西安职业技术学校学生公寓设计毕业论文.doc

III 西安职业技术学校学西安职业技术学校学 生公寓设计毕业论文生公寓设计毕业论文 目目 录录 摘要摘要 ABSTRACTABSTRACT 主要符号表主要符号表 前言前言 1 1 绪绪论论 1 1 11 1 工程概况工程概况 1 1 1 1 建筑介绍 1 1 1 2 建筑类型 1 1 1 3 抗震设防烈度 1 1 21 2 设计原始资料设计原始资料 1 1 2 1 气象条件 1 1 2 2 工程地质条件 2 1 31 3 建筑平面设计建筑平面设计 2 1 1 4 4 建筑立面设计建筑立面设计 2 1 1 5 5 建筑剖面设计建筑剖面设计 2 1 1 6 6 土建设计土建设计 3 2 2 结构布置结构布置 4 2 12 1 结构布置结构布置 4 2 1 1 柱网布置 4 2 1 2 初选截面尺寸 4 3 3 计算截面的确定计算截面的确定 7 4 4 框架结构刚度参数计算框架结构刚度参数计算 8 IV 4 14 1 梁柱线刚度计算梁柱线刚度计算 8 4 24 2 柱的抗侧刚度计算柱的抗侧刚度计算 8 5 5 荷载计算荷载计算 13 5 15 1 恒载标准值计算恒载标准值计算 13 5 25 2 活荷载标准值计算活荷载标准值计算 16 5 35 3 荷载分类荷载分类 17 5 45 4 重力荷载代表值重力荷载代表值 17 6 6 内力计算内力计算 19 6 16 1 横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算 19 6 1 1 横向自振周期计算 19 6 1 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 19 6 1 3 水平地震作用下的位移验算 21 6 1 4 水平地震作用下框架内力计算 21 6 1 5 作水平地震作用下框架的弯矩图 梁端剪力图及柱轴力图 24 6 26 2 竖向荷载作用下框架结构的内力计算竖向荷载作用下框架结构的内力计算 25 6 2 1 计算单元 25 6 2 2 荷载计算 26 6 2 3 内力计算 29 7 7 内力组合内力组合 34 7 17 1 结构抗震等级结构抗震等级 34 7 27 2 框架的内力组合框架的内力组合 34 7 37 3 框架梁内力组合框架梁内力组合 34 7 47 4 框架梁内力组合框架梁内力组合 39 7 4 1 柱端弯矩 M 和轴力 N 组合的设计值 39 7 4 2 柱端剪力组合和设计值的调整 43 7 4 3 柱端弯矩设计值的调整 44 8 8 截面设计及配筋计算截面设计及配筋计算 47 8 18 1 框架梁框架梁 47 8 1 1 梁正截面受弯承载力计 47 8 1 2 梁斜截面受弯承载力计算 49 8 28 2 框架柱框架柱 50 8 2 1 剪跨比和轴压比验算 50 目录 V 8 2 2 柱正截面承载力计算 51 8 2 3 柱斜截面承载力计算 54 8 38 3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 55 9 9 楼板设计楼板设计 57 9 19 1 楼板类型及设计方法的选择楼板类型及设计方法的选择 57 9 1 1 荷载计算 57 9 1 2 板的计算 57 1010 楼梯设计楼梯设计 63 10 110 1 梯段板设计梯段板设计 63 10 1 1 荷载计算 63 10 1 2 内力计算 63 10 1 3 截面设计 63 10 210 2 平台板设计平台板设计 63 10 2 1 荷载计算 64 10 2 2 内力计算 64 10 2 3 截面设计 64 10 310 3 平台平台梁梁设设计计 64 10 3 1 荷载计算 64 10 3 2 截面设计 64 1 11 1 设计心得设计心得 67 参考参考文文献献 68 致致 谢谢 69 毕业设计 论文 知识产权声明毕业设计 论文 知识产权声明 70 毕业设计 论文 独创性声明毕业设计 论文 独创性声明 71 主要符号表 主要符号表主要符号表 f fc c 混凝土抗压强度设计混凝土抗压强度设计 值值 f ft t 混凝土轴心抗压强设计混凝土轴心抗压强设计 值值 E Ec c 混凝土弹性模混凝土弹性模 量量 f fy y 钢筋强度设计钢筋强度设计 值值 A AS S 受拉钢筋面受拉钢筋面 积积 A AS S 受压钢筋面受压钢筋面 积积 h h0 0 截面有效高截面有效高 度度 a as s 混凝土保护厚混凝土保护厚 度度 N N 轴轴 力力 MM 弯弯 矩矩 N NMAX MAX 最大轴最大轴 力力 MMmax max 最大弯最大弯 矩矩 V V 剪剪 力力 前言 e e0 0 由截面由截面 M NM N 所得的原始偏心所得的原始偏心 矩矩 e ea a 附加偏心矩附加偏心矩 e ei i 初始偏心初始偏心 矩矩 三级钢三级钢 筋筋 二级钢筋二级钢筋 一级钢一级钢 筋筋 绪论 1 1 绪论绪论 1 1 工程概况工程概况 1 1 1 建筑介绍建筑介绍 设计题目 西安职业技术学校学生公寓楼设计 B 方案 批准建筑面积 53528 36m2 建筑高度 22 4m 结构形式 现浇钢筋混凝土框架结构 建筑防火 设计防火等级为二级 分类为二类 建筑抗震 地震设防烈度为 8 度 设计地震分组为第一组 设计基本加速度为 0 20g 结构安全等级为二类 结构抗震等级为框架二级 1 1 2 建筑类型建筑类型 建筑成一字型 六层框架结构 1 1 3 抗震设防烈度抗震设防烈度 建筑抗震设防类别为丙类 地震设防烈度为 8 度 建筑场地类别为 类 设计地震分组为第一组 设计基本加速度为 0 20g 结构安全等级为二类 结构抗震等级为框架二级 1 2 设计原始资料设计原始资料 1 2 1 气象条件气象条件 1 温度 