汕头市某中学办公实验楼的设计毕业论文.doc

0 汕头市某中学办公实验楼的设计毕业论文汕头市某中学办公实验楼的设计毕业论文 目录 摘要 I ABSTRACT II 1 工程概况 I 1 1 工程概况 1 1 2 原始设计资料 1 1 2 1 气象资料 1 1 2 2 基本地形及地质水文资料 1 2 建筑设计 3 2 1 平面设计 3 2 2 立面设计 3 3 结构设计 4 3 1 结构的材料与构件尺寸 4 3 1 1 结构布置及构件材料 4 3 1 2 构件截面尺寸 4 3 2 计算简图 4 4 荷载计算 8 4 1 恒荷载计算 8 4 1 1 屋面框架梁线荷载 8 4 1 2 楼面框架梁线荷载 9 4 1 3 屋面框架节点集中荷载 9 4 1 4 楼面框架节点集中荷载 10 4 2 活荷载计算 11 4 2 1 屋面框架梁线荷载 12 4 2 2 楼面框架梁线荷载 12 4 2 3 屋面框架节点集中荷载 12 4 2 4 楼面框架节点集中荷载 13 4 3 风荷载计算 13 4 4 地震荷载计算 14 4 4 1 重力荷载代表值计算 14 4 4 2 自振周期计算 17 4 4 3 横向地震作用计算 17 4 4 4 变形验算 18 5 内力计算 19 5 1 恒载下框架的内力计算 19 5 1 1 用分层法计算杆端弯矩 19 1 5 1 2 恒载下框架剪力和轴力计算 20 5 2 活载下框架的内力计算 27 5 2 1 用分层法计算杆端弯矩 27 5 2 2 活载下框架剪力和轴力计算 27 5 3 风荷载下框架的内力计算 34 5 4 水平地震作用下框架的内力计算 34 6 内力组合 40 6 1 内力组合方式 40 6 2 框架梁内力组合 40 6 2 1 框架梁端弯矩 40 6 2 2 框架梁间最大弯矩 40 6 2 3 框架梁剪力 41 6 3 框架柱内力组合 47 7 截面设计 55 7 1 框架梁截面设计 55 7 1 1 第一层 AB 跨梁正截面承载力计算 55 7 1 2 第一层 AB 跨梁斜截面承载力计算 56 7 1 3 第一层 BC 跨梁正截面承载力计算 57 7 1 4 第一层 BC 跨梁斜截面承载力计算 59 7 1 5 第一层 CD 跨梁正截面承载力计算 59 7 1 6 第一层 CD 跨梁斜截面承载力计算 61 7 2 框架柱截面设计 64 7 2 1 柱截面尺寸验算 64 7 2 2 柱正截面承载力计算 64 7 2 3 柱斜截面承载力计算 70 7 2 4 框架梁柱节点抗震验算 71 8 板的配筋计算 73 8 1 楼面双向板荷载设计值 73 8 2 楼面双向板弯矩计算 73 8 3 楼面双向板截面设计 74 9 楼梯计算 77 9 1 梯段板设计 77 9 1 1 荷载计算 77 9 1 2 截面设计 77 9 2 平台板设计 77 9 2 1 荷载计算 77 9 2 2 截面设计 77 9 3 平台梁设计 78 9 3 1 荷载计算 78 9 3 2 截面设计 78 10 基础设计 80 2 10 1 荷载标准组合值计算 80 10 2 边柱基础设计 80 10 2 1 初选桩的尺寸和桩数 80 10 2 2 初选承台尺寸 80 10 2 3 计算桩顶荷载 81 10 2 4 承台受冲切承载力验算 82 10 2 5 承台受剪切承载力计算 83 10 2 6 承台受弯承载力计算 84 10 3 中柱基础设计 84 10 3 1 初选桩的尺寸和桩数 84 10 3 2 初选承台尺寸 84 10 3 3 计算桩顶荷载 84 10 3 4 承台受冲切承载力验算 85 10 3 5 承台受剪切承载力计算 86 10 3 6 承台受弯承载力计算 87 11 电算 88 11 1 PK电算结果 88 11 2 PM电算结果 95 全文总结 102 参考文献 103 3 1 工程概况 1 1 工程概况 工程名称 中学办公实验楼 工程环境 本工程位于汕头市南郊 建筑类别 乙类 设计使用年限 50 年 地面粗糙度 C 类 场地类别 第 II 类场地土 设防烈度 8 度 第一组别 设计地震基本加速度值为 0 20g 结构重要性系数 1 0 1 2 原始设计资料 1 2 1 气象资料 汕头市自然条件及气候条件 年平均温度 22 最热月平均气温 31 6 最高气温 38 6 最冷月平均气温 12 1 最低气温 4 6 土壤冻结最大深度 24cm 年平均降雨量 1760 mm 日最大降雨量 213 0cm 相对湿度 平均 87 冬季 69 夏季 91 主导风向 偏南风或东南风 平均风速 3m s 最大风速 52m s 基本风压值 0 80KN m2 夏季平均风速折算成距地面 2m 处数值 2 1m s 1 2 2 基本地形及地质水文资料 1 气候 具有海洋性气候特点 属热带气候 温和湿润 阳光充足 雨水充沛 无霜期 长 春季潮湿 阴雨日多 初夏气温回升 冷暖多变 常有暴雨 盛夏虽高温而少酷暑 常受台风袭击 秋季凉爽干燥 天气晴朗 气温下降明显 冬无严寒 但有短期寒冷 2 气象要素 风向常年以偏南风或东南风最多 东北风较少 夏季主导风向为偏南风或 东南风 年平均风速 3m s 最大风速 52m s 年平均温度 22 摄氏度左右 最热月为八月 月平均 32 摄氏度左右 最冷月为一月 月平均 12 6 摄氏度 日极端最高温度 40 6 摄氏 度 日极端最低 4 6 摄氏度 年降雨量 1300 1800 毫米 多集中在 4 9 月份 年平均 气温 21 22 最低气温在 0 以上 最高气温 