土木工程毕业设计计算书.pdf

湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 1 目录 第 1 章 建筑方案说明 4第 1 章 建筑方案说明 4 1 1 设计依据 4 1 2 工程概况 4 1 3 建筑设计 4 1 3 1 功能布置 4 1 3 2 技术设计 5 1 4 构造做法 5 第 2 章 结构方案说明与计算 7第 2 章 结构方案说明与计算 7 2 1 工程概况 7 2 2 框架计算简图及梁柱线刚度 7 2 2 1 初步估计截面尺寸 7 2 2 2 框架计算简图 8 2 2 3 框架线刚度计算 8 2 3 荷载计算 9 3 3 1 恒荷载标准值计算 9 2 3 2 活载标准值计算 11 2 3 3 竖向荷载计算 11 2 3 4 风荷载计算 15 2 4 风荷载作用下的位移验算 17 2 4 1 侧移刚度D 17 2 4 2 风荷载作用下框架侧移计算 18 2 5 竖向荷载作用下的内力计算 18 2 5 1 恒荷载作用下的内力计算 弯矩二次分配法 18 2 5 2 活载作用下的内力计算 满布活载 弯矩二次分配法计算 23 2 6 水平荷载标准值作用下的内力计算 27 2 7 内力组合 31 2 8 结构构件验算 35 2 8 1 框架柱的验算 35 2 8 2 框架梁的验算 43 2 9 框架连接设计 44 2 9 1 梁与柱栓焊连接设计 45 2 9 2 梁柱节点域的承载力 46 2 9 3 次梁节点设计 47 2 9 4 柱脚设计 49 2 10 基础设计 50 2 10 1 荷载确定 50 2 10 2 基础计算 50 2 11 楼屋面计算 53 2 12 楼梯设计 55 2 12 1 楼梯段设计 底层 55 2 12 2 平台板设计 57 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 2 2 12 3 平台梁设计 57 2 13 雨棚计算 58 2 13 1 荷载计算 58 2 13 2 内力计算 59 2 13 3 构件选择 59 2 13 4 节点设计 60 2 14 电算信息 61 2 14 1 总信息 61 2 14 2 结构位移信息 69 2 14 3 荷载输入 74 2 14 4 计算输出文件 78 总 结 80总 结 80 致 谢 81致 谢 81 参考文献 81参考文献 81 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 3 摘要 摘要 本文的毕业设计主要讲述了办公楼设计 设计的内容包括建筑设计 结构设计两部分 毕业设计是土木工程专业的必修课程 我的设计是办公楼设计 设计 采用钢框架结构 建筑主体层数为五层 建筑总高度23m 总建筑面积5324 底层占 地面积为 919 根据设计要求 设防烈度为 6度 抗震等级为三级 设计中无须考虑抗 震设计 设计包括建筑部分 结构部分 楼梯 基础等 根据任务书定出各层平面图及 平面布置 本方案主体结构为双向承重框架 在进行荷载计算和构件截面估算后 选取了一 榀框架进行计算 计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算 恒载 活 载 风作用下梁端 柱端弯矩 剪力的计算 框架内力组合 框架梁柱强度验算 楼梯 配筋计算及基础配筋计算等 楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯 由于柱网的限制 基础采 用钢筋混凝土柱下独立基础 整个方案设计基本符合设计和结构要求 具有一定的合理 性 通过对办公楼楼层平面图 剖面图 构造图的绘制和结构的设计 熟悉了设计的 全过程 掌握了结构设计计算的基本方法 创造性地完成了毕业设计任务 同时 对所 学的专业知识和基本概念有了更深的理解 从而提高了分析和解决实际问题的能力 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 4 第 1 章 建筑方案说明 第 1 章 建筑方案说明 1 1 设计依据设计依据 1 设计任务书 2 办公楼建筑设计规范 3 建筑设计防火规范 4 民用建筑设计通则 5 房屋建筑制图统一标准 6 实用建筑设计手册 7 房屋建筑学 1 2 工程概况工程概况 1 2 1 工程名称 某市市某多层办公楼 1 2 2 工程位置 某市市市内 1 2 3 工程总面积 5325m 2 主体 5 层 局部六层 建筑总高 23m 一层层高 4 2m 二 至六层每层层高 3 6m 1 2 4 结构形式 钢框架 1 2 5 建筑物等级 耐火等级 三级 耐久性等级 二级 1 3 建筑设计建筑设计 1 3 1 功能布置功能布置 1 平面设计 本设计建筑平面为 一字 形 采用了内廊式组合形式 本设计力求达到功能区分明确 使用方便 结构合理的要求 将会议室置于建筑 物中部 二至五层各一个 面积约 97m 2 每层设小办公室 3 间 每间面积 48 60 m2 大办公室 1 间 面积约 180 m 2 另在每层设活动室一间 每间约 60 m2 在二 五层 各层设置接待室一个 面积约 45m 2 开水房一个 面积约 14m2 卫生间 交通辅助部 分 配电室等 432 m 2 建筑朝向为南北向 平面布置满足长宽比小于 5 采用纵向 5 4m 横向 9m 的柱距 满足建筑开间模数和进深的要求 2 立面设计 立面设计力求达到主体造型与城市环境相协调 充分体现办公建筑的风格特点 采用了竖线条方案 在立面上进行了局部的颜色变换 主要采用灰色 局部采用白色 以体现办公楼的庄重感 为了满足采光和美观要求 