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'1、工程概况某综合楼共5层,第一层层高4.5m,第二层层高5.1m,3~5层层高3.9m,总高度21.3m,总宽度19.5m。拟建房屋所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,抗震等级为三级。基本雪压0.25kN/m2;基本风压0.35kN/m2地基土为第二类场地土。1~2层为商场;3~5层为写字楼,总建筑面积6900m2。2、结构方案选择该建筑结构采用普通框架结构;双向承重。将在总高度小于规范规定的最适用高度55m,楼盖结构采用现浇混凝土肋形楼盖。结构布置:现根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面等的设计。以建筑设计为基础,确定柱网布置。横向柱网以房屋进深为间距,分别为8.4m、2.7m、8.4m;纵向柱网取为7.5m。由于建筑物的总长度>55m,考虑温度应力及抗震要求,故在中间轴线处设置变形缝,缝宽100mm。在柱网布置的基础上,根据结构受力需求和板的经济跨度要求在横向边梁之间设一道次梁,现浇板做成双向板,板厚120mm。3、材料选用混凝土:采用C35和C30、C25三种钢筋:纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB400,其余采用热轧钢筋HPB235墙体:外墙采用240mm厚加气混凝土砌块6.0kN/m2,外墙面贴瓷砖(0.5kN/m2),内墙面200mm抹灰;内墙体采用200mm加气混凝土砌块,两侧均为20mm抹灰。4、结构平面布置图76
5、构件截面尺寸及几何参数5.1梁截面尺寸框架梁的截面高度可取其跨度的1/8~1/18,截面宽度可取截面高度的1/4~1/2,且梁净跨与截面高度之比不宜小于4,梁的截面宽度不宜小于200mm。故框架梁横梁尺寸取为:300mm×650mm、纵梁取为300mm×600mm、次梁1取为250mm×500mm、次梁250mm×400mm、卫生间次梁3和次梁4分别为200mm×400mm、200mm×300mm。表5.1梁截面尺寸及各层混凝土强度等级层数混凝土强度等级横梁(b×h)/(mm×mm)纵梁(b×h)/(mm×mm)次梁(b×h)/(mm×mm)AB跨、CD跨BC跨次梁1次梁2卫生间次梁341~2C35300×650300×500300×600250×500250×400200×400200×3003~5C30300×650300×500300×600250×500无200×400200×3005.2柱截面尺寸:柱截面尺寸根据公式估算,由《建筑抗震设计规范》可知该框架结构的抗震等级为三级,轴压比限值,各层重力荷载代表值可根据实际荷载计算,也可拟取12~14kN/m2,这里近似取14kN/m2。其具体计算过程如下:76
负荷面为(7.5×8.4)/2的边柱轴力为: Nv=(7.5×8.4)/2×14×5×1.25=2756.25KN负荷面为(7.5×8.4)/2×7.5的中柱轴力为:Nv=(8.4+2.7)/2×7.5×14×5×1.25=3642.19KN负荷面的不同,各柱的轴力虽然不同,现取3~5层的柱估算截面:取N=1.1Nv(抗震等级为三级)则:N=3642.19×1.1=4006.4KN=设柱为正方形,故柱的边长取h=b==558mm,故3~5层柱取600mm×600mm、1~2层柱取650mm×650mm。5.3各楼层各框架梁的线刚度ib和框架柱的线刚度ic对于现浇框架,当楼盖或屋盖与框架整体浇筑时,若按矩形截面计算的框架梁惯性矩为I0,则中框架(框架梁两侧均有现浇楼板或屋面板)的惯性矩取为2I0,边框架(框架梁仅一侧有现浇楼板或屋面板)的惯性矩取为1.5I0。表5.2横梁线刚度ib计算表类别层次混凝土弹性模量截面尺寸惯性矩跨度梁线刚度边框框架梁ib中框架梁ibEc(N/mm2)b×h/(mm×mm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(N·mm)1.5EcI0/l(N·mm)2EcI0/l(N·mm)边横梁1~23.15×104300×6506.886×10984002.575×10103.863×10105.15×10103~53.0×104300×6506.886×10984002.45×10103.675×10104.9×1010中框横梁1~23.15×104300×5003.125×10927003.646×10105.47×10107.3×10103~53.0×104300×5003.125×10927003.47×10105.2×10106.94×1010表5.3柱线刚度ib计算表层次柱高度混凝土弹性模量截面尺寸惯性矩梁线刚度ichc(mm)Ec(N/mm2)b×h/(mm×mm)Ic/(mm4)EcIc/hc(N·mm)76
155003.15×104650×6501.448×10108.52×1010251003.15×104650×6501.448×10109.19×10103~539003.0×104600×6001.08×10108.31×1010由于室内外标高为—0.45m,基础埋深为2.1m,底层柱的计算高度从基础梁顶面取至一层楼板底面的高度;故底层柱的高度取为:4.5+0.45+0.55=5.5m,2层柱的计算高度为5.1m、3~5层柱的计算高度为3.9m。横向框架计算见图如下图所示:柱的恻移刚度计算,式中柱的侧移刚度修正系数可由附表查得,根据梁柱线刚度比的不同,柱可分为边框架柱中柱和边框架边柱和中柱以及楼梯间柱;计算结果分别见表5.4、5.5。表5.4中框架柱侧移刚度D值(N/mm)76
层次边柱(8根)中柱(8根)αcαcDi25~40.590.228149481.4250.4162727433777630.6050.232152101.4610.4222766734301620.560.21992851.3350.4041713021132010.6040.424143301.460.59420076275248表5.5边框架柱及楼电梯间框架柱侧移刚度D值(N/mm)(变形缝一侧)层次D-8,A-8,A-1,D-1,A-2,D-2,A-3,D-3B-1,C-1,B-2,C-2,B-3,C-3,B-8.C-8αcDi1αcDi25~40.4420.181118671.2770.392557029949630.4540.185121291.3310.3952589730420020.4200.17473801.2150.3781614019030510.4530.389131471.460.56619310275520注:A—1是指A轴线与1轴线相交处的柱子,其余含义相同将以上不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即得到框架各层层间侧移刚度∑Di,见表5.6。表5.6横向框架层间侧移刚度(N/mm)(变形缝一侧)层次12345∑Di5507684016256472166372726372726、荷载统计(恒载和可变荷载)6.1屋面及楼面永久荷载标准值(1)屋面(不上人)三毡四油防水层0.4kN/m215mm厚水泥砂浆找平层0.015×20=0.3kN/m250mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层0.5×0.05=0.25kN/m240mm厚1:3水泥炉渣找坡0.04×14=0.56kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/m215mm厚混合砂浆抹灰0.015×17=0.26kN/m276
