裕美达商务快捷酒店建筑与结构设计毕业论文.doc

I 裕美达商务快捷酒店建筑裕美达商务快捷酒店建筑 与结构设计毕业论文与结构设计毕业论文 目 录 结构设计计算结构设计计算 1 1 结构的选型与布置结构的选型与布置 1 1 1 结构选型 1 1 2 结构布置 1 2 框架计算简图及梁柱线刚度框架计算简图及梁柱线刚度 2 2 1 梁 柱截面尺寸估算 2 2 1 1 框架横梁截面尺寸 2 2 1 2 框架柱截面尺寸 3 2 2 框架的计算简图的确定 3 2 3 框架梁柱的线刚度计算 4 3 荷载计算荷载计算 5 3 1 恒载标准值的计算 5 3 1 1 屋面 5 3 1 2 各层走廊楼面 5 3 1 3 标准层楼面 5 3 1 4 梁自重 6 3 1 5 柱自重 6 3 1 6 外纵墙自重 6 3 1 7 内隔墙 7 3 1 8 外横墙自重 7 3 1 9 内横墙自重 7 3 2 活荷载标准值计算 8 3 2 1 屋面和楼面活荷载标准值 8 3 2 2 雪荷载标准值 8 3 3 竖向荷载下框架受荷总图 8 3 3 1 B C 轴间框架梁 8 3 3 2 A B 和 C D 轴间框架梁 9 3 3 3 A D 轴柱纵向集中荷载的计算 9 3 3 4 C 和 D 轴柱纵向集中荷载的计算 10 4 恒载 活载作用下的内力计算恒载 活载作用下的内力计算 11 4 1 恒荷载标准值作用下的内力计算 11 5 水平地震作用的计算水平地震作用的计算 17 5 1 重力荷载代表值的计算 17 II 5 1 1 屋面处的重力荷载代表值的计算 17 5 1 2 其余各层楼面处重力荷载标准值计算 17 5 1 3 底层楼面处重力荷载标准值计算 18 5 1 4 屋顶雪荷载标准值计算 18 5 1 5 楼面活荷载标准值计算 18 5 1 6 总重力荷载代表值的计算 18 5 2 框架柱抗侧刚度 D 和结构基本自振周期计算 19 5 2 1 横向 D 值的计算 17 5 2 2 结构基本自振周期的计算 19 5 3 多遇水平地震作用计算 20 5 4 框架地震内力计算 22 6 重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算 25 6 1 作用于屋面板处均布荷载代表值计算 25 6 2 作用于楼面处均布荷载代表值计算 25 6 3 由均布荷载代表值在屋面处引起固端弯矩 25 6 4 由均布荷载代表值在楼面处引起固端弯矩 25 7 内力组合内力组合 28 7 1 恒荷载和活荷载作用下的内力组合 29 7 2 重力荷载代表值与地震作用的组合 32 7 2 1 梁端弯矩最不利内力组合 35 7 2 2 梁端剪力最不利组合 36 7 2 3 梁跨中弯矩最不利内力组合 37 7 2 4 横向水平地震作用与重力荷载代表值组合效应 38 8 截面设计与配筋计算截面设计与配筋计算 42 8 1 框架柱截面设计 42 8 1 1 轴压比验算 46 8 1 2 正截面受弯承载力计算 46 8 1 3 垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压计算 51 8 1 4 斜截面受剪承载力计算 51 8 2 框架梁截面设计 53 8 2 1 正截面受弯承载力计算 53 8 2 2 斜截面受剪承载力计算 58 8 3 次梁的计算 60 8 3 1 屋面梁 60 8 3 2 楼面梁 61 8 4 板的计算 63 8 4 1 B C 轴间 走廊 的板 64 8 4 2 A B C D 轴间的板 65 8 5 楼梯的计算 68 8 5 1 踏步板 TB 1 计算 69 8 5 2 楼梯斜梁 TL 1 计算 70 8 5 3 平台板 TB 2 计算 72 8 5 4 平台梁 TL 2 计算 73 8 5 5 平台梁 TL 3 计算 75 III 8 6 基础的计算 85 8 6 1 A D 轴柱基础 76 8 6 2 B C 轴柱基础 80 8 6 3 基础底面配筋计算 84 参考文献参考文献 85 1 结构设计计算 1 结构的选型与布置 1 1 结构选型 本建筑物只有六层 且为商务酒店 采用大开间 为了使结构的整体刚度 较好 楼面 屋面 楼梯等均采用现浇结构 基础为柱下独立基础 1 2 结构布置 结合本建筑的平面 立面和剖面情况 本商务酒店的结构平面布置如图 1 1 所示 图 1 1 结构平面布置图 本建筑的柱距为 6 6m 根据结构布置 本建筑平面除个别板区格为单向板 外 其余均为双向板 双向板的厚度 h 50 为区格短边边长 本建筑楼 ll 面活荷载不大 为减轻结构自重和节省材料起见 楼面板和屋面板均为 100 本建筑的材料选用如下 混凝土 采用 C30 钢筋 纵向受力钢筋采用热扎钢筋 HRB400 其余采用热扎钢筋 HPB235 2 墙体 外墙 分户墙和内隔墙采用加气混凝土砌块 其尺寸为 200 400 60 重度为 6 5kN m 3 窗 钢塑门窗 0 35 kN m 3 门 木门 0 2 kN m 3 2 框架计算简图及梁柱线刚度 图 1 1 所示的框架体系纵向和横向均为框架体系 是一个空间结构体系 理应按空间结构计算 但是 采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架结 构太过复杂 但规范规定可以允许在纵 横两个方向相同 故从略 本建筑中 横向框架的间距均为 6 6m 荷载基本相同 可选用一榀框架进 行计算与配筋 其余框架和参照此榀框架进行配筋 现以轴线 3 为例进行计算 2 1 梁 柱截面尺寸估算 2 1 1 框架横梁截面尺寸 a 边跨横梁 7200 lmm 为满足承载力 