哈尔滨市江海证券公司综合办公楼设计.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 本科学生毕业设计 哈尔滨市江海证券公司综合办公楼设计 院系名称 土木与建筑工程学院 专业班级 土木工程 建工 09 1 班 学生姓名 指导老师 职 称 讲 师 高级工程师 黑黑 龙龙 江江 工工 程程 学学 院院 二 一三年六月 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 The Graduation Design for Bachelor s Degree Design of Jiang Hai Company Comprehensive Office building in Harbin Heilongjiang Institute of Technology 2013 06 Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 摘 要 本文为某高校科研楼设计计算书 该楼建筑面积 6300左右 根据建筑设计 抗 2 m 震方面等的要求 确定合理的结构形式和结构布置方案 确定框架 基础的形式 根 据要求采用了钢筋混凝土结构 本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算 首先根据 框架布局确定各构件尺寸 进行恒载 活载及风荷载的统计 然后采用分层法进行竖 向荷载作用下的结构内力计算 水平荷载采用 D 值法进行计算 之后进行内力组合分 析 找出最不利的一组内力 进行构件计算 楼板采用弹性理论设计 并进行柱下独 立基础的配筋设计 除此之外 还进行了楼梯的设计计算 最后 根据计算结果 按 照相应的构造要求 绘制了结构施工图 并写出了相应的设计说明 本设计的特点之一 运用了大学四年所学过的很多理论 计算中多种计算方法得 到体现 如 D 值法 弯矩分配法 分层法等 使自己掌握了多方面的知识 关键词关键词 框架结构 结构设计 内力计算 弹性理论 荷载 钢筋混凝土 I 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 ABSTRACT A building of university was designed in this paper The building area is about 6300 2 m According to the university design and the earthquake resistance the reasonable structural scheme and structural foundation plan was determined One lateral frame and slab was selected and calculated First depth and width of sections were determined and dead load live load wind load were determined Then the internal forces of the structure under vertical load were calculated The D method was used for calculating the wind load After the combination of internal forces the most unfavorable combination of internal forces was identified Then the necessary reinforcement in beams and columns was determined The elastic theory was used for calculating slab In addition the single foundation and combined foundation were designed The stairway and canopy were also designed Finally according to the calculated results and detail blueprints of the structure had been completed The advantage in this design was that many theories studied in university in four years were used The many kinds of computational methods was manifested in the computation like D method the moment assignment method delaminating and so on so which caused myself to grasp the various knowledge Key Words frame structural design internal force elastic theory lateral loads reinforced concrete II 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 目目 录 摘要 I ABSTRACT II 第 1 章 绪 论 1 1 1 研究意义与研究目的 1 第 2 章 建筑设计 3 2 1 设计任务和设计要求 3 2 1 1 设计任务 3 2 1 2 设计要求 3 2 2 建筑物所处的自然条件 3 2 2 1 