土木工程毕业论文-中原油田综合培训楼设计（含全套CAD图纸）.doc

西安石油大学本科毕业设计（论文）目 录目 录1绪论11.1 课题的意义11.2 国内外研究现状11.3 论文的构成及研究内容11.3.1 建筑部分11.3.2 结构部分11.3.3 水暖电部分11.4 课题的研究方法11.4.1 建筑部分21.4.2 结构部分21.4.3 施工图的绘制22 建筑设计32.1 工程概况32.1.1 设计要求32.2 原始材料32.2.1 工程地质资料32.2.2 气象条件32.2.3 抗震设防32.3 总平面设计32.3.1 房屋的室外使用要求32.3.2 日照、通风等卫生要求42.3.3 建筑防火规范要求42.3.4 建筑防火规范规定42.3.5 拟建房屋施工条件的要求42.4 交通部分平面设计42.4.1 过道设计42.4.2 楼梯设计42.4.3 门厅设计42.5 剖面设计52.5.1 房间层高确定52.5.2 采光、通风要求52.5.3 结构类型的要求52.5.4 室内空间比例要求52.5.5 房屋底层地坪标高的确定52.5.6 屋面设计52.6.7 楼地面设计52.6.8 墙体设计52.6.9 装饰工程53 结构设计73.1 结构体型的选择73.1.1 结构形式的选择73.1.2 结构类型选择73.2 框架类别的选择73.3 结构布置73.3.1 柱网布置73.3.2 承重框架的布置73.3.3 后浇带的设置83.4 选材84 框架结构设计计算94.1 框架结构设计任务94.1.1 工程概况94.1.2 设计资料94.1.3 屋面及楼面做法94.1.4 设计内容104.2 框架结构计算114.2.1 框架平面柱网布置图114.2.2 梁柱截面确定114.2.3 荷载计算134.2.4 水平地震力作用下框架的侧移验算164.2.5 水平地震作用下框架内力分析224.2.6 横向风荷载下框架结构和侧移计算264.2.7竖向荷载作用下横向框架的内力分析274.2.7 内力组合354. 3截面设计434.3.4 框架梁柱节点494.3.5 现浇楼板设计504.2.6 楼梯设计524.3 构造说明564.3.1 梁的构造574.3.2 柱的构造605 结论64参考文献65致谢6667 绪论完整版全套设计，联系 1538937061.1 课题的意义本此设计课题是中原油田科研所办公楼，办公楼在现在社会中扮演着重要的角色。随着科技的发展，人们对办公楼的概念发生了巨大的变化。办公楼已经不是传统意义上的仅仅满足人们办公的场所，而是在满足其功能的前提下，符合人们更高的要求，这些要求体现在节能、环保、舒适等方面。本次设计将着重从这些方面入手，在建筑和结构设计中尽可能的体现这方面的要求。1.2 国内外研究现状美国人做过一项统计，发现美国税收83.5%来自于办公楼，而不是工厂。中国的比列可能没有那么高，但这说明一点，办公楼在现在社会中的作用已经不容忽视。因此研究和设计好办公楼与现在社会的发展和人民生活有着密切的关系。 1.3 论文的构成及研究内容1.3.1 建筑部分该综合培训楼工程造价约950万元，建筑面积约5600左右，建筑层数为六层，建筑物耐火等级为二级。一层分布有实验室、休息室、办公室、陈列室、咨询值班室、配电室各一间；二层分布实验教室、科研成果资料室、综合活动室、休息室；其他设置见图纸。1.3.2 结构部分从使用功能和建筑设计考虑，该建筑应符合平面布置灵活、使用空间大、延性好等特点，以及考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素，故采用钢筋混凝土框架结构。为了保证框架结构的抗震安全，结构应具备必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。合理布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应，平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。该建筑楼面采用现浇钢筋混凝土板。