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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 1前言1</b></p><p><b> 2建筑設(shè)計(jì)2</b></p><p> 2.1設(shè)計(jì)資料2</p><p> 2
2、.2設(shè)計(jì)說明3</p><p> 2.2.1總平面圖設(shè)計(jì)3</p><p> 2.2.2平面設(shè)計(jì)3</p><p> 2.2.3立面設(shè)計(jì)5</p><p> 2.2.4剖面設(shè)計(jì)5</p><p><b> 3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</b></p><p&g
3、t; 3.1計(jì)算簡(jiǎn)圖6</p><p> 3.1.1確定計(jì)算簡(jiǎn)圖6</p><p> 3.1.2梁柱截面尺寸6</p><p> 3.1.3材料強(qiáng)度等級(jí)6</p><p> 3.1.4荷載計(jì)算6</p><p> 3.2框架內(nèi)力計(jì)算17</p><p> 3
4、.2.1恒載作用下的框架內(nèi)力17</p><p> 3.2.2活載作用下的框架內(nèi)力28</p><p> 3.2.3風(fēng)荷載作用下的位移、內(nèi)力計(jì)算40</p><p> 3.2.4地震作用下橫向框架的內(nèi)力計(jì)算45</p><p> 3.3框架內(nèi)力組合57</p><p> 3.4框架梁、柱
5、截面設(shè)計(jì)69</p><p> 3.5樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)76</p><p> 3.5.1梯段板設(shè)計(jì)76</p><p> 3.5.2休息平臺(tái)板計(jì)算77</p><p> 3.5.3梯段梁TL1計(jì)算78</p><p> 3.6現(xiàn)澆樓面板設(shè)計(jì)79</p><p> 3
6、.6.1跨中最大彎矩79</p><p> 3.6.2求支座中點(diǎn)最大彎矩80</p><p> 3.6.3A區(qū)格81</p><p> 3.6.4C區(qū)格82</p><p><b> 4小結(jié)84</b></p><p><b> [參考文獻(xiàn)]85</
7、b></p><p><b> 致謝86</b></p><p> 某單位實(shí)驗(yàn)辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b> 摘要</b></p><p> 本工程為舟山某辦公實(shí)驗(yàn)樓,采用框架結(jié)構(gòu)型式,主體六層,建筑面積5500m2,總高20.55m,抗震設(shè)防烈度七度,重力加速度0.1g,
8、框架抗震等級(jí)三級(jí)。場(chǎng)地類別為II類,基本風(fēng)壓0.85KN/M,基本雪壓0.5KN/M;樓、屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。</p><p> 在確定框架布局之后,進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期,進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下大小,進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力(彎矩、剪力、軸力)。接著計(jì)算豎向荷載(恒載及活荷載)作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力, 是找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。 選取最
9、安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)。最后本設(shè)計(jì)還采用了PKPM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),繪制出了結(jié)構(gòu)圖。</p><p> [關(guān)鍵詞] 教學(xué)綜合樓;框架結(jié)構(gòu);建筑設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> A structural design of Experimental-Office building</p><p> [Abstract ]Th
10、is design for the Zhoushan Experimental-Office building, a framework structure for a 6-floor building, The height of the building is 20.55m, and the total floor space is 5500m2. Its earthquake resistance fortification in
11、tensity is 7 degrees, the gravity acceleration is 0.1 g and the frame aseismic level to level 3 . The categories for class II,. The basic Pressure 0.85 KN / M, basic snow pressure 0.5KN/M. Floor roof were using cast-in-p
12、lace reinforced concrete structure. When th</p><p> [key words] school teaching building ; frame structure ;frame structure; architectural design;</p><p><b> 前言</b></p>
13、<p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)前最后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段, 是我們學(xué)習(xí)、研究和實(shí)踐的全面總結(jié),也是對(duì)我們綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的全面檢驗(yàn)。本組畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為《某單位實(shí)驗(yàn)辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》。在畢業(yè)設(shè)計(jì)前期,我溫習(xí)了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等知識(shí),并查閱了《結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)本人的綜合分析和解決問題的能力、組織能力和社交能力、獨(dú)立工作能力以及嚴(yán)謹(jǐn)、扎實(shí)的工作作風(fēng)和事業(yè)
