唐山建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計畢業(yè)設(shè)計計算書

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1、 HEBEI UNITED UNIVERSITY 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 GRADUATE DESIGN 設(shè)計題目：唐山建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級：09 土木 1 班 學(xué) 院：建筑工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 2013 年 5 月 31 日 摘要 -I- 摘要 這次畢業(yè)設(shè)計為唐山市建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計，總建筑面積為 2602 。耐久年限為 50 年，設(shè)防烈度按 8 度設(shè)計，結(jié)構(gòu)體系是鋼筋混凝土框架結(jié)2m 構(gòu)，用加氣混凝土砌塊做填充墻。 本設(shè)計分為三部分：建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工組織設(shè)計。 建筑設(shè)計應(yīng)滿足規(guī)范要求和用戶需求，另外，還要有藝術(shù)的美感，要有時 代氣息。 結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計主要進行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架 3 軸框架的抗震設(shè)計。在確定框 架布局之后，先進行了重力荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自振周 期，按底部剪力法計算水平地震作用下地震力大小，進而求出在水平荷載作用 下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力） 。接著計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用 下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。選取最安全的結(jié)果計算配 筋并繪圖。此外還進行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計。完成了平臺板，梯段 板，平臺梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計算。還進行了基礎(chǔ)和樓板的設(shè)計。 施工組織設(shè)計：科學(xué)的依據(jù)分項工程，依次施工的方法，合理安排施工順 序，注意安全措施，力求經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計抗震設(shè)計；建筑設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；施工設(shè)計 Abstract -II- Abstract This graduation design is the design of Tangshan City Construction Group Limited company office building, with a total construction area of 2602 . Durable 2m life of 50 years, the seismic fortification intensity of 8 degree in design, architecture is the f

4、rame structure of reinforced concrete, aerated concrete block filler wall to do. The design is divided into three parts: organization design architectural design, structure design, construction. The architectural design should meet the requirements of the standards and requirements of the user, in a

5、ddition, but also has the beauty of art, must have the spirit of the times. Major structural design of the horizontal seismic design of frame structure scheme of 3 axis framework. In determining the distribution framework, first calculate the representative value of the gravity load, and then obtain

6、ed from vibration cycle use vertex from the displacement method, calculation of horizontal earthquake size according to the bottom shear method, then calculate the internal force of the structure under the horizontal loads (bending moment, shear, axial force). Then calculate vertical load (constant

7、load and live load) under the internal forces. To find one or several sets of the most adverse combination of internal forces. Select the best safety results of the reinforcement and drawing. In addition, the design of the stairs is also carried out. Completion of the platform boards, boards of the

8、ladder, platform and other components of the beam internal force calculation and reinforcement. Also design foundation and floor. The construction organization design: the scientific basis sub-item project, flow construction method, the reasonable arrangement of construction schedule, safety first,

9、strive for economic benefits. Keywords: frame structure seismic design; architectural design; structure design; construction design 目錄 -III- 目錄 摘要 .I ABSTRACT.II 第一章緒論 .1 1.1 前言 .1 1.2 建筑設(shè)計概況 .1 1.2.1 題目：唐山市建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計 .1 1.2.2 結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) .1 1.2.3 目的要求： .1 1.2.4 應(yīng)完成的設(shè)計工作量 .2 1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計概況 .2 1.

10、3.1 設(shè)計資料 .2 1.3.2 設(shè)計內(nèi)容 .3 1.3.3 圖紙內(nèi)容 .3 1.3.4 計算書 .3 第二章建筑部分設(shè)計 .5 2.1 總平面設(shè)計 .5 2.2 平面設(shè)計 .5 2.2.1 使用房間設(shè)計 .5 2.2.2 輔助房間設(shè)計 .5 2.2.3 交通聯(lián)系空間的設(shè)計 .6 2.2.4 門窗的設(shè)計 .6 2.3 立面設(shè)計 .6 第三章結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 .7 3.1 工程概況 .7 3.1.1 基本數(shù)據(jù) .7 3.1.2 建筑環(huán)境 .7 3.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 .7 3.3 重力荷載計算 .9 3.3.1 屋面及樓面的永久荷載標準值 .9 3.3.2 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算 .1

11、0 3.3.3 各質(zhì)點重力荷載代表值 .13 3.4 框架側(cè)移剛度計算 .14 3.4.1 橫向框架側(cè)移剛度計算 .14 3.4.2 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 .15 3.5 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 .20 3.5.1 計算單元 .20 3.5.2 荷載計算 .21 目錄 -IV- 3.5.3 內(nèi)力計算 .24 3.5.4 橫向框架內(nèi)力組合 .30 3.5.5 框架柱內(nèi)力組合 .38 3.6 截面設(shè)計 .38 3.6.1 框架梁 .38 3.6.2 框架柱 .42 3.6.3 框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算 .45 3.7 樓梯設(shè)計 .46 3.7.1 材料 .

12、46 3.7.2 樓梯板的計算 .46 3.7.3 平臺板的計算 .47 3.7.4 平臺梁的計算 .48 3.8 樓板設(shè)計 .49 3.8.1 樓板類型及設(shè)計方法的選擇 .49 3.8.2 基本數(shù)據(jù) .50 3.8.3 荷載設(shè)計值 .50 3.8.4 計算跨度 .50 3.8.5 彎矩計算 .51 3.8.6 截面設(shè)計 .51 3.9 基礎(chǔ)設(shè)計 .53 3.9.1 修正地基承載力 .53 3.9.2 確定基礎(chǔ)尺寸 .53 3.9.3 驗算承載力 .53 3.9.4 基礎(chǔ)抗沖切驗算 .54 3.9.5 基礎(chǔ)受彎計算及配筋 .55 第四章 施工部分設(shè)計 .57 4.1 工程概況 .57 4.1.

