綜合生產(chǎn)辦公樓設(shè)計

1、摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計是一幢綜合生產(chǎn)辦公樓，我們主要進行的是結(jié)構(gòu)設(shè)計 部分。它包括基礎(chǔ)、柱、梁、板、樓梯、大樣細部圖等等。該辦公樓屬 于高層建筑，由于高層建筑隨著層數(shù)和高度的增加水平作用對其安全的 控制作用更加顯著，所以在設(shè)計中抵抗水平力成為確定和設(shè)計結(jié)構(gòu)體系 的關(guān)鍵問題。包括地震作用和風荷載，高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、 抗震性能等等。 不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。框架結(jié)構(gòu)是由 梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié) 構(gòu)體系，其優(yōu)點是建筑平面布置靈活，框架結(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計，使 之具有良好的抗震性能；框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標準化、定型化； 可以采

2、用預制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，本建筑采用 全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計的階段大體可以分為三個階段： 一.在建筑物初步設(shè)計的基礎(chǔ)上確定結(jié)構(gòu)方案，選擇合理的結(jié) 構(gòu)體系，進行結(jié)構(gòu)布置； 二.初步估算，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，進行結(jié)構(gòu)計算。 三.施工圖設(shè)計階段：根據(jù)上述計算結(jié)果，來最終確定構(gòu)件布置和 構(gòu)件配筋以及根據(jù)規(guī)范的要求來確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造措施。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)設(shè)計、荷載計算、抗側(cè)剛度、抗震性能、構(gòu)造措施 ABSTRACT The graduation project is a comprehensive production office, we carried out major

3、 structural design. It includes the foundation, columns, beams and panels, stairs, the kind detailed map, and so on.The office building belonged to high-rise building, as high-rise building with the floors and a high degree of increase in the level of its security role in the control of a more signi

4、ficant role, so the resistance level in the design of a system to identify and design the structure of the key issues. Including earthquake and wind loads, the carrying capacity of high-rise building, the lateral rigidity, seismic performance, and so on. A different structure, applicable to differen

5、t floors, and hight and function. Frame by the beams, columns components through a connecting node, both bear the vertical loads, but also to bear the load level structure, the advantage of building layout flexibility, reasonable framework through the design, so that it has a good seismic performanc

6、e ; Frame component type less easily standardized, and stereotypes; can use prefabricated units, but also easy to use stereotypes template caused in-situ structure, this building is all cast-in-place structure. The structural design stage can be roughly divided into three stages: 1. In the prelimina

7、ry design of buildings determined on the basis of the programme, select a reasonable structure, the structural layout; 2. Preliminary, and determine structural members size, the structural calculations. 3. Map of the design stage: Based on the above results, to determine the final component layout a

8、nd components as well as reinforcement in accordance with the requirements of standardized components to determine the structure of the structural measures. Key words: Structural design, Load and calculate, Lateral rigidity, Seismic performance, Structural measures 目目 錄錄 1 緒論 .1 1.1 建筑概況.1 1.2 工程概況.

9、1 1.3 設(shè)計資料.1 1.4 建筑要求.2 1.5 采光、通風、防火設(shè)計.2 1.6 建筑細部設(shè)計.2 2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 .3 2.1 梁、柱截面、板厚的確定.3 2.2 荷載計算.5 2.2.1 屋面均布恒載（標準值） .5 2.2.2 樓面均布恒載：（標準值） .5 2.2.3 屋面均布活載標準值 .5 2.2.4 樓面均布活載標準值 .5 2.2.5 梁、柱自重 .6 2.2.6 墻體自重 .7 2.2.7 門窗重量 .9 2.2.8 荷載匯總 .9 2.3 水平地震力作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移驗算.11 2.3.1 橫梁線剛度.11 2.3.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度 D 值.12 2

10、.3.3 橫向框架自振周期.13 2.3.4 橫向框架地震作用計算.14 2.3.5 水平地震作用下的位移驗算.16 3 內(nèi)力組合 .17 3.1 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析.17 3.2 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算.21 3.2.1 計算單元.21 3.2.2 荷載計算.21 3.2.3 內(nèi)力計算.27 3.2.4 橫向框架內(nèi)力組合.35 4 截面設(shè)計 .48 4.1 框架梁.48 4.2 框架柱.53 4.2.1 剪跨比和軸壓比驗算.53 4.2.2 柱正截面承載力計算.53 4.2.3 柱斜截面受剪承載力計算.58 4.2.4 框架梁柱節(jié)點核心區(qū)截面的抗震驗算.59 4.3

