土木工程-畢業(yè)設(shè)計(jì)全套

學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：建筑工程學(xué)院專業(yè)：題目：河北某高校教學(xué)樓設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：評(píng)閱教師：姓名學(xué)號(hào)成績專業(yè)土木工程題目指導(dǎo)教師評(píng)語及成績指導(dǎo)教師：年月日評(píng)閱教師評(píng)語及成績?cè)u(píng)閱教師：年月日答辯小組評(píng)語及成績答辯小組組長：年月日答辯委員會(huì)意見學(xué)院答辯委員會(huì)主任：年月日注：該表一式兩份，一份歸檔，一份裝入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書中。畢業(yè)設(shè)計(jì)中文摘要摘要根據(jù)中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)規(guī)范和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)要求和提供的地質(zhì)資料，設(shè)計(jì)該框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓。按照先建筑后結(jié)構(gòu)，先整體布局后局部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)資料、建筑設(shè)計(jì)總說明、建筑的平面、立面、剖面圖設(shè)計(jì)說明，以及其它部分的設(shè)計(jì)說明；結(jié)構(gòu)平面布置及計(jì)算簡圖確定、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合、主梁截面設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算、框架柱截面設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。其中，豎向荷載利用分層法、水平荷載利用D值法進(jìn)而得到各種作用下結(jié)構(gòu)各桿件的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。然后按照最不利組合方式，對(duì)各種作用下的內(nèi)力進(jìn)行組合。最后在組合中找出各桿件最不利的一組或幾組對(duì)構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，選取最安全的結(jié)果進(jìn)行配筋并繪出施工圖。除對(duì)本框架進(jìn)行手算外，還利用了廣廈對(duì)本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了電算。關(guān)鍵詞：框架；分層法；D值法；內(nèi)力組合畢業(yè)設(shè)計(jì)外文摘要TitleDesignofateachingbuildingintheExperimentalmiddleschoolAbstractAccordingtobuildingdesignspecificationsandotherrelevantstandardsanddesignrequirementsandprovidedgeologicaldata,Idesignthisframeworkoftheclassroombuilding.Afterthefirstbuildinginaccordancewiththestructureandlayoutoftheoverallafterthefirstlocalnodedesignstepsdesign.Maincontentsinclude:design,architecturaldesignofthetotalshows,facade,profiledesignspecifications,andotherpartsofthedesign;structurallayoutandschematiccalculationofidentification,load,stress,thecombinationofinternalforces,mainbeamreinforcementdesignandcalculation,frame-sectiondesignandreinforcement,infrastructuredesign.Also,thestandardvaluesofeachmembersofstructureunderhorizontalloadandverticalloadcanbeobtainedbyusingstratificationmethodand“D”methodrespectively.Next,theinternalforcesundervariousloadsarecombinedaccordingtothemostunfavorablecombinationmode.Finally,themostunfavorableoneorseveralonesintheabovecombinationstorealizesectiondesignformembersisfound.Moreover,thestructurecomputerizationisshownviaemployingguangsha.Keywords:framestructure;stratification;“D”method；combinationofinternalforces目錄1引言……………………12建筑設(shè)計(jì)………………22.1工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)……………22.1.1工程概況…………………22.1.2建筑技術(shù)條件……………22.1.3設(shè)計(jì)依據(jù)…………………22.2總平面設(shè)計(jì)……………………32.3平面設(shè)計(jì)………………………32.4交通部分及防火設(shè)計(jì)…………42.4.1交通部分…………………42.4.2防火防煙設(shè)計(jì)……………42.5立面設(shè)計(jì)………………………42.6剖面設(shè)計(jì)………………………52.6.1層數(shù)、層高的確定………52.6.2衛(wèi)生間標(biāo)底的確定………52.6.3室外高差的確定…………52.6.4窗面積的確定……………52.7構(gòu)造設(shè)計(jì)……………………52.7.1樓面做法…………………52.7.2衛(wèi)生間樓面做法…………52.7.3地面做法…………………62.7.4衛(wèi)生間地面做法…………62.7.5踢腳做法…………………62.7.6衛(wèi)生間踢腳做法…………62.7.7內(nèi)墻做法…………………72.7.8外墻做法…………………72.7.9女兒墻做法………………72.7.10屋面做法………………73結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………73.1設(shè)計(jì)依據(jù)……………………73.1.1主要設(shè)計(jì)依據(jù)……………83.1.2結(jié)構(gòu)類型及使用年限……………………83.1.3活荷載取值………………83.1.4混凝土材料………………83.1.5混凝土保護(hù)層厚度………83.1.6混凝土鋼筋連接…………93.2結(jié)構(gòu)計(jì)算原理………………93.2.1地震作用…………………93.2.2豎向荷載作用……………93.2.3控制截面及內(nèi)力組合……………………93.2.4位移驗(yàn)算…………………93.3配筋計(jì)算原理………………103.4結(jié)構(gòu)計(jì)算程序………………103.5結(jié)構(gòu)布置……………………103.6板、梁、柱截面尺寸的初步確定…………113.6.1梁尺寸初步估算…………113.6.2混凝土強(qiáng)度等級(jí)…………113.6.3柱的截面尺寸初步估算…………………113.6.4板截面尺寸初步估算……………………134橫向水平地震力計(jì)算………………144.1重力荷載代表值的計(jì)算……………………144.1.1梁、柱線剛度的計(jì)算……………………144.1.2側(cè)移剛度計(jì)算……………154.2框架側(cè)移剛度的計(jì)算………174.2.1荷載計(jì)算…………………174.2.2各層重力荷載代表值的計(jì)算……………204.3橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算………234.3.1橫向自振周期的計(jì)算……………………234.3.2水平地震作用下框架內(nèi)力………………254.3.