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1、JFHJSHDJFKAHJH FH KJDSFHKL HDJKH KDHFJKDHF JKDHFJK HJFHDSJK一、设计题目南京市某大学教学楼设计二、设计原始资料及依据南京市某大学拟建一教学楼，主 体5层，框架结构，建筑体型要求简洁明了，室外要有停车场及景观布置。建筑面积40005000 m2o教室主要满足小班教学,以每间教室40人左右为宜。其他辅助用房参照相关标准，做到合理布局（可容许上下有10%的浮动）1、建筑位置4500 70000 45002、抗震要求抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g,地震分组为第一组。n类建筑场地，场地的特征周期取0.35S。三、设计内容及要
2、求1、建筑设计建筑设计包括建筑平面设计、建筑剖面设计、建筑立面设计三个方面。其中，建筑平面设计由使用部分和交通联系部分组成：使用部分的房间乂分为主要使用房 间（包括生活用房、工作用房和公共活动用房）和辅助房间；交通联系部分的设计不仅关系到建筑物内部联系是否方便，而且直接影响工程的造价、平面的组合方式等，交通联系部分力求路线简洁明确，利于疏散，在节约面积的同时兼顾FHDSJKHFJ HFJDH FJK.DH JKLFHALJKHFJ HDJKFH KAJH K.DHF空间的造型处理等。建筑剖面反应的是建筑物在垂直方向上各部分的结构、空间组合关系，剖面设计需要确定建筑层数、建筑物各部分的高度及不同
3、结构、不同体量建筑空间的组合关系。建筑立面设计重点为：根据初步确定的房屋平、剖面组合关系，绘出建筑各个方向的基本轮廓推敲立面各部分的比例关系和材质对比，调整墙面处理和门窗布置，符合建筑形式美观的原则对入口、雨篷、建筑装饰等进行细部处理。根据总体要求，按照相关标准完成建筑设计，绘制建筑施工图。(I)底层平面图 I：100(2)标准层平面 1：100(3)建筑主立面图、侧立面图 1：100(4)建筑侧剖面图(要求剖到楼梯)1 ：50(5)建筑总说明图 1：500或1:10002、结构设计(1)计算主要步骤：结构布置及梁、柱截面尺寸及板厚的确定：结构采用全现浇混凝土框架结构，根据房间布置的要求及建筑
4、平面布置的原则来确定柱网尺寸。梁截面尺寸的确定：主梁高度为跨度的1/81/12,宽为高的1/41/2；次梁高度为跨度的1/1 8-1/1 2,宽为高的1/31/2。柱截面尺寸由轴压比确定：即按公式：N/fc Ac0.85(三级抗震)来确定柱截面尺寸。板厚由hl/40L来确定。结构计算中取轴线某一部分的一根框架为计算框架。竖向荷载计算：包括竖向恒载和竖向活载的计算。恒载由构件自重、装修等材料的重量，按一定的传力途径计算出框架的横梁上的线荷载及柱上的集中力，求出梁的固端弯矩，然后用弯矩分配法计算梁、柱的弯矩，用弯矩分配法时采用分层法计算各层弯矩，再进行叠加，求出最后平衡弯矩，再由平衡条件求出梁柱剪
5、力和轴力。活载计算过程同恒载。水平荷载计算：A 地震作用下的内力计算：根据荷载规范算出各楼层的自重计算梁柱线刚度计算结构自震周期一一楼层弹性位移及验算。B 风荷载作用下的内力计算：计算由风荷载作用引起的风振系数、风载体形系数、风压高度变化系数，其余同地震作用内力计算相同。内力调整与换算。内力组合。梁、柱、板、楼梯配筋。在梁的配筋计算中，分为正截面计算和斜截面计算。正截面计算主要是取梁端最大负弯矩、跨中最大正弯矩来配梁的纵筋。斜截面计算主要是取梁端最大剪力来配梁的箍筋，同时考虑地震剪力的影响。梁端箍筋加密区也要按构造要求来配置。柱的正截面计算中。柱的弯矩和轴力组合共考虑了三种组合，即|M|max
6、及相应的N；Nmax及相应的M;Nmin及相应的M。但大多数情况下这儿种组合都有 12 组重合，所以一般情况下，最不利组合只有12 种，取配筋最大的为最终配筋依据。板分为单向板和双向板进行配筋。基础设计：建议选用独立基础。进行基础设计时，应进行基础的承载力、抗冲切验算，并进行配筋计算。（2）结构计算内容及要求结构方案和结构布置根据建筑设计和结构承重布置体系、抗震要求、使用功能以及场地地质条件，确定采用的承重体系，合理进行结构方案和结构布置的确定，统一构件编号及各杆件的定位尺寸。绘制出结构布置图。结构计算书若选择的为框架结构（其他承重体系可参考相应资料），其他结构形式，请参照相应的设计手册或资料
