三亚市某学校办公楼设计计算书.doc

图书分类号： 密 级： 毕业设计(论文) 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 I 摘要 本建筑为三亚市某学校办公楼设计，为 5 层框架结构,层高一层 3.6 米，二五层为 3.6 米。总建筑面积 3000 平方米， 。本建筑从平面布局的合理性，到工作人员分流，到采光、 通风及保温的设计，都充分体现了以人为本的设计理念。本建筑采用横向框架承重，结 构计算考虑了风荷载及抗震要求，考虑结构塑性内力重分布的有利影响，对竖向荷载作 用下的内力进行调幅，分别考虑恒载和活载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效 应控制的组合。 关键词关键词：结构设计；框架结构；抗震设计 II Abstract This building is taxation bureau of Xiaoxian, and frame of 4 storeys structure, bed building store height3.9 or 3.6 meters, construction overall height 15.6meters.With the whole construction area of 3500square meters.This building is from the rationality of the plane figure, to the distributary of staff member, get daylighting, ventilate and design that keep warm, fully reflect the design idea of People First. This building adopt the two-way bearing of frame. This building of structure has calculated and considered the wind loads and antidetonation is required, consider structure plasticity favorable influence that internal force distribute again, load to verticality internal force of function carry on amplitude modulation, consider permanent year and live by variable to load the association that the effect controls and loaded the association that the effect controlled for ever year separately. Key word: Structure Design Frame Structure Antidetonation I 目目 录录 1 1 建筑设计.1 1.1 工程概况1 1.2 建筑平面设计1 1.2.1 房间使用面积、形状、大小的确定1 1.2.2 门的大小及位置的确定1 1.2.3 窗的大小及位置的确定1 1.2.4 交通联系部分的平面设计2 1.3 建筑立面设计.2 1.3.1 追求尺度合理和比例协调3 1.3.2 考虑材料质感和色彩配置3 1.3.3 注重细部处理3 1.4 建筑剖面设计.3 1.5 采光、通风设计.3 1.6 建筑防火设计.3 1.7 建筑材料.4 1.8 墙身做法4 1.9 门窗做法.4 2 结构设计.5 2.1 设计资料.5 2.1.1 自然条件.5 2.1.2 设计依据.6 2.2 结构选型.6 2.2.1 竖向承重体系的选取.6 2.2.2 水平方向承重体系选取.6 2.2.3 基础形式选取.6 2.3 结构布置.6 2.3.1 结构布置及计算简图.6 2.3.2 构件材料选取.8 2.3.3 结构计算单元8 2.4 框架梁柱线刚度计算.9 2.4.1 框架梁线刚度计算9 2.4.2 框架柱线刚度计算10 2.5 荷载统计.12 2.5.1 屋面,楼面荷载12 2.5.2 梁、柱重力荷载计算13 2.6 水平地震作用计算.15 2.6.1 重力荷载代表值计算.15 2.6.2 横向框架计算.20 2.7 横向风荷载作用下框架计算.25 2.7.1 风荷载标准值.25 2.7.2 风荷载作用下结构的水平位移验算.25 II 2.7.3 风荷载作用下框架的内力计算.26 2.8 竖向荷载作用下框架的内力计算.28 2.8.2 荷载计算.28 2.8.3 内力计算.32 2.9 内力组合与调整.49 2.10 框架柱截面设计.54 2.10.1 柱正截面承载力计算.54 2.10.2 柱斜截面承载力计算.59 2.11 框架梁截面设计.62 2.11.1 一层框架梁设计.62 2.11.2 二层框架梁设计.66 2.11.3 三层框架梁设计.70 2.11.4 四层框架梁设计.73 2.12 楼板设计.77 2.13 楼梯设计.80 2.13.1 楼梯板设计.81 2.13.2 平台板设计.81 2.13.3 平台梁的设计.82 2.14 基础设计.83 2.14.1 工程地质条件.83 2.14.2 中基础.84 2.14.3 边基础.87 总 结.90 致谢.91 参考文献.92 徐州工程学院毕业设计（论文） 1 1 建筑设计 1.1 工程概况 工程名称：萧县税务局办公大楼设计 工程规模：主体 4 层； 结构类型：框架结构； 工程环境：本工程位于徐州市萧县。