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文档简介

1、题 目:柳州市某办公综合楼建筑、结构设计专 业: 土木工程 专业班级: 土木xxx 姓 名: xxx 学 号: xxxxxxxx 指导教师: xxx 职 称: xxx 二一四 年 五 月 十八 日英文摘要摘要PAGE I摘 要本工程为某综合楼工程,总楼层为地上5层,局部6层。总建筑面积3170.89m2。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构,基本步骤为:结构计算简图的确定;板的设计、楼梯的设计、荷载计算;内力分析;内力组合;梁、柱截面配筋、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中,内力计算分无地震内力组合与有地震内力组合。无地震内力计算考虑以下三种荷载作用,即恒荷载、活荷载、风荷载,恒载内力

2、计算采用二次分配法;有地震内力计算考虑重力荷载代表值和地震荷载。柱、板的设计采用弹性理论;梁的设计采用塑性理论;风荷载、地震荷载内力计算均采用D值法;楼梯选用板式楼梯;基础选用柱下独立基础。关键词:钢筋混凝土;框架结构;结构设计AbstractAbstractPAGE CXXPAGE 165AbstractThis project is a comprehensive building,including 5 floors of earth amd 6layers of local. The total construction area is 3170.89m2.The engineerin

3、g structure is designed by multi-layer structure of reinforced concrete frame construction. The basic steps are:the determination of the structure calculation diagram; design of board, design of staircase , load calculation; internal force analysis; internal force combinations; beams, columns sectio

4、n of reinforcement, foundation design and structural construction drawings and other drawings. Among in them, the internal force calculation is divided into non- combination of internal forces and earthquake seismic combination of internal forces. Non-internal force calculation takes into account th

5、e following three seismic loads:dead loads, live loads, wind loads.And the calculation of constant load force use the secondary distribution method. Seismic internal force calculation takes into account the representative value of gravity load and seismic loads.The design of column, board uses the t

6、heory of elasticity and beams design uses plastic theory. About the wind loads, seismic loads are used to calculate the internal forces by D-valued method.Stairs selects plate stairs;and the foundation selectes independent foundation under column.Keywords Reinforced Concrete; Frame Construction; Str

7、uctural Design广西工学院硕士学位论文目录PAGE CXX目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc6683 摘 要 PAGEREF _Toc6683 I HYPERLINK l _Toc17226 Abstract PAGEREF _Toc17226 II HYPERLINK l _Toc11416 目 录 PAGEREF _Toc11416 III HYPERLINK l _Toc31561 第一部分 建筑设计/结构设计 PAGEREF _Toc31561 1 HYPERLINK l _Toc983 1 工程概况和设计资料 PAGEREF _Toc

8、983 1 HYPERLINK l _Toc3834 1.1 工程概况 PAGEREF _Toc3834 1 HYPERLINK l _Toc14105 1.2 相关设计资料 PAGEREF _Toc14105 1 HYPERLINK l _Toc31317 2 结构选型和布置 PAGEREF _Toc31317 2 HYPERLINK l _Toc30028 2.1 结构形式 PAGEREF _Toc30028 2 HYPERLINK l _Toc4119 2.2 结构体系 PAGEREF _Toc4119 2 HYPERLINK l _Toc20373 2.3 梁、板、柱截面尺寸的估算 P

9、AGEREF _Toc20373 2 HYPERLINK l _Toc2220 2.3.1 梁截面尺寸的估算 PAGEREF _Toc2220 2 HYPERLINK l _Toc16679 2.3.2 板截面尺寸的估算 PAGEREF _Toc16679 3 HYPERLINK l _Toc19749 2.3.3 框架柱截面尺寸的估算 PAGEREF _Toc19749 4 HYPERLINK l _Toc9933 3 三层现浇楼板 PAGEREF _Toc9933 6 HYPERLINK l _Toc1818 3.1 楼板平面图 PAGEREF _Toc1818 6 HYPERLINK l

10、 _Toc11222 3.2 板的荷载计算 PAGEREF _Toc11222 6 HYPERLINK l _Toc1132 3.2.1 板的恒荷载计算 PAGEREF _Toc1132 6 HYPERLINK l _Toc7997 3.2.2 可变荷载标准值 PAGEREF _Toc7997 7 HYPERLINK l _Toc13887 3.2.3 楼面荷载设计值计算 PAGEREF _Toc13887 7 HYPERLINK l _Toc31562 3.2.4 板的荷载设计值 PAGEREF _Toc31562 8 HYPERLINK l _Toc3240 3.3 板的弯矩计算和配筋 P

11、AGEREF _Toc3240 9 HYPERLINK l _Toc31484 3.3.1 计算跨度 PAGEREF _Toc31484 9 HYPERLINK l _Toc15586 3.3.2 弯矩计算及配筋 PAGEREF _Toc15586 9 HYPERLINK l _Toc13307 4 三层现浇楼梯设计 PAGEREF _Toc13307 17 HYPERLINK l _Toc11778 4.1 设计资料 PAGEREF _Toc11778 17 HYPERLINK l _Toc8421 4.2 梯段板设计 PAGEREF _Toc8421 17 HYPERLINK l _Toc