13、1 工程特點 .57 4.1.2 建筑環(huán)境 .57 4.1.3 工程量計算 .57 4.2 施工部署 .59 4.2.1 施工方案 .59 4.2.2 施工順序 .60 4.3 施工準備工作 .60 4.3.1 現(xiàn)場準備 .60 4.3.2 技術(shù)準備 .61 4.3.3 施工用水、生活用水、施工用電 .61 4.3.4 勞動力組織 .61 4.4.2 基礎(chǔ)工程 .62 4.4.3 鋼筋工程 .63 4.4.4 混凝土工程 .65 4.4.5 模板工程 .66 4.4.6 砌筑工程 .66 4.4.7 屋面工程 .67 目錄 -V- 4.4.8 裝飾工程 .67 4.4.9 腳手架工程 .67

14、4.5 質(zhì)量安全措施 .68 4.5.1 質(zhì)量措施 .68 4.5.2 安全措施 .68 體 會 .70 謝 辭 .71 參考文獻 .72 第 1 章 緒論 -1- 第一章緒論 1.1 前言 本著適用、安全、經(jīng)濟、美觀的方針，根據(jù)任務(wù)書的要求，綜合考慮基地 環(huán)境、使用功能、建筑造型、建筑經(jīng)濟等問題，恰當確定建筑物的面積、體型、 平面、立面、剖面、節(jié)點構(gòu)造等，恰當確定結(jié)構(gòu)選型，合理選擇建筑材料故需 制定合理的方案。 此建筑是唐山市建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計，建筑層數(shù)為四層，建筑面 積為 2602 。此建筑的設(shè)防烈度 8 度，抗震等級二級，建筑物安全等級二級；2m 在設(shè)計中力求通風(fēng)、采光、保溫、防

15、水較好，充分提高面積利用率，特別要做 好裝修采光、消防等方面的工作。 通過本框架結(jié)構(gòu)辦公樓的設(shè)計，充分體會了建筑設(shè)計的全過程，通過綜合 運用以往所學(xué)的理論和專業(yè)知識，分析和解決土建工程設(shè)計和施工組織等實際 問題，自己具備了必備的建筑、結(jié)構(gòu)、施工的全局觀點和經(jīng)濟觀點，并鍛煉了 自己調(diào)查研究、查閱資料、綜合分析的能力。 1.2 建筑設(shè)計概況 1.2.1 題目：唐山市建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計 1.2.2 結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 1.2.3 目的要求： 使學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計，在教師知道下，獨立完成工程項目設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生 綜合運用以往所學(xué)的理論和專業(yè)知識，分析和解決土建工程設(shè)計和施工組織等 實

16、際問題能力，培養(yǎng)學(xué)生建立理論聯(lián)系實際、勤奮、嚴謹、求實、創(chuàng)新的科學(xué) 作風(fēng)，以及土建工程技術(shù)人員必備的建筑、結(jié)構(gòu)、施工的全局觀點和經(jīng)濟觀點， 培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、查閱資料、綜合分析能力。 具體要求如下： 1、 建筑基地：唐山市市區(qū) 2、 主要功能：為唐山建設(shè)集團有限公司辦公樓設(shè)計，功能安排見方案 圖。 河北聯(lián)合大學(xué)建筑工程學(xué)院 -2- 3、 氣象、水文、地質(zhì)資料 A、 溫度：最熱月平均 25.4，最冷月平均-8.8。 最熱日平均 29.4，極端最高 39.6。 B、 相對濕度：最熱月平均 78%，最冷月平均 54%。 C、 主導(dǎo)風(fēng)向：夏季東、東南向冬季西、西北向 D、 降水量：年平均620 毫米年

17、最大951 毫米 E、 最大降雪深度：190 毫米 F、 最大冰凍深度：800 毫米 G、 地震設(shè)防烈度：8 度 H、 地基承載力標準值：180KN/m 2 1.2.4 應(yīng)完成的設(shè)計工作量 1、 編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容包括設(shè)計依據(jù)：建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)方案；綜述； 主要經(jīng)濟指標和主要裝飾做法及材料等。 2、 建筑施工圖 A、總平面圖（1：500） B、各層平面圖（1：100） C、屋頂平面圖（1：100） D、立面圖正立面圖、側(cè)立面圖（1：100） E、剖面圖1-1、2-2 剖面（1：100） F、樓梯詳圖平面及剖面（1：50） G、墻身大樣（1：20） H、衛(wèi)生間大樣圖（1：50） 3、圖面要求 A、

18、布局勻稱、圖面整潔、線條圓滑、符號正確、符合建筑制圖標 準 、尺寸完善。 B、計算正確、說明清楚、詞語簡練、用詞恰當、字跡工整。 1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計概況 1.3.1 設(shè)計資料 1、設(shè)防烈度 8 度；抗震等級二級；場地類別二類；抗震設(shè)防類別丙類；建 筑物安全等級二級。 第 1 章 緒論 -3- 2、場地土類型中軟場地土；最大凍結(jié)深度 0.6 米；地基承載力標準值 ；持力層為粉質(zhì)粘土。kpa160f 3、參考資料：建筑抗震設(shè)計規(guī)范 ；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 ；建筑結(jié) 構(gòu)荷載規(guī)程 ；建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)程 。 1.3.2 設(shè)計內(nèi)容 1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置及構(gòu)件尺寸的初定。 2、統(tǒng)計荷載 （1） 、面荷載的統(tǒng)計；

