連云港市某中學(xué)辦公樓設(shè)計

1、市某中學(xué)辦公樓設(shè)計市某中學(xué)辦公樓設(shè)計摘要本次畢業(yè)設(shè)計進行的是某中學(xué)辦公樓設(shè)計。具總建筑面積約為3450 m2,底層占地面積為861.84 nf,每層標(biāo)高3.6米。建筑物總高度為14.4m。根據(jù)鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)設(shè) 計要求，抗震等級為三級，該抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計中主要考慮的是抗震設(shè)計。該設(shè)計主要進行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架A， B， C， D 軸框架的設(shè)計。在確定框架布局之后， 先計算了恒載，活載， 風(fēng)載的等效荷載以及各桿端的力，然后用分層法進行力分配，然后各層疊加，進而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)力（彎矩、剪力、軸力）。接著力組合找出最不利的一組或幾組力組合。選取最安全的結(jié)果計算配筋并繪圖。

2、還進行地基設(shè)計。此外還進行了結(jié)構(gòu)方案中的樓梯的設(shè)計。完成了平臺板，梯段板，平臺梁等構(gòu)件的力和配 筋計算及施工圖繪制。關(guān)鍵詞：框架 結(jié)構(gòu)設(shè)計力組合The Design of a middle school office building in LianyungangAbstractThis graduation project is conducted the Design of in a middle school Office Building in Lianyungang. The totalconstructionarea is about 3450 m2 ,theunderlying

3、area covers 861.84 m2 and the elevation of each floor is 3.6 m. The building s total height is 14.4m. According to the design requiremen ts of reinforced concrete frame structures, the seismic fortification intensity is 7 degrees, the seismic level for the three, the design of mainly consider for se

4、ismic design.The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis A， B， C， D， E， F. Whenthe directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method,

5、 then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force in the structure under the horizontal loads can be easily cal

6、culated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whosepurpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be

7、 the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords : frames, struct

8、ural design, Combine inside the dint1.1 建筑設(shè)計資料占地面積：861.84 m2,建筑面積：3450.48 m2層高： 3.6m建筑層數(shù)：地上主體四層建筑總高：14.4m結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)防類別：7度抗震設(shè)防，R類場地土，場地土類別為 II類設(shè)計使用年限：50 年基本風(fēng)壓：wo=0.35KN/m2 基本雪壓：so=0.25KN/m2 標(biāo)高：±0.000 相當(dāng)于本工高程尺寸單位：建筑總平面圖及標(biāo)高的尺寸均是以米計，其他尺寸以毫米計數(shù)1.2 地質(zhì)條件建筑場地為II類場地土，場區(qū)地下水類型：孔隙潛水型，地下水埋深約20ml 土質(zhì)滲

9、透性較弱，地下水對混凝土無侵蝕性。凍土深度：0.1m。第一層填土：雜灰黑色，整個場區(qū)均有分布，上部為混凝土地層及墊層，下部灰黑色，松散，濕，本層物質(zhì)成分雜亂，高壓縮性，層厚 0.5m,含碎磚等建筑生活垃圾。第二層淤泥質(zhì)重粉質(zhì)粘土：灰色，在整個場區(qū)均有分布，上部具有腐植物和少許結(jié)石，層厚0.7m,該層含水量大，孔隙比高，高壓縮性，工程性質(zhì)較差。第三層 粘土 重粉質(zhì)粘土：灰綠灰色，濕，中等壓縮性，層厚3 3.8m,工程性質(zhì)較好。承載力設(shè)計值達200Kpa。第四層 重粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土：灰褐灰色，濕，以軟塑為主，有褐色斑帶，局部夾簿層粉土，灰黃色，中偏高壓縮性，層厚2.8-3.5m, 工程性質(zhì)一般，承