36 40 多出现于 7 月中旬至 8 4 月初受太平洋副热带高压控制期间 冬季偶有短时霜冻 3 工程地质 对建筑物有较大影响的是第四纪地层 场地地表 0 3m 为人工杂回填土 3 20m 为沿海淤质土 20m 以下是坚固的岩石层 本工程为 6 层的教学楼 采用浅基础地质 条件难以能满足建筑物的要求 故基础采取深基础 4 水文地质 本地区地下水靠天然降水补给 地下水由西 西北向懂 东南方向流动 与地形坡度一致 5 地震工程地质 汕头地区处于环太平洋地震带 历史上 南澳 1918 年 曾发生过 7 5 级大地震 国家地震局和省地质局确定为 8 度设防区 5 2 建筑设计 2 1 平面设计 1 建筑面积的确定 该中学有3000学生 按每班50人 共60个班设计 由此确定实验室的大小和行政教 学办公室的总面积 根据 中小学校建筑设计规范 中的办公实验用房面积指标 确定 各类用房的面积 考虑到以后发展需要 本设计的用房面积指标取值偏大 例如 实验 室面积按每人2 5m2确定 规范中普通中学为每人1 8m2 行政教学办公用房面积约为 3000 m2 按规划指标要求应超过2000 m2 2 功能分区与平面布置 考虑到实验室的使用要求 本设计的实验室设置在一 二 三层 而四 五 六层 则为行政教学办公室 由于建筑总面积较大 而又受到层数限制 本设计平面采用 回 字型布置 中间为庭院 既能较好地通风采光 也能满足大面积的布置要求 并且能使 办公室较为集中 提高办事效率 另外 结合二合一楼梯 缩短房间门口至楼梯间的距 离 有利于紧急疏散 建筑内外绿化景色相映 是平时休息活动的好平台 适合校园气 氛 2 2 立面设计 立面上没有把框架柱内藏 而是利用框架柱突出部分加于修饰 模仿西方古典柱式 以营造平静典雅的校园气氛 女儿墙部分除了配合西方古典柱式采用石膏加于装饰外 还采用回形纹修饰 象征文化的传承 6 3 结构设计 3 1 结构的材料与构件尺寸 3 1 1 结构布置及构件材料 本结构为6层混凝土框架结构 层高均为4 2m 女儿墙高1 0m 建成后总高为 26 2m 外墙为240mm 普通砖填充墙 轴线A到轴线F为横向承重框架 轴线1到轴线12为 纵向承重框架 梁和板混凝土等级为C30 柱混凝土等级为C40 3 1 2 构件截面尺寸 3 1 2 1 梁截面尺寸确定 1 横向框架梁 AB EF跨 取 1111 81001013579 814814 hlmm 700hmm 取 1111 700350233 2323 bhmm 300bmm BC DE跨 取 1111 2700338193 814814 hlmm 400hmm 宽取 300bmm CD跨取同AB跨 2 纵向框架梁 取 取 1111 4000500286 814814 hlmm 500hmm 300bmm 3 1 2 2 柱截面尺寸确定 地震设防烈度为8度 房屋高度为 查表得框架的抗震等级为二级 柱26 230mm 轴压比限值 各层的重力荷载代表值近似取为 柱重力设计值0 8 N 2 13 kN m 其中 为考虑地震作用组合后的柱轴力增大系数 边柱取1 3 中柱取 E NFg n 1 25 F为柱的负荷面积 重力荷载代表值 n为层数 E g 中柱的受荷面积为 混凝土等级为 2 8 1 22 7 2421 6Fm 1 25 6n C40 3 2 1 25 21 6 13 106 137827 0 8 19 1 E s NcNc Fg nN Amm ff 考虑框架梁纵向钢筋锚固要求后 取 2 600 600360000b hmm 3 1 2 3 板厚度确定 楼盖及屋盖采用现浇混凝土板 取 01 40 4000 40100hlmm 120hmm 3 2 计算简图 7 基础平台顶面离室外地面为500mm 标高到设计地面的距离为0 45mm 所以底0 000 层柱高位 其他层柱高为4 2m 4 20 50 455 15m 各层柱的惯性矩 线刚度 侧移刚度见表3 1 梁的线刚度见表3 2 各层D值总汇见 表3 3 表 3 1 柱的侧移刚度计算 层次 混 凝 土 强 度 等 级 截面 b m 断面 h m 高度 h m 惯性矩 Ic m4 线刚度 Kc EIc h KN m K Kb 2Kc 一般层 K Kb Kc 底层 K 2 K 一般层 0 5 K 2 K 底层 D 12 Kc h2 A 轴边框架边柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 57 0 22 12610 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 040 70 0 44 13699 A 轴中框架边柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 76 0 28 15655 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 040 93 0 49 15061 B 轴边框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 89 0 31 17496 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 09 0 51 15869 B 轴中框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 041 19 