土木工程本科畢業(yè)設計

1、目 錄1 緒論11.1 背景11.2 設計資料11.2.1 氣象地質和地震資料11.2.2 設計地震分組1墻體做法11.2.4 樓地面做法11.3 材料21.4 工程特點22 建筑設計說明32.1 建筑平面設計32.1.1 使用房間面積的大小32.1.2 房間的布置32.1.3 窗的大小和位置42.1.4 交通部分設計42.2 建筑剖面設計52.2.1 房間的高度和剖面形狀的確定52.2.2 框架結構52.3 建筑體型和立面設計62.3.1 建筑體型和立面設計的要求62.3.2 建筑體型的組合62.3.3 建筑立面設計73 結構設計83.1框架平面柱網(wǎng)布置及結構平面布置圖83.2 梁柱截面、跨

2、度及柱子高度的確定8 初估截面尺寸83.3 框架結構計算簡圖93.4 重力荷載計算93.4.1 屋面均布荷載恒載標準值9突出屋頂樓梯間屋面恒載標準值10樓面恒載標準值11屋面、樓面均布活荷載113.5梁、柱重力荷載計算113.5 .1 門、窗、墻重力荷載計算123.6 框架側移剛度計算14橫向框架側移剛度計算143.7 橫向水平荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算16橫向自震周期計算163.7.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算173.7.3 水平地震作用下的位移驗算18水平地震作用下框架內(nèi)力計算19水平地震作用下框架的彎矩圖，剪力圖及柱軸力圖223.8豎向荷載作用下框架結構的內(nèi)力計算24橫向框

3、架內(nèi)力計算24內(nèi)力計算283.9橫向框架內(nèi)力組合35框架內(nèi)力組合計算353.10 框架梁設計46梁的正截面受彎承載力的計算463.11框架柱設計50剪壓比和軸壓比驗算50柱正截面承載力計算50柱斜截面受剪承載力計算533.11.4 框架柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算553.12 樓梯計算563.12.1 設計資料56平臺板的計算563.11.3 平臺梁計算573.13 板的配筋設計593.13.1 設計資料593.13.2 樓面板設計593.13.3 屋面板623.14 基礎配筋設計653.14.1 設計資料653.14.2 基礎截面確定66基礎梁內(nèi)力計算663.14.4 用彎距分配法計算基礎彎距6

4、74. 總結71參考文獻72致 謝731 緒論1.1 背景該工程為廣州市宏達化妝品科技有限公司辦公樓，八層框架結構體系，建筑面積8087，底層層高3.9m,其他層3.6m，室內(nèi)外高差0.3m。采用柱下條形基礎，建筑防火等級二級，設計使用年限為50年，建筑平面、立面、剖面圖詳見建施?？蚣芰?、柱、樓面、屋面板板均為現(xiàn)澆。1.2 設計資料不考慮地下水作用。Tg(s）=0.25s 墻體做法外墻24mm粘土空心磚，外墻貼瓷磚，內(nèi)墻面為20厚抹灰。內(nèi)墻為240mm粘土空心磚兩側均抹20mm厚抹灰。瓷磚貼面 15厚紙巾灰抹底1.3 材料柱采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，

5、縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235?；A采用C30，縱筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。門除門廳外都是木門，門廳處為玻璃門，窗戶為鋁合金窗。1.4 工程特點由于本次設計是辦公樓設計，要求有靈活的空間布置，和較高的抗震等級，故采用鋼筋混凝土框架結構體系。2 建筑設計說明一幢建筑的平、立、剖、圖，是這幢建筑物在不同方向的外形及剖切面的投影，這幾個面之間是有機聯(lián)系的。平、立、剖面綜合在一起，表達一幢三度空間的建筑整體。建筑平面是表示建筑物集中地反映建筑功能方面的問題。他們的平面不止基本上能夠反映空間綜合的主要內(nèi)容。因此在平面設計中，始終需要從建筑整體空間組合效果來考慮。緊密聯(lián)系建筑剖

