框架结构毕业设计【土木工程】.pdf

2007 届本科生毕业论文 1 第一章设计任书 1 1 1 工程概况 该工程为六层办公楼 主体为现浇钢筋混凝土框架结构 占地面积为 1310 建筑面 积 5240 建筑物共 6 层 底层层高 5 1m 标准层层高 3 6m 顶层层高 4 5m 总高度 25 5m 室内外高差 0 450m 基础顶面距离室外地面 1 05m 基础采用柱下独立基础 该办公楼主要以层为单元出租 每层为一个独立的单元 拥有接待室 会议室 档案 室 普通办公室 专用办公室等 楼内设有两个电梯三个楼梯 主 次楼梯开间均为 3m 进深均为 6 6m 楼梯的布置均符合消防 抗震的要求 1 1 2 设计条件 一 抗震设防烈度 7 度设防 抗震设计分组为第一组 设计基本地震加速度值为 0 1g 二 基本风压 0 55KN m 2 B 类粗糙度 三 雪荷载标准值 0 2KN m 2 四 结构体系 现浇钢筋混凝土框架结构 五 工程地质条件 拟建场地地形平坦 土质分布具体情况见表 II 类场地土 地下 稳定水位距地表 9m 表中给定土层深度由自然地坪算起 建筑地点冰冻深度 0 5m 表 1 1 建筑地层一览表 序号 岩土 深度 土层 深度 m 厚度 范围 m 地基土 承载力 kPa 压缩 模量 mPa 1杂填土0 0 1 21 2 2粉土1 2 2 00 82005 0 3中粗砂2 0 4 82 83009 5 4砾砂4 8 15 010 235021 0 1 2 建筑设计任务及要求 一 基本要求 满足建筑功能要求 根据已有的设计规范 遵循建筑设计适用 经济合理 技术先进 造型美观的原则 对建筑方案分析其合理性 绘制建筑施工图 二 规定绘制的建筑施工图为 1 底层 标准层及顶层平面图 比例 1 150 图 1 1 2 主要立面图 比例 1 150 图 1 2 图 1 3 3 屋面排水布置图 比例 1 150 4 剖面图 比例 1 150 5 墙身大样及节点详图 比例 1 100 及 1 10 2007 届本科生毕业论文 2 图 1 1 标准层平面图 1 3结构设计任务及要求 一 基本要求 在建筑方案设计的基础上 正确选择合理的结构形式 结构体系和结构布置 掌握高 层建筑结构的计算方法和基本构造要求 绘制施工详图 二 规定绘制的结构施工图为 1 结构平面布置图 比例 1 150 2 一榀框架结构配筋图 比例 1 150 3 屋面板 楼面板的配筋图 比例 1 150 4 楼梯配筋图 比例 1 100 5 基础设计图 1 张 三 结构设计计算书内容 说明结构方案如何确定的 材料选择 列出结构设计计算过程中采用的计算方法 计 算假定 计算原则 计算简图 内力图及计算结果 2007 届本科生毕业论文 3 第二章建筑设计说明 2 1 建筑平面设计 2 1 1建筑平面布置 一 建筑结构方案 对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求 选择框架结构和桩 基础 具体见结构施工图 二 平面组合 对于办公楼来说 首先要保证其用途 并且符合经济合理的要求 在平面布置上符合 抗震和消防的要求 已经在办公楼适合的位置设置抗震缝 在消防方面 楼梯的布置和走 廊的长度 宽度均已符合设计规范要求 三 交通组织及防火疏散设计 在垂直的交通方面 在适合的位置都已设置了楼梯 并加设了消防通道 考虑到防火 疏散的要求 办公楼楼的走廊适当的放宽 四 采光通风 根据该建筑物的性质 将窗台安排到离地面 900mm 的高度 以保证有 足够的采光和通风 2 2 剖面设计 2 2 1房间各部分高度 1 层高和净高 底层层高 5 1m 净高 3 5m 标准层层高 3 6m 净高 3 5m 顶层层高 4 5m 净高 4 4m 2 室内外高差 0 45m 3 窗面及窗高 窗面距楼面为 0 9m 窗高为 1 8m 2 2 2屋面构造说明 从上到下 1 保护层 现浇 40 厚细石混凝土 2 防水层 捷罗克防水层 厚 8mm 3 找平层 20 厚 1 3 水泥砂浆找平 4 保温兼找坡层 膨胀珍珠岩砂浆找坡 平均厚 140mm 5 结构层 100 厚钢筋混凝土屋面板 6 10 厚纸浆石灰泥粉平 7 V 型轻钢龙骨吊顶 2 2 3楼面构造说明 从上到下 1 面层 水磨石地面 10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 2 结构层 100 厚钢筋混凝土楼面板 3 10 厚纸浆石灰泥粉平 4 V 型轻钢龙骨吊顶 2007 届本科生毕业论文 4 2 2 4 地面构造说明 从上到下 1 面层 水磨石地面 10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 2 结构层 100 厚钢筋混凝土楼面板 3 70 厚碎石或碎砖 4 素土夯实 2 2 5 墙体构造说明 一 外墙面 1 外刷防水涂料 2 8 厚混合砂浆找平 3 12 厚水泥砂浆打底 4 240 厚墙体层 采用粉煤灰空心砌块 二 内墙面 1 内墙涂料二度刷面 2 20 厚混合砂浆找平 3 240 厚墙体层 采用粉煤灰空心砌块 2 3 立面设计 2 3 1 外墙面做法 1 相对标高 1 050 以上外墙面用 12 厚水泥砂浆打底 8 厚混合砂浆找平 外墙防水 涂料二度 颜色为粉蓝色 线脚颜色为褐色 2 相对标高 1 050 至室外地面间外墙用 12 厚水泥砂浆打底 外贴 