刚度及延性要求截面高度取 1 121 8 的跨度 即 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 7200 900mm 514 3mm 取 h 600mm 梁截面宽度一般取 1 31 2 梁高 同时不宜小于 250 mm 600 1 31 2 200300 取 50 的模数 可取 250 b mm mm b 中跨横梁 2400 lmm 2400 1 121 8 200300hmm 为满足承载力 刚度及延性要求 取 h 400mm 梁截面宽度一般取 1 31 2 梁高 同时不宜小于 250 mm 400 1 31 2 133200 则梁宽取 200 b mmmm c 纵梁 对于 6600的纵梁 lmm 为满足承载力 刚度及延性要求截面高度取 1 121 8 的跨度 即 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 6600 825mm 550mm取 600mm 梁截面宽度一般取 1 31 2 梁高 同时不宜小于 250 mm 3 600 1 31 2 250300 取 250mm b mm 由此估算出的截面尺寸见表 3 1 横梁 b h 层次 混凝土强 度等级AB 跨 CD 跨BC 跨 纵梁 1 6 C30250 600200 400250 600 2 1 2 框架柱截面尺寸 底层柱轴力估算 根据经验公式 A a 2 3 10 1 0 c f GnF 其中 A 柱横截面面积 取方形时的边长为 a n 验算截面以上楼层层数 F 验算柱的负荷面积 f 混凝土轴心抗压强度设计值 c 为地震及中 边柱的相关调整系数 七度中间柱取 1 0 边 柱取 1 1 G 结构单位面积的竖向荷载 在本设计中 G 取 13kN n 6 F 7 2 7 2 2 4 2 34 56 取 1 0 设防烈度为 7 度 小于 30m 高的框架结构抗震等级为三级 因 此取 0 9 C30 混凝土 f 14 3MPa c A 1 0 0 236 0 485ma 2 3 13 6 34 56 14 30 90 110 a 初步确定柱截面尺寸为 500 500 框架梁柱编号及其截面尺寸如图 所示 为了简便施工 各柱截面从底层到顶层不变 2 2 框架的计算简图的确定 确定框架计算单元如图 1 1 所示 框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与柱刚 接 由于各层柱的截面尺寸不变 故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离 底 层柱高从基础顶面算至二层楼面 室内外高差为 0 45m 基础顶面至室外地坪 4 通常取 0 50m 故基顶标高至0 000 的距离定为 0 95m 二层楼面标高为 3 9m 故底层柱高为 4 85m 其余各层柱高从楼面算至上一层楼面 即层高 故均为 3 6m 由此可绘出框架的计算简图如图 2 1 所示 2 1 框架的计算简图 2 3 框架梁柱的线刚度计算 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣 对于中框架梁取 I 2I I bh 12 00 3 AB CD 跨梁 EI i边跨梁l 3 8 10 kN m 73 3 0 102 1 12 0 25 0 6 7 2 4 BC 跨梁 EI 2 7 10 kN m i 中跨梁 l 73 3 0 102 1 12 0 2 0 4 2 4 4 底层柱 EI 3 0 10 kN m i底柱l 74 3 0 101 12 0 5 5 15 4 其余各层柱 EI 4 34 10 kN mi余柱l 74 3 0 101 12 0 5 3 6 4 令 1 0 则其余各杆件的相对刚度为 i余柱 3 8 10 4 34 10 0 86i 边跨梁 44 2 7 10 4 34 10 0 62i 中跨梁 44 5 3 0 10 4 34 10 0 69i 底柱 44 框架梁柱的相对线刚度如图 2 1 所示 作为计算各节点杆端弯矩分配系数 的依据 3 荷载计算 为了方便以后的内力组合 荷载计算宜按标准值计算 3 1 恒载标准值的计算 3 1 1 屋面 高聚物改性沥青卷材防水屋面 二层 3 厚 SBS 或 APP 改性沥青卷材 面层卷材表面带绿页岩保护层 刷基层处理剂一遍 20 厚 1 25 水泥砂浆找平层 20 厚 最薄处 1 8 水泥加气混凝土碎渣找 2 坡 平铺 150 厚加气混凝土砌块 钢筋混凝土屋面板 表面清扫干净 2 20kN 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 0 1 25 2 5kN 抹灰层 12 厚混合砂浆 0 24kN 合计 4 94kN 3 1 2 各层走廊楼面 水磨石楼面 12 厚 1 2 水泥石子磨光 素水泥浆结合层一遍 18 厚 1 3 水泥砂浆找平层 素水泥浆结合层一遍 0 65kN 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 0 1 25 2 5kN 抹灰层 12 厚混合砂浆 0 24kN 合计 3 39kN 6 3 1 3 标准层楼面 水磨石楼面 12 厚 1 2 水泥石子磨光 素水泥浆结合层一遍 18 厚 1 3 水泥砂浆找平层 素水泥浆结合层一遍 0 65kN 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 0 1 25 2 5kN 抹灰层 12 厚混合砂浆 0 