單元式城市住宅小區(qū)設(shè)計(jì)說明

1、前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育的一個(gè)重要階段，可以將我們所學(xué)的理論知識(shí)付諸于實(shí)踐，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段，是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。它涉與到房屋建筑學(xué)、高層建筑、抗震、混凝土、結(jié)構(gòu)力學(xué)等多門課程，應(yīng)用到了很多重要實(shí)用的專業(yè)知識(shí)，比如有底部剪力法、D值法、反彎點(diǎn)法和彎矩分配法等，又涉與鋼筋混凝土的配筋和計(jì)算，幾乎涉與到了所有專業(yè)知識(shí)。為了做好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了與時(shí)而全面的復(fù)習(xí)，查補(bǔ)了以前學(xué)習(xí)上的漏洞，并借閱了許多相關(guān)的書籍和規(guī)。我會(huì)很好的把握這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，將以前所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，這無論對(duì)以后的學(xué)習(xí)還是工作都將有莫大的幫助。我選做的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是單元式城

2、市住宅小區(qū)設(shè)計(jì)，采用框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，這種結(jié)構(gòu)形式建筑平面布置靈活。通過合理的設(shè)計(jì)，框架結(jié)構(gòu)本身的抗震性能良好，能承受較大荷載，能承受較大變形。本次設(shè)計(jì)主要分為建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)包括：總平面圖、平面圖、立面圖、剖面圖與節(jié)點(diǎn)詳圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：梁板布置圖和配筋圖。在這三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里，在指導(dǎo)教師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫以與外文翻譯，我加深了對(duì)新規(guī)、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)容的理解，鞏固了專業(yè)知識(shí)、提高了綜合分析、解決問題的能力，進(jìn)一步掌握了Excel、Word 、AutoCAD與天正等軟件的使用，以上這些說明從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目

3、的與要求。本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)教師們的大力幫助，在此特別表示感，尤其對(duì)我的指導(dǎo)教師曉明老師表示感。由于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很多，包括地震作用、風(fēng)荷載作用、恒載作用、活載作用下的梁端、柱端剪力、框架梁、柱的力組合以與力值的調(diào)整。在計(jì)算過程中以手算為主，輔以一些Excel計(jì)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(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 二零一五年六月十五日目 錄前言1·1工程概況4·1.1 設(shè)計(jì)題目4·1.2 設(shè)計(jì)目的與要求4·1.3 建筑設(shè)計(jì)功能要求4·1.3.1 建筑等級(jí)5·1.3.2 結(jié)構(gòu)形式5·2 結(jié)構(gòu)布

4、置與計(jì)算簡(jiǎn)圖5·2.1 結(jié)構(gòu)布置與梁、柱截面尺寸的初選5·2.1.1 梁截面尺寸初步確定5·2.1.2 柱截面尺寸初選確定6·2.1.3 板的截面尺寸初步估計(jì)7·2.1.4 柱的高度7·2.2 重力荷載的計(jì)算7·2.2.1 屋面與樓面永久荷載（恒荷載）標(biāo)準(zhǔn)值7·2.2.2 屋面與樓面可變荷載（活荷載）標(biāo)準(zhǔn)值8·2.2.3 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值9·2.2.4 墻重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值10·2.2.5 門窗的自重11·3 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移和力計(jì)算14·3.1 橫梁的

5、線剛度14·3.2 橫向框架柱的線剛度集側(cè)移剛度D值14·3.2.1 橫向框架柱的線剛度14·3.2.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值15·3.3 橫向框架自震周期15·3.4 橫向框架水平地震作用與樓層地震剪力16·3.5 橫向框架水平地震作用位移驗(yàn)算18·3.6 水平地震作用橫向框架的力分析19·3.6.1 橫向框架柱端彎矩與剪力19·3.6.2 橫向框架梁端彎矩與剪力20·4 橫向風(fēng)荷載作用下框架的力和側(cè)移計(jì)算24·4.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算24·4.2 風(fēng)荷載作用下的水平

6、位移驗(yàn)算26·4.3 水平風(fēng)荷載作用下橫向框架的力分析（取一榀中框架計(jì)算）26·4.3.1 橫向框架的柱端彎矩與剪力26·4.3.2 橫向框架的梁端彎矩與剪力27·5 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力計(jì)算31·5.1 計(jì)算單元31·5.2 荷載計(jì)算32·5.2.1 恒載計(jì)算32·5.2.2 活載計(jì)算34·5.3 力計(jì)算（恒荷載、活荷載作用下）36·5.3.1 計(jì)算分配系數(shù)36·5.3.2 計(jì)算固端彎矩37·5.3.3 彎矩的二次分配過程39·5.3.5 剪力與軸力44&#

