[学士]某层框架结构设计计算书(含施工组织设计).doc

组织设计精选 目 录 摘 要 ABSTRACT 1 前 言 1 1 框架结构的特点 1 1 2 框架结构的发展 1 1 3 本文研究的内容 1 2 建 筑 设 计 2 1 工程概况 2 2 2 建筑物功能与特点 2 2 3 设计资料 3 2 4 建筑做法 3 2 5 门窗 5 3 结 构 设 计 3 1 方案确定 5 3 1 1 工程概况 6 3 1 2 设计规范规定 6 3 1 3 结构平面布置 7 3 1 4 初估各梁柱截面尺寸 7 组织设计精选 3 2 荷载计算 8 3 2 1 恒荷载计算 8 3 2 2 活荷载计算 11 3 2 3 风荷载计算 12 3 3 内力计算 13 3 3 1 恒载作用下内力计算 13 3 3 2 活荷载作用下的内力计算 21 3 3 3 风荷载作用下的内力计算 29 3 4 荷载组合和内力组合 34 3 4 1 横梁内力组合表 34 3 4 2 柱内力组合表 39 3 4 3 框架梁柱配筋 43 3 5 屋 楼 盖设计 48 3 5 1 楼盖的结构平面布置 49 3 5 2 屋面板的设计 49 3 5 3 屋面次梁设计 51 3 5 4 其他各层楼面板设计 54 3 6 楼梯设计 54 组织设计精选 3 6 1 梯段板设计 54 3 6 2 平台板设计 55 3 6 3 平台梁设计 55 3 7 基 础 设 计 56 3 7 1 荷载计算 56 3 7 2 地基处理 56 3 7 3 确定单桩极限承载力特征值 56 3 7 4 确定桩数和承台底面尺寸 57 3 7 5 承台受冲切承载力计算 59 3 7 5 承台受剪承载力计算 60 4 施工组织设计 4 1 工程概况 61 4 2 施工方案 64 4 2 1 施工顺序安排 64 4 2 2 各分部分项施工方案 64 4 3 施工进度计划 71 4 3 1 施工进度安排原则 71 4 3 2 施工过程持续时间的确定 71 组织设计精选 4 3 3 施工进度计划 75 4 3 4 施工机具需要量计划 75 4 4 施工现场平面图 76 4 5 技术措施 77 4 5 1 质量组织管理措施 77 4 5 2 季节施工措施 77 4 5 3 技术节约措施 78 4 5 4 文明施工措施 78 4 5 5 成品保护措施 79 5 结 论 80 谢 辞 82 参考文选 83 附 录 84 组织设计精选 1 前 言 1 1 框架结构的特点 框架结构是通过梁 柱组成的结构体系作为建筑的竖向承重结构 并同时承受水 平荷载 它适用于多层及高度不大的高层建筑 框架结构平面布置灵活 能形成较大 的空间 通常梁 柱截面尺寸都不能太大 否则影响使用面积 因此 框架结构的侧 向刚度较小 水平位移较大 这是他的主要缺点 通过合理设计 框架结构本身的抗 震性能较好 能承受较大的变形 但是 变形大了容易引起非结构构件出现裂缝及破 坏 这些破坏会造成很大的经济损失 也会威胁人身安全 1 2 框架结构的发展 随着社会经济的发展 人们需求的提高 居住环境不断的改变 建筑物的高度也在 不断的升高 当建筑物高度增加时 水平荷载对结构起的作用将越来越大 普通的砌体 结构已经不能满足高度要求 因此 框架结构就出现了 框架结构的材料主要是钢筋和 混凝土 通过把钢筋和混凝土粘接在一起 形成承重的框架结构 解放前 我国高层建筑很少 解放后 在 50 和 60 年代陆续建造了一些 如 1959 年建成的北京民族饭店 12 层 高 47 4m 1964 年建成的北京民航大厦 15 层 高 60 8m 等 70 年代初期 我国几个大城市开始加速建造高层建筑 目前 在许多中等城 市及一些小城市也都已建造了高层建筑 在我国 高层建筑以采用钢筋混凝土为主 近 年来 不仅建造高度在增长 建筑体型和结构体系也愈益多样化 而且在 50 层左右的 建筑中 已开始采用钢结构 这些都体现了我国建造高层建筑的技术水平有了的发展和 提高 1 3 本文研究的内容 本文通过对一榀框架的设计 充分了解了荷载的传力过程 框架各部分的作用 以及整个框架结构的受力性能 本设计虽然简单 但包括的内容很全面 除框架只计 算了一榀以外 其余的设计均很全面 包括屋面板 楼面板 连系梁 次梁以及基础 和楼梯 通过对这些结构的设计 已经可以充分了解整个建筑结构 以及对整个结构 设计的过程 同时也把我们学习的内容全部贯穿到一起 为我们将来走上工作岗位打 下了基础 组织设计精选 2 建 筑 设 计 2 1 工程概况 1 工程名称 xx 市某汽配车间 2 工程位置 xx 市 3 工程总面积 4435 2 建筑高度 17 3m 建筑层数为 4 层 层高均为 4 2m 4 结构形式 现浇整体框架 5 工程等级 2 级 6 抗震设防烈度 6 度 2 2 建筑物功能与特点 该拟建的建筑位于 xx 市郊区 设计内容 底层为成品仓库 其余三层为汽配车 间 垂直运输考虑两台 1 5 吨载货电梯 1 平面设计 建筑朝向为南北向 平面布置满足长宽比小于 5 采用纵向 10 5m 横向 6 6m 的柱距 满足建筑开间模数和进深的要求 2 立面设计 该建筑立面为了满足采光和保温需求 设置了塑钢玻璃窗 外墙面采用水刷石 墙面 3 防火 防火等级为二级 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 生活区房间各设一个门 