西安筑路机械厂办公设计计算书.doc

毕 业 设 计 论 文 西安筑路机械厂办公设计西安筑路机械厂办公设计 毕业设计 论文 原创性声明和使用授权说明毕业设计 论文 原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺 所呈交的毕业设计 论文 是我个人在指导 教师的指导下进行的研究工作及取得的成果 尽我所知 除文中特 别加以标注和致谢的地方外 不包含其他人或组织已经发表或公布 过的研究成果 也不包含我为获得 及其它教育机构的学 位或学历而使用过的材料 对本研究提供过帮助和做出过贡献的个 人或集体 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意 作 者 签 名 日 期 指导教师签名 日 期 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集 保存 使用毕业设计 论 文 的规定 即 按照学校要求提交毕业设计 论文 的印刷本和 电子版本 学校有权保存毕业设计 论文 的印刷本和电子版 并 提供目录检索与阅览服务 学校可以采用影印 缩印 数字化或其 它复制手段保存论文 在不以赢利为目的前提下 学校可以公布论 文的部分或全部内容 作者签名 日 期 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果 除了文中特别加以标注引用的内容外 本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品 对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担 作者签名 日期 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 涉密论文按学校规定处理 作者签名 日期 年 月 日 导师签名 日期 年 月 日 注 意 事 项 1 设计 论文 的内容包括 1 封面 按教务处制定的标准封面格式制作 2 原创性声明 3 中文摘要 300 字左右 关键词 4 外文摘要 关键词 5 目次页 附件不统一编入 6 论文主体部分 引言 或绪论 正文 结论 7 参考文献 8 致谢 9 附录 对论文支持必要时 2 论文字数要求 理工类设计 论文 正文字数不少于 1 万字 不包括图纸 程序清单 等 文科类论文正文字数不少于 1 2 万字 3 附件包括 任务书 开题报告 外文译文 译文原文 复印件 4 文字 图表要求 1 文字通顺 语言流畅 书写字迹工整 打印字体及大小符合要求 无错别字 不准请他人代写 2 工程设计类题目的图纸 要求部分用尺规绘制 部分用计算机绘制 所有图纸 应符合国家技术标准规范 图表整洁 布局合理 文字注释必须使用工程字书写 不准用徒手画 3 毕业论文须用 A4 单面打印 论文 50 页以上的双面打印 4 图表应绘制于无格子的页面上 5 软件工程类课题应有程序清单 并提供电子文档 5 装订顺序 1 设计 论文 2 附件 按照任务书 开题报告 外文译文 译文原文 复印件 次序装订 摘要 本次毕业设计的题目是西安筑路机械厂办公楼设计 综合考虑建筑地理 位置 建筑使用功能和建筑结构安全性能 办公楼采用钢筋混凝土框架结构 西北地区抗震设防为八度 进行结构方案选择时要考虑抗震要求 从结构的安 全方面考虑 最好采用规则结构 同时要考虑建筑使用功能要求 并且在建筑 立面效果要符合办公楼的特点 综合考虑 选取了本次设计的建筑方案与结构 方案 本设计包括建筑设计和结构设计两大部分 建筑设计主要是确定建筑 方案 包括平面 立面和剖面的设计 结构设计主要分为结构方案布置 荷载计算 内力计算 内力组合 截面设计 板设计 楼梯设计和基础设 计 设计过程采用手算完成 最后上机进行校核 由于缺乏实际工程经验 设计过程中 对于平 立 剖建筑设计还存 在一些问题 结构计算综合运用能力欠缺 设计时间紧张 设计中错误难 免 敬请各位老师批评指正 谢谢 Abstract The topic of this graduation design is the design of the office building of Xi an road construction machinery factory Considering the building location building use function and the performance of building structures the reinforced concrete frame structure with building The northwest area of seismic fortification is eight degrees the structure scheme selectionshould be considered when the seismic requirements Considering the security structure the best structure of the rules at the same time to consider the use of functional requirementsand conform to the characteristics of buildings