天元快捷酒店设计毕业设计计算书

1、湖南农业大学东方科技学院湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计全日制普通本科生毕业设计 天元快捷酒店天元快捷酒店 tianyuan design of fasthotel学生姓名学生姓名： 学学 号：号：201041927323201041927323年级专业及班级：年级专业及班级：20102010 级土木工程（级土木工程（3 3）班）班指导老师及职称：指导老师及职称： 学学 部：部：理工学部理工学部 湖南长沙提交日期：20 年 月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知

2、识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本设计的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录 1 前言.62 建筑设计说明.62.1 平面设计 .72.2 剖面设计 .72.3 立面设计 .72.4 构造和建筑设计措施.82.4.1 墙体 .82.4.2 基础 .82.4.3 楼地层 .82.4.4 屋顶 .93 结构设计说明.93.1 工程概况： .93.2 设计主要

3、依据和资料.93.3 主体工程设计 .93.4 结构设计方案及布置.93.4.1 构件初估 .103.4.2 基本假定与计算简图.103.4.3 荷载计算.103.4.4 侧移计算及控制.103.4.5 内力计算及组合.103.4.6 构件及节点设计.113.4.7 基础设计.113.5 施工材料.113.6 施工要求及其他设计说明.114 结构计算书.124.1 结构选型 .124.2 基本资料.124.3 结构布置及计算简图.124.3.1 结构布置 .124.3.2 重力荷载计算.134.4 框架侧移刚度计算.154.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.174.5.1 横向水

4、平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.174.5.2 横向自振周期计算.174.5.3 水平地震作用及楼层地震剪力计算.174.5.4 水平地震作用下的位移验算.184.5.5 水平地震作用下框架内力计算.194.5.6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算.204.5.7 风荷载标准值.204.5.8 风荷载内力计算：.204.6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 .214.6.1 荷载计算 .214.6.2 内力计算 .214.6.3 结构抗震等级.234.6.4 框架梁内力组合.234.6.5 框架柱内力组合.234.7 框架截面设计.304.7.1 承载力抗力调整系数 re.304.

5、7.2 框架粱配筋：.304.7.3 梁的斜截面强度计算.314.7.4 柱截面设计.324.7.5 剪跨比和轴压比验算.324.7.6 正截面承载力的验算.334.7.7 斜截面受剪承载力计算.364.8 楼梯计算.424.8.1 楼梯板计算：.424.8.2 荷载计算 .424.8.3 截面设计 .434.8.4 平台板设计.434.8.5 荷载计算.434.8.6 截面设计.444.8.7 平台梁设计.444.8.8 荷载计算.454.9 基础设计.464.9.1 材料 .464.9.2 基础承载力计算.464.9.3 基础计算结果.484.9.4 基础底板配筋.524.9.5 计算基础

6、截面处的弯矩.524.9.6 底板配筋 .535 结论.53参考文献 .54致 谢 .55天元快捷酒店设计天元快捷酒店设计 摘摘 要要：本设计的主要内容包括快捷酒店的建筑方案设计和结构计算。其中结构设计计算是重点。采用手算进行空间结构计算分析，并采用一榀框架计算框架进行计算。其计算内容主要有：竖向荷载和风荷载、水平地震作用计算，各种荷载作用下框架内力分析及水平荷载作用下框架侧移验算，内力组合及框架梁、框架柱配工程筋计算，楼板配筋计算，楼梯和基础设计计算等。关键词：关键词：钢筋混凝土框架结构；内力组合；配筋计算；柱下独立基础tianyuan design of fasthotelauthor:

7、yu xiang-tiantutor : zhang xiao-jun(oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128) abstract: this article will be to design of the hotel building, and to give corresponding instructions for design, detailing the structure arrangement of the hotel building, und

8、er the terms of the architectural design and the relevant specification given reasonable column grid map; in consideration of the structure in a variety of dead load and live load, wind load and earthquake load under the action of the situation, after a detailed analysis of the structure under wind