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 4 抗震 本工程抗震设防烈度为 6 度 0 05g 第二组 建筑的质量分布和刚度变化均 匀 楼层没有错层 满足抗震要求 5 屋面 屋面形式为平屋顶 平屋顶排水坡度为 2 排水坡度的形式为垫置坡度 排 水方式为外排水 屋面做法采用 98J1 工程做法 中改性沥青防水卷材防水 聚氨脂保温板保温层屋面 组织设计精选 2 3 设计资料 2 3 1 自然条件 1 工程地质条件 详见地质勘查报告 2 抗震设防 6 度 3 防火等级 二二级 4 建筑物类型 丙类 5 基本风压 W0 0 45 kN m2 主导风向 夏季为南 西南风 冬季为西北 风 6 基本雪压 S0 0 30 kN m2 7 冻土深度 0 5 m 8 地下水位 最低地下水位距地面 2 8 m 最高地下水位距地面 2 0 m 9 气象条件 年平均温度 12 oC 最高温度 39 oC 最低温度 21 oC 年总降雨量 541 5 mm 日最大降雨量 115 5 mm 10 活荷 屋面 不上人 活荷载为 0 5kN m 楼面活荷载为 3 0kN m 2 4 建筑做法 散水 散 1 混凝土水泥散水 宽度 900mm 具体做法 1 素土夯实 2 100 厚 3 7 灰土夯实 3 60 厚 C15 混凝土 4 刷素水泥浆一道 5 20 厚 1 2 5 水泥砂 浆压实抹光 地面 地 5 细石混凝土地面 用于一层仓库车间 具体做法 1 素土夯实 2 100 厚 3 7 灰土夯实 3 60 厚 C15 混凝土 4 刷素水泥浆一道 5 40 厚 C20 细 石混凝土随捣随抹平 表面撒 11 干水泥砂子压实抹光 地 25 铺地砖地面 用于一层更衣室盥洗室楼梯走廊等 具体做法 1 素土夯实 2 150 厚 3 7 灰土夯实 3 60 厚 C15 混凝土 4 刷素水泥浆一道 5 25 厚 1 2 干硬性水泥砂浆结合层 6 撒素水泥面 洒适量清水 7 8 10 厚铺地 砖地面稀水泥浆填缝 楼面 楼 4 细石混凝土楼面 用于二四层车间工作区 具体做法 1 楼板顶面为 20 厚 1 3 水泥砂浆找平 2 结构层为 100 厚 C30 混凝土 3 5mm 厚 1 2 水泥砂浆家 加 107 胶水着色粉面层 4 楼地面为 15mm 厚纸筋面是会抹底 涂料两度 楼 27 铺地砖楼面 用于二 四层更衣室盥洗室楼梯走廊等 具体做法 1 现浇钢筋混凝土楼板 2 刷素水泥浆一道 3 25 厚 1 2 干硬性水泥砂浆结合层 组织设计精选 4 撒素水泥面 洒适量清水 5 8 10 厚铺地砖地面稀水泥浆填缝 屋面 屋 28 卷材防水膨胀珍珠岩保温屋面 具体做法 1 现浇钢筋混凝土楼板 100 厚 混凝土等级为 C30 2 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄处 100 厚 3 100 厚 憎水膨胀珍珠岩块保温层 密度不大于 250kN 4 30 厚 13 水泥砂浆 4200 双向 3 m 钢筋 6m 6m 分格 缝宽 10 油膏嵌缝 5 3 厚高聚物改性沥青二布四涂防水层 6 满 涂胶粘剂一道 7 4 厚高聚物改性沥青卷材防水层 SBS APP 8 20 厚 1 3 水泥砂 浆抹平压光 1m 1m 分格 内墙 内墙 11 水泥砂浆抹面 加气混凝土墙 具体做法 1 刷混凝土界面 处理剂一道 2 5 厚 13 水泥砂浆打底扫毛 3 9 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆扫毛 4 6 厚 1 2 5 水泥砂浆压实抹光 5 喷内墙涂料或刷油漆 外墙 外墙 30 刷乳胶漆墙面 具体做法 1 刷素水泥浆一道 2 7 厚 1 3 水泥砂浆打底扫毛 3 7 厚 1 3 水泥砂浆找平扫毛 4 7 厚 1 2 5 水泥砂浆抹光水刷 带出小麻面 5 刷外墙用乳胶漆三 五遍 踢脚 踢 4 水泥砂浆踢脚 用于车间工作区 具体做法 1 刷混凝土界面处 理剂一道 2 9 厚 2 1 8 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 3 7 厚 1 1 6 水泥石灰砂浆找平 扫毛 4 7 厚 1 2 5 水泥砂浆面压实抹光 踢 9 地砖踢脚 用于更衣室盥洗室楼梯走廊等具体做法 1 6 厚 1 2 5 水泥砂浆打底扫毛 2 6 厚 1 2 5 水泥砂浆找平扫毛 3 5 厚 1 1 水泥细砂浆 4 贴 8 10 厚地砖稀水泥填缝 坡道 坡 3 带齿槽混凝土坡道 具体做法 1 素土夯实 坡度按工程设计 2 300 厚 3 7 灰土 分二步夯实或碾压 3 120 厚 C20 混凝土 4 刷水泥浆一道 5 25 厚 1 2 水泥砂浆做齿槽 齿高 10 顶棚 棚 9 乳胶漆顶棚 具体做法 1 钢筋混凝土现浇板底用水加 10 火碱 清洗油腻 2 刷素水泥浆一道 3 9 厚 1 0 3 3 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 4 9 厚 1 0 3 2 5 水泥石灰膏砂浆罩面 5 满刮腻子一遍 6 刷乳胶漆三 五遍 粉刷 粉 4 大白粉浆 具体做法 1 麻刀 纸筋浆 石灰膏面 2 大白粉二遍 用于 内墙粉刷 油漆 油 1 木材面油漆 调和漆 具体做法 1 刮腻子 2 刷底油 3 刮腻子 4 