11、板的設(shè)計.59 4.3.1 屋面板荷載計算.60 4.3.2 屋面板跨度計算.60 4.3.3 屋面板彎矩計算.60 4.3.4 樓面板荷載計算.64 4.3.5 樓面板跨度計算.64 4.3.6 樓面板配筋計算.64 4.4 樓梯設(shè)計.68 4.4.1 標準層樓梯板的計算.68 4.4.2 標準層平臺板計算.69 4.4.3 標準層平臺梁計算.70 4.4.4 一層梯段板的計算.71 4.4.5 一層平臺板計算.72 4.4.6 平臺梁計算.72 4.5 基礎(chǔ)計算.73 4.5.1 基礎(chǔ)截面的確定.73 4.5.2 基礎(chǔ)梁內(nèi)力計算.74 5 結(jié) 論 .78 6 致 謝 .79 7 參考文獻

12、.80 前 言 畢業(yè)設(shè)計是大學本科教育最后一個環(huán)節(jié)也是最重要的階段，是對大 學期間所學專業(yè)知識的總結(jié)，是畢業(yè)前的綜合學習階段,同時也是對我們 所學知識的深化和拓寬。通過這次設(shè)計使我體會到了理論和實際結(jié)合的 重要性，同時提高了我們分析、解決工程實際問題的能力。培養(yǎng)了我們 嚴謹、求實、細致、認真和吃苦耐勞的工作作風。為以后的學習和工作 奠定了堅實的基礎(chǔ)。 通過這次設(shè)計讓我們把所學到的知識系統(tǒng)的串聯(lián)起來，使我們對 房屋建筑學 、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 、 結(jié)構(gòu)力學 、 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計 、 建筑高層 、 工程估價 、 施工組織設(shè)計等課本知識有了更深一步 的理解，同時在設(shè)計過程中查閱了抗震規(guī)范 、 混凝土規(guī)

13、范 、 荷載 規(guī)范 、 施工組織設(shè)計等相關(guān)規(guī)范。在畢業(yè)設(shè)計中我們主要是通過所 學的知識進行結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大部分，我們進行的主要是結(jié)構(gòu) 設(shè)計。敘述內(nèi)容包括設(shè)計方法、規(guī)范、規(guī)章、設(shè)計技術(shù)要求和計算表格。 其中，建筑設(shè)計部分由平面設(shè)計、立面設(shè)計、剖面、功能分區(qū)、采光防 火安全的要求和特殊構(gòu)造組成；結(jié)構(gòu)部分由荷載計算、內(nèi)力分析、內(nèi)力 組合和截面設(shè)計四部分組成。畢業(yè)設(shè)計的三個多月里，在指導老師的幫 助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對 新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合 分析、解決問題的能力。在繪圖時熟練掌握了天正建筑

14、、AutoCAD、等 建筑軟件，這些都從不同方面達到了畢業(yè)設(shè)計的目的與要求，鞏固了所 學知識。 由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指 正。 梁 麗 2008 年 6 月 1 緒論 1.1 建筑概況建筑概況 1). 設(shè)計題目：林州市郵政局綜合生產(chǎn)辦公樓 2). 建筑面積：6824 3). 建筑高度：30.55（室外地坪算起） 4). 建筑層數(shù)：八層 5). 結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu) 1.2 工程概況工程概況 該工程為八層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約 6824m2，建 筑物平面為一字形。走廊寬度 2.5m,標準層高 3.9m，室內(nèi)外高差 0.45m，其它軸網(wǎng)尺寸等詳見平面簡圖

15、。 1.3 設(shè)計資料設(shè)計資料 1).氣象條件 基本雪壓 0.4KN/ 2).抗震烈度：7 度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值 0.15g 3).工程地質(zhì)條件 建筑場地類別：類場地土； 4).屋面做法： 30 后細石混凝土保護層 三氈四油防水層 20 厚水泥砂漿找平層 150 厚水泥蛭石保溫層 100 厚鋼筋混凝土板 5).樓面做法： 瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 100 厚鋼筋混凝土板 V 型輕鋼龍骨吊頂 6).材料 梁、柱、板統(tǒng)一采用混凝土強度等級為 C30，縱筋采用 HRB400， 箍筋采用 HPB235，板筋采用 HPB235 級鋼筋 1.4 建筑要求建筑要求 建筑工程等級為

