土木工程工民建畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

目錄摘要 4ABSTRACT 5緒論 61結(jié)構(gòu)布置方案及結(jié)構(gòu)選型…………………71.1結(jié)構(gòu)承重方案選擇 71.2主要構(gòu)件選型及尺寸初步估算 7主要構(gòu)件選型 7梁﹑柱截面尺寸估算 71.3確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 91.3.1三個(gè)假設(shè) 9 梁﹑柱慣性矩計(jì)算 92荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 102.1恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 102.1.1屋面恒載 102.1.2樓面恒載 112.1.3梁自重 112.1.4柱自重 112.1.5外縱墻自重 112.1.6內(nèi)縱、橫墻自重 122.1.7女兒墻自重 122.2活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 12屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 122.2.2雪荷載 122.3豎向荷載下框架受荷總圖 13作用在框架梁上的恒載、活載計(jì)算 132.3.2A～B軸間框架梁 13B～C軸間框架梁 132.3.4C～D軸間框架梁 142.3.5A軸柱縱向集中荷載 142.3.6B軸柱縱向集中荷載 142.4風(fēng)荷載計(jì)算 152.5風(fēng)荷載作用下框架的側(cè)移計(jì)算 172.6地震作用計(jì)算 172.7水平地震荷載作用下框架的側(cè)移計(jì)算 203框架內(nèi)力計(jì)算 203.1風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算〔D值法〕 203.1.1計(jì)算步驟 20求各柱的反彎點(diǎn)高度 20各柱的柱端彎矩計(jì)算 21梁端彎矩、剪力和柱軸力計(jì)算 223.2水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 26求各柱的反彎點(diǎn)高度 26各柱的柱端彎矩計(jì)算 273.2.3梁端彎矩、剪力和柱軸力計(jì)算 273.3恒載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算 30梁端固端彎矩計(jì)算 31用彎矩分配法計(jì)算恒載作用下的框架內(nèi)力 313.4活載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算 36梁端固端彎矩計(jì)算 36用彎矩分配法計(jì)算活載作用下的框架內(nèi)力 364內(nèi)力組合 404.1梁內(nèi)力組合 404.2柱內(nèi)力組合 454.3梁控制值 475框架梁、柱截面設(shè)計(jì) 485.1框架梁配筋計(jì)算 48跨中正截面配筋 48支座正截面A3 49梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整 505.1.4梁抗剪承載力計(jì)算 515.2柱截面配筋計(jì)算 53框架柱抗震剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整 53框架柱配筋設(shè)計(jì)〔以A1A0為例〕 53正截面受彎承載力計(jì)算 536板的設(shè)計(jì)〔按塑性理論計(jì)算〕 576.1A、B板荷載計(jì)算 576.1.1A板荷載 576.1.2B板荷載 586.2A、B板內(nèi)力計(jì)算 58A區(qū)格板內(nèi)力計(jì)算〔屋面板〕 586.2.2B區(qū)格板內(nèi)力計(jì)算〔屋面板〕 586.3A、B板配筋計(jì)算 597根底設(shè)計(jì) 607.1根底示意圖 607.2根本參數(shù) 617.3計(jì)算過程 627.4計(jì)算結(jié)果 658樓梯設(shè)計(jì) 658．1 樓梯平面布置圖 668．2根本依據(jù) 668．3梯段板計(jì)算 66荷載計(jì)算 66截面設(shè)計(jì) 678．4平臺(tái)板計(jì)算 67荷載計(jì)算 67截面設(shè)計(jì) 688．5平臺(tái)梁計(jì)算 68荷載計(jì)算 68內(nèi)力計(jì)算 68結(jié)論 70參考文獻(xiàn) 71致謝 72

摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一幢辦公樓，主要進(jìn)行的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)局部。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段大體可以分為三個(gè)階段：一結(jié)構(gòu)方案階段：根據(jù)建筑的重要性，建筑所在地的抗震設(shè)防烈度，工程地質(zhì)勘查報(bào)告，建筑場(chǎng)地的類別及建筑的高度和層數(shù)來確定建筑的結(jié)構(gòu)形式，本工程采用的是框架結(jié)構(gòu)；根底形式采用柱下獨(dú)立根底和聯(lián)合根底，樓梯為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板式樓梯。二結(jié)構(gòu)計(jì)算階段：包括豎向恒，活荷載下的荷載計(jì)算和內(nèi)力計(jì)算，水平風(fēng)荷載的計(jì)算，地震作用的計(jì)算，水平風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算，水平地震荷載下的內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合，梁板柱的配筋，樓梯計(jì)算，根底設(shè)計(jì)。采用底部剪力法計(jì)算地震作用，恒載和活載的內(nèi)力計(jì)算采用分層疊加法，風(fēng)載和地震作用下的內(nèi)力計(jì)算采用D值法。三施工圖設(shè)計(jì)階段：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，來最終確定構(gòu)件布置和構(gòu)件配筋以及根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求來確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造措施。整個(gè)方案設(shè)計(jì)根本符合設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)要求，具有一定的創(chuàng)造性和合理性。