形象必须受内部使用功能和技术经济条件所制 约 并受基地环境群体规划等外界因素的影响 2 2 结构布置结构布置 2 12 1 工程概况工程概况 本工程为宿舍楼结构设计 框架结构 建筑面积 1736 6m2 层数为 6 层 主要功能 每层 住房 卫生间等 设计时要考虑采光 通风 防火等内容 同时必须满足现行相关规范要求 2 22 2 气象资料气象资料 1 基本风压 WO 0 4 KN M2 2 基本雪压 So 0 65KN M2 2 32 3 水文地质资料水文地质资料 1 建筑物场所位于冲积平原上 地形平坦 无不良地质现象存在 2 粉土层 该层强度较高 但厚度不大 只有 1 5 2 0 米 按照 8 个土样试验的平均值 孔隙比 e 0 6 0 08 含水量 W 20 0 1 重度 19KN m3 压缩模量 ES 6Mpa fK 180Kpa 3 细砂层 有 2 5m 较松散 含水量较高 挖基坑时可能出现流砂现象 通过对 20 个标 准惯入试验数据的统计 标惯锤击数 N63 5 10 重度 18KW m3 压缩 ES 2Mpa fk 100Kpa 6 4 卵石层 很密实 厚度超过 20M 钻探钻进时极困难 标准惯入试验时 锤击惯入很 困难 卵石孔隙中由中细砂填充 属密实的卵石层 卵石重度 22KW m3 压缩模量 ES 30Mpa fk 350Kpa 5 地下水位标高为 198 50 米 距地表 1 5 米 水源较丰富 无侵蚀性 2 42 4 抗震设防烈度抗震设防烈度 1 抗震设防烈度 7 度 设计地震分组第一组 设计基本地震加速度值为 0 10g 3 2 材料 混凝土采用 C30 C20 纵向钢筋采用 HRB335 或 HRB400 箍筋及现浇板中钢 筋采用 HPB235 2 52 5 荷载资料荷载资料 1 宿舍楼楼面活载 查 建筑结构荷载规范 2 确定楼面活载标准值为 2 KN M2 2 不上人屋面 活载标准值为 0 7 KN M2 3 屋面构造 35mm 厚 490mm 490mm 的 C30 预制钢筋混凝土架空板 防水层 20mm 厚 1 3 水泥砂浆找平层 现浇钢筋混凝土屋面板 12mm 厚纸筋石灰粉平顶 4 楼面构造 水泥楼面 1 2 水泥砂浆面层压实抹光 15mm 厚 1 3 水泥砂浆找平层 现浇钢筋混凝土屋面板 12mm 厚纸筋石灰粉平顶 5 围护墙 围护墙采用 200mm 厚非承重空心砖 190mm 190mm 90mm 重度 3 6 KN M2 M5 混合砂浆砌筑 双面粉刷 重度 3 6 KN M2 每开间采用 2700mm 1800mm b h 通用长塑钢窗 3 3 荷载计算荷载计算 3 13 1 确定计算简图确定计算简图 7 本工程横向框架计算单元取第 8 轴线 框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础 按工程 地质资料提供的数据 查 建筑抗震设计规范 3 可判断该场地为 2 类场地土 地质条件好初步 确定本工程基础采用柱下条形基础 挖去所有的杂填土 基础置于第二层粉质黏土层上 柱子的 高度底层为 h1 3 2 5 0 5 5m 二 六层柱高 h2 h8 3m 柱节点刚接 横梁的计算跨度取柱中心 至中心间距离 三跨分别为 L 6m 2 4m 6m 计算简图如图 3 1 1 图图 3 13 1 计算简图计算简图 3 23 2 梁 柱截面尺寸梁 柱截面尺寸 3 2 1 框架柱 构造柱均为 500mm500mm 3 2 2 梁 横向框架梁 AB CE 跨 250mm600mm BC 跨 250mm600mm 8 纵向连系梁 250mm500mm 3 33 3 材料强度等级材料强度等级 混凝土 板采用 C30 柱梁采用 C30 钢筋直径12mm 的采用 HRB335 钢筋 其余采用 HPB235 钢筋 1 3 43 4 荷载计算荷载计算 以轴线横向框架为计算分析对象 11 3 4 1 屋面横梁竖向线荷载标准值 1 恒载 图 3 2a 9 图图 3 2a3 2a 恒载图恒载图 屋面恒载标准值 1 35 厚架空隔热板 0 05 25 0 875 KN 防水层 0 4 KN 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 KN 120 厚钢筋混凝土现浇板 0 12 25 3 KN 12 厚纸筋石灰粉平顶 0 012 16 0 192 KN 4 87KN 梁自重 0 25 0 6 25 3 75 KN 梁测粉刷 2 0 6 0 1 0 02 17 0 34 KN 4 09 KN 作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为 梁自重 616161 4 09 ABCDBC gggKN m 板传来的荷载 6262 4 09 3 915 95 ABCD ggKN m 62 4 092 49 82 BC gKN m 2 活载 图 3 2b 作用在顶层框架梁上的活荷载标准值为 66 0 65 3 92 73 ABCD qqKN m 6 0 65 2 41 68 BC qKN m 3 4 2 楼面横梁竖向线荷载标准值 1 1 恒载 