土木畢業設計計算書華北水利水電學院畢業設計NVM上N4下MNVM上N3下MNVM上N2下MNVM上N1下MNV--30- -- - 16 - - -- - - -注：組合1：*①十**②； 組合2："①十*②；組合3：*④+③； 組合4：*@-③。中柱用于承載力計算的框架基本組合表表7-9地震荷載層數截面內力恒載①活載②③5上M-重力荷載④組合1組合2組合3組合4第46頁共75頁華北水利水電學院畢業設計NM下NVM上N4下MNVM上N3下MNVM上N2下MNVM上N1下M- - - -- -- -- -- --NV-注：組合1：*①十**②；組合2："①十*②；組合3：*@+③；組合4：*④-③。8.框架梁柱配筋計算查表可知：混凝土強度：C30：fc/mm2;ft/mm2;ftk/mm2。第47頁共75頁華北水利水電學院畢業設計鋼筋強度：HPB235:fy210N/mm2;fyk235N/mm2HRB400:fy300N/mm;fyk335N/mm表8-122框架柱截面設計《抗震規范》查得框架的抗震等級為三級。軸壓比計算底層柱NmaxN1945.64310軸壓比N42fcAc14.3500則柱的軸壓比滿足要求。正截面受彎承載力計算柱同一截面分別承受正反向彎矩，從利于不同方向地震作用考慮，采用對稱配筋。中柱Nb1fcbh0b5004651層：查表可知，rRE,則rRENc。從柱的內力組合表可Mm知，NNb,為大偏壓，選用M大N小的組合，最不利組合為。N在彎矩中水平地震作用產生的彎矩設計值〉75%Mmax,柱的計算長度10取下列二式中的較小值：l0[1(ul)]H第48頁共75頁華北水利水電學院畢業設計10(2mi)nH式中u、1一柱的上端、下端節點處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值；min一比值u、1中的較小值；H一柱的高度，對底層柱為從基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度；對其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。104104U1010 10取minO10[l(ul)]H(l)10(2min)H2所以，取1020mmmax20mme0500/30 eie0ea205002110取1152 10211121400ei/h0hl400/465h500eeias35bholfcbhoJs2rRENelfcbhO(1)AsA''fy(hOas)1035004652(1)(46535)第49頁共75頁華北水利水電學院畢業設計最小總配筋率根據《建筑抗震設計規范》表查得min%,故As,'minsA,%n2500mm/22875'2(AA1257mm)另兩ss每側實配4 204 18,滿足構造要求.MNNb為大偏壓，選用M大N小的組合，最不利組合為N5層：在彎矩中水平地震作用產生的彎矩〉75%Mmax,柱的計算長度取下列二式中的小值：104104u;l;取min104104104l0[1(ul)]H(12)l0(2min)H(2)l020mmmax20mme0/30eie0ea2050021取11015取211l0378011121400ei/h0h1400/465500h500as30103b500465eei2rRENe1fcbh0(1)AsA''fy(h0as)'s1035004652(1)0300(46535)第50頁共75頁華北水利水電學院畢業設計1.工程概況工程名稱：鄭州市某高校五層行政辦公樓2．建筑面積：m23．建筑層數：五層4．建筑形狀：一字形5．結構形式：框架結構體系6．場地情況：場地平坦、無障礙物。7．地質情況：地基土為粘性土為主，建筑場地類別為II類，容許承載力fk=180kPa。8.基本雪壓：/m2。9.基本風壓：/m2。10.地震烈度：按7度近震設防。11.建筑耐火等級：二級。12．建筑耐久年限：50年。.結構布置與計算簡圖結構選型與布置結構選型采用現澆鋼筋混凝土框架結構體系。基礎采用柱下條形基礎。結構布置本框架結構設計為雙向梁抗側力體系，框架梁柱中心線重合，對于梁柱中心線不重合的，它們的偏心距不大于該方向柱寬的1/4。