华北水利水电学院本科毕业设计
建筑总说明
1 工程概况
1.1 工程名称:郑州市某公司办公楼 1.2 建设地点:郑州市市区 1.3 使用功能:用于工作人员办公
1.4 结构形式:五层框架体系,建筑平面图如图1-1所示。 1.5 建筑面积:约4200㎡
1.6 建筑高度:每层层高3.6m,总建筑高度18.6m
1.7 地质情况:地基土以粘性土为主,建筑场地类别为Ⅱ类,地基承载力为
190kN/㎡。
1.8 主导风向:全年为西北风,夏季为东南风,基本风压:0.45kN/m2 1.9 风雪条件:基本雪压0.35kN/m2
1.10 抗震设防烈度:7度设防烈度,建筑物抗震等级为Ⅲ级,设计基本地震加
速度0.15g。 1.11 材料选用:
上部主体结构混凝土采用C30混凝土,纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。基础主体结构采用C30混凝土,垫层采用C15混凝土,受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。
墙体均采用混凝土空心砌块,外墙厚200,内墙厚200。 窗采用塑钢窗,除大门为玻璃门外,其余门为木门。
2 建筑做法
2.1 楼面做法(中南标楼6):
12厚1:2水泥砂浆结合层
素水泥浆结合层一遍 18厚1:3水泥砂浆找平层 素水泥浆结合层一遍 结构层:120mm厚现浇钢筋混凝土板
2.2 屋面做法:(中南标屋15:高聚物改性沥青卷材防水屋面)
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三毡四油 铺绿豆砂 刷冷底子油一遍
20厚1:2.5水泥砂浆找平层
20厚(最薄处)1:8水泥珍珠岩或水泥加气混凝土碎渣找2%坡 干铺100厚加气混凝土砌块 钢筋混凝土屋面板
2.3 墙身做法:内墙:水泥砂浆墙面(中南标内墙7) 刷801胶,素水泥浆一遍配合比为1:4 15厚2:1:8水泥石灰砂浆,分两次抹灰 刷素水泥砂浆一遍
外墙:水刷石外墙面(中南标外墙6) 15厚1:3水泥砂浆 刷素水泥浆一遍
10厚1:1.5水泥石子,水刷表面 2.4 散水做法:细石混凝土散水(中南标散2)
40mm厚细石混凝土,面上加5mm厚1:1水泥砂浆随打随抹光150mm厚三七灰土 素土夯实,向外坡4%
2.5 门窗:外窗采用塑钢门窗,门为木门。
3 结构选型
3.1 结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。如图1-1所示: 3.2 屋面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖。刚柔性相结合的屋面,屋面板厚
120mm。
3.3 楼面结构:采用现浇混凝土肋型楼盖,楼面板厚120mm。 3.4 楼梯结构:采用钢筋混凝土板式楼梯。
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图
1-1 办公楼平面布置图
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结构计算书
1框架计算简图
1.1 框架计算单元(如图1-1所示)
取⑦轴上的一榀框架计算。假设框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面。室外地面既定标高为-0.45m。
1.2 梁柱截面初选:
1.2.1 梁截面初选
横向框架梁:h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12)×5400=(675~450)mm ,取h=600mm, b=400mm。
纵向框架梁:h=(1/8~1/12)×8400=(1050~700)mm,取h=700mm, b=300mm。 1.2.2 柱截面初选
N柱截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按公式:N=βFgEn,Ac≥ 估
[μN]fc算,仅估算底层柱。
该框架结构,建筑总高度按19.05m算,小于30m,设防烈度为7度近震,
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查《建筑抗震设计规范》得,该框架结构为三级抗震,其轴压比限值为
[?N]?0.9。由图1-1结构图可知,中柱的负载面积为(2.7+1.1)×7.8=31.92m2。
层数n=5, C30混凝土,fc=14.3Mpa。
则:竖向荷载产生的轴力估计值为:Nv=1.25×12×31.92×5=2394 kN/m2 水平荷载增大系数按1.5估算,即:N=1.5 Nv=1.1×2394=2633.4 kN/m2
