土木工程毕业设计计算书

武汉科技大学本科毕业设计 1 1 工程概况 1 1 建设项目名称 龙岩第一技校学生宿舍 1 2 建设地点 龙岩市某地 1 3 建筑类型 八层宿舍楼 框架填充墙结构 基础为柱下独立基础 混凝土 C30 1 4 设计资料 1 4 1 地质水文资料 由地质勘察报告知 该场地由上而下可分为三层 杂填土 主要为煤渣 石灰渣 混凝土块等 本层分布稳定 厚 0 0 5 米 粘土 地基承载力标准值 fak 210Kpa 土层厚 0 5 1 5 米 亚粘土 地基承载力标准值 fak 300Kpa 土层厚 1 5 5 6 米 1 4 2 气象资料 全年主导风向 偏南风 夏季主导风向 东南风 冬季主导风向 西北风 基本风压为 0 35kN m2 c 类场地 1 4 3 抗震设防要求 七度三级设防 1 4 4 建设规模以及标准 1 建筑规模 占地面积约为 1200 平方米 为 8 层框架结构 2建筑防火等级 二级 3建筑防水等级 三级 4 建筑装修等级 中级 2 结构布置方案及结构选型 2 1 结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图 本工程确定采用横向框架承重方案 框架 梁 柱布置参见结构平面图 如图 2 1 所示 2 2 主要构件选型及尺寸初步估算 2 2 1 主要构件选型 武汉科技大学本科毕业设计 2 梁 板 柱结构形式 现浇钢筋混凝土结构 30007800780078007800780078007800 630075006300 123456789 A B C D 300 600 300 600 300 600 300 600 300 500 400 750300 500 250 450250 450 300 600 300 600 600 600 750 750 600 600 750 750 图 2 1 结构平面布置图 墙体采用 粉煤灰轻质砌块 墙体厚度 外墙 250mm 内墙 200mm 基础采用 柱下独立基础 2 2 2 梁 柱截面尺寸估算 横向框架梁 中跨梁 BC 跨 因为梁的跨度为 7500mm 则 取 L 7500mm h 1 8 1 12 L 937 5mm 625mm 取 h 750mm 375mm 250mm 取 b 400mm 47 9 750 7250 h ln hb 3 1 2 1 满足 b 200mm 且 b 750 2 375mm 故主要框架梁初选截面尺寸为 b h 400mm 750mm 同理 边跨梁 AB CD 跨 可取 b h 300mm 500mm 其他梁 连系梁 取 L 7800mm h 1 12 1 18 L 650mm 433mm 取 h 600mm 300mm 200mm 取 b 300mm hb 3 1 2 1 故连系梁初选截面尺寸为 b h 300mm 600mm 由于跨度一样 为了方便起见 纵向次梁截面尺寸也初选为 武汉科技大学本科毕业设计 3 b h 300mm 600mm 横向次梁 跨度 L 6300mm h 1 12 1 18 L 525mm 350mm 取 h 450mm 225mm 150mm 取 b 250mm hb 3 1 2 1 故横向次梁初选截面尺寸为 b h 250mm 450mm 3 框架柱 3000 374 7mm 281mm b 1 2 3 h 取 b h 20 1 15 1 20 1 15 1 Hh 按轴力估算 A D 列柱 No 8 2 3 9 3 15 m2 14KN m2 2752KN B C 列柱 No 8 2 3 9 6 8 m2 14KN m2 6027KN 按轴压比验算 此建筑抗震等级为三级 0 9 选 C30 型混凝土 14 3 N N 1 2No c f B C 列柱 2 1 mmmmmm f N A c 749749561958 3 149 0 100060272 1 2 A D 列柱 2 2 mmmmmm f N A c 506506256597 3 149 0 100027522 1 2 故初选柱截面尺寸为 B C 列柱 b h 750mm 750mm A D 列柱 b h 600mm 600mm 2 3 确定结构计算简图 2 3 1 三个假设 平面结构假定 认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担 垂直于该方 向的抗侧力结构不受力 楼板在自身平面内在水平荷载作用下 框架之间不产生相对位移 不考虑水平荷载作用下的扭转作用 2 3 2 计算简图 根据结构平面布置图 选定第 5 轴线作为计算单元 如图 2 2 所示 框架梁跨度 按柱中心线确定 AB CD 跨 6300mm BC 跨 7500mm 框架柱高度 假定基础顶面到室外地面的距离为 500mm 则可 武汉科技大学本科毕业设计 4 取底层 H1 4500 300 500 5300mm 其它层 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 3000mm 框架计算简图如图 2 3 所示 G3H3 H2H4 G4G2 G1 H1 E1 E2 E3 E4F1 F2 F3 F4 I1 K1 I2K2 D3 D4 C2 C3 C4D1 D2 C1 A3 A4 A1 B4 B1B3 B2 A2 L3 L2 L25L18 L7L6 L23L21 L20 L4 L22 L5 L24 L1 L9L8 L11L10 