畢業(yè)設(shè)計(jì)--9層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒 論……………………………………………………………..1</p><p>　　1.1 工程背景……………………………………………………...….……1</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)資料……….………………………………..…………………2</p>

2、<p>　　1.1.2 材料 ……………….………………………………………….……2</p><p>　　1.2 工程特點(diǎn)..……………..……………………….…………….…….…2</p><p>　　1.3 本章小結(jié)..……………..……………………….…………….…….…3</p><p>　　2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………….

3、.……….4</p><p>　　2.1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………...…4</p><p>　　2.1.1工程概況………………………..……………………………….…4</p><p>　　2.1.2設(shè)計(jì)資料…………………………..………………………….……4</p><p>　　2.1.3 梁柱截面、梁跨度及柱高

4、度的確定………………………………5</p><p>　　2.1.4荷載計(jì)算…………………………..………………………….……7</p><p>　　2.1.5水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗(yàn)算…………………………13</p><p>　　2.1.6水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析…………………………18</p><p>　　2.1.5豎向荷載作

5、用下橫向框架的內(nèi)力分析…………………………23</p><p>　　2.1.8內(nèi)力組合…………………………..………………………….……36</p><p>　　2.1.9截面設(shè)計(jì)…………………………..………………………….……46</p><p>　　2.2 板的計(jì)算……………………………………………...……...…69</p><p>

6、;　　2.2.1 設(shè)計(jì)資料…………………………………………………..………69</p><p>　　2.2.2 樓面板………………………………………..…………..………69</p><p>　　2.2.3 屋面板………………………………………..…………..………74</p><p>　　2.3 樓梯設(shè)計(jì)……………………………………………...……...…79&l

7、t;/p><p>　　2.3.1計(jì)算簡圖及截面尺寸……………………………………….……79</p><p>　　2.3.2 設(shè)計(jì)資料…………………………………………………..………80</p><p>　　2.3.3 梯段板計(jì)算………………………………………………..………80</p><p>　　2.3.4 平臺(tái)板計(jì)算…………………………………

8、……………..………81</p><p>　　2.3.5 平臺(tái)梁計(jì)算………………………………………………..………82</p><p>　　2.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)…………………………………………………………..83</p><p>　　2.4.1 設(shè)計(jì)資料………………………………………………..………83</p><p>　　2.4.2基礎(chǔ)截面確定

9、…………………………………………..………83</p><p>　　2.4.3基礎(chǔ)梁內(nèi)力計(jì)算………………………………………..………84</p><p>　　2.5本章小結(jié)…………………………………………………………..88</p><p>　　3. 結(jié) 論……………………………………….………………..………89</p><p>　　致

10、 謝………………………………………..…………………..….....90</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………….………………...………..91</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一幢行政辦公樓，主要進(jìn)行的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)工程師所要表達(dá)的東西。

11、結(jié)構(gòu)語言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構(gòu)元素，包括基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣細(xì)部圖等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系，再把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段大體可以分為三個(gè)階段：</p><p>　　一 結(jié)構(gòu)方案階段：根據(jù)建筑的重要性，建筑所在地的抗震設(shè)防烈度，工程地

12、質(zhì)勘查報(bào)告，建筑場(chǎng)地的類別及建筑的高度和層數(shù)來確定建筑的結(jié)構(gòu)形式，本工程采用的是框架結(jié)構(gòu)；</p><p>　　二 結(jié)構(gòu)計(jì)算階段：包括荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算和構(gòu)件計(jì)算；</p><p>　　三 施工圖設(shè)計(jì)階段：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，來最終確定構(gòu)件布置和構(gòu)件配筋以及根據(jù)規(guī)范的要求來確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造措施。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；荷載計(jì)算；節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算；</

13、p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This graduation project is an administration building , it was some of structural design that mainly carried on. The structural design expresses the thi

14、ng that the engineer will express in structural language in brief. The structural language is structural elements simplified out refined from the building and other specialized drawings of structural engineer, including

15、foundation, wall, column, roof beam, board, stair, full-page proof detail picture, etc.. Then come to form the structural system</p><p>　　The stage of the structural design can be divided into three stages o

16、n the whole: </p><p>　　1. Structural scheme stage: According to the importance of the building, providing fortification against earthquakes in the earthquake intensity, the geologic prospect report of the pr

17、oject of the building site, classification and height and storey of the building of the building field are counted to confirm the structural form of architecture, what this project is adopted is frame structure; </p&g

18、t;<p>　　2. Calculate stage in structure: Including loading and calculating, the internal force is calculated and calculated with the component; </p><p>　　3. Construction drawings design phase: Accordi

19、ng to described above result of calculation, come, confirm component assign with component mixing muscling and coming, confirming structural structure measuring of component according to the request of norm finally. <

20、/p><p>　　Keyword: Structural design; Load and calculate; Nodal checking computations.</p><p><b>　　1.緒 論</b></p><p><b>　　1.1 工程背景</b></p><p>　　本項(xiàng)目為