9、load and earthquake load of various performance of horizontal and vertical, concrete calculation of beams and columns of the structure of the bending moment, axial force, shearing force, and the corresponding internal force combination, and thus the framework of reinforcement section, finally comple

10、ted the relevant calculation of precast pile foundation under column. to more fully completed the design of the hotel building. key words: reinforced concrete frame structure; internal force combination; reinforcement calculation; independent foundation under column1 前言土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节

11、，是理论与实际相结合的训练阶段；是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构、施工和相关学科的基础知识。毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成该工程主体建筑某市四层综合酒店大楼的建筑及结构设计施工图，侧重于结构计算，包括类场地土 8近震的抗震设防，考虑结构的抗震设计。在设计中，一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去，熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文；另一方面，由于现代化建筑一般都具有密度大、高度高、功能多、设备复杂、装修豪华、防火要求和管理自动化水平高等特点，需要各工种交叉配

12、合。因此，通过这次毕业设计，扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。由于毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业比较多，加上条件和水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请工程技术学院资深专家、教师批评指正。2 建筑设计说明本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高、整体性好、刚度大、抗震性好、开窗自由。框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平面布置

13、灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同的房屋造型。同时，在结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和柱，通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求，本方案采用非对称方式，其主体

14、四层，局部三层，房间对比明显，错落有秩又给人不呆板的感觉。2.1 平面设计首先应是底层的设计，初步拟定柱的截面尺寸为 500500，横梁的截面尺寸为300600，纵梁截面尺寸为 300500，在设计中，考虑到多层综合楼的多项功能集一体，设计中把它主要功能分区，即综合酒店区和客房区分开，各个区进行人员分流以及满足防火要求，各自有单独出入口，并形成对称布置。2.2 剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平

15、、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为某市酒店综合大楼，除底层外层高均为 3.3m。垂直交通采用楼梯，并设计有电梯，因为考虑到酒店人流、物流量较大。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 2.3 立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些

16、组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等

17、功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。2.4 构造和建筑设计措施建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予现实用属性，同时，也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现，同时，涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外观形象经常地，广泛地被人们所接触，对人的精神感受上产生的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分，要满足使用功能，物质技术条件，环境条件及社会经济条件等要求。2.4.1 墙体墙体按所处位置分为外墙，按布置方向 又可以分

18、为纵横墙，按受力方式分为承重墙和非承重墙。墙体应该满足 刚度要求及抗震要求。为满足抗震要求，应设置贯通的圈梁和钢 筋混凝土构造 柱，使其具有一定的延伸性，减缓墙体的酥碎现象产生。墙脚和勒脚受到土壤中水分的侵蚀，致使墙身受潮，墙面层脱落，影响卫生环境，应做好防潮工作。门窗过梁用来支承门窗洞口上墙体的荷载，承重墙上的过梁还要支承楼板荷等，是承重构件，本工程采用钢筋混凝土过梁，外墙为 240mm 厚水泥炉渣空心砌块，内墙为240mm 厚轻质条型墙板。2.4.2 基础基础是建筑面地以下的承重构件，是建筑的下部结构，它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些有过连同本身的重量一起传到地基上。本工程采

19、用柱下预制桩基础。2.4.3 楼地层楼地层包括楼板层和地坪层，是水平方向分隔空间的承重构件，楼板层分隔上下楼层空间，地坪层分隔大地与底层空间，楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成，必须满足足够的强度和刚度；隔声、防火、建筑经济等要求，本工程采用现浇钢筋混凝土楼板，该楼板具有强度高、防火性好、耐久等优点，应用广泛。楼地面采用水磨石地面，该种地板有良好的耐磨性，耐久性、防火防潮性，并具有质地美观、表面光洁，下起尘，易清洁等优点。2.4.4 屋顶屋顶按其外形一般分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶。本工程采用平屋顶，其排水坡度小于 5%，最常用的排水坡度为 2%-3%，本工程采用 3%的排水坡度。屋顶设

