土木工程——畢業(yè)設(shè)計——建筑設(shè)計和結(jié)果設(shè)計計算書

1、摘 要本建筑為擬建于大慶市開發(fā)區(qū)的夏宮休閑娛樂休閑中心，總建筑面積為5184m2。主體高度12.6m，由游泳池及洗浴辦公區(qū)構(gòu)成。場地類型為類場地，地震分組為第二組，抗震烈度為7度。設(shè)計內(nèi)容主要包括：建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑設(shè)計部分包括總體布局、平面與豎向交通、建筑朝向與選型以及防火和疏散要求。主要進行了建筑設(shè)計構(gòu)思，平面布局、立面設(shè)計、剖面設(shè)計以及防火和疏散設(shè)計。平面布局合理、立面簡潔大方，滿足功能要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計部分包括：結(jié)構(gòu)布置、荷載計算、內(nèi)力組合、鋼框架設(shè)計、網(wǎng)架設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)計。完成了該建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書及部分施工圖。本建筑上部結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)體系，下部采用獨立基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；建筑

2、設(shè)計；內(nèi)力組合；鋼框架；獨立基礎(chǔ)AbstractThis building is a tier steel frame structural recreation ground, which is to be built in the Summer palace of Daqing City. Its total area is 5184 square meters. Its overall height is 12.4 meters and constructed with the swimming pool and office area. The area is the second t

3、ype area, and the second group in earthquake resistance intensity. This article includes two parts that are architecture design and structural design.Architecture design includes the total layout, plane and the perpendicular transportation, the orientation of the building and chooses the size, and t

4、he design of fireproof and dispersion. the planes arrangement is reasonable,and its semblance is succinct and generous，which satisfies the functions requirement.The structure design includes what is following as the structure arrangement, the calculation of loads, the combination of the internal for

5、ces, the calculation of the frame; the calculation of the cranes beam and the calculation of column and foundation. The method of bottom shearing force is used to calculate the lateral seismic action. In according to the geologic condition, spread foundation is adopted.Through the calculating and de

6、signing, the instruction of structure design of the building and some construction plans are finished. The structure system of all steel frames is adopted in the buildings top structure and the spread foundation is adopts in its foundation structure. Key words: Steel structures; architecture design;

7、 the combination of the internal forces; structure steel frame; spread foundation目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc108247065 第1章 建筑設(shè)計1 HYPERLINK l _Toc108247066 1.1 夏宮休閑娛樂中心組成1 HYPERLINK l _Toc108247067 1.2平面設(shè)計1 HYPERLINK l _Toc108247068 1.3 剖面設(shè)計2 HYPERLINK l _Toc108247069 1.4立面設(shè)計及內(nèi)部空間處理3 HYPERLIN

8、K l _Toc108247070 第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計4 HYPERLINK l _Toc108247071 2.1 荷載計算4 HYPERLINK l _Toc108247072 2.2 鋼框架設(shè)計7 HYPERLINK l _Toc108247073 2.3 組合樓板設(shè)計51 HYPERLINK l _Toc108247074 2.4 網(wǎng)架設(shè)計55 HYPERLINK l _Toc108247075 2.5 檁條設(shè)計63 HYPERLINK l _Toc108247076 2.6 基礎(chǔ)設(shè)計65 HYPERLINK l _Toc108247080 結(jié) 論69 HYPERLINK l _Toc1

9、08247081 參考文獻70 HYPERLINK l _Toc108247082 致 謝71第1章 建筑設(shè)計1.1 夏宮休閑娛樂中心的組成夏宮休閑娛樂中心的組成體系由游泳區(qū)及洗浴辦公區(qū)組成。游泳區(qū)是休閑娛樂中心的基本休閑單位，洗浴辦公區(qū)是其附屬單位，洗浴辦公區(qū)組成部分包括浴池，休息區(qū)（包括休息大廳，游藝室，健身區(qū)等內(nèi)容），休閑中心職工辦公區(qū)，職工休息區(qū)。承重結(jié)構(gòu) 本承重結(jié)構(gòu)主要采用局部鋼框架結(jié)構(gòu)，這主要是因為泳池及辦公區(qū)使用空間不同、高度較低，這種結(jié)構(gòu)受力合理，建筑設(shè)計靈活，施工方便，工業(yè)化程度較高。它包括下列幾部分承重構(gòu)件： （1）橫向框架：由基礎(chǔ)、框架梁、柱組成。（2）縱向框架：由基礎(chǔ)、

