行政楼毕业设计计算书.doc

毕毕 业业 设设 计计 题题 目目 丰城市政府行政中心设计丰城市政府行政中心设计 系系 别 别 土木与建筑工程学院土木与建筑工程学院 专专 业 业 土木工程建筑工程方向土木工程建筑工程方向 姓姓 名 名 柯柯 剑剑 锋锋 学学 号 号 20091022792009102279 指导教师 指导教师 许许 明明 二零一三年六月二零一三年六月 1 57 丰城市政府行政中心丰城市政府行政中心 The Hall administrative center of Fengcheng City 总计 毕业设计 47 页 表 格 11 个 插 图 15 幅 摘 要 本设计主要进行了结构方案中横向框架第 轴结构设计 在确定框架布局之后 先 进行了荷载的计算 包括恒荷载 活荷载 再组合得到线荷载和集中荷载 风荷载 计算 出它们对框架的水平作用 地震荷载 利用顶点位移法求出自震周期 按底部剪力法计 算水平地震荷载作用下大小 接着计算竖向荷载 恒载及活荷载 作用下的结构内力 分层法 再求出在水平荷载作用下的结构内力 D 值法 然后进行内力组合 包括一 般组合和考虑地震的组合 选取最安全的结果计算配筋 考虑地震和不考虑地震中取 较大值 此外还进行了结构方案中的楼梯的设计 完成了平台板 梯段板 平台梁等构 件的内力和配筋计算及施工图绘制 对楼板进行了配筋计算 本设计采用独基础 整个 结构在设计过程中 严格遵循相关的专业规范的要求 参考相关资料和有关最新的国家 标准规范 对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑 总之 适用 安全 经济 使用方便是本设计的原则 设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据 关键词关键词 框架结构 框架结构 抗震设计抗震设计 荷载计算荷载计算 内力计算内力计算 计算配筋计算配筋 I 57 ABSTRACT The design of the main structure of the program is horizontal framework axis seismic design In determining the distribution framework the first layer of representative value of the load Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size then calculated the level of load under the Internal Forces bending moment shear and axial force Then calculate vertical load constant load and live load under the Internal Forces Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations Select the best safety results of the reinforcement and Mapping In addition the structure of the program indoor is designed Completion of the platform boards boards of the ladder platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping On the floor reinforcement calculation the use of pile foundation design foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation The whole structure of the design process in strict compliance with the relevant professional standard reference to relevant information and the latest national standards and specifications and design of the various components of a comprehensive scientific considerations In short application security economic and user friendly design is the principle Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction KEY WORDS Frame Structure Seismic Design Load Calculation Internal force calculation Calculation reinforcement 目录 摘摘 要要 I I