图 3 2a 10 25 厚水泥砂浆面层 0 025 20 0 5KN 120 厚钢筋混凝土现浇板 0 12 25 2 75 KN 12 厚板底粉刷 KN 192 0 16012 0 楼面恒载标准值 3 192 KN 框架梁自重 4 09KN m 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为 梁自重 11 4 09 ABCD ggKN m 板传来的荷载 22 3 192 3 912 45 ABCD ggKN m 2 3 1922 47 66 BC gKN m 2 活载 图 3 2b 11 图图 3 2b3 2b 活载图活载图 楼面活载 2 3 97 8 ABCD qqKN m 22 44 8 BC qKN m 3 4 3 屋面框架节点集中荷载标准值 1 图 3 3 图图 3 33 3 恒载顶层集中力恒载顶层集中力 1 恒载 边跨连系梁自重 0 25 0 5 3 9 25 12 19KN 粉刷 2 0 5 0 1 0 02 3 9 17 1 06KN 1 3 高女儿墙 1 3 3 9 3 6 18 25KN 粉刷 1 3 2 0 02 3 9 17 3 45KN 连系梁传来屋面自重 0 5 3 9 3 9 0 5 4 87 18 52KN 顶层边节点集中荷载 66 47 55 AD GGKN 中柱连系梁自重 0 25 0 5 3 9 2512 19KN 粉刷 0 50 1 0 50 1 0 02 3 9 171 06KN 12 连系梁传来屋面自重 0 5 3 9 0 5 3 9 4 8718 52KN 0 5 3 9 3 92 4 2 4 0 5 4 8715 78KN 顶层中节点集中荷载 66 47 55 BC GGKN 2 活载 66 0 5 3 9 0 5 3 9 0 652 66 AD QQKN 66 0 5 3 9 0 5 3 9 0 65 0 5 3 9 3 92 4 0 5 2 4 0 654 93 BC QQKN 2 4 4 楼面框架节点集中荷载标准值 1 图 3 4 图图 3 43 4 恒载中间层节点集中力恒载中间层节点集中力 1 恒载 边柱连系梁自重 12 19KN 粉刷 1 06KN 连系梁传来楼面自重 12 14KN 13 25 39KN 中间层边节点集中荷载 25 39 AD GGKN 框架柱自重 0 5 0 5 3 2518 75 AD GGKN 中柱连系梁自重 12 19KN 粉刷 2 1 06KN 连系梁传来楼面自重 0 5 3 9 0 5 3 9 3 19212 14KN 0 5 3 9 3 92 4 0 5 2 4 3 19210 34KN 35 73KN 中间层中节点集中荷载 35 73 BC GGKN 柱传来集中荷载 14 4 BC GGKN 2 活载 0 5 3 9 0 5 3 927 60 AD QQKN 0 5 3 9 0 5 3 920 5 3 9 3 92 4 2 4 0 5 214 09 BC QQKN 3 4 5 风荷载 已知基本风压 地面粗糙度属 B 类 按荷载规范 2 0 0 4 WKN m 0kzzs wb mmw 1 风载体型系数 迎风面为 0 8 背风面为了 0 5 因结构高度 H 16 6m 30m 从室 s m 外地面算起 取风振系数 1 0 计算过程如表 3 1 所示 风荷载图见图 3 5 z 表表 3 13 1 风荷载计算风荷载计算 层次 z s Z m z KN 0 A KN i P 61 01 31 251 250 410 927 098 51 01 31 141 140 411 76 94 14 41 01 31 01 00 411 76 08 31 01 31 01 00 411 76 08 21 01 31 01 00 411 76 08 11 01 30 90 90 413 496 31 图图 3 53 5 横向框架上的风荷载横向框架上的风荷载 3 4 6 地震作用 1 建筑物总重力荷载代表值的计算 粉刷重度忽略 i G 顶层总重力荷载代表值 1 8 G 50 雪载 20 1 2 4 0 65 50 94 07KN 屋面恒载 4 47 20 1 6 2 4 87 20 1 2 4 1409 57KN 横梁 4 09 6 2 4 09 2 4 6 353 78KN 15 纵梁 12 19 1 06 5 2 12 19 0 6 5 2 265KN 女儿墙 1 3 3 6 20 1 14 4 2 322 92KN 柱重 0 5 0 5 25 1 5 7 0 5 0 5 25 1 5 37 412 5KN 横墙 3 9 1 5 2 7 0 9 8 3 6 3 9 1 5 3 6 10 4 5 1 5 3 6 2 357 7KN 纵墙 3 9 1 5 2 7 0 9 8 3 6 3 4 5 1 5 2 7 0 9 2 3 6 8 4 5 1 5 3 6 1 322 32KN 铝合金窗 2 10 2 7 1 8 0 5 0 4 9 72KN 3547 2KN 6 G 集中于三至八层处的重力荷载代表值 2 5 G 2 G 50 楼面活荷载 0 5 2 0 20 1 14 4 290 