I號主教學(xué)樓的橫向一榀框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 工程造價畢業(yè)設(shè)計

《I號主教學(xué)樓的橫向一榀框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 工程造價畢業(yè)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《I號主教學(xué)樓的橫向一榀框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 工程造價畢業(yè)設(shè)計（65頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一部分 建筑設(shè)計說明 1.1 建筑物功能 本工程是經(jīng)濟(jì)適用房設(shè)計，在設(shè)計時主要考慮到滿足房間的使用要求。 1.2 建筑平面布置 1.2.1 建筑結(jié)構(gòu)方案：對于建筑物的土質(zhì)和所在地區(qū)的抗震等要求，選擇框架結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)，具體見結(jié)構(gòu)施工圖。 1.2.2 平面組合：對于辦公樓來說，首先要保證其用途，并且符合經(jīng)濟(jì)合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，樓梯的布置和走廊的長度、寬度均已符合設(shè)計規(guī)范要求。 1.2.3交通組織及防火疏散設(shè)計：在垂直的交通方面，在適合的位置都已設(shè)置了樓梯，并加設(shè)了消防通道?？紤]到防火疏散的要求，辦公樓樓的走廊適當(dāng)?shù)姆艑挕? 1.2.4采光通風(fēng)：

2、根據(jù)該建筑物的性質(zhì)，將窗臺安排到離地面900mm的高度，以保證有足夠的采光和通風(fēng)。 1.3工程背景 工程概況：幸福家園經(jīng)濟(jì)適用房設(shè)計，主體五層層，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。梁板柱均為現(xiàn)澆，建筑面積約為2000m2以上，建筑物平面長方形，受場地限制，寬10m，長為45m，建筑方案確定，房間開間3m或者3.3mm，進(jìn)深4.2m，走道寬1.5m，層高3.0m，室內(nèi)外高差為0.45m。 1.3.1、工程地質(zhì)條件： 建筑場地場地類別為?類，設(shè)計地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為7度，特征周期為 Tg=0.25s，本場地20.0m深度范圍內(nèi)無液化土層，可不考慮地震液化及震陷問題。

3、 地質(zhì)：(1) ±0.00－0.60回填土含腐植質(zhì)，γ=16kN/m3 fk=80kN/m2 E=300N/ (2) －0.60－1.70粘性素填土，對混凝土無腐蝕性，γ=18kN/m3 fk=130kN/ E=500N/ (3) －1.70－4.00一般亞粘土，對混凝土無腐蝕性，γ=20kN/ m2 fk=220kN/ m2 E=500N/mm2 (4) －4.00以下，風(fēng)化混合巖，對混凝土無腐蝕性， 2、抗震設(shè)防裂度：7度

4、（0.15g）；抗震設(shè)防為三級 3、防火等級：II 級 4、建筑結(jié)構(gòu)安全等級：二級，設(shè)計使用年限：50年 5、基本風(fēng)壓：W0=0.40KN/m2，全年主導(dǎo)風(fēng)向為西北，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為西南 6、基本雪壓：S0=0.35KN/m2 7、地下水位：地表以下5.0 m，對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性 8、氣象條件：歷年絕對最高溫度39.2℃，歷年絕對最低溫度－7.7℃，最冷月平均溫度 4.5(1~2℃月份)，最熱月平均溫度29.7(7~9℃月份) 1.3.2 房屋組成及設(shè)計要求 1、總建筑面積控制在2000 左右 2、滿足辦公樓的設(shè)計要求，首先要滿

5、足使用功能的要求，對于我們設(shè)計院辦公樓來說，為了設(shè)計的各項事務(wù)，這就涉及到辦公樓在水平和豎直向的空間布設(shè)。在水平方向，相關(guān)或相近的辦工場所位于同一水平面上，這樣便于相互間的溝通與交流。在房間的幾何尺寸功能上，在滿足建筑面積許可的條件下，盡可能充分挖掘使用空間。首先，對于單體空間而言，應(yīng)滿足它的使用功能。比如，對于一個會議室的設(shè)計。首先，應(yīng)考慮此空間將如何布局，根據(jù)人體舒適度的要求，確定每個人的自由活動空間是多少；當(dāng)這些人在此空間內(nèi)以最大流量活動時，所需的最大空間是多少；再根據(jù)此空間所在的位置，結(jié)合整體建筑構(gòu)造的要就，從而確定此空間的大小和形狀。再根據(jù)各個單體空間之間的相互聯(lián)系，從而合理安排樓層

6、。使各個使用空間成為一個整體，為完成某項任務(wù)共同服務(wù)。再根據(jù)使用功能的特點，滿足使用要求以后，再從美學(xué)的角度，考慮一下建筑的整體造型。最終實現(xiàn)，使用者在此環(huán)境下工作，能感覺輕松、舒適、便利、美觀。這便是在建筑設(shè)計上所要達(dá)到的最終目的。 1.4 建筑施工圖 1、建筑設(shè)計說明、門窗表、總平面圖，見附A.1 2、底層平面施工圖，見附錄A.2 3、二層平面施工圖，見附錄A.3 4、三層平面施工圖，見附錄A.4 5、四.五層平面施工圖，見附錄A.5 6、屋頂平面施工圖，見附錄A.6 7、正立圖，見附錄A.7 8、背立面圖，見附錄A.8 9、右立面圖，見附錄A.9

