土木工程毕业设计结构计算书Word文件下载.docx
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450mm
中柱(C,D轴线)b×
屋顶框架布置图
2.梁柱刚度计算:
根据地质质料,确定基础顶面离室外地面为600mm,由此得底层柱高3.6+0.45+0.6=4.65m(室内外高差450mm),梁截面惯性矩考虑现浇板作用,在设计中,一边有楼板I=1.5Ir,两边有楼板I=2Ir(Ir为按矩形截面积算,不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
AC跨梁:
i=2E×
0.24×
0.63/(12×
6.39)=13.52×
10-4E(m3)
CD跨梁:
0.25×
0.43/(12×
1.905)=13.44×
柱截面:
(h=450mm,b=350mm)
上部各柱
i=E×
0.35×
0.453/(12×
3.6)=7.38×
底层各柱
4.65)=5.72×
梁柱线刚度布置图×
3.荷载计算
1)、屋面:
50厚500×
500预制混凝土大阶砖0.05×
24=1.2KN/m2
30厚粗砂保护层0.03×
17=0.51KN/m2
三元乙烯橡胶高分子卷材两道0.2KN/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层0.02×
20=0.4KN/m2
1:
6蛭石混凝土找坡层(最薄处50厚)(0.05+0.216)/2×
24=3.2KN/m2
100厚水泥膨胀珍珠岩保温层0.1×
15=1.5KN/m2
120厚钢筋混凝土屋面结构层0.12×
25=3.0KN/m2
恒载15厚纸筋石灰抹灰0.015×
16=0.24KN/m2
∑10.65KN/m2
活载不上人屋面查《荷载规范》得0.50KN/m2
2、楼面:
水磨石地面(包括打底)0.65KN/m2
120厚钢筋混凝土结构层0.12×
25=3.00KN/m2
16=0.24KN/m2
∑3.89KN/m2
活载查《荷载规范》寝室2.0KN/m2
走廊,楼梯2.0KN/m2
阳台(当人群有可能密集)3.5KN/m2
3、厕所楼面:
贴瓷砖楼面自重:
0.55KN/m2
蹲位包括结构层自重:
0.09×
25=2.25KN/m2
16=0.24KN/m²
∑3.04KN/m2
活载厕所查《荷载规范》得2.0KN/m2
4、墙体荷载
内墙:
粉煤灰轻渣空心砌块(390mm×
240mm×
190mm)墙体+双面内墙粉刷层,8.0×
0.24+0.02×
17×
2=2.6KN/m2
外墙:
190mm)墙体+一面外墙粉刷层+一面内墙粉刷层+外墙保温层,8.0×
17+0.02×
20+0.5=3.16KN/m2
5、梁:
AC边跨梁:
0.6×
25+2×
(0.6-0.12)×
0.02×
17=3.93KN/m
CD悬臂梁:
0.4×
(0.4-0.12)×
17+0.24×
17=2.67KN/m
边柱连梁(A轴):
25+(0.6-0.12)×
17+0.6×
20=4.00KN/m
中柱连梁(C轴):
悬臂端连梁(D轴):
0.4×
25+(0.4-0.12)×
17+0.4×
20+0.24×
17=2.74KN/m
次梁(B轴):
0.3×
(0.3-0.12)×
17=2.00KN/m
6、柱:
边柱:
0.45×
25+[(0.35+0.45+0.45)-0.24×
3]
×
17+0.35×
20=4.26KN/m
中柱:
25+[(0.35+0.45)×
2-0.24×
17=4.24KN/m
5、门、窗:
普通木门,查《荷载规范》得0.1-0.2KN/m2,
取0.2KN/m2;
铝合金窗取0.4KN/m2
三、框架结构设计计算
1)框架荷载计算
(1)顶层框架荷载标准值
a、线荷载(恒载):
边跨梁:
(AC跨)
框架梁自重3.93KN/m
屋面板传来荷载(梯形)10.65×
3.3=35.15KN/m
等效均布荷载:
qE=(1-2α2+α3)qα=3300/(2×
6600)=0.25
35.15×
(1-2×
0.252+0.25³
)=31.31KN/m
∑g4AC=31.31+3.93=35.24KN/m
中跨梁(CD跨):
框架梁自重2.67KN/m
CD跨为单向板,CD梁不承受板传来的均布荷载
∑g4CD=2.67KN/m
b、集中荷载(恒载):
边柱(A轴):
边柱连系梁自重:
4.00×
6.6=26.4KN
600高女儿墙:
6.6×
19+0.6×
2×
17=20.75KN
连梁传来屋面荷载:
2×
10.65×
1/2×
3.3×
1/2=57.98KN
7-9轴次梁传来的集中荷载:
7轴次梁自重3.3×
6.6=25.94KN
屋面板传给7轴梁荷载10.65×
(6.6×
2-3.3)×
1.65×
2=173.93KN
7轴梁上所受荷载为对称,故7轴梁荷载分别传给A、C轴各一半
所以,7轴梁分别传给A、D轴连梁荷载为1/2×
(25.94+173.97)=100KN
所以,7轴,9轴次梁传给边柱,中柱集中荷载为1/2×
100×
2=100KN
∑G4A=26.4+20.75+57.98+100=204.83KN
中柱(C轴):
中柱连系梁自重:
3.93×
连系梁传来屋面自重:
(1/2×
2+0.9×
6.6)=121.25KN
7,9轴次梁传来的集中荷载:
100KN
∑G4C=25.94+121.25+100=247.19KN
悬臂端(D轴):
D轴连梁自重:
2.74×
6.6=18.08KN
连梁传来的屋面荷载:
10.65×
0.9×
6.6=63.26KN
600高女儿墙自重:
20.75KN
∑G4D=18.08+63.26+20.75=102.09KN
c、活载:
屋面板活载:
0.5×
2=2.72KN
7-9轴次梁传来的集中荷载(荷载在7,9轴次梁上对称分布):
0.5×
2=4.08KN
∑Q4A=2.72+4.08=6.8KN
中柱(C轴):
屋面活载:
(1×
6.6)=5.69KN
7,9轴梁传来的集中荷载:
4.08KN
∑Q4C=5.69+4.08=9.77KN
连梁传来屋面板活载:
0.5×
6.6=2.97KN
∑Q4D=2.97KN
边跨梁(AC跨):
屋面板传来的活载:
3.3=1.65KN/m
qE=(1-2α2+α3)qα=3300/(2×
6600)=0.25
∑q4AC=1.65×
)=1.47KN/m
屋面板传来的活荷载为零(单向板)q4CD=0
2)、标准层框架荷载标准值
边跨梁(AB跨):
框架梁自重:
3.93KN/m
梁上墙自重2.6×
(3.6-0.6)=7.8KN/m
厕所楼面板传来荷载3.04×
1.8=5.47KN/m
等效均布荷载5/8×
5.47=3.42KN/mΣgAC=3.93+7.8+3.42=15.15KN/m
中跨梁(BC跨):
楼面板传来荷载:
3.89×
3.3=12.84KN/m
4800)=0.344
12.84×
0.3442+0.344³
)=10.32KN/m
ΣgBC=3.93+7.8+10.32=22.05KN/m
悬臂梁(CD跨):
连梁自重:
2.67KN/m
CD跨为单向板,不承受板传来的均布荷载
ΣgCD=2.67KN/m
b、集中荷载(恒载):
边柱连系梁自重:
边柱连系梁上(由于窗子分布对称,故连系梁上窗和墙体荷载可看做分别两边柱各一半)
连梁上墙体自重:
3.16×
[6.6×
(3.6-0.6)-2×
1.8×
(1.2+0.9)]=38.68KN
铝合金窗自重:
2×
(1.2+0.9)×
1.8=3.02KN
框架柱自重:
4.26×
3.6=15.34KN
边柱连系梁上楼板传给A柱集中荷载:
3.04×
(3.3×
2-1.8)×
2=13.13KN
7,9轴次梁传来的集中荷载计算:
1)次梁B轴传给7,8轴梁荷载计算:
荷载分布:
B轴次梁自重:
2.00KN
B轴上墙体自重:
8×
0.12×
(3.6-0.3)+2×
(3.6-0.3)=5.41KN/m
