土木工程 畢業(yè)設(shè)計 土木工程學院教學樓設(shè)計(帶計算書)

1、目目 錄錄 摘 要 .3 緒論 .5 1 建筑設(shè)計理念及設(shè)計依據(jù) .6 1.1 設(shè)計理念 .6 1.2 工程概況 .6 1.3 設(shè)計依據(jù).7 2 建筑設(shè)計 .8 2.1 平面設(shè)計 .8 2.2 立面設(shè)計 .9 2.3 建筑剖面設(shè)計 .10 2.4 其它部分詳細做法和說明 .10 3 截面尺寸初步估計 .12 3.1 柱截面設(shè)計.12 3.2 梁的截面設(shè)計.12 4 框架側(cè)移剛度的計算 .13 4.1 橫梁線剛度i b的計算 .13 4.2 柱線剛度i c的計算 .14 4.3 各層橫向側(cè)移剛度計算.14 5 豎向荷載及其內(nèi)力計算 .16 5.1 計算單元的選擇確定.16 5.2 豎向荷載統(tǒng)計.

2、16 5.3 豎向荷載內(nèi)力計算.18 5.2 重力荷載代表值計算及荷載匯總 .29 6 水平荷載計算 .32 6.1 風荷載計算.32 6.2 地震荷載計算 .35 7 框架的內(nèi)力組合.40 7.1 梁柱的內(nèi)力組合 .40 7.2 柱端彎矩設(shè)計值的調(diào)整 .45 8 截面設(shè)計 .46 8.1 框架梁截面設(shè)計.46 8.2 框架柱截面設(shè)計.48 8.3 樓板設(shè)計 .54 9 樓梯計算 .57 9.1 示意圖 .57 9.2 荷載計算 .57 10 基礎(chǔ)設(shè)計 .59 10.1 荷載設(shè)計值.59 10.2 a、d 柱獨立基礎(chǔ)的計算.59 10.3 b、c 柱基礎(chǔ)配筋.62 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) .65 致謝

3、.69 摘摘 要要 根據(jù)教學樓設(shè)計規(guī)范和其它相關(guān)標準，以及設(shè)計要求和提供的地質(zhì)資料，設(shè)計該框架結(jié)構(gòu) 教學樓。 按照先建筑后結(jié)構(gòu)，先整體布局后局部節(jié)點設(shè)計步驟設(shè)計。主要內(nèi)容包括：設(shè)計資 料、建筑設(shè)計總說明、建筑的平面、立面、剖面圖設(shè)計說明，以及其它部分的設(shè)計說明；結(jié)構(gòu) 平面布置及計算簡圖確定、荷載計算、內(nèi)力計算、內(nèi)力組合、主梁截面設(shè)計和配筋計算、框架 柱截面設(shè)計和配筋計算、次梁截面設(shè)計配筋計算、樓板和屋面設(shè)計、樓梯設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計等。 其中附有風荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖；縱向和橫向地震荷載作用下的框架彎矩、 剪力和軸力圖；恒荷載和活荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖以及梁柱的內(nèi)力組合表。

4、 關(guān)鍵詞：框架、重力荷載代表值；現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；內(nèi)力組合；彎矩調(diào)幅。 abstract according： to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framework of the classroom building. after the first building in accordance with the structure and layout of

5、the overall after the first local node design steps design. main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane, facade, profile design specifications, , and other parts of the design; structural layout and schematic calculation of identificatio

6、n, load, stress, the combination of internal forces, main beam reinforcement design and calculation, frame-section design and reinforcement, meeting beam reinforcement design, floor and roof design, stair design, infrastructure design. enclosing wind load under the framework moment, shear and axial

7、bid; vertical and horizontal seismic loads under the framework of the moment, shear and axial bid; constant load and live load under the framework moment, shear and axial trying to internal forces and the combination of beam-column table. key words：frame, gravity load charecter value , cast-in-place

8、 reinforced concrete structure , internal force make up , curved square amplitude modulation. 緒論緒論 畢業(yè)設(shè)計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、 拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結(jié)。 本組畢業(yè)設(shè)計題目為鄭州大學土木工程學院教學樓。在畢設(shè)前期，我溫習了結(jié)構(gòu)力 學 、 鋼筋混凝土設(shè)計 、 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計等書籍，并借閱了抗震規(guī)范 、 混凝土規(guī)范 、 荷載規(guī)范等規(guī)范。在畢設(shè)中期，我們通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建 筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計。

9、在畢設(shè)后期，主要進行設(shè)計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我 圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。 畢業(yè)設(shè)計的三個月里，在指導老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計計算、論文撰寫以及外 文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分 析、解決問題的能力。在進行內(nèi)力組合的計算時，進一步了解了 excel。在繪圖時熟練掌握了 autocad、天正、探索者等繪圖軟件，以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設(shè)計的目的與要 求。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。 由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。

