某中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題目：安徽省蕭縣某中學(xué)2#教學(xué)樓設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　專 業(yè)： <

2、/p><p>　　院 系： 土木與環(huán)境工程學(xué)院 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　職稱學(xué)歷： </p><p>　　完成時間： 2013年5月15號 </p><p><b>　　教務(wù)處制<

3、/b></p><p>　　安徽省蕭縣某中學(xué)2#教學(xué)樓設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本工程為安徽省蕭縣某中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)，采用的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體五層，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，場地類別為II類場地。</p><p>　　本設(shè)計(jì)第一步就是進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，主要包括對

4、建筑平面布置方案的研究及對構(gòu)成建筑空間的具體布置的確定，通過對建筑平面的使用功能分析，進(jìn)行建筑物使用部分、交通聯(lián)系部分的平面組合設(shè)計(jì)，進(jìn)而對建筑體型布局和立面、剖面、屋頂排水進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二步，便是根據(jù)建筑平面布置的結(jié)構(gòu)體系，依據(jù)規(guī)范規(guī)定對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行初步估算，確定計(jì)算簡圖，計(jì)算線剛度，統(tǒng)計(jì)荷載，計(jì)算重力荷載代表值等數(shù)據(jù)，從而驗(yàn)算地震作用對房屋所產(chǎn)生的層間位移。再根據(jù)豎向荷載計(jì)算梁和柱內(nèi)力再進(jìn)行組合，從組合表中選出不利組合對梁和柱截面

5、進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。最后就是對樓梯的設(shè)計(jì)和計(jì)算及對板進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后用pkpm軟件進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)證誤差是否在可允許范圍內(nèi)，進(jìn)行修訂，從而最終確定設(shè)計(jì)結(jié)果。</p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們進(jìn)一步鞏固和溫習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握了設(shè)計(jì)的基本思路和方法，熟悉了計(jì)算機(jī)軟件的操作，為我們將來走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；荷載計(jì)算；地震作用；內(nèi)力計(jì)

6、算</p><p>　　The Design Middle School In Anhui Xiaoxian</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This project is the design of a middle school in Anhui Xiaoxian, cast-in-place re

7、inforced concrete frame structure, the main five-story, seismic intensity is 6 degrees in the region, site classification to Class II space.</p><p>　　The design of the first step is to carry out building des

8、ign, including the building layout program and the determination of the specific arrangement constitutes architectural space through the use of the building plan, part of the surface transportation links portfolio design

9、, and then mix and size of the building facade, thereby Body building layout and elevation, section, roof drainage design. Second step, according to the structural system of the building layout, based on the specificatio

10、n o</p><p>　　Graduate design, we further consolidate and review the professional knowledge, and to master the basic ideas and methods of design, familiar with the operation of computer software, and laid a s

11、olid foundation for our future work</p><p>　　Keywords: Frame structure; Seismic design; Load calculation; Earthquake; Internal Force Calculation</p><p><b>　　目 錄</b></p><

12、;p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　2 建筑設(shè)計(jì)說明2</p><p>　　2.1 工程概況2</p><p>　　2.2 工程設(shè)計(jì)依據(jù)2</p><p>　　2.2.1 規(guī)范2</p><p>　　2.2.2 工程設(shè)計(jì)原始資料2</p>&l

13、t;p><b>　　3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明3</b></p><p>　　3.1 結(jié)構(gòu)體系的選擇3</p><p>　　3.1.1 框架結(jié)構(gòu)組成3</p><p>　　3.1.2 框架結(jié)構(gòu)種類3</p><p>　　3.1.3 框架結(jié)構(gòu)布置3</p><p>　　3.2 構(gòu)件的尺寸初估及框

14、架梁柱線剛度的計(jì)算3</p><p>　　3.2.1 板的估算3</p><p>　　3.2.3 梁截面估算4</p><p>　　3.2.4 確定框架的計(jì)算簡圖4</p><p>　　3.2.5 柱線剛度計(jì)算4</p><p>　　4 重力荷載計(jì)算6</p><p>　　4.1 荷

15、載統(tǒng)計(jì)6</p><p>　　4.2 活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算7</p><p>　　4.2.1屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值7</p><p>　　4.2.2 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值8</p><p>　　4.3 荷載總匯8</p><p>　　4.3.1 各層重力荷載代表值8</p><p><b&g

16、t;　　5 風(fēng)荷載11</b></p><p>　　5.1 風(fēng)荷載計(jì)算11</p><p>　　5.1.1 底層柱D值計(jì)算12</p><p>　　5.1.2 風(fēng)荷載框架作用下框架側(cè)移計(jì)算：13</p><p>　　5.1.3 計(jì)算結(jié)構(gòu)的基本周期14</p><p>　　5.1.4 水平地震作用計(jì)

