第1 章 引言 ....................................................................................................................................................... 1 第2 章 建筑设计说明 ....................................................................................................................................... 1 2.1 建筑平面图: ........................................................................................................................................... 1 2.2 建筑立面图: ........................................................................................................................................... 1 2.3 建筑剖面图: ........................................................................................................................................... 1 第3 章 结构设计说明 ....................................................................................................................................... 2 3.1初步设计资料 ............................................................................................................................................ 2 3.2 设计依据 ................................................................................................................................................... 3 3.3 结构设计方案及布置 ............................................................................................................................... 4 3.4 构件初估 ................................................................................................................................................... 4 3.4.1 柱截面尺寸的确定 ............................................................................................................................ 4 3.4.2 梁尺寸确定 ........................................................................................................................................ 5 3.4.3 楼板厚度确定 .................................................................................................................................... 6 3.4.4 次梁布置 ............................................................................................................................................ 6 3.4.5 框架梁柱的线刚度计算 .................................................................................................................... 6 第4章荷载计算 .................................................................................................................................................. 8 4.1荷载计算 .................................................................................................................................................... 8 4.1.1屋面及楼面恒荷载计算 ..................................................................................................................... 8 4.1.2.屋面及楼面活荷载计算 .................................................................................................................. 9 4.1.3.梁,柱,墙,门窗重力荷载的计算 .............................................................................................. 9 4.2板传荷载计算 ..........................................................................................................................................11 4.3风荷载计算 .............................................................................................................................................. 15 4.3.1风荷载作用下的位移验算 ............................................................................................................. 16 4.3.2风荷载作用下的框架结构的内力计算 ......................................................................................... 17 4.4恒荷载作用下框架的内力 ...................................................................................................................... 27 4.4.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算 ....................................................................................................... 27 4.4.2恒荷载作用下的弯矩剪力计算 ....................................................................................................... 30 4.4.3弯矩分配及传递 ............................................................................................................................... 31 4.4.4 恒载作用下的的框架弯矩图 .......................................................................................................... 32 4.4.5恒载作用下剪力计算 ....................................................................................................................... 34 4.4.6恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算,包括连梁传来的荷载及柱自重. .................................. 35 4.5活荷载作用下框架的内力 ...................................................................................................................... 37 4.5.1活载作用下的框架内力 ................................................................................................................... 37 4.5.2.活荷载作用下框架的内力计算 .................................................................................................... 37 第5章 框架结构的内力组合 .......................................................................................................................... 42 5.1框架结构梁内力组合 .............................................................................................................................. 42 5.1.1. 框架结构梁的内力组合 ................................................................................................................. 42 第6章 截面设计与配筋计算 .......................................................................................................................... 54 6.1框架柱截面设计 ...................................................................................................................................... 54 6.2框架梁截面设计 ...................................................................................................................................... 57 6.3楼板配筋计算 .......................................................................................................................................... 61 6.3.1设计资料 ........................................................................................................................................... 61 6.3.2板的计算 ........................................................................................................................................... 62 第7章 楼梯的设计计算 .................................................................................................................................. 66 7.1楼梯设计资料 .......................................................................................................................................... 66 7.2踏步板(TB-1)计算 ............................................................................................................................. 66 7.2.1 荷载计算 .......................................................................................................................................... 66 7.2.2 斜截面内力计算 .............................................................................................................................. 67 7.2.3 截面承载力计算 .............................................................................................................................. 67 7.3楼梯斜梁 (TL-1) 计算 ........................................................................................................................... 67 7.3.1 荷载计算 .......................................................................................................................................... 67
7.3.2 内力计算 .......................................................................................................................................... 67 7.3.3承载力计算 ....................................................................................................................................... 68 7.4休息平台计算 .......................................................................................................................................... 68 7.4.1荷载计算 ........................................................................................................................................... 68 7.4.2平台板弯矩计算 ............................................................................................................................... 68 7.4.3 平台板配筋计算 .............................................................................................................................. 69 7.5.平台梁计算 .............................................................................................................................................. 69 7.5.1.荷载计算 ........................................................................................................................................... 69 7.5.2内力计算 ........................................................................................................................................... 70 7.5.3正截面承载力计算 ........................................................................................................................... 70 第8章 桩基础设计及验算 .............................................................................................................................. 72 8.1设计资料 .................................................................................................................................................. 72 8.2选择持力层并确定桩断面尺寸、长度 .................................................................................................. 73 8.3确定单桩竖向承载力特征值 .................................................................................................................. 74 8.4桩基础的内力计算和验算 ...................................................................................................................... 75 8.4.1设计依据 ........................................................................................................................................... 75 8.4.2示意图 ............................................................................................................................................... 76 8.4.3计算信息 ........................................................................................................................................... 76 8.4.4计算参数 ........................................................................................................................................... 77 8.4.5内力计算 ........................................................................................................................................... 77 8.4.6柱对承台的冲切验算 ....................................................................................................................... 77 8.4.7角桩对承台的冲切验算 ................................................................................................................... 78 8.4.8承台斜截面受剪验算 ....................................................................................................................... 78 8.4.9承台受弯计算 ................................................................................................................................... 79 8.4.10柱对承台的局部受压验算 ............................................................................................................. 80 8.4.11桩对承台的局部受压验算 ............................................................................................................. 80 第九章 PKPM电算书 ...................................................................................................................................... 81 9.1 SATWE结构设计信息 ......................................................................................................................... 81 9.1.1总信息 .............................................. ............................................................................................... 