某辦公樓框架結構設計畢業(yè)設計

1 某某 辦辦 公公 樓樓 框框 架架 結結 構構 設設 計計 題題目目 某 辦 公 樓 框 架 結 構 設 計 姓姓名名 楊鎮(zhèn)寧 院系專業(yè)院系專業(yè) 建筑工程學院建筑工程技術專業(yè) 班班級級 09級3班 學學號號 200909260129 日日期 期 2012 年 4 月 10 日 2 前前言言 畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段 是畢業(yè)前的綜合學 習階段 是深化 拓寬 綜合教和學的重要過程 是對大學期間所學專業(yè)知識 的全面總結 畢業(yè)設計的三個月里 在師長的幫助下 經(jīng)過資料查閱 設計計算 論文撰寫以及外文的翻譯 加深了對新規(guī)范 規(guī)程 手冊等相關內容的理解 鞏固了專業(yè)知識 提高了綜合分析 解決問題的能力 在進行內力組合的計 算時 進一步了解了 Excel 在繪圖時熟練掌握了 AutoCAD 以上所有這些 從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求 框架結構設計的計算工作量很大 在計算過程中以手算為主 輔以一 些計算軟件的校正 由于自己水平有限 難免有不妥和疏忽之處 敬請各位 師長批評指正 二零一二年四月四日 3 內容摘要內容摘要 本設計主要進行了結構方案中橫向框架 2 3 7 8 軸框架的抗震設計 在確定框架布局之后 先進行了層間荷載代表值的計算 接著利用頂點位移 法求出自震周期 進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小 進而求 出在水平荷載作用下的結構內力 彎矩 剪力 軸力 接著計算豎向荷載 恒載及活荷載 作用下的結構內力 是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 關鍵詞 關鍵詞 框架框架結構設計結構設計抗震設計抗震設計 4 目目錄錄 第一部分 工程概況第一部分 工程概況 1 建筑地點 建筑類型 建筑介紹 門窗使用 地質條件 1 柱網(wǎng)與層高 1 框架結構承重方案的選擇 2 框架結構的計算簡圖 2 梁 柱截面尺寸的初步確定 3 第二部分 框架側移剛度的計算第二部分 框架側移剛度的計算 5 橫梁 縱梁 柱線剛度的計算 5 各層橫向側移剛度計算 6 各層縱向側移剛度計算 12 第三部分第三部分 重力荷載代表值的計算重力荷載代表值的計算 13 資料準備 13 重力荷載代表值的計算 14 第四部分 橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算第四部分 橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算 23 橫向自振周期的計算 23 水平地震作用及樓層地震剪力的計算 24 多遇水平地震作用下的位移驗算 27 水平地震作用下框架內力計算 28 第五部分 豎向荷載作用下框架結構的內力計算第五部分 豎向荷載作用下框架結構的內力計算 32 計算單元的選擇確定 32 荷載計算 33 內力計算 40 梁端剪力和柱軸力的計算 45 橫向框架內力組合 46 框架柱的內力組合 54 5 柱端彎矩設計值的調整 57 柱端剪力組合和設計值的調整 60 第六部分 截面設計第六部分 截面設計 62 框架梁 62 框架柱 68 框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算 78 第七部分 樓板設計第七部分 樓板設計 82 樓板類型及設計方法的選擇 82 設計參數(shù) 82 彎矩計算 83 截面設計 87 第八部分 樓梯設計第八部分 樓梯設計 91 設計參數(shù) 91 樓梯板計算 91 平臺板計算 93 平臺梁計算 94 第九部分 框架變形驗算第九部分 框架變形驗算 96 梁的極限抗彎承載力計算 96 柱的極限抗彎承載力計算 97 確定柱端截面有效承載力 Mc 98 各柱的受剪承載力 Vyij的計算 99 樓層受剪承載力 Vyi的計算 100 罕遇地震下彈性樓層剪力 Ve的計算 101 6 樓層屈服承載力系數(shù) yi的計算 101 層間彈塑性位移驗算 103 第十部分 第十部分 設計心得設計心得 120 參考資料參考資料 123 第一部分 工程概況第一部分 工程概況 建筑地點 建筑地點 濰坊市 建筑類型 建筑類型 六層辦公樓 框架填充墻結構 建筑介紹建筑介紹 建筑面積約 1000 平方米 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構 樓 板厚度取 120mm 填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 門窗使用門窗使用 大門采用鋼門 其它為木門 門洞尺寸為 1 2m 2 4m 窗為鋁合金窗 洞 口尺寸為 1 8m 2 1m 地質條件 地質條件 經(jīng)地質勘察部門確定 此建筑場地為二類近震場地 設防烈度為 8 度 柱網(wǎng)與層高柱網(wǎng)與層高 本辦公樓采用柱距為 7 2m 的內廊式小柱網(wǎng) 邊跨為 7 2m 中間跨為 2 4m 層高取 3 6m 如下圖所示 7 柱網(wǎng)布置圖 框架結構承重方案的選擇 框架結構承重方案的選擇 豎向荷載的傳力途徑 樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁 