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常德市第九人民醫(yī)院住院樓設(shè)計PAGEPAGE134前言畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)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(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程,是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的全面總結(jié)。本畢業(yè)設(shè)計題目為《常德市第九人民醫(yī)院住院樓設(shè)計》,在畢業(yè)設(shè)計前期,我溫習(xí)了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《基礎(chǔ)工程》等知識。在畢業(yè)設(shè)計中,我通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計,在畢業(yè)設(shè)計后期,主要進行設(shè)計手稿的電腦輸入,并得到老師的審批和指正,使我圓滿的完成了任務(wù),在此表示衷心的感謝。畢業(yè)設(shè)計的幾個月里,在指導(dǎo)老師的幫助下,經(jīng)過資料查閱、設(shè)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(guān)內(nèi)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。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD,天正建筑,以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設(shè)計的目的與要求。在設(shè)計和計算中要結(jié)合各種規(guī)范,數(shù)據(jù)的處理繁多,由于自己水平有限,難免有不妥和疏忽之處,敬請各位老師批評指正。2011目錄內(nèi)容摘要 4第一章建筑設(shè)計說明 5§1.1.總平面設(shè)計 5§1.2.平面設(shè)計 5第二章結(jié)構(gòu)選型 7§2.1、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 7§2.2、其他結(jié)構(gòu)選型 8第三章框架計算(KJ-eq\o\ac(○,2)) 9§3.1、計算框架的選取 9§3.2、荷載計算 11§3.3、豎向荷載作用下框架受荷總圖 15§3.4、風(fēng)荷載計算 19§3.6、水平地震作用計算 22§3.7、水平地震作用下框架橫向側(cè)移驗算 23§3.8、內(nèi)力計算 26§3.9、內(nèi)力組合 49§3.10、框架截面設(shè)計 55第四章 樓板計算 67§4.1樓板荷載計算 67§4.2塑性理論內(nèi)力計算 67§4.3配筋計算 70第五章 樓梯計算(標準樓梯) 71§5.1建筑設(shè)計 71§5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計 72第六章柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)計算 79§6.1A軸柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計 79§6.2BC軸柱下聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計 82第七章施工組織設(shè)計 857.1.工程概況 857.2施工布置 867.3施工準備 877.4主要分部分項工程施工方 887.5土方工程 907.6鋼筋工程: 927.7裝飾工程 937.8屋面工程及防水層施工 977.9地板磚樓地面施工 997.10門窗工程 1007.11安裝工程主要施工方法 1027.12保證工期的技術(shù)組織措施 1067.13保證安全及文明施工措施 1087.14施工計劃 1167.15施工現(xiàn)場平面布置圖 1167.16平面布置 1177.17勞動力計劃安排 1177.18機械設(shè)備配備計劃 117REINFORCEDCONCRETEFRAMECONSTRUCTION. 124鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 129參考文獻 132致謝 133內(nèi)容摘要本設(shè)計主要進行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架A,B,C,D軸框架的設(shè)計。在確定框架布局之后,先計算了恒載,活載,風(fēng)載等效荷載以及各桿端的內(nèi)力,然后用分層法和彎矩二次配法進行內(nèi)力分配,然后各層疊加,進而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力(彎矩、剪力、軸力)。接著內(nèi)力組合找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。選取最安全的結(jié)果計算配筋并繪圖。進行了基礎(chǔ)設(shè)計,此外還進行了結(jié)構(gòu)方案中的樓梯的設(shè)計。完成了平臺板,梯段板,平臺梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計算及施工圖繪制。關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力組合 AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxisA,B,C,D.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforceinthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords:frames,structuraldesign,Combineinsidethe第一章建筑設(shè)計說明§1.1.總平面設(shè)計本設(shè)計為一幢6層住院樓,考慮通風(fēng)和采光要求,采用了南北朝向。設(shè)計室內(nèi)外高差為0.45,設(shè)置了3級臺階作為室內(nèi)外的連接?!?.2.