【四層】4019平米框架中學(xué)教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)(計(jì)算書(shū)、建筑、結(jié)構(gòu)圖)
【四層】4019平米框架中學(xué)教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)(計(jì)算書(shū)、建筑、結(jié)構(gòu)圖),【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開(kāi)可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無(wú)水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開(kāi)預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,所見(jiàn)才能所得,請(qǐng)細(xì)心查看有疑問(wèn)可以咨詢QQ:11970985或197216396
筑龍工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 145 頁(yè) 共 145 頁(yè)3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明3.1 工程概況某中學(xué)教學(xué)樓,設(shè)計(jì)要求建筑面積約2000-4000m2,3-4層。經(jīng)多方論證,初步確定設(shè)為四層,結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.2 設(shè)計(jì)主要依據(jù)和資料3.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) a) 國(guó)家及江蘇省現(xiàn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。b) 本工程各項(xiàng)批文及甲方單位要求。c) 本工程的活載取值嚴(yán)格按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)執(zhí)行。3.2.2 設(shè)計(jì)資料 1 房屋建筑學(xué) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社2 混凝土結(jié)構(gòu)(上、下) 武漢理工大學(xué)出版社3 基礎(chǔ)工程 同濟(jì)大學(xué)出版社4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 東南大學(xué)出版社5 結(jié)構(gòu)力學(xué) 人民教育出版社6 地基與基礎(chǔ) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社7 工程結(jié)構(gòu)抗震 中國(guó)建筑工業(yè)出版社8 簡(jiǎn)明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社9 土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 科學(xué)出版社10 實(shí)用鋼筋混凝土構(gòu)造手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社11 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(BG50001-2001) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社12 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(BG50105-2001) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社13 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GBJ1687) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社14 民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJI0I8-7) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社15 綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ49-88) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社16 建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)(GBJI0I-87) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社17 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB5009-2001) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社18 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社19 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500102002) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社20 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB5007-2002) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社21 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500112001) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社22 砌體結(jié)構(gòu) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社23 簡(jiǎn)明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工資料集成 中國(guó)電力出版社24 土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南 中國(guó)水利水電出版社25 土建工程圖與AutoCAD 科學(xué)出版社26 簡(jiǎn)明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社27 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社28 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500102002) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系,抗震等級(jí)為四級(jí)。