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前言 1
1 设计基本资料 1
1.1 工程概况 1
1.2 设计依据与主要技术指标原始设计资料 1
1.3 工程材料 2
1.4 基础工程 3
1.5 主体工程 3
2 建筑设计 4
2.1 建筑设计要求 4
2.2 建筑设计 4
2.3 建筑工程做法 8
3 框架结构设计 9
3.1 结构布置及及计算简图的确定 9
3.2 恒荷载代表值计算 13
3.3 活荷载作用内力计算 16
3.4 地震作用内力计算 16
3.5 风荷载内力计算 18
3.6 内力组合分析 24
3.7 截面设计 30
3.8.1 横向框架梁截面设计 31
3.8.2 柱截面设计 35
4 楼梯设计 37
4.1底层楼梯设计 37
4.1.1梯段板TB1设计 37
4.1.2平台板PTB1设计 38
4.1.3平台梁TL1设计 38
4.2其他层楼梯设计 39
4.2.1梯段板TB2设计 39
4.2.2平台板PTB2设计 40
4.2.3平台板PTB3设计 41
4.2.4平台梁TL2设计 41
4.2.5平台梁TL3设计 42
4.2.6平台梁TL4设计 43
5 基础设计 44
5.1 边柱设计 45
5. 2 中柱设计 45
5. 3 基础梁设计 45
致 谢 48
参考文献 49
前 言
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,也是综合性和实践性极强的最后一个教学环节,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。是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程,涉及综合运用建筑、结构、施工、设备、给排水和相关学科的基础知识。在老师的指导和同学的帮助下,我完成了这次的毕业设计课题——某大学2号教学楼设计。
这次毕业设计,我们土木工程专业的学生要完成该工程从初步设计到施工完成的整个过程,可以说涉及知识面比较广,比较全面!工程量也很大!
在设计中,一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去,熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文;另一方面,由于现代化建筑一般都具有密度大,高度高,功能多,设备复杂,装修豪华,防火要求和管理自动化水平高,需要各工种交叉配合。因此,通过这次毕业设计,扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。
所以在这次毕业设计中,我们不仅仅温习了以前所学习的专业知识还学习到了很多新的知识和实践,让我们在最后的大学时光里,更多的去体会一项工程的产生是多么具有价值和付出的。让我们时刻提起努力的旗帜,去创造我们的成功。
由于毕业设计是一种初步的尝试,涉及专业比较多,加上条件和水平所限,不可避免地存在疏漏与错误,敬请土木专业各位教师批评指正。
第一章 设计基本资料
1.1 工程概况
本工程为某大学2#教学楼一栋,以及相配套的值班室与自行车停车库;建筑尺寸128.7m×12.90m。值班室与自行车停车库位于建筑场地的东部,教学楼为5F,采用框架(混)结构,屋面板顶面标高为18.6m。
本工程属一般建筑物,安全等级Ⅰ级、场地等级为三级、地基等级为三级,工程岩土勘察等级为乙级。地震动峰值加速度小于0.05g,基本烈度小于Ⅵ度。基岩裂隙水分布于基岩裂隙、风化带内,埋藏较深,水量不丰,受大气降水补给,勘察施工期间未见地下水。场地地下水对拟建建筑物无不利影响。另据区域水文地质资料,地下水类型为重碳酸钙型水,在无污染的情况下,对砼不具侵蚀性。
1.2设计依据与主要技术指标原始设计资料
设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
《建筑地基设计规范》 GB50007-2001
《砌体结构设计规范》 GB50003-2001
《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2002
据拟建场地勘察资料,地基土层从上至下由第四系(Q4pd)耕植土层、第四系(Q3el+dl)残、坡积层组成,下伏基岩为侏罗系中统遂宁组(J2sn)紫红色粉砂质泥岩地层。
