四層框架辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 寧波某鋼產(chǎn)品公司辦公樓2#設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 寧波某鋼產(chǎn)品公司辦公樓2#設(shè)計(jì) 專 業(yè) 土木工程 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2013 - 2014 學(xué)年寧波某鋼產(chǎn)品公司辦公樓2# 姓名： 班級(jí)：土木工程 指導(dǎo)老師： 本課題為寧波某鋼產(chǎn)品公司辦公樓2#設(shè)計(jì)，四層，建筑面積約2532m2，本結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)出的建筑方案及所選用的建筑材料及做法，確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，進(jìn)行荷載和內(nèi)力計(jì)算，繪制相應(yīng)的內(nèi)力圖；其次，進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合，確定結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩、剪力和軸力設(shè)計(jì)值。最后，根據(jù)已經(jīng)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)控制截面的內(nèi)力值，對(duì)梁、板、柱、基礎(chǔ)等進(jìn)行配筋計(jì)算，并繪制了

2、相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工圖。同時(shí)，本設(shè)計(jì)采用PKPM軟件進(jìn)行電算，以保證計(jì)算結(jié)果的可靠性，并達(dá)到同手算結(jié)果對(duì)比、分析的目的。關(guān)鍵詞 框架結(jié)構(gòu) 內(nèi)力組合 電算 可靠性Building 2 of a steel products company in Ningbo Name: Class: Civil Engineering Adviser: This topic is a office building design of a steel company 2# in Ningbo.It has four storey and an area of about 2532 m2.Reinforced conc

3、rete frame structure is used in this builiding.Firstly,we determine the structure calculation diagram including load and internal forces according to the building program and material chosen.After that,we can draw internal force diagram.Secondly,we combine the structural internal force and determine

4、 the bending moment, shear force and dedign value of axial force of controlling section.Finally, we calculate reinforcement of beams,plates,columns,foundation and some other structure according to internal force of the control section and draw structure plans drawing. The results are compulated by P

5、KPM software to assure reliability and we can compare the calculation results by hand and computer.Keywords Frame; Combination of internal forces; Computing; Reliability目錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求11.1 設(shè)計(jì)原始資料11.1.1 工程概況11.1.2 設(shè)計(jì)條件11.2 建筑設(shè)計(jì)任務(wù)及要求21.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求3第二章 建筑設(shè)計(jì)說明42.1建筑平面設(shè)計(jì)42.1.1建筑平面布置42.1.2柱網(wǎng)布置52.2剖面設(shè)計(jì)52.2.

6、1房間各部分高度52.2.2屋面做法52.2.3樓面做法62.2.4 地面做法62.2.5 墻體構(gòu)造62.3 立面設(shè)計(jì)72.3.1 外墻面做法7第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置73.1.1 結(jié)構(gòu)方案的確定73.1.2 基礎(chǔ)類型的確定73.1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和材料的選擇73.1.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖103.1.5 框架柱的線剛度計(jì)算113.2 框架荷載計(jì)算123.2.1 恒荷載計(jì)算123.2.2 樓面活荷載計(jì)算163.3 風(fēng)荷載計(jì)算173.3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算173.3.2 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算193.4 內(nèi)力計(jì)算213.4.1 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算213.4.2 活

7、荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算263.4.3 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算303.5 內(nèi)力組合383.5.1 一般規(guī)定383.5.2 框架梁柱內(nèi)力組合413.6 框架梁、柱截面設(shè)計(jì)733.6.1 框架梁的截面設(shè)計(jì)733.6.2 框架柱的截面設(shè)計(jì)803.7 現(xiàn)澆板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)903.7.1 板的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖903.7.2 樓面現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)913.8 樓梯設(shè)計(jì)973.8.1 平面布置圖973.8.2 樓梯梯段斜板設(shè)計(jì)983.8.3 平臺(tái)板設(shè)計(jì)1003.8.4 平臺(tái)梁設(shè)計(jì)1023.9 框架結(jié)構(gòu)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1033.9.1 設(shè)計(jì)資料1033.9.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)104 3.10 PKPM 內(nèi)力計(jì)算111 總 結(jié)122 參 考

