教學(xué)樓設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：西安遠(yuǎn)東中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)系 別： 建筑工程系 專 業(yè)： 土木工程 班 級(jí)： B120710 學(xué) 生： 史 偉 浩 學(xué) 號(hào)： B12071019 指導(dǎo)教師： 王 海 榮 2016年 05月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系（部） 建工系 專業(yè) 土木工程 班級(jí) 10 姓名 史偉浩 學(xué)號(hào) B12071019 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 遠(yuǎn)東中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：本設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)東中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)，總建筑面積4500平方米，擬建5層，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，位于西安市勞動(dòng)南路。主要房間組成及使用面積見(jiàn)下表：房間名稱建筑面積（m2）備注普通教室55562830間多功能教室1001202間電教器材儲(chǔ)存兼放映室3540與多功能教室吡連物理實(shí)驗(yàn)室75851間生化實(shí)驗(yàn)室75851間實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室3040共兩間，與實(shí)驗(yàn)室靠近音樂(lè)教室53551間樂(lè)器室15201間，與音樂(lè)教室靠近閱覽室75851間書(shū)庫(kù)3040與閱覽室吡連科技活動(dòng)室15201間或2間辦公室1216每層設(shè)兩間 本設(shè)計(jì)的意義主要有以下幾個(gè)方面：（1）通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生對(duì)四年來(lái)所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合的應(yīng)用，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和理解，同時(shí)對(duì)建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有整體和全面性的認(rèn)識(shí)。（2）通過(guò)查閱各種資料和建筑規(guī)范等完成本工程的建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)選型，結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)計(jì)算及建筑、結(jié)構(gòu)施工圖的繪制，進(jìn)而鞏固對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的掌握程度以及綜合運(yùn)用的實(shí)際能力。 3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）： （1） 建筑部分 根據(jù)任務(wù)書(shū)進(jìn)行建筑方案及建筑施工圖設(shè)計(jì)，以施工圖為主，具體要求如下： 計(jì)算機(jī)繪制，達(dá)施工圖深度，要求完成圖紙內(nèi)容：主要平面圖（底層平面圖、標(biāo)準(zhǔn)層平面圖等）；正立面圖及側(cè)立面圖；剖面圖一個(gè)（剖樓梯間）；屋面排水圖。（2）結(jié)構(gòu)部分 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)：包括柱網(wǎng)布置、結(jié)構(gòu)平面布置、構(gòu)件的初步估算、基礎(chǔ)形式及埋置深度的確定。結(jié)構(gòu)計(jì)算：選一具有代表性的框架進(jìn)行計(jì)算。包括：確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖，荷載計(jì)算，恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算，活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算，水平地震作用下的內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合，框架截面設(shè)計(jì)（配筋計(jì)算），自選構(gòu)件設(shè)計(jì)和計(jì)算（現(xiàn)澆板或樓梯）。繪制施工圖，結(jié)構(gòu)圖紙要求完成內(nèi)容：結(jié)構(gòu)平面布置圖，一榀框架配筋圖，自選構(gòu)件配筋圖。編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)（裝訂成冊(cè)）。 工程地質(zhì)條件：場(chǎng)地地勢(shì)平坦，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，持力層為亞粘土，類場(chǎng)地，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為180kPa。 土壤最大凍結(jié)深度為18cm,最大積雪厚度為20cm，雪荷載為 0.25kN/m2。常年地下水位于地面以下7m，水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)侵蝕。 氣象條件：冬季室外計(jì)算溫度-9，夏季室外計(jì)算溫度+30。最熱月平均氣溫為+27，最冷月平均氣溫為-0.2。 年總降水量631.8mm,一日最大降水量為109.6mm，一小時(shí)最大降水量為79mm。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，基本風(fēng)壓0.35kN/m2。 建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)：二級(jí)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：50年。 