學(xué)士五層框架結(jié)構(gòu)中學(xué)教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 天津楊柳青三中教學(xué)樓設(shè)計(jì)學(xué) 號(hào)：姓 名：專 業(yè)：土木工程系 別：土木工程系指導(dǎo)教師：講師二一四年六月摘 要本工程是天津市楊柳青三中教學(xué)樓（天津西青區(qū)）的設(shè)計(jì)，包括建筑布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。本建筑為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為5159.7m2，總建筑高度為18.900m。其中完成了建筑的平面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)及剖面設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)樓的建筑形狀采用的是比較常規(guī)的矩形。結(jié)構(gòu)計(jì)算中考慮了豎向荷載中的恒荷載、活荷載和水平方向荷載中的地震作用，并將水平的荷載分配到結(jié)構(gòu)框架上，分別用D值法和彎矩二次分配法計(jì)算活荷載和恒荷載作用下構(gòu)件的內(nèi)力，并進(jìn)行了一榀框架的內(nèi)力組合、截面設(shè)計(jì)及配筋。手算過(guò)

2、程中運(yùn)用到了excel軟件，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算。最后，還使用了PKPM軟件進(jìn)行電算，并與手算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)配筋進(jìn)行修改，并繪出各樓層梁、板、柱、基礎(chǔ)、樓梯的結(jié)構(gòu)施工圖。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)樓；框架結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)AbstractThe project is in Tianjin Yangliuqing three school buildings ( Tianjinxiqu area ) design, including building layout and structural design in two parts. The five-story building is of rein

3、forced concrete frame structure , with a total construction area of 5159.7m2, total building height of 18.900m. Which completed a graphic design architecture, design and facade profile design . The College floor building shape is used more conventional rectangular . Calculation takes into account th

4、e structure of the vertical load dead load , live load and horizontal load of earthquake , wind load , and the load level assigned to the structural frame , respectively, with D value method and Moment Distribution Method calculation of wind loads, live loads and internal forces under constant loads

5、 member, and a combination of internal forces specimens of the framework, cross-sectional design and reinforcement . Hand counting procedure to excel in the use of software to calculate the data. Finally, the use of the software PKPM Computing , and the results were compared with the hand count of r

6、einforcement to modify , and draw on each floor beams, slabs, columns , foundations, stairs construction drawing .Keywords : laboratory building ; framework ; architectural design ; structural design目 錄摘 要iAbstractii目 錄.iii1緒論62建筑說(shuō)明82.1工程概況8基本資料8建筑構(gòu)造做法8使用荷載標(biāo)準(zhǔn)值13自然條件13抗震設(shè)防13地質(zhì)勘探資料13材料142.2設(shè)計(jì)要求14計(jì)算方法及

7、內(nèi)容14計(jì)算書14圖紙內(nèi)容143結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程164結(jié)構(gòu)方案選型與結(jié)構(gòu)布置174.1框架柱174.2框架梁175荷載計(jì)算205.1荷載分類計(jì)算20屋面荷載20樓面荷載20樓梯間荷載20墻體荷載205.2重力荷載代表值計(jì)算226基本自振周期的計(jì)算266.1 結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算26框架梁的慣性矩及線剛度26框架柱的慣性矩及線剛度26框架柱的抗推剛度：266.2自振周期T1的計(jì)算287水平地震作用計(jì)算307.1地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算30水平地震作用影響系數(shù)a30水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值30框架側(cè)移驗(yàn)算31框架剪力標(biāo)準(zhǔn)值338水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算358.1根據(jù)柱剪力及反彎點(diǎn)高度計(jì)算柱端彎矩358.2計(jì)算梁端彎矩及

8、梁剪力368.3根據(jù)梁端剪力計(jì)算柱軸力368.4繪制內(nèi)力圖379豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算419.1豎向恒載作用下框架內(nèi)力計(jì)算439.2豎向活載作用下框架內(nèi)力計(jì)算5010荷載作用效應(yīng)組合5810.1一般規(guī)定及計(jì)算方法58梁端負(fù)彎矩調(diào)幅58控制截面58內(nèi)力換算59荷載效應(yīng)組合的種類5910.1.5 豎向荷載下的基本組合6010.2水平地震作用效應(yīng)與豎向荷載作用效應(yīng)的基本組合67水平地震作用下框架梁內(nèi)力及跨中彎矩的基本組合67水平地震作用下的柱端內(nèi)力的基本組合6911 截面設(shè)計(jì)7411.1 框架梁74框架梁正截面設(shè)計(jì)74框架梁斜截面設(shè)計(jì)7611.2 框架柱配筋計(jì)算78軸壓比驗(yàn)算78正截面受彎承載力

