陕西省工业技术学院图书馆建设毕业论文.doc

I 陕西省工业技术学院陕西省工业技术学院 图书馆建设毕业论文图书馆建设毕业论文 目录目录 摘要摘要 I ABSTRACT II 主要符号表主要符号表 V 前言前言 1 建筑设计说明建筑设计说明 1 1 1 工程概况工程概况 1 1 2 设计原始资料设计原始资料 1 1 3 建筑平面设计建筑平面设计 1 1 4 建筑立面设计建筑立面设计 2 1 5 建筑剖面设计建筑剖面设计 3 1 6 构造设计构造设计 3 2 结构设计说明结构设计说明 4 2 1 工程地质条件工程地质条件 4 II 2 2 基础基础 4 2 3 设计活载荷载标准值设计活载荷载标准值 4 2 4 材料材料 4 2 5 构造要求构造要求 4 3 结构设计计算书结构设计计算书 5 3 1 工程概况工程概况 5 3 2 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 5 3 3 重力荷载计算重力荷载计算 9 3 3 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 10 3 3 2 屋面及楼面可变荷载标准值 10 3 3 3 梁 柱重力荷载计算 10 3 3 4 墙 门窗重力荷载计算 11 3 3 5 重力荷载代表值 13 3 4 框架侧移刚度计算框架侧移刚度计算 13 3 5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 15 3 5 1 横向自振周期的计算 15 3 5 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 16 3 5 3 水平地震作用下的位移验算 17 3 5 4 水平地震作用下框架内力计算 17 3 6 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 21 3 6 1 横向框架内力计算 21 3 6 2 横向框架内力组合 31 3 7 截面设计截面设计 42 3 7 1 框架梁 42 3 7 2 框架柱 48 3 8 楼板设计楼板设计 54 3 8 1 楼板类型及设计方法的选择 54 3 8 2 设计参数 54 3 8 3 弯矩计算 54 3 9 楼梯设计楼梯设计 57 3 9 1 楼梯板计算 57 3 9 2 平台板设计 58 3 9 3 平台量计算 58 4 0 基础设计基础设计 60 4 0 1 确定基础尺寸 60 III 4 0 2 基础抗冲验算 61 4 0 3 基础底板配筋计算 62 致致 谢谢 65 参考文献参考文献 66 主要符号表主要符号表 f fc c 混凝土抗压强度设计值混凝土抗压强度设计值 f ft t 混凝土轴心抗压强设计值混凝土轴心抗压强设计值 E Ec c 混凝土弹性模量混凝土弹性模量 f fy y 钢筋强度设计值钢筋强度设计值 A AS S 受拉钢筋面积受拉钢筋面积 A AS S 受压钢筋面积受压钢筋面积 h h0 0 截面有效高度截面有效高度 a as s 混凝土保护厚度混凝土保护厚度 N N 轴力轴力 M M 弯矩弯矩 N NMAX MAX 最大轴力 最大轴力 M Mmax max 最大弯矩 最大弯矩 V V 剪力剪力 e e0 0 由截面由截面 M NM N 所得的原始偏心矩所得的原始偏心矩 IV e ea a 附加偏心矩附加偏心矩 e ei i 初始偏心矩初始偏心矩 三级钢筋三级钢筋 二级钢筋二级钢筋 一级钢筋一级钢筋 V 前言前言 毕业设计能全面反映我们大学四年知识结构体系的掌握情况 通过本次设 计 综合运用所学的理论知识 使我接受到工程师的基本训练 同时 本次设 计是我即将步入工作的一次提前热身 因此通过本次设计 我在以下几方面着 重培养了自己的能力 1 调查研究收集资料 查阅资料及一定的阅读中外文献的能力 2 独立分析和及解决问题的能力及创新能力 3 应用有关设计规范 规章及标准的能力 4 一定的建筑方案设计 结构设计分析及计算的能力 5 应用工程软件 并对计算结果进行电算分析的能力 6 综合技术经济分析比较能力 7 工程制图 计算机绘图及编写设计说明书的能力 设计要求我们通过各种资料来完成高层建筑的结构选型 结构布置 结构 设计及建筑结构施工图的绘制 以巩固对基础知识和专业知识的理解 掌握程 度和综合运用的实际能力 在设计过程中涉及到的工程软件 Auto CAD 天正 探索者等 提高了我们对计算机的运用能力和实际操作能力 在本次毕业设计期间 我得到了周雪峰老师的悉心指导和大力支持 使毕 业设计得以顺利完成 在此表示衷心的感谢 由于经验不足 理论知识不够扎 实 设计中可能会有遗漏和粗心之处 恳请老师批评 1 建筑设计说明 1 1 建筑设计说明建筑设计说明 1 1 工程概况工程概况 本工程位于西安市南郊电视塔附近 其主要使用功能是图书阅览 建筑面 积约 5000 平方米 建筑层数为 5 层 结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构 建 筑物耐久年限为 50 年 建筑物设计耐火等级为二级 抗震设防烈度为 8 度 设 计基本加速度值为 0 2 0g 设计地震分组为第一组 结构抗震等级为 框架二 级 由上查表可知 水平地震影响系数最大值 0 16 特征周期为 max Tg 0 35s 1 2 设计原始资料设计原始资料 1 2 11 2 1 气象条件气象条件 基本风压为 0 35kN 基本雪压为 0 25kN 1 2 21 