抗震結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、工程概況1</b></p><p><b>　　1.結(jié)構(gòu)方案1</b></p><p>　　2.結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面1</p><p>　　3.梁柱的截面尺寸1</p><p&

2、gt;　　二、重力荷載代表值的計(jì)算2</p><p>　　1.屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2</p><p>　　2.樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值2</p><p><b>　　3.梁柱自重：2</b></p><p>　　4.墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值2</p><p>　　三、結(jié)構(gòu)自震周期計(jì)算3</p>

3、<p>　　1.橫梁線剛度Kb的計(jì)算：3</p><p>　　2.柱線剛度Kc的計(jì)算：4</p><p>　　3.各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算： (D值法)4</p><p>　　四、水平地震作用計(jì)算6</p><p>　　1.結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Geq7</p><p>　　2.計(jì)算水平地震影響系數(shù)а

4、17</p><p>　　3.結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk7</p><p>　　五、多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算8</p><p>　　六、水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算9</p><p>　　1.框架柱端剪力及彎矩9</p><p>　　2.梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計(jì)算：10</p&g

5、t;<p><b>　　七、設(shè)計(jì)體會12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　工程概況</b></p><p><b>　　1.結(jié)構(gòu)方案</b></p><p>　　該全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)處于8

6、度（0.2g）設(shè)防區(qū)，建筑為六層，底層柱高4.2m，其他柱高為3.6m；場地為II類場地，地震分組為二組。根據(jù)“抗震規(guī)范”第6.1.2條，確定結(jié)構(gòu)抗震等級。該建筑開間進(jìn)深層高較大，根據(jù)“抗震規(guī)范”第6.1.1條，全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系選擇大柱網(wǎng)布置方案。</p><p>　　考慮本工程樓面荷載較大，對于防滲、抗震要求較高，為了符合適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則和增加結(jié)構(gòu)的整體性及施工方便，采用整體現(xiàn)澆梁板式樓蓋。</p

7、><p>　　根據(jù)工程地質(zhì)條件，考慮地基有較好的土質(zhì)，地耐力高，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，并按“抗震規(guī)范”第6.1.14條設(shè)置基礎(chǔ)系梁。</p><p>　　2.結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面</p><p>　　2.1.結(jié)構(gòu)布置見圖1</p><p>　　2.2.各梁柱截面尺寸：</p><p>　　框架梁，柱截面尺寸見下表</p&g

8、t;<p><b>　　梁柱的截面尺寸</b></p><p><b>　　表1</b></p><p>　　二、重力荷載代表值的計(jì)算</p><p><b>　　1.屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p>　　屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 ：

9、 5.95 KN</p><p>　　屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值（不上人）： 0.5 KN/m2</p><p>　　屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 0.75 KN/m2</p><p><b>　　2.樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p>　　樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值

10、 3.80 KN/m2</p><p>　　樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.50 KN/m2</p><p><b>　　梁柱自重標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p><b>　　表2</b></p><p><b>　　4.墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值<

11、;/b></p><p>　　底層外墻線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 6.84KN/m</p><p>　　內(nèi)墻線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.96KN/m</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)層外墻線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.70KN/m</p><p>　　內(nèi)墻線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4.95KN/m</p&g

12、t;<p>　　240mm磚墻砌女兒墻線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.60KN/m</p><p><b>　　4.1第一層 </b></p><p>　　內(nèi)墻總重 6.9×4×5.96=164.496 KN</p><p>　　外墻總重 (6.3×

13、;10+6.9×4+3×4）×6.84=701.784N</p><p>　　樓面面積 （6.3×5+3×2）×（6.9×2）=517.5 m2</p><p>　　樓面恒載 3.8*517.5=1966.5 KN</p>&l

14、t;p>　　樓面活載 2.5*517.5=1293.75 KN</p><p><b>　　一層重力代表值</b></p><p>　　注：梁柱乘上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)1.05。</p><p><b>　　4.2第二至五層</b></p>

15、<p>　　內(nèi)墻總重 6.9*8*4.95=273.24 KN</p><p>　　外墻總重 102.6*6.84=701.784KN</p><p>　　樓面面積 517.5 m2 </p>&

16、lt;p>　　樓面恒載 3.8*517.5=1966.5 KN</p><p>　　樓面活載 2.5*517.5=1293.75 KN</p><p><b>　　二至五層重力代表值</b></p><p>　　注：梁柱乘上粉刷層重力荷載

17、而對其重力荷載的增大系數(shù)1.05。</p><p><b>　　4.3第六層</b></p><p>　　女兒墻總重 102.6*3.6=369.36 KN</p><p>　　屋面面積 517.5 m2