7、 10、1-1剖面圖，見附錄A.10 11、樓梯-1平面圖，見附錄A.11 第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 2.1 工程概況 1、設(shè)計題目：經(jīng)濟(jì)適用房設(shè)計 2、建筑地點：位置見圖2-1 圖2-1 總平面圖 3、 建筑物組成： 1) 2室1廳 80 m2左右 2) 3室2廳 110 m2左右 建筑總面積：2000 m2左右 層高：3.0m 4 、建筑總層數(shù): 五層 5、結(jié)構(gòu)形式:鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 6、設(shè)計要求： 根據(jù)實用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則，獨

8、立進(jìn)行建筑設(shè)計，并完成主要的建筑設(shè)計施工圖。建筑平面應(yīng)布置合理、使用方便、建筑退城市道路紅線至少3米，造型設(shè)計應(yīng)莊重、新穎、大方。根據(jù)造型需要，可適當(dāng)增加陽臺、雨棚及出屋面樓梯之類，但不得超過總建筑面積的5%。外裝修中高檔，內(nèi)裝修以中檔為主，重點空間可高檔。防火按二類建筑設(shè)計。 7、氣象條件 溫度: 1）歷年絕對最高溫度39.2℃ 2）歷年絕對最低溫度－7.7℃ 3）最冷月平均溫度4.5℃（1~2月份） 4）最熱月平均溫度29.7℃（7~9月份） 降雨降雪：1）年降雨量：1712.2mm 2）月最大降雨量：184.3mm 3）一小時最大降雨量：

9、50.4mm 4）歷年最大積雪深度：11cm；基本雪壓：0.35 kN/ m2 5）雨季在4~8月 風(fēng)速風(fēng)向：夏季平均風(fēng)速：3.4m/秒；冬季平均風(fēng)速：6m/秒 基本風(fēng)壓：0.45 kN/ m2，全年主導(dǎo)風(fēng)向為西北，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為西南 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、布置及設(shè)計依據(jù) .2.2.1.設(shè)計方案 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過節(jié)點連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護(hù)和隔斷作用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，室內(nèi)空間大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設(shè)計的成集經(jīng)濟(jì)適用房采用鋼筋混

10、凝土框架結(jié)構(gòu)。 2.2.2 結(jié)構(gòu)布置 1)因本建筑樓面標(biāo)高變化不大,只作結(jié)構(gòu)平面布置 其一般原則:上一層結(jié)構(gòu)平面放到下一層建筑平面圖布置。 2)基礎(chǔ)平面布置圖 基礎(chǔ)平面布置圖上主要構(gòu)件有:鋼筋混凝土基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁。 3)樓面結(jié)構(gòu)布置圖 主要構(gòu)件有: 框架、樓面板、樓面梁、樓梯踏步板、平臺板和平臺梁。 4)屋面結(jié)構(gòu)布置圖 主要構(gòu)件有:框架、屋面梁、屋面板。 屋面板有組織的排水形式，坡度為2％。 本建筑采用內(nèi)天溝設(shè)計方案，采用有組織的排水形式，坡度為1％。 2.2.3 設(shè)計依據(jù) 1）任務(wù)書提供的氣象條件和工程地質(zhì)條件 2）任務(wù)書提供的施工條件

11、 3）建筑使用要求和已完成的建筑施工圖 4）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002 5）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2002 6）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002 7）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計 8）多層與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 9）簡明建筑結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計手冊 2.3 結(jié)構(gòu)類型分析及構(gòu)件類型 1）結(jié)構(gòu)型式包括：混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、剪立檣結(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu)： 優(yōu)點：施工簡單，就地取材，造價低，用鋼量少。 缺點：整體性能差，很難滿足大空間的要求，高層比較困難。 框架結(jié)構(gòu)： 優(yōu)點：整體性能好，滿足大空間要求，耐久性好

12、。 缺點：用鋼量大，造價高。 其中框架結(jié)構(gòu)又包括：裝配式框架、裝配整體式及現(xiàn)澆式 裝配式框架結(jié)構(gòu)： 優(yōu)點：工期短，施工快。 缺點：對結(jié)點要求高（需焊接，用鋼量大） 裝配整體式： 優(yōu)點：結(jié)點簡單，焊接少，用鋼量少，抗震整體性較好。 缺點：工序多，工期長。 現(xiàn)澆式： 優(yōu)點：整體性好，抗震性好。 缺點：模板多，工期長。 筒體結(jié)構(gòu)： 優(yōu)點：抗側(cè)、抗扭剛度及承載力大，建筑材料可得到充分利用。 缺點：工程量大，用鋼量多。 剪立檣結(jié)構(gòu)： 優(yōu)點：整體性好，承載力及側(cè)向剛度大。 缺點：剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置不靈活，空間局限結(jié)

13、構(gòu)自重大。 經(jīng)以上分析，該建筑物選用現(xiàn)澆式框架結(jié)構(gòu)。 2）框架承重方式選擇： 承重方式有：橫向框架承重，縱向框架承重，縱橫向框架混合承重。 橫向框架往往跨數(shù)少，主梁沿橫向布置有利于提高建筑物的橫向抗側(cè)剛度，構(gòu)造要求布置較小的聯(lián)系梁，有利于房屋室內(nèi)的采光和通風(fēng)。 縱向承重框架的橫向梁高度較小，有利于設(shè)備管線的穿行，當(dāng)在房屋開間方向需要較大空間時，可獲得較高的室內(nèi)凈高，并且可利用縱向框架的剛度來調(diào)整房間的不均勻沉降，缺點是房屋的橫向抗側(cè)剛度較差，進(jìn)深尺寸受到限制。 縱橫向框架混合承重則具有較好的整體工作性能，對抗震有利。 經(jīng)以上分析，并結(jié)合建筑功能要求，該建筑物采用橫向

