土木工程畢業(yè)設(shè)計（論文）-方舟綜合辦公大樓工程設(shè)計.doc

鄭州大學現(xiàn)代遠程教育畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目： 方舟綜合辦公大樓工程設(shè)計入 學 年 月_2010年10月 姓 名 趙圣英 學 號 10088227098 專 業(yè) 土木工程 學 習 中 心 石家莊學習中心指 導 教 師 _ 劉 澤_完成時間_2010_年_08月_30_日目 錄 摘要1關(guān)鍵詞1第1章 緒論22章 建筑設(shè)計說明22.1建筑平面設(shè)計22.1.1房間平面設(shè)計32.1.2 樓梯設(shè)計32.2建筑立面設(shè)計32.2.1立面處理32.2.2色彩處理42.3建筑剖面設(shè)計42.4建筑細部設(shè)計4第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明63.1框架承重方案63.2梁柱截面尺寸估算63.3結(jié)構(gòu)計算簡圖63.4結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容6第4章 結(jié)構(gòu)布置7第5章 重力荷載計算85.1恒荷載計算85.2活荷載計算11第6章 橫向框架側(cè)移剛度計算126.1框架線剛度計算126.2柱側(cè)移剛度計算12第7章 橫向風荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計算147.1風荷載作用下標準值計算147.2風荷載作用下水平位移計算147.3風荷載作用下內(nèi)力計算15第8章 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算188.1荷載計算188.1.1恒載計算188.1.2活荷計算198.2彎矩計算198.2.1恒荷作用下彎矩計算198.2.2活荷作用下彎矩計算208.3內(nèi)力計算218.4梁端剪力及柱軸力計算218.4.1恒載作用下柱剪力及軸力計算258.4.2活載作用下柱剪力及軸力計算28第9章 橫向框架內(nèi)力組合289.1框架梁內(nèi)力組合289.2框架柱內(nèi)力組合30第10章 截面設(shè)計3210.1框架梁設(shè)計3210.1.1梁正截面受彎承載力計算3210.2框架柱設(shè)計3510.2.1柱剪跨比和軸壓比驗算3510.2.2柱正截面承載力計算3510.2.3柱斜截面受剪承載力計算37第11章 構(gòu)件設(shè)計3811.1樓梯設(shè)計3811.1.1梯段板設(shè)計3811.1.2平臺板設(shè)計3911.1.3平臺梁設(shè)計3911.2樓面板設(shè)計4011.3屋面板設(shè)計43第11章 基礎(chǔ)設(shè)計4711.1基礎(chǔ)尺寸確定4711.2軟弱下臥層驗算4711.3截面及配筋計算48結(jié) 論51參考文獻52附錄72致 謝7337方舟綜合辦公大樓工程設(shè)計摘要：本工程為方舟綜合辦公大樓，工程概況 一 建筑概況1、工程名稱：方舟綜合辦公大樓。2、建設(shè)地點：鄭州市高新開發(fā)區(qū)文化大道北，場地平面示意圖見附圖。3、建筑規(guī)模：本工程地上五層，建筑面積5600m2，基底面積1100m2；地上五層為辦公室，每層高為3.9m，室內(nèi)外高差0.6m。4、結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)。5、建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，建筑耐火等級為二級，屋面防水等級為二級。6、功能布置：a.底層布置門廳、接待室、值班室、配電間、消防控制室。b.二、三層每層各設(shè)100 m2會議室1間，60 m2間辦公室2間。c.頂層布置200 m2活動室，其余為普通辦公室。d.其它各層房間為普通辦公室。e.各層均布置男女衛(wèi)生間，并設(shè)前室。f.屋面為上人屋面。7、建筑設(shè)備：本辦公樓采用集中空調(diào)，水、電由市政提供。8、建筑裝修及材料：a.外墻面：外墻涂料。b.內(nèi)墻面：內(nèi)墻涂料。衛(wèi)生間及前室內(nèi)墻面選用面磚。c.頂棚：吊頂部分用輕鋼龍骨礦棉吸音板吊頂，其余采用內(nèi)墻涂料。d.樓、地面：地板磚。9、墻體材料：外墻采用250厚加氣混凝土砌塊，內(nèi)墻采用200厚加氣混凝土砌塊，標高-1.450以下墻體為250厚鋼筋混凝土墻。10、門窗：a.建筑外窗抗風壓性能為3級、氣密性能為4級、水密性能3級、保溫性能為3級、隔聲性能為3級。b.門窗制作安裝應(yīng)遵照全國通用建筑標準設(shè)計92SJ704。