某高校砼框架實(shí)驗(yàn)樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、.;某高校砼框架實(shí)驗(yàn)樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)某高校砼框架實(shí)驗(yàn)樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘摘 要要畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)的綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)大學(xué)四年來所學(xué)內(nèi)容的考察和鞏固。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明針對(duì)設(shè)計(jì)過程的每一步都進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。建筑設(shè)計(jì)說明介紹了平面選型的確定，平面組合的選擇，材料的選擇及主體結(jié)構(gòu)每部分的具體作法；作圖是有手繪及電繪（CAD） ，用 PKPM軟件進(jìn)行電算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明中介紹了結(jié)構(gòu)的類型和布置方式，截面尺寸的初估，施工材料的選擇；結(jié)構(gòu)計(jì)算書中，選取了柱網(wǎng)中的一榀框架進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。在豎向荷載作用的計(jì)算采用彎矩二次分配法；水平荷載作用下的計(jì)算采用 D 值法。此外還包括有

2、梁、柱、樓梯、基礎(chǔ)及樓蓋的截面配筋計(jì)算。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算；CAD 繪圖，PKPM 電算An University Lab Building Concrete Framework Structure DesignAbstract Graduation design is the comprehensive practical teaching link of university learning, is the university four years study the content and consolidation. This graduation de

3、sign mainly includes the architectural design and structural design, graduation design aiming at every step of the design are described in detail. Architectural design is introduced to determine the plane plane selection, portfolio selection, concrete practice of each part of the selection and the m

4、ain structure material; mapping is a hand-drawn and electrical drawing (CAD), was developed by PKPM software. Structural design introduces the structure type and layout, section size of the initial estimate, construction material selection and construction requirements; structure calculation, select

5、 one pin frame column in a detailed calculation. Under vertical loading, the approximate computation.calculated using the moment two methods of distribution; calculation under horizontal load by using D value method. In addition to calculation of reinforcement beams, columns, stairs, foundation and

6、floor.keywords: architectural design; structure design; structure internal force calculation; CAD drawing, PKPM computing.;目目 錄錄引引 言言.1第第 1 章章 結(jié)構(gòu)選型與布置結(jié)構(gòu)選型與布置.21.1 基本概況.21.2 工程地質(zhì)條件.2 1.3 主體結(jié)構(gòu)工程和裝飾工程.2 1.4 氣象資料.2 1.5 抗震設(shè)防烈度.21.6 荷載資料.21.7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容 .3 第第 2 章章 荷載計(jì)算荷載計(jì)算.42.1 確定計(jì)算簡(jiǎn)圖.42.2 梁柱截面尺寸.42.3 材

7、料強(qiáng)度等級(jí).42.4 荷載計(jì)算.4第第 3 章章 橫向框架內(nèi)力計(jì)算橫向框架內(nèi)力計(jì)算.113.1 恒載作用下的框架內(nèi)力.113.2 活載作用下的框架內(nèi)力.183.3 風(fēng)荷載作用下的位移、內(nèi)力計(jì)算.343.4 地震作用下橫向框架的計(jì)算.38第第 4 章章 橫向框架內(nèi)力組合橫向框架內(nèi)力組合.46第第 5 章章 橫向框架梁柱截面設(shè)計(jì)橫向框架梁柱截面設(shè)計(jì).57第第 6 章章 樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).726.1 梯段板設(shè)計(jì).736.2 休息平臺(tái)版設(shè)計(jì).736.3 梯段梁計(jì)算.74第第 7 章章 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).757.1 荷載計(jì)算.757.2 確定基礎(chǔ)底面積.757.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).77結(jié)論

8、與展望結(jié)論與展望.83致致 謝謝.84參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).85附附 錄錄.86附錄 A：畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙清單.86附錄 B：專業(yè)外文文獻(xiàn)及其譯文.87附錄 C：主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要.93插圖清單插圖清單圖 2-1 計(jì)算見圖 .2圖 2-2 荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 a.4圖 2-2 荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖b.6圖 2-3 恒載頂層集中力.7圖 2-4 恒載中間層節(jié)點(diǎn)集中力 .8圖 2-5 橫向框架上的風(fēng)荷載 .9圖 2-6 橫向框架上的地震作用 .13圖 3-1 橫向框架承擔(dān)的恒載產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩 .14圖 3-2 桿端及節(jié)點(diǎn)彎矩正方向 .15圖 3-3 恒載彎矩分配過程 .17圖 3-4 恒載作用下彎矩圖 .1

9、8圖 3-5 恒載作用下梁剪力、柱軸力 .18圖 3-6 活載不利布置 a.21圖 3-7 活載不利布置 b .21圖 3-8 活載不利布置 c.22圖 3-9 活載不利布置 d .22圖 3-10 活載 a 迭代過程.23圖 3-11 活載 b 彎矩圖 .24圖 3-12 活載 a 剪力、軸力.24圖 3-13 活載 b 迭代過程 .25圖 3-14 活載 b 彎矩圖 .26圖 3-15 活載 b 剪力、軸力 .26圖 3-16 活載 c 迭代過程.27圖 3-17 活載 c 彎矩圖.28圖 3-18 活載 c 剪力、軸力.28圖 3-19 滿跨活載迭代過程 .29圖 3-20 滿跨活載彎矩

