某医疗综合楼毕业设计

某医疗综合楼毕业设计内容摘要：

10 柱的侧移刚度按式 D=α c212hi计算，式中系数α c为柱侧移刚度修正系数，根据梁柱线刚度比 K 的不同，由相关表可查得。 表 6 中框架柱侧移刚度 D 值 层次 K α c Di ∑ Di 1 11291 112910 26 9417 94170 表 7 边框架柱侧移刚度 D 值 1461 层次 K α c Di ∑ Di 1 9673 38692 26 5000 20200 把上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层间侧移刚度∑ Di见表 8： 表 8 横向框架侧移刚度 （ N/mm） 层次 1 2 3 4 5 6 ∑ Di 151602 114170 114170 114170 114170 114170 由上表∑ D1/∑ D2=151602/114170= 故该框架为规则框架 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 1 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 1 横向自振周期计算 按式 T1= T T 计算基本周期 T1，其中μ T的量纲为 m 取 T = 则 T1=179。 179。 = 表 9 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi/KN VGi/ KN Σ Di(N/mm) Δμ i(mm) μ i/mm 6 114170 5 114170 4 114170 3 114170 2 114170 1 151602 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本工程中结构不超过 40m 质量和刚度沿度分布比较均匀，变形以剪切型为1561 主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式 FEK=α 1Gep 计算 ,即 Gep= D1 =179。 (+179。 4+) =179。 = α 1=（1TTg ） max=（ ） 179。 = FEK=α 1Gep=179。 = 因 =179。 =T1=，所以应考虑顶部附加水平地震作用。 附加地震作用系数 δn 按表 10 计算 表 10 顶部附加地震作用系数 δn Tg/s T1 Tg T1≤ ≤ T1 + ~ T1 + T1 – 注： T1为结构基 本自振周期 δn = 179。 += ∆F6=179。 = KN 各质点的水平地震作用按下式计算 Fi=1iiSiijGHGHFEk (1δn) ∆Fn=δn FEk 将上述 δn 和 FEk 代入可得 Fi=1iiSiijGHGHFEk (1δn) =179。 1iiSiijGHGH 各楼层地震简力按下式计算 Vi=∑ Fk 具体计算结果见表 11 表 11 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 hi /m Gi /kN GiHi / 1iiSiijGHGH Fi /kN Vi /kN 1661 6 23 5 4 3 2 1 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图 2 （ ）层间剪力分布( )水 平地震作用分布图2 横 向水平地震作用及楼层地震剪力 3 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移Δμ i和顶点位移μ i分别按式 （Δμ ） i=Vi/sj Dij1和μ nk1(Δμ )k 计算 计算过程见表 12，表中还计算了各层的层间弹性位移角 e =Δμ i/hi 表 12 横向水平地震作用下的位移验算 层次 Vi /kN ∑ Di /(N/mm) △μ i /mm μ i /mm hi /mm θ e=iih 6 114170 3600 1/2927 1761 5 114170 3600 1/1622 4 114170 3600 1/1184 3 114170 3600 1/981 2 114170 3600 1/876 1 151602 5000 1/1511 由表 11 可见，最大层间弹性位移角发生在第 2 层，其值为 1/876＜ 1/550满足式Δμ e≤ [θ e]h的要求，其中 [Δμ /h]=1/550 由表查得。 4 水平地震作用下框架内力计算 以图中⑥ 轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略 框架柱端剪刀及等矩分别按式 Vij= iSj＝ ijij VDD1, bijM yhVij 计算，其中∑ Dij取自表 8，层间剪刀取自表 11，各柱反弯点高度比 y按式 y=yn+y1+y2+y3确度，其中 yn由表查得，本工程底层柱需考虑修正值 y2，第二层柱需考虑修正值 y1和 y3，其余柱均无修正，具体计算过程及过程见表 13 表 13 各层柱端弯矩 及剪力计算 层次 hi /m Vi /KN ∑ Dij N/mm Di1 Vi1 k Y 1biM 1iM 6 114170 9417 5 114170 9417 4 114170 9417 3 114170 9417 2 114170 9417 1 151602 11291 注：表中 M 量纲为 ， V 量纲为 kN。 梁端弯矩剪力及柱轴力发别按下式计算： )( 1 ijbilblblblb MMii iM   ) ,( 1 ijbirblbrbrb MMiiiM   j Vb=(Mb1+ Mb2)/l Ni=knikrblb VV  )( 其中梁线刚度取自表 4，具体计算过程见表 14 1861 表 14 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层次 横梁 柱轴力 N Mbl Mbr l Vb 6 5 4 3 2 1 注： 1）柱轴力中的负号表示拉力。 当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两柱为压力。 2）表中 M 量纲为 ， V量纲为 kN， N量纲为 kN, l 量纲为 m。 