气象条件 3 2 2 2 地形 地质及地震烈度 4 2 2 3 水文 4 2 3 建筑物功能与特点 4 2 3 1 平面设计 4 2 3 2 立面设计 4 2 3 3 防火 4 2 3 4 抗震 4 第 3 章 结构设计 5 3 1 结构方案选型及布置 5 3 1 1 柱网布置 5 3 1 2 结构形式选择 5 3 1 3 楼板形式选择 5 3 1 4 各层结构平面布置 5 3 2 荷载统计 6 3 2 1 材料选用 7 3 2 2 拟定梁柱尺寸 7 3 2 3 荷载计算 8 3 2 4 梁柱线刚度计算 14 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 3 3 荷载作用下的框架内力分析 16 3 3 1 风荷载作用下的框架内力分析及侧移验算 16 3 3 2 恒荷载作用下的内力分析 22 3 3 3 可变荷载作用下框架内力分析 29 3 4 框架内力组合 35 3 5 截面设计 46 3 5 1 框架梁 46 3 5 2 框架柱 49 3 6 雨蓬设计 53 3 6 1 雨篷板计算 53 3 6 2 雨篷梁计算 54 3 6 3 雨篷的抗倾覆验算 55 3 7 板的设计 56 3 7 1 设计资料 56 3 7 2 板的配筋计算 56 3 8 基础设计 62 3 8 1 基础选型 62 3 8 2 A 轴基础设计 62 3 8 2 1 荷载统计 62 3 8 2 2 确定基础底面尺寸 63 3 8 2 3 基础高度验算 64 3 8 2 4 配筋计算 64 3 8 3 B C 轴柱下联合基础 65 3 8 3 1 荷载统计 65 3 8 3 2 确定基础底面尺寸 66 3 8 2 3 基础高度验算 67 3 8 2 4 配筋计算 68 致谢 69 参考文献 70 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 1 第 1 章 绪 论 在此次毕业设计中 设计内容包括建筑设计 结构设计两部分 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用 着重解决建筑物内部各种使 用功能和使用空间的合理安排 建筑与周围环境 与各种外部条件的协调配合 内部 和外表的艺术效果 各个细部的构造方式等 创造出既符合科学性又具有艺术的生产 和生活环境 结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段 是毕业前的综合学习阶段 是深化 拓宽 综合教和学的重要过程 是对大学期间所学专业知识的全面总结 结构计算的 目的在于保证所设计的结构和结构构件在施工和工作过程中能满足预期的安全性和使 用性要求 本毕业设计题目为 哈尔滨市江海证券公司综合办公楼设计 在设计前期 我温 习了 房屋建筑制图统一标准 房屋建筑学 多层及高层建筑结构设计 混凝 土结构 结构力学 土力学 地基与基础 建筑结构抗震设计 土木工程 施工 高层建筑施工新技术 等知识 并借阅了 建筑结构荷载规范 混凝土规 范 建筑抗震设防分类标准 砌体结构设计规范 建筑地基基础设计规范 建筑抗震设计规范 等规范 在网上搜集了不少资料 并做了笔记 在建筑设计中 通过查找各种资料并结合自己工程本身的功能和特点初步确定建 筑方案 在设计过程中 要考虑它的使用功能 建筑与结构 建筑与各种设备等相关 技术的综合协调 以及如何以更少的材料 劳动力 投资和时间来实现各种要求 使 建筑物做到适用 经济 坚固 美观 在结构设计中 我通过所学的基本理论 专业知识和基本技能进行计算和分析 主 要包括结构的布置和选型 一榀框架的设计 基础的设计 楼板的设计 雨蓬的设计 在结构设计后期 主要进行设计手稿的电脑输入 手画图和 PKPM 及 AutoCAD 计算 出图 在设计的三个月里 在指导老师的帮助下 经过查阅资料 设计计算 以及外文 的翻译 加深了对新规范 规程 手册等相关内容的理解 巩固了专业知识 提高了 综合分析 解决问题的能力 以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求 其目的与要求就是让我们在将来的工作岗位中能够胜任本职工作 框架结构设计的计算工作量很大 在计算过程中以手算为主 辅以一些计算软件 的校正 由于自己水平有限 难免有不妥和疏忽之处 敬请各位老师批评指正 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 2 第 2 章 建筑设计 建筑设计是在总体规划的前提下 根据任务书的要求综合考虑基地环境 使用功 能 结构施工 材料设备 建筑经济及建筑艺术等问题 着重解决建筑物内部各种使 用功能和使用空间的合理安排 建筑与周围环境 与各种外部条件的协调配合 内部 和外表的艺术效果 各个细部的构造方式等 创造出既符合科学性又具有艺术的生产 和生活环境 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用 除考虑上述各种要求以外 还应 考虑建筑与结构 建筑与各种设备等相关技术的综合协调 以及如何以更少的材 料 劳动力 投资和时间来实现各种要求 使建筑物做到适用 经济 坚固 美观 这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策 正确学习掌握建筑标准 同时要具有广 泛的科学技术知识 2 1 设计任务和设计要求 2 1 1 设计任务 本设计的主要内容是机关培训中心综合楼的设计 作为一个办公 休闲 娱乐及 住宿的空间设计 要在平面规划中自始至终遵循实用 功能需求和人性化管理充分结 合的原则 在设计中 既结合办公需求和工作流程 科学合理的划分职能区域 也要 考虑职能区域之间的相互交流 材料运用简洁 大方 耐磨 环保的现代材料 在照 明采光上使用全局照明 