10、 .30圖 3-21 滿跨活載剪力、軸力 .30圖 3-22 水平風(fēng)載作用下框架層間剪力 .30圖 3-23 風(fēng)載作用框架彎矩 .38圖 3-24 風(fēng)載作用下框架梁剪力、柱軸力 .38圖 3-25 固端彎矩 .39圖 3-26 0.5（雪+活）作用下迭代過程.41圖 3-27 0.5（雪+活）作用下桿端彎矩.42圖 3-28 0.5（雪+活）作用下柱軸、梁剪力.42圖 3-29 地震作用框架梁剪力、柱軸力 .42圖 6-1 樓梯平面布置 .72圖 6-2 踏步詳圖 .72.;圖 6-3 計(jì)算簡(jiǎn)圖 .73圖 7-1 圖層分布及埋深 .76圖 7-2 B、C 柱聯(lián)合基礎(chǔ)埋深.76圖 7-3 基礎(chǔ)剖

11、面尺寸示意圖 .77圖 7-4 彎矩和剪力計(jì)算結(jié)果.78插表清單插表清單表 1-1 建筑地層一覽表 .2表 2-1 風(fēng)荷載計(jì)算 .9表 2-2 橫梁、柱線剛度 .11表 2-3 框架柱橫向側(cè)移剛度 D 值 .11表 2-4 框架定點(diǎn)假想水平位移計(jì)算表 .12表 2-5 樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表 .12表 3-1 AB 跨梁端剪力.19表 3-2 BC 跨梁端剪力.19表 3-3 AB 跨跨中彎矩.19表 3-4 柱軸力 .19表 3-5 活載 a 作用下 AB 跨梁端剪力.31表 3-6 活載 a 作用下 BC 跨梁端剪力.31表 3-7 活載 a 作用下 AB 跨跨中彎矩.31表

12、3-8 活載 a 作用下柱軸力.31表 3-9 活載 b 作用下 AB 跨梁端剪力.32表 3-10 活載 b 作用下 BC 跨梁端剪力.32表 3-11 活載 b 作用下 AB 跨跨中彎矩.32表 3-12 活載 b 作用下柱軸力 .32表 3-13 活載 c 作用下 AB 跨梁端剪力.33表 3-14 活載 c 作用下 BC 跨梁端剪力.33表 3-15 活載 c 作用下 AB 跨跨中彎矩.33表 3-16 活載 c 作用下柱軸力.33表 3-17 活載 d 作用下 AB 跨梁端剪力.34表 3-18 活載 d 作用下 BC 跨梁端剪力.34表 3-19 活載 d 作用下 AB 跨跨中彎矩

13、.34表 3-20 活載 d 作用下柱軸力 .34表 3-21 風(fēng)載作用下框架側(cè)移 .35表 3-22 各層柱反彎點(diǎn)位置 .36表 3-23 風(fēng)載作用下框架柱剪力及柱端彎矩 .36表 3-24 風(fēng)載作用下梁端跨中彎矩、剪力 .37表 3-25 風(fēng)載作用下柱軸力 .37表 3-26 0.5（雪+活）作用下 AB 跨梁端彎矩.43表 3-27 0.5（雪+活）作用下 BC 跨梁端剪力.43表 3-28 0.5（雪+活）作用下 AB 跨跨中彎矩.43表 3-29 0.5（雪+活）作用下柱軸力.43表 3-30 地震作用下橫向框架柱剪力及柱端彎矩 .44表 3-31 地震作用下梁端彎矩 .44表 3-

14、32 地震作用下梁剪力、柱軸力 .45.;表 4-1 彎矩條幅計(jì)算 .47表 4-2 橫向框架梁內(nèi)力組合（一般組合） .49表 4-3 橫向框架梁內(nèi)力組合（考慮地震組合） .52表 4-4 橫向框架柱內(nèi)力組合（一般組合） .54表 4-5 橫向框架柱內(nèi)力組合（考慮地震組合） .56表 5-1 橫梁 AB、BC 跨正截面受彎承載力計(jì)算 .57表 5-2 橫梁 AB、BC 跨正截面抗彎驗(yàn)算 .58表 5-3 橫梁 AB、BC 跨斜截面受剪承載力計(jì)算 .59表 5-4 橫梁 AB、BC 跨斜截面受剪抗震驗(yàn)算 .59表 5-5 框架柱正截面彎矩 .60表 5-6 框架柱正截面彎矩 .63表 5-7 框

15、架柱正截面壓彎 .65表 5-8 框架柱正截面壓彎 .67表 5-9 框架柱正截面壓彎 .68表 5-10 框架柱正截面壓彎 .73表 7-1 附加應(yīng)力計(jì)算 .74表 7-2 B、C 柱沉降計(jì)算.77.;引引 言言 本次我們的高校實(shí)驗(yàn)樓采用砼框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型在建筑結(jié)構(gòu)中具有代表性；框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接形成的骨架結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻體起維護(hù)作用，其整體性和抗震性均好于混合結(jié)構(gòu)，且平面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。砼框架結(jié)構(gòu)空間分隔靈活，自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需

