石家莊某學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì) 土木畢業(yè)設(shè)計(jì)正文終稿

1、鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目：石家莊某學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì) 入 學(xué) 年 月_2010年10月_ 姓 名_王飛 _ 專 業(yè)_土木工程_ 學(xué) 習(xí) 中 心_石家莊_ 指 導(dǎo) 教 師_易穎_ 完成時(shí)間_2012_年_7_月_18_日目 錄摘要11 引言22 建筑設(shè)計(jì)說明3 2.1 工程概況3 2.2 工程設(shè)計(jì)原始資料33 建筑部分4 3.1 建筑體型選擇與平面布置4 3.2 平、立面設(shè)計(jì)4 3.3 防火與抗震 5 工程做法54 結(jié)構(gòu)部分6 4.1 結(jié)構(gòu)選型6 4.2 結(jié)構(gòu)布置6 4.3 框剪計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱線剛度8 梁柱截面尺寸估算9 確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖（KJ-4）9 框架梁柱的線剛度計(jì)算9 4

2、.4 荷載計(jì)算 11 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算11 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算14 豎向荷載下框架受荷載總圖15 水平地震作用下內(nèi)力計(jì)算18 重力荷載代表值計(jì)算18 框架柱抗側(cè)剛度D和結(jié)構(gòu)基本自振周期計(jì)算20 水平地震作用計(jì)算（多遇）21 剛重比和剪重比驗(yàn)算23 水平地震力作用下框架內(nèi)力計(jì)算（以左震為）24 4.5.6地震作用下框架梁端剪力及框架柱軸力26 4.6 內(nèi)力計(jì)算28 恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算28 活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算39 4.7 內(nèi)力組合和最不利內(nèi)力組合確定41 框架梁內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力組合41 框架柱內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力組合43 4.8 框架梁柱配筋計(jì)算46 框架梁截面設(shè)計(jì)46 .1 正截面受彎承載

3、力計(jì)算46 .2 斜截面受剪承載力計(jì)算50 框架柱截面設(shè)計(jì) 53 .1 柱截面尺寸驗(yàn)算53 .2 正截面承載力計(jì)算55 .3 柱斜截面受剪承載力計(jì)算59 4.9 板的截面設(shè)計(jì)60 板的荷載計(jì)算60 板的內(nèi)力計(jì)算61 板的配筋計(jì)算62 4.10 樓梯設(shè)計(jì)63 樓梯概況63 樓梯板設(shè)計(jì)63 平臺(tái)板計(jì)算65 平臺(tái)梁設(shè)計(jì)66 4.11 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)67結(jié)論 70參考文獻(xiàn) 72致謝73評(píng)審表74石家莊某學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì)摘要: 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì)，此建筑總建筑面積為5746 m² 。本建筑防火等級(jí)二級(jí)，抗震設(shè)防烈度7度。根據(jù)建筑功能要求、相關(guān)技術(shù)參數(shù)及現(xiàn)行國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范

4、等資料，擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基本步驟為：結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定；荷載計(jì)算；內(nèi)力分析；內(nèi)力組合；梁、柱截面配筋、板的設(shè)計(jì)、樓梯的設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)施工圖的繪制等。其中，內(nèi)力計(jì)算考慮以下四種荷載作用，即恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載以及地震作用；柱、板的設(shè)計(jì)采用彈性理論；梁的設(shè)計(jì)采用塑性理論；樓梯選用梁式樓梯；基礎(chǔ)選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。在進(jìn)行截面抗震設(shè)計(jì)時(shí)，遵循了強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)原則，且滿足構(gòu)造要求。關(guān)鍵詞: 框架結(jié)構(gòu)；混凝土；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；配筋1 前言畢業(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

5、、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程,是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為石家莊某行政辦公樓設(shè)計(jì)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì),首先我可以將以前學(xué)過的知識(shí)重溫回顧,我溫習(xí)了結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土設(shè)計(jì)原理、混凝土設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等知識(shí)；其次我對(duì)疑難知識(shí)再學(xué)習(xí),并借閱了抗震規(guī)范、混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范、荷載規(guī)范等規(guī)范；最終對(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，材料來源豐富，且可以澆筑成各種復(fù)雜斷面形狀，節(jié)省鋼材，承載力

