建筑工程專業(yè)畢業(yè)設計計算書
第一章 建筑設計說明書
一、 建筑設計概況與主要技術經濟指標
1、 設計詳細說明
(1)、氣象條件
①、 溫度:最熱月平均30.3℃,最冷月平均3.7℃;
室外計算溫度:夏季極端最高40.1℃,冬季極端最底-9.5℃;
②、 相對濕度:最熱月平均73%;
③、 主導風向:全年為西北風,夏季為東南風,基本風壓0.35kn/m2
④、 雨雪條件:年降水量1450mm,日最大降水強度192mm/日;
暴雨降水強度3.31mm/s,100mm2;基本雪壓0.35kn/m2;
(2)、工程地質條件
擬建場地各地層由上往下依次為:
①、 人工填土,厚度1.3~2.1m,不宜做為持力層;
②、 新沖擊黏土,厚度0.4~1.2m,不宜做為持力層;
③、 沖擊粉質黏土,厚度4.5~5.6m,是較好的持力層,承載力標準值270KPa;
④、 殘積粉質黏土,厚度小于一米,是良好的持力層,承載力標準值300KPa;
⑤、 強風化泥質粉砂巖(未鉆透),是理想的持力層,承載力標準值350KPa;地下水位:地表以下2米內無侵蝕性,穩(wěn)定低水位埋深為2.3m~2.8m之間。
⑥、 抗震設防烈度按7度考慮,設計基本本地加速度值為0.15g,場地土屬中硬性,二類場地,建筑物類別為二類。
(3)、施工技術條件
“三通一平”等施工現場準備工作已經做好,各種機具、材料能滿足要求。
2、 建筑主要技術經濟指標
(1)、根據要求及地形狀況,本建筑設計為L形綜合辦公樓,建筑面積為3413.34平方米,占地面積487.52平方米。首層高3.6m,其余各層高3.6m主體為六層,總高為23.4m。建筑橫總長為23.4m,縱向總長為33.6m。
(2)、耐火等級:二級。
二、 建筑內容
1、 平面功能分析
本建筑設計中間設有走廊,兩側均有采光及兼作通風的窗,軸線寬2.1m,滿足工作人員的通行要求及疏散要求;辦公樓底層設有兩個入口,一個寬2.4m的正門,一個寬2.1m的側門,均直接通往大廳;主體內各層都設有兩樓梯,一電梯,各有單獨的入口,具體尺寸及做法詳見建筑施工圖,這也滿足了疏散的入口要求。
2、 房間布置
本辦公樓設有接待室及會客室,滿足休息要求;橫向部分的房間呈南北向布置,且在南北兩側均設有用來通風及采光的適當寬度、1.5m高的窗戶;縱向部分的房間呈東西向布置,且在東面設有寬度不等的窗戶,西面設有半透明的玻璃幕墻,滿足通風幾采光的要求,且防止了西曬。
3、 安全設施
(1)、疏散要求方面:最遠端房間的門距離樓梯距離為14.7m;兩個樓梯至少可以并列通過三個人,合乎建筑規(guī)范要求。
(2)、防火要求方面,在各個樓道內均設有消防栓。
三、 構造處理
1、 墻面構造處理
①、 內外縱橫墻為240mm厚,衛(wèi)生間的標高比室內標高低30mm。
②、 防潮處理:墻身水平防潮處理,在標高為-0.060m處鋪設3%防水劑的細石混凝土厚60mm;垂直防潮處理,在所有外墻壁窗臺標高以下采用防水砂漿。
2、 門窗選用
所有的向內開的門均采用普通的鑲板木門,進大廳的正門采用玻璃門,另一個側門則采用玻璃彈簧自動門;窗戶均采用鋁合金推拉窗,具體的構造做法詳見建筑施工圖內的門窗表。
3、 樓地面及內外墻做法
根據房間的功能不同,所采用的不同材料裝飾。具體做法詳見建筑施工圖。
4、 屋頂構造做法
采用構造找坡做法,柔性防水屋面,詳見建筑施工圖中的節(jié)點構造詳圖,屋面排水采用女兒墻內排水,天溝采用現澆天溝。
5、 樓梯構造做法
防滑采用98ZJ401-29-1,起步采用98ZJ401-28-6,欄桿做法見建筑施工圖。
四、 其它補充
1、 本設計中除標高以m為單位外,其它均以mm為單位。
2、 所以未標注的門垛寬均為240mm。
3、 室內標高為±0.000,室外標高為-0.450。
4、 所有的衛(wèi)生器具、辦公用品及家居均購買成品。
5、 設計中的未盡事宜,請參照有關建筑規(guī)范施工。
第二章 結構設計說明書
一、 設計資料
1、 建筑平面圖如建筑施工圖所示
2、 基本風壓W0=0.35KN/m2
3、 工程地質資料:自然地表下1.2m內為砂礫石(地基承載力標準值fk=240kp),其下層為圓礫石(地基承載力標準值fk=300kp),再下層為粘土層(地基承載力標準值fk=230kp)。
4、 該工程所在的長沙市地震基本烈度7度,近震。場地土為Ⅱ類。
二、 結構選型
1、 結構體系選型:采用鋼筋混凝土現澆框架結構體系(縱橫向承重框架)體系。對于六層的辦公樓,可采用鋼筋混凝土框架結構、混合結構、底層框架或內框架磚房結構。該建筑要求布置靈活,同時考慮該建筑處于7度地震區(qū),故選用框架 結構體系。由于結構承受縱橫向水平地震作用,故選用縱橫向承重框架體系。
2、 其它結構選型
(1)、屋面結構:采用現澆混凝土板作承重結構,屋面板按上人屋面的使用荷載選用。