7、。选取抗震计算单元，用底部剪力法验算框架侧移。在主体部分选取一根框架X 及柱下基础进行计算，其内容为确定X 计算简图、荷载计算、内力分析及组合，并进行配筋计算和满足构造方面的要求。结构设计计算书：说明结构选型和结构布置的理由及设计依据，列出计算所有步骤和全部内容以及全过程计算结果，并附有相应的图表。（3）结构施工图：板配筋图 1:100框架结构配筋图 1:50楼梯结构配筋图 1：30主体结构基础平面及基础配筋图 1:100,1:30注：以上图纸要求手绘至少一张。设计成果绘制于硫酸纸上，要求图幅尺寸规范，图签格式正确，图面布置均衡、合理、标注完整、线条等级清晰、字体采用工程仿宋体，各种制图符号及
8、字体大小符合制图规范。表1 内容安排与要求序号内容要求1建筑设计V2选择以结构单元进行计算（如一根框架）V3地震作用V4风荷载计算5标准层楼板计算V6楼梯配筋计算V7基础设计V注：表 中“为必作内容，为选作内容。四、进度安排序号任务时间指导教师1收集资料2012.12.3-12.92建 筑 方 案（结合结构选型和方案）2012.12.10-12.233建筑施工图2012.12.24-12.304结构平面布置，确定梁、柱、板尺寸并编号；选择一极框架，确定框架计算简图，计算竖向荷载2 0 1 3.1.4-1.2 05重力荷载代表值计算，框架梁柱线刚度计算及自振周期计算；地震作用下框架内力计算和侧移
9、验算2 0 1 3.2.2 7-3.1 06竖向荷载作用下框架内力计算和内力组合2 0 1 3.3.1 1-3.2 47选择的一根框架梁柱配筋计算2 0 1 3.3.2 5-4.78基础设计及配筋2 0 1 3.4.8-4.1 49楼板、楼梯等其他构件配筋计算2 0 1 3.4.1 5-4.2 11 0整理结构设计书2 0 1 3.4.2 2-4.2 81 1结合构造要求，绘制结构施工图和建筑施工图2 0 1 3.4.2 9-5.1 21 2最终图纸和设计书交指导教师审查并修改2 0 1 3.5.1 3-5.1 71 3准备答辩五、主要参考资料1.建筑：（1）建筑设计资料集（第二版）（1）、（
10、3）、（4）、（1 0）（2）公共建筑设计原理（3）屋面、饰面、门窗、室外工程、楼梯、浴厕等安徽省及国家标准图集。a）平屋面建筑构造（一）b）饰面c）轻钢龙骨吊顶d）铝合金门窗e）厕浴配件水池f）楼梯建筑构造g）变形缝h）室外工程i）木门窗2.结构：（1）建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9-2 0 1 2（2）混凝土结构设计规范G B 5 0 0 1 0-2 0 1 0（3）建筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1-2 0 1 0（4）建筑地基基础设计规范G B 5 0 0 0 7-2 0 1 1（5）建筑结构设计手册（静力计算）（6）钢筋碎结构构造手册（7）建筑抗震设计手册（8）钢
11、筋混凝土结构（教材）南京市某办公楼设计摘要本设计为南京某公司办公楼设计。该楼建筑面积45000?左右，主体五层。根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构方案和结构布置方案，确定框架、基础的形式。根据要求采用了钢筋混凝土结构。结构设计中的所有内力计算主要是针对选取的一根框架，设计时考虑的荷载有恒荷载、活荷载、风荷载以及水平地震作用。通过运用D值法，顶点位移法、底部剪力法、反弯点法、弯矩二次分配法等方法计算在这些荷载的作用下框架的内力，进行内力组合选取最不利组合并进行截面设计。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的设计说明。关键词：框架；框架设计；内力The
12、 Design of Nanjing OfficeAbstractThe subjec t is a design for an offic e building in Nanjing.The area of buildingc onstruc tion is about 4500m2.Ac c ording to the arc hitec tural design,seismic requirements then we determine a reasonable struc ture and struc tural layout plan,detennine aframework wh
13、ic h is based on the form.Ac c ording to the require,the reinforc edc onc rete struc ture is used.All internal forc es in the struc tural design are c alc ulated targeting at selec tedspec imens framework.Constant loads,live loads,wind loads and horizontal seismicac tion are c onsidered in the deisg