10、框架梁、柱組成。（3）游泳池區(qū)：有柱，網(wǎng)架組成。圍護結(jié)構(gòu) 本建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)包括外墻、屋頂、地面、門窗等。1.2平面設(shè)計本建筑物的平面設(shè)計主要研究以下幾方面的問題：（1）總平面對平面設(shè)計的影響；（2）平面設(shè)計與不同功能分區(qū)的關(guān)系；（3）平面設(shè)計與人流的關(guān)系；（4）柱網(wǎng)選擇；（5）生活間設(shè)計；平面設(shè)計根據(jù)全建筑物的人流流程、交通運輸、衛(wèi)生、防火、氣象、地形、地質(zhì)以及建筑群體藝術(shù)等條件，確定這些建筑物與構(gòu)筑物之間的位置關(guān)系；合理的組織人流、貨流，避免交叉和迂回；布置各種工程管線；進行豎向設(shè)計及綠化、美化布置等。 民用建筑的平面及空間組合設(shè)計，主要是根據(jù)建筑物使用功能的要求進行的；而休閑娛樂中心平

11、面及空間組合設(shè)計，則是在泳池及其附屬結(jié)構(gòu)布置的基礎(chǔ)上進行的。 本設(shè)計，主要包括下面五個內(nèi)容：（1）根據(jù)任務(wù)書要求的規(guī)模、性質(zhì)等確定的總建筑面積；（2）選擇和布置泳池及其附屬結(jié)構(gòu)；（3）劃分泳池及其附屬結(jié)構(gòu)面積；（4）初步擬定柱網(wǎng)跨度和長度；（5）使用功能對建筑設(shè)計的要求，如采光、通風、保溫、防潮等。為了方便娛樂人員，客戶，職工出入，并且不出現(xiàn)人流交叉而布置?？傊?，平面設(shè)計時，必須考慮周圍建筑物的影響及要求。本設(shè)計柱距采用6m6m。為保證游泳及洗浴人員休息而設(shè)置休息大廳、餐廳、健身區(qū)等。1.3 剖面設(shè)計 剖面設(shè)計的具體任務(wù)是：確定建筑高度；選擇承重結(jié)構(gòu)及圍護結(jié)構(gòu)方案；游泳池上空的采光、通風及屋面

12、排水等問題。 在本設(shè)計中，建筑高度為12.6m，承重結(jié)構(gòu)為鋼框架，維護結(jié)構(gòu)為砌體結(jié)構(gòu)，游泳池上空為大空間網(wǎng)架。確定建筑的高度必須根據(jù)使用要求以及建筑統(tǒng)一化的要求，同時，還應(yīng)考慮到空間的合理利用及功能的需求。建筑高度直接影響建筑的造價，在確定建筑高度時，應(yīng)不影響生產(chǎn)使用的前提下，充分發(fā)掘空間的潛力，節(jié)約建筑空間，降低造價。在本設(shè)計中，層高為4.2m，游泳池層高為12.8m，白天，室內(nèi)利用天然光線進行照明的叫做天然采光。由于天然光線質(zhì)量好，又能節(jié)約能源，只有天然采光不能滿足要求時才輔以人工照明。在本設(shè)計中，辦公區(qū)采用人工采光，游泳館上空采用天然采光。1.4立面設(shè)計及內(nèi)部空間處理建筑物的體型與使用功

13、能、平面形狀、剖面形式和結(jié)構(gòu)類型都有著密切的關(guān)系，而立面處理又是在建筑體型的基礎(chǔ)上進行的。建筑平面、立面、剖面三者是一個有機體，設(shè)計雖然是首先從平面著手，但自始至終應(yīng)將三者結(jié)合考慮和處理。立面應(yīng)根據(jù)使用功能要求、技術(shù)條件、經(jīng)濟等因素，運用建筑構(gòu)圖原理進行設(shè)計，使建筑物具有更加簡潔、大方、新穎的外觀形象。由于泳池的大空間及洗浴辦公區(qū)的小空間，因此在立面設(shè)計中墻面劃分很關(guān)鍵，墻面的大小、色彩與門窗的大小、位置、比例、組合形式等，直接關(guān)系到立面效果。在工程實踐中，墻面劃分常采用三種方法：(1)垂直劃分；(2)水平劃分；(3)混合劃分。本設(shè)計中，正立面采用玻璃幕墻，上空采用大空間網(wǎng)架造型優(yōu)美，活潑。影

14、響內(nèi)部空間處理的因素有以下幾個方面：（1）使用功能內(nèi)部空間應(yīng)滿足功能要求，同時也應(yīng)考慮空間的藝術(shù)處理。（2）空間利用設(shè)置在內(nèi)部的職工生活空間使用方便，可用死角作為倉庫，同時利用的空間來布置生活設(shè)施，這樣可充分利用空間，降低造價。利用距離泳池最近房間作為急救室，方便區(qū)域作為廣播室，大廳入口處設(shè)置前臺，側(cè)面設(shè)置存鞋處等。（3）設(shè)備管道有條不絮地組織排列設(shè)備管道，不但方便使用，而且便于管理和維修，其布置和色彩處理得當，會增加室內(nèi)藝術(shù)效果尤其是泳池處玻璃幕墻后面的柱及柱間支撐。（4）建筑色彩在內(nèi)部的應(yīng)用建筑色彩受世界流行色的影響，雖然目前世界上趨向清淡或中和色，但鮮艷奪目的色彩仍廣泛使用。建筑中墻面、

