资源描述
湘潭大学
毕业设计说明书
题 目: 湘大职院学生公寓楼
学 院: 职业技术学院
专 业: 建筑工程技术
学 号: 20079206101
姓 名: 盛 文 嘉
指导教师: 唐 桂 英
完成日期: 2010年4月15日
湘 潭 大 学
毕业论文(设计)任务书
论文(设计)题目: 湘潭市XX中学学生公寓楼
学 号: 20079206101 学生姓名:盛文嘉 专 业: 建筑工程技术
指导教师姓名(职称): 唐 桂 英 (高级实验师)
工 程 管 理 系(教研室)主任: 赵 长 久
一、主要内容及基本要求
主要内容:本学生公寓为六层,采用框架结构,柱下独立基础,建筑物耐火等级为二级。标准层层高为3.3米,层数为六层。项目总建筑面积:2018.58平方米。建筑物耐久年限50年。屋面防水等级为Ⅲ级。建筑设计(建筑设计总说明、首层平面图、标准层层平面图、顶层平面图、屋顶平面图、正立面图、侧立面图、楼梯剖面图)。结构设计(结构设计总说明、基础平面布置图、楼面结构布置图、楼板配筋图、框架配筋图、楼梯结构图)。
基本要求:设计要求按照建筑行业所给的设计题目、建筑技术条件、设计内容及其他相关资料进行。要求熟悉建筑行业的相关法律法规及相关标准,譬如:建筑制图标准、民用建筑设计通则等;熟练掌握相关专业知识,譬如:房屋建筑学、建筑CAD、施工组织设计等。根据所给的方案平面布置图,通过调查及搜集有关技术资料,进一步确定平面设计,独自完成设计题目的扩大初步设计,并提出规定的设计文件。通过毕业设计,综合以前所学的专业知识,培养综合分析问题、解决问题的能力,以相应的设计技巧,同时培养设计工作中实事求是、严格、准确的科学态度和作风。
二、重点研究的问题
本学生楼设计分为建筑设计和结构设计两个部分。建筑设计部分以学生公寓为主要设计内容按照所给指标进行方案设计,扩大初步设计并确定各项指标,绘制公寓楼建筑施工图,编制建筑设计说明书;建筑结构以准确计算结构内力与稳定性为主要研究内容,编制结构计算书和结构设计说明书,绘制结构施工图。
三、进度安排
各阶段完成的内容
起止时间
1
确定设计题目
2月8日~ 2月12日
2
搜集各项设计资料
2月21日 ~ 2月28日
3
确定方案设计
3月1日 ~3月5日
4
建筑施工图设计
3月8日 ~ 3月17日
5
建筑结构计算书
3月22日 ~4月7日
6
建筑结构施工设计
4月9日 ~ 4月28日
7
8
9
10
四、应收集的资料及主要参考文献
1、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002),中国建工出版社,2002
2、《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001),中国建工出版社,2001
3、《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002),中国建工出版社,2002
4、《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001),中国建工出版社,2001
5、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002),中国建工出版社,2002
6、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—94),中国建工出版社,1995
7、《建筑设计资料集》(第二版),中国建工出版社,1997
8、《民用建筑设计通则》(JGJ 37—87),中国建工出版社
9、《方便残疾人使用的城市道路和建筑物设计规范》(JGJ 50—88),中国建工出版社
湘潭大学毕业论文(设计)评阅表
院(系)职业技术学院 专业:建筑工程技术 学号:20079206101姓名:盛文嘉
论文(设计)题目: 湘潭市某中学学生公寓楼
评阅人姓名(职称): 鲁湘如(讲师) 评阅日期: 2010.5.15
评 价 项 目
评 价 内 容
选 题
1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;
2.难度、份量是否适当。
能 力
1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;
2.是否有综合运用知识的能力;
3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;
