【正文】 徐州工程學院 6 第一部分：建筑設計 一、 建筑概況 設計題目： 五 層 商場 建筑地點及擬建基地平面圖 本建筑位于 徐州 市，場地平坦，由主管批準擬建基地平面圖見附圖 11 圖 11平面圖 道路道路廣場廣場五層商場道路 道路 建筑介紹： 建筑面積約 ，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓板厚度取 120mm，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，層數(shù)為 五 層，一層層高為 ，二層至 五 層為 ，室內(nèi)外地坪高差為 ，本商場柱距為 6m，局部采用 。土質(zhì)分布均勻，屬中等壓縮性土層。厚度約 。 第二部分 框架側(cè)移剛度的計算 一 、 框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇 豎向荷載的傳力途徑：樓板的均 布活載和恒載直接作用在主梁上，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。本方案取 1/12 7800=650mm，截面寬度取 6001/2=300mm，可得梁的截面初步定為 b h=300mm 650mm。 （ 3）計算過程 對于邊柱： N=β FgEn= 18 13 5=1521(kN) Ac≥ N/UNfc=1521 103/ =(mm2) 取 600mm 600mm 對于內(nèi)柱： N=β FgEn= 13 5=(kN) Ac≥ N/UNfc= 103/ =(mm2) 取 600mm 600mm 四 、 梁的線剛度 混凝土為 C30， Ec=3 1010N/mm2 在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆層樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移，為考慮 I0這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，現(xiàn)澆樓面得邊框架取 I=(I0為梁的截面慣性矩 )，對中框架梁取 I= L1: b h(mm mm)= 300 650 Io(mm4)= 6． 9 109 L(mm)= 6000 i1=Ec I0/L(N mm)= 2． 65 1010 邊框架 Ec I0/L(N mm)= 10． 35 1010 徐州工程學院 10 中框架 2Ec I0/L(N 第一層 （ 1）梁、柱 橫梁 ( 5) 25= kN 縱梁 ( 8+) 25= kN 柱 （ 47） 25= kN （ 2）窗戶計算 (鋼框玻璃窗） C2 尺寸： 1500mm 4150mm 自重： 數(shù)量： 6 重量： 6= C10 尺寸： 1800mm 2100mm 自重： 數(shù)量： 34 重量： 34= C20 尺寸： 600mm 600mm 自重： 數(shù)量： 2 重量： 2= 總重： ++= （ 3）門重計算 M1:木門 尺寸： 900mm 2100mm 自重： ： 2 重量： 2= M6：鋼框玻璃門 尺寸： 4800mm 3000mm 自重： ： 4 徐州工程學院 14 重量： 3 4= 合計： kN （ 4）內(nèi)外填充墻重的計算 墻體重 {（ 2+ 2+6 5+5 2） 3 4} = kN 第二、 三、四層的計算 （ 1）梁、柱 橫梁 ( 5) 25= kN 縱梁 ( 8+) 25= kN 柱 （ 47） 25= kN （ 2）窗戶計算： (鋼框玻璃窗 ) 比較第二層與第一層窗 多 6個 C2窗 ,E,C軸為 4個 C10, 4= kN 6= kN 比較后第二層窗的總重為 ++= kN （ 3）門重計算 M1：木門 尺寸： 900mm 2100mm 自重： ： 2 重量： 2= (4)內(nèi)外填充墻的計算 墻體重 {（ 2+ 2+6 5+5 2） 2} = kN ⑸樓 面 恒載、活載計算（樓梯間按梯板計算） 面積： 473 6= 恒載： = 活載： = 頂層 （ 1）梁、柱 橫梁 ( 5) 25= kN 縱梁 ( 8+) 25= kN 柱 （ 47） 25= kN （ 2）樓板恒載、活載計算（樓梯間按樓板計算） 面積： 徐州工程學院 15 恒載： = kN 活載： = kN 雪載 : = kN （ 3）窗戶計算： (鋼框玻璃窗 ) 比較第二層與第一層窗 多 6個 C2窗 ,E,C軸為 4個 C10, 4= kN 6= kN 比較后第二層窗的總重為 ++= kN （ 4）門重計算 M1：木門 尺寸： 900mm 2100mm 自重： ： 2 重量： 2= (5)內(nèi)外填充墻的計算 墻體重 {（ 2+ 2+6 5+5 2） 2} = kN 頂層重力荷載代表值包括，屋面自重，屋面雪荷載，屋面活荷載，縱橫梁自重，半層柱自重，半層墻體自重。 結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算過程見 表 41 表 41結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算 層次 Gi(kN) VGi(kN) ∑ Di (N/mm) △ Ui(mm) Ui(mm) 5 780501 徐州工程學院 17 4 780501 206 3 780501 2 780501 1 608814 T1= T(UT)1/2 = () 1/2 =(S) 二、水平地震作用及樓層地震剪力的計算 本結(jié)構(gòu)高度不超過 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型主，故可用底部剪力法計算水平地震作用，即： 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值 Geq Geq=∑ Gi = (++++) = 計算水平地震影響系數(shù) a1 查表得二類場地近震特征周期值 Tg= 查表得高防烈度為 7 度的 amax= a1=(Tg/Tr)rη 2amax 注： r 為曲線下降段的衰減指數(shù)，一般到 。 