機(jī)械廠辦公樓建筑方案及結(jié)構(gòu)計(jì)算書

目錄第一篇建筑設(shè)計(jì)部分 11建筑設(shè)計(jì)技術(shù)條件 51.1工程概況 51.2氣象條件 51.3工程地質(zhì)條件 52建筑設(shè)計(jì)總平面設(shè)計(jì) 62.1總體布局 62.2道路交通布置 63建筑平面設(shè)計(jì) 63.1主要使用房間平面設(shè)置 63.2輔助使用房間平面設(shè)計(jì) 73.3交通空間聯(lián)系平面設(shè)計(jì) 83.4建筑平面布置示意圖 94建筑剖面設(shè)計(jì) 104.1房屋各部分高度確定 104.2房屋層數(shù)確定 105建筑立面設(shè)計(jì) 106防火專題設(shè)計(jì) 116.1消防車道設(shè)置 116.2防火分區(qū)設(shè)置 116.3防火間距 117無障礙設(shè)計(jì) 117.1建筑入口處無障礙設(shè)計(jì) 117.2水平交通的無障礙設(shè)計(jì) 127.3接待用房、公共用房的無障礙設(shè)計(jì) 127.4廁所的無障礙設(shè)計(jì) 128構(gòu)造及其他 128.1散水及底層地面： 128.2內(nèi)墻面做法 128.3現(xiàn)澆水磨石樓面做法 12第二篇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分 131結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)條件 131.1工程概況： 131.2設(shè)計(jì)依據(jù) 131.3荷載取值 141.4結(jié)構(gòu)總體布置 151.5主要承重構(gòu)件、墻體的選擇及截面尺寸 161.6基礎(chǔ) 161.7材料 171.8結(jié)構(gòu)計(jì)算原則和方法 172框架結(jié)構(gòu)布置 172.1平面設(shè)計(jì) 172.2豎向設(shè)計(jì) 182.3變形縫 192.4柱網(wǎng)及層高 192.5承重方案 192.6梁、柱截面尺寸 202.7基礎(chǔ)形式 223框架橫向剛度計(jì)算 223.1梁的線剛度 223.2柱的線剛度 233.3框架柱層間側(cè)移剛度 244豎向荷載計(jì)算 264.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 264.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 264.3梁、柱、墻、窗、門、幕墻、樓梯自重標(biāo)準(zhǔn)值 275橫向水平地震作用計(jì)算及位移驗(yàn)算 335.1重力荷載代表值 335.2橫向自振周期 345.3水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及樓層剪力 365.4水平地震作用下的位移驗(yàn)算 376水平地震作用下橫向框架內(nèi)力分析 386.1柱反彎點(diǎn)位置 386.2各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 396.3梁端彎矩，剪力及柱軸力計(jì)算 417豎向荷載作用下橫向框架內(nèi)力分析 457.1樓（屋）蓋荷載傳遞形式 457.2豎向荷載計(jì)算 467.3豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 538框架內(nèi)力組合 638.1結(jié)構(gòu)抗震等級(jí) 638.2框架梁的內(nèi)力組合 638.3框架柱內(nèi)力組合 659框架梁、柱設(shè)計(jì) 759.1梁截面設(shè)計(jì) 759.2柱截面的設(shè)計(jì) 80第三篇地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分 851基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 851.1基礎(chǔ)選形 851.2基礎(chǔ)的埋深 861.3基礎(chǔ)寬度確定 861.4基礎(chǔ)梁相對(duì)剛度計(jì)算 891.5荷載分配 941.6橫向基礎(chǔ)梁內(nèi)力計(jì)算 961.7縱向基礎(chǔ)配筋計(jì)算（計(jì)算簡圖、內(nèi)力圖） 1122擋土墻設(shè)計(jì) 1272.1地基處理 1272.2擋土墻設(shè)計(jì) 1272.3擋土墻方案選擇 138參考文獻(xiàn) 139致謝 錯(cuò)誤！未定義書簽。 第一篇建筑設(shè)計(jì)部分1建筑設(shè)計(jì)技術(shù)條件1.1工程概況1.工程名稱：西安市海倫機(jī)械廠辦公樓建設(shè)單位：西安市海倫機(jī)械廠3.建設(shè)場地：擬建場地位于西寶高速北側(cè)，路塹邊坡頂部。場地平面見附錄1。4.建設(shè)規(guī)模：總建筑面積1550.70平方米，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)地上三層。1.2氣象條件1．冬季采暖室外計(jì)算溫度－5°C。2．主導(dǎo)風(fēng)向：東北；基本風(fēng)壓：0.35kN/m2。3．基本雪壓：0.25kN/m2。4．年降雨量：632mm；日最大降雨量：92mm；時(shí)最大降雨量：56mm。雨季集中在9、10月份。5．土壤最大凍結(jié)深度：800mm。1.3工程地質(zhì)條件1．?dāng)M建建筑場地為填方平整場地，地貌單元屬低級(jí)黃土塬，場地工程地質(zhì)條件見附錄2。2．地下水屬潛水類型，勘察期間（2007年4月）實(shí)測場地地下水穩(wěn)定水位埋深介于29.50~31.50m，相應(yīng)標(biāo)高444.32~446.21m,水質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕作用，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具有腐蝕作用。3．抗震設(shè)防烈度為8度，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。2建筑設(shè)計(jì)總平面設(shè)計(jì)2.1總體布局建筑物設(shè)計(jì)成“凹”型，因?yàn)槟厦鏋槁穳q邊坡，所以整座建筑物坐南朝北?！鞍肌毙烷L邊長度為33.50米，短長度為16.40米。2.2道路交通布置2.2.1道路布置場地內(nèi)的道路布置以中間花壇為中心呈圓形單向布置,道路右側(cè)設(shè)人行道。主干道最窄處寬7.5m。2.2.2場地停車系統(tǒng)辦公樓需要布置地面停車場，考慮用地條件適宜，停放車輛數(shù)量適中，采用集中布置方式，將停車場安放于辦公樓的左方。停車場總占地約300m2，可停放車輛數(shù)量為10輛左右。2.2.3環(huán)境綠化場地內(nèi)綠化以中心花壇為中心，輔以道路旁的樹木、花叢，是以小規(guī)模集中綠化和邊緣性綠化相結(jié)合的綠化形式。3建筑平面設(shè)計(jì)3.1主要使用房間平面設(shè)置3.1.1房間用途、數(shù)量、使用面積按照設(shè)計(jì)任務(wù)書相關(guān)要求，房間用途、數(shù)量、建筑面積如表3.1.1所示。表3.1.1房間使用情況匯總表房間用途房間數(shù)量（間）建筑面積（m2/間）收發(fā)室、傳達(dá)、值班室120.6圖書閱覽室141.3電話機(jī)房、文印室120.6庫房120.6接待室（?。?41.3辦公室（大）1252.9/42.9辦公室（小）320.6活動(dòng)室177.8會(huì)議室（大）185.6會(huì)議室（?。?41.3衛(wèi)生間（男）320.6衛(wèi)生間（女）320.63.1.2房間平面形狀的確定為方便辦公設(shè)備布置,提高面積利用率，機(jī)構(gòu)布置簡單和平面組合方便等原則，設(shè)計(jì)采用矩形平面。3.1.3房間大小尺寸的確定根據(jù)使用面積單間20m2的要求，房間開間為3.3m，進(jìn)深為6.0m，均未超過鋼筋混凝土梁的經(jīng)濟(jì)跨度。3.1.4房間中窗的設(shè)置辦公室采光系數(shù)最低值Cmin=2%，室內(nèi)天然光臨界照度100Lx，采光等級(jí)Ⅲ級(jí)，而西安市地區(qū)屬于Ⅱ類光氣候區(qū)，光氣候系數(shù)K=0.9，窗地面積比，開窗面積窗戶選。3.2輔助使用房間平面設(shè)計(jì)3.2.1廁所的設(shè)置辦公樓公用廁所距離最遠(yuǎn)工作點(diǎn)不應(yīng)大于50m，本設(shè)計(jì)最大距離為27m。估計(jì)辦公樓每層的工作人員為100人，按照辦公建筑廁所設(shè)備參考指標(biāo)：男小便器30人/個(gè)；男大便器40人/個(gè)；女大便器20人/個(gè)；假設(shè)男女比例3：1，計(jì)算得男小便器，大便器均需設(shè)3個(gè)，女大便器需設(shè)2個(gè)。考慮到無障礙設(shè)計(jì)，其中一層男女廁所均各設(shè)置一個(gè)無障礙隔間廁位和一個(gè)專用洗臉盆供殘疾人使用，設(shè)有大會(huì)議室的樓層應(yīng)相應(yīng)增加廁位，設(shè)計(jì)男小便器4個(gè)，男女大便器各5個(gè)，，每個(gè)蹲位尺寸為：長1.2m，寬0.9m，門外開，各蹲位之間用100mm厚隔斷隔開。在洗臉槽，污水池和廁所里側(cè)分別設(shè)置地漏。3.3交通空間聯(lián)系平面設(shè)計(jì)3.3.1走廊的設(shè)置采用內(nèi)廊式走廊，房間布置于走廊兩側(cè)?！掇k公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定走道長度小于等于40m雙面布房時(shí)走道最小凈寬為1.5m。