水平地震作用下框架的弯矩图，梁端剪力图，柱轴力图见图 3： ( )框 架弯矩图( )图3 左地震作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图( )梁 端剪力及柱轴力图( ) 2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 1 风荷载标准值 标准值按式ω k=β zμ sμ zω 0计算 风压标准值计算公式为： Pw= W178。 A 1961 因结构高度 H=2330m，可取 风振系数可取 βz= 对于矩形平面 μs= 建筑处于 C类场地 Z从地面（室外）算起 查规范 取 n=50 年时 宜昌市基本风压取ω 0= KN/m2 风压标准值计算公式为： Pw= W178。 A 将风载换算成作用于框架各层节点上的集中荷载 表 15 将 风荷载转换成作用于框架各层节点上的集中荷载 层次 β z μ s Z μ z w0 wk P(kN) 6 23 5 4 3 2 1 2 风荷载内力计算： 采用 D 值法计算， y1＝ y2＝ y3＝ 0 即 y＝ y0，由图可知，可将风荷载看为均布荷载， 故 y0 可由表查的。 计算简图见图 4： 一般柱： 边柱：ciiiK 2 42 中柱： ci iiiiK 2 4321  KK2 底层柱：边柱：ciiK 2 中柱： ci iiK 21 KK  K为梁柱刚度比， 为 梁柱刚度比对柱刚度的影响 表 16 求柱 FH 的剪力值 层次 K α c D ∑ D V(kN) 6 9417 18834 5 9417 18834 4 9417 18834 3 9417 18834 2 9417 18834 1 11291 22582 2061 图 4 风 荷 载 内 力 计 算 简 图左风载 右风载 求柱 FH 反弯点高度 yh 根据总层数 m，该柱所在层 n，梁柱线刚度比 K ，查表得标准反弯点系数y0 ；根据上下横梁线刚度比值 i 查得修正值 y1；根据上下层高度变化查得修正值y y3；各层反弯点高度 yh=（ y0 +y1+ y2+y3）179。 h 表 17 求柱 FH 反弯点高度 yh 层次 K y0 α 1 y1 α 2 y2 α 2 y3 y 6 1 0 1 0 5 1 0 1 0 1 0 4 1 0 1 0 1 0 3 1 0 1 0 1 0 2 1 0 1 0 1 由下面公式求出柱上下两端弯 矩 上柱： M 上 =V﹒ (1y) ﹒ h 下柱： M 下 =V﹒ y﹒ h 再由节点平衡条件和梁的线刚度比求出各梁端弯矩，计算结果见图 5 2161 图5 框架弯矩图（单位： ） 5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 1 横向框架内力计算 1 计算单元 取⑥轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为 ，如图 6 所示，直接传给该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载，则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架作用于各节点上，由于纵向框架梁的中心线与 柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。 2 荷载计算 1）桓载计算 在图 7中， q1代表横梁自重，为均布荷载形式。 2261 q2为房间传给横梁的梯形荷载，由图 6所示几何关系可得 对于第 6层 q1= KN/m q2=179。 =P0 为走道墙传给楼板的恒载， P P2 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重，楼板和女儿墙等的重力荷载，计算如下： P1=[（ 179。 +21（ 3+） 179。 ）179。 +179。 +179。 179。 ] = P2= P1= 集中力矩 M1= M2=P1e1=179。 2 = 图6 横 向框架计算单元PM MP P图7 各层 梁上作用的恒载 对 15 层 q1包括梁自重和其上横墙自重为均布荷载，其它荷载计算方法同2361 与第六层相同，计算结果为： q1=+179。 ()=q2=179。 =P0=179。 (179。 +179。 )+179。 P1=179。 +(179。 +179。 ) 179。 = KN P2=179。 +(179。 +179。 ) 179。 +179。 179。 = KN M1=P1e1 P0179。 =179。 2 179。 = M2=P2e2=179。 2 = 2）活荷载计算 活荷载作用下各层框架上的荷载分布如图 8 PPMMP图8 各层梁上作用的活载 对于第 6层 q2=179。 2=P1=(179。 +179。 )179。 2= P2= P1= M1=P1e1=179。 2  = M2= P2e2=179。 2  = 同理，在屋面雪荷载作用下 q2=P1= P2= KN M1=M2= 对 15 层 q2=P1= P2= KN M1=M2= 将以上计算结果汇总，见表 18 和表 19 表 18 横向框架恒载汇总表 层次 q1 q2 P0 P1 P2 M1 M2 6 0 15 2461 表 19 横向框架活载汇总表 层次 q2 P1 P2 M1 M2 6 （ ） （ ） （ ） （ ） ） 15 注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。 3 内力计算： 梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。 结构和荷载均对称，弯矩计算过程如图 11 所示，所得 弯矩图如图 12 所示。 梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，柱轴力可由梁剪力和节点集中力叠加得到，计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表 20 和表 21 所列。 弯矩二次分配法 因框架结构和作用荷载对称，仅取半跨进行分析，这时中跨梁的相对线刚度应乘以修正系数 1/2。 计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩，并将各节点不平衡弯矩进行第一次分配。 将所有杆端的分配弯矩向远端传递，传递系数。