10、載力設(shè)計值達160Kpa。1.3 用料說明混凝土強度等級：C30a.外墻：采用240厚灰砂磚(18kN/m3), 一側(cè)為水刷石墻面(0.5kN/m2), 一側(cè) 為 20mm?抹灰(17kN/ m3)b.墻：采用240厚加氣混凝土砌塊(5.5kN/ m2),兩側(cè)均是20mmf抹灰。c. 衛(wèi)生間隔墻：240 厚加氣混凝土砌塊( 5.5kN/ m2) ， 兩側(cè)均貼瓷磚( 0.5kN/ m2) 。d.女兒墻采用240mmf加氣混凝土砌塊(5.5kN/ m2),兩側(cè)均是20mmB抹灰，墻高1000mm。e. 窗：均為鋁合金窗(0.35kN/ m2 )f.門：除大門為玻璃門(0.45kN/ m2),辦公室

11、、教室等均為木門(0.2kN/ m2 )2 建筑設(shè)計方案2.1 總體設(shè)計建筑物的設(shè)計要根據(jù)建筑物的功能，地理位置，外墻材料，周圍的環(huán)境等情況綜合考慮，以達到美觀適用的效果。建筑物周圍環(huán)境的地面鋪裝，燈飾擺設(shè)品以及植物搭配都要 周細考慮到，在借鑒汲取西方現(xiàn)代環(huán)境布置優(yōu)點的同時，也要考慮當(dāng)?shù)乇旧淼奈幕攸c，來創(chuàng)造一個美觀適用的辦公樓。2.2 平面設(shè)計采用的是廊式辦公樓，走廊的凈寬為2.7m,柱網(wǎng)為7.2mX4.2m。底層設(shè)有大會議室，值班室，接待室，配電室，食堂，開水間，傳達室等等；23層是標(biāo)準(zhǔn)層，設(shè)有辦公室，值班室，小會議室，活動室，雜物室，單人辦公室；頂層設(shè)有校長辦公室，檔案室，資料室，圖書閱

12、覽室。為了辦公室的舒適度，每層均設(shè)有開水間。2.3 立面設(shè)計建筑高度14.4m， 高寬比 H/B=1.46<4, 可以采用塑鋼窗，且為平推窗，窗的尺寸為2.4mX1.8m, 1.8mX1.8m 和 1.2mX1.8m為了避免建筑物地坪層受潮，所以室外地坪標(biāo)高差為600mm為了解決這個600mm勺高差，使人更容易上到地坪層，在門廳前做了四個臺階，臺階是供人們正常出入的，由于 臺階伸出屋面，在其上設(shè)置了雨篷用來防雨。2.4 剖面設(shè)計建筑主體為4層，層高均為3.6m室外地坪高差為600mm3結(jié)構(gòu)設(shè)計方案3.1 結(jié)構(gòu)選型本設(shè)計采用框架承重，是鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。主體結(jié)構(gòu)沿房屋縱向采用7.

13、2m柱距，層高為3.6m,室外高差600mm從而使房屋結(jié) 構(gòu)較為簡單，簡化設(shè)計，方便施工。樓層平面設(shè)計采用矩形平面，使樓層平面及結(jié)構(gòu)布置實現(xiàn)對稱，從而使房屋樓層的結(jié) 構(gòu)剛度中心保持在樓層平面的中心位置，可以避免房屋的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。3.2 結(jié)構(gòu)布置本辦公樓采用橫向3跨,采用4.2mX7.2m的廊式小柱網(wǎng)，中間跨為2.7m,層高取3.6m。柱網(wǎng)具體設(shè)置見圖3.1圖3.1柱網(wǎng)布置圖3.3 初估梁、柱截面尺寸及板厚的初步確定主體結(jié)構(gòu)共4層，層高均為3.6m,外墻均為240mnB,門窗尺寸詳見門窗表, 樓層屋蓋均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.3.1 梁截面尺寸的估算3.3.1.1 橫向框架梁：(1)截面高度

14、：高度h應(yīng)滿足：12AR CD: L=7200mm 700mm< h <900mm取 hi =700mmBC跨：L=2700mm 225mm< h <338mm取 h2=300mm-b h(2)截面寬度：寬度b應(yīng)滿足：32AR CM: 232.7mm< b <350mm 故取 b=250mmBC跨：b=250mm3.3.1.2 縱向框架梁因為要考慮到整體性，所以選最大跨度進行梁截面的初選L=4200mm貝(J, h= (8 12) L=350 525mm,取 h=450mm1 1b= ( 2 3 ) h=150 225mm <250mm 考慮地震區(qū) b