21、9層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，占地面積約為960.96 m2，總建筑面積約為8811.84 m2；層高3.6m,平面尺寸為18.3m×52.0m。采用樁基礎(chǔ)，室內(nèi)地坪為±0.000m，室外內(nèi)高差0.6m。</p><p>　　框架梁、柱、樓面、屋面板板均為現(xiàn)澆。</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)資料</p><p>　　1.1.1.1 氣象資料

22、</p><p>　　夏季最高氣溫，冬季室外氣溫最低。</p><p>　　凍土深度25cm，基本風(fēng)荷載W。=0.35kN/ m2；基本雪荷載為0.2 kN/ m2。</p><p>　　年降水量680mm。</p><p>　　1.1.1.2 地質(zhì)條件</p><p>　　建筑場(chǎng)地地形平坦，地基土成因類型為冰水洪積層

23、。自上而下敘述如下：</p><p>　　新近沉積層（第一層），粉質(zhì)粘土，厚度0.5—1.0米，巖性特點(diǎn)，團(tuán)粒狀大孔結(jié)構(gòu)，欠壓密。</p><p>　　粉質(zhì)粘土層（第二層），地質(zhì)主要巖性為黃褐色分之粘土，硬塑狀態(tài)，具有大孔結(jié)構(gòu)，厚度約3.0米, qsk=35—40kPa。</p><p>　　粉質(zhì)粘土層（第三層），地質(zhì)巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，可塑

24、狀態(tài)，厚度3.5米， qsk=30—35kPa。</p><p>　　粉質(zhì)粘土層（第四層），巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，硬塑狀態(tài)，厚度未揭露，qsk=40—60kPa,qpk=1500—2000kPa。</p><p><b>　　不考慮地下水。</b></p><p>　　1.1.1.3 地基土指標(biāo)</p>&l

25、t;p>　　自然容重1.90g/cm2，液限25.5％，塑性指數(shù)9.1，空隙比0.683，計(jì)算強(qiáng)度150kp/m2。</p><p>　　1.1.1.4 地震設(shè)防烈度</p><p><b>　　7度</b></p><p>　　1.1.1.5 抗震等級(jí)</p><p><b>　　三級(jí)</b>

26、;</p><p>　　1.1.1.6 設(shè)計(jì)地震分組</p><p>　　場(chǎng)地為1類一組Tg（s）=0.25s （表3.8《高層建筑結(jié)構(gòu)》）</p><p><b>　　1.1.2 材料</b></p><p>　　柱采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HP

27、B235?；A(chǔ)采用C30，縱筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。</p><p><b>　　1.2 工程特點(diǎn)</b></p><p>　　本工程為九層，主體高度為32.4米，屬高層建筑。</p><p>　　高層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)等類型。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)，正確選用材料，就成為經(jīng)濟(jì)合理

28、地建造高層建筑的一個(gè)重要方面。經(jīng)過結(jié)構(gòu)論證以及設(shè)計(jì)任務(wù)書等實(shí)際情況，以及本建筑自身的特點(diǎn)，決定采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。</p><p>　　在高層建筑中，抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵問題。高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。高層建筑隨著層數(shù)和高度的增加水平作用對(duì)高層建筑機(jī)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載，高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造

29、價(jià)高低，與其所采用的機(jī)構(gòu)體系又密切的相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。本建筑采用的是框架機(jī)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，框架結(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能；框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，本建筑采用的現(xiàn)澆結(jié)

30、構(gòu)。 </p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)是辦公樓設(shè)計(jì)，要求有靈活的空間布置，和較高的抗震等級(jí)，故采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。</p><p><b>　　1.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要論述了本次設(shè)計(jì)的工程概況、相關(guān)的設(shè)計(jì)資料、高層建筑的一些特點(diǎn)以及綜合本次設(shè)計(jì)所確定的結(jié)構(gòu)體系類型。</p><p>

31、;<b>　　2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.1.1 工程概況</p><p>　　本項(xiàng)目為9層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，占地面積約為960.96 m2，總建筑面積約為8811.84 m2；層高3.6m平面尺寸為18.3m×52.0m。采用樁基礎(chǔ)，室內(nèi)地坪為±0.000

32、m，室外內(nèi)高差0.6m。</p><p>　　框架平面同柱網(wǎng)布置如下圖：</p><p>　　圖2-1 框架平面柱網(wǎng)布置</p><p>　　框架梁柱現(xiàn)澆，屋面及樓面采用100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土。</p><p>　　2.1.2 設(shè)計(jì)資料</p><p>　　2.1.2.1氣象條件:</p><p

