土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-碧波花園6#框架結(jié)構(gòu)住宅樓設(shè)計(jì).doc

遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第33頁(yè)碧波花園6#框架結(jié)構(gòu)住宅樓20XX年XX月XX日摘要本住宅樓位于鞍山市沿街地段，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約3500m2左右，主體結(jié)構(gòu)共6層，層高2.8m，建筑功能完善，可滿足用戶要求。在建筑設(shè)計(jì)階段，按照“適用、安全、美觀”的原則設(shè)計(jì)建筑方案，畢業(yè)設(shè)計(jì)中建筑造型力求簡(jiǎn)潔、結(jié)合功能要求利用重復(fù)的韻律，體現(xiàn)建筑特色，整個(gè)建筑體形細(xì)節(jié)的處理風(fēng)格也盡量統(tǒng)一、協(xié)調(diào)。依照建筑學(xué)基本理論和建筑構(gòu)造的要求，確定出建筑方案，并依照建筑制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制了建筑施工圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，首先，根據(jù)建筑要求和結(jié)構(gòu)要求確定出結(jié)構(gòu)方案；然后，選取其中一榀框架進(jìn)行手算，將二者做一個(gè)對(duì)比。在該設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了CAD、天正軟件等相關(guān)方面的內(nèi)容；最后，依據(jù)結(jié)構(gòu)制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制了結(jié)構(gòu)施工圖。關(guān)鍵詞：混凝土框架結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄1 緒論12 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明22.1 工程概況22.2 工程規(guī)模22.3 構(gòu)造設(shè)計(jì)22.4 建筑功能設(shè)計(jì)22.5 規(guī)范要求32.6 設(shè)計(jì)參數(shù)32.7 設(shè)計(jì)依據(jù)33 工程概況44 重力荷載計(jì)算44.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值44.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值54.3梁、柱、墻、窗、門(mén)重力荷載計(jì)算55 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算76 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算86.1橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算86.1.1橫向自振周期計(jì)算86.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算96.1.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算106.1.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算106.2橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算136.2.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值136.2.2風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算146.2.3風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算157豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算177. 1計(jì)算單元177.2荷載計(jì)算187.3內(nèi)力計(jì)算208橫向框架內(nèi)力組合258.1結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)258.2框架梁內(nèi)力組合259截面設(shè)計(jì)359.1框架梁359.1.1梁的正截面承載力計(jì)算359.1.2梁斜截面受剪承載力369.2框架柱379.2.1剪跨比和軸壓比驗(yàn)算379.2.2柱正截面承載力計(jì)算379.2.3 柱斜截面受剪承載力計(jì)算3810 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3910.1 地基承載力驗(yàn)算4010.2 基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算4010.3 配筋計(jì)算4011 雙向板樓板設(shè)計(jì)4111.1 荷載計(jì)算4111.2 荷載跨度4111.3 彎矩計(jì)算4112 樓梯設(shè)計(jì)4312.1 梯段板計(jì)算4312.2 平臺(tái)板計(jì)算4312.3 