教学楼设计计算书.doc

聊城大学本科毕业设计 1 摘摘 要要 本设计为 L 字型四层中学教学楼 结合建筑设计并考虑学校建筑的 特点 该建筑采用了钢筋混凝土框架结构 如在地震多发地 使用框架结构 体系必须进行抗震设计 房屋建筑抗震等级是二级 地震烈度是 7 度 0 10g 该设计包括建筑设计 结构设计和基础设计 建筑设计部分包括建筑的平面 立面和剖面设计 主要解决建筑平面布 局和立面造型问题 此外对一些细部尺寸进行了设计 结构设计部分主要由内力计算和截面设计组成 内力计算部分首先计算 风荷载和地震作用下结构的内力 主要运用了 力矩分配法 D 值法 等 方法 之后进行荷载组合 并且根据其进行截面设计和计算 主要包括构件 截面尺寸设计以及构件配筋设计 本建筑基础形式选用柱下独立基础 在设计过程中 根据国家最新规范和土木工程设计中的各种要求进行计 算 并运用天正 auto CAD 等制图软件进行辅助设计和绘图 关键词关键词 钢筋混凝土 框架结构 配筋计算 聊城大学本科毕业设计 2 Abstract This paper is designed for a L shaped 4 storey Elementary school classroom building the union architectural design and considered the residential building the characteristic this building has used the concrete portal frame construction If sends at the earthquake the use concrete portal frame construction system must carry on the earthquake resistance design the construction earthquake resistance rank is two levels the earthquake intensity is 7 degrees This design including architectural design structural design and foundation design The architectural design part including the architectural plane building elevation and profile design mainly cope with the problems of the plane layout and facade formation and designed to some detailed dimensions The structural design part mainly composed by internal force calculation and cross section design The internal force calculation part calculated the horizontal seismic load and the vertical gravity load by the basic data which mainly used the methods of Moment of force method of distribution D value method etc Then to do the cross section design and calculation on the base of load combination which including section size of the components and reinforcing bars design This building foundation adopts independent foundation under the column This design is in accordance with every stipulations of the national latest specifications and civil engineering design and to do aided design and draft using graphics software such as auto CAD etc Keywords reinforced concrete frame construction Matches the muscle computation 聊城大学本科毕业设计 3 目目 录录 建筑部分建筑部分 1 1 建筑设计建筑设计 1 1 1 建筑平面设计 1 1 1 1 设计要点 1 1 1 2 平面设计 1 1 2 建筑立面设计 3 1 2 1 设计要点 3 1 2 2 立面设计 3 1 3 建筑剖面设计 3 1 3 1 设计要点 3 1 3 2 剖面设计 3 1 4 垂直交通设计 4 1 5 防火设计 4 2 2 构造做法构造做法 5 2 1 屋面做法 5 2 2 楼面做法 5 2 3 墙面做法 5 2 4 门窗 5 3 3 建筑说明建筑说明 6 结构部分结构部分 4 4 一般说明一般说明 7 5 5 结构布置与计算简图结构布置与计算简图 8 聊城大学本科毕业设计 4 5 1 结构布置 8 5 2 框架计算简图及梁柱线刚度 9 