土木工程毕业设计计算书(商场)
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目录
第一章建筑设计 (4)
1.1设计资料 (4)
1.2设计思路及工程概况 (4)
1.3工程构造 (5)
1.3.1 基础 (5)
1.3.2 墙体 (5)
1.3.3 楼梯设计 (5)
1.3.4 自动扶梯选型 (6)
1.3.5 门窗 (7)
1.3.6 女儿墙及屋面排水 (7)
1.3.7 楼面构造 (7)
1.3.8 屋面构造 (7)
第二章重力荷载代表值 (8)
2.1构件尺寸 (8)
2.2材料自重及荷载 (9)
2.3荷载汇集计算 (9)
2.3.1屋面线荷载标准值 (10)
2.3.2 楼面线荷载标准值 (10)
2.3.3 墙 (11)
2.3.4框架梁 (12)
2.3.5 框架柱 (13)
2.4重力荷载代表值的计算 (13)
2.4.1 第5层上半层 (13)
2.4.2 5层的下半层和2层的上半层 (15)
2.4.3 2层下半层和1层上半层的计算 (17)
第三章水平地震作用分析 (19)
3.1梁的刚度与柱的刚度计算 (19)
3.1.1 梁的刚度计算 (19)
3.1.2 柱的刚度计算 (20)
3.2水平地震作用力计算 (20)
3.2.1 框架自震周期的计算 (20)
3.2.2 多遇水平地震作用标准值及位移的计算 (21)
3.2.3 框架梁柱线刚度计算 (23)
3.2.4 水平地震作用内力分析 (25)
第四章竖向荷载作用下框架的内力分析 (31)
4.1恒载作用下框架内力计算 (31)
4.1.1 荷载及计算简图 (31)
4.1.2 框架弯距计算 (35)
4.1.3 梁端剪力及柱轴力计算 (38)
4.2活载作用下框架内力计算 (42)
4.2.1 荷载及计算简图 (42)
4.2.2 框架弯矩计算 (45)
4.2.3 梁端剪力及柱轴力的计算 (45)
第五章内力组合 (48)
5.1梁端柱边各控制截面的弯矩计算 (49)
5.2弯矩调幅 (51)
5.3.内力组合计算 (52)
5.3.1梁的内力不利组合 (52)
5.3.2柱的内力不利组合 (53)
第六章框架截面设计和配筋 (53)
6.1框架梁正截面设计 (54)
6.1.1各控制截面的最不利承载力 (54)
6.1.2梁的正截面设计 (54)
6.1.3正截面受弯承载力计算 (55)
6.2梁的斜截面设计 (60)
6.2.1 第5层截面计算 (60)
6.3框架柱的截面设计 (77)
6.3.1轴压比验算 (78)
6.3.2柱的计算长度 (78)
6.3.3柱的正截面配筋计算 (78)
6.3.4柱的斜截面配筋计算 (83)
6.4板的配筋计算 (87)
6.4.1板区分格 (87)
第七章楼梯配筋计算 (92)
7.1梯段板设计 (92)
7.2斜梁设计 (94)
7.3平台板设计 (95)
7.4平台梁设计 (95)
第八章基础设计 (97)
8.1工程概况 (97)
8.1.1 桩基础设计 (97)
第九章英文翻译 (99)
第十章专题部分 (104)
第一章建筑设计
1.1 设计资料
⑴工程名称:嘉阳商场
⑵层高及空间设置:该商场分为5层,底层层高为5.4米,标准层为4.8米。
内设库房、影业厅、行政办公及福利用房等,并适当考虑设置顾客休闲空间。
⑶建筑面积:总建筑面积约为12300m2
⑷地基承载力:粘质粘土140 KPa;中粗砂160 KPa;砾砂320 KPa
⑸冻土深度:1.2m
⑹抗震设防烈度:7度
⑺场地土类别:中硬场地土,II类。
1.2 设计思路及工程概况
根据设计任务书的要求及商场的结构和建筑设计需要,综合考虑了防火、抗震、通风、采暖及视觉效果等因素,经过方案比选最终选出该商场的设计方案。
首先分析建筑平面,在平面设计中考虑了外观、朝向、通风、出入口、交通、消防、及供电等多方面的问题。
一个好的建筑不仅要满足功能结构要求,同时也要重视建筑设计。
该商场拟建在城市中心,整体的立面效果尤为重要。
因此在设计中始终把握整体设计概念,从全局考虑,将建筑设计和结构设计综合考虑。
总
平面设计要突出周围良好的环境以及该商场与周围自然环境和人工环境的协调性,在本方案中特别注重周围的绿化效果,加强环保意识。
对使用部分的平面设计的总体设计原则是适用、美观、安全、经济,注重同一层平面和各层平面之间的相互联系。