二 建筑參考資料房屋建筑制圖統(tǒng)一標準GB/T 50001-2001、建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定（2003版）、民用建筑設(shè)計通則GB 50352-2005、辦公建筑設(shè)計防火規(guī)范GB 50016-2006、05系列工程建設(shè)標準設(shè)計圖集（05YJ）、建筑結(jié)構(gòu)制圖標準GB/T 50105-2001等。關(guān)鍵詞： 框架結(jié)構(gòu)；陶粒砌塊；雙跑樓梯；基礎(chǔ)設(shè)計第1章 緒論建筑設(shè)計方面除了對建筑應(yīng)有的功能和美觀設(shè)計外，還在一些細節(jié)上著重突出綠色環(huán)保的人性化設(shè)計，例如坡道無障礙設(shè)計、建筑材料的選用等等。對于建筑的功能要求不同，使其有不同的內(nèi)部空間組合，在空間的利用上達到有效、充分、合理的特點。設(shè)計成果是完成一套建筑施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，總的設(shè)計思路：采用框架鋼結(jié)構(gòu)計算的近似法求解內(nèi)力，即：求豎向荷載作用下的內(nèi)力按無側(cè)移框架用彎距二次分配法，求內(nèi)力按三角形分布用D值法。最后利用型鋼的相關(guān)原理進行構(gòu)件計算及校核。具體的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計進程將在正文中作詳細說明。2章 建筑設(shè)計說明該建筑是哈爾濱市木蘭縣一座兩面臨街的多層辦公樓，從辦公建筑選址角度考慮，非常有利。下面從具體幾個方面進行說明本工程的建筑設(shè)計。2.1建筑平面設(shè)計建筑平面設(shè)計是針對建筑的室內(nèi)使用部分進行的，即有目的地組合內(nèi)部使用空間，使其更能滿足使用者的要求，雖然本設(shè)計是從平面設(shè)計入手，但是著眼于建筑空間的組合，結(jié)合工程的具體特點進行設(shè)計1。本設(shè)計中主體部分設(shè)置了領(lǐng)導辦公室、職員辦公室、檔案室、閱覽室，小會議室以及大會議室等。輔助房間有衛(wèi)生間、活動室、庫房、門衛(wèi)室，消防控制室等。在建筑內(nèi)部，衛(wèi)生間和配電室均布置在北面，考慮到其通風、采光，排氣等要求，房間均靠外墻設(shè)置。衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)置了前室，這樣使廁所較為隱蔽，又利于改善走廊的衛(wèi)生條件。衛(wèi)生間除設(shè)置了大便器和小便池外，還設(shè)置了洗手盆，廁所內(nèi)為滿足防潮濕、防腐蝕、好沖刷等要求，采用1.2m高瓷磚墻面，地面為馬賽克，室內(nèi)標高低于走廊0.02m，防止沖刷廁所時水流入走廊。走廊是聯(lián)系各個房間，樓梯和門廳等各部分的重要通道，以解決層間中水平聯(lián)系和疏散問題，根據(jù)通行人數(shù)和防火要求，按照規(guī)范規(guī)定，本設(shè)計中走廊寬為2.7m，大于走廊的最小凈寬為2.15m?？紤]其采光要求在走廊端部開窗。2.1.1房間平面設(shè)計根據(jù)功能所需，籠音效果等相關(guān)要求，對各房間的面積、形狀與尺寸等進行平面組合設(shè)計。首先確定房間為矩形，除有固定用途的房間面積較大之外，其余房間面積均相同，且布置工整。房間窗尺寸2100mm2700mm，以確保房間具有很好的采光效果。樓梯設(shè)計在門廳附近，體現(xiàn)了導向明確，疏散快捷方便的理念。領(lǐng)導人員的辦公室主要設(shè)置在二層房間，各科室的設(shè)置體現(xiàn)辦公一體化和流水線作業(yè)和集中辦公的要求，所以設(shè)置的比較集中和透明化，每個辦公室的面積約為24m2。小會議室面積約為47m2，主要供領(lǐng)導層人員開會所用。大會議室面積約為70m2，其中設(shè)有電聲、放映、遮光等設(shè)施，并且進行了隔聲、吸聲處理。大會議室設(shè)有前后兩道門，滿足防火疏散要求。辦公室的凈高不小于3.2m。閱覽室面積約為47 m2，檔案柜前留有0.8m的作業(yè)空間，圖紙柜前則留有1.2m的作業(yè)空間。閱覽室應(yīng)光線充足，通風良好，并能避免陽光的直接照射。閱覽室、檔案室，庫房等房間考慮到防潮、防火、防塵，防蛀等措施，地面采用了易清潔且不易起塵的大理石面層。2.1.2 樓梯設(shè)計1.樓梯形式的選擇應(yīng)滿足疏散迅速安全，盡量減少交通面積并有利于房間平面布置，根據(jù)辦公平面的形狀與尺寸，確定樓梯形式為平行雙跑樓梯2。2.確定樓梯開間進深尺寸，根據(jù)上述計算，考慮到建筑模數(shù)要求，將開間尺寸定為3900mm，則梯段寬度為1800mm。