畢業(yè)設計計算書

1、.前言前言 框架結構體系作為目前建筑結構體系中最主要的組成部分之一， 其自身有著建筑平面布置靈活，能獲得較大的空間；建筑立面容易處理，結構自重較輕；計算理論比較成熟；在一定高度范圍內造價較低的優(yōu)點，所以目前在多高層房屋建筑中應用十分廣泛。但是它也有著側移剛度較小，在地震作用下非結構構件（如非填充墻、建筑裝飾等）破壞較嚴重等缺點。因此，采用框架結構時應控制建筑物的層數(shù)和高度。設計中需要考慮到建筑抗震要求、結構構件的變形以及施工的方便性等問題。 為了使設計能夠滿足鋼筋混凝土框架結構設計規(guī)范的要求， 我們需要熟悉鋼筋混凝土結構設計的全過程， 需要充分理解鋼筋混凝土結構基本理論、 基本方法。本次畢業(yè)設

2、計系統(tǒng)、 全面地幫助我們對四年來所學專業(yè)知識進行了一次復習與鞏固，使我們對結構設計的宏觀理解上了一個層次，對專業(yè)知識的應用更加熟練，獨立鉆研與動手能力得到強化。 由于個人水平能力有限，設計中難免有錯誤與不妥之處，希望得到各位老師和同學的批評指正。:第 5 頁 （共 75 頁）1.工程概況1.1設計要求 在辦公樓建筑初步方案的基礎上，進行建筑和結構設計，重點在結構設計，并繪制建筑和結構的施工圖。(1)建筑設計要求完成以下內容： 1建筑平面設計；2建筑立面和剖面設計。(2)結構設計要求完成以下內容： 1確定結構體系與結構布置；2根據(jù)構造要求和經(jīng)驗，選擇構件的截面尺寸；3確定計算單元和計算簡圖；4荷

3、載計算； 5結構側移計算；6框架內力計算與組合；7構件的截面設計及節(jié)點設計；8基礎設計；9樓板與板式樓梯設計。1.2設計成果 設計成果包括設計說明書和施工圖兩部分。(1)設計說明書要求包括以下內容：1設計概況；2建筑設計說明；3結構設計說明；工程概況 4結構設計計算書； (2)施工圖要求包括以下內容：1建筑施工圖a.首層、標準層及屋頂平面圖；b.主要立面圖；c. 建筑剖面圖。2結構施工圖a.標準層和屋頂平面結構布置與板的配筋圖；b.框架梁、柱及節(jié)點配筋詳圖；c.基礎和樓梯等配筋詳圖。1.3設計資料 1.4.1設計依據(jù)(1)主管部門規(guī)劃意見書和審批通過的初步設計批文;(2)甲方設計任務書;(3)

4、設計規(guī)范規(guī)程；1.4.2設計條件及抗震設防依據(jù)(1)設計標高：室內設計標高為±0.000，室內外高差450mm(2)基本風壓：0.45（地面粗糙度屬B類）；(3)基本雪壓：0.30；(4)地震設防烈度：7度，(5)建筑抗震設防類別：丙類；(6)框架結構抗震等級：三級；(7)建筑場地土類別：類；(8）結構設計使用年限為50年。1.4.3主要結構材料(1)鋼筋鋼筋直徑時,為HRB335級鋼筋,其設計強度為300；柱縱向鋼筋為HRB400級，其設計強度為360。(2)混凝土墊層：C15；基礎：C35； 柱： C40；梁、板、樓梯：C30。建筑設計2 建筑設計2.1設計要點多層框架結構適合于

5、在辦公樓、教學樓、公共建筑、圖書館等建筑中采用?？蚣艿奶攸c是由剛結的梁和柱來傳遞豎向和側向荷載，墻體只起圍護作用。在建筑上具有大空間、便于布置各種尺度不同房間的靈活性；在結構上則有構件分工明確，可以充分發(fā)揮材料的特性。多層框架結構的設計對于土木工程專業(yè)的學生來講，是很重要的畢業(yè)設計的一部分，而且重點在結構設計上，建筑設計作為一般了解的內容，其側重點在建筑平面、立面和剖面設計上。鑒于畢業(yè)設計的時間不長，建筑設計又走在結構設計進行之前，沒有反復推敲的可能，為了在較短的時間內完成建筑設計圖紙，需要掌握的設計要點如下：(1)建筑平面設計依據(jù)建筑功能的要求，確定柱網(wǎng)尺寸，然后，再逐一定出各房間的開間和進

