【四层】3000平米教学楼(计算书、建筑、结构图)
【四层】3000平米教学楼(计算书、建筑、结构图),【温馨提示】压缩包内含CAD图有预览点开可看。打包内容里dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,所见才能所得,请细心查看有疑问可以咨询QQ:11970985或197216396
学 号:毕业论文(设计说明书) 论文题目:唐山市中学第一教学楼学 院:专 业:土木工程班 级:12土升本6班姓 名:指导教师:2014年 11月 27日毕业论文(设计说明书)唐山市中学第一教学楼设计学 院:专 业:土木工程班 级:12土升本6班姓 名:指导教师:2014 年 11月 27日X毕业设计(论文)任务书学院学生姓名指导教师设计(论文)题目唐山市中学第一教学楼设计主要研究目标和研究内容使学生通过毕业设计,在教师指导下,独立完成工程项目设计,培养学生综合运用以往所学的理论和专业知识,分析和解决土建工程设计和施工组织等实际问题的能力,培养学生建立理论联系实际、勤奋、严谨、求实、创新的科学作风,以及土建工程技术人员必备的建筑、结构、施工的全局观点和经济观点,培养学生调查研究、查阅资料、综合分析能力。具体要求如下:1进一步熟悉多层民用建筑方案设计原则、方法和步骤,并初步掌握建筑总平面图的布置、平、立、剖面建筑施工图的设计。2绘制建筑施工图,训练用工程图表达设计意图的技能研究内容如下:1.建筑学部分:结构的平、立、剖面图。2.结构构件的布置及构件尺寸的初定。3.统计荷载(1)、面荷载的统计;(2)、梁上线荷载的统计;(3)、重力荷载代表值的统计。4.内力计算(1)、水平地震作用的计算;(2)、水平地震作用下的内力计算(D值法);(3)、竖向荷载作用下的内力计算(分层法或弯矩二次分配法),恒载与活载要分别计算。5.内力组合6.配筋设计7.基础设计8.楼梯设计9.楼板设计说明书(论文)的要求1、计算书清晰工整;2、至少有2篇外文翻译;3、要有中英文摘要;4、要列出参考文献。5、编写设计说明书,内容包括设计依据;建筑学、结构方案;概述;主要经济指标和主要装饰做法及材料等。图纸的要求建筑施工图及结构图:1)建筑设计部分:建筑设计说明;首层和标准层及屋顶平面图(1:100);南、北立面图、侧立面图(1:100);剖面图(1:100);楼梯详图(1:50);卫生间详图(1:20) 2)结构设计部分:结构设计说明;基础平面图;基础配筯图、各层楼面结构布置平面图和现浇板配筯图、框架配筯图、连梁和次梁配筯图、楼梯结构布置平面图和楼梯构件配筯图。要求达到施工图深度,符合制图标准。平面图(1:100);配筋详图(1:50)进度安排第1-2周 现场调研及文献检索,翻译外文资料。第3-5周 资料分析,确定总体方案,结构的详细设计及计算。第6-13周 绘制建筑及结构施工图。 第14 周 撰写设计说明书。第17 周 准备答辩。设计的基础数据和主要参考文献1建筑基地:唐山市古冶区2主要功能:为框架结构教学楼楼设计,功能安排见方案图。3气象、水文、地质资料温度:最热月平均25.4,最冷月平均8.8。最热日平均29.4,最高气温:38。最低气温:-18。相对湿度:最热月平均78%,最冷月平均54%。主导风向:夏季东南风,冬季西北风。基本风压:0.45KN/m2。降水量:年降雨量1000mm,最大雨量110mm/日。最大降雪深度:190毫米,基本雪压:0.4 KN/m2。最大冰冻深度:700毫米地震设防烈度:7度地基承载力标准值:180KN/m24.设防烈度 7度;抗震等级 二级;场地类别 二类; 5.抗震设防类别 丙类;建筑物安全等级 二级。6.场地土类型 中软场地土;最大冻结深度 0.7米;7.地基承载力标准值 fk=160Kpa;持力层为粉质粘土。8.耐久年限50年参考文献:1 建筑抗震设计规范GB50011-20012 混凝土结构设计规范GB50010-20023 建筑结构荷载规范GB50009-2001 4 建筑地基基础设计规范GB500072002 5 华北建筑构造通用图集88J 98J 6 住宅设计规范GB5009619997室内设计细部图集门窗8 中国建筑工业出版社编制.土木建筑制图标准9.