综合办公楼设计计算书

毕业设计 01 某综合办公楼 第一章第一章建筑设计说明书建筑设计说明书 1 一 建筑设计概况与主要技术经济指标一 建筑设计概况与主要技术经济指标 1 二 建筑内容二 建筑内容 1 三 构造处理三 构造处理 2 第二章第二章 结构设计说明书结构设计说明书 3 一 设计资料一 设计资料 3 二 结构选型二 结构选型 3 三 结构布置三 结构布置 3 四 框架结构计算四 框架结构计算 4 第三章第三章 基本资料及结构选型基本资料及结构选型 5 一 工程名称一 工程名称 5 二 建设地点二 建设地点 5 三 设计资料三 设计资料 5 四 结构选型四 结构选型 5 第四章第四章 结构布置结构布置 6 一 确定框架计算简图一 确定框架计算简图 6 三 梁柱线刚度计算三 梁柱线刚度计算 7 第五章第五章 框架结构荷载计算框架结构荷载计算 9 一 恒载标准值计算一 恒载标准值计算 9 二 活载标准值计算二 活载标准值计算 11 三 竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算三 竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算 12 四 风荷载计算四 风荷载计算 16 第六章第六章 框架内力计算框架内力计算 23 一 弯矩分配系数计算一 弯矩分配系数计算 23 二 框架在竖向荷载作用下的内力计算二 框架在竖向荷载作用下的内力计算 23 毕业设计 01 某综合办公楼 第七章第七章 框架内力组合框架内力组合 52 一 控制截面的确定一 控制截面的确定 52 二 内力组合二 内力组合 52 第八章第八章 框架梁柱截面配筋框架梁柱截面配筋 64 一 框架柱截面设计一 框架柱截面设计 64 二 框架梁截面设计二 框架梁截面设计 67 表表 8 7 框架柱斜截面受剪承载力计算表 非抗震 框架柱斜截面受剪承载力计算表 非抗震 80 表表 8 8 框架柱截面受剪承载力计算表 抗震 框架柱截面受剪承载力计算表 抗震 81 第九章第九章 楼梯设计楼梯设计 82 一 踏步板计算一 踏步板计算 82 二 楼梯斜梁计算二 楼梯斜梁计算 83 三 平台板设计三 平台板设计 84 四 平台梁设计四 平台梁设计 85 第一章第一章 建筑设计说明书建筑设计说明书 一 建筑设计概况与主要技术经济指标一 建筑设计概况与主要技术经济指标 1 设计详细说明 设计详细说明 1 气象条件 温度 常年气温差值约 36 相对湿度 最热月平均 60 主导风向 常年多南北风 雨雪条件 基本雪压 0 45kN m2 2 工程地质条件 拟建场地各地层由上往下依次为 杂填土 厚约 0 5m 极限侧阻力标准值取 60kPa 粘性土 厚约 3 0m 地基承载力特征值 fak 290kN m2 砾层 地基承载力特征值 fak 350kN m2 地下水位 地下水位为地表以下 2 5m 无侵蚀性 拟建场地内地形平整 II 类场地 地面标高在 30 000 30 500 之间 抗震设防烈度为 7 度 设计地震分组为第一组 3 施工技术条件 模板采用定型组装钢模 脚手架采用扣件钢管脚手架 材料运输条件 各类材料由公路运到工地 设备条件 有各类塔吊 井架 混凝土 砂浆搅拌机等供工地选用 2 建筑主要技术经济指标 建筑主要技术经济指标 1 根据要求及地形状况 本建筑设计为矩形综合办公楼 建筑总面积为 3500 平 方米左右 首层高 3 9m 其余各层高 3 3m 主体为 6 层 总高为 20m 建筑横总长为 14 4m 纵向总长为 50 4m 2 耐火等级 二级 抗震等级 三级 二 建筑内容二 建筑内容 1 平面功能分析 平面功能分析 走廊宽 3 000 米 可满足人员的通行及疏散要求 底层设有一个主入口 两个 侧入口 每层均设有二个楼梯和两部电梯 楼梯长 宽根据所定的跨度和柱距以 及 相应的建筑规范确定 2 房间布置 房间布置 根据要求设有门厅 接待室 设备间 办公室 卫生间等房间 满足使用要求 每个房间均设有宽度合适 高度为 1 8 米的推拉窗 采光和通风良好 3 安全设施 安全设施 疏散要求方面 最远端的房门距楼梯不超过 22 米 楼梯段至少可以三个人并行通 过 符合要求 防火要求方面 在楼梯口和重要房间均布置消防栓 三 构造处理三 构造处理 1 墙面构造处理 墙面构造处理 内外纵横墙为 240mm 厚 卫生间的标高比过道低 30mm 其它房间的标高与过道 标高相同 2 防潮处理 防潮处理 墙身水平防潮处理 在0 000 标高以下铺设掺 3 防水剂的细实混凝土厚 20 墙 身垂直防潮处理 在所有外墙窗台下的墙面采用防水砂浆 3 门窗选用 门窗选用 门窗选用参照门窗表 并严格按照规范要求进行 4 楼地面及内外墙做法 楼地面及内外墙做法 内外墙面及楼地面的做法按照建筑施工图的装修表进行 5 屋顶构造做法 屋顶构造做法 采用材料找坡 刚柔性防水屋面 具体做法详见节点详图 屋面排水采用女儿墙 内排水 有组织排水 天沟采用材料找坡形成的高差的内天沟 6 楼梯构造做法 楼梯构造做法 防滑采用 98ZJ401 29 1 起步采用 98ZJ401 28 6 详见结构施工图 第二章第二章结构设计说明书结构设计说明书 一 设计资料一 设计资料 1 建筑平面图如建筑施工图所示 2 基本风压 W0 0 35kN m2 3 工程地质资料 自然地表下 0 5m 内为杂填土 其下 3 0 米内为粘性土 地基承载 力标准值 fak 290kN m2 其下层为砾层 地基承载力标准值 fak 350kN m2 4 该工程所在的 88 市地震基本烈度 7 度 场地土为 类 地面粗糙类型为 B 类 二 结构选型二 