本設(shè)計(jì)走道凈寬為1.9m滿足要求。為符合采光、通風(fēng)要求，走廊盡頭開設(shè)窗戶。3.3.2樓梯的設(shè)置樓梯形式采用雙跑樓梯，共設(shè)兩部，兩部樓梯的設(shè)置也能同時(shí)滿足關(guān)于走廊內(nèi)房間門至樓梯間最大距離30m的限制要求。兩部樓梯梯段寬均為1.40m，均滿足疏散樓梯最小凈寬度1.2m要求。踏步采用高150mm，寬300mm，符合b+2h=600~620mm的要求。樓梯的休息平臺(tái)寬度為1.60m，均大于梯段寬度，滿足規(guī)范要求。樓梯井取130mm，扶手高1.1m。3.3.3門廳的設(shè)置門廳布置于建筑物正中和主要路口相對(duì)，面向主干道，方便人流出入。主要出入樓梯布置于大廳附近，走廊也與其直接相通，保證交通直接便捷。入口處設(shè)置的雨棚。3.4建筑平面布置示意圖4建筑剖面設(shè)計(jì)4.1房屋各部分高度確定一層層高為3.9m，二~三層層高為3.6m?！掇k公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定凈高不得小于2.60m，走道不得小于2.20m。本設(shè)計(jì)一層凈高為3.4m，二~三層凈高為3.1m，一層走廊凈高3.45m，二~三層走廊凈高3.15m，符合規(guī)范要求。綜合層高、凈高、窗戶尺寸等因素取窗臺(tái)高0.9m。室內(nèi)外地坪高差一般不應(yīng)小于150mm，本設(shè)計(jì)取450mm?？紤]立面效果并符合上人屋面的要求及屋頂做法女兒墻高取2.6m。4.2房屋層數(shù)確定將1550m2的建筑面積分成3層，每層約517m2。5建筑立面設(shè)計(jì)立面設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：（1）反映建筑的性格特征（2）考慮物質(zhì)條件的特點(diǎn)（3）適應(yīng)環(huán)境和建筑群體規(guī)范的要求（4）符合形式美的要求（5）掌握建筑標(biāo)準(zhǔn)，考慮經(jīng)濟(jì)條件。6防火專題設(shè)計(jì)根據(jù)《民用建筑防火規(guī)范》，本設(shè)計(jì)高度未超過24m，屬于二級(jí)耐火等級(jí)。6.1消防車道設(shè)置規(guī)范規(guī)定消防車道不應(yīng)小于4m，距建筑物外墻宜大于5m，消防車道上空4m一下范圍內(nèi)部不應(yīng)有障礙物。本設(shè)計(jì)主干道兼做消防車道，車道最窄處寬77m，車道距建筑物外墻最近處為6m，建筑物四周無大型樹木。6.2防火分區(qū)設(shè)置該建筑為高度不超過24m的公共建筑，故應(yīng)查用《民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016—2006），該建筑耐火等級(jí)為二級(jí)，根據(jù)表3.0.1，建筑分類為二類。根據(jù)表5.1.1，二類建筑的每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積為2500m2，故每層為一防火分區(qū)。一、二級(jí)耐火等級(jí)民用建筑防火分區(qū)最大允許長度為150m，每層最大允許建筑面積2500m2。本設(shè)計(jì)建筑總長度為33.50m，每層建筑面積約517m2，均在允許范圍內(nèi)。所以每層作為一個(gè)防火分區(qū)對(duì)待。6.3防火間距民用建筑防火間距規(guī)定，一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑之間防火間距為6m，該辦公樓四周無相鄰建筑，符合要求。7無障礙設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在公共建筑應(yīng)設(shè)置無障礙設(shè)計(jì)。7.1建筑入口處無障礙設(shè)計(jì)入口處設(shè)置坡道方便殘疾人通行，我國對(duì)便于殘疾人通行的坡道的坡度標(biāo)準(zhǔn)定為不大于1/12，同時(shí)還規(guī)定與之相匹配的每段坡道的最大高度為750mm，最大坡段水平長度為9m，室外坡道的最小寬度應(yīng)不小于1.5m。本設(shè)計(jì)坡度為1/12，坡段水平長度為5.4m，坡段寬度為2m，符合要求。7.2水平交通的無障礙設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)走道凈寬1.9m,滿足走道凈寬大于1.5m，使輪椅可以通行，滿足水平交通的要求。7.3接待用房、公共用房的無障礙設(shè)計(jì)接待室位于一層，接待室不設(shè)置門檻，不鋪長毛絨地毯，方便殘疾人使用。7.4廁所的無障礙設(shè)計(jì)衛(wèi)生間的無障礙設(shè)：根據(jù)規(guī)定男女衛(wèi)生間各設(shè)置一個(gè)無障礙衛(wèi)生間，其大小為輪椅標(biāo)準(zhǔn)間廁所。尺寸為1600mm2000mm，內(nèi)部布置有座便器，洗手盆，旋轉(zhuǎn)式扶手。8構(gòu)造及其他8.1散水及底層地面：構(gòu)造詳細(xì)見建—4詳圖eq\o\ac(○,1)8.2內(nèi)墻面做法（1）刷（噴）內(nèi)墻涂料（2）2厚紙筋（麻刀）抹灰面（3）6厚1：3石灰膏砂漿（4）8厚1：3：9水泥石灰膏砂漿打底劃出紋理（5）刷（抹）界面劑一道8.3現(xiàn)澆水磨石樓面做法（1）10厚1：2.5水泥磨石面層，磨光打蠟（2）水泥漿一道（內(nèi)參建筑膠）（3）20厚1：3水泥砂漿找平層，上臥分格條（4）水泥漿一道（內(nèi)參建筑膠）（5）鋼筋混凝土樓板 第二篇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)條件1.1工程概況：工程名稱：西安市海倫機(jī)械廠辦公樓建設(shè)單位：西安市海倫機(jī)械廠建設(shè)場地：擬建場地位于西寶高速北側(cè)，路塹邊坡頂部。場地平面見附錄1。建設(shè)規(guī)模：總建筑面積1550.70平方米，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)地上三層。本項(xiàng)目擬建開工日期：2009年5月1日，竣工日期：2009年11月30日。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1國家標(biāo)準(zhǔn) 1．國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009－2001）2．國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011－2001）3．國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（GB50223－2004）4．國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010－2002）5．國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集.建筑物抗震構(gòu)造詳圖（03G329－1）6．國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007－2002）7．國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79－2002J220－2002）1.2.2地質(zhì)勘察報(bào)告1．?dāng)M建建筑場地為填方平整場地，地貌單元屬低級(jí)黃土塬，場地工程地質(zhì)條件見附錄2;2．地下水屬潛水類型，勘察期間（2007年4月）實(shí)測場地地下水穩(wěn)定水位埋深介于29.50~31.50m，相應(yīng)標(biāo)高444.32~446.21m,水質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕作用，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具有腐蝕作用;3．抗震設(shè)防烈度為8度，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組；4．場地屬非濕陷性地基土；5．修正后的地基承載力特征值為148.91kN/m2；6．可不考慮地基土液化影響。1.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)取值依據(jù)抗震設(shè)防烈度8度《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》1.0.5條建筑抗震設(shè)防類別丙類《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.1.1條房屋抗震等級(jí)二級(jí)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.2條場地類別Ⅱ類《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》4.1.6條建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.2.1條設(shè)計(jì)使用年限50年《建筑結(jié)構(gòu)可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》1.0.5條混凝土環(huán)境類別0.000以上一類0.000以下二類《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.1條建筑分類民用及其它建筑《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》10.0.1條地基濕陷等級(jí)Ⅰ級(jí)《濕陷性黃