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算……………274.3.4水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算…………………285豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算……………335.1計(jì)算單元的選擇確定………345.2恒載作用下的內(nèi)力計(jì)算……………………345.3活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算…………………365.4恒荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算………………385.5活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算………………385.6分層法計(jì)算豎向荷載作用下的框架內(nèi)力…………………395.6.1框架的線剛度……………405.6.2恒載作用下的分層法計(jì)算………………405.6.3活載作用下的分層法計(jì)算………………425.7梁端剪力和柱軸力計(jì)算……………………455.8框架梁跨中彎矩計(jì)算………486框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合………………496.1框架結(jié)構(gòu)梁的內(nèi)力組合……………………496.2框架梁的內(nèi)力組合…………506.3框架柱的內(nèi)力組合…………537截面設(shè)計(jì)……………557.1框架梁截面設(shè)計(jì)……………567.1.1梁的正截面受彎承載力計(jì)算……………567.1.2梁斜截面受剪承載力計(jì)算………………587.2框架柱截面設(shè)計(jì)……………647.2.1柱截面尺寸驗(yàn)算…………647.2.2柱正截面承載力計(jì)算……………………657.2.3柱斜截面受剪承載力計(jì)算………………678基礎(chǔ)設(shè)計(jì)……………708.1外柱基礎(chǔ)荷載計(jì)算…………708.2確定基底尺寸………………708.3確定基礎(chǔ)高度………………728.4基底配筋計(jì)算………………739樓梯設(shè)計(jì)……………749.1樓梯結(jié)構(gòu)布置………………749.2內(nèi)力及配筋計(jì)算……………759.2.1樓梯板設(shè)計(jì)……………759.2.2平臺(tái)板設(shè)計(jì)……………769.3平臺(tái)梁設(shè)計(jì)…………………76結(jié)論………………………81致謝………………………82參考文獻(xiàn)…………………831引言很多人說在大學(xué)，學(xué)習(xí)四年和玩四年的學(xué)生沒什么差別，其實(shí)這種想法是完全錯(cuò)誤的。我不清楚別的專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的難易程度，僅對(duì)于我們結(jié)構(gòu)而言，畢業(yè)設(shè)計(jì)確實(shí)是我們大學(xué)三年綜合學(xué)習(xí)的大檢閱，是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為《河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)》。在建筑方案設(shè)計(jì)前期，我查閱了《房屋建筑學(xué)》等書籍，并在網(wǎng)上查閱了一些關(guān)于建筑設(shè)計(jì)的資料。在繪制建筑施工圖階段，我們宿舍齊心協(xié)力、互幫互助，完滿完成建筑設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期，我復(fù)習(xí)了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》等知識(shí)，并借閱了相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范。在網(wǎng)上搜集了不少資料，而且做了筆記。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，邊電腦輸入邊用廣廈電算，并對(duì)比計(jì)算結(jié)果。畢業(yè)設(shè)計(jì)的兩三個(gè)月里，在老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算以及外文翻譯，加深了對(duì)新規(guī)范等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識(shí)。在內(nèi)力組合階段，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了Excel；在繪圖時(shí)熟練掌握了AutoCAD，PKPM等專業(yè)軟件?？蚣芙Y(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，輔以一些計(jì)算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請(qǐng)各位老師指正。2建筑設(shè)計(jì)2.1工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)2.1.1工程概況1.建設(shè)單位：河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2.建設(shè)地點(diǎn)：河北省石家莊市3.建筑使用年限：50年4.建筑防火分類：二類5.耐火等級(jí)：二級(jí)6.建筑抗震設(shè)防烈度：7度7.建筑結(jié)構(gòu)類型：框架9.建筑面積：5100m210.建筑層數(shù)：六層11.建筑高度：24.3m建筑技術(shù)條件1)氣象水文地質(zhì)條件：①風(fēng)玫瑰圖：夏季東南風(fēng)，冬季西北風(fēng)；②溫度：最熱月平均33oC，最冷月平均-6oC；③雨量：年降雨量為735mm；④地下水：無侵蝕性，在地面以下8m；⑤地質(zhì)資料：700mm表土以下為亞粘土，地基承載力設(shè)計(jì)值為200Kpa；2）地面粗糙度：C類，基本風(fēng)壓0.40KN/m2，基本雪壓：0.35KN/m2。場(chǎng)地類別為Ⅱ類，凍土深度0.6m，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組第一組，設(shè)計(jì)地震基本加速度值0.1g。3）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。2.1.3設(shè)計(jì)依據(jù)1.國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010－2010）.北京：中國計(jì)劃出版社，20112.國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）.北京：中國計(jì)劃出版社，20113.國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009－2012）.北京：中國計(jì)劃出版社，20064.國家標(biāo)準(zhǔn).建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50016-2006）.北京：中國計(jì)劃出版社，20075.國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB\T50105-2010）.北京：中國計(jì)劃出版社，20116.《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50033-20017.國家標(biāo)準(zhǔn).中小學(xué)校設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50099-2011）.北京：中國計(jì)劃出版社，20128.設(shè)計(jì)任務(wù)書2.2總平面設(shè)計(jì)1、建筑朝向本設(shè)計(jì)朝向考慮日照、場(chǎng)地地形、道路走向及周圍環(huán)境等因素，采取南北朝向。2、出入口和交通路線該建筑的主要出入口位于建筑物南側(cè)，另外在該建筑物東西側(cè)設(shè)有次要出入口。2.3平面設(shè)計(jì)1、平面形式及柱網(wǎng)尺寸（1）根據(jù)建筑物場(chǎng)地的要求，綜合建筑實(shí)用功能，一般選用規(guī)則、緊湊、易于功能設(shè)計(jì)的平面形式。綜合考慮，本設(shè)計(jì)建筑平面為“一字”形。