土木工程毕业设计（论文）-沈阳市某五层框架教学楼设计.pdf

沈阳建筑大学毕业设计（论文） 1 辽宁机电职业技术学院教学楼 摘要 本项目为辽宁机电职业技术学院教学楼，为毕业设计项目, 位于沈阳市文化路和热 闹路交接处。该项目主要用于学校教学，主要包括教室，实验室，办公室等教学用房。 本项目占地面积约 1681.62 平方米，建筑面积 7567.29 平方米。项目主体五层，局 部四层， 层高均为 4.2 米， 总高度 21.60 米， 室内外高差为 0.60 米。 建筑总长度为 88.22 米，设有两道抗震缝，其宽度为 100mm。建筑设计使用年限为 50 年，建筑物的耐火等级 为三级。 该建筑结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，框架柱混凝土强度等级为 c30，柱截 面为 500 500 mm 2 ，框架梁混凝土强度等级为 c25，纵向框架梁截面为 300 600 mm 2 , 横向框架梁截面为 300 550 mm 2 ，其中走廊横向框架梁截面为 300 300 mm 2 。女儿墙 用混凝土现浇，墙体均采用空心砖砌筑。建筑地点地质条件良好，采用柱下独立基础， 基础埋深为 1.8m,混凝土强度等级为 c25。经济符合要求。 设计严格遵守我国现行规范，计算中包括地震荷载计算，风荷载计算, 内力组合， 框架梁设计, 框架柱设计, 基础设计，楼板设计, 楼梯设计。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 2 关键词：毕业设计 框架结构 教学楼 钢筋混凝土 abstract the project is a teaching building of liaoning mechanical professional technical institute, which belongs to a graduation project. it lies in the joint of the wenhua road and renao road in shenyang. the project is used for teaching for school, and it contains classrooms, laboratories, offices and so on. this project covers an area of 1681.62 square meters, and the floor space are 7567.29 square meters. the building is five storeys high and four storeys in some parts. total height of this building is 21.60m, and the difference of height between indoors and outside is 0.45m. the total length of the building is 88.22 m, and there are two avoiding shaking seams which are 100mm wide during it. the designed service life of the architecture is fifty years, and the construction fire protection rank is three rank. the structural form of the civil engineering is reinforcement concrete casting frame .the strength class of the frame column is c30, and the cross sections of column is 500 500 mm 2 . the strength class of the frame beam is c25, the cross sections of the vertical beam is 300 600 mm 2 and the cross sections of the later beam is 300 550 mm 2 while the later beam of corridor is 300 300 mm 2 . the daughter wall is builded by reinforced concrete, and