建筑构造图集10建筑结构设计新规范综合应用手册 指导教师签字: 系主任签字: 毕业设计(论文)进程表学 院姓 名合作者设计(论文)题目唐山市中学第一教学楼设计时 间工 作 内 容完 成 情 况10月11日10月25日 11月2日11月3日11月4日11月10日11月11日11月21日11月22日11月23日 11月28日11月29日 11月30日12月10日指导教师布置建筑部分毕业设计任务并借设计参考资料。建筑方案设计,平面图、立面图、剖面并整理建筑说明。指导教师韩建强老师布置结构部分毕业设计任务。阅读和熟悉设计文件及资料、结构布置、荷载统计计算。框架各部分计算及配筋,整理结构计算书并绘制结构图。施工指导教师韩建强老师布置施工部分毕业设计任务书。统计施工工程量,按定额计算各施工段工期。绘制施工平面图、进度表。整理计算书。准备毕业答辩。已按计划完成已按计划完成已按计划完成已按计划完成已按计划完成已按计划完成已按计划完成已按计划完成本人完成部分论文(说明书)1.1万字图纸22张毕业设计说明书指导教师签字: 指导教师对设计的评语:成 绩:指 导 教 师:2014年 月 日评议人对设计的评语及评定的成绩: 成 绩: 评议人: 2014 年 月 日一、 设计题目: 唐山市中学第一教学楼设计二、 设计组成: 图形 22 张, 说明书 60 页三、 答辩(评议)小组需要设计人答辩的问题: 答辩成绩:四、答辩(评议)小组对设计的评语和总评成绩 总评成绩: 答辩(评议)小组负责人: 职务: 工作单位: 2014 年 月 日摘 要本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自振周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力,找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词: 框架 结构设计 抗震设计 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Key words: frames, structural design, anti-seismic design 目 录第1章 工程概况11.1 初估截面尺寸11.2 框架计算简图21.2.1 计算简图说明21.2.2 框架梁柱的线刚度计算2第2章 荷载计算32.1 恒载标准值计算32.1.1 上人屋面框架梁线荷载标准值32.1.2 楼面框架梁线荷载标准值42.1.3屋面框架节点集中荷载标准值42.1.4楼面框架节点集中荷载标准值52.2 活荷载标准值计算62.3 风荷载计算62.4地震作用计算72.4.1 用“D值法”计算柱的侧向刚度82.4.2用顶点位移法求结构基本周期T192.4.3 地震作用下的水平位移的弹性验算102.5 屋面雪荷载(分布同屋面活荷载)11第3章 内力计算113.1 恒载作用下的内力计算采用分层法113.1.1跨中弯矩计算153.1.2弯矩调幅163.1.3剪力计算173.2.楼面活载作用下的内力计算233.3 地震力作用下的内力计算353.4 风荷载作用下的内力计算413.5雪荷载作用下的内力计算46第4章 内力组合48第5章 截面设计49第6章 框架节点核心区抗震验算49第7章 框架柱下基础设计507.1 基础初步确定507.2基础受冲切承载力验算517.3 基础底板配筋51第8章 板式楼梯设计538.1设计资料538.2楼梯板设计538.2.1梯段板数据538.2.2荷载计算548.2.3截面设计548.3平台板设计548.3.1荷载计算548.3.2截面设计558.4平台梁设计558.4.1荷载计算558.4.2截面设计及配筋设置56参考文献58致 谢60唐山市古冶区范各庄中学第一教学楼结构设计第1章 工程概况1.1 初估截面尺寸1、本建筑的抗震等级为7级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。楼板厚度取为100mm,各层梁板混凝土强度等级为,柱混凝土强度等级为,其余钢筋采用HPB235级钢筋。2、根据建筑平面布置确定的结构平面布图可知,边柱及中柱的承载范围分别为和。估算结构构件尺寸时,楼面荷载近似取计算。(以中柱为例)3、梁截面尺寸估算依据:框架结构的主梁截面高度及宽度由下式确定:其中横梁跨度:m,m.