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九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） i 版权所有 2010 以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网 络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。 文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使 用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使 用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作 流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档 信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。 以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于 商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络， 请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档 来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请 删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用， 正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量 统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息， 只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为 文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用 途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要 用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网 络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。 文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使 用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作流量统计使 用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档信息，只作 流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。以下为文档 信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于商业用途。 以下为文档信息，只作流量统计使用，正常使用请删除。文档来自网络，请不要用于 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structural design of jiu jiang no.3 middle schools framework teaching building 院 系 土木工程与城市建设学院 专 业 土木工程 姓 名 李 博 年 级 a0412-21 指导教师 江德保 二八 年 六 月 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） iv 摘 要 本建筑为某中学五层教学楼，框架结构，位于九江市，使用年限为 50 年，结构按 7 度设防设计，结构类型为框架结构，墙体材料采用水泥 空心砖,门窗为塑钢门窗。立面简洁，屋面采用平屋面。 本建筑坐北朝南，分区比较合理，采用大空间办公，采光较好.各层 层高均为 3.6m。 楼梯采用板式楼梯，全部为防火楼梯，基础为柱下独立基础。 在框架结构计算时，采用底部剪力法计算地震作用，采用弯矩分配 法对框架进行分配，在计算过程中对梁的弯矩进行了调幅，对柱的轴力 进行了折减。 对建筑中出现的墙体均直接放在梁上，墙、板的重量传给梁，梁再 传给柱，传力路线明确。 【关键词】教学楼，建筑设计，结构设计，框架结构，独立基础 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） v abstract the five-story building for a middle school teaching building, the frame structure, located in jiujiang city, durable for 50 years, the structure of the seven minimum security design, structural framework for the type of structure, hollow wall made of cement bricks, windows and doors for steel doors and windows. facade simple, using roof-roof. the construction ride the northern dynasties south, area more reasonable, the use of office space, better lighting. all are high layers of 3.6 m. 1 use the stairs plate stairs, for all the fire stairs, based on an independent basis for the next column. in the framework of structural calculations, calculated using shear at the bottom of the earthquake, a moment distribution method of allocation framework, in the calculation of the beam during the course of a moment of am, on-the axis of a discount. 