设置了较大面积的玻璃窗 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 5 1 3 2 技术设计技术设计 1 防火设计 本设计防火等级为三级 安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距 离小于 35m 大房间设前后两个门 小房间设一个门 满足防火要求 室内消火栓设在 走廊两侧 每层两侧及中间设 3 个消火栓 最大间距 25m 满足间距 50m 的要求 2 抗震设计 本设计所处地区地震基本烈度为 6 度 设计基本地震加速度值为 0 05g 地震分组 为 组 可以根据构造要求进行抗震设计 建筑的质量分布和刚度变化均匀 满足抗 震要求 3 防水设计 屋面防水 屋面防水等级为二级 采用两道防水设防 屋面做法详见建筑总说明 屋面排水 采用女儿墙外排水 具体做法见建筑做法总说明 卫生间防水 卫生间设置地漏 地面找坡 2 卫生间防水设计以不积水为原则 1 4 构造做法构造做法 1 4 1 屋面做法 上人屋面 铺块材 25 厚粗砂垫层 4 厚高聚物改性沥青卷材防水层 20 厚 1 3 水泥砂浆找平 25 厚硬质聚氨酯泡沫塑料 32kg 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄处 30 厚 20 厚 1 3 水泥砂浆找平 现浇钢筋混凝土板 1 4 2 楼面做法 防滑彩色釉面砖 10 厚防滑彩色釉面砖 干水泥擦缝 30 厚 1 3 干硬水泥砂浆结合层 表面撒水泥粉 1 5 厚聚氨酯防水层 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 100 厚现浇钢筋混凝土楼板 1 4 3 外墙面做法 面砖墙面 刷外墙涂料 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 6 10 厚面砖 1 1 水泥砂浆勾缝 10 厚 1 0 2 2 水泥石膏砂浆粘结层 10 厚 1 3 水泥砂浆打底扫光 1 4 4 内墙面做法 水泥砂浆抹面 喷内墙涂料 5 厚 1 0 3 3 水泥石灰膏砂浆压实抹光 8 厚 1 1 6 水泥石膏砂浆刮平扫毛 8 厚 1 3 水泥砂浆打底扫光 刷一道加气混凝土界面处理剂 1 4 5 散水做法 细石混凝土散水 1 4 6 门窗 见建筑总说明 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 7 第 2 章 结构方案说明与计算 第 2 章 结构方案说明与计算 2 1 工程概况工程概况 本工程为某市市某办公楼 柱网布置图 2 1 1 框架结构 一层层高 4 2m 二至 六层层高 3 6m 底层高度由室内地面算至一层楼板顶面 图 2 1 1 柱网布置图 该工程的地质条件为 场地地势平坦 填土层约 0 3m 以下依次为淤泥质粘土 粉质粘土 粉土 粘土 第三层地基承载力特征值 fak 200kpa Es 3 6Mpa 该地区地震基本烈度为 6 度 风荷载 查荷载规范续表 D 4 基本风压 w 0 45kN m 2 雪荷载 雪荷载标准值 2 0 35 SkN m 材料 选用混凝土强度等级为 C30 钢筋为 HRB335 及 HPB235 钢材采用 Q345 2 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 初步估计截面尺寸初步估计截面尺寸 本工程受力构件均采用 H 性钢构件 柱截面尺寸初选 柱截面尺寸根据长细比估计 初定长细比100 柱子长度为 4800mm 可得 4800 4 8 100 l cm 查表选定底层柱截面为 HW400 400 13 21 10 1 y icm 同理选定二层及以上柱的截面为 HW350 350 12 19 8 84 y icm 梁截面初选 框架主梁的高度根据跨度选用 1111 9000450 180 20502050 hlmm 查 表选定主梁截面为 HN400 200 8 13 次梁截面取用 HN300 150 9 16 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 8 2 2 2 框架计算简图框架计算简图 框架的计算单元如图 2 2 2 所示 取 轴上的一榀框架计算 由于除底层外各层 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 地层柱高从基础顶面算 至二层楼面 基顶标高根据地质条件 室内外高差 暂时定为 0 6m 二层楼面标高为 4 2m 故底层柱高为 4 8m 其余各层柱高从楼面算至上一层楼面 即层高 均为 3 6m 则框架的计算简图如下 图 2 2 2 框架的计算简图 2 2 3 框架线刚度计算框架线刚度计算 AB 跨梁 i 1 5EcI L 1 5Ec 23700 10 8 9 0 34 10 4E c m 2 BC 跨梁与 AB 跨 梁相同 上部各层柱 简称标准层柱 以下同 i EcI L Ec 40300 10 8 3 6 0 11 10 3E c m 2 底层柱 i EcI L Ec 66900 10 8 4 8 0 14 10 3E c m 2 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 9 令框架主梁 i 1 0 则其余各杆件的相对线刚度为 其他柱 i 1 1 0 34 3 23 i底层柱 1 4 0 34 4 12 以框架梁柱的相对线刚度作为计算各节点杆端弯剧分配系数的依据 2 3 荷载计算荷载计算 3 3 1 