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文档简介
1建筑设计311建筑简介3111建筑场地及使用要求3112平面总布置图3113防火分区表4114门窗明细表4115装修明细表512设计思路513施工说明及注意事项614设计依据62结构设计721设计资料7211工程概况7212设计依据7213气象资料7214地质条件8215材料条件8216抗震设防822结构选型与基本方案确定9221结构选型9222结构承重方案选定9223基础选型1023计算模型的确定10231结构构件截面尺寸初估10232计算单元的选取11233计算简图及抗侧移刚度的确定1224楼盖及屋盖设计14241屋盖的设计14242楼盖的设计15243设计资料1525荷载计算15251竖向恒荷载计算15252竖向活荷载计算19253水平风荷载计算22254水平地震荷载计算2326内力计算28261竖向恒荷载作用下内力分析28262竖向活荷载作用下内力分析41263水平风荷载作用下内力分析52264水平地震荷载作用下内力分析5927内力组合65271梁内力组合66272柱内力组合7128截面配筋计算76281梁的配筋计算76282柱的配筋计算83283次梁的配筋计算90284板的配筋计算9329楼梯设计96291设计示意图96292基本资料96293梯段板设计97294平台板设计98295平台梁设计99210基础设计1002101基础类型及计算形式1002102几何数据及材料特性1012103荷载数据1012104修正地基承载力1012105轴心荷载作用下地基承载力验算1022106偏心荷载作用下地基承载力验算1022107基础抗冲切验算1022108基础局部受压验算10321010施工配筋图1043施工组织设计10531设计目的10532工程概况105321建筑概况105322结构概况105323地形、地质概况10633施工总体部署106331施工的准备工作106332基础工程的准备107333全工地性施工准备107334单位工程的施工条件准备107335分项工程作业条件准备107336施工的总体流向和施工顺序107337施工流水段的划分10834施工方案108341土方工程108342地基基础工程109343主体工程109344屋面工程113345装饰装修工程11435施工进度计划11636技术措施11637施工平面布置图118参考文献118致谢1191建筑设计11建筑简介111建筑场地及使用要求本工程拟建地点为青岛市崂山区,功能为一购物中心乐天商场,由主营业楼和辅楼组成。占地东西向1300M,南北向900M,其周围环境南靠60M宽的城市干道,东靠一条15M宽的公路出于商业区和居民区的交汇处,用地面积11700,总建筑面积16325,其中主营业楼面积11525,设置室外停车场。主营业楼及辅楼为四层,室内外高差为045M,每层层高48M,本工程建筑耐久年限为50M。主营业楼周围设有环形的宽710M的消防通道,建筑耐火等级级,商场内设四部疏散楼梯,商场内最远点至疏散楼梯的距离不大于20M,每个疏散楼梯均设防火卷帘。室内均布10支室内单栓消火栓。室外设2支室外地上式消火栓,满足消防要求。抗震设防烈度6度,建筑场地类,地震分组第二组。基本要求所有的填充墙一律砌到结构板底,梁底封堵严密成整体,建筑材料采用粉煤灰砌块。(1)装修采用不燃或难燃的材料。(2)建筑材料的燃烧性和耐火性均应满足建筑设计防火规范中耐火等级的要求。(3)消防设备和器材选用消防部门核准产品。112平面总布置图图11平面总布置图113防火分区表表11防火分区表114门窗明细表表12门窗明细表115装修明细表表13装修明细表12设计思路根据商场的使用功能,组织好顾客流线、货运流线、店员流线和城市交通之间的关系,避免相互干扰。根据大型商场对商场的两大部分主营业楼和辅楼进行了合理安排。考虑到商场要求有较大空间及灵活布置的特点,采用75M75M的框架结构,确定层高时考虑吊顶,管线安放等问题,确定层高48M,为尽量减轻重量,围护墙采用砌块填充墙,内部采用一些轻质隔墙,根据建筑要求,将营业厅部分与辅楼分开,之间用通廊相连接。楼梯根据客人流量计算出疏散宽度,从而得出每个楼梯的宽度,为满足疏散要求,还应使商场内部每个人在出现紧急情况时距离最近的楼梯不超过2000M。同时设置一部自动扶梯,方便残疾人的进出。为满足防火要求,楼梯间采用封闭楼梯间,楼梯间的门应朝向疏散方向,且满足要求宽度,同时应设置防火分区,但考虑到使用要求,在此只将自动扶梯用防火卷帘封闭,其余部分设置自动喷淋系统。按照人的购物心理,将人流较大的自选商场、快餐放在首层,将家电、衣服、鞋帽、饰品等放置在上部,符合人们的购物顺序,顶层布置9个展销厅,方便厂家展示产品,并配有洽谈室和会计室,考虑到展销厅营业时间与营业厅的不同步,在设置楼梯时应满足在营业厅非营业时间能保证人能到达展销厅,同时又应该达到疏散要求。13施工说明及注意事项(1)该地皮土地坚硬,通过铲平后进行地基处理。(2)土建施工必须和设备工种密切配合,做好预埋管道、预留洞口、预埋件以及设备吊装孔等,严禁事后凿洞。