office buildings in the building facade effect Considering the selection of construction scheme the design and structure of the program The design includes architectural design and structural design of two parts The architectural design is to determine the construction scheme the design includes the plane elevation andprofile design the structure is the structure layout load calculation internal force calculation internal force combination cross section design board design staircase design and foundation design The design process is completed by hand and finally on the check Due to the lack of practical engineering experience the design process the flat verticalsection there are still some problems in architectural design structure calculation using the lack of capacity the design time design is in error please the teacher criticism thank you XXIX XXX 目 录 1 引言引言 1 2 建筑设计说明建筑设计说明 2 2 1 平面设计 2 2 2 建筑剖面设计 2 2 3 建筑体型和立面设计 2 3 结构设计说明结构设计说明 4 3 1 工程概况 4 3 2 设计资料 4 3 3 结构设计方案及布置 4 3 4 构件初估 5 3 5 荷载计算 6 3 6 侧移计算及控制 6 3 7 内力计算及组合 6 3 8 施工材料 7 4 结构设计结构设计 8 4 1 楼盖设计 8 4 2 次梁计算 10 4 3 屋盖设计 11 4 4 楼梯设计 13 5 荷载统计荷载统计 17 5 1 结构布置及计算简图 17 5 2 荷载计算 18 5 3 重力荷载代表值计算 23 5 4 各层重力荷载代表值的计算 26 6 横向框架内力计算横向框架内力计算 28 6 1 框架侧移刚度的计算 28 6 2 横向自振周期的计算 29 6 3 水平地震作用及楼层地震剪力的计算 29 6 4 多遇水平地震作用下的位移验算 31 6 5 水平地震作用下框架内力计算 32 6 6 内力计算 35 XXXI 7 框框架架荷荷载载效效应应组组合合 45 7 1 结构抗震等级 45 7 2 框架梁柱内力组合 45 7 3 框架柱端弯矩和剪力调整 55 8 截截面面设设计计 57 8 1 框架梁 57 8 2 框架柱 62 参考文献参考文献 72 致谢致谢 74 1 1 引言 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段 是毕业前的综合学习阶段 是深化 拓宽 综合教和学的重要过程 是对大学期间所学专业知识的全面总结 本组毕业设计题目为 西安筑路机械厂办公楼 在毕业设计前期 我温习了 结 构力学 钢筋混凝土 建筑结构抗震设计 等知识 并借阅了 抗震 规范 混 凝土规范 荷载规范 等规范 在毕设中期 我们通过所学的基本理论 专业知识和 基本技能进行建筑 结构设计 在毕设后期 主要进行设计手稿的电脑输入 并得到老师的 审批和指正 使我圆满的完成了任务 在此表示衷心的感谢 毕业设计的三个月里 在指导老师的帮助下 经过资料查阅 设计计算 论文撰写 以及外文的翻译 加深了对新规范 规程 手册等相关内容的理解 巩固了专业知识 提高了综合分析 解决问题的能力 在进行内力组合的计算时 进一步了解了 Excel 在 绘图时熟练掌握了AutoCAD 以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求 框架结构设计的计算很重要同时工作量也比较大 本方案结构计算选用一榀框架为 计算单元 采用手算的简化计算方法 其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距 二次分配法 由于自己水平有限 难免有不妥和疏忽之处 敬请各位老师批评指正 2 2 建筑设计说明 2 1 平面设计 1 建筑平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系 建筑平面通常较为集中 的反应建筑功能方面的问题 一些剖面关系比较简单的建筑 他们的平面布置基本上可 以反应空间组合的主要内容 在平面设计中始终要从建筑整体空间组合效应来考虑 紧 密联系建筑剖面和立面 分析剖面 立面的可能性和合理性 着眼于建筑空间的组合 2 使用部分的平面设计 使用部分是指主要使用活动和辅助使用活动的面积 