土地區(qū)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》2.3.7條地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)丙級(jí)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.0.1條1.2.4抗震設(shè)計(jì)參數(shù)水平地震影響系數(shù)最大值特征周期（s）取值依據(jù)多遇地震0.160.35《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.4條罕遇地震0.900.351.3荷載取值1.3.1風(fēng)荷載、雪荷載荷載取值（kN/m2）取值依據(jù)基本風(fēng)壓0.35《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》7.1.3條基本雪壓0.25《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》6.1.3條1.3.2樓面、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載取值（kN/m2）取值依據(jù)房間2.0《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》4.1.1條不上人屋面0.5《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》4.3.1條1.3.3荷載分項(xiàng)系數(shù)取值非抗震設(shè)計(jì)承載力計(jì)算位移計(jì)算取值依據(jù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)11《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》3.2.5條永久荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2或1.351《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》3.2.5條樓面活荷載分項(xiàng)系數(shù)＝1.4＝1《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》3.2.5條風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)———風(fēng)荷載組合值系數(shù)———抗震設(shè)計(jì)承載力計(jì)算位移計(jì)算取值依據(jù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)＝1－《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.2.3條重力荷載代表值分項(xiàng)系數(shù)＝1.2－《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.4.1條水平地震作用分項(xiàng)系數(shù)＝1.3－《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.4.1條豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)———風(fēng)荷載組合值系數(shù)———1.4結(jié)構(gòu)總體布置1.4.1平面、立面布置本設(shè)計(jì)根據(jù)使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需要，結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖2.1.1所示。主體結(jié)構(gòu)共3層，一層層高3.9m，其它層均3.6m。1.4.2柱網(wǎng)布置本設(shè)計(jì)采用大柱網(wǎng)，柱距為6.6m，跨度為AB跨6.0m，BC跨2.4m，CD跨6.0m，DE跨1.5m。1.4.3根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.1條，由于本結(jié)構(gòu)總長度較小，為33.5m，故可不設(shè)變形縫。1.5主要承重構(gòu)件、墻體的選擇及截面尺寸1.5.1柱一~三層柱截面尺寸為500×500mm。1.5.2梁縱、橫方向主梁截面尺寸均為250×600mm。次梁截面尺寸為250×500mm。1.5.3樓蓋、屋蓋樓蓋、屋蓋均采用現(xiàn)澆整體式樓蓋，板厚100mm。1.5.4墻體圍護(hù)墻體均采用240mm厚空心磚墻。1.6基礎(chǔ)1.6.1基礎(chǔ)形式基礎(chǔ)形式為柱下十字交叉條形基礎(chǔ)。1.6.2基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深為:1.05m，橫向基礎(chǔ)梁高取:0.85m，縱向基礎(chǔ)梁高?。?.75m。1.6.3地基處理方式對(duì)地基不處理，采用天然地基。1.7材料混凝土強(qiáng)度等級(jí)梁、板1～3層：C35柱1～3層：C35基礎(chǔ)C30鋼筋種類受力鋼筋箍筋或構(gòu)造鋼筋板HPB235HPB235梁HRB400HPB235柱HRB400HPB235基礎(chǔ)HRB400HPB2351.8結(jié)構(gòu)計(jì)算原則和方法手算：采用簡化方法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移，即沿結(jié)構(gòu)縱橫兩主軸方向，按平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移。電算：軟件名稱：PKPM版本：98.00版編制單位：中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部2框架結(jié)構(gòu)布置2.1平面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)根據(jù)使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需要，結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖2.1.1所示。 圖2.1.1結(jié)構(gòu)平面布置圖2.2豎向設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)共3層，一層層高3.9m，其它層均3.6m。剖面圖如圖2.2.1所示。圖2.2.1剖面圖2.3變形縫根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.1條，由于本結(jié)構(gòu)總長度較小，為33.5m，故可不設(shè)變形縫。2.4柱網(wǎng)及層高2.4.1柱網(wǎng)本設(shè)計(jì)采用大柱網(wǎng)，柱距為6.6m，跨度為AB跨6.0m，BC跨2.4m，CD跨6.0m，DE跨1.5m。柱網(wǎng)計(jì)算簡圖如圖2.4.1所示。圖2.4.1第eq\o\ac(○,3)（eq\o\ac(○,4)）軸框架計(jì)算簡圖2.4.2層高本設(shè)計(jì)采用一層層高為3.9m，二、三層為3.6m。2.5承重方案采用橫向承重方案。橫向框架計(jì)算簡圖如圖2.5.1所示。圖2.5.1第eq\o\ac(○,3)（eq\o\ac(○,4)）軸橫向框架計(jì)算簡圖其中取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線；取樓板底面為梁軸線。一層柱高取至基礎(chǔ)頂面，2～3層柱高度即為層高，取3.6m，底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即h1=3.9+0.45+1.05-0.85-0.1=4.45m。2.6梁、柱截面尺寸2.6.1梁截面尺寸確定橫向主梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，縱向主梁截面高度取與橫向主梁相同，次梁截面高度按梁跨度的1/14估算。梁截面寬度按梁高度的1/3~1/2估算，橫向主梁保持寬度相同以方便施工。由此估算的梁截面尺寸見表2.6.1表2.6.1梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強(qiáng)度等級(jí)層次混凝土強(qiáng)度橫梁（b×h）縱梁（b×h）次梁（b×h）AB跨BC跨CD跨DE跨1～3C35250×600250×450250×600250×450250×600250×5002.6.2柱截面尺寸確定柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制估算，本設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)（《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.2條），其軸壓比限制（《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.7條）；各層重力荷載代表值近似取14kN/㎡。取eq\o\ac(○,2)軸線上各柱，由圖2.4.1可知eq\o\ac(○,A)軸線柱的負(fù)載面積為6.6×3m2；eq\o\ac(○,B)軸線柱負(fù)載面積為6.6×4.2m2；eq\o\ac(○,C)軸線柱的負(fù)載面積為6.6×4.2m2；eq\o\ac(○,D)軸線柱的負(fù)載面積為6.6×3+3.3×0.75m2；eq\o\ac(○,E)軸線柱的負(fù)載面積為3.3×0.75m2。