6、深；根據(jù)交通、防火與疏散的要求，確定樓梯間的位置和尺寸；確定墻體所用的材料和厚度，以及門窗的型號與尺寸。(2)建筑立面設計確定門窗的立面形式。門窗的立面形式一定要與立面整體效果相協(xié)調；與平面圖相對照，核對雨水管、雨篷、陽臺等的位置及做法；確定立面裝飾材料做法、色彩以及分格藝術處理的詳細尺寸。（3)建筑剖面設計分析建筑物空間組合情況，確定其最合適的剖切位置。一般要求剖到樓梯間及有高低錯落的部位；進一步核實外墻窗臺、過梁、圈梁、樓板等在外墻高度上的構造關系，確定選用哪種類型的窗臺、過梁、圈梁、樓板及其形狀和材料；根據(jù)平面圖計算確定的尺寸，核對樓梯的在高度方向上梯段的尺寸，確定平臺梁尺寸。2.2建筑

7、平面設計 該多層框架結構辦公樓位于抗震設防烈度為8度的區(qū)域，對抗震要求比較嚴，所以在平面設計上力求簡單、規(guī)則、對稱，從而采用“一”字形建筑平面以利于抗震，而且有利于自然采光和自然通風?！耙弧弊中纹矫娴某驗樽背希ㄖ锶肟诘某驗槟线?。在框架結構的平面布置上，柱網(wǎng)是豎向承重構件的定位軸線在建筑平面上所形成的網(wǎng)格，是框架結構平面的脈絡。柱網(wǎng)布置既要滿足建筑平面布置和使用功能的要求，又要使結構受力合理，構件種類少，施工方便。柱網(wǎng)布置還應與建筑分隔墻布置互相協(xié)調，一般常將柱子設在縱橫建筑墻交叉點上，以盡量減少柱網(wǎng)對建筑使用功能的影響。框架結構常見的柱網(wǎng)布置方式有，內廊式、外廊式、等跨式、對稱不等

8、跨式等。本多層框架結構辦公樓采用內廊式柱網(wǎng)布置，也就是中間為走廊，兩邊為辦公室?？紤]到走廊長度大于40m，兩面布置房間時，走廊最小凈寬度為1.8m，所以中間走廊的跨度取為2.4m。兩邊房間的開間和進深均采用常用的開間和進深尺寸，即3.9m和6.6m，因而橫向的柱跨度分別為6.6m、2.4m、6.6m；縱向柱跨度均為3.9m。第 75 頁 （共 75 頁）結構設計3結構設計3.1概述(1)結構類型的選擇建筑結構按照結構所用材料分類時可分為：砌體結構，包括磚石、砌塊和砌體結構；混凝土結構，包括混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土結構； 鋼結構；鋼混凝土組合結構。一般來講，砌體結構主要用于建造多層住宅、

9、辦公樓、教學樓以及輕型工業(yè)廠房等；鋼結構多用于超高層建筑、大跨度空間結構建筑以及重型或有特殊要求的工業(yè)廠房等；其他情況均可采用鋼筋混凝土結構。具體的來講，砌體結構：由于取材容易，造價較低，施工方便，因而廣泛應用于多層建筑中。但由于砌體是一種脆性材料，其抗剪、抗拉、抗彎能力均較低，所以其抗震能力較差，一般在8層以下的建筑中采用砌體結構。鋼筋混凝土結構：由于具有取材豐富，造價低廉，強度高、剛度大，耐火性、耐久性以及延性等良好，而且結構布置靈活方便，可組成多種結構體系等優(yōu)點，因此，目前在我國的各類建筑中得到非常廣泛的應用，并且占有主導地位。但是鋼筋混凝土結構的主要缺點是結構自重大、體積大、容易開裂、

10、施工速度慢等，為了克服這些缺點，近年來不斷開發(fā)了高強度混凝土、輕骨料混凝土、預應力混凝土、預制裝配式混凝土等，都得到了很好的發(fā)展。鋼結構：由于強度高、自重輕、延性及抗震性能好，而且施工方便，能有效的縮短施工工期，所以對大跨度、大空間、多用途以及超高層建筑，大多數(shù)采用鋼結構。但鋼結構比混凝土結構造價高，防腐和防火性能差，需要采用防腐和防火措施，從而增加了總的造價。目前我國鋼結構用得并不多，其中工程設計施工技術人員對于鋼結構的設計和施工不太熟悉，也是其中原因之一。但是，近年來隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，鋼產(chǎn)量有了大幅度提高，國家也提倡采用鋼結構，確實，鋼結構在近年來特別是在超高層建筑和大跨度空間結構中

