土木工程(結(jié)構(gòu)工程)畢業(yè)設(shè)計計算書

1、本科生畢業(yè)論文論文題目：姓名：學號：班級：班年級：2011 級專業(yè)：土木工程（結(jié)構(gòu)工程）學院：建筑工程學院指導教師：完成時間2015年5月20日東華理工大學畢業(yè)設(shè)計ABSTRACT作者聲明本人以信譽鄭重聲明：所呈交的學位畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在 指導教師指導下由本人獨立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反 道德、學術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。文中引用他人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、 資料均已明確標注出，不包含他人成果及為獲得東華理工大學或其他教 育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。對本設(shè)計（論文）的研究做出重 要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本畢業(yè)設(shè)計（論文） 引起的法律結(jié)果完全由本人承擔。

2、本畢業(yè)設(shè)計（論文）成果歸東華理工大學所有。特此聲明。畢業(yè)設(shè)計（論文）作者（簽字）：簽字日期:年 月日本人聲明：該學位論文是本人指導學生完成的研究成果，已經(jīng)審閱 過論文的全部內(nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的 一致性和準確性。學位論文指導教師簽名:年 月日ABSTRACT東華理工大學畢業(yè)設(shè)計緒論11. 工程概況21.1 設(shè)計資料21.2 工程地質(zhì)條件 21.3 設(shè)計荷載22. 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計32.1 結(jié)構(gòu)形式32.2 材料選用32.3 結(jié)構(gòu)布置32.4 構(gòu)件截面尺寸的初步選定 43. 框架側(cè)移剛度計算73.1 框架梁的線剛度73.2 框架柱的線剛度73.3 框架柱的位移剛度D值84

3、. 荷載計算94.1 恒載標準值計算94.2 活荷載標準值114.3 重力荷載代表值的計算 114.4 荷載分層總匯125. 橫向水平荷載作用下計算135.1 橫向水平地震荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 135.2 橫向風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 216. 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算296.1 確定計算單元296.2 荷載計算296.3 內(nèi)力計算337. 框架內(nèi)力組合計算437.1 內(nèi)力調(diào)幅437.2 框架梁內(nèi)力組合448. 截面設(shè)計558.1 框架梁558.2 框架柱599. 板的設(shè)計639.1 樓面板布置圖 639.2 荷載設(shè)計值639.3 計算跨度649.4 彎矩計算649.

4、5 截面設(shè)計6510. 樓梯設(shè)計6710.1 樓梯概況 6710.2 樓梯板設(shè)計6710.3 平臺板計算6910.4 平臺梁設(shè)計7011. 基礎(chǔ)設(shè)計7311.1 基礎(chǔ)選型及柱底荷載 7311.2 工程地質(zhì)條件 7311.3 基本尺寸與樁數(shù)確定 7311.4 樁基受力計算 7511.5 樁基沉降計算 7511.6 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計 7511.7 承臺設(shè)計75結(jié)論78致謝79參考文獻80附錄81東華理工大學畢業(yè)設(shè)計緒論緒論考慮到現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性相對較強、 抗震性能良好。具結(jié)構(gòu)適 用于多高層的辦公樓、住宅樓、教學樓和商場等民用建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是高次超靜定結(jié) 構(gòu)，其由剛接構(gòu)成的梁柱來傳遞荷載

5、。本次工程為江西省贛州市興國平川中學學生宿舍樓，綜合安全和經(jīng)濟效益考慮， 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑面積為4241.87m2,建筑總高度為19.8m,每層樓層高相同（3.3m）,樓層數(shù)為6層且采用不上人屋面。工程所在地的場地類型為中 軟場地土，場地類別為II類建筑場地。出于安全考慮，本結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為7度。在此次的畢業(yè)設(shè)計中，我根據(jù)任務 書的要求和指導老師的幫助，本著“適用，經(jīng)濟，美觀”的原則，完成了本工程的結(jié) 構(gòu)設(shè)計，并結(jié)合相關(guān)專業(yè)軟件對比，從而繪制出施工圖。1東華理工大學畢業(yè)設(shè)計工程概況1 . 工程概況1.1 設(shè)計資料建筑名稱：江西省贛州市興國平川中學學生宿舍樓建筑地點：江西省贛州