6、也不低，經(jīng)過合理設(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)的建筑業(yè)上。框架結(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)于自選商場(chǎng)類樓房是最常用的結(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。在我即將畢業(yè)的這幾個(gè)月里，初期在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過查閱資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫以及圖紙繪制，加深了對(duì)規(guī)范等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識(shí)，提高了

7、綜合分析、解決問題的能力。并熟練掌握了AutoCAD和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPMCAD，基本上達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求。在后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)手稿的整理，并用電腦繪圖并得到老師的審批和指正，使我完成了任務(wù)，在此表示衷心的感謝。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大，在計(jì)算過程中以手算為主，后面采用建筑結(jié)構(gòu)軟件PKPM進(jìn)行電算,并將電算結(jié)果與手算結(jié)果進(jìn)行了誤差分析對(duì)比。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 建筑設(shè)計(jì)說明2.1 工程概況工程名稱：石家莊某學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì)；工程位置：石家莊市裕華區(qū)；工程總面積：5746m2；樓為5層，高m，首層層高4m，其余每層層高3m，女兒墻高0.8

8、5m；結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架。本設(shè)計(jì)為石家莊某學(xué)院行政辦公樓，建筑物的總長(zhǎng)為m，總寬度為m。采用大柱網(wǎng)現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，共設(shè)四個(gè)出入口，三個(gè)樓梯間，一個(gè)電梯間，主體建筑為五層，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊（N/m3）。2.2 工程設(shè)計(jì)原始資料1) 工程地質(zhì)條件：建筑場(chǎng)地持力層屬粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值130 kN/m2 ；2) 抗震設(shè)防： 7 度；3) 防火等級(jí)： 二級(jí)；4) 建筑物類型： 丙類；5) 基本風(fēng)壓： = 0.35kN/m2；常年主導(dǎo)風(fēng)向：東北西南風(fēng)；6）基本雪壓： = 0.3 kN/m2 ；7）凍土深度： 0.55 m；8）地下水位： 穩(wěn)定地下水埋深約15.5m，

9、屬潛水類型，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性；°C； 10）樓面活荷： 辦公室、廁所：2.0 kN/m²；資料室：2.5 kN/m²；走道：2.5 kN/m²；樓梯：3.5 kN/m²；不上人屋面活載：0.5 kN/m²；11）設(shè)計(jì)基本地震加速度值： 0.1g；12）場(chǎng)地類別： 類；13）地基處理及基礎(chǔ)方案：采用天然地基；3 建筑部分3.1 建筑體型選擇與平面布置建筑體型選擇：行政辦公樓是以辦公為主要公共設(shè)施的建筑。鑒于此，綜合辦公樓體型設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平處理好功能、空間與形式的辨證統(tǒng)一關(guān)系，還要處理好與環(huán)境的關(guān)系，以便在滿足功能要求的

10、同時(shí)，生根于特定的環(huán)境，給人以良好的感覺。對(duì)于建筑造型與平面布置的選擇，必須考慮結(jié)構(gòu)因素，以有利于結(jié)構(gòu)受力。平面形狀應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則，以減少地震災(zāi)害的影響。建筑造型根據(jù)設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)采用“”字型結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系符合簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則的原則。平面布置：鑒于本設(shè)計(jì)采用大柱網(wǎng)框架的平面布置，在平面上力求平面對(duì)稱，對(duì)稱平面易于保證質(zhì)量中心與剛度中心重合，避免結(jié)構(gòu)在水平力作用下扭轉(zhuǎn)。此框架辦公樓分為辦公區(qū)和會(huì)議區(qū)，分別位于門廳及大廳兩側(cè)，辦公區(qū)采用中間走道，兩側(cè)辦公室布局。3.2 平、立面設(shè)計(jì)該擬建的建筑位于石家莊市裕華區(qū)，為石家莊某學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì)，此建筑占地面積 m2 ，總建筑面積為574

11、6 m2 。建筑朝向?yàn)槟媳毕?，平面布置滿足長(zhǎng)寬比小于5，采用縱向m，橫向m、m、m的柱距。立面設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)推敲各部分總的比例關(guān)系，考慮建筑物整體的幾個(gè)方面的統(tǒng)一，相鄰立面的連接與協(xié)調(diào)，然后著重分析各立面上墻面的處理、門窗的調(diào)整和安排，最后對(duì)入口、門廊等進(jìn)一步進(jìn)行處理。在建筑立面上，相同構(gòu)件或門窗作有規(guī)律的重復(fù)和變化，給人們?cè)谝曈X上以節(jié)奏韻律感。立面的節(jié)奏感在門窗的排列組合、墻面的構(gòu)件劃分中表現(xiàn)得比較突出。該建筑立面為了滿足采光和美觀需求，設(shè)置了大面積的玻璃窗和玻璃幕墻，并在立面上劃分不同的區(qū)域，力求立面在效果上富于變化。3.3 防火與抗震耐火等級(jí)：本工程屬二類建筑（1018層普通住宅和高度不超