2633.4?103Ac??204615mm2
0.9?14.3故取柱截面为正方形,根据上述计算结果并综合考虑,本设计各柱截面尺寸从底层到顶层都取为500mm×500m
2 梁柱线刚度计算
为防止底层侧移过大,在室外地平处设为基础顶面底层高度为3600+900=4550mm。计算简图如图2-1所示。各梁柱线刚度经计算后示于图2-1中。其中,在求梁截面惯性矩时,考虑到现浇板的作用,对于中框架梁取I=2Io。
2E?BC、DE梁:i?1?0.63?0.312?20?10?4E(m3) 5.41?0.53?0.312CD梁:i??28?10?4E(m3) 2.21E??0.53?0.512上部各柱:i上??14.5?10?4E(m3)底层各柱3.62E?E?i上?1?0.53?0.512?11.5?10?4E(m3)4.55第5页
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图2-1 梁柱线刚度示意图 i?10?4E(m3)
3荷载计算
3.1 恒载计算
3.1.1 屋面框架梁线荷载标准值
中南标屋面15 2.26kN/㎡ 结构层:120mm厚现浇钢筋混凝土板 0.12×25=3 kN/㎡ 抹灰层:中南标 15厚石灰砂浆 0.24kN2/ m屋面恒荷载汇总 5.5kN/2 m
3.1.1.1框架梁及粉刷自重
框架梁自重 0.3×0.6×25=4.5kN/m 粱粉刷 2×(0.6-0.12)×0.02×17=0.326kN/m
3.1.1.2 梁线荷载标准值
(a)边跨(BC、DE)线荷载标准值
自重均布 g5BC1=g5DE1=4.83kN/m
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恒载传来梯形 g5BC2=g5DE2=5.5×4.2=23.1 kN/m
(b)中跨(CD)线荷载标准值
自重均布 gCD1=0.3×0.5×25+2×(0.5-0.12) ×0.02×17=4.0kN/m
恒载传来三角形形 gCD2=5.5?2.2=12.1 kN/m
3.1.2 楼面框架梁线荷载标准值 3.1.2.1楼面恒载标准值计算
中南标楼面6 0.65kN/m2 120厚钢筋混凝土板 3kN/m2 抹灰层中南标顶2-17厚粉刷石膏砂浆 0.24 kN/m2 汇总: 3.89 kN/m2 3.1.2.2 框架梁及粉刷自重(均布) 边跨 4.83kN/m 中跨 4.0kN/m 3.1.2.3 楼面框架梁上的线荷载标准值 边跨 自重 gBC1=gDE1=4.83kN/m
恒载梯形 gBC2=gDE2=3.89×4.2=16.3 kN/m 中跨 自重 gCD1= 4.0kN/m 恒载三角形 gBC2=gDE2=3.89×2.2=8.6kN/m
3.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值 3.1.3.1顶层边节点集中荷载
边柱纵向框架梁自重 0.3?0.7?8.4?25?44.1kN 边柱纵向框架粱粉刷 2?(0.7-0.12)?0.02?8.4?17?3.3kN 0.6米高女儿墙自重 0.6?0.2?8.4?11.8?11.9kN 0.6米高女儿墙粉刷 0.6?0.02?8.4?17?1.71kN 纵向框架梁传来屋面自重 0.5?4.2?0.5?4.2?5.5?24.3kN
次梁传来屋面自重 0.5?(8.4?1.2)?2.1?5.5?55.44kN
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汇总 G5B?G5E?140.75kN 3.1.3.2顶层中节点集中荷载
中柱纵向框架梁自重 0.3?0.7?8.4?25?44.1kN 中柱纵向框架粱粉刷 2 ?(0.7-0.12)?0.02?8.4?17?3.3kN 纵向框架梁传来屋面自重 0.5?4.2?0.5?4.2?5.5?24.3kN 次梁传来屋面自重 0.5?(8.4?1.2)?2.1?5.5?55.44kN 汇总 G5C?G5D?127.14kN
3.1.4楼面框架节点集中荷载标准值
3.1.4.1中间层边节点集中荷载
边柱纵向框架梁自重 0.3?0.7?8.4?25?44.1kN 边柱纵向框架梁粉刷 2 ?(0.7-0.12)?0.02?8.4?17?3.3kN 铝合金窗自重 2.1?2.1?0.35?1.54kN 窗下墙体自重
2?0.8?(8.4-0.5)?11.8?14.9Nk
窗下墙体粉刷 2?0.02?0.8?7.9?17?4.3kN 窗边墙体自重 (2.1-0.5)?(3.6?0.7?0.8)?0.2?11.8?7.93kN 窗边墙体粉刷 12?0.02?(2.1?0.5)?2.1?17?2.3kN 框架柱自重 0.5?0.5?3.6?25?22.5kN