6、市興國縣建筑面積：4241.87m2建筑層數(shù)及各層高度：六層建筑，建筑總高度為 19.8m,各樓層高度為3.30m設(shè)計標高：室內(nèi)地坪 0.000m結(jié)構(gòu)形式：框架體系，現(xiàn)澆樓板抗震設(shè)防烈度：7度建筑等級：丙類抗震等級：三級設(shè)計使用年限：50年1.2 工程地質(zhì)條件(1)人工填土：厚度為2.5m,樁側(cè)土的極限側(cè)阻力標準值 qsk=60kpa(2)黏土：厚度為5.5m,樁側(cè)土的極限側(cè)阻力標準值qsk=60kpa(3)粉質(zhì)黏土：厚度為8.0m,樁側(cè)土的極限側(cè)阻力標準值 qsk=85kpa,樁端阻力標準值qpk=2000kpa。(4)砂礫石層(未見底)1.3 設(shè)計荷載(1)樓面：住宅：2.0kN/m衛(wèi)生問

7、:2.5kN/m(2)屋面(不上人)：0.5kN/m(3)走廊:2.0kN/m(4)樓梯:2.0kN/m(5)屋面雪荷載:0.35kN/m2東華理工大學畢業(yè)設(shè)計結(jié)構(gòu)方案設(shè)計2 .結(jié)構(gòu)方案設(shè)計2.1 結(jié)構(gòu)形式根據(jù)任務書要求，因為框架結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，且整體性好，室內(nèi)空間可靈活 布置，可采用隔斷來分割空間，從而適應不同的空間使用需求。因此該學生宿舍樓采 用現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。參考任務書和設(shè)計資料，本工程基礎(chǔ)擬選用樁基礎(chǔ)。2.2 材料選用(1)柱：C30混凝土，縱筋用HRB400鋼筋，箍筋HRB300鋼筋；(2)梁：C30混凝土，主筋用HRB400鋼筋，箍筋用HRB300鋼筋；(3)板：C3

8、0混凝土，鋼筋用HRB300 ;(4)基礎(chǔ)：C30混凝土，主筋用HRB335鋼筋，構(gòu)造鋼筋用HRB300鋼筋2.3 結(jié)構(gòu)布置因為樓板是搭在梁上，所以樓板所受的荷載以及樓板自重均傳至樓板下的框架梁，再由框架梁傳至框架柱(框架柱支撐梁)，最后所有的荷載均傳至基礎(chǔ)和地基。在了解了框架結(jié)構(gòu)豎向荷載的基本傳力方式后， 本宿舍樓的受力模式采用橫向框 架承重方案，這樣就可以增大橫向框架梁的截面高度，從而增加框架的橫向側(cè)移剛度。結(jié)構(gòu)布置圖見圖1：2.4 構(gòu)件截面尺寸的初步選定2.4.1 橫向框架梁的截面尺寸因為框架梁的計算跨度柱形心為準且建筑軸線與柱軸線重合，所以橫梁計算跨度 如下圖2所示： © &

9、#169; ©圖2梁的計算跨度框架梁截面的高度一般取h = (1/15 1/10)1，其中l(wèi)為框架梁的計算跨度。橫向框架梁：(1)邊跨 Iac =6000mm ,邊跨梁高度：hAc = (1/15 1/10)1ac = 400 600mm所以取梁截面高 hAc = 600mm ,取寬 bAc = (1/3 1/2)hAc = 250mm。(2)中跨 1cd = 2600mm,中跨梁高度：兒口 =(1/151/10)1cd =173 260mm因h需滿足：h至400mm,所以取梁截面高hCD = 400 mm ,因為梁的寬度b滿足:1b之一 h且b之200mm ,所以取范bCD = 2

10、50mm4(3)邊跨1df =1ac = 6000mm,所以梁DF截面尺寸與梁AC相同。即取梁截面高 hDF =600mm,取寬 bDF = 250mm。2.4.2 縱向框架梁的截面尺寸縱向框架梁取h =(1/151/10)l =300450mm ,取梁截面高度hcD = 450mm1.一一 .因為梁的范度b之一 h且b2200mm,所以取b = 250mm482.4.3框架柱的截面尺寸選定框架柱的截面面積可根據(jù)柱子的軸壓比確定：（1）柱組合的軸壓力設(shè)計值：N = PFngB注：柱軸壓力增大系數(shù)（在地震作用組合后，邊柱取 1.3,中柱取 1.25）F簡支狀態(tài)計算柱的負載面積，本工程中：邊柱的負