17、算15</p><p>　　5.1.5 橫向框架抗震變形驗(yàn)算17</p><p>　　5.1.6 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析18</p><p>　　6 豎向荷載統(tǒng)計(jì)23</p><p>　　6.2 用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩26</p><p>　　6.3 固端彎矩計(jì)算27</p>&l

18、t;p>　　6.3.1 恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算27</p><p>　　6.3.2 活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算27</p><p>　　6.2.3分配系數(shù)計(jì)算27</p><p>　　6.2.4傳遞系數(shù)計(jì)算28</p><p>　　6.2.5彎矩分配28</p><p>　　6.4 梁端剪力及柱軸力的計(jì)算32

19、</p><p><b>　　7 內(nèi)力組合37</b></p><p>　　7.1 框架梁內(nèi)力組合37</p><p>　　7.2 框架柱內(nèi)力組合41</p><p>　　8 梁截面設(shè)計(jì)44</p><p>　　8.1 承載力抗力調(diào)整系數(shù)44</p><p>　　

20、8.1.1 梁的正截面承載力計(jì)算44</p><p>　　8.1.2 梁斜截面承載力計(jì)算49</p><p>　　8.2 柱截面設(shè)計(jì)50</p><p>　　8.2.1 框架柱正截面設(shè)計(jì)50</p><p>　　8.2.2 軸壓比和剪跨比驗(yàn)算50</p><p>　　8.2.3 柱正截面承載力計(jì)算51<

21、;/p><p>　　8.2.4 柱斜截面承載力計(jì)算61</p><p><b>　　9 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)66</b></p><p>　　10 樓梯設(shè)計(jì)67</p><p>　　10.1設(shè)計(jì)資料67</p><p>　　10.2 計(jì)算步驟67</p><p>　　11 現(xiàn)澆板

22、的設(shè)計(jì)72</p><p>　　11.1 設(shè)計(jì)資料72</p><p>　　11.2 荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算73</p><p>　　11.3 彎矩計(jì)算73</p><p>　　11.4 截面設(shè)計(jì)75</p><p><b>　　結(jié)論80</b></p><p><

23、;b>　　致謝81</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)82</b></p><p><b>　　1 引 言</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是按照安徽新華學(xué)院土木與建筑工程系2013年畢業(yè)設(shè)計(jì)書要求編寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)。題目為“安徽省蕭縣某中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)”。內(nèi)容包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。

24、教學(xué)樓是公共建筑，其規(guī)范要求比較嚴(yán)格，能體現(xiàn)出建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的很多重要的方面，選擇教學(xué)樓建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而掌握教學(xué)樓設(shè)計(jì)的基本原理，妥善解決其功能關(guān)系，滿足使用要求。 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)自二十世紀(jì)后就得到了大范圍的使用。該結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，使用空間大，延性較好，其具有良好的抗震能力。對教學(xué)樓等重要建筑結(jié)構(gòu)非常適用，能很好的滿足使用面積方面要求。 框架結(jié)構(gòu)的研究，對于建筑的荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別計(jì)算出豎向和水平向荷載作

25、用下的彎矩、剪力、軸力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，挑選出最不利的內(nèi)力組合進(jìn)行截面的承載力計(jì)算，保證結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在對豎向荷載的計(jì)算中采用了彎矩分配法，對水平荷載采用了D值法，對鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能，受彎構(gòu)件的正截面和斜截面計(jì)算都有應(yīng)用。 結(jié)構(gòu)計(jì)算則選用一榀框架為計(jì)算單元，采用手算和計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算相結(jié)合的計(jì)算方法，在設(shè)計(jì)中手算得到同時，運(yùn)用了AutoCAD、天正、pkpm等一系列計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件</p><p

26、>　　鑒于本人能力和經(jīng)驗(yàn)均很有限，本設(shè)計(jì)中難免會有不妥之處，還望老師批評指正，提出寶貴意見和建議，我會按照要求改正，在此我表示感謝。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的指導(dǎo)老師都給了我們很多指導(dǎo)和悉心的幫助，給我們很多建議，讓我們少走了很多彎路，對此我表示衷心的感謝。</p><p><b>　　2建筑設(shè)計(jì)說明</b></p><p&

27、gt;<b>　　2.1工程概況</b></p><p>　　依據(jù)自己設(shè)計(jì)的建筑圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要為結(jié)構(gòu)布置，荷載的統(tǒng)計(jì)，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合及配筋計(jì)算等等。本框架結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆整體框架。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)布置合理，構(gòu)件設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)使實(shí)用。本工程中框架梁柱板均采用C30混凝土，鋼筋采用HPB300和HRB335兩種規(guī)格。</p><p><b>　　2

28、.2工程設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p><b>　　2.2.1規(guī)范</b></p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2006</p><p>　　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010</p><p>　　《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010</p><p

29、>　　《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》（靜力計(jì)算）</p><p>　　《混泥土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊》</p><p>　　《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊》</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001</p><p>　　《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)