20、计满足功能、 结构、 建筑艺术三方面要求，屋顶也是 建筑的围护结构，应抵御自然界各种 环境因素对建筑物的不利影响。屋顶承受风、雨、雪等荷重及其自身荷重 ，因此，屋顶也是房屋的承重构件，应有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全，并防止因过大的结构变形引起的防水原开裂、漏水，本工程采用女儿墙外排水。3 结构设计说明3.1 工程概况：我们本次设计课题是一幢某市四层综合酒店大楼，四层框架结构，抗震设计烈度为 8 度、近震。地基按类场地土。建筑物底层层高为 3.6m，其它层为 3.3m，柱、梁、板均为现浇结构。3.2 设计主要依据和资料本工程采用框架结构体系，框架抗震等级为二级。本工程耐火等级为二级，

21、其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（gbji0i8-7）执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。3.3 主体工程设计1.全部单向板底筋短向放置在底层,长向放置在短向筋上.2.框架柱与砖墙连接均需间隔500高、在柱内预埋并向外伸出长度不小于1000的26的钢筋与砌体相连接。3.主体工程内预留洞、预埋件与其他相关专业配合施工，严禁在结构构件上事后凿洞。凡柱、板、梁及混凝土墙上开洞满足相关规范要求。4.凡建筑图中未设墙处今后需加隔墙时，只允许加轻质隔墙。5.框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头，不可避免时，必须采用焊接接头，同一截面内

22、钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%.3.4 结构设计方案及布置该建筑为综合酒店大楼，采用框架结构，建筑平面布置灵活，有较大空间。 该工程采用全现浇结构体系，混凝土强度等级为 c30，结构平面布置见 js-03。3.4.1 构件初估1.柱截面尺寸的确定由于本框架结构荷载较小， 可取 1.1。设防烈度 8 度、小于等于 30 m 高的框架结构抗震等级为二级,因此 取 0.9。选定柱截面尺寸为 500 mm500mm2.梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的 l/8l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定横向框架梁 300mm600mm，纵向框架梁 300mm500mm3.楼板厚度楼板

23、为现浇双向板，根据经验板厚取 100mm。3.4.2 基本假定与计算简图（1）平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。（2）由于结构体型规整，布置均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。3.4.3 荷载计算高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用以及风力作用。本建筑高度小于 60m，且风荷载不大，故可不算风荷载。地震作用计算方法按建筑结构抗震设计规范进行，对高度不超过 40m 以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载） 。结构自重可由构件截

24、面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。3.4.4 侧移计算及控制当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为 1：650，1：700。3.4.5 内力计算及组合 1竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力分层法；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按固端弯矩进行计算。2水平荷载下的计算水平力首先在框架分配，然后将分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再分配。最后计算单榀框架。3. 内力组合（1）荷载组合。

25、由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下： 1）1.2恒1.4活。 2）1.2重力荷载代表值1.3水平地震作用。（2）控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。 框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，mmax，vmax，跨中截面，mmax。 框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：mmax 及相应的 n、v，nmax及相应 m、v，nmin及相应 m、v。3.4.6 构件及节点设计构件设计包括框架梁、柱、板的配筋计算。3.4.7 基础设计根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用预制桩基础。3.5 施工材料1.本工程中所

26、采用的钢筋箍筋为级钢，fy=210n/m,主筋为级钢，fy=300n/m。2.柱梁钢筋混凝土保护层为30mm,板为15mm。3.钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。4.本工程所有混凝土强度等级均为c30。5.墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚多孔空心砖，其余内墙采用200厚多孔空心砖，后封设备管道及夹墙采用80厚石膏砌块。6.当门窗洞宽1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370mm并弯直钩;门窗洞宽1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。3.6 施工要求及其他设计说明 本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布） ，当外荷载达到3.0kn/m时，应采取可靠措施予以保护。2. 本工程女儿墙