24KN 屋面恒载 3 192 20 1 6 2 3 190 20 1 2 4 923 9KN 横梁 353 38KN 纵梁 265KN 柱重 412 5 2 825KN 横墙 357 7 2 715 4KN 纵墙 322 32 2 644 64KN 铝合金窗 2 16 9 72 2 19 44KN 2345 4037GGGGKN 集中于二层处重力荷载代表值 3 1 G 50 楼面活载 290 24KN 楼面恒载 923 9KN 横梁 353 28KN 纵梁 265KN 柱重 0 5 0 5 25 2 3 1 5 7 0 5 0 5 25 2 3 1 5 37 1045KN 横墙 357 7 357 7 2 3 1 5 906 17KN 纵墙 322 32 322 32 2 3 1 5 816 5KN 钢窗 19 44KN 4619 63KN 1 G 2 地震作用计算 框架柱的抗侧移刚度 1 在计算梁 柱线刚度时 应考虑楼盖对框架梁的影响 在现浇楼盖中 中框架梁的抗弯惯性矩 取 边框架梁取 在装配整体式楼盖中 中框架梁的抗弯惯性矩取 0 2II 0 1 5II 0 1 5II 边框架梁取 为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩 4 横梁 柱线刚度见表 3 2 0 1 2II 0 I 每层框架柱总的抗侧移刚度见表 3 3 表表 3 23 2 横梁 柱线刚度横梁 柱线刚度 截面尺寸 杆件 B H C E o I ILi L IEc 相对刚度 17 边框架梁 25060030 4 5 9 10 6 75 9 10 60003 375 7 101 边框架梁 25060030 4 5 9 10 6 75 9 10 24008 44 7 102 5 中框架梁 25060030 4 5 9 10 6 75 9 10 60004 5 7 101 333 中框架梁 25060030 4 5 9 10 6 75 9 10 240011 25 7 103 333 底层框柱 1 50050030 4 5 9 10 6 75 9 10 60003 39 7 101 00 中层框柱 1 50050030 4 5 9 10 6 75 9 10 30005 20 7 101 540 表表 3 33 3 框架柱横向侧移刚度框架柱横向侧移刚度 D D 值值 项目 层 柱类型及截 面 2 cz Kii 或 cz Ki i 或 K K c 2 K K C 2 5 0 2 12 cz Di h KN 根数 边框架边柱 500 500 1 810 4821 704 边框架中柱 500 500 1 810 3716 728 中框架边柱 500 500 2 410 5538 134 二 至 六 层 中框架中柱 500 500 1 580 4430 518 18 边框架边柱 500 500 3 620 7350 614 边框架中柱 500 500 2 360 6645 768 中框架边柱 500 500 4 830 7854 084 底 层 中框架中柱 500 500 3 150 7149 238 注 为梁的线刚度 为柱的线刚度 c i z i 二 五层 50 16 4 45 76 8 54 08 4 49 23 8 1178 68KN D 底层 21 70 38 13 4 16 72 30 51 8 617 16KN D 框架自振周期的计算 5 2 采用顶点位移法计算其自振周期 s 结构在策略荷载代表值作用下的顶点假想位移计算 1 T 见表 2 4 局部突出屋面的楼梯间 电梯机房对主体结构顶点位移的影响不计 表表 3 43 4 框架顶点假想水平位移计算表框架顶点假想水平位移计算表 层 KN i G KN i G KN D D Gi 总位移 63547 23547 2617 165 60114 63 540377584 1617 1612 29109 03 4403711621 1617 1618 8396 74 3403715658 1617 1625 3777 91 2403719695 1617 1631 9152 54 14619 6324314 731178 6820 6320 63 取折减系数 0 6 则 T 1 70 1 7 0 6 0 337s 5 0 0 0 109 19 地震作用计算 3 由抗震规范采用底部剪力法计算水平地震作用 本结构所在场地为 7 度设防 第一组 二类 场地 查表得 0 35 0 08 g T max 0 9 0 9 1max 1 0 35 0 080 083 0 337 g T T aa 结构等效总重力荷载 0 850 85 24314 7320667 5 eqL GGKN 因 故需要考虑框架顶部附加集中力作用 1 1 41 4 0 250 45 g TTs 1 0 080 010 08 0 3370 010 091 n Td 框架横向水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算 EK F 1 0 083 20667 51715 4 EKeq FGKNa 各楼层地震作用和地震剪力标准值由表 