耕植土(Q4 pd -①)层:杂色、褐色,褐紫色,稍湿~湿,松~稍密状,以粉质粘土为主,夹少大量植物根茎(局部夹砂岩与粉砂质泥岩碎(粒)块)、卵石、砖块(屑)等物。
该层除场地南西角外,其余场地均有分布。厚度不均匀,一般0.0~0.70m,层底高程323.49~339.62m,
粉质粘土(Q4el+ dl -②)层:褐色、紫褐色,呈可塑状,局部为硬状,偶见灰白色高岭土条斑(团块)点,不均一,底部夹暗紫色粉砂质泥岩碎屑(粒),顶部局部偶见卵、砾石。该层厚一般0.0~4.33m;
该层除场地南西角外,其余场地均有分布。层底高程322.99—335.58m。
粉砂质泥岩(J2sn)层:
紫褐色、紫红色,粉砂泥质结构,层状构造,岩性不均,岩性软弱,属软质岩类,具有遇水易软化、脱水崩解的特征,矿物成份主要为水云母等粘土矿物,次为长石、云母等。强风化带厚度一般3.5~4.5m。中等风化带厚一般4.5~8.0m。承载力可达180~200KPa,因此,亦是本场地较好的地基地层。
1.3工程材料
混凝土工程:地下室采用C30,现浇楼板 梁板 柱 墙用C25。
砌体工程:外墙MU7.5km型粘土空心砖,内墙为加气混凝土砖 A2.5。
钢筋工程:采用热扎钢筋:HP235 ,HP335,HP400。
门窗:铝合金门窗、塑钢窗和木质夹板门、木门。
凡未特别注明者,其上部粉刷1:2水泥砂浆,并找5%挑水坡。其下部粉刷1:2水泥砂浆15厚白色106涂料,并做30mm宽滴水线。
1.4基础工程
在荷载作用下,建筑物的地基、基础和上部结构3部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料,综合考虑地基——基础——上部结构的相互作用与施工条件,通过经济条件比较,选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素,本工程优先采用混凝土预制桩基础,基础埋深为1.3m。
1.6主体工程
主体为框架剪力墙结构,主要由框架梁 框架柱 剪力墙 填充墙构成。
主体工程可分为:钢筋工程,混凝土工程,砌体工程,水电安装。
二 建筑设计
2.1 建筑平面设计
建筑尺寸128.7m×12.90m,配套的值班室与自行车停车库;值班室与自行车停车库位于建筑场地的东部,教学楼为5F,采用框架(混)结构,屋面板顶面标高为18.6m。详细的见建筑平面图,立面图。
2.2 建筑工程做法
屋面做法:钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底,20mm水泥砂浆找平,40~120厚(1%找坡)膨胀珍珠岩保温层,四层作法防水层(一毡二油上铺小石子)。
楼面做法:钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底,20mm水泥砂浆找平,水磨石面层。
墙身做法:由普通砖砌筑而成,普通砖自重18kN/m3,厚度240mm。
门窗做法:门为木门,自重0.2 kN/m2,窗为钢窗玻璃窗,自重0.4 kN/m2。
风荷载标准值0.4kN/m2,雪荷载标准值0.65kN/m2。
活荷载:上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2,楼面活荷载标准值2.0kN/m2。
第三章 框架结构设计
3.1结构布置及及计算简图的确定
1. 梁柱尺寸
梁高 hb=(1/12~1/8)lb
横向 hb=600~900mm,取800mm
纵向 hb=650~900mm,取800mm
过道 hb=250~375mm,考虑到次梁高度为600mm,也取为600mm
柱截面尺寸
本工程为现浇钢筋混凝土结构,7度设防,高度<30m,抗震等级为三级,取底层C6柱估算柱尺寸,根据经验荷载为15kN/m2:
N=15×7.8×(3.6+1.5)=2983.5kN
由轴压比限值得Ac≥==260795mm2
为安全起见,取底层柱截面尺寸为650mm×650mm,其他层为600mm×600mm
2. 计算简图(取轴线⑥处)
初步设计基础顶面离室外地面500mm,则底层层高为4.2+0.6+0.5=5.3m
3. 梁柱线刚度
(其中E=3.0×104N/mm2)
AC、BC跨梁
i=2E××0.3×0.83/7.2=3.56×10-3E
BC跨梁
i=2E××0.3×0.63/3.0=3.60×10-3E
上部各层柱
i= E××0.64/3.6=3.00×10-3 E
底层柱
