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浙江科技學院建工學院2014屆本科畢業(yè)設計浙 江 科 技 學 院本 科 畢 業(yè) 設 計(2014屆)題 目 前進中學教學樓a樓結構設計3 學 院 建工學院 專 業(yè) 土木工程 班 級 土木102 學 號 110051041 學生姓名 汪智杰 指導教師 楊澄秋 完成日期 2014年5月18日 浙江科技學院建工學院2014屆本科畢業(yè)設計(論文)浙江科技學院畢業(yè)設計(論文)、學位論文版權使用授權書本人 學號 聲明所呈交的畢業(yè)設計(論文)、學位論文 ,是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果,與我一同工作的人員對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。本畢業(yè)設計(論文)、學位論文作者愿意遵守浙江科技學院 關于保留、使用學位論文的管理辦法及規(guī)定,允許畢業(yè)設計(論文)、學位論文被查閱。本人授權 浙江科技學院 可以將畢業(yè)設計(論文)、學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫在校園網(wǎng)內傳播,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編畢業(yè)設計(論文)、學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本授權書)論文作者簽名: 導師簽名:簽字日期: 年 月 日 簽字日期: 年 月 日前進中學教學樓a樓結構設計3學生姓名:汪智杰 指導教師:楊澄秋(浙江科技學院建工學院)摘 要本工程為前進中學教學樓,采用框架結構,建造地點:杭州城北,建筑層數(shù):主樓五層,局部四層。基本風壓0.45kn/m,樓屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構。本設計貫徹“實用、安全、經濟、美觀”的設計原則。按照建筑設計規(guī)范,認真考慮影響設計的各項因素。根據(jù)結構與建筑的總體與細部的關系。 本設計在確定框架布局之后,先進行了結構平面布置及計算簡圖的確定,接著求出在豎向荷載作用下的結構內力(彎矩、剪力、軸力)。再計算水平荷載(恒載及活荷載)作用下的結構內力。最后找出最不利的一組或幾組內力組合。 選取最安全的結果計算配筋并繪圖。此外還進行了結構方案中的室內樓梯的設計。完成了平臺板,梯段板,平臺梁等構件的內力和配筋計算及施工圖繪制。對樓板進行了配筋計算,本設計采用獨立基礎,對基礎進行了受力和配筋計算。 整個結構在設計過程中,嚴格遵循相關的專業(yè)規(guī)范的要求,參考相關資料和有關最新的國家標準規(guī)范,對設計的各個環(huán)節(jié)進行綜合全面的科學性考慮。關鍵詞: 框架結構,荷載計算,內力計算,計算配筋qianjin secondary structural design of school buildings students name: wang zhijie teachers: yang chengqiu(school of civil engineering zhejiang university of science and technology)abstract this works for secondary school teaching building qianjin, a framework structure for a five-storey main. the basic pressure 0.45 kn / m, floor roof were using cast-in-place reinforced concrete structure.the design and implement practical, security, economic, aesthetic, the design principles. with the architectural design, design