资源描述
2007届专科毕业设计
题目:
班 级: 土木工程
学 号:
姓 名:
2007年09月
【目 录】
1. 建筑设计 4
2. 结构设计 6
2.1结构设计总说明 6
2.2结构选型及结构布置 7
2.3 梁、柱截面尺寸的初步确定: 10
2.4计算单元的选择确定: 11
2.5荷载计算: 12
2.6 内力计算 18
2.7 梁端剪力和柱轴力的计算 20
2.8框架梁的内力组合: 22
2.9框架柱的内力组合: 26
2.10 截面设计 28
3.设计心得 40
参考文献: 42
前 言
毕业设计是大学本(专)科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为《综合办公楼框架结构设计》。在毕设前期,我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识,并借阅了《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期,我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计,并得到老师的审批和指正,使我圆满的完成了任务,在此表示衷心的感谢。
在毕业设计的这段时间里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
由于自己水平有限,在设计中难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。
1. 建筑设计
1.1设计题目
本次毕业设计的题目为《某综合商厦》
1.2建设目的
该某综合商夏为一个集写字间、商店、餐饮、娱乐等多功能于一体的工程。
1.3建设地点条件
该建筑交通较为便利,东面、西侧为原有建筑,南面临街。建筑与环境的依存关系是解决好建筑与天际呼应、建筑与周边的对话完美地体现了建筑与环境的和谐搭配。
1.4建设规模
本建筑为一栋四层综合商厦,钢筋砼结构,建筑面积为 5000 ㎡。
1.5建设设计的指导思想
力求以设计科学、装饰美观、布局合理,充分利用自然光和自然环境,尽量避免阳光直接照射室内。
满足工程使用要求,设计经济合理。
1.6建筑的平面设计
1.6.1办公用房
平面尺寸:7200×7200;层高:3.6m;采光:采用自然采光,满足光线从办公人员的左侧射入室内。
1.6.2行政及生活用房
1.6.2.1行政用房:平面尺寸:7200×3600;层高:3.6m;采光:采用自然采光。
1.6.2.2卫生间:按男女各一半设计,每层均设男女卫生间各一套。男卫生间设小便器。
1.6.3交通系统
本商厦一楼设置门厅,门厅入口处设雨蓬;楼梯踏步高度:150mm,踏步宽
度:300mm,扶手高度1000mm。走道:本办公楼采用内廊式,宽度为2400mm。
1.7建筑的组合设计
本综合商厦采用内廊式平面组合形式。
1.8立面设计
本栋商厦的立面设计充分反映企业的形象与特征,通过成组的办公室、明快的窗户以及外墙明亮的色彩,给人以开朗、活泼亲切和愉快的感觉。窗全部采用铝合金窗,外墙主要采用饰面砖装饰。
1.9构造设计
门主要采用实木镶板门,窗采用铝合金窗,墙体采用空心砖砌块;楼面采用现浇钢筋混凝土楼盖,楼梯采用现浇钢筋混凝土梁式楼梯。
1.10小结
本建筑物的优点是能充分利用占地面积,平面布置较为灵活;缺点是由于受内廊式的局限性,通风和采光受到一定影响。
2. 结构设计
2.1结构设计总说明
2.1.1本工程为四层钢筋混凝土框架结构综合商厦。
2.1.2主要设计依据
2.1.2.1采用的主要标准及规范:
a.GB50009-2001 建筑结构荷载规范
b.GB50010-2002 混凝土结构设计规范
c.JGJ137-2001 多孔砖砌体结构技术规范(2002版)
d.GB50011-2001 建筑抗震设计规范
e.GB50007-2002 建筑地基基础设计规范
2.1.3工程地质情况
2.1.3.1工程所在地区的地表基本烈度为6度,建筑场类别为Ⅱ类,无地表液化土层。
2.1.3.2地下水对混凝土无腐蚀性。
2.1.4设计±0.000标高相对绝对高程详见总平面图。
2.1.5本施工图尺寸除标高为米及图中特别说明外,其余均为毫米。
2.1.6本工程建筑结构的安全等级为二级,结构的设计使用年限为50年,耐火等级二级。
2.1.7建筑抗震设防类别为丙类建筑;抗震设防烈度为6度。
2.1.8钢筋混凝土结构部分
2.1.8.1混凝土强度等级:主体部分全部采用C30。
2.1.8.2钢筋:HPB235(一级);HRB335(二级)。
2.1.9框架填充墙部分
2.1.9.1砌块:±0.000以下MU10粘土多孔砖眠砌,±0.000以上墙体用MU5.0
粘土多孔砖眠砌。
2.1.9.2砂浆±0.000以下为M7.5水泥砂浆,±0.000以上为M5.0混合砂浆。
2. 1.9.3砖墙上所有门窗洞、设备孔,其洞顶均需设过梁。除图上另有注明外,统 一采用中南标二级荷载(非承重墙)过梁。
2.1.10本工程采用以下标准图集
2.1.10.1 国家建筑标准设计
a.03G101-1 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图.