2 the construction of the wall directly on the beam, wall, the weight of pass-beam, beam re-transmission, power-line clear. key words: teaching building,architectural design, structural design, structural framework,an independent foundation 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） vi 目 录 第第 1 章章设计概况设计概况1 1.11.1 设计题目设计题目1 1.21.2 设计目的设计目的.1 1.31.3 设计规模设计规模.1 1.4 设计资料设计资料1 1.51.5 各部分工程构造各部分工程构造.1 1.61.6 设计要求设计要求.2 第第 2 章章建筑设计建筑设计3 2.12.1 建筑功能建筑功能.3 2.2 平面设计平面设计3 2.22.2 立面设计立面设计.4 2.32.3 剖面设计剖面设计.4 2.42.4 交通联系部分交通联系部分.4 第第 3 章章结构方案设计结构方案设计5 3.13.1 工程简介工程简介5 3.23.2 结构概况结构概况.5 3.33.3 框架结构承重方案的选择框架结构承重方案的选择.6 3.43.4 初估梁柱截面初估梁柱截面.6 3.53.5 荷载计算荷载计算.8 第第 4 章章水平荷载作用下的框架内力分析水平荷载作用下的框架内力分析12 4.14.1 梁的线刚度：梁的线刚度：12 4.24.2 框架柱侧移刚度计算框架柱侧移刚度计算.12 4.3.4.3.水平地震作用分析（底部剪力法）水平地震作用分析（底部剪力法）.13 4.4.4.4.验算框架层间弹性位移角验算框架层间弹性位移角.15 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） vii 4.5.4.5.水平地震作用下框架柱剪力和弯矩计算水平地震作用下框架柱剪力和弯矩计算.15 4.64.6 地震作用下框架梁端剪力和柱轴力标准值地震作用下框架梁端剪力和柱轴力标准值.17 第第 5 5 章章横向风荷载计算横向风荷载计算19 5.15.1 自然情况自然情况.19 5.25.2 荷载计算荷载计算.19 5.35.3 风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩.20 5.45.4 荷载作用下梁端弯矩计算荷载作用下梁端弯矩计算.21 第第 6 章章框架在竖向荷载作用下的内力分析框架在竖向荷载作用下的内力分析24 6.16.1 计算方法和荷载传递路线计算方法和荷载传递路线.24 6.26.2 竖向荷载计算竖向荷载计算.25 6.36.3 框架计算简图框架计算简图.26 6.46.4 梁固端弯矩梁固端弯矩.26 6.56.5 框架节点分配系数框架节点分配系数.27 6.66.6 恒载产生弯矩分配与传递恒载产生弯矩分配与传递.27 6.76.7 梁端剪力梁端剪力.32 6.86.8 柱轴力和剪力柱轴力和剪力.35 第第 7 章章内力组合和最不利内力确定内力组合和最不利内力确定39 7.17.1 框架梁内力组合框架梁内力组合.39 7.27.2 框架柱内力组合框架柱内力组合.39 7.37.3 框架梁、柱内力组合计算框架梁、柱内力组合计算.39 第第 8 章章框架结构配筋计算框架结构配筋计算45 8.18.1 框架梁配筋计算框架梁配筋计算.45 8.28.2 框架柱配筋计算框架柱配筋计算.47 第第 9 章章现浇板配筋计算现浇板配筋计算47 9.19.1 荷载计算荷载计算.47 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） viii 9.29.2 配筋计算配筋计算.47 9.39.3 板式楼梯计算板式楼梯计算.47 9.49.4 梯斜板梯斜板.47 9.59.5 平台板计算平台板计算.47 9.69.6 平台梁计算平台梁计算.47 第第 10 章章基础配筋计算基础配筋计算 .47 10.110.1 基础概况基础概况.47 10.210.2 选取内力选取内力.47 10.310.3 地基承载力验算地基承载力验算.47 10.4.10.4.基础抗冲切验算基础抗冲切验算.47 附录附录 63 参考文献参考文献 64 致谢致谢 65 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 1 第 1 章 设计概况 设计概况 1.1 设计题目 设计题目：九江三中框架教学楼的结构设计 1.2 设计目的 设计目的：通过本毕业设计，培养综合运用所学的基本理论和专业知识分析和解 决土木建筑工程设计问题的能力，同时也培养理论联系实际及动手能力。 1.3 设计规模 建筑地点：九江市 建筑面积：3873.1 层数：结构共五层，每层层高均为 3.6m.，室内外高差 0.450m，室外地面标高为 -0.450m。 