seriously consider the influence of the various factors. according to the structural and architectural detail and the overall relationship. in determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, then calculated the level of load under the internal forces (bending moment, shear and axial force). then calculate vertical load (constant load and live load) under the internal forces. identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations. select the best safety results of the reinforcement and mapping. in addition, the structure of the program indoor staircase design. completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping. on the floor reinforcement calculation, the use of pile foundation design, foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation. the whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. keywords: frame structure,load calculation, internal force calculation, calculation reinforcement 目錄中文摘要英文摘要目錄1 緒論11.1 工程概況11.2 屋面做法:11.3樓面做法:11.4 墻面做法:11.4.1 外墻面:21.4.2 內墻面:21.5 設計資料32 框架結構布置及計算簡圖32.1 結構承重方案選擇32.2 主要構件選型及尺寸初步估算42.2.1 主要構件選型42.2.2 梁柱截面尺寸估算42.2.3 各柱軸力估算52.2.4 按軸壓比估算柱截面52.3 確定結構計算簡圖62.3.1 三個假設62.3.2 計算簡圖62.3.3 各梁柱構件的線剛度計算:73 荷載的選擇和計算.8 3.1 板荷載的恒載部分83.2.1 樓面荷載計算83.2.2 屋面荷載計算93.2 板荷載的活載部分94 鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板設計.104.1 樓蓋結構平面布置圖104.2 板的內力計算134.3 雙向板計算134.4 截面設計154.5 單向板計算16 5 恒荷載內力計算175.1 恒荷載計算(以5軸為計算單元,各梁截面詳見結施圖)175.1.1 樓面恒載計算175.1.2 屋面恒載計算175.1.3 屋面架子層計算185.1.4 五層屋面梁計算205.1.5 二四樓面梁計算235.2 恒載下固端彎矩計算285.2.1 計算簡圖285.2.2 荷載等效及固端彎矩計算295.3 框架恒載下彎矩計算305.3.1 分配系數(shù)計算:305.3.2 彎矩分配及計算:325.4 框架恒載下剪力、軸力計算356 活(雪)荷載內力計算376.1 活荷載計算(以5軸為計算單元,各梁截面詳見結施圖)376.1.1 屋面架子計算:386.1.2 五層屋面梁計算:396.1.3 二四樓面梁計算426.2 活載下固端彎矩計算466.2.1 計算簡圖466.2.2 荷載等效及固端彎矩計算47 6.3 框架活載下彎矩計算476.3.1 彎矩修正476.3.2 彎矩分配及計算486.4 框架活載剪力、軸力計算517 風荷載內力計算547.1 風荷載計算547.2 風荷載內力計算567.3 