辦公樓畢業(yè)設計(論文)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要4</b></p><p>　　Abstract5</p><p><b>　　緒言6</b></p><p><b>　　計算書主體部分7</b></p

2、><p>　　1 設計任務書7</p><p><b>　　1.1工程概況7</b></p><p>　　1.2 設計的基本內(nèi)容7</p><p>　　1.3 設計資料8</p><p>　　1.3.1氣象條件8</p><p>　　1.3.2地質條件與抗震設防8

3、</p><p>　　1.3.3屋面及樓面的做法8</p><p><b>　　2 結構類型9</b></p><p>　　3 框架結構設計計算10</p><p>　　3.1梁柱截面、梁跨度及柱高確定10</p><p>　　3.1.1初估截面尺寸10</p><

4、;p>　　3.1.2梁的計算跨度11</p><p>　　3.1.3柱的高度11</p><p>　　3.2荷載的均布恒載12</p><p>　　3.2.1屋面的恒載12</p><p>　　3.2.2屋面的活載13</p><p>　　3.2.3樓面的均布恒載13</p><p

5、>　　3.2.4樓面均布活荷載14</p><p>　　3.2.5梁柱的自重14</p><p>　　3.2.6墻體、門窗自重的計算15</p><p>　　3.2.7各層荷載組合15</p><p>　　3.3水平地震力作用下框架的側移驗算16</p><p>　　3.3.1橫梁的線剛度16<

6、/p><p>　　3.3.2橫向框架柱的線剛度及側移剛度D值17</p><p>　　3.3.3橫向框架自震周期17</p><p>　　3.3.4橫向地震作用計算18</p><p>　　3.3.5橫向框架多遇水平地震作用下的抗震變形驗算19</p><p>　　3.3.6縱向框架柱的線剛度及側移剛度D值20&

7、lt;/p><p>　　3.3.7縱向框架自震周期21</p><p>　　3.3.8縱向地震作用計算21</p><p>　　3.3.9縱向框架多遇水平地震作用下的抗震變形驗算22</p><p>　　3.4水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析23</p><p>　　3.4.1框架柱端剪力及彎矩計算23</

8、p><p>　　3.4.2梁端彎矩、剪力及柱軸力計算25</p><p>　　3.5豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析27</p><p>　　3.5.1計算單元的選擇確定27</p><p>　　3.5.2荷載計算28</p><p>　　3.5.3用力距二次分配法計算框架彎距31</p><

9、p>　　3.5.4梁端剪力及柱軸力的計算37</p><p>　　3.6風荷載作用下框架的內(nèi)力分析38</p><p>　　3.7內(nèi)力組合40</p><p>　　3.7.1框架梁內(nèi)力組合40</p><p>　　3.7.2 框架柱內(nèi)力組合44</p><p>　　3.8截面設計46</p>

10、;<p>　　3.8.1承載力抗力調整系數(shù)46</p><p>　　3.8.2橫向框架梁截面設計47</p><p>　　3.8.3柱截面設計57</p><p>　　3.8.4框架梁柱節(jié)點核心節(jié)點設計65</p><p>　　3.8.5構造要求65</p><p>　　4 現(xiàn)澆板設計72&

11、lt;/p><p>　　4.1設計荷載72</p><p>　　4.2四邊支承板的內(nèi)力及截面配筋計算（按彈性理論）72</p><p>　　4.2.1區(qū)格A72</p><p>　　4.2.2區(qū)格B74</p><p>　　4.2.3 區(qū)格C74</p><p>　　5 樓梯設計75&

12、lt;/p><p>　　5.1樓梯段板設計76</p><p>　　5.1.1板厚確定76</p><p>　　5.1.2荷載計算76</p><p>　　5.1.3內(nèi)力計算77</p><p>　　5.1.4截面承載力計算77</p><p>　　5.2中間平臺板計算77</p&

13、gt;<p>　　5.2.1平臺板荷載77</p><p>　　5.2.2內(nèi)力計算78</p><p>　　5.2.3截面承載力計算78</p><p>　　5.3平臺梁計算78</p><p>　　5.3.1荷載計算78</p><p>　　5.3.2截面設計79</p>&l

14、t;p>　　6 基礎設計80</p><p>　　6.1 A柱獨立基礎設計80</p><p>　　6.1.1地基承載力設計值80</p><p>　　6.1.2截面形式、尺寸數(shù)據(jù)80</p><p>　　6.1.3地荷載數(shù)據(jù)81</p><p>　　6.1.4軸心荷載作用下地基承載力驗算82<

15、;/p><p>　　6.1.5偏心荷載作用下地基承載力驗算82</p><p>　　6.1.6基礎抗沖切驗算82</p><p>　　6.1.7基礎受壓驗算83</p><p>　　6.1.8受彎計算結果84</p><p>　　6.2 B柱聯(lián)合基礎設計85</p><p>　　6.2.1

16、縱向配筋86</p><p>　　6.2.2橫向配筋86</p><p><b>　　設計心得87</b></p><p><b>　　參考文獻88</b></p><p><b>　　致 謝89</b></p><p><b>　

