某中学教学楼设计毕业设计.doc

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本科毕业论文(设计)题目:安徽省萧县某中学2#教学楼设计姓 名: 程 伟 学 号: 0942052405 专 业: 09土木工民建(3)班 院 系: 土木与环境工程学院 指导老师: 王颖 周峰 职称学历: 硕士/助教 完成时间: 2013年5月15号 教务处制安徽新华学院本科毕业论文(设计)独创承诺书本人按照毕业论文(设计)进度计划积极开展实验(调查)研究活动,实事求是地做好实验(调查)记录,所呈交的毕业论文(设计)是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中特别加以标注引用参考文献资料外,论文(设计)中所有数据均为自己研究成果,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文(设计)作者签名: 日期: 安徽省萧县某中学2#教学楼设计摘 要本工程为安徽省萧县某中学教学楼设计,采用的是现浇钢筋混凝土框架结构,主体五层,本地区抗震设防烈度为6度,场地类别为II类场地。本设计第一步就是进行建筑设计,主要包括对建筑平面布置方案的研究及对构成建筑空间的具体布置的确定,通过对建筑平面的使用功能分析,进行建筑物使用部分、交通联系部分的平面组合设计,进而对建筑体型布局和立面、剖面、屋顶排水进行设计。第二步,便是根据建筑平面布置的结构体系,依据规范规定对建筑结构构件进行初步估算,确定计算简图,计算线刚度,统计荷载,计算重力荷载代表值等数据,从而验算地震作用对房屋所产生的层间位移。再根据竖向荷载计算梁和柱内力再进行组合,从组合表中选出不利组合对梁和柱截面进行设计验算。最后就是对楼梯的设计和计算及对板进行设计。设计完成后用pkpm软件进行验算,验证误差是否在可允许范围内,进行修订,从而最终确定设计结果。通过毕业设计,使我们进一步巩固和温习了专业基础知识,掌握了设计的基本思路和方法,熟悉了计算机软件的操作,为我们将来走上工作岗位奠定了坚实的基础。关键词:框架结构;抗震设计;荷载计算;地震作用;内力计算The Design Middle School In Anhui XiaoxianAbstractThis project is the design of a middle school in Anhui Xiaoxian, cast-in-place reinforced concrete frame structure, the main five-story, seismic intensity is 6 degrees in the region, site classification to Class II space.The design of the first step is to carry out building design, including the building layout program and the determination of the specific arrangement constitutes architectural space through the use of the building plan, part of the surface transportation links portfolio design, and then mix and size of the building facade, thereby Body building layout and elevation, section, roof drainage design. Second step, according to the structural system of the building layout, based on the specification of building structural members to preliminary estimates, the determine the calculated thumbs, linear stiffness calculations, statistical load, calculate the gravity load representative value data, thus checking the earthquake housing interlayer displacement. , Based on the vertical load beam and column internal forces then be combined, from to selected adverse