某六層教學樓畢業(yè)設計計算書.doc

第一章 工程概況1.1工程概況:1. 工程名稱：江西省九江市某XXXXX2. 建筑類型：采用鋼筋混凝土框架結構。3. 建筑高度：六層教學樓，高度22.6米。4 .抗震設防：建筑地點按7度設防，處在設計地震第一組，三級抗震。5. 基本風壓：0=0.35KN/m2。6. 基本雪壓：s0=0.40KN/m2。7. 建筑場地類別為類。8. 活荷載：屋面0.5 kN/m2 樓面2.0kN/m2 走廊2.5kN/。 第二章 設計依據和原則 2.1 設計依據 1.人體尺度和人體活動所需的空間尺度。2.(1) 建筑物中設備的尺寸，踏步、窗臺、欄桿的高度，門洞、走廊、樓梯的寬度和高度，以至各類房間的高度和面積大小。都和人體尺度以及活動所需的空間尺度直接或間接有關，因此人體尺度和人體活動所需的空間尺度，是確定建筑空間的基本依據之一。 （2）辦公用品、設備的尺寸和使用它們必要的空間。 （3）溫度、濕度、日照、雨雪、風向、風速等氣候條件。 （4）地形、地質條件和地震烈度。 3.本設計為地震區(qū)的房屋。設計時主要考慮：選擇對抗震有利的場地和地基。房屋設計的體型，應該盡可能規(guī)整，簡潔，避免在建筑平面及體型上的凸凹。采用必要的加強房屋整體性的構造措施，不做或少做地震時容易倒塌脫落的建筑附屬物，女兒墻等須作加固處理。從材料選用和構造做法上盡可能減輕建筑物的自重，特別是減輕屋頂和圍護墻的重量。 4.建筑模數和模數制。 2.2 設計原則 1滿足建筑物的功能要求。為人們的生產和生活活動創(chuàng)造良好的環(huán)境，是建筑設計的首要任務。合理設置門窗洞口的大小，合理安排廁所辦公室以及會議室的位置大小，采光和通風要好。 采用合理的技術措施 正確選用建筑材料，根據建筑空間組合的特點，選擇合理的結構、施工方案，使房屋堅固耐久、建造方便、縮短工期。 2.具有良好的經濟效果。建造房屋是一個復雜的物質生產過程，需要大量的人力、物力和資金，在房屋的設計和建造中，要因地制宜、就地取材，盡量做到節(jié)省勞動力，節(jié)約建筑材料和資金。設計和建造房屋要有周密的計劃和核算，重視經濟領域的客觀規(guī)律，講究經濟效果。房屋設計的使用要求和技術措施，要和相應的造價、建筑標準統(tǒng)一起來。 3考慮建筑美觀要求。 建筑物是社會的物質和文化財富，它在滿足使用要求的同時，還需要考慮如人們對建筑物在美觀方面的要求，考慮建筑物所賦予人們在精神上的感受。建筑設計要努力創(chuàng)造具有我國時代精神的建筑空間組合與建筑形象。歷史上創(chuàng)造的具有時代印記和特點的各種建筑形象，往往是一個國家、一個民族文化傳統(tǒng)寶庫中的重要組成部分。 4.符合總體規(guī)劃要求。 單體建筑是總體規(guī)劃中組成部分，單體建筑應符合總體規(guī)劃提出的要求。建筑物的設計還要充分考慮和周圍環(huán)境的關系，例如原有建筑的狀況，道路的走向，基地面積大小以及綠化等方面和擬建建筑物的關系。新設計的單體建筑，應是所在基地形成協(xié)調的室內外空間組合、良好的室外環(huán)境。 2.3 建筑方案的選擇 根據設計資料可選用框架結構?？蚣芙Y構是由梁和柱剛性連接的骨架結構，其傳力途徑為板梁柱基礎地基。 選擇依據：1.優(yōu)點多：鋼筋混凝土造價低，材料資源豐富，易于就地取材。耐久性好，不需要經常保養(yǎng)和維修。耐火性好。整體性好，對于抵抗地震作用具有較好的性能。具有可塑性，可以根據需要澆制成各種形式和尺寸的構件。合理的發(fā)揮材料性能，節(jié)約鋼材，降低造價。2.建筑功能強：框架結構建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的房間，而且分隔靈活，也可以用隔墻分隔成小空間，或拆除隔墻改為大房間，使用靈活。外墻采用非承重墻體，使立面設計靈活多變，可采用輕便隔墻和外墻，可大大降低房間自重，節(jié)約材料。3.從結構的受力性能來分析：對于地震地區(qū)來說，框架結構，不僅受豎向荷載，還受水平地震作用，在水平力作用下，框架的側移由兩部分組成，第一部分由梁柱的彎曲變形產生，第二部分由柱的截面尺寸變形產生（彎曲變形）框架的抗側移剛度主要取決于梁柱的截面尺寸。通常，梁柱截面慣性矩小，側向變形較大。 2.4. 建筑體型的設計 1.反映建筑功能要求和建筑類型的特征： 不同功能要求和建筑類型，具有不同的內 部空間組合特點，房間的外部形象也相應地表現這些建筑類型的特征。本設計底層為超市和餐廳，上面幾層均為寫字樓，在頂層設有大會議室。為了滿足大會議室超市和餐廳的需要，體形上采用底層和頂層高于標準層。另外由于該建筑物層數高于四層，根據防火要求至少應設置兩部落地樓梯。而室內落地樓梯只有一部所以在建筑物的兩側設置兩個外掛樓梯。 2.結合材料性能、結構構造和施工技術的特點：該結構為鋼筋混凝土結構，墻體為粉煤灰加氣混凝土砌塊圍護墻。