框架柱粉刷 2.45kN 纵向框架梁传来楼面自重 0.5?4.2?0.5?4.2?3.89?17.15kN 次梁传来楼面自重 (5.4?1.2)?0.5?2.1?3.89?26.96kN 汇总 GB?GE?147.43kN 3.1.4.2 中间层节点集中荷载
中柱纵向框架梁自重 0.3?0.7?8.4?25?44.1kN 中柱纵向框架梁粉刷 2 ?(0.7-0.12)?0.02?8.4?17?3.3kN 框架柱自重 0.5?0.5?3.6?25?22.5kN 框架柱粉刷 2.45kN
中柱纵向框架梁传来墙面自重 0.5?4.2?0.5?4.2?5.5?24.3kN 次梁传来楼面自重 (5.4?1.2)?0.5?2.1?3.89?26.96kN
N GC?GD?211.3k第8页
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3.2 楼面活荷载计算
P5BC?P5DE?2?4.2?8.4KN/m
P5CD?2?2.2?4.4KN/m
P5B?P5E?0.5?4.2?0.5?4.2?2?(5.4?1.2)?0.5?2.1?2?22.68KN/mP5C?P5D?0.5?4.2?4.2?0.5?2?(5.4?1.2)?0.5?2.1?2?(8.4?8.4?2.2)?0.5?2.2 ?38.74KN/m
P5B?P5E?PB?PE?22.68KN/m
P5C?P5D?PC?PD?38.74KN/m
PBC?PDE?P5BC?P5DE?8.4KN/m PCD?P5CD?4.4KN/m
3.3 风荷载
风荷载标准值计算公式为:
因结构高度H=19.05m<30m,高宽比19.05/18.9=1.0<1.5,可取 。
本结构近似为一字型 ,风压高度变化系数可根据各层标高处的H,查风压高度变化系数 (C类)得标准高度 值。本例基本风压为0.45kN/m2。仍取⑩轴横向框架,其负载宽度为8.4m,则沿房屋高度的分布风荷载标准值:
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表3-1 风荷载计算
层 Hi ?z ?z ?0( kN/m2) hi(m) q1kN/m q2kN/m Fk( kN) 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.60 3.60 3.60 3.60 3.60 4.55 3.78 3.57 3.47 3.11 3.024 3.024 2.36 2.23 2.17 1.95 1.89 1.89 --- 14.0 19.93 18.61 20.2 20.02 女 19.55 1.25 1.0 5 18.95 1.18 1.0 4 15.35 1.15 1.0 3 11.75 1.03 1.0 2 8.150 1.0 1.0 1 4.550 1.0 1.0
q(z)?8.4?0.45?z?s?z?3.78?s?zFk??z?z?s?0(hi?hj)B/2
根据各楼层标高处的高度 ,差得 代入上式,可得各楼层标高处的 ,查得的结果见表3-1。其中,其中,
q1(z)为迎风面,
q2(z)为背风面值。
图3-3 等效节点集中风荷载(单位:kN)
3.4 水平地震作用
该建筑物的高度为H=19.05m<40m,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高
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度均匀分布,故可采用底部剪力法来计算水平地震作用。 3.4.1重力荷载代表值计算
屋面处重力荷载代表值=结构和配件之中标准值+0.5?雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和配件之中标准值+0.5?楼面活荷载标准值 3.4.1.1屋面处的重力荷载标准值计算
G女?(49.2?13)?2?0.6?0.2?11.8?176.2kN G板?5.5?49.2?13?3517.8kN
G梁=4?(49.2-6?0.5)?(0.3?0.7?25+0.02?0.7?17?2)+14?(5.4-0.5)
?(0.3?0.6?25+0.02?0.6?17?2)+11?(5.4-0.3)?(0.3?0.5?25+0.02?0.5?17?2)=1624.1kN
G柱?3.6 ?32 ?(0.5?0.5?25?0.02?0.5?17?4)?798.3kN G外纵墙?2?(3.6-0.7)?49.2?0.2?11.8(-1.9?2.1?2.1?2?2.1?2.4?2?1.5?0.9?2?1.5?2.1)?0.2?11.8?(19?2.1?2.1?2?2.4?2.1?2?1.5?0.9?2?1.5?2.1)?0.35?496.6kN