即各类建筑物中的使用房间和 辅助房间 本设计中的办公室主要是南北朝向布置 普通办公室 23 76m2 间 套间办 公室 47 5m2 间 接待室室 47 5 m2 间 二 五层为普通办公室 25 m2 间 套 间办公室 47 5 m2 间 小会议室 35m2 间 大会议室 83 m2 间 各层另按需设 值班室 休息室等 房间的面积 形状和尺寸满足室内使用活动和家具 设备合理布置 的要求 门窗的大小和位置 出入方便 疏散安全 采光通风良好 房间的构成使结构 构造布置合理 施工方便 有利于房间之间的组合 室内空间以及顶棚 地面 各个墙 面和构件细部 考虑人们的使用和审美要求 另外 除主要办公室及会议室的布置 本 设计中按照一般要求每层布置了辅助用房 主要包括 值班室 文印室等 满足使用人 员的要求 3 交通联系部分的平面设计 建筑物内部的交通联系部分可以分为 水平交通联系的走廊 垂直交通联系的楼梯 交通联系枢纽的门厅 过厅等 本设计的走廊布置在南北两侧办公室的中间 交通路线 简洁明确 联系通行方便 人流通畅 紧急疏散时迅速安全 满足一定的采光通风要求 力求节省交通面积 同时考虑了空间处理等造型问题 走廊的净宽度为 2 4m 门厅 过 厅等布置便于通行 满足人们停留和通行所必须的面积 楼梯共有三部 满足建筑使用 要求和防火紧急疏散的要求 2 2 建筑剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系 剖面设计主要分析建 筑物各部分应有的高度 建筑层数 建筑空间的组合和利用 以及建筑剖面中的结构 构造关系等 房间的剖面形状取决于建筑物的使用要求和特点 同时也要结合具体的物 质技术 经济条件及特定的艺术构思考虑 使之既满足使用又能达到一定的艺术效果 2 3 建筑体型和立面设计 建筑体型和立面设计是建筑外形设计的两个主要组成部分 外部体形和立面反映内 部空间的特征 并贯穿于整个设计始终 在方案设计一开始 就应在功能 物质 技术 3 等条件制约下按照美观的要求考虑建筑体型及立面的雏形 体型和立面设计贯穿于整个 建筑设计始终 它既不是内部空间被动地直接反映 也不是简单地在形式上进行表面加 工 更不是建筑设计完成后的外形处理 建筑体型和立面设计侧重研究建筑物酌体量大 小 组合方式 立面及细部比例及关系处理等 在满足使用功能和经济合理的前提下 运用不同的材料 结构形式 装饰细部 构图手法等进行创造 建筑体型和立面设计的要求有 反映建筑功能要求和建筑类型的特征 结合材料性 能 结构构造和施工技术的特点 掌握建筑标准和相应的经济指标 适应基地环境和建 筑规划的群体布置 符合建筑造型和立面构图的一些规律 4 3 结构设计说明 3 1 工程概况 西安筑路机械厂办公楼 主体五层 钢筋混凝土框架结构 梁板柱均为现浇 建筑 面积约为 4352 4 长为 55 8m 宽为 15 6m 底层高 3 9m 2 5 层层高 3 3 m 室内外高 差 0 45m 抗震设防烈度为 8 度 二类场地 抗震等级为三级 3 2 设计资料 1 气象条件 基本风压 0 20kN m2 基本雪压 0 40kN m2 2 抗震设防 抗震烈度为 8 度 II 类场地 0 20g T 0 35s 3 工程地质条件 1 地下水 勘探深度 12m 未见地下水 当采用浅埋基础时 可不考虑地下水对基础 的影响 2 地基土的湿陷性 拟建场地土为非自重湿陷性黄土 地基湿陷性等级为 级 3 不良地质现象 在拟建场地未发现不良地质现象破坏痕迹 可以建筑 4 地基土的承载力标准值 黄土状土 为 165kpa 漂石混合土 1 为 240kpa 卵 石 2 为 260kpa 黄土状土 为 170kpa 卵石 为 280kpa 黄土状土 为 180kpa 5 场地的地震效应 场地土类型属中硬场地土 建筑场地类别为 类 场地特征周 期为 0 35s 由于地下水位深度大于 12m 因此 地面下 12m 深度范围内存在的沙土可不 考虑液化影响 6 建筑地基处理方案的建议 黄土状土 适于做持力层 但其承载力较低 应进行 地基处理 建议采用灰土垫层法或砂石垫层法 厚度不宜小于 2m 3 3 结构设计方案及布置 钢筋混凝土框架结构是由梁 柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结 构体系 墙体只给围护和隔断作用 框架结构具有建筑平面布置灵活 室内空间大等优 点 因此这次设计的办公楼采用钢筋混凝土框架结构 按结构布置不同 框架结构可以分为横向承重 纵向承重和纵横向承重三种布置方 案 本次设计的办公楼楼采用横向承重方案 竖向荷载主要由横向框架承担 现浇楼板 一般需设置次梁将荷载传至横向框架 横向框架还要考虑承受横向地震作用 在房屋的 纵向则设置连系梁与横向框架连接 这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架 承受平行 于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载 5 3 4 构件初估 3 4 1 柱截面尺寸的确定 框架柱的截面尺寸 为第 层层高 本结构中 11 1218 ci bH 1 2 cc hb i H i 层高为 3 3m 故 180 320 mm c b 框架柱截面尺寸还应根据公式估算 式中 负荷 c Nc N A f 1 1 1 2 v NN v N 面积 12 