ABSTRACTABSTRACT I II I 概概 述述 1 1 第一章第一章 建筑设计部分建筑设计部分 2 2 1 1 平面设计 2 1 2 屋顶设计 2 第二章第二章 结构方案设计结构方案设计 3 3 2 1 基本资料 3 2 2 结构选型 3 2 3 结构平面布置 3 第三章第三章 板的计算板的计算 5 5 3 1 设计资料 5 3 2 设计荷载 5 3 3 计算结果 5 3 4 跨中挠度验算 6 3 5 裂缝宽度验算 7 第四章第四章 板式楼梯设计板式楼梯设计 1 11 1 4 1 梯段板计算 11 4 2 平台板的计算 12 4 3 平梁的计算 14 第五章第五章 第第 榀框架设计榀框架设计 1616 5 1 计算单元的选取 16 1 57 5 1 1 结构布置及梁 柱截面尺寸的初选 16 5 2 恒荷载及内力分析 18 5 2 1 屋面恒荷载 18 5 2 2 楼面恒荷载 19 5 2 3 构件自重 19 5 2 4 固端弯矩计算 21 5 2 5 恒荷载作用下内力分析 21 5 3 活荷载及内力分析 23 5 3 1 屋面活荷载 24 5 3 2 内力分析 24 5 4 风荷载及内力分析 26 5 4 1 风荷载计算 26 5 4 2 各柱的 D 值及剪力分配系数 计算 27 5 4 3 各柱的反弯点位置 剪力 柱端弯矩计算 29 5 5 内力组合 31 5 5 1 框架梁内力组合 31 5 5 2 框架柱内力组合 32 5 6 截面设计 39 5 6 1 框架梁的配筋计算 39 5 6 2 框架柱的配筋计算 41 第六章第六章 独立基础设计独立基础设计 4 45 5 6 1 确定基础底面积 45 6 2 基础高度计算 45 6 3 基础底配筋计算 46 参考文献参考文献 4 48 8 概 述 本次毕业论文的题目是丰城市政府行政中心设计 首先对该工程进行了简要的概述 包括 建筑总面积约为 4000 结构方式为框架结构 层数 5 层 建筑体型组合可为单 一或组合型 可根据各部分功能具体灵活安排 然后进行了方案的设计 包括五个部分 1 绘制满足办公楼功能要求的建筑图 2 初步进行设计 包括结构选型 结构布置和截面尺寸估算等等 3 计算相关荷载恒载 活载 风载等作用下柱子 梁 板的基础和楼梯等的配筋 4 通过 PKPM 验算和复核结构的整体稳定性 安全性 适用性 耐久性等是否满足要求 5 绘制施工图 绘制各层施工图包括柱子 梁 板 基础等的配筋及屋面 楼地面 楼 梯的施工大样图 1 57 第一章 建筑设计部分 1 11 1 平面设计平面设计 根据平面设计计算初步估计得出框架梁 柱的初步尺寸 横向框架梁为 300mm 600mm 走廊上方跨度较小的部分取 300mm 300mm 纵向框架梁取 300mm 600mm 房间次梁取 250mm 500mm 1 21 2 屋顶设计屋顶设计 办公楼屋顶设计为平屋顶 设置为结构找坡 2 坡度 第二章 结构方案设计 2 12 1 基本资料 基本资料 1 设计标高 室内设计标高 0 000 室内外高差 450 2 材料 梁 板混凝土 C30 梁 柱中箍筋 板及基础底版内钢筋采用 HPB235 级 纵向受力钢筋采用 HRB335 级 3 外墙做法 为 240 厚空心砖 内墙做法 为 200 厚空心砖或轻质隔墙 4 楼面做法 地板砖 填充混凝土 楼板 100mm 现浇钢筋混凝土板 粉底 或 吊顶 5 屋面做法 隔热层 保护层 40 厚配筋 C25 细石混凝土 防水层 改性 沥青防水卷材 找平层 1 3 水泥砂浆 20mm 找坡层 1 8 水泥陶粒 结构层 100mm 现浇钢筋混凝土板 抹灰层 10mm 6 门窗做法 采用塑钢门窗 7 南昌市基本风压 按 50 年一遇为 0 45 KN 雪压为 W 0 35 KN 8 抗震 6 度设防 9 活荷载标准值 屋面活荷载为 2 0KN m2 10 拟建场地地基土层主要为抚河多次冲洪积形成的冲洪积层 在勘探深度 130m 范围内地基土层主要为粉土 粉质粘土 细中砂及卵石 砾石组成 在垂直方向上形成 多次沉积韵律 2 22 2 结构选型结构选型 采用钢筋混凝土框架结构 屋面 楼面结构 现浇钢筋混凝土屋面板 按上人屋面使用荷载取 楼梯结构 板式楼梯 基础 独立柱基础 2 32 3 结构平面布置结构平面布置 丰城市拟在高新区建设政府行政中心 建筑总面积为 4000 平方米 整个建筑层数为 3 57 5 层 框架结构 根据设计要求本建筑为行政办公楼 五层框架结构 位于丰城市 结构 按 6 度设防设计 结构类型为框架结构 墙体为空心砖 通过多建筑平面设计得到以下数据 建筑柱网尺寸纵向为 5 4 6 3 和 2 7m 横向为 3 6 和 3 9m 一层层高为 3 9m 二 至五层高为 3 6m 上人屋顶层高为 3m 女儿墙高度为 1 1m 基础为柱下独立基础 在框架结构计算时 采用底部剪力法计算地震作用 采用弯矩分配法对框架进行分 配 在计算过程中对梁的弯矩进行了调幅 对柱的轴力进行了折减 1 57 第三章 板的计算 3 13 1 设计资料设计资料 以双向板肋梁楼盖结构布置 板厚 100mm 20mm 厚水泥面层 18mm 厚天棚抹灰 12mm 厚大理石地面 楼面活荷载标准值 2 0 KN 砼 30 钢筋采用 HPB235 3 23 2 