合计4.585kN/m2(2)1~5层楼面20mm厚水泥砂浆面层0.02×20=0.4kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/m215mm厚混合砂浆抹灰0.015×17=0.26kN/m2合计3.66kN/m2(3)楼梯间的结构层恒荷载120mm厚楼梯板自重饰面自重0.6kN/m2底粉自重0.5kN/m2平台梁、斜梁自重折算线荷载1.5kN/m2合计7.96kN/m2(4)卫生间的荷载计算板面装修荷载1.1kN/m215mm厚水泥砂浆找平层20×0.015=0.3kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12×25=0.3kN/m2防水层0.3kN/m2蹲位折算荷载(考虑局部20mm炉渣填高)1.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰层0.01×17=0..17kN/m2合计6.325kN/m26.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值0.5kN/m21~2层楼面均布活荷载标准值2.0kN/m23~5层楼面均布活荷载标准值3.5kN/m2走廊、门厅、楼梯均布活荷载标准值2.5kN/m2商场部分楼梯标准值3.5kN/m2屋面雪荷载标准值Sk=μrS0=1.0×0.25=0.25kN/m276
6.3梁、柱、板、墙、门窗等重力荷载的计算(取防震缝一侧轴计算)(1)梁、柱重力荷载标准值层次构件b(m)h(m)γ(kN/m3)βg(kN/m)li(m)nGi(kN)∑Gi(kN)1边横梁0.30.65251.055.1197.7516634.81756.06中横梁0.30.5251.053.942.05864.60纵梁0.30.6251.054.7256.8524776.8次梁10.250.5251.053.286.910226.32次梁20.250.4251.052.6256.85236.00卫—次梁30.20.4251.052.16.85114.39卫—次梁40.20.4251.051.5751.023.151柱0.650.65251.1011.625.5322045.12045.102边横梁0.30.65251.055.1197.2516634.81756.06中横梁0.30.5251.053.942.05864.60纵梁0.30.6251.054.7256.8524776.80次梁10.250.5251.053.286.910226.32次梁20.250.4251.052.6256.85236.00卫—次梁30.20.4251.052.106.85114.39卫—次梁40.20.3251.051.5751.023.152柱0.650.65251.1011.625.1321896.41896.43~5边横梁0.30.65251.055.1197.7516634.81760.64中横梁0.30.5251.053.942.05864.6纵梁0.30.6251.054.7256.8532776.8次梁10.250.5251.053.286.911249.0次梁20.250.4251.052.6256.85117.9卫—次梁30.20.4251.052.16.85114.39卫—次梁40.20.3251.051.5751.023.153~5柱0.60.6251.109.93.9321235.51235.5外墙墙体为240mm厚加气混凝土砌块(0.65kN/m2)、外墙面贴瓷砖(0.5kN/m2)76
;内墙为20mm厚抹灰(1.0kN/m2),则外墙单位墙面重力荷载为:6.5×0.24+17×0.02+0.5=2.4kN/m2内墙墙体为200mm加气混凝土砌块,两侧均为20mm抹灰,则内墙单位面积重力荷载为:6.5×0.2+17×0.02×2=1.98kN/m2木门单位面积重力荷载为取0.2kN/m2;铝合金窗单位面积重力荷载取为0.4kN/m2;防盗门单位面积重力荷载取0.45kN/m2;玻璃门单位面积重力荷载取0.4kN/m2。以下为统计各层墙体、门窗、幕墙的面积:一层:木门:0.9×2.4×5+2.4×3.0×2=25.2m2玻璃门:2.4×3.0×2+1.8×3.0=19.8m2铝合金窗:17×2.4×2.7+2×1.5×2.1+2×1.5×2.4=129.96m2外墙:6.85×4.35×12+18.2×4.35-2.4×2.7×17-2.1×1.5×4-1.5×2.4-2.4×3×3-1.8×3=283.38m2内墙:7.75×4.35×9+6.85×4.35×4-0.9×2.4×5-2.4×3=404.6m2二层:木门:0.9×2.4×6+2.4×3=20.16m2铝合金窗:17×2.4×2.7+3×1.5×2.1+2×1.5×2.4=126.81m2外墙:6.85×4.5×12+18.2×4.5-126.81=325m2内墙:7.75×4.45×10+6.85×4.5×4-20.16=448m2三~五层:木门:0.9×2.4×3=6.48m2防盗门:1.0×2.4×10=24m2铝合金窗:20×2.4×2.1+1.8×2.4+2×1.5×1.5+1.5×1.8+1.5×2.4=115.92m2外墙:6.9×3.3×12+17.7×3.25-115.92=214.8m2内墙:7.8×3.25×14+6.9×3.3×11+3.78×3.3-6.48-24=586.5m2雨篷面积:18.72m2(单位面积重量取1.5kN/m2)各层墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值见表6.1表6.1各层墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值层次构件面积(m2)单位面积重量(kN/m2)重量(kN)∑(kN)76
1木门25.20.25.041546.2铝合金窗129.960.452外墙283.382.4680.1内墙404.61.98801.1玻璃门19.80.47.922木门20.160.24.031721.8铝合金窗126.810.450.72外墙3252.4780内墙4481.988873~5木门6.480.21.31735.3防盗门240.4510.8铝合金窗115.920.446.39外墙214.82.4515.5内墙586.51.981161.3屋顶女儿墙111.53.8423.7天沟100.32.0200.6女儿墙做法:(1m高、0.12m厚混凝土,两面抹灰各厚0.02m)女儿墙单位面积重力荷载:25×0.12+0.02×20×2=3.8kN/m2天沟自重:(现浇天沟)单位面积重力荷载:25×0.08=kN/m2(2)板自重标准值(变形缝一侧)1~2层楼面:板总面积893,其中卫生间为63,楼梯面积为62.4,其余面积为:798.8。板自重为:798.8×3.66+6.325×63+31.2×7.96=3570.4kN屋顶面:4.585×893=4094kN(3)各层的重力荷载标准值汇总见表6.2表6.2各层的重力荷载标准值汇总层次柱(kN)梁(kN)板(kN)墙、门窗等(kN)∑(kN)10.5×2045.1+0.5×1896.4=1970.751756.063704.60.5×1546.2+0.5×1721.8+1.5×18.72=1662.089092.5020.5×1896.4+0.5×1235.5=15661756.063704.60.5×1721.8+0.5×1735.3=1728.558755.2076
