平米五層框架學生公寓結構計算書

PAGE66西安交通大學學生公寓樓設計摘要：本工程為西安交通大學學生公寓樓，位于西安市。本工程總建筑面積約8000㎡。本建筑主體結構5層，總高度18.60m，室內外高差為0.45m。建筑總長度為87.1m，總寬度為17.4m。建筑立面規(guī)整，除正門為玻璃門外，其余均采用實木門，窗為鋁合金窗。本工程結構形式為鋼筋混凝土現澆結構，底層框架梁柱混凝土強度等級為C35，柱截面尺寸為700mm×700mm，梁截面尺寸為350mm×600mm。建筑地點地質條件良好，經濟符合要求。設計嚴格遵守我國現行規(guī)范，計算中包括荷載計算，內力組合等。關鍵詞：建筑設設計；結構計算；結構布置；內力計算；配筋計算ThedessignoofXi''anJiiaotonngUniiversiitythhemaiinteachinngbuiildinggAbstracct:ThhiswoorksfforthheXi''anJiiaotonngUniiversiity,tthemaainteeachinngbuiildingg,loccatedinXii'an.Thettotalconsttructiionarreaoff80000squaaremeeters..Themainstrucctureofthhe5-sstoreyybuillding,,withhatootalhheighttof118.60meterrs,inndoorandooutdooorrellieffforthhe0.775metters.Builddingaatotaallenngthoof87.1meteers,wwithaatotaalwiddthoff17.44meteers.SStructturedbuilddingffacadee,witththeeexceeptionnoftthemaainenntranccetothegglassdoor,,andtherrestaaresoolidwwoodddoors,,winddowsfforalluminuumallloywiindow..Theformofthheenggineerringsstructturesofreeinforrcedcconcreetecaast-inn-placcestrructurre,thheundderlyiingfrramewoorkoffbeammsforrconccretestrenngthggradeC35,colummncrooss-seectionndimeensionnsof700mmm×7700mmm,beaamsizzeof350mmm×6600mmmcrosss-secctionsizeofthheothhercoolumnare6600mmm600mm,bbeamssizeoof3000mm6600mmm.Gooodgeoologiccalcoonditiionsoofconnstrucctionsitess,inlinewiththerrequirrementtsoftheeeconommy.SttrictllyabiidebyyChinna'sccurrenntdessignsstandaards,incluudingloadcalcuulatioons,ttheinnternaalforrcecoomposiition..Keywordds:arrchiteecturaaldessign;struccturecalcuulatioon;sttructuuralaarranggementt;intternallforccecallculattion;reinfforcemmentccalcullated目錄HYPERLINK\l"_Toc231452088"1工程概況1HYPERLINK\l"_Toc231452089"1.1設計原始始資料1HYPERLINK\l"_Toc231452090"1.1.1氣象象條件1HYPERLINK\l"_Toc231452091"1.1.2工程程地質條件11HYPERLINK\l"_Toc231452092"1.2建筑設計計任務及要求求2HYPERLINK\l"_Toc231452093"1.2.1設計計任務2HYPERLINK\l"_Toc231452094"1.2.2設計計要求2HYPERLINK\l"_Toc231452095"1.2.3設計計成果2HYPERLINK\l"_Toc231452096"1.3結構設計計任務及要求求3HYPERLINK\l"_Toc231452097"1.3.1設計計任務3HYPERLINK\l"_Toc231452098"1.3.2設計計要求3HYPERLINK\l"_Toc231452099"1.3.3設計計成果3HYPERLINK\l"_Toc231452100"2結構布置及計計算簡圖4HYPERLINK\l"_Toc231452101"3重力荷截計算算6HYPERLINK\l"_Toc231452102"3.1屋面及樓樓面的永久荷荷載標準值66HYPERLINK\l"_Toc231452103"3.2屋面及樓樓面可變荷載載標準值7HYPERLINK\l"_Toc231452104"3.3梁、柱重重力荷載計算算7HYPERLINK\l"_Toc231452105"3.4重力荷載載代表值8HYPERLINK\l"_Toc231452106"4框架側移剛度度計算9HYPERLINK\l"_Toc231452107"4.1橫向框架架側移剛度計計算9HYPERLINK\l"_Toc231452108"4.2縱向框架架側移剛度計計算11HYPERLINK\l"_Toc231452109"5橫向水平荷載載作用下框架架結構的內力力和側移計算算13HYPERLINK\l"_Toc231452110"5.1橫向水平平地震作用下下框架結構的的內力和側移移計算13HYPERLINK\l"_Toc231452111"5.1.1橫向向自振周期計計算13HYPERLINK\l"_Toc231452112"5.1.2水平平地震作用及及樓層地震剪剪力計算133HYPERLINK\l"_Toc231452113"5.1.3水平平地震作用下下的位移驗算算15HYPERLINK\l"_Toc231452114"5.1.4水平平地震作用下下框架內力計計算16HYPERLINK\l"_Toc231452115"5.2橫向風荷荷載作用下框框架結構內力力和側移計算算19HYPERLINK\l"_Toc231452116"5.2.1風荷荷載標準值119HYPERLINK\l"_Toc231452117"5.2.2風荷荷載作用下的的位移驗算220HYPERLINK\l"_Toc231452118"5.2.3風荷荷載作用下框框架結構內力力計算21HYPERLINK\l"_Toc231452119"6豎向荷載作用用下框架結構構內力的計算算23HYPERLINK\l"_Toc231452120"6.1橫向框架架內力計算223HYPERLINK\l"_Toc231452121"6.1.1計算算單元23HYPERLINK\l"_Toc231452122"6.1.2荷載載計算24HYPERLINK\l"_Toc231452123"6.1.3內力力計算28HYPERLINK\l"_Toc231452124"6.2橫向框架架內力組合333