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)力計(jì)算，配筋計(jì)算，抗震設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工圖。ABSTRACTThisgraduationprojectisanofficebuilding,itwassomeofstructuraldesignthatmainlycarriedon.Thestageofthestructuraldesigncanbedividedintothreestagesonthewhole:1.Structuralschemestage:Accordingtotheimportanceofthebuilding,providingfortificationagainstearthquakesintheearthquakeintensity,thegeologicprospectreportoftheprojectofthebuildingsite,classificationandheightandstoreyofthebuildingofthebuildingfieldarecountedtoconfirmthestructuralformofarchitecture,whatthisprojectisadoptedisframestructure。single-columnfootingandslabstair。2.Calculatestageinstructure:Includingloadingandcalculating,theinternalforceiscalculatedandcalculatedwiththecomponent;Thedesignofaplaneframeconcludedfollowingparts:selectionofstructure,calculationofload,analysisofinternalforce,combinationofinternalforceanddistributionofthereinforcingbarinthecrosssectionofcolumnsandbeams.Inthedesigndeadload,liveload,windandearthquakearerequiredtobeconsideredinordertobefamiliarwiththewholeprocedure.Theearthquakeloadisacquiredbybottom-shearmethod.TheframeinternalforcesunderverticaldeadandliveloadwerecalculatedbylayeredsuperpositionmethodandonesnuderhorizontalwindandearthquakeloadweregottenbyDmethod.3.Constructiondrawingsdesignphase:Accordingtodescribedaboveresultofcalculation,come,confirmcomponentassignwithcomponentmixingmusclingandcoming,confirmingstructuralstructuremeasuringofcomponentaccordingtotherequestofnormfinally.Thestructuraldesignmettherequirementandcodeandalsowaseconomicalandreasonable.Keyword:R.C.structure,internalforcecalculation,reinforcementcalculation,earthquake-resistantcalculation,structuredesign,documentation緒論土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合性和實(shí)踐性極強(qiáng)的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的訓(xùn)練階段；是我們學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的根底理論、專業(yè)知識(shí)和根本技能進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、施工設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐過程，涉及綜合運(yùn)用建筑、結(jié)構(gòu)、施工包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、地基根底、aotuCAD，PKPM及天正繪圖、工程材料學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、建筑工程制圖學(xué)、房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震、高層建筑結(jié)構(gòu)等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。設(shè)計(jì)的目的：1．熟悉土木工程專業(yè)設(shè)計(jì)的程序和方法。通過設(shè)計(jì)了解一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)從任務(wù)書到繪制出施工圖紙的建設(shè)程序。2．穩(wěn)固、加深根底和專業(yè)知識(shí)，并提高綜合運(yùn)用根底和專業(yè)知識(shí)和根本技能的能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)已經(jīng)學(xué)過的根底知識(shí)如數(shù)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、計(jì)算機(jī)等和專業(yè)知識(shí)如房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑抗震、地基與根底工程等專業(yè)知識(shí)進(jìn)一步系統(tǒng)穩(wěn)固、加深和拓展。3．學(xué)習(xí)如何搜集和查閱各種專業(yè)資料，去解決設(shè)計(jì)中所遇到的問題。4．學(xué)習(xí)調(diào)查研究的方法，培養(yǎng)深入細(xì)致、聯(lián)系實(shí)際，從經(jīng)濟(jì)，技術(shù)觀點(diǎn)全面分析解決問題，獨(dú)立思考獨(dú)立工作的能力。5．了解工程中常用做法，增強(qiáng)工程意識(shí)提高工程實(shí)踐能力。