再由 主梁傳至框架柱 最后傳至地基 根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑 本辦公樓框架的承重方案為橫向 框架承重方案 這可使橫向框架梁的截面高度大 增加框架的橫向側移剛度 框架結構的計算簡圖 框架結構的計算簡圖 框架結構的計算簡圖 8 縱向框架組成的空間結構 橫向框架組成的空間結構 本方案中 需近似的按縱橫兩個方向的平面框架分別計算 梁 柱截面尺寸的初步確定 梁 柱截面尺寸的初步確定 1 梁截面高度一般取梁跨度的 1 12 至 1 8 本方案取 1 12 7200 600mm 截 面寬度取 600 1 2 300mm 可得梁的截面初步定為 b h 300 600 2 框架柱的截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值 按下列公式計算 1 柱組合的軸壓力設計值 N Fg En 注 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù) 9 F 按簡支狀態(tài)計算柱的負載面積 g E折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值 可近似的取 14KN m 2 n 為驗算截面以上的樓層層數(shù) 2 Ac N uNfc 注 uN為框架柱軸壓比限值 本方案為二級抗震等級 查 抗震規(guī)范 可知取為 0 8 fc為混凝土軸心抗壓強度設計值 對 C30 查得 14 3N mm 2 3 計算過程 對于邊柱 N Fg En 1 3 25 92 14 6 2830 464 KN Ac N uNfc 2830 464 10 3 0 8 14 3 247418 18 mm2 取 700mm 700mm 對于內柱 N Fg En 1 25 34 56 14 6 3628 8 KN Ac N uNfc 3628 8 10 3 0 8 14 3 317202 80 mm2 取 700mm 700mm 梁截面尺寸 mm 混凝土等級 橫梁 b h 縱梁 b h AB 跨 CD 跨BC 跨 C30300 600250 400300 600 柱截面尺寸 mm 層次混凝土等級b h 10 1C30700 700 2 6C30650 650 第二部分 框架側移剛度的計算第二部分 框架側移剛度的計算 一 橫梁線剛度橫梁線剛度 i i b b的計算 的計算 類別 Ec N mm 2 b h mm mm I0 mm 4 l mm EcI0 l N mm 1 5EcI0 l N mm 2EcI0 l N mm AB 跨 CD 跨3 0 10 4 300 6005 40 10 9 72002 25 10 10 3 38 10 10 4 50 10 10 BC 跨3 0 10 4 250 4001 33 10 9 24001 67 10 10 2 50 10 10 3 34 10 10 二 縱梁線剛度縱梁線剛度 i i b b的計算 的計算 類別 Ec N mm 2 b h mm mm I0 mm 4 l mm EcI0 l N mm 1 5EcI0 l N mm 2EcI0 l N mm 跨3 0 10 4 300 6005 4 10 9 42003 86 10 10 5 79 10 10 7 71 10 10 其它跨3 0 10 4 300 6005 4 10 9 72002 25 10 10 3 38 10 10 4 50 10 10 三 三 柱線剛度柱線剛度 i i c c的計算 的計算 I bhI bh 3 3 12 12 層次hc mm Ec N mm 2 b h mm mm Ic mm 4 EcIc hc N mm 147003 0 10 4 700 7002 001 10 10 12 77 10 10 2 636003 0 10 4 650 6501 448 10 10 12 40 10 10 11 1 層 A 5 柱83003 0 10 4 700 7002 001 10 10 7 23 10 10 四 各層橫向側移剛度計算 四 各層橫向側移剛度計算 D D 值法值法 1 底層 A 2 A 3 A 7 A 8 D 2 D 3 D 4 D 7 D 8 9 根 K 0 352 c 0 5 K 2 K 0 362 Di1 c 12 ic h 2 0 362 12 12 77 10 10 47002 25112 A 1 A 4 A 6 A 9 D 1 D 5 D 6 D 9 8 根 K 3 38 12 77 0 266 c 0 5 K 2 K 0 338 Di2 c 12 ic h 2 0 338 12 12 77 10 10 47002 23447 B 1 C 1 B 9 C 9 4 根 K 2 5 3 38 12 77 0 460 c 0 5 K 2 K 0 390 Di3 c 12 ic h 2 0 390 12 12 77 10 10 47002 27055 B 2 C 2 B 3 C 3 C 4 B 7 C 7 B 8 C 8 9 根 12 K 3 34 4 5 12 77 0 614 c 0 5 K 2 K 0 426 Di4 c 12 ic h 2 0 426 12 12 77 10 10 47002 29552 B 4 B 6 C 5 C 6 4 根 K 3 34 3 38 12 77 0 526 c 0 5 K 2 K 0 406 Di5 c 12 ic h 2 0 406 12 12 77 10 10 47002 28165 