能满足办公的需要 经过精心设计 在满足各种办公及休闲 需要的同时 又简洁 大方 美观 能充分体现出机关培训中心综合楼的形象与现代 感 2 1 2 设计要求 建筑法规 规范和一些相应的建筑标准是对该行业行为和经验的不断总结 具有 指导意义 尤其是一些强制性规范和标准 具有法定意义 建筑设计除了应满足相关 的建筑标准 规范等要求之外 原则上还应符合以下要求 满足建筑功能要求 符合所在地规划发展的要求并具有良好的视觉效果 采用合理的技术措施 提供在投资计划所允许的经济范畴内运作的可行性 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 3 2 2 建筑物所处的自然条件 2 2 1 气象条件 建设地区的温度 湿度 日照 雨雪 风向 风速等是建筑设计的重要依据 例 如 炎热地区的建筑应考虑隔热 通风 遮阳 建筑处理较为开敞 在确定建筑物间 距及朝向时 应考虑当地日照情况及主要风向等因素 2 2 2 地形 地质及地震烈度 基地的地形 地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型 建筑构造处 理及建筑体型设计等 地震烈度 表示当发生地震时 地面及建筑物遭受破坏的程度 烈度在 6 度以下 时 地震对建筑物影响较小 一般可不做抗震计算 9 度以上地区 地震破坏力很大 一般应尺量避免在该地区建筑房屋 建筑物抗震设防的重点是 7 8 9 度地震烈度的 地区 本工程为 6 度设防 在设计中按 6 度抗震设防采取构造措施 2 2 3 水文 水文条件是指地下水位的高低及地下水的性质 直接影响到建筑物基础及地下室 一般应根据地下水位的高低及底下水位性质确定是否在该地区建筑房屋或采用相应的 防水和防腐措施 本工程地下水位埋深为 7m 9m 对建筑物的影响很小 可不考虑地 下水对基础混凝土的侵蚀 2 3 建筑物功能与特点 该拟建的建筑位于济南市 设计内容 此楼为科研楼 以办公和培训为主 此建筑总建筑面积为 5500 2 3 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 8 4m 8 横向 6 3m 2 1m 6 3m 满足建筑开间模数和进深的要求 2 3 2 立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求 采用塑钢窗 外墙面根据 建筑做法说明 选用仿花岗石喷墙涂料 不同分隔区采用不同的颜色区隔 以增强美感 2 3 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 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 29m 满足间距 50m 的要求 2 3 4 抗震 建筑的平立面布置规则 建筑的质量分布和刚度变化均匀 楼层没有错层 满足 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 4 抗震要求 本章小结 建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能 周边城市环境特点 首先设计建筑 平面 包括建筑平面选择 平面柱网布置 平面交通组织及平面功能设计 其次进行立面 造型 剖面设计 最后设计楼梯和卫生间 本设计满足建筑单位的使用要求 技术措施合 理 同时 通风 采光 消防等技术指标均满足相应的规范和规定 第 3 章 结构设计 3 1 结构方案选型及布置 3 1 1 柱网布置 柱网尺寸首先应最大限度地满足建筑使用功能的要求 然后根据造价最省的原则 充分考虑加工 安装条件等因素综合确定 由于结构的层数较少且跨度不是很大 所 以采用较大柱网尺寸 在节约造价的同时提高房屋的利用率 综合考虑以上条件 柱 网尺寸取纵向 8 4m 横向 6 3m 2 1m 3 1 2 结构形式选择 建筑物的结构形式应满足传力可靠 受力合理的要求 本建筑的层数为地上六层 局部两层 采用框架结构完全可以满足结构方面以及抗震方面的要求 较为理想 而 且框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间 并结合建筑设计图纸方案 建筑 的结构形式选定位为钢筋混凝土框架结构 3 1 3 楼板形式选择 楼板的方案选择首先要满足建筑设计的要求 自重小 保证楼盖有足够的刚度要 求 常见形式有钢筋混凝土现浇楼板 预制楼板等 预制楼板整体刚度较差 综合考 虑造价 施工水平及室内顶棚抹灰等 选择钢筋混凝土现浇楼板较为合适 3 1 4 各层结构平面布置 本工程平面为 L 形 且水平和竖向均为规则布置 没有大的刚度突变 可采用横 向承重方案 主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度 而纵向框架则按构 造要求布置较大的连系梁 各层的结构平面布置图如图 3 1 图 3 2 和图 3 3 所示 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 5 图 3 1 底层结构平面布置图 图 3 2 标准层结构平面布置图 图 3 3 顶层结构平面布置图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 6 3 2 荷载统计 该框架柱网平面布置规则 仅选择中间位置的一榀横向框架 KJ 3 进行设计计算 该榀框架的计算单元如图 3 1 图 3 2 图 3 3 中的阴影范围 KJ 3 的计算简图 见图 3 4 中 框架梁的跨度等于顶层柱截面形心轴线之间的 距离 根据地质资料 确定基础顶面离室外地面为 500mm 底层柱高从基础顶面算 至二层楼板底 为 4 85m 其余各层的柱高为建筑层高 各层均为 3 9m 