土木083郝佳 畢業(yè)設計計算書(徐蕾

1、大 連 民 族 學 院 本 科 畢 業(yè) 設 計 大連工業(yè)大學5#學生公寓建筑結構設計 學 院（系）： 土木建筑工程學院 專 業(yè)： 土木工程 學 生 姓 名： 郝佳 學 號： 指 導 教 師： 徐蕾 評 閱 教 師： 譚素杰 完 成 日 期： 2012年6月1日 大連民族學院摘 要本畢業(yè)設計題目為大連工業(yè)大學5#學生公寓建筑結構設計。該建筑主體六層,總建筑面積為5124 m2。在建筑設計上，主要遵循“適用、經(jīng)濟、安全、美觀、環(huán)?！钡脑O計原則；平面布局分區(qū)明確。建筑平面組合主要采用內(nèi)廊式組合，走廊兩側布置房間。建筑平面功能劃分主要有使用空間、輔助功能空間、交通空間。房間組成有四人寢室、宿舍管理室、

2、小型超市、洗衣房、公共衛(wèi)生間等。建筑設有四個安全出口，走廊寬為1.8m；兩部樓梯，開間3.9m，滿足防火等級的規(guī)定及疏散、休息的要求。在結構設計上，結構形式為框架結構。平面布置規(guī)則、對稱，減小偏心及扭轉對結構的不利影響；豎向布置規(guī)則，連續(xù)，無剛度突變和應力集中。結構整體傳力路線明確，受力合理，符合規(guī)范的要求。主要進行了重力荷載計算、框架側移剛度計算、橫向水平荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算、豎向荷載下框架結構的內(nèi)力計算、截面設計、樓板計算等。由于地質條件良好，地基土承載力高，故采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎。建筑所在地區(qū)抗震設防烈度為7度，考慮水平地震作用，豎向地震作用影響較小不做考慮。根據(jù)工程

3、地質條件、凍土深度、地下水狀況等綜合考慮，基礎埋深為1.6m?？傮w而言，按照國家相關規(guī)范，參照標準圖集，在結構部分以手算為主，以結構電算PKPM結構計算軟件為輔，完成建筑的設計。關鍵詞：學生公寓；框架結構；建筑設計；結構設計；荷載計算Dalian Polytechnic University Students Apartment 5# Construction Structural Design AbstractThe task of this paper is to design the building structure for Dalian Polytechnic University

4、 Students Apartment 5#.This is a six-story building with a total construction area 5124 square meters.In the architectural design, the design in accordance with the principles, of suitable , economic, safe , beautiful, environmental protection , the clear Layout partition. The plane combination of t

5、he building mainly use Internal corridor combination, and two side of corridor decorate the room. The main function of building plane consist of the use space, the auxiliary function space, and the traffic space. The room include four people of dormitories, dormitory management room, small supermark

6、et, laundry room, public toilet and so on. Building with four security export, the corridor width of 1.8 m. Two stair width of 3.9 m, meet the provisions of fire prevention level and evacuation, rest requirements.In the structure design, structure form as a frame structure, layout is regular, symmet

7、ry, reducing the structure of eccentric and reversing the adverse effects; vertical layout is also regular, continuous, and no stiffness and stress concentration. The line structureof power transmission as a whole is clear, reasonable force, in line with specificationsof the building structural syst

8、em uses the reinforced concrete frame structure. The main calculation includes gravity load calculation, frame lateral poise calculation, lateral load frame structure of the internal force and lateral calculation, Under the vertical load of the internal force redistribution of the frame structure ca

9、lculation, section design , Floor calculation and so on.As for the good geological conditions and soil bearing capacity, we use an independent foundation of reinforced concrete column.Seismic building intensity of location is 7 degrees, considering the level of seismic action, without considering th