12、26760 4.2.1 尺寸设计 PAGEREF _Toc26760 17 HYPERLINK l _Toc10029 4.2.2 荷载计算 PAGEREF _Toc10029 18 HYPERLINK l _Toc1855 4.2.3 截面设计 PAGEREF _Toc1855 18 HYPERLINK l _Toc15604 4.3 平台板设计 PAGEREF _Toc15604 19 HYPERLINK l _Toc23621 4.3.1 荷载计算 PAGEREF _Toc23621 19 HYPERLINK l _Toc13938 4.3.2 截面计算 PAGEREF _Toc1393

13、8 19 HYPERLINK l _Toc21304 4.4 平台梁设计 PAGEREF _Toc21304 20 HYPERLINK l _Toc16370 4.4.1 荷载计算 PAGEREF _Toc16370 20 HYPERLINK l _Toc8659 4.4.2 截面计算 PAGEREF _Toc8659 20 HYPERLINK l _Toc28785 4.5 梯柱设计 PAGEREF _Toc28785 22 HYPERLINK l _Toc8842 5 框架计算 PAGEREF _Toc8842 23 HYPERLINK l _Toc597 5.1 确定框架的计算简图及梁柱

14、线刚度 PAGEREF _Toc597 23 HYPERLINK l _Toc20705 5.1.1 确定框架的计算简图 PAGEREF _Toc20705 23 HYPERLINK l _Toc27365 5.1.2 框架梁柱线刚度计算 PAGEREF _Toc27365 24 HYPERLINK l _Toc23950 5.2 竖向荷载计算 PAGEREF _Toc23950 26 HYPERLINK l _Toc3682 5.2.1 恒载标准值计算 PAGEREF _Toc3682 26 HYPERLINK l _Toc16557 5.2.2 活载标准值 PAGEREF _Toc1655

15、7 29 HYPERLINK l _Toc32233 5.3 竖向荷载作用下的框架受荷计算 PAGEREF _Toc32233 30 HYPERLINK l _Toc8844 5.3.1 楼面层传荷载 PAGEREF _Toc8844 30 HYPERLINK l _Toc21908 5.3.2 柱自重 PAGEREF _Toc21908 33 HYPERLINK l _Toc30677 5.3.3 附加偏心弯矩计算 PAGEREF _Toc30677 33 HYPERLINK l _Toc17522 5.3.4 恒、活导荷图 PAGEREF _Toc17522 34 HYPERLINK l

16、_Toc21547 5.4 竖向荷载作用下内力计算 PAGEREF _Toc21547 37 HYPERLINK l _Toc21825 5.4.1 活载作用下的内力计算 PAGEREF _Toc21825 37 HYPERLINK l _Toc20075 5.4.2 恒载作用下的内力计算 PAGEREF _Toc20075 50 HYPERLINK l _Toc1565 5.5 地震荷载计算 PAGEREF _Toc1565 53 HYPERLINK l _Toc27692 5.5.1 地震荷载导荷 PAGEREF _Toc27692 53 HYPERLINK l _Toc28283 5.5

17、.2 地震荷载作用下的内力计算 PAGEREF _Toc28283 56 HYPERLINK l _Toc30279 5.6 风荷载的计算 PAGEREF _Toc30279 68 HYPERLINK l _Toc28203 5.6.1 风荷载导荷 PAGEREF _Toc28203 68 HYPERLINK l _Toc26200 5.6.2 荷载作用下的内力计算 PAGEREF _Toc26200 70 HYPERLINK l _Toc30005 5.7 弯矩调幅 PAGEREF _Toc30005 82 HYPERLINK l _Toc23969 5.7.1 支座调幅 PAGEREF _

18、Toc23969 82 HYPERLINK l _Toc22455 5.7.2 支座调幅后跨内(跨中)弯矩计算 PAGEREF _Toc22455 83 HYPERLINK l _Toc15014 5.7.3 按简支计算跨中弯矩 PAGEREF _Toc15014 86 HYPERLINK l _Toc8159 5.8 内力组合 PAGEREF _Toc8159 89 HYPERLINK l _Toc6037 5.8.1 内力组合说明 PAGEREF _Toc6037 89 HYPERLINK l _Toc1539 5.8.2 内力组合 PAGEREF _Toc1539 90 HYPERLIN

19、K l _Toc5875 5.9 框架结构配筋计算 PAGEREF _Toc5875 120 HYPERLINK l _Toc30891 5.9.1 二层横向框架梁截面设计 PAGEREF _Toc30891 120 HYPERLINK l _Toc23135 5.9.2 框架柱的配筋计算 PAGEREF _Toc23135 127 HYPERLINK l _Toc4956 6 柱下独立基础设计 PAGEREF _Toc4956 147 HYPERLINK l _Toc13832 6.1 确定地基的类型及基础的持力层 PAGEREF _Toc13832 147 HYPERLINK l _Toc

