聊城市教育局辦公樓設(shè)計計算書

目錄建筑部分TOC\o"1-3"\h\z\u247611.建筑設(shè)計1107051.1設(shè)計基本資料 175961.2建筑設(shè)計說明 2324211.2.1設(shè)計概要 2266971.2.2建筑平面設(shè)計 2325431.2.3建筑做法 4結(jié)構(gòu)部分48742.結(jié)構(gòu)設(shè)計648522.1設(shè)計資料 6208392.2結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 6184122.2.1結(jié)構(gòu)方案選取 6188002.2.2梁、柱截面尺寸估算 7142942.2.3結(jié)構(gòu)計算簡圖 8203732.3重力荷載計算 935252.3.1屋面及樓面的永久荷載標準值 987322.3.2梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算 1068682.3.3活荷載標準值 11266582.3.4風荷載標準值 1240412.3.5計算重力荷載代表值 1321272.4橫向框架側(cè)移剛度計算 14137582.4.1計算梁、柱的線剛度 14250542.5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 1579802.5.1橫向水平地震作用下的內(nèi)力計算和側(cè)移計算 1579802.5.2風荷載作用下的內(nèi)力計算 2441122.6豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 25147632.6.1計算單元 2592062.6.2荷載計算 26235352.6.3內(nèi)力計算 2917772.6.4梁端剪力和柱軸力的計算 3438112.6.5豎向荷載作用下的框架彎矩、剪力以及軸力圖 3538112.6.6活荷載作用下的框架彎矩、剪力以及軸力圖 35323012.7橫向框架內(nèi)力組合 41208232.7.1結(jié)構(gòu)抗震等級 41242552.7.2框架梁內(nèi)力組合 42247492.8梁柱截面設(shè)計 47117452.8.1框架梁 4963922.8.2框架柱 53154992.9板的設(shè)計 56195782.9.1荷載計算 56195782.9.2按彈性理論對板進行計算56289692.9.3配筋計算 58308052.10樓梯設(shè)計計算 59274142.10.1樓梯結(jié)構(gòu)布置 595662.10.2內(nèi)力及配筋計算 60基礎(chǔ)部分56603.基礎(chǔ)設(shè)計6462153.1基本參數(shù)64151363.2A、E邊柱柱下基礎(chǔ)設(shè)計 64280813.2.1荷載設(shè)計值 64325393.2.3確定地基承載特征值 6482493.2.4確定基礎(chǔ)底面積 6527523.2.5持力層強度驗算 66142673.2.6基礎(chǔ)高度驗算 67103773.2.7基礎(chǔ)底板配筋計算 68303553.3中間柱C、D柱下基礎(chǔ)設(shè)計 69215073.3.1荷載設(shè)計值 69108063.3.2確定基礎(chǔ)的埋置深度 69195943.3.3確定地基承載特征值 69259773.3.4確定基礎(chǔ)底面積 693798參考文獻716767致謝73聊城市教育局辦公樓設(shè)計1.建筑設(shè)計1.1設(shè)計基本資料工程名稱：聊城市教育局辦公樓；工程環(huán)境：本工程地處興華路南側(cè)，西靠東昌路，位于聊城市中心繁華地段；建筑類別：丙類；設(shè)計使用年限：50年；地面粗糙度：B類。（一）氣象資料聊城市自然條件及氣候條件：常年主導風向東南風年最高溫度39℃年最低溫度4℃基本風壓0.65kN/m2基本雪壓0.35kN/m2（二）基本地形及地質(zhì)水文資料（1）地質(zhì)條件：用地地形平緩，凍土厚度0.5米，地標粗糙度為B類，地下水位標高約為4米，無侵蝕性。場地土自上而下：素填土：0.5-1m粉質(zhì)粘土：＞2.5m（2）水文地質(zhì)：本地區(qū)地下水靠天然降水補給，地下水由東、東南向西、西北方向流動，與地形坡度一致。（3）地震工程地質(zhì)：地質(zhì)運動以斷裂運動為主，褶皺運動為輔，斷層裂縫較多，老的斷層有三條：嶧山斷層、張范斷層、花石溝斷層。在斷層內(nèi)有活動跡象，地殼運動比較活躍，尤其是花石溝斷層比較明顯，裂隙地面可見。國家地震局和省地質(zhì)局確定為7度設(shè)防區(qū)。1.2建筑設(shè)計說明1.2.1設(shè)計概要本建筑共六層，平面整體基本為長方形，室外地面標高-0.6m，層高3.6m，屋面為上人屋面，女兒墻高0.6m，建筑總高24.8m。建筑總長度為55.78m，寬15.84m。建筑總面積約為4454m2。1.2.2建筑平面設(shè)計（1）使用空間組合本設(shè)計性質(zhì)屬于辦公建筑性質(zhì)，辦公建筑應根據(jù)使用性質(zhì)、建設(shè)規(guī)模與標準的不同，確定各類用房。辦公建筑由辦公室用房、公共用房、服務(wù)用房和設(shè)備用房等組成。將房間按使用的性質(zhì)分類，分為主要使用部分，次要使用部分和交通聯(lián)系部分。從而來合理地布置各個房間，同時在不影響安全保衛(wèi)工作的基礎(chǔ)上使其內(nèi)外聯(lián)系方便。（2）房間使用面積、形狀、大小的確定辦公建筑應根據(jù)使用要求、用地條件、結(jié)構(gòu)選型等情況按建筑模數(shù)選擇開間和進深，合理確定建筑平面，提高使用面積系數(shù)，并宜留有發(fā)展余地。本設(shè)計考慮到柱網(wǎng)布置的要求，房屋的開間取為7.2m或3m，進深為6.6m。