m) 5 4 3 2 1 ∑ 各 質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見 圖 41 圖 41各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布 三、水平地震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 (△ U)i和頂點位移 Ui分別按下式計算： (△ U)i=Vi/∑ DiJ Ui=∑ (△ U)k 各層的層間彈性位移角θ e=(△ U)i/hi，根據(jù)《抗震規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值 [θ e]＜ 1/550。 表 44各層柱端彎矩及剪力計算 層次 hi (m) Vi (kN) ∑ DiJ (N/mm) 邊柱 Di1 (N/mm) Vi1 (kN) k y (m) Mbi1 (kN m) 5 780501 24861 4 780501 24861 38 3 780501 24861 2 780501 24861 1 608814 13548 梁端彎矩、剪力及柱軸力 計算 公式： MLb=ilb(Mbi+1+Mui,J)/(iLb+irb) Mrb=irb(Mbi+1+Mui,J)/(iLb+irb) Vb=(MLb+Mrb)/L Ni=∑ (VLbVrb)k 表 46梁端彎矩、剪力的計算 層 次 ED梁 DC梁 MLb Mrb L Vb MLb Mrb L Vb 5 6 4 6 3 6 徐州工程學院 20 2 6 1 6 表 47梁端彎矩、剪力的計算 層次 CB梁 BA梁 MLb Mrb L Vb MLb Mrb L Vb 5 6 6 4 6 6 3 6 6 2 6 6 1 6 6 表 48柱軸力的計算 層次 柱 軸 力 E柱 D柱 C柱 B柱 A柱 5 4 3 2 1 表 49柱 剪 力的計算 層次 柱 剪 力 E軸 D柱 C柱 B柱 A柱 5 4 38 38 38 3 2 1 徐州工程學院 21 42 橫向框架梁柱彎矩圖 圖 43 橫向框架剪力圖 徐州工程學院 22 圖 44橫向框架柱軸力圖 圖 45 地震作用下柱剪力圖 徐州工程學院 23 第五部分 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 （橫向框架內(nèi)力計算） 一、計算單元的選擇確定 取③軸線橫向框架進行計算， 見 圖 51 圖 51③軸線橫向框架 徐州工程學院 24 二、荷載計算 恒載作用下 梁 的內(nèi)力計算 恒荷載作用下各層框架上的荷載分布 見 圖 52 圖 52恒荷載作用下各層框架上的荷載分布 q q` q qq q qq 各層梁上作用的恒荷載 徐州工程學院 25 （ 1）對于第 5層 q1代表橫梁自重，為均布荷載形式 q1= 25=q2為屋面板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載 q2= 6/2=`2= （ +） 3/= kN/m P P2 分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、縱梁自重、樓板重等重力荷載，計算如下： P1= 25 3+ 6 6 1/2 1/2= P2= 25 (3+)+ 6 6 1/2 1/2+ (6 6) 1/2= 集中力矩 M1=P1e1 = ()/2 = m MED=1/12 qL22= kN m MDC=1/12 qL22= kN m MDC=1/12 qL22= kN m MED=q1L12/12+5q2L22/96 = 62/12+5 62/96 = m MDC= q2L22 (12a2+a3)/12 =6 [12 (3/)2+(3/)2]/12 = 梁支座邊緣處的內(nèi)力值： 2bVMM ???邊 2bqVV ???邊 柱上端控制截面在上層的梁底，柱下端控制截面在下層的梁頂。 另外，在用位移法計算框架內(nèi)力時，假定框架變形前后，剛性節(jié)點處的各桿間的夾角不變。 現(xiàn)澆框架： β =～ ，取 ； 將跨中彎矩乘以 的調(diào)幅系數(shù)，即可得到梁跨中調(diào)幅后的彎矩 M39。3＞ M 中 ； M39。 徐州工程學院 39 將跨中彎矩乘以 的調(diào)幅系數(shù)，即可得到梁跨中調(diào)幅后的彎矩 M39。3＞ M 中 ； M39。3＞M 中 M39。3＞ M中 /2 5 21.78 滿足要求 滿足要求 1 滿足要求 滿足要求 4 21.38 滿足要求 滿足要求 滿足要求 滿足要求 3 21.38 滿足要求 滿足要求 滿足要求 滿足要求 2 21.38 滿足要求 滿足要求 滿足要求 滿足要求 徐州工程學院 40 1 22.42 滿足要求 滿足要求 滿足要求 滿足要求 層數(shù) CB 跨梁 BA跨梁 M1 M2 M 中 M39。3 β(M1+M2) /2+M39。3＞ M 中 M39。3＞M 中 /2 5 。3 β (M1+M2) /2+M39。3＞ M中 /2 5 51.59 滿足要求 滿足要求 1