0 37 21158 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 45 0 57 17444 C 轴边框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 90 0 31 17593 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 10 0 52 15911 C 轴中框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 041 20 0 37 21264 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 47 0 57 17489 C 轴中框架边柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 32 0 14 7822 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 040 39 0 37 11493 D 轴边框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 90 0 31 17593 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 10 0 52 15911 D 轴中框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 041 20 0 37 21264 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 47 0 57 17489 D 轴中框架边柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 32 0 14 7822 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 040 39 0 37 11493 E 轴边框架中柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 89 0 31 17496 8 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 09 0 51 15869 E 轴中框架中柱 续表 层次 混 凝 土 强 度 等 级 截面 b m 断面 h m 高度 h m 惯性矩 Ic m4 线刚度 Kc EIc h KN m K Kb 2Kc 一般层 K Kb Kc 底层 K 2 K 一般层 0 5 K 2 K 底层 D 12 Kc h2 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 041 19 0 37 21158 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 041 45 0 57 17444 F 轴边框架边柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 57 0 22 12610 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 040 70 0 44 13699 F 轴中框架边柱 2 6C400 60 64 20 1 08E 028 36E 040 76 0 28 15655 1C400 60 65 15 1 08E 026 82E 040 93 0 49 15061 表 3 2 梁的线刚度计算 边框架梁中框架梁 梁分类 截面 b截面 h跨度 l m 矩形截面 惯性矩 I0 m4 Ib 1 5I0 m4 Kb EIb l KN m Ib 2 0I0 m4 Kb EIb l KN m 走道梁0 30 42 70 00160 2 40E 032 67E 043 20E 033 56E 04 纵向梁0 30 540 00313 4 69E 033 52E 046 25E 034 69E 04 横向梁0 30 78 10 00858 1 29E 024 76E 041 72E 026 35E 04 0 30 780 00858 1 29E 024 82E 041 72E 026 43E 04 表 3 3 各层 D 值总汇 D 值层次 柱类型 2 6 D 值 根 数 1 D 值 根数 角柱A F 轴50439 54794 63 边柱A F 轴313109 30 301210 83 边柱C D 轴31289 17 45973 25 C D 轴70371 08 63642 95 C D 轴340218 60 279817 40 B E 轴69983 78 63474 15 中柱 B E 轴423150 48 348871 27 D KN m 1298561 1157784 9 8100270027008100 5150 8000 4200 5 21000 ABCDEF 6 35 6 828 368 368 368 368 36 6 35 6 35 6 35 6 35 6 35 6 828 368 368 368 368 36 3 56 3 56 3 56 3 56 3 56 3 56 6 