11、，應用的越來越多。鋼混凝土組合結構：由于充分發(fā)揮了鋼和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點，可以得到很好的經(jīng)濟技術效果。鋼混凝土組合結構是將型鋼放在構件內部，外部用鋼筋混凝土包成，故稱型鋼混凝土；或者是在圓鋼管或方鋼管內部填充混凝土或鋼筋混凝土，做成外包鋼構件，故稱鋼管混凝土。在我國高層或超高層建筑中，型鋼混凝土結構用得越來越多，比如北京的香格里拉飯店、長富宮飯店、上海的國內第一高樓金貿(mào)大廈(420m)以及正在施工的世界第一高樓492m、101層的上海環(huán)球金融中心等都采用了型鋼混凝土結構。鑒于本多層辦公樓層數(shù)不多，只有五層，對抗側移剛度的要求不高，所以選用鋼筋混凝土結構，可以充分發(fā)揮結構布置靈活方便，可組

12、成多種結構體系的優(yōu)點。至于砌體結構和鋼結構則不予考慮，因為該辦公樓位于8度抗震設防烈度區(qū)域內，砌體結構抗震能力差，而鋼結構的相對造價比較高。綜合考慮之后選用鋼筋混凝土結構。(2)結構體系的選擇多層和高層建筑中常用的結構體系有：框架結構；框架剪力墻結構或框支剪力墻結構；剪力墻結構；筒體結構，包括框筒、筒中筒以及成束筒體結構；巨型結構。框架結構是由梁和柱構件通過節(jié)點連接形成剛接的骨架結構。其優(yōu)點是，建筑平面布置靈活，能獲得較大空間，可以構成豐富多變的立面造型。其缺點是側向剛度較小，在地震作用下非結構構件(如填充墻、建筑裝飾等)容易破壞，但框架結構可以通過合理的設計，使之具有良好的延性，成為延性框架

13、。這種延性框架在地震作用下可以具有良好的抗震性能。鋼筋混凝土框架結構按施工方式的不同，可分為全現(xiàn)澆式、半現(xiàn)澆式、裝配式以及裝配整體式框架結構四種形式。本多層辦公樓設計充分考慮框架結構的優(yōu)缺點和施工方法，決定采用鋼筋混凝土全現(xiàn)澆式框架結構。全現(xiàn)澆式框架結構為梁、板、柱全部構件均在現(xiàn)場現(xiàn)澆成整體，結構整體性好，抗震性能好，構件尺寸不受標準構件所限制，對各種使用功能的適應性大。缺點是模板消耗量多，現(xiàn)場工作量大，但可以通過定型化鋼模板和泵送混凝土等加以改進。半現(xiàn)澆式框架結構為梁、柱現(xiàn)場澆筑，樓板為預制。由于采用預制板可以大大減少現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量，大量節(jié)省模板，但需要澆筑一層4050mm厚的混凝土

14、面層，以提高結構的整體性。裝配式框架結構為全部構件工廠預制，有利于保證構件質量，現(xiàn)場裝配，工作量少，施工速度快。缺點是結構整體性差，抗震性能也較差。裝配整體式框架結構為在現(xiàn)場將預制構件吊裝就位后，再通過澆筑節(jié)點混凝土，形成整體框架結構，既發(fā)揮了裝配式施工方法的優(yōu)點，又保持了現(xiàn)澆施工方法整體性好的優(yōu)點。但總的來說，整體剛度還比較弱，故在地震區(qū)不提倡選用裝配整體式框架結構，避免采用裝配式框架結構，而優(yōu)先考慮選擇全現(xiàn)澆式框架結構。因此，本設計選擇了全現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結構。剪力墻結構：是由鋼筋混凝土墻體互相連接構成的承重墻結構體系。在地震區(qū)，因其主要用于承受水平地震作用，故也稱為抗震墻。其優(yōu)點是結