combination of beam and column section check combination table. The final step is the design and calculation of the stairs and board design. Checking PKPM software design is complete and to verify whether the error in the allowable range, be amended so as to analyze the design results.Graduate design, we further consolidate and review the professional knowledge, and to master the basic ideas and methods of design, familiar with the operation of computer software, and laid a solid foundation for our future workKeywords: Frame structure; Seismic design; Load calculation; Earthquake; Internal Force Calculation目 录1 引言12 建筑设计说明22.1 工程概况22.2 工程设计依据22.2.1 规范22.2.2 工程设计原始资料23结构设计说明33.1 结构体系的选择33.1.1 框架结构组成33.1.2 框架结构种类33.1.3 框架结构布置33.2 构件的尺寸初估及框架梁柱线刚度的计算33.2.1 板的估算33.2.3 梁截面估算43.2.4 确定框架的计算简图43.2.5 柱线刚度计算44 重力荷载计算64.1 荷载统计64.2 活载标准值计算74.2.1屋面和楼面活荷载标准值74.2.2 雪荷载标准值84.3 荷载总汇84.3.1 各层重力荷载代表值85 风荷载115.1 风荷载计算115.1.1 底层柱D值计算125.1.2 风荷载框架作用下框架侧移计算:135.1.3 计算结构的基本周期145.1.4 水平地震作用计算155.1.5 横向框架抗震变形验算175.1.6 水平地震作用下横向框架的内力分析186 竖向荷载统计236.2 用弯矩分配法计算框架弯矩266.3 固端弯矩计算276.3.1 恒荷载作用下内力计算276.3.2 活荷载作用下内力计算276.2.3分配系数计算276.2.4传递系数计算286.2.5弯矩分配286.4 梁端剪力及柱轴力的计算327 内力组合377.1 框架梁内力组合377.2 框架柱内力组合418 梁截面设计448.1 承载力抗力调整系数448.1.1 梁的正截面承载力计算448.1.2 梁斜截面承载力计算498.2 柱截面设计508.2.1 框架柱正截面设计508.2.2 轴压比和剪跨比验算508.2.3 柱正截面承载力计算518.2.4 柱斜截面承载力计算619 节点设计6610 楼梯设计6710.1设计资料6710.2 计算步骤6711 现浇板的设计7211.1 设计资料7211.2 荷载设计值计算7311.3 弯矩计算7311.4 截面设计75结论80致谢81参考文献821 引 言本设计是按照安徽新华学院土木与建筑工程系2013年毕业设计书要求编写的毕业设计。题目为“安徽省萧县某中学教学楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部分。 教学楼是公共建筑,其规范要求比较严格,能体现出建筑和结构设计的很多重要的方面,选择教学楼建筑和结构设计,从而掌握教学楼设计的基本原理,妥善解决其功能关系,满足使用要求。 框架结构的设计自二十世纪后就得到了大范围的使用。该结构建筑平面布置灵活,使用空间大,延性较好,其具有良好的抗震能力。对教学楼等重要建筑结构非常适用,能很好的满足使用面积方面要求。 框架结构的研究,对于建筑的荷载情况,分析其受力,采用不同的方法分别计算出竖向和水平向荷载作用下的弯矩、剪力、轴力,然后进行内力组合,挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算,保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算中采用了弯矩分配法,对水平荷载采用了D值法,对钢筋混凝土构件的受力性能,受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。 结构计算则选用一榀框架为计算单元,采用手算和计算机辅助计算相结合的计算方法,在设计中手算得到同时,运用了AutoCAD、天正、pkpm等一系列计算机辅助设计软件,这也对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定的巩固和提高。