宜昌市夷陵中學(xué)教學(xué)樓2#畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過(guò)程,是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。本組畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為夷陵中學(xué)教學(xué)樓2#樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在畢設(shè)前期，我溫習(xí)了結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等知識(shí)，并借閱了抗震規(guī)范、混凝土規(guī)范、荷載規(guī)范等規(guī)范。在畢設(shè)中期，我們通過(guò)所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團(tuán)隊(duì)精神。在畢設(shè)后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務(wù)，在此表示衷心的感謝。畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)月里，在指導(dǎo)老師倫云霞的幫助下，經(jīng)過(guò)資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對(duì)新規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識(shí)、提高了綜合分析、解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步了解了Excel。在繪圖時(shí)熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大，在計(jì)算過(guò)程中以手算為主，輔以一些計(jì)算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 中文摘要本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架2、3、7、8軸框架的抗震設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下大小，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。接著計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合， 選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)。完成了平臺(tái)板，梯段板，平臺(tái)梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計(jì)算及施工圖繪制。關(guān)鍵詞： 框架 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抗震設(shè)計(jì) 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.Keywords : frames, structural design, anti-seismic design第一部分：工程概況一.工程概況 1.建設(shè)項(xiàng)目名稱：宜昌市夷陵中學(xué)教學(xué)樓2#本工程建筑功能為公共建筑，使用年限為50年；建筑平面的橫軸軸距為8.1m，縱軸軸距為5.4m和4.5m；內(nèi)、外墻體材料為陶?；炷量招钠鰤K，外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料，內(nèi)墻裝修噴涂乳膠漆，教室內(nèi)地面房間采用水磨石地面，教室房間墻面主要采用石棉吸音板，門窗采用塑鋼窗和裝飾木門。全樓設(shè)樓梯兩部。2.建筑地點(diǎn)：宜昌市區(qū)3.設(shè)計(jì)資料：1.3.1.地質(zhì)水文資料：根據(jù)工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，擬建場(chǎng)地地勢(shì)平坦，表面為平均厚度0.3m左右的雜填土，以下為1.21.5m左右的淤泥質(zhì)粘土，承載力的特征值為70kN/m2，再下面為較厚的垂直及水平分布比較均勻的粉質(zhì)粘土層，其承載力的特征值為180kN/m2，可作為天然地基持力層。1.3.2抗震設(shè)防要求：六度四級(jí)設(shè)防1.3.3.底層室內(nèi)主要地坪標(biāo)高為0.000，相當(dāng)于黃海高程3.0m。1.3.4.地下潛水位達(dá)黃海高程2.4-2.5m, 對(duì)本工程無(wú)影響。4.主要構(gòu)件材料及尺寸估算 1.4.1主要構(gòu)件材料 框架梁、板、柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件， 墻體采用混凝土空心砌塊， 混凝土強(qiáng)度：梁、板、柱均采用C30混凝土，鋼筋使用HPB235，HRB 400二種鋼筋。 1.4.2.主要構(gòu)件的截面尺寸 （1）框架梁：橫向框架梁，最大跨度L=8.1m，h=（1/81/12）L=1000mm675mm，取h=800mmb=（1/21/3）h=400mm266mm，取b=300mm縱向框架梁，最大跨度L=5.4m，h=（1/121/13）L=450mm415mm，取h=600mmb=（1/21/3） h=300mm200mm，取b=250mm（2）框架柱：初定邊柱尺寸400mm600mm，中柱500mm500mm角柱500mm600mm，一至五層框架柱混凝土強(qiáng)度等C30.