各柱反彎點高度(yh)計算577.4 左風荷載作用下的框架彎矩、剪力、軸力計算588 內力組合619 截面設計629.1 梁截面設計629.1.1 正截面受彎承載力計算629.1.2 梁斜截面受剪承載力計算669.2 柱截面設計669.2.1 已知條件669.2.2 構造要求679.2.3 剪跨比和軸壓比驗算679.2.4 柱正截面承載力計算679.2.5 柱斜截面受剪承載力計算7310 基礎設計7510.1 承載力特征值計算7510.2 柱1基礎設計7610.2.1 確定樁數(shù)及承臺尺寸7610.2.2 群樁基礎中單樁承載力驗算7710.2.3 抗彎計算和配筋設計7810.2.4 承臺抗沖切驗算79 10.2.5 承臺斜截面受剪承載力計算8010.3 柱2基礎設計8110.3.1 確定樁數(shù)及承臺尺寸8110.3.2 群樁基礎中單樁承載力驗算8210.3.3 抗彎計算和配筋設計8210.3.4 承臺抗沖切驗算8310.3.5 承臺斜截面受剪承載力計算8411 樓梯設計8511.1 梯段板設計8511.1.1 梯段板tb1設計8511.1.2 梯段板tb2設計8611.2 平臺板設計87 11.2.1 平臺板ptb1設計8711.2.2 平臺板ptb2設計8711.3 平臺梁設計8811.3.1 平臺梁tl1設計8811.3.2 平臺梁tl2設計9012 連續(xù)梁設計9112.1 計算簡圖9112.2 荷載計算92 12.2.1 恒荷載計算9212.2.2 活荷載計算9412.3 內力計算9512.3.1 恒荷載作用下彎矩計算95 12.3.2 活荷載作用下彎矩計算9712.4 內力組合9812.5 截面組合100致 謝102參考文獻103附錄104iii1 緒論 1.1 工程概況 本工程為前進中學教學樓,工程位于杭州城北,工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構,占地面積:4712 m2,建筑面積:21795m2,層高:底層層高4.2m,主樓其余各層為3.9m。工程所在地抗震設防烈度為6度,設計地震分組為第一組,抗震等級為四級,場地類別為類,建筑物類型:乙類?;撅L壓0.45kn/m2,地面粗糙度類別:b類,基本雪壓:0.45kn/m2。1.2 屋面做法:(1) 剛性屋面(平屋面):40 厚c30細石混凝土面層(內配 4150鋼筋網(wǎng)),按開間設分倉縫, 縫內嵌防水油膏,3 厚紙筋灰隔離層,4厚sbs改性瀝青防水卷材一層,20 厚1:3水泥砂漿找平層,fsg防水保溫板找坡(最薄處60厚),配套膠粘貼,20 厚1:3水泥砂漿找平層,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。(2) 上人屋面(兼作活動場地): eps屋面隔熱磚300x300x35,15厚1:3水泥砂漿粘貼。(3)水泥砂漿屋面: js復合防水涂料 二度(0.8厚),20 厚1:2水泥砂漿(加5%防水劑)抹光,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,用于雨蓬。1.3 樓面做法:(1) 樓面彩色水磨石樓面:15厚1:2.5水泥白石子面層磨光,25厚1:3水泥砂漿結合層,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。防滑地磚樓面:防滑地磚面層(素水泥漿擦縫),15厚1:2水泥砂漿結合層,1:3水泥砂漿找平層,鋼筋混凝土板。3.細石混凝土樓面:30厚c20 細石混凝土面層.隨搗隨抹,刷素水泥砂漿一道,鋼筋混凝土板。4.花崗巖樓面:20 厚 花崗巖面層,10厚1:2干硬性水泥砂漿找平層,刮素水泥砂漿一道,鋼筋混凝土板。(樓梯踏步加銅質、防滑條)(2)地面防滑地磚地面:防滑地磚面層(素水泥漿擦縫),15厚1:2水泥砂漿結合層,70厚c15混凝土墊層,80厚碎石夯實,素土夯實,用于衛(wèi)生間,有積水的房間。2 花崗巖地面:20厚花崗石鋪面用水泥漿擦縫,撒素水泥面(灑適當清水),30厚1:4干硬性水泥砂漿找平層,刷素水泥漿一道,80厚c15混凝土墊層,80厚碎石夯實,素土夯實,用于室外為毛面。1.4 墻面做法1.4.1 外墻面(1)涂料墻面:12厚1:3水泥砂漿打底,8厚1:0.2:2水泥石灰砂漿抹平(加杜拉纖維),噴外墻涂料一底二度。