从使用要求着手,选择柱网尺寸并进行功能分区.在本方案中,将商场营业厅和其他用房分开设计,商场营业厅面向顾客人群,采用人工采光和通风,尽量减少空间障碍,营造一个较大的空间;对其他用房适当考虑自然通风和采光。
对于该建筑立面设计,根据初步确定的房屋内部空间组合的平面关系,如结构的功能分区,各部分的门窗布置等,描绘出该建筑各个立面的基本轮廓。
设计时仔细分析立面各部分总的比例关系,相邻立面间的连接和协调,然后着重分析各个立面上墙面的处理,最后考虑建筑入口、门厅的细部处理。
整个立面设计中,适当的选用建筑材料,突出建筑的质感,创造出良好的立面效果。
1.3 工程构造
1.3.1 基础
采用现浇式混凝土桩基础,混凝土标号为C40 1.3.2 墙体
外墙采用300mm水泥空心砖
内墙采用190mm粉煤灰轻渣空心砌块
⑴外墙具体做法:
部分采用装饰性玻璃幕墙、面砖、刷彩色涂胶;
15厚水泥砂浆粘结层;
60厚聚苯复合保温板;
300厚水泥空心砖;
15厚水泥砂浆找平;
30厚水刷石墙面;
喷106内墙涂料;
外墙总厚度:420mm
⑵内墙具体做法:
喷106内墙涂料;
10厚水刷石墙面;
15厚水泥砂浆找平;
190厚粉煤灰空心砖;
15厚水泥砂浆找平;
10厚水刷石墙面;
喷106内墙涂料;
内墙总厚度:240 mm
1.3.3 楼梯设计
采用现浇式钢筋混凝土梁式楼梯
① 商场设计中
营业厅内梯段净宽L ≥1.4m ,踏步高 h ≤0.16m ,踏步宽b ≥0.28m 。
② 根据营业厅内顾客在任何地点距离最近的安全出口不大于20米的规定,每层设三步楼梯,另设两台可同时上、下的自动扶梯。
③ 三部楼梯,开间均为5400mm,均为双跑楼梯。
⑴ 底层:层高5.4m
① 楼梯梯段宽度 5400-2×120-2×150=4860
1/2×4860=2430mm
② 平台深应大于2430mm,故取为2700mm
③ 楼梯长度
踏步宽b=280mm,设第一跑为18步,第二跑为16步
则踢面高 mm h 82.15816
185400=+= 则第一跑梯段长 (18-1)×280=4760 mm
第二跑梯段长 (16-1)×280=4200mm
④ 楼梯间进深 2700+4760=7460mm
取为8400mm
靠近走廊一侧平台深 8400-7460=940mm
⑵ 标准层:层高4.8m
① 踏面宽 b=280mm ,踢面高 h=150mm
踏步数 321500
4800
==n 故两跑均设为16跑
② 平台深 8400-4200=4200mm, 故分别取为 2700 mm ,1500 mm 靠近走廊一侧平台深 1500 mm 1.3.4 自动扶梯选型
⑴ 电梯选自中国迅达电梯公司南方公司产品 ⑵ 扶梯角度 30,扶梯宽度为1000 mm 。
运行速度0.5m/s,输送能力8000人/h ⑶ 扶梯水平扶影长度:
底层: 2567+1.732×5400+2198=14117.8 mm 标准层: 2567+1.732×4800+2198=13078.6 mm
⑷ 双台并列布置,宽度为 2310×2=4620mm
⑸ 考虑到柱网尺寸,自动扶梯间水平长、宽分别取为 15米、5.2米 1.3.5 门窗
⑴ 门
①库房、办公室、卫生间等采用木制平开门,b×h=1000mm×2700 mm
②入口处外门采用铝合金门中的有框双开弹簧门,有多种尺寸,各洞口尺寸详见图纸。
⑵窗
全部窗都采用铝合金推拉窗,洞口尺寸有两种:2400×2400 mm、3000×1800 mm
1.3.6 女儿墙及屋面排水
墙高900 mm,墙体采用实心砖24墙。
屋面采用内排水,雨水经雨水口流入室内卫生间处的水落管,再由地下管道把雨水排到室外排水系统。
1.3.7 楼面构造
根据各方间的使用要求,采用不同的楼面构造
①办公室、休息室等采用水磨石地面;
②走廊、楼梯、商场大厅采用大理石地面;
③卫生间采用防水较好的瓷砖地面;
④库房采用水泥砂浆地面。
各楼面的具体做法见第二章结构设计部分中的荷载汇集计算部分。
1.3.8 屋面构造
20厚细砂保护层;
APP 改性沥青防水卷材; 20厚水泥砂浆找平; 100厚膨胀珍珠岩粉料; 20~80厚焦渣混凝土找坡; 80厚现浇混凝土板; 20厚纸筋石灰抹底 ;
第二章 重力荷载代表值
2.1 构件尺寸
⑴ 板
主梁跨度为8.1m ,此梁跨度为8.4m ,主梁每跨内布置两根次梁,板跨为2.7m 。
