內(nèi)蒙古包頭市天彩稀土技術(shù)責(zé)任有限公司辦公樓工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目：內(nèi)蒙古天彩稀土技術(shù)責(zé)任有限公 司辦公樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)：土木工程 班 級：土木 指導(dǎo)教師：111 內(nèi)蒙古天彩稀土技術(shù)責(zé)任有限公司辦公樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（方案一）摘 要本工程為內(nèi)蒙古包頭市天彩稀土技術(shù)責(zé)任有限公司辦公樓工程，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書以及有關(guān)資料，結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)為5層，總建筑面積約5200。該設(shè)計(jì)包括建筑、結(jié)構(gòu)兩大部分。本冊說明書僅為結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算書，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：1 結(jié)構(gòu)選型，確定截面尺寸，計(jì)算重力荷載代表值。2 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算，利用頂點(diǎn)位移法計(jì)算結(jié)構(gòu)自振周期、利用底部剪力法計(jì)算水平地震作用以

2、及水平地震作用下該框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。3 利用彎矩二次分配法計(jì)算該框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力。4 內(nèi)力組合，利用最不利內(nèi)力組合確定梁柱截面設(shè)計(jì)。5 樓蓋、樓梯、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。6 用pk-pm電算程序?qū)蚣芙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。除此之外，根據(jù)計(jì)算結(jié)果還繪制了圖紙（框架、基礎(chǔ)、樓梯、樓板配筋圖），其中兩張圖紙為手工繪制，其余圖紙利用pk-pm電算結(jié)果和cad繪制。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)、 地震作用、 內(nèi)力組合、 截面設(shè)計(jì)the architectural and structural design on office building of rare earth day color technologies ltd

3、 in inner mongolia ( project 1)abstractthe design is on the office building of rare earth day color technologies ltd in inner mongolia. the structure adapts reinforced concrete frame structure according to the design assignment and the relative data, the principal part contains 5 floors, the total a

4、rchitectural areas is about 5200 square meters.this design includes architecture, structure, the explaining book is just about the calculation of the structure part, and the following is the primary content.1 choose the structure type, confirm the section size, and calculate the representation value

5、 of gravity load. 2 seismic calculation of structure, calculate the natural period of vibration with the topic displacement method and calculate the earthquake action and structural internal force with equivalent bottom shear method.3 calculate the internal force of frame structure in the vertical l

6、oad by moment distributive method. 4 internal force combination, use the most disadvantageous internal force combination to design the beam and column. 5 structure design of floor, stair and foundation.6 calculate the frame structure with pk-pm program. in addition, frame, foundation, stair and floo

7、r configure drawing were plotted according to calculated result, two drawing by plotted by handwork, other drawings by plotted by cad and pk-pm. key words: frame structure, earthquake action, internal force combination, design of section目 錄摘 要iabstractii第一章 工程概況11.1 工程簡介11.2 地質(zhì)、水文及氣象資料11.3 施工技術(shù)條件及建筑

8、材料供應(yīng)1第二章 結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面尺寸確定22.1 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖22.2 梁柱截面尺寸初定32.2.1 主梁尺寸32.2.2 次梁尺寸42.2.3 柱截面尺寸42.2.4 樓板尺寸6第三章 荷載計(jì)算73.1 屋面及樓面的永久荷載73.1.1 屋面荷載（不上人）73.1.2 樓面荷載73.2 墻、門窗重力荷載73.2.1 外墻荷載83.2.2 內(nèi)墻荷載83.2.3 門窗荷載83.3 梁柱荷載93.4 屋面及樓面可變荷載9第四章 重力荷載代表值計(jì)算10第五章 框架側(cè)移剛度計(jì)算16第六章 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算196.1 橫向自振周期計(jì)算196.2 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)

