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文檔簡介
1、<p><b> 摘要</b></p><p> 本工程學(xué)生公寓位于德陽市某高校內(nèi),其功能是為學(xué)校學(xué)生提供住所。本工程為多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),共五層,底層層高3.3米,其他層層高均為3.3米,建筑物總高度為18.5米,總建筑面積為4022.15平方米。4人間設(shè)計(jì),有獨(dú)立的衛(wèi)生間和陽臺,能滿足440人入住。</p><p> 本設(shè)計(jì)書包括如下部分:
2、</p><p><b> 工程概況;</b></p><p><b> 樓蓋設(shè)計(jì);</b></p><p><b> 荷載計(jì)算;</b></p><p> 框架結(jié)構(gòu)的受力分析、計(jì)算和設(shè)計(jì);</p><p> 關(guān)鍵詞 : 鋼筋混凝土, 框架
3、, 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 中文</b></p><p><b> 摘要I</b></p><p> 主 要 符 號 表IV</p><p> 第一章 工程概況1</p
4、><p> 第二章 樓蓋設(shè)計(jì)2</p><p> 2.1 設(shè)計(jì)資料2</p><p> 2.1.1樓面做法:2</p><p> 2.1.2樓面荷載:2</p><p> 2.1.3材料:2</p><p> 2.2 樓蓋蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖 見圖2-12</p>
5、<p> 2.3 板的設(shè)計(jì)(彈性理論)3</p><p> 2.3.1荷載計(jì)算3</p><p> 2.3.2彎矩計(jì)算3</p><p> 2.3.3截面設(shè)計(jì)5</p><p> 2.3.4 次梁的設(shè)計(jì)6</p><p> ?。?)荷載設(shè)計(jì)值6</p><p>
6、<b> ?。?)內(nèi)力計(jì)算6</b></p><p> (3)正截面受彎承載力計(jì)算7</p><p> ?。?)斜截面受剪承載力計(jì)算7</p><p> 第三章 框架結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖9</p><p> 3.1 梁柱尺寸9</p><p><b> 3.1.1梁高9
7、</b></p><p> 3.1.2柱截面尺寸9</p><p> 3.2 計(jì)算簡圖9</p><p> 3.3 梁柱線剛度10</p><p> 第四章 恒荷載內(nèi)力計(jì)算11</p><p> 4.1 恒荷載計(jì)算11</p><p> 4.1.1屋面框架梁線荷
8、載標(biāo)準(zhǔn)值11</p><p> 4.1.2樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值11</p><p> 4.1.3屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值12</p><p> 4.1.4樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值12</p><p> 4.2 恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算13</p><p> 4.2.1計(jì)算簡圖13</p&g
9、t;<p> 4.2.2荷載等效13</p><p> 4.2.3固端彎矩計(jì)算14</p><p> 4.2.4分層計(jì)算彎矩(取半結(jié)構(gòu)計(jì)算)14</p><p> 第五章 活荷載內(nèi)力計(jì)算22</p><p> 5.1 活荷載計(jì)算22</p><p> 5.1.1框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值2
10、2</p><p> 5.1.2框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值22</p><p> 5.2 活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算23</p><p> 5.2.1計(jì)算簡圖23</p><p> 5.2.3固端彎矩計(jì)算24</p><p> 5.2.4分層計(jì)算彎矩24</p><p> 5.2.5
11、不平衡彎矩分配26</p><p> 5.2.6跨中彎矩計(jì)算27</p><p> 5.2.7剪力計(jì)算28</p><p> 5.2.8軸力計(jì)算28</p><p> 第六章 風(fēng)荷載內(nèi)力計(jì)算30</p><p> 6.1 風(fēng)荷載計(jì)算30</p><p> 6.2 內(nèi)力計(jì)算
12、31</p><p> 6.2.1抗側(cè)剛度和反彎點(diǎn)高度確定31</p><p> 6.2.2剪力在各層分配(單位:kN)31</p><p> 6.2.3柱端彎矩計(jì)算(單位:kN?m)32</p><p> 6.2.4風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力圖33</p><p> 第七章 地震作用內(nèi)力計(jì)算34<
13、/p><p> 7.1 重力荷載代表值計(jì)算34</p><p> 7.1.1屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值34</p><p> 7.1.2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值34</p><p> 7.1.3屋蓋、樓蓋自重34</p><p> 7.1.4女兒墻自重34</p><p> 7.1.5二~五層墻
14、柱等自重34</p><p> 7.1.6底層墻柱等自重35</p><p> 7.2 水平地震作用計(jì)算35</p><p> 7.2.1各層D值匯總(D單位:104kN/m)35</p><p> 7.2.2頂點(diǎn)位移計(jì)算(將重力荷載代表值Gi作為水平荷載)35</p><p> 7.2.3基本自振
15、周期36</p><p> 7.2.4基本自振周期水平地震影響系數(shù)36</p><p> 7.2.5結(jié)構(gòu)底部剪力標(biāo)準(zhǔn)值36</p><p> 7.2.6各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值36</p><p> 7.2.7各層水平地震層間剪力36</p><p> 7.2.8多遇地震下彈性層間位移37</
16、p><p> 7.3 一榀框架內(nèi)力計(jì)算37</p><p> 7.3.1層間剪力在各柱分配37</p><p> 7.3.2反彎點(diǎn)高度確定38</p><p> 7.3.3柱端彎矩計(jì)算(單位:kN?m)39</p><p> 7.4.4地震作用下的內(nèi)力力圖39</p><p>
17、 第八章 內(nèi)力組合41</p><p> 8.1 梁內(nèi)力組合41</p><p> 8.2 柱內(nèi)力組合46</p><p> 第九章 截面設(shè)計(jì)49</p><p> 9.1 梁截面設(shè)計(jì)49</p><p> 9.1.1正截面受彎承載力計(jì)算49</p><p> 9.1.2