平面設(shè)計本住院樓設(shè)置了內(nèi)科病房、外科病房、骨科病房、皮膚科病房、中西醫(yī)結(jié)合科病房、神經(jīng)科科病房、五官科病房、腫瘤科病房、肛腸科病房及手術(shù)室。(1)使用部分設(shè)計1.病房:病房是本設(shè)計的主體,占據(jù)了本設(shè)計絕大部分的建筑面積??紤]到保證有足夠的采光和較好的通風(fēng)要求,故將住院樓南北朝向。對于使用功能不同的病房,采取了不同的平面設(shè)計方案,采取多種面積,使得平面設(shè)計活潑不顯呆板,又能滿足多種使用需求,使得住院樓更具適用性。2.手術(shù)室:考慮到其特殊性,設(shè)在頂樓,設(shè)計中注意通風(fēng)消毒,通道為無菌通道。3.其它房間:醫(yī)生辦、護士辦、庫房等根據(jù)情況靈活布局4.門廳:門廳是建筑物主要出入口的內(nèi)外過渡,人流分散的交通樞紐,門廳要給人一種開闊的感覺,緩解交通壓力,因此,門廳設(shè)計的好壞關(guān)系到整幢建筑的形象。(2)交通聯(lián)系部分設(shè)計走廊連接各個教室和門廳各部分,以解決房屋中水平聯(lián)系和疏散問題。過道的寬度應(yīng)符合人流暢通和建筑防火的要求,本設(shè)計中走廊寬度為2.0。樓梯是建筑中各層間的垂直聯(lián)系部分,是樓層人流疏散必經(jīng)通道。本方案中設(shè)有兩部雙跑樓梯,另設(shè)兩臺電梯以滿足需求。(3)平面組合設(shè)計該住院樓采用內(nèi)廊式,由于本建筑的特殊功能,走廊和大門都要考慮病人和病床的順利通行?!?.3.立面設(shè)計本方案立面設(shè)計充分考慮了住院樓的對采光的要求,走廊兩側(cè)布置了玻璃幕墻,既增加了采光面積,又減輕了結(jié)構(gòu)自重。在裝飾方面采用水刷石的外墻,窗框為銀白色鋁合金,色彩搭配和諧,給人一種親切和諧放松自由的感覺,讓病人有一個好的視覺效果和良好的康復(fù)環(huán)境?!?.4.剖面設(shè)計根據(jù)采光和通風(fēng)要求,各房間均采用自然光,并滿足窗地比的要求,窗臺高900。屋面排水采用有組織外排水,排水坡度為3%,結(jié)構(gòu)找坡?!?.5.建筑設(shè)計的體會本建筑設(shè)計從方案構(gòu)思到設(shè)計定稿得到老師的悉心指導(dǎo),在設(shè)計的過程中注意到總平面布置的合理性、交通聯(lián)系的方便,達到人流疏散和防火的要求,對房間的布置及使用面積的確定,達到舒適、方便。立面的造型及周圍的環(huán)境做到相互協(xié)調(diào);整個建筑滿足各方面的需求。使人,建筑和環(huán)境進行完美的結(jié)合。本次建筑設(shè)計我們把實習(xí)所學(xué)到的知識運用到其中,并通過翻閱大量的資料及在老師的指導(dǎo)下,設(shè)計中所遇到的問題得到一一解決。這次設(shè)計讓我受益匪淺,既鞏固了我們的專業(yè)知識,又積累了很多的經(jīng)驗。第二章結(jié)構(gòu)選型§2.1、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案1工程概況該公寓為六層框架結(jié)構(gòu)體系,位于常德市市區(qū),建筑平面為矩形,受場地限制,寬度為20.0m,長度為35.0m。建筑方案確定,房間開間為5.0m,進深為8.0m,走廊寬度2.0m。底層、標準層和頂層層高分別為4.2m、3.6m、圖1框架平面柱網(wǎng)布置2設(shè)計資料⑴地質(zhì)水文資料:根據(jù)工程地質(zhì)勘測報告,擬建場地地勢平坦,自然地表0.6米為雜填土,天然重度16.6kN/m3;填土下層為1.2米厚的粉質(zhì)粘土,其承載力特征值為125kN/㎡,重度為17.3kN/m3;再下為細砂,其承載力特征值為310kN/㎡,重度為19.2kN/m3地下水在地表以下2.5米⑵氣象資料:主導(dǎo)風(fēng)向:冬季為西北風(fēng),夏季為東南風(fēng)常年降雨量為:1450mm;暴雨強度115mm/h基本風(fēng)壓:0.3kN/㎡基本雪壓:0.5kN/㎡氣溫:最高氣溫40oC,最低氣溫10oC⑶抗震設(shè)防要求:七度二級設(shè)防§2.2、其他結(jié)構(gòu)選型屋面結(jié)構(gòu):采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土坡屋頂,剛?cè)嵝韵嘟Y(jié)合的屋面,設(shè)通風(fēng)隔熱層,屋面板厚120mm。樓層結(jié)構(gòu):均采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板作承重結(jié)構(gòu),均為120mm厚。樓梯結(jié)構(gòu):由于樓梯梯段的水平投影長度(3.3m)大于3m天溝:采用現(xiàn)澆的內(nèi)天溝?;A(chǔ)梁:因持力層較深,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁。基礎(chǔ):因荷載小,地基承載力較大,采用階梯形鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)。第三章框架計算(KJ-eq\o\ac(○,2))§3.1、計算框架的選取梁柱截面尺寸初選柱子:在多層房屋中,框架柱截面的高度與寬度不宜小于300mm。1~6層柱截面尺寸相同,均采用截面:b×h=600mm×梁:框架梁的梁高H=(1/8~1/12)L,其中L為梁的跨度。梁寬B=(1/2~1/3)H.在抗震結(jié)構(gòu)中,梁截面寬度不宜小于200mm,梁截面的高寬比不宜大于4,梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁編號見圖2。圖中括號內(nèi)為底層梁編號,括號外為其他層梁編號。若只有一個編號,表示底層與其他層梁相同。圖2結(jié)構(gòu)布置圖柱高度底層柱高度h=4.2m+0.45m+0.55m=5.3m為室內(nèi)外高差,0.55m為基礎(chǔ)頂面至室外地坪的高度。其他層柱高等于層高,即標準層為3.6m框架梁、柱線剛度計算根據(jù)規(guī)范,考慮現(xiàn)澆樓板的作用,對于中跨梁,取I=2框架梁:邊跨梁:中跨梁:底層柱:標準層柱:頂層柱:令則其余各桿件的相對線剛度為:框架梁、柱的相對線剛度如下圖3所示作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)依據(jù)。