14、框架承重。 2.4 基本假定與計算簡圖 2.4.1基本假定 第一：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。 第二：由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，布置對稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計扭轉(zhuǎn)影響。 2.4.2計算簡圖 在橫向水平力用下，連梁對墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡化為剛結(jié)計算體系，計算簡圖如后面所述。 2.5 荷載計算 作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)表面的粉灰重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力等?；詈奢d包括樓面和屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、安裝荷載等。 高層建筑水平力是起控

15、制作用的荷載，包括地震作用和風(fēng)力。地震作用計算方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行，對高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。 豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計算，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。 2.6 內(nèi)力計算及組合 2.6.1 豎向荷載下的內(nèi)力計算 豎向荷載下內(nèi)力計算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架。框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計算采用分層法計算各敞口單元的內(nèi)力，然后在將各敞口單元的內(nèi)力進(jìn)行疊加；

16、連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)幅，按兩端固定進(jìn)行計算。 2.6.2水平荷載下的計算 利用D值法計算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進(jìn)行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點平衡求出梁端彎矩。 2.6.3內(nèi)力組合 第一：荷載組合。荷載組合簡化如下： （1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+風(fēng)荷載、（3）恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載、（4）恒荷載+地震荷載+活荷載。 第二：控制截面及不利內(nèi)力。框架梁柱應(yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強(qiáng)度、截面尺寸有改變層及體系反彎點所在層。 框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支

17、座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。 框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：Mmax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。 2.6.4 設(shè)計中所用到的符號及其含義 見符號 2.7 結(jié)構(gòu)施工圖 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明見附錄B.1 2、基礎(chǔ)平面布置圖見附錄B.2 3、各基礎(chǔ)配筋詳圖見附錄B.3 4、梁配筋圖見附錄B.4 5、二~五層結(jié)構(gòu)平面圖見附錄B.5 6、屋面板結(jié)構(gòu)平面圖見附錄B.6 7、柱配筋平面圖見附錄B.7 8、柱鋼筋表見附錄B.8 9、一榀橫向框架的配筋詳圖附錄B.9 第三部分 結(jié)構(gòu)計算

18、3.1 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 3.1.1 結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的需求，進(jìn)行了建筑平面、立面、及剖面設(shè)計其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設(shè)計圖，主體結(jié)構(gòu)4層，層高均為3.6m。 填充墻面采用240 mm厚的灰砂磚砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm，梁載面高度按梁跨度的1/12~1/16估算。 3.1.2 計算簡圖 1、 確定計算單元 圖3-1 屋面板支撐梁承受荷載圖 2、計算簡圖: 假定框架

19、與基礎(chǔ)固定，且嵌固于基礎(chǔ)頂面.框架梁與柱節(jié)點剛結(jié).由于各層柱的截面尺寸不變，則梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離，底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二樓板面，基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件暫定—1.5m，則底層柱高為（3.0+1.5）=4.50m，其余各層柱高為層高，均為3m。 圖3-2 框架計算簡圖 3.2 主要桿件尺寸估算 3.2.1 混凝土梁： C30 則Ec=3.00×104N/mm2 柱： C30 則Ec=3.00×104N/mm2 3.2.2 梁尺寸估算： 1、橫向框架梁（AB 跨）h= b=

20、h 則h=L=4200= 取 h=500mm b==500= 取b=250mm 2橫向框架梁（BC 跨）h==1500=取 h=400mm b=h= 400= 取b=250mm 3、橫向框架梁（CD 跨 h= b=h h==4200= 取h=500mm b==500= 取b=250mm 4、縱梁的截面尺寸為: h==3300= 取h=400mm b=h=400= 取b=250mm 3.2.3 板尺寸估算 h=== 取 h=100mm 3.2.4柱子截面尺寸 按層高確定：底層層高H=4200mb=4200=

21、 取b=h=400mm 3.3慣性矩線剛度 其中在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取 I =2 I 0（ I 0 為 不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）： 橫向框架: 邊跨梁 i邊梁= 中跨梁i跨= 底層柱i底層柱= 其余各層柱i其余各層柱==0.71×10-3E 令i邊梁=1 則其余桿的相對線剛度為： I邊,梁= 框架梁柱相對線剛度如圖3-3所示，作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)(分層法除底層柱各層柱的線剛度均乘以0.9)

22、 圖3-3 結(jié)構(gòu)相對線剛度簡圖 圖3-4 結(jié)構(gòu)節(jié)點分配系數(shù)簡圖 3.4 荷載計算 3.4.1 屋面框架相關(guān)荷載計算 1、屋面板 高分子防水卷材： 0.45 k N/m2 15mm厚1：2水泥砂漿找平層： 0.15×20=0.30kN/ 30~200厚水泥膨脹珍珠巖隔熱層： 13.35×=1.54kN/ 15mm厚1：2水泥砂漿找平層： 0.15×20=0.30kN/ 100mm厚現(xiàn)澆混凝土板： 0.12×25=3kN/ 20mm厚抹灰 0.02×17=0.34 小