6、面和立面的可能性，不斷調整修改平面，反復深入。民用建筑平面可分為使用部分和交通聯(lián)系部分兩類。使用房間例如住宅中的器具室，臥室，學校中的教室，實驗室，商店中的營業(yè)廳，劇院中的觀眾廳等。交通部分是聯(lián)系建筑物中各個房間之間，樓層之間和房間內(nèi)外之間聯(lián)系通行的面積。即各類建筑物中的走廊，門廳，過廳，樓梯，坡道，以及電梯和自動樓梯等所占的面積。 使用房間面積的大小主要由房間內(nèi)部活動特點，使用人數(shù)的多少等因素決定。對辦公樓來說，使用空間即為展示廳，多功能廳，會議室等。一般來說，工作，學習的房間要求安靜，少干擾，由于人們在其中停留的時間相對地較長，因此希望把它有一個好的朝向。公共活動房間的主要特點是人流比較集

7、中，通常進出頻繁，因此在設計時要讓房間的面積，形狀和尺寸滿足室內(nèi)活動和家具設備合理布置的要求。門窗的大小和位置應設置在出入方便，疏散安全，采光通風好的地方。 房間的布置我們知道使用房間的面積的大小，主要是由房間內(nèi)部活動特點使用人數(shù)的多少等因素決定的。辦公室，會議室等房間除了人多，還要考慮人流迅速疏散的要求。這樣的話，所須面積就大。從構成房間的結構布置來考慮，一般型民用建筑，采用梁墻體重要的構件布置，如結構中用現(xiàn)澆混凝土梁，通常的6-7米的跨度比較經(jīng)濟合理，綜上幾個方面影響，又考慮到房間平面組合之間的方便，一般將辦公室會議室等房間的平面形狀，通常采用沿外墻長向布置的矩形平面較多。矩形長度的尺寸可

8、又辦公桌的尺寸活動和通行寬度以及符合模數(shù)制的構件規(guī)格來確定，當平面組合中允許采用雙側采光或頂剖采光時，辦公室的形狀也可能相應的改變。門窗在房間的平面中的位置布置非常重要，房間平面設計中，門窗的大小和數(shù)量是否恰當。它們的位置和開啟方式是否合適，對房間的平面使用效果有很大的影響，房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少和搬進室內(nèi)的桌椅大小決定的。廁所，浴室的門寬度只需650-800mm，陽臺的門800mm即可，即稍大一個寬度通過，這些較小的門窗開啟時可少占室內(nèi)的使用面積，室內(nèi)面積較大，活動人數(shù)較多的房間，應相應的增加門的寬度或門的數(shù)量。當門寬大于1000mm時，為了開啟方便和少占使用面積，通常采用雙

9、扇門，如果室內(nèi)人數(shù)多于50人或房間面積大于60mm2按防火要求應設兩個門，分別設置在房間的兩端，以保證安全疏散。2.1.3 窗的大小和位置主要根據(jù)室內(nèi)采光，通風要求來考慮采光方面。窗的大小直接影響到室內(nèi)照度是否足夠，窗的位置關系到室內(nèi)照度是否均勻，通常以窗口透光部分的面積和房間地面面積的比，來初步確定或校驗窗面積的大小。2.1.4 交通部分設計過道是銜接各個房間，樓梯和門廳各部分，以解決房屋中水平聯(lián)系和疏散問題，在通行數(shù)較多的公共建筑中，按各類建筑的使用特點來確定，公共簡直門窗開向過道通常寬度不小于1500mm，該設計的走廊寬度均為3000mm，不但滿足通行人數(shù)的要求，也滿足防火寬度最小的要求

10、。樓梯和坡道。樓梯是房屋各層間的垂直交通聯(lián)系的部分。是樓層人流疏散必經(jīng)的通路。它主要考慮使用要求和人流通行情況缺點梯段和休息平臺的寬度，來選擇合適的樓梯形式，樓梯的寬度和過道一樣，考慮兩人相對通過。通常不小于1100-1200mm。即考慮人流問題，也使消防，疏散人流時不會于擁擠。門廳，過廳和出入口。門廳是建筑物主要出入樓處內(nèi)外過渡，人流集散的交通樞紐。疏散出入安全也是門廳設計的一個重要內(nèi)容。門廳對外出入口的總寬度，應不小于通向該門廳的過道。樓梯寬度的總和。人流比較集中的公共建筑門廳對外出入的寬度，一般按每100人0.6m計算，外門的開啟方式應向外開。2.2 建筑剖面設計建筑剖面圖是表示建筑物垂