L13L12 L15L14 L17 L19 630075006300 63002550240025506300 78007800 3900390039003900 L16 图 2 2 框架计算单元 2 4 梁 柱惯性矩 线刚度 相对线刚度计算 2 4 1 梁 柱惯性矩计算 计算梁截面惯性矩时 考虑到现浇楼板的作用 边跨取 I 1 5IO 中跨取 I 2IO IO为 不 武汉科技大学本科毕业设计 5 考虑梁翼缘作用的梁截面惯性矩 A0B0 D0C0 C1D1B1A1 A2B2C2D2 A3B3C3D3 A4B4C4D4 A5B5C5D5 A6B6C6D6 A7B7C7D7 A8B8C8D8 1 00 0 25 0 92 0 25 2 44 2 44 1 00 1 76 4 31 4 31 1 76 1 76 0 25 4 31 0 92 4 31 0 25 1 76 1 76 0 25 4 31 0 92 4 31 0 25 1 76 1 76 0 25 4 31 0 92 4 31 0 25 1 76 1 76 0 25 4 31 0 92 4 31 0 25 1 76 1 76 0 25 4 31 0 92 4 31 0 25 1 76 1 76 0 25 4 31 0 92 4 31 0 25 1 76 0 25 0 92 0 25 图 2 3 框架计算简图 主要框架梁 2 3 410 33 10406 1 12 750400 12 mm bh Ib 次要框架梁 2 4 49 33 10125 3 12 500300 12 mm bh Ib 边框架梁 2 5 41010 1 10109 2 10406 1 5 10 2mmII b 中框架梁 2 6 41010 2 10812 2 10406 1 0 20 2mmII b 武汉科技大学本科毕业设计 6 内柱 2 7 410 33 1064 2 12 750750 12 mm bh I o 外柱 2 8 410 33 1008 1 12 600600 12 mm bh I o 2 4 2 梁 柱线刚度计算 根据公式 i EI l 2 9 可以得出梁 柱的线刚度如下 E EC 梁 iA8B8 iC8D8 3 125 109E 6300 0 5 106E ib8C8 14 06 109E 7500 1 87 106E 柱 iD1D0 1 08 1010E 5300 2 04 106E iC1C0 2 64 1010E 5300 4 98 106E iD7D8 1 08 1010E 3000 3 6 106E iC7C8 2 64 1010E 3000 8 8 106E 2 4 3 梁 柱相对线刚度计算 取 iD1D0值作为基准值 1 算得梁 柱的相对线刚度标于图 2 3 中 3 3 荷载标准值计算荷载标准值计算 3 1 永久荷载 3 1 1 作用于框架梁上的均布荷载 1 屋面恒载 三毡四油屋面防水层 0 4kN m2 1 3 水泥沙浆找平层 20mm 0 4kN m2 水泥蛭石板保温层 60mm 0 12kN m2 1 8 水泥炉渣找坡 80mm 1 44kN m2 1 3 水泥沙浆找平层 20mm 0 4kN m2 现浇钢筋混凝土板 100mm 2 5kN m2 板底抹灰 20mm 0 4kN m2 合计 5 66kN m2 2 楼面恒载 水磨石地面 0 65kN m2 现浇钢筋混凝土板 100mm 2 5kN m2 武汉科技大学本科毕业设计 7 板底抹灰 20mm 0 4kN m2 合计 3 55kN m2 3 框架梁自重 边跨框架梁 0 3 0 5 25 3 75kN m 中跨框架梁 0 4 0 75 25 7 5kN m 4 柱子自重 上层柱 外柱 0 6 0 6 25 3 27kN 根 内柱 0 75 0 75 25 3 42 2kN 根 底层柱 外柱 0 6 0 6 25 5 3 47 7kN 根 内柱 0 75 0 75 25 5 3 74 5kN 根 5 墙自重及两面抹灰 女儿墙 0 25 1 5 8 3KN m 两面抹灰 0 8kN m 2 8 层 内墙 0 2 3 0 5 8 4kN m 0 2 3 0 75 8 3 6kN m 外墙 0 25 3 0 5 8 5kN m 0 25 3 0 75 8 4 5kN m 底层 0 25 4 5 0 75 8 7 5kN m 0 25 4 5 0 5 8 7 5 kN m 6 作用在框架梁上的恒载 走廊板按单向板计算 楼面荷载分配按双向板进行等效分配 短向分配 5aq 8 3 1 长向分配 3 2 aq b a b a 2 2 21 32 顶层 走廊板按单向板计算 边跨框架梁自重 0 3 0 5 25 3 75 kN m 梁侧粉刷 2 0 5 0 1 0 02 17 0 27 kN m 中跨框架梁自重 0 4 0 75 25 7 5 kN m 梁侧粉刷 2 0 75 0 1 0 02 17 0 44 kN m qA1 qB1 qG4 qH4 5 66 0 5 3 9 11 04 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 9 25 aq b a b a 2 2 21 32 23 3 93 9 1 2 11 04 2 6 32 6 3 kN m qE4 qF3 qC4 Qd1 2 55 0 5 5 66 7 22 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 