10、e effect on vertical earthquake.According to the engineering geological conditions, frozen soil depth, and the state of the groundwater comprehensive consideration, basic buried deeply 1.6 m. Overall, according to the relevant national norms, referring to the standard atlas, the main structural elem

11、ents, are completed with hand-counted, others are with PKPM Computer Software auxiliary to complete the building design.Key words: students apartment;frame structure ;architectural design;structure design; load calculation 目 錄摘 要IAbstractII1 工程概況11.1 設計資料11.1.1 基本資料11.1.2 自然條件11.1.3 設備條件11.1.4地質條件12

12、 建筑設計方案22.1 平面設計22.1.1 使用功能的平面設計22.1.2功能組織與平面組合設計32.2 剖面設計52.2.1 房間的高度52.2.2 建筑空間的組合和利用52.3 立面設計62.3.1 立面造型設計62.3.2 立面顏色設計62.4 材料做法62.4.1 基礎類型62.4.2細部做法及說明73 結構設計方案83.1 結構方案及布置83.1.1結構類型及布置83.1.2 柱網(wǎng)布置83.1.3材料選擇83.1.4設計活荷載83.2結構構件尺寸設計103.2.1梁截面估算103.2.2柱截面估算104設計計算124.1重力荷載計算124.1.1屋面及樓面的永久荷載標準值124.1

13、.2屋面及樓面可變荷載標準值124.1.3梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算124.1.4重力荷載代表值144.2框架側移剛度計算154.3橫向水平荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算174.3.1橫向水平地震作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算174.3.2橫向風荷載作用下框架結構內(nèi)力和側移計算254.4豎向荷載下框架結構的內(nèi)力計算324.4.1橫向框架內(nèi)力計算324.4.2橫向框架內(nèi)力組合424.5截面設計474.5.1框架梁47.4.5.2框架柱505 樓板計算545.1結構布置545.2 結構計算545.3 樓板配筋556 基礎計算566.1荷載計算566.2 確定基礎底面尺寸（由標準組合確定）5

14、76.3地基承載力驗算（采用標準組合）576.4基礎剖面尺寸的確定586.5沖切驗算（采用基本組合）596.5.1 柱邊抗沖切驗算596.6柱邊及變階處彎矩計算（按基本組合確定）606.7 配筋計算62結 語63參 考 文 獻64致 謝651 工程概況1.1 設計資料1.1.1 基本資料擬建大連工業(yè)大學5#學生公寓建筑結構設計，采用鋼筋混凝土框架結構，主體結構共6層，總建筑面積5124m2 ，其設計使用年限為50年，設計標高為(1)本工程標高均為結構標高；(2)施工圖除標高以米為單位外，其余尺寸均以毫米為單位。1.1.2 自然條件大連位于暖溫帶，屬暖溫帶亞濕潤季風氣候，冬無嚴寒,夏無酷署,四季

15、分明。擬建大連工業(yè)大學5#學生公寓所在地的抗震設防烈度為7度，基本地震加速度0.15g，設計地震分組為第二組，抗震等級3級，類場地，大連地區(qū)基本風壓0.65kN/m2，地面粗糙度C類，基本雪壓0.4kN/m2。全年主導風向為東南風。場地標準凍結深度為-0.800m，地下水位在-6.0m以下，地下水無侵蝕性。1.1.3 設備條件上下水，電力由城市系統(tǒng)引用，由供熱中心供熱采暖。1.1.4地質條件從上到下的地質條件依次為，雜填土:土層深度0.5m,厚度范圍0.5m；粉質粘土:土層深度2.8m,厚度范圍2.3m,地基土承載力200KPa；全風化泥灰?guī)r:土層深度4.3m,厚度范圍1.5m,地基土承載力2

