土木工程毕业设计（论文）-某公司六层办公楼设计5000【全套图纸】

1 目目 录录 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 摘 要 1 Abstract 2 绪 论 4 第 1 章 设计资料 .5 1.1 工程概况 .5 1.2 结构设计资料 .5 第 2 章 建筑设计 .8 2.1 建筑平面设计 .8 2.1.1 主要使用房间设计 .8 2.1.2 辅助使用房间设计 .9 2.1.3 交通联系部分设计 .9 2.1.4 建筑平面组合设计 .9 2.2 建筑立面设计 9 2.3 建筑剖面设计 10 2.4 防火设计 11 2.5 建筑细部设计 11 2.5.1 墙体 11 2.5.2 地面工程 11 2.5.3 屋面工程 11 2.5.4 门窗工程 11 2.5.5 楼梯工程 12 2 2.5.6 油漆工程 12 第 3 章 结构设计概述 .12 3.1 设计依据 12 3.2 本工程有关等级要求 13 3.3 框架承重方案 .13 3.4 框架结构计算简图 .13 3.5 结构计算 .13 第 4 章 结构设计计算 .14 4.1.结构设计资料 .14 4.2.结构布置及计算简图 .14 4.3 重力荷载计算 16 4.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 16 4.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 17 4.3.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 18 4.3.4 重力荷载代表值 19 4.4 横向框架侧移刚度计算 20 4.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 23 4.5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 23 4.5.2 横向风荷作用下框架结构的内力和侧移计算 32 4.6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 37 4.6.1 计算单元 .38 4.6.2 荷载计算 38 4.6.3 内力计算 41 4.7 横向框架内力组合 46 4.7.1 框架梁的内力组合 46 4.7.2 框架柱的内力组合 49 4.8 截面设计 55 3 4.8.1 框架梁 .55 4.8.2 框架柱 .58 第 5 章 构件设计 .62 5.1 板的配筋计算 62 5.1.1 荷载计算 62 5.1.2 计算简图 63 5.1.3 弯矩设计值 63 5.1.4 正截面承载力计算 64 5.2 楼梯设计 64 5.2.1 设计参数 64 5.2.2 梯段板设计 64 5.2.3 平台板设计 65 5.2.4 平台梁设计 66 第 6 章 基础设计 68 6.1 确定 C 柱的基底尺寸 68 6.2 设计 C 柱基础 69 6.3 基础配筋计算 71 设计心得 .73 参考文献 .75 鸣 谢 76 1 摘摘 要要 本次毕业设计的内容为钢筋混凝土框架结构办公楼，建筑面积约为5000，拟 2 m 建建筑物共六层，分为建筑和结构两部分。建筑设计是在总体规划的前提下，根据 设计任务书的要求，综合考虑使用功能、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济 等。着重解决建筑布置与各种细部构造，最终确定设计方案，画出建筑施工图。结 构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结 构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包荷载计算、 变形验算、内力分析及截面设计。 在完成结构部分的计算之后，依据建筑方案和结构设计计算结果完成结构部分 的施工图设计。本方案为一栋行政楼，主体为六层的钢筋混凝土框架结构，结合海 口的实际情况，本场地地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计特 征周期为0.35s,设计地震分组为第一组，建筑场地类别为类。 结构设计中主要是框架设计阶段，首先必须满足水平地震力作用下框架侧移验算的 要求，在进行地震水平力作用计算时采用了底部剪力法，并运用弯矩二次分配法对 框架进行内力计算。 基础部分的设计，根据提供的地质资料，基础形式采用预制桩，并进行了承台、 桩身的设计及验算。 关键词关键词：框架；结构设计 ；抗震设计；桩基础。 