16、要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。因此我們本次的實(shí)驗(yàn)樓采用砼框架。第第 1 章章 緒論緒論1.1 工程概況1.1.1 基本概況經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)，擬按一般標(biāo)準(zhǔn)建造一棟六層高校砼框架實(shí)驗(yàn)樓。該工程為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，橫向框架不少于三跨，總建筑面積不小于 5000m2。設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，環(huán)境類別為一類。抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.1g，第一組。建筑室內(nèi)外高差 600mm，室外標(biāo)高即為現(xiàn)有自然地面標(biāo)高。1.1.2 工程地質(zhì)條件 工程地質(zhì)條

17、件自然地表以下 1m 內(nèi)為雜填土，重度 =17kN/m3；雜填土下為 3m厚可塑性粘土，重度為 =18kN/m3，液性指數(shù) IL=0.62,含水率 =23.1%，天然孔隙比e=0.8，ES=10MPa，Ck=20kpa，k=12 度；再下為礫石土層，重度為 =20kN/m3，液性指數(shù) IL=0.50,含水率 =15.2%，天然孔隙比 e=0.8，ES=20MPa，Ck=15kpa，k=18度。未修正前粘土承載力特征值為 180kN/，礫石土層承載力特征值為 300kN/。場(chǎng)地土類別為類，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)?；A(chǔ)埋深范圍內(nèi)無地下水。1.1.3 主體結(jié)構(gòu)工程和裝飾工程主體采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)

18、，肋梁樓蓋?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為 C30，鋼筋采用HPB300 級(jí)（箍筋、樓板鋼筋）和 HRB400 級(jí)鋼筋（梁、柱縱向受力鋼筋） 。內(nèi)外墻均采用小型混凝土空心砌塊，厚度 200mm，重度 11.8kN/。1.1.4 氣象資料（1）基本風(fēng)荷載：W0=0.35kN/（2）基本雪荷載：S0=0.60kN/1.1.5 荷載資料（1）實(shí)驗(yàn)樓樓面荷載，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2012） ，確定樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.5kN/,走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.5kN/；（2）不上人屋面:活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0.5kN/；（3）內(nèi)外墻均采用小型混凝土空心砌塊，厚度 200mm，重度 11.8kN/。1.2 建

19、筑與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型式（1）建筑設(shè)計(jì)型式：本次試驗(yàn)樓建筑采用砼框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型在建筑結(jié)構(gòu)中具有代表性；框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接形成的骨架結(jié)構(gòu)。（2）基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)型式：基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)能夠滿足此實(shí)驗(yàn)樓的承載要求。1.3 框架計(jì)算方法豎向荷載作用下橫向框架內(nèi)力計(jì)算（采用彎矩二次分配法） ，水平荷載作用下橫向框架內(nèi)力計(jì)算及側(cè)移計(jì)算（采用 D 值法） 。1.4 主要進(jìn)程安排（1）外文翻譯、調(diào)研、復(fù)習(xí)相關(guān)課程、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題寒假、第 1 周；（2）建筑設(shè)計(jì)，繪制建筑施工圖第 56 周；（3）建筑結(jié)構(gòu)布置和荷載計(jì)算第 7 周；.;（4）豎向荷載作用下橫向框架內(nèi)力計(jì)算（采用彎矩

20、二次分配法）第 8 周；（5）水平荷載作用下橫向框架內(nèi)力計(jì)算及側(cè)移計(jì)算（采用 D 值法）第 910 周；（6）橫向框架梁柱內(nèi)力組合、PK 電算比較和截面設(shè)計(jì)第 1112 周；（7）主樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 13 周；（8）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 14 周；（9）繪制橫向框架、主樓梯、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)施工圖第 1214 周；（10）用 PKPM 軟件對(duì)整棟框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行 SATWE 電算并繪制出標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面圖（板配筋圖）和梁配筋平面圖第 1516 周；（11）電子版畢業(yè)設(shè)計(jì)文件的輸入、打印和裝訂第 816 周；（12）指導(dǎo)教師審核，評(píng)閱教師審核，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯第 17 周。第第 2 章章 建筑結(jié)構(gòu)布置和荷載計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)

21、布置和荷載計(jì)算2.1 建筑結(jié)構(gòu)布置2.1.1 平面布置本工程選用砼框架結(jié)構(gòu)，本實(shí)驗(yàn)樓為六層建筑，建筑高度較小，考慮建筑設(shè)計(jì)方案和抗震設(shè)防要求等因素，本工程平面選用矩形布置，采用橫向框架承重方案，見圖2-1。2.1.2 立面布置 本工程共 6 層，各層均為 3.6 米，共計(jì) 21.6 米，女兒墻高 0.6 米。室內(nèi)地坪標(biāo)高為+0.000，室內(nèi)外高差為 0.600 米。2.1.3 柱網(wǎng)布置及次梁設(shè)置本工程柱網(wǎng)布置為：橫向三跨，跨度分別為 6.9 米、3.0 米、6.9 米；縱向 12 跨，跨度分別為 3.3 米，3.6 米、6 米。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，為滿足房間分隔要求以及合理設(shè)置樓板的經(jīng)濟(jì)跨度，本