4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;
5.工科是否有经济分析能力。
论 文
质 量
1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用语是否准确,符号是否统一,图表是否完备、整洁、正确,引文是否规范;
2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;
3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。
工作量
工作量是否饱满,含论文篇幅、图纸等是否达到规定要求。
综 合
评 价
该选题符合专业培养目标,体现了建筑工程技术专业特点和教学计划的基本要求,达到了综合训练的目的;难度、份量适当。
该生具有一定的查阅文献、综合归纳资料的能力;能运用计算机辅助设计;具有一定的经济分析能力。
建筑设计较为合理;结构计算基本正确;技术用语准确,图表完备、整洁,基本正确。
工作量饱满,图纸等达到了规定要求。
湘 潭 大 学
毕业论文(设计)鉴定意见
学 号:20079206101 学生姓名: 盛文嘉 专 业: 建筑工程技术
毕业论文(设计说明书) 57 页 图 表 14页
论文(设计)题目: 湘潭市XX中学学生公寓楼
内容提要:
本学生公寓为六层,采用框架结构,柱下独立基础,建筑物耐火等级为二级。标准层层高为3.3米,层数为六层。项目总建筑面积:2018.58平方米。建筑物耐久年限50年。屋面防水等级为Ⅲ级。建筑设计(建筑设计总说明、首层平面图、标准层层平面图、顶层平面图、屋顶平面图、正立面图、侧立面图、楼梯剖面图)。结构设计(结构设计总说明、基础平面布置图、楼面结构布置图、楼板配筋图、框架配筋图、楼梯结构图)。
基本要求:设计要求按照建筑行业所给的设计题目、建筑技术条件、设计内容及其他相关资料进行。要求熟悉建筑行业的相关法律法规及相关标准,譬如:建筑制图标准、民用建筑设计通则等;熟练掌握相关专业知识:房屋建筑学、建筑CAD、施工组织设计、混泥土结构设计等。根据所给的方案平面布置图,通过调查及搜集有关技术资料,进一步确定平面设计,独自完成设计题目的扩大初步设计,并提出规定的设计文件。通过毕业设计,综合以前所学的专业知识,培养综合分析问题、解决问题的能力,以相应的设计技巧,同时培养设计工作中实事求是、严格、准确的科学态度和作风。
指导教师评语
该生基本按照设计任务书的要求完成本次设计。建筑平面布局合理,功能明确,内容完整,基本符合相关设计规范的要求;结构布置得当,计算方法基本正确,但设计条件与任务书的要求有些不符;能借助计算机辅助设计,具有一定的分析问题和解决问题的能力。设计图还有一些错漏处。
指导教师姓名(职称): (高级实验师)
2010年 5 月 12 日
答辩委员会意见
经答辩委员会讨论,同意该毕业论文(设计)成绩评定为
答辩委员会主任:
2010年 月 日
目 录
一、工程概况…………………………………………………………………………1
二、梁柱截面尺寸确定………………………………………………………………4
(一)梁柱截面尺寸的初步确定……………………………………………………4
(二)框架梁柱的线刚度计算………………………………………………………5
三、荷载计算…………………………………………………………………………7
(一)恒荷载标准值计算……………………………………………………………7
(二)活荷载标准值计算……………………………………………………………9
(三)风荷载标准值计算……………………………………………………………15
四、内力计算…………………………………………………………………………18
(一)恒荷载作用下内力计算图……………………………………………………18
(二)活荷载作用下内力计算图……………………………………………………18
(三)风荷载作用下内力计算图……………………………………………………18
五、内力组合…………………………………………………………………………28
(一)框架梁的内力组合……………………………………………………………28
(二)框架柱的内力组合……………………………………………………………29
六、框架梁柱配筋计算………………………………………………………………30
(一)框架柱截面设计………………………………………………………………30
(二)框架梁截面设计………………………………………………………………33
七、屋面、楼面板设计………………………………………………………………39