12、過50m的公共建筑），其耐火等級(jí)不能低于二級(jí)。防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1） 選址應(yīng)在交通便捷處，根據(jù)城市規(guī)劃確定的場(chǎng)地位置應(yīng)有方便的道路通過，要求既靠近干道，便于高層建筑中人群的集散，又便于消防時(shí)交通組織和疏散。（2）疏散所需時(shí)間：從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)退出的時(shí)間不應(yīng)超過2分30秒為宜。通道寬度：按通過人數(shù)每100人不少于1m計(jì)算。（3）安全疏散距離：防火等級(jí)為二級(jí)，安全疏散距離滿足房門至外部出口或封閉樓梯間最大距離小于35m，大房間設(shè)前后兩個(gè)門，小房間設(shè)一個(gè)門，滿足防火要求；室內(nèi)消火栓設(shè)在走廊兩側(cè),每層兩側(cè)及中間設(shè)3個(gè)消火栓，最大間距25m,滿足間距50m的要求。3.4 工程做法散水做法：水泥砂漿散水寬600m

13、m；素土夯實(shí)，80厚碎磚或道渣墊層寬700mm，60厚C10混凝土寬600mm，10厚水泥砂漿抹面，橫坡5%，根部轉(zhuǎn)角及沿長(zhǎng)度18留20寬縫，瀝青砂漿嵌縫。 屋面做法：防水層：2mm淺色鋁基反光防水涂料，找平層：20厚1：3水泥砂漿，找坡層：C15細(xì)石混凝土找坡，保溫層：80厚聚苯乙烯泡沫塑料，結(jié)構(gòu)層：150厚現(xiàn)澆混凝土板，抹灰層：10厚混合砂漿。樓面做法: 陶瓷地磚（約10mm），20mm厚1:2水泥砂漿結(jié)合層，20mm厚1:3水泥砂漿找平，150mm厚鋼筋混凝土板，20mm厚石灰砂漿抹灰。廁所樓面：陶瓷地磚（約10mm），10mm厚1:2泥水砂漿結(jié)合層，10mm厚素砼剛性防水層，10mm厚

14、1:6水泥礦渣找坡，150mm厚鋼筋砼，20mm厚石灰砂漿抹灰。墻身做法：填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊（kN/m3），外墻厚度均為200mm，內(nèi)墻均厚200mm。女兒墻厚200mm。內(nèi)墻用石灰砂漿抹面，外墻鑲嵌陶瓷錦磚。門窗做法：門為木門和玻璃門，自重0.2 kN/m2，窗為塑鋼玻璃窗，自重0.45 kN/m2，玻璃幕墻自重1.01.5 kN/m2；屋面找坡：排水坡度為2%。4 結(jié)構(gòu)部分4.1 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)體系選型：采用全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)（縱橫向承重）體系。其它結(jié)構(gòu)選型：屋面和樓面均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。4.2 結(jié)構(gòu)布置本框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙向梁抗側(cè)力體系，框架梁柱中心線重合，對(duì)于梁柱中心線不

15、重合的，它們的偏心距不大于該方向柱寬的1/4。結(jié)合建筑的平面立面和剖面布置情況，結(jié)構(gòu)平面布置如圖4-1；圖4-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖本工程結(jié)構(gòu)方案經(jīng)過分析比較，為了滿足行政辦公樓的大跨度需求，因此采用純框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣艿挠?jì)算簡(jiǎn)圖用梁、柱的軸線表示，梁、柱的軸線分別取各自的形心線?？蚣艿挠?jì)算單元如圖4-2所示。 圖4-2 框架計(jì)算單元豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為縱橫向框架承重方案，本建筑平面除走廊板區(qū)格為單向板外，其余均為雙向板。雙向板的板厚hl/50(l為雙

