旅-馆-设-计计算书

太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 1 第一章第一章 工程概况和建筑设计工程概况和建筑设计 一 建筑概况 1 设计题目 晨光旅馆 2 建筑面积 6048 3 建筑总高度 22 50 室外地坪算起 4 建筑层数 六层 5 结构类型 框架结构 二 工程概况 该旅馆为六层钢筋框架结构体系 建筑面积约 6048m2 建筑物平面为长方形 走 廊宽度 2 4m 标准层高 3 6m 室内外高差 0 60m 其它轴网尺寸等详见平面简图 图 1 框架平面柱网布置 三 建筑造型 根据设计原则 本设计采用 字型结构体系 这种结构体系符合简单 对称 规则的原则 四 平面布置 本设计在平面上力求平面对称 对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合 避 免结构在水平力作用下扭转 五 立面设计 立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系 考虑建筑物整体的几个方面的统一 相邻立面的连接与协调 然后着重分析各立面上墙面的处理 门窗的调整和安排 最 后对入口 门廊等进一步进行处理 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 2 节奏韵律和虚实对比 是使建筑立面高于表现力的重要设计手法 在建筑立面上 相同构件或门窗作有规律的重复和变化 给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵 律的效果 立面的节奏感在门窗的排列组合 墙面的构件划分中表现得比较突出 六 剖面设计 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度 建筑层数 建筑空间的组合利用 以及建筑剖面中的结构 构造关系 建筑物的平面和剖面是紧密联系的 在本设计中 层高均为 3 6m 电梯布置在建筑物中部 消防疏散用楼布置在建筑 物两端 消防疏散用楼 电梯间均出屋面 七 垂直交通设计 本工程主要垂直交通工具是电梯 对电梯的选用及其在建筑物中的合理布置 将 使公共建筑的使用更加合理 舒适 同时还能提高工作效率 本设计中电梯布置在建筑平面的中部 除了设置两部电梯外 还设置了两部防烟 楼梯于建筑物的一端 这样的布置可使建筑物内任意点至楼 电梯出口的距离均不大 于 30m 满足高层建筑的防火要求 八 防火设计 1 耐火等级 本工程属二类建筑 高度不超过 50m 的公共建筑 其耐火等级不能低于二级 2 防火设计要点 总平面布局中的消防问题 选址应在交通便捷处 根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过 要求 既靠近干道 便于高层建筑中人群的集散 又便于消防时交通组织和疏散 应设环形车道 多层建筑周围应设宽度不小于 3 5m 的环形车道 可以部分利用交 通道路 以便消防车能靠近高层主体 能在消防时有足够的流线 六 建筑细部设计 1 建筑热工设计应做到因地制宜 保证室内基本的热环境要求 发挥投资的经济 效益 2 建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷 做好建筑围护结构的保温 和隔热 以利节能 3 采暖地区的保温隔热标准应符合现行的 民用建筑节能设计标准 的规定 4 室内应尽量利用天然采光 5 客房之间的送风和排风管道采取消声处理措施 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 3 6 为满足防火和安全疏散要求 设有两部楼梯和两部电梯 7 客房内的布置与装修以清新自然为主 卫生间的地面铺有防滑地板砖 墙面贴 瓷砖 七 工程做法 1 屋面做法 防水层 二毡三油或三毡四油 结合层 冷底子油热马蹄脂二道 保温层 水泥石保温层 200mm 厚 找平层 20mm 厚 1 3 水泥砂浆 结构层 120mm 厚钢筋砼屋面板 板底抹灰 粉底 15mm 厚 2 楼面做法 铺地砖楼地面 120 现浇砼板 粉底 或吊顶 15mm 厚 八 参考资料 总图制图标准 GB50103 2001 房屋建筑制图统一标准 GBJ50001 2001 建筑结构制图标准 GBJ50105 2001 多层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 民用建筑设计通则 JGJ37 87 第二章第二章 结构设计结构设计 第一节 框架结构的设计 旅馆为六层钢筋框架结构体系 建筑面积约 6040m2 建筑物平面为一字形 底层 层高 3 9m 其它层为 3 6m 室内外高差 0 60m 因毕业设计未给定 0 000 标高所对 应绝对标高 框架平面柱网布置下图所示 一 设计资料 1 气象条件 本地区基本风压 0 40KN 基本雪压 0 35KN 2 抗震烈度 8 度第一组 设计基本地震加速度值 0 02g 3 工程地质条件 建筑地点冰冻深度 0 8M 室外地面至地面以下 8 米范围内轻亚粘土层 建筑场地类别 I 类场地土 地下稳定水位居地坪 4M 以下 地下水无侵蚀性 二 材料 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 4 梁 柱 板统一采用混凝土强度等级为 C30 纵筋采用 HPB335 箍筋采用 HPB235 板筋采用 HPB235 级钢筋 框架结构填充墙材料采用加气混凝土砌块 容重 8KN m3 三 设计依据 1 建筑地基基础设计规范 GB50007 2001 2 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 