19、 （2） 、梁上線荷載的統(tǒng)計； （3） 、重力荷載代表值的統(tǒng)計。 3、內(nèi)力計算 （1） 、水平地震作用的計算； （2） 、水平地震作用下的內(nèi)力計算（D 值法） ； （3） 、豎向荷載作用下的內(nèi)力計算（分層法或彎矩二次分配法） ，恒載與活 載要分別計算。 4、內(nèi)力組合 5、配筋設(shè)計 6、基礎(chǔ)設(shè)計 7、樓梯設(shè)計 8、樓板設(shè)計 1.3.3 圖紙內(nèi)容 1、結(jié)構(gòu)平面布置圖，不少于 2 張；（1：100） 2、框架配筋圖；（立面 1：50；截面 1：20） 3、基礎(chǔ)布置圖及配筋圖；（平面圖 1：100；詳圖 1：30） 4、樓梯配筋圖。 （1：50） 1.3.4 計算書 1、計算書清晰工整； 2、至少有

20、2 篇外文翻譯； 3、要有中英文摘要； 4、要列出參考文獻。 河北聯(lián)合大學(xué)建筑工程學(xué)院 -4- 第 2 章 建筑部分設(shè)計 -5- 第二章 建筑部分設(shè)計 2.1 總平面設(shè)計 本工程為公司辦公樓，位于唐山市市區(qū)，主體四層。總建筑面積約為 2602 。2m 在建筑設(shè)計過程中兼顧安全，適用，經(jīng)濟，美觀四個原則，并依據(jù)建筑設(shè) 計資料集進行詳細說明?？偲矫嬖O(shè)計要求綜合總體規(guī)劃，基地環(huán)境等具體條件 合理分區(qū)，妥善解決平面各組成部分之間的相互關(guān)系，選擇合適的交通聯(lián)系方 式。并且簡捷明快，管理方便，滿足人在心理，視覺和其它各種使用上的要求， 按照建筑性質(zhì)，規(guī)劃和基地，確定平面形式，使布局緊湊，節(jié)約用地，并且為

21、立面設(shè)計創(chuàng)造有利條件，考慮合理性及經(jīng)濟。 本設(shè)計采用“一”字形平面布置，依據(jù)房間定額面積及合理性布置，并同 時考慮走廊交通，采用內(nèi)廊設(shè)計，更加的貼近辦公的特點，讓人更加的舒適。 并采用三部樓梯作為垂直交通使用，一個主入口。 見建筑施工圖。 2.2 平面設(shè)計 2.2.1 使用房間設(shè)計 根據(jù)辦公建筑設(shè)計規(guī)范規(guī)定和任務(wù)書使用要求的具體情況，確定小會 議室開間 6m；中會議室開間 12m；多功能廳開間 24m；總裁辦公室和綜合辦公 室開間 9m,其他普通辦公室按照使用要求開間分別為 6m 和 3m，所有房間進深 均為 7.2m，內(nèi)廊柱距 2.4m。 2.2.2 輔助房間設(shè)計 本辦公樓輔助房間主要為衛(wèi)生

22、間。衛(wèi)生間根據(jù)要求，應(yīng)設(shè)置在隱蔽又便于 尋找的部位，距最遠工作點應(yīng)不大于 50 米，應(yīng)有天然采光和通風(fēng)。男女衛(wèi)生間 應(yīng)盡量設(shè)置在一起，且上下樓層盡可能對齊，以便供水和排水。衛(wèi)生間的面積、 尺寸大小應(yīng)根據(jù)室內(nèi)衛(wèi)生器具的數(shù)量、布置方式以及人體使用需要的基本尺寸 來確定。衛(wèi)生器具數(shù)量要求為：男衛(wèi)生間每 40 人一具大便器，每 30 人一具小 便器；女衛(wèi)生間每 20 人一具大便器，每 40 人要求洗手器具一具。根據(jù)使用要 求在辦公樓兩邊分別設(shè)置一座男女衛(wèi)生間。在主樓梯旁邊設(shè)置男女衛(wèi)生間各一 河北聯(lián)合大學(xué)建筑工程學(xué)院 -6- 座,其中男衛(wèi)生間設(shè)置大便器 5 個，小便器 5 個，女衛(wèi)生間設(shè)置大便器 5 個

23、，單 排設(shè)置,男女衛(wèi)生間內(nèi)各設(shè)置洗手盆 2 個，污水池 1 個。 2.2.3 交通聯(lián)系空間的設(shè)計 交通聯(lián)系部分主要包括走道、樓梯和門廳。 （1）走道設(shè)計 走道寬度根據(jù)人流通行、安全疏散、走道性質(zhì)、空間感受以及走道側(cè)面門 的開啟方向來確定。由規(guī)范及防火、通行等原因綜合考慮，內(nèi)廊走道軸線間的 距離設(shè)計為 2.4m，凈寬 2.2m。并在樓道盡頭開窗以滿足照明要求。 （2）樓梯設(shè)計 樓梯是建筑中的垂直交通聯(lián)系構(gòu)件，它起著聯(lián)系上下層空間和供人流疏散 的作用，在設(shè)計過程中要妥善解決好樓梯的形式、位置、數(shù)量以及樓梯寬度、 坡度等問題。本設(shè)計共安置 3 部樓梯，主樓梯在門廳正前方，兩個側(cè)樓梯分別 布置在樓道兩

