五層辦公樓畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 1 緒論 建筑業(yè)是一個(gè)永恒的主題，不管在過(guò)去，現(xiàn)在還是將來(lái)，因?yàn)樗牟牧习l(fā)展日新月異，結(jié)構(gòu)發(fā)展獨(dú)具匠心。隨著鋼筋混凝土逐漸踏上當(dāng)前世界建筑的舞臺(tái)，多層和高層建筑逐漸增多，而辦公樓的興起也逐漸成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流之一，不斷朝著生態(tài)化發(fā)展，智能化發(fā)展，靈活性發(fā)展，完全擺脫傳統(tǒng)的格局，朝著自身獨(dú)特的業(yè)務(wù)需求發(fā)展。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)在于鋼筋及水泥用量都很大，建筑高度較高，但它的承重構(gòu)件對(duì)重力荷載起到了很好的作用，隔墻、門(mén)窗、空間等布置靈活，設(shè)置自由，讓人們對(duì)自己的住宿空間有更多的想象和利用。而此次我的二炮工程大學(xué)辦公樓建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化,定型

2、化，施工工期短,結(jié)構(gòu)的整體性好、剛度強(qiáng)抗震效果達(dá)標(biāo)。設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格遵循以上特點(diǎn)，安全，舒適，美觀大方，更加方便我們的教學(xué)辦公。框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn):框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中；側(cè)向剛度小,在強(qiáng)烈地震作用下,結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大,易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破性；材料消耗較大,構(gòu)件的總數(shù)量多，吊裝次數(shù)頻繁,零星接頭工作量大,工序復(fù)雜較多，人力需求大,施工過(guò)程容易受季節(jié)性、環(huán)境影響性、地理性的一定局限。國(guó)外一些較為發(fā)達(dá)的國(guó)家大量新建建筑大致處于上世紀(jì)五十年代，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究已獲得較為豐富的成果，形成了一系列嚴(yán)格的規(guī)范及制度，而目前正在向節(jié)能、環(huán)保、宜居、智能等新方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)的發(fā)展是從改革開(kāi)放才逐漸開(kāi)始發(fā)展

3、的，也正是從那個(gè)時(shí)候國(guó)家開(kāi)始建立自己的一套國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)國(guó)內(nèi)建筑業(yè)興盛還是從國(guó)家住房改革開(kāi)始，改革開(kāi)放取得一定成果后，經(jīng)濟(jì)有了一定發(fā)展之后開(kāi)始的。經(jīng)過(guò)將近三十年多年的發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)的技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，無(wú)論是在建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是材料等方面都已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的高度。雖然國(guó)內(nèi)建筑業(yè)正處于大量新建階段，建筑業(yè)也相當(dāng)?shù)呐d盛，但是在很多方面還是很欠缺的，比如在基礎(chǔ)科學(xué)研究方面以及新材料新技術(shù)等新領(lǐng)域，與較為發(fā)達(dá)的國(guó)家相差較遠(yuǎn)，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。2 工程概況2.1 工程概況2.1.1建筑地點(diǎn) 陜西省西安市長(zhǎng)安區(qū)2.1.2建筑類型 五層辦公樓，鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)2.1.3主

4、要資料 （1） 工程概況： 五層鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，建筑面積4871.88m2，樓板、屋蓋、柱子等均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，樓板厚取120mm，填充墻體采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。建筑總高為19.150m，共5層，每層層高3.30 m，室內(nèi)外高差0.45 m。（2） 氣候條件： 溫度：年平均氣溫約為14，極端最高溫度為41.6，極端最低溫度為-17.8。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，基本風(fēng)壓為0.35KN/m2，地面粗糙度為B類。 年平均降水量600mm，日最大降水量85mm，1小時(shí)最大降水量50mm。最大積雪深度260mm，基本雪壓為0.25KN/m2，土壤最大凍結(jié)深度為0.45m