17、　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　在當今工程實際中，框架結構是應用非常廣泛的一種結構布置形式。它的鋼及水泥用量雖然比較大，造價也比混合結構的高，但具有梁柱承重，墻體只起分隔和圍護的作用，房間布置比較靈活，門窗開置的大小、形狀都較為自由的特點。</p><p>　　本文將對辦公樓進行建筑設計，并對設計給予相應的說明，詳訴本辦公樓的結構布置，根據(jù)建筑設計和相關規(guī)范條款給出合理

18、的柱網(wǎng)圖；在綜合考慮了結構在各種恒載、活載、風荷載以及地震荷載作用下的情形后，詳細的分析了結構在風荷載和地震荷載作用下的橫向和縱向的各種性能，具體的計算了結構的梁、柱的彎矩、軸力、剪力，并進行了相應的內(nèi)力組合，并由此進行了框架配筋部分，最后完成了柱下獨立基礎以及聯(lián)合基礎的有關計算。從而比較完整地完成了該辦公樓的各項設計工作。</p><p>　　關鍵詞： 框架結構、 辦公樓、 配筋、 荷載， 內(nèi)力組合</p

19、><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Frame Construction is a structure disposal type in the construction practices, which is used widely in the world recently. It needs a great deal

20、of steel and cement and makes its cost higher than mixed construction. But it is of the advantages that one is beam and column bear the force, while the wall only divides the space and the other is

21、 the disposal for a room is flexible: it makes it freely to set the sizes and shapes of the windows and doors.</p><p>　　This title will do the architecture design for the office building and giv

22、e some illumination， will tell of the disposal of structure and draw the reasonable columniation plan according to the architecture design and the correlative codes.</p><p>　　It also researc

23、hes the situations with permanent load, live load, wind load, and snow load acting on the designed structure, and analyzes the character of structure with the wind load and earthquake acting on, and

24、 calculates the moment, axial stress and shear of beams and columns of the structure, and combines the value of any load, and at the end, accomplishes the officebuilding of the structure.</p><

25、p>　　Key words: frame construction, office building, placing the reinforcement, Load, Combination of load</p><p><b>　　緒 言</b></p><p>　　本組畢業(yè)設計題目為《某辦公樓框架結構設計》。在畢設前期，我溫習了《結構力學

26、》、《鋼筋混凝土》、《建筑結構抗震設計》等知識，并借閱了《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范；在畢設中期，我們通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結構設計，本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團隊精神；在畢設后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　畢業(yè)設計的三個月里，在指導老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、

27、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內(nèi)力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求。</p><p>　　在此次設計中，我的結構計算書主要包括以下幾個部分:結構選型、水平力地震作用下的框架結構計算、豎向荷載作用下的內(nèi)力計算、橫向框架內(nèi)力組合、

28、截面尺寸設計、板的設計、樓梯設計、基礎設計等，設計主體是五層框架結構，選擇一榀框架計算。</p><p>　　畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結，它培養(yǎng)我們綜合素質，工程實踐能力和創(chuàng)新能力都起到非常重要作用。</p><p><b>　　計算書主體部分</b>&l

29、t;/p><p><b>　　1 設計任務書</b></p><p><b>　　1.1工程概況</b></p><p><b>　　建筑地點：淮南市</b></p><p>　　建筑類型：五層辦公樓，框架填充墻結構</p><p>　　建筑介紹：建筑面積

30、約4500平方米，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，樓板厚度取100mm，填充墻采用普通標準磚砌塊。</p><p>　　門窗使用：大門采用鋼門，其它為木門，門洞尺寸為1.2m×2.4m，窗為鋁合金窗，洞口尺寸：南面 2.1m×1.8m，北面1.8m×1.8m。</p><p>　　柱網(wǎng)與層高：本辦公樓采用柱距為7.2m的內(nèi)廊式柱網(wǎng)，邊跨為6.3m，中間

31、跨為2.4m，層高底層取4.2m，其它層3.3m。</p><p>　　結構選材：梁、板、柱混凝土采用C30,受力縱筋采用HRB335級，箍筋采用HPB235級，板和基礎的受力筋采用HPB235級。</p><p>　　1.2 設計的基本內(nèi)容</p><p>　　結構設計包括結構布置，設計依據(jù)、步驟和主要計算過程及計算結果，計算簡圖等，具體如下內(nèi)容：</p&g

32、t;<p>　　結構設計依據(jù)與步驟（計算過程）；</p><p><b>　　結構布置方案；</b></p><p><b>　　計算簡圖；</b></p><p><b>　　地震作用計算；</b></p><p>　　(5)框架內(nèi)力分析，配筋計算（取一榀）；&

33、lt;/p><p>　　(6)基礎設計計算；</p><p>　　(7)板、次梁、樓梯的設計計算。</p><p>　　其它構件計算視設計情況而定。</p><p><b>　　1.3 設計資料</b></p><p><b>　　1.3.1氣象條件</b></p>

34、<p>　　基本風壓，主導風向為東南風，</p><p>　　基本雪壓，此處按建筑結構荷載規(guī)范采用。</p><p>　　1.3.2地質條件與抗震設防</p><p>　　經(jīng)地質勘察部門確定，此建筑場地為二類近震場地，設防烈度為7度，地基土承載力為fk=220KN/㎡。</p><p>　　1.3.3屋面及樓面的做法</p&