2 Abstract The design of the graduation-product content to have reinforced concrete frame building, The construct area is about 5000 .The building drawing up to set up is total 6 floors high .construction and structure is divided into two parts. Architectural design is the premise of the overall plan, according to the design task, considering the functional use, construction, materials, construction equipment, architectural art and economy. Address the layout and architectural details of various structures, and the final design, construction painted map. Structural design is preliminary design of the buildings identified on the basis of the structure of the program; Choosing a rational structure of the system; the structural layout, and a preliminary estimate, to determine structural component size, structure calculation. Structural load calculation packages, checking deformation, stress analysis and design section. The completion of the structure of the calculation, based on the construction program and structural design is complete structure of the construction design. The program for a building, the main part of the six-storey reinforced concrete frame structure, the actual situation of Haikou, The basic seismic intensity venues for the eight, the basic design of the earthquake acceleration 0.20g/kg/d. Design features cycle 0.35s, a seismic design for the first team and the construction site for the Class II category. Structural Design is the main framework for the design stage, we must first meet the horizontal seismic forces under the framework of the lateral checked, conducting seismic calculation of the level of force used in the base shear, and the use of secondary distribution method moment right framework for calculating internal forces. Part of the design basis, according to the geological data, the basis for the use of precast form pile, and a cap, Pile the design and calculation. key Words: Reinforced concrete frame；The lotus carry；Inside the dint combine ；Go 3 together with Ji 绪绪 论论 4 框架结构的特点框架结构的特点 框架结构是通过梁、柱组成的结构体系作为建筑的竖向承重结构，并同时承受 水平荷载，它适用于多层及高度不大的高层建筑。框架结构平面布置灵活，能形成 较大的空间。通常梁、柱截面尺寸都不能太大，否则影响使用面积。因此，框架结 构的侧向刚度较小，水平位移较大，这是他的主要缺点。通过合理设计，框架结构 本身的抗震性能较好，能承受较大的变形，但是，变形大了容易引起非结构构件出 现裂缝及破坏，这些破坏会造成很大的经济损失，也会威胁人身安全。 框架结构的发展框架结构的发展 筑物的高度也在不断的升高，当建筑物高度增加时，水平荷载对结构起的作用 将越来越大，普通的砌体结构已经不能满足高度要求，因此，框架结构就出现了， 框架结构的材料主要是钢筋和混凝土，通过把钢筋和混凝土粘接在一起，形成承重 的框架结构。 解放前，我国高层建筑很少，解放后，在 50 和 60 随着社会经济的发展，人们 需求的提高，居住环境不断的改变，建年代陆续建造了一些，如 1959 年建成的北京 民族饭店，12 层，高 47.4m；1964 年建成的北京民航大厦，15 层，高 60.8m 等。70 年代初期，我国几个大城市开始加速建造高层建筑，目前，在许多中等城市及一些 小城市也都已建造了高层建筑。在我国，高层建筑以采用钢筋混凝土为主，近年来， 不仅建造高度在增长，建筑体型和结构体系也愈益多样化，而且在 50 层左右的建筑 中，已开始采用钢结构，这些都体现了我国建造高层建筑的技术水平有了的发展和 提高。 