(2)仿真石墻面:12 厚 1:3 水泥砂漿打底,8厚1:2 水泥砂漿(加杜拉纖維8%),噴仿真石涂料一底二度。(3)花崗巖墻面:10厚1:3水泥砂漿抹平,8厚特殊膠粘貼層局部加不銹鋼扣件,20厚花崗石面層(素水泥擦縫)。(4)粉刷分隔線:12厚素水泥漿,寬10。1.4.2 內墻面瓷磚墻面:12厚1:3水泥砂漿打底,58厚1:2水泥結合層,貼白色瓷磚面層(白水泥擦縫),高度至吊頂,用于衛(wèi)生間。(2)涂料墻面:18厚1:1:4混合砂漿抹平,2厚膩子刮平,面刷白色乳膠漆二遍。(3)紙筋灰墻面:12 厚 1:1:6 水泥石灰砂漿打底,8厚 1:0.3:3 水泥石灰砂漿粉面,3厚紙筋灰罩面,刷白色內墻涂料二度。1.5 設計資料 門窗做法:門窗均采用鋁合金門窗,自重0.4 kn/m2。風荷載:基本風壓值0.45kn/m2,地面粗糙度為b類。雪荷載標準值0.45kn/m2。 活荷載:上人屋面均布活荷載標準值2.0kn/m2,樓面活荷載標準值2.0kn/m2,樓梯間均布活荷載標準值3.5kn/m2,陽臺均布活荷載標準值2.5kn/m2。 本設計計算書包括樓蓋、屋蓋、框架主體結構、基礎、樓梯等部分的計算和設計。2 框架結構布置及計算簡圖2.1 結構承重方案選擇根據(jù)建筑功能要求以及建筑施工的布置圖,本工程確定采用框架承重方案,框架梁、柱布置參見下圖。圖2-1結構平面布置圖2.2 主要構件選型及尺寸初步估算2.2.1 主要構件選型()梁板柱結構形式:現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構()墻體采用:加氣混凝土砌塊()墻體厚度:240mm厚和120mm厚兩種()基礎采用:樁基礎2.2.2 梁柱截面尺寸估算(1)橫向框架:橫向框架梁的跨度大部分是從3000mm至9000mm不等,可取跨度較大者進行計算。取,,取。 ,取,滿足。故橫向框架梁初選截面尺寸為:,局部按照具體跨度和荷載情況進行調整。(2)縱向框架:縱向框架梁的跨度大部分是從3000mm至7200mm不等,可取跨度較大者進行計算。取,??;,取,滿足。故橫向框架梁初選截面尺寸為:,。局部按照具體跨度和荷載情況進行調整。(3)其他梁截面尺寸:次梁的跨度為1800mm,3900mm,4500mm,7200mm,9000mm;次梁初選截面尺寸分別為:,。 (4)框架柱:(以5軸上的框架柱為例,其他各柱截面尺寸詳見結構施工圖)框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計算:2.2.3 各柱軸力估算 和 對于跨架結構各層的重力代表值一般為,此處取柱1: 柱2: 柱3: 柱4: 2.2.4 按軸壓比估算柱截面此建筑抗震等級為四級,框架結構,則柱軸壓比限值,選c25型混凝土,混凝土軸心抗壓強度設計值為柱1截面:柱截面?。褐?截面:柱截面?。褐?截面:柱截面?。褐?截面:柱截面?。?.3 確定結構計算簡圖2.3.1 三個假設(1)平面結構假定:認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承擔,垂直于該方向的抗側力結構不受力;(2)樓板在自身平面內在水平荷載作用下,框架之間不產生相對位移;(3)不考慮水平荷載作用下的扭轉作用。2.3.2 計算簡圖根據(jù)結構平面布置圖,選定第(5)軸線作為計算單元,如下圖所示(詳見結施圖): 圖2-2 平面布置圖 假定承臺頂部至室外地坪距離為,那么底層柱長為。由于柱相對于軸線的偏心較小,對于框架的內力計算影響也不大,因此,此處梁的計算跨度近似取軸線間的距離。則以(5)軸框架計算簡圖如下圖所示:2.3.3 各梁柱構件的線剛度計算:(1) 梁截面線剛度計算求梁截面線剛度時考慮到現(xiàn)澆樓板的作用,取 ,(為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩),其中彈性模量為:。梁1:梁2:二四層柱:一層柱:將梁柱的相對線剛度標于計算簡圖中。