中間走道為2.4m，均符合柱網(wǎng)布置的模數(shù)要求。衛(wèi)生間布置在建筑陰面，距最遠的房間距離小于50米，符合規(guī)范要求。（3）門的大小及位置確定辦公室門洞口寬度不應小于0.9m，高度不應小于2.10m；機要辦公室、財務(wù)辦公室、重要檔案庫和計算機中心的門應采取防盜措施，室內(nèi)宜設(shè)防盜報警裝置。根據(jù)人流的多少和搬進房間的家具、設(shè)備的大小取門寬為1000mm，1600mm，1800mm等，高度取2100m。（4）窗的大小及位置確定房間中窗的大小和位置的確定，主要是考慮到室內(nèi)采光和通風的要求。本次設(shè)計中，一般辦公室及會議室的窗均采用鋁合金平推窗，窗高均取為1950mm，寬度取為2100mm；樓梯間窗高2250mm，寬取2100mm，經(jīng)驗算窗地比均符合要求，通風良好。廁所內(nèi)開的窗采用不透光的材料，充分保證私密性。（5）公共用房公共用房包括會議室、公用廁所等。會議室應符合下列要求：根據(jù)需要可分設(shè)中、大會議室；中會議室分散布置，面積為92m2，大會議室為235.9m2；且設(shè)有擴聲、放映、多媒體、投影、燈光控制等設(shè)施，并應有隔聲、吸聲和外窗遮光措施；現(xiàn)將大會議室設(shè)在二樓，四至六層設(shè)中會議室。公用廁所符合下列要求：對外的公用廁所應設(shè)供殘疾人使用的專用設(shè)施；距離最遠工作點不大于50m。（6）水平交通聯(lián)系部分：走廊，過道，連廊。該部分的主要功能是連接同一層內(nèi)的各個房間、樓梯、門廳等，以解決建筑物中水平聯(lián)系和疏散的問題，要求其寬度滿足人流通暢和建筑防火的要求?？紤]到柱的截面尺寸和基礎(chǔ)布置，取走道寬2.4m，可讓三人并行通過。（6）樓梯樓梯各部分尺寸的確定及在建筑中的位置應滿足民用建筑設(shè)計通則和建筑防火的要求。墻面至扶手中心線或扶手中心線之間的水平距離即樓梯梯段寬度除應符合防火規(guī)范的規(guī)定外，供日常主要交通用的樓梯的梯段寬度應根據(jù)建筑物使用特征確定，公共建筑人流眾多的場所應取上限值。（7）交通聯(lián)系樞紐──門廳門廳是建筑物主要出入口處的內(nèi)外過渡，人流集散的交通樞紐。門廳內(nèi)可附設(shè)傳達、收發(fā)、會客、服務(wù)、問訊、展示等功能房間。樓梯、電梯廳宜與門廳鄰近，并應滿足防火疏散的要求；人員密集的公共建筑門廳，一般采用外開門或彈簧門。1.2.3建筑做法：（1）屋面做法：1、8-10mm厚防滑地磚2、捷羅克防水層3、20mm厚1：3水泥砂漿找平4、硬性聚氨酯泡沫板保溫層5、20mm厚1:3水泥砂漿找平6、100mm厚1:8水泥珍珠巖找坡2%7、100mm厚現(xiàn)澆混凝土板8、12mm厚板底抹灰（2）樓面做法（除洗手間）1、8-10mm厚地面磚，磚背面刮水泥漿粘貼2、30mm厚1：3干硬性水泥砂漿結(jié)合層3、素水泥一道4、現(xiàn)澆100mm厚鋼筋混凝土樓面板5、V型輕鋼龍骨吊頂（二層9mm紙面石膏板，50mm厚巖棉板保溫層）（3）樓面做法（洗手間）1、8-10mm厚防滑地面磚，磚背面刮水泥砂漿粘貼2、30mm厚1：3干硬性水泥砂漿結(jié)合層3、捷羅克防水層4、刷基層處理劑一道5、30mm厚c20細石混凝土找平6、素水泥一道7、現(xiàn)澆100mm厚鋼筋混凝土樓面板8、V型輕鋼龍骨吊頂（二層9mm紙面石膏板，50mm厚巖棉板保溫層）（5）內(nèi)墻做法（除洗手間）：1、內(nèi)墻涂料2、3mm厚麻刀灰面層3、7mm厚1：1:6水泥石灰砂漿找平4、素水泥一道5、加氣混凝土砌塊磚（6）內(nèi)墻做法（洗手間）1、5mm厚面磚，擦縫材料擦縫2、3-4mm厚瓷磚膠粘劑，揉擠壓實3、捷羅克防水層4、6mm厚水泥砂漿壓實抹平5、素水泥一道6、加氣混凝土砌塊墻（7）外墻做法1、6-10mm厚面磚，5mm厚1:1水泥細砂漿粘貼，擦縫材料擦縫，2、6mm厚1：2水泥砂漿找平3、9mm厚1：2.5水泥砂漿打底掃毛或劃出紋道4、刷界面處理劑一道5、加氣混凝土砌塊墻2.結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1設(shè)計資料工程規(guī)模：主體六層,局部二層；結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)防烈度：7度，第一組別，設(shè)計地震基本加速度值為0.10g；場地：Ⅱ類；設(shè)計使用年限：50年；框架抗震等級：三級設(shè)計特征周期：Tg=0.45g2.2結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖2.2.1結(jié)構(gòu)方案選取選擇合理的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，進行合理的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件布置，使之具有較大的抗側(cè)剛度和良好的抗風、抗震性能，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。同時還須綜合考慮建筑物高度、用途、經(jīng)濟及施工條件等因素。經(jīng)綜合考慮，本設(shè)計決定采用框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系：由梁柱連接而成，其具有建筑平面布置靈活、造型活潑等優(yōu)點，可以形成較大的使用空間，易于滿足多功能的使用要求。在結(jié)構(gòu)受力性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期長，地震反應較小，經(jīng)合理設(shè)計可具有較好的延性性能。