某礦業(yè)集團(tuán)辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

摘要在當(dāng)今工程實(shí)際中，框架結(jié)構(gòu)是多高層建筑常采用的一種結(jié)構(gòu)體系。它的建筑平面布置靈活，墻體只起分隔和圍護(hù)的作用，門窗開置的大小、形狀都較為自由。因此，框架結(jié)構(gòu)多適用于辦公樓、教室、商場、住宅等房屋建筑。本畢業(yè)設(shè)計(jì)工程為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)辦公樓，建筑面積為3971m2,主體建筑層數(shù)為六層，采用框架結(jié)構(gòu)體系，抗震設(shè)防烈度為7度，結(jié)構(gòu)抗震等級為三級。本文將對辦公樓進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)主要對本辦公樓進(jìn)行了平面、立面和剖面設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范條款給出合理的柱網(wǎng)布置圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要在綜合考慮了結(jié)構(gòu)在各種恒載、活載、風(fēng)荷載以及地震荷載作用下的情形后，詳細(xì)的分析了結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震荷載作用下橫向的各種性能，具體計(jì)算了結(jié)構(gòu)的梁、柱的彎矩、軸力、剪力，進(jìn)行了相應(yīng)的內(nèi)力組合，并由此進(jìn)行了截面設(shè)計(jì)，最后完成了筏板基礎(chǔ)的有關(guān)計(jì)算。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)辦公樓抗震設(shè)計(jì)筏板基礎(chǔ)AbstractFrameConstructionisastructuredisposaltypeintheconstructionpractices,whichisusedwidelyintheworldrecently.Itneedsagreatdealofsteelandcementandmakesitscosthigherthanmixedconstruction.Butitisoftheadvantagesthatoneisbeamandcolumnbeartheforce,whilethewallonlydividesthespaceandtheotheristhedisposalforaroomisflexible:itmakesitfreelytosetthesizesandshapesofthewindowsanddoors.TheengeeringprojectintheprojectforgraduationistheHeGangofofficialbuilding.Thearchitectureareais3971mm2,andthemainbodyofthebuildingissixstories.Thebuildingadoptssystemofframestructureandearthquakeresistancedesignis7,anti-earthquakegradeofthestructureisthreerate.Thistitlewilldothearchitecturedesignfortheofficebuildingandgivesomeilluminetion,willtellofthedisposalofstructureanddrawthereasonablecolumniationplanaccordingtothearchitecturedesignandthecorrelativecodes.ltalsoresearchesthesituationswithpermanentload,liveload,windload,andsnowloadandearthquakeloadactingonthedesignedstructure,andanalyzesthecharacterofstructureinhorizontalwiththewindloadandearthquakeloadactingonit,andcalculatestheaxialstressandshearofbeamsandcolumnsofthestructure,comb-inesthevalueofanyload,andtheresultingofcross-sectiondesign,attheend,accomplishesthecalculationoftheraftplankfoundationofthestructure.Keywords:framestructureofficebuildingaseismicdesignraftplankfoundationTOC\o"1-5"\h\z摘要 I\o"CurrentDocument"Abstract II\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)依據(jù)及背景 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)內(nèi)容 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)方法 2\o"CurrentDocument"工程特點(diǎn) 3\o"CurrentDocument"第2章建筑設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"概述 4\o"CurrentDocument"工程簡介 4\o"CurrentDocument"建筑總平面設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"建筑平面設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"房間布置 5\o"CurrentDocument"垂直交通設(shè)計(jì) 6\o"CurrentDocument"水平交通設(shè)計(jì) 6\o"CurrentDocument"建筑立面設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"建筑體型的組合 7\o"CurrentDocument"門的大小及位置的確定 7\o"CurrentDocument"窗的大小及位置的確定 7\o"CurrentDocument"建筑剖面設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"防水設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9工程概況 9設(shè)計(jì)資料 9\o"CurrentDocument"梁柱截面、梁跨度及柱高度的確定 11\o"CurrentDocument"框架側(cè)移剛度計(jì)算 15\o"CurrentDocument"橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 19\o"CurrentDocument"豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析 28\o"CurrentDocument"截面設(shè)計(jì) 55\o"CurrentDocument"板的計(jì)算 83設(shè)計(jì)資料 83樓面板 83\o"CurrentDocument"屋面板 84\o"CurrentDocument"樓梯設(shè)計(jì) 92\o"CurrentDocument"計(jì)算簡圖及截面尺寸 92設(shè)計(jì)資料 93\o"CurrentDocument"梯段板設(shè)計(jì) 93\o"CurrentDocument"平臺(tái)板計(jì)算 94\o"CurrentDocument"平臺(tái)梁計(jì)算 95\o"CurrentDocument"基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 96設(shè)計(jì)資料 96\o"CurrentDocument"基礎(chǔ)底面積的確定 97\o"CurrentDocument"基礎(chǔ)梁和板內(nèi)力分析與截面設(shè)計(jì) 99\o"CurrentDocument"結(jié)論 110\o"CurrentDocument"致謝 111\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 112\o"CurrentDocument"附錄1 114附錄2 127第1章緒論設(shè)計(jì)依據(jù)及背景由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，鶴崗礦業(yè)集團(tuán)原來的辦公樓已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)辦公與管理的需求，已經(jīng)成為制約鶴崗礦業(yè)集團(tuán)發(fā)展的絆腳石。因此，經(jīng)過集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)班子的一致通過，并得到上級有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門的認(rèn)可，鶴崗礦業(yè)集團(tuán)決定投資興建新的鶴崗礦業(yè)集團(tuán)辦公樓。本設(shè)計(jì)工程為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)辦公樓，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。建筑面積約3971Ilf,地上為6層，高度為27m左右，樓內(nèi)設(shè)有辦公室，會(huì)議室，接待室，資料室等服務(wù)房間，底層層高為4.2m,2?6層為3.8m,抗震設(shè)防烈度按7度進(jìn)行設(shè)計(jì)，場地類別為II類，抗震設(shè)計(jì)分組為第II組。本辦公樓位于鶴崗市向陽區(qū)二馬路旁，是鶴崗礦業(yè)集團(tuán)的直屬辦公樓，它的建成將極大方便集團(tuán)對整個(gè)企業(yè)的管理與建設(shè)，最大限度的發(fā)揮兄弟單位之間的協(xié)作與發(fā)展，同時(shí)也充分利用了辦公空間，有效利用現(xiàn)有資源，將為集團(tuán)的未來發(fā)展提供有利保障。本辦公樓東面是鶴崗公園，西面是單位宿舍樓，南面是超市，北面是鶴崗設(shè)計(jì)院，在這里修建這座辦公樓將給各單位帶來極大的方便和效益。本辦公樓不但能在功能上為鶴崗市的發(fā)展與建設(shè)發(fā)揮其不可估量的作用。同時(shí)，它的建筑形式也是新穎別致的，將為整個(gè)鶴崗市的城市面貌的美化作出貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法本設(shè)計(jì)主要包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分。建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分別按照各自的規(guī)范設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容1.建筑設(shè)計(jì)部分（1）編寫建筑設(shè)計(jì)說明書，基本內(nèi)容如下：1）工程簡介（包括建設(shè)地點(diǎn)、建筑性質(zhì)、建筑總高度、層數(shù)、總占地面積、總建筑面積和建筑設(shè)計(jì)方案特點(diǎn)等）；2）建筑平面、立面設(shè)計(jì)與布置方案；（2）完成下列建筑施工圖紙繪制1）建筑平面圖；2）立面圖；3）樓梯剖面圖；4）節(jié)點(diǎn)詳圖2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分（1）提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書?份，基本內(nèi)容如下：1）確定結(jié)構(gòu)類型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，包括梁、板、柱的結(jié)構(gòu)平面布置以及基礎(chǔ)平面布置；2）確定梁、板、柱等基本承重構(gòu)件的截面尺寸、材料強(qiáng)度等級等；3）荷載計(jì)算；4）水平地震、風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算；5）豎向荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算；6）框架內(nèi)力組合及截面配筋計(jì)算；7）樓板內(nèi)力計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)；8）樓梯及雨篷設(shè)計(jì)；9）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；（2）結(jié)構(gòu)部分應(yīng)完成下列圖紙繪制1）結(jié)構(gòu)平面布置圖（首層梁、板布置圖和標(biāo)準(zhǔn)層梁、板布置圖）；2）框架配筋圖；3）樓面板配筋圖；4）樓梯配筋圖；5）基礎(chǔ)施工圖（平面布置圖和詳圖）。1.2.2設(shè)計(jì)方法在不同的設(shè)計(jì)階段，本課題的研究方法也不同。建筑設(shè)計(jì)過程中，主要運(yùn)用房屋建筑學(xué)、人性化的理念以及規(guī)劃方面的有關(guān)知識(shí)及研究方法；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，主要運(yùn)用二次分配法、D值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法）、底部剪力法、“強(qiáng)柱弱梁”思想和抗震概念設(shè)計(jì)等。1.3工程特點(diǎn)本工程為六層，主體高度為27m左右，屬多層建筑。多層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)等類型。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)，正確選用材料，就成為經(jīng)濟(jì)合理地建造多層建筑的一個(gè)重要方面。經(jīng)過結(jié)構(gòu)論證以及設(shè)計(jì)任務(wù)書等實(shí)際情況,以及本建筑自身的特點(diǎn)，決定采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在多層建筑中，抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵問題。多層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。多層建筑隨著層數(shù)和高度的增加水平作用對多層建筑機(jī)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載，多層建筑的承載能力、抗側(cè)移剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其所采用的機(jī)構(gòu)體系又密切的相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。框架結(jié)構(gòu)體系是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。本設(shè)計(jì)采用的是框架機(jī)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，框架結(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能；框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。由于本設(shè)計(jì)是辦公樓設(shè)計(jì)，要求有靈活的空間布置，和較高的抗震等級，故采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。第2章建筑設(shè)計(jì)概述建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中重要產(chǎn)業(yè)之一，近年來，我國建筑業(yè)發(fā)展十分迅速，框架結(jié)構(gòu)以堅(jiān)固耐用而著稱，被廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)外表可以設(shè)計(jì)的多元化，既美觀又實(shí)用，建筑平面布置靈活，使用空間大，延性較好。所以被廣泛應(yīng)用。由于社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀使得辦公樓在現(xiàn)階段發(fā)展的很快，每個(gè)城市里基本上都有標(biāo)志性的辦公樓，還有數(shù)不清的中小辦公樓，這些辦公樓的建成很大程度上為城市的景觀添了色，更使城市的經(jīng)濟(jì)得到了良好的發(fā)展。