16、二級，建筑類別為二類，耐火等級為二級，抗震等 級為二級，設(shè)計使用年限 50 年 1.5 采光、通風、防火設(shè)計采光、通風、防火設(shè)計 1).采光、通風設(shè)計 在設(shè)計中選擇合適的門窗位置，從而形成“穿堂風”，取得良好的效 果 以便于通風。 2).防火設(shè)計 本工程耐火等級為二級，建筑的內(nèi)部裝修、陳設(shè)均應(yīng)做到難燃化， 以減少火災(zāi)的發(fā)生及降低蔓延速度，公共安全出口設(shè)有兩個，可以方便 人員疏散。因該為辦公樓的總高度超過 21m 屬多層建筑，因而根據(jù)高 層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范 （2001 版 GB50045-95）規(guī)定，樓梯間應(yīng)采用 封閉式，防止煙火侵襲。在疏散門處應(yīng)設(shè)有明顯的標志。各層均應(yīng)設(shè)有 手動、自動報警

17、器及高壓滅火水槍。 1.6 建筑細部設(shè)計建筑細部設(shè)計 1).建筑熱工設(shè)計應(yīng)做到因地制宜，保證室內(nèi)基本的熱環(huán)境要求，發(fā)揮 投資的經(jīng)濟效益。 2).建筑體型設(shè)計應(yīng)有利于減少空調(diào)與采暖的冷熱負荷，做好建筑圍護 結(jié)構(gòu)的保溫和隔熱，以利節(jié)能。 3).采暖地區(qū)的保溫隔熱標準應(yīng)符合現(xiàn)行的民用建筑節(jié)能設(shè)計標準 的規(guī)定。 4).室內(nèi)應(yīng)盡量利用天然采光。 5).客房之間的送風和排風管道采取消聲處理措施。 6).為滿足防火和安全疏散要求，設(shè)有兩部樓梯。 2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 2.1 梁、柱截面、板厚的確定梁、柱截面、板厚的確定 柱截面尺寸可根據(jù)公式估算，該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為 E c Nc Fg n A f 二級，

18、其軸壓比限限值0.8，各層的重力荷載代表值近似取 13 N 由圖紙可知邊柱和中柱的負載面積分別為：7.33.3 和 2 /KN m 2 m 7.3 4.55則第一層柱截面面積為： 2 m 邊柱 1.3 7.2 3.3 13 1000 8 0.8 14.3 cA = 2 mm 中柱 1.25 7.2 4.55 13 1000 8 0.8 14.3 cA = 2 mm 取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為：530mm 和 610mm。 則取本設(shè)計柱截面尺寸為：一層：700mm700mm 根據(jù)上述計算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下： 1 層：700mm700mm 24 層：

19、600mm600mm 58 層：500mm500mm 其中梁的編號見圖 1-1。 梁的計算跨度見圖 1-2。 圖1-1 梁截面編號(括號內(nèi)為底層梁截面的編號） 圖 2-1 梁的計算簡圖 圖1-2 梁的計算跨度 （為一層 （為二、三四層 （為五、六、七、八層 圖 2-2 梁的計算跨度 （a）為一層（b）為二、三、四層（c）為五、六、七、八層 主梁截面高度（）= （）6200=517775 h 8 1 12 1 L 8 1 12 1 mmmm 取=700hmm 主梁截面寬度=（）=（）700=233350 b 8 1 12 1 h 8 1 12 1 mmmm 取=300bmm 次梁截面高度（）=（

20、）6200= h 12 1 18 1 L 12 1 18 1 mm mm 取=500hmm 次梁截面寬度=（）=（）500= b 2 1 3 1 h 2 1 3 1 mm mm 取=250 bmm 梁截面尺寸為： : 1 Lb hmmmm : 2 Lb hmmmm : 3 Lb hmmmm : 4 Lb hmmmm : 5 Lb hmmmm : 6 Lb hmmmm : 7 Lb hmmmm 柱高度：底層柱高度4.65+1.0=5.65h m 其它層柱高3.6h m 2.2 荷載計算荷載計算 2.2.1 屋面均布恒載（標準值）屋面均布恒載（標準值） 30 厚細石混凝土保護層 22 0.03=0

21、.66 2 /KN m 三氈四油防水層 0.4 2 /KN m 20 厚水泥砂漿找平層 20 0.02=0.4 2 /KN m 150 厚水泥蛭石保溫層 5 0.15=0.75 2 /KN m 100 厚鋼筋混凝土板 25 0.1=2.5 2 /KN m V 型輕鋼龍骨吊頂 0.25 2 /KN m 合計 4.96 2 /KN m 屋面恒載標準值為： （153.6+20.35）（6+6.6+2.5+20.35）5.5 =4753.43KN 2.2.2 樓面均布恒載：（標準值）樓面均布恒載：（標準值） 瓷磚地面：（包括水泥粗砂打底） 0.55 2 /KN m 100 厚鋼筋混凝土板 250.1=