i= E××0.654/5.3=2.81×10-3 E
将梁柱线刚度标于计算简图中
3.2 恒荷载代表值计算
(一)恒荷载计算
1.屋面框架梁线荷载标准值
20厚水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m2
40~120厚(1%找坡)膨胀珍珠岩(0.08+0.16)÷2×7=0.546kN/m2
四层作法防水层 0.36kN/m2
100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.56kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m2
屋面恒荷载 4.08 kN/m2
边框架梁自重 0.3×0.8×25=6kN/m
边框架梁粉刷 2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m
中框架梁自重 0.3×0.6×25=4.5kN/m2
边框架梁粉刷 2×(0.6-0.1)×0.03×17=0.34kN/m
则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为:
g5AB1=6.48kN/m
g5BC1=4.85kN/m
g5AB2=4.08×3.9=15.91kN/m
g5BC2=4.08×3=12.24kN/m
2.楼面框架梁线荷载标准值
20mm厚水泥砂浆找平 0.02×20=0.46kN/m2
100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.5kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m2
水磨石面层 0.65 kN/m2
楼面恒荷载 3.89 kN/m2
边框架梁自重及粉刷 6.48kN/m
中框架梁自重及粉刷 4.85kN/m
边跨填充墙自重 0.24×3.6×18=15.55kN/m
填充墙粉刷 2×0.02×2×17=2.45kN/m
则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为:
gAB1=6.48+15.55+2.45=24.48kN/m
gBC1=4.85kN/m
gAB2=3.89×3.9=15.17kN/m
gBC2=3.89×3=11.67kN/m
3.屋面框架节点集中荷载标准值
纵向框架梁自重 0.3×0.8×7.8×25=46.8kN
纵向框架梁粉刷 2×(0.8-0.1)×0.02×7.8×17=3.71kN
纵向框架梁传来的屋面恒荷载 2×(3.9/2)2×4.08=31.02kN
次梁自重及粉刷 0.6×0.2×25×7.2/2+2×0.02×(0.6-0.1)×7.2/2=10.87kN
次梁传来的屋面恒荷载 (1-2×0.272+0.273)×4.08×3.9×7.2/2=50.06kN
1m高女儿墙自重及粉刷 1×7.8×0.24×18+2×1×7.8×0.02×17=39kN
则顶层边节点集中荷载为:G5A=181.46kN
纵向框架梁自重及粉刷 46.8+3.71=50.51kN
纵向框架梁传来的屋面恒荷载 31.02+(1-2×0.192+0.193)×4.08×7.8×3/2=75.64kN
次梁自重、粉刷及传来的屋面恒荷载 10.87+50.06=60.93kN
则顶层中节点集中荷载为:G5B=187.08kN
4.楼面框架节点集中荷载标准值
纵向框架梁自重及粉刷 51.51kN
纵向框架梁传来的楼面恒荷载 2×(3.9/2)2×3.89=29.44kN
次梁自重及粉刷 10.87kN
次梁传来的楼面恒荷载 (1-2×0.272+0.273)×3.89×3.9×7.2/2=47.73kN
钢窗自重 2×2.3×1.8×0.4=3.31kN
墙体自重 (3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.24×18=85.54kN
墙面粉刷 2×(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.02×1.7=13.46kN
框架柱自重 0.602×3.6×25=32.4kN
柱面粉刷4×0.6×0.02×17=0.82kN
中间层边柱节点集中荷载为:GA=274.08kN