14、n.Through using the D-value method,the vertexdisplac ement method,base shear method,the inflec tion point method momentsec ondary distribution method,the internal forc e of the frame struc ture under theseloads are c alc ulated.The internal forc es are c ombined and the most unfavorablec ombination
15、are selec ted and make the c ross-sec tional design.Finally ac c ording to thec alc ulated results and detail,blueprints of the struc ture had been c ompleted.Key Words：Frame；Structural Design；Internal Force目 录1建筑设计.11.1 建筑概况.11.2 采光、通风、防火设计.11.3 建筑细部设计.11.4 方案构思.21.5 设计过程.21.6 建筑做法.22梁截面尺寸确定.42.1 梁
16、截面尺寸确定.42.2 柱截面尺寸确定.42.3 计算过程.53重力荷载代表值的计算.63.1 荷载计算.63.2 重力荷载代表值的计算.73.2.1 梁、柱重力荷载计算.73.2.2 重力荷载代表值计算.84框架侧移刚度的计算.114.1 计算梁、柱的线刚度.xxiv4.2 各层横向侧移刚度计算.xxvi5横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算.135.1 横向自振周期的计算.xxvii5.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算.145.2.1 结构等效总重力荷载代表值.145.2.2 计算水平地震影响系数.145.2.3 结构总的水平地震作用标准值.145.3 多遇水平地震作用下的位移验
17、算.155.4 水平地震作用下框架内力计算.165.5 梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算.xxxiv6 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.206.1 风荷载计算.206.2 风荷载作用下的水平侧移验算.216.3 风荷载作用下框架内力计算.xxxvi6.3.1 风作用荷载下柱端弯矩及剪力计算.226.3.2 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算.237 竖向荷载作用下框架结构的内力计算.257.1 计算单元的选择确定.257.2 荷载计算.267 2 1 恒载作用下柱的内力计算.267.2.2 活载作用下柱的内力计算.287.3 弯矩计算.307.3.1 内力计算.307.3.2 固端弯
18、距计算.xlv7.3.3 分配系数的计算.317.3.4 传递系数.327.3.5 弯距分配.327.3.6 梁端剪力及柱轴力的计算.328 框架结构内力组合.378.1 结构抗震等级.378.2 框架梁内力组合.378.3 计算跨间最大弯矩.388.4 支座端部剪力.398.5 最不利截面出的弯矩.428.6 框架柱内力组合.439 截面设计.499.1 框架梁.499.1.1 梁的正截面受弯承载力计算.499.1.2 斜截面受剪承载力计算.519.1.3 梁的抗震构造措施.529.2 框架柱.559.2.1 剪跨比和轴压比验算.559.2.2 柱正截面承载力计算.579.2.3 柱的斜截面
19、承载力计算.609.2.4 柱截面尺寸验算.611 0 楼板设计.6210.1 楼板类型及设计方法的选择.6210.2 设计参数.6210.3 板的弯矩及配筋计算.7811楼梯设计.6711.1 楼梯结构平面布置图.6711.2 楼梯板计算.6711.2.1 荷载计算.6711.2.2 截面设计.6811.3 平台板计算.6811.3.1 荷载计算.6811.3.2 截面设计.6911.4 平台梁计算.6911.4.1 控制截面.6911.4.2 荷载计算.6911.4.3 截面设计.851 2 基础设计.7112.1 基础设计的内力.7112.2 基础尺寸及埋置深度.7112.3 计算基底压