24、側(cè)盡頭，均為雙跑樓梯。這樣設(shè)計簡單美觀且能滿足防火要求。 樓梯間尺寸確定：樓梯的位置應(yīng)布置均勻，導(dǎo)向明確，顯明易找，樓梯應(yīng) 靠外墻設(shè)置，以便采光。各部樓梯踏步寬度 300mm，踏步高度 150 mm，踏步 數(shù)量 24 級，其中主樓梯梯井 200 mm,梯段寬度 2350 mm；分樓梯梯井 80 mm, 梯段寬度 1350 mm。梯段長度均為 3300 mm，高度均為 1800 mm，中間平臺取 2100 mm。 2.2.4 門窗的設(shè)計 門的設(shè)計 根據(jù)規(guī)范要求，小辦公室門、接待室門、衛(wèi)生間外門均設(shè)計為寬 1.0 、m 高 2.1m 的單扇門。中會議室和多功能廳門寬為 1.8m 的雙扇門，次要出入

25、口為 門寬 2.4m 的雙扇平開門，大門廳為 2.4m 寬的四扇平開門，開啟方式均為內(nèi)開。 窗的設(shè)計 充分考慮采光和通風(fēng)的作用，窗設(shè)計為 18002100 ，樓梯休息平臺上2 的窗戶選擇 18001500 。2 2.3 立面設(shè)計 本辦公樓設(shè)計簡潔、美觀、大方，外墻裝飾以貼瓷磚為主，門窗布置比較 勻稱和規(guī)則，看上去比較明朗美觀。外墻的瓷磚采用暗紅暗黃兩種顏色交替布 第 2 章 建筑部分設(shè)計 -7- 置，在正門周邊則采用白色瓷磚，讓建筑本身看起來更靈動。 -8- 第三章結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 3.1 工程概況 本辦公樓設(shè)計為四層，建筑面積 2602 ，建筑高度 15.1m，層高 3.6m,室2m 內(nèi)外高差

26、450mm。 3.1.1 基本數(shù)據(jù) 擬建房屋所在地的設(shè)計地震動參數(shù) ，特征周期值 ；基max0.16g0.35sT 本雪壓 ,雪荷載分布系數(shù) ；基本風(fēng)壓 ；20.35kN/Smr204kN/wm 地面粗糙度為 B 類。 3.1.2 建筑環(huán)境 1.建筑基地：唐山市內(nèi) 2.主要功能：為框架結(jié)構(gòu)辦公樓設(shè)計。 3.氣象、水文、地質(zhì)資料：溫度，最熱月平均 25.4，最冷月平均 8.8；最熱日平均 29.4，極端最高 39.6；相對濕度，最熱月平均 78%，最冷月平均 54%；主導(dǎo)風(fēng)向，夏季東、東南向，冬季西、西北向； 降水量，年平均620 毫米，年最大951 毫米；最大降雪深度，190 毫米； 最大冰凍

27、深度，800 毫米；地震設(shè)防烈度，8 度；地基承載力標準值：180 Kpa。 4.設(shè)防烈度 8 度，第一組；抗震等級二級；場地類別 II 類； 5.抗震設(shè)防類別為丙類；建筑物安全等級為二級。 6.場地土類型中軟場地土；最大凍結(jié)深度 0.6 米； 7.地基承載力標準值 fk=160Kpa；持力層為粉質(zhì)粘土。 8.設(shè)計使用年限 50 年。 3.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面 設(shè)計，其標準層結(jié)構(gòu)平面示意圖見圖 3-1。主體結(jié)構(gòu)共四層，層高均為 3.6m。 填充墻外墻采用 250mm 厚的加氣混凝土砌塊，內(nèi)墻為 200 厚加氣混凝土砌塊。 樓蓋

28、及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取 120mm。梁截面高度 按照梁的跨度的 1/12-1/8 估算，由此估算的梁截面尺寸見表 3-1，表中還給出 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -9- 了各層梁、柱和板的混凝土強度等級。其設(shè)計強度 C30（f c=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2） 。 圖 3-1 標準層平面布置圖 表 3-1梁截面尺寸（ mm）及各層混凝土強度等級 橫梁（ bh）層次 混凝土強 度等級 AB 跨、CD 跨 BC 跨 縱梁 （bh） 次梁 （bh） 2-4 C30 300650 300400 300600 300500 1 C30 350650 350400 35

29、0600 300500 柱截面尺寸根據(jù)下面式（3.1） ， （3.2）估算： （3.1）12=GNwsn （3.2）cc/NAf（ ） 由題意知該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級，軸壓比限值 =0.8；各層的重N 力荷載代表值近似值取為 12kN/ 。由圖 3-1 可知邊柱及中柱的負荷面積分別2m 為 63.6 和 64.8 ，由上面公式得第一層柱截面面積為：2m2 邊柱： =1555203cA1.36.104.20.8143（ ） （ ） 2m 中柱： 15950848（ ） （ ） = 若柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為 394mm 和 399mm。 根據(jù)以上結(jié)果并綜合考慮其他因素，本設(shè)

30、計柱截面尺寸為 -10- 1 層 600600,2 至 4 層 500500 本設(shè)計基礎(chǔ)選用柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面標高為-0.95m（室外地坪以下 0.5m） 。取軸上的一榀框架計算，假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛 接。由于各層柱截面尺寸不變，梁的跨度等于柱截面形心軸線之間的距離。一 層層高為 3.6+0.95-0.12=4.43m，2 到 4 層層高為 3.6m。計算簡圖見圖 3-2 圖 3-2 框架結(jié)構(gòu)計算簡圖 3.3 重力荷載計算 3.3.1 屋面及樓地面的永久荷載標準值 1.屋面（上人）： 10 厚地磚 20.12./kNm 25 厚 1:4 水泥砂漿結(jié)合層 205./kN 4