隨著施工技術(shù)的推陳出新，科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，使得多高層建筑在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮了巨大作用，因此也為施工人員提供了更廣闊的空間。特別是現(xiàn)代社會(huì)人們生活水平不斷提高，人口數(shù)量也不斷增長。特別是近兒年來隨著旅游業(yè)的不斷進(jìn)步，城市流動(dòng)人口數(shù)量不斷增加，為滿足人們生產(chǎn)和生活的需要，建筑多高層已成必須。而一個(gè)公司、一個(gè)企業(yè)為了企業(yè)的知名度的提高，從而占有更多的市場也不斷的建設(shè)高層建筑。辦公建筑是人們用于辦公及社交的公共建筑。這作為社會(huì)中溝通生活和人際關(guān)系的橋梁，直接為人們提供了空間場所。因此，辦公建筑在社會(huì)生活中發(fā)揮著重要作用。國內(nèi)外很多專家都發(fā)現(xiàn)，有時(shí)候環(huán)境的壓抑可產(chǎn)生工作的壓力，如通風(fēng)不暢，采光不好，及空間狹窄這些都容易降低工作效率，所以工作環(huán)境設(shè)計(jì)的好的話，可以把很多的問題調(diào)節(jié)了，這樣可以大大的提高人們的工作效率，所以要把辦公樓設(shè)計(jì)的更好更合理更美觀。工程簡介本工程為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)辦公樓，位于鶴崗市向陽區(qū)二馬路旁，為多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積3971m2,占地778m2,主體6層，無地下室,此建筑規(guī)模滿足辦公等要求。具體包括辦公大廳、會(huì)議室、衛(wèi)生間、服務(wù)用房等。耐火等級2級?；撅L(fēng)壓0.35kN/m2,基本雪壓OlkN/m’,地面粗糙度為C類，抗震設(shè)防烈度為7度。框架的抗震等級為HI級，設(shè)計(jì)使用年限為50年。建筑總平面設(shè)計(jì).本工程為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)辦公樓，本辦公樓東面是鶴崗公園，西面是單位宿舍樓，南面是超市，北面是鶴崗設(shè)計(jì)院，所處地理?xiàng)l件優(yōu)越。根據(jù)建筑物使用功能、經(jīng)濟(jì)性能要求及該地區(qū)建筑行業(yè)的發(fā)展水平，辦公樓為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積約為3971m2。.為創(chuàng)造一個(gè)良好舒適的環(huán)境,并且附近有居民區(qū)，所以在周圍有一些適當(dāng)?shù)木G化和休閑設(shè)施的設(shè)計(jì)，與整個(gè)大的環(huán)境相適應(yīng)，營造了現(xiàn)代建筑的氣氛。為滿足規(guī)劃要求，以及滿足使用要求，在辦公樓的正面留有一定面積的停車場地。建筑平面設(shè)計(jì)建筑平面設(shè)計(jì)是針對建筑的室內(nèi)使用部分進(jìn)行的，即有機(jī)地組合內(nèi)部使用空間，使其更能滿足使用者的要求，本設(shè)計(jì)是從平面設(shè)計(jì)入手，著眼于建筑空間的組合，結(jié)合辦公樓的具體特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)按照各基本單元空間的功能性質(zhì)、使用順序等進(jìn)行功能分析和功能分區(qū)。處理好各建筑空間的關(guān)系，合理組織好交通流線，避免相互干擾，并布置良好的朝向，滿足采光和通風(fēng)條件。房間布置一層入口正對大廳，大廳采用開方式布局，美觀又實(shí)用，能充分采光來改變視覺效果。入口右側(cè)為接待室和文印室各一間，建筑面積分別為44.50m2、46.85m2。正面設(shè)有會(huì)議室、準(zhǔn)備室和活動(dòng)室。建筑面積分別為66.750?、22.25n?、22.48m2.另外右側(cè)還設(shè)有男、女衛(wèi)生間各一間,面積均為14.84n?,男廁40人/個(gè)大便器，30人/個(gè)小便器，女廁20人/個(gè)大便器，40人/個(gè)洗手盆。衛(wèi)生間主要供流動(dòng)人口使用，以最大限為準(zhǔn)設(shè)置，所以衛(wèi)生間的男廁設(shè)三個(gè)大便器，三個(gè)小便器，女廁設(shè)六個(gè)大便器?？紤]到防火要求在兩個(gè)樓梯處各設(shè)L8x2.1m的疏散防火門，在西面也設(shè)了一道同樣的疏散防火門。(2)二層至六層主要是辦公用房，根據(jù)面積可知，最多能容納170人設(shè)有休息室一間，面積為39.55n?,供職員辦公及休息用，衛(wèi)生間與一層相同，采光符合辦公室的規(guī)定系數(shù)1:6,會(huì)議室的系數(shù)1:8。垂直交通設(shè)計(jì)根據(jù)人流出行和疏散的要求，有大廳的顯著位置設(shè)置樓梯，依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，設(shè)封閉樓梯間，且考慮到防火疏散，兩個(gè)樓梯間距小于60m,樓梯的門是可以阻擋煙氣入侵的防火門?？紤]結(jié)構(gòu)樓梯平面形式的選用，主要依據(jù)其使用性質(zhì)和重要程度來決定。（1）樓梯形式的選擇樓梯形式應(yīng)便于疏散迅速、安全，盡量減少交通面積并有利于房間平面布置，根據(jù)辦公樓的平面的布置、形狀與尺寸，確定樓梯形式為兩跑樓梯。（2）確定樓梯開間進(jìn)深尺寸在滿足各種功能要求的情況下將開間尺寸定為3900mm,則梯段寬度為1780mm；根據(jù)平臺(tái)寬度大于等于梯段寬度的規(guī)定，底層和標(biāo)準(zhǔn)層平臺(tái)板寬度均取1600mmo（3）根據(jù)《辦公樓建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中確定樓梯的踏步尺寸與樓梯段凈寬：首層踏步數(shù)：第一、二跑梯段踏步數(shù)為2100/150=14；標(biāo)準(zhǔn)層踏步數(shù)：第一、二跑踏步數(shù)為1900/146=13；即辦公樓的樓梯踏步高度底層取150mm，寬度取300mm,單跑踏步數(shù)均為14。其它層樓梯踏步高度取146mm,寬度取300mm,單跑踏步數(shù)均為13。首層梯段長度（14-1）x300=3900mm標(biāo)準(zhǔn)層梯段長度：（13—1）x300=3600mm樓梯應(yīng)布置均勻、位置明顯、空間導(dǎo)向性強(qiáng)，有利于人員出行的疏散。本設(shè)計(jì)的樓梯入口設(shè)置在了大廳中央兩側(cè)，并滿足防火間距的要求。水平交通設(shè)計(jì)走廊是連結(jié)各個(gè)房間、樓梯和門廳等各部分，以解決建筑中水平聯(lián)系和疏散問題。走廊的寬度應(yīng)符合人流通暢和防火要求，通常單股人流的通行寬度約為550—600mm。在通行人數(shù)較多的公共建筑中，應(yīng)按其使用特點(diǎn)、平面組合要求、通過人流的多少及調(diào)查分析或參考設(shè)計(jì)資料確定走廊的寬度。對于辦公建筑，建筑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，走道長度大于40m辦公建筑兩面布房時(shí)走道凈寬不小于L8m,在本設(shè)計(jì)中，走道兩邊中柱軸線相距2.4m,走道凈寬2.16m,走道兩側(cè)房間設(shè)高窗滿足走道采光。建筑立面設(shè)計(jì)建筑體型的組合立面設(shè)計(jì)不僅能給人們提供工作、活動(dòng)空間,滿足使用要求，而且能夠反映出建筑的主題思想。在滿足使用要求的同時(shí)，再考慮到立面造型，本設(shè)計(jì)的的底層層高為4.2m,標(biāo)準(zhǔn)層的層高為3.8m。在立面設(shè)計(jì)中，主要強(qiáng)調(diào)建筑的簡潔、典雅和親和的特點(diǎn)，建筑形體采用規(guī)則矩形造型，不追求復(fù)雜的裝飾，而是利用樓自身外墻材質(zhì)塑造出色彩明快、富有動(dòng)感的建筑形象。門的大小及位置的確定規(guī)范規(guī)定辦公室門洞口寬不應(yīng)小于1000mm,高不應(yīng)低于2m。本設(shè)計(jì)中根據(jù)人流的多少和搬進(jìn)房間設(shè)備的大小，普通辦公室及功能空間取1m寬單扇門，底層和標(biāo)準(zhǔn)層門高均為2.4m；廁所及其它辦公室側(cè)門寬適當(dāng)取為1.0m,高與前面相同，按防火規(guī)范要求端部封閉樓梯間的門設(shè)為寬L5m,高與其他相同,均為等寬雙扇開啟防火門，為便于疏散按防火規(guī)范規(guī)定門開啟方向需與疏散方向一致；底層走道兩端設(shè)等寬雙扇玻璃門，寬1.5m高2.4m。主入口大廳門采用兩個(gè)雙扇雙向玻璃門每個(gè)寬1.5m,高3.4m。窗的大小及位置的確定房間中窗的大小和位置的確定，主要是考慮到室內(nèi)采光和通風(fēng)的要求，考慮《規(guī)范》要求，一般辦公室窗地比，即窗的面積與房間地面的面積比值應(yīng)大于1:6,會(huì)議室要求窗地比不應(yīng)小于l:5o本設(shè)計(jì)中窗地比均滿足辦公建筑的使用要求。外墻面用白色瓷磚貼條，樓兩側(cè)采用玻璃幕墻形式，內(nèi)墻用白色抹灰。所有窗均采用塑鋼窗，疏散處的門采用防火門,其余的為定制木門。建筑剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)的目的主要是確定內(nèi)部空間的使用高度，以確保建筑空間的滿足使用要求，考慮到辦公樓是人流密集的公共建筑，要求有消防等設(shè)備高度及主梁的高度，吊頂?shù)?。所以確定底層層高為4.2m,以上每層層高為3.8m,經(jīng)初步估算凈高符合要求。本工程設(shè)計(jì)采用兩跑，底層樓段踏步bx〃=150><300mm,標(biāo)準(zhǔn)層樓梯踏步8x〃=150x300mm,滿足辦公建筑樓梯踏步/?=280?340mm,力=140?160mm的規(guī)定。剖面上對窗的尺寸沒有過多限制，因此窗的高度及窗臺(tái)的高度依據(jù)立面造型確定。防水設(shè)計(jì)辦公樓采用鋼結(jié)構(gòu)雨篷上面找坡排水，屋面處采用有組織內(nèi)排水管排至室外,屋面防水等級按二級處理，宜選用SBS高分子防水材料,并設(shè)置2-3道防水。第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1工程概況本項(xiàng)目為6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，占地面積約為700m2,總建筑面積約為3200n?：底層層高4.2m,2?6層為3.8m平面尺寸為39mxi3.2m。采用肋梁筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深取2.5m,肋梁高度取1.2m,內(nèi)地坪為±0.000m,室內(nèi)外高差0.6m。［2)圖3-1框架平面柱網(wǎng)布置框架梁柱現(xiàn)澆，屋面及樓面采用120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土。3.1.2設(shè)計(jì)資料.氣象條件基本風(fēng)荷載卬。=O.35kN/in?;基本雪荷載為0.7kN/m2o.樓、屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.OkN/m2屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 S*=〃,5=1.0x0.7=0.7kN/m2式中：4r為屋面積雪分布系數(shù)，取〃,=1.0。1713.工程地質(zhì)條件建筑物場地地形平坦，地基土成因類型為冰水洪積層。自上而下敘述如下；新近沉積層（第一層），粉質(zhì)粘土，厚度0.5-1.0m,巖性特點(diǎn)，團(tuán)粒狀大孔結(jié)構(gòu)，欠壓密。粉質(zhì)粘土層（第二層），地質(zhì)主要巖性為黃褐色分之粘土，硬塑狀態(tài)，具有大孔結(jié)構(gòu)，厚度約3.0m,%=30?35kPa。粉質(zhì)粘土層（第三層），地質(zhì)巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵鎰結(jié)核，可塑狀態(tài)，厚度3.5m,%=30-35kPa。粉質(zhì)粘土層（第四層），巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土核，硬塑狀態(tài)，厚度未揭露，30-35kPa,gM=不考慮地下水，fak=150kN/m2o1,31場地屬于H類二組Tg（s）=0.4s,a1rax=0.08⑹4.屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面（上人）：30mm厚細(xì)實(shí)混凝上保護(hù)層SBS高分子材料防水層20mm厚水泥砂漿找平層150mm厚水泥蛭石保溫層120mm厚鋼筋混凝土板V型輕鋼龍骨吊頂1~5層樓面：瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板V型輕鋼龍骨吊頂,具微層理，含鐵鎰結(jié)1500~2000kPa□⑷22x0.03=0.66kN/m20.4kN/m220x0.02=0.4kN/m25x0.15=0.75kN/m225x0.1=2.5kN/m20.25kN/m20.55kN/m225x0.1=2.5kN/m20.25kN/m23.1.3梁柱截面、梁跨度及柱高度的確定.初估截面尺寸柱截面尺寸可根據(jù)：4=N/[〃n]"估算。查《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》可知該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級，其軸壓比限制[〃”=0.9；各層的重力荷載代表值近似取IZkN/n?o由圖3-1可知邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為7.8X2.7m?和7.8x3.9m2□得第一層柱截面面積為:liftAt>1.3x7.8x2.7xl3x7/0.8xl4.3xl03=217780mm2中柱21.25x3.9x7.8x13x7/0.8x14.3x1()3=302472010?取柱的截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為467師和550師。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值如下：1層 650mmx650mm2~6層550mmx550mm梁截面高度一-般取梁跨度L的1/12?1/8,寬度可取1/3?1/2梁高，因此,梁截面尺寸為：1?6層橫梁300mmx550mm縱梁300mmx800mm.計(jì)算簡圖框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖3-2所示。取柱頂?shù)男涡木€作為框架柱的軸線；梁的軸線取至板底，3?6層柱高度即為層高，取3.8m;底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底,即加=42+0.8+2.5-1.2-0.12=6.18m。.梁、柱、墻、窗、門重力荷載計(jì)算梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長度上的重力荷載；對墻、門、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載。具體過程從略，計(jì)算結(jié)果見表3-1o7800780078007800780078007800780078007800圖3-2(a)縱向框架圖3-2(b)橫向框架G，=1766.481kNG6=6479.圖3-2(b)橫向框架G，=1766.481kNG6=6479.115kNGs=9699.703kNG，=9699.703kNGs=9699.703kNG2=9699.7O3kNG,=8152.64kN圖3-3各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值外墻體為370mm,內(nèi)墻體為240mm厚粘土空心磚，外墻面貼白色瓷石專(0.5kN/m2),內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：0.5+15xO.37+17x0.02=6.39kN/m2內(nèi)墻單位墻面重力荷載為：15x0.24+17x0.02x2=4.28kN/m2女兒墻單位墻面重力荷載為：0.5+15x0.24+17x0.02=4.44kN/m2木門單位面積重力荷載為0.2kN/m2；鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4kN/m2；鋼門單位面積重力荷載取0.6kN/nA.重力荷載代表值集中于各層標(biāo)高處的重力荷載代表值G為計(jì)算單元范圍內(nèi)各層樓面上重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量。無論是否為上人屋面，其屋