16、00KPa；強風化泥灰?guī)r：土層深度15.8m，厚度范圍：11.5m,地基土承載力400KPa。2 建筑設計方案2.1 平面設計2.1.1 使用功能的平面設計各種類型的建筑按使用功能般可以歸為主要使用空間、輔助使用空間和交通聯(lián)系空間，通過交通聯(lián)系部分將主要使用空間和輔助使用空間聯(lián)成一個有機的整體。（1） 主要使用房間的設計本設計的建筑為大連工業(yè)大學5#學生公寓，從房間的使用功能來說屬于生活用房間，主要使用房間為宿舍，房間要求安靜、朝向好。房間面積的確定與使用人數(shù)有關。根據(jù)宿舍建筑設計規(guī)范，每室居住人數(shù)3-4人，人均使用面積（高架床，單層床）5平方米。本設計的宿舍為四人寢，房間面積為23.07m2

17、(包括3.74 m2的室內(nèi)陽臺)，人均使用面積為5.77 m2，符合規(guī)范要求。房間的平面形狀和尺寸，與室內(nèi)使用活動特點、家具布置方式以及采光通風等因素有關，同時要考慮人們對室內(nèi)空間的直觀感覺。由于學生宿舍要求空間利用率比較高，保證學生公共生活的方便，因此采用矩形平面的房間，標準四人間規(guī)格：3.9m6.6m，床采用床柜一體化設計，床尺寸0.9m1.92m，室內(nèi)設置1.2m的陽臺。 根據(jù)宿舍建筑設計規(guī)范，居室和輔助房間的門洞口寬度不應小于0.90m，陽臺門洞口寬度不應小于0.80m，宿舍的外窗窗臺不應低于0.90m，采用自然通風的居室，其通風開口面積不應小于該居室地板面積的1/20。該公寓門尺寸：

18、前廳門為雙扇實木玻璃門尺寸2.4m2.1m,超市、活動室、洗衣房采用雙扇平開玻璃門尺寸1.8m2.1m，寢室門為實木門尺寸0.9m2.1m。該公寓窗均采用塑鋼窗，尺寸為：窗臺高900，寢室窗3.0m1.8m，樓梯間窗1.8m1.5m，以上窗臺高均為為0.90m；衛(wèi)生間窗為3.0m0.9m,窗臺高為1.5m；盥洗室窗為1.5m0.9m，窗臺高為1.5m。為滿足室內(nèi)通風要求，盡量做到有自然通風，將窗與門對稱布置。（2） 輔助房間的平面設計考慮到宿舍樓的功能是應滿足學生的生活和學習的需要，故在建筑內(nèi)設有超市、活動室、宿舍管理室、洗衣房、盥洗室、公共衛(wèi)生間等輔助房間。宿舍建筑設計規(guī)范規(guī)定，公共廁所應設

19、前室或經(jīng)盥洗室進入，公共廁所及公共盥洗室與最遠居室的距離不應大于25m（附帶衛(wèi)生間的居室除外）。女廁所要求，大便器6人以下設一個，超過6人時，每增加12人或不足12人增設一個；與盥洗室分設的廁所至少設一個洗手盆；公用衛(wèi)生間或盥洗室設一個污水池。洗手盆或盥洗槽龍頭，5人以下設一個，超過5人時每10人或不足10人增設一個。在滿足規(guī)范的前提下，本設計每個衛(wèi)生間大便器設有6個，洗手盆10個，每個衛(wèi)生間設有污水池一個。同時宿舍建筑設計規(guī)范要求宿舍建筑內(nèi)的管理室宜設置在主要出入口處，其使用面積不應小于8m2。本設計宿舍管理室的面積19.33m2，設在一樓門廳左側。（3） 交通聯(lián)系部分的設計建筑物內(nèi)部的交通