23、計： 5.34kN/m2 屋面板的恒載設(shè)計值： 1.2×5.43=6.52kN/ 屋面板的活載設(shè)計值：（上人屋面） 1.4×2=2.8kN/ 2、屋面邊跨梁 AB CD 由屋面板傳來恒載設(shè)計值(梯形)： 6.52×3.6/2=10.76kN/m 等效均布荷載： q=2×(1-2+)×10.76 =2×0.752×10.76 =16.18kN/m 梁自重設(shè)計值： 1.2×0.25×(0.5-0.10)×25=3kN/m 梁側(cè)粉刷設(shè)計值： 1.2×2×( 0.5-0.10)×17×0.02=0.326kN/m 小計： 19

24、.51kN/m （減去0.12是因為梁板整體現(xiàn)澆減去板厚） 屋面邊跨梁活載設(shè)計值(梯形)： 2.8×3.6/2=5.04kN/m q=2×(1-2+)×4 =2×0.754×5.04 =6.95kN/m 小計： 11.57kN/m 屋面邊跨梁恒載設(shè)計值小計： 19.51 k N/m 屋面邊跨梁活載設(shè)計值小計： 11.57kN/m 3 屋面中跨梁（BC） 由屋面板傳來恒載設(shè)計值（三角形）： 6.52×1.5/2×5/8=3.06kN/m 梁自重設(shè)計值： 1.2×0.25×(0.5-0.10)×25=2.25kN/m 梁側(cè)粉刷設(shè)

25、計值： 1.2×2×(0.4-0.10)×17×0.02=0.31kN/m 小計： 2.56kN/m 屋面中跨梁活載設(shè)計值（三角形）： 2×2.8×1.5/2×5/8=1.312KN/m 4、邊柱節(jié)點（A/D）: 邊柱節(jié)點由連系梁傳來(恒載)集中荷載： 邊柱縱向連系梁自重： 0.25×0.50×25=3.125kN/m 梁側(cè)粉刷： ( 0.50-0.10)×17×0.02×2=0.272kN/m 1.2m高女兒墻自重： 0.25×1.2×8=2.4kN/m 1.2m高女兒墻粉刷： 1.2×0.02×17×2=0.816kN/m

26、 屋面板傳來的荷載(三角形)： 5.43×（3.6/2）×5/8=5.6kN/m 小計： 12.21kN/m 其集中荷載設(shè)計值： 1.2×12.21×3.6=48.35kN 邊柱節(jié)點由屋面?zhèn)鱽?活載)集中荷載設(shè)計值(三角形)： [1.4×2×（3.6/2）×5/8]×3.6=2.382kN 小計： 2.382kN 5、中柱節(jié)點（B/C） 中柱節(jié)點由連系梁傳來(恒載)集中荷載： 中柱縱向連系梁自重： 0.25×0.50×25=3.125kN/m 中柱縱向連系梁側(cè)粉刷： (0.50-0.10)×17×0.02×2=0.272kN/m

27、 屋面板傳來的荷載(三角形與梯形)： ①：三角形 5.43×（3.6/2）×5/8=5.20kN/m ②：梯形 5.43×(1,5/2)=4.08kN/m 等效均布荷載： q=2×(1-2+)×4.08 =7.41kN/m 小計： 16.69kN/m 其集中荷載設(shè)計值： 1.2×16.69×3.6=66.69kN 中柱結(jié)點由屋面?zhèn)鱽淼?活載)集中荷載設(shè)計值(三角形與梯形)： ①：三角形 1.4×2×（3.6/2）×5/8=2.382kN/m ②：梯形 1.4×2×1.5/2=2.1kN/m 等效均布荷載： q

28、= (1-2+)×4.08 =0.908×4.08=7.41kN/m 小計： 9.79kN/m 3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)層框架相關(guān)荷載計算： 1.樓面板 20mm厚陶質(zhì)地磚 0.65kN/m2 100mm厚現(xiàn)澆混凝土板： 0.12×25=0.25kN/m2 小計：樓板恒載標(biāo)準(zhǔn) 3.15 kN/m2 樓面板的恒載設(shè)計值 1.2×3.15=3.78kN/m2 樓面板的活載設(shè)計值： 1.4×2.0=2.8kN/m2 2、樓面邊跨梁： AB跨 CD跨 由樓面板傳來恒載設(shè)計值(梯形)： 3.78×4.2/2=7.94kN/m 等效均布荷

29、載： q=2×(1-2+)×7.94 =2×0.752×7.94 =11.94kN/m 橫向墻自重設(shè)計值： 1.2×(3.0-0.5)×0.25×8=6.00kN/m 橫向墻粉刷設(shè)計值： 1.2×(3.0-0.5)×0.02×17×2=2.04kN/m 梁自重設(shè)計值： 1.2×0.25×(0.5-0.10)×25=3kN/m 梁側(cè)粉刷設(shè)計值: 1.2×2×(0.5-0.10)×17×0.02=0.33kN/m 小計： 23.31kN/m 樓面板邊跨梁活載設(shè)計值(三角形)： 2×2.8×4.2/2×5/8=7.35 小計： 7

30、.35kN/m 樓面板BC跨梁恒載設(shè)計值小計： 23.31kN/m 樓面板BC跨梁活載設(shè)計值小計： 7.35kN/m 3、樓面中跨BC梁： 由樓面板傳來恒載設(shè)計值(三角形)： 2×3.78×（1.5/2）×5/8=3.54kN/m 橫向墻自重設(shè)計值： 1.2×(3-0.5)×0.25×8=6.00kN/m 橫向墻粉刷設(shè)計值： 1.2×(3.-0.5)×0.02×17×2=2.09kN/m 梁自重設(shè)計值： 1.2×0.25×(0.5-0.12)×25=3 k N/m 梁側(cè)粉刷設(shè)計值: 1.2×2×(0.5-0.10)×17×0.02=