18、斜截面受彎承載力計(jì)算51</p><p> 9.2 柱截面設(shè)計(jì)52</p><p> 9.2.1已知條件52</p><p> 9.2.2構(gòu)造要求52</p><p> 9.2.3剪跨比和軸壓比驗(yàn)算53</p><p> 9.2.4柱正截面承載力計(jì)算53</p><p>
19、 9.2.5柱斜截面承載力計(jì)算56</p><p><b> 致 謝58</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)59</b></p><p><b> 主 要 符 號 表</b></p><p> `S` 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值;<
20、;/p><p> `R` 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值;</p><p> `S_A` 順風(fēng)向風(fēng)荷載效應(yīng);</p><p> `S_C` 橫風(fēng)向風(fēng)荷載效應(yīng);</p><p> `T` 結(jié)構(gòu)自振周期;</p><p> `H`
21、 結(jié)構(gòu)頂部高度;</p><p> `B` 結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度;</p><p> `S_K` 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> `S_0` 基本雪壓;</p><p> `Ω_K` 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值;</p>&l
22、t;p> `Ω_0` 基本風(fēng)壓;</p><p> `Υ_(CR)` 橫風(fēng)向共振的臨界風(fēng)速;</p><p> `Α` 坡度角;</p><p> `Β_Z` 高度Z 處的風(fēng)振系數(shù);</p><p> `Β_G` 陣風(fēng)系數(shù);<
23、;/p><p> `Γ_0` 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);</p><p> `Γ_G` 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù);</p><p> `Γ_Q` 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù);</p><p> `Ψ_C` 可變荷載的組合值系數(shù);</p><p> `Ψ_F`
24、 可變荷載的頻遇值系數(shù);</p><p> `Ψ_Q` 可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù);</p><p> `Μ_R` 屋面積雪分布系數(shù);</p><p> `Μ_Z` 風(fēng)壓高度變化系數(shù);</p><p> `Μ_S` 風(fēng)荷載體型系數(shù);<
25、/p><p> `Η` 風(fēng)荷載地形地貌修正系數(shù);</p><p> `Ξ` 風(fēng)荷載脈動增大系數(shù);</p><p> `Ν` 風(fēng)荷載脈動影響系數(shù);</p><p> `Ζ`— 結(jié)構(gòu)阻尼比。</p><p><b>
26、 第一章 工程概況</b></p><p> 本工程為某高校學(xué)生宿舍。工程為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。</p><p> 工程所在地抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,場地類別為Ⅱ類。</p><p> 屋面做法:鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm石灰砂漿抹底,20mm水泥砂漿找平,80~160厚(3%找坡)膨脹珍
27、珠巖保溫層,四層作法防水層(一氈二油上鋪小石子)。</p><p> 樓面做法:鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm石灰砂漿抹底,20mm水泥砂漿找平,水磨石面層。</p><p> 墻身做法:由普通磚砌筑而成,普通磚自重18kN/m3,厚度240mm。</p><p> 門窗做法:門為木門,自重0.2 kN/m2,窗為鋼窗玻璃窗,自重0.4 kN/m2。</p&
28、gt;<p> 活荷載:上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2,樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2。</p><p> 常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng),基本風(fēng)壓650N/m2,年最高溫度32℃,最低溫度8℃。</p><p> 年降水量:624.0mm,日最大降水量92.3mm</p><p> 地基情況:表面為0.5米原耕種土。下為濕陷性黃土,地耐力標(biāo)
29、準(zhǔn)值為</p><p> 本設(shè)計(jì)計(jì)算書包括樓蓋、框架主體結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)。</p><p><b> 第二章 樓蓋設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 2.1 設(shè)計(jì)資料</b></p><p> 2.1.1樓面做法:</p><p> 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm石灰
30、砂漿抹底,20mm水泥砂漿找平,水磨石面層。</p><p> 2.1.2樓面荷載:</p><p> 均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2kN/m2</p><p><b> 2.1.3材料:</b></p><p> 混凝土強(qiáng)度等級為C30;梁內(nèi)受力縱筋為HRB335,其余為HPB235鋼筋</p><p&
31、gt; 2.2 樓蓋蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖 見圖2-1</p><p> 圖2-1 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖</p><p> 2.3 板的設(shè)計(jì)(彈性理論)</p><p><b> 2.3.1荷載計(jì)算</b></p><p> 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 2.0 kN/m2</p><p><b>
32、; 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><p> 水磨石面層 0.65 kN/m2</p><p> 20厚水泥砂漿找平0.02×20=0.40kN/m2</p><p> 100mm厚鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5kN/m2</p><p> 20mm厚石灰砂漿抹底 0.02×17=0.