35、gt;<p><b>　　屋面的做法：</b></p><p>　　30厚C20細石混凝土保護層</p><p><b>　　二氈三油防水層</b></p><p>　　冷底子油熱瑪蹄脂二道</p><p>　　20厚水泥沙漿找平層</p><p>　　150厚

36、膨脹珍珠巖保溫層</p><p>　　100厚現(xiàn)澆混凝土結構層</p><p><b>　　粉底</b></p><p><b>　　樓面的做法：</b></p><p><b>　　水磨石地面</b></p><p>　　20厚水泥沙漿找平層</

37、p><p>　　100厚現(xiàn)澆混凝土結構層</p><p><b>　　粉底</b></p><p><b>　　2 結構類型</b></p><p>　　框架結構承重方案的選擇：</p><p>　　豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至

38、框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為縱橫向框架承重方案， 梁、板、柱、樓面均采用現(xiàn)澆形式，計算圖如下所示：（注：此處為了方便計算，對柱網(wǎng)布置做了適當調整，計算書軸線標注與圖中不同，詳見梁的計算跨度如圖2-2所示）</p><p>　　圖2-2 梁的計算跨度</p><p>　　3 框架結構設計計算</p><p

39、>　　3.1梁柱截面、梁跨度及柱高確定</p><p>　　3.1.1初估截面尺寸</p><p>　　(1) 柱：由于框架辦公樓荷載較小，按13kN/㎡計算；負荷面積按F= 7.2×(2.4+6.3)/2 = 31.32㎡考慮，取1。設防烈度為7度，小于60m高的框架結構抗震等級為三級，因此取0.8，那么，</p><p>　　A = a2 = &

40、#215; =13×31.32×6/14.3/0.7/1000=0.244㎡</p><p>　　所以， a = 0.494 m </p><p>　　再有，底層柱高H=4200+500+600=5300mm b=（1/10~1/15）H=530mm~353mm</p><p>　　考慮到柱縱向間距較大，初步估計底層柱的尺寸的為：550㎜&

41、#215;550㎜，2-5層 b×h=450mm×450mm，為計算簡便，邊柱中柱尺寸取相同。</p><p>　?。?）梁：該工程定為縱橫向承重，主要為橫向承重，根據(jù)梁跨度初步確定：</p><p>　　L1: b×h=250mm×600mm L2: b×h=250mm×400mm</p

42、><p>　　L3: b×h=250mm×700mm L4: b×h=250mm×650mm</p><p>　　L5: b×h=250mm×400mm</p><p>　　如： h=(1/14~1/8)l=(1/12~1/8) ×6300mm=525m

43、m~787.5mm 取h=600mm</p><p>　　b=(1/2~1/3.5)l=(1/2~1/3) ×600mm=300mm~200mm 取b=250mm </p><p>　　梁的編號如圖3-1所示：</p><p>　　3.1.2梁的計算跨度</p><p>　　框架梁的計算跨度以上柱形心線為準，而墻中心

44、線是與軸線重合的，所以柱的形心與軸線發(fā)生偏移，造成計算跨度與軸線間距不同，如圖2-2。</p><p><b>　　3.1.3柱的高度</b></p><p>　　底層柱高度：底層層高4.2m，室內(nèi)外高差0.6m，基礎頂部至室外地面0.5m，故4.2+0.6+0.5=5.3m，其他各層為3.3 m，因而得到=5.3m；=3.3m。由此得到框架的計算簡圖如圖3-2所示

45、：</p><p>　　圖3-2 框架的計算簡圖</p><p>　　3.2 荷載的均布恒載</p><p>　　其按屋面的做法逐項計算均布荷載：吊頂處不做粉底，無吊頂處做粉底，近似取吊頂來參與計算，粉底為相同重量，其屋面構造做法如圖3-3所示，按圖3-3來計算屋面恒載，其結果如下：</p><p>　　圖3-3 屋面構造做法<

46、/p><p>　　3.2.1屋面的恒載</p><p>　　30厚C20細石混凝土保護層 0.03*20=0.6KN/m2</p><p>　　二氈三油防水層 0.35KN/m2</p><p>　　冷底子油熱瑪蹄脂二道

47、0.05KN/m2</p><p>　　20厚水泥沙漿找平層 0.02*20=0.4KN/m2</p><p>　　150厚膨脹珍珠巖保溫層 0.15*10=1.5KN/m2</p><p>　　100厚現(xiàn)澆混凝土結構層 0.1*25=2.5KN/m2</p>

48、;<p>　　粉底 0.5KN/m2</p><p>　　合計： 5.9KN/m2</p><p><b>　　而屋面的長邊長：</b></p><p>　　7.2×

49、8+0.24=57.84m</p><p><b>　　而屋面的短邊長：</b></p><p>　　6.3×2+2.4+0.24=15.24m</p><p>　　那么屋面恒荷載標準值為：(暫不考慮預留洞與樓梯及其它構造對荷載的影響)</p><p>　　57.84×15.24×5.9=5

50、200.1KN</p><p>　　3.2.2屋面的活載</p><p>　　計算重力荷載代表值時，不必考慮活荷載，僅考慮屋面雪荷載作用：</p><p>　　57.84×15.24×0.45=396.7KN</p><p>　　3.2.3樓面的均布恒載</p><p>　　樓面的做法如圖3-4所示

