毕业设计_secret

土木工程专业毕业设计 1 山山东东建建筑筑大大学学成成教教学学院院 土木工程专业毕业设计任务书土木工程专业毕业设计任务书 题 目 某办公大楼 设计期限 自 2009 年 月 日 至 2009 年 月 日 班 级 学生姓名 姜燕 学 号 指导教师 签字 结构 王兆国 施工 宿军勇 教研室主任 签字 院长 主任 签字 土木工程专业毕业设计 2 工程概况工程概况 1 工程名称 某办公大楼 2 工程位置 肥城市 3 工程总面积 10300 主楼 5 层 高 22m 一层 层高 4 8m 二到五层高 17 2m 4 结构形式 现浇整体框架 5 设计资料 1 工程地质条件 工程地质条件情况如下 第一层土 城市杂填土 厚 0 1 0m 第二层土 粘土 厚 4 5 6 0m fk 250Kpa 第三层土 强风化灰岩 2 0 2 6m fk 1500 Kpa 第四层土 中风化灰岩 fk 2500 Kpa 2 抗震设防 6 度 抗震等级 四级 3 防火等级 二二级 4 建筑物类型 丙类 5 基本风压 0 0 30 KN m2 主导风向 西北风 6 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 7 活 载 楼面活荷 2 0 KN m2 上人屋面活载 2 0 KN m2 不上人屋面活载 0 50 KN m2 办公室 2 0 KN m2 走道 2 5KN m2 门厅 2 5 KN m2 楼梯 2 5 土木工程专业毕业设计 3 KN m2 本设计为肥城市某培训中心大楼 建筑物的总长为 80 08 米 总宽度为 32 4 米 底层做商场 二层以上做办公楼 采用大柱网现 浇框架结构 共设两个出入口 两部电梯和两个楼梯间 主体建筑 为 5 层 主要部分 底层 4 8m 以上层高均为 3 6m 建筑总高 22m 不包括突出的炮楼部分高 3 0m 小于 30m 根据 建筑抗 震设计规范 GB 50011 2001 6 1 2 可知本办公楼抗震等级为四级 建筑物合理使用年限为 50 年 建筑物防火等级为二级 该办公 楼处于抗震设防烈度为 6 度区 场地设计分组为第一组 采用现浇 框架结构承重体系 抗震等级为四级 结构布置为横向 2 跨 纵向 8 跨 最大跨度 9 6m 填充墙采用粉煤灰轻渣空心砌块 7 5KN m2 第一部分 建筑部分建筑部分 一 建筑体型选择与平面布置 1 设计原则 某办公楼是以办公用放为主 含有商店 商场 等公共设施 的建筑 建筑是供人使用的有功能作用的空间 同一功能要求和使 用目的的建筑可以有多种空间形式 建筑体型一般综合反映内部空 间 又在一定程度上反映建筑的性格 历史时期和民族地域特点 土木工程专业毕业设计 4 办公楼常常是街道 广场或城市某一个区域的构成中心 鉴于此 办公楼体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能 空间与形式 的辨证统一关系 还要处理好与环境的关系 以便在满足功能要求 的同时 生根于特定的环境 给人以良好的感觉 同样 对于建筑造型与平面布置的选择 必须考虑结构因素 以有利于结构受力 平面同样 对于建筑造型与平面布置的选择 必须考虑结构因素 以有利于结构受力 平面形状应简单 对称 规则 以减少地震灾害的影响建筑造型 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 2 平面布置 鉴于本设计一层为商场 所以采用大柱网框架的平面布置 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 为使常用房间采光 通风效果好 本设计等房间布置在南向 而且此方向面对主要街道 交通方便 一 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 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 土木工程专业毕业设计 5 感在门窗的排列组合 墙面的构件划分中表现得比较突出 二 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 底层做商场 二层以上做办公楼 采用大柱网现 浇框架结构 主体建筑为 5 层 主要部分 底层 4 8m 以上层高均 为 3 6m 突出的楼梯间部分高 3 0m 建筑总高 26 4m 共设两个出 入口 两部电梯和两个楼梯间 电梯布置在建筑物中部 消防疏散 用楼梯布置在建筑物一端 楼梯 电梯间均出屋面 三 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 将使高层建筑的使用更加合理 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 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 40m 安 全 疏 散 距 离 建筑设计防火规范 GBJ 16 87 2001 年局部修订 5 3 8 满足多层建筑的防火要求 四 防火设计 土木工程专业毕业设计 6 一 耐火等级 本工程属二类建筑 10 18 层普通住宅和高度不超过 50m 的公共 