每人獨(dú)立、系統(tǒng)完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)以期掌握一個(gè)工程的全過程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的意義：作為即將畢業(yè)的大學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)完全部課程后的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是一次將已學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際的綜合訓(xùn)練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能使我們了解一般民用建筑設(shè)計(jì)方法，掌握建筑構(gòu)造的處理；掌握多層框架結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)選型和布置，掌握多層框架及局部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算；能繪制房屋施工圖，熟悉房屋設(shè)計(jì)的全過程；掌握多層框架結(jié)構(gòu)房屋單位工程施工組織設(shè)計(jì)的一般方法。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，能使我們初步具有處理工程問題的能力。進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要求理論聯(lián)系實(shí)際，注意培養(yǎng)獨(dú)立思考、能培養(yǎng)我們分析問題與解決問題的能力。

1.結(jié)構(gòu)布置方案及結(jié)構(gòu)選型1.1.結(jié)構(gòu)承重方案選擇根據(jù)建筑功能要求以及建筑施工的布置圖，本工程確定采用框架承重方案，框架梁、柱布置參見圖1。圖1結(jié)構(gòu)布置圖平面圖豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置、豎向荷載的傳力途徑和結(jié)構(gòu)抗震要求，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)取一榀橫向中框架進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.2.主要構(gòu)件選型及尺寸初步估算.主要構(gòu)件選型〔１〕梁﹑板﹑柱結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。〔２〕墻體采用：加氣混凝土砌塊〔容重為7.5kN/m3〕?！玻场硥w厚度：外墻:250mm，內(nèi)墻：200mm。〔４〕根底采用：柱下獨(dú)立根底。.梁﹑柱截面尺寸估算橫向邊框架梁:為了滿足承載力、剛度及延性要求，截面高度一般取梁跨度的1/12~1/8，取跨度較大者進(jìn)行計(jì)算：l=7200mm，h=(1/8~1/12)l=600mm~900mm，取h=700mm。梁截面寬度可取1/3~1/2梁高，同時(shí)不應(yīng)小于1/2柱寬，且不應(yīng)小于250mm：233.33mm~350mm取b=300mm。故橫向邊框架梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×700mm。橫向中跨框架梁：l=2800mm，h=(1/12~1/15)l=187mm~200mm，取h=梁截面寬度可取1/3~1/2梁高，同時(shí)不應(yīng)小于1/2柱寬，且不應(yīng)小于250mm167mm~250mm，取b=250mm，故橫向中跨框架梁初選截面尺寸為：b×h=250mm×500mm?！玻场晨v向框架梁：與橫向框架梁一樣初選截面尺寸為：b×h=300mm×700mm?？蚣苤浩浣孛娉叽缫话愀鶕?jù)柱的軸壓比限值按以下公式估算：注：考慮地震作用的組合后柱軸壓力增大系數(shù)；按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積；折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似取14；為驗(yàn)算截面以上的樓層數(shù)；建筑總高度按18.3計(jì)算，小于30m現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度為7度，查建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)可知，該框架為3級(jí)抗震框架，最大軸壓比0.9，假設(shè)采用C30混凝土，查表得，其中，n=5,,,C30混凝土：，邊柱：==2358.72(KN)==中柱：==3217.5(KN)==250000()因此取b×h=600mm，柱初選截面尺寸為：b×h=600mm×600mm。板：由?標(biāo)準(zhǔn)?可知，板應(yīng)按雙向板計(jì)算，雙向板的厚度不宜小于80mm，為雙向板短跨長(zhǎng)度〕，所以厚為100mm。1.3.確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖三個(gè)假設(shè)平面結(jié)構(gòu)假定：1.每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力；2.在自身平面內(nèi)在水平荷載作用下，框架之間不產(chǎn)生相對(duì)位移；3.不考慮水平荷載作用下的扭轉(zhuǎn)計(jì)算。梁﹑柱慣性矩計(jì)算混凝土C30，橫向邊跨框架梁：i1=EI/L=×2×1/12×0.3×0.73/7.2=〔KN·m〕橫向中跨框架梁：i2=EI/L=×2×1/12×0.25×/2.8=〔KN·m〕標(biāo)準(zhǔn)層柱:i3=EI/L=×1/12×0.6×0.63/3.6=〔KN·m〕底層柱:i4=EI/L=×1/12×0.6×0.63/5.3=〔KN·m〕梁﹑柱相對(duì)線剛度計(jì)算：令i3=1.0i1=0.79，i2=0.62,框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如以下列圖所示：圖2框架計(jì)算簡(jiǎn)圖2荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算2.1恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面恒載小瓷磚層0.55kN/m二氈三油防水層0.35kN/m2冷底子油兩道結(jié)合層0.05kN/m2水泥石保溫層200mm1.3kN/m21:8水泥爐渣找坡80mm1.44kN/m21:3水泥沙漿找平層20mm0.4kN/m2現(xiàn)澆鋼筋混凝土板100mm2.5kN/m2板底抹灰20mm0.4kN/m2合計(jì)5.55kN/m2樓面恒載水磨石地面0.65kN/m2現(xiàn)澆鋼筋混凝土板100mm2.5kN/m2板底抹灰20mm0.4kN/m2合計(jì)3.55kN/m2梁自重①橫向邊框架梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×700