33、34kN/m2 </p><p> 小計(jì) 3.89 kN/m2</p><p><b> 荷載設(shè)計(jì)值</b></p><p> g=1.2×3.89=4.67kN/m2 ,q=1.4×2.0=2.8kN/m2</p><p>
34、 q/2=1.4kN/m2,g+q/2=6.07kN/m2,g+q=7.47kN/m</p><p><b> 2.3.2彎矩計(jì)算</b></p><p><b> 彎矩值計(jì)算表</b></p><p><b> 表2-1</b></p><p><b> 2
35、.3.3截面設(shè)計(jì)</b></p><p> 截面有效高度:假定選用Φ8鋼筋,則l01方向跨中截面的h01=80mm;l02方向跨中截面的h02=70mm;支座截面h0=80mm。</p><p> 最小配筋率ρsmin=0.27%,則Asmin=0.27%×1000×100=270mm2</p><p> 截面設(shè)計(jì)時取用的彎矩設(shè)
36、計(jì)值:中間跨的跨中截面及中間支座截面減小20%;邊跨跨中截面及樓板邊緣算起的第二個支座截面處,當(dāng)lb/l0<1.5時減小20%,當(dāng)lb/l0=1.5~2.0時減小10%;樓板的角區(qū)格不折減。</p><p> 為了便于計(jì)算,近似取γ=0.95,計(jì)算過程見表2-2</p><p><b> 樓面板配筋計(jì)算表</b></p><p>&l
37、t;b> 表2-2 </b></p><p> 2.3.4 次梁的設(shè)計(jì)</p><p> 次梁L跨度7.2m,次梁截面高度h=l/18~l/12=7200/18~7200/12=400mm~600mm,取h=600mm,截面寬度取b=200mm。</p><p><b> ?。?)荷載設(shè)計(jì)值</b></p>
38、<p> 板傳來的荷載p=2pe=23.76kN/m</p><p> 次梁自重0.2×(0.6-0.1)×25×1.2=3kN/m</p><p> 次梁粉刷0.02×[(0.6-0.1)×2+0.2]×17×1.2=0.5kN/m</p><p> 填充墻自重和粉刷 0.2
39、4×(3.3-0.6) ×18+0.02×2×(3.3-0.6×17) ×2=15.34 kN/m</p><p> 則荷載總設(shè)計(jì)值g+q=42.6kN/m</p><p><b> ?。?)內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b> 彎矩設(shè)計(jì)值:</b>&l
40、t;/p><p><b> 跨中 </b></p><p><b> 支座 </b></p><p><b> 剪力設(shè)計(jì)值:</b></p><p><b> 跨中 </b></p><p><b> 支座 <
41、/b></p><p> ?。?)正截面受彎承載力計(jì)算</p><p><b> 跨中按T形截面計(jì)算</b></p><p> 翼緣寬度=1400mm</p><p> 混凝土強(qiáng)度等級為C30,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2??v向受力鋼筋采用HRB335,fy=300N/mm2;箍筋采用H
42、PB235,fyv=210N/mm2</p><p> 故跨中為第一類T形截面,可按矩形截面進(jìn)行計(jì)算</p><p> Asmin=242mm2</p><p><b> 跨中:</b></p><p> 配置414(As=615mm2)</p><p><b> 支座:<
43、;/b></p><p> 配置420(As=1256mm2)</p><p> (4)斜截面受剪承載力計(jì)算</p><p><b> ?、衮?yàn)算截面尺寸</b></p><p><b> ,,由下式</b></p><p> 可知截面尺寸滿足要求</p&g
44、t;<p><b> ②計(jì)算所需箍筋</b></p><p> 采用Φ6雙肢箍筋,計(jì)算截面尺寸</p><p><b> 由,得</b></p><p><b> 取s=200mm</b></p><p> 第三章 框架結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖</p&g
45、t;<p><b> 3.1 梁柱尺寸</b></p><p><b> 3.1.1梁高 </b></p><p> hb=(1/12~1/8)l</p><p> 橫向 hb=600~900mm,取800mm</p><p> 縱向 hb=600~900mm,取700mm&
46、lt;/p><p> 過道 hb=200~300mm,考慮到次梁高度為600mm,也取為600mm</p><p> 梁寬 b=(1/2~1/3)h</p><p> 400~266,300~200,統(tǒng)一取b=300 mm</p><p> 3.1.2柱截面尺寸</p><p> 本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),8度
47、設(shè)防,高度<30m,抗震等級為三級,取底層中柱估算柱尺寸,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)荷載為15kN/m2:</p><p> N=5×15×7.2×(3.6+1.2)=2592kN</p><p> 由軸壓比限值得Ac≥==201399mm2</p><p> 為安全起見,取底層柱截面尺寸為550mm×550mm,其他層為500mm
48、×500mm</p><p><b> 3.2 計(jì)算簡圖</b></p><p> 取軸線⑦處框架,兩端懸挑單獨(dú)計(jì)算。</p><p> 初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)頂面離室外地面500mm,則底層層高為3.3+0.5+0.5=4.3m</p><p> 圖3-1 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖</p><p&g
49、t;<b> 3.3 梁柱線剛度</b></p><p> (其中E=3.0×104N/mm2)</p><p><b> AB,CD跨梁 </b></p><p> i=2E××0.3×0.83/7.2=3.56×10-3E</p><p>
50、;<b> BC跨梁 </b></p><p> i=2E××0.3×0.63/2.4=4.5×10-3E</p><p><b> 上部各層柱</b></p><p> i= E××0.54/3.3=1.6×10-3 E</p>