14、心、責(zé)任感都有很大的提升。為我將來走上工作崗位,順利完成所承擔(dān)的建設(shè)任務(wù)奠定基礎(chǔ)??蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大,在計(jì)算過程中以手算為主,輔以一些計(jì)算軟件的校正。由于自己水平有限,難免有不妥和疏漏之處,敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 </p><p><b> 建筑設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)資料</b></
15、p><p> 該工程位舟山市區(qū),為某單位實(shí)驗(yàn)辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p> 根據(jù)建筑方案圖,本工程結(jié)構(gòu)為六層鋼筋混凝土框架,建筑面積5569.2m2,建筑各層平面圖、南立面圖、北立面圖、東立面圖、樓梯平剖面圖及節(jié)點(diǎn)詳圖分別如下。</p><p><b> 1.氣象資料</b></p><p><b>
16、(1)基本風(fēng)壓值:</b></p><p><b> ?。?)基本雪壓值:</b></p><p><b> 2.水文地質(zhì)資料</b></p><p> 場(chǎng)地條件:擬建場(chǎng)地地表平整。常年地下水位低于自然地面以下2.7m。建筑地層地質(zhì)勘測(cè)情況見表1-1。建筑場(chǎng)地類別:Ⅱ類場(chǎng)地土。</p><
17、;p> 表2-1. 建筑地層一覽表(標(biāo)準(zhǔn)值)</p><p><b> 3.抗震設(shè)防烈度</b></p><p> 建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí);地震設(shè)防烈度為:7度。</p><p><b> 4.荷載資料</b></p><p> (1)辦公實(shí)驗(yàn)樓樓面荷載,查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB
18、50009-2001),確定樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。</p><p> ?。?)上人屋面:活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。</p><p><b> ?。?)屋面構(gòu)造:</b></p><p> 35mm厚490×490的C20預(yù)制鋼筋混凝土架空板、防水層、20m厚1:3水泥砂漿找平,現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板、12mm厚紙筋石灰粉平頂。</p>
19、<p><b> ?。?)樓面構(gòu)造:</b></p><p> 水泥樓面:10mm厚1:2水泥砂漿面層壓實(shí)抹光、15mm厚1:3水泥砂漿找平層、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板面、12m厚紙筋石灰粉平頂。</p><p><b> (5)圍護(hù)墻:</b></p><p> 圍護(hù)墻采用200mm厚非承重空心磚(240m
20、m115mm53mm,重度),M5混合砂漿砌筑,雙面粉刷()。</p><p> 本工程采用全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),考慮使用要求,在樓面不設(shè)次梁。</p><p><b> 設(shè)計(jì)說明</b></p><p><b> 總平面圖設(shè)計(jì)</b></p><p> 總平面圖見圖建筑施工圖。</p>
21、;<p> 本辦公實(shí)驗(yàn)樓樓采用“一”字型布置,其主要出入口、門廳位于臨街道路側(cè),坐北朝南,底層走廊兩側(cè)出口及前后大門加強(qiáng)了人員的疏散。前門設(shè)置坡道,以便于較大型實(shí)驗(yàn)儀器的搬動(dòng)和使用。</p><p> 主要房間的設(shè)計(jì)考慮以下幾點(diǎn): </p><p> ?。?) 主要房間的布置宜使用方便,影響較小,面朝南;</p><p> (2) 相同功能的房間
22、分開設(shè)置,滿足各使用功能單元;</p><p> (3) 房間布置應(yīng)兼顧建筑結(jié)構(gòu)要求。</p><p><b> 平面設(shè)計(jì)</b></p><p> ?。?) 該設(shè)計(jì)采用內(nèi)廊式組合,使平面緊湊、組合靈活,走廊面積相對(duì)比例較小,滿足使用要求,又節(jié)約用地??v、橫向定位軸線均與柱軸線重合,為使外墻、走廊墻壁平齊,縱梁軸線與柱軸線發(fā)生偏移(在荷載計(jì)
23、算中采用單向偏向計(jì)算),滿足美觀與使用要求。</p><p> ?。?) 門廳位于人流集散的交通樞紐,起著室內(nèi)外空間的過渡作用。</p><p> ?。?) 樓梯采用板式樓梯,辦公實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)設(shè)兩座,。辦公實(shí)驗(yàn)樓首層層高為4.2m,其他各層均為3.0m,臺(tái)階踏步采用b=300mm,h=150 mm,級(jí)數(shù)由相應(yīng)層高控制,見樓梯詳圖</p><p> ?。?) 走廊,依據(jù)功
24、能使用要求及防火疏散規(guī)定,該方案走廊凈寬2.4 m。</p><p> ?。?) 衛(wèi)生間,每層四間,兩男兩女,分別布置在建筑縱向兩端。</p><p> 圖2-1 樓梯詳圖</p><p><b> 立面設(shè)計(jì)</b></p><p> 結(jié)構(gòu)韻律和虛實(shí)對(duì)比,是使建筑立面富有表現(xiàn)力的重要設(shè)計(jì)手法。建筑立面上結(jié)構(gòu)構(gòu)件或
