15层框剪住宅楼计算书毕业设计.doc

目录目录 摘要摘要 ABSTRACT 1 前言前言 1 建筑设计部分 建筑设计部分 2 1 1 工程概况工程概况 2 1 2 设计依据设计依据 2 1 3 标高及建筑细部做法标高及建筑细部做法 2 2 结构设计部分 结构设计部分 3 2 1 工程概况工程概况 3 2 2 设计依据设计依据 3 2 3 结构布置及结构计算简图的确定结构布置及结构计算简图的确定 3 2 3 1 结构柱网布置结构柱网布置 3 2 3 2 确定钢筋及混凝土强度等级确定钢筋及混凝土强度等级 4 2 3 3 估算板 柱 梁的截面尺寸估算板 柱 梁的截面尺寸 4 2 3 4 确定计算简图确定计算简图 4 2 4 荷载计算荷载计算 6 2 4 1 恒载计算恒载计算 6 2 4 2 楼面活和荷载计算楼面活和荷载计算 8 2 4 3 风荷载计算风荷载计算 8 2 5 水平荷载内力计算水平荷载内力计算 10 2 5 1 地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算 10 2 5 2 风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算 20 2 6 竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算 25 2 6 1 恒荷载作用下的内力计算恒荷载作用下的内力计算 25 2 6 2 活荷载作用下的内力计算活荷载作用下的内力计算 37 2 7 内力组合内力组合 47 2 8 构件设计构件设计 56 2 8 1 框架梁的配筋计算框架梁的配筋计算 56 2 8 2 框架柱的配筋计算框架柱的配筋计算 57 2 9 楼梯设计楼梯设计 60 2 9 1 楼梯板的设计楼梯板的设计 60 2 9 2 平台板的设计平台板的设计 61 2 9 3 平台梁的设计平台梁的设计 61 2 10 基础设计基础设计 63 结论结论 66 致谢致谢 67 参考文献参考文献 68 2 72 摘要摘要 本次毕业设计较好地符合我们将来所从事的工程内容 通过完成 这次设计 使我更好地了解工程结构的各项细节内容 也是对大学四 年所学知识进行的一次系统的复习和总结 使专业知识系统化 本文 叙述的是位于某繁华路段的十五层住宅楼 结构形式为钢筋混凝土框 架剪力墙结构 要求六度抗震 设计包括建筑设计和结构设计 选取一榀有代表性的框架进行计 算 本论文主要包括以下内容 一 开题报告 即设计任务书 目的和要求 二 荷载计算 包括恒载 活载 风载和地震荷载 三 内力计算及内力组合 四 框架梁柱的配筋 五 楼梯 基础的计算 六 电算结果 七 结语及参考文献 该设计具有以下特点 一 在考虑建筑 结构要求的同时考虑了施工要求及可行性 二 针对不同荷载的特点采用了多种不同的计算方法 对知识进 行了全面系统的复习 三 利用电算对结果进行了验算 掌握了广厦 CAD 的用法 使结 果更加有说服力 关键词关键词 1 1 框架剪力墙结构 框架剪力墙结构 梁柱梁柱 钢筋混凝土钢筋混凝土 地震荷载地震荷载 1 72 ABSTRACT This article is to explain a design fifteen floor apartment building which located at the middle of one street Wuhan The building is to use frame structure with reinforced concrete The article explains the whole process of the complete design program including the following parts 1 Assignment aim and requirement of the design 2 The Calculate of load including dead load live load wind load and earthquake load 3 Interior force Calculation and Constitute 4 The structural Design of the certain framework 5 The structural Design of Foundation Stair slabs 6 The result of Computer calculation 7 The conclusion and the references The article has the following features 1 With the consideration of architecture and structure requirements it also considers the construction requirements and feasibility 2 It applies different methods of structural calculation aiming to different loads 3 It offers the method of computation to check the result Key words frame shall wall structure beam and column reinforced concrete earthquake load 前前 