3 5 计算列出 图示见图 3 6 286166 22 ii G HKN 0 091 1715 4 166 33KN FEKn F 1 ii iEKn ii G H FF G H d 主体结构顶层 第五层 水平地震作用为 6 inn FFF D 在计算第五层层间剪力时 考虑鞭梢计算效应 其剪力设计值乘以 3 倍矛以放大 但放大部 份仅用于本层地震作用效应分析而不下传 计算数据见表 3 5 表表 3 53 5 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 层 i H m i G KN iiG H nn FF 或 i F i V KN 619 63547 269525 12596 9596 9 20 516 6403767014 2359 9956 8 413 6403754903 2249 91206 7 310 6403742792 2229 81436 5 27 6403730681 2164 81601 3 154619 6321250 3114 11715 4 4 4 框架内力计算框架内力计算 4 14 1 恒载作用下的框架内力恒载作用下的框架内力 4 1 1 弯矩分配系数 根据上面的原则 可计算出本例横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数 由于该框架为对称结 构 取框架的一半进行简化计算 1 如图 4 1 21 图图 4 14 1 横向框架承担的恒载横向框架承担的恒载 节点 A1 1 01 0 44 0 9663 864 A AA A Si 1 11 1 44 1 3335 332 A BA B Si 1 21 2 44 1 4815 924 A AA A Si 相对线刚度见表 3 2 22 4 0 966 1 333 1 481 15 12 A S 1 0 1 0 3 864 0 256 15 12 A A A A A S S m 1 1 1 1 5 332 0 363 15 12 A B A B A S S m 1 2 1 2 5 924 0 392 15 12 A A A A A S S m 节点 B1 1 11 1 2 3 3336 666 B DB D Si 4 0 966 1 333 1 481 6 66621 786 A S 1 1 5 332 0 245 21 786 B A m 1 2 1 481 0 272 21 786 B B m 1 1 13 332 0 612 21 786 B D m 1 0 3 864 0 177 21 786 B B m 节点 A2 2 12 3 5 924 0 345 4 1 481 1 481 1 333 A AA A mm 22 5 332 0 310 4 1 481 1 481 1 333 A B m 节点 B2 22 1 333 4 0 224 4 1 481 1 481 1 333 6 666 A B m 2 32 1 5 924 0 248 10 961 A BB B mm 22 6 666 0 279 10 961 B D m 节点 A6 6 6 5 332 0 474 4 1 333 1 481 A B m 6 5 5 924 0 526 11 256 A A m 23 节点 B6 66 5 332 0 298 4 1 333 1 481 6 666 B A m 66 5 924 0 331 11 778 B D m 65 6 666 0 372 11 778 B D m A3 B3 A4 B4 A5 B5 与相应的 A2 B2 相同 4 1 2 杆件固端弯矩 计算杆件固端弯矩时应带符号 杆端弯矩一律以顺时针方向为正 7 如图 4 2 图图 4 24 2 杆端及节点弯矩正方向杆端及节点弯矩正方向 1 横梁固端弯矩 顶层横梁 1 自重作用 22 6 66 6 11 4 09 6 012 27 1212 A BB AMMqlKNm 22 66 11 4 09 1 21 963 33 B DMqlKNm 6 666 1 6 135 2 D BB DMMKNm 板传来的恒载作用 22233 6 66 6 1 1 2 12 A BB AMMqlala l 24 22233 1 15 95 6 0 1 2 1 9561 95 6 36 92 12 KNm 22 665 965 96 9 822 42 95B DMqlKNm 22 661 321 32 9 822 41 768D BMqlKNm 二 六层横梁 2 自重作用 22 1 11 1 11 4 09 6 012 27 1212 A BB AMMqlKNm 22 1 1 11 4 09 1 21 963 33 B DMqlKNm 1 11 1 1 0 982 2 D BB DMMKNm 板传来的恒载作用 22233 1 11 1 1 1 2 12 A BB AMMqlala l 22233 1 12 45 6 0 1 2 1 9561 95 6 28 815 12 KNm 22 1 15 965 96 7 662 42 298B DMqlKNm 22 1 