青 岛 工 学 院 毕 业 论 文(设 计)
山东师范大学教学楼结构设计
学生姓名 学号
指导教师
学 院 建筑工程学院 专 业 土木工程 年级 答辩日期 年 月 日
青 岛 工 学 院
I
青岛工学院毕业设计(论文)
山东师范大学教学楼结构设计
摘 要
本次毕业设计题目为山东师范大学教学楼结构设计,根据结构设计规范等相关资料,以及任务书设计要求和提供的地质资料,进行设计。山东师范大学教学楼采用钢筋混凝土框架结构,共四层。建筑结构设计使用年限为50年,耐火等级为二级,抗震设防烈度为6度。
结构设计内容包含三个部分:第一,荷载计算,框架结构的内力计算考虑竖向荷载内力计算与水平荷载作用下的内力计算;第二,构件的配筋计算包含:楼板设计,框架的配筋计算,第三,基础设计。
关键词:结构设计,内力计算,配筋计算
II
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The Shandong Normal University School Teaching Building
Structural Design
ABSTRACT
The graduation project titled The Shandong Normal University School Teaching Building Structural Design, architectural design according to specifications and other relevant information, as well as the design requirements of the mission statement and geological information provided design. Fifth Mengjin County Vocational High School teaching building of reinforced concrete frame structure The Shandong Normal University School Teaching Building Structural Design, a total of four. Building structure design life of 50 years, fire resistance rating of two, seismic fortification intensity 6.
Structural design contains three parts: First, load calculation, calculation of internal forces framework under consideration vertical load internal force calculation of internal forces and horizontal loads calculation; Second, the calculation of the reinforcement member comprising: a floor design, staircase design, reinforcement calculation framework, third, basic design.
KEY
WORDS:
structural
design,internal
force
calculation,
reinforcement calculation
III
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目 录
第1章 结构计算参考值 ................................................................... 7
1.1 结构计算中所用到的材料自重 ............................................ 7 1.2 楼面均布活荷载标准值 ....................................................... 7 1.3 结构计算中系数取值 ........................................................... 7 第2章 自选构件计算 ....................................................................... 8
2.1 现浇板计算 ........................................................................... 8
2.1.1 板厚 ............................................................................. 8 2.1.2荷载计算(取1m板宽为计算单元) ........................ 8 2.1.3 内力计算 ..................................................................... 8 2.1.4 截面配筋计算 ............................................................. 9 2.2 单梁计算 ............................................................................... 9
2.2.1 材料 ............................................................................. 9 2.2.2 确定截面尺寸 ............................................................. 9 2.2.3荷载计算 .................................................................... 10 2.2.4内力计算 .................................................................... 10 2.2.5截面配筋计算 ............................................................ 10
第3章 竖向荷载计算 ................................................................... 13
3.1设计基本资料 ...................................................................... 13 3.2框架计算简图(为了表示方便,且以A、B、C、D表示C、D、E、F轴) .............................................................................. 15
3.2.1 确定框架的计算简图 ............................................... 15 3.2.2 确定梁柱的截面尺寸 ............................................... 15 3.2.3 计算梁柱的线刚度 ................................................... 16 3.3恒荷载作用下的内力计算 .................................................. 17
3.3.1 屋面恒荷载 ............................................................... 17 3.3.2 楼面恒荷载 ............................................................... 17 .3.3.3梁端集中力计算 ....................................................... 18 3.3.4框架梁端附加弯矩的计算 ......................................... 19
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3.3.5弯矩计算 .................................................................... 19 3.3.9计算梁端剪力、柱端剪力 ......................................... 24 3.3.7计算柱的轴力 ............................................................ 26 3.4活荷载作用下的内力计算 .................................................. 28
3.4.1 均布荷载 ................................................................... 28 3.4.2梁端集中力 ................................................................ 28 3.4.3计算框架梁端附加弯矩 ............................................. 28 3.4.4弯矩计算 .................................................................... 29 3.4.5计算梁端剪力、柱端剪力 ......................................... 32 3.4.5计算柱的轴力 ............................................................ 34
第4章 风荷载作用下的内力计算 ............................................... 36
4.1 基本数据计算 ..................................................................... 36 4.2 计算各梁端弯矩 ............................................................... 38 4.3 计算各梁端剪力 ................................................................. 38 4.4 计算各柱轴力 ..................................................................... 39 第5章 地震荷载计算 ................................................................... 40
5.1重力荷载标准值计算 .......................................................... 40 5.2水平地震作用标准值计算 .................................................. 42 5.2.1自振周期的计算 ............................................................... 42 5.2.2水平地震作用标准值计算 ............................................... 43 5.3计算各梁端弯矩 .................................................................. 44 5.4 计算各梁端剪力 ................................................................. 45 5.5 计算各柱轴力 ..................................................................... 45 第6章 框架内力组合及配筋计算 ............................................... 47
6.1 荷载组合及配筋计算考虑情况 .......................................... 47 6.2 控制截面及最不利内力组合 .............................................. 47 6.3材料 ..................................................................................... 47 6.4框架梁的配筋计算 .............................................................. 47 6.5柱配筋计算 .......................................................................... 63 第7章 基础计算 ............................................................................. 66
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7.1地基承载力特征值深度、宽度修正 ................................... 66 7.2基础J-1的设计: ............................................................... 66
7.2.1基本参数 .................................................................... 67 7.2.2 计算过程 ................................................................... 67
谢 辞 ................................................................................................ 71
参考文献 ................................................................................... 72