按高跨比条件,要求板
mm h 5.6740
2700
=≥
对民用建筑的楼盖板,要求板mm h 60≥,故取板厚mm h 80=
⑵ 梁 ① 次梁:
181=
h ~L 121
=466.7~700,取mm h 550= 31=b ~h 2
1
=166.7~250,取mm b 200=
② 主梁:
151=
h ~L 10
1
=540~810,取mm h 700= 300=b mm ⑶ 柱
根据7度区地震等级II,框架轴压比控制为 9.0≤A
f N c c
混凝土强度等级为C50,2/5.23mm KN f c =
()KN N S N s G c 52.502915144.81.81.12.1=-⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=ωαγ
其中 :
G γ:竖向荷载分项系数,取为1.2;
α:考虑地震作用产生的轴力的放大系数,7度区为1.05~1.1;
S :柱的楼面负荷面积;
ω: 单位建筑面积的竖向荷载,框架结构取为12~14; s N :柱截面以上楼层数。
故 23
2.2378025.239.01052.50299.0mm f N A c c =⨯⨯=≥
柱的截面选用正方形 mm
A h b 6.487===
柱的截面为2500500mm h b ⨯=⨯
2.2 材料自重及荷载
材料自重表 表2-1
屋面及楼面荷载表(2/m KN ) 表2-2
2.3荷载汇集计算
2.3.1屋面线荷载标准值
20厚细砂保护层 143
/m KN 14*0.02=0.282
/m KN
APP 改性沥青防水卷材 0.4 2/m KN 0.42
/m KN 20厚水泥砂浆找平 203/m KN 20×0.02=0.4
2
/m KN
100厚膨胀珍珠岩粉料 2.03/m KN 20×0.02=0.42
/m KN
20~80厚焦渣混凝土找平 3
/10m KN ()2
/0.52/08.002.010m KN =+⨯
80厚现浇混凝土板 253/m KN 25×0.08=2.02
/m KN 20厚纸筋石灰抹底 163/m KN 16×0.02=0.322
/m KN
屋面恒荷载 4.1 2
/m KN
2.3.2 楼面线荷载标准值
⑴ 办公室用水磨石地面:
20厚水磨石地面 243
/m KN 24×0.02=0.48
2/m KN
刷冷底子油和热沥青各一道
20厚1:3水泥砂浆找平 203/m KN 0.02×20=0.402/m KN 80厚混凝土楼板 253/m KN 0.08×25=2.02/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 0.015×16=0.242/m KN 楼面恒荷1 3.122
/m KN ⑵走廊、商场大厅等大理石地面
平铺20厚大理石地面 28 3/m KN 0.02×28=0.562
/m KN
20厚干硬性水泥砂浆找 203/m KN 0.02×20=0.402
/m KN
80厚混凝土楼板253
KN
/m
KN0.08×25=2.02
/m
15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 0.015×16=0.242/m KN 楼面恒荷载2 3.22
/m KN ⑶ 卫生间瓷砖地面:
20厚小瓷砖 0.552
/m KN 0.552/m KN 15厚粗砂水泥打底 203
/m KN 20×0.015=0.32
/m KN 防水涂膜两道
15厚水泥砂浆找平 203
/m KN 0.015×
20=0.32
/m KN
80厚混凝土楼板 253
/m KN 0.08×25=2.02
/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 0.015×15=0.242/m KN
楼面恒荷载3 3.39 2
/m KN
⑷仓库水泥砂浆地面
20厚1:2水泥砂浆抹面 203
/m KN 20×0.02=0.42
/m KN 15厚粗砂水泥打底 203
/m KN 20×0.015=0.32
/m KN 80厚混凝土楼板 253
/m KN 25×0.08=2.02
/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 16×0.015=0.242/m KN 楼面恒荷载4 2.942