5 2 1 梁柱截面尺寸估算 9 5 2 2 确定框架计算简图 10 5 2 3 框架梁柱的线刚度计算 10 6 6 荷载计算荷载计算 12 6 1 恒荷载标准值计算 12 6 2 活荷载标准值计算 14 6 3 竖向荷载作用下框架受荷总图 15 7 7 风荷载作用下内力计算风荷载作用下内力计算 19 7 1 风荷载作用下的位移计算 19 7 1 1 横向 D 值的计算 19 7 1 2 风荷载作用下框架侧移计算 21 7 2 风荷载标准值作用下的内力计算 22 8 8 水平地震作用下内力计算水平地震作用下内力计算 29 8 1 重力荷载代表值计算 29 8 1 1 顶层重力荷载标准值 29 8 1 2 标准层重力荷载标准值 30 8 1 3 底层重力荷载标准值 30 8 2 框架柱抗侧刚度 D 和结构基本自振周期 31 8 2 1 横向 D 值的计算 31 8 2 2 结构基本自振周期计算 32 8 3 水平地震作用计算 34 9 9 内力计算内力计算 41 9 1 恒荷载作用下梁的弯矩计算 41 9 1 1 梁的固端弯矩 41 9 2 活荷载作用下梁的弯矩计算 42 聊城大学本科毕业设计 5 10 10 内力组合内力组合 48 10 1 概述 48 10 2 框架梁内力组合 49 10 2 1 组合类型 49 10 2 2 内力组合计算表 49 10 2 3 梁端截面组合的剪力设计值 66 10 3 框架柱的内力组合 67 10 3 1 组合类型 67 10 3 2 内力组合计算表 67 10 3 3 框架柱弯矩的调整 73 10 3 4 柱端剪力的调整 75 11 11 框架柱梁配筋计算框架柱梁配筋计算 77 11 1 框架柱截面设计 77 11 1 1 轴压比计算 77 11 1 2 正截面受弯承载力计算 77 11 1 3 垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算 81 11 1 4 柱斜截面受剪承载力计算 81 11 1 5 框架柱的裂缝宽度验算 82 11 2 框架梁截面设计 82 11 2 1 正截面受弯承载力计算 82 11 2 2 斜截面受剪承载力计算 85 12 12 屋面楼面设计屋面楼面设计 87 12 1 屋面设计 87 12 1 1 设计资料 87 12 1 2 板的设计 弹性理论 87 12 2 楼面设计 91 12 2 1 设计资料 91 聊城大学本科毕业设计 6 12 2 2 板的设计 弹性理论 91 13 13 楼梯计算楼梯计算 95 13 1 设计资料 95 13 2 楼梯形式 95 13 3 楼梯斜板设计 96 13 3 1 荷载计算 96 13 3 2 内力及截面承载力计算 96 13 4 平台板计算 97 13 4 1 判断计算类型 97 13 4 2 荷载计算 97 13 4 3 按弹性理论进行计算 98 13 5 平台梁计算 99 13 5 1 确定梁的尺寸 99 13 5 2 荷载计算 99 13 5 3 内力计算 99 13 5 4 配筋计算 100 基础部分基础部分 1414 一般说明 一般说明 101 15 15 基础设计基础设计 102 15 1 A 轴 D 轴 柱设计 102 15 1 1 初步确定基底面积 103 15 1 2 验算承载力 103 15 1 3 基础高度验算 采用承载力极限状态下荷载效应组合 103 15 1 4 基础底面配筋计算 采用承载力极限状态下荷载效应组合 105 15 2 B 轴 E 轴 柱设计 106 聊城大学本科毕业设计 7 15 2 1 确定基底面积 106 15 2 2 验算承载力 107 15 2 3 基础高度验算 采用承载力极限状态下荷载效应组合 107 15 2 4 基础底面配筋计算 采用承载力极限状态下荷载效应组合 109 15 3 C 轴 D 轴 柱设计 110 15 3 1 确定基底面积 110 15 3 2 验算承载力 111 15 3 3 基础高度验算 采用承载力极限状态下荷载效应组合 111 15 3 4 基础底面配筋计算 采用承载力极限状态下荷载效应组合 112 参考文献参考文献 114 致致 谢谢 115 聊城大学本科毕业设计 1 1 阳谷三中教学楼建筑结构设计阳谷三中教学楼建筑结构设计 建筑部分建筑部分 1 建筑设计建筑设计 1 1 建筑平面设计 1 3 1 1 1 设计要点 1 依据建筑功能的要求 确定柱网尺寸 然后再逐一定出各房间的开间和 进深 2 根据交通 防火与疏散的要求 确定楼梯间的位置和尺寸 3 确定墙体所用的材料和厚度 以及门窗的型号与尺寸 1 1 2 平面设计 该教学楼的抗震设防烈度为 7 度 因为对抗震要求比较严格 故在平面上力 求简单 规则 整个建筑为 L 字型 有利于自然采光和自然通风 建筑物的 入口朝向为南边 框架结构 在框架结构的平面布置上 柱网是竖向承重构件的 定位轴线在建筑平面上所形成的网络 是框架结构的脉络 柱网布置既要满足建 筑平面布置和使用功能的要求 又要使结构受力合理 构件种类少 施工方便 一般常将柱子设在纵横建筑墙交叉点上 以尽量减少柱网对建筑使用功能的影响 本框架教学楼采用内廊式柱网布置 也就是中间为走廊 两边为教室 考虑到走 廊长度大于 40m 两面布置房间时 走廊最小净宽为 1 8m 所以中间走廊取 2 3m 两边房间的开间和进深均采用常用的开间和进深 即 6m 和 12m 根据所 分教室大小可分为大教室小教室 故横向的柱跨度分别为 7 8m 6 3m 6m 纵 向柱跨度均为 6m 纵向共有 9 跨 总长度为 51 9m 总宽度为 