51、，按圖示各層進行組合來參與計算樓面恒載大小。</p><p>　　水磨石地面 0.65KN/m2</p><p>　　20厚水泥沙漿找平層 0.02*20=0.4KN/m2</p><p>　　100厚現(xiàn)澆混凝土結構層 0.1*25

52、=2.5KN/m2</p><p>　　粉底 0.5KN/m2</p><p>　　合計: 4.05KN/m2</p><p>　　因而得到樓面均布恒載標準值：</p><p>　　57

53、.84×15.24×4.05=3570.0KN</p><p>　　圖3-4 樓面構造做法</p><p>　　3.2.4樓面均布活荷載</p><p>　　根據(jù)荷載規(guī)范，標準辦公用房2.0 KN/，走道，樓梯上面活載2.5 KN/，這里統(tǒng)一偏安全地取2.5 KN/參與計算：</p><p>　　57.84×1

54、5.24×2.5=2203.7.1KN</p><p>　　3.2.5梁柱的自重</p><p>　　3.2.5.1 梁的自重</p><p>　　在此計算過程中，梁的長度按凈跨長度，即把梁的計算跨度減掉柱的寬度來參與計算過程：</p><p>　　例：：長度=6.09-0.49=5.6m（扣除一個柱寬）</p>&l

55、t;p><b>　　表3-1 梁自重</b></p><p>　　注：（1）上表中梁截面的確定，考慮到抹灰層有（每抹層均按20mm計算）</p><p>　　寬：0.25+2×0.02=-0.29m</p><p>　　高：0.60＋1×0.02=0.62m</p><p>　?。?）此處抹層

56、按近似與梁相同，按每立方25 KN計算</p><p>　　（3）梁的長度都按凈跨長度計算</p><p>　　3.2.5.2 柱的自重</p><p>　　柱的自重如下表3-2所示，其計算與梁相似（考慮抹灰層在內(nèi)計算）</p><p>　　表3-2 柱的自重</p><p>　　注：（1）柱因四面抹灰，與梁相同辦法

57、處理，邊長=0.55+0.02×2=0.59m</p><p>　?。?）抹層記入柱內(nèi)，按每立方25 KN計算</p><p>　　3.2.6 墻體、門窗自重的計算</p><p>　　墻體為240厚，兩面抹灰，近似按加厚墻體計算（考慮抹灰重量），采用機器制普通磚，依建筑結構荷載規(guī)范，磚自重為19，其計算如表3-3所示：（此處考慮門窗洞口，平均重度按墻體的

58、80%折算）</p><p><b>　　表3-3墻體自重</b></p><p>　　注：（1）墻厚=240+20×2=280mm（考慮抹灰層）</p><p>　?。?）單位面積重為 1×0.28×19=5.32</p><p>　?。?）樓梯、門廳及以上縱墻統(tǒng)一按辦公用房處墻體處理&l

59、t;/p><p>　　3.2.7各層荷載組合</p><p>　　等效重力荷載代表值（標準值）的計算：</p><p>　　恒載---取100% 雪載---取50%</p><p>　　樓面（屋面）---取等效均布活載50%-80%</p><p>　　一般民用建筑取50%</p><p>　

60、　一般樓層取G=1.0恒+0.5活+1.0(柱、梁、墻)分層總計，上下各半，屋蓋和樓蓋重力代表值為：</p><p>　　屋蓋層=屋面荷載+50%雪載+縱橫梁自重+半層柱重+半層墻重（墻和門窗）+女兒墻重</p><p>　　樓蓋層=樓面恒載+50%樓面活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層柱和各半層墻重</p><p>　　將上述各荷載相加，得到集中于各層樓面的重力荷載

61、代表值如下：</p><p>　　五層：G5=5200.1＋0.5×396.7＋2158.4＋1/2×713.1＋1/2 ×3764.1+772.5=10568.0KN</p><p>　　四~二層：G4~2 =3570.0＋0.5×2203.7＋2158.4＋1/2×（713.1+713.1）×2+1/2×（3764.

62、1+3764.1）×2=11307.5KN</p><p>　　底層：=3570.0＋0.5×2203.7＋2163.3＋1/2×（713.1+1660.4）＋1/2（3764.1+6477.9）=13096.0KN</p><p>　　所以質點重力荷載代表值如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5重力荷載代表值</p>

63、<p>　　3.3水平地震力作用下框架的側移驗算</p><p>　　3.3.1橫梁的線剛度</p><p>　　混凝土采用C30 （），在框架結構中，對現(xiàn)澆樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大了梁的有效剛度，減小了框架的側移，為了考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=1.5（為梁的截面慣性矩），對中框架梁取I=2來計算，橫梁線剛度計算結果見表3-4

64、所示：</p><p>　　表3-4 橫梁線剛度</p><p>　　3.3.2橫向框架柱的線剛度及側移剛度D值</p><p>　　柱的線剛度見表3-5所示，橫向框架柱側移剛度D值見表3-6所示：</p><p><b>　　表3-5 柱線剛度</b></p><p>　　表3-6 橫向框架柱

65、側移剛度D值的計算</p><p>　　3.3.3橫向框架自震周期</p><p>　　橫向自振周期的計算采用結構頂點的假想位移法。</p><p>　　基本自振周期T1（s）可按下式計算：</p><p>　　T1=1.7ψT （uT）1/2</p><p>　　注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為