结构选型 1 结构体系选型 结构体系选型 采用钢筋混凝土现浇框架结构体系 纵横向承重框架 体系 对于 5 层的办公楼 可采用钢筋混凝土框架结构 混合结构 底层框架或内框架砖房结构 该建筑要求布 置灵活 同时考虑该建筑处于 7 度地震区 故选用框架结构体系 由于结构承受纵横 向水平地震作用 故选用纵横向承重框架体系 2 其它结构选型 其它结构选型 1 屋面结构 采用现浇混凝土板作承重结构 屋面板按上人屋面荷载选用 2 楼层结构 所有楼面均采用现浇混凝土结构 3 楼梯结构 采用钢筋混凝土梁式楼梯 4 天沟 采用结构找坡形成的高差的内天沟 5 过梁 窗过梁以及门的过梁均采用钢筋混凝土梁 并采用可兼做过梁的框架梁 做窗过梁 6 基础梁 采用现浇钢筋混凝土基础梁 7 基础 因地基承载力较大 采用钢筋混凝土柱下独立基础 三 结构布置三 结构布置 标准层楼面及屋面结构布置图详见结构施工图 四 框架结构计算四 框架结构计算 1 确定框架计算简图 确定框架计算简图 假定框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与框架柱刚接 由于各层柱的截面尺寸不变 故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离 底层柱高从基础顶面算至二楼楼面 基础顶 面标高根据地质条件 室内外高差等定为 1 6m 二层楼面标高为 3 900m 故柱高为 5 5m 其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面 即层高 故均为 3 3m 故可绘出计算简图如 计算书内所示 多层框架为超静定结构 在内力计算之前 要预先估算梁 柱的截面尺寸及结构 所才的材料强度等级 以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度 2 梁柱的截面尺寸估算 梁柱的截面尺寸估算 框架梁 h L 10 18 b h 2 3 框架柱 估算结构构件尺寸时 楼面荷载近似取为计算 以中柱计算为 2 12 kN m 例 3 计算线刚度 计算线刚度 用公式 I EI L 计算 但在计算梁的刚度时 边梁要乘以 1 5 中间梁要乘以 2 这 是因为考虑到楼板对所起的翼缘约束作用 4 荷载计算 荷载计算 把板划分为单双向板计算 取荷载的标准值均查阅 荷载结构规范 而来 5 梁柱的验算 梁柱的验算 主要验算正 斜截面的承载力 柱主要验算轴压比 在验算时活荷载按满跨布置 6 内力计算 内力计算 恒荷载和活荷载的内力计算均采用迭代法 风荷载和地震荷载均采用 D 值法 因 为梁 柱相对线刚度接近于 3 其中地震荷载的作用按底部剪力法计算 7 内力组合内力组合 当有地震作用时 应分别考虑恒荷载和活荷载的组合及重力荷载代表值与地震作 用的组合 并比较考虑这两种组合的内力 取最不利者 由于构件控制截面的内力值 应区支坐边缘处 为此 应先计算各梁的控制截面处的 支坐边缘处的 内力值 为 了简化起见 也可采用轴线处的内力值 这样计算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略 多一点 第三章第三章基本资料及结构选型基本资料及结构选型 一 工程名称一 工程名称 综合办公楼 二 建设地点二 建设地点 12121212 三 设计资料三 设计资料 1 基本风压 W0 0 35kN m2 2 基本雪压 W0 0 45kN m2 3 地面粗糙类型 B 类 4 常年气温差值 约 38 5 工程地质条件 拟建场地各地层由上往下依次为 杂填土 厚约 0 5m 极限侧阻力标准值取 20kPa 粘性土 厚约 3 0m 地基承载力特征值 fak 290kN m2 砾层 地基承载力特征值 fak 350kN m2 地下水位 地下水位为地表以下 2 5m 无侵蚀性 拟建场地内地形平整 II 类场地 地面标高在 30 000 30 500 之间 抗震设防烈度为 7 度 设计地震分组为第一组 6 建筑物类别 二类 四 结构选型四 结构选型 1 结构体系选型 结构体系选型 采用钢筋混凝土现浇框架结构体系 2 其他结构选型 其他结构选型 1 屋面结构 采用现浇钢筋混凝土板做承重结构 屋面按上人屋面荷载选用 2 楼面结构 全部采用现浇钢筋混凝土板 3 楼梯结构 全部采用现浇钢筋混凝土梁式楼梯 4 天沟 采用结构找坡形成的高差的内天沟 5 基础梁 采用现浇钢筋混凝土基础梁 6 基础 因地基承载力较大 采用钢筋混凝土柱下独立基础 第四章第四章结构布置结构布置 一 确定框架计算简图一 确定框架计算简图 选五轴上的一榀框架进行计算 假定框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与框架 柱刚接 由于各层柱的截面尺寸不变 故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离 底层柱高从基础顶面算至二楼楼面 基础顶面标高根据地质条件 室内外高差等 定为 1 6m 二层楼面标高为 3 900m 故柱高为 5 5m 其余各层的柱高从楼面算 至上一层楼面 即层高 故均为 3 3m 由此可绘出框架的计算简图如下所示 图 4 1 框架轴线尺寸 图 4 2 框架计算单元 二 初估梁柱截面尺寸二 初估梁柱截面尺寸 多层框架结构为超静定结构 在内力计算之前 先估算梁柱的截面尺寸及结构 所采用强度等级 以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度 混凝土强度等级 梁 柱 板采用C30 1 梁的截面尺寸 梁的截面尺寸 按跨度大者计算 