框剪住宅楼计算书毕业论文.doc

1 框剪住宅楼计算书毕业框剪住宅楼计算书毕业 论文论文 目录目录 1剪力墙结构设计要求剪力墙结构设计要求 1 1 1短肢剪力墙的定义短肢剪力墙的定义 1 1 2短肢剪力墙的界定方法短肢剪力墙的界定方法 1 1 3短肢剪力墙设计短肢剪力墙设计 1 1 4短肢剪力墙设计抗震加强短肢剪力墙设计抗震加强 2 1 5短肢剪力墙受力分析短肢剪力墙受力分析 2 2建筑设计部分建筑设计部分 3 2 1设计依据设计依据 3 2 2标高及建筑细部做法标高及建筑细部做法 3 3结构设计部分结构设计部分 3 3 1设计依据设计依据 4 3 2结构布置及结构计算简图的确定结构布置及结构计算简图的确定 4 3 2 1结构柱网布置结构柱网布置 4 3 2 2确定钢筋及混凝土强度等级确定钢筋及混凝土强度等级 5 3 2 3估计板 柱 梁的截面尺寸估计板 柱 梁的截面尺寸 5 3 2 4确定计算简图确定计算简图 5 3 2 5恒载计算恒载计算 7 3 2 6楼面活荷载计算楼面活荷载计算 6 10 3 2 73 2 7风荷载计算风荷载计算 7 10 3 3水平荷载内力计算水平荷载内力计算 11 3 3 13 3 1地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算 8 8 11 3 3 23 3 2风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算 21 3 4竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算 9 26 3 4 1恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算 26 3 4 2活荷载作用下的内力计算活荷载作用下的内力计算 39 3 5荷载内力组合荷载内力组合 48 3 6构件设计构件设计 11 63 3 6 1框架梁的配筋计算 梁截面框架梁的配筋计算 梁截面 200 450 63 3 6 2框架柱的配筋计算框架柱的配筋计算 64 3 7楼梯设计楼梯设计 12 66 1 3 7 1梯段板设计梯段板设计 67 3 7 2平台板设计平台板设计 67 3 8基础设计基础设计 13 68 1剪力墙结构设计要求剪力墙结构设计要求 1 1 短肢剪力墙的定义短肢剪力墙的定义 短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5 8的剪力墙 但 高层建筑混凝土结构技术规 程 第7 1 2条规定高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构 短肢剪力墙较多时 应 布置筒体 或一般剪力墙 形成短肢剪力墙与筒体 或一般剪力墙 共同抵抗水平力的剪力墙 结构 1 2 短肢剪力墙的界定方法短肢剪力墙的界定方法 高层建筑混凝土结构技术规程 第7 1 3条规定了 B 级高度高层建筑和9度抗震设计的 A 级 高度高层建筑 不应采用第7 1 2条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构 短肢剪力墙结构的必要条件 抗震设计时 短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于 结构总底部地震倾覆力矩的50 短肢剪力墙结构的下限 当短肢墙较少时 如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于 结构总底部地震倾覆力矩的15 40 则可以按普通剪力墙结构设计 下限规范没有规定 用 户可以灵活掌握 B 级高度高层建筑和9度抗震设计的 A 级高度高层建筑 即使置筒体 也不能采 用 最大适用高度比高规表4 2 2 1中剪力墙结构的规定值适当降低 且7度和8度抗震设计时分别不 应大于100m 和60m 在剪力墙结构中 只有个别小墙肢 不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般 剪力墙结构处理 短肢剪力墙结构 其首先应是全剪力墙结构 应有足够的长肢剪力墙 如果把 短肢墙看成异形柱 则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征 当结构形式符合短肢剪 力墙结构形式后 才能在软件 总信息 参数的结构体系中 定义结构为 短肢剪力墙结构 1 3 短肢剪力墙设计短肢剪力墙设计 短肢墙设计 短肢剪力墙 5 H B 8 不限 当 有大于两肢的短肢墙或异形柱时 尽管各肢的长宽比符合要求 也宜按墙输入设计 2 短肢墙设计主要参数 轴压比 按剪力墙 刚度 墙输入 采用壳元或薄壁杆元 配筋 按剪力墙 构造 按高规的短肢墙构造 弱短肢剪力墙 截面高厚之比小于5的墙肢 高规7 2 5条文规定了不宜采用墙肢截面高度与 厚度之比小于为5的剪力墙 当其小于5时 其在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压 比 抗震等级为一级 9度 一级 7 8度 二级 三级时分别不宜大于0 3 0 4 0 5和0 6 短墙 截面高度之比不大于3的墙肢 高规7 2 5条文和抗震规范6 4 9条文规定剪力墙的截面高 度与厚度之比不大于3时 应按柱的要求进行设计 底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于 1 2 其它部位不应小于1 0 箍筋应沿全高加密 1 4 短肢剪力墙设计抗震加强短肢剪力墙设计抗震加强 抗震设计 4 时 短肢剪力墙的抗震等级应比高规4 8 2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用 