HYPERLINK\l"_Toc231452125"6.2.1結構構抗震等級333HYPERLINK\l"_Toc231452126"6.2.2框架架梁內力組合合34HYPERLINK\l"_Toc231452127"6.2.3框架架柱內力組合合36HYPERLINK\l"_Toc231452128"7截面設計466HYPERLINK\l"_Toc231452129"7.1框架梁梁46HYPERLINK\l"_Toc231452130"7.1.1梁的正截面面受彎承載力力計算46HYPERLINK\l"_Toc231452131"7.1.2梁梁斜截面受剪剪承載力計算算48HYPERLINK\l"_Toc231452132"7.2框架柱550HYPERLINK\l"_Toc231452133"7.2.1柱截截面尺寸驗算算50HYPERLINK\l"_Toc231452134"7.2.2框架架柱的截面設設計52HYPERLINK\l"_Toc231452135"參考文獻57HYPERLINK\l"_Toc231452136"謝辭581工程概況（1）工程名稱稱：西安交通通大學學生公公寓樓（2）建設單位位：西安交通通大學（3）建設場地地：擬建建筑筑物為西安交交通大學主教教學樓,位于西安市市雁塔區(qū)。室室內地坪標高高±0.0000相當于絕對對高程418.227m，場地平面面見圖1.1。（4）建設規(guī)模模：總建筑面面積約80000㎡，主體體結構5層，無地下下室。（5）本項目擬擬定開工日期期：2009年12月30日，竣工工日期：2010年5月30日。1.1設計原始始資料1.1.1自然然條件(1)建筑物類類別：丙類(2)建筑物物所在場地類類別為Ⅲ類，土質均均勻(3)冰凍深度度：-0.6m(4)抗震設防防烈度：7度，設計基基本加速度為為0.10gg,屬設計地震震第一組(5)防火等級級：二級(6)氣溫：年年平均溫度11.600C, 最高39.600C,最低-21.440C(7)風力：基基本風壓Wo=0..50KN//m2(8)降雨量：：年總降雨量量541.55mm，日最最大降雨量115.551mm，小時最大降降雨量75.0mmm(9)今本雪壓壓：So=0..40kN//m21.1.2工程程地質條件(1)建筑場地地地貌單元屬屬渭河南緣III級階地。場場地平坦，自自然地面標高高418.003m，場地土層層分布有明顯顯的規(guī)律性，從從上至下依次次為雜填土厚厚2.0~33.5m；黃土，中中等壓縮性，厚厚度較大；古古土壤，中等等壓縮；粉質質粘土，中等等偏低壓縮性性。建議徹底底清除雜填土土（不宜直接接作天然地基基），黃土層層建議地基承承載力特征值值。(2)地下水穩(wěn)穩(wěn)定埋深8.5～9.02m，屬潛水類類型。地下水水對混凝土結結構不具腐蝕蝕性，但在干干濕交替條件件下對鋼筋混混凝土結構中中的鋼筋具弱弱腐蝕性。1.2建筑設計計任務及要求求1.2.1設計計任務滿足建筑使用功功能要求及防防火規(guī)范要求求，根據最新新的建筑設計計規(guī)范及所設設計建筑的用用途和設計依依據，遵循建建筑設計適用用、經濟合理理、技術先進進、造型美觀觀的原則，確確定建筑設計計方案，繪制制部分建筑施施工圖。包括括：平、立面面，內外裝修修及樓、屋面面設計。1.2.2設計計要求(1)總平面設設計：合理布布置建筑主、次次入口；解決決好人流、車車流關系；盡盡可能考慮室室外停車；滿滿足建筑物防防火間距及消消防通道要求求。(2)平面設計計：合理確定定平面柱網尺尺寸；布置房房間；確定樓樓（電）梯數數量、位置及及形式；滿足足室內采光、通通風要求。(3)剖面設計計：確定合理理層高；給出出樓（地）面面、屋面、墻墻身工程做法法。(4)立面設計計：建筑風格格、造型應富富有創(chuàng)意，有有時代感。1.2.3設計計成果(1)總平面圖圖1：500或1：10001)繪出建筑筑在場地中的的位置，以及及和周邊環(huán)境境的關系：2)確定建筑筑出入口位置置；3)繪出場地地中的道路、綠綠化和停車場場的布置形式式；(2)底層平面面圖1：2001)標出二道道尺寸線；2)確定門廳廳、走廊等的的面積和布置置形式；3)繪出門、窗窗的位置，大大小及門的開開啟方向；4)確定廁所所，盥洗室的的位置及內部部設施的布置置形式等；5)確定樓梯梯間的位置，畫畫出踏步、示示出上下關系系及平臺的標標高，各層的的標高等；(3)其它各層層平面圖1：100～200。(4)立面圖：：正立面1：1001)繪出門、窗窗形式及布置置；2)繪出踏步步、大門入口口、雨棚及裝裝飾處理；3)局部表示示材料做法。(5)剖面圖1：100（要求剖到到樓梯、門廳廳）。l)正確繪出出剖到的墻體體，梁板等結結構的斷面形形式；2)標出主要要部位標高。1.3結構設計計任務及要求求1.3.1設計計任務在建筑方案的設設計上，正確確選擇合理的的結構形式，結結構體系和結結構布置，掌掌握高層建筑筑結構的計算算方法和基本本構造要求，繪繪制部分施工工詳圖。1.3.2設計計要求(1)結構選型型：根據地質質、氣象、使使用要求等原原始資料本著著使用方便、結結構合理、便便于施工、造造價低廉的原原則，經過分分析比較確定定結構的方案案。包括結構構選型，結構構體系的選擇擇。本次畢業(yè)業(yè)設計要求采采用框架結構構體系。(2)結構布置置：合理布置置結構構件，初初步確定材料料強度等級及及構件截面尺尺寸等。(3)結構內力力分析及構件件設計：根據據現行國家設設計規(guī)范，計計算結構荷載載及地震作用用；手算完成成結構一個主主軸方向的內內力分析，進進行框架梁、柱柱的內力組合合，完成構件件截面設計、框框架的內力及及位移計算、框框架的配筋計計算。(4)繪制結構構施工圖：設設計圖紙應符符合國家有關關制圖標準，正正確體現設計計意圖；圖面面整潔，布置置勻稱，尺寸寸標注齊全，字字體端正，線線型規(guī)范。1.3.3設計計成果（1）底層及標標準層結構平平面布置圖。（2）一榀框架架結構配筋圖圖。（3）結構設計計計算書。圖1.1場場地平面圖2結構布置及計計算簡圖根據該房屋的使使用功能及建建筑設計的要要求(見設計任務務書)進行了建筑筑立面、平面面、及剖面設設計，主體結結構共5層（詳見建建筑圖紙）層層高均為3.6m。填充墻采用2440厚的粘土空空心磚砌筑，隔隔斷采用120厚的粘土空空心磚砌筑，門門為木門，門門洞尺寸為1.0m××2.4m，窗為鋁合合金窗洞口尺尺寸2.1m××1.8m。樓蓋及屋蓋均來來用現澆砼結結構，樓極厚厚度取100mm，梁截面高高度按梁跨度度的，估算，由由此估算的梁梁截面尺寸見見下表2-1，同時給出出了各層梁柱柱和板的砼強強度等級，其其設計強度：：結構平面布置圖圖見下圖2.1：表2.1梁截截面尺寸（mm）及各層砼砼強度等級層次砼強度等級橫梁（b×h）縱梁(b×h)次梁（b×h）AB、CD跨BC跨2-5300×6000300×4000300×6500300×60001350×6000350×4000300×6500300×6000圖2.1結結構平面布置置圖柱截面尺寸寸的估算。由由抗震設防裂裂度7度查表可知知抗震等級為為三級。知其軸壓比限值[[]=0.7，各層的重重力荷載代表表值近似取，由由圖2-1可知邊柱和和中柱的負載載面積分別為為6.6×33.6m2和6.6×44.8m2。由式得第一一層柱截面面面積為：邊柱：中柱：其中如取柱截面為正正方形，則邊邊柱和中柱截截面高度分別別為和。