由此估算的梁截面尺寸如下:边跨(AB、CD跨)梁: L中跨(BC)梁:次梁:4、柱截面尺寸估算依据:柱的轴压比应小于轴压比限值的要求:注:1.2为荷载分项系数,为楼面荷载近似值,4为层数,N按底层中柱的负荷面积考虑。取柱截面为正方形则柱截面边长为369mm,结合实际情况并考虑其他因素,本设计柱截面尺寸为,纵向受拉钢筋抗震锚固长度,梁内钢筋伸至边柱内长度,故柱子截面满足次抗震构造要求。结构平面布置如图1所示。各梁柱尺寸确定如下:1.2 框架计算简图1.2.1 计算简图说明本设计基础选用柱下独立基础,基础顶面标高为-1.000m(即室外地坪以下0.55m)。框架的计算单元取10轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变,故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。首层柱高以基础顶算至二层楼面,即为4.6m,二-四层层高为3.6m,顶层层高为3.9m。1.2.2 框架梁柱的线刚度计算 柱子计算首层柱子: 24层柱:顶层柱子: 粱计算:轴梁为中框架梁,,各层梁截面均相同AB、CD跨梁BC跨梁 结构计算简图如图1所示第2章 荷载计算2.1 恒载标准值计算2.1.1 上人屋面框架梁线荷载标准值隔热层: 保温层:40厚配筋C25细石混凝土 防水层:SBS(3+3)改性沥青防水卷材 找平层:1:3水泥砂浆20mm 找坡层:1:8水泥陶粒100mm 结构层:100mm现浇钢筋混凝土板 板底抹灰:10mm 合计:边跨(AB、CD跨)梁自重 0.30.65254.875 KN/m梁侧粉刷 2(0.65-0.1)0.02170.374KN/m中跨(BC跨)梁自重 0.30.55254.125 KN/m梁侧粉刷 2(0.55-0.1)0.02170.306KN/m作用在顶层框架梁上的线荷载为:g5AB1=g5CD1=5.25 KN/m g5BC1=4.43KN/mg5AB2=g5CD2=6.8126.3=42.92 KN/m g5BC2=6.8122.7=18.39KN/m 2.1.2 楼面框架梁线荷载标准值教室及办公室地面水磨石地面:30mm 现浇钢筋混凝土板:100mm V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m 合计:边跨填充墙自重及梁侧粉刷: 5.25KN/m边跨填充墙自重: 0.255.5(3.6-0.5)=4.26 KN/m墙面粉刷: 0.02217(3.6-0.5)=2.11 KN/m作用在中间层框架梁上的线荷载为:gAB1=gCD1=5.25+6.3711.62KN/m gBC1=4.43 KN/mgAB2=gCD2=4.06.3=25.2 KN/m gBC2=4.02.7=10.8 KN/m 2.1.3屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重: 0.30.656.32530.71KN粉刷: 20.02(0.65-0.10)6.3172.36KN0.9m高女儿墙自重: 0.96.30.255.57.79 KN粉刷: 20.020.96.3173.86 KN连系梁传来屋面自重 0.56.30.56.36.81=67.59KN层边节点集中荷载 G5A=G5D=112.31KN中柱连系梁自重: 0.300.556.32523.63KN粉刷: 20.02(0.55-0.10)6.3171.93 KN连系梁传来屋面自重:0.5(6.3+6.3-2.7)1.356.81245.51 KN 0.56.33.156.81=67.57KN顶层中间节点集中荷载 G5B=G5C=138.64KN2.1.4楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重: 30.71KN粉刷: 2.36KN钢窗自重: 3.01.80.452.43KN窗下墙体自重: 0.250.95.56.37.80KN粉刷: 20.020.96.3173.86KN窗边墙体自重: 0.25(3.61.55)5.50.61.69 KN粉刷: 