30.5×1235.5+0.5×1235.5=1235.51760.643570.40.5×1735.3+0.5×1735.3=1735.38301.8440.5×1235.5+0.5×1235.5=1235.51760.643570.40.5×1735.5+0.5×1735.3=1735.38301.8450.5×1235.5=617.751760.603570.40.5×1735.3+0.5×423.7+200.6=1491.957440.746.4各层的重力荷载代表值Gi活荷载的组合值:雪荷载:0.25×893=223.25kN(屋顶面)楼面活荷载:(1~2层)830×3.5+2.5×63=3062.5kN楼面活荷载:(3~5层)123.2×2.5+63×2+706.8×2.0=1847.6kN具体过程如下:重力荷载代表值的计算方法:屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×雪荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值各层的重力荷载代表值Gi见表6.3表6.3各层的重力荷载代表值层数重力荷载代表值(kN)G19092.5+0.5×3062.5=10623.75G28755.2+0.5×3062.5=10286.45G38301.4+0.5×1847.6=9225.2G48301.4+0.5×1847.6=9225.2G57440.74+0.5×223.52=7552.5∑46913.17、水平地震作用下框架的侧移计算76
将整个结构(将由变形缝分割开的建筑结构作为一个整体)看作为一个多质点体系,各质点的重力荷载代表值Gi按《建筑结构抗震设计规范》取为相应楼层上下各一半层高范围内结构和构配件自重标准值与各可变荷载组合值之和。并将突出屋面的电梯间看作一个质点。由上面的荷载计算可得各质点重力荷载代表值Gi如右图;7.1计算结构基本自振周期T1用能量法计算其自振周期T1:假想各质点承受相当于其重力荷载代表值Gi的水平力作用,利用D值法(没有考虑填充墙影响)计算各质点的假想水平侧移ui,并按下式计算结构的基本自振周期T1:式中取ψT=0.7(框架结构非承重墙影响系数);uT为计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移(m)。结构顶点的假想侧移计算过程见表7.1,其中表7.1结构顶点的假想侧移计算层次Gi(kN)VGi(kN)∑Di(N/mm)Δui(mm)ui(mm)57552.57552.563727211.85253.849225.216777.763727226.3241.9539225.226002.964721640.17215.65210286.4536289.3540162590.3175.48110623.7546913.155076885.1885.18则7.2计算水平地震影响系数α1由《建筑抗震设计规范》根据地震烈度查多遇地震下截面抗震验算的水平地震影响系数最大值αmax=0.12根据场地类别和设计地震分组(第一组,设计基本地震加速度0.15g)查场地特征周期Tg=0.35s;,据抗震规范地震影响系数曲线(Tg<<5)确定水平地震影响系数:76
7.3利用底部剪力法计算结构总水平地震作用标准值FEk结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切型为主,故可用底部剪力法计算结构水平地震作用。即7.4计算各质点水平地震作用下标准值,并绘制各质点的标准值分布图因为,故应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加水平地震作用系数δn按规范计算,即:各质点的水平地震作用按下式计算:表7.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次519.333708.03571676.320.2328184.53536.81415.253664.71755886.930.1815143.87680.68311.653545.17841301.320.1342106.37787.0528.053537.36128475.760.092573.32860.3714.453448.62115346.360.049939.55899.92绘制水平地震作用下楼层剪力分布图见下图:76
各质点水平地震作用标准值分布图水平地震作用下的楼层剪力7.5利用D值法计算层间弹性位移和顶点侧移计算步骤见表7.3,其中:表7.3层间弹性位移和顶点侧移层次Vi(kN)∑Di(N/mm)Δui(mm)ui(mm)hi(mm)θe=Δui/hi51022.126372721.60419.78739001/243141709.926372722.68318.18339001/145432252.46472163.4815.5039001/112022693.654016256.7012.0251001/76112929.855507685.325.3255001/10347.6验算框架在水平地震作用下的水平侧移由上表可知,最大层间弹性位移角发生在第二层,其值为1/761<1/550,满足要求。8、水平地震作用下框架内力计算(1)、根据在进行多遇地震下框架结构水平侧移验算时计算所得框架结构的楼层剪力Vi,按所取计算单元横向框架各楼层各框架柱D值与整个结构相应楼层框架柱D值之和的比值(Dj/∑Dij)计算相应柱端剪力(Vij=Vi×Dj/∑Dij,其中i为楼层编号,j为同一楼层框架柱编号),见表8.1。(2)、利用D值法计算各框架柱柱端弯矩;,其中为框架柱标准反弯点高度比,y为框架柱的标准反弯点高度比的修正值。柱端弯矩。各框架柱柱端弯矩见表8.1。其中yny1、y2、y376
可根据情况查《混凝土结构设计》附表。表8.1各层框架柱柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi(kN)∑Dij(N/mm)边柱中柱Di1Vi1yDi2Vi2y53.91022.126372721494823.980.590.2523.3870.142727443.741.4250.3763.12107.4743.91709.926372721494840.100.590.2539.10117.292727473.181.4250.42119.87165.5333.92252.46472161521052.930.6050.4082.57123.862766796.281.4610.451169.35206.1525.12693.65401625928562.270.560.475150.85166.7317130114.891.3350.475278.32307.6215.52929.855507681433076.230.6040.70293.49125.7820076106.801.460.60352.44234.96(3)、取各结点为隔离体,利用平衡关系计算各框架梁梁端弯矩及各框架柱轴力,绘制框架弯矩图及框架轴力图。取各框架梁为隔离体,利用平衡关系计算各框架梁梁端剪力,绘制框架剪力图。梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算:式中:分别表示节点左右梁的线刚度,分别表示节点左右梁的弯矩,Ni为柱在i层的轴力,以受压为正。计算过程见表8.2。表8.2梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁中跨横梁柱轴力lVblVb边柱N中柱N570.1444.488.413.6562.9962.992.746.66-13.65-33.014140.6794.648.428.01134.01134.012.799.27-41.66-104.273162.96134.948.435.46191.08191.082.7141.54-77.12-210.352249.30197.428.453.18279.55279.552.7207.07-130.3-362.241276.63212.458.458.22300.83300.832.7222.83-188.52-526.8576
水平地震作用下框架内力图见图8.1~8.2:76
图8.1左震框架弯矩图(kN·m)图8.2左地震框架剪力图(左)及柱轴力图(N)76