图 3 4 KJ 3 计算简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 7 3 2 1 材料选用 混凝土 钢筋 梁柱纵筋采用30C 24 1000 3 mmNEc 2 3 14mmNfc 箍筋采用 400HRB235HPB 3 2 2 拟定梁柱尺寸 框架梁 边跨 取 CDAB mml788 52512 1 8 1h mm600 取 中跨 mmhb200 3003 1 2 1 mmb250 mmhbBC600250 框架柱 要求 c fNA 2 1 kNmmmkNnFN 8 21164 805 1 15 3 5 1214 10 2 则 2 2 3 177634 3 14 10 8 2116 2 12 1mm mkN kN f N A c 取 mmAb421 mmmmhb450450 纵向框架梁 mmmmhb700300 次梁 mmmmhb450200 3 2 3 荷载计算 屋面框架梁 20mm 厚 1 3 水泥砂浆抹平压光 1 1m 分格 23 40 0 2002 0 mkNmkNm 3mm 厚 一层 高聚物改性沥青防水卷材防水卷材防水层 SBS APP 2 05 0 mkN 涂胶黏剂一层 2 003 0 mkN 3mm 厚 一层 高聚物改性沥青防水卷材防水卷材防水层 SBS APP 2 05 0 mkN 30mm 厚 1 3 水泥砂浆 4 200 双向配筋 6 6 分格封宽 10 油膏嵌封 2 60 0 2003 0 mkN 100mm 厚憎水膨胀珍珠岩找坡 2 最薄 40 厚 233 25 0 101025010 0 mkNmkNm 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄 40 厚 2 64 0 42 28 0 04 0 mkN 120mm 厚现浇钢筋混凝土屋面板 23 3 2512 0 mkNmkNm 20mm 厚板底抹灰 23 34 0 1702 0 mkNmkNm 屋面板均布恒荷载标准 2 33 5 mkN AB 跨屋面梁上恒荷载标准值 mkNmkNmgwk 39 22 33 5 2 4 2 1 BC 跨屋面梁上恒荷载标准值 单向板 0 2 wk g AB 跨框架梁自重 3wk g 框架梁自重 mkNmkNmm 3 2512 0 6 025 0 3 框架梁抹灰 10 厚混合砂浆 mkNmkNmm 16 0 17212 0 6 001 0 3 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 8 mkNgwk 16 3 3 BC 跨框架梁自重 4wk g 框架梁自重 mkNmkNmm 3 2512 0 6 025 0 3 框架梁抹灰 10 厚混合砂浆 mkNmkNmm 16 0 17212 0 6 001 0 3 mkNgwk 16 3 4 屋面不上人 活荷载标准值为 则 2 5 0mkN AB 跨屋面梁上活荷载标准值 mkNmkNmqwk 1 2 5 02 4 2 1 BC 跨屋面梁上活荷载标准值 单向板 0 2 wk q 屋面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载 女儿墙自重标准值 800mm 高 200mm 厚 一面瓷砖贴面 一面抹灰 20mm 厚 自重为 mkNmkNmkNmkNmm 5 2 1702 0 5 0 62 08 0 323 纵向框架梁自重标准值 纵向框架梁自重 mkNmkNmm 35 4 2512 0 7 03 0 3 抹灰 mkNmkNmm 20 0 1702 0 258 0 3 纵向框架梁自重标准值 mkN 55 4 次梁自重标准值 次梁自重 mkNmkNmm 65 1 2512 0 45 0 2 0 3 抹灰 mkNmkNmm 11 0 1702 0 33 0 3 次梁自重标准值 mkN 76 1 A 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值 1wk G 女儿墙自重 kNmmkN214 8 5 2 纵向框架梁自重 kNmmkN22 384 8 55 4 纵向次梁自重 kNmmkN54 5 15 3 76 1 屋面恒荷载传来 kNmkNmmmmm02 94 33 5 1 205 1 15 3 15 3 4 8 2 B 轴纵向kNGwk00 181 1 框架梁传来恒荷载标准值 2wk G 纵向框架梁自重 kNmmkN22 384 8 55 4 纵向次梁自重 kNmmkN54 5 15 3 76 1 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 9 屋面恒荷载传来 kNmkNmmmmm02 94 33 5 1 205 1 15 3 15 3 4 8 2 kNmkNmm01 47 33 5 05 1 4 8 2 kNGwk04 207 2 A 轴纵向框架梁传来活荷载标准值 1wk Q 屋面活荷载传来 kNmmmmmGwk93 105 01 205 1 15 3 15 3 4 8 1 B 轴纵向框架梁传来活荷载标准值 2wk Q 屋面活荷载传来 kNmmmmm93 105 01 205 1 15 3 15 3 4 8 kNmkNmm41 4 5 005 1 4 8 2 kNQwk34 15 2 A 轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线 应考虑 100mm 的偏心 以及由此产生的节点弯矩 则 A 轴纵向框架梁偏心产生的节点弯矩 mkNmNM 18 101 0181 00k wk1 mkNmkNMwk 1 091 010 93 2 B 轴纵向框架梁偏心产生的节点弯矩 mkNmNM 20 701 0207 04k wk1 mkNmkNMwk 