33、>　　基本風(fēng)荷載W。=0.35kN/ m2;基本雪荷載為0.2 KN/ m2。</p><p>　　2.1.2.2樓、屋面使用荷載：</p><p>　　走道：2.5kN/ m2；消防樓梯2.5kN/ m2；辦公室2.0kN/ m2；機(jī)房</p><p>　　8.0kN/ m2，為安全考慮，均按2.5kN/ m2計(jì)算。</p><p>

34、　　2.1.2.3 工程地質(zhì)條件：</p><p>　　建筑物場(chǎng)地地形平坦，地基土成因類型為冰水洪積層。自上而下敘述如下：</p><p>　　新近沉積層（第一層），粉質(zhì)粘土，厚度0.5—1.0米，巖性特點(diǎn)，團(tuán)粒狀大孔結(jié)構(gòu)，欠壓密。</p><p>　　粉質(zhì)粘土層（第二層），地質(zhì)主要巖性為黃褐色分之粘土，硬塑狀態(tài)，具有大孔結(jié)構(gòu)，厚度約3.0米, </p>

35、;<p>　　粉質(zhì)粘土層（第三層），地質(zhì)巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，可塑狀態(tài)，厚度3.5米，</p><p>　　粉質(zhì)粘土層（第四層），巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，硬塑狀態(tài)，厚度未揭露，</p><p><b>　　不考慮地下水。</b></p><p>　　場(chǎng)地位1類一組Tg（s）=0.25s （

36、表3.8《高層建筑結(jié)構(gòu)》）</p><p>　　2.1.2.4 屋面及樓面做法：</p><p>　　屋面做法：20mm厚1：2水泥砂漿找平；</p><p>　　100～140mm厚（2%找坡）膨脹珍珠巖；</p><p>　　100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板；</p><p>　　15mm厚紙筋石灰抹灰。</p

37、><p>　　樓面做飯：25mm厚水泥砂漿面層；</p><p>　　100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板</p><p>　　15mm紙筋石灰抹灰 </p><p>　　2.1.3 梁柱截面、梁跨度及柱高度的確定</p><p>　　2.1.3.1 初估截面尺寸</p><p>　　(1)柱：b

38、5;h=600mm×600mm</p><p>　　(2)梁：梁編號(hào)如下圖：</p><p>　　L1: h=(1/12～1/8)×7800=650～975 取h=700mm</p><p>　　b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350 取b=300mm</

39、p><p>　　L2: h=(1/12～1/8)×2700=225～338 取h=450mm</p><p>　　b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×450=130～225 取b=250mm</p><p>　　L3: h=(1/12～1/8)×4000=333～500

40、 取h=450mm</p><p>　　b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×450=150～225 取b=250mm</p><p>　　L4: h=(1/12～1/8)×3600=300～450 取h=400mm</p><p>　　b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/

41、2)×400=133～200 取b=250mm</p><p>　　L5: h=(1/12～1/8)×2400=200～300 取h=400mm</p><p>　　b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×400=133～200 取b=250mm</p><p>　　L6

42、: h=(1/12～1/8)×8000=667～1000 取h=700mm</p><p>　　b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350 取b=300mm</p><p>　　圖2-2 框架梁編號(hào)</p><p>　　2.1.3.2 梁的計(jì)算跨度</p>&l

43、t;p>　　框架梁的計(jì)算跨度以上柱形心為準(zhǔn)，由于建筑軸線與柱軸線重合，故計(jì)算跨度如下：</p><p>　　圖2-3 梁的計(jì)算跨度</p><p>　　2.1.3.3 柱高度</p><p>　　底層柱 h=3.6+0.6+0.5=4.7m</p><p>　　其他層 h=3.6m</p><p>　　圖

44、2-4 橫向框架計(jì)算簡圖及柱編號(hào)</p><p>　　2.1.4 荷載計(jì)算</p><p>　　2.1.4.1 屋面均布恒載</p><p>　　二氈三油防水層 0.35 kN/ m2</p><p>　　冷底子有熱瑪蹄脂

45、 0.05 kN/ m2</p><p>　　20mm厚1：2水泥砂漿找平 0.02 ×20=0.4 kN/ m2</p><p>　　100～140厚(2%坡度)膨脹珍珠巖 (0.1+0.14)×7/2=0.84 kN/ m2</p><p>　　100mm厚現(xiàn)

46、澆鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5 kN/ m2</p><p>　　15mm厚紙筋石灰抹底 0.015×16=0.24 kN/ m2</p><p>　　共計(jì) 4.38 kN/ m2<

47、/p><p><b>　　屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為：</b></p><p>　　（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）×4.38=4242.16 kN</p><p>　　2.1.4.2 樓面均布恒載</p><p><b>　　按樓面做法逐項(xiàng)計(jì)算</b></

48、p><p>　　25厚水泥砂漿找平 0.025×20=0.05 kN/ m2</p><p>　　100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5 kN/ m2</p><p>　　15厚紙筋石灰抹灰 0

49、.015×16=0.24 kN/ m2</p><p>　　共計(jì) 3.24 kN/ m2</p><p><b>　　樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為：</b></p><p>　?。?2+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）