其中，n為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)，g為折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，框架結(jié)構(gòu)近似取18 kN/m2，F(xiàn)為按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算的柱的負(fù)荷面，為考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)?？拐鸬燃?jí)四級(jí)的框架結(jié)構(gòu)軸壓比，邊柱和中柱的負(fù)荷面積分別是5.4m4.05m和5.4m5.4m。邊柱 中柱 所以邊柱取400mm600mm，中柱取500mm500mm。5.框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和結(jié)構(gòu)平面布置圖 第二部分：樓板設(shè)計(jì)2.1屋面和樓面板的荷載計(jì)算屋面和樓面板的荷載取自建筑荷載規(guī)范（GB500092001）。教室采用水磨石地面名 稱做 法厚度（mm)容重(KN/)重量(KN/)彩色水磨石樓面白水泥大理石子面15250.381:3水泥砂漿找平18200.36純水泥漿一道2200.04鋼筋混凝土樓板120253板底20厚粉刷抹平20170.34樓面靜載4.1樓面活載2廁所采用地磚地面名 稱做 法厚度（mm)容重(KN/m)重量(KN/m)廁所地磚鋪實(shí)10200.21：4干硬性水泥砂漿25200.5基層處理劑一遍0.05C20混凝土0.5找坡20250.711：2.5水泥砂漿找平20200.4防水涂料1.50.2鋼筋混凝土樓板120253板底20厚粉刷抹平20170.34樓面靜載5.4樓面活載2.5不上人屋面名 稱做 法厚度（mm)容重(KN/m)重量(KN/m)非上人屋面高分子卷材4120.051：3水泥砂漿找平20200.4憎水珍珠巖保溫層6040.241：3水泥砂漿找平20200.41:6水泥焦渣找坡50150.75鋼筋混凝土樓板120253板底20厚粉刷抹平20170.34樓面靜載5.2樓面活載0.7走道水磨石地面名 稱做 法厚度（mm)容重(KN/m)重量(KN/m)彩色水磨石樓面白水泥大理石子面15250.381:3水泥砂漿找平18200.36純水泥漿一道2200.04鋼筋混凝土樓板100252.5板底20厚粉刷抹平20170.34樓面靜載3.6樓面活載2.52.2.樓板計(jì)算根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002），樓板長(zhǎng)邊l02與短邊l01之比小于2時(shí)，宜按雙向板計(jì)算。樓板長(zhǎng)邊l02與短邊l01之比大于2，但小于3.0時(shí)，宜按雙向板計(jì)算，當(dāng)按沿短邊受力的單向板計(jì)算時(shí)，應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠的構(gòu)造鋼筋。根據(jù)本工程的實(shí)際尺寸，樓板全為雙向板，樓板按照彈性方法進(jìn)行計(jì)算。雙向板按彈性理論的計(jì)算方法：多跨連續(xù)雙向板跨中最大正彎矩：為了求得連續(xù)雙向板跨中最大正彎矩，荷載分布情況可以分解為滿布荷載g+q/2及間隔布置q/2兩種情況，前一種情況可近似認(rèn)為各區(qū)格板都固定支承在中間支承上，對(duì)于后一種情況可近似認(rèn)為在中間支承處都是簡(jiǎn)支的。沿樓蓋周邊則根據(jù)實(shí)際支承情況確定。分別求得各區(qū)格板的彎矩，然后疊加得到各區(qū)格板的跨中最大彎矩。多跨連續(xù)雙向板支座最大負(fù)彎矩：支座最大負(fù)彎矩可按滿布活荷載時(shí)求得。連續(xù)雙向板的計(jì)算圖示（1）標(biāo)準(zhǔn)層樓板計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)層樓板區(qū)格劃分： 標(biāo)準(zhǔn)層樓板區(qū)格圖 板A 板A按四邊固定計(jì)算：一、 基本資料：1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/ 2、荷載： 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g 4.10 kN/M2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q 2.00 kN/M2 計(jì)算跨度Lx = 5400 mm；計(jì)算跨度Ly = 4225 mm 板厚H = 120 mm；砼強(qiáng)度等級(jí)：C30；鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HRB400 3、計(jì)算方法：彈性算法。 4、泊松比：1/5.二、計(jì)算結(jié)果：平行于 Lx 方向的跨中彎矩 MxMx=(0.01393+0.02794/5)(1.204.1+1.401.0)4.22= 2.20kNM 考慮活載不利布置跨中X向應(yīng)增加的彎矩： M=(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM M= 2.20 + 1.11 = 3.31kNM A= 257.92mm2，實(shí)配8180 (As 279mm) 0.215% ， 0.233%mm平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My My =(0.02794+0.01393/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 3.47kNM 考慮活載不利布置跨中Y向應(yīng)增加的彎矩： Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 