1 531 015 34 2 楼面框架梁 室内 楼面均布恒荷载 10mm 厚铺地砖 稀水泥浆填缝 23 20 0 19 8kN m01m 0 mkN 25mm 厚 1 2 干硬性水泥砂浆结合层 23 50 0 20kN m025m 0 mkN 120mm 厚现浇混凝土板 23 00 3 25kN m12m 0 mkN 20mm 厚板底抹灰 23 34 0 17kN m02m 0 mkN 楼面均布恒荷载标准值 2 04 4 mkN 走廊 20mm 厚磨光大理石 23 56 0 2802 0 mkNmkNm 20mm 1 2 水泥砂浆找平层 23 40 0 2002 0 mkNmkNm 120mm 厚现浇混凝土楼板 23 00 3 2512 0 mkNmkNm 20mm 厚板底抹灰 23 34 0 1702 0 mkNmkNm 楼面均布恒荷载标准值 2 30 4 mkN 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 10 内隔墙自重 200mm 厚加气混凝土砌块 23 1 206kN m2m 0 mkN 墙面抹灰及处理 2 800mkN 内隔墙自重标准值 mkN 6 500 7m 3 9m2 00N m2 外墙自重 200mm 厚加气混凝土砌块 23 1 206kN m2m 0 mkN 墙面抹灰及处理 2 820mkN 2 02 2 mkN AB 跨楼面梁上恒荷载标准值 mkN 16 974 2m4 04kN mg 2 k1 mkN 9 663 16kN m6 50kN mgk3 BC 跨楼面梁上恒荷载标准值 BC 跨为单向板 为 0 k1 g mkNgk 16 3 3 AB 跨楼面梁上活荷载标准值 mkNmkNmqk 4 8 0 22 4 2 1 BC 跨楼面梁上活荷载标准值 BC 跨为单向板 为 0 2k q 楼面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载 外纵墙自重标准值 墙重 kNm28 852 02kN m 21 23m 0 7m 3 9m 8 4m 2 窗重 kN5 670 45kN m2 1m3m2 2 合计 kN34 52 内纵墙自重标准值 墙重 kNm36 452 00kN m 21 21 0m 0 7m 3 9m 8 4m 2 门重 kN0 840 2kN m2 1m1 0m2 2 合计 kN46 20 A 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值 k1 G 外纵墙重 kN34 52 次梁上墙重 kNm43 472 00kN m15 3 0 45m 3 9m2 2 纵向框架梁自重 kNm38 224 84 55kN m 纵向次梁自重 kNm11 093 61 76kN m 楼面恒荷载传来 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 11 N71 27k4 04kN m 2 2m 4 2 2m 4 3m 6 2 3m 6 2 3m 6 4m 8 2 NG189 69k k1 B 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值 k2 G 内纵墙重 N46 20k 次梁上墙重 N43 47k 纵向框架梁自重 N38 22k 纵向次梁自重 N11 09k 楼面恒荷载传来 N71 27k4 04kN m 2 2m 4 2 2m 4 3m 6 2 3m 6 2 3m 6 4m 8 2 kNmkN m m93 37 30 4 2 1 2 4 8 2 NG240 35k k2 A 轴纵向框架梁传来活荷载标准值 k1 Q 楼面活荷载传来kNmkN mmmmm m65 43 0 2 2 2 4 2 2 4 3 6 2 3 6 2 3 6 4 8 2 B 轴纵向框架梁传来活荷载标准值 k2 Q 楼面活荷载传来kNmkN mmmmm m63 43 0 2 2 2 4 2 2 4 3 6 2 3 6 2 3 6 4 8 2 kNmkN m m05 22 5 2 2 1 2 4 8 2 kNkNkNQ68 6505 2228 35 k2 A 轴纵向框架梁偏心产生的节点弯矩 m18 971m 0 189 69 k1 kNkNMm24 361m 0 43 63 k2 kNkNM B 轴纵向框架梁偏心产生的节点弯矩 m24 031m 0 240 35 k1 kNkNMm6 571m 0 65 68 k2 kNkNM 梁间恒荷载简图如图 3 5 所示 梁间活荷载简图如图 3 6 所示 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 12 图 3 5 梁间恒荷载简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 13 图 3 6 梁间活荷载简图 柱自重 底层柱自重 kNmmkNmm50 2785 4 2845 0 45 0 3 其它层柱自重 kNmmkNmm11 229 32845 0 45 0 3 混凝土容重取以考虑柱外抹灰 3 28mkN 3 2 4 梁柱线刚度计算 在求梁柱惯性矩时 考虑到现浇板的作用 取 为不考虑楼板翼缘作用 0 2II 0 I 的梁截面惯性矩 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 14 AB 跨梁 mNE mm Emm L IE i c c AB c AB b 1029 14 6300 104522 5 48 0 BC 跨梁 35 8 0 1086 42 2100 104522 mm mm E l IE i c BC c BC b 底层柱 35 44 1 1 1005 7 4850 12 450 mmEE