2 2 工程地质条件工程地质条件 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 2 0 13 0 米 fk 180kpa 1 3 建筑平面设计建筑平面设计 建筑平面既能表示建筑物在水平方向各部分之间的组合关系 又能反映 各建筑空间与围合它们的垂直构件之间的相关关系 建筑平面最能表达建筑 的功能要求 因此建筑设计应先从平面设计入手 但在平面设计中 需要从 建筑整 西安工业大学学士学位论文 2 体空间组合的效果来考虑 并应紧密联系剖面和立面设计的可能性和合理性 各种类型的建筑 从组成平面各部分面积的使用性质来分析 主要可以归纳 为使用部分和交通联系部分两大类 1 3 11 3 1 使用部分设计使用部分设计 本办公楼主体部分采用内廊式柱网布置 边跨为 7 2 米 中间跨为 3 0 米 纵向柱跨度为 7 2 米 为满足通行要求及疏散要求 楼底层设有一个出入口 以及两个疏散口 正门尺寸为 1 8 米 2 9 米 布置两个 疏散出口门尺寸为 1 5 米 2 7 米 该建筑物主要用于阅览图书 框架结构由于具有平面布置灵活 形成较大的使用空间的特点 所以可以 灵活分隔成 大阅览室核销阅览室 裙房为多功能会议室和大型阅览室 男女 卫生间左右对称布置 并且上下层间隔设置 为了满足办公室的通风采光要求 底层窗户尺寸取为 2 1 米 2 0 米 其余层办公室均为 2 1 米 1 7 米 1 3 21 3 2 交通联系部分设计交通联系部分设计 建筑物的各个使用部分 需要通过交通联系部分加以连通 走廊作为水平 的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间 楼梯 门厅等 以解决建 筑物中水平联系和疏散的问题 走道是建筑物中起平面交通枢纽作用的重要部 分 而楼梯是垂直交通联系的重要部分 交通联系部分应简捷明确 联系通行 方便 人流通畅 紧急疏散时迅速安全 并应满足一定的采光通风要求 走道宽度取为 3 0 米 一层走道两端通往多功能大厅 根据建筑物安全疏 散距离的一般规定本建筑物共设三部楼梯 主楼梯设置在主要出入口处 位置 明显 另在两端对称设置两部疏散楼梯 楼梯的扶手高度一般为自踏面前缘以 上 0 9 米 根据楼梯设计的有关规定 公共楼梯设计的每段梯段的步数不超过 18 级 故三部楼梯均采用板式楼梯并均为双跑形式 另外楼梯的平台深度 净 宽 不应小于其梯段的宽度 为满足交通联系部分的通风及采光要求 在二层以上走道两端及楼梯间均 设置 1 5 米 1 5 米的窗 1 4 建筑立面设计建筑立面设计 建筑物的立面应符合统一与变化 均衡与稳定 尺度 比例等建筑构图的 基本规律 并应满足简洁 适用 经济 美观的要求 西安工业大学学士学位论文 3 本建筑物主体部分外形规整对称 简洁 裙房也是两边对称设置 因此建 筑物整体上呈对称分布 屋面排水方式采取有组织外排水 本建筑物为 5 层 建筑物总高度为 16 8 米 为了不使门厅处让人一进去就 有压抑的感觉 底层层高取 3 6 米 其余各层均取 3 3m 裙房部分高度为 4 2 米 主要出入口的门为玻璃门 尺寸为 1 8 米 2 9 米 窗台高度取 0 9 米 1 5 建筑剖面设计建筑剖面设计 建筑物的剖面设计主要反映的是在垂直方向上的组合关系 剖面设计的主 要内容是确定各部分的高度 总高度以及建筑物的层数 为了防止室外雨水倒流入室内 并防止墙身受潮 取室内外高差为 450mm 屋面排水方式采取有组织外排水 1 6 构造设计构造设计 1 墙体设计 本建筑物采用框架结构体系 墙体不承重仅起维护作用 内外墙均采用 240 厚粘土空心砖墙 2 顶棚设计 采用 V 型轻钢龙骨吊顶 3 屋面设计 为不上人柔性屋面 屋面做法如下 30 厚细石混凝土保护层 三毡四油防水层 20mm 厚水泥砂浆找平 150mm 厚水泥蛭石保温层 120mm 厚钢筋混凝土板 V 型轻钢龙骨吊顶 楼面做法如下 瓷砖地面 在卫生间内采用防水地砖 120mm 厚钢筋混凝土板 V 型轻钢龙骨吊顶 2 结构设计说明 4 2 2 结构设计说明结构设计说明 2 12 1 工程地质条件工程地质条件 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 2 0 13 0 米 fk 180kpa 2 22 2 基础基础 采用柱下独立基础 2 32 3 设计活荷载标准值设计活荷载标准值 屋面 不上人屋面均布活荷载标准值 0 5kN 屋面雪荷载标准值 Sk r SO 1 0 0 25kN 0 25 kN r 屋面积雪分布系数 r 1 0 楼面 一般用房 5 0 kN 2 42 4 材料材料 1 混凝土 基础混凝土强度等级采用 C25 垫层素混凝土采用 C10 各层梁 柱和板混凝土强度等级均采用 C30 2 钢筋 梁柱纵向钢筋采用 HRB335 级 箍筋采用 HPB235 级钢筋 基础底板钢筋采用 HPB235 级 2 52 5 构造要求构造要求 构件主筋混凝土保护层厚度 基础 45 梁 35 柱 40mm 板 20 板厚 120 3 结构设计计算书 5 3 3 结构设计计算书结构设计计算书 3 13 1 工程概况工程概况 本工程位于西安市南郊电视塔附近 其主要使用功能是图书阅览 结构形 式是框架结构 抗震设防烈度为 8 度 设计基本地震加速度值 0 20g 第一组 建筑耐火等级为二级 屋面防水 级 总共四层 总建筑面积为 3000 左右 建筑物设计使用年限 50 年 1 场地条件 建筑用地地形平缓 地下水位标高约 