8、 文 獻(xiàn)123 致 謝124 附錄 任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 開題報(bào)告 文獻(xiàn)綜述 外文原文與翻譯 實(shí)習(xí)報(bào)告 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求1.1 設(shè)計(jì)原始資料1.1.1 工程概況該工程為四層辦公樓，主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，占地面積為，建筑面積，建筑物共四層，底層層高，標(biāo)準(zhǔn)層層高，總高度，室內(nèi)外高差，基礎(chǔ)頂面距離室外地面，基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。該辦公樓為鋼產(chǎn)品公司自用辦公樓，擁有休息廳、會(huì)議室、庫(kù)房、大空間辦公室、小會(huì)議室等。樓內(nèi)設(shè)有一個(gè)電梯兩個(gè)樓梯，主、次樓梯開間均為，進(jìn)深均為，樓梯的布置均符合消防、抗震的要求。 1.1.2 設(shè)計(jì)條件一、抗震設(shè)防烈度：6度設(shè)防，抗震等級(jí)為四級(jí)，抗震設(shè)計(jì)分組為第

9、一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g；二、基本風(fēng)壓： 0.50，B類粗糙度；三、結(jié)構(gòu)體系：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 四、工程地質(zhì)條件：擬建場(chǎng)地地形平坦，土質(zhì)分布具體情況見表，類場(chǎng)地土。地下穩(wěn)定水位距地表-1.5m，表中給定土層深度由自然地坪算起。 表1-1 建筑地層一覽表序號(hào)巖土深度天然重度（KN/m3）土層深度（m）厚度范圍（m）地基土承載力（kPa）壓縮模量（MPa）1雜填土18.50.01.41.4903.52粉質(zhì)黏土221.413.311.91505.03淤泥質(zhì)土17.413.324.010.7803.44含泥中粗砂18.524.029.85.81806.05殘積礫粘性土18.529

10、.831.11.32206.06花崗巖2031.190.159.0350-1.2 建筑設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、基本要求：滿足建筑功能要求，根據(jù)已有的設(shè)計(jì)規(guī)范，遵循建筑設(shè)計(jì)適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、造型美觀的原則，對(duì)建筑方案分析其合理性，繪制建筑施工圖。二、規(guī)定繪制的建筑施工圖為：1、底層、標(biāo)準(zhǔn)層及頂層平面圖：比例 1：100（圖1-1）2、主要立面圖：比例 1：100（圖1-2，圖1-3）3、屋面排水布置圖：比例 1：1004、剖面圖：比例 1：100 5、墻身大樣及節(jié)點(diǎn)詳圖：比例 1：50及1：20圖1-1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖 圖1-2 -軸立面圖圖1-3 -軸立面圖1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、基本要求

11、：在建筑方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇正確的梁柱截面大小，正確布置主梁、次梁位置，掌握建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法和基本構(gòu)造要求，繪制的結(jié)構(gòu)圖紙要求基本上達(dá)到施工圖的要求。二、規(guī)定繪制的結(jié)構(gòu)施工圖為：1、結(jié)構(gòu)平面布置圖：比例 1：1002、一榀框架結(jié)構(gòu)配筋圖：比例 1：1003、屋面板、樓面板的配筋圖：比例 1：1004、樓梯配筋圖：比例 1：1005、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖：1張三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書內(nèi)容：說明結(jié)構(gòu)方案如何確定的，材料選擇。列出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過程中采用的計(jì)算方法、計(jì)算假定、計(jì)算原則、計(jì)算簡(jiǎn)圖、內(nèi)力圖及計(jì)算結(jié)果。第二章 建筑設(shè)計(jì)說明2.1建筑平面設(shè)計(jì)2.1.1建筑平面布置一、建筑結(jié)構(gòu)方案：對(duì)于建筑物的土質(zhì)和所在地

12、區(qū)的抗震等要求，選擇框架結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)，具體見結(jié)構(gòu)施工圖。二、平面組合：對(duì)于辦公樓來說，首先要保證其用途，并且符合經(jīng)濟(jì)合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，已經(jīng)在辦公樓適合的位置設(shè)置抗震縫。在消防方面，樓梯的布置和走廊的長(zhǎng)度、寬度均已符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。三、交通組織及防火疏散設(shè)計(jì)：在垂直的交通方面，在適合的位置都已設(shè)置了樓梯，并加設(shè)了消防通道。考慮到防火疏散的要求，辦公樓樓的走廊適當(dāng)?shù)姆艑?。四、采光通風(fēng)：根據(jù)該建筑物的性質(zhì)，將窗臺(tái)安排到離地面900mm的高度，以保證有足夠的采光和通風(fēng)。2.1.2柱網(wǎng)布置 圖2-1 柱網(wǎng)布置圖2.2剖面設(shè)計(jì)2.2.1房間各部分高度1、層高和凈高：底層層高4.