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第1章 结构计算参考值
1.1 结构计算中所用到的材料自重
钢筋混凝土: 25KNm3 水泥砂浆: 20KNm3
加气混凝土砌块(含内墙粉刷及外墙装饰): 12 混合砂浆: 17KNm3 水泥砂浆顶棚: 0.21KNm3
水泥砂浆保护层屋面: 3.9KNm3
陶瓷地砖楼面: 0.7KNm2
塑钢窗: 0.45KNm2
钢铁门: 0.45KNm3
1.2 楼面均布活荷载标准值
教学楼: 2.5KNm2 卫生间: 2.5KNm2 不上人屋面: 0.5KNm2
走廊、门厅、楼梯: 3.5KNm2
1.3 结构计算中系数取值
结构重要性系数: r0=1.0 永久荷载分项系数: rG=1.2 可变荷载分项系数: rQ=1.4
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KNm3
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第2章 自选构件计算
2.1 现浇板计算
2.1.1 板厚
ly6.01.05为双向板 lx5.7则:hly455700126mm且h80~160mm故取h130mm 452.1.2荷载计算(取1m板宽为计算单元) 陶瓷地砖楼地面重 : 0.701.00.70KNm
130mm钢筋混凝土板重 : 250.131.03.25KNm
10mm混合砂浆顶棚重 : 170.0101.00.17KNm
恒荷载标准值 : gk3.37KNm
恒荷载设计值 : g1.2gk1.23.374.044KNm 活荷载标准值 : qk2.51.02.5KNm 活荷载设计值 : q1.4qk1.42.53.5KNm 总荷载设计值 : gq4.0443.57.544KNm
2.1.3 内力计算
如图所示所选双向板为四边固定板
(1)跨中弯矩(按四边简支)
因
lx57000.95,由《混凝土结构设计》附表ly6000得:mx=0.0560 my=0.0286 (插入法)
图2-1 双向板计算简图
m1mxvemygql2(0.05600.020.00286)7.5445.729.429KN.mm2myvemxgql2(0.02860.20.0560)7.5445.726.080KN.m
(2)支座弯矩(按四边固定)
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2m1,m1,,0.0747(gq)l010.07477.5445.7211.412KN.mm,2m,,20.0570(gq)l2010.05707.5445.78.708KN.m2
2.1.4 截面配筋计算
截面有效高度h0:短边方向跨中截面h0x13020110mm 支座截面 h013020110mm
表1-1 板截面配筋计算
截面 M(Nmm) 跨中短向 跨中长向 支座短向 支座长向 9.429106 0.103 6.080106 11.412106 8.708106 sM 1fcbh020.086 0.091 303 0.125 0.134 511 0.095 0.100 382 112s Asfcbh0(mm2) fy配筋 实配(mm) 20.109 416 C810@150 429 C8@150 335 C10@150 523 C810@150 429 最小配筋率验算:
0.45ft1.57 0.450.00210.002 故取min0.0021fy360Asminminbh0.00211000130273mm2 即均按实际配筋
2.2 单梁计算
2.2.1 材料
混凝土强度等级为C35(ft1.57Nmm2,fc16.7Nmm2); 钢筋:纵向受力钢筋采用HRB400级(fy360Nmm2)
箍筋采用HRB400级(fy360Nmm2)
2.2.2 确定截面尺寸
h(1111~)l0(~)6000333-500mm,取h400mm 181218121111b(~)h(~)400133~200mm 取b250mm
23239
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2.2.3荷载计算
梁自重标准值 :(0.40.12)0.25251.875KNm 20mm梁粉刷层标准值 (0.400.12)20.02170.20KNm 200mm填充墙标准值 :0.2(3.90.4)127.68KNm 梁自重: :2.075KN/M 双向板传来的恒荷载标准值 :3.376.06.015.165KNm
2按“支座截面弯矩相等的原则”将双向板传来的恒荷载折算的:
pe(12a12a13)p, 5.725.7312(0.56.0)(0.56.0)15.16512.241KNm恒荷载标准值:gk2.0757.6812.24122.00KNm 恒荷载设计值:g1.2gk1.222.0026.4KNm 双向板传来活荷载标准值:qk2.5活荷载折算标准值:
qk(1223)qk[12('6.06.011.25KNm
2lx2l4.524.53)(x)3]q[12()()]11.259.08KNm2ly2ly26.626.6' 活荷载设计值:q1.4qk1.49.0812.712KNm
总荷载设计值:gq26.412.71239.11KNm 2.2.4内力计算
Mmax11(gq)l0239.115.72212.95KNm 8811(gq)l039.115.7129.06KNm 22Vmax2.2.5截面配筋计算
(1)确定翼缘的宽度b'f 按计算跨度l0考虑:bf'11l060002000mm 3310
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按梁净距s0考虑:b'fbs0250(4500250250)4500mm 2按翼缘高度不受
hf'hf'120考虑:因为0.270.1所以翼缘宽度
h0(40035)综合知翼缘宽度
b'f 2200mm
(2)判断T型截面类型
h0hcd4002510365mm 2)1.014.32200100(365100)106990.99KNmMmax212.95KNm2fbh(h0'1cf'fh'f2即截面属于第一类T型截面
故梁按bf'h2000400的单筋矩形截面梁进行计算 (3)配筋计算 ① 正截面承载力计算
Mmax212.95106 s0.051 '221fcbfh01.016.72200365112s1120.0510.052b0.518
As1fcb'fh0fy1.014.322003650.0521659mm2
360最小配筋率验算:
0.45ft1.570.450.00180.002故取min0.002 fy360Asminminbfhmin[bh(b'fb)h'f]0.002[250400(2200250)100]590mm21659mm2即配筋满足要求
选配纵向受力钢筋为 4C20 (As1275mm2)②斜截面承载力计算
hwh01003651001.064 b25025011
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0.25cfcbh00.251.016.7250365103326.22KNVmax129.06KN即截面尺寸满足要求
0.7ftbh00.71.5725036510391.34KNVmax129.06KN
即按构造配筋
ddmin6mm ssmax350mm
svsv,min(nAsv10.24ft0.241.43)min0.00095 bsfyv360选箍筋为C8双肢箍,则n2,Asv150.3mm2 则snAsv1250.3423.58mm 取s400mm
bsv,min2500.00095沿全梁均匀布置箍筋C10@200 (As393mm2)
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第3章 竖向荷载计算
3.1设计基本资料
①抗震设防烈度:6度 ②基本风压:0.45KNm2 ③建筑结构安全等级:Ⅱ级 ④材料:
梁柱混凝土均选用C35级(ft1.57Nmm2,fc16.7Nmm2) 梁柱受力钢筋均选用HRB400级(fy360Nmm2) 箍筋均选用HRB400级(fy360KNmm2)
⑤如下结构布置图取6号轴线一榀完整结构、荷载分布均匀的具有代表性的框架作为计算单元
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图3-1 (一榀框架)计算单元、结构平面布置图
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3.2框架计算简图(为了表示方便,且以A、B、C、D表示C、D、E、F轴)
3.2.1 确定框架的计算简图
⑴框架中梁柱均为整体现浇,节点可以简化为刚结点,底层柱与基础的连接点也可以简化为刚结点
⑵计算简图中尺寸的确定
①框架跨度取柱的截面形心轴线之间的距离;
① 框架柱的高度:底层取底层层高加1.0m;其余各层取各层层高,即梁面到梁面之间的距离
⑶根据以上原则作出的框架计算简图如下:
图3—2框架计算简图
3.2.2 确定梁柱的截面尺寸
⑴框架梁
1111~)l0(~)5700550~825mm 取h600mm 边跨:h(1281281111 b(~)h(~)600200~300mm 取b250mm
323215
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1111中跨:h(~)l0(~)3300275~412.5mm 取h400mm
1281281111 b(~)h(~)400133~200mm 取b250mm
3232⑵框架柱
中柱:N=Aq=6.04.0512712.8KN NC=1.25CBN=1.251.11.0712.8980.1KN
Nc980.1103Ac76153mm2 取500×500
a1fc0.914.3边柱:N=Aq=6.02.85121069.2KN NC=1.25CBN1.2511.01069.21336.5KN
N1336.510Acc109954mm2 取500×500
a1fc0.8516.73.2.3 计算梁柱的线刚度
考虑现浇楼板对侧移刚度的加强作用,中框架梁取I2I0,I各跨框架梁和各层框架柱的线刚度计算分别见下表。
表3—1梁线刚度ib的计算
3EI1bh3,iC。12l构件 边跨梁ECNmm 2 mmmm mm4bhIbL mm 5700 L Nmm4.2861010 2ECI0ABBC 中跨梁BC 30000 250600 4.5109 30000 250400 1.3109 2400 2.2221010 表3—2柱线刚度ic的计算
层数 1 2—4 ECNmm2 30000 30000 H bhmm 4900 3900 mmmm500500 500500 mm4Ic L Nmm3.41010 4.341010 ECI05.21109 5.21109 相对线刚度计算
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令2~4层柱子线刚度i=1.0,则其余各杆的相对线刚度为:
3.401040.78 一层柱子:i44.3410,13.2141040.74 AB ,CD 跨梁:i44.3410,边2.2221040.51 BC跨梁:i44.3410。中 各杆件的线刚度及相对线刚度见计算简图
3.3恒荷载作用下的内力计算
3.3.1 屋面恒荷载
保温、防水层、钢筋混凝土屋面板自重 :6.4KNm2 ⑴顶层边跨框架梁恒荷载 屋面板传来荷载:6.46.06.028.8KN/m
2框架梁自重 :250.25(0.60.1)3.125KNm
梁两侧20mm混合砂浆抹灰:0.02(0.60.1)1720.34KN/m 顶层边跨框架梁恒荷载标准值:28.83.1250.3432.265KNm ⑵顶层中跨框架梁恒荷载
框架梁自重:0.25(0.40.1)251.875KNm
20mm混合砂浆梁侧、梁底抹灰:0.02[(0.40.1)20.25]170.2KNm 顶层边跨框架梁恒荷载标准值 :1.8750.22.1KNm 3.3.2 楼面恒荷载
楼板恒荷载标准值3.37KNm2
卫生间等: 1.82.50.214.51KNm2 ⑴边跨框架梁恒荷载
楼板传来的荷载 :3.374.54.515.165KNm 2框架梁自重 :250.25(0.60.1)3.125KNm 框架梁上填充墙自重 :0.2(3.60.6)127.2KNm 边跨框架梁恒荷载标准值:15.1653.1257.225.49KNm
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⑵中跨框架梁恒荷载:2.1KNm(同顶层中跨) .3.3.3梁端集中力计算
⑴顶层梁端集中力 ① 边跨框架梁端
女儿墙传来的:0.20.9144.54.511.34KN 2纵梁自重:0.25(0.60.1)256.014.06KN
粉刷:0.02(0.6-0.1)26.0171.53KN
连系梁传来屋面自重:0.54.50.56.06.42.8KN 则边跨梁端集中力为:11.3414.061.53.891.73KN ② 中跨框架梁端
纵梁自重:0.250.60.1256.014.06KN 粉刷:0.02(0.60.1)26.0171.53KN 连系梁传来屋面自重:
0.54.50.56.06.42.8KN
4.52.850.56.447.52KN则中跨梁端集中力为:14.061.53.847.52127.91KN ⑵标准层梁端集中力 ① 边跨框架梁端
纵梁自重及抹灰:14.06KN 粉刷:1.53KN
墙体自重:(3.90.6)0.2(4.50.5)1228.8KN 按照开洞率计算墙重:
(3.62.12.72.1)(90.50.5)(3.60.6)13.23240.55
28.8(10.55)12.96KN
塑钢窗:3.62.12.72.10.455.95KN 框架柱自重:0.50.53.62522.5KN
粉刷: 0.52(0.5-0.2)3.90.02171.35KN 连系梁传来屋面自重:0.56.00.56.03.37234.12KN 则边跨梁端集中力为:
14.061.3528.812.965.9522.534.121.53121.27KN
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② 中跨框架梁端 纵梁自重:14.06KN 粉刷: 1.53KN
内纵墙自重:(3.90.6)0.2(6.0-0.5)1228.8KN 粉刷: (3.90.6)(6.0-0.5)20.02178.16KN 扣除门洞加上门重:
0.22.11.2122.11.220.02176.0481.71367.762KN
框架柱自重:22.5KN 粉刷: 1.35KN
连系梁传来屋面自重:0.56.00.56.03.37234.12KN 走廊:3.36.00.53.3725.02KN 则边跨梁端集中力为:
14.061.5328.88.167.76222.51.3534.1225.02127.78KN
3.3.4框架梁端附加弯矩的计算
⑴中跨
偏心距:e150mm