圖3框架計算簡圖§3.2、荷載計算3.2.1、恒載標準值計算屋面均布恒載:防水層(剛性)30厚C20細石砼防水防水層(柔性)三氈四油鋪小石子找平層:15厚水泥砂漿找平層:15厚水泥砂漿找坡層:40厚水泥石灰焦渣砂漿3‰找平均數(shù)保溫層:80厚礦渣水泥結(jié)構(gòu)層:120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板抹灰層:10厚混合砂漿合計:=2\*GB2⑵各層走廊樓面:水磨石地面結(jié)構(gòu)層:120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板抹灰層:10厚混合砂漿合計:樓面(3)標準層樓面大理石地面結(jié)構(gòu)層:120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板抹灰層:10厚混合砂漿合計:(4)框架梁自重:KL-1梁自重:10厚混合砂漿抹灰層:合計:4.995kN/mKL-2梁自重:抹灰層:10厚混合砂漿合計:(5)柱自重=600mm60柱自重柱10厚混合砂漿抹灰合計:(6).外縱墻標準層:縱墻:(3.6m-0.75m)×0.24m×18kN/m水刷石外墻面:0.75kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面(20mm厚水泥粗砂):0.54kN/m合計:13.6kN/m底層:縱墻:(5.88m-0.4m-0.75m)×0.24水刷石外墻面:0.75kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面:0.54kN/m合計:21.59kN/m頂層:縱墻:(4.8m-0.75m)×0.24m×18kN/m3水刷石外墻面:0.75kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面:0.54kN/m合計:18.79kN/m(7)內(nèi)縱墻自重標準層:縱墻:(3.6-0.75)m×0.24m×18kN/m3水泥粉刷內(nèi)墻面:2.59kN/m合計:14.90kN/m底層:縱墻:(5.85-0.4-0.75)m×0.24m×18kN/m3=20.304kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面:2.59kN/m合計:22.89kN/m頂層:縱墻:(4.8-0.75)m×0.24m×18kN/m3=17.50kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面:2.59kN/m合計:20.09kN/m(8).內(nèi)隔墻自重標準層:內(nèi)隔墻:3.6m0.24m9.8N/m3=8.47KN/水泥粉刷墻面:0.65KN/m合計:4.16KN/m底層:內(nèi)隔墻自重:4.2m×0.24m×9.8N/m=9.89水泥粉刷墻面:0.65KN/m合計:10.54KN/m頂層:內(nèi)隔墻自重:4.8m×0.24m×9.8N/m=11.29kN/m水泥粉刷墻面:0.65KN/m合計:11.94KN/m3.2.2、活載標準值計算=1\*GB2⑴、屋面和樓面活荷載標準值:根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)查得:不上人屋面:樓面:病房2.0QUOTEKNM2kN/㎡走廊2.0QUOTEKNM2kN/㎡(2)雪荷載:S=1.0×0.5kN/㎡=0.5kN/㎡屋面活荷載與雪荷載不同時考慮兩者中取大值,即取0.5kN/㎡。§3.3、豎向荷載作用下框架受荷總圖板傳至框架梁上得梯形荷載和三角形荷載等效為均為荷載樓面荷載分配按雙向板進行荷載等效分配短向分配:5aq/8長向分配:(參見右圖)3.3.1樓面板傳荷載:恒載:活載:屋面板傳荷載:恒載:活載:梁自重:3.87kN/mA~B軸間框架梁均布荷載標準值為:屋面梁:恒載=梁自重+板傳荷載=3.87kN/m+26.8kN/m=30.67kN/m活載=板傳荷載=1.94kN/m樓面梁:恒載=梁自重+板傳荷載=3.87kN/m+7.78kN/m=11.65kN/m活載=板傳荷載=7.78kN/mC-D軸間框架梁計算同A-B軸間框架梁。3.3.2B-C軸間框架梁:屋面板傳荷載:恒載:6.89kN/㎡×2.5m×5/8QUOTE58=4.13KN/M活載:0.5kN/㎡×2.5m×5/8×2=1.56kN/m樓面板傳荷載:恒載:3.82kN/㎡×2.5m×5/8QUOTE58=4.13KN/M×活載:2.0kN/㎡×2.5m×5/8×2=6.24kN/m梁自重(含抹灰):3.87kN/mB~C軸間框架梁均布荷載標準值為:屋面梁:恒載=梁自重+板傳荷載=3.87kN/m+21.53kN/m=25.4kN/m活載=板傳荷載=1.56kN/m樓面梁:恒載=梁自重+板傳荷載=3.87kN/m+11.92kN/m=15.79kN/m;活載=板傳荷載=6.24kN/m.4頂層柱荷載:女兒墻自重:(做法:墻高1100,100的混凝土壓頂)0.241.1×18+25×0.1×0.24=5.352女兒墻處檐口自重2.13kN/m合計:7.482kN/m頂層柱恒載=女兒墻及天溝自重+梁自重+板傳荷載=7.482kN/m×5m+3.87kN/m×(5-0.6)m+5/8×6.89kN/㎡×2.5m×5m=108.27kN頂層柱活載=板傳活載=5/8×0.5kN/㎡×2.5m×5m=3.91kN標準層柱恒載=墻體自重+梁自重+板傳荷載=18.79kN/m×(5-0.6)m+3.87kN/m×(5-0.6)m+4.33kN/m×2.5m×5/8×=64.48kN標準層柱活載=板傳活載=2.0kN/㎡QUOTE12×2.5kN/m×5m×5/8=14.64kN基礎(chǔ)頂面恒載=底層外縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重=21.59kN/m×4.4m+2.5kN/m×4.4m=106.0kN3.3.5B、C軸柱縱向集中荷載計算:頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載=3.87kN/m×4.4m+6.89×13.2+7.8×6.89=161.72kN頂層柱活載=板傳活載=13.2×0.5+7.8×0.5=10.5kN標準層柱恒載=梁自重+板傳荷載=20.09×4.4+3.87×4.4+13.2×3.82+7.8×4.33=189.62kN標準層柱活載=板傳活載=13.2×2+7.8×2=10.5kN基礎(chǔ)頂面恒載=基礎(chǔ)梁自重+內(nèi)縱墻自重=2.5kN/m×(5.0-0.6)m+22.89kN/m×4.4m=111.72kN豎向受荷總圖§3.4、風(fēng)荷載計算作用在屋面梁處和樓面梁處的集中風(fēng)荷載標準值:式中βz風(fēng)振系數(shù)。