某多层学生公寓建筑与结构设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 I 页 共 I 页 某多层学生公寓建筑与结构某多层学生公寓建筑与结构 设计毕业论文设计毕业论文 目 录 1 绪论 1 2 建筑设计说明 2 2 1 建筑物功能与特点 2 2 2 建筑做法 3 3 PKPM 设计 5 3 1 确定结构布置及构件的截面尺寸 5 3 2 输入荷载的计算 6 3 3 PMCAD 参数选取 9 3 4 PKPM 电算流程 11 3 5 PKPM 电算成果 11 4 一榀框架设计 12 4 1 计算简图的确定 12 4 2 竖向荷载作用下的内力计算 13 4 3 风荷载作用下的内力计算 29 4 4 地震作用下的内力及位移计算 37 4 5 内力组合 44 4 6 梁柱截面配筋计算 61 5 基础设计 83 5 1 桩基础设计 83 6 零星构件设计 86 6 1 次梁的设计 86 6 2 板的计算 88 6 3 楼梯的计算 90 结束语 94 致 谢 95 参 考 文 献 96 附 录 1 97 附 录 2 98 附 录 3 99 附 录 4 100 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 1 页 共 100 页 1 1 绪论绪论 本课题主要研究的是钢筋混凝土框架建筑设计和结构受力问题 校园建筑设计 以建设低耗能和绿色建筑为主要目标 以节能 节水 节材等为重点 钢筋混凝土框 架设计对于结建筑本身有着至关重要的意义 结构设计的内容一般包括屋盖 楼盖 的设计 框架设计 基础设计三大部 根据框架结构的自身特点 在进行建筑 结构 设计时 在混凝土框架结构的建筑中 框架的设计和结构受力是整个建筑的核心与 关键所在 研究的主要途径 1 前期准备 收集相关资料 查阅中外文献 请教老师和同学讨论 学习 掌握钢筋混凝土框架结构的受力特点 钢筋混凝土框架构件的一般设计过程 钢筋 混凝土框架构件设计注意要点等内容 并且学习使用 PKPM AutoCAD 软件 2 针对地质报告选择不同的设计方案确保结构的安全性 建立 PKPM 模型 通过改变钢筋混凝土框架中梁柱荷载的大小和方向等参数 了解在不同条件下钢筋 混凝土框架结构的内力特点 3 对 PKPM 软件运算的结果进行分析 得出关于钢筋混凝土框架的内力特点 的结论 选择最优方案进行计算 4 进行建筑设计 房间布置 运用 AutoCAD 等绘图软件 绘制施工图 本次毕业设计预期达到的成果主要有 1 设计说明计算书 2 建筑施工图 3 结构施工图 4 PKPM 建模文件 最大的成果是通过毕业设计可以将四年来的知识整理概况并总结升华 为即将 到来的工作打下更加坚实的基础 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 2 页 共 100 页 2 2 建筑设计建筑设计说明说明 根据现代大学对学生公寓的具体要求 高校学生公寓工程建设应把握以人为本 可持续发展 绿色低碳环保等原则 同时注重新工艺的采用 减排节能 2 对建筑 内部空间进行合理 创新的布置 让各个部位都得到充分的利用 增大学生的活动 空间 让同学们住的更加舒服 对建筑外部行装饰时要注意其色调与校园内其他建 筑相融合 使其成为一个整体 2 12 1 建筑物功能与特点建筑物功能与特点 现代高校的学生公寓不再只是满足学生的休息要求 还要满足学习 娱乐等多 方面的要求 学生在校学习生活的绝大多数时间都是在学生宿舍里度过的 所以学 生公寓的设计要考虑周全 让学生有一个舒适的学习和休息的空间 按照要求采用钢筋混凝土框架结构的结构形式 框架结构是高校学生公寓中比 较常用的结构形式 有利于建筑平面的布置 使空间布局更加灵活 施工过程变得 简单了 经济效益大大提高 并且整个结构质量大大减小了 便于标准化 定型化 3 采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块作为填充墙以减小建筑自重 因地质条件较差 所 以基础采用桩基础 2 1 1 平面设计 本设计结合了长廊式和单元式宿舍的优点 由于长廊式可以使提高走廊的利用 率 增强学生之间的交往 同时便于统一管理 大多数学生喜欢过集体生活 根据 学生的需求 宿舍我们按照每间四个人的标准设计 内部设有卫生间 洗浴间 采 用内置的阳台 每层的中部设置了水房 方便学生对热水的需求 在每层的最东边 设有一个学生活动室 满足学生活动需求 在底层东西两侧设有两个出口 方便学 生的出行 同时满足防火要求 4 2 1 2 立面设计 宿舍采用的是大面积玻璃窗 这样可以使宿舍的采光面积大大提高 同时可以 减少照明的使用 是一种低碳的好方法 宿舍外墙采用白色涂料为底色 蓝灰色涂 料为腰线 使整个建筑物看起来简约大方 给学生一种很舒适的感觉 2 1 3 剖面设计 剖面图是反映建筑物分层情况 材料 做法 高度尺寸及各部位联系等 侧立 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 3 页 共 100 页 面均采用推拉窗 这是为了便于走廊的采光 远眺 宿舍门均采用木门 木门窗便 于维护 且隔音效果较好 窗户均采用塑钢窗 整座大楼的立面简约而不失大方 2 22 2 建筑做法建筑做法 1 屋面做法 a 40 厚高聚物改性沥青防水层 b 10 厚低标号砂浆隔离层 c 沥青卷材防水层 d 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 e 50 厚憎水膨胀珍珠岩板保温层 f 最薄 30 厚 LC50 轻集料混凝土 2 找坡层 2 楼面做法 a 宿舍楼面 合成树脂涂层 40 厚 C20 混凝土 随打随抹光 1 5 厚聚氨酯防水层或 2 厚聚合物水泥基防水涂料 最薄处 20 厚 1 3 水泥砂浆或 C20 细石混凝土找坡层抹平 水泥砂浆一道 內掺建筑胶 