9、計(jì)算78斜截面受剪承載力計(jì)算8212 樓面構(gòu)件及樓梯設(shè)計(jì)8512.1樓板配筋計(jì)算8512.1.1 A區(qū)格板配筋計(jì)算8512.2樓梯設(shè)計(jì)87斜板計(jì)算87平臺(tái)板計(jì)算88計(jì)算平臺(tái)梁89結(jié)論92致 謝93參考文獻(xiàn)941緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)的重要一環(huán)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到以下目標(biāo):（1）獲得工程師基本訓(xùn)練，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（2）掌握設(shè)計(jì)的程序、方法和步驟，練好基本功。通過(guò)對(duì)本題目的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生能夠掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的受力和變形特點(diǎn)，熟悉建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用軟件（天正和PKPM等），并且能夠正確應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件完成建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制建筑和結(jié)構(gòu)施工圖。（3）通過(guò)本設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合

10、運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)、基本技能，提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在一定程度上縮短理論與實(shí)際生產(chǎn)間的距離，為學(xué)生走向社會(huì)奠定基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段，是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過(guò)程，是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以將以前學(xué)過(guò)的知識(shí)重溫回顧，對(duì)疑難知識(shí)再學(xué)習(xí)，對(duì)提高個(gè)人的綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)有著重要的作用。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們?cè)谫Y料查找、設(shè)計(jì)安排、分析計(jì)算、施工圖繪制、口頭表達(dá)等各個(gè)方面得到綜合訓(xùn)練,具備從事相關(guān)工作的基本技術(shù)素質(zhì)和技能。目前，我國(guó)建筑中仍以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，鋼筋混凝土造價(jià)較低，材料來(lái)源豐富，且可以澆筑成各種

11、復(fù)雜斷面形狀，節(jié)省鋼材，承載力相差不大，經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)可以獲得較好的抗震性能。今后幾十年，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍將活躍在我國(guó)的建筑史上?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的主要特點(diǎn)是平面布置比較靈活，能提供較大的室內(nèi)空間，對(duì)于教學(xué)樓是最常用的結(jié)構(gòu)體系。多層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除了要根據(jù)建筑高度、抗震設(shè)防等級(jí)等合理選擇結(jié)構(gòu)材料、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系外，要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結(jié)構(gòu)總體布置指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。 建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能有決定性的作用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為天津?yàn)I海中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)（天津塘沽區(qū)）。采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，整體五層,首層層高4.7m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6

12、 m。此工程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分，它們之間既有分工又相互配合。在設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行：首先熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，根據(jù)自己對(duì)任務(wù)書的理解，做出一套方案，然后采用PKPM軟件對(duì)工程建模進(jìn)而對(duì)樓板梁柱進(jìn)行配筋計(jì)算。在畢業(yè)設(shè)計(jì)前期，我溫習(xí)了相關(guān)的專業(yè)課本和規(guī)范。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們通過(guò)所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中大家不斷交流，一起解決問(wèn)題，共同進(jìn)步。在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過(guò)資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算，加深了對(duì)規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識(shí)、提高了分析、解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算時(shí)，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大，在計(jì)算過(guò)程中以電算為主，并學(xué)習(xí)手

13、算理論加以分析。進(jìn)一步了解了PKPM軟件，并在繪圖時(shí)，掌握了AutoCAD繪圖操作，以上這些從不同方面都達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求與目的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，并得到老師的審批和指正，在此表示衷心的感謝。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。2建筑說(shuō)明2.1工程概況2.1.1基本資料天津?yàn)I海中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)（天津塘沽區(qū)），建筑平面、立面、剖面圖見(jiàn)圖1圖3。室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高10.00m，室內(nèi)外高差600mm。2.1.2建筑構(gòu)造做法建筑構(gòu)造做法選自華北地區(qū)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集05J1。樓面及屋面構(gòu)造做法見(jiàn)表1。墻體構(gòu)造做法見(jiàn)表2。墻體材料