根據上述結果并并綜合考慮其其它因素,本設計柱截截面尺寸取值值如下:1層:700mmm×7000mm2~5層:6000m×6000mm基礎選用肋梁式式筏板基礎,基礎埋深取2.0m,肋梁高取1.2m(從而可以得得出第一層計計算高度)。框架結構計算簡簡圖如下圖2.2,取頂層柱的的形心線作為為框架柱的軸軸線,梁軸線取至至極底.2~5層柱高即為為層高,取3.6m,底層柱高度度從基礎頂面面取至一層板板底,即。圖2.2橫向框架計計算簡圖3重力荷截計算算3.1屋面及樓樓面的永久荷荷載標準值屋面(不上人)):30厚細石砼保保護層:三氈四油防水層層:20厚水泥砂漿漿找平層:150厚水泥蛭蛭石保溫層:100厚鋼筋砼砼板:合計：1-4層樓面::水磨石地面(1100mm面層,20mm水泥砂漿打打底)100厚鋼筋砼砼板:合計:3.2屋面及樓樓面可變荷載載標準值不上人屋面均布布活荷載標準準值:樓面活荷載標準準值:屋面雪荷載標準準值:3.3梁、柱重重力荷載計算算梁、柱柱可根據截面面尺寸、材料料容重及粉刷刷等計算出單單位長度的重重力荷載；對對墻、門、窗窗等可計算出出單位面積上上的重力荷載載。計算結果果見表3.1。表3.1梁梁柱重力荷載載標準值層次構件1邊橫梁0.350.6251.055.5126.550301083.20063603.7557中橫梁0.350.4251.053.6751.700593.713次梁0.30.6251.054.7257.25025856.4066縱梁0.30.65251.055.1195.900521570.4332柱0.70.7251.1013.485.050604082.92252-5邊橫梁0.30.6251.054.7256.60030935.55003392.1000中橫梁0.30.4251.053.1501.800585.550次梁0.30.6251.054.7257.20025850.5000縱梁0.30.65251.054.8756.000521521.0000柱0.60.6251.109.9003.600602138.4000墻體為240厚厚粘土空心磚磚，外墻面貼貼瓷磚.()內墻面為20mm厚抹灰,則外墻單位位墻面重力荷荷載為:內墻為240厚厚粘土空心磚磚,兩側均為20mm厚抹灰,則內墻單位位面積重力荷荷載為:宿舍內隔斷為1120厚粘土空心心磚，兩側均均為20mm厚抹灰,則內墻單位位面積重力荷荷載為:木門單位面積重重力荷載為,,鋁合金窗單單位面積重力力荷載取3.4重力荷載載代表值一層：二層:二、三、四層相相等五層:計算結結果見圖3.1.G1=G1=22210.00kNG2=19304.56kNG3=19304.56kNG4=19304.56kNG5=20219.53kN圖3.1各各質點的重力力荷載代表值值4框架側移剛度度計算4.1橫向框架架側移剛度計計算柱的側移剛度DD計算公式：：其中為柱側移剛剛度修正系數數，為梁柱線線剛度比，不不同情況下，、取值不同。對于一般層：對于底層：表4.1橫向線線剛度計算表表類別層次邊橫梁13.15×1004350×60006.300×110972002.756×110104.134×110105.512×110102-53.0×1044350×60005.400×11092.250×110103.375×110104.500×11010走道梁13.15×1004350×40001.876×110924002.450×110103.675×110104.900×110102-53.0×1044350×40001.600×11092.000×110103.000×110104.000×11010表4.2柱線線剛度計算表表層次15.0503.15×1004700×70002.00×1001012.75×110102~536003.0×1044600×60001.08×100109.000×11010表4.3中柜柜架柱側移剛剛度值（N/mm）層次邊柱21根根中柱221根3-50.5000.200166670.9440.3212675091175720.5560.218181671.0510.3442866798351410.4320.383229780.7460.4542723710545155表4.4邊框框架柱側移剛剛度值層次A1，A8，AA9，A15B1,B8,,B9,B153-50.3750.158131670.7080.2612175013966820.4170.173144170.7880.2832358315200010.3240.355212980.6120.42825678187904層次C8D83-50.1580.158131670.7080.261217503491720.4170.173144170.7880.283235833800010.3240.355212980.6120.4282567846976表4.5樓梯梯間框架側移移剛度層次D1，D9，DD10,DD15C1,C8,,C153-50.2500.11192500.5830.226188337249920.2780.125104170.6490.2452041710291910.2160.323193780.5040.40124058149686層次C103-50.8190.291242502425020.9120.313260832608310.7090.4462675726757將上述不同情況況下同層框架架柱側移剛度度相加，即得得框架各層層層間側移剛度度，見表4.6.表4.6橫向向框架側移剛剛度層次123451465840013025166118309111183091111830911由表4.6可見見，所為該框框架為規(guī)則框框架。4.2縱向框架架側移剛度計計算縱向框架側移剛剛度計算方法法與橫向框架架相同。柱在在縱向的側移移剛度除與柱柱沿縱向的截截面特征有關關外，還與縱縱梁的線剛度度有關?？v梁梁線剛度的計計算過程見表表4.7。在本設計計中，縱橫向向線剛度相同同，見表4.2。表4.7縱梁梁線剛度計算算表類別層次縱梁13.15×1004300×65006.866×110966003.277×110104.196×110101.554×110102-43.0×1044300×65006.866×11093.127×110104.916×110106.254×11010縱向框架亦可分分為中框架中中柱，邊框架架中柱和邊柱柱等，其中側側移剛度值分分別見表4.8和表4.9，縱向框架架各層層間側側移剛度值見見表4.10。表4.8縱向向中框架（B、C列）邊框柱柱側移剛度D值層次B1,B8,,B9,B15C1,C8,,C9,C153-50.6940.258215000.5200.2061716715466820.7110.262218330.5330.2101750015733210.5140.403241780.3860.37122258185744層次中柱119根C2CC43-51.3900.410341671.1250.3783150071217321.4230.416346671.2450.384320072267311.0040.501300570.9000.48328977629037表4.9縱向向邊框架(A、D列)邊柱側移剛剛度D值層次A1A9A8A115D77D1D9D153-50.5200.206171670.3470.1481233312283420.5330.210175000.4170.1911516713298310.3860.371222580.2570.33520098171584層次中柱19根根D2D1143-51.0400.342285000.8680.3032525059200021.0660.348290000.8880.3072558360216610.7710.461276570.6430.43225917577317層次C10D103-51.2160.3783.5000.8690.303252505675021.2450.384320000.8890.307255835758310.90.483289770.6430.4322591754894注：C10列欄欄為補充（A、C）列柱側移移值。