11 321 32 7 662 41 379D BMqlKNm 2 纵梁引起柱端附加弯矩 顶层外纵梁 66 53 470 1254 01 AD MMKNm 楼层外纵梁 11 25 39 0 1251 90 AD MMKNm 顶层中纵梁 66 47 55 0 1253 57 BC MMKNm 楼层中纵梁 11 35 73 0 1252 68 BC MMKNm 4 1 3 节点不平衡弯矩 横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件 不包括纵向框架梁 在节点处的固端弯 25 矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和 根据平衡原则 节点弯矩的正方向与杆端弯 矩方向相反 一律以逆时针方向为正 1 如图 4 2 节点 A6 的不平衡弯矩 666 12 2736 924 0145 18 A BA MMKNm 本例计算的横向框架的节点不平衡弯矩如图 4 1 4 1 4 内力计算 根据对称原则 只计算 FE ED 跨 在进行弯矩分配时 应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆 件弯矩分配 节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩 同时也使各杆件的远端产生弯矩 近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定 远端产生的弯矩由传递系数 C 近端弯矩与远端弯矩的 比值 确定 恒载弯矩分配过程如图 4 3 恒载作用下弯矩图 4 4 梁剪力 柱轴力见图 4 5 1 26 图图 4 34 3 恒载弯矩分配过程恒载弯矩分配过程 27 图图 3 43 4 恒载作用下弯矩图恒载作用下弯矩图 28 图图 3 53 5 恒载作用下梁剪力 柱轴力恒载作用下梁剪力 柱轴力 根据所求出的梁端弯矩再通过平衡条件 即可求出恒载作用下梁剪力 柱轴力 结果见表 4 1 表 4 4 AB M 表表 4 14 1 ABAB 跨梁端剪力 跨梁端剪力 KNKN 层 q KN m g KN m A m L m 2 gl U l a q 2 AB M KN m BA M KN m l Mik A V B V 615 954 091 95612 2732 30 34 4446 051 9442 63 46 51 512 454 091 95612 2725 21 28 3734 531 0336 45 38 51 29 412 454 091 95612 2725 21 30 7434 90 6936 79 38 17 312 454 091 95612 2725 21 30 4734 510 6736 81 38 15 212 454 091 95612 2725 21 3134 30 5536 81 38 03 112 454 091 95612 2725 21 26 8137 091 7135 77 39 19 注 BV ugl 2 1 l Mik A Vugl 2 1 l Mik 表表 4 24 2 BCBC 跨梁端剪力 跨梁端剪力 KNKN 层 q KN m g KN m L m gl 2ql 4 gl 2 ql 4 B V gl 2 ql 4 C V 69 824 092 44 915 8910 8 10 8 57 664 092 44 914 609 51 9 51 47 664 092 44 914 609 51 9 51 37 664 092 44 914 609 51 9 51 27 664 092 44 914 609 51 9 51 17 664 092 44 914 609 51 9 51 注 1 2 Aik VgluMl 1 1 052 24 ABA l MgluMV l 表表 4 34 3 ABAB 跨跨中弯矩 跨跨中弯矩 KNKN 层 qgaLgL 2uAB M ik Ml A V M 615 954 091 95612 2732 30 34 441 9442 63 41 13 512 454 091 95612 2725 21 28 371 0336 45 36 10 412 454 091 95612 2725 21 30 740 6936 79 34 75 312 454 091 95612 2725 21 30 470 6736 81 35 08 212 454 091 95612 2725 21 310 5536 93 34 91 112 454 091 95612 2725 21 26 811 7135 77 35 62 表表 4 44 4 柱轴力 柱轴力 KNKN 边柱 F 轴 E 轴 中柱 E 轴 D 轴 层横梁端 部压力 纵梁端 部压力 柱重柱轴力 横梁端 部压力 纵梁端 部压力 柱重柱轴力 6 柱顶 42 6353 4718 7596 157 3147 518 75104 85 30 柱底 114 81123 6 柱顶 176 66207 35 5 柱底 36 4525 3918 75 195 