18、

19、

20、</p><p>　　屋面恒載 517.5*5.95=3079.13 KN</p><p>　　屋面活載 517.5*0.5=258.75 KN</p><p>　　屋面雪荷載 517.5*0.75=388.13 KN<

21、/p><p><b>　　第六層重力代表值</b></p><p>　　三、結(jié)構(gòu)自震周期計(jì)算</p><p>　　1.橫梁線剛度K b的計(jì)算：</p><p><b>　　表3</b></p><p>　　柱線剛度Kc的計(jì)算：</p><p><b&

22、gt;　　表4</b></p><p>　　3.各層橫向框架柱側(cè)移剛度計(jì)算： (D值法)</p><p><b>　　3.1第一層</b></p><p>　　①、A-1、A-8、C-1、C-8（4根）</p><p>　　K=3.73/5.45=0.68</p><p>　　ac=(

23、0.5+K)/(2+K)=0.44</p><p>　　Di1=ac×12×Kc/h2</p><p>　　=0.44×12×5.45×104/4.22</p><p>　　=16313.0 KN/m</p><p>　　②、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D

24、-4、D-5、D-6、D-7（12根）</p><p>　　K=4.97/5.45=0.91</p><p>　　ac=(0.5+K)/(2+K)=0.49</p><p>　　Di2=ac×12×Kc/h2</p><p>　　=0.49×12×5.45×104/4.22</p>

25、<p>　　=18166.7 KN/m</p><p>　?、?、B-1、B-8 （2根）</p><p>　　K=（3.73+3.73）/5.45=1.37</p><p>　　αc=(0.5+K)/(2+K)=0.55</p><p>　　Di2=ac×12×Kc/h2</p><p&

26、gt;　　=0.55×12×5.45×104/4.22</p><p>　　= 20391.2 KN/m</p><p>　?、?、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7（6根）</p><p>　　K=（4.97+4.97）/5.45=1.82</p><p>　　αc=(0.5+K)/(2+K)=0.6

27、1</p><p>　　Di2=ac×12×Kc/h2</p><p>　　=0.61×12×5.45×104/4.22</p><p>　　=22615.6 KN/m</p><p>　　∑D1=16313.0×4+ 18166.7×12+20391.2×2+2

28、2615.6×6</p><p>　　=459728.4 KN/m</p><p><b>　　3.2第二至六層</b></p><p>　　①、A-1、A-8、C-1、C-8（4根）</p><p>　　K=3.73×2/（4.34×2）=0.86</p><p>

29、;　　ac=K/(2+K)=0.3</p><p>　　Di1=ac×12×Kc/h2</p><p>　　=0.3×12×4.34×104/3.62</p><p>　　= 12055.56 KN/m</p><p>　?、?、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D

30、-4、D-5、D-6、D-7（12根）</p><p>　　K=4.97×2/（4.34×2）=1.15</p><p>　　ac=K/(2+K)=0.364</p><p>　　Di2=ac×12×Kc/h2</p><p>　　=0.364×12×4.34×104/3.

31、62</p><p>　　=14627.40 KN/m</p><p>　?、?、B-1、B-8 （2根）</p><p>　　K=（3.73+3.73）×2/(4.34×2)=1.7</p><p>　　ac=K/(2+K)=0.46</p><p>　　Di3=ac×12×Kc

32、/h2</p><p>　　=0.46×12×4.34×104/3.62</p><p>　　=18485.18KN/m</p><p>　?、?、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7（6根）</p><p>　　K=（4.97+4.97）×2/(5.45×2)=1.8</p&g

33、t;<p>　　ac=K/(2+K)=0.47</p><p>　　Di4=ac×12×Kc/h2</p><p>　　=0.47×12×4.34×104/3.62</p><p>　　= 18886.32 KN/m</p><p>　　∑D2~6=12055.56

34、5;4+ 14627.40 ×12+18485.18×2+ 18886.32 ×6</p><p>　　=374579.32 KN/m</p><p>　　基本自振周期T1（s）可按下式計(jì)算：</p><p>　　T1=1.7ψT （uT）1/2</p><p>　　注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表

35、值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。</p><p>　　ψT結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取0.6。</p><p>　　uT按以下公式計(jì)算：</p><p><b>　　VGi=∑Gk</b></p><p>　　（△u）i= VGi/∑D ij </p><p><

36、b>　　uT=∑（△u）k</b></p><p>　　注：∑D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。</p><p>　?。ā鱱）i為第i層的層間側(cè)移。</p><p>　?。ā鱱）k為第k層的層間側(cè)移。</p><p>　　s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過程見下表，

37、其中第六層的Gi為G6和Ge之和。</p><p>　　結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算</p><p><b>　　表5</b></p><p>　　T1=1.7ψT （uT）1/2</p><p>　　=1.7×0.6×(0.247)1/2</p><p>　　=0.507 (s)&