本地区抗震设防等级为 6 度；第二组别，设计 基本地震加速度值为 0.05g；场地土类别：类；丙类建筑。 地面粗糙度：C 类（周围建筑较密集） 现浇钢筋混凝土框架抗震等级：三级 建筑安全等级：二级，耐火等级为三级； 设计使用年限：50 年 1.2 建筑平面设计 本工程是税务局办公楼建筑，根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各 类用房。由办公用房、公共用房和服务用房等组成。 本节设计内容包括使用部分的平面设计和交通联系部分的平面设计。本建筑坐北向 南合理利用采光，并在根据各功能空间对采光的要求布置各个房间的平面位置，以满足 各功能空间的合理使用。 1.2.1 房间使用面积、形状、大小的确定 本设计中按办公室常用尺寸数据取值，平均每人办公面积 8m2，主要办公室及功能空 间的开间取 3.6m, 进深取 5.4m；较大空间开间取 3.6m，进深 7.2m。考虑平均每人办 公面积 8m2的人数要求确定洗手间、楼梯间平面尺寸及面积，同时考虑办公建筑相关规 定的要求以及结构布置的对称性和连续性，很好的符合办公楼建筑使用的需求，而且平 面布置简洁明了结构布置简便合理。 1.2.2 门的大小及位置的确定 本设计中根据人流的多少和搬进房间设备的大小，普通办公室及功能空间取门宽为 1000m,开启方向朝房间内侧；走道两端的门采用双扇单向门，大厅的门采用四个双扇单 向门。 1.2.3 窗的大小及位置的确定 房间中窗的大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求，考虑规范 要求，一般办公室窗地比，即窗的面积与房间地面的面积比值应大于 1:6，本设计中窗地 比均满足办公建筑的使用要求。外窗：窗宽取为 1800mm，高度取为 1800mm。 徐州工程学院毕业设计（论文） 2 1.2.4 交通联系部分的平面设计 1）总则：交通联系部分的设计不仅要考虑保证使用便利和安全疏散的要求，而且还 要考虑其对造价和平面组合设计的影响。平面设计中对交通联系部分作以下要求： 通路线简洁明确，以利于联系通行方便； 宽度合理，人流畅通，以利于紧急疏散安全迅速； 应满足一定的采光和通风要求； 交通面积力求节省，同时兼顾空间造型的处理等。 2）走廊 走廊是连结各个房间、楼梯和门厅等各部分，以解决建筑中水平联系和疏散问题。 走廊的宽度应符合人流通畅和防火要求，通常单股人流的通行宽度约为 550600mm。对 于办公建筑，建筑设计规范规定，走道长度大于 40m 办公建筑两面布房时走道净宽不小 于 1.8m，在本设计中，走道两边中柱轴线相距 2.4m。 3）楼梯 在楼梯的设计中，楼梯的尺寸和位置应使其符合建筑设计防火规范 、 民用建筑 设计通则和其她有关单项建筑设计规范的规定。 坡度和踏步尺寸：民用建筑舒适的坡度范围是 2635，踏步尺寸可用以下公式 计算 b+h=162.5+280=442.5mm b+h=280+150=430 b+2h=600mm-630mm 其中 b 为踏步宽，h 为踏步高。 其常用尺寸为 b=280mm-340mm h=140mm-160mm 本设计选取现浇板板式楼梯。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程 中人流股数确定，一般按每股人流宽度 0.55m+00.15m 计算，并不应少于两股人流。 楼梯平台部位的净高不应小于 2m，楼梯梯段部位的净高不应小于 2.2m，楼梯梯段净高为 自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。本建筑楼梯踏步高度选用 150/162.5mm,踏步宽度选用 280mm。楼梯坡度小于 30%。 1.3 建筑立面设计 建筑立面设计是一个由粗到细的过程，主要要从以下几点入手： 尺度和比例。立面组成部分的尺度要正确，比例要协调； 节奏和虚实。节奏感可以通过门窗的排列组合、墙面构件的划分表现；虚实对比 则通过形体的凹凸光影效果实现； 材料质感和色彩配置； 细部处理。如檐口和入口处理等。 徐州工程学院毕业设计（论文） 3 本设计的是独立办公楼建筑充分保持商业办公气息，立面明快、稳重、简练和一定 的对称性。 1.3.1 追求尺度合理和比例协调 在建筑设计图集中查找相应部位的尺度，如踏步高取 150/162.5mm，楼梯栏杆高 900mm，以满足人们生活习惯和安全的需要。在建筑物的突出部分也尽量使比例协调， 满足人们的视觉习惯以及结构上的要求。 