其缺點是結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在地震作用下側(cè)向位移較大。根據(jù)本建筑的使用功能及建筑設(shè)計的要求，填充墻采用240mm厚加氣混凝土空心小砌塊，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，柱、梁、板的混凝土等級均為C30,樓板厚度均取100mm，縱向受力鋼筋采用HRB400，其余采用HPB235和HRB335級。由于通?？v向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力與變形，結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般取中間有代表性的一榀橫向框架進行分析即可。本設(shè)計取軸線13框架進行結(jié)構(gòu)計算。圖2.2.1首層平面圖2.2.2梁、柱截面尺寸估算（1）梁截面估算：梁截面估算：主梁高為跨度的1/10-1/12，截面寬為高的1/2-1/3：主梁的最大跨度為7200mm故：梁高取值范圍是600mm-900mm，現(xiàn)取h=700mm梁寬取值范圍是：210mm-350mm，現(xiàn)取b=300mm。次梁為跨度的1/12-1/18，截面寬為高的1/2～1/3：次梁的最大跨度為7200mm故：次梁取值范圍是400mm-600mm，現(xiàn)取h=500mm梁寬取值范圍是：166mm-250mm，現(xiàn)取b=200mm（2）柱截面估算：對于多層框架，無論是從受力的角度，還是柱的凈高而言，都以底層最為不利。底層層高H=3.6m，柱截面高度取h=(1/15~1/20)3600=180mm-240mm.又對于抗震設(shè)防烈度為7度，房屋高度為24.8m<30m,即抗震等級為三級的框架結(jié)構(gòu)，為保證柱子有足夠的延性，需要限制柱子的軸壓比，柱子的截面面積應滿足下式：其中，再擴大1.2—1.3倍，則，即，bc=hc=463mm，綜合考慮取bc=hc=500mm。2.2.3結(jié)構(gòu)計算簡圖選取結(jié)構(gòu)平面布置圖中第13軸線處框架KJ13作具體的計算。計算簡圖如圖：圖2.2.3-1結(jié)構(gòu)計算簡圖2.3重力荷載計算2.3.1屋面及樓面的永久荷載標準值（1）屋面1、8-10mm厚防滑地磚：19.8×0.008=0.158kN/m2防水層0.38×0.0015＝0.0006kN/m23、找平層：20mm厚1:3水泥砂漿找平20×0.02＝0.4kN/m24、保溫層0.1×0.06=0.006kN/m25、20mm厚1:3水泥砂漿找平200.02＝0.4kN/m26、1:8水泥珍珠巖找平14×0.10=1.4kN/m27、100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板25×0.10＝2.5kN/m28、板底抹灰：12mm17×0.012＝0.17kN/m2合計5.03kN/m2（2）樓面（會議室，辦公室等除洗手間的樓面）1、瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）19.8x0.01=0.198kN/m22、30mm厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層20×0.03=0.6kN/m23、100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板25×0.10＝2.50kN/m24、V型輕鋼龍骨吊頂（二層9mm紙面石膏板，50mm厚巖棉板）0.25kN/m2合計3548kN/m2（3）樓面（洗手間）1、防滑瓷磚樓面19.8×0.01=0.198kN/m22、30mm厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層20×0.03=0.6kN/m23、防水層0.38×0.0015=0.0006kN/m24、30mm厚找平找坡層20×0.03=0.6kN/m25、100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板25×0.10=2.50kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂（二層9mm紙面石膏板，50mm厚巖棉板）0.25kN/m2合計3.90kN/m22.3.2梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算混凝土空心小砌塊：11.8kN/m2（1）梁自重計算主梁(300×700)自重：0.30×（0.7-0.1）×25＝4.5kN/m次梁(200×500)自重：0.20×（0.5-0.1）×25＝2.00kN/m（2）柱自重計算柱（500×500）自重:0.50×0.50×25＝6.25kN/m抹灰層（10厚混合砂漿）：0.01×4×0.50×17=0.34kN/m合計：6.59kN/m（3）墻自重計算外縱墻自重：縱墻：11.8×0.24×3.6＝15.2kN/m鋁合金窗：0.35×2.1×1.95＝1.43kN/m外墻面貼瓷磚：0.5×0.24×(3×3.6-2×2.1×1.95)＝0.8kN/m內(nèi)墻面20厚抹灰：17×0.02×(3×3.6-1×2.1×1.95)＝2.28kN/m合計19.51KN/m內(nèi)橫墻自重：橫墻：11.8×0.24×3.6＝10.2kN/m20厚抹灰(兩側(cè))：17×0.02×3.6＝1.22kN/m合計11.43KN/m內(nèi)縱墻自重：縱墻：11.8×0.24×3.6＝10.2kN/m20厚抹灰（兩側(cè)）：17×0.02×3.6＝1.22kN/m合計11.43kN/m木門0.2×2.1=4.2kN/m女兒墻自重：側(cè)墻重11.8×0.24×1.0＝2.832kN/m外墻面貼瓷磚：0.5×1.2＝0.6kN/m水泥粉刷內(nèi)面：0.36×1.0＝0.36kN/m合計3.79kN/m2.3.3活荷載標準值（1）屋面及樓面活載上人屋面均布活荷載標準值2.5kN/m2樓面活荷載標準值(辦公部分)3.5kN/m2走廊活荷載標準值3.5kN/m2（2）屋面雪荷載標準值sk=μr×s0=1.0×0.35=0.35kN/m2式中：μr為屋面積雪分布系數(shù)，取μr＝1.02.3.4風荷載標準值垂直于建筑物表面上的風荷載標準值當計算主要承重結(jié)構(gòu)時按下式來計算：聊城地區(qū)基本風壓＝0.65kN/m2，由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001》表7.3.1項次30得，(迎風面)，(背風面）。