郑州市某区综合教学楼设计计算书(3)

2019-02-16 00:48

木门自重:43.2?0.7=30.24KN

底层纵横墙自重:S=114.6?3+(3.9?8?2+3.9+6.6?12-28?0.5)?3.2-(3.4?2.3?22+5.2?2.3?1)-(2.53?2+5.2?3)-(1?2.4?13)=14.6?3+123.7?32-184-30.6-31.2=493.84㎡ K=493.84?3.68=1817.33KN 铝合金窗自重:184?0.5=92KN 铝合金门自重:30.6?0.5=15.3KN 木门自重:31.2?0.7=28.84KN

所以:1817.33+92+15.3+21.84=1964.4Kn 顶层重力荷载:

3456.33+78.73+1668.7+1070.67+2291.67=8566.1KN

二层重力荷载:2897.34+823.77+166.87+1070.67=2291.67 =8752.15KN

低层重力荷载:2879.34+823.79+1669.7+1070.67+1946.67 =8406.95KN

(2)计算2,地震影响系数:

1 按经验公式确定结构的基本自振自期:T1=0.22?0.35H/BS式中H为结构总高度:22.00m B为结构总宽度:6+2.2+5.4=13.6m

1所以T1=0.22?0.3522/163.6S?0.3437S

按设防烈度为6度,由《规范》查得水平地震影响系数最大值amax?0.16

按近震Ⅱ3类场地查得特征周期Tg?0.305,则地震得 影响系数a为a=(Tq/T1)M.9amax=(0.3/0.15824)0.9?0.16=0.088 (3)计算结构的总重力荷载代表值Ge

Ge??G1z?8566?875?4?8407?607332KN

(4)计算地震作用标准值:(本结构有16榀框架)1

Fek?Z1Geg?Z10.85Ge?0.088?0.85?60733?4542.8KN

Fek=Fek总/16=4542.8/16=349.52KN (5)计算每榀框架承受的地震作用Fi 因为F1=0.5824S>1.4TG=1.4?0.3=0.42S

考虑顶部附加地震作用系数Sn=0.087+0.07=0.08?0.5824+0.07=0.11 所以顶部附加水平水平地震作用?Fn=SnFEK=0.117?349.5=40.89KN

Fi=Gi?Hi/?Gi?Hi?FEK?1?Sn?

地震作用力计算 层次 6 5 Hi(m) Gi(KN) GiHi(KN?M) Fi(KN) 28.12 21.16 8752 8752 200456 167896 60.93 52.3

4 15.6 8752 134781 44.4 3 11.7 8752 103274 34.0 2 7.8 8752 71766 23.6 1 3.9 8407 38672 12.7

六.内力计算

竖向荷载作用下,即恒荷载与活荷载作用下,采用力矩分配法进行结构内力分析与计算。

水平荷载作用下,即风荷载与地震荷载作用下,采用D值法进行结构内力分析与计算。

(1)恒荷载作用下内力分析与计算

恒荷载作用下,采用力矩分配法进行结构分析与计算 a.分配系数计算

对某一节点,MSjj??Sj,其中Sj为转动刚度

远端固定 S?4i 远端铰支 S?3i 远端滑动 S?i 远端自由 S?0

其为线刚度,在此计算过程中采用相对线刚度。

顶层分配系数

A6节点: ?A6B6 =4?14??4.77?1? =0.36 ?A6B5 =4?1.774??4.77?1? =0.64

B6节点: ?B6A6 =4?14??4.77?1??2?2.55 =0.31 =0.25

?B =6G62?2.554??4.77?1??2?2.554?1.774??4.77?1??2?2.55

?B =6B5 =0.44

二至五层分配系数

?AiBi=Ai节点:i=0.224?(1.77+1.77+1)4?1.77i-14?1 ?AA=ii+1=0.394?(1.77+1.77+1)4?1.77

?AA= ?BiAi=Bi节点:?BA=ii=0.394?(1.77+1.77+1)4?1

=0.184?(1.77+1.77+1)+2?2.55=0.30=0.30=0.22

4?1.774?(1.77+1.77+1)+2?2.554?1.774?(1.77+1.77+1)+2?2.554?2.554?(1.77+1.77+1)+2?2.55?BA=ii

