現澆鋼筋混凝土框架結構畢業(yè)論文

現澆鋼筋混凝土框架結構畢業(yè)論文目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 3緒論 51建筑設計理念及設計依據 61.1設計理念 61.2工程概況 61.3設計依據 72建筑設計 82.1平面設計 82.2立面設計 92.3建筑剖面設計 102.4其它部分詳細做法和說明 103截面尺寸初步估計 123.1柱截面設計 123.2梁的截面設計 124框架側移剛度的計算 134.1橫梁線剛度ib的計算 134.2柱線剛度ic的計算 144.3各層橫向側移剛度計算 145豎向荷載及其力計算 165.1計算單元的選擇確定 165.2豎向荷載統(tǒng)計 165.3豎向荷載力計算 185.2重力荷載代表值計算及荷載匯總 296水平荷載計算 326.1風荷載計算 326.2地震荷載計算 357框架的力組合 407.1梁柱的力組合 407.2柱端彎矩設計值的調整 458截面設計 468.1框架梁截面設計 468.2框架柱截面設計 488.3樓板設計 549樓梯計算 579.1示意圖 579.2荷載計算 5710基礎設計 5910.1荷載設計值 5910.2A、D柱獨立基礎的計算 5910.3B、C柱基礎配筋 62畢業(yè)設計總結 65致謝 69

1建筑設計理念及設計依據1.1設計理念教學樓是為人們學習提供最為良好環(huán)境的建筑?？v觀教學建筑的發(fā)展歷史，無不體現著人類文化、文明的歷史進程和時代特征。教學樓建筑設計同設計其他類型建筑一樣有許多共同點，也有許多不同的特點和要求。隨著時代的發(fā)展，辦公樓的容和形式都在不斷發(fā)生變化。因此，我對教學樓的設計過程和設計方法進行了詳細研究，經過一番思考，我認為本設計應該具有以下特點：（1）彈性。從設計、結構到服務功能都應做到開放性，以適應時空的變化。（2）緊湊性。教室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。（3）易接近性。從樓外到樓，從入口到各個部門，要規(guī)劃得合理，要設計一個良好的導引系統(tǒng)。（4）可擴展性。在未來擴展時可靈活延伸，將損失減小到低程度。（5）舒適性。在環(huán)境、通風、溫濕度、光線等方面要柔和、協調，盡量借用外部的自然環(huán)境。（6）環(huán)境的穩(wěn)定性。（7）安全性。建筑安全防護措施做到不僅滿足規(guī)要求而且更加人性化。（8）濟性。把建設和維護一座教學樓所需要的經費和人員控制在最低限度。在整個設計過程中，我本著“安全，適用，經濟，美觀”的原則，在滿足設計任務書提出的功能要求前提下，完成了建筑設計這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架，并為以后的結構設計打下了良好的基礎。1.2工程概況本設計教學樓位于市，用地755方米，紅線圍為50m×20m。該地段地勢平坦，環(huán)境較好，在選址和環(huán)境營造方面，注意自然景色的優(yōu)美，也重學習環(huán)境各交通條件的因素，更強調人與自然環(huán)境的協調統(tǒng)一，比較適合教學樓功能的充分利用。根據設計資料的規(guī)劃要求，本教學樓建筑要求的主要功能有：門衛(wèi)室，教師休息室，大教室，小教室，多媒體教室等。設計標高：室外高差：450mm。墻身做法：墻身采用250厚的加氣混凝土塊。粉刷為混合沙漿漿底，紙筋抹灰面，厚20mm,墻涮兩度涂料,外墻貼磚。樓面做法：樓面（石樓面），100厚現澆鋼筋砼樓板，20厚板底抹灰。屋面做法（上人屋面）：見建筑設計部分。門窗做法：塑鋼窗和木門。地質資料：工程地質和水文地質建筑場地的地質鉆孔資料如下表：表1地質資料巖土名稱土層厚度（m）層底高程（m）承載力特征值?aka（Kpa）雜填土0.5-0.580粘土1.3-1.8280場地土的特征周期（卓越周期）為0.30s，勘測時間，勘測圍未見地下水。地震烈度：7度，設計基本地震加速度為0.1g，Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組，抗震等級三級。基本風壓：0=0.40KN/m2雪壓：0.30KN/m2，地面粗糙度類別為B類。上人屋面活荷為2.0KN/m2，走廊、樓梯活荷載為2.5KN/m2，衛(wèi)生間樓面活荷載為2.0KN/KN/m2，教室樓面活荷為2.0KN/KN/m2。1.3設計依據(1)大學土木工程教學樓畢業(yè)設計（論文）任務書(2)大學土木工程教學樓畢業(yè)論文開題報告

(3)相關建筑設計規(guī)

2建筑設計2.1平面設計該建筑物總長度為42.4m，總寬度為17.8m，共五層，總建筑面積為3773.6m2,主體結構采用現澆鋼筋混凝土框結構。圖2-1建筑平面圖2.1.1使用部分的平面設計使用房間面積的大小，主要由房間部活動的特點，使用人數的多少以及設備的因素決定的，本建筑物為教學樓，主要使用房間為教室，各主要房間的具體設置在下表一一列出，如下表：表2-1房間設置表序號房間名稱數量單個面積1大教室2964.82小教室543.23教師休息室543.24門房110.85儲藏室110.87洗手間543.22.1.2門的寬度、數量和開啟方式房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少和搬進房間家具設備的大小決定的，如果室人數多于50人，或房間面積大于60m2時，按照防火要求至少要設兩個門，分別設在兩端，以保證安全疏散，在進出人流頻繁的地方，應使用彈簧門。教室設置兩扇900寬的門，門扇開向室外。為了在發(fā)生危險時便于疏散，正面大門采用兩扇寬為1.8m的雙扇門，走廊兩端的采用0.75m的雙扇門，均向外開。2.1.3窗的大小和位置房間中窗的大小和位置主要是根據室采光通風要求來考慮。采光方面，窗的大小直接影響到室照明是否充足。各類房間照明要求是由室使用上直接影響到室是用上精確細密的程度來確定的。通常以窗口透光部分的面積和房間地面的采光面積比來初步確定或檢驗面積的大小。教室采光面積比為1/6~1/8，走廊和樓梯間大于1/10。教室采光面積比為，在圍之樓梯間:均滿足要求。