0.62(3.61.55)0.02170.84KN框架柱自重: 0.600.603.92535.1 KN粉刷: 1.60.023.9172.12KN连系梁传来楼面自重: 0.53.60.53.64.039.69KN中间层边节点集中荷载 GA=GD=126.60KN中柱连系梁自重: 23.63 KN粉刷: 1.93 KN内纵墙自重: 0.25(3.60.55)5.53.615.10KN粉刷: 3.6(3.60.55)20.02177.47KN扣除门洞重加上门重:2.11.0(70.2+1720.020.2)-3.95KN框架柱自重: 32.4KN粉刷: 1.96KN连系梁传来楼面自重:0.5(6.3+6.3-2.7)1.354.026.73 KN中间层中节点集中荷载 GB=GC=148.91KN恒载作用下的结构计算简图如图3所示,其中:G5A= G5D=112.31KNG5B= G5C=138.64 KNGA= GD=126.60 KNGB= GC=148.91 KNg5AB1= g5CD1=5.25 KN/m g5BC1=4.43 KN/mg5AB2= g5CD2=42.92 KN/mg5BC2=18.39KN/mgAB1 = gCD1 =11.62KN/mgBC1=4.43KN/mgAB2 = gCD2 =25.2KN/mgBC2=10.8 KN/m2.2 活荷载标准值计算屋面及楼面活载。 查得上人屋面为。教学楼楼面为,走廊楼面为。综合考虑二次装修及其他情况,楼面活载标准值均取2.3 风荷载计算风压标准值计算公式为:=zszo因结构高度H18.600m30m,可取z1.0;对于矩形平面s1.3;z可查荷载规范得到,当查得得z 1.0时,取z1.0。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A为一榀框架各层节点的受风面积。计算结果如表1所示。 风荷载计算 表1层次zsZ(m)zo (KN/m2)A(m2)Pw(KN)五层1.01.319.30.820.4517.968.62四层1.01.315.40.740.4522.689.82三层1.01.311.80.740.4522.689.82二层1.01.38.20.740.4522.689.82一层1.01.34.60.740.4534.1010.432.4地震作用计算计算框架梁柱的线刚度:框架梁线刚度:边跨:ib1=12.44104KNM 中跨:ib2=37.33104KNM框架柱线刚度:首层:ic1=6.20104KNM 其他层:ic2=8.1104KNM本设计仅考虑水平地震作用即可,并采用基底剪力法计算水平地震作用力。为求基底剪力,先要计算结构各层的总重力荷载代表值:顶层: G5= g5AB116.8+(3.6+7.2)(g5AB2+ g5CD2)0.5+ g5BC22.40.5+ G5A+ G5B+ G5C+ G5D+4G柱/2+0.37.216.80.5=7.4816.8+10.818.1220.5+12.072.40.5+(165.33+183.76)2+40.5(32.4+2.20) +0.37.216.80.51121.36KNG4 = G3= G2= gAB114.4+ gBC12.4+ 0.5gAB2(3.6+7.2)2+0.52.4gBC2+GA+GB+ GC+ GD+4G柱0.5+(3.6+7.2)(pAB+ pCD)0.5+ pBC2.40.5+PA+ PB+ PC+ PD 0.5=13.3014.4+7.482.4+10.812.71+0.52.48.47+(183.97+217.75) 2+234.6+10.80.514.8+1.26.0+(32.4+46.8) 2 0.5=1352.30KNG1= G2+4(2.35-1.8) G柱/3.6=1352.30+40.6534.6/3.6=1373.44 KN质量重力荷载代表值见图6。图6.