31、 厚高分子卷材 2.4./ 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 2.4/ 100 厚聚苯保溫板 20.1./k 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20./Nm 80 厚 1:6 水泥焦渣找坡層 .851 120 厚鋼筋混凝土樓板 223/k 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -11- 板底 20 厚粉刷抹平 20.217.4/kNm 合計 6.50kN/ 2m 2.1-3 層樓面： 10 厚地磚面層 2./k 20 厚 1：4 水泥砂漿結(jié)合層 20.4/k 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 .Nm 120 厚鋼筋混凝土樓板 21253/ 板底 20 厚粉刷層 0.7.4k 合計 4.34kN/ 2m 3

32、.屋面及樓面可變荷載標準值 上人屋面均布活荷載標準值 2.0kN/ 2m 樓面活荷載標準值 2.0kN/ 2 屋面雪荷載標準值 2kr1.035.kN/oS 3.3.2 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算 梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計算出單位長度上的重力荷載； 對墻、門、窗等可計算出單位面上的重力荷載。具體計算過程從略，計算結(jié)果 見表 3-2 如下： 表 3-2梁、柱重力荷載標準值 層次 構(gòu)件 b/m h/m r/（ kN/ m3 ） g/ (kN/m ） li/m n Gi/kN Gi 邊 橫 梁 0.35 0.65 25 1.05 5.972 6.22 18 668.625 中 橫

33、 梁 0.35 0.4 25 1.05 3.675 2.2 17 137.445 次 梁 0.3 0.5 25 1.05 3.938 6.98 15 412.309 縱 梁 0.35 0.6 25 1.05 5.513 5.4 32 952.646 2171.021 柱 0.6 0.6 25 1.10 9.9 4.43 38 1956.24 1956.24 -12- 邊 橫 梁 0.3 0.65 25 1.05 5.119 6.42 18 591.551 中 橫 梁 0.3 0.4 25 1.05 3.15 2.2 17 117.81 次 梁 0.3 0.5 25 1.05 3.938 6.9

34、8 15 412.309 縱 梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 5.5 32 831.6 1953.272-4 柱 0.5 0.5 25 1.10 6.875 3.6 38 940.5 940.5 注：1.表中 為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對其荷載的增大系數(shù)；g 表示單位長度構(gòu)件重力荷載；n 為構(gòu)件數(shù)量； 2.梁長度取凈長；柱長度取層高。 墻體外墻為 250mm 厚加氣混凝土空心砌塊（11.8kN/m 3）,外墻面貼瓷磚 （0.5kN / ） ，內(nèi)墻面為 30mm 厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：2m 0.5+11.80.25+0.0317=3.842kN/ 。2m 內(nèi)墻為

35、200mm 厚加氣混凝土空心砌塊，兩側(cè)均為 20mm 厚抹灰，則內(nèi)墻單 位面積重力荷載為：11.80.2+0.02172=3.04kN/ 。2 木門單位面積重力荷載為 0.2kN/ ；鋁合金窗戶單位面積重力荷載取2 0.4kN/ 。2m 1.以下是門、窗、墻的荷載統(tǒng)計： （1）窗荷載： 第 1 層：C1，24 個，18002100，1.82.124=90.72 2m C2，2 個，12001500，1.21.52=3.6 2 合計：（90.72+3.6 ）0.4=37.728KN 第 2-4 層：C1，28 個，18002100，1.82.128=105.84 2 C2，2 個，1200150

36、0，1.21.52=3.6 2 C3，4 個，18001800,1.81.84=12.96 m 合計：（105.84+3.6+12.96）0.4=48.96KN （2）門荷載： 第 1 層：M1，14 個，10002100，12.114=29.7 2 M2，2 個，9002100，0.92.12=3.78 2m M3，4 個，12002400，1.22.44=11.52 合計：（29.7+3.78+11.52）0.2=450.2=9 kN 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -13- 第 2-3 層：M1，15 個，10002100，12.115=31.5 2m M2，2 個，9002100，0.92.

37、12=3.78 2 合計：(31.5+3.78)0.2=35.280.2=7.056kN 第 4 層：M1，14 個，10002100，12.114=29.4 2 M2，2 個，9002100，0.92.12=3.78 2 合計：(29.4+3.78)0.2=33.180.2=6.636kN （3）墻體荷載： 第 1 層：外墻:3.6（45.24+17.04）2=448.416 ，2m 448.416-94.32-11.52=342.576 ，342.5763.842=1316.177 kN2m 內(nèi)墻:（7.216+324）3.6=673.92 ， 673.92-29.7-3.78=604.4

38、4 ，604.443.04=1837.498 kN2 合計：3153.675kN 第 2-3 層外墻:448.416-122.4=326.016 ，326.0163.842=1252.553kN2m 2 層內(nèi)墻:691.2-35.28=655.92 ，655.923.04=1993.997kN2 合計：3246.55kN 3 層內(nèi)墻:717.12-35.28=681.84 ，681.843.04=2072.794kN2 合計：3325.347kN 第 4 層：外墻:448.416-122.4=326.016 ，326.0163.842=1252.553kN2m 內(nèi)墻:639.36-33.18=