建筑朝向?yàn)槟媳毕?，平面布置滿足長寬比小于5，其中橫向跨距為3m、7.8m?？v向跨距為9m（具體見平面圖）。（2）根據(jù)建筑物的功能、規(guī)模和場(chǎng)地條件，選取常用的內(nèi)廊平面形式，即在走廊的兩側(cè)布置房間。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，建筑耗能少，而且對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較合理。2、設(shè)計(jì)理念（1）彈性。從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)到服務(wù)功能都應(yīng)做到開放性，以適應(yīng)時(shí)空的變化。（2）緊湊性。教室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。（3）易接近性。從樓外到樓內(nèi)，從入口到各個(gè)部門，要規(guī)劃得合理，要設(shè)計(jì)一個(gè)良好的導(dǎo)引系統(tǒng)。（4）可擴(kuò)展性。在未來擴(kuò)展時(shí)可靈活延伸，將損失減小到低程度。（5）舒適性。在環(huán)境、通風(fēng)、溫濕度、光線等方面要柔和、協(xié)調(diào)，盡量借用外部的自然環(huán)境。（6）環(huán)境的穩(wěn)定性。（7）安全性。建筑安全防護(hù)措施做到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。（8）經(jīng)濟(jì)性。把建設(shè)和維護(hù)一座教學(xué)樓所需要的經(jīng)費(fèi)和人員控制在最低限度。2.4交通部分及防火設(shè)計(jì)2.4.1交通部分該建筑為6層，總高為24.3m。垂直交通設(shè)施設(shè)有兩部樓梯，由于采用非人屋面，樓梯只布置到第6層。走廊是平面布置中的主要水平交通設(shè)施，人流量較大，采用3.0m寬走廊。2.4.2防火防煙設(shè)計(jì)在平面設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到建筑火災(zāi)的特點(diǎn)：火勢(shì)蔓延途徑多、危害嚴(yán)重、人員不易疏散，易造成重大傷亡，高層建筑應(yīng)實(shí)行防火分區(qū)。防火分區(qū)包括水平和豎向兩個(gè)方面。（1）水平防火分區(qū)水平防火分區(qū)是指用防火材料將面積大的高層建筑在水平方向隔成幾個(gè)防火單元，對(duì)于本樓，可以采取每層作為一個(gè)防火單元。樓梯都按消防樓梯設(shè)置；靠樓內(nèi)部設(shè)有較大的開洞，靠外部有自然的采光條件，采用適當(dāng)?shù)姆阑鸩牧?，設(shè)有過廳，防火門等。房間的防火，應(yīng)滿足相應(yīng)要求。對(duì)于大于75的房間應(yīng)設(shè)有兩道門。有平面圖上看出能滿足相應(yīng)的要求。離房間門最遠(yuǎn)點(diǎn)至們的距離小于15m，也能滿足相應(yīng)的消防要求。（2）豎向防火防煙豎向防火區(qū)是指樓上下分別用足夠的耐火極限的樓板進(jìn)行防火分隔。各個(gè)樓梯均布置到六樓，使用足夠耐火登記的樓板進(jìn)行豎向分隔，能滿足豎向防火要求。各樓層均設(shè)有防火門，能滿足防火防煙要求。2.5立面設(shè)計(jì)立面設(shè)計(jì)原則：建筑物外部體型受各種不同使用功能的內(nèi)部空間和物質(zhì)技術(shù)條件的制約，它應(yīng)正確反映內(nèi)部空間組合的特點(diǎn)，如：建筑物體形的大小和高低，題型組合的簡單和復(fù)雜，墻面，門窗的安排，大小形式等建筑空間組合的依據(jù)。在完成建筑功能的前提下，在立面上力求簡單，立面無明顯突變。本建筑立面簡潔明快，規(guī)整合理。整個(gè)立面外觀簡潔、大方。2.6剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)主要是根據(jù)建筑物的用途、規(guī)模環(huán)境條件、使用要求，解決建筑物的高度方向布置問題，從而進(jìn)行建筑空間組合。2.6.1層數(shù)、層高的確定根據(jù)各層的使用要求和特點(diǎn)，層高應(yīng)滿足室內(nèi)凈高的要求，其確定的主要依據(jù)為使用要求采光通風(fēng)要求、衛(wèi)生要求及室內(nèi)空間比例要求。本設(shè)計(jì)中，為避免層錯(cuò)層的出現(xiàn)，結(jié)合教室凈高的要求，均采用3.9m的層高，建筑總高度為24.3m。2.6.2窗面積的確定為滿足室內(nèi)的自然采光，規(guī)范中規(guī)定教室的窗地比不能小于1/7，在本設(shè)計(jì)中大多數(shù)窗戶采用較寬的三聯(lián)窗，其他窗戶詳見門窗明細(xì)欄，窗臺(tái)高為0.9m。2.6.3室外高差的確定為防止室外雨水流入室內(nèi)，防止建筑物沉降而引起室內(nèi)地坪標(biāo)高過低，同時(shí)為了增加建筑的美觀和立面效果應(yīng)設(shè)置一定的高度差。本設(shè)計(jì)在建筑物東西兩邊的室內(nèi)外高差為450mm。2.6.4衛(wèi)生間標(biāo)底的確定為防止衛(wèi)生間的水進(jìn)入其他房間，講衛(wèi)生間的地面低于樓層30mm，以防積水外滲。2.7構(gòu)造設(shè)計(jì)2.7.1樓面做法5厚1:2.5水泥砂漿粘結(jié)層20厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層20厚水泥漿一道120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板20mm厚板底抹灰層2.7.2衛(wèi)生間樓面做法10厚1：2水泥石子磨光20厚素水泥漿結(jié)合層一道15mm厚板底抹灰層2厚氯丁瀝青防水涂料，四周沿墻上翻150高刷基層處理劑一道15厚1：2水泥砂漿找平120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板18厚水泥砂漿結(jié)合層2.7.3地面做法10厚1：2水泥石子磨光20厚水泥沙漿結(jié)合層20厚水泥漿一道60厚C20混凝土墊層150厚3:7灰土素土夯實(shí)5厚水泥砂漿粘結(jié)層一道2.7.4衛(wèi)生間地面做法10厚1：2水泥石子磨光撒素水泥面30厚水泥結(jié)合層1.5厚合成高分子涂膜防水層四周翻起150高60厚C20細(xì)石混凝土找坡墊層素土夯實(shí)2.7.5踢腳做法12厚1：2水泥砂漿打底，掃毛或劃出紋道8厚1：3水泥砂漿貼15厚預(yù)制磨石踢腳2.7.6衛(wèi)生間踢腳做法貼15厚預(yù)制磨石踢腳5厚1：3水泥細(xì)砂漿結(jié)合層1.5厚水泥聚合物涂膜防水層6厚1：0.5：2.5水泥石灰膏砂漿壓實(shí)抹平8厚1：1：6水泥石灰膏砂漿打底掃毛2.7.7內(nèi)墻加氣混凝土砌塊兩側(cè)抹灰2.7.8外墻200厚加氣凝土砌塊20厚1:3水泥砂漿找平10厚1：1水泥專用膠粘劑刮于板背面70厚聚苯乙烯泡沫塑料板加壓粘牢，板面打磨成細(xì)麻面1.5厚專用膠貼加強(qiáng)網(wǎng)于需加強(qiáng)的部位1.5厚專用膠貼標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)整個(gè)墻面，并用抹刀將網(wǎng)壓入膠泥中一底二涂高彈丙烯酸涂料2.7.9女兒墻900高加氣混凝土砌塊兩側(cè)抹灰20厚2.7.10屋面120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板1:8水泥膨脹珍珠巖找坡2%最薄處30厚20厚塊材共40厚1:2水泥砂漿找平層防水及保溫層壓型鋼板吊頂及吊掛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)依據(jù)3.1.1主要設(shè)計(jì)依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009－2012）.北京：中國計(jì)劃出版社，2006國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010－2010）.北京：中國計(jì)劃出版社，2011國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）.北京：中國計(jì)劃出版社，2011彭偉編著.《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》.