20、聯(lián)系部分包括：水平交通空間走道、垂直交通空間樓梯、交通樞紐空間門廳。本設計的交通聯(lián)系部分做到了路線簡捷明確，人流通暢，聯(lián)系通行方便；緊急疏散時迅速安全；滿足一定的采光、通風要求；節(jié)省交通面積。規(guī)范要求樓梯門、樓梯及走道總寬度應按每層通過人數(shù)每100人不小于1m計算，且梯段凈寬不應小于1.20m，樓梯平臺寬度不應小于樓梯梯段凈寬，宿舍樓梯踏步寬度不應小于0.27m，踏步高度不應大于0.165m。扶手高度不應小于0.90m。樓梯水平段欄桿長度大于0.50m時，其扶手高度不應小于1.05m。本公寓設有兩部樓梯，走道寬度：1800mm，梯間寬 3700mm，梯段寬 1790mm，梯井寬 120mm ,

21、踏步高 150mm,踏步寬300mm, 扶手1000mm,中間平臺 1800mm，樓層平臺 1800mm。樓梯及出口滿足消防和疏散要求。該學生公寓設有四個安全出口，其中兩個出口在南面與兩部樓梯相對的位置設置，另外兩個出口分別在建筑物的兩端。正門入口寬2.4m，東面和西面逃生門寬1.2m，走廊寬1.8m，滿足防火等級的規(guī)定及休息、疏散的要求。該建筑設有兩個樓梯間尺寸為3.9m6.6m，樓梯間位置設置滿足人員疏散的相關要求。2.1.2功能組織與平面組合設計首先考慮房間的主次關系，通常要將主要使用房間放在朝向好且比較安靜的位置，以取得較好的日照和通風條件。其次考慮房間的之間的聯(lián)系與功能分區(qū)，將生活與

22、公共活動的地方分開。因此采用走廊式組合中的內(nèi)廊式組合，即走廊兩側布置房間的兩側，把使用空間和交通聯(lián)系空間明確分開，保持各使用房間的安靜和不受打擾。整個平面成對稱的一字形，即規(guī)則的矩形，平面無凸凹，符合結構平面布置原則，平面緊湊，走廊所占面積較小，建筑深度較大，節(jié)省用地。但缺點是有一側的房間朝向差，且走廊較長，采光通風條件差，所以宿舍房間多布置在南向，在走廊兩端布置了窗加以改善?？紤]到洗漱的距離和干濕分區(qū)將公共盥洗室設在走廊的兩邊，同時在一樓還設有開水間，方便學生的飲水；公共盥洗室與衛(wèi)生間緊鄰；活動室設在公共盥洗室的對面，這樣布置做到動靜分區(qū)。綜上考慮平面布置如圖2.1底層建筑平面圖所示。 圖面

23、平筑建層底2.1圖2.2 剖面設計2.2.1 房間的高度本公寓采用高架床，規(guī)范宿舍建筑設計規(guī)范要求凈高不應低于3.40m,因此層高均采用3.9m，凈高3.4m，其中床面距樓地面高度為1.70m。 2.2.2 建筑空間的組合和利用建筑室內(nèi)外高差0.45m，設置三步臺階，每層樓梯皆為等跑樓梯。剖面組合見圖2.2建筑剖面圖。 圖2.2 建筑剖面圖2.3 立面設計2.3.1 立面造型設計在建筑立面上，在合理滿足使用要求的前提下，遵循“經(jīng)濟、美觀、簡潔、大方”的原則，設計出現(xiàn)代而又具有內(nèi)涵的造型，裝飾活潑。2.3.2 立面顏色設計建筑以淡黃色為主色調(diào)，外墻面貼淡黃色無釉面磚，干凈，通透，明亮，室外踢腳用

24、文化石裝飾，給人清新爽朗質感，同時體現(xiàn)現(xiàn)代學生的朝氣。建筑正立面圖見圖2.3。圖2.3 建筑正立面圖 2.4 材料做法2.4.1 基礎類型采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎，階形現(xiàn)澆，基礎混凝土采用C25，墊層采用C10，底板和基礎梁縱筋選用二級鋼筋，箍筋選用二級鋼筋。2.4.2細部做法及說明(1) 門廳、走廊、樓梯間、各層所有房間地面采用乳白色瓷磚樓面，做法：100mm厚鋼筋混凝土板結構層，10mm厚砂漿抹灰，再用水泥粗砂打底找平，膠結層一道，最后鋪瓷磚地面。 (2) 踢腳 涂料踢腳（H=150mm）：刷混凝土界面劑一道（隨刷隨抹底灰），12mm厚1：3水泥砂漿打底掃毛，6mmm厚1:2水泥砂漿找平