11、直方向房屋各部分的組合關系。剖面設計主要分析建筑物各部分應有的高度，建筑層數(shù)，建筑空間的組合和利用，以及建筑剖面中的結構，構造關系等如平面中房屋的分層安排，各層面積大小和剖面中房屋層數(shù)的通盤考慮。大廳式平面中不同高度房間豎向組合的平剖面關系以及垂直交通聯(lián)系的樓梯間中層高和進深的確定。 房間的高度和剖面形狀的確定房間剖面的設計，首先要確定層高，由于辦公室人數(shù)比較多，人們的活動比較集中，同時需要光線也要充足，因此它的層高應比一般的層高要高。室內(nèi)光線的溫度和照度是否均勻，除了和平面中窗戶的寬度和位置有關外，還和窗戶在剖面中的高度有關，房間里光線的照射深度，主要靠窗的高度來解決的，進深越大，要求側窗上

12、沿的位置越高，即相應的凈高也要高些。 框架結構由于改善了構件的受力性能，能適應空間結構較高要求的房屋，但此時應考慮柱子斷面的尺寸和高度之間的細長比要求。影響確定房屋層數(shù)的因素很多，主要有房屋本身的使用要求，城市規(guī)劃的要求，選用的結構類型，以及建筑防火等。多層剖面的室內(nèi)交通聯(lián)系比較緊湊。適應于有較多相同高度房間的組合，垂直交通通過樓梯聯(lián)系。多層剖面的組合，應注意上下層墻，柱等承重構件的對應關系。以及各層之間相應的面積分配。許多單元式平面的住宅和走廊式平面的學校，辦公室房屋的剖面，較多采用多層的組合方式。2.3 建筑體型和立面設計建筑的體型和立面，即房屋的外部形象。必須受內(nèi)部使用功能和技術經(jīng)濟條件

13、多制約，并受基地環(huán)境群體規(guī)劃等外界因素的影響。建筑物體型的大小和高低，體型字和的簡單或復雜，通常以房屋內(nèi)部使用空間的組合要求為依據(jù)，立面上門窗的開啟和排列方式。墻面上構件的劃分和安排，主要也是以使用要求，多用材料和結構為前提的。2.3.1 建筑體型和立面設計的要求反映建筑功能要求和建筑類型的特征，不同的功能要求的建筑類型，具有不同的內(nèi)部空間組合特點，房屋的外部形象也相應地表現(xiàn)這些建筑類型的特征。結合材料性能。結構構造和施工技術的特點。鋼筋混凝土或鋼框架的結構，由于墻體只起圍護作用，立面上門窗的開啟具有很大靈活性。建筑物的整個門洞可以開設橫向窗戶，也使房屋底層的布置方式更加靈活。以取得室內(nèi)外間相

14、互滲透的效果。適應環(huán)境和建筑規(guī)劃的群體布置。單體建筑是規(guī)劃群體中的一個局部，擬建房屋的體型，立面男內(nèi)外空間組合的建筑風格等方面。要認真考慮和規(guī)劃中建筑群體的配合。同時，建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有建筑物等也是影響建筑體型和立面設計的重要因素。2.3.2 建筑體型的組合建筑物內(nèi)部空間的組合方式，是確定外部體型的主要依據(jù)。建筑提醒反映建筑物總的大小，組合方式和比例尺等。它對房屋外形的總體效果具有重要影響。根據(jù)建筑物的體型有的比較叫但，有的比較復雜，這些體型從組合方式來分，大體上可分為對稱和不對稱對稱的體型有明確的中軸線。建筑物各部分的主從關系分明，形體比較完整，容易取得端正，莊嚴的感覺。

15、不對稱體型。它的特定是布局比較靈活自由，對功能關系復雜，或不規(guī)則的基地形狀較能適應。容易使建筑物取得舒展的造型效果，不少醫(yī)院，療養(yǎng)院，園林建筑物都采用不對稱的體型。主次分明，交接明確。建筑體型 的組合也需要處理好各組成部分的連接關系，盡可能做到主次分明，交接明確。建筑物有幾個形體組合時應突出主要形體。各組合體之間的連接方式主要有幾個簡單形體的直接連接和咬接，以走廊或連接體的連接。性聽之間的連接方式和房屋的結構構造布置，地區(qū)的氣候條件，地震烈度以及基地環(huán)境關系相當密切。2.3.3 建筑立面設計建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面設計和建筑體型組合一樣。也是在滿足房屋使用要求和技術經(jīng)濟條件前提下