粗糙度為B類。離地面或海平面高度（m）510152030風壓高度變化系數(shù)0.740.740.740.841.0采用風振系數(shù)來考慮風壓脈動的影響，建筑結(jié)構(gòu)在z高度處的風振系數(shù)按下式來計算：式中，——脈動增大系數(shù)；——脈動影響系數(shù)；——振型系數(shù)；H<30,粗糙度B類，可得脈動影響系數(shù)=0.36；因為B類地區(qū)乘以0.32，所以脈動增大系數(shù)=0.320.650.342=0.07采用經(jīng)驗公式來計算結(jié)構(gòu)基本自振周期,,查表得，＝1.2，取軸線13的一榀橫向框架，其負載寬度為7.2m，因此沿房屋高度的分布風荷載標準值計算過程如表2.3.3-1：表2.3.3-1沿房屋高度分布風荷載標準值層次H（m）HiHi/Hβw0Qk(kN/m)fk(kN)女兒墻22.20.60.8410.651.1760.71621.63.61.000.7410.651.043.745183.60.830.7410.651.043.74414.43.60.670.7410.651.043.74310.83.60.50.7410.651.043.7427.23.60.330.7410.651.043.7413.63.60.170.7410.651.043.742.3.5計算重力荷載代表值根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）規(guī)范5.1.3，計算地震作用時，建筑的重力荷載代表值應取結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載的組合值系數(shù)，應按表5.1.3采用。所以雪荷載組合值系數(shù)取0.5，樓面活荷載組合值系數(shù)取0.5（1）頂層重力荷載代表值1、恒載①屋面恒載：5.03×7.2×7×15.6＝564.97kN②女兒墻：2×44.8＝89.72kN③主次梁自重：4.5×44.4+3×7.2＝221.4kN④柱自重：4×6.59＝26.36kN⑤墻自重：23.51×6+11.42×25.7=434.56kN2、雪載屋面雪載：0.35×7.2×15.6=39.31kN合計1341.4KN取1341kN（2）中間層重力荷載代表值1、恒載①樓面恒載：3.9×7.2×（6.6×2+2.4）＝438kN②墻重：23.51×6+11.42×25.7=434.562kN③梁自重：6.6×44.4+3×7.2=301.4kN④柱自重：6.59×3.6=26.36kN2、活載樓面活荷載：2×7.2×13.2+2.5×7.2×2.4＝233.3kN合計1350.6KN取1351kN2.4橫向框架側(cè)移剛度計算2.4.1計算梁、柱的線剛度（1）梁線剛度計算橫梁線剛度計算表類別Ec(kN/m2)b(mm)h(mm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(kN/m)2EcI0/l(kN/m)AC、DE跨梁3.0×1073007008.58×10966003.9×1047.8×104CD跨梁3.0×1073007008.58×10924001.07×1042.14×105（2）柱線剛度計算柱線剛度Ic計算表Ec(KN/m2)b(mm)h(mm)Ic(mm4)hc(mm)EcIc/hc(KN/m)3.0×1075005005.2×10936004×104（3）相對線剛度計算令柱線剛度i=1.0，則其余各桿件相對線剛度為：AB、DE跨梁BC跨梁2.5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2.5.1橫向水平地震作用下的內(nèi)力計算和側(cè)移計算1、橫向自振周期的計算運用頂點位移法來計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計算：式中，——計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移；——結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取0.7；表2.5.1-1結(jié)構(gòu)頂點的假想位移計算層次Ｇi(kN)ＶGi(kN)∑Ｄi(KN/m)△ui(m)ui(mm)613411341640740.02050.4375513512691640740.03770.417413514043640740.06310.3793313515394640740.08420.3159213516745640740.10520.2317113518096640740.12640.1264由上表計算基本周期，（2.9）2、水平地震作用及樓層地震剪力計算該建筑結(jié)構(gòu)高度遠小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。首先計算總水平地震作用標準值即底部剪力。