1.3.2 考虑材料质感和色彩配置 在立面轮廓的比例关系、门窗排列、构件组合以及墙面划分基本确定的基础上，较 为合理地对材料质感和色彩进行了选择和配置，以使建筑立面进一步取得丰富和生动的 效果。 1.3.3 注重细部处理 突出建筑物立面中的重点，既是建筑造型的设计手法，也是房屋使用功能的需要。 建筑物的主要出入口部分，是人们经常经过和接触的地方，在使用上要求地位明显， 易于找到，同时也是整个建筑物视觉中心之一。 1.4 建筑剖面设计 剖面图旨在反映建筑物在垂直方向上各部分的组合关系，其主要任务是确定建筑物 各部分应有的高度，建筑层数及建筑空间的组合关系。 房间高度可用层高或净高表示。净高为室内地面至顶棚或其她屋顶构件底面的距离； 层高为净高加建筑结构高度（如梁板高度） 。 房间净高受使用性质、采光和通风要求、结构类型、设备设置、室内空间比例等诸 多因素的影响。 本设计取房间一层高为 3.9m，二四层为 3.6m，满足办公楼建筑的使用要求。 1.5 采光、通风设计 办公楼在各墙面都设有大面积的窗户，在尽量采用自然采光和通风的基础上，辅以 人工设备。 1.6 建筑防火设计 外墙面采用耐火极限不低于 1 小时的非燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材 料。无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置不低于 80cm 的实体群墙或在 玻璃幕墙内侧每层设自动喷水保护，其喷头间距不宜大于 2m。 疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示标志，并宜布置在易 于寻找的位置。 徐州工程学院毕业设计（论文） 4 1.7 建筑材料 梁、柱、板、基础混凝土均采用 C30 混凝土。 墙体填充材料采用陶粒空心砌块，其容重为 5.0kN/m3。 1.8 墙身做法 填充墙采用 240 厚陶粒空心砌块（5.0KN/m3） ，墙面为水刷石墙面（0.5KN/） ；女 儿墙采用 240 厚陶粒空心砌块（5.0KN/m3） ，内侧为 20 厚水泥粉刷，0.36kN/，墙高 900mm。 1.9 门窗做法 窗：均为钢框玻璃窗（0.45KN/m2） ； 门：除大门为玻璃门（0.45KN/m2） ，办公室等 均为木门(0.2KN/m2). 徐州工程学院毕业设计（论文） 5 2 结构设计 2.1 设计资料 2.1.1 自然条件 （1）气象资料 年平均温度 14.2 最热月份平均温度 31.6 最高气温 40.6 最冷月份平均温度 -4.1 最低气温 -22.6 土壤冻结最大深度 240mm 年平均降雨量 869.9mm 日最大降雨量 213.0mm 相对湿度 平均 71%（冬季 61%，夏季 70%） 主导风向 全年主导风向为偏东风 平均风速 3sm 平均风速 19.3sm 基本风压值 0.35 2 mKN 夏季平均风速折算成距地面 2m 处数值 2.1sm 积雪最大厚度 24cm 基本雪压 0.35 2 mKN （2）地质资料 以上各土层的物理力学指标列于下表： 厚 度 承 载 力 fk 含 水 量 w 重 度 饱 和 度 Sr 孔隙 比 e 压缩 系数 a 压缩 模量 Es 液 限 WL 塑限 Wp 粘聚 力 C 层 次 土层 mkPa% kN/ m3 % mm2/ N N/mm 2 % 1 粘土 5.1130 27. 4 19. 8 98. 0 0.76 9 0.02 3 86.0 38. 1 19.20.41 2 粉质粘 土 1.8110 26. 0 19. 5 97. 8 0.73 5 0.01 9 98.9 26. 3 19.90.09 3 粉土 3.0150 31. 3 19. 2 98. 6 0.87 9 0.02 2 89.7 35. 3 19.60.41 4 粉质粘 土 160 26. 8 19. 6 100 0.73 8 0.01 6 115. 9 27. 7 20.40.06 注：1、地下水水位在地表下 2.0m，地下水无浸蚀性。 徐州工程学院毕业设计（论文） 6 2、冻土深度在地表下 0.50m。 2.1.2 设计依据 房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2010） 建筑制图标准 （GB/T50104-2010） 建筑结构荷载规范 （GB/T50009-2001） 混凝土结构设计规范 （GB/T50010-2010） 建筑抗震设计规范 （GB/T50011-2010） 建筑地基基础设计规范 （GB/T50007-2002） 建筑结构制图标准 （GB/T50105-2010） 02 系列结构标准设计图集 （DBJT04-13-2002） 2.2 结构选型 选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的抗侧刚 度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、 经济及施工条件等因素。 