22、工程樓面需設(shè)置次梁。本工程的平面布置圖如下（圖 2-1）：驗(yàn)算的內(nèi)容：（1）結(jié)構(gòu)最大高度：H=63.6m=21.6m55m；（2）最大高寬比: H/B=21.6m/18.8m=1.1494；（3）長(zhǎng)寬比: L/B=51.6m/18.8m=2.7456；（4）最大長(zhǎng)度:L=51.6m55m；（5）總建筑面積:S=(51.616.8+23.62)6=5287.685000；（6）橫向框架不少于三跨。2.1.4 縫的設(shè)置本工程地質(zhì)條件良好，地質(zhì)均勻，所以本工程可以不設(shè)沉降縫。本工程共長(zhǎng) 51.6米，約等于現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置伸縮縫的最大間距，故可不設(shè)置伸縮縫。本結(jié)構(gòu)平面為矩形，房屋沿高度方向

23、無錯(cuò)層，房屋各部分的剛度、高度和重量相差不大，故不設(shè)抗震縫。2.1.5 基礎(chǔ)方案本工程建設(shè)場(chǎng)地和地基條件較好，荷載分布均勻，建筑層數(shù)小于 7 層，根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，該建筑的地基屬于丙級(jí)地基，本工程采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。2.1.6 樓梯方案根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案以及結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，本工程采用現(xiàn)澆板式平行雙跑樓梯。.;圖 2-1 平面柱網(wǎng)布置圖.;2.2 荷載計(jì)算2.2.1 確定計(jì)算簡(jiǎn)圖本工程橫向框架計(jì)算單元取圖 2-1 中號(hào)軸線處，框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖假定底層柱下端固定于基礎(chǔ)。按工程地質(zhì)資料提供的數(shù)據(jù)，該場(chǎng)地為類場(chǎng)地土，地質(zhì)條件較好，初步確定本工程采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，挖去所有雜填土，基礎(chǔ)置于第二層可塑性

24、粘土上，基底標(biāo)高為設(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)高1.1m。柱子的高度底層為：h1=3.6+0.6+0.5=4.7m（初步假設(shè)基礎(chǔ)高度 0.5m） ，二至六層柱高為234563.6hhhhhm。柱節(jié)點(diǎn)剛接，橫梁的計(jì)算跨度取柱中心至中心間距離，三跨分別為：L=6900、3000、6900，見圖 2-2。ABCD圖 2-2 計(jì)算簡(jiǎn)圖2.2.2 梁柱截面尺寸(柱截面尺寸初估)框架柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)公式CccNAf估算。式中：(1.1 1.2)cvNN，vN 負(fù)荷面積（1214）kN/ m2層數(shù)，為軸壓比，=0.75 。本結(jié)構(gòu)中，邊柱、中柱負(fù)荷面積分別為（6.03.45）m2 ， （6.04.95）層數(shù)為 6 層，其軸壓比

25、限值=0.75，C30 混凝土cf=14.3N/mm2。邊柱：Nc=1.26.03.45146=2086.56kNCccNAf=194551.049mm2中柱：Nc=1.16.04.95146=2744.28 kNCccNAf=255876.9231mm2取柱截面為正方形，考慮到施工、計(jì)算簡(jiǎn)便以及安全因素，取柱子尺寸為： 550mm550mm。2.2.3 梁截面尺寸初估橫向框架梁：取 h=(1/10 1/18)l，b=(1/2 1/3)h縱向框架梁：取 h=(1/101/18)l,b=(1/2 1/3)h見表 2-1。表 2-1 框架梁截面尺寸橫向框架梁縱向框架梁層次AB 跨、CD 跨BC 跨

26、A、B、C、D 軸162506002504002506002.2.4 樓板厚度初估本工程采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，連續(xù)雙向板；hl/50，h80；板厚取 120mm。2.2.5 材料強(qiáng)度等級(jí)混凝土：均采用 C30 級(jí)。鋼筋：采用 HPB300 級(jí)（箍筋、樓板鋼筋）和 HRB400 級(jí)鋼筋（梁、柱縱向受力鋼筋） 。2.3 荷載計(jì)算2.3.1 屋面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）恒載屋面橫載標(biāo)準(zhǔn)值：35 厚架空隔熱板 0.03525=0.875kN/防水層 0.4kN/20 厚 1 : 3 水泥砂漿找平層 0.0220=0.4kN/120（100）厚鋼混凝土現(xiàn)澆板 0.1225=3kN/（AB,CD 跨板取 12

27、0；BC 跨取 100） （ 0.1025=2.5kN/）12 厚紙筋石灰粉平頂 0.01216=0.192kN/屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 4.87kN/ （4.37kN/）梁自重 邊跨 AB.CD 跨 0.300.7025-0.30.1225=4.35kN/梁側(cè)粉刷 2（0.70-0.12）0.0217=0.40kN/ 4.75kN/中跨 BC 跨 0.30.3525-0.30.1225=1.73kN/梁側(cè)粉刷 2（0.35-0.1）0.0217=0.17kN/ 1.9kN/.;作用在頂層框架梁上的線橫載標(biāo)準(zhǔn)值為:梁自重 G6AB1=G6CD1=4.75kN/ G6BC1=1.9kN/板傳來的荷載 G

28、6AB2=G6CD2=4.876=29.22kN/ G6BC2=4.873=14.61k/（2）雪載作用在頂層框架梁上的線活載標(biāo)準(zhǔn)值為: G6AB=G6CD=0.54.5+0.64.5=4.95kN/ G6BC=0.52.4+0.62.4=2.64kN/2.3.2 樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）恒載25 厚水泥砂漿面層 0.02520=0.50kN/120(100)厚鋼混泥土現(xiàn)澆板 0.1225=3kN/(0.1025=2.5kN/)12 厚板底粉刷 0.1216=0.192kN/樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 3.692kN/ （3.192kN/）邊跨（AB.CD 跨）框架自重 4.75kN/中跨（BC 跨