各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比 抗震等级为一 二 三时 分别不宜大于0 5 0 6和0 7 对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙 其轴压比限值相应降低 0 1 除底部加强部位应按高规7 2 10条调整剪力设计值外 其它各层短肢剪力墙的剪力设计值 一 二级抗震等级应分别乘以增大系数1 4和1 2 短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率 底部加强部位不宜小于1 2 其它部位不宜小于 1 0 短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm 7度和8度抗震设计时 短肢剪力墙宜设置翼缘 一 字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁 高规7 2 1条文规定了带有筒体和短肢剪 力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于 C25 1 5 短肢剪力墙受力分析短肢剪力墙受力分析 短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5 8倍剪力墙结构 常用的有 T 字型 L 型 十 字型 Z 字型 折线型 一 字型 该结构型式的特点是 1 结合建筑平面 利用间隔墙位置来布置竖向构件 基本上不与建筑使用功能发生矛盾 2 墙的数量可多可少 肢长可长可短 主要视抗侧力的需要而定 还可通过不同的尺寸和布置 来调整刚度中心的位置 3 能灵活布置 可选择的方案较多 楼盖方案简单 4 连接各墙的梁 随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内 可隐蔽 3 5 根据建筑平面的抗侧刚度的需要 利用中心剪力墙 形成主要的抗侧力构件 较易满足刚度 和强度要求 对短肢剪力墙结构的设计计算 因其是剪力墙大开口而成 所以基本上与普通剪力墙结构分 析相同 可采用三维杆 系簿壁柱空间分析方法或空间杆 墙组元分析方法 前者如建研院的 TBSA TAT 广东省建筑设计院的广厦 CAD 的 SS 模块 后者如建研院的 TBSSAP SATWE 清华大学的 TUS 广东省建院的 SSW 等 其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况 精度较高 虽然三维杆系 簿壁柱空间分析程序使用较早 应用较广 但对墙肢较长的短肢剪力墙 应该用空间杆 墙组元程序进行校核 2建筑设计部分建筑设计部分 本工程是一栋十五层住宅楼 层高均为 3 0m 采用钢筋混凝土框架剪力墙结构 建筑工程等 级为二级 耐火等级为二级 合理使用年限为 50 年 屋面防水等级为二级 本地区为 6 度抗震设 防区 2 1 设计依据设计依据 设计任务书和建筑设计规范 2 3 2 2 标高及建筑细部做法标高及建筑细部做法 1 设计标高 室内设计标高为 0 000 室内外高差为 450 2 2 墙身做法 墙身采用粉煤灰加气混凝土砌块 内外墙采用双面粉刷 3 3 屋面做法 平屋面是油毡防水层 三毡四油上铺小石子 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 镂空栏杆 坡屋面是 25mm 厚挤塑聚苯保温层 青摊瓦 100 厚钢筋混凝土现浇楼板 4 4 楼面做法 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 100 厚钢筋混凝土现浇楼板 5 5 底层地面做法 10 水磨石地面 20 厚水泥砂浆打底 100 厚钢筋混凝土现浇楼板 10 厚水泥石膏砂浆 4 3结构设计部分结构设计部分 本工程是一栋十五层高层住宅楼 层高均为 3 0mm 纵向 30 8 米 横向 19 米 总高度为 52 75 米 本工程采用全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构 梁柱和楼板均为现浇 墙体为粉煤灰加 气混凝土砌块 3 1 设计依据设计依据 1 1 建筑施工图和国家设计规范 4 5 2 2 气象条件 气温 年平均气温 5 7 29 5 最高气温 42 3 最低气温 6 6 雨量 年平均降雨量 998 1 最大降雨量 195 2 日 风向 一月 C22NNE13 七月 C22NNE11 风压 0 35kN 3 工程地质及水文资料 地层自上而下为 1 杂填土层 厚度约为 3 0m 2 粉质粘土 厚度约为 15 6m fak 120KPa Es 6 0MPa qsia 35KPa 3 粉砂 厚 5 0m fak 185KPa Es 16 0MPa qsia 45KPa 4 细砂 fak 270KPa Es 19 5MPa qsia 55KPa qpa 2400KPa 地下水位于地表以下 1 5m 4 4 抗震设防烈度按 6 度设防 地震分组第一组 地震加速度 Sa 0 05g 3 2 结构布置及结构计算简图的确定结构布置及结构计算简图的确定 3 2 1 结构柱网布置结构柱网布置 由于建筑总长度不超过 55M 且为保温隔热屋面 所以不设变形缝 5 3 2 2 确定钢筋及混凝土强度等级确定钢筋及混凝土强度等级 柱 梁 板等部位均采用 C30 砼 Ec 3 00 107kN 除承台采用 级钢筋 fy 360N mm2 外 其余受力钢筋均为 级 fy 300 N 2 3 2 3 估计板 柱 梁的截面尺寸估计板 柱 梁的截面尺寸 1 1 板 预取板厚 100 考虑到楼面荷载不大 且经济的因素 2 