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土木工程毕业设计优秀版

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uz——风压高度变化系数。因建设地点处于大城市郊区,地面粗糙程度为B类; us——风荷载体型系数,查表取us=1.3;

?z——风振系数。由于结构高度小于30m,且高宽比19.25/32.2=0.59<1.5,则

取?z=1.0;

hi——下层柱高;

h j——上层柱高,顶层取女儿墙高度的两倍; B——计算单元迎风面宽度(B=9m) 计算过程见表3——1

表4——1 风荷载标准值计算 层数 4 3 2 1 离地高度 19.25 14.85 10.45 6.05 ?z 1.0 1.0 1.0 1.0 us 1.3 1.3 1.3 1.3 z 0.825 0.74 0.74 0.74 uw0 0.13 0..13 0.13 0.13 hi 4.4 4.4 4.4 6.05 j 2.4 4.4 4.4 4.4 h k 4.27 4.95 4.95 5.88 W 荷载作用如图4-1所示

图4--1 风荷载作用示意图

4.2 风荷载侧验算 4.2.1. 侧移刚度

见表3——2和表3——3

表4——2 横向2—4层D值的计算 构件名称 k??i2icb ?c?k 2?kD??cgic16724 12 2hA轴柱 B轴柱 1.16?1.16?1.16 2?1.00(1.16?1.21)?2?2.372?1.00 0.367 0.542 24725 C轴柱 D 轴柱 (1.21?0.88)?2?2.092?1.00 0.511 23311 0.88?0.88?0.88 2?1.000.306 13960 ?D?16427 ?24725?23311?13960?78720

表4——3 横向底层D值的计算 构件名称 A轴柱 B轴柱 C轴柱 D轴柱 k??i2icb ?c?0.5?k 2?kD??cgic9244 11232 10899 8485 12 2h1.16?1.84 0.609 0.631.16?1.21?3.76 0.740 0.631.21?0.88?3.32 0.718 0.630.88?1.40 0.559 0.63?D?9244?11232?10899?8485?39860 4.2.2 风荷载下框架位移计算

水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:

Vj?uj??Dij

式中:

V j——第j层的剪力;

D ?ij——第j层所有柱的抗侧刚度之和;

?u j——第j层的层间位移。

第一层的层间位移值求出以后,就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值应该是该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有各层层间侧移之和。

j层侧移

uj???ujj?1nj

j?1顶点侧移

框架在风荷载下侧移的计算见表2——4,如下:

u???uj表2——4 框架在风荷载下侧移计算 层号 4 3 2 1 Wj(kN)4.27 4.95 4.95 5.88 Vj(kN)4.27 9.22 14.17 20.05 ?D(kN/m) 78720 78720 78720 39860 0.000057 0.000123 0.000189 0.000501 ?uj(m) 0.000013 0.0000279 0.0000429 0.0000828 ?uj/huj???uj=0.00087 j?1j侧移验算: 层间最大侧移值为: 0.0000828<1/550,满足要求 顶点侧移

uj???uj=0.00087m

j?1j且 u/H=1/7832<1/650,满足要求

第五章地震荷载计算

5.1各楼层重力荷载代表值

根据《抗震规范》(GB50011—2001)第5.1.3条:顶层的荷载代表值包括:屋面荷载、50%的屋面雪荷载、顶层纵墙框架自重、顶层半层墙柱自重。

其它层重力荷载代表值包括:楼面恒载、50%楼面均布荷载、该层纵墙框架横梁自重、该层上下各半层柱及墙体自重。 各楼层重力荷载代表值Gi确定如下:

首层: 梁: G=9×5.38+3.21×5+3.86×9+3.03×2.1+5.38×9×4=299.25kN 柱:G=9.41×(0.5×4.4+0.5×6.05)×4=49.17kN 墙:G=59.85×0.5×4+84×0.5×4+105.5×0.5×2+77.92×0.5×2+38.79×0.5+55.64×0.5 =518.34kN 板:G=16.1×9×3.82=553.52kN 门:G=0.9×2.1×0.15×3=0.97kN 活载:G=16.1×9×2×50%=144.9kN

合计: 1583.76kN

标准层:

梁:G=9×5.38+3.21×5+3.86×9+3.03×2.1+5.38×9×4=299.25kN

柱:G=9.41×4.4=41.4kN 墙:G=59.85×4+77.92×2+38.79=434.03kN 板:G=16.1×9×3.82=553.52kN 门:G=0.9×2.1×0.15×3=0.97kN 窗:G=4.41×4=17.61kN 活载:G=16.1×9×2×50%=144.9 合计: 1491.68kN 顶层:

梁:G=9×5.38+3.21×5+3.86×9+3.03×2.1+5.38×9×4=299.25kN 柱:G=9.41×4.4×0.5×4=82.81kN

墙:G=59.85×0.5×4+77.92×0.5×2+38.79×0.5+6.67×9×2=337.03kN 板:G=16.1×9×6.15=891.14kN 门:G=0.97×0.5=0.485kN 窗:G=17.61×0.5=8.81kN 活载:G=16.1×9×2×50%=144. 雪荷载:G=16.1×9×0.45×50%=32.6kN 总计: 1797.03kN

5.2水平地震作用下框架内力合侧移计算

5.2.1.质点重力荷载见图4-1:

图4-1 结构质点重力荷载(单位:KN)

5.2.1.水平地震力作用下框架的侧移验算

按顶点位移法计算框架的自振周期

顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样,只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期:结构顶点假想位移UT可以由下列公式计算,计算过程, 如表5-4:

VGi??Gk (4-1)

n?Ui?Vci/?Dij (4-2)

j?1n?T??(?u)i (4-3)

k?1nT?1.7?T?T (4-4)

式中:

?T:基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数,框架结构取

0.6—0.7,该框架取0.7。

?T:框架结构的顶点假想位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架的地震力及

位移,?T是将框架的重力荷载视为水平作用力,求得的假想框架顶点位移。然后由

?T求出T1,再用T1求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的

位移。

Dij:第i层第j跟柱的抗侧移刚度;

表5-1 结构顶点的假想侧移计算 层次 4 3 2 1 Gi (KN) 1828.34 1522.99 1522.99 1615.07 H 19.25 14.85 10.45 6.05 ?D i?Ui 0.02 0.02 0.02 0.04 ?T 78720 78720 78720 39860 0.10 0.08 0.06 0.04 按公式(5-4)计算基本周期T,其中Ut量纲为m,取?T?0.35

T1?2?0.6?3.14159?0.128?0.48s?1.4?0.35?0.49s 5.3楼层间位移验算

根据《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)第5.1.2条规定,对于高度不超过40米,以剪切变形为主,且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。

在Ⅱ类场地,8度设防区,设计地震分组为第二组情况下,由《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)表5.1.4—1和表5.1.4—2可查得:

结构的特征周期Tg和水平地震影响系数最大值?max(7度,多遇地震作用)为:

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uz——风压高度变化系数。因建设地点处于大城市郊区,地面粗糙程度为B类;us——风荷载体型系数,查表取us=1.3;?z——风振系数。由于结构高度小于30m,且高宽比19.25/32.2=0.59<1.5,则取?z=1.0;hi——下层柱高;hj——上层柱高,顶层取女儿墙
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