成都：西南交通大學(xué)出版社,20073.1.2結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限技技術(shù)指標(biāo)技術(shù)條件結(jié)構(gòu)類型框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)設(shè)計(jì)使用年限503.1.3樓面和屋面活荷載的取值（1）風(fēng)荷載、雪荷載荷載類型取值（kN/m2）基本風(fēng)壓0.40基本雪壓0.30（2）樓面和屋面活荷載的取值荷載類型取值（kN/m2）教室2.5衛(wèi)生間2.5走廊、樓梯3.5不上人屋面0.5混凝土的材料混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30C20鋼筋受力縱筋：HRB400級(jí)鋼筋（）箍筋或構(gòu)造鋼筋用：HPB300級(jí)鋼筋（）混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件縱筋、箍筋等的保護(hù)層厚度梁縱筋、箍筋的保護(hù)層厚度：35mm柱縱筋、箍筋的保護(hù)層厚度：35mm3.1.6混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的連接要求：采用焊接連接3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算原理3.2.1地震作用本工程建筑場(chǎng)地類別為二類，抗震烈度7度，框架抗震等級(jí)為二級(jí)。一般情況下建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向都要考慮地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，本設(shè)計(jì)只考慮短軸方向的水平地震作用，該地震作用由短軸方向的抗側(cè)力框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)。框架結(jié)構(gòu)地震作用的計(jì)算采用底部剪力法；結(jié)構(gòu)的基本自震周期采用頂點(diǎn)位移法計(jì)算；水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算采用D值法。3.2.2豎向荷載作用（恒載及活載）在計(jì)算單元范圍內(nèi)的縱向框架梁的自重、縱向墻體的自重以及縱向女兒墻的自重以集中力的形式作用在各節(jié)點(diǎn)上。豎向荷載作用下框架的內(nèi)力采用分層法計(jì)算。梁端和柱端彎矩計(jì)算之后，梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得到；柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中荷載疊加得到。3.2.3控制截面及其內(nèi)力不利組合對(duì)框架梁，選梁的兩端截面和跨中截面作為控制截面；對(duì)框架柱，選柱的上、下端截面作為控制截面。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震設(shè)防烈度、房屋高度等因素，由《抗震規(guī)范》確定該框架結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)。因建筑高度在60m以下，設(shè)防烈度低于9度，可不考慮風(fēng)荷載。內(nèi)力組合：根據(jù)《結(jié)構(gòu)規(guī)范》和《抗震規(guī)范》考慮三種內(nèi)力組合形式：（A）（B）(C)3.2.4多遇地震作用下層間彈性位移驗(yàn)算多遇地震作用下，框架結(jié)構(gòu)層間彈性位移要滿足下式要求：：多遇地震作用下標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移。：彈性層間位移角限值，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)取1/550。3.3配筋計(jì)算原理由于本工程按7度設(shè)防區(qū)設(shè)計(jì)，因此進(jìn)行了抗震設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)原則是：“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。1、框架梁的截面設(shè)計(jì)：包括正截面受彎承載力計(jì)算和斜截面受剪承載力計(jì)算，依據(jù)計(jì)算結(jié)果選用相應(yīng)的縱向鋼筋和箍筋。2、框架柱的截面設(shè)計(jì)：包括正截面承載力計(jì)算和斜截面受剪承載力計(jì)算，依據(jù)計(jì)算結(jié)果選用相應(yīng)的縱向鋼筋和箍筋。3、框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面抗震驗(yàn)算按照“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的原則，防止梁柱破壞之前出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的破壞，必須保證節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的受剪承載力和配置足夠數(shù)量的箍筋。本設(shè)計(jì)中二級(jí)框架的節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)應(yīng)進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算。4、框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施按有關(guān)規(guī)定實(shí)行。3.4結(jié)構(gòu)計(jì)算程序采用PKPM2005對(duì)結(jié)構(gòu)做整體分析，進(jìn)行結(jié)構(gòu)電算。3.5結(jié)構(gòu)布置工程主體結(jié)構(gòu)共6層，層高3.9m，總高度為24.3m。采用混凝土框架結(jié)構(gòu)。為了使剛度均勻?qū)ΨQ分布，減小偏心和扭轉(zhuǎn)，建筑平面布置成規(guī)則的長方形。柱網(wǎng)橫向采用內(nèi)廊式布置，邊跨跨度7.8m，中間跨跨度3m，縱向跨9m。依據(jù)柱網(wǎng)的布置情況，樓板除走廊部分以外均是雙向板，走廊部分為單向板。樓板采用現(xiàn)澆板，厚度初步取120mm。該工程采用全現(xiàn)澆體系，混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30。結(jié)構(gòu)平面布置圖詳見圖。圖1結(jié)構(gòu)平面布置圖3.6板、梁、柱截面尺寸的初步確定3.6.1梁尺寸初步估算梁的截面尺寸應(yīng)滿足承載力、剛度及延性要求，主梁截面高度按梁跨度的1/151/12估算，次梁截面高度按梁跨度的1/18-1/12估算。為防止梁產(chǎn)生剪切脆性破壞，梁的凈跨度與截面高度之比不宜小于4，梁截面寬度可取1/31/2梁高，且不應(yīng)小于200。由此估算梁截面尺寸見表1：表1梁截面尺寸樓層框架梁次梁1-6層橫梁縱梁600×300700×350400×2003.6.2混凝土強(qiáng)度等級(jí)層數(shù)1-6柱混凝土等級(jí)C30梁、板混凝土等級(jí)C30基礎(chǔ)C30基礎(chǔ)墊層C20注:為施工方便,梁板混凝土等級(jí)采用相同標(biāo)號(hào).3.6.3柱的截面尺寸初步估算框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式估算:式中:N--柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值;F--按簡支狀態(tài)計(jì)算的柱的受荷面積;--折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可按市價(jià)荷載計(jì)算，也可近似取為12～15kN/m2；--考慮地震作用組合后柱軸力增大系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨內(nèi)柱取1.25，等跨內(nèi)柱取1.2；--驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)；--柱截面面積；--框架柱軸壓比限值，對(duì)一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)抗震等級(jí)，分別取0.65、0.75、0.85、0.90；該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為三級(jí)，其軸壓比限值=0.85；各層的重力荷載代表值近似的取為=13KN/m2。