纵向框架梁自重及粉刷 50.51kN
纵向框架梁传来的楼面恒荷载29.44+(1-2×0.192+0.1923)×3.89×7.8×3/2=71.98kN
次梁粉刷、自重及传来的楼面恒荷载 10.87+47.73=58.6kN
木门自重 2×1.0×2.6×0.2=1.04Kn
墙体自重 (3.6×7.8-2×1.0×2.6)×0.24×18=98.84kN
墙面粉刷 2×0.02×()×17=15.56kN
框架主自重及粉刷 32.4+0.82=33.22kN
中间层中柱节点集中荷载为:GB=329.75kN
(二)恒荷载作用下内力计算
1.计算简图
计算简图
2.荷载等效
顶层边跨
顶层中跨
中间层边跨
中间层中跨
荷载等效后的计算简图如下
3.固端弯矩计算
顶层边跨
顶层中跨
中间层边跨
中间层中跨
4.跨中弯矩计算
5.剪力计算
M图(单位:kN∙m)
6.轴力计算
框架结构的剪力图和轴力图如下(单位:kN)
V N
V,M图(单位:kN)
7.弯矩调幅
边跨:端部弯矩值乘以0.85,跨中弯矩值乘以1.2
中跨:端部弯矩值乘以0.85,跨中弯矩值乘以0.9
将调幅后的弯矩值表于框架弯矩图的()内
8.梁端柱边剪力与弯矩
V (kN)
M (kN∙m)
60.19
-65.37
13.55
-32.58
46.90
-21.82
118.02
-122.50
14.02
-76.42
88.81
-26.76
118.07
-122.45
14.02
-77.56
89.64
-26.23
118.11
-122.41
14.02
-77.67
89.53
-26.28
117.77
-121.39
13.84
-71.44
81.37
-27.55
3.3 活荷载的内力计算
(一)活荷载计算
1.屋面框架梁线荷载标准值
q5AB=0.65×3.9=2.54kN/m
q5BC=0.65×3.0=1.95kN/m
2.楼面框架梁线荷载标准值
qAB=2.0×3.9=7.8kN/m
qBC=2.5×3.0=7.5kN/m
3.屋面框架节点集中荷载标准值
边节点:
纵向框架梁传来的雪荷载 3.92×0.65/2=4.94kN
次梁传来的雪荷载 (1-2×0.272+0.273)×0.65×3.9×7.2/2=7.98kN
则Q5A=12.92kN
中节点:
纵向框架梁传来的雪荷载 4.94+(1-2×0.192+0.193)×0.65×7.8×3/2=12.05kN
则Q5B=12.05+7.98=20.03kN
4.楼面框架节点集中荷载标准值
边节点:
纵向框架梁传来的活荷载 3.92×2.0/2=15.21kN
次梁传来的活荷载 (1-2×0.272+0.273)×2.0×3.9×7.2/2=24.54kN
则QA=39.75kN
中节点:
纵向框架梁传来的雪荷载 15.21+(1-2×0.192+0.193)×2.0×7.8×3/2=42.55kN
则Q5B=42.55+24.54=67.09kN
(二)活荷载作用下内力计算
1.计算简图
见下页
2.荷载等效
计算简图
顶层边跨
顶层中跨
中间层边跨
中间层中跨
荷载等效后的计算简图如下:
3.固端弯矩计算
顶层边跨
顶层中跨
中间层边跨
中间层中跨
4.跨中弯矩计算
因为楼面活载是按满布计算的,故跨中弯矩应乘以1.1进行放大。
5.剪力计算
顶层中跨端部剪力
其他层中跨段部剪力
各边跨段部剪力:
6.轴力计算
框架结构的剪力图和轴力图如下:(单位:kN)
V N
V,N图(单位:kN)
7.弯矩调幅
边跨:端部弯矩值乘以0.85,跨中弯矩值乘以1.2
中跨:端部弯矩值乘以0.85,跨中弯矩值乘以0.9
将调幅后的弯矩值表于框架弯矩图的()内
8.梁端柱边剪力与弯矩
V (kN)
M (kN∙m)
6.41
-6.81
1.41
-4.46
5.53
-2.14
19.76
-20.83
5.41
-13.60
16.58
-5.45
19.79
-20.8
5.41
-14.19
16.98
-5.25
19.80
-20.79
5.41
-14.21
16.97
-5.26
19.83
-20.7
5.37
-13.11
15.54
-5.40
3.4 地震内力作用计算
(一)重力荷载代表值计算
1.屋面雪荷载标准值
Qsk=0.65×[7.8×6×(7.2×2+3.0)+3.9×(3.0+7.2)+7.8×7.2×2+10.1×3.9+3.9×7.2]=0.65×1034=787kN
2.楼面活荷载标准值