重力荷载代表值G1G2G4G32.4.1 用“D值法”计算柱的侧向刚度框架各构件线刚度如图7:其中:i5= i4= i3= i2=8.11010 N*mm i1=6.21010 N*mmi51=i41=i31=i21=i11=12.441010 N*mmi52=i42=i32=i22=i12=37.331010 N*mm除底层外,其余柱的D值:边柱 由K=(i51+ i41)/(2 i5)=1.536 =K/(2+K)=0.434 则 D5边=12ic/hj2=0.414128.1104 /3.62=32550KN/m中柱 由K=(i51+ i52+ i41+ i42)/(2 i5)=6.144 =K/(2+K)=0.754 则D5中=12 ic/ hj2=56550KN/m底层柱的D值:边柱 由K= i11/ i1=2.006 =(0.5+K)/(2+K)=0.626 故D1边=12 ic/ hj2=21083 KN/m中柱 由K=(i11+ i12)/ i1=8.027 得(0.5+K)/(2+K)=0.850 故D1中=12 ic/ hj2=28628 KN/m从而得各层的侧向刚度如下:K1=2(D1边+D1中)=2(2108328628)99422KN/m K2= K3= K4= K5=2(D边+ D中)=2(3255056550)178200KN/m图7.框架各构件线刚度i5i5i41i4i4i42i4i41i4i3i2i21i3i31i32i22i2i2i3i31i21i3i2i1i11i1i12i1i11i12.4.2用顶点位移法求结构基本周期T1将各层的重力荷载代表值当作水平力,产生的楼层剪力为:V5=G5=1121.36KNV4= G4+G5=1352.30+1121.36=2473.66KNV3= V4+G3=3825.96KNV2= V3+G2=5178.26KNV1= V2+G1=6551.70KN求顶点位移,则: U1= V1/ K1=0.0659m U2= U1+ V2/ K2=0.0659+0.0291=0.0950m U3= U2+ V3/ K3=0.0950+0.0215=0.1165m U4= V4/ K4+ U3=0.1165+0.0139=0.1304m U5= V5/ K5+ U4=0.1304+0.0063=0.1367m= UT 故T1=1.8 =0.6655s由于要考虑填充墙对基本周期的折减,故取折减系数为0.6,则T1=0.60.66550.3993s由于T11.4 Tg=1.40.4=0.56s,故不考虑顶层附加作用。查抗震设计规范得:max0.16由于T10.3993sTg0.4s,故1max0.16FEK=1Geq=0.851GE=0.850.16(1121.36+1352.303+1373.44) =891.03 KNF1=FEK=891.03=75.53KN同理:F2=131.33 KN F3=188.30KN F4=245.26 KN F5=250.61 KN故地震的水平作用力如图8.所示:图8.地震力的水平作用F1F2F4F32.4.3 地震作用下的水平位移的弹性验算U=+=8.96210-3+4.57610-3+3.83910-3+2.78310-3+1.40610-3=21.5310-3m层间位移验算:底层:满足要求; 二层:满足要求;顶点位移验算:=满足要求。由于风荷载远小于水平地震作用,故不必验算风荷载作用下框架的弹性水平位移,肯定能够满足。2.5 屋面雪荷载(分布同屋面活荷载)P雪ABP雪CD0.43.151.26 KN/mP雪BC0.42.7=1.08 KN/mP雪A=P雪D=(6.33.15) 0.4=7.94KNP雪B= P雪C= (1.35+3.15)6.30.4=11.34 KN第3章 内力计算3.1 恒载作用下的内力计算采用分层法顶层:由图3中取出顶层进行分析,结构计算简图如图9所示。图9中的柱子线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。图中,梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成,可根据固端弯矩相等的原则先将梯形分布荷载及三角形分布荷载化为等效均布荷载。等效均布荷载的计算公式如图10.所示: g5边g5AB1+g5AB2=11.62+25.2=32.36KN/mg5中g5BC1+g5BC2=4.43+10.8=11.18 KN/m图示结构内力可用弯矩分配法计算,并可利用结构对称性取二分之一结构计算,各杆的固端弯矩为:M5AB= M5BA =g5边l边232.366.32107.03 KNMM5BE=g5中l中211.181.3526.80 KNMM5EB=g5中l中211.181.3523.40KNM弯矩分配法计算过程如图11.