B 5 1 根 K 3 34 12 77 0 262 c 0 5 K 2 K 0 337 Di6 c 12 ic h 2 0 337 12 12 77 10 10 47002 23378 D1 25112 9 23447 8 27055 4 29552 9 28165 4 23378 923810 2 第二層 A 2 A 3 A 7 A 8 D 2 D 3 D 4 D 7 D 8 9 根 K 4 5 2 12 4 2 0 363 c K 2 K 0 154 13 Di1 c 12 ic h 2 0 154 12 12 4 10 10 36002 17681 A 1 A 9 D 1 D 5 D 6 D 9 6 根 K 3 38 2 12 4 2 0 273 c K 2 K 0 120 Di2 c 12 ic h 2 0 120 12 12 4 10 10 36002 13778 A 5 1 根 K 4 5 7 233 0 622 c 0 5 K 2 K 0 428 Di3 c 12 ic h 2 0 428 12 7 233 10 10 83002 5392 A 4 A 6 2 根 K 4 5 3 8 12 4 2 0 318 c K 2 K 0 137 Di4 c 12 ic h 2 0 137 12 12 4 10 10 36002 15730 B 1 C 1 B 9 C 9 4 根 14 K 2 5 3 38 2 12 4 2 0 474 c K 2 K 0 192 Di5 c 12 ic h 2 0 192 12 12 4 10 10 36002 22044 B 2 B 3 C 2 C 3 C 4 B 7 B 8 C 7 C 8 9 根 K 3 34 4 5 2 12 4 2 0 632 c K 2 K 0 240 Di6 c 12 ic h 2 0 240 12 12 4 10 10 36002 27556 B 4 B 6 2 根 K 3 34 2 4 5 3 38 12 4 2 0 587 c K 2 K 0 227 Di7 c 12 ic h 2 0 227 12 12 4 10 10 36002 26063 C 5 C 6 2 根 K 3 34 3 38 2 12 4 2 0 542 c K 2 K 0 213 Di8 c 12 ic h 2 0 213 12 12 4 10 10 36002 15 24456 B 5 1 根 K 3 34 2 12 4 2 0 269 c K 2 K 0 119 Di9 c 12 ic h 2 0 119 12 12 4 10 10 36002 13663 D2 17681 9 13778 6 5392 15730 2 22044 4 27556 9 26063 2 24456 2 13663 729530 3 第三層至第六層 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 D 2 D 3 D 4 D 7 D 8 12 根 Di1 17681 A 1 A 9 D 1 D 9 D 5 D 6 6 根 Di2 13778 B 1 C 1 B 9 C 9 4 根 Di3 22044 B 2 B 3 B 4 B 5 C 2 C 3 C 4 B 6 B 7 B 8 C 7 C 8 12 根 Di4 27556 C 5 C 6 2 根 Di5 24456 D3 6 17681 12 13778 6 22044 4 27556 12 24456 2 16 762600 4 頂層 D 5 D 6 2 根 K 3 38 2 12 4 2 0 273 c K 2 K 0 120 Di1 c 12 ic h 2 0 120 12 12 4 10 10 36002 13778 C 5 C 6 2 根 K 3 38 2 3 34 12 4 2 0 407 c K 2 K 0 169 Di2 c 12 ic h 2 0 169 12 12 4 10 10 36002 19404 D頂 13778 2 19404 2 66364 由此可知 橫向框架梁的層間側移剛度為 層次123456頂 Di N mm 92381072953076260076260076260076260066364 D1 D2 923810 729530 0 7 故該框架為規(guī)則框架 五 各層縱向側移剛度計算 五 各層縱向側移剛度計算 同理 縱向框架層間側移剛度為 17 層次123456頂層 Di N mm 1035634935623942398942398942398942398103102 D1 D2 1035634 935623 0 7 故該框架為規(guī)則框架 第三部分 重力荷載代表值的計算第三部分 重力荷載代表值的計算 一 資料準備 一 資料準備 查 荷載規(guī)范 可取 1 屋面永久荷載標準值 上人 30 厚細石混凝土保護層22 0 03 0 66KN m 2 三氈四油防水層0 4 KN m 2 20 厚礦渣水泥找平層14 5 0 02 0 29 KN m 2 150 厚水泥蛭石保溫層5 0 15 0 75 KN m 2 120 厚鋼筋混凝土板25 0 12 3 0 KN m 2 V 型輕鋼龍骨吊頂0 25 KN m 2 二層 9mm 紙面石膏板 有厚 50mm 的巖棉板保溫層 合計5 35 KN m 2 1 5 層樓面 木塊地面 加防腐油膏鋪砌厚 76mm 0 7 KN m 2 120 厚鋼筋混凝土板25 0 12 3 0 KN m 2 V 型輕鋼龍骨吊頂0 25 KN m 2 合計3 95 KN m 2 18 