14 kN m 层数 为轴压比 N 仅估算底层柱 本结构中 边柱和中柱负荷面积分别为 7 2 3 3 m 7 2 4 5 m 层数为 5 层 该框架结构抗震设防烈度为 8 度 建筑高度 20 1m m 148 16kN m 11 按第一类T 型截面计算 6 22 10 148 16 10 0 0233 1 0 14 3 2200 465 s c M f bh 0 9887 11 2 0 0233 2 s 2 0 1074 s sy M Amm f h 选配2 20 2 25 As 1610mm 取 min 450 21 0 2 t y f f min 0 21 1610 1 29 0 21 250 500 s A bh 4 3 屋盖设计 屋面做法 上人屋面 4mm 厚 APP 卷材防水层 0 35kN m 20mm 厚水泥砂浆找平层 0 02 20 0 40kN m 120mm 厚水泥膨胀珍珠岩 0 12 10 1 20kN m 20mm 厚板底抹灰 0 02 17 0 34kN m 100mm 厚钢筋混凝土 0 10 25 2 5kN m 恒载小计 4 79kN m 12 4 3 1 板型划分 图4 3 屋面板结构布置图 4 3 2 荷载分析 1 gk2 4 79kN m 2 板活荷载标准值为 2 0kN m 3 板的恒荷载设计值 g 1 2gk2 5 748kN m qk 1 4qk2 1 4 2 0 2 8kN m 4 3 3 板弯矩计算 根据不同支撑情况 整个屋盖可分为1 2双向板与3单向板 1 区格板 l01 l02 0 545 g 5 75kN m q 1 4qk 1 4 2 0 2 8kN m p g q 8 56kN m q 2 1 0kN m g g g 2 6 75kN m 单位板跨中弯矩 m1 0 053 0 2 0 0153 6 75 3 6 0 0892 0 2 0 0210 0 35 3 6 4 686 0 4236 5 101kN m m2 0 0153 0 2 0 053 6 75 3 6 0 0210 0 2 0 0892 0 35 3 6 2 126 0 176 2 30kN m 13 kN m 2 1 0 1140 6 45 3 6 8 163m 0 0785 8 56 3 6 6 191kN m 2 m 2 区格板 l01 l02 0 545g 5 75kN m q 1 4qk 1 4 2 0 2 8kN m p g q 8 56kN m q 2 0 35kN m g g g 2 6 75kN m m1 0 0399 0 2 0 0093 6 75 3 6 0 0892 0 2 0 0210 0 35 3 6 3 3 0 424 3 72kN m m2 0 0093 0 2 0 0399 6 75 3 6 0 0210 0 2 0 0892 0 35 3 6 1 342 0 176 1 518kN m kN m 2 1 0 0582 6 45 3 66 895m kN m 2 22 0 0570 6 45 3 64 696mm 3区格板 gk 4 79KN m qK 0 5kN m p 1 2gk 1 4qk 8 56kN m 跨中弯矩系数 1 10支座弯矩系数 1 14 3区格板跨中 3 72kN m 支座 2 654kN m 2 Mpl 2 Mpl 4 3 4 屋面板的配筋计算 双向板配筋 板保护层厚度取 20mm 选用 8钢筋作为受力钢筋 则短跨方向跨中截面有效高度 h0X 100 20 4 76mm 长跨方向跨中截面的有效高度 h0y 100 20 8 4 68mm 支座处 h0 76mm 截面弯矩设计值不考虑折减 计算配筋量时 取内力臂系数 0 95则As筋计算结果下见表4 7 s 0 0 95 y M h f 3 区格板配筋计算表 截 面 m kN m 2 10 s c M f bh 0 5 11 2 ss 0 s sy M A h f 选配钢 筋 实配钢筋 mm 跨 中 3 720 04720 9812281 5 8 150335 支 座 2 6540 03280 9892196 9 8 200251 表4 7 屋面板的配筋计算 截面h0 mm m kN m As mm 配筋 实有 As mm 14 l01 方向 765 101336 8 150335 1 区 格 l02 方向 682 30152 8 200251 l01 方向 763 72245 8 150335 跨 中 2 区 格 l02 方向 681 518100 8 200251 1 276 8 163538 12 150754 1 176 6 197409 12 200505 2 276 4 696310 10 200393 支座 1 276 4 696310 10 200393 4 4 楼梯设计 图4 4 楼梯结构平面布置图 取1号楼梯进行计算 底层层高 3 9m 踏步尺寸150mm 300mm 采用C30混凝土 板采用HPB235级钢筋 楼梯均布活荷载标准值 q 2 5kN m 4 4 1 梯段板设计 取板厚120mm 约为板斜长 1 30 板倾斜角 tan 150 300 0 5 cos 0 894 取 1m 宽板带计算 1 荷载计算 恒荷载 15 水磨石面层 0 3 0 15 0 65 0 3 0 98kN m 三角形踏步 0 5 0 3 0 15 25 0 3 1 88kN m 混凝土斜板 0 12 25 0 894 3 