15、> 250mm取 b=250mm3.3.2 柱板截面尺寸的估算3.3.2.1 框架柱混凝土強度等級C3Q fc=14.3 N/mm2 ,抗震等級為三級。(1)柱組合的軸壓力設(shè)計值N F gE n(3.3.1)注：一作用組合后柱軸壓力的增大系數(shù)，7度抗震區(qū)取0=1.05。F 簡支狀態(tài)計算柱的負載面積。29e一單位建筑面積上重力荷載的代表值，可近似取14kN/ mm。n一計算截面以上的樓層層數(shù)，此建筑為 4層。(2) Ac N/ Nfc(3.3.2)注：n一框架柱軸壓比的限值，由于是三級抗震等級，可取為 0.85。2fc混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，對 C30,查得14.3N/ mm。F 一柱的

16、負載計算面積。(3)計算過程對于邊柱：一一 一一 ，一，一 2F1=4.2 X3.6=15.12mN F gE n = B FgEn=1.05X 15.12 X12X 4=889.056kNAC N/ N fc =889.056 X 1000/(0.85 X 12.3)=73143.2332 mm2取 500mrK 500mm對于中柱:F2=4.2X (3.6+1.35)=19.5 2.7m2N F gE n =1.05 x 19.53 X 12X4=1148.364kNAc N / N fc =1148.364 X 1000/(0.85 X 12.3)=94478.6763 mm2取 500

17、mrK 500mm3.3.2.1 板截面尺寸板厚取 120mm h=120mm >40 =(4200/40)=105mm3.4計算單元及計算簡圖室外高差為0.6米，層高3.6m,取底層柱高h=0.6+0.5+3.6=4.7m 見圖3-4圖3.4橫向框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖4橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力和側(cè)移計算4.1重力荷載統(tǒng)計4.1.1恒載標(biāo)準(zhǔn)值4.1.1.1 屋面防水層三氈四油上鋪小石子 找平層20厚1:3水泥砂漿找平 保溫層70厚瀝青珍珠巖塊保溫層 找平層20厚1:3水泥砂漿找平 結(jié)構(gòu)層120厚現(xiàn)澆鋼筋碎屋面板 粉刷層10厚粉平頂0.40 kN/m0.02m(0.07+0.235)/2

18、m0.02m0.12m0.01mX20 kN/m3=0.40 kN/m2X7 kN/m3=1.07 kN/mX20 kN/m3=0.40 kN/m2X25 kN/m3=3.00 kN/m2X17 kN/m3=0.17 kN/m2_一.2=5.44 kN/m4.1.1.2 樓面面層15厚1:2白水泥白石于0.015mX16 kN/m3=0.24 kN/m2找平層20厚1:3水泥砂漿找平0.02mX20 kN/m3=0.40 kN/m2結(jié)構(gòu)層120厚現(xiàn)澆鋼筋碎樓板0.12mX25 kN/m3=3.00 kN/m2粉刷層10厚粉平頂0.01mX17 kN/m3=0.17 kN/m2=3.81 kN/

19、m24.1.1.3 框架梁橫向框架梁b h =250mrH 700mm梁自重0.2.7mX0.7mX25 kN/m3=4.20 kN/m抹灰層：10 厚混合砂漿0.01m x (0.7-0.12) m X2+0.2.7m X17 kN/m3=0.21kN/m=4.71 kN/m橫向框架梁 b h =250mrH 2.700mm梁自重0.25mx 0.2.7m 乂 25 kN/m3=1.88 kN/m抹灰層：10 厚混合砂漿 0.01m X (0.35-0.12) X 2+0.3 m X17 kN/m3=0.129 kN/m=2.01kN/m縱向框架梁b h =250mrH 450mm梁自重0.