5、。 （3）抗震 當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度為8度，基本地震加速度為0.20g，地震分組為第二組，場(chǎng)地類別類。建筑耐火等級(jí)一級(jí)，建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。 （4）地質(zhì)條件： 自然地表1m內(nèi)為填土，填土下層為1.5m厚粉土，再下為粉質(zhì)粘土。粉質(zhì)粘土地基承載力特征值為200-220KN/m2。地下水位穩(wěn)定埋深11.2-13.8m，屬潛水類型。建筑場(chǎng)地平坦，無(wú)障礙物，地下無(wú)古代建筑，用地四周無(wú)住宅區(qū)道路通暢，水電就近可以接通，基本具備開(kāi)工建設(shè)條件。2.2 柱網(wǎng)、層高辦公樓布置采用內(nèi)廊柱網(wǎng)式，柱子間距取7.2m，邊跨取6.3m，走廊跨度取2.4m，層高取3.3m。如下圖所示：圖2.1 柱網(wǎng)布置圖2.3 結(jié)構(gòu)承重方案

6、的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)滿足使用功能要求，盡可能與建筑形式相一致，滿足結(jié)構(gòu)承載力，剛度和延性，施工簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)合理。所以本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系選用框架體系。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)承重方案為：樓板傳向次梁、主梁，接著傳向柱子，然后基礎(chǔ)，地基。2.3.1框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)（1）建筑平面布置靈活，能獲得較大空間，易于滿足多功能的使用要求。（2）隔墻只起維護(hù)作用，荷載較輕。（3）在一定的范圍內(nèi)造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)單方便。（4）結(jié)構(gòu)承重方面，屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期較長(zhǎng)，地震反應(yīng)較小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，延性較好。（5）最大的缺點(diǎn)是抗側(cè)剛度小，地震作用下水平位移較大。2.3.2 框架結(jié)構(gòu)的平面布置原則框架結(jié)構(gòu)平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，剛

7、度和承載力分布均勻。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對(duì)稱布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心重合，避免地震作用下引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。2.3.3框架結(jié)構(gòu)的豎向布置原則 框架結(jié)構(gòu)豎向布置應(yīng)使體型規(guī)則、均勻，盡量避免有較大的外挑和內(nèi)收，荷載沿高度方向均勻分布，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸遞減，避免引起結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。2.4 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.2 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.3 橫向框架的空間結(jié)構(gòu)3 構(gòu)件截面尺寸的確定3.1框架梁的截面尺寸要求：1 梁的截面寬度不宜小于200 mm.2 梁的截面高寬比不宜大于4.3 為了防止梁發(fā)生剪切脆性破壞，梁高不宜大于1/4，梁凈跨。4 符合模數(shù)的要

8、求，當(dāng)梁高h(yuǎn)800mm時(shí)，h為50mm的倍數(shù)，當(dāng)h800mm時(shí)，h為100mm的倍數(shù)，在高烈度區(qū)，縱向框架的高度也不宜太小，一般取hL/12，且不宜小于500mm。3.2 次梁尺寸確定次梁設(shè)計(jì)： h=(1/121/18)L 其中L為梁的跨度，梁截面尺寸應(yīng)滿足承載力，剛度及延性要求進(jìn)深: 6.3m跨: h=(1/181/12)x6300=(350525) 取h=600 b=(1/31/2)x600=(200300) 取h=2503.3主梁尺寸確定主梁設(shè)計(jì)： h=(1/121/8)L 其中L為梁的跨度，梁截面 尺寸應(yīng)滿足承載力，剛度及延性要求 縱框架梁:7.2m跨: h=(1/121/8)x720