由式得第一層柱截面面積為：eq\o\ac(○,A)柱eq\o\ac(○,B)柱eq\o\ac(○,C)柱eq\o\ac(○,D)柱eq\o\ac(○,E)柱（1.3、1.25—考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3、不等跨內(nèi)柱取1.25）取柱截面為正方形，則各柱的截面高度分別為：eq\o\ac(○,A)柱285×285mm2;eq\o\ac(○,B)柱331×331mm2;eq\o\ac(○,C)柱331×331mm2;eq\o\ac(○,D)柱296×296mm2;eq\o\ac(○,E)柱101×101mm2。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合其它如側(cè)移、承載力、經(jīng)濟(jì)等因素，本設(shè)計(jì)柱截面取值如下：1～3層500mm×500mm2.7基礎(chǔ)形式基礎(chǔ)形式采用柱下十字交叉條形基礎(chǔ)，埋深按建筑總高的1/12估算，基礎(chǔ)梁的高度按跨度的1/8估算，由此確定的基礎(chǔ)埋深為1.05米、基礎(chǔ)梁高度為橫向取0.75米，縱向取0.85米。3框架橫向剛度計(jì)算3.1梁的線剛度混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面、計(jì)算跨度不同，則梁線剛度不同。表3.1.1橫梁線剛度計(jì)算表樓層梁跨Ec/(N/mm2)截面b×h/(mm×mm)計(jì)算跨度/mm矩形截面慣性矩/mm4邊框架中框架/mm4/N·mm/N·mm/N·mm3～1A～B250×60060004.5×1096.75×1093.544×10109.0×1094.725×1010B～C250×45024001.9×1092.85×1093.741×10103.80×1094.988×1010C～D250×60060004.5×1096.75×1093.544×10109.0×1094.725×1010D～E250×45015001.9×1092.85×1095.985×10103.80×1097.98×1010其中。計(jì)算跨度取和計(jì)算簡圖相同。3.2柱的線剛度混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面、計(jì)算高度不同，則柱線剛度不同。表3.2.1柱線剛度計(jì)算表樓層E/(N/mm2)截面b×h/(mm×mm)慣性矩/mm4層高h(yuǎn)/mm/N·mm2～33.15×104500×5005.208×10936004.557×101013.15×104500×5005.208×10944503.687×1010其中。計(jì)算高度取計(jì)算簡圖相同。3.3框架柱層間側(cè)移剛度表3.3.1結(jié)構(gòu)2～3層(N/mm)值計(jì)算框架類型柱號(hào)×根數(shù)中間框架eq\o\ac(○,2)~eq\o\ac(○,5)軸共4榀eq\o\ac(○,A)柱共4根1.0370.341434657384eq\o\ac(○,B)柱共4根2.1310.522194187764eq\o\ac(○,C)柱共4根2.1310.522194187764eq\o\ac(○,D)柱共4根邊柱2根1.0370.341434628692中柱2根2.7880.582447348946eq\o\ac(○,E)柱共2根1.7510.471983139663邊框架eq\o\ac(○,1)、eq\o\ac(○,6)軸共2榀eq\o\ac(○,A)柱共2根0.7780.281181423629eq\o\ac(○,B)柱共2根1.5990.441856637131eq\o\ac(○,C)柱共2根1.5990.441856637131eq\o\ac(○,D)柱共2根2.0910.512151943038eq\o\ac(○,E)柱共2根1.3130.401687833756其中為梁柱線剛度比，對(duì)于一般層的邊柱，對(duì)于一般層的中柱。柱側(cè)移剛度修正系數(shù)。表3.3.2結(jié)構(gòu)1層(N/mm)值計(jì)算框架類型柱號(hào)×根數(shù)中間框架eq\o\ac(○,2)~eq\o\ac(○,5)軸共4榀eq\o\ac(○,A)柱共4根1.2820.541213148524eq\o\ac(○,B)柱共4根2.6340.681511060442eq\o\ac(○,C)柱共4根2.6340.681511060442eq\o\ac(○,D)柱共4根邊柱2根1.2820.541213124262中柱2根3.4460.721618932378eq\o\ac(○,E)柱共2根2.1640.641429428588邊框架eq\o\ac(○,1)、eq\o\ac(○,6)軸共2榀eq\o\ac(○,A)柱共2根0.9610.491085021700eq\o\ac(○,B)柱共2根1.9790.621392027840eq\o\ac(○,C)柱共2根1.9790.621392027840eq\o\ac(○,D)柱共2根2.5840.671503230064eq\o\ac(○,E)柱共2根1.6230.591309226184其中為梁柱線剛度比，計(jì)算簡圖中考慮底層底部為固接，對(duì)于底層的邊柱，對(duì)于一般層的中柱。柱側(cè)移剛度修正系數(shù)。即為框架各層層間側(cè)移剛度，匯總于表3.3.3。表3.3.3橫向框架層間側(cè)移剛度匯總(N/mm)樓層123388263524305524305由上表可知：，故該框架為規(guī)則框架。4豎向荷載計(jì)算4.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值1）屋面(不上人)：涂料4厚高分子防水卷材0.3kN/m220厚1：3水泥砂漿找平層20×0.02=0.4kN/m2100厚水泥蛭石保溫層5×0.10=0.5kN/m230厚1：8水泥焦渣兼作找坡14×0.03=0.42kN/m24厚油氈隔離層0.41kN/m220厚1：3水泥砂漿找平層20×0.02=0.4kN/m2100厚現(xiàn)澆砼板25×0.1=2.5kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂0.25kN/m2合計(jì)5.18kN/m22）樓面(1～2)：水磨石地面(10mm面層，20mm水泥砂漿打底)0.65kN/m2100厚砼板25×0.1=2.5kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂0.25kN/m2合計(jì)3.4kN/m24.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值1）不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m22）樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m23）屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值kN/m2(其中為屋面積雪分布系數(shù)，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》6.2.1規(guī)定，取1.0，為基本雪壓。)4.3梁、柱、墻、窗、門、幕墻、樓梯自重標(biāo)準(zhǔn)值梁、柱根據(jù)截面的尺寸、材料容重及粉刷層影響等計(jì)算出單位長度上的重力荷載；對(duì)于墻、門、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載；樓梯等按每層計(jì)算。各部分單位重力荷載的單位如表：構(gòu)件梁、柱墻、幕墻窗、門樓梯單位4.3.1梁、柱自重標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算計(jì)算結(jié)果見表4.3.1，其中為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)；g表示單位長度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件的數(shù)量；為構(gòu)件的長度，對(duì)于梁取凈長；柱長度取層高。表4.3.1梁柱自重12～6層次梁、柱自重柱縱梁次梁B~C、D~E跨橫梁A~B、C~D跨橫梁柱縱梁次梁B~C、D~E跨橫梁A~B、C~D跨橫梁構(gòu)件0.50.250.250.250.250.50.250.250.250.25b/m0.50.60.50.450.60.50.60.50.450.6h/m25252525252525252525γ/KN/m21.11.051.051.051.051.11.051.051.051.05β6.8753.9383.2812.9533.9386.8753.9383.2812.9533.938g/KN/m4.456.165.8751.915.53.66.165.8751.915.5Li/m28228264122822826412n856.625528.413157.500038.55533.66611.813259.875693.000528.413157.500038.55533.66611.813259.875Gi/KN1029.8201029.820∑Gi4.3.2墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（列表4.3.2）1)墻體單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：外墻為240mm厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2)，內(nèi)墻面為25mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為kN/m2內(nèi)墻為240mm厚粘土空心磚，兩側(cè)均為20厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為kN/m22）屋頂女兒墻（高0.6m）自重標(biāo)準(zhǔn)值估算為：單位面積重力荷載估計(jì)值：0.5+15×0.2+17×0.025=3.925kN/m2自重標(biāo)準(zhǔn)值3.925×0.6×100.8=237.38kN女兒墻以上裝飾護(hù)欄（2m）自重標(biāo)準(zhǔn)值估算為：3.5×2×100.8×0.4=282.24kN4.3.3窗、門、幕墻、樓梯自重標(biāo)準(zhǔn)值（列表4.3.3）1)門、窗單個(gè)重力荷載計(jì)算取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為0.4kN/m2。