恒荷载标准值计算恒荷载标准值计算 1 屋面 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25 3kN m 2 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄处 30 厚 3 30210 10 10 2 1 200kN m 2 20 厚块材 0 02 25 0 5 kN m 2 共 40 厚 1 2 水泥砂浆找平层 0 04 20 0 8kN m 2 防水及保温层 0 35kN m 2 压型钢板 0 15kN m 2 吊顶及吊挂荷载 0 3kN m 2 合计 6 3kN m 2 2 各层走廊楼面 10mm 面层 防滑地面砖面层 20mm 水泥砂浆打底 素水泥结合层一道 0 65kN m 2 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 0 10 25 2 5kN m 2 压型钢板 0 15kN m 2 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17kN m 2 合计 3 32kN m 2 标准层楼面 10 厚防滑彩色釉面砖 0 01 19 8 0 198kN m 2 30厚1 3干硬水泥砂浆结合层 0 03 20 0 60kN m 2 20 厚水泥砂浆找平层 0 020 20 0 4kN m 2 100 厚 C30 钢筋混凝土板 0 1 25 2 5kN m 2 20 厚板底抹灰 0 25kN m 2 压型钢板 0 15kN m 2 吊顶及吊挂荷载 0 15kN m 2 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 10 合计 4 30kN m 2 3 梁自重 加防火及装饰 0 5kN m 边跨 HN400 200 8 13 梁自重 0 5 66 9 8 3 10 1 43kN m 合计 1 43kN m 次梁 HN300 150 9 16 梁自重 0 5 41 55 9 8 3 10 0 99kN m 合计 0 99kN m 4 顶层及标准层柱自重 加防火及装饰 0 5kN m HW350 350 12 19 柱自重 0 5 137 9 8 3 10 1 84kN m 底层柱自重 加防火及装饰 0 5kN m HW400 400 13 21 柱自重 0 5 172 9 8 3 10 2 19kN m 5 外墙自重 刨去窗洞 240 厚加气混凝土砌块 0 24 7 5 1 8kN m 2 内面 8 厚 1 3 水泥砂浆打底扫毛 0 006 20 0 16kN m 2 8 厚 1 1 6 水泥找平砂浆 0 008 14 0 11kN m 2 5 厚 1 0 3 3 水泥石膏砂浆 0 005 14 0 07kN m 2 外面 6 厚面砖 0 006 19 8 0 119kN m 2 10 厚 1 0 2 2 水泥石灰膏砂浆粘结层 0 01 20 0 20kN m 2 10厚1 3 水泥砂浆刮平扫毛 0 01 20 0 20kN m 2 合计 2 66kN m 2 标准层外纵墙自重 2 66 3 6 5 4 2 1 1 6 5 4 7 87kN m 标准层外横墙自重 2 66 3 6 9 58kN m 底层外纵墙自重 2 66 4 2 5 4 2 1 1 6 4 2 10 65kN m 底层外横墙自重 2 66 4 2 11 18kN m 女儿墙自重 2 66 1 0 2 66kN m 6 内墙自重 内纵墙可偏于安全的不考虑门洞 200 厚加气混凝土砌块 0 2 7 5 1 5kN m 2 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 11 5 厚釉面砖 0 005 19 8 2 0 198kN m 2 4 厚强力胶粉泥粘结层 0 004 14 2 0 112kN m 2 防水层 0 2kN m 2 9厚1 3水泥砂浆打底压实抹平 0 009 20 2 0 36kN m 2 合计 2 37kN m 2 标准层内墙自重 2 37 3 6 8 54kN m 底层内墙自重 2 37 4 8 11 38kN m 2 3 2 活载标准值计算活载标准值计算 1 屋面和楼面活荷载标准值 上人屋面 2 0kN m 2 办公室楼面 2 0kN m 2 电梯机房 7 0kN m 2 卫生间 2 0kN m 2 楼梯 2 5kN m 2 走廊 2 5kN m 2 2 雪荷载标准值 Sk 1 0 0 35 0 35kN m 2 准永久分区 雪荷载不与活荷载同时组合 取其 中的最不利组合 由于本工程雪荷载较小 荷载组合时直接取活荷载进行组合 而不 考虑与雪荷载的组合 2 3 3 竖向荷载计算竖向荷载计算 竖向荷载下框架受荷总图 图 2 3 1 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 12 图 2 3 1 竖向荷载下框架受荷总图 1 A B 轴间框架梁 屋面板传荷载 板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载 荷载的传递示意图如图 2 3 1 恒载 6 3 2 7 1 2 0 30 2 0 303 2 28 82kN m 活载 2 0 2 7 1 2 0 30 2 0 303 2 9 15kN m 楼面板传荷载 恒载 4 3 2 7 1 2 0 30 2 0 303 2 19 67kN m 活载 2 0 2 7 1 2 0 30 2 0 303 2 9 15kN m 