24kN 合计 3 39kN 3 1 4 梁自重 b h 250 600 自重 25 0 25 0 6 0 1 3 13kN m 抹灰层 0 24 0 6 0 1 0 25 2 0 3kN m 合计 3 43kN m b h 200 400 自重 25 0 2 0 4 0 1 1 5kN m 抹灰层 0 24 0 4 0 1 0 2 2 0 24 kN m 合计 1 74 kN m 基础梁 b h 200 400 自重 25 0 2 0 4 2 0 kN m 3 1 5 柱自重 b h 500 500 自重 25 0 5 0 5 6 25 kN m 抹灰层 12 厚混合砂浆 0 24 0 5 4 0 48 kN m 7 合计 6 73kN m 3 1 6 外纵墙自重 标准层 纵墙 1 2 0 2 6 5 1 56 kN m 铝合金窗 0 35 1 8 0 63 kN m 水刷石外墙面 3 6 1 8 0 36 0 43 kN m 水泥砂浆粉刷内墙面 3 6 1 8 0 36 0 43 kN m 合计 3 27 kN m 底层 纵墙 基础梁 200 400 5 15 2 4 0 6 0 4 0 2 6 5 2 28 kN m 铝合金窗 0 35 2 4 0 84 kN m 水刷石外墙面 5 15 2 4 0 36 0 99kN m 水泥砂浆粉刷内墙面 4 2 2 4 0 36 0 65 kN m 合计 4 76 kN m 3 1 7 内隔墙 标准层 内隔墙 3 6 0 6 0 2 6 5 3 9 kN m 水泥砂浆粉刷内墙面 3 6 0 6 0 36 2 2 16 kN m 合计 6 06 kN m 3 1 8 外横墙自重 标准层 8 横墙 3 6 0 6 0 2 6 5 3 9 kN m 水刷石外墙面 3 6 0 36 1 3 kN m 水泥砂浆粉刷内墙面 3 6 0 6 0 36 1 08 kN m 合计 6 28 kN m 底层 横墙 5 15 0 6 0 4 0 2 6 5 5 4 kN m 水刷石外墙面 4 65 0 36 1 67 kN m 合计 7 07 kN m 3 1 9 内横墙自重 标准层 内横墙 3 6 0 6 0 2 6 5 3 9 kN m 水泥砂浆粉刷内墙面 3 6 0 6 0 36 2 2 16 kN m 合计 6 06 kN m 底层 内横墙 5 15 0 6 0 4 0 2 6 5 5 4 kN m 水泥砂浆粉刷内墙面 4 2 0 6 0 36 2 2 6 kN m 合计 8 0 kN m 3 2 活荷载标准值计算 3 2 1 屋面和楼面活荷载标准值 由 建筑结构荷载规范 得 9 不上人屋面 0 7 kN 楼面 室内 2 0 kN 走廊 2 5 kN 3 2 2 雪荷载标准值 S S 1 0 0 4 0 4 kN kr 0 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 两者中取大值 3 3 竖向荷载下框架受荷总图 3 3 1 B C 轴间框架梁 本结构楼面荷载的传递示意图见图 3 1 图 3 1 板传荷载示意图 梁自重标准值 1 74kN m B C 轴间框架均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 1 74 0 1 74kN m 10 活载 板传荷载 0 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 1 74 0 1 74kN m 活载 板传荷载 0 3 3 2 A B 和 C D 轴间框架梁 板传给梁的荷载 板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载 q 1 2 q 其中 短跨长度 长跨长 32 21 2 ll 1 l 2 l 度 所以 3 6 0 25 2 7 2 屋面板传给梁的荷载 恒载 4 94 1 8 1 2 2 15 83kN m 32 25 025 0 活载 0 7 1 8 1 2 2 2 24kN m 32 25 0 25 0 楼面板传给梁的荷载 恒载 3 39 1 8 1 2 2 10 86kN m 32 25 0 25 0 活载 2 0 1 8 1 2 2 6 41kN m 32 25 0 25 0 梁自重标准值 3 43kN m F G 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 3 43 15 83 19 26kN m 活载 板传荷载 2 24kN m 楼面板 恒载 梁自重 板传荷载 3 43 10 86 14 29kN m 活载 板传荷载 6 41kN m 3 3 3 A 和 D 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 女儿墙自重 做法 墙高 500 100 的混凝土压顶 0 2 0 5 6 5 25 0 10 2 0 6 2 0 2 0 5 1 85kN m 顶层柱恒载 女儿墙自重 梁自重 板传荷载 1 85 7 2 3 43 7 2 0 5 3 43 7 2 4 2 4 94 1 8 5 8 3 6 2 15 83 7 2 4 4 189 32 kN 11 顶层柱活载 板传荷载 0 7 1 8 5 8 3 6 2 2 24 7 2 4 4 21 8kN 标准层恒载 栏杆自重 梁自重 板传荷载 3 27 7 2 3 43 7 2 0 5 6 06 7 2 4 2 3 43 7 2 4 2 3 39 1 8 5 8 3 6 2 10 86 7 2 4 4 186 84 kN 