30、》GB50223-2008</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50476-2008</p><p>　　《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GBJ45-82</p><p>　　2.2.2《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊》工程設(shè)計(jì)原始資料</p><p>　　基本風(fēng)壓S0=0.4kN/㎡，雪壓S0=0.40 KN/㎡。</p>&l

31、t;p>　　抗震設(shè)計(jì)烈度：框架抗震等級為四級，設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)分組第一組。</p><p>　　場地類別：二類場地。</p><p>　　荷載取值依據(jù)：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》。</p><p><b>　　3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是目前最為常見的一種建筑結(jié)構(gòu)模式，它在各種民用建

32、筑中都有廣泛的應(yīng)用，例如：旅館，學(xué)校，餐廳，宿舍等等。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，抗震性能較好，并且具有較好的可塑性，結(jié)構(gòu)布置方面比較靈活，方便，易于滿足空間要求，建筑立面處理容易。此次，我所設(shè)計(jì)的是安徽蕭縣某中學(xué)教學(xué)樓2#教學(xué)樓的，采用的就是現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.1結(jié)構(gòu)體系的選擇</p><p>　　3.1.1框架結(jié)構(gòu)組成</p><

33、p>　　框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)等節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的承載結(jié)構(gòu)，橫梁和立柱通過剛接聯(lián)系而形成的一種承重結(jié)構(gòu)，它的荷載傳遞方式為：將荷載從板傳至梁再到柱然后傳至基礎(chǔ)。</p><p>　　3.1.2框架結(jié)構(gòu)種類</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)根據(jù)施工方法的不同分為①梁板柱全部現(xiàn)澆②樓板預(yù)制，梁柱現(xiàn)場澆筑框架③梁板預(yù)制，柱現(xiàn)場澆筑的半裝配式框架④全裝配式框架。其中整體式又稱全現(xiàn)澆框架，它由現(xiàn)場

34、支模澆筑而成，整體性好，抗震能力強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)的工程采用便是現(xiàn)澆整體式框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.1.3框架結(jié)構(gòu)布置</p><p>　　按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案，本次設(shè)計(jì)的試驗(yàn)樓采用縱橫向承重方案，樓板的豎向荷載沿兩個方向傳遞。</p><p>　　3.2構(gòu)件的尺寸初估及框架梁柱線剛度的計(jì)算</p>

35、;<p><b>　　3.2.1板的估算</b></p><p>　　一般情況下框架結(jié)構(gòu)板應(yīng)取跨度的1/35且要滿足最小厚度的要求即可，故取板厚為100mm。</p><p>　　3.2.2柱截面估算</p><p>　　底層柱子軸力計(jì)算，假定結(jié)構(gòu)每平米總荷載設(shè)計(jì)值為，則底層中柱的軸力設(shè)計(jì)值為。假定采用C30混凝土，則,假定柱尺寸

36、為500×500，則柱子的軸壓比===0.28＜0.9，故滿足要求。</p><p>　　3.2.3梁截面估算</p><p>　　框架梁主梁截面高度應(yīng)為跨度的1/8-1/12,寬度為1/4-1/2估算。次梁高度應(yīng)為跨度的1/8-1/12,寬度為高度的1/3-1/2估算，該工程框架結(jié)構(gòu)為縱橫墻承重，根據(jù)梁跨可初步擬?。褐髁海?50×500；次梁:200×500

37、。</p><p>　　3.2.4確定框架的計(jì)算簡圖</p><p>　　框架中梁和柱為剛接，柱子和基礎(chǔ)則認(rèn)為是固接方式，由于柱截面相同，故梁跨等于柱截面形心軸間的尺寸，已知室內(nèi)外高差為450，而基礎(chǔ)頂面至室外地坪的高度一般情況下至少為500，故底層柱子的高度為4550，其它層柱高為3600。</p><p>　　3.2.5 柱線剛度計(jì)算</p>&l

38、t;p><b>　　計(jì)算公式為：</b></p><p>　　i== （3-1）</p><p>　　表3-1 柱的線剛度計(jì)算</p><p>　　表3-2 梁的線剛度計(jì)算</p><p>　　圖3.1 框架線剛度示意圖</p><p>&

39、lt;b>　　4 重力荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1 荷載統(tǒng)計(jì)</b></p><p>　?。?）屋面：（不上人）</p><p>　　結(jié)構(gòu)層：100厚混凝土板 0.1×25=2.5</p><p>　　找平層：20

40、厚混合砂漿 0.02×17=0.34</p><p>　　保溫層：100厚膨脹珍珠巖 0.1×7=0.7</p><p>　　防水層：40 C20細(xì)石混凝土防水 0.0425=1.0</p><p>　　找坡

41、層：40 厚水泥石灰焦渣砂漿找平 0.0414=0.56</p><p>　　裝飾層:10厚混合砂漿　　 　 0.0117=0.17</p><p>　　合 計(jì) 　 5.27（2）主梁自重</p><p>　　b×h=