2.2.1 竖向承重体系的选取 框架结构体系：由梁柱连接而成，其具有建筑平面布置灵活、造型灵活等优点，可 以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构 属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺 点是结构抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。 本建筑层数不多，在地震区，宜优先采用框架结构。 2.2.2 水平方向承重体系选取 本设计采用现浇肋梁楼盖结构，肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，且结构平 面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及 各种复杂的楼面荷载。 2.2.3 基础形式选取 本设计的基础形式选取独立基础。 2.3 结构布置 2.3.1 结构布置及计算简图 徐州工程学院毕业设计（论文） 7 540024005400 13200 540024005400 13200 3600360036003600360036003600360036003600 3600360036003600 57600 3600360036003600360036003600360036003600 3600360036003600 57600 360036003600 7200 图 2-1 框架平面柱网布置图 根据普通民用住宅的使用功能及建筑设计要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计。 主体结构共四层，一层为 3.9m,二四层层高为 3.6m。 填充墙采用 240 厚陶粒空心砌块，该砌块能降低工人的劳动强度，省工省料 。 楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土肋型屋盖，屋面板厚度为 100mm，楼面板厚 100mm。 （1）框架梁尺寸估算： 纵向框架梁 L3600mm，h=(1/81/12) L=300450mm，取 h=400mm; b=(1/31/2) h=(1/31/2) 400=133200mm，取 b=200mm。 纵向梁为 200mm400mm； 取 AB、CD 梁 L5400mm，h=(1/81/12) L=450675mm,取 h=600mm; b=(1/31/2) h=(1/31/2) 600=266400mm，取 b=300mm。 BC 梁 L2400mm，h=(1/81/12)L=300200mm,取 h=300mm; 故横向 AB（CD） 、BC 梁初选截面尺寸为 300mm600mm, 300mm300mm （2）框架柱尺寸估算： 柱截面尺寸可按柱的轴压比按下列公式计算： gENFn 徐州工程学院毕业设计（论文） 8 AC=N/(Nfc) N-为柱组合的轴压比设计值， F-为简支状态计算柱的负载面积 gE-为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可取 1215kN/m。 -对于边柱取 1.3，不等跨取 1.25，等跨取 1.2； n-为层数 -为柱截面的面积 c A Fc-为混凝土轴心抗压强度设计值，柱梁采用 C30 混凝土。 N-框架轴压比限值，该框架的抗震等级为 3 级，其轴压比限值为 0.9，各层的重 力荷载代表值为近似取 15kN/m 边柱负载面积为（3.63.6）/25.4/2=9.72 中柱负载面积为（5.4+2.4）/2（3.6+3.6)/2=14.04 边柱 Ac=（1.39.72154）/（0.914.3103）=0.059 m2 中柱 Ac=（1.2514.04154）/(0.914.3103）=0.08 m2 根据上述计算结果，并综合考虑其她因素，取柱截面为正方形，初步估计柱的尺寸 为 500500250000mm2140000 mm2，为计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为 500500。 综上：1.梁的尺寸：L1=200400, L2=300300,L3=300600。 边柱、内柱的尺寸均为：500500。 2.3.2 构件材料选取 现浇钢筋混凝土梁，C30，纵筋为 HRB335 级（） ， 2 / 3 . 14mmNfc 2 /300mmNfy 箍筋为 HPB235 级（） 2 /210mmNfy 现浇钢筋混凝土柱，C30，纵筋为 HRB335 级（） ， 2 / 3 . 14mmNfc 2 /300mmNfy 箍筋为 HPB235 级（） 2 /210mmNfy 现浇钢筋混凝土板，C30，钢筋为 HRB335 级（） 2 / 3 . 14mmNfc 2 300/ y fN mm 2.3.3 结构计算单元 框架结构计算简图见图 2-2。 