某机关单位综某合楼A1设计毕业论文.doc

安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 某机关单位综某合楼某机关单位综某合楼 A1A1 设计毕业论文设计毕业论文 目 录 第一篇 框架结构设计 1 1 工程概况 1 1 1 工程设计依据 1 工程设计原始资料 1 1 2 规范 1 2 结构方案 3 2 1 结构设计说明 3 2 2 结构体系 3 2 3 结构布置 3 2 4 计算简图 7 3 框架侧移刚度计算 8 3 1 梁柱线刚度计算 8 3 2 各层横向侧移刚度计算 D 值法 8 4 重力荷载计算 12 4 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 12 4 2 屋面及楼面可变荷载标准值 12 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 4 3 重力荷载代表值计算 13 5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 20 5 1 横向自振周期计算 20 5 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 21 5 3 水平地震作用下的位移验算 22 5 4 水平地震作用下框架内力计算 23 6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 28 6 1 计算单元 28 6 2 荷载计算 29 6 2 1 恒载计算 29 6 2 2 活荷载计算 31 6 3 内力计算 32 6 3 1 固端弯距计算 32 6 3 2 分配系数的计算 33 6 3 3 传递系数 33 6 3 4 弯距分配 33 6 3 5 梁端剪力及柱轴力的计算 33 7 内力组合 41 7 1 内力组合相关系数 41 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 7 1 1 结构抗震调整系数 41 7 1 2 现浇框架梁支座负弯矩调幅 41 7 1 3 跨间最大正弯矩 42 7 2 框架梁内力组合 44 7 3 框架柱内力组合 46 8 截面设计 53 8 1 框架梁截面设计 53 8 1 1 梁的正截面受弯承载力计算 53 8 1 2 梁斜截面受剪承载力计算 56 8 2 框架柱截面设计 57 8 2 1 剪跨比和轴压比验算 57 8 2 2 柱正截面承载力计算 58 8 2 3 柱斜截面受剪承载力计算 64 9 基础设计 66 9 1 基本参数 66 9 2 基础尺寸及埋置深度 66 9 3 地基土承载力验算 67 9 3 1 修正地基承载力 67 9 3 2 轴心荷载作用下地基承载力验算 67 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 9 3 3 偏心荷载作用下地基承载力验算 67 9 4 基础抗冲切验算 68 9 5 基础受压验算 69 9 6 基础受弯计算 69 第二篇 施工组织设计 71 1 工程概况 71 2 施工部署 72 2 1 部署原则 72 2 2 主要分部工程施工流程 72 3 施工方案 73 3 1 基础工程 73 3 2 主体工程 74 4 施工进度计划 78 5 资源计划 79 6 施工平面图布置 80 6 1 施工平面图布置原则 80 6 2 平面布置 80 7 各项技术组织措施 82 7 1 安全技术措施 82 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 7 1 1 防坠落措施 82 7 1 2 安全用电措施 82 7 1 3 施工机具安全防护措施 83 7 1 4 安全防火措施 83 7 2 文明施工措施 84 致谢 86 主要参考资料 87 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 1 第一篇 框架结构设计 1 工程概况 依据建筑图来 本框架结构形式为现浇整体框架 结构设计要求结构布置合理 构件设计经济合理 1 1 工程设计依据 工程设计原始资料 抗震设计烈度 7 度 第二组 场地类别 1类场地 工程位于某城 根据地质勘探结果 给定地质情况如表 1 1 表表 1 1 地质条件一览表地质条件一览表 序号岩土分类土层深度厚度范围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力 1杂填土0 0 0 80 5 2粉土0 8 1 70 9120 10 3中砂1 7 2 81 1200 25 4砾砂 2 8 6 5 3 7300240030 5圆砾6 5 12 56 0500350060 注 拟建场地地形平坦 地下稳定水位距地表 6m 表中给定土层深度由自然地坪算起 建筑地点冰冻深度 1 2m 1 2 规范 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 2 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 建筑结构静力计算手册 第二版 混凝土结构构造手册 建筑抗震设计手册 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 3 2 结构方案 2 1 结构设计说明 钢筋混凝土框架结构广泛应用于教学 住宅 办公 商业 旅馆等民用建筑 这 种结构体系的优点是建筑平面布置灵活 能获得较大的使用空间 建筑立面容易处理 可以适应不同房间造型 因此这次设计的某某机关单位综合楼采用钢筋混凝土框架结 构 2 2 结构体系 本建筑为 内设有电教室 会议室 办公室等 房间使用面积变化大 故选择建 筑平面布置比较灵活的框架结构体系 框架结构建筑立面容易处理 结构自重较轻 且本建筑楼层数为六层 