由于墻體并不承重，所以立面上門窗的設置和開啟游樂很大的靈活性。可以在不同的層或同一層不同的位置采用不同的窗戶，有的可以用橫向有的可以用縱向的窗戶。柱子采用外露的柱子。形成節(jié)奏鮮明的立面構圖，顯示了框架房屋的外形特點。 以高強度的鋼材、鋼筋混凝土等材料構成的空間結構，不僅為室內的大型活動提供了理想的使用空間，同時各種形式的空間結構也極大的豐富了建筑物的外部形象。是建筑物的體形和立面能夠結合材料的力學性能，具有很好的表現力。 3、掌握建筑標準和相應的經濟指標：建筑體形和立面的設計，應該遵循設計方針政策，根據房屋的使用性質和規(guī)模、嚴格掌握國家規(guī)定的建筑標準和經濟指標。建筑外型設計的任務，應該在合理滿足使用要求的前提下，用較少的投資建造起簡潔、明朗、樸素、大方以及和周圍環(huán)境協(xié)調的建筑物來。 4、適應基地環(huán)境和建筑規(guī)劃的群體布局 ：單體建筑是規(guī)劃群體中的一個局部，擬建房屋的體型、立面、內外空間組合以至建筑風格等方面，要認真考慮和規(guī)劃中建筑群體的配合。同時，建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有建筑物以及綠化等基地環(huán)境，也是影響建筑體型和立面設計的重要因素。 5、符合建筑造型和立面構圖的一些規(guī)律 ： 必須符合建筑造型和立面構圖的一些規(guī)律，例如比例尺度、完整均衡、變化統(tǒng)一，以及韻律和對比等等。 2.5平面的設計 1. 使用房間的設計要求： （1）房間的面積、形狀和尺寸要滿足室內實用活動和家具、設備合理布置的要求 。（2）門窗的大小和位置，考慮房間的出入方便，疏散安全，采光通風良好。 （3）房間的構成應使結構構造布置合理，施工簡便，也要有利于房間之間的組合，所用材料要符合相應的建筑標準 。（4）室內空間以及地面、墻面和構件細部，要考慮人們的使用和審美要求 。2 .使用房間的面積、形狀和尺寸：使用房間面積的大小主要是考慮房間內部活動的特點、使用人數的多少等。為了滿足敞開式辦公的使用要求可以在兩端設置兩個較大的辦公室。另外還要滿足人們對室內空間的觀感，這也是確定房間平面形狀的和尺寸的重要因素。 3 .門窗在房間平面中的布置： 門窗的大小和數量是否恰當，它們的位置和開啟方式是否合適，對房間的平面使用效果也有很大影響。 （1）門的寬度、數量和開啟方式 房間平面中門的最小寬度，是由通過人流多少和搬進房間家具、設備的大小決定的。該設計中房間內門的寬度取 1000mm，門的數量根據防火要求如果室內人數多于 50 人或房間面積大于 60 平方米時至少需要兩個門。門廳對外出入口的總寬度，應不小于通向該門廳的過道、樓梯寬度的總和。 （2）房間平面中門的位置，房間平面中門的位置應考慮室內交通路線簡潔和安全疏散的要求，門的位置還對室內使用面積能否充分利用、以及組織室內穿堂風等關系很大。門一般設置在緊貼墻，不設置垛。房間平面中門的位置，寫字樓房間門至安全出口的最大距離應為 40m 。 （3）窗的大小和位置 房間中窗的大小和位置，主要根據室內采光、通風要求來設置。采光方面，窗的大小直接影響到室內照明是否足夠，窗的位置關系到室內照度是否均勻。 4.輔助房間的平面設計，廁所等輔助房間通常是根據建筑物的使用特點和使用人數的多少，先確定所需設備的個數。根據計算所得的設備數量，考慮在整幢建筑物中廁所的糞檢情況，最后在建筑平面組合中，根據整幢房屋的使用要求適當調整并確定這些輔助房間的面積、平面形勢和尺寸。筆下文學--筆趣閣2.6 立面的設計 建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面設計是由許多構部件所組成的。恰當的確定立面中組成部分和構部件的比例和尺度，運用節(jié)奏韻律、虛實對比等規(guī)律，設計出體型完整、形式與內容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設計的主要任務。 1 尺度和比例：尺度正確和比例協(xié)調，是使立面完整統(tǒng)一的重要方面。比例協(xié)調首先要求結構和構造的合理性，同時也要符合立面構圖的美觀要求。 2 節(jié)奏感：突出墻面的柱子簡單的把立面進行了豎向劃分。使整個結構既整體統(tǒng)一又富有節(jié)奏變化。 3 材料質感和色彩配置：材料采用白色瓷磚貼面，平整而光滑的瓷磚，感覺比較輕巧。以白色為主的立面色調，常使人感覺明快、清新。 第三章 結構計算和結構構件尺寸的確定3.1 結構布置及計算簡圖的確定根據該房屋的使用功能及建筑設計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設計，填充墻采用240，樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取100mm。