16、，運用建筑造型和立面的一些規(guī)律，緊密結合平面、剖面的內(nèi)部空間組合下進行的。尺度和比例。尺度和比例協(xié)調，是使立面完整同意的重要方面，如踏步的高低，窗臺的高度，大門拉手的位置等。由于這些部位的尺度相應地比較固定。如果他們的尺寸不符合要求，非但使用上不方便，在視覺上也會感到不習慣。節(jié)奏感和虛實感。節(jié)奏韻律和虛實對比，是使建筑立面富有表現(xiàn)力的重要設計手法。在建筑立面上相同的構件或門窗有規(guī)律的重復和變化。給人們感覺上得到累世于音樂中節(jié)奏韻律的感受效果。材料質感和色彩配置。一幢建筑物的體型和立面，最終是以她們的形狀，材料質感和色彩等多方面的綜合。給人們留下一個完整的深刻的外觀印象。使建筑立面進一步取得豐富

17、和生動效果的又一重要方面。重點及細部處理。突出建筑物中立面的重點，既是建筑造型的設計手法，也是房屋使用功能的需要。建筑物的主要出入口和樓梯間等部分的，是人們經(jīng)常經(jīng)過和接觸的地方，使用是要求這些地方地位明顯，易于找到。綜上所述，體型、立面、空間組織和群體規(guī)劃應該是有機聯(lián)系的整體，應該綜合地通盤地考慮和設計，以創(chuàng)造滿足人們生產(chǎn)和生活活動需要，具有完美形象的社會主義新型建筑。3 結構設計3.1框架平面柱網(wǎng)布置及結構平面布置圖圖3.1 框架平面柱網(wǎng)布置圖圖3.2 結構平面布置圖3.2 梁柱截面、跨度及柱子高度的確定3.2.1 初估截面尺寸樓蓋及屋蓋均采用采用混凝土結構，取板厚100mm。梁截面高度按梁

18、跨度的1/12-1/18估算，其中設計強度C35，由此估算的梁的截面尺寸見表3.1。表3.1 梁截面尺寸及各層混凝土強度等級層數(shù)混凝土強度橫梁(b×h)縱梁次梁AB,CD跨BC跨2-9C30300×550300×400300×650250×5001C35300×550300×400300×650250×500柱截面可由公式估算。查表可知=0.8，各層的重力荷載代表值近似取12kN/m2,圖3.1可知邊柱及中柱的負截面積分別為7.2×3.3 m2和7.2×4.5 m2。由公式可得第一層柱

19、截面面積為邊柱： mm2中柱：mm2取邊柱，中柱都為正方形，則邊柱和中柱界面尺寸為471mm和539mm.由以上結果作參考，并結合其他因素，本設計所取柱的截面尺寸為：一層：700mm×700mm 24層：600mm×600mm 59層：550mm×550mm3.3 框架結構計算簡圖 框架結構計算簡圖如圖如圖3.2所示。3.4 重力荷載計算3.4.1 屋面均布荷載恒載標準值按屋面做法逐項計算均布荷載： 30厚細石混凝土保護層 22×0.33=0.66 kN/m2 二氈三油防水層 0.35 kN/m2 20厚1：2水泥砂漿找平 0.02×20=0.

20、4 kN/m2 100厚加氣混凝土絕熱層 0.10×65=0.65 kN/m230-130厚(2%找坡）膨脹巖 0.08×10=0.80kN/m2 圖3.3 框架計算簡圖 15厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.10×25=2.50 kN/m2 15厚紙筋石灰抹底 0.015×16=0.24 kN/m2 合計：5.6 kN/m2屋面恒載標準值為 665.27×5.6=3726 kN突出屋頂樓梯間屋面恒載標準值 332.61×5.6=1864 kN樓面恒載標準值 水磨石地面 0.65kN/m2 18mm厚水泥砂漿找平 0.018×20=

21、0.36 kN/m2 100厚現(xiàn)澆混凝土樓板 0.10×25=2.5 kN/m2 15厚紙筋石灰抹底 0.15×16=0.24 kN/m2合計：3.75 kN/m2樓面恒載標準值為：997.92×3.75=3742屋面、樓面均布活荷載上人屋面均布活荷載標準值 2.0 kN/m2 (根據(jù)建筑抗震設計(GB50011-2001）第條款，計算地震作用時的重力荷載代表值時，僅考慮屋面積灰荷載和屋面雪荷載)樓面活荷載標準值 2.0 kN/m2屋面雪荷載標準值 0.2 kN/m2 雪荷載：997.92×0.2=199.6 kN 樓面活荷載：997.92×2