本文研究的内容本文研究的内容 本文通过对一榀框架的设计，充分了解了荷载的传力过程、框架各部分的作用，以 及整个框架结构的受力性能。本设计虽然简单，但包括的内容很全面，除框架只计 算了一榀以外，其余的设计均很全面，包括屋面板、楼面板、以及基础和楼梯，通 过对这些结构的设计，已经可以充分了解整个建筑结构，以及对整个结构设计的过 程，同时也把我们学习的内容全部贯穿到一起，为我们将来走上工作岗位打下了基 5 础。 第第 1 章章 设计资料设计资料 6 1 11 1 工程概况工程概况 本设计为办公楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约为 5000m2左右。 建筑物平面为一字行，受场地限制，宽度20m，长度50m。框架梁、柱、板均采 用现浇混凝土。 1 12 2 结构设计资料结构设计资料 （一）地质资料（一）地质资料 1、场地概况：拟建建筑场地已经人工填土平整，地形平坦，地面高程为 4.6m。 2、地层构成：勘察揭露地层，自上而下除第层为近期人工填土外，其余均为 第四全新世海陆交互相陈积。勘察深度范围内所揭露的地层，厚度变化不大，分布 较均匀，其各层概况为： 杂填土：以粘土为主，含大量的垃圾和有机质，不宜作为天然地基，平均厚 度.m。 淤泥质粉质粘土：深灰色，流塑状态。平均厚度 7.1m。 细砂：以细砂为主，少量砂粉，含粘粒，饱和，松散稍密状。平均厚度为 .m。 中砂：以中粗砂为主，饱和，属密实状态，承载力特征值为 220kPa，工程地 质性良好，可作为桩尖持力层。本层为揭穿。 3、地下水情况：场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层，第一含水层 存于第层淤泥质粉质粘土中，属上层孔隙滞水，水位高程约为 4.2m；第二含水层 主要存在于第细砂层中，属孔隙潜水，具有一定的水压力。经取水样进行水质分 析，判断该地下水混凝土无侵蚀性。 4 工程地质评价 （1）场地土类型与场地类别：经过计算，本场地 15m 深度以内土层平均剪切 波速（按各层厚度加权平均）sm=140160m/s，即场地覆盖层厚度ov为 60m， 按建筑抗震设计规范划分该场地类别为类土。 ()场地地基液化判别：第层细砂为液化土层，11.3，属中等液化。 7 ( 3 )地基持力层选择与评价： 第层杂填土不宜作为天然地基； 第层淤泥质粉质粘土层为软弱下卧层； 第层细砂层为中等液化土层未经处理不可作为地基持力层； 第层中砂物理力学性质教好，可作为桩尖持力层。有关桩的设计和要求，详 见建筑桩基技术规范 （）各层土的承载力特征值及桩设计参见下表 沉管灌注桩预制桩 承载力 特征值 桩侧阻力 特征值 桩端端阻 力特征值 桩侧阻力 特征值 桩端端阻 力特征值 层 序 土层 名称 平均 厚度 （m ） 实际 标贯 击数/ 临界 标贯 击数 fak（kPa ） qsia（kPa ） qpa（kPa ） qsia（kPa ） qpa（kPa ） 杂填土2.5 淤 泥质 粘土 7.1602024 细砂2.40.601502938 中砂 未揭 穿 230421600472100 5. 地基方案 根据拟建建筑物的特点及场地岩土工程条件,基础形式可选用桩基础。建议采用 层中砂作为桩尖持力层，桩型可考虑灌注桩或预制桩。 8 （二）地震资料（二）地震资料 根据国家地震局审批的地震区划图及其说明 ，本场地地震基本烈度为 6 度，设计基本地震加速度为 0.2g，设计地震分组为第一组。 (三）气象条件三）气象条件 基本风压 0.45KN/m2，基本雪压为0.30KN/m 第第 2 2 章章 建筑设计建筑设计 一幢建筑物是由若干单体空间有机地组合起来的整体空间，任何空间都具有三 度性1。因此，在进行建筑设计的过程中，我主要从平面、立面、剖面来综合分析 建筑物的各种特性，并通过相应的图示来表达设计意图。 2.12.1 建筑平面设计建筑平面设计 根据设计任务书中对建筑总面积、层数及房间数量及使用面积的要求，初步确 定每层及各房间的面积、形状与尺寸，根据功能分区进行平面组合设计。 2.1.1 主要使用房间设计主要使用房间设计 主要使用房间是建筑物的核心，由于它们的使用要求不同，分为不同的房间， 如办公楼中的办公室、会议室等。为了获得较大的办公场所，本设计采用 7.8m 和 7.2m 两种大开间和 6m 的大进深，房间形状和具体尺寸见平面图。 2.1.2 辅助使用房间设计辅助使用房间设计 辅助使用房间是为保证建筑物的主要使用要求而设置的，与主要使用房间相比， 则属于建筑物的次要部分，如值班室、厕所等。为满足使用需求,卫生间每楼层设男、 9 女卫生间各两个，并设有洗漱设备，采用窗通风，自然采光与灯光结合。 2.1.3 交通联系部分设计交通联系部分设计 交通联系部分是建筑物中各房间之间、楼层之间和室内与室外之间联系的空间， 如门厅，楼梯间及电梯间。要求交通路线明确联系方便，紧急疏散时迅速安全，满 足通风和采光要求，本设计设两部消防楼梯和一部电梯，具体见图纸中的建筑平面 图。 2.1.4 建筑平面组合设计建筑平面组合设计 为了使办公室有直接的天然采光和通风，同时为了使结构变得简单和方便施工， 本设计采用走道式的平面组合形式。这样办公室与交通联系部分明确分开，各房间 沿走道一侧并列布置，房间门直接开向走道，通过走道相互联系，各房间基本上不 被交通穿越，能较好的保持相互的独立性。楼梯和电梯及厕所布置在中间，这样使 用起来也比较方便。 