828 368 368 368 368 36 6 828 368 368 368 368 36 6 828 368 368 368 368 36 6 828 368 368 368 368 36 6 35 6 35 6 35 6 35 6 35 6 35 3 56 3 56 3 56 3 56 3 56 3 56 6 43 6 43 6 43 6 43 6 43 6 43 图3 1 框架计算简图 单位 10000kN m 图3 1 框架计算简图 单位 103kN m 10 4 荷载计算 4 1 恒荷载计算 计算单元如图4 1所示 恒载作用下的结构计算简图如图4 2所示 400040004000 81002700800027008100 78910 4000 图4 1 计算单元图4 1 计算单元 4 1 1 屋面框架梁线荷载 二毡三油防水层 0 35kN m2 冷底子油热马蹄脂二道 0 05kN m2 120厚膨胀珍珠岩 0 12 7 0 84kN m2 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0 12 25 3kN m2 20厚石灰抹底 0 02 16 0 32kN m2 屋面恒载 4 56kN m2 AB CD EF跨框架梁自重 0 3 0 7 25 5 25kN m 梁侧粉刷 2 0 7 0 12 0 02 17 0 41kN m BC DE跨框架梁自重 0 3 0 5 25 3 75kN m 11 梁侧粉刷 2 0 5 0 12 0 02 17 0 27kN m 因此 作用在屋顶框架梁上的线荷载为 616161 5 250 415 67 ABCDEF gggkN m 6161 3 750 274 02 BCDE ggkN m 6262 4 56 418 24 ABEF ggkN m 62 4 56 29 12 CD gkN m 6262 4 56 2 611 86 BCDE ggkN m 4 1 2 楼面框架梁线荷载 15厚大理石地面 0 015 28 0 42kN m2 20厚水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4kN m2 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0 12 25 3kN m2 20厚石灰抹底 0 02 16 0 32kN m2 楼面荷载 4 14 kN m2 AB CD EF跨框架梁自重及梁侧粉刷 5 67kN m AB CD EF跨填充墙自重 0 24 4 2 0 7 19 15 96kN m 墙面粉刷 4 2 0 7 0 02 2 17 2 38kN m BC DE跨框架梁自重及梁侧粉刷4 02kN m 因此作用在中间层框架上的线荷载为 111 567 15 962 3824 01 ABCDEF gggkN m 11 4 02 BCDE ggkN m 22 4 14 416 56 ABEF ggkN m 2 4 14 28 28 CD gkN m 22 4 14 2 610 76 BCDE ggkN m 4 1 3 屋面框架节点集中荷载 边柱连系梁自重 0 3 0 5 4 25 15kN 梁侧粉刷 0 02 0 5 0 12 2 4 17 1 09kN 1 0m高女儿墙自重 1 0 4 0 24 19 18 24kN 墙侧粉刷 1 0 0 02 2 4 17 2 72kN m 连系梁转来屋面自重 0 5 4 0 5 4 4 56 18 24kN 顶层边节点集中荷载 55 29 AF GGkN 中柱连系梁自重 0 3 0 5 4 25 15kN 梁侧粉刷 0 02 0 5 0 12 2 4 17 1 09kN 连系梁转来屋面自重 0 5 4 2 7 4 0 5 2 7 4 56 18 24kN 0 5 4 0 5 4 4 56 18 24kN 12 顶层中节点集中荷载 50 64 BE GGkN 15 1 09 18 242 72 16 3153 36 CD GGkN 4 1 4 楼面框架节点集中荷载 边柱连系梁自重 0 3 0 5 4 25 15kN 梁侧粉刷 0 02 0 5 0 12 2 4 17 1 09kN 铝合金窗自重 0 4 2 1 1 8 1 51kN 窗边墙自重 4 0 6 2 1 1 8 0 24 19 16 42kN 墙侧粉刷 4 0 6 2 1 1 8 0 02 2 17 2 08kN 窗上下墙自重 4 2 0 7 1 8 4 0 6 0 24 19 26 36kN 墙侧粉刷 4 2 0 7 1 8 4 0 6 0 02 2 17 3 93kN 框架柱自重 0 6 0 6 4 2 25 37 8kN 柱侧粉刷 0 6 4 0 24 3 0 02 4 2 17 2 4kN 连系梁传来楼面自重 0 5 4 0 5 4 4 14 16 56kN 中间层边节点集中荷载 55 29 AF GGkN 中柱连系梁自重 0 3 0 5 4 25 15kN 梁侧粉刷 0 02 0 5 0 12 2 4 17 1 09kN 内纵墙自重 4 0 6 4 2 0 5 2 1 1 8 0 9 2 2 0 24 19 31 1kN 墙侧粉刷 4 0 6 4 2 0 5 2 1 1 8 0 9 2 2 0 02 2 17 4 64kN 框架柱自重 0 6 0 6 4 2 25 37 8kN 柱侧粉刷 0 6 4 0 24 3 0 02 4 2 17 2 4kN 铝合金窗自重 0 