式中，——相應于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的85％；聊城地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，特征周期值（s）的特征周期；根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）規(guī)范5.1.5，得建筑結(jié)構(gòu)阻尼比；查抗震設(shè)計規(guī)范表5.1.4-1得，水平地震影響系數(shù)最大值，由水平地震影響系數(shù)曲線來計算，式中，——衰減系數(shù)，＝0.05時，取0.9；因，故不需要考慮頂部附加水平地震作用。作用在結(jié)構(gòu)各樓層上的水平地震作用為：故得表格：表2.5.1-2各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次Hi(m)Ｇi(KN)ＧiHi(KN.m)ＧiHi/∑ＧjHjFi(kN)Vi(kN)622.2134129770.20.29111.76111.765181351243180.23791.33203.09414.4135119454.40.18972.83275.92310.8135114590.80.14254.72330.6427.213519727.20.09536.61367.2513.613514863.60.04718.11385.36各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖2.5.1-1。橫向水平地震作用及層間地震剪力3、水平地震作用下的位移驗算框架第層的層間剪力、層間位移及結(jié)構(gòu)頂點位移分別按下式來計算：計算結(jié)果見下表，表2.5.1-3各層的層間彈性位移角層次Vi(kN)∑Ｄi(KN/m)△ui(m)ui(m)hi(m)θi=△ui/hi6111.76640740.00170.02613.61/21185203.09640740.00320.02443.61/11254275.92640740.00430.02123.61/8373333.64640740.00520.01693.61/6922367.25640740.00570.01173.61/6321385.36640740.00600.00603.61/600可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/600<1/550，滿足要求。4、水平地震作用下框架內(nèi)力計算由于D值法近似地考慮了框架結(jié)點轉(zhuǎn)動對側(cè)移剛度和反彎點高度的影響，比較精確，所以選用用D值法，將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。柱端剪力按下式來計算：柱上、下端彎矩、按下式來計算2.5.1-4各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次hi(m)Vi(kN)∑Ｄ(KN/m)Di1(kN/m)VijiyMi1uMi1b63.6111.76640741214821.191.950.4245.830.553.6203.09640741214838.501.950.4476.262.443.6275.92640741214852.311.950.47103.684.733.6330.14640741214862.511.950.51112.5112.523.6367.25640741214869.631.950.51125.3125.313.6385.36640741214873.061.950.56118.3144.72.5.1-5中柱柱端彎矩及剪力計算表層次hi(m)Vi(kN)∑Ｄi(KN/m)Di2(kN/m)Vi2(kN)iyMi1uMi1b63.6117.76640741988936.514.640.4672.352.353.6203.09640741988962.964.640.51133.3133.343.6275.92640741988985.544.640.5115415433.6330.146407419889102.344.640.51184.4184.423.6376.256407419889116.644.640.5221021013.6385.366407419889119.444.640.56215.7236.5梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算(1)邊節(jié)點Mb=McMb=Mc1+Mc2(2)中節(jié)點｛表2.5.1-6橫向地震荷載作用下梁端彎矩的數(shù)值（單位:kN.m)層數(shù)彎矩左跨梁中跨梁右跨梁左右左右左右六層45.7753.0119.9119.9153.0145.77五層106.74121.4544.1744.17121.45106.74四層165.94196.0171.2971.29196.01165.94三層197.26247.9990.1990.19247.99197.26兩層237.85289.04105.12105.12289.04237.85一層269.99295.87107.61107.61295.87269.99表2.5.1-7橫向水平地震作用下梁端剪力及柱軸力計算表層次梁端剪力/KN柱軸力/KNAB跨VbABBC跨VbBCCD跨VbCDA軸NcAB軸C軸D軸NcDVbAB-VbBCNcBVbBCVbCDNcC67.9128.557.91-7.91-20.64-20.6420.6420.647.91517.868.917.8-25.71-51.1-71.1451.171.7425.71425.94105.8825.94-51.65-79.94-151.6879.94151.6851.65331.57130.431.57-83.22-98.83-250.5198.83250.5183.22239.78155.439.78-123-115.62-366.13115.62366.13123149.51180.349.51-163130.25-380.3130.25-380.3-163注：彎矩單位kN.m，剪力單位kN，軸力單位kN5、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2.5.2-1、2.5.2-2所示：圖見下頁：圖2.5.1-2左震作用下框架彎矩圖()圖2.5.1-3左震作用下的框架梁剪力和柱軸力圖(kN)2.5.2.