2 柱 因建筑美观要求 且设防烈度为 6 度 将柱设计为方柱 尺寸为 1 5 层 400 650 6 10 层 400 600 11 15 层 350 550 3 3 梁 横梁 hb 1 8 1 12 lb 1 8 1 12 4800 600 400 取 hb 450 bb 1 3 1 2 hb 1 3 1 2 450 150 225 取 bb 200 纵梁最大跨 hb 1 8 1 12 lb 1 8 1 12 7200 600 900 取 hb 650 bb 1 3 1 2 hb 1 3 1 2 650 217 325 3 2 4 确定计算简图确定计算简图 取一榀框架计算 假定框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与柱刚接 底层柱高从基础顶面至二 层楼面 根据地质条件 确定基础顶面离室外地面为 500 由此求得底层层高为 3950 其余 各层的柱高即为其层高 3000 其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用 取 I 2IO IO为不 6 考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩 1 5 层 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 上部柱 i 1 12 E 0 4 0 653 3 30 51 10 4E 底层柱 i 1 12 E 0 4 0 653 3 95 23 18 10 4E 6 10 层 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 柱 i 1 12 E 0 4 0 603 3 24 0 10 4E 11 15 层 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 柱 i 1 12 E 0 35 0 553 3 16 18 10 4E 16 层 阁楼 左跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 3 7 8 21 10 4E 右跨梁 i 1 12 2E 0 2 0 453 4 8 6 33 10 4E 柱 i 1 12 E 0 35 0 553 4 6 10 55 10 4E 7 3 2 5 恒载计算恒载计算 1 1 屋面荷载标准值 油毡防水层 三毡四油上铺小石子 0 4 kN m2 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 kN m2 25mm 厚挤塑聚苯保温层 0 025 10 1 25 kN m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 0 1 25 2 5 kN m2 20mm 厚抹灰 0 02 17 0 34 kN m2 平屋面镂空栏杆 0 5 kN m2 坡屋面瓦重 0 5 kN m2 屋面恒载 4 39 kN m2 框架梁自重 0 2 0 45 25 2 25 kN m 梁侧粉刷 2 0 45 0 1 0 02 17 0 238 kN m 因此 作用在阁楼层框架梁上的线荷载为 g16 左 1 g16 右 1 2 49 kN m g16 左 2 g16 右 2 4 39 4 3 2 2 1 18 66kN m 2 2 楼面荷载值 20mm 厚 1 2 5 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 kN m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 0 1 25 2 5 kN m2 20mm 厚抹灰 0 34 kN m2 楼面恒载 3 24 kN m2 框架梁自重及梁侧粉刷 2 49 kN m 边跨填充墙自重 2 02 3 0 35 5 35 kN m 墙面粉刷 3 0 35 0 02 2 17 1 8 kN m 因此 作用在中间层框架梁上的线荷载为 g左 1 g右 1 2 49 5 35 1 8 9 64 kN m 8 g15 左 2 g15 右 2 4 39 3 6 3 24 4 3 2 22 77 kN m g左 2 g右 2 3 24 4 3 2 3 6 18 63 kN m 3 3 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 0 2 0 45 4 3 2 3 6 25 12 94 kN 粉刷 0 238 5 75 1 37 kN 梁传来屋面自重 1 2 7 2 1 2 4 3 4 39 33 98 kN 顶层边节点集中荷载 G16 左 G16 右 48 29 kN 中柱梁自重 12 94 kN 粉刷 1 37 kN 梁传来屋面自重 2 33 98 67 96 kN 顶层中节点集中荷载 G16 中 82 27 kN 4 4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 12 94 kN 粉刷 1 37 kN 墙体自重 粉刷 5 35 1 80 3 2 22 9 kN 5 35 1 80 4 3 2 15 38 kN 框架柱自重 1 5 层 0 4 0 65 3 25 19 5 kN 6 10 层 0 4 0 60 3 25 18 kN 11 15 层 0 35 0 55 3 25 14 44 kN 粉刷 1 5 层 2 0 65 0 02 3 17 1 33 kN 6 10 层 2 0 60 0 02 3 17 1 22 kN 11 15 层 2 0 55 0 02 3 17 1 12 kN 梁传来楼面自重 