2)樓梯自重標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算按照體積乘以容重的方法計(jì)算得各層樓梯的重力荷載為：一層：V1=1/2×0.15×0.3×1.4×26+0.1×4.4×1.4×2+3×1.6×0.1+0.2×0.4×3.3×3=0.819+1.232+0.48+0.792=3.323m3故一層：2×3.323×25=166.15kN/層二層：V1=1/2×0.15×0.3×1.4×24+0.1×4.4×1.4×2+3×1.6×0.1=0.756+1.232+0.48+0.2×0.4×3.3×3=3.26m3故二層：2×3.26×25=163kN/層3）幕墻自重標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表4.3.4玻璃幕墻自重標(biāo)準(zhǔn)值玻璃幕墻自重標(biāo)準(zhǔn)值層次單位面積重力荷載kN/m2玻璃幕墻面積（m2）重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值kN一層1.539.58559.3775二層56.2584.375三層56.2584.375表4.3.2墻體自重標(biāo)注值墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值一層粘土空心磚墻外墻窗面積m2外墻計(jì)算高度外墻計(jì)算長度外墻面積m2外墻單位墻面重力荷載重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值50.943.8575.6240.124.532644.422703.80內(nèi)墻門窗面積內(nèi)墻計(jì)算高度內(nèi)墻計(jì)算長度內(nèi)墻面積內(nèi)墻單位墻面重力荷載44.223.386.3363.994.283.436.3玻璃幕墻玻璃幕墻面積單位面積重力荷載59.3839.5851.5二層粘土空心磚墻外墻窗面積m2外墻計(jì)算高度外墻計(jì)算長度外墻面積m2外墻單位墻面重力荷載2104.512188.8956.34375.6170.464.53內(nèi)墻門窗面積內(nèi)墻計(jì)算高度內(nèi)墻計(jì)算長度內(nèi)墻面積內(nèi)墻單位墻面重力荷載44.64387.4311.494.283.130.3玻璃幕墻玻璃幕墻面積單位面積重力荷載84.3856.251.5三層粘土空心磚墻外墻窗面積m2外墻計(jì)算高度外墻計(jì)算長度外墻面積m2外墻單位墻面重力荷載2021.052105.4356.34375.6170.54.53內(nèi)墻門窗面積內(nèi)墻計(jì)算高度內(nèi)墻計(jì)算長度內(nèi)墻面積內(nèi)墻單位墻面重力荷載47.64381.9291.994.283.130.3玻璃幕墻玻璃幕墻面積單位面積重力荷載84.3856.251.5表4.3.3窗門類型門窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值各層門窗總重量（kN）C7C6C5C4C3C2C1M6M5M4M3M2M1設(shè)計(jì)編號(hào)無亮子塑鋼窗（高窗）無亮子塑鋼窗有亮子三扇推拉窗折角塑鋼凸窗木制工藝窗有亮子推拉窗有亮子推拉窗實(shí)木工藝門實(shí)木工藝門四扇不銹鋼推拉門雙扇百葉玻璃門雙扇百葉玻璃門實(shí)木工藝門說明1200×600900×15002700×18002700×18001800×21001800×15001800×21001000×2400900×21006100×36001500×27001800×27001000×2100洞口尺寸（mm）0.721.354.864.863.782.73.782.41.8921.964.054.862.1門窗面積（m2）0.40.40.40.40.20.40.40.20.20.20.20.20.2單位面積重力荷載kN/m233.5045212208221036數(shù)量1層1.441.081.9443.8881.512012.0960.960.7564.39202.9162.52荷載(kN)30.5286202228220242數(shù)量2層1.7281.0803.8881.5122.1612.0960.960.75601.623.8880.84荷載(kN)31.2727202228220070數(shù)量3層2.0161.0803.8881.5122.1612.0960.960.756006.8040荷載(kN)5橫向水平地震作用計(jì)算及位移驗(yàn)算5.1重力荷載代表值重力荷載代表值指結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和。以第一層為例說明計(jì)算過程其中前所乘的系數(shù)0.5為可變荷載的組合值系數(shù)，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.3采用。當(dāng)計(jì)算頂層時(shí)，可變荷載取雪荷載，系數(shù)仍取0.5。由以上公式代入數(shù)據(jù)計(jì)算重力荷載代表值得：同理可得：計(jì)算頂層時(shí)，將女兒墻的重力荷載全部加到其中，其它部分與前面相同。將各層重力荷載代表值匯總與表5.1.1表5.1.1重力荷載代表值(kN)層數(shù)123重力荷載代表值6278.345813.155713.34圖5.1.1各質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值5.2橫向自振周期由于本設(shè)計(jì)為質(zhì)量和剛度沿高度方向分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，所以基本自振周期(s)可按頂點(diǎn)位移法估算：其中為結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，考慮本設(shè)計(jì)中非承重墻基本在柱間布置，所以取0.7；為計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移(單位：m)，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。表5.2.1結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移計(jì)算樓層35713.345713.3452430510.978.825813.1511526.4952430522.067.916278.3417804.8338826345.945.9其中、單位為kN，的單位為N/mm，，的單位為mm。按前述方法估算基本周期：由于本設(shè)計(jì)中所示結(jié)構(gòu)高度未超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。首先計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載其次計(jì)算水平地震影響系數(shù)根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》5.1.5條規(guī)定查用，即當(dāng)時(shí)其中取1.0，取0.16代入數(shù)字計(jì)算得：=1.0×0.16=0.16最后確定結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值kN因?yàn)?，所以不考慮頂部附加水平地震作用。5.3水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及樓層剪力將上述計(jì)算結(jié)果代入公式可得各樓層地震剪力，計(jì)算過程詳見表5.3.1表5.3.1各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層剪力樓層層間剪力311.655713.3466560.410.4711341.981341.9828.055813.1546795.860.331943.492285.4814.456278.3427938.610.198563.292848.77其中單位為m，、、單位為kN。各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布如圖5.3.1及5.3.2圖5.3.1水平地震作用分布圖5.3.2層間剪力分布5.4水平地震作用下的位移驗(yàn)算計(jì)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移計(jì)算頂點(diǎn)位移計(jì)算過程詳見表。表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角。表5.4.1橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算樓層31341.985243052.5636001/140614.2622285.485243054.3636001/82611.712848.773882637.3444501/6067.34其中單位為kN，單位為N/mm，、、單位為mm。