根據(jù)平臺寬度大于等于梯段寬度的規(guī)定，平臺寬度亦取2335mm。3.本建筑中設(shè)置了兩部消防樓梯。確定樓梯的踏步尺寸與樓梯段凈寬：辦公樓的樓梯應(yīng)采用平行的踏步，踏步高取150mm，寬取300mm。因首層與標準層層高相同，所以踏步數(shù)與梯段長度也相同。踏步數(shù)：第一跑梯段踏步數(shù)為1800/150=12；第二跑梯段踏步數(shù)是1800/150=12。2.2建筑立面設(shè)計2.2.1立面處理建筑高18.9m，表面為灰色大理石面層。外圍護墻體及所有內(nèi)隔均采用陶?；炷量招钠鰤K，外墻外貼80厚擠塑聚苯板保溫3。在鋼筋混凝土框架承重結(jié)構(gòu)中，因豎向荷載全部由柱承擔，墻體僅起隔斷圍護作用，所以在墻面上開窗的位置與尺寸較為靈活，以這種結(jié)構(gòu)為骨架形成的立面形象，往往給人以明朗、輕快、舒暢的感覺4。本設(shè)計中房間窗窗臺高度為0.9m，窗寬2.7m，高2.1m，以此來滿足采光要求。正門為兩扇門，此外還在建筑兩邊各設(shè)置了兩扇側(cè)門，以此來滿足疏散要求。門上均設(shè)有雨蓬，室內(nèi)外高差為0.3m，臺階為兩步。為滿足造型要求，女兒墻高度設(shè)為0.9m。另外對主要出入口進行了適當?shù)乃囆g(shù)處理，使整個建筑的體形統(tǒng)一而富有變化，并顯得更為生動，活潑。2.2.2色彩處理對辦公建筑外部進行色彩處理，是因為色彩不僅富有表情而且具有造型功能，不同的色彩組合關(guān)系可以構(gòu)成千變?nèi)f化的圖形5。本設(shè)計立面采用灰色大理石面層，窗為藍色，產(chǎn)生明亮效果的同時，還會給人一種雄偉的感覺。2.3建筑剖面設(shè)計剖面設(shè)計的目的主要是確定內(nèi)部空間的使用高度，以確保建筑空間的滿足使用要求，辦公樓是人流密集的公共建筑，考慮到消防設(shè)備及主梁，吊頂?shù)母叨?，確定了底層與標準層層高均為3.6m，經(jīng)初步估算，凈高符合要求。本工程設(shè)計采用的平行雙跑樓梯，樓段踏步bh150mm300mm，滿足辦公建筑樓梯踏步b280mm，h160mm的規(guī)定6。剖面上對窗的尺寸沒有過多的限制，因此窗的高度及窗臺的高度依據(jù)立造型確定。柱網(wǎng)平面布置圖2.4建筑細部設(shè)計1.防潮層：防潮層在-0.06處抹20厚1:2.5水泥沙漿(內(nèi)摻3%JJ91硅質(zhì)密實劑)。2.散水坡：室外散水坡寬800mm，在有彎角處設(shè)縫，直線段每20m設(shè)縫；與外墻交接處設(shè)縫，縫寬20mm，用瀝青麻絲填實，散水坡在素土夯實的基層上做300厚粗砂墊層；60厚混凝土墊層；20厚1:3水泥砂漿壓光，橫坡5%，端部高出室外地面50mm。3.室內(nèi)粉刷部分的陽角和門洞的陽角，應(yīng)用1:2水泥砂漿做護角，高度2.1m，每側(cè)寬度不小于50mm。4.窗口及突出墻面的線腳下面均應(yīng)抹出滴水線。5.屋面本工程屋面防水等級為三級，屋面防水施工時應(yīng)保證基層干燥。做法：150厚水泥蛭石保溫層；40厚配筋C25細石砼保護層；20厚1:3水泥砂漿找平層；SBS(3+3)改性瀝青卷材防水層；1:8水泥陶粒100mm找坡層；100厚現(xiàn)澆混凝土板結(jié)構(gòu)層外加10mm板底抹灰7。6.門窗塑鋼門窗框與墻體連接處構(gòu)造做法為用聚氨脂發(fā)泡塞縫，再用1:2水泥砂漿抹實。窗臺板選用60厚水磨石窗臺板，兩端向側(cè)墻伸入50mm。木門為棕色調(diào)和漆三遍成活。7.消火栓，配電箱安裝時，如穿透墻體其后設(shè)金屬網(wǎng)，抹20厚1:2.5水泥砂漿，然后再做內(nèi)飾，各層電表箱，消火栓箱外框與墻體間均用苯板保溫。8.預埋及外露金屬構(gòu)件均應(yīng)經(jīng)過防銹處理，木構(gòu)件均應(yīng)經(jīng)過防腐處理。9.凡是穿墻及穿樓板的各種管道均應(yīng)以水泥砂漿填實嚴密。10.屋面雨水口等處必須可靠密封，屋面施工完畢之后必須按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定灌水，試驗合格之后方可投入使用。11.在樓梯間內(nèi)側(cè)做30厚擠塑聚苯板保溫層。第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明3.1框架承重方案本設(shè)計采用框架承重體系，根據(jù)樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳遞途徑，框架的承重方案為橫向、縱向，縱橫向框架承重三種方案8。本設(shè)計采用了橫向承重方案。3.2梁柱截面尺寸估算樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm。梁截面高度按跨度的1/121/8估算,由此估算的梁截面尺寸分別為:框架梁尺寸為300mm600mm。