1、 山东大学毕业论文(设计)——绿地商贸综合楼设计 目 录 摘 要 3 第一部分:设计资料 5 一、 工程概况 5 二、设计条件 5 三、结构设计框图 6 四、设计执行的国家标准、部颁标准及地方标准 7 五、设计任务及要求 7 六、屋面、楼面、墙体做法 7 1屋面构造 7 2楼面构造 8 3墙体 8 4、楼梯 8 第二部分 框架结构设计计算 9 一、梁柱截面尺寸初选 9 1、梁截面尺寸的估算: 9 二、梁柱刚度计算(取一榀横向框架计算) 10 三、构件自重 12 1、屋面荷载 12 2、楼面荷载 12 3、横梁自重
2、12 4、 纵梁自重 12 5、次梁自重 13 6、柱自重 13 7、外纵墙 13 8、内隔墙 14 四、楼板设计 14 1、楼板配筋计算 14 五、竖向荷载内力统计 17 1、屋面板传到横梁上荷载 17 2、楼面板传到横梁上荷载 17 3、 一层楼面板传到横梁上荷载 17 4、A柱集中荷载 18 5、B柱集中荷载 19 6、B、C、D各层集中力情况相同,集中力情况见B的计算 20 7、E柱集中荷载 20 六、竖向荷载内力计算 21 1、恒载作用下的内力 21 2、活载作用下的内力 24 七、风荷载作用下框架内力计算 27 1,风荷载计算 27 2、风
3、荷载作用下位移验算 28 3、风荷载作用下内力计算 30 4、风作用下地下内力计算 34 八、地震作用下框架内力计算 35 1、力荷载代表值计算 35 2、结构自振周期 37 3、地震影响系数 38 4、计算水平地震作用标准值(采用底部剪力法计算) 38 5、地震作用下的框架位移验算 38 6、地震作用下内力计算 39 7、地震作用下地下车库内力计算 41 九、框架的内力组合 42 1、对于框架内力的组合可,考虑以下四种荷载组合: 42 2、框架的内力组合见表2.9.1、2.9.2 42 十、梁配筋计算 54 1正截面受弯承载力计算 54 2、框架梁斜截面承载力
4、设计 57 3、梁正常使用极限状态验算:裂缝控制验算 58 十一、框架柱配筋计算 63 1.对称配筋矩形截面偏心受压构件承载力计算 63 2、框架柱抗震截面设计 66 十二、楼梯设计 70 1、楼梯基本参数 70 2、荷载计算 70 3、截面承载力计算 71 4、楼梯斜梁计算 71 5、平台板计算 72 6、平台梁计算 73 十三、基础设计 74 1、确定桩的数量和布置及验算 74 2、承台计算 75 参考文献 77 谢 辞 78 摘 要 本毕业设计题目是绿地商贸综合楼设计,该综合楼楼的总建筑面积大约是10300平方米,共五层,建筑高度为
5、23.95米。本建筑采用钢筋混凝土全现浇框架结构体系,基础采用桩基。 本设计内容包括手算和电算两部分。其中手算部分分计算书的主要内容为设计的总说明、构件尺寸的初步确定、框架的计算简图、荷载计算、框架横向侧移计算、框架在水平及竖向荷载作用下的内力计算分析和计算、内力组合、截面设计及基础设计。计算竖向力作用采用力学求解器,计算风荷载及地震荷载作用采用D值法。由于此框架属于三级框架,所以没有进行节点抗震设计,但是在梁柱截面设计时要采用“强柱弱梁”原则。图纸包括结构设计总说明、标准层及顶层结构平面布置图、所选轴线框架配筋图、楼面梁平法图、柱平法施工图、基础图等。 电算时,先用PMCAD软件进行结构
6、平面布置,检查平面数据,输入次梁楼板,输入荷载数据,形成PK文件,画结构平面图,然后使用PK进行框架计算;在设计过程中采用了手算和电算两种方式,对计算结果进行校核,及时发现设计中的错误以及与电算不同的部分,找出原因。 关键词:毕业设计,框架结构,内力组合,截面设计 Abstract The theme of this graduation design is structure design of a Building Green Business. The total Building area is about 10300 m2 and the total
7、height is 23.95 meters, which consists of 5 stories, and the story height is 4.5 meters. The building is a frame structure made by steel reinforced concrete. Foundation uses concrete Pile foundation. The design includes two aspects of manual calculation and calculation by computer. The calculati
8、on consists of several loads calculation, lateral displacement calculation of transverse frame, internal force of section and design of the foundation. Horizontal earthquake force calculation uses the bottom shears method. Calculating of vertical loads bending moment use divided story method. The de