7、183;6 力組合47·6.1 框架梁力組合47·6.2 梁端彎矩調(diào)幅47·6.3 框架梁力組合47·6.4 框架柱力組合47·7 截面設(shè)計(jì)58·7.1 框架梁（正、斜）截面設(shè)計(jì)58·7.1.1 正截面受彎承載力設(shè)計(jì)58·7.1.2 斜截面受剪承載力計(jì)算59·7.2 框架柱截面設(shè)計(jì)61·7.2.1 剪跨比和軸壓比驗(yàn)算61·7.2.2 柱正截面配筋計(jì)算61·7.2.2 柱斜截面配筋計(jì)算62·8 樓板設(shè)計(jì)64·8.1 樓板類型與設(shè)計(jì)方法的選擇64·8

8、.2 計(jì)算參數(shù)64·8.2.1 設(shè)計(jì)荷載64·8.3 彎矩計(jì)算65·8.4 截面設(shè)計(jì)67·9 樓梯設(shè)計(jì)69·9.1 樓梯板設(shè)計(jì)692.截面設(shè)計(jì)：69·9.2 平臺(tái)板設(shè)計(jì)701.荷載計(jì)算：702.截面設(shè)計(jì)：70·9.3 平臺(tái)梁設(shè)計(jì)711.荷載計(jì)算：712.截面設(shè)計(jì)：71結(jié)論73致74參考文獻(xiàn)74附錄A75附錄B84·1工程概況·1.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)卧匠鞘凶≌^(qū)建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·1.2 設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)目的：通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力

9、，了解建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般構(gòu)成與掌握建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法，熟悉施工圖紙的表達(dá)方法和制圖要求，并能初步應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和繪制建筑、結(jié)構(gòu)施工圖，養(yǎng)成調(diào)查研究、查閱資料、綜合分析的能力，為將來進(jìn)入的工作環(huán)境打造良好的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)要求：（1） 在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成給定設(shè)計(jì)項(xiàng)目的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2） 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟悉國(guó)家現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)有關(guān)規(guī)和規(guī)程；掌握房屋建筑工程建筑設(shè)計(jì)的基本要求、基本方法、基本技巧和表現(xiàn)方法；掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)程序、過程、計(jì)算方法、構(gòu)造特點(diǎn)和相關(guān)軟件的使用：掌握房屋建筑工程施工圖的繪制與正確的表現(xiàn)方法。（3） 建筑設(shè)計(jì)要求美觀大方，造型和外觀處理符合建筑功能

10、和美學(xué)要求。（4） 做到經(jīng)濟(jì)合理、施工方便、造型美觀大方、新穎、有特色。（5） 獨(dú)立完成一套主要的建筑施工圖，圖紙不僅要達(dá)到數(shù)量的要求，而且要確保質(zhì)量與建筑功能的要求。·1.3 建筑設(shè)計(jì)功能要求 擬建本住宅樓設(shè)計(jì)年限為50年，建筑層數(shù)6層，總建筑面積約為5765。長(zhǎng)65.14m，寬14.75m，高19.0m，層高3.0m。 ·1.3.1 建筑等級(jí)地震設(shè)防烈度為6度，本工程為三類建筑，耐火等級(jí)為級(jí) 。·1.3.2 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。·2 結(jié)構(gòu)布置與計(jì)算簡(jiǎn)圖·2.1 結(jié)構(gòu)布置與梁、柱截面尺寸的初選圖2-1平面結(jié)構(gòu)布置圖·2.1.