25、門窗作用有規(guī)律的重復(fù)和變化,給人們?cè)谝曈X上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律變化的感受效果。在本教學(xué)樓設(shè)計(jì)中,針對(duì)教學(xué)建筑的特殊性,在立面設(shè)計(jì)中力求體現(xiàn)現(xiàn)代化建筑風(fēng)格,色彩簡(jiǎn)潔明快。</p><p> 本設(shè)計(jì)中辦公實(shí)驗(yàn)樓正立面、背立面窗戶成組排列,墻面外裝飾采用水刷石,大小均相同,以及門廊、室內(nèi)外高差均使整體產(chǎn)生一種特殊的感覺,莊重中靈活,而更顯親切。</p><p><b> 剖面
26、設(shè)計(jì)</b></p><p> ?。?)由建筑使用要求確定主體結(jié)構(gòu)為六層,建筑物高度為19.2m(不包括女兒墻0.9 m)。教學(xué)樓中設(shè)有面積較大的實(shí)驗(yàn)室、辦公室等,為了節(jié)約材料空間,又不影響正常使用,層高均設(shè)置為3.0m。</p><p> 為保證室內(nèi)具有充足的天然采光,縱墻側(cè)窗規(guī)格主要為2700mm×1700 mm,窗臺(tái)高度為900 mm。</p>
27、<p> (2)為了防止室外雨水倒灌,防止建筑因沉降而使室內(nèi)地面標(biāo)高過低,為了滿足建筑使用及增加建筑美觀,要求室內(nèi)外地面有一定高差,取室內(nèi)外高差為450mm。</p><p> 屋頂采用上人屋面,女兒墻高度為900 mm。</p><p> ?。?)樓梯,詳見圖2-1.樓梯詳圖。本設(shè)計(jì)中采用踏步高h(yuǎn)=150 mm,寬度b=300 mm,各層樓梯斜度為arctg(150/300
28、)=26.570,小于380。為使踏步面層耐磨、防滑,設(shè)防滑條(材料:1:1水泥金剛砂,高8 mm,寬10 mm)。欄桿采用不銹鋼鋼管,扶手高度為1000 mm。</p><p> ?。?) 內(nèi)、外墻體采用240 mm×115mm ×53 mm的標(biāo)準(zhǔn)磚,M5混合砂漿砌筑。</p><p> ?。?) 屋頂采用有組織排水屋面,屋面坡度為2%,沿溝坡度為2%。屋頂結(jié)構(gòu)組成為
29、:</p><p><b> 30厚細(xì)石砼保護(hù)層</b></p><p> SBS改性瀝青油氈防水層</p><p> 20厚水泥砂漿找平層</p><p> 100厚憎水膨脹珍珠巖保溫層</p><p> 120厚鋼筋砼現(xiàn)澆板</p><p><b>
30、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p><b> 確定計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p> 本工程橫向框架計(jì)算單元取8軸線橫向框架為計(jì)算分析對(duì)象,框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖底層柱下端固定于基礎(chǔ),按工程地質(zhì)資料提供的數(shù)據(jù),查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》可判斷該場(chǎng)地為II類場(chǎng)地土,地質(zhì)條件
31、較好,初步確定本工程基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ),挖去所有雜填土,基礎(chǔ)置于第二層分粉質(zhì)粘土上,基底標(biāo)高為設(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)高-2.100mm。柱子的高度底層為h1=3.0+2.1-0.5=4.6m(初步假設(shè)基礎(chǔ)高度為0.5m),二~六層的柱高為h2~h6=3.0m。柱節(jié)點(diǎn)鋼節(jié),橫梁的計(jì)算跨度取柱中心至中心間距離,三跨分別為:l=7200、2400、7200.計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖3-1。</p><p><b> 梁柱截面尺寸
32、 </b></p><p> (1)框架柱:柱子的構(gòu)造均為400 mm × 400 mm</p><p> ?。?)梁:梁截面高度一般取梁跨度的1/12~1/8。本方案取600mm,截面寬度取600×(1/2~1/3.5)=300mm,可得梁的截面初步定為b×h=300*600。</p><p> 橫向框架梁AB跨、CD
33、跨:250mm×600mm,BC跨:250mm×400mm,縱向連系梁:300mm×600mm。</p><p><b> 材料強(qiáng)度等級(jí)</b></p><p> 混凝土:均采用C20級(jí) 。鋼筋直徑≥12mm的采用HRB335鋼筋,其余采用HPB235鋼筋。</p><p><b> 荷載計(jì)算<
34、;/b></p><p> 本工程以8軸線橫向框架為計(jì)算分析對(duì)象。</p><p> 圖3-1 計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p> 1.屋面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> ?。?)恒載(圖2-2a)</p><p><b> 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><
35、p> 35厚架空隔熱板 </p><p> 防水層 </p><p> 20mm1:3厚水泥砂漿找平 </p
36、><p> 120(100)厚鋼混凝土現(xiàn)澆板 </p><p> ?。ˋB,CD跨板厚取120,BC跨取100) </p><p> 屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值: </p&g
37、t;<p><b> ?。ǎ?</b></p><p><b> 梁自重</b></p><p> 邊跨AB、CD跨: </p><p> 中間跨BC 跨:
38、 </p><p> 作用在頂層框架梁上的線恒載標(biāo)注值為:</p><p> 梁自重: </p><p> 板傳來的荷載: </p><p> 恒載圖(D-L.T) 活載圖(
39、L-L.T)</p><p> (a) (b)</p><p> 圖3-2 荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p> (a)橫載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖;(b)活載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p> (2)活荷載(圖3-2b)</p><