现浇钢筋混凝土板或预制楼板现浇叠合层 b 卫生间 8 10 厚陶瓷地砖 5 厚 1 1 水泥细砂浆结合层 沥青卷材防水层 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 120 厚钢筋混凝土楼面板 3 外墙面做法 a 刷外墙涂料 b 水泥粉刷墙面 c 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 d 15 厚粉刷层 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 4 页 共 100 页 4 内墙面做法 a 刷内墙涂料 b 15 厚水泥砂浆粉刷 两侧 c 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5 散水做法 混凝土散水 a 60 厚 C15 混凝土撒 1 1 水泥砂子 压实赶光 b 150 厚 3 7 灰土垫层 c 素土夯实向外坡 3 6 门窗 a 门选用标准图集中的木门 窗选用塑钢窗 b 门窗表见表 2 1 表 2 1 门窗表 编号 洞口尺寸 宽 高 开启方式樘数备注 C1 2100 1500 10铝合金通窗 C22100 2100 165铝合金通窗 M1 900 2100平开门264 实木门 M21800 2100平开门6 实木门 M31800 2100平开门3 玻璃推拉门 FM1800 2100平开门12 乙级防火木门 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 5 页 共 100 页 3 3 PKPMPKPM 设计设计 PKPM 系列 CAD 系统软件是目前国内建筑工程界应用最广 用户最多的一套计 算机辅助设计系统 它是一套集建筑设计 结构设计 设备设计 工程量统计 概 预算及施工软件等于一体的大型建筑工程综合 CAD 系统 5 3 13 1 确定结构布置及构件的截面尺寸确定结构布置及构件的截面尺寸 为使结构在横向和纵向均具有较好的抗震能力 框架结构应设计为双向抗侧力 体系 不宜采用单跨框架 框架梁和柱的中线应尽可能重合在同一平面内以避免或 减小对柱不利的扭转效应 6 非承重的墙体优先选用轻质墙体材料 墙体与主体结构应有可靠的拉结 砌体 填充墙的设置应采取措施减少对主体结构的不利影响 避免使主体结构形成薄弱层 或短柱 3 1 1 确定梁柱板的截面尺寸 1 确定梁的截面尺寸 主梁的尺寸估算 1111 8000666 7mm 1000mm 128128 hl 750mm h 1111 750251mm 375mm 3232 bh 300mm b 300mm 750mmbh 次梁的尺寸估算 1111 8000444 4mm 666 7mm 18121812 hl 600mmh 1111 600200mm 300mm 3232 bh 250mmb 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 6 页 共 100 页 250mm 600mmbh 其余梁尺寸见附图 1 2 柱截面尺寸 根据经验公式估算 可取 600mm 600mmbh 3 楼板尺寸估算 在一般荷载下 双向板板厚取版跨的 但不小于 考虑板跨 管网布 1 50 100mm 置对结构的削弱作用 扰度要求 对结构的不利影响等 取板厚为 120mm 3 1 2 结构布置 根据建筑方案的设计要求 确定结构平面布置 如图 3 1 图3 1 结构平面布置图 3 23 2 输入荷载的计算输入荷载的计算 荷载输入分为恒荷载输入和活荷载输入两个部分 其中恒荷载输入包括梁间荷 载输入和楼面 屋顶恒荷载输入 活荷载输入则包括楼面活荷载和屋顶活荷载 梁 间荷载计算的是墙体荷载 需要把墙面抹灰和门窗的荷载考虑在内 1 板荷载计算 a 顶板荷载 恒载 40 厚高聚物改性沥青防水层 10 厚低标号砂浆隔离层 沥青卷材防水层 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 7 页 共 100 页 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 50 厚憎水膨胀珍珠岩板保温层 最薄 30 厚 LC50 轻集料混凝土 2 找坡层 钢筋混凝土屋面板 120 厚现浇钢筋混凝土楼板 2 0 12 25 3kN m 15 厚纸筋灰抹底 2 0 015 17 0 255kN m 小计 2 2 12 0 03 3 255 5 41kN m 活载 不上人屋面 2 0 5kN m b 楼板荷载 恒载 合成树脂涂层 40 厚层 C20 混凝土 随打随抹光 1 5 厚聚氨酯防水层或 2 厚聚合物水泥基防水涂料 最薄处 20 厚 1 3 水泥砂浆或 C20 细石混凝土找坡层抹平 水泥砂浆一道 內掺建筑胶 现浇钢筋混凝土板或预制楼板现浇叠合层 120 厚现浇钢筋混凝土楼板 2 0 12 25 3kN m 15 厚纸筋灰抹 2 0 015 17 0 255kN m 小计 2 1 83 3 0 255 5 09kN m 活载 走廊 宿舍楼板 2 2kN m 活动室 2 3 5kN m c 楼梯间荷载 活载 2 3 5kN m d 卫生间荷载 恒载 8 10 厚陶瓷地砖 5 厚 1 1 水泥细砂浆结合层 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 8 页 共 100 页 防水层 冷底子油一道 热沥青二道 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 130 厚钢筋混凝土楼面板 小计 2 3 718kN m 活载 2 2 0kN m 2 墙体荷载计算 墙体荷载按照偏安全考虑 不扣除门洞所占体积 但扣除窗体积 墙体高度 按照楼层高度减去梁高考虑 a 外墙 水泥粉刷墙面 2 0 64kN m 