1.4 设计资料 1.4.1 地质水文资料 根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度 0.5m 左右的杂填 土，以下为 1.0m 左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为 80kn/，再下面为较厚的 垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力特征值为 180kn/，可作为天然 地基持力层。地下水位距地表最低为-0.8m，对建筑物基础无影响。 1.4.2 气象资料 全年主导风向：东北风；常年气温差值 45；基本风压为 0.35 kn/，基本雪 压为 0.4 kn/3；抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.05g4；底层室 内主要地坪标高为0.000，相对于绝对标高 65.50m.。 1.5 各部分工程构造 1、屋面：sbs 改性沥青防水卷材 1:3 水泥沙浆找平层 25mm 厚 1:10 水泥珍珠岩砂浆保温层 120厚 1:8 白灰炉渣找坡度最薄处 30mm 120mm 厚钢筋混凝土板(边跨) 100mm 厚钢筋混凝土板（中跨） 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 2 20mm 厚板下混合砂浆抹灰 2、楼面：1:2.5 水泥白石子 12mm 素水泥浆结合层一道 120mm 厚钢筋混凝土板 100mm 厚钢筋混凝土板（中跨） 1:3 水泥砂浆找平 18mm 素水泥浆结合层一道 120mm 厚钢筋混凝土板 20mm 厚板下抹灰 3、厕所： 20mm 厚水泥砂浆地面 50mm 厚防水砂浆 180mm 厚空心砖 20mm 厚水泥砂浆抹灰 4、墙体：外墙 300mm 厚水泥空心砖墙，内墙为 200mm 厚水泥空心砖墙，厕所 均为 180mm 厚隔墙。 5、门窗：门厅处为铝合金门，其他均为木门。双推拉塑钢窗，单层玻璃全封闭 窗。 6、基础：阶型独立扩展基础，阶型联合扩展基础。 1.6 设计要求 1.6.1 建筑部分 设计并绘制以下建筑施工图 平面图：首层、标准层、顶层 立面图：正立面、侧立面 剖面图：选择楼梯或较复杂部位进行剖切 1.6.2 结构部分 1、计算书部分 选取一榀框架进行梁、柱、基础的设计计算，选取一块板及一段楼梯进行计算。 2、图纸部分 结构设计总说明 基础平面图和剖面图 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 3 梁、板、柱配筋图 第 2 章 建筑设计 2.1 建筑功能 2.1.1 建筑功能要求 1、教学用房、教学辅助用房、行政管理用房、服务用房、运动场地应分区明确、 布局合理、联系方便、互不干扰，平面组合应功能分区明确，联系方便，有利于疏散。 2、教室内课桌椅的布置：课桌椅的排距中学不宜小于 900mm；纵向走道的宽度 不应小于 550mm；教室后部应设置600mm 的横向走道。5 3、教学楼应每层设厕所，其位置应该便于使用和不影响环境卫生。在厕所入口 处宜前室或遮挡措施；男生应按每 50 人设一个大便器和一个小便槽计算，女生应按 每 25 人设一个大便器计算。5 2.2 平面设计 2.2.1 建筑造型 根据设计原则，本设计采用“一”字型结构体系。这种结构体系符合简单、对称、 规则的原则。 2.2.2 平面布置 本设计在力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构 在水平力作用下扭转。平面布置如图 21 所示： 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 4 图 21 首层平面图 2.2 立面设计 立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一， 相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最 后对入口、门廊等进一步进行处理。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划 分中表现得比较突出。 2.3 剖面设计 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，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、建筑物的平面和剖面是紧密联系的。 在本设计中，学校 1 至 5 层层高均为 3.6m，总高为 18m. 2.4 交通联系部分 2.4.1 楼梯 本工程主要垂直交通工具是双跑楼梯，设两部楼梯，楼梯间的开间进深为 4500mm7200mm，满足人流通行要求。 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 5 图 22 楼梯平面详图 2.4.2 走廊 走廊起到连接水平方向各个分区的联系作用，考虑到建筑物的耐火等级、层数及 走廊通行人数等因素，走廊宽 2400mm。 2.4.3 出入口及门厅 因室外地坪标高设计为0.450m，故从室外进大门门厅设三级台阶。门厅要宽 敞明亮，满足交通和防火要求。 第 3 章 结构方案设计 3.1 工程简介 1、建筑地点：九江市 2、建筑类型：五层学校，框架填充墙结构。 3、建筑介绍：建筑面积约 3873.1，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结 构，楼板厚度取 100mm、120mm，外填充墙采用 300mm 厚水泥空心砖，内墙采用 200mm 厚水泥空心砖。 4、地质条件：经地质堪察部门确定，此建筑场地为二类抗震第一组场地，设防 烈度为 7 度。 3.2 结构概况 1、本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。 2、楼板采用现浇钢筋混凝土板。楼梯为现浇板式楼梯 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 6 3、材料情况：非承重水泥空心砖；砂浆等级为 m5；混凝土：c25（梁、板）、 c30（柱、基础）；纵向受力钢筋：hrb335 级（梁，柱）；箍筋：hpb235 级钢筋， 基础：hpb235 级钢筋。 