选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益 2 3 结构布置 根据建筑平面图可知采用大柱网较为经济合理 拟定柱距为 7 5m 跨度为 8 4m 6 6m 结构布置图如见图 2 1 和图 2 2 所示 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 4 图图 2 1 首层结构布置图首层结构布置图 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 5 图图 2 2 二到六层结构布置图二到六层结构布置图 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 6 2 3 2 结构构件尺寸选择 1 梁 框架梁截面尺寸确定 横向 L 6600mm 梁高 h 1 8 1 12 L 825 550 mm 取 h 650mm 梁宽 b 1 4 1 2 L 162 5 325 mm 取 b 250mm 纵向 L 7500 mm 梁高 h 1 8 1 12 L 937 5 625 mm 取 h 650mm 梁宽 b 250mm 次梁截面尺寸确定 梁高 h 1 12 1 18 L 1 12 1 18 7500 417 625 mm 取次梁尺寸 b h 250mm 550mm 2 板 根据平面布置 板跨度 L 4500mm 按刚度条件取板厚 h l 40L 112 5mm 此处 板厚取 h 120mm 3 柱 柱的尺寸根据公式 2 1 确定 2 bhf N c N 1 各层重力荷载代表值近似取 12kN m2 e g 轴压比限值为 14 3N mm20 85 N c f 7 5 6 6 2 8 4 2 56 25m2 1 A 56 25 12 675kN g gAN 11 柱轴力增大系数取 1 3 验算截面以上楼层层数 5 n 设计值1 3 675 5 4387 5kN nNN 1 3 1 柱截面面积 340909mm2 cN N A f 则 b h 584mm 取柱的截面尺寸取首层 b h 600mm 600mm 二到六层 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 7 b h 550mm 550mm 2 4 计算简图 框架结构计算简图见图 2 3 所示 取顶层的形心线作为框架柱的轴线 同时要求 边跨柱的外边面平齐 而中跨柱上下层形心对齐 梁轴线取到板底 一般层柱高度即 为层高 取 3 6 由于底层层高 4 2 室内外高差 0 45和基础顶部至室外地面mmm 0 5 所以底层暂取 h 4200 450 500 5150mm m 图图 2 3 一榀框架计算简图一榀框架计算简图 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 8 3 框架侧移刚度计算 3 1 梁柱线刚度计算 梁的线刚度 Ib EcIb l 其中 Ec 为混凝土弹性模量 l 为梁的计算跨度 lb为梁 截面惯性矩 本结构为现浇式楼盖 故考虑楼板的影响 对于中框架梁 T 形截面 取 Ib 2 0I0 对于边框架梁 倒 L 形截面 取 Ib 1 5I0 对于楼电梯间梁 取 Ib I0 其中 I0为梁矩形部分的截面惯性矩 柱的线刚度 Ic EcIc h 其中 Ic为柱的截面惯性矩 h 为框架柱的计算高度 横梁线刚度计算过程见表 3 1 柱线刚度计算过程见表 3 2 表表 3 1 横梁线刚度横梁线刚度i ib b计算表计算表 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 AC 跨横梁 3 00 104250 6505 72 109 6600 2 6 10103 9 10105 2 1010 BC 跨横梁 3 00 104250 6505 72 109 5400 3 18 10104 77 10106 36 1010 CE 跨横梁 3 00 104250 6505 72 109 8400 2 04 10103 06 10104 08 1010 表表 3 2 柱线刚度柱线刚度 i ic c计算表计算表 层 次 hcEcb hIcEcIc hc 151503 00 104600 6001 080 10106 29 1010 2 436003 00 104550 5507 626 10106 36 1010 539003 00 104550 5507 626 10105 87 1010 642003 00 104550 5507 626 10105 45 1010 3 2 各层横向侧移刚度计算 D 值法 柱的侧移刚度 D 值按式 3 1 计算 3 2 12 h i D c c 1 式中 为柱侧移刚度修正系数 对不同情况按式 3 2 计算 c 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 9 一般层 3 K K c 2 2a 底层 3 K K c 2 5 0 2b 其中表示梁柱线刚度比 K 1 底层 A 1 1 根 K 3 9 6 29 0 62 0 5 0 62 2 0 62 0 427 c D 12 ic h2 12 0 427 6 291 1010 51502 12979 c A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 7 根 K 5 2 6 29 0 827 0 5 0 827 2 0 827 0 469 c D 12 ic h2 13348 c C 1 1 根 K 1 107 0 517 D 14715 c C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 7 根 K 1 605 0 584 D 16622 c C 9 1 根 K 1 245 0 538 D 15312 c E 1 E 9 2 根 K 0 486 0 397 D 11299 c