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 2 0 20 7 1 14kN m 15 厚粉刷层 2 0 15 17 2 55kN m 外墙保温层 2 0 17kN m 小计 2 2 47kN m b 内墙 15 厚粉刷层 两侧 2 0 015 17 0 255kN m 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土 2 0 20 7 1 14kN m 小计 2 1 655kN m 墙体线荷载计算 外墙线荷载 南北外墙带窗 7 2 0 6 3 6 0 75 4 2 2 1 1 885 4 2 2 1 0 4 3 39kN m 7 2 0 6 外墙线荷载 东西外墙不带窗 8 0 6 3 6 0 75 1 885 5 37kN m 8 00 6 外墙线荷载 东西外墙 7 5 0 45 3 4 0 7 0 2 5 5 0 36 0 015 17 0 17 5 09kN m 7 50 45 外墙线荷载 东西外墙带窗 8 0 6 3 6 0 75 2 1 2 1 1 885 2 1 2 1 0 4 2 64kN m 8 0 6 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 9 页 共 100 页 内横墙线荷载 带门 7 2 0 6 3 6 0 75 1 8 2 1 1 61 1 8 2 1 0 4 3 9kN m 7 2 0 6 内纵墙线荷载 次梁下 3 6 0 45 1 61 4 83kN m 0 6 女儿墙线荷载 8 0 6 0 8 1 885 1 51kN m 8 0 6 3 梁自重计算 a 主梁 300750b hmmmm 主梁自重 25 0 30 75 0 124 73 kN m 抹灰层 0 015 17 0 75 20 38 kN m 小计 5 11kN m b 次梁 250600b hmmmm 次梁自重 25 0 250 6 0 123 kN m 抹灰层 0 015 170 6 2 0 250 37 kN m 小计 3 37kN m c 基础梁 250400b hmmmm 基础梁 25 0 6 0 69 mkN 抹灰层 0 015 170 6 40 612 kN m 小计 9 61kN m 3 33 3 PMCADPMCAD 参数选取参数选取 根据任务书所给的资料 可知该学生公寓楼抗震设防烈度为 7 度 0 1g 根据 建筑工程抗震设防分类标准 确定该场地为丙类 结构形式为钢筋混凝土框架结 构 层数为 6 层 层高为 3 6m 场地类别为 类 可以确定该框架的抗震等级为三 级 具体的材料信息及设置参数选择如下 具体数据如下图 3 2 3 4 所示 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 10 页 共 100 页 图 3 2 标准层信息 图 3 3 地震信息 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 11 页 共 100 页 图 3 4 风荷载信息 3 43 4 PKPMPKPM 电算流程电算流程 PMCAD 软件采用人机交互方式引导用户逐层布置楼面 再输入层高就建立起一 套描述建筑整体结构的数据 PMCAD 是整个结构 CAD 的核心 是剪力墙 楼梯施工图 高层空间三维分析 和各类基础 CAD 的必备接口软件 7 用电算程序做房屋结构设计 主要有以下三个步骤 建模 计算和绘制施工图 3 53 5 PKPMPKPM 电算成果电算成果 根据计算结果 判断结构方案是否合理 并且进行构件的优化计算 即调整构 件截面使其满足承载力极限状态和正常使用极限状态要求 谋求结构最优设计 详 见附录 1 至 3 对于计算结果的分析主要包括 1 梁 柱的计算结果的分析 2 板的计算结果的分析 从计算结果看 板的配筋满足了构造要求 梁的配筋率均大于最好配筋率满足 了设计要求 柱的轴压比也均小于 0 8 满足三级抗震等级下轴压比限值 0 9 所以 本方案基本合理 手算时有很多简化原则 所以会与电算有差距 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 12 页 共 100 页 4 4 一榀框架设计一榀框架设计 框架结构是由梁和柱连接而成的 梁柱交接处的框架节点应为刚接构成双向梁 柱抗侧力体系 框架结构是高次超静定结构 即承受竖向荷载 又承受风荷载或水 平地震作用等侧向力的作用 为方便常忽略结构纵向和横向之间的空间联系 忽略 各构件的抗扭作用 将横向框架和纵向框架分别按平面框架进行分析计算 通常 横向框架的间距 荷载和间距都相同 因此取出有代表性的一榀中间横向框架作为 计算单元 4 14 1 计算简图的确定计算简图的确定 取 4 轴一榀框架进行计算 根据地质资料 确定基础顶面离室外地面为 550mm 由公式 底层柱 层高 室内外高差 基础顶面至室外地面高度 求得底层柱高为 4 6m 其中在计算框架梁截面惯性矩时应考虑到现浇楼板的影响 8 在框架梁两端节点附I 近 梁承受负弯矩 顶部的楼板受拉 楼板对梁的截面弯曲刚度影响较小 而在框 架梁的跨中 梁承受正弯矩 楼板处于受压区形成形截面梁 楼板对梁的截面弯T 曲刚度影响较大 设计中对现浇楼盖 中框架梁取 边框架梁取 o 2II o 5 1 II 为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩 o I AB CD 跨梁 343 1 20 3 0 75 826 4 10m 12 iEE BC 跨梁 343 1 20 3 0 75 350 7 10m 12 iEE 2 6 层柱 343 1 0 6 0 6 3 630 10m 12 iEE 底层柱 343 1 0 6 0 6 4 623 5 10m 12 iEE 各梁柱构件的线刚度经计算后列于图 4 1 