2.1.4輔助房間的平面設計通常根據各種建筑物的使用特點和是用人數的多少，先確定所需設備的個數，建筑物中公共服務的衛(wèi)生間應設置前室，這樣使得衛(wèi)生間比較隱藏，又有利于改善通向衛(wèi)生間的走廊或過廳的衛(wèi)生條件。為了節(jié)省交通面積，并使管道集中，采用套間布置。在本設計中，每層大約有400人上課，按規(guī)規(guī)定:男衛(wèi)生間：大便器5具/80人，設5具；小便器1具/40人，設10具；女衛(wèi)生間：大便器1具/40人，設10具；洗手盆：1具/200人，設2具。2.1.5交通部分的平面設計走廊的應符合人流通暢和建筑防火要求，通常單股人流的通行寬度約為500~600mm。由于走廊兩側設房間，走廊寬度采用3000mm，根據建筑物的耐火等級為二級，層數五層，走廊通行人數為60人，防火要求最小寬度為1m,符合要求。樓梯是房屋個層間的垂直交通部分，各樓層人流疏散的必經通路。樓梯設計主要根據使用要求和人流通行情況確定梯段和休息平臺的寬度，梯段的寬度通常不小于1100mm~1200mm。2.2立面設計結構韻律和虛實對比，是使建筑立面富有表現力的重要設計手法。建筑立面上結構構件或門窗作用有規(guī)律的重復和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律變化的感受效果。在本設計中，正立面中所有的窗尺寸都是一樣的，給人以特別整齊的感覺！房屋外部形象反映建筑類型部空間的組合特點，美觀問題緊密地結合功能要求，同時，建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有的建筑物以及綠化等基地環(huán)境，也是影響建筑物立面設計的重要因素。2.3建筑剖面設計為防止室外雨水流入室，并防止墻身受潮，將使地坪提高到室外地坪450mm。首層、標準層與頂層層高均為3.3m。2.4其它部分詳細做法和說明根據《設計規(guī)》，采用如下設計(1).基礎（墻基）防潮層：在－0.045以下基礎兩側均用防水水泥砂漿防潮,20厚的1：2水泥砂漿摻5％避水漿，位置一般在－0.045標高處,適用于磚墻墻身。(2)．地面：人造石板地面20厚1：2水泥砂漿找平層100厚C30混凝土100厚素土夯實(3)．樓面：人造石板地面20厚1：2水泥砂漿找平層100厚鋼筋混凝土樓板20厚底板抹灰(3)．踢腳臺度做法：釉面瓷磚踢腳臺度5厚釉面磚（白瓷磚）水泥擦縫5厚1：1水泥細砂結合層12厚1：3水泥砂漿打底(4)．墻面做法：水泥砂漿粉面：刷（噴）墻涂料10厚1：2水泥砂漿抹面15厚1：3水泥砂漿打底(5)．外墻面：用15厚1：3水泥沙漿找平，200×60高級無釉質瓷磚飾面。(6)．a、五層上人屋面做法：小瓷磚面層高聚物改性瀝青防水層1:8水泥砂漿找坡層20厚1：2水泥砂漿找平層150厚水泥蛭石保溫層20厚底板抹灰(7)．水泥臺階：花崗巖面層20厚1：25水泥砂漿抹面壓實抹光素水泥漿一道70厚C15號混凝土（厚度不包括踏步三角部分）臺階面向外坡1%200厚碎石或碎磚石灌M2.5號混合砂漿素土夯實（坡度按工程設計）(8)．散水做法：20厚1：2水泥砂漿抹面、壓實抹光60厚C15混凝土素土夯實向外坡4%備注：①散水寬度應在施工圖中注明②每隔6m留伸縮縫一道，墻身與散水設10寬，瀝青砂漿嵌縫。③寬600～900mm④坡度3～5%(9)．主體為現澆鋼筋混凝土框架結構，樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構。整個設計過程中，在滿足設計任務書提出的功能要求前提下，同時遵循“安全，適用，經濟，美觀”的原則，結構布置合理，房間利用率比較高，適用性很強，同時又不失美觀。

3截面尺寸初步估計3.1柱截面設計該結構選用C30的混凝土，選用二級鋼筋HRB335。結構抗震等級為三級，由公式(3-1)式中取0.8取14.3×103kN/m2 N=15×A（其中15為面荷載）從而得到N=15×3×（×7.2＋×3.0）=230KN可得A===0.101m2=101000mm2b=h==317mm.取b=h=400mm.3.2梁的截面設計梁的截面寬度b:框架梁取300mm,樓面連系梁取200mm。梁的截面高度h取值如下：框架梁：h1=（~）L(3-2)AB、CD跨:h1=L==600mm取h1=600mmBC跨：在AB和CD之間，考慮到整體性，故也取h1=600mm連系梁：H2Lh2=L==250mm,k取h2=400mm。綜上可知，各梁的截面如下：框架梁：b1×h1=300mm×6000mm（AB跨、BC跨、CD跨）連樓面系梁：b3×h3=200mm×400mm

4框架側移剛度的計算根據規(guī)可知，對于現澆樓板其梁的線剛度應進行修正：邊框架梁=1.5中框架梁=2取結構圖中5號軸線的一榀框架進行計算圖4－1框架示意圖4.1橫梁線剛度ib的計算表4－1橫梁線剛度ib計算表類別Ec(N/mm2)b(mm)h(mm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(kN·m)1.5EcI0/l(kN·m)2EcI0/l(kN·m)AB、CD跨3.01043006005.410972002.2510104.51010BC跨3.01043004001.610930001.610103.210104.2柱線剛度ic的計算表4－2柱線剛度ic計算表層次Ec(N/mm2)b（mm）h（mm）hc（mm）Ic（mm4）EcIo/l（kN·m）13.010440040045002.11091.410102~43.010440040033002.11091.91010圖4－2線剛度示意圖4.3各層橫向側移剛度計算4.3.1底層A、D柱i=2.37αc=(0.5+i)/(2+i)=0.66D11=αc×12×ic/h2=0.66×12×1.9×1010/33002=13818B，C柱i=(4.5+3.2)/1.9=6.18αc=(0.5+i)/(2+i)=0.82D12=αc×12×ic/h2=0.82×12×1.9×1010/33002=171684.3.2第二層1，4號柱i=4.5×2/（1.9×2）=2.37αc=i/(2+i)=0.54D21=αc×12×ic/h2=0.54×12×1.9×1010/33002=113052，3號柱i=4.5×2+3.2×2/（1.9×2）=4.05αc=i/(2+i)=0.67D22=αc×12×ic/h2=0.67×12×1.9×1010/33002=140284.3.3三、四、五層三層，四層和五層的計算結果與二層相同D31=D34=11305D32=D33=14028D41=D44=11305D42=D43=14028D51=D54=11305D52=D53=14028表4-3橫向側移剛度統(tǒng)計表層次12345∑Di（N/mm）61972×15=92958050666×15=759990759990759990759990該框架為橫向承重框架，不計算縱向側移剛度?！艱1/∑D2=929580/759990>0.7，故該框架為規(guī)則框架。