地震設(shè)防烈度為8度，建筑場(chǎng)地類別為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）： （1）設(shè)計(jì)的基本要求:1要有良好的城市景觀，要求建筑造型美觀、大方。 2設(shè)計(jì)方案合理，計(jì)算方法正確，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 3計(jì)算書(shū)格式應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，書(shū)寫工整，文字簡(jiǎn)練，條理清楚。 4施工圖須符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，能正確、準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，圖面布置協(xié)調(diào)、清楚、整潔。 （2）進(jìn)度安排:建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置 15-16（1）第15周-第18周 荷載計(jì)算 15-16（1）第19周-第20周 荷載計(jì)算 15-16（2）第1周-第3周 結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算 15-16（2）第4周-第7周 整理說(shuō)明書(shū)、繪制施工圖 15-16（2）第8周-第9周 出圖、論文裝訂 15-16（2）第10周 答辯 15-16（2）第11周 5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求 圖紙（幅面和張數(shù)）*： 建筑圖6張,結(jié)構(gòu)圖4張 其他要求：論文字?jǐn)?shù)： 20000字 外文翻譯字?jǐn)?shù)： 3000字 參考文獻(xiàn)篇數(shù)： 15篇以上 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系主任審批： 年 月 西安遠(yuǎn)東中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)摘 要 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架的抗震設(shè)計(jì)。先確定框架布局，之后進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,然后取一榀框架進(jìn)行分析，分別計(jì)算水平荷載作用下和豎向荷載作用下的內(nèi)力與位移，水平地震作用采用底部剪力法進(jìn)行計(jì)算，水平地震作用下的側(cè)移剛度采用D值法進(jìn)行計(jì)算，框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗(yàn)算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過(guò)1/550的限值。接著采用彎矩二次分配法計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并進(jìn)行內(nèi)力組合，進(jìn)而找出最不利的一組或幾組內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算配筋，框架配筋計(jì)算，應(yīng)遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)減弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固”等原則，選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。整個(gè)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格遵循有關(guān)最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，參考相關(guān)資料和課本，對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合全面的科學(xué)性考慮。設(shè)計(jì)本著適用、安全、經(jīng)濟(jì)、使用方便的原則進(jìn)行。建筑結(jié)構(gòu)方案是否合理，不但關(guān)系到是否滿足使用要求和結(jié)構(gòu)受力是否可靠，而且也關(guān)系到是否方便施工等問(wèn)題。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；內(nèi)力計(jì)算 The Design of the teaching buiding in Xian YuanDong school of Arts and sciencesThe design of the main structure scheme of horizontal seismic design framework . When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peakdisplacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottomshear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components.The whole structure of the design process,in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction.Key Words： Frame structure; seismic; structural design; internal force calculation 目錄1 緒論11.1工程概況11.1.1建筑介紹11.1.2建筑類型11.1.3抗震設(shè)防烈度11.2設(shè)計(jì)原始資料11.2.1氣象條件11.2.2工程地質(zhì)條件21.3 建筑平面設(shè)計(jì)21.4 建筑立面設(shè)計(jì)21.5建筑剖面設(shè)計(jì)21.6土建設(shè)計(jì)22 結(jié)構(gòu)布置32.1 結(jié)構(gòu)布置32.1.1 結(jié)構(gòu)平面布置33 計(jì)算截面的確定54 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計(jì)算54.1 梁柱線剛度計(jì)算54.2 柱的抗側(cè)剛度計(jì)算75 荷載計(jì)算85.1 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算85.2 重力荷載代表值計(jì)算96 內(nèi)力計(jì)算116.1 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算116.1.1橫向自振周期計(jì)算126.1.2水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算126.1.