31、0.33kN/m 小計： 14.71kN/m 樓面板中跨梁活載設(shè)計值(梯形) 2.8×3.6/2=4.62 q=2×0.942×4.62=7.91 樓面板BC跨梁恒載設(shè)計值小計： 14.91kN/m 樓面板BC跨梁活載設(shè)計值小計： 7.91kN/m 4、邊柱節(jié)點（A/D）：邊柱節(jié)點由連系梁傳來集中荷載 邊柱縱向連系梁自重： 0.25×0.5×25=3.125kN/m 梁側(cè)粉刷： ( 0.5-0.10)×17×0.02×2=0.272kN/m 樓面板傳來恒載設(shè)計值(梯形)： 3.78*1.5/2=2.835 Q=0.847*2.835=

32、3.183 連系梁上墻及粉刷自重設(shè)計值： 1.2×(3-0.5)×0.25×8+ 1.2×(3.-0.5)×0.02×17×2 =7.8kN/m 窗換算為墻間荷載： 1.2×1.5×1.8×0.45/3.6=0.80kN/m 窗洞口虛加墻間荷載： (1.2×1.5×1.8)×(0.25×18+0.02×17×2)/3.6 =2.90kN/m 故連系梁上線荷載為： q=7.8+0.486-2.9=5.38kN/m 小計 11.96KN/m 邊柱結(jié)點由樓面板經(jīng)連系梁傳來的(活載)集中荷載設(shè)計值(梯形)： 2.8*1.5=2.1 q =0

33、.561*2.1=1.18 合計： 1.18kN/m 框架柱（A/D）受連系梁集中荷載(活載)設(shè)計值 ： 3.×1.18=3.54kN 框架柱自重： 1.2×0.4×0.4×3.6×25=11.44kN 框架柱粉刷： 1.2×(0.4×3-0.25×3) ×0.02×3.3×17=0.55kN 小計： 14.95kN 標(biāo)準(zhǔn)層邊柱（A/D）集中荷載(恒載)設(shè)計值： 3.×11.96+14.95=50.83kN 5、中柱節(jié)點(B/C) ：中柱節(jié)點由連系梁傳來(恒載)集中荷載設(shè)計值： 中柱縱向連系梁自重： 1.2×0.25×0.5×25

34、=3.75kN/m 中柱縱向連系梁側(cè)粉刷： 1.2×(0.5-0.1)×17×0.02×2=0.326kN/m 樓面板傳來的荷載(三角形與梯形)： ①：三角形 3.78×（3./2）×5/8=3.544kN/m ②：梯形 3.78×1.5/2=2.835kN/m 等效均布荷載： =2×(1-2+)×2.835 =2×0.798×2.835 =4.524kN/m 連系梁上墻及粉刷自重設(shè)計值： 1.2×（3.-0.5）×0.25×18 +1.2×（3.-0.5）×0.02×17×2 =8.04kN/m 小計： 20.184 k

35、N/m 其集中荷載設(shè)計值： 20.184×3.=60.552kN 中柱結(jié)點由連系梁傳來的(活載)集中荷載設(shè)計值(三角形與梯形) ①：三角形 1.4×2.0×（3.6/2）×5/8×3.=7.8kN ②：梯形 1.4×2.0×(1.5/2)×3.×0.744=4.2kN 合 計： 12.075kN 框架柱自重： 1.2×0.4×0.4×3.×25=14.4kN 框架柱粉刷： 1.2×（0.4×3-0.25×3） ×0.02×3.×17=0.55kN 小計： 60.552+14.4+0.55=75.50kN 3.

36、4.3底層框架相關(guān)荷載計算 1、對于邊柱（A/D）基礎(chǔ) 基礎(chǔ)梁： b×h=250mm×500mm 基礎(chǔ)臺階上由縱向基礎(chǔ)梁傳來集中荷載： 基礎(chǔ)梁自重： 0.25×0.5×25=3.125kN/m 縱向基礎(chǔ)梁上墻及粉刷自重： (4.5-0.5-0.5)×0.25×8 +(4.5-0.5-0.5)×0.02×17×2 =9.38kN/m 窗面積： 1.5×1.8=2.7 窗換算為墻間荷載： 2.7×0.45/3.6=0.37 kN/m 窗臺處換算為墻荷載： 2.7×(0.24×8+0.02×17×2)/3.6=2.19kN/m 故連系梁

37、上線荷載為： q=9.38+0.34-2.01=7.56kN/m 其集中荷載設(shè)計值： 2.19×3.6=7.23kN 設(shè)計值 1.2×7.23=8.67 基礎(chǔ)臺階（A）上由橫向基礎(chǔ)梁傳來均布荷載： 橫向基礎(chǔ)梁自重設(shè)計值： 1.2×0.25×0.4×25=3kN/m 橫向基礎(chǔ)梁上墻及粉刷自重設(shè)計值： 1.2×(4.5-0.5-0.5)×0.25×8 +(4.5-0.5-0.5)×0.02×17×2=9.38KN/m 小計： 12.38kN/m 橫向基礎(chǔ)梁傳來集中荷載設(shè)計值 12.38×4.2/2=26.00 kN 設(shè)計值 26×1.2