9、算196.3 水平地震作用下的位移驗(yàn)算206.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算216.4.1 柱剪力及柱端彎矩計(jì)算216.4.2 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算22第七章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算267.1計(jì)算單元267.2 恒載計(jì)算277.3 活載計(jì)算287.4 內(nèi)力計(jì)算307.4.1 分配系數(shù)計(jì)算307.4.2 節(jié)點(diǎn)彎矩計(jì)算327.4.3 彎矩二次分配33第八章 框架內(nèi)力組合408.1 結(jié)構(gòu)抗震等級418.2框架梁內(nèi)力組合428.3 梁跨間最大彎矩計(jì)算438.4 梁跨間剪力調(diào)整448.5 框架柱內(nèi)力組合458.6 柱端彎矩及柱剪力調(diào)整498.6.1 柱端彎矩調(diào)整498.6.2 柱端剪力調(diào)

10、整50第九章 框架梁的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求519.1 梁的正截面受彎承載力計(jì)算519.2 梁斜截面受剪承載力計(jì)算559.3 框架柱截面設(shè)計(jì)569.3.1 剪跨比和軸壓比驗(yàn)算569.3.2 柱正截面承載力計(jì)算569.3.3 柱的斜截面承載力計(jì)算589.4 框架梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)59第十章 樓板設(shè)計(jì)6210.1 設(shè)計(jì)資料6210.1.1 截面尺寸6210.1.2 荷載計(jì)算6210.2 板的計(jì)算6210.2.1 雙向板設(shè)計(jì)6210.2.2 單向板設(shè)計(jì)66第十一章 次梁設(shè)計(jì)6811.1 荷載及內(nèi)力計(jì)算6811.1.1 荷載設(shè)計(jì)值6811.1.2 內(nèi)力計(jì)算6811.2 截面設(shè)計(jì)6811.2.1 正截面受彎承載力

11、計(jì)算6811.2.2 斜截面受剪承載力計(jì)算69第十二章 樓梯設(shè)計(jì)7112.1 梯段板設(shè)計(jì)7112.1.2 配筋計(jì)算7212.2 平臺板設(shè)計(jì)7212.2.1 荷載及內(nèi)力計(jì)算7212.2.2 配筋計(jì)算7212.3 平臺梁設(shè)計(jì)7312.3.1 荷載 及內(nèi)力計(jì)算7312.3.2 配筋計(jì)算7312.3.3 斜截面受剪承載力驗(yàn)算74第十三章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7513.1 設(shè)計(jì)資料7513.2 獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7513.2.1 基礎(chǔ)埋深的確定7513.2.2 基礎(chǔ)底面尺寸的確定及地基承載力驗(yàn)算7613.2.3 基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算7813.2.4 基礎(chǔ)配筋計(jì)算8113.3 聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8313.3.1 基礎(chǔ)底面尺寸確定831

12、3.3.2 地基承載力驗(yàn)算8513.3.3 基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算8513.3.4 基礎(chǔ)配筋計(jì)算86第十四章 電算部分88外文翻譯92參 考 文 獻(xiàn)108致 謝109第一章 工程概況1.1 工程簡介內(nèi)蒙古天彩稀土技術(shù)責(zé)任有限公司辦公樓工程，建筑面積約為5200平方米，根據(jù)包頭市規(guī)劃部門及甲方要求，本工程擬建層數(shù)為五層，框架結(jié)構(gòu),總高度不超過24m,建筑總面允許有10%增減。1.2 地質(zhì)、水文及氣象資料擬建工程所在地地形較為平坦。自然地坪以下1.6m2.3m為細(xì)砂層，承載能力標(biāo)準(zhǔn)值f = 180kn/（kpa）；2.3m3.9m為礫砂層，承載能力特征值f = 280kn/（kpa）；3.9m6.9m為圓

13、礫層，承載能力特征值f = 350kn/（kpa），類場地。地下水位在自然地面以下9.5511m，地下水對各種混凝土無侵蝕性。土壤凍結(jié)深度為1.6m。地震烈度：8度（0.2g）、第一組。最熱平均溫度：27.3（絕對最高溫度39）最冷平均溫度：-10（絕對最低溫度-25）主導(dǎo)方向：北風(fēng)，西北風(fēng)?；撅L(fēng)壓值：0.55kn/基本雪壓值：0.25kn/1.3 施工技術(shù)條件及建筑材料供應(yīng)施工技術(shù)條件及預(yù)制構(gòu)件的能力，按包頭市地區(qū)條件，建筑材料供應(yīng)，以本地區(qū)原材料為主，外地材料為輔。第二章 結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面尺寸確定 2.1 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱，剛度和承載力分布均勻，不應(yīng)采用