(3)施工单位除按图纸施工外,必须严格遵守国家颁发的建筑及施工工程验收规范和工程质量鉴定标准。(4)施工过程中发现问题应及时与设计单位联系,协商解决。(5)本工程所用材料和设备必须符合国家颁定的质量标准,选用建筑制品及建筑材料的厂家必须有相关部门的之间证明。(6)施工单位在施工前应组织各工种熟悉图纸,做好施工组织设计。(7)外装修材料经审定后,再进行全面施工。14设计依据主要参考规范和图书商店建筑设计规范(JGJ4888)建筑结构制图标准(GBJ501052001)总图制图标准(GB501032001)房屋建筑制图统一标准(GBJ500012001)民用建筑设计通则(JGJ3787)山东省建筑做法内容(DBJT142)建筑设计防火规范(GBJ1687)建筑抗震设计规范(GB500112001)混凝土结构设计规范(GB500102002)建筑结构荷载规范(GB500092001)建筑地基基础设计规范(GB500042002)建筑结构设计规范应用图解手册2结构设计21设计资料211工程概况本工程拟建地点为青岛市崂山区,功能为一购物中心乐天商场,由主营业楼和辅楼组成。占地东西向1300M,南北向900M,其周围环境南靠60M宽的城市干道,东靠一条15M宽的公路出于商业区和居民区的交汇区,用地面积11700,总建筑面积16325,其中主营业楼面积11525,辅楼面积4800,设置室外停车场。主营业楼为四层,每层层高48M,整体结构为现浇框架结构,室内相对标高0000,室内外相对高差045M。基础采用柱下独立基础。212设计依据(1)甲方提供的地质报告及业主的使用要求和有关工种提供的资料。(2)设计使用的主要规范混凝土结构设计规范(GB500102002)建筑抗震设计规范(GB500112001)建筑结构荷载规范(GB500092001)建筑地基基础设计规范(GB500072002)建筑结构平法制图规则建筑结构静力计算手册建筑结构构造资料集213气象资料基本雪压S0020KN/;基本风压W0060KN/;夏季主导风向为东北风,海滨城市,夏季最高气温37C,计算温度为35C,冬季最低气温15C,计算温度为6C。常年降水量730MM,小时最大降雨量62MM。214地质条件(1)根据地质报告,场区地形平坦,各土层情况自地表向下依次为杂填土,厚度15M粉砂,厚度3M,承载力特征值FAK120KPA砾砂,厚度6M,FAK250KPA花岗岩强风化带,厚度24M,FAK1200KPA花岗岩微风化带,厚度26M,FAK6000KPA。示意图见图21图21地质剖面图(2)场区地下水为第四系孔隙水,主要含水层为砾砂层。地下水稳定水位埋深559米。场区常年地下水位一般变幅约2米。水质无侵蚀性。(3)青岛地区季节性冻土深度05M215材料条件混凝土强度等级C30;梁内受力纵筋为HRB335,其他为HRB235钢筋;填充墙为190MM厚粉煤灰轻渣空心砌块,中间隔墙为120MM厚轻质GRC空心隔墙板;自动扶梯采用XO21NS/G30度自动扶梯。216抗震设防设计使用年限50年;一类环境;抗震设防烈度6度,设计基本地震加速度值005G;设计地震分组为第二组;抗震等级四级;建筑场地类别II类。22结构选型与基本方案确定221结构选型考虑到商场的跨度较大,内部布置多变,现采用大跨度现浇钢筋混凝土框架结构,横向承重体系,跨度为75M,楼板采用现浇,为满足使用要求,取各层层高为480M。基础采用柱下独立基础。楼盖采用现浇钢筋混凝土单向板楼盖。此结构总长度为75M55M,本应设置伸缩缝,此结构拟采用留置后浇带的方法。结构柱网布置见图22图22柱网布置图222结构承重方案选定采用纵横墙承重方案,满足抗震地区结构设计要求。优点适宜楼面有较大荷载和较大开间,具有较好的整体工作性能,对抗震有利。缺点不大利于设备管线的穿行,也不能获得较高的室内净高。223基础选型柱下独立基础。这种基础抗弯抗剪性能良好,且常用于多层框架结构和多层砖混结构中,再加上青岛地基相对良好,故这种基础特别适用于本方案。23计算模型的确定231结构构件截面尺寸初估梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。截面高度一般取梁跨度L的1/121/8,当梁的负载面积较大或荷载较大时,宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏,梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度可取1/31/2梁宽,同时不小于1/2柱宽,且不应小于250MM。(1)板厚按高跨比条件HL/35,且MM80则取板厚H100MM,屋面、楼面均取100MM。(2)框架梁主梁截面高度H1/101/147500536MM750MM取H700MM。截面宽度B1/31/2H200MM300MM取B300MM。次梁截面高度H1/121/187500417MM625MM取H500MM。截面宽度B1/31/2H187MM250MM取B250MM。