教學(xué)樓為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文.docx

教學(xué)樓為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文目錄-摘要IAbstractII目錄III1、工程概況與建筑設(shè)計71.1工程概況71.2建筑設(shè)計81.2.1建筑平面設(shè)計81.2.2建筑立面設(shè)計92、結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置102.1材料選擇102.1.1混凝土強度等級102.1.2 鋼筋102.2板、梁、柱截面尺寸估算102.2.1板厚估算原則102.2.2板厚確定102.2.3梁尺寸估算原則102.2.4梁尺寸確定112.2.5柱截面尺寸估算112.3框架計算簡圖133、荷載計算143.1 各構(gòu)件自重計算143.2恒荷載計算163.3活荷載計算183.4風(fēng)荷載計算193.5水平地震荷載計算213.5.1重力荷載代表值計算213.5.2梁柱剛度計算223.5.3結(jié)構(gòu)自振周期計算253.5.4橫向地震作用計算263.6抗震變形驗算274、軸框架內(nèi)力計算294.1恒荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算294.1.1計算桿端彎矩分配系數(shù)304.1.2計算桿件固端彎矩324.1.3 采用彎矩二次分配法計算桿端彎矩324.1.4 恒載作用下軸框架剪力計算334.1.5 恒載作用下軸框架軸力計算354.2 活荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算374.3重力荷載代表值下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算444.4左風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算484.5水平地震荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算535、內(nèi)力組合575.1彎矩調(diào)幅575.2內(nèi)力調(diào)整595.2.1豎向荷載內(nèi)力調(diào)整605.2.2水平荷載內(nèi)力調(diào)整615.3內(nèi)力組合635.3.1框架梁內(nèi)力組合635.3.2框架柱內(nèi)力組合695.4地震作用效應(yīng)調(diào)整745.4.1框架梁剪力調(diào)整745.4.2框架柱彎矩調(diào)整785.4.3框架柱剪力調(diào)整816、框架截面設(shè)計826.1框架梁截面設(shè)計826.1.1跨中及支座截面底部鋼筋計算836.1.2支座截面負(fù)筋計算856.1.3箍筋計算876.1.4構(gòu)造要求886.2框架柱截面設(shè)計896.2.1 框架柱彎矩、軸力匯總896.2.2縱筋計算926.2.3箍筋計算966.2.4構(gòu)造要求996.3、框架平面內(nèi)核心區(qū)抗震驗算1007、部分板及次梁的設(shè)計1017.1.1荷載計算1027.1.2內(nèi)力計算1037.1.3配筋計算1047.2次梁設(shè)計1087.2.1荷載計算1087.2.2內(nèi)力計算1097.2.3配筋計算1098、樓梯設(shè)計1118.1踏步板設(shè)計（以一層一跑TB1樓梯計算為例）1118.1.1荷載計算1118.1.2截面設(shè)計1128.2樓梯斜梁計算1128.2.1荷載計算1128.2.2截面設(shè)計1138.3平臺梁TL-1設(shè)計1158.3.1荷載計算1158.3.2截面設(shè)計1159、基礎(chǔ)設(shè)計1179.1 設(shè)計參數(shù)、資料、方法1179.1.1 水文地質(zhì)資料1179.1.2 設(shè)計參數(shù)1179.2 樁基設(shè)計1189.2.1 樁基布置1189.2.2 計算樁頂荷載設(shè)計值1189.2.3 抗力驗算1199.2.4承臺梁設(shè)計12110、電算校核12210.1 PKPM電算12210.1.1 建筑模型與荷載輸入12210.1.2 樓面荷載傳導(dǎo)計算12310.1.3 PK計算第軸橫向框架12410.2 電算內(nèi)力與手算內(nèi)力對比分析12410.2.1 恒荷載內(nèi)力12410.2.2風(fēng)荷載內(nèi)力12611、總結(jié)12712、參考文獻12813、致謝129IV1、工程概況與建筑設(shè)計1.1工程概況1：建筑地點及擬建基地平面：該工程位于某市干道旁?