20、力.7212.4 基础高度验算.7312.5 基础底板配筋.7412.5.1 基础板底配筋的一般原理.7412.5.2 柱边及变阶处基底反力计算.7512.5.3 柱边及变阶处弯矩设计值计算.7512.5.4 配筋计算.7612.6 中柱基础计算.7712.7 基础尺寸及埋置深度.7712.8 计算基底压力.7812.9 基础高度验算.7812.10 基础底板配筋.7912.10.1 基础板底配筋的一般原理.7912.10.2 柱边及变阶处基底反力计算.8112.10.3 柱边及变阶处弯矩设计值计算.8112.10.4 配筋计算.821 3 结论.83致谢.84参考文献.851建筑设计1.1
21、建筑概况该办公楼为五层钢筋框架结构体系，建筑面积约450011?,建筑物平面为矩形。一层层高3.9m,其他楼层3.6m,室内外高差0.45m。其它轴网尺寸等详见平面简图。场地类型为二类建筑场地；抗震等级为三级；设计使用年限50年。1.2 采光、通风、防火设计1.采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果以便于通风。2.防火设计本工程应充分考虑建筑防火要求和疏散要求，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有三个，可以方便人员疏散。楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。1.
22、3建筑细部设计1.建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。2.建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。3.采暖地区的保温隔热标准应符合现行的 民用建筑节能设计标准 的规定。4.室内应尽量利用天然采光。5.为满足防火和安全疏散要求，在建筑中间和-边分别有一部楼梯。1.4 方案构思设计采用目前国内通用的钢筋混凝土结构。本设计为总体规划中的单体建筑，设计中充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度、抗震设防烈度和周围环境的关系，确定本结构为规则有序的板式结构，建筑平面布置简单、规则、对称、长宽比不大，对抗震有利，结构具有较好
23、的整体性；同时考虑到结构不同使用功能的需求，建筑平面布置较为灵活，可以自由分割空间，选用框架结构；立面注意对比与呼应、节奏与韵律，体现建筑物质功能与精神功能的双重特性。1.5 设计过程建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求，技术措施合理，同时，通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。1.6 建筑做法1.屋面做法：S B S防水层；2 0厚1：3水泥砂浆找平层；1 5 0厚水泥蛭石保温层；1 2 0厚钢筋混凝土板
24、V型轻钢龙骨吊顶。2.楼面做法：2 0厚花岗石楼面；2 0厚1：4干硬性水泥砂浆结合层；1 2 0厚钢筋混凝土板；V型轻钢龙骨吊顶。3.墙体做法：内墙：20厚抹灰；240厚陶粒空心砌块；外墙：20厚涂料；240厚陶粒空心砌块。4.门窗使用：大门采用钢门，门洞尺寸为4.8mX3.3m,窗为塑钢窗，洞口尺寸为 1.8mX2.1mo柱网与层高:本办公楼采用柱距为7.2m的柱网,边跨为7.2m,中间跨为2.4m,底层层高取3.9m,其余层为3.6mo图 1.1柱网平面布置图(p qp qP 50400，q P r7 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2
25、 0 0Orgz_ _ rqIIiOC M(7 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 07 2 0 05 2)(卜 (2 梁、柱截面尺寸确定2.1 梁截面尺寸确定1.边跨框架梁：梁截面高度一般取梁跨度的1/10至 l/1 8 o 本方案取l/12x7200=600mm,截 面 宽 度 取 600 xl/2=300mm,可得梁的截面初步定为h x/?=300mm/(/N/(N)人=2 8 0 8 x 1()3/0 8 5/1 4.3=2 1 8 1 8 1 m m 2取底层边柱 bx R=5 5 0 m m x 5 5 0 m m，其余边柱 b x/z=5