徐州工程学院毕业设计（论文） 9 3600360036005450 540024005400 300600 300600 300600 300600 300300 300600 300600 300600 300600 300300 300300 300300 500 500500 500500 500500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 图 2-2 轴线 4 位置框架结构计算简图 注：室内外高差 1.05m,基础埋深 1.3m,h=1.05+0.5+3.9=5.45m 2.4 框架梁柱线刚度计算 2.4.1 框架梁线刚度计算 在框架结构中，通常现浇层的楼板，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度， 减少框架侧移，为考虑这一有力作用，在计算梁截面惯性矩时，对现浇楼面的边跨框架 梁取，对中跨框架梁取。 0 1.5II 0 2II 3 0 /12Ibh 梁采用 C30 混凝土， 。 27 /100 . 3mkNEc 左跨梁右跨梁： i边梁EI/L= kN.m 7234 1 3.0 10/1.50.3(0.6 ) /5.44.5 10 12 kN mmmm 中跨梁： i中跨梁EI/L=kN.m 7234 1 3.0 10/20.30(0.3 ) /2.40.98 10 12 kN mmm 底层柱： i底柱EI/L=kN.m 7244 1 3.0 10/(0.5 ) /5.452.87 10 12 kN mmm 徐州工程学院毕业设计（论文） 10 其余各层柱： i余柱EI/L=kN.m 7244 1 3.0 10/(0.5 ) /3.64.34 10 12 kN mmm 令 i余柱1.0,则其余各杆件的相对线刚度为： i边梁 44 44 4.91 10 / 1.037 4.34 10 / m m i中跨梁 44 44 0.98 10 / 0.266 4.34 10 / m m i底柱 44 44 2.87 10 / 0.661 4.34 10 / m m 如下图所示： 3600360036005450 540024005400 1.0370.226 1.0000.661 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 0.226 0.226 0.226 0.661 0.661 0.661 1.000 1.000 1.0001.000 1.000 图 23 框架梁柱的相对线刚度 2.4.2 框架柱线刚度计算 一.底层 / bc Kii 0.5 2 K K 由以上两个公式可求柱抗侧刚度为： 1.边柱： 1.037 1.98 0.661 K 徐州工程学院毕业设计（论文） 11 （kN/m） 0.5 0.62 2 K K 4 22 120.62 12 2.87 10 7226 5.45 c i D h 2. 中柱： 1.0370.226 1.91 0.661 K （kN/m） 0.5 0.61 2 K K 4 22 120.61 12 2.87 10 7147 5.45 c i D h 二.标准层： /2 bc Kii 2 K K 由上述两个公式可求柱抗侧刚度为： 1.边柱： 1.037 2 1.037 2 1 K （kN/m）0.341 2 K K 4 22 120.341 12 4.34 10 13703 3.6 c i D h 2.中柱： (1.0370.226) 2 1.263 2 1 K （kN/m）0.387 2 K K 4 22 120.387 12 4.34 10 15552 3.6 c i D h c b i i k 2 )42( k k 2 )42( 层 次 层高 (m) 柱 c b i i k 1 k k 2 5 . 0 1 c i()KN mD(/)KN m 边 1.0370.34113703 2-43.6 中 1.2630.387 4.34104 15552 边 1.980.627226 15.45 中 1.910.61 2.87104 7147 故横向框架的侧移刚度见表 21，22 表 21 横向框架 24 层 D 值 构件名称D 值（kN/m）数量D（kN/m） A 柱 1370317232951 B 柱 1555217264384 C 柱 1555217264384 D 柱 1370317232951 5851068994670 徐州工程学院毕业设计（论文） 12 表 22 横向框架首层 D 值 构件名称D 值（kN/m）数量 D（kN/m） A 柱 722617122842 B 柱 714717121499 C 柱 714717121499 D 柱 722617122842 2874668488682 由计算可得：,故该框架为规则框架 1994670 100%2.030.7 2488622 D D 2.5 荷载统计 2.5.1 屋面,楼面荷载 1、屋面永久荷载标准值 不上人屋面： 屋面防水面砖 0.25 kN/ m2 40 厚防水砂浆基层 200.04=0.8 kN/ m2 二毡三油防水层 0.35kN/ m2 30 厚 1：2 水泥砂浆找平层 200.03=0.6 kN/ m2 60 厚泡沫混凝土保温层 60.06=0.36kN/ m2 90 厚散铺炉渣找坡层 120.09=1.08kN/ m2 120 厚屋面板 250.1=3.0 kN/ m2 20 厚 1：3 水泥砂浆抹面 200.02=0.4 kN/ m2 合计： 6.34 kN/ m2 2.