(3)框架柱柱截面尺寸可根据柱的轴压比限值按下列公式估算,ENFGNCNAF式中N柱组合的轴压设计值;F简支状态计算的每层柱的负载面积,由本柱与相邻柱之间距离一半来计算负荷面积;GE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可根据实际荷载计算,也可近似取1215KN/M此处取15KN/M;考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,取12;N验算截面以上楼层层数;AC为柱截面面积;FC混凝土轴心抗压强度设计值;框架柱轴压比限值,此处可进似取,即对一级、二级和三级抗震等级,分别取07,08和09。可得边柱AC321275315012758084M中柱AC3263如取柱截面为正方形,则近似取边柱截面高度为365MM365MM,中柱截面高度为515MM515MM。取柱截面尺寸为600MM600MM。(4)基础选用柱下独立基础,基础埋深2M;距基顶05M。取顶层的形心线作为框架柱的轴线;梁轴线取至板底,24层柱高即为层高取48M;底层柱高度从基础顶面取至一层板底,即底层计算高度232计算单元的选取取轴线2为计算单元,计算简图如图23图23计算单元简图233计算简图及抗侧移刚度的确定1、抗侧移刚度的计算(1)柱线刚度计算框架梁的跨度框架梁的跨度等于柱轴面形心轴线之间的距离。框架柱底层柱计算高度底层柱高从基础顶面算至二层楼面。根据地质资料(最后由老师统一提供),确定基础顶面离室外地面为500MM,室内外高差为450MM,由此可求得底层柱计算高度为H42005004505150除底层柱外的其余各层柱计算高度均为建筑层高表21柱线刚度层次柱号Z截面HB(MM)柱高HMME(N/MM2)13BHIC(MM4)HEIIC(NMM)底层16006005800301041081010186E106二四层26006004800301041081010225E106(2)各跨梁线刚度的计算表22梁线刚度框架横梁跨度LMM截面HBMM2E(N/MM2)130BHI(边)0I5(2中)LEIIB左(KL2)75003007003010485810912871091715E106中(KL3)75003007003010485810912871091715E106边框架右(KL4)75003007003010485810912871091715E106左(KL2)7500300700301048581091716109229E106中(KL3)7500300700301048581091716109229E106中框架右(KL4)7500300700301048581091716109229E106(3)抗侧移刚度计算表23柱抗侧移刚度楼层简图KCA一般层C4321IK2C底层C21IK250AC层次柱类型(一般CBIK2层)(底层)CBI(一般K2层)(底50层)21HIDC中柱B、C246206641322104底层边柱A、D123105361067104中柱B、C2035050417721042到4层边柱A、D1018033711851042计算简图图24计算简图和框架线刚度图24楼盖及屋盖设计楼盖采用现浇钢筋混凝土双向板楼盖。75/253,按单向板计算241屋盖的设计本工程屋面采用平屋顶形式,平屋顶排水坡度为2,排水方式为内排水。屋面做法采用98J1工程做法中柔性防水,采用三级防水构造,设置一道防水设防,聚苯乙烯泡沫塑料板保温层屋面。屋面做法(一)10MM天棚抹灰(二)100MM现浇屋面板(三)20厚混合砂浆板底抹灰(四)120厚18膨胀珍珠岩15找坡层(五)30厚挤塑板保温层(六)4厚(一层)SBS防水卷材防水层(七)30MM厚C20细石混凝土保护层242楼盖的设计确定主梁的跨度为横向75M;纵向75M;板的跨度为25M。板厚100MM,次梁截面250MM500MM,主梁截面300MM700MM。楼面做法(一)100厚现浇钢筋混凝土板(二)10厚素水泥浆一道(三)20厚12水泥砂浆找平层(四)5厚M907石材胶粘剂粘贴20厚磨光大理石板,稀水泥浆填缝、刷草酸、打蜡243设计资料1、楼面荷载均布活荷载标准值35KN/。2、屋面荷载不上人屋面均布活荷载标准值05KN/3、材料混凝土强度等级C30;梁内受力纵筋为HRB335,其他为HRB235钢筋。25荷载计算251竖向恒荷载计算说明(1)由于要进行内力组合,因此竖向荷载中的恒载部分与活载部分应分别计算,且都用标准值计算。(2)活荷载取值不上人屋面05KN/M2,楼面标准活荷载20KN/M2(3)墙身做法填充墙为190MM厚粉煤灰轻渣空心砌块,中间隔墙为120厚轻质GRC空心隔墙板。内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚20MM,乳胶漆内墙涂料两度。女儿墙墙体为240MM厚粘土空心砖,高600。外墙墙体为240MM厚粘土空心砖,外墙贴釉面砖。(4)楼(屋)面做法参照楼盖及屋盖设计部分。