7 22 8 4 51 kN m 所以 作用在框架梁上的线荷载为 武汉科技大学本科毕业设计 8 qL5 qL1 4 02 9 25 2 22 52 kN m qL2 qL4 7 94 4 51 2 16 96 kN m qL3 7 94 kN m 同理可求得作用在框架梁上的集中荷载为 F 146 15kN 作用在标准层梁上的线荷载以及集中荷载同理可以求出 在此不再赘述 仅列结果如 下 标准层框架梁上的线荷载为 qL5 qL1 9 72 5 8 2 21 32 kN m qL2 qL4 13 07 2 83 2 18 73 kN m qL3 7 94 kN m 集中荷载为 F 157 57KN 3 1 2 恒载作用于框架柱上的集中荷载 计算方法 每层柱分为上下两个截面 其中 上截面集中荷载 与柱相连接的纵向框架梁自重以及其上墙体 次梁传来恒载 楼面结 构层传来恒载之和 下截面集中荷载 上截面传来荷载 该层柱自重 1 边跨 顶层 连系梁自重 qL6 qL7 qL16 qL17 0 3 0 6 25 4 5 kN m 梁侧粉刷 2 0 6 0 1 0 02 17 0 34 kN m 横向次梁自重 L18 qL19 qL24 qL25 0 25 0 45 25 2 81 kN m 侧粉刷 2 0 45 0 1 0 02 17 0 24 kN m 女儿墙自重 3 7 8 23 4 kN 墙面抹灰 0 8 kN m qA3 qB3 qG2 qH2 5 66 0 5 3 9 11 04 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 9 25 aq b a b a 2 2 21 32 23 3 93 9 1 2 11 04 2 6 32 6 3 kN m qA2 qB2 qG3 qH3 5 66 0 5 3 9 11 04 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 11 04 8 6 9 kN m 所以 作用在边跨柱顶的集中荷载为 F81 3 05 9 25 6 3 2 2 4 84 6 9 0 8 3 9 武汉科技大学本科毕业设计 9 2 23 4 159 96KN 作用在边跨柱底的集中荷载为 F82 159 96 27 187 96KN 七层 连系梁自重 qL6 qL7 qL16 qL17 0 3 0 6 25 4 5 kN m 梁侧粉刷 2 0 6 0 1 0 02 17 0 34 kN m 连系梁上纵墙自重 0 25 3 0 6 8 7 8 37 44 kN 墙面粉刷 2 3 0 6 0 02 17 1 63kN m 横向次梁自重 L18 qL19 qL24 qL25 0 25 0 45 25 2 81kN m 梁侧粉刷 2 0 45 0 1 0 02 17 0 24kN m 横向次梁上横墙自重 0 2 3 0 45 8 4 08kN m 墙面粉刷 2 3 0 45 0 02 17 1 73kN m qA3 qB3 qG2 qH2 3 55 0 5 3 9 6 92 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5 8kN maq b a b a 2 2 21 32 23 3 93 9 1 2 6 92 2 6 32 6 3 qA2 qB2 qG3 qH3 3 55 0 5 3 9 6 92 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 6 92 8 4 33 kN m 所以 作用在边跨柱顶的集中荷载为 F71 4 84 4 33 1 63 7 8 2 3 05 5 8 4 08 1 72 6 3 2 2 2 37 44 179 16 167 86 187 96 354 82KN 作用在边跨柱底的集中荷载为 F72 354 82 27 381 82KN 同理可算得其余各层柱集中荷载 在此不再赘述 仅列结果如下 六层 F61 167 86 381 82 549 68KN F62 549 68 27 576 68KN 五层 F51 167 86 576 68 744 54KN F52 744 54 27 771 54KN 四层 F41 167 86 771 54 939 4KN F42 939 4 27 966 4KN 三层 F31 167 86 966 4 1134 26KN F32 1134 26 27 1161 26KN 二层 F21 167 86 1161 26 1329 12KN F22 1329 12 27 1356 12KN 一层 F11 167 86 1356 12 1523 98KN F12 1523 98 47 7 1571 68KN 2 中跨 顶层 连系梁自重 qL14 qL15 qL18 qL19 0 3 0 6 25 4 5 kN m 武汉科技大学本科毕业设计 10 梁侧粉刷 2 0 6 0 1 0 02 17 0 34 kN m qA4 qB4 qG1 qH1 5 66 0 5 3 9 11 04 kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 11 04 8 6 9 kN m qE1 qF2 qC1 qD2 5 66 0 5 2 55 7 22kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5 