1 2 7 2 1 2 4 3 3 24 25 08 kN 中间层边节点集中荷载 1 5 层 G左 G右 98 45 kN 6 10 层 G左 G右 96 90 kN 11 15 层 G左 G右 93 24 kN 中柱梁自重 12 94 kN 粉刷 1 37 kN 内纵墙自重 1 57 3 0 45 5 75 0 4 21 42 kN 粉刷 5 35 2 55 0 02 2 17 9 36 kN 框架柱自重 1 5 层 0 4 0 65 3 25 19 5 kN 6 10 层 0 4 0 60 3 25 18 kN 11 15 层 0 35 0 55 3 25 14 44 kN 粉刷 1 5 层 2 0 65 0 02 3 17 1 33 kN 9 6 10 层 2 0 60 0 02 3 17 1 22 kN 11 15 层 2 0 55 0 02 3 17 1 12 kN 梁传来楼面自重 2 25 08 50 16 kN 中间层中节点集中荷载 1 5 层 G中 116 00 kN 6 10 层 G中 114 39 kN 11 15 层 G中 111 01 kN 10 3 2 6楼面活荷载计算楼面活荷载计算 6 P16 左 P16 右 2 5 75 11 5kN m P16 P16 1 2 7 2 1 2 4 3 2 15 48 kN P16 中 1 2 7 2 1 2 4 3 2 1 2 7 2 1 2 4 3 2 30 96 kN P左 P右 2 5 75 11 5kN m P P 1 2 7 2 1 2 4 3 2 15 48 kN P中 1 2 7 2 1 2 4 3 2 1 2 7 2 1 2 4 3 2 30 96 kN 3 2 73 2 7风荷载计算风荷载计算 7 风荷载标准值计算公式 w z s z o 4 将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载 计算过程如下表 表中为一榀框架各 层节点的受风面积 风荷载计算风荷载计算 层 次 z z s ozA Pw kN 161 11 661 50 3548 013 2311 53 151 11 621 30 3545 021 8516 11 141 11 581 30 3542 017 2512 40 131 11 551 30 3539 017 2512 17 121 11 491 30 3536 017 2511 69 111 11 451 30 3533 017 2511 38 101 01 421 30 3530 017 2511 15 91 01 391 30 3527 017 2510 91 81 01 361 30 3524 017 2510 67 11 71 01 251 30 3521 017 259 81 61 01 241 30 3518 017 259 72 51 01 731 30 3515 017 259 21 41 01 091 30 3512 017 258 55 31 01 01 30 359 017 257 85 21 01 01 30 356 017 257 85 11 01 01 30 353 018 548 44 3 3 水平荷载内力计算水平荷载内力计算 3 3 13 3 1地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算 8 8 1 1 计算重力荷载代表值 1 1 屋面均布荷载 4 39 kN m2 屋面荷载标准值 3 7 4 8 4 3 2 2 1 4 39 158 61 kN 2 2 楼面均布荷载 3 24 kN m2 楼面荷载标准值 3 7 4 8 5 75 3 24 158 36 kN 3 3 屋面均布活荷载 0 5 kN m2 不上人屋面 雪荷载 0 4 kN m2 4 4 楼面均布活荷载 2 0 kN m2 各层楼面活荷载标准值 3 7 4 8 5 75 2 97 75 kN 5 5 梁柱自重 包括抹灰量 纵向框架梁自重 12 94 kN 横向框架梁自重 19 13 kN 抹灰 1 37 kN 抹灰 2 02 kN 14 31 kN 21 15 kN 1 5 层框架柱自重 19 5 kN 粉刷 1 33 kN 20 83 kN 6 10 层框架柱自重 18 0 kN 粉刷 1 22 kN 12 19 22 kN 11 15 层框架柱自重 14 44 kN 粉刷 1 12 kN 15 56 kN 6 6 墙体自重 由前面已统计的数据得出 单位面积上墙体的重量 200mm 厚为 2 02 kN m2 100mm 厚为 1 57 kN m2 单位面积上抹灰的重量为 0 02 17 0 34 kN m2 7 7 荷载分层汇总 顶层重力荷载代表值包括 屋面荷载 纵横梁自重 半层墙体和窗自重的一半 其他楼层重 力荷载代表值包括 楼面荷载 50 楼面活荷载 纵横梁自重 楼面上下各半层柱及纵横墙体和 窗的自重 底层取一半 将上述分项荷载相加 得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下 G16 405 22 kN G15 158 61 14 31 3 21 15 0 5 22 9 15 38 3 14 44 1 12 3 326 8 kN G11 G14 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 22 9 15 38 3 14 44 1 12 3 432 85 kN G6 G10 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 22 9 15 38 3 18 1 22 3 443 84 kN G2 G3 