根據房屋使用要求，層高為3.6m（底層高度由基礎頂面算至一層樓板底面，基礎頂面標高是根據室內外高差0.45m，場區(qū)地質條件有填土層0.55m等確定的）。3.2 選擇承重方案該建筑為教學樓，房間布局較為整齊規(guī)則，且教學樓不需要考慮太大空間布置，豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側移剛度。所以采用橫向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱網布置形式柱網圖3-1。 圖3-1 柱網圖3.3 梁、柱截面尺寸估算橫 梁：,取,取縱 梁: 取取次 梁： 取 取各層梁截面尺寸及混凝土強度等級如下表，表3-1 梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強度等級層次混凝土強度等級橫梁bh縱梁次梁AB跨，CD跨BC跨16C353006003004003006002004003.4 柱的截面尺寸估算根據柱的軸壓比限值按下列公式計算:a) 柱組合的軸壓力設計值 N =Fg E n 注： 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數,邊柱取1.3，中柱取1.25；NF 按簡支狀態(tài)計算柱的負載面積；g E為折算在單位面積上的重力荷載代表值，近似的取（1215）kN/m2；n 為驗算截面以上的樓層層數。A=N/(N fc) 注：N為框架柱軸壓比限值，本方案為三級抗震等級，查建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001取0.9。fc 為混凝土軸心抗壓強度設計值，C35 為16.7N/mm2。b) 計算過程：對于邊柱： N =Fg E n =1.33.3515610=1930500NA=128443mm對于中柱：N =Fg E n =1.254.8515610=2784375NA=185255mm取柱子截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為358mm和430mm。根據上述結果，并綜合考慮其它因素，本設計柱截面尺寸取值如下：16層 600mm600mm 基礎選用柱下獨立基礎，基礎頂面距室外地面為550mm?？蚣芙Y構計算簡圖，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，26層高度即為層高，取3.6m；底層柱高度從基礎頂面取至一層板頂，即h13.6+0.45+0.554.6m。見下圖圖3-2 框架結構計算簡圖3.5 計算梁、柱的線剛度梁線剛度計算梁柱混凝土標號均為，。在框架結構中，現澆樓面或預制樓板但只有現澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側移。考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現澆樓面的邊框架梁取，對中框架梁取。 表3-2 橫梁線剛度計算表Ec/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4/mmECI0/Nmm2ECI/Nmm邊橫梁3.151043006005.410966002.6010103.91010走道梁3.151043004001.2710930001.2310102.251010柱線剛度計算表3-3 柱線剛度Ic計算表層次/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4ECIc/Nmm146003.15104 600600 10.81097.410102536003.1510460060010.81099.4510103.6 計算柱的側移剛度柱的側移剛度D計算公式：其中為柱側移剛度修正系數，為梁柱線剛度比，不同情況下，、取值不同。對于一般層： 對于底層： 表3-4 橫向框架柱側移剛度D計算表層次層高 (m)柱根數N/mm2-63.6 邊柱2 0.4130.1711496372978中柱2 0.6510.239215261 4.60 邊柱2 0.5290.4071708073188中柱2 0.810.47519514D1/D2=73188/729780.7，該框架為規(guī)則框架。