the other wall is used hollow bricks. the soil condition of the building site is good, so use under column independent foundation with the concrete of c25, and the depth of the foundation is 1.8m. the design meet economy needs. the design strictly complied with the currently used code of our country. the calculation includes the calculation of the earthquake load and wind load, the composition of internal force, the design of frame beam and column, the design of the foundation and the 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 3 calculation of the stairs , boards and rain loose. key words: graduation project frame structure teaching building reinforced concrete 目目 录录 中文摘要中文摘要 英文摘要英文摘要 前言前言1 第一章第一章 方案论述方案论述1 1.1 建筑方案论述 1 1.1.1 设计依据 1 1.1.2 设计内容、建筑面积、标高1 1.1.3 房间构成和布置 1 1.1.4 采光和通风 2 1.1.5 主要立面和出入口的考虑 2 1.1.6 防火及安全 3 1.1.7 各部分工程构造 3 1.1.8 本建筑设计的主要特点 4 1.2 结构方案论述 4 1.2.1 基本资料 4 1.2.2 结构形式和基础形式 5 1.2.3 结构尺寸及采用的材料 6 1.2.4 荷载种类及其组合 7 1.2.5 计算方法 7 第二章第二章 荷载计算荷载计算8 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 4 2.1 荷载汇集及截面尺寸选取 8 2.1.1 截面尺寸选取 8 2.1.2 荷载汇集 8 2.2 计算简图及层数划分10 2.3 各层重力代表值计算11 2.3.1 五层上半层11 2.3.2 标准层12 2.3.3 二层下半层13 2.3.4 一层上半层13 第三章第三章 水平地震作用下的框架内力分析水平地震作用下的框架内力分析 15 3.1 基本资料15 3.2 水平地震作用下的框架内力15 3.2.1 梁线刚度15 3.2.2 柱线刚度15 3.2.3 柱的侧移刚度 d 16 3.2.4 水平地震作用分析16 第四章第四章 风荷载作用下的楼层剪力风荷载作用下的楼层剪力 23 4.1 风荷载作用下的楼层剪力23 4.2 风荷载作用下的框架内力23 4.2.1 风荷载作用下的柱端弯矩24 4.2.2 风荷载作用下梁端弯矩24 4.2.3 风荷载作用下梁端剪力和柱轴力标准值25 4.2.4 风荷载作用下的框架梁内力图25 第五章第五章 竖向荷载作用下的内力分析竖向荷载作用下的内力分析 26 5.1 竖向荷载计算26 5.1.1 荷载传递路线26 5.1.2 恒载26 5.1.3 活载27 5.2 框架内力计算27 5.2.1 框架计算简图28 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 5 5.2.2 梁固端弯矩28 5.2.3 内力分配系数计算29 5.2.4 弯矩分配与传递30 5.2.5 梁端剪力36 5.2.6 柱轴力和剪力38 第六章第六章 荷载组合及最不利内力确定荷载组合及最不利内力确定 43 6.1 基本组合公式43 6.1.1 框架梁内力组合公式43 6.1.2 框架柱内力组合公式43 6.2 梁的内力组合44 6.2.1 梁端弯矩的调幅44 6.2.2 控制截面内力计算46 6.2.3 梁控制截面的内力组合49 6.3 柱的内力组合56 第七章第七章 框架结构梁柱配筋计算框架结构梁柱配筋计算 68 7.1 框架梁配筋计算68 7.1.1 截面尺寸68 7.1.2 材料强度68 7.1.3 配筋率68 7.1.4 基本公式68 7.1.5 