平臺(tái)梁計(jì)算4412.4 梯段板計(jì)算4512.5 平臺(tái)板計(jì)算4612.6 平臺(tái)梁計(jì)算4613 雨篷的設(shè)計(jì)4713.1 雨篷的抗傾覆驗(yàn)算4713.1.1 傾覆力矩4713.1.2 抗傾覆力矩4713.2 雨篷板的計(jì)算47結(jié)論48致謝48參考文獻(xiàn)491 緒論鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國(guó)多、高層建筑中經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)形式，是以由梁、柱組成的框架作為豎向承重和抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系。這種體系在建筑上能夠提供較大的空間，平面布置靈活，計(jì)算理論較為成熟，因而適合于多層工業(yè)廠房以及民用建筑中的多、高層辦公樓、旅館、醫(yī)院、學(xué)校、商店和住宅建筑。工程設(shè)計(jì)中。多數(shù)民用住宅按其抗震設(shè)防分類屬于丙類建筑，其抗震等級(jí)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋的高度，按抗震規(guī)范表6.1.2確定。對(duì)于乙，丙類建筑，其地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。抗震規(guī)范6.1.8指出框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻設(shè)置，宜符合下列要求：抗震墻宜貫通房屋全高，且橫向與縱向的抗震墻宜相連。抗震墻宜設(shè)置在墻面不需要開(kāi)大洞口的位置。房屋較長(zhǎng)時(shí)剛度較大的縱向抗震墻不宜設(shè)置在房屋的端開(kāi)間?？拐饓Χ纯谝松舷聦?duì)齊；洞邊距端柱不宜小于 300mm。一、二級(jí)抗震墻的洞口連梁，跨高比不宜大于 5，且梁截面高度不宜小于 400mm。設(shè)計(jì)戶內(nèi)過(guò)道及前室，住宅設(shè)計(jì)規(guī)范GB50096提到：簡(jiǎn)捷便利，合理利用空間。過(guò)道或前室應(yīng)考慮不同地點(diǎn)防風(fēng)防寒隔熱遮陽(yáng)既有利戶內(nèi)通風(fēng)等作用。戶內(nèi)通道最小凈寬，在入口處1.2m，通向臥室,起居室的過(guò)道不應(yīng)小于1.0m，通向普通房間的過(guò)道不應(yīng)小于0.9m。居住前室的凈空尺寸不應(yīng)小于1.8 m1.8m。陽(yáng)臺(tái)的深度：凈寬：一般要求不小于1.1m。地面低于室內(nèi)樓面0.30.6m。6103 窗的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定： 臨空的窗臺(tái)低于080m時(shí)，應(yīng)采取防護(hù)措施，防護(hù)高度由樓地面起計(jì)算不應(yīng)低于0.80m；住宅窗臺(tái)低于090m時(shí)，應(yīng)采取防護(hù)措施；低窗臺(tái)、凸窗等下部有能上人站立的寬窗臺(tái)面時(shí)，貼窗護(hù)欄或固定窗的防護(hù)高度應(yīng)從窗臺(tái)面起計(jì)算條文說(shuō)明：第4款臨空的窗臺(tái)低于0.80m(住宅為0.90m)時(shí)(窗臺(tái)外無(wú)陽(yáng)臺(tái)、平臺(tái)、走廊等)，應(yīng)采取防護(hù)措施，并確保從樓地面起計(jì)算的0.80m(住宅為0.90m)防護(hù)高度。低窗臺(tái)、凸窗等下部有能上人站立的窗臺(tái)面時(shí)，貼窗護(hù)欄或固定窗的防護(hù)高度應(yīng)從窗臺(tái)面起計(jì)算，這是為了保障安全，防止過(guò)低的寬窗臺(tái)面使人容易爬上去而從窗戶墜地。民用建筑設(shè)計(jì)通則GB 503522005 ：663 陽(yáng)臺(tái)、外廊、室內(nèi)回廊、內(nèi)天井、上人屋面及室外樓梯等臨空處應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 欄桿應(yīng)以堅(jiān)固、耐久的材料制作，并能承受荷載規(guī)范規(guī)定的水平荷載； 臨空高度在24m以下時(shí)，欄桿高度不應(yīng)低于1.05m，臨空高度在24m及24m以上(包括中高層住宅)時(shí)，欄桿高度不應(yīng)低于1.10m；按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算包括初步估算截面尺寸、各種荷載導(dǎo)算、框架內(nèi)力計(jì)算、荷載組合、截面設(shè)計(jì)、配筋計(jì)算、樓梯設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。框架內(nèi)力計(jì)算包括水平地震作用下的內(nèi)力計(jì)算，豎向恒荷載、活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算。計(jì)算水平地震作用時(shí)，采用頂點(diǎn)位移法確定自振周期，采用底部剪力法計(jì)算樓層地震剪力，采用“D值法”計(jì)算水平地震作用下的框架內(nèi)力。豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算采用彎矩二次分配法。