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文檔簡介
1、<p><b> 摘要</b></p><p> 本設計為河北省邯鄲市高新賓館設計。全樓主體共十層,建筑面積為10335.46㎡。設計分為兩部分:第一部分是建筑部分,包括對建筑的周圍的環(huán)境設計,建筑的平面設計,建筑立面的設計,建筑剖面設計,建筑構造做法及材料的選用。本建筑設計采用了內廊式的平面組合,使賓館內各房間相對獨立、安靜,不被穿越但又有一定的聯(lián)系,建筑布局因地制宜,靈活布
2、置,功能分區(qū)明確、流線清晰、便于管理,滿足使用要求,特別是消防和疏散要求。第二部分為結構設計,本設計的結構采用橫向框架承重體系,選取一榀框架進行水平力和豎向力計算,并進行內力組合,以確定最不利內力,并進行截面設計。包括框架梁、板、柱、樓梯、雨篷及基礎的截面設計等。墻體采用粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑,有利于減輕建筑物自重;其中對框架梁、板、柱的設計都采用了比較常用的彈性理論方案。本設計為7度抗震設防烈度設計,因此設計過程中還進行了地震作
3、用下彈性位移驗算和罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。設計后達到了強度、剛度和穩(wěn)定性方面的要求。</p><p> 關鍵詞:建筑 框架 混凝土 抗震設計 </p><p><b> Abstract</b></p><p> This design for Hebei Province Handan high new guesthous
4、e design. Entire building main body altogether ten, floor space for 10335.46㎡. The design divides into two parts: The first part constructs the part, including to the construction periphery environment design, the constr
5、uction plane design, the construction sets up the surface the design,construction section plane design, construction structure procedure and material selection. This architectural design has used in the porch -like plane
6、 com</p><p> Key words: Construction frame concrete earthquake resistance design </p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘要I</b></p><p> Abst
7、ractII</p><p> 第1章 建筑設計1</p><p> 1.1 建筑的總平面設計1</p><p> 1.2建筑平面設計1</p><p> 1.2.1 房間的平面設計1</p><p> 1.2.2 樓梯設計2</p><p> 1.3 建筑立面設計3&
8、lt;/p><p> 1.4 建筑剖面設計3</p><p> 第2章 結構設計說明4</p><p> 2.1 框架的承重方案4</p><p> 2.2 梁柱截面尺寸的確定4</p><p> 2.3 框架結構的計算簡圖5</p><p> 2.4 結構計算5</p
9、><p> 第3章 工程概況及結構布置7</p><p> 3.1 工程概況7</p><p> 3.2 結構的布置及計算簡圖7</p><p> 第4章 重力荷載的計算9</p><p> 4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值9</p><p> 4.2 屋面及樓面可變荷載的標
10、準值10</p><p> 4.3 梁、柱、墻、門的重力荷載計算10</p><p> 4.4 重力荷載代表值12</p><p> 第5章 側移剛度的計算13</p><p> 5.1 橫向框架側移剛度的計算13</p><p> 5.2 柱的側移剛度計算14</p><p&
11、gt; 第6章 橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算16</p><p> 6.1 橫向水平地震作用下框架結構的內力和側移計算16</p><p> 6.1.1 橫向自振周期的計算16</p><p> 6.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算17</p><p> 6.1.3 水平地震作用下的位移驗算19<
12、/p><p> 6.1.4 水平地震作用下框架內力計算20</p><p> 6.2 橫向風荷載作用下框架結構內力和位移的計算24</p><p> 6.2.1 風荷載標準值24</p><p> 6.2.2 風荷載作用下的水平位移27</p><p> 6.2.3 風荷載作用下框架結構內力計算28&l
13、t;/p><p> 第7章 豎向荷載作用下框架結構的內力計算32</p><p> 7.1計算單元32</p><p> 7.2 荷載計算33</p><p> 7.3 彎矩計算38</p><p> 7.3.1 恒荷載作用下的內力計算38</p><p> 7.3.2 活荷載
14、作用下的內力計算39</p><p> 7.4 內力計算40</p><p> 7.5 梁端剪力及柱軸力計算40</p><p> 第8章 橫向框架的內力組合48</p><p> 8.1 結構抗震等級48</p><p> 8.2 框架梁的內力組合48</p><p>