各层楼面：水磨石楼面 水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底，素水泥打底) 0.65kN/ 结构层：100 厚现浇钢筋混凝土板 0.1252.5kN/ 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m170.17kN/ 合计楼面恒载： 3.32 kN/ 3.楼梯: 水磨石楼面 面层厚度 C130mm 面层容重 21.6kN/m 顶棚厚度 C210mm 顶棚容重 17kN/m 徐州工程学院毕业设计（论文） 13 踏步段斜板的倾斜角 ArcTan(hs/bs)ArcTan(150/280)28.2 踏步段梯板厚的垂直高度120/cos28.2136.2mm 踏步段梯板平均厚度(150+2136.2)/2211.2mm 梯板自重 250.21125.28kN/m 踏步段梯板面层自重 21.60.03(13-1)(0.15+0.28)/3.360.995kN/m 楼板顶棚自重 0.173.602/3.360.182kN/m 合计：6.46KN/ 4 屋面及楼面活荷载标准值计算 一. 根据荷载规范查得 ： 不上人屋面：0.5KN/ 楼 面：2.0KN/ 走 廊: 2.5KN/ 二.雪荷载 Sk=1.00.35 KN/=0.35KN/ 2.5.2 梁、柱重力荷载计算 梁自重： 1.AB 梁、CD 梁：bh=300600 梁自重： 25 KN/m30.3m(0.6m-0.1m)=3.75 KN/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m(0.6m-0.1m)2+0.3m17KN/m3=0.221KN/m 合计：3.971 KN/m 2BC 梁：bh=300300 梁自重：25 KN/m30.3m(0.3m-0.1m)=1.125KN/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m(0.35m-0.1m)2+0.3m17 KN/m3=0.136 KN/m 合计：1.261KN/m 徐州工程学院毕业设计（论文） 14 3.纵梁：bh=200400 梁自重：25 KN/m30.2m(0.4m-0.1m)=1.5KN/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m(0.45m-0.1m)2+0.2m17 KN/m3=0.153KN/m 合计：1.653KN/m 二.柱自重： 1.柱：bh=500500 柱自重：25 KN/m30.5m0.5m=6.25kN/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m0.5m417 KN/m3=0.34kN/ 合计：6.59kN/m 三.外横墙自重： 2-4 层： 横墙：（3.6m-0.65m）0.24m5 KN/m3=3.54KN/m 水刷石外墙面：（3.6m-0.65m）0.5KN/=1.475KN/m 水泥粉刷内墙面：（3.6m-0.65m）0.36KN/=1.062KN/m 合计：6.077KN/m 底层： 横墙：（3.9m-0.65m）0.24m5 KN/m3=3.9KN/m 水刷石外墙面：（3.9m-0.65m）0.5KN/=1.625KN/m 水泥粉刷内墙面：（3.9m-0.65m）0.36KN/=1.17KN/m 合计：6.695KN/m 四.内横墙自重： 徐州工程学院毕业设计（论文） 15 2-4 层： 横墙：（3.6m-0.65m）0.24m5 KN/m3=3.54KN/m 水泥粉刷内墙面：3.25m0.36KN/2=2.34KN/m 合计：5.86KN/m 底层： 横墙：（3.9m-0.65m）0.24m5 KN/m3=3.9KN/m 水泥粉刷内墙面：3.25m0.36KN/2=2.34KN/m 合计：6.24KN/m 五.内纵墙自重： 2-4 层： 纵墙：（3.6m-0.45m）0.24m5 KN/m3=3.78KN/m 水泥粉刷内墙面：(3.6m-0.45m)0.36KN/2=2.268KN/m 合计：6.048KN/m 2-4 层： 纵墙：（3.9m-0.5m）0.24m5 KN/m3=4.08KN/m 水泥粉刷内墙面：(3.9m-0.5m)0.36KN/2=2.448KN/m 合计：6.528KN/m 2.6 水平地震作用计算 2.6.1 重力荷载代表值计算 墙自重： 外纵墙： 底层： 徐州工程学院毕业设计（论文） 16 外纵墙的面积：(3.4 (58.1-170.5)-1.82.116) 2=216.32 2 m 窗的面积：1.82.1162=120.96 2 m 底层外纵墙的自重： 2 5 216.32 0.24216.32 (0.50.36) 120.96 0.35487.96m 2-4 层： 外纵墙的面积：(3.1 (58.1-170.5)-1.81.816) 2=203.84 2 m 窗的面积：1.81.8162=103.68 2 m 2-4 层外纵墙的自重： 2 5 203.84 