G内纵墙?673-20?2.1?1.1?0.2?11.8?20?2.1?1.1?0.6(-1.2?2.1?3.1?2?(3.6-0.7))11.8?0.2 ?543.3kN
G外横墙=(3.6-0.6)?2?13?0.2?11.8-0.9?2.1?0.2?11.8-0.9?2.1?0.2?11.8-(3.6-0.5)
?(2.2-0.5)?11.8?0.2+0.9?2.1?0.35=167.9kN
G内横墙?(3.6-0.5)?(5.4-0.2)?11?11.8?0.2?9?(3.6-0.6)?(5.4-0.5)?11.8?0.2?730.2kN
0.5屋面活荷载=0.5?0.5?49.2?13?159.9kN
汇总: G5?8187.3kN
3.4.1.2二~四层楼面处重力荷载标准值
G板?3.89?(49.2?13-5.4?3.6?2)?5.28?3.6?5.4?2?2542.1kN G柱?3.6 ?32 ?(0.5?0.5?25?0.02?0.5?17?4)?798.3kN
G梁=4?(49.2-6?0.5)?(0.3?0.7?25+0.02?0.7?17?2)+14?(5.4-0.5)
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?(0.3?0.6?25+0.02?0.6?17?2)+11?(5.4-0.3)?(0.3?0.5?25+0.02?0.5?17*2)=1624.1kN
G外纵墙?2?(3.6-0.7)?49.2?0.2?11.8(-1.9?2.1?2.1?2?2.1?2.4?2?1.5?0.9?2?1.5?2.1)?0.2?11.8?(19?2.1?2.1?2?2.4?2.1?2?1.5?0.9?2?1.5?2.1)?0.35?496.6kN
G内纵墙?673-20?2.1?1.1?0.2?11.8?20?2.1?1.1?0.6(-1.2?2.1?3.1?2?(3.6-0.7))11.8?0.2 ?543.3kN
G外横墙=(3.6-0.6)?2?13?0.2?11.8-0.9?2.1?0.2?11.8-0.9?2.1?0.2?11.8-(3.6-0.5)
?(2.2-0.5)?11.8?0.2+0.9?2.1?0.35=167.9kN
G内横墙?(3.6-0.5)?(5.4-0.2)?11?11.8?0.2?9?(3.6-0.6)?(5.4-0.5)?11.8?0.2?730.2kN
0.5屋面活荷载:
0.5?2?(49.2?13-5.4?3.6?2)?0.5?2.5?2.2?49.2?736.02kN
总汇 G中间层7611.5kN
3.4.1.3一层楼面处重力荷载代表值
G板?3.89?(49.2?13-5.4?3.6?2)?5.28?3.6?5.4?2?2542.1kN G柱?3.6 ?32 ?(0.5?0.5?25?0.02?0.5?17?4)?798.3kN
G梁=4?(49.2-6?0.5)?(0.3?0.7?25+0.02?0.7?17?2)+14?(5.4-0.5)
?(0.3?0.6?25+0.02?0.6?17?2)+11?(5.4-0.3)?(0.3?0.5?25+0.02?0.5?17?2)=1624.1kN
G外纵墙?2?(3.6-0.7)?49.2?0.2?11.8(-1.9?2.1?2.1?2?2.1?2.4?2?1.5?0.9?2?1.5?2.1)?0.2?11.8?(19?2.1?2.1?2?2.4?2.1?2?1.5?0.9?2?1.5?2.1)?0.35?496.6kN
G内纵墙?673-20?2.1?1.1?0.2?11.8?20?2.1?1.1?0.6(-1.2?2.1?3.1?2?(3.6-0.7))11.8?0.2 ?543.3kN
G外横墙=(3.6-0.6)?2?13?0.2?11.8-0.9?2.1?0.2?11.8-0.9?2.1?0.2?11.8-(3.6-0.5)
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?(2.2-0.5)?11.8?0.2+0.9?2.1?0.35=167.9kN
G内横墙?(3.6-0.5)?(5.4-0.2)?11?11.8?0.2?9?(3.6-0.6)?(5.4-0.5)?11.8?0.2?730.2kN
0.5屋面活荷载:
0.5?2?49.2?13?639.6kN
总汇 G1?772.56kN
3.4.2框架侧移刚度计算
框架的侧移时按D值法计算,在计算梁的线刚度时ib时,考虑到楼板对框架梁截面惯性矩的影响,边框架梁取Ib?1.5I0,中框架梁的ib时Ib=2I0。即边框架梁的线刚度为中框架梁线刚度的0.75倍。各层梁柱线刚度如表3-2所示。
表3-2
梁柱线刚度表 (?10?4E?m3)