22、=1996 kN3.5梁、柱重力荷載計算 梁、柱刻根據(jù)截面尺寸，材料容重及粉刷等計算出計算長度上的重力荷載 表3.2 梁柱重力荷載標準值層數(shù)構件b/mh/m/m/mg(kN/m)l/mnGi/kN1邊橫梁0.30.55251.054.3315.920511.058中橫梁0.30.4251.053.151.7105.55次梁0.250.5251.053.286.818401.472縱梁0.30.65251.055.126.518599.04柱0.70.7251.113.4755.5402964.52-4邊橫梁0.30.55251.054.3315.920511.058中橫梁0.30.4251.0

23、53.151.71053.55次梁0.250.5251.053.286.818401.472 續(xù)表3.2層數(shù)構件b/mh/m/m/mg(kN/m)l/mnGi/kN縱梁0.30.65251.055.126.518599.04柱0.60.6251.19.93.6401425.65-8邊橫梁0.30.55251.054.3315.920511.058中橫梁0.30.4251.053.151.71053.55次梁0.250.5251.053.286.818401.472縱梁0.30.65251.055.126.518599.04柱0.550.55251.18.323.6401198.083.5 .1

24、 門、窗、墻重力荷載計算 外墻墻體240mm厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚(0.5 kN/m2），內(nèi)墻面為20厚抹灰，其單位面積重力荷載為：0.5+15×0.24+17×0.02=4.44 kN/m2內(nèi)墻為200mm粘土空心磚，兩側均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為：15×0.24+17×0.02=4.28 kN/木門單位面積重力荷載值為0.2 kN/,鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4 kN/。 表3.3 門窗重力荷載計算表層數(shù)門窗編號門窗尺寸(m×m)nS()Gi(kN)1C-12.1×2.11148.5119.404C-22

25、.1×2.4630.2412.096C-31.8×2.428.643.456C-82.4×2.7212.965.184TC-12.1×1.81245.3618.144M-12.0×2.42150.410.08M-21.5×2.728.11.62M-61.2×2.726.481.276DTM-11.8×3.3423.764.752FM-11.5×2.728.11.62 續(xù)表3.3：層數(shù)門窗編號門窗尺寸(m×m)nS()Gi(kN)2-8層C-12.1×2.11879.3831.752C-

26、31.8×2.428.643.456C-71.2×1.268.643.456TC-12.1×1.81245.3618.144TC-21.5×1.825.42.16M-11.0×2.43378.215.84FM-11.5×2.427.21.44墻體：1層：外墻 (×10)×2×()+ (×4)×2×()- (23.76+48.51+45.36+8.1+8.64+12.96)=560.66+129.69-147.33=543.02外墻自重荷載標準值：543.02×4.4

27、4=2411 kN內(nèi)墻(×2）×(）×18+(×10）×(）+(3.6×7-0.7×3.8）(）×2-(50.4+8.1+6.48+8.1）=489.6+283.22+222.95-73.08=922.69內(nèi)墻自重荷載標準值：922.69×4.28=3949 kN2-8層：外墻 (×10）×2×(）+(×4）×2×(）-(79.38+8.64+8.64+45.36+5.4+79.2+7.2）=346.92+82.35-233.82=195.45內(nèi)

28、墻自重荷載標準值：(×2）×(3.6-0.5）×23+(×10）×(）×2-(78.2+7.2）=402+346.92-96.4=662.52內(nèi)墻自重荷載標準值：662.52×4.28=2836 kN7）由以上各項重力荷載值，可計算出集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi,如圖3.4所示：圖3.4 各樓層標高處的重力荷載代表值Gi3.6 框架側移剛度計算橫向框架側移剛度計算表3.4 橫梁線剛度ib的計算類別層數(shù)Ec(N/mm2)b×h(mm×mm)I0(mm4)l/mmEcI0/l(N·mm)1

29、.5EcIo/l(N·mm)2EcIo/l(N·mm)邊橫梁13.15×104300×5504.159×10966001.98×10102.97×10103.96×10102-83.0×104300×5504.159×1091.89×10102.84×10103.78×1010中橫梁13.15×104300×4001.600×10924002.10×10103.15×10104.20×10102-

30、83.0×104300×4001.600×1092.00×10103.00×10104.00×1010表3.5 柱梁線剛度ib的計算層數(shù)hc/mmEc/(N/mm2)b×h(mm×mm)Ic(mm4)EcIc/hc(N/mm)15.53.15×104700×7002.001×101011.46×1010243.63.00×104600×6001.080×10109.00×1010583.63.40×104550×55