建筑 其耐火等级不能低于二级 二 防火设计要点 1 总平面布局中的消防问题 1 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 2 应设环形车道 高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 疏散设计 3 疏散所需时间 从火灾现场退出的时间不应超过 2 分 30 秒为宜 通道宽度 按 通过人数每 100 人不少于 1m 计算 五 建筑做法 五 建筑做法 屋面做法 土木工程专业毕业设计 7 楼面做法 厕所楼面做法 土木工程专业毕业设计 8 屋面泛水做法 散水做法 水泥砂浆散水宽 800 毫米 墙身做法 填充墙采用粉煤灰轻渣空心砌块 7 5KN m2 规格 为 390mm 240mm 190mm 外墙厚度均为 290mm 隔墙均厚 200mm 女儿墙厚 240mm 外墙用石灰砂浆抹面 再涂刷建筑涂料 门窗做法 门为木门和玻璃门 自重 0 2 kN m2 窗为铝合金玻璃窗 自重 0 4 kN m2 屋面找坡 采用结构找坡 C 轴线的柱子在顶层提高 150mm 把屋面 板做成斜板以用来排水 排水坡度为 3 土木工程专业毕业设计 9 第二部分 结构设计结构设计 1 结构布置截面尺寸估算结构布置截面尺寸估算 1 1 结构布置 本工程结构方案经过分析比较 为了满足底层商场的大跨度需求 因此采用纯框架结构体系 结构布置如下 图 1 图 1 1 2 截面尺寸估算 a 柱截面尺寸估算 根据柱支撑的楼板面积计算由竖向荷载作用下产生的轴力 并 按轴压比控制估算柱截面面积 估算柱截面时 楼层荷载按 10 14KN m2计 由于本工程采用的是轻质砌块 因此边柱按 13KN m2计 中柱按 11KN m2计 本工程为四级抗震 查抗震规范 土木工程专业毕业设计 10 轴压比限值 N取 N 0 95 柱混凝土强度选用 C30 fC 14 3N mm2 边柱 负荷面为 7 8 9 6 2 的边柱轴力 NV 7 8 9 6 2 13 6 2920 7KN 考虑到偏心弯矩的作用 取 N 1 1NV 1 1 2695 7 KN 3212KN 根据 N N ACfC 设柱为正方形 可得 柱边长 b h AC1 2 N NfC 1 2 486mm 3 1495 0 10003212 取柱边长 b h 500mm 500mm 中柱 负荷面为 7 8 9 6 2 7 2 2 2 65 52mm2的边柱轴力 NV 65 52 11 6 4324KN 考虑到偏心弯矩的作用 取 N 1 1NV 1 1 4324 KN 4756KN 柱边长 b h AC1 2 N NfC 1 2 592mm 3 1495 0 10004756 取中柱边长 b h 600mm 600mm 本工程将柱截面归并为两种 C 轴上住截面均取取 b h 600mm 600mm 其余柱截面均为 b h 500mm 500mm b 柱截面尺寸估算 框架梁截面高度 h 按梁跨度的 1 10 1 18 确定 则横向框架梁 高为 9600 1 10 1 18 960mm 533mm 取 h 800mm 梁宽 b 1 2 1 3 400mm 266mm 取 b 300mm 土木工程专业毕业设计 11 连系梁高为 9600 1 10 1 20 960 480 取 h 500mm 梁 宽 b 250mm 纵向框架梁高为 7800 1 10 1 15 780 520 取 h 600mm 梁宽 b 300mm c 柱截面尺寸估算 板的厚度为 h L 40 3600 40 90mm 考虑到板的挠度及裂缝宽 度的限制因素 根据经验取板厚为 h 100mm 2 屋面楼面荷载计算 屋面楼面荷载计算 2 2 1 1 屋屋面面恒恒载载 上上人人屋屋面面 计计算算 砖墩浆砌架空隔热 35mm 厚钢筋砼板 25 0 035 0 875KN m2 20mm 厚水泥砂浆抹面 20 0 02 0 4KN m2 一毡二油上铺小石子 约厚15mm 0 3 KN m2 高分子卷材 4mm 0 05KN m2 20mm 厚 1 3 水泥砂浆找平压光 20 0 02 0 4KN m2 30mm 厚绿豆砂保温层 30 0 03 0 6KN m2 100mm 厚钢筋砼 25 0 1 2 5KN m2 土木工程专业毕业设计 12 20mm 厚石灰砂浆抹灰 17 0 02 0 34KN m2 恒载标准值 gk 5 5 KN m2 恒载标准值 g 1 2 gk 6 6 KN m2 活载标准值 qk 2 0 KN m2 活载设计值 q 1 2 gk 2 8 KN m2 2 2 2 2 楼面 陶瓷地砖 约 10mm 0 22KN m2 20mm 厚 1 2 水泥水泥水砂浆结合层 20 0 02 0 4KN m2 20mm 厚 1 3 水泥水泥水砂浆找平 20 0 02 0 4KN m2 100mm 厚钢筋砼 25 0 1 2 5KN m2 20mm 厚石灰砂浆抹灰 17 0 02 0 34KN m2 恒载标准值 土木工程专业毕业设计 13 gk 3 9 KN m2 恒载标准值 g 1 2 gk 4 68KN m2 活载标准值 qk 2 0 KN m2 活载设计值 q 1 4 gk 2 8 KN m2 2 2 3 3 厕所 楼面 陶瓷地砖 约 10mm 0 