；仄矫娉叽纾?0mX80m；2 建筑面積和層數(shù)建筑面積：6000左右，建筑層數(shù)：5層底層層高為5.4m，二層以上層高4.8m；3 結(jié)構(gòu)形式框架結(jié)構(gòu)（柱網(wǎng)尺寸7.8米X7.8米）；屋蓋和樓蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋；基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)；4 建筑技術(shù)條件（1）氣象條件雪荷載：基本雪壓為S0=0.40kN/m2（水平投影）；風(fēng)荷載：全年主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，基本風(fēng)壓為W0=0.35kN/ m2；常年氣溫差值：40。最大降雨強度65.2mm/h，陣雨強度145mm/h。（2）工程地質(zhì)條件場地位于某市交通干道傍，地質(zhì)條件較為簡單：場地相對完整、穩(wěn)定，土層分布均勻?，F(xiàn)將各地層特征及其分布規(guī)律自上而下分述如下:素填土：平均厚度1.20米，由于為新近堆積的地層，具有孔隙比大、不均勻的特性，若不進行處理,此層不宜作為建(構(gòu))筑物天然地基持力層和下臥層。粘土：平均厚度3.90米，硬塑狀態(tài)，具中等壓縮性，壓縮模量Es=9.9Mpa，承載力特征值fak=240kPa，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=25kPa為較好基礎(chǔ)持力層。粘土：平均厚度4.20米，軟塑狀態(tài)，軟弱下臥層，承載力特征值fak=180kPa，力學(xué)強度低，不能用作基礎(chǔ)持力層，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=12kPa。粉質(zhì)粘土：平均厚度2.40米，分布較廣泛，且連續(xù)。硬塑狀態(tài)，具中等壓縮性，壓縮模量Es=11Mpa，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=24kPa。泥巖：強風(fēng)化層，風(fēng)化層較厚，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=28kPa可作為樁端持力層，樁端阻力系數(shù)qpa=1200kPa。常年地下水埋深為地面以下2.0m，以上各巖土層對混凝土均無腐蝕性,對混凝土中的鋼筋亦無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。（3）建筑地點冰凍深度冰凍深度：室外天然地面以下300mm。（4）建筑場地類別：二類場地土，不考慮地下水影響，地面粗糙度B類。（5）地震設(shè)防烈度抗震按7度設(shè)防。設(shè)計基本地震加速度值為0.1g1.2建筑設(shè)計本建筑依據(jù)其功能要求設(shè)計成五層的框架結(jié)構(gòu)，建筑總高28.5m, 建筑物左右上下均對稱，平面詳細(xì)情況見建筑物的平面圖。每層建筑面積為：1026，總計建筑面積為5230。功能布置依據(jù)所給出的建筑功能和相關(guān)規(guī)范要求，具體設(shè)計如下：1.2.1建筑平面設(shè)計1、本廠房共五層，除第一層層高5.4米和塔樓層高3.6m外，每層層高為4.8m ；2、本建筑坐北朝南，采用兩端式，但是外墻采用大面積的窗戶，采光、通風(fēng)條件很好；3、底層左側(cè)為門廳，大門設(shè)置了兩扇雙開玻璃門，其他的均為大面積玻璃，門廳為玻璃幕墻，采光效果好，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用；4、本方案交通組合簡潔明了，共設(shè)兩個樓梯，不管是哪個方向的人流，都可以找到最近的樓梯上樓，兩部樓梯布置的位置恰當(dāng)，使用方便，便于人群疏散，滿足防火要求；5、由于本建筑屬一般多層房屋，采用框架結(jié)構(gòu)，受力合理，即能提供較大靈活布置的建筑空間；6、為滿足走道的采光要求，在走廊兩端玻璃窗，即增加立面美觀，又達到采光通風(fēng)的效果。 7、作為工業(yè)廠房，本建筑柱子少，能滿足廠房對空間的功能需求綜上，該方案滿足了建筑功能要求，符合相關(guān)政策、法規(guī)、規(guī)定，造型美觀大方，是比較合適的。根據(jù)功能需求確定辦公室尺寸以后，借助繪圖軟件，結(jié)合心中的初步方案，嘗試將各個功能的房間組合成為建筑平面，總平面圖考慮基礎(chǔ)布置的要求和抗震要求設(shè)計為矩形。8 屋頂為上人上人屋面，屋面排水采用外天溝排水。1.2.2建筑立面設(shè)計建筑立面設(shè)計偏重于對建筑物的各個立面以及其外表面上所有的構(gòu)件，例如門窗、雨篷、遮陽、暴露的梁、柱等等的形式、比例關(guān)系和表面的裝飾效果等進行仔細(xì)的推敲。