本工程耐火等級(jí)為二級(jí),其建筑構(gòu)件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJI0I8-7)執(zhí)行.全部圖紙尺寸除標(biāo)高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標(biāo)高均為結(jié)構(gòu)標(biāo)高。3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁,柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護(hù)和隔斷作用??蚣芙Y(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活,室內(nèi)空間大等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設(shè)計(jì)的成集中學(xué)教學(xué)樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)布置不同,框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重,縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設(shè)計(jì)的教學(xué)樓采用橫向承重方案,豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān),樓板為預(yù)制板時(shí)應(yīng)沿橫向布置,樓板為現(xiàn)澆板時(shí),一般需設(shè)置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風(fēng)載和地震荷載。在房屋的縱向則設(shè)置連系梁與橫向框架連接,這些聯(lián)系梁與柱實(shí)際上形成了縱向框架,承受平行于房屋縱向的水平風(fēng)荷載和地震荷載。3.4變形縫的設(shè)置在結(jié)構(gòu)總體布置中,為了降低地基沉降、溫度變化和體型復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響,可以設(shè)置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結(jié)構(gòu)分成若干獨(dú)立的單元。當(dāng)房屋既需要設(shè)沉降縫,又需要設(shè)伸縮縫,沉降縫可以兼做伸縮縫,兩縫合并設(shè)置。對(duì)有抗震設(shè)防要求的的房屋,其沉降縫和伸縮縫均應(yīng)該符合防震縫的要求,并進(jìn)可能做到三縫合一。3.5 構(gòu)件初估3.5.1 柱截面尺寸的確定柱截面高度可以取,H為層高;柱截面寬度可以取為。選定柱截面尺寸為500 mm500mm3.5.2 梁尺寸確定 框架梁截面高度取梁跨度的l/8l/12。該工程框架為縱橫向承重,根據(jù)梁跨度可初步確定框架梁300mm600mm3.5.3 樓板厚度 樓板為現(xiàn)澆雙向板,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)板厚取130mm。3.6 基本假定與計(jì)算簡(jiǎn)圖3.6.1 基本假定第一:平面結(jié)構(gòu)假定:該工程平面為正交布置,可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān),垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。第二:由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整,布置對(duì)稱(chēng)均勻,結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)影響。3.6.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖在橫向水平力作用下,連梁梁對(duì)墻產(chǎn)生約束彎矩,因此將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為剛結(jié)計(jì)算體系,計(jì)算簡(jiǎn)圖如后面所述。3.7荷載計(jì)算作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)表面的粉灰重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力等。活荷載包括樓面和屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、安裝荷載等。高層建筑水平力是起控制作用的荷載,包括地震作用和風(fēng)力。地震作用計(jì)算方法按建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行,對(duì)高度不超過(guò)40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法。豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重(恒載)和使用荷載(活載)。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計(jì)算,建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載(活荷載)按荷載規(guī)范取值,樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。3.8 側(cè)移計(jì)算及控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產(chǎn)生的。在層數(shù)不多的框架中,柱軸向變形引起的側(cè)移很小,可以忽略不計(jì)。在近似計(jì)算中,一般只需計(jì)算由桿件彎曲引起的變形。 