22KN m2 20mm 厚 1 2 水泥水泥水砂浆结合层 20 0 02 0 4KN m2 20mm 厚素砼刚性防水层 25 0 02 0 5KN m2 30mm 厚 1 6 水泥焦渣找坡 15 0 03 0 45KN m2 100mm 厚钢筋砼 25 0 1 2 5KN m2 20mm 厚石灰砂浆抹灰 17 0 02 0 34KN m2 恒载标准值 土木工程专业毕业设计 14 gk 4 4 KN m2 恒载标准值 g 1 2 gk 5 28KN m2 标准值 qk 2 0 KN m2 活载设计值 q 1 4 gk 2 8 KN m2 3 框架计算框架计算 3 1 框架计算简图的确定及荷载计算框架计算简图的确定及荷载计算 1 框架的选取及计算方法 取 11 11 轴的一榀框架进行计算 见 图 1 该框架承受的荷 载为 10 12 轴线之间的所有荷载 由于板的纵向计算长度为 3900mm 横向计算长度为 3600mm 相当接近 这里近似认为板的 导荷方式为三角形导荷 其中阴影部分以集中力的形式传到框架梁 AC 和 CF 上 A1 A2 A3 A4各板上的荷载通过连系梁以集中力 的形式传到框架梁 AC 和 CF 上 设计内容包括框架计算单元 计算简图的确定 框架受到的各 种荷载计算 各种荷载作用下框架的内力计算 内力组合及截面配 筋计算 框架计算 先采用结构设计软件 PKPM 进行整体结构设计 PKPM 计算时是采用的空间分析设计方法 而用手工计算时考虑计算 工作量的问题及时间因素 采用平面框架 单向 的设计方法 且在结 土木工程专业毕业设计 15 h 1800 构布置上柱网尺寸 梁 柱截面尺寸也按照单向框架的要求确定 图 2 2 计算简图的确定 见图 3 框架的计算简图用梁 柱的轴线表示 梁 柱的轴线分别取各 土木工程专业毕业设计 16 自的形心线 对底层柱的下端 一般取至基础顶面 根据地质资料 假定基础顶面离室外地面为 0 5m 因此框架底 层计算高度为 l0 H 0 5 4 8 0 5 5 3m 为了简化计算 其它各层 取 l0 H 3 6m 框架梁的计算跨度 l0为 9 6m 7 2m 综上 可得计算简图 图 3 图 3 3 23 2 框架梁 柱竖向荷载计算框架梁 柱竖向荷载计算 土木工程专业毕业设计 17 框架梁上的荷载是屋板或楼板上的恒载和活载 以及墙载传来 的 传到框架梁上的荷载见 图 2 其中先计算出 A1 A2 A3 A4各板的面积 A1 3 6 3 9 3 51mm2 2 1 2 1 A2 3 9 3 6 3 51mm2 2 1 2 1 A3 3 9 2 4 3 9 1 2 3 24mm2 2 1 2 1 A4 2 4 2 4 1 44mm2 2 1 2 1 次梁及抹灰荷载 25 0 5 0 1 0 25 17 0 5 0 1 0 02 2 2 77KN mm 主梁及抹灰荷载 25 0 8 0 1 0 3 17 0 8 0 1 0 02 2 5 73KN mm 屋面 第六层 框架恒载计算 均布荷载 A A6 B B6 C C6 F F6 板传来 5 5 1 95 2 13 4KN mm 8 5 主梁自重及抹灰 5 73 KN mm gk 19 13 KN mm g 1 2 gk 23 0 KN mm B B6 C C6 板传来 土木工程专业毕业设计 18 h 1800 5 5 1 2 2 8 25KN mm 8 5 主梁自重及抹灰 5 73 KN mm gk 13 98 KN mm g 1 2 gk 16 8 KN mm 集中荷载 为简化计算 与 A 轴线平行的梁上荷载 包括板传来的 按满跨 传到框架梁的相应的节点上 而平行于框架梁 即平行于 11 轴线 的次梁上荷载如次梁 kh 上的荷载应按其两端梁 土木工程专业毕业设计 19 图 4 的线刚度比重分配再传到相应的节点上去 图 4 次梁线刚度 ib1 Ebh3 12l0 E250 5003 12 3900 E 6 68 105mm3 次梁线刚度 ib2 Ebh3 12l0 E300 8003 12 3900 E 3 28 106mm3 ib1 ib2 E 6 68 105 E 3 28 106 1 4 91 则传到次梁上的荷载为总荷的 1 1 4 91 0 169 传到主梁 上的荷载为总荷的 4 91 1 4 91 0 831 如两端都是次梁 则 每端各传 1 2 传递方式见 图 4 现在计算集中荷载 A A6节点 节点 女儿墙传来 2 6 3 9 2 20 28KN 板传来 5 5 A1 2 5 5 A2 2 91 4 1 91 4 5 5 3 51 2 5 5 3 51 2 91 4 1 91 4 70 69KN 梁传来 5 73 3 9 2 2 77 3 6 2 2 1 91 4 1 91 4 52 98KN GK 144 0KN G 1 2 GK 172 8KN A A6 B B6中点 中点 板传来 土木工程专业毕业设计 20 5 5 A1 2 2 5 5 A2 5 5 A2 2 91 4 1 1 2 1 5 5 3 51 2 2 5 5 3 51 0 169 5 5 3 51 2 103 1KN 2 1 梁传来 2 77 3 9 2 2 77 3 6 2 77 3 6 2 1 91 4 1 1 2 1 2 2 1 28 27KN GK 131 4KN