5豎向荷載及其力計算5.1計算單元的選擇確定

圖55－1計算單元

計算單元寬度為7.2m，4軸線至6軸線間，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。5.2豎向荷載統(tǒng)計5.2.1屋面及樓面恒載屋面：小瓷磚層：0.55kN/m2高聚物改性瀝青防水層：0.5kN/m220厚水泥砂漿找平：0.02×20=0.4kN/m21:8水泥砂漿找坡層:1.44kN/m2150厚水泥蛭石保溫層:0.15×5=0.75kN/m2100厚鋼筋混凝土結構層:0.1×25=2.5kN/m220厚底板抹灰：0.02×17=0.34kN/m2kN/m2樓面：12厚人造石板面層0.012×28=0.336kN/m2100厚砼板：0.10×25=2.5kN/m2 20厚板底抹灰：0.34kN/m2kN/m5.2.2屋面及樓面活載樓面活載：教室：2.0kN/m2廁所：2.0kN/m2走廊、門廳、樓梯:2.5kN/m2屋面活載：上人屋面:2.0kN/m2雪載： 本題目基本雪壓：S0=0.3kN/m2,屋面積雪分布系數r=1.0屋面水平投影面積上的雪荷載標準值為：SK=rS0=1.0×0.3=0.3kN/m25.2.3梁荷載標準值框架梁b1×h1=300×600mm2梁自重0.3×（0.60-0.1）×25=3.75kN/m10厚水泥石灰膏砂漿0.01×（0.6-0.1）×2×14=0.14kN/mkN/m縱向連系梁b2×h2=200×400mm2梁自重0.2×（0.4-0.1）×25=1.50kN/m10厚水泥石灰膏砂漿0.01×（0.4-0.1）×2×14=0.084kN/mkN/m5.2.4墻荷載標準值外：250mm厚加氣混凝土砌塊0.25×7=1.75kN/m220厚底板抹灰：0.02×17=0.34kN/m26厚外墻貼面磚0.006×19.8=0.1188kN/m2kN/m2：250mm厚加氣混凝土砌塊0.25×7=1.75kN/m220厚底板抹灰：0.02×17=0.34kN/m20厚水泥粉刷墻面0.02×17=0.34kN/m2kN/m2女兒墻：6厚水泥砂漿罩面0.006×20=0.12kN/m212水泥砂漿打底0.012×20=0.24kN/m2240粘土空心磚0.24×11=2.64kN/m26厚外墻貼磚0.006×19.8=0.119kN/m2kN/m2門,窗及樓梯間荷載門窗荷載標準值：塑鋼玻璃窗單位面積取0.4KN/m2，木門取0.2KN/m2塑鋼玻璃門取0.40KN/m2。樓梯荷載標準值：樓梯底板厚取為100㎜，平臺梁截面尺寸為200㎜×400㎜樓梯板自重0.5×（0.＋0.15＋0.）×0.3×25÷0.3=3.73KN/m2人造理石面層（0.3＋0.15）×0.336÷0.3=0.504KN/m2板底20厚紙筋抹灰0.34×0.02×12÷0.3=0.36KN/m2合計4.594KN/m2平臺梁兩端擱置在樓梯間兩側的梁上，計算長度取l=3300－300=3000㎜，其自重=0.3×0.2×3.0×25=4.5KN，5.3豎向荷載力計算圖5－2荷載示意圖5.3.1恒載作用下柱的力計算恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：圖5-3恒荷載作用下的荷載分布圖對于第5層，q1″表橫梁自重，為均布荷載形式。q1=3.89KN/mq2分別上人屋面板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=6.48×3.0=19.44KN/mP1、P2分別由邊縱梁、中縱梁、邊縱梁直接傳給柱的恒載，PE是由縱向次梁直接傳給橫向主梁的恒載，它們包括主梁自重、次梁自重、樓板重、及女兒墻等重力荷載，計算如下：P1=(1.5×1.5×1/2)×2×3.567+1.58×3.0+3.119×3.0×1.4=25.87P2=(1.5×1.5×1/2)×4×3.567+1.58×3.0=20.79KN集中力矩M1=PBeB=25.87×（0.4-0.2）/2=2.59KN·mM2=PDeD=20.79×（0.4-0.2）/2=2.08KN·m對于1-4層，q1″是包括梁自重和其上部墻重,為均布荷載，其它荷載的計算方法同第5層。q1=3.89KN/mq2、q2″和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2，=3.567×3.0=10.70KN/m外縱墻線密度[（3.0×2.9-1.8×1.8）×2.21+1.8×1.8×0.4]/3.0=4.45KN/m縱墻線密度[（3.0×2.9）×2.43]/3.0=7.05KN/mP1=P4=(1.5×1.5×1/2)×2×3.567+1.58×3.0+4.45×3.0=26.12P2=P3=(1.5×1.5×1/2)×4×3.567+1.58×3.0+7.05×3.0=41.94KN集中力矩M1=PBeB=26.12×（0.4-0.2）/2=2.61KN·mM2=PDeD=41.94×（0.4-0.2）/2=4.19KN·m5.3.2恒荷載作用下梁的固端彎矩計算等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。