(2)、樓層結構:所有露面均采用現澆混凝土結構。
(3)、樓梯結構:由于樓梯段水平投影長度不大于3米,故采用鋼筋混凝土板式樓梯。
(4)、天溝:采用現澆天溝。
(5)、過梁:窗過梁以及門的過梁均采用鋼筋混凝土梁,并采用可兼做過梁的框架梁做窗過梁。
(6)、基礎梁:因持力層較深,采用現澆鋼筋混凝土基礎梁。
(7)、基礎:因荷載不很大,地基承載力較大,采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。
三、 結構布置
標準層樓面及屋面結構布置圖詳見結構施工圖。
四、框架結構計算
1、 確定框架計算簡圖
假定框架柱嵌固于基礎頂面,框架梁與框架柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變,故梁跨等于柱截面行心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二樓樓面,基礎頂面標高根據地質條件、室內外高岔等定為-0.450m,二樓樓面標高為3.600m,故柱高為4.05m,其余各層的柱高從樓面算至上一層樓面(即層高),故均為3.0m。故可繪出計算簡圖如計算書內所示。
多層框架為超靜定結構,在內力計算之前,要預先估算梁、柱的截面尺寸及結構所才的材料強度等級,以求得框架中各桿的線剛度及相對線剛度。
2、 梁柱的截面尺寸大致根據下列公式估算:
框架梁:h=L/(10~18) b=h/(2~3)
框架柱:b=H/(15~20)
3、 計算線剛度
用公式I=EI/L計算,但在計算梁的剛度時,邊梁要乘以1.5,中間梁要乘以2,這是因為考慮到樓板對所起的翼緣約束作用。
4、 荷載計算
把板劃分為雙向板計算。取荷載的標準值均查閱《荷載結構規(guī)范》而來。
5、 梁主要驗算正、斜截面的承載力,柱主要驗算軸壓比幾兩者均需驗算草料強度。在驗算時活荷載按滿跨布置。
6、 內力計算
恒荷載和活荷載的內力計算均采用力矩分配發(fā),活荷載選取三種情況來計算。風荷載和地震荷載均采用反彎點法,因為梁、柱相對線剛度接近于3。其中地震荷載的作用按底部剪力法計算。
7、 內力組合
各種框架情況下的內力求的后,根據最不利又是可能的原則進行內力組合。當考慮結構塑性內力重分布的有利影響時,應在內力組合之前對豎向荷載作用下的內力進行調幅。當有地震作用時,應分別考慮恒荷載和活荷載的組合及重力荷載代表值與地震作用的組合,并比較考慮這兩種組合的內力,取最不利者。由于構件控制截面的內力值應區(qū)支坐邊緣處,為此,應先計算各梁的控制截面處的(支坐邊緣處的)內力值。為了簡化起見,也可采用軸線處的內力值,這樣計算得的鋼筋用梁比需要的鋼筋用梁略多一點。
第三章 基本資料及結構選型
一、 工程名稱:綜合辦公樓
二、 建設地點:長沙市區(qū)
三、 設計資料:
⑴基本風壓
⑵基本雪壓
⑶地面粗糙類型:C類
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⑷極端最高溫度:40.1℃ 極端最低溫度:-9.5℃
⑸工程地質條件:場地土質分布均勻。自上而下為:人工填土層,厚度1.3~2.1m,不宜作為持力層;新沖擊粘土層,厚度0.4~1.2m,不宜作為持力層;沖擊粉質粘土,厚度4.5~5.6m,是較好的持力層,承載力標準值270KPa;殘積粉質粘土,厚度<1m,是良好的持力層和下臥層,承載力標準值300KPa;強風化泥質粉砂巖(未鉆透),是理想的持力層,承載力標準值350KPa;地下水位:地表以下兩米內無侵蝕性,穩(wěn)定地下水位埋深為2.3~2.8m之間
⑹該地區(qū)抗震設防烈度為7度
⑺建筑物類別:二類
四、結構選型
1、結構體系選型:采用鋼筋混凝土現澆框架結構體系
2、其他結構選型:
⑴屋面結構:采用現澆鋼筋混凝土板做承重結構,屋面按不上人屋面事業(yè)荷載選用
⑵樓面結構:采用全部現澆鋼筋混凝土板
⑶樓梯結構:采用全部現澆鋼筋混凝土板式樓梯
⑷、天溝:采用現澆內天溝。
⑸、過梁:窗過梁以及帶雨蓬的門過梁均采用鋼筋混凝土梁,有些框架梁可兼作窗過梁使用。
⑹、基礎梁:因持力層較深,且天然地表下土質較好,采用現澆鋼筋混凝土基礎梁。
⑺、基礎:因荷載不是很大,地基承載力較大 ,采用鋼筋混凝土柱下單獨基礎。
第四章 結構布置
一、 確定框架計算簡圖
選一榀框架進行計算,假定框架柱嵌固于基礎頂面,框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變,故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至一層板底,基頂標高根據地質條件、室內外高差定為-0.45m,室外地坪至基礎頂面的高度為0.25 m,底層樓層3.6m,故底層柱高為4.3m。其余各層的柱高為各層層高,故均為3.6m。由此可繪出框架的計算簡圖如下所示:
二、 初估梁柱截面尺寸
多層框架結構為超靜定結構,在內力計算之前,先估算梁柱的截面尺寸及結構所采用強度等級,以求得框架中各桿的線剛度及相對線剛度。
混凝土強度等級:梁柱均采用C30(E=2.95×)
⑴梁的截面尺寸
按跨度大者計算,l=5400mm,h=(1/8-1/12)l=675mm-450mm,取h=600mm
b=(1/2-1/3)l=300mm-200mm,取b=250mm
故框架梁的初選截面尺寸為b×h=250mm×600mm
其慣性矩:=1/12×250×=4.5×
⑵柱的截面尺寸
按層高確定,底層H=3600mm+450mm+250mm=4300mm
b=(1/15-1/20)H=286mm-215mm,取b=400mm
h=(1-2)b=573mm-286mm, 取h=400mm
故框架柱的截面尺寸為b×h=400mm×400mm
其慣性矩:=1/12×400×=2.133×
⑶板的截面尺寸
由于=5400/3600=1.5<2,故按雙向板設計
h=(1/30-1/40)=120mm-90mm, 取h=100mm
三、 梁柱線剛度計算
由i=EI/l,得
梁:=1.5×4.5×/5400×E=12.495×E
=2×4.5×/2100×E=42.8×E
=1.5×4.5×/5400×E=12.495×E
柱:=2.133×/4300×E=4.96×E
取為基準值1,則相對線剛度表示如下:
第五章 框架結構荷載計算
一、恒載標準值計算
1、屋面
防水層(剛性)30厚細石混凝土防水 1.0
防水層(柔性)三氈四油鋪小石子 0.4
波形石棉瓦 0.2
找平層:15厚水泥砂漿 0.015m×20=0.3
保溫層:80厚礦渣水泥 0.08m×14.5=1.16
結構層:100厚現澆鋼筋混凝土板 0.1m×25=2.5
抹灰層:10厚混合砂漿 0.01m×17=0.17
合計 5.73
2、走廊及標準層樓面
小瓷磚地面(包括水泥粗砂打底) 0.55
結構層:100厚現澆鋼筋混凝土板 0.1m×25=2.5
抹灰層:10厚混合砂漿 0.01m×17=0.17
合計 3.22
3、梁自重
⑴主梁 b×h=250mm×600mm
梁自重 25×0.25m×(0.6-0.1)m=3.125
抹灰層:10厚混合砂漿 0.01m×(0.6-0.1+0.25)m×2×17=0.255
合計 3.38
⑵基礎梁 b×h=250mm×400mm
梁自重 25×0.25m×0.4m=2.5
4、柱自重 b×h=400mm×400mm
柱自重 25×0.4m×0.4m=4
抹灰重:10厚混合砂漿 0.01m×0.4m×4×17=0.27
合計 4.27
5、外縱墻自重
⑴標準層
縱墻 (3.6-1.8-0.6)m×0.24m×18=5.184
鋁合金窗 0.35×1.8m=0.63
貼瓷磚外墻面(包括水泥砂漿打底25mm)
0. 5×(3.6-1.8)m=0.9
水泥粉刷內墻面 0.36×(3.6-1.8)m=0.648
合計 7.362
⑵底層
縱墻 (3.6-1.8-0.6-0.4)m×0.24m×18=3.456
鋁合金窗 0.35×1.8m=0.63
貼瓷磚外墻面(包括水泥砂漿打底25mm)
0.5×(3.6-1.8)m=0.9
水泥粉刷內墻面 0.36×(3.6-1.8)m=0.648
合計 5.634
6、內縱墻自重
⑴標準層
縱墻 (3.6--0.6-0.9)m×0.24m×18=9.072
水泥粉刷內墻面 0.36×2.1m×2=1.512
合計 10.584
7、內隔墻自重
⑴標準層
內隔墻 (3.6-0.6)m×0.24m×9.8=7.056
水泥粉刷墻面 0.36×3m×2=2.16
合計 10.216
⑵底層
內隔墻 (3.6-0.6-0.4)m×0.24m×9.8=6.115
水泥粉刷墻面 0.36×3m×2=2.16
合計 8.275
二、活載標準值計算
1、 屋面和樓面活載標準值
不上人屋面: 0.5
樓面: 辦公室、閱覽室 2.0
樓梯、走廊 2.5
2、雪荷載 =0.8×0.35=0.28
屋面活荷載與雪荷載不同時考慮,兩者中取大值。
3、 豎向荷載下框架受荷總圖
計算簡圖如下:1
⑴A-B軸間框架梁
板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載
屋面板傳荷載:
恒載:5.73×1.8m×(1-2×+)×2=16.91
活載:0.5×1.8m×(1-2×+)×2=1.48
樓面板傳荷載:
恒載:3.22×1.8m×(1-2×+)×2=9.51
活載:2.0×1.8m×(1-2×+)×2=5.90
梁自重:3.38
A- B軸間框架梁的均布荷載為:
屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載
=3.38+16.91=20.29
活載=板傳荷載
=1.48
樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載
=3.38+9.51=12.89
活載=板傳荷載
=5.90
⑵B-C軸間框架梁
屋面板傳荷載:
恒載: 5.73×1.8m×5/8×2=12.89
活載: 0.5×1.8m×5/8×2=1.125
樓面板傳荷載:
恒載: 3.22×1.8m×5/8×2=7.245
活載: 2.5×1.8m×5/8×2=5.63
梁自重:3.38
B- C軸間框架梁的均布荷載為:
屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載
=3.38+12.89=16.27
活載=板傳荷載
=1.125
樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載
=3.38+7.245=10.625
活載=板傳荷載
=5.63
⑶C-D軸間框架梁同A-B軸間框架梁
⑷A軸柱縱向集中荷載計算
頂層柱
天溝自重 25×(0.6+0.2-0.1 )m×0.1 m+(0.6+0.2)m×(0.5+0.36)=2.44
頂層柱恒載=天溝自重+梁自重+板傳荷載
=2.44×3.6 m+3.38×(3.6-0.4)m+16.91 ×3.6m+5.73×1.8m×5/8×3.6m
=74.76KN
頂層柱活載=板傳活載
=1.55×3.6m/2+0.5×1.8m×3.6m×5/8
=4.82KN
標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載
=7.362×(3.6-0.4)m+3.38×(3.6-0.4)m+9.97×3.6m/2+3.22×1.8m ×3.6 m×5/8
=65.36KN
標準層柱活載=板傳活載
=6.19×3.6m/2+2.0×1.8 m×5/8×3.6m
=19.24KN
基礎頂面恒載=底層外縱墻自重+基礎梁自重
=5.364×(3.6-0.4)m +2.5×(3.6-0.4)m
=26.03KN
⑸B軸柱縱向集中荷載計算
頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載
=3.38×(3.6-0.4)m +16.91×3.6m +5.73×1.8m ×3.6m ×5/8+5.73×1.8m×3.6m×0.82+5.73×1.8m ×0.9m ×5/8
87.16KN
頂層柱活載=板傳活載
= 1.55×3.6m/2 +0.5×1.8m ×3.6m ×5/8+2.0×1.8m×3.6m×0.82+2.0×1.8m ×0.9m ×5/8
=18KN
標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載
= 3.38×(3.6-0.4)m+10.584×(3.6-0.4)m+9.97×3.6m/2+3.22×1.8m ×3.6 m×5/8+3.22×1.8m ×3.6 m×5/8+3.22×1.8m ×0.9m×5/8
=96.9KN
標準層柱活載=板傳活載
=6.19×3.6m/2+ 2.0×1.8m ×3.6 m×5/8+2.5×1.8m ×3.6 m×0.82+2.5×1.8m ×0.9m×5/8
=35.7KN
基礎頂面恒載=底層內縱墻自重+基礎梁自重
=10.584×(3.6-0.4)m +2.5×(3.6-0.4)m
=41.87KN
⑹C軸柱同B軸
⑺D軸柱同A軸
4、 風荷載計算
作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的風荷載標準值:
風荷載標準值公式如下:ωK=βzμsμzω0
《荷載規(guī)范》規(guī)定,高度小于30m或高寬比小于1.5的房屋結構,允許不考慮風荷載的動力影響,即取β=1.0。
風荷載體型系數μS,查《荷載規(guī)范》表7.3.1的30項次得:μS=0.8-0=0.8
風壓高度變化系數μz,查《荷載規(guī)范》表7.2.1,地面粗糙度類別為C類,并結合以內差法得:
離地面高度 Z(m)
3.6
7.2
10.8
14.4
18.0
21.6
μz
0.53
0.74
0.74
0.74
0.8
0.87
設計資料提供:ω0=0.35KN/m2。
=1.0×0.8×0.53×0.35=0.15
=1.0×0.8×0.74×0.35=0.21
=1.0×0.8×0.74×0.35=0.21
=1.0×0.8×0.74×0.35=0.21
=1.0×0.8×0.8×0.35=0.22
