某中學(xué)教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)含計(jì)算書

1、-3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明3.1 工程概況某中學(xué)教學(xué)樓，設(shè)計(jì)要求建筑面積約2500-3000m2，6層。結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.2 設(shè)計(jì)主要依據(jù)和資料 設(shè)計(jì)依據(jù) a) 國(guó)家及江蘇省現(xiàn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。b) 本工程各項(xiàng)批文及甲方單位要求。c) 本工程的活載取值嚴(yán)格按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）執(zhí)行。 設(shè)計(jì)資料 1 房屋建筑學(xué) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社2 混凝土結(jié)構(gòu)（上、下） 武漢理工大學(xué)出版社3 基礎(chǔ)工程 同濟(jì)大學(xué)出版社4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 東南大學(xué)出版社5 結(jié)構(gòu)力學(xué) 人民教育出版社6 地基與基礎(chǔ) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社7 工程結(jié)構(gòu)抗震 中國(guó)建筑工業(yè)出版社8 簡(jiǎn)明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)

2、 中國(guó)建筑工業(yè)出版社9 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 科學(xué)出版社10 實(shí)用鋼筋混凝土構(gòu)造手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社11 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（BG50001-2001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社12 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（BG50105-2001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社13 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ1687） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社14 民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJI0I8-7） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社15 綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ49-88） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社16 建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)（GBJI0I-87） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社17 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社18 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)

3、計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068-2001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社19 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社20 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5007-2002） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社21 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社22 砌體結(jié)構(gòu) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社e 23 簡(jiǎn)明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工資料集成 中國(guó)電力出版社24 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南 中國(guó)水利水電出版社25 土建工程圖與AutoCAD 科學(xué)出版社26 簡(jiǎn)明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社27 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社28 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

4、本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系。全部圖紙尺寸除標(biāo)高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標(biāo)高均為結(jié)構(gòu)標(biāo)高。3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過節(jié)點(diǎn)連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護(hù)和隔斷作用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，室內(nèi)空間大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設(shè)計(jì)的成集中學(xué)教學(xué)樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設(shè)計(jì)的教學(xué)樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，樓板為預(yù)制板時(shí)應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆板時(shí)，一

5、般需設(shè)置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風(fēng)載。3.4變形縫的設(shè)置在結(jié)構(gòu)總體布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，可以設(shè)置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結(jié)構(gòu)分成若干獨(dú)立的單元。當(dāng)房屋既需要設(shè)沉降縫，又需要設(shè)伸縮縫，沉降縫可以兼做伸縮縫，兩縫合并設(shè)置。3.5 構(gòu)件初估 柱截面尺寸的確定柱截面高度可以取，H為層高；柱截面寬度可以取為。選定柱截面尺寸為500 mm×500mm 梁尺寸確定 框架梁截面高度取梁跨度的l/8l/12。該工程框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度可初步確定框架梁300mm×600mm 樓板厚度 樓板為現(xiàn)澆雙向板，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)板厚取13

6、0mm。3.6 基本假定與計(jì)算簡(jiǎn)圖 基本假定第一：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。第二：由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，布置對(duì)稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)影響。 計(jì)算簡(jiǎn)圖在橫向水平力作用下，連梁梁對(duì)墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為剛結(jié)計(jì)算體系，計(jì)算簡(jiǎn)圖如后面所述。3.7荷載計(jì)算作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)表面的粉灰重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力等。活荷載包括樓面和屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、安裝荷載等。豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計(jì)算，建筑材

7、料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。3.8 側(cè)移計(jì)算及控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產(chǎn)生的。在層數(shù)不多的框架中，柱軸向變形引起的側(cè)移很小，可以忽略不計(jì)。在近似計(jì)算中，一般只需計(jì)算由桿件彎曲引起的變形。 框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗(yàn)算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。3.9 內(nèi)力計(jì)算及組合 豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法計(jì)算各敞口單元的內(nèi)力，然后在將各敞口單元的內(nèi)力進(jìn)行疊加；連梁考慮

8、塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)幅，按兩端固定進(jìn)行計(jì)算。 水平荷載下的計(jì)算 利用D值法計(jì)算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進(jìn)行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點(diǎn)平衡求出梁端彎矩。 內(nèi)力組合第一：荷載組合。荷載組合簡(jiǎn)化如下：（1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+風(fēng)荷載、（3）恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載。第二：控制截面及不利內(nèi)力。框架梁柱應(yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強(qiáng)度、截面尺寸有改變層及體系反彎點(diǎn)所在層?？蚣芰嚎刂平孛婕安焕麅?nèi)力為：支座截面，Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax?？蚣苤刂平孛鏋槊繉由稀⑾陆孛?，每截面組合：Mm