设计荷载设计荷载 1 房间编号 10 2 边界条件 左端 下端 右端 上端 固定 固定 固定 固定 3 荷载 永久荷载标准值 g 3 80 kN M2 可变荷载标准值 q 2 00 kN M2 计算跨度 Lx 3900 mm 计算跨度 Ly 5400 mm 板厚 H 100 mm 砼强度等级 C30 钢筋强度等级 HPB235 4 计算方法 弹性算法 5 泊松比 1 5 6 考虑活荷载不利组合 3 33 3 计算结果 计算结果 Mx 0 03099 0 01206 5 1 20 3 8 1 40 1 0 3 9 2 3 03kN M 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩 Mxa 0 06550 0 03053 5 1 4 1 0 3 9 2 1 52kN M Mx 3 03 1 52 4 55kN M Asx 307 05mm2 实配 10 200 As 393 mm2 min 0 307 0 393 My 0 01206 0 03099 5 1 20 3 8 1 40 1 0 3 9 2 1 65kN M 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩 Mya 0 03053 0 06550 5 1 4 1 0 3 9 2 0 93kN M My 1 65 0 93 2 58kN M Asy 307 05mm2 实配 10 200 As 393 mm2 min 0 307 0 393 Mx 0 07199 1 20 3 8 1 40 2 0 3 9 2 8 06kN M Asx 502 85mm2 实配 16 200 As 1005 mm2 可能与邻跨有关系 min 0 307 1 005 My 0 05672 1 20 3 8 1 40 2 0 3 9 2 6 35kN M Asy 392 04mm2 实配 10 200 As 393 mm2 可能与邻跨有关系 min 0 307 0 393 3 43 4 跨中挠度验算 跨中挠度验算 Mk 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 Mq 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 1 挠度和裂缝验算参数 Mk 0 03099 0 01206 5 1 0 3 8 1 0 2 0 3 9 2 2 95kN M Mq 0 03099 0 01206 5 1 0 3 8 0 5 2 0 3 9 2 2 44kN M Es 210000 N mm2 Ec 29791 N mm2 Ftk 2 01N mm2 Fy 210 N mm2 2 在荷载效应的标准组合作用下 受弯构件的短期刚度 Bs 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 2 95 0 87 80 393 107 80N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 393 50000 0 00785 1 57 1 1 0 65 2 01 0 00785 107 80 0 440 当 0 2 时 取 0 2 钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 E E Es Ec 210000 0 29791 5 7 049 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 f 矩形截面 f 0 纵向受拉钢筋配筋率 As b ho 393 1000 80 0 00491 钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式 混凝土规范式 8 2 3 1 计算 Bs Es As ho 2 1 15 0 2 6 E 1 3 5 f Bs 210000 393 80 2 1 15 0 200 0 2 6 7 049 0 00491 1 3 5 0 00 827 76kN M 3 考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 按混凝土规范第 8 2 5 条 当 0时 2 0 4 受弯构件的长期刚度 B 可按下列公式计算 B Mk Mq 1 Mk Bs 混凝土规范式 8 2 2 B 2 95 2 44 2 1 2 95 827 76 452 925kN M 5 挠度 f Qk L 4 B f 0 00205 5 8 3 9 4 452 925 6 067mm f L 6 067 3900 1 643 满足规范要求 3 53 5 裂缝宽度验算裂缝宽度验算 X方向板带跨中裂缝 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 2 95 10 6 0 87 80 393 107 80N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 393 50000 0 008 当 te 0 01 时 取 