框架內(nèi)力計(jì)算完成后，進(jìn)行了荷載組合，選取最不利的荷載組合進(jìn)行截面設(shè)計(jì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是抗側(cè)剛度較小，在水平荷載作用下位移較大，抗震性能較差，因此應(yīng)考慮抗震設(shè)計(jì)及其構(gòu)造措施。2 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1 工程概況設(shè)計(jì)題目：碧波花園6#框架結(jié)構(gòu)住宅樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)住宅類型：隨著社會(huì)的發(fā)展，生活壓力的越加嚴(yán)重。人們對(duì)生活的水平也有了一定的要求。大戶型是現(xiàn)代的流行款式，在家里有自由的活動(dòng)空間，舒適的休息環(huán)境，以及工作學(xué)習(xí)的安靜地點(diǎn)。2.2 工程規(guī)模1. 結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)為6層，層高2.8米，現(xiàn)澆樓板，為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；2. 每層4戶，共24戶，標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積647.8，總建筑面積3886.8；3. 兩種戶型，包括陽(yáng)臺(tái)的建筑面積分別為，148.05（兩室兩廳）162.86（四室兩廳一?。?。2.3 構(gòu)造設(shè)計(jì)1.屋頂排水防水層（剛性）30厚C20細(xì)石混凝土防水，防水層（柔性）三氈四油鋪小石子，20厚水泥砂漿找平，150厚水泥蛭石保溫層,100厚鋼筋混凝土板,20厚石灰砂漿。 2.女兒墻構(gòu)造柱女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱間距不宜大于4m，構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起。女兒墻墻高1100mm，100mm的混凝土壓頂。3.墻體 外墻厚370mm，內(nèi)墻厚240mm，隔戶墻厚200mm。4.散水1. 散水的寬度，應(yīng)根據(jù)土壤性質(zhì)、氣候條件、建筑物的高度和屋面排水型式確定,宜為6001000mm；當(dāng)采用無(wú)組織排水時(shí)，散水的寬度可按檐口線放出200300mm。2. 散水的坡度可為3%5%。當(dāng)散水采用混凝土?xí)r，宜按2030m間距設(shè)置伸縫。散水與外墻之間宜設(shè)縫，縫寬可為2030mm，縫內(nèi)應(yīng)填瀝青類材料。本工程據(jù)此采用寬900mm，坡度5%，散水與外墻之間縫寬20mm，外沿高30mm。2.4 建筑功能設(shè)計(jì)現(xiàn)時(shí)流行的居室八大功能即包括起居、就餐、廚衛(wèi)、就寢、工作、學(xué)習(xí)以及陽(yáng)臺(tái)。1. 客廳( 起居室)客廳( 起居室) 的內(nèi)部一般設(shè)置沙發(fā)、茶幾和電視機(jī)座等，因此，從建筑布局上來(lái)說(shuō)，大約為45 米左右?？蛷d的開(kāi)間大小尺寸最小可取3.9米和4.2米，且其使用面積應(yīng)不小于122. 餐廳餐廳作為用戶就餐的空間，它的平面設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)依據(jù)就餐的人數(shù)和餐桌椅的大小尺寸確定。隨著目前家庭生活的變遷，餐廳的規(guī)模不需要很大， 也可以餐廳與起居室合用， 室內(nèi)餐桌的布置可分為中間擺放和靠邊布置等方式。分開(kāi)設(shè)置時(shí)，要考慮到人通行及其餐桌的擺放等因素。參考目前市場(chǎng)上一些家具的尺寸，餐桌寬度一般為0.71m，長(zhǎng)度一般為0.82m，由此可大致推算出餐廳的最小開(kāi)間應(yīng)為1.61.8m，進(jìn)深在1.82.2m以上。3. 臥室臥室是住宅建筑中最為重要的組成單元，臥室本身需要營(yíng)造的是一種安靜的、舒適的、免受打擾的私密環(huán)境， 人們能在個(gè)人的環(huán)境中享受獨(dú)處樂(lè)趣，進(jìn)行個(gè)人的生活活動(dòng)，因此臥室在布局上應(yīng)考慮與起居室相對(duì)獨(dú)立，并遠(yuǎn)離公共交通部分，具有良好朝向。一般而言，雙人臥室不應(yīng)小于10；單人臥室不應(yīng)小于6，兩臥室之間的面積可相互調(diào)整，形成主臥與次臥的區(qū)別，主臥相對(duì)大一點(diǎn)，設(shè)置床鋪和衣柜以外。4. 廚房廚房部分作為住宅功能的核心部分，應(yīng)有直接采光、自然通風(fēng)，并宜布置在套內(nèi)靠近入口處。廚房?jī)?nèi)部包括很多設(shè)備和管道。廚房包括的功能和設(shè)備雖然很多，但面積不宜過(guò)大。在面積受到限制時(shí)，也可將廚房部分功能擱置在陽(yáng)臺(tái)上，建造時(shí)預(yù)留管井和通風(fēng)井道。廚房的布置基本上可以分為單面布置、雙面布置和L 型布置等幾種。單面布置的時(shí)候，廚房面積控制在47；雙面布置時(shí)，廚房面積可控制在57左右；當(dāng)采用L 型布置時(shí)，則可控制在56左右，基本能夠滿足要求。5. 衛(wèi)生間盥洗室一般來(lái)說(shuō)，衛(wèi)生間的開(kāi)間在1.41.8m，進(jìn)深在2.12.4m 之間比較合適。每套住宅至少應(yīng)配置三件衛(wèi)生潔具。