言言 毕业设计是在校完成本科学习的最后一个实践环节 它的目的是 通过设计 将大学四年所学的基础理论和专业技能知识融会贯通 达 到学以致用的目的 来具体地分析和解决一个实际问题 在做毕业设 计的过程中 所学知识得到疏理和运用 它既是一次检阅 又是一次 锻炼 在做完毕业设计后 能使自己的动手和动笔能力得到提高 增 强跨入社会的竞争能力 目前各大城市都不约而同的在建造大户型的房屋 对那些中低收 入的家庭来说这无疑限制了他们购买房屋的能力 因此在这次毕业设 计中我选择了中小户型为设计题目 我认为将来中小户型将是房屋建 筑中的主要类型 我的设计题目是武汉市某高层住宅楼 根据设计任务书的要求 此次设计的内容包括建筑设计和结构设计两大部分 首先在建筑设计 部分 按照相关规范的要求将建筑设计部分完成 包括平面 立面 剖面等建筑图纸 要求达到初步设计或扩大初步设计的深度 了解和 掌握建筑设计的相关知识 这是我们应掌握的基本素质 其次在结构 设计部分 结构设计的内容包括 结构方案的选择和确定 结构计算 书的编制和结构施工图的绘制 结构计算书包括构件截面尺寸选择 荷载计算和框架内力计算 荷载内力组合 框架的抗震设计 框架配 筋和柱下基础设计等 最后 利用 PKPM 或广厦 CAD 等专业软件来校 核手算的结果 2 72 第一章第一章 建筑设计部分建筑设计部分 1 1 工程概况工程概况 本工程是一栋十五层住宅楼 层高均为 3 0m 采用钢筋混凝土框架剪力墙结构 建筑工程等级为二级 耐火等级为二级 合理使用年限为 50 年 屋面防水等级为二级 本地区为 6 度抗震设防区 1 2 设计依据设计依据 设计任务书和建筑设计规范 2 3 1 3 标高及建筑细部做法标高及建筑细部做法 1 设计标高 室内设计标高为 0 000 室内外高差为 450 2 2 墙身做法 墙身采用粉煤灰加气混凝土砌块 内外墙采用双面粉刷 3 3 屋面做法 平屋面是油毡防水层 三毡四油上铺小石子 20mm 厚 1 2 5 水 泥砂浆找平层 镂空栏杆 坡屋面是 25mm 厚挤塑聚苯保温层 青摊瓦 100 厚钢筋 混凝土现浇楼板 4 4 楼面做法 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 100 厚钢筋混凝土现浇楼板 5 5 底层地面做法 10 水磨石地面 20 厚水泥砂浆打底 100 厚钢筋混凝土 现浇楼板 10 厚水泥石膏砂浆 3 72 第二章第二章 结构设计部分结构设计部分 2 12 1 工程概况工程概况 本工程是一栋十五层高层住宅楼 层高均为 3 0mm 纵向 30 8 米 横向 19 米 总高度为 52 75 米 本工程采用全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构 梁柱和楼板均为 现浇 墙体为粉煤灰加气混凝土砌块 2 22 2 设计依据设计依据 1 1 建筑施工图和国家设计规范 4 5 2 2 气象条件 气温 年平均气温 5 7 29 5 最高气温 42 3 最低气温 6 6 雨量 年平均降雨量 998 1 最大降雨量 195 2 日 风向 一月 C22NNE13 七月 C22NNE11 风压 0 35kN 3 工程地质及水文资料 地层自上而下为 1 杂填土层 厚度约为 3 0m 2 粉质粘土 厚度约为 15 6m fak 120KPa Es 6 0MPa qsia 35KPa 3 粉砂 厚 5 0m fak 185KPa Es 16 0MPa qsia 45KPa 4 细砂 fak 270KPa Es 19 5MPa qsia 55KPa qpa 2400KPa 地下水位于地表以下 1 5m 4 4 抗震设防烈度按 6 度设防 地震分组第一组 地震加速度 Sa 0 05g 2 32 3 结构布置及结构计算简图的确定结构布置及结构计算简图的确定 2 3 12 3 1 结构柱网布置结构柱网布置 由于建筑总长度不超过 55M 且为保温隔热屋面 所以不设变形缝 4 72 2 3 22 3 2 确定钢筋及混凝土强度等级确定钢筋及混凝土强度等级 柱 梁 板等部位均采用 C30 砼 Ec 3 00 107kN 除承台采用 级钢筋 fy 360N mm2 外 其余受力钢筋均为 级 fy 300 N 2 2 3 32 3 3 估计板 柱 梁的截面尺寸估计板 柱 梁的截面尺寸 1 1 板 预取板厚 100 考虑到楼面荷载不大 且经济的因素 2 2 柱 因建筑美观要求 且设防烈度为 6 度 将柱设计为方柱 尺寸为 1 5 层 400 650 6 10 层 400 600 11 15 层 350 550 3 3 梁 横梁 hb 1 8 1 12 lb 1 8 1 12 4800 600 400 取 hb 450 bb 1 3 1 2 hb 1 3 1 2 450 150 225 取 bb 200 纵梁最大跨 hb 1 8 1 12 lb 1 8 1 12 7200 600 900 取 hb 650 bb 1 3 1 2 hb 1 3 1 2 650 217 325 取 hb 300 2 3 42 3 4 确定计算简图确定计算简图 取一榀框架计算 假定框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与柱刚接 底层柱高从基 础顶面至二层楼面 根据地质条件 确定基础顶面离室外地面为 500 由此求得底 层层高为 3950 其余各层的柱高即为其层高 3000 其中在求梁截面惯性矩时考虑 到现浇板的作用 取 I 2IO