l 7200mm h 1 8 1 18 l 400mm 900mm 取 h 550mm b 1 2 1 4 h 200mm 450mm 取 b 50mm 故框架梁的初选截面尺寸为b h 250mm 550mm 次梁 b h 250mm 500mm 2 柱的截面尺寸 柱的截面尺寸 抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制 据此可估算出 框架柱的 截面尺寸为b h 500mm 500mm 三 梁柱线刚度计算三 梁柱线刚度计算 现浇楼板边框架梁 中框架梁 O 1 5II O 2 0II 框架梁线刚度 AB CF 跨梁 i 3 65kN m b 12L hbE 3 C 73 2 3 100 25 0 55 5 7 12 4 10 BC 跨梁 i 6 93kN m b 12L hbE 3 C 73 2 3 100 25 0 55 3 0 12 4 10 框架柱线刚度 底层 i 2 84kN m b 12L hbE 3 C 73 3 00 100 5 0 5 5 5 12 4 10 标准层 i 4 73kN m b 12L hbE 3 C 73 3 00 100 5 0 5 3 3 12 4 10 令 标准层i 1 0则其余杆件相对线刚度如下图所示 b 图 4 3 框架梁柱相对线刚度 第五章第五章 框架结构荷载计算框架结构荷载计算 一 恒载标准值计算一 恒载标准值计算 1 屋面 屋面 防水层 刚性 30 厚 C20 细石混凝土防水 1 0 2 kN m 防水层 柔性 三毡四油铺小石子 0 4 2 kN m 找平层 15 厚水泥砂浆 0 015m 20 0 3 3 kN m 2 kN m 找坡层 40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3 找平 0 14m 14 0 56 3 kN m 2 kN m 保温层 80 厚矿渣水泥 0 08m 14 5 1 16 3 kN m 2 kN m 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12m 25 3 0 3 kN m 2 kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01m 17 0 17 3 kN m 2 kN m 合计 6 59 2 kN m 2 各层走廊楼面 各层走廊楼面 水磨石地面 10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 素水泥浆结合层一道 2 0 65kN m 结构层 120mm 现浇钢筋混凝土板 3 0 12 25kN m 2 3 0kN m 抹灰层 10mm 混合砂浆 0 01m 0 17 3 17kN m 2 kN m 合计 2 3 82kN m 3 标准层楼面 标准层楼面 大理石面层 水泥砂浆擦缝 30 厚 1 3 干硬性水泥砂浆 面上撒 2 厚素水泥 水泥浆结合层一道 1 16 2 kN m 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12m 25 3 0 3 kN m 2 kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01m 17 0 17 3 kN m 2 kN m 合计 4 33 2 kN m 4 梁自重 梁自重 主梁 b h 250mm 550mm 梁自重 25 0 25m 0 55 0 12 m 2 69 3 kN mkN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01m 0 55 0 12 2 0 25 m 17 0 19 3 kN mkN m 合计 2 88kN m 次梁 b h 250mm 500mm 梁自重 25 0 25m 0 5 0 12 m 2 38 3 kN mkN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01m 0 5 0 12 2 0 25 m 17 0 2142 3 kN mkN m 合计 2 55kN m 基础梁 b h 250mm 400mm 梁自重 25 0 25m 0 4m 2 5 3 kN mkN m 5 柱自重 柱自重 b h 500mm 500mm 柱自重 25 0 5m 0 5m 6 25 3 kN mkN m 抹灰重 10 厚混合砂浆 0 01m 0 5m 4 17 0 34 3 kN mkN m 合计 6 59KN m b h 400mm 400mm 柱自重 25 0 4m 0 4m 4 3 kN mkN m 抹灰重 10 厚混合砂浆 0 272kN m 合计 4 27kN m 6 外纵墙自重 外纵墙自重 标准层 纵墙 1 1m 0 24m 20 4 8 3 kN mkN m 铝合金窗 0 35 1 8m 0 63 3 kN mkN m 贴瓷砖外墙面 0 75kN m 水泥粉刷内墙面 0 54kN m 合计 6 72kN m 底层 纵墙 5 5 1 8 0 55 0 4 m 0 24m 20 12 96 3 kN mkN m 铝合金窗 0 35 1 8m 0 735 2 kN mkN m 贴瓷砖外墙面 0 75kN m 水泥粉刷内墙面 0 54kN m 合计 14 88kN m 7 内纵墙 内隔墙自重 内纵墙 内隔墙自重 标准层 纵墙 3 3 0 55 m 0 24m 20 13 2 3 kN mkN m 水泥粉刷内墙面 0 36 3 3m 2 2 38 3 kN