81 9.1.2风荷载信息 .......................................... ........................................................................................... 81 9.1.3地震信息 ............................................ ............................................................................................. 81 9.1.4活荷载信息 .......................................... ........................................................................................... 82 9.1.5调整信息 ........................................ ................................................................................................. 82 9.1.6配筋信息 ........................................ ................................................................................................. 83 9.1.7设计信息 ........................................ ................................................................................................. 83 9.1.8荷载组合信息 ........................................ ......................................................................................... 84 9.2 SATWE计算结果分析与调整 ............................................................................................................ 84 9.2.1位移比和层间位移角 ....................................................................................................................... 84 9.2.2层间刚度比 ....................................................................................................................................... 86 9.2.3层间受剪承载力之比 ....................................................................................................................... 88 9.2.4剪重比 ............................................................................................................................................... 88 9.2.5轴压比 ............................................................................................................................................... 89 9.2.6地震作用调整中0.2Qo的调整 ....................................................................................................... 90 9.2.7 梁挠度图 .......................................................................................................................................... 90 第十章 手算与PKPM在框架结构计算中的比较分析 ................................................................................. 90 10.1意义 ........................................................................................................................................................ 90 10.2概述 ........................................................................................................................................................ 91 10.3电算手算差别 ........................................................................................................................................ 91 10.4计算结果分析 ........................................................................................................................................ 91 10.5电算的错误可能分析 ............................................................................................................................ 92 10.6结语 ........................................................................................................................................................ 93
第1 章 引言
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为《温州市某六层行政办公楼建筑及结构设计》。在毕设前期,我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识,并借阅了《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期,我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,并得到老师的审批和指正,使我圆满的完成了任务,在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时,进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算很重要同时工作量也比较大,本方案结构计算选用一榀框架为计算单元,采用手算的简化计算方法,其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法。由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。
第2 章 建筑设计说明
2.1 建筑平面图:
(除屋顶平面图外)是用一个假想的水平剖切面,在房屋的窗台上方剖开整栋房屋,移去剖切面上面的章,将留下章向水平投影面投影所得到的水平剖视图。建筑平面图包含被剖切到的断面、可见的建筑配件的设置情况。它是墙体砌筑、门窗安装和室内装修的重要依据。底层地面需反映出室外台阶、散水(或明沟)等,其他各层除应表示本层情况外,还需反映出下一层平面图未反映的可见建筑物构件。
2.2 建筑立面图:
它是房间各个方向的外墙面以及按投影方向可见的构配件的正投影图。有定位轴线的建筑物,宜根据两端定位轴线号编注立面图名称。建筑物立面是用来反映房屋的体型和外貌、门窗形式和位置、墙面装饰材料等的图样。
2.3 建筑剖面图:
它是假想用一个垂直于横向或纵向轴线的竖直平面剖切房屋所得正投影图,反映门窗洞口及窗台高度以及简要的结构形式和构造方式等情况。剖切面的剖切位置,应选在能反应房间全貌构造特征以及有代表性的部位,一般应显示楼梯,并在底层平面中表示。具体设计图详细见建筑图老
1
第3 章 结构设计说明
3.1初步设计资料
一. 工程名称:温州市林云中学办公楼。
二. 工程概况:建筑面积4510.08㎡,建筑总高为21.6m,主体大楼为6层,室内外高差为0.6m,基础埋深0.5m. 三. 相对湿度:年平均34% 四. 基本风压0.60KN/㎡. 五. 地质条件:
1. 地震烈度:本工程地震设防烈度为6度。场地类型: III类。 2. 地质资料:见表3-1
表3-1 地质资料
层序 (2) (3)-1 (3)-2 (3)-3 (3)-4 (3)-5 (3)-6 (3)-7
岩土名称 粘土 淤泥 淤泥夹粉砂 粉砂夹淤泥 淤泥夹粉砂 淤泥 淤泥质粘土 淤泥质0.9~10.9 7.8~16.5 7.4~11.9 0.5~8.5 3.4~15.3 1.0~4.3 1.6~5.4 0.70~1.8 层厚(m) 模压缩(MPa) 3.2 1.3 地基征值(kPa) 80 40 钻孔钻孔量承载力特灌注桩侧灌注桩端阻力特征阻力特征值(kPa) 10 5 值(kPa) 2.0 50 6 4.5 80 18 2.0 55 8 1.6 45 8 2.8 60 10 3.5 70 13 2
粘土夹粉砂 (3)-8 (4)-1 (4)-2 (4)-3 (5) 石 中风化 5.2~8.3 石 粉砂夹粉质粘土 卵1.1~20.7 300 2000 35 150 1500 4000 0.5~1.5 7.0 180 25 400 淤泥质粘土 卵0.7~5.0 250 30 800 2.3~7.2 3.0 65 11 六. 材料使用: 1. 混凝土:梁柱板均使用C30混凝土。
2. 钢筋:楼梯、梁柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,基础受力钢筋采用HRB400,其余采用热轧钢筋HPB235。 3. 墙体:
a. 外纵墙采用240厚灰砂砖(18KN/m3),一侧墙体为水刷石墙面(0.5KN/㎡),一侧为20㎜厚水泥砂浆抹灰
b. 内墙采用240厚灰砂砖(18KN/m3),两侧均为10mm厚水泥砂浆抹灰。 c.女儿墙采用240厚灰砂砖(18KN/m3)两侧均为10厚抹灰,墙高900mm。 4. 窗:均为钢框玻璃窗(0.45KN/m2)
5. 门:除大门为玻璃门(0.45KN/m2),办公室均为木门(0.2KN/m2).
3.2 设计依据
a) 国家及浙江省现行的有关结构设计规范、规程及规定。 b) 本工程各项批文及甲方单位要求。 c)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001); d)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2001); e)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
3
3.3 结构设计方案及布置
钢筋混凝土框架结构是由梁,柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活,室内空间大等优因此这次设计采用钢筋混凝土框架结构。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。
本次设计的办公楼楼采用横向承重方案,竖向荷载主要由横向框架承担,现浇楼板,一般需设置次梁将荷载传至横向框架。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接,这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架,承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。 综上所述:
一. 结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。
二. 屋面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖,刚柔性结合的屋面,屋面板厚100mm。 三. 楼面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖,板厚100mm。 四. 楼梯结构:采用钢筋混凝土梁式楼梯。 五. 天沟:采用现浇天沟。
3.4 构件初估
3.4.1 柱截面尺寸的确定
柱截面高度可以取h = (1/15~1/ 20)H ,H 为层高;柱截面宽度可以取为b = (1 ~ 1/ 3)h。按上述来确定柱的尺寸可能偏小,因此应该根据轴压比来确定柱的尺寸。
混凝土结构试件的抗震设计应根据设防烈度,结构类型,房屋高采用不同的抗震等级,所以我所设计的办公楼的抗震等级为四级,原抗震规范对四级抗震轴压比没有规定,按1.05控制,2010版抗震规范对轴压比根据结构类型不同有所不同,本设计采用框架结构,所以轴压比按0.9控制。由《抗规》知,框架柱按二~四抗震等级设计时,混凝土强度等级不应低于C20,本设计除板采用C25,梁柱基础楼梯等采用C30。 框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制,按下式计算: 1.柱组合的轴压比设计值按照公式1-1计算:
NFgn (1-1)
式中:
:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2,不等跨取1.25;
F: 为按照简支状态计算柱的负荷面积;
g:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值,近似取12KN/m2;
n: 为验算截面以上楼层层数; 2.框架柱验算
4
N0.9 (1-2) bchcfc由计算简图3-1可知边柱和中柱的负载面积可知: 中柱:(6+6)/2×(6+2.4)/2=6×4.2㎡ 边柱:(6+6)/2×6/2=7.2×3㎡
边柱:Ac1.2N/fc(1.21.37.231210006)/(14.30.9)188509.1mm2 中柱:Ac1.2N/fc(1.21.2564.21210006)/(14.30.9)211468.5mm2
根据上述计算结果,并综合考虑其他因素,取柱截面为正方形,初步估计柱的尺寸为500㎜×500㎜=250000mm>211468.5mm,为计算简便中柱和边柱的尺寸相同,均为500㎜×500㎜。
所以选定柱截面尺寸为500mm×500mm
D22CBA图3-1 边柱和中柱的负荷面积简图
3.4.2 梁尺寸确定
框架梁为梁跨的1/8-1/12,次梁为梁跨的1/10-1/14,梁宽为梁高的1/2-1/3。 1. 横向框架梁跨度为6m,次梁跨度为6m, (1).主梁:L=6000㎜
11hL750mm500mm,取600㎜ 8121b2
1L300mm200mm,取300㎜ 35
故框架横纵梁的截面尺寸为b×h=300㎜×600㎜ (2).次梁:L=6000㎜
11 h:L750mm:500mm,取500㎜,b取250㎜
812故框架次梁的截面尺寸为b×h=250㎜×500㎜ 2. 走道梁跨度为2.4m。 (1).主梁:L=2400㎜
11hL300mm200mm,为计算方便取500㎜ 8121b21L225mm150mm,取250㎜ 3故框架梁的截面尺寸为b×h=250㎜×500㎜
故框架梁、走道梁、次梁、基础梁的截面分别为300mm×600mm,250mm×500mm,250mm×500mm,250mm×500mm 3.4.3 楼板厚度确定
走廊单向板h=l0/35=2400/35=68.57mm,双向板h=l0/45=3000/45=66mm,为计方便,板厚统一取为100mm。 3.4.4 次梁布置
在两道横向框架梁中间布置一道次梁,因此,双向板跨为3 m。 3.4.5 框架梁柱的线刚度计算
框架梁柱的相对线刚度如图3-2所示,作为计算各节点弯矩分配的依据,在框架结构中,现浇楼板的楼可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架的侧移。为考虑这一有利的作用,在计算梁的截面惯性矩的时候,对于中框架取I=2 Io(Io为梁的截面惯性矩)
I0bh3/12 (3-1)
梁采用C30混凝土,Ec3.0107kN/m2。 由于左跨梁=右跨梁:
i边梁=EI/L=3.0107kN/m22中跨梁:
i中跨梁=EI/L=3.0107kN/m22底层柱:(A~D轴) i底柱=EI/L=3.0107kN/m2
10.3m(0.6m)3/65.4104/m4 1210.25m(0.5m)3/2.46.5104/m4 121(0.5m)4/4.7m3.32104/m4 126
其余各层柱:(A~D轴) i余柱:=EI/L=3.0107kN/m21(0.5m)4/3.6m4.34104/m4 12令i余柱=1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:
i边梁=5.4104/m44.34104/m41.24 中跨梁=6.5104/m4i4.34104/m41.50
3.32104/m4i底柱=4.34104/m40.76
框架梁柱的相对线刚度
7
3-2
图
第4章荷载计算
4.1荷载计算
4.1.1屋面及楼面恒荷载计算 一.屋面
防水层:(刚性)30厚C20细石混凝土 1.0KN/㎡ 防水层:(柔性)三毡四油油铺小石子 0.4 KN/㎡ 找平层:15厚水泥砂浆 0.015m×20KN/m3=0.3 KN/㎡ 找平层:15厚水泥砂浆 0.015m×20KN/m3=0.3 KN/㎡
找坡层:40厚水泥石灰砂浆3‰找平0.04m×14KN/m3=0.56 KN/㎡ 保温层:80厚矿渣水泥0.08m×14.5KN/m3=1.16KN/㎡ 结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/㎡ 抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/㎡ 合计 6.09 KN/㎡
二.各层走廊楼面:大理石楼面: 大理石面层,水泥砂浆擦缝
30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥 1.16KN/㎡ 水泥浆结合层一道
结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/㎡ 抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/㎡ 合计:3.83 KN/㎡
三.标准层楼面:大理石楼面 大理石面层,水泥砂浆擦缝
30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥 1.16KN/㎡ 水泥浆结合层一道
结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/㎡ 抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/㎡ 合计:3.83 KN/㎡
四.楼梯,水泥砂浆楼面 构造层:0.5KN/㎡
结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/㎡ 抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/㎡ 合计:3.17 KN/㎡
8
4.1.2.屋面及楼面活荷载计算 一. 根据《荷载规范》查得 : 上人屋面:2.0KN/㎡ 楼 面:2.0KN/㎡(办公楼) 走 廊: 2.5KN/㎡ 二.雪荷载
Sk=1.0×0.3 KN/㎡=0.3 KN/㎡
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者取大者. 4.1.3.梁,柱,墙,门窗重力荷载的计算 一.梁自重:
1.边横梁,纵梁:b×h=300㎜×600㎜
梁自重: 25KN/m3×0.3m×(0.6m-0.1m)=3.75 KN/m 抹灰层10厚混合砂浆:
0.01m×(0.3+0.6m-0.1m)×2×17KN/m3=0.272KN/m
合计:4.022 KN/m
2.中横梁:b×h=250㎜×500㎜
梁自重:25 KN/m3×0.25m×(0.5m-0.1m)=2.5KN/m 抹灰层10厚混合砂浆:
0.01m×(0.25+0.5m-0.1m)×2×17KN/m3=0.221 KN/m
合计:2.721 KN/m
3.次梁:b×h=250㎜×500㎜
梁自重:25KN/m3×0.25m×(0.5m-0.1m)=2.5KN/m 抹灰层10厚混合砂浆:
0.01m×(0.25m+0.5m-0.1m)×2×17KN/m3=0.221 KN/m
合计:2.721 KN/m
4.基础梁:b×h=250㎜×400㎜
梁自重:25 KN/m3×0.25m×0.4m=2.5KN/m 二.柱自重:
1.柱:b×h=500㎜×500㎜
柱自重:25 KN/m3×0.5m×0.5m=6.25KN/m
抹灰层10厚混合砂浆: 0.01m×0.5m×4×17KN/m3=0.34 KN/m
9
合计:6.59 KN/m
2.构造柱:b×h=240㎜×240㎜
柱自重:25 KN/m3×0.24m×0.24m=1.44KN/m 抹灰层10厚混合砂浆:
0.01m×0.24m×0.24m×2×17KN/m3=0.196 KN/m
合计:1.636 KN/m 三.外纵墙自重: 标准层
纵墙:(等效高度)1.7m×0.24m×18KN/m3=7.344 KN/m 铝合金窗:0.35 KN/㎡×1.8m=0.63 KN/m
水刷石外墙面:(3.6m-1.8m)×0.5 KN/㎡=0.9 KN/m 水泥粉刷内墙面:(3.6m-1.8m)×0.36 KN/㎡=0.648KN/m
合计:9.522 KN/m 底层:
纵墙 (等效高度)2.4m×0.24m×18KN/m3=10.368 KN/m 铝合金窗:0.35 KN/㎡×1.8m=0.63 KN/m
水刷石外墙面:(3.6m-1.8m)×0.5 KN/㎡=0.9 KN/m 水泥粉刷内墙面:(3.6m-1.8m)×0.36 KN/㎡=0.648KN/m
合计:12.546 KN/m 四.内墙自重: 标准层
纵墙:(3.6m-0.6m)×0.24m×18KN/m3=12.96 KN/m 水泥粉刷内墙面:3.0m×0.36 KN/㎡×2=2.16 KN/m
合计:15.12 KN/㎡ 底层:
纵墙:(4.7m-0.6m)×0.24m×18KN/m3=17.712 KN/m 水泥粉刷内墙面:4.1m×0.36 KN/㎡×2=2.952 KN/m
合计:20.664 KN/㎡ 五.内隔墙自重: 标准层
10
内墙:(3.6m-0.6m)×0.24m×18KN/m3=12.96 KN/m 水泥粉刷内墙面:3.0m×0.36 KN/㎡×2=2.16 KN/m
合计:15.12 KN/m 底层:
内墙:(4.7m-0.6m)×0.24m×18KN/m3=17.712KN/m 水泥粉刷内墙面:4.1m×0.36 KN/㎡×2=2.952KN/m
合计:20.664 KN/m
4.2板传荷载计算
计算单元见下图所示:
因为楼板为整体现浇,本板选用双向板,可沿四角点沿45°线将区格分为小块,每个板上的荷载传给与之相邻的梁,板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。
图4-1 框架结构计算单元
11
图4-2 框架结构计算单元等效荷载
一.A~B, (C~D)轴间框架梁: 屋面板传荷载:
将非均布荷载转化为等效为均布荷载
5当荷载呈三角形分布时:等效均布荷载qq'
8当荷载呈梯形分布时:等效均布荷载q(1223)q' 其中 1(lox2l322.42)=()=0.25 2(ox)2=()=0.16 loy6loy6lox为双向板的短边方;loy为双向板长边方向
恒载:6.09KN/m21.5m[1-2(0.25)2(0.25)3]2=16.272KN/m 活载:2.0KN/m21.5m[1-2(0.25)2(0.25)3]2=5.344KN/m 楼面板传荷载:
恒载:3.83KN/m21.5m[1-2(0.25)2(0.25)3]2=10.238KN/m 活载:2.0KN/m21.5m[1-2(0.25)2(0.25)2]2=5.344KN/m 梁自重:4.022KN/m
A~B, (C~D)轴间框架梁均布荷载为: 屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载
=4.022 KN/m +16.272 KN/m =20.294 KN/m
活载=板传荷载=5.344KN/m 楼面梁:恒载=梁自重+墙自重+板传荷载
=4.022 KN/m++15.12 KN/m +10.238 KN/m=29.38 KN/m
活载=板传荷载=5.344 KN/m 二. B~C轴间框架梁: 屋面板传荷载:
恒载:6.09KN/m21.2m5/82=9.135KN/m
12
活载:2.0KN/m21.5m5/82=3.75KN/m 楼面板传荷载:
恒载:3.83KN/m21.25/82=5.745KN/m 活载:2.0KN/m21.2m5/82=3.75KN/m 梁自重:2.721KN/m