14、為陶?；炷疗鰤K，外墻厚300mm，內(nèi)墻厚200mm，容重8.5 kN/m3。頂棚采用輕鋼龍骨紙面石膏板吊頂（05J1頂7），自重0.14 kN/m2。門窗采用塑鋼窗（0.40 kN/m2）、木門（0.25 kN/m2）表1 樓面及屋面構(gòu)造做法名 稱用 料 做 法厚度（mm）使用部位鋪地磚樓面（厚30mm）05J1-樓1010厚地磚鋪平拍實(shí)，水泥漿擦縫10一般樓面20厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層20素水泥漿結(jié)合層一遍花崗石樓面（厚50mm）05J1-樓1320厚花崗石板鋪平拍實(shí)，水泥漿擦縫20走廊,門廳,樓梯間30厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層30素水泥漿結(jié)合層一遍鋪地磚防水樓面（厚102mm）

15、05J1-樓2710厚地磚鋪平拍實(shí)，水泥漿擦縫10衛(wèi)生間25厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層251.5厚聚胺脂防水涂料刷基層處理劑一遍15厚水泥砂漿找平層1550厚C15細(xì)石砼找坡，最薄處不小于3050名 稱用 料 做 法厚度（mm）使用部位上人屋面05J1-屋610厚地磚鋪平拍實(shí)，縫寬58，1:1水泥砂漿填縫10上人屋面25厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層25滿鋪0.15厚聚乙烯薄膜一層0.15高聚物改性瀝青防水卷材31:3水泥砂漿找平層20聚苯保溫板1001:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡，最薄處不小于201001:3水泥砂漿找平層20非上人屋面05J1-屋6涂料或粒料非上人屋面高聚物改性瀝青防水卷材3

16、1:3水泥砂漿找平層20聚苯保溫板1001:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡，最薄處不小于201001:3水泥砂漿找平層20圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖圖2 正立面圖 圖3 剖面圖表2 墻體構(gòu)造做法名 稱用 料 做 法厚度（mm）使用部位面磚墻面（厚2730mm）05J1-外墻13刷素建筑膠水泥漿一遍，配合比為建筑膠:水泥漿=1:410所有外墻面15厚2:1:8水泥石灰砂漿，分兩次抹灰20刷素水泥漿結(jié)合層一遍45厚1:1水泥砂漿加水重20%建筑膠810厚面磚，1:1水泥砂漿勾縫或水泥漿擦縫混合砂漿墻面（厚20mm）05J1-內(nèi)墻5刷素建筑膠水泥漿一遍，配合比為建筑膠:水泥漿=1:4除衛(wèi)生間外所有內(nèi)墻面15厚1:

17、1:6水泥石灰砂漿，分兩次抹灰155厚1:0.5:3水泥石灰砂漿5秞面磚墻（厚2324mm）05J1-內(nèi)墻9刷素建筑膠水泥漿一遍，配合比為建筑膠:水泥漿=1:410衛(wèi)生間內(nèi)墻面15厚2:1:8水泥石灰砂漿，分兩次抹灰2534厚1:1水泥砂漿加水重20%建筑膠45厚秞面磚，白水泥漿擦縫2.1.3使用荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋 面：上人屋面2.0kN/m2； 非上人屋面0.5kN/m2；樓 面：教室，辦公室室2.0kN/m2； 走廊、門廳、樓梯、廁所 2.5kN/m2。2.1.4自然條件基本風(fēng)壓：0.50kN/m2；基本雪壓：0.40kN/m2；最大冰凍深度0.6m。2.1.5抗震設(shè)防抗震設(shè)防烈度為7度（0.1

18、5g）；設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為類。2.1.6地質(zhì)勘探資料表3 地質(zhì)資料層次土層描述厚度（m）層底深度（m）孔隙比（e）液性指數(shù)（IL）地基承載力特征值fak（kPa）容重（kN/m3）素 填 土1.51.519.5粉質(zhì)粘土2.50.730.715019.63粉質(zhì)粘土58.50.710.4820019.92粉 土大于5m0.59-28020.322.1.7材料（1）混凝土：現(xiàn)澆，強(qiáng)度等級(jí)為C30；（2）鋼 筋：板內(nèi)受力主筋采用HPB300級(jí)鋼筋，直徑大于12時(shí)采用HRB335級(jí)鋼筋,板內(nèi)分布筋采用HPB300級(jí)鋼筋。梁柱內(nèi)受力主筋采用HRB400級(jí)鋼筋，箍筋采用HPB300級(jí)鋼筋。（3