31、07.626×1096.355×1010根據(jù)梁、柱線剛度比的不同，主刻分為中框架中柱和邊柱，邊框架中柱和邊柱以及樓，電梯間柱等，現(xiàn)以第二層C-6柱的側移剛度計算為例，說明計算過程，其他柱計算過程從略，結果見表3.6 。第二層C-6柱及與其相連梁的相對線剛度如右圖所示，可得梁柱相當比為c =0.308D=0.308×=25167N/mm中框架梁、柱相對相對線剛度圖可有表3.4，3.5中的數(shù)據(jù)做出，由此計算得中框架柱側移剛度D值如下表3.6所示：表3.6 中框架側移剛度D值(N/mm）層數(shù)邊柱中柱DicDi1cDi15-80.5950.229134331.2280.5

32、51323217320643、40.420.174145000.8640.3022516763467220.430.177147500.8860.3082566764667210.3460.361164110.7120.44720320587696邊框架側移剛度D值(N/mm2)，見下頁表5.4將上訴不同情況下同層框架柱側移剛度相加，既得框架各層層間側移剛度Di見表3.8。表3.7 邊框架側移剛度D值(N/mm)層次A-1、A-10、D-1、D-10B-1、B-10、C-1、C-10DicDi1cDi15-80.4660.182107090.9180.315185351169763、40.31

33、50.136113330.6480.2452041712900020.3230.139115830.6640.2492075012933210.2590.336152750.5340.40818548135292表3.8 橫向框架層間側移剛度層次12345678Di72988776004761672761672829040829040829040829040由表3.7可見，D1/D2=0.932>0.7,故該框架為規(guī)則框架3.7 橫向水平荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算橫向自震周期計算有公式將G9折算到主體結構的頂層，既Gc=3090×(1+)=3920.15 kN結構頂點的

34、假象側移可計算出，計算過程可見下表3.8，其中第八層的Gi為G8和G9之和表3.9 結構頂點的假想側移計算層次(kN)(kN)（Nmm）(mm)(mm)8701070108290448.5467.5792311624182904019.64566112842752582904033.2439.4 續(xù)表3.9：層次(kN)(kN)（Nmm）(mm)(mm)5112863880982904046.8406.24113975020676167265.9359.43113976160376167280.9293.52113977300077600494.1212.6112676856767229811

35、8.5118.5UT的量綱是m，取T=0.7，則基本周期T1=1.7×0.7×=0.713 水平地震作用及樓層地震剪力計算 由于本建筑結構高度不超過40m，質量和剛度沿高度方向布置較均勻，變形以剪切型為主，故采用底部剪力法計算水平地震作用。結果總水平地震作用標準值計算如下：Geq=0.85Gi=0.85×(12676+11397×3+11284×3+9231+3090）=0.85×93040=79084 kN1=(）0.9MAX=(）0.9×0.16=0.075FEK=1Geq=0.075×79084=5931.3

36、 kN因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s<T1=0.81s,所以應考慮頂部附近加水平地震作用，頂部附加地震作用系數(shù)計算如下：=0.08×0.81+0.07=0.1348 F8=0.1348×5931.3=799.54kN各質點的水平地震作用計算如下，將上訴n和FEk代入可得：=5132.7×具體計算過程及各樓層地震剪力計算列入表3.10表3.10 各質點橫向水平地震作用及剪力計算表層次Hi/mGi/kNGiHi/kNFi/kNVi/kN934.330901059870.063323.3323.3830.79231283391.70.1688

37、62.11185.4727.111284305796.40.181928.82114.2623.5112842651740.157805.72919.9519.911284224551.60.033682.53602.4416.311397185771.10.11564.54166.9312.711397144741.90.086441.34608.229.111397103712.70.0613134921.215.512676697180.029148.85070各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖3.5圖3.5 橫向水平地震作用及樓層地震剪力 水平地震作用下的位移驗算水平

38、地震下框架結構的房間位移ui和頂點位移ui分別計算如下表所示，并且表中計算出了各房間的彈性位移c=ui/hi表3.11 橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi/kNDi(N/mm)ui/mmui/mmhi/mmc=ui/hi81185.48290401.4363.7236001/251772114.28290402.5535.293636001/141262919.98290403.5232.7436001/102353602.48290604.3529.2236001/82844166.97616725.4724.8736001/65834608.27616726.0519.436001/59