26 1m 其长宽比 为 2 0 满足 7 度设防区建筑物长宽比不允许超过 6 0 的要求 功能分区如下 1 一层主要布置了 5 个教室 每个 70m2左右 1 个音乐教室 80m2左右 入 聊城大学本科毕业设计 2 2 口正对主楼梯 传达室 20 m2 左右 靠近门厅 为遵循接待方便 便于管理的 原则 大厅正对接待室 40 m2左右 会议室 60 m2左右 设在另一楼梯入口处 2 二 三层主要布置了 5 个教室 1 个书法教室 80m2左右 一个师生交流 室 60 m2左右 3 四层主要布置了 5 个教室 一个自然教室 80m2左右 也布置在本层 4 卫生间布置在每一层的西南角 既便于管理又方便了广大师生 此外 每 层都配有 2 个活动教室 2 个休息教室和 2 个办公教室一个教具室 以便广大师 生更好的学习和工作 各层平面建筑施工图见建施 02 建施 03 建施 04 各建筑部分的布置如下 4 1 普通教室 普通教室的面积为 6 3 12 75 6m2 课桌椅的排距不宜小于 850mm 纵向走 道宽度均不应小于 550mm 课桌端部与墙面 或突出墙面的内壁柱及设备管道 的净距离均不应小于 120mm 前排边座的学生与黑板远端形成的水平视角不应 小于 30 教室第一排课桌前沿与黑板的水平距离不宜小于 2000mm 教室最后 一排课桌后沿与黑板的水平距离不宜大于 8000mm 教室后部应设置不小于 600mm 的横向走道 均符合 中小学校建筑设计规范 2 卫生间 卫生间为 16 5m2 每层均设男女卫生间 厕所内均应设污水池和地漏 3 门窗 教室靠后墙的门设观察孔 门采用坚固 耐用的材料制作 并设置固定门 扇的定门器 教室 实验室的窗台高度不低于 0 8m 并不高于 1 0mm 故窗台 高取 0 9m 窗的上部玻璃固定下面为推拉扇较为美观 这些均符合 中小学校 建筑设计规范 4 楼梯 5 至 6 轴线间的楼梯间设有一部主楼梯 为平行双跑楼梯 首层层高为 3 6m 故主楼梯梯间宽度为 3 84m 长为 6 54m 梯井宽 0 18m 边梯段宽 聊城大学本科毕业设计 3 3 1 71m 允许两个人并行 休息平台宽 1 72m 踏步高 0 15m 踏步宽为 0 28m 踏步共 12 级 其它层高为 3 6m 踏步共 12 级 满足设计要求 1 2 轴线间设辅助楼梯 梯间宽度为 3 84m 长为 6 54m 梯井为 0 18m 梯 段净宽为 1 71m 允许 2 个人并行 休息平台宽为 1 72m 大于梯段宽 1 71m 踏步高度为 0 15m 踏步宽度为 0 28m 首层 12 级踏步 其它层设 12 级踏步 符合人员疏散要求 楼梯详图见建施 07 1 2 建筑立面设计 1 2 1 设计要点 1 确定门窗的立面形式 门窗的立面形式一定要与立面整体效果相协调 2 与平面进行对照 3 确定墙体立面装饰材料做法及色彩 1 2 2 立面设计 该教学楼在立面上采用宽大而明亮的玻璃窗 满足教学楼采光的要求 同时 可以表现出简洁和现代感 还增加了立面的美观效果 建筑立面和竖向剖面力求 规则 避免立面的凹进或突出 使结构的侧向刚度变化均匀 有利于结构抗震 各立面建筑施工图见建施 06 建施 07 1 3 建筑剖面设计 1 3 1 设计要点 1 分析建筑物空间组合情况 确定其最合适的剖切位置 要求剖到楼梯及有 高低错落的部位 2 根据平面图计算确定的尺寸 核对楼梯在高度方向上的梯段尺寸 确定平 台梁的尺寸 1 3 2 剖面设计 建筑物的剖面图要反映出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系 剖面设计 的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度 建筑物的层数及与空间的组合关系 在建筑物的层高上 考虑到提供足够的净高度 以避免净高低的房间给人以 聊城大学本科毕业设计 4 4 压抑的感觉 故底层层高采用 3 6m 标准层层高采用 3 6m 室内外高差采用 0 45m 另外从室内采光和通风的角度考虑 窗台的高度取 0 9m 屋顶为上人屋 面 取女儿墙高度为 0 8m 详细的建筑剖面图见建施 08 1 4 垂直交通设计 考虑到消防 管理 便于使用 在楼内布置了两部楼梯 作为垂直交通的主 楼梯设在中间的位置 另一部设在西端 为辅助楼梯 这两部楼梯可完全满足的 广大师生的使用需求 1 5 防火设计 5 在总平面设计中 由于所给场地较大 且场地四周皆被道路分隔 与周围的 环境相隔较远 满足建筑设计防火规范关于防火间距的要求 该教学楼建筑的耐 火等级为二级 根据规范要求安全出口不应少于两个 且楼梯不应少于两部 此 教学楼内部的两部楼梯之间的距离不超过 30m 所有的教室门口距最近的疏散楼 梯不超过 20m 既满足防火要求 又有效的利用了建筑面积 聊城大学本科毕业设计 5 5 2 构造做法构造做法 2 1 屋面做法 屋面为上人防水屋面 排水坡度为 2 采用女儿墙内檐沟有组织内排水 屋面由上到下分别为结构层 保温层 找平层 防水层 保温层采用 100 厚膨胀 蛭石保温层 上面用 1 2 5 水泥砂浆找平 结构层为 120 厚现浇钢筋混凝土板 防水层上做 30mm 厚的 C20 细石混凝土防水 2 2 楼面做法 教室 走廊地面采用大理石地面 结构层采用 120 厚现浇钢筋混凝土板 并 用 10mm 厚混合砂浆抹灰 2 3 墙面做法 走廊及室内墙面采用水泥粉刷 然后室内墙壁采用满刮腻子刷白乳胶漆 天 棚满刮腻子刷白乳胶漆 外墙采用水刷石 然后刷乳白色乳胶漆 2 4 门窗 