40、p> 作用在頂層框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: </p><p> 2.樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> ?。?)恒載(圖3-2a) </p><p> 25厚水泥砂漿面層 </p><p> 120(100)厚鋼混凝土現(xiàn)澆板
41、 </p><p><b> ?。ǎ?lt;/b></p><p> 樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值: </p><p><b> ()</b></p><p>
42、 邊跨(AB、CD跨)框架梁自重: </p><p> 中跨(BC跨)梁自重: </p><p> 作用在樓面層框架梁上的線恒載標(biāo)準(zhǔn)值為:</p><p> 梁自重:
43、 </p><p> 板傳來的荷載: </p><p> ?。?)活載(圖3-2b)</p><p> 樓面活載: </p><p> 3.屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(圖3-3)</p
44、><p> 圖3-3 恒載頂層集中力</p><p><b> ?。?)恒載</b></p><p> 邊跨連系梁自重: </p><p> 粉刷: </p><p>
45、 0.9m高女兒墻: </p><p> 粉刷: </p><p> 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載: </p><p> 中柱連系梁自重:
46、 </p><p> 粉刷: </p><p> 連系梁傳來屋面自重: </p><p> 頂屋中節(jié)點(diǎn)集中荷載: </p>
47、<p><b> ?。?)活載</b></p><p> 4.屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(圖3-4)</p><p> 圖3-4 恒載中間層節(jié)點(diǎn)集中力</p><p> ?。?)恒載(此處未考慮填充墻重量)</p><p> 邊柱連系梁自重:
48、 17.55kN</p><p> 粉刷: 1 .27kN</p><p> 中柱連系梁自重:
49、 17.555KN</p><p> 粉刷: 1.30KN</p><p><b> ?。?)活載</b></p><p><b> 5.風(fēng)荷載</b></p><
50、p> 已知基本風(fēng)壓,本是工程為實(shí)驗(yàn)辦公樓,地面粗糙度屬B類,按荷載規(guī)范,計(jì)算過程如表3-1所示,風(fēng)荷載見圖3-5。</p><p> 風(fēng)荷載體型系數(shù):迎風(fēng)面為0.8,背風(fēng)面為;</p><p> 風(fēng)振系數(shù):因結(jié)構(gòu)高度<(從室外地面算起),??;</p><p> 風(fēng)壓高度變化系數(shù):按A類地區(qū),查表3-1。</p><p> 表3
51、-1 風(fēng)荷載計(jì)算</p><p> 圖3-5 橫向框架上的風(fēng)荷載</p><p><b> 6.地震作用</b></p><p> ?。?)建筑物總重力荷載代表值的計(jì)算</p><p> 1)集中于無蓋處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值:</p><p> 50%雪載:
52、 </p><p> 屋面恒載: </p><p> 橫梁: </p><p> 縱梁:
53、 </p><p> 女兒墻: </p><p> 柱重: </p><p> 橫墻 </p><p> 縱墻: <
54、;/p><p> ?。ê雎詢?nèi)縱墻的門窗按墻重量算)</p><p> 鋼窗: </p><p> 2)集中于三~六層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值:</p><p> 50%樓面活載: </p>
55、<p> 樓面恒載: </p><p> 橫梁: 521.66KN</p><p> 縱梁:
56、 527.38KN</p><p> 柱重: </p><p> 橫墻: </p><p> 縱墻:
57、 </p><p> 鋼窗: </p><p> 3)集中于二層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值:</p><p> 50%樓面活載:
58、 928.2KN</p><p> 樓面恒載: 3321.08KN</p><p> 橫梁: 521.66KN</p>&
59、lt;p> 縱梁: 527.38KN</p><p> 柱重: </p><p> 橫墻: </p><p> 縱墻
60、: </p><p> 鋼窗: </p><p><b> ?。?)地震作用計(jì)算</b></p><p> 1)框架柱的抗側(cè)移剛度:</p><p> 在計(jì)
61、算梁、柱線剛度時(shí),應(yīng)考慮樓蓋對(duì)框架梁的影響,在現(xiàn)澆蓋中,中框架梁的抗彎慣性距取;邊框架梁??;裝配整體式樓蓋中,中框架梁的抗彎慣性矩?。贿吙蚣芰喝?,為框架梁按矩形截面計(jì)算的截面慣性矩。橫梁、柱線剛度見表3-2。</p><p> 表3-2 橫梁、柱線剛度</p><p> 每層框架柱總的抗側(cè)移剛度見表3-3。</p><p> 表3-3 框架柱橫向側(cè)移剛度
62、D值</p><p> 注:為梁的線剛度,為柱的線剛度。</p><p><b> 底層:</b></p><p><b> 二~六層:</b></p><p> 2)框架自振周期的計(jì)算:</p><p><b> 其自振周期為:</b><
63、;/p><p> 其中為考慮結(jié)構(gòu)非承重磚墻影響的折減系數(shù),對(duì)于框架取0.6;為框架頂點(diǎn)假想水平位移,計(jì)算見表3-4。</p><p> 表3-4 框架頂點(diǎn)假想水平 計(jì)算表</p><p> 表3-5 樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表</p><p> 3)地震作用計(jì)算: </p><p> 根據(jù)本工程設(shè)防烈
64、度7度、II類場(chǎng)地土,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》特征周期,</p><p> 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載:</p><p> ,故不需考慮框架頂部附加集中力作用。</p><p> 框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為:</p><p><b> 結(jié)構(gòu)底部:</b></p><p>
65、各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由表3-5計(jì)算列出,圖示見下圖。</p><p> 橫向框架梁上的地震作用</p><p><b> 框架內(nèi)力計(jì)算</b></p><p> 恒載作用下的框架內(nèi)力</p><p><b> 1.彎矩分配系數(shù)</b></p><p>