27、压顶圈梁为240mm120mm，内配48，6250，构造柱为240mm240mm，内配410，6250，间隔不大于2000mm。3. 施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，再刷2度纯水泥浆，再用高一级的水泥沙浆接头，最后浇筑混凝土。 4未详尽说明处，按相关规范执行。4 结构计算书4.1 结构选型采用钢筋混凝土框架结构(1)屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷载取用；(2)楼梯结构：采用板式楼梯；(3)排水采用檐沟内排水，沟内垫坡。(4)基础：采用柱下预制桩基础。4.2 基本资料：(1)设计标高：室内设计标高0.000，室内外高差 600。(2)墙身做法

28、：墙身为加气混凝土砌块。内外墙均厚 240mm，用 m5 混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚 15mm， “803”内墙涂料两度，外粉刷为 1：3 水泥砂浆底，厚 15mm, 5 厚 1：1 水泥砂浆粘结层，水刷石墙面。(3)楼面做法：见建施 01 号图(4)屋面做法：40 厚 c30uea 补偿收缩混凝土防水层，表面压光，混凝土内配4 钢筋双向间距 15010 厚黄砂隔离层 20 厚 1：2.5 水泥沙浆找平层 20 厚（最薄处）1：8 水泥珍珠岩找 2%坡现浇钢筋混凝土屋面板，板面清扫干净(5)门窗做法：采用木门，铝合金窗。门厅处门为玻璃木门。(6)工程地质资料：持力层为湿陷性

29、黄土，地基承载力特征值为 227.9kpa；(7)基本风压 0.35kn/m2，雪压 0.2kn/m2。(8)抗震 8 度设防（近震）(9)活荷载标准值：，屋面活荷载为 2.0kn/m2，楼面活荷载 2.0 kn/m2根据这些资料和设计的平面图和结构布置，该工程选取第 10 榀框架作为计算单元，并据此来进行框架计算。4.3 结构布置及计算简图4.3.1 结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面及剖面的设计，其各层建筑平面、剖面示意图见建筑设计图，主体结构 4 层，底层层高为 3.6m，其它层为 3.3m。填充墙采用 240 mm 厚的粘土空心砖砌筑，门为木门，窗为铝合

30、金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 100 mm，梁载面高度按梁跨度的 1/121/8 估算，由此估算的梁载面尺寸见表 1，混凝土强度等级取c30（fc=14.3n/mm2，ft=1.43n/mm2）表 1 梁截面尺寸table1 the size of beam section层次横梁（bh）纵梁（bh）13006003005002-4300600300500柱载面尺寸可根据式 n=fgen ， acn/nfc估算，查表 2 得该框架结构在30m 以下，抗震等级为二级，其轴压比值n=0.8表 2 框架结构table2 frame structure烈

31、度结构类型6789高度/m30303030303025框架四三三二二一一框架结构剧场、体育等三二一一 表 3 柱轴压比限值 ntable3 compression ratio of column shaft 结构类型 抗 震 等 级一二三框架结构0.70.80.9取柱的截面为正方形，设计柱截面尺寸取值统一取 500 500 mm2基础选用预制桩基础，基础埋深取 2m，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2-4 层柱高度即为层高 3.3m，底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即 h1=3.6+0.6+2=6.2m4.3.2 重力荷载计算（1）屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（上人）：3

32、0 厘细石混凝土保护层 220.3=0.66kn/m2三毡四油防水层 0.4 kn/m220 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/m2150 层水泥蛭石保海层 50.15=0.75kn/m2100 厚钢筋砼板 250.1=2.5kn/m2 合 计 4.71kn/m21-4 层楼面水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底) 0.65 kn/m2100 厚钢筋砼板 250.1=2.5 kn/m2 合 计 3.15 kn/m2（2）屋面及楼面可承荷载标准值上人屋面均布活载标准值 2.0 kn/m2楼面活荷载标准值 2.0kn/m2玻璃屋顶荷载标准值 0.35 kn/m2屋面雪荷载