300 300 的仿大 理石墙面砖 第三章结构设计 3 1 结构方案的选择及结构布置 3 1 1 结构方案的确定 考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活 能够获得较大的使用空间 建筑 立面容易处理 可以适应不同房屋造型 故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构 3 1 2 基础类型的确定 根据施工场地 地基条件 场地周围的环境条件 选择柱下独立基础 3 1 3 结构构件截面尺寸和材料的选择 一 基础顶面设计标高的确定 根据地质勘察报告的建议 地基持力层可设在中粗沙层上 该层距室外地面 2 0m 4 8m 之间 现选用桩基础 故取基础顶面距离室外设计地面 1 05m 处 二 楼板厚度的确定 根据平面布置 单向板的最大跨度为 3m 2007 届本科生毕业论文 5 按刚度条件 板厚为 l 40 3000 40 75mm 按构造要求 现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为 60mm 综合荷载等情况考虑 取板厚 h 100mm 三 次梁截面尺寸确定 根据平面布置 次梁的最大跨度为 8100mm 次梁高 h 1 18 1 12 l 1 18 1 12 8100 450mm 1013mm 取 h 700mm 次梁宽 b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 700 350mm 233mm 取 b 300mm 四 框架梁截面尺寸确定 1 横向框架梁 横向框架梁的最大跨度为 6600mm 横向框架梁高 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 6600 825mm 550mm 取 h 750mm 横向框架梁宽 b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 750 375mm 250mm 取 b 350mm 2 纵向框架梁 纵向框架梁高 h 1 8 1 12 l 1 8 1 12 6600 825mm 550mm 取 h 750mm 纵向框架梁宽 b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 750 375mm 250mm 取 b 350mm 五 框架柱截面尺寸确定 对于多层框架 无论从受力的角度 还是柱的净高而言 都以底层最为不利 底层层 高 H 5 1m 柱截面高度取 h 1 15 1 20 H 1 15 1 20 5100 340mm 255mm 又对于抗震设防烈度为 7 度 房屋高度为 22 5m 30m 即抗震等级为三级的框架结构 为保证柱有足够的延性 需要限制柱的轴压比 柱截面面积应满足下式 c f N A 其中 KN3515 6 2 5 4 6 6 2 2 7 1 8 11 4 1 2 N 再扩大 1 2 1 3 倍 则 KN4218 2 1 3515 N 即 2 3 mm280639 7 16 9 0 10 4218 A bc hc 530mm 综合考虑取 bc hc 550mm 六 材料选择 1 混凝土强度等级 除基础垫层混凝土选用 C10 基础选用 C25 外 基础以上各层混凝土均选用 C35 2 钢筋级别 框架梁 柱等主要构件的纵向受力钢筋选择 HRB335 级钢筋 构造钢筋 箍筋及板内钢 筋选用 HPB235 3 2 框架荷载计算 选取结构平面布置图中第 8 轴线处框架 KJ8 作具体计算 2007 届本科生毕业论文 6 3 2 1 板面荷载计算 一 屋面荷载 1 恒荷载标准值 现浇 40 厚细石混凝土22 0 04 0 88KN 捷罗克防水层 厚 8mm 0 10KN 20 厚 1 3 水泥砂浆找平20 0 02 0 40KN 膨胀珍珠岩砂浆找坡 平均厚 140mm 14 0 14 1 96KN 100 厚钢筋混凝土屋面板25 0 10 2 50KN 10 厚纸浆石灰泥粉平16 0 01 0 16KN V 型轻钢龙骨吊顶0 25KN 合计6 25KN 2 活荷载标准值 按上人屋面 取 2 0KN 二 楼面荷载 1 恒荷载标准值 水磨石地面 10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 0 65KN 100 厚钢筋混凝土屋面板25 0 10 2 50KN 10 厚纸浆石灰泥粉平16 0 01 0 16KN V 型轻钢龙骨吊顶0 25KN 合计3 56KN 2 活荷载标准值 按 办公楼 一栏取 取 2 0KN 3 2 2 梁柱自重 1 横向框架梁 750 350 0 35 0 75 0 1 25 5 688KN m 2 纵向框架梁 750 350 0 35 0 75 0 1 25 5 688KN m 3 次梁 700 300 0 3 0 7 0 1 25 5 25KN m 4 框架柱 550 550 考虑柱装修重 0 5KN m 顶层柱 0 55 0 55 4 5 25 0 55 4 4 5 0 5 39KN 标准层柱 0 55 0 55 3 6 25 0 55 4 3 6 0 5 31 2KN 底层柱 0 55 0 55 5 1 25 0 55 4 5 1 0 5 44 2KN 3 2 3 门窗自重 1 