E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 7 根 K 0 649 0 436 D 12409 c B 9 1 根 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 10 K 0 758 0 456 D 12978 c 2 第二 三 四层 A 1 1 根 K 0 613 0 235 D 13839 c A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 7 根 K 0 818 0 29 D 17078 c C 1 1 根 K 1 094 0 354 D 20847 c C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 7 根 K 1 459 0 422 D 24851 c C 9 1 根 K 1 231 0 381 D 22437 c E 1 E 9 2 根 K 0 481 0 194 D 11424 c E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 7 根 K 0 642 0 243 D 14310 c B 9 1 根 K 0 75 0 273 D 16077 c 3 第五层 A 1 1 根 K 0 644 0 249 D 11532 c A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 7 根 K 0 886 0 307 D 14218 c 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 11 C 1 1 根 K 1 186 0 373 D 17274 c C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 7 根 K 1 758 0 468 D 21674 c C 9 1 根 K 1 334 0 400 D 18525 c E 1 E 9 2 根 K 0 521 0 207 D 959 c E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 7 根 K 0 695 0 258 D 11948 c B 9 1 根 K 0 813 0 289 D 13384 c 4 第六层 A 1 1 根 K 1 79 0 472 D 17499 c A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 7 根 K 0 954 0 323 D 11975 c C 1 1 根 K 1 277 0 390 D 14459 c C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 7 根 K 1 703 0 460 D 17054 c C 9 1 根 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 12 K 1 437 0 418 D 15497 c E 1 E 9 2 根 K 0 561 0 219 D 812 c E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 7 根 K 0 749 0 272 D 10084 c B 9 1 根 K 0 875 0 304 D 11271 c 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加 即得框架各层层间侧移侧度 i D 见表 3 3 表表 3 3 横向框架侧移刚度横向框架侧移刚度 N mm N mm 层 次123456 Di362257489469489469489469397513424421 由表可见 底层刚度最小 其层间刚度与上一层层间刚度之比 7 0914 0 21 DD 故该框架为规则框架 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 13 4 重力荷载计算 4 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面及楼面的恒荷载包括结构构件自重和构造屋重量等重力荷载 其标准值按结 构构件的设计算尺寸 构造层的材料及设计厚度以及材料容重标准值计算 计算结构 如下 屋面 上人 水泥花砖屋面层 包括水泥砂浆打底 0 60 kN m2 SBS 改性沥青防水卷材 40mm 厚 0 40 kN m2 20mm 厚水泥砂浆找平层20 0 02 0 40kN m2 150mm 厚水泥蛭石保温层5 0 15 0 75 kN m2 120mm 厚钢筋混凝土板25 0 12 3 0 kN m2 15mm 厚顶棚抹灰层20 0 015 0 30 kN m2 合计5 15 kN m2 1 6 层楼面 30mm 厚水磨石地面0 65 kN m2 120mm 厚钢筋混凝土板25 0 12 3 0kN m2 10mm 厚顶棚抹灰20 0 01 0 20 kN m2 合计3 85 kN m2 4 2 屋面及楼面可变荷载标准值 本建筑为民用建筑 楼面活荷载标准值根据房间用途按 建筑结构荷载规范 GB50009 2011 表 4 1 1 的规定采用 屋面活荷载根据屋面类别按 建筑结构荷载规 范 GB50009 2011 表 4 3 1 的规定采用 屋面水平投影面上的雪荷载标准值按 建 筑结构荷载规范 GB50009 2011 取 结果如下 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 上人屋面均布活荷载标准值 2 0 kN m2 楼面活荷载标准值 2 0 kN m2 屋面雪荷载标准值 0 5 kN m2 4 3 重力荷载代表值计算 1 第一层重力荷载代表值 梁 柱重见表 4 1 4 2 