mm mm H IE i cc c c 其它层柱 35 44 1076 8 3900 12 450 mmEE mm mm H IE i cc l c c 内力分析时 一般只要梁柱相对线刚度比 为了计算方便 去 AB 跨梁线刚度作 为基础值 1 算的各杆件的相对线刚度比 标于图 3 7 括号中 图 3 7 梁柱线刚度 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 15 3 3 荷载作用下的框架内力分析 3 3 1 风荷载作用下的框架内力分析及侧移验算 风荷载 基本风压 风载体型系数 风压高度系数按 C 类 2 0 45 0 mKNw 3 1 s u 粗糙度查表 查得高度变化系数如表 3 1 所示 表 3 1 B 类粗糙度风压高度变化系数表 离地面高度 m 5 10152030 s u 1 001 141 251 42 荷载规范 规定 对于高度大于 30m 且高度比大于 1 5 的高柔房屋 应采用风 振系数取以考虑风压脉动的影响 本工程房屋高度 故取 z mmH3095 19 1 0 z 各层迎风负荷宽度为 8 4m 则各层柱顶集中风荷载标准值如表 3 2 所示 表 3 2 柱顶风荷载标准值 层数 z s mz z 2 0 mKNw 2 mAKNF 51 01 319 951 250 4524 7818 10 41 01 316 051 160 4532 7622 29 31 01 312 151 060 4532 7620 32 21 01 38 251 000 4532 7617 82 11 01 34 351 000 4534 5314 06 计算简图如图 3 8 所示 建筑物在满足使用要求的同时 它的体型 立面以及内外空间的组合 还会给人 们在视觉和精神上以某种感受 跟随着现代节奏的步伐写字楼越来越趋向于简洁 大 方 写字楼的体型设计应符合它的功能和环境的要求 本建筑位于哈尔滨市且场地较 平整 在体型设计上遵循相应的设计标准和技术指标 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 16 图 3 8 风荷载计算简图 柱的侧移刚度 斤计算 KJ 13 计算过程及结果见表 3 3 表 3 4 表 3 5 表 3 3 其它层层柱侧移刚度 c b i i K K K c 2 12 2 mmN h i D c c 边 柱 2 根 63 1 261 0 0 12 449 0 63 1 2 63 1 9309 3900 100 3876 0 12449 0 2 10 中 柱 2 根 52 6 261 0 30 1 2 765 0 252 6 52 6 15861 3900 100 3876 0 12765 0 2 10 mmND 503402 158619309 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 17 表 3 4 底层柱侧移刚度 c b i i K K K c 2 5 0 12 2 mmN h i D c c 边 柱 2 根 09 2 49 0 0 1 633 0 09 2 2 09 2 5 0 10233 4850 100 306 1 12633 0 2 10 中 柱 2 根 37 8 49 0 30 1 855 0 37 8 2 5 037 8 13822 4850 100 306 1 12855 0 2 10 mmND 481102 1382210233 风荷载作用下的侧移验算 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算 m k jk j i D V u 1 各层的层间侧移值求得以后 顶点侧移为各层层间侧移之和 框架在风荷载作用 下的侧翼计算见表 3 6 表 3 6 风荷载作用下的框架侧移计算 层次各层荷载 kNPi 层间剪力 kNVi 侧移刚度 mkND 层间侧移 mui h ui 518 1018 10503400 00036 10833 1 422 2940 39503400 00080 4863 1 320 3260 71503400 0012 3234 1 217 8278 53503400 0016 2500 1 114 0692 59481100 0019 2260 1 框架总侧移m005853 0 i uu 层间侧移最大值为 满足侧移要求限值 550122601 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 18 风荷载作用下的框架内力分析 D 值法 以第五层为例 说明其计算过程 A 轴线 求柱剪力 因 则185 0 50340 9309 mmN mmN D D kNkNV35 3 10 18185 0 反弯点高度 由查得63 1 K382 0 0 y 顶层不考虑 则0 1 1 0 1 y0 1 3 0 3 y 2 y 382 0 310 yyyy 柱端弯矩 柱顶 mKNkNmM A 07 8 35 3 9 3 382 0 1 54 柱底 mKNkNmM A 99 4 35 3 9 3382 0 45 B 轴线柱 求柱剪力 因 则315 0 50340 15861 mmN mmN D D kNkNV70 5 10 18315 0 反弯点高度 由查得52 6 K45 0 0 y 顶层不考虑 则0 1 1 0 1 y0 1 3 0 3 y 2 y45 0 321 yyyy 柱端弯矩 柱顶 mkNkNmMB 23 1270 5 9 3 45 0 1 54 柱底 mkNkNmMB 00 1070 5 9 345 0 45 其余各层如表 3 7 表 3 8 所示 表 3 7D 值法计算 A 轴线柱端弯矩 A 轴线柱 层数 D D kN V y t c M mkN b c M mkN 50 