te 0 01 1 1 0 65 2 01 0 01 107 80 0 110 当 0 2 时 取 0 2 max cr sk Es 1 9c 0 08 Deq te 混凝土规范式 8 1 2 1 max 2 1 0 200 107 8 210000 1 9 20 0 08 14 29 0 01000 0 033 满 足规范要求 Y方向板带跨中裂缝 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 1 61 10 6 0 87 70 393 67 33N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 393 50000 0 008 当 te 0 01 时 取 te 0 01 1 1 0 65 2 01 0 01 67 33 0 837 当 0 2 时 取 0 2 max cr sk Es 1 9c 0 08 Deq te 混凝土规范式 8 1 2 1 max 2 1 0 200 67 3 210000 1 9 20 0 08 14 29 0 01000 0 021 满 足规范要求 左端支座跨中裂缝 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 6 35 10 6 0 87 77 1005 94 30N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 1005 50000 0 020 1 1 0 65 2 01 0 02 94 30 0 412 3 57 max cr sk Es 1 9c 0 08 Deq te 混凝土规范式 8 1 2 1 max 2 1 0 412 94 3 210000 1 9 20 0 08 22 86 0 02011 0 050 满 足规范要求 下端支座跨中裂缝 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 5 00 10 6 0 87 80 393 183 08N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 393 50000 0 008 当 te 0 01 时 取 te 0 01 1 1 0 65 2 01 0 01 183 08 0 388 max cr sk Es 1 9c 0 08 Deq te 混凝土规范式 8 1 2 1 max 2 1 0 388 183 1 210000 1 9 20 0 08 14 29 0 01000 0 108 满 足规范要求 右端支座跨中裂缝 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 6 35 10 6 0 87 77 1005 94 30N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 1005 50000 0 020 1 1 0 65 2 01 0 02 94 30 0 412 max cr sk Es 1 9c 0 08 Deq te 混凝土规范式 8 1 2 1 max 2 1 0 412 94 3 210000 1 9 20 0 08 22 86 0 02011 0 050 满 足规范要求 上端支座跨中裂缝 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 按下列公式计算 1 1 0 65 ftk te sk 混凝土规范式 8 1 2 2 sk Mk 0 87 ho As 混凝土规范式 8 1 3 3 sk 5 00 10 6 0 87 80 393 183 08N mm 矩形截面 Ate 0 5 b h 0 5 1000 100 50000 mm2 te As Ate 混凝土规范式 8 1 2 4 te 393 50000 0 008 当 te 0 01 时 取 te 0 01 1 1 0 65 2 01 0 01 183 08 0 388 max cr sk Es 1 9c 0 08 Deq te 混凝土规范式 8 1 2 1 max 2 1 0 388 183 1 210000 1 9 20 0 08 14 29 0 01000 0 108 满 足规范要求 5 57 第4章 板式楼梯设计 根据前面的设计 楼梯的开间为3300mm 进深为6300mm 踏步宽为250mm 踏步高度为 150mm 踏步表面采用20mm厚砂浆找平 采用C30混凝土 fc 14 3N mm2 樑中纵向受力 钢筋选用HRB335 其余钢筋选用HPB235 根据规范查得活荷载标准值为qk 2 5kN m 按照 板式楼梯进行设计 4 14 1 梯段板计算梯段板计算 确定板厚 梯段板的厚度为 3250mm 108 h120mm 3030 l hmm 取 荷载计算 取 1m 宽板带作为计算单元 楼梯斜板的倾斜角 150 arctanarctan0 630 9 250 cosa0 857 a 则 恒荷载 踏步重 11 0 150 2525kN m31 875 m 0 252 mmkN 斜板重 1 0 1225kN m33 5 