G 1 2 GK 157 6KN B B6节点节点 板传来 5 5 A1 2 5 5 A3 2 5 5 A2 5 5 A4 2 1 2 91 4 1 1 5 5 3 51 2 5 5 3 24 2 5 5 3 51 5 5 1 44 0 169 2 96 23KN 2 1 梁传来 2 77 3 9 2 2 77 3 6 2 77 2 4 2 1 2 1 2 1 2 91 4 1 1 27 72KN GK 124 0KN 土木工程专业毕业设计 21 G 1 2 GK 148 8KN C C6节点节点 板传来 5 5 A1 2 5 5 A3 2 5 5 A2 5 5 A4 91 4 1 91 4 2 91 4 1 91 4 5 5 3 51 2 5 5 3 24 2 5 5 3 51 0 831 5 5 1 44 0 831 2 119 51KN 梁传来 5 73 3 9 2 2 77 3 6 2 77 2 4 2 2 1 91 4 1 91 4 2 1 91 4 1 91 4 58 51KN GK 178 0KN G 1 2 GK 213 6KN C C6 F F6中点 中点 板传来 5 5 A1 2 2 5 5 A2 5 5 A2 91 4 1 1 2 91 4 1 1 5 5 3 51 2 2 5 5 3 51 0 169 5 5 3 51 0 169 2 90 27KN 梁传来 2 77 3 9 2 2 77 3 6 2 77 3 6 2 2 1 91 4 1 1 2 1 91 4 1 1 24 98KN 土木工程专业毕业设计 22 GK 115 2KN G 1 2 GK 138 3KN F F6节点 节点 同 A 节点 有 GK 144 0KN G 1 2 GK 172 8KN 柱端弯矩的计算 对边柱 初始偏心距 e0 100mm MK N e0 144 0 0 1 14 4KN mm M 1 2MK 17 3KN mm 对中柱 初始偏心距 e0 150mm MK N e0 178 0 0 15 26 7KN mm M 1 2MK 32KN mm 屋面 第六层 框架活载计算 均布荷载 A A6 B B6 C C6 F F6 板传来 2 0 1 95 2 4 88KN mm 8 5 gk 4 88 KN mm g 1 4 gk 6 8KN mm 土木工程专业毕业设计 23 B B6 C C6 板传来 2 0 1 2 2 3KN mm 8 5 gk 3KN mm g 1 4 gk 4 2 KN mm 集中荷载 A A6节点 节点 板传来 5 0 A1 2 2 0 A2 2 91 4 1 91 4 2 0 3 51 2 2 0 3 51 2 91 4 1 91 4 25 71KN QK 25 71KN Q 1 2QK 36 0KN A A6 B B6中点 中点 板传来 2 0 A1 2 2 2 0 A2 2 0 A2 2 91 4 1 1 2 1 2 0 3 51 2 2 2 0 3 51 0 169 2 0 3 51 2 2 1 37 5KN QK 37 5KN Q 1 4 QK 52 5KN 土木工程专业毕业设计 24 B B6节点节点 板传来 2 0 A1 2 2 0 A3 2 2 0 A2 2 0 A4 2 1 2 91 4 1 1 2 0 3 51 2 2 0 3 24 2 2 0 3 51 2 0 1 44 0 1 2 1 69 2 35 0KN QK 35 0KN Q 1 4 QK 49 0KN C C6节点节点 板传来 2 0 A1 2 2 0 A3 2 2 0 A2 2 0 A4 91 4 1 91 4 2 91 4 1 91 4 2 0 3 51 2 2 0 3 24 2 2 0 3 51 0 831 2 0 1 44 0 831 2 土木工程专业毕业设计 25 43 45KN QK 43 45KN Q 1 4 QK 60 8KN C C6 F F6中点 中点 板传来 2 0 A1 2 2 2 0 A2 2 0 A2 91 4 1 1 2 2 0 3 51 2 2 91 4 1 1 2 0 3 51 0 169 2 0 3 51 0 169 2 32 83KN QK 32 8KN Q 1 4 QK 46 0KN F F6节点 节点 同 A 节点 有 QK 25 7KN Q 1 4 GK 36 0KN 柱端弯矩的计算 对边柱 初始偏心距 e0 100mm MK N e0 25 7 0 1 3KN mm M 1 4MK 4 2KN mm 对中柱 初始偏心距 e0 150mm MK N e0 43 45 0 15 7 7KN mm M 1 4MK 10 78KN mm 用类似的方法可以一次计算出整榀框架的荷载简图 见 图 5 图 6 土木工程专业毕业设计 26 活载 标准值 简图 KN m KN KN m 恒载 标准值 简图 KN m KN KN m 图 5 图 6 土木工程专业毕业设计 27 3 33 3 梁 柱线刚度的计算梁 柱线刚度的计算 梁的线刚度 ib ECIb l 其中 EC是混凝土的弹性模量 l 是梁的 计算跨度 I 惯性矩 考虑到现浇板的作用对梁截面线刚度的影响 所以一边有板取 Ib 1 5I0 两边有板取 Ib 2I0 I0为不考虑楼板翼缘 作用的梁截面抗弯刚度 梁采用 C25 的混凝土 EC 2 