面上的可變荷載均取雪荷載，具體計(jì)算過程從略，計(jì)算結(jié)果見圖3-3。表3-1梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次一構(gòu)件一bmhmrkN/mngkN/mlimnGikNEGikN1邊橫梁0.30.55251.054.3324.65022443.1644457.49中橫梁0.30.55251.054.3321.6501178.626縱梁0.30.8251.056.3007.05020888.300柱0.650.65251.0518.9666.180263047.39726邊橫梁0.30.55251.054.3324.75022452,6942532.78中橫梁0.30.55251.054.3321.7501183.391縱梁0.30.8251.056.3007.15020900.9柱0.550.55251.0511.0913.800261095.7917邊橫梁0.30.55251.054.3324.750361.731686.33中橫梁0.30.55251.054.3322.650222.960縱梁0.30.8251.056.3007.1504180.180柱0.550.55251.0511.0913.80010421.4583.1.4框架側(cè)移剛度計(jì)算.橫向建架側(cè)移剛度計(jì)算混凝土采用C30,名=3x107kN/n?。在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。而現(xiàn)澆板的樓面，板可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。為考慮這一-有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對現(xiàn)澆樓面的邊框架取/=1.5/。(/。為梁的截面慣性矩)。對中框架取/=2.0/°。若為裝配樓板，現(xiàn)澆層的樓質(zhì)點(diǎn)重力荷載值面，則邊框架梁取/=1.2/1,,對中框架取/=1.5/。。⑶(1)橫梁線剛度計(jì)算表3-2橫梁線剛度〃計(jì)算表類別層次EcN/mm2bxhmm/mm/onun4ImmEdo/1N?mm1.5￡/（）//Nmm2EeldIN-mm邊橫梁13.0x104300x5504.16xl0954002.311x10'°3.465x10Kl4.62OxlO10645002.773xlO104.1xio105.546xlO10走道梁13.0x|04300x5504.6xl0924005.2xlO107.8xlO101.04x10"633003.782xlO105.673xlO107.564*IO10(2)柱線剛度"計(jì)算表3-3柱線剛度、計(jì)算表層次hommEcN/mm2bxhmm/mmmm4Edo/hoN-mm161803x10】。650x6504.35xlO102.112x10"1?63800550x5501.488x10'°1.175x10"柱的側(cè)移剛度按O= 計(jì)算，根據(jù)梁柱線剛度比》的不同，按圖3-1中柱可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以及樓梯間柱等。計(jì)算結(jié)果見表3-4、表3-5和表3-6。