(一)屋面板设计……………………………………………………………………39
(二)楼面板设计……………………………………………………………………41
八、楼梯设计…………………………………………………………………………43
(一)踏步板设计……………………………………………………………………43
(二)楼梯斜梁设计…………………………………………………………………44
(三)平台板计算……………………………………………………………………46
(五)平台梁计算……………………………………………………………………47
九、基础设计…………………………………………………………………………49
(一)基顶内力组合值计算…………………………………………………………49
(二)外柱独立基础计算……………………………………………………………50
(三)柱联合基础计算………………………………………………………………52
十、参考文献…………………………………………………………………………56
十一、致谢……………………………………………………………………………57
一、工程概况
(一)设计有关资料
建筑地点:湘潭市
建筑类型:六层宿舍楼,框架填充墙结构。
建筑面积2018.58平方米,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取120mm,填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
门窗使用:采用标准塑钢门窗,5mm厚玻璃。
地质条件:该地区建筑场地类别为二类,设防烈度为6度近震。自然地表1m内为填土,填土下层为3m厚砂质粘土,再下层为砾石层。砂质粘土允许承载力标准值为250KN/m2, 砾石层的允许承载力标准值为300~400KN/m2 基础的形式为柱下独立基础。
风荷载:基本风压w0=0.30kN/m2
雪荷载:本工程不考虑雪荷载。
活荷载:楼层活荷载标准值2.0KN/ m2;屋面活荷载标准值w0=0.5KN/ m2(按不上人屋面考虑)。
高度为:总建筑高度为20.5m,不超过40m,以剪切变形为主,采用底部剪力法。
材料:根据施工单位条件和材料供应情况,选用混凝土强度等级C30;钢筋为HRB335级热轧钢筋(d≥12mm)及HPB235级热轧钢筋(d≤10mm)。
主要建筑做法:
1)屋面:
40厚C30细石砼(双向Φ4@150)
10厚纸筋灰
1.2厚三元乙丙橡胶卷材
20厚1︰2.5水泥砂浆找平层(刷基层处理剂一遍)
钢筋砼屋面(3%坡度)
2)顶棚:
1︰1︰6水泥石灰砂浆打底15厚。
面刮腻子5厚。
喷涂内墙乳胶漆涂料。
3)楼地面:
一般做法:
地面为8厚600×600防滑耐磨型地板砖。
20厚1︰4干硬性水泥砂浆,面上洒素水泥浆结合层一道。
砼底板或素土夯实。
防水做法:(卫生间、厨房等处适用)
5厚防滑地砖300×300。
20厚1︰3水泥砂浆。
聚氨酯防水涂膜1.2厚。
1︰3水泥砂浆找平兼找0.5%坡,最薄处不小于20厚。
砼底板或素土夯实。
4)外墙面:
外墙分色陶瓷面砖,规格40×40×5厚,聚合物水泥砂浆色缝。
聚合物水泥砂浆5厚粘贴层。
聚合物水泥基防水涂膜1.0厚。
1︰2.5水泥砂浆打底15厚(掺5%防水剂)。
5)内墙面:
一般做法:
1︰1︰6水泥石灰砂浆打底15厚。
面刮腻子5厚。
喷涂内墙乳胶漆涂料。
防水做法:(卫生间、厨房等处适用)
1︰2.5水泥砂浆打底15厚(掺5%防水剂)
纯水泥膏贴200×300瓷砖满贴至天花底
6)墙体:
本工程框架填充墙为MU5蒸压加气砼砌块,M5混合砂浆,外墙厚度为250mm,内墙厚度为200mm。
7)门窗:
标准塑钢门窗,5mm厚玻璃。
(二)柱网与层高
本宿舍楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网,边跨为7.2m,中间跨为2.1m,层高取3.3m,如下图1-1所示。
(三)屋面及楼梯的结构选型
屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖
楼梯结构:采用钢筋混凝土梁式楼梯
(四)确定框架计算简图(KJ-5)
取②轴上的一榀框架计算,假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。
图1-1 结构平面布置图
二、梁柱截面尺寸确定
(一)梁柱截面尺寸的初步确定
框架梁:mm
取梁尺寸 b=300mm h=700mm
次梁:mm,取梁尺寸b=300mm,h=700mm.