9、风荷载作用下框架内力计算9.1风荷载标准值基本风压,为简化计算,作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:(是迎风面宽度)。由于高宽比H/B小于4,所以该巨形建筑风荷载体型系数取1.3。根据H/B=1.09,查得V=0.43,(C类地区),则:表9.1风荷载系数值层数522.310.8771.593418.40.8250.8081.53314.50.650.741.457210.60.4750.741.33415.50.2470.741.174表9.2集中荷载标准值22.30.8771.5931.30.353.92.014.0618.40.8081.531.30.353.93.916.4514.50.741.4571.30.353.93.914.3510.60.741.3341.30.355.13.915.165.50.741.1741.30.355.55.115.719.2风荷载作用下的位移验算根据水平集中荷载计算层间剪力,再计算各层的相对侧移和绝对侧移,计算过程见表9.3表9.3风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次1234515.7115.1614.3516.4514.06Vi(kN)75.1960.0244.8630.5114.06∑D(N/mm)68112523808575484444844441.091.140.520.360.1671.092.232.753.113.2771/50461/44741/75001/1083331/2335376
由上表可见,风荷载作用下框架的最大层间位移角1/4474远小于1/550,满足规范要求。9.3风荷载作用下框架结构内力计算计算方法与水平地震作用下的相同。先求反弯点高度比见表9.4(其中)表9.4各层反弯点高度比层数边柱中柱yy50.250000.250.370000.3740.250000.250.420000.4230.4500-0.050.400.47600-0.0250.45120.50-0.02500.4750.50-0.02500.47510.70000.700.60000.6内力计算过程见表9.5、9.6内力图见图所示:表9.5风荷载作用下各层框架柱柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi(kN)∑Dij(N/mm)边柱中柱Di1Vi1yDi2Vi2y53.914.0684444149482.490.590.252.437.28272744.541.4250.376.5511.2543.930.5184444149485.40.590.255.2715.80272749.851.4250.4216.1322.2833.944.8685754152107.960.6050.4012.4218.632766714.471.4610.45125.4530.9825.160.0252830928510.550.560.47525.5628.251713019.461.3350.47547.1452.1015.575.19688121433015.660.6040.7060.2925.842007621.941.4600.6072.4048.2776
9.4风荷载作用下弯矩图、剪力图、轴力图76
左风框架弯矩图(kN·m)表9.6风荷载作用下梁端弯矩剪力及住轴力计算层次边梁走道梁柱轴力lVblVb边柱N中柱N57.284.6284001.426.536.5327004.84-1.42-3.42418.2311.9384003.5916.916.9270012.52-5.01--12.35323.919.584005.1727.6127.61270020.12-10.18-27.3240.6732.1084008.6645.4545.45270033.67-18.84-52.31151.439.5840010.8255.9155.91270041.4-29.66-82.8976
左风作用下框架剪力图(左)及柱轴力图(右)10、竖向荷载作用下框架内力计算10.1、计算单元取⑦轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为7.5m,如下图所示。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,因此在框架节点上还作用有集中力矩。76
一品框架计算单元简图10.2荷载计算(1)恒荷载计算在10.1(下图中)q1代表横梁自重及其上墙体重量,为均布荷载形式。分别为房间和走道板传给横梁的三角形荷载。由图10.1可知,P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载,它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载,是由次梁传给主梁的集中荷载。图10.1各层梁上作用的恒载76
第五层:P1:次梁自重女儿墙自重纵梁自重板传来故P2:次梁自重纵梁自重板传来故因为第五纵梁宽0.3m.柱宽0.6m故集中力矩:次梁传来的集中荷载对3~4层:包括梁自重和其上墙体重量,且为均布荷载。计算过程如下:P1:P2:次梁传来的集中荷载::集中力矩:76
2层:集中力矩:1层::P2:次梁传来集中荷载(2)活荷载计算,活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:第五层:次梁传来集中荷载各层梁上作用的活载同理,在屋面雪荷载作用下:76
次梁传来集中荷载对3~4层:P1:P2:集中力矩:次梁传来的集中荷载::2层:集中力矩:1层::P2:集中力矩:次梁传来集中荷载将上述结果汇总,见表10..1、10.2表10.1横向框架恒荷载汇总表层次q1(kN/m)q2(kN/m)(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)(kN)M1(kN·m)M2(kN·m)55.1193.9419.25712.38128.2137.76149.619.2320.663~411.653.9415.3729.882143.71165.5124.3421.5624.8211.653.9415.3729.882143.71165.5124.3425.1528.9676
15.1193.9415.3729.882160.09119.56124.3428.0220.92表10.2横向框架活荷载汇总表层次q2(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)(kN)M1(kN·m)M2(kN·m)52.1(1.05)1.35(0.675)5.67(2.835)9.82(4.91)13.63(6.81)0.85(0.43)1.473(0.74)3~43.295.422.6839.2954.483.45.8928.45.422.6839.2954.483.976.88114.79.4539.6968.7695.346.9512.03注:表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用10.3内力计算(1)计算简图梁柱弯矩采用弯矩二次分配法,由于结构与荷载均对称,计算时可取半框架计算。计算简图如下图所示。(2)计算框架梁梁端固端弯矩、弯矩分配系数等。76