柱的截面尺寸按軸壓比限值公式進行估算，確定一層柱截面尺寸為550mm550mm，二層五層柱截面尺寸為450mm450mm。一至五層的混凝土等級為C30。3.3結(jié)構(gòu)計算簡圖計算簡圖用梁柱的軸線表示：梁柱軸線取各自的形心線；對于鋼筋混凝土樓蓋整體澆注的框架梁，可取樓板底面處作為梁軸線。底層的下柱取至基礎(chǔ)頂面。各層截面尺寸不同且形心線不重合時，取頂層柱的形心線作為柱子的軸線9。必須注意，按此計算簡圖算出的內(nèi)力是計算簡圖軸線上的內(nèi)力，由于此軸線不一定是各截面的形心線，故在截面配筋計算時，應(yīng)將計算簡圖軸線上的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為柱截面形心處的內(nèi)力，即計入上、下柱截面形心間的偏心距對截面彎矩的影響。3.4結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容本設(shè)計進行了重力荷載計算，風荷載計算，水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算，豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算，框架梁、柱內(nèi)力組合，截面設(shè)計梁柱配筋計算以及小構(gòu)件的計算，小構(gòu)件的計算其中包括樓梯計算，樓板配筋計算以及基礎(chǔ)設(shè)計。第4章 結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計，屬多層建筑，主體結(jié)構(gòu)共五層，層高均為3.6m。女兒墻高0.9m。考慮到該建筑為北方建筑，冬季比較寒冷，凍土層深兩米左右，故柱埋深取為1.2m，室內(nèi)外高差為0.3m。 填充墻采用390290190的空心陶粒混凝土砌快。外墻厚290，內(nèi)墻厚190。門為木門，門洞尺寸為1.0m2.1m。窗為鋁合金窗，洞口尺寸為2.7m2.1m。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm。梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，寬度取截面高度的1/31/2，各層梁截面尺寸及混凝土強度等級見表3-1。C30混凝土(fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2)。 表4-1 各層梁截面尺寸及混凝土強度等級 單位：(mmmm)層次混凝土等級邊跨梁（bh）中跨梁（bh）25C303006003004001層C30300600300400柱截面尺寸可根據(jù)柱子的軸壓比限值確定10。， (4-1) 式(4-1)中N為軸壓比設(shè)計值，B為考慮地震作用時柱軸力增大系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨柱取1.25，等跨柱取1.2，F(xiàn)為按支剪狀態(tài)計算的柱子的負載面積。gE為折算在單位面積上的重力荷載代表值(1215kN/mm2)。n為驗算截面以上的樓層層數(shù)，Ac為柱子的截面面積，fc為混凝土軸心抗壓設(shè)計值。因柱選用C30混凝土，故fc=14.3N/mm。柱子的軸壓比限值，一、二、三級分別為0.7、0.8、0.9。查得本建筑的抗震等級為四級，保守起見，取柱子的軸壓比限值為0.9，其中hc400mm，bc350mm。由公式(4-1)得第一層柱截面面積為：邊柱： 中柱： 圖4-1 框架計算簡圖如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面298mm和344mm。據(jù)上述計算結(jié)果并綜合考慮其他因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下：1層： 550mm550mm25層： 450mm450mm頂層柱的形心作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底，25層柱高度為層高，即3.6m；底層柱高從基礎(chǔ)地面至一層板底，即5.1m。第5章 重力荷載計算5.1恒荷載計算1.不上人屋面框架梁線荷載標準值保溫層：150厚水泥蛭石保護層：40厚配筋C25細石砼找平層：20厚1:3水泥沙漿防水層：SBS(3+3)改性瀝青卷材找坡層：100厚1:8水泥陶粒結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆混凝土板板底抹灰：10mm屋面恒荷載：邊跨框架梁自重： 梁側(cè)側(cè)粉：小計： 中跨框架梁自重： 梁側(cè)粉刷：小計：因此，作用在梁上(頂層)線荷載為：2.