μs風(fēng)荷載體型系數(shù),本例結(jié)構(gòu)平面為矩形,可根據(jù)建筑物體型查得μs可取為1.3μz風(fēng)壓高度變化系數(shù),可根據(jù)各樓層標高處的高度Hi,查表锝標準高度的值,再用線性插值法求得所求各層高度的值.w0基本風(fēng)壓,由設(shè)計資料知可取0.3kN/㎡hi下層柱高hj上層柱高B迎風(fēng)面的寬度,取5m計算過程見表2—1:表2-1集中風(fēng)荷載標準值離地高度Z/mW23.851.421.32.413.0619.051.251.24.813.1015.410.7111.89.368.251.01.071.37.514.651.01.053.68.20§3.5風(fēng)荷載作用下的位移計算㈠側(cè)移剛度D見表2—2,2—3表2—2橫向2—5層D值的計算構(gòu)件名稱A,D軸柱0.450.18415327B,C軸柱1.350.40333570∑D=2×15327+2×33570=97794QUOTEKNMkN/m注:其中h為每層柱子的高度,為梁的線剛度,為柱的線剛度。表2—3橫向底層D值的計算構(gòu)件名稱A,D軸柱0.660.43611380B,C軸柱1.990.62416286∑D=2×11380+2×16286=55332kN/m注:其中h為每層柱子的高度,為梁的線剛度,為柱的線剛度。表2—4橫向頂層D值的計算構(gòu)件名稱A,D軸柱0.60.2318131B,C軸柱1.80.47416685∑D=2×8131+2×16685=49632kN/m注:其中h為每層柱子的高度,為梁的線剛度,為柱的線剛度。風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算水平荷載作用下框架間側(cè)移可按下式計算:式中:——第j層的總剪力?!趈層所有柱的抗側(cè)剛度之和?!趈層的層間側(cè)移。第一層的層間側(cè)移值求出以后,就可以計算各樓板標高處的側(cè)移值和頂點側(cè)移值。各樓板標高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和。頂點側(cè)移值是所有各層層間側(cè)移之和。第j層側(cè)移:頂點側(cè)移:框架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移計算見下表:表2—4框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計算表層次W/kNV/kN/m/h613.0613.06496320.00031/16000513.1026.16977940.00031/12000410.7136.87977940.00041/900039.3646.23977940.00051/720027.5153.74977940.00051/720018.2061.94553320.00111/4818 QUOTEu=∑=0.0011m=0.0031側(cè)移驗算:層間側(cè)移最大值1/4818<1/550(滿足)§3.6、水平地震作用計算作用于屋面梁及各層樓面梁處的重力荷載代表值為:屋面梁處:=結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重+50%雪荷載樓面梁處:=結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重+50%活荷載其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重取樓面上下1/2層高范圍內(nèi)(屋面梁處取頂層的一半)的結(jié)構(gòu)及物件自重(包括縱、橫梁自重,樓板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層、縱、橫墻體及柱自重)。計算結(jié)果為:計算計算計算計算§3.7、水平地震作用下框架橫向側(cè)移驗算橫向框架的側(cè)移剛度D計算見風(fēng)荷載作用下的側(cè)移計算橫向框架的自振周期按頂點位移法計算框架的自振周期為:(式中取0.7)采用頂點的假想側(cè)移法計算,如下表2-5所示:其中=;=;表2-5橫向框架頂點的假想側(cè)移計算層次/kN層間相對位移層位移61488.441488.44496320.0300.03051946.393434.83977940.0350.06541768.15202.93977940.0530.11831768.16971.03977940.0710.18922039.89010.83977940.0920.28111544.5510555.38553320.1910.472T1=1.70.7×QUOTE0.223=0.82s3.7.3多遇水平地震作用標準值及位移計算建筑物所在地區(qū)為湖南常德,在Ⅱ類建筑場地,抗震設(shè)防烈度為7度。設(shè)計基本地震加速度值0.15g,設(shè)計地震分組為第一組。結(jié)構(gòu)的特征周期和地震影響系數(shù)為:根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011——2001)結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)為:QUOTE∝1=TgT由于T1=0.82s>1.4=1.4×0.35=0.49s,需考慮頂點附加地震作用,δn=0.08T1+0.07=0.080.82+0.07=0.1356按底部剪力法,結(jié)構(gòu)橫向總水平地震作用標準值為:Fek=α1Geq=0.0560.851055.38=502.44KN頂部附加的集中水平地震作用為:ΔFn=δn·Fek=0.1356502.44kN=68.13KN式中:——結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值?!Y(jié)構(gòu)等效總重力荷載?!杏谫|(zhì)點i的重力荷載代表值?!|(zhì)點i的計算高度。——頂部附加地震水平系數(shù)。——頂部附加水平地震作用?!Y(jié)構(gòu)基本自振周期。