走廊横梁 : h=450mm b=300mm
建筑总高度按20.5m算,小于30m现浇框架结构,设防烈度6度近震,查抗震设计规范,该框架为四级抗震,最大轴压比1.0。暂定柱子尺寸500mm×500mm。
(二)框架梁柱的线刚度计算
混凝土C30,;
现浇框架结构梁惯性矩为:
中框架梁,边框架梁,线刚度
左跨梁:i左
中跨梁:i中
右跨梁:i右
A~B轴底层柱:i底层柱
A~B轴其余层柱:i其余层柱
令余柱线刚度为1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:
i左跨梁; i中跨梁
i右跨梁; i底柱
框架梁柱的相对线刚度如图2-1所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。
图2-1 计算简图及相对线刚度
图2-2 1-1剖面图
三、荷载计算
便于内力组合,荷载计算宜按标准值计算
(一)恒载标准值计算
1、屋面
找平层:15厚水泥砂浆 0.015×20=0.30 kN/m2
防水层:(刚性)40厚C20细石混凝土防水 1.0 kN/m2
防水层:(柔性)1.2厚三元乙丙橡胶卷材 0.4 kN/m2
找平层:15厚水泥砂浆 0.015×20=0.30 kN/m2
找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平 0.04×14=0.56 kN/m2
保温层:80厚矿渣水泥 0.08×14.5=1.16 kN/m2
结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 0.10m×25KN/m3=3.0 kN/m2
抹灰层:10厚混合砂浆 0.01m×17KN/m3=0.17kN/m2
合计 =6.89kN/m2
2、各层走廊楼面、标准层楼面
水磨石地面10mm面层
水磨石地面20mm水泥砂浆打底
水磨石地面素水泥浆结合层一道 0.65 kN/m2
结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m×25KN/m3=3.0 kN/m2
抹灰层:10厚混合砂浆 0.01m×17KN/m3=0.17kN/m2
合计 3.82 kN/m2
3、梁自重
横梁自重 b×h=300mm×400mm
25×0.3×(0.45-0.12)=2.48kN/m
抹灰层 10厚混合砂浆 0.01×[(0.45-0.12)×2+0.3]×17=0.16kN/m
合计 2.54kN/m
纵梁自重 b×h=300mm×700mm
25×0.3×(0.7-0.12)=4.35kN/m
抹灰层 10厚混合砂浆 0.01×[(0.7-0.12) ×2+0.35)]×17=0.26 kN/m
合计 4.61kN/m
基础梁自重b×h=700mm×1000mm : 25×0.7×1.0=17.5kN/m
4、柱自重
b×h=500mm×500mm
25×0.5×0.5=6.25kN/m
抹灰层:10厚混合砂浆 0.01×0.5×4×17=0.34kN/m
合计 6.59kN/m
5、外纵墙自重
标准层:
纵墙 1.1×0.25×18=4.75kN/m
塑钢窗 0.35×1.7=0.595kN/m
水刷石外墙面 ( 3.3-1.7)×0.5=0.8kN/m
水泥粉刷内墙面 (3.3-1.7)×0.36=0.576kN/m
合计 6.721kN/m
底层:
纵墙 (4.25-1.7-0.7-0.45)×0.25×18=6.3kN/m
塑钢窗 0.35×1.7=0.595kN/m
水刷石外墙面 (3.3-1.7)×0.5=0.8kN/m
水泥粉刷内墙面 (3.3-1.7)×0.36=0.576 kN/m
合计 8.271 kN/m
6、内纵墙自重
标准层:
纵墙 (3.3-0.7)×0.2×6.5=3.38 kN/m
水泥粉刷内墙面 (3.3-1.7)×0.36×2=1.152 kN/m
合计 4.532kN/m
底层:
纵墙 (4.25-0.7-0.45)×0.2×6.5=4.03 kN/m
水泥粉刷内墙面 (3.3-0.7)×0.36×2=1.872kN/m
合计 5.902kN/m
7、内横墙自重
标准层
横墙 (3.3-0.7)×0.2×6.5=3.38kN/m
水泥粉刷内墙面 (3.3-0.7)×0.36×2=1.872kN/m
合计 5.252kN/m
底层:
横墙 (4.25-0.7-0.45)×0.2m×6.5=4.03kN/m
水泥粉刷内墙面 (3.3-0.7)×0.36×2=1.872kN/m
合计 5.902kN/m
(二)活荷载标准值计算
1、屋面和楼面活荷载标准值
上人屋面 2.0 kN/m2
不上人屋面 0.5 kN/m2
楼面:走廊 2.5 kN/m2
楼面 2.0 kN/m2
2、竖向荷载下框架受荷载总图
图3-1板传荷载示意图
经计算所有现浇板板块的长边与短边比均小于3.0,宜按双向板计算,从四角出45o平分线,区格板被分为四个小块,每小块荷载传给与之相邻的的梁,见板传荷示意图。板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。
3、A-B轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载:
恒载:2×6.89×1.8×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]=21.316 kN/m
活载:0.5×1.8×2.4×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]=1.856kN/m
楼面板传给梁的荷载:
恒载:2×3.82×1.8×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]=11.818 kN/m
活载:2.0×1.8×2.4×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]=7.425 kN/m