门 除底层大门为玻璃门外 其余均为木门 木门自重 0 2KN 2 窗 均采用塑钢玻璃窗 窗自重 0 3KN 3 2 3 雨蓬 2007 届本科生毕业论文 7 本建筑物雨蓬均采用钢结构雨蓬 向厂家统一订购 并按规定进行安装 3 3 板的内力及配筋计算 3 3 1 屋面板计算 一 单向板部分屋面板 1 荷载计算 1 恒荷载 gk 6 25KN 2 活荷载 qk 2 0KN 3 荷载组合 1 2gk 1 4qk 1 2 6 25 1 4 2 10 3KN 1 35gk 1 4 0 7qk 1 35 6 25 1 4 0 7 2 10 4KN 取 g q 10 4KN 屋面板的几何尺寸和计算简图见图 3 1 a 屋面板的几何尺寸 b 屋面板的计算简图 图 3 1 屋面板的几何尺寸和计算简图 2 内力计算 取 1m 宽板带作为计算单元 按弹性理论计算 各跨的计算跨度 l0为各跨支座中心线 间的距离 lc 各截面弯矩用弯矩分配法计算得 图 3 2 屋面板各截面弯矩计算 弯矩分配法 单位 KN m 3 正截面承载力计算 取板的截面有效高度 h0 100 15 85mm 表 3 1 屋面板正截面承载力计算 截面 M KN m c 2 0 0 fbh M 2 211 0 0 y00 s fh M A mm 2 选配钢筋 实配钢筋 面积 mm 2 A B 跨中4 050 0340 9832318 200251 2007 届本科生毕业论文 8 B 支座 5 70 0470 9763278 110457 B C 跨中1 550 0130 993876 200141 C 支座 3 80 0310 9842168 200251 C D 跨中2 20 0180 9911246 200141 D 支座 4 430 0370 9812538 200251 D E 跨中2 250 0190 9901276 200141 E 支座 3 670 0300 9852098 200251 E F 跨中1 240 0100 955706 200141 F 支座 6 460 0540 9723728 110457 E G 跨中4 660 0390 9802668 110457 G 支座 7 620 0630 9674418 110457 G H 跨中2 990 0250 9871708 200251 H 支座 9 80 0810 9585738 85592 H I 跨中6 80 0560 9713928 110457 二 双向板内力计算 A 区格 B 区格配筋同 A 区格 1 荷载设计值 恒荷载 gk 6 25KN g 1 4 6 25 8 75KN 活荷载 qk 2 0KN q 1 2 2 2 4KN 荷载组合 g q 8 75 2 4 11 15KN g 2 q 8 75 2 4 2 9 95KN 2 q 2 4 2 1 2KN 2 弯矩计算 计算弯矩时 考虑泊松比的影响 取2 0 c A 区格板 67 0 5 4 3 l l 02 01 跨中最大弯矩可简化为当内支座固支时 g 2 q 作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时 2 q 作用下的跨中弯矩值两者之和 支座最大负弯矩即为内支座固支时 g q 作用下的支座弯矩 m mKN432 1 0284 0 2 00717 0 395 9 0104 0 2 00333 0 l 2 q m m l 2 q g m m m 22 2 0121 2 01211 m mKN23 2 1 0717 0 2 00284 0 395 9 0333 02 00104 0 l 2 q m m l 2 q g m m m 22 2 0112 2 01122 2007 届本科生毕业论文 9 m mKN72 5 315 11057 0 l qg 0570 0 mm m mKN54 7 315 11075 0 l qg 0751 0 mm 22 01 2 2 22 01 1 1 3 截面设计 截面有效高度 选用8 钢筋作为受力主筋 则 l01横向跨中截面的81mm 8 2 15 100 2 d c hh 01 l02纵向跨中截面的73mm 2 83 15 100 2 3d c hh 02 支座截面处的 h0均为 81mm 截面弯矩设计值 该板四周与梁整浇 故弯矩设计值应按如下折算 A 区格跨中截面折减 20 0 0 A 区格四周支座折减 20 0 0 计算配筋量时 取内力臂系数95 0 s 则 3 3 2 楼面板的内力计算 一 单向板部分 1 荷载计算 1 恒荷载 gk 3 56KN 2 活荷载 按办公楼取 qk 2 0KN 3 荷载组合 1 2gk 1 4qk 1 2 3 56 1 4 2 7 07KN 1 35gk 1 4 0 7qk 1 35 3 56 1 4 0 7 2 6 77KN 取 g q 7 07KN 楼面板的几何尺寸和计算简图见图 3 3 2 内力计算 取 1m 宽板带作为计算单元 按弹性理论计算 各跨的计算跨度 l0为各跨支座中心线 间的距离 lc 各截面弯矩用弯矩分配法计算得 图 3 4 楼面板各截面弯矩 单位 KN m 2007 届本科生毕业论文 10 3 正截面承载力计算 取板的截面有效高度 h0 100 15 85mm 表 3 3 楼面板正截面承载力计算 截面 M KN m c 2 0 0 fbh M 2 211 0 0 y00 s fh M A mm 2 