20、25mX0.4mX25 kN/mi=2.50 kN/m抹灰層：10 厚混合砂漿 0.01m X (0.4-0.12) X 2+0.25 m X17 kN/m3=0.14kN/m=2.64 kN/m4.1.1.4 框架柱柱自重0.5mx0.5mx25 kN/m3=6.25 kN/m抹灰層：10 厚混合砂漿0.01mX (0.5-0.12) m X4X17 kN/m3=0.26kN/m=6.51 kN/m4.1.1.5 墻外墻采用240厚灰砂磚(18kN/m), 一側(cè)墻體為水刷石墻面(0.5kN/ m3),另一側(cè)為 20mmf抹灰(17kN/ m2)。則墻面單位面積的重力荷載為：0.24mx 18

21、 kN/m3+0.02mX 17 kN/m3+0.5 kN/m 合計：119.82m2 +108.46m2 +99.62.7m2 =304.79 m2底層外墻自重為：5.16 kN/m 2 X2.704.79 m 2 =1572.72kN(b)標(biāo)準(zhǔn)層D軸線上的外墻面積： _ _、，_ 一，一，_ 2(3.6m 0.7m) x (4.2m 0.5m) x 12(2.4m x 1.8mX 12) =74.76 mA軸線上的外墻面積： (3.6m 0.7m)義(4.2m 0.5m)義 12 (2.4m 義 1.8mX 12)=79.08 m一軸線上的外墻面積：(3.6m 0.7m) x (7.2m

22、- 0.5m) x 12+(2.7m - 0.5m)2 (1.8m x 1.8mX 2)=88.92m2 =5.16 kN/m 2 (a)底層A軸線上的外墻面積：(4.7m0.7m) x (4.2m0.5m) x 12(2.4m x 1.8mX 12)(2.7mX2.2)=119.82m2D軸線上的外墻面積：(4.7m 0.7m) x (4.2m 0.5m) x 12 (2.4m x 1.8mX 12) (1.8m x 2.7X2)2=108.46m一軸線上的外墻面積：(4.7m 0.7m)義(7.2m 0.5m)義 2+(2.7m 0.5m)2 (2.7m x 1.8mX 2)=99.62.

23、7m274.76 m2 + 79.08 m 2 + 88.92 m 2 = 242.76 m 2貝L 標(biāo)準(zhǔn)層外墻自重為：5.16 kN/m2 X 242.76m2 =1252.64 kN(c)頂層A軸線上的外墻面積:_ _ 、，_ 一，一，_ 2(3.6m 0.7m) x (4.2m 0.5m) x 12(2.4m x 1.8mX 12) =74.76 mD軸線上的外墻面積： 2(3.6m 0.7m)義(4.2m 0.5m)義 12 (2.4m 義 1.8mX 12) =79.08 m一軸線上的外墻面積：(3.6m 0.7m) x (7.2m 0.5m) x 2+(2.7m 0.5m)2 (1

24、.8m x 1.8mX 2) =88.92m2合計：74.76 m2 + 79.08 m 2 +88.92 m2 =242.76 m 2WJ,頂層外墻自重為：5.16 kN/m 2 X242.76 m2=1252.64kN隔墻隔墻采用240厚加氣混凝土砌塊(5.5kN/m2),兩側(cè)均為20mnB抹灰。則，墻面單位面積的重力荷載為：0.24mX 5.5 kN/m 3+0.02mX 17 kN/m3 乂 2 =2.00 kN/m 2(a)底層B軸線上的墻面積:2(4.7m 0.7m) x (4.2 0.5) X121mx 1.8mX 10=114.84 mC軸線上的墻面積：(4.7m-0.7m)

25、X (4.2 -0.5) X12-1rriX 1.8mX 11 = 76.56 m 2A D軸線之間的墻面積：,_、_ _、_,2(4.7m 0.7m) X (7.2m 0.5m) X24=323.61m合計：114.84 m2 +76.56 m2 +323.61 m2 =515.01 m 2WJ,底層墻自重為：2.00 kN/m2 X 515.01 m2 =1030.02 kN (b)標(biāo)準(zhǔn)層B軸線上的墻面積:2 _、_，_ 2(3.6m-0.7m) X (4.2 -0.5) X 12-1mX 2.4mX 12=112.56 mC軸線上的墻面積：2 _、_，_ 2(3.6m 0.7m) X (