11、載面積為4.5 x 3m2 ,中柱負載面積為4.5 x 4.3m2gB重力荷載代表值（折算在單位建筑面積上的，取 14.0KN/m2） N 驗算截面以上的樓層層數(shù)。(2)八 NAc .fc注:lN 1 框架柱軸壓比限值，本工程項目的抗震等級為三級,由規(guī)范可知取為0.9。fc 混凝土軸心抗壓弓S度設(shè)計值，對于 C30混凝土,-2fc =14.3N/mmc對于邊柱:N=?FngB=1.3 4.5 3 6 14=1474.2KNA N 1474.2 10002Ac114545.46 mmfc 0.9 14.3對于中柱:N=?FngB=1.25 4.5 4.3 6 14 = 2031.75KNA N

12、2031.75 10002Ac - = = 157867.13mmNfc0.9 14.3對于抗震等級為三級且層數(shù)超過 2層時，柱子截面尺寸不應小于 400x 400mm,由計算以及綜合各因素考慮，該框架結(jié)構(gòu)柱子截面尺寸均取:bcMhc =500 父 500mm , c cA =500500 = 250000mm2 >Ac ,所以偏于安全。綜合以上計算，該結(jié)構(gòu)各層梁柱截面尺寸見表1和表2所示：表1梁的截面尺寸梁(bxh)層次混凝土等級橫向縱向C30邊跨250 X 6001 6C30中跨 250X400表2柱截面尺寸層次混凝土等級b x h1 6C30500X 5002.4.4 樓板尺寸估算

13、由規(guī)范得現(xiàn)澆鋼筋混凝土板板厚要求如下：(1) 一般的民用建筑樓板，雙向板最小厚度為 80mm,單向板最小值為60mm(2)雙向板不小于1/50a,單向板不小于1/401a本設(shè)計中，綜合安全和經(jīng)濟效益等考慮，選取板的厚度為100mm東華理工大學畢業(yè)設(shè)計框架側(cè)移剛度計算103.框架側(cè)移剛度計算3.1 框架梁的線剛度梁的線剛度計算公式:ibEdbl注：其中Ec 混凝土彈性模量Ib 梁的截面慣性矩l 梁的計算跨度由于本工程采用現(xiàn)澆樓面，所以Ib取梁截面慣性矩Ib =2.01。，本工程中梁柱使用的混凝土均為C30,所以混凝土彈性模量Ec=3.0Xl04N/mm。即梁的線剛度： 3,邊跨梁 AC 線剛度：

14、ib =EJ± =3.0父104 M 2父 250父600 父 =4.5x1010N/mmlAC126000AC中跨梁C D線剛度：ib = lcD4250 4003110= 3.0 104 2 =3.08 10 N/mm122600邊跨梁DF線剛度:l AC3,4 小250 6001io= 3.0 104 2 =4.5 10 N/mm1260003.2框架柱的線剛度柱的線剛度計算:icEcIcc ch注：其中Ec 混凝土彈性模量Ic 柱的截面慣性矩h框架柱的計算高度3,各層柱：ic = c c =3.0 104Ax=4.73 101ON/mmh123300梁柱相對線剛度見圖3:4.

15、 53.084.54.734734.53.084. 734.54.73 B734.734.53.084 734,54.73 §4 734.73丸5&0S4 73454.73 14. 734.734.53.084.734.54.73 14*734.734.5X081 734.54.73 區(qū)4. 734,734.734.73 §網(wǎng)。.2網(wǎng)60W圖3梁柱相對線剛度3.3 框架柱的位移剛度D值柱的側(cè)移剛度D值由公式可得：D=/警ch2注：其中：c 柱側(cè)移剛度修正系數(shù)（查表可知）h框架柱的計算高度表3框架柱的側(cè)移剛度 D值（單位為N/mm層次邊柱（24根）:cDii中柱（24

