资源描述
.仪征市某社区综合管理楼结构设计计算书一、设计资料1、设计任务书提供的有关结构设计资料仪征市某社区拟建一座复合功能的社区综合建筑,建筑面积35004000 m2左右,拟建房屋所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g。基本雪压S0=0.4kN/m2,准永久值系数为0,基本风压0=0.45 kN/m2,地面粗糙度为C类。主导风向为南、东南,降雨强度：10毫米/小时ph5。场地土覆盖层厚度为50m。地质资料如表1.1：表1.1 地质资料平均厚度fak 天然含水量重度 压缩系数 压缩模量Es e剪切波速Vs 1.表层土0.79701402.粉土2.0114036.118.30.1910.30.9492503.粉砂1.9516029.619.40.1115.90.7762804.粉砂2.3618029.119.40.1215.90.7635202、建筑设计提供的有关结构设计资料建筑平面及剖面见图1.11.2。由于建筑左右不对称,左低右高,且在五层左右部分有错层,为满足抗震要求,在4轴线处设置防震缝,缝宽200mm,这样将多出一条1/4轴线。3、结构设计规范建筑结构制图标准 GB/T 501052001 建筑地基基础设计规范GB 500072002 建筑结构荷载规范GB 500092001 混凝土结构设计规范GB 500102002 建筑抗震设计规范GB 500112001 建筑物抗震构造详图二、结构方案选择 上部结构方案：主要承重结构体系采用普通框架结构。建筑主体高22.08m,小于规范规定的最大适用高度55m。楼屋盖结构采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖。基础结构方案：纵向条形基础。三、结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面的设计,其建筑平面、剖面及结构平面分别见图1.1、1.2和3.13.4。主体结构14轴为5层,48轴为6层,多功能厅层高为4.5m,第五层层高为4.08m,其余为3.6m。局部突出屋面的塔楼为电梯机房,层高为3.0m。外墙采用KM1空心砖,内墙采用加气混凝土砌块。门为木门,门洞尺寸为0.9m2.4m；窗为铝合金窗,窗高2.1m,高窗高0.5m。1、柱网布置以建筑设计为基础,确定柱网布置。横向柱网以房屋进深为间距,分别为6.6m,3.0m,6.6m；纵向柱网以房屋开间为主要依据布置,取为7.2m。框架柱升到女儿墙顶。由于建筑左右不对称,左低右高,且在五层左右部分有错层,为满足抗震要求,在4轴线处设置防震缝,缝宽200mm,这样将多出一条1/4轴线。2、梁板布置在柱网布置的基础上,根据结构受力需要和板的经济跨度要求在纵向每两根柱之间设置一道次梁,确定荷载传力途径为一级次梁框架梁,框架承重体系为纵横向承重。现浇板做成双向板,板厚100mm。主入口处雨蓬为轻钢雨篷,需经专业厂家设计施工；次入口及货物入口处雨篷为悬挑板,悬挑长度分别为1.5m和1.0m。3、楼、电梯布置框架结构中的电梯井壁采用加气混凝土砌块砌筑,采用每层的梁承托每层的墙体重量,53 / 53.最左边房间的右墙放到哪？所有的墙下面应该有梁支撑。左下侧楼梯的平台梁放到构造柱上,构造柱再放到次梁上,这样合理吗？右上角楼梯处应该加柱子。图不要超出页面范围图1.1 建筑平面图图1.2 建筑剖面图.梯井四角加构造柱。电梯井的尺寸由建筑选定的电梯型号的电梯厂家的样本上提供,内壁尺寸不得改变。电梯速度为1.0m/s时,顶站高4500mm、井坑高1400mm,保证有足够缓冲区。顶层由于电梯缘故较标准层高,采用的做法为将电梯所在柱网局部提高。由于轿厢顶部的吊架及隔音层都要占去一定的空间,机房的地板面一般都要高出屋面。机房地板上在井筒的范围内,留有两个用来提升轿厢及对重用的方孔,以便钢丝绳穿过,并考虑钢丝绳晃动。平时地板上并没有什么荷载,但要考虑机房设备安装和检修荷载,取7kN/m2。机房顶板的下面埋置一个吊钩,供安装和检修用。在楼梯间尽量避免短柱,将休息平台梁不与框架柱联结,而单独支承在由各层梁上另起的构造柱上。200250mm小柱仅层高的一半,设于框架梁上,且埋于墙中,平台梁与小柱接口按铰接。楼梯用板式楼梯,方便设计及施工,也较美观。1.楼梯四周都应该有框架柱支撑。2.电梯井四周应该加强,四周应采用钢筋混凝土墙。4、墙体外墙：外墙只起围护作用,在满足保温、隔热的同时质轻,以减轻结构的负担。采用的材料为KM1空心砖。砌块直接砌于框架梁上,梁下直接安设门窗,不再设过梁。