梯形：q=（1-2α2+α3）q2本設計中AB,CD跨α=1.5/7.2=0.21q=0.92q2三角形：q=0.625q2，對于第5層，AB,CD跨梁：q=0.92×19.44+3.89=21.77KN/mBC跨：q″=0.625×19.44+3.89=16.04KN/mAB,CD跨梁端彎矩：-MAB=MBA=ql2AB/12=21.77×7.22/12=94.05（KN.m）BC跨梁端彎矩：-MBC=MCB=ql2AB/12=21.77×3.02/12=16.33（KN.m）對于第1-4層，AB,CD跨梁：q=0.92×10.70+3.89=13.73KN/mBC跨：q，=0.625×10.70+3.89=10.58KN/mAB,CD跨梁端彎矩：-MBD=MDB=ql2BD/12=13.73×7.22/12=59.31（KN.m）BC跨梁端彎矩：-MBC=MCB=ql2AB/12=10.58×3.02/12=7.94（KN.m）5.3.3恒載作用下框架的彎矩計算分配系數的計算:其中為轉動剛度采用分成法計算時，假定上下柱的遠端為固定時與實際情況有出入。因此，除底層外，其余各層的線剛度應乘以0.9的修正系數，其傳遞系數由0.5改為0.33。圖5-4恒載作用下彎矩分配圖圖5-5恒載彎矩圖5.4.4活載作用下柱的力計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：圖5-6活荷載作用下的荷載分布圖對于第5層，q1=2.0×3.0=6.0KN/mP1=(1.5×1.5×1/2)×2×2.0+1.58×3.0=9.24KNP2=(1.5×1.5×1/2)×4×2.0+1.58×3.0=13.74KN集中力矩M1=M4=PBeB=9.24×（0.4-0.2）/2=0.92KN·mM2=M3=PDeD=13.74×（0.4-0.2）/2=1.37KN·m同理，在屋面雪荷載的作用下：q1=0.3×3.0=0.9KN/mP1=(1.5×1.5×1/2)×2×0.3+1.58×3.0=5.42KNP2=(1.5×1.5×1/2)×4×0.3+1.58×3.0=6.09KN集中力矩M1=PBeB=5.42×（0.4-0.2）/2=0.54KN·mM2=PDeD=6.09×（0.4-0.2）/2=0.61KN·m對于第1-4層，q1=2.0×3.0=6.0KN/mq2=2.5×3.0=7.5KN/mP1=(1.5×1.5×1/2)×2×2.0+1.58×3.0=9.24KNP2=(1.5×1.5×1/2)×2×2.0+(1.5×1.5×1/2)×2×2.5+1.58×3.0=14.87KN集中力矩M1=PBeB=9.24×（0.4-0.2）/2=0.92KN·mM2=PDeD=14.87×（0.4-0.2）/2=1.49KN·m將計算結果匯總如下兩表：表5-1橫向框架恒載匯總表層次q1KN/mq2KN/mP1P4KNP2P3KNM1M4KN·mM2M3KN·m53.8919.4425.8720.792.592.081-43.8910.7026.1241.942.614.19表5-2橫向框架活載匯總表層次q1KN/mq2KN/mP1P4KNP2P3KNM1M4KN·mM2M3KN·m56.06.09.2413.740.921.371-46.07.59.2414.780.921.485.4.5活荷載作用下梁的力計算對于第5層，AB,CD跨梁：q=0.92×6.0=5.52KN/mBC跨：q″=0.625×6.0=3.75KN/mAB,CD跨梁端彎矩：-MAB=MBA=ql2AB/12=5.52×7.22/12=23.85（KN.m）BC跨梁端彎矩：-MBC=MCB=ql2AB/12=3.75×3.02/12=2.81（KN.m）對于第1-4層，AB,CD跨梁：q=0.92×6.0=5.52KN/mBC跨：q，=0.625×7.5=4.69KN/mAB,CD跨梁端彎矩：-MBD=MDB=ql2BD/12=5.52×7.22/12=23.85（KN.m）BC跨梁端彎矩：-MBC=MCB=ql2AB/12=4.69×3.02/12=3.52（KN.m）圖5-7活載作用下彎矩分配圖圖5-8活載彎矩圖5.4.6跨中彎矩計算恒載作用下梁的跨中彎矩，按實際荷載利用兩端帶彎矩的簡支求得。以下結果為彎矩調幅后的結果。對于5層：MAB中=M0-（M左+M右）×0.8/2=96.16KN·MBC中=M0-（M左+M右）×0.8/2=-26.51KN·對于4層：MBD中=52.54KN·ME=-7.48KN·對于3層：MBD中=53.88KN·ME=-7.98KN·對于2層：MBD中=65.88KN·ME=-7.98KN·對于1層：MBD中=55.19KN·ME=-8.53KN·對梁彎矩進行調幅，調幅系數為β，取0.8。調幅后：梁端彎矩M’1=βM1M’2=βM2跨中彎矩：M’中=M中-(M’1+M’2）/2注：這里彎矩帶正負號，梁上邊受拉為負，下邊受拉為正?；詈奢d作用下的梁跨中彎矩，利用兩端帶彎矩的簡支求得。對于5層：MAB中=M0-（M左+M右）×0.8/2=24.27KN·MBC中=M0-（M左+M右）×0.8/2=-5.27KN·對于4層：MBD中=21.52KN·ME=-2.91KN·對于3層：MBD中=21.66KN·ME=-2.96KN·對于2層：MBD中=21.66KN·ME=-2.96KN·對于1層：MBD中=22.19KN·ME=-3.18KN·又考慮荷載最不利位置，將跨中彎矩乘以1.1，計算結果如下：對于5層：MAB中=24.27×1.1=26.70KN·MBC中=-5.27×1.1=-5.80KN·對于4層：MBD中=21.52×1.1=23.68KN·ME=-2.91×1.1=-3.20KN·對于3層：MBD中=21.66×1.1=23.82KN·ME=-2.96×1.1=-3.26KN·對于2層：MBD中=21.66×1.1=23.82KN·ME=-2.96×1.1=-3.26KN·對于1層：MBD中=22.19×1.1=24.41KN·ME=-3.18×1.1=-3.50KN·5.4.7梁端剪力和柱軸力的計算恒載作用下：表5-3恒載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCNuNbNuNb578.37224.06-5.04073.3383.4124.0699.20112.00128