3.47 + 1.62 = 5.08kNM Asy= 257.92mm2，實(shí)配8200 (As 279 mm) 0.215% ， 0.233%沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx Mx =0.05610(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 7.73kNM Asx= 265.06mm2，實(shí)配8200 (As 279 mm) 0.215% ， 0.233%沿 Ly 方向的支座彎矩 My My =0.06765(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 9.32kNM Asy= 321.57mm2，實(shí)配 8150 (As 335 mm) 0.215% ， 0.279% 板B一、 基本資料：1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：固定/鉸支/鉸支/固定/固定/ 2、荷載： 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g 4.10 kN/M2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q 2.00 kN/M2 計(jì)算跨度Lx = 5400 mm；計(jì)算跨度Ly = 4225 mm 板厚H = 120 mm；砼強(qiáng)度等級(jí)：C30；鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HRB400 3、計(jì)算方法：彈性算法。 4、泊松比：1/5.二、計(jì)算結(jié)果：平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx Mx =(0.02206+0.03255/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22 = 3.22kNM 考慮活載不利布置跨中X向應(yīng)增加的彎矩： Mxa =(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM Mx= 3.22 + 1.11 = 4.33kNM Asx= 257.92mm2，實(shí)配8200 (As 279mm2) 0.215% ， 0.233%平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My My =(0.03255+0.02206/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 4.17kNM 考慮活載不利布置跨中Y向應(yīng)增加的彎矩： Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 4.17 + 1.62 = 5.79kNM Asy= 257.92mm2，實(shí)配8200 (As 279mm2) 0.215% ， 0.233%沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx Mx =0.07144(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 9.85kNM Asx= 340.29mm2，實(shí)配8200 (As 279 mm2) 0.215% ， 0.233%沿 Ly 方向的支座彎矩 My My =0.07939(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 10.94kNM Asy= 379.79mm2，實(shí)配8150 (As 335mm2) 0.215% ， 0.279% 板D一、 基本資料：1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：鉸支/鉸支/固定/固定/ 2、荷載： 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g 4.10 kN/M2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q 2.00 kN/M2 計(jì)算跨度Lx = 5400 mm；計(jì)算跨度Ly = 4225 mm 板厚H = 120 mm；砼強(qiáng)度等級(jí)：C30；鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HRB400 3、計(jì)算方法：彈性算法。 4、泊松比：1/5.二、計(jì)算結(jié)果：平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx Mx =(0.02140+0.03728/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22 = 3.25kNM 考慮活載不利布置跨中X向應(yīng)增加的彎矩： Mxa =(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM Mx= 3.25 + 1.11 = 4.37kNM Asx= 257.92mm2，實(shí)配8200 (As 279.mm2) 0.215% ， 0.233%平行于 Ly 方向的跨中彎矩 MyMy =(0.03728+0.02140/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 4.69kNM 考慮活載不利布置跨中Y向應(yīng)增加的彎矩： Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 