9、ax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。3.10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在荷載作用下，建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)3部分彼此聯(lián)系、相互制約。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料，綜合考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件，通過經(jīng)濟(jì)條件比較，選取安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工簡(jiǎn)便的地基基礎(chǔ)方案。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工等因素，優(yōu)先選用整體性較好的獨(dú)立基礎(chǔ)。3.11 施工材料第一：本工程中所采用的鋼筋箍筋為級(jí)鋼，fy=210N/m,主筋為級(jí)鋼，fy=300N/m。第二：柱梁鋼筋混凝土保護(hù)層為35mm,板為15mm。第三：鋼筋的錨固和搭接按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。第四：本工程所有混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C3

10、0。第五：墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。第六：當(dāng)門窗洞寬1000mm時(shí),應(yīng)采用鋼筋磚過梁,兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬1000mm時(shí),設(shè)置鋼筋混凝土過梁。3.12 施工要求及其他設(shè)計(jì)說明第一：本工程上部樓板設(shè)計(jì)時(shí)未考慮較大施工堆載（均布），當(dāng)外荷載達(dá)到3.0Kn/m時(shí)，應(yīng)采取可靠措施予以保護(hù)。第二：本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm×120mm，內(nèi)配48，F(xiàn)6250，構(gòu)造柱為240mm×240mm，內(nèi)配410，6250，間隔不大于2000mm第三；施工縫接縫應(yīng)認(rèn)真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤(rùn)，在刷2度純水泥漿后，用高一級(jí)的水泥沙漿接頭，再澆

11、筑混凝土。第四：未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。4 設(shè)計(jì)計(jì)算書4.1 設(shè)計(jì)原始資料（1）主導(dǎo)風(fēng)向東南平均風(fēng)速2.6 m/s，最大風(fēng)速23.7 m/s。(2).常年地下水位低于-1.3m，水質(zhì)對(duì)混凝土沒有侵蝕作用。(3基本風(fēng)壓WO=0.3 KN/M2 (4).地質(zhì)條件序號(hào)巖石名稱厚度Fak(MPa)1雜填土厚1m-2粘土層、黃褐色、含鐵礦結(jié)核，質(zhì)較硬，粘狀結(jié)構(gòu)6.5m2803微風(fēng)化雜質(zhì)花崗巖9.4m 40004.2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需求，進(jìn)行了建筑平面、立面、及剖面設(shè)計(jì)其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設(shè)計(jì)圖，主體結(jié)構(gòu)6層，層高均為3.0m。填充墻面采用240 mm

12、厚的灰砂磚砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取130mm，梁載面高度按梁跨度的1/121/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，表中還給出柱板的砱強(qiáng)度等級(jí)。C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）表1 梁截面尺寸層次砼強(qiáng)度橫梁（bh）縱梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-4C30300600250500300600250500柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/15-1/20）H，H為層高；柱截面高度可取b=（1-2/3）h，并按下述方法進(jìn)行初步估算。a） 框架柱承受豎向荷載為主時(shí)，可先按負(fù)荷面積估算出柱軸力，再按軸心

13、受壓柱驗(yàn)算?？紤]到彎矩影響，適當(dāng)將柱軸力乘以1.2-1.4的放大系數(shù)。c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比不宜大于4。根據(jù)上述規(guī)定并綜合考慮其他因素，設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值統(tǒng)一取500500mm?；A(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)+距離室外地平0.5，室內(nèi)外高差為0.45,框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，2-4層柱高度即為層高3.0m，底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即h1=3.0+0.45+0.5=3.95m?？蚣苡?jì)算簡(jiǎn)圖見圖1。e 圖1 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3 荷載計(jì)算 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面：剛

14、性防水屋面(有保溫層) ：蘇J01-2005 12/7 40厚C20細(xì)石砼內(nèi)配直徑4間距150雙向鋼筋 0.8 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平 0.02x20=0.4kN/m2 70厚水泥防水珍珠巖塊或?yàn)r青珍珠巖保溫層 0.07x10=0.7 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平層 0.02x20=0.4 kN/m2100 厚結(jié)構(gòu)層 0.1x25=2.5 kN/m212厚板底抹灰 0.012x20=2.5 kN/m2合 計(jì) 4.82kN/m2樓面：水磨石地面(10mm面層,20mm水泥砂漿打底，素水泥打底)0.65kN/m2130厚鋼筋砼板 25×0.13=3.25 kN/m2