93kN maq b a b a 2 2 21 32 23 2 552 55 1 2 7 22 2 3 92 3 9 所以 作用在中跨柱顶的集中荷载为 F81 4 84 6 9 5 93 7 8 2 2 6 3 2 55 3 05 2 4 15 2 55 2 9 25 6 3 2 185 75KN 作用在边跨柱底的集中荷载为 F82 185 75 42 2 227 95KN 七层 连系梁自重 qL8 qL9 qL14 qL15 0 3 0 6 25 4 5 kN m 梁侧粉刷 2 0 6 0 1 0 02 17 0 34 kN m 横向次梁自重 L18 qL19 qL24 qL25 L20 qL21 qL22 qL23 0 25 0 45 25 2 81kN m 梁侧粉刷 2 0 45 0 1 0 02 17 0 24kN m 横向次梁上横墙自重 0 2 3 0 45 8 4 08kN m 墙面粉刷 2 3 0 45 0 02 17 1 73kN m qA4 qB4 qG1 qH1 3 55 0 5 3 9 6 92kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 6 92 8 4 33kN m qE1 qF2 qC1 qD2 3 55 0 5 2 55 4 53kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 3 72kN maq b a b a 2 2 21 32 23 2 552 55 1 2 4 53 2 3 92 3 9 所以 作用在中跨柱顶的集中荷载为 F71 4 84 4 33 3 72 7 8 2 2 6 3 2 55 8 86 2 2 83 2 55 2 武汉科技大学本科毕业设计 11 5 8 6 3 2 242 161 63 227 95 389 58KN 作用在边跨柱底的集中荷载为 F72 389 58 42 2 431 78KN 同理可算得其余各层柱集中荷载 在此不再赘述 仅列结果如下 六层 F61 161 63 431 78 593 41KN F62 593 41 42 2 635 61KN 五层 F51 161 63 635 61 797 24KN F52 797 24 42 2 839 44KN 四层 F41 161 63 839 44 1000 74KN F42 1000 74 42 2 1042 94KN 三层 F31 161 63 1042 94 1204 24KN F32 1204 24 42 2 1246 44KN 二层 F21 161 63 1246 44 1408 07KN F22 1408 07 42 2 1450 27KN 一层 F11 161 63 1450 27 1611 9KN F12 1611 9 74 5 1686 4KN 恒载作用受荷简图如图 3 1 所示 3 2 活荷载 查荷载规范 楼面均布活荷载标准值为 2 0KN m2 上人屋面均布活荷载标准值为 2 0KN m2 3 2 1 作用在框架梁上的活荷载 1 作用在框架梁上的均布活荷载 qL1 qL5 2 0 0 5 3 9 2 7 8kN m 峰值 则等效均布荷载为 武汉科技大学本科毕业设计 12 28KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 28KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 29 4KN M 22 52KN M 16 96KN M16 96KN M 7 94KN M 146 15KN146 15KN 22 52KN M 18 73KN M 22 32KN M22 32KN M 157 57KN 7 94KN M18 73KN M 22 32KN M 18 73KN M 157 57KN157 57KN 18 73KN M 7 94KN M 22 32KN M 22 32KN M 18 73KN M 157 57KN157 57KN 18 73KN M 7 94KN M 22 32KN M 22 32KN M 157 57KN 22 32KN M 18 73KN M 157 57KN157 57KN 18 73KN M 7 94KN M 22 32KN M 22 32KN M 18 73KN M 157 57KN157 57KN 18 73KN M 7 94KN M 22 32KN M 1331 4KN 1493 03KN 1549 28KN 1710 91KN 1785 41KN 630075006300 ABCD 18 73KN M 157 57KN157 57KN 18 73KN M 7 94KN M 22 32KN M 22 32KN M 18 73KN M 157 57KN157 57KN 18 73KN M 7 94KN M 22 32KN M 152 16KN 188 16KN 356 02KN 392 02KN 595 88KN 559 88KN 763 74KN 799 74KN 967 6KN 1003 6KN 1171 46KN 1207 46KN 1375 32KN 1411 32KN 1579 18KN 1626 88KN 1113 52KN 1057 27KN 895 64KN 839 39KN 621 51KN 