19、）填充墻：室內(nèi)地面以上填充墻為陶?；炷疗鰤K砌體，砌塊強(qiáng)度等級(jí)為MU5；砂漿采用強(qiáng)度等級(jí)為M7.5的水泥混合砂漿。室內(nèi)地面以下填充墻為普通粘土磚砌體，粘土磚強(qiáng)度等級(jí)為MU10，砂漿采用強(qiáng)度等級(jí)為M10的水泥砂漿。2.2設(shè)計(jì)要求2.2.1計(jì)算方法及內(nèi)容（1）確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸；（2）用底部剪力法計(jì)算水平地震作用下地震剪力。并取一榀框架，計(jì)算其內(nèi)力；（3）對(duì)上述框架用分層法或二次彎矩分配法計(jì)算豎向荷載下構(gòu)件內(nèi)力，并進(jìn)行梁彎矩調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)b=0.85；（4）進(jìn)行框架內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)；（5）按彈性理論計(jì)算板及次梁的內(nèi)力，并進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；2.2.2計(jì)算書用A4復(fù)印紙抄寫計(jì)算書，字體工整，裝訂成冊(cè)。2.

20、2.3圖紙內(nèi)容（1）結(jié)構(gòu)平面配筋圖比例1：100；注明軸線號(hào)，尺寸，墻厚，主、次梁截面尺寸，鋼筋規(guī)格。（2）次梁配筋圖要求繪制，彎矩包絡(luò)圖，縱、橫剖面圖，抽筋圖?？v剖面：比例1:40，注明跨度；縱筋、架立筋、箍筋編號(hào)；鋼筋斷點(diǎn)位置。橫剖面：比例1:25；注明截面尺寸，鋼筋編號(hào)，根數(shù)，直徑，箍筋直徑，間距。（3）框架配筋圖框架立面圖：比例1：40；注明跨度、層高、樓面標(biāo)高、縱筋及箍筋、鋼筋斷點(diǎn)位置；梁柱加密區(qū)范圍，次梁作用處加密箍筋或吊筋規(guī)格。梁柱截面配筋圖：比例1:25，注明截面尺寸，鋼筋直徑、根數(shù)，箍筋直徑、間距。（4）基礎(chǔ)施工圖3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要流程如圖4。圖4 多層框架

21、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要流程4結(jié)構(gòu)方案選型與結(jié)構(gòu)布置本工程屬于丙類建筑，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001第1.0.5條，按本地區(qū)設(shè)防烈度采取抗震措施。本建筑高H=18.900m，屬多層建筑，采用框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆梁、板及柱，現(xiàn)澆板式樓梯；根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001第條，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，擬采用柱獨(dú)立基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深-2.50m，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-1.30m。混凝土：主體結(jié)構(gòu)梁、柱、板均采用C30級(jí)；構(gòu)造柱、圈梁及過(guò)梁均采用C20級(jí)。鋼 筋：HPB300級(jí)鋼（）；HRB400級(jí)鋼（）。焊 條：采用E43及E50型?？拐鸺翱癸L(fēng)措施：填充墻在門口標(biāo)高處設(shè)抗震帶一道。4.1

22、框架柱柱截面尺寸根椐柱的允許軸壓比mc按下式計(jì)算確定。 (4-1)根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001第6.3.7條，框架抗震等級(jí)為三級(jí)時(shí)柱的軸壓比限值為mc=0.85。為使結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性相近，柱截面采用方柱，柱的軸力設(shè)計(jì)值Nc按下式估算。 (4-2)最大負(fù)載的柱為4B、4C、5B、5C處，則其最大軸力估算為：=1.2×1.1×(7.8+3.3)/2×7.2×14×4=2954kN因此，主樓框架柱截面尺寸確定為：700×700。4.2框架梁根據(jù)抗震規(guī)范第6.3.1條和第6.3.6條，梁的截面寬度不宜小于200mm