标准层柱活载 板传荷载 2 0 1 8 5 8 3 6 2 6 41 7 2 4 4 62 35 kN 基础顶面荷载 基础梁自重 2 0 7 2 7 2 3 27 37 94kN 3 3 4 C 和 D 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 3 43 7 2 0 5 3 43 7 2 4 2 4 94 1 8 5 8 3 6 2 15 83 7 2 4 4 4 94 2 4 2 7 2 232kN 顶层柱活载 板传荷载 0 7 1 8 5 8 3 6 2 2 24 7 2 4 4 0 7 2 4 2 3 6 29 66kN 标准层柱恒载 外纵墙自重 梁自重 板传荷载 3 72 7 2 3 43 7 2 0 5 6 06 7 2 4 4 3 43 7 2 4 2 3 39 1 8 5 8 3 6 2 10 86 7 2 4 4 3 39 2 4 2 7 2 235 7kN 标准层柱活载 板传荷载 2 0 1 8 5 8 3 6 2 6 41 7 2 4 4 2 5 2 4 2 7 2 83 95kN 基础顶面恒载 外纵墙自重 基础梁自重 6 06 7 2 2 0 7 2 58 03kN 12 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图 3 2 所示 图中数值均为标准值 由于 E F G 三轴的纵梁外边线分别与该三轴柱的外边线齐平 故此三轴上的竖向荷载 与柱轴线偏心 E 轴的偏心距为 50 F 轴的偏心距为 100 G 轴的偏心距为 100 图 3 2 竖向受荷总图 4 恒载 活载作用下的内力计算 为了简化计算 考虑如下几种单独受荷情况 1 恒载作用 2 活荷载作用 按满跨布置 采用弯矩分配法计算内力 4 1 恒荷载标准值作用下的内力计算 均布荷载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩 12 2 qlM 均载 FeM 集中荷载 21 MMM 梁固端 13 由于框架的对称性 AB 整跨和 BC 半跨进行计算 根据上述公式计算的梁 固端弯矩如图 4 1 所示 恒荷载标准值作用下的弯矩图 剪力图 轴力图分别如图 4 2 图 4 3 和 图 4 4 所示 上柱下柱右梁 左梁上柱下柱右梁 0 540 460 350 40 25 28 4 68 3968 39 34 80 0 84 21 6018 4 11 5 13 1 8 19 6 17 5 739 20 4 094 09 0 24 0 2 3 22 3 68 2 30 27 53 55 962 9 20 9 7 24 0 350 350 30 250 2850 2850 29 12 66 47 9047 91 15 20 4 07 12 3412 3410 58 7 17 8 18 8 18 8 32 10 86 17 3 595 29 6 55 4 092 58 4 68 4 68 4 010 690 790 790 80 18 4513 82 44 9046 72 13 90 11 50 9 01 0 350 350 30 250 2850 2850 29 12 66 47 9047 91 15 20 4 07 12 3412 3410 58 7 17 8 18 8 18 8 32 6 176 17 3 595 29 4 09 4 092 58 3 06 3 06 2 630 080 090 090 09 15 4415 44 43 5046 10 12 20 12 20 9 72 0 350 350 30 250 2850 2850 29 12 66 47 947 91 15 20 4 07 12 3412 3410 58 7 17 8 18 8 18 8 32 6 176 87 3 595 29 4 09 4 592 58 3 31 3 31 2 840 200 230 230 23 15 215 92 43 8046 23 12 00 12 50 9 57 0 390 270 340 270 320 190 12 12 66 47 947 91 15 20 4 07 13 759 5211 99 7 75 9 18 5 45 3 44 6 17 3 875 99 4 091 72 0 90 0 62 0 78 0 98 1 16 0 69 0 44 14 19 028 90 40 6045 18 14 4 6 14 6 23 4 45 3 07 图 4 2 恒载标准值作用下 M 图 kN m 15 图 4 3 恒载标准值作用下 V 图 kN 图 4 4 恒载标准值作用下 N 图 kN 4 2 活荷载标准值作用下的计算 其弯矩图 剪力图 轴力图如图 4 6 图 4 8 所示 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 0 540 460 350 40 25 2 73 9 689 68 4 45 3 753 20 1 83 2 09 1 31 3 21 0 921 60 2 150 65 1 24 1 06 0 04 0 04 0 03 5 72 8 459 41 4 28 0 68 0 350 350 30 250 2850 2850 29 16 9 35 27 727 69 12 6 6 426 425 50 3 78 4 3 4 3 4 379 1 873 21 1 892 751 1 05 2 151 359 1 12 1 12 0 96 0 23 0 26 0 26 0 265 7 188 51 