【導讀】長沙大學6層綜合辦公樓

　　

【正文】 載 屋面梁： 恒載 =梁自重 +板傳荷載 = kN/m+蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 活載 =板傳荷載 = kN/m 樓面梁：（標準層） 恒載 =梁自重 +板傳荷載 +墻自重 = kN/m+ kN/m+ kN/m = kN/m 活載 =板傳荷載 = kN/m A 軸柱 頂層柱： 恒載 =女兒墻自重 +梁自重 +板傳荷載 = + + 5/8 +1/2 kN/m = 活載 =板傳 荷載 =2kN/m2 5/8 +1/2 kN/m = 標準層柱： 恒載 =女兒墻自重 +梁自重 +板傳荷載 = 活載 =板傳荷載 = 基礎(chǔ)頂面： 恒 載 =梁自重 +墻自重 = B 軸柱 頂層?。? 恒載 =梁自重 +板傳荷載 = + 5/8 +1/2 + = 活載 =板傳荷載 =2kN/m2 5/8 +1/2 kN/m +2kN/m2 = 標準層柱： 恒載 =梁自重 +墻自重 +板傳荷載 = 活載 =板傳荷載 = 基礎(chǔ)頂面： 恒載 =梁自重 +墻自重 = 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 1/B 軸豎向集中力計算 頂層： 恒載 =梁自重 +板傳荷載 = + 5/8 +1/2 + = 活載 =板傳荷載 =2kN/m2 5/8 +1/2 kN/m +2kN/m2 = 標準層： 恒載 =梁自重 +墻自重 +板傳荷載 = 活載 =板傳荷載 = 基礎(chǔ)頂面： 恒載 =梁自重 +墻自重 = C 軸柱 頂層 柱 ： 恒載 =女兒墻自重 +梁自重 +板傳荷載 = + + 5/8 +1/2 kN/m = 活載 =板傳荷載 =2kN/m2 5/8 +1/2 = 標準層柱： 恒載 =梁自重 +墻自重 +板傳荷載 = 活載 =板傳荷載 = 基礎(chǔ)頂面： 恒載 =梁自重 +墻自重 = 求得豎向荷載作用下框架受載總圖 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 框架豎向受荷總圖（ kN、 kN/m） 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 水平地震作用計算及內(nèi)力、位移分析 水平地震作用在房屋的縱向和橫向，本設(shè)計只計算橫向水平地震作用。對于高度不超過 40m，以 剪切變形為主、且質(zhì)量和剛度沿高度均勻分布的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法的簡化方法計算水平地震作用。該方法將結(jié)構(gòu)簡化為作用于各樓層位置的多質(zhì)點葫蘆串，結(jié)構(gòu)底部總剪力與地震影響系數(shù)及各質(zhì)點的重力荷載代表值有關(guān)。為計算各質(zhì)點的重力荷載代表值，先分別計算各樓層梁、板、柱的重量，各樓層墻體的重量，然后按以樓層為中心上下各半個樓層的重量集中于該樓層的原則計算各質(zhì)點的重力荷載代表值。水平地震作用計算還涉及結(jié)構(gòu)的自振周期，本設(shè)計采用假想頂點位移法確定。水平地震作用下內(nèi)力和位移分析均采用 D 值法計算。 各層梁、板、柱、自重標準值： 各層梁、板、柱、自重標準值詳見表 、表 和表 所示。 表 柱重力荷載代表值 層數(shù) 名稱 凈高 /m gk/kN/m 數(shù)量 Gki/kN ΣG ki/kN 底層 框架柱 24 梯柱 16 2～ 6 層 框架柱 24 梯柱 16 電梯機房 梯柱 4 表 板重力荷載代表值 層數(shù) 名稱 板面積 /m2 gk/kN/m2 Gki/kN ΣG ki/kN 1～ 5 樓面 樓梯 6 屋面 樓梯 電梯機房 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 表 梁重力荷載代表值 層數(shù) 截面 mm mm 凈跨 m 數(shù)量 gk/kN/m Gki/kN ΣG ki/kN ΣG ki/kN 1～ 6 300 700 3 20 6 8 300 600 1 4 2 300 500 7 7 樓梯 300 500 6 各層墻自重標準值計算 表 各層墻自重標準值 層數(shù)名稱 長度 /m gk/kN/m Gki/kN ΣG ki/kN 電梯機房 女兒墻 2～ 6 橫墻 外縱墻 內(nèi)縱 墻 底層 橫墻 外縱墻 內(nèi)縱墻 各層自重標準值計算：（墻 +梁 +板 +柱） Gk1=1/2 (+)kN+++1/2 (+)kN = Gk2=+++ = Gk3= 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 Gk4= Gk5= Gk6=(1/2 +)kN+++1/2 = Gk7(電梯機房 )=++++200kN+400kN = 重力荷載代表值計算 重力荷載代表值 G 取結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標準值和各可變荷載組合值之和，各可變荷 載組合值系數(shù)取為①雪荷載： ，②屋面活載： 0，③按等效均布荷載計算的樓面活載： 。如圖 所示 。 