15、12厚水泥沙漿0.012×20=2.5 kN/m2 合 計(jì) 4.14 kN/m2梁自重：邊跨梁 bXh=300×600mm梁自重 25×0.3×(0.6-0.13)=3.75kN/m抹灰層：12厚水泥砂漿0.012×(0.6-0.13)×2+0.012×0.3×200.312kN/m 合計(jì) 4.062kN/m2中間跨梁 bXh=250×500mm梁自重 25×0.25×(0.5-0.13)=3.00kN/m抹灰層：12厚水泥砂漿0.012×(0.5-0.13)×2+

16、0.012×0.25×200.26kN/m 合計(jì) 3.26kN/m2柱自重：bXh=500×500mm柱自重 25×0.50×0.50=6.25kN/m抹灰層：12厚水泥砂漿 0.012×0.50×4×200.48kN/m 合計(jì) 6.73kN/m內(nèi)縱墻自重：標(biāo)準(zhǔn)層：縱墻（240灰砂磚） 18×(3.0-0.50)×0.24=10.8kN/m水泥粉刷墻面0.36×(3.0-0.5)×2.00=1.8kN/m合計(jì) 12.6kN/m2底層：縱墻（240灰砂磚） 18×(3

17、.6-0.50-0.40)×0.24=11.664kN/m水泥粉刷墻面 0.36×3.0×2=2.16kN/m合計(jì) 13.824kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算第一：面和樓屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)荷載規(guī)范查得：上人屋面 2.0樓面：教室 2.0走道 2.5 豎向荷載下框架受荷總圖本次設(shè)計(jì)的教學(xué)樓縱向柱距3.2m,橫梁跨度為6.150m，單區(qū)格板為3.2m×6.15m。L1/L2=1.9<2所以按雙向板傳遞荷載，板上荷載分配如圖所示。圖2 板面荷載分配圖圖3 計(jì)算單元的選取第一：A-B軸間框架屋面板荷載：板傳至梁上的三角形和梯形荷載等效為均布荷載 恒載 4.8

18、2*0.5*2.7*5/8*2=8.13kN/m 活載 2*0.5*2.7*5/8*2=3.38kN/m樓面板荷載：恒載 4.14*0.5*2.7*5/8*2=6.99kN/m活載 2*0.5*2.7*5/8*2=3.38kN/m梁自重 墻自重 11.136kN/mA-B軸間框架梁均布荷載： 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載 =4.06+8.13=12.19kN/m 活載=板傳荷載 =3.38kN/m樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載 =4.06+6.99+11.136=22.186kN/m 活載=板傳荷載 =3.38kN/m第二：B-C軸間框架梁均布荷載：屋面板傳荷載：恒載 4.82*0.5*0.

19、72*2=3.47kN/m活載 2*0.5*0.72*2=1.44kN/m樓面板荷載：恒載 4.14*0.5*0.72*2=2.98 kN/m活載 2.5*0.5*0.72*2=1.8 kN/m梁自重 B-C軸間框架梁均布荷載： 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載 =3.26+3.47=6.73 kN/m 活載=板傳荷載 =1.44 kN/m樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重=3.26+2.98+11.136=17.376kN/m 活載=板傳荷載 =1.8 kN/m第三：C-D軸間框架梁均布板荷載同A-B軸第四：A柱縱向集中荷載計(jì)算頂層柱： 女兒墻自重(做法:墻高 900mm,100mm砼壓頂

20、) 頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載+板傳荷載 =8.62+（6.15-0.5）+3.26*（6.15-0.5）+6.99/2*6.15=54.18 kN/m頂層柱活載=2*0.5*2.7*5/8*（6.15-0.5）=9.53 kN/m標(biāo)準(zhǔn)層柱：標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重 +梁自重+板傳荷載 =8.62*（6.15-0.5）+3.26*（6.15-0.5）+6.99*0.5*6.15=88.616 kN/m=3.38*（6.15-0.5）/2=9.55 kN/m第五：B柱縱向集中荷載計(jì)算頂層柱：頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載 =3.26*（6.15-0.5）+4.82*0.5*2.7*5/8*（6.15