41 48 0235 7318 75 226 1 柱顶 257 39309 53 4 柱底 36 7925 3918 75 276 35 47 735 7318 75 328 28 柱顶 338 54411 67 3 柱底 36 8135 3918 75 357 29 47 6635 7318 75 430 42 柱顶 419 61513 69 2 柱底 36 9325 3918 75 438 36 47 5435 7318 75 532 44 柱顶 499 52616 87 1 柱底 35 7725 3928 75 528 27 48 735 7328 75 645 62 4 24 2 活载作用下的框架内力活载作用下的框架内力 注意 各不得荷载布置时计算简图不一定是对称形式 为方便近似采用对称结构对称荷载形 式简化计算 8 4 2 1 梁固端弯矩 1 顶层 22233 6 66 6 1 1 2 12 A BB AMMqlala l 22233 1 2 73 6 0 1 2 1 9561 95 6 6 33 12 KNm 22 665 965 96 1 68 2 40 50B DMqlKNm 22 661 321 32 1 68 2 40 30D BMqlKNm 2 二 五层横梁 22233 1 11 1 1 1 2 12 A BB AMMqlala l 31 22233 1 7 8 6 0 1 2 1 9561 95 6 18 06 12 KNm 1 10 86D BMKNm 4 2 2 纵梁偏心引起柱端附加弯矩 本例中边框架纵梁偏向外侧 顶层外纵梁 66 2 66 0 1250 20 AD MMKNm 楼层外纵梁 11 7 60 0 1250 57 AD MMKNm 顶层中纵梁 66 4 93 0 1250 37 BC MMKNm 仅 BC 跨作用活载 66 2 270 1250 17 BC MMKNm 楼层中纵梁 11 14 09 0 1251 06 BC MMKNm 仅 BC 跨作用活载 11 7 49 0 1250 49 BC MMKNm 4 2 3 本工程考虑如下四种最不利组合 9 1 顶层边跨梁中弯矩最大 如图 4 6 1 11 44B DMKNm 32 图图 4 64 6 活载不利布置活载不利布置 a a 2 顶层边柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩 如图 3 7 图图 4 74 7 活载不利布置活载不利布置 b b 33 3 顶层边跨梁梁端最大负弯矩 如图 4 8 图图 4 84 8 活载不利布置活载不利布置 c c 4 活载满跨布置 如图 4 9 图图 4 94 9 活载不利布置活载不利布置 d d 34 4 2 4 各节点不平衡弯矩 注意 若计算某跨梁端的最大负弯矩 不可以这样统一 当 AB 跨布置活载时 6 66 6 6 33 0 26 31A BA A MMMKNm 1 11 12345 18 06 0 5717 49A BA AAAAA MMMMMMMKNm 6 66 6 6 33 0 26 31B AB B MMMKNm 1 11 12345 18 060 5717 49B AB BBBBB MMMMMMMKNm 当 BC 跨布置活载时 666 6 0 50 170 67B DB B MMMKNm 12345 1 440 491 93 BBBBB MMMMMKNm 当 AB 跨和 BC 跨均布置活载时 6 66 6 6 33 0 26 31A BA A MMMKNm 1 11 12345 18 06 0 5717 49A BA AAAAA MMMMMMMKNm 6 6666 6 6 33 0 370 55 46B ABB D B MMMMKNm 1 111 1 12345 18 06 1 06 1 4415 56B ABB D BBBBB MMMMMMMMKNm 4 2 5 内力计算 采用 迭代法 计算 8 迭代计算次序同恒载 如图 4 10 图 4 13 图 4 16 图 4 24 活载 a 布作用下梁弯矩 剪力 轴力如图 4 11 图 4 12 活载 b 布作用下梁弯矩 剪力 轴力如图 4 14 图 4 15 活载 c 布作用下梁弯矩 剪力 轴力如图 4 17 图 4 18 活载满布作用下梁弯矩 剪力 轴力如图 4 20 图 4 21 35 图图 4 104 10 活载活载 a a 迭代过程迭代过程 36 图图 4 114 11 活载活载 a a 弯矩图弯矩图 37 图图 4 124 12 活载活载 a a 剪力 轴力剪力 轴力 38 图图 4 134 13 活载活载 b b 迭代过程迭代过程 39 图图 4 144 14 活载活载 b b 弯矩弯矩 40 图图 4 154 15 活载活载 b b 剪力 轴力剪力 轴力 41 图图 4 164 16 活载活载 c c 迭代过程迭代过程 42 图图 4 174 17 活载活载 c c 弯矩弯矩 43 图图 4 184 18 活载活载 c c 剪力 轴力剪力 轴力 44 图图 4 194 19 活载活载 c c 剪力 轴力剪力 轴力 45 图图 4 204 