土木工程本科畢業(yè)設(shè)計計算書

1、遼寧廣播電視大學(xué)開放教育試點(diǎn)土木工程專業(yè)（本科）畢業(yè)設(shè)計論文設(shè)計題目:咸陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)新校園-教學(xué)樓設(shè)計 （B方案）電大分校： 鞍山電大 學(xué)生姓名： 勾長明 學(xué) 號： 1421001200099 指導(dǎo)教師： 梁艷秋 完成日期： 2016、11、15 咸陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)新校園-教學(xué)樓設(shè)計（B方案）摘要畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)課學(xué)習(xí)的最后一個綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本文主要介紹了咸陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)新校園教學(xué)樓設(shè)計過程，在設(shè)計中認(rèn)真貫徹了“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計原則，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，經(jīng)過合理分析和比較之后進(jìn)行設(shè)計。本設(shè)計主要包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。建筑設(shè)計包括：平面設(shè)計、立面設(shè)計、剖面設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計包括：結(jié)構(gòu)選型，梁、柱等構(gòu)件尺寸的確定，重力荷載計算，橫向水平風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算，水平地震作用下橫向框架內(nèi)力分析，豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析，內(nèi)力組合以及截面設(shè)計、樓板設(shè)計、樓梯設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計。其中,基礎(chǔ)設(shè)計又包括基礎(chǔ)選型、基礎(chǔ)平面布置、地基承載力計算等。在設(shè)計的過程中我嚴(yán)格按照專業(yè)相關(guān)規(guī)范及有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計過程中采用的計算方法均是參照有關(guān)規(guī)范或圖集和其他參考書籍。關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)計算；內(nèi)力分析；截面設(shè)計III The Design of xianyang Middle School Office BuildingAbstractThe des

3、ign projection for graduation is the last practice teaching segment of study of our specialized courses. This paper describes the primary design process of Xianyang middle school office building.I implement the design principle of "safe, suitable, economic, and aesthetic" conscientiously d

4、uring the design,adopt the frame construction of reinforced congcrete,and begin to design after rational analysis and comparison.This design mainly includes the architectural design and structural design. The architectural design includes the plane design, elevation design and section design while t

5、he structure design includes the style,the size of beams and pillars etc., the calculation of gravity load, the calculation of internal force and lateral displacement under the action of the horizontal wind load, the internal force analysis of the crosswise frame in the function of the horizontal ea

6、rthquakes, the vertical load.And also includes the dint combine,section design,foundation design and stair design. Foundation design consists of type,layout, and calculation of foundation. During the whole design I follow the specifications strictly and do the calculation carefully referring to the

7、specifications and atlas or other books.Key words ：concrete construction, frame structure,structural calculation,internal force analysis, section design,目 錄中文摘要 .I英文摘要.II主要符號表.VI第一章 建筑設(shè)計說明11.1 工程概況11.2 設(shè)計原始資料11.2.1氣象11.2.2 工程地質(zhì)條件11.3 建筑平面設(shè)計21.4 建筑立面設(shè)計21.5 建筑剖面設(shè)計21.6 土建設(shè)計2第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明42.1工程地質(zhì)條件42.2 基礎(chǔ)4

8、2.3 設(shè)計活載荷載標(biāo)準(zhǔn)值42.4 材料42.5 構(gòu)造要求4第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書53.1 工程概況53.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖53.3 重力荷載計算83.3.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值83.3.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值83.3.3 梁、柱重力荷載計算93.3.4 墻、門窗重力荷載計算93.3.5 重力荷載代表值93.4 框架側(cè)移剛度計算103.5 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算133.5.1 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算133.6 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算183.6.1 橫向框架內(nèi)力計算183.6.2 橫向框架內(nèi)力組合28第四章 截面設(shè)計724.1梁截

9、面設(shè)計724.1.1梁的正截面受彎承載力計算：724.1.2梁斜截面受剪承載力計算734.2柱截面設(shè)計744.2.1剪跨比和軸壓比驗(yàn)算744.2.2柱正截面承載力計算754.2.3柱斜截面受剪承載力計算764.3框架梁、柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面抗震驗(yàn)算77第五章 板的設(shè)計795.1設(shè)計資料795.2荷載計算795.3內(nèi)力計算805.4截面設(shè)計80第六章 樓梯設(shè)計 826.1設(shè)計資料：826.2踏步板計算：826.3樓梯折板計算（150厚折板）836.4平臺梁計算（200×400）836.5平臺板計算84第七章 基礎(chǔ)設(shè)計867.1設(shè)計資料：867.2獨(dú)立基礎(chǔ)：867.3條形基礎(chǔ)87第八章 框架