14、嚴(yán)重不規(guī)則的平面形狀。結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對稱布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心重合，避免地震時(shí)引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)平面布置如下圖所示。圖2.1 結(jié)構(gòu)平面布置圖結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)使體型規(guī)則、均勻，避免有較大的外挑和內(nèi)收，質(zhì)量沿高度方向均勻分布，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸的減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。結(jié)構(gòu)整體采用l型，在l型轉(zhuǎn)角處設(shè)置變形縫，將結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)一字型。橫向、豎向均較為簡單、規(guī)則。計(jì)算簡圖用框架的軸線表示，框架柱的底部與基礎(chǔ)頂面固接。25層柱的計(jì)算高度即為層高，取3.6m；底層柱的計(jì)算高度從基礎(chǔ)頂面到一層樓板底面，室內(nèi)外高差為0.45m，基礎(chǔ)埋深1.7m，階

15、梯形基礎(chǔ)每階高度取0.40m，即h=3.6+0.45+0.5-0.1=4.45 m。 圖2.2 橫向框架計(jì)算簡圖2.2 梁柱截面尺寸初定根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第6.3.1，梁的截面尺寸，宜符合下列各項(xiàng)要求：1、截面寬度不宜小于200mm；2、截面高寬比不宜大于4；3、為了避免發(fā)生剪切破壞，梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。2.2.1 主梁尺寸框架結(jié)構(gòu)中梁截面高度h一般取計(jì)算跨度的1/141/8，當(dāng)梁的負(fù)載面積較大或荷載較大時(shí)宜取上限值。同時(shí)為防止梁產(chǎn)生脆性破壞，梁的凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁的截面寬度可取梁高的1/31/2，同時(shí)不應(yīng)小于250mm。主梁截面尺寸的確定：橫向框架梁：h=(1/1

16、41/8 )×6900=493863（mm），取700mm b=(1/31/2)×700=233350（mm）, 取 300mm縱向框架梁：h=(1/141/8)×7200=514900（mm）, 取700mm b=(1/31/2)×700=233350（mm）, 取 300mm 走道梁： h=(1/141/8)×2400=171300（mm)， 取 450mm b=(1/31/2)×450=150225（mm）, 取250mm 次梁截面高度取主梁間距的h=(1/181/12)×l 次梁： h=(1/181/12)×

17、;6900=383575（mm)，取 450mm b=(1/31/2)×450=150225（mm）, 取250mm 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，梁截面尺寸初選如下； 橫向框架主梁的截面尺寸為（300×700）mm，走廊梁由于走廊的跨度較小，為了防止梁的脆性破壞，規(guī)定梁高宜不大于凈跨，即mm，截面尺寸為（250×450）mm，縱向框架主梁的截面尺寸為（300×700）mm。2.2.2 次梁尺寸次梁：h=(1/181/12)l=(1/181/12)×6900=383575（mm）則次梁的高度在400600之間取mm。梁截面寬度可取(1/31/2)梁高，

18、同時(shí)不小于柱寬，且不應(yīng)小于。則取次梁的截面尺寸為mm。2.2.3 柱截面尺寸框架柱的截面尺寸一般根據(jù)軸壓比限值按下列公式估算： 其中 n柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值； 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3,不等跨內(nèi)取1.25,等跨內(nèi)柱取1.2； ge折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可根據(jù)實(shí)際計(jì)算，也可近似取1215 kn/m2； n驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)； f按簡支狀態(tài)計(jì)算的柱的負(fù)載面積； ac柱截面面積；n框架柱軸壓比限值，對一級、二級、三級、四級抗震等級分別取0.65、0.75、0.85、0.90；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；由表可知本工程抗震等級為二級，軸壓比限值n=0.75，各層