66、根據(jù)上面的原則,可計(jì)算出橫向框架各桿件的桿端彎矩分配系數(shù),由于該框架為對(duì)稱結(jié)構(gòu),取框架的一半進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算,如圖3-6。</p><p><b> 節(jié)點(diǎn):</b></p><p> (相對(duì)線剛度見表3-3)</p><p> 圖3-6 橫向框架承擔(dān)的恒載及節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩</p><p> (a)恒載;(b)恒載
67、產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩</p><p><b> 節(jié)點(diǎn):</b></p><p><b> 節(jié)點(diǎn):</b></p><p><b> 節(jié)點(diǎn):</b></p><p><b> 節(jié)點(diǎn):</b></p><p><b>
68、 節(jié)點(diǎn):</b></p><p> A5、B5 A4、B4 A3、B3與相應(yīng)的、相同。</p><p><b> 2.桿件固端彎矩</b></p><p> 計(jì)算桿件固端彎矩時(shí)應(yīng)帶符號(hào),桿端彎矩一律以順時(shí)針方向?yàn)檎?,如圖3-7。</p><p> 圖3-7 桿端及節(jié)點(diǎn)彎矩正方向</
69、p><p><b> (1)橫梁固端彎矩</b></p><p><b> 1)頂層橫梁:</b></p><p><b> 自重作用:</b></p><p><b> 板傳來的恒載作用:</b></p><p><b&
70、gt; 2)二~六層橫梁:</b></p><p><b> 自重作用:</b></p><p><b> 板傳來的恒載作用:</b></p><p> (1)縱梁引起柱端附加彎矩</p><p><b> 頂層外縱梁:</b></p>&l
71、t;p><b> 樓層外縱梁:</b></p><p><b> 頂層中縱梁:</b></p><p><b> 樓層中縱梁:</b></p><p><b> 3.節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩</b></p><p> 橫向框架的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩為通過該
72、節(jié)點(diǎn)的各桿件(不包括縱向框架梁)在節(jié)點(diǎn)處的固端彎矩與通過該節(jié)點(diǎn)的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和,根據(jù)平衡原則,節(jié)點(diǎn)彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反,一律以逆時(shí)針方向?yàn)檎?,如圖2-7。</p><p><b> 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩:</b></p><p> 橫向框架的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩如圖3-6。</p><p><b> 4.內(nèi)力計(jì)算&
73、lt;/b></p><p> 根據(jù)對(duì)稱原則,只計(jì)算AB、BC跨。在進(jìn)行彎矩分配時(shí),應(yīng)將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩反號(hào)后再進(jìn)行桿件彎矩分配。</p><p> 節(jié)點(diǎn)彎矩使相交于該節(jié)點(diǎn)桿件的近端產(chǎn)生彎矩,同時(shí)也使各桿件的遠(yuǎn)端產(chǎn)生彎矩,近端產(chǎn)生的彎矩通過節(jié)點(diǎn)彎矩分配確定,遠(yuǎn)端產(chǎn)生的彎矩由傳遞系數(shù)C(近端彎矩與遠(yuǎn)端彎矩的比值, 遠(yuǎn)端固定:C=1/2;遠(yuǎn)端滑動(dòng):C=1)確定。傳遞系數(shù)與桿件遠(yuǎn)端的約束
74、形式有關(guān),如圖3-1。</p><p> 恒載彎矩分配過程如圖3-8,恒載作用下彎矩見圖3-9,梁剪力、柱軸力見圖3-10。</p><p> 節(jié)點(diǎn)分配順序:( );()</p><p> 圖3-8 恒載彎矩分配過程</p><p> 圖3-9 恒載作用下彎矩圖</p><p> 圖3-10 恒載作用下
75、梁剪力、柱軸力</p><p> 根據(jù)所求出的梁端彎矩,再通過平衡條件,即可求出恒載作用下梁剪力、柱軸,結(jié)構(gòu)見表3-6至3-9。</p><p> 表3-6 AB跨梁端剪力(KN)</p><p> 表3-7 BC跨梁端剪力(KN)</p><p> 表3-8 AB跨跨中彎矩(KN m)</p><p>
76、 表3-9 柱軸力(KN)</p><p> 活載作用下的框架內(nèi)力</p><p> 各不利荷載布置時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖不一定是對(duì)稱形式,為方便,近似采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)對(duì)稱荷載形式簡(jiǎn)化計(jì)算。</p><p><b> 1.梁固端彎矩</b></p><p><b> ?。?)頂層</b></p&g
77、t;<p> (2)二~六層橫梁:</p><p> 2.縱梁偏心引起柱端附加彎矩</p><p> 頂層外縱梁:(逆時(shí)針為正)</p><p><b> 樓層外縱梁:</b></p><p><b> 頂層中縱梁:</b></p><p> ?。▋HB
78、C跨作用活載時(shí))</p><p><b> 樓層中縱梁: </b></p><p> ?。▋HBC跨作用活載時(shí))</p><p> 3.本工程考慮如下兩種最不利組合</p><p> (1)頂層邊跨梁跨中彎矩最大,圖3-11。</p><p> ?。?)活載滿載布置,如圖3-12。</p
79、><p> 圖3-11 活荷載不利布置 圖3-12 活荷載不利布置</p><p> 4.各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩</p><p> 當(dāng)AB跨布置活載時(shí):</p><p> 當(dāng)BC跨布置活載時(shí):</p><p> 當(dāng)AB跨和BC跨布置活載時(shí):</p><p><b>