39、606.18 ，606.183.04=1842.787kN2 合計：3095.34kN 2.樓面恒活載統(tǒng)計 1-3 層樓面： 恒載：16.8484.34=806.44.34=3499.776kN 活載：衛(wèi)生間 7.262.5=43.22.5=108kN 樓梯 37.243.5=302.4kN 走廊（2.4-0.2）（48.24-0.48）2.5=105.0722.5=262.68 kN 其它樓面（806.4-43.2-105.072-37.24）2.0 =571.7282.0=1143.456kN 活載合計：108+302.4+262.68+1143.456=1816.536kN 4 層屋面：

40、 恒載：806.46.5=5241.6kN -14- 女兒墻 0.7（ 48.24+17.04）211.80.24=258.822kN 恒載合計：5241.6+258.822=5500.422kN 活載：上人 2806.4=1612.8kN，雪荷載 0.35806.4=282.24kN 活載合計：1612.8+282.24=1895.04kN 3.3.3 各質(zhì)點重力荷載代表值10.5G活恒349763217.056.37.2890.516.32.8kN活恒 =.0.5.4.9.14.713.G活恒 497618.365.270.86.0532.408.kN 45活恒.2.9.04.94.3.9

41、6139 集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 Gi 結(jié)果如圖 3-3 所示. 圖 3-3 重力荷載代表值 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -15- 3.4 框架側(cè)移剛度計算 3.4.1 橫向框架側(cè)移剛度計算 橫梁線剛度 ib 計算過程見表 3-3；柱線剛度 ic 計算過程見表 3-4。 表 3-3橫梁線剛度 ib計算表 類別 層次 Ec /（ N/mm2 ） Bh /mmmm I0 /mm4 l /mm EcI0/l /Nmm 1.5EcI0/l /Nmm 2EcI0/l /Nmm 1 3.0104 350650 8.01109 3.331010 5.001010 6.671010邊橫 梁 2-4

42、3.0104 300650 6.866109 7200 2.861 010 4.291 010 5.72 1010 1 3.0104 350400 1.876109 2.331010 3.501010 4.661010走道 梁 2-4 3.0104 300400 1.600109 2400 2.001 010 310 10 410 1 0 表 3-4柱線剛度 ic計算表 層次 hc/mm Ec/（ N/mm 2 ） Bh /mmmm Ic/mm 4 EcIc/hc/Nmm 1 4430 3.0104 600600 1.081010 7.3141010 2-4 3600 3.0104 50050

43、0 5.208 9104.341010 柱的側(cè)移剛度按下式計算： 2c1i/hD （3.3） 式中， 為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，對不同情況按規(guī)定所列公式計算。根據(jù)c 梁、柱線剛度比的不同，圖 3-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖中的柱子分為中框架柱和邊柱、 邊框架中柱和邊柱等?，F(xiàn)以第二層 C-3 柱的側(cè)移剛度為例，說明計算過程，其 余柱的計算過程從略，計算結(jié)果見表 3-5、3-6、3-7。 第二層 C-3 柱及與其相連的梁的相對線剛度如圖 3-4 所示，圖中的數(shù)據(jù)取 自表 3-3 和表 3-4。由柱側(cè)移剛度修正系數(shù)表可查得：4.68.75.24.32.7K（ ） （ ）c/247058k（ ） （ ） 由 得：

44、2c1i/hD1020.58.361N/m -16- 圖 3-4 柱及與其相連梁的線剛度 表 3-5中框架柱側(cè)移剛度 D值（N/mm） 邊柱（19 根） 中柱（19 根） 層次 K c1iK c2iD 3-4 1.318 0.397 15953 2.24 0.528 21229 2 1.427 0.416 16733 2.427 0.548 22021 1 0.912 0.485 21686 1.55 0.577 25805 注：4 層的邊柱和中柱均為 18 根。 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 Di，見表 3-6。 表 3-6橫向框架層間側(cè)移剛度（N/mm）

45、 層次 1 2 3 4 Di 902310 736326 706458 669276 由表可見，D 1/D2=902310/736326=1.230.7，故該框架為規(guī)則框架。 3.4.2 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 （1）橫向自振周期計算 表 3-7結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算 層次 Gi/kN VGi/kN Di/（ N/mm） ui/mm ui/mm 4 13499.892 13499.892 669276 20.2 153.9 3 10683.177 24183.069 706458 34.2 133.7 2 11018.2 35201.269 736326 47.8 99.5

46、 1 11426.038 46627.307 902310 51.7 51.7 按下式計算基本周期 T1，其中 uT 的量綱為 m，取 T0.7，則 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -17- 1T.712u（ ）0.539（ ）.4s（ ） （2）水平地震作用及樓層地震剪力的計算： 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算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值按下 式計算： EkFGeq （3.4） 式中， 為相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值；G eq 為結(jié)構(gòu) 等效總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表 值的

47、 85。即：eqi0.851426.3108.263.1749.82 （ ） 0.54627.339.kN 0.90.9g1max/.5/4.3T （ ） （ ）ek kNFG 因 ，所以不用考慮頂部附加水平地震作用。g 1.4.3.s.7sT 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力具體計算過程見表 3-8。 表 3-8各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次 Hi/m Gi/kN GiHi/kNm GiHi/GjHj Fi/kN Vi/kN 4 15.23 13499.892 205603.3 0.438 2135.2 2135.2 3 11.63 10683.177 124245.3

48、49 0.265 1291.8 3427 2 8.03 11018.2 88476.146 0.189 921.4 4348.4 1 4.43 11426.038 50617.348 0.108 526.5 4874.7 各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖 3-5。 -18- 圖 3-5 橫向水平地震作用和樓層地震剪力 （3）水平地震作用下的位移驗算。 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 u i 和定點位移 ui 分別按下式計算： u/iiijVD （3.5） kU（ ） （3.6） 計算過程見表 3-9。表中還計算了各層間彈性位移角 。ei/uh 表 3-9橫向水平地震作用下