22、2.40 2 /KN m V 型輕鋼龍骨吊頂 0.25 2 /KN m 合計 3.30 2 /KN m 樓面恒載標準值為： （153.6+20.35）（6+6.6+2.5+20.35） 3.3 =2852.06KN 2.2.3 屋面均布活載標準值屋面均布活載標準值 查表取：2.0 2 /KN m 屋面雪荷載標準值：=1.00.4=0.4 0kr SS 2 /KN m 當計算重力荷載代表值時，僅考慮屋面雪荷載 則雪荷載標準值為：0.4（153.6+20.35） （6+6.6+2.5+20.35） =345.7KN 2.2.4 樓面均布活載標準值樓面均布活載標準值 辦公樓的一般房間為 2.0 2

23、/KN m 辦公樓門廳、走廊為 2.5 2 /KN m 樓面活荷載標準值為： 二八層：（153.6+20.35）（6+6.6+20.35） 2.0+（153.6+20.35）2.52.5=1796.9 KN 一層：（153.6+20.35）（8.5+0.35） 2.5+（153.6+20.35）（6.6+0.35）2=1790.57 KN 2.2.5 梁、柱自重梁、柱自重 梁柱可根據(jù)截面尺寸，材料容重及粉刷等計算出單位長度上的重 力荷載如：0.30.7 長度：5.3。 1AB Lb hmmm 表 2-1 梁、柱重力荷載標準值 層 次 構(gòu)件 b ()m h ()m (g )/KN m i l (

24、）m n i G ()KN i G ()KN 1AB L0.30.7251.055.5135.45260.092 1CD L0.30.7251.055.5136.05266.707 2 L0.30.7251.055.5131.9220.949 3AB L0.30.7251.055.5135.457210.321 3CD L0.30.7251.055.5136.056200.122 4 L0.30.7251.055.5131.9773.323 5AB L0.250.5251.053.2815.457125.170 5CD L0.250.5251.053.2816.056119.100 6 L0.

25、30.7251.055.5133.0466.156 6 L0.30.7251.055.5136.6281018.80 2 4 2 Z0.60.6251.19.93.6361283.04 3243.782 1AB L0.30.7251.055.5135.6261.764 1CD L0.30.7251.055.5136.2268.361 2 L0.30.7251.055.5132.0222.052 5 8 3AB L0.30.7251.055.5135.67216.110 2894.803 3CD L0.30.7251.055.5136.26205.084 4 L0.30.7251.055.513

26、2.0777.182 5AB L0.250.5251.053.2815.67128.615 5CD L0.250.5251.053.2816.26122.053 6 L0.30.7251.055.5133.1468.361 6 L0.30.7251.055.5136.7281034.24 3 Z0.50.5251.16.8753.636891 注：1）：表中為考慮梁柱的粉刷層重力荷載而對重力荷載的增大系數(shù)； 為單位長度構(gòu)件重力荷載；g 為構(gòu)件數(shù)量。n 續(xù)表 2-1 梁、柱重力荷載標準值 層 次 構(gòu)件 b ()m h ()m (g )/KN m i l (）m n i G ()KN i G ()

27、KN 1AB L0.30.7251.055.5135.3258.438 1CD L0.30.7251.055.5135.9265.053 2 L0.30.7251.055.5131.8219.847 3AB L0.30.7251.055.5135.37204.532 3CD L0.30.7251.055.5135.96195.160 4 L0.30.7251.055.5131.8769.4640 5AB L0.250.5251.053.2815.37121.725 5CD L0.250.5251.053.2815.96116.147 7 L0.30.7251.055.5132.9463.951

28、 7 L0.30.7251.055.5136.5281003.37 1 1 Z0.70.7251.113.4755.65362740.82 4658.498 2.2.6 墻體自重墻體自重 墻體為 240厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚（0.5） ，內(nèi)墻面mm 2 /KN m 為 20 厚抹灰。 則：外墻單位墻面重力荷載為：0.5+0.2415+170.02=4.44 2 /KN m 內(nèi)墻單位墻面重力荷載為： 0.2415+170.022=4.28 2 /KN m 墻體自重計算： 底層縱墻： 軸：（54.570.70.7）（4.650.7） D 1.81.891.52.5332.51.02.3=142