所示:466-1-1-1图11.顶层弯矩分配法计算过程-29.4393.160.6515.72-93.161/20.56-0.441/21/213.9776.79A51/21/267.02-143.81AB466-41.41-67.40-58.85-70.27123.1-0.11-0.100.28-2.766.68-2.41-52.84-0.07-1.6933.51143.81B5BA402351-7.24BC24741.4138.330.0781.69-4.84CB534二至四层荷载作用如图12.:利用结构对称性取二分之一结构计算。同理,先将梯形分布荷载及三角形分布荷载化为等效均布荷载。g边gAB1+gAB2=11.62+25.2=32.36 KN/mg中gBC1+gBC2=4.43+10.8=11.18 KN/m各杆的固端弯矩为:MAB= MBA=g边l边232.366.32107.03 KNMMBC=g中l中211.181.3526.80KNMMCB=g中l中211.181.3523.40 KNM弯矩分配法计算过程如图13.所示:底层除柱子的线刚度不同外,其它同二至四层,故其弯矩分配过程如图14.所示:图14.底层弯矩分配法计算过程-63.530.0835.980.13-0.280.0627.55-0.55109.121/2-0.36-16.10AB465-106.36303A上32.233.6749.465.64232A下2.8124.68-12.1219424.73106.36-24.242.821/21/21/2B上BA-15.74126-80.62-1.64-12.39-0.2771.431.64-1-72.85583097BC-6.13B下-12.12CB-1-3.0672.85各层弯矩图为:顶层(图15.):45.70-45.70-18.19109.26图15.顶层弯矩图(顶层)80.19-91.06109.26-45.7045.70-18.19标准层(图16.):33.4533.45107.47-15.37-15.37图16.标准层弯矩图-66.89-76.8567.66-15.37107.47-15.3733.4533.45底层(图17.):27.55-63.5335.98图17.底层弯矩图-12.3971.43-80.62109.12-16.10-16.10109.12-12.3927.5535.98将各层分层法求得的弯矩图叠加,柱子按传递,并将叠加后的各个不平衡的节点重新分配,从而得到竖向荷载作用下的整个结构的弯矩图。顶层(图18):三层(图20.):二层(图21.):一层(图22.):一层传至柱底的弯矩为(图23.):3.1.1跨中弯矩计算将固端弯矩简化为简支端计算,同时将荷载叠加,如图24.所示:对于: M中ql2=7.487.2248.47KNM(四层边跨) =7.482.425.39 KNM(中跨)=13.307.2286.18 KNM(其它层边跨)对于:M中18.1223+18.122132.88KNM(顶层边跨)12.7123+12.71293.21KNM(其它层边跨)对于:M中1.212.071.25.79 KNM (顶层中跨)1.28.471.24.07KNM (其它层中跨)跨中弯矩组合:顶层:标准层:故梁的跨中弯矩即等于梁端弯矩的平均值减去跨中弯矩组合值。3.1.2弯矩调幅将梁各固端弯矩值乘以0.85的折减系数如图25.所示,括号内为调幅后的弯矩,跨中弯矩为调幅后的端弯矩的平均值减去跨中弯矩组合值。图25.