(5)部分恒荷载标准值钢筋砼25KN/M3水泥砂浆200KN/M3玻璃幕墙12KN/M2填充墙19KN/M3矿渣水泥145KN/M3混合砂浆17KN/M3水磨石28KN/M31、屋面框架梁线荷载标准值10MM天棚抹灰00117017KN/M2100MM现浇屋面板01025250KN/M220厚混合砂浆板底抹灰00217034KN/M2120厚18膨胀珍珠岩15找坡层01214168KN/M230厚挤塑板保温层00301500045KN/M24厚(一层)SBS防水卷材防水层03KN/M230MM厚C20细石混凝土保护层00316048KN/M2屋面恒荷载548KN/M22、楼面均布荷载100MM厚钢筋混凝土现浇板250125KN/M220MM厚水泥砂浆找平层2000204KN/M220MM厚水磨石面层28002056KN/M2V型轻钢龙骨吊顶025KN/M2小计371KN/M23、作用在顶层框架梁上的线荷载为框架梁自重KN/M5421073梁测粉刷KN/M802)(屋面板传给梁KN/M658小计1347KN/M4、作用在13层框架梁上的线荷载为框架梁及梁侧粉刷450408491KN/M填充墙自重及墙面粉刷KN/M0297842楼面板传给梁KN/M5135小计1973KN/M5、顶层次梁线荷载次梁自重KN/M2501()25抹灰粉刷KN/M07屋面板传给梁KN/M134857132小计1577KN/M6、顶层次梁传给主梁集中荷载(作用点在主梁1/3处)KN27518757、13层次梁线荷载次梁自重KN/M20()抹灰粉刷KN/M02751楼面板传给梁8135732KN/M小计1157KN/M8、13层次梁传给主梁集中荷载(作用点在主梁1/3处)KN78651屋面框架节点集中恒荷载标准值计算1、顶层边柱纵向框架梁自重030775253938KN梁侧粉刷2002(0701)7517306KN06M高女儿墙自重0675024192052KN粉刷21002751751KN面砖17505375KN纵向梁传来屋面板自重KN195074825175213小计122KN2、顶层中柱纵向框架梁自重030775253938KN梁侧粉刷2002(0701)7517306KN纵梁传来屋面板自重KN38105724851725123小计14282KN楼面框架节点集中恒荷载标准值计算1、13层边柱纵向框架梁自重030775253938KN梁侧粉刷2002(0701)7517306KN纵向梁传来楼面自重KN231512573987小计7642KN2、13层中柱纵向框架梁自重030775253938KN梁侧粉刷2002(0701)7517306KN纵梁传来屋面板自重KN2315125756797小计1104KN竖向恒荷载作用下计算简图图25竖向恒载作用简图252竖向活荷载计算活荷载取值不上人屋面05KN/M2,楼面20KN/M21、作用在顶层框架梁上的线荷载为屋面板传给梁KN/M510788小计078KN/M2、作用在13层框架梁上的线荷载为楼面板传给梁KN/M5210318小计313KN/M3、顶层次梁线荷载屋面板传给梁KN/M23151250197小计119KN/M6、顶层次梁传给主梁集中荷载(作用点在主梁1/3处)197582KN7、13层次梁线荷载楼面板传给梁2304775KN/M小计474KN/M8、13层次梁传给主梁集中荷载(作用点在主梁1/3处)4753KN屋面框架节点集中活荷载标准值计算1、顶层边柱纵向梁传来屋面板自重KN2315125074587小计458KN2、顶层中柱纵梁传来屋面板自重KN2315125079167小计916KN楼面框架节点集中恒荷载标准值计算1、13层边柱纵向梁传来楼面自重KN23151250718327小计1832KN2、13层中柱纵梁传来屋面板自重KN2315125073647小计3664KN竖向活荷载作用下计算简图图26竖向活载作用简图253水平风荷载计算(水平荷载包括水平风荷载与水平地震荷载)1、风压标准值计算公式0KZSZAPWK式中表示风荷载标准值();K2MKN表示作用在每层上风的作用力(KN);WPA表示风作用在每层建筑上的面积();2表示高度Z处得风振系数;Z表示风荷载体型系数;S表示风压高度变化系数;Z表示基本风压;02、因为结构高度,所以可取;对于矩形平584320HM10Z面,可由荷载规范查的(地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市13SZ区)。将风荷载换算成作用于框架各层节点的集中荷载,风荷载计算见下表23表24风荷载计算过程表层次411320208406362331311315407406362078211310607406362078111358074064052338ZSZMZ2/KNMAPKN3、风荷载作用下的结构计算简图图27风荷载作用下的结构计算简图254水平地震荷载计算多层及高层房屋集中到楼盖及屋盖处的重力荷载代表值为GI恒荷载05活荷载。为简化计算,楼面以下本层的柱、墙自重及楼面荷载集中在楼盖处;顶层的柱、墙自重(取一半),屋面荷载、女儿墙全部集中在屋盖处。