B~C轴间框架梁均布荷载为: 屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载
=2.721 KN/m+9.135 KN/m=11.856 KN/m
活载=板传荷载=3.75 KN/m 楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载
=2.721 KN/m+5.745KN/m=8.466KN/m
活载=板传荷载=3.75 KN/m 三.A轴柱纵向集中荷载计算: 顶层柱:
女儿墙自重:(做法:墙高900㎜,100㎜的混凝土压顶)
0.24m0.9m18kn/m325KN/m30.1m0.24m
1.2m20.24m0.5kN/m25.808KN/m
顶层柱恒载=女儿墙+梁自重+板传荷载
=
5.808KN/m64.022KN/m(6m0.5m)+0.54.022KN/m(6m0.5m)+236.09kN/m2120.250.251.5m6m6.09KN/m21.5m3m5/82151.101KN顶层柱活载=板传荷载
22=2.0KN/m21.5m120.250.256m
2.0KN/m21.5m5/83m227.281KN
标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板荷载=
9.522KN/m(60.5)4.022KN/m(60.5)+0.54.022KN/m(6m0.5m)233.83kN/m2120.250.251.5m6m3.83KN/m21.5m5/83m2(22.72115.12)(60.5)1/4=151.442kN
标准层柱活载=板传荷载
22=2.0KN/m21.5m120.250.256m
2.0KN/m21.5m5/83m227.281KN
基础顶面荷载=底层外纵墙自重+基础自重
=12.546KN/m(6m0.5m)2.5KN/m(6m0.5m)73.033KN 四.B轴纵向集中力计算:
13
顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载=
4.022KN/m(60.5)m0.54.022KN/m(60.5)m0.52.721KN/m2.4m+2.721KN/m6/426.09KN/m21.2m5/82.4m1.2m6m6.09KN/m[1-2(0.16)+(0.16)]6.09KN/m21.5m6m[12(0.25)2(0.253)]3m1.5m6.09KN/m25/82180.425KN
223
顶层柱活载=板传荷载 =
22.0kN/m21.5m120.1620.166m2222.0kN/m21.2m120.160.166m2.0kN/m22.4m5/81.2m2.0kN/m21.5m5/83m262.876KN
标准柱恒载=墙+梁自重+板传荷载
15.12KN/m(60.5)m(15.12KN22.721)/4(60.5)3.83KN/m21.5m(60.5)m[12(0.16)2(0.16)3]=1.2m6m3.83KN/m2[12(0.16)2(0.16)3]5521.5m3m3.83KN/m21.2m2.4m3.83KN/m2196.2688
标准层活载=板传荷载
52.0KN/m21.5m6m[12(0.16)2(0.16)3]2.0KN/m21.2m3m8=
52.5KN/m21.2m6m[12(0.16)2(0.16)3]2.5KN/m22.4m1.2m43.304KN8基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础自重
15.12KN/m(6m0.5m)2.5KN/m(6m0.5m)96.91KN
(3).框架柱自重:
柱自重: 底层:6.59KN/m×4.7m=30.973KN 其余柱:6.59 KN/m×3.6m=23.724KN
14
图4-3竖向受荷总图
4.3风荷载计算
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:
Wkzsz0hihjB/2
式中基本风压00.6kN/m2;
z——风压高度变化系数,因建设地点位于温州市,所以地面粗糙度为C类;
s——风荷载体型系数,根据建筑物的体型查得s1.3; z——风振系数,由于房屋结构高度不大于30m,取z1.0;
hi——下层柱高;
hj——上层柱高,对顶层为女儿墙高度2倍;
B——迎风面的宽度,B=6m。
表4-1 集中风荷载标准值
15
离地高度 z/m22.218.615.011.47.84.2μz0.880.810.740.740.740.74βzμs1.31.31.31.31.31.31.01.01.01.01.01.0ω0/(kN/m2)0.60.60.60.60.60.6hi/m3.63.63.63.63.64.2hj/m23.63.63.63.63.6Wk/kN11.5313.6512.4712.4712.4713.514.3.1风荷载作用下的位移验算 (1) 侧移刚度D
水平荷载作用下框架侧移计算:ujVjD
ij表4-2 横向2至6层D值的计算
构件名称 A轴柱 B轴柱 C轴柱 D轴柱 iib 2ic1.24 2.74 2.74 1.24 ci 2i0.383 0.578 0.578 0.383 Dcic12/(kN/m) h215391 23227 23227 15391 D15391kN/m23227kN/m15391kN/m23227kN/m77236N/m
表4-3 横向底层D值的计算
构件名称 A轴柱 B轴柱 C轴柱 D轴柱 iib ic c0.5i 2i Dcic12/(kN/m) 2h1.63 3.61 3.61 1.63 0.587 0.733 0.733 0.587 10587 13220 13220 10587 D10587N/m13220kN/m13220kN/m10587kN/m47614kN/m
(2)风荷载作用下框架侧移计算
水平荷载作用下框架层间侧移可按公式uj式中 Vj——第j层的总剪力;
VjDij计算
Dij——第j层所有柱的抗侧刚度之和;
uj——第j层的层间侧移。
第一层的层间侧移值求出以后,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以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之
16
和。
j层侧移 ujuj
j1nj顶点侧移 uuj
j1框架在风荷载作用下侧移的计算见下表
表4-4 风荷载作用下框架侧移计算
层次654321Wk/kN11.5313.6512.4712.4712.4713.51Vj/kND/(kN/m)772367723677236772367723647614uj/m0.000150.000330.000490.000650.000810.00160uj/h0.0000410.0000910.0001350.0001800.0002250.00034011.5325.1837.6550.1262.5976.10 uuj0.001012m
侧移验算:
层间侧移最大值:0.0003401/5500.00182(满足要求) 4.3.2风荷载作用下的框架结构的内力计算
顶层计算:所取5轴线框架共有2根中柱,2根边柱,各柱分配到的剪力按公式(4-1), 公式(4-2)计算。
VijDij/DVi (4-1)
yyny1y2y3 (4-2)
A轴线柱: 求柱剪力:因
D153910.199,则V=0.199×11.53KN=2.29 KN D77236反弯点高度:由i1.24查表,根据内插法得y00.362
1iE6H61.0,则y10;,则y30;顶层不考虑y2,则: iE5H5
yy0y1y30.362柱端弯矩:
柱顶:ME6E5(10.362)KNm ,Mct5.26KNm 柱底:ME5E60.362KNm ,Mcb2.98KNm B轴线柱: 求柱剪力:因
D232270.301,则V=0.301×11.53KN=3.47 KN D7723617
反弯点高度:由i2.74查表,得y00.437
11.0,则y10;31.0,则y30;顶层不考虑y2,则:
yy0y1y30.437
柱端弯矩:
柱顶:MF5F6(10.437)KNm 柱底:MF5F60.437KNm
该层的K轴柱计算结果同E轴相等,J轴柱计算结果同H轴相等。其余各层的计算过程与顶层相同,不再一一赘述。
具体计算过程结果见表4-5,4-6所示。
A轴与D轴: 表4-5 层号 D DV(KN) y 6 0.199 2.29 0.362 5 0.199 5.01 0.412 4 0.199 7.49 0.450 3 0.199 9.97 0.412 2 0.199 12.46 0.494 1 0.222 16.89 0.587 B轴与C轴: 表5-6 tbD层次 V(KN) y (上) MMcc(下) D(KN·m) (KN·m) 6 0.301 3.47 0.437 7.03 5.46 5 0.301 7.58 0.450 15.01 12.28 4 0.301 11.33 0.487 20.92 19.86 3 0.301 15.09 0.500 27.16 27.16 2 0.301 18.84 0.494 34.32 33.51 1 0.278 21.16 0.550 47.75 54.70 Mct(上) (KN·m) 5.26 10.61 14.83 21.10 22.70 32.79 Mcb(下) (KN·m) 2.98 7.43 12.13 14.79 22.16 46.60 18
Mib1,jMLbibLibrMbruMij梁端弯矩计算
libribrbt中柱处梁:Mlr(McMc);Mblr(McbMct)
ibibibiblb边柱处梁:Mb总(McbMct)
lMbMbr梁端剪力,按公式Vb计算
l梁端轴力,按公式Ni(VblVbr)计算,Ni为柱在i层的轴力,以受压为正。
kin梁端弯矩,剪力的计算结果见表4-7
表4-7 层 次 l MbAB跨梁 Mbr lVb l MbBC跨梁 Mbr l Vb CD跨梁 l Mbr lMbVb 6 5.26 3.19 6 1.41 3.84 3.84 2.4 5 13.59.29 6 3.81 11.111.12.9 8 8 4 4 22.215.06 6.22 18.118.12.6 7 3 3 4 3 33.221.36 9.09 25.625.62.3 4 8 8 4 2 37.427.96 10.933.533.52.9 0 0 8 8 4 1 54.936.86 15.344.344.32.5 7 0 8 8 4 柱的轴力计算结果见下表 表5-8
3.20 3.19 5.26 6 1.41 9.32 9.29 13.56 3.89 1 15.115.022.26 6.21 7 6 2 21.421.333.26 9.00 4 3 9 27.927.937.46 10.8 0 9 90 36.936.854.96 15.9 7 5 30 轴力 6 5 4 3
A轴 -1.41 -5.22 -11.44 -20.53 B轴 1.79 7.30 16.19 28.50 24
C轴 -1.79 -7.30 -16.19 -28.50 D轴 1.41 5.22 11.44 20.53
2 1 -31.43 -46.73 45.58 67.27 -45.58 -67.27 31.43 46.73 图4-4风荷载作用下框架弯矩图
25
图4-5风荷载作用下框架弯矩图
26
图4-6风荷载作用下梁端剪力及柱轴力图
4.4恒荷载作用下框架的内力
4.4.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算
一.恒荷载作用下框架可按下面公式求得:
MAB1/12ql2 (43) MBA1/12ql2 (44)
故:MAB61/1220.2946260.882KN.m
MBA660.882KN.m
MBC61/1211.8562.425.691KN.m
MCB65.691KN.m
MAB51/1229.386288.14KN.m
27
MBA588.14KN.m
MBC51/128.4662.424.064KN.m
MCB54.064KN.m
恒荷载作用下框架的受荷简图如图4-7所示:
图4-7竖向受荷总图:
注:1.图中各值的单位为KN
2.图中数值均为标准值 3.图中括号数值为活荷载
28
图4-8:恒载作用下的受荷简图
(2).根据梁,柱相对线刚度,算出各节点的弯矩分配系数ij:
iji/(icib) (55)
分配系数如图6-5 , 图6-6所示:
图4-9 B柱弯矩各层分配系数简图
A柱:
底层:下柱=0.76/(0.761.241.0)0.254
上柱=1.0/(0.761.241.0)0.333
左梁=1.24/(0.761.241.0)0.413
标准层:上柱=1.0/(1.241.01.0)0.309 下柱=1.0/(1.241.01.0)0.309
左梁=1.24/(1.241.01.0)0.382 顶层: 下柱=1.0/(1.241.0)0.446 左梁=1.24/(1.241.0)0.554
29
图4-10 C柱弯矩各层分配系数简图
B柱:
1.24/(1.241.01.500.76)0.276 底层: 右梁=上柱=1.0/(1.241.01.500.76)0.222下柱=0.76/(1.241.01.500.76)0.169
左梁=1.50/(1.241.01.500.76)0.333
1.0/(1.241.01.501.0)0.211 标准层:下柱=上柱=1.0/(1.241.01.501.0)0.211
右梁=1.24/(1.241.01.501.0)0.262 左梁=1.50/(1.241.01.501.0)0.316
1.0/(1.241.01.50)0.267 顶层: 下柱=左梁=1.5/(1.241.01.50)0.401
右梁=1.24/(1.241.01.50)0.332
4.4.2恒荷载作用下的弯矩剪力计算 根据简图(4-8)
梁:MA0 MAMB1/2qlQB.l0
2QBMA/lMB/l1/2ql
MB0 MAMB1/2ql2QA.l0
QAMA/lMB/l1/2ql (4-6) 柱:MC0 MCMDQD.h0
QD(MCMD)/h
MD0 MCMDQC.h0
QC(MCMD)/h (4-7)
30
图4-11 恒荷载作用下的计算简图
4.4.3弯矩分配及传递
弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中,用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时,任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。
所以本框架设计采用弯矩分配法计算框架内力,传递系数为1/2。各节点分配两次即可。
31
上柱下柱左梁右梁上柱下柱左梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱恒荷载弯矩二次分配图4—12
4.4.4 恒载作用下的的框架弯矩图
对于无荷载直接作用的杆件(如柱),将其柱端的弯矩连以直线,即为该杆件的弯矩图;对于有荷载作用的杆件(如梁),则以杆端弯矩的连线为基线。叠加相应简支梁的弯矩图,即为该杆件的弯矩图。
32
38.7838.7845.38353.1024.415.8628.7028.7079.3156.7253.1045.38338.7838.7871.6835.8635.8279.3156.7271.6835.8635.8221.7328.0415.6328.0429.5429.5479.7079.7071.7035.8535.8556.5171.7056.5135.8535.8521.2629.2215.1629.2229.2229.2279.7079.7071.7035.8535.8556.5171.7056.5135.8535.8521.2629.2215.1629.2229.2229.2279.8279.8272.0935.5236.5856.1672.0956.1636.5835.5221.1029.13 1529.1329.5929.5976.7076.7064.1821.8842.3072.7164.1872.7142.3021.8825.8432.7119.7432.7118.1518.1511.20-7.117.11-11.20图5-13 恒荷载作用下的弯矩图 单位(KN.m)
梁跨中弯矩为:
F120.294KN/m62m21(38.78KN.m53.10KN.m)45.383KN.m MA6A6中82F111.856KN/m2.42m21(24.4KN.m24.4KN.m)15.86KN.m MB6C6中82F129.38KN/m62m21(71.68KN.m79.31KN.m)56.72KN.m MA5B5中82F18.466KN/m2.42m21(21.73KN.m21.73KN.m)15.63KN.mMB5C5中82F129.38KN/m62m21(71.70KN.m79.70KN.m)56.51KN.mMA4B4中82F18.466KN/m2.42m21(21.26KN.m21.26KN.m)15.16KN.m MB4C4中82FFMAM4B4中A3B3中56.51KN/m FFMBM4C4中B3C3中15.16KN/m
33
F129.38KN/m62m21(72.28KN.m79.82KN.m)56.16KN.m MA2B2中82F18.466KN/m2.42m21(21.10KN.m21.10KN.m)15.00KN.mMB2C2中82F129.38KN/m62m21(42.30KN.m76.70KN.m)72.71KN.mMA1B1中82F18.466KN/m2.42m21(25.84KN.m25.84KN.m)19.74KN.m MB1C1中824.4.5恒载作用下剪力计算 1.梁端剪力:
QAB6(MAMB)/L1/2ql(38.7853.10)/61/220.294658.50KNQBA)/L1/2ql(38.786(MAMB`QBC6(MBMC)/L1/2ql14.23KN `QCB6(MAMB)/L1/2ql14.23KN
53.10)/61/220.294KN 662.27QAB5(MAMB)/L1/2ql(35.8679.31)/61/229.38680.90KN QBA5(MAMB)/L1/2ql(35.8679.31)/61/229.38695.38KN
`QBC5(MBMC)/L1/2ql10.16KN `QCB5(MAMB)/L1/2ql10.16KN
QAB4(MAMB)/L1/2ql(71.7079.70)/61/229.38686.81KN QBA4(MAMB)/L1/2ql(71.7079.70)/61/229.38689.47KN`QBC4(MAMB)/L1/2ql10.16KN `QCB4(MAMB)/L1/2ql10.16KN
QAB3(MAMB)/L1/2ql(71.7079.70)/61/229.38686.81KN QBA3(MAMB)/L1/2ql(71.7079.70)/61/229.38689.47KN`QBC3(MAMB)/L1/2ql10.16KN `QCB3(MAMB)/L1/2ql10.16KN
QAB2(MAMB)/L1/2ql(72.2879.82)/61/229.38686.88KN QBA2(MAMB)/L1/2ql(72.2879.82)/61/229.38689.40KN`QB)/L1/2ql10.1K6 N C2(MAMB`QCB2(MAMB)/L1/2ql10.16KN
QAB1(MAMB)/L1/2ql(42.3076.70)/61/229.38681.91KN QBA1(MAMB)/L1/2ql(42.3076.70)/61/229.38693.87KN`QB)/L1/2ql10.1K6 N C1(MAMB`QCB1(MAMB)/L1/2ql10.16KN
2.柱端剪力:
Q6(38.7835.86)/3.620.73KN
34
`Q6(28.7028.04)/3.615.76KN
`(29.54Q5(35.8635.85)/3.619.92KN Q529.22)/3.6KN1 6.32Q4(35.8535.85)/3.619.92KN
`Q4(29.2229.22)/3.616.23KN
Q3(35.8536.76)/3.620.17KN
`Q3(29.2229.13)/3.616.21KN
Q2(35.5264.18)/3.627.69KN Q2(29.5932.71)/3.617.31KN
Q1(21.8811.20)/4.77.34KN Q1`(18.157.11)/4.75.37KN
4.4.6恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算,包括连梁传来的荷载及柱自重.
N6151.10158.5209.601KN
N5N6151.44280.9023.724465.667KN N4N5151.44286.8123.724727.643KN N3N4151.44286.8123.724989.619KN N2N3151.44286.8823.7241251.665KN N1N2151.44281.9123.7241508.741KN
恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算:
N6180.42562.2714.23256.925KN N5N6196.2695.3810.1623.724582.449KN N4N5196.2689.4710.1623.724902.063KN N3N4196.2689.4710.1623.7241221.677KN N2N3196.2689.4010.1623.7241541.221KN N1N2196.2693.8710.1623.7241866.235KN
35
14 恒载作用下的剪力图
注:
由于该框架结构左右对称,所以竖向荷载作用下框架剪力图反对称。
36
4-
图恒荷载作用下的轴力图
37
4—15
图
4.5活荷载作用下框架的内力
4.5.1活载作用下的框架内力
同恒载作用下用弯矩分配法计算框架内力,折减系数为1/2,各节点分配两次即可。 4.5.2.活荷载作用下框架的内力计算 一.梁端的固端弯矩可按下面的方法求得;
Mab1/12ql2 (49) M2ba1/12ql 故:MAB1/125.3446616.032
MBA1/125.3446616.032
MBC1/123.752.42.41.8 MCB1/123.752.42.41.8
37
(410)
上柱下柱左梁右梁上柱下柱左梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱表4-16 活荷载作用下的弯矩内力二次分配表
二. 活载作用下的的框架弯矩图
对于无荷载直接作用的杆件(如柱),将其柱端的弯矩连以直线,即为该杆件的弯矩图;对于有荷载作用的杆件(如梁),则以杆端弯矩的连线为基线。叠加相应简支梁的弯矩图,即为该杆件的弯矩图。
38
1. 则梁跨中弯矩为: 梁跨中弯矩
楼层 AB夸 BC夸 6层 12.35 -4.28 5层 9.92 -1.96 4层 10.19 -2.08 3层 10.19 -2.08 2层 10.19 -2.08 1层 10.19 -2.08
9.58113.8113.819.5819.58112.356.9812.359.5816.854.286.8513.3814.8714.8713.386.149.924.669.926.147.245.314.911.964.915.317.2412.9614.7614.7612.966.4810.194.7810.196.486.484.994.992.084.994.996.4812.9614.7614.7612.966.4810.194.7810.196.484.992.084.9912.9614.7614.7612.966.4810.194.7810.196.484.992.084.9912.9614.7614.7612.966.4810.194.7810.196.484.992.084.992.481.502.48荷载作用下的弯矩图
39
4-17活
图
三.活荷载作用下的框架剪力计算
根据简图(4-11)和推导公式计算其活荷载作用下的剪力 1.梁端剪力:
梁端剪力
楼层 AB BA
6 15.33 -16.74 5 15.13 -16.94 4 15.73 -16.33 3 15.73 -16.33 BC 4.50 4.50 4.50 4.50 CB -4.50 -4.50 -4.50 -4.50 2 15.73 -16.33 1 15.73 -16.33 2.柱端剪力:
柱端剪力
楼层 A B 6 -4.67 3.38 5 -3.51 2.75 4 -3.60 2.77 3 -3.60 2.77 2 -3.60 2.77 1 -3.60 2.77 3. 活荷载作用下的内力计算 轴力计算 楼层
A B 6 42.611 84.116 5 85.022 148.86 4 128.033 212.994 3 171.044 277.128 2 214.055 341.262 1
257.066 405.396
4.50 -4.50 4.50 -4.50
40
图4-18活载作用的轴力图 单位KN,代表压力,AB轴与CD轴对称
41
图4-19 活载作用下的剪力图
注:由于框架结构左右对称,所以竖向荷载作用下框架剪力图反对称
第5章 框架结构的内力组合
5.1框架结构梁内力组合
5.1.1. 框架结构梁的内力组合
各种荷载情况下的框架内力求和后,根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调
42
幅。分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合,并比较两种组合的内力,取最不利者。由于构件控制截面的内力值应取支座边缘处,为此,进行组合前,应先计算各控制截面处的(支座边缘处的)内力值。 梁支座边缘处的内力值:
bM边=MV
2bV边=V-q
2式中 M边——支座边缘截面的弯矩标准值;
V边——支座边缘截面的剪力标准值;
M——梁柱中线交点处的弯矩标准值;
V——与M相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;
q——梁单位长度的均布荷载标准值; 。 b——梁端支座宽度(即柱截面高度)
柱上端控制截面在上层的梁底,柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得得柱端内力值,宜换算到控制面处的值。为了简化起见,也可采用轴线处内力值,这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点。
