土木畢業(yè)設(shè)計(jì)五層框架計(jì)算書

1、SHANDONG畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 山鋁職業(yè)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院：建筑工程學(xué)院專 業(yè)：土木1001 學(xué)生姓名： 李家琪 學(xué) 號(hào)：1011092011 指導(dǎo)教師：劉建平 2014年6月摘要摘 要 山鋁職業(yè)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心是一棟多媒體綜合教學(xué)樓，采用的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土的框架結(jié)構(gòu)。層數(shù)為五層，建筑地點(diǎn)在山鋁職業(yè)學(xué)院內(nèi)，地勢(shì)平坦?？偨ㄖ娣e為942.84 ×5=4714.2m2,總的高度為18.8m，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及要出建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖?；撅L(fēng)壓值0.3kN/m2，基本雪壓0.15kN/m2。建筑設(shè)計(jì)包括建筑物的平面、立面、剖面的設(shè)計(jì)。由于本建筑是一棟

2、教學(xué)建筑，要對(duì)教學(xué)建筑的各個(gè)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，還得考慮抗震、風(fēng)力、采光等要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)布置及選型、荷載統(tǒng)計(jì)和計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合，和在最不利組合內(nèi)力下進(jìn)行梁、板、柱配筋計(jì)算及基礎(chǔ)的計(jì)算和配筋。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，教學(xué)樓VI英文摘要Abstract Shan Lv network center of Career Academy is a multimedia teaching building, using the structure of the in-situ concrete frame structure. Five layers of constructio

3、n sites in Shan Lv Career Academy, the flat terrain. Total construction area of 942.84 ×5=4714.2m2, the total height of 18.8m, to be carried out during the design process and structural design and architectural design to the construction drawings and construction drawing.the basic wind pressure

4、 value 0.30kN/m2, basic snow pressure value 0.15kN/m2. Architectural design includes the building plan, elevation, section design. As the building is a teaching building, to the various functions of public building design, have to consider the earthquake, wind, lighting and other requirements. Struc

5、tural design, including structural arrangement and selection, statistical and computational load, force calculation, force mix, and in the most unfavorable combination of forces under the beams, plates, columns and foundation reinforcement calculation calculation and reinforcement.Keywords: frame st

6、ructure ，Architectural design ，Structural Design ，Teaching building目錄目 錄摘 要IAbstract（英文摘要）II目 錄III第一章 建筑設(shè)計(jì)11.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1.1 題目11.1.2 建筑地址11.1.3 設(shè)計(jì)條件11.2工程概況11.3建筑平面圖11.4 建筑立面圖21.5 建筑剖面圖2第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明32.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置32.2 構(gòu)件初估32.2.1 柱截面尺寸的確定32.2.2 梁截面尺寸的確定32.2.3 板厚度尺寸的確認(rèn)42.2.4 次梁布置42.3 計(jì)算簡(jiǎn)圖與柱網(wǎng)布置42.3.1 框架結(jié)

7、構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖42.3.2 柱網(wǎng)布置5 2.4 橫向框架梁柱線剛度計(jì)算7 2.4.1 橫梁線剛度的計(jì)算7 2.4.2 柱線剛度的計(jì)算7 2.4.3 框架梁柱線剛度圖7 2.4.4柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算8第三章 荷載計(jì)算103.1 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值103.2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值103.3 梁、柱單位自重計(jì)算113.4墻、窗、門單位自重計(jì)算113.5 重力荷載代表值123.6 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133.6.1 橫向自振周期計(jì)算133.6.2 水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算143.6.3 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算163.7 橫向風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算183.7.1 風(fēng)荷載標(biāo)

8、準(zhǔn)值183.7.2 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算193.7.3 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算20第四章 豎向內(nèi)力計(jì)算224.1 計(jì)算單元的選擇確定224.2 荷載計(jì)算224.2.1 恒載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算224.2.2 活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算254.3 內(nèi)力計(jì)算27 4.3.1 恒載作用下的彎矩圖274.3.2 活荷載作用下的彎矩圖324.3.3 恒載作用下梁端剪力、柱端剪力及柱軸力計(jì)算364.3.4 活載作用下梁端剪力、柱端剪力及柱軸力計(jì)算39第五章 框架荷載效應(yīng)組合43 5.1 框架結(jié)構(gòu)梁內(nèi)力組合435.1.1 梁端彎矩調(diào)幅及梁跨中彎矩調(diào)幅435.1.2 框架結(jié)構(gòu)梁內(nèi)力組合465.2 框架結(jié)