m 0 857 mkN 20mm 厚找平层 0 25 1 0m 0 0220kN m30 72 m 0 150 25 mkN 恒荷载标准值 gk 6 095kN m 恒荷载设计值 gd 6 095 1 2 7 314kN m 活荷载标准值 qk 2 5kN m 活荷载设计值 qd 1 4 2 5kN m 3 5kN m 又上述计算过程可得总荷载为 q d gd qd 7 314kN m 3 5kN m 10 82kN m 内力计算 跨中弯矩 M 1 10 q d l2 1 10 10 82kN m 3 252 m2 11 43kN m 配筋计算 ho h 25mm 95mm 22 11430000 0 089 1 0 14 3 1000 95 M s sfcbho 11 2 11 2 0 089 0 093b 11 0 14 3 As 0 0931000 95602 m 21 m 0 s fc bho fy 受力钢筋选用 10 130 604mm2 分布筋选用 8 300 4 24 2 平台板的计算平台板的计算 荷载计算 取 1m 宽板带计算 恒荷载 平台板自重 假设厚度为 70mm 0 07 1 0 25 1 75kN m 20mm 厚找平层 1 57 0 02 1 0 20 0 4kN m 恒荷载标准值 gk 2 15kN m 恒荷载设计值 gd 2 15 1 2 2 58kN m 活荷载标准值 qk 2 5kN m 活荷载设计值 qd 1 4 2 5kN m 3 5kN m 又上述计算过程可得总荷载为 q d gd qd 2 58kN m 3 5kN m 6 08kN m 内力计算 计算跨度 l0 ln h 2 1 6 0 07 2 1 67m 跨中弯矩 M 1 8 q d l2 1 8 6 08kN m 1 642 m2 2 04kN m 配筋计算 ho h 25mm 45mm 22 2040000 0 07 1 0 14 3 1000 45 11 2 11 2 0 07 0 073b 11 0 14 3 As 0 0731000 45224mm 210 M s sfcbho s fc bho fy 选用 8 160 314mm2 4 34 3 平台梁计算平台梁计算 荷载计算 梯段板传来 10 82kN m 3 25 2 17 58kN m 平台板传来 6 08kN m 1 6 2 0 2 6 08kN m 梁自重 假定 b h 200mm 300mm 1 2 0 2 0 3 0 07 25 1 38kN m 总和为 q 25 04kN m 内力计算 lo ln a 3 3m 0 1m 0 12m 3 52m lo 1 05ln 1 05 3 3m 3 47m 取两者中最小值 即 lo 3 47m Mmax 1 8 q l2 1 8 25 04kN m 3 472m2 37 69kN m Vmax 1 2qln 1 2 25 04 3 3 41 32kN 配筋计算 1 纵向钢筋 按第一类倒 L 形截面计算 翼缘宽度取值为 b f 1o 6 3470mm 6 578mm b f b So 2 200mm 1600mm 2 1000mm 取两者中较小值 b f 578mm ho 300 40 260mm 22 2 37690000 0 067 1 0 14 3 578 260 11 2 11 2 0 067 0 07b 11 0 14 3 As 0 07578 260502m 3 m 00 M s sfcbho s fc bho fy 选用 4 14 603mm2 2 箍筋计算 0 7f1bho 0 7 1 43 200 260 52 05kN Vmax 41 32kN 箍筋按照配置选用 8 200 3 57 第五章 第 榀框架设计 该办公楼为五层钢筋混凝土框架结构体系 建筑面积约 4000m2 建筑平面为一字 形 建筑方案确定 房间开间为 3 3 和 3 9m 进深为 6 3 和 5 4m 走廊宽度 2 7m 室内 外高差 0 45m 框架梁柱及板均为现浇 框架平面柱网布置下图所示 取 轴线一榀框架 作为计算框架 5 15 1 计算单元的选取计算单元的选取 5 1 15 1 1 结构布置及梁结构布置及梁 柱截面尺寸的初选柱截面尺寸的初选 梁柱截面 梁跨度及柱子高度的确定梁柱截面 梁跨度及柱子高度的确定 初估截面尺寸 初估截面尺寸 框架结构的主次梁截面高度及宽度可由下式确定 Hb 1 10 1 18 lb bb 1 2 1 3 hb 且 bb 200mm 其中横梁跨度 lAB 6 3m lBC 2 7m lce 5 4m 纵梁 l 6 6m 和 7 8 由此估算的梁截面尺寸如下 横向主框架梁 b h 300mm 600mm 中间框架梁 b h 300mm 300mm 纵向主框架梁 b h 300mm 700mm 次梁 250mm 500mm 柱截面尺寸 1 57 Error Error NoNo bookmarkbookmark namename given given 按层高确定 底层 H 3900mm 450mm 1150mm 5500mm 在计算中 还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比 剪跨比 0 cccc Vf b h 