圖2-3結構計算簡圖3 荷載的選擇和計算3.1板荷載的恒載部分 3.1.1樓面恒載計算 15厚1:2.5水泥白石子面層磨光 200.015=0.3 25厚1:3水泥砂漿結合層 200.025=0.5 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 250.12=3.0頂棚 0.45 合計4.25 取4.3 3.1.2屋面恒載計算 上人屋面: 40 厚c30細石混凝土面層(內配a4150鋼筋網(wǎng))按開間設分倉縫, 縫內嵌防水 油膏 240.04=0.96 3 厚紙筋灰隔離層 0.35 4厚sbs改性瀝青防水卷材一層 0.005 20 厚1:3水泥砂漿找平層 200.02=0.4 fsg防水保溫板找坡(最薄處60厚),配套膠粘貼 0.20.08=0.016 20厚1:3水泥砂漿找平層 200.02=0.4 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 250.12=3 頂棚 0.45 合計 5.581 取5.63.2板荷載的活載部分 樓面部分: 根據(jù)荷載規(guī)范:教室、會議室的樓面活載取2.5走廊和門廳的樓面活載取3.5 屋面部分: 根據(jù)荷載規(guī)范:民用建筑不上人屋面活載取0.5。上人屋面活載值取2.0。 衛(wèi)生間部分: 根據(jù)荷載規(guī)范:教學樓的衛(wèi)生間活載取2.5。 陽臺部分: 根據(jù)荷載規(guī)范:教學樓的有密集人群時的陽臺活載3.5; 一般情況陽臺活載取2.5。樓梯部分: 根據(jù)荷載規(guī)范:教學樓的樓梯活載取3.5。 4 鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板設計4.1樓蓋結構平面布置圖 根據(jù)建筑圖??紤]到建筑的使用功能和結構的力學性能,采用如下的主次梁布置 二四層梁板布置圖從中選出三塊雙向板和一塊單向板進行計算:雙向板:1.2.3. 單向板:4.4.2 板的內力計算 永久荷載=4.3 可變荷載=3.5(1)由可變荷載效應控制 荷載總設計值 g+q=1.24.3+1.43.5=10.1 (2)由永久荷載效應控制 荷載總設計值 g+q=1.354.3+1.40.73.5=9.3 因此近似取10。4.3 雙向板計算:(1)荷載設計值(可變荷載控制組合)g=1.24.3=5.2 q=1.43.5 =4.9g+q/2=7.7 q/2=2.5 g+q=10.1(2)計算跨度內跨:邊跨:與兩者中取小值 (3)彎矩計算 跨中最大彎矩為當內支座固定時在g+q/2作用下的跨中彎矩值,與內支座鉸支時在q/2作用下的跨中彎矩之和。此次計算時混泥土的泊松比取0.2; 支座最大負彎矩為當內支座固定時g+q作用下的支座彎矩。由于樓板和梁是整體澆筑的,周邊梁和板的連接看成是固支。 b1: = 3950mm = 4400mm 0.89,查表得周邊固支時查表得短跨和長跨方向的跨中彎矩系數(shù),支座負彎矩系數(shù)分別為 周邊簡支時查表得短跨和長跨方向的跨中彎矩系數(shù)分別為 0.0226(g+q/2)+0.0466q/2=4.530.0149(g+q/2)+0.0356q/2=3.18 b2: = 2750mm = 4250mm 0.65,查表得周邊固支時查表得短跨和長跨方向的跨中彎矩系數(shù),支座負彎矩系數(shù)分別為 周邊簡支時查表得短跨和長跨方向的跨中彎矩系數(shù)分別為 0.0345(g+q/2)+0.0750q/2=3.43 0.0095(g+q/2)+0.0271q/2=1.07 b3: = 3650mm = 5150mm 0.71,查表得周邊固支時查表得短跨和長跨方向的跨中彎矩系數(shù),支座負彎矩系數(shù)分別為 周邊簡支時查表得短跨和長跨方向的跨中彎矩系數(shù)分別為 0.0321(g+q/2)+0.0683q/2=5.57 0.0113(g+q/2)+0.0296q/2=2.15 4.4截面設計截面有效高度:假定選用直徑10mm的鋼筋,則方向跨中截面=100mm,方向跨中截面的=90mm,支座截面的=100mm。為了便于計算,近似取=0.95, 。