11、1 梁截面尺寸初步確定樓蓋與屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度按跨度的1/45估算，取100mm；梁截面高度取梁跨度的1/121/18，且梁凈跨與截面高度之比不宜小于4，梁寬不宜小于200mm。柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)選為C30（fc=14.3N/m²，ft=1.43N/m²），且宜采用橫向框架承重方案。經(jīng)估算，得出表2-1。表2-1 梁截面尺寸與各層混凝土強(qiáng)度等級(jí)層次混凝土強(qiáng)度等級(jí)橫 梁(b×h)縱梁（b×h）AB CD BC DEKL1KL216C30250×500200×300200×300200×400注：

12、KL1包括跨度l=2700mm,3000mm,3300mm,3900.KL2包括跨度l=4200mm,4500mm,5100mm.·2.1.2 柱截面尺寸初選確定框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計(jì)算：式中：考慮地震作用組合后柱軸力壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，等跨柱取1.2,不等跨取1.25；F：按照簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積；g：折算后在單位面積上的重力荷載代表值，近似??；n：驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；框架柱軸壓比限值，此處可取近似值，即一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)抗震等級(jí)分別取0.7、0.8和0.9.其中：=1.3（邊柱）/1.25（柱） g=0.9 fc=

13、14.3 N/m²抗震設(shè)計(jì)時(shí)柱截面高度和寬度均不小于300mm，為方便計(jì)算柱截面為正方形且為同一尺寸界面大小的柱。邊柱：F =（4.5+4.2）/2×4.8/2=10.44 =1.3×10.44××14×6=1140.048kN=1140.048×/(0.9×14.3)=88581.8mm2中柱：F =（4.5+4.2）/2×（2.7+4.8）/2=16.31=1.25×16.31××14×6=1712.55kN=1712.55×/(0.9×14

14、.3)=133065.3mm綜上，取統(tǒng)一尺寸為：400×400·2.1.3 板的截面尺寸初步估計(jì) 根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，板厚?。篽=100mm ·2.1.4 柱的高度底層標(biāo)高：設(shè)基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-2.45m，基礎(chǔ)高度為1m，則底層標(biāo)高為：3.0m+2.45m-1.0m=4.45m，其他層均為3.0m。圖2-2結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖·2.2 重力荷載的計(jì)算·2.2.1 屋面與樓面永久荷載（恒荷載）標(biāo)準(zhǔn)值1.屋面30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層三氈四油防水層 20厚水泥砂漿找平層 150厚水泥蛭石保溫層 100厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層V型輕鋼龍骨吊頂 合計(jì) 2.樓面 水磨石

15、面層 20厚水泥砂漿找平層 100厚鋼筋混凝土板 V型輕鋼龍骨吊頂 合計(jì) 3女兒墻6厚水泥砂漿罩面12厚水泥砂漿打底240厚磚墻20厚水泥砂漿找平層合計(jì) ·2.2.2 屋面與樓面可變荷載（活荷載）標(biāo)準(zhǔn)值1.屋面屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 式中：r為屋面積雪分布系數(shù)，取.2.樓面樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ·2.2.3 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值梁、柱可根據(jù)截面尺寸，材料容重與粉刷等計(jì)算出單位長(zhǎng)度上的重力荷載。計(jì)算結(jié)果見表2-2。表2-2 梁自重層次構(gòu)件截面尺寸（m）長(zhǎng)度（m）每根重量（kN）根數(shù)合計(jì)（kN）總計(jì)（kN）16橫梁AB0.25×0.54.81.05×0.25×

16、;0.5×4.8×25=15.7519299.251007.43(+39.375=1046.805)BC0.2×0.32.71.05×0.2×0.3×12.7×25=4.25251146.78CD0.25×0.54.21.05×0.25×0.5×4.2×25=13.7812520275.63DE0.2×0.31.81.05×0.2×0.3×1.8×25=2.8351439.69縱梁KL10.2×0.33.21.05&

17、#215;0.2×0.3×3.2×25=5.0421105.84KL20.2×0.44.41.05×0.2×0.4×4.4×25=9.2426240.24<補(bǔ)>：1/A-A（懸挑梁）：1.05×0.25×0.5×1.0×25×12=39.375注：KL1：長(zhǎng)度=KL2：長(zhǎng)度=表中為梁柱的粉層重力荷載對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)；為材料容量。表2-3柱自重層次編號(hào)截面尺寸（m）長(zhǎng)度（m）每根重量（kN）根數(shù)總重（kN）1Z10.4×0.44.451.1

18、0×0.4×4.45×25=19.58831625.1426Z20.4×0.43.01.10×0.4×3.0×25=18.008831095.56·2.2.4 墻重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值外墻為300mm厚，采用水泥空心磚（自重），外墻面貼瓷磚（），墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：墻為250mm厚，采用水泥空心磚（自重），兩側(cè)為20mm厚抹灰，則墻單位墻面重力荷載為：木門單位面積重力荷載為0.2 KN/ m²；玻璃門與塑鋼窗單位面積重力荷載取0.4 KN/ m²。墻體自重計(jì)算見表2-4.表3