具体配筋计算69 7.2 框架柱配筋计算76 7.2.1 截面尺寸76 7.2.2 材料强度76 7.2.3 框架柱端弯矩和剪力调整76 7.2.4 框架柱配筋计算79 第八章第八章 现浇板配筋计算现浇板配筋计算 87 8.1 荷载计算87 8.2 配筋计算87 8.2.1 a 板 （四边固定板） 87 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 6 8.2.2 d 板 （四边固定板） 88 第九章第九章 基础设计基础设计 90 9.1 确定基础底面面积90 9.1.1 选择基础的材料，类型，进行基础平面布置90 9.1.2 确定地基持力层和基础埋深90 9.1.3 确定地基承载力90 9.1.4 确定基础的底面尺寸90 9.2 地基承载力验算92 9.2.1 按第一组荷载计算92 9.2.2 按第二组荷载计算92 9.3 基础抗冲切验算93 9.4 基础底板配筋计算93 9.4.1 考虑第一组内力设计值94 9.4.2 考虑第二组内力设计值94 第十章第十章 折板式楼梯计算折板式楼梯计算 95 10.1 梯板设计 95 10.1.1 板厚 95 10.1.2 荷载 96 10.1.3 截面设计 96 10.2 平台板计算 97 10.2.1 荷载计算 97 10.2.2 截面设计 97 10.3 平台梁柱计算 97 10.3.1 平台梁计算（tl-1）98 10.3.2 平台柱计算（tz-1）99 第十一章第十一章 雨篷设计雨篷设计100 11.1 荷载计算100 11.1.1 荷载100 11.1.2 荷载组合100 11.2 配筋计算100 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 7 第十二章第十二章 技术经济分析技术经济分析101 第十三章第十三章 结论结论103 参考文献参考文献104 致辞致辞 附录一附录一 中文译文中文译文 附录二附录二 外文资料原文外文资料原文 辽宁机电职业技术学院教学楼 前前 言言 本次我的毕业设计的题目是辽宁机电职业技术学院教学楼，结构形式为现浇钢筋混 凝土结构。此次设计的目的旨在通过综合运用大学四年中所学到的专业知识，充分利用 图书馆，网络等现有资源完成一个包括建筑方案和结构方案的确定，结构计算，建筑施 工图和结构施工图的绘制以及经济技术分析，中英文摘要等内容的一个完整的设计任 务，从而让我们通过设计了解建筑设计的一般过程，掌握建筑设计的全部内容，同时也 可以培养我们综合运用基础理论和基本技能的能力，分析和解决实际问题的能力，还可 以掌握多种绘图设计软件，以及 word、office 等软件的操作。更重要的是通过这次设计 还可以让我们对大学所学的知识进行一次全面的融合，这是对我们大学这四年来所学知 识的一次具体的运用，对我以后的学习和工作帮助甚大。 第一章第一章 方案论述方案论述 1.1 建筑方案论述建筑方案论述 1.1.1 设计依据设计依据 （1） 依据土木工程专业 2006 届毕业设计任务书。 （2） 遵照国家规定的现行相关设计规范。 1.1.2 设计内容、建筑面积、标高设计内容、建筑面积、标高 （1）本次设计的题目为“辽宁机电职业技术学院教学楼” 。该工程位于沈阳市沈河区， 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 8 为永久性建筑，建筑设计使用年限 50 年，防火等级二级。 （2）本建筑主体结构为五层，局部四层，层高均为 4.2m 。建筑面积：7567.29m2，占 地面积：1681.62m2。 （3）室内外高差 0.600m，室外地面标高为- 0.600m。 1.1.3 房间构成和布置房间构成和布置 （1）房间构成 本工程为一所职业技术学院的教学楼，根据教学楼的功能要求，此次设计该教学 楼共包括 20 个普通教室，8 个 120 人合班教室，10 个教师办公室，10 个教研室，2 个 计算机室，2 个语音室，物理实验室、化学实验室、生物实验室各 1 个，1 个会议室， 资料室，教师休息室，学生会办公室等配套房间若干个，以及配套的卫生间若干个。 （2）房间布局 充分考虑教学楼各种房间在功能和面积等方面的不同，尽量做到功能分区清晰， 各功能分区之间联系紧密，以及结构布置合理等，在设计中主要注意了以下几点： 教室（包括普通教室和合班教室）布置在教学楼的阳面。 语音教室，以及录音室等需要安静环境的教室布置在教学楼中相对较为偏僻的地 方。 充分考虑实验室办公室，实验准备室和实验室的紧密联系，各类实验室都设置了 配套的教师办公室，实验准备室以及实验储藏室。 