在進(jìn)行戶型設(shè)計(jì)的時(shí)候，衛(wèi)生間應(yīng)該盡量靠近出入口，且不應(yīng)正對(duì)客廳開(kāi)門(mén)，也不宜正對(duì)餐廳開(kāi)門(mén)。7. 陽(yáng)臺(tái)及平臺(tái)陽(yáng)臺(tái)是建筑物室內(nèi)的延伸，人們?cè)陉?yáng)臺(tái)上可以曬太陽(yáng)、觀賞風(fēng)景、呼吸新鮮空氣。利用陽(yáng)臺(tái)設(shè)置一些綠化植物，形成家庭內(nèi)部的小花園，改善住宅空間內(nèi)部的小氣候。2.5 規(guī)范要求1. 雙人臥室不小于10平方米；大人臥室不小于6平方米；兼起居室的臥室不小于12平方米；起居室使用面積不小于12平方米；層高宜為2.8米；套內(nèi)入口凈寬不小于1.2米。2. 樓梯梯段凈寬不應(yīng)小于1.10m。六層及六層以下住宅，一邊設(shè)有欄桿的梯段凈寬不應(yīng)小于1m（注：樓梯梯段凈寬系指墻面至扶手中心之間的水平距離）。樓梯踏步寬度不應(yīng)小于0.26m，踏步高度不應(yīng)大于0.175m。扶手高度不宜小于0.90m。樓梯水平段欄桿長(zhǎng)度大于0.50m時(shí)，其扶手高度不應(yīng)小于1.05m。樓梯欄桿垂直桿件間凈空不應(yīng)大于0.11m。樓梯平臺(tái)凈寬不應(yīng)小于樓梯梯段凈寬，并不得小于1.20m。樓梯平臺(tái)的結(jié)構(gòu)下緣至人行過(guò)道的垂直高度不應(yīng)低于2m。入口處地坪與室外地面應(yīng)有高差，并不應(yīng)小于0.10m。2.6 設(shè)計(jì)參數(shù)抗震設(shè)計(jì)烈度為：7度；結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)：二級(jí)；使用環(huán)境類別：一類；場(chǎng)地類別類；鞍山市凍土深度1100mm；設(shè)計(jì)使用年限：50年。2.7 設(shè)計(jì)依據(jù)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范住宅建筑規(guī)范 民用建筑設(shè)計(jì)通則房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 住宅建筑構(gòu)造 03J93013 工程概況地質(zhì)資料：01.1m人工填土，17.6；1.15.0m亞粘土18.8,20；fak=210,0.75，0.75。地下水位位于3.4m處，場(chǎng)地屬于類場(chǎng)地，地勢(shì)平坦。建筑場(chǎng)地平整，主要建筑材料供應(yīng)充足，水電可以就近接通。根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計(jì)，其標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面、結(jié)構(gòu)平面和剖面示意圖分別見(jiàn)圖紙。主體結(jié)構(gòu)共6層，層高為2.8m。填充墻采用陶?？招钠鰤K砌筑：外墻370mm；內(nèi)墻240mm。窗戶均采用鋁合金窗，門(mén)采用鋼門(mén)和木門(mén)。樓蓋及屋面均采用現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，樓板厚度取120mm，梁截面高度按跨度的估算，砼強(qiáng)度采用。層次混凝土強(qiáng)度 縱梁（） 橫梁（）45其他AB,CD跨BD跨261屋面采用彩鋼板屋面。表3.1 梁截面尺寸（mm）框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖3.1所示。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底，層柱高度即為層高，取2.8m；底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，取3.5m。圖3.1 框架結(jié)果計(jì)算簡(jiǎn)圖4 重力荷載計(jì)算4.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面（上人）： 防水層（剛性）30厚C20細(xì)石混凝土防水 1.0 防水層（柔性）三氈四油鋪小石子 0.420厚水泥砂漿找平層 150厚水泥蛭石保溫層 100厚鋼筋混凝土板 20厚石灰砂漿 合計(jì) 5.3915層樓面： 瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 120厚鋼筋混凝土板 V型輕鋼龍骨吊頂或20厚水泥砂漿 0.34 合計(jì) 3.394.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 上人屋面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4.3梁、柱、墻、窗、門(mén)重力荷載計(jì)算 梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長(zhǎng)度上的重力荷載；對(duì)墻、門(mén)、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載了。 