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 13 页 共 100 页 注 图中数字为线刚度 单位 34 m10E 图 4 1 一榀框架线刚度 4 24 2 竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算 作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载两种 竖向荷载包括结构自重 及楼 屋 面活荷载 一般为分布荷载 有时也有集中荷载 荷载传递路线见图 4 2 图 4 2 荷载传递路线图 框架结构在竖向荷载作用下的内力 一般采用三种计算方法 即分层法 迭代 法 弯矩二次分配法 框架的结构与荷载沿高度比较均匀时可采用分层法 然而分 层法计算所得的框架节点处的弯矩之和常常不等于零 当计算有侧移 不规则的框 架较常用迭代法 但其计算过程比较繁琐 弯矩二次分配法可用于无侧移 规则的 框架 精度比分层法高 本次设计采用弯矩二次分配法 弯矩二次分配法具体计算 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 14 页 共 100 页 步骤 1 根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数 并计算竖向荷载作用 下各跨梁的固端弯矩 2 计算框架各节点的不平衡弯矩 并对所有节点的不平衡 弯矩同时进行第一次分配 其间不进行弯矩传递 3 将所有杆端的分配弯矩同时 向其远端传递 对于刚接框架 传递系数均取 1 2 4 将各节点因传递弯矩而产 生的新的不平衡弯矩进行第二次分配 使各节点处于平衡状态 至此 整个弯矩分 配和传递过程即告结束 5 将各杆端的固端弯矩 分配弯矩和传递弯矩叠加 即得各杆端弯矩 9 4 2 1 荷载简化 框架梁上分布荷载由均布荷载和三角形荷载以及均布荷载和梯形荷载两部分组 成 荷载的简化方法有两种 弯矩等效和剪力等效 当一跨框架梁上分布一个梯形荷载或三角形荷载时 在求固端弯矩时 根据固 端弯矩相等的原则 将梯形荷载或三角形荷载化作等效均布荷载 9 由等效原则有 式中为梯形的高和下底的比值 23 1 2 ggg 矩形梯形 5 g 8 gg 三三三三三 当一跨框架梁上的分布荷载由两种不同类型荷载组成时 求固端剪力时 根据 剪力等效的原则 将梯形荷载转或三角形荷载化为等效的均布荷载 等效原则有 12 SS gg l 梯形梯形 矩形 l SS gg 三角形三角形 矩形 21 l SS gg 三角形梯形 矩形 21 其中 S 表示梯形的面积 1 A B 轴间框架梁 屋面板传荷载 1800 0 225 8000 恒载 23 5 41 1 2 0 2250 225 1 8 217 73 kN m 活载 23 2 0 1 2 0 2250 225 1 8 26 55 kN m 楼面板传荷载 恒载 23 5 09 1 2 0 2250 225 1 8 216 68 kN m 活载 23 2 0 1 2 0 2250 225 1 8 26 55 kN m A B 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 5 0 17 7322 73 kN m 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 15 页 共 100 页 活载 板传荷载 6 55 kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 5 0 16 6821 68 kN m 活载 板传荷载 6 55 kN m 2 B C 轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载 5 5 41 1 5210 14 8 kN m 活载 5 2 0 1 523 75 8 kN m 楼面板传荷载 恒载 5 5 09 1 529 54 8 kN m 活载 5 2 0 1 523 75 8 kN m B C 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 5 0 10 1415 14 kN m 活载 板传荷载 6 55 kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 5 09 5414 54 kN m 活载 板传荷载 6 55 kN m 3 C D 轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载 23 5 41 1 2 0 2250 225 1 8 217 73 kN m 活载 23 2 0 1 2 0 2250 225 1 8 26 55 kN m 楼面板传荷载 恒载 23 5 09 1 2 0 2250 225 1 8 216 68 kN m 活载 23 2 0 1 2 0 2250 225 1 8 26 55 kN m A B 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 5 0 17 7322 73 kN m 活载 板传荷载 6 55 kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 5 0 16 6821 68 kN m 活载 板传荷载 6 55 kN m 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 16 页 共 100 页 4 A 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 女儿墙自重 做法 墙高 800mm 100mm 的混凝土压顶 2 095 0 825 0 1 0 242 28 kN m 