夏季极端最高 30 冬季极端最低 9 最热月平均气温为 27 最冷月平均气温为 0 2 2 基本风压 0 35KN m2 3 基本雪压 0 25 KN m2 1 2 2 工程地质条件工程地质条件 自然地建筑用地地形平缓 地下水位标高约 7m 无侵蚀性 场地类别为 II 类 地层岩性自上而下分别为 填土层 埋深 0 2 0 米 褐黄色 淡黄 绪论 3 色 成份以粘土为主 含有生活及建筑垃圾 黄土层 黄土为 级非自重湿 陷性黄土 埋深 2 0 3 0 米 fk 180kpa 1 3 建筑平面设计建筑平面设计 根据本建筑物的使用功能要求 确定采用三跨框架 边跨为 6 9 米 中 跨为 3 0 米 本教学楼设置有大 小教室 大教室尺寸为 6 9m 12 0m 小 教室尺寸为 6 9m 9 0m 在建筑物的正中间设置一道双分平行楼梯 两端个 设置一道双跑梁式楼梯 一层共有四间大教室和三间小教室 一间小的休息 室 一至六层平面布置基本相同 1 4 建筑立面设计建筑立面设计 本建筑立面采用对称体型 建筑物各部协调统一 形式完整 本建筑确 定每层层高为 3 9 米 楼梯高度等于层高 屋面为不上人屋面 平屋顶的厚 度为 300mm 女儿墙高度设为 800mm 建筑总高度 24 20 米 整个立面看起 来规则整齐 简洁大方 简单的造型更显示了干练 总体上 本建筑立面造型符合建筑造型和构图方面的均衡 韵律 对 比的规律 并满足适用 经济 美观的要求 1 5 建筑剖面设计建筑剖面设计 室内外高差为 0 45 米 可防止室外流水流入和墙身受潮 根据采光设计标准及结构布置要求 确定标准层房间窗高到框架梁底 主要窗宽为 1 5 米 高为 2 4 米 标准层走廊两端设置玻璃窗以便空气流 通和采光要求 屋面排水采用有组织外排水方式 用外装塑料空心管作为落 水管 屋面材料找坡 3 1 6 土建设计土建设计 1 墙体 0 000 以上均采用 M5 混合砂浆砌筑 0 000 以下均采用水 泥砂浆砌筑 2 卫生间楼地面比同层相邻楼地面低 20mm 3 楼屋面面层材料的选择及构造设计 4 屋面 绪论 3 三毡四油防水层 20mm 厚水泥砂浆找平 150mm 厚水泥蛭石保温层 100mm 厚钢筋混凝土板 V 形轻刚龙骨吊顶 5 楼面 瓷砖地面 在卫生间内采用地砖防水楼面 100mm 厚钢筋混凝土板 V 型轻刚龙骨吊顶 二层 9mm 厚的纸面石膏板 有厚 50mm 厚的岩棉板保 温层 2 结构布置 4 2 2 结构布置结构布置 2 1 结构布置结构布置 1 根据该房屋的使用功能及建筑设计要求 进行了建筑平面 立面和剖 面设计 主体结构共 6 层 2 结构采用双向承重 整体性和受力性能都很好 3 外墙采用 390mmx290mmx190mm 混凝土砌块 内墙采用 390mmx190mmx190mm 混凝土砌块 4 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构 楼板厚度 100mm 梁截面高 度按梁跨度的 1 8 1 12 结算 5 混凝土等级选用 梁 板 柱选用 C30 2 1 1 柱网布置柱网布置 图 2 1 柱网布置图 2 1 2 初选截面尺寸初选截面尺寸 1 框架梁截面尺寸框架梁截面尺寸 纵向框架梁尺寸 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 55 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 7800 650mm 975mm 取 h 700mm b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 700 233mm 350mm 取 b 300mm 横向框架梁尺寸 AB CD 跨 h 1 8 1 12 l 梁尺寸 1 8 1 12 5100 425mm 648mm 取 h 600mm b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 600 200mm 300mm 取 b 300mm BC 跨 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 2100 175mm 240mm 取 h 200mm 次 梁 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 5100 425mm 648mm 取 h 600mm b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 600 200mm 300mm 取 b 300mm 表 2 1 梁截面尺寸 mm 横梁 b h 层数 混凝土 等级 AB 跨 CD 跨BC 跨 次梁 b h 纵梁 b h 1 6C30300 600300 200300 600300 600 2 柱截面尺寸估算柱截面尺寸估算 柱截面尺寸根据柱的轴压比限值 按公式计算 1 根据 建筑抗震设计规范 结构形式是框架结构 抗震设防烈度为 8 度 建筑物高度 22 4m 24m 其轴压比限值 uN 0 8 各层的重力荷载代表值近 似取 12KN m2 2 Ac N fc 2 1 柱组合的轴压比设计值 N A g n 2 2 注 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数 边柱取 1 3 内柱取 1 25 g 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可近似取 12 kN m2 n 为验算截面以上的楼层层数 A 柱的负荷面积 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值 