Q1k=Q2k=2.5×[3.0×7.8×6+3.9×(3.0+7.2)+3.9×(7.2×3+10.1) +3.9×7.2]+2.0×(7.8×7.2×12+3.9×7.2 +7.8×10.1)=2.5×332+2.0×781=2397kN
Q3k=Q4k=2.5×332+2.0×(7.8×7.2×12+3.9×7.2)=2.5×332+2.0×702=2239kN
3.屋盖、楼盖自重
G5k=25×{1034×0.1+0.2×(0.6-0.1)×(7.2×12+3.9×2)+0.3×(0.8-0.1)×[3.9+(3.9×3+7.8×6)×2+(7.8×6+3.9)×2+3.9×3)+(7.2×5+10.1×2+(7.2×2+3.0)×7+3.0+7.2)]}+( 20×0.02+7×(0.08+0.16)/2+17×0.02)×1034=25×201.48+1.58×1034=6666kN
G4k=25×201.48+(20×0.02+17×0.02+0.65)×1034=6470kN
G1k=G2k=25×{(332+781)×0.1+0.2×(0.6-0.1)×(7.2×12+3.9×2+7.8×2) +0.3×(0.8-0.1)×[(3.9+(3.9×3+7.8×6)×2+(7.8×6+3.9)×2+3.9×3)+(7.2×5+10.1×2+(7.2×2+3.0)×7+3.0+7.2)+10.1+7.8]}+ (20×0.02+17×0.02+0.65)×(332+781)=25×214.70+1.39×1113=6871kN
4.女儿墙自重
G’=1.0×[(3.9×3+7.8×6+3.9)×2+(10.1+7.2+3.0+7.2)×2]×(18×0.24+17×0.02×2)=179.8×4.66=835kN
5.三~五层墙柱等自重
柱自重 (0.6×0.6×3.6×25+4×0.6×3.6×0.02×17)×39=1378kN
门面积 2.6×1.0×25=65m2
窗面积 2.3×1.8×24+10.1×1.8×2=136m2
门窗自重 65×0.2+136×0.4=67kN
墙体自重 {3.6×[7.8×24+7.2×14+3.9×2+8.7+3.9×2+(7.8+7.2)×2+3.9×2+4.2×2+10.1×2]-(136+65)}×0.24×18=(3.6×378.4-201)×4.32=5017kN
小计 6462kN
6.二层墙柱等自重
柱自重 (0.6×0.6×3.6×25+4×0.6×3.6×0.02×17)×40=1413kN
门面积 65m2
窗面积 136m2
门窗自重 67kN
墙自重 [3.6×(378.4+10.1)-201]×4.32=5174kN
小计 6654kN
7.底层墙柱等自重
柱自重 (0.65×0.65×4.2×25+4×0.65×4.2×0.02×17)×40=1923kN
门面积 2.6×1.0×7+2.6×1.5×14=72.8 m2
窗面积 1.8×6.2×11=122.76 m2
门窗自重 72.8×0.2+122.76×0.4=64kN
墙自重 [4.2×(7.8×24+7.2×14+10.1×2)-122.76-72.8]×0.24×18=4747kN
小计 6734kN
各层重力荷载代表值汇总如下:
(二)水平地震作用计算
1.各层D值汇总(D单位:104kN/m)
计算过程见下表
层次
边柱 (根)
边柱D
中柱 (根)
中柱D
∑D
五
21
3.08
18
4.5
145.68
四
21
3.08
18
4.5
145.68
三
21
3.08
18
4.5
145.68
二
21
3.08
19
4.5
150.18
一
21
1.94
19
2.41
86.53
2.顶点位移计算(将重力荷载代表值Gi作为水平荷载)
uT=++
++
=
3.基本自振周期
4.基本自振周期水平地震影响系数
设计地震分组第一组,场地类别Ⅱ类,Tg=0.35s,地震加速度0.10g,多遇地震下αmax=0.08
5.结构底部剪力标准值
6.各层水平地震作用标准值
,故不需考虑顶部附加地震作用
7.各层水平地震层间剪力
楼层水平地震剪力最小值验算如下:
楼层最小地震剪力系数λ=0.016
,,
,
故满足要求
8.多遇地震下弹性层间位移
计算过程见下表
楼层
hi (m)
Vi (kN)
∑Di (104kN/m)
Δue (m)
θe
[θe]
五
3.6
924.73
1.4568