由表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/606，根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》5.5.1條規(guī)定，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的=1/550，大于1/606。所以滿足要求。結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力還應(yīng)符合(《建筑抗震規(guī)范》5.2.5條)，由于結(jié)構(gòu)的基本周期小于3.5s，所以取0.032，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)如表表5.4.2橫向水平地震作用下剪力驗(yàn)算樓層31341.98182.8322285.48368.8512848.77569.75其中數(shù)據(jù)單位均為kN。表中數(shù)據(jù)可見，各層水平地震剪力均滿足要求。6水平地震作用下橫向框架內(nèi)力分析以圖2.4.1中eq\o\ac(○,3)軸線橫向框架在左地震作用下作為計(jì)算對(duì)象，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。水平地震作用下的橫向框架柱端彎矩的計(jì)算采用D值法，首先要確定反彎點(diǎn)的位置。6.1柱反彎點(diǎn)位置計(jì)算各柱的反彎點(diǎn)高度比其中查倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比表，本設(shè)計(jì)中上，下層線剛度未發(fā)生變化，所以不調(diào)整，底層柱修正值，二層柱修正，其余柱均無修正。具體修正過程及結(jié)果見表6.1.1。表6.1.1柱反彎點(diǎn)計(jì)算樓層層高（m）邊柱（eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,D)柱）中柱（eq\o\ac(○,B)、eq\o\ac(○,C)柱）33.61.0370.4020001.4472.1310.450001.6223.61.0370.4520001.6272.1310.50001.814.451.2820.6340002.8212.6340.5680002.528其中的單位為m。6.2各層柱端彎矩及剪力計(jì)算柱的剪力根據(jù)各柱的抗側(cè)剛度分配，即得到后，該柱上下端彎矩、按下式計(jì)算下面以3層eq\o\ac(○,A)柱來具體說明計(jì)算過程：=kN=36.88×1.447=53.36kN·m=36.88×（1-0.402）×3.6=79.40kN·m其余各層各柱都以相同的方式計(jì)算得，具體的計(jì)算過程及結(jié)構(gòu)見表6.2.1。123樓層各層柱端彎矩及剪力計(jì)算21764.45453.63.6hi/m2848.772285.481341.98Vi/KN388263524305524305∑Dij12131.1914407.5214407.52Di1邊柱89.0162.8036.88Vi11.2821.0371.037K0.6340.4520.402y251.12102.1953.37Mi1b144.97123.9079.39Mi1u123樓層各層柱端彎矩及剪力計(jì)算4.453.63.6hi/m2848.772285.481341.98Vi/KN388263524305524305∑Dij15110.521766.321766.3Di2中柱110.8794.8855.71Vi22.6342.1312.131K0.5680.50.45y280.23170.7890.25Mi2b213.13170.78110.31Mi2u表6.2.1各層柱端彎矩及剪力計(jì)算續(xù)表6.2.1表6.2.1各層柱端彎矩及剪力計(jì)算續(xù)表6.2.1其中的單位為m，的單位為kN，、的單位為N/mm，M的單位為kN·m。6.3梁端彎矩，剪力及柱軸力計(jì)算根據(jù)上述所計(jì)算的柱端彎矩的值，采用節(jié)點(diǎn)平衡的方式，根據(jù)梁線剛度按照其線剛度分配的原則計(jì)算梁端彎矩，以2層AB跨的彎矩計(jì)算具體說明過程：A節(jié)點(diǎn)：對(duì)于A節(jié)點(diǎn)，為0。B節(jié)點(diǎn)：kN·m計(jì)算所得到的彎矩為節(jié)點(diǎn)彎矩，將其反向即得到所需的桿端彎矩。所以AB梁的剪力為kN其余各梁端彎矩及剪力計(jì)算與上述相同。柱的軸力根據(jù)計(jì)算，由此可得四根柱的軸力,其中的單位為kN,軸力以柱受壓為正。具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見表6.3.1。表6.3.1梁端彎矩，剪力及柱軸力計(jì)算梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算樓層邊梁走道梁柱軸力線剛度MblMbrLVb線剛度MblMbrLVb邊柱N中柱N34.725×79.3953.666.022.174.988×56.6556.652.447.21-22.17-25.042177.27126.986.050.71134.05134.052.4111.71-72.88-86.041247.16186.766.072.32197.16197.162.4164.30-145.20-178.02其中的單位為kN·m，的單位為kN，L的單位為m，線剛度單位為N·mm綜合上述內(nèi)容作水平左地震作用下的eq\o\ac(○,3)軸線框架的彎矩圖，梁端剪力圖及柱軸力圖。如圖6.3.1~6.3.2所示。圖6.3.1左地震作用下框架梁、柱彎矩圖(kN·m)圖6.3.2左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖(kN)7豎向荷載作用下橫向框架內(nèi)力分析7.1樓（屋）蓋荷載傳遞形式取eq\o\ac(○,3)軸線的橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為6.6m，如圖7.1.1所示。由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該榀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)的其它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)上還作用有集中力矩。圖7.1.1橫向框架計(jì)算單元對(duì)于本設(shè)計(jì)，作用在框架上的荷載可能為集中荷載、均布荷載、三角形或梯形分布荷載及集中力矩等。如圖7.1.2所示。(a)永久荷載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 (b)可變荷載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖圖7.1.2荷載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖7.2豎向荷載計(jì)算7.2.1永久荷載計(jì)算各層梁上作用的荷載如圖7.2.1所示。圖7.2.1各層梁上作用的永久荷載圖中、、代表橫梁自重，為均布荷載形式。對(duì)于第3層kN/m，kN/m，kN/m、和分別為房間和走廊板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖7.1.1所示幾何關(guān)系可得kN/m，kN/mkN/m、、及分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的永久荷載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計(jì)算如下：集中力矩kN·mkN·mkN·mkN·m對(duì)于1～2層，計(jì)算方法與3層相似，只是要考慮橫梁上墻的自重，其余荷載計(jì)算方式與3層相同。對(duì)2層：kN/m，kN/m，kN/mkN/m，kN/mkN/mkN·mkN·mkN·mkN·m對(duì)1層：kN/m，kN/m，kN/mkN/m，kN/mkN/m、、與2層計(jì)算相同，，，kN·mkN·mkN·mkN·m將計(jì)算結(jié)果匯總與表7.2.1。表7.2.1橫向框架恒載匯總表層次(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)kNkN33.9382.9533.93817.09412.43217.094162.96134.7823.9382.9533.93811.228.1611.22159.60186.1613.9382.9533.93811.228.1611.22159.60189.47續(xù)表7.2.1層次kNkNkN·mkN·mkN·mkN·m3134.78162.9620.3716.8516.8520.372159.96142.6119.9523.2720.0017.831159.96142.6119.9523.6820.0017.837.2.2可變荷載計(jì)算各層梁上作用的可變荷載如圖7.2.2所示。圖7.2.2各層梁上作用的可變荷載可變荷載計(jì)算時(shí)，所有自重產(chǎn)生的荷載都不考慮。其它計(jì)算過程與永久荷載計(jì)算相似。對(duì)于第3層，在屋面活荷載作用下：kN/m，kN/mkN/mkN·mkN·m在屋面雪荷載作用下kN/m，kN/mkN/mkN·mkN·m對(duì)于1~2層：kN/m，kN/mkN/mkN·mkN·m其它可變荷載計(jì)算與雪荷載計(jì)算雷同，計(jì)算結(jié)果匯總于表7.2.2。