b.96SGb12 多孔砖墙体拉结构造图集
2.1.10.2 中南地区通用建筑标准设计
a.03ZG003 多层及高层混凝土房屋结构抗震构造
b.03ZG313 钢筋混凝土过梁
2.2结构选型及结构布置
2.2.1结构体系选择:
上部主要承重结构体系方案比较:
方案一:现浇钢筋混凝土框架结构方案。框架结构由梁、柱构件通过刚性节点连接构成;框架梁、柱既承受垂直荷载,又承受水平荷载。框架结构最主要的优点是具有开阔的空间,使建筑平面布置灵活,便于门窗的设置,常用于体型较规则、刚度较均匀的公共建筑。其主要缺点是抗侧刚度小,侧向变形较大,结构的使用高度受到限制,特别在地震作用下,非结构构件破坏比较严重。
方案二:装配整体式钢筋混凝土框架—剪力墙结构方案。
(注:其中剪力墙现浇,框架梁、柱均为预制构件,梁为叠和梁,梁柱节点为装配整体式刚性节点。)
方案三:现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构方案。框架-剪力墙结构是在框架结构中适当部位设置一些剪力墙。剪力墙可单片分散布置,也可集中布置,将它们与框架组合在一起,通过相互作用,具有剪力墙结构刚度大,抗侧能力强,抗震性能好和框架结构布置灵活,方便使用的双重优点。
经综合比较,选定方案一,主要考虑因素是:
a.本建筑主要部分为地上四层,但因使用功能简单,使用荷载不大,选用
钢筋混凝土全框架较易满足使用要求。
b.框架结构布置灵活、造价较为经济。
c.采用现浇框架有利于提高结构的整体性和抗震性,也使梁柱节点构造简单,易于施工及保证质量。
2.2.2结构总体布置:
本建筑平面规则布置,总长度为54.6米,总宽度为16.8米,总高度为15.5米。满足《建筑抗震设计规范》和《钢筋混凝土结构设计与施工规程》的要求:立面体型不变,但考虑建筑使用上的防水,立面造型等,不设抗震、沉降、伸缩缝,而在需设缝的部位采用偏刚的原则处理,加强这些部位的强度、刚度和设置后浇带施工缝。
本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网,边跨为7.2m,中间跨为2.4m,层高取3.6m,如下图所示:
柱网布置图
2.2.3框架结构承重方案的选择:
竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁,再由主梁传至框架柱,最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案,这可使横向框架梁的截面高度大,增加框架的横向侧移刚度。
框架结构的计算简图
纵向框架组成的空间结构
横向框架组成的空间结构
2.2.3楼、屋盖结构方案:
方案一:各层楼面及屋面全部采用现浇钢筋混凝土梁板结构。
方案二:各层楼面、屋面的主要部分采用装配整体式平面楼盖;楼梯、卫生间等局部采用现浇梁板结构,在必要部位设楼面次梁。
经比较,选用方案一,考虑提高结构的整体性、完整性,有利于提高整个结构的空间刚度。
2.2.4基础方案:
由于场地情况较好,土层均匀,框架柱下采用独立基础较为简单,施工方便。
2.3 梁、柱截面尺寸的初步确定:
2.3.1主要承重框架
取L=7200mm h=(1/8~1/12)L=900mm~600mm 取h=600mm.