圖3-3框架計算簡圖第四章 荷載計算4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值屋面(不上人)屋面為剛性防水屋面40厚的C20細石混凝土保護層 230.040.92kN/m23厚1：3石灰砂漿隔離層 0.00317=0.0513kN/m2卷材防水層 0.320厚的1：2.5水泥砂漿找平層 200.020.4kN/m2100厚的鋼筋混凝土板 250.10=2.5kN/m220厚水泥砂漿找平層 200.020.4kN/m212厚紙筋石灰抹底 0.160kN/m2合計 4.98kN/m214層樓面(水磨石樓面)15厚的1：2白水泥白石子(摻有色石子)磨光打蠟 180.0150.27kN/m220厚的1：3水泥砂漿找平層 200.020.40kN/m2現澆100厚的鋼筋混凝土樓板 250.12.5kN/m23厚細石粉面 160.0030.048kN/m28厚水泥石灰膏砂漿 140.0080.112kN/m2合計 3.33kN/m24.2 屋面及樓面可變荷載標準值不上人屋面均布活荷載標準值 0.50kN/m2樓面活荷載標準值 2.0kN/m2走廊活荷載標準值 2.5kN/m2屋面雪荷載標準值 0.4kN/m24.3 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算查規(guī)范得以下自重，外墻面為面磚墻面自重： 0.5 kN/m2混凝土空心小砌塊 11.8 kN/m24.3.1梁自重計算邊橫梁自重： 0.30.6254.5kN/m 粉刷： （0.6-0.1）0.048170.408 kN/m 合計 4.908 kN/m中橫梁自重 : 0.30.4252 kN/m 粉刷： 0.40.105170.714 kN/m 合計 2.714 kN/m縱梁自重： 0.30.6254.5 kN/m 粉刷： 0.50.048170.408 kN/m 合計 4.908 kN/m次梁自重： 0.20.4252 kN/m 粉刷： 0.30.045170.23 kN/m合計 2.23 kN/m 4.3.2柱自重： 0.60.6259 kN/m貼面及粉刷： (0.64-0.22) 0.0217=0.68 kN/m合計 9.68 kN/m女兒墻自重(含貼面和粉刷)：0.90.022170.2150.93.312 kN/m 內外墻自重(含貼面和粉刷)： 0.2150.022173.68 kN/m4.4 計算重力荷載代表值：4.4.1 第5層的重力荷載代表值：屋面恒載： (6.62+3.3)54.98410.85 kN女兒墻： 3.3125233.12 kN 縱橫梁自重： 4.90845+26.64.908+252.23+3.2.17321.315 kN半層柱自重： (9.683.64) 0.569.70 kN半層墻自重：40.99+54.8+(3.6-0.5) (6.6+0.6-0.4)=116.87 kN屋面雪載： (6.62+3.3)50.4=33 kN恒載+0.5雪載： 410.85+33.12+197.79+69.70+116.87+0.533844.83 kN 4.4.2： 24層的重力荷載代表值樓面恒載： (6.62+3.)53.33274.725kN上下半層墻重： 116.87+116.87=233.58 kN縱橫梁自重： 197.79 kN上半層柱+下半層柱： 69.70+69.70139.4 kN樓面活荷載： 5(6.622+3.2.5)173.25 kN恒載+0.5活載： 274.725+233.58+197.79+139.4+0.5173.25812.13 kN4.4.3 一層的重力荷載代表值：樓面恒載： 274.725 kN上.下半層墻自重：(a) 外縱墻: 40.09+3.68(4.6-0.7) (5-0.252)-31.01=73.66 kN(b) 內縱墻:54.8+3.68(4.6-0.7) (5-0.252)-16.70=102 68kN(c )橫墻：86.70+(6.6+0.5-0.22)(4.6-0.5)3.68=187.79 kN 縱橫梁自重： 197.79 kN上半層自重： 69.70 kN下半層自重： 0.59.684.64)=89.06 kN樓面活荷載： 173.25 kN恒載+0.5樓面活載：274.725+73.66+102.68+187.79+197.79+69.7+89.06+173.25/2=1082.03 kN則一榀框架總重力荷載代表值為：Gi=G1+G2+G3+G4+G5+G6=844.83+812.134+1082.03=5175.38 kN第五章 橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算5.1 橫向水平地震作用下的框架結構的內力計算和側移計算5.1.1 橫向自振周期的計算運用頂點位移法來計算，對于質量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構，基本自振周期可按下式來計算：式中， 計算結構基本自振周期用的結構頂點假想位移，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結構頂點位移；結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數，取0.7；故先計算結構頂點的假想側移，計算過程如下表： 表5-1 結構頂點的假想位移計算層次684483844837297811892461458211316569672978233223425482113246909729783475210933821133281227297846181761828211346933572978576113011082035175387318872397239由上表計算基本周期， 5.