表4.10縱向框架層層間側移剛度度層次123451618576616727377163842551638425516384255由表4.10可可見，/=0.977>0.7所以該框架架為規(guī)則縱向向框架。5橫向水平荷載載作用下框架架結構的內力力和側移計算算5.1橫向水平平地震作用下下框架結構的的內力和側移移計算5.1.1橫向向自振周期計計算運用頂點位移法法來計算，對對于質量和剛剛度沿高度分分布比較均勻勻的框架結構構，基本自振振周期可按下下式來計算：：式中：為計算結結構基本自振振周期用的結結構頂點假想想位移，即假假想把集中在在各層樓面處處的重力荷載載代表值作為為水平荷載而而算得的結構構頂點位移；；—結構基本自振振周期考慮非非承重磚墻影影響的折減系系數，取0.7；表5.1結結構頂點的假假想移計算層次/kN/kNDi/（N/mm）520219.55320219.553.1183091114.5203.1419304.55634680.11741183091129.3188.6319304.556522275..2321183091144.1159.3219304.55669775.22321302516653.6115.2122210.00090228.22021465840061.661.6計算基本周期,,其中的量綱為為,取,則5.1.2水平平地震作用及及樓層地震剪剪力計算結構高度不超過過40m,質量和剛度度沿高度分布布比較均勻,變形以剪切切變形為主,故可用底部部剪力法計算算水平地震作作用。首先計算總水平平地震作用標標準值即底部部剪力。式中，—相應應于結構基本本自振周期的的水平地震影影響系數；—結構等效總重重力荷載，多多質點取總重重力荷載代表表值的85％；即:因為,所以應考考慮頂部附加加水平地震作作用。各質點水平地震震作用計算:將上述代入可可得具體計算過程見見表5.2。表5.2各各質點橫向水水平地震作用用及樓層地震震剪力計算表表層次519.4520219.553332849..020.3182262.42232.4415.8519304.556278438..760.2571887.74150.1312.2519304.556214957..230.1991461.75611.828.6519304.556151786..130.1401028.36640.115.0522210.000103287..500.096705.17345.3各質點水平地震震作用及樓層層間地震剪力力沿房屋高度度的分布見下下圖5.1。圖5.1橫向水平地地震作用及樓樓層地震剪力力5.1.3水平平地震作用下下的位移驗算算用值法來驗算框架第層的層間間剪力、層間間位移及結構構頂點位移分分別按下式來來計算：計算過程見下表表5.3，表中計算算了各層的層層間彈性位移移角。表5.3橫向水平地地震作用下的的位移驗算層次52262.4118309111.9120.2736001\188544150.1118309113.5118.3636001\102635611.8118309114.7414.8536001\75926640.1130251665.1010.1136001\70617345.3146584005.015.0150501\1008由表5.3可知知,最大層間彈彈性位移角發(fā)發(fā)生在第二層層,其值所以滿足足要求。5.1.4水平平地震作用下下框架內力計計算以圖2.4中③③軸線橫向框框架內力計算算為例，說明明計算方法，其其余框架內力力計算方法與與該軸線相同同。框架柱柱端剪力及彎彎矩分別按下下式計算，其其中取自表4.3，取自表4.6，層間剪力力取自表5.2，各柱反彎彎點高度比y按下式確定定。本設計中中底層柱需考考慮修正值，第第二層柱需考考慮修正值和和，其余柱均均無修正。具具體計算過程程及結果見表表5.4。將層間剪力分配配到該層的各各個柱子，即即求出柱子的的剪力，再由由柱子的剪力力和反彎點高高度來求柱上上、下端的彎彎矩。柱端剪力按下式式來計算：柱上、下下端彎矩.、.按下式來計計算：式中：—i層j柱的側側移剛度；h為該層柱的的計算高度；；yy—反彎點高度度比；—標準反彎點高高比，根據上上下梁的平均均線剛度，和和柱的相對線線剛度的比值值，總層數，該該層位置查表表確定?！舷铝旱南鄬€剛度變化化的修正值，由由上下梁相對對線剛度比值值及查表得。—上下層層高變變化的修正值值，由上層層層高對該層層層高比值及查表?！聦訉痈邔υ撛搶訉痈叩谋缺戎导安楸淼?。需要注意的是是是根據表：倒倒三角形分布布水平荷載下下各層柱標準準反彎點高度度比所查得。表5.4各層層柱端旁矩及及剪力計算層次邊柱中柱53.62525.4118309111666735.580.5000.338.4389.662675057.100.9440.3571.95133.643.64632.6118309111666765.260.5000.493.97140.9626750104.740.9440.40150.83150.833.66264.3119309111666788.250.5000.45142.97174.7426750141.640.9440.45229.46280.423.67413.41302516618167103.370.5560.50186.07186.0728667163.161.0510.49278.81299.5015.058199.31465840022978128.530.4320.78142.80142.8027237152.350.7460.65500.09269.2注：表中量綱為為，量綱為。梁端彎矩，剪力力及柱軸力計計算過程見表表5.5。其中梁線線剛度取自表表4.1。表5.5梁端端彎矩剪力及及柱軸力計算算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱軸中柱軸589.6670.737.222..2862.8862.882.452.40-22.28-30.124179.39117.947.241.30104.84104.842.487.37-63.58-76.193268.71228.327.269.03202.96202.962.4169.13-132.611-176.2992329.04280.067.284.60248.96248.962.4207.47-217.311-299.4331328.87290.157.285.98257.94257.942.4214.95-303.199-428.4注：1）柱軸軸力的負號表表示拉力。