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算136.1.4水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算146.1.5作水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖176.2 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算186.2.1計(jì)算單元186.2.3內(nèi)力計(jì)算227內(nèi)力組合277.1結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)277.2框架的內(nèi)力組合277.3框架梁內(nèi)力組合287.4框架柱內(nèi)力組合298 截面設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算398.1框架梁398.1.1梁正截面受彎承載力計(jì)398.1.2梁斜截面受彎承載力計(jì)算438.2框架柱458.2.1剪跨比和軸壓比驗(yàn)算458.2.2柱正截面承載力計(jì)算458.2.3柱斜截面承載力計(jì)算498.2.3柱斜截面承載力計(jì)算499 樓板設(shè)計(jì)519.1樓板類型及設(shè)計(jì)方法的選擇5110 樓梯設(shè)計(jì)5810.1梯段板設(shè)計(jì)5810.1.1荷載計(jì)算5810.1.2內(nèi)力計(jì)算5810.1.3截面設(shè)計(jì)5810.2平臺(tái)板設(shè)計(jì)5810.3平臺(tái)梁設(shè)計(jì)5911設(shè)計(jì)心得61參考文獻(xiàn)62致 謝63畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明64畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明651 緒論1.1工程概況1.1.1建筑介紹設(shè)計(jì)題目：西安遠(yuǎn)東中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)建筑面積：4480m2建筑高度：18m結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑物耐久年限：50年1.1.2建筑類型建筑成一字型,東側(cè)為兩層大跨度多媒體教室，五層框架結(jié)構(gòu)。1.1.3抗震設(shè)防烈度 地震設(shè)防烈度為8度，建筑場(chǎng)地類別為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本加速度為0.20g，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二類。1.2設(shè)計(jì)原始資料1.2.1氣象條件溫度：冬季室外計(jì)算溫度-9，夏季室外計(jì)算溫度+30。最熱月平均氣溫 為+27，最冷月平均氣溫為-0.2。2.基本風(fēng)壓：0.35kN/m2。3.基本雪壓：0.25kN/m2。1.2.2工程地質(zhì)條件 場(chǎng)地地勢(shì)平坦，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，持力層為亞粘土，類場(chǎng)地，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為180kPa。常年地下水位于地面以下7m，水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)侵蝕1.3 建筑平面設(shè)計(jì) 根據(jù)本建筑物的使用功能要求，采用框架結(jié)構(gòu)，邊跨為6.3米，中跨為2.7米，設(shè)置一個(gè)雙跑樓梯和一個(gè)平行雙分樓梯，滿足建筑防火要求。根據(jù)人流的多少和搬進(jìn)房間設(shè)備的大小取門寬為1200mm，開(kāi)啟方向朝房間內(nèi)側(cè)。走道兩端的門采用等寬雙扇門，大廳的門采用一個(gè)兩個(gè)雙扇玻璃門。房間窗設(shè)置：房間中的窗大小和位置的確定，主要是考慮到室內(nèi)采光和通風(fēng)的要求。1.4 建筑立面設(shè)計(jì) 本建筑主樓立面采用對(duì)稱體型，建筑物各部協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形式完整。本建筑確定每層層高為3.6米，樓梯高度等于層高，屋面為不上人屋面，挑檐寬1000mm，挑檐高度設(shè)為 600mm。建筑總高度18m。整個(gè)立面看起來(lái)規(guī)則整齊，簡(jiǎn)潔大方，簡(jiǎn)單的造型更顯示了干練?？傮w上，本建筑立面造型符合建筑造型和構(gòu)圖方面的均衡、韻律、對(duì)比的規(guī)律，并滿足適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。1.5建筑剖面設(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.45米，可防止室外流水流入和墻身受潮。根據(jù)采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)構(gòu)布置要求，確定標(biāo)準(zhǔn)層房間窗高到框架梁底 ，主要窗寬為2.4米，高為2.1米。標(biāo)準(zhǔn)層走廊兩端設(shè)置玻璃窗以便空氣流通和采光要求。屋面排水采用有組織外排水方式，用外裝塑料空心管作為落水管，屋面材料找坡2%。1.6土建設(shè)計(jì)1. 墻體0.000以上均采用M5混合砂漿砌筑，0.000以下均采用水泥砂漿砌筑。 2. 衛(wèi)生間樓地面比同層相鄰樓地面低20mm。3. 樓屋面面層材料的選擇及構(gòu)造設(shè)計(jì)。4. 屋面：(不上人) 20厚1:2.5水泥砂保護(hù)層層 4厚SBS高聚物改性瀝青防水卷材一道 25厚1:3水泥砂漿找平層 100厚水泥珍珠巖保溫層 1:6水泥焦渣找坡層（最薄處30厚） 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 10厚混合砂漿 5. 