顶层柱恒载 女儿墙自重 梁自重 板传荷载 1 2 28 7 2 5 0 7 20 6 3 37 8 2 3 6 1 8 4 48 1 81 2 5 415 41 222 128 14kN 顶层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 2 2 024 12 222 kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 1 3 39 7 20 6 4 83 80 24 2 1 5 7 20 6 3 37 8 2 3 6 1 8 4 48 1 81 5 09 25 09 222 152 84kN 标准层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 2 2 0 222 24 12kN 5 B 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 墙自重 板传荷载 1 5 0 7 20 6 3 37 8 2 3 6 1 8 4 48 1 81 2 5 415 41 222 4 27 2 1 5 5 41 2 157 98kN 顶层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 4 27 2 1 5 25 41 2 0 2222 41 22kN 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 17 页 共 100 页 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 1 3 39 7 20 6 4 83 80 24 2 13 6 1 8 5 7 20 6 3 37 8 5 09 2 22 4 48 1 81 4 27 2 1 5 5 095 09 222 192 50kN 标准层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 4 27 2 1 5 25 41 2 0 2222 41 22kN 6 C 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 墙自重 板传荷载 1 5 0 7 20 6 3 37 8 2 3 6 1 8 4 48 1 81 2 5 415 41 222 4 27 2 1 5 5 41 157 98 2 kN 顶层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 4 27 2 1 5 25 41 2 0 2222 41 22kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 1 3 39 7 20 6 4 83 80 24 2 13 6 1 8 5 7 20 6 3 37 8 5 09 2 22 4 48 1 81 4 27 2 1 5 5 095 09 192 50 222 kN 标准层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 4 27 2 1 5 25 41 2 0 2222 41 22kN 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 18 页 共 100 页 7 D 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 女儿墙自重 梁自重 板传荷载 1 2 28 7 2 5 0 7 20 6 3 37 8 2 3 6 1 8 4 48 1 81 2 5 415 41128 14 222 kN 顶层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 2 2 0 222 24 12kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 1 3 39 7 20 6 4 83 80 24 2 1 5 7 20 6 3 37 8 2 3 6 1 8 4 48 1 81 5 09 25 09 222 152 84kN 标准层柱活载 板传荷载 3 6 1 8 4 48 1 81 2 2 0 222 24 12kN 荷载简化后恒荷载 活荷载作用下计算简图见图 4 3 图 4 4 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 19 页 共 100 页 图 4 3 荷载简化后恒荷载作用下计算简图 kN mkN 图 4 4 荷载简化后活荷载作用下计算简图 kN mkN 4 2 2 各层弯矩分配系数 由图 4 1 知梁 柱的相对线刚度 为了说明清晰 对节点进行编号 如代表 三三 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 20 页 共 100 页 节点处左梁信息 代表节点处右梁信息 代表节点处上柱信息 代表 三三 三三 三三 节点处下柱信息 弯矩分配系数按下式计算 节点标号见图 4 5 计算公式 i iiii 三三 三三 三三三三三三三三 i iiii 三三 三三 三三三三三三三三 i iiii 三三 三三 三三三三三三三三 i iiii 三三 三三 三三三三三三三三 图 4 5 节点编号图 1 0 三三三三三三三三 以 节点为例计算 其他层分配系数计算方法同上 数值详见表 4 1 26 4 0 47 0 26 4 0 30 i iiii 右梁 右梁 左梁右梁上柱下柱 30 0 53 0 26 4 0 30 i iiii 下柱 下柱 左梁右梁上柱下柱 表4 1 弯矩分配系数 节点编号 左梁 右梁 上柱 下柱 10 000 470 000 531 0 