15、地面、天棚的色彩應(yīng)根據(jù)性質(zhì)、用途、氣候條件等因素確定。第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 荷載計算大慶市開發(fā)區(qū)夏宮休閑娛樂中心，該廠房建筑物為局部三層，三層部分采用鋼框架結(jié)構(gòu)，單層部分采用大空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；長60m，寬度48m；共有4榀鋼框架，柱距6.0m,屋面彩板坡度2%，網(wǎng)架部分屋面坡度為2%；地震設(shè)防烈度為7級，設(shè)計地震分組為第二組，設(shè)計地震基本加速度值0.05g。另附平面布置圖，見圖2-1；框架形式及框架尺寸見圖2-2。鋼框架屋頂為彩色鋼板夾聚苯乙烯保溫板，空間網(wǎng)架上空為有機玻璃。圖2-1 剛架平面布置圖荷載取值計算1、樓面、屋面永久荷載標準值（對水平投影面）壓型鋼板及保溫層： 0 .12 kN/m

16、2檁條： 0.10 kN/m2屋架及支撐自重： 0.384 kN/m2 水磨石地面： 0.65 kN/m2 74+46厚現(xiàn)澆混凝土板： 2.5 kN/m2 20厚板底抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2 YX-70-200-600壓型鋼板： 0.221 kN/m2 外墻空心小砌塊： 11.8 kN/m3內(nèi)墻陶?？招钠鰤K： 5 kN/m3 塑鋼門： 0.4 kN/m2塑鋼窗： 0.4 kN/m2 外墻面荷載： 11.80.4+170.02+0.5=5.56kN/M2內(nèi)墻面荷載： 50.4+170.02+0.5=2.84kN/M2輕質(zhì)墻面及柱自重標準值（包括柱、墻骨架等）0.50 kN/m2

17、。圖2-2 鋼框架形式及尺寸2、初選截面選定梁柱截面尺寸及截面幾何特性鋼材均為Q235柱：H300X305X15X15：A=135.4cm2;Ix=21600cm4; W1x=1440cm3;ix =12.6cm;Iy=7100cm4;iy=7.24cm;q=106kg/m。一二層梁：H300X300X10X15:A=120.4cm2;Ix=20500cm4;W1x=1370cm3;ix=13.1cm;Iy=6760cm4;Wy=450cm3;iy=7.49cm;q=94.5kg/m。頂層梁：H125X125X6.5X9:A=30.31cm2;Ix=837cm4;W1x=44.01cm3;ix

18、=5.29cm;iy=3.11cm;q=23.8kg/m。3、地震作用具體計算見橫向地震荷載計算。圖2-3 梁柱截面尺寸示意圖作用在屋面及樓面的荷載標準值屋面可變荷載標準值屋面活荷載：按不上人屋面考慮，取為0.50 kN/m2雪荷載：基本雪壓S0=0.35kN/m2。按雪荷載均勻分布，ur=1.0，雪荷=1.00.35=0.35 kN/m2。風荷載標準值基本風壓w0=0.55 kN/m2,地面粗糙度類別為B類，風荷載高度變化系數(shù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）的規(guī)定采用，柱頂：H=12.6m， uz=1.07樓面：辦公區(qū)活荷載取值 2.0 kN/M2宿舍區(qū)活荷載取值 2.0 kN/

19、M2餐廳區(qū)活荷載取值 2.5 kN/M2休息大廳活荷載取值 3.0 kN/M2健身區(qū)活荷載取值 3.5 kN/M2走廊、樓梯活荷載取值 3.5 kN/M22.2 鋼框架設(shè)計 設(shè)計資料H=4.2m，無擋風板，間距6.0m，屋面材料為壓型鋼板，屋面坡度為2%，鋼材選用為Q235型，焊條采用E43型，天窗架幾何尺寸、結(jié)構(gòu)形式及桿件編號如圖2-6所示。 圖2-4 鋼框架左一半 荷載標準值匯集屋面板（壓型鋼板） 0.12 kN/m2檁條 0.10 kN/m2屋架及支撐自重 0.384 kN/m2小計 0.604 kN/m2邊跨框架梁自重 0.945 kN/m小計 0.945 kN/m中跨（BC跨）框架梁

20、自重： 0.945 kN/m 小計： 0.945 kN/m邊柱連系梁自重： 0.50.9456=5.67kN連系梁傳來屋架自重： 0.50.6046=3.624kN頂層邊節(jié)點集中荷載標準值： 9.29kN頂層中節(jié)點集中荷載標準值： 18.58kN水磨石面層： 0.65 kN/m274+46mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板： =2.5kN/m220厚板底抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2YX-70-200-600壓型鋼板： 0.221 kN/m2屋面吊頂 0.2 kN/m2樓面恒荷載： 3.88 kN/m2邊跨框架梁： 0.945kN/m中跨框架梁： 0.945kN/m樓面板傳給中跨（35）框架