33、标准值 sk =rs0=1.0 0.2=0.2kn/m2式中 r 为屋面积雪分布系数，取 r=1.0（3）梁柱墙窗门重力荷载计算梁柱可根据载面尺寸，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，具体计算结果见表 4墙体为 240mm，厚粘土空心砖，外墙为水刷石墙面（0.5 kn/m2） ，内墙面为 20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为 0.5+15 0.24+17 0.02=4.44kn/m2，内墙为 240mm 厚粘土空心砖，两侧均为 20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为15 0.24+17 0.02 2=4.28 kn/m2，木门单位面积重

34、力荷载为 0.2 kn/m2，铝合金窗单位面积重力荷载取 0.4 kn/m2，木框玻璃门单位面积重力荷载为 0.3kn/m2，钢铁门单位面积重力荷载为 0.45kn/m2 。表 4 梁、柱重力荷载标准值table4 gravity load standard value层次构件b/mh/m/（kn/m3）g/(kn/m)li/mngl/kngi/kn横梁0.350.80251.057.357.27370.44纵梁0.300.40251.053.153.612136.081柱0.600.60251.109.905.014693.00506.522-4横梁0.350.80251.057.357.2

35、7370.44506.52纵梁0.300.40251.053.153.612136.08柱0.600.60251.109.903.614498.96（4）墙重力荷载标准值一层墙休重力荷载标准值计算底层墙体重力荷载标准值g1可以先看作全是整块的墙体计算出g1墙再计算出所有的门窗及梁、楼面的重力荷载标准值，于是可以得出g1=g1纵墙+ g1横墙- g1窗- g1门+ g1梁+ g1楼面纵墙面积 s1=3.93.674=1038.96 m2横墙面积 s2=8.253.629=623.7m2窗面积 s3=1.8328=151.2 m2门面积 s4=1.82.13+0.92.126=52.48 m2梁面

36、积 s5=0.30.63.974+0.30.57.221=74.628 m2楼面面积 s6=7.23.940=1132.2 m2g1=g1纵墙+ g1横墙- g1窗- g1门+ g1梁+ g1楼面=1038.964.44+623.74.28-151.24.05-52.487.35+(1132.2+74.628)3.15=8620.14kn同理 第二层g2=9620.14 kn第三层g3=9620.14 kn第四层g4=5068.99 kn4.4 框架侧移刚度计算横梁线刚度 ib计算过程见下表 5 线刚度 ic计算见表 6表 5 横梁线刚度 ib计算表table5 the beam line s

37、tiffness层次ec/(n/mm2)bh/mm2io/mm4l/mmecio/l(n .mm)1.5ecio/l(n .mm)2ecio/l(n .mm)1-43.01043508001.49101078005.7310108.6101011.461010表 6 线刚度 ic计算表 table6 linear stiffness层次hc/mmec/(n/mm2)bh/mm2ic/mm4ecic/hc/(n.mm)150003.0*104600*6001.08*10106.48*10102-436003.0*104600*6001.08*10109.0*1010柱的侧移刚度按式 d=c计算，

38、式中系数 c为柱侧移刚度修正系数，根据梁212hi柱线刚度比的不同，由相关表可查表 7、8k表 7 中框架柱侧移刚度 d 值table7 in the framework of the lateral stiffness of column层次kcdidi10.3540.363112911129102-40.2250.113941794170表 8 边框架柱侧移刚度 d 值table8 the lateral stiffness of frame column层次kcdidi10.1770.3119673386922-40.1270.060500020000把上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相