25、，灰色內(nèi)墻涂料h=150mm。(3) 墻面外墻面：8mm厚1：3水泥砂漿打底找平，70mm厚巖棉板外保溫，15mm厚水泥砂漿找平，貼外墻面瓷磚。乳膠漆內(nèi)墻面：輕集料混凝土小型空心砌塊；水泥漿一道（內(nèi)摻建筑膠）；9mm厚1：0.5：3水泥白灰砂漿打底掃毛；5mm厚1：0.5：2.5水泥白灰砂漿抹面刷乳膠漆兩遍。(4)散水細石混凝土面層散水：素土夯實，向外坡5%；300mm厚干鋪粗砂；150mm厚M5混合砂漿；60mm厚C20細石混凝土，表面撒1：1水泥砂子細石細石趕光，寬度900mm。(5) 屋面構造做法及說明屋面采用不上人屋面，由上至下，依次為：保護層20mm厚1：3水泥砂漿；防水層SBS改性

26、瀝青防水卷材；找平層20mm厚1:3水泥砂漿；保溫層80mm厚聚笨板保溫；找平層20mm厚1:3水泥砂漿；找坡層1:8白灰爐渣找坡最薄處20厚；結構層100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。3 結構設計方案3.1 結構方案及布置3.1.1結構類型及布置該學生公寓內(nèi)設四人間，床柜一體化，考慮建筑的使用功能和空間高度需要，層高均為3.9m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構。柱網(wǎng)尺寸采用7.8m6.6m,設四排柱,主梁縱橫向布置,以橫向為主，橫向設次梁,以減小板的面積。建筑軸線以柱為中心布置，立面上外墻面與柱外邊平齊，走道兩側的內(nèi)墻也與柱外邊平齊，柱的截面尺寸隨層高不變化。次梁沿橫向布置(見柱網(wǎng)布置圖)，板多為雙向

27、板,走廊布置的板為單向板。填充墻內(nèi)墻厚200mm、外墻厚300mm,采用輕集料混凝土空心砌磚。上部結構為框架體系,采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎，地基承載力較大,施工便捷，施工速度快。3.1.2 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置見圖3.1結構平面布置圖，建筑總長55.1m，建筑物東西15.5m。 3.1.3材料選擇樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，各構件混凝土強度等級為：柱C35、梁一層采用C35,二至六層采用C30、板C30、基礎均采用C25混凝土。鋼筋的選擇：框架結構梁、柱受力縱筋及板筋均采用HRB400（）；箍筋、架立筋等采用HRB335()。3.1.4設計活荷載根據(jù)建筑結構荷載規(guī)范活荷載取值如下: 不上

28、人屋面均布活荷載標準值： 0.5kN/m2樓面活荷載標準值： 2.0kN/m2屋面雪荷載標準值： sK=rs0=1.00.4=0.4kN/m2 圖置布面平構結3.1圖 3.2結構構件尺寸設計3.2.1梁截面估算根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設計的要求,進行了建筑平面、立面及剖面的設計，其底層建筑平面圖、結構平面布置圖、建筑剖面圖分別見圖2.1、3.1、2.2。主體結構共6層，層高3.9m。除說明的墻外，廁所隔墻采用輕質隔墻,宿舍門為木門，門廳、洗衣房、超市、公共活動室、開水間的門為雙扇玻璃門,窗為塑鋼窗。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取100mm，梁截面高度按梁跨度的（1/121/8