51、<p><b> 底層柱 </b></p><p> i= E××0.554/4.3=1.8×10-3 E</p><p> 將梁柱線剛度標(biāo)于計(jì)算簡圖中</p><p> 第四章 恒荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p><b> 4.1 恒荷載計(jì)算</b>&
52、lt;/p><p> 4.1.1屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 20厚水泥沙漿找平0.02×20=0.40kN/m2</p><p> 80~160厚(3%找坡)膨脹珍珠巖(0.08+0.16)÷2×7=0.84kN/m2</p><p> 四層作法防水層 0.36kN/m2</p>
53、<p> 100mm厚鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5kN/m2</p><p> 20mm厚石灰砂漿抹底 0.02×17=0.34kN/m2 </p><p> 屋面恒荷載 4.44 kN/m2</p><p> 邊框架梁自重 0.3
54、5;0.8×25=6kN/m</p><p> 邊框架梁粉刷 2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m</p><p> 中框架梁自重 0.3×0.6×25=4.5kN/m2</p><p> 中框架梁粉刷 2×(0.6-0.1)×0.02×17=0.34
55、kN/m</p><p> 則作用于屋面框架梁上線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:</p><p> g5AB1=6.48kN/m </p><p> g5BC1=4.84kN/m</p><p> g5AB2=4.44×3.6=15.98kN/m</p><p> g5BC2=4.44×2.4=10.66
56、kN/m</p><p> 4.1.2樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 20mm厚水泥砂漿找平 0.02×20=0.40kN/m2</p><p> 100mm厚鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5kN/m2</p><p> 20mm厚石灰砂漿抹底 0.02×17=0.34kN/m2</p
57、><p> 水磨石面層 0.65 kN/m2 </p><p> 樓面恒荷載 3.89 kN/m2</p><p> 邊框架梁自重及粉刷 6.48kN/m</p><p> 中框架梁自重及粉刷 4.84kN/m&l
58、t;/p><p> 邊跨填充墻自重 0.24×(3.3-0.8)×18=10.8kN/m</p><p> 填充墻粉刷 (3.3-0.8)×0.02×2×17=1.7kN/m</p><p> 則作用于樓面框架梁上線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:</p><p> gAB1=6.48+10.8+1.7=1
59、8.98kN/m </p><p> gBC1=4.84kN/m </p><p> gAB2=3.89×3.6=14.00kN/m </p><p> gBC2=3.89×2.4=9.34kN/m</p><p> 4.1.3屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 縱向框架梁自重
60、0.3×0.8×7.2×25=43.2kN</p><p> 縱向框架梁粉刷 2×(0.8-0.1)×0.02×7.2×17=3.43kN</p><p> 縱向框架梁傳來的屋面恒荷載 2×(3.6/2)2×4.44=28.77kN</p><p> 次梁自重及粉刷 0.
61、6×0.2×25×7.2/2+2×0.02×(0.6-0.1)×7.2/2=10.87kN</p><p> 次梁傳來的屋面恒荷載 (1-2×0.252+0.253)×4.44×3.6×7.2/2=51.25kN</p><p> 1m高女兒墻自重及粉刷 1×7.2×
62、0.24×18+2×1×7.2×0.02×17=36kN </p><p> 則頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載為:G5A=176.52kN</p><p> 縱向框架梁自重及粉刷 43.1+3.43=46.63kN</p><p> 縱向框架梁傳來的屋面恒荷載 28.77+(1-2
63、×0.172+0.173)×4.44×7.2×2.4/2=65.10kN</p><p> 次梁自重、粉刷及傳來的屋面恒荷載 10.87+51.25=62.12kN </p><p> 則頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載為:G5B=173.85kN</p><p> 4.1.4
64、樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 縱向框架梁自重及粉刷 46.63kN</p><p> 縱向框架梁傳來的樓面恒荷載 2×(3.6/2)2×3.89=25.21kN</p><p> 次梁自重及粉刷 10.87kN</p><p> 次梁傳來的樓面恒荷載 (1-2×0.252+0.253)
65、215;3.89×3.6×7.2/2=44.9kN</p><p> 鋼窗自重 (2×1.0×1.7+1.2×2.6) ×0.4×2=5.216kN</p><p> 墻體自重 (3.3×7.2-6.52)×0.24×18=74.48kN</p><p> 墻面
66、粉刷 2×(3.3×7.2-6.52)×0.02×17=13.07kN</p><p> 框架柱自重 0.502×3.3×25=20.63kN</p><p> 柱面粉刷4×0.5×0.02×17=0.68kN
67、 </p><p> 中間層邊柱節(jié)點(diǎn)集中荷載為:GA=241.69kN</p><p> 縱向框架梁自重及粉刷 46.63kN</p><p> 縱向框架梁傳來的樓面恒荷載25.21+(1-2×0.172+0.173)×3.89×7.2×2.4/2=57.04kN</p><p> 次梁粉
68、刷、自重及傳來的樓面恒荷載 10.87+44.9=55.77kN</p><p> 木門自重 2×1.0×2.6×0.2=1.04kN</p><p> 墻體自重 (3.3×7.2-5.2)×0.24×18=80.18kN</p><p> 墻面粉刷 2×0.02×(3.3
69、5;7.2-5.2)×17=12.62kN</p><p> 框架柱自重及粉刷 20.63+0.68=21.31kN </p><p> 中間層中柱節(jié)點(diǎn)集中荷載為:GB=274.59kN</p><p> 4.2 恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p>&