3 混凝土结构设计规范 GB500010 2002 4 建筑抗震设计规范 GB500011 2001 5 混凝土设计规范理解与应用 北京 中国建筑工业出版社 2002 6 混凝土结构设计规范算例 中国建筑工业出版社 2003 7 房屋结构毕业设计指南 第二节 框架结构设计计算 一 梁柱面 梁跨度及柱高的确定 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构 楼板厚度取 120mm 梁截面高度按梁度 的 1 12 1 8 估算 由此估算的梁截面尺寸见表 1 表中还给出了各层梁 柱和板的混凝 土强度等级 其设计强度 C30 22 43 1 3 14 mmNfmmNf tc 1 1 梁的截面梁的截面 梁编号见图 2 其中 L1 b h 300mm 700mm L2 b h 300mm 700mm L3 b h 300mm 700mm L4 b h 300mm 700mm L5 b h 300mm 650mm L6 b h 300mm 650mm 图 2 框架梁编号 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 5 2 2 梁的计算跨度梁的计算跨度 如图 2 3 所示 框架梁的计算跨度以上柱柱形心线为准 由于建筑轴线与墙重合 故建筑轴线与结构计算跨度不同 图 3 梁的计算跨度 3 3 柱截面的确定柱截面的确定 由已知条件查表可知该框架结构的抗震等级为二级 其轴压比限值 0 8 各 N 层的重力荷载代表值近似取 14 kN 2 m 由式 A 得各层柱截面面积为 cN c f N 对于边柱 1 3 8 2 7 14 6 2358 72 kN nFgN E 2358 72 103 0 8 14 3 206181 82 mm 2 cnc fuNA 得出柱截面为 500 500 对于内柱 1 2 8 6 3 14 6 5080 32 kN nFgN E 5080 32 103 0 8 14 3 444083 92 mm 2 cnc fuNA 得出柱截面为 700 700 因此 取柱一层 b h 700mm 700mm 二层 b h 650mm 650mm 三 四 五 六层 b h 600mm 600mm 基础选用柱下钢筋混凝土条形基础 基础埋深 2 1 m 基础高 1 5m 框架结构 计算简图如图 1 所示 取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板底 2 6 层 柱高即层高取 3 6m 底层柱高度从基础顶面算至一层楼底即底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 定为 1 20m 一层楼面标高为 4 200m 故底层柱高为 5 400m 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 6 图 4 横向框架计算简图及柱编号 二 载荷计算二 载荷计算 1 1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面 不上人 30 厚细石混凝土保护层 22 2 66 003 0 mkN 三毡四油防水层 0 4kN 2 m 20 厚水泥砂浆找平层 20 2 4 002 0 mkN 150 厚水泥蛭石保温层 5 2 75 015 0 mkN 100 厚钢筋混凝土板 25 2 5 21 0 mkN V 型轻钢龙骨吊顶0 25 kN 2 m 合计 4 96 kN 2 m 1 5 层楼面荷载 厚瓷砖地面 0 55 2 mkN 100 厚钢筋混凝土板 25 2 5 21 0 mkN V 型轻钢龙骨吊车 0 25 2 mkN 合计 3 30 2 mkN 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 7 2 2 屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0 5 2 mkN 楼面活荷载标准值 2 0 2 mkN 屋面雪荷载标准值 0 3 3 00 1 0 ss rk 2 mkN 3 3 梁 柱 墙 窗 门重力荷载计算梁 柱 墙 窗 门重力荷载计算 梁 柱可根据截面尺寸 材料容重及粉刷等计算长度上的重力荷载 对墙 窗 门等可计算单位面积上的重力荷载 具体过程略 计算结果见表 1 表表 1 1 梁 柱重力荷载标准值梁 柱重力荷载标准值 层 次 构件 b m h m r 3 mkN g 1 mkN mli n kNGi kNGi 边横梁 0 30 70251 055 5134 6016405 76 中横梁 0 30 70251 055 5136 58286 68 次梁 0 250 60251 053 9385 224491 46 纵梁 0 30 65251 055 1197 3361345 27 1 柱 0 70 7251 1013 4755 4322328 48 2529 17 边横梁 0 30 70251 055 5134 67516410 17 中横梁 0 30 70251 055 5136 558288 88 次梁 0 250 60251 053 9385 224491 46 纵梁 0 30 65251 055 1197 35361354 49 2 柱 0 650 65251 1011 6183 6321338 39 2545 边横梁 0 30 70251 055 5134 7516418 99 中横梁 0 30 70251 055 5136 68291 09 次梁 0 250 60251 053 9385 224491 