15、構整體性強，抗側剛度大，側向變形小，施工相對簡便和快速，適于建造較高建筑，而且具有承受強烈地震，裂而又不倒的良好性能。但其缺點是結構自重大，導致較大的地震作用；建筑平面布置局限性大，較難獲得較大的建筑空間，因此它適合用于高層住宅和賓館等建筑。另外，為了滿足底層大空間的要求，取掉一部分剪力墻就形成了框支剪力墻結構，上部一般用于住宅和賓館等，下部為提供大空間的公共建筑，目前主要用于商住樓?？蚣芗袅Y構：為了充分發(fā)揮框架結構“建筑平面布置靈活”和剪力墻結構“抗側剛度大”的特點，當建筑物需要有較大的空間且其高度超過了框架結構的合理高度時，可以采用框架和剪力墻共同工作的結構體系。在框架結構中，在適當?shù)?/p>

16、部位加一定數(shù)量的剪力墻形成框架剪力墻結構，其中剪力墻承擔大部分水平荷載；而框架只承擔較小一部分的水平荷載，主要承擔豎向荷載?？蚣芗袅Y構常用于建造高層辦公樓、教學樓等需要有大空間的房屋，也可以用于建造高層住宅、賓館等建筑，建造高度可以達到2030層。筒體結構：主要由核心筒結構和框架結構所組成。核心筒一般由布置在電梯井、樓梯間及設備管線井道四周的鋼筋混凝土墻所組成，一般位于房屋的中部，故稱核心筒，而且筒壁上僅開有少量洞口，故有時也稱為“實腹筒”。框筒是由布置在房屋四周的密排柱與高跨比很大的窗間梁所組成的一個多孔筒體。從形式上看，猶如由四榀平面框架在房屋的四角組合而成，故稱為框筒結構。因其立面上

17、開有很多窗洞，故有時也稱為“空腹筒”。筒體結構的主要形式由框筒結構、核心筒結構、筒中筒結構、框架核心筒結構、成束筒結構和多重筒結構。筒體結構抗側剛度很大，整體性好；建筑布置靈活，能夠提供很大的、可以自由分隔的內部使用空間，因此特別適用于多功能、多用途的超高層建筑。巨型結構：由兩級結構組成，第一級巨型框架一般由電梯井、樓梯間等組成巨型柱，每隔若干層設12層高的梁(一般為桁架)作為巨型梁，組成主要承受水平和豎向荷載的巨型框架，其余樓層作為荷載落在巨型框架上，做成二級框架樓面框架。巨型框架結構在建筑上可以給人以巨型骨架的結構感覺，也為建筑上布置大空間提供了方便。巨型結構除巨型框架結構之外，還可以有在

18、建筑外筒形成巨型斜撐的巨型桁架結構,它可以充分體現(xiàn)巨型斜撐的結構美。還有一種是核心筒體加外周邊規(guī)則布置的巨型柱結構,也就是核心筒巨型柱結構。(3)屋蓋(樓面) 體系的選擇多層與高層建筑中各豎向抗側力結構(框架、剪力墻、筒體等)是依靠水平樓面結構連成整體的，水平力通過樓板平面進行傳遞和分配。因此，要求樓板在自身平面內有足夠大的剛度。常用的樓板體系有，現(xiàn)澆樓面結構和裝配整體式樓面結構體系。抗震區(qū)一般優(yōu)先采用現(xiàn)澆樓面結構，因此本設計采用現(xiàn)澆樓面結構體系，以提高框架結構的整體性和結構的抗側剛度。(4)基礎選型多層與高層建筑的基礎選型應根據(jù)上部結構形式、工程地質、施工條件等因素綜合考慮確定?？梢赃x用的基

19、礎形式有，柱下獨立基礎、條形基礎、十字交叉基礎、筏板基礎、箱形基礎以及樁基礎?；A的埋置深度也必須滿足地基變形和穩(wěn)定的要求，以減少建筑物的整體傾斜，防止傾覆及滑移?；A的埋置深度，采用天然地基時可以不小于建筑物高度的1/12；采用樁基礎時可以不小于建筑物高度的1/15，樁的長度不計在埋置深度之內。3.2框架結構平面布置(1)結構布置原則結構平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則、使各部分剛度均勻對稱，減少結構產(chǎn)生扭轉的可能性；控制結構高寬比，以減少水平荷載下的側移；盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構件種類規(guī)格，便于設計與施工；房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內，當房屋長度超過規(guī)定值時，可設伸縮縫將房屋