19、 -2 墻體重量層次編號(hào)高度(m)長(zhǎng)度(m)重量 (kN)合計(jì)（kN）16外墻AB、CD3.0-0.5=2.54.45×2+3.85×2=16.43.72×2.5×16.4=152.523194.02BC3.0-0.3=2.72.3×22=4.63.72×2.5×4.6=46.20墻AB、CD、1/A-A3.0-0.4=2.64.4×17+3.8×18+0.8×12=152.83.08×2.6×152.8=1223.62BC、DE3.0-0.3=2.72.3×15+

20、1.4×14=54.13.08×2.7×54.1=449.90KL13.0-0.3=2.72.8×21=58.83.08×2.7×58.8=489.0KL23.0-0.4=2.64.0×26=1043.08×2.6×104=832.83·2.2.5 門窗的自重根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)，木門按0.2kN/m考慮，塑鋼窗按0.4N/m考慮，計(jì)算結(jié)果如表2-5所示：表2-5門窗自重 層次編號(hào)門、窗總面積（m）扣除部分重量（kN）相關(guān)墻體重量（kN）總重量（kN）合計(jì)（kN）1外墻BC窗0.9×1.

21、5×2=2.72.7×（3.72-0.4）=8.96446.2037.2362418.356(+152.52無窗門=2570.876)墻CD門1.0×2.1×4=8.48.74×（3.08-0.2）=24.1921223.621199.43BC門2.4×2.1×6+0.9×2.1×2=34.0234.02×（3.08-0.2）=97.98449.90351.92KL1窗3.3×1.5×4+3.3×（2.1+1.5）×2+1.5×1.5×

22、2+1.2×1.5×2=51.6651.66×(3.08-0.4)=138.45489.0278.58門1.5×2.1×3+0.9×2.1×6+1×2.1×2=24.9924.99×(3.08-0.2)=71.97KL2窗2.7×1.5×1.0+3.9×（2.1+1.5）×2+4.5×（2.1+1.5）×1=84.7884.78×(3.04-0.4)=227.21832.83551.19門0.9×2.1×1

23、0=18.918.9×(3.08-0.2)=54.4326外墻BC窗2.78.96446.2037.2362431.096（+152.52無門窗）=2583.616墻CD門8.424.1921223.621199.43BC門34.0297.98449.90351.92KL1窗51.66+1.5×1.2×3=57.0657.06×（3.08-0.4）=152.92 489.0291.32門24.99-1.5×2.1×3=15.5415.54×（3.08-0.2）=44.76KL2窗84.78227.21832.83551.19

24、門18.954.43·2.2.6 重力荷載代表值集中于各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載Gi，為計(jì)算單元圍各層樓面上的重力荷載代表值與上下各半層的墻、柱等重量。各可變荷載的組合值系數(shù)按規(guī)規(guī)定采用，屋面上的可變荷載均取雪荷載。簡(jiǎn)單的計(jì)算過程如下：頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載、50%屋面荷載、梁自重、半層柱自重、半層墻自重。其它層重力荷載代表值包括：樓面荷載、50%樓面均布活荷載、梁自重、樓面上下個(gè)半層的柱自重、墻自重。主體結(jié)構(gòu)總面積：第一層：第二五層：第六層：綜上：建筑物總重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：圖2-3 重力荷載代表值（kN）·3 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移和力計(jì)算·3.1 橫梁的

25、線剛度混凝土為C30，Ec=3.0×10kN/m 在框架結(jié)構(gòu)中，對(duì)現(xiàn)澆樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大了梁的有效剛度，減小了框架的側(cè)移，為了考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=1.5I（I為梁的截面慣性矩），對(duì)中框架梁取I=2I來計(jì)算。表3-1橫梁線剛度層次編號(hào)截面尺寸慣性矩跨度線剛度邊框梁中框梁bmhmI=bh/12×10mlmi=EcI/l×10kN.m1.5EcI/l×10kN·m2EcI/l×10kN·m16AB0.250.52.6044.81.62752.4413.255BC0.20

26、.30.452.70.50.751.0CD0.250.52.6044.21.862.793.72DE0.20.30.451.80.751.1251.5·3.2 橫向框架柱的線剛度集側(cè)移剛度D值·3.2.1 橫向框架柱的線剛度表3-2柱的線剛度層次柱號(hào)截面尺寸慣性矩高度線剛度（m）I=bh/12（×10m）h（m）i=EcI/l（×10kN·m）1Z10.40×0.402.134.451.43826Z20.40×0.402.133.02.130·3.2.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值柱的側(cè)移剛度按D=計(jì)算，由于梁線剛度