mm自重：25kN/m2×0.30m×)=4.5kN/m抹灰層：0.02×((0.70m-0.10m)×2+0.30m)×17kN/m2=0.51kN/m合計(jì)5.01kN/m②橫向中間框架梁初選截面尺寸為：b×h=250mm×500mm自重：25kN/m2×0.25m×(0.5m-0.1)=2.5kN/m抹灰層：0.02×((0.5m-0.10m)×2+0.25m)×17kN/m2=0.36kN/m合計(jì)2.86kN/m③縱向框架梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×700mm自重：25kN/m2×0.30m×)=4.5kN/m抹灰層：0.02×((0.70m-0.10m)×2+0.30m)×17kN/m2=0.51kN/m合計(jì)5.01kN/m④橫向次梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×600mm自重：25kN/m2×0.30m×)=3.75kN/m抹灰層：0.02×((0.6m-0.10m)×2+0.30m)×17kN/m2=0.44kN/m合計(jì)4.19kN/m⑤根底梁初選截面尺寸為：b×h=250mm×400mm自重：25kN/m2×0.25m×0.4m=2.5kN/m合計(jì)2.50kN/m柱自重框架柱初選截面尺寸為：b×h=600mm×600mm自重：25kN/m2×0.60m×0.6m=9kN/m抹灰層：0.02m×0.60m×4×17kN/m2=0.82kN/m合計(jì)9.82kN/m外縱墻自重①標(biāo)準(zhǔn)層縱墻-2.1m〕×0.25×7.5kN/m3=1.5N/m合金窗：0.35kN/m2×2.1=0.74kN/m水刷石外墻面：〔3.6m-2.1m〕×0.5kN/m2=0.15kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面：〔3.6m-2.1m〕×0.36kN/m2=0.54kN/m合計(jì)3.53kN/m②底層縱墻自重〔5.3m-0.7m-2.1m-0.4m〕×0.25m×7.5kN/m3=5.25kN/m鋁合金窗：0.35kN/m2×2.1m=0.74kN/m水刷石外墻面：〔4.2m-2.1m〕×0.5kN/m2=1.05kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面：〔4.2m-2.1m〕×0.36kN/m2=0.76kN/m合計(jì)7.40kN/m內(nèi)縱、橫墻自重①標(biāo)準(zhǔn)層縱墻自重3.6m×0.20m×7.5kN/m3=5.4kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面：2×3.6m×0.36kN/m2=2.59kN/m合計(jì)7.99kN/m②底層縱墻自重5.3m×0.20m×7.5kN/m3=7.95kN/m水泥粉刷內(nèi)墻面：2×5.3m×0.36kN/m2=3.77kN/m合計(jì)11.72kN/m女兒墻自重女兒墻：高為1.4m，100mm厚混凝土壓頂，刷石外墻面0.5kN/m3自重：0.24m×1.4m×7.5kN/m3+25kN/m3×0.100m×0.25m+((1.4m+0.1m)×2+0.24m)×0.5kN/m2=4.85kN/m2.2活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)查得：上人屋面：2.0kN/m2樓面：辦公樓：2.0kN/m2走廊：2.5kN/m2雪荷載：Sk=μr×S0=1.0×0.5kN/m2=0.5kN/m2屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，兩者中取大值2.0kN/m2。2.3豎向荷載下框架受荷總圖作用在框架梁上的恒載、活載計(jì)算將梯形荷載和三角形荷載等效為均布荷載，樓面荷載按雙向板進(jìn)行荷載等效分配：圖3荷載分配短向分配：三角形荷載q,=5aq/8長(zhǎng)向分配：梯形荷載q,=(參見圖3)a1=1.8m/7.2m=0.25a2=1.4m/7.2m=q1=(1-2×0.252+0.253)q,=0.89q,q2=(1-2×0.192+0.193)q,=0.93q,2.3.2A～B軸間框架梁屋面板傳荷載：恒載：5.55KN/m2×(1-2×0.252+0.253)×1.8m×2=17.78KN/m活載：2.0KN/m2×(1-2×0.252+0.253)×1.8m×2=6.41KN/m樓面板傳荷載：恒載：3.55KN/m2×(1-2×0.252+0.253)×1.8m×2=11.37KN/m活載：2.0KN/m2×(1-2×0.252+0.253)×1.8m×2=6.41KN/m梁自重：5.01KN/m2所以：A~B軸間框架梁的均布荷載為：屋面梁：恒載=梁自重+屋面板傳恒載=5.01KN/m+17.78KN/m=22.79KN/m活載=屋面板傳活載=6.41KN/m樓面梁：恒載=梁自重+樓面板傳恒載+墻自重=5.01KN/m+11.37KN/m+7.99KN/m=24.37KN/m活載=樓面板傳活載=6.41KN/m.B～C軸間框架梁屋面板傳荷載：恒載：5.55KN/m2×5/8×1.4m×2=9.71活載：2.0KN/m2×5/8×1.4樓面板傳荷載：恒載：3.55KN/m2×5/8×1.4m×2=6.21活載：2.5KN/m2×5/8×1.4m×2=4.38梁自重：2.86KN/m所以：B~C軸間框架梁的均布荷載為：①屋面梁：恒載=梁自重+屋面板傳恒載=2.86KN/m+9.71KN/m=12.57KN/m活載=屋面板傳活載=3.5KN/m樓面梁：恒載=梁自重+樓面板傳恒載=2.86KN/m+6.21KN/m=9.07KN/m活載=樓面板傳活載=4.38KN/m.C~D軸間框架梁與A~B軸間框架梁相同2.3.5A軸柱縱向集中荷載頂層柱：恒載=女兒墻和天溝自重+梁自重+屋面板傳恒載=(4.85+1.1)×7.2+5.01×(7.2-0.6)+4.19×3.6×1/2×2+(5/8×5.55×1.8×3.6+5.55×(1-2×0.252+0.253)×1.8×3.6)×2=200.00(KN)活載=屋面板傳活載=(5/8×2.0×1.8×3.6+2.0×1.8×3.6×(1-2×0.252+0.253))×2=39.27(KN)標(biāo)準(zhǔn)層柱：恒載=墻自重+梁自重+樓面板傳恒載=3.53×(7.2-0.6)+5.01×(7.2-0.6)+4.19×3.6×1/2×2+(5/8×3.55×1.8×3.6+3.55×(1-2×0.252+0.253)×1.8×3.6)×2=141.18(KN)活載=樓面板傳活載=(5/8×2.0×1.8×3.6+2.0×1.8×3.6×(1-2×0.252+0.253))×2=39.27(KN)B軸柱縱向集中荷載①頂層柱：恒載=梁自重+屋面板傳恒載=5.01×(7.2-0.6)+4.19×3.6×1/2×2+(5/8×5.55×1.8×3.6+5.55×(1-2×0.252+0.253)×1.8×3.6)×2+5.55×(1-2×0.192+0.193)×1.4×3.6×2=213.11(KN)活載=屋面板傳活載=(5/8×2.0×1.8×