39、加，即得框架各层间侧移刚度di见表9：表 9 横向框架侧移刚度（n/mm）table9 the transverse frame lateral stiffness层次1234di151602114170114170114170由上表d1/d2=151602/114170=1.3280.7故该框架为规则框架4.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.5.1 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.5.2 横向自振周期计算按式 t1=1.7计算基本周期 t1，其中 t的量纲为 mtt取=0.7 则tt1=1.70.7=0.71s3595. 04.5.3 水平地震作用及楼层地震剪力

40、计算本工程中结构不超过 40m 质量和刚度沿度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式fek=1gep计算,即gep=0.85d11=（）0.9max1ttgfek=1gep因 1.4tg=1.40.45=0.63s1.4 tgt11.4tg0.350.08 t1 +0.070.350.550.08 t1 +0.010.550.08 t1 0.020.0注：t1为结构基本自振周期n = 0.080.71+0.07=0.1268f6=0.1268574.8=72.80 kn各质点的水平地震作用按下式计算fi=fek (1-n)1iisiijg

41、 hg hfn=n fek将上述 n和 fek代入可得fi=fek (1-n)1iisiijg hg h=501.921iisiijg hg h各楼层地震简力按下式计算 vi=fk具体计算结果见表 11表 11 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表table11 each particle horizontal earthquake and floor seismic shear force calculation table层次hi/mgi/kngihi/kn.m1iisiijg hg hfi/knvi/kn415.82068.9932690.040.18592.9346.8312.2

42、2068.9925241.680.14371.8418.628.62068.9917793.310.10150.7469.315.02334.9411674.700.06633.1502.4 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图 124.5.4 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 i和顶点位移 i分别按式（）i=vi/和 ()k计算sjdij1nk 1计算过程见表 12 表中还计算了各层的层间弹性位移角=i/hie表 12 横向水平地震作用下的位移验算table12 checking displacement under horizontal earth

43、quake层次vi/kndi/(n/mm)i/mmi/mmhi/mme=iih4346.81141703.0414.1336001/11843418.61141703.6711.0936001/9812469.31141704.117.4236001/8761502.41516023.313.3150001/1511由表 11 可见，最大层间弹性位移角发生在第 2 层，其值为 1/8761/550 满足式eeh 的要求，其中/h=1/550 由表查得。4.5.5 水平地震作用下框架内力计算以图中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刀及等矩分别按式 vij= ,

44、计算，其中dij取自表 8，isjijijvdd1bijmyhvij层间剪刀取自表 11，各柱反弯点高度比 y 按式 y=yn+y1+y2+y3确度，其中 yn由表查得，本工程底层柱需考虑修正值 y2，第二层柱需考虑修正值 y1和 y3，其余柱均无修正，具体计算过程及过程见表 13表 13 各层柱端弯矩及剪力计算table13 calculating layer column end moment and shear层次hi/mvi/kndijn/mmdi1vi1ky1bim1 im43.6346.8114170941728.600.2550.3333.9868.9833.6418.61141

45、70941734.530.2550.4049.7274.5823.6469.3114170941738.710.2550.6793.3759.9215.0502.41516021129137.420.3540.87162.7833.68注：表中 m 量纲为 kn.m，v 量纲为 kn。梁端弯矩剪力及柱轴力发别按下式计算：)(1ijbilblblblbmmiiim j) ,(1ijbirblbrbrbmmiiimvb=(mb1+ mb2)/lni=knikrblbvv)(其中梁线刚度取自表 14，具体计算过程见表 15表 14 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算table14 calculation o

46、f bending moment, shear force and axial force of column beam end横梁层次mblmbrlvb柱轴力n486.3286.327.822.1322.133108.56108.567.827.8427.842109.64109.647.828.1128.111127.05127.057.832.5832.58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，对应的右侧两柱为压力。 2）表中 m 量纲为 kn.m，v 量纲为 kn，n 量纲为 kn, l 量纲为 m。4.5.6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算4.5