36kN m 板底抹灰 0 02 17 0 894 0 38kN m 小计 6 6kN m 总荷载设计值 P 1 2 6 6 1 4 2 5 11 42kN m 2 截面设计 1板水平计算跨度 ln 3600mm 弯矩设计 m 1 10pl2 0 1 11 42 3 6 14 80 板有效高度 h0 120 20 100mm 2 1 0 1034 s co M a a f bh 11 2 0 945 2 s s a 2 0 745 7 s sy M Amm f h 选配 12 150AS 754mm 分布筋每级踏步一根 8 4 4 2 平台板设计 设平台板厚 h 80mm 取 1m 宽板带计算 恒荷载 水磨石面层 0 65kN m 80mm 厚混凝土板 0 08 25 2 0kN m 板底抹灰 0 02 17 0 34kN m 小计 2 99kN m 1 荷载计算 平台板的荷载计算 总荷载设计值 p 1 2 2 99 1 4 2 5 7 09kN m 2 截面设计 计算跨度l0 1 8 0 24 2 0 12 2 1 74 弯矩设计 m 2 145kN m 2 1 10 pl 板的有效高度 h0 80 20 60mm 16 2 1 0 0375 s co M a a f bh 11 2 0 981 2 s s a 2 0 173 5 s sy M Amm f h 4 4 3 平台梁设计 设平台梁截面尺寸为 200mm 350mm 1 荷载计算 恒荷载 梁自重 0 20 0 35 0 08 25 1 62kN m 梁侧粉刷 0 02 0 35 0 08 2 17 0 19kN m 平台板传来 2 99 1 74 2 2 60kN m 梯段板传来 6 6 3 6 2 11 88kN m 小计 16 29kN m 活荷载 2 5 3 6 2 1 74 2 6 675kN m 总荷载设计 p 1 2 16 29 1 4 6 675 28 89kN 2 截面设计计算跨度 l0 1 05ln 1 05 3 6 0 24 3 528m 弯矩设计值m 1 8pl02 1 8 28 89 3 5282 44 95kN m 剪力设计值V 1 2pl0 1 2 28 89 3 528 50 96kN 截面按倒 L 型计算bf b 5h 240 5 80 590mm 梁有效高度 h0 350 35 315mm 经判别属第一类 T 型截面 2 1 0 0537 s co M a a f bh 11 2 0 972 2 s s a 2 0 489 4 s sy M Amm f h 选配 3 16 AS 603mm 配置 8 200 箍筋 则斜截面受剪承载力 50960N 00 0 71 2599076 sv csty A Vf bhf vh s 斜截面抗剪满足要求且钢筋满足构造要求 17 18 5 荷载统计 5 1 结构布置及计算简图 图5 1 结构布置及计算简图 楼面及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构 选择3号轴线对应一榀框架进行计算 楼板 厚度取100mm 主梁载面高度按梁跨度 的l 12 1 8估算 次梁截面高度按跨度的 1 12 1 18 截面宽度统一按梁高的1 2 1 3 确定 由此估算的梁载面尺寸见表5 1 C30 fc 14 3N mm ft 1 43N mm 表5 1梁截面尺 横梁 b h 层次砼强度 AB CD 跨BC跨次梁 纵梁 b h 1 5C30300 600250 500250 500300 600 柱截面尺寸柱截面可取 Hi为层高 柱截面高度可取 并 11 1218 ci bH 1 2 cc hb 按下述方法进行初步估算 a 框架柱承受竖向荷载为主时 可先按负荷面积估算出柱轴力 再按轴心受压柱 验算 考虑到弯矩影响 适当将柱轴力乘以12 14的放大系数 b 对于有抗震设防要求的框架结构 为保证柱有足够的延性 需要限制柱的轴压比 19 柱截面面积应满足下列要求 A N fc 根据上述规定并综合考虑其他因素 设计柱截面尺寸取值统一取 500 500mm 基础 距离室外地平0 5m 室内外高差为0 45m 框架结构计算简图如图所示 取顶 层柱的形心 线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板底 2 5 层柱高度即为层高 3 3m 底层 柱高度从基 础顶面取至一层板底 即h1 3 9 0 45 0 5 4 85m 图5 2 框架计算简图 5 2 荷载计算 5 2 1 恒载标准值计算 1 屋面框架线荷载标准值 40mm厚APP卷材防水层 0 35kN m 20mm厚水泥砂浆找平层 0 02 20 0 40kN m 120mm厚水泥膨胀珍珠岩 0 12 10 1 20kN m 20 20mm厚板底抹灰 0 02 17 0 34kN m 100mm厚钢筋混凝土 0 10 25 2 5kN m 恒载小计 4 79kN m 梁自重 边跨梁b h 300 600mm 梁自重 0 3 0 6 25 4 5kN m 抹灰层 0 6 0 1 2 0 02 17 0 34kN m 合计 G1 4 84kN m 中跨梁及次梁 b h 250 500mm 梁自重 0 25 0 5 25 3 13kN m 抹灰层 0 5 0 1 2 0 02 17 0 26kN m 合计 G2 3 39kN m 2 楼面框架线荷载标准值 30mm现制水磨石 