4 2 1 1 8 1 51kN 木门这自重 0 15 0 9 2 2 0 3kN 连系梁转来屋面自重 0 5 4 2 7 4 0 5 2 7 4 14 14 81kN 0 5 4 0 5 4 4 14 16 56kN 1 2m高围栏墙自重 1 2 4 0 6 0 24 19 18 6kN 墙侧粉刷 1 2 4 0 6 0 02 2 17 2 77kN 中间层中节点集中荷载 125 21 BE GGkN 92 47 CD GGkN 图4 2 恒荷载作用下结构计算简图 单位 集中力kN 线荷载kN m 8100270027008100 5150 8000 4200 5 21000 ABCDEF G6AB2 18 24G6EF2 18 24 G6AB1 5 67 G6BC2 11 86 G6BC1 4 02 G6CD2 9 12 G6CD1 5 67 G6DE2 11 86 G6DE1 4 02 G6EF1 5 67 G6A 55 29G6B 50 64G6C 53 35G6F 55 29G6E 50 64G6D 53 35 GAB2 16 56GEF2 18 24 GAB1 24 01 GBC2 10 76 GBC1 4 02 GCD2 8 28 GDE2 10 76 GCD2 24 01 GEF1 24 01 GDE2 4 02 G6A 123 15G6B 125 21G6C 92 47G6F 123 15G6E 125 21G6D 92 47 图4 2 恒载下结构计算简图 单位 集中力kN 线荷载kN m 4 2 活荷载计算 活荷载作用下的结构简图如图4 3所示 13 图4 3 活荷载作用下结构计算简图 单位 集中力kN 线荷载kN m 8100270027008100 5150 8000 4200 5 21000 ABCDEF G6AB 2G6EF 2 G6BC 1 35 G6CD 1 G6DE 1 35 G6A 2G6B 3 79G6C 1 79G6F 2G6E 3 79G6D 1 79 GA 10GB 18 94G6F 10GE 18 94GD 8 94 GAB 10GEF 10 GCD 5 GDE 6 75 GBC 6 75 GC 8 94 图4 3 活载下结构计算简图 单位 集中力kN 线荷载kN m 4 2 1 屋面框架梁线荷载 0 5 42 ABEF PPkN m 0 5 21 CD PkN m 0 5 2 71 35 BCDE PPkN m 4 2 2 楼面框架梁线荷载 2 5 410 ABEF PPkN m 2 5 25 CD PkN m 2 5 2 76 75 BCDE PPkN m 4 2 3 屋面框架节点集中荷载 14 11 44 0 52 22 AF PPkN m 1111 42 742 7 0 544 0 53 79 2222 BE PPkN m 11 42 742 7 0 51 79 22 CD PPkN m 4 2 4 楼面框架节点集中荷载 11 44 2 510 22 AF PPkN m 1111 42 742 7 2 544 2 518 94 2222 BE PPkN m 11 42 742 7 2 58 94 22 CD PPkN m 4 3 风荷载计算 房屋高度为26 2m 小于30m 房屋宽度为44 6m 高宽比26 2 44 6 0 59 1 5 不需 考虑风振的影响 即 基本风压 风荷载体型系数1 0 Z 2 0 0 8 wkN m 风压高度变化系数和各层风荷载计算见表4 1 风荷载作用下结构0 80 51 3 s z 计算简图如图4 4所示 表 4 1 风荷载计算 层次 离地面高度 m 受荷面积 A m2 节点集中荷载 Fi kN 61 0 1 3 25 65 0 93 0 812 40 11 99 51 0 1 3 21 450 86 0 816 80 15 03 41 0 1 3 17 25 0 79 0 816 80 13 80 31 0 1 3 13 050 74 0 816 80 12 93 21 0 1 3 8 85 0 74 0 816 80 12 93 11 0 1 3 4 650 74 0 818 60 14 31 图4 4 风荷载作用下结构计算简图 单位 kN 8100270027008100 5150 8000 4200 5 21000 ABCDEF 11 99 15 03 13 80 12 93 12 93 14 31 图4 4 风载下结构计算简图 单位 kN 4 4 地震荷载计算 4 4 1 重力荷载代表值计算 4 4 1 1 屋面均布恒载 二毡三油防水层 0 35kN m2 冷底子油热马蹄脂二道 0 05kN m2 120厚膨胀珍珠岩 0 12 7 0 84kN m2 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0 12 25 3kN m2 20厚石灰抹底 0 02 16 0 32kN m2 z s s 0 2 kNm 15 屋面恒载 4 56kN m2 屋面恒载标准值为 11 40 24 8 1 22 7 280 24 4 56 80 6 2 120 6 4 56 5666kN 4 4 1 2 楼面均布恒载 15厚大理石地面 0 015 28 0 42kN m2 20厚水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4kN m2 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0 