10、 1 建筑設(shè)計理念及設(shè)計依據(jù)建筑設(shè)計理念及設(shè)計依據(jù) 1.1 設(shè)計理念設(shè)計理念 教學樓是為人們學習提供最為良好環(huán)境的建筑。縱觀教學建筑的發(fā)展歷史，無不體現(xiàn) 著 人類文化、文明的歷史進程和時代特征。教學樓建筑設(shè)計同設(shè)計其他類型建筑一樣有許多共同 點，也有許多不同的特點和要求。隨著時代的發(fā)展，辦公樓的內(nèi)容和形式都在不斷發(fā)生變化。 因此，我對教學樓的設(shè)計過程和設(shè)計方法進行了詳細研究，經(jīng)過一番思考，我認為本設(shè)計應該 具有以下 特點：（1）彈性。從設(shè)計、結(jié)構(gòu)到服務功能都應做到開放性，以適應時空的變化。 （2） 緊湊性。教室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。 （3）易接近性。從樓外到樓內(nèi)， 從入口到

11、各個部門，要規(guī)劃得合理，要設(shè)計一個良好的導引系統(tǒng)。 （4）可擴展性。在未來擴展 時可靈活延伸，將損失減小到低程度。 （5）舒適性。在環(huán)境、通風、溫濕度、光線等方面要柔 和、協(xié)調(diào)，盡量借用外部的自然環(huán)境。 （6）環(huán)境的穩(wěn)定性。 （7）安全性。建筑安全防護措施做 到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。 （8）濟性。把建設(shè)和維護一座教學樓所需要的經(jīng)費和人 員控制在最低限度。 在整個設(shè)計過程中，我本著“安全，適用，經(jīng)濟，美觀”的原則，在滿足設(shè)計任務書提出的 功能要求前提下，完成了建筑設(shè)計這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架，并為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計打下了良 好的基礎(chǔ)。 1.2 工程概況工程概況 本設(shè)計教學樓位于鄭州市，用地

12、 755 方米，紅線范圍為 50m20m。該地段地勢平坦，環(huán) 境較好，在選址和環(huán)境營造方面，注意自然景色的優(yōu)美，也重學習環(huán)境各交通條件的因素，更 強調(diào)人與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，比較適合教學樓功能的充分利用。 根據(jù)設(shè)計資料的規(guī)劃要求，本教學樓建筑要求的主要功能有：門衛(wèi)室，教師休息室，大 教室，小教室，多媒體教室等。 設(shè)計標高：室內(nèi)外高差：450mm。 墻身做法：墻身采用 250 厚的加氣混凝土塊。內(nèi)粉刷為混合沙漿漿底，紙筋抹灰面，厚 20mm, 內(nèi)墻涮兩度涂料,外墻貼磚。 樓面做法：樓面（大理石樓面） ，100 厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板，20 厚板底抹灰。 屋面做法（上人屋面）：見建筑設(shè)計部分。 門窗做法

13、：塑鋼窗和木門。 地質(zhì)資料：工程地質(zhì)和水文地質(zhì) 建筑場地的地質(zhì)鉆孔資料如下表： 表 1 地質(zhì)資料 巖土名稱土層厚度（m）層底高程（m） 承載力特征值 aka（kpa） 雜填土0.5-0.580 粘土1.3-1.8280 場地土的特征周期（卓越周期）為 0.30s，勘測時間，勘測范圍內(nèi)未見地下水。 地震烈度：7 度，設(shè)計基本地震加速度為 0.1g，類場地，設(shè)計地震分組為第一組，抗震 等級三級。 基本風壓： 0 =0.40kn/m2 雪壓：0.30 kn/m2，地面粗糙度類別為 b 類。 上人屋面活荷為 2.0kn/m2，走廊、樓梯活荷載為 2.5kn/m2，衛(wèi)生間樓面活荷載為 2.0kn/ kn

14、/m2，教室樓面活荷為 2.0kn/ kn/m2。 1.3 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) (1) 鄭州大學土木工程教學樓畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 (2) 鄭州大學土木工程教學樓畢業(yè)論文開題報告 (3) 相關(guān)建筑設(shè)計規(guī)范 2 建筑設(shè)計建筑設(shè)計 2.1 平面設(shè)計平面設(shè)計 該建筑物總長度為 42.4m，總寬度為 17.8m，共五層，總建筑面積為 3773.6m2,主體結(jié)構(gòu)采 用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框結(jié)構(gòu)。 圖圖 2-1 建筑平面圖建筑平面圖 2.1.1 使用部分的平面設(shè)計使用部分的平面設(shè)計 使用房間面積的大小，主要由房間內(nèi)部活動的特點，使用人數(shù)的多少以及設(shè)備的因素決定 的，本建筑物為教學樓，主要使用房間為教室，各主要房

15、間的具體設(shè)置在下表一一列出，如下 表： 表 2-1 房間設(shè)置表 序號房間名稱數(shù)量 單個面 積 1大教室2964.8 2小教室543.2 3教師休息室543.2 4門房110.8 5儲藏室110.8 7洗手間543.2 2.1.2 門的寬度、數(shù)量和開啟方式門的寬度、數(shù)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(shè)備的大小決定的，如果室內(nèi) 人數(shù)多于 50 人，或房間面積大于 60 m2時，按照防火要求至少要設(shè)兩個門，分別設(shè)在兩端， 以保證安全疏散，在進出人流頻繁的地方，應使用彈簧門。 教室設(shè)置兩扇 900 寬的門，門扇開向室外。為了在發(fā)生危險時便于疏散，正面大門采用兩 扇寬為