=1.0×0.8×0.87×0.35=0.24
轉化為集中荷載:
6層: Fw6k=0.24×3.6/2×(3.6+1.8)=2.33KN
5層: Fw5k=0.22×3.6/2×(3.6+3.6)=2.85KN
4層: Fw4k=0.21×3.6/2×(3.6+3.6)=2.72KN
3層: Fw3k=0.21×3.6/2×(3.6+3.6)=2.72KN
2層: Fw2k=0.21×3.6/2×(3.6+3.6)=2.72KN
1層: Fw1k=0.15×3.6/2×(3.6+3.6)=1.94KN
5、 風荷載作用下的側移驗算
⑴橫向2-6層D值計算
(KN/m)
A軸柱
0.559
7557
B軸柱
0.848
11464
C軸柱
0.848
11464
D軸柱
0.559
7557
橫向底層D值計算:
(KN/m)
A軸柱
0.669
9044
B軸柱
0.886
11977
C軸柱
0.886
11977
D軸柱
0.669
9144
⑵風荷載作用下框架側移計算
水平荷載作用下框架的層間側移按下式計算:
第一層的層間側移值求出以后,就可以計算各樓板標高處的側移值的頂點側移值,各層樓板標高處的側移值是該層以下各層層間側移之和。頂點側移是所有各層層間側移之和。
J層側移
頂點側移
框架在風荷載作用下側移計算如下:
層次
/KN
/KN
(KN/m)
/ m
/h
6
2.33
2.33
38042
0.0001
1/36000
5
2.85
5.18
38042
0.0001
1/36000
4
2.72
7.90
38042
0.0002
1/18000
3
2.72
10.62
38042
0.0003
1/12000
2
2.72
13.34
38042
0.0004
1/9000
1
1.94
15.28
42042
0.0004
1/9000
=0.0015m
側移驗算:
層間側移最大值:1/9000<1/550 (滿足)
6、 水平地震作用計算
本建筑建筑高度為23.4m,且高度和剛度沿高度均勻分布,可采用底部剪力法計算地震作用。
⑴作用于屋面梁及各層樓面梁處的重力荷載代表值:
=74.76+87.16+87.16+74.76=323.84(KN)
==(65.36+19.24)×2+(96.9+35.7)×2
=434.4(KN)
⑵框架自震周期計算:
H=23.4m B=12.9m
得出 =0.491s
⑶多遇水平地震作用標準值及位移的計算
由設防烈度微度,場地土二類。查得,
則橫向地震影響系數:==0.059
=0.491>1.4=0.49 則
=0.059×(323.84+434.4×5)×0.85=125.16(KN)
=0.1092×125.16=13.67(KN)
則每層計算如下:
層次
或
6
323.84
21.6
6994.94
31452.54
42.42
5
434.4
18
7819.20
32.14
4
434.4
14.4
6255.36
25.71
3
434.4
10.8
4691.52
19.28
2
434.4
7.2
3127.68
12.86
1
434.4
3.6
1563.84
6.43
層次
/h
6
42.42
42.42
38042
0.0011
1/3273
5
32.14
74.56
38042
0.0020
1/1800
4
25.71
100.27
38042
0.0026
1/1385
3
19.28
119.55
38042
0.0031
1/1161
2
12.86
132.41
38042
0.0035
1/1029
1
6.43
138.84
42042
0.0033
1/1091
頂點位移:0.0156/23.4=1/666<1/550 (滿足)
第六章 框架內力計算
為簡化計算,考慮如下幾種單獨受荷情況:
⑴恒載作用;
⑵活荷載作用于A-B軸跨間;
⑶活荷載作用于B-C軸跨間;
⑷風荷載作用(從左向右或從右向左);
⑸橫向水平地震作用(從左向右或從右向左);
對于⑴、⑵、⑶種情況,框架在豎向荷載作用下,采用力矩分配法進行計算,對于第⑷、⑸種情況,框架在水平荷載作用下,采用分層法進行計算。
一、恒載作用下的內力計算
1 、 恒載作用下引起的桿端彎矩計算(轉化為設計值)
均布荷載引起的:
屋面梁的固端彎矩:
樓面梁固端彎矩:
恒載引起的不平衡彎矩:
則恒載作用下的M圖如下所示:(單位:)
恒載作用下的剪力圖如下所示:(單位:KN)
恒載作用下的N圖:(單位:KN)
其中包括梁傳來的荷載及梁自重。
梁自重設計值為: 1.2×0.4×0.4×25×3.6=17.28(KN)
二、活載作用下的內力計算
活載設計值=活載標準值×1.4
采用分層法,除底層外,其他各層柱的線剛度均乘0.9,且相應的傳遞系數為1/3。(底層為1/2)
1、 頂層:由于屋面活載較小,不考慮活載最不利,將活載滿跨布置。