B轴次梁上楼板荷载(三角形):
3.3/2=6.42KN/m
6.42×
5/8=4.01KN/m
B轴次梁上楼板荷载(梯形)3.04×
1.8/2=2.74KN/m
α=1800/(2×
3300)=0.273
2.74×
0.2732+0.273³
)=2.39KN/m
故一根B轴次梁传给7轴梁集中荷载:
(5.41×
1.5×
1.5/2+10.81×
3.3/2)/3.3=19.68KN
传给8轴集中荷载:
[5.41×
(3.3-1.5/2)+10.81×
3.3/2]/3.3=24.11KN
2)7轴次梁传给A、C轴连续梁集中荷载计算:
7轴次梁自重:
7轴次梁上墙体:
2.6×
7轴次梁上AB跨楼面荷载(三角形)
3.04×
1.8=5.47KN/m
等效均布荷载:
5.47×
5/8=3.42KN/m
BC跨楼面荷载(梯形)3.89×
α=3300/(2×
4800)=0.344
12.84×
)=10.32KN/m
故ΣAB跨均布荷载3.93+7.8+3.42=15.15KN/m
ΣBC跨均布荷载3.93+7.8+10.32=22.05KN/m
B轴次梁传给7轴次梁集中荷载19.68×
2=39.36KN
故一根7梁传给A轴梁集中荷载(22.05×
4.8×
4.8/2+19.68×
2+15.15×
5.7)/6.6=90.66KN
传给C轴连梁集中荷载
(5.15×
1.8/2+19.68×
2+22.05×
4.2)/6.6=81.81KN
3)7,9轴次梁传给A轴柱集中荷载:
90.66KN
ΣGA=26.4+38.68+3.02+15.34+13.13+90.66=187.23KN
B节点:
B次梁传给主梁集中荷载:
24.11×
2=48.22KN
ΣGB=48.22KN
中柱连梁自重:
中柱连梁上(由于门对称分布,故连梁上门和墙体荷载各柱分一半)
木门自重:
0.2×
2.1×
1=0.84KN
墙体自重:
1×
2.1]=40.56KN
框架柱子自重:
4.24×
3.6=15.26KN
楼板传来连梁荷载:
3.89×
0.9+2×
1/2)=44.29KN
7,9轴次梁柱集中荷载:
81.81KN
ΣGC=GD=25.94+40.56+0.84+15.26+44.29+81.81=208.7KN
悬臂端
连梁传来楼面荷载:
0.9=23.11KN
1100高栏板自重:
1.1×
0.08×
25+1.1×
6.6=19.46KN
ΣGD=18.08+23.11+19.46=60.65KN
边柱:
楼面活载:
2.0×
2=8.64KN
7,9轴次梁传来的集中荷载计算:
1)次梁B轴传给7,8轴梁荷载计算:
次梁上楼面荷载为均布荷载故,次梁传给7,8轴的集中荷载均为次梁上荷载的一半
故B轴次梁传给7,8轴梁的集中荷载为:
2.0×
[(3.3×
1/2+3.3×
1/2]=4.88KN
2)7轴次梁传给A、D轴连梁集中荷载计算
AB跨楼面荷载(三角形)2.0×
1.8=3.6KN/m
等效均布荷载3.6×
5/8=2.25KN/m
BC跨露面荷载(梯形)2.0×
3.3=6.6KN/m
α=3300/(2×
)=5.31KN/m
B轴次梁传给7轴次梁集中荷载4.88×
2=9.76KN
故一根7梁传给A轴梁集中荷载[2.25×
(6.6-0.9)+9.76×
4.8+5.31×
4.8/2]/6.6=19.87KN
[2.25×
1.8/2+9.76×
1.8+5.31×
(6.6-4.8/2)]/6.6=19.43KN
19.87KN
ΣQA=8.64+19.87=28.51KN
中柱:
1/2)=22.77KN
7,9轴次梁传给柱集中荷载:
19.43KN
ΣQC=22.77+19.43=42.2KN
B节点:
B次梁传给主梁集中荷载4.88×
2=9.76KNΣQB=9.76KN
连梁传来楼面板活荷载3.5×
6.6=20.79KN
ΣQD=20.79KN
边跨(AB跨):
厕所楼板上传来的活荷载:
5/8×
3.6=2.25KN/m
ΣqAB=2.25KN/m
中跨(BC跨)