在設(shè)計時，通常是根據(jù)初步確定的建筑內(nèi)部空間組合的平、剖關(guān)系，例如房間的大小和層高、構(gòu)部件的構(gòu)成關(guān)系和斷面尺寸、適合開門窗的位置等等，先繪制出各個立面的基本輪廓，作為下一步調(diào)整的基礎(chǔ)，然后再對特殊部位，例如出入口等重點的處理?？紤]到方便結(jié)構(gòu)設(shè)計，除樓梯處的柱子內(nèi)測與墻平行外，其他柱子不做移動。計算時柱子沒有偏心。2、結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，7度抗震設(shè)防，場地為二類二組，本框架的抗震等級為二級,采用橫向框架承重。具體構(gòu)件尺寸及板、梁、柱布置方案參見結(jié)構(gòu)布置圖。2.1材料選擇框架梁、板、柱均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件。內(nèi)外填充墻：采用250mm厚水泥空心磚砌筑。2.1.1混凝土強度等級板、梁,柱C40：基礎(chǔ)C30：2.1.2 鋼筋柱、梁、基礎(chǔ)中的主要受力鋼筋采用HRB335：板鋼筋、箍筋以及其他構(gòu)造鋼筋采用HPB330： fy=fy=270N/mm22.2板、梁、柱截面尺寸估算2.2.1板厚估算原則所有樓板均為現(xiàn)澆雙向板。板厚一般最少為板的短向跨度的1/30，板的短邊跨度為3.9m，雙向板最小厚度不小于130mm。故統(tǒng)一選取板厚為130mm。2.2.2板厚確定確定樓板厚為130mm，衛(wèi)生間樓板130mm,且降低50mm施工，使衛(wèi)生間結(jié)構(gòu)板層低于50mm.2.2.3梁尺寸估算原則通過式，進行估算2.2.4梁尺寸確定1、框架梁橫向主梁:,取,取縱向主梁：縱向主梁跨度為7.8m。取取 2、次梁縱向次梁：跨度為7.8m， 取取2.2.5柱截面尺寸估算對于框架柱，柱截面的高與寬一般不小于（1/151/20）層高，柱截面寬度不宜小于350mm，柱截面高度不宜小于400mm，同時按軸壓比估算框架柱尺寸，其中，所有邊柱，角柱，中柱均按荷載較大位置計算：，其中分項系數(shù)，取1.2單位面積重量，取1214柱的承載樓層面積，本方案中負(fù)載面積為7.87.8截面以上的樓層數(shù)，以底層計算，取5邊角柱軸向力增大系數(shù)，一級、二級抗震設(shè)計角柱為1.3，其余情況1.0。本設(shè)計考慮7度抗震設(shè)防，結(jié)構(gòu)總高大于24m，由混凝土抗震設(shè)計規(guī)范GB50010-2010表11.1.4可查得本結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，故取由于水平力的軸力增大系數(shù)：非抗震、6度及7度抗震設(shè)計，1.058；8度抗震設(shè)計，1.1；9度抗震設(shè)計，1.2柱軸壓比限值，由建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010表6.3.7可查得柱混凝土強度等級為C40， Nc=1.21460.8451.31.058=7029.06kNAcNcuNfc=7029.0610000.7519.1=490685mm2統(tǒng)一選取柱截面為 700700mm基礎(chǔ)選用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面距室外地面為900mm。2.3框架計算簡圖取編號框架進行計算。以框架柱的幾何中心軸線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂即梁頂面，梁跨度為柱幾何中心軸線距離，二五層層高為4.8m。一層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，即h15.4+0.3+0.906.6，計算簡圖如下3、荷載計算3.1 各構(gòu)件自重計算3.1.1 屋面、樓面自重（1）屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面（上人）： 30mm厚細(xì)石混凝土保護層 240.03=0.72kN/m2三氈四油防水層 0.40kN/m2 20mm厚水泥砂漿找平層 240.02=0.40kN/m2 150mm水泥蛭石保溫層 50.15=0.75kN/m2 130mm厚鋼筋混凝土板 250.13=3.25kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 0.20kN/m2小計 5.72（2）14層樓面： 瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 0.55130mm厚鋼筋混凝土板 