677 76KN 459 88KN 403 63KN 242KN 185 75KN 1785 41KN 1710 91KN 1549 28KN 1493 03KN 1331 4KN 1275 15KN 1626 88KN 1579 18KN 1411 32KN 1375 32KN 1207 46KN 1171 46KN 1003 6KN 967 6KN 799 74KN 763 74KN 559 88KN 595 88KN 392 02KN 356 02KN 188 16KN 152 16KN185 75KN 403 63KN 242KN 459 88KN 621 51KN 677 76KN 839 39KN 895 64KN 1057 27KN 1113 52KN 1275 15KN 图 3 1 恒载作用受荷简图 q 6 54KN maq b a b a 2 2 21 32 23 3 93 9 1 2 7 8 2 6 32 6 3 武汉科技大学本科毕业设计 13 qL2 qL4 2 0 0 5 2 55 2 5 1kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 5 1 8 3 19kN m 2 作用在框架梁上的集中活荷载 qE3 qF4 qC3 qD4 2 0 0 5 2 55 5 1kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 4 0KN maq b a b a 2 2 21 32 23 2 552 55 1 2 5 1 2 3 92 3 9 qI1 qI2 qK1 qK2 2 0 0 5 2 4 2 4kN m 均值 qC2 qE2 qF1 qD3 2 0 0 5 2 55 2 55kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 2 55 8 1 59kN m 所以集中荷载为 F 1 59 2 55 2 2 2 4 7 8 2 4 0 7 8 2 2 51 95KN 3 2 2 作用在框架柱上的集中活荷载 1边跨 qA2 qB2 qG3 qH3 2 0 0 5 3 9 3 9kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 3 9 8 2 44kN m qA3 qB3 qG2 qH2 2 0 0 5 3 9 3 9kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 3 27 kN m 23 3 93 9 1 2 3 9 2 6 32 6 3 所以 作用在边跨柱子上的集中活载为 FA FD 2 44 7 8 2 2 3 27 6 3 2 2 2 29 33KN 2 中跨 qA4 qB4 qG1 qH1 2 0 0 5 3 9 3 9kN m 峰值 则等效均布荷载为 q 5aq 8 5 3 9 8 2 44kN m qC1 qE1 qF2 qD2 2 0 0 5 2 55 2 55kN m 峰值 武汉科技大学本科毕业设计 14 则等效均布荷载为 q 2 09kN m 23 2 552 55 1 2 2 55 2 3 92 3 9 所以 作用在边跨柱子上的集中活载为 FB FC 2 44 2 09 7 8 1 59 2 55 2 3 27 6 3 2 47 66KN 活载作用受荷简图如图 3 2 所示 武汉科技大学本科毕业设计 15 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 6 54KN M 29 33KN 29 33KN 58 66KN 58 66KN 87 99KN 87 99KN 117 32KN 117 32KN 146 65KN 146 65KN 175 98KN 175 98KN 205 31KN 205 31KN 234 64KN 234 64KN381 28KN 381 28KN 333 62KN 333 62KN 285 96KN 285 96KN 238 3KN 238 3KN 190 64KN 190 64KN 142 98KN 142 98KN 95 32KN 95 32KN 47 66KN 47 66KN 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 5 1KN M 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 6 54KN M 6 54KN M 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 6 54KN M 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 6 54KN M DCBA 630075006300 285 96KN 285 96KN 333 62KN 333 62KN 381 28KN 381 28KN 47 66KN 47 66KN 95 32KN 95 32KN 142 98KN 142 98KN 190 64KN 190 64KN 238 3KN 238 3KN 234 64KN 234 64KN 205 31KN 205 31KN 175 98KN 175 98KN 146 65KN 146 65KN 117 