9、signs of section uses limit state method. Because this frame belongs to the third class frame that resistant the earthquake,so the design of joint is ignored, but this design obeys the order of “strong column and weak beam”. The drawings consists of 5 parts, plans of standard layer structure and sec
10、tion,the steel plan of the typical frame and floor,and the plan of foundations. There are three steps in the calculation using computer. First, make a model of the building by PMCAD; Second, calculate the typical frame by PK; Last, calculate the whole frame. There are two kinds of methods included
11、manual calculation and computer calculation. So the data can be checked and can find the mistakes and differences between manual data and the data calculated by computer in the design in time, then find out the cause. Keywords:Graduation design ,Frame structure ,Load combinations ,Section design
12、Earthquake force 第一部分:设计资料 一、 工程概况 本工程为绿地商贸综合楼,主体为现浇钢筋混凝土框架结构。总建筑面积10300平方米左右,地上5层,层高4.5m,地下1层。室内外高差0.45m。 该楼一到三层为商场,四五层为办公用楼。该楼位于城区内,南边临主道路,交通便利,作为综合楼有很大的地理优势。 二、设计条件 1、抗震设防烈度:7度设防,抗震设计分组为第二组。 2、基本风压:0.45KN/m²,C类粗糙度。 3、雪荷载:s0=0.2 KN/m²。 4、活荷载:四、五层2.0KN/㎡,一到三层3.5KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡。 5、结构体系:
13、现浇钢筋混凝土框架结构。 6、该场地地形平坦,根据建筑对基地的勘察结果,地质情况见表1.2.1 表1.2.1:建筑地层一览表 序号 岩土种类 土层深度(m) 地基承载力fak(kPa) 1 杂填土 0-1.2 2 粘土 1.2-4.6 160 3 细砂 4.6-5.5 230 4 中砂 5.5-12.0 300 5 粗砾 12.0-16.0 360 三、结构设计框图 四、设计执行的国家标准、部颁标准及地方标准 《建筑抗震
14、设计规范》(GB 50011-2010) 《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012) 《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011) 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010) 《房屋建筑制图统一标准》(GB50001-2010) 《建筑结构制图标准》(GB/T50105—2010) 《总图制图标准》(GBT50103-2010) 五、设计任务及要求 1、 绘制建筑平面图,立面图,剖面图; 2、 绘制建筑施工图 3、 一榀框架内力计算并组合; 4、 完成梁、柱、板、基础、楼梯等配筋图
15、 5、 完成设计计算书。 六、屋面、楼面、墙体做法 1屋面构造 现浇40厚细石混凝土 三毡四油铺小石子 15厚水泥砂浆 80厚宽厚矿渣水泥 120厚现浇钢筋混凝土 10厚混合砂浆 V型轻骨架吊梁 2楼面构造 水磨石地面,10厚面层,20厚水泥砂浆打底 120厚现浇钢筋混凝土 10厚混合砂浆 V型轻骨架吊梁 3墙体 外墙 240厚砖墙 10厚混合砂浆 水刷石墙面 内墙 加气混凝土隔墙 两边10厚混合砂浆 女儿墙 墙高900mm 100mm混凝土压顶 内10厚细石混凝土 外水刷石墙面 4、楼梯