其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用弯矩分配法,不但使计算结果较为合理,而且计算量较小,是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来回顾和巩固大学期间所学的专业知识,了解设计的基本思路和方法,建立一个完整的设计知识体系,当然在此过程中也需阅读大量课外资料。鉴于本人能力和经验均很有限,本设计中难免会有不妥之处,还望老师批评指正,提出宝贵意见和建议,我会按照要求改正,在此我表示感谢。在本次毕业设计中,我的指导老师都给了我们很多指导和悉心的帮助,给我们很多建议,让我们少走了很多弯路,对此我表示衷心的感谢。2建筑设计说明2.1工程概况依据自己设计的建筑图进行结构的设计主要为结构布置,荷载的统计,结构的内力计算,结构的内力组合及配筋计算等等。本框架结构形式为现浇整体框架。结构设计要求结构布置合理,构件设计经济使实用。本工程中框架梁柱板均采用C30混凝土,钢筋采用HPB300和HRB335两种规格。2.2工程设计依据2.2.1规范建筑结构荷载规范GB50009-2006混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑抗震设计规范GB50011-2010建筑地基基础设计规范GB50007-2011建筑结构设计手册(静力计算)混泥土结构构造手册建筑抗震设计手册建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001建筑抗震设防分类标准GB50223-2008建筑结构耐久性设计规范GB/T50476-2008高层民用建筑设计防火规范GBJ45-822.2.2建筑抗震设计手册工程设计原始资料基本风压S0=0.4kN/,雪压S0=0.40 KN/。抗震设计烈度:框架抗震等级为四级,设防烈度6度,设计分组第一组。场地类别:二类场地。荷载取值依据:建筑结构荷载规范。3结构设计说明钢筋混凝土框架结构是目前最为常见的一种建筑结构模式,它在各种民用建筑中都有广泛的应用,例如:旅馆,学校,餐厅,宿舍等等。这种结构体系的优点是结构强度较高,抗震性能较好,并且具有较好的可塑性,结构布置方面比较灵活,方便,易于满足空间要求,建筑立面处理容易。此次,我所设计的是安徽萧县某中学教学楼2#教学楼的,采用的就是现浇钢筋混凝土框架结构。3.1结构体系的选择3.1.1框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础等节点构成的承载结构,横梁和立柱通过刚接联系而形成的一种承重结构,它的荷载传递方式为:将荷载从板传至梁再到柱然后传至基础。3.1.2框架结构种类框架结构根据施工方法的不同分为梁板柱全部现浇楼板预制,梁柱现场浇筑框架梁板预制,柱现场浇筑的半装配式框架全装配式框架。其中整体式又称全现浇框架,它由现场支模浇筑而成,整体性好,抗震能力强。本次设计的工程采用便是现浇整体式框架结构。3.1.3框架结构布置按结构布置不同,框架结构可以分为横向承重,纵向承重和纵横向承重三种布置方案,本次设计的试验楼采用纵横向承重方案,楼板的竖向荷载沿两个方向传递。3.2构件的尺寸初估及框架梁柱线刚度的计算3.2.1板的估算一般情况下框架结构板应取跨度的1/35且要满足最小厚度的要求即可,故取板厚为100mm。3.2.2柱截面估算底层柱子轴力计算,假定结构每平米总荷载设计值为,则底层中柱的轴力设计值为。假定采用C30混凝土,则,假定柱尺寸为500500,则柱子的轴压比=0.280.9,故满足要求。3.2.3梁截面估算框架梁主梁截面高度应为跨度的1/8-1/12,宽度为1/4-1/2估算。次梁高度应为跨度的1/8-1/12,宽度为高度的1/3-1/2估算,该工程框架结构为纵横墙承重,根据梁跨可初步拟取:主梁:250500;次梁:200500。3.2.4确定框架的计算简图框架中梁和柱为刚接,柱子和基础则认为是固接方式,由于柱截面相同,故梁跨等于柱截面形心轴间的尺寸,已知室内外高差为450,而基础顶面至室外地坪的高度一般情况下至少为500,故底层柱子的高度为4550,其它层柱高为3600。