32KN 117 32KN 87 99KN 87 99KN 58 66KN 58 66KN 29 33KN 29 33KN 6 54KN M 51 95KN51 95KN 3 19KN M3 19KN M 6 54KN M 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 6 54KN M 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 6 54KN M 6 54KN M 3 19KN M 51 95KN 3 19KN M 51 95KN 图 3 2 活载作用受荷简图 3 3 风荷载 风压标准值计算公式为 w Z S Z 0 本地区基本风压为 w0 0 35 地面粗糙类别为 C 类 风振系数 Z 1 Hi H Z 武汉科技大学本科毕业设计 16 3 3 表 3 1 层次 12345678 Hi 第 i 层距离室外地面的高 度 4 87 810 813 816 819 822 825 8 H总 30 9m B 58m H B 0 5 查表 脉动影响系数 0 40 表 3 2 离地面高度 m z 4 8 7 810 813 816 819 822 825 8 风压高度系数 Z 0 74 0 74 0 740 74 0 776 0 836 0 885 0 933 结构基本周期 0 41 3 4 323 1053 0 25 0 BHT 3 23 7 18 5 281053 0 25 0 0 0 35 0 62 0 22kN m2 3 5 0T2 0 22 0 412 0 04 3 6 查表得 脉动增大系数 1 17 Z 1 Hi H Z 3 7 表 3 3 Z4 8 7 810 813 816 819 822 825 8 Z1 13 1 19 1 261 341 391 431 471 50 k Z S Z 0 3 8 结构高度 H 25 8 30m 故取 Z 1 0 S 1 3 表 3 4 z4 8 7 810 813 816 819 822 825 8 k0 38 0 40 0 420 450 490 540 590 64 转化为集中荷载 受荷面与计算单元同 8 层 FW8K 7 8 3 0 2 1 5 0 64 14 98KN 7 层 FW7K 7 8 3 0 0 64 0 59 2 28 78KN 6 层 FW6K 7 8 3 0 0 59 0 54 2 26 44KN 5 层 FW5K 7 8 3 0 0 54 0 49 2 24 1KN 武汉科技大学本科毕业设计 17 4 层 FW4K 7 8 3 0 0 49 0 45 2 22KN 3 层 FW3K 7 8 3 0 0 45 0 42 2 20 36KN 2 层 FW2K 7 8 3 0 0 42 0 4 2 19 19KN 1 层 FW1K 7 8 0 4 3 0 2 3 6 0 38 4 8 18 91 KN 风荷载受荷简图如图 3 3 所示 ABC D 14 98KN 28 78KN 26 44KN 24 1KN 22 0KN 20 36KN 19 19KN 18 91KN 图 3 3 风载作用受荷简图 武汉科技大学本科毕业设计 18 3 4 地震荷载 3 4 1 重力荷载代表值计算 所谓重力荷载代表值是指的一个变形缝范围内楼层所有恒载与活荷载标准值的组合 值 即恒载 0 5 活载 具体计算结果如下 1 恒载 屋面重力值 G面 5 66 3 0 6 5 7 8 7 20 1 2 1 7 8 7 8 6 75 3 6 3 5515KN 楼板重力值 G板 3 55 3 0 6 5 7 8 7 20 1 2 1 7 8 7 8 6 75 3 6 3 3459K 梁重力值 G1 0 4 0 75 6 5 25 9 0 3 0 5 6 3 25 17 0 3 0 6 7 8 25 36 0 3 0 6 3 4 25 0 3 0 6 7 8 25 5 0 25 0 45 8 85 25 13 2 0 02 6 5 9 2 0 02 6 3 17 2 0 02 7 8 36 2 0 02 3 4 2 0 02 7 8 5 2 0 02 8 85 13 17 3073KN 柱重力值 G上柱 27 17 42 2 18 0 25 0 25 25 3 12 1256KN G底柱 47 7 17 74 5 18 0 25 0 25 25 5 3 12 2218KN 突出屋面部分板自重 G2 6 75 7 8 52 65KN 楼梯自重 楼梯间荷载近似取为楼面荷载的 1 5 倍 即 q 3 55 1 5 5 3KN m2 为了安全起见取大值 可取 q 6KN m2 则楼梯自重为 G梯 6 3 0 6 3 7 8 6 75 3 0 6 3 542 7KN 墙重力值 G女儿墙 2 20 1 3 2 7 8 5 2 2 1 2 7 8 3 3 455 4KN 标准层墙重 G3 0 25 1 2 8 58 03 2 0 3 0 25 6 3 8 2 0 25 3 7 5 8 0 25 8 3 2 1 2 0 25 1 2 7 5 8 0 2 3 8 58 03 15 2 0 25 8 3 3 2 4 3 0 2 3 8 17 7 12 1936KN G标门窗 0 4 1 2 58 03 2 0 1 2 1 1 0 15 2 12 2 67KN G墙 0 25 1 5 8 58 03 0 25 4 5 8 20 1 