49、的位移驗算 層次 Vi/kN Di/（ N/mm） ui/mm ui/mm hi/mm e=ui/hi 4 2135.2 669276 3.19 19.35 3600 1/1129 3 3427 706458 4.85 16.16 3600 1/742 2 4348.4 736326 5.91 11.31 3600 1/609 1 4874.9 902310 5.40 5.40 4430 1/820 由表 3-9 可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第 2 層，其值為 1/6091/550，滿足 的要求，其中u/h =1/550 由規(guī)定查得。euh （4）水平地震作用下框架內(nèi)力計算 以圖 3-2 中

50、軸線橫向框架內(nèi)力計算為例，說明計算方法，其余框架內(nèi)力 計算從略。 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -19- 框架柱端剪力及彎矩分別按下式計算： /ijijijVD （3.7） bijijMyh （3.8） V1uijijy（ ） （3.9） 其中， 取自表 3-5， 取自表 3-6，層間剪力取自表 3-8。ijDijD 各柱反彎點高度比 y 按下式確定： 0123y （3.10） 其中可查表得出， 為框架柱的標準反彎點高度比； 位上、下層梁線剛0y 1y 度變化時反彎點高度的修正值； 、 為上、下層層高變化時反彎點高度比的23y 修正值。在此，底層柱需考慮修正值 ，第 2 層柱需考慮修正值 和 ，其

51、余13y 柱均無修正。具體計算過程及結(jié)果見表 3-10。 表 3-10各層柱端彎矩及剪力計算 邊柱層 次 hi /m Vi /kN Dij /（ N/mm ） Di1 Vi1 K y Mi1 b Mi1u 4 3.6 2135.2 669276 15953 50.9 1.318 0.416 76.23 107.01 3 3.6 3427 706458 15953 77.39 1.318 0.45 125.37 153.23 2 3.6 4348.4 736326 16733 102.99 1.427 0.5 185.382 185.382 1 4.43 4874.9 902310 21685

52、117.16 0.912 0.65 337.36 181.65 表 3-10續(xù)表 中柱層 次 hi /m Vi /kN Dij /（ N/mm ） Di1 Vi1 K y Mi1 b Mi1u -20- 4 3.6 2135.2 669276 21229 67.7 2.24 0.45 109.67 134.046 3 3.6 3427 706458 21229 102.98 2.24 0.46 170.53 200.193 2 3.6 4348.4 736326 22021 130.04 2.427 0.5 234.072 234.072 1 4.43 4874.9 902310 25805

53、139.41 1.55 0.59 364.37 253.21 注：表中 M 量綱為 kNm，V 量綱為 kN。 兩端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式計算： lbullrb1,ijbb/ij i（ ） （ ） （3.11） rburlrbi1,jijbb/Mi（ ） （ ） （3.12） 12bV/l（ ） （3.13） LRibkN（ ） （3.14） 其中，梁線剛度取自表 3-3，具體計算過程見表 3-11。 表 3-11梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 邊橫梁 走道梁 柱軸力層 次 Mbl Mbr l Vb Mbl=Mbr l Vb 邊柱 N 中柱 N 4 107.01 78.82 7.2 25.8

54、1 55.23 2.4 46.035 -25.81 -20.22 3 229.46 182.20 7.2 57.18 127.66 2.4 106.38 -82.99 -69.42 2 310.752 237.91 7.2 76.20 166.7 2.4 138.92 -159.19 -132.14 1 367.032 286.77 7.2 90.81 200.51 2.4 167.09 -250 -208.42 注：1.柱軸力中的負號表示拉力，當為左地震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。 2.表中 M 單位為 kNm，V 單位為 kN，N 單位為 kN，l 單位為 m。 水平

55、地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖 3-6 所示。 水平地震作用下框架彎矩圖 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -22- -23- 梁端剪力及軸力 圖 3-6 左地震作用下框架彎矩圖（單位：kNm） 3.5 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 3.5.1 計算單元 取圖 3-2 中軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 6m，如圖 3-7 所示。 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -24- 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不重合，因此在框

56、 架節(jié)點上還作用有集中力矩。 圖 3-7 橫向框架計算單元 -25- 3.5.2 荷載計算 圖 3-8 各層梁上作用的恒載和活載 1.恒載計算 在圖 3-10 中， 和 代表橫梁自重，為均布荷載形式。1q 對于第 4 層： =5.119kN/m， =3.15kN/m。1q1 和 分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角荷載，由圖 3-9 所2 示幾何關(guān)系可得： =6.53=19.5kN/m， =6.52.4=15.6kN/m2q2q 、 分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板1P 重和女兒墻等的荷載，計算如下： =（32.40.5 ）2+（2.4+7.2）0.51.56.