.26141.06449.4315.87-1.61047.8251.0415.87185.94198.74234.09246.89349.4315.87-1.95047.4851.3815.87272.34285.14340.26353.06249.4315.87-1.95047.4851.3815.87358.74371.54446.43459.23149.4315.87-2.23047.2051.6615.87444.86457.66552.88565.68表5-4活載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCNuNbNuNb519.875.63-1.18018.6921.055.6327.9340.7340.4253.22419.877.04-0.77019.1020.647.0469.0781.8795.77108.57319.877.04-0.81019.0620.687.04110.17122.97151.16.96219.877.04-0.81019.0620.687.04151.27164.07206.55219.35119.877.04-0.92018.9520.797.04192.26205.06262.05274.855.2重力荷載代表值計算及荷載匯總5.2.1第一層重力荷載代表值計算及荷載匯總梁、柱：表5－5梁重力統(tǒng)計類別凈跨（mm）截面（mm）荷載標準值（KN/m2）數量(根)單重（KN）總重（KN）橫梁7200300×6003.893028.01840.33000300×6003.891511.67175.05縱向連系梁3000200×4001.58564.74256.44合計1271.49表5－6柱重力統(tǒng)計類別計算高度（mm）截面（mm）密度（KN/m3）體積（m3）數量（根）單重（KN）總重（KN）柱3200400×400250.5126012.8768合計768外填充墻重的計算：表5－7柱重力統(tǒng)計類別總計算長度（m）墻計算高度（m）墻厚計算值（m）荷載標準值（KN/m2）總重（KN）外墻120.42.70.257568.89墻86.42.70.257408.2472.82.90.257369.46合計1346.59樓板恒載、活載計算（樓梯間按樓板的1.2倍計算）：樓板面積：42.4×17.8–6.0×7.2–7.2×3.0×2=668.32（m2）樓梯面積:6.0×7.2+3.0×7.2×2=86.4（m2）恒載=樓梯恒載+樓板恒載:86.4×3.567×1.2+668.32×3.567=2753.7KN活載：2.5×（6.0×7.2+3.0×7.2×2）×1.2+2.0×（542.4×17.8–6.0×7.2–7.2×3.0×2）=1595.84KN由以上計算可知，一層重力荷載代表值為G1=G恒+0.5×G活=768×1.05+1271.49+1346.59+2753.7+1595.84×0.5=6976.1KN注：柱剩上粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數1.05。5.2.2第二層至第四層重力荷載代表值計算及荷載匯總第二層至四層的重力荷載代表值同第一層的計算差異不大,僅多一面墻,所以：二層、三層、四層的重力荷載代表值為G2=7006.55KNG3=7006.55KNG4=7006.55KN5.2.3第五層重力荷載代表值計算及荷載匯總梁重力荷載（同一層）：1271.49KN柱重力荷載（同一層）：768KN外填充墻及女兒墻重的計算：表5-8墻重力統(tǒng)計類別總計算長度（m）墻計算高度（m）墻厚計算值（m）荷載標準值（KN/m2）總重（KN）女兒墻120.41．40．2411445.00外墻120.42.70.257568.89墻86.42.70.257408.2478.82.90.257399.91合計1822.04屋面板及樓板恒載、活載計算同一～四層樓板恒載、活載計算（樓梯間按樓板的1.2倍計算）：樓板面積：42.4×17.8–6.0×7.2–7.2×3.0×2=668.32（m2）樓梯面積:6.0×7.2+3.0×7.2×2=86.4（m2）恒載=樓梯恒載+樓板恒載:86.4×3.567×1.2+668.32×6.48=4638.9KN活載：2.5×（6.0×7.2+3.0×7.2×2）×1.2+2.0×（542.4×17.8–6.0×7.2–7.2×3.0×2）=1595.84KN雪載：403.2×0.4=161.28KN由以上計算可知，五層重力荷載代表值為G5=G恒+0.5×G活=768.00×1.05+1271.49+1458.78+4638.9+1595.84×0.5=9336.75KN集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi的計算結果如下圖所示：圖5-9重力荷載代表值

6水平荷載計算6.1風荷載計算垂直作用在建筑物表面的風荷載按下式計算：=(6-1)式中—風荷載標準值（kN/m2）；—高度z處的風振系數；s—風荷載體型系數；—風壓高度變化系數；—基本風壓（kN/m2）。根據所給條件：基本風壓Wo=0.4kN/m2。則風壓高度變化系數z由《建筑結構荷載規(guī)》確定橫向風荷載的標準值Wk為：Wk=zszWo表6-1Wk值計算表離地高度UzBsUsWohihjWk16.500.771.751.30.403.302.806.41140513.200.741.621.30.403.303.306.1878969.900.741.471.30.403.303.305.5933026.600.741.311.30.403.303.304.9987083.300.741.161.30.403.303.304.404114圖6-1風荷載示意圖表6-2側移值計算表WkVjED△u△u/h6.4114056.4150666.000.000130.0000086.18789612.6050666.000.000250.0000195.59330218.1950666.000.000360.0000364.99870823.1950666.000.000460.0000694.40411427.5961972.000.000450.000135框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計算：Vij=DijVi/∑Dij(6-3)Mbij=Vij×yh(6-4)Muij=Vij（1-y）h(6-5)y=yn+y1+y2+y3(6-6)注：yn框架柱的標準反彎點高度比。