15m 无侵蚀性 场地类别为 II 类 2 气象条件 冬季平均风速 0 7m s 基本风 压 w0 0 30KN 基本雪压 0 30 KN 3 地质条件 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 2 0 13 0 米 fk 180kpa 由于建筑场地为 类场地土 地面粗糙度为 B 类 查表可知 拟建建筑所 在地的设计地震动参数 水平地震影响系数最大值 amax 0 16 特征周期值 Tg 0 35s 3 23 2 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 根据该建筑的使用功能及建筑设计的要求 进行了建筑平面 立面及剖面 的设计 其标准层建筑平面 结构平面示意图分别见下图 3 2 1 和 3 2 2 由 于主体部分与裙房部分用抗震缝隔开 故结构设计只需考虑主体部分 主体结 构共 5 层 1 层层高为 3 6 米 2 5 层层高均为 3 3 米 填充墙采用 240mm 厚的粘土空心砖砌筑 窗为铝合金窗 一层出入口门为 玻璃门 其余的均为木门 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构 楼板厚度取为 120mm 梁柱截面尺寸的初步确定 1 主梁截面高度按梁跨度的 1 12 1 10 估算 一般多取为 1 10 截面宽 度取梁高的 1 3 1 2 同时不宜小于 1 2 柱宽 且不应小于 250mm 次梁截面 的高度按梁跨度的 1 12 1 15 此外 梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4 由此估算的梁截面尺寸如下 西安工业大学学士学位论文 7 表 3 2 1 梁截面尺寸 mm 及混凝土强度等级 横梁 b h 层次 混凝土强 度等级 AB 跨 CD 跨BC 跨 纵梁 b h 次梁 b h 1 5 C30300 700300 400 300 700300 500 2 柱截面尺寸估算 框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值 按下列公式计算 N F gE n AC N N fc 注 F 为按简支状态计算的柱的负载面积 gE为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可近似取 12 15kN 本方案取 13 kN 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数 边柱取 1 3 不等跨内柱取 1 25 等跨内柱取 1 2 n 为验算截面以上楼层层数 为混凝土轴心抗压强度设计值 对本建筑物的梁 柱 板取 C30 c f 2 3 14mmNfc 2 43 1 mmNft N 为框架柱轴压比限值 本建筑物为二级抗震取 0 8 由此估算的柱截面高度不宜小于 400mm 宽度不宜小于 350mm 由结构平面 布置图可知 边柱 中柱的负载面积分别为 A1 7 2 3 6 A2 7 2 5 1 因此第一层柱截面面积为 边柱 Ac 1 3 7 2 3 6 13 103 5 0 8 14 3 170182 2 中柱 Ac 1 25 7 2 5 1 13 103 5 0 8 14 3 231819 2 一般取柱截面为正方形 则边柱和中柱的截面高度分别为 413mm 482mm 根据上述估算结果并综合考虑其他因素 柱截面尺寸取为 一层 600mm 600mm 二 五层 500mm 500mm 基础采用柱下独立基础 基础埋深取 2 0m 取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板底 2 5 层柱高度即为层 高 1 层柱高度从基础顶面取至 1 层板底 为 h1 3 6 0 45 0 5 4 550 m 因 此框架结构计算简图如下图 3 2 3 和 3 2 4 图 西安工业大学学士学位论文 8 平面布置图 3 2 1 结构平面布置图 3 2 2 西安工业大学学士学位论文 9 图 3 2 3 横向框架计算简图 图 3 2 4 纵向框架计算简图 3 33 3 重力荷载计算重力荷载计算 西安工业大学学士学位论文 10 3 3 13 3 1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面 不上人 30 厚细石混凝土保护层 0 03m 22kN m3 0 66 KN 三毡四油防水层 0 4 KN 20 厚水泥砂浆找平 0 02m 20kN m3 0 4 KN 150 厚水泥蛭石保温层 0 15m 5kN m3 0 75 KN 120 厚钢筋混凝土板 0 12m 25kN m3 3 KN V 型轻钢龙骨吊顶 0 25 KN 合计 5 46 KN 屋面恒载 50 4 0 24 7 2 2 3 0 24 5 46 4877 36kN 1 5 楼面 瓷砖地面 包括水泥粗砂打底 0 55 KN 120 厚钢筋混凝土板 0 12m 25kN m3 3 KN V 型轻钢龙骨吊顶 0 25 N 合计 3 8 KN 楼面恒载 50 4 0 24 7 2 2 3 0 24 3 8 3394 50kN 3 3 23 3 2 屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0 5kN 屋面雪荷载标准值 Sk r SO 1 0 0 25kN 0 2 5kN r 屋面积雪分布系数 r 