29、）估算，設計強度C35 (,)，C30 (,)。由此估算的梁截面尺寸見表3.1。表3.1 梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強度等級層次混凝土強度等級橫梁 (bh)縱梁(bh)次梁(bh)AB跨，CD跨BC跨1C3535055035040035060030045026C303005503004003006003004503.2.2柱截面估算柱截面尺寸根據(jù)公式估算，該框架結構的抗震等級為三級，其軸壓比限值=0.85。柱組合的軸壓力設計值 ，各層的重力荷載代表值取12kN/ mm2 邊柱及中柱的負載面積分別為和。根據(jù)公式可得第一層柱截面面積為:邊柱: 中柱: 如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分

30、別為412mm和456mm。根據(jù)上述計算結果并綜合考慮其他因素，本設計柱截面尺寸取值如下：16層 500mm500mm基礎選用鋼筋混凝土柱下獨立基礎，基礎埋深1.6m,基礎高度取0.6m。橫向框架計算簡圖如圖3.2所示。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，26層柱高度即為層高，取3.9m，底層柱高度從基礎頂面取至一層板底h1=3.9+0.45+0.9-0.1=5.150m。 圖3.2 橫向框架計算簡圖4設計計算4.1重力荷載計算 4.1.1屋面及樓面的永久荷載標準值屋面（不上人）,由上至下依次為：保護層：20厚1：3水泥砂漿 0.0220 kN/m3=0.40kN/m2防水層：S

31、BS改性瀝青防水卷材 0.4kN/m2找平層：20厚1：3水泥砂漿 0.02m20kN/m3=0.40kN/m2保溫層：80厚聚苯板保濕 0.08m0。15kN/m3=0.012kN/m2找平層：20厚1：3水泥砂漿 0.02m20kN/m3=0.40kN/m2找坡層：1：8水泥滬渣，最薄處20mm厚 0.02m12kN/m3=0.24kN/m2結構層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.10m25kN/m3=2.5kN/m2 合計 ：4.35kN/m216層樓面瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m2結構層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.10m25kN/m3=2.5kN/m2抹灰層：10

32、厚混合砂漿抹灰 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 合計 ： 3.22 kN/m24.1.2屋面及樓面可變荷載標準值不上人屋面均布活荷載標準值 0.5KN/m2樓面活荷載標準值 2.0KN/m2屋面雪荷載標準值 sK=rs0=1.00.4=0.4KN/m2 (式中r為屋面積雪荷載分布系數(shù)，取為1.0)4.1.3梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算(1) 梁、柱重力荷載的計算梁、柱根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計算出單元長度上的重力荷載；對墻、門、窗等可計算出單位面積上的重力荷載。計算結果見表4.1梁、柱重力荷載標準值。表4.1 梁、柱重力荷載標準值層次構件b/mh/m/（kN/m3)g/(

33、kN/m)/mnGi/kNGi/kN1邊橫梁0.350.50251.054.5946.10018504.4211951.232中橫梁0.350.40251.053.6751.3001047.775次梁0.300.45251.053.5446.40012272.179縱梁0.350.60251.055.5137.300281126.857柱0.500.50251.106.8755.150361274.62526邊橫梁0.300.50251.053.9386.10018432.3921715.564中橫梁0.300.40251.053.1501.3001040.950次梁0.300.45251.0

34、53.5446.50012276.432縱梁0.300.60251.054.7257.30028965.790柱0.500.50251.106.8753.90036965.250注：1) 表中為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)；g表示單位長度構件重力荷載；n為構件數(shù)量。2) 梁長度取凈長；柱長度取層高。外墻為300mm厚輕集料混凝土小型空心砌塊，加70厚巖棉板外保溫，外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2),內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載：0.5+120.30+170.02=4.44 kN/m2內(nèi)墻為200mm輕集料混凝土小型空心砌塊，兩側均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單