16、向板的短向計(jì)算跨度)，h=7200/50=144mm, 考慮到板的撓度及裂縫寬度的限制因素，本建筑樓面板和屋面板的厚度均取150mm。本建筑的材料選用如下： 混凝土：C30（fc=14.3MPa ，Ec=3.0×107kN/m2）； 鋼筋：縱向受力筋采用HRB335級(jí)鋼筋，其余采用HPB235級(jí)鋼筋； 墻體：蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊； 窗： 塑鋼玻璃窗、玻璃幕墻； 門： 木門、玻璃門；4.3 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱線剛度本結(jié)構(gòu)是三維空間的。但由于建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度都比較均勻，故選用一榀框架進(jìn)行計(jì)算與配筋，其余框架可參照此框架進(jìn)行配筋?，F(xiàn)以軸線為例進(jìn)行計(jì)算。 梁柱截面尺寸估算 框架主梁：

17、 h=(1/121/8)l=(1/121/8)×8400=700mm1050mm，取 h=800mm， b=(1/31/2)h=(1/31/2) ×800=400mm，取b=350mm；次梁：h=(1/181/12)l=(1/181/12)×8400=467mm700mm，取 h=600mm b=(1/31/2)h=(1/31/2) ×600=200mm300mm，取b=250mm框架柱：建筑總高度按m算，小于30m的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度7度近震查抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，該框架為三級(jí)抗震，最大軸壓比。假定采用C30混凝土，查得，假定每平方米荷載為14kN/ m2

18、，則柱子最大軸壓力：N=1.25×14××()×5=kN，則柱子軸壓比： 即 ， 取柱子截面形狀為正方形，即b=h515mm；為了簡(jiǎn)化施工，各柱截面從底層到頂層不改變，即取柱子尺寸為600mm×600mm。 確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖假定框架柱嵌固與基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱截面尺寸都不變，故梁跨取柱截面形心線間距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面。根據(jù)地質(zhì)資料，取室內(nèi)外高差為，基礎(chǔ)頂面至室外地坪取為，因此框架底層計(jì)算高度為=3+0.450.55=4m，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，其它各層取=H=3m。 框架梁柱的線剛度計(jì)算混凝土C30， ，現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)梁慣

19、性矩，對(duì)于現(xiàn)澆樓板，考慮樓板的約束，取 ，線剛度；1. 邊跨框架梁線剛度：2.中間跨框架梁線剛度： 3.底層框架柱線剛度：4.其他各層框架柱線剛度：把其他層層柱的線剛度看做1.0，則其他相對(duì)線剛度為：框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖4-3所示，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。 圖4-3 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱相對(duì)線剛度4.4 荷載計(jì)算 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（1）屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (不上人屋面) ：防水層：三油二氈防水層 找平層：20厚1：3水泥砂漿 找坡層：（2%找坡）C15細(xì)石混凝土找坡 保溫層：80厚聚苯乙烯泡沫 結(jié)構(gòu)層：150厚現(xiàn)澆混凝土板 抹灰層：20mm厚石灰砂漿抹底 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 （2）

20、樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：陶瓷地磚（約10mm） 0.55kN/ 20mm厚1:3水泥水泥水砂漿找平 150mm厚鋼筋混凝土板 5 =kN/20mm厚石灰砂漿抹灰 樓面恒恒載標(biāo)準(zhǔn)值 kN/（3）梁自重：b×h=350mm×800mm 自重 5×(0.805)=5.69 kN/m 抹灰層：20mm厚石灰砂漿抹灰 2×(0.805)×2×17=0.49 kN/m合計(jì) 6.13 kN/mb×h=250mm×600mm 自重 25×0.25×(0.605)=2.81 kN/m 抹灰層：20mm厚石灰砂漿抹灰 2

21、×(0.605)×2×17=0.31 kN/m合計(jì) kN/m（4）柱自重： b×h=600mm×600mm 自重 25××=9 kN/m 抹灰層：20mm厚石灰砂漿抹灰 2××4×17=N/m合計(jì) N/m（6）標(biāo)準(zhǔn)層外縱墻自重（以軸線間縱墻為例） 窗上墻體自重 鋁合金窗自重 外墻面貼瓷磚 內(nèi)墻面20mm厚石灰砂漿抹灰 合計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)層外縱墻線荷載 （7）底層外縱墻自重 窗上墻體自重 鋁合金窗自重 （外墻面）貼瓷磚 內(nèi)墻面20mm厚石灰砂漿 合計(jì) 底層外墻線荷載 （8）內(nèi)縱墻自重（以軸線間縱墻為例）：