底层入口采用双开玻璃门 各类教室均采用压模木门 子母门 教室内的 窗采用铝合金窗 窗玻璃采用中空双层玻璃 窗外采用刚化玻璃 内层为普通玻 璃 有亮子平开窗 聊城大学本科毕业设计 6 6 3 建筑说明建筑说明 1 本图除特别标明外 标高以米计 尺寸以毫米计 2 本图根据任务书要求按 7 度地震区抗震要求设防 设计基本地震加速度值 为 0 10g 3 楼面 教室 办公室 活动教室等 允许活荷载 2 0kN m 楼面 走廊 及楼梯允许活荷载 2 5kN m 房屋正常使用年限为 50 年 4 场地情况 场地平坦 无障碍物 抗震有利地段 5 地质情况 场地平坦 水平方向上土层分布均匀 地下水在 6 米处 对 混凝土不具侵蚀性 聊城大学本科毕业设计 7 7 结构部分结构部分 4 一般说明一般说明 1 本工程为三层现浇钢筋混凝土框架结构 建筑总高度为 15 2m 按抗震设 防烈度为 7 度 设计地震分组为第二组 设计基本地震加速度值为 0 10g 框架 抗震等级为三级 结构正常使用年限为 50 年 2 本工程之 4 50 相当于绝对标高 根据工程地质资料设为第一层土 杂 填土的顶面 室内外高差为 0 450m 3 图纸中除特别注明外 标高以米计 尺寸以毫米计 4 本工程基本风压按 0 40kN m2采用 基本雪压 0 35 kN m2 地面粗糙度为 B 类 场地类别二类 拟建场地标准冻深 0 8 米 5 建筑物的耐火等级为二级 6 本工程设计活荷载标准值如下 表表 4 1 活荷载标准值活荷载标准值 部位活荷载标准值 kN m2 教室 办公室 活动室等2 0 走廊 楼梯2 5 聊城大学本科毕业设计 8 8 5 结构布置与计算简图结构布置与计算简图 5 1 结构布置 6 本框架结构设计为双向梁抗侧力体系 框架梁柱中心线重合 对于梁柱中心 线不重合的 它们的偏心距不大于该方向柱宽的 1 4 结合建筑的平面 立面和剖面布置情况 结构平面布置如图 5 1 根据结构布置 本建筑平面均为双向板 双向板的板厚 h 50 为双向板的ll 短向计算跨度 本建筑楼面板和屋面板的厚度均取 120mm 本建筑的材料选用如下 混凝土 C30 fc 14 3N mm2 Ec 3 0 107 N mm2 钢筋 纵向受力筋采用 HRB335 级钢筋 其余采用 HPB235 级钢筋 墙体 填充墙采用加气混凝土砌块 卫生间墙体也采用加气混凝土砌块 窗 铝合金窗 门 木门 聊城大学本科毕业设计 9 9 5 2 框架计算简图及梁柱线刚度 7 本结构是三维空间的 但由于建筑结构的质量 刚度都比较均匀 故选用一 榀框架进行计算与配筋 其余框架可参照此框架进行配筋 现以 轴线为例进行 计算 图图 5 1 结构平面布置图 结构平面布置图 1 100 5 2 1 梁柱截面尺寸估算 横向梁 左边跨 mm 取 8 127800 8 7800 12975 650hll 650mm mm 取 300 mm 中跨 mm 取 500 mm 8 126000 8 6000 12750 500hll 聊城大学本科毕业设计 1010 且不小于 200 mm 取 250mm 2 3bhh 其余跨同中跨 纵向梁 mm 8 126000 8 6000 12750 500hll 取 h 500 mm b 250 mm 框架柱 所有层 取 300 mm3600 12 3600 18300 200b 取 500 mm 1 2300 600hb 为了简化施工 各柱截面从底层到顶层不改变 即取柱子尺寸为 500mm 300mm 楼板 楼板厚度取 120 mm 5 2 2 确定框架计算简图 框架的计算单元如图 5 1 所示 假定框架柱嵌固与基础顶面 框架梁与柱刚 接 由于各层柱截面尺寸都不变 故梁跨取柱截面形心线间距离 底层柱高从基 础顶面算至二层楼面 室内外高差为 0 45m 基础顶面至室外地坪取为 0 5m 故 底层柱高取 3 6m 0 45 0 5m 4 55m 其余各层柱高均为 3 6m 此框架的计算简 图如图 5 2 所示 5 2 3 框架梁柱的线刚度计算 混凝土 C30 现浇框架结构梁惯性矩 4272 30 3 0 10 kN m3 0 10 kN m c E 中框架梁 线刚度 0 2II lEIi 聊城大学本科毕业设计 1111 图图 5 2 计算简图及相对线刚度计算简图及相对线刚度 左跨梁 i左跨梁 kN m EI l 734 1 3 0 101 50 30 0 6 7 83 115 10 12 中跨梁 i中跨梁 kN m 734 1 3 0 1020 25 0 5 6 02 6 10 12 EI l 右跨梁 i右跨梁 i中跨梁 A E 轴底层柱 i底层柱 kN m 734 1 3 0 100 3 0 5 4 552 06 10 12 EI h A E 轴其余层柱 i其余层柱 kN m 734 1 3 0 100 3 0 5 3 62 6 10 12 EI h 令余柱线刚度为 1 0 则其余各杆件的相对线刚度为 i左跨梁 i中跨梁 44 3 115 10 2 6 10 1 2 44 2 6 10 2 6 10 1 0 i右跨梁 i中跨梁 i底柱 44 2 06 10 2 6 10 0 79 框架梁柱的相对线刚度如图 5 2 作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 聊城大学本科毕业设计 1212 6 荷载计算荷载计算 为便于内力组合 荷载计算宜按标准值计算 6 1 恒荷载标准值计算 8 1 屋面 4 62 kN m2 30C20 101 2 5 902 100 一毡二油铺小石子 