42、250×500 25×0.25×(0.5-0.1)=2.5</p><p>　　抹灰重：20石灰砂漿 2×17×0.01×0.4＋0.01×17×0.25=0.18 </p><p>　　合 計(jì)

43、 　 2.68（3）次梁自重</p><p>　　b×h=200×500 25×0.2×(0.5-0.1)=2.0</p><p>　　抹灰重:10厚石灰砂漿 2×17×0.01

44、15;0.4＋0.01×17×0.25=0.18</p><p>　　合 計(jì) 　　 　　　　　　　 2.17 </p><p><b>　　( 4 ) 樓面</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)層：100厚混凝土板

45、0.1×25=2.5 </p><p>　　抹灰重：10厚石灰砂漿 0.01×17=0.17</p><p>　　水磨石面層： 0.65</p><p>　　合 計(jì)

46、 　　　 3.32 </p><p><b>　?。?）柱自重 </b></p><p>　　柱重 0.5×0.5×25=6.25</p><p>　　抹灰重：10厚石灰砂漿

47、 4×0.01×17×0.5=0.34</p><p>　　合 計(jì) 　 　　　　　　　　 6.59</p><p>　?。?）外縱墻自重(底層)</p><p>　　縱墻

48、 3.6×0.2× 5.5×0.7=2.77</p><p>　　鋁合金窗 0.35×2.1=0.74</p><p>　　貼瓷磚外墻面 0.5×3.6×0.65=1.1

49、7</p><p>　　內(nèi)墻面粉刷 0.36×3.6×0.65=0.84 合 計(jì) 5.52</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層</b></p>&l

50、t;p>　　縱墻 3.1×0.2×5.5×0.7=3.64</p><p>　　鋁合金窗 0.35×2.1=0.6</p><p>　　貼瓷磚外墻面

51、 0.5×3.1×0.65=1.0</p><p>　　水泥刷內(nèi)墻面 0.36×3.1×0.65=0.72</p><p>　　合 計(jì) 4.85&

52、lt;/p><p>　?。?）內(nèi)縱墻自重（底層）</p><p>　　橫墻 0.2×3.6×5.5=3.96 墻面抹灰 0.36×2×36=2.59 合 計(jì)

53、 6.55</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></p><p>　　橫墻 0.2×5.5×3.1=3.41</p><p>　　墻面抹灰

54、 0.36×2×3.1=2.23 </p><p>　　合 計(jì) 5.64</p><p>　　4.2 活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p>　　4.2.1屋面和樓面活荷載標(biāo)

55、準(zhǔn)值</p><p>　　屋面(不上人) 0.5 樓面:（教室） 2.0</p><p>　　走廊

56、 3.5</p><p>　　儲藏室 4.0</p><p>　　衛(wèi)生間 2.5</p><p>　　辦公室

57、 2.0</p><p>　　4.2.2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： </p><p>　　已知基本雪壓為而由書中可知故。</p><p>　　屋面活載與雪荷載數(shù)值不同時考慮按兩者的最大值取值即可。</p><p><b>　　4.3荷載總匯</b><

58、;/p><p>　　4.3.1 各層重力荷載代表值</p><p>　　頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載，50%雪荷載，梁重，縱橫墻自重，半層柱自重，半層墻體自重。</p><p>　　其它樓層重力荷載代表值包括：樓面恒載，50%樓面活載，梁重，縱橫墻自重，樓面上下各半層柱重及墻體自重,每層面積約1265㎡。</p><p><b>　

59、　（1）頂層G5</b></p><p>　　50%雪荷載 0.5×0.4×1265=253</p><p>　　柱 1.8×6.59×54=640.55</p><p>

60、　　縱梁 2.72×65.4×4 +2.2×(65.4+4.8×4+7.8) =914.83</p><p>　　屋面 5.27×1265=6666.55</p><p>　　縱墻 0.5×4.8

61、5×（5.6+48.6×3+7.2×3+10.2）=555.81</p><p>　　橫墻 0.5×[5.64×﹙53.4×2＋7.2×12﹚＋4.85×3.6]=743.18</p><p>　　女兒墻 1.9×﹙51.6

62、5;2＋53.4×2﹚=399</p><p>　　梁重 249.98＋1225.5=1475.48</p><p>　　合 計(jì) 10733.57</p><p>　?。?）集中于標(biāo)準(zhǔn)層處的

63、G2.G3.G4</p><p>　　50%樓面活載 0.5×2×1265=1265樓面恒載 3.32×1265=4199.8柱重 1.8×6.59×2×5

64、4=1281.1縱墻 555.81×2=1111.62橫墻 743.18×2=1486.36梁重 1475.48</p><p>　　合

65、 計(jì) 10597.18</p><p>　?。?）集中于底層處的重力代表值G1</p><p>　　50%屋面活載 0.5×2×1265=1265</p><p>　　樓面恒載