mkN m 合计 15 58kN m 2 底层 纵墙 5 5 0 55 0 4 m 0 24m 20 21 6 3 kN mkN m 水泥粉刷内墙面 2 81kN m 合计 24 41kN m 8 女儿墙自重 女儿墙自重 墙重及压顶重 20 0 9m 0 24m 25 0 3m 0 24m 6 12 3 kN m 3 kN mkN m 水刷石外墙面 0 5 1 2m 0 6 2 kN mkN m 水泥粉刷内面 0 36 2 38 0 43 2 kN mKN mkN m 合计 7 15kN m 二 活载标准值计算二 活载标准值计算 1 屋面和楼面活载标准值 屋面和楼面活载标准值 上人屋面 2 0 2 kN m 楼 面 2 0 2 kN m 走 廊 2 5 2 kN m 2 雪荷载 雪荷载 1 0 0 45 0 45 0kr su s 2 kN m 2 kN m 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 两 者中取大值 三 竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算三 竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算 1 AB 及及 CF 跨梁跨梁 屋面板传荷载 恒载 活载 2 2kN m1 8m 0 832 25 99kN m 楼面板传荷载 恒载 2 4 33kN m1 8m 0 832 212 97kN m 活载 2 2kN m1 8m 0 832 25 99kN m AB CF 跨架梁均布荷载 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 88 19 74 22 62 kN mkN mkN m 活载 板传荷载 5 99kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 墙自重 2 88 12 97 15 58kN mkN mkN m 31 43 kN m 活载 板传荷载 5 99kN m 2 BC 跨梁跨梁 屋面板传荷载 恒载 2 6 59kN m1 5m 0 625 212 36kN m 活载 2 2kN m1 5m 0 625 23 75kN m 楼面板传荷载 恒载 2 3 82kN m1 5m0 625 27 16kN m 活载 2 2kN m1 5m 0 625 24 69kN m BC 梁均布荷载 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 88 12 36 15 24 kN mkN mkN m 活载 板传荷载 4 69kN m 4 A 轴柱轴柱纵向集中荷载纵向集中荷载 顶层柱 女儿墙 做法 墙高 900mm 300mm 混凝土压顶 23 2 66 6 59kN m1 8m1 2219 74kN m 1919 女儿墙自重 7 15 kN m 顶层柱恒载 女儿墙自重 梁自重 板传荷载 7 15KN m 7 2m 2 88KN m 7 2m 0 5m 2 55KN m 5 7m 1 2 6 59KN m 1 8m 5 8 3 6m 2 187 05kN 顶层柱活载 板传荷载 2 5 8 1 8m 3 6m 5 99 5 7m 1 2 2 kN mkN m 32 64KN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 6 72 7 2m 0 5m 15 58KN m 5 7m 1 2 2 88 kN mkN m 7 2m 0 5m 2 55 5 7m 1 2 12 97 5 7m 1 2 kN mkN m 4 33 5 8 1 8m 3 6m 2 187 39KN 2 kN m 标准层柱活载 板传活载 2 5 8 1 8m 3 6m 5 99 5 7m 1 2 2 kN mkN m 32 64KN 基础顶面恒载 底层外墙自重 基础梁自重 14 88 7 2m 0 5m 2 5KN m 7 2m 0 5m kN m 116 45KN 5 B 轴柱轴柱 C 轴柱纵向集中荷载的计算轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 2 88 7 2m 0 5m 2 55 5 7m 1 2 6 59 kN mkN m 2 kN m 1 2 1 5 5 7 2 1 5 5 7 3 1 5m 3 6m 2 6 59 5 8kN m 1 8m 3 6m 2 19 74 5 7m 1 2kN m 211 36KN 顶层柱活载 板传活载 2 0 0 88 1 5m 3 6m 2 2 0 5 8 1 8m 2 kN m 2 kN m 3 6m 2 5 99KN m 5 7m 1 2 52 28KN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 15 58 KN m 7 2m 0 5m 15 58 KN m 5 7m 1 2 2 88 7 2m 0 5m 2 55 5 7m 1 2 3 82 kN mkN m 2 kN m 0 88 1 5m 3 6m 2 4 33 5 8 1 8m 3 6m 2 2 kN m 12 97KN m5 7m 1 2 283 70KN 标准层柱活载 板传活载 2 5 0 88 1 5m 3 6m 2 2 0 5 8 1 8m 2 kN m 2 kN m 3 6m 2 5 99KN m 5 7m 1 2 57 03KN 基础顶面恒载 底层外墙自重 基础梁自重 15 88 7 2m 