1 0 楼面活荷载标准值 一般用房 5 0 kN 3 3 33 3 3 梁 柱重力荷载计算梁 柱重力荷载计算 梁柱根据截面尺寸 材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载 计 算过程见下表 3 3 1 西安工业大学学士学位论文 11 表 3 3 1 梁 柱重力荷载标准值 b 梁长度取净长 柱长度取层高 3 3 43 3 4 墙 门窗重力荷载计算墙 门窗重力荷载计算 外墙 240 厚粘土空心砖 15 kN m3 外墙面贴瓷砖 0 5kN 内墙面为 20mm 厚抹灰 则外墙单位墙面重力荷载为 0 24m 15 kN m3 0 5 KN 0 02m 17 KN m3 4 44 KN 内墙 240 厚粘土空心砖 两侧均为 20 厚抹灰 则内墙单位墙面重力荷载 为 0 24m 15 kN m3 2 0 02m 17 kN m3 4 28 KN 门 木门单位面积重力荷载为 0 2 KN 层 次 构件 b m h m r kN m3 g kN m li m nGi kN Gi kN 边横梁 0 30 7251 05 5 5136 6 16582 173 中横梁 0 30 4 251 05 3 15 2 4 860 48 纵梁 0 30 7251 05 5 513 6 6281018 80 1 次梁 0 30 5251 05 3 938 6 914380 411 2041 86 4 边横梁 0 30 7251 05 5 513 6 716590 994 中横梁 0 30 4251 05 3 15 2 58 63 纵梁 0 30 7251 05 5 513 6 7281034 239 2 5 次梁 0 30 5251 05 3 938 6 914380 411 2068 64 4 1 柱 0 60 6251 05 9 454 55 321375 92 2 5 柱 0 50 5251 05 6 563 3 3 32693 05 注 a 为考虑梁 柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数 g 表示单位长度构件重力荷载 n 为构件数量 西安工业大学学士学位论文 12 窗 铝合金窗单位面积重力荷载为 0 4 KN a 第一层墙体计算 横墙 AB 跨 CD 跨墙 计算长度为 6600mm 计算高度为 2900mm 数量 12 计算长度为 6960mm 数量 3 计算高度 3600 500 3100mm 外横墙重 6 6 2 9 4 4 44 339 93 kN 内横墙重 6 6 2 9 12 4 28 6 96 3 1 3 4 28 1793 59 kN BC 跨 计算长度 2400mm 数量 2 计算高度 3600 400 3200mm 墙重 2 4 3 2 2 1 8 2 1 2 4 44 34 632 kN 横墙总重 34 632 1793 59 339 93 2168 152kN 纵墙 内纵墙 计算长度 6600mm 数量 11 计算高度 2900mm 外纵墙 计算长度 6600mm 数量 14 计算高度 3600 700 2900 内纵墙重 6 6 2 9 11 1 8 2 1 11 4 28 754 81 kN 外纵墙重 6 6 2 9 14 1 8 2 4 2 1 8 2 1 21 1 8 1 5 2 1 5 1 5 3 4 44 744 99 kN 纵墙总重 744 99 754 81 1499 8kN 二 三 四 五层墙体 横墙 计算长度为 6700mm 计算高度为 3300 700 2600mm 数量 12 计算长度 6960mm 数量 3 计算高度 3300 500 2800mm 计算长度 2500mm 数量 2 计算高度 3300 400 2900mm 横墙总重 6 7 2 6 4 2 5 2 9 2 1 5 1 5 2 4 44 6 7 2 6 8 6 96 2 8 4 28 1999 15 kN 纵墙 内纵墙 计算长度 6700mm 数量 14 计算高度 3300 700 2600 外纵墙 计算长度 6700mm 数量 12 计算高度 3300 700 2600 纵墙总重 6 7 2 6 14 1 8 2 1 23 1 8 1 5 2 1 5 1 5 5 4 44 6 7 2 6 12 1 8 2 1 8 4 28 1366 89 kN 3 门窗重量 层数编号 尺寸数量 自重 Gi Gi M11 8 2 4 2 0 43 456 M21 8 2 1 11 0 4 16 32 M31 0 2 1 2 0 2 0 84 C12 1 1 8 21 0 4 31 75 C21 8 1 5 3 0 4 3 24 1 C31 5 1 5 3 0 4 2 7 53 41 M21 8 2 1 11 0 2 16 32 2 C12 1 1 8 23 0 4 34 7850 26 西安工业大学学士学位论文 13 C21 8 1 5 2 0 4 2 16 4 C31 5 1 5 5 0 4 4 5 M21 0 2 111 0 2 16 32 M31 0 2 1 2 0 2 0 84 C12 1 1 8 23 0 4 34 78 C21 8 1 5 2 0 4 2 16 5 C31 5 1 5 5 0 4 4 5 50 176 楼板横载 活载计算 一层 横载 50 4 0 24 7 2 2 3 0 24 3 8 3394 50kN 活载 50 11 138 44 72 58 2 5 544 55 5 0 1741 93kN 总荷载 