16、 水泥砂浆楼面 构造层:水磨石踏步 结构层:140厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层:20厚混合砂浆 第二部分 框架结构设计计算 一、梁柱截面尺寸初选 1、梁截面尺寸的估算: (1)、横向框架梁 横向框架梁跨度7.8m,则梁高h=(1/8~1-1/12)×7800=650~975mm 取h=800mm 梁宽b=(1/2~1/3)×800=267~400mm 取 h=350mm (2)、次梁 次梁跨度7.8m,则梁高h=(1/8~1-1/12)×7800=650~975mm 取h=700mm 梁宽b=(1/2~1
17、/3)×700=233~350mm 取 h=300mm (3)、纵向框架梁 纵向框架梁跨度6.6m,则梁高h=(1/8~1-1/12)×6600=550~825mm 取h=800mm 梁宽b=(1/2~1/3)×800=267~400mm 取 h=350mm (4)柱截面 层高H=4.5m,柱截面高度h=(1/15~1/18)×4500=250~300mm 又对于抗震设防烈度为7度,房屋高度为小于30m,的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下 式:A≥N/λfc,按建筑面积为Pk=13KN/㎡估算
18、fc=14.3N/㎜2则,N= 1.2×13×6.6×7.8×5=4015440N,则A≥312000mm2,取b×h=600㎜×600㎜。 二、梁柱刚度计算(取一榀横向框架计算) 地上与地下抗侧相差较大,只取上部计算,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。多层框架考虑为纵横向承重, 主要为横向承重,为超静定结构,故在内力计算前,应预先估算梁,柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级,以求得框架中各杆的线刚度。 混凝土强度等级: 梁用C35 (Ec = 3.15 × 107 kN/㎡) 柱用C35 (Ec =
19、 3.15 × 107 kN/㎡) 柱网布置如图2.2.1,结构计算简图如图2.2.2、框架计算单元如图2.2.3. 图2.2.1 柱网布置图 图2.2.2 结构计算简图 图2.2.3 框架计算单元 梁的线刚度计算: 框架梁惯性矩I=2I0=2.99×1010mm4. 抗弯刚度EI=897000KN*㎡ 梁的线刚度ib=ECI/l=11.5×104KN*M 柱的线刚度计算 框架梁惯性矩I=I0=1.08×1010mm4. 抗弯刚度EI=324000KN*㎡ 梁的线刚度
20、ib=ECI/H=17.2×104KN*M 三、构件自重 1、屋面荷载 现浇40厚细石混凝土 0.04×22=0.88KN/㎡ 三毡四油铺小石子 0.4 KN/㎡ 15厚水泥砂浆 1.015×20=0.3 KN/㎡ 80厚宽厚矿渣水泥 0.08×14.5=1.16 KN/㎡ 120厚现浇钢筋混凝土 0.12×25=3.0 KN/㎡ 10厚混合砂浆 0.01×17=0.17 KN/㎡ V型轻骨架吊梁 0.25 KN/㎡
21、 总计6.16 KN/㎡ 2、楼面荷载 水磨石地面 0.65 KN/㎡ 120厚现浇钢筋混凝土 0.12×25=3.0 KN/㎡ 10厚混合砂浆 0.01×17=0.17 KN/㎡ V型轻骨架吊梁 0.25 KN/㎡ 3、横梁自重 梁自重 25×0.35×(0.8-0.12)=5.95 KN/m 抹灰层 0.01×[(0.8-0.12)×2+0.35]×17=0.29 KN/
22、m 总计6.24 KN/m 4、 纵梁自重 梁自重 25×0.35×(0.8-0.12)=5.95 KN/m 抹灰层 0.01×[(0.8-0.12)×2+0.35]×17=0.29 KN/m 总计6.24 KN/m 5、次梁自重 次梁重 25×0.3×(0.7-0.12)=4.35 KN/m 抹灰层 0.01×[(0.7-0.12)×2+0.3]×17=0.25 KN/m
23、 总计4.6 KN/m 6、柱自重 柱自重 25×0.6×0.6=9 KN/m 抹灰层 0.01×0.6×4×17=0.41 KN/m 总计9.41 KN/m 7、外纵墙 A轴 四五层 纵墙 1.6×0.24×18=6.91 KN/m 铝合金窗 0.35×2.1=0.74 KN/m 10厚混合砂浆 0.01×1.6×17=0.27 KN/m 水刷石墙面 2.4×0.5=1.2 KN/m 总计:9.12
24、KN/m 二三层 纵墙 1.0×0.24×18=4.32 KN/m 铝合金窗 0.35×3.0=0.945 KN/m 10厚混合砂浆 0.01×1.0×17=0.0.17 KN/m 水刷石墙面 1.8×0.50=0.9KN/m 总计:6.34 KN/m 一层 纵墙 0.7×0.24×18=4.32 KN/m 铝合金窗 0.35×3.0=0.945 KN/m 10厚混合砂浆 0.01×0.7×17=0.12 KN/m 水刷石墙面 1.5×0.