表3-4中框架柱側(cè)移剛度D值 （N/mm）層次邊柱（7）中柱（6）ZD，KOcDnK(XcDn2?60.3930.1641601140.4820.1941894322575610.2190.324215000.2680.33922496285476表3-5邊框架柱側(cè)移剛度D值 （N/mm）層次A—1A—6,D—1ZDKOcDnKaDil2?60.3490.149145490.2950.1291259615828210.1940.316209690.1640.30720372層次B—6A一2Ka0,3KaDi42?60.9590.324316370.4720.1911865010.530.408270740.2630.33722374167301層次1/A—2C—2KOcDiSKaDi62?61.1160.358349571.9370.3413329710.6210.428284020.5770.41827738表3-6樓梯間邊框架柱側(cè)移剛度D值 （N/mm）層次1/A—1C—1/5ZD,KaDukaDu2~60.3490.149145490.3830.161057219364110.1940.316209690.2130.32221368層次D—1/5,C—1D—6KaDi3KaD.42?60.2950.129125960.1970.09878810.1640.307203720.1090.28919178128471層次C—6KaD.52?60.8610.3012939110.4790.39526212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ED,見表3-7。表3-7橫向框架層間側(cè)移剛度D值 （N/mm）層次123456581248477679477679477679477679477679由表3-7可見，￡。|/￡。2=581248/477679=1.01>0.7,故該框架為規(guī)則框架。⑼.縱向框架側(cè)移剛度計(jì)算縱向框架側(cè)移剛度計(jì)算方法和橫向框架相同。柱在縱向的側(cè)移剛度側(cè)移剛度除與柱沿縱向的截面特性有關(guān)外，還與縱梁的線剛度有關(guān)?？v梁線剛度防的有關(guān)。縱梁線剛度，%的計(jì)算過程見表3-8。計(jì)算過程見表3-8。表3-8縱梁線剛度計(jì)算表類別層次EcN/mm2bxhmm/mmIomm4/mmEddIN?mm1.5Eclo/lNmm2Edo/1N?mm縱梁163.0x104300x8001.28xlO1078004.923x10'°7385xlO109.846x10'°39009.846xlO101.477x10"1.96910"300x5504.16xl0939003.2xlO104.8xlO106.4x10'°縱向框架柱亦可分為中框架中柱和邊柱、邊框架邊柱和中柱等，其側(cè)移剛度值分別見表3-9和表3-10o縱向框架各層層間側(cè)移剛度值見表3-11。表3-9縱向中框架（1/A、B、C歹IJ）邊柱框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm）層次B—6C—6ZD,KOcDuKOcDu2?60.8380.295388051.2570.38637691512971]0.4660.392260130.6990.44429463