1、重力荷载代表值(1)顶层G4的计算屋面恒载5487257510425KN女儿墙总重0642987次梁自重3133主梁自重5206柱自重(取一半)16384/29048/25318KN围护墙自重072695218047KN恒载小计3059387KN05倍活载05745/6KN435987163G2第三层G3的计算楼面恒载49752575132KN次梁自重431684主梁自重09柱自重1682905327围护墙自重37614KN恒载小计2252076KN05倍活载052452286753250768391GKN3第二层的计算楼面恒载491752575139KN次梁自重4310287主梁自重6柱自重168529539514围护墙自重307620KN恒载小计2307248KN05倍活载52458675230748269413KGN3底层的计算1参照第二层楼面恒载491752575139KN次梁自重4310287主梁自重6柱自重168529539514围护墙自重307620KN恒载小计2307248KN05倍活载52458675123074869413KGN5房屋总重力荷载代表值205EI轴压比验算(柱为C30混凝土,共65根柱)3/19/146050349CNFAN满足要求。按顶点位移法计算,考虑轻质填充墙对刚度的影响,取基本周期调整系数06。计算公式为,式中为顶点位移(单位为M),0T017T按D值法计算。各参数的计算方法K(右图所示)(一般层)CKI2431(底层)CI表示线刚度(一般层)(底层)CK2K250C(一)、风荷载作用下侧移刚度D值计算1、顶层及中间层D值边柱102229130552113/4865BCCIIKDH中柱102292605481648123/537BCCIKIDH二、三、四层50762、底层D值边柱10229123860556313/869BCCIIKDH中柱1022924680516413/58317BCCIKDH底层09372表25每层框架柱总D值计算JDD轴C轴B轴A轴每轴根数JD24层41065341052410524106531141058底层474434711429表26框架顶点位移的计算层次(KN)IG(K61IIN)ID(DGI1IIM)(MI)4313040327663314105800339052333253895156596270069304894225941238600101401054042011294047411540575102590194901949S738052607T3、水平地震作用的计算本建筑建在青岛,设防烈度为6度,设计地震分组为第二组,场地类别为类,水平地震影响系数。由于T1073814,故S40TG04AMXS560G应考虑顶部附加地震作用,取结构顶部附加地震作用系数691738018N地震影响系数MAX21G1式中衰减指数,在5的区间取09GT1G阻尼调整系数,除有专门的规定外,建筑结构的阻尼比应取2005,相应的102故MAX21G1T023417380491KN59850GEEQKN37AFEQ1EK顶层附加地震作用KN135721906FEKNN403E质点I的水平地震作用标准值,楼层地震剪力的计算过程见表26表27水平地震作用力、楼地震剪力计算层(KNIG)HI(M)GIHIIFI(KN)VI(KN)4313040320263234141144877603436464364632538951154390998451448776032698870634225941231062749770414487760318980896141259412358150459131448776031038510004结构水平地震作用下的计算简图如下图所示图28水平地震作用简图26内力计算261竖向恒荷载作用下内力分析说明框架结构在竖向荷载作用下可忽略水平侧移以及某层梁上荷载对其他各层梁的影响,近似用弯矩的二次分配法计算弯矩,由于结构和荷载均对称,计算时采用半框架。求得节点弯矩后可利用平衡方程求梁跨中弯矩和梁、柱剪力。计算柱轴力时可假定梁柱铰接,同时应注意纵向连系梁传来的节点集中力。受力简图如上图,求得跨中弯矩为2049QLFM杆端弯矩为21RL1、顶层内力计算杆端弯矩224421/34751835/78560ABAMKNM483760BC分配系数434432905372904190101ABBACB2、中间层内力计算杆端弯矩22323221/97358675/8675ABABABMMKNM23218697523713BC分配系数3432232343230693042027189639602158ABAABABBABC232402709639681520BBAC3、底层内力计算杆端弯矩22112/197358675/86751ABABMKNM218675973523712BCMKNM分配系数1201210302886910373862942160543892416AABBA1310560389BC4、采用弯矩分配法的计算过程如图29所示除底层柱传递系数1/2取外,其余层柱的传递系数均取1/3,梁的弯矩传递系数取1/2。