50、5;3.24=3180.04 kN</p><p>　　2.1.4.3 屋面均布活載</p><p>　　計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，僅考慮屋面雪荷載：</p><p>　　0.2×（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）=197.71 kN</p><p>　　2.1.4.4 樓面均布活荷載</p&

51、gt;<p>　　樓面均布活荷載對(duì)于辦公樓一般房間為22.0KN/ m2，走道、消防樓梯為2.5 kN/ m2，為計(jì)算方便，偏安全的統(tǒng)一取均布活荷為2.5 kN/ m2。</p><p>　　樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：</p><p>　　2.5×（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）=2421.32 kN</p>&l

52、t;p>　　2.1.4.5 梁柱自重（包括梁側(cè)、梁底、柱的抹灰重量）</p><p>　　L1： b×h=0.3m×0.7m 長度7.2m</p><p>　　每根重量 0.7×7.2×25×（0.02×2+0.3）=42.84 kN</p><p>　　根數(shù) 15×

53、;2×9=270根</p><p>　　L2： b×h=0.25m×0.45m 長度2.1m</p><p>　　每根重量 0.45×2.1×25×（0.02×2+0.25）=6.85 kN</p><p>　　根數(shù) 15×9=135根</p><

54、;p>　　L3： b×h=0.25m×0.45m 長度3.4m</p><p>　　每根重量 0.45×3.4×25×（0.02×2+0.25）=11.09 kN</p><p>　　根數(shù) 16×2×9=288根</p><p>　　L4： b×h=

55、0.25m×0.4m 長度3.0m</p><p>　　每根重量 0.4×3×25×（0.02×2+0.25）=8.7 kN</p><p>　　根數(shù) 8×9=72根</p><p>　　L5： b×h=0.25m×0.4m 長度1.8m<

56、/p><p>　　每根重量 0.4×1.8×25×（0.02×2+0.25）=5.22 kN</p><p>　　根數(shù) 8×9=72根</p><p>　　L6： b×h=0.3m×0.7m 長度7.4m</p><p>　　每根重量 0.7

57、15;7.4×25×（0.02×2+0.3）=44.03 kN</p><p>　　根數(shù) 4×9=36根</p><p>　　Z1： 截面 0.6×0.6 m2 長度4.7m</p><p>　　每根重量 （0.6+0.02×2）²×4.7×25=48

58、.13 kN</p><p>　　根數(shù) 14×4=56根</p><p>　　Z2： 截面 0.6×0.6 m2 長度3.6m</p><p>　　每根重量 （0.6+0.02×2）²×3.6×25=36.86 kN</p><p>　　根數(shù) 14

59、5;4×8=448根</p><p><b>　　表2-1 梁柱自重</b></p><p>　　2.1.4.6 墻體自重</p><p>　　外墻墻厚240mm，采用瓷磚貼面；內(nèi)墻墻厚120mm，采用水泥砂漿抹面，內(nèi)外墻均采用粉煤灰空心砌塊砌筑。</p><p>　　單位面積外墻體重量為：7.0×0

60、.24=1.68 kN/ m2 </p><p>　　單位面積外墻貼面重量為：0.5 kN/ m2</p><p>　　單位面積內(nèi)墻體重量為：7.0×0.12=0.84 kN/ m2</p><p>　　單位面積內(nèi)墻貼面重量為（雙面抹面）：0.36×2=0.72 kN/ m2</p><p>&l

61、t;b>　　表2-2 墻體自重</b></p><p><b>　　續(xù)表2-2</b></p><p>　　2.1.4.7 荷載總匯</p><p>　　頂層重力荷載代表值包括屋面恒載+50%屋面雪載+縱橫梁自重+半層柱自重+半層墻體自重。</p><p>　　頂層恒載：4242.16kN</p&

62、gt;<p>　　頂層活載：193.71kN</p><p>　　頂層梁自重：+++++</p><p>　　=42.84×30+6.85×15+11.09×32+8.7×8+5.22×8+44.03×4</p><p>　　=2030.31kN</p><p>　　頂

63、層柱自重：36.86×56=2064.16kN</p><p>　　頂層墻自重：601.08+351.69+210.48+514.48=1677.73 kN</p><p>　　=+1/2++1/2+1/2=9759.58 kN</p><p>　　其他層重力荷載代表值包括樓面恒載+50%活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重。</p&g

64、t;<p>　　=3138.04+1/2×2421.32+42.84×30+6.85×15+11.09×32+8.7×8</p><p>　　+5.22×8+44.03×4+36.86×56+1677.73=10120.9 kN</p><p>　　10120.9 kN </p>&

65、lt;p>　　=3138.04+1/2×2421.32+42.84×30+6.85×15+11.09×32+8.7×8+5.22×8</p><p>　　+44.03×4+1/2×36.86×56+1/2×48.13×56=10967.52kN</p><p><b&g