22、 標(biāo)準(zhǔn)層： 自重 粉刷 合計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)縱墻線荷載 自重 粉刷 合計(jì) 38.22kN 底層內(nèi)縱墻線荷載 （8）外橫墻自重（以軸線上A、B間外橫墻為例）： 標(biāo)準(zhǔn)層： 自重 （內(nèi)墻面）粉刷 （外墻面）貼瓷磚 合計(jì) kN/m 底層： 自重 （內(nèi)墻面）粉刷 （外墻面）貼瓷磚 合計(jì) (9) 內(nèi)橫墻自重（以軸線上A、B間內(nèi)橫墻為例） 標(biāo)準(zhǔn)層： 自重 粉刷 合計(jì) 底層： 自重 粉刷 kN/m（10）女兒墻自重(100mm的混凝土壓頂)： 自重 外墻面貼瓷磚 頂面貼瓷磚 合計(jì) 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 不上人屋面 0.5 kN/m2 ； 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：走廊 2.5 kN/m2； 辦公室、廁所等

23、2.0 kN/m2； 資料室 kN/m2； 樓梯 3.5 kN/m2； 會(huì)議室 kN/m2 檔案室 5.0 kN/m2 雪荷載：So2 ， ，則；屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮兩者中取大值；屋面板傳荷載：板傳至梁上為均布荷載。 豎向荷載下框架受荷載總圖確定板傳遞給梁的荷載時(shí),一個(gè)區(qū)格板一個(gè)區(qū)格板地考慮。確定每個(gè)區(qū)格板的荷載傳遞時(shí),先區(qū)分板是單向板還是雙向板。若為單向板,沿板的短跨方向作中線,將板上的荷載平均分給兩長(zhǎng)邊的梁；若為雙向板計(jì)算，從四角出45o平分線，區(qū)格板被分為四個(gè)小塊，每小塊荷載傳給與之相鄰的的梁，見板傳荷示意圖4-2。板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載。（1）AB軸間框架梁

24、：屋面：屋面板傳給梁的荷載恒載： 活載： 樓面板傳給梁的荷載：恒載：活載：AB軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載：梁自重+板傳荷載=kN/m+N/m =kN/m活載：板傳荷載=kN/m樓面梁：恒載：梁自重+板傳荷載+內(nèi)橫墻體重=kN/m+1kN/m kN/m =kN/m活載：板傳荷載 （2）BC軸間框架梁：由于BC軸間板為單向板,故板傳荷載為零，則BC軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載：梁自重+板傳荷載33kN/m活載：板傳荷載= 0 kN/m樓面梁：恒載：梁自重+板傳荷載=6.13+0=kN/m活載：板傳荷載= 0 kN/m（3）CD軸間框架梁：(完全同AB軸間框架梁) （4）A軸柱縱向集中

25、荷載的計(jì)算： 頂層柱：板傳給梁的恒載：板傳給梁的活載：頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載=×+×3+kN頂層柱活載=板傳活載=kN標(biāo)準(zhǔn)層：標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載 標(biāo)準(zhǔn)層活載=板傳活載=×4××5/8+×7.2/4)2=28.53 kN（5）B軸柱縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱板傳荷載=2×××××7.2/4+23.41×7.2/4）+2×××= 頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載×8.4+224.718=51.49+224.7

26、18=276.21KN 頂層柱活載=板傳活載=×××5/8×××2+2×××=kN標(biāo)準(zhǔn)層柱: 恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載××= kN 活載 = 板傳活載 =(2×××××2.7/2)×××2=kN（6） C軸柱縱向集中荷載的計(jì)算(同B軸柱縱向集中荷載的計(jì)算)；D軸柱縱向集中荷載的計(jì)算(同B軸柱縱向集中荷載的計(jì)算)； 圖4-4 豎向荷載下框架受荷載總圖(KN) 4.5 水平地震作用下內(nèi)力計(jì)算該建筑物高度為

27、18.3m40m，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，故可采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。 重力荷載代表值計(jì)算屋面重力荷載代表值=屋面上下半層范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值+0.5×雪載標(biāo)準(zhǔn)值；樓面重力荷載代表值=樓面上下半層范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值+0.5×活載標(biāo)準(zhǔn)值；其中，結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重取樓面上、下各半層層高范圍的結(jié)構(gòu)及構(gòu)配件自重(屋面處取頂層的一半)。 屋面處的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算：女兒墻的重力荷載代表值的計(jì)算： 屋面板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 屋面梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：頂層的墻重： 頂層柱重： 則： 其余各層樓面處重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 底層樓面處重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 屋頂雪