调幅系数为现浇框架:0.8-0.9,本设计取0.85。计算结果见表6-1 表6-2横梁弯矩调幅。
表5-1恒荷载作用下弯矩调幅
横梁弯距调幅(单位:KN.M)
荷载类型 恒载 调幅系数 0.85 层号 左梁 右梁 跨中 跨度 荷载 左调幅 右调幅 跨中
-38.78 -53.10 45.38 6.00 20.29 -32.96 -45.14 52.27 6.00 -24.40 -24.40 -15.86 2.40 11.86 -20.74 -20.74 -12.20
-53.10 -38.78 45.38 6.00 20.29 -45.14 -32.96 52.27 -71.68 -79.31 56.72 6.00 29.38 -60.93 -67.41 68.04 5.00 -21.73 -21.73 -15.63 2.40 8.47 -18.47 -18.47 -12.37
-79.31 -71.68 56.72 6.00 29.38 -67.41 -60.93 68.04 -71.70 -79.70 56.51 6.00 29.38 -60.95 -67.75 67.87 4.00 -21.26 -21.26 -15.16 2.40 8.47 -18.07 -18.07 -11.98
-79.70 -71.70 56.51 6.00 29.38 -67.75 -60.95 67.87 -71.70 -79.70 56.51 6.00 29.38 -60.95 -67.75 67.87 3.00 -21.26 -21.26 -15.16 2.40 8.47 -18.07 -18.07 -11.98
-79.70 -71.70 56.51 6.00 29.38 -67.75 -60.95 67.87 -72.09 -79.82 56.16 6.00 29.38 -61.28 -67.85 67.65 2.00
-21.10 -21.10 -15.00 2.40 8.47 -17.94 -17.94 -11.84
43
-79.82 -72.09 56.16 6.00 29.38 -67.85 -61.28 67.65 -64.18 -76.70 72.71 6.00 29.38 -54.55 -65.20 72.34 1.00 -25.84 -25.84 -19.74 2.40 8.47 -21.96 -21.96 -15.87
-76.70 -64.18 72.71 6.00 29.38 -65.20 -54.55 72.34
表5-2活荷载作用下的弯矩调幅
荷载类型活载层号左梁右梁-9.581-13.816-6.98-6.98-13.81-9.581-13.38-14.875-4.66-4.66-14.87-13.38-12.96-14.764-4.78-4.78-14.76-12.96-12.96-14.763-4.78-4.78-14.76-12.96-12.96-14.762-4.78-4.78-14.76-12.96-12.96-14.761-4.78-4.78-14.76-12.96楼层 恒载 左 6 中 右 左 5 中 右 4 左 M V M M V M V M M V M V V -52.2822 -114.456 -47.091 104.172 V -35.481 -74.724 -48.8436 97.08 81.6471 ① -22.0056 70.2 62.7288 -10.5749 -23.436 -10.6267 21.182 16.85845 0 -11.7663 -23.716 -9.9169 22.022 活载 ② -6.03589 21.462 19.74956 左风 ③ 横梁弯距调幅(单位:KN.M)调幅系数跨中跨度荷载12.3565.344-4.282.43.7512.3565.3449.9265.344-1.962.43.759.9265.34410.1965.344-2.082.43.7510.1965.34410.1965.344-2.082.43.7510.1965.34410.1965.344-2.082.43.7510.1965.34410.1965.344-2.082.43.7510.1965.344右风 ④ Mmax及相应的V 组合项目 值 ③ 3.97 1.97 5.33 -3.01 ①+②+0.6③ 11.67 5.33 8.71 0.85左调幅-8.14385-5.933-11.7385-11.373-3.961-12.6395-11.016-4.063-12.546-11.016-4.063-12.546-11.016-4.063-12.546-11.016-4.063-12.546右调幅-11.7385-5.933-8.14385-12.6395-3.961-11.373-12.546-4.063-11.016-12.546-4.063-11.016-12.546-4.063-11.016-12.546-4.063-11.016跨中14.10683-3.23314.1068312.04175-1.26112.0417512.267-1.36312.26712.267-1.36312.26712.267-1.36312.26712.267-1.36312.267
|V|max及相应的M 组合项目 -33.1 -48.44 -73.97 -71.05 -83.02 ①+②87.20 +0.6④ -48.44 -99.34 -70.09 121.46 -71.05 -141.37 -74.40 131.42 值 -32.16 92.85 用于承受承载力计算的框架由可变荷载效应控制的基本组合表5-3(梁AB) Mmin及相应的V 组合项目 ①+0.7②+④ 值 6.87 -1.97 1.45 -3.97 -1.97 -5.33 3.01 -11.67 -5.33 -8.71 -6.87 1.97 -1.45 ①+②+0.6 83.35 ①+②+0.6③ ①+0.7②+④ ①+②+0.6③ ①+0.7②+④ ①+②-99.34 +0.6③ ①+②117.24 +0.6④ 17.69 -17.69 100.31 ①+②-141.37 +0.6③ ①+②128.30 +0.6④ 28.99 -28.99 44
中 右 左 3 中 右 左 2 中 右 左 中 1 右 M V M V M V M V M V M V M M V M V M M V V -50.073 -112.644 -54.453 -107.364 -47.4678 104.256 81.1779 -11.8489 -22.862 -9.9169 22.022 17.1738 -11.8489 -22.862 -54.453 -107.364 -47.151 104.172 81.438 81.438 17.1738 -11.8489 -22.862 -9.9169 22.022 17.1738 -11.8489 -22.862 -9.9169 22.022 17.1738 -35.25 -15.26 -21.42 -26.69 -12.73 -15.26 6.71 -18.92 -8.71 -12.73 8.32 5.03 -5.03 ①+②+0.6③ 18.92 8.71 12.73 -8.32 ①+②+0.6③ 0.00 26.69 12.73 15.26 -6.71 ①+②+0.6③ 35.25 15.26 21.42 101.63 ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ -77.65 -97.43 -82.32 -77.65 -135.45 -83.07 133.83 -82.32 -137.86 -86.59 135.43 -87.59 -139.30 -119.41 135.12 -104.63 -150.07 ①+②-135.45 +0.6③ ①+②132.31 +0.6④ 43.34 -43.34 103.60 ①+②-137.86 +0.6③ -103.08 -87.59 ①+②134.93 +0.6④ 48.67 -48.67 102.28 ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ V -54.5964 -107.28 -40.8906 98.28 86.8032 ①+②-139.30 +0.6③ -119.41 ①+0.7②+④ 135.12 71.58 -71.58 12.66 -12.66 ①+②+0.6③ 0.00 -46.26 -21.42 46.26 21.42 122.73 ①+0.7②+③ -89.68 ①+0.7②+③ -148.36 注:1、活载②满跨布置; 2、恒载①为1.2MGk和1.2VGk;
3、活载②和左风③、右风④为1.4MQk和1.4VQk; 4、以上各值均为支座边的M和V;
5、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由可变荷载效应控制的基本组合表5-4(梁BC) 楼层 恒载 ① 左 M V 中 M 6 -20.619 17.076 -14.6444 活载 ② -6.7312 6.3 -4.5262 -6.7312 -6.3 -3.9704 6.3 -1.765左风 ③ 右风 ④ Mmax及相应的V 组合项目 值 Mmin及相应的V 组合项目 ①+②+0.6④ 值 |V|max及相应的M 组合项目 值 -29.90 26.06 -29.90 -26.06 -34.29 29.65 4.26 -4.26 -4.48 0.00 -4.26 -4.48 12.39 4.48 0.00 ①+0.7②+③ 4.26 4.48 -12.3 9 -29.90 ①+②+0.6④ 26.06 -17.8 1 -16.0 ①+②+0.6③ V 右 M V 左 M -20.619 -17.076 -19.1166 12.192 -14.85 5 V 中 M -13.013.05 5 0.00 0.00 ①+0.7①+0.7②+④ -29.90 ①+②+0.6③ -26.06 -34.29 ①+0.7②+④ 29.65 45
4 V -19.116右 M 6 V 左 M V 4 中 M -12.192 -18.6372 12.192 ②+③ 9 ①+0.7②+③ -34.29 ①+0.7②+③ -29.65 -41.61 ①+0.7②+④ 37.76 -34.29 -29.65 -41.61 37.76 -41.61 -37.76 -49.98 46.56 -49.98 -46.56 -58.57 55.77 -58.57 -55.77 -75.37 68.39 -75.37 -68.39 -14.3706 V -18.637右 M 2 V 左 M V -12.192 -18.6372 12.192 3 -14.3706 V 中 M 右 M V 左 M V 中 M -18.6372 -12.192 -18.474 12.192 -14.2074 -3.970-12.312.39 4 9 -13.0-6.3 13.05 5 -4.113-20.020.09 2 9 -21.16.3 21.15 5 -1.9080.00 0.00 ①+0.72 ②+③ -4.113-20.020.09 2 9 -21.1-6.3 21.15 5 -4.113-28.428.46 2 6 -29.96.3 29.96 6 -1.9080.00 0.00 ①+0.72 ②+③ 0.00 -4.1132 -6.3 -4.1132 6.3 -1.9082 -4.1132 -6.3 -4.1132 6.3 -1.9082 -4.1132 -6.3 -28.428.46 6 -29.929.96 6 -37.237.22 2 -39.139.17 7 0.00 ①+0.7②+④ -15.7 1 ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ -41.61 ①+0.7②+③ -37.76 -49.98 ①+0.7②+④ 46.56 -15.7 1 ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ -49.98 ①+0.7②+③ -46.56 -58.57 ①+0.7②+④ 55.77 2 V 右 M V 左 M V 中 M -18.474 -12.192 -23.3088 12.192 -19.0422 -23.3088 -12.192 0.00 ①+0.7②+③ -15.5 4 ①+0.7②+③ -37.237.22 2 -39.139.17 7 -49.149.19 9 -51.751.79 9 0.00 ①+0.7②+④ -58.57 ①+0.7②+③ -55.77 -75.37 ①+0.7②+④ 68.39 1 V 右 M V 0.00 ①+0.7②+③ 0.00 -20.3 8 ①+0.7②+③ -49.149.19 9 -51.751.79 9 -75.37 ①+0.7②+③ -68.39 注:1、活载②满跨布置; 2、恒载①为1.2MGk和1.2VGk;
46
3、活载②和左风③、右风④为1.4MQk和1.4VQk; 4、以上各值均为支座边的M和V;
5、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由永久荷载效应控制的基本组合表5-5(梁AB) 楼层 左 M V 6 中 M V 右 M V 左 M V 5 中 M 右 M V 左 M V 4 中 M 右 M V 左 M V 3 中 M 右 M V 左 M V 2 中 M 右 M V 左 M V 1 中 M V 右 M V -56.3321 -126.7245 V -61.421 -120.69 -46.0019 110.565 97.6536 V -58.8175 -128.763 -52.9774 117.1935 91.61775 -61.2596 -120.7845 -53.0449 117.1935 91.61775 -61.2596 -120.7845 -53.4013 117.288 91.32514 -39.9161 -84.0645 -54.9491 109.215 91.85299 恒载 ① -24.7563 78.975 70.5699 活载 ② Mmax及相应的V 组合项目 值 ①+② ①+② Mmin及相应的V 组合项目 ①+② 值 -28.98 94.00 -47.32 -100.47 -62.39 124.04 -67.05 -145.36 -59.92 132.61 -69.55 -136.79 -59.99 132.61 -69.55 -136.79 -60.34 132.70 -69.72 -136.69 -52.94 125.98 -64.63 -142.73 |V|max及相应的M 组合项目 ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② -64.63 -142.73 -69.72 -136.69 -52.94 125.98 -69.55 -136.79 -60.34 132.70 -69.55 -136.79 -59.99 132.61 -67.05 -145.36 -59.92 132.61 47.32 -100.47 -62.39 124.04 值 -28.98 94.00 -4.22512 15.0234 13.82469 ①+② 84.39 ①+② ①+② -7.40243 -16.4052 -7.43869 14.8274 11.80092 0 ①+② 103.65 ①+② ①+② -8.23641 -16.6012 -6.94183 15.4154 12.02166 ①+② 103.64 ①+② ①+② V -8.29423 -16.0034 -6.94183 15.4154 12.02166 ①+② 103.64 V -8.29423 -16.0034 -6.94183 15.4154 12.02166 ①+② 103.35 ①+② ①+② -8.29423 -16.0034 -6.94183 15.4154 12.02166 ①+② 109.68 ①+② -8.29423 -16.0034 注:1、恒载①为1.35MGk和1.35VGk;
47
2、活载②为1.4x0.7MQk和1.4x0.7VQk; 3、以上各值均为支座边的M和V;
4、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由永久荷载效应控制的基本组合表5-6(梁BC) 楼层 左 6 中 右 左 5 中 右 左 4 中 右 左 3 中 右 左 2 中 右 左 1 中 右 M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V 恒载 ① 19.2105 -19.2105 13.716 活载 ② Mmax及相应的V 组合项目 值 ①+② ①+② 4.41 ①+② Mmin及相应的V 组合项目 值 ①+② -27.91 23.62 -27.91 -23.62 -24.29 18.13 -24.29 -18.13 -23.85 18.13 -23.85 -18.13 -23.85 18.13 -23.85 -18.13 -23.66 18.13 -23.66 -18.13 -29.10 18.13 -29.10 -18.13 |V|max及相应的M 组合项目 值 ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② -27.91 23.62 -27.91 -23.62 -24.29 18.13 -24.29 -18.13 -23.85 18.13 -23.85 -18.13 -23.85 18.13 -23.85 -18.13 -23.66 18.13 -23.66 -18.13 -29.10 18.13 -29.10 -18.13 -23.1964 -4.71184 -16.475 -3.16834 -19.64 ①+② ①+② -23.1964 -4.71184 -4.41 4.41 ①+② -21.5062 -2.77928 -16.7062 -1.23578 -17.94 ①+② ①+② -21.5062 -2.77928 -13.716 -4.41 -20.9669 -2.87924 13.716 4.41 -16.1669 -1.33574 ①+② -17.50 ①+② ①+② -20.9669 -2.87924 -13.716 -4.41 -20.9669 -2.87924 13.716 4.41 -16.1669 -1.33574 ①+② -17.50 -20.9669 -2.87924 -13.716 -4.41 -20.7833 -2.87924 13.716 -13.716 13.716 -13.716 4.41 ①+② -15.9833 -1.33574 -17.32 ①+② ①+② -20.7833 -2.87924 -4.41 4.41 ①+② -26.2224 -2.87924 -21.4224 -1.33574 -22.76 ①+② -26.2224 -2.87924 -4.41 注:1、恒载①为1.35MGk和1.35VGk;
48
2、活载②为1.4x0.7MQk和1.4 x0.7VQk; 3、以上各值均为支座边的M和V;
4、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由可变荷载效应控制的基本组合表5-7(A轴柱) 层 上 6 M N M 下 N V 上 5 M N M 下 N V 上 4 M N M 下 N V 上 3 M N M 下 N V 上 2 M N M 下 N V 上 1 M N M 下 N 恒载 ① 活载 ② 左风 ③ 7.36 -1.97 -4.17 -1.97 3.21 右风 ④ Nmax及相应的M、V 组合项目 值 Nmin及相应的M、V 组合项目 值 |M|max及相应的N、V 组合项目 值 -64.37 312.36 55.62 340.83 -33.34 -63.90 649.43 59.77 677.90 -34.36 -70.13 1014.66 66.35 1043.13 -37.92 -78.91 1383.91 61.07 1412.38 -41.69 -80.75 1755.77 88.13 1784.24 -54.20 -78.51 2127.84 81.11 2165.00 -35.98 -46.54 -13.41 251.52 42.98 279.99 -24.88 -43.03 43.02 59.66 10.14 59.66 -6.54 -8.60 -7.36 ①+②+0.6④ 1.97 ①+②+0.61.97 ④ -3.21 4.17 -64.37 ①+0.7②+③ 312.36 ①+0.7②+340.83 ③ -33.34 -60.54 ①+0.7②+③ 682.22 ①+0.7②+710.68 ③ -33.03 -64.55 ①+0.7②+③ 1062.03 ①+0.7②+1090.50 ③ -35.24 -69.82 ①+0.7②+③ 1444.25 ①+0.7②+1472.72 ③ -37.62 -70.76 ①+0.7②+③ 1828.08 ①+0.7②+1856.55 ③ -48.73 -62.87 ①+0.7②+③ 2209.63 56.06 2246.80 ①+0.7②+③ -28.04 78.45 51.28 62.28 58.33 55.62 -48.56 ①+②+0.6④ 291.31 ①+②+0.6319.77 ④ -26.25 -34.20 ①+0.7②+④ 634.81 ①+0.7②+663.28 ④ -20.33 -28.61 ①+0.7②+④ 982.63 ①+0.7②+1011.10 ④ -16.95 -19.83 ①+0.7②+④ 1326.42 ①+0.7②+1354.89 ④ -13.77 -17.19 ①+0.7②+④ 1667.77 ①+0.7②+1696.24 ④ -19.31 13.30 ①+0.7②+④ 1996.99 -49.37 2034.16 ①+0.7②+④ 11.31 26.09 19.66 32.39 38.97 45.91 558.80 119.03 587.27 119.03 -23.90 -43.02 43.02 -4.91 -9.07 14.85 -14.85 ①+②+0.6④ -7.31 7.31 10.40 -7.31 7.01 ①+②+0.67.31 ④ -7.01 9.07 -10.40 20.76 -20.76 ①+②+0.6④ 873.17 179.25 -16.02 16.02 ①+②+0.6901.64 179.25 -16.02 16.02 ④ -23.90 -5.04 10.49 -10.49 29.54 -29.54 ①+②+0.6④ 1187.54 239.46 -28.74 28.74 -43.02 43.90 -9.07 ①+②+0.61216.01 239.46 -28.74 28.74 ④ -24.20 -5.04 13.96 -13.96 31.78 -31.78 ①+②+0.6④ 1502.00 299.68 -44.00 44.00 ①+②+0.61530.47 299.68 -44.00 44.00 ④ -33.23 -5.04 17.44 -17.44 45.91 -45.91 ①+②+0.6④ 1810.49 359.89 -65.42 65.42 13.44 3.47 -65.24 65.24 65.42 ①+②+0.6④ 1847.66 359.89 -65.42 -26.26 -9.07 50.76 9.07 -31.02 31.02 -42.62 -9.07 -5.04 -20.71 20.71 9.07 -16.98 16.98 V -8.81 -5.04 1、活载②满跨布置; 23.65 -23.65 2、恒载①为1.2MGk、1.2VGk、1.2NGk;
3、活载②和左风③、右风④为1.4MQk、1.4VQk、1.4NQk; 4、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由可变荷载效应控制的基本组合表5-8(B轴柱) 层 恒载 活载 左风 右风 Nmax及相应的M、V Nmin及相应的M、V |M|max及相应的N、V 49
组合项目 ① 上 6 M N M 下 N V 上 5 M N M 下 N V 上 4 M N M 下 N V 上 3 M N M 下 N V 上 2 M N M 下 N V 上 1 M N M 下 N 34.44 -33.65 18.91 35.45 -35.06 ② 9.59 -7.43 4.73 6.87 -6.99 ③ 9.84 2.51 -7.64 2.51 4.86 ④ 值 组合项目 值 组合项目 值 51.00 393.25 -46.50 421.72 27.08 61.27 855.04 -43.15 883.51 32.89 69.24 1313.88 -67.76 1342.34 38.05 77.98 1777.50 -70.27 1805.97 43.29 88.45 2247.71 -91.06 2168.37 49.86 93.52 2730.95 -86.58 2768.12 38.78 308.31 117.76 336.78 117.76 -9.84 ①+②-2.51 +0.6③ ①+②-2.51 +0.6③ -4.86 7.64 49.94 ①+0.7②+④ 427.58 -45.67 ①+0.7②456.04 +④ 26.56 54.93 ①+0.7②+④ 913.47 -43.97 ①+0.7②941.94 +④ 29.80 59.62 ①+0.7②+④ 1394.27 -58.73 1422.74 32.87 64.86 ①+0.7②+④ 1877.93 ①+0.7②1906.40 +④ 36.01 71.32 ①+0.7②+④ 2365.52 ①+0.7②2329.30 +④ 40.48 68.88 ①+0.7②+④ 2863.54 ①+0.7②2900.71 +④ 28.10 -56.58 -74.39 -53.89 ①+0.7②+④ 31.31 ①+0.7②+③ 388.24 -31.21 ①+0.7②416.71 +③ 17.37 19.25 ①+0.7②+③ 834.60 -36.76 ①+0.7②863.07 +③ 11.67 10.67 ①+0.7②+③ 1268.54 -12.15 1297.01 6.33 1.93 ①+0.7②+③ 1697.70 ①+0.7②1726.17 +③ 1.04 -7.65 ①+0.7②+③ 2120.09 ①+0.7②2256.37 +③ -2.89 -40.18 ①+0.7②+③ 2542.59 ①+0.7②2579.76 +③ -20.47 66.58 2.77 5.78 ①+0.7②+③ 698.94 208.40 727.41 208.40 19.58 35.06 -35.06 19.48 35.06 -34.96 19.45 35.51 -39.25 3.85 6.99 21.01 -21.01 ①+②10.22 -10.22 +0.6③ -3.19 ①+②10.22 -10.22 +0.6③ 10.61 -10.61 29.29 -29.29 ①+②22.67 -22.67 +0.6③ ①+②22.67 -22.67 +0.6③ 15.86 -15.86 38.02 -38.02 ①+②39.90 -39.90 +0.6③ ①+②39.90 -39.90 +0.6③ 21.13 -21.13 48.05 -48.05 ①+②63.81 -63.81 +0.6③ 46.91 38.02 27.80 3.19 1082.48 298.19 1110.94 298.19 3.88 6.99 -6.99 -27.80 1466.01 387.98 1494.48 387.98 3.88 6.99 3.88 -38.02 1849.47 477.77 ①+②1877.93 477.77 -44.00 44.00 +0.6③ 20.77 3.88 26.38 -26.38 21.78 -8.53 6.99 2239.48 567.55 2276.65 567.55 66.85 -66.85 ①+②94.18 -94.18 +0.6③ ①+②94.18 -94.18 +0.6③ 29.62 -29.62 76.58 -6.99 -46.91 -2.10 -76.58 V 6.44 3.88 1、活载②满跨布置; 2、恒载①为1.2MGk、1.2VGk、1.2NGk;