刷冷底子油一道 厚细石混凝土防水 石油沥青卷材防水屋面 上人有保温层厚水泥砂浆找平层 厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 厚膨胀蛭石保温层 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12m 25kN m3 3 0kN m2 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01m 17kN m3 0 17kN m2 合计 6 08kN m2 2 标准层楼面 各层走廊楼面 0 72 kN m2 10mm 20mm 面层 大理石地面水泥砂浆打底 素水泥浆结合层一道 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12m 25kN m3 3 0 kN m2 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01m 17kN m3 0 17kN m2 合计 3 89kN m2 3 梁自重 边跨 b h 300mm 650mm 自重 25 0 3 0 6 0 12 3 6kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 272kN m 合计 3 872kN m2 聊城大学本科毕业设计 1313 中跨 b h 300mm 300mm 自重 25 0 25 0 5 0 12 2 38KN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 21KN m 合计 2 59kN m 基础梁 b h 300mm 300mm 自重 25 0 25 0 4 2 5kN m 合计 2 5kN m 4 柱自重 柱 b h 400mm 400mm 自重 25 0 3 0 5 3 75kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 3 0 5 4 17 0 27kN m 合计 4 02kN m 5 外纵墙自重 标准层 纵墙 3 6 2 1 0 6 0 24 11 8 2 55kN m 铝合金窗0 35 2 1 0 735kN m 水刷石外墙面 3 6 2 1 0 5 0 75kN m 水泥粉刷内墙面0 36 3 6 2 1 0 525kN m 合计 4 56kN m 底层 完全同标准层 6 内纵墙自重 标准层 纵墙 3 6 0 9 0 24 11 8 11 664kN m 水泥粉刷内墙面 0 36 2 3 6 0 9 1 944 kN m 合计13 608kN m 7 女儿墙自重 墙高 800mm 100mm 的混凝土压顶 自重 0 24 0 8 11 8 25 0 1 0 24 0 9 2 0 24 0 5 3 89 kN m 聊城大学本科毕业设计 1414 合计 3 89kN m 8 天沟自重 天沟自重 琉璃瓦 现浇天沟 琉璃瓦自重 1 05 1 1 1 16 kN m 现浇天沟自重 25 0 6 0 2 0 08 0 08 0 6 0 2 0 5 0 36 2 73 kN m 合计 3 89kN m 6 2 活荷载标准值计算 1 屋面活荷载标准值 上人屋面 2 0 kN m2 2 楼面活荷载标准值 走廊 2 5 kN m2 办公室 教室2 0 kN m2 3 雪荷载 So 0 35kN m2 1 0 r 2 kr0 1 0 0 350 35kN mSS 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑两者中取大值 聊城大学本科毕业设计 1515 6 3 竖向荷载作用下框架受荷总图 图图 6 1 板传荷载示意图板传荷载示意图 确定板传递给梁的荷载时 一个区格板一个区格板地考虑 确定每个区格板 的荷载传递时 先区分板是单向板还是双向板 若为单向板 沿板的短跨方向作 中线 将板上的荷载平均分给两长边的梁 若为双向板 从四角出 45o平分线 区格板被分为四个小块 每小块荷载传给与之相邻的的梁 见板传荷示意图 板 传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载 1 A B 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载 恒载 6 08 6 0 2 1 2 3 7 8 2 3 7 8 3 2 27 6kN m 聊城大学本科毕业设计 1616 活载 2 0 6 0 2 1 2 3 7 8 2 3 7 8 3 2 9 08 kN m 楼面板传给梁的荷载 恒载 3 89 6 0 2 1 2 3 7 8 2 3 7 8 3 2 17 66kN m 活载 2 0 6 0 2 1 2 3 7 8 2 3 7 8 3 2 9 08 KN m 横梁自重标准值 3 872kN 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 3 872kN m 27 6kN m 31 5kN m 活载 板传荷载 9 08kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 3 872kN m 17 66kN m 21 5kN m 活载 板传荷载 9 08kN m 2 B C 轴间框架梁 C D 轴间框架梁 D E 