舟山市某宿舍樓建筑及其抗震與結構設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 算框架的內力。，如圖11。由于房間內布置有次梁，故直接傳給該框架的的樓面荷載如圖中的水平陰影所示，計算單元范圍內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，作用于各個節點上。由于縱向框架梁的中心線與柱子的中心線不重合，因此在該框架節點上還作用有集中力偶。圖11 橫向框架計算單元(2)、荷載計算圖12 各層梁上作用的恒載1)、恒載計算在圖1代表橫梁自重，為均布荷載形式。對于1~6層，=；=。、分別為房間、走道板及傳給橫梁的三角形荷載、梯形荷載及三角形荷載。由圖12幾何關系，對于六層，==；==；==。分別將、等效為均布荷載，則：對于1~5層，==；==；==。分別將、等效為均布荷載，則：、分別為邊縱梁、中縱梁直接傳遞給柱的恒載，包括梁自重、樓板重、女兒墻及搭在縱向框架上次梁的自重和砌筑在該此梁上的墻體的重量。的重力荷載；為次梁傳遞給橫向框架的集中力，包括板重及梁自重。計算過層如下：搭在1/C軸線次梁上和D軸線上框架梁上的次梁總重：6層：[(+)+(+)]/2+=1~5層：[(+)+(+)]/2++=b、搭在4軸線框架梁上和2/3軸線次梁上的次梁總重：6層：[++]/2++1~5層：(++)/2+++=c、2/3軸線的次梁總重：6層：[(+)2+(+)2]/2++=1~5層：(+)2/2+(+)2/2++=d、D軸線的框架梁總重：6層：(+)/2++ (512+2) ++1~5層: (+)/2++ ++e、C軸線的框架梁總重：6層：()/2+(+)++1~5層: ()/2+(+)+ ++ 則：6層： 1~5層：：6層： 1~5層： ：6層： 1~5層： 集中力偶、計算：對于6層：對于1~5層： 2)、活荷載計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖13計算。圖13 各層框架梁上作用的活載6層：==；==；=。折算成均布荷載為：1~5層：=2=；=2=；==。折算成均布荷載為：、計算過程：搭在1/C軸線次梁上和D軸線上框架梁上的次梁總重：6層：[(+)+(+)]/2=1~5層：[(+)+(+)]/2=b、搭在4軸線框架梁上和2/3軸線次梁上的次梁總重：6層：[++]/2+1~5層：(++)/2+c、2/3軸線的次梁總重：6層：[(+)2+(+)2]/2+=1~5層：[(+)2+(+)2]/2+=d、D軸線的框架梁總重：6層：(+)/2++1~5層: (+)/2++e、C軸線的框架梁總重：6層：()/2+(+)+1~5層: ()/2+(+)+ 則：6層： 1~5層：：6層： 1~5層： ：6層： 1~5層： 集中力偶、計算：對于6層：對于1~5層： 將以上計算結果匯總，見表1表18。表17橫向框架恒載匯總表層次(KN/m)(KN/m)(KN/m)(KN/m)(KN/m)(KN)(KN)(KN)()()61~5表18橫向框架活載匯總表層次(KN/m)(KN/m)(KN/m)(KN)( KN)(KN)()()6()（）（）（）（）（）（）（）1~5注：標注括號內的數值對應于屋面雪荷載作用情況。 (3)、內力計算橫向框架豎向恒荷載作用分布示意圖、橫向框架豎向活荷載作用分布圖分別見圖1圖15。豎向荷載作用下框架的內力采用彎矩二次分配法計算。由于該框架結構和荷載均對此，故計算時可采用半框架。梁端彎矩和柱端彎矩計算之后，梁端剪力可根據梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得到；柱軸力由梁端剪力和節點集中荷載相疊加而得到。計算柱底軸力時還應該考慮柱的自重。各梁端彎矩彎矩的計算過程見表19。以第6層在恒載作用下A軸線為例：a、b、c、則=(++)=分配系數計算：由于取半框架計算內力，切斷的橫梁線剛度為原來的兩倍，分配系數按與節點連接的各桿的轉動剛度比值計算。半框架的線剛度如圖16所示。圖14 橫向框架豎向恒載作用分布示意圖圖15 橫向框架豎向活恒載作用分布示意圖圖16 半框架結構線剛度示意圖邊柱頂層節點的分配系數為：中柱頂層節點的分配系數為：邊柱中間層節點的分配系數為：中柱中間層節點的分配系數為：中柱底層節點的分配系數為：邊柱底層節點的分配系數為：表19橫向框架各梁端彎矩匯總表層次恒載活載梁端梁端ABBABCABBABC6 1~5傳遞系數：遠端固定，傳遞系數為1/2；遠端滑動鉸支，傳遞系數為1。彎矩分配計算：恒載作用下，框架的彎矩分配計算見圖17，框架的彎矩圖見圖19。活載作用下，框架的彎矩分配計算見圖18，框架的彎矩圖見圖20。圖17 恒荷載彎矩分配圖圖18 活荷載彎矩分配圖圖19 恒荷載作用下半框架彎矩圖圖20 活荷載作用下半框架彎矩圖梁端剪力和柱軸力計算：恒載和活載作用下梁端剪力和柱軸力的計算過程分別見表表21。