66、t;　　門窗荷載計(jì)算</b></p><p>　　M-1、M-2采用鋼框門，單位面積鋼框門重量為0.4kN/ m2</p><p>　　M-3、M-4采用木門，單位面積木門重量為0.2 kN/ m2</p><p>　　C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6均采用鋼框玻璃窗，單位面積鋼框玻璃窗重量為0.45 kN/㎡</p><

67、;p>　　表2-3 門窗重量計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表2-3</b></p><p>　?。?）底層墻體實(shí)際重量：=10699.07 kN</p><p>　　（2）二至九層實(shí)際重量：</p><p><b>　　kN</b></p><p><b&g

68、t;　　kN</b></p><p>　　建筑物總重力荷載代表值kN</p><p>　　2.1.5 水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗(yàn)算</p><p>　　2.1.5.1 橫向線剛度</p><p>　　混凝土 C30 kN/ m2</p><p>　　在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。而現(xiàn)澆板的樓面

69、，板可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，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=1.5（為梁的截面慣性矩）。對(duì)中框架取=2.0。若為裝配樓板，現(xiàn)澆層的樓 圖2-5 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值面，則邊框架梁取=1.2，對(duì)中框架取=1.5。 </p><p>　　橫向線剛度計(jì)算見表2-4。</p><p>　　2.1.5.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值</

70、p><p>　　柱線剛度列于表2-5，橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算見表2-6。</p><p>　　2.1.5.3 橫向框架自振周期</p><p>　　按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期。頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化為無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基本公式。</p><p>　　表2-4 橫向剛度計(jì)

71、算</p><p><b>　　表2-5 柱線剛度</b></p><p>　　表2-6橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表2-6</b></p><p>　　這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： </p>

72、<p>　　式中——基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減少的影響，取0.6；</p><p>　　——框架的頂點(diǎn)位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移；</p><p>　　是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點(diǎn)位移。然后由求出，再用求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力，進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算見表2-7。</p

73、><p>　　表2-7 橫向框架頂點(diǎn)位移</p><p><b>　　=1.7×0.6×</b></p><p>　　2.1.5.4 橫向地震作用計(jì)算</p><p>　　在I類場(chǎng)地，6度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下，結(jié)構(gòu)的特征周期=0.25s，水平地震影響系數(shù)最大值=0.16。</p>

74、<p>　　由于=0.577＞=1.4×0.25=0.35（s），應(yīng)考慮頂點(diǎn)附加地震作用。</p><p>　　按底部剪力法求得的基底剪力，若按分配給各層，則水平地震作用呈倒三角形分布。</p><p>　　對(duì)一般層，這種分布基本符合實(shí)際。但對(duì)結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時(shí)程分析法和振型分解法求得的結(jié)果，特別對(duì)于周期比較長的結(jié)構(gòu)相差更大。地震的宏觀震害也表明，結(jié)構(gòu)上部往

75、往震害很嚴(yán)重。因此，即頂部附加地震作用系數(shù)考慮頂部地震力的加大?？紤]了結(jié)構(gòu)周期和場(chǎng)地的影響。且修正后的剪力分布與實(shí)際更加吻合。</p><p>　　=0.08+0.01=0.08×0.577+0.01=0.0562</p><p>　　結(jié)構(gòu)橫向總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　=（/ ）××0.85</p>&l

76、t;p>　　=（0.25/0.850）0.9×0.16×0.85×88844.15=5691.88kN</p><p>　　頂點(diǎn)附加水平地震作用：</p><p>　　==0.068×5681.88=387.05kN</p><p>　　各層橫向地震剪力計(jì)算見表2-8，表中：</p><p>　　

77、橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖2-6。</p><p>　　表2-8 各層橫向地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　注：表中第9層中加入了，其中 =387.05kN。</p><p>　　圖2-6 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力</p><p>　　2.1.5.5 橫向框架抗震變形驗(yàn)算</p><p>

78、;<b>　　詳見表2-9。</b></p><p>　　表2-9 橫向框架抗震變形驗(yàn)算</p><p>　　注：層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足要求。＜[]=1/450。（若考慮填充墻抗力作用為1/550）</p><p>　　2.1.6 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)取中框架為例，柱端計(jì)算結(jié)果詳見

79、表2-10。地震作用下框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力分別見表2-11、圖2-7，圖2-8。</p><p>　　表2-10 C軸柱（邊柱）柱端彎矩計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表2-10</b></p><p>　　注：表中： </p><p>　　表2-11 D軸柱（中柱）柱端彎矩計(jì)算<

80、/p><p>　　該框架為對(duì)稱結(jié)構(gòu),F軸柱與C軸柱相同，D軸柱與E軸柱相同。</p><p>　　圖2-7 地震作用下中框架彎矩圖（kN/m）</p><p>　　圖2-8 地震力作用下框架梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p>　　2.1.7 豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析</p><p>　　仍以中框架為例進(jìn)行計(jì)算