4.69 + 1.62 = 6.30kNM Asy= 257.92mm2，實(shí)配8200 (As 279.mm2) 0.215% ， 0.233%沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx Mx =0.07520(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 10.36kNM Asx= 358.94mm2，實(shí)配8200 (As 279.mm2, ) 0.215% ， 0.233%沿 Ly 方向的支座彎矩 My My =0.09016(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 12.42kNM Asy= 433.83mm2，實(shí)配 8150 (As 335.mm2, ) 0.215% ， 0.279% 板E一、 基本資料：1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：鉸支/固定/固定/固定/ 2、荷載： 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g 4.10 kN/M2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q 2.00 kN/M2 計(jì)算跨度Lx = 5400 mm；計(jì)算跨度Ly = 4225 mm 板厚H = 120 mm；砼強(qiáng)度等級(jí)：C30；鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HRB400 3、計(jì)算方法：彈性算法。 4、泊松比：1/5.二、計(jì)算結(jié)果：平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx Mx =(0.01435+0.03214/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22 = 2.34kNM 考慮活載不利布置跨中X向應(yīng)增加的彎矩： Mxa =(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM Mx= 2.34 + 1.11 = 3.45kNM Asx= 257.92 mm2，實(shí)配8200 (As 279.mm2) 0.215% ， 0.233%平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My My =(0.03214+0.01435/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 3.95kNM 考慮活載不利布置跨中Y向應(yīng)增加的彎矩： Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 3.95 + 1.62 = 5.57kNM Asy= 257.92 mm2，實(shí)配8200 (As 279mm2) 0.215% ， 0.233%沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx Mx =0.05707(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 7.86kNM Asx= 269.77 mm2，實(shí)配8200 (As 279.mm2 mm2) 0.215% ， 0.233%沿 Ly 方向的支座彎矩 My My =0.07319(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 10.09kNM Asy= 348.92 mm2，實(shí)配8150 (As 335.mm2 ) 0.215% ， 0.279%第三部 次梁計(jì)算3.1荷載計(jì)算恒載設(shè)計(jì)值：板傳來(lái)的自重4.11.24.0519.93KN/M次梁自重0.25（0.4-0.12）251.22.1KN/M次梁粉刷0.02 (0.4-0.12)2171.20.23KN/M小計(jì)：22.26KN/M活載設(shè)計(jì)值：201.44.0511.34KN/M荷載設(shè)計(jì)值g+q=22.6+11.34=33.6KN/M3.2次梁計(jì)算3.2.1.彎矩計(jì)算邊跨Ma=-1/16(g+q)L012= -33.64.52/16-42.525KNMM1 = 1/14(g+q)L012= 33.64.52/14 48.60KNMMb=-1/11(g+q)L012= -33.64.52/11=-61.85 KNM第二跨Mb=-1/11(g+q)L022= -33.64.52/11=-61.85 KNMM2 = 1/16(g+q)L022= 33.64.52/16 42.525KNMMc=-1/14(g+q)L022= -33.64.52/14-48.60KNM第三跨Mc=-1/14(g+q)L032= -33.64.52/14=-48.60 KNMM3 = 1/16(g+q)L032= 33.64.52/16 42.525KNMMd=-1/14(g+q)L032= -33.64.52/14-48.60KNM第四跨Md=-1/14(g+q)L042= -33.65.42/14= -69.98KNMM4 = 1/16(g+q)L042= 33.65.42/16 61.24KNMMe=-1/11(g+q)L042= -33.65.42/11-89.07KNM第五跨Me=-1/11(g+q)L052= -33.65.42/14= -89.07KNMM5 = 1/14(g+q)L052= 33.65.42/16 69.98KNMMf=-1/16(g+q)L052= -33.65.42/11-61.24KNM由于第3跨和第4跨的計(jì)算長(zhǎng)度不同，支座D處彎矩取兩者較大值：-69.98KNM3.2.2.