2.22.2 建筑立面设计建筑立面设计 建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理来体现，同时也涉及到 建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外观形象对人的精神感受上产生的影响犹为 深刻。 体型和立面设计着重研究建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理等。 在满足使用功能和经济合理的前提下，运用不同的材料、结构形式、装饰细部、构 造手法等创造出预想的意境，从而不同程度地给人以不同的印象。因此建筑物具有 独特的表现力和感染力。 建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映内 部空间的特征，但绝不能简单地理解为体型和立面设计只是内部空间的最后加工， 是建筑设计完成之后的最后处理，而应与平、剖面设计同时进行，并贯穿于整个设 10 计的始终。 本设计中窗的材料采用透明玻璃，窗框采用塑钢材料，避免反光造成城市污染。 在立面设计时应在满足功能要求的基础上,注意合理确定窗子与墙面上其它构件间的 比例和组合关系，整个立面上形成有规律的重复和有组织的变化。本工程的出入口 能突出立面的造型，雨蓬采用预制悬挑构件。立面上外墙采用瓷砖，在给人以现代 科技成就的力量感的同时，也给人一种亲切和谐感。 2.3 建筑剖面设计建筑剖面设计 剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合利用，以及建筑 剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物内部 空间的关系。平面设计着重解决内部空间的水平方向上的问题，而剖面设计则主要 研究竖向空间的处理，两个方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济条件、周 围环境等问题。剖面设计主要包括以下内容： （1）确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系； （2）确定房屋的层数和各部分的标高，如层高、室内外地面标高等； （3）解决天然采光、自然通风、面排水及选择结构承重方案； （4）选择主体结构与围护结构方案； （5）进行房屋竖向空间的组合，研究建筑空间的利用； 剖面设计的目的主要是确定内部空间的使用高度，以确保建筑空间的满足使用 要求，要求有各种设备高度及主梁的高度等。所以确定层高为 4.6m，经估算，净高 符合要求。 为了防止室外的雨水流入室内和防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适 当提高，以使建筑物内外地面形成一定的高差，室外标高设为-0.600m。 2.4 防火设计防火设计 根据建筑设计防火规范2的要求来进行防火设计，合理设置防火分区，并 11 设有防火门，合理设置消防通道与消防设施。 本设计中，管道穿过隔墙,楼板时，应采用非燃烧材料将其周围的空隙紧紧填塞。 管道井等竖向管的井壁应为耐火等级限不应低于 1.00 小时的非燃体。用于疏散楼梯 间的乙级防火门，应采用单向弹簧门，并应向疏散放向开启。 2.5 建筑细部设计建筑细部设计 2.5.1 墙体墙体 填充墙体为厚矿渣空心砖砌筑，外墙面贴瓷砖（） ，内墙面为240mm 2 0.5kN/m 厚抹灰，砌筑质量等级为二级。电梯间均采用现浇混凝土剪力墙，保证结构20mm 的抗震性能。 2.5.2 地面工程地面工程 卫生间周围地面防水采用 SBS 复合卷材防水，管道穿楼板及地漏，坐便器处防 水构造。 2.5.3 屋面工程屋面工程 考虑汇水面积及建筑立面的美观，屋面排水采用有组织内排水，屋面防水等级 为三级。 2.5.4 门窗工程门窗工程 （1）本工程采用同种材质门窗，详见门窗表； （2）门窗上的玻璃的厚度根据分隔尺寸及办公楼所处位置由厂家确定； （3）窗采用塑钢窗，窗台板采用花岗岩。 2.5.5 楼梯工程楼梯工程 采用钢筋混凝土现浇板式楼梯，全部设计为双跑，梯段板宽 1.6m，楼梯井宽度 12 为 160mm。首层为不等跑楼梯，第一跑高度为 2.3m，第二跑高度为 2.3m，其他层 楼梯均为等跑楼梯，单跑高度为 2.3m。楼梯间设有乙级防火门。 2.5.6 油漆工程油漆工程 木质门刷底漆一遍，棕色油两遍。其他突出的钢构件涂银白色防腐漆。 第第 3 章章 结构设计结构设计概述概述 3.1 设计依据设计依据 设计的依据主要有： 建筑安全等级二级，抗震等级三级，抗震设防烈度为 8 度； 相关规范：建筑结构荷载规范 （GB50009-2002） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） 3.2 本工程有关等级要求本工程有关等级要求 1.本工程安全等级为二级，设计使用年限为 50 年； 2.本工程抗震设防烈度为 8 度,设计基本地震加速度值为 0.20g；设计地震分组为 第一组；场地类别为类； 3. 建筑物抗震等级:三级； 4. 本建筑物耐火等级为二级； 13 3.3 框架承重方案框架承重方案 根据楼盖的平面布置及竖向荷载的传递路径，框架的承重方案可分为横向、纵 向及纵横向框架承重三种方案。在实际工程中，一般采用横向框架承重方案。因房 屋横向较短，柱数量少，当采用横向承重方案时，横向框架梁的截面高度大，可增 加框架的横向侧移刚度。