最小配筋率:因為,故取,則按彈性理論設計的截面配筋(雙向板)截面項目h0(mm)m(kn/m)as(mm2)配筋實有as(mm2)跨中b1l01方向1005.17201.56a8200251l02方向904.09177.17a8200251b2l01方向1003.64141.91a8200251l02方向901.7575.81a8200251b3l01方向1006233.92a8200251l02方向903.26141.22a8200251支座b1lx方向100-9.38365.69a10200393ly方向100-8.56333.72a8150335b2lx方向100-5.85228.07a8200251ly方向100-4.36169.98a8200251b3lx方向100-9.89385.58a10200393ly方向100-7.66298.64a81503354.5單向板計算 在計算跨中最大彎矩時,忽略連續(xù)梁對板的約束作用,偏于安全地按簡支構件計算,即跨中最大彎矩為單向板在g+q作用下兩個支座鉸支時的跨中彎矩值(g+q)l2/8;在計算支座最小負彎矩時,偏于安全地按兩邊固結方式計算,即為支座最小負彎矩為單向板在g+q作用下兩個支座固定時的支座彎矩-(g+q)l2/12。b4:g=1.355.0=6.75 q=1.42=2.8g+q=6.75+2.8=9.55跨中m=(g+q)l2/8=9.551.862/8=4.13支座m=(g+q)l2/12=9.551.862/12=2.75單向板配筋b4配筋實有跨中1003.25126a8200251支座1002.1784a8200251單向板的長跨方向按構造配筋,不夠做適當增加。5 恒荷載內力計算5.1 恒荷載計算(以(5)軸為計算單元,各梁截面詳見結施圖)5.1.1樓面恒載計算 15厚1:2.5水泥白石子面層磨光 200.015=0.3 25厚1:3水泥砂漿結合層 200.025=0.5 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 250.12=3.0頂棚 0.45 合計4.25 取4.3 5.1.2屋面恒載計算 上人屋面: 40 厚c30細石混凝土面層(內配a4150鋼筋網(wǎng))按開間設分倉縫, 縫內嵌防水 油膏 240.04=0.96 3 厚紙筋灰隔離層 0.35 4厚sbs改性瀝青防水卷材一層 0.005 20 厚1:3水泥砂漿找平層 200.02=0.4 fsg防水保溫板找坡(最薄處60厚),配套膠粘貼 0.20.08=0.016 20厚1:3水泥砂漿找平層 200.02=0.4 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 250.12=3 頂棚 0.45 合計 5.581 取5.65.1.3 屋面架子層計算梁自重:圖5-1 架子結構平面布置板荷載:l1,l2,l3,l4,l5上板對梁的線荷載:(1)梁l1,l2傳給柱z1,z4的集中荷載: (2)梁l3傳給柱z4的集中荷載: (3)梁l4,l5傳給柱z2的集中荷載,梁l3,l4傳給柱z3的集中荷載: (4)梁l5傳給柱z1的集中荷載: 則作用在柱上的集中荷載為: z1,z4上的集中荷載:24.8+19.8=44.6kn z2,z3上的集中荷載:28.1kn5.1.4 五層屋面梁計算梁自梁自梁自梁自女兒墻:1.2m高,則女兒墻對梁的線荷載作用: 圖5-2 五層樓蓋結構平面布置 三角形荷載作用時: 梯形荷載作用時: ( ,)(其中: -短跨計算長度 , -長跨計算長度)b1:設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b2:設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b3:設計參數(shù):, 三角形荷載:(1)次梁cl1,cl2對次梁cl7的集中荷載相同,分別為: (2)次梁cl3,cl4對次梁cl5的集中荷載相同,分別為: (3)次梁cl7對梁l1,梁l2的集中荷載,cl5對梁l3,梁l4的集中荷載分別為: l1,l3: l2,l4: (4)次梁cl6對梁l2和梁l3的集中荷載相同,分別為: (5)次梁cl4對梁l5,次梁cl2對梁l7的集中荷載相同,分別為: (6)梁l1傳給柱z1的集中荷載: (7)梁l2傳給柱z2的集中荷載: (8)梁l8傳給柱z2的集中荷載: (9)梁l3傳給柱z3的集中荷載: (10)梁l9傳給柱z3的集中荷載: (11)梁l4傳給柱z4的集中荷載: 