IO为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩 1 5 层 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 上部柱 i 1 12 E 0 4 0 653 3 30 51 10 4E 底层柱 i 1 12 E 0 4 0 653 3 95 23 18 10 4E 6 10 层 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 柱 i 1 12 E 0 4 0 603 3 24 0 10 4E 11 15 层 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 柱 i 1 12 E 0 35 0 553 3 16 18 10 4E 16 层 阁楼 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 5 72 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 柱 i 1 12 E 0 35 0 553 4 6 10 55 10 4E 6 72 2 42 4 荷载计算荷载计算 6 2 4 12 4 1 恒载计算恒载计算 1 1 屋面荷载标准值 油毡防水层 三毡四油上铺小石子 0 4 kN m2 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 kN m2 25mm 厚挤塑聚苯保温层 0 025 10 1 25 kN m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 0 1 25 2 5 kN m2 20mm 厚抹灰 0 02 17 0 34 kN m2 平屋面镂空栏杆 0 5 kN m2 坡屋面瓦重 0 5 kN m2 屋面恒载 4 39 kN m2 框架梁自重 0 2 0 45 25 2 25 kN m 梁侧粉刷 2 0 45 0 1 0 02 17 0 238 kN m 因此 作用在阁楼层框架梁上的线荷载为 g16 左 1 g16 右 1 2 49 kN m g16 左 2 g16 右 2 4 39 4 3 2 2 1 18 66kN m 2 2 楼面荷载值 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 kN m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 0 1 25 2 5 kN m2 20mm 厚抹灰 0 34 kN m2 楼面恒载 3 24 kN m2 框架梁自重及梁侧粉刷 2 49 kN m 边跨填充墙自重 2 02 3 0 35 5 35 kN m 墙面粉刷 3 0 35 0 02 2 17 1 8 kN m 因此 作用在中间层框架梁上的线荷载为 g左 1 g右 1 2 49 5 35 1 8 9 64 kN m g15 左 2 g15 右 2 4 39 3 6 3 24 4 3 2 22 77 kN m g左 2 g右 2 3 24 4 3 2 3 6 18 63 kN m 3 3 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 0 2 0 45 4 3 2 3 6 25 12 94 kN 粉刷 0 238 5 75 1 37 kN 7 72 梁传来屋面自重 1 2 7 2 1 2 4 3 4 39 33 98 kN 顶层边节点集中荷载 G16 左 G16 右 48 29 kN 中柱梁自重 12 94 kN 粉刷 1 37 kN 梁传来屋面自重 2 33 98 67 96 kN 顶层中节点集中荷载 G16 中 82 27 kN 4 4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 12 94 kN 粉刷 1 37 kN 墙体自重 粉刷 5 35 1 80 3 2 22 9 kN 5 35 1 80 4 3 2 15 38 kN 框架柱自重 1 5 层 0 4 0 65 3 25 19 5 kN 6 10 层 0 4 0 60 3 25 18 kN 11 15 层 0 35 0 55 3 25 14 44 kN 粉刷 1 5 层 2 0 65 0 02 3 17 1 33 kN 6 10 层 2 0 60 0 02 3 17 1 22 kN 11 15 层 2 0 55 0 02 3 17 1 12 kN 梁传来楼面自重 1 2 7 2 1 2 4 3 3 24 25 08 kN 中间层边节点集中荷载 1 5 层 G左 G右 98 45 kN 6 10 层 G左 G右 96 90 kN 11 15 层 G左 G右 93 24 kN 中柱梁自重 12 94 kN 粉刷 1 37 kN 内纵墙自重 1 57 3 0 45 5 75 0 4 21 42 kN 粉刷 5 35 2 55 0 02 2 17 9 36 kN 框架柱自重 1 5 层 0 4 0 65 3 25 19 5 kN 6 10 层 0 4 0 60 3 25 18 kN 11 15 层 0 35 0 55 3 25 14 44 kN 8 72 粉刷 1 5 层 2 0 65 0 02 3 17 1 33 kN 6 10 层 2 0 60 0 02 3 17 1 22 kN 11 15 层 2 0 55 0 02 3 17 1 12 