按抗震規(guī)范算得的作用于各質(zhì)點上橫向地震剪力計算如表2-6所示:表2-6各層橫向地震剪力計算層次(kN)(kN.m)(kN)(kN)64.824.51488.4436366.78151618.660.240104.23104.2353.619.71946.3938343.880.253109.88214.1143.616.11768.128466.410.18881.65295.6733.612.51768.122101.250.14663.41359.0823.68.92039.818154.220.12052.12451544.558186.120.05423.45434.653.7.4、橫向框架抗震變形驗算多遇地震作用下,層間彈性位移驗算見下表:橫向變形驗算層次層間剪力層間剛度層間位移層間相對彈性轉(zhuǎn)角6104.23496320.00211/22865214.11977940.00221/16364295.67977940.00301/12003359.08977940.00371/9722411.2977940.00421/8571434.65553320.00791/671經(jīng)計算:層間彈性位移轉(zhuǎn)角均滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011——2001)中5.5.1條的要求,即QUOTEθi=9/8250<θ§3.8、內(nèi)力計算為簡化計算,考慮如下幾種單獨受荷情況:(1)恒荷載作用;(2)A-B跨活荷載作用;(3)B-C跨活荷載作用;(4)風(fēng)荷載作用(從左向右或從右向左);(5)地震作用(從左向右或從右向左);對于⑴采用分層法計算;對于(2)⑶,采用彎矩二次分配法計算;對于(4)(5)框架在水平荷載作用下,采用D值法計算;恒載作用下的內(nèi)力計算在內(nèi)力分析之前,應(yīng)計算各節(jié)點、各桿的彎矩分配系數(shù)以及在豎向荷載作用下各桿端的固端彎矩,由前面計算的剛度比,可根據(jù)下式求得節(jié)點各桿端得彎矩分配系數(shù)。彎矩分配系數(shù)計算:均布恒載和集中荷載偏心引起得固端彎矩構(gòu)成節(jié)點不平衡彎矩:屋面梁的固端彎矩按下式計算:

將固端彎矩節(jié)點不平衡彎矩填入下圖中,即可進行計算,直至桿端趨于平衡。按下式計算每一桿的近端轉(zhuǎn)角彎矩。進行計算:式中:——柱豎向集中恒載偏心引起的固端彎矩?!獏R交于節(jié)點各桿的遠端轉(zhuǎn)角彎矩之和,最初可假定為0。最后按下式求各桿端彎矩:式中:——桿端最后彎矩?!鳁U端固端彎矩。——分配所得的桿端近端轉(zhuǎn)角彎矩?!獋鬟f所得的桿端遠端轉(zhuǎn)角彎矩。以上計算中,當(dāng)已知框架M圖求V圖以及已知V圖求M圖時,可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)取脫離體的方法。如已知桿件(梁或柱)兩端的彎矩;其剪力;;簡支梁支座左端和右端的剪力標準值,當(dāng)梁上無荷載作用時,==0,剪力以使所取隔離體產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動為正;梁端彎矩標準值,以繞桿端順時針為正,反之為負。已知某節(jié)點上柱傳來的軸力Nu和左右傳來的剪力Vl,Vr時,其下柱的軸力式中Vl,Vr以壓力為正,拉力為負。恒載作用下內(nèi)力計算采用分層法,分層法假定在豎向荷載作用下框架無側(cè)移,且每層梁上的荷載只在該層梁及與該層梁相連的柱上分配和傳遞。計算時分別取每層計算,然后疊加,最后再分配一次。由于輸入量大,計算過程全都表示在圖上,不再用文字表述。線剛度和傳遞系數(shù)修正,修正后的結(jié)果見下圖修正后的線剛度修正后的傳遞系數(shù)分層計算,每層分配兩次,傳遞兩次,由于結(jié)構(gòu)對稱,取半邊結(jié)構(gòu)計算。分層計算時,第二、三、四層均相同。eq\o\ac(○,1)彎矩計算根據(jù)上面的結(jié)果可繪出彎矩圖如下圖:梁彎矩的調(diào)幅(由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布性質(zhì),因此在重力荷載作用下對梁端彎矩進行調(diào)幅,調(diào)幅系數(shù)為0.8;對跨中彎矩進行調(diào)幅,調(diào)幅系數(shù)1.2.)恒載作用下的彎距調(diào)幅樓層AB跨BC跨左端中間右端左端中間MM’MM’MM’MM’MM’6-100.6-80.04114.5137.4161.12128.90-102.73-82.18-51.93-62.325-36.41-29.1343.8552.6262.2949.83-28.46-22.773.123.744-21.67-17.3456.2467.4952.2641.81-15.31-12.2516.2719.523-22.51-18.0155.7866.9452.3341.86-14.54-10.0317.0420.452-24.1-19.28556652.341.84-14.62-11.7016.9630.351-22.36-17.8954.7065.6454.4143.53-31.37-5(單位:KNm)注:1)M’為調(diào)幅后的彎距。2)彎矩符號逆時針為正eq\o\ac(○,2)梁端剪力計算梁端剪力在均布荷載下計算公式為:V’=V—q×b/2恒載作用下梁端剪力樓層q(kn/m)L(m)ql/2ΣM/LV左V右V左’V右’BC跨梁端剪力630.678122.687.57115.11130.25105.91121.05511.65846.63.2443.3649.8434.1640.64411.65846.63.8242.7850.4233.5841.22311.65846.63.7342.8750.3333.6741.13211.65846.63.5343.0750.1333.8740.93111.65846.64.0142.5950.6133.3941.41CD跨梁端剪力625.40450.80.0050.8050.8043.1843.18515.79431.580.0031.5831.5823.9623.96415.79431.580.0031.5831.5823.9623.96315.79431.580.0031.5831.5823.9623.96215.79431.580.0031.5831.5823.9623.96115.79431.580.0031.5831.5823.9623.96注:M就采用調(diào)幅前的值,剪力在表中均以向上為正eq\o\ac(○,3)柱軸力和剪力計算邊柱柱力和剪力計算表格層次截面橫梁剪力(kN)縱向荷載(kN)柱重(kN)(kN)邊柱軸力(kN)邊柱剪力(kN)6柱頂115.11108.2745.17223.38223.3829.19柱底268.55268.555柱頂43.36133.5333.88176.89445.441.38柱底210.77479.324柱頂42.7892.4933.88135.27614.597.17柱底169.15648.473柱頂42.8792.4933.88135.36783.836.64柱底169.24817.712柱頂43.0792.4933.88135.56953.277.56柱底169.44987.151柱頂42.5992.4949.87135.081122.230.72柱底184.951172.10單位:KN說明:①假定外縱墻受力荷載完全由縱梁承受。②為本層荷載產(chǎn)生的軸力。