300mm~200mm 取b=300mm
满足b>200mm且b/ 600/2=300mm
故主要框架梁初选截面尺寸为:b×h=300mm×600mm
2.3.2次要承重框架
取L=4200mm h=(1/12~1/15)L=350mm~300mm 取h=400mm
200mm~133mm 取b=250mm
故次要框架梁初选截面尺寸为:b×h=250mm×400mm
2.3.3框架柱
×5200=350mm~260mm b=(1~2/3)h 取b=h
2.3.3.1框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:
(1)柱组合的轴压力设计值N=βFg E n
注:β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。
F按简支状态计算柱的负载面积。
g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14KN/m2。
n为验算截面以上的楼层层数。
(2)Ac≥N/uNfc
注:uN 为框架柱轴压比限值
fc 为混凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得14.3N/mm2。
2.3.3.2计算过程:
对于边柱:
N=βFg E n=1×25.92×14×4=1411.20(KN)
Ac≥N/uNfc=1411.20×103/1/14.3=98685.3(mm2)
取400mm×400mm
对于内柱:
N=βFg E n=1×34.56×14×4=1935.36(KN)
Ac≥N/uNfc=1935.36×103/1/14.3=13533.9(mm2)
取400mm×400mm
2.4计算单元的选择确定:
取③轴线横向框架进行计算,如下图所示:
计算单元宽度为7.2m,由于房间内布置有次梁(b×h=200mm×400mm),故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架,作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,所以在框架节点上还作用有集中力矩。
2.5荷载计算:
2.5.1恒载作用下柱的内力计算:
恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:
2.5.1.1对于第4层
q1、q1,代表横梁自重,为均布荷载形式。
q1=0.3×0.6×25=4.5 KN/m
q1,=0.25×0.4×25=2.5KN/m
q2、和q2,分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。
q2=5.35×3.6=19.26 KN/m
q2,=5.35×1.8=9.63 KN/m
P1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载,它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载,计算如下:
P1=[(3.6×2.4/2)×2+(2.4+7.2)×1.8/2] ×5.35+4.5×7.2
+0.2×0.4×25×7.2=132.95 KN
P2=[(3.6×2.4/2)×2+(2.4+7.2)×1.8/2+(2.7+3.6)×2×1.2
/2] ×5.35+4.5×7.2+0.2×0.4×25×7.2=173.39 KN
集中力矩
M1=P1e1=132.95×(0.65-0.3)/2
=23.27 KN·m
M2=P2e2=173.39×(0.65-0.3)/2
=30.34 KN·m
2.5.1.2对于2-3层
包括梁自重和其上横墙自重,为均布荷载,其它荷载的计算方法同第4层。
q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/m
q1,=0.25×0.4×25=2.5KN/m
q2、和q2,分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。
q2=3.95×3.6=14.22 KN/m
q2,=3.95×1.8=7.11 KN/m
外纵墙线密度[(7.2×3.0-1.8×2.1×2)×0.24×5.5+2×1.8×2.1×0.4]/7.2=2.99 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×3.95+(4.5+2.99)×7.2+0.2×0.4×25×7.2
=130.28 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×3.95+8.46×7.2+0.15×0.3×25×7.2
=167.13 KN
集中力矩M1=P1e1
=130.28×(0.65-0.3)/2
=22.80 KN·m
M2=P2e2
=167.13×(0.65-0.3)/2
=29.25 KN·m
2.5.1.3对于第1层
柱子为400mm×400mm,其余数据同2-3层,则
q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/m
q1,=0.25×0.4×25=2.5KN/m
q2、和q2,分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。
q2=3.95×3.6=14.22 KN/m
q2,=3.95×1.8=7.11 KN/m
外纵墙线密度 [(7.2×3.0-1.8×2.1×2)×0.24×5.5+2×1.8×2.1*0.4]/7.2=2.99 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×3.95+(4.5+2.99)×7.2+0.2×0.4×25×7.2