16、 1.8m 的雙扇門，走廊兩端的采用 0.75m 的雙扇門，均向外開。 2.1.3 窗的大小和位置窗的大小和位置 房間中窗的大小和位置主要是根據(jù)室內(nèi)采光通風要求來考慮。采光方面，窗的大小直接影 響到室內(nèi)照明是否充足。各類房間照明要求是由室內(nèi)使用上直接影響到室內(nèi)是用上精確細密的 程度來確定的。通常以窗口透光部分的面積和房間地面的采光面積比來初步確定或檢驗面積的 大小。 教室采光面積比為 1/61/8，走廊和樓梯間大于 1/10。 教室采光面積比為，在范圍之內(nèi) 1.8 1.8 0.33 3.3 3.0 樓梯間: 1.8 1.2 0.22 3.3 3.0 均滿足要求。 2.1.4 輔助房間的平面設(shè)計

17、輔助房間的平面設(shè)計 通常根據(jù)各種建筑物的使用特點和是用人數(shù)的多少，先確定所需設(shè)備的個數(shù)，建筑物中公 共服務的衛(wèi)生間應設(shè)置前室，這樣使得衛(wèi)生間比較隱藏，又有利于改善通向衛(wèi)生間的走廊或過 廳的衛(wèi)生條件。為了節(jié)省交通面積，并使管道集中，采用套間布置。 在本設(shè)計中，每層大約有 400 人上課，按規(guī)范規(guī)定: 男衛(wèi)生間：大便器 5 具/80 人，設(shè) 5 具；小便器 1 具/40 人，設(shè) 10 具； 女衛(wèi)生間：大便器 1 具/40 人，設(shè) 10 具； 洗手盆 ：1 具/200 人 ，設(shè) 2 具。 2.1.5 交通部分的平面設(shè)計交通部分的平面設(shè)計 走廊的應符合人流通暢和建筑防火要求，通常單股人流的通行寬度約為

18、 500600mm。由 于走廊兩側(cè)設(shè)房間，走廊寬度采用 3000mm，根據(jù)建筑物的耐火等級為二級，層數(shù)五層，走廊 通行人數(shù)為 60 人，防火要求最小寬度為 1m,符合要求。 樓梯是房屋個層間的垂直交通部分，各樓層人流疏散的必經(jīng)通路。樓梯設(shè)計主要根據(jù)使用 要求和人流通行情況確定梯段和休息平臺的寬度，梯段的寬度通常不小于 1100mm1200mm。 2.2 立面設(shè)計立面設(shè)計 結(jié)構(gòu)韻律和虛實對比，是使建筑立面富有表現(xiàn)力的重要設(shè)計手法。建筑立面上結(jié)構(gòu)構(gòu)件或 門窗作用有規(guī)律的重復和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律變化的感受效果。 在本設(shè)計中，正立面中所有的窗尺寸都是一樣的，給人以特別整齊的

19、感覺！ 房屋外部形象反映建筑類型內(nèi)部空間的組合特點，美觀問題緊密地結(jié)合功能要求，同時， 建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有的建筑物以及綠化等基地環(huán)境，也是影響建筑物立 面設(shè)計的重要因素。 2.3 建筑剖面設(shè)計建筑剖面設(shè)計 為防止室外雨水流入室內(nèi)，并防止墻身受潮，將使內(nèi)地坪提高到室外地坪 450mm。首 層、標準層與頂層層高均為 3.3m。 2.4 其它部分詳細做法和說明其它部分詳細做法和說明 根據(jù)設(shè)計規(guī)范 ，采用如下設(shè)計 (1). 基礎(chǔ)（墻基）防潮層： 在0.045 以下基礎(chǔ)兩側(cè)均用防水水泥砂漿防潮,20 厚的 1：2 水泥砂漿摻 5避水漿，位 置一般在0.045 標高處,適用于磚墻墻身。

20、 (2)地面：人造大理石板地面 20 厚 1：2 水泥砂漿找平層 100 厚 c30 混凝土 100 厚素土夯實 (3)樓面：人造大理石板地面 20 厚 1：2 水泥砂漿找平層 100 厚鋼筋混凝土樓板 20 厚底板抹灰 (3)踢腳臺度做法： 釉面瓷磚踢腳臺度 5 厚釉面磚（白瓷磚）水泥擦縫 5 厚 1：1 水泥細砂結(jié)合層 12 厚 1：3 水泥砂漿打底 (4)內(nèi)墻面做法： 水泥砂漿粉面：刷（噴）內(nèi)墻涂料 10 厚 1：2 水泥砂漿抹面 15 厚 1：3 水泥砂漿打底 (5)外墻面： 用 15 厚 1：3 水泥沙漿找平，20060 高級無釉質(zhì)瓷磚飾面。 (6)a、五層上人屋面做法： 小瓷磚面層

21、 高聚物改性瀝青防水層 1:8 水泥砂漿找坡層 20 厚 1：2 水泥砂漿找平層 150 厚水泥蛭石保溫層 20 厚底板抹灰 (7) 水泥臺階： 花崗巖面層 20 厚 1：25 水泥砂漿抹面壓實抹光 素水泥漿一道 70 厚 c15 號混凝土（厚度不包括踏步三角部分）臺階面向外坡 1% 200 厚碎石或碎磚石灌 m2.5 號混合砂漿 素土夯實（坡度按工程設(shè)計） (8)散水做法： 20 厚 1：2 水泥砂漿抹面、壓實抹光 60 厚 c15 混凝土 素土夯實向外坡 4% 備注：散水寬度應在施工圖中注明 每隔 6m 留伸縮縫一道，墻身與散水設(shè) 10 寬，瀝青砂漿嵌縫。 寬 600900mm 坡度 35

