(論文)多層綜合樓結構計算 結構設計算書(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設計論文)

多層綜合樓結構計算一 .設計資料(1) .設計標高：室內設計標高0.000,室內外高差450。(2) .墻身做法：外墻墻身240，為普通機制磚填充墻。墻面用M5混合砂漿砌筑，1：3水泥砂漿底，貼瓷磚墻面，25。內隔墻墻身200，墻面為水刷石墻面（包括混合砂漿打底），25。正立面2-7層為玻璃幕墻，100厚。一層為落地玻璃窗。(3) .樓面做法：水磨石地面，10面層，20水泥砂漿打底。110鋼筋混凝土板，15厚天棚水泥砂漿抹灰，吊頂棚。(4) .屋面做法： 80泡沫混凝土保溫層（2%自兩側向中間找坡），20厚1：3水泥砂漿找平層，二氈三油防水層上撒綠豆砂保護，熱瀝青一度隔氣層。110厚鋼筋混凝土板，15厚天棚水泥砂漿抹灰，吊頂棚。(5) .門窗做法：門廳，酒吧，商場門為鋁合金門，其余為木門。窗為鋼組合窗。(6) .地質資料：（屬II類場地，余略）(7) .地震烈度：7度。(8) .活荷載：走廊2.0KN/,樓梯間2.0KN/,廁所2.0KN/,辦公室2.0KN/,門廳2.0KN/,商場3.5KN/,庫房6.0KN/. (9) .恒荷載：玻璃幕墻1.0-1.5KN/,填充墻19KN/m3,鋼筋混凝土25KN/m3,水刷石墻面0.5KN/,貼瓷磚墻面0.5KN/,水泥砂漿20KN/m3,木門0.2KN/,鋼組合窗0.4-0.45KN/,鋁合金門0.4KN/.電梯機房7KN/.水磨石地面0.65KN/.一 結構布置.該建筑為多層綜合寫字樓，一層為商場，酒吧間，2-7層為出租寫字間，建筑平面布置靈活，有較大空間，可考慮采用框架結構。樓層為7層，主體高度為23.60米。該工程采用全現澆結構體系. 結構平面布置圖見下： 因現澆框架鋼筋混凝土結構受溫度變化影響，溫度縫最大間距55m,在8-D軸設伸縮縫。所以取軸號1-8,A-D框架簡化計算。在1-8軸線橫向方向布置主梁，A-D縱向方向布置連系梁。在1-8軸線間布置次梁。三 .構件初估。1柱截面初估由于框架辦公樓荷載較小，按13kN/計算；負荷面積按F= 7.2(2.7+6.6)/2 = 33.48考慮，取1。設防烈度為7度，小于60m高的框架結構抗震等級為三級，因此取0.8A = a2 = = = 0.29 a = 0.54 m 初步估計柱的尺寸的為600600。為計算簡便，邊柱中柱尺寸取相同。2梁尺寸確定。 該工程定為縱橫向承重，主要為橫向承重，根據梁尺寸初步確定：主梁高h : (1/81/12)L = 550-825 取 h = 600 寬b : (1/31/2)h = 200-300 取 b=250連系梁高h : (1/10-1/15)L = 480-720 取h =500 寬b : (1/3-1/2)h = 167-250 取 b =250次梁高h : (1/12-1/18)L = 367-550 取 h = 500 寬b : (1/3-1/2)h = 167250 取 b =200 3初選樓板。樓板為現澆雙向連續(xù)板，t (1/50)L =72 . 取 t = 110. 四結構計算簡圖及梁柱剛度計算（取一榀橫向框架計算）。 假定框架柱嵌固于基礎頂面上，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二樓樓面，基礎標高根據地質條件，室內外高差等定為-1.00m,二樓樓面標高+4.80m，故底層柱高為5.80m.其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高）。故均為3.00m.多層框架考慮為縱橫向承重，主要為橫向承重，為超靜定結構，故在內力計算前，應預先估算梁，柱的截面尺寸及結構所采用的材料強度等級，以求得框架中各桿的線剛度?；炷翉姸鹊燃墸?梁用C20 （Ec = 25.5 106 kN/） 柱用C30 (Ec = 29.5 106 kN/) 結構計算簡圖如下： 1. 梁的線剛度計算：主梁：I0 =4.510m全現澆框架梁： a. 中框架梁 Ib= 2.0I0= 9.010m b. 