80、; 5.內(nèi)力計(jì)算:</b></p><p> 采用“迭代法”計(jì)算,迭代計(jì)算次序同恒載,如圖3-13、圖3-16。</p><p> 活載()作用下梁彎矩、剪力、軸力如圖3-14、圖3-15。</p><p> 活載()作用下梁彎矩、剪力、軸力如圖3-17、圖3-18。</p><p> 節(jié)點(diǎn)分配順序:( );()<
81、/p><p> 圖3-13 活載()迭代過程</p><p> 圖3-14活載()彎矩圖()</p><p> 圖3-15活載()剪力、軸力()</p><p> 節(jié)點(diǎn)分配順序:( );()</p><p> 圖3-16 滿跨活載迭代過程</p><p> 圖3-17 滿跨活載彎矩圖
82、()</p><p> 圖3-18滿跨活載剪力、軸力()</p><p> 根據(jù)說求出的梁端彎矩,再通過平衡條件,即可求出恒載作用下的梁剪力、柱剪力,結(jié)果見表3-10~表3-17。</p><p> 表3-10 活載()作用下AB跨梁端剪力</p><p> 表3-11 活載()作用下BC跨梁端剪力</p><
83、p> 表3-12 活載()作用下AB跨跨中彎矩</p><p> 表3-13 活載()作用下柱軸力</p><p> 表3-14 滿跨活載作用下AB跨梁端剪力 </p><p> 表3-15 滿跨活載作用下BC跨梁端剪力</p><p> 表3-16 滿跨活載作用下AB跨跨中彎矩</p><p>
84、 表3-17 滿跨活載作用下柱軸力</p><p> 風(fēng)荷載作用下的位移、內(nèi)力計(jì)算</p><p> 1.框架側(cè)移(表3-18)</p><p> 表3-18 風(fēng)載作用下框架側(cè)移</p><p><b> 2.層間側(cè)移</b></p><p> 其中0.85為位移放大系數(shù)。<
85、/p><p> 相對(duì)側(cè)移 </p><p><b> 3.頂點(diǎn)側(cè)移</b></p><p> 側(cè)移 </p><p> 相對(duì)側(cè)移 ,滿足要求。</p><
86、;p> 4.水平風(fēng)載作用下框架層間剪力(圖3-19)</p><p> 圖3-19 水平風(fēng)載作用下框架層間剪力</p><p> 表3-19 各層柱反彎點(diǎn)位置</p><p> 表3-20 風(fēng)荷載作用下框架柱剪力及柱端彎矩</p><p> 表3-21 風(fēng)載作用下梁端、跨中彎矩和剪力</p><p>
87、; 表3-22 風(fēng)載作用下柱軸力</p><p> 地震作用下橫向框架的內(nèi)力計(jì)算</p><p> 1.0.5(雪+活)重力荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計(jì)算</p><p> 按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,計(jì)算重力荷載代表值時(shí),頂層取用雪荷載,其他各層取用活荷載。當(dāng)雪荷載與活荷載相差不大時(shí),可近似按滿跨活荷載布置。</p><p> ?。?)
88、橫梁線荷載計(jì)算</p><p> 頂層橫梁:雪載 邊跨 </p><p><b> 中間跨 </b></p><p> 二~六層橫梁:活載 邊跨 </p><p><b> 中間跨 </b></p>&l
89、t;p> ?。?)縱梁引起柱端附加彎矩</p><p><b> 頂層外縱梁:</b></p><p><b> 樓層外縱梁:</b></p><p><b> 頂層中縱梁:</b></p><p><b> 樓層中縱梁:</b></p
90、><p><b> (3)計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p> 圖3-20 固端彎矩</p><p><b> ?。?)固端彎矩</b></p><p><b> 頂層橫梁:</b></p><p><b> 二~六層橫梁:</b&g
91、t;</p><p><b> ?。?)不平衡彎矩</b></p><p> ?。?)彎矩分配計(jì)算(采用迭代法)</p><p> 彎矩分配過程如圖3-31,0.5(雪+活)作用下梁、柱彎矩圖見圖3-22,梁剪力、柱軸力見圖3-23。</p><p> 根據(jù)所求出的梁端彎矩,再通過平衡條件,即可求出0.5(雪+活)作
92、用下的梁剪力、柱軸力,計(jì)算過程見表3-23~表3-26。</p><p> 節(jié)點(diǎn)分配順序:( );()</p><p> 圖3-21 0.5(雪+活)作用下迭代計(jì)算圖</p><p> 圖3-22 0.5(雪+活)作用下桿端彎矩</p><p> 圖3-23 0.5(雪+活)作用下框架柱軸力、梁剪力(根據(jù)對(duì)稱只算AB、BC跨)&
93、lt;/p><p> 2.地震作用下橫向框架的內(nèi)力計(jì)算</p><p> 地震作用下框架柱剪力及柱端彎矩計(jì)算過程見表3-27、梁端彎矩計(jì)算過程見表3-28、柱剪力和軸力計(jì)算過程見表3-29,地震作用下框架彎矩見圖3-24,框架梁剪力、柱軸力見圖3-25、3-26。</p><p> 表3-23 0.5(雪+活)作用下AB跨梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值</p>&l
94、t;p> 表3-24 0.5(雪+活)作用下BC跨梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 表3-25 0.5(雪+活)作用下AB跨跨中彎矩</p><p> 表3-26 0.5(雪+活)作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 表3-27 地震作用下橫向框架柱剪力及柱端彎矩</p><p> 注:地震作用下按倒三角分布水平力考慮
95、,根據(jù)對(duì)稱只算A、B軸。</p><p> 表3-28 地震作用下梁端彎矩</p><p> 表3-29 地震作用下梁剪力,柱軸力</p><p> 圖3-24地震作用下框架彎矩</p><p> 圖3-25地震作用下框架梁剪力、柱軸力</p><p><b> 框架內(nèi)力組合</b>
96、</p><p> 取對(duì)梁進(jìn)行調(diào)幅,調(diào)幅計(jì)算過程見表3-39。</p><p> 表3-30 彎矩調(diào)幅計(jì)算</p><p> 一般組合采用三種形式即可:</p><p> ?。?)可變荷載效應(yīng)控制時(shí):</p><p> ?。?)永久荷載效應(yīng)控制時(shí): 考慮地震作用的組合見表3-32,表3-34。</p
97、><p> 表3-31 橫向框架梁內(nèi)力組合(一般組合) (單位 )</p><p> 表3-32 橫向框架梁內(nèi)力組合(考慮地震組合)</p><p> 表3-33 橫向框架柱內(nèi)力組合(一般組合)</p><p> 表3-34 橫向框架柱內(nèi)力組合(考慮地震組合)</p>&l