轴压比 限值的要求 如不满足应随时调整截面尺寸 保证 c M Vh Nccc Nf b h 柱的延性 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 梁柱计算高度 跨度 梁的跨度 去轴线间距 低层柱高 假设柱子深入地面与独立基础连接 1 15m 则柱高为 H 3900mm 450mm 1150mm 5500mm 其它层柱高 取层高 3600mm 梁截面特性计算梁截面特性计算 构件的几何尺寸 截面尺寸和材料强度 利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的 概念计算梁柱截面的特性 考虑整体现浇板结构中 板对梁的有利作用 对中框架梁取 I 2I0 下图为矩形截面框架梁的柱截面特性计算表 柱截面特性计算表 框架柱 层数砼等级编号 截面宽 b mm 截面宽 h mm 柱高 L mm 弹模 EC Pa 截面惯 性矩 I m4 线刚度 i N m 相对线 刚度 i 1C30A5005005500300000 0052 2 84 10 7 0 47 2 5 C30D5005003600300000 0052 4 33 10 7 0 72 中框架梁 1 5 C30BC300300270030000 0 0013 5 1 5 1 0 7 0 25 边框架梁 C30AB300600 6300300000 0108 5 14 10 7 0 86 1 5 C30CD300600 5400300000 0108 6 10 7 1 5 25 2 恒荷载及内力分析恒荷载及内力分析 5 2 15 2 1 屋面恒荷载屋面恒荷载 上人屋面恒载 隔热层 1 2 11 8kN m3 0 18m 1 062kN m2 保护层 40 厚配筋 C25 细石混凝土 22 kN m3 0 04m 0 88kN m2 3 57 防水层 改性沥青防水卷材 0 4kN m2 找平层 1 3 水泥砂浆 20mm 20kN m3 0 02m 0 4kN m2 找坡层 1 8 水泥陶粒 100mm 14kN m3 0 10m 1 4kN m2 结构层 100mm 现浇钢筋混凝土板 25kN m3 0 10m 2 5kN m2 板底抹灰 10mm 17kN m3 0 01m 0 17kN m2 合计 6 812kN m2 5 2 2 5 2 2 楼面恒荷载楼面恒荷载 按楼面做法逐项计算 12mm 大理石地面 28kN m3 0 012m 0 34kN m2 30mm 厚细石混凝土 24kN m3 0 03m 0 72kN m2 100m 现浇楼板 25kN m3 0 10m 2 5kN m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0 25 kN m2 合计 3 85kN m2 5 2 35 2 3 构件自重构件自重 横向框架梁 边跨 0 3 0 6 25 4 5kN m 中跨 0 3 0 3 25 2 25kN m 纵向框架梁 0 3 0 6 25 4 5kN m 框架柱 其它层 0 5 0 5 25 3 6 22 5kN 框架柱 底层 0 5 0 5 25 5 5 34 375kN 外墙重 0 24 6 5 3 6 5 62kN m 内墙重 0 2 6 5 3 6 4 68kN m 门窗 0 5kN m2 木门 0 2kN m2 活载标准值计算 屋面及楼面活载 查规范得 上人屋面为 2 0 kN m2 办公楼楼面为 2 5 kN m2 屋面雪荷载标准值 SK UrS0 1 0 0 35kN m2 0 35kN m2 屋面雪荷载与活载不同时考虑 取两者中的较大值 边跨框架梁承担由屋面板 楼面板传来的荷载形式为梯形 为了计算简便 按支座 弯矩等效原则 将其化为矩形分布 其中 1 8 0 29 6 3 a l q 6 812 3 6kN m2 q 3 85 3 6kN m2 屋面梁上荷载 23 1 2 4 5 25 5 Qaa qkN mkN m 楼面上线荷载 23 1 2 4 5 4 68 21 05 Qaa qkN mN mkN m 由于在平面设计中 上人屋顶的屋顶设置了一个小型的电梯机房以及楼梯间 会产 生一定的荷载 在进行框架结构设计中 没有选用那一榀框架 因此在受力计算中忽略 不计 框架结构本身也是靠框架梁柱来承受荷载 顶层结构没有设置梁柱 属于轻质材 料起到的遮挡作用 计算时也可不计算其中 下图是恒荷载作用下产生的均布荷载图 5 57 5 2 4 5 2 4 固端弯矩计算固端弯矩计算 框架中各层恒荷载固端弯矩计算如下 边跨 6300 中跨 2700 边跨 5400 顶层 1 12ql2 1 12 25 5 6 3 6 3 84 34k N m2 1 37kN m261 97kN m2 低层及标准层 1 12ql2 1 12 21 05 6 3 6 3 69 62 kN m2 1 37kN m251 15kN m2 5 2 55 2 5 恒荷载作用下内力分析恒荷载作用下内力分析 节点分配系数 u 的计算 根据计算公式得出其分配系数以及恒荷载作用下其力的分 布图如下 下图分别为恒荷载作用下的弯矩分配以及弯矩内力图 7 57 注 对于框架柱两端的剪力 按照 V 1 2ql 