22、% (9)主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 整個設(shè)計過程中，在滿足設(shè)計任務書提出的功能要求前提下，同時遵循“安全，適用， 經(jīng)濟，美觀”的 原則，結(jié)構(gòu)布置合理，房間利用率比較高，適用性很強，同時又不失美觀。 3 截面截面尺寸初步估計尺寸初步估計 3.1 柱截面設(shè)計柱截面設(shè)計 該結(jié)構(gòu)選用 c30 的混凝土，選用二級鋼筋 hrb335。 2 14.3/ c fn mm 2 300/ y fn mm 結(jié)構(gòu)抗震等級為三級，由公式 (3-1) afc n 式中 取 0.8 取 14.3103 kn/m2fc n=15a （其中 15 為面荷載） 從而得到 n=153（7.

23、23.0）=230kn 2 1 2 1 可得 a=0.101m2 =101000mm2 nn fc 3 230 5 0.8 14.3 10 b=h=317mm.a 取 b=h=400mm. 3.2 梁的截面設(shè)計梁的截面設(shè)計 梁的截面寬度 b: 框架梁取 300mm,樓面連系梁取 200mm。 梁的截面高度 h 取值如下： 框架梁： h1=（）l (3-2) 8 1 12 1 ab、cd 跨: h1=l=600mm 取 h1=600mm 12 17200 12 bc 跨：在 ab 和 cd 之間，考慮到整體性，故也取 h1=600mm 連系梁： h2l h2=l=250mm,k 12 1 12

24、13000 12 取 h2=400mm。 綜上可知，各梁的截面如下： 框架梁： b1h1=300mm6000mm（ab 跨、bc 跨、cd 跨） 連樓面系梁： b3h3=200mm400mm 4 框架側(cè)移剛度的計算框架側(cè)移剛度的計算 根據(jù)規(guī)范可知，對于現(xiàn)澆樓板其梁的線剛度應進行修正： 邊框架梁 =1.5 i 0 i 中框架梁 =2i 0 i 取結(jié)構(gòu)圖中 5 號軸線的一榀框架進行計算 圖 41 框架示意圖 4.1 橫梁線剛度橫梁線剛度 i b的計算的計算 表 41 橫梁線剛度 ib計算表 類別 ec (n/mm2) b (mm) h (mm) i0 (mm4) l (mm) eci0/l (kn

25、m) 1.5eci0/l (kn m) 2eci0/l (knm) ab、cd 跨 3.0 1043006005.4 10972002.25 10104.5 1010 bc 跨 3.0 1043004001.6 10930001.6 10103.2 1010 4.2 柱線剛度柱線剛度 i c的計算的計算 表 42 柱線剛度 ic計算表 層次 ec (n/mm2) b （mm） h （mm） hc （mm） ic （mm4） ecio/l （knm） 13.0 10440040045002.1 1091.4 1010 243.0 10440040033002.1 1091.9 1010 圖圖 4

26、 42 2 線剛度示意圖線剛度示意圖 4.3 各層橫向側(cè)移剛度計算各層橫向側(cè)移剛度計算 4.3.1 底層底層 a、d 柱 i=2.37 c=(0.5+i)/(2+i)=0.66 d11=c12ic/h2 =0.66121.91010/33002 =13818 b，c 柱 i=(4.5+3.2)/1.9=6.18 c=(0.5+i)/(2+i)=0.82 d12=c12ic/h2 =0.82121.91010/33002 =17168 4.3.2 第二層第二層 1，4 號柱 i=4.52/（1.92）=2.37 c=i/(2+i)=0.54 d21=c12ic/h2 =0.54121.91010

27、/33002 =11305 2，3 號柱 i=4.52+3.22/（1.92）=4.05 c=i/(2+i)=0.67 d22=c12ic/h2 =0.67121.91010/33002 =14028 4.3.3 三、四、五層三、四、五層 三層，四層和五層的計算結(jié)果與二層相同 d31=d34=11305 d32=d33=14028 d41=d44=11305 d42=d43=14028 d51=d54=11305 d52=d53=14028 表 4-3 橫向側(cè)移剛度統(tǒng)計表 層次12345 di（n/mm ） 6197215=9295805066615=759990759990759990759

28、990 該框架為橫向承重框架，不計算縱向側(cè)移剛度。 d1/d2=929580/7599900.7，故該框架為規(guī)則框架。 5 豎向荷載及其內(nèi)力計算豎向荷載及其內(nèi)力計算 5.1 計算單元的選擇確定計算單元的選擇確定 圖 5 51 計算單元 計算單元寬度為 7.2m， 4 軸線至 6 軸線間，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平 陰影所示。 5.2 豎向荷載豎向荷載統(tǒng)計統(tǒng)計 5.2.1 屋面及樓面恒載屋面及樓面恒載 屋面： 小瓷磚層： 0.55 kn/m2 高聚物改性瀝青防水層： 0.5 kn/m2 20 厚水泥砂漿找平： 0.0220=0.4 kn/m2 1:8 水泥砂漿找坡層: 1.44 kn