66、 3.32×1265=4199.8 柱重 6.59×﹙1.8＋4.05/2﹚×54=1361.16 橫墻 555.81＋0.5×[6.55×﹙53.4×2＋7.2×12）＋5.52×36]=1287.91 縱墻 743.18＋0.5×

67、5.52×﹙51.6＋48.6×3＋7.2×3＋10.2﹚=1375.27</p><p>　　梁重 1475.48</p><p>　　合 計(jì) 10965.11</

68、p><p>　　建筑物總重力荷載代表值∑G為</p><p>　　∑G = G1＋G2＋G3＋G4＋G5=53490.22</p><p>　　圖4.1 各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值</p><p><b>　　5 風(fēng)荷載</b></p><p><b>　　5.1 風(fēng)荷載計(jì)算</b>

69、</p><p>　　為了簡化計(jì)算，作用在外墻面受的風(fēng)荷載可近似用作用在屋面梁和樓面梁處的等效集中荷載替代。作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：</p><p>　?。?-1） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，地面粗糙度為B類，查書中

70、表10-4（混凝土）；</p><p>　　——基本風(fēng)壓，=0.40；</p><p>　　βz——風(fēng)振系數(shù)，基本自振周期對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作用T1=0.08n（n是建筑層數(shù)）估算，大約為0.4s>0.25s,但是對于高度不大于30且高寬比不大于1.5的一般βz =1.0；</p><p>　　——風(fēng)荷載體形系數(shù)，根據(jù)建筑物的體形系數(shù)查的=1.3；<

71、/p><p>　　B——迎風(fēng)面的高度，B=7.2；</p><p><b>　　——下層柱的高度；</b></p><p>　　hj——上層柱的高度，其中對于頂層則為女兒墻高度的2倍。</p><p><b>　　計(jì)算過程如下表：</b></p><p>　　表5-1 集中風(fēng)荷載

72、標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　5.1.1底層柱D值計(jì)算</p><p>　　表5-2 橫向底層D值的計(jì)算</p><p>　　表5-3 橫向標(biāo)準(zhǔn)層D值的計(jì)算</p><p>　　5.1.2風(fēng)荷載框架作用下框架側(cè)移計(jì)算：</p><p>　　水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算：</p><p>

73、;<b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Vj——第j層的總剪力；</p><p>　　——第j層所有柱的抗側(cè)移剛度之和；</p><p>　　——第j層的層間側(cè)移。</p><p>　　第一層的層間側(cè)移值求出之后，就可

74、以計(jì)算各樓板標(biāo)高處的側(cè)移值的頂點(diǎn)側(cè)移值，各層樓板標(biāo)高處的側(cè)移值是該層一下各層層間側(cè)移之和。頂點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。</p><p><b>　　頂點(diǎn)側(cè)移：</b></p><p><b>　　??（5-3）</b></p><p>　　框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計(jì)算見下表：</p><p>　

75、　表5-4 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算</p><p><b>　　側(cè)移驗(yàn)算：</b></p><p>　　層間側(cè)移最大值：（滿足要求）。</p><p>　　5.1.3計(jì)算結(jié)構(gòu)的基本周期</p><p>　　主要按下式求基本周期：</p><p><b>　?。?-4）</b>

76、;</p><p>　　計(jì)算基本周期首先要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移。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5-5：</p><p>　　表5-5 橫向框架頂點(diǎn)位移 </p><p>　　結(jié)構(gòu)基本周期T1=1.7

77、0=1.7×0.6×=0.52</p><p>　　5.1.4水平地震作用計(jì)算</p><p>　　該工程所在地區(qū)抗震設(shè)防類別為丙級，抗震設(shè)防烈度為6度，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。結(jié)構(gòu)的特征周期=0.35s，水平地震影響系數(shù)最大值=0.04。</p><p>　　由于=0.52＞1.4=1.4×0.35=

78、0.49（s），故需考慮頂部附加地震作用。</p><p>　　按底部剪力法求得的底部剪力，附加集中水平地震作用可表示為： （5-5）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——為頂部附加水平作用系數(shù)，可查書中表3.4得</p><p><b>　

79、?。?-6）</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)水平橫向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　其余各層橫向地震剪力按下式（4-6）分配， 其具體計(jì)算結(jié)果見表5-6所示</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　橫向框架各層水平地震作用和地震剪力圖見圖4.9.</p>&l

80、t;p>　　表5-6 各層橫向地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　樓層最小地震剪力的驗(yàn)算如下所示（選取最大值進(jìn)行驗(yàn)算即可）：（故滿足要求）</p><p>　　圖5.1 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力（單位：）</p><p>　　5.1.5橫向框架抗震變形驗(yàn)算</p><p>　　水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移計(jì)算，而規(guī)