调和漆二遍 组织设计精选 2 5 门窗 1 门均甲方提供 窗选用标准图集中的塑钢窗 门窗表见表 1 表 1 门窗表 编号洞口尺寸开启方 向 材料樘数备注 宽 高 C11800 2100推拉窗塑钢窗111 C22400 2100推拉窗塑钢窗8 C31800 2100推拉窗塑钢窗6 C41500 900推拉窗塑钢窗16 C51200 1500推拉窗塑钢窗4 M11500 2400平开门塑钢门1 M2900 2400单开门塑钢门28 M3600 2100单开门塑钢门32 M43300 3600卷帘门铝合金2 M51100 2100平开门塑钢门4 笔趣阁 笔下文学 3 结 构 设 计 3 1 设计方案的确定 3 1 1 工程概况 本工程为 xx 某厂汽配车间 地上为四层 层高为 4 2m 总建筑面积 4435 2m2柱网 为 10 5m 6 6m 本工程为框架结构 抗震等级为 6 度抗震设防 第二组 结构使用年 限为 50 年 建设地点在 xx 市郊区 主导风向 夏季为南 西南风 冬季为东北风 基 本风压为 0 45kN m 组织设计精选 3 1 2 设计规范规定 1 设计资料 设计标高 室内设计标高 0 000 室内外高差 450mm 墙身做法 墙身为加气混凝土砌块 用 M5 混合砂浆砌筑 内粉刷为混合砂浆底 厚 20mm 两道 外涂乳胶漆两道 楼面做法 1 2 水泥沙浆面层 5mm 1 3 水泥沙浆找平 20mm 100mm 厚 C30 混 凝土 板底面为 15mm 厚纸筋面石灰抹底 涂料两度 顶棚做法 1 2 2 水泥石灰沙浆打底 3mm 1 1 5 水泥石灰沙浆找平 10mm 1 0 3 3 水泥石灰沙浆面层 5mm 屋面做法 水泥沙浆面层 15mm 高聚物改性沥青 1 3 水泥沙浆找平 20mm 门窗做法 除车间大门为金属材料制作卷帘门外 其余门窗均为塑钢门窗 雪荷载 雪荷载标准值 0 30kN m 0 S 活荷载 楼面活荷载标准值为 3 0kN m 屋面活荷载标准值为 0 5kN m 2 设计依据 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 钢筋混凝土工程施工及验收规范 GB50205 95 砌体结构设计规范 GB50003 2001 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 钢筋混凝土结构计算手册 建筑工业出版社 钢筋混凝土结构构造手册 建筑工业出版社 3 1 3 结构平面布置 结构平面布置如图 3 1 组织设计精选 图 3 1 柱网平面布置图 3 1 4 初估各梁柱截面尺寸 1 初估梁柱截面尺寸 主梁 取 h 1 15 10 10500 700 1050mm 取 h 1000mm b 500mm 次梁 联系梁 取 h 1 18 12 7200 400 600mm 取 h 600mm b 300mm 柱 均取为 b h 650mm 650mm 2 结构计算简图 根据地质资料 确定基础顶面离室外地面为 650mm 由此求得底层层高为 5 3m 标准层层高为 4 2m 各梁柱构件的线刚度经计算后见图 3 2 其中在求梁截面惯性矩时 考虑到现浇楼板的作用 对现浇楼盖中间框架取 I 2 为不考虑楼板翼缘作用的梁 0 I 0 I 截面惯性矩 结构计算简图见图 3 2 梁 i 2 1 12 0 5 1 10 5 7 9 m C E 3 10 C E 上层柱 i 1 12 0 65 0 65 4 2 2 57 m C E 3 10 C E 底层柱 i 1 12 0 65 0 65 5 3 2 04 m C E 3 10 C E 组织设计精选 图 3 2 结构计算简图 注 图中线刚度单位为 4 10 C E 3 m 3 2 荷载计算 3 2 1 恒荷载计算 1 屋面恒荷载标准值 现浇钢筋砼面板 0 1 25 2 5kN m 20 厚 1 3 水泥砂浆抹平压光 1 1m 分格 0 02 20 0 4kN m 4 厚 一层 高聚物改性沥青防水卷材防水层 SBS APP 0 004 0 05 0 0002 kN m 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄处 100 厚 0 1 0 14 2 7 0 84 kN m 3 厚高聚物改性沥青二布四涂防水层 15mm 厚纸筋石灰抹灰 0 015 16 0 24 kN m 组织设计精选 15mm 厚水泥砂浆保护层 0 015 20 0 3 kN m 屋面恒荷载合计 4 28kN m 2 楼面恒荷载标准值 100 厚 C30 现浇钢筋砼楼板 25 0 1 2 5kN m 20 厚水泥砂浆找平抹平 0 02 20 0 40 kN m 5mm 厚 1 2 水泥砂浆面层 0 005 20 0 1 kN m 15mm 厚纸筋面石灰抹底 0 015 16 0 24 kN m 楼面恒载合计 3 24kN m 3 屋面框架节点集中荷载标准值 顶层边节点集中荷载 G4c 4A G 边柱连系梁自重 0 5 1 0 25 6 6 82 5kN 梁侧乳胶漆粉刷 含抹灰 2 0 02 1 0 0 1 17 6 6 4 04kN 即连系梁总重 3 04 kN m 88 54kN 0 5m 高女儿墙 0 5 0 2 7 5 6 6 4 95kN 墙乳胶漆粉刷 含抹灰 2 0 02 0 5 176 6 6 2 244kN 