表4.1 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件b（m）h（m）n1層橫梁0.250.5251.053.2815.914271.021267.28橫梁0.250.5251.053.2815.714261.82橫梁0.250.4251.052.6251.51455.12縱梁0.250.5251.053.2813.916204.74縱梁0.250.5251.053.2813.516183.74縱梁0.250.5251.053.2814.516236.24縱梁0.250.4251.0532.6252.6854.6柱0.450.45251.055.3163.5261041.941041.942層橫梁0.250.5251.053.2815.914271.021267.28橫梁0.250.5251.053.2815.714261.82橫梁0.250.4251.052.6251.51455.12縱梁0.250.5251.053.2813.916204.74縱梁0.250.5251.053.2813.516183.74縱梁0.250.5251.053.2814.516236.24縱梁0.250.4251.052.6252.6854.6柱0.450.45251.055.3162.826833.54833.54 注1：表中為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)；表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件數(shù)量 2：梁長(zhǎng)度取凈長(zhǎng)；柱高取層高。外墻為370厚陶?？招钠鰤K（5），外墻面貼瓷磚（0.5），內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：；內(nèi)墻為200厚陶?？招钠鰤K，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為：1。木門(mén)單位面積重力荷載為； 鋁合金窗單位面積重力荷載??；鋼鐵門(mén)單位面積重力荷載為。表4.2 樓板重版面積（）16層樓面445.3063.391509.591723.67樓梯46.544.6214.08層面491.84865.392188.712188.71墻重標(biāo)準(zhǔn)層：外墻長(zhǎng) （12.1+45.8）2=115.8m外墻面積 ： 內(nèi)墻長(zhǎng)內(nèi)墻面積墻重 窗重 門(mén)重 底層：外墻面積 內(nèi)墻面積 墻重 窗重 門(mén)重 女兒墻自重（墻高1100mm。100mm的混凝土壓頂）：女兒墻總長(zhǎng) 總重 各層重力荷載代表值 集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值，為計(jì)算單元范圍內(nèi)的各樓層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻柱等重量。計(jì)算時(shí)，各可變荷載的組合按規(guī)定采用，屋面上的可變荷載均取雪荷載，具體過(guò)程略，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。 圖4.1 重力荷載代表值 5 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算柱的側(cè)移剛度D值按下式計(jì)算：。根據(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，計(jì)算結(jié)果。表5.1 橫向26層D值得計(jì)算構(gòu)件名稱A軸柱0.690.25714555B軸柱2.030.50328486C軸柱20.528316D軸柱0.670.2514158表5.2 橫向底層的D值計(jì)算構(gòu)件名稱A軸柱0.8830.48013636B軸柱2.5930.67319119C軸柱2.5620.67119062D軸柱0.8520.47413465表5.3橫向26層D值得計(jì)算構(gòu)件名稱A軸柱0.520.2111893B軸柱1.520.4324352C軸柱1.510.4324352D軸柱0.50.211327表5.4 橫向底層的D值計(jì)算構(gòu)件名稱A軸柱0.660.4412500B軸柱1.940.6217613C軸柱1.920.6217613D軸柱0.630.4312216將上述不同情況下同層框架側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度， ，故該框架為橫向規(guī)則框架。表5.5 橫向框架層間側(cè)移剛度D值層 次123456837986108451310845131084513108451310845136 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算6.1橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算6.1.1橫向自振周期計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移計(jì)算見(jiàn)表6.1。表6.1 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移計(jì)算層 次67295.857295.85 1084513 6.727 168.65158303.7515599.6108451314.384161.92448303.7523903.35 108451322.041147.5438303.7532207.1 108451329.697125.49928303.7540510.85108451337.45095.80218303.7548898.1283798658.35258.352結(jié)構(gòu)基本自震周期，其中T的量綱為m，取，則 6.