46 纵梁 0 30 65251 055 1197 4361363 70 3 6 柱 0 60 6251 109 9003 6321140 48 2565 24 注 1 表中为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数 g 表示单位长度构件重力荷载 n 为 构件数量 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 8 注 2 长度取净长 柱长度取层高 外墙为 250mm 厚砌块 外墙面贴瓷砖 0 5 内墙面为 20mm 厚抹灰 则外 2 mkN 墙单位墙面重力荷载为 0 5 0 25 2 84 6 02 0 1715 mkN 内墙为 200mm 厚砌块 两侧均为 20mm 厚抹灰 则内墙单位墙面重力荷载为 2 68 3 202 0 17152 0 mkN 木门单位面积重力荷载为 0 2 铝合金窗单位面积重力荷载为 0 4kN m 2 mkN 2 4 4 重力荷载代表值重力荷载代表值 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 G 为计算单元范围内各层楼面上的重力荷 i 载代表值及上下各半层的墙柱等重量 计算 G 时 各可变荷载的组合值按表 1 16 的规 i 定采用 屋面上的可变荷载均取雪荷载 具体计算过程略 计算结果见图 2 G5 9325 8KN G6 8428 6KN G1 10615 6KN G5 9325 8KN G5 9325 8KN G5 9325 8KN 图 5 重力荷载代表值 三三 框架侧移刚度计算框架侧移刚度计算 1 1 横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算 横向侧移刚度计算方法如下 横梁线刚度计算过程见表 2 cb ii柱线刚度计算过程见表 2 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 9 表表 2 2 横梁线刚度横梁线刚度 类 别 层次 2 mmN Ec mmmm hb 4 0 mm I mm l mmN lIE cc 5 1 mmN lIE cc 0 2 mmN lIE cc 1 4 100 3 700300 9 10125 3 5400 10 1076 4 10 1014 7 10 1052 9 边 横 梁 6 2 4 100 3 700300 9 10125 3 5400 10 1076 4 10 1014 7 10 1052 9 1 4 100 3 700300 9 1056 0 7200 10 1057 3 10 1036 5 10 1014 7 中 横 梁 6 2 4 100 3 700300 9 1056 0 7200 10 1057 3 10 1036 5 10 1014 7 表表 3 3 柱线刚度柱线刚度计算表计算表 c i 层次 mm hc 2 mmN Ec mmmm hb 4 mm Ic mmN lIE cc 15400 4 100 3 700 700 10 100 2 11 1011 1 23600 4 100 3 650 650 10 1049 1 11 1024 1 6 3 3600 4 100 3 600 600 10 1008 1 10 100 9 柱的侧移刚度 D 值按下式计算 D 为柱的侧移刚度修正系数 可由表 3 2 12 h ic c c 所列公式计算 根据梁 柱线刚度比的不同 柱分为中框架中柱和边柱 边框架中k 柱和边柱以及楼梯间柱等 现以第 2 层 B 3 柱的侧移刚度计算为例 说明计算过程 其余柱的计算过程略 计算结果见表 4 6 第 2 层 B 2 柱及其与其相连的梁的相对线刚度如图 3 所示 图中数据取自表 3 和 4 由表 2 2 可得梁柱线刚度比为 k 41 1 73 4 2 248 3 22 3 k 41 0 41 1 2 41 1 c mmN h i D c c 72 31380 3300 1073 4 12 41 0 12 2 10 2 图4 梁的相对线刚度 4 73 3 48 3 481 6 1 6 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 10 表表 4 4 中框架柱侧移刚度中框架柱侧移刚度 D D 值 值 mmN 边柱 10 中柱 10 层次 k c 1 i D k c 2i D i D 10 580 4210356 160 850 4711589 04390082 08 6 2 0 740 2714072 731 070 3518242 42564993 9 表表 5 5 边框架柱侧移刚度边框架柱侧移刚度 D D 值 值 mmN A 1 A 10B 1 B 10 层次 k c 1 i D k c 2i D i D 10 440 399616 440 640 4310602 7440438 36 6 2 0 550 2211466 670 800 2915115 1553163 64 表表 6 6 楼梯间框架柱侧移刚度楼梯间框架柱侧移刚度 D D 值 值 mmN C 4 C 5D 4 D 5 层次 k c 1 i D k c 2i D i D 10 420 3817389 300 130 2913486 5861749 76 6 2 0 470 1920559 780 140 077311 8655743 28 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加 即得框架各层层间侧移刚度 i D 见下表 7 表表 7 7 框架各层层间侧移刚度框架各层层间侧移刚度 层次 123456 