顶层梁端附加弯矩:MA5MD5127.910.1519.187KNm 标准层梁端附加弯矩:MAMD127.780.1519.167KNm ⑵边跨
偏心距:e150mm
顶层梁端附加弯矩:MA5MD591.730.1513.76KNm 标准层梁端附加弯矩:MAMD121.270.1518.19KNm 3.3.5弯矩计算
本框架采用弯矩二次分配法计算,由于结构对称、荷载对称、材料性质相同,所以利用对称性原理计算框架一半,中跨梁线刚度修正为
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图3—3恒荷载分布图(KN.m)
⑴计算节点弯矩分配系数
0.740.425
1.00.741.00.5751.00.74节点A5: A5B5A5A4B5B4节点B5: B5A5B5C51.00.4441.00.50.510。740.740.329 1.00.50.510.740.510.50.2271.00.50.510.7420
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A4A5节点A4: A4B4A5A41.00.3651.020.740.740.270 1.020.741.00.3651.020.74B4B5B4B3节点B4: B4A4B5C51.00.3081.020.50.510.740.74 0.2281.020.50.510.740.510.50.1561.020.50.510.740.740.2931.00.780.741.0节点A2: A2A30.397
1.00.780.740.78A2A10.3101.00.780.74A2B21.00.3301.00.50.510.780.740.74B2A20.2581.00.50.510.780.74节点B2:
0.78B2B10.2441.00.50.510.780.740.50.51B2C20.1681.00.50.510.780.74B2B3
节点B3与B4相同。节点A3与A4相同。
⑵计算固端弯矩
MA5B5MB5A5121ql32.2656.32106.72KNm 1212121ql25.496.3284.31KNm 1212MA4B4MB4A421
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MA3B3MB3A312ql84.31KNm 1212ql84.31KNm 12121ql2.13.622.34KNm 1212MA2B2MB2A2MB5C5MB4C4MB3C3MB2C2⑶弯矩分配及传递过程如下图
表3-1 弯矩分配过程
A节点 节点号 节点弯矩: 上柱 分配系数: 固端弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: 5 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 小计: 1.11727 0.82678 -5.7713 -3.2494 5.18431 3.83639 0 66.01 -79.779 A节点 节点弯矩: 上柱 下柱 -18.19 右梁 节点弯矩: 左梁 上柱 -6.4987 0.41339 -1.6182 90.7608 0 -8.782 -4.479 2.2673 2.2394 0 -2.187 -1.115 0 -56.23 -15.35 B节点 19.167 下柱 右梁 下柱 -13.76 右梁 节点弯矩: 左梁 上柱 B节点 19.187 下柱 右梁 0.57471 0.42529 -106.72 0.328 106.716 -28.019 19.7666 0.4444 0.2267 -2.337 53.4233 39.5332 12.0654 -14.009 -37.86 -19.31 -9.662 9.6551 分配系数: 0.39 0.396 0.27007 固端弯矩: 4 分配弯矩: 24.13072 24.1307 17.8567 传递弯矩: 26.71163 12.0654 -7.15 -84.308 0.22769 0.3077 0.3077 0.1569 84.3082 -2.337 -14.3 -19.32 -19.32 -9.855 8.92837 -18.93 -9.662 4.9277 3.35567 6347 6347 2.3127 分配弯矩: -11.5427 -11.543 -8.5416 传递弯矩: 0.558635 -3.2909 1.67783 分配弯矩: 0.384823 0.38482 0.28477 22
-4.2708 -4.391 0.9492 -1.156 2.01939 2.72 2.72 1.3917 ·青岛工学院毕业设计(论文)
小计: 40.24311 21.7473 A节点 -80.18 80.0408 -35.38 -20.77 -4.717 B节点 节点弯矩: 左梁 上柱 19.167 下柱 右梁 节点弯矩: 上柱 下柱 -18.19 右梁 分配系数: 0.39 0.396 0.27007 固端弯矩: 3 -84.308 0.22769 0.3077 0.3077 0.1569 84.3082 -2.337 分配弯矩: 24.13072 24.1307 17.8567 传递弯矩: 12.06536 13.1187 -7.15 -14.3 -19.32 -19.32 -9.855 8.92837 -9.662 -10.36 4.9277 1.40482 1.84 1.84 0.9682 -2.4353 2.2673 0.8305 -0.484 -0.0406 -0.055 -0.055 -0.028 77.8655 -24.88 -27.01 -6.809 B节点 节点弯矩: 左梁 0.24422 84.3082 上柱 19.167 下柱 右梁 分配弯矩: -6.58177 -6.5818 -4.8705 传递弯矩: -5.77135 -3.4752 0.70241 分配弯矩: 3.118292 3.11829 2.30754 小计: 26.96126 30.3108 -75.462 A节点 节点弯矩: 上柱 下柱 -18.19 右梁 分配系数: 0.396825 0.30952 0.29365 固端弯矩: 2 -84.308 0.33 0.2574 0.1683 -2.337 分配弯矩: 26.23737 20.4651 19.4157 传递弯矩: 12.06536 13.1187 -7.6691 分配弯矩: -6.95036 -5.4213 -5.1433 传递弯矩: -3.29088 -3.4752 0.61454 分配弯矩: 2.441082 1.90404 小计: 1.80 -15.338 -20.73 -16.17 -10.57 9.70783 -9.662 -10.36 5.2855 1.22907 1.6609 1.2955 0.8471 -2.5716 0.9492 0.8305 -0.424 0.29686 0.4012 0.3129 0.2046 77.632 -27.38 -24.09 -6.994 B节点 30.50257 26.5914 -75.284 A节点 1 节点弯矩: 上柱 下柱 右梁 23
节点弯矩: 左梁 上柱 下柱 右梁 分配系数: 固端弯矩: ·青岛工学院毕业设计(论文)
分配弯矩: 传递弯矩: 10.23257 分配弯矩: -8.084 传递弯矩: -2.710 分配弯矩: 小计: 0.78 7.521935 -7.436 ⑷绘弯矩图
图3-4恒荷载弯矩图(KN.m)
3.3.9计算梁端剪力、柱端剪力
⑴梁端剪力
QABMMBAMMBA11qlAB,QBAqlAB 2l2l179.7890.7632.2655.799.KN; 25.7QA5B524
·青岛工学院毕业设计(论文)
QB5A5179.7890.7632.2655.7103.38KN; 25.7QA4B4180.1880.0425.495.780.32KN; 25.7180.1880.0425.495.780.27KN; 25.7QB4A4QA3B3175.4677.8725.495.779.91KN; 25.7175.4677.8725.495.780.68KN 25.7QB3A3QA2B2175.2877.6325.495.779.92KN 25.7175.2877.6325.495.780.67KN; 25.712.12.43.5KN; 2QB2A2QB5C5QB4C4QB3C3QB2C2⑵柱端剪力
QA5A4QA4A5QA4A3QA3A4QA3A2QA2A3QA2A1QA1A266.0240.2429.52KN3.921.7526.9613.53KN;
3.930.1330.5016.84KN;3.926.597.527.42KN;4.925
·青岛工学院毕业设计(论文)
QB5B4QB4B5 QB4B3QB3B4QB3B2QB2B3QB2B1QB1B256.2335.3825.45KN;3.920.7724.8812.68KN;
3.927.0127.3815.11KN;3.924.097.446.85KN;4.9
图3-5恒荷载剪力图(KN)
3.3.7计算柱的轴力
⑴标准层柱自重:250.50.53.922.5KN 底层柱自重 :250.50.54.928.75KN
NA5A4(91.99.)194.44KN
NA4A5191.6222.5214.12KN
NA4A3214.12121.2722.580.32393.21KN NA3A4(393.2122.5)415.71KN
26
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NA3A2415.71121.2722.579.91594.39KN NA2A3(594.3922.5)616.KN
NA2A1(616.121.2722.579.92)795.58KN NA1A2795.5828.75824.33KN
NB5B4(127.91103.38)231.29KN NB4B5(231.2922.5)253.79KN
NB4B3253.79127.7822.580.27439.34KN NB3B4(439.3422.5)461.84KN
NB3B2461.84127.7822.580.687.8KN NB2B3(7.822.5)670.3KN
NB2B1670.3127.7822.580.67856.25KN NB1B2(856.2528.75)885KN ⑵绘轴力图
图3-6恒荷载轴力图(KN)
27
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3.4活荷载作用下的内力计算
3.4.1 均布荷载
边跨:屋面框架梁:0.55.73.15KNm 其它层框架梁:2.55.715.75KNm 中跨:屋面框架梁:0.52.41.8KNm 其它层框架梁:3.52.412.6KNm 均布荷载计算简图如图3-7 3.4.2梁端集中力
顶层边跨框架梁端:
(5.75.76.0)2.250.520.2526.00.52.2520.59.96KN
标准层边跨框架梁端:
(5.75.76.0)2.250.520.2526.00.52.2522.049.78KN
顶层中跨框架梁端:
(6.06.00.5)2.46.0(5.7.76.0)2.250.520.2520.513.67KN2
标准层中跨框架梁端:
6.06.00.5(5.75.76.0)2.250.520.2522.53.324.53.5
49.7825.9975.77KN3.4.3计算框架梁端附加弯矩
边跨
偏心距:e150mm
顶层梁端附加弯矩:9.960.151.49KNm 标准层梁端附加弯矩:49.780.157.47KNm 中跨
偏心距:e150mm
顶层梁端附加弯矩:13.670.152.05KNm 标准层梁端附加弯矩:75.770.1511.37KNm
28
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3.4.4弯矩计算
本框架采用弯矩二次分配法计算,其计算要点与恒荷载作用下的计算相同
图3—7活荷载分布图(KN.m)
⑴节点弯矩分配系数同恒荷载作用下的分配系数 ⑵计算固端弯矩
MA5B5MB5A5顶层:
MB5C5MAB标准层:
MBC13.155.7210.42KNm12
1MC5B51.82.421.94KNm121MBA15.755.7252.09KNm12
1MCB12.62.4213.61KNm1229
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⑶弯矩分配及传递过程如下表3-2
表3-2 弯矩分配过程
A节点 节点号 节点弯矩: 上柱 分配系数: 固端弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: 5 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 小计: -4.073 -3.0138 -1.391 0.25404 0.6533 0.48346 0 8.42 -9.9542 A节点 节点弯矩: 上柱 分配系数: 0.396 下柱 -7.47 右梁 节点弯矩: 左梁 上柱 0.50807 -1.5069 0.68241 9.88785 0 0.68659 0.3502 -0.3929 -0.175 0 0.92217 0.4703 0 -5.8111 -2.027 B节点 11.37 下柱 右梁 下柱 -1.49 右梁 节点弯矩: 左梁 上柱 B节点 2.05 下柱 右梁 0.5747 0.42529 -10.419 0.328 10.4186 -2.113 1.862 0.44444 0.2267 -1.944 5.1314 3.79723 8.1429 -1.0565 -2.8554 -1.456 -4.1716 0.7281 0.365 0.27007 -52.093 0.22769 0.3077 0.30769 0.1569 52.0931 -13.91 固端弯矩: 4 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 小计: 16.2858 16.286 12.0515 2.5657 8.1429 -3.087 -6.1739 -8.343 -8.3431 -4.255 6.02575 -1.428 -4.1716 2.1275 -0.5815 -0.786 -0.7858 -0.401 -1.0292 0.3433 0.07581 0.2004 0.09329 0.1261 0.12606 0.03 50.4275 -10.09 -13.099 -15.87 B节点 节点弯矩: 左梁 上柱 11.37 下柱 右梁 -2.7816 -2.782 -2.0584 -2.0363 -2.538 -0.2908 1.77568 1.7757 1.314 15.8092 20.884 -44.1 A节点 3 节点弯矩: 上柱 下柱 -7.47 右梁 分配系数: 0.396 0.365 0.27007 0.22769 0.3077 0.30769 0.1569 30