3394 5 1741 93 0 5 4265 47kN 二到四层 活荷载 138 44 72 58 2 5 592 99 5 0 1713 53kN 总荷载 3394 5 1713 53 0 5 4251 77kN 五层 横载 50 4 0 24 7 2 2 3 0 24 5 46 4877 36kN 活载 50 4 0 24 7 2 2 3 0 24 0 5 446 64kN 总荷载 4877 36 446 64 0 5 5100 68kN 3 3 53 3 5 重力荷载代表值重力荷载代表值 屋面重力荷载代表值 Gi 屋面恒载 50 屋面活荷载 纵横梁自重 楼面下半 层的柱及纵横墙门窗自重 各楼层重力荷载代表值 Gi 楼面恒荷载 50 楼面活荷载 纵横梁自重 楼面 上下各半层的柱及纵横墙门窗自重 总重力荷载代表值 n i i GG 1 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 西安工业大学学士学位论文 14 图 3 3 1 各质点的重力荷载代表值 3 43 4 横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算 1 横梁的线刚度计算 梁的线刚度 ib ECIb l EC为混凝土弹性模量 C30 EC 3 00 104N mm2 l 为梁的计算跨度 Ib为梁截面惯性矩 I0为梁矩形部分的截面惯性矩 表 3 4 1 梁截面惯性矩取值 楼面做法 中框架梁边框架梁 现浇楼面 0 0 2 IIb 0 5 1 IIb 装配整体式楼面 0 5 1 IIb 0 2 1 IIb 表 3 4 2 横梁线刚度 ib计算表 类别层 次 EC N mm2 b h mm m m I0 mm4 l mm ECI0 l N mm 1 5ECI0 l N mm 2ECI0 l N mm 边横梁 1 53 00 104 300 700 8 58 10972003 575 10105 363 101 0 7 15 10 10 走道梁 1 53 00 104 300 400 1 6 10930001 6 10102 4 10103 2 1010 2 柱的线刚度计算 西安工业大学学士学位论文 15 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 表 3 4 3 柱线刚度 ic计算表 层次 hc mmEC N mm2 b h mm mm Ic mm4ECIc hc N mm 145503 00 104600 6001 08 10107 12 1010 2 5 33003 00 104500 5005 208 1094 735 1010 3 柱的侧移刚度 D 计算 D 12ic h2 为柱侧移刚度修正系数 C C 表 3 4 4 中框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱 11 根 中柱 11 根 层次 K C 1 i DK C Di2 Di 2 51 510 43 224362 186 0 52227236546392 11 0040 501206761 454 0 556 23359 484385 表 3 4 5 边框架柱侧移刚度 D 值 N mm A 1 A 8B 1 B 8层次 K C 1 i DK C Di2 Di 2 51 13 3 0 36 2 188881 639 0 452347984734 10 75 3 0 45 5 187781 09 0 515 21254 80064 表 3 4 6 楼梯间框架柱侧移刚度 D 值 N mm C 1 C 8 C 4 D 1 D 4 D 8层 次 K C 1 i DK C 1 i DK C 1 i D Di 2 51 2620 387201921 430 417217580 7550 27414296105030 10 8390 472194790 9520 492203050 5020 416508108787 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刚度 Di 如下 表 3 4 7 横向框架层间侧移刚度 N mm 层次 1 2345 西安工业大学学士学位论文 16 Di673236 736156736156736156736156 由上表可知 G1 G2 673236 736156 0 915 0 7 所以该框架为规则框架 3 53 5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 3 5 13 5 1 横向自振周期的计算横向自振周期的计算 结构顶点的假想侧移由下列式子计算 n ik KGi GV s j ij Gi i D V u 1 n k KT uu 1 过程如下 表 3 5 1 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi kN VGi kN Di N mm ui mmui mm 5 9109 9429109 942 73615612 4210 1 4 10315 70719425 64973615626 4197 7 3 10429 76429855 413 73615640 6171 3 2 10429 764402857130 7 110910 6551195 8276732367676 基本自振周期 T1按下式计算 T1 1 7 T uT 1 2 其中 