10、電算結(jié)果比較93總結(jié)94參 考 文 獻(xiàn)95致謝97畢業(yè)設(shè)計知識產(chǎn)權(quán)聲明98畢業(yè)設(shè)計獨(dú)創(chuàng)性聲明99附錄100主 要 符 號 表SGk 永久荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；SQk 可變荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；G 永久荷載的分項系數(shù)；Q 可變荷載的分項系數(shù)；T 結(jié)構(gòu)自振周期；fy、fy 普通鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；Vcs 構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計值；as、as' 縱向非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋合力點(diǎn)、縱向非預(yù)應(yīng)力受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離；b 矩形截面寬度、T 形、I 形截面的腹板寬度；bf、bf' T形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)的翼緣寬度；d 鋼筋直徑或圓形截面的直徑；c 混凝土保護(hù)層厚度

11、；e、e' 軸向力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)、縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)的距離；e0 軸向力對截面重心的偏心距；ea 附加偏心距；ei 初始偏心距；h 截面高度；h0 截面有效高度；hf、hf' T形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)的翼緣高度；As、As' 受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；Acor 箍筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土核心面積；1 受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值的比值； 偏心受壓構(gòu)件考慮二階彎矩影響的軸向力偏心距增大系數(shù)； 計算截面的剪跨比； 縱向受力鋼筋的配筋率；sv 豎向箍筋、水平箍筋或豎向分布鋼筋、水平分布鋼筋的配筋率；v 間接鋼筋或箍筋的

12、體積配筋率；FEk 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Geq 地震時結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的重力荷載代表值、等效總重力荷載代表值；max 水平地震影響系數(shù)最大值；RE 承載力抗震調(diào)整系數(shù)；.Mc 節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計值 可按彈性分析分配Mb 節(jié)點(diǎn)左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值VIII 1建筑設(shè)計說明第1章 建筑設(shè)計說明 1.1 工程概況設(shè)計題目：咸陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)新校園-教學(xué)樓設(shè)計（B）方案批準(zhǔn)建筑面積：3654m2建筑層數(shù)：5層建筑高度：18.6m結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑物耐久年限：50年建筑防火：設(shè)計防火等級為二級，分類為二類建筑

13、抗震：抗震等級為框架二級，地震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本加速度值0.20g1.2 設(shè)計原始資料1.2.1氣象 1.溫度：夏季極端最高38；冬季極端最低-8 2.基本風(fēng)壓：0.35KN/m2 3.基本雪壓：0.2 KN/m21.2.2 工程地質(zhì)條件自然地表下1米內(nèi)為填土，填土下層5米厚黃土狀土，再下為3米厚砂質(zhì)粘土，再下層為礫石層，地下水位為 -5.4米，建筑場地為 類場地土，地面粗糙度為B 類，各土層的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值如下：黃土壯土 fak = 100120 kN/m2砂質(zhì)粘土 fak = 220270 kN/m2114西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1.3 建筑平面設(shè)計根據(jù)本

14、建筑物的使用功能要求，確定采用三跨框架，邊跨為7.2米，中跨3.0米，標(biāo)準(zhǔn)層房間進(jìn)深為6.0米，開間3.6米，走道寬3.0米。在建筑物首層一周設(shè)有1米寬的散水。在每層設(shè)有三道雙跑樓梯，一至五層平面布置基本相同，每層設(shè)六個大開間，都用作教室；每層設(shè)置一個個教師休息室，一個辦公室，兩個衛(wèi)生間。1.4 建筑立面設(shè)計本建筑立面采用對稱體型，建筑物各部協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形式完整。正立面采用帶型窗，類似于玻璃幕墻，采光極好；。一樓有大廳及接待室需采用大空間，為不讓人產(chǎn)生壓抑感，宜適當(dāng)增大層高。本建筑確定層高設(shè)為3.6米，樓梯高度等于層高，屋面為不上人屋面，平屋頂?shù)暮穸葹?20mm，女兒墻高度設(shè)為600mm。建筑總