由圖可知邊柱的負(fù)載面積為9×3m2,中柱的負(fù)載面積為94.5m2,故第一層柱截面面積為邊柱中柱根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,綜合考慮框架結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取為650650。橫向框架縱向框架3.6.4板的截面尺寸估算板截面厚度h與板的跨度及其所受荷載有關(guān)，從正常使用極限狀態(tài)要求出發(fā)，為保證板的撓度與裂縫，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，雙向板的厚度可取。，可取板厚120。4橫向水平地震力計(jì)算框架側(cè)移剛度的計(jì)算4.1.1梁、柱線剛度的計(jì)算在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或有現(xiàn)澆層的預(yù)制樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效高度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取I=1.5I0（I0為梁的截面慣性矩）；對(duì)中框架梁取I=2.0I0。柱的線剛度，其中為柱的截面慣性矩，h為框架柱的計(jì)算高度。1、梁的線剛度式中：--混凝土彈性模量；--梁的計(jì)算跨度；--梁的截面慣性矩，由于現(xiàn)澆樓面中，考慮樓板對(duì)梁提供剛度，形成型梁，故中框架梁，邊框架梁。橫梁線剛度的計(jì)算見表2:表2橫梁線剛度計(jì)算表類別邊橫梁中橫梁2、柱的線剛度式中:--混凝土彈性模量；--層高；--柱截面慣性矩。柱的線剛度計(jì)算過程及結(jié)果見表3表3柱的線剛度計(jì)算樓層54504.1.2側(cè)移剛度計(jì)算1.框架柱抗側(cè)移計(jì)算柱的側(cè)移剛度按公式計(jì)算，式中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)。的取值見表4：表4柱側(cè)移剛度修正系數(shù)位置邊柱中柱簡圖K簡圖K一般層底層固接鉸接根據(jù)梁、柱線剛度比K的不同，柱可分為邊框架中柱和邊柱、中框架邊柱和中柱。現(xiàn)以第二層B柱的側(cè)移剛度計(jì)算為例，說明計(jì)算過程如下：第二層B柱及與其相連的梁的相對(duì)線剛度如圖5所示：圖5梁的相對(duì)線剛度則該梁柱的線剛度比K為：其余柱的計(jì)算過程從略，計(jì)算結(jié)果見表5、表6：表5中框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm）層次邊柱中柱10.3730.3683.19×1041.4100.5604.84×1048.03×104260.7050.2612.27×1041.2810.3903.38×1045.65×104表6邊框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm)層次邊柱中柱10.2820.3432.98×1041.0180.5034.37×1047.35×104260.5090.2031.76×1041.0180.3372.92×1044.68×104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，如表7所示：表7框架層間側(cè)移剛度層次1234565.06×1055.39×1055.39×1055.39×1055.39×1055.39×105由上表可見，，故滿足要求，該框架為豎向規(guī)則框架。 4.2重力荷載代表值的計(jì)算4.2.1荷載計(jì)算1、樓面做法5厚1:2.5水泥砂漿粘結(jié)層0.05×20kN/m3=0.1kN/m220厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層0.2×20kN/m3=0.4kN/m220厚水泥漿一道0.02×20kN/m3=0.4kN/m2120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12×25kN/m3=3kN/m220mm厚板底抹灰層0.02×17kN/m3=0.34kN/m2共計(jì)：3.75kN/m22、衛(wèi)生間樓面做法10厚1：2水泥石子磨光0.01×0.65kN/m3=0.0065kN/m220厚素水泥漿結(jié)合層一道0.02×20kN/m3=0.4kN/m218厚水泥砂漿結(jié)合層0.018×20kN/m3=0.36kN/m22厚氯丁瀝青防水涂料，四周沿墻上翻150高刷基層處理劑一道15厚1：2水泥砂漿找平0.015×20kN/m3=0.3kN/m2120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12×25kN/m3=3kN/m215mm厚板底抹灰層0.015×17kN/m3=0.255kN/m2共計(jì)：3.82kN/m23、地面做法10厚1：2水泥石子磨光0.01×0.65kN/m3=0.0065kN/m25厚水泥砂漿粘結(jié)層一道0.005×20kN/m3=0.1kN/m220厚水泥沙漿結(jié)合層0.02×20kN/m3=0.4kN/m220厚水泥漿一道0.02×20kN/m3=0.4kN/m260厚C20混凝土墊層0.06×25kN/m3=1.5kN/m2150厚3:7灰土素土夯實(shí)共計(jì)：2.40kN/m24、衛(wèi)生間地面做法10厚1：2水泥石子磨光0.01×0.65kN/m3=0.0065kN/m2撒素水泥面30厚水泥結(jié)合層0.03×20kN/m3=0.6kN/m21.5厚合成高分子涂膜防水層四周翻起150高60厚C20細(xì)石混凝土找坡0.06×24kN/m3=1.44kN/m2墊層素土夯實(shí)共計(jì)：2.05kN/m25、踢腳做法12厚1：2水泥砂漿打底，掃毛或劃出紋道0.012×20kN/m3=0.24kN/m28厚1：3水泥砂漿0.008×20kN/m3=0.16kN/m2貼15厚預(yù)制磨石踢腳0.015×0.65kN/m3=0.01kN/m2共計(jì)：0.41kN/m26、衛(wèi)生間踢腳做法貼15厚預(yù)制磨石踢腳0.015×0.65kN/m3=0.01kN/m25厚1：3水泥細(xì)砂漿結(jié)合層0.005×20kN/m3=0.1kN/m21.5厚水泥聚合物涂膜防水層6厚1：0.5：2.5水泥石灰膏砂漿壓實(shí)抹平0.006×20kN/m3=0.12kN/m28厚1：1：6水泥石灰膏砂漿打底掃毛0.008×20kN/m3=0.16kN/m2共計(jì):0.39kN/m2內(nèi)墻自重（內(nèi)縱墻可偏于安全的不考慮門洞）200厚加氣混凝土砌塊0.2×7.5=1.5kN/m2兩側(cè)抹灰20厚0.02×17=0.34kN/m2共計(jì)：1.84kN/m2外墻自重200厚加氣混凝土砌塊0.2×7.5=1.5kN/m220厚1:3水泥砂漿找平0.02×20=0.4kN/m210厚1：1水泥專用膠粘劑刮于板背面70厚聚苯乙烯泡沫塑料板加壓粘牢，板面打磨成細(xì)麻面0.5×0.07=0.035kN/m21.5厚專用膠貼加強(qiáng)網(wǎng)于需加強(qiáng)的部位1.5厚專用膠貼標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)整個(gè)墻面，并用抹刀將網(wǎng)壓入膠泥中一底二涂高彈丙烯酸涂料共計(jì)：1.94kN/m2女兒墻900高加氣混凝土砌塊0.9×7.5=6.75kN/m2兩側(cè)抹灰20厚0.2×2×17=6.8kN/m2共計(jì)：13.55kN/m210、屋面120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12×25=kKN/m21:8水泥膨脹珍珠巖找坡2%最薄處30厚(30+210)/2×10×10-3=1.2kN/m220厚塊材0.02×25=0.5kN/m2共40厚1:2水泥砂漿找平層0.04×20=0.8kN/m2防水及保溫層0.35kN/m2壓型鋼板0.15kN/m2吊頂及吊掛荷載0.3Kk/m2共計(jì)：6.3kN/m211、門窗1、門：除底層大門為玻璃門外，其余均為木門，木門自重：0.2kN/㎡。2、窗：均采用鋁合金窗，單位面積重力荷載取0.4kN/m2。12、梁、柱重力荷載計(jì)算梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長度的重力荷載。