35、位面積重力荷載：120.20+170.022=3.08 kN/m2木門單位面積重力荷載為0.2 kN/m2；鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4 kN/m2。4.1.4重力荷載代表值 集中于樓層標高處的重力荷載代表值Gi 為計算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量，計算時Gi，各可變荷載的組合系數(shù)按規(guī)范選用；屋面可變荷載取雪荷載。各質點的重力荷載代表值計算從略，計算結果見圖4.1各質點的重力荷載代表值。圖4.1 各質點的重力荷載代表值4.2框架側移剛度計算橫梁線剛度ib 及柱線剛度ic的計算過程分別見表4.2和4.3。表4.2 橫梁線剛度 ib 計算表類別層次/（N/mm

36、）bh/mmmm/mml/mm/l/Nmm1.5/l/Nmm2/l/Nmm邊橫梁136461066001.74010102.610103.48010263.0103005003.1251066001.42010102.130102.84010走道梁138671018003.26710104.901106.53410263.0103004001.6001018002.66710104.001105.33410表4.3柱線剛度 ic 計算表層次hc/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4EcIc/hc/ Nmm151503.15010

37、5005005.20810 93.18510 102639003.0105005005.20810 94.00610 10柱的側移剛度按D=計算,按相應規(guī)范計算。根據(jù)梁柱線剛度K的不同,平面圖中柱可分為中框架中柱和邊柱,邊框架中柱和邊柱以及樓梯間柱?，F(xiàn)以第一層A-1柱的側移剛度計算為例，說明計算過程，其余柱的計算從略，計算結果見表4.44.6。第一層A-1柱及與其相連梁的相對線剛度計算，其數(shù)據(jù)取自表4.2和4.3。梁柱線剛度比表4.4 中框架柱側移剛度D值(N/mm)層次邊柱（10根）中柱（10根）DiKcDi1KcDi2360.7090.26282812.0400.5051596120.78

38、90.28389442.2700.5321681411.0930.51574213.1440.70810203表4.5 樓梯間框架柱側移剛度D值(N/mm)層次D-2,D-3, D-8,D-9C-2,C-3, C-8,C-9DiKcDi1KcDi2360.5320.21066371.5300.433131587928820.5920.22870261.7030.460145398698010.8190.46867442.3580.656945364788表4.6 邊框架柱側移剛度D值(N/mm)層次邊柱（4根）A-1,A-10,D-1,D-10中柱（4根）B-1,B-10,C-1,C-10Di

39、KcDi1KcDi2360.5320.21066371.5300.433136854064420.5920.22872061.7030.460145394349010.8190.46867442.3580.656945332394將上述不同情況下同層框架柱側移剛度相加,即得框架各層層間側移剛度Di見表4.7。 表4.7 橫向框架層間側移剛度(N/mm)層次123456Di由表4.7可見，D1/D2=/=0.7050.7 故該框架是規(guī)則框架。4.3橫向水平荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算4.3.1橫向水平地震作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算(1)橫向自振周期計算結構頂點的假想側移由，和計算，所計

40、算結果見表4.8。 表4.8 結構頂點的假想側移計算層次Gi/ kNV Gi/ kNDi/(N/mm)i/mm102.26i/mm65581.805581.8015.4546.559742.2415324.0442.3531.149742.2425066.2869.2488.839742.2434808.5296.0419.629742.2444550.76114.8323.6112541.7157092.47208.8208.8按公式計算基本周期，其中的量綱為m，取，則。(2）水平地震作用及樓層地震剪力計算對于本建筑中，結構高度不超過40m，質量和剛度沿高度分布均勻，變形以剪切變形為主，故可