98、t;p> 注:表中畫橫線數(shù)值用于基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)中。</p><p><b> 框架梁、柱截面設(shè)計(jì)</b></p><p> 經(jīng)查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》知本工程框架的抗震等級(jí)為三級(jí),所以在計(jì)算地震作用下梁、柱的配筋時(shí)需要對(duì)梁、柱內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整。</p><p> 正截面受彎承載力計(jì)算</p><p><b&g
99、t; ?。?)設(shè)計(jì)資料</b></p><p> 混凝土強(qiáng)度等級(jí):,,,查表得;</p><p> 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:HRB335,,;</p><p> 縱筋的混凝土保護(hù)層厚度;</p><p> 由彎矩設(shè)計(jì)值求配筋面積,彎矩設(shè)計(jì)值;</p><p><b> 截面尺寸 ,。<
100、/b></p><p><b> ?。?)配筋計(jì)算</b></p><p> 相對(duì)界限受壓區(qū)高度:</p><p><b> 截面抵抗矩系數(shù):</b></p><p><b> 相對(duì)受壓區(qū)高度:</b></p><p><b>
101、縱筋受拉鋼筋面積:</b></p><p><b> 縱筋的最小配筋率</b></p><p><b> 配筋率</b></p><p> 實(shí)際選用φ8@90,</p><p> ?。?)正截面受彎抗震驗(yàn)算</p><p> 因按抗震計(jì)算的配筋小于按抗彎承
102、載力計(jì)算的配筋,故取抗彎承載力的配筋。</p><p> 斜截面受剪承載力計(jì)算</p><p><b> (1)設(shè)計(jì)資料</b></p><p> 混凝土強(qiáng)度等級(jí):,,,查表得;</p><p> 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:HPB335,,箍筋間距;</p><p> 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋
103、面積,梁CE(頂層):剪力設(shè)計(jì)值;</p><p><b> 截面尺寸 ,。</b></p><p><b> ?。?)配筋計(jì)算</b></p><p><b> 當(dāng) </b></p><p> 箍筋最小直徑,箍筋最大間距</p><p><
104、b> 最小配箍面積</b></p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 斜截面受剪抗震驗(yàn)算</b></p><p><b> ?。?)設(shè)計(jì)資料</b></p><p> 截面尺寸; 箍筋肢數(shù);</p><
105、p> 剪力設(shè)計(jì)值,彎矩設(shè)計(jì)值;</p><p> 混凝土強(qiáng)度等級(jí):,,;</p><p> 縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離;</p><p> 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,箍筋間距。</p><p><b> ?。?)配筋計(jì)算</b></p><p> ,僅需按構(gòu)造配置箍筋,實(shí)配箍筋:φ8@9
106、0()</p><p> 軸向壓力設(shè)計(jì)值 N = 120.7kN, M1x = 0kN·m, M2x = 36.4kN·m, M1y = 0kN·m, </p><p> M2y = 138.16kN·m; 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度 Lcx = 3000mm, Lcy = 3000mm; </p><p> 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度 L0x
107、 = 3000mm, L0y = 3000mm </p><p> 矩形截面,截面寬度 b = 400mm,截面高度 h = 400mm </p><p> 采用對(duì)稱配筋,即:As' = As,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C20, fc = 9.55N/mm2; 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy = 300N/mm2,鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy' = 300N/mm2,鋼筋彈性模量 Es
108、= 200000N/mm2;相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ζb = 0.5500,縱筋的混凝土保護(hù)層厚度 c = 35mm; 全部縱筋最小配筋率 ρmin = 0.60%。</p><p><b> 軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算 </b></p><p> 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) φ, L0/i = Max{L0x/ix, L0y/iy} = Max{3000/115, 30
109、00/115} = Max{26, 26}= 26 ≤ 28,取 φ = 1.000 </p><p> 矩形截面面積 A = b·h = 400×400 = 160000mm2,軸壓比 Uc = N / (fc·A) = 120650/(9.55×160000) = 0.08 </p><p> 縱向鋼筋最小截面面積: </p>
110、<p> 全部縱向鋼筋的最小截面面積 As,min = A·ρmin = 160000×0.60% = 960mm2 </p><p> 一側(cè)縱向鋼筋的最小截面面積 As1,min = A·0.20% = 160000×0.20% = 320mm2 </p><p> 全部縱向鋼筋的截面面積 As' 按下式求得: </p
111、><p> N ≤ 0.9·φ·(fc·A + fy'·As') (混凝土規(guī)范式 7.3.1) </p><p> As' = [N / 0.9φ - fc·A] / (fy' - fc) = [120650/(0.9×1)-9.55×160000]/(300-9.55) = -48