25、50=0.9KN/m 总计:4.94 KN/m E轴 四、五层 纵墙 1.6×0.24×18=6.91 KN/m 铝合金窗 0.35×2.1=0.74 KN/m 10厚混合砂浆 0.01×1.6×17=0.27 KN/m 水刷石墙面 2.4×0.5=1.2 KN/m 总计:9.12 KN/m 一二三层 纵墙 2.8×0.24×18=12.1 KN/m 铝合金窗 0.35×0.9=0.32 KN/m 10厚混合砂浆
26、 0.01×2.8×17=0.0.48 KN/m 水刷石墙面 3.6×0.50=1.8KN/m 总计:14.7 KN/m 8、内隔墙 墙体 3.7×0.24×7.5=6.66 KN/m 抹灰 0.01×3.7×17=0.63 KN/m 四、楼板设计 因为在确定框架计算简图时需要利用楼板传递荷载,因此在进行框架手算之前应进行楼板设计。各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构,板厚h>l/40=3300/40=82.5mm。板厚取120mm,lx=3.3m,ly=7.8m,板为
27、双向板。 1、楼板配筋计算 在各层楼盖平面,梁系把楼盖分为一些双向板,如果个板块比较均匀,可按连续双向板查表进行内力计算;如果个板块分布不均匀,精确地计算可取不等跨的连续板为计算模型,用力矩分配法求解内力;下面按单独一块板的计算方法计算一块双向板。为计算简便,板块的计算跨度近似取周线之间的距离。 板分区如图2.4.1所示 图2.4.1 板的分区图 以楼面板为例进行板的计算 1)A区格板配筋计算 lx=3.3m,ly=7.8m,lx/ly=0.423,按双向板计算, (1)荷载设计值; 恒荷载设计值:g=1.24
28、1=4.9KN/㎡ 活荷载设计值:q=1.42.0=2.8 KN/㎡ g+q/2=6.3 KN/㎡ q/2=1.4KN/㎡ g+q=4.9+2.8=7.7 KN/㎡ (2)内力计算: lx=3.3m,ly=7.8m 单位板宽跨中弯矩: mx=(0.0378+0.2×0.0064.)×6.3×3.3²+(0.0863+0.2×0.0223)×1.4×3.3²=4.06kN*m/m my=(0.0064+0.2×0.0378)×6.3×3.3²+(0.0223+0.2×0.0863)×1.4×3.3²=1.56 kN*m/m 单位板宽支座弯矩:m1=-0.