風荷載作用下內(nèi)力計算框架在風荷載作用下的內(nèi)力用D值法（改進的反彎點法）進行計算.由前面2.3.4節(jié)得風荷載標準值?？蚣苤磸濣c位置計算公式，y=y0+y1+y2+y3H：該層層高；y：框架柱的反彎點位置；y0:框架柱標準反彎點高度；y1：因上下層梁剛度比變化修正值；y2：因上層梁剛度比變化修正值；y3：因下層梁剛度比變化修正值；柱上、下端彎矩、按下式來計算2.5.2-1各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次hi(m)Vi(kN)∑Ｄ(KN/m)Di1(kN/m)VijiyMi1uMi1b63.64.4564074121480.851.950.421.771.2953.68.1964074121481.561.950.443.142.4743.611.9364074121482.271.950.474.333.8433.615.6764074121483.01.950.515.295.5123.619.4164074121483.691.950.516.56.7713.623.1564074121484.401.950.566.978.872.5.2-2中柱柱端彎矩及剪力計算表層次hi(m)Vi(kN)∑Ｄi(KN/m)Di2(kN/m)Vi2(kN)iyMi1uMi1b63.64.4564074198891.384.640.462.682.2953.68.1964074198892.544.640.514.484.6643.611.9364074198893.704.640.516.536.7933.615.6764074198894.864.640.517.968.9223.619.4164074198896.024.640.5210.3211.2713.623.1564074198897.184.640.5611.3714.47梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算(1)邊節(jié)點Mb=McMb=Mc1+Mc2(2)中節(jié)點｛2.5.2-3風荷載作用下梁端彎矩的數(shù)值（單位均為kN.m)層數(shù)彎矩左跨梁中跨梁A、E邊柱C、D中柱左右左右上下上下六層1.290.991.31.31.291.782.293.1五層4.243.34442.463.134.244.77四層6.984.27773.854.346.56.41三層9.846.029.139.135.55.58.748.13二層12.068.1311.1011.106.566.5611.110.49一層15.371212.7912.798.816.914.311.5表2.5.2-4風荷載作用下梁剪力及柱軸力計算表層數(shù)梁端剪力/kN柱軸力/kNAC跨VbACCD跨VbCDDE跨VbDEA軸NcAC軸D軸E軸NcEVbAC-VbCDNcCVbCD-VbDENcD六層0.851.380.85-7.48-0.53-40.10.53-40.1-7.48五層1.562.541.56-20.84-0.98-65.340.98-65.34-20.84四層2.273.702.27-43.88-1.43-97.031.43-97.03-43.88三層3.04.863.0-73.21-1.86-167.861.86-167.86-73.21二層3.696.023.69-105.74-2.33-243.52.33-243.5-105.74一層4.407.184.40-142.06-2.78-312.52.78-312.5-142.06注：剪力單位kN，軸力單位kN2.6豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算2.6.1計算單元取軸線13橫向框架進行計算，如圖所示，由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，見圖2.6.1-12.6.1-1結(jié)構(gòu)計算單元2.6.2荷載計算圖2.6.2-1三角形及梯形荷載轉(zhuǎn)換為等效均布荷載的系數(shù)（1）A--C軸間框架梁：屋面板傳載：板傳至梁上的三角形或者梯形荷載，根據(jù)2.6.1-1的傳荷形式，近似按上圖2.6.2-1（a）（b）的等效荷載方法等效為均布荷載：恒載：活載：樓面板傳荷載：板傳至梁上的三角形或者梯形荷載，根據(jù)2.6.1-2的傳荷形式，近似按上圖2.6.2-1（a）（b）的等效荷載方法等效為均布荷載：恒載：活載：梁自重：4.5kN/mA--C軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載=-梁自重+板傳荷載=4.5kN/m+7.9kN/m=12.4kN/m活載=板傳荷載=4.92kN/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=4.5kN/m+6.14kN/m=10.54kN/m活載=板傳荷載=4.72kN/m（2）C--D軸間框架梁：屋面板傳荷載：恒載：活載：樓面板傳荷載：恒載：活載：梁自重：4.5kN/m故：C-D軸間框架梁均布荷載為屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=4.5kN/m+7.545kN/m=12.045kN/m活載=板傳荷載=4.5kN/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=4.5kN/m+5.85kN/m=10.35kN/m活載=板傳荷載=5.25kN/mD-E軸間框架梁D-E軸間梁的屋面及樓面的荷載統(tǒng)計與A-C軸間梁相同。A軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱：頂層柱恒載=女兒墻+梁自重+板傳荷載=3.79×7.2+4.5×7.2+20.75×3.3=128.16kN頂層住活載=板傳荷載=12.375×3.3=40.84kN標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=23.51×0.9+3.98×0.9+4.5×7.2+16.28×3.3=110.87kN標準層柱活載=板傳荷載=12.53×3.3=41.35kNC柱縱向集中荷載的計算頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載=4.5×4.8+20.75×（3.3+1.2）=121.60kN頂層住活載=板傳荷載=12.375×（3.3+1.2）=59.4kN標準層柱恒載=梁自重+板傳荷載+集中荷載=4.5×（3.3+1.2）+16.28×（3.3+1.2）+57.9=157.64kN標準層柱活載=板傳荷載=12.53×（3.3+1.2）=60.14kND軸柱縱向集中荷載的計算D柱同C柱的和荷載（7）E軸柱縱向集中荷載的計算E柱同A柱的荷載2.6.3內(nèi)力計算（1）計算分配系數(shù)梁端和柱端彎矩采用彎矩二次分配法來計算，計算時先對各節(jié)點不平衡彎矩進行第一次分配，向遠端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進行分配，分配兩次。令柱的線剛度為1.0，分配系數(shù)計算結(jié)果如下表2.6.3-1：表2.6.3-1節(jié)點各構(gòu)件的相對線剛度表層次名稱線剛度上柱下柱左梁右梁6A軸邊節(jié)點1.01.95C軸中間節(jié)點1.01.952.681-5A軸邊節(jié)點1.01.01.95C軸中間節(jié)點1.01.01.952.686E軸邊節(jié)點1.01.951.95D軸中間節(jié)點1.02.681-5E軸邊節(jié)點1.01.01.951.95D軸中間節(jié)點1.01.02.68第六層邊A軸節(jié)點下柱：右梁：第六層C軸中間節(jié)點下柱：左梁：右梁：第六層D軸中間節(jié)點下柱：右梁：左梁：第六層E軸節(jié)點下柱：左梁：表2.6.3-2分配系數(shù)表一—五層A軸邊節(jié)點上柱0.25六層A軸邊節(jié)點下柱0.34下柱0.25右梁0.66右梁0.5六層C軸中間節(jié)點下柱0.18一—五層C軸中間節(jié)點上柱0.15左梁0.35下柱0.15右梁0.48左梁0.29右梁0.4一—五層E軸邊節(jié)點上柱0.25六層E軸邊節(jié)點下柱0.34下柱0.25左梁0．66左梁0.5六層D軸中間節(jié)點下柱0.18一—五層D軸中間節(jié)點上柱0.15右梁0.48下柱0.15左梁0.35左梁0.29右梁0.4(2)計算梁端固端彎矩屋面梁固端彎矩邊跨AC：中跨CD：邊跨DE：樓層梁固端彎矩邊跨AC中跨CD：邊跨DE：求恒載作用下的跨中彎矩：M中=ql2/8+(M左+M右)/2表3.5框架梁柱在恒載作用下彎矩層數(shù)AC跨梁M/(kN·m)CD跨梁M/(kN·m)A柱M/(kN·m)C柱M/(kN·m)左中左左中右上下上下6-18.777.742.85-32.85-24.2-32.8518.710.8-10-6.65-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.64-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.63-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.62-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.61-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.6

(3)彎矩二次分配法計算梁端、柱端彎矩恒載作用下的框架彎矩二次分配法見圖圖2.6.3-1恒載作用下頂層彎矩分配計算（kN.m）圖2.6.3-2恒載作用下標準層、底層彎矩分配計算（kN.m）2.6.4梁端剪力和柱軸力的計算梁端剪力可根據(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得，而柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到，計算恒載作用時的柱底軸力，要考慮柱的自重。