i D 440520 44618157 54618157 54618157 54618157 54618157 54 由表 7 可见 0 72 0 7 故该框架为规则框架 21 DD 因为纵向框架侧移比横向纵向框架小 故不用验算纵向框架侧移刚度 四四 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 1 1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 1 1 横向自振周期计算 横向自振周期计算 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 11 结构顶点的假想侧移由式计算 k n ik T n ik ijGii n ik kGi uuGVGV u 计算过程见下表 8 表表 8 8 结构顶点的假想侧移结构顶点的假想侧移 层次 kNGi kNVGi mmNDi mm i mm i 68428 68428 6618157 5413 64346 95 59325 817754 4618157 5428 72333 31 4 9325 827080 2 618157 54 43 81 304 59 39325 836406618157 5450 89260 78 29325 845731 8618157 5473 98201 89 110615 65634704440520 44127 91127 91 按式计算基本周期 其中的量纲为 m 取 0 7 则 T T 7 1 1 T u T u T 0 70s 7 07 1 1 T34695 0 2 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算水平地震作用及楼层地震剪力计算 因为本设计方案中结构高度不超过 40m 质量和刚度沿高度分布较均匀 变形以剪 切型为主 故可用底部剪力法计算水平地震作用 结构总水平地震作用标准值按式 计算即 ieq GG85 0 ieq GG85 0 0 85 13668 73 11190 03 4 8115 45 0 85 56347 4 47895 29kN 048345 0 08 0 70 0 4 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg kNGF eqEK 50 231529 47895048345 0 1 因 1 4T 所以应考虑顶部附加水平地震作用 顶部 79 0 56 0 4 04 1 1 sT g 附加地震系数066 0 01 0 7 008 0 1 19 01 008 0 1 nn T 计算 即表按 kNF823 152 5 2315066 0 6 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 12 各质点的水平地震作用按式 1 1 nek n j jj ii i F HG HG F EKnn FF 将上述和代入可得 b EK F n j jj ii i HG HG F 1 68 2162 具体过程见表 10 各楼层地震剪力按式 结果见表 9 中 n ik ki FV 表表 9 9 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层 次 mHi kNGi mkNHG ii jj ii HG HGkNFi kNVi 621 98428 6184586 340 246532 02532 02 518 69325 8173459 880 231499 581031 6 415 39325 8142684 740 190410 911442 51 312 09325 8111909 60 149322 241764 75 28 79325 881134 460 108233 571998 32 15 410615 657324 240 076164 362162 68 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图 4 F1 F2 F3 F4 F5 F6 532 02 1031 6 1442 51 1764 75 1998 32 2162 68 图 5 楼层地震剪力 3 3 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式 i u i u i u 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 13 ij s j i D V 1 和式 u 计算过程见表 11 表中还计算了各层的层间弹性位移角 k n k u 1 iie hu 表表 1111 横向水平地震作用下的位移验算横向水平地震作用下的位移验算 层 次 kNVi mmNDi mm i mm i mmhi i i e h 6532 02618157 540 8615 8533001 3837 51031 6618157 541 6714 9933001 1976 41442 51618157 542 3313 3233001 1416 31764 75618157 542 8510 9933001 1158 21998 32618157 543 238 1433001 1022 12162 68440520 444 914 9154001 1100 由表 11 可见 最大层间弹性位移角发生在第 2 层 其值为 1 825 1 550 满足 的要求 其中 hu ee 550 1 hu 4 4 水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架内力计算 