27、比K不同，所以柱可以分為邊框邊柱，邊框中柱，中框邊柱，中框中柱。表3-3框架柱側(cè)移剛度D值 框架類型層次柱型kD（kN/m）根數(shù)（kN/m）中框架1邊柱2.2640.6485646.7141403356.21中柱2.9590.5805054.153426邊柱1.5280.43312297.241986985.2中柱1.9980.50014200.034邊框架1邊柱1.6970.5945178.46443177.48中柱2.2191.6445615.91426邊柱1.1460.36410345.33490029.92中柱1.4980.42812162.154注：k：一般層： ，底層：一般層：，底

28、層：D：綜上：底層總側(cè)移剛度為 403356.21+43177.48=446533.69kN/m 其它層總側(cè)移剛度為 986985.2+90029.92=1077015.12kN/m·3.3 橫向框架自震周期本處按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自震周期：此方法是求結(jié)構(gòu)基頻的一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化成無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂之桿，導(dǎo)出直感頂點(diǎn)位移的基頻公式，所以需先求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，按式來求結(jié)構(gòu)的基本周期：式中：:基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響，此處取0.6。:框架頂點(diǎn)位移，而在求框架周期前，無法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點(diǎn)位移，由求T1，再由T1求

29、框架結(jié)構(gòu)底部剪力，再求各層剪力和結(jié)構(gòu)的真正的位移。表3-4橫向框架頂點(diǎn)位移層次611703.24311703.2431077015.120.010860.2646858960.58120663.8241077015.120.019180.2538248960.58129624.4051077015.120.027510.2346438960.58138584.9861077015.120.035830.2071328960.58147545.5671077015.120.044150.1713019231.74156777.308446533.690.127150.12715因此：，=

30、3;3.4 橫向框架水平地震作用與樓層地震剪力總框架高為19.0m，因本工程結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，設(shè)防烈度7度地震分區(qū)為一區(qū)，查表得(水平地震影響系數(shù)最大值)。類場(chǎng)地近震時(shí)特征周期：；結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按計(jì)算，計(jì)算。=0.85×（11703.243+8960.581×4+9231.741）=0.85×56777.308=48260.7118kN=0.056×48260.7118=2703.60kN 由于T1=0.52s>1.4=1.4×0.35=0.4

31、9s,根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用，頂部附加地震作用系數(shù)為：=0.0516附加地震力：=0.056×2703.60=139.506kN按底部剪力法球的基底剪力，按分配各層的質(zhì)點(diǎn)，因此各層橫向地震作用與樓層地震剪力如表3-5所示：表3-5 各層橫向地震作用與樓層地震剪力層次63.019.4511703.243227628.10.32657837.358139.506976.86453.016.458960.581147401.50.21147542.2301519.09443.013.458960.581120519.80.17291443.3591962.45333.

32、010.458960.58193638.00.13434344.461230691423.07.458960.58166756.30.09577245.5642552.47814.24.459231.74141081.20.05894151.1282703.606橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖3-1所示：837.358 542.230 443.359 344.461 245.564 151.128 976.864 1519.094 1962.4532306.9142552.4782703.6063-1 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力（kN）·3.5 橫向框架水平地震作用位

33、移驗(yàn)算 由于為鋼筋混凝土框架，因此其彈性層間位移角限值為1/550； 表3-6橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次層間剪力層間剛度層間位移層高層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角6976.8641077015.120.90730001/330851519.0941077015.121.41030001/212841962.4531077015.121.82230001/164732306.9141077015.122.14230001/140122553.4781077015.122.37030001/126612703.606446533.696.05544501/735經(jīng)驗(yàn)算其最大彈性層間位移角限值1/7351/

34、550，因此均滿足設(shè)計(jì)要求。·3.6 水平地震作用橫向框架的力分析·3.6.1 橫向框架柱端彎矩與剪力 此處采用中框架為例計(jì)算，邊框架和縱向框架的計(jì)算方法步驟與橫向中框架完全一樣：框架柱剪力和彎矩計(jì)算，采用D值法； 求框架柱的剪力和彎矩時(shí)，此處采用D值法來進(jìn)行求解。 其中反彎點(diǎn)位置的確定考慮梁和層高的影響作用： 當(dāng)時(shí)，反彎點(diǎn)下移，查表時(shí)應(yīng)取，查得應(yīng)冠以負(fù)號(hào)，對(duì)于底層柱，不考慮修正值，即取=0,；對(duì)于頂層柱，不考慮修正值，即取=0；對(duì)于底層柱，不考慮修正值，即取=0。 以6層中框架邊柱為例：（查表高層附錄2）=12297.2 kN/m =1077015.12 kN/m /=0