/m KN 2.3.3 墙
⑴外墙
部分用玻璃幕墙装饰、面砖及彩色涂料
15厚混合砂浆粘结层 173
/m KN 0.015×17=0.2552
/m KN 60厚聚本复合保温板 1.133/m KN
300厚水泥空心砖 10.33/m KN 0.3×10.3=3.092/m KN 15厚水泥砂浆找平 203
/m KN 0.015×20=0.302
/m KN 25厚水刷石墙面 0.52
/m KN 0.52
/m KN 外墙恒荷载 5.275 KN /m² ⑵ 内墙
25厚水泥砂浆找平 0.52
/m KN 0.52
/m KN 15厚水泥砂浆找平 203
/m KN 20×0.015=0.32
/m KN 190厚粉煤灰空心砖 7.03
/m KN 0.19×7.0=1.332
/m KN 15厚水泥砂浆找平 203/m KN 0.015×20=0.302/m KN 25厚水刷石墙面 0.52/m KN 0.52/m KN 内墙恒荷载 2.93 KN /m² 2.3.4框架梁
⑴纵向框架梁:截面 700×3002m m
框架梁自重: 0.7×0.3×25=5.25m KN / 梁侧粉刷: (0.7-0.08)×0.02×17×2=0.422m
KN /
合计 5.672m
KN/每根自重 5.672×8.1=45.943KN
⑵横向次梁,连系梁:截面550×2002
m m
次梁自重:0.55×0.2×25=2.75m
KN/梁侧粉刷:2×(0.55-0.08)×0.02×17=0.32m
KN/合计 3.07m
KN/每根自重 3.07×8.4=25.788KN
⑶斜向框架梁截面:700×3002
m m
框架梁自重:0.7×0.3×25=5.25m
KN/梁侧粉刷:2×(0.7-0.08)×0.02×17=0.422m
KN/合计 5.672m
KN/每根自重 5.672×11.67=66.19KN 2.3.5 框架柱
柱截面500×5002
m m
⑴首层
层高5.4米,室内外高差600mm,基础地面据室外400mm。
柱长 5.4+0.6+0.4=6.4 m
每根柱重 0.5×0.5×25×(6.4-0.08)=39.5KN ⑵ 标准层 层高 4.8米
每根柱重 0.5×0.5×25×(4.8-0.08)=29.5KN
2.4 重力荷载代表值的计算
重力荷载代表值的计算采用集中质量法
计算方法为:重力荷载代表值=恒载+50%×活载。
2.4.1 第5层上半层
⑴ 女儿墙:普通实心砖24墙,高900mm ; 周长:11×8.1+10×8.4+2×11.6=196.44mm
G 女=(0.24×18+2×0.02×20)×0.9×196.44=905.196KN ⑵ 屋面板
屋S =48.6×50.4-8.1×8.4×2=2313.362m
屋G =4.1×2313.36=9ZHU484.776KN ⑶ 梁:
纵向框架梁 纵G =45.943×40根=1837.72KN
横向次梁 横G =25.788×98根+3.07×(8.4-5.2)根=2537.048KN
斜向框架梁 斜G =66.19×2根=132.38KN ⑷ 柱
半层的柱长 4.8/2-0.7=1.7 米 共48个根
柱G =48×1.7×0.5×0.5×25=510KN
⑸ 墙 ① 外墙
总S =(8.1-0.5)×(4.8/2-0.7)× 12+(8.4-0.5)×
(4.8/2-0.55)
×10 +(11.67×2-0.5×2)×(4.8/2-0.5)=341.4022m
窗台高 900mm ,窗高2.4 m
窗S =0.9×(10×2.4+2×3)=272m
外S =总S - 窗S =341.402-27=314.4022m 外G =5.275×314.402=1658.47KN ② 内墙
总S =(4.8/2-0.5)×[(8.4-0.5)×4+(6.3-0.5/2)×2+(8.4-0.12)×2]
+(4.8/2-0.7)×[(8.1-0.24)×3+(8.1-0.5)×3]=187.3142m
0=门S
内S =总S -门S =187.3142
m
内G = 2.93×187.314=548.83KN ③ 门、窗:
窗S =272m
窗G =0.4×27=10.8KN 0=门S
内G = 0
⑹ 恒载计算:
恒G = 905.196+9484.776+1837.72+2537.048+132.38+510
+1658.47+548.83+10.8= 17625.22KN
活载计算:
活G = 0.5×2313.36=1156.68KN 总荷载计算:
G=恒G +50%×活G =17625.22+0.5×1156.68=18203.56KN
2.4.2 5层的下半层和2层的上半层
⑴ 楼面
① 库房: S 库=7×8.1×8.4=476.282m 办公、休息等用房:
S 办 =8.1×8.4+5.1×6.3×2+8.1×6.3=183.332
m
S总=476.28+183.33=659.612m
G1=3.12×183.33+2.94×476.28=1972.25KN
②走廊:
S走=2.1×8.1×3+3×6.3+2.7×8.4=92.612m
G走=3.2×92.61=296.352KN
③卫生间:
S卫=6×8.4=50.42m
G卫=3.39×50.4=170.856KN
④商场营业厅:
S营=6×4×8.1×8.4-2×8.1×8.4-5.4×8.4×2-6×8.4-
4.62×2×8.1
=1280.9162m
G营=3.2×1280.916=4098.93KN
G楼=1972.25+296.352+170.856+4098.93=6538.39KN ⑵梁
G梁=1837.72+2537.048+132.38=4507.148KN
⑶柱
G柱=48×(4.8-0.08)×0.5×0.5×25=1416KN
⑷墙
①外墙:
S总=(8.1-0.5)×(4.8-0.7)×12+(8.4-0.5)×(4.8-0.55)
×10+(11.67×2-0.5×2)×(4.8-0.55)
=804.6152m
S窗=2.4×(11×2.4+6×3)=106.562m
S外墙=S总- S窗=804.615-106.56=698.0552m
G外墙=5.275×698.055=3682.24KN
②内墙
S总=(4.8-0.55)×[(8.4-0.5)×4+(6.3-0.5/2)×2+
(8.4-0.12)
×2]+(4.8-0.7)×[(8.1-0.24)×3+(8.1-0.5)×3]
=446.2632m
S门=2.4×1.0×10=242m
S内墙= 446.263-24=422.2632m
G内墙=2.93×422.263=1237.23KN
⑸窗、门
S窗=106.562m
G窗=0.40×106.56=42.624KN
S门=242m
G门=0.2×24=4.8KN
⑹楼梯
S楼梯=3×(5.4×2.7+15×0.28×2.43)=74.3582m
G楼梯=3.2×1.2×74.358=285.53KN
⑺恒载计算:
G=6538.39+4507.148+1416+3682.24+1237.23+42.624+ 4.8+285.53
=17713.962KN
活载计算:
G活=2×183.33+5×476.28+3.5×(92.61+74.358)+2.5×50.4 +3.5×1280.916
=7941.654KN
总荷载计算:
G10= G恒+50%×G活=17713.962+0.5×7941.654=21684.789KN
2.4.3 2层下半层和1层上半层的计算
室内外高差600mm,基础顶面距室外地面取为400mm
因此,底层半柱长为:(5.4+0.6+0.4)/2=3.2m
⑴楼面、梁的计算同G25的计算
⑵柱
柱长: 3.2+4.8/2-0.08=5.52m
G柱=48×5.52×0.5×0.5×25=1656KN
⑶墙
①外墙
S总=(8.1-0.5)×(3.2+4.8/2-0.7)×12+(8.4-0.5)×(3.2+4.8/2-0.55)
×10 +(11.67×2-0.5×2)×(3.2+4.8/2-0.55)
=976.2872m
S窗=(11×2.4+6×3)×[4.8/2-0.9+3.2-(5.4-2.4-0.9)]
=115.442m
S外墙=976.287-114.44=960.8472m
G外墙=5.275×860.847=4540.97KN
②内墙
S总=(3.2+4.8/2-0.55)×[(8.4-0.5)×4+(6.3-0.5/2)×2+(8.4-0.12)
×2]+(3.2+4.8/2-0.7)×[(8.1-0.24)×3+(8.1-0.78)