23、；截面高寬比小于4；梁凈跨與截面高度之比宜大于4。（1）AD軸縱向框架梁：h=(1/81/14)l =(1/81/14)×7200=900550取h=800mm，b=300mm；（2）18軸AB段及CD段橫向框架梁：h=(1/81/14)l =(1/81/14)×7800 =975557取h=800mm，b=300mm；（3）18軸BC段橫向框架梁按與AB段框架梁線剛度相等計(jì)算，即 (4-3)故取h=700mm，b=300mm。（4）樓面次梁h=(1/121/18)l =(1/121/18)×7800=650433取h=600mm；b=300mm。（5）現(xiàn)澆板厚h

24、=(1/301/35)l =(1/301/35)×3600= 120100取h=110mm；標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置簡(jiǎn)圖如圖5所示。圖5 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖5荷載計(jì)算5.1荷載分類計(jì)算5.1.1屋面荷載屋面恒載按照構(gòu)造做法計(jì)算，列于表4中。分析框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)，屋面活載應(yīng)取均布活載與雪載之間的較大值，即上人屋面取2.0kN/m2，非上人屋面取0.50kN/m2?？拐鹩?jì)算時(shí)，計(jì)算屋面重力荷載代表值時(shí)不考慮屋面活載，取雪載0.40kN/m2。5.1.2樓面荷載樓面恒載按照構(gòu)造做法計(jì)算，列于表5中。樓面活載：辦公室、衛(wèi)生間取2.0kN/m2；走廊：2.5kN/m2；屋頂設(shè)備用房

25、：6.0kN/m2。5.1.3樓梯間荷載 恒載： 水磨石地面 30厚 1.16×(0.3+0.15)/0.3= 1.74 kN/m2 樓梯踏步板 130厚 (0.13/cosa+0.15/2)×25 = 5.51 kN/m2 板下抹灰 20厚 0.02×20/cosa = 0.45 kN/m2 合 計(jì)： 7.70 kN/m2 活載： 2.50 kN/m25.1.4墻體荷載外墻為300厚陶?；炷疗鰤K，外側(cè)貼面磚，內(nèi)側(cè)抹灰。內(nèi)墻為200厚陶?；炷疗鰤K，雙側(cè)抹灰?？紤]到組砌時(shí)在洞口處、墻體底部和頂部混砌部分粘土磚，混砌比例取8:2，粘土磚容重取19kN/m3，則砌體

26、容重為：g= 8.5×0.8 +19×0.2=10.6kN/m3計(jì)入面層的做法，求得墻體的單位面積重量為：外墻： qout=0.3×10.6 + 0.55 + 0.02×20=4.13kN/m2內(nèi)墻： qin =0.2×10.6 + 2×0.02×20=2.92kN/m2表4 屋面恒載計(jì)算表名稱及部位用料做法厚度(mm)容重(kN/m3)重量(kN/m2)恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面(19.500)屋610厚地磚鋪平拍實(shí)，縫寬58，1:1水泥砂漿填縫10200.20 6.3525厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層25200.50高聚物改性

27、瀝青防水卷材30.101:3水泥砂漿找平層20200.40聚苯保溫板1003.00.301:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡，最薄處不小于20100151.501:3水泥砂漿找平層20200.40鋼筋混凝土樓板110252.75板底吊頂0.20非上人屋面(22.800)屋6高聚物改性瀝青防水卷材30.10 5.651:3水泥砂漿找平層20200.40聚苯保溫板1003.00.301:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡，最薄處不小于20100151.501:3水泥砂漿找平層20200.40鋼筋混凝土樓板110252.75板底吊頂0.20表5 樓面恒荷載計(jì)算表名稱及使用部位用 料 做 法厚度（mm）容重（kN/m3

28、）重量（kN/m2）恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值鋪地磚樓面（實(shí)驗(yàn)室）厚30mm）樓1010厚地磚鋪平拍實(shí)，水泥漿擦縫10200.20 3.5520厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層20200.40鋼筋混凝土樓板 110252.75板底輕鋼龍骨吊頂0.20花崗石樓面(走廊、樓梯間)（厚50mm）樓1320厚花崗石板鋪平拍實(shí)，水泥漿擦縫20280.56 4.1130厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層30200.60鋼筋混凝土樓板 110252.75板底輕鋼龍骨吊頂20200.20鋪地磚防水樓(衛(wèi)生間)（厚102mm）樓2710厚地磚鋪平拍實(shí)，水泥漿擦縫10200.20 5.5025厚1:4干硬性水泥砂漿結(jié)合層25200.50