當當為左地震時時，左側兩根根柱為拉力，對對應的右側兩兩根柱為壓力力。2）表中單位為，單位為，單位為，單位為。水平地震作用下下的框架彎矩矩圖、梁剪力力圖及柱軸力力圖見下圖5.2和圖5.3。圖5.2左左地震作用下下框架彎矩圖圖圖5.3左左地震作用下下梁端剪力及及柱軸力圖5.2橫向風荷荷載作用下框框架結構內力力和側移計算算5.2.1風荷荷載標準值基本壓，由荷載載規(guī)范所查得得（迎面風）和和（背面風）,,查表得，,，查表得。仍取圖中③軸線線橫向柜架,其負載寬度6.6m。表5.6沿房房屋高度分荷荷載標準值層次519.451.001.2381.3883.1751.985415.850.8151.1591.3382.8661.791312.250.6301.0631.2842.5221.57628.650.4451.001.2142.2431.40215.050.2601.001.1252.0791.299圖5.4風荷載沿房房屋高度的分分布圖5.5等效節(jié)點集集中風荷載該房屋不考慮風風壓脈動影響響。集中荷載F的計計算過程:同樣可算出F33,F4,FF5結果見等效效節(jié)點集中風風荷載圖5.5。5.2.2風荷荷載作用下的的位移驗算根據圖5.5所所示的水平荷荷載，計算層層間剪力，然然后依據表4.3求出③軸線框架的的層間側移剛剛度，再計算算各層的相對對側移和絕對對側移。計算算過程及結果果見下表5.7。表5.7風荷荷載作用下框框架層間剪力力及側移計算算層次1234514.7713.1514.8216.758.9968.4853.7140.5625.748.99100430936688683486834868340.680.570.470.30.10.681.251.722.022.121\74261\63161\76591\1200001\360000由表5.7可見見,風荷載作用用下框架的最最大層間位移移用為遠小于于滿足規(guī)范要要求。5.2.3風荷荷載作用下框框架結構內力力計算表5.8各層層柱端彎矩及及剪力計算層次邊柱中柱53.68.9986834161671.730.5000.251.564.671267502.770.9440.353.496.4843.625.7486834166674.940.5000.356.2211.56267507.930.9440.4011.4217.1333.640.5686834166677.790.5000.4011.2216.832675012.490.9440.4520.3324.7323.653.71936681816710.420.5560.5018.7618.762866716.441.0510.4929.0030.1815.0568.481004302297815.670.4320.7357.5721.372723718.570.7460.6960.9632.82表5.9梁梁端彎矩剪力力及柱軸力計計算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱N中柱N54.6713.437.21.133.053.052.42.54-1.13-1.41413.1210.927.23.349.709.702.48.08-4.47-6.15323.0519.147.25.8617.0117.012.414.18-10.33-14.47229.9826.687.27.8723.7223.722.419.27-18.20-26.37140.1332.737.210.1229.0929.092.424.24-28.32-40.49③軸線橫向框架架在風荷載作作用下彎矩,梁端剪力及及柱軸力見下下圖5.6和圖5.7。圖5.6風風荷載作用下下框架彎矩圖圖圖5.7風風荷載作用下下梁端剪力及及柱軸力圖6豎向荷載作用用下框架結構構內力的計算算6.1橫向框架架內力計算6.1.1計算算單元取eq\o\ac(○,3)軸軸線橫向框架架進行計算，計計算單元寬度度6.6m如下圖所示示，由于房間間內布置有次次梁故直接傳傳給該框架的的樓面荷載如如圖中的水平平陰影所示，計計算單元范圍圍內的其余樓樓面荷載則通通過次梁和縱縱向框架梁以以集中力的形形式傳給橫向向框架，作用用于各節(jié)點上上，由于縱向向框架的中心心線與柱的中中心線不重合合，因此在此此框架節(jié)點上上還作用有集集中力矩。圖6-1橫橫向框架計算算單元6.1.2荷載載計算1）恒載計算。在下圖中，代表表橫梁自重，為為均布荷載形形式對于第五五層：分別為房間和走走道板傳給橫橫梁的梯形荷荷載和三角形形荷載，由下下圖所給幾何何關系可得：：分別為由邊縱梁梁中縱梁直接接傳給柱的恒恒載它包括梁梁自重，樓板板重和女兒墻墻的重力荷載載計算如下：：P1P2P22P1q1q11圖6.2各層層梁上作用的的荷載集中力矩：對2-4層，包包括自重和其其上橫墻自重重為均布荷載載其它計算方方法同第5層結果為：：對1層2）活荷載計算算。活荷載作用下各各層框架梁上上的荷載分布布如下圖：P1PP2P22P1圖6.3各層梁梁上作用的活活載對于第5層同理：在屋面雪雪荷載作用下下：對2-4層對1層將以上結果匯總總見下表6.1和6.2。表6.1橫向向框架恒載匯匯總表層次54.7253.1515.54311.304153.13148.4822.9722.272-417.573.1510.407.56131.53179.6619.7326.95118.353.67510.407.56136.99185.1627.4037.07表6.2橫向框框架活荷匯總總表層次56.6（0.825）4.8（0.6）21.78（2.72）34.74（4.34）3.27（0.41）5.21（0.65）2-46.64.821.7834.743.275.2116.64.821.7834.744.366.956.1.3內力力計算梁端、柱端彎矩矩來用彎矩二二次分配法，由由于結構和荷荷載均對稱，所所以計算又可可用半框架，計計算結果見圖圖6.4和6.5。梁端剪力可根據據梁上豎向荷荷載引起的剪剪力與梁端彎彎矩引起的剪剪力相疊加而而得，而柱軸軸力可由梁端端剪力和節(jié)點點集中力疊加加得到，計算算恒載作用時時的柱底軸力力，要考慮柱柱的自重。恒載作用下梁的的剪力以及柱柱的軸力、剪剪力計算:（1）梁端剪力力由兩部分組組成：a.荷載引起的的剪力，計算算公式為：、分別為矩形和和梯形荷載、分別為矩形和和三角形荷載載b.彎矩引起的的剪力，計算算原理是桿件件彎矩平衡，即即跨跨因為為跨兩端彎矩矩相等，故（2）柱的軸力力計算：頂層柱頂軸力由由節(jié)點剪力和和節(jié)點集中力力疊加得到，柱柱底軸力為柱柱頂軸上柱的自重。其其余層軸力計計算同頂層，但但需要考慮該該層上部柱的的軸力的傳遞遞。