29、/m2 150 厚水泥蛭石保溫層: 0.155=0.75 kn/m2 100 厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層: 0.125=2.5 kn/m2 20 厚底板抹灰： 0.0217=0.34 kn/m2 kn/m2 48 . 6 樓面： 12 厚人造大理石板面層 0.01228=0.336 kn/m2 100 厚砼板： 0.1025=2.5 kn/m2 20 厚板底抹灰： 0.34 kn/m2 kn/m 567 . 3 5.2.2 屋面及樓面活載屋面及樓面活載 樓面活載： 教室： 2.0 kn/m2 廁所： 2.0 kn/m2 走廊、門廳、樓梯: 2.5 kn/m2 屋面活載： 上人屋面: 2.0 kn/m2

30、 雪載： 本題目基本雪壓：s0=0.3 kn/m2 ,屋面積雪分布系數(shù) r =1.0 屋面水平投影面積上的雪荷載標準值為：sk= r s0 =1.00.3=0.3 kn/m2 5.2.3 梁荷載標準值梁荷載標準值 框架梁 b1h1=300600 mm2 梁自重 0.3（0.60-0.1）25=3.75kn/m 10 厚水泥石灰膏砂漿 0.01（0.6-0.1）214=0.14 kn/m kn/m 3.89 縱向連系梁 b2h2=200400 mm2 梁自重 0.2（0.4-0.1）25=1.50 kn/m 10 厚水泥石灰膏砂漿 0.01（0.4-0.1）214=0.084 kn/m kn/m

31、 1.58 5.2.4 墻荷載標準值墻荷載標準值 外： 250mm 厚加氣混凝土砌塊 0.25 7 =1.75 kn/m2 20 厚底板抹灰： 0.0217=0.34 kn/m2 6 厚外墻貼面磚 0.00619.8 =0.1188 kn/m2 kn/m22.21 內(nèi)： 250mm 厚加氣混凝土砌塊 0.25 7 =1.75 kn/m2 20 厚底板抹灰： 0.0217=0.34 kn/m 20 厚水泥粉刷墻面 0.0217=0.34 kn/m2 kn/m22.43 女兒墻： 6 厚水泥砂漿罩面 0.00620=0.12 kn/m2 12 水泥砂漿打底 0.01220=0.24 kn/m2 2

32、40 粘土空心磚 0.2411=2.64 kn/m2 6 厚外墻貼磚 0.00619.8 =0.119 kn/m2 kn/m2 119 . 3 門,窗及樓梯間荷載 門窗荷載標準值： 塑鋼玻璃窗單位面積取 0.4 kn/m2 ，木門取 0.2 kn/m2 塑鋼玻璃門取 0.40kn/m2。 樓梯荷載標準值： 樓梯底板厚取為 100，平臺梁截面尺寸為 200400 樓梯板自重 0.5（0. 0740.150.074）0.3250.3=3.73kn/m2 人造理石面層 （0.30.15）0.3360.3=0.504 kn/m2 板底 20 厚紙筋抹灰 0.340.02120.3=0.36 kn/m2

33、 合 計 4.594 kn/m2 平臺梁兩端擱置在樓梯間兩側(cè)的梁上，計算長度取 l=3300300=3000 ，其自重 =0.30.23.025=4.5kn， 5.3 豎向荷載內(nèi)力計算豎向荷載內(nèi)力計算 圖 52 荷載示意圖 5.3.1 恒載作用下柱的內(nèi)力計算恒載作用下柱的內(nèi)力計算 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖 5-3 恒荷載作用下的荷載分布圖 對于第 5 層， q1表橫梁自重，為均布荷載形式。 q1 =3.89kn/m q2分別上人屋面板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 q2=6.483.0=19.44kn/m p1 、p2分別由邊縱梁、中縱梁、邊縱梁直接傳給柱的恒載，p

34、e是由縱向次梁直接傳給橫 向主梁的恒載，它們包括主梁自重、次梁自重、樓板重、及女兒墻等重力荷載，計算如下： p1 = (1.51.51/2)23.567+1.583.0+3.1193.01.4=25.87 p2 =(1.51.51/2)43.567 +1.583.0=20.79 kn 集中力矩 m1=pbeb =25.87（0.4-0.2）/2 =2.59 knm m2=pded =20.79（0.4-0.2）/2 =2.08 knm 對于 1-4 層， q1是包括梁自重和其上部墻重,為均布荷載，其它荷載的計算方法同第 5 層。 q1 =3.89kn/m q2、q2和 q2，分別為樓面板和走道

35、板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 q2，=3.5673.0=10.70 kn/m 外縱墻線密度（3.02.9-1.81.8）2.21+1.81.80.4/3.0=4.45 kn/m 內(nèi)縱墻線密度（3.02.9）2.43/3.0=7.05 kn/m p1= p4= (1.51.51/2)23.567+1.583.0+4.453.0=26.12 p2 = p3 =(1.51.51/2)43.567 +1.583.0+7.053.0=41.94 kn 集中力矩 m1=pbeb =26.12（0.4-0.2）/2 =2.61 knm m2=pded =41.94（0.4-0.2）/2 =4.19 k