邊框架梁 Ib= 1.5I0=6.7510m邊框架梁(b=0.25m.h=0.6m):跨度為6.6m時，kb = = = 2.610kNm跨度為2.7m時，kb =6.410kNm中框架梁（b=0.25m,h=0.6m）:跨度為6.6米時， kb = =3.510kNm跨度為2.7米時， kb = = 8.510kNm2柱的線剛度計算(b=0.6m,h=0.6m) 第一層：柱高5.8m ,Ic=1.0810m kc=5.510 第二七層：柱高3.0m,Ic=1.0810mkc=10.62103.柱的側移剛度計算 見下圖表。 對于高度小于50m,且高寬比h/b=23.6/60.6=0.391.4 T=0.49s.故應考慮頂點附加作用。 = 0.08 T+0.01=0.062因TT5 T，取=0.9結構底部剪力法： F= =0.85 = =0.08=0.0456 F=0.080.8564134.71=2329.786kN頂點附加地震力作用為：= F=0.062322329.786=154.84kN F =FEK (1-n) 各層橫向地震作用及樓層的地震剪力見下表： 層次hH(m)G(kN)GHFEK (1-n)V(kN)83.026.81170.2131361.850.03479.2179.21*3=237.6373.023.86811.34162109.980.175407.70486.9163.020.88999.18187182.960.203472.93959.8453.017.88999.18160185.410.173403.041362.8843.014.88999.18133187.870.144335.481698.3633.011.88999.18106190.330.115267.911966.2723.08.88999.1879192.790.086199.652165.9215.85.811157.2464712.020.07163.082329.00 變形驗算見下表：層高層間剪力層間剛度層高層間相對轉角748691961931000051369598496193100010351362889619310001423416983696193100017733196627961931000204322165929619310002253123290029019900080358 均滿足 =要求。(2) 橫向框架柱端彎矩計算。第一層：邊柱：=5.8m, =2329.00, =290199, =8480, ,=0.64 = 68.06kN =138.16kNm =256.59kNm中柱：=5.8m, =2329.00, =290199, =12580，=2.18, =100.96kN =263.51 kNm =322.06kN第二層： 邊柱：=3.0m, =2165.92, =961931, =20029, ,=0.33= 45.10 kN =46.00kNm =89.30kN中柱：=3.0m, =2165.92, =961931, =51118，=1.13, = 115.10kN = 189.91kNm =155.39kNm第三層：邊柱：=3.0m, =1966.27, =961931, =20029, ,=0.33 = 40.94kN =67.55kNm =55.27kNm 中柱：=3.0m, =1966.27, =961931, =51118，=1.13, = 104.49kN =169.27kNm =144.20kNm第四層：邊柱：=3.0m, =1698.36, =961931, =20029, ,=0.33 = 35.36kN = 63.65kNm =42.43kNm中柱：=3.0m, =1698.36, =961931, =51118，=1.13, = 90.25kN =146.21kNm =124.55kNm 第五層：邊柱：=3.0m, =1362.88, =961931, =20029, ,=0.33 = 28.38kN = 57.90kNm =27.24kNm中柱：=3.0m,=1362.88,=961931,=51118，=1.13, = 