20、分成若干溫度區(qū)段。(2)柱網(wǎng)布置與層高的確定在該框架結構的柱網(wǎng)布置上，根據(jù)建筑平面設計和結構布置的原則，采用內廊式的建筑平面，中間為走廊，兩側為辦公室。因此，橫向為四排柱三跨對稱布置的框架，其跨度分別為6.6m、2.4m和6.6m；根據(jù)建筑剖面和立面設計的要求，標準層層高采用3.9m，首層考慮到人員比較集中和各種管線較多，故采用層高4.2m。(3)承重框架的布置柱網(wǎng)確定后，沿房屋的縱橫兩方向均應布置梁系，因此，實際的框架結構是一個空間受力體系。但為了計算分析方便起見，可以把實際空間框架結構看成縱橫兩個方向的平面框架，這種簡化僅限于方形或矩形的規(guī)則平面。沿建筑物長向的稱為縱向框架，沿建筑物短向的

21、稱為橫向框架。它們分別承受各自方向上的水平力，而樓面豎向荷載則依樓蓋結構布置方式的不同而按不同的方式傳遞。按樓面豎向荷載傳遞路線的不同，承重框架的布置方案可以有橫向框架承重、縱向框架承重和縱橫向框架混合承重等幾種方案。橫向框架承重方案：橫向框架承重方案是在橫向布置框架承重梁，樓面豎向荷載由橫向梁傳至柱而縱向布置連系梁。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剛度。而縱向框架則往往僅按構造要求布置較小的連系梁，這也有利于房屋室內的采光與通風?？v向框架承重方案：縱向框架承重方案是在在縱向布置框架承重梁，在橫向布置連系梁。因為樓面荷載由縱向梁傳至柱子，所以橫向梁高度小，有利于設備

22、管道的穿行，可獲得較高的室內凈高。但其缺點是房屋的橫向抗側剛度較差，進深尺寸受到預制板長度的限制。縱橫向框架混合承重方案：縱橫向框架混合承重方案是在兩個方向均需布置框架承重梁以承受樓面荷載。對于柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓面，樓板可以不設次梁或井字梁直接支承在框架主梁上。由于這種方案沿兩個方向傳力，因此各桿件受力較均勻，整體性能好，有利于抗震。3.3.1計算單元框架結構是由橫向和縱向框架組成的空間結構，但為了便于計算常忽略結構縱橫之間的空間聯(lián)系，近似地按兩個方向的平面框架分別計算。一般辦公樓建筑中通常橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載和剛度也基本相同，所以各榀橫向框架產(chǎn)生的內力和變形也基本相同。

23、因此，結構設計時為了簡化一般取中間有代表性的一榀橫向框架作為計算單元進行計算即可。而作用于縱向框架上的荷載則各不相同，設計時應分別進行計算。在計算單元上框架承受的荷載為圖1中陰影范圍內的各種荷載。圖1 框架結構計算單元的選取在框架結構中，其計算簡圖以框架梁和柱軸線表示，均用單線條代表?？蚣芰汉椭倪B接區(qū)以節(jié)點表示，桿件長度用節(jié)點間的距離表示。對與鋼筋混凝土樓蓋整體澆筑的框架梁，一般可取樓板底面處作為梁軸線；對底層柱的下端一般取至基礎頂面并作為固定端。當各層柱截面尺寸不同且形心線不重合時，一般取頂層柱的形心線作為柱子的軸線，待框架內力計算完成后，計算桿件內力時，要考慮荷載偏心的影響。梁跨度取柱軸

24、心間的距離；柱高度對樓層取層高，對底層柱取基礎頂面到二層樓面間的高度。另外，當各跨跨度相差不超過10時，可當作具有平均跨度的等跨框架。當斜形或折線形橫梁傾斜度不超過1/8時，仍可視為水平橫梁計算。3.3.2梁柱截面尺寸的確定(1)柱截面尺寸的確定柱截面尺寸初估時，可用下列經(jīng)驗公式粗略確定：式中 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可根據(jù)實際荷載計算，也可近似取； 按簡支狀態(tài)計算的柱的負荷面積； 驗算截面以上樓層層數(shù)； 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取，中柱取； 混凝土軸壓強度設計值；圖2 框架結構計算簡圖 框架柱軸壓比限值，見抗震規(guī)范； 柱截面面積，取方形時邊長為。因為柱的混凝土強