3.2.5 柱线刚度计算计算公式为:i= (3-1)表3-1 柱的线刚度计算截面()柱高度()中框架梁 ()5005003.64.341045005004.553.43104表3-2 梁的线刚度计算截面柱高度线刚度2505007.22.171042505003.05.20104图3.1 框架线刚度示意图4 重力荷载计算4.1 荷载统计(1)屋面:(不上人)结构层:100厚混凝土板 0.125=2.5找平层:20 厚混合砂浆 0.0217=0.34保温层:100厚膨胀珍珠岩 0.17=0.7防水层:40 C20细石混凝土防水 0.0425=1.0找坡层:40 厚水泥石灰焦渣砂浆找平 0.0414=0.56装饰层:10厚混合砂浆 0.0117=0.17合 计 5.27(2)主梁自重bh=250500 250.25(0.5-0.1)=2.5抹灰重:20石灰砂浆 2170.010.40.01170.25=0.18 合 计 2.68(3)次梁自重bh=200500 250.2(0.5-0.1)=2.0抹灰重:10厚石灰砂浆 2170.010.40.01170.25=0.18合 计 2.17 ( 4 ) 楼面结构层:100厚混凝土板 0.125=2.5 抹灰重:10厚石灰砂浆 0.0117=0.17水磨石面层: 0.65合 计 3.32 (5)柱自重 柱重 0.50.525=6.25抹灰重:10厚石灰砂浆 40.01170.5=0.34合 计 6.59(6)外纵墙自重(底层)纵墙 3.60.2 5.50.7=2.77铝合金窗 0.352.1=0.74贴瓷砖外墙面 0.53.60.65=1.17内墙面粉刷 0.363.60.65=0.84 合 计 5.52标准层纵墙 3.10.25.50.7=3.64铝合金窗 0.352.1=0.6贴瓷砖外墙面 0.53.10.65=1.0水泥刷内墙面 0.363.10.65=0.72合 计 4.85(7)内纵墙自重(底层)横墙 0.23.65.5=3.96 墙面抹灰 0.36236=2.59 合 计 6.55标准层:横墙 0.25.53.1=3.41墙面抹灰 0.3623.1=2.23 合 计 5.644.2 活载标准值计算4.2.1屋面和楼面活荷载标准值屋面(不上人) 0.5 楼面:(教室) 2.0走廊 3.5储藏室 4.0卫生间 2.5办公室 2.04.2.2雪荷载标准值: 已知基本雪压为而由书中可知故。屋面活载与雪荷载数值不同时考虑按两者的最大值取值即可。4.3荷载总汇4.3.1 各层重力荷载代表值顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载,50%雪荷载,梁重,纵横墙自重,半层柱自重,半层墙体自重。其它楼层重力荷载代表值包括:楼面恒载,50%楼面活载,梁重,纵横墙自重,楼面上下各半层柱重及墙体自重,每层面积约1265。(1)顶层G550%雪荷载 0.50.41265=253柱 1.86.5954=640.55纵梁 2.7265.44 +2.2(65.4+4.84+7.8) =914.83屋面 5.271265=6666.55纵墙 0.54.85(5.6+48.63+7.23+10.2)=555.81横墙 0.55.6453.427.2124.853.6=743.18女儿墙 1.951.6253.42=399梁重 249.981225.5=1475.48合 计 10733.57(2)集中于标准层处的G2.G3.G450%楼面活载 0.521265=1265楼面恒载 3.321265=4199.8柱重 1.86.59254=1281.1纵墙 555.812=1111.62横墙 743.182=1486.36梁重 1475.48合 计 10597.18(3)集中于底层处的重力代表值G150%屋面活载 0.521265=1265楼面恒载 3.321265=4199.8 柱重 6.591.84.05/254=1361.16 横墙 555.810.56.5553.427.212)5.5236=1287.91 纵墙 743.180.55.5251.648.637.2310.2=1375.27梁重 1475.48合 计 10965.11建筑物总重力荷载代表值G为G = G1G2G3G4G5=53490.22图4.1 各质点的重力荷载代表值5 风荷载5.1 风荷载计算为了简化计算,作用在外墙面受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替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值计算公式如下: (5-1) 式中:风压高度变化系数,地面粗糙度为B类,查书中表10-4(混凝土);基本风压,=0.40;z风振系数,基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构作用T1=0.08n(n是建筑层数)估算,大约为0.4s0.25s,但是对于高度不大于30且高宽比不大于1.5的一般z =1.0;风荷载体形系数,根据建筑物的体形系数查的=1.3此位置的系数不正确;B迎风面的高度,B=7.2;下层柱的高度;hj上层柱的高度,其中对于顶层则为女儿墙高度的2倍。