層次1/A,C—1,1/A—2C—2KOcDaKOcDi42?60.6290.239233621.4660.4234130110.350.362240220.8160.46730990396630層次C—1/5C—5KaDisKOcDi62?62.9330.595580992.5140.5575438911.6320.587389531.3980.55937095續(xù)表2-9層次中柱（5根）KaDn2?61.6760.45644520表3-10縱向邊框架（A,D歹lj）邊柱框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm）層次A—1,A—10,D—1D—5￡D,KaDnKaDil2?60.6290.239233621.8860.4854835843556610.350.362240221.0490.50833710391113層次中柱（7）D—1/5KaDi3Ka0,42?61.2570.386376911.2570.3863768510.6990.444294630.6990.44429463層次D—6KOcDi52?60.4090.1171660010.2270.32649633表3-11縱向框架層間側(cè)移剛度 （N/mm）層次123456Z。， 948537 787743 787743 787743 787743 787743由表3-11可見，948537/787743=1.05>0.7,故該框架為縱向規(guī)則框架。［,0>3.1.5橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算1.橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算(1)橫向自震周期計(jì)算按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期。頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化為無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基本公式。,按式G,=G"+Q+|A)+G“+2a+|勺生產(chǎn)將G7折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層,即3 38Ge=1695.886x(1+—x^^)=2079.78kN225.18結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移由式= 計(jì)算。k=i j=\ hl計(jì)算結(jié)果見表3-12,其中第6層的G,為G6與G0之和。按式Ti=1.70痂計(jì)算基本周期r，其中〃r的量綱為m,取0=0.7則Ti=1.7x0.7x70.3502=0.70s。表3-12結(jié)彳內(nèi)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次G/kNVc/kNgD/N/mmAw//mmUi/mm68558.908558.9047738617.9350.258329.0416887.9447738635.4332.348329.0425216.9847738652.8296.938329.0433546.0247738670.3244.128329.0441875.0647738687.7173.81 8152.64 20027.70 581248 86.1 86.1(2)水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算本工程中，機(jī)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(jì)算水平地震作用。機(jī)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按式=計(jì)算，即Geq=0.85^G,=0.85x(8152.64+8329.04x4+8558.9)=42523.545kNax=(―)09amax=(—)°9x0.08=0.048Ti 0.7FEk=a\Geq=0.048'42523.545=2041.13kN因1.4TS=1.4x0.4=0.56S<Ti=0.7S,所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)^=0.08x0.7+0.01=0.066