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固端弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 小计: -52.093 52.0931 -13.91 16.2858 16.286 12.0515 8.14291 8.8538 -3.087 -6.1739 -8.343 -8.3431 -4.255 6.02575 -4.172 -4.4744 2.1275 0.1122 0.1516 0.15162 0.0773 -1.8783 -0.393 -0.031 -0.039 -5.0766 -5.077 -3.7566 -1.3908 -2.715 0.0561 1.47814 1.4781 1.09383 19.4395 18.826 -45.735 A节点 0.533 0.7203 0.72027 0.3673 50.7118 -12.04 -11.977 -15.33 B节点 节点弯矩: 上柱 下柱 -7.47 右梁 节点弯矩: 左梁 0.24422 52.0931 上柱 11.37 下柱 右梁 分配系数: 固端弯矩: 2 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 小计: 0.39683 0.3095 0.29365 -52.093 0.33 0.25743 0.1683 -13.91 -6 2.282 17.7076 13.812 13.1036 8.14291 8.8538 -3.3111 -5.4308 -4.236 -4.0188 -2.5383 -2.715 -0.0229 2.093 1.6332 1.54948 19.9753 17.348 -44.793 A节点 -6.6222 -8.949 -6.9801 6.55181 -4.172 -4.4744 -0.0459 -0.062 -0.0483 -0.032 -2.0094 0.0758 -0.031 0.0158 0.328 0.47594 0.32 0.50166 50.4434 -12.46 -11.032 -15.58 B节点 节点弯矩: 上柱 下柱 6.90596 -2.118 右梁 31
节点弯矩: 左梁 上柱 下柱 -3.49 右梁 分配系数: 固端弯矩: 1 分配弯矩: 传递弯矩: 分配弯矩: 传递弯矩: -0.024 分配弯矩: ·青岛工学院毕业设计(论文)
小计: 4.78795 -3.514 ⑷绘弯矩图
图3-8活荷载弯矩图(KN.m)
3.4.5计算梁端剪力、柱端剪力
⑴梁端剪力
QABMMMM11qlABBA,QBAqlABBA 2l2l19.9549.8883.155.79.93KN 25.719.9549.8883.155.79.91KN 25.7QA5B5QB5A5QA4B4144.150.42815.755.748.62KN 25.732
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QB4A4144.150.42815.755.750.71KN 25.7QA3B3145.73550.71215.755.748.82KN 25.7145.73550.71215.755.750.40KN 25.7QB3A3QA2B2144.79350.44315.755.748.72KN 25.7144.79350.44315.755.750.51KN 25.7QB2A2QB5C5QB4C411.82.43.24KN21QB3C3QB2C212.62.422.68KN
2⑵柱端剪力
QA5A4QA4A5QA4A3QA3A48.415.8096.74KN;
3.920.88419.4411.20KN;
3.918.82619.97510.78KN;
3.917.3484.7884.81KN;
4.95.81110.094.42KN;
3.913.09912.046.98KN;
3.911.97712.466.79KN;
3.9QA3A2QA2A3QA2A1QA1A2QB5B4QB4B5QB4B3QB3B4QB3B2QB2B333
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QB2B1QB1B2⑶绘剪力图
11.0323.5413.17KN;
4.9
图3-9活荷载剪力图(KN)
3.4.5计算柱的轴力
NA5A4NA4A5(9.939.96)19.KN;
NA4A3NA3A4(19.48.6249.78)118.29KN;NA3A2NA2A3(118.2948.8249.78)216.KN;NA2A1NA1A2(216.48.7249.78)315.39KN;
NB5B4NB4B5(9.9113.67)23.58KN;NB4B3NB3B4(23.5850.7175.77)150.06KN;NB3B2NB2B3(150.0650.4075.77)276.23KN;NB2B1NB1B2(276.2350.5175.77)402.51KN; ⑵绘轴力图
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图3-10 活荷载轴力图(KN)
35
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第4章 风荷载作用下的内力计算
4.1 基本数据计算
风压标准值计算公式为zsz0,风压高度变化系数按地面粗糙度B类取用。因结构高度H<30m,可取z=1.0;风载体型系数s=0.9-(-0.5)=1.4;
0=0.45 KN/m2 ;z可查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集
中荷载,计算过程如表1所示(表中B和H的乘积为一榀框架各层节点的受风面积)。结构计算简图如图所示。
表4-1风荷载计算
风荷载计算 层次 4 3 2 1 z 1.0 1.0 1.0 1.0 Z(m) 16.20 12.30 8.40 4.50 z 1.13 1.04 1.00 1.00 0(KN/m2) 0.45 0.45 0.45 0.45 B受风 45.73 45.73 45.73 45.73 H受风 1.95 3.9 3.9 4.2 s 1.40 1.40 1.40 1.40 Pw(KN) 7.69 9.43 9.07 9.83 左风荷载下的节点集中荷载计算简图
图4—1风荷载计算简图(KN)
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表4-2 2-4层柱剪力
2~4层剪力(H=3.9m)
层柱数 号 四A柱 i1i2i3i4K 2ic0.74 1.25 0.74 1.25 0.74 1.25 Djk12ic Djk2(Nmm)Pw(kN)Vjk Pw(KN)hj 2KDjk K0.27 0.39 0.27 0.39 0.27 0.39 12i3h20.27 层 B柱 三A柱 层 B柱 二A柱 层 B柱 12i0.27 12i0.39 12i0.27 12i0.39 12i3h0.39 3333hhhh222227.69 1.57 2.27 3.5 5.06 5.36 7.74 17.12 26.19 表4-3 底层柱剪力表
底层剪力(H=4.9) 一 A柱 K ii12icVjk0. 5K Djk12ic 2KDjkh2(Nmm)Pw(kN)(KN)0.49 0.58 0.49 12i3h20.58 12iDjkPw0.95 1.6 j层 B柱 36.02 36.02 8.25 9.76 3h24-4 反弯点高度及柱端弯矩
反弯点高度y(反弯点到柱底的距离)及柱端弯矩
层数 柱号
A B A B A B A B
K 0.74 1.25 0.74 1.25 0.74 1.25 0.95 1.6
y0 0.32 0.3625 0.4 0.45 0.45 0.4625 0.65 0.5875
yiy0h 1.152 1.305 1.44 1.62 1.62 1.665 2.99 2.7025
Vi 1.57 2.27 3.5 5.06 5.36 7.74 8.25 9.76
M上yi.Vi 1.808 2.96235 5.04 8.1972 8.6832 12.8871 24.9675 26.37
M下hyi.Vi 3.84336 5.20965 7.56 10.0188 10.6128 14.9769 13.2825 18.5196
四层
三层
二层
一层
求出柱端弯矩后,再根据节点平衡条件得梁端弯矩,并进而求出个梁端剪力和各柱轴力。
37
·青岛工学院毕业设计(论文)
4.2 计算各梁端弯矩
MA5B53.8434KNm顶层:MB5A55.2097MB5C50.743.08KNm
0.740.510.515.20972.13KNm0.740.510.747.68KNm
0.740.510.51(2.962410.0188)5.30KNm0.740.51MA4B41.80867.569.37KNm)三层:MB4A4(2.962410.0188MB4C4MA3B35.0410.612815.65KNm二层:MB3A3(8.197214.9769)MB3C30.7413.72KNm
0.740.510.51(8.197214.9769)9.46KNm0.740.510.7418.59KNm
0.740.510.51(12.887118.5196)12.81KNm0.740.51MA2B28.683213.282521.97KNm)一层:MB2A2(12.887118.5196MB2C2
4.3 计算各梁端剪力
QA5B5QB5A5顶层:
3.84345.20971.44KN5.7
22.131.18KN2.49.377.682.71KN5.7
25.302.94KN2.415.6513.724.66KN5.7
29.465.26KN2.4QB5C5QC5B5QA4B4QB4A4三层:
QB4C4QC4B4QA3B3QB3A3二层:
QB3C3QC3B338
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QA2B2QB2A2一层:
QB2C2QC2B221.9718.596.44KN5.7
212.817.12KN2.44.4 计算各柱轴力
顶层:
NA5A4NA4A51.44KNNB5B4NB4B5(1.181.44)0.26KNNA4A3NA3A4(1.442.71)4.15KN
三层:
NB4B3NB3B4(0.522.712.94)0.29KNNA3A2NA2A3(4.154.66)8.81KNNB3B2NB2B3(5.264.660.29)0.31KNNA2A1NA1A2(8.816.44)15.25KNNB2B1NB1B2(7.126.440.31)1.07KN
二层:
一层:
39
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第5章 地震荷载计算
结构的高度为16.2m小于40m以剪切变形为主,质量和刚度沿高度均匀分布,近似于单质点,可采用底部剪力法来计算水平地震作用力。由于本建筑处于6度地震区,且高度小于30m,由规范可以知框架的抗震等级为三级。
5.1重力荷载标准值计算
1.各层梁,柱,板自重标准值
表5-1柱重力荷载标准值
柱重力荷载标准值 层数 4 2-3 1 柱编号 KZ2 KZ2 KZ2 截面尺寸(m×m) 净高(m) 0.5×0.5 0.5×0.5 0.5×0.5 3.3 3.3 4.3 gk(KN/m3) 25 25 25 数量 4 4 4 G(KN) i90 90 102.5 表5-2 板重力荷载标准值
板重力荷载标准值 层数 4 1-3 板面积(m2) 150.3 150.3 gk(KN/m3) 6.4 3.37 G(KN) i961.92 506.51 表5-3梁重力荷载标准值
梁重力荷载标准值 层数 梁编号 KL2 1到4 KL2 KL1
2. 各层墙(外墙)自重标准值计算 女儿墙重
总重Gk1=0.2×0.9×12×9=19.44KN (2)标准层墙重 外墙总长L=6.02=12m
40
截面尺寸(m×m) 0.25×0.5 0.25×0.5 0.25×0.5 静跨长(m) 5.2 1.9 5.2 gk(KN/m3) 25 25 25 数量 4 1 4 Gki(KN) 72.5 9.6875 72.5 G(KN) i154.9875 ·青岛工学院毕业设计(论文)
考虑开洞率情况下外墙重=9×0.2×(3.9-0.6)×12×(1-0.55)×6=29.16KN 内横墙总重=4×0.2×(3.9-0.6)×(6×2)×12=.8KN (3)各层(各质点)自重标准值计算 1,顶层(墙+柱+梁+板)
Gk=45+(29.16+.8)/2+961.92+154.99+19.44=1228.03KN 2,标准层(墙+柱+梁+板)
Gk=90+506.51+154.99+29.16+.8=845.16KN 3,底层(墙+柱+梁+板)
Gk=102.5+506.51+154.99+29.16+.8=857.66KN 结构各层总重力荷载代表值计算
屋面梁处:Gcw=结构和构件自重+50%雪荷载 楼面梁处:Gci=结构和构件自重+50%活荷载
其中结构和构件自重取楼面上、下1/2层高范围内(屋面梁处取顶层的一半)的结构及构件自重(包括纵、横梁自重,楼板结构层及构造层,纵、横墙体及柱等自重)。
屋面梁处:1128.03+0.5×0.25×150.3=1146.82KN 中间层楼面梁处:
845.16+0.5×(3.3×6×2)×3.5+0.5×(6.6×6×2)×2×2.5=1045.KN 底层楼面梁处:
857.66+0.5×(3.3×6×2)×3.5+0.5×(6.6×6×2)×2×2.5=1058.14KN
Gi1146.821045.21058.144296.24KN 结构重力荷载代表值 质点重力荷载
图5-1 结构的重力荷载代表值
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5.2水平地震作用标准值计算
5.2.1自振周期的计算
按顶点位移法计算框架的自振周期
顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样,只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期: 结构顶点假想位移Ui可以由下列公式计算,计算过程,
表5-4框架柱侧移刚度
一榀框架柱侧移刚度 边柱 层次 k c ic/(104KNm) h/(m) 3.9 4.9 中柱 Di/(104KNm) 1.085 0.945 根数 2 2 总值 2.170 1.0 2~4 0.74 0.27 4.34 1 1.25 0.49 3.39 层次 k c ic/(104KNm) h/(m) 4.34 3.40 3.9 4.9 Di/(104KNm) 1.567 1.118 根数 2 2 总值 3.134 2.236 2~4 1.25 0.39 1 1.60 0.58 如表3-10:
VGiGk (5-1) iviDj1n (5-2)
ijuT(u)i (5-3) T1.7TT (5-4)
k1m式中: T:基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数,框架