3.6+2.0×1.8×3.6×(1-2×0.252+0.253))×2+2.0×(1-2×0.192+0.193)×1.4×3.6×2=58.11(KN)②標(biāo)準(zhǔn)層柱：恒載=內(nèi)墻自重+梁自重+樓面板傳恒載=7.99×)+5.01×(7.2-0.6)+4.19×3.6×1/2×2+(5/8×3.55×1.8×3.6+3.55×(1-2×0.252+0.253)×1.8×3.6×2+3.55×(1-2×0.192+0.193)×1.4×3.6×2=206.40(KN)活載=樓面板傳活載=(5/8×2.0×1.8×3.6+2.0×1.8×3.6×(1-2×0.252+0.253))×2+2.5×(1-2×0.192+0.193)×1.4×3.6×2=62.82(KN)2.4風(fēng)荷載計(jì)算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載值：Wk=βzμsμzw0(hi+hj)×B/2其中：w0=0.35KN/m2μs：查荷載標(biāo)準(zhǔn)，迎風(fēng)面μs=0.8，背風(fēng)面μs=-0.5，所以取μs=1.3μz：地面粗糙度為C類βz：因房屋高度小于30m，所以βz=1.0hi：下層柱高h(yuǎn)j：上層柱高，對(duì)頂層取女兒墻高度的2倍B：迎風(fēng)面的寬度,B=7.2m各樓層標(biāo)高處的集中風(fēng)荷載值如表1所示，風(fēng)荷載作用圖如圖4所示表1集中風(fēng)荷載值離地高度〔m〕μsμzβzw0(KN/M)hi〔m〕hj〔m〕Wk19.21.300.821.000.353.603.008.8615.61.300.751.000.353.603.608.85121.300.741.000.353.603.608.738.41.300.741.000.353.603.608.734.81.300.741.000.354.83.6010.18將計(jì)算所得的沿建筑高度分布風(fēng)荷載簡(jiǎn)化成作用于各樓層框架梁節(jié)點(diǎn)上的水平集中風(fēng)荷載。將計(jì)算單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)下半層和上半層墻面上的分布風(fēng)荷載作用在該節(jié)點(diǎn)上，女兒墻和屋面上的風(fēng)荷載由框架的頂節(jié)點(diǎn)承受。圖4風(fēng)荷載作用橫向2~5層D值計(jì)算〔Ec=2.87×107KN/m3〕表22～5層D值計(jì)算表構(gòu)件名稱=b/cc=/(2+)D=cc12/h2(KM/m)A軸柱(2×0.79)/(2×1)=0.790.79(2+0.79)=0.28323583B軸柱2×(0.62+0.79)/(2×1)=1.411.41(2+1.41)=0.41334417C軸柱2×(0.62+0.79)/(2×1)=1.411.41(2+1.41)=0.41334417D軸柱(2×0.79)/(2×1)=0.790.79(2+0.79)=0.28323583∑D=(23583KN/m+34417KN/m)×2=116000KN/m橫向底層D值計(jì)算〔Ec=2.87×107KN/m3〕表3底層Ｄ值構(gòu)件名稱=b/cc=0.5+/(2+)D=cc12/h2(kN/m)A軸柱0.79/0.68=1.16(0.5+1.16)/(2+1.16)=0.52516707B軸柱(0.79+0.62)/0.68=2.07(0.5+2.07)/(2+2.07=0.63120210C軸柱(0.79+0.62)/0.68=2.07(0.5+2.07)/(2+2.07)=0.63120210D軸柱0.79/0.68=1.16(0.5+1.16)/(2+1.16)=0.52516707∑D=(16707KN/m+202180KN/m)×2=73574KN/m2.5風(fēng)荷載作用下框架的側(cè)移計(jì)算△Uj=Uj/∑Dij其中：Uj：第j層總剪力∑Dij：第j層所有柱的抗側(cè)移剛度之和表4框架側(cè)移層次 /kN /kN(kN/m)/m/h58.868.861160000.000081/4500048,.8517.711160000.000151/2400038.7326.441160000.00021/1800028.7335.17116000.00031/12000110.1845.35735740.00061/8000==0.00133m由表可以看出，層間側(cè)移最大值1/8000<1/500(滿足)總側(cè)移：U/H=0.00133m/19.7m=1/14812<1/650(滿足)2.6地震作用計(jì)算該建筑屬于一般民用建筑〔辦公樓〕，故抗震設(shè)防類別為丙類建筑。抗震設(shè)防烈度為7度。查表知，結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為三級(jí)，Tg=0.35,多遇地震下的水平地震影響系數(shù)的最大值為max=0.08.地震作用的計(jì)算：對(duì)于剛度和質(zhì)量分布比較均勻、高度不超過40m、以剪切變形為主的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法，各樓層可僅取一個(gè)自由度。建筑的重力荷載代表值是建筑物遭遇多遇地震時(shí)，可能出現(xiàn)的最大重力荷載。1〕重力荷載代表值計(jì)算GE=Gk+∑ψQi×Qik注：ψQi：第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik：相應(yīng)的可變荷載標(biāo)組合值系數(shù)G值的計(jì)算方法：屋面：屋面恒載+50%雪荷載+梁自重+半層柱自重+女兒墻自重+墻體自重樓面：樓面恒載+50%樓面均布活荷載+梁自重+上、下半層柱自重+上、下半層墻體自重?建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?〔GB50011-2001〕規(guī)定，采用底部剪力法時(shí)，突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的水平地震作用效應(yīng)，應(yīng)考慮頂部附加地震作用，當(dāng)計(jì)算的＞0.15時(shí)，取0.15。一般框架結(jié)構(gòu)及框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的根本周期可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：；注：H房屋的總高度(m)，不含電梯機(jī)房和屋頂水箱；B房屋的寬度(m)。