屋面及樓面可變荷載標準值 上人屋面均布活荷載標準值2 0 KN m 2 樓面活荷載標準值2 0 KN m 2 屋面雪荷載標準值SK urS0 1 0 0 2 0 2 KN m 2 式中 ur為屋面積雪分布系數(shù) 梁柱密度 25 KN m 2 蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊5 5KN m 3 二 重力荷載代表值的計算 二 重力荷載代表值的計算 1 第一層 1 梁 柱 類別 凈 跨 mm 截 面 mm 密 度 KN m 3 體 積 m 3 數(shù) 量 根 單 重 KN 總 重 KN 橫梁 6500300 600251 171729 25497 25 1700250 400250 1794 2538 25 縱梁 6500300 600251 172829 25819 00 3500300 600250 63415 7563 00 類別 計算高度 mm 截 面 mm 密 度 KN m 3 體 積 m 3 數(shù) 量 根 單 重 KN 總 重 KN 柱3600700 700251 7643644 11587 6 2 內外填充墻重的計算 橫墻 AB 跨 CD 跨墻 墻厚 240mm 計算長度 6500mm 計算高度 3600 600 3000mm 單跨體積 0 24 6 5 3 4 68m 3 19 單跨重量 4 68 5 5 25 74KN 數(shù)量 17 總重 25 74 17 437 58KN BC 跨墻 墻厚 240mm 計算長度 1700mm 計算高度 3600 600 3000mm 單跨體積 1 7 3 1 5 2 4 0 24 0 36m 3 單跨重量 0 36 5 5 1 98KN 數(shù)量 2 總重 1 98 2 3 96KN 廁 所 橫 墻 墻 厚 240mm 計 算 長 度 7200 2400 4800mm 計 算 高 度 3600 120 3480mm 體積 0 24 4 8 3 48 4 009m 3 重量 4 009 5 5 22 0495KN 橫墻總重 437 58 3 96 22 0495 463 5895KN 縱墻 跨外墻 單個體積 6 5 3 0 1 8 2 1 2 0 24 2 8656 m 3 數(shù)量 12 總重 2 8656 12 5 5 189 1296KN 廁所外縱墻 體積 6 5 3 0 1 8 2 1 15 72 m 3 總重 15 72 5 5 86 46KN 樓梯間外縱墻 體積 3 5 3 0 1 8 2 1 6 72 m 3 總重 6 72 5 5 36 96KN 門衛(wèi)外縱墻 體積 3 5 3 0 1 2 2 4 7 62m 3 總重 7 62 5 5 41 91KN 20 內縱墻 單個體積 6 5 3 0 1 2 2 4 2 0 24 13 74m 3 單個重量 13 74 5 5 75 57KN 數(shù)量 12 總重 75 57 12 906 84KN 廁所縱墻 單個體積 0 24 3 6 0 12 4 93 4 1175m 3 單個重量 4 1175 5 5 22 6463KN 數(shù)量 2 總重 22 6463 2 45 2926KN 正門縱墻 總重 1 8 6 5 1 8 2 1 0 24 5 5 10 4544KN 縱墻總重 189 1296 86 46 36 96 41 91 906 84 45 2926 10 4544 1317 0466KN 3 窗戶計算 鋼框玻璃窗 走廊窗戶 尺寸 1800mm 2100mm 自重 0 4KN m 2 數(shù)量 26 重量 1 8 2 1 0 4 26 39 312KN 辦公室窗戶 尺寸 1500mm 2100mm 自重 0 4KN m 2 數(shù)量 2 重量 1 5 2 1 0 4 2 2 52KN 總重 39 312 2 52 41 832KN 4 門重計算 21 木門 尺寸 1200mm 2400mm 自重 0 15KN m 2 數(shù)量 26 25 重量 1 2 2 4 0 15 26 25 11 34KN 鐵門 尺寸 6500mm 3000mm 自重 0 4KN m 2 數(shù)量 0 5 重量 6 5 3 0 4 0 5 3 9KN 總重 11 34 3 9 15 24KN 5 樓板恒載 活載計算 樓梯間按樓板計算 面積 48 4416 13 117 4176 30 24 777 3984 m 2 恒載 3 95 777 3984 3070 7237KN 活載 2 0 777 3984 1554 7968KN 由以上計算可知 一層重力荷載代表值一層重力荷載代表值為 G1 G恒 0 5 G活 497 25 38 25 1 05 819 63 1 05 1587 6 1 05 463 5895 1317 0466 41 832 15 24 3070 7237 1554 7968 0 5 9618 5836KN 注 梁柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù) 1 05 2 第二層 1 梁 柱 橫梁 AB 跨 300mm 600mm29 25KN 18 根 526 5KN BC 跨 250mm 400mm4 25KN 9 根 38 25KN 22 縱梁 819 63 882KN 柱 類別 計算高度 mm 截 面 mm 密 度 KN m 3 體積 m 3 數(shù) 量 根 單 重 KN 總 重 KN 柱3600650 650251 5213638 0251368 