81、。</p><p>　　2.1.7.1 荷載計(jì)算</p><p>　　第9層梁的均布線荷載 圖2-9 荷載折減示意圖 </p><p><b>　　CD跨：</b></p><p>　　屋面均布恒載傳給梁 4.38×4.0×0.8

82、83=17.52kN/m</p><p>　　橫梁自重（包括抹灰） （0.3+0.02×2）×0.7×25=5.95kN/m</p><p>　　恒載： 23.47kN/m</p><p><b>　　DE跨：&l

83、t;/b></p><p>　　屋面均布恒載傳給梁 4.38×4.0×0.883=17.52kN/m</p><p>　　橫梁自重（包括抹灰） （0.25+0.02×2）×0.45×25=3.26kN/m恒載：

84、 20.78kN/m</p><p>　　第2～8層梁均布線荷載</p><p><b>　　CD跨： </b></p><p>　　樓面均布恒載傳給梁 3.24×4.0×0.883=12.96kN/m</p><p>　　橫梁自重（包括抹

85、灰） （0.3+0.02×2）×0.7×25=5.95kN/m</p><p><b>　　無橫墻</b></p><p>　　恒載： 18.91kN/m</p><p><b>　　DE跨

86、： </b></p><p>　　樓面均布恒載傳 3.24×4.0×0.883=12.96kN/m </p><p>　　橫梁自重（包括抹灰） （0.25+0.02×2）×0.45×25=3.26kN/m <

87、/p><p>　　恒載： 16.22kN/m</p><p>　　第2～8層集中荷載：</p><p>　　縱梁自重（包括抹灰）： （0.25+0.02×2）×0.45×25×4.0=13.05 kN </p>

88、<p>　　外縱墻自重（包括抹灰）： （1.68+0.72）×3.6×（4.0-0.60）=26.68 kN</p><p>　　內(nèi)縱墻自重： （0.84+0.72）×3.6×（4.0-0.60）=19.09 kN</p><p>　　柱自重（包括抹灰）： 0.64

89、15;0.64×3.6×25=36.68 kN 總計(jì)： 95.68 kN</p><p><b>　　第1層梁均布線荷載</b></p><p>　　跨恒載： 18.91kN/

90、m</p><p>　　跨恒載： 16.22kN/m</p><p><b>　　第1層集中荷載：</b></p><p>　　縱梁自重（包括抹灰）： 13.05 kN</p>&l

91、t;p>　　縱墻自重（包括抹灰）： 16.22 kN</p><p>　　柱自重（包括抹灰）： 48.13 kN</p><p>　　總計(jì)： 106.95

92、kN</p><p><b>　　活荷載計(jì)算：</b></p><p><b>　　屋面梁上線活荷載</b></p><p><b>　　樓面梁上線活荷載</b></p><p>　　邊框架恒載及活荷載見圖2-10。</p><p>　?。╝）恒載示意

93、 （b）活載示意</p><p>　　圖2-10 框架豎向荷載示意</p><p>　　2.1.7.2 用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩</p><p>　　豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對(duì)一般的工業(yè)與民用建筑可以不考慮活荷載的不利布置。這樣求得的框架內(nèi)力，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置法求得的彎矩偏低，

94、但當(dāng)活荷載在總荷載比例較大時(shí)，可在截面配筋時(shí)，將跨中彎矩乘1.1～1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。</p><p><b>　　a.固端彎矩計(jì)算</b></p><p>　　1.恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩。計(jì)算結(jié)果見表2-13。</p><p>　　表2-13固端彎矩計(jì)算<

95、;/p><p>　　2.活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩。計(jì)算結(jié)果見表2-14。</p><p>　　表2-14固端彎矩計(jì)算</p><p>　　b.分配系數(shù)計(jì)算 </p><p>　　考慮框架對(duì)稱性，取半框架計(jì)算，半框架的梁柱線剛度如圖2-11。</p><

96、;p>　　各桿端分配系數(shù)見表2-15。</p><p>　　圖2-11 半框架梁柱線剛度示意</p><p>　　表2-15各桿端分配系數(shù)</p><p><b>　　c.傳遞系數(shù)</b></p><p>　　遠(yuǎn)端固定，傳遞系數(shù)為1/2；</p><p><b>　　d.彎矩分配

97、</b></p><p>　　恒荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見圖2-12，框架的彎矩圖見圖2-13；活荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見圖2-14，框架的彎矩圖見圖2-15；</p><p>　　豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8，調(diào)幅后，恒荷載及活荷載彎矩見圖2-13，圖2-15中括號(hào)內(nèi)數(shù)值。</p><p>　　圖2

98、-12 恒載彎矩分配圖</p><p>　　圖2-13 恒載作用下框架彎矩圖</p><p>　　圖2-14活載彎矩分配</p><p>　　圖2-15活載作用下框架彎矩圖</p><p>　　2.1.7.3 梁端剪力及柱軸力的計(jì)算</p><p>　　梁端剪力： </p><p