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 22 9 15 38 3 19 5 1 33 3 448 64 kN G1 158 36 97 75 0 5 14 31 3 21 15 19 5 1 33 3 333 793 kN 集中于各层楼面的重力荷载代表值如下图 建筑物总重力荷载代表值 G 405 22 326 8 432 85 4 443 84 5 448 64 4 333 79 6810 96 kN 13 2 2 横向框架柱侧移刚度 D 值计算如下表 项目 层 柱 k ib 2ic 一般层 k ib ic 底层 k 2 k 一般层 0 5 k 2 k 底层 12 h2D ic 12 h 2 kN m 根 数 中框架边中框架边 柱柱 0 630 630 430 430 770 77249524952 中框架中中框架中 柱柱 1 251 250 540 540 770 77309130911 底 层 D D8081 二 三 中框架边中框架边 柱柱 0 480 480 190 191 331 33231223122 14 四 五 层 中框架中中框架中 柱柱 0 960 960 320 321 331 33389438941 D D8518 项目 层 柱 k ik ib b 2i2ic c 一般层 一般层 k ik ib b i ic c 底层 底层 k k 2 2 k k 一般层 一般层 0 5 0 5 k k 2 2 k k 底层 底层 1212 h h2 2D iD ic c 12 12 h h 2 2 kN kN m m 根 数 中框架边中框架边 柱柱 0 610 610 2340 2341 331 3322412241 2 中框架中中框架中 柱柱 1 211 210 3770 3771 331 3336103610 1 六 七 八 九 十 层 D D8092 中框架边中框架边 柱柱 0 900 900 310 311 331 3320002000 2 十一 十二 十三 十四 十五 层 中框架中中框架中 柱柱 1 801 800 470 471 331 3330323032 1 D7032 3 3 横向框架自震周期 T1 1 7 o T o 结构基本周期修正系数 考虑到填充墙使框架自震周期减小的影响 取 o为 0 6 T 框架的顶点位移 横向框即顶点位移计算 横向框即顶点位移计算 i i为层间相对位移 为层间相对位移 层次 Gi kN Gi kN Di kN m i Gi Di i 1333 7936810 9680810 84280 8428 2448 6426477 16885180 76041 6032 3448 6426028 52685180 70772 3109 15 4448 6425579 88485180 65512 966 5448 6425131 24285180 60243 5684 6443 8364682 680920 57874 1471 7443 8364238 76480920 52384 6709 8443 8363794 92880920 4695 1399 9443 8363351 09280920 41415 554 10443 8362907 25680920 35935 9133 11432 852463 4270320 35036 2638 12432 852030 5770320 28886 5526 13432 851597 7270320 22726 7798 14432 851164 8770320 16576 9455 15326 8732 0270320 10417 0496 16405 22405 2216770 24167 2912 T1 1 7 0 6 3 213s2912 7 4 4 横向地震作用计算 因本建筑高度大于 40m 不应采用底部剪力法 但本设计仍用底部剪 力法计算 在 类场地 6 度地震区 结构的自振周期和地震影响系数 max为 Tg 0 45s max 0 04 1 Tg T1 0 9 max 0 45 3 213 0 9 0 04 0 007 由底部剪力法计算公式 FEK 0 85 1 GE 0 85 0 007 6810 96 40 53 KN 由 T1 3 213s 1 4 0 45 0 63s n 0 08 T1 0 01 0 08 3 213 0 01 0 267 Fn n FEK 0 267 40 53 10 82 KN Fi GiHI GiHI FEK 1 n 顶层加上 Fn 层 次 hi m Hi m Gi KN GiHI GiHI GiHI Fi KN Vi KN 13 953 95333 7931318 480 0070 2129 69 236 95448 6423118 060 0170 5129 48 16 339 95448 6424463 990 0250 7428 97 4312 95448 6425809 910 0320 9528 23 5315 95448 6427155 840 0401 1927 28 6318 95443 8638411 200 0471 4026 09 7321 95443 8639742 790 0541 6024 69 8324 95443 86311074 380 0621 8423 09 9327 95443 86312405 970 0692 0521 25 10330 95443 86313737 560 0772 2919 20 11333 95432 8514695 260 0822 4416 91 12336 95432 8515993 810 0892 6414 47 13339 95432 8517292 360 0962 8511 83 14342 95432 