26、 0 0 m m x 5 0 0 m m0表2-1梁截面尺寸(mmxmm)混凝土等级横梁(bx )纵梁(6 x )横梁(6 x )次梁(b xh)AB跨、CD跨B C 跨C 3 03 0 0 x 6 0 03 0 0 x 6 0 03 0 0 x 4 0 02 5 0 x 5 0 0表2-2柱截面尺寸(mmxmm)层次混凝土等级b xh1C 3 05 5 0 x 5 5 02-5C 3 05 0 0 x 5 0 03 重力荷载代表值的计算3.1荷载计算查 荷载规范可取：屋面永久荷载标准值（不上人）:S B S 防水层20厚 1：3 水泥砂浆找平层150厚水泥蛭石保温层120厚钢筋混凝土板V 型
27、轻钢龙骨吊顶合计1-5层楼面：2 0 厚花岗石楼面2 0 厚 1:4 干硬性水泥砂浆结合层1 2 0 厚钢筋混凝土板V 型轻钢龙骨吊顶合计屋面及楼面可变荷载标准值：不上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载标准值屋面雪荷载标准值走廊活荷载标准值梁柱密度陶粒空心砌块22x0.03=0.66kN/m214.5x0.02=0.29kN/m25x0.15=0.75kN/m225x0.12=3.0kN/m20.20kN/m24.65kN/m215x0.02=0.3kN/m220 x0.02=0.4kN/m225x0.12=3.0kN/m20.20kN/m23.90kN/m20.5kN/m22.0kN/m20.
28、6kN/m22.5kN/m225kN/m25.0kN/m33.2重力荷载代表值的计算3.2.1 梁、柱重力荷载计算内外墙均为240厚陶粒空心砌块，外墙20厚涂料，内墙20厚抹灰，则内外墙重力荷载为：5.0 x0.24+17x0.02=1.54kN/m2o梁自重计算(15 层)边横梁自重：0.3x(0.6-0.12)x25x6.7xl6=385.92kN粉刷：(0.4x2+0.3)x6.7xi6x0.02xl7=46.1kN合计走道梁自重：粉刷：432.02kN0.3x(0.4-0.12)x25x1.9x8=31.92kN1.9x8x(0.38x2+0.3)x0.02x 17=3.95kN合计3
29、5.87kN纵梁自重：0.3x(0.6-0.12)x25x6.7x28=675.36kN粉刷：0.48x2x0.02x 17x6.7x28=80.37kN合计755.37kN次梁自重：0.25x(0.25-0.12)x25x6.9xl4=229.43kN粉刷：0.38x2x0.02x 17x6.9x14=33.17kN合计262.6kN15 层梁自重：432.02+35.87+755.73+262.6=1486.32kN柱自重计算25 层边柱：0.5x0.5x25x3.6xl6=360kN粉刷：(0.5x2+0.2x2)x4+(0.5+0.2x3)xl2x0.02xl7x3.6=23.01kN
30、合计383.01kN2 5 层边柱:粉刷：合计底层边柱:粉刷：0.5x0.5x2 5x3.6xl6=360kN(0.2 x4x 1 6)x0.02 x 1 7x3.6=1 5.67kN3 75.67kN0.55x0.55x2 5x4.95x 1 6=61 1.05kN(0.55x2+0.2 x2)+(0.55+0.2 x3)xl2 x0.02 xl7x4.95=32.2 8kN合计643.3 3 kN底层中柱：0.55x0.55x2 5x4.95x 1 6=61 L05kN粉刷：(0.2 5x4xl6)x0.02 xl7x3.6=2 L98kN合计63 3.03 kN3.2.2重力荷载代表值计
31、算第一层重力荷载代表值：下半层墙自重：外纵墙：(4.3 5/2-0.6)x6.7x 1 4*1.54=2 3 4.73 kN内纵墙：(3.9/2-0.6)x6.7x9+(3.72-0.2 5)x3+6.96xi.54=2 3 4.73 kN横墙：(4.35/2-0.55)x(6.7x8+6.96x5+4.9+6.7x4)xi.54=309.8kN楼板恒载和活载：楼板面积：(7.2+0.1 2)+(50.4+0.2 4)-(0.3 9x0.3 9)x4-1 2 x0.2 2 x2=73 4.87kN走廊板面积：2.4x(50.4+0.2 4)-(0.39x0.3 9)x4-1 2 x0.2 5=