恒载作用下弯矩图3.1.3剪力计算按简支跨计算: 对顶层边跨: 44.29V118.12KN/M7.48KN/M91.37V2顶层边跨 V17.27.487.23.618.123.63.618.121.87.244.29+91.370 V169.31KN 同理:V282.39KN对顶层中间跨:V12.4-7.482.41.2-12.072.41.20 V1V216.22KN 对三层边跨:V17.213.307.23.612.713.63.612.711.87.264.40+89.650 V178.69KN 同理:V285.70KN对三层中间跨:V2.4-7.482.41.2-8.472.41.20 V1V214.06 KN 对二层边跨:V17.213.307.23.612.713.63.612.751.87.264.69+89.570 V178.74KN 同理:V285.65 KN对二层中间跨:V2.4-7.482.41.2-8.472.41.20 V1V214.06 KN对首层边跨:V17.213.307.23.612.713.63.612.751.87.258.06+91.830 V177.51KN 同理:V286.89KN对首层中间跨:V2.4-7.482.41.2-8.472.41.20 V1V214.06KN(1) 柱子轴力计算:四层边柱:N5D=G5DG柱V1=269.44KN三层边柱N3D=GDN4DG柱V1=864.27KN三层中柱N3C=GCN4CG柱V1V2=1020.93KN二层边柱N2D=GDN3DG柱V1=1161.58KN二层中柱N2C=GCN3CG柱V1V2=1372.99KN底层边柱N1D=GDN2DG柱V1=1468.23KN底层中柱N1C=GCN2CG柱V1V2=1736.86KN(2) 恒载作用下的内力简图为:剪力图(图26.)、轴力图(图27.)。3.2.楼面活载作用下的内力计算活载分布按满布荷载法,活载作用下的内力计算也采用分层法由于顶层活载大小和标准层不一样,所以分开算。对顶层,其荷载分布情况如图28.所示:图示(a)结构内力较复杂,可将梯形荷载等效为均布荷载计算,同样利用弯矩分配法计算,并利用结构对称性,取二分之一结构,如图(b)所示。P5边P5AB=7.2=6.41 KN/mP5中P5BC=4.8=3.00 KN/m各杆的固端弯矩为:MAB= MBA=P5边l边26.417.2227.69KNMMBC=P5中l中23.001.221.44KNMMCB=P5中l中23.001.220.72KNM故其弯矩分配过程如图29.所示:对二三层,其荷载分布情况如图30.所示:P5边P5AB=7.2=6.41 KN/mP5中P5BC=6.0=3.75KN/m各杆的固端弯矩为:MAB= MBA=P5边l边26.417.2227.69KNMMBC=P5中l中23.751.221.80KNMMCB=P5中l中23.751.220.90KNM故其弯矩分配过程如图31.所示:对于底层,荷载分布与二三层相同,只是分配时分配系数不同,其弯矩分配过程如图32所示:各层弯矩图为:顶层(图33):二四层(图34):底层(图35):将各层分层法求得的弯矩叠加,柱子按传递,底层按传递,并将各节点重新分配求得活载作用下的弯矩图。对顶层(图36):对三层(图38):对二层(图39):对底层(图40):底层传至柱底的弯矩(如图41):跨中弯矩计算:与端弯矩一样,活荷载仍然按满跨布置,将固端简化为简支,求出简时的跨中弯矩。顶层及其他层边跨:M中=6.413.61.8 =41.54KNM顶层中跨:M中=3.01.20.6 =2.16KNM一四层中跨:M中=3.751.20.6 =2.70KNM跨中弯矩为:顶层:其他层:弯矩调幅并考虑活荷载的不利布置,将跨中弯矩乘以系数1.1,调整后的弯矩图如图42所示:剪力计算:同恒载作用下,按简支跨计算:顶层中跨:V1V23.01.20.5=1.80 KN一四层中跨:V1V23.751.20.5=2.25 KN顶层边跨:V17.2-6.417.23.6-11.99+24.75=0V1=21.30 KN同理:V2=24.85KN四层边跨:V17.2-6.417.23.6-17.20+23.41=0V1=22.21 KN同理:V2=23.94KN三层边跨:V17.2-6.417.23.6-16.76+23.54=0V1=22.13KN同理:V2=24.02KN二层边跨:V17.2-6.417.23.6-16.83+23.51=0V1=22.15 KN同理:V2=24.00KN底层边跨:V17.2-6.417.23.6-15.20+23.94=0V1=21.86 KN同理:V2=24.29KN轴力计算:顶层:边柱轴力:N5D=P5D+V1=53.70KN中柱轴力:N5C=P5C+V1+V2=73.45 