0 65kN m 100mm钢筋混凝土 0 10 25 2 5kN m 20mm石灰砂浆 0 02 17 0 34kN m 恒载小计 3 49kN m 外墙为 240 厚陶粒空心砌块 5kN m 外墙面刷漆 内墙面为20mm厚抹灰 则外墙单位墙面重力荷载为 5 0 24 17 0 02 1 54kN m 内墙为 200 厚陶粒空心砌块 两侧均为 20mm 厚抹灰 则内墙单位面积重力荷载为 5 0 20 17 0 02 2 1 68kN m 木门单位面积重力荷载为 0 2kN m 铝合金窗单位面积重力荷载取 0 4kN m 钢框玻璃门单位面积重力荷载取 0 45kN m 5 2 2 可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 2 0kN m 楼面活荷载标准值 走廊 2 5kN m 其他 2 0kN m 5 2 3 竖向荷载计算 1 恒载作用 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载传导图如 图5 3所示 21 图 5 3 荷载传递示意图 梯形荷载 q 1 2 2 3 p 三角形荷载 q 5p 8 1 第5层边跨 代表横梁板传梯形荷载化成均布荷载的值 0 q 23 0 23 1 81 8 2 4 79 3 6 2 1 2 15 0 6 66 6 qkN m q1代表主梁自重及墙传荷载 为均布荷载形式 q1 4 84 1 68 3 3 0 6 9 38kN m 代表次梁自重以及板传给次梁的荷载 2 q 23 2 23 1 81 8 3 392 4 79 3 6 2 1 2 18 4 6 66 6 qkN m F1 代表纵向边框架梁传递给柱的集中荷载 包括梁重 其上的屋面板重 女儿墙重 和内墙以及次梁所传荷载 F1 4 84 3 6 4 79 3 6 2 5 8 18 0 20 1 2 1 05 1 6854 3 3 0 6 7 2 18 4 6 6 2 167 03kN F2代表纵向中间框架梁传递给柱的集中荷载 包括梁重 其上的屋面板重 内墙重以 及次梁所传荷载 F2 4 84 4 79 2 4 2 4 79 3 6 2 5 8 1 68 3 3 0 6 7 2 18 4 6 6 2 208 41kN 22 2 第5 层中跨 q0 代表中间单向板板传梯形荷载化成均布荷载的值 q0 0 0kN m q1 代表主梁自重及墙传荷载 梁上无墙 为均布荷载形式 q1 3 39kN m 3 第1 4 层边跨 q0 代表梁板传梯形荷载化成均布荷载的值 23 0 23 1 81 8 2 3 49 3 6 2 1 2 10 9 6 66 6 qkN m q1 代表主梁自重及墙传荷载 为均布荷载形式 q1 4 84 1 68 3 3 0 6 9 38kN m 代表次梁自重以及板传给次梁的荷载 2 q 23 2 23 1 81 8 3 392 4 79 3 6 2 1 2 14 29 6 66 6 qkN m F1代表纵向边框架梁传递给柱的集中荷载 包括梁重 其上的楼面板重 墙重以及次 梁所传荷载 F1 4 84 3 49 3 6 2 5 8 1 54 3 3 0 6 7 2 14 29 6 6 2 142 93kN F2代表纵向中间框架梁传递给柱的集中荷载 包括梁重 其上的楼面板重 内墙重以 及次梁所传荷载 F2 4 84 3 49 2 4 2 3 49 3 6 2 5 8 1 68 3 3 0 6 7 2 14 29 6 6 2 173 09kN 2 第1 4 层中跨 q0代表中间单向板板传梯形荷载化成均布荷载的值 q0 0 0kN m q1代表主梁自重及墙传荷载 梁上无墙 为均布荷载形式 q1 3 39kN m 2 活载作用 1 第5层边跨 在活荷载 取2 0kN m 作用下 q0 代表边跨板所传梯形荷载化成均布荷载后的值 23 0 23 1 81 8 2 2 0 3 6 2 1 2 1 57 6 66 6 qkN m 代表次梁板传给次梁的荷载值 1 q 23 1 23 1 81 8 2 2 0 3 6 2 1 2 1 57 6 66 6 qkN m F1 代表纵向边框架梁传递给柱的集中荷载 即次梁所传荷载和屋面板所传活载 F1 1 57 6 6 2 2 0 3 6 2 5 8 7 2 9 23kN 23 F2代表纵向中间框架梁传递给柱的集中荷载 包括其上的屋面板所传活载以及次梁所传荷载 F2 1 57 6 6 2 2 0 3 6 2 5 8 7 2 0 5 2 4 2 7 2 13 55kN 1 第5层中跨 在活荷载 取2 0kN m 作用下 单向板 q0 0kN m 2 第1 4 层边跨 在活荷载 取2 0kN m 作用下 q0 代表边跨板所传梯形荷载化成均布荷载后的值 23 0 23 1 81 8 2 2 0 3 6 2 1 2 6 27 6 66 6 qkN m 代表次梁板传给次梁的荷载值 1 q 23 1 23 1 81 8 2 2 0 3 6 2 1 2 6 27 6 66 6 qkN m F1代表纵向边框架梁传递给柱的集中荷载 即次梁所传荷载和楼面板所传活载 F1 6 27 6 6 2 2 0 3 6 2 5 8 7 2 36 89kN F2代表纵向中间框架梁传递给柱的集中荷载 包括其上的楼面板所传活载以及次 梁 所传荷载 F2 6 27 6 6 2 2 0 3 6 2 5 8 7 2 2 5 2 4 2 7 2 58 