0.24203.84 (0.50.36) 103.68 0.35456.2m 内纵墙： 底层：6.528kN/m B、C 轴线上的纵墙长度：， (58.1 17 0.5) 221.677.6m 合计：77.6m 则底层内纵墙自重为：6.52877.6=506.57kN/kN mm 标准层：6.048kN/m B、C 轴线上的纵墙长度： (58.1 17 0.5) 2 14.484.8m 合计：84.8m 则标准层内纵墙自重为：6.04884.8=512.87kN/kN mm 内横墙： 底层：6.24kN/m 内横墙总长度： 4.64 1883.52m 合计：83.52m 则底层内横墙自重为：6.2483.52=521.16kN/kN mm 标准层：5.86kN/m 徐州工程学院毕业设计（论文） 17 内横墙总长度： 4.64 1883.52m 合计：83.52m 则标准层内横墙自重为：5.8683.52=489.43kN/kN mm 外横墙 ：6.695kN/m 底层： 外横墙总长度： (15.54 0.5) 227m 合计：27m 则底层外横墙自重为：6.69531.2=180.76kN/kN mm 标准层：6.077kN/m 外横墙总长度： (15.54 0.5) 227m 合计：27m 则标准层外横墙自重为：6.07731.2=164.08kN/kN mm 女儿墙： 女儿墙采用 240 厚陶粒空心砌块（5.0KN/m3） ，内侧为 20 厚水泥粉刷，0.36kN/: 33 5.0/0.240.9(0.360.5)/0.91.854/kN mmmkN mmkN m 女儿墙总长度： 15.5 258.1 2147.2m 合计：147.2m 则女儿墙自重为：1.854147.2=272.91kN/kN mm 梁，柱，板重力荷载标准值： 一.梁重力荷载标准值汇总表： 表 2-3 梁重力荷载标准值汇总 梁种类单根重力荷载数量总重力荷载（kN） 边跨横梁 3.971kN/m4.64m=18.43kN34626.62 徐州工程学院毕业设计（论文） 18 续表 2-3 中跨横梁 1.261kN/m2.4m=3.03kN1751.4 纵梁(中) 1.653kN/m3.6m=5.95kN64380.8 总和 1151058.8 二.板重力荷载标准值汇总表： 表 2-4 1-3 层板重力荷载标准值汇总 板种类面荷载面积（）重力荷载（kN） 普通房间 3.32 kN/15.558.1=900.552989.9 总和 900.552989.9 表 2-5 4 层板重力荷载标准值汇总 板种类面荷载面积（）重力荷载（kN） 所有房间 6.34 kN/ m215.558.1=900.555709.487 总和 900.555709.487 三 柱重力荷载代表值： 表 2-6 柱重力荷载标准值汇总 柱种类线荷载长度（m）个数重力荷载（kN） 1 层 6.59kN/m5.45682442.3 2-4 层 6.59kN/m3.6681605.89 根据抗震规范 （GB500112010）：建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自 重标准值和各可变荷载组合值之和。 顶层的荷载代表值包括：屋面恒载、梁自重、顶层半层墙柱自重、女儿墙自重、50% 的屋面均部活(雪)荷载。 其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载、梁自重、该层上下各半层柱及墙体自重、 50%楼面均布荷载。 各楼层重力荷载代表值 Gi 确定如下： 顶层： 梁：G=1058.8kN 柱：G1605.89/2=802.95kN 墙：（外纵墙+内纵墙内横墙+外横墙）/2+女儿墙 （456.2+512.87+489.43+180.76）/2+147.2 986.24kN 板：G5709.49kN 50%活（雪）荷载：0.85KN/m258.1m15.5m0.5=382.73kN 顶层重力荷载代表值为： 徐州工程学院毕业设计（论文） 19 1058.8kN+802.95kN+986.24kN+5709.49kN+382.78kN 8940.21kN 合计： 8940.21kN 2-3 层： 梁：G1058.8kN 柱：G=1605.89kN 墙：外纵墙+内纵墙内横墙+外横墙456.2+512.87+489.43+164.081660.9kN 板：G2989.9kN 50%楼面活荷载：(2.0KN/m2（14m58.1m-4.2m7m2）+2.5 kN/m2(4.2m7m2+3.6m58.1m) 0.5 =1223.53kN 标准层重力荷载代表值为： 1058.8kN+1605.89kN+1660.9kN+2989.9kN1223.53kN 8539.02kN 合计： 8539.02kN 1 层: 梁:G=1058kN 柱:G=2442.3kN/2+1605.89/2=2024.1 墙:G=(456.2+512.87+489.43+164.08)/2+(487.9+506.57+521.16+180.76)/21698.1kN 板：2989.9kN 50%楼面活荷载：2.0KN/m2（14m58.1m-4.2m7m2）+2.5 kN/m2(4.2m7m2+3.6m58.1m) 0.5 =1223.53kN 1058kN+2024.15kN+1698.1kN+2989.9kN1223.53kN 8993.63kN 合计： 8993.63kN 徐州工程学院毕业设计（论文） 20 图 2-4 质点重力荷载值 2.6.2 横向框架计算 2.6.2.1 水平地震自震周期及结构侧移计算 采用顶点位移法计算 1 1.7 TT T 结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，考虑到填充墙，框架取 0.6- T 0.7。