考虑结构的合理性，像语音室，计算机室，各类实验室，以及合办教室这样大面 积的房间，都布置在了一起，使上下层结构更加规整。 卫生间布置在教学区边缘的阴面，卫生间都带有前室，且通风良好以减少异味， 各层卫生间都上下对齐布置，方便穿管。 1.1.4 采光和通风采光和通风 本建筑主体结构采用内廊式，内廊式建筑的采光和通风是一个比较棘手的问题， 如何做好内廊的采光和通风，满足建筑规范的要求就显得很重要。由于本建筑主体五层 部分长度达到了 58.22m，为了满足民用建筑设计通则中所规定的： “内廊式走道长 度超过 20m 时应两端设采光口，超过 40m 时应增加中间采光口” 1的要求。在本设计中特 在建筑中部设置了一个天井，来满足内廊对采光和通风上的要求，同时也可以作为一个 1 引自房屋建筑学第 38 页 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 9 共享空间作为学生课间休息的场所。 建筑中的房间，尤其是教室，都采用了排窗的形式，足以满足建筑对采光和通风 的要求，为学生的学习提供了一个很好的环境。由于是本建筑地处沈阳，开排窗的形式 并不利于建筑的保温和节能，因此采用高标准的双层中空玻璃塑钢窗，在一定程度上保 证了建筑的保温和节能。 1.1.5 主要立面和出入口的考虑主要立面和出入口的考虑 考虑到本建筑为一个教学楼，因此采用近似于对称的立面造型能够体现出科教建 筑一种较为严谨的风格，同时建筑在对称中的变化和局部突出的女儿墙以及凹凸虚实变 化又使严谨中更增添了一份活力。另外，建筑位于主要交通要道的北侧，教学楼坐北朝 南，因此把教学楼的主出入口设在了建筑的南面，方便进出，此外充分考虑到疏散的要 求，在建筑北面设置了五个次要入口。由于主出入口的雨篷比较大，因此采用了斜拉钢 结构玻璃雨篷，在立面造型上更体现了一份现代的气息。 1.1.6 防火及安全防火及安全 防火和安全是现代建筑中的一个需要重点考虑的因素。在本设计中，走道，楼梯 宽度，房间门的宽度，走道长度，采光等均严格按照国家建筑防火规范进行设计，满足 防火疏散的要求。本设计严格要求下需要设置消防楼梯，但考虑到是毕业设计，设计深 度比较浅，因此在本设计中并未设置消防楼梯。 1.1.7 各部分工程构造各部分工程构造 （1） 屋面：为不上人屋面 防水层：改性沥青防水层 20mm 厚 1:3 水泥沙浆找平层 60mm 厚苯板保温层 120mm 焦渣找坡 100mm 厚钢筋混凝土板 20mm 厚混合砂浆抹灰 （2） 楼面： 水磨石地面 100mm 厚钢筋混凝土板 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 10 （3） 厕所： 面砖地面 20mm 厚水泥砂浆保护层 防水剂（2 道） 15mm 厚水泥砂浆找平 100mm 厚钢筋混凝土板 （4）室外台阶： 花岗石条石 30 厚 1：3 干硬性水泥砂浆结合层 100 厚 c15 现浇混凝土 300 厚中粗砂垫层 （5）墙体： 外墙 20 厚 1：3 水泥砂浆抹灰 200 厚空心砖墙体 60 厚苯板保温层 20 厚水泥砂浆抹面 内墙 20 厚 1：3 水泥砂浆抹灰 200 厚空心砖 20 厚水泥砂浆抹面 （6）门窗构件： 本建筑中窗均采用铝合金窗，除正门采用玻璃门外，其他门均采用实木门。 1.1.8 本建筑设计的主要特点本建筑设计的主要特点 本建筑的主要特点为采用内廊式符合北方地区保温节能的要求。各功能区分区清 晰，结构形式较为简单，建筑外墙面采用橙色涂料装饰能够给人一种学生朝气蓬勃的感 觉。主体结构采用中间五层，两侧四层的形式，高低错落有致，房间布置合理，经济实 用。 1.2 结构方案论述结构方案论述 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 11 1.2.1 基本资料基本资料 （1）抗震条件： 本工程抗震设防烈度为 7 度（0.1g） 。 （2）气象条件： 沈阳地区基本雪荷载 0.50kn/m2，基本风压：0.55kn/m2. （3）工程地质条件： 类场地，建筑地点冰冻深度- 1.2m，地下稳定水位距地坪 8m 以下。 1.2.2 结构形式和基础形式结构形式和基础形式 （1）结构形式 目前，多层建筑结构中常采用的结构形式有砌体结构，钢筋混凝土结构和钢结构， 这三种结构各有它们自己的特点。 砌体结构以砖墙为主体，加配钢筋混凝土圈梁和构造柱，因此可根据各地情况的特 点因地制宜、就地取材、降低造价，是理想的多层建筑结构形式。但是由于砌体结构由 砖墙承重决定了它的开间和进深受到了一定的限制，而且砌体结构对抗震也非常不利。 