选配钢筋 实配钢 筋面积 mm 2 A B 跨中2 740 0230 9881556 170166 B 支座 3 860 0320 9842208 200251 B C 跨中1 060 0090 995606 200141 C 支座 2 580 0210 9891468 200251 C D 跨中1 480 0120 994836 200141 D 支座 3 010 0250 9871718 200251 D E 跨中1 530 0130 993866 200141 E 支座 2 490 0210 9891418 200251 E F 跨中 0 850 0070 996486 200141 F 支座 4 370 0360 9822498 200251 F G 跨中3 180 0260 9871806 200141 G 支座 5 180 0430 9782978 170296 G H 跨中2 030 0170 9911156 200141 H 支座 6 670 0550 9723848 130387 H I 跨中4 620 0380 9812648 170296 二 双向板内力计算 A 区格 B 区格配筋同 A 区格 1 荷载设计值 恒荷载 gk 3 56N g 1 4 3 56 4 98KN 活荷载 qk 2 0KN q 1 2 2 2 4KN 荷载组合 g q 4 98 2 4 7 38KN g 2 q 4 98 2 4 2 6 18KN 2 q 2 4 2 1 2KN 2 弯矩计算 计算弯矩时 考虑泊松比的影响 取2 0 c A 区格板 67 0 5 4 3 l l 02 01 跨中最大弯矩可简化为当内支座固支时 g 2 q 作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时 2007 届本科生毕业论文 11 2 q 作用下的跨中弯矩值两者之和 支座最大负弯矩即为内支座固支时 g q 作用下的支座弯矩 m m KN8 2 3 2 1 0284 0 2 0 0717 0 3 18 6 0104 0 2 0 0333 0 l 2 q m m l 2 q g m m m 22 2 0121 2 01211 m m KN4 1 3 2 1 0717 0 2 0 0284 0 3 18 6 0333 0 2 0 0104 0 l 2 q m m l 2 q g m m m 22 2 0112 2 01122 m m 1 1 l q g 0751 0 2 01 3 38 7 075 0 2 m m KN 994 m m 2 2 l q g 0570 0 2 01 3 38 7 057 0 2 m m KN 793 3 截面设计 截面有效高度 选用8 钢筋作为受力主筋 则 l01横向跨中截面的 h01 h c 2 d 100 15 2 8 81mm l02纵向跨中截面的 h02 h c 2 d3 100 15 2 8 3 73mm 支座截面处的 h0均为 81mm 截面弯矩设计值 该板四周与梁整浇 故弯矩设计值应按如下折算 A 区格跨中截面折减 20 0 0 A 区格四周支座折减 20 0 0 计算配筋量时 取内力臂系数95 0 s 则 表 3 4 楼面双向板配筋计算 截面 h0 mm m KN m m y0 S fh95 0 m A mm 2 m 实配钢筋 实配 钢筋面积 mm 2 m 跨中 l01方向812 8 0 8 2 24138 68 200251 跨中 l02方向731 4 0 8 1 1276 98 200251 支座 l01方向81 4 99 0 8 3 992478 200251 支座 l02方向73 3 79 0 8 3 031888 200251 3 4 次梁内力及配筋计算 3 4 1 屋面次梁内力计算 取 L1计算 一 荷载设计值 2007 届本科生毕业论文 12 1 恒荷载 由板传来 6 25 3 18 75KN m 次梁自重 5 25KN m 合计 gk 24KN m 2 活荷载 qk 2 3 6KN m 3 荷载组合设计值 g q 1 2 gk 1 4 qk 1 2 24 1 4 6 37 2KN m g q 1 35gk 1 4 0 7 qk 1 35 24 1 4 0 7 6 38 28KN m 取 g q 38 28KN m 单向板部分的荷载设计值 4 双向板部分的荷载设计值 3 4 轴间 l0 x l0y 4 5 3 1 5 2 故为双向板 5 6 轴间 l0 x l0y 3 3 1167 1KN m 故属于第一类 T 形截面 2 支座截面按矩形截面计算 均按一排钢筋考虑 取 h0 700 35 665mm 3 次梁正截面受弯承载力计算 表 3 6 屋面次梁正截面受弯承载力计算 2007 届本科生毕业论文 14 截面 位置 M KN m 3 l b 0 f 跨中 或 b 支座 c 2 0 0 fbh M 0 211 2 211 0 0 y00 s fh M A mm 2 选配 钢筋 实配 钢筋 面积 mm 2 A B 跨中 1704 2 3 2 7 0 010 0 010 b 0 995856320941 B 支座 216 63000 098 0 103 b 0 94911444201256 B C 跨中 121 3 2 3 9 6 0 0070 007 b 0 997608220628 C 支座 833000 037 0 038 b 0 