连系梁传来屋面恒载 4 28 6 6 2 1 2 26 964kN G4C 120 7kN 4A G 顶层中节点集中荷载标准值 4B G 连系梁传来屋面恒载 4 28 2 1 6 6 53 928kN 53 928kN 4B G 顶层次梁至主梁恒载 53 928kN 4 G 4 楼面框架节点集中荷载标准值 中间层边节点集中荷载标准值 G4C 4A G 连系梁总重 86 54kN 塑钢窗自重 0 45 2 1 1 8 2 3 402kN 窗下墙体自重 0 2 7 5 3 0 6 6 0 5 27 45kN 窗下墙体乳胶漆粉刷 含抹灰 2 6 1 0 02 3 17 12 444kN 窗间墙体自重 0 2 1 2 6 6 1 8 7 5 8 64kN 组织设计精选 窗间墙体乳胶漆粉刷 含抹灰 6 6 1 8 1 2 2 0 02 17 3 92 kN 框架柱自重 0 65 0 65 4 2 25 37 8kN 框架柱乳胶漆粉刷 含抹灰 0 02 4 2 0 6 0 6 2 0 6 0 2 0 2 17 2 856kN 连系梁传来楼面恒载 3 24 2 1 2 6 6 22 45kN GC 205 482kN A G 5 中间层中节点集中荷载标准值 GB 连系梁总重 86 54kN 连系梁传来楼面恒载 2 1 6 6 13 86kN 框架柱总重 37 8 2 856 40 656kN 127 2kN B G 6 中间层次梁传至主梁恒荷载 G 连系梁总重 4 5 0 34 4 84kN 连系梁传来楼面恒载 4 28 6 6 28 248kN G 33 088kN 7 主梁线荷载标准值 g 主梁自重 0 5 1 0 25 12 5 kN m 主梁侧乳胶漆粉刷 含抹灰 2 1 0 0 1 0 02 17 0 612 kN m g 13 112 kN m 恒载作用下结构计算简图见图 3 3 组织设计精选 120 7 69 48 69 48 69 4869 48 69 48120 7 69 4869 48 205 4855 0755 0755 07 55 07 55 07 55 07 55 07 55 0755 0755 07 55 0755 0755 0755 07 55 07 55 0755 0755 07 55 07 55 0755 0755 07 55 07 205 48 205 48 205 48 205 48 205 48 140 4569 48 127 2 55 07 127 2 127 2 2 13 12KN m 20KN m 2 20kN m 20KN m 2 2 图 3 3 恒载作用下结构计算简图 3 2 2 活荷载计算 1 屋面 不上人屋面活荷载 0 5kN m 雪荷载 n 50 年 0 3kN m 所以取屋 面活荷载 0 5kN m 边节点活载标准值 P4c 0 5 6 6 2 1 2 3 465kN 4A P 中节点活载标准值 0 5 2 1 6 6 6 93kN 4B P 4 P 2 二 三 四层楼面活载 3 0kN m 边节点活载标准值 P3C 3 0 2 1 6 6 2 20 79kN 3A P 中节点活载标准值 3 0 2 1 6 6 41 58kN 3B P 3 P 活荷载作用下结构计算简图见图 3 4 组织设计精选 图 3 4 活荷载作用下结构计算简图 KN 3 2 3 风荷载计算 风压标准值计算公式 wk z s zw0 因结构高度 H 17 9m 30m 可取 z 1 0 对于矩形平面 s 1 3 z可查荷载 规范 将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载 计算过程见表 3 1 表中 Z 为框架节点至室外地面的高度 A 为一榀框架各层节点的受风面积 计算结果见表 3 1 表 3 1 风荷载计算表 层次 z sz m zw0 kN m2 A m2 Pw kN 41 01 317 91 20 4517 1612 05 31 01 313 71 10 4527 7217 84 21 01 39 51 00 4527 7216 22 11 01 34 651 00 4531 3518 34 组织设计精选 风荷载作用下结构计算简图见图 3 5 12 05 17 84 16 22 18 34 图 3 5 风荷载作用下结构计算简图 KN 3 3 内力计算 3 3 1 恒载作用下内力计算 框架结构在竖向恒载作用下按分层法计算 可按无侧移框架进行分析 可假定作用 在某一层的框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁以及与本层梁相连接的框架主产生弯矩 和剪力 而对其他楼层的框架梁和隔层的框架柱不产生弯矩和剪力 除底层外 其他各层柱子的线刚度均乘以 0 9 的折减系数 除底层外其他各层柱子的 的弯矩传递系数为 1 3 1 顶层 组织设计精选 A c 120 7 69 569 569 569 5 g 13 12KN M 140 45 B D 图中数值均为设计值 单位 KNm 按弯矩分配法计算 对称结构 固端弯矩 MABF 1 12 13 12 69 48 2 1 2 10 5 2 8 4 2 10 5 69 48 4 2 69 48 6 3 69 48 8 4 2 6 3 2 10 5 2 4 2 2 10 5 2 2 1 412 36kN m 2 10 5 MABF 