y1為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值。y2、y3為上下層層高變化時反彎點高度比的修正值。y框架柱的反彎點高度比。第1層A、D柱的反彎點高度為：查表得y0=0.55y1=0y2=0y3=0所以y=0.55同理可算出各層的反彎點高度，各層的反彎點高度詳見彎矩計算表中。表6-3A、D柱彎矩計算表層號hi/mKV∑DijDi/∑DijDiViyyhMc上Mc下Mb總53.32.376.4150666113050.2231.430.421.392.741.9814.7843.32.3712.6050666113050.2232.810.451.495.104.177.0933.32.3718.1950666113050.2234.060.501.656.706.7010.8723.32.3723.1950666113050.2235.170.501.658.548.5415.2313.32.3727.5961972138180.2236.150.551.829.1411.1717.67表6-4B、C柱彎矩計算表層號hi/mKV∑DijDi/∑DijDiViyyhMc上Mc下Mb總53.34.056.4150666140280.2771.770.451.493.222.643.2243.34.0510.4650666140280.2772.900.501.654.784.787.4133.34.0514.5150666140280.2774.020.501.656.636.6311.4123.34.0518.5650666140280.2775.140.501.658.488.4815.1113.36.1824.7461972171680.2776.850.551.8210.1812.4418.66表6-5風載作用下柱端剪力和軸力計算圖層次AB,CD梁剪力計算BC梁剪力計算柱軸力計算M1M2lVA,DM3M4lVB,CA,D柱軸力B,C柱軸力52.741.887.20.641.341.3430.89-0.64-0.2547.094.337.21.593.083.0832.06-2.23-0.72310.876.667.22.444.754.7533.16-4.66-1.45215.238.827.23.346.296.2934.19-8.00-2.30117.6710.907.23.977.767.7635.18-11.97-3.51圖6-2風荷載作用下框架的彎矩剪力及軸力圖6.2地震荷載計算6.2.1橫向自振周期的計算橫向自振周期的計算采用結構頂點的假想位移法?；咀哉裰芷赥1（s）可按下式計算：T1=1.7ψT（uT）1/2(6-7)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構頂點位移。ψT結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數，取0.6。uT按以下公式計算：VGi=∑Gk(6-8)（△u）i=VGi/∑Dij(6-9)uT=∑（△u）k(6-10)注：∑Dij為第i層的層間側移剛度。（△u）i為第i層的層間側移。（△u）k為第k層的層間側移。s為同層框架柱的總數。結構頂點的假想側移計算過程見下表，其中第四層的Gi為G4和Ge之和。表6-6結構頂點的假想側移計算層次Gi（KN）∑Di（N/m）△ui（m）ui（m）59336.7575999012.28×10－347.44×10－347006.557599909.22×10－335.16×10－337006.557599909.22×10－325.94×10－327006.557599909.22×10－316.72×10－316976.109295807.50×10－37.50×10－3T1=1.7ψT（uT）1/2=1.7×0.6×(47.44×10－3)1/2=0.222(s)6.2.2水平地震作用及樓層地震剪力的計算本結構高度不超過40m，質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算水平地震作用，即：結構等效總重力荷載代表值GeqGeq=0.85∑Gi=0.85×（9336.75+7006.55×3+6976.10）=31732.63（KN）計算水平地震影響系數а1查表得二類場地近震特征周期值Tg=0.35s。查表得設防烈度為7度的аmax=0.08結構總的水平地震作用標準值FEkFEk=а1Geq=0.08×31732.63=2538.61（KN）因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s＞T1=0.216s，所以不考慮頂部附加水平地震作用。各質點橫向水平地震作用按下式計算：Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk）(6-11)地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為Vi=∑Fk（i=1，2，…n）(6-12)計算過程如下表：表6-7各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KN·m）GiHi/∑GjHjFi（KN）Vi（KN）516.59336.75154056.380.4041025.361025.36413.27006.5592486.460.242615.561640.9239.97006.5569364.850.182461.672102.6026.67006.5546243.230.121307.782410.3813.36976.1023021.130.060153.222563.60∑381418.16各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖：圖6-3水平地震剪力作用分布6.3.3多遇水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結構的層間位移（△u）i和頂點位移ui分別按下列公式計算：（△u）i=Vi/∑Dij(6-13)ui=∑（△u）k(6-14)各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據《抗震規(guī)》，考慮磚填充墻抗側力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/550。