35、.0114=9 kN6.864 kN =0.0114×976.864=11.154 kN K=1.528=0.38+0.894+0+0=0.47=11.154×0.47×3.0=15.727kN·m=11.154×0.53×3.0=17.735 kN·m同理可得其它層柱端彎矩，計(jì)算結(jié)果見表3-7。表3-7 各層邊柱柱端彎矩與剪力計(jì)算層次柱高層間剪力框架柱位置 ky（kN·m）(kN·m)63.0976.864邊柱0.011411.1541.5280.4715.72717.735中柱0.013212.880

36、1.9980.4517.38721.25253.01519.094邊柱0.011417.3181.5280.5227.01624.938中柱0.013220.0521.9980.5030.07830.07843.01962.453邊柱0.014122.3721.5280.5436.24330.873中柱0.013225.9041.9980.5038.85738.85733.02306.914邊柱0.011426.2991.5280.5744.97133.926中柱0.013230.4511.9980.5550.24541.10923.02552.478邊柱0.011429.0981.5280.

37、6254.12333.172中柱0.013233.6931.9980.6060.64740.43114.452703.606邊柱0.012634.1892.2640.5583.67768.463中柱0.011330.6012.9590.5574.90061.279·3.6.2 橫向框架梁端彎矩與剪力 根據(jù)公式, 計(jì)算出梁端的彎矩、剪力與軸力，計(jì)算結(jié)果見表3-8-1、表3-8-2。彎矩圖見圖3-2，剪力和軸力圖見圖3-3.表3-8-1梁端彎矩計(jì)算層次ABBCCD617.73516.2574.9954.50316.74917.735540.66536.31111.15410.06337.

38、40240.665457.88952.73516.20014.61454.32157.889370.19961.17418.79216.95363.01370.199278.14369.36921.30919.22471.45478.1431122.58693.27328.65325.84896.078122.586表3-8-2 梁端剪力和軸力計(jì)算層次ABBCCD64.87.082-7.0822.73.518-3.5184.28.210-8.21054.816.037-23.0822.77.858-11.3764.218.587-26.79744.823.047-46.1662.711.413

39、-22.3894.226.717-53.51434.827.370-73.5362.713.239-36.0284.231.704-85.21824.830.732-104.2682.715.012-51.0404.235.618-120.83614.844.971-149.2392.720.186-71.2264.252.063-172.899注：負(fù)號(hào)表示拉力。 圖3-2 橫向框架下各層水平地震作用下梁柱彎矩圖（kN·m） 圖3-3 橫向框架下各層水平地震作用下剪力和軸力（kN）·4 橫向風(fēng)荷載作用下框架的力和側(cè)移計(jì)算·4.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 垂直于建筑物表

40、面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來計(jì)算: 式中：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（） 高度Z處的風(fēng)振系數(shù) 風(fēng)荷載體型系數(shù) 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 基本風(fēng)壓（） 由荷載規(guī)，遼寧地區(qū)設(shè)計(jì)年限為50年的基本風(fēng)壓： ，=0.8（迎風(fēng)面） 和=-0.5（背風(fēng)面），B類地區(qū)，B類粗糙程度，查表，0.52s，查得=1.25，所以取中框架橫向框架柱（15軸），其負(fù)載寬度為4.2m，沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：q（z）=4.2×0.4 =1.68根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度z由荷載規(guī)查取，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的q（z），計(jì)算結(jié)果見表4-1。表4-1 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次zz/H620.451.0001.