66、水平荷載而算得的結構頂點位移。</p><p>　　ψT結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取0.6。</p><p>　　uT按以下公式計算：</p><p>　　VGi=∑Gk （△u）i= VGi/∑D ij uT=∑（△u）k</p><p>　　注：∑D ij 為第i層的層間側移剛度。</p>

67、<p>　?。ā鱱）i為第i層的層間側移。</p><p>　?。ā鱱）k為第k層的層間側移。</p><p>　　s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。</p><p>　　結構頂點的假想側移計算過程見下表：</p><p>　　表3-7 橫向框架頂點位移計算</p><p>　　因此：T1=1.7ψT （uT）1/2=

68、1.7×0.6×(0.3574)1/2=0.607(s)</p><p>　　3.3.4橫向地震作用計算</p><p>　　本結構高度不超過40m，質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算水平地震作用，即：</p><p>　　1、結構等效總重力荷載代表值Geq</p><p>　　Geq=0

69、.85∑Gi=0.85×（1056.80+1130.75×3+13096.0）=48948.53（KN）</p><p>　　2、計算水平地震影響系數(shù)а1</p><p>　　查表得二類場地中震特征周期值Tg=0.40s，設防烈度為7度的аmax=0.08</p><p>　　а1=（Tg/T1）0.9аmax =（0.4/0.607）0.9&#

70、215;0.08 =0.0550</p><p>　　3、結構總的水平地震作用標準值FEk</p><p>　　FEk=а1Geq=0.0550×48948.53=2690.4（KN）</p><p>　　因1.4Tg=1.4×0.4=0.56s<T1=0.607s，所以應考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)，δn=0.08T1+

71、0.01=0.08×0.607+0.01=0.0586</p><p>　　△F6=0.0586×2690.4=157.7KN</p><p>　　各質點橫向水平地震作用按下式計算： Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk），</p><p>　　地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為：</p><p>　　Vi=

72、∑Fk（i=1，2，…n）</p><p><b>　　計算過程如下表： </b></p><p>　　表3-8 各層橫向地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　注：第五層水平剪力附加了△F6</p><p>　　橫向框架各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖：</p><p&g

73、t;　　圖3-6橫向框架各層水平地震作用及地震剪力</p><p>　　3.3.5橫向框架多遇水平地震作用下的抗震變形驗算</p><p>　　水平地震作用下框架結構的層間位移（△u）i和頂點位移u i分別按下列公式計算：</p><p>　?。ā鱱）i = Vi/∑D ij </p><p>　　u i=∑（△u）k</p&

74、gt;<p>　　各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據(jù)《抗震規(guī)范》，不考慮磚填充墻抗側力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/450，計算過程如下表：</p><p>　　表3-9 橫向變形驗算</p><p>　　注：層間彈性相對轉角均滿足要求：θe < [θe]<1/450</p><p>　　3.3.6縱向框

75、架柱的線剛度及側移剛度D值</p><p>　　柱的線剛度見表3-5所示，縱向框架柱側移剛度D值見表3-10所示：</p><p>　　表3-10 縱向框架柱側移剛度D值的計算</p><p>　　3.3.7縱向框架自震周期</p><p>　　縱向自振周期的計算采用結構頂點的假想位移法，結構頂點的假想側移計算過程見下表3-11所示：<

76、;/p><p>　　表3-11 縱向框架頂點位移計算</p><p>　　因此：T1=1.7ψT （uT）1/2=1.7×0.6×(0.2858)1/2=0.545(s)</p><p>　　3.3.8縱向地震作用計算</p><p>　　本結構高度不超過40m，質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

77、計算水平地震作用，即：</p><p>　　1、結構等效總重力荷載代表值Geq</p><p>　　Geq=0.85∑Gi</p><p>　　=0.85×（1056.80+1130.75×3+13096.0）=48948.53（KN）</p><p>　　2、計算水平地震影響系數(shù)а1</p><p&g

78、t;　　查表得二類場地中震特征周期值Tg=0.40s，設防烈度為7度的аmax=0.08</p><p>　　а1=（Tg/T1）0.9аmax</p><p>　　=（0.4/0.545）0.9×0.08 =0.0606</p><p>　　3、結構總的水平地震作用標準值FEk</p><p><b>　　FEk=а1G

79、eq</b></p><p>　　=0.0606×48948.53=2964.3（KN）</p><p>　　因1.4Tg=1.4×0.4=0.56s>T1=0.545s，所以不考慮頂部附加水平地震作用。</p><p>　　各質點橫向水平地震作用按下式計算： Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk）</p>

80、<p>　　地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為：</p><p>　　Vi=∑Fk（i=1，2，…n）</p><p>　　計算過程如下表3-12所示： </p><p>　　表3-12 各層縱向地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　縱向框架各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖：</p>

81、<p>　　圖3-7 縱向框架各層水平地震作用及地震剪力</p><p>　　3.3.9縱向框架多遇水平地震作用下的抗震變形驗算</p><p>　　水平地震作用下框架結構的層間位移（△u）i和頂點位移u i分別按下列公式計算：</p><p>　?。ā鱱）i = Vi/∑D ij</p><p>　　u i=∑（△u）k<