38、lt;/p><p>　　四、水平地震作用計(jì)算</p><p>　　本結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，即：</p><p>　　1.結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Geq</p><p>　　Geq=0.85∑Gi</p><p>　　=0.85×（5

39、188.688+5051.55×4+3771.93）</p><p>　　= 24791.95（KN）</p><p>　　2.計(jì)算水平地震影響系數(shù)а1</p><p>　　查表得二類場地近震特征周期值Tg=0.40s。</p><p>　　查表得設(shè)防烈度為8度的аmax=0.16</p><p>　　а1=

40、（Tg/T1）0.9аmax=（0.4/0.507）0.9×0.16=0.114</p><p>　　3.結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk</p><p>　　FEk=а1Geq=0.114×24791.95=2826.28（KN）</p><p>　　因1.4Tg=1.4×0.4=0.56s>T1=0.407s，所以不用考慮頂部

41、附加水平地震作用。</p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用按下式計(jì)算：</p><p>　　Fi=GiHiFEk/（∑GkHk）</p><p>　　地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為</p><p>　　Vi=∑Fk（i=1，2，…n）</p><p><b>　　計(jì)算過程如下表：</b>

42、;</p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表</p><p><b>　　表6</b></p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖2</p><p>　　五、多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移（△u

43、）i和頂點(diǎn)位移u i分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　　（△u）i = Vi/∑D ij</p><p>　　u i=∑（△u）k</p><p>　　各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據(jù)《抗震規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/550。</p><p><b>　　計(jì)算過程

44、如下表：</b></p><p>　　橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p><b>　　表7</b></p><p>　　由此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/554<1/550，滿足規(guī)范要求。</p><p>　　六、水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算</p><p>

45、　　1.框架柱端剪力及彎矩</p><p>　　分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　　Vij=DijV i /∑Dij</p><p>　　Mbij=Vij*yh Muij=Vij（1-y）h</p><p>　　y=yn+y1+y2+y3</p><p>　　注：yn框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。<

46、;/p><p>　　y1為上下層梁線剛度變化時反彎點(diǎn)高度比的修正值。</p><p>　　y2、y3為上下層層高變化時反彎點(diǎn)高度比的修正值。</p><p>　　y框架柱的反彎點(diǎn)高度比。</p><p>　　底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y1和y3，其它柱均無修正。</p><p>　　下面以②③⑥⑦軸線橫向

47、框架內(nèi)力的計(jì)算為例：</p><p>　　各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（邊柱）</p><p><b>　　表8</b></p><p>　　例：第一層邊柱的計(jì)算：</p><p>　　Vi1=18166.7×2682.17/459728.4=105.98（KN）</p><p>　　y=yn

48、=0.35（m） （無修正）</p><p>　　Mbi1=105.98×0.65×4.2=389.32（KN·m）</p><p>　　Mui1=105.98×（1-0.65）×3.6=155.79（KN·m）</p><p>　　各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱）</p><p>

49、<b>　　表9</b></p><p>　　2.梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計(jì)算：</p><p>　　Mlb=ilb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb）</p><p>　　Mrb=irb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb）</p><p>　　Vb=（Mlb+ Mrb

50、）/ l</p><p>　　Ni=∑（Vlb- Vrb）k</p><p>　　具體計(jì)算過程見下表：</p><p>　　梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算</p><p><b>　　表10</b></p><p><b>　　具體內(nèi)力圖見圖3</b></p>&

51、lt;p><b>　　七、設(shè)計(jì)體會</b></p><p>　　抗震課程設(shè)計(jì)是一次專業(yè)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)和提高了我的基本技能，啟發(fā)了我對實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作情況的認(rèn)識和鞏固了所學(xué)的理論知識。</p><p>　　首先，了解抗震設(shè)計(jì)的一般程序和內(nèi)容，為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后從事實(shí)際工作奠定初步基礎(chǔ)，進(jìn)一步鞏固和加深我所學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)知識。</p><p&

52、gt;　　再者， 課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我實(shí)踐動手能力、獨(dú)立分析問題和解決工程實(shí)際問題的能力；還有創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。</p><p>　　總而言之，這次課程設(shè)計(jì)使我受益良多，也讓我知道了學(xué)無止境的道理。當(dāng)然，由于水平和所學(xué)知識有限，設(shè)計(jì)過程中難免會有一些錯誤和不足，還請老師批評指正。 </p><p>　　最后，要感謝老師細(xì)心而耐心的指導(dǎo)。</p>

53、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]尚守平.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì).北京.高等教育出版社.2003</p><p>　　[2]呂西林.高層建筑結(jié)構(gòu).武漢.武漢理工大學(xué)出版社.2003</p><p>　　[3]國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）.2010</p><p>