29、08056×7.7×3.3²=-7.2 kN*m/m m2=-0.057×7.7×3.3²=-4.8 kN*m/m (3)截面设计 板保护层厚度取20mm,选用φ10钢筋,则lx短跨方向跨中截面有效高度(短跨方向钢筋放置在长跨方向钢筋的外侧。以获得较大的截面有效高度) h0=h-c-d/2=95mm ly方向跨中截面有效高度h0=h-c-3d/2=85mm 支座处均为95mm 截面弯矩设计值不考虑折减,计算配筋量时取内力臂系数γs=0.95 ,As=m/0.95h0fy, 板筋选用HRB335,fy=300N/mm²,配筋结果见表2.4.1:
30、 表2.4.1 板配筋 位置 截面 h0(mm) M(kN*m/m ) As(mm²) 选配钢筋 实配钢筋 跨中 Lx方向 95 4.06 150 φ10@150 393 Ly方向 85 1.56 64 φ10@150 393 支座 A边支座(lx方向) 95 -7.2 266 φ10@150 393 A边支座( ly方向) 95 -4.8 177 φ10@150 393 B,C,D区域形式相同,并且荷载相同,采用相同的配筋。 五、竖
31、向荷载内力统计 1、屋面板传到横梁上荷载 恒载:6.16×1.65×[1-2×(1.65/7.8 )²+(1.65/7.8)³]×2= 6.16×1.65×0.92×2=18.7KN/M 活载:2.0×1.65×[1-2×(1.65/7.8 )²+(1.65/7.8)³]×2= 2.0×1.65×0.92×2=6.07KN/M 则屋面梁均布荷载: 恒载=梁自重+板传荷载=6.24+18.7=24.94KN/m 活载=板传荷载=6.07KN/M. 2、楼面板传到横梁上荷载 恒载:4.07×1.65×[1-2×(1.65/7.8 )²+(1.65/7.8)³]
32、×2= 4.07×1.65×0.92×2=12.36KN/M 活载:四五层活载=2.0×1.65×[1-2×(1.65/7.8 )²+(1.65/7.8)³]×2=2.0×1.65×0.92×2=6.07KN/M 一二三层活载=3.5×1.65×【1-2×(1.65/7.8 )²+(1.65/7.8)³】×2=3.5×1.65×0.92×2=10.63KN/M 则四五层底部梁均布荷载; 恒载=梁自重+板传荷载+内墙=6.24+12.36+7.29=25.89KN/m 四、五层活载=板传荷载=6.07KN/m 二、三层活载=板传荷载=10.63KN
33、/m 3、 一层楼面板传到横梁上荷载 恒载:5.82×1.65×【1-2×(1.65/7.8 )²+(1.65/7.8)³】×2=5.82×1.65×0.92×2=17.67KN/M 恒载=梁自重+板传荷载+内墙=6.24+17.67+7.29=31.26KN/m 4、A柱集中荷载 (1)、顶层集中荷载集中荷载 女儿墙自重=0.24×0.9×18+25×0.1×0.24+0.01×17+1×0.5+0.01×1×22=5.38KN/M 顶层柱集中荷载 恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=5.38×6.6+6.24×(6.6-0
34、6)+6.16×1.65×5/8×6.6+4.6×7.8×2/4+6.16×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=205.75KN 活载=2.0×1.65×5/8×6.6+2.0×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=27.93KN (2)、三四层柱顶集中荷载 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=9.12×(6.6-0.6)+6.24×(6.6-0.6)+4.07×1.65×5/8×6.6+4.6×7.8×2/4+4.07×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=185.99KN 活载=2.0×1.65×5/8×6.6+2.0×1.65×0.92×7.