0 5m 2 5KN m 7 2m 0 5m kN m 121 14KN 6 F 轴柱纵向集中荷载计算轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱 女儿墙自重 7 15 2 kN m 天沟自重 3 2 kN m 顶层柱恒载 女儿墙及天沟自重 梁自重 板传荷载 7 15KN m 3KN m 7 2m 2 88KN m 7 2m 0 5m 2 55KN m 5 7m 1 2 6 59KN m 1 8m 5 8 3 6m 2 208 65kN 顶层柱活载 2 5 8 1 8m 3 6m 5 99 5 7m 1 2 2 kN mkN m 32 64KN 标准层柱恒载 6 72 7 2m 0 5m 15 58KN m 5 7m 1 2 2 88 kN mkN m 7 2m 0 5m 2 55 5 7m 1 2 12 97 5 7m 1 2 kN mkN m 4 33 5 8 1 8m 3 6m 2 187 39KN 2 kN m 标准层柱活载 2 5 8 1 8m 3 6m 2 5 99 5 7m 1 2 2 kN mkN m 32 64KN 基础顶面恒载 底层外墙自重 基础梁自重 14 88 7 2m 0 5m 2 5KN m 7 2m 0 5m kN m 116 45KN 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图所示 图 5 1 竖向受荷总图 注 图中各值的单位均为 KN 图中各数值均为标准值 四 风荷载计算四 风荷载计算 1 风荷载计算 风荷载计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值 风荷载标准值公式如下 0 2 kzszij hhB 表 5 1 集中风荷载标准值 离地高度 20 851 271 351 30 353 32 416 01 17 551 201 301 30 353 31 216 86 14 251 121 251 30 353 31 215 14 10 951 031 211 30 353 31 213 47 7 651 001 141 30 353 31 212 32 4 351 001 081 30 354 351 213 53 2 风荷载作用下的侧移验算风荷载作用下的侧移验算 横向 2 6 层 D 值的计算 2 b c i i i 2 c i i 2 12 c c Di h kN m B 轴柱 2 0 77 0 41 2 1 0 0 27814490 D 轴柱 2 0 77 1 47 2 24 2 1 0 0 52827520 E 轴柱 2 0 77 1 47 2 24 2 1 0 0 27827520 F 轴柱 2 0 77 0 77 2 1 0 0 52814490 z z s kN mW 2 o mhi mhj kNWk z m 14490 227520 284020kN mD 表 5 2横向底层 D 值计算 b c i i i 0 5 2 c i i 2 12 c c Di h kN m B 轴柱 0 77 1 29 0 60 0 5446129 D 轴柱 0 77 1 47 3 73 0 60 0 7388314 E 轴柱 0 77 1 47 3 73 0 60 0 7388314 F 轴柱 0 77 1 29 0 60 0 5446129 6129 28314 228886D 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按下式计算 5 1 j j ij v Vu D 第一层的层间侧移值求出以后 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是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 5 2 j jj j 1 u Vu 顶点侧移 5 3 n j j 1 u Vu 表 5 4 框架在风荷载作用下侧移计算 层次Wj kNVj kN D kN m uj m uj h 616 0116 01840200 00021 16500 516 8632 87840200 00041 8250 415 1448 01840200 00061 5500 313 4761 48840200 00071 4714 212 3273 80840200 00091 3667 113 5387 33288860 00301 1833 j U U0 0014m mKNkg mKNkg 侧移验算 层间侧移最大值 1 1833 1 550 满足 五 水平地震作用计算五 水平地震作用计算 本建筑建筑高度为 24 9m 且高度和刚度沿高度均匀分布 可采用底部剪力法计算 地震作用 1 各层梁板柱自重标准值 各层梁板柱自重标准值 表 5 5 柱重力荷载标准值 层数名称净高数量 框架柱3 786 5932797 13 底层 暗柱3 784 278129 12 926 25 框架柱3 186 5932670 60 2 6 暗柱3 18 4 278108 63 779 23 框架柱2 886 59237 96楼电 梯间暗柱2 884 27224 60 62 56 表 5 6 板重力荷载代表值 层数名称 板面积 楼面700 334 333030 43 1 5 楼梯41 045 20213 41 3245 84 屋面741 376 594885 634885 63 六 楼电梯间52 756 59347 62347 62 注 上表中楼梯部分板的按楼面的 1 2 倍考虑 k g 表 5 