13、7m，凈高3.75m；標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m，凈高3.45m；頂層層高3.6m，凈高3.48m。2、室內(nèi)外高差：0.30m。 3、窗面及窗高: 窗面距樓面為0.9m，窗高為2.6m。2.2.2屋面做法1、保護(hù)層；40厚細(xì)石混凝土2、保溫隔熱層：40厚擠塑泡沫板3、防水層：4厚SBS改性瀝青防水卷材4、找平層：20厚1:3水泥沙漿5、基層處理：1:1:6水泥焦渣混凝土2%找坡，（最薄處30厚）6、120厚現(xiàn)澆鋼筋砼屋面板7、10厚板底抹灰8、V型輕鋼龍骨吊頂2.2.3樓面做法 1、面層：水磨石地面（10mm面層，20水泥砂漿打底）2、120厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板3、10厚板底抹灰4、V型輕鋼龍骨吊頂2.2

14、.4 地面做法 1、面層：10厚拋光磚，白素水泥擦縫2、素水泥結(jié)合層（摻建筑膠）3、10厚聚合物水泥砂漿保護(hù)層4、2厚JS-II聚合物防水涂料防水層5、20厚C20細(xì)石砼找平層6、100厚碎石墊層7、素土夯實(shí)2.2.5 墻體構(gòu)造一、外墻面1、涂料式面層2、5厚聚合物抗裂砂漿(壓入耐堿玻釬網(wǎng)格布)3、25厚無機(jī)保溫砂漿B型4、涂刷界面砂漿一道5、240厚墻體層（采用粉煤灰空心砌塊）二、內(nèi)墻面1、刷乳膠漆二道2、滿刮膩?zhàn)佣?、水泥漿一道（內(nèi)摻建筑膠）4、240厚墻體層（采用粉煤灰空心砌塊）2.3 立面設(shè)計(jì)2.3.1 外墻面做法1、相對(duì)標(biāo)高+1.050以上外墻面用12厚水泥砂漿打底，8厚混合砂漿找

15、平，外墻防水涂料二度，顏色為粉藍(lán)色，線腳顏色為褐色。2、相對(duì)標(biāo)高+1.050至室外地面間外墻用12厚水泥砂漿打底，外貼300300的仿大理石墻面磚。第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置3.1.1 結(jié)構(gòu)方案的確定考慮到現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，能夠獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應(yīng)不同房屋造型，故本設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.1.2 基礎(chǔ)類型的確定根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件、場(chǎng)地周圍的環(huán)境條件，選擇獨(dú)立基礎(chǔ)。3.1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和材料的選擇一、基礎(chǔ)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告的建議，地基持力層可設(shè)在粉質(zhì)黏土層上，該層距室內(nèi)地面1.4m13.

16、3m之間，現(xiàn)選用獨(dú)立基礎(chǔ)，故取基礎(chǔ)頂面距離室內(nèi)設(shè)計(jì)地面0.5m處。二、樓板厚度的確定本工程中因大多數(shù)的板的長(zhǎng)短邊之比小于或等于2.0，板上的荷載沿兩個(gè)方向傳遞到相應(yīng)的支撐梁上，板沿兩個(gè)反向受力，故采用雙向板肋梁樓蓋。民用建筑的雙向板的最小厚度為80mm，本工程取用120mm。三、梁截面的確定橫向框架梁A、截面高度 故取B、截面寬度考慮地震區(qū)，故取縱向框架梁A、截面高度框架梁的高度可按高跨比來確定，即梁高 故取B、截面寬度考慮地震區(qū)，故取次梁A、截面高度 故取B、截面寬度故取四、框架柱截面的確定按軸心受壓公式計(jì)算該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為四級(jí)，其軸壓比限值為0.9；各層的重力代表值近似取。中柱： 邊