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算 本方案結(jié)構(gòu)高度小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。因?yàn)槭嵌噘|(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，所以 設(shè)防烈度按7度考慮，場(chǎng)地特征周期分區(qū)為二區(qū)，場(chǎng)地土為類，查表得：特征周期Tg=0.40s 水平地震影響系數(shù)最大值 因?yàn)椋詰?yīng)考慮頂部附加水平地震作用。 頂部附加地震作用系數(shù) 各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用： 表6.2 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KN）Fi（KN）Vi （KN）617.57295.85127677.380.252998.92998.92514.78303.75122065.130.241955.321954.24411.98303.7598814.630.195772.982727.2239.18303.7575564.130.149590.633317.8526.38303.7552313.630.103408.293726.1413.58303.7529355.450.058229.913956.05各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如下圖3。（a）縱向水平地震作用分布 （b）層間剪力分布 圖6.1 縱向水平地震作用及層間剪力分布圖6.1.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移按下式計(jì)算和，各層的層間彈性位移角，計(jì)算結(jié)果。表6.3 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層 次6998.9210845130.9216.4528000.328 51954.2410845131.815.5328000.6442727.2210845132.5113.7328000.8933317.8510845133.0611.2228001.0923726.1410845133.448.1628001.2313956.058379864.724.7235001.35由表可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值0.8181/550,滿足要求,其中是由彈性層間位移角限值查得。6.1.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 以4軸線框架內(nèi)力計(jì)算，其余框架計(jì)算從略。 框架柱端剪力及彎矩按式 ； ； 各柱反彎點(diǎn)高度比 本例中底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y1和y3，其余柱均無(wú)修正。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表12。 梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按式 ； ； 表6.4 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次 邊柱 （上A下D）（上B下C）62.8998.92108451314555130.690.3011.2626.261415813.40.670.3010.9225.4852.81954.2410845131455525.50.690.4029.3444.021415826.20.670.4028.5642.8442.82727.2210845131455535.60.690.4546.1256.361415836.60.670.4544.8654.8232.83317.8510845131455543.30.690.4556.0768.531415844.50.670.4554.5666.6822.83726.1410845131455548.60.690.51707014158500.670.569.4066.6813.53956.058379861363663.60.8830.65157.7867.621346564.60.8520.65155.6966.7862.8998.9210845132848626.22.030.4029.2444.022831626.120.4029.2343.8552.81954.2410845132848651.32.030.4564.6479283165120.4564.2678.5442.82727.2210845132848671.62.030.5100.24100.242831671.220.599.6899.6832.83317.85108451328486872.030.5121.94121.942831686.620.5121.24121.2422.83726.1410845132848697.92.030.5137.06137.062831697.320.5136.22136.2213.53956.058379861911990.22.5930.57179.95135.75190629020.6189126表6.5 