見表8：表8梁、柱重力荷載代表值層次構(gòu)件（kN/m3）（kN/m）/m1～6邊橫梁0.300.60251.054.737.1512405.4051172.808中橫梁0.250.50251.054.732.35666.623縱梁0.350.75251.056.898.35201150.63次梁0.200.40251.052.107.1510150.151柱0.600.60251.109.905.45301588.42～6柱0.600.60251.109.903.90301158.3各層重力荷載代表值的計(jì)算第一層：樓面面積：S=(7.8+7.8+3)×（9×5）=837m2外墻面積：S=(3.9/2+5.45/2-0.75)×[(9×5-0.65×6)+(18.6-0.65×4)]×2-3×(3.9/2+5.45/2)=348.03外墻窗面積：S=5.45/2×2.4×18+(2.4×2+1.5×2)×(3.9/2+5.45/2)=114.66m2外墻門面積：S=3.7×5.15×2+1.5×3.0×2=35.64m2則外墻凈面積：S=348.03-114.66-35.64=197.73m2內(nèi)墻凈面積：S=[(7.8-0.65)×12+(9-0.65)×9]×(3.9/2+5.45/2-0.5)-[(9×2)+(3×9)×2.1]×3=517.005m2內(nèi)墻門面積：S=1×2×9×3=54m2踢腳面積：（18.6+45）×2×0.15+(7.8×9-10×1-0.8×2)×2×0.15+(18.6×6×2×0.15)=70.14m2樓面板重：（837-7.8×9×2）×3.75+7.8×9×2×3.82=3148.59kN墻重：197.73×1.94+517.01×1.84=1334.89m2門重：（39.64+54）×0.2=17.93kN窗重：114.66×0.4=45.86kN梁重：1772.808kN柱重：1588.4kN踢腳重：70.14×0.41=28.76kN活載：2.5×（9×18.6+9×36+5.8×6）+9×7.8×2.5+3.2×7.8×2×3.5=1665.72kN由以上計(jì)算可知，一層重力荷載代表值為=3547.59+1334.89+17.93+45.86+1772.81+1588.4+28.76+0.5×1665.72=8739.99kN標(biāo)準(zhǔn)層：樓面面積：S=18.6×45=837m2外墻面積：S=(3.9-0.75)×(37.4+45+36+5.8-0.65×16)=358.67m2外墻窗面積：S=2.1×2.4×20+2.1×1.5×2=107.1m2內(nèi)墻凈面積：S=517.005+(9-2-3)×(3.9-0.75)+(3-1.5)×(3.9-0.75)=534.33m2則外墻凈面積：S=358.67-107.1=251.57m2內(nèi)墻門面積：S=54+1×2×3=60m2踢腳面積：S=70.14m2樓面板重：（837-7.8×9×2）×3.75+7.8×9×2×3.82=3148.59kN墻重：251.57×1.94+534.33×1.84=1471.21kN門重：60×0.2=12kN窗重：107.1×0.4=42.84kN梁重：1772.81kN柱重：1158.3kN踢腳重：70.14×0.41=28.76kN活載：(9×18.6+9×36+5.8×6)×2.5+7.8×9×2.5+3.2×7.8×2×3.5=1665.72kN由以上計(jì)算可知，標(biāo)準(zhǔn)層重力荷載代表值為：=3148.59+1471.21+12+42.84+1772.81+1158.3+28.76+0.5×1665.72=8467.368kN第六層：屋面面積：S=837m2外墻面積：S=(3.9/2-0.75)×(18.6×2+45+36+5.8-0.65×16)=82.32m2外墻窗面積：S=2.1/2×(2.4×20+1.5×2)=53.55m2內(nèi)墻凈面積：S=12×(7.8-0.65)×(3.9/2-0.75)+10×(9-0.65)×(3.9/2-0.75)-13×(1.5×2.1/2)-10×2×3/2=152.69m2內(nèi)墻門面積：S=1×2×10×1.1=22m2女兒墻面積：S=(18.6+45)×2×0.9=114.48m2踢腳面積：S=70.14m2屋面板重：（837-7.8×9×2）×3.75+7.8×9×2×3.82=3148.59kN墻重：82.32×1.94+152.69×1.84=440.61kN門重：22×0.2=4.4kN窗重：53.55×0.4=21.42kN梁重：1772.81kN柱重：1158.3kN踢腳重：70.41×0.41=28.76kN活載：0.5×18.6×45=418.5kN由以上計(jì)算可知，第六層重力荷載代表值為：=3148.59+440.61+4.4+21.42+1772.81+1158.3+28.76+0.5×418.5=6784.14kN圖6各質(zhì)點(diǎn)上重力荷載代表值橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算4.3.1橫向自振周期的計(jì)算橫向自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移法?！靖咭?guī)B.0.2】對(duì)于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，其基本自振周期可按下式計(jì)算：式中：--結(jié)構(gòu)基本自振周期（S）；--假想的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移（m），即假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值作為該樓層水平荷載，并按本規(guī)程第5.1節(jié)的有關(guān)規(guī)定計(jì)算的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)彈性水平位移；--考慮非承重墻剛度對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期影響折減系數(shù)，可按本規(guī)程第3.3.17條確定,取0.7。按以下公式計(jì)算：注：為第層的層間側(cè)移剛度；為第層的層間側(cè)移；為第層的層間側(cè)移。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過程見表9：表9結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假象側(cè)移計(jì)算層次/kN/kN/(N/mm)/mm/mm66784.146784.145.39×10512.59312.1858467.3715251.515.39×10528.30299.5948467.3723718.885.39×10544.01271.2938467.3732186.255.39×10559.71227.2828467.3740653.625.39×10575.42167.5718739.9949393.615.06×10592.1592.154.3.2水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算本結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，即:1、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值2、計(jì)算水平地震影響系數(shù)地震影響系數(shù)曲線基本地震加速度為0.10g，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，查表得地震特征周期。查表得設(shè)防烈度為7度的3、結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值因?yàn)?.4=1.40.35=0.49s<,得頂部附加地震作用系數(shù)得主體結(jié)構(gòu)頂層附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算過程及結(jié)果見表10：表10各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次/m/kN/kN?m/kN/kN624.956784.14158748.880.2521770446.04636.76521.058467.37165113.720.242428.341251.40417.158467.37132090.970.202357.541700.80313.258467.3799068.230.151267.272037.5129.358467.3766045.490.101178.772308.9815.458739.9934085.960.05282.042475.45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圖7、圖8：圖7水平地震作用分布圖8層間剪力分布4.3.3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)位移分別按下列公式計(jì)算：各層的層間彈性位移角，根據(jù)《抗震規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值。