29、.945 2 m 軸：（3.630.70.354.73.620.70.350.12） C (4.650.7)12.51.52.5=74.646 2 m (1.83.65)4.551.02.550.92.5=75.34 2 m 則縱墻總重為：142.9454.44（74.64675.34） 4.284.28（3.60.24）4.6512.30.92.5 4.28（7.20.24）4.6512.52 =1441.131 KN 底層橫墻： 軸：（15.650.7）（4.650.7）=59.053 2 m 軸：（6.60.112）(4.650.5)=28.303 2 m 軸：（6.60.7）（4.65

30、0.7）=23.305 2 m 軸：（30.112）（4.650.1）=14.651 2 m 則底層橫墻總重為：（59.05324.44） （28.303323.305314.6515） 4.28（1.44.554.28）=1527.832KN 二四層縱墻： 軸：（54.50.570.6）（3.60.7）1.81.815=95.82 A 2 m 軸：（54.50.570.6）（3.60.7）1.80.971.22.5 B 8=109.08 2 m 軸：144.422.52.51.52.512.521.22.541.8 C 0.9322.50.722=104.76 2 m -1 軸：（7.20.

31、112）（3.60.1）0.92.522.13.6 C =29.03 2 m 軸：144.421.81.814=99.06 D 2 m 二四層縱墻總重：（95.8299.06） 4.44（109.08104.7629.03） 4.28=1904.751 2 m 二四層橫墻： 軸：（15.650.520.6）（3.60.7）1.81.83.24 =37.215 2 m 軸：（4.50.110.12）（3.60.1）（2.10.110.12） （3.60.1）=23.03 2 m 軸：（6.60.250.360.250.3）（3.60.7）=33.35 2 m 軸：（6.60.250.3）（3.6

32、0.7） 13 1.22.5（60.250.3）（3.60.7）=30.35 2 m 軸：（6.60.110.12）（3.60.5）=20.429 16 2 m 二四層橫墻總重：（40.45540.455） 4.44（23.0333.35317.54520.4293 15.805）4.283.2424.44 =1262.298KN 五八層縱墻： 軸：（54.50.370.5）（3.60.7）1.81.81548.6 A =98.43 2 m 軸：（54.50.370.5）（3.60.7）1.80.971.22.5 B 8=111.69 2 m 軸：147.032.52.51.52.512.52

33、1.22.541.8 C 0.9322.50.722=107.37 2 m -1 軸：（7.20.112）（3.60.1）0.92.522.13.5 C =28.015 2 m 軸：147.031.81.814=101.67 D 2 m 五八層縱墻總重：（98.43101.67） 4.44（111.69107.3728.015） 4.28=1945.925KN 五八層橫墻： 軸：（15.650.320.5）（3.60.7）1.81.8=38.375 2 m 軸：（4.50.110.12）（3.60.1）（2.10.110.12） （3.6 0.1）=23.03 2 m 軸：（6.60.250.

34、1560.250.15）（3.60.7）=34.22 軸：（6.60.150.25）（3.60.7） 13 1.22.5（60.250.15）（3.60.7）=31.22 2 m 軸：（6.60.110.12）（3.60.5）=20.429 16 2 m 五八層橫墻總重：（38.37538.375） 4.44（23.0334.22317.9820.4293 16.24）4.28=1287.439KN 墻體自重見表 2-2 表 2-2 墻體自重 墻體重量（）KN 底層縱墻1441.131 底層橫墻1527.832 二四層縱墻1904.751 二四層橫墻1262.298 五八層縱墻1945.925

35、 五八層橫墻1287.493 2.2.7 門窗重量門窗重量 門窗單位面積重力和載取值：木門為 0.2，鋼鐵門取 0.45 2 /KN m ，鋁合金窗取 0.4。 2 /KN m 2 /KN m 門窗重量見表 2-3。 2.2.8 荷載匯總荷載匯總 頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載、50%屋面雪荷載、縱橫梁自重、 半層柱自重、半層墻自重。 即： 4753.430.5345.72003.8030.58910.5（3233.41861.8 3）=9023.207KN 其它層重力荷載代表值包括：樓面恒載、50%樓面均布活載、縱橫 梁自重、樓面上下各半層柱及縱橫墻體自重 第七層為： 2852.060.5

36、1796.92003.803891（1945.92512 87.49361.83）=9940.561KN 同理可得其他各層樓面的重力荷載代表值如下： 第六層：9940.561KN 第五層：9940.561KN 第四層：10060.34KN 第三層：10223.171KN 第二層：10223.171KN 第一層：10825.11KN 則建筑物總重力荷載代表值為： 8 1 i i G =10825.1110223.17110223.17110060.34 8 1 i i G 9940.56139023.207=80176.682KN 質(zhì)點重力荷載代表值見圖 2-4 表 2-3 門窗重量 層次門（窗