9 2 內外填充墻重的計算 橫墻總重 463 5895KN 縱墻 比較第二層縱墻與第一層的區(qū)別有 大廳 一層有鐵門 二層 A B B 跨有內墻 比較異同后 可得第二層縱墻總重為 1317 0466 3 0 6 55 2 1 8 2 1 0 24 5 5 3 9 1 5 6 55 1 5 1 2 0 24 5 5 1 5 3 55 1 5 1 2 0 24 5 5 1317 0466 15 9588 3 9 10 593 4 653 1344 3514KN 3 窗戶計算 鋼框玻璃窗 第一類 尺寸 1800mm 2100mm 自重 0 4KN m 2 數(shù)量 29 重量 1 8 2 1 0 4 29 43 848KN 第二類 尺寸 1500mm 2100mm 23 自重 0 4KN m 2 數(shù)量 2 重量 1 5 2 1 0 4 2 2 52KN 總重 43 848 2 52 46 368KN 4 門重計算 木門 尺寸 1200mm 2400mm 自重 0 15KN m 2 數(shù)量 27 25 重量 1 2 2 4 0 15 27 25 11 772KN 5 樓板恒載 活載計算 樓梯間按樓板計算 面積 777 3984 11 16 6 96 855 072 m 2 恒載 3 95 855 072 3377 5344KN 活載 2 0 855 072 1710 144KN 由以上計算可知 二層重力荷載代表值二層重力荷載代表值為 G2 G恒 0 5 G活 526 5 38 25 1 05 882 1 05 1368 9 1 05 463 5895 1344 3514 46 368 11 772 3377 5344 1710 144 0 5 9910 1918KN 注 梁柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù) 1 05 3 第三層至第五層 比較其與第三層的異同 只有 B B 不同 可得三到五重力荷載代三到五重力荷載代 表值表值為 G3 5 9910 1918 10 593 4 653 3 0 10 1 2 1 2 2 4 0 24 5 5 24 9927 3386KN 4 第六層重力荷載代表值的計算 橫梁 526 5 38 25 564 75KN 縱梁 882KN 柱 計算高度 2100mm 截面 650mm 650mm 數(shù)量 36 總重 0 65 0 65 2 1 25 36 798 525KN 橫墻 463 5895 2 231 7948KN 縱墻 1344 3514 32 3928 10 593 4 653 2 680 7491KN 窗重 46 368 2 23 184KN 木門重 門高 2400mm 計算高度為門的 1500mm 以上 故系數(shù) 2 4 1 5 2 4 3 8 則木門重 11 772 3 8 4 4145KN 屋面恒載 活載計算 恒載 855 072 5 35 4574 6352KN 活載 855 072 2 0 1710 144KN 雪載 855 072 0 2 171 0144KN 由以上計算可知 六層重力荷載代表值六層重力荷載代表值為 G6 G恒 0 5 G活 564 75 882 798 525 1 05 231 7948 680 7491 23 184 4 4145 4574 6352 1710 144 171 0144 0 5 9753 4748KN 25 注 梁柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù) 1 05 5 頂端重力荷載代表值的計算 橫梁 29 25 2 58 5KN 縱梁 15 75 2 31 5KN 柱 38 025 4 152 1KN 橫墻 25 74 2 51 48KN 縱墻 3 0 3 55 1 2 2 4 0 24 5 5 3 0 3 55 1 8 2 1 0 24 5 5 19 3248KN 木門 1 2 2 4 0 15 0 432KN 窗 1 8 2 1 0 4 1 512KN 樓板恒載 活載計算 面積 4 2 7 2 30 24m 2 恒載 30 24 5 35 161 784KN 活載 30 24 2 0 60 48KN 雪載 30 24 0 2 6 048KN 由以上計算可知 頂端重力荷載代表值頂端重力荷載代表值為 G頂 G恒 0 5 G活 58 5 31 5 51 48 19 3248 152 1 0 432 1 512 161 784 60 48 6 048 0 5 543 1608KN 集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 Gi的計算結果如下圖所示 26 第四部分 橫向水平荷載作用下框架第四部分 橫向水平荷載作用下框架 結構的內力和側移計算結構的內力和側移計算 一 橫向自振周期的計算 一 橫向自振周期的計算 橫向自振周期的計算采用結構頂點的假想位移法 橫向自振周期的計算采用結構頂點的假想位移法 按式 Ge Gn 1 1 3 h1 2 H 將突出房屋重力荷載代表值折算到主體 結構的頂層 即 Ge 543 1608 1 3 3 6 3 6 5 4 7 650 8153 KN 基本自振周期 T1 s 可按下式計算 T1 1 7 T uT 1 2 注 uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值 Gi作為水平荷載 而算得的結構頂點位移 T結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù) 