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次邊梁（上A下D）梁柱軸力LL邊柱N（上A下D）中柱（上B下C）626.2617.075.77.615.414.911.520.2-7.6-12.616.8125.485.97.177.1713.03555.2835.935.71637.8836.651.549.69-23.6-46.2935.4853.765.915.1322.347.59485.755.75.724.857.7155.761.575.65-48.4-97.145583.385.923.4545.7599.793114.6574.525.733.1977.7675.141.5101.93-81.59-165.8873.6111.545.934.3877.13170.3421126.0781.945.736.4990.6587.561.5118.8-118.08-248.19111.24255.0380121.245.934.111136.6288.85.739.5595.4889.181.5123.1-157.63-331.7489.86136.185.938.31148.55339.02注：表中單位為kNm，V單位N，l的單位為m。. （a）框架彎矩圖 （b）梁端剪力及柱軸力圖圖6.2 左地震作用下框架彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖6.2橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算6.2.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式，基本風(fēng)壓w0=0.50KN/m2。由荷載規(guī)范查得（迎風(fēng)面）和（背風(fēng)面），C類地區(qū)，H/B=17.5/45.8=0.38，查表得： 脈動(dòng)影響系數(shù)=0.4. T1=0.544S ，W0T12=0.15KNS2/m2. 查表得脈動(dòng)增大系數(shù)=1.22。 取2軸線橫向框架，其負(fù)載寬度3.7m，沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù)各樓層標(biāo)高處高度Hi查取，沿房屋高度。 表6.6 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次Hi（m）Hi（m）617.51.000.791.6181.8921.183 514.70.840.741.5541.7021.064411.90.680.741.4481.5860.99139.10.520.741.3431.4680.91726.30.360.741.2371.3550.84713.50.20.741.1321.240.775荷載規(guī)范規(guī)定，對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來(lái)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響，本例房屋高度H=17.5m30m,H/B1.5,因此，該房屋應(yīng)不考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。 框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，節(jié)點(diǎn)集中荷載，例第6層集中荷載F5的計(jì)算如下：=(1.892+1.183+1.702+1.064)2.81/2 +（1.183-1.702）+（1.183-1.064）2.81/22/3 + (-1.702-.064)2.81/21/3 =7.18KN （a）風(fēng)荷載沿房屋高度的分布 （b）等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載 圖6.3 框架上的風(fēng)荷載6.2.2風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 根據(jù)圖5（b）所示水平荷載，由式計(jì)算層間剪力Vi，然后依據(jù)表6求出軸-4線框架的層間側(cè)移剛度，再按式；計(jì)算各層的相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6.7。表6.7 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次123456Fi（KN）5.966.166.687.227.87.18Vi（KN）4135.0428.8822.214.987.186528285515855158551585515855150.6280.410.3380.260.1750.0840.6281.0381.3761.6361.8111.8950.180.150.120.090.060.03 風(fēng)荷載作用下框架最大層間位移角為0.18，遠(yuǎn)小于1/550，滿足規(guī)范要求。6.2.3風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算過(guò)程與水平地震作用下的相同。2軸線橫向框架在風(fēng)荷作用下的彎矩，梁端剪力及柱軸力。