20 满跨活载弯矩满跨活载弯矩 46 图图 4 214 21 满跨活载剪力 轴力满跨活载剪力 轴力 根据所求出的梁端弯矩 再通过平衡条件 即右求出恒载作用下的梁剪力 柱轴力 结果见 表 4 5 表 4 20 47 表表 4 54 5 A A 活载作用下梁剪力活载作用下梁剪力 ABAB 跨梁端剪力 跨梁端剪力 KNKN 层q KN m a m U 6 a q 2 AB M KN m BA M KN m l Mik A V B V 62 731 955 53 3 574 620 185 35 5 71 501 950 0 220 720 08 0 08 0 08 47 81 9515 80 13 6416 350 4515 35 16 25 301 950 1 690 83 0 140 14 0 14 27 81 9515 8 13 7516 360 4415 36 16 24 101 950 0 990 51 0 080 080 08 注 Aik VuMl Bik VuMl 表表 4 64 6 活载活载 A A 作用下作用下 BCBC 跨梁端剪力跨梁端剪力 层 q KN m L m ql 4 KN ql 4 B V ql 4 C V 602 4000 54 82 42 882 88 2 88 402 4000 34 82 42 882 88 2 88 202 4000 14 82 42 882 88 2 88 表表 4 74 7 活载活载 A A 作用下作用下 ABAB 跨跨中弯矩 跨跨中弯矩 KNKN 层qaL U l a q 2 AB M l Mik A VM 62 731 9565 53 3 570 185 35 6 67 501 9560 0 220 08 0 080 46 47 81 95615 8 13 640 4515 3529 81 301 9560 1 69 0 140 14 2 11 27 81 95615 8 13 750 4415 36 15 74 101 9560 0 99 0 080 08 1 23 48 注 u A Vl Mik 1 05 2 ABA l MuMV 表表 4 84 8 活载活载 A A 作用下柱轴力 作用下柱轴力 KNKN 边柱 A 轴 中柱 B 轴 层横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 65 352 668 015 714 9310 64 5 0 087 67 520 0814 0914 17 415 357 622 9516 2514 0930 34 30 147 67 740 1414 0914 23 215 367 622 9616 2414 0930 33 10 087 67 680 0814 0914 17 表表 4 94 9 B B 活载作用下梁剪力活载作用下梁剪力 ABAB 跨梁端剪力 跨梁端剪力 KNKN 层q KN m a m U 6 a q 2 AB M KN m BA M KN m l Mik A V B V 62 731 955 53 5 285 850 15 43 5 63 57 81 9515 80 14 5316 320 3915 41 16 19 47 81 9515 80 1 516 770 8814 92 16 68 301 950 13 5416 120 43 0 43 0 43 201 950 1 670 6 0 18 0 83 0 83 17 81 9515 8 12 5917 550 8315 98 15 62 表表 4 104 10 活载活载 B B 作用下作用下 BCBC 跨梁端剪力跨梁端剪力 层 q KN m L m ql 4 KN ql 4 B V ql 4 C V 602 4000 502 4000 402 4000 34 82 42 882 88 2 88 49 24 82 42 882 88 2 88 102 4000 表表 4 114 11 活载活载 B B 作用下作用下 ABAB 跨跨中弯矩 跨跨中弯矩 KNKN 层qaL U l a q 2 AB M l Mik A VM 62 731 9565 53 5 280 15 43 5 63 57 81 95615 8 14 530 3015 5016 10 47 81 95615 8 1 510 8814 92 26 66 301 9560 13 540 43 0 4314 83 201 9560 1 67 0 18 0 1815 08 17 81 95615 8 12 590 8316 63 29 68 注 u A Vl Mik 1 05 2 ABA l MuMV 表表 4 124 12 活载活载 B B 作用下柱轴力 作用下柱轴力 KNKN 边柱 A 轴 中柱 B 轴 层横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 65 432 668 095 634 9310 56 515 417 623 0116 1914 0930 28 414 927 623 5216 6814 0930 77 3 0 437 67 170 4314 