8518590 910 1043 098 98 15345 95326 815016 460 0842 505 89 164 650 55405 2220483 870 1143 393 39 5 5 内力分析 地震作用下的内力计算 地震作用力沿竖向呈倒三角形分布 内力计算采用 D 值法 采用公 式 Vjk Djk Djk Vfk 1 1 各柱分配的剪力 V16 左 V16 右 739 2505 3 39 1 0 kN V16 中 1027 2505 3 39 1 39 kN V15 左 V15 右 2000 7032 5 89 1 68 kN V15 中 3032 7032 5 89 2 54 kN V14 左 V16 右 2000 7032 8 98 2 55 kN V14 中 3032 7032 8 98 3 87 kN 17 V13 左 V13 右 2000 7032 11 83 3 36 kN V13 中 3032 7032 11 83 5 1 kN V12 左 V12 右 2000 7032 14 47 4 12 kN V12 中 3032 7032 14 47 6 24 kN V11 左 V11 右 2000 7032 16 91 4 81 kN V11 中 3032 7032 16 91 7 29 kN V10 左 V10 右 2241 8092 19 20 5 32 kN V10 中 3610 8092 19 20 8 57 kN V9 左 V9 右 2241 8092 21 25 5 88 kN V9 中 3610 8092 21 25 9 48 kN V8 左 V8 右 2241 8092 23 09 6 39 kN V8 中 3610 8092 23 09 10 30 kN V7 左 V7 右 2241 8092 24 69 6 84 kN V7 中 3610 8092 24 69 11 01 kN V6 左 V6 右 2241 8092 26 09 7 23 kN V6 中 3610 8092 26 09 11 64 kN V5 左 V5 右 2312 8518 27 28 7 40 kN V5 中 3894 8518 27 28 12 47 kN V4 左 V4 右 2312 8518 28 23 7 66 kN V4 中 3894 8518 28 23 12 91 kN V3 左 V3 右 2312 8518 28 97 7 86 kN V3 中 3894 8518 28 97 13 24 kN V2 左 V2 右 2312 8518 29 48 8 0 kN V2 中 3894 8518 29 48 13 48 kN V1 左 V1 右 2495 8081 29 69 9 17 kN V1 中 3091 8081 29 69 11 36 kN 2 2 确定反弯点高度 地震荷载呈倒三角形分布 由于各梁柱刚度比 k 均小于 3 因此要修正反弯点高度 但本设计未修正 根据假定 2 反 弯点高度 y 0 5h 3 3 计算柱端弯矩 由柱剪力 Vij和反弯点高度 y 按下列公式可求得柱端弯矩 18 上端 Mcu Vij h y 下端 Mcl Vij y 柱端弯矩计算结果如表 柱端弯矩计算结果如表 A 柱B 柱C 柱层 次上端下端上端下端上端下端 162 32 33 1973 1972 32 3 152 522 523 813 812 522 52 143 8253 8255 8055 8053 8253 825 135 045 047 657 655 045 04 126 186 189 369 366 186 18 117 2157 21510 93510 9357 2157 215 107 987 9812 85512 8557 987 98 98 828 8214 2214 228 828 82 89 5859 58515 4515 459 5859 585 710 2610 2616 51516 51510 2610 26 610 84510 84517 4617 4610 84510 845 511 111 118 70518 70511 111 1 411 4911 4919 36519 36511 4911 49 311 7911 7919 8619 8611 7911 79 2121220 2220 221212 112 0912 0914 9614 9612 0912 09 4 4 计算梁端弯矩 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件 将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配 计 算结果如下图 计算公式 Mbl Mcu Mcl k1 k1 k2 Mbr Mcu Mcl k1 k1 k2 k1 0 565 k2 0 435 19 水平地震作用下的弯矩图 水平地震作用下的弯矩图 kN kN m m 5 5 计算梁端剪力 示意图如下图 计算公式 Vb Mbl Mbr l 20 6 6 计算柱轴力 水平地震作用下的剪力图 水平地震作用下的剪力图 kNkN 21 水平地震作用下的柱的轴力图 水平地震作用下的柱的轴力图 kNkN 3 3 23 3 2风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算 1 1 各柱所分配的剪力 V16 左 V16 右 739 2505 11 53 3 40 kN V16 中 1027 2505 11 53 4 73 kN V15 左 V15 右 2000 7032 27 64 7 86 kN V15 中 3032 7032 27 64 11 92 kN V14 左 V16 右 2000 7032 40 04 