35、8×2÷4×2=27.93KN (3)、一二层柱顶集中荷载 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=6.34×(6.6-0.6)+6.24×(6.6-0.6)+4.07×1.65×5/8×6.6+4.6×7.8×2/4+4.07×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=169.31KN 活载=3.5×1.65×5/8×6.6+3.5×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=48.93KN (4)、一层柱底集中荷载 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=4.94×(6.6-0.6)+5.51×(6.6-0.6)+5.82×1.65×5/8×6.6+3.97×7.8×2/4+5.8
36、2×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=186.71KN 活载=3.5×1.65×5/8×6.6+3.5×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=48.93KN 5、B柱集中荷载 (1)、顶层集中荷载 顶层柱集中荷载 恒载=梁自重+板传荷载=6.24×(6.6-0.6)+6.16×1.65×5/8×6.6×2+4.6×7.8×4/4+6.16×1.65×0.92×7.8×2÷4×4=303.05KN 活载=2.0×1.65×5/8×6.6×2+2.0×1.65×0.92×7.8×2÷4×4=74.59KN (2)、其它层层顶集中荷载
37、 恒载=6.24×(6.6-0.6)+4.6×7.8×4/4+4.07×1.65×5/8×6.6×2 +4.07×1.65×0.92×7.8×2÷4×4+7.29×(6.6-0.6)=268.84KN 三四层柱顶活载=2.0×1.65×5/8×6.6×2+2.0×1.65×0.92×7.8×2÷4×4=74.59KN 一二层柱顶活载=3.5×1.65×5/8×6.6×2+3.5×1.65×0.92×7.8×2÷4×4=130.53KN (3)一层柱底集中荷载 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=5.51×(6.6-0.6)+7.29×(6
38、6-0.6)+5.82×1.65×5/8×6.6×2+3.97×7.8×4/4+5.82×1.65×0.92×7.8×2÷4×4=324.81KN 活载=3.5×1.65×5/8×6.6×2+3.5×1.65×0.92×7.8×2÷4×4=130.53KN 6、B、C、D各层集中力情况相同,集中力情况见B的计算 7、E柱集中荷载 (1)、顶层集中荷载 顶层柱集中荷载 恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=5.38×6.6+6.24×(6.6-0.6)+6.16×1.65×5/8×6.6+4.6×7.8×2/4+6.16×1.65×0.92×7.8×2÷4×2
39、205.75KN 活载=2.0×1.65×5/8×6.6+2.0×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=27.93KN (2)、三四层柱顶集中荷载 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=9.12×(6.6-0.6)+6.24×(6.6-0.6)+4.07×1.65×5/8×6.6+4.6×7.8×2/4+4.07×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=185.99KN 活载=2.0×1.65×5/8×6.6+2.0×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=27.93KN (3)、一二层柱顶集中荷载 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=14.7×(6.6-
40、0.6)+6.24×(6.6-0.6)+4.07×1.65×5/8×6.6+4.6×7.8×2/4+4.07×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=219.47KN 活载=3.5×1.65×5/8×6.6+3.5×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=48.93KN (4)、一层柱底 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=14.7×(6.6-0.6)+5.51×(6.6-0.6)+5.82×1.65×5/8×6.6+3.97×7.8×2/4+5.82×1.65×0.92×7.8×2÷4×2=245.27KN 活载=48.93KN 六、竖向荷载内力计算