而本设计又是一个位于抗震7度设防地区的教学楼工程， 不仅需要采取一定的抗震措施， 还由于是教学楼需要一些大开间房间，这就决定了本设计不适合采用砌体结构。 钢结构具有强度高、构件重量轻、平面布置灵活、抗震性能好施工速度快等特点。 但由于我国钢产量不多，而且施工技术也不是很成熟，因此钢结构建筑造价特别高，因 此目前钢结构通常用于跨度大、高度大、荷载大、动力作用大的各种建筑及其他土木工 程结构中，而很少运用于教学楼中，因此本设计也不适合采用钢结构。 现浇钢筋混凝土框架结构是一种抗震性能好，施工技术成熟，原材料资源丰富，成 本和能耗较低，可模性、整体性、刚性，防火性能和耐久性能均较好的结构形式，而且 框架结构具有房间布局灵活等特点。所以现浇钢筋混凝土框架结构已经成为现代工程建 设中的主要结构型式。正因为现浇钢筋混凝土框架结构有这些特点，而且随着商品混凝 土、钢模板和一些新的施工工艺的涌现，现浇框架结构的建筑周期极大缩短、施工质量 明显提高、建筑造价不断降低，这些符合教学了的结构特点和施工要求，符合当地的施 工条件，所以本设计将现浇钢筋混凝土框架结构作为其主要结构形式。 在选择柱网上，充分考虑结合教学楼房间的特点，主要采用 6m 6.6m 的经济柱网， 对于开间要求较大的合班教室，实验室等，则局部采用了 9m 6m 的较大柱网，为保证 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 12 房间的净高，采用井字形楼盖，最大限度地降低了梁高，使结构更为经济。 （2）基础形式 基础可以分成深基础和浅基础。考虑到本建筑自重较小，地质条件良好，从技术需 要的角度考虑选择天然地基上的浅基础。目前多层框架结构中最常用的浅基础形式有无 筋扩展基础，柱下钢筋混凝土独立基础，柱下钢筋混凝土条形基础。其中无筋扩展基础 是刚性基础， 所选材料抗拉强度大但抗拉和抗弯强度很低， 设计时， 要求一定的刚性角， 所以基础相对很高，基坑深度加大，基底压力增加，也不利于抗震。柱下钢筋混凝土条 形基础则多用于处理地基软弱而荷载又较大时的工程问题。根据本工程的地质勘测资料 显示，本工程地下水位为- 8.0m 以下，地下水位比较深。另外，地下土层地质良好，没 有软弱层，而且地下- 1.8m 处为中砂层，地基承载力比较高，因此采用施工方便，技术 成熟的柱下独立基础更为经济适用。 1.2.3 结构尺寸及采用的材料结构尺寸及采用的材料 框架柱，梁及楼板，楼梯等均为现浇混凝土结构： （1）框架柱 框架柱截面尺寸为 500 500mm 2 。采用 c30 混凝土；纵筋采用 hrb335 级钢 筋，箍筋采用 hpb235 级钢筋。 （2）框架梁 框架纵梁截面尺寸为 300 600mm 2 ，框架横梁截面尺寸为 300 550mm 2 和 300 300mm 2 ，采用 c25 混凝土；纵筋采用 hrb335 级钢筋，箍筋采用 hpb235 级钢筋。 （3）现浇板 房间的现浇楼板板厚度为 100mm，走廊的现浇板厚度为 100mm，采用 c25 级混凝土；hpb235 级钢筋。 （4）基础 基础形式为钢筋混凝土柱下独立基础，基础底面尺寸为 2800 2800mm 2 ，基 础高度为 800mm， 混凝土强度等级为 c25； 采用 hrb335 级钢筋。 基础底做 100mm 厚 c15 混凝土垫层。 （5）楼梯 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 13 楼梯为现浇折板式楼梯，并设有平台梁，楼梯踏步宽度为 300mm，高度为 150mm， 楼梯斜板厚度为 150mm， 混凝土强度等级为 c25， 采用 hpb235 级钢筋。 平台梁截面尺寸为 200 400mm 2 ，混凝土强度等级为 c25， 纵向钢筋采用 hrb335 级钢筋，箍筋采用 hpb235 级钢筋。 （6）墙体 填充墙，外墙 200mm 厚空心砖墙加 60 厚苯板保温层，内墙 200mm 厚空心 砖；砂浆等级为 m5。 1.2.4 荷载种类及其组合荷载种类及其组合 （1）荷载种类 荷载可分为恒荷载，活荷载，风荷载和地震荷载，其中地震荷载在设计中只考虑水 平地震荷载，不考虑竖向地震荷载。 （2）荷载组合 在荷载组合中分别考虑无地震作用下的组合和有地震作用下的组合。其中梁端取最 大负弯矩和最大正弯矩所对应的组合，以及最大剪力所对应的组合；梁跨中取最大正弯 矩对应的组合；柱取最大弯矩绝对值，最大轴力和最小轴力三者所对应的组合。 