412 36KN m F BC M 组织设计精选 因此可得顶层弯矩图 M图 KNm 94 86 94 86 94 86 94 86 31 62 571 11 2 标准层 组织设计精选 g 20KN Mg 20KN M 205 48 55 07 55 0755 07 55 07 55 07 127 255 07 55 07 55 0755 0755 07205 48 C3B3 A3 图中数值均为设计值 1 12 20 10 52 55 07 2 1 8 42 10 52 55 07 4 2 6 32 3 3 F A B M 10 52 55 07 2 12 8 4 10 52 55 07 4 22 6 3 10 52 415 02kN m 415 02kN m 3 3 F B A M 3 3 F A B M 节点的转动刚度 SA3A4 4 0 9 2 57 9 252 SA3A2 4 2 57 0 9 9 252 SA3B3 4 7 9 31 6 SB3B4 4 0 9 2 57 9 252 SB3B2 4 7 9 31 6 SB3C3 4 7 9 31 6 10 3EC都已经省去 各杆分配系数 UA3A4 UA3A2 0 185 UB3B4 UB3B2 0 113 组织设计精选 UB3C3 UB3A3 0 387 UA3B3 0 63 按力矩分配法计算 0 63 0 1850 185 0 387 0 113 415 02415 02 76 88 0 387 0 113 0 113 0 113 0 1850 185 0 63 261 46 76 88 25 63 25 63 130 73 545 75 153 56 415 02 415 02 76 88 261 46 76 88 25 63 130 73 545 75153 56 0 0 0 0 25 63 318 26 76 88 25 63 25 63 153 56 76 88 76 88 76 88 25 63 25 63 318 26 545 75 153 56 组织设计精选 标准层弯矩图 KN M 3 底层 固端弯矩同标准层 节点的转动刚度 SA1A2 4 0 9 2 57 9 252 SA1A0 4 2 57 10 28 SA1B1 4 7 9 31 6 各杆分配系数 UA1A2 9 252 10 28 9 25 31 6 0 18 UA1A0 0 2 UA1B1 0 62 C 205 48 55 07 55 0755 07 55 07 55 07 127 255 07 55 07 55 0755 0755 07205 48 g 20KN Mg 20KN M A1 B1 分层法弯矩计算结果见图 3 6 图 3 8 组织设计精选 0 405 0 086 0 0 0 0 0 682 0 1740 144 0 405 0 1030 086 24 9 74 7 83 41 3 415 05 257 3 157 72 0 180 2 0 62 0 113 415 05 415 05 130 73 130 73 545 75 545 75 25 63 76 88 76 88 415 02 261 46 153 56 25 63 图 3 7 标准层弯矩图 kN m 24 9 543 67 24 9 74 7 41 5 289 74 289 74 41 5 83 157 72 74 7 图 3 8 底层弯矩图 kN m 将分层法求得各层的弯矩图叠加 可得整个框架结构在恒载作用下弯矩图 很显然 叠加后框架内节点弯矩并不一定能达到平衡 这是由于分层法计算的误差所造成的 为 提高精度 可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正 修正后竖向荷载作用下整个结构 组织设计精选 弯矩图见图 3 9 107 67 571 11 107 67 188 25 545 75 318 26 280 3 97 22 91 23 92 55 545 75 287 75 184 17 70 5 91 82 289 74 543 67 32 103 4 173 9 图 3 9 框架在恒载作用下弯矩图 kN m 163 7 251 98 163 09 251 98 249 18 249 18 180 7 249 58 249 58 249 58 250 36 179 92 250 36 163 7 163 09 180 7 179 92 组织设计精选 图 3 10 框架梁柱剪力图 kN 41 05 278 81 515 59 753 15 图 3 11 框架梁柱轴力图 kN 3 3 2 活荷载作用下的内力计算 活荷载作用下同样采用分层法进行内力计算 因为活荷载较恒荷载小 可忽略竖向 活荷载的最不利位置按满布荷载法 把活荷载同时作用所有的框架上 最后对跨中的弯 距按 1 1 的系数放大 顶层 组织设计精选 3 476 936 93 6 93 6 936 936 93 6 936 93 6 933 47 A4B4 C4 图中数值均为设计值 固端弯矩 6 93 2 1 6 93 4 2 6 93 6 3 F AB M 2 8 4 2 10 5 2 6 3 2 10 5 6 93 8 4 29 12kN m 2 4 2 2 10 5 2 2 1 2 10 5 29 12kN m F BA M F AB M 各杆分配系数同恒载 uA4B4 