计算过程如下表:表5-1 集中风荷载标准值离地高度z/ z()hi/hj/Wk/18.451.221.31.00.43.61.311.1914.851.141.31.00.43.63.615.3711.251.041.31.00.43.63.614.027.651.001.31.00.43.63.613.484.051.001.31.00.44.553.615.265.1.1底层柱D值计算表5-2 横向底层D值的计算构件名称K=D=()G轴柱=0.630.438549.1J轴柱=2.150.6412724.3K轴柱=2.150.6412724.3L轴柱=0.630.438549.1表5-3 横向标准层D值的计算构件名称D=ic()G轴柱0.28037.04J轴柱0.4618485.2K轴柱0.4618485.2L轴柱0.28037.045.1.2风荷载框架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: (5-2)式中:Vj第j层的总剪力; 第j层所有柱的抗侧移刚度之和; 第j层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出之后,就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层一下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。顶点侧移: (5-3)框架在风荷载作用下侧移的计算见下表:表5-4 风荷载作用下框架侧移计算层次Wj/Vj/()/m/h511.9111.91653411.520.000017415.3726.56653411.520.000041314.0240.58653411.520.000062213.4854.06653411.520.000083 115.2669.32549330.60.00013=0.000333侧移验算:层间侧移最大值:(满足要求)。5.1.3计算结构的基本周期主要按下式求基本周期: (5-4)计算基本周期首先要求出结构的顶点水平位移。是将框架的重力荷载视为水平作用力,求得的假想框架顶点位移。然后由求出,再用求出框架结构的底部剪力,进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表5-5:表5-5 横向框架顶点位移 层次 () ()层间相对位移 510733.5710733.57653411.520.01640.2604410597.1821330.75653411.520.03260.244310597.1831927.93653411.520.04890.2114210597.1842525.11653411.520.06510.1625110965.1153490.22549330.60.09740.0974结构基本周期T1=1.70=1.70.6=0.525.1.4水平地震作用计算该工程所在地区抗震设防类别为丙级,抗震设防烈度为6度,结构安全等级为二级,设计地震分组为第一组,场地类别为类。结构的特征周期=0.35s,水平地震影响系数最大值=0.04。由于=0.521.4=1.40.35=0.49(s),故需考虑顶部附加地震作用。按底部剪力法求得的底部剪力,附加集中水平地震作用可表示为: (5-5)式中:为顶部附加水平作用系数,可查书中表3.4得 (5-6)结构水平横向地震作用标准值:其余各层横向地震剪力按下式(4-6)分配, 其具体计算结果见表5-6所示 (5-7) 横向框架各层水平地震作用和地震剪力图见图4.9.表5-6 各层横向地震作用及楼层地震剪力层次 () () ()() (kN) (kN)53.618.4510733.57198034.370.330515.31515.31 43.614.8510597.18157368.120.262296.32811.63 33.611.25 10597.18119218.280.199 225.071036.7 23.67.65 10597.1881068.430.135152.691189.39 14.054.05 10965.1144408.700.07483.691273.08 楼层最小地震剪力的验算如下所示(选取最大值进行验算即可):(故满足要求)图5.1 横向框架各层水平地震作用和地震剪力(单位:)5.1.5横向框架抗震变形验算水平地震作用下框架结构的层间位移计算,而规范中规定层间位移角也必须满足=1/550,求得,H为层高,具体计算过程和结果见表5-7所示。表5-7 横向框架抗震变形验算层次层高()层间剪力 ()层间刚度 ()层间位移 () 层间相对弹性转角53.6515.31653411.520.00078943.6811.03653411.520.0012433.61036.7653411.520.0015923.61189.39 653411.520.0018214.051273.08549330.60.00232经验算以上均满足公式=1/550。