21、梁荷載： 3.882=6.98 kN/m中跨（35）框架梁線荷載標準值： 6.98+0.945=7.925 kN/m樓面板傳給邊跨（13）框架梁荷載： 30.1125=8.389kN/m中跨（35）框架梁線荷載標準值： 11.25+2.5+0.945=14.695kN/m邊跨框架聯(lián)系梁： 0.945kN/m鋼窗自重： 1.82.10.4=1.51kN窗下墻體自重： 5.560.91.8=9.01kN窗邊墻體自重： 5.560.64.2=14kN框架柱自重： 1.064.2=4.45kN連系梁傳來樓面自重： 11.253+3.4931=44.22kN標準層邊柱中荷載標準值： 78.86kN中柱連

22、系梁自重： 0.945kN聯(lián)系梁傳來的集中荷載： 3.4932=20.94kN小計 26.61kN扣除門窗洞加上門窗重： 54.26-52.42.4+0.42.42.4=99.5kN 標準層中結(jié)點集中荷載標準值： 99.5+26.61=126.11kN水磨石面層： 0.65 kN/m274+46mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板： =2.5kN/m220厚板底抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2YX-70-200-600壓型鋼板： 0.221 kN/m2屋面吊頂 0.2 kN/m2樓面恒荷載： 3.88 kN/m2邊跨框架梁： 0.945kN/m中跨框架梁： 0.945kN/m樓面板傳給中跨（35

23、）框架梁荷載： 3.882=6.98 kN/m中跨（35）框架梁線荷載標準值： 6.98+0.945=7.925 kN/m樓面板傳給邊跨（13）框架梁荷載： 30.1125=8.389kN/m中跨（35）框架梁線荷載標準值： 11.25+2.5+0.945=14.695kN/m邊跨框架聯(lián)系梁： 0.945kN/m鋼窗自重： 1.82.10.4=1.51kN窗下墻體自重： 5.560.91.8=9.01kN窗邊墻體自重： 5.560.64.2=14kN框架柱自重： 1.064.2=4.45kN連系梁傳來樓面自重： 11.253+3.4931=44.22kN底層邊柱中荷載標準值： 78.86kN中

24、柱連系梁自重： 0.945kN聯(lián)系梁傳來的集中荷載： 3.4932=20.94kN小計 26.61kN扣除門窗洞加上門窗重： 54.26-52.42.4+0.42.42.4=99.5kN 底層中結(jié)點集中荷載標準值： 99.5+26.61=126.11kN中跨主梁由屋面?zhèn)鬟f的均布活荷載： 60.5=3kN/m屋面?zhèn)鬟f給邊跨連系梁活荷載： 630.5=9kN屋面?zhèn)鬟f給中跨連系梁活荷載： 660.5=18kN中跨主梁均布活載： 33+3.52.4+0.62=18.6kN/m樓面?zhèn)鬟f給次梁的活荷載： 2.523+223=27kN樓面?zhèn)鬟f給邊跨系梁活荷載： 2.532=15kN屋面?zhèn)鬟f給中跨連系梁活荷載

25、： 2.516+216=27kN中跨主梁均布活載： 33+3.52.4+0.62=18.6kN/m樓面?zhèn)鬟f給次梁的活荷載： 2.523+223=27kN樓面?zhèn)鬟f給邊跨系梁活荷載： 2.532=15kN屋面?zhèn)鬟f給中跨連系梁活荷載： 2.516+216=27kN屋蓋、樓蓋重力荷載代表值Gi的計算 1）屋架自重： g1=0.6042448+0.30.548=1156.6kN2）橫縱梁恒載： g2=0.238637+0.23898=69.97kN3)半層高外墻恒載： g3=5.562.1 (48+48)=1120.89kN4)半層高內(nèi)墻荷載： g4=(3.6+9)4+3.62+6122.82.1=77

26、2.93kN5)半層柱高荷載： g5=1.062.153=117.96kN=1120.89kNG3=g=3623.61kNi的計算1）樓面荷載： g1=（3.49+2.50.5）4824=5460.48kN2）橫縱梁荷載： g2=0.945637+0.94598=277.83kN3)上下層半高外墻荷載： g3=1120.892=2241.78kN4)上下層半高內(nèi)墻荷載： g4=772.932=1545.86kN5)上下層半高柱自重荷載： g5=117.982=235.96kNG2=g=9761.91kNi的計算1）樓面荷載： g1=（3.49+2.50.5）X48X24=5460.48kN2）