20、27977 6.2 荷载效应的组合 PAGEREF _Toc27977 147 HYPERLINK l _Toc4396 6.2.1 地基承载力计算 PAGEREF _Toc4396 147 HYPERLINK l _Toc4669 6.2.2 基础截面及配筋计算 PAGEREF _Toc4669 147 HYPERLINK l _Toc11206 6.3 框架柱下独立基础设计 PAGEREF _Toc11206 151 HYPERLINK l _Toc8231 6.3.1 基础底面积的确定 PAGEREF _Toc8231 151 HYPERLINK l _Toc31361 6.3.2 基础

21、的抗冲切验算 PAGEREF _Toc31361 153 HYPERLINK l _Toc5551 6.3.3 基础的抗冲切验算 PAGEREF _Toc5551 157 HYPERLINK l _Toc4964 结束语 PAGEREF _Toc4964 160 HYPERLINK l _Toc694 致 谢 PAGEREF _Toc694 161 HYPERLINK l _Toc14558 参考文献 PAGEREF _Toc14558 162本科生毕业设计(论文)第一部分 建筑设计/结构设计工程概况和设计资料根据指导老师所给的计算任务书,本毕业设计是在所给的建筑施工图的基础上进行结构设计,其

22、它专业的设计从略。工程概况本工程为某综合办公楼单位工程,采用框架结构。总建筑面积为3170.89。总楼层为地上5层,局部6层,建筑基地面积为662.25。建筑高度为主体18.6m,局部21.6m,一层层高为4.2m,二层四层、五层层高为3.6m。建筑轴线尺寸为39.6m14.7m,建筑类型为丙类,防火等级为二级,场地类别为类,抗震设防烈度为6度,抗震等级为四级。采用横向框架为主要受力框架,其中横向跨度:AC跨8.4m,CE跨6.3m;纵向:13、45、78、911轴间柱距为4.2m;34、57、89轴间柱距为3.6m。相关设计资料1、主导风向:夏季东南风、冬秋季西北风。2、建筑物地处市中心,不

23、考虑雪荷载作用。3、自然地面-10m以下可见地下水。4、 地质资料:地质持力层为碎石土,场地覆盖层为1.0M,场地类别属类场地。5、抗震设防:此建筑物为一般建筑物,建设位置位于近震区。6、填充墙厚度外墙为240厚烧结页岩多孔砖,其余的为200厚烧结页岩多孔砖;基本风压为0.30kN/;地基承载力为180kPa;计算三层楼板;计算轴框架;计算3层2#楼梯。表11 设计条件学生姓名设防烈度填充墙厚度(mm)基本风压(kN/m2)地基承载力(kPa)计算楼板计算框架计算楼梯谭瑞辉6度240、200烧结页岩多孔砖0.30180三层轴2#三层结构选型和布置结构形式根据建筑物的使用功能、造型、房屋的高度,

24、工程地质条件等物质技术条件,本工程的设计的主体房屋采用钢筋混凝土框架结构。结构体系根据荷载情况,本多层钢筋混凝土框架结构工程采用横向框架为主要受力框架,即横向布置框架梁,纵向布置连系梁。梁、板、柱截面尺寸的估算梁截面尺寸的估算框架梁的截面尺寸估算(1)横向框架连系梁的截面尺寸估算1轴11轴的横向框架梁AC跨跨度L1=8400mm, CE跨跨度L2=6300mm。CD跨:h=( eq f (1,12) eq f (1,8) )l1=( 7001050mm) 取h=750mmb=( eq f (1,3) eq f (1,2) )h=(250375mm) 取b=250mm (边跨取b=300mm)D

25、F跨:h=( eq f (1,12) eq f (1,8) )l2=(525788mm) 取h=550mmb=( eq f (1,3) eq f (1,2) )h=(183275mm) 取b=250mm (边跨取b=300mm)(2)纵向框架连系梁的截面尺寸估算纵向框架连系梁在A轴、C轴、E轴交111轴处纵向框架梁(以最大跨度L=8400mm计算)h=( eq f (1,12) eq f (1,8) )l=(7001050mm) 取h=700mmb=( eq f (1,3) eq f (1,2) )h=(217325mm) 取b=250mm (边跨取b=300mm)(3)其他次梁的截面尺寸估算

26、 纵向B轴交111轴处次梁(以最大跨度L=8400mm)h=( eq f (1,18) eq f (1,12) )l=(467700mm) 通过与实际加载(PKPM)计算对比 取h=700mmb=( eq f (1,3) eq f (1,2) )h=(233350mm) 取b=250mm 横向次梁(卫生间隔墙位置处L=4320mm)h=( eq f (1,18) eq f (1,12) )L=(240360mm) 为满足构造要求取h=500mm(考虑卫生间下沉)b=( eq f (1,3) eq f (1,2) )h=(167250mm) 取b=250mm 横向次梁(A轴-B轴、C轴-E轴交2