0 77 uA4A3 0 23 uB4A4 0 43 uB4C4 0 43 uB4B3 0 113 组织设计精选 6 455 0 23 0 770 43 0 43 0 14 0 77 0 23 29 12 22 42 6 7 2 23 29 12 29 12 11 21 11 21 40 33 40 33 29 12 22 42 6 7 2 23 6 7 A4B4 C4 标准层 固端弯矩 41 58 2 1 41 58 4 2 41 58 6 3 F AB M 2 8 4 2 10 5 2 6 3 2 10 5 组织设计精选 41 58 8 4 174 63kN m 2 4 2 2 10 5 2 2 1 2 10 5 41 58 2 1 41 58 4 2 41 58 6 3 F BA M 2 8 4 2 10 5 2 6 3 2 10 5 41 58 8 4 174 3 kN m 2 4 2 2 10 5 2 2 1 2 10 5 F AB M 节点的转动刚度 各杆分配系数 同恒荷载的标准层 3 底层 固端弯矩同标准层 节点的转动刚度 SA1A2 4 0 9 2 57 9 252 SA1A0 4 2 57 10 28 SA1B1 4 7 9 31 6 各杆分配系数 UA1A2 9 252 10 28 9 25 31 6 0 18 UA1A0 0 2 UA1B1 0 62 组织设计精选 分层法弯矩计算结果见图 3 12 图 3 14 图 3 12 顶层弯矩图 kN m 组织设计精选 图 3 13 标准层弯矩图 kN m 图 3 14 底层弯矩图 kN m 组织设计精选 将分层法求得各层的弯矩图叠加 可得整个框架结构在恒载作用下弯矩图 很显然 叠加后框架内节点弯矩并不一定能达到平衡 这是由于分层法计算的误差所造成的 为 提高精度 可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正 修正后竖向荷载作用下整个结构 弯矩图见图 3 15 图 3 15 框架在活载作用下弯矩图 kN m 对称 组织设计精选 41 05 278 81 515 59 753 15 图 3 16 框架梁柱轴力图 kN 图 3 17 AB 跨布置活荷载时剪力图 kN 对称 组织设计精选 3 3 3 风荷载作用下的内力计算 风荷载作用下的内力计算采用 D 值法 查表得到 0 上下横梁的线刚度相同 1 y 1 1 26 K 2 7 9 2 2 57 3 07 0 y3 0 各柱反弯点位置见下图 2a3a2y 下柱 1 89 上柱 2 31上柱 2 31 下柱 1 89 上柱 2 10 下柱 2 1 0 0 45 y0 0 45 上柱 1 89 下柱 2 31 上柱 1 89 下柱 2 31 y0 0 50 上柱 2 10 下柱 2 10 上柱 2 10上柱 2 10 下柱 2 10下柱 2 10 组织设计精选 剪力在各柱间分配见下图 P4 12 05KN Vp4 12 05KN P3 17 84KN Vp3 28 89KN P2 16 22KN Vp2 46 11KN P1 18 34KN Vp1 64 45KN V3 9 255 ac 0 61 k 3 07 V4 3 73 ac 0 61 k 3 07 k 6 15 ac 0 75 V4 4 59 K 6 15 ac 0 75 V3 11 38 k 6 15 ac 0 75 V2 17 55 K 6 15 ac 0 816 V1 24 k 3 07 ac 0 704 V1 20 2 k 3 07 ac 0 65 V2 14 28 各层柱的反弯点及柱端弯矩见下图 组织设计精选 y0 0 50 y0 0 55y0 0 55 y0 0 45 上 0 45 下 8 68 下 19 44 上 23 90 下 23 90 上 36 855 下 36 855 上 57 24 下 上 29 99 下 29 99 上 48 18 下 58 88 上 下 上 19 44 y0 0 50y0 0 50 y0 0 50 y0 0 45 剪力计算如下 12 05kN 4 V 17 84kN 3 V 16 22kN 2 V 18 34kN 1 V 框架柱的侧向刚度 非底层柱 i2i1 i4i3 ic 组织设计精选 边柱 K 2 7 9 7 9 2 2 57 3 07 2 i 4 i c i 0 61 ca 12 0 61 12 2 57 30000 4 22 31990 jiDca c i 2 ji h 中柱 K 2 7 9 4 2 2 57 6 15 1i2i3i4i c i 0 75 ca 12 0 75 12 2 57 30000 4 22 39340 jiDca c i 2 ji h 底层柱 i2i1 ic 中柱 K 7 9 7 9 2 57 6 15 2 i 4 i c i 0 816 ca 12 0 816 12 2 04 30000 5 32 21440 jiDca c i 2 ji h 边柱 K 7 9 2 04 3 07 1i2i c i 0 704 ca 12 0 704 12 2 04 30000 5 32 18040 jiDca c i 2 ji h 风荷载作用下弯距图见图 3 18 组织设计精选 8 6 图 3 18 风荷载作用下的弯矩图 对称 kN m 图 3 19 风荷载作用下的剪力图 kN 组织设计精选 图 3 20 风荷载作用下的轴力图 