鋼筋混凝土綜合辦公樓建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 23:25本頁面
【正文】 …………………………………………………………88參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………89901. 工程概況本設(shè)計(jì)工程為一綜合辦公樓，建筑主體結(jié)構(gòu)共有8層，無地下室， ，；局部突出屋面的塔樓為電梯機(jī)房和樓梯間。地震設(shè)計(jì)烈度7度，建筑場地類別為Ⅱ類， kN/m2，地面粗糙度為C類。框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是整體性好，滿足大空間，耐久性好。綜合考慮以上結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，根據(jù)本地地形，抗震等級，以及經(jīng)濟(jì)方面，本工程選用框架結(jié)構(gòu)形式。 A=a==, a=.6層中柱（n取3；C30混凝土，=） A=a==, a=.初步選定中柱截面550mm550mm；對于邊柱，軸邊柱F=，1層（n取8；C40混凝土，=）。初步選定邊柱截面500mm500mm。A=a==, a=.6層邊柱（n取3；C30混凝土，=） A=a==, a=.初步選定邊柱截面550mm550mm.根據(jù)以上結(jié)果并綜合考慮其他因素，設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值如下：1層 700mm700mm,2～6層 600mm600mm,7～8層550mm550mm。其他柱高等于層高。s0==式中：μr為屋面積雪分布系數(shù)，取μr=. 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：㈠1層：[(45+)(+)1/22+(+)] =(－+)==㈡2層：[(45+)(+)1/22－3(+)]=(－－162)==㈢3～7層：[(45+)(+)+(++)1/22]==. 屋面（上人）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：[(45+)(+)+(+ +)1/22]==.屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：[(45+)(+)+(++)1/22－(+ 2)(+2)2－(+2)(3+)]=(－－)=.頂蓋（不上人）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：[(+2)(+2)2+(+2)(3+2)]=(2+)=.頂蓋雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：[(+2)(+2)2+(+2)(3+2)]=(2+)=. 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計(jì)算梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長度上的重力荷載；對墻、門、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載。2）梁長度取凈長；柱長度取層高。 表3 各層門窗自重總和層 次123～67～8頂層門窗自重（kN） 重力荷載代表值頂蓋（不上人）重力荷載代表值包括：頂蓋恒載，50%屋面雪荷載，半層墻體自重。其他層重力荷載代表值包括：樓面恒載，50%樓面活荷載，縱橫梁自重，樓面上下半層柱自重，上下半層墻體自重。mm/NmmKL11～510424065010966001010101010106～8104101010101010KL21～510424050010922001010101010106～8104101010101010KL3XL11～51042405001099001010101010106～8104101010101010柱線剛度ic計(jì)算過程見下表5：層次hc /mmEc /(N/mm2)bh /mmmmIc /mm4EcIc/hc /N橫向框架柱側(cè)移剛度（D）計(jì)算見下表6：層次位 置單層柱數(shù)1邊框架邊柱203014邊框架中柱262314邊框架邊柱軸219546軸323332中框架中柱軸2885412軸350704∑D8690462邊框架邊柱155284邊框架中柱297924邊框架邊柱軸195906軸434242中框架中柱軸3575012軸492924∑D10118363邊框架邊柱155284邊框架中柱297924邊框架邊柱軸195906中框架中柱軸3575012/軸493032/軸538844∑D10419605邊框架邊柱155284邊框架中柱297924邊框架邊柱軸1959010中框架中柱軸3575012/軸493032∑D9047866邊框架邊柱153134邊框架中柱291384邊框架邊柱1898810中框架中柱軸3500012/軸478892∑D8834618邊框架邊柱140664邊框架中柱253874邊框架邊柱1743510中框架中柱軸297512/軸386422∑D766458由上表得橫向框架各層層間側(cè)移剛度如下表7：層 次12345678∑Di(N/mm)8690461011836979876904786904786883461766458766458可見，∑D1 ∕ ∑D2 =869046 ?1011836= ，且 869046=∑D1 (∑D2 + ∑D3 + ∑D4)? 3 =772399，故該框架為橫向規(guī)則框架。柱在縱向的側(cè)移剛度除與柱沿縱向的截面特性有關(guān)外，還與縱梁的線剛度有關(guān)。mm/NmmLL11～510424065010945001010101010106～8104101010101010LL21～510472001010101010106～8104101010101010本設(shè)計(jì)中，縱、橫向柱線剛度相同，詳見橫向剛度計(jì)算中相應(yīng)表格。6. 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 橫向自振周期計(jì)算將G9=，即 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移由以下三公式計(jì)算。