恒载下分层法求杆端弯矩(第一次分配第二次分配图29弯矩分配法分配过程5、弯矩调幅按照框架结构的合理破坏形式,在梁端出项塑性铰是允许的,为了便于浇捣混凝土,也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些,这样可以保证框架结构的强柱弱梁,即出现破坏时是梁先于柱破坏,进而保证整个结构的安全性,而对正常状态下的梁端及跨中弯矩进行调幅,这就叫弯矩调幅。根据经验,框架结构的梁端调幅系数取0809,本结构取085。跨中弯矩通过以下公式调幅RL0M21式中按简支梁计算的跨中弯矩设计值;0M连续梁或连续单向板的左、右支座截面弯矩调幅后的设RL、计值各梁的弯矩调幅过程如下梁端弯矩调幅框架结构梁端调幅系数0809,取调幅系数为085。跨中弯矩调幅跨中弯矩为2049QLFM(1)、边跨4AB跨2M10275183|/2|3475148537629/9KNM中间跨4CB跨210275|23701|93865593/(2)、边跨3A跨2M1075183|/2|4751367295601/9KNM中间跨3CB跨210275183|94|4752675/9(3)、边跨A跨2M10275183|/2153670|3472619/9KNM中间跨2BC跨21075183|3475946271/9(4)、边跨1A跨2M0275183|/21367028|34755083/9KNM中间跨1BC跨20275183|20687|34552/96、恒载作用下的弯矩图如图27所示竖向恒载下梁端及跨中弯矩调幅后弯矩图如下图210恒载作用下的弯矩图7、恒载作用下梁、柱的剪力计算A端剪力计算,由节点B弯矩平衡得(顺时针为正)032LFG21M11B端剪力计算,由节点A弯矩平衡得(顺时针为正)221由以上公式即可求得梁两端剪力,1F由此可得梁剪力图如下(1)、梁剪力顶层剪力4AB跨2129/1347518353019/75460VKN30422B4C跨21/24751835/7168BV三层剪力3A跨21807/2193758652704/5180KN5418634BV3C跨21/297358675/70B二层剪力2A跨217489/21735867526917/54820VKN63B2C跨21/97358675/7160BV底层剪力1A跨2632/1973586752684/7516KN8541382BV1C跨2/2197358675/760B(2)、柱剪力12/VML分别为柱顶、柱端弯矩12M顶层剪力左边柱14298/45038VKN中间柱0679三层剪力左边柱81/4835中间柱2062VKN二层剪力左边柱8715/4830中间柱32底层剪力左边柱916458/2369VKN中间柱07图211恒载作用下的剪力图由计算可知,用分层法计算竖向荷载下内力时,各层柱之间的剪力不能平衡,这是由于分层法计算产生的误差造成的,但由于柱中的剪力主要是由于水平荷载作用产生的,故问题不大。262竖向活恒载作用下柱的轴力计算竖向荷载下柱轴力包括两部分一部分是梁端剪力产生的柱的轴力,另一部分是竖向活载下框架节点的集中荷载。活荷载作用下的集中荷载与梁剪力之和即为竖向活载作用下柱轴力由梁端剪力可算得柱的轴力,同时还应考虑由连系梁传来的集中节点荷载。柱自重(方柱)自重KN/M06259抹灰粉刷KN/M0164708小计941KN/M顶层柱顶层A轴柱上端轴力KN6029147260147GA顶层A轴柱下端轴力柱自重加粉刷198A4269609414831477KN顶层B轴柱上端轴力1688119002142823588350165KN4G顶层B轴柱下端轴力50165451754682KN第三层柱本层柱上端轴力上层柱下端轴力本层柱集中荷载梁端剪力A轴柱上端轴力314771488076424635753999KNAGA轴柱下端轴力53999451758616KNB轴柱上端轴力54682164341607711048719398233KNGB轴柱下端轴力982334517102750KN第二层柱A轴柱上端轴力586161482076427343681078KNAGA轴柱下端轴力81078451785595KNB轴柱上端轴力10275017334160771104131661147201KNGB轴柱下端轴力1472014517151718KN第一层A轴柱上端轴力85595146717642100266107908KNAGA轴柱下端轴力1079084517112425KNB轴柱上端轴力15171817482160771104185277196317KNGB轴柱下端轴力1963174517200834KN竖向恒载作用下柱轴力图如下图212恒载作用下的轴力图262竖向活荷载作用下内力分析各梁柱端的弯矩分配系数同恒荷载作用下的弯矩分配系数,采用弯矩分配法,由于结构和荷载均对称,计算时采用半框架。求得节点弯矩后可利用平衡方程求梁跨中弯矩和梁、柱剪力。计算柱轴力时可假定梁柱铰接,同时应注意纵向连系梁传来的节点集中力。