25、度等級為，故，軸壓比為0.8；中柱與邊柱的負荷面積分別為和；各層的近似取，所以得第一層柱截面面積為：中柱 邊柱 柱取方形截面，則中柱與邊柱邊長分別為和。根據(jù)上述計算結果并考慮高層規(guī)程，本設計的柱截面尺寸取值如下：25層 ； 1層 。(2)梁截面尺寸的確定框架梁的寬度考慮墻體的厚度等因素，取250mm；梁高為（）跨長考慮。該框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度初步確定為：橫向框架梁，邊跨、中跨；縱向框架梁，；樓板為現(xiàn)澆雙向板，板厚均采用120mm，滿足板厚與短跨跨長之比不小于的剛度要求。另外，根據(jù)梁的截面尺寸計算梁截面慣性矩時，考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，邊框架梁取(為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩)；中框

26、架梁取。若為裝配樓板，帶現(xiàn)澆面層的樓面，則邊框架梁??；中框架梁取。荷載與地震作用計算4.荷載與地震作用計算4.1荷載計算(1)樓、屋面活荷載標準值辦公室、會議室、接待室： 走廊、門廳、樓梯： 廁所、盥洗室： 不上人屋面： (2)樓、屋面的建筑做法及恒荷載標準值屋面三氈四油上鋪小石子防水層 20厚水泥砂漿找平層 150厚水泥蛭石保溫 120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 V型輕鋼龍骨吊頂 _合計 辦公室、會議室、接待室、門廳、走廊瓷磚地面(包括水泥粗砂打底) 120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 V型輕鋼龍骨吊頂 _合計 走廊樓面衡載標準值 水磨石地面 100厚混合砂漿抹灰 120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 V型輕鋼龍骨吊頂

27、_合計 (3)梁柱自重 梁自重 梁側粉刷 _合計 柱自重 抹灰層（100厚混合砂漿） _ 合計 (4)墻體自重標準值 墻體采用240mm厚()，外墻面貼瓷磚()，內墻面均為20mm厚抹灰，故外墻體單位面積重量為，內墻體單位面積重量為，木門單位面積重量為；鋁合金窗單位面積重量為。有窗的外墻體25層： ； 1層： 。有門的內墻體25層: ；1層： 。 (5)屋面女兒墻自重標準值女兒墻采用200mm厚鋼筋混凝土，其高度為1.2m，外貼瓷磚（），故墻體的自重標準值為： (6)各屋重力荷載代表值根據(jù)抗震規(guī)范GB50011頂層重力荷載代表值包括：屋面及女兒墻自重，50屋面雪荷載，縱橫梁自重，半層柱自重，半

28、層墻體自重。其他層重力荷載代表值包括：樓面恒載，50樓面均布活荷載，縱橫梁自重，樓面上、下各半層的柱及墻體自重。各層重力荷載代表值分別計算如下：第5層：(566.593.9)0.5+(520.250.53.52.5)+(280.350.76.22.5)+(140.20.12.02.5)+(20.4628+21.8216+2.046.243.9+121.856.23.9+61.883.93.5)/40.5=6292KN 第42層：(50.79.6+6.03.98)3.8+(6.03.93.8027)+(6.03.960)+(50.76.0+6.03.910)(50%2.5)+(5.66.593.

29、9)+3128/40.5=8619KN 第1層：8619-(566.593.9)-3128/40.5+(566.594.2)0.5+(22.5428+23.3216+1.8816.64.29)0.5=9774KN 建筑物總重力荷載代表值為，4.2地震作用計算(1)橫向框架側移剛度計算梁的線剛度計算梁的線剛度計算見表1，混凝土強度等級為C30。柱線剛度計算柱的線剛度計算見表2，混凝土強度等級為C40。橫向框架柱側移剛度橫向框架柱側移剛度D值計算見表3。由表3.5可見，故該框架為規(guī)則框架。 表1 梁線剛度 梁編號截面()跨度()慣性矩邊框架梁中框架梁6.6316826.6409092.425000

30、2.4332503.9 300003.940000 表2 柱的線剛度層次截面()高度()250.50.53.94341714.240315 表3 橫向框架柱側移剛度D值 層次位置(一般層) (底層)(一般層) (底層)()柱根數(shù)25邊框架邊柱0.26189404邊框架中柱0.570156324中框架邊柱0.4941195126中框架中柱0.65115048268002621邊框架邊柱0.457125264邊框架中柱0.556152584中框架邊柱0.50213778026中框架中柱0.6091671126903850(2)橫向框架自振周期計算由于本框架質量和剛度沿高度比較均勻，所以其自振周期可