82、;/p><p>　　各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據(jù)《抗震規(guī)范》，不考慮磚填充墻抗側力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/450。</p><p>　　計算過程如下表3-13所示：</p><p>　　表3-13 縱向變形驗算</p><p>　　注：層間彈性相對轉角均滿足要求：θe < [θe]<1/4

83、50</p><p>　　3.4 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析</p><p>　　3.4.1框架柱端剪力及彎矩計算</p><p>　　框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計算：</p><p>　　Vij=DijV i /∑Dij</p><p>　　M bij=Vij*yh M uij=Vij（1-

84、y）h</p><p>　　y=yn+y1+y2+y3</p><p>　　注：yn框架柱的標準反彎點高度比。</p><p>　　y1為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值。</p><p>　　y2、y3為上下層層高變化時反彎點高度比的修正值。</p><p>　　y框架柱的反彎點高度比。</p>

85、<p>　　底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y1和y3，其它柱均無修正。</p><p>　　下面以采用中框架為例計算，邊框架和縱向框架的計算方法步驟與橫向中框架完全相同，框架柱剪力和彎矩計算，采用D植法。</p><p>　　表3-14 地震力作用下框架各層柱端剪力及彎矩計算（邊柱）</p><p>　　例：第五層邊柱的計算：</p

86、><p>　　Vi1=868.5×13276/582750=19.79（KN）</p><p>　　y=y n=0.35（m） （無修正）</p><p>　　M ui1=19.79×（1-0.35）×3.3=42.45（KN*m）</p><p>　　M bi1=28.794×0.35×3.3

87、=22.86（KN*m）</p><p>　　表3-15 地震力作用下框架各層柱端剪力及彎矩計算（中柱）</p><p>　　3.4.2梁端彎矩、剪力及柱軸力計算</p><p>　　梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計算：</p><p>　　M l b=i l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b）<

88、;/p><p>　　M r b=i r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b）</p><p>　　V b=（M l b+ M r b）/ l</p><p>　　Ni=∑（V l b- V r b）k</p><p>　　具體計算過程見下表：</p><p>　　表3-16梁端彎矩、剪力及

89、柱軸力的計算</p><p>　　例：第五層： 邊梁：M l b= M u 6=42.45 KN·m</p><p>　　M r b=60.45*2.67/（2.67+2.3）=32.48 KN·m</p><p>　　走道梁： M l b =M r b=60.45-32.48=27.97 KN·m</p><p&g

90、t;　　邊柱： N=0-15.67=-15.67 KN</p><p>　　中柱： N=15.67-26.884=-11.21 KN</p><p>　　框架彎矩圖見圖3-8，框架梁剪力圖和柱軸力圖如圖3-9所示：</p><p><b>　　26.88</b></p><p><b>　　52.70<

91、;/b></p><p><b>　　78.98</b></p><p><b>　　91.56</b></p><p><b>　　93.87</b></p><p>　　3.5 豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析</p><p>　　3.5.1

92、計算單元的選擇確定</p><p>　　此處用③軸線橫向中框架為例來進行計算：計算單元寬度為7.2m，由于每個房間內(nèi)布置有2根次梁（b×h=250mm×400mm），故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。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P的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上，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)點上還作用有集中力矩M。<

93、/p><p>　　圖3-10 計算單元的選擇</p><p><b>　　3.5.2荷載計算</b></p><p>　　1.荷載作用下柱的內(nèi)力計算：</p><p>　　荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：</p><p><b>　　各層梁上作用的荷載</b><

94、/p><p><b>　　對于第5層：</b></p><p>　　q1、q1，代表橫梁自重，為均布荷載形式。</p><p>　　q1=0.29×0.62×25=4.495 KN/m</p><p>　　q1，=0.29×0.42×25=3.05KN/m</p><

95、;p>　　q2、和q2，分別為屋面板和走道板傳給橫梁的均布荷載。</p><p>　　q2=5.9×2.4=14.16 KN/m</p><p>　　q2，=0（活載按單向板長邊支承傳遞，此梁上不計）</p><p>　　P1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計算如下：</p>&l

96、t;p>　　集中荷載：縱梁自重（包括抹灰）： 0.29×0.65×（7.2-0.49）×25=31.57kN</p><p>　　女兒墻自重（包括抹灰）： 0.28×1×7.2×19=35.64KN</p><p>　　AB跨板傳給次梁： 4.8/2 ×6.3×5

97、.9 =61.24 KN</p><p>　　次梁重（包括抹灰）： 0.49×0.49×（6.3-0.25）×25=17.57KN</p><p>　　P1 = 176.42KN</p><p>　　縱梁自重（包括抹灰）： 0.29×0.7×（7.2-0.49）×25=31.57kN</p&

98、gt;<p>　　AB跨板傳給次梁 ： 4.8/2 ×6.3×5.9 =61.24 KN</p><p>　　BC跨板傳給次梁 ： 2.4 ×7.2×5.9 =101.95 KN</p><p>　　次梁重（包括抹灰）： 0.49×0.49×（6.3-0.25）&#

99、215;25=17.57KN</p><p>　　P2 = 212.33KN</p><p>　　集中力矩M1=P1e1 =176.42×（0.45-0.25）/2=17.64 KN·m</p><p>　　M2=P2e2 =212.23×（0.45-0.25）/2 =21.23KN·m</p><p&