2526 44 5 61 6 72 3 285 0 350 350 30 250 2850 2850 29 9 35 27 727 69 12 6 6 426 425 50 3 78 4 3 4 3 4 38 3 213 21 1 892 75 2 15 2 151 36 1 59 1 59 1 360 050 060 060 06 8 048 04 25 426 71 6 4 6 4 2 96 0 350 350 30 250 2850 2850 29 9 35 27 727 69 12 6 6 426 425 50 3 78 4 3 4 3 4 38 3 213 58 1 892 75 2 15 2 421 36 1 71 1 71 1 470 110 130 130 13 7 918 28 25 526 78 6 32 6 59 2 89 4 14 3 30 17 图 4 6 活载标准值作用下 M 图 kN m 18 图 4 7 活载标准值作用下 V 图 kN 19 图 4 8 活载标准值作用下 N 图 kN 5 水平地震作用的计算 该建筑物的高度为 22 50m 以剪切变形为主 且质量和刚度沿高度均匀分 布 故采用底部剪力法计算水平地震作用 5 1 重力荷载代表值的计算 屋面处重力荷载代表值 结构和构件配件自重标准值 0 5 雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值 结构和构件配件自重标准值 0 5 楼面活荷载标准值 其中 结构和构配件自重取楼面上 下各半层层高范围内 屋面处取顶层的一 半 的结构及构配件自重 5 1 1 屋面处的重力荷载代表值的计算 女儿墙的重力荷载代表值的计算 G g 1 85 50 4 16 8 2 248 64kN 女儿墙 女儿墙 l 屋面板结构层及构造层自重标准值 G 4 94 50 9 17 3 4350kN 屋面板 G 25 0 3 0 6 0 1 6 7 16 25 0 3 0 4 0 1 梁 1 9 8 25 0 25 0 6 0 1 6 7 28 25 0 25 0 6 0 1 14 7 2 1259 05kN G 25 0 5 0 5 3 6 2 0 1 32 340kN 柱 顶层的墙重 G 1 2 3 27 7 2 0 5 14 1 2 6 28 7 2 0 5 墙 4 1 2 3 27 2 4 0 5 2 1 2 6 06 7 2 0 5 20 1 2 6 06 7 2 0 5 14 1306 35kN G G G G G G 顶层 女儿墙 屋面板 梁 柱 墙 248 64 4350 1259 05 340 1306 7504 04kN 20 5 1 2 其余各层楼面处重力荷载标准值计算 G 2612 70kN 墙 G 3 39 50 9 17 3 2 7 2 6 7 2658 07kN 楼板 G 1259 05kN 梁 G 25 0 5 0 5 3 6 0 1 32 700kN 柱 G G G G G 标准层 墙 楼板 梁 柱 2612 70 2658 07 1259 05 700 7229 82kN 5 1 3 底层楼面处重力荷载标准值计算 G 2612 70 3194 96kN 墙 3 6 25 15 20 1 3 60 1 G 2258 07kN 楼板 G 1259 05kN 梁 G 700 1 145 801 5kN 柱 G G G G G 底层 墙 楼板 梁 柱 1369 47 1715 71 1039 88 541 70 7513 58kN 5 1 4 屋顶雪荷载标准值计算 0 4 50 9 17 3 352 23kN SqQ 雪雪 5 1 5 楼面活荷载标准值计算 走廊走廊教室教室楼面 SqSqQ 2 0 50 9 14 9 2 5 50 9 1 9 1758 60kN 5 1 6 总重力荷载代表值的计算 屋面处 屋面处结构和构件自重 0 5 雪荷载标准值 EW G 7504 04 0 5 352 23 7680 16kN 设计值为 5674 69kN 楼面处 楼面处结构和构件自重 0 5 活荷载标准值 Ei G 21 7229 82 0 5 1758 60 8109 12kN 设计值为 6806 25kN 底层楼面处 A 楼面处结构和构件自重 0 5 活荷载标准值 1E G 7513 58 0 5 1758 60 8392 88kN 设计值为 7096 68kN 5 2 框架柱抗侧刚度 D 和结构基本自振周期计算 5 2 1 横向 D 值的计算 各层每一柱的 D 值和各层柱的总 D 值见表 5 1 表 5 2 横向 2 5 层 D 值计算 表 5 1 构件 名称 e b i i i i i c 2 kN 2 12 h iD cc m 数 量 kN D m A D 轴柱 4 4 2 3 8 10 0 88 2 4 34 10 0 30612296898368 B C 轴柱 44 4 22 7 103 8 10 1 50 2 4 34 10 0 429172398137916 472568D 注 梁的线刚度 柱的线刚度 b i c i 横向底层 D 值计算 表 5 2 构件 名称 c b i i i i i c 2 5 0 kN m 2 12 h iD cc 数 量 kN m D A D 轴柱 4 4 3 8 10 1 27 3 10 0 5417343858746 B C 轴 柱3 101 3 106 6107 2 4 44 0 6408687869496 256483D 22 5 2 2 结构基本自振周期的计算 用假想顶点位移计算结构基本自振周期 T 计算公式 TTT u 7 