27、、4、6、8、10轴处各设一根次梁,跨度为L=6300mm)h=( eq f (1,18) eq f (1,12) )l=(350525mm)通过与实际加载(PKPM)计算对比取h=550mmb=( eq f (1,3) eq f (1,2) )h=(183275mm) 取b=250mm 其他次梁与主梁有局部调整,以实际加载(PKPM)为准。板截面尺寸的估算板截面尺寸估算的原则(1)根据混凝土结构设计规范 9.1.2条,单向板民用建筑楼板最小厚度为60mm,单向板工业建筑楼板最小厚度为70mm,双向板最小厚度为80mm。(2)根据板的跨度进行估算:单向板: ; 双向板: ; 其中L为短边跨度。

28、截面尺寸估算取几个有代表性的板来估算板厚(1)B1板:2,为双向板;板厚: (2)B2板:2,为单向板;板厚: (4)B4板:2,为单向板;板厚: (5)B5板:2,为单向板;板厚:(6)B10板: 2,为双向板;板厚:(7)B21板: 13.37因此,取可变荷载控制的组合P=13.37截面设计板的水平计算跨度,弯矩设计值:板的有效高度选配 EMBED Equation.DSMT4 ,分布筋 。平台板设计设平台板厚80mm,取1m宽板带设计。荷载计算表4-2 平台板荷载计算荷载种类荷载标准值()恒荷载水磨石面层0.651=0.6580mm厚混凝土板0.08251=2.0板底抹灰0.02171=

29、0.34小计2.99活荷载3.5对于可变荷载控制的组合: 总的荷载设计值:P=1.22.99+1.43.5=8.49对于永久荷载控制的组合:总的荷载设计值:P=1.352.99+1.40.73.5=7.478.49因此,取可变荷载控制的组合P=8.49截面计算平台板的计算跨度弯矩设计值:板的有效高度选配 EMBED Equation.DSMT4 验算最小配筋率:满足最小配筋率要求,分布筋按构造要求选配 。平台梁设计设平台梁截面尺寸为200mm400mm荷载计算 表4-3 平台梁的荷载荷载种类荷载标准值()恒荷载梁自重0.2(0.4-0.08)25=1.6梁侧粉刷0.02(0.4-0.08)17

30、2=0.22平台板传来2.991.46/2=2.18梯段板传来7.063.4/2=12小计16活荷载3.5(3.4/2+1.46/2)=8.51对于可变荷载控制的组合: 总的荷载设计值:P=1.216+1.48.51=31.11对于永久荷载控制的组合:总的荷载设计值:P=1.3516+1.40.78.51=29.9431.11因此,取可变荷载控制的组合P=31.11截面计算平台梁计算跨度,弯矩设计值: 剪力设计值:平台梁按倒L形考虑按计算跨度考虑:按梁肋净距考虑:按翼缘高度考虑: 不受此限取以上几种计算的最小值, 故属于第1类截面。平台梁的有效高度 选配2 斜截面受剪承载力计算(1)截面验算截

31、面尺寸满足要求。(2)验算是否要按计算配筋不需要按计算配筋,只需按构造配筋。(3)按构造配筋选配 ,两肢箍,验算最小配筋率:满足要求。箍筋沿梁全长布置。梯柱设计梯柱的截面尺寸为240mm200mm,则:,查得稳定系数为TZ1上的荷载为平台梁传来和本身的自重。由轴心受压公式得故不需要按计算配筋,只需按构造要求配筋,但必须满足最小配筋率的要求。TZ1内纵筋选用2 12,箍筋选用 。验算TZ1内纵筋的配筋率:一侧纵向配筋率 满足要求。全截面配筋率 满足要求。图4-3 梯柱配筋图框架计算确定框架的计算简图及梁柱线刚度确定框架的计算简图取 轴上的一榀框架计算, 假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与框架柱刚

32、接,框架梁的跨度应取框架柱截面形心轴线之间的距离;底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基础顶面标高根据地质条件、室外高差确定:室外高差为0.6m,假设基础顶面位于室外地坪以下1.5m,则基础顶面标高为-2.1m,一层楼高为4.2m,故底层柱高 H1 = 4.2+0.6+1.5 = 6.3m。其余各层柱高从本层楼面算至上一层楼面,即为层高,即H2 = H3 = H4 = H5 = 3.6m。由此可以绘出框架简图如图5-1所示。图5-1 轴框架立面图框架梁柱线刚度计算1、梁线刚度计算对于中框架梁的线刚度取,边框架梁,混凝土强度为C30 表5-1 梁线刚度计算表类别bh()AC跨3.030075010.