0.00063
0.00018
1/550=
0.00182
四
3.6
1879.23
1.4568
0.00129
0.00036
三
3.6
2620.3
1.4568
0.00180
0.00050
二
3.6
3169.57
1.5018
0.00210
0.00058
一
5.3
3499.7
0.8653
0.00404
0.00076
故满足要求
(三)一榀框架内力计算(KJ1)
本节计算以左震为例。
1.层间剪力在各柱分配
计算过程见下表
楼层
边跨
中跨
五
四
三
二
一
2. 反弯点高度确定
计算过程见下表
楼层
K
y0
I
y1
α2
y2
α3
y3
yh
h-yh
边柱
五
1.19
0.36
1
0
—
1
0
1.30
2.30
四
1.19
0.45
1
0
1
0
1
0
1.62
1.98
三
1.19
0.46
1
0
1
0
1
0
1.66
1.94
二
1.19
0.50
1
0
1
0
1
0
1.80
1.80
一
1.27
0.65
—
0
0.68
0
—
—
3.45
1.85
中柱
五
2.39
0.42
1
0
—
1
0
1.51
2.09
四
2.39
0.47
1
0
1
0
1
0
1.69
1.91
三
2.39
0.50
1
0
1
0
1
0
1.80
1.80
二
2.39
0.50
1
0
1
0
1
0
1.80
1.80
一
2.55
0.63
—
0
0.68
0
—
—
3.34
1.96
3.柱端弯矩计算(单位:kN∙m)
44.97
59.69
25.42
43.13
78.67
115.0
64.36
98.10
107.48
145.69
91.96
145.69
117
170.95
117
170.95
145.15
191.04
270.69
325.55
4.地震作用下的内力力图
M图(单位:kN∙m)
V N
V,N图(单位:kN)
5.梁端柱边弯矩(单位:kN∙m)
41.86
26.57
24.01
96.48
71.01
63.61
159.63
109.0
98.06
193.69
142.17
127.36
243.73
161.56
145.61
3.5 风荷载的内力计算
基本风压w0=0.4kN/m2,地面粗糙度为B类。本章计算以左风为例。
(一) 风荷载计算
wk=βzμsμzw0,建筑物高度<30m,故βz=1.0
迎风时μs1=+0.8,背风时μs2=-0.5,则μs=0.8+0.5=1.3
计算过程见下表
楼层
高度H(m)
μz
wk
A(m2)
P(kN)
五
18.75
1.23
0.64
21.84
13.98
四
15.15
1.15
0.6
28.08
16.85
三
11.5
1.06
0.55
28.08
15.44
二
7.95
1.0
0.52
28.08
14.60
一
4.35
1.0
0.52
32.76
17.04
计算简图(单位:kN)
(二) 内力计算
1.抗侧刚度和反弯点高度确定
计算过程见下表
楼层
K
α
D(104kN/m)
y0
I
y1
α2
y2
α3
y3
yh
h-yh
边柱
五
1.19
0.37
3.08
0.36
1
0
—
—
1
0
1.30
2.30
四
1.19
0.37
3.08
0.41
1
0
1
0
1
0
1.48
2.12
三
1.19
0.37
3.08
0.46
1
0
1
0
1
0
1.66
1.94
二
1.19
0.37
3.08
0.50
1
0
1
0
1
0
1.80
1.80
一
1.27
0.54
1.94
0.62
—
0
0.68
0
—
—
3.29
2.01
中柱
五
2.39
0.54
4.5
0.42
1
0
—
—
1
0
1.51
2.09
四
2.39
0.54
4.5
0.45
1
0
1
0
1
0
1.62
1.98
三
2.39
0.54
4.5
0.50
1
0
1
0
1
0
1.80
1.80
二
2.39
0.54
4.5
0.50
1
0
1
0
1
0
1.80
1.80
一
2.55
0.67
2.41
0.55
—
0
0.68
0
—
—
2.92
2.38
2.剪力在各层分配(单位:kN)
,
VP5=13.98
V5=2.84
V5=4.15
VP4=30.83
V4=6.27
V4=9.15
VP3=46.27
V3=9.41
V3=13.73
VP2=60.87