表6.3恒載作用下下梁端剪力及及柱軸力層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨B跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBVB=VCN頂N底N頂N底560.1010.56-1.6058.5061.7010.56211.63247.27210.18245.82492.088.32-0.44091.6492.528.32470.44506.08518.00553.64392.088.32-0.45091.6392.538.32729.24764.88825.83861.47292.088.32-0.44091.6492.528.32988.051023.71133.71169.3194.898.95-0.35094.5492.248.951255.2221323.31449.71519.1表6.4活載作用下下的梁端剪力力及柱軸力層次由荷載產生由彎矩產生總剪力柱子軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN頂＝N底N頂＝N底518.30(2.28)2.88(0.36)-0.24(0.03)018.06(2.31)18.54(2.25)2.88(0.36)39.84(5.00)56.16(6.95)418.302.88-0.09(-0.18))018.21(18.12))18.39(18.48))2.8879.83(44.9)109.29(60.17))318.302.88-0.11018.1918.412.88119.56(84.87))165.32(116.2))218.302.88-0.11018.1918.412.88159.42(124.844)221.08(115.833)118.302.88-0.01018.2318.372.88199.36(164.855)276.93(171.822)上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.6670.3330.2900.5810.129-81.3081.30-4.9038.9119.42-15.70-31.45-6.9819.86-7.859.71-16.20-8.014.001.883.770.8450.76-65.7377.19-43.88-11.040.4000.4000.2000.1840.3670.3670.082-119.011119.01-3.7839.7139.7119.86-16.24-32.40-32.40-7.2419.8619.86-8.129.93-15.73-16.20-9.22-12.64-12.64-6.324.058.078.071.8046.9346.93-113.599116.76-40.06-40.53-18.440.4000.4000.2000.1840.3670.3670.082-119.011119.01-3.7839.7139.7119.86-16.24-32.40-32.40-7.2419.8619.86-8.129.93-16.20-16.20-12.64-12.64-8.124.138.258.251.8446.9346.93-113.599116.83-40.35-40.35-9.180.4000.4000.2000.1840.3670.3670.082-119.011119.01-3.7839.7139.7119.86-16.24-32.40-32.40-7.2419.8615.67-8.129.93-16.20-12.32-10.96-10.96-5.483.426.826.821.5248.6144.42-112.755115.94-41.78-37.92-9.500.3300.4680.2020.0280.3030.4350.034-122.388122.38-4.0331.3444.4519.20-18.54-24.64-35.37-2.7619.86-9.279.60-16.20-3.49-4.96-2.141.502.002.870.2247.7139.49-112.455114.94-38.84-32.50-6.5719.7516.25圖6.4恒載載作用下框架架彎矩二次分分配法上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.6670.3330.2900.5810.129-15.7415.74-1.448.324.15-2.64-5.28-1.172.50-1.322.08-1.67-0.79-0.39-0.12-0.24-0.0510.03-13.3015.06-7.09-2.6604000.4000.2000.1840.3670.3670.082-15.7415.74-1.444.994.992.49-1.67-3.33-3.33-0.754.162.50-0.841.25-2.64-1.67-2.33-2.33-1.160.561.121.120.256.825.16-15.2515.88-4.85-3.88-1.940.4000.4000.2000.1840.3670.3670.082-15.7415.74-1.444.994.992.49-1.67-3.33-3.33-0.752.502.50-0.841.25-1.67-1.67-1.66-1.66-0.830.380.770.770.175.835.83-14.9215.7-4.32-4.32-2.020.4000.4000.2000.1840.3670.3670.082-15.7415.74-1.444.994.992.49-1.67-3.33-3.33-0.752.502.06-0.841.25-1.67-1.38-1.49-1.49-0.740.330.660.660.156.005.56-14.8315.65-4.34-4.05-2.040.3300.4680.2020.2280.3030.4350.034-15.7415.74-1.444.125.842.52-2.07-2.75-3.95-0.312.50-1.041.26-1.67-0.48-0.68-0.290.090.120.170.016.145.16-14.5515.02-4.30-3.78-1.742.08-1.89圖6.5活載載作用下框架架彎矩二次分分配法圖6.6豎向恒荷載載作用下框架架彎矩圖圖6.7豎豎向活荷載作作用下框架彎彎矩圖6.2橫向框架架內力組合6.2.1結構構抗震等級結構抗震等級可可根據結構類類型，地震烈烈度，房屋高高度等因素，由由規(guī)范所確定定，由表可知知，本工程的的框架為三級級抗震等級。6.2.2框架架梁內力組合合本設計考慮了四四種內力組合合及此外對于本工工程，這種內內力組合與考考慮地震作用用的組合相比比一般較小，對對結構設計不不起控制作用用，故不予意意及各層梁的的內力組合見見下頁表6.5，表中，兩列列中的梁端彎彎矩M為徑過調幅幅后的彎矩。（調調幅系數取0.8）。下面以第一層AAB跨梁考慮地地震的組合為為例，說明各各內力的組合合法，對支座座負彎矩按相相應的組合情情況進行計算算，求跨間最最大的彎矩時時，可根據梁梁端彎矩組合合值及梁上荷荷載設計值，由由平衡條件確確定。梯形和均布荷載載按下式計算算：，若說明，其中中為最大E彎矩截面至A支座的距離離，則可由下下式求解：將求得值代入下下式即可得跨跨間最大正彎彎矩值若說明則若則同理可求得三角角形分布荷載載和均布荷載載作用下的和和的計算公式式由下式解得本工程中，梁上上荷載設計值值左震＞0則發(fā)生在右支座座。右震說明發(fā)生在左支支座。剪力計算：ABB凈跨左震：右震：則6.2.3框架架柱內力組合合取每層柱頂底每每個控制截面面進行組合，在在考慮地震作作用效應的組組合中，取屋屋面雪荷載時時的內力進行行組合，組合合結果及柱端端彎矩設計值值的調整結果果見下表6.6~66.11。