981424220628 C D 跨中 4 5 1 3 5 4 0 0004 0 0004 b 1 00020220628 D 支座 106 73000 0480 049 b 0 976548220628 D E 跨中 1342 2 3 6 6 0 008 0 008 b 0 996674320941 E 支座 99 53000 045 0 046 b 0 977510220628 E F 跨中 401 3 3 0 0050 005 b 0 998201220628 F 支座 873000 039 0 040 b 0 980445220628 F G 跨中 130 3 2 3 9 6 0 008 0 008 b 0 9966543206941 G 支座 186 53000 084 0 088 b 0 9569784201256 G H 跨中 164 7 2 3 1 8 0 0080 008 b 0 996825320941 H 支座 232 73000 105 0 111 b 0 94512344201256 H I 跨中 1644 2 3 2 7 0 009 0 009 Vmax 124KN 则截面尺寸满足要求 2007 届本科生毕业论文 15 0 7ftbh0 0 7 1 57 300 665 219KN Vmax 124KN 则按构造规定选配箍筋 选配6 250 3 4 2 楼面次梁内力计算 取 L1计算 一 荷载设计值 1 恒荷载 由板传来 3 56 3 10 68KN m 次梁自重 5 25KN m 合计 gk 15 93KN m 2 活荷载 qk 2 3 6KN m 3 荷载组合设计值 单向板部分的荷载设计值 g q 1 2 gk 1 4 qk 1 2 15 93 1 4 6 27 52KN m g q 1 35gk 1 4 0 7 qk 1 35 15 93 1 4 0 7 6 27 39KN m 取 g q 27 52KN m 4 双向板部分的荷载设计值 3 4 轴间 l0 x l0y 4 5 3 1 5 2 故为双向板 5 6 轴间 l0 x l0y 3 3 1167 1KN m 故属于第一类 T 形截面 2 支座截面按矩形截面计算 均按一排钢筋考虑 取 h0 700 35 665mm 3 次梁正截面受弯承载力计算 2007 届本科生毕业论文 17 表 3 8 楼面次梁正截面受弯承载力计算 截面 位置 M KN m 3 l b 0 f 跨中 或 b 支座 c 2 0 0 fbh M 0 211 2 211 0 0 y00 s fh M A mm 2 选配 钢筋 实配 钢筋 面积 mm 2 A B 跨中 1004 2 3 2 7 0 006 0 006 b 0 997503218509 B 支座 155 33000 070 0 073 b 0 9648084181017 B C 跨中 57 3 2 3 9 6 0 0030 003 b 0 998286216402 C 支座 59 53000 027 0 027 b 0 986302216402 C D 跨中 16 5 1 3 5 4 0 001 0 001 b 0 99980216402 D 支座 76 43000 0340 035 b 0 983390216402 D E 跨中 762 2 3 6 6 0 005 0 005 b 0 997382216402 E 支座 71 53000 032 0 033 b 0 984364216402 E F 跨中 481 3 3 0 0060 006 b 0 997241216402 F 支座 633000 028 0 028 b 0 986320216402 F G 跨中 66 3 2 3 9 6 0 0100 010 b 0 995332216402 G 支座 133 53000 060 0 062 b 0 969691318763 G H 跨中 76 7 2 3 1 8 0 0040 004 b 0 998382216402 H 支座 167 13000 075 0 078 b 0 9618724181017 H I 跨中 784 2 3 2 7 0 004 0 004 Vmax 124KN 2007 届本科生毕业论文 18 则截面尺寸满足要求 0 7ftbh0 0 7 1 57 300 665 219KN Vmax 124KN 则按构造选配箍筋 选配6 250 3 5 横向平面框架的内力计算 3 5 1 框架梁柱相对线刚度计算 一 框架柱的惯性矩 49 43 mm10 626 7 12 550 12 bh I 二 框架梁的惯性矩 矩形截面惯性矩 410 33 0 mm10 23 1 12 750 350 12 bh I 对中框架 KJ8 为 41010 0 mm10 46 2 10 23 1 2 I2 I 三 各层框架梁线刚度 表 3 9 各层框架梁线刚度 框架梁 位置 A B 轴 框架梁 B C 轴 框架梁 C D 轴 框架梁 D E 轴 框架梁 跨度 l mm 4500660030006000 线刚度 l EI E10 47 5 4500 E10 46 2 6 10 E1073 3 6600 E1046 2 6 10 E10 20 8 3000 E10 46 2 6 10 E10 10 4 6000 E10 46 2 6 10 四 各层框架柱线刚度 表 3 10 各层框架柱线刚度 框架柱 位置 顶层 框架柱 标准层 框架柱 底层 