本设计采用了横向框架承重方案。 3.4 框架结构计算简图框架结构计算简图 计算简图用梁柱的轴线表示：梁柱轴线取各自的形心线；对于钢筋混凝土楼盖 整体浇注的框架梁，可取楼板底面处作为梁轴线。底层的下柱取至基础顶面。当上 下柱截面尺寸不同且形心线不重合时，取顶层柱的形心线作为柱子的轴线。必须注 意，按此计算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力，由于此轴线不一定是各截 面的形心线，故在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面形心 处的内力，即计入上、下柱截面形心间的偏心距对截面弯矩的影响3。 3.5 结构计算结构计算 本办公楼设计分别进行了水平荷载作用下框架侧移及内力计算，竖向荷载作用 下框架内力计算。框架梁、柱内力组合，然后进行梁、柱截面设计及配筋计算以及 各构件的计算。构件的计算其中包括楼板配筋计算、楼梯计算、基础设计等。 第第 4 章章 结构设计计算结构设计计算 4.1.结构设计资料结构设计资料 拟建房屋所在地的设计地震动参数，基本雪压 S0= 0.00 max 0.080.25s g T KN/m2，基本风压 W0= 0.75 KN/m2，地面粗糙度为 B 类。常年地下水位位于地表下 4.2m，水质对混凝土无侵蚀性。土的重度为，地基承载力特征值 fak=220 3 17kN/m 14 KN/m2。土壤最大冻结深度为-。0.5m 4.2.结构布置及计算简图结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑结构布置，结构布置平 面示意图见图 4-1。主体结构共 6 层，层高均为 4.6m。 电梯间楼梯楼梯 图 4-1 结构布置示意图(单位：mm) 填充墙体为厚的矿渣空心砖砌筑。外墙面贴瓷砖（） ，内墙面240mm 2 0.5kN/m 为厚抹灰。20mm 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度按高跨比条件取120mm 。 3600 90mm 40 次梁截面高度=，取，18 12hll7800 18 7800 12(433mm650mm)600mm 截面宽度取。b=300mm 主梁截面高度=，取，15 10hll8100 15 8100 10(540mm810mm)700mm 截面宽度取。b=350mm 由此估算梁截面尺寸见下表 4-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等 级，其设计强度 C35。 22 (16.7N/mm ,1.57N/mm ) ct ff 15 表 4-1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级 横梁（）b h 层次 混凝土强度 等级AC、DF 跨CD 跨 纵梁（）b h 37C35350 700350 600300 600 12C35350 700350 600300 600 柱截面尺寸可根据式(4-1)和(4-2) (4-1) E NFg n (4-2) c Nc N A f 估算，为了计算方便，边柱与中柱取同样的截面尺寸。抗震等级为三级，轴压比限 值=0.9。各层重力荷载代表值近似取。 N 2 12kN/m 首层中柱 ； 3 2 1.25 12 107 7.8 5.85 318772.46mm 0.9 16.7 c A 27 层中柱 =； 3 1.25 12 106 7.8 5.85 0.9 16.7 c A 2 273233.53mm 如取柱截面为正方形，则首层柱截面尺寸取，27 层柱的截面700mm 700mm 尺寸取。550mm 550mm 基础采用柱下独立基础，基础埋深 2.0m，基础顶面至室外地坪高度为 0.5m。取 顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，27 层柱高度即为层高，取 4.6m；底层层高为 4.6m，柱高度从基础顶面取至首层板底，即 h1=4.6+0.6+0.5- 0.12=5.22m，取 5.3m。框架结构计算简图如图 4-2 所示。 16 图 4-2 轴框架结构计算简图(单位：mm) 4.3 重力荷载计算重力荷载计算 4.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面及楼面的永久荷载标准值 1.屋面（上人）： 找平层：15 厚水泥砂浆 2 0.015 200.3kN/m 防水层（刚性）40 厚细石混凝土防水 20C 2 1.0kN/m 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 2 0.4kN/m 找平层：15 厚水泥砂浆 2 0.015 200.3kN/m 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3找坡 2 0.04 140.56kN/m 保温层：80 厚矿渣水泥 2 0.08 14.51.16kN/m 17 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 2 0.12 253kN/m V 型轻钢龙骨吊顶 2.5 kN/ m2 合计： 6.97 kN/ m2 2.