=130.28 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×3.95+8.46×7.2+0.2×0.4×
25×7.2
=167.13 KN
集中力矩M1=P1e1
=130.28×(0.70-0.3)/2
=26.06 KN·m
M2=P2e2
=167.13×(0.70-0.3)/2
=33.43 KN·m
2.5.2活载作用下柱的内力计算
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:
2.5.2.1对于第4层
q2=2.0×3.6=7.2 KN/m
q2,=2.0×1.8=3.6 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×2.0=34.56 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×2.0=49.68 KN
集中力矩M1=P1e1
=34.56×(0.65-0.3)/2
=6.05 KN·m
M2=P2e2
=49.68×(0.65-0.3)/2
=8.69 KN·m
2.5.2.2对于第2-3层
q2=2.0×3.6=7.2 KN/m
q2,=2.0×1.8=3.6 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×2.0=34.56 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×2.0=49.68 KN
集中力矩M1=P1e1
=34.56*(0.65-0.3)/2
=6.05 KN·m
M2=P2e2
=49.68*(0.65-0.3)/2
=8.69 KN·m
2.5.2.3对于第1层
q2=2.0×3.6=7.2 KN/m
q2,=2.0×1.8=3.6 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×2.0=34.56 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×2.0=49.68 KN
集中力矩M1=P1e1
=34.56×(0.70-0.3)/2
=6.91 KN·m
M2=P2e2
=49.68×(0.70-0.3)/2
=9.94 KN·m
将计算结果汇总如下两表:
横向框架恒载汇总表
层次
q1
(KN/m)
q1,
(KN/m)
q2
(KN/m)
q2,
(KN/m)
P1
(KN)
P2
(KN)
M1
(KN·m)
M2
(KN·m)
4
4.5
2.5
19.26
9.63
132.95
173.39
23.27
30.34
2-3
8.46
2.5
14.22
7.11
130.28
167.13
22.80
29.25
1
8.46
2.5
14.22
7.11
130.28
167.13
26.06
33.43
横向框架活载汇总表
层次
q2
(KN/m)
q2,
(KN/m)
P1
(KN)
P2
(KN)
M1
(KN·m)
M2
(KN·m)
4
7.2
3.6
34.56
49.68
6.05
8.69
2-3
7.2
3.6
34.56
49.68
6.05
8.69
1
7.2
3.6
34.56
49.68
6.91
9.94
2.5.3恒荷载作用下梁的内力计算
恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:
等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。α=a/l=2.4/7.2=1/3
2.5.3.1对于第4层
-MAB=q1l21/12+q2l21(1-2α2+α3)
=4.5×7.22/12+19.26×7.22×[1-2×(1/3)2+(1/3)3]/12
=87.24 (KN*m)
-MBC=q1,l22/12+5q2,l22/96
=2.5×2.42/12+5×9.63*2.42/96
=4.09 (KN·m)
2.5.3.2对于第1-3层
-MAB=q1l21/12+q2l21(1-2α2+α3)
=8.46×7.22/12+14.22×7.22×[1-2×(1/3)2+(1/3)3]/12
=86.60 (KN·m)
-MBC=q1,l22/12+5q2,l22/96
=2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96
=3.33 (KN·m)
2.5.4 活荷载作用下梁的内力计算
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:
对于第1-4层,
-MAB=q2l21(1-2α2+α3)
=7.2×7.22×[1-2×(1/3)2+(1/3)3]/12
=25.34 (KN·m)
-MBC= 5q2,l22/96
=5×3.6×2.42/96
=1.08 (KN·m)
2.6 内力计算
梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算,由于结构和荷载均对称,故计算时可用半框架,弯矩计算如下图所示:
恒荷载作用下的弯矩图(单位:KN/m)
活荷载作用下的弯矩图(单位:KN/m)
2.7 梁端剪力和柱轴力的计算
2.7.1恒载作用下
例:第4层:荷载引起的剪力:VA=VB=(19.26×4.8+4.5×7.2)/2
=62.42 KN
VB=VC=(9.63×1.2+2.5×2.4)/2
=8.78 KN