19、重力荷載代表值近似取14.0 kn/m2，柱的負(fù)荷面積如圖所示。 圖2.3 柱負(fù)載面積示意圖 中柱的負(fù)載面積:(1.2+3.45)×7.2=33.48 邊柱的負(fù)載面積：3.45×7.2=24.84為了方便施工取邊柱與中柱的截面相同，因此取兩者較大值f=33.48中柱： 如取柱截面為正方形，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)柱的截面尺寸為。2.2.4 樓板尺寸按跨高比條件：樓板厚度 b=(1/451/40)×3600=8090（mm）。對于現(xiàn)澆樓板要求，則取板厚。第三章 荷載計(jì)算3.1 屋面及樓面的永久荷載3.1.1 屋面荷載（不上人） 保護(hù)層 c20細(xì)石混

20、凝土，內(nèi)配i級鋼筋網(wǎng)片 隔離層 平鋪無紡聚酯纖維布一層 保溫層 100厚擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板 找平層 20厚1:3水泥砂漿 找坡層 1：8水泥膨脹珍珠巖找2%的坡，最薄處20厚 結(jié)構(gòu)層 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 裝飾層 v型輕鋼龍骨吊頂 標(biāo)準(zhǔn)值 5.49 設(shè)計(jì)值 3.1.2 樓面荷載10厚地磚鋪實(shí)拍平,水泥漿擦縫 20厚1：4硬性水泥砂漿 素水泥漿結(jié)合層一遍 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 v型輕鋼龍骨吊頂 標(biāo)準(zhǔn)值 設(shè)計(jì)值 3.2 墻、門窗重力荷載3.2.1 外墻荷載 300厚陶粒空心砌塊 20厚1:3水泥砂漿找平層 10厚1:1水泥專用膠粘劑刮于板背面 70厚聚苯乙烯泡沫塑料板加壓粘牢，板面打磨

21、成細(xì)麻面 1.5厚專用膠貼加強(qiáng)網(wǎng)于需加強(qiáng)的部位 1.5厚專用膠貼標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)于整個(gè)墻面，并用抹刀將網(wǎng)壓入膠泥中， 基層整修平整，不露網(wǎng)紋及抹刀痕 一底二涂高彈丙烯酸涂料 內(nèi)墻面20厚粉刷石膏 標(biāo)準(zhǔn)值 設(shè)計(jì)值 3.2.2 內(nèi)墻荷載粉刷石膏素漿一遍 18厚1:2粉刷石膏砂漿，分兩次抹灰 2厚粉刷石膏漿壓光 200厚陶?？招钠鰤K墻 2厚粉刷石膏漿壓光 18厚1:2粉刷石膏砂漿，分兩次抹灰 標(biāo)準(zhǔn)值 設(shè)計(jì)值 3.2.3 門窗荷載木門單位面積重力荷載為，鋁合金窗單位面積重力荷載取。3.3梁柱荷載主梁：邊跨橫梁及縱梁：中跨橫梁及次梁：柱：3.4 屋面及樓面可變荷載不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 走廊

22、活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓梯間、衛(wèi)生間的重量取為一般房間的1.5倍第四章 重力荷載代表值計(jì)算 建筑物的重力荷載代表值是結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重的標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載的組合值之和。在計(jì)算水平地震作用時(shí)，用到重力荷載代表值各樓層僅可考慮一個(gè)自由度，在每一樓層質(zhì)點(diǎn)處集中了本層樓面及上下各半層墻、柱的重力荷載代表值。的計(jì)算：外橫墻：外縱墻：內(nèi)橫墻：內(nèi)縱墻： 窗： 門： 女兒墻：玻璃幕墻:屋面面積計(jì)算：普通房間： 大房間：走 廊：衛(wèi)生間:樓梯間： 因此， 主梁：橫梁 縱梁次梁：走道梁：柱子： 的計(jì)算：外橫墻： 外縱墻： 內(nèi)橫墻： 內(nèi)縱墻： 窗：門：玻璃幕墻：樓板面積計(jì)算：普通房間： 大房間：走 廊：衛(wèi)生間

