【正文】 .................................. 97 參考文獻 ....................................................................................................................................................................................................... 99 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 2 第一章 工程概況 1）工程名稱：常德市工藝美術 學校 2學生公寓樓設計 2）工程介紹：為一跨走廊外挑式建筑，平面布置為槽形，層數(shù)為六層，各層層高均為 ，室內(nèi)外高差為 m，基礎頂面距室外地面為 ，承重結(jié)構(gòu)體系擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 墻身做法：外墻采用 250 厚水泥空心磚砌筑，重度 ? = kN/m3；內(nèi)墻采用 190 厚混凝土小型空心砌塊砌筑，重度 ? = kN/m3。則豎向荷載產(chǎn)生的軸力估計值VEN Fg n?? =146= kN/m2 水平荷載下軸力增大系數(shù)按 估計，即 VNN? ==C NCNA f??=103／ = 選柱截面為： bh=500 mm500 mm 結(jié)構(gòu)計算簡圖 結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖 22 所示，各梁、柱構(gòu)件線剛度計算后標示于圖 22 中，其中在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆板的作用，取 I=2I。 2）計算各樓層標高處的風荷載 q(z) 本設計基本風壓為 kN/m2，取圖 1 中的 ⑧ 軸橫向框架梁，其負荷寬度 b 為 m，由0() k z s zq z bw b? ? ? ??? 得沿房屋高度得分布風荷載標準值 ( ) s z z s zqz ? ? ? ? ? ?? ? ? 根據(jù)各樓層標高處的高度 Hi，查得 z? 代入上式，可得各樓層標高處的 ()qz 見表 31，其中 1()qz為迎風面值， 2()qz為背風面值。m） 層數(shù) B 柱 C 柱 iD? K c? 1iD K c? 2iD 6 2～ 5 1 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 13 表 43 邊框架柱側(cè)移剛度 D 值（ 104 E由表可見，地震作用下框架的水平最大層間側(cè)移角滿足規(guī)范要求。注意 除底層外，柱的線剛度需要乘以修正系數(shù) ，并且除底層外其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)均取 1/3，底層取 1/2。m） 結(jié)點 層次 C B A C 下柱 C 上柱 CB 端 BC 端 B 下柱 B 上柱 BA 端 AB 端 分配系數(shù) 6 0 2～ 5 0 1 0 固段 6 0 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 18 彎矩 2～ 5 0 1 0 彎矩分 配法計算過程如圖 5 5 55 所示，計算所得單元彎矩圖見圖 56。在實際分布荷載作用下，框架梁的跨中彎矩 M 按式2 MMMM 0 右左 ??? 計算， AB 跨按懸臂梁計算，計算結(jié)果見表 53 所示。疊加后節(jié)點不平衡彎矩的分配見表 54 所示。 VBC180。= MAB+ VAB180。取自表 57。 MCB180。m 中間層及底層固端彎矩計算： 21 / 12CBM g l??5邊 邊=1/12 = kNm） 16 16 16 16 圖 512 中間層彎矩分配法計算過程（ kN疊加后框架梁跨中彎矩計算見表513 所示。 表 512 疊加后節(jié)點不平衡彎矩分配（ kNm） 圖 514 梁在實際分布荷載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩（ kNm 根據(jù)各層結(jié)點的分配系數(shù)和固端彎矩計算結(jié)果，彎矩分配法計算過程如圖 51 51 513 所示。 6 5 4 3 2 1 表 59 柱軸力計算表（ kN） 層次 C 柱 VCB 縱梁 豎向力 F 柱自 重 G 每層豎 向力 P 軸力 NA 6 頂部 底部 5 頂部 底部 4 頂部 底部 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 26 3 頂部 底部 2 頂部 底部 1 頂部 底部 表 510 柱軸力計算表（ kN） 層次 B 柱 VCB VAB 縱梁豎向力F 柱自 重 G 每層豎 向力 P 軸力 NB 6 頂部 底部 5 頂部 底部 4 頂部 底部 3 頂部 底部 2 頂部 底部 1 頂部 底部 彎矩調(diào)幅 本設計考慮梁端彎矩調(diào)幅，對于現(xiàn)澆框架調(diào)幅系數(shù)一般為 ～ ，本設計取調(diào)幅系數(shù)為? =。