36、nm 5.3.2 恒荷載作用下梁的固端彎矩計算恒荷載作用下梁的固端彎矩計算 等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。 梯形：q =（1-2+）q2 本設(shè)計中 ab,cd 跨 =1.5/7.2=0.21 q =0.92q2 三角形：q =0.625 q2， 對于第 5 層， ab,cd 跨梁： q=0.9219.44+3.89=21.77kn/m bc 跨：q=0.62519.44+3.89=16.04kn/m ab,cd 跨梁端彎矩：-mab= mb a=ql2ab/12 =21.777.22/12 =94.05 （kn.m） bc 跨梁端彎矩：-mbc= mcb=ql2ab/12 =21.7

37、73.02/12 =16.33 （kn.m） 對于第 1-4 層， ab,cd 跨梁： q=0.9210.70+3.89=13.73kn/m bc 跨：q，=0.62510.70+3.89=10.58kn/m ab,cd 跨梁端彎矩：-mbd= mdb=ql2bd/12 =13.737.22/12 =59.31 （kn.m） bc 跨梁端彎矩：-mbc= mcb=ql2ab/12 =10.583.02/12 =7.94 （kn.m） 5.3.3 恒載作用下框架的彎矩計算恒載作用下框架的彎矩計算 分配系數(shù)的計算: i i s i s 其中為轉(zhuǎn)動剛度 i s 采用分成法計算時，假定上下柱的遠端為固

38、定時與實際情況有出入。因此，除底層外，其余 各層的線剛度應乘以 0.9 的修正系數(shù)，其傳遞系數(shù)由 0.5 改為 0.33。 圖圖 5-4 恒載作用下彎矩分配圖恒載作用下彎矩分配圖 圖圖 5-5 恒載彎矩圖恒載彎矩圖 5.4.4 活載作用下柱的內(nèi)力計算活載作用下柱的內(nèi)力計算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖 5-6 活荷載作用下的荷載分布圖 對于第 5 層， q1=2.03.0=6.0 kn/m p1 = (1.51.51/2)22.0+1.583.0=9.24 kn p2 =(1.51.51/2)42.0 +1.583.0=13.74 kn 集中力矩 m1= m4=pbeb

39、=9.24（0.4-0.2）/2 =0.92 knm m2= m3=pded =13.74（0.4-0.2）/2 =1.37 knm 同理，在屋面雪荷載的作用下： q1=0.33.0=0.9 kn/m p1 = (1.51.51/2)20.3+1.583.0=5.42 kn p2 =(1.51.51/2)40.3 +1.583.0=6.09 kn 集中力矩 m1 =pbeb =5.42（0.4-0.2）/2 =0.54 knm m2 =pded =6.09（0.4-0.2）/2 =0.61 knm 對于第 1-4 層， q1=2.03.0=6.0 kn/m q2=2.53.0=7.5 kn/m

40、 p1 = (1.51.51/2)22.0+1.583.0=9.24 kn p2 =(1.51.51/2)22.0+(1.51.51/2)22.5+1.583.0=14.87 kn 集中力矩 m1=pbeb =9.24（0.4-0.2）/2 =0.92 knm m2=pded =14.87（0.4-0.2）/2 =1.49 knm 將計算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚?表 5-1 橫向框架恒載匯總表 層 次 q1 kn/m q2 kn/m p1p4 kn p2 p3 kn m1 m4 kn m m2 m3 kn m 53.8919.4425.8720.792.592.08 1-43.8910.7026.1

41、241.942.614.19 表 5-2 橫向框架活載匯總表 層 次 q1 kn/m q2 kn/m p1p4 kn p2 p3 kn m1 m4 kn m m2 m3 kn m 56.06.09.2413.740.921.37 1-46.07.59.2414.780.921.48 5.4.5 活荷載作用下梁的內(nèi)力計算活荷載作用下梁的內(nèi)力計算 對于第 5 層， ab,cd 跨梁： q=0.926.0=5.52kn/m bc 跨：q=0.6256.0=3.75kn/m ab,cd 跨梁端彎矩：-mab= mb a=ql2ab/12 =5.527.22/12 =23.85 （kn.m） bc 跨梁

42、端彎矩：-mbc= mcb=ql2ab/12 =3.753.02/12 =2.81 （kn.m） 對于第 1-4 層， ab,cd 跨梁： q=0.926.0=5.52kn/m bc 跨：q，=0.6257.5=4.69kn/m ab,cd 跨梁端彎矩：-mbd= mdb=ql2bd/12 =5.527.22/12 =23.85 （kn.m） bc 跨梁端彎矩：-mbc= mcb=ql2ab/12 =4.693.02/12 =3.52 （kn.m） 圖圖 5-7 活載作用下彎矩分配圖活載作用下彎矩分配圖 圖圖 5-8 活載彎矩圖活載彎矩圖 5.4.6 跨中彎矩計算跨中彎矩計算 恒載作用下梁的跨

43、中彎矩，按實際荷載利用兩端帶彎矩的簡支求得。 以下結(jié)果為彎矩調(diào)幅后的結(jié)果。 對于 5 層：mab 中 =m0-（m左+ m右）0.8/2=96.16knm mbc 中=m0-（m左+ m右）0.8/2=-26.51knm 對于 4 層：mbd 中 =52.54knm me =-7.48knm 對于 3 層：mbd 中 =53.88knm me =-7.98knm 對于 2 層：mbd 中=65.88knm me=-7.98knm 對于 1 層：mbd 中 =55.19knm me =-8.53knm 對梁彎矩進行調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)為 ，取 0.8。 調(diào)幅后：梁端彎矩 m1 =m1 m2=m2 跨中