V2=12.38
V2=18.06
VP1=77.91
V1=17.39
V1=21.57
3.柱端弯矩计算(单位:kN∙m)
6.53
8.67
3.69
6.27
13.29
19.12
9.28
14.82
18.26
24.71
15.62
24.71
22.28
32.51
22.28
32.51
34.95
51.34
57.21
62.98
4.风荷载作用下的内力图
M图(单位:kN∙m)
V N
V,N图(单位:kN)
5.梁端柱边弯矩(单位:kN∙m)
6.08
3.86
3.49
15.75
11.39
10.22
25.57
17.68
15.90
35.14
25.69
23.02
52.76
37.22
33.03
3.6 内力组合分析
本章中单位统一为:弯矩kN∙m,剪力kN,轴力kN。
根据前面第四至八章的内力计算结果,即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合,其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中,由于对称性,每层梁取5个控制截面。柱分为边柱和中柱,每根柱有2个控制截面。内力组合使用的控制截面标于下图。
(一)梁内力组合
1.计算过程见下页表中,弯矩以下部受拉为正,剪力以沿截面顺时针为正
注:(1)地震作用效应与重力荷载代表值的组合表达式为:
其中,SGE为相应于水平地震作用下重力荷载代表值效应的标准值。而重力荷载代表值表达式为:
Gk——恒荷载标准值;
Qik——第i个可变荷载标准值;
ΨQi——第i个可变荷载的组合之系数,屋面活荷载不计入,雪荷载和楼面活荷载均为0.5。
考虑到地震有左震和右震两种情况,而在前面第八章计算地震作用内力时计算的是左震作用时的内力,则在下表中有1.2(①+0.5②)+1.3⑤和1.2(①+0.5②)-1.3⑤两列,分别代表左震和右震参与组合。
(2)因为风荷载效应同地震作用效应相比较小,不起控制作用,则在下列组合中风荷载内力未参与,仅考虑分别由恒荷载和活荷载控制的两种组合,即1.35①+1.4×0.7③和1.2①+1.4③两列。
梁内力组合计算表
楼层
截面
①恒荷载
②活荷载
(屋面布雪载)
③活荷载
(屋面布活载)
④风荷载(左风)
M
V
M
M
V
V
M
V
五
1
-32.58
60.19
-4.46
6.08
-1.51
6.41
-9.51
19.36
2
75.53
—
7.43
1.11
—
30.07
—
3
-46.9
-65.37
-5.53
-3.86
-1.51
-6.81
-14.72
-21.23
4
-21.82
13.55
-2.14
3.49
-2.91
1.41
-7.63
4.32
5
-14.23
—
-1.4
0
—
—
-4.46
—
四
1
-76.42
118.02
-13.6
15.75
-4.11
19.76
-14.8
19.83
2
125.89
—
25.44
2.18
—
—
23.88
—
3
-88.81
-122.5
-16.58
-11.39
-4.11
-20.83
-17.39
-20.76
4
-26.76
14.02
-5.45
10.22
-8.51
5.41
-5.05
5.41
5
-20.17
—
-2.66
0
—
—
-2.2
—
三
1
-77.56
118.07
-14.19
25.57
-6.55
19.76
-14.19
19.76
2
124.52
—
24.67
3.95
—
—
24.67
—
3
-89.64
-122.45
-16.98
-17.68
-6.55
-20.8
-16.98
-20.8
4
-26.23
14.02
-5.25
15.9
-13.25
5.41
-5.25
5.41
5
-19.61
—
-2.43
0
—
—
-2.43
—
二
1
-77.67
118.11
-14.21
35.14
-9.22
19.8
-14.21
19.8
2
124.52
—
24.67
4.73
—
—
24.67
—
3
-89.53
-122.41
-16.97
-25.69
-9.22
-20.79
-16.97
-20.79
4
-26.28
14.02
-5.26
23.02
-19.18
5.41
-5.26
5.4
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