當(dāng)一般裝修標(biāo)準(zhǔn)時(shí),框架結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移和層高之比、頂點(diǎn)位移與總高之比分別為1:650,1:700。 框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗(yàn)算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過(guò)1/550的限值。3.9 內(nèi)力計(jì)算及組合3.9.1 豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置,將豎向荷載傳遞給每榀框架。框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法計(jì)算各敞口單元的內(nèi)力,然后在將各敞口單元的內(nèi)力進(jìn)行疊加;連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)幅,按兩端固定進(jìn)行計(jì)算。3.9.2 水平荷載下的計(jì)算 利用D值法計(jì)算出框架在水平荷載作用下的層間水平力,然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進(jìn)行分配,算出各柱的剪力,再求出柱端的彎矩,利用節(jié)點(diǎn)平衡求出梁端彎矩。3.9.3 內(nèi)力組合第一:荷載組合。荷載組合簡(jiǎn)化如下:(1)恒荷載+活荷載、(2)恒荷載+風(fēng)荷載、(3)恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載、(4)恒荷載+地震荷載+活荷載。第二:控制截面及不利內(nèi)力。框架梁柱應(yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層,底層,混凝土強(qiáng)度、截面尺寸有改變層及體系反彎點(diǎn)所在層。框架梁控制截面及不利內(nèi)力為:支座截面,Mmax,Vmax,跨中截面,Mmax。框架柱控制截面為每層上、下截面,每截面組合:Mmax及相應(yīng)的N、V,Nmax及相應(yīng)M、V,Nmin及相應(yīng)M、V。3.10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在荷載作用下,建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)3部分彼此聯(lián)系、相互制約。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料,綜合考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件,通過(guò)經(jīng)濟(jì)條件比較,選取安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工簡(jiǎn)便的地基基礎(chǔ)方案。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工等因素,優(yōu)先選用整體性較好的獨(dú)立基礎(chǔ)。3.11 施工材料第一:本工程中所采用的鋼筋箍筋為級(jí)鋼,fy=210N/m,主筋為級(jí)鋼,fy=300N/m。第二:柱梁鋼筋混凝土保護(hù)層為35mm,板為15mm。第三:鋼筋的錨固和搭接按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。第四:本工程所有混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30。第五:墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。第六:當(dāng)門(mén)窗洞寬1000mm時(shí),應(yīng)采用鋼筋磚過(guò)梁,兩端伸入支座370并彎直鉤;門(mén)窗洞寬1000mm時(shí),設(shè)置鋼筋混凝土過(guò)梁。3.12 施工要求及其他設(shè)計(jì)說(shuō)明第一:本工程上部樓板設(shè)計(jì)時(shí)未考慮較大施工堆載(均布),當(dāng)外荷載達(dá)到3.0Kn/m時(shí),應(yīng)采取可靠措施予以保護(hù)。第二:本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm120mm,內(nèi)配48,F(xiàn)6250,構(gòu)造柱為240mm240mm,內(nèi)配410,6250,間隔不大于2000mm第三;施工縫接縫應(yīng)認(rèn)真處理,在混凝土澆筑前必須清除雜物,洗凈濕潤(rùn),在刷2度純水泥漿后,用高一級(jí)的水泥沙漿接頭,再澆筑混凝土。第四:未詳盡說(shuō)明處,按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。4 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)4.1 設(shè)計(jì)原始資料(1).冬季主導(dǎo)風(fēng)向東北平均風(fēng)速2.6 m/s,夏季主導(dǎo)風(fēng)向東南平均風(fēng)速2.6 m/s,最大風(fēng)速23.7 m/s。(2).常年地下水位低于-1.3m,水質(zhì)對(duì)混凝土沒(méi)有侵蝕作用。(3).最大積雪厚度0.32m,基本雪壓SO=0.4KN/M2,基本風(fēng)壓WO=0.4 KN/M2,土壤最大凍結(jié)深度0.09m。(4).抗震設(shè)防烈度6度,設(shè)計(jì)地震分組第三組.(5).地質(zhì)條件序號(hào)巖石名稱(chēng)厚度Fak(MPa)1耕土1.1-2黏土2.82503黏土9.41104.2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需求,進(jìn)行了建筑平面、立面、及剖面設(shè)計(jì)其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設(shè)計(jì)圖,主體結(jié)構(gòu)4層,層高均為3.9m。填充墻面采用240 mm厚的灰砂磚砌筑,門(mén)為木門(mén),窗為鋁合金窗,門(mén)窗洞口尺寸見(jiàn)門(mén)窗表。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),樓板厚度取130mm,梁載面高度按梁跨度的1/121/8估算,由此估算的梁載面尺寸見(jiàn)表1,表中還給出柱板的砱強(qiáng)度等級(jí)。