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算該建筑結構高度遠小于40m，質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。首先計算總水平地震作用標準值即底部剪力。 式中， 相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數；結構等效總重力荷載，多質點取總重力荷載代表值的85；=0.85Gi=0.855175.38=4399.1九江地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為類，查規(guī)范得特征周期查表得，水平地震影響系數最大值由水平地震影響系數曲線來計算，1=max=0.08=0.0487式中， 衰減系數，0.05時，取0.9；FEK=1 Geq=0.04874399.1=214.24kN因為因為T1=0.608s1.4 Tg=0.49,所以考慮頂部附加水平地震作用，即n=0.08 T1+0.07=0.118F=n FEK =214.240.118=25.3KN則質點i的水平地震作用為：一般層：(1-n)首層：(1-n)+ F式中：、分別為集中于質點i、j的荷載代表值；、分別為質點i、j的計算高度。具體計算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計算，一并列入表中， 表5-2 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次622.6884.861909371.878.1519812.131542842.72120.82415.4812.131250734.72155.45311.8812.13958326.53181.9828.2 812.13665920.09200.4214.61082.03497713.78214.2468247各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖圖5-1 橫向水平地震作用及層間地震剪力 5.1.3 水平地震作用下的位移驗算用D值法來驗算框架第層的層間剪力、層間位移及結構頂點位移分別按下式來計算： 計算過程見下表，表中計算了各層的層間彈性位移角。 表3-3 橫向水平地震作用下的位移驗算層次678.1729781.9913.29736001/32795120.82729781.712.19736001/21184155.45729782.8810.49736001/16453181.98729782.5618.30936001/14062200.427297828215.74836001/12761214.24731882.9272.92746001/1225由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/12251/550,滿足要求。5.1.4 水平地震作用下框架內力計算將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。柱端剪力按下式來計算： 柱上、下端彎矩、按下式來計算 式中： i層j柱的側移剛度；h為該層柱的計算高度。 y-反彎點高度比。標準反彎點高比，根據上下梁的平均線剛度，和柱的相對線剛度的比值，總層數，該層位置查表確定。 上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值 及查表得。 上下層層高變化的修正值，由上層層高對該層層高比值及查表。下層層高對該層層高的比值及查表得。需要注意的是是根據表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比查得。 