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 14 表表 4 1 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 7000250 650251 142428 5684 纵梁 7200250 550250 99924 75222 75 7900250 650251 28932288 6100250 650250 99824 75198 4900250 650250 812020 6450250 550250 89722 25155 75 6175250 550250 85521 25106 25 5475250 550250 75118 7518 75 4275250 550250 591 14 7514 75 横梁 5100250 550250 7117 517 5 表表 4 2 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 2100600 600250 752718 9510 3 柱 1800550 550250 542713 5364 5 内外填充墙重 外墙 0 25 60 5 2 15 2 5 15 0 65 5 5 930 6kN 0 25 151 1 85 5 5 373 73kN 内墙 100 4 0 2 5 15 0 65 5 5 496 98kN 110 7 0 2 1 8 5 5 219 19kN 4 0 12 5 15 0 65 5 5 11 88kN 100 5 0 2 1 8 5 5 198 99kN 楼面 恒荷载 980 1 3 85 3989 01kN 46 77 0 5 23 09kN 活荷载 980 1 2 1960 2kN 门窗洞 290 25 0 25 5 5 399 09kN 99 33 0 2 5 5 109 26kN 门窗 314 12 0 3 94 24kN 70 63 0 2 14 13kN 雨棚 52 83 0 1 25 132 08kN 第一层重力荷载代表值 G1 7415 92kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 15 2 第二层重力荷载代表值 梁 柱重 表表 4 3 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 7000250 650251 142428 5684 纵梁 7200250 550250 99924 75222 75 7900250 650251 28932288 6100250 650250 99824 75198 4900250 650250 812020 6450250 550250 89722 25155 75 6175250 550250 85521 25106 25 5475250 550250 75118 7518 75 4275250 550250 591 14 7514 75 横梁 5100250 550250 7117 517 5 表表 4 4 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 1800550 550250 542713 5364 5 柱 1800550 550250 542713 5364 5 内外填充墙重 外墙 0 25 60 5 2 15 2 1 8 0 65 5 5 238 77kN 0 25 151 1 85 5 5 373 73kN 内墙 100 7 0 2 1 8 0 65 5 5 140 04kN 152 9 0 2 1 8 5 5 302 74kN 100 5 0 2 1 8 0 65 5 5 138 19kN 楼面 恒荷载 966 1 3 85 3932 03kN 10 8 0 5 5 4kN 活荷载 966 1 2 1932 2kN 门窗洞 150 0 25 5 5 206 25kN 47 76 0 2 5 5 52 54kN 门窗 150 0 3 45kN 47 76 0 2 9 55kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 16 第二层重力荷载代表值 G2 6554 8kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 17 3 第三层重力荷载代表值 梁 柱重 表表 4 5 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 7000250 650251 142428 5684 纵梁 7200250 550250 99924 75222 75 7900250 650251 28932288 6100250 650250 99824 75198 4900250 650250 812020 6450250 550250 89722 25155 75 6175250 550250 85521 25106 25 5475250 550250 75118 7518 75 4275250 550250 591 14 7514 75 横梁 5100250 550250 7117 517 5 表表 4 6 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 1800550 550250 542713 5364 5 柱 1800550 550250 542713 5364 5 内外填充墙重 外墙 0 25 60 5 2 15 2 1 8 0 65 5 5 238 77kN 0 25 151 1 85 5 5 373 73kN 内墙 68 7 0 2 1 8 0 65 5 5 86 91kN 117 0 2 1 8 5 5 231 66kN 84 2 0 2 1 8 0 65 5 5 115 78kN 楼面 恒荷载 966 1 3 85 3932 03kN 20 25 