27、橫縱梁荷載: g2=0.945637+0.94598=277.83kN3)上下層半高外墻荷載： g3=1120.892=2241.78kN4)上下層半高內(nèi)墻荷載： g4=772.932=1545.86kN5)上下層半高柱自重荷載： g5=117.982=235.96kNG1=g=9761.91kN合計Gi=G =2347.43kN 表2-1 重力荷載代表值計算表層數(shù)321Gn、kN3924.619761.919761.91水平地震作用下框架的側(cè)移計算鋼框架結(jié)構(gòu)中，考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同作用，在計算梁線剛度時，對中框架梁取Kb=2.0EIb/l;對邊框架取Kb=1.5 EIb/l。底

28、層框架為例：EXIb/l=2.0610520500/6000=1.37109(kNm)表2-2 梁線剛度表梁號慣性矩I0X104/cm4EXIb/l kNmKbX104/( kNm)中框架梁2.0Kb邊框架梁1.5Kb頂層框架梁8372.75X1075.5X1074.2X107一、二層框架梁205000.865X1091.37X1091.03X109 一、二、三層柱線剛度Kc=EXIc/h=2.0610521600/4200=1.033109(kNm)D即是使兩端固定的柱上、下端產(chǎn)生相對水平位移時需要在柱頂施加的水平力。以底層框架3柱為例=（1.37+1.03）/1.033=2.32(kNm)

29、c=（0.5+）/(+2)=（0.5+2.32）/(2.32+2)=0.6512/h2=0.68D=12/ h2=1.0254kN/mD=0.338342+1.02548+1.1812=36.57 kN/m按頂點位移法計算框架基本自振周期T1=1.7T以頂層為例：層間相對位移3=7.14/3923.61=0.0549（m） n=i=0.1676(m)T1=1.7T=1.70.9=0.626(S)表2-3 橫向框架1柱抗側(cè)移剛度D值計算樓層層高m線剛度Kc=EIc/h(kNm)=（底層）=（一般層）c=（0.5+）/(+2)(底層)c=/(+2)（一般層）D=12c/ h234.21.033X1

30、090.5180.2060.072624.21.033X1090.9970.3330.225814.21.033X1090.9970.4990.3383表2-4 橫向框架3柱抗側(cè)移剛度D值計算樓層層高m線剛度Kc=EIc/h(kNm)=（底層）=（一般層）c=（0.5+）/(+2)(底層)c=/(+2)（一般層）D=12c/ h234.21.033X1091.210.380.312724.21.033X1092.320.540.851914.21.033X1092.320.651.0254表2-5 橫向框架5柱抗側(cè)移剛度D值計算樓層層高m線剛度Kc=EIc/h(kNm)=（底層）=（一般層）c

31、=（0.5+）/(+2)(底層)c=/(+2)（一般層）D=12c/ h234.21.033X1091.380.410.384724.21.033X1092.590.560.986214.21.033X1092.590.671.1800表2-6 橫向框架6柱抗側(cè)移剛度D值計算樓層層高m線剛度Kc=EIc/h(kNm)=（底層）=（一般層）c=（0.5+）/(+2)(底層)c=/(+2)（一般層）D=12c/ h234.21.033X1091.380.410.384724.21.033X1092.590.560.986214.21.033X1092.590.671.1800表2-7 橫向框架8柱

32、抗側(cè)移剛度D值計算樓層層高m線剛度Kc=EIc/h(kNm)=（底層）=（一般層）c=（0.5+）/(+2)(底層)c=/(+2)（一般層）D=12c/ h234.21.033X1091.380.410.384724.21.033X1092.590.560.986214.21.033X1092.590.671.1800表2-8 橫向框架定點位移計算樓層Gi/kNGi/kNDi/(X104kN)層間相對位移i=i/m33623.613623.617.410.05490.167629761.9113685.5228.130.04860.112719761.9123447.4336.570.0641

33、0.0641此建筑物高度不超過40m，且平面和豎向較規(guī)則和以剪切變形為主的建筑，故地震作用計算采用底部剪力法。阻尼比為GEq=0.85GE=0.8523447.43=19930.32kN=(0.35/0.626)0.9結(jié)構(gòu)總水平地震作用等效的底部剪力標準值FEK= GEq=0.04719930.32=936.72kN定點附加水平地震作用系數(shù)Tg=0.35s，T1=0.626s1.40.35=0.49s查表得 n=0.08T1+0.07=0.080.626+0.07=0.12 頂點附加水平地震作用 Fn=nX FEK=0.12936.72=112.4kN 各層水平地震作用標準值計算： 以頂層為例