16、根）“ DiKK:cDi210.950.49255391.600.583023013384562至60.950.32166791.600.4422933950688所以該框架為規(guī)則框架（因為ZDi/ZD2>0.7,所以滿足要求）東華理工大學畢業(yè)設(shè)計荷載計算4.荷載計算4.1 恒載標準值計算4.1.1 屋面均布包載30厚C30細石混凝土保護層3+3厚雙層SBS改性瀝青防水卷材20厚水泥砂漿找平層0.03 22 =0.66kN/m222 0.24 = 0.48kN/m220 0.02 = 0.4kN/m 280厚礦渣水泥保溫層100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板20mm厚板底粉刷抹平 k-一214.5

17、0.08 = 1.16kN/m一-225 0.10 = 2.5kN/m17 0.02 =0.34kN/m2，25.54kN/m4.1.2 標準層樓面10厚水磨石地面0.65kN/m 220厚水泥砂漿打底20 M 0.02 = 0.4kN/m2100 厚鋼筋混凝土樓板25 M 0.1 = 2.5kN/m210mm厚紙筋石灰抹底0.01M16 = 0.16kN/m2合計3.71kN/m24.1.3 梁自重橫向邊跨梁 AB截面尺寸：bx h=250mrm 600mm梁自重25 0.25 0.6 =3.75kN/m梁側(cè)粉刷（20mmg抹灰）"OSVO.-O.DMLOkWm合計：4.09kN/

18、m橫向中跨梁BC截面尺寸：bxh=250mrH400mm梁自重25 0.25 0.4 =2.5kN/m梁側(cè)粉刷(20mm 厚抹灰)2m0.02m(0.40.1)x17 = 0.204kN/m合計：2.704kN/m橫向邊跨梁 CD： b h =250mrH 600mm梁自重25 0.25 0.6 =3.75kN/m梁側(cè)粉刷(20mml抹灰) 0.5k N / mM0.02M(0.6-0.1)M17 = 0.34kN/m合計：4.09kN/m縱向框架梁截面尺寸均為: 梁自重b h =250mrH 450mm25 0.25 0.45 = 2.81kN/m梁側(cè)粉刷（20mm厚抹灰）2 0.02 (0

19、.45-0.1) 17 =0.24kN/m合計:3.05kN/m4.1.4 柱自重截面尺寸：b h=500mm< 500mm柱自重25 0.5 0.5 =6.25kN/m柱粉刷（20mm厚抹灰）4 0.5 0.02 17 = 0.68kN/m15合計:6.93kN/m4.1.5 墻自重（1）外墻自重墻體（240mm粘土厚空心磚）0.24 15 = 3.6k N /2n外墻面貼瓷磚內(nèi)墻面（20mm厚抹灰）20.02 17 = 0.34k N/m合計，24.44kN/m（2）內(nèi)墻自重墻體（240mm粘土厚空心磚）兩側(cè)均為20mm厚抹灰合計0.24 15=3.6kN/m217 0.02 2 0

20、.68k N /m24.28kN/m4.2 活荷載標準值樓面：住宅：2.0kN/m2衛(wèi)生問：2.5kN/m2屋面（不上人）：0.5kN/m2走廊：2.0kN/m22樓梯：2.0kN/m屋面雪荷載：0.35kN/m2由規(guī)范可知：對于屋面活載取0.5kN/m2（屋面均布活荷載不應與雪荷載同時考慮, 兩者中取大值）4.3 重力荷載代表值的計算屋面包載標準值：5.54kN/m 2 乂 722.7m2=4003.8kN樓面包載標準值(忽略開洞情況)：3.71kN/m2x 722.7m2=2681.2kN屋面均布活荷載:0.5kN/m 2 x 722.7m2=361.4kN樓面均布活荷載標準值:2.0kN

21、/m 2X722.7m2=1445.4kN(1)梁柱自重各層框架梁總重：(12X4.09+2.7 X2.6) X 12+3.05 X 49.5 X 4= 1277.1kN標準層柱總重：6.93kN/m 乂 3.3mX 48= 1097.7kN首層柱總重：6.93kN/mX3.3mX48= 1097.7kN(2)墻體自重首層墻體重：G =4.44X(2.7 12X12 -15.12+2.9X2.6X2)+4.28X(2.85X49.5 4 -83.79)= 3782.7kN標準層墻體重：G =4.44X(2.7 12X12-15.12+2.9X2.6X2)+4.28X(2.85X49.5 4 -