1.2.5 计算方法计算方法 用底部剪力法计算水平地震作用； 用d值法计算框架结构在水平地震作用下的内力； 用力矩二次分配法计算竖向荷载作用下的框架内力；结构设计采用以概率理论为基础的 极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进 行设计。 第二章第二章 荷载计算荷载计算 2.1 荷载汇集及截面尺寸的选取荷载汇集及截面尺寸的选取 2.1.1 截面尺寸选取截面尺寸选取 （1）框架柱： 根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：n/fcbh0.9（三级框架） 1 1 引自建筑抗震设计第 147 页 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 14 e nbfg n= （3-1） 其中 b 为修正系数，当柱分别为边柱，等跨中柱和不等跨中柱时，b 值分别取 1.3, 1.2, 1.25。 f框架柱的负荷面积 e g 框架柱负荷面积上的荷载值，一般取 1215 kn/m 2 n楼层数 n=1.27.56.9135=4036.5 kn 计算附属面积： 0.9 c n a f = 3 4036.5. 10 0.9 19.1 =2348.17 mm 2 取 b chc=500mm500mm （2）框架梁： 由挠度、裂度控制 h=(1/81/14)l ， b=(1/21/3)h 选定纵向框架梁截面尺寸为 bbhb=300mm750mm 选定横向框架梁截面尺寸为 bbhb=300mm700mm； 纵向次梁截面尺寸为(1/141/18)l，选定 bbhb=300mm650mm; 横向次梁截面尺寸为(1/141/18)l，选定 bbhb=300mm650mm; （3）楼板厚度：1/404500=112.5mm 取 h=120mm 楼梯板选为 120mm 2.1.2 荷载汇集荷载汇集 （1）恒载 1）屋面（不上人） ： 改性沥青防水层 0.3kn/m 2 20mm 厚 13 水泥砂浆找平 200.02=0.4kn/m 2 100mm 厚再生聚苯乙烯板保温 3.50.1=0.35kn/m 2 焦渣找坡最薄处 30mm 平均厚 100 mm 100.1=1.0kn/m 2 120mm 厚钢筋混凝土板 250.12=3.0kn/m 2 =5.05kn/m 2 2）楼面： 水磨石地面 0.65kn/m 2 120mm 厚钢筋混凝土板 3.0kn/m 2 20mm 厚板下混合砂浆抹灰 0.34kn/m 2 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 15 =4.0kn/m 2 3）梁重： 梁重：250.750.3=5.625kn/m 梁重：250.70.3=5.25kn/m 梁重：250.650.3=4.875kn/m 梁重：250.60.3=4.5kn/m 次梁重：250.650.3=4.875kn/m 次梁重：250.60.3=4.5kn/m 4）墙重： （砌体与抹灰之和） 外墙： 60.3=1.8kn/m 2 内墙： 60.2=1.2kn/m 2 抹灰：外墙面外抹灰：20 厚水泥砂浆 0.40kn/m 2 外墙面内抹灰及内墙面抹灰：20 厚石灰砂浆 0.34 kn/m 2 保温：外墙 100mm 厚苯板保温层 0.103.5=0.33 kn/m 2 总墙重： 外墙：1.8+0.4+0.34+0.35=2.89 kn/m 2 内墙：1.2+0.342=1.88kn/m 2 5）柱：270.500.50=6.75kn/m（考虑到柱子抹灰，取柱子自重 27kn/m 3） 6）门、窗： 门：0.4kn/m 2 窗：0.4kn/m2 （2）活荷载： 会议室、办公室：2.0 kn/m 2 卫生间、 ：2.5 kn/m 2(办公楼、市场) 屋面活载：0.5 kn/m 2 (不上人屋面) ； 沈阳雪载：0.40 kn/m 2 沈阳基本风压： 0.45kn/m 2 2.2 计算简图及层数划分计算简图及层数划分 由于结构质量主要集中于各层楼盖和屋盖处，故可将结构简化为图 2-1 所示的多质 点体系，其中质量 g5 为第五层上半层高度范围内的全部集中于屋面标高处的质量，其 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 16 他层质量均取其楼盖及其上、下各一半层高范围内的全部集中于楼面标高处的质量。 