剪力計(jì)算邊跨Va=0.5(g+q)L01= 0.533.64.575.6KNVbl= 0.55(g+q)L01= 0.5533.64.583.16KN第二跨Vbr=0.55(g+q)L02= 0.5533.64.583.16KNVcl= 0.55(g+q)L02= 0.5533.64.5 83.16KN第三跨Vcr=0.55(g+q)L03= 0.5533.64.583.16KNVdl= 0.55(g+q)L03= 0.5533.64.583.16KN第四跨Vdr=0.55(g+q)L04= 0.5533.65.499.79KNVel= 0.55(g+q)L04= 0.5533.65.4 99.79KN第五跨Ver=0.55(g+q)L05= 0.5533.65.499.79KNVf= 0.5(g+q)L05= 0.533.65.4 90.72KN3.3.截面設(shè)計(jì)3.3.1AB跨跨中配筋：C30混凝土，fc14.331N/mm，HRB400, fy 360N/mm， 縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離 a 35mm; M=48.60KNMbh 250400mm， ho h - as 400-35 365mm 0.518 0.093 0.518As 1 fc b x / fy 114.33125034/360 339mm As / (b ho) 339/(250365) 0.37%>0.20% 選配314（461mm）根據(jù)裂縫寬度小于0.3mm重新選配218+116AB跨支座配筋計(jì)算：C30混凝土，fc14.331N/mm，HRB400, fy 360N/mm， 縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離 as 35mm; M=48.60KNMbh 1800400mm， ho h - as 400-35 365mm 0.518 0.012 0.518As f b x / fy 114.33118005/360 326mm選配218（508mm）根據(jù)裂縫寬度小于0.3mm重新選配2203.3.2斜截面受剪承載力計(jì)算：設(shè)計(jì)參數(shù)：混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30，fc14.331N/mm，ft 1.433N/mm，as30mm,鋼筋等級(jí)HRB235箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 210N/mm，箍筋間距 s 150mm剪力設(shè)計(jì)值 V 99.8kN截面尺寸 bh 250280mm， ho h - as 280-30 250mm計(jì)算過(guò)程：0.7 ft b ho 0.71432.90.250.25 62.7kN V 99.8kN當(dāng) V 0.7 ft b ho、 h 300mm 構(gòu)造要求：箍筋最小直徑 D 6mm，箍筋最大間距 S 150mm最小配箍面積 Asv,min (0.24 ft / fyv) b s 82mm當(dāng) ho / b 4 時(shí)，V 0.25 c fc b ho 0.25 c fc b ho 0.251143310.250.25 223.9kN V 99.8kN，滿足要求。 V 0.7 ft b ho + 1.25 fyv Asv/s ho Asv (V - 0.7 ft b ho) s / (1.25 fyv ho) (99790-0.71432.90.250.25)150/(1.25210250) 85mm 沿梁全長(zhǎng)配8150表3.1 次梁其他截面配筋表：截面A1 B2 C3 D4 E5 F彎矩設(shè)計(jì)值42.53 48.60 61.85 42.53 48.60 42.53 69.98 61.24 89.07 69.98 61.24 0.01 0.09 0.14 0.11 0.16 0.21 0.14 計(jì)算配筋（mm2)326 339 506 391 576 757 501 考慮裂縫影響220218+220314220314220+316220+314220+實(shí)配鋼筋116214216114第四部分 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算4.1橫向框架計(jì)算單元根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和荷載計(jì)算，對(duì)4號(hào)軸線一榀橫向中框架進(jìn)行計(jì)算，如圖所示。房間內(nèi)直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的陰影線所示。 橫圖4.1 向框架計(jì)算單元4.2梁、柱線剛度計(jì)算： 表4.1 橫梁線剛度計(jì)算類別bhIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(mm)（）（m）（）（）（）邊橫梁0.30.80.01288.115.823.731.6中橫梁0.30.40.00162.75.938.9411.9 表4.2 柱線剛度計(jì)算 柱線剛度ic計(jì)算層次hbhIEcI/l0.9EcI/l（m）（mm）（）（）（）1250.40.60.007214.412.960.50.50.005210.49.36353.90.40.60.007218.516.650.50.50.005213.311.97 圖4.2 橫向中框架梁、柱線剛度（單位：）所計(jì)算的中框架是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在計(jì)算豎向荷載作用時(shí)，取一半計(jì)算，斷開的中跨線剛度是原來(lái)的2倍。4.3.