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 13 梁自重 1 43 kN m A B 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 1 43 kN m 28 82 kN m 30 25kN m 活载 板传荷载 9 15kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 内横墙自重 1 43 19 67 8 54 29 64kN m 活载 板传荷载 9 15kN m B C 轴间框架梁 根据对称 受力值同上 2 2 3 轴间边框架连梁 屋面板传荷载 板传至梁上的三角形等效为均布荷载 荷载的传递示意图如图 2 3 1 恒载 6 3 2 7 5 8 10 63kN m 活载 2 0 2 7 5 8 3 38kN m 楼面板传荷载 恒载 4 3 2 7 5 8 7 26kN m 活载 2 0 2 7 5 8 3 38kN m 梁自重 1 43 kN m 2 3 轴间边框架连梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 女儿墙荷载 1 43 10 63 2 66 14 72kN m 活载 板传荷载 3 38kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 内横墙自重 1 43 7 26 8 54 17 23kN m 活载 板传荷载 3 38kN m 3 2 3 轴间中框架连梁 屋面板传荷载 板传至梁上的三角形等效为均布荷载 荷载的传递示意图如图 2 3 2 恒载 6 3 2 7 5 8 2 21 26kN m 活载 2 0 2 7 5 8 2 6 76kN m 楼面板传荷载 恒载 4 3 2 7 5 8 2 14 52kN m 活载 2 0 2 7 5 8 2 6 76kN m 梁自重 1 43 kN m 2 3 轴间中框架连梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 1 43 21 26 22 69kN m 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 14 活载 板传荷载 6 76kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 内横墙自重 1 43 14 52 8 54 24 49kN m 活载 板传荷载 6 76kN m 4 A 轴纵向集中荷载的计算 顶层柱 顶层柱恒载 屋面边框架连梁所传恒载 14 72 5 4 79 49kN 顶层柱活载 屋面边框架连梁所传活载 3 38 5 4 18 26kN 标准层柱 标准层柱恒载 楼面边框连梁所传恒载 5 4 17 23 93 04kN 标准层柱活载 楼面边框连梁所传活载 3 38 5 4 18 26kN 基础顶面恒载 底层外纵墙自重 基础梁自重 取 HW300 300 10 15 10 65 5 4 94 5 9 8 1000 5 4 62 51kN 5 B 轴纵向集中荷载的计算 顶层柱 顶层柱恒载 屋面中框架连梁所传恒载 22 69 5 4 122 53kN 顶层柱活载 板传活载 6 76 5 4 36 51kN 标准层柱 标准层柱恒载 屋面中框架连梁所传恒载 24 49 5 4 132 25kN 标准层柱活载 屋面中框架连梁所传活载 6 76 5 4 36 51kN 基础顶面恒载 底层内纵墙自重 基础梁自重 11 38 5 4 66 0 9 8 1000 4 5 0 3 64 17kN 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 15 图 2 3 2 竖向受荷总图 2 3 4 风荷载计算风荷载计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值 0 2 kzszij Whh B 其中基本风压 W 0 45kN m 2 风载体型系数 s 1 3 风压高度变化系数 z 由表 查得 本工程所在地为城市 所以地面粗糙度为 B 类 取风震系数 z 为 1 0 风荷载计 算如表 2 3 1 和表 2 3 2 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 16 表 2 1 1 正面风荷载计算表 离地面 高度 Z z z s 0 i h j h B k W kN 19 2 1 23 1 0 0 8 0 45 3 6 2 5 4 6 70 15 6 1 15 1 0 0 8 0 45 3 6 3 6 5 4 8 05 12 1 06 1 0 0 8 0 45 3 6 3 6 5 4 7 42 8 4 1 1 0 0 8 0 45 3 6 3 6 5 4 7 00 4 8 1 1 0 0 8 0 45 4 8 3 6 5 4 8 16 表 2 1 2 背面风荷载计算表 离地面 高度 Z z z s 0 i h j h B k W kN 19 2 1 23 1 0 0 5 0 45 3 6 2 5 4 4 18 15 6 1 15 1 0 0 5 0 45 3 6 3 6 5 4 5 03 12 1 06 1 0 0 5 0 45 3 6 3 6 5 4 4 64 8 4 1 1 0 0 5 0 45 3 6 3 6 5 4 4 37 4 8 1 1 0 0 5 0 45 4 6 3 6 5 4 5 10 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 