表5-4 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次y63.678.1729781496315.620.4130.243.2611.2553.6120.82729781496324.160.4130.3556.5330.4443.6155.45729781496331.090.4130.4067.1544.7733.6181.98729781496336.40.4130.4572.0758.9723.6200.42729781496340.080.4130.5762.0482.2414.6214.24731881708049.990.5290.8045.99143.97 表5-5 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次Y63.678.1729782152622.960.6510.357.8624.853.6120.82729782152635.520.6510.476.7251.1543.6155.45729782152645.70.6510.4590.4974.0333.6181.98729782152653.50.6510.4594.386.6723.6200.42729782152658.920.6510.5791.21120.914.55214.24731881951457.110.810.6591.95170.76注：表中彎矩單位為,剪力單位為kN。對于邊跨梁端彎矩，由節(jié)點平衡原理計算 Mbi=對于中跨梁端彎矩，由于梁端彎矩與梁的線剛度成正比梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算 表5-6 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱N中柱N643.2636.656.612.1121.1521.153.0014.112.1114.1567.7864.36.620.0137.1237.123.0024.7532.1238.85497.5989.806.628.3951.8451.843.0034.5660.5173.413116.84114.096.634.9965.8765.873.0043.9195.51117.322121.01112.776.635.4265.1165.113.0043.41130.92160.731128.23134.666.639.8377.7477.743.0051.84170.75212.57水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖所示： 圖5-2 左地震作用下框架彎矩圖圖5-3 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖（由于結構對稱，各畫半邊）5.2 橫向風荷載作用下框架結構內力和側移計算5.2.1 風荷載標準值垂直于建筑物表面上的風荷載標準值當計算主要承重結構時按下式來計算： 式中， 風荷載標準值（kN/m2）高度Z處的風振系數風荷載體型系數，風壓高度變化系數基本風壓（kN/m2）由荷載規(guī)范，九江地區(qū)重現期為50年的基本風壓:=0.35KN/m，地面粗糙度為B類。風載體型系數由荷載規(guī)范第7.3節(jié)查得： =0.8（迎風面）和=-0.5（背風面）。荷載規(guī)范規(guī)定，對于高度大于30m，且高寬比大于1.5的房屋結構，應采用風振系數來考慮風壓脈動的影響。本設計中，房屋高度H=22.6 30m，H/B=22.6/18=1.25 1.5，則不需要考慮風壓脈動的影響，取=1.0。 將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，如下表： 表5-7 風荷載計算層次Z(m) 61.01.322.051.280.3513.59.989.9851.01.318.451.220.351811.2521.2341.01.314.851.140.351810.5131.7431.01.311.251.040.35189.5941.3321.01.37.651.00.35189.2250.5511.01.34.051.00.3519.1259.3159.86 其中，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計算高度應從室外地面開始取。圖5-4 等效節(jié)點集中風荷載計算簡圖(kN)5.2.2 風荷載作用下的水平位移驗算 根據水平荷載，計算層間剪力，再依據層間側移剛度，計算出各層的相對側移和絕對側移。計算過程如下表，表5-8 風荷載作用下框架層間剪力及側移計算層次69.989.98729780142961/25714511.2521.23729780.3 283 1/20000410.5131.74729780.45 252 1/800039.5941.33729780.58 209 1/620729.2250.55729780.7 151 1/514219.3159.86731880.81 081 1/4497由表可以看出，風荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的1/4497，小于1/550，滿足規(guī)范要求。