41、采用底部剪力法計算水平地震作用，結構總水平地震標準值按 計算，即： 本建筑場地類別為類，設計地震分組為二組，查建筑抗震設計規(guī)范Tg=0.40sTg T1=0.88s 5Tg=2.00s，本建筑所處地區(qū)為多遇地震，抗震設防烈度為7度，基本地震加速度取0.15g，取max=0.08。因1.4 Tg=1.40.40=0.56s T1 =0.88s，所以應考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加水平地震作用系數(shù)按規(guī)定計算，即 = 0.08T1+0.01=0.080.88+0.01=0.0804F5 = 0.0804=152.17kN各質點的水平地震作用按計算，將上述和代入可得： 具體計算過程見表4.9，各樓

42、層層間剪力按計算，結果列于表4.9。表4.9 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次/m/ kN/kNGiHi/GiHi/kN/kN624.655581.80.370.176306.3306.3520.759742.24.480.258449.0755.3416.859742.24.740.210365.51120.8312.959742.24.010.161280.21401.029.059742.2488167.270.113196.71597.715.1512541.7164589.810.083144.51742.2各質點水平地震作用及樓層地震作用剪力沿房屋高度的分布見圖4.2

43、。(a)水平地震作用分布 (b)層間剪力分布 圖4.2 橫向水平地震作用及層間剪力分布圖(3)水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結構的層間位移和頂點位移分別按和計算，計算過程見表4.10，表中還計算了各層的層間彈性位移角。表4.10 橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi/kNDi/(N/mm)/mmhi/mm6306.30.8520.3839001/45885755.32.0819.5339001/187541120.83.0917.4539001/126231401.03.8714.3639001/100821597.74.1210.4939001/94711742.26.376.3

44、751501/808由表4.10可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/808 1/550 滿足u/h=1/550要求。(4）水平地震作用下框架內(nèi)力計算 框架柱端剪力及彎矩分別按和計算，其中Dij取自表4.4，取自表4.7，層間剪力取自表4.9。各柱反彎點高度按確定，其中由規(guī)范查得。具體計算結果見表4.11。 表4.11 （a）修正反彎點高度層次柱別yn2y12=h上/hy23=h下/hy3Y=yn+y1+y2+y36邊中0.3000.4021100-11000.300.405邊中0.4000.4501100110011000.400.454邊中0.4050.4521100110011

45、000.400.453邊中0.4500.5001100110011000.450.502邊中0.5000.5000.820.820.04511001.321.32-0.0300.520.501邊中0.6400.550-00.760.7600-0.640.55表4.11 （b）各層邊柱彎矩及剪力圖層次hi/mVi/kNDi/(N/mm)邊柱Di1Vi1KyMlbMub63.9306382817000.7090.30819191153.97553828117260.7090.402693403943.911208828125600.7090.404039594533.914010828132060

46、.7090.455620686823.915977894436820.7890.527400696415.15174227421472910930.64155878768表4.11 （c）各層中柱彎矩及剪力圖層次hi/mVi/kNDi/(N/mm)中柱Di1Vi1KyMlbMub63.930631596113492040.402115314653.975531596133272040.455840713643.9112081596149372040.4587031055133.9140101596161712040.50120331203323.9159771681469232270.5013

47、5001350015.15174221020365013140.551841415066 注：表中M量綱為kNm，V量綱為kN。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按和公式計算。計算結果見表4.12，其中梁線剛度取自表4.2。表4.12 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力MMlVMMlV邊柱N中柱N6191118.836.6455205320531.822.81-4.55-18.265485852.636.61223603760371.867.08-16.78-73.114863875,396.6217210697106971.8118.86-38.50-170.25310907118.766.6274413532135321.8150.36-65.94-293066.6325116662166.621.8185.13-98.45-445.79116168138.786.6395418640186401.8207.11-137.99-613.36注：1) 柱軸號中的負號表示拉力。當為左地震作用時，左側兩根柱為拉力，對應的右側兩根柱為壓力； 2)表中M單位為kNm，N單位為kN，l單位為m。水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖4.3所示。(a)框架彎矩圖(kNm) (b)梁端剪力及柱軸力圖4