1853 350 388 074 99 40 1857 470 4316 5512 59 30 18511 230 4822 6921 11 20 18514 530 5028 3328 33 10 21319 720 5538 6047 18 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 19 表 3 8 D 值法计算 B 轴线柱端弯矩 B 轴线柱 层数 D D kN V y t c M mkN b c M mkN 50 3155 700 4512 2310 00 40 31512 720 5024 8024 80 30 31519 120 5037 2837 28 20 31524 740 5048 2448 24 10 28726 570 5552 0163 57 梁端弯矩可根据节点平衡求出 其中梁线刚度见图 3 8 梁柱线刚度 由梁端弯矩进 一步求得 梁端剪力 具体计算过程如表 3 9 所示 表 3 9 两端弯矩 剪力及轴力计算 层次12345 mkNMb l 66 9349 4435 2821 548 07 mkNMb r 75 1964 1446 5626 109 17 mL 6 36 36 36 36 3 A AB 跨梁 kNVb 22 5618 0312 997 562 74 mkNMb l 25 0621 3815 528 703 06 mkNMb r 25 0621 3815 528 703 06 mL 2 12 12 12 12 1 BC 跨梁 kNVb 23 8720 3614 788 292 91 A N 63 88 41 32 23 29 10 30 2 74 柱轴力 B N 6 33 5 02 2 69 0 90 0 17 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 20 轴力前的正负号表示风荷载可左右两个方向作用于框架 当风荷载反向作用于框 架时 轴力将变号 框架在风荷载作用下的弯矩图如 3 9 所示 梁剪力及轴力图如图 3 10 所示 图 3 9 左风作用下框架弯矩图 mkN 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 21 图 3 10 梁端剪力及柱轴力图 kN 3 3 2 恒荷载作用下的内力分析 恒载 竖向荷载 作用下的内力计算采用分层法 分层法除底层外 其余各层的 线刚度应乘以 0 9 的修正系数 其传递系数由改为 以考虑假定柱上下端与实际2131 情况的出入 梁固端弯矩 将梯形荷载折算成固端等效均布荷载 qqe 21 32 la 将三角形荷载折算成固端等效均布荷载 qqe8 5 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 22 顶层 AB 跨33 0 3 6 2 4 5 0 mkNmkNqe 08 15 39 22 33 0 33 0 21 32 18 243 16kN m15 08kN mq mkN mkN ql 33 60 12 3 624 18 12 22 BC 跨 mkN ql 16 1 3 2 1 2 16 3 3 22 其余各层 AB 跨50 2366 9 818 0 97 16 qmkN mkN ql 54 77 12 3 650 23 12 22 BC 跨 mkN ql 16 1 3 2 1 2 16 3 3 22 弯矩分配系数 以顶层节点为例 节点 5 A64 0 61 0 9 040 14 0 14 55 BA 36 0 0 1461 0 9 04 61 0 9 04 45 AA 节点 5 B33 0 61 0 9 0420 30 14 0 14 55 AB 18 0 61 0 9 0420 30 14 61 09 04 45 BB 49 0 61 0 9 040 320 14 20 3 55 OB 内力计算 弯矩计算过程如表 3 10 表 3 11 表 3 12 所示 所得弯矩图如图 3 11 图 3 12 图 3 13 所示 节点弯矩不平衡是由于纵向框架梁在节点处存在偏心弯 矩 最终弯矩图为 3 14 梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起剪力与梁端弯矩引起的剪 力相叠加而得 柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到 计算柱底轴力还需考虑 柱的自重 如表 3 13 表 3 14 表 3 15 所示 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 23 表 3 10 顶层力矩分配 节点 5 A 5 B 杆端 45A A 55B A 55A B 55O B 45B B 0 360 640 330 490 18 mk NM F 60 3360 33 1 16 15 20 3 09 0 17 27 03 13 52 8 58 17 16 25 48 9 36 5 49 2 75 0 46 0 91 1 35 0 50 0 29 0 15 0 05 0 07 0 03 mk NM 18 46 36 5658 63 28 06 9 89 表 3 11 二三四层力矩分配 以四层为例 节点AB 杆端 43A A 23A A 33B A 33A B 23B B 43B B 33O B 0 260 260 480 280 150 150 42 mk N M F 77 7477 74 1 16 15 28 15 28 28 21 14 11 9 33 18 66 10 00 10 00 27 99 2 43 2 43 4 48 2 24 0 32 0 63 0 34 0 34 0 93 0 08 0 08 0 15 0 08 