26、4.2 -0.5) X 12- 1rriX 2.4mX 17=106.08 mA D軸線之間的墻面積：_、_ _、 2(3.6m-0.7m) x (7.2m 0.5m) x 12=281.4 m合計：112.56 m2 +106.08 m2+281.4 m2 =500.04 m 2標(biāo)準(zhǔn)層層墻自重為：2.00 kN/m2 X 500.04 m2 =1000.08kN衛(wèi)生間隔墻衛(wèi)生間隔墻采用240厚加氣混凝土砌塊(5.5kN/m2),兩側(cè)均貼瓷磚(0.5kN/ m2)。則，墻面單位面積的重力荷載為：0.24mx 5.5 kN/m 3+0.5 kN/m 2 x 2 =2.32 kN/m 2 (a)底

27、層,_ _、_ _ 2(4.7m 0.7m) x (7.2m 0.5m) =23.12 m則，底層衛(wèi)生間隔墻自重為：2.32 kN/m 2X23.12 m2 =53.63 kN(b)標(biāo)準(zhǔn)層2(3.6m 0.7m) x (7.2m 0.5m) =20.10 m則，標(biāo)準(zhǔn)層衛(wèi)生間隔墻自重：2.32 kN/m 2X20.10 m2 =46.63 kN女兒墻女兒墻采用240mnd?加氣混凝土砌塊(5.5kN/ m3),兩側(cè)均為20mm?抹灰，墻 高 1100mm則，墻面單位面積的重力荷載為：0.24mX 5.5 kN/m 3+0.02mX 17 kN/m3 乂 2 =2.00 kN/m 2女兒墻自重為：

28、2.00 kN/m 2 義(54.6+0.5)m 義 2+(17.4+0.5 0.24 X 2)m X 2 X 1m=280.76 kN 4.1.1.6樓梯計算踏步面層采用30mm?水磨石，底面為20mmB混合砂漿抹灰，層高3.6m,斜板 厚120mm平臺板厚120mm踏步150m佛2.700mm 板傾斜角cos =0.894,取一米 寬板帶計算，水磨石面層0.75 kN/m,混凝土斜板120mmf。樓梯梁采用200mme 400mm (a)梯段板水磨石面層(0.3+0.15)m 義 0.75 kN/m 2 /0.3=0.975 kN/m三角形踏步0.5 x 0.2.7m x 0.15mx 2

29、5 kN/m3 /0.3=1.875 kN/m混凝土斜板0.12mX1mx 25 kN/m3/0.894=3.356 kN/m斜板板底抹灰 0.02m X1mx 17 kN/m3/0.894=0.38 kN/m梯段板小計6.59 kN/m(b)平臺板水磨石面層0.75 kN/m混凝土平臺板0.12m X1mx 25 kN/m3=3.00 kN/m平臺板板底抹灰 0.02m X1mx 17 kN/m3=0.34 kN/m平臺板小計4.29 kN/m(c)梁自重 0.2m x (0.4m 0.12m) x 25 kN/m3=1.4 kN/m梁側(cè)粉刷 0.02m x (0.4m 0.12m) x 2

30、 x 17 kN/m3=0.19 kN/m平臺板傳來梯段板傳來4.29 kN/m6.59 kN/mx 3.6/2=7.18 kN/mx 3.6/2=11.86 kN/m小計 20.73 kN/m4.1.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面：2.0 kN/m2樓面：2.0 kN/m2雪荷載：0.75 kN/m2走廊、門廳、樓梯活荷載：2.5 kN/m2衛(wèi)生間活荷載：2.0 kN/m 24.1.3重力荷載計算梁、板、門窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總梁的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表4.1梁的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表構(gòu)件b / mh / mg / kN/mLi / mgx Li / kNnGi / kN橫梁0.30.74.717.234

31、.2124813.840.250.32.753.08.251299.00縱梁0.250.452.644.211.8836427.68門的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總除大門為玻璃門(0.45kN/ m 2),辦公室、教室等均為木門(0.2kN/ m 2)表4.2門的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表層次門稱號尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值底層M-12.7 X 2.21Gmi=0.2 X 2.7 X 2.2 = 1.188 kNM-18271.8 X 2.72Gm=0.2 X 1.8 X 2.7 X 2 = 2.02kNM-31.0 X 2.422Gm2=0.2 X 1.0 X 2.4 X 2 = 1.68 kN續(xù)表4.2門的重力荷