250.13=3.25kN/m2 V型輕鋼龍骨吊頂 0.20kN/m2 小計 4.00（3）屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 工業(yè)生產(chǎn)車間樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（板跨，主梁） 3.0 工業(yè)生產(chǎn)車間樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（次梁） 4.0 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 sk=us0=1.00.35=0.35kN/mm 式中屋面積雪分布系數(shù)，取1.0。3.1.2 填充墻 、女兒墻、門窗等自重內(nèi)墻為250mm厚水泥空心磚（9.6），兩側(cè)均為20mm厚抹灰（17），則墻面單位面積重力荷載為9.60.25+170.022=3.08kN/m2外墻亦為250mm厚水泥空心磚，外墻面貼瓷磚（0.5），內(nèi)墻面為20mm厚抹灰（0.34），則外墻面單位面積重力荷載為9.60.25+0.5+0.34=3.24kN/m2女兒墻為240mm厚粘土實心磚，外墻面貼瓷磚，內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，單位面積重力荷載為190.24+0.5+170.02=5.4kN/m2外墻窗單位面積重量為0.4。 3.1.3 框架梁、柱自重 梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重等計算出單位長度的重力荷載，因計算樓、屋面的永久荷載時，已考慮了板的自重，故在計算梁的自重時，應(yīng)從梁截面高度重減去板的厚度，且只考慮梁兩側(cè)抹灰的重量。梁、柱單位長度的重力荷載計算如下：主梁 0.30.5725+0.570.02172=4.66kN/m縱向次梁 0.250.4225+0.420.02172=2.91kN/m柱 0.70.725+0.740.0217=13.2kN/m1層梁、柱凈長度計算如下：橫向主梁 ln=7.8m柱 ln=6.6m 25層梁、柱凈長度計算如下：橫向主梁 ln=7.8m柱 ln=4.8m框架梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓層構(gòu)件1主梁0. 30.7254.667.836.35次梁0.250. 55252.917.822.70柱0.70.72513.26.687.1225主梁0.30. 7254.667.836.35次梁0.250.55252.917.822.70柱0.70.72513.24.863.363.2恒荷載計算(一)計算單元及計算簡圖(二)屋面恒載、為橫梁自重（扣除板自重），為板自重傳給橫梁的三角分布荷載峰值、是通過縱梁傳給柱的板自重、縱梁自重、女兒墻（縱墻）自重、挑檐（外挑陽臺）等自重產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。本工程框架結(jié)構(gòu)的外縱梁中心線與柱中心線齊平，內(nèi)縱梁走道一側(cè)與柱的走道一側(cè)齊平，無挑檐和外挑陽臺，故不考慮挑檐和外挑陽臺自重產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。(三)樓面荷載包括橫梁自重（扣除板自重）1到4層：，3.3活荷載計算（一）計算單元及計算簡圖（二）樓面活荷載 （三）屋面活荷載 （三）屋面雪荷載3.4風(fēng)荷載計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式 計算，式中 高度z處的陣風(fēng)系數(shù)通過查表確定?；撅L(fēng)壓0=0.35KN/m，風(fēng)載體型系數(shù)。因H=21.45m30m所以不考慮風(fēng)振系數(shù)，直接取。取軸一榀橫向框架計算，則沿屋面高度的分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為的計算結(jié)果見下表：沿屋面高度風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次女兒墻271.3694.859525.81.3494.7884211.2674.497316.21.1664.138211.41.0393.68716.61.0003.549沿框架結(jié)構(gòu)高度的分布如下圖：內(nèi)力及側(cè)移計算時，可按靜力等效原理將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)換成節(jié)點集中荷載，各層的集中荷載計算如下圖所示： 各層的集中荷載3.5水平地震荷載計算3.5.1重力荷載代表值計算頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載，50%屋面雪荷載（據(jù)“荷載規(guī)范”，不計入屋面活載，計入雪荷載），縱、橫梁自重，次梁重，半層柱自重，半層縱、橫墻體自重。