28、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 總重力荷載代表的計(jì)算：屋面處： =335 =N樓面處： =5 =kN底層樓面處： =kN 建筑物總重力荷載代表值為 框架柱抗側(cè)剛度D和結(jié)構(gòu)基本自振周期計(jì)算 橫向D值的計(jì)算： 表4-1 橫向25層D值的計(jì)算 構(gòu)件名稱=A、 D軸柱（18個(gè)）50544B、 C軸 柱（18個(gè)）59750表4-2 橫向底層D值的計(jì)算 構(gòu)件名稱=A、 D軸柱（18個(gè)）62408B、C軸柱（18個(gè)）86080 結(jié)構(gòu)基本自振周期計(jì)算：其中 H結(jié)構(gòu)總高度 B結(jié)構(gòu)寬度該工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度近震設(shè)防，場(chǎng)地類別為類，0.1g為設(shè)計(jì)基本地震加速度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，由表知，水平地震

29、影響系數(shù)最大值，特征周期 ，則地震影響系數(shù) 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算 本工程中框架結(jié)構(gòu)不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，。所以，不需要考慮頂部附加水平地震作用的影響；附加水平地震作用系數(shù)：，對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系,結(jié)構(gòu)底部總縱向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值: 附加頂部集中力： 質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，樓層地震剪力及樓層層間位移的計(jì)算過程見下表： 表4-4 質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，樓層地震剪力及樓層層間位移層次5161654.09 19852920.00083 4131491.49 19852920.00158 3101147.51 198

30、52920.00216 27803.40 19852920.00257 14439.30 26727840.00207 圖4-5 樓層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（kN）樓層最大位移與樓層層高比： 所以，滿足要求。 剛重比和剪重比驗(yàn)算為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，需分別按下列公式進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛重比和剪重比驗(yàn)算。各層的剛重比和剪重比見表4-5。剛重比公式：框架結(jié)構(gòu)： ；分別為第i，j樓層重力荷載設(shè)計(jì)值；第i樓層層高；第i樓層的彈性等效側(cè)向剛度，可取該層剪力與層間位移的比值；n結(jié)構(gòu)計(jì)算層數(shù)；水平地震作用計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)各樓層對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)符合下式要求：第i層對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力 ；水平地震剪力系

31、數(shù) ；查高層表（1-21知） 表4-5 各層剛重比和剪重比 層號(hào)h5319852925955876464.27 0.13 4319852925955876220.08 0.12 3319852925955876144.22 0.10 2319852925955876107.25 0.09 14267278410691136154.61 0.08 從表中 即剛重比與剪重比均滿足要求。 水平地震力作用下框架內(nèi)力計(jì)算(以左震為例) 水平地震作用下，框架柱剪力、柱端彎矩計(jì)算采用D值法，計(jì)算過程見表4-6、4-7、 4-8、4-9。其中,反彎點(diǎn)相對(duì)高度值在表中求得。框架內(nèi)分析原則為取隔離體，平衡分析。如

32、取梁、節(jié)點(diǎn)等?？蚣軛U端彎矩、軸力，梁端彎矩、剪力按下式計(jì)算：彎矩： ， ； =（） 中柱 （注：左邊式子中的量值有正負(fù)之分，要根據(jù)所取隔離體分析。） 邊柱 剪力： 軸力： 計(jì)算過程如下: 表4-6 A(D)軸框架柱反彎點(diǎn)位置 層號(hào)5300043000330002300014000 表4-7 B(C)軸框架柱反彎點(diǎn)位置 層號(hào) 53500043000330002300014000注：為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，按該框架總層數(shù)、所在樓層以及梁柱線剛度比查表得到；為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比修正值，用與查表得到； 、為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比修正值，用，與查表得到?？蚣苤思袅皬澗胤謩e按下列公式計(jì)

33、算： 表4-8 橫向水平地震荷載作用下A(D)軸框架柱剪力和柱端彎矩的計(jì)算 層號(hào)yh5198529250544541.35 1.08 79.39 44.66 4198529250544578.64 1.23 139.19 96.73 31985292505445107.33 1.38 173.87 148.12 21985292505445127.41 1.50 191.12 191.12 12672784624083127.32 2.48 193.53 315.75 表4-9 橫向水平地震荷載作用下B(C)軸框架柱剪力和柱端彎矩的計(jì)算 層號(hào)51985292597500.0301 49.78