本設計假定縱向框架梁按簡支支撐，即縱向框架梁給柱的集中力可由其受荷面積得到。= MBA+ VBA180。 6 5 4 3 2 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 24 1 平衡 2）梁端柱邊剪力計算 取柱軸心至軸邊這一段梁為隔離體，由平衡條件可求得梁端柱邊的剪力值。據(jù)此可作出疊加后整體結(jié)構(gòu)的彎矩圖，如圖 58 所示。m） 表 53 實際分布荷載作用下分層法各單元跨中彎矩計算表（ kNm） 16 16 16 16 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 19 圖 54 中間層彎矩分配法計算過程（ kN 表51 梁柱線剛度表（ 104 E由圖 22 中取出頂層，中間層任一層，以及底層進行分析。m 換算為標準單位 N/mm,這里 C30 混凝土的彈性模量 E=104 N/mm2。 具體計算過程如下表 H=＜ 30m 且 H/B=＜ 取 βz= 表 風荷載標準值計算表 離地高度 μ z β s μ s w o h i h j F i 常德市工藝美術學校 2學生公寓樓設計 10 圖 33 等效節(jié)點集中荷載（單位： kN） 圖 34 等效節(jié)點集中荷載（單位： kN） 水平地震作用計算（底部剪力法） 各樓層重力荷載代表值 1）頂層 屋面 自重： （ +） （ 6+） = kN 梁自重： 6425+257+225= kN 女兒墻自重： 12 = kN 柱自重： 2514= kN 墻體自重： 12+5 6= kN 50%的雪荷載： 129 50%= kN 匯總 G5= kN 2）中間層 12 9 +14 25 += kN 匯總 G4=G3=G2= G1= kN 根據(jù)《抗震規(guī)范》在設防裂度為 7 度時，地 震系數(shù) k= g,根據(jù)場地類別為 II 類。 為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩），取第 ⑧ 軸 上的 框架進行設計。 門：木門， ? = kN/ m3?？拐鹪O防烈度為 7 度，抗震等級為三級，設計基本地震加速度值為 g。 5）材料選用及主要建筑做法： 混凝土：采用 C30 鋼筋：梁和柱中受力鋼筋均采用 HRB335 級，其他鋼筋采用 HPB235 級；板中的鋼筋均采用 HPB235級 , 基礎板的鋼筋均采用 HRB335 級。 為標記方便，記建筑施工圖中的 G 軸為 A， J 軸為 B， M 軸為 C。 1）確定各系數(shù)的值 按地面粗糙類型為 C 類，因結(jié)構(gòu)高度 H=30 m,高寬比 H/B=1..5,可取z? =。 表 41 梁柱的線剛度表 （ 104 E 表 44 不同層框架側(cè)移剛度 層數(shù) 1 2～ 5 6 ? ?410iD E m? ?? ? ?/iD N m? 225510 325800 386760 風荷載作用下的水平側(cè)移驗算 根據(jù)上圖 5 所示的水平荷載，由公式 i k ijV F V????計算層間剪力 Vi,然后根據(jù)剛度 D 值法求出軸線框架的層間側(cè)移剛度，再按式 ? ? ij ii iV VDij D?? ? ? 和式 ? ?i k????? 分別計算出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移，計算過程見表 45 所示。 等效均布荷載的計算 圖 51(a)、 (c)中梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時可根據(jù)固段彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載或三角形分布荷載化為等效均布荷載（圖 51(b)、 (d)所示）。m 中間層及底層固端彎矩 計算： 21 / 12CBM g l??5邊 邊=1/12 = kNm） 跨中彎矩計算 在求得結(jié)構(gòu)單元的梁端彎矩后，如欲求梁的跨中彎矩，則需注意不能按等效分布荷載計算。m） 位 置 按簡支梁 跨中彎矩 疊加后框架梁跨中彎矩 左端彎矩 右端彎矩 跨中彎矩 BC 跨 6 層 5 層 4 層 3 層 2 層 1 層 由各分層單元計算整個結(jié)構(gòu)在恒載作用下的 彎矩圖 將分層法求得的各層彎矩圖疊加，可得整個框架在豎向荷載作用下的彎矩圖。對BC 跨梁，由平衡條件，經(jīng)整理可 得： VCB=1/(+ gBC2+MCBMBC) 同理 VBC=1/(+ gBC2+MBCMCB) VBA=VAB= gAB1 + gAB2 據(jù)此，可計算得出梁端剪力，計算過程見表 56 及表 57 所示。= VBA180。 計算結(jié)果如表 58 所示，其中 MAB MBA及 MBC 取自表 55， VAB180。 VBC180。 等效均布荷載的計算 與恒載類似，將梯形分布荷載及三角形 分布荷載化為等效均布荷載?？蚣芰涸趯嶋H分布荷載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩 M 如圖 514 所示。很顯然，疊加后各框架節(jié)點彎矩并 不能達到平衡，這是由于分層法計算的誤差造