9、0=(600900) 取h=600b=(1/31/2)x800=(267400) 取b=300橫框架梁:6.3m跨: h=(1/121/8)x6300=(525787.5) 取h=650b=(1/31/2)x650=(216.7325) 取b=3002.4m跨: h=(1/121/8)x2400=(200300) 取h=450b=(1/31/2)x450=(150225) 取b=3003.4 框架柱的尺寸3.4.1柱組合軸壓力設(shè)計(jì) 柱組合軸壓力設(shè)計(jì)值N=Fg E n（注：地震作用組合下柱子軸壓力增大系數(shù) F柱的負(fù)載面積邊柱：7.2m×6.3/2m 中柱：7.2m×（2.4/

10、2+6.3/2）mgE單位建筑面積上的重力荷載代表值，近似取14kN/m2。n驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)） 3.4.2 計(jì)算過(guò)程 一層柱子截面面積：對(duì)于邊柱：AcFg E n/uNfc =1.3×7.2×6.3/2×14×5×103/(0.8×14.3)=180409 mm2對(duì)于中柱：AcFg E n/uNfc =1.25×7.2×（2.4/2+6.3/2）×14×5×103/(0.8×14.3)=249136 mm2截面分別為439mm和500mm 綜合考慮，柱截面尺寸為： 6

11、00mm×600mm（中、邊柱）(注：uN 為框架柱軸壓比限值，本設(shè)計(jì)為二級(jí)抗震等級(jí)，查抗震規(guī)范可知取為0.8) 所以本設(shè)計(jì)梁柱截面尺寸如下：表3.1 梁截面尺寸（mm）層數(shù)砼等級(jí)橫梁縱梁次梁AB跨、CD跨BC跨 1-5C30300×650300×450300×600250×600表3.2 柱截面尺寸（mm）層數(shù)砼等級(jí) 截面積1-5C30600×6004 重力荷載代表值4.1 屋面、樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值4.1.1樓面做法 樓面做法：20厚花崗石樓面 15×0.02=0.3 kN/ 20厚1:3水泥砂漿找平 0.02×

12、;25=0.5 kN/120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.12×25=3.0kN/15厚紙筋石灰抹灰 0.015×16=0.24 kN/合計(jì) 4.04 kN/4.1.2屋面做法 屋面均布恒載 銀色反光保護(hù)膜二度 0.01kN/防水層：三氈四油防水層 0.4 kN/找平層：20厚1：3水泥砂漿找平 14.5×0.02= 0.29kN/m2保坡層：15厚1：6蛭石混凝土保溫并找坡 5 ×0.15= 0.75kN/m2結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.12×25= 3.0 kN/m2抹灰層：15厚紙筋石灰抹底 0.015×16= 0.24 k

13、N/合計(jì) 4.69kN/4.2屋面、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 2.0 kN/樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kN/屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.25kN/ 梁柱密度 25kN/m3 蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 5.0kN/m34.3墻、門(mén)、窗重力荷載計(jì)算1、 外墻300mm加氣混凝土砌塊（5.0 kN/），20mm抹灰， 重力荷載計(jì)算： 5.0×0.3+17×0.02=1.84kN/2、內(nèi)墻200厚加氣混凝土砌塊（5.0 kN/），雙面抹灰20mm， 重力荷載計(jì)算： 5.0×0.2+17×0.02×2=1.68kN/3、木門(mén)單位面積重力荷載：

14、 0.2 kN/4、鋁合金窗單位面積重力荷載 ： 0.4 kN/第一層上半部分：1、AB、CD跨（無(wú)洞口空濾）內(nèi)墻200mm,外墻300mm， 計(jì)算長(zhǎng)度：5700mm 計(jì)算高度：4500×1/2-600=1650mm 內(nèi)墻面積：5.7×1.65=9.405 數(shù)量: 16 外墻面積：5.7×1.65=9.405 數(shù)量： 4 內(nèi)墻總重:（16×9.405+4×6.4×1.65）×1.68=323.77KN 外墻總荷載：1.84×4×9.405=69.22KN AB、CD跨內(nèi)外墻內(nèi)墻總重： 393.00KN2、