中間層重力荷載代表值包括：樓面恒載， 50%樓面均布活荷載，縱、橫梁自重，次梁重，樓面上下各半層柱及縱、橫墻體自重。實際計算取軸框架進行計算。恒載0.5活載1：第5層重力荷載代表值 G5=5.72（5123.4-3.63.9-5.13.6） +0.35（5123.4-3.63.9-5.13.6）2 +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.2（4.82）36+3.24（512+23.42）（4.82） +3.08（4.84.8+7.84.83+4.83.64+3.94.8+3.324.8) +5.4(512+23.4)1.2 =12302.24 KN 2、第4層重力荷載代表值 G4=4.00（5123.4-3.63.9-5.13.62） +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.24.836+3.24（512+23.42）4.8 +3.08（4.84.8+7.84.83+4.83.64+3.94.8+3.324.8) =11513.66 KN 3、第3層重力荷載代表值： G3= G4=11513.66 KN, 第2層重力荷載代表值： G2= G4=11513.66 KN4、第1層重力荷載代表值 G4=4.00（5123.4-3.63.9-5.13.62） +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.24.8362+3.24（512+23.42）6.6 +3.08（4.86.6+7.86.63+4.86.65+3.96.6+3.326.6) +13.26.6362+7.86.62 =12127.08 KN3.5.2梁柱剛度計算（一）框架梁、柱線剛度計算框架柱：（700mm700mm，C40，） I=112bchc3=1127007003=2.01010 mm4 2到5層： i=EcIh=3.151042.010104800=13.131010 mm4 EI=3.151042.01010=6.31014 N.mm2 EA=3.151047002=1.5441010 N.mm2底層： i=EcIh=3.151042.010106600=9.551010 mm4 EI=3.151042.01010=6.31014 N.mm2 EA=3.151047002=1.5441010 N.mm2在計算框架梁截面慣性矩I時應(yīng)考慮到樓板的影響。對現(xiàn)澆樓蓋，中框架取，邊框架取。1到5層：邊跨梁：（700mm300mm，C40，）I=1.512bchc3=1.5123007003=12.86109 mm4 i=EcIl=3.0010412.861097800=4.951010 mm4 EI=3.1510412.86109=3.8591014 N.mm2 EA=36.3109 N.mm2中跨梁：（700mm300mm，C40，）I=212bchc3=4312.86109 =17.15109 mm4 i=EcIl=3.1510417.151097800=6.601010 mm4 EI=3.1510417.15109=5.151014 N.mm2 EA=36.3109 N.mm2 EA=34.125109 N.mm2 梁線剛度樓層bh(mm)計算跨度（mm）中跨截面慣性矩邊跨截面慣性矩i中跨=2EcIli邊跨=1.5EcIl15300700780017.1510912.861096.610104.951010 柱線剛度樓層層高（mm）( )bh(mm)2548007007002.0101013.131010166007007002.010109.551010（二）框架柱側(cè)向剛度計算柱側(cè)向剛度按式D=c12ich2 計算，式中-柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反映了節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了柱的側(cè)向剛度，而節(jié)點轉(zhuǎn)動的大小則取決于對節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度。