12 25 3kN m2 20厚石灰抹底 0 02 16 0 32kN m2 楼面荷载 4 14 kN m2 楼面恒载标准值为 11 40 24 8 1 22 7 280 24 4 14 80 6 2 120 6 4 14 5144kN 4 4 1 3 屋面均布活载 11 40 24 8 1 22 7 280 24 80 6 2 120 6 0 5 621kN 4 4 1 4 楼面均布活载 11 40 24 8 1 22 7 280 24 80 6 2 120 6 2 5 3107kN 4 4 1 5 梁柱自重 梁底梁侧抹灰和柱周边抹灰近似按加大梁宽及柱宽考虑 梁柱自重见表4 2 例 梁 长度0 30 7b hmm 8 1 0 67 5m 每根梁重量为0 34 0 7 7 5 2544 63kN 表 4 2 梁柱自重 种类截面 m2长度 m根数每根重量 kN每层重量 kN 纵向梁 0 3 0 5 3 4 11 6 66 14 45953 7 横向梁 0 3 0 7 7 5 12 3 36 44 631606 68 过道梁 0 3 0 4 2 148 9335 72 其他层柱 0 6 0 6 4 2 12 6 72 433096 底层柱 0 6 0 6 5 15 12 6 72 52 743797 28 4 4 1 6 墙体自重 墙体按240厚计算 两面抹灰 近似按加厚墙体考虑抹灰重量 1 纵向墙体自重 A轴 440 6 114 20 51 5 22 1 63 31 80 28 19 500 61kN B轴 440 6 114 20 51 0 40 9 22 21 5 63 31 80 28 19 495 93kN C D轴 16 3 37 1 533 5 1 24 20 523 373 763 371 260 244 2 0 28 19439 6kN E轴 440 6 114 20 51 0 40 9 22 21 5 43 0 28 1 8 1 5 2 4 2 7 76 4 20 9 2 2 2 19677 94kN 17 F轴 440 6 114 20 51 5 52 1 43 21 80 28 19 526 47kN 故纵向墙体自重为 500 61495 93439 6 2677 94526 473080 15kN 2 横向墙体自重 1 12轴 29 60 240 6 44 20 71 8 1 2 2 1 5 21 80 28 19 433 05kN 2 11轴 7 57 54 20 77 764 20 72 1 1 80 9 2 2 2 0 28 19382 61kN 3 5 10轴 7 54 20 77 44 20 72 2 20 28 19254 03kN 6 7轴 7 54 20 70 28 19139 65kN 8轴 7 57 47 54 20 72 2 20 28 19393 68kN 故横向墙体自重为 433 05 2382 61 2254 03 3 139 65 2393 683066 39kN 3 女儿墙自重 1 04429 62 0 28 19783 1kN 4 4 1 7 门窗自重 门 0 15 2 21 0 120 9 96 63kN 窗 0 4 1 81 5 202 1 133 0 7 1 2 459 83kN 4 4 1 8 荷载分层总汇 根据 抗震规范 顶层重力荷载代表值包括 屋面恒载 50 屋面活载 顶层纵横 框架梁自重 顶层半层墙柱自重 女儿墙自重和门窗自重 其它层重力荷载代表值包括 楼面恒荷载 50 楼面活荷载 该层纵横框架梁自重 该层楼上下各半层柱墙自重和门窗自重 将前述分项荷载相加 得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下 第六层 5666621 0 5953 7 1606 6828 563096 0 5 3080 153066 390 56 6359 830 5783 1 7 5 4 20 7 0 28 19 0 513933kN 第二 五层 51443107 0 5953 7 1606 6828 563096 3080 153066 396 6359 8318595kN 18 第一层 51443107 0 5953 7 1606 6828 563797 28 3080 153066 396 6359 8319297kN 建筑物总重力荷载代表值为 6 1 i i G 6 1 13933 18595 4 19297107610 i i GkN 4 4 2 自振周期计算 按顶点位移法计算 考虑填充墙对框架刚度的影响 取基本周期调整系数 0 0 6 计算公式为 式中为顶点位移 m 按D值法计算 见表4 3 10 1 7 T T T 表 4 3 横向框架顶点位移计算 层次Gi KN Gi KN Di kN m i i 1 Gi D m i m 613933139331298561 0 0107 0 2898 518595325281298561 0 0250 0 2791 418595511231298561 0 0394 0 2540 318595697181298561 0 0537 0 2146 218595883131298561 0 0680 0 1610 1192971076101157784 0 0929 0 0929 T1 1 7 0 T 1 2 1 7 0 7 0 2951 1 2 0 55s 4 4 3 横向地震作用计算 