34、 =49437936.72 (1-0.12)/23447.43=236.58kN 加入Fn后F3=112.4+236.58=348.98kN 表2-9 橫向框架各層地震作用及樓層地震剪力層數(shù)hi/mHi/mGi/kNGiHi/ kNmFi/kNVi/kN34.212.63923.61494370.287348.98348.9824.28.49761.91820000.476445.88794.8614.24.29761.91410000.238222.941017.8F3加入Fn圖2-5 地震作用示意圖各樓層地震剪力最小取值驗算，滿足Vi。表2-10 樓層地震剪力最小取值驗算層數(shù)Vi/kNGi

35、/kN3348.983923.6162.782794.869761.96218.9711017.89761.96375.16*表中=0.016框架水平位移可分為兩部分：由框架梁彎曲變形產(chǎn)生的位移uM和由柱子軸向變形產(chǎn)生的位移uN，框架頂端位移為：u=uM+uN。表2-11 層間位移驗算層數(shù)層間剪力層間剛度層間位移Vi/Di/m層高hi/mum3348.98714000.004894.20.010492794.862812000.002824.20.0056011017.83657000.002784.20.00278以三層為例：層間位移：Ui=348.98/71400=0.00489(m)高層

36、鋼框架中柱軸力較大，由柱子的軸向變形產(chǎn)生的框架頂點水平位移也比較大，不能忽略?？蚣苁艿降谷切嗡椒植己奢d（將集中水平地震作用折算成倒三角形分布的水平荷載），頂端荷載強度為q時n=A1/Am=1(柱截面沿高度不變)所以Fn=1/3q=3 (348.9812.6+445.888.4+222.944.2)/12.62=171.56kN/MuN=171.5612.841/3/22.061080.0135448=0.00479u=um+uN=0.01049+0.00479=0.01969m圖2-6 層間位移示意圖框架在水平地震作用下的內(nèi)力計算根據(jù)該框架總層數(shù)及該層所在層數(shù)梁柱線剛度比k值，且荷載近似倒

37、三角形，差的反彎點高度比yn。表2-12 水平地震作用下每柱剪力計算層數(shù)層剪力/kN1柱D值3柱D值5柱D值6柱D值8柱D值D3388.980.07260.31270.38470.38470.38479.732794.860.22580.85190.98620.98620.986228.1311017.80.33831.02541.181.181.1836.57層數(shù)1柱剪力3柱剪力5柱剪力6柱剪力8柱剪力39.7311.2213.7913.7913.7926.3824.0727.8727.8727.8719.4128.5432.8432.8432.84在水平荷載作用下，框架內(nèi)力及位移可采用D值

38、法進行簡化計算。以頂層邊柱為例每柱剪力Vi=VDi/D=348.980.0726/9.73=2.6kN反彎點y=0.51m柱頂截面處彎矩為M上=2.6(4.2-0.514.2)=1.274 kNm柱頂截面處彎矩為M下=2.60.514.2=1.326 kNm表2-13 水平地震作用下內(nèi)力計算N=348.98KnN=3,j=3P=348.98kND=9.73=0.206 y0=0.31K=0.518 1=0.38D=0.0726 y1=0.2V=2.6kN y=0.51 M上=1.274 kNm M下=1.326 kNm=0.38 y0=0.41K=1.21 1=0.38D=0.3127 y1=

39、0.2V=11.22kN y=0.61 M上=4.376 kNm M下=6.844 kNm=0.41 y0=0.42K=1.38 1=0.38D=0.3847 y1=0.2V=13.79kN y=0.62 M上=5.07 kNm M下=8.549 kNm=0.41 y0=0.42K=1.38 1=0.38D=0.3847 y1=0.2V=13.79kN y=0.62 M上=5.07 kNm M下=8.549 kNmN=445.88KnN=3,j=2P=794.86kND=28.13=0.333 y0=0.45K=0.997 3=1D=0.2258 y3=0V=6.38kN y=0.45 M上=

40、3.509 kNm M下=2.871 kNm=0.54 y0=0.5K=2.32 3=1D=0.8519 y3=0V=24.07kN y=0.5 M上=12.035 kNm M下=12.035 kNm=0.56 y0=0.5K=2.59 3=1D=0.9862 y3=0V=27.87kN y=0.5 M上=13.935 kNm M下=13.935 kNm=0.56 y0=0.5K=2.59 3=1D=0.9862 y3=0V=27.87kN y=0.5 M上=13.935 kNm M下=13.935 kNmN=222.94KnN=3,j=1P=1017.8kND=36.57=0.499 y0=

41、0.65K=0.997 2=1D=0338 y2=0V=9.41kN y=0.65 M上=3.293 kNm M下=6.117 kNm=0.65 y0=0.585K=2.32 2=1D=1.0254 y2=0V=28.54kN y=0.585 M上=11.84 kNm M下=16.696 kNm=0.67 y0=0.57K=2.59 2=1D=1.18 y2=0V=32.84kN y=0.57 M上=14.121kNm M下=18.719 kNm=0.67 y0=0.57K=2.59 2=1D=1.18 y2=0V=32.84kN y=0.57 M上=14.121kNm M下=18.719 k