0914 52 2 0 837 66 770 8314 0914 92 115 987 624 5815 6214 0929 71 表表 4 134 13 C C 活载作用下梁剪力活载作用下梁剪力 ABAB 跨梁端剪力 跨梁端剪力 KNKN 层q KN m a m U 6 a q 2 AB M KN m BA M KN m l Mik A V B V 6 2 731 955 53 5 245 810 15 43 5 63 57 81 9515 80 14 0016 790 4715 33 16 27 50 401 950 1 670 22 0 24 0 24 0 24 37 81 9515 8 13 3916 660 5515 25 16 35 201 950 1 890 1 0 30 0 30 0 30 17 81 9515 8 13 1617 970 6715 13 16 47 表表 4 144 14 活载活载 C C 作用下作用下 BCBC 跨梁端剪力跨梁端剪力 层 q KN m L m ql 4 KN ql 4 B V ql 4 C V 602 4000 54 82 42 882 88 2 88 402 4000 34 82 42 882 88 2 88 202 4000 14 82 42 882 88 2 88 表表 4 154 15 活载活载 C C 作用下作用下 ABAB 跨跨中弯矩 跨跨中弯矩 KNKN 层qaL U l a q 2 AB M l Mik A VM 62 731 9565 53 5 240 15 43 5 24 57 81 95615 8 14 000 4715 33 15 4 401 9560 1 67 0 24 0 24 0 24 37 81 95615 8 13 390 5515 25 15 77 201 9560 1 89 0 30 0 302 79 17 81 95615 8 13 760 6715 13 15 04 注 u A Vl Mik 1 05 2 ABA l MuMV 表表 4 164 16 活载活载 C C 作用下柱轴力 作用下柱轴力 KNKN 边柱 A 轴 中柱 B 轴 层横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 65 432 668 095 634 9310 56 51 515 337 623 9316 2714 0930 36 4 0 247 67 360 2414 0914 33 315 257 622 8516 3514 0930 44 2 0 307 67 300 3014 0914 39 115 137 622 7316 4714 0930 56 表表 4 174 17 满跨活载作用下梁剪力满跨活载作用下梁剪力 ABAB 跨梁端剪力 跨梁端剪力 KNKN 层q KN m a m U 6 a q 2 AB M KN m BA M KN m l Mik A V B V 6 2 731 955 53 4 925 920 175 36 5 7 57 81 9515 80 15 2416 910 2815 52 16 08 47 81 9515 80 15 2417 010 3015 50 16 10 37 81 9515 8 15 2416 970 2915 51 16 09 27 81 9515 8 15 2416 950 2615 24 16 06 17 81 9515 8 15 2418 110 7615 04 17 56 表表 4 184 18 满跨活载作用下满跨活载作用下 BCBC 跨梁端剪力跨梁端剪力 层 q KN m L m ql 4 KN ql 4 B V ql 4 C V 61 682 41 011 01 1 01 54 82 42 882 88 2 88 44 82 42 882 88 2 88 34 82 42 882 88 2 88 24 82 42 882 88 2 88 14 82 42 882 88 2 88 表表 4 194 19 满跨活载作用下满跨活载作用下 ABAB 跨跨中弯矩 跨跨中弯矩 KNKN 层qaL U l a q 2 AB M l Mik A VM 62 731 9565 53 4 920 175 36 5 35 52 57 81 95615 8 15 240 2815 52 14 73 47 81 95615 8 15 240 3015 50 14 67 37 81 95615 8 15 220 2915 51 14 72 27 81 95615 8 15 440 2615 54 14 59 17 81 95615 8 13 560 7615 04 14 97 注 u A Vl Mik 1 05 2 ABA l MuMV 表表 4 204 20 满跨活载作用下柱轴力 满跨活载作用下柱轴力 KNKN 边柱 A 轴 中柱 B 轴 层横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴力 65 432 668 025 634 9313 51 515 527 631 1418 9614