各层走廊楼面： 水磨石地面：10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 素水泥浆结合层一道 小计： 0.65 2 kN/m 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 0.12 253 2 kN/m V 型轻钢龙骨吊顶 2.5 kN/ m2 合计： 3.90 2 kN/m 3.标准层楼面： 大理石面层，水泥砂浆接缝 30 厚 1：3 干硬性水泥砂浆面上撒 2 厚素水泥 水泥浆结合层一道 小计： 2 1.16kN/m 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 2 0.12 253kN/m V 型轻钢龙骨吊顶 2.5 kN/ m2 合计： 4.41 2 kN/m 4.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 2 2.0kN/m 楼面活荷载标准值 2 2.5kN/m 屋面雪荷载标准值 Sk =S0 =1.00 =0kN/ r 式中:为屋面积雪分布系数,取 r 1.0 r 18 4.3.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载;对墙、 门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表 4-2。 1.梁自重 300mm 600mmb h 结构自重： 抹灰层：25 0.3 (0.60.12)3.6kN/m 10 厚混合砂浆2 0.01 (0.60.12) 170.3 0.01 170.21kN/m 合计： 3.81kN/m 350mm 600mmb h 结构自重： 25 0.35 (0.60.12)4.2kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆2 0.01 (0.60.12) 170.35 0.01 170.23kN/m 合计： 4.43kN/m 350mm 700mmb h 结构自重： 25 0.35 (0.70.12)5.08kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆2 0.01 (0.70.12) 170.35 0.01 170.26kN/m 合计： 5.34kN/m 2.柱自重 700mm 700mmb h 结构自重： 25 0.7 0.712.25kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01 0.7 4 170.476kN/m 合计： 12.73kN/m 550mm 550mmb h 结构自重： 25 0.55 0.557.56kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01 0.55 4 170.37kN/m 合计： 7.93kN/m 外墙为厚的矿渣空心砖砌筑，外面贴瓷砖（0.5kN/m ）,内墙面为240mm 2 19 厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为20mm 2 0.5 15 0.24 17 0.024.44kN/m 内墙为厚的矿渣空心砖砌筑，两侧均为厚抹灰，则内墙单位面积240mm20mm 重力荷载为 2 15 0.24 17 0.02 24.28kN/m 木门单位面积重力荷载为；塑钢窗单位面积重力荷载取。 2 0.2kN/m 2 0.4kN/m 表 4-2 梁柱重力荷载标准值 层次构件b/mh/m (kN/m) g /m i l n /kN i G i G kN 边横梁0.350.71.055.348.100 中横梁0.350.61.054.433.6466.98 次梁0.30.61.053.817.800 纵梁0.30.61.053.817.86187.22 254 7 柱0.550.551.107.934.68251.22 边横梁0.350.71.055.348.112545 中横梁0.350.61.054.433.66100.47 次梁0.30.61.053.817.820624.08 纵梁0.30.61.053.817.820624.08 1894 2-6 柱0.550.551.107.934.624753.67 边横梁0.350.71.055.348.112545 中横梁0.350.61.054.433.66100.47 次梁0.30.61.053.817.820624.08 纵梁0.30.61.053.817.820624.08 1894 1 柱0.70.71.1012.734.6241411.5 4.3.4 重力荷载代表值重力荷载代表值 集中于各质点的重力荷载，为计算单元范围内各层楼面上重力荷载代表值及 i G 上下各半层的墙、柱等重量。计算时 活荷载组合值系数取 0.5。 i G 简单的计算过程如下： 20 顶层：屋面恒载、50%屋面活载、纵横梁的自重、半层柱的自重、半层墙的自 重,女儿墙自重，门窗自重的一半，电梯自重。其它层：楼面恒荷载、50% 楼面均布 荷载、纵横梁自重、楼面上、下各半层的柱及纵横墙自重，门窗自重，楼梯自重。 现以第六层为例，其余层计算过程相同，此处从略，计算结果见图 4-3。 =+1894+ 6 G 251.22 2 753.67 2 4.28 8.1 3.6 2 2 6.89 38.4 19.8 +4.28 3.6 7.20.5 0.45 38.4 19.82 4.44 0.9 (38.4 19.8) 2 +4.28 7.8 3.6 44.28 3.6 3.6 2 =；9563.43kN =1467.1； =8457.48=； 7 GkN 5 GkN 4 G =9215.56；=9973.63；=10302.55； 3 GkN 2 GkN 1 GkN 图 4-3 各质点的重力荷载代表值（长度单位：mm） 4.4 横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算 梁的线刚度，其中为混凝土弹性模量，l 为梁的计算跨度，为梁/ bcb iE Il c E b I 截面惯性矩。柱的线刚度，其中为柱截面惯性矩，h 为框架柱的计算高/ ccc iE Ih c I 度。横梁线刚度计算过程见表 4-3，柱线刚度计算过程见表 4-4。 b i c i 21 表 4-3 横梁线刚度计算表 b i 类 别 层次mmmm/b h 4 0/mm I/mml 0 / N mm c E I l 0 1.5/ N mm c E I l 边 梁 17350700 9 10 108100 10 3.889 10 10 5.834 10 中 梁 17350600 9 6.3 103600 10 5.513 10 10 8.27 10 注： 42 3.15 10 N/mm c E 表 4-4 柱线刚度计算表 c i 层次mm/ c h(N/mm )/ c E 2 mmmm/hbmm/ c I 4 / ccc hIEN mm 15300 4 1015 . 3 700700 10 10001 . 2 10 11.893 10 273600 4 1015 . 3 550550 10 10763 . 0 10 6.673 10 柱的侧移刚度按式（4-3） （4-3） 2 12 / cc Dih 式中柱的侧移刚度修正系数 c 计算，根据梁柱线刚度比的不同,图中的柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱K 和边柱以及楼电、梯间柱等。底层柱侧移刚度修正系数，一般层的侧移 0.5 2 c K K 刚度修正系数。为梁、柱线刚度比。现以第 2 层 C-2 柱的侧移刚度计 2 c K K K 算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果分别见表 4-5、4-6、4- 7。 第 2 层 C-2 柱及与其相连的梁的相对线刚度如图 4-5 所示，图中数据取自表 4- 3、4-4。由表 4-3、4-4 可得梁柱线刚度 22 图 4-5 C-2 柱及与其相连梁的相对线刚度 = K41 . 2 2673 . 6 2778 . 7 227 . 8 N/mm546 . 0 41 . 2 2 41 . 2 c N/mm33735 3600 10673 . 6 12 546 . 0 2 10 D 表 4-5 中框架柱侧移刚度 D 值(N/mm) 边柱（8 根） 层次 Kc 1 i D i D 261.1660.36822737181896 10.6540.43522101176808 表 4-6 边框架柱侧移刚度 D 值(N/mm) 61A A 61F F 层次 Kc 1 i Di D 260.8740.3041878375132 1 0.4910.3982022180884 23 表 4-7 楼、电梯间框架柱侧移刚度 D 值(N/mm ) 11 C D 22334455 C D C D C D C D 66 C D i D 层 次Kc 1 i D Kc 2i D Kc 3i D 26 1. 7 0.46284222.410.546 3373 5 2.1140.51431758390240 1 1. 0 0.49249961.350.55 2804 5 1.190.5326876328104 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度，见 i D 表 4-8 。 表 4-8 横向框架层间侧移刚度(N/mm) 层次123456 i D 585796647268647268647268647268647268 由表可见，故该框架为规则框架。7 . 0905 . 0 647268/585796 2 1 D D 4.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 1.横向自振周期计算 按式将折算到主体结构的顶层，即) 2 3 1 () 2 3 1 ( 21 21 H hh G H h GG n i ne 7 G =1804.53。结构顶点的假想侧移由式（4-4）（4-6） e G1.23 1467.1kN （4-4） n Gik k i VG （4-5） 1 ()/ s iGii j uVD （4-6） 1 () n Tk k uu 24 计算。 式中集中在层楼面处的重力荷载代表值； K Gk 为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值式为水平荷载而得第 层的层间 Gi Vi 剪力； 第 层的层间侧移刚度；（、分别为第 、层的层间侧移； s ij ij Di i u) ki u )(ik 同层内框架的总数。s 计算过程见表 4-9 ，其中第 6 层的为与之和。 