22、83.94)= 3782.kN4.4 荷載分層總匯由豎向荷載傳遞的基本路徑及各類荷載組合，可以將各樓層荷載匯總?cè)缦拢?1)頂層重力荷載代表值的計算方法：屋面包載+ 50琳面活載+梁自重+半層柱自重+半層墻體自重標準層重力荷載代表值的計算方法：樓面包載+ 50%樓面均布活荷載+梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重(2)各層重力代表值的計算：頂層：G6= 4003.8+0.5 X 361.4+1277.1+0.5 X 1097.7+0.5 X 3782.7= 7901.8kN 標準層：G i= 2681.2+0.5 義 1445.4+1277.1+1097.7+3782.0= 9560.7kN

23、 首層：G 1= 2681.2+0.5 X 1445.4+1277.1+0.5 X 1097.7+0.5 X 3782.7= 7121.2kN綜上計算可得，集中于各個樓層樓面重力荷載代表值Gi如圖4所示：G5=9560, 7KN，G4-9560. 7KN .G3=9560* 7KN 0G29560. 7KN .G1=712L 2KN 0圖4各層重力荷載代表值東華理工大學畢業(yè)設(shè)計橫向水平荷載作用下計算5.橫向水平荷載作用下計算5.1 橫向水平地震荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算5.1.1 橫向自振周期計算因為本框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻，所以基本自振周期（s）,可按照如下公式：Ti =

24、1.7'” . Ut注：Ut 結(jié)構(gòu)頂點假想位移（將集中在各層樓面處的重力荷載代表值G作為水平荷載進行計算），單位是 m1-T 折減系數(shù)（結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響，其中 框架結(jié)構(gòu)取0.6 0.7,本工程中取值為0.7）Ut按以下公式計算：VGi =£ GiUi = VGi/ 13d ijUi八 u注：Gi 集中在第i層樓面處的重力荷載代表值VGi 把第i層樓面處的重力荷載代表值看作為水平荷載作用的第i層的層間剪力- Dij-第i層間側(cè)移剛度u i-第i層層間側(cè)移表4結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移層次Gi/kNVGi / kNDi /(N / mm)U / mmui / mm679

25、01.87901.89506888.31181.9259560.717462.595068818.37173.6149560.727023.295068828.42155.2439560.736583.995068838.48126.8229560.746144.695068848.5488.3417121.253265.8133845639.8039.80本工程中取t =0.7則：Ti =1.7 0.70.1819 =0.5s5.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算該學生宿舍樓建的高度不超過40ml質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻，因此在計算水 平地震作用時可以利用底部剪力法。(1)結(jié)構(gòu)總水平地震

26、作用的標準值FEk計算：FEk - 1Geq注：1 基本自振周期的水平地震影響系數(shù)Geq等效重力荷載(2)等效重力荷載的計算：Geq =0.85£ Gi =0.85X(7121.2+9560.7 X4+7901.8)=45275.93kN(3)水平地震影響系數(shù)的計算:2-max34注：Tg 特征周期(查表可得 Tg=0.3s)結(jié)構(gòu)自振周期一 一0 05-2阻尼調(diào)整系數(shù)(計算公式為2=1 .而不-max水平地震影響系數(shù)最大值(查表可得 Umax =0.08)所以：二'=Tg：maxT10.9 103' _ _03| M0.08 =0.05195 JFEk =%Geq =

27、0.051 X 45275.93=2309.07kN1.4Tg=1.4 X 0.3 =0.42 <Ti=0.5由以上計算知：頂部附加水平地震作用應被考慮進去。頂部附加地震作用系數(shù)：、=0.08Tl - 0.07 = 0.8 0.5 0.07 = 0.11頂部附加水平地震作用：AF6 =2父FEk = 0.11 X 2309.07=254 kN分別將1到6層看成6個質(zhì)點質(zhì)點，則水平地震作用：FGiHi F 1Fi FEk (1 一6)“ GjHj j 1注：Gi和Gj 分別表示集中于質(zhì)點i和j的重力荷載代表值Hi和H j 分別表示質(zhì)點i和j的計算高度FEk 結(jié)構(gòu)總水平地震作用的標準值1頂部