80 104N mm2 柱线刚度 ic ECIb l 柱子采用 C35 混凝土 EC 3 15 104N mm2 具体计算见表 2 1 各杆件惯性矩及线刚度表 表 2 1 b h mm L mm EC N mm2 I0 bh3 1 2 mm4 Ib 2I0i EI L N mm 相 对 刚 度 i相 AC 梁 300 8 00 96002 80 1041 28 1 010 2 56 1 010 7 47 1 010 0 75 CF 梁 300 8 00 72002 80 1041 28 1 010 2 56 1 010 9 96 1 010 1 00 土木工程专业毕业设计 28 底中 柱 600 6 00 53003 15 1041 08 1 010 6 11 1 010 0 61 3 底边 柱 500 5 00 53003 15 1045 21 1 09 2 95 1 010 0 29 6 其它 层中 柱 600 6 00 36003 15 1041 08 1 010 9 0 10 10 0 90 4 其它 层边 柱 500 5 00 36003 15 1045 21 1 09 4 34 1 010 0 43 6 相对刚度取 CF 梁的线刚度 i 9 96 1010为 1 00 其他构件的相 对于它的线刚度见上表 3 4 恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算 1 恒荷载作用下框架的弯矩计算 用弯矩二次分配法计算框架弯矩 竖向荷载作用下框架的内力 分析 由于活载相对恒载小得多 所以本次手工计算不考虑活荷载 的不利布置 认为活载满布 通过此方法求得的框架内力 梁的跨 中弯矩值要比考虑活荷载不利布置时求得的弯矩值偏低 但当活荷 载在总荷载比例较小时 其影响很小 a 固端弯矩计算 将框架梁视为两端固定 计算固端弯矩 土木工程专业毕业设计 29 第六层框架梁 MAC 6 9 62 8 9 6 7 2 3 7 22 2 2 6 912 2 713 19 2 2 6 9 0 66 3 4 131 4 9 6 3 2 4 2 2 6 9 4 22 7124 2 3 6 912 4 298 13 385 5KN m MCA 4 9 6 3 7 2 2 3 6 912 2 713 19 2 2 6 9 0 66 3 4 131 2 2 6 9 4 22 7124 6 9 62 8 9 6 2 4 3 2 42 2 2 6 912 4 298 13 414 8 KN m MCF 19 13 7 22 115 2 7 2 186 3 KN m 12 1 8 1 MFC 186 3 KN m 第五层框架梁 MAC 6 9 62 8 9 6 7 2 3 7 22 2 2 6 912 2 7 3 21 2 2 6 9 0 66 33 109 4 9 6 3 2 4 2 2 6 9 4 22 7 4 153 2 3 6 912 4 2 6 11 382 5KN m MCA 4 9 6 3 7 2 2 3 6 912 2 7 3 21 2 2 6 9 0 66 3 3 109 土木工程专业毕业设计 30 2 2 6 9 4 22 7 4 153 6 9 62 8 9 6 2 4 3 2 42 2 2 6 912 4 2 6 11 443 4KN m MCF 15 2 7 22 93 0 7 2 149 4 KN m 12 1 8 1 MFC 149 4 KN m 其它层用类似的方法计算 计算结果见表 2 2 框架梁的固端弯矩计算 表 2 2 楼层 AC 梁CF 梁 A 端 KN m C 左端 KN m C 右端 KN m F 端 KN m 6 385 5414 8 186 3186 3 5 382 5443 4 149 4149 4 4 382 5443 4 175 7175 7 3 382 5443 4 175 7175 7 2 382 5443 4 175 7175 7 1 382 5443 4 175 7175 7 b 根据梁 柱相对线刚度 计算出各节点的弯矩分配系数 ij A A6点 A6A5 0 368 A6C6 0 632 436 0 75 0 436 0 436 0 75 0 75 0 C C6点 C6A6 0 283 C6F6 0 378 0 1904 0 75 0 75 0 0 1904 0 75 0 0 1 土木工程专业毕业设计 31 C6C5 0 340 0 1904 0 75 0 904 0 F F6点 F6F5 0 304 A6C6 0 696 436 0 0 1 436 0 436 0 0 1 0 1 用类似的方法可以计算出各节点间构件的分配系数 如图表 2 3 所示 用弯矩二次分配法计算框架内力 传递系数均为 1 2 各节点分配二次即可 其计算步骤和结果参见下图表 2 3 土木工程专业毕业设计 32 楼 层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱 6 60 0 3 36 68 80 0 6 63 32 20 0 2 28 83 30 0 3 34 40 0 3 37 78 80 0 6 69 96 60 0 3 30 04 4 385 5414 8 186 3186 3 136 6234 5 