7 梁重力荷载代表值标准值 层数 截面尺寸 净跨长 数量 6 7282 88540 29 5 2162 88239 62250 550 2 582 8857 60 1 6 250 500 5 45142 55194 57 1954 76 3 622 8820 74楼梯间250 500 7 222 8841 47 62 21 2 各层墙自重标准值计算 各层墙自重标准值计算 1 女儿墙重 总长 L 50 4m 14 4m 2 129 6m 总重Gk1 7 15KN m129 6m 926 64KN 2 标准层墙重 mmmm kNGki kNGki kNGki kNGki 2 m kNGki kNGki kN mgk K1 G 横墙 总长 L 148 2m 总重 Gk1 148 2m 15 58 KN m 1280 68KN 外纵墙总长 L 100 8m 总重 Gk1 100 8m 6 72KN m 677 38KN 内纵墙总长 L 100 8m 总重 Gk1 100 8m 15 58KN m 1570 64KN Gk1 3528 52KN 3 首层墙自重 横墙 总长 L 148 2m 总重 Gk1 148 1m 24 41 KN m 2006 50KN 外纵墙总长 L 100 8m 总重 Gk1 100 8m 14 88 KN m 1499 90KN 内纵墙总长L 100 8m 总重 Gk1 100 8m 24 41 KN m 2460 53KN Gk1 5966 93KN 4 楼电梯间 总长 L 36m 总重 Gk1 36m 15 58 KN m 560 88KN 3 各各层层自自重重标标准准值值计计算算 1 首层 墙 梁 板 柱 Gk 5966 63 3528 52 KN 2 1032 08KN 3245 84KN 1926 57 779 23 KN 2 9878 39KN 2 标准层 墙 梁 板 柱 Gk 3528 52KN 1032 08KN 3245 84KN 779 23KN 8591 67KN 3 顶层 墙 梁 板 柱 Gk 926 64 3528 52 2 KN 1032 08KN 4885 63KN 779 23 KN 2 8998 23KN 4 楼电梯间 墙 梁 板 柱 设备重 电梯轿厢及设备自重 200KN Gk 560 88KN 347 62KN 62 21KN 200KN 1233 26KN 4 重力荷载代表值计算 重力荷载代表值计算 重力荷载代表值 G 去结构和构件自重标准值和各可变荷载之和 各可变荷载组 合值系数取为 1 雪荷载 0 5 2 屋面火灾 0 0 3 按等效均布荷载计算的楼 面活载 0 5 1 首层 恒载 0 5 楼板平面面积 楼梯面积 活载标准值 G1 9878 39KN 0 5 700 33 41 04 m2 2 0KN m2 11361 13KN 2 标准层 Gi 8591 67KN 0 5 700 33 41 04 m2 2 0KN m2 10074 41KN 3 顶层 G6 8998 23KN 0 5 741 37m2 0 45KN m2 9165 04KN 4 楼电梯间 G7 1233 26KN 0 5 52 75m2 0 45KN m2 1245 12 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 Gi计算简图如图 5 2 所示 图 5 3 横向水平地震及楼层地震剪力 图 5 2 重力荷载代表值 5 等效总重力荷载代表值计算 等效总重力荷载代表值计算 本设计抗震设防烈度为 7 度 设计地震分组为第一组 二类场地 依次查表得 水平地震影响系数最大值 max 0 08 特征周期 Tg 0 35s 取阻尼比 0 05 结构总的重力荷载代表值 11361 13KN 10074 41KN 4 9165 04KN 1245 12KN i G 62068 93 KN 结构等效重力荷载代表值 0 85 52758 59kN eq G i G 地震作用时的为各层所有各柱侧移刚度之和 i D 标准层 729593kN m i D 底层 255464KN M i D 6 横向自振周期 横向自振周期 把楼电梯间荷载代表值折算到主体结构顶层 G7 1 1 5 3 22 1499 80kN eq G 结构顶点的假象侧移计算 n 1i KGi GV iiG D Vi U n 1k KT UU 9165 04KN 1499 80KN 10664 84KN 6 G 6 G eq G 表 5 9 结构顶点的假象侧移计算 层Gi KN kNVGi kN m Di m UiUr m 610664 8410664 847295930 0146130 455128 510074 4120739 257295930 0284260 440515 410074 4130813 667295930 0422340 412089 310074 4140888 077295930 0560420 369855 210074 4150962 487295930 0698510 313813 111361 1362323 612554640 2439620 243962 T 1 7 0 7 0 803S 0 455 7 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 则横向地震影响系数 0 0379 g0 9 1max 1 T T 0 803S 1 4 0 49s 则 1 T g T n1 0 08T0 070 1342 0 0379 52758 59kN 1999 55kN ek1i F 0 85 G 0 1342 1999 