0 5 10 13kN 活荷载 966 1 2 1932 2kN 门窗洞 150 0 25 5 5 206 25kN 32 85 0 2 5 5 36 14kN 门窗 150 0 3 45kN 36 14 0 2 7 23kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 18 第三层重力荷载代表值 G3 6723 99kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 19 4 第四层重力荷载代表值 梁 柱重 表表 4 7 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 7000250 650251 142428 5684 纵梁 7200250 550250 99924 75222 75 7900250 650251 28932288 6100250 650250 99824 75198 4900250 650250 812020 6450250 550250 89722 25155 75 6175250 550250 85521 25106 25 5475250 550250 75118 7518 75 4275250 550250 591 14 7514 75 横梁 5100250 550250 7117 517 5 表表 4 8 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 1800550 550250 542713 5364 5 柱 1800550 550250 542713 5364 5 内外填充墙重 外墙 0 25 60 5 2 15 2 1 8 0 65 5 5 238 77kN 0 25 151 1 95 5 5 373 73kN 内墙 58 5 0 2 1 8 0 65 5 5 74kN 94 4 0 2 1 95 5 5 186 91kN 58 5 0 2 1 8 0 65 5 5 80 44kN 楼面 恒荷载 966 1 3 85 3932 03kN 活荷载 966 1 2 1932 2kN 门窗洞 150 0 25 5 5 206 25kN 27 0 2 5 5 29 7kN 门窗 150 0 3 45kN 27 0 2 5 4kN 第四层重力荷载代表值 G4 6268 83kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 20 5 第五层重力荷载代表值 梁 柱重 表表 4 9 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 7000250 650251 142428 5684 纵梁 7200250 550250 99924 75222 75 7900250 650251 28932288 6100250 650250 99824 75198 4900250 650250 812020 6450250 550250 89722 25155 75 6175250 550250 85521 25106 25 5475250 550250 75118 7518 75 4275250 550250 591 14 7514 75 横梁 5100250 550250 7117 517 5 表表 4 10 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 1950550 550250 542714 75398 25 柱 2100550 550250 542716352 内外填充墙重 外墙 0 25 60 5 2 15 2 1 95 0 65 5 5 238 77kN 0 25 151 1 95 5 5 404 87kN 内墙 57 2 0 2 1 95 0 65 5 5 72 36kN 80 72 0 2 1 95 5 5 173 14kN 37 2 0 2 1 95 0 65 5 5 51 15kN 楼面 恒荷载 966 1 3 85 3932 03kN 0 9 7 7 5 0 5 23 63kN 活荷载 966 1 2 1932 2kN 门窗洞 236 38 0 25 5 5 325 02kN 25 2 0 2 5 5 27 72kN 门窗 236 38 0 3 70 91kN 27 72 0 2 5 54kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 21 第五层重力荷载代表值 G5 6160 67kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 22 6 第六层重力荷载代表值 梁 柱重 表表 4 11 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 7000250 650251 142428 5684 纵梁 7200250 550250 99924 75222 75 7900250 650251 28932288 6100250 650250 99824 75198 4900250 650250 812020 6450250 550250 89722 25155 75 6175250 550250 85521 25106 25 5475250 550250 75118 7518 75 4275250 550250 591 14 7514 75 横梁 5100250 550250 7117 517 5 表表 4 12 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 柱2100550 550250 542716352 内外填充墙重 外墙 0 25 153 1 2 1 0 65 5 5 305 24kN 内墙 55 4 0 2 2 1 0 65 5 5 88 36kN 29 7 0 2 2 1 0 65 5 