C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)表1 梁截面尺寸層次砼強(qiáng)度橫梁(bh)縱梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-4C30300600250500300600250500柱載面尺寸可根據(jù)式N=FgEn AcN/UNfc估算表2查得該框架結(jié)構(gòu)在30m以下,撫震得級(jí)為三級(jí),其軸壓比值UN=0.9表2 抗震等級(jí)分類(lèi)結(jié)構(gòu)類(lèi)型烈 度6789框架結(jié)構(gòu)高度/m30303030303025框架四三三二二一一劇場(chǎng)、體育等三二一一表3 軸壓比限值結(jié)構(gòu)類(lèi)型 抗 震 等 級(jí)一二三框架結(jié)構(gòu)0.70.80.9柱截面尺寸:柱截面高度可取h=(1/15-1/20)H,H為層高;柱截面高度可取b=(1-2/3)h,并按下述方法進(jìn)行初步估算。a) 框架柱承受豎向荷載為主時(shí),可先按負(fù)荷面積估算出柱軸力,再按軸心受壓柱驗(yàn)算??紤]到彎矩影響,適當(dāng)將柱軸力乘以1.2-1.4的放大系數(shù)。b) 對(duì)于有抗震設(shè)防要求的框架結(jié)構(gòu),為保證柱有足夠的延性,需要限制柱的軸壓比,柱截面面積應(yīng)滿足下列要求。 c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞,柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比不宜大于4。根據(jù)上述規(guī)定并綜合考慮其他因素,設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值統(tǒng)一取500500mm?;A(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)+距離室外地平0.5,室內(nèi)外高差為0.45,框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示,取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線,梁軸線取至板底,2-4層柱高度即為層高3.9m,底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底,即h1=3.9+0.45+0.5=4.85m??蚣苡?jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。圖1 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3 荷載計(jì)算4.3.1 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面:剛性防水屋面(有保溫層) :蘇J01-2005 12/7 40厚C20細(xì)石砼內(nèi)配直徑4間距150雙向鋼筋 0.8 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平 0.02x20=0.4kN/m2 70厚水泥防水珍珠巖塊或?yàn)r青珍珠巖保溫層 0.07x10=0.7 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平層 0.02x20=0.4 kN/m2100 厚結(jié)構(gòu)層 0.1x25=2.5 kN/m212厚板底抹灰 0.012x20=2.5 kN/m2合 計(jì) 4.82kN/m2樓面:水磨石地面(10mm面層,20mm水泥砂漿打底,素水泥打底)0.65kN/m2130厚鋼筋砼板 250.13=3.25 kN/m212厚水泥沙漿0.01220=2.5 kN/m2 合 計(jì) 4.14 kN/m2梁自重:邊跨梁 bXh=300600mm梁自重 250.3(0.6-0.13)=3.75kN/m抹灰層:12厚水泥砂漿0.012(0.6-0.13)2+0.0120.3200.312kN/m 合計(jì) 4.062kN/m2中間跨梁 bXh=250500mm梁自重 250.25(0.5-0.13)=3.00kN/m抹灰層:12厚水泥砂漿0.012(0.5-0.13)2+0.0120.25200.26kN/m 合計(jì) 3.26kN/m2柱自重:bXh=500500mm柱自重 250.500.50=6.25kN/m抹灰層:12厚水泥砂漿 0.0120.504200.48kN/m 合計(jì) 6.73kN/m外縱墻自重:標(biāo)準(zhǔn)層:縱墻(240灰砂磚) 18(3.9-0.5-1.8)0.24=6.48kN/m鋁合金門(mén)窗 0.351.8 =0.63kN/m水泥粉刷外墻面 0.36(3.60-1.80)=0.756kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面 0.36(3.60-1.80)=0.756kN/m合計(jì) 8.622kN/m2底層:縱墻(240灰砂磚) 18(4.85-1.80-0.50-0.40)0.24=9.288kN/m鋁合金門(mén)窗 0.351.8=0.63kN/m釉面磚外墻面 0.5(4.35-1.80-0.50)=1.025kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面 0.756kN/m合計(jì) 11.70kN/m內(nèi)縱墻自重:標(biāo)準(zhǔn)層:縱墻(240灰砂磚) 18(3.90-0.50)0.24=14.688kN/m水泥粉刷墻面0.36(3.90-0.5)2.00=2.448kN/m合計(jì) 17.136kN/m2底層:縱墻(240灰砂磚) 18(4.85-0.50-0.40)0.24=17.06kN/m水泥粉刷墻面 0.363.902=2.808kN/m合計(jì) 19.87kN/m4.3.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算第一:面和樓屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)荷載規(guī)范查得:上人屋面 2.0樓面:教室 2.0走道 2.5第二:雪荷載 0.4屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮,兩者中取大值。4.3.3 豎向荷載下框架受荷總圖本次設(shè)計(jì)的教學(xué)樓縱向柱距為4.50m,橫梁跨度為6.90m,單區(qū)格板為4.50m6.90m。