内墙：卫生间墙面贴瓷砖,隔墙采用190加气混凝土砌块。填充墙不考虑抗侧力作用,与框架柱柔性连接,墙顶与框架紧密结合。沿框架柱高每隔500mm配置26拉筋,伸入填充墙的长度不小于墙长的1/5且不小于700mm。5、基础持力层选择粉土层,基础底面标高为-2.45m,基础型式采用纵向条形基础,基础顶面至室外地面的距离为0.5m,具体尺寸及形状见基础设计部分。在4轴线设沉降缝,缝宽120mm。6、结构平面布置 见图3.13.4。图3.1结构平面布置图图3.2 结构平面布置图图3.3 结构平面布置图图3.4 结构平面布置图7、框架计算简图框架结构计算简图如图3.5所示。取柱的形心线作为框架柱的轴线,梁轴线取至板底,26层柱高度即为层高,2、3、4、6层取3.6m,5层取4.08m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底,即h1=3.6室内地面至第一层楼板顶面的高度+0.45+0.5基础顶面至室外地面的距离-0.1板厚=4.45m。突出屋面的电梯机房取层高3.0m。 横向框架 纵向框架图3.5 框架结构计算简图四、主要结构材料选用1、钢筋框架梁、柱的纵向受力钢筋采用HRB335钢筋,纵向构造钢筋采用HRB335钢筋,箍筋采用HPB235钢筋；板的受力钢筋采用HPB235钢筋,构造钢筋采用HPB235钢筋。2、混凝土框架梁、柱、楼面板和屋面板采用C30级混凝土,基础采用C20级混凝土,基础垫层采用C10级混凝土。基础单独施工,柱筋插入,浇至基础顶面。五、构件截面尺寸及几何参数1、框架梁框架梁的截面高度可取其跨度的1/141/10；截面宽度可取其截面高度的1/3.51/2,不小于1/4,并应适当考虑梁上所砌筑墙体的厚度阴角,b250。上述取值仅考虑跨度,没考虑荷载,初步确定框架梁的截面尺寸后,将按简支梁进行估算。估算时将简支梁的荷载取为实际荷载恒、活载的70%左右,因实际两端为约束,并据此进行内力计算和单筋矩形正截面及斜截面配筋计算,如所得纵向钢筋配筋率和箍筋配箍率均在适当范围内,则可认为所选择的框架梁截面尺寸是基本合适的。具体计算过程如下：由上估算的梁截面尺寸为：框架横梁及纵梁截面高度均为600mm、宽300mm,次梁高500mm、宽250mm。取5轴的CD梁段,取2层的楼面荷载： 恒载设计值 梁自重 板传来 梁上墙体 活载设计值 折减70%后为115.65kNm。梁下部受拉时,按T形截面设计。翼缘计算宽度：按跨度考虑,； 按梁间距考虑,； 按翼缘厚度考虑,此种情况不起控制作用；故取。梁内纵向钢筋采用HRB335级钢筋,采用C30级混凝土,下部跨间截面按单筋T形截面计算。因为属第一类T形截面。选配318,满足要求。经验算斜截面受剪承载力也满足要求。截面尺寸选择适当。验算斜截面受剪承载力的过程呢？2、框架柱截面尺寸框架柱的长边边长可取为框架柱一层高的1/121/16。考虑到框架结构可能在纵横两个方向承受地震作用,框架柱在两个方向上都应具有较好的刚度和承载力,因而框架柱采用正方形的矩形截面。从大量工程设计结果来看,钢筋混凝土高层建筑单位建筑面积的重量竖向总荷载框架、框架剪力墙结构约为1214kN/；剪力墙和筒体结构约为1416kN/。初步设计时按受荷面积估算轴力N,乘上1.21.4的系数,用规范所要求的轴压比确定柱截面尺寸。近似按轴压柱来计算轴压比,实际不为轴压,留有余地。框架柱的截面尺寸还应满足抗侧刚度要求,在多遇地震作用下,其层间水平侧移和顶点侧移均应满足建筑抗震设计规范的相应要求。由规范可知,框架的抗震等级为三级,其轴压比限值=0.9；各层重力荷载代表值近似取14kN/m2,由图1.3可知边柱及中柱的负载面积分别为7.23.3m2和7.24.8 m2。由式可得柱截面面积为边柱 中柱 柱截面取为正方形,底层柱bh=550550mm,上层柱bh=500500mm,则底层柱截面积为302500mm2,均大于以上两值,满足要求。3、现浇板厚度现浇连续双向板厚度一般不小于其跨度短边的1/50。同时,民用建筑的板厚不得小于60mm单向,工业建筑的板厚不得小于70mm单向,双向板不得小于80mm。故取板厚为100mm。4、各楼层各框架梁的线刚度ib对于现浇框架,当楼盖或屋盖与框架整体浇筑时,若按矩形截面计算的框架梁惯性矩为I0,则中框架框架梁两侧均有现浇楼板或屋面板的惯性矩取为2 I0,边框架框架梁仅一侧有现浇楼板或屋面板的惯性矩取为1.5 I0。各楼层各框架梁的线刚度ib见表5.1。