圖 重力荷載代表值 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 G1= (+) 2 kN/m2+= G2=+= G3= G4= G5= G6= (+) += G7= kN/m2+= 等效總重力荷載代表值計算 本設(shè)計抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類場地，依此查得：水平地震影響系數(shù)最大值 α max=，特征周期 Tg=，取阻尼系數(shù)ζ =. 結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表值： Σ Gi=+4 ++= 結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值： Geq= Gi= 橫向框架側(cè)移剛度計算 地震 作用是根據(jù)各受力構(gòu)件的抗側(cè)移剛度來分配的，同時，若用頂點位移法求結(jié)構(gòu)的自振周期時也要用到結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度，為此先計算各樓層的抗側(cè)剛度。 底層框架柱側(cè)移剛度： Di=α c 12 ic/h2 （ 1）邊柱 k=(+)/(2 )= α c=(+)= （ 2）中柱 k=(+++)/(2 )= α c=(+)= 標準層框架柱側(cè)移剛度： （ 1）邊柱 k=(+)/(2 )= α c=(+)= （ 2） 中柱 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 k=(+++)/(2 )= α c=(+)= 各樓層的抗側(cè)移剛度如表 所示， 表 各樓層抗側(cè)移剛度 層數(shù) 名稱 k α c Ic/( 105kN?m) h/m Di(105kN/m) 根數(shù) ΣD i(105kN/m) 底層 邊柱 16 中柱 8 標準層 邊柱 16 中柱 8 橫向自振周期計算 （ 1）把 G7折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層 Ge=G7 (1+3/2 )= = （ 2）結(jié)構(gòu)頂層的假想側(cè)移計算： ???n1i KGi GV ? ? ?? iiG D/Vi ΔU ? ????n1k KT ΔUU 6G = 6G + eqG = 計 算結(jié)果見表 ，其中第六層的 G 為 G6 和 Ge 的和。 表 結(jié)構(gòu)頂點的假 想側(cè)移計算 層次 Gi/kN VGi/kN ΣD i/(kN/m) Δu i/m uT/m 6 866880 5 866880 4 866880 3 866880 2 866880 1 374000 由 T1= TuT1/2計算基本周期，取 Ψ T=，由表 可知 uT=，所以 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 T1= TuT1/2= 水平地震作用及樓層地震剪力計算 （ 1）水平地震作用及樓層地震剪力計算 由房屋的抗震設(shè)防烈度、場地類別及設(shè)計地震分組而確定的地震作用計算參數(shù)如下： α max=，特征周期 Tg=，取阻尼系數(shù) ζ =。 則橫向地震影響系數(shù)： g max1Tα =( ) αT ? = 1T =＞ gT = 則 0 .1 3 3 70 .0 70 .0 8 Tδ 1n ??? FEk=α 1 Geq= = Δ Fδ =δ n FEk = = ? ?EK nF1δ? = （ 2） 各質(zhì)點水平地震作用的標準值 iii 6jjj= 1GHF = 1 9 7 5 .3 5GH? 計算結(jié)果詳見表 以及 圖 表 各質(zhì)點 橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次 /miH /kNiG (kN m)iiGH ? 61iijjjGHGH?? /kNiF /kNiV 7 6 5 4 3 2 1 ? 注： F6=+ 666j1GHGjHj??=+= 考慮局部突出屋頂部分的 鞭梢 效應(yīng)， 7 層的樓層剪力 V=3? = 鞭梢 效應(yīng)增大的部分不往下傳，故表中計算各樓層剪力時仍采用原值。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 橫向水平地震作用及樓層地震剪力 水平地震作用下位移驗算 表 框架在地震荷載作用下側(cè)移計算 層次 iV/kN D? ΔUi/m Ur/m Hi/m ΔUi/hiθc? 6 866880 5 866880 4 866880 3 866880 2 866880 1 374000 最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層： 1/861＜ 1/550 （滿足要求）。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 6. 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 簡化計算，考慮如下幾種單獨受荷情況： ⑴恒載作用； ⑵重力荷載代表值作用； ⑶活荷載作用于滿跨； ⑷風荷載作用（以左向右為 例）； ⑸橫向水平地震作用（以左向右為例）； 對于⑴、⑵、⑶種情況，框架在豎向荷載作用下，采用迭代法進行計算，對于第⑷、⑸種情況，框架在水平荷載作用下，采用 D值法進行計算。 彎矩分配系數(shù)計算 節(jié)點各桿端