21、-0.5）+4.82*0.5*0.72*（1-2*0.15*0.15+0.15*0.15*0.15）*（6.15-0.5）=50.91 kN =2*0.5*2.7*5/8*（6.15-0.5）+2*0.5*2.4*5/8*（6.15-0.5）=18.01 kN標(biāo)準(zhǔn)層柱：標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=內(nèi)縱墻自重+梁自重+板傳荷載 =12.6*（6.15-0.5）+3.62*（6.15-0.5）+4.14*0.5*2.7*5/8*（6.15-0.5）+4.14*0.5*0.72*5/8*（6.15-0.5）=116.64 kN基礎(chǔ)頂面恒載=底層內(nèi)總墻+基礎(chǔ)梁自重 結(jié)構(gòu)在進(jìn)行梁柱的布置時(shí)柱軸線與梁的軸線不重合，因此

22、柱的豎向荷載對(duì)柱存在偏心?？蚣艿呢Q向荷載及偏心距如圖4所示。圖4 框架豎向荷載圖 重力荷載代表值計(jì)算結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值加上各可變荷載組合值，即其中可變荷載為雪荷載 屋面活載 樓面活載：教室 走道 （1） 屋面處的重力荷載代表值的計(jì)算女兒墻的計(jì)算 屋面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重的標(biāo)準(zhǔn)層 頂層的墻重 （2） 其余層樓面處重力荷載代表值計(jì)算（3） 底層樓面處重力荷載代表值計(jì)算額（4） 屋頂雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （5） 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （6） 總重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4.4 地震作用計(jì)算 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算橫梁線剛度ib計(jì)算過程見下表4，柱線剛度ic計(jì)算見表5。表4 橫梁線剛度ib計(jì)算表層次

23、類 別Ec/(N/mm2)b×h/mm2Io/mm4L/mmEcIo/L(N.mm)1.5EcIo/L2EcIo/L1-4AB跨3.0×104300×6005.4×1096300257×1010 3.85×1010514×1010BC跨3.0×104250×50026×1092100371×1010557×1010743×1010表5 柱線剛度ic計(jì)算表層次hc/mmEc/(N/mm2)b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(N.mm)148503.0

24、×104500×500322×10102-439003.0×104500×500400×1010取BC跨梁的相對(duì)線剛度為1.0，則其他為：AB 跨 BC跨 1層柱 2-4層柱相對(duì)剛度I 0.69 1.0 0.43 0.54框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖4，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。圖5 計(jì)算簡(jiǎn)圖柱的側(cè)移剛度按式D=c計(jì)算，式由系數(shù)c為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，由相關(guān)的表可查，根據(jù)梁柱線剛度比的不同。例如，中框架柱分中柱和邊柱，邊柱梁分中柱和邊柱等，現(xiàn)以第2層B-3柱的側(cè)移剛度計(jì)算為例，其余見表6表6 框架柱側(cè)移剛度A ,D軸中框架邊柱

25、層次線剛度(一般層)(一般層)根數(shù)( 底層)(底層)1322×10101580.581954462-4400×10101 .270.388122456A-1,5、D-1,5軸邊框架邊柱層次cDi根數(shù)1322×10101 .190.53870642-4400×10100950.32100994B C軸中框架中柱層次cDi根數(shù)1322×10104360.7641255062-4400×10103140.611192786B C軸邊框架中柱層次cDi根數(shù)1322×10103270.7151174542-4400×1010

26、2620.567178934把上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層間側(cè)移剛度Di見下表：橫向框架層間側(cè)移剛度（N/mm）層次 1 2 3 4 5Di 214368 305882 305882 305882 305882橫向自振周期計(jì)算 橫向地震自振周期利用頂點(diǎn)假想側(cè)移計(jì)算，計(jì)算過程見表7表7 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次Gi/kNVi/kNDi(N/mm)i(mm)i/mm441394139305882135177834884902330588229. 51643248841390730588245513481523319140214368893893按式T1=1.7計(jì)算基本周期T

27、1，其中T的量綱為m取=0.7則 T1=1.7×0.7×=0.502S 橫向水平地震力計(jì)算本工程中結(jié)構(gòu)不超過40m質(zhì)量和剛度沿度分布比較均勻，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，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按式FEK=1Gep計(jì)算即Gep=0.85G1=0.85×19140=16269kN由于該工程所在地抗震設(shè)防烈度為6度，場(chǎng)地類別為類，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，則。 ， 則 （ 式中 r-衰減指數(shù)，在的區(qū)間取0.9, -阻尼調(diào)整系數(shù),除有專門規(guī)定外,建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05,相應(yīng)的） 因1.4Tg=1.4×0.45=0.63>T1=0