2、 其他層
為便于內力組合,將活荷載分跨進行布置。
⑴AB跨布置活荷載時:
⑵BC跨布置活載時
三、風荷載作用下的內力計算
⑴先求各柱V值:風荷載設計值=風荷載標準值×1.4。用D值法進行計算。
6層 5層
2.53
11.18
11.18
2.53
2.53
11.18
11.18
2.53
0.56
0.85
0.85
0.56
0.56
0.85
0.85
0.56
0.56
0.85
0.85
0.56
0.56
0.85
0.85
0.56
0. 65
0.98
0.98
0.65
1.44
2.19
2.19
1.44
4層 3層
2.53
11.18
11.18
2.53
2.53
11.18
11.18
2.53
0.56
0.85
0.85
0.56
0.56
0.85
0.85
0.56
0.56
0.85
0.85
0.56
0.56
0.85
0.85
0.56
2.20
3.33
3.33
2.20
2.95
4.48
4.48
2.95
2層 1層
2.53
11.18
11.18
2.53
2.53
11.18
11.18
2.53
0.56
0.85
0.85
0.56
0.67
0.89
0.89
0.67
0.56
0.85
0.85
0.56
0.67
0.89
0.89
0.67
3.71
5.63
5.63
3.71
4.60
6.10
6.10
4.60
⑵求反彎點高度
層次 六層(m=6 n=6 h=3.6m)
柱號
0.6
0.25
1.0
0
0
0
1.0
0
0.9
1.19
0.40
1.0
0
0
0
1.0
0
1.44
1.19
0.40
1.0
0
0
0
1.0
0
1.44
0.6
0.25
1.0
0
0
0
1.0
0
0.9
層次 五層(m=6 n=5 h=3.6m)
柱號
0.6
0.35
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.26
1.19
0.45
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.62
1.19
0.45
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.62
0.6
0.35
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.26
層次 四層(m=6 n=4 h=3.6m)
柱號
0.6
0.40
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.44
1.19
0.45
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.62
1.19
0.45
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.62
0.6
0.40
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.44
層次 三層(m=6 n=3 h=3.6m)
柱號
0.6
0.45
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.62
1.19
0.50
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.80
1.19
0.50
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.80
0.6
0.45
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.62
層次 二層(m=6 n=2 h=3.6m)
柱號
0.6
0.50
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.80
1.19
0.50
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.80
1.19
0.50
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.80
0.6
0.50
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.80
層次 一層(m=6 n=1 h=3.6m)
柱號
0.6
0.70
1.0
0
1.0
0
1.0
0
2.52
1.19
0.55
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.98