对 C30 查得 14 3 N mm2 边柱 Ac N fc Agn fc 1 3 7 8 103 2 55 6 12 0 8 14 3 162736 mm2 中柱 Ac N fc Agn fc 1 25 7 8 3 6 12V103 6 0 8 14 3 220909mm2 如果取柱截面为正方形 则中柱和边柱截面高度分别为 470mm 和 403 4mm 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 56 根据上述计算并综合考虑其他因素 本设计柱截面尺寸值如下 表 2 2 柱截面尺寸 mm 层次混凝土等级b h mm2 1 6 C30600 60 3 计算截面的确定 7 3 3 计算截面的确定计算截面的确定 1 框架各构件在计算简图中均用单线条代表 各单线条代表构件形 心轴所在的位置线 2 梁的跨度 该跨左右两边柱截面形心轴线之间的距离 3 底层柱高 从基础顶面算至楼面标高处 4 中间层柱高 从下一层楼面标高至上一层楼面标高 5 顶层柱高 从顶层楼面标高算至屋面标高 6 当上 下柱截面发生改变时 取截面较小的截面形心轴线作为计算 简图上的柱单元 一层 六层 横跨 AB CD 跨 5100mm BC 跨 2100mm 纵跨 7800 mm 柱高 底层柱高 3 6 0 45 1 5 05m 2 6 层的柱高 3 6m 图 3 1 横向计算简图 4 框架结构刚度参数计算 8 4 4 框架结构刚度参数计算框架结构刚度参数计算 4 1 梁柱线刚度计算梁柱线刚度计算 在框架结构中 可将现浇楼面视作梁的有效翼缘 增大梁的有效刚度 减少框架侧移 考虑这一有利作用 在计算梁的截面惯性矩时 对现浇楼面 的边框架梁取 I 1 5I0 对中框架梁取 I 2I0 截面惯性矩 I0 bh3 12 框架梁线刚度为 ib EcI0 l 其中 EC为混凝土弹性模量 L 为梁的计算跨 度 表 4 1 横梁线刚度 ib计算表 类 别 层 次 Ec kN mm2 b h mm mm I0 mm4 L mm ib EcI0 l k N mm 1 5EcI0 l kN mm 2EcI0 l kN mm AB CD 跨 13 0 104300 6005 4 10951003 2 10104 8 10106 4 1010 BC 跨 13 0 104300 2000 2 10921002 9 10104 4 10105 8 1010 柱的线刚度 iC ECIB L 其中 Ie为柱的截面惯性矩 HC为柱的计算高度 表 4 2 柱的线刚度计算表 层次Ec kN mm2 b h mm mm HC m Ie mm4 iC EcI0 l kN mm 13 0 104600 6005 051 1 1096 5 1010 2 63 0 104600 6003 601 1 1099 1010 令 i2 6 1 0 则其余各层杆件的相对线刚度为 i 1 AB 1 40 i 1 BC 1 25 i 2 6AB 1 3 i 2 6BC 1 2 i 1 1 00 作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 69 4 2 柱的抗侧刚度计算柱的抗侧刚度计算 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 10 根据梁柱的线刚度比的不同 框架柱可分为中柱 边柱K 柱抗侧移刚度 D c 12 ic h2 注 c 柱抗侧移刚度修正系数 表 4 3 柱侧移刚度修正系数表 边柱中柱 位置 简图 K 简图 K c 一般 层 24 2 c ii k i 1234 2 c iiii k i c 2 k k a 底层 2 c i k i 12 c ii k i c 0 5 2 k k a 边框架柱侧移刚度 D 值 1 1 1 层层 边柱 A 1 A 10 D 1 D 10 0 74 0 45 2 c i k i c 0 5 2 k k a D 13763 c 2 12 c i h a 中柱 B 1 B 10 C 1 C 10 2 2 层层 边柱 A 1 A 10 D 1 D 10 10 10 108 4 102 4 88 0 2 88 0 5 0 2 10 4950 12 108 448 0 67 1 108 4 108 3102 4 10 1010 21 c i ii k 59 0 22 25 0 2 5 0 k k ac 13869 4950 12 108 459 0 12 2 10 2 h iaD cc 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 11 24 2 c ii k i c 2 k k a D c 2 12 c i h a 中柱 B 1 B 10 C 1 C 10 1234 2 c iiii k i D c 2 k k a c 2 12 c i h a 3 3 6 层层 边柱 A 1 A 8 D 1 D 8 24 2 c ii k i c 2 k k a D c 2 12 c i h a 中柱 B 1 B 10 C 1 C 10 表 4 4 边框架柱侧移刚度 D 值 kN mm 边柱 4 根中柱 4 根 层 次K cDCDC 4K cDCDC 4 D 3 60 980 33 1041 4 416561 880 481514860592102248 21 010 34 1073 0 429201 940 662082883312126232 10 880 48 1128 4 451361 670 591386955476100612 中框架柱侧移刚度 D 值 1 1 层层 边柱 A 2 A 9 D 2 D 9 01 1 100 42 