15、 8.3 框架柱內力組合55</p><p> 第9章 截面設計66</p><p> 9.1 框架梁設計66</p><p> 9.1.1 梁的正截面受彎承載力計算66</p><p> 9.1.2 梁斜截面受剪承載力計算68</p><p> 9.2 框架柱設計71</p>&
16、lt;p> 9.2.1 剪跨比和軸壓比驗算71</p><p> 9.2.2 正截面承載力計算72</p><p> 9.2.3 柱斜截面受剪承載力計算76</p><p> 9.3 框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算79</p><p> 第10章 罕遇地震作用下彈塑性變形驗算82</p><p&
17、gt; 10.1 罕遇地震作用下的樓層剪力82</p><p> 10.2 樓層受剪承載力計算83</p><p> 第11章 樓梯設計87</p><p> 11.1 梯段板設計87</p><p> 11.2 平臺板設計89</p><p> 11.3 平臺梁設計90</p>
18、<p> 第12章 雨篷的設計及承載力驗算92</p><p> 12.1 雨篷板的設計及承載力的驗算92</p><p> 12.2 雨篷梁設計及承載力計算93</p><p> 12.3 雨蓬抗傾覆驗算97</p><p> 第13章 樓板的設計98</p><p> 13.1 樓板
19、類型的選擇98</p><p> 13.2 設計參數(shù)98</p><p> 13.3 彎矩計算99</p><p> 13.4 截面設計101</p><p> 第14章 基礎設計104</p><p><b> 結 論109</b></p><p>
20、;<b> 致 謝110</b></p><p><b> 參考文獻111</b></p><p><b> 附錄一:112</b></p><p><b> 附錄二:120</b></p><p><b> 第1章 建筑設計
21、</b></p><p> 1.1 建筑的總平面設計</p><p> (1) 根據(jù)地形考慮,該地段地處邯鄲市高新技術開發(fā)區(qū)內主入口的南側,北臨高新區(qū)內城市廣場,西臨邯鄲市東環(huán)大街,其它兩側為辦公用地,地理位置十分優(yōu)越??紤]到已有建筑,所以正立面和左側立面依城市主要街道而設,更加突出了此賓館選址的優(yōu)越。</p><p> (2) 為滿足使用要求及當
22、地規(guī)劃部門的要求,在賓館正面留有足夠的空間設置相應的停車場地。</p><p> (3) 為創(chuàng)造一個良好舒適的環(huán)境,在用地范圍內布置適當?shù)木G化,以及布置景觀小品設計和園林綠化設計,并適當考慮與城市綠化帶的相互關系,創(chuàng)造一個和諧、舒適的環(huán)境。</p><p><b> 1.2建筑平面設計</b></p><p> 建筑平面設計是針對建筑的室
23、內使用部分進行的,即有機地組合內部使用空間,使其更能滿足使用者的要求,本設計是從平面設計入手,著眼于建筑空間的組合,結合高層賓館的具體特點進行設計。本設計按照各基本單元空間的功能性質、使用順序進行功能分析和功能分區(qū)。處理好各建筑空間的關系,合理組織好交通流線,使各種流線符合使用順序并做到簡潔明確、順暢直接、不交叉迂回,避免相互干擾,并布置良好的朝向,滿足采光和通風條件。</p><p> 1.2.1 房間的平面
24、設計</p><p> 根據(jù)設計任務書中對建筑總面積、層數(shù)及房間數(shù)量及使用面積的要求,對各個房間在每層平面中所占的比例初步確定每層及各房間的面積、形狀與尺寸,根據(jù)功能分析、流線分析等進行平面組合設計。首先確定組合方式。且為了提供一個較舒適寬敞的的住宿的空間,使得內部的各種功能劃分比較靈活,本設計采用了開間7.8m,進深為7.2m柱網(wǎng),且采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊對大空間進行隔斷,其材料較輕并有很好的隔音效果。
25、基于以上各項要求本設計的平面為矩形。樓梯設計在大廳內體現(xiàn)了導向明確、疏散快捷方便的理念。</p><p> 1.2.2 樓梯設計</p><p> 根據(jù)人流出行和疏散的要求,有大廳的顯著位置設置有電梯和樓梯,電梯參數(shù)確定客梯為2400mm×2500mm,且設置了一部消防樓梯,依據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》設封閉式樓梯間兼消防與疏散,乙級防火門向樓梯間開啟,設前室33.61m2,單獨
26、電源,備有電話。</p><p> (1) 根據(jù)《旅館建筑設計規(guī)范》中確定樓梯的踏步尺寸與樓梯段凈寬:旅館的樓梯踏步高度底層取175mm,寬度取300mm。其它層樓梯踏步高度取150mm,寬度取300mm;單跑踏步數(shù)均為12。</p><p> (2) 樓梯形式的選擇應便于疏散迅速、安全,盡量減少交通面積并有利于房間平面布置,根據(jù)高層旅館的平面的布置、形狀與尺寸,確定樓梯形式為兩跑樓梯
27、。</p><p> (3) 確定樓梯開間進深尺寸,在滿足各種功能要求的情況下將開間尺寸定為3900mm,則梯段寬度為1740mm;根據(jù)平臺寬度大于等于梯段寬度的規(guī)定,平臺寬度亦取1760mm。</p><p> (4) 樓梯踏步數(shù):</p><p> 首層踏步數(shù):第一跑梯段踏步數(shù)為2100/175=12;第二跑梯段踏步數(shù)是2100/175=12;</p
28、><p> 標準層踏步數(shù):第一跑踏步數(shù)為1800/150=12;第二跑梯段踏步數(shù)是1800/150=12;</p><p><b> (5) 梯段長度:</b></p><p> 首層梯段長度 (12-1)×300=3300mm </p><p> 標準層梯段長度:(