3、活载②和左风③、右风④为1.4MQk、1.4VQk、1.4NQk; 4、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由永久荷载效应控制的基本组合表5-9(A轴柱) 恒载 层 ① 6 上 下 M N M -52.35 282.96 48.36 ② -9.39 41.76 7.10 ①+② 活载 Nmax及相应的M、V Nmin及相应的M、V 组合项目 ①+② 值 -61.74 324.72 55.45 ①+② 组合项目 ①+② 值 -61.74 324.72 55.45 ①+② |M|max及相应的N、V 组合项目 ①+② 值 -61.74 324.72 55.45 50
N V 上 5 下 M N M N V 上 4 下 M N M N V 上 3 下 M N M N V 上 2 下 M N M N V 上 1 下 M N M N V 314.99 -27.99 -48.41 628.65 48.40 660.68 -26.89 -48.40 48.40 -26.89 -48.40 49.38 -27.23 -47.95 57.11 -37.38 -29.54 15.12 -9.91 41.76 -4.58 -6.02 83.32 6.35 83.32 ①+② -3.44 -6.35 6.35 -3.53 -6.35 -3.53 -3.53 -6.35 6.35 -3.53 -6.35 2.43 -3.53 ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② 356.75 -32.56 -54.43 711.97 54.75 744.00 ①+② -30.33 -54.75 1107.79 54.75 1139.82 ①+② -30.42 -54.75 1503.61 45.86 1535.64 ①+② -30.76 -54.30 1899.52 63.46 1931.55 ①+② -40.91 -35.89 2288.73 17.55 2330.54 ①+② -13.44 ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② 356.75 -32.56 -54.43 711.97 54.75 744.00 ①+② -30.33 -54.75 1107.79 54.75 1139.82 ①+② -30.42 -54.75 1503.61 45.86 1535.64 ①+② -30.76 -54.30 1899.52 63.46 1931.55 ①+② -40.91 -35.89 2288.73 17.55 2330.54 ①+② -13.44 ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② 356.75 -32.56 -54.43 711.97 54.75 744.00 -30.33 -54.75 1107.79 54.75 1139.82 -30.42 -54.75 1503.61 45.86 1535.64 -30.76 -54.30 1899.52 63.46 1931.55 -40.91 -35.89 2288.73 17.55 2330.54 -13.44 982.32 125.47 1014.35 125.47 ①+② 1335.99 167.62 1368.01 167.62 ①+② 1689.75 209.77 1721.78 209.77 ①+② 2036.80 251.92 2078.61 251.92 ①+② 1、恒载①为1.35MGk、1.35VGk、1.35NGk;
2、活载②为1.4*0.7MQk、1.4*0.7VQk、1.4*0.7NQk; 3、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于承受承载力计算的框架由永久荷载效应控制的基本组合表5-10(B轴柱) 层 上 6 下 M N M N V 上 5 下 M N M N 恒载 ① 38.75 活载 ② 6.71 Nmax及相应的M、V Nmin及相应的M、V |M|max及相应的N、V 组合项目 值 ①+② 45.46 429.28 -43.06 461.31 ①+② 24.59 ①+② ①+② 44.69 932.19 -44.34 964.22 ①+② ①+② 组合项目 值 ①+② 45.46 429.28 -43.06 461.31 24.59 44.69 932.19 -44.34 964.22 ①+② ①+② ①+② 组合项目 值 ①+② 45.46 429.28 -43.06 461.31 24.59 44.69 932.19 -44.34 964.22 346.85 82.43 -37.85 -5.20 378.88 82.43 ①+② 21.28 39.88 3.31 4.81 786.31 145.88 -39.45 -4.89 818.33 145.88 51
V 上 4 下 M N M N V 上 3 下 M N M N V 上 2 下 M N M N V 上 1 下 M N M N V 22.03 39.45 2.70 4.89 ①+② 24.73 44.34 1426.52 -44.34 1458.55 ①+② 24.63 ①+② 44.34 1920.85 -36.61 1952.88 ①+② 24.60 ①+② 44.84 2415.09 -49.05 2447.11 ①+② 26.08 ①+② 29.39 2916.71 -11.07 2958.52 ①+② 9.96 ①+② ①+② ①+② ①+② 24.73 44.34 1426.52 -44.34 1458.55 24.63 44.34 1920.85 -36.61 1952.88 24.60 44.84 2415.09 -49.05 2447.11 26.08 29.39 2916.71 -11.07 2958.52 9.96 ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② ①+② 24.73 44.34 1426.52 -44.34 1458.55 24.63 44.34 1920.85 -36.61 1952.88 24.60 44.84 2415.09 -49.05 2447.11 26.08 29.39 2916.71 -11.07 2958.52 9.96 1217.79 208.73 -39.45 -4.89 1249.81 208.73 ①+② 21.91 39.45 -39.33 21.88 39.95 2.71 4.89 2.71 2.71 4.89 1649.26 271.59 1681.29 271.59 ①+② 2080.65 334.44 -44.16 -4.89 2112.68 334.44 ①+② 23.37 24.50 2.71 4.89 2519.42 397.29 -9.60 -1.47 2561.23 397.29 ①+② 7.25 2.71 1、恒载①为1.35MGk、1.35VGk、1.35NGk;
2、活载②为1.4*0.7MQk、1.4*0.7VQk、1.4*0.7NQk; 3、表中弯矩的单位为kNm,剪力单位为kN。
用于正常使用极限状态验算的框架梁基本组合表5-11(梁AB) 恒载 层 左 M 6 中 M ① 活载 ② 左风 ③ 右风 ④ Ms,max 组合项目 值 Ms,min 组合项目 ①+0.7②+④ 值 -18.338 52.274 -4.31135 4.9075 14.10683 -7.5535 -7.5905 12.04175 -8.4045 -7.0835 1.04 -2.84 -4.9075 -1.035 2.8375 ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ 67.002 81.371 -26.2634 右 M -29.5675 左 M -40.703 ①+②-38.8235 +0.6③ ①+0.7②+④ 12.64 -12.6375 2.15 -8.34 -2.15 8.3375 -58.6539 -57.7892 -64.906 5 中 M 68.03925 右 M -43.5685 4 左 M -39.2425 ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ 20.71 -20.705 52
中 M 67.865 12.267 -8.4635 -7.0835 12.267 -8.4635 -7.0835 12.267 -8.4635 -7.0835 12.267 -8.4635 3.60 -3.595 ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ 82.289 83.699 82.792 90.027 ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+0.6③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ -64.817 -75.2085 -70.3695 -79.28 -76.5965 -90.159 -80.697 右 M -45.3775 左 M -39.2925 3 中 M 67.865 -13.52 13.515 30.96 -30.9575 5.95 -5.945 右 M -45.3775 左 M -39.5565 2 中 M 67.64825 右 M -45.497 -19.07 19.0675 34.77 -34.765 4.80 -4.795 -25.18 25.175 51.13 -51.125 9.04 -9.04 左 M -34.0755 1 中 M 72.336 右 M -41.7275 -33.05 33.045 注:表中弯矩的单位为kNm。
用于正常使用极限状态验算的框架梁基本组合表5-12(梁BC) 恒载 层 ① 活载 ② 左风 ③ 右风 ④ Ms,max 组合项目 值 Ms,min 组合项目 ①+0.7②+④ 值 左 M -17.1825 -4.808 6 中 M -12.2037 -3.233 右 M -17.1825 -4.808 左 M -15.9305 -2.836 5 中 M -12.375 -1.261 3.04 0.00 -3.04 8.85 0.00 -8.85 -3.04 0 3.04 -8.85 0 8.85 ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ -15.4367 -13.636 -23.5881 -23.8145 -26.7657 -26.7657 ①+②+0.6③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ 右 M -15.9305 -2.836 53
左 M -15.531 -2.938 14.3525 -14.3525 0.00 0 ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ ①+②+0.6④ -13.3385 -13.3385 -13.2025 -17.2315 ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+0.6③ ①+0.7②+④ ①+0.7②+③ -31.9401 -31.9401 -37.9176 -37.9176 -44.0366 -44.0366 -56.6131 -56.6131 4 中 M -11.9755 -1.363 右 M 左 M -15.531 -15.531 -2.938 -2.938 -14.35 14.3525 20.33 0.00 -20.33 26.59 0.00 -26.59 -20.33 0 20.33 -26.585 0 26.585 3 中 M -11.9755 -1.363 右 M 左 M 2 -15.531 -15.395 -2.938 -2.938 中 M -11.8395 -1.363 右 M 左 M -15.395 -19.424 -2.938 -2.938 35.1325 -35.1325 0.00 0 1 中 M -15.8685 -1.363 右 M -19.424 -2.938 -35.1325 35.1325 注:表中弯矩的单位为kNm。
第6章 截面设计与配筋计算
6.1框架柱截面设计
混凝土强度 C30:fc14.3N/mm2,ft1.43N/mm2,ftk2.01N/mm2 钢筋刚度:箍筋HPB235:fy210N/mm2,fyk235N/mm2
纵筋HRB335:fy300N/mm2,fyk335N/mm2,Es2.0105N/mm2 由于C30≤C50,HRB335,查表得b0.550 (1) 轴压比验算:
底层柱:Nmax2958.52KN
NN/fcAc2958.52103N/(14.3N/mm2500mm500mm)0.8280.9则底层柱A的轴压比满足要求。
54
(2)截面尺寸复核:
取h0500mm35mm565mm,Vmax54.2KN 因为hw/b465/5000.934,所以
0.25cfcbh00.251.014.3N/mm2500mm465mm831.19KN54.2KN 满足要
求.
(3)正截面受弯承载力计算
由于柱同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋。 一层: B轴柱:
Nb1fcbh0b14.3N/mm2500mm465mm0.551828.61KN
从柱内力组合表可见:
最不利组合1为:M=93.52KN.m N=2730.95KN
asas'35mmh0465mm
e0M/N93.52KN.m1000/2730.95KN34.24mm eamax(20mm,500/3016.7mm)20mm eie0ea34.24mm20mm54.24mm
0.5fcA0.514.3N/mm2500500mm210.655
N2730.95103NL0/h4700/5009.415 ,取21.0
1(L0/h)212/(1400ei/h0)1(9.4)20.6551.0/(140054.24/465)1.35ei1.3554.2473.2240.3h00.3465139.5 ,按小偏心受压计算。 根据对称配筋得:
eeih/2a73.224mm500mm/235mm288.224mm
Nb1fcbh0b=0.752>b
Ne0.431fcbh021fcbh0ha1b0s 55
Ne1fcbh02(10.5)AsAsfy'(h0as')'2730.95103N288.224mm14.3N/mm2500mm(465mm)20.752(10.50.752) 300N/mm2(465mm35mm)478mm按构造配筋最小总配筋率查得:min0.6%bh1500mm2 所以选用8161607.68mm2
最不利组合2为:M=11.07KN.m N=2958.52KN
e0M/N11.07KN.m103/2958.52KN3.74mm
eamax(20mm,500/3020mm)20mm eie0ea3.74m20mm23.74mm
0.5fcA0.514.3N/mm2500500mm210.604
N2958.52103NL0/h4700/5009.415 ,取21.0,考虑偏心矩增大系数
1(L0/h)212/(1400ei/h0)1(9.4)20.6041.0/(140023.74/465)1.75ei1.7523.7441.5450.3h00.3465139.5 ,按小偏心受压计算。
根据对称配筋得:
eeih/2a41.545mm500mm/235mm256.545mm
Nb1fcbh0b=0.819>b
Ne0.431fcbh021fcbh0ha1b0s'Ne1fcbh02(10.5)AsAsfy'(h0as')2958.52103N256.545mm14.3N/mm2500mm(465mm)20.819(10.50.819) 300N/mm2(465mm35mm)87.7mm按构造配筋最小总配筋率查得:min0.6%bh1500mm2 所以最终选用8161607.68mm2
(4)垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算
按轴心受压构件验算:
Nmax2958.52KN,
l04.7m9.4,查表由内插法得0.97 b0.5m0.9(fcAfyAs)0.90.97(14.350023009412)3613.87KNNmax2958.52KN满足要求。
56
(5)斜截面受剪承载力验算 A轴柱:
底层最不利组合:M=8剪跨比 ·m, N=1784.24KN,V=54.2 KN
Hn4700mm5.053,所以3 2h02465mm因为0.3fcA0.314.3N/mm2(500mm)21072.5KNN,所以N=1072.5KN
Asvs(V1.75ftbh00.07N)1
fyvh01.751.43N/mm500mm465mm0.071072.5103N)311.7mm0210N/mm465mm按构造配筋,取复式箍φ8 100/200。 (54.2103N(6)裂缝宽度验算 B轴底层柱:
e034.24mm0.0740.55,可不验算裂缝宽度。 h0465mm6.2框架梁截面设计
(1)正截面受弯承载力计算 梁AB (300×600)
一层:跨中截面M=122.73KN.m
SM/1fcbh2(122.73106)/(1.014.3N/mm2300mm(565mm)2)0.08960
112S1120.08960.094b0.550
As1fcbh0/fy1.014.3N/mm23005650.094/300760mm2
minmax0.2%,(45ft/fy)%0.2145%
As,minminbh0.00215300mm600mm387mm2
下部配筋:320942mm2
上部按构造要求配筋316603mm2。 (2) 斜截面受剪承载力计算 梁AB(300×600)一层:
Vb150.07kN
0.25cfcbh00.251.014.3N/mm2300mm565mm605.96kNVb
57
截面尺寸满足要求。
0.7ftbh00.71.43N/mm2300mm565mm169.67kN>150.07kN
所以按构造要求配箍,取选用双肢箍φ8@200
nAsv1250.3mm20.287mm2/mm s350mm其余梁AB,梁BC各截面的正截面受弯承载力配筋计算详见表7-1,斜截面受剪承载力配筋计算见表7-2
层计算公式
号
A右 M/(kN·m)
-33.10 2sM/1fbh0
0.024 112
0.024 6A1fbhSmm2197.7
层
f/
0 A2s,minminbh/mm386.0
0 实配钢筋3Φ14 /mm2 (462) M/(kN·m)
-73.97 sM/21fbh0
0.054
1125
0.056
层
A1fbhSf/mm2448.8
7 As,minminbh/mm2386.0
0 实配钢筋
3Φ14
表6-1框架梁正截面配筋计算
截面
梁AB
梁BC 跨中 B左 B右 跨中 C左 84.3-48.4-29.
-19.-29.9 4 90
64 90 0.060.020.032 0.035
0.03
9 5 9 0.060.020.034 0.036
0.03
9 6
9 514.291.0
218.142.218.24 2
65 62 65 386.386.0
268.268.
268.00 0
13 13 13 3Φ
3Φ
3Φ3Φ16 3Φ14 12 12 12 (603
(462) (339
(339(339)
)
) ) 103.
-71.0-34.-17.-34.65
5 29
94 29 0.07
6 0.052
0.04
0.020.044 3 4 0.07
9 0.053
0.04
0.020.045 3
5
636.430.6
251.130.251.58 5 51 13 51 386.386.0268.268.268.00 0 13 13 13 3Φ
3Φ14
3Φ
3Φ
3Φ
58
梁CD
C右 跨中 -48.484.34 9 0.035 0.06
2 0.036 0.06
4
291.0514.2
24 386.0386.0
00 3Φ
3Φ14 16 (462) (603
)
-71.0103.5 65
0.052
0.07
6 0.053
0.07
9
430.6
636.5 58 386.0386.0 00 3Φ14
3Φ
D左 -33.10 0.024 0.024 197.7
0
386.0
0 3Φ14 (462) -73.97 0.054 0.056
448.8
7 386.00 3Φ14
18 (763)
-83.0103.
M/(kN·m)
2 64
sM/1fbh020.07
0.061
6
1120.07
0.063
/mm2
(462) (462)
12
(339)
-77.6-41.5 61
0.05
0.057
4 0.05
0.058
12 (339) -17.50 0.023 0.0212 (339) -41.61 0.054 0.05(462)
18 (763)
-77.6103.5 64
0.07
0.057
6 0.07
0.058
(462)
-83.02 0.061 0.063
4Afbh2S1层
f/mm505.6
1 As,min2minbh/mm386.0
0 实配钢筋3Φ16 /mm2 (602) M/(kN·m)
-97.43 2sM/1fbh0
0.071
112 0.074
3
A1fbhS层
f/mm2596.8
5 As,minminbh/mm2386.0
0 实配钢筋3Φ16 /mm2 (602) M/(kN·m)
-103.08 sM/21fbh020.075 层 112
0.078
A1fbhSf/mm2632.9 9 636.471.8
52 9
386.386.0
00 0
3Φ
18
3Φ16 (763
(602) )
103.
-83.364
2 0.07
6 0.061
0.07
9 0.063
636.507.5
52 0
386.386.0
00 0
3Φ
18 3Φ16 (763
(602) )
103.
-87.535
9 0.07
5
0.064
0.07
9 0.066
634.
534.4
5 3 306.126.77 90 268.268.
13 13 3Φ
3Φ12 12 (339
(339)
) -49.-17.98
50 0.06
0.025 3 0.06
0.027 3
370.126.68 90 268.268.
13 13 3Φ
3Φ14 12 (462
(339)
) -58.-17.57
32 0.07
0.026 2 0.07
0.029 3 437.
125.
59
5
306.471.877 9
268.386.013 0
3Φ12 3Φ16 (339(602) ) -49.-83.398 2 0.065 0.061
0.067
0.063
370.507.568 0
268.386.013 0
3Φ14 3Φ16 (462(602) ) -58.-87.557 9 0.076 0.064
0.079 0.066
437.
534.4
9
636.505.652 1
386.386.0
00 0 3Φ
18 3Φ16 (763
(602) )
103.-97.464
3 0.07
6 0.071 0.07
9
0.074
636.596.852 5
386.386.0
00 0 3Φ
18 3Φ16 (763
(602) )
103.-103.35
08 0.07
5 0.075 0.07
9 0.078 634.
632.9
3 66 3 386.00
10 58 268.13 10 268.13 3 386.00
66 3 386.00 386.00 As,minminbh/mm2386.0
0
268.
13 386.00 3Φ
3Φ
3Φ3Φ3Φ
实配钢筋3Φ20 20 3Φ20 14 12 14 3Φ20 20 /mm2 (942) (942
(942) (462
(339(462(942) (942
)
)
) ) )
M/(kN·m)
-119.109.
-104.-75.-22.-75.-104.109.41 68
63 37
76 37 63 68
sM/21fbh00.08
0.076
0.09
0.020.09
0.087
0 8 9 8 0.076
0.08
0 1120.080
0.100.030.10 0.091
0.08
4 3
0
3
0.080
0.084
1
A1fbhS675.层
f/mm2738.2
675.642.8
569.165.569.642.8
1 30 6 56 63 56 6 30 As,minminbh/mm2386.0
386.386.0268.268.268.386.0386.