框架柱 层高 H mm 450036005100 线刚度 H EI E1069 1 4500 E10626 7 6 9 E1012 2 3600 E10626 7 6 9 E1050 1 5100 E10626 7 6 9 五 各杆件相对线刚度 以 C D 轴框架梁线刚度相对值为 1 则可算得各杆件相对线刚度值 注于图 3 9 中 2007 届本科生毕业论文 19 ABCDE 图 3 9 各杆件相对线刚度 3 5 2 恒荷载作用下框架的内力计算 一 恒荷载标准值计算 框架横梁上主要承受次梁传来的集中荷载和主梁自重产生的均布荷载 现将主梁自重 产生的均布荷载转化为集中荷载 与次梁传来的集中荷载相加 一起进行弯矩分配 1 屋面层 F1 6 25 1 15 5 688 7 65 5 688 1 15 8 0 24 1 5 7 65 127KN F2 6 25 2 25 5 25 7 65 5 688 2 25 161KN F3 6 25 2 2 5 688 7 65 5 688 2 2 161KN F4 6 25 2 2 5 25 7 65 5 688 2 2 158KN F5 6 25 2 6 5 688 7 65 5 688 2 6 183KN F6 6 25 3 5 688 7 65 5 688 3 204KN F7 6 25 3 5 25 7 65 5 688 3 201KN F8 6 25 1 5 5 688 7 65 5 688 1 5 8 0 24 1 5 7 65 146KN 2 楼面层 F9 3 56 1 15 5 688 7 65 5 688 1 15 8 0 24 4 5 7 1 2 25 1 4 0 4 1 8 2 25 1 4 0 4 0 3 1 8 131KN F10 3 56 2 25 5 25 7 65 5 688 2 25 114KN F11 3 56 2 2 5 688 7 65 5 688 2 2 8 0 24 1 02 4 5 125KN F12 3 56 2 2 5 25 7 65 5 688 2 2 113KN 2007 届本科生毕业论文 20 F13 3 56 2 6 5 688 7 65 5 688 2 6 8 0 24 4 5 7 1 1 2 2 1 1 2 2 1 0 2 186KN F14 3 56 3 5 688 7 65 5 688 3 8 0 24 4 5 3 775 1 2 2 1 1 2 2 1 0 2 170KN F15 3 56 3 5 25 7 65 5 688 3 139KN F16 3 56 1 5 5 688 7 65 5 688 1 5 8 0 24 4 5 7 1 2 25 1 4 1 8 2 25 1 4 0 3 1 8 144KN F17 3 56 1 15 5 688 7 65 5 688 1 15 8 0 24 3 6 7 1 2 25 1 4 0 4 1 8 2 25 1 4 0 4 0 3 1 8 101KN F18 3 56 2 2 5 688 7 65 5 688 2 2 8 0 24 1 02 3 6 123KN F19 3 56 2 6 5 688 7 65 5 688 2 6 8 0 24 3 6 7 1 1 2 2 1 1 2 2 1 0 2 174KN F20 3 56 3 5 688 7 65 5 688 3 8 0 24 3 6 3 775 1 2 2 1 1 2 2 1 0 2 164KN F21 3 56 1 5 5 688 7 65 5 688 1 5 8 0 24 3 6 7 1 2 25 1 4 1 8 2 25 1 4 0 3 1 8 131KN 3 恒荷载作用下 KJ8 受荷简图 2007 届本科生毕业论文 21 ABCDE 图 3 10 恒荷载作用下 KJ8 受荷简图 单位 KN 二 框架内力计算 框架内力采用分层法计算 对图 3 9 标明的各杆件相对线刚度值 除底层柱以外 其 余各层柱线刚度乘以 0 9 即 顶层柱 0 206 0 9 0 185 标准层柱 0 258 0 9 0 232 具体计算过程如下 2007 届本科生毕业论文 22 a 顶层计算单元 单位 KN m b 标准层计算单元 单位 KN m c 底层计算单元 单位 KN m 图 3 11 恒荷载作用下的 KJ8 梁端弯矩计算 2007 届本科生毕业论文 23 a 弯矩图 单位 KN m 2007 届本科生毕业论文 24 b 剪力图和轴力图 注 括号内数字表示相应楼层的柱下端轴力 单位 KN 图 3 12 恒荷载作用下的 KJ8 内力图 2007 届本科生毕业论文 25 3 5 3 活荷载作用下框架的内力计算 一 活荷载标准值计算 1 屋面层 雪荷载 0 2KN 屋面活荷载 上人屋面 2 0KN F1 2 1 15 7 65 18KN F2 2 2 25 7 65 34KN F3 2 2 2 7 65 34KN F4 2 2 2 7 65 34KN F5 2 2 6 7 65 40KN F6 2 3 7 65 46KN F7 2 3 7 65 46KN F8 2 1 5 7 65 23KN 2 楼面层 根据荷载规范 办公楼楼面活荷载标准值取 2 0KN m 荷载同屋面层 3 活荷载作用下 KJ8 受荷简图 ABCDE 图 3 13 活荷载作用下 KJ8 受荷简图 单位 KN 2007 届本科生毕业论文 26 二 框架内力计算 同恒荷载一样 