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土木工程毕业设计 

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(二)缺点:1、随着建筑物高度的增加,水平作用使得框架低部梁柱构件的弯矩和剪力显着增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用。因此层数受到限制。

2、框架结构抗侧刚度较小,在水平力作用下将产生较大的侧移。

3、由于框架结构体系截面较小、抗侧刚度较小,在强震下结构整体位移和层间位移都较大 ,容易产生震害。

(三)规范要求:

地震设防烈度为6度时:

建筑物的最大高度≤60m,层数在15至20层为宜,抗震墙间距最大≤18m。 本工程部分空间较大,总高度不大,竖向荷载较大,水平荷载较小,因此采用钢筋砼框架结构。框架结构体系具有建筑平面布置灵活,易于满足功能使用要求的优点,可以根据需要隔断分隔成小空间,或拆除隔断改成大空间。而且钢筋砼结构造价不高,其材料来源丰富,可浇注成各种断面形状,还组成多种结构体系,既节省钢材,承载能力也不低。

3.2结构布置

建筑结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规则的平面形状,结构的抗震刚度要求均匀,且宜使抗侧刚度中心与质量中心重合。

建筑的开间、进深尺寸和构件类型应尽量减少规格,以利于建筑工业化。建筑平面的形状宜选用风压较小的形式,还必须考虑有利于抵抗水平作用和坚向荷载,受力明确、传力直接。

建筑平面的长宽比不宜过大,一般小于6,以避免两端相距太远,振动不同步,产生扭转等复杂的振动而使结构受到损害。建筑不面突出部分长度L 应可能小。平面凹进时,应保证楼板宽度B足够大。

框架柱的布置应使整个建筑体型规则、均匀,避免有较大的外挑和内收,结构的承载力和刚度宜自上而下逐渐的减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

框架梁是框架和框架结构在地震作用下的主要耗能构件,框架结构一般呈“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的受力性能,所以框架梁的延性对结构抗震耗能能力有较

大影响。一般框架梁直接地布置在框架柱上,力求规则、均匀、对称,所以结构刚度较大,整体性较好。

根据楼板的平面布置及竖向荷载的传递路径,框架的承重方案可分为横向、纵向和纵横向框架混合承重三种方案。根据本工程的特点,本工程采用横向框架承重方案最为合理,在横向上布置框架主梁。

3.3梁柱截面尺寸的初步确定

① 纵向框架梁:h=(1/10~1/18)L=433~780mm b=(1/4~1/2)h

取h=500mm b=250mm

② 横向边(中)跨框架梁: 取h=600mm b=250mm ③ 次梁: 取h=450mm b=250mm ④ 现浇楼板厚 100mm

柱子的截面尺寸:bc=(1/20~1/15)H hc=(1~2)bc 其中:H底层层高;bc柱截面宽度;hc柱截面高度;

bc?hc=450mm?450mm。

首层柱取C30,其它各层柱取C25。抗震等级为四级的轴压比限值为0.9。假定结构每平方米总荷载设计值为12kN,则首层边柱轴向力设计值:

N=1.3×12?7.8?5.1/2?5=1551.42kN。

考虑地震荷载作用取增大系数为1.1,则Nv=1.1×1551.42=1706.56kN,从而轴压比为:

?=

同上首层中柱:

1706560=0.59<[?]=0.9 (3-1)

14.3?450?450N=1.25×12?7.8?(5.1+2.1)/2?4=2106kN Nv=1.1×2106=2316.6kN

?=

2316600=0.8<[?]=0.9

14.3?450?450同上上层边柱:

N=1.3×12?7.8?5.1/2?4=1241.14kN Nv=1.1×1241.14=1365.25kN

?=

1365250=0.57<[?]=0.9

11.9?450?450同上上层中柱:

N=1.25×12?7.8?(5.1+2.1)/2?4=1684.8kN Nv=1.1×1684.8=1853.28kN

?=

1853280=0.77<[?]=0.9

11.9?450?450因此柱截面取450㎜×450㎜满足要求。 柱网布置图见图3-1。

图3-1 结构的柱网布置图

3.4 结构计算简图

1.计算梁柱的线刚度

边跨梁:i=2.0×E×1/12×0.25×0.63/5.1=10.21×10?4E (m3) 中跨梁:i=2.0×E×1/12×0.25×0.63/2.1=24.8×10?4E (m3) 上柱: i=E×1/12×0.45×0.453/3.7=6.45×10?4E (m3) 下柱: i=E×1/12×0.45×0.453/4.8=9.49×10?4E (m3) 2.柱高的确定 标准层:h=3.7m;

底层:h=3.7+0.6+0.5=4.8m;

取④轴线处的一榀框架并计算各梁、柱线刚度,得计算简图见图3-2所示

图3-2 结构计算简图

(图中的数字为梁柱的线刚度,单位为10-4E(m3),

E为混凝土的弹性模量)

4 荷载计算

4.1恒荷载计算

4.1.1 屋面框架梁线荷载标准值

屋面均布恒载:

防水卷材两层: 0.05×2=0.1kN/㎡ 1:3水泥砂浆找平 0.02×20=0.4kN/㎡ 100mm厚膨胀蛭石保温层: 0.1×1.5=0.15kN/㎡ 1:8水泥炉渣找坡层: 0.08×18=1.44kN/㎡ 100mm钢筋混凝土整浇层: 0.10×25=2.5kN/㎡ 吊顶或粉底: 0.34kN/㎡ 共计 5.43kN/㎡ 边跨(AB,CD)跨框架梁自重: 0.25×0.6×25=3.125kN/m 梁侧粉刷: 2×(0.6-0.12)×0.015×17=0.1938kN/m 共计 3.32kN/m 中跨(BC跨)跨框架梁自重: 0.25×0.6×25=3.125kN/m 梁侧粉刷: 2×(0.60.12)×0.015×17=0.1938kN/m 共计 3.32kN/m 因

线

G4AB1=g4CD1=3.32kN/m g4BC1=3.32kN/m G4AB2=g4CD2=5.43×3.9=21.18kN/m g4BC2=5.43×2.1=11.403kN/m

4.1.2 楼面框架梁线荷载标准值

楼面恒载标准值:

20厚水理石地面: 0.02×28=0.56kN/㎡ 30厚水泥砂浆找平: 0.03×20=0.6kN/㎡ 100mm厚钢筋混凝土整浇层: 0.10?25=2.5kN/㎡ 吊顶或粉底: 0.34kN/㎡ 共计 4.5kN/㎡ 边跨梁及梁侧粉刷: 3.32kN/m

边跨填充墙自重: 0.24?(3.6-0.6)?5.5=4.092kN/m 墙面粉刷: (3.6-0.6)×0.015×17×2=1.581kN/m 共计 5.673kN/m 中跨框架梁及梁侧粉刷: 3.32kN/m 因

线

gAB1=gCD1=3.32+5.673=8.993kN/m gBC1=3.32kN/m gAB2=gCD2=4.5×3.9=17.55kN/m gBC2=4.5×2.1=9.45kN/m

4.1.3 屋面框架梁节点集中荷载标准值

边柱联系梁自重: 0.25×0.5×7.8×25=29.25kN

粉刷: 0.015×(0.5-0.12)×2×7.8×17=1.909kN 0.9m女儿墙自重: 7.8×0.24×5.673×0.7+7.8×0.24×0.2×25=16.794kN

粉刷: 0.9×0.015×2×7.8×17=3.58kN

联系梁传来屋面自重: 3.9×3.9×5.43/2=41.296kN

次梁传来荷载: 3.32×5.1/2+(1.2+5.1)×3.9×5.43/4=41.82kN

顶层边节点集中荷载: G4A=G4D=134.649kN

中柱联系梁自重: 0.25×0.6×7.8×25=29.25kN

粉刷: 0.015×(0.5-0.12)×2×7.8×17=1.909kN 次梁自重: 3.32×(5.1/2+2.1/2)=11.952kN 屋面荷载:

3.92×5.43/2+2.12×5.43/4+(3.9-2.1+3.9)×2.1×5.43/2(1.2+5.1)×

3.9/4×5.43=119.121kN

顶层中柱节点集中荷载:

G4B=G4C=162.235kN

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