2 0 2 4 5 8 13 8 6 1132KN G底门窗 0 4 2 6 58 03 0 4 3 8 58 03 148KN G突柱 0 25 0 25 5 4 25 12 101KN G突墙 0 25 5 4 6 75 2 8 0 25 5 4 2 7 8 0 25 5 4 2 4 8 0 25 5 4 8 85 8 0 25 5 4 6 3 8 0 25 5 4 7 8 8 449KN 2 活荷载 武汉科技大学本科毕业设计 19 Q 2 0 3 13 8 20 1 7 8 5 7 8 2 11 25 4 8 6 3 2062KN Q突板 2 0 7 8 6 75 3 6 3 143KN 3 重力荷载代表值 G8 G面 G梁 G上柱 2 G标墙 2 Q 2 G女儿墙 G2 G突墙 G突柱 Q突板 2 3 5515 3073 1256 2 455 4 1936 2 2062 2 52 65 101 449 143 2 12733KN G7 G板 G梁 G上柱 G标墙 Q 2 3459 3073 1256 1936 2062 2 10755KN G2 G3 G4 G5 G6 G7 10755KN G1 G板 G梁 G上柱 2 G底柱 2 G标墙 2 G底墙 2 Q 2 3459 3073 1256 2 2218 2 1936 2 1132 2 2062 2 10834KN 3 4 2 柱抗侧移刚度 D 的计算 1 横梁线刚度 为了简化计算 框架梁截面惯性矩增大系数取 1 2 AB CD 跨 kb iC8D8 1 2 5 105 3 104 1 2 18 109N mm BC 跨 kb iB8C8 1 2 18 7 105 3 104 1 2 67 3 109 N mm 2 柱的线刚度 边柱 底层 kc 20 4 105 3 104 61 2 109N mm 其它层 kc 36 105 3 104 108 109N mm 中柱 底层 kc 49 8 105 3 104 149 4 109N mm 其它层 kc 88 105 3 104 264 109N mm 3 框架柱的侧移刚度 D 值 表 3 5 2 8 层 D 值的计算 Dk kb 2kc k 2 k D 12 kc h2 边柱 A D 0 1670 07711088 中柱 B C 0 3230 13948928 表 3 6 底层 D 值的计算 Dk kb 2kc k 0 5 2 k D 12 kc h2 边柱 A D 0 2940 3469046 中柱 B C 0 5710 41626550 武汉科技大学本科毕业设计 20 4 计算框架自振周期 各层 D 值汇总 见表 3 7 表 3 7 各层 D 值汇总 D 值 层次 柱类型 2 8 层 D 值 根数 1 层 D 值 根数 边柱A D 轴 11088 17 9046 17 中柱B C 轴 48928 18 26550 18 D KN m 按顶点位移法计算 考虑轻质砌块墙对框架刚度的影响 取基本周期调整系数 0 0 8 计算公式为 1 1 7 0 式中 T 为顶点横向框架顶点位移计算位移 按T T D 值法计算 见表 3 8 5 水平地震作用标准值和位移的计算 多遇地震作用下 设防烈度为 7 度 查表 max 0 08 龙岩市反应谱特征周期查表 Tg 0 35s Tg T1 5Tg 3 9 034 0 08 0 88 0 35 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg 6 水平地震作用计算 因为 T1 0 88s 1 4 Tg 1 4 0 35 0 49s 尚需考虑顶部附加水平地震作用 n 0 08T1 0 07 0 08 0 88 0 07 0 140 3 10 结构总水平地震作用标准值 Fek 1Geq 0 034 0 85 88097 2546KN 3 11 顶部附加的集中水平地震作用为 Fn n Fek 0 14 2546 356KN 3 12 表 3 8 横向框架顶点位移计算 武汉科技大学本科毕业设计 21 T1 1 7 0 8 0 88s 3 13 416 0 3 14 1 8 1 nEK i i i ii i F HG HG F 10834 5 3 10755 8 3 11 3 14 3 17 3 20 3 23 3 12733 26 3 i i iH G 8 1 9KN KNF HG HG F nEK i ii 8614 012546 9 1422790 3 510834 1 8 1 11 1 同理 F2 134KN F3 182KN F4 231KN F5 279KN F6 327KN F7 376KN F8 423KN F8 875KN Fi Vi和 ue 的计算 见表 3 9 表 3 9 Fi Vi和 ue 的计算 层次 87654321 Fi KN 87537632727923118213486 Vi KN 8751291157818572088227024042490 D KN m ue m 0 0007 0 0011 0 0014 0 0016 0 00190 0020 0022 0 0038 满足 底层 550 1 1395 1 3 5 0038 0 h ue 满足 层 550 1 1364 1 3 0022 0 2 h ue 层次 Gi kN Di i i 1 Gi D i m 8 812733127330 010 416 7 710755234880 