×
3]
= 527.4592m
S门=[4.8/2+2.4-(5.4-3.2)]×2.4×1.0×10+[4.8/2+2.7-(5.4-3.2)]×(3.6×3+1.5×3)= 106.772m
S内墙=527.459-106.77=420.6892m
G内墙=2.93×420.689=1232.618KN
⑷窗、门
S窗=115.442m
G窗=0.40×115.44=46.176KN
S门=106.772m
G门=0.2×106.77=21.354KN
⑸楼梯
G楼梯=3.2×1.2×74.358=285.53KN
⑹恒载计算:
G= 恒
905.196+9484.776+1837.72+2537.048+132.38+510+1658.47+
548.83+10.8= 17625.22KN
活载计算:
活G = 0.5×2313.36=1156.68KN
总荷载计算:
G=
恒
G +50%×
活
G =17625.22+0.5×
1156.68=18203.56KN
重力荷载代表值汇总 表2-3
第三章 水平地震作用分析
3.1 梁的刚度与柱的刚度计算
3.1.1 梁的刚度计算
选用C40混凝土,弹性模量24/1025.3mm N E c ⨯=,计算梁线刚度考虑作用,边框梁取05.1I I b =中框梁取00.2I I b =,具体见表3-1:
梁的线刚度表 表3-1
3.1.2 柱的刚度计算
选用C50混凝土,弹性模量24/1025.3mm N E c ⨯=,柱的刚度计算表见 表3-2 所示。
柱的线刚度 H
I E i c
c c =
3.2 水平地震作用力计算
该建筑高度为25.6米,小于40米,且质量与刚度沿高度均匀分布,故采用底部剪力法来计算水平地震作用。
作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为: 屋面梁处:屋G =结构和构件自重+50%雪荷载; 楼面梁处:梁G =结构和构件自重+50%活荷载; 3.2.1 框架自震周期的计算
对于民用框架和框架抗震墙房屋,可以按经验公式计算
2
1
00069
.0
33
.0
B
H
T+
=
3
H----房屋主体结构的高度,H=25.6米
B----房屋震动方向的长度,在计算横向水平地震作用时,为房屋宽度取50.4米,在计算纵向水平地震作用时,为房屋的长度取56.7米。
柱的刚度计算表表3-2
3.2.2 多遇水平地震作用标准值及位移的计算
由设防烈度为7度,场地土为II 类,由《建筑抗震设计规范(GBJ11-89)》表4.1.4-1和表4.1.4-2。
查得 s T g 3.0,08.0max ==α 则横向地震影响系数
055.008.0454.03.09
.0max 9
.011=⨯⎪⎭⎫
⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=ααT Tg
T1=0.454>1.4 Tg=0.42,
由抗震规范表4.2.1可知
0463.001.0454.008.001.008.01=+⨯=+⨯=T n δ
对于多质点体系,结构底部总横向水平地震作用标准值为:
i i eq EK G G F ∑=⨯==5
11185.0αα
()KN
16.485856.182033789.21684013.2279985.0055.0=+⨯+⨯⨯= 按抗震规范式4.2.1-2和式4.2.1-2,4.2.1-3 算得的作用于各质点上横向水 平地震作用标准值见表3-3。
横向F i eik 的计算()n EK i
i i
i i F H G H G F δ-=
∑1
EK n n F F δ=∆
横向地震作用力eik F 表3-3
同理,纵向自震周期
s T 448.07
.566.2500069.033.03
21=⨯+=
纵向地震影响系数 062.01=α
由于 s T T T g g 3.0,08.0,42.04.1max 1===>α
046
.001.0448.008.001.008.0056.008.0448.03.019
.0max 9
.011=+⨯=+==⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=T T T n g δαα 结构底部总纵向水平地震作用标准值