9、構(gòu)柱的內(nèi)力組合505.2.1 橫向框架柱內(nèi)力組合515.2.2 框架柱端彎矩和剪力調(diào)整55第六章 框架梁、柱、板配筋計(jì)算及基礎(chǔ)計(jì)算576.1 框架梁576.1.1 材料及設(shè)計(jì)參數(shù)576.1.2 框架梁正截面受彎承載力計(jì)算576.1.3 梁斜截面受剪承載力計(jì)算626.2 框架柱656.2.1 材料及設(shè)計(jì)參數(shù)656.2.2 柱截面尺寸驗(yàn)算656.2.3 柱正截面承載力計(jì)算666.2.4 柱斜截面受剪承載力計(jì)算756.3 樓板設(shè)計(jì)816.3.1 樓面荷載816.3.2 板型劃分826.3.3雙向板彎矩計(jì)算(按塑性鉸線法設(shè)計(jì))826.3.4 單向板彎矩計(jì)算(按塑性鉸線法設(shè)計(jì))84 6.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)85

10、 6.4.1 A柱柱下獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算856.4.2 初步選擇基底尺寸856.4.3 驗(yàn)算持力層地基承載力866.4.4 抗沖切驗(yàn)算886.4.5 底板配筋計(jì)算89參考文獻(xiàn)91致 謝92 第一章 建筑設(shè)計(jì)第一章 建筑設(shè)計(jì)1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1.1 題目山鋁職業(yè)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1.2 建筑地址淄博市 1.1.3 設(shè)計(jì)條件 主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：1建筑物建于淄博市內(nèi)。2使用要求及方案平面布置圖：另見指導(dǎo)書3地震設(shè)防烈度：7度，場(chǎng)地為II類。4自然氣候條件：基本風(fēng)壓0.4KN/m2；基本雪壓0.45KN/m2 5結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu)1.2 工程概況 山鋁職業(yè)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心建

11、筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求建筑總面積約4714.20 m2，建筑層數(shù)5層，首層高為3.6 m，25層結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑物所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，2類建筑場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組?；撅L(fēng)壓為0.40KN/m2，地面粗糙度為B類。1.3 建筑平面圖(除屋頂平面圖外)是用一個(gè)假想的水平剖切圖，在房屋的窗臺(tái)上方剖開整棟房屋，移去剖切面上面的部分，將留下部分向水平投影面投影所得到的水平剖視圖。建筑平面圖包含被剖切到的斷面、可見的建筑配件的設(shè)置情況。它是墻體砌筑、門窗安裝和室內(nèi)裝修的重要依據(jù)。底層地面需反映出室外臺(tái)階、散水(或明溝)等，其他各層除應(yīng)表示本層情況外，還需反映出下一層平面圖未

12、反映的可見建筑物構(gòu)件。1.4 建筑立面圖它是房間各個(gè)方向的外墻面以及按投影方向可見的構(gòu)配件的正投影圖。有定位軸線的建筑物，宜根據(jù)兩端定位軸線號(hào)編注立面圖名稱。建筑物立面是用來(lái)反映房屋的體型和外貌、門窗形式和位置、墻面裝飾材料等的圖樣。1.5 建筑剖面圖它是假想用一個(gè)垂直于橫向或縱向軸線的豎直平面剖切房屋所得正投影圖，反映門窗洞口及窗口高度以及簡(jiǎn)要的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造方式等情況。剖切面的剖切位置，應(yīng)選在能反映房間全貌構(gòu)造特征以及有代表性的部位，一般應(yīng)顯示樓梯，并在底層平面圖中表示。具體設(shè)計(jì)圖詳細(xì)見附錄中的建筑圖。- 93 -第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置鋼筋混凝土

13、框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護(hù)和隔斷作用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，室內(nèi)空間大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)等民用建筑。按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設(shè)計(jì)采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，現(xiàn)澆樓板一般需設(shè)置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要考慮承受橫向地震作用。在房屋的縱向則設(shè)置連系梁與橫向框架連接，這些連系梁與柱實(shí)際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風(fēng)荷載和地震荷載。2.2 構(gòu)件初估 2.2.1 柱截面尺寸的確定該框架結(jié)構(gòu)抗震等