表5.1 各楼层各横向框架梁的线刚度ib计算表类别层次EcbhI0 l EcI0/l1.5EcI0/l2EcI0/l边横梁173.151043006005.410966002.57710103.86610105.1541010走道梁163.151043006005.410930005.6710108.50510101.13410115、各楼层各框架柱的线刚度ic各楼层各框架柱的线刚度ic见表5.2。表5.2 各楼层各框架柱的线刚度ic计算表层次hcEcbhIc EcIc/hc 144503.151045505507.6261095.39810102436003.151045005005.2081094.5571010540803.151045005005.2081094.0211010636003.151045005005.2081094.5571010730003.151045005005.2081095.46810106、各楼层各框架柱的抗侧刚度D及各楼层框架柱的抗侧刚度之和D各楼层各框架柱的抗侧刚度D及各楼层框架柱的抗侧刚度之和D见表5.35.6。表5.3 中框架柱侧移刚度D值层次边柱中柱DicDi1cDi261.1310.361152323.6190.6442718016964851.2820.391113214.1020.67219486123228241.1310.361152323.6190.6442718016964810.9550.492161043.0560.70323004156432表5.4 边框架柱侧移刚度D值层次A-1/4,D-1/4,A-7B-1/4,C-1/4,B-7DicDi1cDi260.8480.298125692.7150.5762429411058950.9610.32594213.0770.6061756580958240.8480.298125692.7150.5762429411058910.7160.448146482.2920.65021277107775表5.5 楼电梯间框架柱侧移刚度D值层次C-7D-7DicDi1cDi260.7070.261110192.5730.563237433476250.6410.24370342.7560.5791679723831240.5660.22092992.4320.549231523245110.4770.395129072.0530.6302060533512第七层框架柱侧移刚度D值：0.707,c0.261,Di119042,Di76168将以上不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即得到框架各层层间侧移刚度Di,见表5.6。表5.6 横向框架层间侧移刚度 层次1234567Di29771931268831268831268822801731499976168由上表可见,D1/D2297719/3126880.9520.7,D5/D6=228017/314999=0.7240.7,故该框架为规则框架。六、荷载统计恒载和可变荷载1、屋面及楼面永久荷载标准值屋面40mm厚C20细石混凝土,内配4200钢筋 220.040.88 kN/m2 3mm厚1:3石灰砂浆隔离层 170.0030.051 kN/m220mm厚1:2.5水泥砂浆找平层 200.020.4 kN/m230mm厚聚乙烯泡沫塑料保温层 0.50.030.015 kN/m2APP防水冷胶二布三涂、 刷APP防水冷胶涂料基底一度 0.2 kN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平层 200.020.4 kN/m2100mm厚捣制钢筋混凝土板 250.12.5 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶或粉底 0.25 kN/m2 合计 4.696 kN/m2 26层楼面 8mm厚地砖楼面 19.80.0080.1584 kN/m2 5mm厚1:1水泥细砂浆结合层 200.0050.1 kN/m2 10mm厚1:3水泥砂浆找平层 100.020.2 kN/m2 100mm厚捣制钢筋混凝土板 250.12.5 kN/m2 板底粉刷 0.2kN/m2合计 3.1584 kN/m2卫生间8mm厚地砖楼面 19.80.0080.1584 kN/m25mm厚1:1水泥细砂浆结合层 200.0050.1 kN/m215mm厚1:3水泥砂浆找平层 200.0150.3 kN/m240mm厚C20细石混凝土层,坡向地漏 220.040.88 kN/m2聚氨酯三遍涂膜防水层,厚1.5mm0.2 