72 2 86 8 96 5 119 6 52 3 49 4 36 1117 3 41 2 59 8 48 3 15 8 4 9 8 4 4 6 5 5 6 244 619 5 181 1 195 5455 3 133 5 348 86348 6 5 50 0 2 26 69 90 0 2 26 69 90 0 4 46 62 20 0 2 21 11 10 0 2 25 54 40 0 2 25 54 40 0 2 28 81 10 0 5 53 34 40 0 2 23 33 30 0 2 23 33 3 382 5443 4 149 4149 4 98 798 7169 5 68 4 82 3 82 3 91 1 72 1 31 5 31 5 68 349 7 34 284 8 43 4 37 8 36 1 45 6 18 8 26 2 22 5 22 5 38 76 98 38 39 148 421 121 1 144 5128 9 285 9466 7 117 4 111 8 111 8 267 580 1 29 2 36 6 4 40 0 2 26 69 90 0 2 26 69 90 0 4 46 62 20 0 2 21 11 10 0 2 25 54 40 0 2 25 54 40 0 2 28 81 10 0 5 53 34 40 0 2 23 33 30 0 2 23 33 3 382 5443 4 175 7175 7 98 798 7169 5 62 8 75 6 75 6 83 7 86 1 37 6 37 6 49 449 4 31 484 8 41 2 37 8 43 1 41 9 18 8 15 8 18 1 18 1 31 17 99 59 510 540 917 817 8 130130 275 5473 3 107 3 103 9 29288 6 38 6 35 6 3 30 0 2 26 69 90 0 2 26 69 90 0 4 46 62 20 0 2 21 11 10 0 2 25 54 40 0 2 25 54 40 0 2 28 81 10 0 5 53 34 40 0 2 23 33 30 0 2 23 33 3 382 5443 4 175 7175 7 98 798 7169 5 62 8 75 6 75 6 83 7 86 1 37 6 37 6 49 449 4 31 484 8 37 8 37 8 43 1 41 9 18 8 18 8 18 1 18 1 31 17 28 68 69 542 518 518 5 130130 275 5472 6 104 8 104 8 29390 2 37 9 37 9 2 20 0 2 26 69 90 0 2 26 69 90 0 4 46 62 20 0 2 21 11 10 0 2 25 54 40 0 2 25 54 40 0 2 28 81 10 0 5 53 34 40 0 2 23 33 30 0 2 23 33 3 382 5443 4 175 7175 7 98 798 7169 5 62 8 75 6 75 6 83 7 86 1 37 6 37 6 49 454 31 484 8 37 8 41 1 43 1 41 9 20 3 18 8 19 4 19 4 33 37 89 49 410 543 318 918 9 128 7133 3 277 7473 2 104 107 3 29291 39 37 5 1 10 0 2 29 94 40 0 2 20 0 5 50 06 60 0 2 23 30 0 2 27 76 60 0 1 18 88 80 0 3 30 06 60 0 5 57 77 70 0 1 17 71 10 0 2 25 52 2 382 5443 4 175 7175 7 107 973 4185 7 68 5 82 2 56 91 1 93 1 27 6 40 6 49 4 34 392 9 37 8 46 6 45 6 18 8 4 4 3 7 6 2 2 3 1 6 2 637 21116 2 152 970 4 238 7465 8 122 3 57 6 31674 2 16 6 43 2 A35 2B 28 8 8 3C 表2 3恒荷载作用下框架的弯矩计算 土木工程专业毕业设计 33 c 恒载作用下梁的弯矩图 考虑到梁负弯矩很大 应该进行塑性调幅 这里先进行调幅 然后在画弯矩图 C 节点两端梁负弯矩调幅系数为 0 8 A 节点 除 6 层外 负弯矩调幅系数为 0 9 由于 F 节点负弯矩相对比较小 所 以不予调幅 调幅计算详见表 2 4 表 2 4 MA 右 KN m MC 左 KN m MC 右 KN m MF 左 KN m 楼 层 调幅前调幅后调幅前调幅后调幅前调幅后调幅前调幅后 6 195 5 195 5 455 3364 2 348 8 279 6363 5 285 9 257 3 466 7373 4 267 5 214 80 180 1 4 275 5 248 0 473 3378 6 292 233 6 88 688 6 3 275 5 248 0 472 6378 1 293 234 4 90 290 2 2 277 7 250 0 473 2378 