32、l 1 7.93 kN楼面恒载：73 4.87x3.9+1 1 7.93 x3.9=3 3 2 9.92 kN楼面活载：(73 4.87x2+1 1 7.93 x2.5)x0.5=882.2 8kN梁重：1 486.2 2 kN柱重：(643.3 3+63 3.03)/2=63 8.1 8kN上半层墙自重：外纵墙：(3.6/2-0.6)x6.7x1 4x1.54=2 60.01 kN内纵墙：6.7x nx 1.8+6.96x 1.8+(3.72-0.2 5)x2 xl.8+6.96xl.54=2 42.83kN横墙:柱:3.6/2 x(6.7 x 1 5+6.9 6 x 5+4.9)x 1.5
33、 4=3 0 9.8 k N(3 8 3.0 1+3 7 5.6 7)/2=3 7 9.3 4 k N第一层重力荷载代表值：G尸恒载+0.5 活载=2 3 4.7 3+1 7 1.3 3+3 0 9.8+3 3 2 9.9 2+8 8 2.2 8+1 4 8 6.2 2+6 3 8.1 8+2 6 0.0 1 +2 4 2.8 3+3 8 8.6 3+3 7 9.3 4=8 3 2 3.2 7 k N第二、三层重力荷载代表值：下半层墙重：外纵墙：6.7 x l 4 x 1.2 x 1.5 4=1 7 3.3 4 k N内纵墙：(3.6/2-0.6)x(6.7 x H+(3.7 2-0.2 5)
34、x 2+6.9 6 x l.5 4=1 6 1.8 8 k N横墙：(3.6/2-0.5 5)X(6.7X1 5+6.9 6X5+4.9)X 1.5 4=2 6 9.8 9 k N楼板恒载和活载：楼面恒载：7 3 4.8 7 x 3.9+1 1 7.9 3 x 3.9=3 3 2 9.9 2 k N楼面活载：7 3 4.8 7 x 2+1 1 7.9 3 x 2.5=1 7 6 4.5 6 k N梁重：1 4 8 6.2 2 k N柱重：(3 8 3.0 1+3 7 5.6 7)/2=3 7 9.3 4 k N上半层墙自重：外纵墙：(3.6/2-0.6)x 6.7 x 1 4 x 1.5 4=
35、2 6 0.0 1 k N内纵墙：6.7 x 1 1 x 1.8+6.9 6X 1.8+(3.7 2-0.2 5)x 2 x 1.8+6.9 6 x l.5 4=2 4 2.8 3 k N横墙：3.6/2 x(6.7 x 1 5+6.9 6 x 5+4.9)x 1.5 4=3 0 9.8 k N柱：(3 8 3.0 l+3 7 5.6 7)/2=3 7 9.3 4 k N第二、三层重力荷载代表值：G 2=G 3=l l!载+0.5 活载=1 7 3.3 4+1 6 1.8 8+2 6 9.8 9+3 3 2 9.9 2+1 4 8 6.2 2+3 7 9.3 4+2 6 0.0 1+2 4 2
36、.8 3+3 8 8.6 3+3 7 9.3 4+1 7 6 4.5 6 x 0.5=7 9 5 3.6 8 k N第四层重力荷载代表值：下半层墙重：1 7 3.3 4+1 6 1.8 8+2 6 9.8 9=6 0 5.1 I k N楼面荷载：3329.92+882.28=4212.2kN梁重：1486.22kN柱重：(383.01+375.67)/2=379.34kN第四层重力荷载代表值：G4=恒载+0.5活载=605.11+4212.2+1486.22+379.34+379.34+1764.56x0.5=7943.7kN第五层重力荷载代表值：下半层墙自重：173.34+161.88+26
37、9.89+3.6x L25xl.54-7.2x 1.2xl.54=598.73kN屋面恒载：734.87x4.65+117.93x4.65=3965.52kN屋面活载：734.87x0.5+117.93x0.5=426.4kN梁重：1486.22kN柱重：(383.01+375.67)/2=379.34kN女儿墙自重：(50.4+16.8)x2x0.6x(0.2x7+0.04x20尸 177.41kN(女儿墙做法：600mm高 200mm厚，双面抹灰蒸压粉煤灰加气混凝土墙)第五层重力荷载代表值:G5=恒载+0.5活载o落IG5=6820.42kNG4=7943.7kNG3=7953.68kNG
38、2=7953.68kNG|=8323.27kN777777=598.73+3965.52+1486.22+379.34+177.41+426.4x0.5=6820.42kN图3.1质点的重力荷载代值4框架侧移刚度的计算4.1计算梁、柱的线刚度建筑的立面和竖向力求规则，结构的侧向刚度均匀变化，避免刚度突变；当某些楼层刚度小于上层时，不应小于相邻上部楼层的70%o梁的线刚度其中E,为混凝土弹性模量；/为梁的计算跨度；为梁的实际截面计算，在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取/=（/。