kN/m210mm厚1:3水泥砂浆找平层 100.020.2 kN/m2100mm厚捣制钢筋混凝土板 250.12.5 kN/m2板底粉刷 0.2 kN/m2合计 4.5384 kN/m2 楼梯 120mm厚楼梯板自重 255.354 kN/m2饰面自重 1.50.008280.336 kN/m2底粉自重 0.5 kN/m2合计6.19 kN/m2注:1.118=1/cos,为梯板倾角,=tg-1;饰面计算中系数1.5=/3002、屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/m2 楼面均布活荷载标准值 2.0 kN/m2 走廊、门厅、楼梯均布活荷载标准值 2.5 kN/m2 电梯机房均布活荷载标准值 7.0 kN/m2 屋面雪荷载标准值 Sk=rS0=1.00.4=0.4 kN/m23、梁、柱、板、墙、门窗等重力荷载的计算. 梁自重标准值表6.1 梁自重标准值层次构件bhgli nGi Gi 1横梁0.30.5251.053.937514.74231.525667.148纵梁0.30.5251.053.937519.484306.81次梁10.250.4251.052.6256.35583.344次梁20.250.4251.052.6257.05118.506次梁30.250.3251.051.9693.87517.630其它次梁0.20.3251.051.57512.27519.33325横梁0.30.5251.053.937514.74231.525682.408纵梁0.30.5251.053.937519.484306.81次梁10.250.4251.052.6256.35583.344次梁20.250.4251.052.6257.05118.506次梁30.250.3251.051.9693.875322.89其它次梁0.20.3251.051.57512.27519.3336横梁0.30.5251.053.937514.74231.525643.532纵梁0.30.5251.053.937519.484306.81次梁10.250.4251.052.6256.35583.344次梁20.250.4251.052.6257.05118.506其它次梁0.20.3251.051.5752.12513.3477横梁0.30.5251.053.93756.1248.038117.864纵梁0.30.5251.053.93756.7252.763次梁10.250.4251.052.6256.5117.063注:梁高取减去板厚的梁高;表中为考虑梁的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数;g表示单位长度构件重力荷载;n为构件数量。梁长取净长。. 柱自重标准值表6.2 柱自重标准值层次构件bhgli nGi 1框架柱0.550.55251.108.3194.5516605.6124框架柱0.50.5251.106.8753.6163965框架柱0.50.5251.106.8754.0816448.86框架柱0.50.5251.106.8753.6163967框架柱0.50.5251.106.8753.0482.5注:表中为考虑柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数;g表示单位长度构件重力荷载;n为构件数量。柱长度取层高。. 板自重标准值15层楼面：板总面积344.032m2,其中卫生间面积47.52m2,楼梯21m2,其余275.512m2。板自重为3.1584275.5124.538447.526.19211215.832 kN 6层屋面：4.696297.2073.158451.6651558.863 kN7层屋面：4.69660.75285.282 kN. 墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值外墙为KM1空心砖,外墙面贴面砖；内墙为200mm厚加气混凝土砌块。 外墙面面砖 0.5 kN/m2内墙面做法： 刷乳胶漆 0.01 kN/m2 5mm厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面 170.0050.085 kN/m2 12厚mm1:1:6水泥石灰膏砂浆打底 170.0120.204 kN/m2 合计 0.299 kN/m2则 外墙单位面积重量为0.5150.20.2993.799 kN/m2 内墙单位面积重量为 70.20.29921.998 kN/m2木门单位面积重量取0.2 kN/m2,铝合金窗单位面积重量取0.4 kN/m2,玻璃幕墙单位面积重量取1.0 kN/m2。