表20 恒荷載作用下框架梁端剪力及柱軸力計算表21 活荷載作用下框架梁端剪力及柱軸力計算7 橫向框架結構內力組合 根據建筑物的建筑高度和抗震設防烈度查《建筑抗震設計規范》。本設計根據《建筑結構荷載規范》：對于一般排架、框架結構，基本組合可采用簡化規則，并應按下列組合值中取最不利值確定：1)、由可變荷載效應控制的組合：；2)、由永久荷載效應控制的組合：同時根據《建筑抗震設計規范》：結構構件的地震作用效應和其他荷載效應的基本組合，應按下式確定：綜合考慮，查相關規范確定分項系數，最終可考慮以下4種內力組合：上面各式中：恒荷載標準值的效應； 活荷載標準值的效應； 風荷載標準值的效應； 重力荷載代表值的效應； 水平地震作用標準值的效應。此外，對于本設計，由于這種內力組合與考慮地震作用的組合相比一般都較小，對結構設計不起控制作用，故不予考慮。各層梁的內力組合結構見表22，表中、兩列中的梁端彎矩為經過調幅后的彎矩()。表22 框架梁內力組合表22續表取每層柱頂和柱底兩個控制板截面。由于柱是偏心受力構件且一般采用對稱配筋，故應從組合求出下列最不利內力：組合結果及柱端彎矩設計值的調整結果見表23至表26。在考慮地震作用效應的組合中，取屋面為雪荷載時的內力進行組合。表23 橫向框架A柱彎矩和軸力組合表24 橫向框架A柱剪力組合表25 橫向框架B柱剪力組合表26橫向框架A柱彎矩和軸力組合 8 截面設計這里僅以第一層AB跨梁為例，說明計算方法和過程，其它層梁的配筋計算結果見表見表27和表28。考慮地震作用時，橫向框架梁的截面設計采用《建筑抗震設計規范》： 式中：S—框架梁內力組合設計值，包括彎矩和剪力組合設計值； R—框架承載力設計值； —承載力抗震調整系數，由《建筑抗震設計規范》。因此，框架梁截面設計時，內力組合表中與地震作用組合的內力均應該乘以后再與靜力組合和風荷載組合的內力進行比較，然后取最不利組合，進行框架梁截面設計。框架梁正截面受彎承載力：根據表22，分別找出框架梁梁端的彎矩和剪力（已經考慮乘以地震作用調整系數）：=，=；=，=；=，=；根據上述支座中心處得彎矩換算成支座邊緣控制截面的彎矩設計值，并進行配筋計算：支座彎矩：====框架梁采用C30強度等級的混凝土，(， )，；縱向鋼筋采用HRB400級鋼筋, 其強度為；考慮抗震。 按T形截面配筋。 根據《混凝土結構設計規范》，確定翼緣寬度(1)、框架梁底部受拉鋼筋計算： = 故屬于第一類T形截面。 實配鋼筋2C22+2C25，梁端截面相對受壓區高度：符合《建筑抗震設計規范》：梁端計入受壓鋼筋的混凝土受壓區高度和有效高度之比，二、。(2)、支座處受力鋼筋的計算：將下部跨間截面的2C22+2C25鋼筋伸入支座，作為支座負彎矩作用下的受壓鋼筋(),再計算相應的受拉鋼筋，即支座A上部：說明富裕，且達不到屈服。可以近似的取：實配4C22()支座B左側上部：實配4C22 ()(2)、梁斜截面受剪承載力計算AB跨：故截面尺寸滿足要求。 故屬于厚腹梁。梁端加密區箍筋采用2肢C8@100,箍筋采用HPB235級鋼筋，其強度等級為，則 =250715+210100715/100=加密區長度為1150mm()，非加密區箍筋取2肢A8@200,箍筋設置滿足要求。同理BC跨也可求得的結果是：由于梁較短，因此全長加密，為2肢8A100。梁的構造鋼筋：由于KL1腹板高度480mm大于450mm，根據相關規范要求：需要配腰筋且每側不少于，且間距不宜大于200mm。根據上述要求，在KL1每側配置3A12的腰筋。 表27 框架梁縱向鋼筋計算表表28 框架梁箍筋數量計算表(1)、剪壓比和軸壓比驗算本框架的剪力是按《建筑抗震設計規范》，框架柱的剪跨比宜大于2；根據建筑的抗震等級為三級，設防烈度為7度，查《建筑抗震設計規范》。以第一層A柱為例說明柱的剪壓比和軸壓比的驗算過程：b=600mm，=60035=565mm。柱端剪力設計值：柱端彎矩設計值：柱軸力N取柱底壓力最大值：N=剪跨比：軸壓比：由于一層的軸力和剪力最大，因此一層滿足以后其他層得剪跨比和軸壓比均滿足規范的相關要求。因此不再驗算。(2)、柱正截面承載力計算以第一層中柱為例說明框架柱的計算過程。根據框架柱B內力組合表，將支座中心處得彎矩換算至支座邊緣，并與柱端組合彎矩進行比較，選出最不利內力，進行配筋計算。在框架設計中為了體現“強柱弱梁”的原則，《建筑抗震設計規范》：一、二、三、四級框架的梁柱節點處，柱端組合的彎矩設計值應符合下式要求。而且對于三級框架結構的底層，柱下端截面組合的彎矩設計值。第一層梁與中柱節點的梁端彎矩設計值由表22查得。：左震 += 右震 += 取第一層梁與中柱節點的柱端彎矩設計值由表25查得。：左震 += 右震 +=梁端左震，柱端也應該取左震。故取。，因此根據中柱內力組合表25，選擇最不利的內力，并考慮上述各種調整及承載力抗震系數后柱頂及柱底的控制內力如下