15、高度18.6米。整個立面看起來規(guī)則整齊，簡潔大方，簡單的造型更顯示了干練?？傮w上，本建筑立面造型符合建筑造型和構(gòu)圖方面的均衡、韻律、對比的規(guī)律，并滿足適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。1.5 建筑剖面設(shè)計室內(nèi)外高差為0.45米，可防止室外流水流入和墻身受潮。根據(jù)采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)構(gòu)布置要求，確定標(biāo)準(zhǔn)層房間窗高到框架梁底 ，主要窗寬為1.8米，高為2.1米。標(biāo)準(zhǔn)層走廊兩端設(shè)置玻璃門以便連接陽臺和空氣流通。屋面排水采用有組織外排水方式，用外裝塑料空心管作為落水管，屋面材料找坡2%。1.6 土建設(shè)計1墻體±0.000以上均采用M5混合砂漿砌筑，±0.000以下均采用水泥砂漿砌筑。2.門垛厚度

16、一般為130mm。一般門窗均居中，內(nèi)門內(nèi)開時內(nèi)平，外開時居中。3.衛(wèi)生間樓地面比同層相鄰樓地面低20mm。4.樓屋面面層材料的選擇及構(gòu)造設(shè)計5.屋面：三氈四油防水層 20mm厚水泥砂漿找平150mm厚水泥蛭石保溫層 120mm厚鋼筋混凝土板 V形輕剛龍骨吊頂 6.樓面：瓷磚地面（在衛(wèi)生間內(nèi)采用地磚防水樓面）100mm厚鋼筋混凝土板V型輕剛龍骨吊頂2結(jié)構(gòu)設(shè)計說明第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明2.1工程地質(zhì)條件自然地表下1米內(nèi)為填土，填土下層5米厚黃土狀土，再下為3米厚砂質(zhì)粘土，再下層為礫石層，地下水位為 -5.4米，建筑場地為 類場地土，地面粗糙度為B 類，各土層的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值如下：黃土壯土 fak

17、= 100120 kN/m2 砂質(zhì)粘土 fak = 220270 kN/m2礫石層 fak = 300400 kN/m22.2 基礎(chǔ)本工程采用柱下條形基礎(chǔ)。2.3 設(shè)計活載荷載標(biāo)準(zhǔn)值不上人屋面：0.5樓面：22.4 材料混凝土：基礎(chǔ)混凝土C20；墊層素混凝土選用C10；一層梁板柱混凝土C35以上各層梁板柱混凝土C30鋼筋： 梁柱縱筋采用級鋼筋，箍筋及基礎(chǔ)底板鋼筋采用級鋼筋 2.5 構(gòu)造要求構(gòu)件主筋混凝土凈保護(hù)層厚度基礎(chǔ)40mm,梁柱35mm,板20mm西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書3.1 工程概況 咸陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計，擬建五層，建筑面積約3800平方米，建筑耐久年限為

18、50年，設(shè)計防火等級二級，分類為二類。查相關(guān)規(guī)范得建筑物所在地（二類場地，分組第二組）的設(shè)計地震參數(shù)為max=0.08，Tg=0.40s，基本風(fēng)壓W0 =0.35kn/m2 ，基本雪壓S0=0.2KN/m2, 夏季極端最高38，冬季最低-8。自然地表下1米內(nèi)為填土，填土下層5米厚黃土狀土，再下為3米厚砂質(zhì)粘土，再下層為礫石層，地下水位為-5.4米，建筑場地為類場地土,地面粗糙度為B類。各土層的地基承載力特征值如下：黃土狀土 fak=100120 KN/m2，砂質(zhì)粘土 fak=220270 KN/m2，礫石層 fak=300400 KN/m2。建筑抗震設(shè)防類別為丙類，結(jié)構(gòu)安全等級為二類，抗震設(shè)防

19、烈度為8度，設(shè)計基本加速度值為0.20g，設(shè)計地震分組為第二組，結(jié)構(gòu)抗震等級為框架二級。3.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面、結(jié)構(gòu)平面布置圖分別見圖3.1、圖3.2。主體結(jié)構(gòu)共5層，每層層高均為3.6米。填充墻采用240mm厚粘土空心磚，窗為鋁合金窗，大多數(shù)門(M1)為木門,其他門（M2、M3）均為玻璃門。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100mm,屋面板厚度取120mm。主梁截面、次梁截面高度分別按其梁跨度的1/81/10和1/121/15估計取值，且不應(yīng)小于400mm,也不大于梁截面凈跨的1/4，框架梁