首層c=0.5+K2+K，中間層c=K2+K ，記梁的線剛度是il, 柱的線剛度是ic記il12表示第1層，從左到右第2根梁的線剛度第一層邊柱 K=i11li11c=4.959.55=0.518 c=0.5+K2+K=0.5+0.5182+0.518=0.404 D11=c12ich2=0.404129.55101066002=10628N/mm第一層中柱 K=i11l+i12li2c=6.6+4.959.55=1.209 c=0.5+K2+K=0.5+1.2092+1.209=0.533 D12=c12ich2=0.533129.55101066002=14022 N/mm第一層一榀橫向中框架的總剛度為 D1=(10628+14022)2=49300 N/mm 二層及以上側(cè)向剛度都相同。第二層邊柱 K=ib2ic=24.95213.13=0.377 c=K2+K=0.3772+0.377=0.159 D21=c12ich2=0.159121310873 N/mm第二層中柱： K=ib2ic=2（6.6+4.95）213.13=0.880 c=K2+K=0.8802+0.880=0.306 D22=c12ich2=0.306121320926 N/mm一榀橫向中框架的總側(cè)向剛度為： D2=（10873+20926）2=63598 N/mm 各層柱側(cè)向剛度D值（）層次層高（mm）邊柱中柱513.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598413.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598313.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598213.1348000.3770.159108730.8800.306209266359819.5566000.5180.404106281.2090.53314022493003.5.3結(jié)構(gòu)自振周期計算將個樓層的重力荷載當(dāng)作水平力產(chǎn)生的樓層剪力為V5=G5=12302.24KN V4=G5+G4=23815.9 KN V3=G5+G4+G3=35329.56KN V2=G5+G4+G3+G2=46843.22KN V1=G5+G4+G3+G2+G1=58970.3KN 將樓層重力荷載當(dāng)作水平力所產(chǎn)生的樓層間相對水平位移為u1=V1D1=58970.3949300=0.133 m u2=V2D2=46843.22635989=0.082 m u3=V3D3=35329.56635989=0.062 m u4=V4D4=23815.9635989=0.042 m u5=V5D5=12302.24635989=0.021m 各層水平位移是：u1= u1=0.133 mu2=u1+u2=0.133+0.082=0.215m u3=u2+u3=0.215+0.062=0.277 m u4=u3+u4=0.277+0.042=0.319 m u5=u4+u5=0.319+0.021=0.340 m 求基本周期（考慮填充墻，樓板的作用，對計算周期進行折減，乘以系數(shù)0.5）T1=20.5i=1nG1ui2i=1nG1ui=0.528 s 3.5.4橫向地震作用計算由任務(wù)書可知，本設(shè)計院大樓設(shè)計地震分組為類二組，查表建筑抗震設(shè)計規(guī)范表5.1.4-2得特征周期，上部結(jié)構(gòu)按7度設(shè)防設(shè)計，多遇地震下水平地震影響系數(shù)最大值。此建筑高度不超過40m，質(zhì)量和剛度分布比較均勻，采用底部剪力法進行計算。又有T1=0.5281.4Tg，因此不需考慮頂點附加地震作用。等效重力荷載結(jié)構(gòu)水平地震作用質(zhì)點i的水平地震作用為F5=GiHiGiHiFEK =12302.2425.812302.2425.8+11513.6621+16.2+11.4+12127.086.6FEK=645.90KN F4=11513.6621GiHiFEK=0.253FEK =492.21KN F3=11513.6616.2GiHiFEK=0.195FEK =379.37KN F2=11513.6611.4GiHiFEK=0.137FEK =266.53 KN F1=12127.086.6957000FEK=0.083FEK =161.48KN 對軸框架所受到的力為1/9F5=645.909=71.77 KN F4=492.219=54.69KN F3=379.379=42.15KN F2=266.539 =29.61KN F1=161.489=17.94KN 3.6抗震變形驗算由抗震規(guī)范可知，各類結(jié)構(gòu)應(yīng)進行多遇地震作用下的抗震變形驗算，樓層間最大的彈性層間位移應(yīng)符合下式要求：, 底部剪力V5= F5=645.90 KNV4=F4+V5=1138.11KN V3=V4+F3=1138.11+379.37=1517.48 KN V2=V3+F2=1784KN V1=1945.49 KN層間相對位移u5= V5D5=645.90639589=0.00112 mu4= V4D4=1138.11639589=0.00198 mu3= V3D3=1517.48639589=0.00264 mu2= V2D2=1784639589=0.00310 mu1= V1D1=1945.49493009=0.00438 m驗算:5= u5h5=0.001124.8=14285 1550 4= u4h4=0.001984.8=12424 15503= u3h3=0.002644.8=11818 15502= u2h2=0.003104.8=11548 15501= u1h1=0.004386.6=11506 1550樓層間最大的彈性層間位移應(yīng)符合要求。