T为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数 取 T 0 7 则 T1 1 7 0 7 0 2101 1 2 0 55s 3 5 23 5 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 本建筑结构高度不超过 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 a 结构等效总重力荷载代表值 Geq Geq 0 85 Gi 0 85 10910 65 10429 764 2 10315 707 9109 942 43516 45 KN b 水平地震影响系数 a1 08 0 16 0 55 0 35 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg c 结构总水平地震作用标准值 FEK 西安工业大学学士学位论文 17 kNGF eqEK 316 348145 4351608 0 1 因 1 4Tg 1 4 0 35 0 49s T1 0 55s 所以应考虑顶部附加水平地震作 用 顶部附加地震作用系数 0 07 0 08 0 55 0 07 0 114 1 08 0 T n kNF87 396316 3481114 0 8 各质点的水平地震作用按下式计算 45 30841 11 j n j j ii nEK n j jj ii i HG HG F HG HG F 各楼层地震剪力按 计算 结果如下 n ik Ki FV 表 3 5 2 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 i GkN ii G HkN mA ii jJ G H G H i F kN i VkN 517 759109 942161701 470 289891 4891 40 414 4510315 707149061 970 267823 551714 95 311 1510429 764116291 870 208641 562356 51 27 8510429 76481873 650 147453 412809 92 1455010910 6549643 460 089274 523084 44 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图 a 水平地震作用分布图 b 层间剪力分布图 图 3 5 1 横向水平地震作用及楼层地震剪力 3 5 33 5 3 水平地震作用下的位移验算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分别按式 i u i u 西安工业大学学士学位论文 18 计算过程如下表 s j ij i i D V u 1 1 n k k uu 表 3 5 3 横向水平地震作用下的位移验算 层次 i VkN i DN mm i umm ui mm i hmm eii uh 5891 40736156 1 21 15 1433001 2727 41714 95 736156 2 33 13 93 3300 1 1416 32356 51736156 3 2 11 6 33001 1031 22809 92736156 3 82 8 4 3300 1 864 13084 44 673236 4 58 4 584550 1 993 各层的层间弹性位移角 根据 抗震规范 考虑砖填充墙抗 i i e h u 侧力作用的框架 层间弹性位移角限值 由上表可知 最大层间位移 550 1 e 角发生在第 2 层 其值为 1 864 0 说明 x al 则 x VA alq2 2 q1 q2 可得跨间最大正弯矩值 Mmax MA VAx q1 q2 x2 2 alq2 x al 3 2 若 VA 0 则 Mmax MA 同理 可求如下图三角形分布荷载和均布荷载作用下的 VA x 和 Mmax的计算公 式 VA MA MB l q1l 2 q2l 4 图 3 6 5 均布和三角形荷载下的计算简图 西安工业大学学士论文 38 x 可由下式解得 VA q1x x2q2 l 可得跨间最大弯矩值 Mmax MA VAx q1x2 2 x3q2 3l a 第 1 层 AB 跨梁 梁上荷载设计值 q1 1 2 17 925 25 51 KN m q2 1 2 13 86 0 5 7 2 20 736 KN m 左震 MA 200 52 0 75 267 36 KN m MB 323 61 0 75 431 48 KN m VA MA MB l q1l 2 1 a lq2 2 267 36 431 48 7 2 25 51 7 2 2 20 736 7 2 0 75 2 50 76 KN 由于 50 76 2 25 51 20 736 0 25 7 2 2 13 820 所以 x VA alq2 2 q1 q2 241 57 3 6 20 736 0 25 25 51 20 736 5 63m 跨间最大弯矩值 Mmax 492 28 241 57 5 63 25 51 20 736 5 63 2 2 20 736 3 6 0 25 5 63 0 25 7 2 3 228 70 KN m REMmax 0 75 228 70 171 53 KN m BC 跨 梁上荷载设计值 q1 1 2 3 15 3 78 KN m q2 1 2 11 4 0 5 7 5 18 18 KN m 左震 MA 90 42 