15、外縱墻 300mm，計(jì)算長(zhǎng)度 6600mm 計(jì)算高度：4500×1/2-600=1650mm 墻體總面積：6.6×18=118.8 窗面積：1.5×1.6×32=76.8 大門(mén)面積：5.0×2.6=13 外縱墻總重=墻體+窗+門(mén) =（118.8-76.8-13）×1.84+76.8×0.4+13×0.2 =86.68KN3、 內(nèi)墻總計(jì)算長(zhǎng)度：16×6.6=105.6 計(jì)算高度: 1650mm 內(nèi)門(mén)尺寸：900mm×2000mm 計(jì)算高度: 1000mm 數(shù)量: 32 門(mén)洞面積：0.9×

16、1×32=28.8m2 內(nèi)縱墻總重：(174.24-28.8)×1.68+28.8×0.2 =250.1KN4、樓板活荷載：(衛(wèi)生間按普通樓板近似取值，樓梯間折算為1.5倍板厚) 樓板面積：（6.3×3.5-2×0.15）×34=739.5 樓梯：6.3×（7.2-0.2）-4×0.15=43.5 走廊：1.8×9×6.9=111.78 總荷載：739.5×（4.04+2.0×1/2）+43.5×1.5×（4.04+2.5×1/2）+ 111.7

17、8×(4.04×2.5×1/2)=4663.57KN5、 梁、柱: 梁：1591.635KN 柱：1620.0×1/2=810.0KN 梁柱總重：1591.635+810.0=2401.64KN綜合以上的一層上半部分總重： 393.0+86.68+250.1+4663.57+2401.64=7794.99KN第二層： 1、AB、CD跨（無(wú)洞口考慮），內(nèi)墻200mm,外墻300mm， 上半部計(jì)算高度：3300×1/2-600=1050mm 下半部計(jì)算高度：3300×1/2=1650mm 上半部總重：393.0×1050/165

18、0=250.1KN 下半部總重：393.0×1650/1650=393.0KN2、 外縱墻300mm，計(jì)算長(zhǎng)度6600mm，上下半部分計(jì)算高度分別為： 1050mm和1650mm 墻體總面積： 上半部：6.6×18×1.05=124.74 下半部：6.6×18×1.65=196.02 窗面積: 上半部：1.05×1.5×1.0×34=53.55 下半部：1.65×1.5×0.6×34=50.49 上半部總重：(124.74-53.55)×1.84+53.55×0.4

19、=152.41KN 下半部總重：(196.02-50.49)×1.84+50.49×0.4=287.98KN 3、內(nèi)縱墻總長(zhǎng)度105.6m,上下半部分計(jì)算高度分別為： 1050mm 和 1650mm 上半部：105.6×1.05=110.88 下半部：105.6×1.65=174.24 門(mén)洞面積： 上半部：28.8×1.05/1.65=18.33 下半部：28.88×1.65/1.65=28.8 上半部總重：（110.8818.33）1.68+0.2×18.33=159.15KN 下半部總重：(174.24-28.8)

20、15;1.68+0.2×28.8=250.10KN 4、 樓板活荷載總重：4663.57KN 5、梁柱：梁：1591.635KN上、下柱：1188.0×1/2=594.0KN綜合以上的：二層上半部總重：250.1+152.41+159.15+4663.57+1591.635+594=7410.87KN二層下半部總重：393.0+287.98+250.10+594=1525.08KN第三層：同第二層第四層：同第二層第五層：屋蓋活荷載：（739.5+43.5+111.78）×（4.69+0.5×1/2）=4420.21KN（比樓蓋重量少：4663.57-44