以平面图中 轴线横向框架内力计算为例 说明计算方法 其余框架内力计算略 框架柱端剪力及弯矩分别按式和计算 其中取自表 5 s j i ij ij V D V 1 yhVM ij b ij ij D 取自表 8 层间剪力取自表 11 各柱反弯点高度比 y 按式确 ij D 321 yyyyy n 定 其中由表查得 本计算中底层柱需考虑修正值 第 2 层柱需考虑修正值 n y 2 y 其余柱均无修正 具体过程及结果见下表 12 31 yy 和 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 14 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 15 表表 1212 各层柱端剪力及弯矩计算各层柱端剪力及弯矩计算 边柱中柱 层 次m hi kN Vi mmN Dij 1i D 1i V ky b i M 1 1 i M 1i D 2i V ky b i M 2 2i M 63 3532 02618157 5414072 7312 110 740 3011 9927 9718242 4215 701 070 3618 6531 16 53 31031 6618157 5414072 7323 480 740 4030 9946 4918242 4230 441 070 4545 2055 25 43 31442 51618157 5414072 7332 840 74 0 4245 5262 8618242 4242 571 070 4664 6275 86 33 31764 75618157 5414072 7340 180 740 4559 6772 9318242 4252 081 070 5085 9385 93 23 31998 32618157 5414072 7345 490 740 5075 0675 0618242 4258 971 07 0 5097 3097 30 15 42162 68440520 4410356 1651 480 580 72197 6763 1411589 0456 890 850 65199 68107 52 注 表中 M 量纲为V 量纲为 mkN kN 梁端弯矩 剪力及柱轴力分别按式 和 和式 1 u ij b ji r b l b l bl b MM ii i M 1 u ij b ji r b l b r br b MM ii i M l MM V bb b 21 计算 其中梁线刚度取自表 3 具体过程见表 13 k n i r b l bi VVN 1 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 16 表表 1313 梁端弯矩 剪力及柱轴力计算梁端弯矩 剪力及柱轴力计算 边梁 中横梁 柱轴力 层次 l b M r b Ml b V l b M r b Ml b V边柱 N中柱 N 627 9721 345 49 139 829 822 19 35 9 13 0 22 558 4850 625 420 2023 2723 272 122 16 29 33 2 18 493 8582 935 432 7438 1338 132 136 31 62 07 5 75 3118 45103 135 441 0347 4247 422 145 16 103 1 9 88 2134 73125 515 448 1957 7257 722 154 97 151 29 16 66 1138 2140 305 451 5764 5264 522 161 45 202 86 26 54 注 1 柱轴力中的负号表示拉力 当为左震时 左侧两根柱为拉力 对应的右侧两根柱为压力 2 表中 M 单位为 KN m V 的单位为 kN N 的单位为 kN l 的单位为 m 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 17 水平地震作用下框架的弯矩图 梁端剪力图及柱轴力图如图 5 所示 C D 108 97 334 15 202 45 67 12 23 21 350 44 122 66 73 30 51 81 26 87 5 86 135 31 C D 19 42 27 97 58 48 93 85 118 45 134 73 138 2 63 14 75 06 72 93 62 86 46 49 27 97 21 34 9 82 50 62 23 27 82 93 38 13 103 13 47 42 125 51 57 72 140 30 62 52 31 16 55 25 75 86 85 93 97 30 107 52 9 13 9 13 29 33 32 74 62 07 41 03 103 1 48 19 151 29 51 57 202 86 26 54 61 45 16 66 54 97 9 88 45 16 5 75 36 31 2 18 22 16 0 22 9 35 图 6 左地震作用下框架弯矩 梁端剪力及柱轴力图 五五 横向风荷载作用下框架内力和侧移计算横向风荷载作用下框架内力和侧移计算 1 1 风荷载标准值风荷载标准值 风荷载标准值按式 基本风压 0 55由 荷载规范 第 0 zszk 0 2 mkN 7 3 节查得 迎风面 和 背风面 b 类地区 8 0 s 5 0 s H B 21 9 64 8 0 338 且高度不超过 30M 故不考虑风振系数影响 取 fz 1 0 同时将基本风压 Wo 乘以增大系 数 1 05 即可满足要求 取 轴线横向框架 其负载宽度为 7 8m 由式得沿房屋高度的分布风荷载标准值为 q