以下为统计各层墙体、门窗、幕墙的面积。一层： 幕墙：总长54.9m,高3.60.63m,面积354.9164.7 m2 外墙：总长15.3 m, 高3.60.450.50.63.95m,面积15.33.9560.435 m2二层： 木门：90.92.419.44 m2 铝合金窗：82.1100.521.8 m2 幕墙：133.646.8 m2 外墙：40.15382.1103.65 m2内墙：61.9139.23.213.453.190.92.4100.5232.425 m2三层： 木门：70.92.415.12 m2 铝合金窗：82.1140.523.8 m2 幕墙：133.646.8 m2 外墙：40.15382.1103.65 m2内墙：13.453.19.23.249.71315.12140.5181.105 m2四层：木门：60.92.412.96 m2铝合金窗：82.116.8 m2幕墙：133.646.8 m2外墙：40.15382.1103.65 m2内墙：68.0139.23.26.93.112.96241.9 m2五层：木门：40.92.48.64 m2铝合金窗：82.116.8 m2幕墙：134.0853.04 m2外墙：40.153.4882.1122.922 m2内墙：6.93.589.23.6853.653.488.64236.62 m2六层：木门：70.92.415.12 m2铝合金窗：82.116.8 m2幕墙：133.646.8 m2外墙：54.85382.10.92.4145.59 m2内墙：6.93.19.23.255.81360.92.4205.3 m2突出屋面的电梯间：木门： 0.92.42.16 m2铝合金窗：11.51.5 m2幕墙：1.52.43.6 m2外墙：24.12.42.161.554.18 m2内墙：3.90.93.51 m2雨篷面积：21.365 m2各层墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值见表6.3。表6.3各层墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值层次构件面积单位面积重量重量1木门0394.293铝合金窗0幕墙164.71.0164.7内墙0外墙60.4353.799229.5932木门19.440.23.888917.559铝合金窗21.80.48.72幕墙46.81.046.8内墙232.4251.998464.385外墙103.653.799393.7663木门15.120.23.024814.958铝合金窗23.80.49.52幕墙46.81.046.8内墙181.1051.998361.848外墙103.653.799393.7664木门12.960.22.592933.194铝合金窗16.80.46.72幕墙46.81.046.8内墙241.91.998483.316外墙103.653.799393.7665木门8.640.21.7281001.236铝合金窗16.80.46.72幕墙53.041.053.04内墙236.621.998472.767外墙122.9223.799466.9816木门15.120.23.0241019.829铝合金窗16.80.46.72幕墙46.81.046.8内墙205.31.998410.189外墙145.593.799553.0967木门2.160.20.432217.475铝合金窗1.50.40.6幕墙3.61.03.6内墙3.511.9987.013外墙54.183.799205.830女儿墙54.4143.799206.719206.719各层的重力荷载标准值汇总见表6.4：表6.4 各层的重力荷载标准值汇总层次柱 梁 板 墙、门窗等 