i G 6 G e G 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，其基本自振周期6可按式（4- 7）计算： （4-7） 1 1.7 TT Tu 式中 结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取 T 0.60.7； 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移。 T u 其中的量纲为 m，取， 则。 T u7 . 0T 1 1.7 0.70.32170.67sT 表 4-9 结构顶点的假想侧移计算 层 次 /kN i G/kN Gi V/(N/mm) i D /mm i u/mm i u 611367.9611367.9664726817.6321.7 58457.4819825.4464726830.6304.1 48457.4828282.9264726843.7273.5 39215.5637498.4864726857.9229.8 29215.5647472.1164726873.3171.9 110302.5557774.6658579698.698.6 25 2.水平地震作用及楼层地震剪力计算 本例中结构高度不超过，质量和侧移刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪30m 切型为主，故可用底部剪力法7计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按 式计算，即 eqEk GF 1 0.85 eqi GG =0.85（10302.55+9973.63+9215.56+8457.48 2+9563.43+1467.1） =48821.65kN 地震作用按 7 度设计，基本地震加速度值为， 类场地第一组，则设计地0.1g 震动参数，。 max 0.080.25s g T 033 . 0 08 . 0 ) 67 . 0 25 . 0 ()( 9 . 0 max 9 . 0 1 1 T T a g =0.033 48821.65=1611.11 1Ekeq FGkN 式中 水平地震作用标准值； Ek F 相应于结构基本周期的水平地震影响系数8； 1 结构等效重力荷载。 eq G 因，所以应考虑顶部附加的水平地震作用。顶 1 1.41.4 0.250.350.67s g TT 部附加地震作用系数按下式计算。 n ，0.08 0.670.070.1236 n 7 0.1236 1611.11199.1kNF 各质点的水平地震作用按下式（4-8）计算， （4-8） 1 (1) ii iEknn jj j G H FF G H 将上述和代入可得 n Ek F 11 1611.11 (1 0.1236)1412 iiii inn jjjj jj G HG H F G HG H 式中 质点 i 的水平地震作用剪力； i F 26 、集中于质点 i，j 的重力荷载代表值； i G j G 、质点的计算高度； i H j Hji, 顶部附加地震作用系数。 n 具体过程见下表 4-10，各楼层地震剪力按下式（4-9）计算 （4-9） n ik k i VF 式中 作用在 k 层楼面处的水平荷载。 k F 表 4-10 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 各质点水平地震作用见图 4-6，楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图 4-7 层次 m/ i HkN/ i G/ iiH GkN m jj ii HG HG kN/ i FkN/ i V 26.91467.1039464.990.04867.867.8 623.39563.43222827.920.271382.7450.5 519.78457.48166612.360.202285.2735.7 416.18457.48136165.430.165232.9968.6 312.59215.56115494.500.139196.31164.9 28.99973.6388765.310.108152.51317.4 15.310302.5554603.520.06794.61412.0 27 图 4-6 各质点水平地震作用 图 4-7 楼层地震剪力沿房屋高度的分布 3.水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按公式（4-10）和公 i u i u 式（4-11）计算 （4-10） 1 ()/ i iiij j uVD （4-11） 1 () n ik k uu 计算过程表见 4-11，表中还计算了各层的层间弹性位移角。/ eii uh 由表 4-11 可知,最大层间弹性位移角发生在第 2 层,其值为 满足550/11765/1 式的要求,其中。hu ee 550/1/hu 表 4-11 横向水平地震作用下的位移验算 28 4.水平地震作用下框架内力计算 以轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框 架柱端剪力及弯矩分别按下式（4-12）（4-14）计算。 （4-12） i s j ij ij ij V D D V 1 （4-13）yhVM ij b ij （4-14）hyVM ij u ij )1 (