zszzsz 158 4 55 0 2 7 根据各楼层标高处的高度 代入上式可得各楼层标高处的 q z i H s 查取由表 11 1 见下表 14 q z 沿房屋高度的分布见图 6 a 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 18 表表 1414 沿房屋高度分布风荷载标准值沿房屋高度分布风荷载标准值 层次mHi HHi z z 1 1 mkNzq 1 2 mkNzq 621 91 001 261 04 1912 619 518 60 8491 221 03 4452 153 415 30 6991 151 02 6741 671 312 00 5481 051 01 9141 961 28 70 3971 031 01 3600 85 15 40 2471 011 00 8300 519 D C 4 191 3 445 2 674 1 914 1 360 0 830 4 18 7 31 12 26 14 26 18 38 18 05 C D B A 2 619 2 153 1 671 1 196 0 85 0 519 A B a 风荷载沿房屋高度的分布 单位 b 等效节点 集中风荷载 单 1 mkN 位 kN 图 7 框架上的风荷载 荷载规范 规定 对于高度大于 30m 且高宽比大于 1 5 的房屋结构 应采用风 振系数来考虑风压脉动的影响 本设计中房屋高度 H 21 8m 30m 且 H B 1 35 1 5 z 风压脉动的影响较小 因此 该房屋无需考虑风压脉动的影响 框架结构分析时 应按静力等效原理将图 6 a 的分布风荷载转化为节点集中荷 载 如图 6 b 所示 集中荷载 的计算过程如下F 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 19 kN F 74 11 3 2 2 1 3 3 519 0 830 0 3 1 2 1 3 3 519 0 85 0 830 0 360 1 2 1 3 3 519 0 830 0 1 kN F 49 17 3 2 2 1 3 3 519 0 85 0 830 0 360 1 3 1 2 1 3 3 85 0 196 1 671 1 914 1 2 1 3 3 519 0 830 0 85 0 360 1 2 kN F 98 18 3 2 2 1 3 3 85 0 196 1 360 1 914 1 3 1 2 1 3 196 1 671 1 914 1 674 2 2 1 3 3 85 0360 1 196 1 914 1 3 3 1 2 1 8 2 671 1 153 2 674 2 445 3 2 1 3 3 196 1 914 1 671 1 674 2 4 F 2 674 1 914 1 671 1 196 kN72 20 3 2 2 1 3 3 kN F 19 23 3 2 2 1 3 3 671 1 153 2 674 2 445 3 3 1 2 1 3 3 153 2 619 2 445 3 674 2 2 1 3 3 671 1 674 2 153 2 445 3 5 kN F 23 19 3 2 2 1 3 3 153 2 619 2 445 3 191 4 3 1 2 1 3 3 619 2 0191 4 0 2 1 3 3 153 2 445 3 619 2 674 2 6 2 2 风荷载作用下的水平位移验算风荷载作用下的水平位移验算 根据图 6 b 所示的水平荷载由式计算层间剪力 然后依据表 5 求 n i ki FV 1 i V 出 轴线框架的层间侧移刚度 再按式计算各层的相对侧移 n i k s i ij i i uu D V u 1 1 和 和绝对侧移 计算过程见表 15 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 20 表表 1515 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算 层次 123456 kNFi 40187 3112 2614 2618 3818 05 kNVi 74 4470 2662 9550 6936 4318 05 mmND 43890 464630 364630 364630 364630 364630 3 mmui 1 701 090 970 790 560 28 mmui 1 702 793 764 545 15 38 ii hu 1 31481 20191 30961 40441 50321 12700 由表 15 可见 风荷载作用下框架的最大层间位移角为 1 2661 远小于 1 550 满足 规范要求 3 3 风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算 风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同 以 轴为例 表表 1616 风荷载作用下各层柱端剪力及弯矩计算风荷载作用下各层柱端剪力及弯矩计算 边柱中柱 层 次m hi kN Vi 1 mmN Dij 1i D 1i V ky b i M 1 1 i M 1i D 2i V ky b i M 2 2i M 6 3 3 18 05 64630 314072 733 93 0 74 0 30 3 89 9 0818242 425 09 1 07 0 36 6 0510 75 5 3 3 36 43 64630 314072 737 93 0 74 0 40 10 46 15 70 18242 42 10 28 1 07 0 45 15 27 18 66 4 3 3 50 69 