5 50 64kN 门窗洞 236 88 0 25 5 5 325 71kN 22 68 0 2 5 5 24 95kN 门窗 236 88 0 3 71 06kN 22 68 0 2 4 54kN 屋面 恒荷载 907 5 5 16 3693 53kN 活荷载 907 5 2 1815kN 雪荷载 907 5 0 2 181 5kN 女儿墙 136 1 5 0 25 3 25 165 75kN 第六层重力荷载代表值 G6 5549 53kN 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 23 表表 4 13 横 纵梁自重横 纵梁自重 类别净跨截面密度体积数量单重总重 纵梁6950250 650251 13128 528 25 7590250 650251 54238 2577 4850250 650250 79219 7539 5 8150250 550251 1212828 横梁 5150250 550250 71117 7517 75 表表 4 14 柱自重柱自重 类别计算高度截面密度体积数量单重总重 柱3900250 250250 245630 墙重电梯机房 45 3 9 0 24 5 5 231 66kN 楼顶恒载 活载计算 恒载 103 5 3 85 421 25kN 活载 103 5 2 207kN 雪载 103 5 0 2 20 7kN 楼顶重力荷载代表值 G顶 776 64kN 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 Gi的计算结果如下图所示 图图 4 1 各质点重力荷载代表值各质点重力荷载代表值 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 24 5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 5 1 横向自振周期计算 本设计采用顶点位移法计算结构自振周期 因建筑为带有屋面局部突出间的房屋 突出间对主体结构顶点位移将产生影响 故按顶点位移相等的原则 将屋面突出部分 重力荷载代表值折算到主体结构的顶层 计算如下 KN H h 55 965 05 24 9 3 2 3 164 776 2 3 1GGe 顶 式中 Ge为折算重力荷载 H 为主体结构的计算高度 h 为屋面突出部分高度 顶点位移uT按以下步骤计算 5 n ik kGi GV 1 5 s j ijGii DVu 1 2 5 n k kT uu 1 3 式中 Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值 对顶层应加上局部突出部分的折算 重力荷载 VGi为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 i 层的层间 剪力 为第 i 层的层间侧移刚度 s j ij D 1 分别为第 i k 层的层间侧移 i u k u S 为同层内框架柱的总数 具体计算过程及结果见表 5 1 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 25 表表 5 1 结构顶点的假想侧移计算结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi kN VGi kN Di N mm ui mm ui mm 66515 086515 084244210 01540 3145 56160 1712675 253975130 03180 2981 46268 8318944 084894690 03870 2663 36723 9925688 074894690 05240 2276 26554 8332222 94894690 06580 1752 17415 9239638 823622570 10940 1094 结构基本自振周期 T1 s 按下式计算 TT uT 7 1 1 式中为结构基本自振周期考虑非承重砖墙的折减系数 本结构为框架结构 T 取为 0 7 则 T suT tt 67 03145 0 7 07 17 1 2 1 2 1 1 5 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本设计中结构高度不超过 40m 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以剪切型 为主 故可用底部剪力法计算水平地震作用 由设计任务书可知 本建筑所在地抗震设防烈度为 7 度 水平地震影响系数最大 值为 0 08 场地类别为 1类 设计地震分组为第二组 特征周期为 Tg 0 30s 因为 Tg 0 30s T1 0 67s 1 4Tg 1 4 0 30 0 42s 所以应考虑顶部附加水平地震作用 因特征周期 Tg 0 30s 根据 建筑抗震设计规范 GB 50011 2011 顶部附加地震作 用系数 1236 0 07 067 0 08 0 07 0 08 0 16 T KNFF EK 58 16129 13071236 0 66 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 26 将上述计算结果代入式 5 4 即可算得各质点的水平地震作用标准值 5 3 2 1 1 1 niF HG HG F nEk n j jj ii i 4 式中 Gi Gj分别为集中于质点 i j 的重力荷载代表值 Hi Hj分别为质点 i j 的计算高度 框架各层层间剪力通过式 5 5 计算 5 n ik ki FV 5 式中 Fk为作用在 k 层楼面处的水平地震作用标准值 具体计算过程及结果见表 5 2 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 5 1 5 3 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移 