20、寬度可取梁截面高度的1/31/2,且不小于250mm,同時應(yīng)保證梁截面高寬比不大于4，估算梁截面尺寸和各層梁、柱和板的混凝土強(qiáng)度等級見表3.1。其設(shè)計強(qiáng)度：柱截面尺寸可根據(jù)柱的軸壓比限值估算，其軸壓比限值為0.8。表3.1 梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強(qiáng)度等級層次混凝土強(qiáng)度等級截面尺寸（b×h）邊橫梁中橫梁縱梁次梁1C35300×600300×600300×600250×50025C30300×600300×600300×600250×500本處各層的重力荷載代表值近似取14 KN/m2.由圖2可知邊柱

21、和中柱的負(fù)載面積分別為6.0×3.6、6.0.0×5.1。由式AcN/fc得第一層柱截面面積為:邊柱Ac1.3×6×3.6×14×103×5/0.8×16.7=147125mm2中柱Ac1.25×6×5.1×14×103×5/0.8×16.7=200411 mm2如柱截面取正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為383mm和447mm.根據(jù)上述結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下：第一層取600mm×600mm；25層500mm×

22、500mm；基礎(chǔ)選用條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深取2米，墊層100mm，基礎(chǔ)深度1.3米。 框架結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖3.33.4所示。梁軸線取至板底，25層柱高即為層高，底層柱高取3.6+0.45+2.0-1.3-0.1=4.65m 。圖3.2 建筑平面布置圖圖3.3 結(jié)構(gòu)平面布置圖3.4 橫向框架計算簡圖3.3 重力荷載計算3.3.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面（不上人）： 30mm厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 24×0.030.72KN/ 三氈四油防水層 0.4 KN/m2 20mm厚水泥砂漿找平 20×0.02=0.4 KN/m2 150mm厚水泥蛭石保護(hù)層 5×0.150.7

23、5KN/ 120mm厚鋼筋混凝土板 25×0.123KN/ V型輕剛龍骨吊頂 0.25 KN/m2合計： 5.52 KN/m214層樓面： 瓷磚地面（包括粗砂打底） 0.75KN/m2 100mm厚鋼筋混凝土板 25×0.102.5KN/ V形輕剛龍骨吊頂 0.25 KN/m2 合計： 3.5 KN/m23.3.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.50 KN/m2 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 KN/m2 樓道及陽臺活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.5KN/ 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.2 KN/m23.3.3 梁、柱重力荷載計算表3.2 梁柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層數(shù)構(gòu)件b/mh/

24、m/()G/（)（計算長度）/n/15邊橫梁0.30.6251.054.7256.614436.59中橫梁0.30.5251.053.9382.4766.158縱梁0.30.6251.055.5132.464846.797次梁0.30.45251.053.5446.612280.6851柱0.6 0.6251.059.454.65361581.9325柱0.50.5251.056.5633.636850.5653.3.4 墻、門窗重力荷載計算外墻體為370mm厚粘土多孔磚（16KN/m³），外墻面貼瓷磚（0.5KN/，包括水泥砂漿打底，共厚25mm），內(nèi)墻面20mm厚抹灰（0.34K

25、N/），則外墻面單位面積重力荷載為16×0.37+0.5+0.34=6.76KN/；內(nèi)墻為水泥空心磚兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻面單位面積重力荷載為15×0.25+17×0.02×24.28KN/。 鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4KN/，木門單位面積重力荷載為0.24KN/3.3.5 重力荷載代表值集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值：計算結(jié)果:W樓板=3.5×（42×17.4）=2557.8KNW屋面板=5.52×（42×17.4）=4034.02KNW梁 =436.59+66.158+846.797+280.