KNN4D=PD+ N5D +V1=108.31 KN三层:三层边柱:N3D=PD+ N4D +V1=162.84KN三层中柱:N3C=PC+V1+ N4C +V2=226.72 KN二层:二层边柱:N2D=PD+ N3D +V1=217.39KN二层中柱:N2C=PC+V1+ N3C +V2=303.37 KN底层:底层边柱:N1D=PD+ N2D +V1=271.65KN底层中柱:N1C=PC+V1+ N2C +V2=380.31 KN活载作用下的内力简图为:剪力(图43)、轴力(图44)3.3 地震力作用下的内力计算地震力作用下的内力计算采用D值法,把各层层间剪力Vj分配给该层的各个柱子。V4=F4=250.61KNV3=F3 +V4=684.17KNV2=F2 +V3=815.50KNV1=F1 +V2=891.03KN各层柱子的D值为:D5中D4中D3中D2中56550KN/M D5边D4边D3边D2边32550KN/MD1中28628KN/M D1边21083KN/M所以:V4边45.78KNV4中79.53KNV3边124.97KNV3中217.11KNV2边148.96KNV2中258.79KNV1边188.95KNV1中256.57KN各层柱子的反弯点高度为:yh=(y0+y1+y2+y3)h对顶层边柱:k1.536,查表得:y0=0.3768,y1=y2=y3=0所以:yh=0.3768h对顶层中柱:k6.144,查表得:y0=0.50,y1=y2=y3=0yh=(y0+y1+y2+y3)h0.50h三层边柱:k1.536,查表得:y0=0.4768,y1=y2=y3=0yh=(y0+y1+y2+y3)h0.4768h三层中柱:k6.144,查表得:y0=0.50,y1=y2=y3=0yh=(y0+y1+y2+y3)h0.50h二层边柱:k1.536,查表得:y0=0.50,y1=y2=y3=0yh=(y0+y1+y2+y3)h0.50h二层中柱:k6.144,查表得:y0=0.50,y1=y2=y3=0yh=(y0+y1+y2+y3)h0.50h首层边柱:k2.006,查表得:y0=0.6494,y1=y2 =y3=0 ,yh=(y0+y1+y2+y3)h0.6494h首层中柱:k8.027,查表得:y0=0.55,y1=y2=y3=0 yh=(y0+y1+y2+y3)h0.55h求出反弯点高度和各层柱子剪力后,即可求出各柱端弯矩。对顶层:边柱:Mc4bu=45.780.62323.6=102.71KNMMc4bl=45.780.37683.6=62.10KNM中柱:Mc4zu=79.530.503.6=143.15KNMMc4zl =79.530.503.6=143.15KNM由节点平衡求得梁端弯矩:边节点:Ml4b=102.71KNM中间节点:Mbl=Mc5zu=143.15=35.78 KNMMbr=Mc5zu=143.15=107.37 KNM对三层:边柱:Mc3bu=124.970.52323.6=235.38KNMMc3bl=124.970.47683.6=214.51KNM中柱:Mc3zu=217.110.53.6=390.80KNMMc3zl =217.110.53.6=390.80KNM由节点平衡求得梁端弯矩:边节点:Ml3b=146.74+235.38382.12KNM中间节点:Mbl=(Mc4zl +Mc3zu)= (283.25+390.80)=168.48KNMMbr=505.57 KNM对二层:边柱:Mc2bu=148.960.503.6=268.12KNMMc2bl=148.960.503.6=268.12KNM中柱:Mc2zu=258.790.53.6=465.82KNMMc2zl =258.790.53.6=465.82KNM由节点平衡求得梁端弯矩:边节点:Ml2b=214.51+268.12482.63KNM中间节点:Mbl=(Mc3zl +Mc2zu)= (390.80+465.82)=214.11KNMMbr=642.51 KNM对首层:边柱:Mc1bu=188.950.35064.7=31
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