1.3.3 水暖电部分全楼采用热水采暖；散热器设罩，电器、照明电器暗敷；门厅、走廊、卫生间、鼗洗室用吸顶灯外，其它房间均用日光灯照明，各个房间按要求设置电源插座；教室设吊风扇。1.4 课题的研究方法设计的顺序为先建筑部分后结构部分。1.4.1 建筑部分建筑设计包括设计前的准备工作、初步设计阶段、技术设计阶段和设计图设计阶段。在设计前的准备工作中应熟悉设计任务书，并收集必要的设计原始数据，及调查研究。在初步设计阶段确定建筑物的组合方式，选定所用建筑材料和结构方案，确定建筑物在基地的位置。在技术设计阶段主要确定房屋各工种和工种之间的技术问题。施工图设计是建筑设计的最后阶段。1.4.2 结构部分荷载计算：荷载计算包括恒荷载及楼面活荷载的计算。进行荷载计算时要考虑荷载组合效应和风荷载对建筑物的影响。查阅建筑结构荷载规范系统进行分析。抗震变形验算 ： 水平地震作用下，框架抗震变形验算，采用底部剪力法。 内力分析和组合：一榀框架体系的内力分析、计算及组合。此计算过程要求手算。承受的内力分别为水平和竖直荷载效应。当受水平地震作用时，计算方法采用反弯点法或D值法；当受竖直荷载效应时，可近似地采用弯矩二次分配法或。截面设计构件截面设计。设计包括对梁、柱截面和节点的设计。1.4.3 施工图的绘制应用专业绘图软件AutoCAD来绘制建筑和结构施工图。其中一张为手画图。建筑施工图包括：(1)建筑设计总说明 (2)底层平面图 (3)二层平面图 (4)标准层平面图 (5)顶层平面图 (6)主立面图、侧立面图及剖面图，节点详图；结构施工图包括：(1)结构设计总说明 (2)二层结构平面图 (3)梁柱板配筋图2 建筑设计2.1 工程概况中原油田科研所办公楼位于位于郑州市，该工程拟建6层。2.1.1 设计要求（1） 建筑部分：该办公楼建筑面积5600左右，总投资950万元，本建筑为“一”型，底层柱高4.6m，其他层柱3.3m，共六层。一层分布有办公室（4间）、陈列室（2间）、实验室（4间）、陈列室（2间）、咨询值班室、配电室各一间；二层分布休息室（2间）、技术资料库（2间）、实验室（4间）、工作室资料室各一间；一二层设男女厕所各四个；三六层布置置见附图。（2） 结构部分：钢筋混凝土框架结构，屋面、楼面采用现浇板。（3） 水暖电部分：全楼采用热水供暖，散热器设罩，电器照明电路暗敷，除门厅、走廊、厕所、等用吸顶灯外，其他房间均为日光灯照明，各房间按要求设置电源插座，教室设吊风扇。2.2 原始材料2.2.1 工程地质资料 场区地势平坦，地层分布较为规律，地耐力按150KN/m2计，持力层为轻亚粘土，类场地。常年地下水位地表下8米，水质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。2.2.2 气象条件郑州市平均风速夏季为2.8m/s，主导风向为南风，冬季为3.5m/s，主导风向东北风，基本风压0.4kN/m2。气温：冬季室外计算温度-9，冻土深度300mm，夏季室外计算温+33。 基本风压0.4kN/。2.2.3 抗震设防建筑场地类别：类场地 地震设防烈度：7度设计基本地震加速度值为0.10g2.3 总平面设计2.3.1 房屋的室外使用要求保证满足建筑物周围人行或车辆通行必要的道路面积，建筑物之间对声响、视线干扰必须间隔距离等因素加以考虑。2.3.2 日照、通风等卫生要求主要考虑成排建筑物前后阳光遮挡情况及通风条件。2.3.3 建筑防火规范要求钢筋混凝土结构属级防火要求，防火间距不小于6m。对于耐火等级为一、二级建筑，位于两个外部出口或楼梯之间的房间的最大间距为40m，位于带形过道两侧或尽端的房间的最大间距为22m,本设计的“中原油田科研所办公楼”考虑到火灾时人员等的疏通以及建筑的的性质设三部楼梯，一部电梯梯，其尺寸和间距满足防火要求。2.3.4 建筑防火规范规定对于九层及九层以下的住宅（包括底层，设置商业服务网点的住宅）和建筑物不超过24m的其他民用建筑以及建筑高度超过24m的单层公共建筑，最大允许长度150m，每层最大允许建筑面积2500。本设计的“中原油田科研所办公楼”为6层，楼长59.4m,宽15.6m,每层建筑面积926.24，满足防火要求。2.3.5 拟建房屋施工条件的要求房屋建造时可能采用的施工起重设备、外脚手架的地位，以及新旧房屋基础之间必要的间距等。