64630 314072 73 11 04 0 74 0 42 15 30 21 13 18242 42 14 31 1 07 0 46 21 72 25 50 3 3 3 62 95 64630 314072 7313 7 0 74 0 45 20 34 24 87 18242 42 17 77 1 07 0 50 29 32 29 32 2 3 3 70 26 64630 314072 73 15 30 0 74 0 50 25 25 25 25 18242 42 19 83 1 07 0 50 32 72 32 72 1 5 4 74 44 43890 410356 16 17 56 0 58 0 72 68 27 26 55 11589 04 19 15 0 85 0 65 67 22 36 19 注 表中 M 量纲为V 量纲为 mkN kN 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 21 表表 1717 风荷载作用下梁端弯矩 剪力及柱轴力计算风荷载作用下梁端弯矩 剪力及柱轴力计算 边梁 中横梁 柱轴力 层 次 l b M r b Ml b V l b M r b Ml b V边柱 N中柱 N 69 087 365 43 043 393 392 13 23 3 04 0 19 519 5916 935 46 767 787 782 17 41 9 8 0 84 431 5927 935 411 0212 8412 842 112 23 20 82 2 05 340 1734 965 413 9116 0816 082 115 31 34 73 5 75 2405942 505 415 3919 5419 542 118 61 50 12 8 97 151 847 215 418 3421 7021 702 120 67 68 46 11 3 注 1 柱轴力中的负号表示拉力 当为左震时 左侧两根柱为拉力 对应的右侧两根柱为压力 2 表中 M 单位为 KN m V 的单位为 kN N 的单位为 kN l 的单位为 m 轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩 梁端剪力及柱轴力见图 7 C D 27 03 16 35 5 35 22 17 19 92 28 57 23 97 18 56 39 55 C D 9 08 9 08 19 59 31 59 40 17 40 59 51 8 21 70 47 21 19 54 42 50 16 08 34 96 12 84 27 93 7 78 7 36 3 39 16 93 10 75 18 66 25 50 29 32 32 72 36 19 3 89 10 46 15 30 20 34 25 25 68 27 26 18 23 77 3 04 6 76 11 02 13 91 15 39 18 34 3 04 9 8 20 82 34 73 50 12 68 46 3 04 6 76 11 02 13 91 15 39 18 34 3 23 0 19 7 41 0 84 12 23 2 05 15 31 5 7 18 61 8 97 20 67 11 3 a 框架弯矩图 b 梁端剪力及柱轴力图 图 8 横向框架在水平风荷载作用下的弯矩 梁端剪力和轴力图 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 22 六六 竖向荷载作用下框架结构的内力计算竖向荷载作用下框架结构的内力计算 1 1 横向框架内力计算横向框架内力计算 1 1 计算单元计算单元 取 轴线横向框架进行计算 计算单元宽度为 8 0m 如图 8 所示 由于房间内布 置有次梁 故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示 计算单元范围内 的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架 作用于各节 点上 由于纵向框架的中心线与柱的中心线不重合 因此在框架节点上还作用有集中 力矩 图 9 横向框架计算单元 2 2 荷载计算荷载计算 1 1 恒荷计算恒荷计算 24002400 ED M2 P2P2 M2 q2q3 C FB q1 5400 M2 M2 P2 q2 54002400 M1 M1 P1 P2 P1 q2 q2 A q1q1 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 23 图 10 各层梁上作用的恒载 在图 9 中 对于第 6 层荷载形式 代表横梁自重 为均布和 11 qq 938 3 1 mkNq mkNq 97 1 1 为房间和走道板传给横梁的梯形和三角形荷载 由图 9 所示几何关系可得 22 qq 和 mkNq 86 176 396 4 2 mkMq 42 101 296 4 2 分别为由边纵梁 中纵梁直接传给柱的恒荷载 它包括梁自重 楼板重 女 21 pp 和 儿墙等重力荷载 计算如下 2 72 184 6 2 4 597 1 2 715 3 96 4 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 1 p 183 519kN 97 1 2 715 3 96 4 25 1 6 355 2 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 2 p 5 4 2 189 111kN 集中力矩 mkNepMmkNepM 37 28 2 3 06 0 111 189 53 27 2 3 06 0 52 183 