31、以按高層規(guī)程JGJ3-2010附錄B.0.2規(guī)定計算。式中 計算結構基本自振周期用的結構頂點假想位移(m);結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結構取0.60.7；該框架取0.7。橫向框架結構頂點假想位移計算橫向框架結構頂點假想位移計算見表4。 表4 橫向框架結構頂點假想位移 層次5629262928002620.007860.165448619149118002620.018630.155938619235308002620.029400.136028619384418002620.0480350.105619774482159038500.053440.0648橫向框架自振周

32、期計算根據(jù)上述公式得，(3)橫向地震作用計算根據(jù)抗震規(guī)范GB50011-2010第5.1.2條規(guī)定，對于高度不超過40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化方法計算抗震作用。因此，本框架結構采用底部剪力法計算抗震作用。采用底部剪力法時，各樓層可僅取一個自由度，結構的水平地震作用標準值為，式中 相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；結構等效總重力荷載，單質點取總重力荷載代表值；多質點取總重力荷載代表值的85。在多遇的地震作用下，由地震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.1g，設計地震分組為第一組；建筑場地土類別為類，由抗

33、震規(guī)范GB50011-2010表5.1.4-1和表5.1.4-2可以查得：水平地震影響系數(shù)最大值，；特征周期值，。因為，則頂部附加地震作用系數(shù)可以不考慮，而且，所以橫向地震影響系數(shù)為：對于多質點體系，結構底部總橫向水平地震作用標準值為：按抗震規(guī)范式5.2.1-2算得的作用于各層質點上橫向水平地震作用標準值計算見表6。 表6 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力 層次519.86292124581.60.26181675.81675.8415.98619137042.10.29851507.73183.53128619103428.00.22521169.44352.928.1861969813

34、.90.1467831.05183.914.2977441050.80.0861551.15735.0橫向框架各層水平地震作用及地震剪力見圖5。 (a) (b)圖5 橫向框架各層水平地震作用及地震剪力 (a)水平地震作用分布; (b)層間地震剪力分布 (4)驗算橫向框架梁柱水平位移該框架在地震區(qū)，故應同時驗算截面的最大承載力及軸壓比。梁的混凝土強度等級為C30，鋼筋為HRB335級；柱的混凝土強度等級為C40，鋼筋為HRB400級?？蚣芰嚎蚣芰翰捎猛唤孛娉叽纾手恍鑼κ芰^大的樓面梁進行核驗。 橫向框架水平位移驗算水平地震作用下橫向框架結構的層間位移和頂點位移計算見表7。 表7 橫向水平地震

35、作用下的位移驗算 層次51675.88002620.002090.02523.90.0005343183.58002620.003980.02333.90.0010234352.98002620.005440.01953.90.0013925183.98002620.006480.01443.90.0016615735.09085000.007170.00834.20.00160由表3.8可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為0.0166，雖然大于抗震規(guī)范GB50011-2001第5.5.1條規(guī)定的位移角限值，但其相差不超過5，可以認為滿足要求。結構的頂點位移與總高度之比，小于，因此頂點

36、位移滿足要求。(5)縱向框架側移剛度計算縱向框架柱側移剛度D值計算見表9。層次位置 (一般層) (底層)(一般層) (底層)()柱根數(shù)25邊框架邊柱0.436149354邊框架中柱0.6082082624中框架邊柱0.508174014中框架中柱0.674214372411422161邊框架邊柱0.465127254邊框架中柱0.5851151124中框架邊柱0.498136624中框架中柱0.623 1709924792299表9 縱向框架柱側移剛度D值(6)縱向框架自振周期計算縱向框架結構頂點假想位移計算縱向框架結構頂點假想位移計算見表10。 表10 縱向框架結構頂點假想位移層次56292

37、629211422160.005510.1535486191491111422160.013060.1448386192353011422160.020600.1264286193214911422160.028140.098419774482157922990.060850.0608縱向框架自振周期計算(7)縱向地震作用計算因為，故不考慮，且，因此，各層質點上縱向水平地震作用標準值計算見表11。 表11 各質點縱向水平地震作用及樓層地震剪力層次519.86192145260.00.29221709.11709.1415.78619136097.70.26291537.73246.831288