结构取0.6—0.7,该框架取0.7。
T:框架结构的顶点假想位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架顶点
位移。然后由T求出T1,再用T1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。
Dij
:第i层第j跟柱的抗侧移刚度;
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表5-5结构顶点的假想侧移计算
层次 4 3 2 1
G(iKN)1146.82 1045. 1045. 1058.14
VGi(kN) 1146.82 2192.46 3238.1 4296.24
D(KN.m)
iui(m) 0.02162 0.041333 0.061045 0.104119
ui(m) 0.228 0.20 0.1651 0.1041
53044.44 53044.44 53044.44 41262.72
按公式(5-4)计算基本周期T,其中Ut量纲为m,取T0.7,由上表可知
ut=0.228
T11.7TUT1.70.70.2280.568s
横向水平地震标准值计算
本结构地震烈度为6度,由于是教学楼,故提高一度,按7度设防,类场地,设计地震分组为第二组,查规范的水平地震影响系数最大值max=0.16,特征
T周期g=0.4. 则地震影响系数1为:
Tg0.40T0.5685Tg2.0
Tg 1T2max 其中:—衰减指数,取0.9,2—阻尼调整系数,取1.0
Tg则 1T0.402max0.5680.91.00.160.117
5.2.2水平地震作用标准值计算
①计算结构等效总重力荷载代表值Geq
Geq0.85Gi0.854296.243651.80KN
i1n②结构总水平地震作用等效标准值
Fek1Geq0.1173651.80427.26KN ③计算各楼层水平地震作用标准值
由于T11.4Tg1.40.40.56s,Tg0.35~0.55 需附加顶部集中力Fn:
n0.08T10.010.080.5680.010.055
FnnFek0.055427.2623.50KN43
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表5-6最大位移计算
(层数 GiKN)4 3 2 1
H(im)
GHi i Fi/(KN)
(KNm)(KNm)GiHiVi/(KN)
DkN.m) i/(m)
1146.82 15.4 1045. 11.8 1045. 1058.14
8.2 4.9
17661.03 43441.27 1.1487 187.87 53044.44 0.00354 12338.55 43441.27 114.9795 302.3282 53044.44 0.0057 8574.25 4867.44
43441.27 79.69252 382.0207 53044.44 0.0072 43441.27 45.23999 427.2607 41262.72 0.01035
表5-7地震荷载反弯点高度及柱端弯矩
地震荷载反弯点高度y(反弯点到柱底的距离)及柱端弯矩 柱号 M下=yiViM=(h yi)Vi上 层数 四层K yoyiyohV总 Di DkN.m) ViA 0.74 0.35 1.260 187.65 10850.00 53044.44 38.38296 48.363 .816 h=3.9 B 1.25 0.41 1.485 187.65 15672.22 53044.44 55.44204 82.331 117.260 三层A 0.74 0.42 1.512 302.330 10850.00 53044.44 61.84023 93.502 129.122 h=3.9 B 1.25 0.45 1.620 302.330 15672.22 53044.44 .32477 144.706 176.863 二层A 0.74 0.5 1.800 382.020 10850.00 53044.44 78.14046 140.653 140.653 h=3.9 B 1.25 0.5 1.800 382.020 15672.22 53044.44 112.8695 203.165 203.165 一层A 0.95 0.65 2.990 427.260 10850.00 41262.76 112.3476 335.919 180.880 h=4.9 B 1.6 0.55 2.530 427.260 15672.22 41262.76 162.2798 410.568 335.919
5.3计算各梁端弯矩
MA5B5.16KNm顶层:MB5A5117.26MB5C50.7469.42KNm
0.740.510.51117.2647.84KNm0.740.5144
·青岛工学院毕业设计(论文)
MA4B448.36129.12177.48KNm三层:MB4A4(82.33176.86)MB4C40.74153.44KNm
0.740.510.51(82.33176.86)105.75KNm0.740.51MA3B393.50140.65234.15KNm二层:MB3A3(144.71203.16)MB3C30.74128.98KNm
0.740.510.51(144.71203.16)88.KNm0.740.510.74319.13KNm
0.740.510.51(203.16335.92)219.94KNm0.740.51MA2B2140.65180.88321.53KNm一层:MB2A2(203.16335.92)MB2C25.4 计算各梁端剪力
QA5B5QB5A5顶层:
.1669.4225.17KN5.7
247.8426.58KN2.4177.48153.4452.52KN5.7
2105.7558.75KN2.4234.15129.9857.80KN5.7
288.49.38KN2.4321.53319.13101.69KN5.7
2219.94122.19KN2.4QB5C5QC5B5QA4B4QB4A4三层:
QB4C4QC4B4QA3B3QB3A3二层:
QB3C3QC3B3QA2B2QB2A2一层:
QB2C2QC2B25.5 计算各柱轴力
顶层:
NA5A4NA4A525.17KNNB5B4NB4B5(26.5825.17)1.41KN
三层:
NA4A3NA3A4(25.1752.52)77.69KNNB4B3NB3B4(1.4158.7552.52)7.KN45
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二层:
NA3A2NA2A3(77.6957.8)135.49KNNB3B2NB2B3(49.3857.87.)0.78KNNA2A1NA1A2(135.49101.69)237.18KN
一层:
NB2B1NB1B2(122.19101.690.78)19.72KN
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第6章 框架内力组合及配筋计算
6.1 荷载组合及配筋计算考虑情况
⑴1.2恒荷载1.4活荷载1.40.6风荷载 ⑵1.2恒荷载1.40.7活荷载1.4风荷载
(0.7活荷载0.6风荷载)⑶1.2恒荷载1.4
⑷1.2(恒荷载0.5活荷载)1.3地震作用
6.2 控制截面及最不利内力组合
⑴框架梁:
控制截面是支座截面和跨中截面 支座截面:Mmax Mma x Vma x 跨中截面:Mmax Mma x⑵框架柱:
控制截面是柱的上下端 ①Mmax及相应的N、V
②Nmax及相应的M、V ③Nmin及相应的M、V
6.3材料
混凝土:采用C35级(fc16.7Nmm2,ft1.57Nmm2) 钢筋 :受力钢筋采用HRB400级(fy360Nmm2) 箍筋采用HRB335级(fy300KNmm2)
6.4框架梁的配筋计算
⑴由于内力分析的结果是轴线位置处的内力,而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处,;因此在确定该处的最不利内力时应根据柱轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘截面的弯矩和剪力
弯矩:M'MhV2h剪力:V'VVVV2'
(M、V—柱边缘处梁截面的弯矩和剪力 M、V —柱轴线处梁截面的弯矩和剪力
47
'·青岛工学院毕业设计(论文)
h —柱截面高度
V —在长度h2范围内的剪力改变量)
⑵考虑到活荷载满跨布置所求的跨中弯矩与按活荷载最不利布置所求的跨中弯矩偏小,故将所得的跨中弯矩乘以提高系数1.2;由于框架梁柱节点非绝对刚接,框架中允许梁端出现塑性铰,因此在梁中可以考虑塑性内力重分布,即使梁端负弯矩乘以调幅系数0.8。
表6-1横梁弯矩调幅
横梁弯距调幅(单位:KN.m) 荷载类型 层号 左梁 右梁 跨度 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 荷载 32.265 2.1 32.265 25.49 2.1 25.49 25.49 2.1 25.49 25.49 2.1 25.49 恒荷载 跨中弯矩 74.805 -11.84 74.805 46.332 -1.214 46.332 49.802 -3.304 49.802 50.007 -3.484 50.007
48
左调幅 右调幅 跨中调幅 -79.78 -90.761 4 -15.35 -15.35 -79.78 -90.761 -80.18 -80.08 3 -4.72 -4.72 -63.823 -72.609 .7657 -12.28 -12.28 -14.213 -63.823 -72.609 .7657 -.144 -.0 55.5987 -3.776 -3.776 -1.4572 -80.18 -80.08 -75.46 -77.86 2 -6.81 -6.81 -.144 -.0 55.5987 -60.368 -62.288 59.7627 -5.448 -5.448 -3.9652 -75.46 -77.86 -75.28 -77.63 1 -6.99 -6.99 -60.368 -62.288 59.7627 -60.224 -62.104 60.0087 -5.592 -5.592 -4.1812 -75.28 -77.63 -60.224 -62.104 60.0087 ·青岛工学院毕业设计(论文)
表6-2活载横梁弯矩调幅
横梁弯距调幅(单位:KN.m) 荷载类型 层号 左梁 -9.95 4 -2.03 -9.95 右梁 -9. -2.03 -9. 跨度 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 荷载 3.15 1.8 3.15 活荷载 跨中弯矩 5.7079 0.886 5.7079 左调幅 -7.96 -1.624 -7.96 右调幅 跨中调幅 -7.912 6.84953 -1.624 1.0632 -7.912 6.84953 -44.16 -50.43 3 -15.87 -15.87 -44.16 -50.43 -45.73 -50.71 2 -15.33 -15.33 -45.73 -50.71 -44.79 -50.44 1 -15.58 -15.58 -44.79 -50.44
15.75 30.845 12.6 2 -35.328 -40.344 37.0136 -12.696 -12.696 5.4504 35.328 -40.344 37.0136 15.75 30.845 15.75 12.6 15.75 29.92 5.082 29.92 -36.584 -40.568 35.9036 -12.2 -12.2 6.0984 -36.584 -40.568 35.9036 -35.832 -40.352 36.6296 -12.4 -12.4 5.7984 -35.832 -40.352 36.6296 15.75 30.525 12.6 4.832 15.75 30.525 ⑶梁端内力组合见下表
组合控制截面的内力计算见下表:
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·青岛工学院毕业设计(论文)
表6-3横梁内力组合表格(4层)(承载力抗震调整系数0.75)
内层次 位置 力 M -63.8 -7.79 3.84 -3.84 .2 -.2 A4 V 99. 9.93 -1.44 1.44 A4B4 跨中 M .76 6.85 B4-25 25.17 132.6 117.6 -95.6 -139.1 -15.2 8.2 -15.6 -15.2 8.2 -95.0 -139.1 117.6 -84.9 135.0 117.0 -100.8 -136.7 -18.8 10.2 -15.6 -18.8 10.2 -100.8 -136.7 117.0 -90.7 127.6 115.0 -90.6 -135.8 -13.3 6.2 -16.0 -13.3 6.2 -.5 -135.8 115.0 -79.9 131.6 113.9 143.4 128.2 145.8 127.6 -108.4 -148.1 -20.0 9.4 -18.1 -20.0 9.4 -108.4 -148.1 127.6 -97.0 69.8 93.5 -1.2 -122.0 34.9 -21.0 -12.3 34.9 -21.0 -1.2 -122.0 93.5 26.0 118.9 74.2 -136.6 -73.0 -58.4 30.9 -12.3 -58.4 30.9 -136.6 -73.0 74.2 -147.9 145.8 128.2 -136.6 -150.5 -58.4 30.9 -18.1 -58.4 30.9 -136.6 -150.5 128.2 -147.9 恒载 活载 左风 右风 左震 右震 左风 -84.3 右风 -90.7 左风 -78.8 右风 -.6 左风 -90.6 右风 -97.0 左震 26.0 右震 -147.9 内力 -147.9 1.2恒+1.4活+1.4*0.6风 1.2恒+1.4风+1.4*0.7活 1.35恒+1.4(0.7活+0.6风) r(1.2(恒+0.5活)+1.3地震) 控制 0.38 -0.38 9.87 -9.87 M -72.6 -7.91 3.08 -3.08 69.4 -69.4 V -103 -9.91 -1.44 1.44 -25 25.17 -99.2 -103.2 -131.8 -150.5 -19.3 9.5 -16.0 -19.3 9.5 -16.4 7.4 -18.1 -16.4 7.4 左 B4M -12.3 -1.62 2.13 -2.13 47.8 -47.8 V 3. 3.24 -1.18 1.18 0 0 -27 26.58 0 0 右 B4C4 跨中 M -14.2 1.06 C4M -12.3 -1.62 2.13 -2.13 47.8 -47.8 V 3. 3.24 -1.18 1.18 -27 26.58 左 C4M -72.6 -7.91 3.84 -3.08 69.4 -69.4 V -103 -9.91 -1.44 1.44 -25 25.17 -99.2 -102.5 -131.8 -150.5 113.9 -.6 128.2 -91.2 右 C4D4 跨中 M .76 6.85 D4 0.38 -0.38 9.87 -9.87 M -63.8 -7.79 3.08 -3.84 .2 -.2 50