38、=31.2KN 基礎(chǔ)臺階( A)上集中荷載其設(shè)計值 8.67+31.2=39.87 2、對于中柱（B/C）基礎(chǔ)： 基礎(chǔ)（B/C）臺階上由橫向基礎(chǔ)梁傳來集中荷載設(shè)計值： 12.38*4.2/2=26.00kN 26.00*1.2=31.2kN 樓面板傳來的荷載(三角形與梯形)： ①：三角形 3.78×（3.6/2）×5/8=3.867kN/m ②:梯形 3.78×1.5/2=2.835kN/m 等效均布荷載： =2×(1-2+)×4.54 =2×0.847×5.26 =8.91kN/m 基礎(chǔ)（B/C）臺階上由橫向基礎(chǔ)梁（BC）傳來集

39、中荷載： 基礎(chǔ)梁（CD)傳來的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 12.38*6/2=37.14 其設(shè)計值： 37.14*1.2=44.57kN 基礎(chǔ)（B/C）臺階上由縱向基礎(chǔ)梁（B/C軸線）傳來集中荷載： 基礎(chǔ)梁自重： 0.25×0.5×25=3.125kN/m 縱向基礎(chǔ)梁上墻及粉刷自重： (4.5-0.5-0.5)×0.25×18 +(4.5-0.5-0.5)×0.02×17×2 =9.38kN/m 小計： 12.51kN/m 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 12.51×3.=37.53kN 合計：中柱（B）基礎(chǔ)由梁、墻傳來集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè) 計值：

40、 26+2.34+37.53 =66.68kN 66.68×1.2=80.02kN 其設(shè)計值： 37.53×1.2=45.04kN 框架柱自重： 1.2×0.4×0.4×4. 5×25=21.6kN 框架柱粉刷： 1.2×(0.4×3-0.25×3) ×0.02×4.5×17=0.83kN 小計 ：設(shè)計值： 22.43KN 標(biāo)準(zhǔn)值 18.69KN 合計：中柱（C/D）基礎(chǔ)集中荷載設(shè)計值： 85.37*1.2 =102.446kN 標(biāo)準(zhǔn)值 66.68+18.69=85.37k

41、N 3.5 豎向荷載作用框架內(nèi)力計算 豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。當(dāng)框架為少層少跨時，采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計算采用分層法。 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)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,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當(dāng)活載占總荷載的比例較小時,其影響很小.若活荷載占總荷載的比例較大時,可在截面配筋時,將梁端彎距乘以0.8的調(diào)幅系數(shù)。 框架橫梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計算中查得。具體數(shù)值見圖10。其中框架柱的相對線剛度除底層柱之外其于各

42、層乘以0.9。 圖3-5 活荷載作用下計算簡圖 考慮了偏心彎矩的作用。節(jié)點=0.13 1、 固端彎矩彎矩計算 圖3-6 固端彎矩彎矩簡圖 圖3-7 活載作用下的頂層彎矩分配 圖3-8 活載作用下的中間層彎矩分配

43、 圖3-9 活荷載作用下的底層彎矩分配圖 圖3-10 活載作用下的彎矩圖 圖3-11 活載作用下剪力圖 圖3-12 活載作用下的軸力圖 圖3-13 活荷

44、載調(diào)幅彎矩圖 恒載作用下框架內(nèi)力計算 圖3-14 恒荷載作用下計算簡圖 考慮了偏心彎矩的作用。節(jié)點=2.66 圖3-15 恒載作用下的固端彎矩值 圖3-16 頂層恒載作用下的彎矩分配圖 標(biāo)準(zhǔn)層及底層的恒載彎矩分配圖 同樣使用分層法可以得到略 圖3-17 恒載作用下的彎矩圖 圖3-18 恒載作

45、用下的剪力圖 圖3-19 恒載作用下的軸力圖 圖3-20 經(jīng)調(diào)幅后的彎矩圖 3.6 風(fēng)荷載計算 3.6.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 本地區(qū)基本風(fēng)壓Wo= 0.45kN/m2，地面粗糙類別為C類，風(fēng)壓體型系數(shù)迎風(fēng)面為0.8，被風(fēng)面為0.5。由于房屋的高度不大(<30m)，風(fēng)振系數(shù)都取為1.0。 圖3-21 左風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位 KN） 風(fēng)壓高度變化系數(shù)經(jīng)查規(guī)范可知。 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計算公式

46、： 集中荷載 Z (M) βz μs μz H (M) L (M) Wo( kN/m2) Wk (kN/m2) Pw (kN) βz W5 15.75 1.0 1.3 0.74 2.7 3.6 0.45 0.43 5.85 1.0 W4 12.75 1.0 1.3 0.74 3.0 3.6 0.45 0.43 6.50 1.0 W3 9.75 1.0 1.3 0.74 3.0 3.6 0.45 0.43 6.50 1.0 W2 6.75

47、 1.0 1.3 0.74 3.0 3.6 0.45 0.43 6.50 1.0 W1 3.75 1.0 1.3 0.74 3.75 3.6 0.45 0.43 8.12 1.0 (頂層計算高度取女兒墻高+四層層高/2，以下各層取(上層層高+下層層高)/2。) 3.6.2 風(fēng)載作用下的內(nèi)力計算： 框架在風(fēng)荷載作用下（以左向右吹）的內(nèi)力用D值法進(jìn)行計算，其步驟為： 1）計算各柱抗側(cè)剛度D及總剪力在各柱間的剪力分配； 2）確定各柱反彎點高度系數(shù)y； 3）求各柱桿端彎矩及梁端彎 ①：計算各柱抗側(cè)剛度D及總剪力：