44、彎矩：m中=m中-(m1 + m2）/2 注：這里彎矩帶正負號，梁上邊受拉為負，下邊受拉為正。 活荷載作用下的梁跨中彎矩，利用兩端帶彎矩的簡支求得。 對于 5 層：mab 中 =m0-（m左+ m右）0.8/2=24.27knm mbc 中=m0-（m左+ m右）0.8/2=-5.27knm 對于 4 層：mbd 中 =21.52knm me =-2.91knm 對于 3 層：mbd 中 =21.66knm me =-2.96knm 對于 2 層：mbd 中=21.66knm me=-2.96knm 對于 1 層：mbd 中 =22.19knm me =-3.18knm 又考慮荷載最不利位置，

45、將跨中彎矩乘以 1.1，計算結(jié)果如下： 對于 5 層：mab 中 = 24.271.1=26.70knm mbc 中= -5.271.1=-5.80knm 對于 4 層：mbd 中 =21.521.1=23.68knm me =-2.911.1=-3.20knm 對于 3 層：mbd 中 =21.661.1=23.82knm me =-2.961.1=-3.26knm 對于 2 層：mbd 中=21.661.1=23.82knm me=-2.961.1=-3.26knm 對于 1 層：mbd 中 =22.191.1=24.41knm me =-3.181.1=-3.50knm 5.4.7 梁端

46、剪力和柱軸力的計算梁端剪力和柱軸力的計算 恒載作用下： 表 5-3 恒載作用下梁端剪力及柱軸力（kn） 荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力柱軸力 ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨a 柱b 柱 層 次 va=vbvb=vcva=-vbvb=vcvavbvb=vcnunbnunb 578.37224.06-5.04073.3383.4124.0699.20112.00128.26141.06 449.4315.87-1.61047.8251.0415.87185.94198.74234.09246.89 349.4315.87-1.95047.4851.3815.87272.342

47、85.14340.26353.06 249.4315.87-1.95047.4851.3815.87358.74371.54446.43459.23 149.4315.87-2.23047.20 51.66 15.87444.86 457.66 552.88 565.68 表 5-4 活載作用下梁端剪力及柱軸力（kn） 荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力柱軸力 ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨a 柱b 柱 層 次 va=vbvb=vcva=-vbvb=vcvavbvb=vcnunbnunb 519.875.63-1.18018.69 21.05 5.6327.93 40.73

48、40.42 53.22 419.877.04-0.77019.10 20.64 7.0469.07 81.87 95.77 108.57 319.877.04-0.81019.06 20.68 7.04110.17 122.97 151.16 163.96 219.877.04-0.81019.06 20.68 7.04151.27 164.07 206.55 219.35 119.877.04-0.92018.95 20.79 7.04192.26 205.06 262.05 274.85 5.2 重力荷載代表值計算及荷載匯總重力荷載代表值計算及荷載匯總 5.2.1 第一層重力荷載代表值計算

49、及荷載匯總第一層重力荷載代表值計算及荷載匯總 梁、柱： 表 55 梁重力統(tǒng)計 類別 凈 跨 （mm） 截 面 （mm） 荷載標準 值 （kn/m2） 數(shù) 量 (根) 單 重 （kn） 總 重 （kn） 72003006003.893028.01840.3 橫梁 30003006003.891511.67175.05 縱向連系梁30002004001.58564.74256.44 合計 1271.49 表 56 柱重力統(tǒng)計 類別 計算高度 （mm） 截 面 （mm） 密 度 （kn/m3） 體 積 （m3） 數(shù) 量 （根） 單 重 （kn） 總 重 （kn） 柱3200400400250.512

50、6012.8768 合計768 內(nèi)外填充墻重的計算： 表 57 柱重力統(tǒng)計 類別 總計算長度 （m） 墻計算高度 （m） 墻厚計算值 （m） 荷載標準值 （kn/m2） 總 重 （kn） 外墻120.42.70.257568.89 86.42.70.257408.24 內(nèi)墻 72.82.90.257369.46 合 計1346.59 樓板恒載、活載計算（樓梯間按樓板的 1.2 倍計算）： 樓板面積：42.417.8 6.07.27.23.02=668.32（m2） 樓梯面積: 6.07.2+3.07.22=86.4（m2） 恒載=樓梯恒載+樓板恒載:86.43.5671.2 + 668.323

51、.567=2753.7kn 活載：2.5（6.07.2+3.07.22）1.2+2.0（542.417.8 6.07.27.23.02） =1595.84kn 由以上計算可知，一層重力荷載代表值為 g1=g 恒+0.5g活 =7681.05 + 1271.49 +1346.59 + 2753.7 + 1595.840.5= 6976.1kn 注：柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù) 1.05。 5.2.2 第二層至第四層重力荷載代表值計算及荷載匯總第二層至第四層重力荷載代表值計算及荷載匯總 第二層至四層的重力荷載代表值同第一層的計算差異不大,僅多一面內(nèi)墻 ,所以： 二層、三層、四層的重