11 39 kN V14 中 3032 7032 40 04 17 26 kN 22 V13 左 V13 右 2000 7032 52 21 14 85 kN V13 中 3032 7032 52 21 22 51 kN V12 左 V12 右 2000 7032 63 9 18 17 kN V12 中 3032 7032 63 9 27 55 kN V11 左 V11 右 2000 7032 75 28 21 41 kN V11 中 3032 7032 75 28 32 46 kN V10 左 V10 右 2241 8092 86 43 23 94 kN V10 中 3610 8092 86 43 38 56 kN V9 左 V9 右 2241 8092 97 34 26 96 kN V9 中 3610 8092 97 34 26 96 kN V8 左 V8 右 2241 8092 108 01 29 91 kN V8 中 3610 8092 108 01 48 18 kN V7 左 V7 右 2241 8092 117 82 32 63 kN V7 中 3610 8092 117 82 52 56 kN V6 左 V6 右 2241 8092 127 54 35 32 kN V6 中 3610 8092 127 54 56 90 kN V5 左 V5 右 2312 8518 136 75 37 12 kN V5 中 3894 8518 136 75 62 52 kN V4 左 V4 右 2312 8518 145 3 39 44 kN V4 中 3894 8518 145 3 66 42 kN V3 左 V3 右 2312 8518 153 15 41 57 kN V3 中 3894 8518 153 15 70 01 kN V2 左 V2 右 2312 8518 161 43 70 kN V2 中 3894 8518 161 73 60 kN V1 左 V1 右 2495 8081 169 44 52 31 kN V1 中 3091 8081 169 44 64 81 kN 2 2 确定反弯点高度 和地震荷载不一样的是 风荷载接近于均布荷载 由于各梁柱刚度比 k 小于 3 因此须修正反弯点高度 但本设计中未修正 根据假定 2 反 弯点高度 y 0 5h 3 3 计算柱端弯矩 由柱剪力 Vij和反弯点高度 y 按下列公式可求得柱端弯矩 23 上端 Mcu Vij h y 下端 Mcl Vij y 柱端弯矩计算结果如表 柱端弯矩计算结果如表 A 柱B 柱C 柱 层次 上端下端上端下端上端下端 167 827 8210 87910 8797 827 82 1511 7911 7917 8817 8811 7911 79 1417 08517 08525 8925 8917 08517 085 1322 27522 27533 76533 76522 27522 275 1227 25527 25541 32541 32527 25527 255 1132 11532 11548 6948 6932 11532 115 1035 9135 9157 8457 8435 9135 91 940 4440 4465 14565 14540 4440 44 844 86544 86572 2772 2744 86544 865 748 94548 94578 8478 8448 94548 945 652 9852 9885 3585 3552 9852 98 555 6855 6893 7893 7855 6855 68 459 1659 1699 6399 6359 1659 16 362 35562 355105 015105 01562 35562 355 265 5565 55110 4110 465 5565 55 168 87137 7485 33170 6768 87137 74 4 4 计算梁端弯矩 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件 将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配 计 算结果如下图 计算公式 Mbl Mcu Mcl k1 k1 k2 Mbr Mcu Mcl k1 k1 k2 k1 0 565 k2 0 435 24 风荷载作用下的弯矩图 风荷载作用下的弯矩图 kN kN m m 5 5 计算梁端剪力 示意图如下图 a 计算公式 Vb Mbl Mbr l 25 风荷载作用下的剪力图 风荷载作用下的剪力图 kNkN 26 风荷载作用下的轴力 风荷载作用下的轴力 kNkN 27 3 4 竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算 9 3 4 1 恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算 竖向恒载作用下的内力计算采用分层法 作修正如下 1 除底层外其它各层柱子的线刚度均 乘以折减系数 0 9 2 除底层外其它各层柱子的弯矩传递系数均为 1 3 结构内力用弯矩分配 法计算 1 1 顶层 1 1 计算固端弯矩 假定所有弯矩以顺时针为正 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左 g16 左 1 2 2 3 g16 右 2 49 1 2 0 452 0 453 18 66 15 29 kN m g边右 g16 左 1 2 2 3 g16 右 2 49 1 2 0 442 0 443 18 66 15 51 kN m MEH 1 12 g左L2 1 12 15 29 3 72 17 11 kN m MHE MEH 