a、计算分配系数(见表10.3)注意:计算秆端弯矩分配系数时,由于计算简图中的中间跨梁长为原梁长的一半,故其线刚度应增加一倍。节点相对转动刚度S相对转动刚度之和∑S分配系数S/∑S左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁A533.2419.652.840.6290.371A433.2433.2419.686.080.3860.3860.228A333.2533.2419.686.080.3860.3860.228A233.2436.7620.690.60.3670.4060.227A136.7634.0820.691.440.4020.3730.225B519.633.2413.8866.720.2940.4980.208B419.633.2433.2413.8899.960.1960.3320.3320.14B319.633.2433.2413.8899.960.1960.3320.3320.14B220.633.2436.7614.6105.20.1960.3160.3490.139B120.636.7634.0814.6106.040.1940.3470.3210.138b、计算各杆的固端弯矩恒载作用:5层梁:边跨中跨梁2~4层梁:边跨中跨梁1层梁:边跨中跨梁活荷载作用:5层梁:边跨76
中跨梁2~4层梁:边跨中跨梁1层梁:边跨中跨梁(3)计算不平衡弯矩并进行弯矩二次分配,计算各框架梁跨内最大弯矩,并绘制框架弯矩图。以下分别为恒荷载和活荷载作用下的弯矩图:76
恒荷载作用下的弯矩图(kN·m)76
活荷载作用下的弯矩图(kN·m)(4)计算各框架梁跨中最大弯矩和剪力a、恒载作用下:第五层:AB跨梁计算简图如下:76
各数值为:三角形荷载等效成均布荷载:跨中弯矩:同理1~4层AB跨梁的跨中弯矩分别为:1层:2层:3层:4层:各层剪力值:以第5层为例同理可得其它各层:4层:3层:2层:1层:BC跨梁:计算简图如下76
以第五层为例:跨中弯矩剪力:同理可得其它各层:4层:3层:2层:1层:b、活荷载作用下:AB跨梁:计算简图如下以第五层为例:跨中弯矩76
剪力:同理可得各层梁在活载作用下的内力:4层:3层:2层:1层:BC梁:计算简图如下:以第五层为例:跨中弯矩剪力:同理可得其它各层:4层:3层:2层:1层:(5)恒载和活载的弯矩、剪力及轴力图76
恒荷载作用下弯矩图(kN·m)76
活荷载作用下弯矩图(kN·m)76
恒荷载剪力图(KN)76
活荷载剪力图(KN)76
恒荷载作用下的N图(KN)76
活荷载作用下的N图(KN)76
11、内力组合11.1抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素,由《建筑抗震设计规范》可知本工程框架结构的抗震等级为三级。11.2框架内力组合考虑三种内力组合,即、及。各层梁的内力组合见11.1,表、两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩(调幅系数为0.8)。因为本建筑的高度小于60m,故不考虑风荷载组合。这里仅选择第1层和第5层进行计算。a、框架梁:表11.1框架梁内力组合层数截面位置内力左震右震1AM-173.72-96.2270.07-469.36-330.74-343.17V95.5584.8976.42205.09213.88233.5M-161.66-105.42-400.0714.20-323.66-341.58V91.9687.63202.0174.16211.78233.03M-23.81-16.83264.31-322.3-48.97-52.134V-13.667.97-228.23264.2326.4127.55跨间181.39155.2264.38201.80400.08434.95-20.54-19.050-36.08-36.08-46.78-51.325AM-150.38-14.74-73.59-210.36-217.75-201.09V14212.26136.01166.18203.96187.56M-182.58-15.22-214.54-127.8-261.7-240.40V166.9812.4191.73161.56237.8217.74M-44.64-1.3320.64-102.19-61.59-55.4376
V15.761.1434.968.2222.4220.51跨间257.3620.9253.54228.52368.34338.09-44.9-0.890-54.41-54.41-61.51-55.13b、框架柱的内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面,抗震设计中内力组合为:和。由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋,故应从组合中求出最不利内力。(1)的绝对值及相应的N、(2)及相应的M、(3)及相应的M。根据《建筑抗震设计规范》,一、二,三级框架柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于0.5及框支梁与框支柱的节点处,柱端组合的弯矩设计值应符合要求:∑Mc=1.1∑Mb另外,一、二、三级框架结构的底层,柱下端截面的弯矩设计值,应分别乘以增大系数1.5、1.25、1.15。组合结果及柱端弯矩设计值的调整见表11.2~11.5:表11.2横向框架A柱弯矩和轴力组合层数截面位置内力左震右震5柱顶M-207.21-19.28-153.23-281.12-299.01-275.6N270.217.93253.80282.19382.7349.34柱底M143.3433.47129.36177.99226.98218.87N308.817.93290.88319.25434.81395.661柱顶M-74.25-52.69-34.24-227.38-152.93-162.87N1489.19256.691004.912100.752267.102146.39柱底M37.126.35-256.96353.4976.4381.41N1553.1256.691066.262162.112353.382223.09层数截面位置内力的绝对值及NMM柱顶M299.01-135.23-299.0176
5N382.7253.80382.7柱底M226.98129.36226.98N434.81290.88434.811柱顶M227.3834.24-152.93N2100.751004.912267.10柱底M353.49-256.9676.43N2162.111066.262353.38表11.3横向框架B柱弯矩弯矩和轴力组合层数截面位置内力左震右震5柱顶M151.9915.9265.3141.77221.09204.65N320.523.96284.85353.51456.64418.14柱底M-106.53-26.83-179.75-50.54-170.65-165.40N359.1123.96321.92390.58508.76464.481柱顶M54.9841.07316.85-171.86115.29124.47N1628.05432.961574.691966.812630.822559.8柱底M-27.49-20.53-402.78330.30-57.64-61.37N1691.96432.961636.042028.162717.112636.50层数截面位置内力的绝对值及NMM5柱顶M265.31265.31221.09N284.85284.85456.64柱底M179.75179.75-170.65N321.92321.92508.761柱顶M316.85316.85115.29N1574.691574.692630.82柱底M402.78-402.78-57.64N1636.041636.042717.1176
备注:对于受弯混凝土梁,受弯时承载力抗震调整系数取0.75,受剪时取0.85,轴压比小于0.15的柱取0.75,大于等于0.15的柱取0.8,这里统一取0.8。表11.4横向框架A柱剪力组合层数左震右震5-89.88-13.53-72.08-117.72-134.87-126.801-20.25-14.37-56.25-132.02-41.71-44.42表11.5横向框架A柱剪力组合层数左震右震566.2910.96121.2723.66100.4594.89114.9911.2139.01-97.0131.4433.6711.3截面配筋计算(1)框架梁:以第一和五层为例以下为求地震参与组合是框架梁按简支梁在外荷载作用下的剪力,外荷载取1.2倍的重力荷载代表值。AB跨:第五层:第一层:按公式:求其剪力设计值第一层:左震:右震:76