49kN 24 图 5 4恒 活 荷载下框架的计算简图 5 3 重力荷载代表值计算 表 5 2 底层梁 柱重力荷载标准值 25 表 5 3 2层 4 层梁 柱重力荷载标准值 表5 4 顶层梁 柱重力荷载标准值 构 件 b m h m kN m G kN m LnGi kN Gi kN 纵 梁 0 300 60254 53 656975 7 纵 梁 0 300 60254 55 4248 6 横 梁 0 300 60254 56 620638 8 横 梁 0 250 50253 122 41081 36 次 梁 0 250 50253 126 612290 8 柱0 50 5256 254 85401272 6 3311 7 构 件 b m h m kN m G kN m LnGi kN Gi kN 纵 梁 0 300 60254 53 656975 7 纵 梁 0 300 60254 55 4248 6 横 梁 0 300 60254 56 620638 8 横 梁 0 250 50253 122 41081 3 次 梁 0 250 50253 126 612290 8 柱0 50 5256 253 340865 9 2905 0 26 5 3 1 墙 首层 外墙面积为 3 9 0 6 55 8 15 6 2 471 2 m 外墙门窗面积 1 8 1 8 26 1 5 1 5 4 2 1 1 5 2 1 8 3 0 2 120 33 m 内墙面积为 3 9 0 6 6 6 22 2 55 8 5 4 2 768 2 m 内墙门窗面积 0 9 2 1 16 0 7 2 1 4 0 9 0 9 39 7 m 首层墙重 471 2 120 33 1 54 768 2 39 7 1 68 1764 22kN 二 四层 外墙面积 3 3 0 6 55 8 15 6 2 385 6 m 外墙门窗面积 1 8 1 8 28 1 5 1 5 4 105 2 m 内墙面积为 3 3 0 6 6 6 22 2 55 8 5 4 2 625 3m 内墙门窗面积 0 9 2 1 17 0 7 2 1 4 40 6m 二 四层墙重 385 6 105 2 1 54 625 3 40 6 1 68 1415 62kN 顶层 外墙面积 3 3 0 6 55 8 15 6 2 385 6 m 外墙门窗面积 1 8 1 8 28 1 5 1 5 4 105 2 m 内墙面积为 3 3 0 6 6 6 20 2 55 8 5 4 607 59 m 内墙门窗面积 0 9 2 1 16 0 7 2 1 4 38 8 m 顶层墙重 385 6 105 2 1 54 607 59 38 8 1 68 1389 06kN 构 件 b m h m kN m G kN m LnGi kN Gi kN 纵 梁 0 300 60254 53 656975 7 纵 梁 0 300 60254 55 4248 6 横 梁 0 300 60254 56 620594 0 横 梁 0 250 50253 122 41081 3 次 梁 0 250 50253 126 614313 2 柱0 50 5256 253 340865 9 2927 4 27 5 3 2 窗 首层 面积 1 8 1 8 26 1 5 1 5 4 94 2 m 首层窗重 94 2 0 4 37 7kN 二 四层 面积 1 8 1 8 28 1 5 1 5 4 105 2 m 二层窗重 105 2 0 4 42 1kN 顶层 面积 1 8 1 8 28 1 5 1 5 4 105 2 m 顶层窗重 105 2 0 4 42 1kN 5 3 3 门 首层 门重 1 8 3 2 0 45 1 5 2 1 2 0 45 0 9 2 1 16 0 2 0 7 2 1 4 0 2 14 9kN 二 四层 门重 0 9 2 1 17 0 2 0 7 2 1 4 0 2 7 6kN 顶层 门重 0 9 2 1 16 0 2 0 7 2 1 4 0 2 7 2kN 5 4 各层重力荷载代表值的计算 恒荷载 屋面恒载 55 8 15 6 4 79 4169 6kN 楼面恒载 55 8 15 6 3 49 3037 98kN 五层 4169 6 2927 41 865 9 865 9 2 1389 06 2 42 1 2 7 2 2 8251 2kN 四层 3037 98 2905 04 865 92 865 92 2 1415 62 2 1389 06 2 42 1 2 7 6 2 7803 32kN 三层 3037 98 2905 04 865 92 865 92 2 1415 62 2 1415 62 2 42 1 2 7 6 2 7816 6kN 二层 3037 98 2905 04 865 9 865 9 2 1415 62 2 1415 62 2 42 1 2 7 6 2 7831 3kN 一层 3037 98 3311 76 1272 1272 2 1764 22 2 1415 62 2 37 7 2 14 9 2 8608 5kN 活荷载 屋面活载 55 8 15 6 2 0 1741kN 楼面活载 55 8 15 6 2 4 2 0 55 8 2 4 2 5 1807 9kN 所以集中于各层楼层结构标高处重力荷载代表值 Gi 为 G5 8251 2 1741 0 5 9121 7kN G4 7803 32 1807 9 0 5 8707 