取 0 6 uT按以下公式計算 27 VGi Gk u i VGi Dij uT u k 注 Dij為第 i 層的層間側移剛度 u i為第 i 層的層間側移 u k為第 k 層的層間側移 s 為同層內框架柱的總數(shù) 結構頂點的假想側移計算過程見下表 其中第六層的 Gi為 G6和 Ge之 和 結構頂點的假想側移計算 層次Gi KN VGi KN Di N mm ui mm ui mm 610404 290110404 290176260013 641265 989 59927 338620331 628776260026 661252 685 49927 338630258 967376260039 679225 685 39927 338640186 305976260052 696186 006 29910 191850096 497772953068 670133 31 19618 583659715 081392381064 64064 64 T1 1 7 T uT 1 2 1 7 0 6 0 265989 1 2 0 526 s 二 水平地震作用及樓層地震剪力的計算 二 水平地震作用及樓層地震剪力的計算 28 本結構高度不超過 40m 質量和剛度沿高度分布比較均勻 變形以剪切 型為主 故可用底部剪力法底部剪力法計算水平地震作用 即 1 結構等效總重力荷載代表值 Geq Geq 0 85 Gi 0 85 9618 5836 9910 1918 9927 3386 3 9753 4748 543 1608 50666 3128 KN 2 計算水平地震影響系數(shù) 1 查表得二類場地近震特征周期值 Tg 0 30s 查表得設防烈度為 8 度的 max 0 16 1 Tg T1 0 9 max 0 3 0 526 0 9 0 16 0 0965 3 結構總的水平地震作用標準值 FEk FEk 1Geq 0 0965 50666 3128 4890 5658 KN 因 1 4Tg 1 4 0 3 0 42s T1 0 526s 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) n 0 08T1 0 07 0 08 0 526 0 07 0 1121 F6 0 1121 4890 5658 548 2324KN 各質點橫向水平地震作用按下式計算 Fi GiHiFEk 1 n GkHk 4342 333 KN 29 地震作用下各樓層水平地震層間剪力 Vi為 Vi Fk i 1 2 n 計算過程如下表 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次Hi m Gi KN GiHi KN m GiHi GjHjFi KN Vi KN 26 3543 160813959 230 01773 82073 820 622 79753 4748221403 880 2691168 0881241 908 519 19927 3386189612 170 230998 7372240 645 415 59927 3386153873 750 187812 0163052 662 311 99927 3386118135 330 143620 9543673 615 28 39910 191882254 590 100434 2334107 848 14 79618 583645207 340 055238 8284346 676 824446 29 各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖 具體數(shù)值見上表 30 三 多遇水平地震作用下的位移驗算 三 多遇水平地震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結構的層間位移 u i和頂點位移 ui分別按下列 公式計算 u i Vi Dij ui u k 各層的層間彈性位移角 e u i hi 根據(jù) 抗震規(guī)范 考慮磚填充 墻抗側力作用的框架 層間彈性位移角限值 e 1 550 計算過程如下表 橫向水平地震作用下的位移驗算 層次 Vi KN Di N mm u i mm ui mm hi mm e u i hi 61241 9087626001 62923 72336001 2210 52240 6457626002 93822 09436001 1225 43052 6627626004 00319 15636001 899 33673 6157626004 81715 15336001 747 24107 8487295305 63110 33636001 639 14346 6769238104 7054 70547001 999 由此可見由此可見 最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層 1 639 1 5501 6390 說明 x al 則 x VA alq2 2 q1 q2 可得跨間最大正彎矩值 Mmax MA VAx q1 q2 x 2 2 alq 2 x al 3 2 若 VA 0 則 Mmax MA 2 同理 三角形分布荷載和均布荷載作用下 如下圖 VA MA MB l q1l 2 q2l 4 x 可由下式解得 VA q1x x 2q 2 l 可得跨間最大正彎矩值 Mmax MA VAx q1x 2 2 x3q 2 3l 第 1 層 AB 跨梁 