同理可得第五层:左震:右震:BC跨:第五层:第一层:同理:第一层:第五层:(2)梁的正截面受弯承载力计算从表中分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力,将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋。梁支座边缘处的内力值:第一层AB跨梁支座弯矩:(上部受拉)(上部受拉)AB跨内最大弯矩为434.95、BC跨内最大弯矩为-51.32选用混凝土材料:第1~2层:混凝土强度、、第3~5层:混凝土强度、、框架梁正截面配筋计算层数计算公式梁AB(300mm×600mm)梁BC(300mm×500mm)支座跨中截面支座支座跨中截面支座1M(kN.m)-402.71434.95-335.05-236.43-51.32-236.4376
=5900.231=5900.249=5900.192=4650.218=4650.047=4650.0470.2670.2910.2150.2490.0480.2492192.32389.351765.331611.34310.621611.34390390390300300300实配钢筋622(2281)425+222(2724)422+225(2502)425(1964)325(1473)425(1964)5M(kN.m)-156.56368.34-190.36-81.72-61.51-81.72=6150.096=5900.247=6150.117=4650.088=4650.066=4650.0880.1010.2890.1240.0960.0680.096740.22031.9908.77531.96376.8531.96390390390300300300实配钢筋422(1520)622(2281)422(1520)422(1520)322(1140)422(1520)(3)梁的斜截面配筋计算框架梁的斜截面配筋计算表梁AB梁BC层数5151Vb(kN)208.86221.3386.08243.0376
(kN)0.150.173<00.735选用箍筋计算间距S/mm673.3583.8按构造配137.4实配箍筋(4)裂缝宽度验算正截面裂缝宽度验算等级为三级,即按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度,应符合下列规定:、其中可取0.3mm。梁AB(第1层)取为AB跨中较大值,经比较取计算(满足裂缝要求)框架梁的裂缝宽度验算见表76
层数计算公式梁AB梁BCA支座右截面跨中截面B支座左截面B支座右截面跨中截面C支座左截面1269.94336.59267.0840.6439.5940.64230.6240.73207.951.1566.451.150.0240.0280.02560.02620.01960.02620.8420.8880.8310.0330.20.0332224.0823.092525252.12.12.12.12.12.10.2460.2610.2170.0670.0210.0675118.84278.26143.9940.8745.7940.87146.13237.66177.0566.599.366.50.0160.0230.01560.020.01520.020.5410.8610.6270.20.2340.22222222222222.12.12.12.12.12.176
0.1310.2660.1870.0190.040.01911.4框架柱的设计(1)剪跨比和轴压比验算,表中给出了框架各层剪跨比和轴压比计算结果,表中的、和N都不应考虑承载力抗震调整系数。柱的剪跨比和轴压比验算的表柱号层数N剪跨比轴压比A柱560056514.3351.4138.49352.744.49>20.069<0.9165061516.7284.23155.322625.942.97>20.372<0.9B柱560056414.3331.64142.67441.894.11>20.086<0.9165061516.7396.06163.542458.53.93>20.348<0.9由表可知,各柱的剪跨比满足要求。(2)柱的正截面承载力计算(取第一层B柱进行计算)截面尺寸复核:=650-35=615mm=139.01KN(调整后的)因为=0.2×1.0×16.7×650×615=1335.2KN>故截面尺寸满足要求柱同一截面分别承受正反向弯矩,故采用对称配筋。B轴柱:一层:从柱的内力组合表可见,选择大的或的进行组合。最不利内力组合为:=402.78N=1636.04或=56.64N=2717.11第一组合:=402.78N=1636.04弯矩中由水平地震荷载作用产生的弯矩>75%,柱的计算长度取下列二式中的较小值:式中:、76
分别为柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值;在这里=1.42、=0、=0。则:=6.67m或=11m故取6.67m。,或,取两者较大值则由于,所以应考虑取因,则且所以此时为大偏心受压所以且单侧配筋率应满足大于0.2%所以按构造配筋,每侧实配422=1520第二组合:=57.6N=2717.11此组内力是非地震组合情况,在弯矩中没有由水平荷载产生的弯矩,故柱的计算长度则:,或,取两者较大值则由于,所以应考虑取76
因,则且对称配筋所以此时为小偏心受压按公式因为N=2717.11KN<且Ne<所以按构造配筋,但应满足最小配筋率大于0.7%,单侧配筋率大于0.2%所以按构造配筋,每侧实配422=1520(3)垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算1层:查表得所以此时满足要求。(4)斜截面受剪承载力计算B轴柱:一层:最不利内力组合=402.78N=1636.04因为剪跨比=0.2×1.0×16.7×650×615=1335.2KN>故截面尺寸满足要求。取N=1636.04kN故按构造配置箍筋。76
柱端加密区箍筋选用4肢ɸ10@100。由表可知一层柱底的轴压比(B柱)n=0.348,查表得λv=0.09,则最小体积配箍率取ɸ10,,则,故取为4ɸ10@100。长柱的柱端箍筋加密区长度取/6、及500mm三者中的较大值。故柱上端箍筋加密区长度取/6=800mm,下端为/3=1600mm。非加密区箍筋取4ɸ10@200。11.5框架梁柱节点核芯区截面抗震验算抗震规范规定,三、四级框架节点核芯区或非抗震框架,可不进行抗震验算,但应符合抗震构造措施的要求。因此,框架梁柱节点核芯区截面的箍筋配置与该节点上下柱端箍筋加密区的配置相同,均满足条件要求。12、基础的设计12.1设计资料该地区场地类别为Ⅱ类,地下水位低于底面3m,修正后的地基承载力为,基础埋深2.1m(从室内地面0.000算起)12.2基础形式A、D轴采用柱下独立基础,B、C轴采用联合基础。(取第一层)12.3A、D轴采用柱下独立基础的设计采用C35混凝土、,级钢筋。(1)基础承受的外墙总宽度为7.5m,总高度为21.3m,外墙为240mm厚加气混凝土砌块,外墙面贴瓷砖且内墙为20mm抹灰,铝合金窗0.4,基础梁250mm×500mm,每个基础承受的由墙体传来的重力荷载为:外墙面:铝合金窗:基础梁:总计:距基础形心的偏心距为205m。基础设计的最不利内力组别荷载效应基本组合荷载效应标准组合76
第一组353.492162.11-97.01275.011766.6-73.28第二组76.432353.3831.4463.451809.8026.19注:抗震组合时,弯矩和轴力内力组合值均乘以抗震调整系数,剪力组组合乘以0.85。(2)基础尺寸的确定取基础高度1.1m,拟定基础底面尺寸,考虑偏心受压,按轴心荷载作用计算得到的基底面积增大20%,则:=取因为所以不需进行承载力宽度修正。验算基底尺寸是否符合:取第一组内力:、、76