4、施工：梁、板、柱均现浇。 5、柱网布置 图 31 框架平面柱网布置 3.3 框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传递路径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由 主梁传至框架柱，最后传至地基。 3.4 初估梁柱截面 根据柱支撑的楼板面积计算由竖向荷载作用下的轴力，并按轴压比控制估算柱截 面面积，估算柱截面时，楼层荷载一般按 ge=1114 kn/计算，本工程按 ge=13 kn/4计算；负荷面积按 f=(2.4+7.2) /2 (9+9) /2=43.2。 根据柱的轴压比设计值： nv=fge n 得， nv=1.0543.2135=3648.4kn。 ：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，七度时取 1.05。 f：按简支状态计算柱的负荷面积。 ge：折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值。 n：为验算截面以上的楼层层数。 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 7 本工程框架为三级抗震(7 度设防，高度30m)，柱轴压比控制值 n =0.93， n=0.9 nv =0.93648.4=3283.56，根据 c a n/ n fc得， n ：为框架柱的轴压比限值，可取 0.9。3 fc：为混凝土轴心抗压强度设计值，对 c30，查得 14.3n/ 2 mm。5 c a=3283.56/0.914.3256182 2 mm。a= c a =524 2 mm。 根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面取值为 600 mm600 mm。 柱高度：25 层柱高度即为层高，取 3.6m；底层柱高度从基础顶面取至一层板 底，即 h1=3.6+0.45+0.9=4.95m。 柱截面：bh=600mm600mm. 3.4.1 梁截面 框架梁截面的确定：h=(1/81/12)l b=(1/21/3)h 且 b 不小于 0.5 倍柱宽且不小于 250mm l1:bh=350mm650mm l2:bh=300mm600mm l3:bh=300mm550mm l4:bh=350mm750mm 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 8 l4 l1l3l2 l4 l4 l4 l4 l4 l4l4 l3 l1 图 32 梁的编号 3.4.2 楼板 楼板为现浇双向板和单向板，根据单向板厚与跨度的最小比值 1/40，双向板厚 与跨度最小比值 1/50,边跨板的跨度为 4500mm，中跨板的跨度为 2400mm。结合构造， 可确定板厚为 100mm，120mm。 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 9 3.5 荷载计算 3.5.1 层数划分 g3 g1 g2 g4 g5 图 33 层数划分 3.5.2 荷载汇集 1、恒载 1）屋面荷载：（为不上人屋面） 防水层：sbs 改性沥表防水卷材 0.05 kn/m 找平层：25mm1：3 水泥沙浆 250.02=0.5kn/m 保温层：120mm 厚水泥珍珠岩 0.124=0.48 kn/m 找坡层：白灰炉渣最薄处 30mm 厚 0.0317=0.51 kn/m 结构层：120mm 厚钢筋砼现浇板 0.1225=3.00 kn/m 20mm 厚板底抹灰 0.0217=0.34 kn/m gk=gk=5.0kn/m 2）楼面： 30mm 厚水磨石地面 0.65 kn/m 120mm 厚钢筋砼现浇板 0.1225=3kn/m 20mm 厚板底抹灰 0.0217= 0.34kn/ m gk=gk=3.99kn/m 3）梁重：（考虑梁上抹灰，取梁自重 26kn/m3） 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 10 主 梁： 中跨 260.70.3=5.46kn/m 边跨 260.50.3=3.9 kn/m 连系梁： 260.250.5=3.25kn/m 4）墙重：（砌体与抹灰之和） 抹灰：外 墙 面 外 抹 灰： 20 厚水泥砂浆 0.4 kn/m2 外墙面及内墙面抹灰：20 厚石灰砂浆 0.34 kn/m2 总墙重： 外墙：底层：150.3+0.4+0.34=6.29 kn/m2 内墙：底层：150.2+0.342 =4.28 kn/m2 5）柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重 26kn/m3） 各 层：260.60.6 =9.36kn/m 6）门、窗： 门：0.2kn/m2 窗：0.3kn/m2 2、活荷载： 雪活载： 0.5 kn/m2 厕所： 2.0 kn/m2 办公室： 2.0 kn/m2 走廊、楼梯： 2.5 kn/m2 不上人屋面： 0.5 kn/m2 3、各层楼层重量(各层重力荷载代表值计算如下) 五层上半层： 女儿墙：0.240.94.5112+3（7.22+3） 10=251.24kn 屋 面： 11（7.22+3）54.5=4306.5kn 主 梁： （7.22115.46+3113.6）=1045.04kn 连系 梁：1143.254.5=1081.08kn 柱 子：1140.53.69.36=803.09kn 外 墙：4.5112+（7.22+3）（0.53.6-0.7）6.29=1052kn 内 墙：4.5112+7.211（0.53.6-0.7）4.28=953.37kn 外 墙 窗：361.52.30.50.3=18.63 kn 内 墙 窗： 161.50.60.3=4.32kn 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 11 =9515.454kn 3=3+0.5 活=9515.454+0.50.5861.3=9730.78kn gg 