kF6=0.066x2041.13=l34.71kN各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按式萬=要二產(chǎn)氏(1-萬，)計(jì)算，即J=1具體計(jì)算過程見表3-13。各樓層地震剪力按式％=￡&計(jì)算，結(jié)果列入k=i表3-13o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見圖3-4。(3)水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和定點(diǎn)位移M分別按式(△4),=工-，〃=計(jì)算，計(jì)算過程見表3-14。表中還計(jì)算了各層的j=l層間彈性位移角4=&/"\。1141表3-13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)Hi(m)Gi(kN)GH(kN-m)/>百(kN)匕(kN)3.828.981695.88649146.780.063120.1120.163.825.186479.115161633.320.206392.7512.853.821.388329.042178074.920.227432.8945.643.817.588329.042146424.560.187356.51302.133.813.788329.042114774.200.146278.31580.423.89.988329.04283123.840.106202.11782.516.186.188152.64350383.330.065123.91906.4FtaFi+AFfi777Fi-f5v6VsVsV)(b)層間剪力圖3-4(a)水平地震作用分布表3-14橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次層間剪力Vr(kN)層間剛度ZD(N/mm)(mm)Ui(mm)層高h(yuǎn)i(m)層間相對彈性轉(zhuǎn)角0e=Alli/hi6512.84776791.0716.138001/35515945.64776791.9815.0338001/191941302.14776792.7313.0538001/139231580.44776793.3110.3238001/114821782.54776793.737.0138001/101911906.45812483.283.2861801/1884由表3-14可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值為1/1019<1/550,滿足式〃的要求，其中[M/〃]=l/550。(4)水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算以圖3-1中4軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略?？蚣苤思袅皬澗胤謩e按％=0?！胺?，M^=Vij-yh.M；J=i-用力計(jì)算，其中現(xiàn)取自表34Z5取自表3-7,層間剪力取自表3-13。各柱反彎點(diǎn)高度比y按式y(tǒng)=y“+yi+y2+y3確定，其中K由表查得。本工程中底層柱須考慮修正值戶，第2層柱考慮修正值y和戶，其余柱均無修正。具體計(jì)算過程及結(jié)果見表3-15。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按式(ML,+M：)、 + Vb='——bi+\,Jij7 bi+l,Jijf ilb十% %十4 1nM=X(匕-吟)*計(jì)算。其中梁線剛度取自表3-2,具體計(jì)算過程見表3-15。k=i水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖3-5所示。表3-15各層柱端彎矩及剪力計(jì)算

匕(kN)層間剛度ZDi(N/mm)邊柱DnV/iKyMhtvli\lVli\512.84776791601417.180.3930.19712.8654.42945.64776791601431.680.3930.34741.7778.611302.14776791601443.620.3930.40066.3099.451580.44776791601452.940.3930.45090.53110.641782.54776791601459.760.3930.500113.54113.541906.45812482150070.520.2140.930405.3130.51中柱Du修Ky1894320.340.4820.24118.6358.66續(xù)表3-151894337.540.4820.35049.9392.721894351.690.4820.44186.62109.801894362.740.4820.450107.29131.131894370.770.4820.500134.46134.462249673.780.2680.848386.6569.31注：表中M量綱為kNm,V量綱為kN。2.橫向水平風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算（1）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載便準(zhǔn)值按式曲〃;④計(jì)算?；撅L(fēng)壓0，=0.35kN/m2,由《荷載規(guī)范》第7.3節(jié)查得〃,=0.8（迎風(fēng)面）和〃,=-0.5（背風(fēng)面）。C類地區(qū)，H/B=24.7/39=0.633,由表1.15查得“=0.404;Ti=0.76S,（a>Ti2=0.35x0.762=0.13kNS2/m2,由表1.12查得J=1.38。由式：氏=1+型公得：4

1.38x0.404H,仍取圖3-1中4軸線橫向框架，其負(fù)載寬度為7.8m,由式磔得沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值q(z)=72x0.4-必/z=2.52△〃必根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度”，由表1.11查取生，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的g(z),見表3-1g(z)沿房屋高度的分布見圖3-6(a)。表3-16地震荷教作用下梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算層邊J梁走道梁柱舟ii力次1Vb1%邊柱N中柱N654.4218.045.413.4240.6240.622.433.85-13.42-20.43591.4734.255.423.2877.1077.102.464.25-36.70-61.404141.2249.135.435.25110.60110.602.492.17-71.95-118.323173.9466.985.444.61177.41177.412.4147.84-116.56-221.552204.0774.365.451.56167.39167.392.4139.49-168.12-309.481144.0562.685.438.28141.09141.092.4117.58-206.4-388.78注：1)柱軸力中的負(fù)號表示拉力。左地震作用時(shí)，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,/單位為m。

54.4258.66113.42I ||t3385III1342fI54.4212.86/r,786192.7211 II-13.42L ti11II-20436425I|113.4223.881I20.4391.4741.77718.639945 491U109.81,!(-36.735.25__LLI1II-61.492.171II136735.25i614141.2?66.3/4993\110.646690ThoT131.131' Il-71.9544.61I II1t1II-118.3c147841i|II71.9544.61fl11832173.9490.53L8662113.5474364^07741134461, II-116.5651.56II11II221.5=139491116.5651.56221.55204.07/113.54/107.2562.6830.51 二7L^716Z3969.311,II-168.1238.28IIIII-3094117.58flII168.12382811309.48144.054nqti!7 -134.46/ML09-206.4IIII-388.7111206.41388.78/////////////(a)框架彎矩圖(kN.m)(b)梁端剪力及柱軸力圖(kNm)

圖3-5左地震作用下框架彎矩圖、梁端剪力及軸力圖表3-17沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次Hi/mHJH4z小qi3/kN/m飲⑶/kN/m625.181.0000.921.6073.2292.018521.380.8490.861.5512.9131.821417.580.6980.771.5062.5331.583313.780.5470.741.4122.2821.42629.980.3960.741.2992.0991.3121 6.18 0.245 0.74 1.185 1.915 1.197《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于30m且高寬比大于L5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)震系數(shù)△來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。本工程房屋高度H=25.18m<30m,但H/B=25.18/13.2=1.91>1.5,由表2-17可見,外沿房屋高度在1.185?1.607范圍內(nèi)變化，即風(fēng)壓脈動(dòng)的影響較大。因此，該房屋應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響?？蚣芙Y(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將圖3-6(a)的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，如圖3-6(b)所示。例如，第5層的計(jì)算過程如下：F5=(2.913+2.533+1.821+1.583)x3.8xi+[(3.229-2.913)+(2.018-1.821)]ii i2x3.8x|x|+[(2.913-2.533)+(1.821-1,583)]x3.8x|x1=17.92kN(2)風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算根據(jù)圖2-6(b)所示的水平荷載，由式U=￡后計(jì)算層間剪力％,然后依k=iS據(jù)表3-4求出4軸線框架的層間側(cè)移剛度，再按式(△〃),=%/ZDU,j=l〃= 計(jì)算各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。計(jì)算過程見表3-18。k=\表3-18風(fēng)荷載作用下框架層間剪刀及側(cè)移計(jì)算層數(shù)123456耳(kN)19.4212.9614.1615.7717.9219.61Vi(kN)99.8480.4267.4653.337.5319.61Z。(N/mm)879926991469914699146991469914(mm)60.760.540.28Ui(mm)1.132.283.2444.544.82Au//hi1/54691/33041/39581/50001/70371/13571