0 00 0
13 13 13 0
00 3Φ
3Φ
3Φ
3Φ3Φ
实配钢筋
3Φ20 20 3Φ20 16 12 16 3Φ20 20 /mm2
(942) (942
(942) (602
(339(602(942) (942
) ) )
)
)
表6-2框架梁正截面配筋计算 框架横梁斜截面承载力 构件 层 V 0.25AsvV(构造配筋) Cfcbh0/KN sb0.7ftbh01.25f yvh0实配钢筋 6 100.47 605.96 -0.467 2φ8@200 5 145.36 605.96 -0.164 2φ8@200 AB跨 4 136.79 605.96 -0.222 2φ8@200 3 137.86 605.96 -0.214 2φ8@200 2 139.30 605.96 -0.205 2φ8@200 1 150.07 605.96 -0.132 2φ8@200 BC跨 6 26.06 415.59 -0.614 2φ8@150 60
3Φ20 (942) -119.41 0.087 0.091
738.21 386.00
3Φ20
(942)
CD跨 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 29.65 37.76 46.56 55.77 68.39 100.47 145.36 136.79 137.86 139.30 150.07 415.59 415.59 415.59 415.59 415.59 605.96 605.96 605.96 605.96 605.96 605.96 -0.590 -0.535 -0.475 -0.412 -0.326 -0.467 -0.164 -0.222 -0.214 -0.205 -0.132 2φ2φ2φ2φ2φ2φ2φ2φ2φ2φ2φ8@150 8@150 8@150 8@150 8@150 8@200 8@200 8@200 8@200 8@200 8@200
6.3楼板配筋计算
6.3.1设计资料
结构布置如图7-1所示,板厚选用100mm,混凝土为C25 , fc11.9N/mm2。 荷载计算
恒荷载1(A区板): 恒荷载标准值
三.标准层楼面:大理石楼面 大理石面层,水泥砂浆擦缝
30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥 1.16KN/㎡ 水泥浆结合层一道
结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/㎡ 抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/㎡ 合计:3.83 KN/㎡
恒荷载标准值 gk3.83KN/m2
恒荷载设计值 g1.23.834.596KN/m2 活荷载标准值 qk2KN/m2 活荷载设计值 q1.422.8KN/m2
恒荷载和活荷载合计 pgq4.5962.87.396KN/m2 恒荷载2(B区板 同A区板): 恒荷载标准值 gk3.83KN/m2
恒荷载设计值 g1.23.834.596KN/m2
61
k2活荷载标准值 q2.5KN/m 活荷载设计值 q1.42.53.5KN/m2
恒荷载和活荷载合计 pgq4.5963.58.096KN/m2 ―――――――――――――――――――――――――――― A区:pgq4.5962.87.496KN/m2
屋顶:A区: pgq4.5963.510.108KN/m2=B区 6.3.2板的计算
由计算简图可知,将楼板划分了A板,B板两种板块,均按照双向板计算,按塑性理论计算。
主梁的h=600mm,宽度b=为300 ,次梁的高度h=500mm,宽度b=为250 , 走道梁h=500mm,宽度b=为250,
板的尺寸支撑情况如下图所示:
图6-1 板区格板划分表
一.标准层中间区格板B楼板计算: 1. 弯矩计算:
计算跨度:Lx2.4m0.3m2.1m
62
Ly6m0.25m5.75m
nLy/Lx5.75/2.12.738<3 按双向板计算
则 (lox21)0.1331/n2 2 loy2.7382按塑性理论计算,采用分离式配筋样式,各塑性铰上总弯矩为: MxLxmx5.75mx
MyLymyLxmx0.1332.1mx0.28mx
```MxMxLymx25.75mx11.5mx
```MyMyLxmx20.133mx2.1mx0.5586mx
代入基本公式,由于区格板B四周都有整浇的梁支撑,跨中及支座面弯矩应当折减,其内力折减系数为0.8 。
``````MxMyMy1/12PL2 2Mx2MyMxx(3LyLx)0.8
25.75mx20.28mx211.5mx20.5586mx 1/12[8.0962.12(35.752.1)0.8]
mx0.997KN.m/m
mymx0.1330.9970.133KN.m/m
```mxmxmx20.9971.994KN.m/m
m`ym``ymy20.1330.266KN.m/m
2. 配筋计算:
跨中截面取长边h0y1002575mm,短边h0x1002080mm,支座截面近似取
h0xh0y80mm。另外板中配筋较低,故近似的取内力臂数rs0.9进行计算。
0.1331069.38mm2/m Y方向跨中:As0.9h0yfy0.975210my0.26610618.77mm2/m Y方向支座:As0.9h0yfy0.975210m`y故Y方向跨中,支座选用8@200(As251mm2/m)。
mx0.99710665.94mm2/m X方向跨中:As0.9h0xfy0.980210`mx1.994106131.88mm2/m X方向支座:As0.9h0xfy0.980210故X方向跨中选用8@200(As251mm2/m),支座选用8@150(As335mm2/m)。
63
二. 标准层边格板A楼板计算: 1. 弯矩计算:
计算跨度:Lx3m0.3/2m0.25/2m2.725m
Ly6m0.3m5.7m
nLy/Lx5.7/2.7252.09<3 按双向板计算
0.2291/n21 2 2.092按塑性理论计算,采用分离式配筋样式,各塑性铰上总弯矩为: 则: MxLxmx5.7mx
MyLymyLxmx0.2292.725mx0.624mx
```MxMxLymx25.7mx11.4mx
```MyMyLxmx20.229mx2.725mx1.248mx
代入基本公式,由于区格板A四周与梁连接,内力折减系数为0.8
``````MxMyMy1/12PL2 2Mx2MyMxx(3LyLx)0.8
25.7mx20.624mx211.4mx21.248mx 1/12[7.3965.72(35.72.725)0.8]
mx1.065KN.m/m
mymx0.2291.0650.244KN.m/m
```mxmxmx21.0652.13KN.m/m
m`ym``ymy20.2440.488KN.m/m
2. 配筋计算:
5m,短边h0x100208m0m,支座截面近似取 跨中截面取h0y100257mh0xh0y80mm。A格板四周都有整浇梁支撑,故跨中及支座面弯矩应于折减。另外板中
配筋较低,故近似的取内力臂数rs0.9进行计算。
0.24410617.22mm2/m Y方向跨中:As0.9h0yfy0.975210my0.48810634.44mm2/m Y方向支座:As0.9h0yfy0.975210m`y故Y方向跨中,支座选用8@200(As251mm2/m)。
64
mx1.06510670.44mm2/m X方向跨中:As0.9h0xfy0.980210`mx2.13106140.87mm2/m X方向支座:As0.9h0xfy0.980210故X方向跨中选用8@200(As251mm2/m), 支座选用8@150(As335mm2/m)。 各支座,跨中配筋详看下表:
表6-3楼面板配筋 楼面板配筋 M(KN.m) As/m 0.997 0.133 1.994 0.266 1.065 0.244 2.13 0.488 截面 跨中 B 支座 跨中 A 支座
方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 选配钢筋 实配钢筋 251mm2 251mm2 335mm2 251mm2 251mm2 251mm2 335mm2 251mm2 65.94 φ8@200 10.05 φ8@200 131.88 φ8@150 20.11 φ8@200 70.44 φ8@200 18.44 φ8@200 140.87 φ8@150 36.89 φ8@200 截面 跨中 B 支座 跨中 A 支座 方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 表6-4楼面板配筋 屋面板配筋 M(KN.m) As/m 1.22 0.162 2.44 0.324 1.858 0.426 3.716 0.851 76.4411 选配钢筋 φ8@200 实配钢筋 251mm2 251mm2 335mm2 251mm2 335mm2 251mm2 251mm2 251mm2 11.60043 φ8@200 152.8822 φ8@150 23.20086 φ8@200 116.416 φ8@150 30.50483 φ8@200 232.8321 φ8@200 60.93806 φ8@200 65
第7章 楼梯的设计计算
7.1楼梯设计资料
结构平面布置及剖面图如图所示。楼梯使用活荷载标准值为2.5KN/㎡,踏步面层采用30㎜厚水磨石,底面为20厚混合砂浆抹灰层,采用C30混凝土,
fc14.3N/mm2,ft1.43N/mm2,梁中钢筋都采用HRB335,fy300N/mm2.
由下图8-1可知,由于梯段水平方向跨度大于3m,所以本设计采用梁式楼梯较为经济。梁式楼梯是由踏步板、梯段斜梁、平台板和平台梁组成,踏步板支撑于两侧斜梁上;梯段斜梁支撑于上下平台梁上;平台板支撑于平台梁和墙体上;平台梁支撑于楼梯间两侧的承重墙体上.
7.2踏步板(TB-1)计算
图7-1 楼梯结构平面布置图
7.2.1 荷载计算
踏步尺寸300150mm2,板厚T= 40mm
则截面的平均角度:cos300/30021502300/335.410.894
h150/240/0.894120mm
恒荷载:
踏步板自重:0.12m0.3m25KN/m20.9KN/m 踏步面层重:(0.3m0.15m)0.65KN/m20.29KN/m
恒荷载设计值: 1.2(0.29KN/m0.9KN/m0.105KN/m)1.56KN/m 活荷载设计值:1.42.5KN/m20.3m1.05KN/m
66
―――――――――――――――――――――――――――――合计:
g+q=1.05+1.56=2.61KN/m 7.2.2 斜截面内力计算
斜梁截面尺寸选用: b×h=150×300mm
则踏步板计算跨度为:L1L0B1.33m0.15m1.48m 踏步板跨中弯矩:M1/8qL11/82.611.481.480.715 7.2.3 截面承载力计算
踏步计算截面尺寸:b×h=300×120mm
120mm20mm100m h0ha m2asM/bh0afc0.282106N.mm/(1300mm100mm100mm14.3N/mm2)0.0167
112S1120.01670. 0168
As1fcb`fh0/fy1.014.3N/mm2300mm100mm0.0168/300N/mm224.024mm2As,minminbh0.551.43N/mm2270mm101mm/300mm71.49mm2
因为As9.44mmminbh
2所以踏步板按构造配筋,每踏步采用28 (As101mm2) 取踏步内斜板分布钢筋8@300
7.3楼梯斜梁 (TL-1) 计算
7.3.1 荷载计算
踏步板传荷载:1/22.61KN/m(1.480.152)1/0.3m7.743KN/m 梁自重:
1.225KN/m2(0.3m0.04m)0.15m1/0.894m1.31KN/m
斜梁抹灰自重:
1.22(0.3m0.04m)0.02m17KN/m1/0.894m0.24KN/m
――――――――――――――――――――――――――――――――
总计: g+q=9.293KN/m 7.3.2 内力计算
取平台梁截面尺寸:b×h=200㎜×400㎜,斜梁水平方向计算跨度为: LL0h3.60.23.8m 取斜梁跨中截面弯矩及支座截面剪力为:
M1/8(gq)l21/89.293KN/m3.8KN.m3.8KN.m16.774KN.m V1/2(gq)l0cos1/29.293KN/m3.8KN.m0.89415.785KN.m
67
7.3.3承载力计算
斜梁按T型梁截面进行配筋
取: h0has300mm35mm265mm 翼缘有效宽度b`f按倒L型截面计算; 按梁的跨度考虑:b`fL/63600/6600mm 按翼缘考虑: b`f/h040mm/265mm0.1510.10 取b`f600mm
首先:按第一类T型截面进行计算
2asM/bh0afc16.774106N.mm/(1600mm265mm265mm14.3N/mm2)0.0278112S1120.02780.0282h`f/h040/2650.15 确定为第一种T型截面。
As1fcb`fh0/fy1.014.3N/mm22656000.0282/300N/mm2213.8mm2As,minminbf0.551.43N/mm2150mm300mm/300mm118mm2
Asminbf 选用 212 As226mm2
0.7bh0ft0.7150mm265mm1.43N/mm239.8KN15.785KN
故按照构造配置箍筋,选用双肢箍,8@200
7.4休息平台计算
7.4.1荷载计算
(平台板厚100m,做30厚面层,20厚抹灰) 恒载:平台板自重: 0.1m25KN/m2.5KN/m 平台板面层重:0.65KN/m30.03m0.0195KN/m2
平台板抹灰: 17KN/m30.02m0.34KN/m2
恒载合计:1.2(2.5KN/m20.0195KN/m20.34KN/m2)0.34KN/m2 活载合计:1.42.5KN/m23.43KN/m2
―――――――――――――――――――――――――――――――
合计: gq3.43KN/m23.5KN/m26.93KN/m2 7.4.2平台板弯矩计算
休息平台按双向板设计:(按塑性理论计算)
Lx1.2m
Ly3m0.24m2.76m
lnLy/Lx2.3 (x)20.191/n21/2.32 2
ly
68
则: MxLxmx2.76mx
MyLymyLxmx0.191.2mx0.228mx
```MxMxLymx22.76mx5.52mx ```MyMyLxmx20.19mx0.38mx
代入基本公式:
``````2Mx2MyMxMxMyMy1/12PL2x(3LyLx)
22.76mx20.228mx25.52mx20.38mx1/12[6.931.22(32.761.2)]
mx0.332KN.m/m
mymx0.190.3320.0631KN.m/m
```mxmxmx20.3320.664KN.m/m
m`ym``ymy20.06310.1262KN.m/m
7.4.3 平台板配筋计算
由各区格跨内支座弯矩求得
取截面有效高度hox80mm,hoy70mm ,即可求得AsM/0.95fyh0, 计算钢筋面积如表10.1 所示:
表7-1 平台板配筋
截面 区格 支座 方向 Lx方向 Ly方向 Lx方向 Ly方向 M(KN.m) 0.332 0.0631 0.664 0.1262 As/m 80 70 80 70 选配 钢筋 实配 钢筋 8@150 335mm2 335mm2
8@150 7.5.平台梁计算
7.5.1.荷载计算 斜梁传来的集中力:
G+Q=1/2×9.293KN/m×3.6m=16.73KN 平台板传来的荷载:
恒载:3.43KN/m2(0.2m1.2m)/22.401KN/m
活载:3.5KN/m2(0.2m1.2m)/22.45KN/m 平台梁自重:1.20.2(0.4m0.1m)25KN/m21.8KN/m 平台梁抹灰:21.20.02(0.4m0.1m)17KN/m20.24KN/m
――――――――――――――――――――――――――――――――
69
总计: 2.45+2.401+1.8+0.24=6.891KN
7.5.2内力计算
L0Lna2.460.152.61m L01.05Ln1.052.462.583m2.61
故: L02.61m 跨中弯矩: 如图7-3 所示
图7-3 平台梁的集中力
M1/8(gq)Ln2FL0/2F(ab/2b/2)
1/86.891m2.612216.73KN2.61m/216.73KN(1.1050.25/20.25/2)26.03KN.m支座剪力:
V1/2(gq)ln2(GQ)1/26.8912.61216.7342.453KN
7.5.3正截面承载力计算 平台梁按T型进行配筋计算,取
h0ha40035365mm
70
图7-4平台梁截面图
翼缘有效宽度:b`f按倒L型进行截面设计计算 按梁的跨度考虑:b`fL0/62.61/6435mm
按梁肋净跨考虑:b`fS0/2b1200/2mm200mm800mm
取b`f435mm
判断截面类型:
1fcbfh`f(h00.5b`f)1.014.3N/mm2565mm100(3650.5100)254.5KN.mM26.03KN.m确定为第一种T型截面。
sM/bh02afc26.03106N.mm/(1435mm365mm365mm14.3N/mm2)0.36
112S1120.0360.037
AS1fcb`fh0fy14.35655650.037563.1mm2
3001ASf563.10.704%min0.55t0.26% bh200400fy选用 316 As602.88mm2
Vc0.7bh0ft0.7200mm365mm1.43N/mm273.07KNV42.453KN
故按照构造配置箍筋,选用双肢箍,8@200
71
第8章 桩基础设计及验算
8.1设计资料
岩土名称 粘土 淤泥 淤泥夹粉砂 粉砂夹淤泥 淤泥夹粉砂 淤泥 淤泥质粘土 淤泥质(3)-7 粘土夹粉砂 (3)-8 (4)-1 淤泥质粘土 卵石 粉砂夹(4)-2 粉质粘土 (4)-3 (5) 卵石 中风化 2 6 300 2000 35 150 1500 4000 1 1 7.0 180 25 400 3 3.0 65 250 11 30 800 1 3.5 70 13 8 8 1 4 层厚(m) 1 2 1.0 压缩模量(MPa) 3.2 1.3 2.0 4.5 2.0 1.6 2.8 地基承载力特征值(kPa) 80 40 50 80 55 45 60 钻孔灌注桩侧阻力特征值(kPa) 10 5 6 18 8 8 10 钻孔灌注桩端阻力特征值(kPa) 层序 (2) (3)-1 (3)-2 (3)-3 (3)-4 (3)-5 (3)-6 表9-1 地质资料
层序 岩土名层厚压缩模量地基承载力钻孔灌注钻孔灌注桩 72
称 (m) (MPa) 特征值(kPa) 桩侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) (2) (3)-1 (3)-2 (3)-3 (3)-4 (3)-5 (3)-6 粘土 淤泥 淤泥夹粉砂 粉砂夹淤泥 淤泥夹粉砂 淤泥 淤泥质粘土 淤泥质粘土夹粉砂 淤泥质粘土 卵石 粉砂夹0.70~1.8 1.6~5.4 1.0~4.3 3.4~15.3 0.5~8.5 7.4~11.9 7.8~16.5 0.9~10.9 2.3~7.2 0.7~5.0 0.5~1.5 3.2 1.3 2.0 4.5 2.0 1.6 2.8 80 40 50 80 55 45 60 10 5 6 18 8 8 10 (3)-7 3.5 70 13 (3)-8 (4)-1 3.0 65 250 11 30 800 (4)-2 粉质粘土 7.0 180 25 400 (4)-3 (5) 卵石 中风化 1.1~20.7 5.2~8.3 300 2000 35 150 1500 4000 8.2选择持力层并确定桩断面尺寸、长度
采用钢筋混凝土沉管灌注圆桩,d500mm,打入基岩层深度为2d1m,伸入承台
0.05m,桩尖长0.5m,则桩长为:
l0.05m(120.60.9)m1m4m1m8m8m1m3m1m1m21m32.55m选上部柱传来的最大荷载进行桩基础设计。
73
各柱底荷载最不利组合:
M17.55KNmM11.07KNmA、D柱: N2330.54KN; B、C柱:N2958.52KN
V13.44KNV9.96KN基础梁及底层半墙自重:
G2.5KN/m[(6m0.5m)/2(6m0.5m)][2(6m0.5m)/2]12.546KN/m[(6m0.5m)/2]20.664KN/m146.454
设计值:
1.2G1.2146.454KN175.74KN
实际的内力控制值:
M17.55KNmA、D柱: N2330.54KN175.74KN2506.28KN
V13.44KN8.3确定单桩竖向承载力特征值
RkqpAppqsiLi
式中:qp:桩端土的承载力标准值,查规范得qp4000 Ap:桩身的恒截面面积 /40.52 p:桩身的周长 0.5 qsi:桩周土的摩擦力标准值 Li:按土壤划分的各段桩长
0.5RkqpApqsiLi40003.143.140.521.55+16+418+18+88810+113+311+30+25+352+1501 1661.845KN2对于端承桩,不考虑群桩效应。
RRa1661.845KN1038.653KN rsp1.69,4确定桩的数量和承台设计
初步确定承台尺寸为3m3m,高0.9m,F2506.28KN,
取rGK24KN/m3,GkrGKbld24KN/m33m3m0.9m199.4KN, ,nFG2506.28KN194.4KN1.12.9根,取桩数4根。 R1038.653KN按规范要求,Sa3d,Sa3d3500mm1500mm。 布桩示意图如下图:
74
8.4桩基础的内力计算和验算
8.4.1设计依据
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008)③
75
8.4.2示意图
8.4.3计算信息
承台类型: 四桩承台 构件编号: CT-2 1. 几何参数
矩形柱宽 圆桩直径