17、柱： 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其他因素，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取。六、材料選擇1、混凝土強(qiáng)度等級(jí)：除基礎(chǔ)墊層混凝土選用C10，基礎(chǔ)選用C25外，基礎(chǔ)以上各層混凝土均選用C30。2、鋼筋級(jí)別：框架梁、柱等主要構(gòu)件的縱向受力鋼筋選擇HRB400級(jí)鋼筋；構(gòu)造鋼筋、箍筋及板內(nèi)鋼筋選用HRB335。3.1.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖選號(hào)軸線橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-1所示。 圖3-1 軸線橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖1) 梁的計(jì)算跨度 ：5700mm； ：2100mm； ：6600mm； 2) 柱的高度 底 層：； 二四層：；3.1.5 框架柱的線剛度計(jì)算由于樓面板與框架梁的混凝土一起澆搗，對(duì)于邊框框架梁取I=2I0。 AB、CD

18、跨： BC跨： A軸D軸底層柱：A軸D軸其余各層柱：令 = 1.0,則其余各桿件的相對(duì)線剛度為：= 5.68104/1.8104 = 3.156=4.91104/1.8104 =2.728=1.9104/1.8104 =1.056=1.4104/1.8104 = 0.778框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖3-1所示，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)依據(jù)。3.2 框架荷載計(jì)算3.2.1 恒荷載計(jì)算1、屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：40厚細(xì)石混凝土 220.04=0.8840厚擠塑泡沫板 40.04=0.16 4厚SBS改性瀝青防水卷材 0.420厚1：3水泥砂漿找平層 200.02=0.40水泥焦渣混凝土找坡

19、100.03=0.30120厚鋼筋混凝土屋面板 250.12=3.010厚板底抹灰 200.01=0.20V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 屋面恒荷載 5.59邊跨（AB、CD跨）框架梁自重 0.30.625=4.5梁側(cè)粉刷 0.02（0.6-0.12）172=0.236中跨（BC跨）框架梁自重 0.250.425=2.5梁側(cè)粉刷 0.02（0.4-0.12）172=0.190因此，作用在頂層框架梁上的線荷載為：g4AB1=g4CD1=4.826 (注：這里的下標(biāo)4表示第四層即頂層框架梁)g4BC1=2.690g4AB2=g4CD2=5.594=22.360g4BC2=5.592.1=11.7392

20、、樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石地面 0.65 120厚鋼筋混凝土屋面板 250.12=3.010厚板底抹灰 200.01=0.20V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 樓面恒荷載 4.1邊跨（AB、CD跨）框架梁自重及梁側(cè)粉刷 4.826 邊跨（AB、CD跨）填充墻自重 0.24(3.6-0.6)8=5.76墻面粉刷 0.02(3.6-0.6)172=2.04 中跨（BC跨）框架梁及兩側(cè)粉刷 2.69 因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為：gAB1=gCD1=4.826+5.76+2.04=12.626gBC1=2.69gAB2=gCD2=4.14 =16.4gBC2=4.12.1=8.61 3、 屋

21、面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：邊 柱: 連系梁自重 0.250.44.025=10.0 粉刷 0.02(0.4-0.10)24.017=0.816 0.6m高女兒墻自重 0.64.00.2419=10.944 粉刷 0.60.0224.017=1.632 連系梁傳來屋面自重 4.04.05.59=22.36 頂層層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： G4A=G4D=45.752中 柱: 連系梁自重 0.250.44.025=10.0 粉刷 0.02(0.4-0.10)24.017=0.816連系梁傳來屋面自重 (4.0+4.0-2.1)1.055.59=17.32 4.02.05.59=22.36 頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷

22、載： G4B=G4C=50.4964、 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：邊 柱: 連系梁自重 0.250.44.025=10.0 粉刷 0.02(0.4-0.10)24.017=0.816 鋼窗自重 1.352.30.45=1.397 窗下墻體自重 0.240.93.619=14.774 粉刷 20.020.93.617=2.203窗邊墻體自重 2.25(3.6-2.3)0.2419=13.338 粉刷 20.022.25(3.6-2.3)17=1.989框架柱自重及粉刷 0.40.43.625+0.0240.43.617=16.358連系梁傳來屋面自重 4.04.04.1=16.4 中間層邊節(jié)點(diǎn)