23、：樓梯間：因此，主梁：橫梁 縱梁次梁：走道梁：柱子： 的計(jì)算：外橫墻： 外縱墻：上半部 下半部 內(nèi)橫墻： 內(nèi)縱墻：上半部 下半部 窗： 門： 玻璃幕墻： 樓板面積計(jì)算：普通房間： 大房間：走 廊：衛(wèi)生間：樓梯間： 因此，主梁：橫梁 縱梁次梁：走道梁：柱子： 雨棚：門廳： 集中質(zhì)點(diǎn)系的如下圖所示：圖4.1 重力荷載代表值第五章 框架側(cè)移剛度計(jì)算梁板柱采取整體現(xiàn)澆方式，在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆層的樓面可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減小梁的側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對現(xiàn)澆樓板的中框架梁取，邊框架梁?。榫匦瘟旱慕孛鎽T性矩）。各層框架梁均采用c30混凝土，對c30混凝土查混

24、凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范得。表5.1 橫梁線剛度計(jì)算表類別層次邊橫梁走廊梁2400類別層次邊橫梁走廊梁表5.2 柱線剛度計(jì)算表層次 柱的側(cè)移剛度計(jì)算：根據(jù)梁柱線剛度比的不同，據(jù)平面布置圖中的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等。柱的側(cè)移剛度值按下式計(jì)算：式中，為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)對不同情況按下表計(jì)算，其中表示梁柱線剛度之比。 表5.3 柱抗側(cè)移剛度影響系數(shù) 樓層簡圖k一般層邊柱中柱底層按式可計(jì)算出各柱的側(cè)移剛度，將同層所有柱的值相加，即為該層框架的總側(cè)移剛度即，框架各層的應(yīng)沿高層均勻分布即應(yīng)滿足規(guī)則建筑的要求。表5.4 中框架柱側(cè)移剛度值層次邊柱中柱1表5.5 邊框架柱側(cè)移剛度值層

25、次邊柱中柱0.6210.237197501.0170.3372808319133310.7680.458202081.2570.54023826176135將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度， 表5.6 框架各層層間側(cè)移剛度層次1234510465441236845123684512368451236845由表可見， 故該框架為規(guī)則框架。第六章 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算6.1 橫向自振周期計(jì)算 表6.1 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算 層次（n/mm）58485.508485.5012368456.86112.2048729.2017214.701236845

26、13.92105.3438729.2025943.90123684520.9891.4228729.2034673.10123684528.0370.4419713.9044387.00104654442.4142.41按式計(jì)算基本周期，其中量綱為m，取為0.7，則6.2 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。由抗震規(guī)范可知：對于8度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)基本加速度為0.2g，第一組?？刹榈媒Y(jié)構(gòu)特征周期tg=0.35(s)，水平地震影響系數(shù)max=0.16，因?yàn)?5tg = 5×0.35 =

27、1.75s，因，故可不考慮考慮頂部附加水平地震作用系數(shù)作用在質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算結(jié)果見下表：表6.2 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次518.858485.50159951.520.3151687.621687.62415.258729.20133120.270.2621403.673091.29311.658729.20101695.160.2001071.494162.7828.058729.2070270.040.138739.344902.1314.459713.9043226.830.085455.395357.51各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力房屋高度的分

28、別見下圖： 圖6.1 水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布圖6.3 水平地震作用下的位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移分別按下式進(jìn)行計(jì)算： 計(jì)算過程見下表：表6.3 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次51687.6212368450.00140.01643.61/257143091.2912368450.00250.01503.61/144034162.7912368450.00340.01253.61/105924902.1312368450.00400.00913.61/90015357.5210465440.00510.00514.451/873有表可見，最大層間彈性

29、位移角發(fā)生在第1層，其值為滿足的要求，其中。6.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算6.4.1 柱剪力及柱端彎矩計(jì)算 按式求得框架第層的層間剪力后，層柱分配到得剪力及該柱上下兩端的彎矩和分別按下式計(jì)算：柱下端： 柱上端： 表6.4 各層邊柱端彎矩及剪力層次/邊 柱y53.61687.6212368452441733.320.8280.3541.9877.9643.63091.2912368452441761.020.8280.4190.07129.6233.64162.7912368452441782.180.8280.45133.13162.7123.64902.1312368452441796.