42、Nm以頂層1-3跨梁為例M左=1.274 kNm M右=4.376/2=2.188 kNmVb=（ M左+ M右）/L=（1.274+2.188）/6=0.577kN頂層邊柱軸力V1=- Vb=-0.577kN表2-14 橫向框架梁端彎矩、剪力、及柱軸力位置l/m1-3跨3-5跨5-6跨6-8跨柱軸力M左M右VbM左M右VbM左M右VbM左M右VbN1N3N5N6N83層61.2742.1880.5772.1882.5350.7872.5352.5350.8452.5352.5350.845-0.577-0.21-0.08502層64.7839.4392.379.43911.2423.4471

43、1.24211.2423.74711.24211.2423.747-2.947-1.287-0.38501層66.16411.9383.01711.93814.0284.32814.02814.0284.67614.02814.0284.676-5.964-2.598-0.7330圖2-7 水平地震作用下框架彎矩圖圖2-8 水平地震作用下框架剪力及軸力圖豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計算框架梁在三分點處受到的恒荷載標準值、活荷載標準值圖2-9 豎向荷載分布圖以一層1-3跨恒載為例計算框架梁固端彎矩為：MA=MB=2Pl/9=2126.1086/9=168.14 kNm表2-14 梁固端彎矩計算位

44、置恒載集中值/kN活載集中值/kN恒載MA=MB(kNm)活載MA=MB(kNm)邊跨中跨邊跨中跨3層0.6040.51.671.671.623.242層126.10827168.14168.1436361層126.10827168.14168.143636考慮對稱框架在對稱荷載作用下，取半框架進行計算。圖2-10梁柱線剛度分配系數(shù)以1柱底層框架為例下柱=1.033/（1.033+1.03+1.033）=0.345右梁=1.03/（1.033+1.03+1.033）=0.344遠端固定，傳遞系數(shù)為0.5，遠端滑動鉸支，傳遞系數(shù)為-1表2-15 恒載作用下彎矩分配三層上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁

45、左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱00.9570.0430.04100.9060.0540.05300.8940.0530.05300.8940.0530.05300.944-1.671.67-1.671.67-1.671.67-1.671.671.590.08001.510.091.490.091.490.09-1.580.040.0450.0450.045-1.49-0.002-0.002-0.002-0.0021.59-1.591.691.51-1.581.711.49-1.581.711.49-1.581.71-2.530.530.50.490.49-0.84二層上柱下柱右梁

46、左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3220.3220.3560.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.3860.3070.307-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.1454.1454.1459.8639.8544.2239.8544.2239.8544.22-64.9-51.6229.9322.1122.1122.117.87-7.09-5.81-5.24-5.81-5.24-5.81-5.24-3.94-2.9-2.9

47、-2.91.271.271.40.690.760.690.760.690.760.70.380.390.39-0.18-0.17-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.0955.4155.41-110.82190.72-7.2640.54-126.06184.73-5.3340.54-126.06184.73-5.3340.54-126.06184.73-5.3351.5318.4727.2-2.4215.51-1.7815.51-1.7815.51-17.1817.18一層上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3110.3450

48、.3440.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.3860.3070.307-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.1452.295857.8443.214343.214343.2143-51.6228.9221.521.521.5-7.4-6.68-5.5-4.97-5.5-4.97-5.5-4.97-4.97-3.7-2.75-2.75-2.751.151.281.270.70.70.70.70.70.70.640.350.350.35-0.16-0

49、.15-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.0953.4459.28-112.73190.14-6.8343.91-127.19184.4-5.0643.91-127.19184.4-5.0643.91-127.19184.4-51.53-51.5326.7229.64-3.421.96-2.5321.96-2.5321.96-17.18-17.18表2-16活載作用下彎矩分配三層上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱00.9570.0430.04100.9060.0540.05300.8940.0530.05300.8940.05

50、30.05300.944-1.621.62-3.243.24-3.243.24-3.243.241.550.07002.940.32.890.352.890.35-0.18-3.060.0350.150.180.045-1.49-0.0021.55-1.551.662.942.943.392.89-2.893.422.89-2.983.06-3.060.520.980.960.96-1.02二層上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3220.3220.3560.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.2630.237

51、0.2370.2630.3860.3070.307-3636-3636-3636-363611.5611.5912.828.539.478.539.478.536.9513.86-11.0511.056.414.744.746.95-1.87-1.28-1.25-1.12-1.25-1.12-1.65-1.83-0.94-0.63-0.63-0.90.30.30.330.150.170.150.170.350.280.280.170.090.090.18-0.04-0.04-0.02-0.02-0.02-0.02-0.04-0.0411.8911.89-26.7940.67-1.688.68-