·青岛工学院毕业设计(论文)
V 99. 9.93 -1.44 1.44 -25 25.17 132.6 135.0 127.6 131.6 143.4 145.8 69.8 118.9 145.8 表6-4横梁内力组合表格(3层)(承载力抗震调整系数0.75)
内层次 位置 力 M -72.6 -35.3 9.37 -9.37 A3 V 80.32 48.62 -2.71 2.71 A3B3 跨中 M 49.25 37.01 0.845 -0.85 B3M -.1 -40.3 7.68 -7.68 V -80.3 -50.7 -2.71 2.71 M -3.78 -12.7 V 5.3 -5.3 -53 52.52 12 153 -12 -153 162.2 111.6 -126.9 -169.6 -17.9 34.0 5.9 -17.9 33.9 -126.9 -169.6 111.6 166.7 110.2 -139.8 -165.0 -26.8 38.9 5.9 -26.8 38.8 -139.8 -165.0 110.2 140.2 96.6 -105.7 -149.8 -9.6 22.8 3.9 -9.6 22.7 -105.7 -149.8 96.6 147.8 94.2 -127.2 -142.2 -24.4 31.0 3.9 -24.4 31.0 -127.2 -142.2 94.2 153.8 158.4 103.5 102.0 -119.6 -132.5 -160.3 -155.8 -13.1 -22.0 25.0 3.4 29.9 3.4 43.0 72.7 73.8 -146.3 94.0 -43.9 1.1 94.0 -43.9 73.8 -146.3 72.7 145.4 49.3 162.2 111.6 177 -177 恒载 活载 左风 右风 左震 右震 左风 -128.7 右风 -146 左风 -108.6 右风 -134.9 左风 右风 左震 91.8 右震 内力 1.2恒+1.4活+1.4*0.6风 1.2恒+1.4风+1.4*0.7活 1.35恒+1.4(0.7活+0.6风) r(1.2(恒+0.5活)+1.3地震) 控制 -124.8 -140.5 -254.3 -254.3 -225.4 -225.4 -43.9 -169.6 左 B3-53 52.52 106 -106 -112.2 -112.2 71.0 1.1 71.0 5.9 右 B3C3 3. 22.68 -2.94 2.94 0 5.3 0 -5.3 -59 58.75 0 106 0 -106 跨中 M -1.46 5.45 C3M -3.78 -12.7 V -13.1 -22.0 25.0 29.9 -112.2 -112.2 71.0 71.0 左 C4C3D3 3.85 22.68 -2.94 2.94 -59 58.75 153 -153 M -.1 -40.3 7.68 -7.68 V -80.3 -50.7 -2.71 2.71 -119.6 -132.5 -160.3 -155.8 103.5 102.0 -225.4 -225.4 -43.9 49.3 -169.6 111.6 右 -53 52.52 12 -12 跨中 M 49.25 37.01 0.845 -0.85 51
·青岛工学院毕业设计(论文)
M -72.6 -35.3 9.37 -9.37 D3 V 80.32 48.62 -2.71 2.71 177 -177 -128.7 162.2 -146 166.7 -108.6 140.2 -134.9 147.8 -124.8 -140.5 153.8 158.4 91.8 43.0 -254.3 -254.3 145.4 162.2 -53 52.52 表6-5横梁内力组合表格(2层)(承载力抗震调整系数0.75)
内层次 位置 力 M -62.4 -35.6 15.65 -15.7 234 A2 V 79.91 48.82 -4.96 4.96 A2B2 -58 57.8 160.3 121.6 -120.0 -171.3 -15.8 32.0 3.8 -15.8 32.0 -120.0 -171.7 168.2 120.0 -143.1 -163.5 -31.7 40.8 3.8 -31.7 40.8 -143.1 -163.9 137.2 107.5 -95.3 -152.7 -5.3 19.5 1.2 -5.3 19.5 -95.3 -153.0 150.3 104.7 151.8 115.9 159.6 114.3 -135.4 -154.4 -27.3 31.9 0.6 -27.3 31.9 -135.4 -154.7 37.5 120.8 51.4 -151.6 76.2 -34.4 -0.8 76.2 -34.4 51.4 -151.8 150.2 18.3 -200.1 -38.9 -97.1 61.9 -0.8 -97.1 61.9 -200.1 -39.1 160.3 121.6 -200.1 -171.3 -97.1 61.9 3.8 -97.1 61.9 -200.1 -171.7 -234 恒载 活载 左风 右风 左震 右震 左风 -111.5 右风 -137.8 左风 -87.8 右风 左风 右风 -132.2 左震 156.2 右震 -300.4 内力 -300.4 1.2恒+1.4活+1.4*0.6风 1.2恒+1.4风+1.4*0.7活 1.35恒+1.4(0.7活+0.6风) r(1.2(恒+0.5活)+1.3地震) 控制 -131.6 -105.9 跨中 M 59.76 35.09 0.965 -0.97 52.6 -52.6 B2M -62.3 -40.6 13.72 -13.7 129 V -80.7 -50.4 -4.96 4.96 -58 -129 57.8 -133.7 -112.3 -139.7 -162.2 -31.8 34.3 1.2 -31.8 34.3 -11.4 23.1 0.6 -11.4 23.1 左 B2M -5.45 -12.3 9.46 -9.46 88.9 -88.9 V 3.5 22.68 -5.26 5.26 6.1 0 0 -49 49.38 0 0 右 B2C2 跨中 M -3.96 C2M -5.45 -12.3 9.46 -9.46 88.9 -88.9 V 3.5 22.68 -5.26 5.26 -49 49.38 -129 57.8 左 C2C2D2 M -62.3 -40.6 13.72 -13.7 129 V -80.7 -50.7 -4.96 4.96 -58 -133.7 -112.3 -140.0 -162.5 右 52
·青岛工学院毕业设计(论文)
跨中 M 59.76 35.09 0.965 -0.97 52.6 -52.6 M -62.4 -35.6 15.65 -15.7 234 D2 V 79.91 48.62 -4.96 4.96 -58 57.8 -234 121.6 -111.5 160.0 120.0 -137.8 167.9 107.5 -87.8 137.0 104.7 115.9 114.3 -132.2 159.4 120.8 156.2 37.4 18.3 -300.4 150.2 121.6 -300.4 160.0 -131.6 -105.9 150.1 151.6 表6-6横梁内力组合表格(1层)(承载力抗震调整系数0.75)
内层次 位置 力 M -60.2 -35.8 9.37 -9.37 322 A1 V 79.92 48.72 -2.71 2.71 -102 101.7 A1B1 跨中 M 60 36.63 0.845 -0.85 1.2 -1.2 -319 161.8 124.0 -124.9 -169.8 -19.7 34.0 3.1 -19.7 33.9 -124.9 166.4 122.6 -137.5 -165.2 -28.6 38.9 3.1 -28.6 38.8 -137.5 139.9 109.1 -103.3 -150.1 -11.5 22.8 0.7 -11.5 22.7 -103.3 147.4 106.7 153.4 117.6 157.9 116.2 -129.8 -156.1 -24.2 29.9 0.0 -24.2 29.9 -129.8 -5.3 71.7 237.1 -196 203.8 -105.4 -1.2 203.8 -105.5 237.1 193.0 69.3 -385.2 3.8 -225.1 132.8 -1.2 -225.1 132.8 -385.2 193.0 124.0 -385.2 -196 -225.1 132.8 3.1 -225.1 132.8 -385.2 -322 恒载 活载 左风 右风 左震 右震 左风 -114.9 右风 -130.3 左风 -94.3 右风 左风 右风 -124.3 左震 243.2 右震 -383.8 内力 -383.8 1.2恒+1.4活+1.4*0.6风 1.2恒+1.4风+1.4*0.7活 1.35恒+1.4(0.7活+0.6风) r(1.2(恒+0.5活)+1.3地震) 控制 -120.5 -108.5 M -62.1 -40.4 7.68 -7.68 319 B1左 -124.8 -116.9 -142.5 -160.7 -26.3 31.0 0.7 -26.3 31.0 -15.3 25.0 0.0 -15.3 25.0 V -80.7 -50.5 -2.71 2.71 -102 101.7 M -5.59 -12.5 5.3 -5.3 220 -220 B1右 B1C1 V 3. 22.68 -2.94 2.94 -122 122.2 5.8 0 5.3 0 -5.3 0 220 0 -220 跨中 M -4.18 M -5.59 -12.5 C1左 V 3.85 22.68 -2.94 2.94 -122 122.2 -319 C1D1 C1右 M -62.1 -40.4 7.68 -7.68 319 -124.8 -116.9 53
·青岛工学院毕业设计(论文)
V -80.3 -50.7 -2.71 2.71 -102 101.7 跨中 M 60 36.63 0.845 -0.85 1.2 -1.2 -322 -169.6 124.0 -114.9 162.2 -165.0 122.6 -130.3 166.7 -149.8 109.1 -94.3 140.2 -142.2 -160.3 106.7 117.6 -155.8 116.2 -124.3 158.4 -194.2 71.7 243.2 -5.0 4.1 69.3 -383.8 193.3 -194.2 124.0 -383.8 193.3 M -60.2 -35.8 9.37 -9.37 322 D1 -120.5 -108.5 147.8 153.8 V 80.32 48.62 -2.71 2.71 -102 101.7
表6-7 A柱内力组合(承载力抗震调整系数0.8)
1.35恒+1.4(0.7活1.2恒+1.4活+1.4*0.6风 1.2恒+1.4风+1.4*0.7活 r(1.2(恒+0.5活)控制内力 +0.6风) +1.3地震) /M/、V、N层位内恒载 活载 左风 右风 左震 右震 左风 M 66.02 8.46 1.81 -1.81 48.36 -48.4 1.44 -25.2 25.2 92.6 -262.4 73.9 -286.0 -43.5 -135.3 -626.2 65.9 右风 .5 -260.0 67.2 -283.9 -46.2 -143.8 -619.2 53.2 左风 90.0 -254.8 69.2 -278.5 -39.8 -82.8 -583.3 62.0 右风 85.0 左风 次 置 力 右风 95.9 左震 117.7 右震 N最小 最大 柱98.9 17.1 117.7 顶 N -194.4 -19. -1.44 4 柱N -214.1 -19. -1.44 底 V -29.52 柱3 M -6.74 1.57 M 40.24 15.81 3.84 -250.8 -283.2 -280.8 -222.4 -170.0 -283.2 -170.0 58.4 73.0 66.6 139.6 -47.2 139.6 -3.84 .82 -.8 1.44 -25.2 25.2 -274.4 -309.8 -307.3 -241.3 -188.9 -309.8 -188.9 -44.2 -96.9 -45.1 -82.3 -47.8 163.9 -226.8 -226.8 -90.8 61.3 -133.1 -135.3 -1.57 187.7 -188 -5.04 4.15 93.5 -93.5 -77.7 77.7 21.74 -118.29 5.04 顶 N -393.2 -107.77 -4.15 柱M 26.96 19.44 7.56 -571.7 -639.9 -633.0 -510.0 -348.4 -639.9 -348.4 40.8 61.8 49.1 169.5 -99.1 169.5 -7.56 129.1 -129 54
·青岛工学院毕业设计(论文)
底 N -415.7 -118.29 -4.15 V -13.53 柱M 30.31 -11.2 18.83 3.5 8.68 4.15 -3.5 -77.7 77.7 302.3 -302 -667.9 -29.0 70.0 -661.0 -34.9 55.4 -620.6 -22.3 67.0 -609.0 -680.6 -673.9 -536.7 -375.1 -680.6 -375.1 -32.1 42.7 -916 41.3 -26.3 66.7 -32.2 296.0 -332.8 -332.8 52.1 186 -108.2 186 -8.68 140.7 -141 8.81 顶 N -594.4 -217. -8.81 2 柱N -616.9 -217. -8.81 底 V -16.84 柱M 25.69 -10.8 17.35 5.36 M 30.5 19.98 -135 135.5 -1025.7 -1010.9 -939.1 73.5 55.7 71.0 -1023.4 -1008.6 -816.1 -534.3 -1025.7 -534.3 69.7 51.8 185.2 -107.5 185.2 10.61 -10.61 140.7 -141 8.81 -5.36 -135 135.5 -1052.7 -1037.9 -966.1 382 -382 -30.8 75.8 -39.8 34.4 -23.3 82.4 -941.5 -1053.7 -1038.9 -837.7 -555.9 -1053.7 -555.9 -38.3 13.3 -28.8 72.4 -37.8 376.0 -418.7 -418.7 31.0 382.3 -316.3 382.3 24.97 -24.97 335.9 -336 顶 N -795.6 -315.39 -15.3 15.25 237.2 -237 1 柱N -824.3 -315.39 -15.3 15.25 237.2 -237 底 V -7.42 -4.81 8.25 -8.25 427.3 -427 M 7.52 4.79 13.28 -13.28 180.9 -181 -1409.1 -1383.4 -1285.1 -1242.4 -1395.9 -1370.3 -668.5 -1161.8 -1409.1 -668.5 26.9 4.9 32.3 -4.9 26.0 3.7 197.7 -178.6 197.7 -1443.9 -1417.9 -1319.6 -1276.9 -1434.7 -1409.1 -696.1 -11.4 -1443.9 -696.1 -8.7 -22.6 -6.6 -25.2 -7.8 -21.7 434.9 -453.8 -453.8