G5=〔200.00+213.11〕×2+22.97×7.2×2+12.57×2.8+0.5×0.5×7.2×7.2=1169.95〔KN〕G4～G2=(141.18+206.40)×2+24.37×7.2×2+9.07×2.8+6.42×7.2×0.5×2+4.38×2.8×0.5+(39.27×0.5×2+62.82×0.5×2)=1225.86(KN)G1=(141.18+206.40)×2+(39.27×0.5×2+64.82×0.5×2)+24.37×7.2×2+9.07×2.8+6.41×7.2×0.5×2+4.38×2.8×0.5=1233.99(KN)G5～G1相對(duì)應(yīng)的高度為：H5==19.7m，H4==16.1m，H3=12.5m，H2=8.9m總高度為H=19.7m2〕結(jié)構(gòu)的自振周期：使用經(jīng)驗(yàn)公式T1=0.22+0.035H×B-1/3=0.22+0.035×19.7×17.2-1/3=0.49s3〕求水平地震作用影響系數(shù)α因Tg<T1<5Tg,故有α=(Tg/T1)0.9×αmax=(0.35/0.49)0.9×0.08=0.0594〕底部總剪力值確實(shí)定FEK=0.85×α×∑Gi=0.85×0.059×(1169.95+1225.86×3+1233.99)=304.99〔KN〕5〕作用于樓層和屋面的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值因?yàn)椋篢1.4Tg=1.4×0.35=0.49查表可得到頂部附加地震作用系數(shù)δnδn=0.08T1+0.07=0.08×0.49+0.07=0.1092=G5×H5/(∑Gi×Hi)×FEK×〔1-δn〕=1169.95×19.7×304.99×(1-0.1092)/[1169.69×19.7+1225.86×(16.1+12,.58+8.9)+1233.99×5.3]=82.87(KN)同理可以計(jì)算得到：F4=70.97KNF3=48.30KNF2=39.23KNF1=23.52KN頂部附加水平地震作用為：△F5=δnFEK=0.1092×304.99=33.30(KN)故頂部水平地震作用為：

F5=+△F5=82.87+33.30=116.17(KN)水平地震作用圖見圖5圖5地震作用2.7水平地震荷載作用下框架的側(cè)移計(jì)算側(cè)移計(jì)算公式為：△Uj=Uj/∑Dij其中：Uj：第j層總剪力∑Dij：第j層所有柱的抗側(cè)移剛度之和具體計(jì)算值見表表4水平地震荷載作用下框架的側(cè)移層次Fj/kN /kN(kN/m)/m/h5116.17116.171160000.00101/3600470.79187.141160000.00161/2250355.10242.241160000.00211/1714239.29281.47116000.00241/1500123.52304.99735740.00411/1293==0.0112m層間側(cè)移最大值：1/1293<1/450(滿足)總側(cè)移：U/H=0.0112/19.7=1/1759<1/550(滿足)3框架內(nèi)力計(jì)算3.1風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算〔D值法〕計(jì)算步驟1〕求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值2〕求各柱反彎點(diǎn)高度3〕求各柱的桿端彎矩和梁端矩4〕求各柱的軸力和梁剪力第i層第m柱所分配的剪力為，框架柱反彎點(diǎn)位置y=y0+y1+y2+y3求各柱的反彎點(diǎn)高度表5A軸和D軸框架柱的反彎點(diǎn)位置層號(hào)h/miy0y1y2y3yyh/m53.600.790.300.000.000.000.301.0843.600.790.400.000.000.000.401.4433.600.790.450.000.000.000.451.6223.600.790.500.000.000.000.501.8015.301.160.630.000.000.000.633.34表6B軸和C軸框架柱的反彎點(diǎn)位置層號(hào)h/miy0y1y2y3yyh/m53.601.410.370.000.000.000.371.3343.601.410.420.000.000.000.421.5133.601.410.470.000.000.000.471.6923.601.410.500.000.000.000.501.8015.302.070.630.000.000.000.633.34各柱的柱端彎矩計(jì)算表7柱端彎矩計(jì)算表層號(hào)柱號(hào)η=Di/∑DiVj/kNVi/kNyh/mM底M頂M總5A(D)0.2038.861.801.081.944.546.48B(C)0.2972.631.333.505.979.474A(D)0.20317.713.601.445.187.7812.96B(C)0.2975.261.517.9410.9918.933A(D)0.20326.445.371.628.7010.6319.33B(C)0.2977.851.6913.2714.9928.262A(D)0.20335．177.141.8012.8512.8525.70B(C)0.29710.451.8018.8118.8137.621A(D)0.22745.3510.293.3434.3720.1754.54B(C)0.27312.383.3441.3524.2665.61梁端彎矩、剪力和柱軸力計(jì)算根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁端彎矩再根據(jù)梁的平衡條件計(jì)算梁端剪力，同理得到柱軸力。計(jì)算結(jié)果見圖6～8。圖6風(fēng)載作用下的彎矩圖圖7風(fēng)載作用下的剪力圖圖8風(fēng)載作用下的軸力圖3.2水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算計(jì)算步驟(D值法)1〕求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值2〕求各柱反彎點(diǎn)高度3〕求各柱的桿端彎矩和梁端矩4〕求各柱的軸力和梁剪力第i層第m柱所分配的剪力為，框架柱反彎點(diǎn)位置y=y0+y1+y2+y3求各柱的反彎點(diǎn)高度各柱反彎點(diǎn)高度計(jì)算如表8所示表8A軸和D軸框架柱的反彎點(diǎn)位置層號(hào)h/miy0y1y2y3yyh/m53.600.790.300.000.000.000.301.0843.600.790.400.000.000.000.401.4433.600.790.450.000.000.000.451.6223.600.790.500.000.000.000.501.8015.301.160.630.000.000.000.633.34表9B軸和C軸框架柱的反彎點(diǎn)位置層號(hào)h/miy0y1y2y3yyh/m53.601.410.370.000.000.000.371.3343.601.410.420.000.000.000.421.5133.601.410.470.000.000.000.471.6923.601.410.500.000.000.000.501.8015.302.070.630.000.000.000.633.34各柱的柱端彎矩計(jì)算計(jì)算出柱的剪力后，就可以求出柱端彎矩，具體見表10表10各柱的柱端彎矩計(jì)算層號(hào