按 5 6 5 7 计算 i u u 5 6 s j ijii DVu 1 5 n k k uu 1 7 具体计算过程及结果见表 5 3 表表 5 2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 hi m Hi m Gi kN GiHi kN m GiHi GiHi Fi kN Vi kN 73 9024 95776 6421707 090 03944 6644 66 64 2024 055549 53133466 20 24274 97319 63 53 6019 856160 17122279 370 22252 06571 69 43 6015 956268 8399987 840 18217 68789 31 33 6012 356723 9983041 280 149170 71960 08 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 27 23 608 756554 8357354 760 103118 011078 09 15 155 157415 9238191 990 06979 051157 14 a 水平地震作用分布水平地震作用分布 b 层间剪力分布层间剪力分布 图图 5 1 横向水平地震作用及楼层地震剪力横向水平地震作用及楼层地震剪力 表表 5 3 横向水平地震作用下的位移验算横向水平地震作用下的位移验算 层 次 Vi kN Di N mm ui mm hi mm e ui hi 6319 634244211 41242001 2974 5571 693975131 43839001 2112 4789 314894691 61336001 2232 3960 084894691 96136001 1836 21078 094894692 20336001 1634 11157 143622573 19451501 1612 表 5 3 还计算了各层的层间弹性位移角 e ui hi 由表中数值可知 最大层间弹性 位移角发生在第一层 其值为 1 1612 1 550 满足 建筑抗震设计规范 GB 50011 2011 第 5 5 1 条的规定 5 4 水平地震作用下框架内力计算 本设计说明书以结构图中 轴线横向框架内力计算为例 说明计算方法及过程 其余框架内力计算从略 本设计采用 D 值法计算水平地震作用下的框架内力 各层柱的侧移刚度以及各 层层间剪力已由前面计算得出 各柱所分配的剪力由 5 8 计算 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 28 5 i s j ij ij ij V D D V 1 8 式中 Vij为第 i 层第 j 根柱所分配的地震剪力 Vi 为第 i 层楼层间剪力 Dij 为第 i 层第 j 根柱的侧移刚度 为条 i 层所有柱侧移刚度之和 s j ij D 1 柱反弯点高度根据 5 9 计算 y y0 y1 y2 y3 h 5 9 式中 y0为标准反弯点高度比 y1为某层上下梁线刚度不同时 对 y0的修正值 y2为上层层高与本层高度不同时 对 y0的修正值 y3为下层层高与本层高度不同时 对 y0的修正值 因为本设计各层梁截面相同 即线刚度相同 故不需要考虑 y1值 且只 有一二层分别需要考虑 y3 y3 由柱剪力 Vij和反变点高度 y 按 5 10 5 11 计算柱端弯矩 上端 5 yhVM ij u c 10 下端 5 yVM ij b c 11 具计算过程及结果见表 5 4 5 5 和表 5 6 表表 5 4 各层各层 A 轴柱端弯矩及剪力计算轴柱端弯矩及剪力计算 层次 hi m Vi kN Dij N mm Di2 N mm Vi2 kN K y Mbi2 kN m Mui2 kN m 64 20319 634244212076219 572 5480 4335 3446 85 53 90571 693975131421820 450 8860 4031 947 85 43 60789 314894691707827 540 8180 4544 6154 53 33 60960 084894691707833 50 8180 4554 2766 33 23 601078 094894691707837 620 8180 4560 9474 49 15 151157 143622571334842 640 8270 4598 82120 78 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 29 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 30 表表 5 5 各层各层 E 轴柱端弯矩及剪力计算轴柱端弯矩及剪力计算 层次 hi m Vi kN Dij N mm Di2 N mm Vi2 kN K y Mbi2 kN m Mui2 kN m 6 4 20319 634244211935318 242 180 4232 1844 43 53 90571 693975131194817 180 6950 3926 1340 87 43 60789 314894691431023 080 6420 4033 2449 85 33 60960 084894691431028 070 6420 4545 4755 58 23 601078 094894691431031 520 6420 4551 0662 41 15 151157 143622571240939 640 6490 65132 6971 45 表表 5 6 各层中柱柱端弯矩及剪力计算各层中柱柱端弯矩及剪力计算 层次 hi m Vi kN Dij N mm Di2 N mm Vi2 kN K y Mbi2 kN m Mui2 kN m 64 20319 634244211705430 261 7030 