1.19
0.55
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.98
0.6
0.70
1.0
0
1.0
0
1.0
0
2.52
⑶風荷載作用下框架內力值
柱上端彎矩:
柱下端彎矩:
梁端彎矩:先求每個節(jié)點柱端彎矩之和,然后按梁的線剛度進行分配。
從左向右吹的情況:
其M圖如下所示:(單位:)
V圖如下所示:(單位:KN)
N 圖如下所示:(單位:KN)
從右向左吹風的情況與以上三圖相反。
四、地震荷載作用下的內力計算
橫向水平地震作用下的框架柱剪力和柱彎矩標準值的計算。
A軸柱:
層次
h/m
6
3.6
42.42
38042
7557
0.19
8.06
0.6
0.9
7.25
21.76
5
3.6
74.56
38042
7557
0.19
14.71
0.6
1.26
17.85
33.16
4
3.6
100.27
38042
7557
0.19
19.05
0.6
1.44
27.43
41.15
3
3.6
119.55
38042
7557
0.19
22.72
0.6
1.62
36.81
44.99
2
3.6
132.41
38042
7557
0.19
25.16
0.6
1.8
45.29
45.29
1
3.6
138.84
42042
9044
0.22
30.55
0.6
2.52
76.99
32.99
B軸柱:
層次
h/m
/KN
/
6
3.6
42.42
38042
11464
0.31
13.15
1.19
1.44
18.94
28.40
5
3.6
74.56
38042
11464
0.31
23.11
1.19
1.62
37.44
45.76
4
3.6
100.27
38042
11464
0.31
31.08
1.19
1.62
50.35
61.54
3
3.6
119.55
38042
11464
0.31
37.06
1.19
1.80
66.71
66.71
2
3.6
132.41
38042
11464
0.31
41.05
1.19
1.80
73.89
73.89
1
3.6
138.84
42042
11977
0.28
38.88
1.19
1.98
76.98
62.99
得出從左向右時橫向水平地震作用下的M圖(單位:)
N圖(單位:KN)
V圖(單位:KN)如下所示:
五、與地震作用相結合的重力荷載代表值作用下的內力計算
屋面梁的線荷載設計值=恒載+0.5雪荷載
=(20.29+0.5×0.8×0.35×3.6)×1.2=24.95KN/m
樓面梁的線荷載設計值=恒載+0.5活荷載
=(12.89+0.5×2.0×3.6)×1.2=19.795KN/m
其中走廊=(12.89+0.5×2.5×3.6)×1.2=20.87KN/m
屋面梁固端彎矩:
樓面梁固端彎矩:
恒載引起的不平衡彎矩:
得出重力荷載代表值作用下的M圖(單位:)
N圖(單位:KN)
V圖(單位:KN)如下所示:
第七章 框架內力組合
各種荷載情況下的框架內力求得后,根據最不利又是可能的原則進行內力組合。當考慮結構塑性內力重分布的有利影響,應在內力組合之前對豎向荷載作用下的內力進行調幅。當有地震作用時,應分別考慮橫荷載和活荷載代表值與地震荷載作用的組合,并比較二種組合內力,取最不利者。由于構件控制截面的內力值應取自支座邊緣處,為此,在進行組合之前,應先計算各控制截面(支座邊緣處)的內力值。
- 73 -
用于承載力計算框架梁荷載效應基本組合表 AB梁(非抗震)
恒載
活載
活載
活載
左風
右風
Mmax相應的V
Mmin相應的V
Vmax相應的M
1
2
3
4
5
6
組合項目
值
組合項目
值
組合項目
值
6左
M
-25.42
-1.45
-1.45
-1.45
1.7
-1.7
1+2+3+4+0.6*6
-30.79
1+2+3+4+0.6*6
-30.79
V
46.83
3.17
3.17
3.17
-0.43
0.43
56.6
56.6
6中
M
27.08
1.71
1.71
1.71
0.54
-0.54
1+2+3+4+0.6*5
32.53
V
6右
M
-68.34
-5.92
-5.92
-5.92
-0.61
0.61
1+2+3+4+0.6*5
-86.47
1+2+3+4+0.6*5
-86.47
V
-62.73
-4.83
-4.83
-4.83
-0.43
0.43
-77.48
-77.48
1左
M
-24.82
-9.17
0.22
-0.35
11.6
-11.6
1+0.7*2+0.7*4+6
-43.08
1+2+3+4+0.6*6
-41.08
V
28.78
13.76
0.18
0.38
-3.21
3.21
41.89
45.03
1中
M
13.58