55
·青岛工学院毕业设计(论文)
表6-8 B柱内力组合(承载力抗震调整系数0.8)
1.35恒+1.4(0.7活1.2恒+1.4活+1.4*0.6风 1.2恒+1.4风+1.4*0.7活 r(1.2(恒+0.5活)+1.3控制内力 +0.6风) 地震) /M/、V、N层位内恒载 活载 左风 右风 左震 右震 左风 M -56.23 -5.81 -11.7 11.68 82.33 -82.3 -11 9.56 -11 4 10.95 -1.41 1.41 -9.56 117.3 -117 10.95 -1.41 1.41 -4 187.7 -188 -85.4 -319.8 -48.6 -346.8 -33.4 -56.8 右风 -65.8 -301.4 -.9 -328.4 -40.1 -29.7 左风 -.5 -316.0 -39.0 -343.0 -29.3 -60.3 右风 -56.8 -285.3 -65.7 左风 次 置 力 右风 -71.8 左震 28.9 右震 N最小 最大 柱-91.4 -346 -49.6 -142.4 -142.4 -346 -231.9 顶 N -231.3 -23.58 4 柱N -253.8 -23.58 底 V -25.45 3 柱M -20.77 -4.42 -13.1 M -35.38 -10.09 -326.2 -234.8 -231.9 -65.7 83.1 -160.8 -160.8 -312.3 -374.9 -356.5 -256.4 -253.5 -374.9 -253.5 -40.5 -15.2 -35.3 -54.4 -42.0 -27.3 168.6 -221.7 -221.7 124.3 -176.7 -176.7 -16.1 16.12 144.7 -145 56
·青岛工学院毕业设计(论文)
顶 N -439.3 -150.06 -19.1 19.09 -7. 7. M -24.88 -12.04 13.19 -13.19 176.9 -177 柱N -461.8 -150.06 -19.1 19.09 -7. 7. 底 V -12.68 柱-6.98 4 -4 18.7 302.3 -302 203.2 -203 -753.3 -35.6 -780.3 -21.6 -.9 -721.3 -57.8 -748.3 -28.3 -33.5 -701.0 -23.2 -728.0 -16.5 -70.3 -7.5 -756.2 -724.1 -501.7 -485.8 -756.2 -485.8 -60.1 -676 -27.7 -18.0 -34.3 -786.6 -20.6 -63.9 -56.5 -756 -27.3 -32.5 154.3 -213.9 -213.9 -523.3 -507.4 -786.6 -507.4 298.9 -329.9 -329.9 179.6 -243.0 -243.0 M -27.01 -11.98 -18.7 顶 N -7.8 -276.23 -29.5 29.48 2 柱N -670.3 -276.23 -29.5 29.48 底 V -15.11 柱-6.79 4 -4 M -27.38 -12.46 18.7 0.78 -0.78 -1188.8 -1139.3 -10.3 -1006.8 -1170.0 -1120.5 -753.7 -755.3 -1188.8 -753.7 -34.9 -66.0 -18.9 -71.2 -33.5 -.9 179.0 -243.9 -243.9 -18.7 203.2 -203 0.78 -0.78 -1215.8 -1166.3 -1116.3 -1033.8 -1200.4 -1150.8 -775.3 -776.9 -1215.8 -77。5.3 382.1 -382 -24.3 -72.5 -31.0 -28.0 -19.2 -82.7 -30.4 -8.6 -23.7 -72.3 -30.4 -27.8 379.6 -415.1 -415.1 393.8 -460.2 -460.2 M -29.04 -11.03 -26.5 26.48 410.6 -411 顶 N -856.3 -402.51 -45.4 45.41 -19.7 19.72 -1629.2 -1552.9 -1485.5 -1358.4 -1588.5 -1512.3 -1035.7 -994.7 -1629.2 -994.7 1 柱N 底 V -6.85 -3.17 4 -4 427.3 -427 -9.3 -16.0 -5.7 -16.9 -9.0 -15.7 436.3 -452.4 -452.4 -885 -402.51 -45.4 45.41 -19.7 19.72 -1663.7 -1587.4 -1520.0 -1392.9 -1627.4 -1551.1 -1063.3 -1022.3 -1663.7 -1022.3 M -3.44 -3.51 49.18 -49.18 335.9 -336 32.3 -50.4 61.3 -76.4 33.2 -49.4 344.4 -354.3 -354.3
57
·青岛工学院毕业设计(论文)
表6-9柱边剪力弯矩
柱边剪力 V B/2 q V,柱边弯矩 M V,B/2 M,97. 0.25 32.265 103.38 0.25 32.265 80.32 0.25 80.27 0.25 79.91 0.25 80.68 0.25 79.92 0.25 80.67 0.25
25.49 25.49 25.49 25.49 25.49 25.49 .82375 79.779 .82375 0.25 57.32306 95.31375 90.761 95.31375 0.25 66.93256 73.9475 80.18 73.75 80.041 73.5375 75.462 74.3075 77.865 73.5475 75.284 74.2975 77.632 73.9475 0.25 61.69313 73.75 0.25 61.56663 73.5375 0.25 57.07763 74.3075 0.25 59.28813 73.5475 0.25 56.713 74.2975 0.25 59.05763 表6-10柱弯矩调整
柱弯矩调整据规范6.2.2 四上 四下 三上 三下 二上 二下 一上 一下 A柱 117.7 139.6 135.3 169.5 186 185.2 382.3 197.7 调后 153.01 181.48 175. 220.35 239.85 240.76 496.99 257.01
表6-11首层柱调整
B柱 142.4 160.8 176.7 231.6 243 243.9 460.2 354.3 调后 185.12 209.04 229.71 301.08 315.9 316.68 598.26 460.59 首层柱调整据规范6.2.3 A柱 257.01
58
调后 334.113 B柱 460.59 调后 598.767 ·青岛工学院毕业设计(论文)
表6-12柱剪力调整
柱剪力调整据规范6.2.5
层数 柱号 Vb 四层 A柱 B柱 A柱 B柱 A柱 B柱 A柱 B柱 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 t Mcb McHn V 102.2053 120.4378 121.0733 162.1858 146.8531 193.2883 180.3043 253.2033 153.01 185.12 175. 229.71 239.85 315.9 496.99 598.26 181.48 209.04 220.35 301.08 240.76 316.68 257.01 460.59 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 4.9 4.9 三层 二层 一层 表6-13梁剪力调整
梁剪力调整据规范6.2.4 层数 A Vb l Mb brM136.6 136.6 58.4 255.4 255.4 112.2 200.1 200.1 97.1 385.2 385.2 225.1 L n恒荷载 活荷载 V 1.1 147.9 147.9 58.4 254.3 254.3 112.2 300.4 300.4 97.1 383.8 383.8 225.1 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 6.3 6.3 3.9 32.265 3.15 129.8882 32.265 3.15 -125.942 2.1 1.8 -6.61824 四层 B左 1.1 B右 1.1 A 1.1 25.49 15.75 125.9276 25.49 15.75 -126.312 2.1 12.6 -18.2822 三层 B左 1.1 B右 1.1 A 1.1 25.49 15.75 143.9324 25.49 15.75 -108.607 2.1 12.6 -18.2822 二层 B左 1.1 B右 1.1 A 1.1 25.49 15.75 125.8753 25.49 15.75 -126.3 2.1 12.6 -18.2822 一层 B左 1.1 B右 1.1
⑷正截面承载力计算
由内力组合调整值将框架梁的正截面承载力按以下两部分计算并配筋
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表6-14 框架梁正截面配筋计算
框架梁正截面配筋计算
层数 计算公式
A右
M/(kN·m) -147.90 Ms 20.132 1fcbh0四层 1 12s0.142 AS1fcbh0f /mm27.70 yAS,min /mm2300.00 实配钢筋 /mm24C16(804)
M/(kN·m) -254.30 Ms f 21cbh00.227 三层
1 12s0.261 A1fcbhSf 0/mm2y1450.60 A2S,min /mm300.00
实配钢筋 /mm24C22(1520) 梁AB 跨中 128.20 0.114 0.122 677.14 300.00 4C16(804)
111.60 0.100 0.105 584.26 300.00
4C16(804) B左 -136.60 0.122 0.130 724.81 300.00 4C16(804)
-225.40 0.201 0.227 1261.03 300.00
4C20(1257) 截面
梁BC B右 跨中 -58.40 -18.10 0.126 0.039 0.135 0.040 483.28 142.50 200.00 200.00 4C16(804)
2C14(308)
-112.20 5.90 0.242 0.013 0.282 0.013 1007.79 45.82 200.00
200.00
4C20(1257) 2C14(308) 60
C左 -58.40 0.126 0.135 483.28 200.00 4C16(804)
-112.20 0.242 0.282 1007.79 200.00
4C20(1257) C右 -136.60 0.122 0.130 724.81 300.00 4C16(804)
-225.40 0.201 0.227 1261.03 300.00
4C20(1257) 梁CD 跨中 128.20 0.114 0.122 677.14 300.00 4C16(804)
111.60 0.100 0.105 584.26 300.00
4C16(804) D左 -147.90 0.132 0.142 7.70 300.00 4C16(804)
-254.30 0.227 0.261 1450.60 300.00
4C22(1520)
·青岛工学院毕业设计(论文)
框架梁正截面配筋计算
层号 计算公式
A右
M/(kN·m) -300.40 sM1 fcbh 200.268 二层 11 2s0.319 AS1fcbh0f/y mm21772.58 AS,min/ mm2300.00
实配钢筋 /mm24C25(19) M/(kN·m) -383.80 Ms1 fcbh 200.342 112一层 s0.438 A1fcbh0Sf/mm2y 2438.32 AS,min/ mm2300.00
实配钢筋 /mm24C28(2463) 梁AB 跨中 121.60 0.108 0.115 0.00 300.00
4C16(804) 124.00 0.111 0.118 653.47 300.00
4C16(804) B左 -200.10 0.178 0.198 1101.68 300.00
4C20(1257) -385.20 0.344 0.441 2450.71 300.00
4C28(2463) 截面
梁BC B右 跨中 -97.10 3.80 0.210 0.008 0.238 0.008 850.36 29.44 200.00
200.00
4C20(1257) 2C14(308) -225.10 3.10 0.486 0.007 0.832 0.007 2973.41 24.00 200.00
200.00
4C28(2463) 2C14(308) 61
C左 -97.10 0.210 0.238 850.36 200.00
4C20(1257) -225.10 0.486 0.832 2973.41 200.00
4C28(2463) C右 -200.10 0.178 0.198 1101.68 300.00
4C20(1257) -385.20 0.344 0.441 2450.71 300.00
4C28(2463) 梁CD 跨中 121.60 0.108 0.115 0.00 300.00
4C16(804) 124.00 0.111 0.118 653.47 300.00
4C16(804) D左 -300.40 0.268 0.319 1772.58 300.00
4C25(19)
-383.80 0.342 0.438 2438.32 300.00
4C28(2463)