102 4109 3 10 1010 34 0 01 1 2 01 1 94 1 100 42 108 3102 4106 3109 3 10 10101010 66 0 94 1 2 94 1 20828 3900 12 100 466 0 2 10 33 0 98 0 2 98 0 10414 3900 12 100 433 0 2 10 88 1 100 42 2106 32109 3 10 1010 15148 3900 12 100 448 0 12 2 10 2 h iaD cc 48 0 88 1 2 88 1 10730 3900 12 100 434 0 2 10 k k ac 2 1234 2 c iiii k i 98 0 100 42 2109 3 10 10 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 6 12 17 1 108 4 106 5 10 10 53 0 17 1 2 17 1 5 0 c i i k 2 k k ac 2 5 0 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 11 D 中柱 B 2 B 9 C 2 C 9 D c 2 12 c i h a 2 2 层层 边柱 A 2 A 9 D 2 D 9 中柱 B 1 B 9 C 1 C 9 3 3 6 层层 边柱 A 2 A 9 D 2 D 9 中柱 B 1 B 9 C 1 C 9 12459 4950 12 108 453 0 2 10 64 0 21 2 2 21 2 5 0 2 5 0 k k ac21 2 108 4 105106 5 10 1010 42 c i ii k 15045 4950 12 108 464 0 2 10 35 1 100 42 102 5106 5 2 10 1010 42 c i ii k 40 0 35 1 2 35 1 2 k k ac 12623 3900 12 100 440 0 12 2 10 2 h iaD cc 58 2 100 42 100 5106 5108 4102 5 2 10 10101010 4321 c i iiii k 56 0 58 22 58 2 2 k k ac17673 3900 12 100 456 0 12 2 10 2 h iaD cc 30 1 100 42 2102 5 2 10 10 42 c i ii k 39 0 0 23 1 3 1 2 k k ac 12308 3900 12 100 439 0 2 10 50 2 100 42 108 42102 52 2 10 1010 4321 c i iiii k 56 0 5 22 5 2 2 k k ac 17673 3900 12 10456 0 2 10 c 2 12 c i h a 2 12 h iaD cc D c 2 12 c i h a 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 12 表 4 5 边框架柱侧移刚度 D 值 kN mm 边柱 12 根中柱 12 根层 次K cDCDC 12K cDCDC 12 D 3 61 300 39 1230 8 1969282 500 5617673282768479696 21 350 40 1262 3 2019682 580 5617673282768484736 11 170 53 1245 9 1993442 210 6415045240720440064 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加 即为各层间侧移刚度 D 表 4 6 层间侧移刚度 kN mm 层 次123 6 D540676610968581944 D1 D2 540676 610968 0 885 0 7 故该框架为横向规则框架 5 荷载计算 13 5 5 荷载计算荷载计算 5 1 恒载标准值计算恒载标准值计算 1 屋面屋面 不上人不上人 防水层 刚性 30mm 厚细石混凝土保护层 24 0 03 0 72KN m 防水层 柔性 三毡四油防水层 0 4 KN m2 找平层 20mm 厚水泥砂浆 20 0 02 0 4 KN m2 找坡层 40mm 厚水泥石灰焦渣砂浆 3 1000 5 0 15 0 75KN m2 保温层 80mm 厚矿渣水泥 25 0 10 2 5KN m2 结构层 100mm 厚钢筋混凝土板 0 25 KN m2 抹灰层 10mm 厚混合砂浆 17 0 01 0 17KN m2 合计 6 19kN m2 屋面的面积取到墙外包尺寸线 屋面面积 70 2 0 6 12 3 0 6 913 32m2 913 32 6 19 5653 45kN 2 各层走廊及楼面各层走廊及楼面 大理石层面 水泥砂浆擦缝 30mm 厚 1 3 干硬性水泥砂浆 上面撒 2mm 厚素水泥 1 16KN m2 水泥浆结合层一道 结构层 100mm 厚现浇钢筋混凝土板 2 5 0 1 2 5 KN m2 抹灰层 10mm 厚混合砂浆 17 0 01 0 17 KN m2 合计 3 83kN m2 一层 六层楼面面积 70 2 0 6 12 3 0 6 913 32 m2 913 32 3 83 3498 016 kN 3 梁 柱梁 柱 梁净跨计算 横梁 1 层 AB CD 跨 5100 600 4500mm BC 跨 2100 600 1500 mm 纵梁 7800 600 7200 mm 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 14 次梁 5100 mm 柱净高可取层高减去板厚 