29、12-1)×300=3300mm </p><p> (6) 確定樓梯間的位置</p><p> 樓梯應布置均勻、位置明顯、空間導向性強,有利于人員的出行的疏散。本設計的樓梯入口設置在了大廳內,并在另一側設有樓樓,并滿足防火間距的要求。</p><p> 1.3 建筑立面設計</p><p&g
30、t; 高層旅館建筑和其它公共建筑一樣,不僅能給人們提供工作、活動空間,滿足使用要求,而且能夠反映出建筑的主題思想。</p><p> 在滿足使用要求的同時,照顧到立面造型,本設計的的底層層高為4.2m,標準層的層高為3.6m。</p><p> 建筑體型設計是高層旅館建筑設計中的重要環(huán)節(jié)。建筑體型是建筑空間組合的外在因素,它是內在諸因素的反映。建筑的內部空間與外部體型是建筑造型藝術處
31、理問題中的矛盾雙方,是互為依存不可分割的,往往完美和諧的建筑藝術形象,總是內部空間合乎邏輯的反映。</p><p> 立面設計是反映整個建筑的一個方面,是生動的、富有表現(xiàn)力的信息來源。通過立面門、窗及各種構配件的位置、大小、外形等變化,使建筑的外觀與使用功能、經(jīng)濟技術的合理性達到統(tǒng)一,給人以簡潔、明快、樸素、大方的感受。立面處理的好壞,將影響建筑設計的效果。</p><p> 1.4
32、建筑剖面設計</p><p> 剖面設計的目的主要是確定內部空間的使用高度,以確保建筑空間的滿足使用要求,考慮到旅館是人流密集的公共建筑,要求有空調,消防等設備高度及主梁的高度,吊頂?shù)?。所以確定底層層高為4.2m,以上每層層高為3.6m,經(jīng)初步估算,凈高符合要求。</p><p> 第2章 結構設計說明</p><p> 2.1 框架的承重方案</p&g
33、t;<p> 本設計采用框架結構承重體系,根據(jù)框架結構的承重體系的不同,可分為橫向框架承重體系 縱向框架承重體系和縱橫向框架承重體系。根據(jù)本設計的結構布置特點,采用橫向框架承重體系。</p><p> 2.2 梁柱截面尺寸的確定</p><p> 樓蓋和屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構,樓板厚度選用100mm。梁截面高度按跨度的1/8~1/12進行估算,寬度取b=(1/2~
34、1/3)h。柱的截面尺寸按公式進行估算。-框架柱軸壓比限值。本設計為二級抗震,查《抗震規(guī)范》,取值為0.8,柱的截面尺寸由下式 </p><p><b> 邊柱: </b></p><p><b> 中柱: </b></p><p> 式中 A-柱的負荷面積() n-柱上的層數(shù) q-重力荷
35、載代 表值()</p><p><b> 取第一層柱截面</b></p><p><b> 邊柱:</b></p><p> 中柱: </p><p> 取截面為正方形,則邊柱和中柱的截面尺寸為535mm和567mm。</p><p>
36、; 各層柱的截面尺寸變化范圍在100~150之間。由此估算框架梁和柱的截面尺寸,并考慮其它因素影響,在設計中的取值見表2-1。</p><p> 表2-1 梁截面尺寸(mm)</p><p> 表2-2 柱的截面尺寸(mm)</p><p> 2.3 框架結構的計算簡圖</p><p> 計算簡圖用梁柱軸線表示,梁柱軸線取各自的形心
37、線。對于與鋼筋混凝土樓蓋整體現(xiàn)澆的框架梁,可取樓板底面處作為梁軸線。底層的框架柱取自基礎的頂面。由于各層柱的截面尺寸不同而導致形心線不重合時,取頂層柱的形心作為柱子的軸線。按此計算簡圖計算出的內力是計算簡圖軸線上的內力,由于此軸線不一定是各截面的形心線,所以在截面配筋計算時,應將計算簡圖軸線上的內力轉化為柱截面形心處的內力,即計入上、下柱截面形心間的偏心距對彎矩的影響。</p><p><b> 2.
38、4 結構計算</b></p><p> 本設計進行了重力荷載代表值計算,水平地震作用的計算,風荷載的計算,水平荷載作用下框架結構的內力和位移計算,豎向荷載作用下框架的內力計算,框架梁和框架柱的內力組合。梁和柱的的截面設計及一些小構件的計算,包括樓梯、雨篷、樓板和基礎的計算。并進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。</p><p> 第3章 工程概況及結構布置</p>
39、;<p><b> 3.1 工程概況</b></p><p> 建設地點:河北省邯鄲市</p><p> 建筑類型:框架填充墻結構,樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結 構,樓板厚度取100mm。填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。主體結構10層,底層層高m,其余各層為m。局部突
40、出的塔樓為電梯機房和水箱間,層高為3.9m。</p><p> 門 窗:門為木門,部分為鋼制防火門,窗為鋁合金窗。</p><p> 材料選用:框架柱底層選用C40混凝土,2~10層選用C35混凝土??蚣芰涸诘讓佑肅40混凝土,210層用C35混凝土。受力鋼筋采用HRB335和HRB400級鋼筋。箍筋采用HPB235級鋼筋。鋼筋的連接優(yōu)先采用焊接。</p><
41、p> 柱 網(wǎng):本建筑采用內廊式平面組合,柱距為 7.8m,邊跨跨度為7.2m ,中間跨度為2.1m。</p><p> 自然條件:基本風壓為,基本雪壓為。</p><p> 地質條件:建筑場地為二類場地,設防烈度為7度,地震分組為第二組?;镜卣鸺铀俣葹椋降卣鹩绊懴禂?shù)為=。</p><p> 3.2 結構的布置及計算簡圖</p>
42、<p> 根據(jù)該建筑的使用功能和建筑設計的要求,進行了建筑的平面、立面及剖面設計。主體結構共10層,底層層高為4.2m,其余各層層高3.6m,主體高度為36.6m。填充墻外墻采用390厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑,內填充墻采用190厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑,底層窗高2.5m,其余各層窗高2.0m。在計算簡圖中,2~10層的柱高為層高,即3.6m,底層柱高從基礎頂面至一層板底,即5.8m。</p>&
