天順多層辦公樓建筑和結構設計_畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ：（ ） kN/㎡ =合計： KN/m （ 4） 內隔墻自重： 標準層 縱墻：（ ） 3kN/m = kN/m 水泥粉刷內墻面： () KN/㎡ 2= kN/m 合計： kN/m 底層： 內隔墻：（ ） 3kN/m = kN/m 水泥粉刷內墻面：（ ） kN/㎡ 2= 畢業設計 (論文 ) 14 合計： kN/m 4 框架側移剛度的計算 1） 框架梁柱的線剛度計算 框架梁柱的相對線剛度如圖 4－ 1 所示，作為計算各節點彎矩分配的依據 . 在 框架結構中，現澆樓板的樓可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架的側移。為考慮這一有利的作用，在計算梁的截面慣性矩的時候，對于中框架取 I=2 Io（ Io為梁的截面慣性矩） 30 /12I bh? （ 4－ 1） 梁采用 C25 混凝土， 722 .8 0 1 0 /cE kN m?? 。 由于左跨梁＝右跨梁： i 邊梁＝ EI/L= ? ? 37 2 412 . 8 0 1 0 K N /m 2 0 . 2 0 . 5 / 6 1 . 9 1 012 m m k N m? ? ? ? ? ? ? ? 中 跨梁： i 中跨梁＝ EI/L= ? ? 372 12 . 8 0 1 0 K N /m 2 0 . 2 5 0 . 4 5 / 2 . 112 mm? ? ? ? ? 10 kN m? ? ? 底層柱：（ A～ D軸） i底柱＝ EI/L= ? ? 47 2 412 . 8 0 1 0 K N /m 2 0 . 4 / 5 . 6 2 . 1 3 1 012 m k N m? ? ? ? ? ? ? 其余各層柱：（ A～ D軸） i 余柱：＝ EI/L= ? ? 47 2 412 . 8 0 1 0 K N /m 2 0 . 4 / 3 . 3 3 . 6 1 012 m k N m? ? ? ? ? ? ? 令 i余柱＝ ,則其余各桿件的相對線剛度為： i 邊梁＝ 44 10 / 10 / mm? ?? i 中跨＝ 44 62 5 10 / 10 / mm? ?? i 底柱＝ 44442. 13 10 / . 6 10 / mm? ?? 畢業設計 (論文 ) 15 圖 4 框架梁柱的相對線剛度 2） 梁柱的線平均剛度比 （ 1） 底層 /bck k k??? (42) kk? ?? ? (43) 由公式（ 4－ 2）、（ 4－ 3）可求梁柱線剛度為： ① A,D 梁柱線 剛度 k 為： ?? kk? ???? 42212 12 10 iD h? ? ? ?? ? ? ?（ kN/m） 畢業設計 (論文 ) 16 ② B,C 梁柱的線剛度 k 為： 0 .5 2 8 1 .4 0 6 1 .5 7 80 .5 9 2k ??? kk? ???? 42212 12 10 iD h? ? ? ?? ? ? ?（ kN/m） （ 2） 標準層： /2bck k k??? (44) 2kk?? ? (45) 由公式（ 4－ 2）、（ 4－ 3）可求梁柱線剛度為： ① A,D 梁柱的線剛度 k 為： 0 .5 2 8 2 0 .5 2 821k ???? k k? ??? 42212 12 10 iD h? ? ? ?? ? ? ?（ kN/m） ② B,C 梁柱的線剛度 k 為： 0 .5 2 8 1 .4 0 6 0 .9 6 721k ???? k k? ??? 42212 12 10 iD h? ? ? ?? ? ? ?（ kN/m） 故橫向框架的側移剛度見表 3，表 4。 橫向框架 2～ 5層 D值 表 3 構件名稱 D 值（ KN/m） 數量 ? D（ kN/m） A 柱 4 B 柱 4 C 柱 4 D 柱 4 ? 橫向框架首層 D值 表 4 構件名稱 D值（ KN/M） 數量 ? D（ kN/m） A柱 1 B柱 1 C柱 1 畢業設計 (論文 ) 17 D柱 1 ? 5 橫向水平荷載作用下框架內力計算 1） 風荷載標準值荷載 《荷載規范》規定，對于高度大于 30m，且高寬比大于 的房屋結構，應采用風振系數 z? 未考慮 風壓脈動 影響， 本設計房 屋高度 H=30m,且H/B=，所以根據規范取 z? =。 為了簡化計算，作用在外墻面上的風荷載可近似用作用在屋面梁和樓面梁節點處的集中風荷載標準值： ? ?0 /2k z s z i jW w h h B? ? ??? （ 51） 式中： 0w ：為 基本風壓，； 20 /w kN m? z? ：風壓高度變化系數，地面粗糙度為 B 類； s? ：風荷載體型系數，根據建筑物的體型查得 s? =； ih ：下層柱高； jh ：上層柱高，對頂層為女兒墻高度的 2 倍； B：迎風面的寬度， B=。 