地震作用按8度设计基本地震加速度0 20g 类场地 设计地震分组按二组 则 采用底部剪力法计算 由于 故应考虑0 35 g Ts max 0 16 1 0 551 40 49 g TsTs 定点附加地震作用 取 0 08 0 550 070 114 n 结构底部剪力为 0 9 6 max 1 1 0 9 0 85 0 35 0 16 0 85 1076109744 0 55 g Eki i T FG T kN 顶点附加地震作用为 0 114 97441111 nnEk FFkN 质点 的水平地震作用为 i 6 1 1 ii iEkn ii i G H FF G H 计算结果见表4 4 表 4 4 各层地震作用及楼层地震剪力 19 层次 hi m Hi m Gi KN GiHi ii ii G H G H 1 ii Ekn ii G H F G H Vi KN 64 226 150 224 3043 38 3043 38 54 221 950 251 2164 75 5208 13 44 217 750 203 1750 54 6958 67 34 213 550 155 1336 33 8294 99 24 29 350 107 922 11 9217 11 15 155 15 1929799380 0 061 527 08 9744 18 4 4 4 变形验算 结果见表4 5 表 4 5 变形验算 层 次 层间剪力 Vi KN 层间刚度 Di ui ui 1 Vi Di m 层高 hi m 层间相对弹性 转角 备注 63043 381298561 0 0023 4 2 1 1826 5 5208 13 1298561 0 0040 4 2 1 1050 46958 671298561 0 0054 4 2 1 784 3 8294 99 1298561 0 0064 4 2 1 657 29217 111298561 0 0071 4 2 1 592 1 9744 18 1157784 0 0084 5 15 1 612 层间相对弹性 转角均满足 1 550 ee 20 5 内力计算 5 1 恒载下框架的内力计算 5 1 1 用分层法计算杆端弯矩 恒载作用下的内力计算采用分层法 由于结构对称 可以取半结构进行内力计算 其中对称处为竖向滑动支座支承 根据图3 1框架计算简图 除底层柱外 其他柱线刚度 乘以0 9 计算弯矩分配系数 固定端的转动刚度为4i 滑动支座处的转动刚度为i 弯矩 分配系数计算结果见图表5 1 由图4 2恒荷载计算简图知 梁上荷载由梯形荷载和三角形荷载组成 计算时 先将 梯形荷载和三角形荷载化为等效均布荷载 梯形荷载化为等效均布荷载计算公式为 三角形荷载化为等效分布荷载计算公式为 23 1 2qp 01 02 1 2 l l 5 8 qp 1 顶层半结构固端弯矩为 4 0 25 2 8 1 23 666162 23 1 2 5 671 2 0 250 2518 2421 92 ABEFABAB gggg kN m 666162 55 4 0211 8611 43 88 BCDEBCBC ggggkN m 2323 66162 1 25 671 2 0 250 259 1213 79 CDCDCD gggkN m 22 66 11 21 92 8 1119 85 1212 ABAB AB MglkN m 22 66 11 11 43 2 76 94 1212 BCBC BC MglkN m 2 2 660 5 118 13 7973 55 332 CDCDCD MglkN m 2 2 60 56 118 13 7936 77 662 CDCDDC MglkN m 中 2 中间层半结构固端弯矩为 23 12 23 1 2 24 011 2 0 250 2516 5638 76 ABEFABAB gggg kN m 12 55 4 0210 7610 75 88 BCDEBCBC ggggkN m 2323 12 1 224 011 2 0 250 258 2831 38 CDCDCD gggkN m 22 11 38 76 8 1211 92 1212 ABAB AB MglkN m 21 22 11 10 75 2 76 53 1212 BCBC BC MglkN m 2 2 0 5 118 31 38167 36 332 CDCDCD MglkN m 2 2 0 5 118 31 3883 68 662 CDCDDC MglkN m 中 弯矩分配计算结果见表5 2 恒载下弯矩图见图5 1 5 1 2 恒载下框架剪力和轴力计算 梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得 柱的 轴力计算 顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到 柱底轴力为柱顶轴力加上 柱的自重 其余层轴力计算同顶层 但需要考虑该层上部柱的轴力的传递 剪力和轴力计算结果见表5 3 恒载下梁剪力和柱轴力图见图5 2 表 5 1 分配系数计算 层次A 下柱A 上柱A 右B 左B 下柱B 上柱B 右C 左C 下柱C 上柱C 右 6 0 542 0 458 0 364 0 432 0 204 0 249 0 526 0 225 5 0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 4 0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 