青岛理工大学毕业设计(论文)
1111h?(~)l?(~)?6?0.3~0.5m,取h?0.450m
122012201111取 b?0.2m b?(~)h?(~)?0.45?0.075~0.225m,2626截面尺寸取为 HN450?200?9?14,Ix?33700.00cm4。
2.3.2.2 次梁
1111取 h?0.3m h?(~)l?(~)?6?0.3~0.5m,122012201111取 b?0.150m b?(~)h?(~)?0.3?0.05~0.15m,2626截面尺寸取为 HN300?150?6.5?9,Ix?7350.00cm4。
2.3.2.3框架柱
1111b?h?(~)H?(~)?3.5?0.292~0.437m812812
截面尺寸取为 HW400?400?13?21,Ix?66900.00cm4。
因此,初选框架梁、柱的截面见表2-3-1。
表2-3-1 框架截面初选 构件 截面类型 长度 自重2(m) (kN/m) 6 7.8 8.1 6 4.45.5 2.1 0.765 0.896 0.373 1.69 0.14 Ix (cm4) 33700 47800 7350 66900 Wx (cm3) 1500 1910 490 3340 A(cm2) HN450×200×9×14 主梁 HN500×200×10×16 次梁 HN300×150×6.5×9 柱 HW400×400×13×21 压型YX70-200-600-1 钢板 2.3.3梁的计算跨度和计算高度
97.41 114.2 47.53 219.5 100.64/m 27.37/m 3.33/m 各构件在计算简图中均用单线表示,竖直线代表各柱构件的形心轴。为了简化计算,柱高取楼面板顶层标高的差,底层高可以取基础顶面至二层顶面标高处,顶层高度取顶层屋面标高至屋面板的距离。
梁的跨度:取轴线间距,即AB跨梁为7.8m,BC跨梁为8.1m;
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底层柱高:设基础顶面标高为0.5m,3.5?0.5?0.45?4.45m; 其他层柱高:取层高,即为3.5m。
图2-3-2 框架计算跨度和计算高度(单位mm) 2.3.4框架线刚度计算
框架在竖向荷载作用下,可忽略节点侧移,按刚性方案设计。在水平荷载作用下,不能忽略节点侧移,按弹性方案设计。 相对线刚度计算如下: 柱惯性:I1?6.69?10?4m4
EIc2.06?108kNm2?6.69?10?4m4??3.10?104kN?m 底层柱线刚度:ic1?H4.45mEIc2.06?108kNm2?6.69?10?4m4??3.94?104kN?m 其他层柱线刚度:ic2?H3.5mAB跨梁的惯性矩(两边铺板): AB跨梁的线刚度:
I1?1.5Ib1?1.5?4.78?10?4m4?7.17?10?4m4
BC跨梁KL—2的惯性矩(两边铺板):
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EI12.06?108kNm2?7.14?10?4m4ib1???1.89?104kN?ml7.8m
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BC跨梁的线刚度:
I2?1.5Ib2?1.5?4.78?10?4m4?7.17?10?4m4
EI22.06?108kNm2?7.14?10?4m4ib2???1.82?104kN?m
l8.1m3.1?104kN?m4设BC跨梁的线刚度ib1?1.82?10kN?m?1, 则 ic1??1.7 41.82?10kN?m3.94?104kN?m1.89?103kN?mic2??2.16,ib1??1.04。
1.82?104kN?m1.82?104kN?m框架线刚度图如图2-3-3所示。
图2-3-3 框架线刚度图
2.3.5内力计算
本小节中轴力以受压为正,剪力以绕构件顺时针为正,弯矩标在受拉侧,不区分正负。弯矩二次分配中弯矩以顺时针为正。
2.3.5.1风载作用下的内力计算
对于比较规则的,层数不多的框架结构,当柱轴向变形对内力影响不大时,可采用D值法或反弯点法计算水平荷载作用下的框架内力位移。当梁柱的线刚度比较大,通常大于3时,可以采用反弯点法计算。明显计算简图中梁柱线刚度比小于3,不仅需柱端节点的侧移,还应考虑节点的转角,故采用D值法。 (1)风荷载计算简图的确定