14、級(jí)為三級(jí)，查表軸壓比限值近似uN=0.85；單位負(fù)荷面積上的重力荷載代表值近似取12KN·mm-2，柱采用現(xiàn)澆混凝土澆筑，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30(fc=14.3N·mm-2，ft=1.43N·mm-2)。柱截面高度可取h=(1/151/20)H，H為層高；柱截面寬度可以取為b=(12/3)h，并按下述方法進(jìn)行初步估算。邊柱：ACN/Nfc=1.3×(7.2×3.6) ×12×5×103/(0.85×14.3)=152470.6 mm2中柱：ACN/Nfc=1.3×(7.2×4.9)

15、×12×5×103 /(0.85×14.3)=200983.9mm2 N=Fgen 柱的截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為390.5mm和448.3mm。又框架柱截面高度不宜小于400mm，寬度不宜小于350mm。經(jīng)綜上分析，本工程各層柱的截面尺寸皆取為b×h600mm×600mm。根據(jù)地質(zhì)條件及層數(shù)等的條件,基礎(chǔ)選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深取2m,取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底，則底層柱高h(yuǎn)1=3.6+0.45+0.8=4.85m，二五 層柱高等于層高，即h2=3.6m。 2.2.2 梁截面尺寸的確定框架梁的梁

16、高h(yuǎn)=(1/81/12)l,其中l(wèi)為梁的跨度；梁的截面寬度可取為b=(1/21/3)h。次梁的梁高h(yuǎn)=(1/101/14)l,其中l(wèi)為梁的跨度；梁的截面寬度可取為b=(1/21/3)h。為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，h不宜大于1/4梁凈跨，且為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定性，梁截面的高寬比(h/b)不宜大于4。橫向框架梁跨度為6.6m,次梁跨度為6.6m，走道梁跨度為2.4m。故框架梁、走道梁、次梁的截面可初步分別取為300mm×700mm，300mm×700mm，250mm×550mm，250mm×500mm。 2.2.3板厚度尺寸的確認(rèn)走道單向板h=l0/35=

17、2400/35=60.00mm,雙向板h=l0/45=3600/45=80mm, 考慮到保證結(jié)構(gòu)的整體性以及防水要求和埋設(shè)管線等原因，板厚做如下選擇：屋面板、樓面板厚均為120mm。 2.2.4次梁布置在兩道橫向框架梁中間布置一道次梁，故雙向板跨為3.6m。2.3 計(jì)算簡(jiǎn)圖與柱網(wǎng)布置 2.3.1 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2-1：圖2-1 框架結(jié)構(gòu)橫向計(jì)算簡(jiǎn)圖2.3.2 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置圖見圖2-2：圖2-2 柱網(wǎng)布置圖第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明 2.4 橫向框架梁柱線剛度計(jì)算以軸橫向框架梁柱線剛度計(jì)算為例：框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓板可以作為梁的有效翼緣，考慮這一有利因素，在計(jì)算梁的截面慣性矩的時(shí)候，

18、對(duì)中框架梁,取I=2I0；對(duì)邊框架梁，取I=1.5I0；其中，I0為矩形梁柱截面慣性矩?？蚣芰壕捎肅30混凝土，框架柱首層采用C40混凝土，其他層采用C30混凝土。C30混凝土的彈性模量N/mm2 ， C40混凝土的彈性模量N/mm2。2.4.1 橫梁線剛度的計(jì)算橫梁線剛度的計(jì)算過(guò)程見表2-3，其中/,/。表2-3 橫梁線剛度的計(jì)算表層號(hào)梁編號(hào)截面尺寸(mm×mm)跨度(mm)慣性矩(mm4)線剛度（N·mm）15300×700660015300×7002400 注：表內(nèi)框架梁線剛度已按要求折算。2.4.2 柱線剛度的計(jì)算柱線剛度計(jì)算過(guò)程見表2-4，其

19、中/，/。表2-4 柱線剛度的計(jì)算表層號(hào)柱編號(hào)柱截面尺寸(mm×mm)層高(mm)慣性矩(mm4)線剛度(N·mm)1A、D600×6004850B、C600×600485025A、D600×6003600B、C600×60036002.4.3 框架梁柱線剛度圖框架梁柱線剛度圖見圖2-5：圖2-5 框架梁柱線剛度(單位：1010N·m)2.4.4 柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算公式：橫向15層框架柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算過(guò)程見表2-6：表2-6 橫向15層框架柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算表柱別層高(mm)(N·mm)