43、lt;p> 其計算簡圖見2-1圖。</p><p> 圖2-1 結構計算簡圖</p><p> 第4章 重力荷載的計算</p><p> 4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值</p><p> 屋面永久荷載標準值(上人)</p><p> 30厚細石混凝土保護層
44、 </p><p> 三氈四油防水層 </p><p> 20厚水泥找平層 </p><p> 150厚水泥蛭石保溫層 </p><p> 100厚鋼筋混
45、凝土結構層 </p><p> V型輕鋼龍骨吊頂 0.25KN/m2 </p><p> 合計 4.85KN/m2</p><p> 客房部分:3~9層樓面</
46、p><p> 木塊地面(加防腐油膏鋪砌厚76mm) </p><p> 100厚鋼筋混凝土結構層 </p><p> V型輕鋼龍骨吊頂 0.25KN/m2 </p><p> 合
47、計 3.45KN/m2</p><p> 餐廳、辦公、走道部分</p><p> 磨光大理石板20厚,水泥砂漿擦縫</p><p> 30厚1:3干硬性水泥砂漿,面上撒2厚素水泥</p><p> 水泥漿結構層一道
48、 </p><p><b> 1.16KN/m2</b></p><p> 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構層 </p><p> V型輕鋼龍骨吊頂 0.25KN/m2<
49、/p><p> 合計 3.91KN/m2</p><p><b> 衛(wèi)生間:</b></p><p> 陶瓷錦磚5厚,鋪實拍平,干水泥擦縫</p><p> 1:3干硬水泥砂漿結合層30厚表面撒水泥粉</p><p>
50、 聚氨脂防水層1.5厚</p><p> 1:3水泥砂漿找坡層,最薄處20厚 </p><p><b> 1.70KN/m2</b></p><p> 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構層 </p><p> 20厚石灰砂
51、漿板底抹灰 0.02×17=0.34KN/m2</p><p> 合計 4.54KN/m2</p><p> 4.2 屋面及樓面可變荷載的標準值</p><p> 樓面活荷載標準值
52、 </p><p> 上人屋面均布活荷載標準值 </p><p> 屋面雪荷載標準值 </p><p> ?。槲菝娣e雪荷載分布系數(shù)) </p><p> 梁柱的密度
53、 </p><p> 蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 </p><p> 4.3 梁、柱、墻、門的重力荷載計算</p><p> 梁、柱重量按其尺寸及材料容重標準值確定。梁兩側面層重量也應計入梁自重內,墻體重量可根據(jù)厚度及材料容重標準值確定,其兩側的面層應計入墻體自重內。
54、本設計的的墻體采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊填充,以砌塊厚度和材料標準值計入墻體自重,門、窗按其材料、種類、規(guī)格,按《荷載規(guī)范》進行計算。計算結果見表4-1。</p><p> 表4-1 梁、柱重力荷載代表值</p><p> 注:表中為考慮梁柱粉刷層重力荷載的增大系數(shù);g表示單位長度構件重力荷載;n為構件數(shù)量;梁長度取凈長;柱長度取層高。</p><p> 4
55、.4 重力荷載代表值</p><p> 重力荷載代表值是集中于各樓層標高處的重力荷載為計算單元范圍內各層樓面的重力荷載代表值及其上、下各半層的墻柱重量。</p><p> 圖4-1 重力荷載代表值</p><p> 計算Gi時,各可變荷載的組合系數(shù)查相應的規(guī)范采用,無論是否是上人層面,其屋面上可變荷載均取雪荷載。 外墻為390mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊,內
56、墻面為20mm厚抹灰,外墻面貼瓷磚(0.5KN/m2),則外墻單位面積重力荷載為</p><p> 內墻為190mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊,兩側均為20mm厚抹灰。則內墻的單位面積重力荷載為</p><p> 第5章 側移剛度的計算 </p><p> 5.1 橫向框架側移剛度的計算</p><p> 橫向框架梁線剛度ib計算過程
57、見表5-1;柱的線剛度ic計算過程見表5-2。</p><p><b> C40:</b></p><p><b> C30:</b></p><p> 表5-1 橫梁線剛度ib計算</p><p> 續(xù)表5-1 橫梁線剛度ib計算</p><p> 表5-2 柱
58、的線剛度ic計算</p><p> 注:ic柱的線剛度Ic=EcIc/h, Ic為柱的截面慣性矩,h為框架柱的計算高度。</p><p> 5.2 柱的側移剛度計算</p><p> 柱的側移剛度按下式計算確定 式中系數(shù)由下表確定 </p><p> 表5-3 柱側移剛度修正系數(shù)</p><p>
59、根據(jù)梁柱線剛度比的不同,柱可分為中框架中柱和邊柱,邊框架中柱和邊柱以及電梯柱等。柱的側移剛度計算結果見表5-4、5-5和5-6。</p><p> 表5-4 中框架柱側移剛度D值(N/mm)</p><p> 表5-5 邊框架柱側移剛度D值(N/mm)</p><p> 表5-6 樓電梯間框架側移剛度D值(N/mm)</p><p>
60、 將上述各種不同情況下同層框架柱側移剛度相加,即得各層層間側移剛度,見表5-7。</p><p> 表5-7 橫向框架層間側移剛度(N/mm)</p><p> 由上表可見,∑D1/∑D2=0.836>0.7,該框架為規(guī)則框架。 </p><p> 第6章 橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計