26、685=1630.23KNW墻1=6.76×（42+17.4）×2×3.6-(1.8×1.5×18+1.5×1.5×4+1.2×1.5×3)+(42+17.4)×2×0.6+4.28×7.2×15-(1.2×2.4×12+0.9×2.4×7)=2845.58KNW柱1 =1581.93KNW墻2 =6.76×（42+17.4）×2×3.6-(1.8×1.5×18+1.5

27、5;1.5×4+1.2×1.5×3)+4.28×7.2×15-(1.2×2.4×12+0.9×2.4×7)=2363.71KNW柱 =856.57KN50%Q活載=0.5×2×（42+17.4）=730.8KN50%Q屋面活載=0.5×0.5×（42+17.4）=182.7KN計算結(jié)果如下圖： 圖3.5 各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值3.4 框架側(cè)移剛度計算 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過小，水平位移過大，將影響正常使用；側(cè)向剛度過大，水平位移過小，雖滿足使用要求，但不滿足經(jīng)濟(jì)性要求

28、。因此，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度宜合適，一般以使?jié)M足結(jié)構(gòu)層間位移限值為宜。規(guī)范規(guī)定，按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比u/h宜小于框架結(jié)構(gòu)的層間位移角限值u/h，即1/550。（h為層高）。（附：層間位移角限值的確定原則，一是保證主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)。即避免混凝土墻、柱構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，同時將混凝土梁等樓面構(gòu)件的裂縫數(shù)量、寬度和高度限制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。二是保證填充墻、隔墻和幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好，避免產(chǎn)生明顯損傷。如果不滿足以上限制，則可增大構(gòu)件尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級。）梁的線剛度ib=ECIb/lb。其中Ec為混凝土彈性模量；lb為梁的計算跨度；Ib為梁截面慣性矩，對本設(shè)計的現(xiàn)澆樓

29、面，中框架梁Ib可近似取2.0I0，邊框架梁Ib取1.5 I0，樓梯間邊橫梁取I0 ，中橫梁取2I0 ，其中I0為梁矩形部分的截面慣性矩。柱的線剛度ic=EcIc/l，其中Ic維柱的截面慣性矩，h為框架柱的計算高度。柱的側(cè)移剛度D值按下式計算：D= c·12ic/h2式中c為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，可從書上查表得。橫梁的線剛度計算過程見表3.3,柱的線剛度計算過程見表3.4框架柱側(cè)移剛度值見表3.5，表3.6，表3.7。表3.3橫梁線剛度計算表層數(shù)Ec/(N/mm2) 類別b×h/mmXmmI0/mm4b/mmEcI0/lb/N·mm1.5EcI0/l /N·

30、;mm2 EcI0/l/ N·mm13.15×104AB跨300×6005.4×10972002.363×10103.545×10104.726×1010BC跨300×6003.125×10930003.281×10104.922×10106.562×1010CD跨300×6005.4×10972002.363×10103.545×10104.726×1010253×104AB跨300×6005.4

31、5;10972002.25×10103.375×10104.5×1010BC跨300×6003.125×10930003.125×10104.688×10106.25×1010CD跨300×6005.4×10972002.25×10103.375×10104.5×1010表3.4柱線剛度計算表層數(shù)Ec/(N/mm2) hc/mmb×h/mmXmmI0/mm4EcI0/lb/N·mm13.15×1044.65×600×

32、6001.08×10107.316×1010253.0×1043.6×500×5005.208×4.34×1010表3.5 中框架柱側(cè)移剛度D值()層次第1層第25層D軸 (2根）B、C軸（10根)A軸（6根）D軸（2根）B、C軸（10根)A軸（6根）0.6461.5430.6461.0372.9521.0370.3950.5770.3950.3410.5960.341160242342716024137032395013703表3.6 邊框架柱側(cè)移剛度D值()柱類別A-1,A-8 D-1，D-8B-1,B-8 C-1,C-

33、8層數(shù)1251250.6461.5430.8972.5920.3950.5770.4820.596 16024 234271957023950表3.7 樓梯間框架柱側(cè)移剛度D值（ ）柱D-2，D-4，D-5，D-7A-2，A-4，A-5，A-7層數(shù)12-512-50.8972.5920.6461.5430.4820.5960.3950.5771957023950 16024 23427 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，見表3.8表3.8 橫向框架層間側(cè)移剛度()層次1234513816661452748145274814527481452748由表可見，=13

34、81666/1452748=0.9510.7，故該框架為規(guī)則框架。3.5 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算3.5.1 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算(1) 橫向自振周期計算荷載計算：GE=Gi=10474.61+6528.07×3+7698.03=37756.85KN Geq=0.85GE=0.85×37756.85=32093.32KN結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移見表3.9表3.9 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移表層號57698.037698.0314527480.00530.075546528.0714226.114527480.00980.070236528.0720