則架子層傳給柱+屋面層(第五層)柱集中力:則作用于樓面框架梁上線荷載標準值為:, , 5.1.5 二四樓面梁計算梁自梁自梁自梁自 圖5-2 二四層樓蓋結構平面布置 三角形荷載作用時: 梯形荷載作用時: ( ,)(其中: -短跨計算長度, -長跨計算長度)b1:設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b2:設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b3:設計參數(shù):, 三角形荷載:墻體荷載:(有門窗系數(shù)0.7)(1)梁l1,l2,l3,l4上墻體線荷載: (2)梁l5,l7上墻體線荷載: (3)梁l6上墻體線荷載: 集中荷載(1)次梁cl1,cl2對次梁cl7的集中荷載相同,分別為: (2)次梁cl3,cl4對次梁cl5的集中荷載相同,分別為: (3)次梁cl7對梁l1,梁l2的集中荷載,cl5對梁l3,梁l4的集中荷載分別為: l1,l3: l2,l4: (4)次梁cl6對梁l2和梁l3的集中荷載相同,分別為: (5)次梁cl4對梁l5,次梁cl2對梁l7的集中荷載相同,分別為: (6)梁l1傳給柱z1的集中荷載: (7)梁l2傳給柱z2的集中荷載: (8)梁l8傳給柱z2的集中荷載: (9)梁l3傳給柱z3的集中荷載: (10)梁l9傳給柱z3的集中荷載: (11)梁l4傳給柱z4的集中荷載: 則柱的集中荷載:則作用于樓面框架梁上線荷載標準值為:, , 5.2 恒載下固端彎矩計算5.2.1 計算簡圖圖5-5載圖(荷載已轉換為均布荷載)5.2.2 荷載等效及固端彎矩計算(1)頂層固端彎矩計算(2)二四層固端彎矩計算5.3 框架恒載下彎矩計算框架彎矩采用分層法近似計算,為了減少計算誤差作如下修正:1、除底層以外其他各層柱的線剛度均乘0.9的折減系數(shù)(折減后的線剛度標于結構計算簡圖內)。2、桿端分配彎矩向遠端傳遞時,底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)仍按遠端為固定支撐取為1/2。3、除底層以外的其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取為1/3。5.3.1 分配系數(shù)計算:(1)頂層計算: a,d點: b,c點: (2)三、四層計算: a,d點: b,c點: (3)二層計算: a,d點: b,c點: 將計算所得的分配系數(shù)標于圖5-6中:5.3.2 彎矩分配及計算:節(jié)點各桿端的彎矩分配系數(shù)按下式計算: 將各層分層法求得的彎矩圖疊加,可得到整個框架結構在恒載作用下的彎矩圖。但疊加后框架內各節(jié)點彎矩并不一定能達到平衡,這是由于分層法計算的誤差所造成的。為提高精度,可將節(jié)點不平衡彎矩再分配一次進行修正,修正后豎向荷載作用下整個結構彎矩圖如下圖5-8 恒載彎矩圖所示。在各梁梁端彎矩求得的情況下,求恒載彎矩圖各梁的跨中彎矩需要根據(jù)求得的支座彎矩和各跨的實際荷載分布按平衡條件計算??紤]梁端彎矩調幅,將梁端節(jié)點彎矩及跨中彎矩換算至圖中括號內,以備內力組合時用;對于現(xiàn)澆框架彎矩調幅系數(shù)可取,此處取。(單位:)按簡支梁計算的跨中彎矩;連續(xù)梁的左、右支座截面的彎矩值;(1)頂層: ab: bc: cd:(2)四層: ab: bc: cd:(3)三層: ab: bc: cd:(4)二層: ab: bc: cd:圖5-7 恒載梁彎矩圖(knm)圖5-8恒載梁彎矩調幅圖(knm)圖5-9恒載柱彎矩圖(knm)5.4 框架恒載下剪力、軸力計算由恒載作用下梁端彎矩調幅后的彎矩值,及梁上荷載,對梁遠端求矩,根據(jù)平衡條件求得梁端的剪力值;由恒載作用下柱端彎矩值,對柱遠端求矩,根據(jù)平衡條件求得柱的剪力值(由于計算需要,只計算柱r、s軸剪力,其余同理,不做贅述);最終結果見圖5-10 恒載剪力圖。(單位: )詳見附錄:彎矩算剪力圖5-10 恒載剪力圖(kn)根據(jù)恒荷載作用下的梁端剪力,及柱上恒載作用下的集中荷載,求得各層柱的軸力大小,計算結果見恒載軸力圖。