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表6-15 框架梁斜截面配筋计算 框架横梁斜截面承载力 构件 层 V 150.50 169.60 171.30 1960 30.90 71.00 61.90 132.80 1 RE(0.2Cfcbh0)AsvV 0.42ftbh0REs1.25fyvh0选配双肢箍筋 直径(mm) 8 8 8 8 8 8 8 8 间距s(mm) 200/100 200/100 200/100 200/100 200/100 200/100 200/100 200/100 4 3 左边跨 2 1 4 3 右边跨 2 1 392.00 392.00 392.00 392.00 392.00 392.00 392.00 392.00 0.023 0.130 0.140 0.270 -0.9 -0.424 -0.475 -0.077 6.5柱配筋计算 (1)采用对称配筋,A柱的标准层计算高度H=3.9m,一层柱计算H=4.9m 1.判断构件是否需要考虑附件弯矩
M496.99杆端弯矩比 11.490.9
M2334.11考虑自身挠曲变形影响 2.计算构件弯矩设计值 h0has50050450
h50016.6mm中的较大者,故取ea=20mm ea取20mm和
30300.5fcA0.514.3500500c1.243N1443.610
M1Cm0.70.30.70.31.491.147M2l21ns1(c)c
M2h1300(ea)/h0N1460021()1.246500334.1110 1300(20)/45031443.6101.14MCmnsM21.1471.14334.11436.88KNM 3. 判别偏压类型
M436.88106e0302mmN1443.6103eie0ea30220322mm
eeih500a32250522mm2263
·青岛工学院毕业设计(论文)
N1443.6103x202bh00.518500259a1fcb114.3500 且x2s,250100mm,判定为大偏心受压
4.计算As和A,s
带入公式
xNea1fcbx(h0)2 AsAs,,,fy(h0as)1443.6103522114.3500202(450360(45050)202)2
=1732.6mm2
5.配筋
选用AsAs,19mm,2选用4C25
AsAs,1920.0160.005 ,满足要求。 截面总配筋率为bh500500
6.验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力 l046009.2,查表,0.985 b500Nu0.9(fcAfy,As,)0.90.985(14.3500500360192)
4422.82KNN1443.6KN满足要求。
(2)B柱配筋计算
采用对称配筋,B柱的标准层计算高度H=3.9m,一层柱计算高度H=4.9m 1.判断构件是否需要考虑附件弯矩
M598.26杆端弯矩比 10.9990.9
M2598.767考虑自身挠曲变形影响 2.计算构件弯矩设计值 h0has50050450
h50016.6mm中的较大者,故取ea=20mm ea取20mm和
30300.5fcA0.514.3500500c1.073N1663.710
MCm0.70.310.70.30.9991.00M2
·青岛工学院毕业设计(论文)
ns11l21(c)c
M2h1300(ea)/h0N11300(598.7671061663.7103(20)/45049002)1.07500
1.10MCmnsM21.001.10598.767658.KNm
3. 判别偏压类型
M658.106e0396mm3N1663.710eie0ea39620416mmeei500 50616mm22N1663.7103x232bh0233a1fcb116.7500a416h,且x2s250100,判定为大偏心受压
4.计算As和A,s 带入公式
xNea1fcbx(h0)2 AsAs,,,fy(h0as)1663.7103616114.3500232(450360(45050)3284.8mm2
5.配筋
选用AsAs,3534mm,2选用530
232)2
AsAs,353420.0280.005 ,满足 截面总配筋率为bh5005006.验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力 l049009.2,查表,0.985 b500Nu0.9(fcAfy,As,)0.90.985(14.350050036035342) 5424.92KNN1663.7KN满足要求
65
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第7章 基础计算
基础的设计计算:取J-1进行计算。
设计资料:
表7-1设计资料
场地土层物理力学指标:
土层号 ① ② 天然重度γ(kN/m3) 17.2 20 土层编号 1 2 3 名称 人工填土 黏土 粉砂 天然含水量w% 21 重度 3 kN/m17 19 20 孔隙比 0.73 0.62 液性指数 0.25 土层厚压缩模量度(m) (MPA) 0.6 3.0~5.0 >10.0 14.0 地基承载力特征值 (KPA) 60 220 350 承载力特征值fak (kpa) 310 7.1地基承载力特征值深度、宽度修正 16.21.08m(以室外地面算起),故取D=1.5m。
1515基础埋深范围内地基土的加权平均重度m为:
初选基础埋深为dH17.20.720(1.50.7)18.2KNm3
1.5先假设基础宽度B≤3m,经深度修正后的地基承载力特征值fa为:
mfafakdm(d0.5)3101.618.2(1.50.5)349.12KPa1.1fak341KPa
7.2基础J-1的设计:
66
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图8-1基础平面图 图8-2基础剖面
7.2.1基本参数
1.几何参数: 假设尺寸:
基础埋深D = 2. 0 m
钢筋合力重心到板底距离As = 80 mm 2.荷载值:
作用在基础顶部的基本组合荷载 Fk = 1443.90KN
m Mx =26.9 kN·
Vx = 8.7 kN
折减系数Ks = 1.35 3.材料信息: 混凝土: C20 钢筋: HRB335 7.2.2 计算过程
1.修正地基承载力
修正后的地基承载力特征值 fA =349.12kPA 2.轴心荷载作用下地基承载力验算 ⑴初步选择基底尺寸
计算基础和回填土重Gk时的基础埋深
1d1.51.50.61.8m
2Fk1443.6A06.77m2
farGd349.12201.8⑵考虑偏心荷载不利影响,加大基础底面积10% A1.1A01.16.777.45m2
取bl2.72.87.56m27.45m2,且B=1.6m<3.0m不需再对fa进行修正。
67
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A1 = 1350 mm, B1 = 1400 mm H1 = 500 mm, H2 = 200 mm A = 500 mm, B= 500 mm A1 = 1350 mm, B1 = 1400 mm 3.持力层地基承载力验算
基础和回填土重GkGdA201.87.56272.16KN
Mk26.9 0.016m,即Pkmin0满足。FkGk1443.6272.16基底平均压力:
FGk1443.6272.16Pkk226.95KPafa220KPa,满足。
A7.56基底最大压:
FGk6e1443.6272.1660.016Pkmaxk(1)(1)234.73KPa1.2fa2KPa,Al7.562.8满足。 4.基础设计
(1)计算基底净反力
M26.9l2.80.0186m0.467m 偏心距en0F1443.666基础边缘处的最大和最小净反力
6eF1443.660.0186198.56KPa,maxPnn,mim(1n0)(1)
Al7.562.8183.34KPa(2)基础高度(采用锥形基础) (A)柱边基础截面抗冲切验算
l2.8m,b2.7m,acbcat0.5m
初步选择基础高度h700mm,从下至上分400mm、300mm两部分。
。 h0650mm(有垫层)
at2h00.520.651.80mb2.7m,取ab1.8m atab5001800am1150mm22因偏心受压,Pn取Pn,max.
偏心距ek冲切力:
2lacbbcFlPn,maxh0bh0222222.80.52.70.5198.560.652.70.65
2222227.85KN抗冲切力:
0.7hpftamh00.71.01.101031.150.65575.58KN227.85KN,满足(B)变阶处抗冲切验算
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atb11.35m,a11.4m,h0140050350mmat2h011.3520.352.05m2.7m,取ab2.05m
atab1.352.051.7m22冲切力:
2la1bb1FlPn,maxh01bh01222222.81.42.71.35198.560.352.70.35
2222166.67KN抗冲切力:
0.7hpftamh00.71.01.101031.70.35458.15KN166.67KN,满足 am(3)配筋计算
选用HRB335钢筋,fy300Nmm2
(a) 基础长边方向 柱边截面: 柱边净反力
lac2.80.5Pn,1Pn,min(Pn,maxPn,min)183.34(198.56183.34)192.31KPa2l22.8 悬臂部分净反力平均值:
1Pn,maxPn,11198.56192.31195.44KPa 22弯矩:
1Pn,maxPn,122bbcM1lac242 12195.442.80.522.70.5254.16KNm24M1254.16106As,11448mm2
0.9fyh00.9300650变阶处截面:
la12.81.4Pn,3Pn,min(Pn,maxPn,min)183.34(198.56183.34)194.76KPa2l22.8 悬臂部分净反力平均值:
1Pn,maxPn,31198.56194.76196.66KPa 221Pn,maxPn,322bb1M3la1242 12196.662.81.422.71.35108.41KNm2469
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As,3M3108.411061147mm2 0.9fyh010.9300350比较As,1和As,3,应按As,1配筋,实际配10B14,As1539mm21448mm2。 (b) 基础短边方向
因该基础受单向偏心荷载作用,所以,在基础短边方向的基底反力可按均匀
1分布计算,取PnPn,maxPn,min计算。
2柱边截面:
11PnPn,maxPn,min198.56183.34190.95KPa
22弯矩:
P2M2nbbc2lac24 190.9522.70.522.80.5234.90KNm24M2234.90106As,11338mm2
0.9fyh00.9300650变阶处截面:
11PnPn,maxPn,min198.56183.34190.95KPa
22弯矩:
P2M4nbb12la124 190.9522.71.3522.81.4101.50KNm24M2101.50106As,11074mm2
0.9fyh00.9300350比较As,2和As,4,应按As,2配筋,实际配9B14,As1385mm21338mm2
以上A、B、C分别代表一、二、三级钢筋。
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谢 辞
毕业设计即将结束,全职的学生生活也随之画上了句点。在老师和同学们的帮助下,我顺利的完成了大学生涯中的最后一课。在毕业离校之际,深深地向那些帮助我的人表达我最真诚的谢意!
在这次设计中,我首先要感谢我的指导老师们孜孜不倦,不厌其烦的讲解使我受益非浅,严格的要求也在整个过程中不断督促我按计划进度完成任务。在老师们的认真指导下,我不但进一步巩固了以前所学的知识,还学到了不少新的知识,也正是老师用自己的言行来告诉我们应以什么样的心态去学习、去工作。是他们的鼓励和帮助才使我顺利完成毕业设计,在此,向他们表达深深地谢意。
在整个毕业设计期间,因为有了你们的帮助和支持,我才能够把一个系统完整的、从来没有接触过的课题,完成。正是因为有了你们的帮助,不仅让我学到了本次课题所涉及的新知识,更让我感觉到了知识以外的东西,那就是团结的力量。
同时,我还要对帮助过我的同学表示最大的谢意,在整个设计过程中,他们也给了我很多耐心的指导和帮助,特别是自己在计算方面得到的帮助,让我感触很深,同时让我充分体会到了集体合作的重要性,从而使我能够顺利的完成设计任务。
最重要的是我还要深深地感谢我的父母,他们为我默默操劳支持我读完了大学,他们不辞劳苦的精神,成为我永远前进的动力!我将倍加努力,在新的工作岗位上,用优异的成绩来感谢帮助过我的人。
最后,让我再次对给予我帮助的老师和同学表示的最真挚的感谢。再次感谢母校和老师们。
致谢人:卢灿阳
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参考文献
[1] GB 50009-2012,建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2] GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3] GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[4] GB 50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[5] GB 50068-2001,建筑可靠度设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[6] 周果行.房屋结构毕业设计指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2004. [7] 东南大学,同济大学,天津大学合编.混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[8] 龙驭球、包世华.结构力学教程[M].北京:高等教育出版社,2010. [9] 华南理工大学,浙江大学,湖南大学合编.基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[10] 艾伦·威廉斯.DDsign of RDinforCDD ConCrDtD StruCturDs[M].中国水利水电出版社,2002.
[11] ChoprA, A. K. DynAmiC of StruCturDs, ThDory AnD AppliCAtions to DArthquAkD DnginDDring. PrDntiD-HAll, DnglDwooD Cliffs. N. J. 1995.
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