17 11 kN m MHJ 1 12 g右L2 1 12 15 51 4 82 29 78 kN m MJH MHJ 29 78 kN m 2 2 分配系数 E 节点 e ie ie 0 9 ic 8 21 8 21 0 9 10 55 0 464 e 0 9 ic ie 0 9 ic 0 9 10 55 8 21 0 9 10 55 0 536 H 节点 hl ih ih ih 0 9ic 8 21 8 21 6 33 0 9 10 55 0 342 jr ih ih ih 0 9ic 6 33 8 21 6 33 0 9 10 55 0 263 j 0 9ic ih ih 0 9ic 0 9 10 55 8 21 6 33 0 9 10 55 0 395 J 节点 j ij ij 0 9ic 6 33 6 33 0 9 10 55 0 403 j 0 9ic ij 0 9ic 0 9 10 55 6 33 0 9 10 55 0 597 3 3 弯矩分配图 28 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱右梁 左梁上柱下柱 0 5360 4640 342 0 3950 2630 403 0 597 17 4417 44 29 7829 78 9 358 094 22 4 873 25 12 17 78 6 612 114 05 3 86 61 62 11 72 4 67 4 04 0 65 0 75 0 54 07 6 03 11 28 11 2825 05 7 98 33 0423 47 23 47 4 4 顶层弯矩图 2 2 11 15 层 1 1 计算固端弯矩 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 452 0 453 22 77 29 70 kN m g边右 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 442 0 443 22 77 29 29 94 kN m MEH 1 12 g左L2 1 12 29 70 3 72 33 88 kN m MHE MEH 33 88 kN m MHJ 1 12 g右L2 1 12 29 94 4 82 57 02 kN m MJH MHJ 57 02 kN m 2 2 分配系数 E 节点 e ie ie 0 9 ic 8 21 8 21 0 9 16 18 2 0 220 e 0 9 ic ie 0 9 ic 0 9 16 18 8 21 0 9 16 18 2 0 390 H 节点 hl ih ih ih 0 9ic 8 21 8 21 6 33 0 9 16 18 2 0 188 jr ih ih ih 0 9ic 6 33 8 21 6 33 0 9 16 18 2 0 144 j 0 9ic ih ih 0 9ic 0 9 16 18 8 21 6 33 0 9 16 18 2 0 334 J 节点 j ij ij 0 9ic 6 33 6 33 0 9 16 18 2 0 178 j 0 9ic ij 0 9ic 0 9 16 18 6 33 0 9 16 48 2 0 411 3 3 弯矩分配 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱 0 390 390 220 1180 3340 3340 1440 1780 4110 411 33 8833 88 57 0257 02 13 2113 217 454 357 737 733 33 10 15 23 44 23 44 4 676 282 183 732 443 84 5 071 67 8 89 10 99 5 12 5 12 2 89 0 93 1 64 1 64 0 713 247 487 48 12 7714 37 27 1441 038 529 92 59 4751 78 24 84 26 94 4 4 标准层弯矩图 30 3 3 6 10 层 1 1 计算固端弯矩 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 452 0 453 18 63 26 20 kN m g边右 g左 1 2 2 3 g右 9 643 1 2 0 442 0 443 18 63 26 25 kN m MEH 1 12 g左L2 1 12 26 20 3 72 29 89 kN m MHE MEH 29 89 kN m MHJ 1 12 g右L2 1 12 26 25 4 82 50 4 kN m MJH MHJ 50 4 kN m 2 2 分配系数 31 E 节点 e ie ie 0 9 ic 8 21 8 21 0 9 24 2 0 160 e 0 9 ic ie 0 9 ic 0 9 24 8 21 0 9 24 2 0 420 H 节点 hl ih ih ih 0 9ic 8 21 8 21 6 33 0 9 24 2 0 142 jr ih ih ih 0 9ic 6 33 8 21 6 33 0 9 24 2 0 110 j 0 9ic ih ih 0 9ic 0 9 24 8 21 6 33 0 9 24 2 0 374 J 节点 j ij ij 0 9ic 6 33 6 33 0 9 24 2 0 128 j 0 9ic ij 0 9ic 0 9 24 6 33 0 9 24 2 0 436 3 3 弯矩分配 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱右梁 左梁 上柱下柱 0 420 420 160 1420 3740 3740 110 1280 4360 436 29