70、lt;p><b> 4.2.1計(jì)算簡圖</b></p><p> 圖4-1 計(jì)算簡圖</p><p><b> 4.2.2荷載等效</b></p><p><b> 頂層邊跨 </b></p><p><b> 頂層中跨 </b><
71、/p><p><b> 中間層邊跨 </b></p><p><b> 中間層中跨 </b></p><p> 荷載等效后的計(jì)算簡圖如下</p><p> 圖4-2 等效后的計(jì)算簡圖</p><p> 4.2.3固端彎矩計(jì)算</p><p>&l
72、t;b> 頂層邊跨 </b></p><p><b> 頂層中跨 </b></p><p><b> 中間層邊跨 </b></p><p><b> 中間層中跨 </b></p><p> 4.2.4分層計(jì)算彎矩(取半結(jié)構(gòu)計(jì)算)</p>
73、<p><b> 1)頂層</b></p><p><b> 分配系數(shù)計(jì)算如下</b></p><p> 內(nèi)力計(jì)算過程見表 4-1(單位:kN?m)</p><p><b> 表 4-1</b></p><p> M見圖4-3(單位:kN?m)</p
74、><p> 圖4-3 頂層彎矩圖</p><p><b> 2)中間層</b></p><p><b> 分配系數(shù)計(jì)算如下</b></p><p> 內(nèi)力計(jì)算過程見表4-2(單位:kN?m)</p><p><b> 表4-2</b></p&
75、gt;<p> M見圖4-4(單位:kN?m)</p><p> 圖4-4 中間層彎矩圖</p><p><b> 3)底層</b></p><p><b> 分配系數(shù)計(jì)算如下</b></p><p> 內(nèi)力計(jì)算過程如下(單位:kN?m)
76、 </p><p><b> 表4-3</b></p><p> M見圖4-5(單位:kN?m)</p><p> 圖4-5 底層彎矩圖</p><p><b> 5.不平衡彎矩分配</b><
77、;/p><p> 計(jì)算過程見表4-4(單位:kN?m),方框內(nèi)為原不平衡彎矩</p><p><b> 表4-4</b></p><p><b> 6.跨中彎矩計(jì)算</b></p><p><b> 7.剪力計(jì)算</b></p><p> 圖4-6
78、 恒荷載作用下的M圖(單位:kNm)</p><p><b> 8.軸力計(jì)算</b></p><p> 框架結(jié)構(gòu)的剪力圖和軸力見圖4-7(單位:KN)</p><p> V N</p><p> 圖4-7 恒荷載作用下的V,N圖(單位:KN)<
79、/p><p> 第五章 活荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p><b> 5.1 活荷載計(jì)算</b></p><p> 5.1.1框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> qAB=2.0×3.6=7.2kN/m</p><p> qBC=2.0×2.4=4.8kN/m</p&g
80、t;<p> 5.1.2框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b> 邊節(jié)點(diǎn):</b></p><p> 縱向框架梁傳來的活荷載 3.62×2.0/2=12.96kN</p><p> 次梁傳來的活荷載 (1-2×0.252+0.253)×2.0×3.6×7.2/2=2
81、3.09kN</p><p> 則QA=36.05kN</p><p><b> 中節(jié)點(diǎn):</b></p><p> 縱向框架梁傳來的雪荷載 12.96+(1-2×0.172+0.173)×2.0×7.2×2.4/2=31.58kN</p><p> 則QB=31.58+2
82、3.09=54.67kN</p><p> 5.2 活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p><b> 5.2.1計(jì)算簡圖</b></p><p><b> 圖5-1 計(jì)算簡圖</b></p><p><b> 5.2.2荷載等效</b></p><p&
83、gt;<b> 頂層邊跨 </b></p><p><b> 中跨 </b></p><p> 荷載等效后的計(jì)算簡圖5-2:</p><p> 圖5-2 等效后的計(jì)算簡圖</p><p> 5.2.3固端彎矩計(jì)算</p><p><b> 邊跨 <
84、/b></p><p><b> 中跨 </b></p><p> 5.2.4分層計(jì)算彎矩</p><p><b> 1)頂層</b></p><p> 內(nèi)力計(jì)算過程如表5-1(單位:kN?m)</p><p><b> 表5-1</b>
85、</p><p> M圖如5-3(單位:kN?m)</p><p> 圖5-3 頂層彎矩圖</p><p> 2)中間層內(nèi)力計(jì)算過程見表5-2(單位:kN?m) </p><p><b> 表5-2</b></p><p> M如圖5-4
86、(單位:kN?m)</p><p> 圖5-4 中間層彎矩圖</p><p><b> 3)底層</b></p><p> 內(nèi)力計(jì)算過程如下(單位:kN?m)</p><p><b> 表5-3 </b></p><p> M圖見圖5-5(單位:kN?m)</
87、p><p> 圖5-5 底層彎矩圖</p><p> 5.2.5不平衡彎矩分配</p><p> 計(jì)算過程如表5-4(單位:kN?m),方框內(nèi)為原不平衡彎矩</p><p><b> 表5-4</b></p><p> 不平衡彎矩調(diào)整之后即可得出活荷載作用下框架彎矩圖(單位:kN?m)<
88、;/p><p> 圖5-6 活荷載作用下的M圖(單位:kN?m)</p><p> 5.2.6跨中彎矩計(jì)算</p><p><b> 5.2.7剪力計(jì)算</b></p><p><b> 中跨端部剪力</b></p><p><b> 各邊跨段部剪力:&
89、lt;/b></p><p><b> 5.2.8軸力計(jì)算</b></p><p> 框架結(jié)構(gòu)的剪力圖和軸力圖如下(單位:kN)</p><p> V N</p><p> 圖5-7 活荷載作用下的V,N圖(kN?m)</p><p>
90、 第六章 風(fēng)荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p> 基本風(fēng)壓w0=0.35kN/m2,地面粗糙度為B類。</p><p><b> 6.1 風(fēng)荷載計(jì)算</b></p><p> wk=βzμsμzw0,建筑物高度<30m,故βz=1.0</p><p> 迎風(fēng)時μs1=+0.8,背風(fēng)時μs2=-0.5,則μs=0.