28、附加地震作用系數(shù)將6n和FEk帶入上式中得：Fi = nGiHi FEk(1- § )=2055.1 'H“ GjHj% GjHjj 1j 1所以各層地震剪力計算可見表 5:表5橫向水平地震作用下樓層地震剪力表層次Hi /mGi / kNGiHi /kN *mGH' GjHjFi/kNVi/kN619.87901.8156455.60.251515.8515.8516.59560.7157751.60.254522.01037.8413.29560.7126201.20.203417.21455.039.99560.794650.90.152312.41767.426

29、.69560.763100.60.102209.61977.013.37121.223500.00.03878.12055.15.1.3水平地震作用下的位移計算框架結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的層間位移 Aui和頂點位移u分別為:Ui = Vi/Z2DijUi = J"注：Gi 第i層的重力荷載代表值Vi各樓層地震剪力值D Dj 第i層間側(cè)移剛度u第i層層間側(cè)移各層的層間彈性位移角：4 =二5 hi表6橫向水平地震作用下的位移驗算層次V /kN、Di /(N / mm)工2 /mmui / mmh /mm建-,Ui / hi6515.89506880.548.6433001/61115103

30、7.89506881.098.133001/302841455.09506881.537.0133001/215731767.49506881.865.4833001/177421977.09506882.083.6233001/158712055.113384561.541.5433001/2143綜合上表數(shù)據(jù)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，因為第2層：1/1587 <1/550, 所以符合虹h的要求，查找彈性層間位移角限值表得：Lu/h】 = 1/550。5.1.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計算DijbVj 二:+MMb =VjyhDjMj =Vj(1 -y)hy =yn y1 y2

31、 y3表7橫向地震下各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層Dij邊柱MiU次h /mVi /kN(N/mm)Di1Vi1KyMib63.3515.8950688166799.050.950.3510.4519.4153.31037.89506881667918.210.950.4527.0433.0543.31455.09506881667925.530.950.47540.0244.2333.31767.49506881667931.010.950.551.1751.1723.31977.09506881667934.680.950.557.2257.2213.32055.11338456255393

32、9.210.950.6584.1145.29表8橫向地震下各層中柱柱端彎矩及剪力tt算層h /mVi /kN.二 Dij中柱次(N/mm)Di1Vi1KybM i1uM i163.3515.89506882293312.441.60.3815.6025.4553.31037.89506882293325.031.60.4537.1745.4343.31455.09506882293335.101.60.4855.6060.2333.31767.49506882293342.631.60.570.3470.3423.31977.09506882293347.691.60.578.6978.691

33、3.32055.113384563023046.421.60.62595.7457.44梁端彎矩Mb剪力Vb以及柱軸力Ni計算方式如下:l ib bu、Mb- J - (M i 1,j Mij ) ib ibMb MbVb-其中：ib 節(jié)點左梁的線剛度;Mb 節(jié)點左梁的彎矩；r ib bu、Mb- J (Mi 1,j M ij ) ib ibNi 八 Vbl -Vbr kibr 節(jié)點右梁的線剛度;M：節(jié)點右梁的彎矩；Ni為柱在i層軸力（以壓為正）框架以第六層的計算為例：邊梁：Mb =M上=19.41kN mMb =i：（M 上+ M 下）Sb +i： ）=19.41M3.083.08 4.5=

34、 7.89kNVb - （M b M br . l u 19 .41一 7.89= 4.55 kN6走廊:r l .rM b = M b = ib. l r4.5（M上 +M下 Hib +ib ）= 25.45m=15.11kN m4.5 3.08Vb = Mb Mb . l =2 15.11 2.6 =11.62kN柱軸力計算：邊柱：N =0-4.55 = -4.55kN中柱：N =4.55-11.62 - -7.07kN其他樓層的梁端彎矩、剪力及柱軸力的計算方法同上，現(xiàn)列表如下:表9梁端彎矩、剪力以及柱軸力表柱軸力次MbM：lVbMbM：lVb邊柱N中柱N619.417.896.004.5