(單位::)() 頂層柱1: 柱2: 柱3:柱4:() 四層柱1:柱2: 柱3:柱4:() 三層柱1:柱2: 柱3:柱4:() 二層柱1:柱2: 柱3:柱4:圖5-11 恒載軸力圖(kn)6 活(雪)荷載內力計算6.1 活荷載計算(以5軸為計算單元,各梁截面詳見結施圖)屋面雪荷載標準值為0.45kn/m2,上人屋面均布活荷載標準值2.0kn/m2,不上人屋面均布活荷載標準值0.5kn/m2,屋面雪荷載小于屋面活荷載,故只要計算活荷載作用下框架內力即可。上人屋面活荷載標準值2.0kn/m2,樓梯間均布活荷載標準值3.5kn/m2,陽臺均布活荷載標準值2.5kn/m2。6.1.1屋面架子計算(活荷載)圖6-1 架子結構平面布置(1)梁l1,l2傳給柱z1,z4的集中荷載相同,分別為: (2)梁l3傳給柱z3,z4的集中荷載相同,分別為: (3)梁l5傳給柱z1,z2的集中荷載相同,分別為: (4)梁l4傳給柱z2,z3的集中荷載相同,分別為: 則作用在柱上的集中荷載為: z1,z4上的集中荷載:1.8+1.4=3.2kn z2,z3上的集中荷載:1.4+0.4=1.8kn6.1.2 五層屋面梁計算(活載) 圖6-2 五層樓蓋結構平面布置 三角形荷載作用時: 梯形荷載作用時: ( ,)(其中: -短跨計算長度, -長跨計算長度)b1:設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b2:設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b3:設計參數(shù):, 三角形荷載:(1)次梁cl1,cl2對次梁cl7的集中荷載相同,分別為: (2)次梁cl3,cl4對次梁cl5的集中荷載相同,分別為: (3)次梁cl7對梁l1,梁l2的集中荷載,cl5對梁l3,梁l4的集中荷載分別為: l1,l3: l2,l4: (4)次梁cl6對梁l2和梁l3的集中荷載相同,分別為: (6)次梁cl4對梁l5,次梁cl2對梁l7的集中荷載相同,分別為: (7)梁l1傳給柱z1的集中荷載: (8)梁l2傳給柱z2的集中荷載: (9)梁l8傳給柱z2的集中荷載: (10)梁l3傳給柱z3的集中荷載: (11)梁l9傳給柱z3的集中荷載: (12)梁l4傳給柱z4的集中荷載: 架子層傳給柱+屋面層(第五層)柱集中力:則作用于樓面框架梁上線荷載標準值為:, , ,6.1.3 二四樓面梁計算 (教室樓面活載,走廊活載) 圖6-3 二四層樓蓋結構平面布置 三角形荷載作用時: 梯形荷載作用時: ( ,)(其中: -短跨計算長度, -長跨計算長度)b1:(活載)設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b2:(活載)設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:b3:(活載)設計參數(shù):, 三角形荷載:b4:(活載)設計參數(shù):, 三角形荷載:梯形荷載:(1)次梁cl1,cl2對次梁cl7的集中荷載相同,分別為: (2)次梁cl3,cl4對次梁cl5的集中荷載相同,分別為: (3)次梁cl7對梁l1,梁l2的集中荷載,cl5對梁l3,梁l4的集中荷載分別為: l1,l3: l2,l4: (4)次梁cl6對梁l2和梁l3的集中荷載相同,分別為: (5)次梁cl4對梁l5,次梁cl2對梁l7的集中荷載相同,分別為: (6)梁l1傳給柱z1的集中荷載: (7)梁l2傳給柱z2的集中荷載: (8)梁l8傳給柱z2的集中荷載: (9)梁l3傳給柱z3的集中荷載: (10)梁l9傳給柱z3的集中荷載: (11)梁l4傳給柱z4的集中荷載: 則柱的集中荷載:則作用于樓面框架梁上線荷載標準值為:, , 6.2 活載下固端彎矩計算6.2.1 計算簡圖圖6-4(荷載已轉換為均布荷載)6.2.2 荷載等效及固端彎矩計算(1)頂層固端彎矩計算(2)二四層固端彎矩計算6.3 框架活載下彎矩計算6.3.1彎矩修正 采用分層法近似計算,為了減少計算誤差作如下修正:1、除底層以外其他各層柱的線剛度均乘0.9的折減系數(shù)。2、桿端分配彎矩向遠端傳遞時,底層柱和各層梁的傳遞系數(shù)仍按遠端為固定支撐取為

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