20、(N/mm)(4根)(N/mm)中柱0.473360039417(39417+14833)×2=108500邊柱0.178360014833橫向首層框架柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算過(guò)程見表2-7：表2-7 橫向首層框架柱抗側(cè)剛度D值的計(jì)算表柱別層高(mm)(N·mm)(N/mm)(4根)(N/mm)中柱0.6454850 23823(23823+19907)×2=87460邊柱0.4094850 19907 將上述不同情況下同層框架柱抗側(cè)剛度相加，即得框架各層層間抗側(cè)剛度見表2-8：表2-8 橫向框架層間抗側(cè)剛度D值的計(jì)算表層號(hào)12345(N/mm)87460108500

21、108500108500108500 由表2-8可得>，故該框架為規(guī)則框架。第三章 荷載計(jì)算第三章 荷載計(jì)算3.1 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 15層樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：30m厚現(xiàn)制水磨石 0.65KN/m2120厚鋼筋混凝土 0.12×25=3.0KN/m2 20m厚石灰砂漿 0.02×17=0.34KN/m2合計(jì)： 3.99KN/m2 衛(wèi)生間樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：5mm厚水泥砂漿貼10mm厚300×300防滑地磚 0.34KN/m2油氈防水層 0.4KN/m220mm厚1:3水泥砂漿找平層 0.02×15=0.3KN/m2120m厚鋼筋混凝土 0.12

22、15;25=3.0KN/m2合計(jì)： 4.04KN/m2屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 不上人屋面： 4mm厚APP卷材防水層 0.35KN/m220m 厚水泥砂漿找平層 0.02×20=0.4KN/m21：8水泥膨脹珍珠巖2%坡 0.02×10=0.2KN/m220m厚混合砂漿 0.02×17=0.34KN/m2120m厚鋼筋混凝土 0.12×25=3.0KN/m2合計(jì) ： 4.29KN/m23.2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5KN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0KN/m2衛(wèi)生間活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.5KN/m2走廊活荷載

23、標(biāo)準(zhǔn)值 2.5KN/m23.3梁、柱單位自重計(jì)算梁的自重由構(gòu)件的幾何尺寸和材料單位體積的自重計(jì)算，梁構(gòu)件表面粉刷層重平均為0.5 KN/m2，按墻面混合砂漿裝飾計(jì)算。柱的計(jì)算高度為各層柱凈高，柱面粉刷層的重量同墻裝飾0.5 KN/m2。梁?jiǎn)挝蛔灾兀何菝鎸涌蚣芰旱膯挝蛔灾?b×h=300mm×700mm)：gk=0.3×0.7×250.5×(0.7-0.12)×2=5.83KN/m15層框架梁的單位自重(b×h=300mm×700mm)：gk=0.3×0.7×250.5×(0.7-0.1

24、2)×2=5.83KN/m屋面層次梁的單位自重(b×h=250mm×550mm)：gk=0.25×0.55×250.5×(0.5-0.12)×2=3.82KN/m15層次梁的單位自重(b×h=250mm×550mm)：gk=0.25×0.55×250.5×(0.5-0.12)×2=3.82KN/m屋面次梁的單位自重(b×h=250mm×500mm)：gk=0.25×0.5×250.5×(0.5-0.12)×

25、2=3.51KN/m15層次梁的單位自重(b×h=250mm×500mm)：gk=0.25×0.5×250.5×(0.5-0.12)×2=3.51KN/m屋面層平臺(tái)梁的單位自重(b×h=200mm×300mm)：gk=0.2×0.3×250.5×(0.3-0.12)×2=1.68KN/m15層平臺(tái)梁的單位自重(b×h=200mm×300mm)：gk=0.2×0.3×250.5×(0.3-0.12)×2=1.68KN/