边框架梁 楼层 iBC(iDE) iBC 中框架梁 iCD 20 20 iCD 28 28 柱 iC 2~5层 1层 15 15 21 21 14.5 11.4
3.4.2.1 柱的侧移刚度D值 柱的D值按公式D=?c12ic??cD0 ?C可根据相应的表格所列公式计算。h2根据梁柱线刚度比的不同,柱可以分为中框架中柱和边柱,边框架中柱和边柱。根据相关公式将结果统计于下表。
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表3-3 边框架柱刚度D值
层 层数 高 (m) 2~5 1
表3-4 中框架柱刚度D值
层 层数 高 (m) 2~5 1 3.6 4.55 边框 中框 D 5.541 3.085 3.6 4.55 边框 中框 D 4.83 2.623 K 1.056 1.316 ?c 0.36 0397 K 2.483 3.16 ?c 0.554 0.612 D 7.433 4.044 ?D 49.05 26.668 K 1.408 1.754 ?c 0.413 0.467 K 3.31 4.21 ?c 0.623 0.678 D 8.36 4.48 ?D 139 75.65 将上述不同层框架侧移刚度相加,即得框架各层层间侧移刚度?D并考虑并考虑单位为10-4E?m换算为N/m这里C25的混凝土的弹性模量E=2.8?104N/m 换算结果如下表
层次 1 102.318 386490.4 2~5 188.05 526540 ?D ?D 风荷载作用下侧移验算:
根据上面的图所示的水平荷载,利用公式计算层间剪力,然后根据以上表格求出轴线的层间侧移刚度,再利用相关公式计算各层的相对侧移和绝对侧移将计算结果统计于下表
风荷载作用下侧移及层间剪力计算表
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层次 Fi(kN) Vi(kN) Di(10-4E?m) Di(N/mm) ?(imm)1 20.02 92.84 15.13 42364 2.19 2.19 1/2077 2 20.2 72.74 27.802 77845.6 0.93 3.12 1/3870 3 18.61 52.54 27.802 77845.6 0.675 3.796 1/5333 4 19.93 33.93 27.802 77845.6 0.436 4.232 1/8257 5 14 14 27.802 77845.6 0.180 4.412 1/20000 ??i(mm) ?i/hi 由此可以看出最大位移角为1/2077远小于1/550,满足规范要求 水平地震作用下的侧移验算
梁柱的线刚度以及柱的侧移刚度D值与风荷载计算部分相同。 3.4.2.3自震周期计算 Ⅱ类场地第一组
T1?(0.06~0.09)n?(0.06~0.09)?5?0.3~0.45s5 取 T1?0.4s0 Tg?0.3
?Tg?T1?5Tg ??max?0.1 2 T1?1.4Tg
结构弹性总水平地震作用(底部剪力标准值) 故不考虑顶部附加水平地震作用。 结构弹性总水平地震作用(底部剪力标准值)
GE??Gi?38747.4kN GEq?0.85GE?32935.3KN
FEq??GEq?0.12?32935.3?3952.2kN
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质点i水平地震作用标准值见表3-5 楼层 5 4 3 2 1 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 18.95 15.35 11.75 8.15 4.55 8187.3 7611.5 7611.5 7611.5 7725.6 H G h(((im)im)ikN)GiHi ?GiHiFi(kN) Vi(kN) ?D ??(im)0.338 0.225 0.195 0.135 0.077 1335.8 1335.8 526540 0.0025 1007.8 2343.6 526540 0.0044 770.7 533.5 302.9 3114.3 526540 0.0059 3647.8 526540 0.0069 39507 386490 0.0077
最大层间位移与层高之比,?ui/H?0.0077/4.55?1/585?1/550,顶点位移
??i?0.0297 顶点位移与总层高之比=1/638<1/550
经验算,水平地震作用下结构的侧移满足规范要求。
4 内力计算
为简化计算,考虑如下几种单独的情况: (1)恒载作用 (2)活载作用 (3)横向水平地震作用 (4)重力荷载代表值作用 (5)风载作用
4.1 恒载作用下结构的内力计算
4.1.1 计算方法的选用
弯矩二次分配法
4.1.2等效均布荷载计算
梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成。在求固端弯矩时,可直接根据图示
荷载计算,也可根据固端弯矩相等的原则,先将梯形分布荷载化为等效均布荷载。
梯形荷载化为等效均布荷载:
MBC5?MDE5??1?24.41?5.42??59.31kN/m 12第16页
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MCD5??MBC4MCD51?11.56?2.22??4.66kN/m 121?MDE4???18.48?5.42??44.7kN/m
121???9.375?2.22??3.78kN/m
12纵向框架梁在边柱上的偏心距为e0引起的附加偏心弯矩为: 顶层:M5e0?G5E?e0?14.1kN/m 中间层及底层:Me0?GE?e0?14.7kN/m
纵向框架梁在中柱上的偏心距为e0引起的附加偏心弯矩为: 顶层:M5e0?G5E?e0?12.7kN/m 中间层及底层:Me0?GE?e0?21.1kN/m
4.1.3用弯矩分配法计算梁柱端弯矩取半边结构 4.1.3.1分配系数计算
除底层外,柱线刚度需要乘以修正系数0.9并且除底层外其他层各柱的
弯矩分配系数取1/3,底层柱取1/2.
线刚度修正:底层柱:i=11.4?10E?m 其他各层柱:14.5?10E?m
?43?43分配系数及恒载作用下固端弯矩计算结果加下页表
B 结点 单元 B下柱 B上柱 BC端 顶层 分配系数 0.42 --- 0.58 CB端 C下柱 C上柱 CH端 0.412 0.299 0.317 0.334 0.23 --- 0.289 --- --- --- C HC端 中间层 0.296 0.296 0.408 底层 顶层 0.248 0.316 0.436 --- --- --- --- --- --- 0.23 0.222 0.19 0.242 0.234 --- --- --- --- --- --- -59.31 -59.31 -44.7 -44.7 -44.7 -44.7 -4.66 -2.33 -3.78 -1.89 -3.78 -1.89 固端弯矩 中间层 底层 4.1.3.2弯矩分配法计算过程如图4-2所示
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图4-2 恒载作用下弯矩二次分配法
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4.1.3.4跨中弯矩的计算
在求出结构单元的梁端弯矩以后,如欲求跨中弯矩则需要注意不能用等效
的均布荷载计算,须根据求得的支座弯矩和各荷载的实际分布根据平衡条件求得框架在实际荷载作用下按简支梁计算跨中弯矩M0 M0的计算结果表示在下图中:
图4-3 恒载作用下的跨中弯矩 (单位:kN?m)
实际荷载作用下分层法各单位跨中计算表
按简支梁计算跨位置 中弯矩 实际结构跨中弯矩 左端弯矩 38.2 34.97 34.2 21.58 9.74 10.18 右端弯矩 51.77 43.2 43.11 21.58 9.74 10.18 跨中弯矩 39.52 25.72 26.15 7.86 11.16 10.72 顶层 BC DE跨 中间层 顶层 顶层 CD跨 中间层 顶层 84.5 64.8 64.8 29.44 20.9 20.9 根据以上运算结果可以作出各分层的弯矩图
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4.1.3.5 由各分层计算整个结构在恒载作用下的弯矩图。将分层法求得分层的弯矩叠加可得整个结构在恒载作用下的弯矩图。但叠加后框架结点不能达到平衡这是由分层法计算的误差造成的,为了提高精度可将结点不平衡弯矩再分配一次进行修正。框架梁跨中弯矩的计算见下表。
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4.5.4梁端剪力,梁端控制截面的弯矩(柱边)
梁端剪力计算 梁端弯矩求出后从框架中截取梁为隔离体用平衡条件求出梁端剪力以及梁端柱边剪力值。对BC 跨梁取隔离体利用平衡条件经整理的:
1VBC?[14.58gBC?MBC?MCB]
5.4
1VCB?[14.58gBC?MCB?MBC]
5.4
VCD?1.1gCD
梁端柱边剪力计算
取柱轴心至柱边这一段梁为隔离体,由平衡条件可求出梁端柱边的剪力
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值,对BC跨梁取隔离体,由竖向平衡及几何关系知。
V‘BC?VBC?0.25gBC V‘BC?VCB?0.25gBCV‘CD?V‘DC?VCD?0.25gCD