72.42kN =117.32kNm =99.94kNm 第六層：邊柱：=3.0m, =959.84, =961931, =20029, ,=0.33 =19.99kN =43.78kNm = 16.19kNm中柱：=3.0m, =959.84, =961931, =51118，=1.13, =51.00kN =90.27kNm = 62.74kNm第七層：邊柱：=3.0m, =486.91, =961931, =20029, ,=0.33 = 10.14kN = 26.47kNm = 3.95kNm中柱：=3.0m, =486.91, =961931, =51118，=1.13, = 25.87kN = 49.67kNm = 27.94kNm(3) 計算梁端彎矩。第一層：邊柱：=138.16+89.30= 227.46kNm中柱：=（263.51+155.39）=122.18kNm =（263.51+155.39）=296.72 kNm第二層：邊柱：=46.00+55.27=101.27kNm中柱： = (189.91+144.20)= 97.45kNm = (189.91+144.20)=236.66kNm第三層：邊柱：= 67.55+42.43= 109.98kNm中柱：= (169.27+124.55)=87.70kNm = (169.27+124.55)=208.12kNm第四層：邊柱：=63.65+27.24= 90.89kNm中柱：= (146.21+99.94) = 71.79kNm = (146.21+99.94)= 174.36kNm第五層：邊柱：=57.90+16.19= 74.09kNm中柱：= (117.32+62.74)= 52.52kNm =(117.32+62.74) =127.54kNm第六層：邊柱：=43.78+3.95=47.73kNm中柱：= (90.27+27.94) = 34.48kNm = (90.27+27.94) =83.73kNm第七層：邊柱：=25.87kNm中柱：= 49.67= 14.49kNm = 49.67= 35.18kNm框架在地震作用下梁柱彎矩圖：（單位：kNm） 橫向水平地震作用（從左到右）梁柱彎矩圖橫向框架在地震作用下梁端剪力、柱軸力圖：（單位：kN） 橫向水平地震作用（從左到右）梁端剪力圖 橫向水平地震作用（從左到右）柱軸力圖框架在地震作用下柱剪力圖：（單位：kN） 橫向水平地震作用下（從左到右）柱剪力圖六豎向荷載作用下框架內力分析。由于結構是對稱的，在豎向荷載作用下的框架側移可忽略不計，其內力分析采用分層法進行簡化計算。以5軸橫向框架為例 1恒荷載及計算簡圖。（1） 屋面荷載：面層、防水層、隔熱層、保溫層、找平層： 1.5kN/110厚鋼筋混凝土板 ： 2.75kN/15厚天棚水泥砂漿抹灰 ： 0.30kN/吊頂棚 ： 0.50kN/屋面恒載： 5.05kN/（2） 樓面荷載：水磨石地面(10mm面層，20mm水泥砂漿打底) 0.65kN/110厚鋼筋混凝土板 0.1125=2.75kN/15厚天棚水泥砂漿抹灰 151020=0.3kN/吊頂棚 0.5kN/樓面恒載： 4.2kN/ （3） 樓面荷載分配為等效均布荷載。圖見右短向分配： 長向分配： （4） 橫向框架梁上線荷載。（主梁600250）1) .AB跨（CD跨）第7層： 梁自重（考慮抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kN/m 屋面板傳給梁： 5.05=15.85kN/m合計： 19.98kN/m 第1-6層： 梁自重（考慮抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kN/m 樓面板傳給梁：4.2=13.14 kN/m 橫隔墻（200厚普通機制磚填充墻）： 190.2(3-0.6)=9.12kN/m合計： 22.30kN/m2) .BC跨第7層： 梁自重（考慮抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kN/m 合計： 4.13kN/m第1-6層：梁自重（考慮抹灰）： 0.250.6251.1=4.13kN/m合計： 4.13kN/m（5） 橫向框架柱上集中荷載。