32、載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表層次門稱號尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)層M-11.0 X 2.4221=0.2 X 0.9 X 2.4 X 22=9.50 kNM-41.8 X 2.44Gm2=0.2 X 1.8 X 2.4 X 4 = 3.46kN窗的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總均為鋁合金窗(0.35kN/ m2)表4.3窗的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表層次窗稱號尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值底層C-12.4 X 1.824GC1=0.35 X 2.7 X 1.8 X 24 =40.82 kN標(biāo)準(zhǔn)層C-12.4 X 1.826G1=0.35 X 2.7 X 1.8 X 26 =44.23 kNC-21.2 X 1.82©2=0.35

33、X 1.5 X 1.8 X 2 = 1.89kNC-31.8 X 1.82Gc2=0.35 X 1.8 X 1.8 X 2 = 2.27 kN4.2橫向水平地震荷載作用下的力和側(cè)移計算4.2.1 水平地震作用下結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值計算4.2.1.1 集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)(GB 50011-2010),頂層的荷載代表值包括：屋面荷載、50%的屋面雪荷載、頂層縱墻框架橫梁自重、頂層半層墻柱自重。其他層重力荷載代表值包括：樓面包載、50%»面均布荷載、該層縱墻框架橫梁自重、 該層上下各半層柱及墻體自重。各樓層重力荷載代表值Gi確定如下： 集中于屋蓋

34、平面處的質(zhì)點重力荷載代表值G50%S載：0.5 義 0.75kN/ m2 義(17.4+0.5)m 義(54.6+0.5)m = 320.54 kN屋面包載：5.44 kN/ m 2 X (17.4+0.5)m X (54.6+0.5)m = 5365.42 kN橫梁：813.84 kN+ 99.00 kN= 912.84 kN縱梁：427.68 kN+ 88.72 kN= 516.40 kN框架柱：6.51 kN/m義 1.8m義 44 = 562.46 kN女兒墻：280.74 kN外墻：1252.64 kN / 2 = 626.32 kN墻：1000.08 kN / 2 + 46.63

35、kN / 2 = 523.36 kN鋁合金窗：(44.23 kN + 1.89kN + 2.27 kN ) / 2= 24.20 kN門：(9.50 kN + 3.46 kN) / 2 = 6.48 kNG4=9138.76Kn 集中于二、三層頂蓋平面處的質(zhì)點重力荷載代表值G、G50嗾面活載：990.99kN樓面包載：3619.65kN橫梁：912.84 kN縱梁：516.40 kN框架柱：1124.93 kN外墻：1252.64 kN墻：1046.71 kN鋁合金窗：48.40kN門：12.96 kN樓梯： (20.73 kN/m+9.50 kN/m+4.19 kN/m) X2 x 4.2m

36、X 2=535.40 kN G=G=10060.92kN 集中于一層頂蓋平面處的質(zhì)點重力荷載代表值G50嗾面活載：990.99 kN樓面包載：3619.65 kN橫梁：912.84 kN縱梁：516.40 kN框架柱：6.51 kN/mX (2.275+1.8)m X 48 =1273.36 kN外墻：1252.64 kN +1252.64 kN乂 2.275/1.8 =2835.84 kN墻：1000.08 kN +1000.08 kNX 2.275/1.8 =2264.07kN車呂合金窗：24.2kN +(44.23kN+1.89 kN+2.27 kN)/2 =48.40kN門： (9.5

37、0kN+3.46 kN+1.68 kN+4.03 kN+5.18 kN)/2+6.48 kN = 18.41kN樓梯：(1.4 +0.19 +9.50 +4.19) kN/mX2+(7.18 +11.86) kN/m X2.26 X4.2mX 2=574.01kNG=13054.27kN4.2.1.2 質(zhì)點重力荷載代表信示意圖如圖4.1所示:圖4.1結(jié)構(gòu)質(zhì)點重力荷載(單位：kN)4.2.2 水平地震作用下框架力和位移的計算4.2.2.1 地震作用的計算橫向自振周期按頂點位移法計算框架的自振周期。頂點位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化為 無限質(zhì)點的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿

38、頂點位移表示的基頻公式。這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的 頂點水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期：結(jié)構(gòu)頂點假想位移Ut可以由下列公式計算，計算過程，如表 4.4:nnVGiGi (5.1)Ui VGi / Dj (5.2)j iUiUi (5.3)T 1.7 T, Ut (5.4)k 1式中：T：基本周期調(diào)整系數(shù)?？紤]填充墻對框架自振周期影響的折減系數(shù)，框架結(jié) 構(gòu)取0.7 0.8 ,該框架取0.7T :框架結(jié)構(gòu)的頂點假想位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震 力及位移，T是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點位移。然 后由T求出Ti,再用Ti求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進而求出框架

39、各層剪力和結(jié)構(gòu)真 正的位移。Dj :第i層第j根柱的抗側(cè)移剛度表4.4框架結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算表層次各層重量Gi (kN)總重量Gi (kN)層間剛度Di (kN/m)Ui=_G2 Di(mm)Um549138.769138.7683826010.90107.46310060.9219199.6883826022.9096.56210060.9229260.7083826034.9073.66113054.2742314.27109174238.7638.76按公式(54)計算基本周期T,其中UT量綱為m,取t =0.7Ti=1.7 義 0.7 義 J0.10746 =0.491s >

40、 1.4Tg = 1.4 義 0.35 = 0.49 s注：上式中，對于民用建筑取t=0.70.8 ,本設(shè)計取t=0.7；對于II類場地土近震取特征周期值Tg =0.35s橫向水平地震作用的計算根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)(GB50012010)第5.1.2條規(guī)定，對于高度不超過40米，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿著高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于 單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡化方法計算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計算抗震作用。在n類場地，7度設(shè)防區(qū)，設(shè)計地震分組為第三組情況下，由建筑抗震設(shè)計規(guī) (GB5001F2010)表 5.1.4 1 和表 5.1.4 2 可查得：結(jié)構(gòu)的特征

41、周期Tg和水平地震影響系數(shù)最大值max為：Tg =0.45s , max=0.08則，1 (Tg)"9 max (黑)0.9 0.08 0.059 I 10.49 I結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)等效總重力荷載：Geq=0.85 Gi =0.85 42314.27=35967.38KNT1 > 1.4Tg = 1.4X 0.35 = 0.49 s ,故需考慮框架頂部附加集中力作用。對于多層鋼筋混凝土房屋，頂部附加地震作用系數(shù)n可以按照特征周期Tg及結(jié)構(gòu)的基本周期Ti來確定，當(dāng) Tg=0.30.4s 時，n 0.08Tl 0.07 0.08 0.491 0.07 0.109?？蚣軝M向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

42、為：結(jié)構(gòu)底部：Feki Gep =0.059 35967.38=2122.08KN故附加的集中水平地震作用為：Fn = 6 n x Fek =0.109 X 2122.08=231.31KN各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計算見表4.2表4.2樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計算表層次層(Wj(m)高度(m)重量(kN)GiHi(kN m )G HF一一Fek 1 nGiHii 1剪力Vi(kN)43.614.959138.76135710.59677.52908.8333.611.3510060.92113185.35565.071474.2023.67.7510060.9276966.0438

43、4.251858.1514.154.1513054.2752868.58264.232122.084.2.2.2 水平地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)變形驗算根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)(GB5001F2010)的要求，本結(jié)構(gòu)須進行多遇地震作用下的 抗震變形驗算，要對結(jié)構(gòu)的變形加以限制，使其層間彈性位移以及結(jié)構(gòu)頂點位移不超過一 定的限值。對于砌體填充墻的框架結(jié)構(gòu)，具層間彈性位移限值為,其頂點彈性位移變h 450形限值"wH 550表4.6結(jié)構(gòu)變形計算表層次層(Wj(m)剪力Vi(kN)剛度 Di(kN/m)、，、=11 = -Vi_層間位移 Ui Di(m)Ui hiUi43.6908.838382600

44、.001080.0003000.0070033.61474.208382600.001760.0004890.0059223.61858.158382600.002220.0006170.0041614.72122.0810917420.001940.0004790.00194大位移發(fā)生在第一層，其樓層最大位移與樓層高之比：由上表可知，結(jié)構(gòu)層間相對位一,.,一 1移均小于，故其層間彈性包移酒足要求。同時，最 450U 0.001940.000479 0.00182 ,小于H 4.55550建筑抗震設(shè)計規(guī)(GB5001F2010)第5.5.1條規(guī)定的位移極限值c=1/550 ,故結(jié)構(gòu)頂點位移也滿