10.5605.61+0.5396=500.81667.1481215.8320.5394.293+0.5917.559+1.521.365=687.9743071.75920.5396+0.5396=396682.4081215.8320.5917.559+0.5814.958=866.2593160.49930.5396+0.5396=396682.4081215.8320.5814.958+0.5933.194=874.0763168.31640.5396+0.5448.8=422.4682.4081215.8320.5933.194+0.51001.236=967.2153287.85550.5448.8+0.5396=422.4682.4081215.8320.51001.236+0.51019.829=1010.5333331.17360.5396+0.582.5=239.25643.5321558.8630.51019.829+0.5217.475+206.719=825.3713267.01670.582.5=41.25117.864285.2820.5217.475=108.738553.1344、各层的重力荷载代表值Gi活荷载的组合值： 雪荷载：0.50.460.75=12.15 kN 0.50.4297.207=59.441 kN 楼面活荷载：0.52.0236.912+0.52.5111.96=376.862 kN突出屋面的电梯井活荷载：0.5752.665=184.328 kN各层的重力荷载代表值Gi见表6.5：表6.5 各层的重力荷载代表值层次重力荷载代表值 G13071.759+376.862=3448.621G23160.499+376.862=3537.361G33168.316+376.862=3545.178G43287.855+376.862=3664.717G53331.173+376.862=3708.035G63267.016+184.328+59.441=3510.785G7553.134+12.15=565.28421979.981七、多遇地震作用下框架结构层间弹性位移验算1、确定场地土类型及建筑场地类别 由地质资料可知,场地土覆盖层厚度为4.75m,土层的等效剪切波速 因250Vse140 m/s,场地土覆盖层厚度4.75m介于350m,判定建筑场地类别为类。设防地震烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计分组为第一组,可判定在多遇地震作用下水平地震影响系数最大值为0.08,场地土特征周期Tg=0.35 s。2、计算各质点重力荷载代表值Gi将整个结构将由变形缝分割开的建筑结构作为一个整体看作为一个多质点体系,各质点的重力荷载代表值Gi按建筑结构抗震设计规范取为相应楼层上下各一半层高范围内结构和构配件自重标准值与各可变荷载组合值之和。并将突出屋面的电梯间看作一个质点。由上面的荷载计算可得各质点重力荷载代表值Gi如图7.1。 图7.1 各质点重力荷载代表值Gi3、计算结构基本自振周期T1对于规则框架,用能量法计算其自振周期T1：假想各质点承受相当于其重力荷载代表值Gi的水平力作用,利用D值法没有考虑填充墙影响计算各质点的假想水平侧移ui,并按下式计算结构的基本自振周期T1：式中,T为结构自振周期经验折减系数,取T0.7；uT为计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移。将G7折算到主体结构的顶层,即结构顶点的假想侧移计算过程见表7.1,其中表7.1 结构顶点的假想侧移计算层次Gi VGi Di ui ui 64187.0064187.00631499913.29267.0153708.0357895.04122801734.62253.7243664.71711559.75831268836.97219.1033545.17815104.93631268848.31182.1323537.36118642.29731268859.62133.8213448.62122090.91829771974.2074.20则 4、计算水平地震影响系数1由建筑抗震设计规范根据地震烈度查多遇地震下截面抗震验算的水平地震影响系数最大值max0.08；根据场地类别和设计地震分组第一组,设计基本地震加速度0.1g查场地特征周期Tg=0.35s；根据抗震规范地震影响系数曲线确定水平地震影响系数。5、利用底部剪力法计算结构总水平地震作用标准值FEk结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切型为主,故可用底部剪力法计算结构水平地震作用。即6、计算各质点水平地震作用标准值Fi,并绘制各质点水平地震作用标准值分布图因,故应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加水平地震作用系数n按规范计算,即各质点的水平地震作用按下式计算：具体计算过程见表7.2。