4.5.5梁端柱边弯矩计算
M'BC?MBC?0.225V'BC M'CB?MCB?0.225V'CB M'CD?MCD?0.225V'CD
BC跨剪力计算表 层次 荷载 MBC MCB VBC VCB V'BC V'CB 5层 4层 3层 2层 27.61 21.68 21.68 21.68 45.26 44.74 44.16 44.30 57.46 52.3 50.83 50.90 72.29 57.14 57.3 57.31 -76.81 -59.94 -59.77 -59.76 65.39 51.72 51.88 51.89 -69.91 -54.35 -54.35 -54.34 1层
21.68 41.47 50.95 56.78 -59.62 51.36 -54.2 CD跨剪力计算表 层次 5层 4层 3层 2层 1层 荷载 12.94 10.75 10.75 10.75 10.75 VCD VDC V'CD V'DC 14.23 11.83 11.83 11.83 11.83 -14.23 -11.83 -11.83 -11.83 -11.83 第47页
10.99 9.14 9.14 9.14 9.14 -10.99 -9.14 -9.14 -9.14 -9.14 共80页
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梁端弯矩 层次 MBC MCB MCD 梁端柱边剪力 V'BC V'CB V'CD 梁端柱边弯矩 M'BC M'CB M'CD 5层 4层 3层 2层 1层 -45.26 57.46 -22.96 65.39 -69.91 10.99 -29.41 39.98 -20.21 -44.74 52.3 -14.66 51.72 -54.35 9.14 9.14 9.14 9.14 -31.81 38.71 -12.38 -31.19 37.24 -11.39 -31.33 37.32 -11.39 -28.63 37.4 -11.37 -44.16 50.83 -13.67 51.88 -54.35 -44.3 50.9 -13.67 51.89 -54.34 -54.2 -41.47 50.95 -13.65 51.36 柱轴力计算
柱轴力可以通过梁端剪力,纵向框架梁传来剪力和柱自重叠加得到。假定纵向框架梁按简支梁支撑,即纵向框架梁传来柱的集中力可由其受荷面积得到柱轴力的计算过程见下表: B柱 层次 VBC 5层 4层 纵梁纵向力F 柱每层自竖向重G 力P 轴力 NB 底 顶 底 顶 底 顶 底 213.0 237.9 417.4 442.4 621.9 646.9 826.5 72.29 57.14 57.3 57.31 56.78 140.75 24.95 213.0 122.8 24.95 179.4 C柱 柱纵梁自VCB VCD 纵向重力F G -76.81 14.23 24.127.14 95 11.83 186.35 24.-59.94 95 -59.77 -59.76 每层竖向力P 轴力 NC 底 218.2 243.1 218.2 顶 258.1 底 501.25 顶 257.9 526.2 3层 122.8 24.95 179.5 11.83 11.83 11.83 24.186.35 底 784.15 顶 257.9 809.1 95 24.底 1067.1 顶 1091.9 底 1349.8 257.9 2层 1层 122.8 24.95 179.6 顶 122.8 27.81 179.1 底 顶 851.4 1030.9 186.35 95 27.-59.62 1058.3 186.35 81 顶 1377.6
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弯矩调幅
本例考虑梁端弯矩条幅,系数取0.85条幅后的梁端柱边弯矩及跨中弯矩如下图。并作出整个结构的剪力及轴力图。
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5 内力组合
详见附表1与附表2
6 截面设计
6.1 框架横梁截面设计
2混凝土种类及强度 C30 fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm
2钢筋种类及强度 HPB235 fy=210N/mm
HRB335 fy=300N/mm2 梁的保护层厚度
纵梁 ho=700-35=765mm 横梁:ho=600-35=565mm 6.1.1 框架横梁正截面承载力计算
本设计计算第一层至第五层的构件,并对其进行配筋。由内力组合表可以找
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