39、524921.27760046.3413.3536001/568150707229887.017.0155001/784由表3.10可見，最大層間彈性位移發(fā)生在第二層，其值為1/568<1/550滿足要求3.7.4水平地震作用下框架內(nèi)力計算以軸線橫向框架內(nèi)力計算為例，其余框架內(nèi)力計算從略?？蚣苤思袅皬澗赜嬎闳绫?.11所示，層間剪力取自表3.9各柱反彎點高度比y可由公式計算確定，其中yn查表可得具體計算過程如下表3.11所示3.7.5水平地震作用下框架的彎矩圖，剪力圖及柱軸力圖圖3.6框架彎矩圖圖3.7梁端剪力及柱軸力3.8豎向荷載作用下框架結構的內(nèi)力計算橫向框架內(nèi)力計算1） 計算單

40、元取軸線橫向框架進行計算計算單元寬度為7.2m，如圖7.1所示。由于房間中布置有次梁故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的陰影部分所示，計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫梁作用于各節(jié)點上，由于縱向框架梁的中心線于柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用集中力矩。圖3.8 橫向框架計算單元2） 荷載計算 恒載計算在下圖7.2中，分別代表橫梁自重，為均布荷載形式，對于第8層=4.331kN/m =3.15 kN/m 和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖7.2所示幾何關系可得圖3.9各層梁上作用的恒載=5.6×3.6=20.16 kN/m

41、， =5.6×2.4=13.44 kN/mP1，P2分別為由邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓重和女兒墻等的重力荷載，計算如下：=(3.6×2.2×1/2)×2+(3.0+6.6)×1.8/2 ×5.6+5.12×7.2+3.28×6.6/2+4.44×1.2×7.2=174.41 kN=3.6×2.2×2/2+(3.0+6.6)×1.8/2+(3.6+2.4)×1.2×2/2×5.6+5.12×7.2+3.28

42、×6.6/2=176.71 kN集中力矩=174.41×(0.55-0.3)/2=21.80 kN·m=176.71×(0.55-0.30)/2=22.09 kN·m對于57層，包括梁自重，為均布荷載。其計算法同8層。 =4.331+3.75×3.4=17.081 kN/m，=3.15 kN/m=3.75×3.6=13.5 kN/m， =3.75×2.4=9 kN/m=(2.4×1.8×2)×3.75+5.12×7.2+3.28×3.3+4.44×(6.6

43、5××2.1×2)+0.4×2.1×2.1×2=128.857 kN=2.4×1.8×2+6×1.2×3.75+5.12×7.2+3.28×3.3+4.28×2.95×()=188.98 kN=128.857×(0.55-0.35）/2=16.11 kN·m=188.98×(0.5-0.30）/2=23.62 kN·m對于24層，包括梁自重，為均布荷載,其計算法同8層。 =17.081 kN/m， =3.15 kN/

44、m=13.5 kN/m， =9 kN/m=(2.4×1.8×2)×3.75+2.12×7.2+3.28×3.3+4.44×16.6××2.1×2+0.4×2.1×2.1×2=128.20kN=(2.4×1.8×2+6×1.2)3.75+5.12×7.2+3.28×3.3×4.28×2.95×(7.2-0.6)=188.35 kN=128.20×(0.6-0.35）/2=19.23 kN&

45、#183;m=211.02×(0.6-0.30）/2=28.25 kN·m對于1層=4.331+3.75×3.4=17.081kN/m， =3.15 kN/m=13.5 kN/m， =9 kN/m=128.20kN =188.35kN=128.20×0.175=22.435 kN·m=188.35×0.175=32.96 kN·m活荷載計算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖3.10所示圖3.10 各層梁上作用的活載對于第8層=3.6×2=7.2 kN/m， =2.4×2=4.8 kN/m=(3.6&

46、#215;1.8+4.8×1.8) ×2=30.24 kN =25.92×0.125=3.24 kN/m=(3.6×1.8+4.8×1.8+6×1.2）×2=44.64 kN=44.64×0.125=5.58 kN·m同理，在屋面雪荷載作用下=0.72 kN/m, =0.48 kN/m=3.024 kN， =0.324 kN·m=4.464 kN， =5.58 kN·m對于57層，=7.2 kN/m, =4.8 kN/m=30.24 kN， =3.24 kN·m=44.64

47、kN， =5.58 kN·m對于24層=7.2kN/m, =4.8kN/m=30.24kN， =4.536kN·m=44.64kn， =6.696 kN·m對于1層q2=7.2 kN/m, q2=4.8 kN/m=30.24kN， =5.292 kN·m=44.64kN， =44.64×0.175=7 kN·m將以上計算結果匯總見表3.14和3.15表3.14 橫向框架恒載匯總表層次/(kN/m)/(kN/m/(kN/m)/(kN/m)/kN/kN/kN·m/kN·m84.3313.1520.1613.44174.