楼板传来的活荷载2.0×
等效均布荷载6.6×
)=5.31KN/m
ΣqBC=5.31KN/m
悬臂跨(CD跨)为单向板,不承受楼板活载故qCD=0
恒载标准值作用下的结构计算简图
等效恒载标准值作用下的计算简图
活载标准值作用下的计算简图
等效活载标准值作用下的计算简图
2)、风荷载标准值(基本风压W0:
0.45KN/m2)
体型系数μs:
1.3(迎风面取0.8,背风面取-0.5)
风振系数μz:
取1.0(因为H<30M)
集中荷载W:
W=βzμsμzW0A
(顶层计算高度取女儿墙墙高+四层层高/2,以下各层取上层层高/2+下层层高/2)
地面粗糙程度为C类
风荷载标准值的计算,
集中荷载
βz
Z(m)
μs
μz
A
W0
W(KN)
W4
1.0
14.85
1.3
0.74
15.84
0.45
6.86
W3
11.25
23.76
10.29
W2
7.65
W1
4.05
25.25
10.93
风荷载作用下的内力计算
框架在风荷载作用下(从左向右吹)的内力用D值法进行计算。
计算步骤:
1,计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配;
2,确定各柱反弯点高度系数y;
3,求各柱杆端弯矩及梁端弯矩。
风荷载标准值(左风)作用下结构计算简图
梁柱相对线刚度分布图
(1)柱子剪力计算
层数
层剪力
边柱D值
中柱D值
∑D
每根边柱剪力(KN)
每根中柱剪力(KN)
4
0.484
3
17.15
2
27.44
1
38.37
0.306
(2)各柱反弯点高度系数y
n:
为总层数j:
为所在层k:
为梁柱线刚度比
yo:
标准反弯点高度比(由n、j、k查表可得)
α1:
上下梁刚度变化时的刚度比
α2=上层层高/所计算层层高
α3=下层层高/本层层高
由α1、α2、α3可查得y1、y2、y3
边柱
中柱
n=4j=4
k=1.818yo=0.391
α1=1y1=0
y=0.391+0=0.391
n=4j=3
k=1.818yo=0.45
α2=1y2=0
α3=1y3=0
y=yo+y1+y2+y3=0.45
n=4j=2
k=1.818yo=0.491
α3=4.65/3.6=1.291y3=0
y=yo+y1+y2+y3=0.491
n=4j=1
k=2.38yo=0.55
α2=3.6/4.65=0.774y2=0
y=yo+y2=0.55
(3)求各柱杆端弯矩及梁端弯矩
根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算i层第j个柱端弯矩
上端弯矩:
Mtij=Vijh(1-y)
下端弯矩:
Mbij=Vijhy
由柱端弯矩,并根据节点平衡计算梁端弯矩
对于边跨梁端弯矩:
Mbi=Mtij+Mbi+1,j
对于中跨,由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比,因此按线刚度比值进行分配。
风荷载标准值作用下的弯矩图(左风)(单位:
KN.m)
风荷载标准值(左风)作用下的剪力图(单位:
KN)
风荷载标准值(左风)作用下的轴力图(单位:
3)框架结构内力计算
1、恒载作用下的内力计算
各节点的不平衡弯矩
A4节点:
AC梁端固端弯矩:
-1/12×
35.24×
6.392=-119.91KN.m
偏心弯矩:
0.105×
204.83=21.51KN.m
故不平衡弯矩:
-119.91+21.51=-98.4KN.m
C4节点:
CA梁端固端弯矩:
1/12×
6.392=119.91KN.m
CD梁端固端弯矩:
-(102.09×
1.905+1/2×
2.67×
1.9052)=-199.33KN.m
-0.105×
247.19=-25.95KN.m
119.91-25.95-199.33=-105.37KN.m
A节点:
-15.15×
1.6952
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