6.48
-0.29
-0.64
2.92
-2.92
1+2+0.6*5
21.81
V
1右
M
-41.97
-20.88
-0.76
1.69
-5.76
5.76
1+2+3+0.6*5
-66.87
1+2+0.6*5
-66.31
V
-40.82
-18
0.18
0.38
-3.21
3.21
-60.57
-60.75
用于承載力計算框架梁荷載效應基本組合表 BC梁(非抗震)
恒載
活載
活載
活載
左風
右風
Mmax相應的V
Mmin相應的V
Vmax相應的M
1
2
3
4
5
6
組合項目
值
組合項目
值
組合項目
值
6左
M
-55.79
-5.56
-5.56
-5.56
1.55
-1.55
1+2+3+4+0.6*6
-73.4
1+6
-57.34
V
17.08
-0.18
-0.18
-0.18
-1.48
1.48
17.43
18.56
6中
M
-46.82
-5.26
-5.26
-5.26
0
0
1+2+3+4
-62.6
V
6右
M
-55.79
-5.56
-5.56
-5.56
-1.55
1.55
1+2+3+4+0.6*5
-73.4
1+0.7*(2+3+4)+5
-69.02
V
-17.08
-0.18
-0.18
-0.18
-1.48
1.48
-18.51
-18.94
1左
M
-27.88
-17.25
-1.3
2.89
14.8
-14.8
1+0.7*2+0.7*4+6
-43.08
1+2+3+0.6*6
-55.31
V
11.16
9.59
15.2
-9.59
-14.1
14.1
41.89
44.41
1中
M
-22.02
-7.17
1.8
-7.17
0
0
1+2+0.6*5
21.81
V
1右
M
-27.88
2.89
-1.3
-17.25
-14.8
14.8
1+2+3+0.6*5
-66.87
1+0.7*4+5
-54.76
V
-11.06
9.59
15.2
-9.59
-14.1
14.1
-60.57
-31.87
用于承載力計算框架柱荷載效應基本組合表 A軸柱(非抗震)
恒載
活載
活載
活載
左風
右風
Nmax相應的M
Nmin相應的M
Mmax相應的V
1
2
3
4
5
6
組合項目
值
組合項目
值
組合項目
值
6上
M
18.69
1.45
1.45
1.45
-1.7
1.7
1+2+3+4+0.6*6
24.06
1+5
16.99
1+2+3+4+0.6*6
24.06
N
121.59
3.17
3.17
3.17
-0.43
0.43
131.56
121.16
131.36
6下
M
-15.36
-0.48
-0.48
-0.48
0.57
-0.57
1+2+3+4+0.6*6
-17.14
1+5
-14.79
1+5
-14.79
N
138.87
3.17
3.17
3.17
-0.43
0.43
148.64
138.44
138.44
V
9.46
-0.54
-0.54
-0.54
0.43
-0.43
7.58
9.89
9.89
1上
M
9.48
1.53
-0.08
-0.18
-5.07
5.07
1+2+3+4+0.6*6
15.82
1+5
4.41
1+0.7*2+6
14.49
N
678.69
71.88
4.07
3.55
-11.64
11.64
765.17
667.05
740.65
1下
M
-15.36
-4.58
0.03
0.2
11.82
-11.82
1+2+3+4+0.6*6
-26.8
1+5
-3.54
1+0.7*2+6
-30.39
N
695.97
71.88
4.07
3.55
-11.64
11.64
782.45
684.33
757.93
V
2.64
-1.7
0.04
-0.07
3.21
-3.21
-1.02
5.85
-1.76
用于承載力計算框架柱荷載效應基本組合表 B軸柱(非抗震)
恒載
活載
活載
活載
左風
右風
Nmax相應的M
Nmin相應的M
Mmax相應的V
1
2
3
4
5
6
組合項目
值
組合項目
值
組合項目
值
6上
M
-12.56
-0.36
-0.36
-0.36
-2.16
2.16
1+2+3+4+0.6*6
-14.94
1+5
-14.72
1+0.7*(2+3+4)+5
-15.48
N
104.24
6.01
6.01
6.01
-1.05
1.05
122.9
103.19
115.81
6下
M
11.41
0.12
0.12
0.12
1.44
-1.44
1+2+3+4+0.6*6
10.91
1+5
12.85
1+0.7*(2+3+4)+5
13.1
N
121.52
6.01
6.01
6.01
-1.05
1.05
140.18
12