33、5584003.775.65CE跨3.03005504.1663001.982.972.柱线刚度计算表5-2 柱线刚度计算表类别bh()底层柱3.04505004.6963002.23上层柱3.04505004.6936003.91令底层柱的线刚度为,则其余的各杆件的相对线刚度为:上层柱的相对线刚度为:AC跨梁相对线刚度为: CE跨梁相对线刚度为: 图5-2 轴框架梁柱相对线刚度竖向荷载计算恒载标准值计算屋面板标准值防水卷材二层 100mm厚膨胀蛭石保温层 20mm厚水泥砂浆找平层 找坡层,平均厚90mm(水泥焦渣) 120厚现浇板 板底抹灰 小计: 二、三、四、五层楼板标准值瓷砖地面(包括水

34、泥粗砂打底) 100mm厚现浇混凝土板自重 板底抹灰(12mm厚水泥砂浆) 小计: 梁自重(保守起见,不扣除梁板重属部分)bh=300mm750mm梁自重 250.30.75 = 5.63梁两侧20厚水泥砂浆 0.020.75220 = 0.6小计: bh=300mm550mm梁自重 250.30.33 = 4.13梁两侧20厚水泥砂浆 0.020.55220 = 0.44小计: bh=300mm700mm梁自重 250.30.7 = 5.25梁两侧20厚水泥砂浆 0.020.7220 = 0.56小计: bh=250mm700mm梁自重 250.250.7 = 4.38梁两侧20厚水泥砂浆

35、0.020.7220 = 0.56小计: bh=200mm500mm梁自重 250.20.5 = 2.5梁两侧20厚水泥砂浆 0.020.55220 = 0.44小计: bh=200mm350/500mm梁自重 250.2(0.35+0.5)/2 = 2.13梁两侧20厚水泥砂浆 0.02(0.35+0.5)/2220 = 0.34小计: bh=200mm350mm梁自重 250.20.35= 1.75梁两侧20厚水泥砂浆 0.020.35220 = 0.28小计: bh=300mm350mm梁自重 250.30.35= 2.62梁两侧20厚水泥砂浆 0.020.35220 = 0.28小计:

36、 柱自重bh=450mm500mm柱自重 250.450.5=5.63柱四面20厚水泥砂浆 0.02(0.45+0.5)220=0.76小计: 墙自重屋面上有1.2m高,240厚空心砖女儿墙,两侧20厚水泥砂浆抹灰女儿墙0.241.210.3+0.0221.220=3.931、轴横墙自重:200厚厚烧结页岩多孔砖 两侧20厚水泥砂浆抹灰 (3.6-0.5)3.8=11.78合计: 2、 轴横墙自重AC跨240厚烧结页岩多孔砖 两侧20厚水泥砂浆抹灰 (3.6-0.75)5.3=15.37合计: CE跨240厚烧结页岩多孔砖 两侧20厚水泥砂浆抹灰 (3.6-0.55)5.3=16.17合计:

37、3、E轴纵墙自重(梁高700mm ,开有窗2400mm2000mm):240厚烧结页岩多孔砖 两侧20厚水泥砂浆抹灰 (3.6-0.7)4.2-2.425.3 = 39.11窗 2.420.45 = 2.16合计: 39.11+2.16=41.27沿纵向梁跨长的墙线载为: 41.27/4.2=9.834、B、C轴纵墙自重(梁高700mm,开有门900mm2100mm):200厚烧结页岩多孔砖 两侧20厚水泥砂浆抹灰 (3.6-0.7)4.2-0.92.13.8=39.1门 0.92.10.45=0.85合计: 39.1+0.85=39.95沿纵向梁跨长的墙线载为: 39.95/4.2=9.51

38、5、A轴纵墙自重(梁高700mm,开有门2500mm3000mm,窗2400mm2000mm、700mm600mm):240厚烧结页岩多孔砖 两侧20厚水泥砂浆抹灰 (3.6-0.7)8.4-2.53-2.42-0.70.65.3=61.69门、窗 (2.53-2.42-0.70.6)0.45=5.72合计: 61.69+5.72=67.41沿纵向梁跨长的墙线载为: 67.41/8.4=8.03活载标准值查建筑结构荷载规范(GB50009-2012)屋面活载标准值上人屋面 2.0不上人屋面 0.5楼面活载标准值楼梯 3.5走廊、厕所 2.5其他 2.0竖向荷载作用下的框架受荷计算楼面层传荷载(

39、导荷图见图5-3)板传线荷载屋面板B3传至横向框架梁KL4上的荷载为梯形,梯形定高处的大小为:恒载: 活载:屋面板B1传至横向框架梁KL5上的荷载为梯形,梯形定高处的大小为:恒载: 活载:五层楼面板传荷载(二、三、四层同此层)五层楼面板B3传至横向框架梁KL4上的荷载为梯形,梯形定高处的大小为:恒载: 活载:五层楼面板B1传至横向框架梁KL5上的荷载为梯形,梯形定高处的大小为:恒载: 活载:屋面板B1传至纵向梁KL2、KL3的荷载为三角形,三角形的面积为: 屋面板B1传至纵向L4的荷载为梯形,梯形面积为: 屋面板B3传至纵向梁KL1、L2的荷载为三角形,三角形的面积为: 屋面板B3传至纵向L3

40、的荷载为梯形,梯形面积为: 屋面板B2传至纵向KL2、L2的荷载为矩形,矩形面积为: 屋面板B4传至纵向KL1、L1的荷载为矩形,矩形面积为: 屋面层传集中荷载 屋面板B3传给节点20的集中荷载为: 恒载:活载:KL1、L3的自重:女儿墙自重:节点20处的集中荷载 = B3板传荷载+梁自重+女儿墙自重屋面板B2、B3传给节点21的集中荷载为:恒载:活载:L2、L3的自重:节点21处的集中荷载 = B2、B3板传荷载+梁自重 屋面板B1、B2传给节点22的集中荷载为:恒载:活载:KL2、L4的自重:节点22处的集中荷载 = B1、B2板传荷载+梁自重 屋面板B1传给节点23的集中荷载为: 恒载:

41、活载:KL3、L4的自重:女儿墙自重:节点23处的集中荷载 = B1板传荷载+梁自重+女儿墙自重楼面层传集中荷载楼面板B3、B4传给节点16的集中荷载为:恒载:活载:KL1、L1、L3、XL1、XL2的自重:阳台围栏的自重:A轴纵墙的自重:节点16处的集中荷载 = B3、B4板传荷载+梁自重+阳台围栏自重+墙自重恒载:活载: 楼面板B2、B3传给节点17的集中荷载为:恒载:活载:L2、L3的自重:B轴纵墙的自重:节点17处的集中荷载 =B2、B3传荷载+梁自重+墙自重 楼面板B1、B2传给节点18的集中荷载为:恒载:活载:KL2、L4的自重:B轴纵墙、轴横墙的自重:节点18处的集中荷载 =B2

42、、B3传荷载+梁自重+墙自重楼面板B1传给节点19的集中荷载为:恒载:活载:KL3、L4的自重:E轴纵墙、轴横墙的自重:节点19处的集中荷载 =B1传荷载+梁自重+墙自重柱自重柱自重: 附加偏心弯矩计算 轴边柱、角柱沿横向框架方向附加偏心距为:,所以轴框架内节点附加偏心弯矩如下:恒、活导荷图图5-3 屋顶、二五层楼板 轴导荷图(注:屋顶层没有悬挑出来的阳台) 图5-4 框架恒载受荷总图图5-5 框架活载受荷总图竖向荷载作用下内力计算活载作用下的内力计算框架活载受荷总图如下:图5-6 框架活荷载受荷图本设计考虑活荷载满布,在计算出的支座弯矩经调幅后再计算跨内弯矩。用弯矩二次分配法计算其内力,步骤

43、为:1、 计算各杆件的固端弯矩; 2、 计算节点弯矩分配系数及不平衡弯矩;3、 弯矩分配; 4、 绘弯矩图;5、 计算剪力和轴力并绘图。固端弯矩计算(查静力学手册)固端弯矩和跨中弯矩都按实际荷载计算。屋面框架梁CE跨固端弯矩计算(楼面与屋面此时一样): 图5-7 固端弯矩计算简图固端弯矩:同理可以算得框架CE跨的其它节点固端弯矩,具体值如下表: 表5-3 CE跨节点弯矩楼层左边弯矩右边弯矩顶层五层四层三层二层(2)1、屋面框架梁AC跨固端弯矩计算图5-8 固端弯矩计算简图分别计算集中荷载、三角荷载和均布荷载作用下的固端弯矩:集中荷载作用下:图5-9 集中荷载计算简图固端弯矩:三角荷载作用下:图

44、5-10 三角荷载作用简图固端弯矩:图5-11 三角荷载作用简图固端弯矩为: 均布荷载作用下:图5-12 均布荷载作用简图固端弯矩:总的固端弯矩为: 同理可以算得框架DF跨的其它节点弯矩,具体值如下表:表5-4 AC跨节点弯矩楼层左边弯矩右边弯矩顶层五层四层三层二层节点分配系数节点A6: 节点C6: 节点E6: 节点A5: 节点C5: 节点E5: 同理可以计算得其它节点的分配系数:节点A4: 节点A3: 节点A2: 节点C4: 节点C3: 节点C2: 节点E4: 节点E3: 节点E2: 图5-13 弯矩二次分配法计算框架弯矩绘制弯矩图图5-14 活荷载作用下弯矩图计算活荷载作用下的剪力并绘图剪

45、力计算(CE跨):图5-15 CE跨剪力作用简图由得:解得: 由得:解得: 同理可计算出CE跨的其它剪力,结果见活载作用下的剪力图。剪力计算(AC跨):图5-16 AC跨计算简图由得:解得: 由得:解得: 1点右边的剪力: 1点左边的剪力: 同理可计算出AC跨的其它剪力,结果见活载作用下的剪力图。柱子(五层A柱):计算简图如下 图5-17 柱子剪力隔离体由得: 解得:由得:同理可计算出其它柱子的剪力,结果见活载作用下的剪力图。 图5-18 活载作用下的剪力图(单位)计算活载作用下的柱子轴力并绘图柱子的轴力计算可取隔离体进行计算,计算过程如下:图5-19 柱子轴力隔离体A6节点下柱的轴力为:A5

46、节点下柱的轴力为:其余节点处的柱子轴力从略,其值见活载作用下的轴力图。图5-20 活载作用下柱子的轴力图(单位)恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算过程与活载作用下的内力计算过程相同,根据任务书要求可采用力学求解,以下图均为力学求解器所求。图5-21 恒载作用下框架弯矩图图5-22 恒载作用下框架剪力图图5-23恒载作用下轴力图地震荷载计算地震荷载导荷设计基本资料抗震设防烈度为6度,建筑物高度H=12.65m 75%所以要综合考虑选用计算公式选用组合时剪力最大组合进行讨论:此时集中荷载Fp作用下右支座剪力各种荷载作用下左支座剪力集中力作用下左支座剪力占各种荷载作用下左支座剪力的比值105.