表7.2.2橫向框架活載匯總表層次(kN/m)(kN/m)(kN/m)kNkNkN31.65（0.825）1.2（0.6）1.65（0.825）6.31（3.16）9.55（4.78）9.55（4.78）26.64.86.625.2538.2038.2016.64.86.625.2538.2038.20續(xù)表7.2.2層次kNkN·mkN·mkN·mkN·m36.31（3.16）0.79（0.40）1.19（0.60）1.19（0.60）0.79（0.40）225.253.164.784.783.16125.253.164.784.783.16注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。7.2.3重力荷載代表值結(jié)算根據(jù)重力荷載代表值(屋面上的可變荷載取雪荷載)原則，將永久荷載與可變荷載進(jìn)行組合，得橫向框架的重力荷載代表值，匯總于表7.2.3。表7.2.3橫向框架重力荷載代表值匯總表層次(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)kNkN33.9382.9533.93817.5112.7317.51164.54137.1723.9382.9533.93814.5210.5614.52172.23205.2613.9382.9533.93814.5210.5614.52173.23208.57續(xù)表7.2.3層次kNkNkN·mkN·mkN·mkN·m3137.17164.5420.5717.1517.1520.572179.06155.2421.5325.6622.3919.411179.06155.2421.5326.0722.3919.417.3豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算梁端和柱端彎矩均采用彎矩二次分配法計(jì)算。荷載作用下彎矩分配過程如圖7.3.1~7.3.4所示。圖中表示與節(jié)點(diǎn)相連各桿件的彎矩分配系數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)中桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度計(jì)算得出，為節(jié)點(diǎn)集中彎矩，各桿件的固端彎矩根據(jù)《等截面梁固端彎矩及桿端剪力》表確定。圖7.3.1永久荷載作用下彎矩二次分配圖7.3.1永久荷載作用下彎矩二次分配圖7.3.2可變荷載作用下彎矩二次分配圖7.3.2可變荷載作用下彎矩二次分配圖7.3.3屋面為雪荷載作用下彎矩二次分配圖7.3.3屋面為雪荷載作用下彎矩二次分配

圖7.3.4重力荷載代表值作用下彎矩二次分配圖7.3.4重力荷載代表值作用下彎矩二次分配圖7.3.4重力荷載代表值作用下彎矩二次分配圖7.3.4重力荷載代表值作用下彎矩二次分配由上述各圖可得各不同豎向荷載下框架的彎矩圖，如圖7.3.5~7.3.7所示圖7.3.5永久荷載作用下梁、柱彎矩圖圖7.3.5永久荷載作用下梁、柱彎矩圖圖7.3.6活荷載(屋面雪荷載)作用下梁、柱彎矩圖圖7.3.6活荷載(屋面雪荷載)作用下梁、柱彎矩圖圖7.3.7重力荷載代表值作用下梁、柱彎矩圖圖7.3.7重力荷載代表值作用下梁、柱彎矩圖梁端剪力根據(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。柱軸力由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加后考慮柱自重得到。計(jì)算柱底軸力還需考慮柱的自重。計(jì)算過程及結(jié)果見表7.3.1~7.3.3。其中梁端剪力及柱軸力的單位均為kN。剪力的方向以向上為正。表7.3.1恒載作用下梁端剪力及柱軸力表7.3.2可變荷載作用下梁端剪力及柱軸力表7.3.3屋面雪荷載作用下梁端剪力及柱軸力表7.3.4重力荷載代表值作用下梁端剪力及柱軸力8框架內(nèi)力組合8.1結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，地震烈度為8度，建筑高度小于30米，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.2條規(guī)定，本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)。8.2框架梁的內(nèi)力組合本設(shè)計(jì)考慮三種內(nèi)力組合，即可變荷載效應(yīng)控制的組合：永久荷載效應(yīng)控制的組合：抗震時(shí)的組合：具體組合過程及結(jié)果詳見表8.2.1。以下以第1層AB跨考慮地震作用的組合為例，說明內(nèi)力組合表中梁跨中彎矩計(jì)算方法。梁上荷載計(jì)算：kN/mkN/m左震時(shí)：根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)值，由平衡條件確定。根據(jù)上圖可得：則發(fā)生在左支座。同理右震時(shí)可以算得：則發(fā)生在右支座。剪力計(jì)算：其中為梁凈跨?。?.5m，而為軸心內(nèi)力，如此，梁端剪力增大，偏安全。左震時(shí)：=280.301+289.111=569.412kN·m右震時(shí)：=362.322+196.469=558.791kN·m故取左震時(shí)=569.412kN·m則：其余各梁段的桿端最大內(nèi)力計(jì)算與以上過程相似。8.3框架柱內(nèi)力組合柱組合時(shí)，取每層柱的柱頂和柱底兩個(gè)控制截面，考慮與梁相同的三種內(nèi)力組合，并對(duì)柱端彎矩進(jìn)行調(diào)整，具體組合過程詳見表8.3.1~8.3.4。以下以2層B柱左震時(shí)柱端彎矩調(diào)整為例，說明表中柱端彎矩的調(diào)整過程。判斷軸壓比>0.15,所以需要進(jìn)行調(diào)整。該節(jié)點(diǎn)為有節(jié)點(diǎn)集中彎矩的節(jié)點(diǎn)，所以先計(jì)算，212.768+167.858=380.626kN·m1.21.2380.626=456.751kN·m所以調(diào)整后的柱端彎矩。根據(jù)按彈性分析所得的節(jié)點(diǎn)處柱上下端彎矩計(jì)算調(diào)整后的柱端彎矩的分配系數(shù)：所以調(diào)整后的柱端彎矩：kN·mkN·m調(diào)整后的值均大于原值，所以可以使用。其余柱的調(diào)整過程與上述相似。表8.2.1橫向框架梁內(nèi)力組合表樓層截面內(nèi)力非震內(nèi)力地震內(nèi)力可變荷載效應(yīng)控制的組合永久荷載效應(yīng)控制的組合→←→←→←3支座-34.103-3.133-45.310-49.110-35.12779.388-79.38861.052-145.35745.789-109.0185.553.4478.7547.8123.53062.31668.005———————-39.774-3.417-52.513-57.044-40.722-53.6653.660-118.62520.891-88.96915.66850.1753.64865.31771.311———————-12.716-0.686-16.220-17.840-12.79656.648-56.64858.287-88.99743.716-66.7481.910.6288.1711.0610.72014.28115.637———————-12.605-0.686-16.087-17.690-12.685-56.64856.648-88.86458.420-66.64843.81510.9450.72014.14215.481———————-39.879-3.417-52.639-57.185-40.82753.66-53.66020.766-118.75015.574-89.0635.553.4478.7450.1673.64865.30871.301———————-34.245-3.133-45.481-49.302-35.269-79.38879.388-145.52760.881-109.14645.66147.8203.53062.32568.016———————跨間——64.7360.57———94.5958.8870.9444.16—————-7.13-8.74———58.2958.4243.7243.82—————64.5860.40———58.7694.4044.0770.80———2支座-31.444-11.567-53.927-53.785-37.169177.266-177.266185.843-275.049139.382-206.2875.546.54113.4835.84714.03962.67262.153———————-33.220-13.082-58.179-57.667-39.740-126.985126.985-212.768117.393-159.57688.04536.58814.68664.46563.785———————-3.946-2.794-8.646-8.064-5.342134.053-134.053167.858-180.679125.894-135.5101.99.39195.687.9572.88013.58113.565———————-4.871-2.794-9.757-9.314-6.268-134.053134.053-181.790166.747-136.343125.0608.9222.88014.73814.867———————-32.962-13.082-57.868-57.318-39.481126.985-126.985117.703-212.45788.277-159.3435.546.54113.4836.58814.68664.46663.786———————-31.182-11.567-53.612-53.431-36.907-177.266177.266-274.735186.157-206.051139.61835.84714.03962.67162.152———————跨間——57.0957.41———185.84117.39139.3888.04—————1.281.8———167.86166.75125.89125.06—————57.457.77———117.70186.1688.28139