29、15厚水泥砂漿找平層15200.3050厚C15細(xì)石砼找坡，最薄處不小于3050251.25鋼筋混凝土樓板 110252.75板底吊頂0.505.2重力荷載代表值計(jì)算各層重力荷載代表值匯總于表10。將表中恒載與活載求和并除以總面積，可得框架單位面積的重量為w= 12.1kN/m2，說(shuō)明初選柱截面尺寸時(shí)取w= 14kN/m2是合理的。表6 梁自重計(jì)算表格層層次構(gòu)件b×h(mm×mm)（kN/m3）li（m）N(根)Gi（kN）Gi（kN）第1-5層縱向框架梁1300×800263.6822.5179.7縱向框架梁2300×800264.2426.2104.

30、8縱向框架梁3300×800267.22444.91078.3橫向框架梁（AB跨及CD跨）300×800267.82048.7973.4橫向框架梁（BC跨邊梁）300×800263.3210.641.2橫向框架梁（BC跨中梁）300×700263.3818.0144.1次梁300×600267.81236.5438.0表7 柱的自重計(jì)算表格層次構(gòu)件b×h(mm×mm)（kN/m3）li（m）N(根)Gi（kN）Gi（kN）1柱700×700254.24051.520582柱700×700253.64044

31、.118353柱700×700253.64044.118354柱700×700253.64044.118355柱700×700253.64044.1920表8 板自重計(jì)算表格層數(shù)構(gòu)件板均布自重（KN/m2）長(zhǎng)度（m）寬度（m）面積（m2）板重（KN）（KN） 1-4衛(wèi)生間板5.57.83.656.16154.444129.335.57.87.2112.32617.76走廊板4.1154.63.3180.18740.54樓梯板7.77.83.628.08216.227.77.84.232.76252.25教室樓板3.557.87.256.161993.685屋面板5

32、.6554.6 18.91031.945830.465830.46表9 墻體自重計(jì)算表格構(gòu)件軸線號(hào)墻體自重（KN/m2）洞口自重（KN/m2）長(zhǎng)度（m）高度（m）洞口面積（m2）墻體面積（m2）墻體重（KN）洞口重（KN）總重（KN）（KN）縱向外墻A4.130.148.32.856.7783225.673382683D4.130.148.32.856.7783225.67338橫向外墻14.130.116.82.83.7843.26178.70.378179104.130.116.82.83.7843.26178.70.378179縱向內(nèi)墻B2.920.2548.32.927.3113329

33、6.83336C2.920.2542.52.925.298.12866.3293橫向內(nèi)墻AB2.92-7.12.8-174.72510.18-510.18CD2.92-7.12.8-174.72510.18-510.18女兒墻-3-1470.9-132.3396.9-396.9396.9表10 各層重力荷載代表值計(jì)算（kN）項(xiàng)次層 號(hào)1245梁自重縱向框架梁Gbx 1362.51362.51362.5橫向框架梁Gby1158.71158.71158.7次梁Gby438.0438.0438.0Gb=Gbx+Gby+Gby2959.22959.22959.2 柱自重Gc2115.0 2058.01

34、764.0樓、屋面恒載Gs4664.0 4129.34129.3墻重Gw （包括門窗重)3384.0 2683.02683.0恒 載G =Gb+Gc+Gs+Gw+Gd13398.7 11829.511535.5樓、屋面活載Q2451.0 2198.42198.4總重Gi=G +0.5Q14624.2 12928.712634.76基本自振周期的計(jì)算6.1 結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算6.1.1框架梁的慣性矩及線剛度先計(jì)算矩形截面梁的慣性矩然后考慮樓板的翼緣效應(yīng)，將梁慣性矩乘以增大系數(shù)，即邊梁取Ib=1.5I0，中間梁取Ib=2I0，其中，I0=1/12×bb×hb3。再求框架梁的線剛度ib