横梁自重标准值:4.61kN/m
A-B轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁
恒载:梁自重+板传荷载=4.61kN/m×1 m +21.316kN/m =25.926kN/m
活载:板传荷载=1.856kN/m
楼面梁
恒载:梁自重+板传荷载=4.61kN/m×1 m +11.818kN/m =16.428kN/m
活载:板传荷载=7.425kN/m
3.3.2 B-C轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载:
恒载:6.89×1.05×5/8×2=9.048 kN/m
活载:0.5×1.05×5/8×2=0.656kN/m
楼面板传传给梁的荷载:
恒载:3.82×1.05×5/8×2=5.014 kN/m
活载:2.0×1.05×5/8×2=2.625 kN/m
横梁自重标准值:2.54kN/m
B-C轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁
恒载:梁自重+板传荷载=2.54+9.048 =11.588kN/m
活载:板传荷载=0.656kN/m
楼面梁
恒载:梁自重+板传荷载=2.54+5.014 =7.554kN/m
活载:板传荷载=2.625KN/m
3.3.3 C-D轴间框架梁:同A-B轴间框架梁
3.3.4 A轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱
女儿墙自重(做法墙高700,100mm的混凝土压顶)
0.25m×0.7×18 +25×0.1×0.25+(1.2×2+0.25)×0.5
=5.1kN/m
现浇天沟自重:25×(0.60+0.20)× 0.08+(0.60+0.20)×(0.5+0.36)
=2.13kN/m
顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载
=(5.1+2.13)×7.2+4.61×(7.2-0.5)+21.316×7.2
=236.418kN
顶层柱活载=板传活载
=1.856×7.2=13.363KN
标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载
=6.721×(7.2-0.5)+4.61×(7.2-0.5)+5.909×7.2=119.863kN
标准层活载=板传活载=2.0×5/8×1.8×7.2+2.0×[1-2×(1.8/7.2)+
(1.8/7.2)]=39.284kN
3.3.5 B轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.61×(7.2-0.5)+12.92×(1.8+1.8)+
2×4.61×7.2/4+6.89×1.8×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]× 7.2 + 6.89 × 1.05× [ 1- 2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]×7.2=219.911kN
顶层柱活载=板传活载=0.76×(1.8+1.8)+0.5×1.8×[1-2×(1.8/7.2)+
(1.8/7.2)]×7.2+0.5×1.05×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]×7.2=11.874kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重=4.61×(7.2-0.5)+ 5.909×(1.8+1.8)+2×4.61×6/4+3.82×1.8×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]×7.2+3.82×1.05×[1-2×(1.8/6.0)+(1.8/6.0)]×7.2+5.902×(7.2-0.5)=178.110kN
标准层柱活载 = 板传活载 = 0.76×(1.8+1.8)+2.0×1.8×[1-2×(1.8/7.2) +
(1.8/7.2)]×7.2+2.0×1.05×[1-2×(1.8/7.2)+(1.8/7.2)]×7.2+2.0×5/8×7.2=57.286kN
因结构对称,C轴柱纵向集中荷载与B轴柱相同;
D轴柱纵向集中荷载与A轴柱相同。
图3-2 竖向受荷总图
注:1、图中梁端各值单位为kN;梁跨中各值单位为kN/m;
2、图中数值均为标准值
(三)风荷载
1、风荷载标准值计算
为简化计算,将计算单元范围内外墙面的分布风荷载化为等量的作用于屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值,计算公式如下:
式中: —基本风压为0.4 KN/m2
—风压高度变化系数
—风荷载体形系数, =0.9-(-0.5)=1.4
—风振系数,因房屋高度小于30m,所以=1.0
—下层柱高
—上层柱高,对于顶层为女儿墙高2倍
B—计算单元迎风面宽度,B=6.6m
计算过程见表3.1:
表3.1 各层楼面处集中风荷载标准值
离地高度
(kN/)
(m)
(m)
(kN)
20.75
1.25
1.0
1.3
0.4
3.3
1.4
10.988
17.45
1.18
1.0
1.3
0.4
3.3
3.3
14.579
14.15
1.09
1.0
1.3
0.4
3.3
3.3
13.467
10.85
1.01
1.0
1.3
0.4
3.3
3.3
12.479
7.55
1.00
1.0
1.3
0.4
3.3
3.3
12.355
4.25
1.00
1.0
1.3
0.4
3.75
3.3
13.198
因此,风荷载作用下结构的受荷图如图3-1所示。
图3-1 风荷载受荷图(单位:kN)