55 268 34 kN 6nek F F 1731 21KN 1F nEK 各质点水平地震作用的标准值 6 j 1 GiHi Fi1731 21 GjHj 表 5 10 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层Hi mGi KN 6 1j GjHj GiHi Fi kNVi kN 723 851245 1229696 110 03875 9875 98 620 859165 04191091 080 246491 88567 86 517 5510074 41176805 900 227453 901021 76 414 2510074 41143560 340 185369 921391 68 310 9510074 41110314 790 142283 941675 62 27 6510074 4177069 240 099197 961873 58 14 3511361 1349420 920 063125 971999 55 62068 93777958 381 0001999 55 注 1 F6 260 6kN 1688 55 268 34kN 223 54kN 491 88kN 6 1j 66 GjHj HG 2 考虑局部突出屋顶部分的鞭稍效应 7 层的楼层剪力 V 375 98kN 227 94kN 3 鞭稍效应增大的部分不往下传 故表中计算各楼层剪力时仍采用原值 8 水平地震作用下位移验算 水平地震作用下位移验算 层间位移 ui Vi 1 n ij j D 顶点位移 ui n k k 1 u 层间弹性位移角 e ui hi 层次 i V kND Ui mUr mHi m Ui hi c 6567 867295930 0007780 0167773 31 4242 51021 767295930 0014000 0159993 31 2357 41391 687295930 0019070 0145993 31 1730 31675 627295930 0022970 0126923 31 1437 21873 587295930 0025680 0103953 31 1285 11999 552554640 0078270 0078275 51 702 最大层间弹性位移角发生在第一层 1 702 1 550 满足要求 m GiHi kN 第六章第六章 框架内力计算框架内力计算 为简化计算 考虑如下几种单独受荷情况 1 恒载作用 2 重力荷载代表值作用 3 活荷载作用于 AB 跨 4 活荷载作用于 BC 跨 5 活荷载作用于 CF 跨 6 风荷载作用 以左向右为例 7 横向水平地震作用 以左向右为例 对于 1 2 3 4 5 种情况 框架在竖向荷载作用下 采用迭代法进 行计算 对于第 6 7 种情况 框架在水平荷载作用下 采用 D 值法进行计算 一 弯矩分配系数计算一 弯矩分配系数计算 节点各杆端的弯矩分配系数可根据下式 6 1 求得 6 1 1 2 ik ik ik i i i 求得节点杆端的弯矩分配系数 将分配系数填入内外框各对应的杆端处 汇于同 一节点各杆端的分配系数之和为 0 5 二 框架在竖向荷载作用下的内力计算二 框架在竖向荷载作用下的内力计算 竖向荷载作用下 框架的侧移量很小 按不考虑侧移的迭代法进行结构的内力分 析 考虑内力组合的需要 对恒载 活载作用于跨 跨 跨 并受重力荷ABBCCF 载代表值的作用的框架内力分别进行计算 根据本设计的实际情况 迭代法的计算按以下步骤具体实施 1 计算框架的固端弯矩及节点上的不平衡弯矩 ik M i M 梁上分布荷载为梯形荷载 根据固端弯矩相等的原则 先将梯形分布荷载及三角 形分布荷载简化为等效均布荷载 再计算梁的固端弯矩 固端弯矩 6 2 2 M12ql 均载 6 3 MFe 集中荷载 6 4 12 MM M 梁固端 依次算得各种荷载作用下的固端弯矩及节点不平衡弯矩 固端弯矩填入杆端 节 点不平衡弯矩填入内方框中 2 计算各杆端的近端转角弯矩 6 5 ikikiki MMM 该计算过程在图上进行 直到的前后两次近似值达到要求的精度为止 ik M 3 计算杆端的最后弯矩 ik M 6 6 2 ikikikkiikikikki MMMMMMMM 式中 杆端最后弯矩 ik M 各杆端固端弯矩 ik M 迭代所得的杆端近端转角弯矩 ik M 迭代多的的杆端远端转角弯矩 ki M 以上计算中 当已知框架图求图 以及已知图求图时 可采用结构力学MVVN 取脱离体的方法 如已知杆件梁端的弯矩 其剪力 6 7 00llijji VVMMl 6 8 00rrijji VVMMl 式中 简支梁支座左端和右端的剪力标准值 当梁上无荷载作时 0l V 0l V 剪力以使所取隔离体产生顺时针转动为正 00 0 ll VV 梁端的弯矩标准值 以绕杆端顺时针为正 反之为负 ij M ji M 已知某节点上柱传来的轴力和左 右传来的剪力 时 其下柱的轴力 u N l V r V 6 9 urll NNVV 式中 以压力为正 拉力为负 l N u N 恒荷载迭代 单位 KN m 活荷载作用在 AB 跨迭代 单位 KN m 活荷载作用在 BC 跨迭代 单位 KN m 活荷载作用在 CF 跨迭代 单位 KN m 恒荷载作用下的 M 图 单位 KN m 恒荷载作用下的 V 图 单位 KN m 恒荷载作用下的 N 图 单位 KN m 活荷载作用在 AB 跨间的 M 图 单位 KN m 活荷载作用在 AB 跨间的 V 图 单位 KN m 活荷载作用在 AB 跨间的 N 图 单位 KN m 活荷载作用在 BC 跨间的 M 图 单位 KN m 活荷载作用在 