21、20.21=243.36KN） 女兒墻重：（65.3+15.5）×2×0.1×1×25=404KN綜合以上的：五層上半部總重：7410.87-243.36+404=7571.51KN五層下半部總重：1525.08KN集中于各樓層標(biāo)的重力荷載代表值G i的計(jì)算結(jié)果為： G5=7571.51KN G4=7410.87+1525.08=8935.95 KN G3=7410.87+1525.08=8935.95 KN G2=7410.87+1525.08=8935.95 KN G1=7794.99+1525.08=9320.07 KN 圖4.1 各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載

22、代表值5 框架側(cè)移剛度的計(jì)算5.1 橫梁線剛度計(jì)算 橫梁的線剛度計(jì)算: 注： -混凝土彈性模量 -梁的計(jì)算跨度 -梁截面慣性矩 -梁矩形部分的截面慣性矩 表5.1 橫梁線剛度計(jì)算類別層次b×hIoLoIb=EcIo/Lo1.5ib2.0ib跨1-53.00×300×6005.4×72002.25×3.38×4.50×BC跨1-53.00×300×4502.28×24002.85×4.28×5.7×5.2 縱梁線剛度ib的計(jì)算 表5.2 縱梁線剛度計(jì)算類別b×

23、;hIoLoIb=EcIo/Lo1.5ib2.0ib縱跨3.00×300×6005.4×72002.25×3.38×4.50×5.3 柱線剛度i c的計(jì)算柱的線剛度= 注： -柱截面慣性距 -柱的計(jì)算高度 表5.3 柱的線剛度計(jì)算層次b×h145003.00×600×6001.08×7.2×2533003.00×600×6001.08×9.82×附：?jiǎn)挝粸?，ic單位為KN.mm，b，hc，l 單位均為mm 圖5.1一榀邊框架梁 柱線剛度5.2一榀

24、中框架梁 柱線剛度5.4 各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算 1、 底層1）邊框架邊柱A1、A10、D1、D10(4根) k=6.54/7.2=0.908 c=(0.5+k)/(2+k)=0.484 Di1=c×12×ic/h2=20650 2）邊框架中柱B1、B10、C1、C10(4根) k=(5.7+6.54)/7.2=1.7 c=(0.5+k)/(2+k)=0.595 Di2=c×12×ic/h2=25387 3）中框架邊柱A29、D29(18根) k=4.91/7.2=0.682 c=(0.5+k)/(2+k)=0.441 Di3=c×12×

25、;ic/h2 =18816 4）中框架中柱B29、C29（18根) k=(4.28+4.91)/7.2=1.276 c=(0.5+k)/(2+k)=0.542 Di4=c×12×ic/h2 =23125 D1=（20650+25387）×4 +（18816+23125）×18=8552042、一般層(2-5層)：1）邊框架邊柱A1、A10、D1、D10 (4根) k=6.54×2/(9.82×2)=0.666 c=k/(2+k)=0.250 Di1=c×12×ic/h2 =270522）邊框架中柱B1、B10、C1

26、、C10 (4根) k=(5.7+6.54) ×2/(9.82×2)=1.246 c=k/(2+k)=0. 384 Di2=c×12×ic/h2 =415523）中框架邊柱 A29、D29 (18根) k=4.91×2/(9.82×2)=0.50 c=k/(2+k)= 0.20 Di3=c×12×ic/h2=216424）中框架中柱 B29、C29 (18根) k=(4.28+4.91) ×2/(9.82×2)=0.936 c=k/(2+k)=0.319 Di4=c×12×i

27、c/h2 =34519 D2=（27052+41552）×4+（21642+34519）×18=1172992計(jì)算所得，橫向框架梁的層間側(cè)移剛度為：D1/D2=855204/1172992=0.729>0.7，所以該框架為規(guī)則框架。 表5.4 側(cè)移剛度計(jì)算層次柱D=12根數(shù)底層邊柱A柱0.90.484206502855204B柱1.70.595253872C柱1.70.595253872D柱0.90.484206502中柱A柱0.6820.441188168B柱1.2760.542231258C柱1.2760.5422312510D柱0.6820.4411881610