表 5 1 梁 柱重力荷载代表值 层数构件 b m h m r kN m3 g kN m li m n Gi kN Gi kN AB CD 跨 0 300 50251 054 6884 50020421 920 BC 跨 0 300 10251 050 7861 5001011 790 纵梁 0 300 60251 054 7257 200361224 720 次梁 0 300 50251 054 6885 10018430 359 2088 789 1 柱 0 550 60251 109 94 950401960 200 1960 200 AB CD 跨 0 300 50251 054 6884 50020421 920 BC 跨 0 300 10251 050 7861 5001011 790 纵梁 0 300 60251 054 7257 200361224 720 次梁 0 300 50251 054 6885 10018430 359 2088 789 2 6 柱 0 600 60251 109 9003 500401386 000 1386 000 为考虑梁 柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增加系数 g 表示单位长度构件重力荷载 n 为构件数量 梁长度取净跨 柱长度取净高 对现浇板肋梁楼盖 因为板自重已计入楼面 屋面 的恒荷载中 故计算梁自重时高度应取 梁原厚减去板厚 4 墙墙 外墙采用规格为 390mm 290mm 190mm 厚混凝土空心砌块 容重 9 8 kN m2 内墙采用 390mm 190mm 190mm 厚混凝土空心砌块 容重 9 8kN m2 a 外墙外墙 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 15 水刷石外墙面 0 5 kN m2 290mm 厚水泥空心砖 0 29 9 8 2 842 kN m2 水泥粉刷内墙面 0 36 kN m2 合计 3 702 kN m2 b 内墙内墙 1900mm 厚加气混凝土砌块 0 190 9 8 1 862kN m2 水泥粉刷内墙面 0 36 2 0 72 kN m2 合计 2 582 kN m2 5 门 窗门 窗 房间门采用木门 单位面积重力荷载为 0 2 kN m2 窗采用铝合金门 窗 单位面积重力荷载为 0 4 kN m2 底层入口处 两侧门用钢铁门 单位 面积 重力荷载为 0 4 kN m2 中间门用钢塑玻璃门 单位面积重力 荷载为 0 4 kN m2 面积计算 1 层 外墙面积 3 6 0 45 0 6 5 1 0 6 4 3 6 0 45 0 2 2 1 0 6 2 70 2 0 6 9 3 6 0 45 0 7 2 574 81 m2 外墙门窗面积 M 1 2 个 1 5 2 4 2 7 2 m2 M 3 1 个 2 7 3 8 1 m2 C 1 32 个 1 8 2 32 115 2 m2 C 3 3 个 1 8 0 8 3 4 32 m2 7 2 8 1 115 2 4 32 134 82 m2 内墙面积 3 6 0 6 5 1 0 6 16 5 1 0 1 3 6 0 6 18 7 8 0 6 3 6 0 7 14 3 0 1 0 3 3 6 0 7 4 832 04m2 内墙门窗面积 M 2 32 个 0 9 2 1 32 60 48 m2 C 3 1 个 1 8 2 1 3 6 m2 60 48 3 6 64 08 m2 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 16 外墙自重 574 81 134 82 3 702 1628 843kN 外墙门窗重 7 2 8 1 0 4 115 2 4 32 0 4 53 928kN 内墙自重 832 04 64 08 2 582 1982 873 kN 内墙门窗重 60 48 0 2 3 6 0 4 13 536KN 墙总重 1628 843 1982 873 3611 716kN 门窗总重 53 928 13 536 67 464 kN 2 层 6 层 外墙面积 5 1 0 6 3 6 0 6 4 2 1 0 6 3 6 0 2 2 70 2 0 6 9 3 6 0 7 2 440 4 m2 外墙门窗面积 C 1 35 个 1 8 2 35 126m2 C 2 3 个 1 8 0 8 3 4 32 m2 100 80 11 52 14 40 8 64 135 36 m2 内墙面积 5 1 0 6 3 6 0 6 16 5 1 0 1 3 6 0 6 18 7 8 0 6 3 6 0 7 15 3 9 0 1 0 3 3 6 0 7 3 842 19m2 内墙门窗面积 M 2 33 个 0 9 2 1 33 62 37 m2 外墙自重 440 04 130 32 3 702 1446 445kN 外墙门窗重 130 32 0 4 52 128kN 内墙自重 842 19 62 37 2 582 2013 495 kN 内墙门窗重 62 37 0 2 12 474 kN 墙总重 前 1446 445 2013 495 3459 94kN 门窗总重 52 128 12 474 63 602 kN 6 女儿墙女儿墙 水刷石外墙面 0 5 2 1 kN m2 240mm 厚现浇钢筋混凝土 0 24 25 6 kN m2 合计 7 kN m2 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 17 图 5 1 女儿墙尺寸图 女儿墙面积 70 2 12 3 2 0 6 99 m2 99 7 693kN 7 雨棚雨棚 水刷石外墙面 0 5 kN m2 100mm 