計算過程如下表：表6－8橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi（KN）∑Di（N/mm）△ui（m）ui（m）hi（m）θe=（△u）i/hi51025.367599900.001350.012213.31/244641640.927599900.002160.010863.31/152832102.607599900.002770.008703.31/119322410.387599900.003170.005933.31/104012563.609295800.002760.002763.31/1197由此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/1040<1/550，滿足規(guī)要求。6.3.4水平地震作用下框架力計算計算5號軸線橫向框架的力：表6-9各層柱端彎矩及剪力計算（A、D柱）層次hi（m）Vi（KN）∑Dij（N/mm）1,4號柱Di1（N/mm）Vi1（KN）ky（m）M上（KN·m）M下（KN·m）53.31025.367599901130519.221732.370.4229.1921.1443.31640.927599901130533.680422.370.4544.3036.2533.32102.607599901130544.524442.370.5051.6151.6123.32410.387599901130551.753782.370.5059.1659.1613.32563.609295801381855.313322.370.5556.5969.16表6-10各層柱端彎矩及剪力計算（B、C柱）層次hi（m）Vi（KN）∑Dij（N/mm）2，3號柱Di2（N/mm）Vi2（KN）ky（m）M上（KN·m）M下（KN·m）53.31025.367599901402818.934.050.4534.3528.1143.31640.927599901402830.294.050．5049.9849.9833.32102.607599901402838.814.050.5064.0464.0423.32410.387599901402844.494.050．5073.4173.4113.32563.609295801716847.354.050.5570.3185.93梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計算：Mlb=ilb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）(6-15)Mrb=irb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）(6-16)Vb=（Mlb+Mrb）/l(6-17)Ni=∑（Vlb-Vrb）k(6-18)具體計算過程見下表：表6-11梁端彎矩、剪力及柱軸力的計算層次AB梁BC梁BC梁柱軸力M1bM2blVbM3bM4blVb邊柱N中柱N529.1920.067.26.8414.2914.2939.53-6.84-2.69465.4445.607.215.4232.4832.48321.65-22.26-8.92387.8566.587.221.4547.4347.43331.62-43.71-19.092110.7780.277.226.5357.1857.18338.12-70.25-30.671115.7583.937.227.7359.7959.79339.86-97.98-42.80圖6-4地震荷載作用下框架的彎矩剪力及軸力圖

7框架的力組合結構抗震等級：根據《抗震規(guī)》，本方案為三級抗震等級?？蚣芰毫M合：本方案考慮了七種力組合，即1.2SGk+1.4SQk,1.2*SGk+1.4*SWk,1.2*SGk+1.4*0.9*(SQk+SWk),1.2*SGk+1.3*SEk,1.35*SGk+1.4*(0.7*SQK+0.6*SWK),考慮到鋼筋混凝土結構具有塑性力重分布的性質，在豎向荷載下可以適當降低梁端彎矩，進行調幅（調幅系數取0.8），以減少負彎矩鋼筋的擁擠現象。ηvb梁端剪力增大系數，三級取1.1。7.1梁柱的力組合表7-1梁的力組合層次截面位置力SGkSQkSEk(1)SEk(2)SWk(1)SWk(2)1.2*SGk+1.4*SQk1.2*SGk+1.4*SWk1.2*SGk+1.4*0.9*(SQk+SWk)1.2*SGk+1.3*SEk1.35*SGk+1.4*(0.7*SQK+0.6*SWK)Mmax及相應VMmin及相應VVmax及相應M5AB左M-29.02-7.8229.19-29.1914.78-14.78-50.71-17.78-59.16-30.86-68.11-0.52-76.42-64.26-76.42-64.26V73.3318.69-6.846.84-2.312.31114.1684.7691.23108.63114.4679.1096.89119.2596.89119.25AB中M96.16-26.70149.79149.79AB右M-60.80-15.1720.06-20.061.88-1.88-95.08-70.69-75.95-90.53-95.27-47.24-99.40-99.29-99.40-99.29V83.4121.05-6.846.84-2.312.31129.5696