61、算</p><p> 6.1 橫向水平地震作用下框架結構的內力和側移計算 </p><p> 6.1.1 橫向自振周期的計算</p><p> 由公式將折算到主體結構的頂層, 。</p><p> 表6-1 結構頂點的假想位移計算 </p><p> 按式計算周期,的量綱為,取=0.7,為計算結構基本自振
62、周期用的結構頂點假想位移();為結構基本自振周期考慮非承重墻的影響的折減系數(shù)。</p><p> 6.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算</p><p> 本結構主體結構在40m以下,且質量和剛度沿高度分布比較均勻,變形以剪切變形為主。用底部剪力法計算水平地震作用。</p><p> 由公式計算總水平地震作用標準值,其中為相應于結構基本自振周期的水平地震影
63、響系數(shù)值;為結構等效總重力荷載,多質點應取總重力荷載代表值的85%。</p><p> =96481.8KN</p><p> 建筑場地為第二類,得,地震設防烈度為7度,查得,則 </p><p><b> = </b></p><p> 因為,所以應考慮頂部附加水平地震作用,頂部附加地震作用系數(shù)</p&g
64、t;<p> =0.08=0.0884</p><p> 各質點的水平地震作用按下式計算</p><p> 具體的計算過程見表6-2,各樓層地震剪力按進行計算。</p><p> 圖6-1(a)水平地震作用分布 圖6-1(b) 層間剪力分布</p><p> 表6-2 各質點橫向水平地震作用及樓層地
65、震剪力計算</p><p> 各質點水平地震作用及樓層剪力沿房屋層高分見圖6-1</p><p> 6.1.3 水平地震作用下的位移驗算</p><p> 水平地震作用下框架結構的間位移和頂點位移公式</p><p> 表中計算的各層的層間彈性位移角應滿足,為多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層內最大的層間彈性位移,h為計算樓層高度,為彈性層
66、間位移角的限值。按上式計算的框架各層層間位移應滿足規(guī)范要求,當不滿足時,說明梁、柱截面尺寸偏小,應調整梁、柱截面尺寸或提高混凝土等級,并重新計算。</p><p> 表6-3 橫向水平地震作用下的位移計算</p><p> 由上表可見,最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層,其值為1/753〈1/550,滿足要求。</p><p> 6.1.4 水平地震作用下框架內力
67、計算</p><p> 在框架平面布置圖中,以軸線橫向框架為例,其余框架內力計算從略??蚣苤思袅皬澗匕词?lt;/p><p><b> M</b></p><p> 其中取自表5-4,取自表5-7,層間剪力Vi取自表6-2,各層柱反彎點的高度比y按式確定,其中由規(guī)范查得,為上、下層梁線剛度變化的反彎點高度比的修正值;和為上、下層高度變化時
68、反彎點高度比的修正值;本設計中底層柱需考慮修正值,第二層柱需考慮和其余柱無需修正,各層柱的柱端彎矩計算見表6-4、6-5。</p><p> 表6-4 各層柱端彎矩及軸力計算表</p><p> 表6-5 各層柱端彎矩及軸力計算表</p><p> 梁端彎矩、剪力及軸力分別按下式計算:</p><p> 其中梁線剛度取自表5-1,具體
69、計算結果見表6-6。圖6-2 水平地震作用下的彎矩圖</p><p> 圖6-3 水平地震作用下的剪力及軸力圖</p><p> .表6-6 梁端彎矩、剪力及軸力的計算</p><p> 注:(1) 柱軸力中的負號表示拉力。當為左震時,左側兩根柱子為拉力;對應的右側兩根柱子為壓力。</p><p> (2) 表中M單位為KN.m,V單
70、外為KN,N單位為KN,l單位為m。</p><p> 水平地震作用下框架的彎矩圖剪力圖及軸力圖見6-2圖、6-3圖。</p><p> 6.2 橫向風荷載作用下框架結構內力和位移的計算</p><p> 6.2.1 風荷載標準值</p><p> 風荷載標準值按式計算?;撅L壓,類場地,查得;,,查得,,背面 。則建筑結構在高度處的
71、風振系數(shù),按下式計算。仍取軸線框架,其負載寬度為7.8米,由式 ,得沿房屋高度的分布風荷載標準值 ,根據(jù)各樓層標高處的高度,查得,代入上式可得各樓層標高處的,見下表6-7,沿高</p><p> 度分布見圖6-2 。</p><p> 表6-7 沿房屋高度分布風荷載標準值</p><p> <<荷載規(guī)范>>規(guī)定對于高度大于30米且高度
72、比大于1.5的房屋結構,應采用風振系數(shù)來考慮風壓脈動的影響。本設計房屋高度H=38.2m>30m,H/B=2.06>1.5,因此該房屋框架應考慮風壓脈動的影響。由上表可見,沿房屋高度在1.08~1.399范圍內變化,即風壓脈動影響較大,因此該房屋應考慮風壓脈動的影響。</p><p> 框架結構分析時,應按靜力等效原理將分布風荷載轉化為節(jié)點集中荷載,如第8層的集中荷載F8的計算過程如下:</p
73、><p><b> + </b></p><p><b> =27.90KN</b></p><p> 圖6-4 風荷載沿房屋高度的分布(單位:KN/m)</p><p> 圖6-5 等效節(jié)點集中風荷載(單位:KN)</p><p> 6.2.2 風荷載作用下的水平位移
74、</p><p> 由圖所示的水平荷載, 由公式計算層間剪力,然后依據(jù)表5-7求出軸線框架的層間側移剛度,再按式</p><p> 計算各層的相對側移剛度和絕對側移剛度,計算結果見表6-8。</p><p> 表6-8 風荷載作用下框架層間剪力及側移剛度計算</p><p> 由上表可見風荷載作用下框架的最大層間位移角為1/2400,