48、41176.721.822.095-717.083.1513.59128.8618916.1123.622-417.083.1513.59128.2188.419.2328.25117.083.1513.59128.2188.422.43532.96表3.15 橫向框架活載匯總表層次/(kN/m)/(kN/m)/kN/kN/kN·m/kN·m87.2(0.72)4.8(0.48)30.24(3.024)44.64(4.464)3.24(0.324)5.58(0.558)5-77.24.830.2444.643.245.582-47.24.830.2444.643.245.5

49、817.24.830.2444.643.245.58注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應雪荷載作用情況內(nèi)力計算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算，由于結構和荷載均對稱，故計算時可用半框架，彎矩計算過程如下圖3.11所示，計算結果見圖3.12所示。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到。計算柱底軸力還需考慮柱的自重。(a)恒載作用下(b）活載作用下圖3.11 橫向框架彎矩的二次分配法(單位kN·m）(a)恒載作用下(b）活載作用下圖3.12 豎向荷載作用下框架彎矩圖(單位kN·m）3.9橫向框架內(nèi)力組合 框架內(nèi)力組合計算

50、本框架設計中考慮了幾種組合，即，及。各層梁的內(nèi)力組合結果見下表，表中，兩列中的梁端彎矩M為經(jīng)過調幅后的彎矩(調幅系數(shù)為0.8）現(xiàn)以第一層AB跨梁考慮地震作用的組合為例，說明各內(nèi)力組合的方法。對支座負彎矩按相應的組合情況進行計算，求跨間最大正彎矩時，可根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設計值，由平衡條件確定?？傻茫喝?，說明，其中x為最大正彎矩截面至A支座的距離，則x可由下式求解：將求得的x 值代入下式即可得跨間最大正彎矩值。若，說明，則若，同理可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的、x和的計算公式： x由下式求得本例中，梁中荷載設計之q1=1.2×17.081=20.50 kN/m, q2=

51、1.2×(13.5+0.5×7.2)=20.52 kN/m,左震說明，其中x為最大正彎矩截面至A支座的距離，則x可由下式求得：即 5.7x2+20.5x-10.558=0代入kN·m最大彎矩發(fā)生在距A界面0.44m處的截面kN·m右震說明， kN·m剪力計算：AB凈跨： m左震： kN·m kN·m右震： kN·m kN·m kN kN kN 3.10 框架梁設計以第一層AB跨梁為例，說明計算方法和過程，其他層梁的配筋計算結果如表8.1和表8.2所示.1） 自附表1中分別選出AB跨跨間截面及支座截面的最不

52、利內(nèi)力，并將支座中心處的彎矩換算成支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋計算. · · · ·實配鋼筋6滿足要求。將下部跨間截面的4)，再計算相應的受拉鋼筋，即支座A上部<2/ho=70/515=0.14說明富裕，且達不到屈服，可近似取 實取5層次截面M/kN·m /mm2/mm2實配鋼筋As/mm2 As' /As8支座A-83.76603484.72218(509)1.18-85.43603494.27218(509)1.18AB跨間81.760.01525.59316(603)支座B-40.75603343216(402)1.5BC

53、跨間69.440.05545.15316(603)4支座A-258.2512561494.5520(1570)0.8-251.712561456.6520(1570)0.8AB跨間231.140.031260.15420(1256)支座Br-167.7215201411.78422(1520)1BC跨間167.780.121391.87422(1520)1支座A-280.5812561623.73522(1900)0.66-272.7212561578.24522(1900)0.66AB跨間196.930.021051.17420(1256)支座-174.6419001470.03520(1570)1.21BC跨間187.170.121625.47522(1900)梁端加密區(qū)取箍筋雙肢加密區(qū)長度取900mm，非加密區(qū)箍筋取4肢4肢 由于加密區(qū)長度較小，故刻全跨均可按