81、范中規(guī)定層間位移角也必須滿足<=1/550,求得，H為層高，具體計(jì)算過程和結(jié)果見表5-7所示。</p><p>　　表5-7 橫向框架抗震變形驗(yàn)算</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算以上均滿足公式＜[]=1/550。</p><p>　　5.1.6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)果詳見表5-8

82、、表5-9。地震作用下框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力分別見表5-10、圖5.2，圖5.3 (高層P54)</p><p>　　注表中： </p><p><b>　　（5-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b&

83、gt;　?。?-10）</b></p><p>　　表5-8 G軸柱（邊柱）柱端彎矩計(jì)算</p><p>　　表5-9 J軸柱（邊柱）柱端彎矩計(jì)算</p><p>　　該框架為對稱結(jié)構(gòu)K軸柱與J軸柱相同，L軸柱與G軸柱相同。</p><p>　　而梁端彎矩則是由按節(jié)點(diǎn)的彎矩平衡條件，即可求得梁端彎矩：</p><

84、;p>　　（5-11） （5-12） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——分別表示節(jié)點(diǎn)上、下兩端柱的彎矩；</p><p>　　，——分別表示節(jié)點(diǎn)左、右梁的線剛度；</p><p>　　，——分別表示節(jié)點(diǎn)左

85、、右梁的彎矩。</p><p>　　再以各個梁為脫離體，將梁的左右端彎矩之和除以該梁的跨長，便得到梁內(nèi)剪力公式如下： </p><p>　?。?-13） </p><p>　　再以柱子為脫離體自上而下逐層疊加節(jié)點(diǎn)左右梁端剪力，即可得到柱內(nèi)軸向力，中柱軸力為兩側(cè)剪力相減，具體計(jì)算過程和結(jié)果如表4-10所示：</

86、p><p>　　表5-10框架梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算 </p><p><b>　　注：</b></p><p>　　1)柱軸力中的負(fù)號表示拉力。當(dāng)為左地震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓。正負(fù)號僅表示方向。</p><p>　　2)表中M單位為，V單位為，N單位為，l單位為。</p>

87、;<p><b>　　。</b></p><p>　　圖5.2 地震作用下中框架彎矩圖(kN·m)</p><p>　　圖5.3 水平地震作用下梁端剪力及柱軸力圖(kN)</p><p><b>　　6 豎向荷載統(tǒng)計(jì)</b></p><p>　　6.1 豎向荷載作用下框架的荷

88、載統(tǒng)計(jì)</p><p>　?。?）確定板傳給梁的荷載時要一個區(qū)格板一個區(qū)格板的考慮，然后再確定每個區(qū)格上的荷載傳遞，雙向板傳力時可沿四角點(diǎn)做線，將區(qū)格劃分為四個部分，將各塊上的荷載傳遞給與之相鄰的梁上，單向板傳遞則是沿短邊傳遞，板傳給梁上的三角形荷載或者梯形荷載可按公式等效為均布荷載計(jì)算（混凝土P75）結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：</p><p>　　圖6.1 荷載的傳遞示意圖</p>

89、<p>　?。?）G-J軸間框架梁，屋面板傳給梁上的荷載：</p><p>　　恒載： 5.27×3.6／2×（1-0.25²×2+0.25³）×2=16.89 </p><p>　　活載： 0.5×1.8

90、15;0.89×2=1.60 </p><p>　　樓面板上的荷載 </p><p>　　恒載： 3.32×3.2／2×0.89×2=10.64</p><p>　　活載： 2.0×1.8

91、×0.89×2=6.41</p><p>　　梁自重： 2.68</p><p>　　G-J軸間框架梁均布荷載為：</p><p>　　屋面梁：恒載=板傳荷載+梁自重 =16.89+2.68=19.57 </p>

92、<p>　　活載=板傳活荷載 =1.60 </p><p>　　樓面梁：恒載=板傳荷載+梁自重 =10.64+2.68=13.32</p><p>　　活荷=板傳活荷 =6.42 </p><p>　?。?/p>

93、3）K-J軸間框架梁(屋面梁傳來的荷載)</p><p>　　恒載： 5.27×3.0／2×5／8×2＝9.88</p><p>　　活載： 0.5×3.0／2×5/8×2=0.94</p><p>　

94、　樓面板傳來的荷載：</p><p>　　恒載： 3.32×3/2×5/8×2＝6.23</p><p>　　活載： 2.0×3.0×5/8＝3.75 </p><p>　　K-J軸間框架

95、梁均布荷載為：（屋面梁）</p><p>　　恒載=板傳荷載+梁自重 =9.88+2.68=12.56</p><p>　　活載-板傳活荷載 =0.941</p><p><b>　　樓面梁：</b></p>