結合建筑的平面、立面和剖面布置情況，結構平面布置如圖2-1；根據結構布置，本建筑平面除走廊板區格為單向板外，其余均為雙向板。雙向板的板厚卜三1/50（1為雙向板的短向計算跨度）。本建筑樓面板和屋面板的厚度均取120mm。本建筑的材料選用如下：混凝土C30鋼筋：縱向受力筋采用HRB335級鋼筋，其余采用HPB235級鋼筋墻體；蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。窗;鋁合金窗第1頁共75頁華北水利水電學院畢業設計門：木門第2頁共75頁華北水利水電學院畢業設計第3頁共75頁華北水利水電學院畢業設計圖2-1框架的計算單元框架計算簡圖及梁柱線剛度本結構是三維空間的。但于建筑結構的質量、剛度都比較均勻，故選用一根框架進行計算與配筋，其余框架可參照此框架進行配筋。現以⑦軸線為例進行計算。梁柱截面尺寸估算框架梁：h/l7200/8~7200/12取梁尺寸：h=600mm，b=h/2=300mm.次梁：h=500mm,b=250mm.連系梁：bXh=200mmX400mm.框架柱：建筑總高度按算，小于30m的現澆框架結構，設防烈度7度近震，查抗震設計規范，該框架為三級抗震，最大軸壓比。假定采用C30混凝土，查得9mm00fc/mm2,假定每平方米荷載為14kN/m2,則柱子最大軸壓力N=X14XXX5=2646kN.則柱子軸壓比即bhNfc2646000取柱子截面形狀為正方形。即b=h。為了簡化施工，各柱截面從底層到頂層不改變，即取柱子尺寸為500mmX500mmo確定框架計算簡圖框架的計算單元如圖1-1所示。假定框架柱嵌固與基礎頂面，框架梁與柱剛接。于各層柱截面尺寸都不變，故梁跨取柱截面形心線間距離。底層柱高從基礎頂面算至二層樓面。室內外高差為，基礎頂面至室外地坪取為，故底層柱高取++=，其余各層柱高均為。此框架的計算簡圖如圖1—2所示。框架梁柱的線剛度計算混凝土C30,EC30104N/mm2107kN/m2,現澆框架結構梁慣性矩中框架梁I2I0,線剛度iEI/l第4頁共75頁華北水利水電學院畢業設計左跨梁：i左跨梁EI/1107213/6104kNm12第5頁共75頁華北水利水電學院畢業設計1x2q20求得。將求其中x為最大彎矩正截面至A支座的距離，則x可公式VAq1x2l得的x值代入下式即得跨間最大彎矩值。圖8-1均布和梯形荷載下的計算圖形Mmaxq1x21x3MAVAxq226nq212若VA(2q1q2)al0,說明xal,則x。2qq2VAMmaxq1x21x3MAVAxq226l若Va0,則MmaxMA同理可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的VA,x和Mmax的計算公式.(圖)VAMAMB11q1lq2ll24x2q2VAx下式求得： xqll則MmaxMA3q121xVAxxq223l第41頁共75頁華北水利水電學院畢業設計圖8-2三角形荷載下的計算圖形梁端控制截面彎矩不利組合第5層梁端控制截面彎矩不利組合表7-1截面AB左AB右BC左BC右CD左CD右- — —注：“—”表示正彎矩不存在第1層梁端控制截面彎矩不利組合表7-2截面AB左AB右--第42頁共75頁華北水利水電學院畢業設計BC左BC右CD左CD右 梁端控制截面剪力不利組合第5層梁端控制截面剪力不利組合表7-3截面Ml(kNm)Mr(kNm)ln(m)VGE(kN)VMrVGEAB左AB右BC左BC右CD左CD右一一第1層梁端控制截面剪力不利組合表7-4截面Ml(kNm)Mr(kNm)ln(m)VGE(kN)VMrVGEAB左AB右BC左BC右CD左CD右梁跨中彎矩最不利內力組合跨中截面彎矩組合過程如下：以5-AB為例RAql1(MGBMGAMEAMEB)第43頁共75頁華北水利水電學院畢業設計MGAMEA2q2梁跨中彎矩最不利內力組合 表7-5截面5-AB5-BC5-CD4-AB4-BC4-CD3-AB3-BC3-CD2-AB2-BC2-CD1-AB1-BC1-CD用于承載力計算的框架梁永久荷載控制組合表7-6控制層次截面54AB3左215AB右4 ——MGk①MQk②MGE③MEk④組合1負彎矩組合2組合3取正彎矩組合4取第44頁共75頁華北水利水電學院畢業設計2154BC3左2154BC3右21 36 36注：組合『①十②組合2二①+X②組合3=組合4=框架柱的內力組合取每層柱頂和柱底兩個控制截面,按,$、冗進行組合,組合結果見表和表注意,在考慮地震作用效應的組合中,取屋面的活荷載為雪荷載進行組合.