)柱號(hào)η=Di/∑DiVj/kNVi/kNyh/mM底M頂5A(D)0.203116.1723.581.0825.4759.42B(C)0.29734.501.3345.8978.324A(D)0.203187.1437.991.4454.7082.06B(C)0.29755.581.5183.93116.163A(D)0.203242.2449.171.6279.6697.36B(C)0.29771.951.69121.59137.422A(D)0.203281.4757.141.80102.85102.85B(C)0.29783.601.80150.47150.471A(D)0.227304.9969.233.34231.24135.69B(C)0.27383.263.34278.10163.11梁端彎矩、剪力和柱軸力計(jì)算梁端彎矩、剪力和柱軸力計(jì)算方法同,計(jì)算結(jié)果見表10由以上計(jì)算結(jié)果繪出水平地震作用下的框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖，分別如圖9～11所示：圖9地震作用下的彎矩圖圖10地震作用下的剪力圖圖11地震作用下的軸力圖3.3恒載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算采用彎矩(二次)分配法計(jì)算恒載作用下框架的內(nèi)力梁端固端彎矩計(jì)算邊跨框架梁中間跨框架梁頂層±1/12q×L2=±1/12×22.79KN/m×〔7.2m〕2=±98.45KN·m±1/12q×L2=±1/12×12.57KN/m×〔2.8m〕=±8.2KN·m其它層±1/12q×L2=±1/12×24.37KN/m×〔7.2m〕2=±105.28KN·m±1/12q×L2=±1/12×9.07KN/m×〔2.8m〕=±5.93KN·m用彎矩(二次)分配法計(jì)算恒載作用下的框架內(nèi)力恒載作用下的彎矩計(jì)算采用力矩二次分配法，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，可以取半邊結(jié)構(gòu)計(jì)算其計(jì)算。各桿端彎矩計(jì)算結(jié)果匯總?cè)鐖D12所示再根據(jù)彎矩圖可得剪力圖和軸力圖，分別見圖13~14。力矩二次分配法計(jì)算舉例〔恒載〕圖3.1恒載作用下框架彎矩計(jì)算〔KN·m〕——舉例圖12恒載作用下的彎矩圖〔KN·m〕圖13恒載作用下的剪力圖〔KN〕圖14恒載作用下的軸力圖〔KN〕3.4活載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算由于活荷載與恒載的比值不大于1.0時(shí)，可以不考慮活荷載最不利布置，所以，本工程中采用滿布荷載法,內(nèi)力計(jì)算也采用彎矩分配法梁端固端彎矩計(jì)算邊跨框架梁中間跨框架梁頂層±1/12q×L2=±1/12×6.41KN/m×〔7.2m〕2=±27.69KN·m±1/12q×L2=±1/12×3.50KN/m×〔2.8m〕=±2.29KN·m其它層±1/12q×L2=±1/12×6.41KN/m×〔7.2m〕2=±27.69KN·m±1/12q×L2=±1/12×4.38KN/m×〔2.8m〕=±2.86KN·m用力矩二次分配法計(jì)算活載作用下的框架內(nèi)力各桿端彎矩計(jì)算結(jié)果匯總?cè)鐖D15所示，再根據(jù)彎矩圖可得剪力圖和軸力圖，分別見圖16~17。圖15活載作用下的彎矩圖〔KN·m〕圖16活載作用下的剪力圖〔KN〕圖17活荷載作用下的軸力圖〔KN〕4.內(nèi)力組合驗(yàn)算承載力時(shí)荷載效應(yīng)組合應(yīng)考慮：〔1〕重力荷載〔恒載+樓、屋面活荷載〕；〔2〕重力荷載+風(fēng)荷載；〔3〕重力荷載+水平地震作用；〔4〕重力荷載+風(fēng)荷載+水平地震作用；在采用荷載組合公式時(shí)，需分別對(duì)恒載、樓面活荷載、風(fēng)荷載及水平地震作用算得四組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值，然后進(jìn)行組合可得四組內(nèi)力設(shè)計(jì)值；60m以下的建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)可不考慮(4)的組合。4.1梁內(nèi)力組合表13梁內(nèi)力組合梁編號(hào)截面內(nèi)力恒荷載活荷載左風(fēng)荷載右風(fēng)荷載左地震右地震1.2恒+1.4活①②③④⑤⑥A5B5A5右M〔kN·m〕-70.45-19.734.54-4.5459.42-59.42-112.16V〔kN〕78.7622.15-1.091.09-14.3514.35125.52跨中M〔kN·m〕65.4218.490.59-0.598.73-8.73104.39B5左M〔kN·m〕-94.08-26.37-3.343.34-43.8843.88-149.81V〔kN〕-85.33-24.00-1.091.09-14.3514.35-136.00B5CB5右M〔kN·m〕-45.47-12.912.55-2.5534.44-34.44-72.64V〔kN〕24.644.90-1.821.82-24.6024.6036.43跨中M〔kN·m〕-33.15-9.480.000.000.000.00-53.05C5左M〔kN·m〕-45.47-12.91-2.552.55-34.4434.44-72.64V〔kN〕-24.64-4.90-1.821.82-24.6024.60-36.43A4B4A4M〔kN·m〕-89.06-23.749.72-9.72107.53-107.5-140.11V〔kN〕86.5222.78-2.482.48-27.5427.54135.72跨中M〔kN·m〕64.5016.680.8-0.88.36-8.36101.03B4左M〔kN·m〕-97.78-25.97-8.128.12-90.7990.79-153.69V〔kN〕-88.94-23.39-2.482.48-27.5427.54-139.47B4C4B4右M〔kN·m〕-25.00-7.656.37-6.3771.26-71.26-40.71V〔kN〕17.786.13-4.554.55-50.9050.9029.92跨中M〔kN·m〕-16.11-3.360.000.000.000.00-24.04C4左M〔kN·m〕-25.00-7.65-6.376.37-71.2671.26-40.71V〔kN〕-17.78-6.13-4.554.55-50.9050.90-29.92A3B3A3M〔kN·m〕-90.50-23.4215.81-15.81152.1-152.1-141.39V〔kN〕86.6322.66-3.983.98-38.3438.34135.68跨中M〔kN·m〕63.4616.621.48-1.4814.01-14.0199.42B3左M〔kN·m〕-98.42-26.42-12.8512.85-124.0124.0-155.09V〔kN〕-88.83-23.49-3.983.98-38.3438.34-139.48B3C3B3右M〔kN·m〕-24