27kN 28 G3 7816 6 1807 9 0 5 8720 6kN G2 7831 3 1807 9 0 5 8735 3kN G1 8608 5 1807 9 0 5 9512 5kN 图5 5 重力荷载代表值 29 6 横向框架内力计算 6 1 框架侧移刚度的计算 6 1 1 横梁线刚度 边框架边跨梁 ib EbIb L 30 106 0 3 0 63 1 5 12 6 6 3 68 104kN m 边框架中跨梁 ib EbIb L 30 106 0 25 0 53 1 5 12 2 4 4 88 104kN m 中间框架边跨梁 ib EbIb L 30 106 0 3 0 63 2 0 12 6 6 4 91 104kN m 中间框架中跨梁 ib EbIb L 30 106 0 25 0 53 2 0 12 2 4 6 51 104kN m 6 1 2 柱的线刚度 首层 ic EbIb H 30 106 0 5 0 53 12 4 85 3 22 104 kN m 二 五层 ic EbIb H 30 106 0 5 0 53 12 3 3 4 73 104 kN m 6 1 3 柱的侧移刚度 表5 1 一层D值的计算 类别数量K kb kca 0 5 K 2 K D 12akc h2 中框架中柱 16 4 91 6 51 3 22 3 5466 4 05 5 55 0 73 12 0 73 3 22 104 4 852 11991 中框架边 柱 16 4 91 3 22 1 5252 025 3 525 0 57412 0 574 3 22 104 4 852 9429 边框架中 柱 4 3 68 4 88 3 22 2 658 3 158 4 658 0 678 12 0 678 3 22 104 4 852 11137 边框架边柱 4 3 68 3 22 1 1431 643 3 143 0 523 12 0 523 3 22 104 4 852 8591 i D 421636 kN M 30 表5 2 二层D值的计算 类别数量K kb kca K 2 K D 12akc h2 中框架中柱 16 4 91 6 51 4 73 2 414 2 414 4 414 0 54112 0 541 4 73 104 3 32 36849 中框架边柱 16 4 91 4 73 1 0381 038 3 038 0 34212 0 342 4 73 104 3 32 17825 边框架中柱 4 3 68 4 88 4 73 1 81 1 81 3 81 0 47512 0 629 4 73 104 3 32 24757 边框架边柱 4 3 68 4 73 0 7780 778 2 778 0 2812 0 28 4 73 104 3 32 14594 D2 1032188kN m 6 2 横向自振周期的计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法 结构顶点假想位移按按以下公式 计算 5 Gik i VG Gii i uVD T k uu 表6 3 结构顶点的假想侧移计算 层次Gi kN VGi kN i D N mm i D i i N mm mm mm i u mm i u mm 59121 79121 710321887 99173 00 48707 2717828 97103218815 55165 00 38720 626549 57103218823 13149 45 28735 335284 87103218830 71126 32 19512 544797 3742163295 6195 61 基本自振周期T1 s 可按下式计算 11 7u 11 7u1 7 0 80 1730 566 s TT TT T 6 3 水平地震作用及楼层地震剪力的计算 本结构高度不超过40m 质量和刚度沿 31 高度分布比较均匀 变形以剪切型为主 故 可用底部剪力法计算水平地震作用 即 1 结构等效总重力荷载代表值Geq Geq 0 85 Gi Geq 0 85 Gi 0 85 44797 37 34264 3kN 2 计算水平地震影响系数 1 查 建筑抗震规范 得二类场地一组特征周期值 Tg 0 35s 设防烈度为8度 西安所在地区 的max 0 16 由于Tg T1 5Tg Tg T1 0 9 max 0 35 0 566 0 9 0 16 0 052 1 3 结构总的水平地震作用标准值FEk FEk 1Geq 0 052 34264 3 1778 5kN 1 4Tg 1 4 0 35 0 49s T1 0 566s 所以应考虑顶部附加水平地用 顶部附加地震作用系数 n 0 08T1 0 07 0 115 F6 nFEk F6 n FEk 0 115 1778 5 205 0kN 各质点横向水平地震作用按下式计算 Fi GiHiFEk 1 n GjHj FEk 1 n 1778 5 205 0 1573 5kN GjHj 264618 498kN 地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vi 为 Vi Fk i 1 2 n 表6 4 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算结果 层次Hi m Gi kN GiHi kN ii jj G H G H 1 u