48、 表3.2 各柱間的剪力分配 層數(shù) 層剪力 邊柱D值 中柱D值 總D值 每根邊柱剪力 每根中柱剪力 5 5.85 1.744 1.191 1.705 4 12.35 1.744 2.514 3.661 3 18.85 1.744 3.837 5.580 2 25.35 1.744 5.146 7.504 1 33.47

49、 0.674 7.548 9.187 ②：確定各柱反彎點高度系數(shù)y n：為總層數(shù) j：為所在層 k：為梁柱線剛度比 yo：標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比（由n、j、k查表可得） α1：上下梁剛度變化時的剛度比 α2=上層層高/所計算層層高 α3=下層層高/本層層高 由α1、α2、α3可查得y1 、y2、y3如表3-3。 層數(shù) 邊柱 中柱 5 n= 5 j=5 k=1.754 yo=0.387 α1=1 y1=0 α3=3/3=1 y3=0 y=0.387+0

50、+0=0.387 n=5 j=5 k=4.263 yo=0..45 α1=1 y1=0 α3=3/3=1 y3=0 y=0.45+0+0=0.45 4 n= 5 j=4 k=1.754 yo=0.50 α1=1 y1=0 α3=3. /3.=1 y3=0 y=0.50+0+0=0.50 n=5 j=4 k=4.263 yo=0.50 α1=1 y1=0 α3=3 /3=1 y3=0 y=0..50+0+0=0.50 3 n=5 j=3 k=1.754 yo=0.50 α1=1 y1=0 α2=3. /3.=1

51、y2=0 α3=3. /3.=1 y3=0 y=0.50+0+0+0=0.50 n=5 j=3 k=4.263 yo=0.50 α1=1 y1=0 α2=3. /3.=1 y2=0 α3=3./3.=1 y3=0 y=0.50+0+0+0=0.50 2 n=5 j=2 k=1.754 yo=0.50 α1=1 y1=0 α2=3./3.=1 y2=0 α3=4. 5 /3.=1.5 y3=0 y=0.40+0+0+0=0.50 n=5 j=2 k=4.263 yo=0.50 α1=1 y1=0 α2=3.

52、/3.=1 y2=0 α3=4.65 /3.6=1.292 y3=0 y=0.50+0+0+0=0.50 1 n=5j=1 k=2.632 yo=0.550 α2=3./4. 5=0.667 y2=0 y=0.550+0 =0.550 n=5 j=1 k=6.395 yo=0.550 α2=3./4. 5=0.667 y2=0 y= 0.550+0 =0.550 ③：求各柱桿端彎矩及梁端彎矩 根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點位置yh計算i層第j個柱端彎矩 柱下端彎矩：=×yh 柱上端彎矩：=×（1-y）h 由柱端彎矩，并根據(jù)節(jié) 邊節(jié)

53、點梁端：=+ 中間節(jié)點梁端：=（+）×/（） 對于中跨，由于梁端彎矩與梁的線剛度成正比，因此： =（+）×/（） 計算過程如表3-4。 表 3.4 框架柱在風(fēng)荷載作用下的彎矩計算 層數(shù) 邊柱M (kN·m) 中柱M (kN·m) 5 M上=1.191×3.×（1-0.387）=2.190 M下=1.191×3.×0.387=1.382 M右= M上=2.190 M上=1.705×3.×（1-0.45）=2.813 M下= 1.705×3.×0.45=2.302 M左=2.813×1/（1+1

54、.43）=1.158 M右=2.813-1.158=1.655 4 M上=2.514×3.×（1-0.437）=4.246 M下=2.514×3×0.437=3.296 M右= 1.382+4.246=5.628 M上=3.661×3.×（1-0.5）=5.941 M下= 3.661×3.×0.5=5.941 M左=(2.302+5.491)×1/（1+1.43）=3.207 M右=2.302+5.491-3.207=4.586 3 M上=3.837×3.×（1-0.5）=5.756 M下=3.837×3.×0.5=5.576 M右=3.296+5.756=9.

55、052 M上=5.580×3.×（1-0.5）=8.37 M下=5.580×3× 0.5 =8.37 M左=（5.491+8.37）×1/（1+1.43）=5.704 M右=5.491+8.37-5.704=8.157 2 M上=5.146×3.×（1-0.5）=7.719 M下= 5.146×3.×0.5=7.719 M右=5.756+7.719=13.475 M上=7.504×3.×（1-0.5）=11.256 M下=11.256 M左=（8.37+11.256）×1/（1+1.43）=8.076 M右=8.36+11.256-8.076=11.55 1

56、 M上=7.548×3.×（1-0.55）=10.190 M下= 7.548×3.×0.55=12.454 M右=7.719+10.190=17.909 M上=9.187×3.×（1-0.55）=12.402 M下=9.187×3.×0.55=15.158 M左=（11.256+12.402）×1/（1+1.43）=9.736 M右=11.256+12.402-9.736=13.922 經(jīng)計算，框架在左風(fēng)荷載作用下的彎矩圖、剪力圖和軸力圖如圖3-22、3-23、3-24 圖3-22 彎矩

57、圖 圖3-23 軸力圖 圖3-24 剪力圖 3.7地震作用計算 3.7.1地震作用下的荷載計算 1、 本設(shè)計考慮水平地震作用即可，并可采用基底剪力法計算水平地震作用力。由于該結(jié)構(gòu)的剛度比較均勻，可取一個計算單元進(jìn)行計算。 四層 女兒墻自重： (2.4+0.816) ×3.6×2=21.226KN 屋面自重： 屋面恒載： 5.43KN/m 2 屋面面積： 3.6×(9.9+0.24)=33.50KN/ m2 梁重： 縱梁自重： 1.2×0.25×(0.4