五层下半层： 柱 子： 440.53.69.36=803.09kn 外 墙 133.80.53.66.29=1641.2kn 内 墙 178.20.53.64.28=1487.26kn 外 墙 窗： 2.31.50.5360.3=18.63kn 内 墙 门：2.10.9200.2=7.56kn =3961.98kn 四层上半层： 楼 面 861.314.49=3436.63kn 主 梁：（7.22115.46+3113.6）=1045.04kn 连系 梁：1143.254.5=1081.08kn 柱 子：1140.53.99.36=803.09kn 外 墙：4.5112+（7.22+3）（0.53.6-0.7）6.29=1052kn 内 墙：4.5112+7.211（0.53.6-0.7）4.28=953.37kn 外 墙 窗：361.52.30.50.3=18.63kn 内 墙 窗：161.50.60.3=4.32kn =8394.16kn 2=2+0.5 活=8394.16+3961.98+0.52861.31=13217.45kn gg 四层下半层等于五层下半层为：=3945.13kn 二、三层上半层： 楼 面 861.314.49=3436.63kn 主 梁：（7.22115.46+3113.6）=1045.04kn 连系 梁：1143.254.5=1081.08kn 柱 子：1140.53.69.36=803.09kn 外 墙：4.5112+（7.22+3）（0.53.6-0.7）6.29=1052kn 内 墙：（4.5112+7.29）（0.53.6-0.7）4.28=876.33kn 外 墙 窗：18.63kn 内 墙 窗：4.32kn 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 12 =8317.12kn 二、三层下半层： 柱 子： 440.53.69.36=803.09kn 外 墙 133.80.53.66.29=1641.2kn 内 墙 （4.5112+7.29）0.53.64.28=1367.07kn 外 墙 窗： 2.31.50.5360.3=18.63kn 内 墙 门：2.10.9160.2=6.048kn =3840.28kn 3=3+0.5 活=8317.12+3945.13+0.52861.31=13123.56kn gg 2=2+0.5 活=8317.12+3840.28+0.52861.31=13018.71kn gg 一层上半层： 楼 面：861.314.49=3436.63kn 主 梁：（7.22115.46+3113.6）=1045.04kn 连系 梁：1143.254.5=1081.08kn 柱 子：440.54.99.36=1009.01kn 外 墙：133.8（0.54.9-0.7）6.29=1472.8kn 内 墙 178.2(0.54.9-0.7) 4.28=1334.72kn 外墙窗洞：(246+1.82.4)(0.54.9-0.7) 6.29=713.286kn 外 墙 窗：141.50.60.3=3.78kn 雨 蓬：31.80.125+62.40.125=49.5kn =9417.39kn =+0.5 活=3840.28+9417.39+0.52861.31=14118.98kn 1 g 1 g g=63209.48kn a=861.315=4306.85m2 g/a=63209.48/4306.55=14.68kn/m2 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 13 第 4 章 水平荷载作用下的框架内力分析 4.1 梁的线刚度： 在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响，认为翼缘参加工作，为简化 计算，先按矩形截面计算惯性矩，然后乘以一个增大系数【6】。 现浇钢筋砼梁：边框架梁=1.5i0 中框架梁=2i0 柱采用30混凝土 梁采用25混凝土，c2.8107 kn/m i0=1/12bh3(m4) kb单位：knm 表 41 框架梁线刚度 ib表 4.2 框架柱侧移刚度计算 1、柱线刚度： 柱采用 c30 混凝土，首层高度 4.9m，2-5 层 3.6m； 27 /100 . 3mknec 柱截面：各层 600 mm600mm 则 i0=1/12bh3=10.810-3m4; kc=ei/h 2、柱的侧移刚度 d： 一般层： = d=k c b k k 2 k k 2 2 12 h kc 首层： = d=k c b k k k k 2 5 . 0 2 12 h kc 边框架中框架部位截面 （m） 跨度 （m ） 截面惯性矩 i0 (m4) i=1.5i0(m4)kb=ei/l(kn.m)i=1.5i0 m4)kb=ei/l(kn.m) 边框架 0.30.7 7.2 8.5710-312.8610-3 50011 1.7110-2 66500 中框架 0.30.5 2.4 3.1310-34.6910-3 48637 0.6310-2 65333 边框架 0.30.7 7.2 8.5710-312.8610-3 50011 1.7110-2 66500 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 14 表 42 柱的侧移刚度 d 值(n/mm) 边框架边柱 c1边框架中柱 c2部位截面 (m) 层高 (m) 惯性矩 (m4) ic=ei/h (104) k 1 dc1k 2 dc2 5 层0.63.6 10.810-3 8.30770.60.23150751.190.3724251 4 层0.63.6 10.810-3 8.30770.60.23150751.190.3724251 3 层0.63.6 10.810-3 8.30770.60.23150751.190.3724251 2 层0.63.6 10.810-3 8.30770.60.23150751.190.3724251 1 层0.64.9 10.810-3 6.61220.760.46152011.490.5317515 中框架边柱 