17 图 2 3 3 风荷载示意图 2 4 风荷载作用下的位移验算风荷载作用下的位移验算 2 4 1 侧移刚度侧移刚度 D 见表 2 4 1 表 2 4 2 表 2 4 1 横向 2 5 层 D 值计算 构件名称 b c i i i 2 c i i 2 12 c c Di h kN m A 轴柱 0 309 0 139 2917 B 轴柱 0 619 0 236 4951 C 轴柱 0 309 0 139 2917 2 5 29172917495110785 D kN m 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 18 表 2 4 2 横向底层 D 值的计算 构件名称 b c i i i 0 5 2 c i i 2 12 c c Di h kN m A 轴柱 0 243 0 331 4972 B 轴柱 0 485 0 396 5948 C 轴柱 0 243 0 331 4972 49724972594815892 D kN m 2 4 2 风荷载作用下框架侧移计算风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算 j j ij V u D 顶点侧移是所有各层层间侧移之和 1 n j j uu 表 2 4 3 风荷载作用下框架侧移计算 层次 j W KN j V KN D KN m j u m j uh 5 10 88 10 88 10785 0 0010 1 3569 4 13 08 23 96 10785 0 0022 1 1621 3 12 05 36 01 10785 0 0033 1 1078 2 11 37 47 39 10785 0 0044 1 819 1 13 27 60 65 15892 0 0038 1 1258 1 n j j uu 0 0148m 侧移验算 层间侧移最大值 1 819 1 550 满足 2 5 竖向荷载作用下的内力计算竖向荷载作用下的内力计算 2 5 1 恒荷载作用下的内力计算 弯矩二次分配法 恒荷载作用下的内力计算 弯矩二次分配法 1 运用 EXCEL 列表 运算过程如下表 2 5 1 计算结果见图 2 5 1 3 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 19 表 2 5 1 恒载下弯矩二次分配计算表 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 20 图 2 5 1 恒荷载作用下的弯矩图 kN m 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 21 图 2 5 2 恒荷载作用下的剪力图 kN 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 22 恒载下柱子轴力计算如下表 2 5 2 所示 表 2 5 2 柱轴力计算表 层数 柱号 左梁剪力 右梁剪力 柱顶集力 柱顶轴力柱自重 柱底轴力 A 129 2 79 49 208 69 4 932 213 622 B 143 143 122 53 408 53 4 932 413 462 5 层 C 129 2 79 49 208 69 4 932 213 622 A 130 7 93 04 437 362 4 932 442 294 B 136 136 132 25 817 712 4 932 822 644 4 层 C 130 7 93 04 437 362 4 932 442 294 A 130 2 93 04 665 534 4 932 670 466 B 136 136 132 25 1226 8944 932 1231 826 3 层 C 130 2 93 04 665 534 4 932 670 466 A 130 2 93 04 893 706 4 932 898 638 B 136 136 132 25 1636 0764 932 1641 008 2 层 C 130 2 93 04 893 706 4 932 898 638 A 129 8 93 04 1121 4786 56 1128 038 B 137 137 132 25 2047 2586 56 2053 818 1 层 C 129 8 93 04 1121 4786 56 1128 038 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 23 图 2 5 3 恒荷载作用下的轴力图 kN 2 5 2 活载作用下的内力计算 满布活载 弯矩二次分配法计算 活载作用下的内力计算 满布活载 弯矩二次分配法计算 计算结果如表 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 24 表 2 5 3 活载下弯矩二次分配计算表 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 25 图 2 5 4 活荷载作用下的弯矩图 kN m 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 26 图 2 5 5 活荷载作用下的剪力图 kN 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 27 图 2 5 6 活荷载作用下的轴力图 kN 2 6 水平荷载标准值作用下的内力计算水平荷载标准值作用下的内力计算 框架在风荷载 从左向右 