96、<p>　　恒載=板傳恒載+梁自重 =6.23+2.68= 8.91</p><p>　　活載=板傳活荷 =3.75（4）K-L軸間框架梁均布荷載情況與G-J相同（對稱結(jié)構(gòu)）此處單獨(dú)計(jì)算一次。 </p><p>　　（5）軸柱縱向集中荷載作用計(jì)

97、算（邊柱）</p><p>　　頂層柱：女兒墻（做法：墻高550mm，100mm的混凝土壓頂）自重</p><p>　　=0.2×0.55×5.5＋0.1×0.2×25</p><p>　　=1.11 kN/m</p><p>　　柱的恒載=女兒墻自重+梁自重+主梁傳來的荷載+次梁傳來的荷載</p

98、><p>　　=1.11×7.2＋2.68×7.2＋2.17×7.2＋2.68×3.6＋5.27×0.89×1.8×7.2＋5.27×5／8×1.8×7.2＋5.27×0.89×1.8×7.2×1/2</p><p><b>　　=186.43&

99、lt;/b></p><p><b>　　柱的活載=板傳活荷</b></p><p>　　=0.5×0.89×1.8×7.2＋1.8×0.5×5/8×7.2＋0.5×0.89×1.8×3.6 =12.71</p><p><

100、;b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></p><p>　　柱的恒載=外縱墻自重+梁自重+主梁所傳恒載+次梁所傳恒載+內(nèi)墻自重</p><p>　　=4.85×7.2＋2.68×7.2＋2.17×7.2＋2.68×3.6＋3.32×0.89×1.8×7.2＋3.32×1.8×5/8×7

101、.2＋3.32×0.89×1.8×7.2×1/2＋5.64×3.6</p><p><b>　　=184.13</b></p><p><b>　　柱的活載=板傳活載</b></p><p>　　=2.0×0.89×1.8×7.2＋2.0

102、15;5/8×1.8×7.2＋2.0×0.89×1.8×3.6 =50.8</p><p>　?。?）軸（中柱）縱向集中荷載計(jì)算</p><p><b>　　頂層柱：</b></p><p>　　恒載=主梁所傳荷載+梁自重+次梁所傳恒載</p><p&

103、gt;　　=5.27×0.89×3.6/2×7.2＋5.27×5/8×1.8×7.2＋5.27×(1-0.21²×2＋0.21³) ×1.5×7.2＋5.27×5/8×1.5×3＋2.68×1.5＋2.68×7.2＋2.68×3.6＋2.17×7.2

104、＋5.27×0.89×1.8×3.6</p><p><b>　　＝225.02</b></p><p><b>　　活載=板傳活載</b></p><p>　　=0.5×0.89×1.8×7.2＋0.5×5/8×1.8×7.2＋0.

105、5×0.89×1.8×7.2＋0.5×0.89×1.8×3.6＋0.5×0.92×1.5×7.2＋0.5×5/8×1.5×3</p><p><b>　?。?9.08</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層柱：</b><

106、;/p><p>　　恒載=墻重+梁自重+主梁所傳恒載+次梁所傳恒載</p><p>　　=5.64×3.6+4.49×7.2＋2.68×1.5＋2.68×7.2＋2.68×3.6＋2.17×7.2＋3.32×0.89×1.8×3.6＋3.32×0.89×1.8×7.2＋3.3

107、2×5/8×1.8×7.2＋3.32×0.92×1.5×7.2＋3.32×5/8×1.5×3</p><p><b>　　=236.16</b></p><p><b>　　活載=板傳活載</b></p><p>　　=2.0

108、5;0.89×1.8×7.2＋2.0×5/8×1.8×7.2＋2.0×0.92×1.5×7.2＋2.0×5/8×1.5×3＋2.0×0.89×1.8×3.6</p><p><b>　　=76.3</b></p><p>　　框架

109、在豎向荷載作用下受荷總圖如下圖6.2所示。</p><p>　　圖6.2 豎向荷載示意圖</p><p>　　6.2 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)力分析計(jì)算，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對一般的工業(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)力卻比考慮活荷載的不利布置時求得的值略有降低，但當(dāng)活荷載所占的比例較大時，可以

110、先前不加以考慮而是在截面配筋計(jì)算時，再將跨中彎矩值乘1.1～1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整即可。</p><p>　　6.3 固端彎矩計(jì)算</p><p>　　6.3.1 恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 </p><p><b>　　頂層：</b></p><p><b>　　=</b></p>&l

111、t;p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　6.3.2 活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　頂層：</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></p><

112、;p>　　6.2.3分配系數(shù)計(jì)算 </p><p>　　因該框架為對稱框架，故為計(jì)算簡便，僅取半框架計(jì)算，然后依據(jù)對稱原則計(jì)算另一半，各桿端彎矩分配系數(shù)計(jì)算過程及結(jié)果見表6-1所示：</p><p>　　表6-1 各桿端分配系數(shù)</p><p>　　注：表中的表示第i層和第j層柱子名稱代號表示第i層G軸與J軸間梁的代號.</p><p&g