活荷载作用下的框架内力计算采用分层法 具体计算过程如下 a 顶层计算单元 单位 KN m b 标准层计算单元 单位 KN m c 底层计算单元 单位 KN m 图 3 14 活荷载作用下的 KJ8 梁端弯矩计算 2007 届本科生毕业论文 27 a 弯矩图 单位 KN m 2007 届本科生毕业论文 28 b 剪力图和轴力图 单位 KN 图 3 15 活荷载作用下的 KJ8 内力 2007 届本科生毕业论文 29 3 5 4 风荷载作用下框架的内力计算 一 风荷载标准值计算 由于是现浇框架 而且每榀横向框架的车移刚度基本相同 故各榀框架承受同样的风 力 现取出第 8 轴的 KJ8 计算水平风荷载 1 基本参数 基本风压 0 0 55KN 按 B 类粗糙度查得风压高度系数 z 在 4 05m 7 65m 11 25m 14 85m 18 45m 22 95m 处分别为 1 00 1 00 1 04 1 14 1 22 1 30 风荷载体形 系数 s 在迎风面为 0 8 在背风面为 0 5 2 风荷载标准值计算 由A F sz0k 确定 KN 9 20 2 45 0 6 3 6 3 65 7 0 1 5 0 8 0 55 0 F KN 7 19 6 3 65 7 0 1 5 0 8 0 55 0 F KN 5 20 6 3 65 7 04 1 5 0 8 0 55 0 F KN 4 22 6 3 65 7 14 1 5 0 8 0 55 0 F KN27 2 6 3 5 4 65 7 22 1 5 0 8 0 55 0 F KN 7 26 5 1 2 5 4 2 2 7 1 8 3 1 5 0 8 0 55 0 F 1 2 3 4 5 6 EDCBA 图 3 16 风荷载标准值 2007 届本科生毕业论文 30 二 风荷载作用下的框架内力计算 1 各梁柱相对线刚度 表 3 11 各梁柱相对线刚度 梁 柱位置 A B 跨梁 B C 跨梁 C D 跨梁 D E 跨梁 顶层柱标准层柱底层柱 相对线刚度 i0 6670 45510 50 2060 2580 183 2 各柱的剪力值 D 值法 表 3 12 风荷载做用下各柱的剪力值 层数 F 柱 号 c b i2 i K K 2 K c 2 c c i h i12 D i D i i i D FD V KN 第 6 层 KN 7 26 F A63 2380 6180 127 2 5 4 12 0 713 2 5 4 12 4 76 B65 4470 7310 151 2 5 4 12 5 66 C67 0630 7790 160 2 5 4 12 5 99 D67 2820 7850 162 2 5 4 12 6 07 E62 4270 5480 113 2 5 4 12 4 23 第 5 层 KN 7 53 F A52 5850 5640 146 2 6 3 12 0 832 2 6 3 12 9 42 B54 3490 6850 177 2 6 3 12 11 42 C55 6400 7380 190 2 6 3 12 12 26 D55 8140 7440 192 2 6 3 12 12 39 E51 9380 4920 127 2 6 3 12 8 2 第 4 层 KN 1 76 F A42 5850 5640 146 2 6 3 12 0 832 2 6 3 12 13 35 B44 3490 6850 177 2 6 3 12 16 19 C45 6400 7380 190 2 6 3 12 17 38 D45 8140 7440 192 2 6 3 12 17 56 E41 9380 4920 127 2 6 3 12 11 62 2007 届本科生毕业论文 31 第 3 层 KN 6 96 F A32 5850 5640 146 2 6 3 12 0 832 2 6 3 12 16 95 B34 3490 6850 177 2 6 3 12 20 55 C35 6400 7380 190 2 6 3 12 22 06 D35 8140 7440 192 2 6 3 12 22 29 E31 9380 4920 127 2 6 3 12 14 75 第 2 层 KN 3 116 F A22 5850 5640 146 2 6 3 12 0 832 2 6 3 12 20 41 B24 3490 6850 177 2 6 3 12 24 74 C25 6400 7380 190 2 6 3 12 26 56 D25 8140 7440 192 2 6 3 12 26 84 E21 9380 4920 127 2 6 3 12 17 75 第 1 层 KN 2 137 F A13 6450 7340 134 2 1 5 12 0 719 2 1 5 12 25 57 B16 1310 8160 149 2 1 5 12 28 43 C17 9510 8490 155 2 1 5 12 29 58 D18 1970 8530 156 2 1 5 12 29 77 E12 7320 6830 125 2 1 5 12 23 85 注 其中第一层 c b i i K K 2 K 5 0 c 3 各柱反弯点高度 根据总层数 m 该柱所在层数 n 梁柱线刚度比K 查表得到标准反弯点系数 y0 根 据上下横梁线刚度比值 i 查得修正值 y1 根据上下层高度变化查得修正值 y2 y3 各层反弯点高度 yh y0 