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载 恒载 6 08 6 2 5 8 2 22 8kN m 活载 2 0 6 2 5 8 2 7 5kN m 楼面板传给梁的荷载 恒载 3 89 6 2 5 8 2 14 6kN m 活载 2 5 6 2 5 8 2 6 2 5 8 8 44 kN m 横梁自重标准值 2 59kN m B C 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 59 22 8 25 39kN m 活载 板传荷载 7 5kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 59 14 6 17 19kN m 聊城大学本科毕业设计 1717 活载 板传荷载 8 44kN m 4 A 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 女儿墙自重 3 89 kN m 天沟自重 3 89 kN m 顶层柱恒载 女儿墙及天沟自重 梁自重 板传荷载 3 89 3 89 6 3 872 6 0 3 6 08 3 5 8 6 137 08kN 顶层柱活载 板传活载 2 6 2 5 8 6 22 5kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 4 56 6 0 3 3 872 6 0 3 3 89 6 2 5 8 6 91 76kN 标准层活载 板传活载 2 6 2 5 8 6 22 5 kN 基础顶面恒载 底层外纵墙自重 基础梁自重 4 56 6 0 3 2 5 6 0 3 40 24kN 5 B 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 2 59 6 0 3 22 8 6 151 56 kN 顶层柱活载 板传活载 7 5 6 45kN 标准层柱恒载 梁自重 板传荷载 2 59 6 0 3 14 6 6 102 36kN 标准层柱活载 板传活载 8 44 6 50 64kN 聊城大学本科毕业设计 1818 基础顶面恒载 基础梁自重 2 5 6 0 3 14 25kN 6 C D 轴柱纵向集中荷载的计算 同 B 轴柱纵向集中荷载的计算 7 E 轴柱纵向集中荷载的计算 同 A 轴柱纵向集中荷载的计算 8 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下 图图 6 2 竖向荷载作用下的受荷总图竖向荷载作用下的受荷总图 注 1 图中梁端各值单位为 kN 梁跨中各值单位为 kN 2 图中数值均为标准值 聊城大学本科毕业设计 1919 7 风荷载作用下内力计算风荷载作用下内力计算 为了简化计算 作用在外墙面上的风荷载可以近似用作用在屋面梁和楼面梁 处的等效集中荷载代替 作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值为 hi hj B 2 7 7 1 k w z 0 w s z 式中 基本风压 0 4kN m2 0 w 0 w 风荷载体形系数 根据建筑物的体型查得 0 8 0 5 1 3 s s 风压高度变化系数 z 因房屋总高小于 30m 取 1 0 z z hi 下层柱高 hj 上层柱高 对顶层为女儿墙高度的 2 倍 B 迎风面宽度 B 6 0 表表 7 1 风荷载计算表风荷载计算表 注 表中 采用内插法 z 7 1 风荷载作用下的位移计算 7 1 1 横向 D 值的计算 层 数 离地 高度 Z m 0 w kN m z z s hi m hj m kN k w 414 850 41 131 01 33 61 69 165 311 250 41 071 01 33 63 612 27 650 41 001 01 33 63 611 232 14 050 41 001 01 34 053 611 934 聊城大学本科毕业设计 2020 表表 7 2 横向横向 2 4 层层 D 值计算表值计算表 构件名称 2 bc iii 2 c i i 2 12 c c Dih kN m A 轴柱4 4 2 3 115 10 1 2 22 6 10 0 3759028 B 轴 柱 44 4 2 3 115 102 6 10 22 6 10 2 2 0 52412615 C D 轴柱 44 4 2 2 6 102 6 10 22 6 10 2 0 0 512037 E 轴柱 4 4 22 6 10 22 6 10 1 0 0 338025 kN m902812615120372802553742D 表表 7 3 横向底层横向底层 D 值计算表值计算表 构件名称 2 bc iii 0 5 2 c i i kN 2 12 c c Dih m A 轴柱4 4 3 115 10 1 512 2 06 10 0 5736842 B 轴 柱 44 4 3 115 102 6 10 2 06 10 3 26 0 7158537 C D 轴 柱 44 4 2 6 102 6 10 2 06 10 2 524 0 6687976 聊城大学本科毕业设计 2121 续表续表 E 轴 柱 4 4 2 6 10 2 06 10 1 262 0 546448 kN m6842853727976644837779D 7 1 2 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 7 2 jjij VD A 式中 第 j 层的总剪力 