樓面： 10厚瓷磚樓面，干水泥擦縫（在衛(wèi)生間內(nèi)采用地磚防水樓面）5厚1:2.5水泥砂漿粘結(jié)層（內(nèi)摻建筑膠）20厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層（內(nèi)摻建筑膠）水泥砂漿一道（內(nèi)摻建筑膠）100mm厚鋼筋混凝土板，隨打隨磨光 10厚混合砂漿 2 結(jié)構(gòu)布置2.1 結(jié)構(gòu)布置（1）采用雙向縱橫向框架承重方案，縱向總長(zhǎng)53m。（2）根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，主體結(jié)構(gòu)共5層。（3）墻采用240mm粘土空心磚（4）混凝土等級(jí)：梁，板，柱均采用C35。（5）樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.1.1 結(jié)構(gòu)平面布置 圖2.1 結(jié)構(gòu)平面布置圖2.1.2 初選截面尺寸(1) 框架梁截面尺寸縱向框架梁h=(1/81/12)l=(1/81/12)6000=500mm750mm 取h=600mmb=(1/21/3)h=(1/21/3)600=220mm325mm 取b=300mm橫向框架梁 AB CD跨h=(1/81/12)l=(1/81/12)6300=525mm787mm 取h=600mm b=(1/21/3)h=(1/21/3)600=220mm325mm 取b=300mm表2.1 梁截面尺寸(mm)層數(shù)混凝土等級(jí)橫梁(bh)縱向框架梁(bh)縱向次梁(bh)AB跨、CD跨BC跨1-5C35300600300400300600300450(2) 柱截面尺寸估算柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值，按公式計(jì)算1) 根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為8度，建筑物高度18m 24m,查得抗震等級(jí)為二級(jí)，確定柱軸壓比限值為0.82) Ac N/fc (2.1)柱組合的軸壓比設(shè)計(jì)值N= A g n (2.2)注：考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù),邊柱取1.3，內(nèi)柱取1.2。 g 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似取14 kN/m2。 n為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。 A柱的負(fù)荷面積。 fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C35，查得16.7 N/mm2。 圖2.2 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 中柱：A1=6.04.5=27.0m2 邊柱：A2=3.156.0=18.9m2 一層：中柱Ac N/fc=Agn/fc =(1.227.00145)103/ (0.816.7)=206512 mm2 邊柱Ac N/fc=Agn/fc=(1.318.9145)103/ (0.816.7)=150340 mm2 據(jù)計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其它因素： 取 中柱bh=600mm600mm 邊柱bh=600mm600mm 二層五層：取 bh=600mm600mm 表2.2 柱截面尺寸(mm)層次混凝土等級(jí)bh (mm2)1C356006002-5C35600600（3） 板厚估算 h=(1/401/50)l=(1/401/50)(6300/2)=63mm79mm 取h=120mm 3 計(jì)算截面的確定（1）框架各構(gòu)件在計(jì)算簡(jiǎn)圖中均用單線條代表，各單線條代表構(gòu)件形心軸所在的位置線（2）梁的跨度=該跨左右兩邊柱截面形心軸線之間的距離（3）底層柱高=從基礎(chǔ)頂面算至樓面標(biāo)高處（4）中間層柱高=從下一層樓面標(biāo)高至上一層樓面標(biāo)高（5）頂層柱高=從頂層樓面標(biāo)高算至屋面標(biāo)高（6）當(dāng)上.下柱截面發(fā)生改變時(shí)，取截面較小的截面形心軸線作為計(jì)算簡(jiǎn)圖上的柱單元一層五層：橫跨 AB CD跨：6300+120+100-600=5920mm BC跨：27001002+600=3100mm 縱跨 軸： 6000mm 柱高： 底層柱的計(jì)算高度：4300m 2-5層的柱高：3.60m圖3.1 橫向計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3.2 縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖4 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計(jì)算4.1 梁柱線剛度計(jì)算在框架結(jié)構(gòu)中，可將現(xiàn)澆樓面視作梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=1.5I0，對(duì)中框架梁取I=2I0。 截面慣性矩I0=bh3/12?？蚣芰壕€剛度為ib=EcI0/L，其中EC為混凝土彈性模量，L為梁的計(jì)算跨度 表4.1 橫梁線剛度ib計(jì)算表類 別 層次Ec（N/Mm2）bh（mmmm）I（mm4）L(mm)ib=EcI0/L（Nmm）1.5EcI0/L（Nmm）2EcI0/L（Nmm）AB,CD跨1-5層3.151043006005.4 10963002.5710103.855 10105.14 1010BC跨1-5層3.151043004001.6 10924001.7710102.655 10103.54 1010柱的線剛度iC=ECLC/HC。其中LC為柱的截面慣性矩，HC為框架柱的計(jì)算高度。表4.2 柱的線剛度計(jì)算表層次Ec（N /mm2） bh（mmmm） HC(mm)LC（mm4）iC=EcICHC（kNmm）1343001.0810107.510102-5336001.081010 9.01010令i1-5AB=1.0，則其余各層桿件的相對(duì)線剛度按計(jì)算所得，作為彎矩二次分配時(shí)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。