0 75 120 56 KN m MB 120 56KN m VA MA MB l q1l 2 1 a lq2 2 120 56 120 56 3 3 78 3 2 18 18 3 4 19 31 KN 所以 18 18 3x2 3 78x 19 31 0 x 1 5m 跨间最大弯矩值 Mmax 120 56 19 31 1 5 3 78 1 52 2 1 53 18 18 9 138 46 KN m 西安工业大学学士论文 39 Re Mmax 0 75 138 46 103 85 KN m 右震计算过程类似 其余各层梁的跨间最大弯矩值计算结果见表 3 6 7 b 梁端剪力的调整 抗震设计中 一 二 三级框架梁和抗震墙中跨高比大于 2 5 的连梁 其 梁端剪力设计值应按下式调整 V vb M lb M rb ln V Gb 其中 vb为梁端剪力增大系数 对二级框架取 1 2 对于第 5 层 AB 跨 受力情况如下图 梁上荷载设计值 mKNq 62 6 513 5 2 1 1 mKNq 67 248 15 0656 9 2 1 2 V Gb 6 62 7 2 2 24 67 5 4 2 90 44 KN 左震 M lb 5 38 0 75 7 17 KN m M rb 103 63 0 75 138 17 KN m V Re vb M lb M rb ln V Gb 0 75 1 2 7 17 138 17 7 2 90 44 95 75 KN 右震 M lb 103 03 0 75 137 37 KN m M rb 17 13 0 75 22 84 KN m V Re vb M lb M rb ln V Gb 0 75 1 2 137 37 22 84 7 2 90 44 86 19 KN BC 跨 受力如下图 西安工业大学学士论文 40 梁上荷载设计值 mKNq 78 3 15 3 2 1 1 mKNq 556 205 15 038 162 1 2 V Gb 3 78 3 2 20 556 1 5 2 21 09 KN 左震 M lb M rb 4 5 0 75 6 KN m V Re vb M lb M rb ln V Gb 0 75 1 2 2 6 3 21 09 21 67 KN 右震 M lb M rb 34 20 0 75 45 6 KN m V Re vb M lb M rb ln V Gb 0 75 1 2 2 45 6 3 21 09 46 35 KN 其余各层剪力调整方法一样 结果见表 3 6 7 3 3 框架柱内力组合框架柱内力组合 柱内力控制截面一般取柱顶 柱底两个截面 进行内力组合 组合结果及 柱端弯矩设计值的调整见表 3 6 8 3 6 13 表 3 6 8 横向框架 A 柱弯矩和轴力组合表 1 20 5 1 3 RE GkQk Ek SS S 层 次 截 面 内 力 Gk S Qk S Ek S 1 35 Gk Qk S S 1 2 1 4 Gk Qk S S max M N min N M max N M M50 645 0755 59 6 34102 0673 4367 87102 06 6 3473 43 柱 顶 N213 0 5 12 8813 88 184211 07300 5273 69211 07184300 5 M 43 88 7 9 34 07 9 83 76 27 67 14 63 72 76 27 9 83 67 14 5 柱 底 N233 6 8 12 8813 88 202 58229 64328 35298 45229 64202 58328 35 M42 3610 1794 87 49 8135 267 3665 07135 2 49 867 36 柱 顶N491 5 2 64 146 92 425 47516 96727 65679 56516 96425 47727 65 M 42 79 9 52 77 6232 88 118 47 67 29 64 68 118 4732 88 67 29 4 柱 底 N512 1 5 64 146 92 444 03535 53755 50704 32535 53444 03755 50 M42 799 52123 24 77 36162 9567 2964 68162 95 77 3667 29 柱 顶N769 9 1 115 597 86 649 48840 311154 8 8 1085 5 9 840 31649 481154 88 3 M 9 7 113 7667 42 154 41 68 4 65 76 154 4167 42 68 4 西安工业大学学士论文 41 43 48 柱 底 N790 5 4 115 597 86 668 05858 871182 7 3 1110 3 5 858 87668 051182 73 M41 069 06141 31 96 75178 8164 4961 96178 81 96 7564 49 柱 顶N1048 27 166 9163 55 859 091178 011582 0 6 1491 5 8 1178 01859 091582 06 M 41 43 9 01 141 3196 44 179 12 64 94 62 33 179 1296 44 64 94 2 柱 底 N1068 90 166 9163 55 877 651196 581609 9 2 1516 3 4 1196 58877 651609 92 M39 158 3150 86 108 12186 0661 1558 