222111 对 2 5 层 包括梁自重和其上横墙自重 为均布荷载形式 其它荷载计算方 11 q q 法同第 6 层 结果为 mkNqmkNq 19 3 24 14 5 03 3 68 3 938 3 11 mkNqmkNq 93 6 1 23 3 88 116 33 3 22 84 6 2 4 597 1 2 773 4 3 3 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 1 p 166 82kN 21 28 14 0 21 28 18 22 7 2 773 4 3 3 25 1 6 38 1 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 2 p 1 97 5 4 2 3 68 5 4 2 7 2 0 6 218 61kN mkNepMmkNepM 37 28 2 3 06 0 111 189 53 27 2 3 06 0 519 183 222111 对 1 层 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 24 mkNqmkNq 97 1 24 14 5 03 3 68 3 938 3 11 mkNqmkNq 93 6 1 23 3 88 116 33 3 22 2 4 597 1 2 715 3 3 3 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 1 p 223 595kN21 28 14 0 21 28 18 21 784 6 2 715 3 3 3 25 1 6 38 1 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 2 p 1 97 5 4 23 68 5 4 2 7 2 0 7 216 59kN 72 36 2 3 07 0 59 183 111 mkNepM mkNepM 82 37 2 3 07 0 111 189 222 2 2 活荷载计算活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图 10 所示 24002400 ED M2 P2P2 M2 q2q3 C FB q1 5400 M2 M2 P2 q2 54002400 M1 M1 P1 P2 P1 q2 q2 A q1q1 图 11 各层梁上作用的活载 对于第 6 层 mkNqmkNq 2 421 2 2 726 3 22 kNp44 192 2 6 32 4 58 1 2 2 12 6 36 3 1 75 78kN2 25 1 6 38 1 2 6 32 4 58 1 2 2 6 36 3 2 p mkNMmkNepM 37 11 2 3 06 0 78 75 916 2 2 3 06 0 44 19 2111 同理 在屋面雪荷载作用下 mkNqmkNq 945 0 45 0 1 2 62 1 45 0 6 3 22 kNp5 745 0 67 16 1 kNp76 11 2 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 25 mkNMmkNepM 76 1 15 0 76 11 13 1 15 0 5 7 2111 对 2 5 层 mkNqmkNq 0 6 2 7 22 kNp44 19 1 kNp78 75 2 mkNMmkNepM 367 1115 0 78 75 916 2 15 0 44 19 2111 对 1 层 mkNqmkNq 0 6 2 7 22 kNp44 19 1 kNp78 75 2 mkNMmkNM 16 152 078 75 9 32 044 19 21 将以上计算结果汇总表 18 表 19 表表 1818 横向框架恒载汇总表横向框架恒载汇总表 层次 1 mkN q 1 mkN q 2 mkN q 2 mkN q 1 kN p 2 kN p 1 mkN M 2 mkN M 63 9381 9718 3714 13166 82189 1127 5328 37 2 5 3 9381 9711 886 93166 82218 6127 5328 37 13 9381 9711 886 93223 60127 5136 7237 82 表表 1919 横向框架活载汇总表横向框架活载汇总表 层次 2 mkN q 2 mkN q 1 kN p 2 kN p 1 mkN M 2 mkN M 6 7 2 1 62 4 2 1 35 19 44 7 5 75 78 11 76 2 196 1 13 11 37 1 62 2 5 7 24 219 4475 785 007 84 17 24 219 4475 786 6510 45 3 3 内力计算内力计算 梁端 柱端弯矩采用二次分配法计算 由于结构和荷载均对称 故计算时可用半 框架 其中恒荷载弯矩计算过程及所得的弯矩如图 11 所示 活荷载弯矩计算过程及所 得的弯矩如图 12 所示 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 太太 原原 理理 工工 大大 學學 继续教育学院毕业设计 论文 纸 26 力叠加而得 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 20 和表 21 图 10 68 9 94 BA 9 22 14 35 22 6289 52 0 812 812 480 72 9 943 13 5 96 17 16 15 16 4 37 87 3219 313 05 1 34 5 27 4 65 13 46 6 2524 58