由表3-18可見，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/3304,遠(yuǎn)小于(a)風(fēng)荷載沿房屋高度的分布(kN/m)(b)等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載(kN)

圖3-6框架上的風(fēng)荷載(3)風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算過程與水平地震作用下的相同，此處從略。圖3-1中4軸線橫向框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力及柱軸力見圖3-7o表3-19風(fēng)荷載作用下各層柱端彎矩及剪力計(jì)算(kN)層間剛度口(N/mm)邊柱DrlKy19.6169914160144.490.3930.193.2413.8237.5369914160148.60.3930.39.822.8853.3699141601412.210.3930.3516.2430.16續(xù)表續(xù)表3-1967.46699141601415.450.3930.4526.4232.2980.42699141601418.420.3930.4531.538.599.84879922150024.390.2140.89134.1516.58中柱DnVi2KyM：M：；189435.310.4820.244.8415.341894310.170.4820.3413.1425.511894314.440.4820.3921.433.471894318.280.4820.4531.2638.211894321.790.4820.4537.2645.542249625.530.2680.83130.9526.82注：表中”量綱為kN-m,V量綱為kN。表3-20風(fēng)荷載作用下梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算層次邊梁走道梁柱軸力也M；1Vb/Vb邊柱N中柱N613.824.725.43.4310.6210.622.48.85-3.43-5.42526.129.345.46.5721.0121.012.417.51-10.00-16.36439.9614.345.410.0632.2732.272.426.89-20.06-33.19348.5318.345.412.3841.2741.272.434.39-32.44-55.2264.9223.635.416.4053.1753.172.444.31-48.84-83.11148.0819.725.412.5652.6252.622.443.85-61.4-131.95注：1）柱軸力中的負(fù)號表示拉力。左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。2）發(fā)中M單位為kN-m，V單位為kN,N單位為kN,/單位為m。3.1.6豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析1.橫向框架內(nèi)力計(jì)算（1）計(jì)算單元取4軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為7.8m,如圖3-8所示。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(jì)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(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上作用有集中力矩。[8]13ea47215.34343(I885flflfl3.431382廠71062-343liIIH-5.42542II3433.￡4/228825.51產(chǎn)1751(1fl657fl26,124.84■ysroT/-10liflH-163616361098/30.161r33.47.100626.89f|flfl10.06fl3936產(chǎn)1 1314-20.06IlllII-331933.19J20.061624/322938.211238||34.39flflfl1238fl4853L 214-3344hiin-55.2552ll32.442642138.523.^3/^45.541640t|4431flfl\\16.40fl64,92L31.26^753477F-48.84liIIH-83.118311fl488431.5 /'16.5826824125643.85flfl|l一480837267^3^62IIIIIIBII//-614-131951319561.413415Z-y-13095/////////////////2(a)框架彎矩圖(kNm) (b)梁端剪力及柱軸力圖(kNm)圖3-7風(fēng)荷載作用下框架彎矩圖、梁端剪力及軸力圖圖3-8橫向框架計(jì)算單元（2）荷載計(jì)算1）恒載計(jì)算在圖2-8中，即、”代表橫梁自重，為均勻荷載形式。對于第6層q\=4.332kN/mqr=4.332kN/m力和中，分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖3-8所示幾何關(guān)系可得：<72=5.46x3.9=21.294kN/m小'=5.46x2.4=13.104kN/mP、尸2分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包.括里梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計(jì)算如下：pi=[(3.9xl.8x1)x2+L8^5-4xl.8]x5.4654

+6.3x7.8+4.332x—+4.44x1.5x7.8=186.49kN2r—c,o1、c1.8+5.4,oz2.7+3.9

/72=[(3.9xl.8x-)x2+ xl.8+( 54xl.2x2)]x5.46+6.3x7.8+4.332x—=186.49kN集中力矩Mi=P\e\=186.49x0.12=22.38kN-m對于1?5層，/包括梁自重合其上橫墻自重，為均布荷載。其他荷載計(jì)算方法同第6層，結(jié)果為：q\=4.332+4.28x3.25=18.242kN/mM=4.332kN/mqi=3.8X3.9=14.82kN/m qi'=3.8x2.4=9.12kN/mpi=(3.9x1.8x2)x3.8+6.3x7.8+4.332x2.7+8.19

x(3.0x7.15-5.36x2.4)+0.4x5.36x2.4=189.65kNp2=(3.9x1.8x2+6.6x1.2)x3.8+6.3x7.8+4.332x2.7+4.28x[3x(7.8-0.65)-lx2x2.4]+1.0x2.4x0.2x2=216.51kNM?=pie=189.65x0.12=22.68kNm2)活荷載計(jì)算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖3-10所示。5400 2400 5400圖3-10各層梁上作用的活載對于第6層q2=3.9x2=7.8kN/m qi'=2x2.4=4.8kN/mp\=(3.9x1.8+3.9x1.8)x2=28.08kN/mmx=3.37kN-m/?2=(3.9x1.8x2+6.6xl.2)x2=43.92kN/m同理，在屋面雪荷載作用下qi=3.9xO.7=2.73kN/m "=0.7x24=1.68kN/mpi=(3.9x1.8+3.9x1.8)x0.7=9.828kN/m Afi=1.179kNmpi=(3.9x1,8x2+6.6x1,2)x0.7=15.372kN/m對1?5層/=3.9x2=7.8kN/m qi'=2x2.4=4.8kN/mpi=(3.9xl.8+3.9xl.8)x2=28.08kN/mMi=3.37kNm