6 292 233 6 9191 1 238 7 214 8 465 8372 6 316 252 8 74 274 2 按照调幅后的梁弯矩画弯矩图 对于 AC 梁 先考虑简支梁 图 7 设 x 处有最大弯矩 3 6 x 7 2 图 7 图 8 M0 q1x q1x2 P1b1x P1 x a1 2 1 l 2 1 l 1 土木工程专业毕业设计 34 P2b2x q2a2 a2 2 b2 l 1 l 1 q2x2 2 1 再考虑和梁的两个负弯矩 M1 M2 图 8 叠加 可得梁的 X 处弯 矩为 M M2 M1 M1 M0 l x 对第六层 对于 AC 梁 设 x 处有最大弯矩 q1 13 98KN m q2 19 13 13 98 5 15 KN m P1 131 4 KN P2 124 0 KN M0 13 98 9 6x 13 98x2 131 4 6 0 x 131 4 x 2 1 2 1 6 9 1 3 6 124 0 2 4x 5 15 7 2 7 2 2 2 4 5 15x2 6 9 1 6 9 1 2 1 9 6x2 72x 473 M M2 M1 M1 M0 l x 364 2 195 5 195 5 9 6x2 72x 473 6 9 x 9 6 2 8 2 362 6 3 6 x 7 2x 当 x 3 6 时 有 Mmax 356 4KN m 对于 CF 梁 可认为跨中就是最大弯矩处 M0 19 13 7 22 115 2 7 2 331 3 KN m 8 1 4 1 土木工程专业毕业设计 35 Mmax M1 M2 M1 M0 2 1 279 0 63 63 331 3 2 1 160 3 KN m 对第五层 对于 AC 梁 设 x 处有最大弯矩 q1 11 6KN m q2 21 3 13 98 9 7KN m P1 109 3 KN P2 153 4 KN M0 11 6 9 6x 11 6x2 109 3 6 0 x 109 3 2 1 2 1 6 9 1 x 3 6 153 4 2 4x 9 7 7 2 7 2 2 2 4 9 7x2 6 9 1 6 9 1 2 1 10 7x2 96 7x 393 5 M M2 M1 M1 M0 l x 373 4 257 3 257 3 10 7x2 96 7x 393 5 6 9 x 10 7 4 0 2 303 4 3 6 x 7 2x 当 x 4 0 时 有 Mmax 303 4KN m 对于 CF 梁 可认为跨中就是最大弯矩处 M0 15 2 7 22 93 0 7 2 266 1KN m 8 1 4 1 Mmax M1 M2 M1 M0 2 1 214 80 1 80 1 266 1 2 1 119 1 KN m 土木工程专业毕业设计 36 用类似的方法可以求出每层梁跨中间的最大弯矩 详见弯矩图 图 9 图 9 土木工程专业毕业设计 37 图 10 2 恒荷载作用下框架的剪力计算 以调幅前的梁端弯矩进行剪力计算 第六层 AC 梁和 CF 梁 偏安全计算 取 q 19 13KN m 满布 QAC 19 13 9 6 131 4 6 124 0 2 4 204 9KN 2 1 6 9 1 6 9 1 土木工程专业毕业设计 38 QCA 19 13 9 6 131 4 3 6 124 0 7 2 2 1 6 9 1 6 9 1 234 1KN QCF 19 13 9 6 115 2 149 4KN 2 1 2 1 QFC 149 4KN 根据公式 V MAC MCA QAC 公式中的 M 和 Q 均以顺时针 l 1 旋转为正 可得 VAC MAC MCA QAC 455 3 195 5 l 1 6 9 1 204 9 177 8KN VC 左 455 3 195 5 234 1 261 2KN 6 9 1 VC 右 348 8 63 149 4 189 1KN 2 7 1 VF 348 8 63 149 4 109 7KN 2 7 1 对 A 柱 V M上 M下 181 1 144 5 l 1 6 3 1 90 4KN 对 C 柱 V M上 M下 133 5 117 4 l 1 6 3 1 69 7KN 对 F 柱 V M上 M下 48 6 36 6 23 7KN l 1 6 3 1 采用此方法 依次可以把每层梁柱的剪力求出 结果详见图 2 10 3 恒荷载作用下框架的轴力计算 土木工程专业毕业设计 39 单柱重力 底层边柱 b h 500mm 500mm QZ 25 0 5 0 5 4 8 17 0 5 0 01 4 0 02 4 8 30 3 3 30 3KN 底层中柱 b h 600mm 600mm QZ 25 0 62 4 8 17 0 6 0 01 4 0 02 4 8 43 2 4 0 47 2KN 其它底层边柱 b h 500mm 500mm QZ 25 0 5 0 5 3 6 17 0 5 0 01 4 0 02 3 6 22 5 2 5 25KN 其它层中柱 b h 600mm 600mm QZ 25 0 62 3 6 17 0 6 0 01 4 0 02 3 6 32 4 3 0 35 4KN 现在计算 A 柱轴力 受拉为正 受压为负 六层 NA6 上 VA6 FA6 177 8 144 0 321 8KN NA6 下 NA6 上 QZ 