75、遠小于1/550,滿足規(guī)范要求。</p><p> 6.2.3 風荷載作用下框架結構內力計算</p><p> 風荷載作用下的框架結構內力計算過程與水平地震荷載作用相同。各層柱端彎矩及軸力計算見表6-9和6-10。梁端彎矩、剪力及軸力計算見表6-9、6-10、6-11。橫向框架在風荷載作用下的彎矩、梁端剪力及柱軸力圖見圖6-6和6-7。</p><p> 表6
76、-9 各層柱端彎矩及軸力計算</p><p> 表6-10 各層柱端彎矩及軸力計算</p><p> 表6-11 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算</p><p> 圖6-6 水平風荷載作用下的彎矩圖</p><p> 圖6-7 水平風荷載作用下的剪力及軸力圖</p><p> 第7章 豎向荷載作用下框架結構
77、的內力計算</p><p><b> 7.1計算單元</b></p><p> 取軸線橫向框架進行計算,計算單元寬度取7.8m,由于房間內布置有次梁,故直接傳給框架的樓面荷載如下圖所示。計算單元內的其余樓面則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架,作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合,因此框架節(jié)點還有集中力矩。</p>&
78、lt;p> 圖7-1 橫向框架計算單元</p><p><b> 7.2 荷載計算</b></p><p> 因在AB、CD跨處標準客房內衛(wèi)生間內孔洞及兩側的內梁格均較小,為簡化計算可不考慮其分擔板的荷載,而將其自身及其上的墻體的荷載傳遞到兩端的梁,忽略洞口的存在。</p><p><b> 1 恒載計算</
79、b></p><p> 圖7-2 各層梁上作用的恒荷載</p><p> 對第10層,、代表橫梁自重,為均布荷載形式。</p><p> =4.73KN/m =3.94 KN/m</p><p> 和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載,且由圖示的幾何關系所得</p><p> P1
80、、P2分別為邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒荷載,它包括梁自重、樓板自重和女兒墻等重力荷載。計算如下</p><p> 在客房部分有截面300mm500mm的次梁,對衛(wèi)生間的隔墻起支承作用,此梁對橫梁產(chǎn)生一集中力,則</p><p><b> 集中力矩 </b></p><p> 對8~9層,q包括梁自重和其上橫梁自重,為均布荷載,其它
81、計算方法同10層</p><p> 集中力矩為 </p><p><b> 對于2~7層</b></p><p><b> 對于1層</b></p><p><b> 2 活荷載計算</b></p><p> 活荷載作用下各層框架梁
82、上的荷載分布圖</p><p> 圖7-3 各層梁上作用的活荷載</p><p> 對于第10層 </p><p> 同理,在屋面雪荷載作用下</p><p><b> 對于8~9層</b></p><p><b> 對于2~7層</b></p>
83、;<p><b> 對于1層</b></p><p> 將計算結果匯總,見表7-1、7-2。</p><p> 表7-1 橫向框架恒載匯總表</p><p> 表7-2 橫向框架活載匯總表</p><p> 注:表中括號內數(shù)值為對應于屋面雪荷載作用情況。 </p><p>
84、<b> 7.3 彎矩計算</b></p><p> 7.3.1 恒荷載作用下的內力計算</p><p> 等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。。</p><p><b> 對于第10層</b></p><p><b> =</b></p><
85、p> =92.23KN.m</p><p><b> 對于1~9層</b></p><p><b> =98.1KN</b></p><p> 7.3.2 活荷載作用下的內力計算</p><p><b> 對于1~10層,</b></p><
86、p><b> 7.4 內力計算</b></p><p> 梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算。由于結構對稱,故計算時取半邊框架,梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加而得。計算柱軸力還要考慮柱的自重。</p><p> 7.5 梁端剪力及柱軸力計算</p><p>&
87、lt;b> 1 恒載作用下</b></p><p> 如第10層,由荷載引起的剪力</p><p><b> 由集中力引起的剪力</b></p><p><b> 由彎矩引起的剪力值</b></p><p> 柱A軸力:N頂=165.9+71.58=237.48KN &
88、lt;/p><p> 柱重:0.6×0.6×3.6×25=32.4KN</p><p> N底=N頂+32.4=237.48+32.4=269.88KN</p><p> 柱B軸力:N頂=154.5+9.49+76.7=240.69KN</p><p> N底=240.69+32.4=273.09KN<
89、/p><p> 其它層的計算方法同10層,計算結果匯總于表7-2和表7-4。</p><p><b> 2 活荷載作用下</b></p><p> 以第10層為例,荷載引起的剪力</p><p><b> AB跨:</b></p><p><b> BC跨:&
90、lt;/b></p><p> 柱A軸力:N頂=N底=30.42+20.48=50.9KN</p><p> 柱B軸力:N頂=N底=44.6+2.21+20.48=67.18KN</p><p> 其它層的計算方法同第10層,計算結果匯總于表7-3和表7-4。</p><p> 表7-2 恒載作用下梁端剪力(KN)</p&
91、gt;<p> 表7-3 活荷載作用下梁端剪力(KN)</p><p> 表7-4 恒荷載及活荷載各自作用下的柱軸力</p><p> 圖7-4 恒載作用下的彎矩二次分配表</p><p> 續(xù)圖7-4 恒載作用下的彎矩二次分配表</p><p> 圖7-5 活載作用下的彎矩二次分配表</p><p