kN 梁传来楼面自重 2 25 08 50 16 kN 中间层中节点集中荷载 1 5 层 G中 116 00 kN 6 10 层 G中 114 39 kN 11 15 层 G中 111 01 kN 2 4 22 4 2 楼面活荷载计算楼面活荷载计算 6 P16 左 P16 右 2 5 75 11 5kN m P16 P16 1 2 7 2 1 2 4 3 2 15 48 kN 9 72 P16 中 1 2 7 2 1 2 4 3 2 1 2 7 2 1 2 4 3 2 30 96 kN P左 P右 2 5 75 11 5kN m P P 1 2 7 2 1 2 4 3 2 15 48 kN P中 1 2 7 2 1 2 4 3 2 1 2 7 2 1 2 4 3 2 30 96 kN 2 4 32 4 3 风荷载计算风荷载计算 7 风荷载标准值计算公式 w z s z o 4 将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载 计算过程如下表 表中为 一榀框架各层节点的受风面积 风荷载计算风荷载计算 层 次 z z s ozA Pw kN 161 11 661 50 3548 013 2311 53 151 11 621 30 3545 021 8516 11 141 11 581 30 3542 017 2512 40 131 11 551 30 3539 017 2512 17 121 11 491 30 3536 017 2511 69 111 11 451 30 3533 017 2511 38 101 01 421 30 3530 017 2511 15 91 01 391 30 3527 017 2510 91 81 01 361 30 3524 017 2510 67 71 01 251 30 3521 017 259 81 61 01 241 30 3518 017 259 72 51 01 731 30 3515 017 259 21 41 01 091 30 3512 017 258 55 31 01 01 30 359 017 257 85 21 01 01 30 356 017 257 85 10 72 11 01 01 30 353 018 548 44 2 52 5 水平荷载内力计算水平荷载内力计算 2 5 12 5 1 地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算 8 1 1 计算重力荷载代表值 1 1 屋面均布荷载 4 39 kN m2 屋面荷载标准值 3 7 4 8 4 3 2 2 1 4 39 158 61 kN 2 2 楼面均布荷载 3 24 kN m2 楼面荷载标准值 3 7 4 8 5 75 3 24 158 36 kN 3 3 屋面均布活荷载 0 5 kN m2 不上人屋面 雪荷载 0 4 kN m2 4 4 楼面均布活荷载 2 0 kN m2 各层楼面活荷载标准值 3 7 4 8 5 75 2 97 75 kN 5 5 梁柱自重 包括抹灰量 纵向框架梁自重 12 94 kN 横向框架梁自重 19 13 kN 抹灰 1 37 kN 抹灰 2 02 kN 14 31 kN 21 15 kN 1 5 层框架柱自重 19 5 kN 粉刷 1 33 kN 20 83 kN 6 10 层框架柱自重 18 0 kN 粉刷 1 22 kN 19 22 kN 11 15 层框架柱自重 14 44 kN 粉刷 1 12 kN 15 56 kN 6 6 墙体自重 由前面已统计的数据得出 11 72 单位面积上墙体的重量 200mm 厚为 2 02 kN m2 100mm 厚为 1 57 kN m2 单位面积上抹灰的重量为 0 02 17 0 34 kN m2 7 7 荷载分层汇总 顶层重力荷载代表值包括 屋面荷载 纵横梁自重 半层墙体和窗自重的一半 其他楼层重力荷载代表值包括 楼面荷载 50 楼面活荷载 纵横梁自重 楼面上下 各半层柱及纵横墙体和窗的自重 底层取一半 将上述分项荷载相加 得集中于各层 楼面的重力荷载代表值如下 G16 405 22 kN G15 158 61 14 31 3 21 15 0 5 22 9 15 38 3 14 44 1 12 3 326 8 kN G11 G14 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 22 9 15 38 3 14 44 1 12 3 432 85 kN G6 G10 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 22 9 15 38 3 18 1 22 3 443 84 kN G2 G3 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 22 9 15 38 3 19 5 1 33 3 448 64 kN G1 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 19 5 1 33 3 333 793 kN 集中于各层楼面的重力荷载代表值如下图 建筑物总重力荷载代表值 G 405 22 326 8 432 85 4 443 84 5 448 64 4 333 79 6810 96 kN 12 72 2 2 横向框架柱侧移刚度 D 值计算如下表 项目 层 柱 k ib 2ic 一般层 k ib ic 底层 k 2 k 一般层 