梁上荷載設計值 q1 1 2 8 46 10 15 KN m q2 1 2 14 22 0 5 7 2 21 38 KN m 52 左震 MA 270 47 0 75 360 63 KN m MB 367 14 0 75 489 52 KN m VA MA MB l q1l 2 1 a lq2 2 360 63 489 52 7 2 10 15 7 2 2 21 38 7 2 3 30 22 KN0 故 x al l 3 2 4m x VA alq2 2 q1 q2 205 03 1 2 21 38 10 15 21 38 5 73m Mmax MA VAx q1 q2 x 2 2 alq 2 x al 3 2 541 72 205 03 5 73 10 15 21 38 5 73 2 2 21 38 2 4 5 73 2 4 3 2 241 98 KN m REMmax 0 75 241 98 181 48 KN m 其它跨間的最大彎矩計算結果見下表 53 跨間最大彎矩計算結果表 層次123 跨ABBCABBCABBC Mmax281 79214 91234 07191 00206 00178 40 層次456 跨ABBCABBCABBC Mmax151 44134 1581 5188 2029 2638 43 4 梁端剪力的調整 抗震設計中 二級框架梁和抗震墻中跨高比大于 2 5 其梁端剪力設 計值應按下式調整 V Re vb M l b M r b ln VGb 1 對于第 6 層 AB 跨 受力如圖所示 梁上荷載設計值 q1 1 2 4 5 5 4 KN m q2 1 2 19 26 0 5 7 2 27 43 KN m VGb 5 4 7 2 2 27 43 4 8 2 85 27 KN ln 7 2 0 65 6 55 m 左震 M l b 18 54 0 75 24 72 KN m M r b 132 97 0 75 177 29 KN m V Re vb M l b M r b ln VGb 54 0 75 1 2 24 72 177 29 6 55 85 27 91 71 KN 右震 M l b 147 21 0 75 196 28 KN m M r b 6 4 0 75 8 53 KN m V Re vb M l b M r b ln VGb 0 75 1 2 196 28 8 53 6 55 85 27 92 09 KN BC 跨 受力如圖所示 梁上荷載設計值 q1 1 2 2 5 3 0 KN m q2 1 2 9 63 0 5 3 6 13 72 KN m VGb 3 0 2 4 2 13 72 1 2 2 11 83 KN ln 2 4 0 65 1 75 m 左震 M l b M r b 36 72 0 75 48 96 KN m V Re vb M l b M r b ln VGb 0 75 1 2 2 48 96 1 75 11 83 59 23 KN 右震 M l b M r b 57 21 0 75 76 28 KN m V Re vb M l b M r b ln VGb 0 75 1 2 2 76 28 1 75 11 83 55 87 33 KN 2 對于第 1 5 層 AB 跨 q1 1 2 8 46 10 15 KN m q2 1 2 14 22 0 5 7 2 21 38 KN m VGb 10 15 7 2 2 21 38 4 8 2 87 85 KN BC 跨 q1 1 2 2 5 3 0 KN m q2 1 2 7 11 0 5 3 6 10 69 KN m VGb 3 0 2 4 2 10 69 1 2 2 10 01 KN 剪力調整方法同上 結果見 47 頁各層梁的內力組合和梁端剪力 調整表 六 框架柱的內力組合 六 框架柱的內力組合 取每層柱頂和柱底兩個控制截面 組合結果如下表 橫向框架 A 柱彎矩和軸力組合 層 次 截 面 內 力 SGk 調幅后SQk 調幅后SEk 1 SEk 2 Re 1 2 SGk 0 5SQk 1 3SEk 1 35SGk 1 0SQk 1 2SGk 1 4SQk MmaxMM 12NNminNmax 6 柱 頂 M58 8416 43 85 0085 00 22 53 143 2295 8693 61143 22 22 5295 86 N 195 37 51 84 20 8220 82178 86 219 46315 59 307 02219 46178 86315 59 柱 底 M 36 41 10 94 18 66 18 66 19 50 55 89 60 09 59 01 60 09 19 50 60 09 N 233 39 51 84 20 8220 82213 08 253 68366 92 352 64366 92213 08366 92 5 柱 M26 427 94 125 30 125 30 94 82 149 5243 6142 82149 52 94 8243 61 56 頂 N 428 25 103 68 58 6258 62374 93 489 24681 82 659 05489 24374 93681 82 柱 底 M 30 65 9 2161 72 61 7228 45 91 91 50 59 49 67 91 9128 45 50 59 N 466 27 103 68 58 6258 62409 14 523 45733 14 704 68523 45409 14733 14 4 柱 頂 M30 659 21 152 88 152 88 117 3 180 7950 5949 