kN 3 4 荷载组合和内力组合 该车间为非地震区且无吊车梁荷载的多层框架 考虑如下四种荷载组合 A 恒 荷载 活荷载 B 恒荷载 风荷载 C 恒 0 9 活 风 D 恒 0 7 活 0 6 风 在组合各种荷载下的内力时 风荷载分别考虑左风和右风 即编号 3 和 4 不 同时考虑 内力组合原则如下 1 组合针对每一控制截面进行 2 每一组合必须包括恒荷载的作用 3 注意活荷载及风荷载出现的可能和最不利情形 4 在柱的内力组合中 第一个内力为主要内力 5 考虑结构的对称性可以简化组合 3 4 1 横梁内力组合表 考虑到结构的对称性 可只对 AB 跨的控制截面进行 共有一种情形 边支座 A 产生最大负弯矩 最大剪力及 AB 跨跨中产生最大正弯矩时 活荷载布置 组织设计精选 如下图所示 2 B 支座产生最大负弯矩和最大剪力的活荷载布置如下图 表 3 1 横梁内力组合表 4 层 杆件号 A4B4B4C4 截面 A4 跨中 B4 左B4 右 跨中 内力种类 MVMMVMVM 恒荷载 1 46 85 163 7443 58 381 2 9 251 98 381 29 251 98 443 58 组织设计精选 活荷载 2 2 1610 6634 6 8 27 14 17 0 6 27 1 4 1 0634 6 8 3 风荷载 4 8 6 1 32 3 04 5 3 1 32 5 3 1 32 3 04 恒 活 1 2 1 2 59 24 4 211 3 64 580 8 48 495 5 326 2 6 495 5 326 3 580 85 1 0 9 2 3 或 4 1 0 7 2 0 6 3 或 4 内力组合 恒 活 风 72 59 232 5 5 635 3 7 545 79 355 7 8 545 7 9 355 7 8 635 737 注 1 弯矩以梁下边缘受拉为正 剪力以使杆端顺时针转动为正 2 编号 1 2 3 与相应计算图形对应 表 3 2 横梁内力组合表 3 层 杆件号33 A B 33 B C 截面3 A 跨中 3 B 右3 B 右跨中 组织设计精选 内力种类 MVMMVMVM 恒荷载 1 111 4 6 163 09 410 65 361 8 5 249 18 361 85 249 1 8 410 65 活荷载 2 37 79 68 2 3 194 26 154 2 8 98 0 9 154 28 98 09194 26 3 风荷载 4 266 49 4 07 9 38 23 90 4 07 23 90 4 0 7 9 38 恒 活 1 2 1 2 186 6 6 291 23 764 74 650 2 12 436 3 5 650 2 1 436 3 5 764 74 1 0 9 2 3 或 4 1 0 7 2 0 6 3 或 4 内力组合 恒 活 风 214 7 4 286 80 725 73 659 7 7 429 1 2 659 7 7 429 1 2 736 87 组织设计精选 表 3 3 横梁内力组合表 2 层 杆件号22 A B 22 B C 截面2 A 跨中 2 B 右2 B 右跨中 内力种类 MVMMVMVM 恒荷载 1 104180 7419 85 361 7 5 249 58 361 75 249 58 419 85 活荷载 2 41 95 68 23190 81 154 4 2 97 6 154 42 97 6190 81 3 风荷载 4 49 43 7 6 17 51 30 38 7 6 30 38 7 6 17 51 恒 活 1 2 1 2 内力组合 183 5 3 7 6770 9 5 650 26 436 136 650 2 6 436 136 770 9 5 组织设计精选 1 0 9 2 4 或 3 1 0 7 2 0 6 3 或 4 恒 活 风 239 9 4 312 3 9 722 1 78 665 18 426 1 9 665 1 8 426 19 739 0 8 表 3 4 横梁内力组合表 1 层 杆件号11 A B 1 1 B C 截面1 A 跨中 1 B 右1 B 右跨中 内力种类 MVMMVMVM 恒荷载 1 95 94 179 92420 63 359 83 250 36 359 83 250 3 6 420 63 活荷载 2 37 96 68 33194 41 153 65 97 9 9 153 65 97 99194 41 3 风荷载 4 78 17 11 9 3 28 08 47 05 11 93 47 05 11 93 28 08 内力组合 恒 活 1 2 1 2 组织设计精选 168 2 7 311 57776 93 646 96 437 62 646 96 437 6 2 776 93 1 0 9 2 3 或 4 1 0 7 2 0 6 3 或 4 恒 活 风 261 4 5 317 03 714 33 675 86 423 99 675 86 423 9 9 734 78 为方便施工 顶层 屋面 横梁采用一种配筋 其余各层横梁采用另一种配筋 各 控制截面的内力设计值见下表 顶层支座 A M V 2 b 72 59kN m 剪力 V 由于 j M 梁中荷载较大 可采用 V 其余各截面仿此计算得 V 表 3 5 横梁控制截面内力设计值 A 支座B 支座左B 支座右位置 MV AB 跨 跨中 M MVMV BC 跨 跨中 M 顶层 72 