风荷载采用简化计算的方法,其一是每一层的风压标准值取同一数值,偏安全的按本层顶面风压标准值计算,其二是为了把均布荷载简化为集中荷载,集中荷载按上下楼层的各一半计算。 基本风压值:w0?0.6kNm2。
建筑物总高度H超过30m且高宽比?1.5时才考虑,本建筑物高21.95m, 所?z值:
以?z?1.0。
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根据《建筑结构荷载规范》表7.3.1得?s值,矩形体型?s?1.3。
本工程地面粗糙程度属于B类地区,一至六层层高和女儿墙高度分别为3.95m,7.45m,10.95m,14.45m,17.95m,21.45m,22.25m,查《建筑结构荷载规范》表7.2.1得:
一层:?z?1.0,二层:?z?1.0,三层:?z?1.03,四层:?z?1.12, 五层:?z?1.2,女儿墙:?z?1.29。 得风荷载标准值wk:
22w????w?1.0?1.0?1.3?0.6kNm?0.78kNmkzzs0一层:
22w????w?1.0?1.0?1.3?0.6kNm?0.78kNmkzzs0二层: 22w????w?1.0?1.03?1.3?0.6kNm?0.80kNmzzs0三层: k
22w????w?1.0?1.12?1.3?0.6kNm?0.87kNmzzs0四层: k 22w????w?1.0?1.20?1.3?0.6kNm?0.94kNmkzzs0五层:
22w????w?1.0?1.26?1.3?0.6kNm?0.98kNmkzzs0六层: 22w????w?1.0?1.29?1.3?0.6kNm?1.01kNmzzs0女儿墙:k
风荷载的线荷载标准值qk:
一层: qk?wk?6?0.78?6?4.68kN/m
二层: qk?wk?6?0.78?6?4.68kN/m 三层: qk?wk?6?0.80?6?4.8kN/m 四层: qk?wk?6?0.87?6?5.22kN/m 五层: qk?wk?6?0.94?6?5.64kN/m 六层: qk?wk?6?0.98?6?5.88kN/m
女儿墙:qk?wk?6?0.98?6?6.06kN/m
为简化计算,将矩形分布的风荷载折算成节点集中力Fik: 第一层:F1k?4.68kNm?第二层:F2k第三层:F3k第四层:F4k第五层:F5k第六层:F6k3.95m3.5m?4.68kNm??17.43kN 223.5m3.5m?4.68kNm??4.8kNm??16.59kN
223.5m3.5m?4.8kNm??5.22kNm??17.54kN
223.5m3.5m?5.22kNm??5.64kNm??19kN
223.5m3.5m?5.88kNm??5.88kNm??20.16kN
223.5m?5.88kNm??6.06kNm?0.9m?15.74kN
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风荷载作用下荷载分布图如图2-3-16所示:
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图2-3-4 风荷载作用下荷载分布图(单位kN)
(2)柱的D值及剪力分配系数η
各柱的D值及剪力分配系数η计算参看《高层建筑结构设计》。计算过程如表所示.
2-3-2各柱的D值及剪力分配系数表 D12ic4i??D??c210)层cic DD层高(m) 柱号 (×Hi K ?? 号 (kN/m) (×104) A 2~5 3.5m B C A 1 4.45m B 3.94 3.94 3.94 3.10 3.10 0.4722 0.1910 0.737 0.9444 1.238 0.188 0.726 0.6118 0.4257 1.2 0.49 0.726 0.67 0.22 0.28 0.309 0.305 1.238 2.701 0.28 0.5312 2.588 0.386 C 3.10 0..5882 0.4204 0.4204 Ki?i?i?i注:上层柱:K?1234 , ??
2?K2ic0.5?Ki?i底层柱:K?12 ,??
2?K2ici2ici4i1i2ici3i4i2ic
i1i2ic
2-3-5 梁柱刚度示意图
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