29、）梁自重 1.9kN/作用在樓面層框架梁上的線恒載標(biāo)準(zhǔn)值為:.梁自重: GAB1=GCD1=4.75kN/ G5bc1=1.9kN/板傳來的荷載 GAB2=GCD2=3.6926=22.15kN/ GBC2=3.1923=11.76kN/（2）活載樓面活載： QAB=QCD =2.54.5=11.25kN/ QBC=2.52.4=6kN/2.3.3 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）恒載邊跨柱連系梁自重 0.30.45625-0.1225=17.25kN/粉刷 2（0.45-0.12）0.02617=1.35kN/0.6m 高女兒墻 0.662.36=8.50kN/粉刷 0.620.02617=

30、2.45kN/連系梁傳來屋面自重 0.560.564.87=43.83kN/頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載 G6A=G6D=73.38kN/中柱連系梁自重 0.30.45625-0.1225=17.25kN/粉刷 （0.45-0.12）+（0.45-0.10） 0.02617=1.39kN/連系梁傳來屋面自重 0.560.564.87=43.83kN/ 0.5（6+63）3/24.37=29.50kN/頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載 G6B=G6C=91.97kN/（2）活載 Q6A=Q6D=1/261/260.7=6.30kN/ Q6B=Q6C=1/261/260.7+1/2（6+6-3）3/20.7=11.03k

31、N/2.3.4 樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值（圖 2-3）1.恒載邊柱連系梁自重 17.25kN/粉刷 1.35kN/連系梁傳來樓面自重 1/261/263.692=33.23kN/ 51.83kN/中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載 GA=GD=51.83kN/框架柱自重 GA=GD=0.550.553.625=27.23kN/中柱連系梁自重 20.25kN/粉刷 1.39kN/連系梁傳來樓面自重 1/261/263.692=33.23kN/ 1/2（6+63）3/23.192=21.55kN/ 76.42kN/中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載 GB=GC=76.42kN/柱傳來集中荷載 GB=GC=27.23kN/（

32、2）活載 QA=QD=1/261/262=18.0kN/ QB=QC=1/261/262+1/2（6+63）3/22=31.5kN/2.3.5 風(fēng)荷載已知基本風(fēng)壓 0=0.35kN/，地面粗糙度屬 B 類，荷載規(guī)范kzszo ，風(fēng)載體型系數(shù)s ，迎風(fēng)面 0.8，背風(fēng)面為-0.5；因結(jié)構(gòu)高度 H=22.2m30m，取風(fēng)振系數(shù)z=1.0，見表 2-2。表 2-2 風(fēng)荷載計(jì)算層次zsZ(m)z0(kN/m2)A（m2）Pi（kN）611.322.21.290.3518.610.92511.318.61.220.3521.611.99411.3151.140.3521.611.20311.311.41

33、.040.3521.610.22211.37.81.000.3521.69.83111.34.21.000.3524.311.06例如：底層：0izszPA=11.31.000.3524.3=11.062.3.6 地震作用（1）建筑物總重力荷載代表值 Gi的計(jì)算1）集中于屋蓋處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值 G6：50%雪載 0.50.6(51.616.8)=260.06kN屋面恒載 4.8751.66.92+4.3751.63=4144.30kN 橫梁 （5.656.92+2.83)13=1122.81kN縱梁 （20.25+1.35）122+（20.25+1.39）122=1037.76kN女兒墻

34、0.63.6（51.6+16.8）2=295.49kN.;柱重 0.550.55251.852=707.85kN橫墻 2.36216.91.8+（31.8-2.12.1/2）2=630.62kN縱墻 （3.61.8-2.12.1/2）2.36+4.51.82.3620=623kN(忽略內(nèi)縱墻的門窗按墻重量算)鋼窗 223.32.1/20.4=30.49kN G6=8852.38kN2）集中于三、四、五、六層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值 G5G250%樓面活載 0.52.016.851.6=866.88kN樓面恒載 3.69251.66.92+3.19251.63=3123.12kN橫梁 1122.8

35、1kN縱梁 1037.76kN柱重 707.852=1415.7kN橫墻 630.622=1261.24kN縱墻 6232=1246kN窗戶 30.492=60.98kN G5=G4=G3=G2=10134.49kN3） 集中于二層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 G1：50%樓面活載 866.88kN樓面恒載 3123.12kN橫梁 1122.81kN縱梁 1037.76kN柱重 0.550.5525(2.05+1.8)52=1514.01kN橫墻 630.62+630.622.6/1.8=1541.52kN縱墻 623+6232.6/1.8=1522.9kN窗戶 60.98kn G1=10789.9