1 其中 假想的结构顶点水平位移 m 即假想把集中在各楼层处 T 的重力荷 代表值作为该楼层水平荷载计算的顶点弹性水平位移 i G 考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响的折减系数 框架结构 T 0 6 0 7 现列表计算假想顶点位移 表 5 3 假想顶点侧移计算结果 表 5 3 T 层数 kN i G kN i G kN m D m i u m i u 57680 167680 164725680 01630 3244 48109 1215789 28 472568 0 03340 3081 38109 1223898 4 472568 0 05060 2747 28109 1232007 52 472568 0 06770 2241 18392 8840116 642564830 15640 1564 注 i u i G D 结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数 0 6 则结构的基本自振 T 周期为 1 7 1 7 0 6 0 581s 1 T T T u0 3244 5 3 多遇水平地震作用计算 由于该工程所在地区抗震设防烈度为 7 度 场地土为 类 设计地震分组 为第一组 水平地震影响系数最大值 0 08 特征周期值 0 35 max g Ts 0 85 40400 4 34340 34kN Eeq GG85 0 23 由于 故 g T 1 T g T5 max2 1 1 T Tg 式中 衰减指数 在 的区间取 0 9 g T 1 T g T5 阻尼调整系数 除有专门规定外 建筑结构的阻尼比应取 2 0 05 相应的 1 0 2 纵向地震影响系数 0 9 0 9 1max 1 0 35 0 080 0317 0 58 g T T 1 4 0 49s 1 0 581Ts g T 需要考虑顶部附加水平地震作用的影响 顶部附加地震作用系数 0 08 0 581 0 07 0 1165 07 008 0 1 T n 如图 5 1 所示 对于多质点体系 结构底 部总纵向水平地震作用标准值 0 0500 34340 34 1717 02kN eqEK GF 1 附加顶部集中力 图 5 1 水平地震作用标准 值 0 1165 1717 02 200 03kN EKnn FF nEK ii ii i F HG HG F 1 kN1717 02200 031516 99 EKn FF 质点 的水平地震作用标准值 楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见i 表 5 5 V 和的计算 表 5 5 i F i u 层 kN i G i H m iiH G iiH G kN i F kN i V D m i u 57680 1619 55150147 1493813 4461 25461 254725680 00098 24 48109 1215 95129340 5 493813 4 397 33858 58 472568 0 00181 38109 1212 35100147 6 493813 4 307 651166 2 472568 0 00247 28109 128 7570954 8 493813 4 217 971384 2 472568 0 00293 1 8392 88 5 1543223 3 493813 4 132 781517 0 256483 0 00591 楼层最大位移与楼层层高之比 满足位移要 0 005911 5 15871 i u h 550 1 求 5 4 框架地震内力计算 反弯点相对高度 y 值的计算见表 5 6 表 5 8 A D 轴框架柱反弯点位置 表 5 6 层号 h m i0 y 1 y 2 y 3 y y myh 53 60 880 350000 351 26 43 60 880 400000 401 44 33 60 880 450000 451 62 23 60 880 500000 501 80 15 151 270 630000 633 24 B C 轴框架柱反弯点位置 表 5 7 层号 h mi0 y 1 y 2 y 3 yy myh 53 6 1 50 0 370000 371 33 43 6 1 50 0 420000 421 51 33 6 1 50 0 470000 471 69 23 6 1 50 0 500000 501 80 15 152 170 600000 603 09 注 均布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比 因上 y 0 y 1 y 2 y 3 y 0 y 1 y 下层梁刚度比变化的修正值 因上 下层层高变化的修正值 2 y 3 y 25 框架柱剪力和柱端弯矩计算采用 D 值法 计算过程和结果见表 5 9 5 11 框架各柱的杆端弯矩 梁端弯矩按下式计算 hyVM imc 1 上 yhVM imc 下 中柱 jcjc bb b jb MM ii i M 上下 右左 左 左 1 jcjc bb b jb MM ii i M 上下 右左 右 右 1 边柱 jcjcjb MMM 上下总 1 横向水平地震荷载作用下 A D 轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算 表 5 9 层 kN i V Dim D im D D kN im V my kNm 上c M kNm 下c M 5461 25472568122960 