20 250 470 000 28 1 0 30 470 250 000 28 1 0 40 470 000 000 53 1 0 50 000 300 350 35 1 0 60 190 370 220 22 1 0 70 370 190 220 22 1 0 80 300 000 350 35 1 0 90 000 300 350 35 1 0 100 190 370 220 22 1 0 110 370 190 220 22 1 0 120 300 000 350 35 1 0 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 21 页 共 100 页 130 000 300 350 35 1 0 140 190 370 220 22 1 0 150 370 190 220 22 1 0 160 300 000 350 35 1 0 170 000 300 350 35 1 0 180 190 370 220 22 1 0 190 370 190 220 22 1 0 200 300 000 350 35 1 0 210 000 330 380 29 1 0 220 200 390 230 18 1 0 230 390 200 230 18 1 0 240 330 000 380 29 1 0 4 2 3 恒荷载作用下的构件内力计算 1 恒荷载作用下框架梁固端弯矩计算 第六层框架梁固端弯矩计算 22 11 g22 73 8 0121kN m 1212 ABAB AB Ml 22 11 g22 73 8 0121kN m 1212 BABA BA Ml 22 11 g15 14 3 011 4kN m 1212 BCBC BC Ml 22 11 g15 14 3 011 4kN m 1212 CBCB CB Ml 22 11 g22 73 8 0121kN m 1212 CDCD CD Ml 22 11 g22 73 8 0121kN m 1212 DCDC DC Ml 其余层弯矩值计算略 计算各杆端的固端弯矩值 弯矩值以顺时针转动为正 计算结果见表 4 2 表4 2 杆端固端弯矩值 单位 kN m 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 22 页 共 100 页 楼层A 右B 左B 右C 左C 右D 左 6 层 121121 11 411 4 121121 5 层 115 6115 6 10 910 9 115 6115 6 4 层 115 6115 6 10 910 9 115 6115 6 3 层 115 6115 6 10 910 9 115 6115 6 2 层 115 6115 6 10 910 9 115 6115 6 1 层 115 6115 6 10 910 9 115 6115 6 2 弯矩二次分配法求恒载杆端弯矩 恒荷载作用下杆端弯矩计算过程见图 4 6 求得杆端内力后 通过静力平衡条件 可求得相应的剪力和轴力 10 见图 4 10 4 11 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 23 页 共 100 页 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱 0 530 470 250 280 470 470 280 250 470 53 2 23 3 0 07 7 1 12 21 1 0 00 01 12 21 1 0 00 0 1 11 1 4 40 01 11 1 4 40 0 1 12 21 1 0 00 01 12 21 1 0 00 0 2 23 3 0 07 7 51 9046 03 27 40 30 69 51 5151 5130 6927 40 46 03 51 90 15 42 13 7023 01 11 5225 76 25 7611 52 23 0113 70 15 42 0 91 0 81 9 31 10 43 17 5117 5110 439 310 810 91 66 41 89 48107 30 52 64 54 6654 6652 64 107 3089 48 66 41 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 2 27 7 5 51 1 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 1 10 0 9 90 01 10 0 9 90 0 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 2 27 7 5 51 1 30 8330 8326 43 19 89 23 03 23 03 38 7438 7423 0323 0319 89 26 43 30 83 30 83 25 9515 42 9 9513 21 15 34 11 5219 37 19 3715 3411 52 13 219 95 25 95 15 42 11 00 11 00 9 43 1 09 1 26 1 26 2 122 121 261 261 099 4311 0011 00 45 7935 25 108 55107 83 39 64 35 81 32 3932 3939 6435 81 107 83108 55 45 79 35 25 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 2 27 7 5 51 1 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 1 10 0 9 90 01 10 0 9 90 0 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 