45、足要求。橫向框架上的地震作用簡圖，如下圖 4.2所示：541.03KN4.2.2.3 水平地震荷載作用下橫向框架(KJ-4)力計算由底部剪力法計算出來的每層的地震剪力，按照每桶框架的剛度比值分配到每幅框架 上，而每根框架的地震剪力按柱的剛度比值分配到每一根柱上，最后以反彎點法求結(jié)構(gòu)的 力。其力的計算如下：地震剪力的分配在每層結(jié)構(gòu)中，KJ-4的地震剪力分配系數(shù)為：Dm 15271 2 13262 2Dm18911 2 14112 2非底層0.0680;底層0.0604Di838310Di1091742故地震剪力分配如下表：表4.7地震剪力分配計算表第四層 V V Dim =908.83 kN X

46、0.0 680=61.80kN v im v iDiA柱B柱VVimDiD1326261.80=14.36k1527161.80=16.54kN15271 2 13262 2N15271 2 13262 2第三層VmVi .Dim=1474.20 kNx 0.0680=100.23 kNDiA柱B柱Di-D13262100.23=15271100.23=VVim15271 2 13262 215271 2 13262 223.29kN26.82kN第二層VimViDimDi-=1858.15kN X 0.0680=126.35 kNA柱B柱DiD13262126.35=15271126.35=

47、VVim15271 2 13262 215271 2 13262 229.36kN33.81kN層VmVi -DimDi=2122.08 kNX 0.0604=128.17 kNA柱B柱Di14112128.17=18911VVim18911 2 14112 227.39kN128.17=36.70kND18911 2 14112 2注：在剪力分配時，D柱與A柱相同，C柱與B柱相同，故表中未列出 D柱和C柱的剪力表4.8反彎點高度計算表a®系數(shù)ABCDK1.662.36V。0.3830.418第五層111同同V100m=5211BAn=5V200h=3.6m311柱柱V300V0.3

48、830.418y1.3791.505第四層m=4n=4h=3.6mK1.001.24同B柱同A柱V。0.4330.450111Vi00211V200311V300V0.4330.450y1.5591.620第三層m=4n=3h=3.6mK1.001.24同B柱同A柱y。0.4830.50111Vi00211V200311V300V0.4830.50V1.7391.80續(xù)表4.8反彎點高度計算表a®系數(shù)ABCD第二層m=4n=2h=3.6mK1.001.24同B柱同A柱V00.500.50111V100211V20031.261.26V3-0.00510y0.4950.50y1.782

49、1.80A層m=4n=1h=4.15mK2.532.79同B柱同A柱yo0.550.551一一Vi0020.7910.791V2003一一V300y0.550.55y2.5032.5031、y0 由mr n及K查表得到。注:、y1由1及K查表得到,當(dāng)i1 i2>i3 i4時，1取倒數(shù)，即1i 3 i，并且y1值取負號“一”i3 i 4、V2由、V3由y v。y1 y2y3； yyoy1 V2V3h。柱端彎矩及剪力計算框架第i層j柱分配到的剪力 計算：Vj以及該柱上、下端的彎矩M上和M下分別按下列各式柱端剪力：VjDDij柱端彎矩：下端yh=V y上端(1 y)hV (h y)y yo y1y2y3式中：Dj為i層j柱的側(cè)移剛度;h為該層柱的計算高度,y為框架的反彎點高度比。各層柱端彎矩及剪力計算過程見表 4.9 :柱端彎矩計算結(jié)果如圖4.3所示：（C柱和B柱相同，D柱和A柱相同）56.9766.29圖4.3柱端彎矩圖（kN m ） 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算ir丁=（M 下+M 上） rib ib根據(jù)節(jié)點平衡，分別按下式計算，計算過程及結(jié)果見表4.10和表4.11。MLiLr（M 下+M 上）；MR rib ibI RM-; Ni n（VL VR）k Lk i24層次層同男力(kN)總剪力Vi(kN)柱別Dj(kN / mm)Dij(kN / mm)V(kN)yh