58、0-0.12) ×25=2.25KN/M 縱梁粉刷： 1.2×2×(0.40-0.12) ×17×0.02=0.245KN/M 縱梁： (2.16+0.245) ×3.6×4=32.93KN 橫梁： (3+0.326) ×(4.2+4.2) +(2.25+0.245) ×1.5=31.68KN 小計 64.61KN 墻重（扣門窗洞口加門窗自重）： 門換算為墻： 1.2×1.5×1.8×0.45/3.6=0.31KN/M 門洞換算墻： 1.2×1.5×1.8) × (0.24×8+0.02×17×2)/3.6=2.38KN/M

59、 q=7.8+0.31-2.38=5.73KN/M 外墻： 5.58×3.6×2=36.49KN 內(nèi)墻： 7.8×(4.2×2+4.2)+5.73×3.6×2=136.10KN 柱重： 8×14.95=119.6KN 0.5倍雪載： 0.5×0.35×33.50=5.86KN 五層重力荷載代表值： 576.70KN 二四層: 樓面自重： 3.15×3.6×9.9=102、91KN 梁重： 64.61KN 墻重： 172.59KN 柱重： 119.6KN

60、 0.5倍樓面活荷載： 0.5×1.4×2.0×3.6×9.9=45.74KN 二四層重力荷載代表值： 505.45KN 首層： 樓面自重： 102.91KN 梁重： 64.61KN 墻重（扣門窗洞口加門窗自重）： 172.59KN 柱重： 8×22.43=179.44KN 0.5倍樓面活荷載： 45.74KN 首層重力荷載代表值： 565.29KN 3.7.2橫向自振周期T計算 采用能量法計算公式 ，計算過程見表3-5 表3.5 結(jié)構(gòu)頂點的假象側(cè)移計算 位置

61、 層間剪力 (KN/m) 5層 576,70 576.70 52320 0.011 6.34 0.07 4層 505.45 1082.15 5 2320 0.021 10.46 0.22 3層 505.45 1587.60 52320 0.030 15.32 0.46 2層 505.45 2093.05 52320 0.040 20.22 0.81 1層 565.29 2657.34 20220 0.131 74.05 59.70

62、 則可算得Ts =0.597 3.7.3地震影響系數(shù)α計算 由,則由地震影響線，有 ； 3.7.4計算水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 利用底部剪力法公式 因為,所以 則有 ， 5層 576.79 16.5 9516 73.71 34.93 4層 505.45 13.5 6824 73.71 17.98 3層 505.45 11.4 5307 73.71 13.98 2層 505.45 7.5 3791 73.71 9.99 1層 565.29 4.5 254

63、4 73.71 6.70 =27982 3.7.5水平地震作用下框架內(nèi)力計算 1、 各柱剪力值 表3.7 各柱間的剪力分配表 層數(shù) 層剪力 邊柱D值 中柱D值 總D值 每根邊柱剪力 每根中柱剪力 5 36.93 1.744 V=7.53 V=10.93 4 52.91 1.744 V=10.79 V=15.66 3 66.89 1.744 V=13.65 V=19

64、.80 2 76.88 1.744 V=15.68 V=22.76 1 83.58 0.674 V=18.85 V=22.94 2、確定各柱反彎點高度系數(shù)y n：為總層數(shù) j：為所在層 k：為梁柱線剛度比 yo：標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比（由n、j、k查表可得） α1：上下梁剛度變化時的剛度比 α2=上層層高/所計算層層高 α3=下層層高/本層層高 由α1、α2、α3可查得y1 、y2、y3如表3-8 層數(shù) 邊柱

65、 中柱 5 n=5 j=5 k=1.754 yo=0.387 α1=1 y1=0 α3=3. /3.=1 y3=0 y=0.387+0+0=0.387 n=5 j=5 k=4.263 yo=0.45 α1=1 y1=0 α3=3./3.=1 y3=0 y=0.45+0+0=0.45 4 n=5 j=4 k=1.754 yo=0.437 α1=1 y1=0 α3=3/3=1 y3=0 y=0.437+0+0=0.437 n=5 j=4 k=4.263 yo=0.5 α1=1 y1=0 α3=3./3=1 y3=0 y=0.5

66、+0+0=0.5 3 n=5 j=3 k=1.754 yo=0.50 α1=1 y1=0 α2=3/3=1 y2=0 α3=3 /3=1 y3=0 y=0.50+0+0+0=0.50 n=5 j=3 k=4.263 yo=0.5 α1=1 y1=0 α2=3 /3=1 y2=0 α3=3./3=1 y3=0 y=0.450+0+0+0=0.450 2 n=5 j=2 k=1.754 yo=0.50 α1=1 y1=0 α2=3/3=1 y2=0 α3=4. 5 /3=1.5 y3=0 y=0.50+0+0+0=0.50 n=4 j=2 k=4.263yo=0.5 α1=1 y1=0 α2=3 /3=1 y2=0 α3=4.65 /3.6=1.292 y3=0 y=0.5+0+0+0=0.5 1 n=5 j=1 k=2.632 yo=0.55 α2=3./4. 5=0.667 y2=0 y=0.55+0 =0.55 n=5 j=1 k=6.395 yo=0.550