38、19101357.40.20391192.64439.428.1861972017.10.1449847.55286.914.2977447721.60.0961562.15849.0縱向框架各層水平地震作用及地震剪力見圖7。(a) (b)圖7 縱向框架各層水平地震作用及地震剪力 (a)水平地震作用分布; (b)層間地震剪力分布 (8)驗算縱向框架水平位移水平地震作用下縱向框架結構的層間位移和頂點位移計算見表12。 表12 縱向水平地震作用下的位移驗算 層次51709.19240600.001850.02393.943246.89240600.003510.02203.934439.49240

39、600.004800.01853.925286.99240600.005720.01373.915849.07346040.007960.00804.65由表3.12可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值為，小于位移角限值，故滿足要求。結構頂點位移與總高度之比，小于，因此結構頂點位移也滿足要求。4.3風荷載計算(1)橫向風荷載作用下框架結構的側移驗算風荷載標準值風荷載的標準值按下列公式計算：式中 高度z處的風振系數(shù)； 風荷載體型系數(shù)； 風壓高度變化系數(shù)； 基本風壓()。荷載規(guī)范規(guī)定，對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結構，應采用風振系數(shù)來考慮風壓脈動的影響，但本辦公樓高度小于30m

40、且高寬比也小于1.5，所以不考慮風振系數(shù)，也就是。風壓高度變化系數(shù)，可以根據(jù)建筑物高度和地面粗糙度類別，由荷載規(guī)范表7.2.1查得。風荷載計算取軸線橫向框架，其負荷寬度為3.9m，將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算過程見表3.13。表中z為框架節(jié)點至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點的受風荷載面積。 表13 風荷載標準值計算層次Z(m)A()51.01.319.81.250.459.957.2541.01.315.91.160.4515.2110.3231.01.3121.060.4515.219.4021.01.38.11.000.4515.218.9011.01.34.2

41、1.000.4515.809.24橫向框架結構分析時，各層節(jié)點上的集中荷載。風荷載作用下的水平位移驗算風荷載作用下橫向框架結構的層間位移和頂點位移最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為，規(guī)定的限值，而且結構頂點位移與總高度之比，也遠小于規(guī)定的限值，因此，結構的水平位移滿足要求。 (2)縱向風荷載作用下框架結構的側移驗算風荷載標準值縱向風荷載計算取軸線，其負荷寬度為4.5m。作用于框架每層節(jié)點上的集中風荷載計算過程見表14。 表14 縱向風荷載標準值計算 層次Z(m)A()51.01.319.81.250.4511.488.3641.01.315.91.160.4517.5511.9131.01

42、.312.01.040.4517.5510.8421.01.38.11.000.4517.5510.26611.01.34.21.000.4518.2810.66框架結構內力計算與組合5框架結構內力計算與組合5.1水平地震作用下橫向框架結構內力計算以圖3.3中3軸線計算單元的橫向框架內力計算為例，說明計算方法。邊框架和縱向框架的計算，鑒于畢業(yè)設計的時間不多，又其計算方法和步驟與橫向中框架完全相同，因此不再贅述。梁端彎矩、剪力及柱軸力的計算過程見表3.17，表3.17中柱軸力負號表示拉力，當左震作用時，左側兩根柱為拉力，對應的右側兩根柱為壓力。水平地震作用下橫向框架的彎矩圖、梁端剪力圖以及柱軸力

43、圖如圖8和圖9所示。圖8水平地震作用下框架彎矩圖()圖9水平地震作用下框架梁端剪力及柱軸力() 表15 橫向水平地震作用下框架柱剪力和柱彎矩標準值 柱層次M下()M上 ()邊柱53.91675.8800262119510.014023.462.1450.4131.7445.6843.93183.5800262119510.014044.572.1450.4667.6679.4233.94352.9800262119510.014060.942.1450.50100.55100.5523.95183.9800262119510.014072.572.1450.50119.74119.7414.25735.090085099580.014482.581.2760.65257.65138.73中柱53.91675.8800262150480.017729.663.7300.4544.0553.8343.93183.5800262150480.017756.353.7300.5092.9892.9833.94352.9800262150480.017777.053.7300.50127.13127.1323.95183.9800262150480.017791.763.7300.50151.40151.4014.25735.0900850118320.017298.642.21