来计算 5 35 3 活荷载及内力分析活荷载及内力分析 根据规范查得 1 上人屋面活荷载为 2 0kN m2 2 办公楼楼面荷载为 2 0kN m2 5 3 15 3 1 屋面活荷载屋面活荷载 考虑到边跨框架梁 AB CD 承受是由屋面板 楼面板传来的活荷载形式为梯形 和 恒荷载形式相同主要形式是梯形 可以按照支座弯矩等效原则将其简化为矩形分布 按 照经验公式可算得 23223 1 2 1 0 290 29 2 0 3 66 13Qaa qkN mkN mm 内力分析 活荷载作用分布图 5 3 25 3 2 内力分析内力分析 根据活荷载作用下的分布力 用弯矩分配法可以算得框架梁在活荷载作用下的内力图 下图为弯矩分配法计算过程以及活荷载作用想弯矩内力图 下表格是活荷载作用下固端弯矩的计算表 9 57 边跨框架 6 3m中跨 2 7m边跨框架 5 4m q kN m2 所有楼层 1 12ql2 1 12 6 13 6 3 6 3 20 3kN m2 1 12ql2 1 12 6 13 2 7 2 7 3 74kN m2 1 12ql2 1 12 6 13 5 4 5 4 20 3kN m2 5 45 4 风荷载及内力分析风荷载及内力分析 5 4 15 4 1 风荷载计算风荷载计算 丰城市基本风压 按 50 年一遇 w0 0 45kN m2 风压高度变化系数根据 C 类地面 粗糙度采用 由于建筑物总高度 H 不超过 30m 所以取 z 1 0 差荷载规范得Us值 迎风面Us 0 8 背风面Us 0 5 所以取 1 3 根据wk zUzUsw0 计算以及风荷载的线荷载标准值qk 7 8 wk 11 57 再通过将矩形分布风荷载折算成节点荷载如下表 层次 Hi mUsUz zw0wkqkHuHlFK 519 9 1 30 7410 450 443 51 83 68 225 416 3 1 30 6510 450 3833 63 611 7 312 7 1 30 6510 450 3833 63 610 8 29 11 30 6510 450 3833 63 610 8 1 5 51 30 6510 450 3833 65 5 11 92 5 5 4 25 4 2 各柱的各柱的 D D 值及剪力分配系数值及剪力分配系数 计算计算 风荷载作用下需要考虑框架节点的侧移 各柱子的 D 值以及剪力分配系数 n 的计算 如下表 对于 K 值得计算 底层 K I1 I2 Ic 其它层 中柱 K I1 I2 I3 I4 Ic 边柱 K I2 I4 Ic 对于 c 值的计算 其它层 c K 2 K 底层 c 0 5 K 2 K 下图为各柱的 D 值及剪力分配系数 n 的计算表格其值得计算按照所给公式计算 层高以及 柱号 柱号 K cDi 12 cIc H2 Din Di Di A1 190 4350 2490 222 B1 540 4350 290 258 C1 740 4650 310 276 五层 3 6m D1 390 4100 273 1 22 0 244 A1 190 3730 2490 29 B1 540 4350 290 31 C1 740 4650 310 273 二至四 层 3 6m D1 390 4100 273 1 22 0 244 A1 830 6080 1130 235 底层 5 5m B2 360 6560 122 0 48 0 254 13 57 5 4 35 4 3 各柱的反弯点位置 剪力 柱端弯矩计算各柱的反弯点位置 剪力 柱端弯矩计算 下面表格为各柱的反弯点位置 剪力 柱端弯矩的计算过程 其反弯点的数据 yo 是根据 混凝土结构设计规范 查得 C2 660 6780 1260 263 D2 130 6370 1190 248 柱号 ni Pi kN Vi kN y0y1y2y3 y y0 M 底 VHy0 kN m M 顶 VH 1 y0 kN m A0 2221 830 35900 3592 374 23 B0 2582 120 37700 3772 884 75 C0 2762 270 38700 3873 165 01 五层 3 6m D0 244 8 23 2 010 36900 3692 674 57 A0 2224 420 4500 457 168 75 B0 2585 140 4500 458 3310 18 C0 2765 510 4500 458 9310 91 四层 3 6m D0 244 19 93 4 860 4500 457 879 62 A0 2226 820 45900 45911 2713 28 B0 2587 930 47700 47713 6214 93 C0 2768 480 48700 48714 8715 66 三层 3 6m D0 244 30 73 7 500 46900 46912 6614 34 A0 2229 220 500 516 6016 60 B0 25810 720 500 519 3019 30 C0 27611 460 500 520 6320 63 二层 3 6m D0 244 41 53 10 130 500 518 2318 23 A0 23512 560 6500 6544 9024 18 一层 5 5mD0 254 53 46 