受力简图如上图,求得跨中弯矩为2049QLFM杆端弯矩为21RL1、顶层内力计算杆端弯矩224895/75895/7148/ABMKNM4/14/C2、中间层内力计算杆端弯矩223235/7535/7925/9ABMKNMKNM22323/BA575/59/9C3、底层内力计算杆端弯矩13592/ABMKNMA/C4、采用弯矩分配法的计算过程如图210所示,除底层柱传递系数1/2取外,其余层柱的传递系数均取1/3,梁的弯矩传递系数取1/2。图210活载作用下弯矩分配法计算过程第一次分配第二次分配图213分层法求弯矩过程图5、弯矩调幅按照框架结构的合理破坏形式,在梁端出项塑性铰是允许的,为了便于浇捣混凝土,也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些,这样可以保证框架结构的强柱弱梁,即出现破坏时是梁先于柱破坏,进而保证整个结构的安全性,而对正常状态下的梁端及跨中弯矩进行调幅,这就叫弯矩调幅。根据经验,框架结构的梁端调幅系数取0809,本结构取085。跨中弯矩通过以下公式调幅RL0M21式中按简支梁计算的跨中弯矩设计值;0M连续梁或连续单向板的左、右支座截面弯矩调幅后的设RL、计值各梁的弯矩调幅过程如下梁端弯矩调幅框架结构梁端调幅系数0809,取调幅系数为085。跨中弯矩调幅跨中弯矩为2049QLFM(1)、边跨AB跨2275|1/211|8759436/49KNM中间跨C跨2M10275|1381|875746/49(2)、边跨3AB跨21075|1/21|7538457023/49KNM中间跨3CB跨2M10275|518|13724/49(3)、边跨A跨210275|1/2|3137539560241/49KNM中间跨2BC跨2M1075|51621|3378/49(4)、边跨1A跨20275|1/2346581|337230/49KNM中间跨1BC跨2M0275|5169|337285/49KNM6、活载作用下的弯矩图如图213所示图214活载作用下的弯矩图7、活载作用下梁、柱的剪力计算A端剪力计算,由节点B弯矩平衡得(顺时针为正)032LFG21M11B端剪力计算,由节点A弯矩平衡得(顺时针为正)221由以上公式即可求得梁两端剪力,1F(1)、梁剪力顶层剪力4AB跨21082/78595176/509VKN756827B4C跨21/087595/715BV三层剪力3A跨24217/37556710/54386KN60421BV3C跨21/3755/79B二层剪力2A跨246351/3755670/54VKN704312B2C跨21/3755/79BV底层剪力1A跨24076/317556710/5437KN480BV1C跨2/31755/729B(2)、柱剪力12/VML顶层剪力左边柱108297/48623VKN中间柱65三层剪力左边柱2319/483中间柱61VKN二层剪力左边柱21743/896中间柱1底层剪力左边柱16482/54VKN中间柱068、活载作用下的梁、柱剪力图如图214所示图215活载作用下的梁、柱剪力图9、竖向活载作用下柱的轴力计算竖向荷载下柱轴力包括两部分一部分是梁端剪力产生的柱的轴力,另一部分是算出的竖向活载下框架节点的集中荷载。(这里柱上下端轴力一样,为了方便以后的计算,柱的下端轴力没有在上端轴力下加柱自重,因为前面算恒载下柱下端轴力时就加入了自重)顶层柱A柱轴力KN53190584910G4AB柱轴力127511859162463376KNB第三层柱本层柱上端轴力上层柱下端轴力本层柱集中荷载梁端剪力A柱轴力43861553183259397771KNAGB柱轴力50614729337636641312116785KNB第二层柱A柱轴力7771445418321222514057KNAB柱轴力167855012472936642652630190KNBG第一层A柱轴力14057437718321843420266KNAB柱轴力301905077472936643998743663KNB10、竖向活载作用下柱轴力图如215所示图216活载作用下的轴力图263水平风荷载作用下内力分析1、风荷载作用下侧移刚度D值计算(1)、顶层及中间层D值边柱10222913055213/4865BCCIIKDH中柱1022292603548164812/537BCCIIKDH(2)、底层D值边柱102293051563683/869BCCIKIDH中柱10229241056483/58317BCCIKDH表28风荷载下柱的抗侧移刚度JD轴C轴B轴A轴JD24层410653410524105241065341067底层4744344982、风荷载作用下的框架内力分析(1)、各层柱的剪力分配表29风荷载作用下柱的剪力分配表分配系数层次各层风荷载PI(KN)层间剪力VI(KN)边柱中柱边柱剪力中柱剪力4233123310223027751981364568732028435902230277972057120744322028638702230277142430117691991233887250223027719456752416825(2)、各层反弯点的计算HYYH3210、查表可得。由于本结构上下横梁刚度相同,故0,0Y123Y1Y0,除底层外,以上各层0。