j V 第 j 层所有柱的抗侧刚度之和 ij D 第 j 层的层间侧移 j A 第一层的层间侧移值求出后 就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移 值 各层楼板标高处的侧移值为该层以下各层层间侧移之和 顶点侧移是所有各 层层间侧移之和 j 层侧移 7 3 1 n jj j A 顶点侧移 7 4 1 n j j A 框架在风荷载作用下侧移的计算见下表 聊城大学本科毕业设计 2222 表表 7 4 风荷载作用下框架侧移计算风荷载作用下框架侧移计算 侧移验算 层间侧移最大值 1 3069 1 550 故满足要求 7 2 风荷载标准值作用下的内力计算 框架在风荷载 从左向右吹 作用下的内力用 D 值法 改进后的反弯点法 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 见表 7 1 imimii VD VD VW i W 框架柱反弯点位置 y y0 y1 y2 y3 计算结果如下表 表表 7 5 A 轴框架柱反弯点位置轴框架柱反弯点位置 层号h m i y0y1y2y3yyh m 43 61 20 360000 361 3 33 61 20 450000 451 62 23 61 20 460000 461 66 14 551 5120 5750000 5752 62 层数 kN j w kN j V kN m D m j A h j A 49 1659 165537420 000171 21176 31221 16553742 0003941 9137 211 23232 39753742 00006031 5970 111 93444 33137779 0011731 3069 0 002367m j 聊城大学本科毕业设计 2323 表表 7 6 B 轴框架柱反弯点位置轴框架柱反弯点位置 层号h m i y0y1y2y3yyh m 43 62 60 430000 431 55 33 62 60 480000 481 73 23 62 60 50000 51 8 14 553 260 550000 552 5 表表 7 6C 轴框架柱反弯点位置轴框架柱反弯点位置 D 轴同轴同 C 轴轴 层号h m i y0y1y2y3yyh m 43 62 00 40000 41 44 33 62 00 450000 451 62 23 62 00 50000 51 8 14 55205240 550000 552 5 表表 7 6 E 轴框架柱反弯点位置轴框架柱反弯点位置 层号h m i y0y1y2y3yyh m 43 61 00 350000 351 26 33 61 00 450000 451 62 23 61 00 450000 451 62 14 551 2620 5850000 5852 66 聊城大学本科毕业设计 2424 框架各柱的杆端弯矩按下式计算 计算过程如下 7 5 c 1 im MVyh 上 7 6 cim MV y h 下 中柱处的梁 7 7 b c1bc bb jjj i MMM ii 左 下左上 左右 7 8 b c1bc bb jjj i MMM ii 右 下右上 左右 边柱处的梁 7 9 c1bcjjj MMM 下总上 注 左边式子中的量值有正负之分 要根据所取隔离体分析 表表 7 7 风荷载作用下风荷载作用下 A 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层 号 kN i V kN m D kN m im D im D D kN im V m yh kN m C M 上 kN m C M 下 B kN m M 49 1655374290280 1681 541 33 5523 55 321 1655374290280 1683 561 6275 779 232 3975374290280 1685 441 6610 55916 32 144 3313777968420 1818 032 6215 521 0424 5 表表 7 8 风荷载作用下风荷载作用下 B 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层 号 kN i V kN m D kN m im D im D D kN im V m yh kN m C M 上 kN m C M 下 B kN m M 左 B kN m M 右 49 16553742126150 2352 151 554 43 3322 4 321 16553742126150 2354 971 739 38 65 746 89 232 39753742126150 2357 611 813 713 710 1412 16 144 3313777985370 2310 22 511 2225 511 3313 59 聊城大学本科毕业设计 2525 表表 7 9 风荷载作用下风荷载作用下 C D 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层 号 kN i V kN m D kN m im D im D D kN im V m yh kN m C M 上 kN m C M 下 B kN m M 左 B kN m M 右 49 16553742120370 2242 051 444 4282 9532 2142 214 321 16553742120370 2244 741 629 47 686 1766 176 