厚现浇钢筋混凝土 0 1 25 2 5 kN m2 合计 3 kN m2 雨棚面积 2 1 0 6 1 2 3 9 0 6 1 5 7 95KN m2 雨棚总重 7 95 3 23 85KN m2 5 2 活荷载标准值计算活荷载标准值计算 1 屋面和楼面活荷载标准值屋面和楼面活荷载标准值 根据 荷载规范 查的 不上人屋面均布荷载标准值 0 5 kN m2 综合楼楼面均布荷载标准值 2 0 kN m2 楼 梯 走 廊均布荷载标准值 2 5 kN m2 2层 6 层均布活荷载 2 1 0 4 70 2 2 5 3 9 0 1 5 1 0 1 4 3 9 0 2 5 1 0 1 2 29 5 1 0 1 3 0 0 2 2 5 3 1716 65kN 屋面均布活荷载 70 2 0 24 12 3 0 24 0 5 420 653kN 2 屋面雪荷载标准值 屋面雪荷载标准值 Sk s0 1 0 0 25 kN m2 0 25 kN m2 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 两者中取大值 5 3 荷载分类荷载分类 将各层各构件荷载分类 计算各层何荷载代表值 列入表中 其中各层自重为 楼面恒载 50 楼面均布活荷载 纵横梁自重 楼面 上下各半层的柱及纵横墙体自重和门窗 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 18 顶层自重为 屋面恒载 50 屋面雪荷载 纵横墙自重 半层柱自重 上下半层墙体自重 表 5 2 重力荷载代表值计算表 kN 层次梁柱板墙雨棚门窗活荷载 Gi 12088 7891960 23498 0163611 716067 464858 32512084 51 22088 78913863498 0163459 940 23 85 63 502858 325 11378 52 3 32088 78913863498 0163459 940 0 63 502858 325 11354 67 3 42088 78913863498 0163459 940 0 63 502858 325 11354 67 3 52088 78913863498 0163459 940 0 63 502858 325 11354 67 3 62088 7896935653 4502422 790 0 63 502210 327 11132 14 0 5 4 重力荷载代表值重力荷载代表值 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 19 图 5 2 各质点的重力荷载代表值图 6 内力计算 20 6 6 内力计算内力计算 6 1 横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算 6 1 1 横向自振周期计算横向自振周期计算 T1 1 7 T uT 1 2 6 1 注 uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值 Gi作为水平荷载而 算得的结构顶点位移 T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数 取 0 7 uT按以下公式计算 VGi Gk 6 2 u i VGi D ij 6 3 uT u k 6 4 注 D k为集中在 k 层楼面处的重力荷载代表值 VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载值视为水平荷载而得的第 i 层的层间剪力 D ij 为第 i 层的层间侧移刚度 u i u k为第 i k 层的层间侧移 表 6 1 结构顶点的假想侧移计算 层次Gi kN VGi kN D i N mm ui mm ui mm 611132 1401113236305 72 511354 67322486 81383480826 94292 36 411354 67333841 48683480840 54265 42 311354 6734519614224 88 211378 52356574 68283480867 77170 74 112084 51068659 200666764102 97102 97 T1 1 7 T uT 1 2 1 7 0 7 305 72 10 3 1 2 0 658s 6 1 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算水平地震作用及楼层地震剪力计算 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 21 根据 建筑设计抗震规范 GB50011 2010 规定 对于高度不超过 40 米 以剪切变形为主 且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构 以 及近似于单 质点体系的结构 可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作 用 因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用 Fek 1 Geq 6 5 Geq 0 85 Gi 0 85 12084 510 11378 523 11354 673 3 11132 140 58360 320kN 根据设计基本地震加速度为 0 2g 场地类别为二类 设计地震分组为第 一组 查得场地特征周期值 Tg 0 35s 抗震设防烈度为 8 度 查的水平地震影响系数最大值 max 0 16 计算地震影响系数 1 Tg T1 0 9 max 0 