52、26.9939.59-1.148.68-26.9939.56-1.146.84-30.7449.34-10.7711.333.963.96-0.562.93-0.382.93-0.382.28-3.593.78一層上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3110.3450.3440.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.3860.3070.307-3636-3636-3636-363611.1912.4212.389.259.219.259.219.2513.89-11.051

53、1.056.194.614.616.98-1.58-1.43-1.18-1.06-1.18-1.06-1.77-1.76-0.79-0.59-0.59-0.580.260.270.270.150.150.150.150.70.70.140.080.080.17-0.04-0.06-0.02-0.02-0.02-0.02-0.04-0.0411.4512.71-24.1440.71-1.499.4-27.2340.61-1.089.4-27.2340.61-1.087.44-30.7449.35-10.7811.325.736.36-0.754.7-0.544.7-0.543.72-5.39-5

54、.66圖2-11恒載作用下的框架彎矩圖圖2-12活載作用下的框架彎矩圖梁端剪力V=Vq+VmVm=（M左-M右）/l柱軸力：N=V+P二層1-3跨為例VP1=VP3=168.14kNVM1=VM3=（M左-M右）=（110.82-190.72）/6=-13.31kNV1=168.1-13.31=154.83kNV2=168.1+13.31=181.54kNN頂=V+P=154.83+5.67+46.56=215.73kNN底=V+P=154.83+5.67+4.43+46.56=220.16kN表2-17恒載作用下梁端剪力位置荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力1-33-55-66-81-33-55

55、-66-81-33-55-66-8Vq1Vq3Vq3Vq5Vq5Vq6Vq6Vq8Vm1Vm3Vm3Vm5Vm5Vm6Vm6Vm8V1V3V3V5V5V6V6V8三層0000-0.02-0.02-0.02-0.02-0.020.02-0.020.02-0.050.02-0.020.02二層168.14168.14168.14168.14-13.31-9.78-9.78-9.78154.83181.45158.36177.92158.36177.92158.36177.92一層168.14168.14168.14168.14-12.9-9.54-9.54-9.54155.24181.04158.

56、6177.68158.6177.68158.6177.68表2-18活載作用下梁端剪力位置荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力1-33-55-66-81-33-55-66-81-33-55-66-8Vq1Vq3Vq3Vq5Vq5Vq6Vq6Vq8Vm1Vm3Vm3Vm5Vm5Vm6Vm6Vm8V1V3V3V5V5V6V6V8三層0000-0.05-0.18-0.09-0.09-0.050.05-0.180.18-0.090.09-0.090.09二層27272727-2.31-2.09-2.09-3.124.6929.3124.9129.0624.9129.0923.930.1一層27272727-

57、2.76-2.23-2.23-3.124.2429.7624.7729.2324.7729.2323.930.1表2-19恒載作用下1柱軸力位置截面位置縱梁自重柱自重板自重柱軸力三層柱頂-0.021.4283.625.03柱底-0.021.4284.433.628.67二層柱頂154.835.6746.56215.73柱底154.835.674.4346.56220.16一層柱頂155.245.6746.56427.63柱底155.245.674.4346.56432.06表2-20恒載作用下3柱軸力位置截面位置縱梁自重柱自重板自重柱軸力三層柱頂0.02-0.021.4283.625.03柱底

58、0.02-0.021.4284.433.629.48二層柱頂181.54158.365.6746.56401.61柱底181.54158.365.674.4346.56406.04一層柱頂181.04158.65.6746.56797.91柱底181.04158.65.674.4346.56802.34表2-21恒載作用下5柱軸力位置截面位置縱梁自重柱自重板自重柱軸力三層柱頂0.02-0.021.4283.625.03柱底0.02-0.021.4284.433.629.48二層柱頂177.92158.365.6746.56397.92柱底177.92158.365.674.4346.56402

59、.42一層柱頂177.68158.65.6746.56790.93柱底177.68158.65.674.4346.56795.36表2-22恒載作用下6柱軸力位置截面位置縱梁自重柱自重板自重柱軸力三層柱頂0.02-0.021.4283.625.03柱底0.02-0.021.4284.433.629.48二層柱頂177.92158.365.6746.56397.92柱底177.92158.365.674.4346.56402.42一層柱頂177.68158.65.6746.56790.93柱底177.68158.65.674.4346.56795.36表2-23恒載作用下8柱軸力位置截面位置縱梁

60、自重柱自重板自重柱軸力三層柱頂-0.021.4283.625.03柱底-0.021.4284.433.629.48二層柱頂177.925.6746.56239.65柱底177.925.674.4346.56244.03一層柱頂177.685.6746.56473.99柱底177.685.674.4346.56478.42表2-24活載作用下1，3柱軸力位置1柱（邊柱）/kN3柱（中柱）/kN板重柱軸力板重柱軸力三層-0.05-0.050.05-0.18-0.13二層24.6913.538.1429.3124.9113.567.59一層24.2413.575.8829.7624.7713.513