113、t;　　6.2.4傳遞系數(shù)計(jì)算</p><p>　　由書中知識得當(dāng)遠(yuǎn)端為固定端時，傳遞系數(shù)為1/2，遠(yuǎn)端為滑動時傳遞系數(shù)為-1，當(dāng)遠(yuǎn)端鉸支時為0；此框架假定上下柱的遠(yuǎn)端均為固端，且與實(shí)際情況相差不大，故柱的線剛度均需乘以0.9的修正系數(shù)但底層的除外，且其傳遞系數(shù)由原來的1/2變?yōu)?/3。</p><p>　　6.2.5彎矩分配</p><p>　　由前面所計(jì)算的恒

114、荷載作用下和活荷載作用下的彎矩分配所得，可直接用來計(jì)算其各部分的具體分配情況，現(xiàn)將框架在恒載作用下的分配計(jì)算列表6-2，活荷載作用下列別6-3，彎矩圖分別為圖6.3，圖6.4所示。</p><p>　　豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，即彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.85，調(diào)幅后的具體數(shù)值見圖中的括號內(nèi)的數(shù)值。</p><p>　　表6-2 恒載彎矩計(jì)算</p><p&

115、gt;<b>　　續(xù)表</b></p><p>　　G J </p><p>　　圖6.3 恒載作用下框架彎矩圖</p><p>　　表6-3 活載彎矩計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p>　　G

116、 J </p><p>　　圖6.4 活載作用下框架彎矩圖</p><p>　　6.4梁端剪力及柱軸力的計(jì)算</p><p>　　梁端剪力 V= +Vq+Vm

117、 （6-1）</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　Vq——梁上均布荷載引起的剪力。Vq =ql/2</p><p>　　——梁上集中荷載引起的剪力。=p/2</p><p>　　Vm——梁端彎矩引起的剪力。Vm =(M 左-M右)/l

118、</p><p>　　柱軸力 N=V+ （6-2）</p><p>　　式中： </p><p><b>　　—— 梁端剪力；</b></p><p><b>　　——集中力；；</b&

119、gt;</p><p><b>　　——柱的自重；</b></p><p>　　G-J跨：四五層梁在恒載作用下，梁端剪力及柱軸力計(jì)算如下所示：</p><p>　　由前面所求得梁上的均布荷載為：</p><p>　　第五層：q=19.57,梁上集中荷載：0，柱上集中荷載：186.43，柱自重：23.72。</p&g

120、t;<p>　　第四層：q=13.32,梁上集中荷載：0，柱上集中荷載：184.13，柱自重：23.72。</p><p><b>　　五層梁端彎矩：</b></p><p><b>　　四層梁端彎矩：</b></p><p><b>　　五層梁端剪力：</b></p>&

121、lt;p><b>　　調(diào)幅前：</b></p><p><b>　　調(diào)幅后：</b></p><p>　　同理可得第四層梁端剪力分別為：</p><p><b>　　調(diào)幅前：</b></p><p><b>　　調(diào)幅后：</b></p>

122、<p>　　五層G柱柱頂及柱底軸力：</p><p><b>　　同理可得第四層：</b></p><p>　　其它標(biāo)準(zhǔn)層及底層梁端剪力及柱軸力計(jì)算過程及結(jié)果見下表6-4，表6-5所示。 </p><p>　　表6-4 恒載作用下梁端剪力及

123、柱軸力(KN)</p><p>　　表6-5 活載作用下梁端剪力及柱軸力（KN)</p><p><b>　　7 內(nèi)力組合</b></p><p>　　7.1 框架梁內(nèi)力組合</p><p>　　在恒載和活載作用下，跨間可以近似取跨中的,由所學(xué)知識得 ： </p><p>　?。?-

124、1） </p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　、——梁左、右端彎矩，見圖4.7、4.8括號內(nèi)數(shù)值。</p><p>　　注： 若跨中若小于應(yīng)?。?lt;/p><p>　　在豎向荷載與地震組合時，跨間最大彎矩采用數(shù)值法計(jì)算，如圖所示：</p><p&

125、gt;　　圖7.1 跨間最大彎矩計(jì)算圖</p><p><b>　　圖中：</b></p><p>　　、——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><b>　　

126、對作用點(diǎn)求矩：</b></p><p><b>　　（7-2）</b></p><p>　　作用點(diǎn)處截面彎矩為：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　由=0,可求得跨間的位置為：</p><p>　　=

127、 （7-4）</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>　　== （7-5）</p><p>　　當(dāng)條件變?yōu)橛艺饡r，只需將及x的具體數(shù)值見下表所示，表中均有兩組數(shù)據(jù)，梁內(nèi)力組合見表7-3。注：表中恒載和活載進(jìn)行組合時，梁端彎矩調(diào)幅后的數(shù)值見圖