26、m柱單位自重：15層柱的自重(b×h=600mm×600mm)：gk=0.60×0.60×250.5×0.60×4=10.2KN/m3.4 墻、窗、門單位自重計(jì)算墻、窗、門等可按計(jì)算單位面積上的重力荷載，如下。外墻：200厚加氣混凝土砌塊 0.2×7.5=1.5 KN/m2貼瓷磚外墻面 0.5 KN/m220mm厚水泥粉刷墻面 2×0.36=0.72 KN/m28mm厚1：1：6水泥石膏砂漿 0.008×14×2=0.224 KN/m28mm厚水泥砂漿 0.008×20×2=

27、0.32 KN/m2合計(jì)： 3.30 KN/m2內(nèi)墻：200mm厚加氣混凝土砌塊 0.2×7.5=1.5KN/m28mm厚1：3水泥砂漿找平層 0.008×20×2=0.32 KN/m28mm厚1：1：6水泥石膏砂漿 0.008×14×2=0.224 KN/m25mm厚1：0.3：3水泥砂漿抹面 0.005×20×2=0.2 KN/m2合計(jì)： 2.30 KN/m2女兒墻：200mm厚加氣混凝土砌塊 0.2×7.5=1.5KN/m2貼瓷磚外墻面 0.5KN/m26mm厚1：3水泥砂漿找平層 0.006×20

28、×2=0.24 KN/m28mm厚1：1：6水泥石膏砂漿 0.008×14×2=0.224 KN/m28mm厚1：0.3：3水泥砂漿抹面 0.008×20×2=0.32 KN/m2合計(jì)： 2.80 KN/m2木門： 0.2 KN/m2鋼框玻璃門： 0.45 KN/m2鋼塑窗： 0.45 KN/m23.5重力荷載代表值 表3-1 各層重力荷載代表值計(jì)算 單位：(KN)層號(hào)自重標(biāo)準(zhǔn)值樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值合計(jì)25882.14542.256424.3935813.098542.256355.34845813.098542.256355.34855813.0

29、98542.256355.348屋面層6311.863455.356767.213所求的各質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值的簡(jiǎn)圖見圖3-2： 圖3-2各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值3.6 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 3.6.1 橫向自振周期計(jì)算橫向自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移法?；咀哉裰芷?s)可按下式計(jì)算：注：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(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮填充墻影響的周期折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取0.7。按以下公式計(jì)算：注：為第i層的層間側(cè)移剛度，為第i層的層間側(cè)移，為第k層的層間側(cè)移，s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算，見表3-3：表

30、3-3 各層結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移層號(hào)(KN)(KN)(N/mm)(mm)(mm)56767.2136767.21365100010.395160.62646355.34813122.56165100020.158150.23136355.34819477.90965100029.92131.07326355.34825833.25765100039.682101.15316424.3932257.64752476061.47161.471 =1.7×0.7×(0.225355)= 0.477 (s) 3.6.2 水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算本框架高度不超過(guò)40m，質(zhì)量跟剛度沿高

31、度分布比較均勻，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，即：結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值：=0.85=0.85×(6767.213+6355.348×3+6424.390)=27419.000KN水平地震影響系數(shù)：查表得二類場(chǎng)地，且設(shè)計(jì)地震分組在第一組的特征周期值=0.35s。查表得設(shè)防烈度為7度的=0.08。因，故處于反應(yīng)譜曲線下降段，即：當(dāng)阻尼比時(shí)，則：=0.477結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：=0.049×27419=1672.559KN因1.4=1.4×0.35=0.49s<=0.477s，故不考慮頂部附加水平地震作用。 各質(zhì)點(diǎn)橫向水

32、平地震作用按下式計(jì)算：=391172.972KN·m地震作用下各樓層水平地震層間剪力為：(i=1,2,n)各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算結(jié)果見表3-4：表3-4 地震作用下各樓層水平地震層間剪力層號(hào)(m)(KN)(KN·m)(KN)(KN)519.256767.213130268.8500.333556.96556.96415.656355.34899461.1960.254424.83981.79312.056355.34876581.9430.196327.821309.6128.456355.34853702.6910.137229.141538.7514.