1）4-5軸次梁線荷載。（次梁500200）第7層： 梁自重（考慮抹灰）： 0.50.2251.1=2.75kN/m屋面板傳給梁： 5.05=15.85kN/m 合計： 18.6kN/m第1-6層：梁自重（考慮抹灰）： 0.50.2251.1=2.75kN/m樓面板傳給梁：4.2=13.14 kN/m橫隔墻（200厚普通機制磚填充墻）： 190.2(3-0.5)=9.5kN/m合計： 25.43kN/m4-5軸梁剪力：第7層： 第1-6層：1) .A軸縱向框架梁荷載 （連梁500250,女兒墻高800）第7層：均布線荷載 梁自重（考慮抹灰）0.250.5251.1=3.44kN/m屋面板傳給梁： 5.051.8 = 5.68kN/m縱女兒墻自重（高800，240厚） 190.240.8=3.65kN/m合計： 12.77kN/m跨中集中荷載4-5軸傳來的：61.38kN第1-6層： 均布線荷載 0.250.5251.1= 3.44kN/m樓面板傳給連梁： 4.21.8 = 4.73kN/mA軸玻璃幕墻自重(100厚)： 1.0(3-0.5)0.85= 2.13kN/m合計： 10.30kN/m跨中集中荷載4-5軸傳來的：83.92kN1) .B軸縱向框架梁荷載第7層：均布線荷載 梁自重（考慮抹灰）0.250.5251.1=3.44kN/m屋面板傳給梁： 5.05+5.05=12.5kN/m合計： 15.94kN/m跨中集中荷載4-5軸傳來的：61.38kN第1-6層： 均布線荷載 0.250.5251.1= 3.44kN/m樓面板傳給梁： 4.2+4.2=10.4kN/m縱向隔墻自重（考慮門洞）：190.2(3-0.5)0.85=8.08kN/m合計： 21.92kN/m跨中集中荷載4-5軸傳來的：83.92kN4）C軸同B軸5）D軸縱向框架梁第7層：均布線荷載 梁自重（考慮抹灰）0.250.5251.1=3.44kN/m屋面板傳給梁： 5.051.8 = 5.68kN/m縱女兒墻自重（高800，240厚） 190.240.8=3.65kN/m合計： 12.77kN/m跨中集中荷載4-5軸傳來的：61.38kN第1-6層： 均布線荷載 0.250.5251.1= 3.44kN/m樓面板傳給連梁： 4.21.8 = 4.73kN/m縱向隔墻自重（考慮門洞）：190.2(3-0.5)0.85=8.08kN/m合計： 16.25kN/m跨中集中荷載4-5軸傳來的：83.92kN6）邊柱集中荷載第7層：A軸 P=（2 = 153.32kN D軸 P=（2 = 153.32Kn第1-6層：A軸： 600600柱自重（考慮粉刷）： 0.60.62531.15 = 31.05kN P=189.13kN1層5.8米高柱自重：0.60.6255.81.15 =60.03kND軸： 600600柱自重（考慮粉刷）：0. 60.62531.15 = 31.05kN P= 231.97kN1層5.8米高柱自重：0.60.6255.81.15 =60.03kN7）中柱集中荷載第7層： P=（=176.15kN第1-6層： 600600柱自重（考慮粉刷）：0.60.62531.15 = 31.05kN P=272.79kN1層5.8米高柱自重：0.60.6255.81.15 =60.03kN2活荷載及計算簡圖。(1).屋面荷載： 不上人屋面 0.7kN/ 合計： 0.7kN/(2) .樓面荷載：辦公室： 2.0kN/(廁所，走廊，樓梯間) 2.0kN/合計： 2.0kN/(3).樓面荷載分配為等效均布荷載。圖見右 短向分配： 長向分配：(4).橫向框架梁上線荷載。1).AB跨（CD跨）第7層屋面板傳給梁: 0.7=2.197kN/m第1-6層 樓面板傳給梁：2.0=6.28kN/m2） BC跨不受活載(5) 橫向框架柱上集中荷載。1）4-5軸次梁線荷載 （次梁500200）第7層： 屋面板傳給梁：0.7=2.197kN/m第1-6層 樓面板傳給梁：2.0=6.28kN/m 4-5軸梁端剪力：第7層：kN第1-6層：kN2）A軸縱向框