67180 79 117 3350 59 N 661 13 155 52 115 13 115 13 552 75 777 25 1048 05 1011 1777 25552 751048 05 柱 底 M 30 65 9 21 101 92 101 92 67 64 131 10 50 59 49 67 131 1067 64 50 59 N 699 15 155 52 115 13 115 13 586 97 811 47 1099 37 1056 7811 47586 971099 37 3 柱 頂 M30 659 21 168 64 168 64 132 7 196 1550 5949 67196 15 132 7050 59 N 894 01 207 36 187 91 187 91 714 71 1081 13 1414 27 1363 1 1081 13714 711414 27 柱 底 M 31 00 9 31 137 98 137 98 102 44 166 62 51 16 50 23 166 62102 44 51 16 N 932 03 207 36 187 91 187 91 748 93 1115 35 1465 60 1408 7 1115 35748 931465 60 2 柱 頂 M30 169 08 161 28 161 28 126 0 188 4849 8048 90188 48 126 0249 80 N 1126 9 259 20 267 10 267 10 870 42 1391 26 1780 50 1715 2 1391 26870 421780 50 柱 底 M 34 58 10 48 197 12 197 12 156 35 228 03 57 16 56 17 228 03156 35 57 16 N 1164 9 259 20 267 10 267 10 904 64 1425 48 1831 83 1760 8 1425 48904 641831 83 1 柱 頂 M21 686 59 149 94 149 94 123 7 168 6735 8635 24168 67 123 7135 86 N 1359 8 311 04 357 58 357 58 1015 1 1712 40 2146 73 2067 2 1712 40 1015 12 2146 73 柱 底 M 10 84 3 30 405 39 405 39 384 01 406 50 17 93 17 63 406 50384 01 17 93 N 1397 8 311 04 357 58 357 58 1049 3 1746 62 2198 06 2112 8 1746 62 1049 34 2198 06 橫向框架 B 柱彎矩和軸力組合 57 層 次 截 面 內 力 SGk 調幅后SQk 調幅后SEk 1 SEk 2 Re 1 2 SGk 0 5SQk 1 3SEk 1 35SGk 1 0SQk 1 2SGk 1 4SQk MmaxMM 12NNminNmax 6 柱 頂 M 41 56 11 57 113 08 113 08 152 86 67 64 67 68 66 07 152 86 152 86 67 68 N 246 59 69 12 19 3219 32234 20 271 87402 02 392 68234 20234 20402 02 柱 底 M28 537 8248 46 48 4676 44 18 0546 3445 1876 4476 4446 34 N 284 61 69 12 19 3219 32268 42 306 09453 34 438 30268 42268 42453 34 5 柱 頂 M 22 61 6 13 174 88 174 88 193 62 147 40 36 65 35 71 193 62 193 62 36 65 N 523 59 138 24 60 8160 81474 15 592 73845 09 821 84474 15474 15845 09 柱 底 M24 866 77116 59 116 59 139 10 88 2540 3339 31139 10139 1040 33 N 561 61 138 24 60 8160 81508 37 626 95896 41 867 47508 37508 37896 41 4 柱 頂 M 24 86 6 77 218 41 218 41 238 37 187 53 40 33 39 31 238 37 238 37 40 33 N 800 59 207 36 132 22 132 22 684 93 942 76 1288 16 1251 0684 93684 931288 16 柱 底 M24 866 77178 70 178 70 199 65 148 8140 3339 31199 65199 6540 33 N 838 61 207 36 123 22 123 22 727 92 968 20 1339 48 1296 6727 92727 921339 48 3 柱 頂 M 24 86 6 77 262 83 262 83 281 68 230 84 40 33 39 31 281 68 281 68 40 33 N 1077 6 276 48 207 19 207 19 892 24 1296 26 1731 23 1680 2892 24892 241731 23 柱 底 M25 206 80215 04 215 04 235 40 183 9240