33、856424.3931158.2920.08133.81672.55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見圖3-5： 圖3-5 水平地震作用 層間剪力分布 3.6.3 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算： 注：框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，為上下層橫梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值，為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值，為框架柱的反彎點(diǎn)高度比。底層柱不考慮修正值，即，也不考慮修正值，即。第二層柱需考慮修正值。頂層柱不考慮修正值，即，其余柱均無(wú)修正。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下列公式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)果見表3-6：表3-6 梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算層號(hào)邊

34、跨梁走道梁柱軸力邊柱中柱533.34917.8836.67.76256.17156.1712.153.496-7.762-45.734463.07039.8626.615.596125.200125.2002.1119.238-23.358-149.376388.88058.4166.622.317183.472183.4722.1174.735-45.675-301.7942107.66074.2796.627.567233.300233.3002.1222.290-73.242-496.4171156.13562.076.633.061194.948194.9482.1185.665-10

35、6.303-649.021 水平地震作用下的彎矩圖、梁剪力及柱軸力圖見圖3-7，3-8：圖3-7 水平地震作用下彎矩圖圖3-8 水平地震作用下梁剪力及柱軸力圖3.7 橫向風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 3.7.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：注：為風(fēng)荷載標(biāo)注值()，為基本風(fēng)壓()，為風(fēng)荷載體型系數(shù)，為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，為高度處的風(fēng)振系數(shù)。因結(jié)構(gòu)高度H=22.70m小于30m，可取=1.0，對(duì)于矩形平面且，可取=1.3；其地面粗糙度為B類，可查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，其基本風(fēng)壓=0.40 。將風(fēng)荷載換算成作用與框架每層節(jié)點(diǎn)的集中荷載，作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：注：為下層柱高，為

36、上層柱高，對(duì)頂層為女兒墻高度的2倍，為迎風(fēng)面的寬度。以軸橫向框架計(jì)算為例,計(jì)算過(guò)程見表3-9：表3-9 風(fēng)荷載計(jì)算層號(hào)(m)(m)(KN)519.2511.31.220.43.27.218.271415.6511.31.140.43.67.219.207312.0511.31.050.43.67.217.6928.4511.310.43.67.216.84814.8511.310.44.2257.219.773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，見圖3-10：圖3-10 等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載 3.7.2 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算按下列公式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表3-11：

37、 表3-11 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層號(hào)12345(KN)19.77316.84817.6919.20718.271(KN)91.78972.01655.16837.47818.271 (N/mm)87460108500108500108500108500 (mm)1.0490.6640.5080.3450.148 (mm)1.0491.7132.2212.5662.7341/46231/54221/29801/104351/21429由此可見，風(fēng)荷載作用下框架最大層間位移角發(fā)生在底層，1/1857<1/550，滿足規(guī)范要求。 風(fēng)荷載作用下的彎矩圖、梁剪力及柱軸力圖見圖3-1

38、2，3-13：圖3-12 風(fēng)荷載作用下彎矩圖圖3-13 風(fēng)荷載作用下梁剪力及柱軸力圖第四章 豎向內(nèi)力計(jì)算第四章 豎向內(nèi)力計(jì)算4.1 計(jì)算單元的選擇確定取軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，如圖4-1計(jì)算單元所示：圖4-1 計(jì)算單元4.2荷載計(jì)算4.2.1 恒載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算(1) 中間層梁、柱恒載計(jì)算1）邊跨梁上線荷載計(jì)算 邊跨梁上線荷載=邊跨梁自重+板重+墻重，其中板自重按450分配，如圖8-1所示。由此可知梁上分布荷載為一均布荷載與一梯形荷載疊加，只要求出控制點(diǎn)的荷載值，就可繪出該梁上荷載分布圖。最大值最小值 2）中跨梁上線荷載計(jì)算： 中跨梁上線荷載=中跨梁自重。其值為常值：5.83KN/m3）邊柱

39、集中力計(jì)算邊柱集中力=邊柱自重+縱向框架梁承受的荷載縱向框架梁承受的荷載=部分板重+橫向次梁自重+縱向框架梁自重+外墻重其中，板重：橫向次梁自重：縱向框架梁自重：墻重：因此，邊柱上集中力：4）中柱集中力計(jì)算板重：橫向次梁自重：縱向框架梁自重：墻重：因此，中柱上集中力：5）邊柱與梁交點(diǎn)處彎矩： （柱內(nèi)側(cè)受拉）6）中柱與梁交點(diǎn)處彎矩： （柱靠室內(nèi)一側(cè)受拉） （2） 頂層梁、柱上荷載計(jì)算： 1）邊跨梁上線荷載計(jì)算邊跨梁上線荷載=邊跨梁自重+板重。最大值：最小值：5.83KN/m由此繪出該梁荷載分布如圖8-4 2）中跨梁上線荷載的計(jì)算同理，中跨梁上線荷載=中跨梁自重+板重其值為常值：5.83 KN/m