41、 1、恒载作用下的内力 (1)地上部分竖向内力如图2.6.1 图2.6.1 竖向受力图 由上所作的竖向恒荷载,运用力学求解器求的一榀框架的内力图,如图2.6.2、图2.6.3、图2.6.4所示 图2.6.2 竖向恒荷载作用下弯矩图 图2.6.3 竖向恒荷载作用下剪力图 图2.6.4 竖向恒荷载作用下轴力图 (2)地下车库部分由力学求解器,内力如图 图2.6.5 竖向恒荷载
42、作用下弯矩图 图2.6.6 竖向恒荷载作用下剪力图 图2.6.7 竖向恒荷载作用下轴力图 2、活载作用下的内力 (1)地上部分 由上所作的竖向活荷载,运用力学求解器求的一榀框架的内力图,如图2.6.8、图2.6.9、图2.6.10所示 图2.6.8 竖向活荷载作用下弯矩图 图2.6.9 竖向活荷载作用下剪力图 图2
43、6.10 竖向活荷载作用下轴力图 (2)地下部分内力用力学求解器求解,如下图 图2.6.11 竖向活荷载作用下弯矩图 图2.6.12 竖向活荷载作用下轴力图 图2.6.13 竖向活荷载作用下剪力图 七、风荷载作用下框架内力计算 1,风荷载计算 为简化计算,作用在外墙上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处集中风荷载标准值为: Wk=βZ
44、μSμZW0(hi+hj)B/2 式中 W0——基本风压,W0=0.45KN/㎡; μS——风荷载体形系数,查表得μS=1.3; μZ——风压高度变化系数;地面粗糙度为C类; hi——下层柱高; hj——上层柱高,对顶层为女儿墙高度的2倍 B——迎风面高度,B=6.6m βZ——风振系数,对钢筋混凝土结构,对钢筋混凝土结构,T1=0.08n,约0.4s>0.25s,考虑风压脉动对结构发生顺风向风振影响,βZ=1+ξνψZ/μZ,ξ=1.17,ν=0.48; 计算过程见表2.7.1 表2.7.1 集中风荷载标准值 离地高度 Z/m
45、 μZ βZ μS W0(KN/m) hi/m hj/m Wk/KN 22.95 0.89 1.59 1.3 0.45 4.5 2 17.76 18.45 0.81 1.5 1.3 0.45 4.5 4.5 21.11 13.95 0.74 1.34 1.3 0.45 4.5 4.5 17.23 9.45 0.74 1.2 1.3 0.45 4.5 4.5 15.43 4.95 0.74 1.06 1.3 0.45 4.5 4.5 13.63 风荷载作用下
46、何在分布如图2.7.1 图2.7.1 风荷载作用力分布图 2、风荷载作用下位移验算 (1) 侧移刚度D 侧移刚度计算见表2.7.2和表2.7.3 表2.7.2 横向2-5层D值计算表 构件名称 K=∑ib/2ic αc=K/(2+K) D=αc*ic*12/h²(kN/m) A轴柱 1.6 0.444 18944 B轴柱 3.19 0.615 26240 C轴柱 3.19 0.615 26240 D轴柱 3.19 0.615 262
47、40 E轴柱 1.6 0.444 18944 ∑D=18944+26240+26240+26240+18944=116608kN/m 表2.7.3 横向底层D值计算表 构件名称 K=∑ib/ic αc=(0.5+K)/(2+K) D=αc*ic*12/h²(kN/m) A轴柱 1.6 0.583 24875 B轴柱 3.19 0.712 30379 C轴柱 3.19 0.712 30379 D轴柱 3.19 0.712 30379 E轴柱 1.6 0.712
48、 24875 ∑D=24875+30379+30379+30379+24875=140887kN/m (2)风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下层间侧移可按下式计算: Δuj=Vj/∑Dij 式中Vj——第j层总剪力; ∑Dij——第j层所有柱抗侧刚度值和; Δuj ——第j层层间侧移。 各楼层标高处的侧移值等于该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有层层间侧移之和。 框架在风荷载作用下侧移计算见表2.
49、7.4。 表2.7.4 风荷载作用下侧移计算表 层次 Wj/Kn Vj/Kn ∑D/(Kn/m) Δuj/m Δuj/h 5 17.76 17.76 116608 0.0002 1/22500 4 21.11 38.87 116608 0.0003 1/15000 3 17.23 56.1 116608 0.0005 1/9000 2 15.43 71.53 116608 0.0006 1/7500 1 13.63 85.16 140887 0.0007 1/6429
50、 u=∑Δuj=0.0023 侧移验算: 层间侧移最大值 1/6429<1/550(满足要求) 3、风荷载作用下内力计算 由前边计算的ib和ic,且ib/ic<3,可用D值法进行计算。 其步骤为 ① 求各柱子反弯点出的剪力; ② 求各柱反弯点的高度; ③ 求各柱的杆端弯矩和梁端弯矩; ④ 求各梁的剪力和各柱的弯矩。 (1) 各柱剪力的求法 第i层第m个柱的剪力:Vim=DimVi/∑D,Vi=∑Wi,Wi见表2。 (2) 求各柱反弯点的高度 框架柱反弯点位置,γ=γ0+γ1+γ2+γ3 由于上下梁刚