③柱重:首層:9.41×5.3×=49.87kN頂層:9.41×4.8=45.17kN其他層:9.41×3.6=33.88kN中柱軸力和剪力計算表格層次截面橫梁剪力橫梁剪力縱向荷載柱重(kN)中柱軸力中柱剪力(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)6柱頂130.2543.18161.7245.17335.15335.153.85柱底380.42380.425柱頂49.8423.96033.8873.8454.229.66柱底107.68488.14柱頂50.4223.96033.8874.38562.489.02柱底108.26596.363柱頂50.3323.96033.8874.29670.659.02柱底108.17704.532柱頂50.1323.96033.8874.09778.629.92柱底107.97812.501柱頂50.6123.96049.8774.57887.072.58柱底124.44936.943.8.2A彎矩計算采用彎矩二次分配法,計算過程與結(jié)果見下圖彎矩圖如下活載作用于A-B跨彎矩調(diào)幅樓層AB跨BC跨左端中間右端左端中間右端MM’MM’MM’MM’MM’MM’6-9.3-7.445.556.6610.648.51-3.07-2.46-0.43-0.51-2.22-1.785-35.79-29.8623.5428.2540.0832.06-10.86-8.69-2.42-2.90-6.02-4.824-37.32-29.8623.2227.8640.7232.58-8.87-7.10-1.65-1.97-5.58-4.463-37.32-29.8623.2227.8640.7232.58-8.87-7.10-1.65-1.97-5.58-4.462-37.32-29.8623.1927.8240.7932.63-8.66-6.93-1.54-1.85-5.58-4.46135.24-28.1924.7329.6739.7931.83-11.96-9.57-2.9-3.48-6.16-4.93(單位:KNm)注:1)M’為調(diào)幅后的彎距。2)彎矩符號逆時針為正梁端剪力計算活載作用下梁端剪力層次q(kn/m)L(m)V左V右V左’V右’AB跨61.9487.097.936.517.3557.78829.7431.4727.4129.1347.78829.4231.5527.0929.2137.78829.4231.5527.0929.2127.78829.3931.5527.0529.2117.78828.8531.6926.5129.35BC跨6042.645-1.322.645-1.325048.44-4.228.44-4.224047.23-3.617.23-3.613047.23-3.617.23-3.612047.12-3.567.12-3.561049.06-4.539.06-4.53注:M就采用調(diào)幅前的值,剪力方向均以向上為正柱軸力和剪力計算AB跨活載作用下的柱軸力層次截面邊柱中柱縱向荷載A軸柱軸力縱向荷載B軸柱軸力C軸柱軸力6柱頂7.093.91117.932.6421.0710.521.079.18柱底5柱頂29.7415.6346.3731.478.4450.4110.571.4815.46柱底4柱頂29.4215.6391.7431.557.2349.2810.5120.7622.35柱底3柱頂29.4215.63137.1131.557.2349.2810.5170.0429.24柱底2柱頂29.4215.63182.4831.557.1249.1710.5219.2136.18柱底1柱頂28.8515.63226.9631.699.0251.2110.5270.4242.15柱底單位:KNAB跨作用下柱剪力層數(shù)654321A軸柱9.3911.4610.3710.3712.313.19B軸柱3.859.669.029.029.922.58單位:kNB-C跨活載作用下內(nèi)力計算彎矩計算活載作用于A-B跨彎矩調(diào)幅樓層AB跨BC跨左端中間右端左端中間右端MM’MM’MM’MM’MM’MM’60.140.11-0.71-0.850.230.18-1.62-1.300.460.551.621.3050.480.38-2.88-3.460.980.78-6.38-5.101.942.336.385.1040.460.37-2.89-3.471.110.89-6.08-4.862.242.696.084.8630.460.37-2.89-3.470.760.61-6.78-5.421.541.856.785.4220.460.37-2.89-3.470.760.61-6.78-5.421.541.856.785.4210.490.39-2.88-3.451.050.84-6.22-4.982.102.526.224.98(單位:KNm)注:1)M’為調(diào)幅后的彎距。2)彎矩符號逆時針為正(2)梁端剪力計算活載作用下梁端剪力層次q(kn/m)L(m)V左V右V左’V右’AB跨608-0.050.05-0.050.05508-0.180.18-0.180.18408-0.200.20-0.200.20308-0.150.15-0.150.15208-0.150.15-0.150.15108-0.190.19-0.190.19BC跨61.5652.6556.24412.4812.4810.6110.6146.24412.4812.4810.6110.6136.24412.4812.4810.6110.6126.24412.4812.4810.6110.6116.24412.4812.4810.6110.61注:M就采用調(diào)幅前的值,剪力方向均以向上為正(3)柱軸力和剪力計算AB跨活載作用下的柱軸力層次截面邊柱中柱縱向荷載縱向荷載B軸柱軸力6柱頂-0.050-0.050.053.1213.6710.513.67柱底5柱頂-0.180-0.230.1812.4823.1610.526.83柱底4柱頂-0.200-0.430.2012.4823.1810.560.01柱底3柱頂-0.150-0.580.1512.4823.1310.583.14柱底2柱頂-0.150-0.730.1812.4823.1310.5106.27柱底1柱頂-0.190-0.920.1912.4823.1710.5129.44柱底單位:KNAB跨作用下柱剪力層數(shù)654321A軸柱0.030.140.06B軸柱0.71.911.861.641.850.47單位:kN風(fēng)載作用下內(nèi)力計算風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算(從左向右或從右向左):風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算采用D值法進行,其步驟如下:(1)求各柱反彎點處的剪力值;(2)求各柱反彎點的高度;(3)求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩;(4)求各柱的軸力及梁剪力。