30、780.8280.50174.20174.2014.455357.52104654422236113.831.0240.65329.26177.29表6.5 各層中柱端彎矩及剪力層次中 柱y53.61687.6212368453366745.941.3560.3761.19104.1943.63091.2912368453366783.471.3560.45135.21165.2633.64162.79123684533667112.401.3560.50202.31202.3123.64902.13123684533667132.361.3560.50238.24238.2414.45535

31、7.52104654426120133.721.6760.63374.87220.16注：、，表中m的量綱為，v的量綱為。6.4.2 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算梁左端：梁右端： 式中：分別為表示節(jié)點(diǎn)左右梁的線剛度；分別表示節(jié)點(diǎn)左右的彎矩： 為柱在i層的軸力，以受壓為正。表6.6 梁端彎矩剪力及柱軸力層次邊 梁走 道 梁柱 軸 力邊柱n中柱n577.9663.676.920.5340.5340.532.433.78-20.53-13.254171.60138.366.940.9288.0988.092.473.41-61.45-45.743252.78206.236.966.52131.3013

32、1.302.4109.42-127.97-88.642307.33269.186.983.55171.37171.372.4142.81-211.52-147.901351.49280.086.991.53178.31178.312.4148.59-303.05-204.96注：1）柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)為地震作用時(shí)左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的左側(cè)兩根柱為壓力；2）表中m的單位為，v的單位為，n的單位為，的單位為。 水平地震作用下的框架的彎矩圖，梁端剪力圖及柱軸力圖如下圖所示：圖6.2 左震作用下框架彎矩圖圖6.3 左震作用下梁端剪力及柱軸力圖第七章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算7.1計(jì)算

33、單元由號軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為，如下圖所示，由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁的集中力的形式傳給橫向框架作用在節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還有集中力矩。圖7.1 橫向框架計(jì)算單元7.2 恒載計(jì)算 圖7.2 各層梁上作用的恒載根據(jù)上圖，、代表橫梁自重為均布荷載形式對于頂層： 、分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，頂層為屋面板。 由計(jì)算單元圖所示幾何關(guān)系可得： 、分別為邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板自重和女兒墻等的重力荷載計(jì)算

34、如下： 集中力矩： 對于層， 包括梁自重和其上橫墻自重為均布荷載，其它荷載計(jì)算方法同第5層，結(jié)果為: 7.3 活載計(jì)算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖所示：圖7.3 各層梁上作用的活載對于第5層 對于層 將以上結(jié)果總匯，見下表：表7.1 橫向框架恒載匯總表層次55.763.1419.76149.06185.6922.3627.851-410.053.1412.06131.55155.8019.7323.37表7.2 橫向框架活載匯總表層次51.87.8312.151.171.501-47.231.3252.924.707.497.4 內(nèi)力計(jì)算對于多層框架結(jié)構(gòu)，采用彎矩二次分配法計(jì)算梁柱

35、端彎矩，先確定梁的固端彎矩及節(jié)點(diǎn)各桿的彎矩分配系數(shù)，而后進(jìn)行彎矩分配與傳遞。節(jié)點(diǎn)的不平衡力矩包括節(jié)點(diǎn)兩側(cè)反號的梁固端彎矩及縱梁偏心所產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)集中力矩，應(yīng)將它們的代數(shù)和相加進(jìn)行分配，最終的桿端彎矩應(yīng)為固端彎矩與分配彎矩之代數(shù)和。正負(fù)號規(guī)定桿端轉(zhuǎn)角，桿端彎矩對桿端順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正，節(jié)點(diǎn)處逆時(shí)針為正，用于節(jié)點(diǎn)的外力偶荷載，作用于轉(zhuǎn)動(dòng)約束的約束力矩對節(jié)點(diǎn)約束順時(shí)針為正。梁端柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故可取半榀框架。7.4.1 分配系數(shù)計(jì)算表7.3 梁柱線剛度表（單位：） 構(gòu)件類型層次梁柱 2-57.4569.492(4.746)9.017.4569.4927.281 注：中