恒載荷載計(jì)算 荷載計(jì)算：線荷載 屋面： 屋面恒載5.2kN/m2 屋面板傳來(lái)的恒載：5.24.0521.06 kN/m教室梁自重：0.300.825=6 kN/m教室梁側(cè)粉刷：2（0.8-0.12）0.02170.46 kN/m 教室橫梁的矩形線荷載合計(jì)：6.46 kN/m 教室橫梁的三角形線荷載合計(jì)：21.06 kN/m走廊板傳來(lái)的恒載：5.22.714.04 kN/m走廊梁自重：0.300.425=3 kN/m走廊梁側(cè)粉刷：2（0.4-0.10）0.02170.2 kN/m 走廊橫梁的矩形線荷載合計(jì)：3.2 kN/m 走廊橫梁的三角形線荷載合計(jì)：14.04 kN/m樓面： 樓面恒載4.1kN/m2樓面板傳來(lái)的恒載：4.14.0516.61 kN/m教室梁自重：0.300.825=6 kN/m教室梁側(cè)粉刷：2（0.8-0.12）0.02170.46 kN/m教室梁上墻自重：0.24（3.9-0.8）1914.14 kN/m教室梁上墻面粉刷：（3.9-0.8）0.022172.108 kN/m 教室橫梁的矩形線荷載合計(jì)：22.71kN/m教室橫梁的三角形形線荷載合計(jì)：16.61 kN/m走廊：樓面恒載3.6 kN/m2走廊樓面?zhèn)鱽?lái)的恒載：3.62.79.72 kN/m走廊梁自重0.300.425=3 kN/m走廊梁側(cè)粉刷：2（0.4-0.10）0.02170.2 kN/m 走廊橫梁的矩形線荷載合計(jì)：3.2 kN/m走廊橫梁的三角形線荷載合計(jì)：9.72 kN/m荷載計(jì)算：集中荷載次梁傳來(lái)的集中荷載：屋面：板傳來(lái)的恒載：5.24.0521.06 kN/m次梁自重：0.25（0.40.12）251.75 kN/m次梁粉刷：0.02（0.4-0.12）2170.19 kN/m (5.4+5.4-4.05)21.060.51.755.40.195.481.56KN樓面：板傳來(lái)的恒載：4.14.0516.61 kN/m次梁自重：0.25（0.40.12）251.75 kN/m次梁粉刷：0.02（0.4-0.12）2170.19 kN/m (5.4+5.4-4.05)16.610.51.755.40.195.466.54KN屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載：邊柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN0.6m挑檐板自重：0.65.45.216.8KN0.6m高排水外延溝自重：0.65.4250.129.72KN邊柱聯(lián)系梁傳來(lái)屋面荷載：0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/25.235.53KN 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載合計(jì)：84.15KN中柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN聯(lián)系梁傳來(lái)的屋面板荷載：0.5(5.4+5.4-2.7)2.7/25.2=18.6 KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/25.2=35.54 KN 頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載合計(jì)：76.15KN樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載：邊柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN塑鋼窗：5 KN窗下墻體自重：0.241.25.41929.5KN窗下墻體粉刷自重：20.021.25.4174.41KN框架柱自重：0.60.43.92523.4KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.917=2.65KN聯(lián)系梁傳來(lái)的樓面自重：0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/24.128.02KN 樓面層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載合計(jì)：115KN中柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN內(nèi)縱墻自重：5.4(3.9-0.6)0.2419=81.3KN內(nèi)縱墻墻體粉刷自重：5.4(3.9-0.6)20.0217=12.2KN扣除門洞：-2.11.00.2419+5-4.5KN框架柱自重：0.60.43.92523.4KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.917=2.65KN聯(lián)系梁傳來(lái)的樓面自重：0.5（5.4+5.4-2.7）2.7/23.618.6KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/24.1=28.02 KN 樓面層中節(jié)點(diǎn)集中荷載合計(jì)：183.68KN集中荷載引起的偏心彎矩M: 屋面層集中荷載引起的偏心彎矩M84.150.4537.87KNM樓面層集中荷載引起的偏心彎矩M: 1150.175=20.1KNM屋面層梁上作用的恒載圖4.3 屋面層梁上作用的恒載在上圖中，gk1、qk1分別代表橫梁自重，是均布荷載形式；gk2和gk2分別代表房間和走廊傳給橫梁的兩個(gè)三角形荷載和三角形荷載，gk代表跨中次梁集中荷載。gk1 =6.46 kN/m gk2 =21.06 kN/m gk1=3.2 kN/m gk2=14.04 kN/mgk=81.56KNgk2、gk2、gk代表房間和走廊傳給橫梁的梯形、三角形荷載和跨中集中荷載，需要將其轉(zhuǎn)化為等效均布荷載。 