表6.5框框架梁內力組組合表層次截面位置內力一層AM-89.96-11.6-72.05-173.2324.4-406.9-133.1-124.3190.00V94.5418.2123.67149.179.46177.12145.9138.97B左M-91.52-12.0-166.7-84.24-371.1194.73-136.2127.17V95.2418.4150.18124.68177.8101.5146.9140.00B右M-5.26-1.428.48-44.60246.1-256.9-8.49-8.26261.09V8.952.88-16.1744.91-200.2218.9314.9614.77跨間89.8179.32209.43248.81110.2197.3881.2184.36233.64233.647.547.54五層AM-52.58-10.6(-1.6)-70.62-82.6535.30-139.5-81.62-77.9995.44V58.5018.06（--2.3）91.5394.3839.0682.5097.0495.48B左M-61.75-12.1（1.4）-93.60-84.66132.534.6995.4190.97V61.7018.54（-2.3）98.8295.9885.6042.15101.84100.00B右M-8.83-2.13-0.01-9.45-17.0953.88-68.73-14.0513.58135.67V10.562.88（0.36）13.1019.50-40.2961.8917.1316.70跨間63.2861.5261.5540.2358.3150.211.581.5851.0651.068.378.03表6.6橫橫向框架A柱彎矩和軸軸力組合層次截面內力5柱頂MN50.7610.03（1.55）4.6789.6667.6779.42-37.22137.6278.5674.95137.62-37.2278.56211.6339.84（5.00）1.1322.28302.73305.58186.67230.12325.54309.73230.12186.67325.54柱底MN-46.93-6.82（5.90）1.5638.43-62.94-66.87-7.84-82.77-70.1765.86-82.77-7.84-70.17247.2739.84（55.00）1.1322.28345.50348.35218.75262.19373.65325.50262.19218.75373.654柱頂MN46.935.16（4.60）11.56140.9648.2577.38-92.88181.5068.5263.54181.50-92.8868.52470.4479.83（44.90）4.4763.58639.48650.75397.33521.31714.92676.29521.31397.33714.92柱底MN-46.93-5.836.2293.97-55.82-71.4046.76-136.488-69.18-64.48-136.48846.76-69.18506.0879.83（44.90）4.4763.58702.25713.51429.41553.39763.04719.06553.39429.41763.033柱頂MN46.935.8316.83174.7442.4684.87-125.511215.2369.1964.48215.23-125.51169.19729.27119.56（84.87）10.33132.611012.7551038.788580.85839.441104.0771042.511839.44580.851104.077柱底MN-48.61-6.0011.22142.9751.75-80.2992.95-185.84471.62-66.73-185.84492.9571.62764.88119.56（84.87）10.33132.611055.4881081.522612.90871.491152.1551085.244871.49612.901152.1552柱頂MN44.425.5618.76186.0736.6783.95-138.944233.9065.5361.09223.90-138.94465.53988.05159.42（124.944）18.20217.211363.6001409.466749.20117.761493.2991408.8881172.766749.201493.299柱底MN-47.71-6.4118.76181.07-41.69-88.97130.72-222.36670.82-66.23-222.300130.7270.821023.699159.42（124.844）18.20217.211406.3661452.233781.281204.8441541.4001450.7991204.844781.281541.4001柱頂MN39.475.1621.37142.8026.9480.79-99.81178.6558.4454.59178.65-99.8158.44125.22199.36（164.855）28.32303.19172.771793.144923.801515.0221893.9111785.377151.02923.801893.911柱底MN-19.75-2.0857.57506.2846.22-98.59474.91-510.11128.74-26.61-510.111474.9128.741321.277199.36（164.855）28.32309.191803.4331874.800985.041576.2771985.7771867.0331576.277985.041985.777柱端彎矩設計值值的調整按下下式進行計算算。一、二、三級框框架的梁柱節(jié)節(jié)點處，除框框架頂層和柱柱軸壓比小于于0.15者及框支梁梁與框支柱的的節(jié)點外，柱柱端組合的彎彎矩設計值應應符合下式的的要求：式中，———節(jié)點上下柱柱端截面順時時針或反時針針方向組合的的彎矩設計值值之和，上下下柱端的彎矩矩設計值可按按彈性分析來來分配;——節(jié)點左右梁梁端截面反時時針或順時針針方向組合的的彎矩設計值值之和；——柱端彎矩增增大系數；二二級框架為1.2。為了避免框架柱柱腳過早屈服服，一、二、三三級框架結構構的底層柱下下端機面的彎彎矩設計值，應應分別乘以增增大系數1.5、1.25和1.15。底層是指指無地下室的的基礎以上或或地下室以上上的首層。柱端組合剪力設設計值的調整整按下式進行行計算。非抗震設計時，柱柱端截面剪力力組合設計值值的表達式和和梁相同?？箍拐鹪O計時，一一、二、三級級的框架柱和和框支柱端部部組合的剪力力設計值應按按下式調整：：式中：為柱端截截面組合的剪剪力設計值；；為柱的凈高高；、分別為柱的的上下端順時時針或反時針針方向截面組組合的彎矩設設計值，應符符合上述柱端端彎矩設計值值調整的要求求；為柱端剪剪力增大系數數，一級為1.4，二級為1.2三級為1.1。