35、=ECIb/l。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表11。6.1.2框架柱的慣性矩及線剛度Ic=1/12×bb×hb3，ic=EcIc/h。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表12。6.1.3框架柱的抗推剛度：各層框架柱的抗推剛度計(jì)算見(jiàn)表1114表。表11 梁的線剛度計(jì)算方向?qū)犹?hào)梁號(hào) b h I0 Ib Ec l ib=ECIb/l(mm)(×10-2 m4)(×10-2 m4)(×107kPa)(m)(kNm)橫向 15 BL1 300 800 1.2800 1.9200 3 7.8 0.7380 BL2 300 800 1.2800 1.9200 3 3.3 1.7450 ZL1

36、 300 800 1.2800 2.5600 3 7.8 0.9850 ZL2 300 700 0.8575 1.7150 3 3.31.5590縱向 15 BL1 300 800 1.2800 1.9200 3 7.2 0.8000 ZL1 300 800 1.2800 2.5600 3 7.2 1.0670 表12 柱的線剛度計(jì)算層砼bh(mm)IcEc (×107kPa)h (m)ic=EcIc/h (kNm)1 C30 700 700 2.00 3 4.7 1.277724 C30 700 700 2.00 3 3.6 1.6670 5 C30 700 700 2.00 3

37、3.6 1.6670 表13 首層框架柱的抗推剛度柱的類型根數(shù) K=åibj/iC ac =(0.5+K)/(2+K)D=ac·12ic/h2(kN/m)åD(105kN/m) 橫向邊框架邊柱 40.5782 0.4182 0.2901 14.9011邊框架中柱 41.9449 0.6198 0.4300 中框架邊柱 160.7710 0.4587 0.3182 中框架中柱 161.9917 0.6242 0.4331 縱向邊框架邊柱 40.6264 0.4289 0.2975 15.0427邊框架中柱 161.2528 0.5389 0.3738 中框架邊柱 4

38、0.8352 0.4709 0.3267 中框架中柱 161.6704 0.5913 0.4102 表14 二層五層框架柱的抗推剛度柱的類型根數(shù) K=åibj/(2iC)ac =K/(2+K)D=ac·12ic/h2(kN/m)åD(105kN/m)橫向邊框架邊柱 40.4429 0.1813 0.2799 20.0755邊框架中柱 41.4897 0.4269 0.6591 中框架邊柱 160.5905 0.2280 0.3519 中框架中柱 161.5256 0.4327 0.6681 縱向邊框架邊柱 40.4798 0.1935 0.2987 20.3377

39、 邊框架中柱 160.9596 0.3242 0.5006 中框架邊柱 40.6397 0.2423 0.3741 中框架中柱 161.2795 0.3901 0.6023 6.2自振周期T1的計(jì)算采用能量法進(jìn)行計(jì)算，將集中在各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值，作為水平荷載作用在該質(zhì)點(diǎn)處，求得相應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)水平位移ui，然后按公式計(jì)算基本自振周期T1，結(jié)果見(jiàn)表15、16。其中，填充墻材料為陶?；炷粒芷谡蹨p系數(shù)取fT =0.8。從表中可以看出，框架在兩個(gè)方向的基本自振周期相差不多，即兩個(gè)方向的動(dòng)力特性相近，滿足抗震設(shè)計(jì)時(shí)的要求。表15 橫向基本自振周期T1層號(hào)Gi(kN)Vi(kN)Di(105kN/

40、m)di(m)ui(m)Gi uiGi ui2T1513891.500 13891.500 20.076 0.007 0.109 1512.452 164.670 412634.730 26526.230 20.076 0.013 0.102 1288.192 131.340 312634.730 39160.960 20.076 0.019 0.089 1121.247 99.503 212634.730 51795.690 20.076 0.026 0.069 874.784 60.567 112928.730 64724.420 14.901 0.043 0.043 561.573 24

41、.394 =0.57964724.420 合計(jì)5358.248 480.472 表16 縱向基本自振周期T1層號(hào)Gi(kN)Vi(kN)Di(kN/m)di(m)ui(m)Gi uiGi ui2T1513891.500 13891.50020.3380.007 0.108 1495.053 160.903 =0.4914412634.730 26526.230 20.3380.0130.101 1273.495 128.360 3312634.730 39160.960 20.338 0.0190.088 1108.702 97.2892212634.730 51795.690 20.3380