4.2 柱的抗側(cè)剛度計(jì)算 根據(jù)梁柱的線剛度比的不同，框架柱可分為中柱，邊柱 柱抗側(cè)移剛度：D=c12ic/h2 注：c 柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù)表4.3 柱側(cè)移剛度修正系數(shù)表位置邊柱中柱c簡(jiǎn)圖K簡(jiǎn)圖K一般層底層 邊框架柱側(cè)移剛度D值 表4.4 邊框架柱側(cè)移剛度D值 單位： N /mm層次邊柱（4）根中柱（4）根DcDCDC4cDCDC4 10.5140.419470778800.70.45262851051401830202-50.430.171416756668070.262166786668143336中框架柱側(cè)移剛度D值 表4.5 中框架柱側(cè)移剛度D值 單位： N /mm層次邊柱（16）根中柱（16）根DcDCDC16cDCDC16 10.690.43209303348801.200.46223903582406931202-50.570.22166672666720.960.3327500440000706672將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即為各層間側(cè)移剛度D 表4.6 層間側(cè)移剛度 單位：N /mm 層 次12-5D 850008 876140D1 /D2 =850008/876140=0.90.7,故該框架為橫向規(guī)則框架。 5 荷載計(jì)算5.1 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1) 屋面(不上人)： 20厚1:2.5水泥砂漿保護(hù)層 20mm10-320kN/m3=0.4kN/m2二氈三油防水層 0.35kN/m2 150厚水泥蛭石保溫層 50.15kN/m3=0.75kN/m2100140厚膨脹珍珠巖找坡 （100+140）/27=0.84kN/m2 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 120mm10-325kN/m3=3.0kN/m2 10厚混合砂漿 0.17kN/m2合計(jì)： 5.51kN/m2 （2）1-4層樓面： 10 面層水磨石地面 20 水泥沙漿打底 0.65KN/m2 素水泥漿結(jié)合層一道120厚鋼筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2 10厚混合砂漿 0.17KN/m2合計(jì) 3.82KN/m2（3）屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5 KN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.5 KN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 SK=urS0=1.00.2=0.2 KN/m2 （式中ur為屋面積雪分布系數(shù)）（4）梁柱密度25 KN/m2 墻體均為240厚粘土空心磚，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則單位面積上墻體重量為 150.24+170.022=4.28 KN/m2木門單位面積重力荷載0.2 KN/m2，鋼鐵門0.4 KN/m2，鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4 KN/m25.2 重力荷載代表值計(jì)算(1)第一層：樓面恒載: 3.65315.3=2974.32KN50%樓面均布活荷載: 0.55315.32.0=826.2 KN縱梁:41.050.30.6(53-80.6)25=910.98 KN邊橫梁：0.30.6251.05（6.0-0.6）18=459.27 KN中橫梁：0.30.4251.05（2.7-0.6）9=59.54 KN 次梁: 0.30.45251.05（6.3-0.3）16=340.21 KN梁總重: 1769.99KN柱: 0.60.6251.054.2536=1606.5 KN縱墻:總長(zhǎng)534-290.6-62-2.4=180.2m 總重（3.55180.2-22.132-20.911）4.28=2077.92 KN橫墻:總長(zhǎng)6.321+2.7=135.0m總重(3.55135-202.1) 4.28=2004.4 KN墻總重：4082.32 KN木門：0.22.10.922=9.24 KN塑鋼門：0.4（2.12）4+1.62.1=10.08 KN鋁合金窗：(2.02.132+20.911)0.4=61.68 KN門窗總重：81 KN由上述可知，一層重力荷載代表值：11339.39 KN(2) 第二層重力荷載代表值樓面恒載: 2974.32 KN50%樓面均布活荷載: 826.2 KN 梁總重: 1769.99 KN柱: 1360.8KN縱墻:總長(zhǎng)534-290.6-6-2.4=186.2m 總重（3.0186.2-22.134-20.911-21.53）4.28=1733.4 KN橫墻:總長(zhǎng)6.321+2.72=137.7m總重：(3.0137.7-22.12)4.28=1732.116KN墻總重：3456.516 KN木門：0.22.11.020=8.4 KN塑鋼門：1.62.120.4=2.688KN鋁合金窗：63.36 KN門窗總重：74.448 KN由上述可知二層重力荷載代表值：10220.94 KN(3)三四層重力荷載代表值樓面恒載: 2974.32 KN50%樓面均布活荷載: 826.2 KN 梁總重: 1769.99 KN柱: 1360.8KN縱墻:總長(zhǎng)534-290.6-6-2.4=186.2m 總重（3.0186.2-22.134-20.911-21.53）4.28=1733.4 KN橫墻:總長(zhǎng)6.318+2.72=118.8m總重：(3.0118.8-22.1)4.28=1507.5KN墻總重：3206.2 KN木門：0.22.11.016=6.72 KN塑鋼門：（1.62.1）60.4=8.064鋁合金窗：(2.12.034+20.911+2.01.53)0.4=68.64 KN門窗總重：83.43 KN由上述可知三四重力荷載代表值：10220.94 KN（4）第五層屋面恒載：5.195315.3=4208.6 KN50%屋面活荷載：0.50.55315.3=202.725 KN梁總重：1769.99 KN柱總重：1360.8/2=663.39 KN墻總重：（186.2+137.7）1.35-22.134-20.911-21.53-2.02.12 4.28 =1101.1 KN木門：8.4 KN鋁合金窗：63.36 KN門窗總重：71.76KN女兒墻：0.6（53+15.3）2-15.3 4.28=311.5 KN 由上述可知，五層重力荷載代表值：8346.1KN則結(jié)構(gòu)抗震分析時(shí)所采用的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 6 內(nèi)力計(jì)算6.1 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算6.1.1橫向自振周期計(jì)算 T1=1.7T （uT）1/2 （6.1）注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。