表7.2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次25.93565.28414657.810.047637.73113.19622.933510.78580502.300.2615314.55352.28519.333708.03571676.320.2328184.53536.81415.253664.71755886.930.1815143.87680.68311.653545.17841301.320.1342106.37787.0528.053537.36128475.760.092573.32860.3714.453448.62115346.360.049939.55899.92图7.2 各质点水平地震作用标准值分布图 图7.3 水平地震作用下的楼层剪力7、计算水平地震作用下的楼层剪力Vi,并绘制水平地震作用下楼层剪力分布图 见表7.2及图7.3。8、利用D值法计算层间弹性位移和顶点侧移计算步骤见表7.3,其中表7.3 层间弹性位移和顶点侧移层次Vi Diui ui hi e=ui/hi7113.19761681.48515.42630001/20206352.283149991.11813.94136001/32205536.812280172.35412.82340801/17334680.683126882.17710.46936001/16543787.053126882.5178.29236001/14302860.373126882.7525.77536001/13081899.922977193.0233.02344501/14729、验算框架在水平地震作用下的水平侧移由表7.3可知,最大层间弹性位移角发生在第二层,其值为1/13081/550,满足要求。八、竖向荷载作用下框架内力计算1、计算单元取5轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为3.29+3.6=6.89m,如图8.1所示。由于房间内布置有次梁,故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示,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,因此在框架节点上还作用有集中力矩。图8.1 横向框架计算单元2、荷载计算竖向恒载和活载计算时应把梯形及三角形荷载化为等效均布荷载再和自重均布荷载叠加,得总的竖向均布荷载q、恒荷载计算在图8.2中,q1代表横梁自重及其上墙体重量,为均布荷载形式。分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载,由图8.1可知,q2为左边板传来,q3为右边板传来。P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载,它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载。图8.2各层梁上作用的恒载 对第六层：P1：次梁自重 女儿墙自重 纵梁自重 板传来 故P2：次梁自重 纵梁自重 板传来 故集中力矩：对13及5层,P1：次梁及其上墙体自重 纵梁及其上墙体自重 板传来 故P2：次梁及其上墙体自重 纵梁及其上墙体自重 板传来 故集中力矩：对第4层,P1：次梁及其上墙体自重 纵梁及其上墙体自重 板传来 故P2：次梁及其上墙体自重 纵梁及其上墙体自重 板传来 故集中力矩：、活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图8.3。图8.3 各层框架梁上作用的活荷载对第6层： 在雪荷载作用下,对13及5层：对第4层：将以上计算结果汇总,见表8.1与表8.2。表8.1 横向框架恒荷载汇总表层次q1q2q2q3P1P2M1M263.93757.72514.0888.453129.433138.816.47213.88113,59.9325.1969.4758.169149.068152.2627.45315.226410.8915.1969.4758.169168.409143.9548.4214.395表8.2 横向框架活荷载汇总表层次q2q2q3P1P2M1M260.8231.50.97.17111.2130.3591.12113,53.297.53.628.68448.8971.4344.8944.1137.53.632.07452.2871.6045.229注:表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。