图 2-1 动力荷载计算简图 2.3 各层重力荷载代表值计算各层重力荷载代表值计算 2.3.1 五层上五层上半半层层 女 儿 墙：现浇钢筋混凝土，高度 0.9m，厚度 0.12m 25 kn/m 3（38.10.220.12+(14.5-0.44)0.220.1+(38.1-0.1) 0.120.82+(14.5-0.44)0.120.82=306.526 屋面自重： 5.05(75513.8) =2744.17kn 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 17 纵向框架梁： 5.6257.552=421.875kn 横向框架梁： 5.256.922=144.9kn 由于屋面采用桁架结构，故不计算内部框架梁和次梁 柱 子： 6.75 3.6 2 17 根=206.55kn 外 墙(不包含洞口)： 横墙（阳面） ：2.89( 3.6 2 -0.75)(7.55)- 1.81.50.5 2.8910=74.78kn 阴面同阳面 纵墙：13.8( 3.6 2 -0.7)2.89=43.87 kn 内纵墙： 3.28 ( 4.2 2 -0.6)(5.53+2.5+3.4+5.53)2-0.6(0.9 4+1.016)=344.2kn 内墙：由于内墙荷载较轻，与门窗荷载相差不多，还有一些小的填充墙，故近 似计算：乘以 0.8 折减： （1813.81.85+1.87.551.82）0.8=373.25 窗重量： 041.81.5 10 2 =5.4 kn 五层上半层的恒载 恒=g5 恒=2744.17+421.875+144.9+206.55+74.782+43.87+373.25+5.4 =4089.575 kn恒 五层上半层的活载：不上人屋面 0.5 kn/m 2 活=0.5（7.556.92）=258.75 kn g5=g5 恒+0.5g5 活= 4348.325 kn 2.3.2 五层五层下半下半层和层和四四层上层上半半层层 楼面板自重：47.5513.8=2070kn 纵向框架梁：421.875 kn 横向框架梁：434.7 kn 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 18 次梁 1：4.87513.85=336.375 kn 次梁 2：4. 57.55=168.75 kn 柱 子： 6.753.618=437.4kn 五层下半层墙： 外纵墙（阳面） ： 2.89(1.8-0.75) 7.55-1.2352.89=61.77kn 外纵墙（阴面） ： 2.89(1.8-0.75)7.55-1.2352.89-1.50.95 2.89=42.263kn 外横墙：2.89(1.8-0.7) 13.82=87.74 kn 内墙： 1.813.8(1.8-0.7) 4 =109.3kn 1.84.86(1.8-0.6) =62.208kn 窗重量： 0.41.2310+0.40.951.5 =17.1kn 恒 =2070+421.875+434.7336.375+168.75+437.4+156.06+71.79+373.25+5 .4+61.77+42.263+87.74+109.3+62.208+17.1=4855.981 kn 活=2.5(2.113.8+7.532.1+4.87.53) =406.575 kn 2.0(12.913.8+7.536.9)=666.54 kn g4=5983kn 2.3.3 四层下半层和三层上半层：四层下半层和三层上半层： 楼面板自重：47.5513.8=2070kn 纵向框架梁：421.875 kn 横向框架梁：434.7 kn 次梁 3：4.87513.85+48.756.9=370 kn 柱 子： 6.753.618=437.4kn 四层下半层墙： 外纵墙（阳面） ： 2.891.8 7.55-0.9352.89=156.06kn 外纵墙（阴面） ： 2.891.87.55-0.9352.89=156.06kn 外横墙：2.89(1.8-0.7) 13.82=87.74 kn 内墙： 1.813.81.8 4 =178.85kn 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 19 1.84.861.8 =62.208kn 窗重量： 0.40.9310=10.8kn 三层上半层： 外纵墙（阳面） ： 61.77kn 外纵墙（阴面） ： 42.263kn 外横墙： 87.74 kn 内墙： 109.3 kn 62.208kn 窗重量： 17.1kn 恒 =2070+421.875+434.7336.375+370+437.4+156.06+156.06+143.575+17 8.85+93.3+10.8+61.77+42.263+87.74+109.3+62.208=4835.9 kn 