020 406 6 610755342430 030 386 5 510755 449980 040 356 4 410755557530 050 316 3 310755665080 060 266 2 210755772630 070 206 1 110834880970 1360 136 n i Gi 1 武汉科技大学本科毕业设计 22 应将地震作用按柱刚度转化为计算单元的那一榀框架 转化后地震作用下框架计算 简图如图 3 4 所示 4 内力分析 作用于框架上的荷载总的分为两大类型 即水平作用和竖向作用 对竖向作用可不考 虑框架的侧移 故可采用弯矩二次分配法计算 水平作用考虑框架节点转动 采用 D 值法 分析 各种作用的内力计算分述如下 4 1 恒载作用下的内力计算 4 1 1 固端弯矩计算 1 恒荷载作用下框架梁两端的固端弯矩 由于结构和荷载都对称 故可取半结构进行内力计算 如图 4 1 所示 AB 跨 八层 MAB ql 12 22 52 6 3 12 74 5KN m 4 1 MBA ql 12 22 52 6 3 12 74 5KN m 4 2 武汉科技大学本科毕业设计 23 ABC D 10KN 15KN 21KN 26KN 32KN 37KN 43KN 100KN 图 3 4 水平地震作用受荷简图 武汉科技大学本科毕业设计 24 157 57KN 7 94KN M AB 22 32KN M 157 57KN 7 94KN M 18 73KN M 22 32KN M 157 57KN 7 94KN M 18 73KN M 22 32KN M 157 57KN 7 94KN M 18 73KN M 22 32KN M 157 57KN 7 94KN M 18 73KN M 22 32KN M 146 15KN 22 52KN M 16 96KN M 7 94KN M 22 32KN M 18 73KN M 157 57KN 7 94KN M 18 73KN M 22 32KN M 157 57KN 7 94KN M 18 73KN M 图 4 1 恒载作用计算简图 一 七层 MAB ql 12 21 32 6 3 12 70 5KN m MBA ql 12 21 32 6 3 12 70 5KN m 武汉科技大学本科毕业设计 25 BE 跨 八层 M C8 E8 7 94 3 752 3 146 15 2 55 2 3 75 2 55 2 3 75 283 2KN m M E8 C8 7 94 3 752 6 146 15 1 22 2 3 75 46 7KN m M C8 E8 22 35KN m M E8 C8 6 65KN m M C8E8 M C8 E8 M C8 E8 305 55KN m M E8C8 M E8 C8 M E8 C8 40 05KN m 利用 结构力学 知识 分别求出了每层每根梁在恒荷载作用下梁两端的固端 弯矩 然后 注意考虑节点的偏心弯矩 进行叠加 总的固端弯矩标注于表 4 1 中 4 1 2 节点分配系数计算 A8B8 0 124 4 3 476 1 425 0 425 0 A8A7 0 876 4 4 425 0 476 1 476 1 其余分配系数见表 4 1 4 1 3 弯矩分配 传递 具体计算可在表中进行 计算过程和结果参见表 4 1 4 1 4 画内力图 根据计算结果先画出各杆件弯矩图 如图所示 括号里弯矩值为框架梁在恒荷载 作用下经过调幅 调幅系数取 0 85 后的弯矩 其中跨中弯矩是根据等效均布荷载作用 下由平衡条件计算所得 杆件弯矩求出后 按力的平衡可求出剪力和轴力 恒荷载作 用下的框架弯矩图如图 4 2 所示 剪力图和轴力图如图 4 3 所示 表 4 1 恒载作用下内力计算 上柱下柱梁左梁右 上柱下柱梁左梁右上柱下柱梁左梁右 上柱下柱 0 00 0 88 0 12 0 05 0 00 0 90 0 05 0 05 0 00 0 90 0 05 0 12 0 88 28 0 0 0 74 5 74 5 0 0 0 0 305 6 305 6 0 0 0 0 74 5 74 5 0 0 28 0 0 0 40 7 5 8 12 0 0 0 207 9 11 1 11 1 0 0 207 9 12 0 5 8 0 0 40 7 武汉科技大学本科毕业设计 26 0 0 9 6 6 0 2 9 0 0 61 1 5 5 5 5 0 0 61 1 2 9 6 0 0 0 9 6 续表 4 1 恒载作用下内力计算 0 0 13 7 1 9 3 0 0 0 52 6 2 8 2 8 0 0 52 6 3 0 1 9 0 0 13 7 0 0 36 7 64 7 86 4 0 0 216 4 302 8 302 8 0 0 216 4 86 4 64 7 0 0 36 7 0 47 0 47 0 07 0 03 0 47 0 47 0 03 0 03 0 47 0 47 0 03 0 07 0 47 0 47 29 4 0 0 70 5 70 5 0 0 0 0 328 1 328 1 0 0 0 0 70 5 70 5 0 0 29 4 19 2 19 2 2 7 7 0 122 1 122 1 6 4 6 4 122 1 122 1 7 0 2 7 19 2 19 2 20 4 9 6 3 5 1 4 104 0 61 1 3 2 3 2 104 0 61 1 1 4 3 5 20 4 9 6 15 6 15 6