4351 0768 14 53 90571 693975132167431 071 7580 4352 2769 29 43 60789 314894692485140 071 4590 4564 9179 34 33 60960 08489469 2481548 741 4590 4782 4793 23 601078 094894692481554 741 4590 5098 5398 53 15 151157 143622571662253 091 6050 61166 78106 63 梁端弯矩按节点弯矩平衡条件 将节点上 下端弯矩之和按左 右梁的线刚度比 例分配 5 u ij b ji r b l b l bl b MM ii i M 1 12 5 u ij b ji r b l b r br b MM ii i M 1 13 式中 分别表示节点左 右梁的线刚度 l b i r b i 分别表示节点左 右梁的弯矩 l b M r b M 梁端剪力根据梁的两端弯矩 按 5 14 计算 5 l MM V r b l b b 14 由梁端剪力叠加便可求得框架柱轴力 其中边柱为各层梁端剪力按层叠加 中柱 轴力为两侧梁端剪力之差 亦按层叠加 具体计算过程及结果见表 5 6 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 31 表表 5 6 梁端弯矩 剪力及柱轴力计算梁端弯矩 剪力及柱轴力计算 左横梁右横梁柱轴力 层 次 l b M r b MlVb l b M r b MlVbA 柱 N中柱 NE 柱 N 646 8544 436 66 5235 1727 548 46 526 52 2 31 6 52 547 8538 836 613 1340 8730 468 48 4919 65 4 64 15 01 454 5344 566 615 0149 8534 888 410 0934 66 9 56 25 1 366 3352 116 617 9555 5840 888 411 4852 61 16 03 36 58 274 4955 216 619 6562 4143 328 412 5972 26 23 09 49 17 1120 7859 756 627 3571 4546 888 414 0999 61 36 35 63 26 注 柱轴力中的负号表示拉力 当为左地震作用时 左侧两根柱为拉力 对应的右侧两根柱为 压 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 梁端剪力及柱轴力图如图 5 2 图 5 3 所示 图图 5 2 水平地震作用下框架弯矩图水平地震作用下框架弯矩图 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 32 图图 5 3 水平地震作用下梁端剪力及轴力图水平地震作用下梁端剪力及轴力图 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 33 6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 6 1 计算单元 取 轴线横向框架进行计算 计算单元宽度为 7 7m 如图 6 1 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 计算单元范围 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 由于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 图图 6 1 横向框架计算单元横向框架计算单元 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 34 图图 6 2 各层梁上作用的恒载各层梁上作用的恒载 6 2 荷载计算 6 2 1 恒载计算 在图中 代表横梁自重 为均布荷载形式 1 q 对于第六层 屋面 1 0 3 0 9 256 75kN mq 为屋面板传给横梁的梯形荷载 由图 6 2 所示几何关系可得 2 q 2 5 16 2 12 25 22 45kN mq 1 P 2 P 3 P 4 P分别为由边纵梁 中纵梁直接传给柱的荷载 它包括梁自重 楼板重和女儿墙等的重力荷载 计算过程如下 1 111111 4 2 2 1 2 1 6 6 2 14 5 2 25 1 86 6 2 255 16 222222 P 4 24 5 0 25 0 65 250 25 0 55 25 3 154 2 8 7 0 3152 28kN 2 111111 4 2 2 1 2 1 6 6 2 14 5 2 25 1 86 6 2 255 16 222222 P 4 24 5 0 25 0 65 250 25 0 55 25 3 3143 51kN 3 111111 4 2 2 1 2 1 6 3 2 14 5 2 25 1 86 3 2 255 16 222222 P 4 24 5 5 16 1 05 4 24 5 0 25 0 55 250 25 0 55 25 3 15181 21kN 4 111111 4 2 2 1 2 1 6 6 2 14 5 2 25 1 86 6 2 255 16 222222 P 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 35 4 24 5 5 16 1 05 4 24 5 0 25 0 55 250 25 0 55 25 3 3185 21kN 集中力矩 11 1 0 550 3 152 819 04kN m 2 MPe 0 222 ePM 0 333 ePM 安徽新华学院 2013 届本科毕业设计 36 对于其他层包括梁自重和其上横墙自重 为均布荷载 其荷载计算方法同第六 1 q 层 结果见表 6 1 表表 6 1 横向框架恒载汇总表横向框架恒载汇总表 层次