35 0 658 0 9 0 16 0 048 FEk 1Geq 0 048 58360 32 2801 295kN 因 1 4Tg 1 4 0 35 0 49s Gj 查得 0 032 表 6 3 水平地震剪力验算表 层次Gi kN G kN 0 032 G kN Vi kN 611132 14011132 140356 228 675 852 511354 67322486 813719 228 1257 283 411354 67333841 4861082 927 1754 233 311354 67345196 1591446 277 2109 674 211354 67356574 6821810 390 2368 088 112084 51068659 2002197 100 2529 600 因此水平地震剪力按计算结果计算 水平地震作用下框架结构的层间位移 ui和顶点位移 u i的计算 ui Vi D ij 6 7 u i uk 6 8 各层的层间弹性位移角的计算 e ui hi 6 9 表 6 4 横向水平地震作用下的位移验算 层次Vi kN D i N mm u i mm ui mm hi mm e u i hi 6675 8528348080 8113 6036001 4545 51257 2838348081 5112 7836001 2439 41754 2338348082 1011 2736001 1724 32109 6748348082 539 1736001 1428 22368 0888348082 846 6436001 1282 12529 6006667643 803 8050501 1334 由此可见 最大层间弹性位移角发生在第二层 1 1282 1 550 满足 要求 ee uhq A 6 1 4 水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架内力计算 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 24 以框架布置图中 3 轴线横向框架内力计算为例说明计算方法 其余框架 内力计算略 i 层 j 柱分配到的剪力 Vij以及该柱上下端的弯矩 Mbij 和 M uij的计算 ij iji ij D VV D S 6 10 Mbij Vij yh 6 11 M uij Vij 1 y h 6 12 y yn y1 y2 y3 6 13 注 Dij为 i 层 j 柱的侧移刚度 h 为柱的计算高度 y 框架柱的反弯点高度比 yn框架柱的标准反弯点高度比 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值 y2 y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值 本例中底层柱需考虑修正值 y2 第二层柱需考虑修正值 y1和 y3 其他柱 均无修正 表 6 5 各层柱端弯矩及剪力计算 边柱 边 柱 层次 hi m Vi kN D ij N mm Di1 N mm Vi1 kN k y m M bi1 kN m M ui1 kN m 63 6675 8528348082214817 930 700 3019 3645 18 53 61257 2838348082214833 360 700 4048 0472 06 43 61754 2338348082214846 540 700 4575 3992 15 33 62109 6748348082214855 970 700 4590 67110 82 2362368 0888348082214862 830 700 50113 09113 09 15 052529 600152931529358 020 980 65190 45102 55 表 6 6 各层柱端弯矩及剪力计算 中柱 层次 hi m Vi kN D ij N mm 中 柱 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 25 Di2 N mm Vi2 kN k Y m M bi2 kN m M ui2 kN m 63 6675 8528348082129617 240 660 3521 7240 34 53 61257 2838348082129632 070 660 4551 9563 50 43 61754 2338348082129644 750 660 5080 5580 55 33 62109 6748348082129653 820 660 5096 8896 88 2362368 0888348082129660 410 660 60130 4986 99 15 052529 600152931865770 781 880 70250 21107 23 梁端弯矩 Mb 剪力 Vb及柱轴力 Ni的计算 M l b 6 14 l bu b i 1jij lr bb i M M i i M r b 6 15 r bu b i 1jij lr bb i M M i i V b 6 16 lr bb M M l Ni V l b V r b k 6 17 注 ilb和 irb分别表示节点左右梁的线刚度 Mlb和 Mrb分别表示节点左右梁的弯矩 Ni为柱在第 i 层的柱轴力 以受压为正 图 6 3 内力示意图 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 26 表 6 7 梁端弯矩 剪力及柱轴力的计算 柱轴力的负号表示拉力 M 单位为 kN m V 单位为 kN L 单位为 m 6 1 5 作水平地震作用下框架的弯矩图 