/72=(3.9xl.8x2+6.6xl.2)x2=43.92kN/m3)豎向均布恒荷載的等效轉(zhuǎn)化對于第6層22q邊=4.332+—X21.294=21.683kN/m275q中=4.332+-X13.104=12.522kN/m對于1?5層99g邊=18.242+—X14.82=30.318kN/m275q中=4.332+-X9.12=10.032kN/m4)豎向均布活荷載的等效轉(zhuǎn)化22歿=——x7.8=6.356kN/m275^'i'=-x4.8=3kN/m5）豎向均布雪荷載的等效轉(zhuǎn)化224邊=—x2.732.224kN/m275"=-xl.68=1.05kN/m6）各桿在恒載的固端彎矩為屋面：1,1,Mab= q邊/邊2= x21.683x5.4-=-52.69kN-mTOC\o"1-5"\h\z12 121,1,Mba=—q邊/邊2=_x2L683><5.42=-52.69kNm12 12A/Bc=--o.p/.r'2=--xl2.522xl.22=-6.011kNm3 31,1,McB=--g中/中2=--X12.522X1.22=-3.006kNm6 6樓面：MAB=--5-q邊/邊2=-J_x30.318x5.4?=-73.673kNm12 121,1,A/ba=—g邊/邊~=—x30.318x5.4"=73.673kNm12 12A/bc=--o.|.^2=--x10.032x1.22=-4.815kNm3 37）各桿在活載作用下的固端彎矩1~6層：171）,A/ab= q邊I邊2= x6.356x5.4“=-15.445kNmTOC\o"1-5"\h\z12 12171,Mba=—^/^2=—x6.356x5.42=15.445kNm12 12191？,

A/bc=■—q中/中=——x3xl.2=-1.44kN-m3 38）雪荷載作用下各桿固端彎矩1717Mab= q邊/邊“= x2.224x5.4~=-5.404kNm12 12

1,1,Mba=—oii/ia2=—x2.224x5.42=5.404kN-m12 12MBC=-Lg中/中2=-1xlO.O32xL22=-4.815kNm3 3將上述計(jì)算結(jié)果匯總，見表3-21和表3-22。表3-21橫向框架恒載匯總表層次qikN/mkN/m伏kN/m夕2，kN/m0kNP2kNAfikNm64.3324.33221.29413.104186.49177.7922.381-518.2424.33214.829.12189.65216.522.68表3-22橫向框架活載匯總表層次qikN/mqi1kN/mPIkNP2kNkNm67.8(2.73)4.8(1.68)28.08(9.828)43.92(15.372)3.37(1.179)1?57.84.828.0843.923.37注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪荷載作用情況（3）內(nèi)力計(jì)算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)廠房外，對一般的工業(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，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置法求得的彎矩偏低，但當(dāng)活荷載在總荷載比例較大時(shí)，可在截面配筋時(shí)，將跨中彎矩乘1.1?1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架。彎矩計(jì)算過程如圖3-11,所得彎矩圖如圖3-12。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到。計(jì)算柱底軸力還需要考慮柱的自重,如表3-23和表3-24所示。梁端剪力： V=匕+匕式中：匕——梁上均布荷載引起的剪力，乂=g［；梁端彎矩引起的剪力，匕二肛二心梁端剪力梁端剪力節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重柱軸力:式中：V-P—下柱上柱右粱左粱下柱上柱右粱|0.821| |0.179|1.1791-5.404|0.821| |0.179|1.1791-5.404-0.3653.768 0,822-0.0320.0363.7940.006-4973|0149|06835.404-0.73-3.3470.411-0.061-02815.024-3.628I0.168|^_d-0.504~-0.833-0.069-1.3961.897-1.8141.897（A）雪荷載作用下的彎矩分配下柱上柱右梁左粱下柱上柱右粱|0.17，"T", -34782774CU866.048一02260.04|0149|06835269-6.955-31.8823.024-0451-g-0654B308-33勺4/|0168|-6011-7842一0508—14,36127,926 -50.3062268]2438 24.38|0.0夕8|-73.673-3.0645298005324433-0.11800530.01224,433—71545|0.089 |040673673~6138 -37.9562649-一。236-107569958-29.0320406 |0.09夕|-4.815一27勺56-6.817-1。75 -0.262-29.033-11894p4》Q451~~|0.098-(二68|-7367)-3.06424.38 24.385298-0.118-0053 00530.0122443324433—71545|0080 |D.40673673-6128 -27,9562649―0236-107569958-29.032U.4U6 |0099|-4.815一27.956-6817-1.075 -0262-2938(「-3.06424.3852980.05324433-0.11800530.01224,433-71545|0.089|040604U60.099|73673-6128-27.956-27.956-4.815-68173649-0.236-1.075-1075-0.26269958-29.032-29.032-11.894p42Q451|0,098|24.38005324433汨68|-73673-306424385298-0.118-00530.01224,433—7154573673-6128 -27.9562649-0236-107569.958-29.032CL4U3|0999|-4.815一27,956-6.817-1075 -0己62-29Q332^pro7q317672'268|-73.673-230717,696383876.673 -4.815一4613-37941—2113931640.0393180615.903-0.0650Q22000417,718-72.2031.919-0.1E9-1.057 -0.58970.85 -38.998-21,728-10.123-19499下柱上柱右梁|0.8* |0179下柱上柱右梁|0.8* |0179 |(6238IT5445-1.04410771 2.348■--0.088~~0072 -0.01610.843 -14.213p.4^1^451|0.098|(1371-15445- -0.6235:7275727L244-0.0280.0130.0130QQ25745.74 -1485|丁。98|C-3.371-15.445-0.62357275.7271244--0,0280.013 0-013O.QQg574574 -14.85P.45LIJ45110.098|C3.371-15.445\- --0.6235.7275.727L244-0.0280.013 0.0130.002574—5.74-14.85|0089|0406U4U6|0.09915,445-1.44-1.246-5686-5.686-1.3860.622-0.055-0.253-0.253-0.06214766-5939-5.939-2888|0067|0.5510307|007515,445-1.44-0.938-7.717-43-1.050.452-003-0.249-0.139-003414-7.966-A439-25243743（B）橫荷載作用下的彎矩分配左粱下柱上柱右梁TOC\o"1-5"\h\z|0149|0683 | |15445 -1.44-20879565-2.3531174二0175-0802 -Q.19714.357-10,367 -399|0.089—|0,406 0406|0099|15445 -1.44-1.246-5.686 -5686-1.3860.622-0.055-0.253 -0.253-0,06214.766-5939---5.939-^998|0089~~|0,406 0406|~~0099|15,445 -1.44-1.246-5686 -5.686-1.3860.628--0055-0.253 -0.253-0.06214766--5939---5.939-2S88|0089~~|0,406 0406|~~0099|15,445 -1.44—1.246-5686 -5.686-1.3860.622--0055-0.253 -0.253-0.06214.766~~-5939-~-5.939-2888P^lQ451|。。98|、3\3^I-15.44b-0.6235.72757271244-60280.0130.013Q.ooa5745.74 -14.85婁&332|0?7E?I~FS37~15445-0.4697.4764.1650903--0.015-0.009 0.0050.001Z485-4T7~-I50P5"-3.983

（C）活荷載作用的彎矩分配3-11橫向框架彎矩的二次分配法