.86103.33123.70129.5391.20108.98135.17108.98135.17BC左M-41.95-9.4914.29-14.291.34-1.34-60.68-46.15-49.90-57.73-61.10-29.45-66.60-64.01-66.60-66.60V24.065.63-9.538.53-0.890.8936.7527.6330.1234.8437.0916.4839.9638.7539.9639.96BC中M-26.51-5.80-35.39-35.394AB左M-31.14-11.8765.44-65.447.09-7.09-60.33-32.06-51.91-49.56-67.4343.08-127.06-66.0343.08-127.06-66.03V47.8219.10-15.4215.42-1.591.5984.1255.1659.6179.4583.4537.3477.4384.6137.3477.4384.61AB中M52.5423.68106.64106.64AB右M-41.73-16.6245.60-45.604.33-4.33-28.64-47.07-59.20-25.63-36.546.14-112.42-46.276.14-112.42-28.64V51.0420.06-15.4215.42-1.591.5989.3359.0263.4784.5288.5341.2081.2989.9041.2081.2989.33BC左M-19.38-8.1932.48-32.483.08-3.08-31.99-17.00-25.62-27.05-34.8120.91-63.54-34.0420.91-63.54-63.54V15.877.04-21.6521.65-2.062.0628.9016.1621.9325.3230.51-9.1047.1930.05-9.1047.1947.19BC中M-7.48-3.20-10.66-10.663AB左M-29.18-11.6787.85-87.8510.87-10.87-56.15-23.05-53.49-40.66-68.0575.94-152.47-64.7075.94-152.47-152.47V47.4819.06-21.4521.45-2.442.4483.6653.5660.3977.9284.0729.0984.8684.8329.0984.8684.86AB中M53.8823.82108.35108.35AB右M-41.01-16.5566.58-66.586.66-6.66-27.41-42.44-61.09-21.45-38.2434.79-.32-46.7834.79-.32-46.78V51.3820.68-21.4521.45-2.442.4490.6158.2465.0784.6490.7933.7789.5491.6833.7789.5491.68BC左M-19.89-8.2447.43-47.434.75-4.75-33.04-15.61-28.91-25.98-37.9539.40-83.92-36.5839.40-83.92-83.92V15.877.04-31.6231.62-3.163.1628.9014.6223.4723.9331.90-22.0660.1530.98-22.0660.1560.15BC中M-7.98-3.26-11.60-11.602AB左M-29.18-11.67110.77-110.7715.23-15.23-56.15-16.95-59.59-35.17-73.55105.73-182.27-68.36105.73-182.27-182.27V47.4819.06-26.5326.53-3.343.3483.6652.3061.6576.7885.2022.4991.4785.5822.4991.4791.47AB中M65.8823.82108.35108.35AB右M-41.01-16.5580.27-80.278.82-8.82-27.41-39.42-64.12-18.73-40.9652.58-156.12-48.6052.58-156.12-156.12V51.3820.68-26.5326.53-3.343.3490.6156.9866.3383.5091.9227.1796.1592.4427.1796.1596.15BC左M-19.89-8.2457.18-57.186.29-6.29-33.04-13.45-31.07-24.04-39.8952.07-96.59-37.8752.07-96.59-96.59V15.877.04-38.1238.12-4.194.1928.9013.1824.9122.6433.19-30.5168.6031.84-30.5168.6068.60BC中M-7.98-3.26-11.60-11.60續(xù)表7-1梁的力組合層次截面位置力SGkSQkSEk(1)SEk(2)SWk(1)SWk(2)1.2*SGk+1.4*SQk1.2*SGk+1.4*SWk1.2*SGk+1.4*0.9*(SQk+SWk)1.2*SGk+1.3*SEk1.35*SGk+1.4*(0.7*SQK+0.6*SWK)Mmax及相應VMmin及相應VVmax及相應M1AB左M-27.31-10.92115.75-115.7517.67-17.67-51.17-10.15-59.62-27.27-71.80115.59-185.36-65.48115.59-185.36-185.36V47.2018.95-26.5326.53-3.973.9783.1751.0862.2075.5185.5222.1591.1385.6322.1591.1391.13AB中M55.1924.41110.76110.76AB右M-40.21-16.2483.93-83.9310.90-10.90-26.63-35.04-65.56-15.26-42.7358.81-159.41-49.1858.81-159.41-159.41V51.6620.79-27.7327.73-3.973.9791.1056.4367.5583.1993.1925.9498.0493.4525.9498.0498.0