樓面框架梁線荷載標準值大理石面層：25厚水泥沙漿面層：100厚現(xiàn)澆混凝土板：10厚板底抹灰：樓面恒荷載：邊框架梁及梁粉刷：邊跨填充墻自重：墻面粉刷：小計：中跨框架梁及其粉刷：因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為：3.屋面框架節(jié)點集中荷載標準值邊柱連系梁自重：內(nèi)側(cè)粉刷：外貼大理石：900高女兒墻自重：內(nèi)面粉刷水泥：外貼大理石面層：連系梁傳來屋面自重：頂點邊節(jié)點集中荷載：中柱連系梁自重：粉刷：連系梁傳來屋面自重：頂點中節(jié)點集中荷載：4.樓面框架節(jié)點集中荷載標準值邊柱連系梁自重：內(nèi)粉刷外大理石：鋼窗自重：窗下墻體自重：內(nèi)粉刷：外大理石：窗邊墻體自重：內(nèi)粉刷：外大理石： 連系梁傳來樓面自重：中間層邊節(jié)點集中荷載：中柱連系梁自重：粉刷：內(nèi)縱墻自重：粉刷：扣除門洞重加上門重：連系梁傳來樓面自重： 中間層中節(jié)點集中荷載：5.2活荷載計算1.屋面活荷載取活荷與雪荷中的較大值2.樓面活荷標準值取2.0kN/m，走道取2.5kN/m第6章 橫向框架側(cè)移剛度計算6.1框架線剛度計算橫梁線剛度ib計算過程見表6-1，柱線剛度Ic計算過程見表6-2。表6-1 橫梁線剛度ib計算類別層次Ec/N/mm2bh/mm2Io/mm4l/m邊橫梁15層3.01043006005.46000走道梁15層3.01043004002.72700 續(xù)表6-1 橫梁線剛度計算類別層次EcIo/l/N.mm1.5EcIo/l/N.mm2EcIo/l/N.mm邊橫梁15層2.70010104.05010105.4001010走道梁15層1.48110102.22210102.9621010表6-2 柱線剛度計算層次hc/mmEc/N/mm2bh/mm2Ic/mm4EcIc/hc/N.mm1層51003.01045505507.62610104.48610102536003.01044504503.41710102.8481010注：ic柱的線剛度Ic=EcIc/h，Ic為柱的截面慣性矩，h為框架柱的計算高度。6.2柱側(cè)移剛度計算據(jù)梁柱線剛度比的不同，柱可分為中框架中柱和邊柱，邊框架中柱和邊柱以及樓梯間柱等，柱的側(cè)移剛度計算結(jié)果分別見表6-3、6-4和6-5。表6-3 中框架柱側(cè)移剛度D值層次邊柱:(14根)中柱:(14根)cDi1cDi2251.8960.478128422.9360.595156903994481層1.2040.532110081.8650.61212664331408表6-4 邊框架柱側(cè)移剛度D值層次邊柱:(4根) 中柱:(4根)cDi1cDi2251.4220.416109702.2020.52413818991521層0.9030.48399961.3980.5591156986260表6-5 樓梯間框架柱側(cè)移剛度D值層次D-4,D-5,D-7,D-8C-4,C-5,C-7,C-8cDi1cDi2251.4220.416109702.4620.552145561021041層0.9030.48399961.5630.5791198387916 注：柱的側(cè)移剛度D=c12ic/h2將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層間側(cè)移剛度，見下6-6表。表6-6 框架層間側(cè)移剛度層次12345Di505584600704600704600704600704，則該框架為規(guī)則框架。第7章 橫向風荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計算7.1風荷載作用下標準值計算風荷載標準值按式計算。式中的為基本風壓，對于一般的高層建筑，用荷載規(guī)范中所給的乘以1.1后使用，本設(shè)計中不乘以此系數(shù)。為風荷載體型系數(shù)，其中矩形平面建筑風荷載體型系數(shù)1.3。本建筑中， 故取=1.3，風壓高度變化系數(shù)，與地面粗糙程度有關(guān)。風振系數(shù)，荷載規(guī)范規(guī)定對于高度大于30m且高度比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風振系數(shù)來考慮風壓脈動的影響11。本設(shè)計房屋高度小于30m，因此該房屋框架不需考慮風壓脈動的影響。可近似采用振型計算點距室外地面高度Z與房屋H的比值，為脈動系數(shù)，可按式計算；U為脈動影響系數(shù)，為風壓高度變化系數(shù)。黑龍江省哈爾濱市基本風壓W0=0.55kN/m2，地面粗糙程度為B類。取軸為例，求得各樓層標高處的Pw見表7-1，風荷載作用下結(jié)構(gòu)計算見圖7-1 。