0 02 0 01 0 01 0 04 mk N M 17 7917 79 53 9174 86 10 35 10 35 30 12 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 24 表 3 12 一层力矩分配 节点AB 杆端 21A A 支 AA1 11B A 11A B 支 BB1 21B B 11O B 0 270 240 490 280 140 160 42 mk N M F 77 7477 74 1 16 15 87 14 10 28 80 14 40 9 37 18 74 9 37 10 71 28 11 2 53 2 25 4 59 2 30 0 32 0 64 0 32 0 37 0 97 0 09 0 08 0 16 0 08 0 02 0 01 0 01 0 04 mk N M 18 4916 43 53 8875 12 10 36 11 09 29 12 图 3 11 顶层弯矩图 mkN 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 25 图 3 12 二 四层弯矩图 mkN 图 3 13 底层弯矩图 mkN 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 26 图 3 14 恒荷载作用下框架的弯矩图 mkN 表 3 13 恒荷载作用下柱中心梁端剪力及柱轴力 kN 荷载引起剪力弯矩引起剪力 AB 跨BC 跨CD 跨AB 跨BC 跨CD 跨 层 次 BA VV CB VV DC VV BA VV CB VV DC VV 556 973 3256 97 3 0803 08 466 073 3266 07 2 7002 70 366 073 3266 07 2 7302 73 166 073 3266 07 2 7202 72 166 073 3266 07 3 0803 08 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 27 表 3 14 柱中心剪力 总剪力 AB 跨BC 跨CD 跨 层 次 A V B V B V C V C V D V 553 8960 053 323 3253 8949 00 463 3768 773 323 3263 3768 77 363 3468 803 323 3263 3468 80 263 3568 793 323 3268 3568 79 162 9969 153 323 3262 9969 15 表 3 15 柱轴力 柱轴力 A 柱B 柱C 柱D 柱 层 次 u N l N u N 1 N u N 1 N u N 1 N 5234 89257 00267 09289 20267 09289 20234 89257 00 4510 06532 17598 32620 43598 32620 43510 06532 17 3785 20807 31929 58951 69929 58951 69785 20807 31 21060 351082 461260 831282 941260 831282 941060 351082 46 11335 141362 641592 441619 941592 441619 941335 141362 64 竖向荷载梁端弯矩调幅系数取 0 85 跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨内实际荷 载求的 但调幅后的支座和跨中截面的弯矩值均不小于 r2 0 2 1 02 1 MMMM 0 3 1 M 顶层 m110 77k 0AB NMm36 92k 3 1 0AB NM 其余层 m119 65k 0AB NMm39 88k 3 1 0AB NM m1 74k 0BC NMm0 58k 3 1 0BC NM 调整后的弯矩即为图 3 14 标注的弯矩值 黑龙江工程学院本科生毕业设计 论文 28 3 3 3 可变荷载作用下框架内力分析 各层楼面活荷载采用满布荷载法近似考虑活荷载不利布置的影响 内力分析方法 可与 恒载相同 采用分层法 分层法除底层外 其余各层柱的线刚度应乘以0 9的修正系数 且传递系数由1 2改 为1 3 以考虑假定的柱上下端与实际情况的出入 梁固端弯矩 将梯形荷载和三角形荷载折算成固端等效均层布荷载 则 顶层 AB跨 33 0 3 6 2 4 5 0 mkNmkNqe 72 1 10 2 33 0 33 0 21 32 mkN ql 69 5 12 3 672 1 12 22 BC跨 无荷载 故弯矩为0 其余各层 AB 跨85 6 818 0 40 8 qmkN mkN ql 66 22 12 3 685 6 12 22 BC跨 无荷载 故弯矩为0 弯矩分配系数 以顶层节点为例 节点 5 A64 0 61 0 9 040 14 0 14 55 BA 36 0 0 1461 0 9 04 61 0 9 04 45 AA 节点 5 B33 0 61 0 9 0420 30 14 0 14 55 AB 18 0 61 0 9 0420 30 14 61 09 04 45 BB 49 0 61 0 9 040 320 14 20 3 55 OB 内力计算 弯矩计算过程如表 3 16 表 3 17 表 3 18 所示 所得弯矩图如图 3 15 3 16 3 17 所示 将相邻两个开口刚架中同层同柱内力叠加 作为原框架结构柱的弯矩 梁端剪 力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得 柱轴力可由梁 端剪力和节点集中力叠加得到 如表 3 19 表 3 20 表 3 21 所列 考虑活荷载不利布置的影响 将跨中弯矩乘以 1 2 的放大系数 竖向荷载梁端