下的内力用 D 值法进行计算 其步骤为 1 求各柱反弯点处的剪力值 2 求各柱的反弯点高度 3 求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩 4 求各柱的轴力和梁剪力 第 I 层第 m 柱所分配的剪力为 im imi i D VV D ii VW 框架柱反弯点位置 0123 yyyyy 计算过程如下表 2 6 1 4 所示 计算结果 如图 2 6 1 3 所示 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 28 2 6 1 A C 轴框架柱反弯点位置 层号 h m i 0 y 1 y 2 y 3 y y yh 5 3 6 0 309 0 20 0 0 0 0 2 0 72 4 3 6 0 309 0 35 0 0 0 0 35 1 26 3 3 6 0 309 0 45 0 0 0 0 45 1 62 2 3 6 0 309 0 55 0 0 0 050 5 1 80 1 4 8 0 243 0 93 0 0 050 0 88 4 22 表 2 6 2 B 轴框架柱反弯点位置 层号 h m i 0 y 1 y 2 y 3 y y yh 5 3 6 0 619 0 35 0 0 0 0 35 1 26 4 3 6 0 619 0 40 0 0 0 0 4 1 44 3 3 6 0 619 0 45 0 0 0 0 45 1 62 2 3 6 0 619 0 50 0 0 0 0280 472 1 70 1 4 8 0 485 0 70 0 0 050 0 65 3 12 框架各柱的杆端弯矩 梁端弯矩按下算式计算 计算过程见表 3 9 表 3 12 1 imc MVyh 上 cim MVy h 下 中柱梁弯矩 1 b CjCj bb i MMM ii 左 下b左j上 左右 1 b CjCj bb i MMM ii 右 下b右j上 左右 边柱弯矩 1CjCj MMM 下b总j上 表 2 6 3 风荷载作用下 A C 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层 数 i V im DD im V yh C M 上 C M 下 MB右 5 10 88 0 27 2 938 0 728 46 2 12 8 46 4 23 96 0 27 6 469 1 2615 14 8 15 17 25 3 36 01 0 27 9 723 1 6219 25 15 75 27 40 2 47 39 0 27 12 795 1 8023 03 23 03 38 78 1 60 65 0 31 18 802 4 2210 90 79 34 33 94 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 29 表 2 6 4 风荷载作用下 B 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层数 i V im DD im V yh C M 上C M 下B左 M 右B M 5 10 88 0 459 4 991 2611 696 295 84 5 84 4 23 96 0 459 11 001 4423 7515 8415 02 15 02 3 36 01 0 459 16 531 6232 7326 7824 28 24 28 2 47 39 0 459 21 751 7041 3336 9834 05 34 05 1 60 65 0 374 22 683 1238 1170 7737 54 37 54 图 2 6 1 风荷载作用下的弯矩图 kN m 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 30 图 2 6 2 风荷载作用下的梁端剪力 kN 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 31 图 2 6 3 风荷载作用下柱端轴力 kN 2 7 内力组合内力组合 由于地震设防烈度为六度 建筑物属于丙类 根据 建筑抗震设计规范 第 3 14 条规定 可不进行地震作用计算 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 各内力组合见表 2 7 1 表 2 7 3 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 32 表 2 7 1 用于承载力计算的框架梁内力计算表 梁 AB 恒载 活载 左风 右风 max M及 V min M及 V max V及 M 层 数 组 合 项 目 值 组 合 项 目 值 组 合 项 目 值 M 166 3 50 4 8 46 8 46 274 274 左 V 129 2 39 1 591 59 A 206 2 A 206 2 中 M 108 9 32 9 1 31 1 31A 179 3 M 228 3 69 1 5 845 84 366 366 5 右 V 143 43 3 1 591 59 A 229 A 229 M 77 2 56 0 33 94 33 9 4 176 159 1 左 V 129 8 40 1 7 947 9 C 201 2 A 214 5 中 M 98 2 31 7 0 83 0 83A 163 6 M 212 65 5 37 5 4 37 54 350 4 350 4 1 右 V 137 42 0 7 947 94 A 226 1 A 226 1 注 1 将上述荷载按以下三种方式进行组合 