表7-1 沿房屋高度分布風荷載標準值層次zsZ(m)zW0(kN/m2)A(m2)Pw(kN)51.01.318.31.210.5510.5312.9541.01.314.71.130.5514.0414.1831.01.311.11.030.5514.0413.4521.01.37.51.000.5514.0412.1411.01.33.91.000.5515.219.577.2風荷載作用下水平位移計算風荷載作用下框架側(cè)移剛度按D值法計算，表7-2計算了各桿的D值以及所取一榀框架的D值之和，也給出了每榀框架分到的剪力。圖7-1 風荷載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖表7-2 風荷載作用下各層框架柱D值及剪力值層數(shù)層剪力kN邊柱D值N/mm中柱D值N/mmN/mm每層邊柱剪力kN每層中柱剪力kN512.951284215690570642.9143.561427.131284215690570646.1057.495340.581284215690570649.13211.157252.7212842156905406411.86414.495162.2911008126644734414.48316.662剪力最大值為62.29kN，根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，主要限制層間位移：對于不高于150m的框架結(jié)構(gòu)，滿足要求。7.3風荷載作用下內(nèi)力計算根據(jù)各樓層的剪力及柱的抗側(cè)移剛度，可求得分配各框架柱的剪力，i層j柱分配到的剪力Vij及該柱上下端的彎矩Miju和Mijb分配按下列各式計算： 上端彎矩：Miju=Vij(1-y)h下端彎矩：Mijb=Vijyh由此可得框架柱的固端彎矩，邊柱與中柱的計算結(jié)果見表7-3。由柱端剪力根據(jù)節(jié)點的彎矩平衡條件求得各梁端彎矩及梁端剪力，再由節(jié)點力的平衡條件求得柱的軸力，其結(jié)果見表7-4。由此作用風荷載F的M、V、N見圖7-2，圖7-3。表7-3 各層柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/KNDij/N/mm邊柱Di1Vi1yMi1bMi1u53.612.9557064128422.9141.8960.3954.1446.34743.627.1357064128426.1051.8960.4509.89012.08833.640.5857064128429.1321.8960.49516.27316.60223.652.72570641284211.8641.8960.50021.35521.35515.162.29473441100814.4831.2040.65048.01125.852層次hi/mVi/KNDij/N/mm中柱Di2Vi2yMi2bMi2u53.612.9557064156903.5612.9360.4455.7057.11543.627.1357064156907.4592.9360.49513.29213.56033.640.58570641569011.1572.9360.50020.08320.08323.652.72570641569014.4952.9360.50026.09126.09115.162.29473441266416.6621.8650.60551.41133.566表7-4 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊跨梁軸力NMbl/kNmMbr/kNmL/mVb/kN邊柱N/kN中柱N/kN56.3474.5966.01.8241.8240.984續(xù)表416.23212.4456.04.7806.6043.491326.49221.5606.08.00914.6137.562237.62829.8286.011.24325.85613.356147.20738.5386.014.29140.14720.607層次走道梁軸力NMbl/kNmMbr/kNmL/mVb/kN邊柱N/kN中柱N/kN52.5192.5192.70.8401.8240.98446.8206.8202.72.2736.6043.491311.81511.8152.73.93814.6137.562216.34616.3462.75.44925.85613.356121.11921.1192.77.04040.14720.607圖7.2 風載作用下框架剪力及軸力圖圖7-3 風荷載作用下框架彎矩圖第8章 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算取軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為3.9m，傳給框架的荷載如陰影所示，見圖8-1。