28、二五層邊柱A柱0.6660.250270522898576B 柱1.2460.384415522C柱1.2460.384415522D柱0.6660.250270522中柱A柱0.5000.200216428B柱0.9360.319345198C柱0.9360.3193451910D柱0.5000.2002164210【計(jì)算公式：式中：-柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，=K/2+K(一般層)，=（底層）. -表示梁柱線剛度之比，（一般層），（底層）】6 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算6.1 自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移法進(jìn)行橫向自振周期的計(jì)算基本自振周期T1(s)計(jì)算公式：T1=1.7

29、T(uT)1/2表6.1結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次Gi（kN）VGi（kN）D i（N/mm）ui（m）ui（m）57571.517571.518985760.0080.14348935.9516507.468985760.0180.13538935.9525443.418985760.0280.11728935.9534379.368985760.0380.08919320.0743699.438552040.0510.051T1=1.7T(uT)1/2=1.7×0.7×(0.143)1/2=0.45( s)因?yàn)?0.45s.×.0.49s，所以不考慮頂部附加地

30、震作用.水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算:場(chǎng)地類別為類,8度設(shè)防烈度時(shí),結(jié)構(gòu)的特征周期=0.35s和水平地震影響系數(shù)=0.20（多質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值的85%）。=（0.35/0.45×0.20×0.85×43699.43=4740.07kN表6.2各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次Hi（m）Gi（kN）GiHi（kN·m）GiHi/GjHjFi（kN）Vi（kN）517.707571.51134015.730.2831341.441341.44414.408935.95128677.680.2721289.302630.74311.10

31、8935.9599189.050.209990.673621.4127.808935.9569700.410.147696.794318.214.509320.0741940.320.089421.874740.07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(jiàn)下圖： 圖6.1 水平地震作用分布 圖6.2 層間剪力分布 6.3 多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移(u)i和頂點(diǎn)位移u i分別按下列公式計(jì)算：(u)i=Vi/D ij u i=(u)k各層的層間彈性位移角e=(u)i/hi，根據(jù)抗震規(guī)范，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值e<1/55

32、0。計(jì)算過(guò)程如下表： 表6.3橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次Vi（kN）D i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi51341.448985761.49318.80033001/221042630.748985762.92817.30733001/112733621.418985764.03014.37933001/81924318.28985764.80610.34933001/68714740.078552045.5435.54345001/812由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/687<1/550，滿足規(guī)范要求。6.4 水平地震作用

33、下框架內(nèi)力計(jì)算6.4.1 框架柱端剪力及彎矩 表6.4 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（邊柱）層次hi（m）Vi（kN）D ij（N/mm）邊 柱Di1（N/mm）Vi1（kN）ky（m）M bi1（kN·m）M ui1（kN·m）53.31341.448985762164239.620.390.3545.6357.3243.32630.748985762164252.470.390.4070.65108.7333.33621.418985762164268.380.390.4594.87120.2723.34318.28985762164270.870.390.55134.671

34、07.9314.54740.078552041881689.810.520.75290.53100.71 表6.5 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱）層次hi（m）Vi（kN）D ij（N/mm）中 柱Di2（N/mm）Vi2（kN）ky（m）M bi2（kN·m）M ui2（kN·m）53.31341.448985763451949.830.9360.4085.74129.5243.32630.748985763451999.660.9360.45129.40160.4933.33621.4189857634519128.420.9360.45158.64194.2623.3

35、4318.2089857634519159.180.9360.53209.46183.7414.54740.0785520423125126.571.2760.65358.47169.626.4.2 梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算 M l b=i l b(Mbi+1，j +M u i，j)/(i l b+ i r b)M r b=i r b(Mbi+1，j +M u i，j)/(i l b+ i r b) V b=(M l b+M r b)/ l Ni=(V l b- V r b)k表6.6梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算層次邊梁走道梁柱軸力MlbMrblVbMlbMrblVb邊柱N中柱N557.3