4、軸框架內(nèi)力計算因結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故取對稱軸一側(cè)的框架為計算對象，且中間跨梁取為豎向滑動支座。在本章中，內(nèi)力符號約定如下（特別說明的除外）：桿端彎矩以繞桿端順時針轉(zhuǎn)為正，逆時針轉(zhuǎn)為負(fù)，梁跨中彎矩以使梁底面受拉為正，彎矩圖畫在桿件受拉纖維一側(cè)。剪力以繞微段隔離體順時針轉(zhuǎn)為正，逆時針轉(zhuǎn)為負(fù)柱軸力以受壓為正，受拉為負(fù)4.1恒荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算根據(jù)固端彎矩等效的原則，將梯形分布荷載 等效為均布荷載，qe=q01+58q1 屋面：q01=4.66 KNm，q1=22.31，p1=173.9KN p2=196.71 ，p3=210.36 qe=q01+58q1=4.66+5825.233=18.60 KN/m1到4層：q01=4.66KNm，q1=15.6，p1=97.19KNp2=143.58KN ，p3=157.23qe=q01+58q1=4.66+5818.525=16.24 KN/m 4.1.1計算桿端彎矩分配系數(shù)框架結(jié)構(gòu)對稱，可取半結(jié)構(gòu)計算。計算簡圖的中間跨梁跨長為原梁跨長的一半，故其線剛度應(yīng)取梁線剛度值的2倍。分配系數(shù)按下式計算 ：ik=Siki=1nSik ,其中Sik為節(jié)點K第I根桿件的相對轉(zhuǎn)動剛度；i=1nSik為節(jié)點K各桿件的相對轉(zhuǎn)動剛度之和。梁線剛度樓層bh(mm)計算跨度（mm）中跨截面慣性矩邊跨截面慣性矩i中跨=2EcIli邊跨=1.5EcIl15300700780017.1510912.861096.610104.951010柱線剛度樓層層高（mm）( )bh(mm)2548007007007.26210913.131010166007007001.48810109.551010梁，柱 ，轉(zhuǎn)動剛度及相對轉(zhuǎn)動剛度表構(gòu)件名稱轉(zhuǎn)動剛度Sik相對轉(zhuǎn)動剛度Sik框架梁(1到5層)邊跨 4ic=44.951010 =19.810100.518中跨 2ib=26.61010 =13.210100.346框架柱底層 4ic=49.551010 =38.210101.00其他層4ic=413.131010 =53.5210101.40各節(jié)點桿件分配系數(shù)表（ik=Siki=1nSik）節(jié)點Sik左梁右梁上柱下柱60.518+1.4=1.9180.2700.73051.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42241.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42231.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42221+1.4+0.518=2.9180.1780.4800.342120.518+0.346+1.4=2.2640.2290.1530.618110.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.382100.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.38290.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.38280.518+0.346+1.4+1.0=3.2640.1590.1060.4290.3064.1.2計算桿件固端彎矩頂層框架梁的固端彎矩為：MF=18qel2+112P2l=18196.717.8+11218.67.82=286.09KN.m 1到4層框架梁固端彎矩：MF=18qel2+112P2l=18143.587.8+11216.247.82=222.32KN.m 4.1.3 采用彎矩二次分配法計算桿端彎矩恒載作用下框架各節(jié)點的彎矩分配以及桿端分配彎矩的傳遞過程恒載作用下軸框架彎矩圖備注：因中柱彎矩較小，沒有標(biāo)出彎矩。