圖8-1 橫向框架計算單元8.1荷載計算8.1.1恒載計算荷載作用形式見圖8-2。其中、代表橫梁自重，為均布荷載形式。由于在重力荷載計算部分已經(jīng)計算了所求量，所以在這里計算過程從略。見表8-1。 圖8-2 各層梁上作用的恒載 表8-1 橫向框架橫荷載匯總表層數(shù)kN/mkN/mkN/mkN/mkNkNkNmkNm54.8262.7026.55918.38773.612109.2275.5218.1922410.4662.7014.0019.69357.23465.9614.2934.947110.4662.7014.0019.69357.23465.9617.1548.2458.1.2活荷計算荷載作用形式如圖8-3所示?；詈奢d計算值見表8-2。 圖8-3 各層梁上作用的活載表8-2 橫向框架活荷載匯總表層次kN/mkN/mkNkNkNmkNm51.951.353.8517.2450.2890.543247.86.7515.2136.2251.1412.71717.86.7515.2136.2251.9014.5288.2彎矩計算8.2.1恒荷作用下彎矩計算5層：24層：1層： 8.2.2活荷作用下彎矩計算5層：24層： 1層：8.3內(nèi)力計算梁端柱、梁彎矩采用彎矩二次分配法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載對稱，故計算時可用半框架。彎矩計算過程如圖8-4、8-5，所得彎矩圖如圖8-6、8-7。8.4梁端剪力及柱軸力計算梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到。計算柱底軸力還需要考慮柱的自重。求剪力可按下式計算：AB跨： BC跨： 圖8-4 恒載作用下縱向框架彎矩的二次分配法 圖8-5 活荷作用下框架彎矩二次分配法圖8-6 恒載作用下框架彎矩圖圖8-7 活載作用下框架彎矩圖8.4.1恒載作用下柱剪力及軸力計算5層剪力：5層軸力：4層剪力：4層軸力：3層剪力：3層軸力：2層剪力2層軸力：1層剪力：1層軸力：計算結(jié)果列于表8-3、8-4中。 表8-3 恒載作用下柱軸力計算表 單位：（kN）層次柱軸力A柱B柱N頂N底N頂N底5138.750157.410196.665215.3254273.275291.935352.343371.0033408.047426.707507.774526.4342542.522561.182663.502682.1621677.036716.812819.191858.967 表8-4 恒載作用下梁端剪力計算表 單位：（kN）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC568.26016.056-3.122065.13871.38216.056459.75010.188-1.119058.63160.86910.188359.75010.188-0.872058.87860.62210.188259.75010.188-1.169058.58160.91910.188159.75010.188-1.130058.62060.88010.1888.4.2活載作用下柱剪力及軸力計算計算剪力時活載作用下與恒載作用下梁端彎矩的計算方法相同。只是在計算柱軸力時不必加柱子自重，其余方法完全相同，這里不再贅述，計算結(jié)果列于表8-5中。 表8-5 活載作用下梁端剪力及柱軸力計算表 單位：（kN）層次荷載剪力彎矩剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC53.950.91-0.0903.864.040.917.71212.19415.804.56-0.55015.2416.354.55656.8287.98續(xù)表315.804.56-0.51015.2916.304.556105.98163.73215.804.56-0.52015.2816.314.556155.13239.48115.804.56-0.58015.2116.384.556204.21315.29第9章 橫向框架內(nèi)力組合本設(shè)計中考慮了四種內(nèi)力組合：1.2SGK+1.26(SQK+SWK)1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK1.2SGK+1.4SWK (9-1)9.1框架梁內(nèi)力組合按式(9-1)中的四種組合計算梁內(nèi)力，各層梁內(nèi)力組合見表9-1，表中SGK、SQK兩列中的梁彎矩M為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩(調(diào)幅系數(shù)取0.8)。