因考慮計算截面以上各層活荷載不足以同時滿跨分布,所以對樓面均布活荷載需乘以一個折減系數,取值見下表表7-7活荷載按樓層的折減系數墻柱、基礎計算截面以上層數計算截面以上各樓層活載總和的折剪系數邊柱用于承載力計算的框架基本組合表表7-8層數截面內力恒載①活載②地震荷載③重力荷載④組合1M上5下NM組合2組合3組合412?34?5-第45頁共75頁華北水利水電學院畢業設計右橫梁左橫梁傳層次截面傳剪力剪力1—152—23—344—45—536—67—728—89—9110—10—縱墻重縱梁重載載縱梁板傳荷縱梁板傳活柱重N(kN)柱軸力活荷載活載標準值在屋面處引起的固端彎矩121ql62m；1212n其他層邊跨梁：MFql262；1212頂層邊跨梁：MF第31頁共75頁華北水利水電學院畢業設計圖5-5活載作用下框架彎矩標準值(kN-m)第32頁共75頁華北水利水電學院畢業設計圖5-6活載作用下M圖單位：(kN.m)活載標準值引起的內力活載標準值下邊跨梁端剪力計算表5-5層次q(kN/m)l(m)ql/2(kN)M/l(kN)VFqlMqlM(kN)VE(kN)2l2l第33頁共75頁華北水利水電學院畢業設計54321活載標準值下邊柱軸力計算表5-666666 N(kN)層次截面橫梁傳剪力縱梁傳荷載次梁板活載1—152—23—344—45—536—67—728—89—9110—10活載標準值下中柱軸力計算表5-7柱軸力N(kN)層次截面橫梁傳剪力縱梁傳荷載次梁板活載1—152—23—344—4柱軸力第34頁共75頁華北水利水電學院畢業設計5—536—67—728—89—9110—10 6.重力荷載作用作用于屋面處均布重力荷載代表值的計算qAB[12]/mqBC30qCDqA/作用于樓面處均布重力荷載代表值的計算qAB7qBC/0.5qCD均布荷載代表值在屋面處引起固端彎矩FMAB426/12F2MBC/126kN4.m62kN1.均布荷載代表值在樓面處引起固端彎矩FMAB226/12F2MBC/127kN3.m56kN1.m89第35頁共75華北水利水電學院畢業設計圖6-1 重力荷載代表值作用下M圖單位：（kN.m）第36頁共75頁華北水利水電學院畢業設計第37頁共75頁華北水利水電學院畢業設計圖6-2重力荷載代表值作用下M圖單位：（kN.m）重力荷載代表值下AB跨梁端剪力計算 表6-1層次q(kN/m)l(m)ql/2(kN)M/l(kN)VFqlM(kN)qlM2lVE(kN)2l5432166666 重力荷載代表值下BC跨梁端剪力計算表6-2層次q(kN/m)l(m)ql/2(kN)M/l(kN)VFqlM(kN)qlM2lVE(kN)2l54321 00000重力荷載代表值下邊柱軸力計算表6-3橫梁傳層次截面剪力1—152—23—344—435—5縱墻重縱梁重載載縱梁板傳荷縱梁板傳活柱重N(kN)柱軸力第38頁共75頁華北水利水電學院畢業設計6—67—728—89—9110—10—重力荷載代表值下中柱軸力計算表6-4左橫梁傳右橫梁層次截面剪力1—152—23—344—45—536—67—728—89—9110—10 —傳剪力縱墻重縱梁重載載縱梁板傳荷縱梁板傳活柱重N(kN)柱軸力7內力組合7.1概述結構抗震等級可根據結構類型,地震烈度,房屋高度等因素查表求得,此可得本工程框架等級為三級.各種荷載情況下的框架內力求得后，根據最不利又是可能的原則進行內力組合。當考慮結構塑性內力重分布的有利影響時，應在內力組合之前對豎向荷載作用下的內力進行調幅。當有地震作用時，應分別考慮恒荷載和活荷載有可變荷載效應控制的組合、永久荷載效應控制的組合及重力荷載代表值與地震作用的組合，并比較三種組合的內力，取最不利者。于構件控制截面的內力值應取自支座邊緣處，為此，進行組合前，應先計算各控制截面處的內力值。bb梁支座邊緣處的內力值按式：M邊MV,V邊Vq計算22柱上端控制截面在上層的梁底，柱下端控制截面在下層的梁頂。按軸線計算簡圖算得第39頁共75頁華北水利水電學院畢業設計的柱端內力值，宜換算成控制截面處的值。為了簡化起見，也可采用軸線處內力值，這樣算得的