37、） 洞口尺寸 寬()高()mm 個數(shù) 單位面積 重力荷載 總重量 （）KN 底層M-11.52.540.456.75 KM-112.320.452.07 M-212.580.24.0 M-30.92.510.20.45 FM-30.9210.450.81 M-432.510.453.375 FM-40.7230.451.89 M-532.320.456.21 FM-51.22.510.451.35 C-21.81.890.411.664 C-31.21.810.40.864 C-66.73.650.448.24 C-73.13.610.44.464 M-21.02.520.21 M-30.92

38、.520.20.9 FM-30.9210.450.81 FM-40.7230.451.89 FM-51.22.510.451.35 M-61.22.5120.27.2 FM-61.52.510.451.688 M-70.82.110.20.366 C-11.80.9100.46.48 標準層 C-21.81.8310.440.176 頂層同標準層 G1=11531.05kN G2=11048.59kN G3=11048.59kN G4=11048.59kN G5=11048.59kN G6=11048.59kN G7=11048.59kN G8=8904.23kN 圖 2-3 質(zhì)點重力荷載代表

39、值 2.3 水平地震力作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移驗算 2 2.3.1 橫梁線剛度橫梁線剛度 混凝土采用 C30，Ec =3107 2 /KN m 在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛 度，減少框架側(cè)移?？紤]到這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時， 對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取 I=1.5I0 (I0為梁的截面慣性矩)；對中框架梁取 I=2.0I0 橫梁線剛度計算結(jié)果見表 2-4： 表 2-4 橫梁線剛度 邊框架梁中框架梁梁號 （L） 截面 bh () 2 m 跨度 L()m 慣性矩 I0=bh3/12 (10-3)m Ib (10-3 4) m Kb () 4 10.KN m Ib

40、(10-3)m Kb (104KN m) L1AB0.30.76.18.57512.866.3 L1CD0.30.76.78.57512.865.8 L20.30.72.58.57512.8615.4 L3AB0.30.76.18.57517.158.4 L3CD0.30.76.78.57517.157.7 L40.30.72.58.575317.1520.6 2.3.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度橫向框架柱的側(cè)移剛度 D D 值值 （1）柱的線剛度見表 2-5： 表 2-5 柱線剛度 柱號 Z截面(m2)柱高度 h(m) 慣性矩 Ic Ic=bh3/12(m4) 線剛度 Kc=EIc/h (KN

41、m) Z10.70.75.6520.010-310.62104 Z20.60.63.610.810-39.0104 Z30.50.53.65.2110-34.34104 （2）橫向框架柱側(cè)移剛度 D 計算見表 2-6： 表 2-6 橫向框架柱側(cè)移剛度 項目 柱 層 類型 數(shù) )( 2 一般層 c b k k k )(底層 c b k k k )( 2 一般層 k k )( 2 5 . 0 底層 k k )/( 12 2 mkN h kD c 根 數(shù) 邊框架邊 柱 0.5930.422168472 邊框架邊 柱 0.5460.411164082 邊框架中 柱 2.0430.629251112 邊

42、框架中 柱 1.9960.625249512 中框架邊 柱 0.7910.463184847 中框架邊 柱 0.7250.450179657 中框架中 柱 2.7310.683272677 中框架中 柱 2.6650.678270677 底 層 D 邊框架邊 柱 0.70.259215832 二 四 層 邊框架邊 柱 0.6440.244203332 續(xù)表 2-6 橫向框架柱側(cè)移剛度 項目 柱 層 類型 數(shù) )( 2 一般層 c b k k k )(底層 c b k k k )( 2 一般層 k k )( 2 5 . 0 底層 k k )/( 12 2 mkN h kD c 根 數(shù) 邊框架中柱

43、2.4110.547455832 邊框架中柱2.3560.540450002 中框架邊柱0.9330.318265007 中框架邊柱0.8560.300250007 中框架中柱3.2220.617514177 中框架中柱3.1440.611509177 D 邊框架邊柱1.4520.421169182 邊框架邊柱1.3360.400160742 邊框架中柱50.714286922 邊框架中柱4.8850.710285312 中框架邊柱1.9350.492197717 中框架邊柱1.7740.47188877 中框架中柱6.6820.77309437 中框架中柱2.6650.678270677 五