0 5 k 2 k 底层 12 h2D ic 12 h 2 kN m 根 数 中框架边 柱0 630 430 7724952 中框架中 柱1 250 540 7730911 底 层 D8081 中框架边 柱0 480 191 3323122 二 三 四 五 层 中框架中 柱0 960 321 3338941 D8518 项目 层 柱 k ib 2ic 一般层 k ib ic 底层 k 2 k 一般层 0 5 k 2 k 底层 12 h2D ic 12 h 2 kN m 根 数 六 七 八 中框架边 柱 0 610 2341 332241 2 13 72 中框架中 柱 1 210 3771 333610 1 九 十 层 D8092 中框架边 柱 0 900 311 332000 2 十一 十二 十三 十四 十五 层 中框架中 柱 1 800 471 333032 1 D7032 3 3 横向框架自震周期 T1 1 7 o T o 结构基本周期修正系数 考虑到填充墙使框架自震周期减小的影响 取 o为 0 6 T 框架的顶点位移 横向框即顶点位移计算 横向框即顶点位移计算 i i为层间相对位移 为层间相对位移 层次Gi kN Gi kN Di kN m i Gi Di i 1333 7936810 9680810 84280 8428 2448 6426477 16885180 76041 6032 3448 6426028 52685180 70772 3109 4448 6425579 88485180 65512 966 5448 6425131 24285180 60243 5684 6443 8364682 680920 57874 1471 7443 8364238 76480920 52384 6709 8443 8363794 92880920 4695 1399 9443 8363351 09280920 41415 554 10443 8362907 25680920 35935 9133 11432 852463 4270320 35036 2638 12432 852030 5770320 28886 5526 13432 851597 7270320 22726 7798 14 72 14432 851164 8770320 16576 9455 15326 8732 0270320 10417 0496 16405 22405 2216770 24167 2912 T1 1 7 0 6 3 213s2912 7 4 4 横向地震作用计算 因本建筑高度大于 40m 不应采用底部剪力法 但本设计 仍用底部剪力法计算 在 类场地 6 度地震区 结构的自振周期和地震影响系数 max为 Tg 0 45s max 0 04 1 Tg T1 0 9 max 0 45 3 213 0 9 0 04 0 007 由底部剪力法计算公式 FEK 0 85 1 GE 0 85 0 007 6810 96 40 53 KN 由 T1 3 213s 1 4 0 45 0 63s n 0 08 T1 0 01 0 08 3 213 0 01 0 267 Fn n FEK 0 267 40 53 10 82 KN Fi GiHI GiHI FEK 1 n 顶层加上 Fn 层 次 hi m Hi m Gi KN GiHIGiHI GiHI Fi KN Vi KN 13 953 95333 7931318 480 0070 2129 69 236 95448 6423118 060 0170 5129 48 339 95448 6424463 990 0250 7428 97 4312 95448 6425809 910 0320 9528 23 5315 95448 6427155 840 0401 1927 28 6318 95443 8638411 200 0471 4026 09 7321 95443 8639742 790 0541 6024 69 8324 95443 86311074 380 0621 8423 09 9327 95443 86312405 970 0692 0521 25 15 72 10330 95443 86313737 560 0772 2919 20 11333 95432 8514695 260 0822 4416 91 12336 95432 8515993 810 0892 6414 47 13339 95432 8517292 360 0962 8511 83 14342 95432 8518590 910 1043 098 98 15345 95326 815016 460 0842 505 89 164 650 55405 2220483 870 1143 393 39 5 5 内力分析 地震作用下的内力计算 地震作用力沿竖向呈倒三角形分布 内力计算采用 D 值 法 采用公式 Vjk Djk Djk Vfk 1 1 各柱分配的剪力 V16 左 V16 右 739 2505 3 39 1 0 kN V16 中 1027 2505 3 39 1 39 kN V15 左 V15 右 2000 7032 5 89 1 68 kN V15 中 3032 7032 5 89 2 54 kN V14 左 V16 右 2000 7032 8 98 2 55 kN V14 中 3032 7032 8 98 3 87 kN V13 左 V13 右 2000 7032 11 83 3 36 kN V13 中 3032 7032 11 83 5 1 