L1/L2=1.5T1=0.502S,則取為0FI=(1-n)各層橫向地震作用及樓層地震剪力計(jì)算見(jiàn)表8表8 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHiFiVi43.916.554139685000.345202.07202.0733.912.65488461782.60.311182.15384.2223.98.754884427350.215125.93510.1514.854.855233253800.12874.97585.12各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如圖5,6圖6 水平地震作用分布 圖7 層間剪力分布4.4.4 水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移i分別按式和()k計(jì)算計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表9,表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角=i/hi表9 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次ViDiiihie=4202.073058820.666.3239001/59093384.223058821.265.6639001/30952510.153058821.674.4039001/23351585.122143682.732.7348501/1777由表9可見(jiàn),最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層,其值為1/59091/550滿足式eeh的要求,其中/h=1/550由表查得。4.4.5 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算水平地震作用下的內(nèi)力采用改進(jìn)的反彎點(diǎn)法??蚣苤思舻都暗染胤謩e按式Vij= 計(jì)算,其中Dij取自表Dij取自表5,層間剪刀取自表7,各柱反彎點(diǎn)高度比y按式y(tǒng)=yn+y1+y2+y3確度,各修正值見(jiàn)表10,各層柱剪力計(jì)算見(jiàn)表9。表10 柱剪力計(jì)算層次 A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同A軸同B軸第三層同A軸同B軸層次 A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第二層同A軸同B軸第一層 同A軸同B軸表11 各柱的反彎點(diǎn)高度層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第五層同A軸同B軸第四層同A軸同B軸第三層同A軸同B軸第二層同A軸同B軸層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第一層同A軸同B軸梁端彎矩剪力及柱軸力發(fā)別按下式計(jì)算:Vb=(Mb1+ Mb2)/l,Ni=表12 橫向水平地震作用下A軸框架柱層號(hào)48090364200711483153804532992699220410464426736931261058752287431 表13 橫向水平地震作用下B軸框架柱層號(hào)4132604528442327325360504945494523067050598159811342605574779139結(jié)果如圖8,圖9,圖10圖8 地震作用下的框架彎矩圖圖9 地震作用下的框架剪力圖 圖10 地震作用下的框架軸力圖4.5 豎向荷載作用框架內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用近似法,有分層法,彎矩二次分配法和迭代法。當(dāng)框架為少層少跨時(shí),采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法。 豎向荷載作用下,框架的內(nèi)力分析除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑.可以不考慮活荷載的不利布置,這樣求得的框架內(nèi)力,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當(dāng)活載占總荷載的比例較小時(shí),其影響很小.若活荷載占總荷載的比例較大時(shí),可在截面配筋時(shí),將跨中彎距乘以1.11.2的較大系數(shù)??蚣軝M梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計(jì)算中查得。具體數(shù)值見(jiàn)圖10。其中框架柱的相對(duì)線剛度除底層柱之外其于各層乘以0.9。圖11 橫向框架荷載作用圖由于柱縱向集中荷載的作用,對(duì)柱產(chǎn)生偏心。在恒荷載和活荷載的作用下的偏心矩如圖12,13所示。圖12 豎向恒載引起的偏心彎矩圖13 豎向活載引起的偏心彎矩4.5.1 梁柱端的彎矩計(jì)算 梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計(jì)算。計(jì)算步驟為:(1) 將原框架分為5個(gè)敞口單元,除底層柱外的其于各層柱的相對(duì)線剛度乘以0.9。(2) 用彎矩分配法計(jì)算每一個(gè)敞口單元的桿端彎矩,底層柱的傳遞系數(shù)為0.5,其余各層柱的傳遞系數(shù)為1/3。將分層法所得到的彎矩圖疊加,并將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再分配。 梁端固定彎矩計(jì)算:恒載:屋面: 樓面: 活載:屋面: 屋面: 分層法計(jì)算見(jiàn)圖14、15、16。圖14 頂層彎矩分配及彎矩圖圖15 三-二層彎矩分配及彎矩圖圖16 底層彎矩分配及彎矩圖豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖如圖17。圖17 豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖豎向均布活荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算方法同上,結(jié)果見(jiàn)圖18、19、20、21。圖18頂層彎矩分配及彎矩圖圖19三-二層彎矩分配及彎矩圖 圖20底層彎矩分配及彎矩圖 圖21活荷載作用下的彎矩圖對(duì)節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再次分配,以恒荷載作用下五層左上節(jié)點(diǎn)為例:圖22 彎矩二次分配圖 其余各節(jié)點(diǎn)彎矩分配見(jiàn)圖中數(shù)據(jù)?;詈奢d作用下中間節(jié)點(diǎn)彎矩相差不大,不在分配。 本設(shè)計(jì)中梁端彎矩的調(diào)幅系數(shù)取0.8。調(diào)幅結(jié)果表14。