bc=500mm d=500mm
矩形柱高
hc=600mm
计算类型: 验算截面尺寸
承台根部高度 H=900mm 承台端部高度 h=500mm x方向桩中心距 A=1700mm y方向桩中心距 B=1700mm 承台边缘至边桩中心距 C=650mm 柱混凝土强度等级: 桩混凝土强度等级: 承台钢筋级别:
C30 ft_c=1.43N/mm2, C30 ft_p=1.43N/mm2,
fy=360N/mm2
fc_c=14.3N/mm2 fc_b=14.3N/mm2 fc_p=14.3N/mm2
2. 材料信息
承台混凝土强度等级: C30 ft_b=1.43N/mm2,
HRB400
3. 计算信息
结构重要性系数:
γo=1.0
as=40mm
纵筋合力点至近边距离:
4. 作用在承台顶部荷载基本组合值
76
F=2506.280kN Mx=17.550kN*m My=17.550kN*m Vx=13.440kN Vy=13.440kN
8.4.4计算参数
1. 承台总长 Bx=C+A+C=0.650+1.700+0.650=3.000m 2. 承台总宽 By=C+B+C=0.650+1.700+0.650=3.000m 3. 承台根部截面有效高度 ho=H-as=0.900-0.040=0.860m
ho1=h-as=0.500-0.040=0.460m h2=H-h=0.900-0.500=0.400m
4. 圆桩换算截面宽度 bp=0.8*d=0.8*0.500=0.400m
8.4.5内力计算
1. 各桩编号及定位座标如上图所示:
1号桩 (x1=-A/2=-0.850m, y1=-B/2=-0.850m) 2号桩 (x2=A/2=0.850m, y2=-B/2=-0.850m) 3号桩 (x3=A/2=0.850m, y3=B/2=0.850m) 4号桩 (x4=-A/2=-0.850m, y4=B/2=0.850m)
∑xi=x12*4=2.890m ∑yi=y12*4=2.890m
Ni=F/n-Mx*yi/∑yi2+My*xi/∑xi2+Vx*H*xi/∑xi2-Vy*H *y1/∑yi2 N1=2506.280/4-17.550*(-0.850)/2.890+17.550*(-0.850)/2.890 +13.440*0.900*(-0.850)/2.890-13.440*0.900*(-0.850)/2.890 =619.455kN
N2=2506.280/4-17.550*(-0.850)/2.890+17.550*0.850/2.890 +13.440*0.900*0.850/2.890-13.440*0.900*(-0.850)/2.890 =636.894kN
N3=2506.280/4-17.550*0.850/2.890+17.550*0.850/2.890 +13.440*0.900*0.850/2.890-13.440*0.900*0.850/2.890 =633.685kN
N4=2506.280/4-17.550*0.850/2.890+17.550*(-0.850)/2.890 +13.440*0.900*(-0.850)/2.890-13.440*0.900*0.850/2.890 =616.246kN
2. 各桩净反力设计值, 计算公式:【8.5.3-2】①
8.4.6柱对承台的冲切验算
1. ∑Ni=0=0.000kN
2. αox=A/2-bc/2-bp/2=1.700/2-0.500/2-0.400/2=0.400m
77
αoy=B/2-hc/2-bp/2=1.700-0.600/2-0.400/2=0.350m 3. λox=αox/ho=0.400/0.860=0.465 λoy=αoy/ho=0.350/0.860=0.407
4. βox=0.84/(λox+0.2)=0.84/(0.465+0.2)=1.263 βoy=0.84/(λoy+0.2)=0.84/(0.407+0.2)=1.384 5. 因 H=0.900m 所以 βhp=0.992
γo*Fl=γo*(F-∑Ni)=1.0*(2506.280-0.000)=2506.28kN 2*[βox*(hc+αoy)+βoy*(bc+αox)]*βhp*ft_b*ho
=2*[1.263*(600+350)+1.384*(500+400)]*0.992*1.43*860 =5993.86kN≥γo*Fl=2506.28kN 柱对承台的冲切满足规范要求
8.4.7角桩对承台的冲切验算
1. Nl=max(N1, N2, N3, N4)=636.894kN
2. a1x=(A-bc-bp)/2-0.050=(1.700-0.500-0.400)/2-0.050=0.350m a1y=(B-hc-bp)/2-0.050=(1.700-0.600-0.400)/2-0.050=0.300m 3. λ1x=a1x/ho1=0.350/0.460=0.761 λ1y=a1y/ho1=0.300/0.460=0.652
4. β1x=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.761+0.2)=0.583 β1y=0.56/(λ1y+0.2)=0.56/(0.652+0.2)=0.657 C1=C+1/2*bp=0.650+0.400/2=0.850m C2=C+1/2*bp=0.650+0.400/2=0.850m 5. 因 h=0.500m 所以 βhp=1.0
γo*Nl=1.0*636.894=636.894kN
[β1x*(C2+a1y/2.0)+β1y*(C1+a1x/2)]*βhp*ft_b*ho1
=[0.583*(850+300/2)+0.657*(850+350/2)]*1.000*1.43*460 =826.445kN≥γo*Nl=636.894kN
角桩对承台的冲切满足规范要求
8.4.8承台斜截面受剪验算
1. 计算承台计算截面处的计算宽度
bx1=Bx=C+A+C=0.650+1.700+0.650=3.000m bx2=bc+0.100=0.500+0.100=0.600m bxo=[1-0.5*h2/ho*(1-bx2/bx1)]*bx1
=[1-0.5*0.400/0.860*(1-0.600/3.000)]*3.000 =2.442m
by1=By=C+B+C=0.650+1.700+0.650=3.000m by2=hc+0.100=0.600+0.100=0.700m byo=[1-0.5*h2/ho*(1-by2/by1)]*by1
=[1-0.5*0.400/0.860*(1-0.700/3.000)]*3.000
78
=2.465m
2.计算剪切系数
因 0.800ho=0.860m<2.000m,βhs=(0.800/0.860)1/4=0.982
ax=1/2*(A-bc-bp)-0.050=1/2*(1.700-0.500-0.400)-0.050=0.350m λx=ax/ho=0.350/0.860=0.407
βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.407+1.0)=1.244
ay=1/2*(B-hc-bp)-0.050=1/2*(1.700-0.600-0.400)-0.050=0.300m λy=ay/ho=0.300/0.860=0.349
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.349+1.0)=1.297 3. 计算承台底部最大剪力【8.5.18-1】①
因为 N14=N1+N4=619.455+616.246=1235.701kN 因为 N23=N2+N3=636.894+633.685=1270.579kN
所以 Vx=max(|N14|, |N23|)=max(1235.701,1270.579)=1270.579kN 因 N12=N1+N2=619.455+636.894=1256.348kN
N34=N3+N4=633.685+616.246=1249.932kN
所以 Vy=max(|N12|, |N34|)=max(1256.348,1249.932)=1256.348kN γo*Vx=1.0*1270.579=1270.579kN
βhs*βx*ft_b*byo*ho=0.982*1.244*1.43*2465*860 =3703.147kN≥γo*Vx=1270.579kN γo*Vy=1.0*1256.348=1256.348kN
βhs*βy*ft_b*bxo*ho=0.982*1.297*1.43*2441*860 =3826.324kN≥γo*Vy=1256.348kN 承台斜截面受剪满足规范要求
8.4.9承台受弯计算
1. 承台底部弯矩最大值 【8.5.16-1】【8.5.16-2】①
因 Mdx14=(N1+N4)*(A/2-1/2*bc)
=(619.455+616.246)*(1.700/2-1/2*0.500) =741.42kN*m
Mdx23=(N2+N3)*(A/2-1/2*bc) =(636.894+633.685)*(1.700/2-1/2*0.500) =762.35kN*m
所以 Mx=max(|Mdx14|, |Mdx23|)=max(|741.42|,|762.35|)=762.35kN*m 因 Mdy12=(N1+N2)*(1/2*B-1/2*hc)
=(619.455+636.894)*(1/2*1.700-1/2*0.600) =690.99kN*m
Mdy34=(N3+N4)*(1/2*B-1/2*hc) =(633.685+616.246)*(1/2*1.700-1/2*0.600) =687.46kN*m
79
所以 My=max((|Mdy12|, |Mdy34|)=max(|690.99|,|687.46|)=690.99kN*m Asx=γo*Mx/(0.9*ho*fy)=1.0*762.35*106/(0.9*860*360)=2736.0mm2 Asx1=Asx/By=2736.0/3=912mm2/m
Asy=γo*My/(0.9*ho*fy)=1.0*690.99*106/(0.9*860.000*360)=2479.9mm2 Asy1=Asy/Bx=2479.9/3=827mm2/m 受弯最小配筋率为 ρmin=0.100%
As1min=ρmin*H*1000=0.100%*900*1000=900mm2 选择钢筋12@120, 实配面积为942mm2/m。 选择钢筋12@125, 实配面积为905mm2/m。
2. 计算配筋面积
3. 计算最小配筋率 4. 承台最小配筋面积
因 As1min≤Asx1 所以 承台底面x方向配筋面积为 912mm2/m
因 As1min>Asy1 所以 承台底面y方向配筋面积为 900mm2/m
8.4.10柱对承台的局部受压验算
面的局部受压承载力。
因为承台的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级,所以不用验算柱下承台顶
8.4.11桩对承台的局部受压验算
因为承台的混凝土强度等级大于等于桩的混凝土强度等级,所以不用验算桩上承台局部受压承载力。
80
第九章 PKPM电算书
9.1 SATWE结构设计信息
9.1.1总信息 ..............................................
结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 26.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 0
竖向荷载计算信息: 按模拟施工3加荷计算 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号: MCHANGE= 0 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 1.00
墙元网格: 侧向出口结点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度 是 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 9.1.2风荷载信息 ..........................................
修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.60
地面粗糙程度: C 类 结构基本周期(秒): T1 = 0.32
是否考虑风振: 是 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 6 各段体形系数: USi = 1.30 9.1.3地震信息 ............................................
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 15 地震烈度: NAF = 6.00
81
场地类别: KD = 3
设计地震分组: 三组 特征周期 TG = 0.65 多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.04 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.00 框架的抗震等级: NF = 4 剪力墙的抗震等级: NW = 4 活荷重力荷载代表值组合系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 1.00 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00
是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 9.1.4活荷载信息 ..........................................
考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到6层 柱、墙活荷载是否折减 不折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 ------------柱,墙,基础活荷载折减系数------------- 计算截面以上的层数---------------折减系数 1 1.00 2---3 0.85 4---5 0.70 6---8 0.65 9---20 0.60 > 20 0.55 9.1.5调整信息 ........................................
中梁刚度增大系数: BK = 1.00 梁端弯矩调幅系数: BT = 0.85 梁设计弯矩增大系数: BM = 1.00 连梁刚度折减系数: BLZ = 0.60 梁扭矩折减系数: TB = 0.40 全楼地震力放大系数: RSF = 1.00 0.2Qo 调整起始层号: KQ1 = 1 0.2Qo 调整终止层号: KQ2 = 6 0.2Qo 调整上限: KQ_L = 2.00
82
框支柱调整上限: KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号: NTL = 0 顶塔楼内力放大: RTL = 1.00
框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 1 强制指定的薄弱层层号 WEAKNO = 0 9.1.6配筋信息 ........................................
梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 150.00 墙竖向分布筋最小配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 9.1.7设计信息 ........................................
结构重要性系数: RWO = 1.00
柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应: 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 按高规或高钢规进行构件设计: 否 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 35.00 柱保护层厚度 (mm): ACA = 35.00
是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.17-4: 是 抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋: 否
83
9.1.8荷载组合信息 ........................................
恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合系数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50
9.2 SATWE计算结果分析与调整
9.2.1位移比和层间位移角
(层间)位移比是控制结构平面不规则性的重要指标。其限值在《建筑抗震设计规范》有明确的规定
(1)《抗震规范》3.4.3规定:扭转不规则时,应计及扭转影响,且楼层竖向构件的最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍。
(2)《抗震规范》5.5.1规定的钢筋混凝土框架结构的层间位移角的限值为1/550. 所有位移的单位为毫米 Floor : 层号 Tower : 塔号
Jmax : 最大位移对应的节点号 JmaxD : 最大层间位移对应的节点号 Max-(Z) : 节点的最大竖向位移 h : 层高
Max-(X),Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X),Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 Max-Dx/h,Max-Dy/h : X,Y方向的最大层间位移角
DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例
Ratio_AX,Ratio_AY : 本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的1.2倍的比值的大者
84
X-Disp,Y-Disp,Z-Disp:节点X,Y,Z方向的位移 === 工况 1 === X 方向地震作用下的楼层最大位移
Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h
JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX 6 1 440 9.23 9.21 1.00 3600.
440 0.57 0.57 1.01 1/6309. 78.4% 1.00 5 1 366 8.69 8.68 1.00 3600.
366 1.01 1.01 1.00 1/3561. 38.2% 1.37 4 1 288 7.73 7.72 1.00 3600.
288 1.40 1.39 1.00 1/2579. 22.3% 1.48 3 1 210 6.37 6.36 1.00 3600.
203 1.71 1.71 1.00 1/2109. 15.5% 1.44 2 1 132 4.68 4.67 1.00 3600.
128 1.97 1.97 1.00 1/1825. 5.3% 1.20 1 1 54 2.71 2.71 1.00 4700.
54 2.71 2.71 1.00 1/1732. 99.9% 1.02
X方向最大值层间位移角: 1/1732.
=== 工况 2 === Y 方向地震作用下的楼层最大位移
Floor Tower Jmax Max-(Y) Ave-(Y) Ratio-(Y) h
JmaxD Max-Dy Ave-Dy Ratio-Dy Max-Dy/h DyR/Dy Ratio_AY 6 1 505 10.64 10.50 1.01 3600.
505 0.72 0.72 1.01 1/4970. 70.8% 1.00 5 1 432 9.97 9.84 1.01 3600.
432 1.24 1.22 1.01 1/2905. 36.0% 1.31 4 1 354 8.80 8.68 1.01 3600.
354 1.69 1.66 1.01 1/2134. 21.0% 1.43 3 1 276 7.16 7.07 1.01 3600.
276 2.04 2.01 1.01 1/1763. 13.7% 1.40 2 1 201 5.15 5.08 1.01 3600.
201 2.33 2.29 1.02 1/1545. 6.6% 1.17 1 1 120 2.83 2.79 1.02 4700.
120 2.83 2.79 1.02 1/1659. 99.9% 0.90
Y方向最大值层间位移角: 1/1545.
=== 工况 3 === X 方向风荷载作用下的楼层最大位移
Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h
JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX 6 1 437 1.62 1.61 1.00 3600.
437 0.10 0.09 1.00 1/9999. 72.2% 1.00 5 1 359 1.52 1.52 1.00 3600.
359 0.16 0.16 1.00 1/9999. 38.3% 1.32 4 1 281 1.36 1.35 1.00 3600.
281 0.23 0.23 1.00 1/9999. 25.3% 1.46 3 1 203 1.13 1.13 1.00 3600.