59 232 5 5 635 3 7 545 7 9 355 7 8 545 7 9 355 7 8 635 3 7 其他 层 261 4 5 317 0 3 714 3 3 675 8 8 423 9 9 675 8 8 423 9 9 714 3 3 3 4 2 柱内力组合表 表 3 6 柱内力组合表 4 层 组织设计精选 杆件号43 A A 43 B B 截面上端下端剪力上端下端剪 力 内力种类 MNMNVMNMNV 恒载 1 67 6 7 284 4 97 2 2 284 4 39 2 9 0644 41 0644 4 1 0 活荷载 2 6 714 1 3 32 1 4 14 1 3 9 25 041 0 5 041 050 3 风载 4 8 6 1 32 7 05 1 32 3 73 1 0 6 0 8 68 0 4 59 1 2 1 2 max N 90 5 8 361 06 161 66 361 06 66 0 6 0830 76 0830 7 6 0 1 2 1 2 恒 活 min N 90 5 8 361 06 161 66 361 06 66 0 6 0830 76 0830 7 6 0 内 力 恒 max M 1 1 组织设计精选 82 6 04 343 13 106 79 343 13 41 8 9 14 84 773 29 12 1 5 773 2 9 6 4 3 1 1 风 min N 82 6 04 343 13 106 79 343 13 41 8 9 14 84 773 29 12 1 5 773 2 9 6 4 3 1 0 9 2 4 1 0 9 2 3 max M 105 14 396 68 168 67 396 68 65 1 9 90 70 398 90 156 82 3998 90 58 93 1 0 9 2 4 1 0 9 2 3 恒 活 风 min N 100 48 357 42 166 04 357 42 63 4 7 78 81 360 74 148 28 360 7 4 54 07 表 3 7 柱内力组合表 3 层 杆件号32 A A 32 B B 截面上端下端剪力上端下端剪力 内力种类 MNMNVMNMNV 恒载 1 91 2 3 652 97 92 5 5 652 97 43 7 6 01269 99 01269 9 9 0 组织设计精选 活荷载 2 40 6 8 103 15 39 1 6 103 15 190278 8 1 0278 810 3 风载 4 19 44 5 39 19 44 5 39 9 26 23 90 0 23 90 0 11 38 1 2 1 2 max N 166 43 927 97 165 88 927 97 79 1 2 01914 32 01914 3 2 0 1 2 1 2 恒 活 min N 166 43 927 97 165 88 927 97 79 1 2 01914 32 01914 3 2 0 1 1 max M 82 2 6 791 11 83 8 4 791 11 39 5 1 01914 32 01914 3 29 0 1 1 内 力 组 合 恒 风 min N 82 2 6 791 11 83 8 4 791 11 39 5 1 01914 32 01914 3 2 0 组织设计精选 1 0 9 2 3 1 0 9 2 4 max M 146 70 978 12 146 99 987 12 69 8 9 30 1 1 1875 29 30 1 1 1875 2 9 14 3 4 1 0 9 3 1 0 9 4 恒 活 风 min N 136 24 920 34 135 91 920 32 64 7 5 20 0 7 1987 72 20 0 7 1987 7 2 9 56 表 3 8 柱内力组合表 2 层 杆件号21 A A 21 B B 截面上端下端剪力上端下端剪力 内力种类 MNMNVMNMNV 恒载 1 91 8 2 1039 15 70 51039 15 38 6 5 01896 35 01896 35 0 活载 2 38 8 6 192 1 7 40 05192 1 7 18 7 9 0515 5 9 0515 5 9 0 风载 3 29 99 12 99 29 99 12 99 14 28 36 86 0 36 86 0 17 55 组织设计精选 4 1 2 1 2 max N 164 59 1516 02 140 6 7 1516 02 72 6 9 02997 45 02997 45 0 1 2 1 2 恒 活 min N 164 59 1516 02 140 6 7 1516 02 72 6 9 02997 45 02997 45 0 1 1 max M 68 1 9 1265 17 42 611265 17 26 3 9 51 5 97 2275 62 51 5 97 2275 62 24 5 7 1 1 恒 风 min N 68 1 9 1265 17 42 611265 17 26 3 9 51 5 97 2275 62 51 5 97 2275 62 24 5 7 1 0 9 2 3 1 0 9 2 4 内 力 组 合 恒 活 风 max M 136 85 1602 09 109 2 3 1602 09 58 6 0 46 4 3 2925 26 46 4 3 2925 2