57、5+4.7256+3.941 7.20.5+3.8420.76=152.27kN =（32.40.5 ）2+（2.4+7.2）0.51.5+（3+1.8）0.51.22P 26.5+4.7256+3.9387.20.5=173.57kN 集中力矩： =152.27（0.5-0.3）0.5=15.23kNm1MPe =173.57（0.5-0.3）0.5=17.36kNm2e 對于 2-3 層， 包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載。其它荷載計算1q 方法同第 4 層，結(jié)果為： =5.119+3.04（3.6-0.65）=14.09kN/m，1q =3.15kN/m =4.343=13.02kN

58、/m，2 =4.342.4=10.42kN/mq =32.40.52+（2.4+7.2）0.51.54.34+4.7256+3.9381P 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -26- 3.6+3.842（5.53.6-1.82.14 ）+0.41.82.14=128.96kN =32.40.52+（2.4+7.2）0.51.5+（3+1.8）0.51.222P 4.34+3.9383.6+4.7256+3.04（5.53.6-12.13 ）+0.212.1 3=172.32kN =128.96（0.5-0.3）0.5=12. 9kNm1Me =172.32（0.5-0.3）0.5=17.23kNm2P

59、 對 1 層： =5.972+3.04（3.6-0.65）=14.94kN/m，q =3.675kN/m1 =4.343=13.02kN/m，2 =4.342.4=10.42kN/mq =32.40.52+（2.4+7.2）0.51.54.34+5.5136+3.9381P 3.6+3.842（5.43.6-2.11.84 ）+0.42.11.84=132.3kN =32.40.52+（2.4+7.2）0.51.5+（3+1.8）0.51.222 4.34+5.5136+3.9383.6+3.04（5.43.6-12.13 ）+0.212.13=175.95kN =132.3（0.6-0.35

60、）0.5=16.54 kNm1MPe =175.95（0.6-0.35）0.5=21.99kNm2 2.活載計算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖 3-8 所示。 對于第 4 層： =2.03=6kN/m，2q =2.02.4=4.8kN/m =32.40.52+（2.4+7.2）0.5 1.52.0=28.8kN1P =32.40.52+（2.4+7.2）0.5 1.5+（3+1.8 ）0.51.22 2.0=40.32kN2 =28.8（0.5-0.3）0.5=2.88 kNm1Me =40.32（0.5-0.3）0.5=4.03kNm2 3.同理，在屋面雪荷載作用下： =0.353

61、=1.05kN/m，2q =0.352.4=0.84kN/m =32.40.52+（2.4+7.2）0.51.50.35=5.04kN1P =32.40.52+（2.4+7.2）0.51.5+ （3+1.8）0.51.222 0.35=7.056kN 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -27- =5.04（0.5-0.3）0.5=0.504 kNm1MPe =7.056（0.5-0.3）0.5=0.706kNm2 對于 2-3 層： =6kN/m， =4.8kN/m；2q 2 =28.8kN， =40.32kN；1P M1=2.88kNm，M 2=4.03kNm 對于 1 層： =6kN/m， =4.

62、8kN/m；2q2 =28.8kN， =40.32kN；1P M1=28.8（0.6-0.35 ）0.5=3.6kNm， M2=40.32（0.6-0.35）0.5=5.04kNm 將以上計算結(jié)果匯總，見表 3-12 和表 3-13。 表 3-12橫向框架恒載匯總表 層 次 q1 /（ kN/m） q1 /（ kN/m） q2 /（ kN/m） q2 /（ kN/m） P1 /kN P2 /kN M1 /kNm M2 /kNm 4 5.119 3.15 19.5 15.6 152.27 173.57 15.23 17.36 2-3 14.09 3.15 13.02 10.42 128.96 1

63、72.32 12.9 17.23 1 14.94 3.675 13.02 10.42 132.3 175.95 16.54 21.99 表 3-13橫向框架活載匯總表 層 次 q2 /（ kN/m） q2 /（ kN/m） P1 /kN P2 /kN M1 /kNm M2 /kNm 4 6（1.05） 4.8（0.84） 28.8（5.04） 40.32（7 .056） 2.88（0. 504） 4.03（0.7 06） 2-3 6 4.8 28.8 40.32 2.88 4.03 1 6 4.8 28.8 40.32 3.6 5.04 注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。 3.5.3

64、 內(nèi)力計算 1.梁端、柱端彎矩計算 梁端、柱端彎矩采用二次分配法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計算時 可采用半框架。彎矩計算過程如圖 3-9，所得彎矩圖如圖 3-10。梁端剪力可根 據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊 加得到。計算柱底軸力還需考慮柱的自重，如表 3-14 和表 3-15 所列。 第 3 章 結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 -69- （a）恒載作用下 上 柱 下 柱 右 梁 左 梁 上 柱 下 柱 右 梁0.430.570.517 0.3920.9128-212224.03 -47.40.4-8.09 -6.131.2392-552 070.50.7-1.0 -.

65、84-0.19182-14 73 1036 0.310.310.3980.10.28.280.528-2122243 -145.495.497.6-5.81-.1-4.1.022727-2903622-0.8-0.81.30.290.0.0.5746746-7913-64-64-2410.310.310.380.710.280.280.65 28-2122243 -145.495.497.6-5.81-.1-4.1.022727-2903622-0.8-0.81.30.290.0.0.5746746-7913-64-64-2410.2370.390.3640.420.230.3750.66-2

66、122154 -14 4.156.96.38-5.0-3.26-5.490.8208350-250319127-.73-1.21. 0.40.270.450.75096-8361971-463-79-25 -28- （b）活載作用下 圖 3-9 二次分配法 上 柱 下 柱 右 梁 左 梁 上 柱 下 柱 右 梁0.430.570.5170.3920.9128-2124.3-47.40.4-8.09-6.131.2392-552070.50.7-1.0-.84-0.19182-147310360.30.30.3980.10.28.280.528-21243-14 5.495.497.6-5.81-.1-4.1.022727-2903622-0.8-0.81.30.290.0.0.5746746-7913-64-64-2410.310.310.380.70.280.280.6528-212143-145.495.497.6-5.8-.1-4.1.022727-2903622-0.8-0.81.30.290.0.0.5 746746-7913-64-64-2410.230.390.3640.