兩個(gè)三角形荷載 三角形荷載 跨中集中荷載 橫向框架恒荷載： 屋面板：11.186.46+15.10=32.74 kN/m （8.1m跨） 8.78+3.2=11.98 kN/m （2.7m跨） 樓面層梁上作用的恒載在上圖中，gk1、gk1分別代表橫梁自重，是均布荷載形式；gk2和gk2分別代表房間和走廊傳給橫梁的兩個(gè)三角形荷載和三角形荷載，gk代表跨中次梁集中荷載。gk1 =22.71kN/mgk2 =16.61 kN/m gk1 =3.2 kN/m gk2 =9.72 kN/mgk =66.54KNgk2、gk2、gk代表房間和走廊傳給橫梁的梯形、三角形荷載和跨中集中荷載，需要將其轉(zhuǎn)化為等效均布荷載。 兩個(gè)三角形荷載 三角形荷載 跨中集中荷載 橫向框架恒荷載： 樓面板：22.718.82+12.32=43.85kN/m （8.1m跨） 6.08+3.2=9.28 kN/m （2.7m跨）4.4恒載內(nèi)力計(jì)算分層法的計(jì)算要點(diǎn)：作用在某一層的框架梁上的豎向荷載只對(duì)本樓層的梁和與本層梁相連的框架柱產(chǎn)生彎矩和剪力，而對(duì)其他層框架和隔層的框架柱都不產(chǎn)生彎矩和剪力。除底層以外的其它各層柱的線剛度均乘折減系數(shù)0.9。除底層以外的其它各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取1/3。0.655 0.638 0.120 37.85 0.345 0.242 -179.00 179.00 -7.28 48.70 92.45 46.23 -69.52 -139.05 -52.74 -26.15 26.15 23.99 45.54 22.77 -14.53 -5.51 -2.73 2.73 72.68 -110.53 94.42 -58.25 -36.17 28.89 24.23 -19.42 頂層彎矩分配(單位KNM)28.79 -20.53 6.53 -1.20 22.26 -19.32 86.38 -61.59 19.60 -3.61 66.78 -57.97 0.195 0.257 0.486 0.513 0.097 -20.10 0.257 0.195 -239.75 239.75 -5.60 66.78 126.29 63.14 -76.26 -152.51 -57.97 -28.84 28.84 19.60 37.06 18.53 -9.51 -3.61 -1.80 1.80 86.38 -152.66 159.41 -61.59 -36.23 30.63 28.79 -20.53 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配(單位KNM)30.05 -21.30 7.01 -1.33 23.04 -19.98 90.16 -63.91 21.04 -3.99 69.12 -59.93 0.200 0.266 0.504 0.528 0.098 -20.10 0.230 0.174 -239.75 239.75 -5.60 59.77 130.96 65.48 -79.10 -158.21 -52.14 -29.36 29.36 18.19 39.87 19.93 -10.53 -3.47 -1.95 1.95 77.96 -148.02 156.44 -55.60 -36.92 31.32 25.99 -18.53 底層彎矩分配(單位KNM)節(jié)點(diǎn)彎矩二次調(diào)整：在用分層法計(jì)算豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，計(jì)算的框架節(jié)點(diǎn)處彎矩之和不等于零，這是由于分層計(jì)算單元與實(shí)際結(jié)構(gòu)不符帶來(lái)的誤差，因此要對(duì)節(jié)點(diǎn)不平衡力矩再做一次彎矩分配，予以修正。頂層框架邊柱節(jié)點(diǎn)，下層框架傳來(lái)彎矩是28.79kNm，。節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件分配到的彎矩分別為： 頂層框架中柱節(jié)點(diǎn)，下層框架傳來(lái)彎矩是-20.53kNm。節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件分配到的彎矩分別為： 將分配到的不平衡彎矩與節(jié)點(diǎn)彎矩相加得到節(jié)點(diǎn)的平衡彎矩。見(jiàn)下0.655 0.638 0.120 0.345 0.242 28.79 -18.86 13.10 -20.53 2.46 -9.93 -110.53 94.42 4.97 -36.17 72.68 -58.25 91.54 -129.39 107.52 -73.81 -33.71 第四層框架邊柱節(jié)點(diǎn)，上層和下層框架傳來(lái)彎矩分別是24.23 kNm，28.79kNm。節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件分配到的彎矩分別為： 第四層框架中柱節(jié)點(diǎn)，上層和下層框架傳來(lái)彎矩分別是-19.42 kNm、-20.53kNm。節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件分配到的彎矩分別為： 將分配到的不平衡彎矩與節(jié)點(diǎn)彎矩相加得到節(jié)點(diǎn)的平衡彎矩。見(jiàn)下圖 24.23 -19.42 -13.63 7.79 86.38 -61.59 96.98 -73.22 0.195 0.257 0.486 0.513 0.097 0.257 0.195 28.79 -25.77 20.49 -20.53 3.88 -13.63 -152.66