232 39753742120370 2247 351 813 2313 2310 45510 455 144 33137779719160 2119 352 510 323 33811 76511 765 表表 7 10 风荷载作用下风荷载作用下 E 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层 号 kN i V kN m D kN m im D im D D kN im V m yh kN m C M 上 kN m C M 下 B kN m M 49 1655374280250 1491 371 263 21 733 2 321 1655374280250 1493 151 626 245 17 97 232 3975374280250 1494 831 629 567 8214 66 144 3313777964480 1717 582 667 1320 1614 95 聊城大学本科毕业设计 2626 图图 7 17 1 风荷载作用下的弯矩图风荷载作用下的弯矩图kN m 聊城大学本科毕业设计 2828 图图 7 27 2 风荷载作用下的剪力图风荷载作用下的剪力图kN 聊城大学本科毕业设计 2929 图图 7 37 3 风荷载作用下的轴力图风荷载作用下的轴力图kN 聊城大学本科毕业设计 3030 8 水平地震作用下内力计算水平地震作用下内力计算 该建筑物高度为 15 2m 40m 以剪切变形为主 且质量和刚度沿高度分布比 较均匀 故可采用底部剪力法计算水平地震作用 要求 抗震设防烈度为 7 度 场地类别为 类建筑场地 地震分组为第二组 加速度值为 0 1g 采用加气混凝土砌块 自重取 11 8kN m3 女儿墙高为 900mm 8 1 重力荷载代表值计算 屋面重力荷载代表值 屋面上下半层范围内结构或构件自重标准值 0 5 雪载 标准值 楼面重力荷载代表值 楼面上下半层范围内结构或构件自重标准值 0 5 活载 标准值 其中 结构和构配件自重取楼面上 下各半层层高范围的结构及构配件自重 屋面处取顶层的一半 8 1 1 顶层重力荷载标准值 女儿墙的重力荷载代表值的计算 6 246 68kNG 女儿墙 3 89 顶层梁板及框架柱自重标准值 6 08 6 26 1 3 872 7 82 59 18 31029 73kNG 梁板 0 5 0 3 25 3 6 2 533 75kNG 框架柱 顶层维护砌体自重标准值 13 608 34 2327 36kNG 外墙 13 608 34 23 2232 92kNG 内墙 聊城大学本科毕业设计 3131 顶层的墙体总重 0 5 46 68 1029 7333 7527 36232 9278 3 1448 74kN GGGGGG 顶层女儿墙梁板外墙内墙框架柱 雪荷载 8 1 2 标准层重力荷载标准值 标准层梁板及框架柱自重标准值 3 89 6 26 1 3 872 7 82 59 18 3686 77kNG 梁板 0 5 0 3 25 3 6 567 5kNG 框架柱 标准层维护砌体自重标准值 4 56 6 254 72kNG 外墙 4 56 6 254 72kNG 外墙 标准层的墙体总重 0 5 686 7767 554 72465 84 156 6 1431 43kN GGGGG 梁板外墙内墙标准层框架柱 活荷载 8 1 3 底层重力荷载标准值 底层梁板及框架柱自重标准值 686 77kNG 梁板 0 5 0 3 25 3 64 55 2 576 4kNG 框架柱 聊城大学本科毕业设计 3232 底层维护砌体自重标准值 4 56 6 254 72kNG 外墙 13 608 34 233465 84kNG 内墙 底层墙体总重 0 5 686 7776 454 72465 84 156 6 1440 33kN GGGGG 底层梁板外墙内墙框架柱 活荷载 8 2 框架柱抗侧刚度 D 和结构基本自振周期 为了简化计算 框架梁截面惯性矩增大系数均取 1 2 梁的线刚度 AB 跨梁 kb 1 2 4 119 104 4 9 104 kN m BC 跨梁 kb 1 2 1 35 104 1 6 104 kN m CD 跨梁 DE 跨梁均与 BC 跨梁相同 柱的线刚度 底层 kc 2 06 104 kN m 其余层 kc 2 6 104 kN m 8 2 1 横向 D 值的计算 横向 D 值的计算如下表 表表 8 1 横向横向 2 4 层层 D 值的计算值的计算 构件名称 b c 2 k k k c 2 k k 2 cc 12 kN m Dkh A 轴柱4 4 2 3 738 10 1 44 22 6 10 0 41810077 5 B 轴柱 44 4 2 3 738 103 12 10 22 6 10 2 64 0 56913697 3 C D 轴柱 44 4 2 3 12 103 12 10 22 6 10 2 4 0 54513131 3 聊城大学本科毕业设计 3333 续表续表 E 轴柱 4 4 2 3 12 10 22 6 10 1 2 0 3759027 8 1007 5 13697 3 13131 3 2 9027 859065 2kN mD 表表 8 2 横向底层横向底层 D 值的计算值的计算 构件名称 b c k k k c 0 5 2 k k 2 cc 12 kN m Dkh A 轴柱4 4 3 738 10 1 64 2 06 10 0 58811215 6 B 轴柱 44 4 3 738 103 12 10 3 33 2 06 10 0 71913706