4.1.4 恒載作用下軸框架剪力計算1、梁端剪力計算(假設(shè)梁桿端剪力V向上為正)AB跨梁端剪力計算過程如下表層號ql2MLVA=ql2+P2-MLVB左=ql2+P2+ML572.5412.10158.80183.0463.343.33131.8138.46363.344.50130.63139.63263.344.50130.63139.63163.3411.79123.34146.92備注：q是等效均布荷載,剪力單位為KNBC跨梁端剪力計算過程如下表層號ql2MLVB右=ql2+P2-MLVC左=ql2+P2+ML572.540170.90170.90463.340135.13135.13363.340135.13135.13263.340135.13135.13163.340135.13135.132、柱端剪力計算（剪力以順時針為正）柱端剪力等于柱兩端彎矩之和除以柱高度A軸柱端剪力計算過程如下表層號L 柱上端M柱下端MMMLVA=-ML54.8221.52134.38355.974.15 -74.15 44.876.86101.1417837.08 -37.08 34.8101.14101.14202.2842.14 -42.14 24.8101.1478.13179.2737.35 -37.35 16.684.2042.10126.319.14 -19.14 B軸柱端剪力計算過程如下表層號L 柱上端M柱下端MMMLVB=-ML54.8-23.87-6.62-30.49-6.35 6.35 44.8-6.62-6.62-13.24-2.76 2.76 34.8-6.62-6.62-13.24-2.76 2.76 24.8-6.62-16.31-22.93-4.78 4.78 16.6-11.63-5.82-17.45-2.64 2.64 軸框架恒載剪力圖(kN)（中柱剪力沒有標(biāo)出）4.1.5 恒載作用下軸框架軸力計算柱的軸力計算：頂層柱頂軸力由節(jié)點剪力和節(jié)點集中力疊加得到，柱底軸力為柱頂軸力加上柱的自重。其余層軸力計算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。梁軸力的計算：梁軸力可由柱剪力通過節(jié)點平衡求得A軸柱軸力計算過程如下表層號柱自重（KN）梁端VA集中力柱上端軸力柱下端軸力563.36158.80173.9332.7396.06463.36131.897.19625.05688.41363.36130.6397.19916.23979.59263.36130.6397.191207.411270.77187.12123.3497.191491.31578.42B軸柱軸力計算過程如下表層號柱自重（KN）VB左（KN）VB右（KN）VB集中力（KN）柱上端軸力柱下端軸力563.36183.0170.90353.9210.36564.26627.62463.36138.46135.13273.59157.231058.441121.8363.36139.63135.13274.76157.231553.791617.15263.36139.63135.13274.76157.232049.142112.5187.12146.92135.13282.05157.232551.782615.14恒載作用下軸框架梁軸力計算以第1層中跨梁為例：由靜力平衡：中跨軸力=16.22-2.7+2.16=15.68 KN計算過程表如下：層數(shù)邊柱剪力（KN）邊框架軸力（KN）中柱剪力（KN）中跨梁軸力（KN）5-71.8671.866.0977.954-25.7646.102.2942.303-31.68-5.922.29-5.922-37.25-5.572.70-5.161-21.0316.222.1615.68軸框架恒載軸力圖(kN)4.2 活荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算活載采用電算。1:將三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載：qe=58q1樓面活荷載qe=58q1=9.75KN/m 屋面活荷載qe=58q1=4.88KN/m 2:計算材料性質(zhì)。梁，柱的剛度梁剛度計算表樓層彈性模量EN/mm2bh(mm)中跨截面慣性矩邊跨截面慣性矩抗拉剛度EA（KN）抗彎剛度EI（ KNm2 ）153.1510430070017.1510912.861096.62106中跨5.40105邊跨3.04105 柱剛度計算表樓層( )bh(mm)抗拉剛度EA（KN）抗彎剛度EI（ KNm2 ）153.1510470070020109 15.441066.301053：代碼見附錄。4：編碼如圖： 5：內(nèi)力，位移計算表標(biāo)題：無標(biāo)題位移計