47、.7 风荷载标准值标准值按式 k=zsz0计算风压标准值计算公式为： pw= wa因结构高度 h=15.830m，可取风振系数可取-z=1.0对于矩形平面 s=1.3建筑处于 a 类场地z 从地面（室外）算起查规范 取 n=50 年时 该市基本风压取 0=0.35 kn/m2风压标准值计算公式为： pw= wa将风载换算成作用于框架各层节点上的集中荷载表 15 将风荷载转换成作用于框架各层节点上的集中荷载table15 concentrated load wind load acting on the frame into the nodes in each layer.层次 zszzw0wk

48、p(kn)41.01.315.80.760.350.406.2731.01.312.20.740.350.385.9021.01.38.60.740.350.385.7511.01.34.50.740.350.387.984.5.8 风荷载内力计算：采用 d 值法计算，y1y2y30 即 yy0，由图可知，可将风荷载看为均布荷载，故 y0 可由表查的。一般柱： 边柱： 中柱： ciiik242ciiiiik24321kk2底层柱：边柱： 中柱： ciik2ciiik21kk25 . 0k 为梁柱刚度比， 为梁柱刚度比对柱刚度的影响表 16 求柱 fh 的剪力值table16 the value

49、 of fh for the column shear层次kcddv(kn)40.2550.1139417188349.4030.2550.11394171883412.3520.2550.11394171883415.2310.3540.363112912258219.22求柱 fh 反弯点高度 yh根据总层数 m，该柱所在层 n，梁柱线刚度比，查表得标准反弯点系数 y0 ；根k据上下横梁线刚度比值 i 查得修正值 y1；根据上下层高度变化查得修正值 y2、y3；各层反弯点高度 yh=（y0 +y1+ y2+y3） h表 17 求柱 fh 反弯点高度 yhtable17 the fh for

50、 column heights inflection point层次ky01y12y22y3y40.2550.331010100.3330.2550.401010100.4020.2550.5810101.25- 0.050.5310.3540.900.8- 0.050.85由下面公式求出柱上下两端弯矩上柱：m上 =v(1-y) h 下柱：m下=vyh 再由节点平衡条件和梁的线刚度比求出各梁端弯矩4.6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算4.6.1 荷载计算1）桓载计算q1代表横梁自重，为均布荷载形式。q2为房间传给横梁的梯形荷载。p0 为走道墙传给楼板的恒载，p1、p2分别为由边纵梁、中纵梁直

51、接传给柱的恒载，它包括梁自重，楼板和女儿墙等的重力荷载。集中力矩 m1= m2=p1e1对 1-4 层 q1包括梁自重和其上横墙自重为均布荷载，其它荷载计算方法同与第一层相同m1=p1e1 -p02.4m2=p2e2 4.6.2 内力计算：梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。结构和荷载均对称。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，柱轴力可由梁剪力和节点集中力叠加得到，计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表 18 和表 19 所列。弯矩二次分配法1.因框架结构和作用荷载对称，仅取半跨进行分析，这时中跨梁的相对线刚度应乘以修正系数 1/2。2.计算竖向荷载作用下各跨梁的

52、固端弯矩，并将各节点不平衡弯矩进行第一次分配。3.将所有杆端的分配弯矩向远端传递，传递系数均为 1/24.将各节点因传递而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，使各节点处于平衡状态。5.将各杆端的固端弯矩分配弯矩和传递弯矩相加，即得各杆端弯矩。表 18 恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kn）table18 under the action of dead load beam end shear force and axial force of column柱轴力荷载引起的简力弯矩引起的简力总简力f 柱h 柱层次vavbva=-vbvavbn顶n底n顶n底475.40131.95- 0.5374.87

53、132.48455.62465.52738.80748.70375.40131.95- 0.5374.87132.48618.90628.801032.421042.32275.40131.95- 0.5374.87132.48782.18792.081326.041335.94175.40131.95- 0.6474.76132.59945.35955.251619.771629.67表 19 活载作用下梁端剪力及柱轴力 ( kn)table19 live load beam end shear force and axial force of column荷载引起的简力弯矩引起的简力总简力