kN V12 左 V12 右 2000 7032 14 47 4 12 kN V12 中 3032 7032 14 47 6 24 kN V11 左 V11 右 2000 7032 16 91 4 81 kN V11 中 3032 7032 16 91 7 29 kN V10 左 V10 右 2241 8092 19 20 5 32 kN V10 中 3610 8092 19 20 8 57 kN V9 左 V9 右 2241 8092 21 25 5 88 kN V9 中 3610 8092 21 25 9 48 kN V8 左 V8 右 2241 8092 23 09 6 39 kN 16 72 V8 中 3610 8092 23 09 10 30 kN V7 左 V7 右 2241 8092 24 69 6 84 kN V7 中 3610 8092 24 69 11 01 kN V6 左 V6 右 2241 8092 26 09 7 23 kN V6 中 3610 8092 26 09 11 64 kN V5 左 V5 右 2312 8518 27 28 7 40 kN V5 中 3894 8518 27 28 12 47 kN V4 左 V4 右 2312 8518 28 23 7 66 kN V4 中 3894 8518 28 23 12 91 kN V3 左 V3 右 2312 8518 28 97 7 86 kN V3 中 3894 8518 28 97 13 24 kN V2 左 V2 右 2312 8518 29 48 8 0 kN V2 中 3894 8518 29 48 13 48 kN V1 左 V1 右 2495 8081 29 69 9 17 kN V1 中 3091 8081 29 69 11 36 kN 2 2 确定反弯点高度 地震荷载呈倒三角形分布 由于各梁柱刚度比 k 均小于 3 因此要修正反弯点高度 但本设计未修正 根据 假定 2 反弯点高度 y 0 5h 3 3 计算柱端弯矩 由柱剪力 Vij和反弯点高度 y 按下列公式可求得柱端弯矩 上端 Mcu Vij h y 下端 Mcl Vij y 柱端弯矩计算结果如表 柱端弯矩计算结果如表 A 柱B 柱C 柱层 次上端下端上端下端上端下端 162 32 33 1973 1972 32 3 152 522 523 813 812 522 52 143 8253 8255 8055 8053 8253 825 135 045 047 657 655 045 04 17 72 126 186 189 369 366 186 18 117 2157 21510 93510 9357 2157 215 107 987 9812 85512 8557 987 98 98 828 8214 2214 228 828 82 89 5859 58515 4515 459 5859 585 710 2610 2616 51516 51510 2610 26 610 84510 84517 4617 4610 84510 845 511 111 118 70518 70511 111 1 411 4911 4919 36519 36511 4911 49 311 7911 7919 8619 8611 7911 79 2121220 2220 221212 112 0912 0914 9614 9612 0912 09 4 4 计算梁端弯矩 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件 将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比 例分配 计算结果如下图 计算公式 Mbl Mcu Mcl k1 k1 k2 Mbr Mcu Mcl k1 k1 k2 k1 0 565 k2 0 435 18 72 水平地震作用下的弯矩图 水平地震作用下的弯矩图 kN kN m m 5 5 计算梁端剪力 示意图如下图 计算公式 Vb Mbl Mbr l 6 6 计算柱轴力 19 72 水平地震作用下的剪力图 水平地震作用下的剪力图 kNkN 20 72 水平地震作用下的柱的轴力图 水平地震作用下的柱的轴力图 kNkN 2 5 22 5 2 风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算 1 1 各柱所分配的剪力 V16 左 V16 右 739 2505 11 53 3 40 kN V16 中 1027 2505 11 53 4 73 kN V15 左 V15 右 2000 7032 27 64 7 86 kN V15 中 3032 7032 27 64 11 92 kN V14 左 V16 右 2000 7032 40 04 11 39 kN V14 中 3032 7032 40 04 17 26 kN V13 左 V13 右 2000 7032 52 21 14 85 kN V13 中 3032 7032 52 21 22 51 kN V12 左 V12 右 2000 7032 63 9 18 17 kN V12 中 3032 7032 63 9 27 55 kN V11 左 V11 右 2000 7032 75 28 21 41 kN V11 中 3032 7032 75 28 32 46 kN V10 左 V10 右 2241 8092 86 43 23 94 kN V10 中 3610 8092 86 43 38 56 kN