表14 梁端彎矩的調(diào)幅 AB跨BC跨CD跨調(diào)幅前調(diào)幅后調(diào)幅前調(diào)幅后恒載梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右四層401172423209579428912891231338224同AB跨三層7502105386002843027582758220637936二層756210605605084842710271021683752一層674110343539382742976297623813905活載四層138123361105186910841084867867三層19702415157619328258256666二層19092415152119328258256666一層17212408137719268488486786784.5.2 梁端剪力和軸力計(jì)算 梁端剪力 柱軸力 具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表15,16,17,18,19,20。 表15 恒載作用下AB梁端剪力計(jì)算 層號(hào)4230463725866365957921331496639921547937410468231496639921566935510487131496639921611931010432表16 恒載作用下BC梁端剪力計(jì)算層號(hào)41338211405014051405323092124240242424242230921242402424242412309212424024242424表17 活載作用下AB梁端剪力計(jì)算層號(hào)478863248221522672697378863248210923732591278863248211923732591178863248213223732614表18 活載作用下BC梁端剪力計(jì)算層號(hào)442214410441441352521551055155125252155105515511525215510551551表19 恒載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱4659579211405182392086320588232123937410468242442295449244331746006293551048724246633262861790768170519311053224249032493588114820117449 表20 活載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱427672697441528766183237325915511038013330223732591551154732004212350261455120566267774.6 風(fēng)荷載計(jì)算 本設(shè)計(jì)地區(qū)基本風(fēng)壓為,所設(shè)計(jì)的建筑地處農(nóng)村,風(fēng)壓高度變化系數(shù)按B類(lèi)地區(qū)考慮風(fēng)壓體型系數(shù)迎風(fēng)面為0.8,背風(fēng)面為0.5。由于房屋的高度不大,風(fēng)振系數(shù)都取為1.0。B為6.3m。風(fēng)荷載作用下各層的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及柱剪力如圖23所示圖23風(fēng)荷載作用位置各層作用風(fēng)荷載值安下式計(jì)算:計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表21。表21 各層的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值離地高度(m)16051.161.01.30.43.918108312151.061.01.30.43.93.91354 續(xù)表21離地高度8251.01.01.30.43.93.912774.351.01.01.30.44.353.913514.7內(nèi)力組合荷載組合時(shí)考慮四種荷載組合形式:(1)恒荷載+活荷載、(2)恒荷載+活荷載、(3)恒荷載。具體組合見(jiàn)表:表22 橫梁內(nèi)力組合表層次位置內(nèi)力荷載類(lèi)型內(nèi)力組合恒活地震1.2+1.41.35+1.01.2(+0.5)1.34AM-32.09-11.05-51.47-51.92-17.0569.23V65.9522.67110.88111.786.4699.02M-57.94-18.69-106.76-107.88-76.32-103.18V-79.12-26.97-132.81-133.90-104.95-117.51M-23.13-8.67-39.90-39.90-14.85-51.07V14.054.4123.0323.38-2.90241.92跨中66.8523.26112.78113.5187.85100.51-15.75-6.35-27.79-27.61-22.7122.713AM-60.02-15.76-91.49-94.12-36.34-122.12V93.7423.73145.71150.28114.47138.99M-84.30-19.32-132.25-136.81-81.28-149.92V-104.68-25.91-161.89-167.23-105.38-129.9M-22.06-6.60-35.71-36.3815.89-76.75 續(xù)表22層次位置內(nèi)力荷載類(lèi)型內(nèi)力組合恒活地震1.2+1.41.35+1.01.2(+0.5)1.3V24.245.5136.8038.23-32.5686.55跨中84.1221.02130.37134.58109.27117.83-9.33-2.89-15.24-15.49-11.00-11.002AM-60.50-15.27-89.91-97.80-22.56-133.51V93.5523.73145.48150.02109.51143.49M-84.84-19.32-132.53-137.13-67.90-171.04V104.8725.91162.12167.48124.39158.38M-21.68-6.60-60.63-61.8038.76-142.18V-24.24-5.51-36.802-38.23-53.77-118.55跨中84.6521.26131.34135.54112.39116.29-8.95-3.70-15.92-15.78-12.96-12.961AM-53.93-13.77-85.58-88.15-6.31142.23V93.123.75144.62149.19103.71147.93M-82.74-19.26-131.82-136.35-43.84-186.56V-105.32-26.14-162.98-168.32-119.96-164.18M-23.81-6.78-41.41-38.9263.67
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