36、間梁計(jì)算跨度為原來的，故線剛度值為原來的2倍。 傳遞系數(shù)：對于ab跨梁，兩端固定傳遞系數(shù)為； 對于bc跨梁，一端固定，一端滑動(dòng)。分配系數(shù)：5層：a節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)： b節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)： 2-4層：a節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)： b節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)： 1層：a節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)： b節(jié)點(diǎn)分配系數(shù): 7.4.2 節(jié)點(diǎn)彎矩計(jì)算恒載作用下：5層ab梁： 作用 作用 bc梁作用 則5層 、 1-4層ab梁： 作用 作用 bc梁：作用 則1-4層 、活載作用下：5層ab梁： 1-4層ab梁： 7.4.3 彎矩二次分配將各個(gè)節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次反號分配；所有桿端的分配彎矩向遠(yuǎn)端傳遞，傳遞系數(shù)均為1/2；各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生新的不平

37、衡，將不平衡的彎矩進(jìn)行第二次反號分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)；將桿端的固端彎矩、分配彎矩、和傳遞彎矩代數(shù)和，即得各桿端彎矩。具體詳細(xì)過程見圖。圖7.4 恒載作用下框架二次彎矩分配計(jì)算圖圖7.5 活載作用下框架二次彎矩分配計(jì)算圖 表7.6 恒載作用下框架彎矩圖（）表7.7 活載作用下框架彎矩圖（）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總 剪 力柱 軸 力ab跨bc跨ab跨bc跨ab跨bc跨a柱b柱570.263.76-1.18069.0871.443.76218.14253.49260.89296.25465.433.76-0.26065.1765.693.76450.21485.56521.50556.8

38、5365.433.76-0.38065.0565.813.76682.15717.51782.22817.57265.433.76-0.37065.0665.803.76914.11949.461042.931078.28165.433.76-0.55064.8865.983.761145.891181.241303.821339.17表7.4 恒載作用下梁端剪力及柱軸力表7.5活載作用下梁端剪力及柱軸力層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總 剪 力柱 軸 力ab跨bc跨ab跨bc跨ab跨bc跨a柱b柱=54.590-0.02204.5684.612012.39816.762418.360-0.146

39、018.21418.506061.93288.188118.360-0.124018.23618.4840111.488159.592218.360-0.122018.23818.4820161.046230.994118.360-0.181018.17918.5410210.545302.455第八章 框架內(nèi)力組合8.1 結(jié)構(gòu)抗震等級鋼筋混凝土房屋根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度采用不同的抗震等級，鋼筋混凝土房屋根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等采用不同的抗震等級，不同抗震等級的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造要求，因此不同類型的房屋采用相應(yīng)的抗震等級會使設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)合理。查表可知，本框架結(jié)構(gòu)的

40、抗震等級為二級。 表8.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級結(jié) 構(gòu)類 型設(shè) 防 烈 度 6 7 89框架結(jié)構(gòu)高度(m)<=24>24<=24>24<=24>24<=24框架四三三二二一一大跨度框架三 二 一一在進(jìn)行框架梁的內(nèi)力組合時(shí)，對每跨梁選取三個(gè)控制截面，即兩端支座截面和跨間最大正彎矩截面。組合時(shí)從兩個(gè)方向的水平地震作用中選取最不利內(nèi)力。柱的控制截面取柱頂和柱底截面，對于抗震設(shè)計(jì)，由于采用對稱配筋，所以考慮兩種荷載效應(yīng)組合下的不利內(nèi)力。即： 和對應(yīng)的， 和對應(yīng)的非地震作用組合： 地震作用組合： 在進(jìn)行柱的內(nèi)力組合前，首先確定各柱截面的軸壓比，軸壓比指柱組合的軸向力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值