36、252.466.315.7230.5630.562.421.98-48.65-117.604101.54103.796.331.5336.9636.962.497.56-99.80-152.313155.46157.476.349.8557.7657.762.4143.38-158.51-232.602209.78218.576.367.4280.3280.322.4159.63-230.43-294.771237.38 244.876.375.3790.8490.842.4165.84-308.80-382.95 圖6.3 橫向框架彎矩圖 圖6.4 梁端剪力及柱軸力7 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)

37、的內(nèi)力計(jì)算7.1 計(jì)算單元的確定取軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，如下圖所示： 圖7.1 一榀框架計(jì)算圖7.2 荷載計(jì)算7.2.1 恒載作用下柱內(nèi)力的計(jì)算 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖7.2 梁上作用的恒荷載 1）、第5層：q1、q1，代表橫梁自重，為均布荷載形式q1=0.3×0.65×25×1.05=5.119 kN/mq1，=0.3×0.45×25×1.05=3.544kN/mq2、和q2，分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載q2=4.69×2.1×2=19.698 kN/mq2，=4

38、.69×1.2×2=11.256kN/mP1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下：P1=(3.6×2.1/2)×2+(2.1+6.3)×1.8/2 ×4.69+5.119×7.2 +5.119×6.3/2+0.1×1.0×25×7.2=141.89 kNP2=(3.6×2.1/2)×2+(2.1+6.3)×1.8/2+(2.1+3.6)/2×1.2 ×2×4.69+5

39、.119×7.2+5.119×6.3/2=171.17 kN集中力矩： M1=P1e1=141.89×(0.6-0.3)/2=21.28kN·m M2=P2e2=171.17×(0.6-0.3)/2=25.68kN·m2）、1-4層：q1=5.119+0.3×5.7×5.0×2.4=25.64kN/mq1，=0.3×0.45×25×1.05=3.544kN/mq2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=4.04×2.1×2 =1

40、6.968 kN/mq2，=4.04×1.2×2=9.696kN/mP1=(3.6×2.1×2)×4.04+5.119×7.2 +5.119×6.3/2+5.0× (6.6×2.42.4×1.8×2)+2.1×1.8×0.45×2=153.47kNP2=3.6×2.1×2)×2+(3.6+2.1)/2×1.2×2×4.04+5.119×7.2+5.119×6.3/2+5.0&#

41、215;2.4×（7.20.6）=281.98kN集中力矩：M1=P1e1=153.47×(0.6-0.3)/2=23.02kN·m M2=P2e2=281.98×(0.6-0.3)/2=42.30kN·m7.2.2 活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖7.3梁上作用的活荷載1）、第5層（活荷載取2.0kN·） （不考慮地震作用，活載取屋面活荷載和雪荷載中的最大值） 不上人屋面2.0 雪荷載0.25 、分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒荷載。它包括次梁自重、樓板重和內(nèi)墻等的重力荷載。q2=3.6&

42、#215;2.0=7.2kN/mq2，=2.4×2.0=4.8 kN/mP1=3.6×2.1+3.6×2.1×2.0=30.24kNP2=3.6×2.1×2+(6.3+2.1)/2×1.2×2=40.32kN集中力矩：M1=P1e1=30.24×(0.6-0.3)/2=4.536kN·mM2=P2e2=40.32×(0.6-0.3)/2=6.048 kN·m同理，屋面雪荷載作用下：q2=3.6×0.25=0.9kN/m q2，=2.4×0.25=0.6kN

43、/mP1=(3.6×2.1+3.6×2.1) ×0.25=3.78 kN P2=3.6×2.1×2+(3.6+2.1)/2×1.2×2×0.25=5.49 kN集中力矩M1=P1e1=3.78×(0.6-0.3)/2=0.567kN·mM2=P2e2=5.49×(0.6-0.3)/2=0.824kN·m2）、第1-4層：q2=3.6×2.0=7.2kN/mq2，=2.4×2.0=4.8 kN/mP1=3.6×2.1+3.6×2.1