35、754.1714527480.01430.060426528.0727282.2414527480.01880.0461110474.7537756.9913816660.02730.0273結(jié)構(gòu)自振周期按頂點(diǎn)位移法，考慮填充墻剛度對于框架結(jié)構(gòu)的影響，取折減系數(shù)，所以結(jié)構(gòu)基本自振周期為T1 =1.7×o ×T1 =1.7×o ×=1.7×0.6×=0.28s (2)水平地震作用及樓層地震剪力作用本建筑結(jié)構(gòu)高度不超過40m,質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即Geq=

36、0.85GE=0.85×37756.99=32093.32KN1×0.2=0.2 （因?yàn)?.1<0.38<Tg=0.4）因1.4Tg=1.4×0.40=0.56T1=0.28s 所以不需要考慮頂部附加水平地震作用，各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算見表10。表3.10 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次519.057698.03146647.470.3432201.62201.6415.456528.07100858.680.2361514.83716.4311.856528.0777357.630.1811161.784878.18

37、28.256528.0753856.580.126808.755686.9314.6510474.7548707.590.114731.736418.66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見下圖。圖3.6 水平地震作用及樓層地震剪力(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(u)i=Vi/和計算，計算過程見表3.11，表中還計算了各層的層間位移角。 表3.11 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次52201.614527481.5236001/236843716.414527482.5636001/140634878.1814527483.363

38、6001/107125686.9314527483.9136001/92116418.6613816664.6546501/1000由上表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，其值為1/9211/550，滿足要求（其中=1/550可查表得到）。（4） 水平地震作用下框架內(nèi)力計算以KJ5橫向框架內(nèi)力計算為例。層間剪力取自表3.10，各柱反彎點(diǎn)高度比按y=yn+y1+y2+y3確定，其中yn由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計附表7得,。梁的線剛度取自表3.3。表3.12 邊柱端彎矩及剪力計算層次邊柱（A、D柱）53.62201.614527481370320.771.0370.5541.1233.6543.6371

39、6.414527481370335.051.0370.5569.4056.7833.64878.1814527481370346.001.0370.5591.0874.5223.65686.9314527481370353.631.0370.55106.1986.8814.656418.6613816661602474.440.6460.65223.61121.15表3.13 中柱端彎矩及剪力計算層次中柱53.62201.614527482395036.302.9520.4558.871.8743.63716.414527482395059.462.9520.4596.37117.7333.6

40、4878.1814527482395078.052.9520.45126.44154.5423.65686.9314527482395090.992.9520.45 147.40180.1614.956418.66138166623427108.831.5430.35182.18323.88表3.14 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱N中柱N533.6530.197.28.8741.7841.783.027.85-8.87-18.98497.974.147.223.89102.63102.633.068.42-32.76-63.513143.92105.387.234.631

41、45.52145.523.097.01-67.39-78.892177.96128.777.242.6177.83177.833.0118.55-109.99-154.841227.34197.947.259.07273.34273.343.0182.23-169.06-278水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖3.7所示。圖3.7 （a）水平地震作用下框架彎矩圖圖3.7（b）水平地震作用下梁端剪力及軸力圖3.6 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算3.6.1 橫向框架內(nèi)力計算a. 計算單元取KJ5橫向框架進(jìn)行計算，計算單元寬度為6米，如圖3.11(a)所示，由于房內(nèi)布置有次梁，故

42、直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，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向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上?？蚣軝M梁自重以及直接作用在橫梁上的填充墻體自重則按均布荷載考慮，得到豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖3.11(b)(c)所示b.荷載計算(1)恒載計算在圖3.11中及代表橫梁自重（扣除板自重）和填充墻自重，為均布荷載, 為板自重傳給橫梁的梯形和三角形分布荷載峰值；P,M分別為通過縱梁傳給柱的板自重、縱梁自重、縱墻自重及陽臺自重等所產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。根據(jù)3.3節(jié)的有關(guān)數(shù)據(jù)和圖3.11（a）所示的計算單元可得：第五層，屋面荷載5.52KN/，無填充