54、柱轴力层次vavbva=- vbvavb(f)n顶=n底(h)n顶=n底412.962.88- 0.1412.8213.10116.06（81.32）161.06（118.27）312.962.88- 0.1512.8113.11154.79（120.05）225.37（174.58）212.962.88- 0.1312.8313.09193.54（158.80）281.66（230.87）112.962.88- 0.1612.8013.12309.80（275.06）450.52（399.73）注：表中括号内数值为屋面作用雪荷载（0.20kn/m2） 、其它层楼面作用活荷载（2 kn/m2）

55、对应的内力。v 以向上为正。4.6.3 结构抗震等级结构抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素，由表可知，本工程的框架为二级抗震等级。4.6.4 框架梁内力组合工程考虑了四种内力组合，即 1.2sgk+1.4 sqk，1.2 sgk+0.91.4（sqk+ swk） ，1.35 sgk+1.0 sqk及 1.2 sge+1.3 sek，此外对于本工程 1.2 sgk+1.4 swk这种内力组合与考虑地震作用的组合相比，一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑，各层梁的内力组合结果见表下，表中 sgk、sqk两列中的梁端弯矩 m 为经过调幅后的弯矩（调幅系数取 0.8）4.6.5

56、框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面进行组合，组合结果及柱端弯矩设计值的调整见表 20 至表 21。注意，在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。表 20 框架梁内力组合table20 frame beam combination of internal forces1.2sgk+1.26(sqk+ swk)rre1.2(sgk+0.5sqk)+1.3sek层次截面位置内力sgksqkswksek1.35sgk+sqk1.2sbk+1.4sqkv=rryvb()()yn+vgb21bbmm m- 9.74- 4.3442.03127.0535.80- 70.11113

57、.15- 134.59- 17.49- 17.76fv74.7612.8019.2232.5881.62130.0641.28104.81113.73107.63m- 81.42- 9.5942.03127.05- 56.83- 162.7546.28- 201.47- 119.51- 109.21hv132.5913.1219.2232.58151.42199.8693.47157.00192.12177.48178.24一层跨间m85.9974.39203.64169.5575.6372.97m- 9.72- 4.3427.8586.3217.96- 52.2273.46- 94.86-

58、17.46- 17.74fv74.8712.829.4022.1394.15117.8451.5894.73113.89107.79m- 91.07- 11.8727.8586.32- 89.15- 159.33- 4.19- 171.47- 134.81- 125.90hv132.4813.109.4022.13163.64187.33103.55146.71191.95177.32161.72四层跨间m99.3167.66176.46133.6573.1470.70注：表中 m 以下部受拉为正，v 以向上为正。sqk一项中，括号内的数值表示屋面作用雪荷载时对应的内力。表 21 横向框架 f

59、 柱弯矩和轴力组合table21 lateral bending moment and axial force of frame column1.2sgk+1.26(sqk+ swk)rre1.2(sgk+0.5sqk)+1.3sek层次截面内力sgksqkswksek1.35sgk+sqk1.2sbk+1.4sqkmmaxnnminmnmaxmm109.625.4322.6768.98109.82166.9533.85168.36153.42139.15168.3633.85153.42柱顶n455.62116.06(81.32)9.4022.13681.14704.82440.71483.

60、86731.15709.23483.86440.71731.15m- 109.62- 6.1911.1733.98- 125.27- 153.42- 68.31- 134.58- 154.18- 140.21- 154.18- 68.31- 154.184柱底n465.52116.06(81.32)9.4022.13693.02716.70449.62492.77744.51721.11744.51449.62744.511.2sgk+1.26(sqk+ swk)rre1.2(sgk+0.5sqk)+1.3sek层次截面内力sgksqkswksek1.35sgk+sqk1.2sbk+1.4sq