計(jì)算過程見下表11，其中第8層的Gi為G8與Ge之和。 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分析比較均勻，變形以剪切型為主，故采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比ξ=，則衰減指數(shù)γ=，Tg＜T1 =5Tg，則，= =由于T1 =＞== ,所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。m∑ Gi Hi / kN表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算取軸一榀橫向框架計(jì)算。各柱反彎點(diǎn)高度比y按確定，其中由查表得。表14 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次 hi/m Vi /kN邊柱中柱軸87664581743529751776645817435297516883461189883500059047861959035750490478619590357503979876195903575021011836195903575018690462195428854注：表中M量綱為kN梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按、和計(jì)算，其中梁線剛度取自表4，具體計(jì)算過程見下表15。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根為壓力。m，V單位為kN，N單位為kN，l單位為m。m）梁端剪力圖及柱軸力圖（kN） 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按計(jì)算。C類地區(qū)，H/B=，查表得ν=。s2/m2,查表得ξ=. ，取軸為橫向框架，則沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。本設(shè)計(jì)房屋高度H=30m，H/B=，～，即風(fēng)壓脈動(dòng)的影響較大。框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將上圖的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，計(jì)算過程如下：F8=(+++)1/2+(+)1/21/3+(+)1/22/3=F7=(+++)1/2+(－+)1/21/3 +(+)1/22/3=F1=(+)1/2+(－+)1/21/3 +(－0+)1/22/3=同理，得F6=，F(xiàn)5=，F(xiàn)4=，F(xiàn)3=，F(xiàn)2=。計(jì)算過程見下表：表17 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次12345678Fi/kNVi/kN∑ D/(N/mm)1147321403821294581106801106801079769437294372Δui/mmui/mmΔui/hi1/54841/53731/55381/54551/65451/83721/109091/22500由上表可知，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/5373，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1/550，滿足規(guī)范要求。計(jì)算結(jié)果如下：表18 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次 hi/m Vi /kN邊柱中柱軸89437217435297517943721743529751610797618988350005110680195903575041106801959035750312945819590357502140382195903575011147322195428854表19 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次KL1KL2柱軸力邊柱N軸中柱N87654321軸橫向框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力及柱軸力見下圖。由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如下圖中的水平陰影線所示，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。 荷載計(jì)算 1）恒載計(jì)算 在下圖中，、代表橫梁自重，為均布荷載形式。和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由框架計(jì)算單元所示幾何關(guān)系可得，==，==。其他荷載計(jì)算方法同第8層。2～6層，=，=，=，=。2）活荷載計(jì)算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：對于第8層，=2=，=2=， 。7層，=，=。1層，=，=。m/kNm/kN 內(nèi)力計(jì)算 梁端、柱端彎矩采用二次分配法計(jì)算。m，kNm，=－m，kNm，kN切斷的橫梁線剛度為原來的一倍，分配系數(shù)按與節(jié)點(diǎn)連接的各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度比值計(jì)算，遠(yuǎn)端固定SAB =4i,遠(yuǎn)端定向支承SAB =i.8層：下柱=(4)/(4+4)=，右梁=(4)/(4+4)=；左梁=(4)/(4+4+)=，上柱=0，下柱=(4)/(4+4+)=，右梁=(4+4+)=. 其他層的分配系數(shù)見彎矩分配圖。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算柱底軸力還需考慮柱的自重，下層柱頂計(jì)算需累計(jì)上層柱底軸力。V以向上為正。
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