計(jì)算過程如表11：表11橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次6636.765.39×1051.1819.3439001/330551251.405.39×1052.3218.1639001/168141700.805.39×1053.1615.8439001/123432037.515.39×1053.7812.6839001/103222308.985.39×1054.288.9039001/91112475.455.06×1054.624.6254501/844由此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/844<[1/550]，滿足規(guī)范要求。4.3.4水平地震作用下框架內(nèi)力以平面圖4號(hào)軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說明計(jì)算方法?？蚣苤思袅皬澗胤謩e按下列公式計(jì)算：注：為框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。用與值，見《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》查表3.8。下層線剛度大，向上修正；反之，向下修正。、為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。用與值,見《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》查表3.8。 式中--上層、下層層高。上層層高大于本層，向上移；反之，向下移。下層層高大于本層，向下移；反之，向上移。為框架柱的反彎點(diǎn)高度比。底層柱需考慮修正值，第二層柱需考慮修正值，其它柱均無修正。框架柱的反彎點(diǎn)高度比計(jì)算結(jié)果見表12：表12反彎點(diǎn)高度比層次D軸柱C軸柱6m=6,n=6m=6,n=6K=0.321=0.12K=0.963=0.35y=0.12y=0.355m=6,n=5m=6,n=5K=0.321=0.26K=0.963=0.40y=0.26y=0.404m=6,n=4m=6,n=4K=0.321=0.35K=0.963=0.45y=0.35y=0.453m=6,n=3m=6,n=3K=0.321=0.41K=0.963=0.45y=0.41y=0.452m=6,n=2m=6,n=2K=0.321=0.54K=0.963=0.50=1.39=-0.05=1.42=-0.05y=0.49y=0.451m=6,n=1m=6,n=1K=0.445=0.7K=1.336=0.65=0.72=-0.02=0.702=-0.025y=0.68y=0.63由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以A、B分別與C、D的反彎點(diǎn)高度一致?？蚣苤思袅皬澗赜?jì)算結(jié)果見表13、14：表13各層D軸柱端彎矩及剪力計(jì)算層次D軸柱63.90636.765.39×1050.84×1049.920.3210.124.6434.0553.901251.405.39×1050.84×10419.500.3210.2619.7756.2843.901700.805.39×1050.84×10426.510.3210.3536.1967.2033.902037.515.39×1050.84×10431.750.3210.4150.7773.0623.902308.985.39×1050.84×10435.980.3210.4968.7671.5615.452475.455.06×1050.88×10438.800.4450.68102.9048.42表14各層C軸柱端彎矩及剪力計(jì)算層次C軸柱63.90636.765.39×1051.97×10423.270.9630.3531.7658.9953.901251.405.39×1051.97×10445.740.9630.4071.35107.0343.901700.805.39×1051.97×10462.160.9630.45109.09133.3333.902037.515.39×1051.97×10474.470.9630.45130.69159.7423.902308.985.39×1051.97×10484.390.9630.45148.10181.0215.452475.455.06×1051.25×10490.981.3360.63223.54131.28注：表中量綱為，的量綱為。梁端彎矩、剪力及柱軸力由下列公式計(jì)算：其中梁的線剛度取表2，計(jì)算結(jié)果見表15：表15梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次邊橫梁走道梁柱軸力邊柱N中柱N664.5937.307.816.9874.6074.603.049.7316.9832.755103.0379.817.830.47159.61159.613.0106.4147.45108.694144.35113.407.842.96226.79226.793.0151.1990.41216.923180.91148.377.854.88296.75296.753.0197.83145.29359.872200.81170.557.861.89341.10341.103.0227.40207.18505.161220.26151.617.861.98303.24303.243.0202.16269.16712.34注：單位為，的單位為，單位為，單位為。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9、10所示。圖9左地震作用下框架彎矩圖（）圖10左地震作用下框架梁端剪力及柱軸力圖（）5豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算5.1計(jì)算單元的選擇確定取4軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為9m，如圖11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，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過縱梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，所以在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩?？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。圖11橫向框架計(jì)算單元5.2恒載作用下的內(nèi)力計(jì)算取4軸框架為計(jì)算單元，計(jì)算單元寬度為9m，如圖11所示。由于房間布置有框架梁，故直接傳給該框架梁的樓面荷載如圖中陰影線所示，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載，則通過縱向框架梁或橫向次梁，以集中力的形式傳遞給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。恒載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖12所示：代表橫梁自重，均為均布荷載。分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。分別為邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重、梁上填充墻等重力荷載。由于梁柱偏心對(duì)計(jì)算結(jié)果而言沒什么影響，對(duì)于計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)，計(jì)算原理是形成荷載矩陣、剛度矩陣，這些剛度矩陣都是高階矩陣，所以對(duì)于梁柱中線不齊的梁偏心計(jì)算，對(duì)高階矩陣的影響可以忽略。柱與軸線偏心，對(duì)于梁而言僅僅是計(jì)算跨度的微弱變化。雖然，計(jì)算跨度與彎矩成二次方關(guān)心，但由于變化微小，所以在手算過程里可以簡化處理，不做偏心計(jì)算。圖12各層梁上作用的恒載第6層(2)15層5.3活載作用下的內(nèi)力計(jì)算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖13所示：圖13各層梁上作用的活荷載（1）第6層同理，在屋面雪荷載作用下：(2)15層將以上計(jì)算結(jié)果匯總，見下表16、17：表16橫向框架恒載匯總表層次/(kN/m)/(kN/m)/(kN/m)/(kN/m)/(kN/m)/(kN/m)/kN/kN/kN63.283.2821.8717.723.2821.87246.43268.73268.731～514.323.2813.1410.5514.3213.02177.69237.41236.76表17橫向框架活載匯總表層次/(kN/m)/(kN/m)/kN/kN/kN61.74(1.04)1.41(0.84)9.28(5.57)14.91(8.94)14.91(8.94)1～58.687.0346.4174.574.5注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。