框架柱反彎點位置得計算如下表所示,修正高度y、y與y如表,由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》查出的y。A,D框架柱反彎點位置層號h/myyyyyyh/m5000.00250.2751.3253.60.450.32500.0400.7752.7943.60.450.3750000.8252.9733.60.450.450000.93.2423.60.450.5000-0.050.93.2415.30.660.70-0.0200.683.60B,C框架柱反彎點位置層號h/myyyyyyh/m9000.0250.4151.9953.61.350.420000.421.5143.61.350.450000.451.6233.61.350.470000.471.6923.61.350.5000-0.05-0.451.6215.31.990.550-0.0300.522.76框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩按下式計算:柱剪力:樓層剪力×柱彎矩:M=柱剪力×h(1-y);M=柱剪力×h×y邊柱:中柱:;V=,只考慮左風(fēng)荷載的影響框架在右風(fēng)的作用下,其彎矩、剪力、軸力的方向與左風(fēng)相反。風(fēng)荷載作用下框架柱與梁端剪力的計算結(jié)果見下表:風(fēng)荷載作用下A,D軸所對應(yīng)的橫向中框架各柱剪力及彎矩計算樓層樓層剪力/kN樓層值柱D值柱剪力/kNyhMkN/mMkN/mM總kN/m613.064963281310.1642.1395641.327.44568417.239224.68488526.1697794153270.1574.0999892.793.32099172.986476.30739436.8797794153270.1575.7785392.973.64048109.5039113.1444346.2397794153270.1577.2455083.242.608383149.7852152.3936253.7497794153270.1578.4225313.243.032111174.1176177.1497161.9455332113800.20712.739053.621.65639222.984244.6404風(fēng)荷載作用下B,C軸所對應(yīng)的橫向中框架各柱剪力及彎矩計算樓層樓層剪力/kN樓層值柱D值柱剪力/kNyhMkN/mMkN/mkN/mkN/m613.0649632166850.3361744.3904361.9912.337128.7369674.1123758.224749526.1697794335700.3432738.9800111.5118.7682213.559829.16839718.33679436.8797794335700.34327312.656461.6225.0597920.5034712.873225.74641346.2397794335700.34327315.869491.6930.3107326.8194416.9380733.87613253.7497794335700.34327318.447471.6236.5259929.884921.1151442.23029161.9455332162860.29433218.230952.7646.3066150.3174225.3971750.79434風(fēng)荷載作用下框架柱與梁端剪力的計算層梁端剪力/KN柱軸力/KNAB跨BC跨CD跨A軸B軸C軸D軸63.5996574.1123753.5996573.599657-0.51272-0.512720.512720.512723.599657510.684479.16839710.6844714.284131.5160771.003357-1.516077-1.00335714.28413415.752212.873215.752230.036332.8789953.882352-2.878995-3.88235230.03633321.1664616.9380721.1664651.202784.2283918.110743-4.228391-8.11074351.20278224.7831121.1151424.7831175.985893.66796311.77871-3.667963-11.7787175.98589133.7546925.3971733.75469109.74068.35752520.13623-8.357525-20.13623109.74063.8.5水平地震作用下內(nèi)力計算地震荷載作用框架各柱剪力及彎矩計算柱號層次層高層間剪力層間剛度和層間剛度AD柱64.8104.234963281310.16417.093721.3222.5637159.4861553.6214.1197794153270.15733.615272.7993.786627.2283743.6295.6797794153270.15746.420192.97137.86829.2447233.6359.0897794153270.15756.375563.24182.656820.295223.6411.297794153270.15764.55843.24209.169223.2410215.3434.6555332113800.20789.972553.6323.9012152.9533BC柱64.8104.2349632166850.33635.021281.9969.6923598.409853.6214.1197794335700.34373.439731.51110.894153.48943.6295.6797794335700.343101.41481.62164.292200.801333.6359.0897794335700.343123.16441.69208.1479235.244123.6411.297794335700.343141.04161.62228.4874279.262415.3343.6555332162860.294101.03312.76278.8514256.6241注:表中,,,由前面風(fēng)荷載計算得出,只考慮左側(cè)風(fēng)地震荷載作用風(fēng)荷載的計算方法同框架柱軸力與梁端剪力的計算計算過程:根據(jù)節(jié)點平衡由柱端彎矩求得梁軸線處彎矩ΣMc=M右+M左=M上+M下;M右(左梁)=μ1McM左(右梁)=μ2Mc求得:邊跨μ1=1μ2=1中跨μ1=0.50μ2=0.50地震