V9 左 V9 右 2241 8092 97 34 26 96 kN V9 中 3610 8092 97 34 26 96 kN V8 左 V8 右 2241 8092 108 01 29 91 kN V8 中 3610 8092 108 01 48 18 kN V7 左 V7 右 2241 8092 117 82 32 63 kN V7 中 3610 8092 117 82 52 56 kN 21 72 V6 左 V6 右 2241 8092 127 54 35 32 kN V6 中 3610 8092 127 54 56 90 kN V5 左 V5 右 2312 8518 136 75 37 12 kN V5 中 3894 8518 136 75 62 52 kN V4 左 V4 右 2312 8518 145 3 39 44 kN V4 中 3894 8518 145 3 66 42 kN V3 左 V3 右 2312 8518 153 15 41 57 kN V3 中 3894 8518 153 15 70 01 kN V2 左 V2 右 2312 8518 161 43 70 kN V2 中 3894 8518 161 73 60 kN V1 左 V1 右 2495 8081 169 44 52 31 kN V1 中 3091 8081 169 44 64 81 kN 2 2 确定反弯点高度 和地震荷载不一样的是 风荷载接近于均布荷载 由于各梁柱刚度比 k 小于 3 因此须修正反弯点高度 但本设计中未修正 根据 假定 2 反弯点高度 y 0 5h 3 3 计算柱端弯矩 由柱剪力 Vij和反弯点高度 y 按下列公式可求得柱端弯矩 上端 Mcu Vij h y 下端 Mcl Vij y 柱端弯矩计算结果如表 柱端弯矩计算结果如表 A 柱B 柱C 柱 层次 上端下端上端下端上端下端 167 827 8210 87910 8797 827 82 1511 7911 7917 8817 8811 7911 79 1417 08517 08525 8925 8917 08517 085 1322 27522 27533 76533 76522 27522 275 1227 25527 25541 32541 32527 25527 255 22 72 1132 11532 11548 6948 6932 11532 115 1035 9135 9157 8457 8435 9135 91 940 4440 4465 14565 14540 4440 44 844 86544 86572 2772 2744 86544 865 748 94548 94578 8478 8448 94548 945 652 9852 9885 3585 3552 9852 98 555 6855 6893 7893 7855 6855 68 459 1659 1699 6399 6359 1659 16 362 35562 355105 015105 01562 35562 355 265 5565 55110 4110 465 5565 55 168 87137 7485 33170 6768 87137 74 4 4 计算梁端弯矩 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件 将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比 例分配 计算结果如下图 计算公式 Mbl Mcu Mcl k1 k1 k2 Mbr Mcu Mcl k1 k1 k2 k1 0 565 k2 0 435 23 72 风荷载作用下的弯矩图 风荷载作用下的弯矩图 kN kN m m 5 5 计算梁端剪力 示意图如下图 a 计算公式 Vb Mbl Mbr l 24 72 风荷载作用下的剪力图 风荷载作用下的剪力图 kNkN 25 72 风荷载作用下的轴力 风荷载作用下的轴力 kNkN 2 62 6 竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算 9 2 6 12 6 1 恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算 竖向恒载作用下的内力计算采用分层法 作修正如下 1 除底层外其它各层柱子 的线刚度均乘以折减系数 0 9 2 除底层外其它各层柱子的弯矩传递系数均为 1 3 结构内力用弯矩分配法计算 1 1 顶层 1 1 计算固端弯矩 假定所有弯矩以顺时针为正 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左 g16 左 1 2 2 3 g16 右 2 49 1 2 0 452 0 453 18 66 15 29 kN m g边右 g16 左 1 2 2 3 g16 右 2 49 1 2 0 442 0 443 18 66 15 51 kN m MEH 1 12 g左L2 1 12 15 29 3 72 17 11 kN m MHE MEH 17 11 kN m MHJ 1 12 g右L2 1 12 15 51 4 82 29 78 kN m 26 72 MJH MHJ 29 78 kN m 2 2 分配系数 E 节点 e ie ie 0 9 ic 8 21 8 21 0 9 10 55 0 464 e 0 9 ic ie 0 9 ic 0 9 10 55 8 21 0 9 10 55 0 536 H 节点 