23、集中荷載： GA=GD=77.275 中 柱: 連系梁自重 0.250.44.025=10.0 粉刷 0.02(0.4-0.10)24.017=0.816 內(nèi)縱墻體自重 3.6(3.6-0.4)0.2419=52.531 粉刷 3.6(3.6-0.4)20.0217=7.834扣除門洞重加上門重 -2.11.0(0.2419-0.2)=-9.156 框架柱自重及粉刷 0.40.43.625+0.0240.43.617=16.358連系梁傳來屋面自重 (4.0+4.0-2.1)1.054.1=12.70 4.02.04.1=16.4 中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： GA=GD=107.483 5、恒荷載

24、作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 本框架在恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-1。 圖3-1 恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.2.2 樓面活荷載計(jì)算1、 框架梁上線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：作用在頂層框架梁上的線荷載為：P4AB=P4CD=2.04.0=8.0P4BC=2.02.5=5.0作用在中間層框架梁上的線荷載為：PAB=PCD=2.04.0=8.0 PBC=2.52.5=6.252、屋面框架梁節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載(板傳荷載)為：P4A=P4D=4.04.02.0=8.0頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載(板傳荷載)為：P4B=P4C=(4.0+4.0-2.1)1.052.0+4.04.02.0=14.1953、 樓面框架

25、節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：中層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載(板傳荷載)為：PA=PD=4.04.02.0=8.0中層中節(jié)點(diǎn)集中荷載(板傳荷載)為：PB=PC=(4.0+4.0-2.1)1.052.0+4.04.02.5=16.195 本框架在活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-2。 圖3-2 樓面活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.3 風(fēng)荷載計(jì)算3.3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見，通常將計(jì)算單元范圍內(nèi)外墻面的分布荷載，化為等量的作用于樓面集中荷載，計(jì)算公式如下：Wj=zzs0 (hu+hd)B/2式中 基本風(fēng)壓0 =0.5kN/m2； z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，地面粗糙度為B類，

26、由規(guī)范查得； s風(fēng)荷載體型系數(shù)，s=1.3； z風(fēng)振系數(shù)，本建筑結(jié)構(gòu)高度H30且高寬比H/B=16.1/16.44=0.9791.5，故可取z1.0； hu上層柱高，對(duì)頂層為女兒墻高度的2陪； hd下層柱高； B計(jì)算單元迎風(fēng)面的寬度，B=2.0m； 計(jì)算過程如表3-1所示。本框架在風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-3。 表3-1 各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算樓層Z(m)()hd(m)hu(m)Wj()41.01.315.51.14550.53.61.23.57431.01.311.91.05320.53.63.64.92921.01.38.31.00.53.63.64.68011.01.34.7

27、1.00.54.73.65.395 圖3-3 風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖（）3.3.2 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算位移計(jì)算時(shí)，各荷載均采用標(biāo)準(zhǔn)值。1) 側(cè)移剛度D見表3-2和表3-3。2) 風(fēng)荷載作用下框架的層間側(cè)移計(jì)算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算： uj=Vj/Dij式中 Vj第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值； Dij第j層所有柱的抗側(cè)移剛度之和； uj第j層的層間側(cè)移。j層側(cè)移 頂層側(cè)移 框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計(jì)算見表4-4。3）側(cè)移驗(yàn)算對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，樓層層間最大位移與層高之比的限值為1/550。從表4-4中可見，本框架的層間最大位移與層高之比在低層，其值為1/5890，滿足：1/58901/5

28、50要求，框架抗側(cè)剛度足夠。 表4-2 橫向24層D值的計(jì)算構(gòu)件名稱K=ib/2icc=K/(2+K) D=c12 ic/h2A軸柱23.156/(21)=3.1560.6120.56676icB軸柱2(3.156+1.056)/(21)=4.2120.6780.62782icC軸柱2(2.728+1.056)/(21)=3.7840.6540.60576icD軸柱22.728/(21)=2.7280.5770.53425icD=(0.56676+0.62782+0.60576+0.53425)ic=42.0228 表4-3 橫向底層D值的計(jì)算構(gòu)件名稱 K=ib/icc=（0.5+K）/(2+