39、为梁的截面惯性矩），对中框架梁取/=2/。来计算。横梁线刚度4计算过程见表4-1 o表 4-1横梁线刚度，%的计算类别Ec(N/mm2)bh(mmxmm)Io(mm4)/(mm)EJo/l(N-mm)X.5EMI(N-mm)2EMI(N-mm)边横梁3.0 x104300 x6005.40 xl0972002.25x103.38xlO104.5OxlO10跨中梁3.0 xl04300 x4001.6xl0924002.OxlO103.0 x104.5OxlO10楼梯梁3.0 xl04300 x6005.4x1旅72002.25x10表 4-2柱线刚度力的计算层次hc(mm)Ec(N/mm2)b
40、xh(mmxmm)Ie(mm4)EcIc/hc(N-mm)149503.0 xl04550 x5507.625x1()912.77x102-536003.OxlO4500 x5005.21X1094.34xlO104.2各层横向侧移刚度计算柱的侧移刚度D 值按下式计算：c C(4-1)式 中 4 一柱侧移刚度修正系数。根据梁柱线刚度比丘的不同，框架柱刻分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。现框架柱的侧移刚度D 值见表4-4表 4-7o表 4 4 中框架柱侧移刚度D 值（N/mm）层次边 柱（11根）中 柱（11根）k必AK%10.970.49110871.73059133492
41、932322-51.030.34136631.840.4819289395424表 4-5 边框架柱侧移刚度D 值（N/mm）层次边 柱（2 根）中 柱（4 根）k4K生410.73045101821.300.551244490504250.780.28112521.380.4116476110912表 4-7 横向框架层间侧移刚度（N/mm）表 4-6 楼梯框架柱侧移刚度D 值（N/mm）层次边 柱（3 根）中 柱（1根）K4K%10.490.4044081.350.55606119258250.520.2143751.440.42875021875ED/XD2=383736/506336=
42、0,750.7,故该框架为规则框架。层次123453837365063365063365063365063365横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期口可按下式计算：7-1.7(pry/u(5-1)式中 场一假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载算得的结构顶点位移。5结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取 0.7o%=%(5 0(ZAw),=Vc/Dij(5-3)“T=2(4。(5-4)式中第i 层的层间侧移刚度；(ZAz)一 第 i 层的层间侧移；(/。一第九层的层间侧移。结构顶点的
43、假想侧移计算过程见表5-1,其中第五层的G,为 Gs和 Ge之和。由表 5-1 计算基本周期 4=1.7x0.7x70.2498=0.59s表5-1结构顶点的假想侧移计算层次G(kN)MkN)J75/(N/mm)Zw/(mm)w/(mm)56820.426820.4250633613.5249.847943.714764.1250633629.2236.337953.6822717.850633644.9207.127953.6830671.4850633660.6162.218323.2738994.75383736101.6101.65.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过
44、40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。5.2.1 结构等效总重力荷载代表值6绐=0.85小，=0.85x(6820.42+7943.7+7953.68x2+8323.27)=33145.54kN5.2.2 计算水平地震影响系数查表得二类场地，地震分组为第一组，特征周期值=0.35s,查表得设防烈度为7 度的m ax=0.08oC _(Tg、a0.9 4-m ax=(0.35/0.59)-9X0.08=0.0505.2.3 结构总的水平地震作用标准值&=%Geq=0.050 x33145.54=1657.28kN因1.4dl.4x0.35=0.