計算結果見表 5。 集中風荷載標準值 表 5 離地高度 Z/m z? z? s? 0w 2/kNm ih /m jh /m kW /kN 1 1 1 1 1 2） 風荷載作用下的位移驗算 （ 1）側移剛度 D 畢業設計 (論文 ) 18 見表 3 和表 4。 （ 2）風荷載作用下框架 側移計算 水平荷載作用下框架的層間側移可按下式計算 : jj ijVu D??? （ 52） 式中： jV ：第 j層的總剪力； ijD? ：第 j層所有柱的抗側移剛度之和； ju? ：第 j 層的層間側移。 第一層的層間 側移值求出以后，就可以計算各樓板標高處的側移值的頂點側移值，各層樓板標高處的側移值是該層以下各層層間側移之和。頂點側移是所有各層層間側移之和。 j層側移 1jjjjuu???? （ 53） 頂點側移 1njjuu???? （ 54） 框架在風荷載作用下側移的計算見表 6。 風荷載作用下 框架側移計算 表 6 層次 /jWkN /jV kN D?（ kN/m） /jum? /juh? 5 1/33000 4 1/16500 3 1/8250 2 1/6600 1 1/5091 ? ?? ? 側移驗算： 層間側移最大值： 1/50911/550(滿足要求 ) 3） 風荷載作用下的框架結構的內力計算 框架在風荷載（從左向右吹）作用下的內力用 D 值法（改進的反彎點法）進行計算。其步 驟為： （ 1） 求各柱反彎點處的剪力值； 畢業設計 (論文 ) 19 （ 2） 求各柱反彎點高度； （ 3） 求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩； （ 4） 求各柱的剪力和梁剪力。 第 i 層第 m柱所分配的剪力為： imim DVVD??， iiVW?? ， iW 見表 5。 框架柱反彎點位置， 0 1 2 3y y y y y? ? ? ?，計算結果如表 7,8 所示。 A、 D 軸框架柱反彎點位置 表 7 層號 /hm i 0y 1y 2y 3y y yh/m 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 1 0 0 B、 C 軸框架柱反彎點位置 表 8 層號 /hm i 0y 1y 2y 3y y yh/m 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 1 0 0 框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩按下式計算，計算過程如表 9，表 10所示。 imV 1 )cM y h? ? ?上 （ （ 55） imV y hcM ??下 （ 56） 中柱處的梁 bc j 1bj cjbbiM M M )ii ????左下左 上左 右 （ （ 57） bc j 1bj cjbbiM M M )ii ????右下右 上左 右 （ （ 58） 邊柱處的梁 c j 1bj cjM M M???下總 上 （ 59） 畢業設計 (論文 ) 20 風荷載作用下 A（ D）軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計算 表 9 層 iV /kN D? /( / )kN m imD /( / )kN m /imDD? imV /kN yh /m cM上 / kNm? cM下 / kNm? bM總 / kNm? 5 4 3 2 1 風荷載作用下 B（ C）軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計算 表 10 層 iV /kN D? /( / )kN m imD /( / )kNm /imDD? imV /kN yh /m cM上 cM下 bM左 bM右 5 5 4 5 3 5 2 3 5 1 2 8 注：其中， B 軸的 bM右 等于 C軸的 bM左 ， B軸的 bM左 等于 C 軸的 bM右 ， cM上 、 cM下 、 bM左 、bM右 的單位是 kNm? 畢業設計 (論文 ) 21 圖 5 框架柱節點彎矩分配 框架柱軸力與梁端剪力的計算結果見表 11。 風荷載作用下框架柱軸力與梁端剪力 表 11 層 梁端剪力 /kN 柱軸力 /kN 邊跨 中跨 A軸 cAN B 軸 C軸 D軸 b bBCVVAB? cBN bBC bCDVV? cCN cDN 5 4 3 2 1 注：軸力壓力為 +，拉力為 。 風荷載作用下，框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖 8所示。 畢業設計 (論文