計(jì)算結(jié)果；6.8 風(fēng)荷作用各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次邊梁（上A下D）梁柱軸力LL邊柱N（上A下D）中柱（上B下C）62.41.65.70.71.411.371.51.85-0.7-1.152.41.65.90.680.681.1755.243.45.71.523.643.541.54.8-2.22-4.433.55.245.91.482.164.4948.955.85.72.66.261.58.13-4.82-9.965.98.955.92.524.6810.1311.697.65.73.3887.741.510.5-8.2-17.0811.697.75.93.287.9617.322114.439.45.74.1810.610.31.514-12.38-26.99.514.435.94.0612.0227.26116.5910.85.74.811.210.91.514.73-17.18-36.831116.595.94.6816.737.31表6.9 風(fēng)荷載用梁端彎矩剪力及柱軸力計(jì)算層次 邊柱 （上A下D）（上B下C）62.87.1885515145551.20.690.290.972.4141581.20.670.2952.814.9885515145552.50.690.392.734.27141582.50.6703942.822.285515145553.70.690.44.146.22141583.70.670.432.828.8885515145554.90.690.456.177.55141584.90.670.4522.835.0485515145555.90.690.58.268.26141585.90.670.513.54165282136368.50.8830.6515.478.33134658.50.8520.6562.87.1885515284862.42.030.42.74.03283162.42.0.452.814.98855152848652.030.456.37.72831652.04542.822.285515284867.42.030.459.3211.4283167.42.0.4532.828.8885515284869.62.030.513.4413.44283169.62.0.522.835.048551528486122.030.516.816.828316122.0.513.5416528219119122.5930.5518.4818.4819062122.0.55（a）框架彎矩圖 （b）梁端剪力及柱軸力圖圖 6.4 橫向框架在水平風(fēng)荷載作用下框架彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖7豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算7. 1計(jì)算單元取2軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為3.7m，如圖6所示。，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。圖7.1 橫向框架計(jì)算單元7.2荷載計(jì)算AB軸間的框架梁 屋面板傳荷載：樓面板傳荷載：AB軸間框架梁均布荷載為：屋面梁： 恒載=梁自重+板傳荷載=3.281+16.34=20.621KN/m 活載=板傳荷載=6.26KNm 樓面梁： 恒載=梁自重+板傳荷載=3.281+10.27=13.551KN/m 活載=板傳荷載=6.06KN/mBC軸間的框架梁 屋面板傳荷載： 樓面板傳荷載： BC軸間框架梁均布荷載為： 屋面梁： 恒載=2.625+5.05=7.675KN/m 活載=1.875KN/m 樓面梁： 恒載=2.625+3.18=5.805KN/mCD軸間框架梁: 屋面板傳荷載： 樓面板傳荷載： CD軸間框架梁均布荷載為： 屋面梁： 恒載=3.281+16.63=19.911KN/m 活載=6.17KN/m 樓面梁 恒載=3.281+10.46=13.741KN/m 活載=6.17KN/mA，D軸柱縱向集中荷載計(jì)算： 頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載 = 頂層柱活載=板傳荷載= 雪荷載=標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載 =標(biāo)準(zhǔn)層活載=板傳活載=B，C軸柱縱向集中荷載計(jì)算： 頂層柱恒載：頂層住活載= 雪荷載=標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=集中力矩：A,D柱：恒載: 恒載： B,C柱： 7.3內(nèi)力計(jì)算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。彎矩計(jì)算過(guò)程如圖6所示，所得彎矩圖如圖7所示。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相疊加而得；柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算柱底軸力還需要考慮柱的自重。（a）恒荷作用下圖7.2 載作用下框架彎矩圖（b）活荷作用下圖7.2 向荷載作用下框架彎矩圖表7.1a 恒荷作用下梁端剪力及柱軸力層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨Va=VbVb=VcVc=VdVa=-VbVb=-VcVc=-VdVaVbVbVcVcVd658.775.98258.74-1.25911.6361.2257.51160.02917.618-5.65459.9657.52538.624.35440.5360.0352.387-0.79538.65538.5856.7411.96739.74141.331438.624.35440.536-0.1752.933-0.33938.44538.7957.2871.42140.19740.875338.624.35440.536-0.1752.933-0.33