2 27 7 5 51 1 30 8330 8326 43 19 89 23 03 23 03 38 7438 7423 0323 0319 89 26 43 30 83 30 83 15 4215 42 9 9513 21 11 52 11 5219 37 19 3711 5211 52 13 219 95 15 42 15 42 7 31 7 31 6 27 1 81 2 10 2 10 3 533 532 102 101 816 277 317 31 38 9438 94 105 39107 11 36 65 36 65 33 8033 8036 6536 65 107 11105 39 38 94 38 94 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 2 27 7 5 51 1 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 1 10 0 9 90 01 10 0 9 90 0 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 2 27 7 5 51 1 30 8330 8326 43 19 89 23 03 23 03 38 7438 7423 0323 0319 89 26 43 30 83 30 83 15 4215 42 9 9513 21 11 52 11 5219 37 19 3711 5211 52 13 219 95 15 42 15 42 7 31 7 31 6 27 1 81 2 10 2 10 3 533 532 102 101 816 277 317 31 38 9438 94 105 39107 11 36 65 36 65 33 8033 8036 6536 65 107 11105 39 38 94 38 94 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 2 27 7 5 51 1 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 1 10 0 9 90 01 10 0 9 90 0 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 2 27 7 5 51 1 30 8330 8326 43 19 89 23 03 23 03 38 7438 7423 0323 0319 89 26 43 30 83 30 83 15 4216 74 9 9513 21 11 52 12 0419 37 19 3711 5212 04 13 219 95 15 42 16 74 7 77 7 77 6 66 1 71 1 99 1 99 3 343 341 991 991 716 667 777 77 38 4839 80 105 78107 21 36 54 37 06 33 6133 6136 5437 06 107 21105 78 38 48 39 80 0 380 290 330 20 230 180 390 390 230 180 20 330 380 29 2 27 7 5 51 1 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 1 10 0 9 90 01 10 0 9 90 0 1 11 15 5 6 60 01 11 15 5 6 60 0 2 27 7 5 51 1 33 4725 5529 07 20 94 24 08 18 85 40 8340 8324 0818 8520 94 29 07 33 47 25 55 15 420 00 10 4714 53 11 520 0020 42 20 4211 520 00 14 5310 47 15 420 00 1 88 1 43 1 63 4 69 5 39 4 22 9 149 145 394 224 691 631 881 43 47 0124 11 98 63104 51 40 99 23 06 40 4640 4640 9923 06 104 5198 63 47 01 24 11 12 0611 5311 5312 06 图 4 6 恒荷载下弯矩二次分配法求杆端弯矩 kN m 3 恒荷载作用下最大弯矩计算 跨中弯矩的确定 第六层 AB 跨梁计算简图如图 4 7 所示 图 4 7 横向主梁支座反力计算示意图 求支座反力和 弯矩逆时针方向为正 A F B F 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 24 页 共 100 页 A B 0 8 4 48 1 88 8 89 37 5 8 5 412107 7 0 222 78 08kN 0 4 4 8 1 8 78 08 5 4125 882 67kN 2 B A y M F F F F 求跨中近似最大弯矩 22 max 11 17 73 8141 84kN m 88 Mql 第六层 BC 跨梁计算简图如图 4 8 所示 图 4 8 跨中梁支座反力计算示意图 B C 0 33 1 53 3 54 66 5 3 5 41254 66 0 222 19 67kN 0 3 1 5 19 67 5 4125 316 97kN 2 c B y M F F F F 求跨中近似最大弯矩 22 max 11 10 14 311 41kN m 88 Mql 其它层弯矩求法近似 弯矩图见图 4 9 根据分析 由静力平衡条件 求出相应的剪力和轴力 恒载作用下的剪力 轴 力图分别见图 4 10 图 4 11 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 25 页 共 100 页 图 4 9 恒荷载作用下的弯矩图 