T为框架的顶点位移，是将重力荷载代表值视为水平力，求得的假象位移。T T1,再用 T1求得框架底部剪力，各层剪力和结构真正位移。 对于框架结构，T按下式计算，；。 n ik ki FV s j ij i i D V 1 k n k 1 表 2.7 结构顶点的侧移计算 层次 KN Gi KN V i G (/) i D KN m i mm i mm 48940.218940.219946708.99126.19 38539.2117479.4299467017.57117.2 28539.2126018.6399467026.1699.63 18993.6335905.748868273.4773.47 基本周期，结构基本自振周期考虑非承 1 1.71.70.6 0.12620.362 TT Ts T 重砖墙影响的折减系数。 2.6.2.1 水平地震作用及楼层剪力计算 根据建筑设计抗震规范 （GB500112010）规定，对于高度不超过 40 米，以剪切 变形为主，且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的 结构，可以采用底部剪力法等简化方法计算地震作用。因此本框架采用底部剪力法计算 徐州工程学院毕业设计（论文） 21 抗震作用。 在类场地，6 度设防区，设计地震分组为第 2 组情况下： 结构的特征周期和水平地震影响系数最大值（6 度，多遇地震作用）为： g T max =0.4s =0.08 g T max 结构总水平地震作用标准值： 1eqi GG 式中 1为相应地震周期的水平地震影响系数。 Geq结构等效重力荷载，单质点取重力荷载代表值，应取总重的 0.85. 0.850.85 (8940.21 8539.21 28993.63)30519.845 eqi GGkN 结构基本自振周期的水平影响系数为： = (T /T ) =(0.35/0.362)0.08=0.076 1g1 2 max 9 . 0 总水平地震作用标准值(底部剪力)： 1 0.076 40016.2351194.1 EKeq FGkN 因为，所以不考虑顶部附加水平地震作用。 1 0.3621.41.4 0.40.56 g TT 各层顶点的水平地震作用按公式：计算。 Ek n j jj ii i F HG HG F 1 表 2-8 各质点横向水平地震作用，各层地震剪力及楼层间位移 层kN i G/ i Hm / ii G H .kN m ij G H/ i F kN/ i VkND/ i um 48640.2116.25145278.41379594.54453.29453.299946700.00046 38539.2112.65108021374594.54341.52341.539946700.00080 28539.219.0577279.85374594.54244.331039.149946700.00104 18993.635.4549015.28374594.54154.961194.14886820.00244 453. 29KN 341. 52KN 244. 33KN 154. 64KN 453. 29 794. 81 1039. 14 1194. 1 (a)水平地震作用 (b)地震剪力 图 2-5 横向框架各层水平地震作及地震剪力 徐州工程学院毕业设计（论文） 22 最大位移发生在第一层，其楼层最大位移与楼层高之比：0.000448 0. 00244 5. 45 ，小于位移极限值=1/550 满足位移要求。 1 0.0018 550 e 2.6.3 水平地震作用下框架内力计算 2.6.3.1 柱端弯矩及剪力计算 一. 反弯点位置的计算： 各柱反弯点高度比。 0123 yyyyy 查得如图 2-4 所示： 0 y 0.351 0.355 0.3550.351 0.450.45 0.450.45 0.450.455 0.4550.45 0.550.55 0.55 0.55 图 2-6 各层标准反弯点高度比 利用表 29 求得 y 值： 表 29 框架柱 K 值和 y 值表 边柱中柱 层 号k 0 y 123 yyyyk 0 y 123 yyyy 41.0370.35100.3511.2630.35500.355 31.0370.4500.451.2630.4500.45 21.0370.4500.451.2630.45500.455 11.980.5500.551.910.5500.55 计算时框架柱端剪力：；V D D V n