91、8+0.5=1.3</p><p><b> 計(jì)算過程見下表</b></p><p><b> 表6-1</b></p><p> 計(jì)算簡圖6-1(單位:kN) 圖6-1 計(jì)算簡圖</p><p><b> 6.2 內(nèi)力計(jì)算
92、</b></p><p> 6.2.1抗側(cè)剛度和反彎點(diǎn)高度確定</p><p><b> 計(jì)算過程見表6-2</b></p><p><b> 表6-2</b></p><p> 6.2.2剪力在各層分配(單位:kN)</p><p><b>
93、 ,</b></p><p><b> 見圖6-2</b></p><p> 圖6-2 剪力分配圖</p><p> 6.2.3柱端彎矩計(jì)算(單位:kN?m)</p><p> 圖6-3 柱端彎矩圖</p><p> 6.2.4風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力圖</p>&l
94、t;p> 圖6-4 風(fēng)荷載作用下的M圖(單位:kN?m)</p><p> V N</p><p> 圖6-5 風(fēng)荷載作用下的V,N圖(單位:kN)</p><p> 第七章 地震作用內(nèi)力計(jì)算</p><p> 7.1 重力荷載代表值計(jì)算</p>&l
95、t;p> 7.1.1屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 2.0×16.8×43.2=1451.52kN</p><p> 7.1.2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 2.0×16.8×43.2=1451.52kN</p><p> 7.1.3屋蓋、樓蓋自重</p><
96、;p> 屋蓋4.44×16.8×43.2=3222.37kN</p><p> 樓蓋3.89×16.8×43.2=2823.21kN</p><p> 7.1.4女兒墻自重</p><p> 1.0×0.24×(16.8+43.2)×2×18+1.0×0.02
97、215;(16.8+43.2)×2×2×17=600kN</p><p> 7.1.5二~五層墻柱等自重</p><p> 柱自重 (0.5×0.5×3.3×25+4×0.5×3.3×0.02×17)×32=731.81kN</p><p> 門面積
98、2.6×1.0×22=57.2m2</p><p> 窗面積 6.52×22×+1.5×1.7×2+1.8×1.7×2=154.66m2</p><p> 門窗自重57.2×0.2+154.66×0.4=73.3kN</p><p> 墻體自重 [(3.3
99、15;120-57.2-154.66)+3.3×7.2×22] ×0.24×18=3053.6kN</p><p> 梁自重 (28×0.3×0.8×7.2+10×0.3×0.6×7.2+7×0.3×0.6×2.4) ×25=1609.2kN</p><
100、p> 粉刷 706.86×0.02×2×17=480.66kN </p><p> 小計(jì)6160.43kN</p><p> 7.1.6底層墻柱等自重</p><p> 柱自重 (0.55×0.55×3.3×25+
101、4×0.55×3.3×0.02×17)×32=877.59kN</p><p> 門面積 57.2+1.8×2.6×2=66.56 m2</p><p> 窗面積 6.52×22+1.8×1.7×2=149.56 m2</p><p> 門窗自重 66.56
102、215;0.2+149.56×0.4=73.14kN</p><p> 墻自重 [(3.3×120-66.56-149.56)+3.3×7.2×22]×0.24×18=3035.23kN</p><p> 梁自重 1609.2kN</p><p> 粉刷 702.6×0.02×2&
103、#215;17=477.77kN </p><p> 小計(jì)6289.05kN</p><p> 各層重力荷載代表值匯總?cè)缦拢?lt;/p><p> 7.2 水平地震作用計(jì)算</p><p> 7.2.1各層D值匯總(D單位:104kN/m)</p>
104、<p><b> 計(jì)算過程見表7-1</b></p><p><b> 表7-1</b></p><p> 7.2.2頂點(diǎn)位移計(jì)算(將重力荷載代表值Gi作為水平荷載)</p><p><b> uT=++</b></p><p><b> ++
105、</b></p><p><b> =</b></p><p> 7.2.3基本自振周期</p><p> 7.2.4基本自振周期水平地震影響系數(shù)</p><p> 設(shè)計(jì)地震分組第一組,場地類別Ⅱ類,Tg=0.35s,地震加速度0.20g,多遇地震下αmax=0.16</p><p
106、> 7.2.5結(jié)構(gòu)底部剪力標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 7.2.6各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> ,故不需考慮頂部附加地震作用</p><p> 7.2.7各層水平地震層間剪力</p><p> 樓層水平地震剪力最小值驗(yàn)算如下:</p><p> 樓層最小地震剪力系數(shù)λ=0.016</p&
107、gt;<p><b> ,,</b></p><p><b> ,</b></p><p><b> 故滿足要求</b></p><p> 7.2.8多遇地震下彈性層間位移</p><p> 計(jì)算過程見下表7-2</p><p>
108、<b> 表7-2</b></p><p><b> 故滿足要求</b></p><p> 7.3 一榀框架內(nèi)力計(jì)算</p><p> 7.3.1層間剪力在各柱分配</p><p><b> 計(jì)算過程見下表</b></p><p><b
109、> 表7-3</b></p><p> 7.3.2反彎點(diǎn)高度確定</p><p><b> 計(jì)算過程見下表</b></p><p><b> 表7-4</b></p><p> 7.3.3柱端彎矩計(jì)算(單位:kN?m)</p><p> 圖7-1
110、 柱端彎矩圖</p><p> 7.4.4地震作用下的內(nèi)力力圖</p><p> 圖7-2 地震荷載作用下的M圖(單位:kN?m)</p><p> V N</p><p> 圖7-3 地震荷載作用下的V,N圖(單位:kN)</p><p>
111、<b> 第八章 內(nèi)力組合</b></p><p> 本章中單位統(tǒng)一為:彎矩kN?m,剪力kN,軸力kN。</p><p> 根據(jù)前面的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果,即可進(jìn)行框架各梁柱各控制截面上的內(nèi)力組合,其中梁的控制截面為梁端柱邊及跨中,由于對稱性,每層梁取5個控制截面。柱分為邊柱和中柱,每根柱有2個控制截面。內(nèi)力組合使用的控制截面標(biāo)于下圖。</p><