3、内力计算、计算简图梁、柱弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于AB跨与CD跨梁及5轴上A、B柱与C、D柱所受的荷载略有不同,但为了简化计算,将其视为对称荷载,荷载取较大值。因此结构与荷载均对称,计算时可取半框架计算。计算简图如图8.4。图8.4 竖向荷载作用下的内力计算简图、计算框架梁梁端固端弯矩、弯矩分配系数等a 计算梁柱转动刚度梁柱相对转动刚度见图8.5。图8.5 梁柱相对转动刚度b 计算分配系数见表8.3。表8.3 梁柱转动刚度及分配系数节点相对转动刚度S相对转动刚度之和S分配系数S/S左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁A618.22820.61638.8440.4690.531A518.22816.08420.61654.9280.3320.2930.375A416.08418.22820.61654.9280.2930.3320.375A318.22818.22820.61657.0720.3190.3190.361A218.22818.22820.61657.0720.3190.3190.361A118.22821.59220.61660.4360.3020.3570.341B620.61618.22811.3450.1840.4110.3630.226B520.61618.22816.08411.3466.2680.3110.2750.2430.171B420.61616.08418.22811.3466.2680.3110.2430.2750.171B320.61618.22818.22811.3468.4120.3010.2660.2660.166B220.61618.22818.22811.3468.4120.3010.2660.2660.166B120.61618.22821.59211.3471.7760.2870.2540.3010.158、计算各杆的固端弯矩恒载作用下6层梁：13层及5层梁：4层梁：活载作用下6层梁：13层及5层梁：4层梁：、计算不平衡弯矩并进行弯矩二次分配,计算各框架梁跨内最大弯矩,绘制框架弯矩图。弯矩二次分配法计算采用图上作业法：图8.6 弯矩二次分配 图8.7 弯矩二次分配计算各框架梁跨内最大弯矩：a 恒载作用下 AB跨梁,计算简图如图8.8。图8.8 恒载作用下AB跨梁跨中弯矩计算简图其中 ,。6层梁：,剪力向上为正。M1=39.22 kNm,M2=62.76 kNmq1=3.9375 kN/m,q2=7.725 kN/m,q3=8.453 kN/m跨中弯矩 剪力5层梁：M1=62.75 kNm,M2=78.27 kNmq1=9.932 kN/m,q2=5.196 kN/m,q3=8.169 kN/m跨中弯矩 剪力4层梁：M1=63.45 kNm,M2=81.42 kNmq1=10.891 kN/m,q2=5.196 kN/m,q3=8.169 kN/m跨中弯矩 剪力3层梁：M1=62.94 kNm,M2=78.39 kNmq1=9.932 kN/m,q2=5.196 kN/m,q3=8.169 kN/m跨中弯矩 剪力2层梁：M1=62.21 kNm,M2=78.08 kNmq1=9.932 kN/m,q2=5.196 kN/m,q3=8.169 kN/m跨中弯矩剪力1层梁：M1=58.88 kNm,M2=76.34 kNmq1=9.932 kN/m,q2=5.196 kN/m,q3=8.169 kN/m跨中弯矩剪力 BC跨梁,计算简图如图8.9。图8.9 恒载作用下BC跨梁跨中弯矩计算简图6层梁：,剪力向上为正。M=21.93 kNm,q1=3.9375 kN/m,跨中弯矩 剪力5层梁：M=21.0 kNm,q1=9.932 kN/m,4层梁：M=22.36 kNm,q1=10.891 kN/m,3层梁：M=20.63 kNm,q1=9.932 kN/m,2层梁：M=20.81 kNm,q1=9.932 kN/m,1层梁：M=21.28 kNm,q1=9.932 kN/m,b 活载作用下AB跨梁,计算简图如图8.10。跨中弯矩乘以扩大系数1.2。图8.10 活载作用下AB跨梁跨中弯矩计算简图6层梁：M1=4.82 kNm,M2=5.69 kNmq2
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