29、K) D=c12 ic/h2A軸柱3.156/0.778=4.060.7520.31796icB軸柱(3.156+1.056)/0.778 =5.410.7980.33712icC軸柱(2.728+1.056)/0.778 =4.860.7810.33027icD軸柱2.728/0.778=3.510.7280.30751icD=(0.31796+0.33712+0.33027+0.30751)ic=23.2704 表4-4 風(fēng)、荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比計(jì)算樓層Wj()Vj()Duj(mm)uj/h43.5743.57442.02280.0851/4232834.9298.5034

30、2.02280.2021/1782224.68013.18342.02280.3141/1146515.39518.57823.27040.7981/5890u=uj=1.39mm3.4 內(nèi)力計(jì)算3.4.1 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算1、 等效均布荷載梯形或三角形荷載等效成矩形均布荷載。由固端彎矩相等原則可知：梯形： 三角形： 其中，為矩形均布荷載峰值 ；為荷載峰值；(如圖4-1)。所以，屋面恒載均布荷載可等效為：gWAB= g4AB1+ g4AB21-2(2/5.7)2+(2/5.7)3 =4.826+17.82=22.65kN/mgWCD= g4CD1+ g4CD21-2(2/6.6)2+(2

31、/6.6)3 =4.826+18.876=23.70kN/mgWBC= g4BC1+ g4BC25/8 =2.690+11.7395/8 =10.03kN/m樓面均布荷載可等效為：gWAB= gAB1+ gAB21-2(2/5.7)2+(2/5.7)3 =12.626+13.70=25.70kN/mgWCD= gCD1+ gCD21-2(2/6.6)2+(2/6.6)3 =12.626+13.844=26.47kN/mgBC= gBC1+ gBC25/8 =2.69+8.615/8=8.07kN/m 圖4-1 梯形和三角形等效荷載分布取計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-2 圖4-2 恒載結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 (均布荷載

32、單位kN/m,集中力單位kN)二、結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算彎矩思路：書中求彎矩圖時(shí)，將各層分層法求得的彎矩圖疊加，得到整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒荷載作用下的彎矩圖。很顯然，疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，這是由分層法計(jì)算誤差所造成的。為了提高精度，現(xiàn)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器法，求得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的彎矩圖如圖4-3所示。并進(jìn)而可求得框架各梁柱的剪力和軸力。 圖4-3 軸線橫向框架在恒荷載作用下的彎矩圖 （單位：） 圖4-4 軸線橫向框架在恒荷載作用下的剪力圖（單位：kN） 圖4-5 軸線橫向框架在恒荷載作用下的軸力圖（單位：kN）3.4.2 活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算1、 等效均布荷載屋面活載均布荷載可等效為：P

33、WAB= P4AB(1-22+3)=8.01-2(2/5.7)2+(2/5.7)3 =6.38kN/mPWCD= P4CD(1-22+3)=8.01-2(2/6.6)2+(2/6.6)3 =6.75kN/mPWBC= P4BC5/8 =5.05/8 =3.12kN/m樓面活荷載可等效為：PAB= PAB(1-22+3) =8.01-2(2/5.7)2+(2/5.7)3 =6.38kN/mPCD= PCD(1-22+3) =8.01-2(2/6.6)2+(2/6.6)3 =6.75kN/mPBC= PBC5/8 =6.255/8 =3.91kN/m取計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-6圖4-6 活載結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖

34、(均布荷載單位kN/m,集中力單位kN)二、結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算彎矩活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算也采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器法，考慮活荷載分布的最不利組合，各層樓面活荷載布置可能有好幾種組合形式。這里指計(jì)算滿跨均布荷載下的彎矩圖、剪力圖和軸力圖。 圖4-7 軸線橫向框架在活荷載作用下的彎矩圖 （單位：） 圖4-8 軸線橫向框架在活荷載作用下的剪力圖（單位：kN） 圖4-9 軸線橫向框架在活荷載作用下的軸力圖（單位：kN）3.4.3 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算一、框架在風(fēng)荷載（從左向右吹）下的內(nèi)力用D值法（改進(jìn)的反彎點(diǎn)法）進(jìn)行計(jì)算。風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-3。1) 求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值 計(jì)算數(shù)據(jù)見表4-1。