本方案中,弯矩引起的剪力很小,可忽略不计。
A柱: N顶=132.95+62.42=195.37 KN
柱重:0.65×0.65×3.6×25=38.02 KN
N底= N顶+38.02=233.39 KN
B柱: N顶=173.39+64.42+8.78=246.59 KN
恒载作用下梁端剪力及柱轴力(KN)
层次
荷载引起的剪力
柱轴力
AB跨
BC跨
A柱
B柱
VA=VB
VB=VC
N顶
N底
N顶
N底
4
64.58
7.27
661.13
699.15
800.59
838.61
3
64.58
7.27
894.01
932.03
1077.59
1115.61
2
64.58
7.27
1126.89
1164.91
1354.59
1392.61
1
64.58
7.27
1359.77
1397.79
1631.59
1669.61
2.7.2活载作用下
例:第4层:荷载引起的剪力:AB跨:VA=VB=7.2×4.8/2=17.28 KN
BC跨:VB=VC=3.6×1.2/2=2.16 KN
A柱:N顶= N底=34.56+17.28=51.84 KN
B柱:N顶= N底=49.68+17.28+2.16=69.12 KN
活载作用下梁端剪力及柱轴力(KN)
层次
荷载引起的剪力
柱轴力
AB跨
BC跨
A柱
B柱
VA=VB
VB=VC
N顶=N底
N顶=N底
4
17.28
2.16
155.52
207.36
3
17.28
2.16
207.36
276.48
2
17.28
2.16
259.20
345.60
1
17.28
2.16
311.04
414.72
2.8框架梁的内力组合:
2.8.1结构抗震等级:
根据《抗震规范》,本方案为二级抗震等级。
2.8.2框架梁内力组合:
本方案考虑了三种内力组合,即1.2SGk+1.4SQk,1.35 SGk +1.0 SQk及1.2SGE+1.3SEk。
考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质,在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩,进行调幅(调幅系数取0.8),以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。
ηvb梁端剪力增大系数,二级取1.2。
各层梁的内力组合和梁端剪力调整结果如下表:
层次
截面位置
内力
SGk调幅后
SQk调幅后
SEk(1)
SEk(2)
γRe[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]
1.35SGk +1.0SQk
1.2SGk+
1.4SQk
γReMmax
V=γRe[
ηvb(M lb +M rb)/ln +V Gb]
1
2
4
A
M
-67.27
-19.58
214.60
-214.60
139.88
-278.59
-110.39
-108.14
-278.59
138.90
V
64.58
17.28
-56.51
56.51
10.80
121.00
104.46
101.69
B左
M
-68.96
-20.30
-192.28
192.28
-258.67
116.27
-113.40
-111.17
-258.67
V
64.58
17.28
56.51
-56.51
121.00
10.80
104.46
101.69
B右
M
-5.80
-1.73
142.72
-142.72
133.15
-145.15
-9.56
-9.38
-145.15
206.57
V
7.27
2.16
-118.92
118.92
-108.43
123.46
11.97
11.75
3
A
M
-67.27
-19.58
270.56
-270.56
194.44
-333.15
-110.39
-108.14
-333.15
159.15
V
64.58
17.28
-72.78
72.78
-5.06
136.86
104.46
101.69
B左
M
-68.96
-20.30
-253.43
253.43
-318.29
175.90
-113.40
-111.17
-318.29
V
64.58
17.28
72.78
-72.78
136.86
-5.06
104.46
101.69
B右
M
-5.80
-1.73
188.10
-188.10
177.40
-189.40
-9.56
-9.38
-189.40
267.26
V
7.27
2.16
-156.75
156.75
-145.32
160.35
11.97
11.75
2
A
M
-67.17
-19.55
299.26
-299.26
222.53
-361.03
-110.23
-107.97
-361.03
168.07
V
64.58
17.28
-79.19
79.19
-11.31
143.11
104.46
101.69
B左
M
-68.86
-20.29
-270.91
270.91
-335.24
193.03
-113.25
-111.04
-335.24
V
64.58
17.28
79.19
-79.19
143.11
-11.31
104.46
101.69
B右
M
-5.87
-1.73
201.08
-201.08
189.99
-202.11
-9.65
-9.47
-202.11
284.69
V
7.27
2.16
-167.57
167.57
-155.87
170.90
11.97
11.75
1
A
M
-65.86
-19.19
347.06
-347.06
270.47
-406.29
-108.10
-105.90
-406.29
182.70
V
64.58
17.28
-90.48