13 580 61400 61445 8628 83 根据上表算得的梁端弯矩 按照节点平衡理论可以得出风荷载作用下的内力图 对 于梁端剪力 利用公式获得 C0 26314 060 58400 58445 1632 17 D0 24813 260 63700 63746 4626 47 MM V l 左 右 15 57 5 55 5 内力组合内力组合 5 5 15 5 1 框架梁内力组合框架梁内力组合 在上面已经计算好了恒荷载 风荷载以及活荷载作用下一榀框架结构的内力图 现 在将内力计算图中的梁的弯矩 剪力标准值填入内力组合表 对于活荷载 恒荷载以及 风荷载的折减以及增大按照计算任务书中的折减数据计算过程以及数据如下表 因为考 虑到标准层的截面以及面积有相同截面 因此取首层 标准层 顶层的左边跨框架梁 6 3m 和中跨框架梁 2 7m 进行计算 右框架梁跨度为 5 4m 在受力方面比较 6 3m 来说相对较小 梁截面内力恒荷载 活荷载 风荷载 1 35 0 98 1 2 1 4 0 84 1 2 0 98 1 4 M53 5912 844 285 3585 8183 14A5B5 V80 319 851 24127 86125 19117 55 跨中 M71160 3111 53107 85101 3 M60 0516 153 696 8997 6992 93 A5B5 B5A5 V80 319 851 24127 86125 19117 55 M11 455 841 121 1822 8421 00B5C5 V38 30 7812 1815 8812 83 跨中 M6 50 40 059 178 48 26 M5 654 52112 0613 9512 61 B5C5 C5B5 V38 30 7812 1815 8812 83 M58 5616 7220 595 44110 9115 36A3B3 V66 319 856 11108 96112 48107 57 跨中 M45131 2573 4973 2568 49 M60 8918 6118100 44114 24116 51 A3B3 B3A3 V66 319 856 11108 96112 48107 57 M5 594 835 312 2817 9218 86B3C3 V 38 34 2412 1818 7817 67 跨中 M 21 70 434 375 144 67 M2 473 956 157 2013 6615 45 B3C3 C3B3 V 38 34 2412 1818 7817 67 M52 2314 8740 885 08117 77134 37A1B1 V66 319 8512 4108 96117 77116 37 跨中 M 50151 7582 282 4777 15 M56 217 537 393 02123 27136 81 A1B1 B1A1 V66 3319 8512 4108 96117 77116 37 M7 225 2310 814 8725 0628 91B1C1 V38 38 8912 1822 6924 18 跨中 M3 250 591 24 975 736 16 M3 474 1913 28 7921 1226 75 B1C1 C1B1 V38 38 8912 1822 6924 18 注 上边中弯矩 M 单位为 kN m 剪力 V 单位为 kN 5 5 2 5 5 2 框架柱内力组合 框架柱内力组合 框架柱在恒荷载 活荷载作用下轴力包括纵向框架梁 横向框架梁传来的剪力和 框架柱自重 屋面三角形 梯形部分荷载传来的重量也包括其中 1 框架边柱 A D 在恒荷载作用下产生的轴力 3 0 2419 7 839 12mkN mmkN 第五层 柱上端 女儿墙重 1 1m 222 1 41 8 m6 812 44 14 2 kN mkN 屋面部分三角形荷载 222 6 31 3 61 82 6 812 55 18 22 mkN mkN 屋面梯形部分荷载 17 57 3 1 0 250 525 6 329 84 4 mmkN mmkN 次梁重 3 0 30 625 7 835 1mmkN mmkN 纵向框架梁重 39 1244 1455 189 8435 1 183 38kNkNkNkNkNkN 总和 3 0 5m 0 525 3 622 5 183 3822 5 205 88 mkN mmkN kNkNkN 柱下端 柱自重 总和 第四层 柱上端 222 1 41 8 m3 85 24 95 2 kN mkN 楼面部分三角形荷载 222 6 31 3 61 82 3 85 31 18 22 mkN mkN 楼面梯形部分荷载 3 1 0 250 525 6 329 84 4 mmkN mmkN 次梁重 3 0 30 625 7 835 1mmkN mmkN 纵向框架梁重 22 3 62 1 51 85 62 2 1 51 80 5 130 16mmmkN mmmkN mkN 外墙及窗重 7 8m 205 8824 9531 189 8435 1130 16 437 11kNkNkNkNkNkNkN 总和 3 0 5m 0 525 3 622 5 437 1122 5 459 61 mkN mmkN kNkNkN 柱下