(满足)(满足)(满足)取第二组内力:、、(满足)(满足)(满足)所以综合上述,截面尺寸满足要求,故截面尺寸取为(3)基础底面最大净反力设计值的确定类别第一组第二组353.492162.11-97.0176.432353.3831.442256.32447.6479.561.16229.81128.33200.72187.78由表可知,基底最大净反力设计值为(4)基础高度验算由上可知,取则:因偏心受压,按公式计算如下:76
第一变阶处截面=2.0+2×0.335=2.71m<2.8m冲切力:Pjmax[﹙l/2-/2-﹚b-(b/2-b1/2-)²]=229.81×[(2.25-3.05/2-0.355)×2.8-(2.8/2-1.0-0.355)²]=238(满足)第二变阶处截面=1.2+2×0.305=1.81m<2.8m冲切力:Pjmax[﹙l/2-/2-﹚b-(b/2-/2-)²]=229.81×[(2.25-2.05/2-0.305)×2.8-(2.8/2-1.2/2-0.305)²]=535.68(满足)(5)配筋计算计算基础长边方向的弯矩设计值,取1-1截面76
同理取3-3截面:可以看出,<同理可得:<所以现于2.8m宽度范围内配2814,计算基础短边方向的弯矩,取4-4截面:前面已算得计算过程如下:同理可得:分析比较得:>>所以选配1512,12.4B、C两轴的联合基础设计基础材料:C35混凝土、HRB335级钢筋。已知柱的截面尺寸为650mm×650mm已确定基础的埋深为2.1m,地基承载力特征值。选择内力组合:因为两端弯矩值大小相等,方向相反。故取轴力最大的内力组合;其基本组合的设计值为:。76
(1)计算基底形心位置及基础长度因为两柱的弯矩、剪力大小相等、方向相反。故其形心位置在柱距的中心处,基础长度,取。(2)计算基础底面宽度(荷载采用荷载的标准组合)柱荷载标准组合可近似取基本组合值除以1.35,于是:(3)计算基础内力净反力设计值:由此根据算的剪力和弯矩的结果绘制、图(如下图所示)76
(4)基础高度计算取、①受冲切承载力的验算由分析可知,两柱均为一面冲切,取其中一个柱进行验算:②受剪承载力的验算取冲切破坏锥体底面边缘处的截面为计算截面。该截面的剪力设计值:(5)配筋计算①纵向配筋(采用HRB335级钢筋)取最大正弯矩则所需钢筋面积为:基础顶面按构造要求配筋,基础底面配②横向配筋(采用HRB335级钢筋)柱的有效宽度:折算成每米板宽内的配筋面积为:所以选配14@70基础顶面配横向构造钢筋8@25013、楼梯的设计76
13.13至5层楼梯的设计13.1.1、设计资料该楼梯位于3至5层,层高3.9m。楼梯间的使用活荷载标准值为,踏步面层采用30mm厚水磨石,底面为20mm厚混和砂浆抹灰层,采用C25混凝土,、,梁中受力(纵向)钢筋采用HRB335级钢筋;其余钢筋采用HPB235级钢筋。试计算踏步板TB-1、楼梯斜梁、平台板、平台梁等。13.1.2、结构平面布置由于梯段板水平长度3600>3000,故采用梁式楼梯较为经济。根据经验,梁式楼梯的踏步板厚一般不小于30~40mm,在这取斜板厚度;平台板厚按跨高比要求:,故取。斜梁、平台梁的截面尺寸取法,根据经验要求,取斜梁TL-1为、平台梁TL-2、TL-3取为;平台梁TL-4取为。梁式楼梯结构平面布置如图1-1所示:13.1.3踏步板TB-1的设计踏步板尺寸150mm300mm,斜板厚取t=40mm,,则截面平均高度为:h=150/2+40/0.894=120mm。13.1.3.1荷载计算:76
恒荷载:踏步板自重:踏步面层重:踏步抹灰重:g=1.57KN/m使用活荷载:q=1.42.50.3KN/m=1.05KN/m总计:g+q=2.62KN/m13.1.3.2内力计算斜梁截面尺寸选用bh=150=150mm300mm,则踏步板计算跨度为:踏步跨中弯矩:13.1.3.3截面承载力计算踏步板计算截面尺寸:故踏步板应按构造配筋,每踏步采用2取踏步内斜板分布钢筋。13.1.4楼梯斜梁(TL-1)计算13.1.4.1荷载计算踏步板传荷斜梁自重斜梁抹灰总计:g+q=8.886KN/m13.1.4.2内力计算76
取平台梁截面尺寸bh=200mm400mm,斜梁水平方向的计算跨度为:斜梁跨中弯矩:13.1.4.3承载力力计算斜梁按T形截面进行配筋计算,取。翼缘有效宽度按倒L形计算:按梁的跨度考虑按翼缘宽度考虑按翼缘高度考虑取首先按第一类T形截面进行计算:结构确定为第一类T形截面,故故选用2故可按构造配置箍筋,选用双肢箍。13.1.5休息平台板(PB-1)计算13.1.5.1荷载计算(取1m板宽计算)恒荷载:板自重:面层重:抹灰重:恒荷载标准值:=3.24KN/m76
活荷载标准值:=1.02.5KN/m=2.5KN/m根据《建筑结构荷载规范》,荷载设计为:取荷载设计值(取较大值)13.1.5.2内力计算计算跨度。13..5.3截面承载力计算选配钢筋();分布钢筋根据构造要求选用13.1.6平台梁(TL-2)计算平台梁TL-2主要承受斜梁传来的集中荷载(上、下跑楼梯斜梁传来)平台板传来)平台板传来的均布荷载和平台梁自重。按间支梁进行截面设计。13.1.6.1荷载计算斜梁传来的荷载平台梁自重梁抹灰平台板传来的均布荷载:集中荷载设计值:均布荷载设计值:13.1.6.2计算简图76
13.1.6.3内力计算计算跨度:弯矩:剪力:13.1.6.4配筋计算①纵向钢筋计算:按倒L形计算:受压翼缘宽度:取梁的有效高度:判断T形截面类别:属于第一类T形截面。76
选钢筋:3配筋率:②斜截面承载力计算截面尺寸验算:验算是否可按构造配筋:故不需按计算配置箍筋,根据《混凝土结构设计规范》,只需按构造配筋,选用双肢。验算配箍率:满足要求。13.1.6.5附加横向钢筋的计算斜梁与平台梁TL-2相交处,在平台梁TL-2高度范围内受到斜梁传来的集中荷载的作用,为了防止发生局部破坏,需设附加横向钢筋。斜梁传给平台梁TL-2的集中荷载为:附加箍筋范围取附加箍筋双肢,则在长度S内可布置箍筋的排数m=800/240+14,故两侧各布置2排。则:,故满足要求。13.1.6.6平台梁TL-3的计算同平台梁TL-2。13.1.6.7平台梁TL-4的设计()荷载设计值:计算跨度:弯矩:剪力:76
截面按倒L形计算:受压翼缘宽度:梁的有效高度:判断T形截面类别:属于第一类T形截面。选钢筋:3架立钢筋选用2,配置箍筋,则斜截面受剪承载力为:故满足要求。13.2底层楼梯的设计(商场部分)13.2.1设计资料该层层高为4.5m,楼梯的活荷载为3.5KN/m,其余部分资料与上面3至5层楼梯的设计相同。13.2.2结构平面布置由于梯段板水平长度3600>3000,故采用梁式楼梯较为经济。根据经验,梁式楼梯的踏步板厚一般不小于30~40mm,在这取斜板厚度;平台板厚按跨高比要求:,故取。斜梁、平台梁的截面尺寸取法,根据经验要求,取斜梁TL-1为、平台梁TL-2、TL-3取为;平台梁TL-4取为。梁式楼梯结构平面布置如图1-1所示:76
13.2.3踏步板TB-1的设计踏步板尺寸150mm300mm,斜板厚取t=40mm,,则截面平均高度为:h=150/2+40/0.894=120mm。13.2.3.1荷载计算:恒荷载:踏步板自重:踏步面层重:踏步抹灰重:g=1.57KN/m使用活荷载:q=1.43.50.3KN/m=1.47KN/m总计:g+q=3.04KN/m13.2.3.2内力计算斜梁截面尺寸选用bh=150=150mm300mm,则踏步板计算跨度为:踏步跨中弯矩:13.2.3.3截面承载力计算踏步板计算截面尺寸:76