3 0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 2 0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 1 0 329 0 364 0 307 0 262 0 281 0 310 0 147 0 168 0 323 0 356 0 152 22 表 5 2 恒载下弯矩分配计算过程 第六层 分配系数0 542 0 458 0 364 0 432 0 204 0 249 0 526 0 225 截面A 下柱A 右梁 B 左梁B 下柱B 右梁 C 左梁C 下柱C 右梁 中间跨跨中 119 85 119 85 6 94 6 94 77 35 36 77 20 57 0 5 41 15 48 73 23 03 0 5 11 52 76 13 64 29 0 5 32 15 10 19 0 520 38 43 11 18 43 1 18 43 7 71 0 5 15 43 18 27 8 64 0 5 4 32 4 18 3 53 0 5 1 77 0 54 0 51 07 2 27 0 97 1 0 97 0 42 0 5 0 84 0 99 0 47 0 5 0 23 0 23 0 19 0 5 0 10 0 03 0 50 06 0 12 0 05 1 0 05 分配过程 0 05 0 05 0 03 80 54 80 54 96 39 68 05 28 35 12 38 45 51 57 89 56 23 不平衡弯矩28 66 25 7499777 20 58 再分配 15 54 13 12 9 38 11 11 5 25 5 12 10 83 4 63 杆端弯矩93 66 93 66 105 78 82 68 23 10 7 26 55 26 62 52 56 23 第五层 分配系数0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 截面A 下柱 A 上柱A 右梁 B 左梁B 下柱B 上柱B 右梁 C 左梁C 下柱C 上柱C 右梁 中间跨跨中 211 92 211 92 6 53 6 53 167 36 83 68 26 14 0 5 52 29 61 92 61 92 29 27 0 5 14 63 83 69 83 69 70 68 0 5 35 34 14 30 0 528 60 60 50 60 50 25 87 1 25 87 6 32 0 5 12 64 14 96 14 96 7 07 0 5 3 54 2 22 2 22 1 88 0 5 0 94 0 29 0 50 58 1 22 1 22 0 52 1 0 52 0 16 0 5 0 31 0 37 0 37 0 17 0 5 0 09 分配过程 0 05 0 05 0 05 0 01 0 03 0 03 0 01 1 0 01 23 续表 分配系数0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 截面A 下柱 A 上柱A 右梁 B 左梁B 下柱B 上柱B 右梁 C 左梁C 下柱C 上柱C 右梁 中间跨跨中 85 97 85 97 171 94 182 96 77 25 77 25 28 46 17 46 61 75 61 75 140 96 110 08 不平衡弯矩28 66 26 85 25 75 22 68 20 58 15 17 再分配 19 51 19 51 16 48 12 33 14 60 14 60 6 90 5 83 12 33 12 33 5 27 杆端弯矩95 11 93 30 188 42 195 29 88 40 85 33 21 56 11 63 70 00 64 59 146 23 110 08 第四层 分配系数0 352 0 352 0 297 0 255 0 301 0 301 0 143 0 163 0 345 0 345 0 147 截面A 下柱 A 上柱A 右梁 B 左梁B 下柱B 上柱B 右梁 C 左梁C 下柱C 上柱C 右梁 中间跨跨中 211 92 211 92 6 53 6 53 167 36 83 68 26 14 0 5 52 29 61 92 61 92 29 27 0 5 14 63 83 69 83 69 70 68 0 5 35 34 14 30 0 528 60 60 50 60 50 25 87 1 25 87 6 32 0 5 12 64 14 96 14 96 7 07 0 5 3 54 2 22 2 22 1 88 0 5 0 94 0 29 0 50 58 1 22 1 22 0 52 1 0 52 0 16 0 5 0 31 0 37 0 37 0 17 0 5 0 09 分配过程 0 05 0 05 0 05 0 01 0 03 0 03 0 01 1 0 01 85 97 85 97 171 94 182 96 77 25 77 25 28 46 17 46 61 75 61 75 140 96 110 08 不平衡弯矩28 66 28 66 25 75 25 75 20 58 20 58 再分配 20 15 20 15 17 02 13 11 15 53 15 53 7 34 6 71 14 19 14 19 6 07 杆端弯矩94 48 94 48 188 95 1