47、49/299.76=35%75%,因此按均布荷载抗剪计算公式计算。 由公式: 得选用的钢筋为箍筋,则按构造要求选用,加密区长度为,对加密区间距、非加密区间距、加密区长度、最小配筋率的验算由前面验算可知满足要求。同理可计算出AC跨左支座的斜截面配筋,因其剪力小于左支座剪力,所以其斜截面配筋和左支座一样,计算过程略。(3)框架梁内附加箍筋的计算次梁传来的集中力:次梁每侧的附加箍筋计算(采用作为附加箍筋)(取6根)附加箍筋布置的范围:每侧的布置范围:因此,每侧布置附加箍筋3个,间距为50mm。CE跨配筋计算由内力组合表中得CE跨的截面内力设计值 表5-55 截面内力设计值截面左中右M()256.75

48、129.42253.07V()165.89-135.53(1)正截面配筋计算跨间正截面配筋计算最大弯矩,截面有效高度。考虑到板和梁一起现浇,板的混凝土与梁的跨间部分一起参与受压。对于跨间的正截面应按T形截面计算。T形截面翼缘计算宽度:A、按计算跨度考虑:B、按梁净距考虑:C、按翼缘高度考虑:,不受此限。翼缘宽度取以上三者的最小值:判断T形截面类型: 因此,此T形截面属于第1类T形截面。 满足要求实际配筋(HRB400)318受压区构造配筋验算最小配筋率:满足要求。左支座截面配筋计算(支座处按矩形梁计算)(内力值近似取柱中心)截面有效高度:采用双筋截面配筋,压筋用222 满足要求实际配筋(HRB

49、400)422验算最小配筋率:满足要求。右支座配筋计算(内力值近似取柱中心)截面有效高度:采用双筋截面配筋,压筋用222 满足要求取上部配筋422验算最小配筋率:满足要求。(2)斜截面配筋计算设计资料左支座截面,右支座截面 验算截面尺寸,属于厚腹梁,按下式进行验算: 截面尺寸满足要求。验算是否要按计算配筋左支座截面:因此,左支座需要按计算配筋。 由公式: 得选用的钢筋为箍筋,则按构造要求选用。右支座截面:因此,右支座不需要计算配筋,只需要构造配筋,选用。支座配筋验算支座按构造配筋,选用。对箍筋的构造要求如下:非加密箍筋间距:满足要求。加密箍筋间距:满足要求。加密区长度:最小配筋率: 满足要求。

50、框架柱的配筋计算设计资料截面尺寸:bh=450mm500mm,一至五层同断面。截面有效高度:柱的混凝土等级为C30:,。箍筋选用HPB400级:受力筋选用HRB400级:框架柱的计算长度:底层 其余层 框架柱的轴压比验算经比较,在各种内力组合下,A轴柱的最大轴力值为,C轴柱的最大轴力值为,E轴柱的最大轴力值为,因此用C轴力来验算柱的轴压比,只要满足要求,则其它的各种情况也必然满足。因此将底层柱混凝土等级换为C35,。截面满足抗震作用下的延性要求。顶层框架柱配筋计算该框架柱是偏心受压构件,其纵向受力钢筋的计算主要取决于轴向压力N和弯矩M,根据可能需要的最大的配筋量,采用对称配筋是一般考虑以下三种

51、内力的不利组合:(1)及相应的N和V;(2)及相应的M和V;(3)及相应的M和VA轴柱配筋计算(1)正截面配筋计算框架柱的界限轴力:而本层框架柱的最大轴力为:因此,本层框架柱属于大偏心受压构件。对于大偏心受压构件,对配筋起控制作用的内力组合是弯矩越大或轴力越小。从内力组合表中取和相应的组合值进行配筋计算,取值如下: 第一种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得由公式得:第二种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,

52、取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得由公式得:综合以上两种内力计算的结果,取: 总配筋率: ,满足规范要求实配每边225+118,考虑长边方向尺寸较大,且纵向框架还有弯矩作用,所以在长边方向每边配118的构造钢筋。(2)斜截面配筋计算框架柱斜截面承载力计算应按剪压构件考虑,从内力组合表中选取及相应的轴力组合进行配筋计算,通过比较选取的内力组合如下:剪跨比计算: 取轴力设计值的确定: 取验算是否要按计算配筋:因此,不需要按计算配筋,只需按构造配筋。采用复合箍,其布置如下图:验算是否满足构造要求。加密区箍筋间距 满足要求。柱端箍筋加密区长度:C轴柱配筋计算(1)正截面配筋计算框架柱的界限轴力:

53、而本层框架柱的最大轴力为:因此,本层框架柱属于大偏心受压构件。对于大偏心受压构件,对配筋起控制作用的内力组合是弯矩越大或轴力越小。从内力组合表中取和相应的组合值进行配筋计算,取值如下: 第一种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得由公式得:第二种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得由公式得:综合以上两种内力计算的结果,取: 总配筋率: ,满足规范要求实配每边318,考虑长

54、边方向尺寸较大,且纵向框架还有弯矩作用,所以在长边方向每边配116的构造钢筋。(2)斜截面配筋计算框架柱斜截面承载力计算应按剪压构件考虑,从内力组合表中选取及相应的轴力组合进行配筋计算,通过比较选取的内力组合如下:剪跨比计算: 取轴力设计值的确定: 取验算是否要按计算配筋:因此,不需要按计算配筋,只需按构造配筋。采用复合箍,其布置如下图:验算是否满足构造要求。加密区箍筋间距 满足要求。柱端箍筋加密区长度:E轴柱配筋计算(1)正截面配筋计算框架柱的界限轴力:而本层框架柱的最大轴力为:因此,本层框架柱属于大偏心受压构件。对于大偏心受压构件,对配筋起控制作用的内力组合是弯矩越大或轴力越小。从内力组合

55、表中取和相应的组合值进行配筋计算,取值如下: 第一种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得由公式得:第二种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得由公式得:综合以上两种内力计算的结果,取: 总配筋率: ,所以要满足规范要求,取总配筋率为0.6%,则配筋为:实配每边318,考虑长边方向尺寸较大,且纵向框架还有弯矩作用,所以在长边方向每边配116的构造钢筋。(2)斜截面配筋计算框

56、架柱斜截面承载力计算应按剪压构件考虑,从内力组合表中选取及相应的轴力组合进行配筋计算,通过比较选取的内力组合如下:剪跨比计算: 取轴力设计值的确定: 取验算是否要按计算配筋:因此,不需要按计算配筋,只需按构造配筋。采用复合箍,其布置如下图:验算是否满足构造要求。加密区箍筋间距 满足要求。柱端箍筋加密区长度:底层框架柱配筋计算A轴柱配筋计算(1)正截面配筋计算框架柱的界限轴力:而框架柱的最大轴力为:因此,本框架柱属于小偏心受压构件。对于小偏心受压构件,对配筋起控制作用的内力组合是弯矩越小或轴力越大。从内力组合表中取和相应的组合值进行配筋计算,取值如下: 第一种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心

57、距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取0.96构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:按简化计算法(近似公式法)计算第二种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:按简化计算法(近似公式法)计算综合以上两种内力计算的结果,按配筋:实配每边318,考虑长边方向尺寸较大,且纵向框架还有弯矩作用,所以在长边方向每边配116的构造钢筋。(2)斜截面配筋计算框架柱斜截面承载力计算应按剪压构件考虑,从内力组合表中选取及相应的轴力组合进行配筋计算,通过比较选取的内力组合如下:剪跨比计算: 取轴力设计值

58、的确定: 取验算是否要按计算配筋:因此,不需要按计算配筋,只需按构造配筋。采用复合箍,其布置如下图:验算是否满足构造要求。加密区箍筋间距 满足要求。柱端箍筋加密区长度:C轴柱配筋计算(1)正截面配筋计算框架柱的界限轴力:而框架柱的最大轴力为:因此,本框架柱属于小偏心受压构件。对于小偏心受压构件,对配筋起控制作用的内力组合是弯矩越小或轴力越大。从内力组合表中取和相应的组合值进行配筋计算,取值如下: 第一种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取0.66构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:按简化计算法(近似公式法)计算 第二种内力计算偏心距

59、附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:按简化计算法(近似公式法)计算综合以上两种内力计算的结果,取:总配筋率: ,所以要满足规范要求,取总配筋率为0.6%,则配筋为: ,实配每边318,考虑长边方向尺寸较大,且纵向框架还有弯矩作用,所以在长边方向每边配116的构造钢筋。(2)斜截面配筋计算框架柱斜截面承载力计算应按剪压构件考虑,从内力组合表中选取及相应的轴力组合进行配筋计算,通过比较选取的内力组合如下:剪跨比计算: 取轴力设计值的确定: 取验算是否要按计算配筋:因此,不需要按计算配筋,只需按构造配筋。采用复合箍,其布

60、置如下图:验算是否满足构造要求。加密区箍筋间距 满足要求。柱端箍筋加密区长度:E轴柱配筋计算(1)正截面配筋计算框架柱的界限轴力:而框架柱的最大轴力为:因此,本层框架柱属于大偏心受压构件。对于大偏心受压构件,对配筋起控制作用的内力组合是弯矩越大或轴力越小。从内力组合表中取和相应的组合值进行配筋计算,取值如下: 第一种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系数为:对于对称配筋,有得第二种内力计算偏心距 附加偏心距则初始偏心距偏心受压构件的截面曲率修正系数为: 取构件长细比对截面曲率的修正系数:,取则偏心距增大系

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