6186 06 108 12 61 15 柱 顶 N1338 76 218 24236 94 1072 081534 112025 5 7 1912 0 5 1534 111072 0 8 2025 57 M 19 58 4 16 280 16253 66 292 65 30 59 29 32 292 65253 66 30 59 1 柱 底 N1371 16 218 24236 94 1101 241563 272069 3 1 1950 9 3 1563 271101 2 4 2069 31 注 表中 M 以左侧受拉为正 单位为 KN m N 以受压为正 单位 KN 表 3 6 9 横向框架 A 柱柱端组合弯矩设计值的调整 层次 54321 截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底 REccb MM 102 0676 27 135 2 154 1128 79200 01139 7217 49155 87336 55 REN 211 07229 64516 96535 53840 31858 871178 011196 581534 111563 27 注 表中弯矩为相应于本层柱净高上 下两端的弯矩设计值 表 3 6 10 横向框架 A 柱剪力组合 KN 1 20 51 3 REGkQkEk SSS 层次 Gk S Qk S Ek S 1 35 Gk Qk S S 1 2 1 4 Gk Qk S S bl vccc RE n MM H 5 28 64 3 93 27 17 1 19 61 24 42 59 39 8785 51 4 25 80 5 97 52 2728 4 87 12 40 8 39 32138 72 3 26 14 5 82 71 82 49 74 108 99 41 11 39 52157 66 西安工业大学学士论文 42 2 24 99 5 48 85 6466 35 122 92 39 22 37 66171 27 1 12 91 2 74 94 7390 11 119 24 20 17 19 33159 45 表 3 6 11 横向框架 B 柱弯矩和轴力组合表 1 20 5 1 3 RE GkQk Ek SS S 层 次 截 面 内 力 Gk S Qk S Ek S 1 35 Gk Qk S S 1 2 1 4 Gk Qk S S max M N min N M max N M M 41 74 3 98 64 21 101 9623 25 60 33 55 66 101 9623 25 60 33 柱 顶 N281 1318 45 0 65261 95260 69397 98363 19261 95260 69397 98 M36 616 27 44 6279 28 7 7355 6952 7179 28 7 7355 69 5 柱 底 N301 7618 45 0 65280 52279 25425 83387 94280 52279 25425 83 M 36 53 7 84 113 0 7 146 6573 84 57 16 54 81 146 6573 84 57 16 柱 顶 N635 5997 92 1 2617 27614 93955 97899 8617 27614 93955 97 M36 557 43 96 32130 15 57 6756 7754 26130 15 57 6756 77 4 柱 底 N656 2297 92 1 2635 83633 49983 82924 55635 83633 49983 82 M 36 55 7 43 143 8 6 176 50104 03 56 77 54 26 176 50104 03 56 77 柱 顶 N990 13177 21 2 63973 43968 31513 89 1436 25973 43968 31513 89 M37 137 59 143 86177 1 103 4357 7255 18177 1 103 4357 72 3 柱 底 N1010 76177 21 2 63991 99986 861541 74 1461 01991 99986 861541 74 M 34 89 6 99 171 5 3 201 79132 7 54 09 51 65 201 79132 7 54 09 柱 顶 N1344 7256 5 3 311328 881322 43 2071 85 1972 74 1328 88 1322 432071 85 2 柱 底 M34 116 57 171 53200 9 133 59 52 6250 13200 9 133 5952 62 西安工业大学学士论文 43 注 表中 M 以左侧受拉为正 单位为 KN m N 以受压为正 单位 KN 表 3 6 12 横向框架 B 柱柱端组合弯矩设计值的调整 层次 54321 截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底 REccb MM 101 9 6 96 3 2 129 8 5 159 2 2 151 6 2 215 3 8 171 81240 56165 18373 55 REN 261 9 5 280 5 2 617 2 7 635 8 3 973 4 3 991 9 9 1328 8 8 1347 4 5 1697 4 5 1726 6 1 表 3 6 13 横向框架 B 柱剪力组合 KN 1 20 51 3 REGkQkEk