梁端剪力图及柱轴力图作水平地震作用下框架的弯矩图 梁端剪力图及柱轴力图 边梁走道梁柱轴力 层次 MlbMrblVbMlbMrblVb边柱 N中柱 N 645 1834 845 112 5232 1632 162 121 44 12 52 8 92 591 4287 935 129 7581 1881 182 154 12 42 27 33 29 4140 19130 185 144 38120 16120 162 180 11 86 65 69 02 3186 21166 055 155 76156 27156 272 1102 18 142 41 115 44 2203 76192 875 165 94178 03178 032 1118 69 208 35 168 19 1215 64219 235 174 97195 04195 042 1130 03 283 32 223 25 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 27 图 6 3 横向框架弯矩图 kN 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 28 图 6 5 梁端剪力及柱轴力图 kN 6 2 竖向荷载作用下框架结构的内力计算竖向荷载作用下框架结构的内力计算 6 2 1 计算单元计算单元 取轴线横向框架进行计算 计算单元宽度为 8 4m 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 所以在框架 节点上还作用有集中力矩 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 29 图 6 6 横向框架计算单元 6 2 2 荷载计算荷载计算 1 恒载计算恒载计算 q1 q1 代表横梁自重 为均布荷载形式 q2 和 q2 分别为楼面板和走 道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载 P1 P2分别由边纵梁 中纵梁直接 传给柱的恒载 它包括主梁自重 次梁自重 女儿墙重 楼板重等重力荷 载 图 6 7 梁上作用的恒荷载 6 层 q1 3 780 kN m q1 1 418 kN m q2 6 19 3 9 24 141 kN m q2 6 19 2 1 12 999 kN m P1 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 6 19 7 8 6 19 7 7 8 0 6 3 78 5 1 2 175 778kN P2 3 9 1 95 2 1 2 5 1 1 95 2 3 9 3 0 0 8 2 2 6 19 7 8 4 961 3 780 5 1 2 181 364 kN 集中力矩 M1 P1e1 175 778 0 60 0 30 2 26 367 kN m M2 P2e2 181 364 0 60 0 30 2 27 205 kN m 1 5 层 q1包括梁自重和其上横墙自重 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 30 q1 3 780 2 582 3 6 0 6 11 526 kN m q1 1 418 kN m q2 3 83 3 0 14 937 kN m q2 3 83 2 1 8 043kN m P1 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 3 83 7 8 3 83 3 6 0 75 7 8 0 6 2 1 95 2 1 2 3 702 1 95 2 1 0 4 3 780 5 1 2 154 377 kN P2 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 3 9 3 0 0 8 2 2 3 83 7 8 4 961 3 786 5 1 2 2 582 3 6 0 75 7 8 0 6 2 173 422 kN 集中力矩 M1 P1e1 154 377 0 60 0 30 2 23 157kN m M2 P2e2 173 422 0 60 0 30 2 26 013kN m 2 活荷载计算活荷载计算 图 6 8 梁上作用的活荷载 6 层 q2 3 9 0 5 1 95kN m q2 2 1 0 5 1 05 kN m P1 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 0 5 6 874 kN P2 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 3 9 3 0 0 8 2 0 5 10 238 kN 集中力矩 M1 P1e1 6 874 0 60 0 30 2 1 031 kN m M2 P2e2 10 238 0 60 0 30 2 1 536 kN m 屋面雪荷载作用下 q2 3 9 0 25 0 975 kN m q2 2 1 0 25 0 525 kN m P1 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 0 25 3 437 kN P2 3 9 1 95 2 2 1 2 5 1 1 95 2 3 9 3 0 0 8 2 2 0 25 4 127 kN 集中力矩 M1 P1e1 3 437 0 60 0 30 2 0 516kN m 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 论文 31 M2 P2e2 4 127 0 60 0 30 2 619 kN m 1 5 层