A 1 35 1 4 0 7 B 1 2 1 4 or C 1 2 1 4 0 7 1 4 0 6 or 2 表格中弯矩单位为 kN m 剪力单位为 Kn 弯矩下部受拉为正 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 33 表 2 7 2 用于承载力计算的框架柱内力计算表 A 轴柱 恒载 活载 左风 右风 max N及 M min N及 M max M及 N 层 数 组 合 项 目 值 组 合 项 目 值 组 合 项 目 值 M 166 3 50 4 8 46 8 46 273 9 187 8 273 9 上 N 208 7 39 1 59 1 59 A 320 0 B 248 2 A 320 0 M 112 1 34 4 2 12 2 12 185 0 131 6 185 0 N 213 6 39 1 59 1 59 326 6 254 1 326 6 5 下 V 110 69 23 6 2 94 2 94 A 172 6 B 128 7 A 172 6 M 89 9 27 8 23 0 3 23 03 148 6 75 6 154 5 上 N 893 7 161 19 2 8 19 28 A 1364 3 B 1045 4 C 1246 4 M 104 32 1 23 0 3 23 03 171 9 92 6 175 6 N 898 6 161 19 2 8 19 28 1370 9 1051 3 1252 3 2 下 V 53 9 16 6 12 8 12 8 C 89 0 B 46 8 C 91 7 M 77 2 23 9 10 9 0 10 90 127 6 77 4 127 6 上 N 1121 5 201 1 27 2 2 27 22 C 1711 1 B 1307 7 A 1711 1 M 49 3 15 2 79 3 4 79 34 81 5 51 9 140 7 N 1128 1 201 1 27 2 2 27 22 1720 0 1315 6 1573 7 1 下 V 26 4 8 14 18 8 18 8 C 43 6 B 5 4 C 55 4 注 1 将上述荷载按以下三种方式进行组合 A 1 35 1 4 0 7 B 1 2 1 4 or 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 34 C 1 2 1 4 0 7 1 4 0 6 or 2 表格中弯矩单位为 kN m 剪力单位为 Kn 柱弯矩以顺时针旋转为正 表 2 7 3 用于承载力计算的框架柱内力计算表 B 轴柱 恒载 活载 左风 右风 max N及 M min N及 M max M及 N 层 数 组 合 项 目 值 组 合 项 目 值 组 合 项 目 值 M 0 0 11 69 11 690 0 16 4 16 4 上 N 408 5 86 6 0 0 A 636 3 B 490 2 B 490 2 M 0 0 8 29 8 29 0 0 11 6 11 6 N 413 5 86 6 0 0 643 1 496 2 496 2 5 下 V 0 0 5 55 5 55 A 0 0 B 7 8 B 7 8 M 0 0 41 33 41 33 0 0 57 9 57 9 上 N 1636 335 8 0 0 A 2537 7 B 1963 2 B 1963 2 M 0 0 36 98 36 980 0 51 8 51 8 N 1641 335 8 0 0 2544 4 1969 2 1969 2 2 下 V 0 0 21 7 21 7 A 0 0 B 30 4 B 30 4 M 0 0 28 11 28 11 0 0 39 4 39 4 上 N 2047 3 419 8 0 0 A 3175 3 B 2456 8 B 2456 8 M 0 0 70 77 70 77 0 0 99 1 99 1 N 2053 8 419 8 0 0 3184 0 2464 6 2464 6 1 下 V 0 0 22 7 22 7 A 0 0 B 31 8 B 31 8 注 1 将上述荷载按以下三种方式进行组合 A 1 35 1 4 0 7 B 1 2 1 4 or C 1 2 1 4 0 7 1 4 0 6 or 2 表格中弯矩单位为 kN m 剪力单位为 Kn 柱弯矩以顺时针旋转为正 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 35 2 8 结构构件验算结构构件验算 2 8 1 框架柱的验算框架柱的验算 框架柱的验算包括强度 整体稳定和局部稳定验算 计算时不考虑抗震设防要求 按 GB50017 计算 1 A 轴框架柱的验算 标 准 层 及 顶 层 柱 截 面 为 HW350 350 12 19 其 截 面 特 性 为 A 173 9cm 2 x I 40300cm 4 y I 13600cm 4 x i 15 2cm y i 8 84cm x W 2300cm 3 y W 776cm 3 底 层 柱 截 面 为 HW400 400 13 21 其 截 面 特 性 为 A 219 5cm 2 x I 66900cm 4 y I 22400cm 4 x i 17 5cm y i 10 1cm x W 3340cm 3 y W 1120 cm 3 主梁的截面为 HN400 200 8 13 其惯性距为 x I 23700cm 4 控制内力 顶层 u M 273 9 kN m u N 320 0kN u V 172 6kN 二层 u M 154 5kN m u N 1364 3kN u V 91 7kN 