92、> 續(xù)圖7-5 活載作用下的彎矩二次分配表</p><p> 圖7-6 恒荷載作用下的彎矩圖</p><p> 圖7-7 活荷載作用下的彎矩圖</p><p> 第8章 橫向框架的內力組合</p><p> 8.1 結構抗震等級</p><p> 結構的抗震等級可根據(jù)結構類型、地震烈度、房屋高度等因素
93、,查看相應資料可知,本工程的框架為地級抗震等級。</p><p> 8.2 框架梁的內力組合</p><p> 框架梁的內力組合中本方案考慮了四種內力組合,即,, 及。對于本工程,這種組合與考慮地震作用的組合相比一般較小,對結構設計不起控制作用,故不予考慮。各層梁的內力組合結果見表8-1。表中、中梁端彎矩M為經(jīng)過調幅后的彎矩(調幅系數(shù)取0.8,因為考慮到鋼筋混凝土結構具有塑性內力重分布
94、的性質,在豎向荷載作用下可以適當降低梁新局面彎矩,以減少負彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象)。為梁端剪力增大系數(shù),抗震等級為二級時取1.2。</p><p> 跨間最大彎矩值的計算</p><p> 以第一層AB跨梁為例,說明計算方法和過程。計算理論:根據(jù)梁端彎矩的組合值及梁上荷載設計值,由平衡條件確定。對支座負彎矩按相應的組合情情況進行計算。</p><p> 由梯形荷載
95、轉化為均布荷載,由下列公式求得</p><p> 在均布荷載和集中荷載作用下,如下圖所示 </p><p> 圖8-1 在均布和集中荷載作用下</p><p> 由上式求得的,設x為最大彎矩至支座A支的距離</p><p> 當x>4.7時, 令 求得x值。</p><p> 由
96、 </p><p> 當時, 令 求得x值。</p><p> 由 </p><p> 同時,三角形分布荷載和均布荷載作用下,、x、的計算公式</p><p> 圖8-2 在三角形分布荷載和集中荷載作用下</p><p> 由下式求得: &
97、lt;/p><p> 本例中,梁上荷載設計值</p><p><b> 左震 </b></p><p> 當時, 令</p><p> 11.05-29.29x=0 x=0.38m</p><p><b> 右震</b></p&
98、gt;<p> 當x>4.7時, 令</p><p> 219.53-34.01-29.29x=0 x=6.33m</p><p><b> 剪力計算:AB凈跨</b></p><p><b> 左震</b></p><p> =-5.4K
99、N </p><p><b> 右震 </b></p><p> 表8-1 框架梁內力組合表</p><p> 續(xù)表8-1 框架梁內力組合表</p><p> 續(xù)表8-1 框架梁內力組合表</p><p> 續(xù)表8-1 框架梁內力組合表</p>
100、<p><b> 注:表中</b></p><p> 8.3 框架柱內力組合</p><p> 取每層柱頂和柱底兩個截面,每個截面上有M、N、V。按下式進行組合。</p><p> 式中:、、為由恒荷、樓面活載及風荷載在柱端截面產(chǎn)生的彎矩標準值;、NQK、NWK為由恒載、樓面活荷及風載標準值在柱端產(chǎn)生的軸力標準值;MGE 、N
101、GE、MEK、NEK為由重力荷載代表值及水平地震作用標準值在柱端截面產(chǎn)生的彎矩、軸力標準值。 由于柱是偏心受力構件且一般采用對稱配筋,故應從上述組合中求出下列最不利內力:</p><p> (1)、及相應的N。 (2)、Nmax及相應的M。</p><p> 表8-2 橫向框架A柱的彎矩和軸力組合</p><p> 續(xù)表8-2 橫向框架A柱的彎矩和軸
102、力組合</p><p> 注:表中M以左側受拉為正,單位為KN.m, N以受壓為正,單位為KN。</p><p> 表8-2 橫向框架A柱柱端組合彎矩設計值的調整</p><p><b> 注: Mc=Mb</b></p><p> 表8-3 橫向框架A柱剪力組合</p><p> 續(xù)
103、表8-3 橫向框架A柱剪力組合</p><p> 注: (1)</p><p> 表8-4 橫向框架B柱彎矩和軸力組合</p><p> 續(xù)表8-4 橫向框架B柱彎矩和軸力組合</p><p> 表8-5 橫向框架B柱柱端組合彎矩設計值的調整</p><p><b
104、> 注: Mc=Mb</b></p><p> 表8-6 橫向框架B柱剪力組合</p><p> 續(xù)表8-6 橫向框架B柱剪力組合</p><p> 注: (1)</p><p><b> 第9章 截面設計</b></p><p>
105、<b> 9.1 框架梁設計</b></p><p> 9.1.1 梁的正截面受彎承載力計算</p><p> 從表中分別選出AB跨間截面及支支座截面最不利內力,并將支座中心處的彎矩換算成支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋。</p><p> 跨間彎矩取控制截面,即支座邊緣處的正彎矩??汕蟮孟鄳募袅χ禐?lt;/p><p&
106、gt;<b> 則支支座邊緣處的</b></p><p> 當梁下部受拉時,按T形截面設計,當梁上部受拉時,按矩形截面設計??拐鹪O計中,對于樓面現(xiàn)澆的框架結構,梁支座負彎矩按矩形截面計算縱筋數(shù)量。跨中正彎矩按T形截面計算縱筋數(shù)量,跨中截面的計算彎矩,應取該跨的跨間最大正彎矩或支座彎矩與1/2簡支梁彎矩之中的較大者,依據(jù)上述理論,得: 考慮跨間最大彎矩處,按T形截面設計,翼緣計算寬度按跨度
107、考慮取=7.2/3=2.4m=2400mm,按梁間距考慮=300+3600=</p><p> 3900mm,按翼緣厚度考慮時,,此時的,此種情況不起控制作用,故取。梁內縱向鋼筋選用HRB400級鋼筋,(),,下部跨間截面按單筋T形截面進行計算,由</p><p> 屬于第一類T形截面。</p><p> 實配鋼筋為4Ф20(, 滿足要求。將下部跨間截面的4Ф