02611 990 3528 0615 11 4858 58 472568 122960 02622 320 4048 2132 14 31166 2 472568 122960 02630 320 4560 0349 12 21384 2 472568 122960 02635 990 5064 7864 78 11517 025648373430 02943 990 6383 82142 73 横向水平地震荷载作用下 B C 轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算 表 5 10 层 kN i V Dim D im D D kN im V my kNm 上c M kNm 下c M 5461 25472568172390 03616 610 3737 6722 12 4858 58 472568 17239 0 03634 850 4272 7752 69 31166 2 472568 17239 0 03647 320 4790 2780 07 21384 2 472568 17239 0 03655 990 50100 78100 78 11517 025648386870 03454 620 60112 52168 78 横向水平地震作用下的弯矩 剪力和轴力图如图 5 2 5 4 26 图 5 2 横向水平作用下的 M 图 kN m 图 5 3 横向水平地震作用下的 V 图 kN 27 图 5 4 横向水平地震作用下的 N 图 6 重力荷载代表值计算 6 1 作用于屋面板处均布荷载代表值计算 1 2 1 74 2 09kN m BC q 1 2 15 83 1 2 0 5 0 4 1 8 1 2 2 ABCD qq 32 25 025 0 19 83kN m 6 2 作用于楼面处均布荷载代表值计算 1 2 1 74 2 09kN m BC q 1 2 10 86 1 2 0 5 6 41 16 88kN m ABCD qq 6 3 由均布荷载代表值在屋面处引起固端弯矩 2 09 2 4 12 1 0kN m g BW CW M 2 28 1 0kN m g CW BW M 19 83 7 2 12 85 67kN m gg AW BWCW DW MM 2 85 67kN m gg BW AWDW CW MM 6 4 由均布荷载代表值在楼面处引起固端弯矩 2 09 2 4 12 1 0kN m g BW CW M 2 1 0kN m g CW BW M 16 88 7 2 12 72 92kN m gg AW BWCW DW MM 2 72 92kN m gg BW AWDW CW MM 用弯矩分配法求解重力荷载代表值下的弯矩 首先将各节点的分配系数填 在相应的方框内 将梁的固端弯矩填写在框架的横梁相应的位置 然后将节点 放松 把各节点不平衡弯矩同时进行分配 假定远端固定进行传递 不向滑动 端传递 右 左 梁分配弯矩向左 右 梁传递 上 下 柱分配弯矩向下 上 传递 传递系数均为 1 2 第一次分配弯矩传递后 在进行第二次弯矩 分配 然后不再传递 实际上 弯矩二次分配法 只将不平衡弯矩分配两次 将分配弯矩传递一次 计算图表如图 6 1 图 6 2 表 6 1 表 6 5 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 0 540 460 350 40 25 85 785 67 1 46 2639 41 29 6 33 9 21 17 12 76 14 8019 7 10 210 58 1 110 95 7 01 8 02 5 01 60 10 60 1O68 73 52 1 16 59 0 350 350 300 250 2850 2850 29 72 972 92 1 25 5225 5221 88 18 20 50 20 50 20 86 23 1312 71 8 9910 94 16 90 10 206 47 9 42 9 42 8 072 442 792 792 83 39 2428 87 68 1068 32 34 60 28 00 12 55 0 350 350 300 250 2850 2850 29 72 9072 92 1 29 25 5225 5221 88 18 20 5 20 5 20 86 12 7612 76 8 9910 94 10 20 10 206 47 5 79 5 79 4 960 770 880 880 90 32 5032 50 65 066 65 29 90 29 90 14 49 0 350 350 300 250 2850 2850 29 72 9072 92 1 25 5225 5221 88 18 20 50 20 50 20 86 12 7614 22 8 9910 94 10 20 11 506 47 6 30 6 30 5 401 081 241 241 26 31 9933 45 65 4066 96 29 50 30 80 14 12 0 390 270 340 270 320 190 12 72 9072 92 1 28 4419 6724 79 19 40 23 13 70 8 63 12 76 9 7112 40 10 204 32 1 19 0 82 1 04 1 75 2 07 1 23 0 78 40 0118 86 58 9064 15 35 30 14 90 6 09 9 43 7 45 图 6 1 重力荷载代表值作用下 M 图 30 图 6 2 重力荷载代表值作用下 M 图 kN m 重力荷载代表值下 