44、 八 層 D 2.3.3 橫向框架自振周期橫向框架自振周期 按頂點位移法計算框架的自振周期。 頂點位移法時求結(jié)構(gòu)基頻得一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況 簡化成無限質(zhì)點的懸臂直桿。導出以直桿頂點位移表示的基頻公式，這 樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點水平位移，就可按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期 。 TT 01 7 . 1 式中：基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影 0 響，取 0.7 框架的定點位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架T 的地震力及位移。是將框架的重力荷載視為水平作用T 力，求得假想框架的定點位移，然后由求出，再用T 1 T 求得框架結(jié)構(gòu)的底部剪力，進而求出框架各層剪力和 1 T

45、 結(jié)構(gòu)真正的位移。 橫向框架頂點位移計算見表 2-7： 表 2-7 橫向框架頂點位移 層 次 )(kNGi )(kNGi)/(mkNDi 層間相對位移 i i i D G S i 89023.2079023.2070.01020.3406 79940.56118963.3780.02150.3304 69940.56128904.3290.03270.3089 59940.56138844.890.04400.2762 410060.3448905.230.03640.2322 310223.17159128.4010.04410.1958 210223.17169351.5720.05170

46、.1517 110825.1180176.6820.099960.1000 按式計算基本周期：TT 01 7 . 1 1 1.7 0.70.3040.694Ts 2.3.4 橫向框架地震作用計算橫向框架地震作用計算 在類場地，7 度設(shè)防烈度，結(jié)構(gòu)的特征周期和水平地震最大影 g T 響系數(shù) 為： max =0.35（s）=0.12 g T max 由于，應(yīng)考慮頂點附加地震作用。 1 0.6491.41.4 0.350.49 g TsTs 按底部剪力法求得的基底剪力，若按：分配給各層質(zhì)點， EK ii ii i F HG HG F 則水平地震作用呈倒三角形分布。對一般層，這種分布基本符合實際， 但

47、對結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時程分析法和振型分析法求得的結(jié)果， 特別對周期較長的結(jié)果相差更大，地震的宏觀震害也表明，結(jié)果上部往 往震害嚴重，因此引入，即頂部附加地震作用系數(shù)考慮頂部地震力的 n 加大。考慮了結(jié)構(gòu)周期和場地的影響，且使修正后的剪力分布與實際 n 更加吻合。因此引入 n 1 0.080.070.08 0.6940.070.1255 n T =（）0.90.120.85 5 1 max 9 . 0 1 85 . 0 )( i i g EK GF T T 0.35 0.694 80176.682=4416.58KN 頂點附加水平地震作用： 0.1255 4416.58554.28 nnE

48、K FFKN 各層橫向地震剪力計算見表 2-8，其中： )1 ( 5 1 nEK J ii ii i F HG HG F 表 2-8 各層橫向地震作用剪力及樓層地震剪力 層 次 i h i H i G iiH G 8 1 / j iiii HGHG i F i V 83.630.859023.207.940.194749.3749.3 73.627.259940.561.290.189730.01479.3 63.623.659940.561.270.164633.42112.7 53.620.059940.561.250.139536.92649.6 43.616.4510060.34.59

49、0.115444.23093.8 33.612.8510223.17.750.091351.53445.3 23.69.2510223.1794564.330.066254.93700.2 13.65.6510825.1161161.870.043166.13866.3 注：表中第八層中加入了 i F n F 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖 2-4 166.1KN KN254.9 351.5KN KN444.2 536.9KN KN633.4 730.3KN KN749.3 3866.3 3077.2 3445.3 3093.8 2649.6 2112.7 1479.3 749.3 (

50、a) (b) 圖 2-4 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力 （a）水平地震作用 （b）地震剪力 2.3.5 水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移計算見表 2- i u i u 9，表中還計算了各層的層間彈性位移角. ii e hu/ 表 2-9 橫向水平地震作用下的位移驗算 層 次 （ i V ）KN i D (mmN / ) i i i D V u ()mm 8 1k ii uu ()mm i h (mm ) iie hu/ . 8749.30.8520.3836001/4235 71479.31.6819.5336001/2143

51、62112.72.3917.8536001/1506 52649.63.0015.4636001/1200 43093.82.3112.4636001/1558 33445.32.5710.1536001/1401 23700.22.767.5836001/1304 13866.34.824.8256501/1172 由上表可知，最大層間位移發(fā)生在第一層，其值為 1/11721/550，滿足 要求。 3 內(nèi)力組合 3.1 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析 其中框架柱端剪力和彎矩可分別按下列公式計算 ， i s ij ij ij ij V D V D yhVM i