42、.025 0.068 865.41659.2771112928.730 64724.420 15.0430.043 0.043 556.28823.9367水平地震作用計(jì)算本工程建筑總高度H40m，且屬于剛度和質(zhì)量沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，所以近似采用底部剪力法進(jìn)行地震作用計(jì)算。7.1地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算7.1.1水平地震作用影響系數(shù)a根據(jù)給定條件，抗震設(shè)防烈度為7度（0.15g）；設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為類?？傻糜?jì)算參數(shù)：amax =0.12，Tg=0.40s，橫向水平地震作用影響系數(shù)a1分別為：橫向： 縱向： 7.1.2水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值集中在各層樓、屋蓋標(biāo)高處的重力荷載代表值G

43、i見(jiàn)表10，總重力荷載代表值為：=64606kN結(jié)構(gòu)底部總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為橫向： FEk=a1Geq=a1·0.85Geq =0.086×0.85×64606=5606.41kN 縱向： FEk=a1Geq=a1·0.85Geq =0.099×0.85×64606=5448.43kN各層樓、屋蓋標(biāo)高處的橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及地震剪力作用標(biāo)準(zhǔn)值如表17。由于橫向基本自振周期T1=0.48s1.4Tg=0.56s，故不考慮頂部附加地震作用系數(shù)d5。各層樓、屋蓋標(biāo)高處的縱向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及地震剪力作用標(biāo)準(zhǔn)值如表18。由于縱向基本自

44、振周期T1=0.503s1.4Tg=0.56s，故不考慮頂部附加地震作用系數(shù)d5。表17 各樓層橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及地震剪力作用標(biāo)準(zhǔn)值層號(hào)Gi（kN）Hi（m）Gi Hi (kN)513891.5018.6258381.9000.34701946.941946.94412634.7315189520.9500.25441428.063375.00312634.7311.4144035.9220.19341085.334460.33212634.737.898550.8940.1323742.595202.92112928.734.254300.6660.0729409.165612.08表

45、18 各樓層縱向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及地震剪力作用標(biāo)準(zhǔn)值層號(hào)Gi（kN）Hi（m）Gi Hi (KN)513891.5018.6258381.9000.34701904.581904.58412634.7315189520.9500.25441396.993301.57312634.7311.40.19341061.724363.29212634.737.898550.8940.1323726.445089.73112634.734.254300.6660.0729400.265489.99表19 層間側(cè)移Di層號(hào)橫 向縱 向?qū)娱g側(cè)移允許值 ViDiDDi = Vi / DiViDiDi = V

46、i / DiDi = H/550(kN)(kN/m)(mm)(kN)(kN/m)(mm)(mm)51946.94 20.0755 0.97 1904.58 18.82071841.01 6.00 43375.00 20.0755 1.68 3301.57 18.82071841.75 6.00 34460.33 20.0755 2.22 4363.29 18.82071842.32 6.00 25202.92 20.0755 2.59 5089.73 18.82071842.70 6.00 15612.08 14.9011 3.77 5489.99 14.477176023.79 9.09 7

47、.1.3框架側(cè)移驗(yàn)算由于本工程高寬比小于4，柱軸向變形引起的側(cè)移忽略不計(jì)，梁柱彎曲變形引起的層間側(cè)移計(jì)算見(jiàn)表19。從結(jié)果看，層間位移均滿足要求。以上結(jié)果匯總于圖7中。 地震作用 地震剪力 水平側(cè)移橫向圖7（1） 地震作用、地震剪力與水平側(cè)移 地震作用 地震剪力 水平側(cè)移縱向圖7（2） 地震作用、地震剪力與水平側(cè)移7.1.4框架剪力標(biāo)準(zhǔn)值橫向共有10榀框架，縱向共有4榀框架，由于每榀框架總剛度不同，應(yīng)按照各框架柱在總剛度中的比例將層地震剪力分配至各框架柱。橫向4軸框架及縱向C軸框架的各柱剪力分配計(jì)算見(jiàn)表20及表21。表20 橫向4軸框架柱剪力分配層號(hào)層剪力層抗側(cè)剛度邊柱中柱ViDiDijVij= Vi·Dij/ DiDijVij= Vi·Dij/ Di(kN)(kN/m)(kN/m)(kN)(kN/m)(kN) 51945.18 20.0755 0.3519 34.10 0.6681 64.73 43371.71 20.0755 0.3519 59.11 0.6681 112.20 34455