40、 3）邊柱集中力計(jì)算： 邊柱集中力=邊柱自重+縱向框架梁的傳力 其中：縱向框架梁傳來(lái)的力=部分板重+橫向次梁自重+縱向框架梁自重+女兒墻自重板重：縱向框架梁自重：女兒墻自重：邊柱上集中力： 4）中柱集中力計(jì)算：板重：橫向次梁自重：縱向框架梁自重：因此，中柱上集中力： 5）邊柱與梁交點(diǎn)處彎矩： 6）中柱與梁交點(diǎn)處彎矩：通過(guò)以上計(jì)算，可繪出第軸橫向框架恒載圖（圖4-2）。圖4-2第軸橫向框架恒載圖（力：KN；彎矩：KN·m） 4.2.2 活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算不上人屋面均布活荷載 辦公室均布活荷載 走廊均布活荷載 （1） (1)頂層框架梁柱活載計(jì)算： 上人屋面活載： 1）邊跨梁上線荷載：

41、 最大值： 最小值：02）中跨梁上線荷載 同恒載求解方法，其值為0。 3）邊柱集中力： 邊柱集中力=部分板上活載傳力 4）中柱集中力： 中柱集中力=部分板上活載傳力 5）邊柱集中力矩 邊柱集中力矩=邊柱集中力×梁柱偏心 6）中柱集中力矩 （2） 中間層框架梁、柱活載計(jì)算： 1）邊跨梁上線荷載： 同以上求解方法，得： 最大值： 最小值：0 2）中跨梁上線荷載： 同恒載求解法，其值為0。 3）邊柱集中力： 邊柱集中力=部分板上活載傳力 4）中柱集中力： 中柱集中力=部分板上活載傳力 5）邊柱集中力矩 邊柱集中力矩=邊柱集中力×梁柱偏心 6）中柱集中力矩 通過(guò)以上計(jì)算，可繪出第軸

42、橫向框架活載圖（圖4-3）。圖4-3 第軸橫向框架活載圖（力：KN；彎矩：KN·m）4.3 內(nèi)力計(jì)算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。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)算柱底軸力還需考慮柱的自重。4.3.1 恒載作用下的彎矩圖(1)梁的固端彎矩頂層邊跨等效分布中間層層邊跨等效分布第5層：邊跨梁 中跨梁 14層：邊跨梁 中跨梁 (2)彎矩分配彎矩分配過(guò)程見表4-4：表4-4 恒載作用下的彎矩分配過(guò)程上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.70.30.150.360.490.490.360

43、.150.30.722.75-82.4482.44-23.65-2.142.1423.65-82.4482.44-22.7541.7817.91-8.50-20.39-27.7627.7620.398.50-17.91-41.7812.85-4.258.95-7.9713.88-13.887.97-8.954.25-12.85-6.02-2.58-2.23-5.35-7.287.285.352.232.586.0271.36 -71.36 80.67 -57.37 -23.3023.3057.37-80.6771.36-71.360.410.410.180.120.260.260.360.36

44、0.260.260.120.180.410.4128.10-90.7990.79-27.33-2.142.1427.33-90.7990.79-28.1025.7025.7011.28-7.36-15.94-15.94-22.0822.0815.9415.947.36-11.28-25.70-25.7020.8912.85-3.685.64-10.20-7.9711.04-11.0410.207.97-5.643.68-20.89-12.85-12.33-12.33-5.410.180.390.390.54-0.54-0.39-0.39-0.185.4112.3312.3334.2754.33

45、 -88.60 89.25 -25.75-50.86 -12.6412.6425.7550.86-89.2588.60-34.27-54.330.410.410.180.120.260.260.360.360.260.260.120.180.410.4128.1-90.7990.79-27.33-2.142.1427.33-90.7990.79-28.1025.7025.7011.28-7.36-15.94-15.94-22.0822.0815.9415.947.36-11.28-25.70-25.7012.8512.85-3.685.64-7.97-7.9711.04-11.047.977.97-5.643.68-12.85-12.85-9.03-9.03-3.96-0.09-0.19-0.19-0.270.270.190.190.093.969.039.0329.5257.62 -87.1