99、>　　式中：—— 梁上均布荷載引起的剪力，；</p><p>　　—— 梁端彎矩引起的剪力，。</p><p>　　柱軸力： </p><p>　　式中：—— 梁端剪力；</p><p>　　—— 節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重。</p><p>　　跨：八九層梁在恒載作用下，梁端剪力及柱軸力

100、計(jì)算為例。</p><p>　　由圖2-15查得梁上均布荷載為：</p><p>　　第八層：=18.91kN/m</p><p>　　集中荷載 95.68kN</p><p>　　柱自重36.86kN</p><p>　　第九層：=23.47kN/m</p><p><b>　　由圖

101、2-15查得：</b></p><p>　　八層梁端彎矩： =88.72kN·m（70.98kN·m）</p><p>　　=99.57kN·m（79.656kN·m）</p><p>　　九層梁端彎矩： =85.76kN·m（68.61kN·m）</p><p>　　=

102、99.57kN·m（79.368kN·m）</p><p>　　括號(hào)內(nèi)為調(diào)幅的數(shù)值。</p><p>　　九層梁端剪力： = ==1/2×23.47×7.8=91.53kN</p><p><b>　　調(diào)幅前：</b></p><p>　　= +=91.53-1.72=89.81k

103、N</p><p>　　= -=91.53+1.72=93.25kN</p><p><b>　　調(diào)幅后：</b></p><p>　　= +=91.53-1.38=90.15kN</p><p>　　= -=91.53+1.38=92.91kN</p><p>　　同理可得八層梁端剪力： = =

104、=1/2×18.91×7.8=73.75kN</p><p><b>　　調(diào)幅前：kN</b></p><p>　　= +=73.75-1.39=72.36kN</p><p>　　= -=73.75+1.39=75.14kN</p><p><b>　　調(diào)幅后：kN</b>&l

105、t;/p><p>　　= +=73.75-1.11=72.64kN</p><p>　　= -=73.75+1.11=74.86kN</p><p>　　九層C柱柱頂及柱底軸力：= =90.15+0=90.15kN</p><p>　　=90.15+36.86=127.01kN</p><p>　　八層C柱柱頂及柱底軸力：

106、=90.15+73.26+95.68=258.19kN</p><p>　　= 258.19+36.86=295.05kN</p><p>　　其他層梁端剪力及柱軸力計(jì)算見表2-16，表2-17。</p><p>　　3.1.8 內(nèi)力組合</p><p>　　3.1.8.1 框架梁內(nèi)力組合</p><p>　　在恒載和

107、活載作用下，跨間可以近似取跨中的代替：</p><p>　　式中 、——梁左、右端彎矩，見圖2-13、2-15括號(hào)內(nèi)數(shù)值。</p><p><b>　　跨中若小于應(yīng)?。?lt;/b></p><p>　　在豎向荷載與地震組合時(shí)，跨間最大彎矩采用數(shù)解法計(jì)算，如圖2-16所示。</p><p>　　圖2-16 框架梁內(nèi)力組合圖

108、 圖2-17 調(diào)幅前后剪力值變化</p><p>　　圖中 、——重力荷載作用下梁端的彎矩；</p><p>　　、——水平地震作用下梁端的彎矩</p><p>　　、——豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端反力。</p><p>　　對(duì)作用點(diǎn)取矩： ＝-( - + +) </p><p>　

109、　處截面彎矩為： =-- + </p><p>　　由=0,可求得跨間的位置為=</p><p>　　將代入任一截面處的彎矩表達(dá)式,可得跨間最大彎矩為：</p><p><b>　　== - + </b></p><p><b>　　=- + </b></p><p>

110、　　當(dāng)右震時(shí)公式中、反號(hào)。</p><p>　　及的具體數(shù)據(jù)見表2-18 ,表中、、均有兩組數(shù)據(jù)。</p><p>　　表2-18 及值計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表2-18 </b></p><p>　　梁內(nèi)力組合見表2-19</p><p>　　表2-19 梁內(nèi)力組合表</p&g

111、t;<p><b>　　續(xù)表2-19</b></p><p><b>　　續(xù)表2-19</b></p><p>　　注：表中恒載和活載的組合,梁端彎矩取調(diào)幅后的數(shù)值,剪力取調(diào)幅前的較大值。圖中M左、M右為調(diào)幅前彎矩值，M左′、M右′為調(diào)幅后彎矩值。剪力值應(yīng)取V左和V左′具體數(shù)值見表2-16、表2-17。</p><