5.1.6水平地震作用下横向框架的内力分析本设计取中框架为例,柱端计算结果详见表5-8、表5-9。地震作用下框架梁柱弯矩,梁端剪力及柱轴力分别见表5-10、图5.2,图5.3 (高层P54)注表中: (5-8) (5-9) (5-10)表5-8 G轴柱(边柱)柱端弯矩计算层次层高H()层间剪力层间刚度Ky()53.6515.31653411.528037.046.340.50.2517.135.7143.6811.03653411.528037.049.980.50.3522.8812.3233.61036.7653411.528037.0412.750.50.4027.5427.5423.61189.39653411.528037.0414.630.50.5026.3326.3314.051273.08549330.68549.1119.80.630.7024.0656.13表5-9 J轴柱(边柱)柱端弯矩计算层次层高H()层间剪力层间刚度Ky()53.6515.31653411.5218485.214.851.70.3932.0220.0543.6811.03653411.5218485.222.941.70.4446.2536.3433.61036.7653411.5218485.229.331.70.4953.8551.7423.61189.39653411.5218485.233.651.70.5060.5760.5714.051273.08549330.612724.329.4932.150.5356.1363.30该框架为对称结构K轴柱与J轴柱相同,L轴柱与G轴柱相同。而梁端弯矩则是由按节点的弯矩平衡条件,即可求得梁端弯矩: (5-11) (5-12) 式中:分别表示节点上、下两端柱的弯矩;,分别表示节点左、右梁的线刚度;,分别表示节点左、右梁的弯矩。再以各个梁为脱离体,将梁的左右端弯矩之和除以该梁的跨长,便得到梁内剪力公式如下: (5-13) 再以柱子为脱离体自上而下逐层叠加节点左右梁端剪力,即可得到柱内轴向力,中柱轴力为两侧剪力相减,具体计算过程和结果如表4-10所示: 表5-10框架梁端弯矩、剪力及轴力计算 层次G-J跨J-K跨柱轴力lVblVb边柱N中柱N517.139.437.23.6922.1122.113.014.77-3.69-11.08428.5919.527.26.6846.7846.783.031.19-10.37-35.59339.8626.017.29.1563.6363.633.042.42-19.52-69.17244.6933.077.210.879.2479.243.052.83-30.32-111.2150.3634.367.211.7782.3482.343.054.89-42.09-154.32注:1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时,左侧两根柱为拉力,对应的右侧两根柱为压。正负号仅表示方向。2)表中M单位为,V单位为,N单位为,l单位为。图5.2 地震作用下中框架弯矩图(kNm)图5.3 水平地震作用下梁端剪力及柱轴力图(kN)6 竖向荷载统计6.1 竖向荷载作用下框架的荷载统计(1)确定板传给梁的荷载时要一个区格板一个区格板的考虑,然后再确定每个区格上的荷载传递,双向板传力时可沿四角点做线,将区格划分为四个部分,将各块上的荷载传递给与之相邻的梁上,单向板传递则是沿短边传递,板传给梁上的三角形荷载或者梯形荷载可按公式等效为均布荷载计算(混凝土P75)结构图如下图所示:图6.1 荷载的传递示意图(2)G-J轴间框架梁,屋面板传给梁上的荷载:恒载: 5.273.62(1-0.252+0.25)2=16.89 活载: 0.51.80.892=1.60 楼面板上的荷载 恒载: 3.323.220.892=10.64活载: 2.01.80.892=6.41梁自重: 2.68G-J轴间框架梁均布荷载为:屋面梁:恒载=板传荷载+梁自重 =16.89+2.68=19.57 活载=板传活荷载 =1.60 楼面梁:恒载=板传荷载+梁自重 =10.64+2.68=13.32 活荷=板传活荷 =6.42 (3)K-J轴间框架梁(屋面梁传来的荷载)恒载: 5.273.025829.88活载: 0.53.025/82=0.94楼面板传来的荷载:恒载: 3.323/25/826.23活载: 2.03.05/83.75 K-J轴间框架梁均布荷载为:(屋面梁)恒载=板传荷载+梁自重 =9.88+2.68=12.56活载-板传活荷载 =0.941楼面梁:恒载=板传恒载+梁自重 =6.23+2.68= 8.91活载=板传活荷 =3.75(4)K-L轴间框架梁均布荷载情况与G-J相同(对称结构)此处单独计算一次。 (5)轴柱纵向集中荷载作用计算(边柱)顶层柱:女儿墙(做法:墙高550mm,100mm的混凝土压顶)自重=0.20.555.50.10.225=1.11 kN/m柱的恒载=女儿墙自重+梁自重+主梁传来的荷载+次梁传来的荷载 =1.117.22.687.22.177.22.683.65.270.891.87.25.27581.87.25.270.891.87.21/2=186.43柱的活载=板传活荷=0.50.891.87.21.80.55/87.20.50.891.83.6 =12.71标准层:柱的恒载=外纵墙自重+梁自重+主梁所传恒载+次梁所传恒载+内墙自重 =4.857.22.687.22.177.22.683.63.320.891.87.23.321.85/87.23.320.891.87.21/25.643.6=184.13柱的活载=板传活载=2.00.891.87.22.05/81.87.22.00.891.83.6 =50.8(6)轴(中柱)纵向集中荷载计算顶层柱:恒载=主梁所传荷载+梁自重+次梁所传恒载=5.270.893.6/27.25.275/81.87.25.27(1-0.2120.21) 1.57.25.275/81.532.681.52.687.22.683.62.177.25.270.891.83.6225.02活载=板传活载=0.50.891.87.20.55/81.87.20.50.891.87.20.50.891.83.60.50.921.57.20.55/81.5319.08标准层柱:恒载=墙重+梁自重+主梁所传恒载+次梁所传恒载=5.643.6+4.497.22.681.52.687.22.683.62.177.23.320.891.83.63.320.891.87.23.325/81.87.23.320.921.57.23.325/81.53=236.16活载=板传活载=2.00.891.87.22.05/81.87.22.00.921.57.22.05/81.532.00.891.83.6=76.3框架在竖向荷载作用下受荷总图如下图6.2所示。图6.2 竖向荷载示意图6.2 用弯矩分配法计算框架弯矩竖向荷载作用下框架的内力分析计算,除活荷载较大的工业厂房外,对一般的工业与民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力却比考虑活荷载的不利布置时求得的值略有降低,但当活荷载所占的比例较大时,可以先前不加以考虑而是在截面配筋计算时,再将跨中弯矩值乘1.11.2的放大系数予以调整即可。6.3 固端弯矩计算6.3.1 恒荷载作用下内力计算 顶层:= 标准层:=6.3.2 活荷载作用下内力计算顶层: 标准层: 6.2.3分配系数计算 因该框架为对称框架,故为计算简便,仅取半框架计算,然后依据对称原则计算另一半,各杆端弯矩分配系数计算过程及结果见表6-1所示:表6-1 各杆端分配系数层号节点G各杆端分配系数节点J各杆端分配系数5G5G40.64-J5J40.35-G5J50.39-J5G50.19J5K50.464 (标准层)G4J40.22G4G30.39J4K40.34J4J30.26G4G50.39-J4J50.26J4G40.141G1G20.41G1G00.36J1J00.23J1J20.27G1J10.23-J1K10.35J1G10.15注:表中的表示第i层和第j层柱子名称代号表示第i层G轴与J轴间梁的代号.6.2.4传递系数计算由书中知识得当远端为固定端时,传递系数为1/2,远端为滑动时传递系数为-1,当远端铰支时为0;此框架假定上下柱的远端均为固端,且与实际情况相差不大,故柱的线刚度均需乘以0.9的修正系数但底层的除外,且其传递系数由原来的1/2变为1/3。6.2.5弯矩分配由前面所计算的恒荷载作用下和活荷载作用下的弯矩分配所得,可直接用来计算其各部分的具体分配情况,现将框架在恒载作用下的分配计算列表6-2,活荷载作用下列别6-3,弯矩图分别为图6.3,图6.4所示。竖向荷载作用下,考虑框架梁端的塑性内力重分布,即弯矩调幅系数为0.85,调幅后的具体数值见图中的括号内的数值。表6-2 恒载弯矩计算上柱下柱右梁5层左梁上柱下柱右梁00.640.390.1900.350.46-54.11-84.5430.4384.54 -14.27-9.42-34.56-26.29-8.89-7.1415.22-14.6111.81续表-1.12-0.63-2.36-4.34-5.71-61.87-61.8783.13-45.25-37.880.390.390.224层0.140.260.260.34-22.
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