52、j b ij hyVM ij u ij 1 321 yyyyy n 表 3-1 橫向框架邊柱的內(nèi)力分析 邊柱 層 次 i h mm （ i V ）KN ij D ()mmN /1 i D 1 i V _ K y b i M 1 u i M 1 3.6749.31977116.781.9350.44426.8233.59 8 3.6749.31888716.031.7740.42724.6433.07 3.61479.31977133.131.9350.4553.6765.60 7 3.61479.31888731.651.7740.4551.2762.67 3.62112.71977147.3

53、11.9350.49784.6585.67 6 3.62112.71888745.21.7740.48979.5783.15 53.62649.61977159.341.9350.50106.17107.45 3.62649.61888756.681.7740.5099.78104.27 3.63093.82650061.10.9330.50109.98109.98 4 3.63093.82500057.640.8560.50103.75103.75 3.63445.32650068.040.9330.50122.47122.47 3 3.63445.32500064.190.8560.501

54、15.54115.54 3.63700.22650073.080.9330.45118.39144.70 2 3.63700.22500068.940.8560.45111.68136.50 5.653866.31848489.100.7910.65327.22176.20 1 5.653866.31796585.590.7250.65314.33169.25 注：該表中每一層上下兩行分別代表 A 柱和 D 柱。 表 3-2 橫向框架中柱的內(nèi)力分析 中柱 層 次 i h mm （ i V ）KN ij D ()mmN /1 i D 1 i V _ K y b i M 1 u i M 1 3.6

55、749.33094326.266.6820.4542.5452.00 8 3.6749.33074226.096.5210.4542.2651.66 3.61479.33094351.856.6820.5093.3393.33 7 3.61479.33074251.516.5210.5092.7292.72 3.62112.73094374.056.6820.50133.29133.29 6 3.62112.73074273.576.5210.50132.43132.43 3.62649.63094392.876.6820.50167.17167.17 5 3.62649.63074292.2

56、66.5210.50166.07166.07 3.63093.851417118.553.2220.50213.39213.39 4 3.63093.850917117.43.1440.50211.32211.32 33.63445.351417132.023.2220.50237.64237.64 續(xù)表 3-2 橫向框架中柱的內(nèi)力分析 中柱 層 次 i h mm （ i V ）KN ij D ()mmN /1 i D 1 i V _ K y b i M 1 u i M 1 33.63445.350917130.733.1440.50235.31235.31 3.63700.251417141

57、.793.2220.45229.7280.74 2 3.63700.250917140.413.1440.45227.46278.01 5.653866.327267131.432.7310.50371.29371.29 1 5.653866.327067130.472.6650.50368.58368.58 注：該表中每一層上下兩行分別代表 B 柱和 C 柱。 梁端彎矩剪力和柱軸力計算公式分別為 )( , 1MM ii i M u ji b jir b l b l b l b )( , 1MM ii i M u ji b jir b l b r b r b l MM V bb b 21 )(

58、 VVN r b n ik l bi 表 3-3 AB 梁和 BC 梁梁端彎矩剪力計算表 梁 AB梁 BC 層 次l l b M r b M b Vl l b M r b M b V 86.133.5936.9411.562.515.0614.0611.65 76.192.4296.5130.972.539.3636.7330.44 66.1139.34160.9849.232.565.6461.2650.76 56.1192.1213.4366.482.587.0381.2267.3 46.1216.15270.3379.752.5110.23102.6885.16 36.1232.4532

59、0.3990.632.5130.64121.52100.86 26.1267.17368.23104.162.5150.15139.67115.93 16.1294.59426.91118.282.5174.08162.17134.5 表 3-4 CD 梁梁端彎矩剪力和柱軸力計算表 梁 CD柱軸力 層 次l l b M r b M b V A N B N C N D N 86.737.633.0710.55-11.56-0.091.110.55 76.798.2587.3127.70-42.530.043.8438.25 66.7163.89134.4244.52-91.76-1.0910.0

60、882.77 56.7217.28183.8459.87-158.24-1.9117.51142.64 46.7274.71203.5371.38-237.99-7.3231.29214.02 36.7325.11219.2981.25-328.62-17.5550.9295.27 26.7373.65252.0493.39-432.78-29.3273.44288.66 16.7433.87280.93106.69-551.06-45.54101.25495.35 注：柱軸力中負號表示拉力。 163.89 132.43 92.72 61.26 109.98 107.45 85.67 133.