BC 跨梁端剪力计算 表 6 1 层 q kN m l m 2 ql kN lM kN kN 2 A D M ql V l kN 2 B C M ql V l 52 092 42 510 2 512 51 42 092 42 510 2 512 51 32 092 42 510 2 512 51 22 092 42 510 2 512 51 12 092 42 51 0 2 512 51 重力荷载代表值下 AB CD 跨梁端剪力计算 表 6 2 层 q kN m l m k2 ql N lM kN kN 2 B M ql V l kN 2 B M ql V l 31 519 837 271 39 1 2084 7882 38 416 887 260 77 0 0371 4471 38 3 16 887 2 60 77 0 2371 6470 53 2 16 887 2 60 77 0 2271 6371 19 1 16 887 2 60 77 0 73 72 1470 68 重力荷载代表值下 A D 柱轴向力计算 表 6 3 层 截面 横梁传剪 力 纵墙重纵梁重 纵梁上 板恒载 纵梁上 板活载 柱重 N kN 柱轴力 kN 1 1110 14110 14 5 2 2 2 51 17 32 33 51 43 7855 493 9320 50 164 15164 15 3 390 82254 97 4 4 4 2 5133 5143 7838 0814 0420 50 144 83308 98 5 590 82399 80 3 6 6 2 5133 5143 7838 0814 0420 50 144 83453 81 7 790 82844 63 2 8 8 2 5133 5143 7838 0814 0420 50 144 83598 62 9 988 98687 62 1 10 10 2 510 43 78 18 72 38 0814 0426 28 133 98732 62 重力荷载代表值下 B C 柱轴向力计算 表 6 4 层截面横梁传剪力纵墙重纵梁重 纵梁上 板恒载 纵梁上 板活载 柱重 N kN 柱轴力 kN 1 1459 27459 27 5 2 2 2 51 左 84 78 右 34 82 43 19295 5319 3031 5 525 59525 59 3 3436 63962 22 4 4 4 2 51 左 71 44 右 34 82 43 19253 2657 9831 5 502 951028 54 5 5437 631466 17 3 6 6 2 51 左 71 64 右 34 82 43 19253 2657 9831 5 503 951532 49 7 7437 571970 06 2 8 8 2 51 左 71 63 右 34 82 43 19253 2657 9831 5 503 892036 38 9 9439 042475 42 1 10 10 2 51 左 72 14 右 43 34 43 19 18 72 253 2657 9840 38 541 482577 86 32 7 内力组合 各种荷载情况下的框架内力求得后 根据最不利又是可能的原则进行内力 组合 当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时 应在内力组合之前对竖向荷 载作用下的作用下的内力进行调幅 当有地震作用时 应分别考虑恒荷载和活 荷载由可变荷载效应控制的组合 由永久荷载效应控制的组合及重力荷载代表 值与地震作用的组合 并比较三种组合的内力 取最不利者 由于构件控制截 面的内力值应取支座边缘处 为此 进行组合前 应先计算各控制截面处的 支座边缘处的 内力值 梁支座边缘处的内力值按下式计算 22 b qVV b VMM 边边 式中 支座边缘截面的弯矩标准值 边 M 支座边缘截面的剪力标准值 边 V 梁柱中线交点处的弯矩标准值 M 与相应的梁柱中线交点处的剪力标准值 VM q 梁单位长度的均步荷载标准值 b 梁端支座宽度 即柱截面高度 柱上端控制截面在上层的梁底 柱下端控制截面在下层的梁顶 按轴线计 算简图算得的柱端内力值 宜换算到控制截面处的值 为了简化起见 也和采 用轴线处内力值 这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点 7 1 恒荷载和活荷载作用下的内力组合 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表 表 7 1 BC 梁AB CD 梁层 恒载 活载 组合项目值恒载 活载 组合项目值 M 1 750 09 1 66 74 91 11 53 86 44 左 V 5 64 1 17 6 815 7912 93 18 725 中M 8 48 1 06 9 54127 6813 08 130 76 33 M 16 70 2 16 18 86 67 22 7 43 74 65 右 V 9 71 1 17 10 88 3 69 11 87 15 56 M 0 400 37 0 03 59 43 33 79 93 22 左 V 0 14 2 82 2 9627 9535 70 63 65 中M 1 62 2 46 4 0886 5331 38 117 91 M 4 60 5 15 9 75 56 24 32 45 88 69 4 右 V 4 21 2 82 7 03 27 08 35 34 62 42 M 0 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