36、8kN建筑物總重力荷載代表值 Gi見圖 2-38852.3810134.4910134.4910134.4910134.4910789.98圖 2-3 重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（2）地震作用計(jì)算 1）框架柱的抗側(cè)移剛度在計(jì)算梁、柱線剛度時(shí)，應(yīng)考慮樓蓋對(duì)框架的影響，在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩取 I=2Io，邊框架梁取 I=1.5Io；在裝備整體式樓蓋中中框架梁的抗彎慣性矩取 I=1.5Io，邊框架梁取 I=1.2Io，Io 為框架梁按矩形截面計(jì)算截面慣性矩。橫梁柱線剛度見表 2-3，每層框架柱總的抗側(cè)移剛度見表 2-4：表 2-3 橫梁、柱先剛度截面尺寸桿件 B(mm) H(mm) Ec（kN/）

37、Io（mm4）I(mm4)L(mm)i=EcI/L(kN.mm)相對(duì)剛度邊框架梁 300 700308.571091.29101069005.61071邊框架梁 300 350301.071091.6110930001.611070.288中框架梁 300 700308.571091.71101069007.41071.321中框架梁 300 350301.071092.1410930002.141070.382底層框架柱2 550 550307.631097.6310952004.41070.786中層框架柱2 550 550307.631097.6310936006.41071.428舉例

38、：邊框架梁300700: i=EcI/L=301.291010/6900=5.6107 kN.mm表 2-4 框架柱橫向側(cè)移剛度 D 值項(xiàng)目層柱類型及截面k=ic/2iz（一般層)k=ic/iz（底層）c=k/（2+k） （一般層）c=（0.5+k）/(2+k)（底層）D=ciz（12/h2）（kN/m）根數(shù)邊框架邊柱（550550）0.8750.30418.014二至六邊框架中柱1.130.3621.336.;（550550）中框架邊柱（550550）1.490.4325.4822層中框架中柱（550550）2.170.5230.8124邊框架邊柱（550550）1.270.5410.544

39、邊框架中柱（550550）1.640.5911.526中框架邊柱（550550）1.680.5911.5222底層中框架中柱（550550）2.170.6412.4924舉例：底層：D=410.54+611.52 +2211.52+2412.49=685.56kN/mm二六層：D=418.01+621.33+2225.48+2430.81=1500.02kN/mm邊框架、中框架梁柱線剛度圖見圖 2-4、2-5；10.288110.288110.288110.288110.288110.288110.5418.0118.0118.0118.0118.0121.3321.3321.3321.332

40、1.3311.5210.5418.0118.0118.0118.0118.0121.3321.3321.3321.3321.3311.52圖 2-4 邊框架梁柱線剛度1.3210.3821.32111.5225.4825.4825.4825.4825.4830.8130.8130.8130.8130.8112.4911.5225.4825.4825.4825.4825.4830.8130.8130.8130.8130.8112.491.3210.3821.3211.3210.3821.3211.3210.3821.3211.3210.3821.3211.3210.3821.321圖 2-5 中

41、框架梁柱線剛度 (2)框架自振周期的計(jì)算 則自振周期為：101.701.7 0.6 0.1840.438Ts 其中 0 為考慮結(jié)構(gòu)非承重磚墻影響的折減系數(shù)，對(duì)于框架取 0.6，為框架頂點(diǎn)假想水平位移見表 2-5。表 2-5 框架頂點(diǎn)假想水平位移 層Gi（kN）Gi（kN）D（kN/mm）=Gi/D（層間相對(duì)位移)總位移（mm）68852.388852.381500.025.90184.18510134.4918986.871500.0212.66178.28410134.4929121.361500.0219.41165.62310134.4938255.851500.0225.50146.2

42、1210134.4949390.341500.0232.93120.71110789.9860180.32685.5687.7887.78例如：六層 =Gi/D=8852.38/1500.02=5.90(3)地震作用 根據(jù)本工程設(shè)防烈度 7 度，類場(chǎng)地土，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，查建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范特征周期 Tg=0.35s、max=0.08 1=0.91gTTmax=0.90.350.080.0530.551結(jié)構(gòu)等效總重力荷載：Geq=0.85 GL =0.8560180.32=51153.27kNT11.4Tg=1.40.35=0.49s，故需考慮框架頂部附加集中力作用.;n=0.08T1+0

43、.07=0.080.516+0.07=0.114框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：結(jié)構(gòu)底部：151153.272711.120.053EKeqFKNG各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由表 2-6 知GiHi=837122nnEKFF=0.1142711.12=309.07kN表 2-6 樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表 Fi=Fn+Fn（頂層）層Hi（m）Gi（kN）GiHiFi=（GiHi/GiHi）FEk(1-n)（其他層）樓層剪力Vi（kN）623.28852.38205375589.31589.31519.610134.49198636569.971159.2841610134.4916

44、2151465.281624.56312.410134.49125668360.591985.1528.810134.4989184255.912241.0615.210789.9856108161.002402.06橫向框架上的 Vi、Fi圖見 2-5、2-6。室外地坪室外地坪420036003600360036003600600圖 2-5 橫向框架上的地震作用 Fi圖圖 2-6 樓層剪力 Vi圖驗(yàn)算 位移 最小剪力.;第三章第三章 框架內(nèi)力計(jì)算框架內(nèi)力計(jì)算3.1 恒載作用下的框架內(nèi)力3.1.1 彎矩分配系數(shù)由于該框架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，取框架的一半進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。D5D4D3D2D122.144.7