表6.7橫向框架A柱柱端組合合彎矩設計值值的調整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底——————————170.81140.32209.91100.31637.64230.12262.19521.31553.39839.44871.491172.7661204.8441510.0221576.277表6.8橫向框架A柱剪力組合合（kN）層次5-27.14-4.68（-2.06）1.7335.6-36.28-40.648.61-61.22-41.32-39.1269.374-26.07-3.04（-2.86）4.9365.3-28.90-41.3238.79-88.45-38.23-35.54109.263-26.54-3.297.7988.3-25.61-45.8160.68-111.444-39.12-36.45158.972-25.59-3.255.21103-28.24-41.3776.29-125.288-37.79-35.26166.371-11.73-1.4315.61293.82-35.57114.12-136.522-17.27-16.08186.50表6.9橫橫向框架B柱彎矩和軸軸力組合層次截面內力5柱頂MN-43.88-7.19（11.14）6.48133.61-69.88-53.55-173.0-36.01-66.4288-62.72-173.0-173.000-66.64210.1856.16（66.95）1.4130.12321.20325.50185.07243.803339.900330.84185.07185.07339.90柱底MN40.064.85（4..00）3.4971.9558.5849.78108.3931.9158.9354.86108.39108.3958.93245.8256.1（6..95）1.4130.12363.84367.52217.14275.88338.02373.61217.14217.14388.024柱頂MN-40.52-3.88（33.32）17.13150.8375.11-31.94-158.288108.84-58.60-72.62185.28185.2858.60518.00109.29（60.17）6.1576.19751.16767.05441.10589.66808.59714.61441.10441.10808.59柱底MN40.354.3211.42150.8368.0241.88185.28-108.83358.7054.34185.28185.2858.70553.64109.29（60.17）6.1576.19794.32809.82473.17621.74856.70817.37473.17473.17856.703柱頂MN-40.35-4.3224.73280.45-84.91-22.59-311.666-235.222-54.76-54.34-311.666-311.666-54.76825.831653.322（116.220）14.47176.291181.0771217.533645.76989.521280.1991222.444645.76645.761280.199柱底MN41.784.3320.23229.4681.2230.11263.28184.1760.7456.21263.28263.2860.74861.47165.32（116.220）14.47176.291223.8331260.300677.831021.6001328.3001265.211677.83677.831328.3002柱頂MN-37.92-4.0530.18299.56-88.63-12.58-328.022256.12-155.244-51.17-328.022-328.022-155.2441133.655221.08（115.993）26.372299.4331648.4881714.933859.00442.801799.6221712.666859.00859.001799.622柱底MN38.844.3029.09278.8188.6815.37308.73234.9756.7352.63308.73308.7356.731169.299221.08（115.993）26.37299.431648.4881714.933859.00442.801799.6221712.666859.00859.001799.6221柱頂MN-32.5-3.7832.82269.28-85.3111-2.41293.50231.60-47.66-44.29-293.500-293.500-47.661149.699276.39（171.882）40.49428.402037.5442139.5881011.6551847.0332234.0112127.3331211.6551011.6552234.011柱底MN16.251.8960.96500.0998.6954.93503.06472.11233.8322.15503.06503.0623.831519.100276.93（171.882）40.49428.402120.8332140.3441074.1221909.5002327.7222210.5001074.1221074.1002237.72表6.10橫向框架B柱端組合彎彎矩設計值調調整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底——————————347.21265.11366.25274.31628.82185.07217.14441.10473.17645.76677.83827.83859.001011.6551074.122表6.11橫向框架B柱剪力組合合層次514.192.08（1.14）2.7757.1023.1416.1369.38-41.9621.2419.9478.21416.332.25（2.01）7.9383.7932.4212.2197.40-65.9924.3022.75104.11314.161.7712.49141.0834.963.06151.09-124.01120.8920.88217.02213.421.7616.46160.6539.06-3.01169.50-143.76619.8818.57238.1119.651.1218.57152.3537.18-11.05157.73-139.35514.1513.15243.687截面設計7.1框架梁梁這里僅以第一層層的AB跨梁及第二二層AB柱為例來說說明計算方法法和過程，其其他層梁的配配筋計算結果果見表7.1和7.2。7.1.1梁的正截面面受彎承載力力計算從梁的內力組合合表中選出AB跨跨間截面面及支座截面面的最不利內內力，并將支支座中心處的的彎矩換算為為支座邊緣控控制截面的彎彎矩進行配筋筋計算。A支座：右右震作用下內內力最大B支座：則支座邊緣處：：當梁下部受拉時時，按T形截面來設設計，當梁上上部受拉時，按按矩形截面來來設計。翼緣的計算寬度度：（1）按計算跨跨度考慮（2）梁凈距考考慮（3）按翼緣高高度考慮這種情況不起控控制作用，故故取梁內縱向鋼筋選選級鋼，()下部跨間截面按按單筋形梁計計算，因為：：屬第一類T型截截面實際配筋取4根根18的HRB4000(As==1018mmm2)，滿足要求將下部跨間截面面4根18的HRB4000的鋼筋伸入入支座，作為為支座負彎矩矩作用下的受受壓鋼筋(As=10018mm22)，