45、49sT/=0.59s,所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数：D i j(5-7)六1n=Z(Aw)(5-8)k=l计算过程见表5-3,表中计算了各层的层间弹性位移角%=(/%(5-9)计算过程如表5-3：表 5-3横向水平地震作用下的位移验算层次Vi(kN)ED,(N/mm)(&Q(mm)ui(mm)hi(mm)q=(Aw)./h.5504.275063361.0012.6936001/36004939.655063361.8611.6936001/193531276.675063362.529.8336001/142921513.715063362.997.3136001/
46、120411657.233837364.324.3249501/1146由此可见，各层间弹性位移角都小于1/550,满足规范要求。5.4水平地震作用下框架内力计算1、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：D(5-10)J=1M$=V)yh(5-11)M六(l-y (5-12)y=%+为+乃+乃(5-13)式 中 K一框架柱的标准反弯点高度比；为一上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；/、为一为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值;L 框架柱的反弯点高度比。例：第二层边柱的计算：匕/=13663x 1513.71/506336=40.85kN查表得为=0.5Af.5=40.850.5x3.6
47、=18.66kN-mM 齐=28.794x（1-0.18）x3.9=85.00kN-m表 5-4各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层次hi(m)Vi(kN)加ij(N/mm)边柱Dn(N/mm)匕i(kN)Ky(m)(kN-m)Ml(kN-m)53.6504.275063361366313.611.030.3517.1531.8543.6939.655063361366325.361.030.436.4354.7833.61276.67 5063361366334.451.030.4555.8168.2123.61513.715063361366340.851.030.573.5373.5314.
48、951657.23 3837361108747.880.970.65154.0582.95表 5-5各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层次hi(m)Vi(kN)工Dq(N/mm中柱02(N/mm)匕 2(kN)Ky(m)(kN-m)Mb(kN-m)53.6504.275063361928919.211.840.3926.9742.1943.6939.655063361928935.801.840.4456.7172.1733.61276.675063361928948.641.840.4985.889.3023.61513.715063361928957.671.840.5103.81103.81
49、1 4.95 1657.23 383736 13349 57.65 1.73 0.58 165.51 119.855.5梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算M=上(M MJ+M；)(5-14)lb+lb(5-15)lb+以k型产(5-16)M=Z(以 噱)(5-17)k-i具体计算过程见表5-6：表 5.6 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边梁走道梁柱轴力必Mb:/(/+：)Vb必Mb/(/+f)vb边柱N中柱N531.8519.830.477.1822.3622.360.5318.63-7.8-11.45471.9346.600.4716.4652.5552.550.5346.04-23
50、.64-41.033104.64 68.660.4724.0777.4377.430.5364.53-47.71-81.492129.34 89.120.4730.34100.5100.50.5383.75-78.05-134.91158.48 105.120.4736.61118.54 118.540.5398.78-114.66-197.07注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力；2）表中A/单位为kN-m,夕的单位为kN,N 的单位为kN,/的单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图5.2所示:(a)框架弯矩图(k