45、522.144.756.48AB6.486.486.486.4822.144.7522.144.7522.144.7536003600360036004700D629.224.759.42360011.509.559.559.559.559.5511.761.914.611.911.761.911.761.911.761.911.761.9圖 3-1 恒載.;-57.4549.09D6-70.6160.27A6B6D5A5B5D4A4B4D3A3B3D2A2B2D1A1B1A0B0470036003600360036003600-57.4549.09-57.4549.09-57.4549.09

46、-57.4549.09圖 3-2 恒載產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩 節(jié)點(diǎn) A1： SA1A0=4iA1A0=40.786=3.144 SA1B1=4iA1B1=41.321=5.284 SA1A2=4iA1A2=41.428=5.712 4(0.786 1.321 1.428)AS =14.14 A1A0=1 0A AASS=3.144/14.14=0.222 A1B1=1 1A BASS=5.284/14.14=0.374 A1A2=1 2A AASS=5.712/14.14=0.404節(jié)點(diǎn) B1： SB1D1=iB1D1=20.382=0.764 4(0.786 1.321 1.428)AS +0

47、.764=+0.764=14.904 B1A1=41.321/14.904=0.355 B1B2=41.428/14.904=0.383 B1D1=40.382/14.904=0.103 B1B0=40.786/14.904=0.211節(jié)點(diǎn) A2： A2A1 =A2A3=41.428/16.71=0.342 A2B2=41.321/16.71=0.316節(jié)點(diǎn) B2： B2A2=41.321/(16.71+0.764)=0.302 B2B1= B2B3=41.428/(16.71+0.764)=0.327 B2D2=20.382/(16.71+0.764)=0.044節(jié)點(diǎn) A6： A6B6=41

48、.321/4(1.321+1.428)=0.481 A6A5=41.428/4(1.321+1.428)=0.519節(jié)點(diǎn) B6： B6A6=41.321/4(1.321+1.428)+20.382=0.449 B6B5=41.428/4(1.321+1.428)+20.382=0.486 B6D6=20.382/4(1.321+1.428)+20.382=0.060（A3，B3） 、 （A4，B4）和（A5，B5）與相應(yīng)的（A2，B2）相同。3.1.2 桿件固端彎矩計(jì)算桿件固端彎矩時(shí)應(yīng)帶符號(hào)，桿端彎矩一律以順時(shí)針方向?yàn)檎?(1)橫梁固端彎矩 1)頂層橫梁:自重作用：6 66 6A BB AM

49、M =-1/12ql2=-1/124.756.92=-18.850kNm66B DM=-1/3ql2=-1/31.91.52=-1.425kNm6 6661/ 2D BB DMM=-0.713kNm板傳來的恒載作用：6 66 6A BB AMM =-1/12ql2(1-2a2/l2+a3/l3) =-1/1221.96.92(1-232/6.92+33/6.93)=-61.180kNm66B DM=-5/96ql2=-5/9614.632=-6.844kNm6 6D BM=-1/32ql2=-1/3214.632=-4.106kNm 2)二六層橫梁：自重作用：1 11 1A BB AMM =-

50、1/12ql2=-1/124.356.92=-17.259kNm1 1B DM=-1/3ql2=-1/31.91.52=-1.425kNm1 11 11/ 2D BB DMM=-0.713kNm板傳來的恒載作用：1 11 1A BB AMM =-1/12ql2(1-2a2/l2+a3/l3)=-1/1216.616.92(1-232/6.92+33/6.93)=-46.401kNm1 1B DM=-5/96ql2=-5/967.6632=-3.591kNm1 1D BM=-1/32ql2=-1/327.6632=-2.154kNm.; (2) 縱梁引起柱端附加彎矩（邊框架縱梁偏向外側(cè)，中框架縱

51、梁偏向內(nèi)側(cè)）頂層外縱梁 MA6=-MD6=73.380.125=9.423kNm （逆時(shí)針為正）樓層外縱梁 MA1=-MD1=51.830.125=6.479kNm頂層中縱梁 MB6=-MC6=-91.970.125=-11.496kNm樓層中縱梁 MB1=-MC1=-76.420.125=-9.553kNm 3.1.3 節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩橫向框架的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩為通過該節(jié)點(diǎn)的各桿件（不包括縱向框架梁）在節(jié)點(diǎn)處的固端彎矩與通過該節(jié)點(diǎn)的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和，根據(jù)平衡原則，節(jié)點(diǎn)彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反一律以逆時(shí)針方向?yàn)檎?。?jié)點(diǎn) A6的不平衡彎矩MA6B6+MA6 縱梁=-18.850-6

52、1.180+9.423=-70.607kNm3.1.4.內(nèi)力計(jì)算根據(jù)對(duì)稱原則， ，只計(jì)算 AB、BC 跨。在進(jìn)行彎矩分配時(shí)，應(yīng)將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩反號(hào)后再進(jìn)行桿件彎矩分配。節(jié)點(diǎn)彎矩使相交于該節(jié)點(diǎn)桿件的近端產(chǎn)生彎矩，同時(shí)也使個(gè)桿件的遠(yuǎn)端產(chǎn)生彎矩，近端產(chǎn)生的彎矩通過節(jié)點(diǎn)彎矩分配確定，遠(yuǎn)端產(chǎn)生的彎矩由傳遞系數(shù) C（近端彎矩與遠(yuǎn)端彎矩的比值）確定。傳遞系數(shù)與桿件遠(yuǎn)端的約束形式有關(guān)。恒載彎矩分配過程見圖 3-3，恒載作用下彎矩見圖 3-4，梁剪力見圖 3-5，柱軸力見圖 3-6。57100.5190.4810.4490.486 0.060 -80.0380.03-8.27-4.8199.423-11.50