T結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取0.7。uT按以下公式計(jì)算： VGi=Gk （6.2） （u）i= VGi/D ij （6.3） uT=（u）k （6.4）注：D k為集中在k層樓面處的重力荷載代表值，VGi為把集中在各層樓面處的重力荷載值視為水平荷載而得的第i層的層間剪力。D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。（u）i（u）k分別為第i、k層的層間側(cè)移。表6.1 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次Gi（kN）VGi（kN）D i（kN/mm）ui（mm）ui（mm）58346.18346.18500089.82169.494 10220.9418567.04 85000821.84159.67310220.9428787.98 85000833.9137.83210471.9439259.92 85000846.18103.93111339.350599.22 87614057.7557.75T1=1.7T（uT）1/2 =1.70.7(0.16949)1/2=0.49s6.1.2水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算根據(jù)建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范（GB500112010）規(guī)定，對(duì)于高度不超40米、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿著高度方向分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及可近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法計(jì)算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計(jì)算抗震作用。FEK=1 Geq （6.5）GEQ=0.85Gi=0.8550599.22=43009.337kN根據(jù)場(chǎng)地類別為類，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g，查得場(chǎng)地特征周期值Tg=0.45s?？拐鹪O(shè)防烈度為8度，多遇地震情況下，查的水平地震影響系數(shù)最大值 max=0.16。由特征周期與自振周期的比值確定計(jì)算地震影響系數(shù)1=（Tg/T1）0.9max=（0.45/0.49）0.90.16 =0.141FEk=1GEQ=0.14143009.337=6064.32kN因1.4Tg=0.63sT1=0.49s，所以不考慮頂部附加水平地震作用。 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用按下式計(jì)算： 表6.2 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次Hi（m）Gi（kN）GiHi（kNm）GiHi/GjHjFi（kN）Vi（kN）518.78346.1156072.070.2791691.951691.95415.110220.94154336.1940.2761673.753365.7311.510220.4117540.810.2101273.514639.2127.910471.9482728.3260.148897.525536.7314.311339.348758.990.087527.606064.33 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布圖6.1.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算 根據(jù)建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范（GB500112010）規(guī)定，抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震最小剪力應(yīng)符合VEKIGj，查得=0.032表6.3 水平地震剪力驗(yàn)算表層次Gi（kN）G（kN）0.032G（kN）Vi（kN）58346.18346.1267.081691.95410220.9418567.04594.153365.7310220.9428787.98921.214639.21210471.9439259.921256.325536.73111339.350599.221619.186064.33因此水平地震剪力按計(jì)算結(jié)果計(jì)算。水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移ui和頂點(diǎn)位移u i的計(jì)算：ui = Vi/D ij （6.7）u i=uk （6.8）各層的層間彈性位移角的計(jì)算e=ui/hi （6.9）層次Vi（kN）D i（kN/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi51691.958500081.99125.05736000.0005343365.7 8500083.96023.06636000.001134639.218500085.45819.10636000.0015225536.738500086.51413.64836000.0018116064.338761407.1347.13443000.00166表6.4 水平地震剪力驗(yàn)算表由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，0.001811/550=0.001812，滿足要求。6.1.4水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算以框架布置圖中軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例說(shuō)明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算略?？蚣艿趇層的層間剪力Vi，i層j柱分配到的剪力Vij以及該柱上下端的彎矩M uij和Mbij的計(jì)算 (6.10) Mbij=Vijyh (6.11)M uij=Vij（1y）h (6.12)y=yn+y1+y2+y3 (底層柱需要考慮修正y2,第二層