32表210风荷载作用下柱的反弯点计算表层左边柱中柱右柱4013568KYH02641397KYH013568KYH304216Y0621Y04216Y2035KH054KH035KH10218753YH026753YH0218753YH(3)、风载作用下柱端的弯矩顶层1)边柱柱顶10356482016/MKNM柱底272)中柱柱顶13/柱底20438612三层1)边柱柱顶159756KNMM柱底202)中柱柱顶1046381239柱底2二层1)边柱柱顶154760KN柱底20468123MM2)中柱柱顶1054817248KNMM柱底2底层1)边柱柱顶16963柱底205781472K2)中柱柱顶10N柱底285MM3、梁端弯矩、梁端剪力、柱端轴力的计算梁端弯矩计算1212LRLRBBRLIIM梁AB端剪力计算LF风载作用下的柱轴力由梁端剪力产生,下层柱的轴力是以上所有层梁剪力的叠加。梁线刚度和柱线刚度均已求出,由梁端弯矩进一步求得梁端的剪力,由梁端剪力进一步求得柱的轴力。顶层AB跨梁162/1/283915/LRBBMKNMKNMBC跨梁/8395/LRBM957,724ABBCVV()()3824BN三层AB跨梁2568734/,1/239172/LRBBMKNMMKNMBC跨梁1/912/,/LRBB34/752758ABBCVV80431NKNKN()()二层AB跨梁376210586/,1/24865347/LRBBMKNMMKNMBC跨梁/4347/,12865LBR537/12,34572/9ABBCVKNVKN()()094819N()()底层AB跨梁38607942/,1/2630485276/LRBBMKNMMKNMBC跨梁1/28576/,63042LBR957/13,5276/1407ABBCVKNVKN()()211403N()()4、风载下的弯矩图、剪力图、轴力图如图所示。图217风荷载弯矩图图218风荷载下剪力图图219风荷载下轴力图264水平地震荷载作用下内力分析1、各层柱侧移刚度及D值与风荷载相同,不再重复计算。2、水平地震荷载作用下的框架内力分析(D值法)(1)、各层柱的剪力分配表211水平地震荷载作用下柱的剪力分配表分配系数层次各层地震荷载(KN)层间剪力VI(KN)边柱中柱边柱剪力中柱剪力44364643646022302778848235109908563269887063402230277143194417786925218988961402230277181672225664351103859999902230277202725225181566(2)、各层反弯点的计算HYYH3210表212水平地震荷载作用下柱的反弯点计算表层左边柱中柱右柱4013568KYH02641397KYH013568KYH304216Y0621Y04216Y2035KH054KH035KH10218753YH026753YH0218753YH(3)、地震荷载作用下柱端的弯矩底层42(1)1M0Y123IV42()2顶层1)边柱柱顶10354897306/KNM柱底2152)中柱柱顶124/M柱底20480937三层1)边柱柱顶151458KNM柱底20473022)中柱柱顶168961M柱底2二层1)边柱柱顶1045145278KN柱底289316M2)中柱柱顶1柱底2M底层1)边柱柱顶1065782349KNMM柱底285012)中柱柱顶17柱底263、梁端弯矩、梁端剪力、柱端轴力的计算梁端弯矩按下列公式计算12LLBRRBLRBIMI梁线刚度和柱线刚度均已求出,由梁端弯矩进一步求得梁端的剪力,由梁端剪力进一步求得柱的轴力。顶层AB跨梁3067/1/21583/LBRMKNMBC跨梁4920/LBR30675836712/5ABCVKN4BNK三层AB跨梁1583657934/202/LBRMKNMBC跨梁1/5739754/LBR942/1263/ABCVKN60859BN二层AB跨梁2783402678/1/59153/LBRMKNMBC跨梁1/25974320158/LBRMKNM868/3ABCV1754237190BNKN底层AB跨梁42316584/70973/LBRMMBC跨梁1/256/LBRKN85463/7201/4ABCV9320156BNKN4、地震荷载下的内力图图220水平地震弯矩图图221水平地震剪力图图222水平地震轴力图27内力组合1、荷载布置恒载要实际情况全部作用在结构上;活载与恒载及水平荷载产生的内力相比,产生的内力较小,因此不考虑活载的不利布置,按满布荷载活计算,但对梁跨中弯矩应乘以1112的系数,支座处的弯矩不变;风载及等效地震荷载可能沿某方向的正反两个方向作用,应分别考虑。2、荷载组合,考虑三种荷载组合12恒14活、12恒0914(活风)、135恒1407地震。3、内力组合控制截面的取法框架柱的弯矩、轴力和剪力沿柱搞是线性变化的,因此可取各层柱的上下端截面作为控制截面。对于框
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