53、36.65 33.96 16.98 -8.03 0.00 6.24 -15.54 -31.08 -33.64 -4.15 4.15 4.83 4.47 2.24 2.71 0.000 -0.65 -1.11 -2.22 -2.40 -0.30 0.30 0.92 0.85 22.19 #REF!57.34 61.67 -4.34 0.3420.3420.3160.3020.3270.327 0.044 -63.66 63.66-5.016-2.87 6.479-9.55 18.32 9.78 -7.41 -14.83 -16.05 -16.05 -2.16 2.16 12.48 12.48 1

54、1.53 5.77 -16.82 -6.88 0.00 0.00 2.41 -1.30 2.71 5.42 5.86 5.86 0.79 -0.79 -1.31 -1.31 -1.21 -0.60 -1.20 -0.45 0.00 0.00 11.78 0.68 0.74 0.74 0.10 -10.15 -0.10 50.56 59.07 -8.51 0.3420.3420.3160.3020.3270.327 0.044 -63.66 63.66-5.016-2.87 6.479-9.55 19.56 19.56 18.07 9.03 -8.03 -8.03 0.00 0.00 6.24

55、7.70 -6.35 -12.71 -13.76 -13.76 -1.85 1.85 -2.60 -2.595 -2.40 -1.20 2.93 1.05 0.00 0.00 -0.65 0.43 -0.42 -0.84 -0.91 -0.91 -0.12 0.12 0.22 0.22 0.20 13.91 -11.95 50.56 56.25 -5.70 0.3420.3420.3160.3020.3270.327 0.044 -63.66 63.66-5.016-2.87 6.479-9.55 9.78 9.78 -7.41 -14.83 -16.05 -16.05 -2.16 2.16

56、15.40 15.40 14.23 7.12 -6.88 -6.65 0.00 0.00 -1.30 -2.20 0.97 1.94 2.10 2.10 0.28 -0.28 0.87 0.87 0.80 0.40 -0.45 0.28 0.00 0.00 13.13 -0.07 -0.07 -0.07 -11.15 0.01 50.56 56.65 -6.09 0.3420.3420.3160.3020.3270.327 0.044 -63.66 63.66-5.016-2.87 6.479-9.55 19.56 19.56 18.07 9.03 -8.03 -9.40 0.00 7.70

57、11.34 -6.15 -12.29 -13.31 -13.31 -1.79 1.79列2桿件編號(hào)分配系數(shù)固端彎矩附加彎矩分配過程桿件編號(hào)分配系數(shù)固端彎矩附加彎矩分配過程分配結(jié)果桿件編號(hào)分配系數(shù)固端彎矩附加彎矩分配過程分配結(jié)果桿件編號(hào)分配系數(shù)固端彎矩附加彎矩分配過程分配結(jié)果桿件編號(hào)分配系數(shù)固端彎矩附加彎矩分配過程桿件編號(hào)分配系數(shù)固端彎矩附加彎矩分配過程分配結(jié)果列列列列列列34891112A6B6D6A6A5A6B6B6A6B6B5B6D6A5B5 D5A5A6A5A4A5B5B5A5B5B6B5B4B5D5A4 B4 D4A4A5A4A3A4B4B4A4B4B5B4B3B4D4A3 B3 D3

58、A3A4A3A2A3B3B3A3B3B4B3B2B3D3A2B2D2A2A3A2A1A2B2B2A2 B2B1B2D2A1B2D1A1A2A1A0A1B1B1A1B1B2B1B0B1D1AB列列列 -4.41 -4.41 -4.07 -2.04 1.05 -0.74 0.00 0.00 0.43 -1.10 0.26 0.52 0.56 0.56 0.08 -0.08 0.14 0.14 0.13 7.09 -9.01 50.56 57.15 -6.60 0.4040.2220.3740.3550.3830.211 0.103 -63.66 63.66-5.016-2.87 6.479-9.5

59、5 9.78 0.00 -8.71 -17.43 -18.80 -10.36 -5.06 5.06 22.67 12.46 20.99 10.49 -6.65 0.00 0.00 0.00 -2.20 0.00 -0.68 -1.36 -1.47 -0.81 -0.40 0.40 1.17 0.64 1.08 0.54 0.28 0.00 0.00 0.00 3.64 -0.29 -0.31 -0.17 -3.15 0.08 50.56 53.30 -2.74 6.23 -5.18 0.00 0.00 0.32 -0.09 列6最低點(diǎn)彎矩47.97 -57.40 65.95 -41.36 -1

60、2.72 -0.37 31.91 19.65 -58.04 60.09 #REF!-16.78 -6.29 -1.60 -0.90 22.77 25.31 -54.56 57.95 -19.76 -21.64 -6.99 24.75 23.84 -55.07 58.22 -21.36 -20.40 -6.90 -0.98 23.42 25.52 -55.42 58.89 -19.72 -22.88 -6.73 -1.16 31.41 13.10 -50.99 55.61 -26.96 -11.34 -10.55 2.67 6.55 -5.27 (0.01)(0.08)分配結(jié)果00圖 3-3 恒