35、515.0915.092.6011.61-4.55-7.06533.513.616.007.8536.1936.192.6027.84-12.40-27.05471.2728.966.0016.7157.7657.762.6044.43-29.11-54.77391.1937.066.0021.3774.6874.682.6057.45-50.48-90.852108.3944.056.0025.4188.3788.372.6067.98-75.89-133.421102.5141.666.0024.0380.7380.732.6062.10-99.92-171.49水平地震作用下結(jié)構(gòu)的各內(nèi)力

36、圖如圖 5和圖6所示:15.6033. 507L 2744. 05108. 3995. 7478.6980. 73圖5框架彎矩圖（kN m）4 551L 6155-4.554 55-7.067.85-12, 4012. 40-27.0527.0516.71-29.1129.11-54 7754.77帆3721.3757. 45T0.8590>8550.48I區(qū)41619825.41T33.42133.42-75.8975.85忸0324.03-17L 4917L 4927.8444.4362.1099.92圖6梁端剪力和軸力圖（kN）5.2橫向風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算5.2.

37、1 風荷載標準值風荷載標準值計算公式：k = ' z s '-'1 0注：k風荷載標準值（單位為kN/m2）0為基本風壓（單位為kN/m）s風荷載體型系數(shù)L為風壓高度變化系數(shù)Pz為高度z處的風振系數(shù)此工程的基本風壓為0.3kN/m2,即。0=0.3kN/m2 ,查表得：迎風面人=0.8,背風面K = -0.5。由建筑設(shè)計資料可知，此工程項目地面粗糙度指數(shù)為B類地區(qū)，H/B=19.8/49.5=0.40 （ 其中H為建筑物總高度，B為迎風面寬度），所以可查得脈 動影響系數(shù)v =0.42 o因為這棟學生宿舍樓層總高度30m并且高寬比1.5 ,所以忽略脈動風壓的影響， 風振系

38、數(shù)取由=1.0。查找規(guī)范表得：風荷載體型系數(shù) 也=0.8+0.5=1.3。查找規(guī)范表，并利用內(nèi)差法可算出風壓高度變化系數(shù)人沿房屋高度的分布風荷載標準值為：（負載寬度為4.5m）k =4.5 0.3 七k1 =1.35 VJz kz s zz s z例如以第六層為例計算：迎風面： k1 -1.35 0.8 1.24 1 =1.34kN/m背風面：k2 =1.35 0.5 1.24 1 =0.84kN/m 同理其他各樓層風荷載標準值均可算出。所以沿房屋高度分布風荷載標準值 切一如表10所示：表10沿房屋高度分布風荷載標準值層次Hi (m)Hi/Hz一： zk1(z) (kN/m)迎風面k2(z)

39、(kN/m)背風面619.801.001.241.001.340.84516.500.831.171.001.260.79413.200.671.081.001.170.7339.900.501.001.001.080.6826.600.331.001.001.080.6813.300.171.001.001.080.68風荷載沿房屋高度的分布如圖7所示:L34>841LJ n 7Qp=* u* yL08L08L081:=*0.730.680.680 68>>'.*>圖7風荷載沿房屋高度分布（kN m）5.2.2 等效節(jié)點集中風荷載在分析框架結(jié)構(gòu)時，應運用靜力等

40、效原理，將分布風荷載轉(zhuǎn)等效為節(jié)點集中荷載:3. 3 F6 =( 1. 2460 . 7 %-11 2.341. 2 6 0. 840. 7 9 3. 3 2 3 =3.53kN1,11 1F5 =(1. 261.17 0.730.7 93.3-1.1.341.2 6 0. 8 40. 7 9 3. 3 -,i1211.26-1.170.79-0.7313.3 =6.76kN231,1 1F4 =(1.17 1.08 0.73 0.68) 3.3 - 1.1.26-1.170.79 -0.73 J 3.3 -i121.17-1.080.73 -0.68!3.3=6.19kN231'1 1