43、墻，有600mm高女兒墻。 圖3.8（a） KJ2橫向框架計算單元圖3.8(b) 恒載作用下KJ3框架計算簡圖（對稱結(jié)構(gòu)）第二至四層，樓面荷載3.5KN/，外墻6.76KN/，內(nèi)墻4.28KN/，外墻窗0.4×（1.5×1.8）=1.08KN，玻璃幕墻1.0KN/ 圖3.8c) 活載作用下KJ3框架計算簡圖（對稱結(jié)構(gòu)）第一層： ， ， ， ， 表3.20（a）橫向框架恒載標(biāo)準(zhǔn)值匯總層次53.752.6316.5616.56139.770151.211.342424.032.6310.510.5194.470188.314.12124.032.6310.510.5194.21

44、0187.6618.77(2)活載計算第五層，不上人屋面0.5KN/，雪荷載0.20KN/0.5×3=1.8KN/m 0.5×3=1.35KN/m 同理在雪荷載作用下:0.2×3=0.6KN/m 0.2×3=0.6KN/m 第二至四層，樓面荷載2.0KN/，樓道荷載2.5KN/2.0×3=6KN/m 2.5×3=7.5KN/m 第一層：6KN/m 7.5KN/m 表3.20(b)橫向框架活載標(biāo)準(zhǔn)值匯總層次51.51.55.0406.390.632467.512.96028.712.15167.512.96028.712.87C. 內(nèi)力

45、計算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計算時可采用半框架計算。彎矩計算過程如下圖3.12，所得彎矩如下圖3.13。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成，其中對于梯形荷載引起的剪力；對于三角形荷載引起的剪力，計算柱底軸力還需考慮柱的自重。如表3.21(a)(b)所列。圖3.9（a）恒載作用下彎矩計算圖3.9（b） 豎向恒載作用下彎矩圖圖3.9（c）活載作用下彎矩計算 圖3.9（d） 豎向活載作用下彎矩圖表3.21(a) 恒載作用下梁端剪力及柱軸力層次 梁端剪力（V=荷載引起剪力+彎矩引起剪力）柱軸力DC跨CB跨BA跨D柱C 柱B 柱A 柱

46、558.2156.6420.1520.1556.6458.21頂197.98284.64284.64197.98底220.48307.14307.14220.484114.86112.9016.5216.52112.90114.86頂529.81624.36624.36529.81底552.31647.36647.36552.313114.86112.9016.5216.52112.90114.86頂861.64965.08965.08861.64底884.14987.58987.58884.142114.86112.9016.5216.52112.90114.86頂1193.471305.3

47、1305.31193.47底1215.971327.81327.81215.971114.86112.2518.0818.08112.25114.86頂1525.041645.791645.791525.04底1547.541668.291668.291178.74 表3.21(b) 活載作用下梁端剪力及柱軸力層次梁端剪力（V=荷載引起剪力+彎矩引起剪力）柱軸力（N）DC跨CB跨BA跨D柱C 柱B 柱A 柱54.053.951.341.343.954.058.7911.6711.678.79416.215.846.346.3415.8416.237.9562.5662.5637.95316.2

48、15.846.346.3415.8416.267.11113.51113.5167.11216.215.846.346.3415.8416.296.27164.46164.4696.27116.215.726.586.5815.7216.2125.43215.47215.47125.433.6.2 橫向框架內(nèi)力組合a. 結(jié)構(gòu)抗震等級本工程為二級抗震框架。b. 框架梁內(nèi)力組合結(jié)構(gòu)考慮了四種地震組合，即此外，對于此工程 這種內(nèi)力組合一般比較小，對結(jié)構(gòu)的設(shè)計不起控制作用，故不予考慮。各層梁的內(nèi)力組合結(jié)構(gòu)見表3.22，表中兩列中的梁端彎矩M為經(jīng)過調(diào)整過的彎矩（調(diào)幅系數(shù)?。?，SQK 跨中彎矩乘以調(diào)整系數(shù)1.1.，查相關(guān)規(guī)范，對于彎矩=0.75，對于剪力=0.85. c. 框架柱內(nèi)力組合取每層柱頂和柱底兩個控制截面，組合結(jié)果及柱端彎矩設(shè)計值的調(diào)整見表3.233.26，其中二級框架的軸壓比限制為0.9，rb 、rc 均為1.2。彎矩和