底层 u M 127 6kN m u N 1720kN u V 55 4kN 强度验算 截面无削弱 验算顶层时 对第一组内力为 uu nxx NM ArW 36 23 320 10273 9 10 173 9 101 05 2300 10 131 92N mm 2 f 295N mm2满足要求 验算二层时 对控制内力为 uu nxx NM ArW 36 23 1364 3 10154 5 10 173 9 101 05 2300 10 142 43N mm 2 f 295N mm2满足要求 底层验算 对控制内力为 uu nxx NM ArW 36 23 1720 10127 6 10 219 5 101 05 3340 10 114 74 N mm 2 f 295 N mm2 满足要求 弯矩作用平面内稳定计算 由于横梁中轴力很小在计算柱计算长度系数时 略去影响 柱脚在横向为刚接 不考虑梁的组合效应 按纯钢梁计算 顶层 1 0 34 0 309 1 1 c bb c Il K Il 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 36 2 0 34 0 309 1 1 c bb c Il K Il 查表得 x u 1 9 则 1 9 360 45120 235 99 0 15 2 xy f x 235 y f 45235 235 45 查附表得 B 类截面的稳定系数得 x 0 928 框架为右侧移的纯框架 mx 1 0 Ex N 2 2284 2 x EA3 142 06 10173 9 10 1 11 1 45 15856kN 对控制内力 36 2 3 320 101 0 273 9 10 3200 928 173 9 10 1 05 2300 101 0 8 1 0 8 14248 dmxu x xx Ex NM A N W N 135 3 N mm 2 f 295 N mm2 满足要求 二层 1 0 34 0 309 1 1 c bb c Il K Il 1 0 34 0 309 1 1 c bb c Il K Il 查表得 x u 1 9 则 1 9 360 45120 235 99 0 15 2 xy f x 235 y f 45235 235 45 查附表得 B 类截面的稳定系数得 x 0 928 框架为右侧移的纯框架 mx 1 0 Ex N 2 2284 2 x EA3 142 06 10173 9 10 1 11 1 45 15856kN 对控制内力 36 2 3 1364 3 101 0 154 5 10 1364 30 928 173 9 10 1 05 2300 101 0 8 1 0 8 14248 dmxu x xx Ex NM A N W N 153 8 N mm 2 f 295 N mm2 满足要求 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 37 底层 1 0 34 0 243 1 4 c bb c Il K Il 2 K 10 查表得 x u 0 7 则 0 7 480 19 2120 235 120 17 5 xy f x 235 y f 19 2 查附表得 B 类截面的稳定系数得 x 0 983 框架为右侧移的纯框架 mx 1 0 Ex N 2 2284 2 x EA3 142 06 10219 5 10 1 11 1 19 2 109942kN 对控制内力 36 2 3 1720 101 0 127 6 10 17200 983 219 5 10 1 05 3340 101 0 8 1 0 8 109942 dmxu x xx Ex NM A N W N 116 6 N mm 2 f 295 N mm2 满足要求 弯矩作用在平面外稳定计算 纵向框架仍取 HN400 200 7 11 其惯性距为 x I 20000cm 4 与柱刚接 柱脚在 纵向也取刚接 顶层 1 0 34 9 5 4 0 515 1 1 c bb cy Il K Il 2 2 0 34 9 5 4 1 03 1 1 c bb cy Il K Il 查表得 y u 1 59 则 1 59 360 37 65120 235 120 15 2 yy f x 235 y f 37 65 查附表得 B 类截面的稳定系数得 y 0 91 2 1 071 04 44000235 yy b f 框架为有侧移的纯框架 1 0 tx 截面的形状系数得1 0 对控制内力 36 23 1 320 101 0 273 9 10 1 0136 9 0 91 173 9 101 02 2300 10 txx ybx MN AW N mm 2 f 295 N mm 2 满足要求 毕设空间 湖南大学毕设团队 870555454 建筑 结构等 毕业设计计算书 38 二层 1 2 0 34 9 5 4 1 03 1 1 c bb cy Il K Il 2 2 0 34 9 5 4 1 03 1 1 c bb cy Il K Il 查表得 y u 1 32 则 1 32 360 31 2120 235 120 15 2 yy f x 235 y f 31 2 查附表得 B 类截面的稳定系数得 y 0 932 2 1 071 05 44000235 yy b f 框架为有侧移的纯框架 1 0 tx 截面的形状系数得1 0 对控制内力 36 23 1 1364 3 101 0 154 5 10 1 0148 2 0 932 173 9 101 05 2300 10 txx ybx MN AW N mm 2 f 295 N mm 2 满足要求 底层 1 2 0 34