c1中框架中柱 c2各层各柱刚度部位 k 3 dc3k 4 dc4 dc1dc2dc3dc4 层间 刚度 5 层0.80.28183521.580.442883915075 4 24251 4 18352 18 28839 18 1006 742 4 层0.80.28183521.580.442883915075 4 24251 4 18352 18 28839 18 1006 742 3 层0.80.28183521.580.442883915075 4 24251 4 18352 18 28839 18 1006 742 2 层0.80.28183521580.442883915075 4 24251 4 18352 18 28839 18 1006 742 1 层10.46152011.990.581916715201 4 17515 4 15201 18 28839 18 7494 88 层间侧移刚度的验算 d1/d2 =749488/1006742=0.740.7 满足要求 4.3.水平地震作用分析（底部剪力法） 本框架结构符合底部剪力法的适用范围，故采用底部剪力法计算水平地震作用。 框架自振周期计算：用能量法计算。用能量法计算的数据过程及其结果见表 1 t 表 4-3 用能量法计算的数据 1 t 层次 i g （kn） n ik kgi gv (kn) m k ik d 1 （kn/m ） (m) i ii ii g 2 ii g” 59730.789730.7810067420.010.2011959.67394.656 413217.4522948.2310067420.020.1922534.09485.845 313123.5636071.7910067420.0360.1692216.95374.506 213018.7149090.510067420.0490.1331732.77230.63 114118.9863209.487494880.0840.0841190.75100.424 s g g t ii ii 12 . 1 736 . 0 65 . 0 22 2 1 考虑七度设防：max=0.08 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 15 考虑一组类别 类场地土 tg=0.35 s3 因为 t1=0.521.4tg=0.49 s 所以考虑顶部附加水平地震作用 底部剪力为：1=(tg/t1)0.9max=(0.35/0.50)0.90.08=0.056 fek=1geq=0.0560.8563209.48=3008.77 kn 由公式 fi=(gihi/gjhj) fek(1-n) 表 4-4 横向框架顶点位移计算 层 数 higigihi gihi/gjh j fivi 520.59730.78199480.990.26694.35694.35 416.613217.45219409.670.29763.721458.08 312.713123.5616669.2120.22580.142038.22 28.813018.71114564.650.15398.782436.99 14.914118.98691830.09240.812677.81 剪力分布图 3900 v2 f2 f1 4900 v1 3900 f5 f4 f3 39003900 v3 v4 v5 2436.99 2038.22 1458.08 694.35 2677.81 图 41 剪力分布图 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 16 4.4.验算框架层间弹性位移角 1、地震作用下位移验算 表 4-5 地震作用下位移验算 层 数 层间剪力 i(kn) 层间度 i 层间侧移 ui=vi/di 层 hi (m) ui/hie 5694.351006742 0.6910-3 20.5 0.3410-4 41458.081006742 1.4510-3 15.7 0.8710-4 3.0 ，所以按单向板计算 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 26 6.2 竖向荷载计算 6.2.1 a-b(c-d)轴间框架梁 板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。 1、屋面板传载 恒载：5.09/2(1-20.312+0.313) 2=18.85kn/m 活载：0.59/2(1-20.312+0.313) 2=1.89kn/m 2、楼面板传荷载 恒载：3.999/2(1-20.312+0.313) 2=15.08kn/m 活载：5.09/2(1-20.312+0.313) 2=7.56kn/m 3、梁自重：5.46 kn/m a-b(c-d) 轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 kn/m+18.85 kn/m=24.31 kn/m 活载=板传荷载=1.89 kn/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 kn/m+15.08 kn/m=20.54 kn/m 活载=板传荷载=7.56 kn/m 6.2.2 b-c 轴间框架梁 1、屋面板传载 恒载：5.09/45/8 2=7.03kn/m 活载：0.59/45/8 2=0.7kn/m 2、楼面板传荷载 恒载：3.999/45/82=5.61kn/m 活载：2.094.5/25/82=2.81kn/m 3、梁自重：3.9kn/m b-c 轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.9 kn/m+7.03 kn/m=10.93 kn/m 活载=板传荷载=0.7kn/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.9 kn/m+5.61kn/m=9.51 kn/m 活载=板传荷载=2.81 kn/m 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 27 6.3 框架计算简图 2400 图 62 框架计算简图(kn/m) 6.4.