90.48
-22.32
154.12
104.46
101.69
B左
M
-68.15
-19.98
-304.42
304.42
-367.14
226.48
-111.98
-109.75
-367.14
V
64.58
17.28
90.48
-90.48
154.12
-22.32
104.46
101.69
B右
M
-6.23
-1.91
225.95
-225.95
213.83
-226.77
-10.32
-10.15
-226.77
318.50
V
7.27
2.16
-188.29
188.29
-176.07
191.10
11.97
11.75
2.8.3跨间最大弯矩的计算
以第一层AB跨梁为例,说明计算方法和过程。
计算理论:根据梁端弯矩的组合值及梁上荷载设计值,由平衡条件确定。
2.8.3.1均布和梯形荷载下,如下图:
VA= -(MA+MB)/l+q1l/2+(1-a)lq2/2
若VA-(2q1+q2)al/2≤0,说明x≤al,其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离,则x可由下式求解:
VA-q1x-x2q2/(2al)=0
将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值:
Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/(6al)
若VA-(2q1+q2)al/2>0,说明x>al,则
x=(VA+alq2/2)/(q1+q2)
可得跨间最大正弯矩值:
Mmax=MA+VAx-(q1+ q2)x2/2+alq2(x-al/3)/2
若VA≤0,则Mmax=MA
2.8.3.2同理,三角形分布荷载和均布荷载作用下,如下图:
VA= -(MA+MB)/l+q1l/2+q2l/4
x可由下式解得: VA=q1x+x2q2/l
可得跨间最大正弯矩值:Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/3l
第1层AB跨梁:
梁上荷载设计值:q1=1.2×8.46=10.15 KN/m
q2=1.2×(14.22+0.5×7.2)=21.38 KN/m
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 KN<0
则Mmax发生在左支座,
Mmax =1.3MEk-1.0MGE
=1.3×347.06-(65.86+0.5×19.19)
=375.72 KN·m
γReMmax=0.75×375.72=281.79 KN·m
右震: MA=-406.29/0.75=-541.72 KN·m
MB=226.48/0.75=301.97 KN·m
VA= -(MA-MB)/l+q1l/2+(1-a)lq2/2
=(541.72+301.97)/7.2+10.15×7.2/2+21.38×7.2/3
=205.03 KN
由于205.03-(2×10.15+21.38)×2.4/2=155.01>0,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)x2/2+alq2(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
γREMmax=0.75×241.98=181.48 KN·m
其它跨间的最大弯矩计算结果见下表:
跨间最大弯矩计算结果表
层次
1
2
3
跨
AB
BC
AB
BC
AB
BC
Mmax
281.79
214.91
234.07
191.00
206.00
178.40
层次
4
跨
AB
BC
Mmax
151.44
134.15
2.9框架柱的内力组合:
取每层柱顶和柱底两个控制截面,组合结果如下表:
横向框架A柱弯矩和轴力组合
层次
截面
内力
SGk调幅后
SQk调幅后
SEk(1)
SEk(2)
γRe[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]
1.35SGk +1.0SQk
1.2SGk+1.4SQk
Mmax
M
M
1
2
N
Nmin
Nmax
4
柱顶
M
30.65
9.21
-152.88
152.88
-117.3
180.79
50.59
49.67
180.79
-117.33
50.59
N
661.13
155.52
-115.13
115.13
552.75
777.25
1048.05
1011.1
777.25
552.75
1048.05
柱底
M
-30.65
-9.21
101.92
-101.92
67.64
-131.10
-50.59
-49.67
-131.10
67.64
-50.59
N
699.15
155.52
-115.13
115.13
586.97
811.47
1099.37
1056.7
811.47
586.97
1099.37
3
柱顶
M
30.65
9.21
-168.64
168.64
-132.7
196.15
50.59
49.67
196.15
-132.70
50.59
N
894.01
207.36
-187.91
187.91
714.71
1081.13
1414.27
1363.1
1081.13
714.71
1414.27
柱底
M
-31.00
-9.31
137.98
-137.98
102.44
-166.62
-51.16
-50.23
-166.62
102.44
-51.16
N
932.03
207.36
-187.91
187.91
748.93
1115.35
1465
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