.58-7.4210.08-10.0897.33-97.33-39.88V〔kN〕17.786.13-7.207.20-69.5269.5229.92跨中M〔kN·m〕-15.69-3.130.000.000.000.00-23.21C3左M〔kN·m〕-24.58-7.42-10.0810.08-97.3397.33-39.88V〔kN〕-17.78-6.13-7.207.20-69.5269.52-29.92A2B2A2M〔kN·m〕-97.97-23.3221.55-21.55182.5-182.5-143.01V〔kN〕86.6722.64-5.495.49-46.5246.52135.70跨中M〔kN·m〕62.1316.671.79-1.7915.07-15.0797.81B2左M〔kN·m〕-99.61-26.43-17.9717.97-152.4152.4-156.53V〔kN〕88.79-23.51-5.495.49-46.5246.52139.46B2C2B2右M〔kN·m〕-23.57-7.2911.44-11.44119.6-119.6-38.49V〔kN〕17.786.13-8.178.17-85.4585.4529.92跨中M〔kN·m〕-14.68-3.000.000.000.000.00-21.82C2左M〔kN·m〕-23.57-7.29-11.4411.44-119.6119.6-38.49V〔kN〕-17.78-6.13-8.178.17-85.4585.45-29.92A1B1A1M〔kN·m〕-86.45-22.6433.20-33.20238.5-238.5-135.44V〔kN〕86.2622.51-9.479.47-57.5457.54135.03跨中M〔kN·m〕66.1617.224.43-4.4330.37-30.37103.50B1左M〔kN·m〕97.06-26.00-24.1324.13-175.7175.7152.87V〔kN〕-89.19-23.54-9.479.47-57.5457.54-139.98B1C1B1右M〔kN·m〕-27.49-8.2918.94-18.94137.92-137.9-44.59V〔kN〕17.786.13-13.5313.53-95.5195.5129.92跨中M〔kN·m〕-18.60-4.000.000.000.000.00-27.92C1左M〔kN·m〕-27.49-8.29-18.9418.94-137.9137.9-44.59V〔kN〕-17.78-6.13-13.5313.53-95.5195.51-29.92表14梁的內(nèi)力組合梁編號(hào)截面內(nèi)力1.2恒+1.4風(fēng)1.2恒+0.9〔1.4活+1.4風(fēng)〕1.2〔恒+0.5活〕+1.3地震左右左右左右A5B5A5M〔kN·m〕-78.31-90.77-103.68-115.15-19.13-173.62V〔kN〕92.9996.04121.05123.7989.15126.46跨中M〔kN·m〕79.3377.68102.54101.06100.9578.25B5左M〔kN·m〕-117.6-108.2-150.33-141.91-185.76-71.67V〔kN〕-103.9-100.9-134.01-131.26-135.45-98.14B5CB5右M〔kN·m〕-50.94-58.13-67.62-74.04-18.83-107.08V〔kN〕27.0232.1233.4538.040.5369.29跨中M〔kN·m〕-39.78-39.78-51.72-51.72-45.47-45.47C5左M〔kN·m〕-58.13-50.99-74.04-67.62-107.08-18.83V〔kN〕-32.12-27.02-38.04-33.45-69.29-0.53A4B4A4M〔kN·m〕-93.26-120.5-124.53-149.0318.67-260.91V〔kN〕100.4107.3129.40135.6581.16153.29跨中M〔kN·m〕78.5276.2899.4497.4198.2876.54B4左M〔kN·m〕-128.7-105.6-160.29-139.83-250.95-14.89V〔kN〕-110.2-103.3-139.32-133.07-156.57-84.94B4CB4右M〔kN·m〕-21.08-38.92-31.61-47.5558.05-127.23V〔kN〕14.9727.7123.3332.44-41.1691.18跨中M〔kN·m〕-19.33-19.33-23.57-23.57-21.35-21.35C4左M〔kN·m〕-38.92-21.08-47.67-31.62-127.2358.05V〔kN〕-27.10-11.41-34.79-23.33-91.1841.16A3B3A3M〔kN·m〕-84.47-130.7-118.19-158.0375.03-317.73V〔kN〕98.38109.5127.49137.5267.71167.39跨中M〔kN·m〕78.2274.0898.9695.23194.3467.91B3左M〔kN·m〕-136.1-100.1-167.58-135.20-295.1827.27V〔kN〕-112.2-101.0-141.21-131.18-170.53-70.85B3CB3右M〔kN·m〕-15.38-43.61-26.12-51.5592.58-101.49V〔kN〕-11.2631.4211.3238.13-65.36115.39跨中M〔kN·m〕-18.83-18.83-22.77-22.77-20.71-20.71C3左M〔kN·m〕-43.6115.38-51.55-26.12-160.4892.58V〔kN〕-31.42-11.26-38.18-19.99-115.3965.36A2B2A2M〔kN·m〕-80.19-140.5-112.59-166.90112.91-361.62V〔kN〕96.32111.7125.61139.4557.11178.06跨中M〔kN·m〕77.0672.4197.8293.30104.1564.97B2左M〔kN·m〕-149.7-94.37-174.71-130.19-333.5562.77V〔kN〕98.86114.270.0183.8431.97152.92B2CB2右M〔kN·m〕-12.27-44.30-23.06-51.88122.86-188.18V〔kN〕9.9032.7718.7739.54-86.07136.10跨中M〔kN·m〕-17.62-17.62-21.40-21.40-19.42-19.42C2左M〔kN·m〕-44.30-12.27-51.88-23.06-188.18122.86V〔kN〕-32.77-9.90-39.54-18.77-136.1086.07A1B1A1M〔kN·m〕-57.26-150.2-90.43-173.87214.38-427.43V〔kN〕90.25116.77119.94143.8142.22179.82跨中M〔kN·m〕85.5973.17106.6795.51129.2150.24B1左M〔kN·m〕82.69150.253.31114.12-127.59329.33V〔kN〕-120.20-93.77-130.78-99.56-195.95