i i eq EK G G F ∑=⨯==5
1
1185.0αα
()
KN
3.504856.182033789.21684013.2279985.0056.0=+⨯+⨯⨯=
3.2.3 框架梁柱线刚度计算
⑴框架梁:选用C40混凝土
24/1025.3mm N E c ⨯=
纵向eik F 的计算见表3-4。
纵向水平地震作用剪力eik F 表3-4
框架柱:选用C50混凝土
2
4/1045.3mm N E c ⨯=
⑵横向联系梁 梁 m KN l
EI i
⋅⨯=⨯⨯⨯
⨯==
3371073.104
.855.02.0121
1025.3横梁
底层柱子 m KN l EI i ⋅⨯=⨯⨯
⨯==
347101.284
.65.0121
1045.3底柱 其余各层柱 m KN l
EI i ⋅⨯=⨯⨯
⨯==
347105.378
.45.0121
1045.3余柱
图3-1 框架梁柱相对线刚度
⑶纵向框架梁 m KN l
EI i
⋅⨯=⨯⨯⨯
⨯==
337104.341
.87.03.0121
1025.3纵梁
令 0.1=余柱i ,则其余各杆的相对线刚度为: 286.010
5.371073.103
3=⨯⨯=横梁
i 749.0105.37101.2833=⨯⨯=底柱i 917.010
5.37104.3433=⨯⨯=纵梁
i 3.2.4 水平地震作用内力分析
⑴ 柱的反弯点高度比
按公式 3210y y y y y +++=,计算各层柱的反弯点高度比 ① 标准反弯点高度比0y 的取值
根据表3-2种计算的K 值,结构总层数N=5,查框架承受到三角形分布水平作用力时0y 值
附表,得出表3-5中的值。
② 由于结构中上下梁线刚度相同,且上下层层高没有变化, 故 0321===y y y
标准反弯点高度比0y 表3-5
③ 柱的反弯点高度比
3210y y y y y +++==0y
④ 选取F 轴框架作内力分析,计算纵向水平地震作用下的弯距,剪力和轴力 1)计算层间地震剪力
∑==5
1
171i ik F V
()KN 74.8534.65792.93822.124352.154613.15907
1
=++++=
()83.75992.93822.124352.154613.1590
71
71522=+++==∑ik F V KN ()7.62522.124352.154613.1590
71
71533=++==∑Fik V KN ()()1.44852.154613.15907
171
454=+=+=
F F V KN
16.22713.15907
1
7155=⨯==
F V KN 楼层水平地震剪力计算图见图3-4。
2)计算各柱所分配的剪力jk V
j k jk
jk
jk V D
D V ∑==
7
1
其中, jk V :第j 层第k 柱所分配到的剪力 jk D :第j 层第k 柱的侧向刚度值
∑∑∑∑=⨯+⨯=====⨯+⨯===168
.8526.12934.0312.45644.02546.0537
1
27
11k
k k k
k k
D D D
D
第一层:()KN 单位:
KN
V D D V V V KN V D
D V V k
k
51.12774.853312.4644
.01.10874.853312
.4546
.0111216131217
1
111
1711=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
第二层: ()KN 单位:
KN
V D D V V V KN V D
D V V k
k
21.11783.759168.826
.188.8683.759168
.8934
.0222226232227
1
221
2721=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
第三层: ()KN 单位:
KN
V D D V V V KN V D
D V V k
k
52.967.625168.826
.155.717.625168
.8934
.0333236333237
1
331
3731=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
第四层: ()KN 单位: KN V D
D V V k
24.511.448168