44、15;2.0=30.24kNP2=3.6×2.1×2+(6.3+2.1)/2×1.2×2=40.32kN集中力矩M1=P1e1=30.24×(0.6-0.3)/2=4.536kN·mM2=P2e2=40.32×(0.6-0.3)/2=6.048 kN·m計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤恚?表7.1 橫向框架恒載匯總表層次q1(kN/m)q1，(kN/m)q2(kN/m)q2，(kN/m)P1（kN）P2(kN)M1(kN·m)M2(kN·m)55.1193.55419.69811.256141.89171.1

45、721.2825.681-4 25.643.54416.9689.696153.47281.9823.0242.30 表7.2 橫向框架活載匯總表層次q2（kN/m）q2，（kN/m）P1（kN）P2（kN）M1（kN·m）M2（kN·m）57.2(0.9)4.8(0.6)30.24(3.78)40.32(5.49)4.536(0.567)6.048(0.824)1-47.24.830.2440.324.5366.0487.2.3 恒荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖7.4 第五層恒荷載作用圖等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。=a

46、/l=2.1/6.3=0.331）、第5層: -MAB=q1l21/12+q2l21(1-22+3) =5.119×6.32/12+19.698×6.32×(1-2×0.332+0.333)/12=70.23kN·m -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =3.554×2.42/12+5×11.256×2.42/96=5.09kN·m 2）、第1-4層: -MAB=q1l21/12+q2l21(1-22+3)/12 =25.64×6.32/12+16.968×6.32&#

47、215;(1-2×0.332+0.333)/12=130.72kN·m -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =3.544×2.72/12+5×9.696×2.72/96=4.31kN·m 7.2.4 活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖7.5 各層活荷載作用圖7.3 內(nèi)力計(jì)算梁端、柱端彎矩計(jì)算采用彎矩二次分配法，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架，彎矩計(jì)算如下圖所示： 圖7.6 恒載作用下 圖7.7 活載作用下 圖7.8 橫載作用下框架的M圖 圖7.9 活載作用下框架的M圖7

48、.4 梁端剪力、柱軸力的計(jì)算7.4.1 恒載作用下 第5層：荷載引起的剪力： VA=VB= q1l1/2+q2l1(1-)/ 2=5.119×6.3/2+19.698×6.3×(1-0.33)/2=57.70kNVB=VC= q1，l2/2+q2，l2/4=3.554×2.4/2+11.256× 2.4/4=11.02kN 本設(shè)計(jì)中，由于彎矩引起的剪力很小，可忽略不計(jì)A柱：N頂=141.89+57.70=199.59 kN柱子自重：0.6×0.6×3.3×25=29.7 kNN底= N頂+29.7=199.59+2

49、9.7=229.29kNB柱： N頂=171.17+57.70+11.02=239.89kNN底= N頂+29.7=269.59 kN表7.3恒載作用下梁端剪力及柱軸力（kN）層次荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂N底N頂N底557.7011.02199.59229.29 239.89269.594116.5810.07270.05299.75408.63438.333116.5810.07340.51370.21577.37607.072116.5810.07410.97 440.67746.11775.811116.5810.07481.43511.13914.85944.557.4.2 活載作用下第5層：荷載引起的剪力：AB 跨：VA=VB= q2l1(1-)/ 2=7.2×6.3×(1-0.33)/2=15.20kNBC 跨：VB=VC= q2，l2/4=4.8×2.4/4=2.88kNA 柱：N頂= N底=30.24+15.20=45.44 kNB 柱：N頂= N底=40.32+15.20+2.88=58.4kN 表7.4活載作用下梁端剪力及柱軸力（kN）樓層荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂=N底N頂=N底515.202.8890.88116.8415.202.881