112、;p>　　2.1.8.2 柱內(nèi)力組合</p><p>　　框架柱取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制截面組合結(jié)果見表2-21、表2-22。表中系數(shù)是考慮計(jì)算截面以上各層活載不總是同時(shí)滿布而對(duì)樓面均布活載的一個(gè)折減系數(shù)，稱為活載按樓層的折減系數(shù)，取值見表2-20。</p><p>　　表2-20 活荷載按樓層的折減系數(shù)</p><p>　　表2-21 C柱內(nèi)力組合表<

113、/p><p><b>　　續(xù)表2-21</b></p><p>　　表2-22 D柱內(nèi)力組合表</p><p><b>　　續(xù)表2-22</b></p><p>　　2.1.9 截面設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.9.1 承載力抗力調(diào)整系數(shù)</p><p&g

114、t;　　考慮地震作用時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面采用下面的表達(dá)式：</p><p><b>　　≤/</b></p><p>　　式中 ——承載力抗力調(diào)整系數(shù)，取值見表2-23；</p><p>　　——地震作用效應(yīng)與其它荷載效應(yīng)的基本組合；</p><p>　　——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。</p><p>　

115、　注意在截面配筋時(shí)，組合表中地震力組合的內(nèi)力均應(yīng)乘以后再與靜力組合的內(nèi)力進(jìn)行比較，挑選出最不利組合。</p><p>　　表2-23 承載力抗震調(diào)整系數(shù)</p><p>　　2.1.9.2 橫向框架梁截面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　a.底層框架梁</b></p><p>　　圖2-18 底層梁內(nèi)力示意</p&

116、gt;<p>　　梁控制截面的內(nèi)力如圖2-18所示。圖中單位為kN·m，的單位為kN?；炷翉?qiáng)度等級(jí)（ =14.3N/mm2，=1.43N/mm2）,縱筋為HRB335(=300N/mm2),箍筋為HPB235(=210N/mm2)。</p><p><b>　　按梁的跨度考慮</b></p><p><b>　　按梁的凈距考慮<

117、;/b></p><p>　　=300+3700 =4000mm</p><p>　　按梁翼緣高度考慮，=800-35=765mm</p><p>　　/=100/765=0.13>0.1 圖2-19 T形梁計(jì)算截面 </p><p>　　故翼緣不受限制。 </p>&l

118、t;p>　　翼緣計(jì)算寬度取三者中較小值，即2600mm。</p><p><b>　　判別T形梁截面類型</b></p><p>　　=1.0×14.3×2600×100×（765-100/2）</p><p>　　=2658.37kN·m〉M</p><p>　　

119、屬于第一類T型截面。</p><p>　　1.第一層框架梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算（見表2-24）</p><p>　　2.梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算（見表2-25）</p><p>　　實(shí)驗(yàn)和理論分析證明，翼緣對(duì)提高T型截面梁的受剪承載力并不很顯著，因此，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在計(jì)算T形截面梁的承載力時(shí)，仍取腹板寬度b并按矩形截面計(jì)算。</p><p&g

120、t;　　為了防止梁在彎曲屈服前先發(fā)生剪切破壞，截面設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整如下： </p><p>　　式中 A —— 剪力增大系數(shù)，對(duì)二級(jí)框架取1.05；</p><p>　　—— 梁的凈跨，對(duì)第一層梁，＝7.2m, =2.1m；</p><p>　　—— 梁在重力荷載作用下,按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值, </p><p>

121、;<b>　?。?lt;/b></p><p>　　,——分別為梁的左、右端順時(shí)針方向或反時(shí)針方向截面組合的彎矩值。由表2-19查得：</p><p><b>　　CD跨：</b></p><p>　　順時(shí)針方向 =311.85kN·m = -441.14kN·m</p><

122、;p>　　逆時(shí)針方向 =-501.22kN·m =238.37kN·m</p><p><b>　　DE跨：</b></p><p>　　順時(shí)針方向 =±197.03kN·m </p><p>　　逆時(shí)針方向 =237.41kN·m</p><p&g

123、t;　　計(jì)算中+ 取順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向中較大值。</p><p><b>　　剪力調(diào)整:</b></p><p><b>　　CD跨：</b></p><p>　　+= 311.85+441.14=752.99kN·m</p><p>　?。?01.22+238.37=739.59kN

124、·m</p><p>　　=(18.91+0.5×8.33)×1.2×7.2=99.68kN·m</p><p><b>　　DE跨：</b></p><p>　　+=197.03+237.04=434.07kN·m</p><p>　　=(18.91+0.5&

125、#215;8.33)×1.2×1/2×2.1=29.07 kN·m</p><p>　　=1.05×752.99/7.2+99.68=209.49 kN</p><p>　　=1.05×434.07/2.1+29.07=246.11Kn</p><p>　　考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)</p>&l

126、t;p>　　==0.85×209.49=178.07 kN</p><p>　　=0.85×246.11=209.19 kN</p><p>　　表2-25 梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　b.標(biāo)準(zhǔn)層框架梁</b></p><p>　　圖2-20 第二層框架梁內(nèi)力示意</p