活=3.5(7.5513.8) =1811.25 kn g2= g3=6647.15kn 2.3.4 一层上半层一层上半层 首层重力荷载值 g1=6770 kn 第第三三章章 水平地震作水平地震作用用下下的的框架框架内力分内力分析析 3.1 基本资料基本资料 设计概况：柱截面： bchc=500mm500mm 框架梁：横向框架梁为 2 跨，均为 300mm700mm 重力荷载代表值计算如下： g5=4348 kn g4=5983 kn g3=g2=6647 kn g1=67707 kn 3.2 水平地震作水平地震作用用下下的的框架框架内力内力 3.2.1 梁线刚度梁线刚度 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 20 在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工 程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩 i0，然后乘以增大系数。 中框架梁 i=2.0i0 边框架梁 i=1.5i0 梁采用 c30 混凝土，ec=3.010 4n/2 mm 横向框架： 中框架梁： kb1= 0 2ei l = 63 1 2 20 100.3 0.7 12 6.9 =74.565 3 10 knm 边框架梁： kb1= 0 1.5ei l = 63 1 1.5 20 100.3 0.7 12 6.9 =55.924 3 10 knm 3.2.2 柱线刚度柱线刚度 柱采用 c40 混凝土 ec=3.2510 4n/2 mm ，首层高度 4.2m,25 层 3.6m。 柱截面： 500 mm500mm 1c k 层= h ei = 74 1 3.25 100.5 12 4.2 =2.8910 4 knm (2 5)c k -层= h ei = 74 1 3.25 100.5 12 3.6 =3.7210 4 knm 3.2.3 柱柱的的侧移刚度侧移刚度 d 一般层： k = c b k k 2 s k k + = 2 a d= 2 12 h kca （3-2） 首层： k = c b k ks k k + + = 2 5 . 0 a d= 2 12 h kca （3-3） 表 3-1 柱的侧移刚度 l b k (10 4knm) c k (10 4knm) k a d (10 4) d (10 4) (m) 25 层 中框架 中柱(4 根) 3.6 29.826 4.7 3.173 0.613 2.67 37.22 边柱（8 根） 3.6 14.913 4.7 1.586 0.442 1.92 边框架 中柱（2 根） 3.6 22.37 4.7 2.38 0.54 2.35 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 21 边柱(4 根) 3.6 11.18 4.7 1.19 0.373 1.62 底 层 中框架 中柱（4 根） 4.2 14.913 4.03 3.7 0.737 2.02 31.308 边柱 (8 根) 4.2 7.456 4.03 1.85 0.61 1.47 边框架 中柱（2 根） 4.2 11.18 4.03 2.77 0.686 1.88 边柱 (4 根) 4.2 5.59 4.03 1.587 0.557 1.527 d首/d2 =31.308/37.22=0.8430.7 满足要求 3.2.4 水平地震作用分析（采用底部剪力法）水平地震作用分析（采用底部剪力法） （1）框架水平地震作用及水平地震剪力计算： 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， 用顶部位移法计算结构的基本自振周期 t1。 表 3-2 结构的顶点侧移 层 i g i g i d iii gdd= ti ud= 5 4348 4348 372200 0.01168 0.245 4 5983 10331 372200 0.02776 3 6647 16978 372200 0.0456 2 6647 23625 372200 0.0635 1 6770 30305 313080 0.0968 结构顶点侧移 t u =0.4049 t1=1.7 0 a t u =1.70.60.245=0.505s （3-4） 场地类，抗震设防烈度 7 度（0.1g） ，设计地震分组第一组。 tg=0.35s, 08 . 0 max =a, t11.4tg=0.49s 07 . 0 08 . 0 1