梁固端弯矩 梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负。 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 28 固端弯矩=（均布荷载跨度）/12=ql2/12 表 61 竖向荷载作用下框架梁的固端弯矩 6.5 框架节点分配系数 表 62 节点分配系数计算表 6.6 恒载产生弯矩分配与传递 方法：首先将各点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写在框架横梁 相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进 行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配 弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为 0.5）。第一次分配弯矩传递后，再进行第二 次弯矩分配。 边跨中跨 固端弯矩固端弯矩 荷载部位 跨 度 均布 荷载左右 跨度均布 荷载左右 顶层7.224.31-105.02105.022.410.93-6.64-6.64恒荷 载 其它层7.220.54-88.7388.732.49.51-5.78-5.78 顶层7.21.89-8.168.162.40.70-0.43-0.43活荷 载 其它层7.27.56-32.6632.662.42.81-1.71-1.71 边柱节点中柱节点 顶 层 b 右= ib右/（ ib右+iz下）=0.445 c 下= iz下/（ib右+ib下）=0.555 b 左= ib左/（ib左+iz下+ib右）=0.309 b 右= ib右/（ib左+iz下+ib右）=0.304 c 下= ic下/（ib右+ib下+ib右）=0.387 标 准 层 b 右= ib右/（ ib右+iz下+iz上）=0.286 c 上下= iz上/（ ib右+iz下+iz上）=0.357 b 左= ib左/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.223 b 右= ib右/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.219 c 上= iz上/（ib左+iz下+ iz 上+ib右）=0.279 c 下= iz下/（ ib左+iz下+ iz上+ib）=0.279 底 层 b 右= ib右/（ ib右+iz下+iz上）=0.308 c 上= iz上/（iz下+ iz上+ib右）=0.385 c 下= iz下/（iz下+ iz上+ib右）=0.307 b 左= ib左/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.237 b 右= ib右/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.232 c 上= iz上/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.296 c 下= iz下/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.235 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 29 下 6下3 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 下 下 下 图 63 恒 载 作 用 下 弯 矩 的 分 配 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 30 下6下4下下下下下下下下下下下下 图 64 竖向恒载作用下框架弯矩图 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 31 0.385 0.357 0.357 0.357 0.286 0.357 0.232 -32.66 9.34 -3.45 -2.35 -29.12 0.307 0.308 0.357 0.286 0.2370.2350.296 0.219 0.304 0.357 0.286 0.4450.555 0.2230.2790.279 0.3090.387 上柱 下柱 右梁左梁 上柱 下柱 右梁 下6下5下下下下下下下下下下下下 0.223 0.279 0.279 0.219 0.223 0.279 0.279 0.219 图 65 活载作用下弯矩传递与分配 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 32 9.37 14.86 14.56 15.83 7.79 17.57 26.94 14.4 29.26 14.56 29.12 12.7 28.1 7.79 4.69 3.72 7.44 9.43 20.43 13.69 22.30 30.18 9.17 24.11 6.49 2.95 9.25 12.64 19.60 22.40 9.25 24.07 30.69 9.82 3.01 8.23 5.67 6.34 8.36 下6下6下下下下下下下下下下下下 图 66 竖向活载作用下框架弯矩图 九江学院土木工程与城市建设学院 2008 届本科毕业论文（设计） 33 梁弯矩的调幅（由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，因此在重力荷载 作用下对梁端弯矩进行调幅，调幅系数为 0.8，对跨中弯矩进行调幅，调幅系数 1.2.）6 表 63 恒载作用下的弯距 ab 跨bc 跨 左端中间右端左端中间右端 楼 层 m m m m m m m m m m m m 5-73.22 -58.58 73.78 88.54 94.28 75