100、gt;　　對于1-4層：計算方法與頂層的相同，將計算結果匯總如表3-17；</p><p>　　表3-17橫向框架恒載匯總表</p><p>　　活載的計算類似于恒載，屋面活載按上人屋面活荷載計算，取2.0 KN/ m2 ，不再計算雪荷載，計算結果匯總如表3-18。</p><p>　　表3-18橫向框架活載匯總表</p><p>　　2

101、.荷載作用下梁的內(nèi)力計算：</p><p>　　荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：</p><p>　　3.5.3用力距二次分配法計算框架彎距</p><p>　　用彎矩分配法計算框架彎矩：由于結構對稱，在豎向荷載作用下的框架側移可略去不計，其內(nèi)力分析采用二次力矩矩分配法。</p><p>　　先求固端彎矩，將框架梁視為兩端固定梁計

102、算固端彎矩，計算結果見下表：</p><p>　　表3－19 梁固端彎矩計算 </p><p>　　1、分配系數(shù)計算：</p><p>　　考慮框架對稱性，梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算，由于結構和荷載均對稱，故計算時可用半框架。</p><p>　　取半框架計算，半框架的梁柱線剛度如下圖3-12所示。切斷的橫梁線剛度為原來的一倍

103、，分配系數(shù)按與節(jié)點連接的各桿的轉動剛度比值計算。</p><p>　　圖3-12 半框架梁柱線剛度示意圖</p><p><b>　　2、傳遞系數(shù)：</b></p><p>　　遠端固定：傳遞系數(shù)為1/2</p><p>　　遠端滑支：傳遞系數(shù)為-1</p><p><b>　　3、彎距

104、分配：</b></p><p>　　恒載作用下，框架彎距分配計算見3-13圖，框架的彎距圖見圖3-14活載作用下，框架的彎距分配計算圖3-15，框架的彎距圖見圖3-16所示：</p><p>　　在豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，取彎距調幅系數(shù)為0.8，調幅后，恒載及活載彎距圖見圖3-15及圖3-16中括號內(nèi)數(shù)值所示：</p><p>　　

105、圖3-13 恒荷載彎矩計算圖（KN.m）</p><p>　　圖3-14 活荷載彎矩計算圖（KN.m）</p><p>　　圖3-15 恒荷載作用下框架彎矩圖 （KN.m）</p><p>　　圖3-16 活荷載作用下框架彎矩圖（KN.m ）</p><p>　　3.5.4梁端剪力及柱軸力的計算</p><p>

106、<b>　　1、恒載作用下：</b></p><p>　　梁端剪力及柱軸力計算</p><p>　　梁端剪力 V=Vq＋Vm</p><p>　　式中：Vq——梁上均布荷載引起的剪力，Vq＝ql/2</p><p>　　Vm——梁端彎矩引起的剪力，Vm＝(M左-M右)/2</p><p>　

107、　柱軸力 N=V+P</p><p>　　式中：V——梁端剪力；</p><p>　　P——節(jié)點集中力及柱自重。</p><p>　　例：第5層荷載引起的剪力：VqA=VqB=18.67×6.09/2 =56.85 KN</p><p>　　VqB=VQC=3.05×2.61/2 =3.98KN</p>

108、<p>　　本方案中，彎矩引起的剪力: VmA=VmB=(46.42-38.28)*0.8/6.09 =1.07 KN</p><p>　　很小，可忽略不計，其中0.8為調幅系數(shù)。</p><p>　　A柱： N頂=56.85-1.07+176.4=232.2 KN</p><p>　　柱重：0.49×0.49×3.3×25

109、=19.81 KN</p><p>　　N底= N頂+19.81=252.0KN</p><p>　　B柱： N頂=212.3+57.9+3.98=289.3 KN</p><p>　　表3-20恒載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）</p><p>　　注：第一層柱自重：0.64×0.64×5.3×25=54.27

110、KN</p><p>　　2、活載作用下：計算方法與恒載類似，結果如下表</p><p>　　表3-21活載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）</p><p>　　3.6 風荷載作用下框架的內(nèi)力分析</p><p><b>　　風荷載標準植 </b></p><p><b>　　式中：：風

111、振系數(shù)</b></p><p><b>　　：風荷載體型系數(shù)</b></p><p><b>　?。猴L壓高度變化系數(shù)</b></p><p><b>　?。夯撅L壓</b></p><p>　?。?）查得 0.30</p><p>　　（2）

112、體型為矩形=1.3</p><p>　?。?） =0.6+4.2+3.3*4=18m ，按B類場地 ，=1.3（內(nèi)插法采用），計算結果如下表所示：</p><p><b>　　表3-22 值計算</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　?。?）風荷載標準值：</p

113、><p>　　底層： wk1= 1.0×1.3×1.00×0.3=0.39</p><p>　　二層： wk2= 1.0×1.3×1.00×0.3=0.39</p><p>　　三層： wk3= 1.0×1.3×1.04×0.3=0.41</p><p>　

114、　四層： wk4= 1.0×1.3×1.13×0.3=0.44</p><p>　　五層： wk5= 1.0×1.3×1.21×0.3=0.47</p><p>　?。?）各層樓面處及屋面處的水平地震力：</p><p>　　底層： F1 =263.4KN 四層：F4 =650.9K