41、F3 =(1.081.080.680.68)3.3-1-1.17-1.080.73-0.68 ! 3.3 - -=5.89kNL c c 1F2 =(1.08 1.08 0.68 0.68) 3.3 =5.81kN21 , F1 =(1.08 0.68) 6.6 -=5.81kN等效節(jié)點集中風荷載：如下圖所示圖8等效節(jié)點集中風荷載(kN)5.2.3 風荷載作用下的水平側(cè)移驗算(1)框架的層間側(cè)移：LUj根據(jù)上圖圖8所示的水平風荷載，可以計算出層間剪力，由上式便可以算出各層 層間側(cè)移。J層側(cè)移Uj =£ AUjj 1n頂點側(cè)移U=v；：Ujj J按照上述公式各層層間側(cè)移剛度均可算出，

42、從而計算出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè) 移，如表11所?。罕?1層同位移表層次Fi/kNVi/kN:一 Dijui / mmui /mmUi / hi63.533.53792240.041.321/8250056.7610.29792240.131.281/2538546.1916.48792240.211.151/1571435.8922.37792240.280.941/1178625.8128.15792240.360.661/916715.8133.991115380.300.301/11000(2)側(cè)移驗算：綜上可知，在風荷載作用下框架的Aui/hi最大值為：1/9167<1/550

43、,所以符合設(shè) 計規(guī)范。5.2.4 橫向風荷載作用下框架內(nèi)力計算(1)柱端彎矩及剪力DjbVj =-j-ViMij =Vjyh“ DijM iuu =Vj (1 - y)hy = ynyiy2 y3由以上公式可計算出橫向風荷載下各層柱的內(nèi)力，如表12和表13所示:表12橫向風荷載下各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層.二 Dij邊柱MibMiU次h /mVi /kN(N/mm)Di1Vi1Ky63.33.5379224166790.740.950.350.861.5953.310.2979224166792.170.950.453.223.9343.316.4879224166793.470.950.4

44、85.446.0133.322.3779224166794.710.950.507.777.7723.328.1579224166795.930.950.509.789.7813.333.99111538255397.780.950.6516.698.99表13橫向風荷載下各層中柱柱端彎矩及剪力計算層h /mVi /kN二 Dij中柱次(N/mm)Di1Vi1KybM i1uM i163.33.5379224229331.021.60.381.282.0953.310.2979224229332.981.60.454.425.4143.316.4879224229334.771.60.487.

45、568.1933.322.3779224229336.481.60.510.6810.6823.328.1579224229338.151.60.513.4513.4513.333.99111538302309.211.60.62519.0011.40(2)梁端彎矩及剪力,i'Mb =J(Mbi,j Mj)ib ib、/ Mb Mbb l其中：ib 節(jié)點左梁的線剛度;Mb 節(jié)點左梁的彎矩；,i1人 .Mb = +(Mib.i,jMj)ib ib nNi c (Vbl -Vbk)k k金i:節(jié)點右梁的線剛度;Mb 節(jié)點右梁的彎矩；Ni 為柱在i層軸力(以壓為正)由以上方法可計算出各層梁內(nèi)

46、力和柱的軸力，如表14所示:表14梁端彎矩 剪力以及柱軸力計算邊梁走道梁柱軸力次MbM；lVbMbM；lVb邊柱N中柱N61.590.656.000.371.241.242.600.95-0.37-0.5854.791.956.001.123.973.972.603.05-1.49-2.5149.233.756.002.167.487.482.605.75-3.65-6.1313.215.376.003.1010.8210.822.608.32-6.75-11.32217.557.136.004.1114.3114.312.6011.01-10.86-18.22118.777.636.004.

47、4014.7414.742.6011.34-15.26-25.16橫向風荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖如圖 9和圖10所示:0.652.吵/1.959.2313, 21"L77Z-17.55 V18. 7716. 69L283.97L48力嗎0.位13.4514. 7419.00 / . I圖9框架彎矩圖1Ai1ffL12i1iT II-0. 583.05!10. 58 |L 12 |11i21611i!-2.515. 751!12,51 2 16 1fi3. 10JI1i-6.18.323. 10 |j114. 11|11i1-IL 3211.011L321411 I1It 4011I1-18.22IL 341(118. 22 140 |11*r ;-25-161125. 1610.370.95