荷載作用下框架梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次654321AB跨(CD跨對稱)88888859.4949.79123.03158.16205.90362.1232.6874.39103.90133.18162.47161.70-6.90-15.52-28.37-36.42-46.05-65.48BC跨44444432.6874.39103.90133.18162.47161.7065.36148.79207.80266.36324.94323.41-32.68-74.39-103.90-133.18-162.47-161.70柱軸力6.9022.4350.7987.21133.26198.74-25.77-58.87-75.53-96.76-166.42-96.2325.7758.8775.5396.76166.4296.23-6.90-22.43-50.79-87.21-133.26-198.74§3.9、內(nèi)力組合3.7內(nèi)力組合各種荷載情況下的框架內(nèi)力均已求得,根據(jù)最不利又是可能得原則進行內(nèi)力組合??紤]結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布得有利影響,在內(nèi)力組合之前對豎向荷載作用下內(nèi)力進行調(diào)幅。分別考慮恒載和活載由可變荷載郊應(yīng),控制的組合和由永久荷載控制的組合,并比較兩種組合的內(nèi)力,取最不利者。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值應(yīng)取自支座邊緣處,為此進行組合前應(yīng)先計算各控制截面處的內(nèi)力值。梁支座邊緣處的內(nèi)力值::支座邊緣截面的彎矩標準值:支座邊緣截面的剪力標準值V:與M相應(yīng)的梁柱中線交點處的剪力標準值q:梁單位長度的均布荷載標準值b:梁端支座寬度柱上端控制

截面在上層的梁底,柱下端控制截面在下層的梁頂按軸線計算得的柱端內(nèi)力值宜換算到控制截面處的值。為簡化起見,也可采用軸線處的內(nèi)力值,這樣算得的鋼材用量比需要的略多一點。內(nèi)力組合見附表:橫向框架梁內(nèi)力組合表見Excel表A柱彎距和軸力組合見Excel表B柱彎距和軸力組合見Excel表橫向框架A柱剪力組合表見Excel表橫向框架B柱剪力組合表見Excel表§3.10、框架截面設(shè)計混泥土強度C30鋼筋強度HPB235HRB4003.10梁采用混凝土:,,縱向鋼筋為HRB400級,箍筋為HPB235級。(1)、正截面受彎承載力計算梁AB300mm600mm底層跨中截面==<=<下部實配428()框架梁正截面配筋計算表見下頁層截面位置M(KN?m)實配鋼筋

As(mm2)6AB梁左-130.710.095408760.100454676.3487360420(1256)AB梁中184.8380.134918250.145504979.6635360420(1256)AB梁右177.9970.129924820.13968940.452360420(1256)BC梁左-138.270.100927010.10661717.7934360416(804)BC梁中-81.4370.059443070.061323412.8839360416(804)BC梁右-138.270.100927010.10661717.7934360416(804)3AB梁左-216.80.158248180.1732571166.523360422(1520)AB梁左217.4230.158702920.1738071170.228360422(1520)AB梁中-9.3840.006849640.00687346.27694360422(1520)AB梁中194.9250.142281020.1541641037.973360422(1520)AB梁右-91.9020.067081750.069497467.914360422(1520)AB梁右185.8490.13565620.146368985.4811360422(1520)BC梁左-271.170.197934310.2227411499.694360422(1520)BC梁左254.6660.185887590.2073941396.361360422(1520)BC梁中-2.010.001467150.0014689.885453360422(1520)BC梁中2.890.002109490.00211214.21799360422(1520)BC梁右-271.170.197934310.2227411499.694360422(1520)BC梁右254.6660.185887590.2073941396.361360422(1520)1AB梁左-368.990.269335770.3207882159.836360428(2463)AB梁左348.0230.254031390.2986182010.563360428(2463)AB梁中-63.70.046496350.047631320.6927360428(2463)AB梁中248.0490.181057660.2013231355.489360428(2463)AB梁右-118.10.086204380.09028607.8434360428(2463)AB梁右214.740.156744530.171441154.291360428(2463)BC梁左-340.160.248291970.2904821955.785360428(2463)BC梁左298.1170.217603650.2484731672.944360428(2463)BC梁中27.84560.020325260.020536138.2677360428(2463)BC梁右-340.160.248291970.2904821955.785360428(2463)BC梁右298.1170.217603650.2484731672.944360428(2463)3.10梁AB底層>滿足要求。<0按構(gòu)造要求配筋。加密區(qū)取φ8@200,非加密區(qū)取φ8@250框架梁斜截面承載力計算表層截面位置V(KN)0.25βCfcbh0(KN)Av1/s=(V-0.7ftbh0)/1.25fyvh0實配箍筋6梁AB164.57605.96-0.034392φ8@250梁BC71.92605.96-0.659092φ8@2503梁AB112.83605.96-0.383252φ8@250梁BC75.47605.96-0.635162φ8@2501梁AB129.2605.96-0.272872φ8@250梁BC

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