108、20鋼筋伸入支座,作為支座負彎矩作用下的受壓鋼筋(1256)再計算相應的受拉鋼筋,</p><p><b> 即支座A上部</b></p><p> 說明富裕,且達不到屈服,可近似取</p><p> 實配鋼筋4Ф25(,支座的上部</p><p><b> 實配4Ф25(, </b><
109、;/p><p> ,滿足抗震構造要求。</p><p> 9.1.2 梁斜截面受剪承載力計算</p><p> 以一層AB跨為例說明計算方法</p><p><b> 時,屬厚腹梁。</b></p><p><b> 對于AB跨:</b></p><
110、;p><b> 截面滿足要求</b></p><p> 驗算是否需要計算配置箍筋:</p><p> 可知,按構造要求配筋。梁端加密區(qū)箍筋取4肢φ8@100級鋼筋(),則</p><p> 加密區(qū)長度取0.85 m, 非加密區(qū)箍筋取4肢φ8@150,箍筋設置滿足要求。</p><p> BC跨: 若梁端箍
111、筋加密區(qū)取4肢φ10@100,則其承載力為 </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> 表9-1 框架梁縱向鋼筋計算表</p><p> 表9-2 框架梁箍筋數(shù)量計算表</p><p> 續(xù)表9-2 框架梁箍筋數(shù)量計算表</p&g
112、t;<p> 注: (1)</p><p><b> 9.2 框架柱設計</b></p><p> 9.2.1 剪跨比和軸壓比驗算</p><p> 根據(jù)<<抗震規(guī)范>>,對于二級抗震和剪跨比大于2,軸壓比小
113、于0.8,下表給出了剪跨比和軸壓比的計算結果。其中剪跨比也可取,表中的,和都不應考慮承載力抗震調整系數(shù)。由表可見,各柱的剪跨比和軸壓比均符合要求。</p><p> 表9-3 柱的剪跨比和軸壓比驗算</p><p> 9.2.2 正截面承載力計算</p><p> 以第一層A柱為例進行計算。根據(jù)A軸內力組合表,將支座中心處彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的
114、調整值比較后,選出最不利內力,進行配筋計算。</p><p><b> A節(jié)點右梁端彎矩</b></p><p> -536.13+178.580.8/2=-464.69KN.m</p><p> A節(jié)點上、下柱端彎矩</p><p> -399.6+70.05(0.6-0.1)=-364.58 KN.m (
115、上柱)</p><p> 118.69-139.710.1=104.72KN.m (下柱)</p><p> 在軸線處將其分配給上、下柱端</p><p><b> 一層柱底 </b></p><p><b> 一層柱頂 </b></p><
116、p> 取20和偏心方向尺寸的1/30兩者中的較大值,即800/30=26.67,故取=26.67。</p><p> 柱的計算長度按公式確定,式中分別柱的上端和下端節(jié)點處交會的各柱線剛度之和與交匯的各梁的線剛度之和的比值,即</p><p> 因為,故考慮偏心距增大系數(shù)。</p><p><b> 取</b></p>
117、<p><b> 取</b></p><p><b> =1.39</b></p><p><b> 對稱配筋: </b></p><p><b> 為大偏心受壓情況。</b></p><p> =1002mm2 </p&g
118、t;<p> 再按及相應的一組計算。 </p><p> 73.45-38.770.1=69.66KN.m</p><p> 41.8-12.11(0.6-0.1)=40.75 KN.m</p><p> 此組內力為非地震組合情況,且無水平荷載效應,故不必進行調整。</p><p><b> 取&
119、lt;/b></p><p><b> 取</b></p><p> 取 故考慮偏心距增大系數(shù)</p><p><b> =1.89</b></p><p><b> 為小偏心受壓。</b></p><p><b>
120、按上式計算時</b></p><p> 故可按構造配筋,且應滿足, </p><p><b> 故</b></p><p><b> 選4Ф20()</b></p><p> 總配筋率,滿足要求。</p><p> 表9-4 其它層柱的配筋計算
121、</p><p> 續(xù)表9-4 其它層柱的配筋計算</p><p> 9.2.3 柱斜截面受剪承載力計算</p><p> 仍以第一層柱為例進行計算,由前可知,上柱柱端彎矩設計值</p><p> 對二級抗震等級,柱底彎矩設計值</p><p> 則框架柱的剪力設計值</p><p>
122、;<b> 滿足要求</b></p><p><b> 取=3.0</b></p><p> 其中取較大的柱下端值,而且、不應考慮,故為將表中查得的值除以0.8,為表4-14查得值除以0.85。與相應軸力 N=4231.08KN>0.3fcbh=0.319.18002/1000=3667.2KN</p><p>
123、; 取 N=0.3fcbh=3667.2KN</p><p><b> =</b></p><p> 故該層柱應按構造配置箍筋。</p><p> 柱端加密區(qū)的箍筋選用四肢φ10@100,查表9-3一層柱的軸壓比n=0.37,查表得最小配筋率特征值=0.087,則最小體積配箍率 </p><p><b>
124、; ≥</b></p><p> 取φ10,,則,根據(jù)構造要求,取加密區(qū)箍筋為4φ@100,加密區(qū)位置及長度按規(guī)范要求確定。</p><p> 非加密區(qū)還應滿足=200,故箍筋取4φ10@200。各層箍筋計算結果見表9-5。</p><p> 表9-5 框架柱箍筋數(shù)量表</p><p> 續(xù)表9-5 框架柱箍筋數(shù)量表&l
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