以頂層為例來計算：AC跨：由荷載引起的剪力：屋面：標準層：由彎矩引起的剪力：屋面：樓面：CD跨：荷載引起的剪力：屋面：彎矩引起的剪力：因為是對稱結(jié)構(gòu)，中間跨梁兩端彎矩相同，所以，柱子自重：所以，A柱子軸力A柱子軸力其它層計算方法與頂層相同，因為是對稱結(jié)構(gòu)，所以計算AC、CD跨即可得到整層框架的數(shù)據(jù)，計算結(jié)果如下表2.6.4-1恒載作用下的梁端剪力及柱軸力：表2.6.4-1恒載作用下的梁端剪力及柱軸力(單位：kN)層次由荷載產(chǎn)生由彎矩產(chǎn)生總剪力柱子軸力AC跨CD跨AC跨CD跨AC跨CD跨A柱C柱VA=VcVc=VdVA=-VcVc=VdVA=VcVc=VdN頂N底N頂N底6103.814.453.350107.1517.8235.1257.9228.7251.659812.362.240100.2414.6345.97368.75409.2612.649812.362.240100.2414.6479.6502.4589.7612.639812.362.240100.2414.6613.27635.97770.279329812.362.240100.2414.6746.8769.9950.679319821.362.240100.2414.6880.5903.36113.11154求恒載作用下的跨中彎矩：M中=ql2/8+(M左+M右)/2表框架梁柱在恒載作用下彎矩層數(shù)AC跨梁M/(kN·m)CD跨梁M/(kN·m)A柱M/(kN·m)C柱M/(kN·m)左中左左中右上下上下6-18.777.742.85-32.85-24.2-32.8518.710.8-10-6.65-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.64-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.63-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.62-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.61-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.62.6.5豎向恒載作用下的框架彎矩、剪力以及軸力圖圖2.6.5-1恒載作用下的框架彎矩圖()注：右邊未寫出的數(shù)據(jù)與左邊對稱圖2.6.5-2恒載作用下框架剪力圖()注，右邊與左邊對稱圖2.5.6-3恒載作用下的柱軸力圖(kN)2.6.6活載作用下的彎矩圖、剪力圖和軸力圖圖2.6.6-1活荷載作用下的彎矩圖（單位：kN。m）注：右邊部分與左邊部分對稱圖2.6.6-2活荷載作用下剪力圖（單位：kN）圖2.6.6-3活載作用下軸力圖（單位：kN）2.7橫向框架內(nèi)力組合2.7.1結(jié)構(gòu)抗震等級結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度等因素，查建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）規(guī)范得到，該框架結(jié)構(gòu)，高度<30m，地處抗震設(shè)防烈度為7度的聊城地區(qū)，因此該框架為三級抗震等級。2.7.2框架梁內(nèi)力組合梁內(nèi)力控制截面一般取兩端支座截面及跨中截面。支座截面內(nèi)力有支座正、負彎矩及剪力，跨中截面一般為跨中正截面。1、作用效應組合結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間，可能遇到同時承受永久荷載和兩種以上可變荷載的情況。但這些荷載同時都達到它們在設(shè)計基準期內(nèi)的最大值的概率較小，且對某些控制截面來說，并非全部可變荷載同時作用時其內(nèi)力最大，因此應進行荷載效應的最不利組合。永久荷載的分項系數(shù)根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）3.2.5：當其效應對結(jié)構(gòu)不利時，對由可變荷載效應控制的組合取1.2，對由永久荷載效應控制的組合取1.35；當其效應對結(jié)構(gòu)有利時，一般情況下取1.0，對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂移驗算取0.9?？勺兒奢d的分項系數(shù)，一般情況下取1.4。2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)從理論上講，抗震設(shè)計中采用的材料強度設(shè)計值應高于非抗震設(shè)計時的材料強度設(shè)計值。但為了應用方便，在抗震設(shè)計中仍采用非抗震設(shè)計時的材料強度設(shè)計值，而是通過引入表2.7.2-1承載力抗震調(diào)整系數(shù)來提高其承載力。表2.7.2-1承載力抗震調(diào)整系數(shù)受彎梁偏壓柱受剪軸壓比<0.15軸壓比>0.150.750.750.800.85表2.7.2-1框架梁AC、DE內(nèi)力基本組合表層次截面內(nèi)力恒載活載左風右風左震右震1.2恒+1.4×0.9(活+風)γRE[1.2(恒+0.5活)+1.3震)]1.35恒+1.4×0.7活1.2恒+1.4活Mmax/vVb→左←右→左←右六層左M/KN·m-18.7-7.481.29-1.2945.77-45.77-30.24-33.4926.06-69.14-32.58-32.91-69.14-188.50V/KN107.1542.8-0.850.85-7.917.91181.44183.58115.18131.63186.60188.50188.50中M/KN·m77.731-0.210.21-4.24.2132.04132.5685.1093.84135.28136.64136.64右M/KN·m42.85-17-0.990.99-53.0153.0128.7531.25-22.1588.1141.1927.6288.11Ｖ/KN-107.15-42.8-0.850.85-7.917.91-183.6-181.44-131.63-115.18-186.60-188.50-188.50五層左M/KN·m-21.6-8.644.24-4.24106.74-106.7-31.46-42.1586.13-135.89-37.63-38.02-135.89-176.71V/KN100.2440.3-1.381.38-17.817.8169.33172.8097.06134.09174.82176.71176.71中M/KN·