?BA=ii

底层分配系数

?A1B1=A1节点:?A1A2=0.244?(1.35+1.77+1)=4?1.774?1 ?AA=10=0.334?(1.35+1.77+1)4?1.35

B1节点: ?B1A1==0.43

4?(1.35+1.77+1)4?14?(1.35+1.77+1)+2?2.55=0.33=0.25

=0.18

?BB=124?1.774?(1.35+1.77+1)+2?2.554?1.35?BB=104?(1.35+1.77+1)+2?2.552?2.55?B1A1==0.24

4?(1.35+1.77+1)+2?2.55b.固端弯矩计算

(1)顶层固端弯矩

MFA6B6=-ql212ql32= MFB6A6=ql212=

MFB6G6=-=

(2)二至五固端弯矩

MFAiBi=-ql212ql32= MFBiAi=ql212=

MFBiGi=-=

(3)底层固端弯矩

MFA1B1=-ql212= MFB1A1=ql212= MFB1G1=-ql32=

c.节点弯矩

各节点的节点弯矩,可由恒荷载作用下计算简图查的。 d.力矩分配

对节点弯矩与固端弯矩作用下的框架进行力矩分配 e.绘制弯矩图

恒荷载作用下弯矩图绘制,考虑到钢筋混凝土结构塑性内力重分布,在竖向荷载作用下适当降低梁端弯矩,即对恒荷载作用下的梁端弯矩进行调幅,因框架结构梁柱均为现浇,调幅系数为0.8~0.9.本设计中取调幅系数为0.9,调幅之后的弯矩值写在括号内。弯矩图绘制结果如图所示。AAAAAA f.剪力图绘制

恒荷载作用下剪力计算按以下公式进行:

框架边跨梁:Q左=框架中跨梁:Q左=M左-M右L12?12qL Q右=12M左-M右L-12qL

qL+F Q右=qL+F

框架柱: Q上=-M上+M下h Q下=-M上+M下h

其L为梁跨度,h为柱高度,F为中跨为集中荷载。

根据以上计算公式,可计算出梁柱端剪力值,绘制结果如图所示AAAAAAA。 g.轴力图绘制

恒荷载作用下,忽略梁的轴力不进行计算,只计算柱的轴力,它包括梁传来的荷载及柱的自重,其中梁传来的轴力可由荷载作用下计算简图和剪力图查的,计算公式如下:

N顶=P?V N底=N顶?G

其中P为梁端集中荷载,V为剪力算的梁端荷载,G为柱自重。结果如图所示。AAAAAAA

(2)活荷载作用下内力分析与计算

活荷载作用下,采用力矩分配法进行结构分析与计算 a.分配系数计算

活荷载作用下与恒荷载作用下的框架分配系数相同,因此不再具体计算,直接取用恒荷载作用下的分配系数。 b.固端弯矩计算

活荷载作用下,框架计算简图中各楼层的荷载值相同,因此,在固端弯矩计算时,只计算其中一层。

MFAiBi??qL2122=?6.60?6.91222=?26.19KN?M

MFBiAi?qL12=6.60?6.912=26.19KN?M

c.节点弯矩

各节点的节点弯矩,可由活荷载作用下计算简图查的。 d.力矩分配

对节点弯矩与固端弯矩作用下的框架进行力矩分配, e.绘制弯矩图

竖向荷载作用下框架内力分析,除活荷载较大的工业厂房外,对一般民用建筑可不考虑活荷载的不利布置,这样求的的框架内力梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置求得的弯矩偏低,但当活荷载占总荷载比例较小影响小,若活荷载占总荷载比例较大,可在截面配筋时,将跨中弯矩乘以1.1~1.2的放大系数予以调整,本设计即采用将梁跨中乘以1.2的放大系数进行调整。依据力矩分配所得的结果,绘制出活荷载作用下的弯矩图。AAAAAAAA f.剪力图绘制

活荷载作用下剪力计算按以下公式进行:

框架边跨梁:Q左=框架中跨梁:Q左=M左-M右L12?12qL Q右=12M左-M右L-12qL

qL=0 Q右=qL=0

框架柱: Q上=-M上+M下h Q下=-M上+M下h

其L为梁跨度,h为柱高度,F为中跨为集中荷载。

根据以上计算公式,可计算出梁柱端剪力值,绘制结果如图所示。AAAAAA g.轴力图绘制

活荷载作用下,忽略梁的轴力不进行计算,只计算柱的轴力,它包括梁传来的荷载及柱的自重,其中梁传来的轴力可由荷载作用下计算简图和剪力图查的,计算公式如下:

N=P?V

其中P为梁端集中荷载,V为剪力算的梁端荷载。结果如图所示。AAAAA (3)风荷载作用下内力分析与计算

风荷载作用下,采用D值法进行内力分析与计算。 a柱剪力计算

由风荷载作用计算所得转化为作用于各楼层的集中风荷载计算各柱的剪力值。如图所示。AAAAAA具体计算结果如下。

边柱

V6=D6???D?F?6=731147864731147864731147864?3.72=1.58KN

V5=D5?DDF?5=?(3.72?5.256)=3.51KN

V4=D4?F?4=?(3.72?5.256?4.529)=5.28KN


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