mkN 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 26 页 共 100 页 图 4 10 恒荷载作用下的剪力图 kN 图 4 11 恒荷载作用下的轴力图 kN 本科毕业设计说明书 论文 本科毕业设计说明书 论文 第 27 页 共 100 页 4 2 4 活载作用下框架梁固端弯矩计算 1 活荷载作用下框架梁固端弯矩计算 计算方法同恒载固端弯矩 其余各层弯矩值计算 见表 4 3 表 4 3 活载作用下的固端弯矩 kN m 楼层A 右B 左B 右C 左C 右D 左 6 层 34 9334 93 4 91 4 91 34 9334 93 5 层 34 9334 93 4 91 4 91 34 9334 93 4 层 34 9334 93 4 91 4 91 34 9334 93 3 层 34 9334 93 4 91 4 91 34 9334 93 2 层 34 9334 93 4 91 4 91 34 9334 93 1 层 34 9334 93 4 91 4 91 34 9334 93 2 弯矩二次分配法求活载杆端弯矩 活荷载作用下弯矩计算过程见图 4 12 求得杆端内力后 通过静力平衡条件 可求得相应的剪力和轴力 10 见图 4 13 4 14 4 15 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱 0 530 470 250 280 470 470 280 250 470 53 4 4 3 34 4 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 9 91 14 4 9 91 1 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 3 34 4 16 2114 38 7 51 8 41 14 1114 118 417 51 14 38 16 21 5 35 3 757 19 3 307 05 7 053 30 7 193 75 5 35 0 85 0 75 2 74 3 06 5 145 143 062 740 750 85 20 72 25 0631 88 14 77 17 1117 1114 77 31 8825 06 20 72 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 4 4 3 34 4 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 9 91 14 4 9 91 1 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 3 34 4 10 7110 719 18 5 70 6 60 6 60 11 1111 116 606 605 70 9 18 10 71 10 71 8 115 35 2 854 59 4 20 3 305 55 5 554 203 30 4 592 85 8 11 5 35 3 71 3 71 3 18 0 50 0 58 0 58 0 980 980 580 580 503 183 713 71 15 1012 35 31 7933 31 11 39 10 49 11 4411 4411 3910 49 33 3131 79 15 10 12 35 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 4 4 3 34 4 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 9 91 14 4 9 91 1 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 3 34 4 10 7110 719 18 5 70 6 60 6 60 11 1111 116 606 605 70 9 18 10 71 10 71 5 355 35 2 854 59 3 30 3 305 55 5 553 303 30 4 592 85 5 35 5 35 2 75 2 75 2 36 0 67 0 78 0 78 1 311 310 780 780 672 362 752 75 13 3113 31 30 9633 14 10 68 10 68 11 7711 7710 6810 68 33 1430 96 13 31 13 31 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 4 4 3 34 4 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 9 91 14 4 9 91 1 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 3 34 4 10 7110 719 18 5 70 6 60 6 60 11 1111 116 606 605 70 9 18 10 71 10 71 5 355 35 2 854 59 3 30 3 305 55 5 553 303 30 4 592 85 5 35 5 35 2 75 2 75 2 36 0 67 0 78 0 78 1 311 310 780 780 672 362 752 75 13 3113 31 30 9633 14 10 68 10 68 11 7711 7710 6810 68 33 1430 96 13 31 13 31 0 350 350 30 190 220 220 370 370 220 220 190 30 350 35 4 4 3 34 4 3 34 4 9 93 33 34 4 9 93 3 4 4 9 91 14 4 9 91 1 3 34 4 9