hl ih ih ih 0 9ic 8 21 8 21 6 33 0 9 10 55 0 342 jr ih ih ih 0 9ic 6 33 8 21 6 33 0 9 10 55 0 263 j 0 9ic ih ih 0 9ic 0 9 10 55 8 21 6 33 0 9 10 55 0 395 J 节点 j ij ij 0 9ic 6 33 6 33 0 9 10 55 0 403 j 0 9ic ij 0 9ic 0 9 10 55 6 33 0 9 10 55 0 597 3 3 弯矩分配图 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱 0 5360 4640 342 0 3950 2630 403 0 597 17 4417 44 29 7829 78 9 358 094 22 4 873 25 12 17 78 6 612 114 05 3 86 61 62 11 72 4 67 4 04 0 65 0 75 0 54 07 6 03 11 28 11 2825 05 7 98 33 0423 47 23 47 4 4 顶层弯矩图 27 72 2 2 11 15 层 1 1 计算固端弯矩 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 452 0 453 22 77 29 70 kN m g边右 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 442 0 443 22 77 29 94 kN m MEH 1 12 g左L2 1 12 29 70 3 72 33 88 kN m MHE MEH 33 88 kN m MHJ 1 12 g右L2 1 12 29 94 4 82 57 02 kN m MJH MHJ 57 02 kN m 2 2 分配系数 E 节点 e ie ie 0 9 ic 8 21 8 21 0 9 16 18 2 0 220 e 0 9 ic ie 0 9 ic 0 9 16 18 8 21 0 9 16 18 2 0 390 H 节点 hl ih ih ih 0 9ic 8 21 8 21 6 33 0 9 16 18 2 0 188 jr ih ih ih 0 9ic 6 33 8 21 6 33 0 9 16 18 2 0 144 j 0 9ic ih ih 0 9ic 0 9 16 18 8 21 6 33 0 9 16 18 2 0 334 J 节点 j ij ij 0 9ic 6 33 6 33 0 9 16 18 2 0 178 j 0 9ic ij 0 9ic 0 9 16 18 6 33 0 9 16 48 2 0 411 3 3 弯矩分配 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱 28 72 0 390 390 220 1180 3340 3340 1440 1780 4110 411 33 8833 88 57 0257 02 13 2113 217 454 357 737 733 33 10 15 23 44 23 44 4 676 282 183 732 443 84 5 071 67 8 89 10 99 5 12 5 12 2 89 0 93 1 64 1 64 0 713 247 487 48 12 7714 37 27 1441 038 529 92 59 4751 78 24 84 26 94 4 4 标准层弯矩图 3 3 6 10 层 1 1 计算固端弯矩 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 452 0 453 18 63 26 20 kN m g边右 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 442 0 443 18 63 29 72 26 25 kN m MEH 1 12 g左L2 1 12 26 20 3 72 29 89 kN m MHE MEH 29 89 kN m MHJ 1 12 g右L2 1 12 26 25 4 82 50 4 kN m MJH MHJ 50 4 kN m 2 2 分配系数 E 节点 e ie ie 0 9 ic 8 21 8 21 0 9 24 2 0 160 e 0 9 ic ie 0 9 ic 0 9 24 8 21 0 9 24 2 0 420 H 节点 hl ih ih ih 0 9ic 8 21 8 21 6 33 0 9 24 2 0 142 jr ih ih ih 0 9ic 6 33 8 21 6 33 0 9 24 2 0 110 j 0 9ic ih ih 0 9ic 0 9 24 8 21 6 33 0 9 24 2 0 374 J 节点 j ij ij 0 9ic 6 33 6 33 0 9 24 2 0 128 j 0 9ic ij 0 9ic 0 9 24 6 33 0 9 24 2 0 436 3 3 弯矩分配 上柱下柱右梁 左梁上柱下柱右梁 左梁上柱下柱 0 420 420 160 1420 3740 3740 110 1280 4360 436 29 8929 89 50 450 4 12 5512 554 782 917 677 672 26 6 45 21 97 21 97 6 616 51 462 393 964 05 3 231 1