.62———1支座-28.631-11.089-49.882-49.519-34.176247.163-247.163280.301-362.322210.226-271.7425.546.54145.1635.48713.97262.14561.600———————-32.137-12.927-56.662-56.053-38.601-186.762186.762-289.111196.469-216.833147.35236.94814.73864.97164.323———————-5.201-2.988-10.424-9.949-6.695197.157-197.157248.271-264.338186.203-198.2531.99.39283.887.8612.88013.46513.434———————-6.312-2.988-11.758-11.450-7.806-197.157197.157-265.672246.937-199.254185.2039.0192.88014.85414.998———————-31.781-12.927-56.235-55.573-38.245186.762-186.762196.896-288.684147.672-216.5135.546.54145.1436.93014.73864.94964.299———————-28.361-11.089-49.558-49.155-33.906-247.163247.163-361.999280.624-271.499210.46835.50513.97262.16761.624———————跨間——59.8860.37———280.30196.47210.23147.35—————-2.14-1.77———248.27246.94186.20185.20—————60.2660.79———196.90280.62147.67210.47———說明：（1）彎矩以梁下部受拉為正，單位：kN·m；剪力以向上為正，單位：kN。（2）表中內(nèi)力均為構(gòu)件端部內(nèi)力。、、三列中的梁端彎矩為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，調(diào)幅系數(shù)取0.8；梁端剪力不乘調(diào)幅系數(shù)。（3）組合非震時(shí)梁跨間：將計(jì)算跨的梁取出脫離體，左右端彎矩值為組合后的彎矩設(shè)計(jì)值，梁上作用全部恒載、活載設(shè)計(jì)值，按此計(jì)算簡圖根據(jù)平衡條件計(jì)算相應(yīng)的梁端剪力設(shè)計(jì)值，再計(jì)算梁跨間設(shè)計(jì)值。（4）組合地震時(shí)梁端彎矩：受彎抗震承載力調(diào)整系數(shù)0.75。（5）組合地震時(shí)梁端剪力：按照公式計(jì)算，其中受剪抗震承載力調(diào)整系數(shù)0.85；剪力增大系數(shù)1.2；為梁凈跨度；為梁在重力荷載代表值作用下，按簡支梁計(jì)算的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值；、分別為梁左右端截面順時(shí)針或反時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值，取順時(shí)針或反時(shí)針方向之大值，在列中取數(shù)據(jù)。（6）組合地震時(shí)梁跨間：將計(jì)算跨的梁取出脫離體，左右端彎矩值為組合后的彎矩設(shè)計(jì)值，取列數(shù)據(jù)，梁上作用全部重力荷載代表值的設(shè)計(jì)值，按此計(jì)算簡圖根據(jù)平衡條件計(jì)算相應(yīng)的梁端剪力設(shè)計(jì)值，再計(jì)算梁跨間設(shè)計(jì)值。表8.3.1橫向框架A柱內(nèi)力組合表樓層截面內(nèi)力非震內(nèi)力地震內(nèi)力（、）及相應(yīng)的及相應(yīng)的及相應(yīng)的地震內(nèi)力（）可變荷載效應(yīng)控制的組合永久荷載效應(yīng)控制的組合柱端彎矩調(diào)整→←→←→←→←3柱頂22.2593.12631.08833.11423.339-79.39079.390-75.200131.2140.075-75.200131.214-56.40098.41098.410-56.40033.1143.500-70.308210.7729.840266.702294.185213.273-22.17022.170227.106284.748——170.330213.561213.561170.330294.185柱底-12.241-4.844-21.471-21.272-14.52053.370-53.37051.958-86.80457.782-110.03843.336-82.529-82.52943.336-21.272235.5229.840296.402327.597238.023-22.17022.170256.806314.448——192.605235.836235.836192.605327.597——-15.017-15.539————————————2柱頂7.1146.45517.57415.93010.412-123.900123.900-148.576173.5640.160-165.230220.020-132.184176.016213.561-132.18415.9303.500-118.717430.97049.129585.944629.955453.112-72.88072.880448.991638.479——359.192510.783510.783359.192629.955柱底-10.318-6.956-22.120-20.746-13.796102.190-102.190116.292-149.402132.202-187.342105.762-149.874-149.874105.762-20.746455.72049.129615.644663.368477.862-72.88072.880478.691668.179——382.952534.543534.543382.952663.368——-11.341-10.479————————————1柱頂5.5203.74611.86911.1237.393-144.970144.970-179.589197.3330.253-204.159247.444-163.327197.955197.955-163.32711.1234.450-151.524650.80688.351904.659965.173692.565-145.200145.200642.3181019.838——513.855815.871815.871513.855965.173柱底-2.760-1.873-5.934-5.562-3.697251.120-251.120322.020-330.892402.525-413.615322.020-330.892-330.892322.020-5.562681.40088.351941.3721006.474723.159-145.200145.200679.0311056.551——543.225845.241845.241543.2251006.474——-4.001-3.749————————————樓層截面內(nèi)力非震內(nèi)力1柱底-2.760-1.873-4.633681.40088.351769.751-1.861-1.263-3.123表8.3.2橫向框架B柱內(nèi)力組合表樓層截面內(nèi)力非震內(nèi)力地震內(nèi)力（、）及相應(yīng)的及相應(yīng)的及相應(yīng)的地震內(nèi)力（）可變荷載效應(yīng)控制的組合永久荷載效應(yīng)控制的組合柱端彎矩調(diào)整→←→←→←→←3柱頂-16.972-2.224-23.480-25.092-17.758-110.310110.310-164.713122.0930.072-164.713122.093-123.53591.570-123.535-123.535-25.0923.50095.916196.01513.918254.704278.260199.473-25.04025.040206.816271.920——155.112203.940155.112155.112278.260柱底8.5463.59115.28215.05610.25990.250-90.250129.636-105.014164.411-117.921123.308-88.441123.308123.30815.056220.76513.918284.404311.673224.223-25.04025.040236.516301.620——177.387226.215177.387177.387311.673——11.07511.471————————————2柱頂-4.777-4.548-12.100-10.906-7.078-170.780170.780-230.507213.5210.173-292.340239.765-233.872191.812-233.872-233.872-10.9063.500169.911451.47069.669639.300677.760482.811-86.04086.040467.521691.225——374.017552.980374.017374.017677.760柱底6.2834.82414.29313.2098.695170.780-170.780232.448-211.580290.688-242.478232.551-193.982232.551232.55113.209476.22069.669669.000711.173507.561-86.04086.040497.221720.925——397.777576.740397.777397.777711.173——7.5416.890————————————1柱頂-3.708-2.819-8.397-7.769-5.118-213.130213.130-283.211270.9270.285-354.170310.491-283.336248.393-283.336-28