112、p> 圖8-1 控制截面圖</p><p><b> 8.1 梁內(nèi)力組合</b></p><p> 1.計(jì)算過程見下頁表中,彎矩以下部受拉為正,剪力以沿截面順時針為正</p><p> 注:(1)地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值的組合表達(dá)式為:</p><p> 其中,SGE為相應(yīng)于水平地震作用下重力荷載代表
113、值效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。而重力荷載代表值表達(dá)式為:</p><p> Gk——恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> Qik——第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> ΨQi——第i個可變荷載的組合之系數(shù),屋面活荷載不計(jì)入,活荷載均0.5。</p><p> 考慮到地震有左震和右震兩種情況,而在前面第八章計(jì)算地震作用內(nèi)力時計(jì)算的是左震作用時的內(nèi)力
114、,則在下表中有1.2(①+0.5②)+1.3⑤和1.2(①+0.5②)-1.3⑤兩列,分別代表左震和右震參與組合。</p><p> ?。?)因?yàn)轱L(fēng)荷載效應(yīng)同地震作用效應(yīng)相比較小,不起控制作用,則在下列組合中</p><p> 風(fēng)荷載內(nèi)力未參與,僅考慮分別由恒荷載和活荷載控制的兩種組合,即1.35①+1.4×0.7③和1.2①+1.4③兩列。</p><p&
115、gt; 梁內(nèi)力組合計(jì)算表 表8-1 </p><p><b> 梁內(nèi)力組合計(jì)算表</b></p><p><b> 續(xù)表</b></p><p><b> 梁內(nèi)力組合計(jì)算表</b></p><p><b> 續(xù)表</b></p>&
116、lt;p><b> 8.2 柱內(nèi)力組合</b></p><p> 1.計(jì)算過程見下表,彎矩以順時針為正,軸力以受壓為正</p><p><b> 柱內(nèi)力組合計(jì)算表</b></p><p><b> 表8-2</b></p><p><b> 柱內(nèi)力組合
117、計(jì)算表</b></p><p><b> 續(xù)表</b></p><p><b> 柱內(nèi)力組合計(jì)算表</b></p><p><b> 續(xù)表</b></p><p><b> 第九章 截面設(shè)計(jì)</b></p><p&g
118、t;<b> 9.1 梁截面設(shè)計(jì)</b></p><p> 9.1.1正截面受彎承載力計(jì)算</p><p><b> 1)已知條件</b></p><p> 混凝土強(qiáng)度等級選用C30,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2??v向受力鋼筋選用HRB335(fy= f’y=300N/mm2),箍筋選用HRB
119、235(fy= f’y=210N/mm2)。梁的截面尺寸為300×800,300×600兩種,則h01=800-35=765mm,h02=600-35=565mm。</p><p><b> 2)構(gòu)造要求</b></p><p> (1)承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE=0.75</p><p> ?。?)三級抗震設(shè)防要求,框架
120、梁的混凝土受壓區(qū)高度x≤0.35h0</p><p> 則x1≤0.35h01=0.35×765=267.75mm</p><p> x2≤0.35h02=0.35×565=197.75mm</p><p> (3)梁的縱筋最小配筋率:</p><p><b> 支座:</b></p&g
121、t;<p> 0.25%×300×765=573.75mm2>(55×1.43/300) %×300×765=417.83mm2</p><p> 0.25%×300×565=423.75mm2>(55×1.43/300) %×300×565=256.09mm2</p>
122、<p> 所以:As1min=573.75mm2</p><p> As2min=423.75mm2</p><p><b> 跨中:</b></p><p> 0.2%×300×765=459mm2>(45×1.43/ 300) %×300×765=341.86mm2&
123、lt;/p><p> 0.2%×300×565=339mm2>(45×1.43/300) %×300×565=252.48mm2</p><p> 所以:As1min=459mm2</p><p> As2min=339mm2</p><p> ?。?)箍筋的配箍率箍筋的配筋率<
124、/p><p> ρsvmin=0.24×ft/fyv=0.24×1.43/210=0.16%</p><p><b> 4)配筋計(jì)算</b></p><p> 因結(jié)構(gòu)、荷載均對稱,故整個框架采用左右對稱配筋。當(dāng)梁下部受拉時,按T形截面控制。當(dāng)梁上部受拉時,按矩形截面設(shè)計(jì)。</p><p> 以第五
125、層AB跨梁為例,給出計(jì)算方法和過程,其他各梁的配筋計(jì)算見表格。</p><p> ?。?)跨中下部受拉,按T形截面設(shè)計(jì)。翼緣計(jì)算寬度按跨度考慮時,</p><p> b’f=l/3=7.2/3=2.4m=2400mm;當(dāng)按梁間間距考慮時,b’f=b+Sn=300+(3900-150-100)=3050mm;當(dāng)按按翼緣厚度考慮時,h0=765mm,h’f/h0=100/765=0.131&
126、gt;0.1,此種情況不起控制作用。綜上,取b’f=2400mm??紤]抗震承載力調(diào)整系數(shù)γRE=0.75,彎矩設(shè)計(jì)值為0.75×149.57=112.18kN?m。</p><p> 因?yàn)?,故屬第一類截面?lt;/p><p><b> ,</b></p><p> 而Asmin=459mm2,故配筋218,As=509mm2<
127、;/p><p><b> ?。?)支座</b></p><p><b> ?。ㄒ宰笾ё鶠槔?lt;/b></p><p> 將下部截面的218鋼筋深入支座,作為支座負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋(A’s=509mm2),再計(jì)算相應(yīng)的受拉鋼筋A(yù)s。</p><p> 考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù),彎矩設(shè)計(jì)值為0.75&