35、 表4-1 各柱反彎點(diǎn)處的剪力值樓層KCD=12c (ic/h2)D(ic/h2)總剪力VjVij=DVj/D(kN)一般層K=ib/2ic底層 K=ib/icc=K/(2+K)c =（0.5+K）/(2+K)4A軸邊柱3.1560.61210.20242.0233.5740.87B軸中柱4.2120.67811.3010.96C軸中柱3.7840.65410.9040.93D軸邊柱2.7580.5779.6160.823A軸邊柱3.1560.61210.20242.0238.5032.06 B軸中柱4.2120.67811.3012.29 C軸中柱3.7840.65410.9042.21 D

36、軸邊柱2.7580.5779.6161.95 2A軸邊柱3.1560.61210.20242.02313.1833.20 B軸中柱4.2120.67811.3013.55 C軸中柱3.7840.65410.9043.42 D軸邊柱2.7580.5779.6163.02 1A軸邊柱4.060.7525.72323.27118.5784.57 B軸中柱5.410.7986.0684.84 C軸中柱4.860.7815.9454.75 D軸邊柱3.510.7285.5354.42 2) 求各柱反彎點(diǎn)高度yh根據(jù)總層數(shù)m，該柱所在層n，梁柱線剛度比K，查表得標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)系數(shù)y0：根據(jù)上下橫梁線剛度比值1

37、查表得修正值y1；根據(jù)上下層高度變化2、3查得修正值y2、y3；各層反彎點(diǎn)高度yh=(y0+y1+y2+y3)h。反彎點(diǎn)高度比的計(jì)算列于表4-2。 表4-2 反彎點(diǎn)高度比y計(jì)算樓層A軸邊柱B軸中柱C軸中柱D軸邊柱4K=3.156 y0=0.451=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.45K=4.212 y0=0.45 1=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.45K=3.784 y0=0.45 1=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.45K=2.758 y0=0.4391=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.4393K=3.156

38、y0=0.5 1=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.5K=4.212 y0=0.5 1=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.5K=3.784 y0=0.5 1=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.5K=2.758 y0=0.4891=1 y1=02=1 y2=03=1 y3=0y=0.4892K=3.156 y0=0.5 1=1 y1=02=1 y2=03=1.30 y3=0y=0.5K=4.212 y0=0.5 1=1 y1=02=1 y2=03=1.30 y3=0y=0.5K=3.784 y0=0.45 1=1 y1=02=1 y2=03=

39、1.30 y3=0y=0.5K=2.758 y0=0.5 1=1 y1=02=1 y2=03=1.30 y3=0y=0.51K=4.06 y0=0.55 1=1 y1=02=0.76 y2=03=1 y3=0y=0.55K=5.41 y0=0.55 1=1 y1=02=0.76 y2=03=1 y3=0y=0.55K=4.86 y0=0.55 1=1 y1=02=0.76 y2=03=1 y3=0y=0.55K=3.51 y0=0.55 1=1 y1=02=0.76 y2=03=1 y3=0y=0.552、 柱端彎矩計(jì)算風(fēng)荷載作用下的柱端彎矩按以下公式計(jì)算，即 MC上=Vij(1-y)h MC

40、下=Vijyh式中 Vij第j層第i柱的層間剪力,其值見表4-1; y反彎點(diǎn)高度比.風(fēng)荷載作用下柱端彎矩計(jì)算列于表4-3。 表4-3 風(fēng)荷載作用下柱端彎矩計(jì)算柱樓層Vij/kNyyh(m)(1-y)h(m)MC上 ()MC下 ()A軸邊柱40.870.451.62 1.98 1.72 1.41 32.060.51.80 1.80 3.71 3.71 23.20.51.80 1.80 5.76 5.76 14.570.552.59 2.11 9.64 11.81 B軸中柱40.960.451.62 1.98 1.90 1.56 32.290.51.80 1.80 4.12 4.12 23.550.51.80 1.80 6.39 6.39 14.840.552.59 2.11 10.21 12.51 C軸中柱40.930.451.62 1.98 1.84 1.51 32.210.51.80 1.80 3.98 3.98 23.420.51.80 1.80 6.16 6.16 14.750.552.59 2.11 10.02 12.28 D軸邊柱