321 8 25 346 8 KN 五层 NA5 上 NA6 下 VA5 FA5 346 8 190 1 155 9 692 8KN 土木工程专业毕业设计 40 负表示受压 正表示受拉 NA5 下 N A5 上 25 717 8KN 四层 NA4 上 NA5 下 VA4 FA4 717 8 188 2 155 9 1061 9KN NA4 下 N A4 上 25 1086 9KN 三层 NA3 上 NA4 下 VA3 FA3 1086 9 188 4 155 9 1431 2KN NA3 下 NA3 上 25 1456 2KN 二层 NA2 上 NA3 下 VA2 FA2 1456 2 189 0 155 9 1801KN NA2 下 NA2 上 25 1826KN 一层 NA1 上 N A2 下 VA1 FA1 1826 185 2 155 9 2167 2KN NA1 下 NA1 上 25 2197 5KN 同理可计算出 C 柱和 F 柱的一到六层的轴力 详见轴力图 图 11 土木工程专业毕业设计 41 3 5 活载作用下的内力计算活载作用下的内力计算 1 活荷载作用下框架的弯矩计算 同样采用弯矩二次分配法计算框架弯矩 a 固端弯矩计算 将框架梁视为两端固定 计算固端弯矩 MAC 6 9 62 8 9 6 7 2 3 7 22 2 2 6 912 2 788 4 2 2 6 9 0 66 3 5 37 4 9 6 3 2 4 2 2 6 9 4 22 735 2 3 6 912 4 23 105 2KN m MCA 4 9 6 3 7 2 2 3 6 912 2 788 4 2 2 6 9 0 66 3 5 37 2 2 6 9 4 22 735 6 9 62 8 9 6 2 4 3 2 42 2 2 6 912 4 23 112 6 KN m MCF 4 88 7 22 32 8 7 2 50 6KN m 12 1 8 1 MFC 50 6 KN m 活载每层都一样 所以端弯矩均相等 土木工程专业毕业设计 42 b 根据梁 柱相对线刚度 计算出各节点的弯矩分配系数 ij 上面已经计算过 这里不再赘述 c 活载作用下梁的弯矩图 用弯矩二次分配法计算框架弯矩 具体过程见表 2 5 计算跨中最大弯矩 计算方法同计算恒载的最大弯矩方法一致 对于 AC 梁 为了简化计算 均布活载按 q 4 88KN m 满布 M0 q x qx2 P1b1x P1 x a1 P2b2x 2 1 l 2 1 l 1 l 1 M M2 M1 M1 M0 l x 对第六层 对于 AC 梁 设 x 处有最大弯矩 M0 4 88 9 6x 4 88x2 37 5 6 0 x 37 5 x 2 1 2 1 6 9 1 3 6 35 2 4x 6 9 1 2 44x2 18 1x 135 M M2 M1 M1 M0 l x 123 3 53 53 2 44x2 18 1x 135 6 9 x 2 44 2 2 2 93 9 3 6 x 7 2x 当 x 3 6 时 有 Mmax 89 1KN m 对于 CF 梁 可认为跨中就是最大弯矩处 M0 4 88 7 22 32 8 7 2 90 7 KN m 8 1 4 1 Mmax M1 M2 M1 M0 2 1 土木工程专业毕业设计 43 96 1 17 4 17 4 90 7 2 1 34 0 KN m 其余计算类似 详见表 2 6 内力调幅 将中间支座 C 支座 两端弯矩乘以调幅系数 0 8 跨中弯矩乘以调幅系数 1 2 A 和 F 支座负弯矩较小 这里不作调幅 详见下表 表 2 6 表 2 6 MA KN m MAC 中 KN m MC 左 KN m MC 右 KN m MCF 中 KN m MF KN m 6 层 5389 1123 3 96 134 017 4 调幅后 53106 998 6 76 940 817 4 5 层 7774 0123 6 80 136 927 5 调幅后 7788 898 9 64 144 327 5 4 层 74 775 5123 0 8136 926 6 调幅后 74 790 698 4 64 844 326 6 3 层 74 775 5123 0 81 36 926 6 调幅后 74 790 698 4 64 8 44 326 6 2 层 75 375 1122 7 80 836 926 8 调幅后 75 390 198 2 64 644 326 8 1 层 64 483 4121 7 85 737 021 8 调幅后 64 4100 197 3 68 644 421 8 最后画出弯矩图 见图 12 土木工程专业毕业设计 44 图 12 2 活荷载作用下框架的剪力计算 以调幅前的梁端弯矩进行剪力计算 土木工程专业毕业设计 45 第六层 AC 梁和 CF 梁 偏安全计算 取 q 4 88KN m 满布 QAC 4 88 9 6 37 5 6 35 2 4 55 6KN 2 1 6 9 1 6 9 1 QCA 4 88 9 6 37 5 3 6 35 7 2 64 0K 2 1 6 9 1 6 9 1 N QCF 4 88 9 6 32 8 34 0KN 2 1 2 1 QFC 34 0KN 根据公式 V MAC MCA QAC 公式中的 M 和 Q 均以顺时针旋 l 1 转为