表9-1 框架梁內(nèi)力組合層次截面內(nèi)力SGKSQK左SWK右SWK一層AM-39.666-11.27347.207-47.207V58.6215.213-14.29114.291B左M-45.008-14.064-38.53838.538V60.8816.37714.291-14.291B右M-9.997-3.48621.119-21.119V10.1884.556-7.047.04跨間MAB56.57216.2194.3354.335跨間MBC-2.0160.35900 三層AM-39.354-11.27626.492-26.492V58.87815.289-8.0098.009B左M-44.726-13.703-21.5621.56V60.62216.3018.009-8.009B右M-10.536-3.73411.815-11.815V10.1884.556-3.9383.938跨間MAB56.90916.3982.3662.366跨間MBC-2.5550.11100續(xù)表層次截面內(nèi)力SGKSQK左SWK右SWK 五層AM-33.746-2.956.347-6.347V65.1383.861-1.8241.824B左M-48.733-3.373-4.5964.596V71.3824.0371.824-1.824B右M-19.299-0.9262.519-2.519V16.0560.911-0.840.84跨間MAB78.8884.0610.8760.876跨間MBC-6.366-0.15700續(xù)表9-1 框架梁內(nèi)力組合層次截面內(nèi)力1.2SGK+1.26(SQK+SWK)1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK1.2SGK+1.4SWK一層AM-2.322-121.284-64.822-63.38118.491-113.689V71.506107.51994.3591.64250.33790.351B左M-120.288-23.172-74.825-73.699-107.963-0.056V111.69875.68498.56595.98493.06353.049B右M10.221-42.999-16.982-16.87717.570-41.563V9.09626.83718.30918.6042.36922.082跨間MAB93.78493.78492.59190.59373.95573.955跨間MBC-1.967-1.967-2.363-1.917-2.419-2.419三層AM-28.053-94.813-64.404-63.011-10.136-84.314V79.826100.00994.77492.05859.44181.866B左M-98.103-43.771-74.083-72.855-83.855-23.487V103.37783.19498.14195.56883.95961.534B右M-2.461-32.235-17.958-17.8713.898-29.184V13.00422.92818.30918.6046.71217.739跨間MAB91.93391.93393.22591.24871.60371.603跨間MBC-2.926-2.926-3.338-2.911-3.066-3.066續(xù)表 層次截面內(nèi)力1.2SGK+1.26(SQK+SWK)1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK1.2SGK+1.4SWK五層AM-36.215-52.209-48.507-44.625-31.609-49.381V80.73285.32991.79783.57175.61280.719B左M-68.521-56.939-69.163-63.202-64.914-52.045V93.04388.447100.40391.31088.21283.105B右M-21.152-27.499-26.979-24.455-19.632-26.685V19.35721.47322.58720.54318.09120.443跨間MAB100.886100.886110.560100.35195.89295.892跨間MBC-7.837-8.751-8.751-7.859-7.639-7.6399.2框架柱內(nèi)力組合取每層柱頂和柱底兩個截面，每個截面上有M、N、V。由于柱是偏心受力構(gòu)件且一般采用對稱配筋，故應(yīng)從上述組合中求出下列最不利內(nèi)力：及相應(yīng)的N；Nmax及相應(yīng)的M；Nmin及相應(yīng)的M。組合結(jié)果見表9-2、9-3、9-4，9-5。表9-2 框架A柱彎矩和軸力組合層次截面內(nèi)力SGKSQK左SWK右SWK1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK5柱頂M36.1623.398-6.3476.34752.21748.152N138.757.712-1.8241.824195.025177.297柱底M-26.114-5.32