2、风荷载作用下的位移验算
位移计算时,各荷载均采用标准值。
(1)侧移刚度D值计算
各层柱的D值及总D值见表4.1.1表4.1.2。
表4.1.1 横向2~6层框架D值计算
构件名称
A轴柱
0.432
22331
B轴柱
0.492
25432
C轴柱
0.492
25432
D轴柱
0.432
22331
表4.1.2 横向底层框架D值计算
构件名称
A轴柱
0.606
20375
B轴柱
0.726
24409
C轴柱
0.726
24409
D轴柱
0.606
20375
(2)风荷载作用下框架侧移计算
水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:
式中 ——第j层的总剪力标准值
—— 第 j层所有柱的抗侧刚度之和
—— 第j层的层间侧移
第一层的层间侧移值求出以后,就可以计算各楼板标高处的侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。
j层侧移
顶点侧移
框架在风载作用下的侧移计算见表4-4。
表4-4 风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比
层次
/kN
/kN
ΣD/(kN/m)
/m
/h
6
10.998
10.998
95526
0.0001
1/33000
5
14.579
25.577
95526
0.0003
1/11000
4
13.467
39.044
95526
0.0004
1/8250
3
12.479
51.523
95526
0.0005
1/6600
2
12.355
63.878
95526
0.0007
1/4714
1
13.198
77.076
89568
0.0009
1/4167
侧移验算:对于框架结构,楼层间最大位移与层高之比的限值为1/550.本框架的层间位移与层高之比的最大值满足1/4167<1/550的要求,框架抗侧刚度满足要求。
四、内力计算
为了简化计算,考虑如下几种单独受荷情况:
(一) 恒载作用在各跨;
(二)活载作用在各跨 ;
(三)风荷载作用(从左向右或从右向左)。
由于抗震设防烈度为6度,抗震等级为四级,根据抗震规范,不考虑水平地震作用下的内
力计算。各种荷载作用下内力计算图见图5-1至5-9.
图5-1 恒荷载弯矩图(kN.m)
图5-2 恒荷载轴力图(kN)
图5-3 恒荷载剪力图(kN)
图5-4 活荷载弯矩图(kN.m)
图5-5 活荷载轴力图(kN)
图5-6 活荷载剪力图(kN)
图5-7 风荷载弯矩图(kN.m)
图5-8 风荷载轴力图(kN)
图5-9 风荷载剪力图(kN)
五、内力组合
各种荷载情况下的框架内力求得后,根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处,为此,进行组合前,应先计算各控制截面处的内力值。
梁支座边缘处的内力值按式: , 计算
柱上端控制截面在上层的梁底,柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得的柱端内力值,宜换算成控制截面处的值。为了简化起见,也可采用轴线处内力值,这样算得的钢筋用量比需要的钢筋略微多一点。
(一)框架梁内力组合
本例考虑了四种内力组合,即, ,, ;各层梁的内力组合表见附表1。
下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例,说明各内力的组合法。对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算。求跨间最大弯矩时,可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值由平衡条件确定。
由图可得:,若,说明,其中为最大弯矩正截面至A支座的距离,则可由公式求得。将求得的值代入下式即得跨间最大弯矩值。
图7-1 均布和梯形荷载下的计算图形
若,说明,则。
若,则
同理可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的的计算公式.(图4.19)
由下式求得:
则
图7-2 三角形荷载下的计算图形
内力组合详见附表1和附表2。
(二)框架柱的内力组合
取每层柱顶和柱底两个控制截面,按, ,, 进行组合,内力组合详见附表3和附表4。
六、框架梁柱配筋计算
查表可知:
混凝土强度:C30:。
钢筋强度:
(一)框架柱截面配筋设计
1、轴压比计算
底层柱
轴压比
则A柱的轴压比满足要求。
2、截面尺寸复核
取
因为
所以
满足要求。
3、正截面受弯承载力计算
柱同一截面分别承受正反向弯矩,采用对称配筋。
C30:
(1) 1层A轴柱: 从柱的内力组合表可知,,为小偏压,选用大大的组合,最不利组合为 ,在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩设计值>75﹪,柱的计算长度取下列二式中的较小值:
式中 、______柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值;
______比值、中的较小值;
H______柱的高度,对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度;对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
取;
,
按构造配筋。最小总配筋率查得,故
每侧实配318,满足构造要求.
(2) 1层B轴柱:从内力组合表可见,为小偏压,选用大大的组合,最不利组合为
在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩设计值>75﹪,柱的计算长度取下列二式中的较小值:
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