5.4恒荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算該設(shè)計(jì)因結(jié)構(gòu)和荷載均勻?qū)ΨQ，故取對(duì)稱軸一側(cè)的框架為計(jì)算對(duì)象，中間跨梁取為豎向滑動(dòng)支座。用彎矩二次分配法計(jì)算桿端彎矩，首先計(jì)算桿件固端彎矩，其次計(jì)算桿端彎矩分配系數(shù)。由于計(jì)算簡圖中的中間跨梁跨長為原長的一半，故其線剛度應(yīng)取前面計(jì)算的一倍。（1）對(duì)于第6層邊橫梁：中橫梁：（2）對(duì)于第1-5層邊橫梁：中橫梁：5.5活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算（1）對(duì)于第6層邊橫梁：中橫梁：同理，在屋面雪荷載作用下邊橫梁：中橫梁：（2）對(duì)于第1-5層邊橫梁：中橫梁：5.6分層法計(jì)算豎向荷載作用下的框架內(nèi)力分層法的基本假定：（1）梁上荷載僅在該梁上及與其相連的上下層柱上產(chǎn)生內(nèi)力，在其他層梁及柱上產(chǎn)生的內(nèi)力可忽略不計(jì)；（2）豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平位移可忽略不計(jì)。梁端柱端彎矩采用力矩分配法計(jì)算，計(jì)算要點(diǎn)為：1、除底層柱外的其余各層柱的相對(duì)線剛度乘以0.9,；2、用彎矩分配法計(jì)算傳遞彎矩時(shí)，上層柱間的傳遞系數(shù)取為1/3，其他桿件的傳遞系數(shù)仍為1/2；3、分別對(duì)各個(gè)分層進(jìn)行力矩分配計(jì)算，并疊加得到最終計(jì)算結(jié)果后，若節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的不平衡彎矩較?。ㄐ∮?0%），直接按疊加成果進(jìn)行下一步計(jì)算，否則需要再分配一次，修正原桿端彎矩，得到最終計(jì)算結(jié)果。一般情況下，分層法用于計(jì)算強(qiáng)柱弱梁型的對(duì)稱框架結(jié)構(gòu)時(shí)，誤差較小，精度較高。5.6.1框架的線剛度參照下圖14：圖14框架修正后的線剛度（）5.6.2恒載作用該橫向框架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且承受對(duì)稱荷載，故可取一半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。將結(jié)構(gòu)分為六層，用力矩分配法進(jìn)行計(jì)算。第六層：圖15頂層框架力矩分配過程（）第二--五層：圖16二--五層框架力矩分配過程（）第一層：圖17底層框架力矩分配過程（）5.6.3活載作用（計(jì)算過程同恒載作用）第六層：圖18頂層框架力矩分配過程（）第二--五層圖19二--五層框架力矩分配過程（）第一層：圖20底層框架力矩分配過程（）圖21恒載作用下的彎矩圖（）圖22活載作用下彎矩圖（）5、7梁端剪力和柱軸力計(jì)算梁端剪力：梁上均布荷載引起的剪力：梁端彎矩引起的剪力柱軸力恒載作用下：活載作用下：:梁端剪力:柱頂豎向集中荷載具體計(jì)算結(jié)果見下表18、19、20、21：表18恒載作用下梁端剪力（kN）層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力DC跨CB跨DC跨CB跨DC跨CB跨VD=-VCVC=-VBVD=VCVC=VBVDVCVC=-VB675.4331.50-1.51073.95-75.9531.50582.4820.750.85083.23-81.5320.76482.3820.75-0.71081.57-83.1920.76382.3820.75-0.71081.57-83.1920.76282.3820.75-0.72081.66-83.1020.76182.3820.75-4.56077.81-86.9520.76表19恒載作用下柱的軸力（kN）層次D柱C柱6320.33359.93377.18416.765620.90661.50755.47795.074919.86959.561137.321174.9231217.821258.421518.181567.7721517.781557.371899.031938.6211813.871867.822283.742348.69表20活載作用下梁端剪力（kN）層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力DC跨CB跨DC跨CB跨DC跨CB跨VD=-VCVC=-VBVD=VCVC=VBVDVCVC=-VB65.222.12-0.0405.18-5.262.12526.0410.55-0.30025.76-26.3410.55426.0410.55-0.27025.78-26.3110.55326.0410.55-0.27025.78-26.3110.55226.0410.55-0.27025.78-26.3110.55126.0410.55-1.56024.38-27.6010.55表21活載作用下柱軸力（kN）層次D柱C柱614.4614.4622.2922.23586.6186.61133.68134.684158.76158.75245.04255.043230.64230.94356.40356.432303.12303.32467.76467.761374.31374.31580.35580.415.8框架梁跨中彎矩計(jì)算本設(shè)計(jì)中，DC、CB跨框架取跨中為正彎矩控制截面，真實(shí)受力情況可能不是跨中正彎矩為最大正彎矩，但這里為統(tǒng)一控制截面，故選跨中為控制截面。在豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，梁端彎矩需考慮彎矩調(diào)幅，通常是降低支座彎矩，以減小支座處的配筋。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鋼筋混凝土現(xiàn)澆式框架，可取調(diào)幅系數(shù)（僅調(diào)整恒載和活載下的梁端彎矩），剪力仍采用原始值。跨間最大正彎矩可近似取跨中的代替，按下式計(jì)算：式中--在恒載和活載分別作用下梁左、右端彎矩；--恒載和活載分別作用下梁上的線荷載。若跨中，則。現(xiàn)以第五層為例，DC跨：恒載：，則活載：，則計(jì)算過程及結(jié)果見表22、23：表22恒載作用下的梁跨中彎矩樓層梁跨中彎矩DC跨CB跨657.9911.81561.797.78461.797.78361.797.78261.797.78164.357.78表23活載作用下的梁跨中彎矩樓層梁跨中彎矩DC跨CB跨63.920.79519.533.95419.533.95319.533.95219.533.95120.443.95注：本表中的跨中彎矩為梁端負(fù)彎矩調(diào)幅后的跨中彎矩。6框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合6.1框架結(jié)構(gòu)梁的內(nèi)力組合根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度等因素，由《抗震規(guī)范》查得本方案為三級(jí)抗震等級(jí)。由于風(fēng)荷載作用下的組合與考慮地震組合相比，一般較小，對(duì)于結(jié)果設(shè)計(jì)不起控制作用，故不予考慮。只考慮以下三種組合形式(《高規(guī)》第3.3.6及5.6.1條)：1、由可變荷載效應(yīng)控制的組合：2、豎向荷載與水平地震作用下的組合：3、由永久荷載效應(yīng)控制的組合：中梁的彎矩為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩。6.2框架梁的內(nèi)力組合表24屋面層框架梁內(nèi)力組合表注：屋面雪荷載與活荷載取二者較大值。表25第五層框架梁內(nèi)力組合表表26第四層框架梁內(nèi)力組合表表27第三層框架梁內(nèi)力組合表表28第二層框架梁內(nèi)力組合表表29第一層框架梁內(nèi)力組合表注：1.梁下部受拉為正，反之為負(fù)；2.剪力以使構(gòu)件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正，反之為負(fù)；3.彎矩單位，剪力單位。框架柱的內(nèi)力組合表30頂層框架柱內(nèi)力組合表表31第五層框架柱內(nèi)力組合表表32第四層框架柱內(nèi)力組合表表33第三層框架柱內(nèi)力組合表表34第二層框架柱內(nèi)力組合表表35第一層框架柱內(nèi)力組合表注：1.柱端彎矩以使柱左側(cè)受拉為正，反之為負(fù)；2.