.8934
.047
1
441
4741=⨯=
=
=∑ KN V D D V V V k
12.691.448168.826
.14442464342=⨯=====∑
第五层:()KN 单位:
KN V D D V V V KN V D
D V V k
k
04.3516.227168.826
.198.2516.227168
.8943
.0555256535257
1
551
5751=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
3)计算柱端弯矩c M ,梁端弯矩b M 第五层:()m KN ⋅单位:
()()82.75392.018.498.2555171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 KN y V M M 88.48392.08.498.255171=⨯⨯=⨯==下下
()()51.9245.018.404.3555262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN
y V M M 69.7545.08.498.255262=⨯⨯=⨯===下下
第四层:()m KN ⋅单位:
()()27.13545.018.424.5144171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 KN y V M M 67.11045.08.424.514171=⨯⨯=⨯==下下
()()89.1655.018.412.6944262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN y V M M 89.1655.08.412.694262=⨯⨯=⨯===下下
第三层:()m KN ⋅单位:
()()47.174492.018.455.7133171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 97.168492.08.455.713171=⨯⨯=⨯==y V M M 下下
()()648.2315.018.452.9633262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN y V M M 648.2315.08.452.963262=⨯⨯=⨯===下下
第二层:()m KN ⋅单位:
()()512.2085.018.488.8622171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 512.2085.08.488.862171=⨯⨯=⨯==y V M M 下下
()()304.2815.018.421.11722262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN y V M M 304.2815.08.421.1172262=⨯⨯=⨯===下下
第一层:()m KN ⋅单位:
()()277.273605.014.61.10811171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 563
.418605.04.61.1081171=⨯⨯=⨯==y V M M 下下
()()23.36755.014.651.12711262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 84.44855.04.651.1271262=⨯⨯=⨯===y V M M 下下
⑤ 柱端弯矩、梁端弯矩、梁端剪力、柱剪力和轴力图见图3-5、3-6、3-7
第四章竖向荷载作用下框架的内力分析
4.1 恒载作用下框架内力计算
以F轴纵向框架为例,参照图3-1
4.1.1 荷载及计算简图
⑴屋面恒载: 4.12
KN
/m
楼面恒载:仓库 2.942
/m
KN
办公室 3.122
KN
/m
走廊、商场大厅 3.22
KN
/m
卫生间 3.392
KN
/m
外墙恒载: 5.2752
KN
/m
内墙恒载: 2.932
KN
/m
⑵梁自重(考虑粉刷)见表4-1。
梁自重表表4-1
⑶楼面荷载分配为等效均布荷载。