203 0.28 0.28 1.01 1/9999. 20.7% 1.46 2 1 125 0.85 0.84 1.00 3600.
125 0.34 0.34 1.01 1/9999. 12.6% 1.27 1 1 47 0.50 0.50 1.00 4700.
47 0.50 0.50 1.00 1/9341. 99.9% 1.13
X方向最大值层间位移角: 1/9341.
=== 工况 4 === Y 方向风荷载作用下的楼层最大位移
Floor Tower Jmax Max-(Y) Ave-(Y) Ratio-(Y) h
JmaxD Max-Dy Ave-Dy Ratio-Dy Max-Dy/h DyR/Dy Ratio_AY 6 1 437 7.02 7.02 1.00 3600.
472 0.45 0.44 1.00 1/8086. 67.6% 1.00
85
5 1 359 6.57 6.57 1.00 3600.
359 0.75 0.75 1.00 1/4831. 37.7% 1.29 4 1 281 5.83 5.83 1.00 3600.
281 1.03 1.03 1.00 1/3509. 25.0% 1.44 3 1 203 4.80 4.80 1.00 3600.
203 1.28 1.28 1.00 1/2808. 19.4% 1.45 2 1 128 3.52 3.52 1.00 3600.
128 1.54 1.53 1.00 1/2343. 0.4% 1.25 1 1 47 1.99 1.99 1.00 4700.
47 1.99 1.99 1.00 1/2360. 99.9% 0.99
Y方向最大值层间位移角: 1/2343.
=== 工况 5 === 竖向恒载作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(Z) 6 1 450 -1.54 5 1 380 -5.95 4 1 302 -6.28 3 1 224 -6.37 2 1 146 -6.16 1 1 68 -5.71
=== 工况 6 === 竖向活载作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(Z) 6 1 486 -0.77 5 1 380 -1.17 4 1 302 -1.13 3 1 224 -1.06 2 1 146 -0.96 1 1 68 -0.86 9.2.2层间刚度比
主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层。 调整方法:结构调整:适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度,适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。
《抗震规范》第3.4.2条:该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%. 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Floor No : 层号 Tower No : 塔号
Xstif,Ystif : 刚心的 X,Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass,Ymass : 质心的 X,Y 坐标值
86
Gmass : 总质量
Eex,Eey : X,Y 方向的偏心率
Ratx,Raty : X,Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值 Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX,RJY,RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度
===================================================================== Floor No. 1 Tower No. 1
Xstif= 26.1000(m) Ystif= 7.5130(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 26.1761(m) Ymass= 7.3341(m) Gmass(活荷折减)= 1237.1459( 1157.8108)(t) Eex = 0.0042 Eey = 0.0098 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000
Ratx1= 0.9912 Raty1= 1.1244 薄弱层地震剪力放大系数= 1.15 RJX = 5.6064E+05(kN/m) RJY = 4.9427E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 2 Tower No. 1
Xstif= 26.1000(m) Ystif= 7.5130(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 26.1781(m) Ymass= 7.3292(m) Gmass(活荷折减)= 1204.2559( 1124.9208)(t) Eex = 0.0043 Eey = 0.0101 Ratx = 1.2628 Raty = 1.1225
Ratx1= 1.2639 Raty1= 1.2809 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 7.0799E+05(kN/m) RJY = 5.5480E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 3 Tower No. 1
Xstif= 26.1000(m) Ystif= 7.5130(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 26.1781(m) Ymass= 7.3292(m) Gmass(活荷折减)= 1204.2559( 1124.9208)(t) Eex = 0.0043 Eey = 0.0101 Ratx = 1.0037 Raty = 0.9924
Ratx1= 1.3312 Raty1= 1.3444 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 7.1062E+05(kN/m) RJY = 5.5057E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 4 Tower No. 1
Xstif= 26.1000(m) Ystif= 7.5130(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 26.1781(m) Ymass= 7.3292(m) Gmass(活荷折减)= 1204.2559( 1124.9208)(t) Eex = 0.0043 Eey = 0.0101 Ratx = 0.9885 Raty = 0.9864
Ratx1= 1.4595 Raty1= 1.4620 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 7.0247E+05(kN/m) RJY = 5.4306E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 5 Tower No. 1
Xstif= 26.1000(m) Ystif= 7.5130(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 26.1781(m) Ymass= 7.3292(m) Gmass(活荷折减)= 1204.2559( 1124.9208)(t) Eex = 0.0043 Eey = 0.0101
87
Ratx = 0.9788 Raty = 0.9771
Ratx1= 1.6056 Raty1= 1.6406 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 6.8756E+05(kN/m) RJY = 5.3064E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 6 Tower No. 1
Xstif= 26.1000(m) Ystif= 7.5130(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 26.1000(m) Ymass= 7.3813(m) Gmass(活荷折减)= 1023.6112( 950.4232)(t) Eex = 0.0000 Eey = 0.0072 Ratx = 0.8898 Raty = 0.8708
Ratx1= 1.0000 Raty1= 1.0000 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 6.1176E+05(kN/m) RJY = 4.6206E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- X方向最小刚度比: 1.0000(第 6层第 1塔) Y方向最小刚度比: 1.0000(第 6层第 1塔)
9.2.3层间受剪承载力之比
主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免楼层抗侧力结构的受剪承载能力沿竖向突变,形成薄弱层。
调整方法:结构调整:适当提高本层构件强度,(如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面)以提高本层墙、柱等抗侧力构件的承载力,或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的承载力。
《抗震规范》第3.4.3条:平面不规则而竖向规则的建筑结构,楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%. Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比
--------------------------------------------------------------------- 层号 塔号 X向承载力 Y向承载力 Ratio_Bu:X,Y
--------------------------------------------------------------------- 6 1 0.4320E+04 0.4281E+04 1.00 1.00 5 1 0.5996E+04 0.5989E+04 1.39 1.40 4 1 0.7455E+04 0.7446E+04 1.24 1.24 3 1 0.8735E+04 0.8725E+04 1.17 1.17 2 1 0.9837E+04 0.9825E+04 1.13 1.13 1 1 0.7914E+04 0.7884E+04 0.80 0.80 X方向最小楼层抗剪承载力之比: 0.80 层号: 1 塔号: 1 Y方向最小楼层抗剪承载力之比: 0.80 层号: 1 塔号: 1 9.2.4剪重比
主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全。剪重比不满足规范要求,说明结构的刚度相对于水平地震剪力过小;剪重比过分过大时,说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
88
对于6度抗震设计的结构,《抗震规范》5.2.5条没有规定其地震剪力系数最小值,设计中一般可考虑控制为0.8%-1%。
正确计算剪重比,必须选取足够的振型个数使有效质量系数大于0.9。 各层 X 方向的作用力(CQC) Floor : 层号 Tower : 塔号
Fx : X 向地震作用下结构的地震反应力 Vx : X 向地震作用下结构的楼层剪力 Mx : X 向地震作用下结构的弯矩 Static Fx: 静力法 X 向的地震力
-------------------------------------------------------------------------------
Floor Tower Fx Vx (分塔剪重比) (整层剪重比) Mx Static Fx (kN) (kN) (kN-m) (kN) (注意:下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构)
6 1 345.84 345.84( 3.64%) ( 3.64%) 1245.04 511.77 5 1 357.79 693.47( 3.34%) ( 3.34%) 3729.10 383.96 4 1 317.48 979.33( 3.06%) ( 3.06%) 7212.20 311.59 3 1 289.16 1211.84( 2.80%) ( 2.80%) 11487.65 239.22 2 1 258.45 1394.10( 2.56%) ( 2.56%) 16371.07 166.85 1 1 204.73 1518.34( 2.30%) ( 2.30%) 23308.67 97.25
X 方向的有效质量系数: 99.96%
抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比 = 0.80% 各层 Y 方向的作用力(CQC) Floor : 层号 Tower : 塔号
Fy : Y 向地震作用下结构的地震反应力 Vy : Y 向地震作用下结构的楼层剪力 My : Y 向地震作用下结构的弯矩 Static Fy: 静力法 Y 向的地震力
------------------------------------------------------------------------------------------
Floor Tower Fy Vy (分塔剪重比) (整层剪重比) My Static Fy (kN) (kN) (kN-m) (kN) (注意:下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构)
6 1 330.96 330.96( 3.48%) ( 3.48%) 1191.45 473.49 5 1 332.59 649.37( 3.13%) ( 3.13%) 3512.18 344.45 4 1 295.23 903.95( 2.82%) ( 2.82%) 6712.05 279.53 3 1 274.78 1109.03( 2.56%) ( 2.56%) 10596.47 214.60 2 1 251.26 1270.79( 2.33%) ( 2.33%) 15007.24 149.68 1 1 199.80 1380.40( 2.09%) ( 2.09%) 21261.26 87.24
Y 方向的有效质量系数: 99.95%各层
抗震规范(5.2.5)条要求的Y向楼层最小剪重比 = 0.80% 9.2.5轴压比
主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,规范对墙肢和柱均有相应限值要求。
89
当轴压比不满足规范要求时,结构的延性要求就无法保证。轴压比过小,说明结构的经济技术指标较差,应适当减少相应墙、柱的截面面积。调整方法:结构调整:增加该墙、柱截面或提高该墙、柱混凝土的强度等级。此结构的抗震等级为四级,框架结构的轴压比限
值0.9。
(首层柱轴压比)
9.2.6地震作用调整中0.2Qo的调整
《抗震规范》6.2.13-1条规定侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-剪力墙结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值
本结构为纯框架结构,故不做考虑。 9.2.7 梁挠度图
查看PMCAD画结构平面图中的挠度验算,输出结果如下:
(首层梁挠度图)
通过局部调整梁的布置(一根梁贯通)和截面,梁挠度验算通过及未出现超筋现象。满足要求。
第十章 手算与PKPM在框架结构计算中的比较分析
10.1意义
用手算,PKPM计算框架结构,在基本参数一致的情况下,进行了结构弹性计算,并对计算
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结果进行比较分析,进一步提出了一些结构设计中需注意的问题,在实际工程设计中有一定的实用价值。
10.2概述
随着信息化浪潮汹涌扑来,计算机的日益普及和多种计算软件的涌现,结构设计软件已成为设计院不可或缺的工具之一,如隶属于建研院的PKPM 软件等。PKPM 软件由于和规范融合得比较好,几年来已占有国内结构设计的主要领域;而手算是结构设计人员基本素质的一个很重要的方面,是一个合格工程师应具备的基本能力。
10.3电算手算差别
首先,我们应该理解手算和电算的差别。手算通常是解析解或近似解,对于超静定结构,我们使用的计算手册是解析解,我们做的弯矩调配法是近似解。而电算,特别是有限元,是数值解。电算和手算的基本原理,依然是三大定律:平衡,本构,变形协调。所以,在规矩的情况下,电算和手算是基本一样的。
其次,手算的时候,由于人能力有限,不可防止的要鼎力度的简化问题,这里面就包括大批的假定,包括对边界条件的假定。而电算中,梁、柱、墙是通过刚度和变形协调互为边界的。电算是更能反映结构的实际受力情况,也一定比手算精确。
再次,GB 50010-2002第5.1.6条 要求“结构分析所采用的电算程序应经考察和验证,其技巧前提应契合本标准和有关尺度的要求。对电算结果,应经判定和校核;在确认其合理有效后,方可用于工程设计。” JGJ 3-2002 第5.1.13 “B级高度的高层建造结构和本规程第10划定的复杂高层修建结构,应合乎下列要求:1 应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算”。这些要求实质是防止我们盲目的信任电算结果,而不是要我们再手算后,一根一根的和电算比较。什么是“合理”,我们通过经验来判断。怎么样的教训呢?实在个人领会,仍是要利用结构分析中的基本原理。当我们发现从属面积大的柱轴力小过附属面积小的柱,这就是异常。当底层轴力不即是总竖向荷载,这也是异常。断定是否合理,就是要发现有没有异常。在没有异样的情况下,我们以为电算的结果是合理的。
10.4计算结果分析
1) 为了控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响,进行层间位移角的比较,在正常使用条件下,限制多高层建筑结构层间位移的主要目的有以下两点:
a. 保证主结构基本处于弹性受力状态,对钢筋混凝土结构来讲,要避免混凝土墙或柱出现裂缝;同时将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内;
b. 保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损伤。在所有基本参数一致的情况下, 可以看出手算, PK结果比较接近,均满足规范要求。
2) 对于多层结构,6 度区可以考虑地震作用,也可以不考虑地震作用。对同一工程,分考虑地震作用和不考虑地震作用两种情况设计,其轴压比控制不同,而且往往是不考虑地
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震作用时计算的轴压比大,为避免轴压比计算的矛盾《混凝土结构设计规范算例》编委会建议在6 度区多层结构设计中,采用高规的规定,考虑地震作用,仅对有地震作用组合的轴压力设计值计算柱的轴压比。为了控制结构的延性,进行轴压比的比较。轴压比是指有地震作用组合柱的组合轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心受压抗压强度设计值乘积的比值,在构件的低周反复伪静力试验中,不同轴压比下构件的滞回曲线相差较大,轴压比小时,滞回线丰满,耗能强。对轴压比的控制主要因为它是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。据于此,对抗震区的竖向构件进行轴压比限制,从而更好地实现耗能机制,并使得柱不过早破坏,实现强柱弱梁,从而达到控制结构的延性。本次手算时不考虑地震作用,计算结果必点算稍有偏大,属正常情况,手算结果对电算有一定的参考价值,各数值之间浮动范围不大,满足规范要求。
3) 此框架结构X 向, Y 向刚重比均大于10 ,小于20 (对于高层应该考虑重力二阶效应,此多层结构可不考虑,只作为一种结果比较,以供参考) ,刚重比主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆。重力二阶效应在建筑结构分析中指的是竖向荷载的侧移效应。当结构发生水平位移时,竖向荷载就会出现垂直于变形后的结构竖向轴线的分量,这个分量将增大结构的水平位移量,同时也会增大相应的内力,这在本质上是一种几何非线性效应。
4) 刚度比:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。该结构第一层为薄弱层,地震剪力放大系数为1.15。
5) 剪重比是反映结构与外部地震作用之间的关联性。结构刚度大,自振周期短,地震影响系数大;设防烈度越大,地震影响越大;场地对结构地震作用的影响是有一定周期区域限制的。结构刚度不宜太大,也不宜过小。太大对结构位移控制的效果将不再明显,而会放大结构的加速度反应,容易不满足舒适度的要求,在ATC234 抗震设计方法Review 报告中提及,剪重比一般在0. 1左右,但是仍然具有使用价值。剪重比对六度区规范没有做规定,在此只供学术探讨。
6) 该工程因为专业配合问题,在完成设计之后,施工阶段中,由于电器专业又有新设备增加,故造成在柱截面不能加大的情况下,加层、加梁截面,造成梁柱线刚度比过大,有背概念设计中的强柱弱梁原则。虽然此结构位于抗震设防烈度六度区,可以不进行地震作用计算,但如果这样的问题,发生在七度,八度甚至九度区,抗震等级为二级,一级或是更高,恐怕处理就更难。所以在工业设计中要有一个优良的施工图和各专业之间的紧密配合是分不开的。
7) 除了轴压比之外,其他的量由于手算时并未考虑地震作用,所以并未进行详细比较,但电算与手算多少都会存在差异,这些结果之间的差异,是与求解地震作用楼层剪力的计算方法等因素是有关系的。
10.5电算的错误可能分析
电算的正确性=结构设计原理+设计经验+对所使用软件的纯熟
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1.首先我们必须否认程序计算一般是没有错误的。计算机确定比我们手算精度高。而且使用的规范和结构实践都是一样的。
2.电算产生的错误有3个方面:一方面是我们人输入的各个参数和荷载是否准确。第二方面是我们取舍的结构模型是不是合理,主要体当初计算结构是否符合规范的要求等。另一方面是来之计算程序的问题:有些计算的理论比较复杂,在设计程序时并没有完全的模拟准确等等,比方现在争辩比较大的JCCAD等模块,我们院基本不使用,而是用手算来取代它,一方面其参数输入复杂,费时,还是手算来的方便快捷。
3PKPM计算也常有犯错的时候,特殊是做底框的时候,平面较复杂,节点间隔小于150mm时,很多地方的数据都很迥异,PKPM最常常把框架梁(一端与柱固结,另一端与框架梁固结)默认为挑梁,计算出来的负弯矩相称大,这样的情况在做图的时候一定要注意。还有梁跨数有时也会出错。
10.6结语
1) 从手算,PKPM计算结果看,在结构总体计算信息中的主要参数基本一致的情况下,手算结果对各种电算有较好的参考价值。在抗震设计中,应保证结构的整体抗震性能,使整个结构具有足够的承载力、刚度和延性,手算是概念设计阶段一种很好的方法,对于软件的依靠,应采取分析性接受的方式。
2)电算后计算机在选筋的时候会比较乱。我们读取其钢筋量,自己人工选筋。 3)一般的模型我们用pkpm算计算完成后,在进行检查分析,而后对于还有疑难的地方自己手算检验。
2) 在建筑结构设计中,各专业之间的紧密配合与工作效率、施工图质量等都有很大的关系,在设计中,主设计人员之间如果做好了协调工作,就会起到事半功倍的效果,从而也可以避免造成不必要的人力、物力的浪费。
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