故踏步板应按构造配筋,每踏步采用2取踏步内斜板分布钢筋。13.2.4、楼梯斜梁(TL-1)计算13.2.4.1荷载计算踏步板传荷斜梁自重斜梁抹灰总计:g+q=10.062KN/m13.2.4.2内力计算取平台梁截面尺寸bh=200mm400mm,斜梁水平方向的计算跨度为:斜梁跨中弯矩:13.2.4.3承载力力计算斜梁按T形截面进行配筋计算,取。翼缘有效宽度按倒L形计算:按梁的跨度考虑按翼缘宽度考虑按翼缘高度考虑取首先按第一类T形截面进行计算:76
结构确定为第一类T形截面,故故选用2故可按构造配置箍筋,选用双肢箍。13.2..5休息平台板(PB-1)计算13.2.5.1荷载计算(取1m板宽计算)恒荷载:板自重:面层重:抹灰重:恒荷载标准值:=3.24KN/m活荷载标准值:=1.03.5KN/m=3.5KN/m根据《建筑结构荷载规范》,荷载设计为:取荷载设计值(取较大值)13.2.5.2内力计算计算跨度。13.2.5.3截面承载力计算76
选配钢筋();分布钢筋根据构造要求选用13.2.6平台梁(TL-2)计算平台梁TL-2主要承受斜梁传来的集中荷载(上、下跑楼梯斜梁传来)平台板传来)平台板传来的均布荷载和平台梁自重。按间支梁进行截面设计。13.2.6.1荷载计算斜梁传来的荷载平台梁自重梁抹灰平台板传来的均布荷载:集中荷载设计值:均布荷载设计值:13.2.6.2计算简图13.2.6.3内力计算计算跨度:弯矩:剪力:13.2.6.4配筋计算76
①纵向钢筋计算:按倒L形计算:受压翼缘宽度:取梁的有效高度:判断T形截面类别:属于第一类T形截面。选钢筋:3配筋率:②斜截面承载力计算截面尺寸验算:验算是否可按构造配筋:故不需按计算配置箍筋,根据《混凝土结构设计规范》,只需按构造配筋,选用双肢。验算配箍率:满足要求。13.2.6.5附加横向钢筋的计算76
斜梁与平台梁TL-2相交处,在平台梁TL-2高度范围内受到斜梁传来的集中荷载的作用,为了防止发生局部破坏,需设附加横向钢筋。斜梁传给平台梁TL-2的集中荷载为:附加箍筋范围取附加箍筋双肢,则在长度S内可布置箍筋的排数m=800/240+14,故两侧各布置2排。则:,故满足要求。2.6.6平台梁TL-3的计算同平台梁TL-2。2.6.7平台梁TL-4的设计()荷载设计值:计算跨度:弯矩:剪力:截面按倒L形计算:受压翼缘宽度:梁的有效高度:判断T形截面类别:属于第一类T形截面。选钢筋:3架立钢筋选用2,配置箍筋,则斜截面受剪承载力为:76
故满足要求。14、板的设计14.1、设计资料某商场楼面,楼面活荷载标准值,混凝土采用C20、钢筋为HPB235级。楼面做法:20mm厚水泥砂浆面层,15mm厚混合砂浆抹灰。14.2、结构布置及构件尺寸选择结构部分布置图如下图所示:(因为其它板块尺寸和下图一样,故取其中一部分)由于板是搭接在梁上的且大部分区各板尺寸相同,故只分2种区格板。根据结构布置情况,故选用选用双向板进行设计。板厚的确定:连续双向板的厚度一般大于或等于,且板厚不宜小于80mm,故取板厚120mm。76
框架梁的截面尺寸,根据经验截面高度一般为(1/10-1/18),故取:横向框梁300mm×650mm、纵向框梁300mm×600mm、次梁300mm×500mm。14.3荷载计算20mm厚水泥砂浆:板自重:15mm混合砂浆抹灰:恒载标准值:恒载设计值:活荷载设计值:合计:14.4、计算方法双向板(塑性理论计算)14.5、内力计算(1)弯矩计算①中间区格板A:计算跨度:取,采用弯起式钢筋,跨中钢筋在距支座/4处弯起一半,故得跨内及支座塑性绞线上的总弯矩为:代入公式,由于区格板A四周与梁连接,内力折减系数为0.8,由求得故推出②中间区格板B:76
由于区格板B四周与梁连接,内力折减系数为0.8,又由于长边支座弯矩为已知、则:代入公式:求得14.6配筋计算各区格板跨内及支座弯矩已求得,取截面有效高度,双向板的配筋计算截面选配钢筋实配钢筋跨中A区格1.5810079.2Φ8@2002510.17909.5Φ8@200251B区格2.62100131.3Φ8@2002510.7869043.8Φ8@200251支座A-B3.16100459Φ8@200251A-A0.3410017Φ8@200251B-B1.57210078.8Φ8@20025176
参考文献[1].李必瑜.房屋建筑学.武汉:武汉工业大学出版社,2002[2].沈蒲生.混凝土结构.北京:高等教育出版社,2007[3].宋天齐.多高层建筑结构设计.重庆:重庆大学出版社,2001[4].赵明华.土力学与地基基础.武汉:武汉工业大学出版社,2001,8[5].窦立军.建筑结构抗震.北京:机械工业出版社,2006,1[6].方鄂华等.高层建筑结构设计.北京:中国建筑工业出版社,2003[7].建筑结构荷载规范(GB50009-2001).北京:中国建筑工业出版社,2001[8].混凝土结构设计规范(GB50010-2002).北京:中国建筑工程出版社,2002[9].GBJ16建筑设计防火规范.北京:中国建筑工业出版社,2002.[10].GB50007-2002建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2002[11].高等学校毕业设计(论文)指导手册土建卷.北京,高等教育出版社,2006[12].GB50010-2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2002[12].GB50011-2001建筑抗震设计规范.北京:中国建筑工业出版社,200876
总结毕业设计是大学学习过程中的一个重要部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力,是最后一个重要教学环节。本次毕业设计从建筑设计到结构设计到最后的PKPM的出图,进行了约两个多月。经过了多次修改调整和完善,最终得以完成。期间翻阅了不少的资料,如建筑结构设计、混凝土结构设计及其原理、高层建筑规范等。通过几个月来紧张而有序的设计,提高了我分析和解决实际问题的能力并自己加深了对专业知识的理解。本次毕业设计中,给我印象深刻的是建筑结构设计、抗震情况下的内力组合和PKPM的出图。由于自己要设计的建筑面积比较大,一开始还没考虑到要设置变形缝,就简单的设计了内廊室,但是到最后发现所设计的建筑太长了,就要考虑设置伸缩缝、防震缝等,于是到最后就要该建筑设计了,这样就导致时间比较紧。接下来就是内力计算了,由于平时上课不认真和也没作过类似的题目,导致自己一开始有点无从下手的感受。于是就赶紧找资料,还好找到了类似的资料。在组合完内力后,又要进行配筋计算,还要满足抗震情况下的构造要求。关于PKPM出图这部分,由于平时PKPM76
软件知识掌握的不够理想,以至于这部分一开始感到比较茫然。在通过向同学请教和自己的摸索后,才慢慢的有所领悟,最终得到了一定程度的掌握。两个环节都是计算,不同在于一个手算,一个电算。比较两者可以发现,电算虽快但也是需要有手算和基本知识作为基础的。只有更好的理解专业知识,才能轻松的驾驭软件,得到比较理想准确的结果。电算的结果的调整同样需要有良好的专业基础知识。只有熟练掌握基础,才能更好的驾驭软件得到合理正确的结论。毕业设计这个过程让我感到确实有点辛苦、有点疲惫,但正是由于毕业前的这样一次锻炼。使我掌握了更多的专业知识,有了更深的理解。投入进去并不断的学习,对我们是非常有益的。这提前为我将面对以后的学习和工作挑战有了一个心理准备,在此对在毕业设计中帮助过我的老师和同学都表示诚挚的感谢。致谢我的毕业设计是在****老师的指导和亲切关怀之下完成的,同时在设计过程中,我得到了学院其他一些老师的一些指导和帮助,他们对我的毕业设计提出了许多宝贵的意见和建议。我能够顺利的完成毕业设计,离不开这些老师的关怀和教导,在此特向各老师表示深深的谢意!各位老师渊博的学识、严谨的思维以及耐心的指导,使我受益非浅,并终生难忘,由于时间关系,在计算或计算输入的过程中难免会出现一些错误,还望各位老师给予指导与纠正。本次毕业设计由于时间比较仓促及自身的水平有限,难免会有些不当甚至错误之处,在此敬请各位老师给予批评和指正。76'
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