y1 y2 y3 h 2007 届本科生毕业论文 32 表 3 13 风荷载作用下各柱反弯点高度 层数第六层 m 6 n 6 h 4 5m 柱号 K y0 1 y1 2 y2 3 y3 yh y0 y1 y2 y3 h m A63 2380 4510 0 802 03 B65 4470 4510 0 802 03 C67 0630 4510 0 802 03 D67 2820 4510 0 802 03 E62 4270 4210 0 801 89 层数第五层 m 6 n 5 h 3 6m A52 5850 45101 250101 62 B54 3490 5101 250101 8 C55 6400 5101 250101 8 D55 8140 5101 250101 8 E51 9380 45101 250101 62 层数第四层 m 6 n 4 h 3 6m A42 5850 451010101 62 B44 3490 51010101 8 C45 6400 51010101 8 D45 8140 51010101 8 E41 9380 451010101 62 层数第三层 m 6 n 3 h 3 6m A32 5850 51010101 8 B34 3490 51010101 8 C35 6400 51010101 8 D35 8140 51010101 8 E31 9380 51010101 8 层数第二层 m 6 n 2 h 3 6m A22 5850 510101 401 8 B24 3490 510101 401 8 C25 6400 510101 401 8 D25 8140 510101 401 8 E21 9380 510101 401 8 层数第一层 m 6 n 1 h 5 1m A13 6450 55100 70 2 81 B16 1310 55100 70 2 81 C17 9510 55100 70 2 81 D18 1970 55100 70 2 81 E12 7320 55100 70 2 81 2007 届本科生毕业论文 33 4 风荷载作用下的框架内力 求出各柱剪力 Vi和该柱反弯点高度 yi后 则该柱下端弯矩为 Mi Viyi 上端弯矩为 Vi hi yi 再利用节点平衡求出框架梁端弯矩 画出左风作用下的框架内力图 右风作用下 的框架内力与左风作用下的反号 EDCBA a 弯矩图 单位 KN m 与梁剪力图 单位 KN 2007 届本科生毕业论文 34 EDCBA b 柱剪力图与轴力图 单位 KN 图 3 17 左风作用下的框架内力图 2007 届本科生毕业论文 35 3 5 5 地震荷载作用下框架的内力计算 一 水平地震作用标准值的计算 1 框架的抗震等级 由设计需求 抗震设防烈度为 7 度 房屋高度为 22 5m 30m 可知该框架的抗震等 级为三级 2 场地和特征周期值 根据工程地质报告和土的类型划分 可知该场地为 类场地 由设计地震分组为第一 组 可查得特征周期值 Tg 0 35s 3 重力荷载代表值 取第 8 轴线的 KJ8 计算各层重力荷载代表值 1 顶层重力荷载代表值 G6 活荷载 按上人屋面 2 0 20 65 7 65 315 9KN 雪载 0 2 20 65 7 65 31 6KN 取大值 315 9KN 恒荷载 屋面板自重 6 25 20 34 7 65 972 5KN 柱自重 5 2 39 97 5KN 纵向框架梁自重 5 688 7 65 0 55 5 201 9KN 横向框架梁自重 5 688 20 1 4 0 55 101 8KN 次梁自重 5 25 7 65 0 35 4 153 3KN 窗洞 0 45 2 25 2 1 4 2 0 4 3 47 窗自重 3 47 0 3 1 04KN 纵墙自重 8 0 24 2 5 4 3 775 4 3 325 3 3 48 1 02 3 47 121 1KN 横墙自重 8 0 24 2 5 4 5 45 4 26 41 9KN 女儿墙自重 8 0 24 1 5 7 65 2 44 1KN G6 恒 0 5 活 972 5 97 5 201 9 101 8 153 3 121 1 41 9 44 1 1 04 0 5 315 9 1893 09KN 2 第五层重力荷载代表值 G5 活荷载 2 0 20 34 7 65 311 2KN 恒荷载 楼面板自重 3 56 20 34 7 65 553 9KN 纵向框架梁自重 201 9KN 横向框架梁自重 101 8KN 次梁自重 153 3KN 1010 9KN 2007 届本科生毕业论文 36 第六层下半层 窗洞 1 35 2 25 2 1 4 2 0 4 10 4 窗自重 10 4 0 3 3 12KN 门洞 0 9 1 2 3 2 1 9 45 门自重 9 45 0 2 1 89KN 墙体自重 8 0 24 2 5 4 3 775 4 5 45 3 325 3 4 26 3 48 1 02 10 4 9 45 131 6KN 柱自重 97 5KN 234 11KN 第五层上半层 窗洞 2 8 1 2 25 2 1 4 2 0 4 6 93 窗自重 6 93 0 3 2 08KN 门洞 0 9 1 2 3 0 3 1 35 门自重 1 35 0 2 0 26KN 墙体自重 8 0 24 2 6 3 3 775 4 3 325 3 3 48 1 02 5 45 4 26 6 93 1