34、82.14 67.20 22.34 59.80 41985292597500.0301 94.67 142.01 142.01 56.91 152.30 31985292597500.0301 129.21 193.82 193.82 91.35 244.48 21985292597500.0301 153.39 230.09 230.09 115.30 308.61 12672784860800.0322 178.28 320.90 392.22 149.87 401.12 地震作用下框架梁端剪力及框架柱軸力（其中L為梁的計(jì)算長(zhǎng)度，邊跨L=7.2m；中跨L=2.1m）梁端剪力（kN）柱軸力（

35、kN）AB跨BC跨CD跨A軸B軸C軸D軸514.13 56.95 14.13 -14.13 14.13 433.44 145.05 33.44 350.27 232.84 50.27 -337337263.13 293.91 63.13 174.24 382.02 74.24 注：（1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩柱為壓力。 （2）表中M量綱為,V量綱為kN,N量綱為kN。圖4-8 橫向水平地震作用下的彎矩圖圖4-9 橫向水平地震作用下左地震剪力圖(KN)圖4-10 橫向水平地震作用下右地震軸力圖(kN) 4.6 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 恒荷載作用下內(nèi)力

36、計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層力矩分配法，一般情況下，分層計(jì)算法所得桿端彎矩在各節(jié)點(diǎn)不平衡，這時(shí)需將節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩再進(jìn)行分配，但不傳遞。荷載作用框架計(jì)算簡(jiǎn)圖為： 恒載標(biāo)準(zhǔn)值在屋面處引起的固端彎矩：(半邊結(jié)構(gòu))頂層: 邊跨(AB)： 中跨(BC)梁：； 其他層: 邊跨梁：； 中跨梁：； （梁端彎矩以繞桿端順時(shí)針為正，反之為負(fù)）框架的梁柱線剛度分配系數(shù)如下表所示：轉(zhuǎn)動(dòng)剛度按下式計(jì)算：遠(yuǎn)端固定 遠(yuǎn)端滑動(dòng) 分配系數(shù)按下式計(jì)算：層次終點(diǎn)桿件剛度頂層A右梁0.561 下柱0.439 B左梁0.324 右梁0.463 下柱4.000.212 標(biāo)準(zhǔn)層A上柱0.305 下柱0.305 右梁0

37、.390 B上柱0.183 下柱0.183 左梁0.234 右梁0.400 底層A上柱0.322 下柱0.267 右梁0.412 B上柱0.189 下柱0.157 左梁0.242 右梁0.413 恒載作用橫向框架的彎矩二次分配法具體過程如下圖： （因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)對(duì)稱，荷載對(duì)稱，故取下圖半邊結(jié)構(gòu)計(jì)算）圖4-11 恒載作用下頂層彎矩傳遞與分配圖圖4-12 恒載作用下標(biāo)準(zhǔn)層彎矩傳遞與分配圖圖4-13 恒載作用下底層彎矩傳遞與分配圖活載作用下框架結(jié)構(gòu)的彎矩計(jì)算 活載標(biāo)準(zhǔn)值在梁端產(chǎn)生的固端彎矩 (半邊結(jié)構(gòu))頂層: 邊跨(AB)： 中跨(BC)梁：； 其他層: 邊跨梁：； 中跨梁：； 1.2的系數(shù)予以增大。

38、圖4-14 活載作用下頂層彎矩傳遞與分配圖圖4-15 活載作用下標(biāo)準(zhǔn)層彎矩傳遞與分配圖圖4-16 活載作用下底層彎矩傳遞與分配圖 將分層法計(jì)算得到的彎矩進(jìn)行疊加，并將各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩做一次分配。 圖4-17 豎向恒荷載作用下的彎矩圖圖4-18 豎向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： 其余各節(jié)點(diǎn)彎矩分配見圖中數(shù)據(jù)。活荷載作用下中間節(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。調(diào)幅結(jié)果表下表AB跨BC跨CD跨調(diào)幅前調(diào)幅后調(diào)幅前調(diào)幅后恒載梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右五層74.97 92.51 27.62 92.51 略四層72.54 93.06 48.10 93.06 三層72.36 93.23 48.20 93.23 二層73.06 93.11 48.23 93.11 一層74.10 94.73 48.94 94.73 活載五層4.97 6.26 3.37 6.26 四層20.37 23.45 11.46 23.45 三層20.33 23.7