28、.502S，則取為0FI=（1-n）各層橫向地震作用及樓層地震剪力計(jì)算見表8表8 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHiFiVi43.916.554139685000.345202.07202.0733.912.65488461782.60.311182.15384.2223.98.754884427350.215125.93510.1514.854.855233253800.12874.97585.12各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如圖5，6圖6 水平地震作用分布 圖7 層間剪力分布 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i分別按

29、式和()k計(jì)算計(jì)算過程見表9，表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角=i/hi表9 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次ViDiiihie=4202.073058820.666.3239001/59093384.223058821.265.6639001/30952510.153058821.674.4039001/23351585.122143682.732.7348501/1777由表9可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/59091/550滿足式eeh的要求，其中/h=1/550由表查得。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算水平地震作用下的內(nèi)力采用改進(jìn)的反彎點(diǎn)法?？蚣苤思舻都暗染胤謩e按式Vij

30、= 計(jì)算，其中Dij取自表Dij取自表5，層間剪刀取自表7，各柱反彎點(diǎn)高度比y按式y(tǒng)=yn+y1+y2+y3確度，各修正值見表10，各層柱剪力計(jì)算見表9。表10 柱剪力計(jì)算層次 A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同A軸同B軸第三層同A軸同B軸層次 A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第二層同A軸同B軸第一層 同A軸同B軸表11 各柱的反彎點(diǎn)高度層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第五層同A軸同B軸第四層同A軸同B軸第三層同A軸同B軸第二層同A軸同B軸層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第一層同A軸同B軸梁端彎矩剪力及柱軸力發(fā)別按下式計(jì)算：Vb=(Mb1+ Mb2)/l，Ni=表12 橫向水平地震作用下A軸框架柱層號(hào)48090

31、364200711483153804532992699220410464426736931261058752287431 表13 橫向水平地震作用下B軸框架柱層號(hào)4132604528442327325360504945494523067050598159811342605574779139結(jié)果如圖8，圖9，圖10圖8 地震作用下的框架彎矩圖圖9 地震作用下的框架剪力圖 圖10 地震作用下的框架軸力圖4.5 豎向荷載作用框架內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。當(dāng)框架為少層少跨時(shí)，采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法。 豎向

32、荷載作用下,框架的內(nèi)力分析除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑.可以不考慮活荷載的不利布置,這樣求得的框架內(nèi)力,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當(dāng)活載占總荷載的比例較小時(shí),其影響很小.若活荷載占總荷載的比例較大時(shí),可在截面配筋時(shí),將跨中彎距乘以1.11.2的較大系數(shù)?？蚣軝M梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計(jì)算中查得。具體數(shù)值見圖10。其中框架柱的相對(duì)線剛度除底層柱之外其于各層乘以0.9。圖11 橫向框架荷載作用圖由于柱縱向集中荷載的作用，對(duì)柱產(chǎn)生偏心。在恒荷載和活荷載的作用下的偏心矩如圖12，13所示。圖12 豎向恒載引起的偏心彎矩圖13 豎向活載引起的偏心彎矩 梁柱端的彎矩計(jì)算 梁端

33、柱端彎矩采用彎矩分配法計(jì)算。計(jì)算步驟為：（1） 將原框架分為5個(gè)敞口單元，除底層柱外的其于各層柱的相對(duì)線剛度乘以0.9。（2） 用彎矩分配法計(jì)算每一個(gè)敞口單元的桿端彎矩，底層柱的傳遞系數(shù)為0.5，其余各層柱的傳遞系數(shù)為1/3。將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再分配。 梁端固定彎矩計(jì)算：恒載：屋面： 樓面： 活載：屋面： 屋面： 分層法計(jì)算見圖14、15、16。圖14 頂層彎矩分配及彎矩圖圖15 三-二層彎矩分配及彎矩圖圖16 底層彎矩分配及彎矩圖豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖如圖17。圖17 豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖豎向均布活荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算方法同上，結(jié)果見圖18、19、20、21。圖18頂層彎矩分配及彎矩圖圖19三-二層彎矩分配及彎矩圖 圖20底層彎矩分配及彎矩圖 圖21活荷載作用下的彎矩圖對(duì)節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再次分配，以恒荷載作用下五層左上節(jié)點(diǎn)為例：圖22 彎矩二次分配圖 其余各節(jié)點(diǎn)彎矩分配見圖中數(shù)據(jù)?；詈奢d作用下中間節(jié)點(diǎn)彎矩相差不大，不在分配。 本設(shè)計(jì)中梁端彎矩的調(diào)幅系數(shù)取0.8