BC 跨间的 V 图 单位 KN m 活荷载作用在 BC 跨间的 N 图 单位 KN m 活荷载作用在 CF 跨间的 M 图 单位 KN m 活荷载作用在 CF 跨间的 V 图 单位 KN m 活荷载作用在 CF 跨间的 N 图 单位 KN m 单位 KN m 重力荷载代表值作用下的 M 图 单位 KN m 重力荷载代表值作用下的 V 图 单位 KN m 重力荷载代表值作用下的 N 图 单位 KN m 三 框架在水平荷载作用下的内力计算三 框架在水平荷载作用下的内力计算 框架在风荷载 从左向右吹 和地震荷载 左震 作用下的内力用 D 值法 改进的 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 求各柱的轴力和梁端剪力 第 i 层第 m 柱所分配的剪力为 框架柱反弯点位置 0123 yyyyy 框架各柱的杆端弯矩 梁端弯矩按式 6 10 6 14 计算 6 10 imc M V 1 y h 上 6 11 imc M V yh 上 边柱处的梁 6 12 c j 1b j c j M M M 下 总 上 中柱处的梁 6 13 b cj 1bjcj bb i M M M i i 左 下左上 左右 6 14 b cj 1bjcj bb i M M M i i 右 下右上 左右 b右MMb总 Mb左 C下jMMC下j MC上j 1 C上j 1M imV yh h 框架柱节点弯矩分配 框架梁端剪力按式 6 15 和式 6 16 计算 边柱处的梁 6 15 bb b b M M V l 总左右 跨度 im imi D V V D 中柱处的梁 6 16 1 反弯点位置计算 反弯点位置计算 计算过程见下表 表 6 1 框架 A 柱 F 柱反弯点位置 层号h miy0y1y2y3yyh m 63 300 770 300 000 000 000 300 99 53 300 770 400 000 000 000 401 32 43 300 770 4350 000 000 000 4351 44 33 300 770 450 000 000 000 451 49 23 300 770 500 000 00 0 050 451 49 15 501 290 6210 00 0 050 000 5713 14 表 6 2 框架 B 柱 C 柱反弯点位置 层号h miY0y1y2y3yyh m 63 302 240 4120 000 000 0004121 36 53 302 240 450 000 000 000 451 49 43 302 240 4620 000 000 000 4621 52 33 302 240 500 000 000 000 501 65 23 302 240 500 000 000 000 501 65 15 503 730 550 000 000 000 553 03 2 风荷载标准值作用下的内力计算 风荷载标准值作用下的内力计算 框架各柱的杆端弯矩 梁端弯矩计算过程见表 框架柱轴力与梁端剪力的计算结果见表 风荷载标准值作用下的弯矩图 剪力图 轴力图如图所示 bb b M M V l 右左 跨度 表 6 3 风荷载作用下框架 A 柱 F 柱剪力和梁端弯矩的计算 层 次 Vi kN D kN m Dim kN m Dim D Vim kN yh m Mc 上 kN m Mc 下 kN m Mb 总 kN m 616 0184020144900 1722 750 996 352 726 35 532 8784020144900 1725 651 3211 197 4614 01 448 0184020144900 1728 261 4415 3711 8922 86 361 4884020144900 17210 571 4919 1315 7531 02 273 8084020144900 17212 691 4922 9718 9138 72 187 332888661290 21218 513 1443 6958 1262 60 表 6 4 风荷载作用下框架 B 柱 C 柱剪力和梁端弯矩的计算 层 次 Vi kN D kN m Dim kN m Dim D Vim kN yh m Mc 上 kN m Mc 下 kN m Mb 左 kN m Mb 右 kN m 616 0184020275200 3285 251 3610 197 143 466 73 532 8784020275200 32810 781 4919 5116 069 0617 59 448 0184020275200 32815 751 5228 0423 9414 9929 11 361 4884020275200 32820 171 6533 2833 2819 4537 77 273 8084020275200 32824 211 6539 9539 9524 9048 33 187 332888683140 28925 243 0362 1876 4834 7267 41 表 6 5 风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力 AB CF 梁端剪力 BC 梁端剪 力 边柱轴力中柱轴力 61 723 40 1 72 1 68 54 058 88 5 77 6 51 46 6414 70 12 41 14 57 38 8519 07 21 26 24 79 211 1624 41 32 42 38 04 117 0734 04 49 49 55 01 风荷载作用下的 M 图 单位 KN m 风荷载作用下的 V 图 单位 KN m 风荷载作用