115、N</p><p>　　二層： F2=367.2KN 五層：F5 =899.8KN </p><p>　　三層： F3=509.1KN </p><p>　?。?）風荷載作用下各層樓面及屋面處的水平力：</p><p>　　底層： Fwk1= (4.2×0.39+3.3/2

116、5;0.39) ×7.2=16.17KN</p><p>　　二層： Fwk2= (3.3/2×0.39+3.3/2×0.39) ×7.2=9.27KN</p><p>　　三層： Fwk3= (3.3/2×0.39+3.3/2×0.41) ×7.2=9.50KN</p><p>　　四層： Fw

117、k4= (3.3/2×0.41+3.3/2×0.44) ×7.2=10.10KN</p><p>　　五層： Fwk5= 3.3/2×0.33 ×7.2=5.58KN</p><p>　　因風荷載作用小于地震力的10%，風荷載所帶來的結構側移顯然能滿足規(guī)范要求，且在內(nèi)力組合計算時不考慮，風荷載布置如圖所示：</p><p

118、>　　圖3-17 風荷載布置圖（KN/㎡）</p><p><b>　　3.7 內(nèi)力組合</b></p><p>　　3.7.1框架梁內(nèi)力組合</p><p>　　1、結構抗震等級：根據(jù)《抗震規(guī)范》，本方案為三級抗震等級。</p><p>　　2、框架梁內(nèi)力組合：本方案考慮了三種內(nèi)力組合， 即1.2SGk+1.

119、4SQk，1.2（ SGk +0.5SQk）+1.3SEk。</p><p>　　考慮到鋼筋混凝土結構具有塑性內(nèi)力重分布的性質，在豎向荷載下適當降低梁端彎矩，進行調幅（調幅系數(shù)取0.8）后進行組合，以減少負彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。</p><p>　　在恒載和活載作用下，跨間可近似取跨中的M代替，</p><p>　　式中： 、為梁端左右端彎矩見圖3-15，圖3-16中

120、所示</p><p>　　跨中M若小于，那么應取</p><p>　　在豎向荷載與地震力組合時，跨間最大彎矩采用數(shù)解法來進行計算如圖3-18所示：</p><p>　　圖3-18 框架梁內(nèi)力組合圖 </p><p>　　圖中： 、表示重力荷載作用下梁端彎矩</p><p>　　、表示水平地震作用下梁端彎矩&

121、lt;/p><p>　　表豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端反力</p><p>　　對圖中作用點取彎矩可見：</p><p>　　那么任意截面x處的彎矩為：</p><p>　　由時，可求得跨間的位置為： </p><p>　　將代入任意截面處彎矩表達式，可得跨間最大彎矩為：</p><p>　　當

122、右震時，公式中反號即可以。</p><p>　　其中，及的具體數(shù)值可參見表3-23所示，表中的和均有兩組數(shù)值，而梁的內(nèi)力組合情況見表3-24所示。</p><p>　　在表中恒載和活載的組合，梁端挽矩取調幅后的數(shù)值，即圖3-15和圖3-16中括號中的數(shù)值，剪力取調幅前后較大值，如圖3-18所示圖中，分別表調幅前后的彎矩，剪力值應取和，見表所示：</p><p>　　

123、圖3-19調整前后剪力值變化</p><p>　　表3-23 X值及跨間最大彎矩MGE計算 </p><p><b>　　續(xù)表：MGE計算</b></p><p>　　注：當x1>l或x1<0時，表示最大彎矩發(fā)生在支座處，應取x1=L或x1＝0時，用M=RAx－q1x2/2－MGAMEA計算MGE。</

124、p><p>　　框架梁的控制截面取支座兩端，跨中最大彎矩截面處，內(nèi)力組合見表3-24所示：</p><p>　　表3-24 梁內(nèi)力組合表</p><p>　　注：彎矩單位KN.m，剪力單位KN。</p><p>　　3.7.2 框架柱內(nèi)力組合</p><p>　　框架柱取每層柱頂和柱底兩個控制截面，組合結果參見表3-25，

125、3-26所示：</p><p>　　表3-25 A柱內(nèi)力組合表</p><p>　　注：（1）彎矩單位KN.m，軸力單位KN。</p><p>　?。?）考慮活載折減系數(shù)按附表3-1采用</p><p>　　表3-26 B柱內(nèi)力組合表</p><p>　　注：（1）彎矩單位KN.m，軸力單位KN。</p&g

126、t;<p>　?。?）考慮活載折減系數(shù)按附表3-1采用</p><p>　　3.8 截面設計 </p><p>　　3.8.1承載力抗力調整系數(shù)</p><p>　　考慮地震作用時，結構構件的截面設計采用下面的表達式：</p><p><b>　　S</b></p><p>　　式

127、中：：表示承載力抗震調整系數(shù)見附表3-2所示</p><p>　?。罕淼卣鹱饔眯虻卣鹱饔眯c它荷載效應的基本組合</p><p><b>　?。航Y構構件的承載力</b></p><p>　　在此截面配筋時，組合表中與地震力組合的內(nèi)力均應乘以再與靜力組合的內(nèi)力框進行比較，挑選出最不利內(nèi)力。</p><p>　　3.8