128、#215;74.69=56.02kN?m。</p><p><b> ,</b></p><p> 說明A’s富余,且達(dá)不到屈服,可以近似取</p><p> 而Asmin=573.75mm2,故配筋318,As=763mm2</p><p> 全部梁的正截面配筋計(jì)算過程與結(jié)果見表9-1。</p>
129、<p><b> 梁正截面配筋計(jì)算表</b></p><p><b> 表9-1 </b></p><p> 9.1.2斜截面受彎承載力計(jì)算</p><p> 承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE=0.85。以第五層AB,BC跨梁為例,給出計(jì)算方法和過程,其他各梁的配筋計(jì)算見表格。</p><p&
130、gt;<b> AB跨梁</b></p><p> 故截面尺寸滿足要求。</p><p> 梁端箍筋加密區(qū)取2肢Φ8@100,箍筋用HPB235級鋼筋(fyv =210N/mm2),則:</p><p> 箍筋加密區(qū)長度取1.2m,非加密區(qū)取2肢Φ8@150設(shè)置滿足要求。</p><p><b> B
131、C跨梁</b></p><p> 故截面尺寸滿足要求。</p><p> 梁端箍筋加密區(qū)取2肢Φ8@100,箍筋用HPB235級鋼筋,則:</p><p> 由于非加密區(qū)長度較小,故全跨可按加密區(qū)配置。</p><p> 全部梁的斜截面配筋計(jì)算結(jié)果與結(jié)果見下表。</p><p><b>
132、 梁斜截面配筋計(jì)算表</b></p><p><b> 表9-2</b></p><p><b> 9.2 柱截面設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 9.2.1已知條件</b></p><p> 混凝土采用C30,fc=14.3N/mm2,ft=1.43
133、N/mm2,縱向受力鋼筋選用HRB400(fy= f’y=360N/mm2),箍筋選用HRB235(fy= f’y=210N/mm2)。柱的截面尺寸:底層為550×550 ;其他層為500×500。則h01=550-40=510mm,h0=500-40=460mm。</p><p><b> 9.2.2構(gòu)造要求</b></p><p> 1)抗
134、震調(diào)整系數(shù)γRE=0.80</p><p> 2)三級抗震設(shè)防要求,框架柱縱筋最小配筋百分率應(yīng)滿足:0.7%</p><p> 則As1min=0.007×650×610=1964mm2 ,Asmin=0.007×600×560=1610mm2</p><p> 9.2.3剪跨比和軸壓比驗(yàn)算</p><
135、;p> 剪跨比宜大于2,三級框架軸壓比應(yīng)小于0.8,從下表中可見均滿足要求。</p><p> 柱剪跨比和軸壓比計(jì)算表</p><p><b> 表9-3</b></p><p> 9.2.4柱正截面承載力計(jì)算</p><p><b> 計(jì)算要點(diǎn):</b></p>&l
136、t;p> ?、伲?,當(dāng)ξ<ξb時為大偏心受壓柱;當(dāng)ξ>ξb時為小偏心受壓柱。</p><p> ② ea取20mm和h/30兩者中的較大值。</p><p> ?、郛?dāng)ei/h0≥0.3時,ζ1=1.0;當(dāng)ei/h0<0.3時,ζ1=0.2+2.7ei/h0且≤1.0。</p><p> ?、苤?jì)算長度l0=0.7l。</p><p>
137、 ⑤ l0/h≤15時,ζ2=1.0;l0/h>15時,ζ2=1.15-0.01l0/h且≤1.0。</p><p><b> ?、?,取Cm=1.0</b></p><p> ?、擀巍?αS/h0,;ξ>2αS/h0,具體計(jì)算與配筋過程見下列兩表。</p><p> 邊柱正截面配筋計(jì)算表
138、 表9-4</p><p> 中柱正截面配筋計(jì)算表 表9-5</p><p> 9.2.5柱斜截面承載力計(jì)算</p><p><b> 計(jì)算要點(diǎn):</b></p><p> ?、倏蚣苤苯孛嬗?jì)算時的抗震調(diào)整
139、系數(shù)為γRE=0.85。</p><p> ?、诋?dāng)λ<1時,取λ=1;當(dāng)λ>3時,取λ=3。</p><p><b> ?、蹠r截面滿足要求。</b></p><p> ?、墚?dāng)N≤0.3fcA時取實(shí)際值計(jì)算;當(dāng)N>0.3fcbh時取0.3fcbh計(jì)算。</p><p> ⑤時按構(gòu)造配箍,否則按計(jì)算配箍。</p>
140、;<p> 具體計(jì)算與配筋過程見下列表9-6,9-7</p><p> 邊柱斜截面配筋計(jì)算表</p><p><b> 表9-6 </b></p><p> 中柱斜截面配筋計(jì)算表</p><p><b> 表9-7</b></p><p><b&
141、gt; 致 謝</b></p><p> 經(jīng)過半年的忙碌和工作,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì),由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo),以及一起工作的同學(xué)們的支持,想要完成這個設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師陳茂明老師。陳老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段,從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì),裝配草圖等
142、整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣,但是陳老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩陳老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是作者永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響作者今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝作者的同學(xué)對作者無私的幫助,特別是在軟件的使用方面,正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì),我要感謝我的母校——四川建院,是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境;另外,我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師,是你們教會我專業(yè)知識。在此,
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