5.2.3 風荷載作用下框架結構內力計算計算方法與地震作用下的相同,都采用D值法。在求得框架第I層的層間剪力后，I層j柱分配到的剪力以及柱上、下端的彎矩、分別按下列各式計算： 柱端剪力計算公式為柱端彎矩計算公式為 ， 需要注意的是，風荷載作用下的反彎點高比是根據表：均布水平荷載作用下的各層標準反彎點高度比查 表5-9 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次y6369.9872978149632.050.4130.25.911.4753.621.2372978149634.250.4130.359.955.3543.631.7472978149636.230.4130.4013.719.1433.641.3372978149638.310.4130.4516.4513.4623.650.55729781496310.110.4130.5715.6520.7414.659.86731881708011.970.5290.8011.0140.05 表5-10 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次Y6369.9872978215262.990.6510.37.533.2253.621.2372978215266.370.6510.413.759.1743.631.7472978215269.520.6510.4518.8515.4233.641.33729782152612.40.6510.4522.3220.1223.650.55729782152615.160.6510.5723.4731.1114.659.86731881951417.960.810.6528.9253.7注：表中彎矩單位為kN.M,剪力單位為kN。 梁端彎矩、剪力以及柱軸力分別按照下列公式計算：； ； 表5-11 風荷載作用下的梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱N中柱N65.914.976.61.652.562.563.001.71.651.7511.435.775.773.003.85.085.5419.0618.496.65.699.539.533.006.4310.7711.93325.5924.916.67.6512.8312.833.008.5518.4220.48229.1415.0615.063.0010.0427.2630.52131.7539.626.610.8120.420.43.0013.5438.0744.06橫向框架在風荷載作用下彎矩、梁端剪力及柱軸力見圖。圖5-5 左風作用下框架彎矩圖 圖5-6 左風作用下梁端剪力及柱軸力圖 第六章 豎向荷載作用下橫向框架結構的內力計算6.1 計算單元取3軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為6.6m，如圖所示，由于房間內布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元內的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。 圖6-1 橫向框架計算單元6.2 荷載計算6.2.1 恒載計算 P1 P2 P2 P1 q1 q1 圖6-2 各層梁上作用的荷載在圖中，、代表橫梁自重，為均布荷載形式，對于第五層，q1=4.098kN/m =2.14kN/m和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示的幾何關系可得， =4.9752.5=12.44 KN/m =4.9763.0=14.93KN/m、分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的荷載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的自重荷載，計算過程如下：節(jié)點集中荷載 163.54kN節(jié)點集中荷載 182.26kN對于15層，計算的方法基本與第五層相同，計算過程如下： q1=4.098kN/m =2.14kN/m =3.332.5=8.33 kN/m 節(jié)點集中荷載 = 174.24kN節(jié)點集中荷載= 217.03kN 6.2.2活荷載計算：活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖： P1 P2 P2 P1 q1 q1 圖6-3 各層梁上作用的活載對于第五層，=0.52.5=1.25 kN/m =0.5