41、2582.3862.3861.491516.450.8041.1722.1332.1331.333413.450.6581.0971.9311.9311.207310.450.5111.0131.7171.7171.07327.450.3641.0001.5971.5970.99814.450.2181.0001.1131.4960.9352.386 1.491 2.133 1.333 1.931 1.207 1.717 1.0731.597 0.998 1.496 0.935圖4-1 風(fēng)荷載沿房屋高度分布圖（kN）注意底層的計(jì)算高度應(yīng)從室外地面開始取，即為3.45m。=(2.386+1.49

42、1)×(1.0+3.0/2)=9.693kN=(2.133+1.333)×3.0=10.398kN=(1.931+1.207)×3.0=9.414kN=(1.717+1.073)×3.0=8.370kN=(1.597+0.998)×3.0=7.785kN=(1.496+0.935)×3.7=8.387kN·4.2 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 取一榀中框架（15軸）計(jì)算。根據(jù)上述計(jì)算的水平荷載求出層間剪力，然后依據(jù)中框柱框架層間側(cè)移剛度計(jì)算各層相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移，計(jì)算過程見表4-2。 表4-2 風(fēng)荷載作用下層間剪力與側(cè)移計(jì)算層

43、次層高（m）（kN）（kN）(kN/m)(mm)(mm)630009.6939.69352994.40.1835.2211/163935300010.39820.09152994.40.3795.0381/7915430009.41429.50552994.40.5574.6591/5386330008.37037.87552994.40.7154.1021/4195230007.78545.66052994.40.8623.3871/3480144508.38754.04721401.72.5252.5251/1762由表4-2可見，風(fēng)荷載作用下的框架的最大層間位移角為1/1763，遠(yuǎn)小于1

44、/550，所以均滿足規(guī)要求。·4.3 水平風(fēng)荷載作用下橫向框架的力分析（取一榀中框架計(jì)算）·4.3.1 橫向框架的柱端彎矩與剪力采用D值法計(jì)算，地震作用下框架的計(jì)算方法一樣。所以各層的柱端彎矩與剪力計(jì)算結(jié)果如表4-3。表4-3 柱端彎矩與剪力層次柱高（m）層間剪力（kN）框架柱位置（kN）ky(kN·m)(kN·m)63.0009.693邊柱0.2322.2491.5280.473.1713.576中柱0.2682.5981.9980.423.5074.28753.00020.091邊柱0.2324.6611.5280.527.2716.712中柱0.2

45、685.3841.9980.508.0768.07643.00029.505邊柱0.2326.8451.5280.5411.0899.446中柱0.2687.9071.9980.5011.86111.86133.00037.875邊柱0.2328.7871.5280.5715.02611.335中柱0.26810.1511.9980.5516.74913.70423.00045.660邊柱0.23210.5931.5280.6219.70312.704中柱0.26812.2371.9980.6022.02714.68414.45054.047邊柱0.26414.2682.2640.5534.9

46、2128.572中柱0.23612.7552.9590.5531.21825.542·4.3.2 橫向框架的梁端彎矩與剪力 計(jì)算方法同地震作用下框架梁計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果見表4-4-1、4-4-2。表4-4-1梁端彎矩計(jì)算（kN·m）層次ABBCCD63.5763.2781.0090.9083.3783.57659.8838.8612.7222.4569.1279.883416.71715.2524.6854.22715.71016.717322.42419.5576.0085.42020.14522.424227.10224.0467.3876.66424.76927.10

47、2148.27536.39011.17910.08537.48448.275表4-4-2 梁端剪力和軸力計(jì)算層次ABBCCD64.81.428-1.4282.70.710-0.7104.21.656-1.65654.83.905-5.3332.71.918-2.6284.24.527-6.18344.86.660-11.9932.73.301-5.9294.27.721-13.90434.88.746-20.9392.74.259-10.1884.210.135-24.03924.810.656-31.5952.75.204-15.3924.212.350-36.38914.817.639-4

48、9.2342.77.876-23.2684.220.419-56.808注：負(fù)號(hào)表示拉力。橫向框架在水平風(fēng)荷載作用下的框架梁柱彎矩圖、框架梁端剪力與軸力圖見圖4-4-1、4-4-2. 圖4-2 水平荷載作用下梁柱彎矩圖（kN·m） 圖4-3 水平風(fēng)荷載作用下框架梁端剪力與軸力圖（kN）·5 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力計(jì)算·5.1 計(jì)算單元取中框架15軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為4.2m，如圖5.1所示，直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的斜線陰影線所示，計(jì)算單元圍的其余樓面荷載則通過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。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上有集中力矩。圖5.1 橫向框架計(jì)算單元·5.2 荷載計(jì)算·5.2.1 恒載計(jì)算6層：橫梁自重：（為均布荷載形式）房間和走道板傳給衡量的梯形荷載和三角形荷載：梯形： 三角