112、02mm2 < As,min = 960mm2,取 As' = As,min </p><p> 考慮二階效應(yīng)后的彎矩設(shè)計(jì)值 </p><p><b> 彎矩設(shè)計(jì)值 Mx </b></p><p> lcx / ix = 3000/115 = 26 </p><p> 34 - 12(M1x / M2x)
113、 = 34-12×(0/36.4) = 34 </p><p> lcx / ix ≤ 34 - 12(M1x / M2x),可不考慮軸向壓力產(chǎn)生的附加彎矩影響 </p><p><b> 彎矩設(shè)計(jì)值 My </b></p><p> lcy / iy = 3000/115 = 26 </p><p>
114、 34 - 12(M1y / M2y) = 34-12×(0/138.16) = 34 </p><p> lcy / iy ≤ 34 - 12(M1y / M2y),可不考慮軸向壓力產(chǎn)生的附加彎矩影響 </p><p> Mx 作用下正截面偏心受壓承載力計(jì)算 </p><p><b> 初始偏心距 ei </b></p&
115、gt;<p> 附加偏心距 ea = Max{20, h/30} = Max{20, 13.3} = 20mm </p><p> 軸向壓力對(duì)截面重心的偏心距 e0 = M / N = 36400000/120650 = 301.7mm </p><p> 初始偏心距 ei = e0 + ea = 301.7+20 = 321.7mm </p><p
116、> 軸力作用點(diǎn)至受拉縱筋合力點(diǎn)的距離 e = ei + h / 2 - a = 321.7+400/2-45 = 476.7mm </p><p> 混凝土受壓區(qū)高度 x 由下列公式求得:N ≤ α1·fc·b·x + fy'·As' - σs·As,(混凝土規(guī)范式 6.2.17-1) </p><p> 當(dāng)采用
117、對(duì)稱配筋時(shí),可令 fy'·As' = σs·As,代入上式可得: </p><p> x = N / (α1·fc·b) = 120650/(1×9.55×400) = 31.6mm ≤ ξb·h0 = 195.3mm, </p><p> 屬于大偏心受壓構(gòu)件 </p><p>
118、; 當(dāng) x < 2a' 時(shí),受拉區(qū)縱筋面積 As 可按混凝土規(guī)范公式 6.2.14 求得: </p><p> N·es' ≤ fy·As·(h0 - as') </p><p> es' = ei - h / 2 + as' = 321.7-400/2+45 = 167mm </p><p&g
119、t; Asx = N·es' / [fy·(h0 - as')] = 120650*167/[300×(355-45)] = 216mm2 < As1,min = 320mm2,取 Asx' = 320mm2 </p><p> 在 My 作用下正截面偏心受壓承載力計(jì)算 </p><p><b> 初始偏心距 ei &l
120、t;/b></p><p> 附加偏心距 ea = Max{20, h/30} = Max{20, 13.3} = 20mm </p><p> 軸向壓力對(duì)截面重心的偏心距 e0 = M / N = 138160000/120650 = 1145.1mm </p><p> 初始偏心距 ei = e0 + ea = 1145.1+20 = 1165.1m
121、m </p><p> 軸力作用點(diǎn)至受拉縱筋合力點(diǎn)的距離 e = ei + h / 2 - a = 1165.1+400/2-45= 1320.1mm </p><p> 混凝土受壓區(qū)高度 x 由下列公式求得:N ≤ α1·fc·b·x + fy'·As' - σs·As,(混凝土規(guī)范式 6.2.17-1) </p
122、><p> 當(dāng)采用對(duì)稱配筋時(shí),可令 fy'·As' = σs·As,代入上式可得: </p><p> x = N / (α1·fc·b) = 120650/(1×9.55×400) = 31.6mm ≤ ξb·h0 = 195.3mm, 屬于大偏心受壓構(gòu)件 </p><p>
123、當(dāng) x < 2a' 時(shí),受拉區(qū)縱筋面積 As 可按混凝土規(guī)范公式 6.2.14 求得: </p><p> N·es' ≤ fy·As·(h0 - as') </p><p> es' = ei - h / 2 + as' = 1165.1-400/2+45 = 1010mm </p><p>
124、; Asy = N·es' / [fy·(h0 - as')] = 120650×1010/[300×(355-45)] = 1310mm2 </p><p> 實(shí)配鋼筋建議:當(dāng)角筋取 Φ18 時(shí)的計(jì)算面積: Asx ≥ 509mm2; Asy ≥ 1565mm2 (As' = 3130mm2) </p><p> X
125、向: 2Φ18+1Φ16、Asx = 710mm2、ρx = 0.44%; </p><p> Y 向: 2Φ18+3Φ22、Asy = 1649mm2、ρy = 1.03%; (As' = 3701mm2、ρ = 2.31%) </p><p> 軸向壓力設(shè)計(jì)值 N = 120.7kN, M1x = 0kN·m, M2x = 36.4kN·m, M1y
126、= 0kN·m, </p><p> M2y = 138.16kN·m; 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度 Lcx = 3000mm, Lcy = 3000mm; </p><p> 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度 L0x = 3000mm, L0y = 3000mm; 考慮地震作用組合 </p><p> 矩形截面,截面寬度 b = 400mm,截面高度 h = 400m
127、m </p><p> 采用對(duì)稱配筋,即:As' = As </p><p> 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C20, fc = 9.55N/mm2; 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy = 300N/mm2, </p><p> 鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy' = 300N/mm2,鋼筋彈性模量 Es = 200000N/mm2; </p><p&
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