52、力荷載代表值為 g2=7006.55kn g3=7006.55kn g4=7006.55kn 5.2.3 第五層重力荷載代表值計算及荷載匯總第五層重力荷載代表值計算及荷載匯總 梁重力荷載（同一層）：1271.49kn 柱重力荷載（同一層）：768kn 內(nèi)外填充墻及女兒墻重的計算： 表 5-8 墻重力統(tǒng)計 類別 總計算長度 （m） 墻計算高度 （m） 墻厚計算值 （m） 荷載標準值 （kn/m2） 總 重 （kn） 女兒墻120.41402411445.00 外墻120.42.70.257568.89 86.42.70.257408.24 內(nèi)墻 78.82.90.257399.91 合計1822

53、.04 屋面板及樓板恒載、活載計算同一四層 樓板恒載、活載計算（樓梯間按樓板的 1.2 倍計算）： 樓板面積：42.417.8 6.07.27.23.02=668.32（m2） 樓梯面積: 6.07.2+3.07.22=86.4（m2） 恒載=樓梯恒載+樓板恒載:86.43.5671.2 + 668.326.48=4638.9kn 活載：2.5（6.07.2+3.07.22）1.2+2.0（542.417.8 6.07.27.23.02） =1595.84kn 雪載：403.20.4=161.28kn 由以上計算可知，五層重力荷載代表值為 g5=g 恒+0.5g活 =768.001.05 +

54、1271.49 + 1458.78 + 4638.9 + 1595.840.5= 9336.75kn 集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 g i的計算結(jié)果如下圖所示： 圖 5-9 重力荷載代表值 6 水平荷載計算水平荷載計算 6.1 風荷載計算風荷載計算 垂直作用在建筑物表面的風荷載 按下式計算： = (6-1) k w z s z o w 式中 風荷載標準值（kn/m2） ； k w 高度 z 處的風振系數(shù)； z s 風荷載體型系數(shù)； 風壓高度變化系數(shù)； z 基本風壓 （kn/m2） 。 o w 根據(jù)所給條件：基本風壓 wo =0.4 kn/m2 。 則 風壓高度變化系數(shù) z 由建筑結(jié)構(gòu)荷載

55、規(guī)范確定 橫向風荷載的標準值 wk為： wk= zszwo 表 6-1 wk值計算表 離地高度 uzbsuswohihjwk 16.500.771.751.30.403.302.806.411405 13.200.741.621.30.403.303.306.187896 9.900.741.471.30.403.303.305.593302 6.600.741.311.30.403.303.304.998708 3.300.741.161.30.403.303.304.404114 圖 6-1 風荷載示意圖 表 6-2 側(cè)移值計算表 框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計算： vij=dijv

56、i /dij (6-3) m bij=vijyh (6-4) m uij=vij（1-y）h (6-5) y=yn+y1+y2+y3 (6-6) 注：yn框架柱的標準反彎點高度比。 y1為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值。 y2、y3為上下層層高變化時反彎點高度比的修正值。 y 框架柱的反彎點高度比。 第 1 層 a、d 柱的反彎點高度為： 查表得 y0=0.55 y1=0 y2=0 y3=0 所以 y=0.55 同理可算出各層的反彎點高度，各層的反彎點高度詳見彎矩計算表中。 wkvjeduu/h 6.4114056.4150666.000.000130.000008 6.187896

57、12.6050666.000.000250.000019 5.59330218.1950666.000.000360.000036 4.99870823.1950666.000.000460.000069 4.40411427.5961972.000.000450.000135 表 6-3 a、d 柱彎矩計算表 層號hi /mkvdijdi/dijdiviyyhmc 上mc 下mb 總 53.32.376.4150666113050.2231.430.421.392.741.9814.78 43.32.3712.6050666113050.2232.810.451.495.104.177.09

58、 33.32.3718.1950666113050.2234.060.501.656.706.7010.87 23.32.3723.1950666113050.2235.170.501.658.548.5415.23 13.32.3727.5961972138180.2236.150.551.829.1411.1717.67 表 6-4 b、c 柱彎矩計算表 層號hi /mkvdijdi/dijdiviyyhmc 上mc 下mb 總 53.34.056.4150666140280.2771.770.451.493.222.643.22 43.34.0510.4650666140280.2772

59、.900.501.654.784.787.41 33.34.0514.5150666140280.2774.020.501.656.636.6311.41 23.34.0518.5650666140280.2775.140.501.658.488.4815.11 13.36.1824.7461972171680.2776.850.551.8210.1812.4418.66 表 6-5 風載作用下柱端剪力和軸力計算圖 ab,cd 梁剪力計算bc 梁剪力計算柱軸力計算 層次 m1m2 lva,dm3m4lvb,ca,d 柱軸力 b,c 柱軸力 52.741.887.20.641.341.3430.

60、89-0.64-0.25 47.094.337.21.593.083.0832.06-2.23-0.72 310.876.667.22.444.754.7533.16-4.66-1.45 215.238.827.23.346.296.2934.19-8.00-2.30 117.6710.907.23.977.767.7635.18-11.97-3.51 圖 6-2 風荷載作用下框架的彎矩剪力及軸力圖 6.2 地震荷載計算地震荷載計算 6.2.1 橫向自振周期的計算橫向自振周期的計算 橫向自振周期的計算采用結(jié)構(gòu)頂點的假想位移法。 基本自振周期 t1（s）可按下式計算： t1=1.7t （ut）1