2.4 交通部分平面设计交通部分可分为：水平交通联系的走廊、过道等；垂直交通联系的楼梯、坡道、电梯、自动梯等；交通联系枢纽的门厅、过厅等。交通联系部分设计的主要要求：交通路线简洁明确，联系通行方便。人流通畅，紧急疏散时迅速安全。满足一定的采光通风条件。力求节省交通面积，同时考虑空间处理等造型问题。2.4.1 过道设计过道是连接各个房间、楼梯和门厅等各部分，以解决房屋中的水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流通畅和建筑防火要求。本设计走道宽度2.4m，净宽2.16m，满足使用要求；根据防火规范，走廊宽度在耐火等级为二级，层数4情况下为1.0m/人，每次最多按350人计算，满足防火要求。2.4.2 楼梯设计楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台宽度。本楼设三部楼梯和一部电梯，以满足使用要求。2.4.3 门厅设计门厅是建筑物主要出入口处的内外过渡、人流集散的交通枢纽，设计中应考虑以下几个方面问题：门厅对外出入口的总宽度应不小于通向该门厅的过道、楼梯宽度总和。人流较集中的公共建筑物，门厅对外出入口的宽度，一般按100人0.6m计算。外门的开启方式及门厅面积大小。门厅设计应导向性明确，避免交通路线过多的交叉和干扰是门厅设计中的重要问题。门厅设计要给人以大方、简洁的感觉，在设计中也应加以考虑。2.5 剖面设计剖面设计主要分析各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。2.5.1 房间层高确定根据办公楼设计的相关规定，本设计中房间层高均为3.3m2.5.2 采光、通风要求本设计中房间均采用单侧采光，窗上沿离地面高度大于进深的一半，满足要求。为避免在房间内部出现暗脚，窗户上沿到房屋顶部的距离应尽量小，因而本设计中不设计过梁。窗台高度为900mm，桌子的高度（约800mm）人坐时视平线高度（约1200mm），配合关系比较恰当。通风方面，在内墙开设高窗，或者在门上设置亮子，使气流通过内外墙窗户，组织室内通风。2.5.3 结构类型的要求 框架结构系统，由于改善了构件的受力性能，能适应空间较高要求的房间，但此时也要考虑柱子断面尺寸和高度之间的细长比要求，本设计满足要求。2.5.4 室内空间比例要求 室内空间长、宽、高的比例，常给人们精神上以一定的感受，宽而低的房间通常给人压抑的感觉，狭而高的房间又会使人感到拘谨，故净高确定要求长、宽、高比例协调，一般梁的高度按梁长的1/101/12考虑。2.5.5 房屋底层地坪标高的确定 为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，室内地坪高出室外600mm。对于一些易于积水或需经常冲洗的房间，如开敞的外廓，阳台以及浴厕、厨房等，地坪标高应稍低一（约低2050mm），以免溢水。2.5.6 屋面设计屋面排水，该屋面排水为女儿墙内檐沟排水，排水坡度为2%，屋面做法见节点详图。女儿墙高1.2m，100mm厚混凝土压顶。2.6.7 楼地面设计（1） 底层地面设计，参见详图。（2） 楼面设计，参见详图。（3） 散水做法，参见详图。2.6.8 墙体设计本设计中墙体填充用空心砖,墙体均为240mm。2.6.9 装饰工程本设计外墙底层窗台下做剁斧石饰面，以上立面涂乳砂涂料；平台面及台阶踏步均为水磨石面；多媒体幻灯放映室铺防静电活动地板，其余为水磨石；内墙面采用石灰砂装饰，刷乳胶漆，卫生间墙面贴釉面砖；顶棚在门厅和走廊采用装饰石膏板，卫生间为PVC板，其余为纸筋石灰装饰。3 结构设计3.1 结构体型的选择本设计为六层建筑，对于一座建筑的设计，首先应该进行结构形式、结构体系的选择，在其满足使用要求的前提下，尽可满足经济合理、技术先进的要求。3.1.1 结构形式的选择结构选型是一项综合性的技术程序，建筑物在满足使用要求的同时，还要考虑精神方面，即人们对建筑物的审美要求，还要考虑基地环境，群体规划等外界因素的影响。建筑物有三种结构形式：砖石结构、钢筋混凝土结构、钢结构。砖石结构特点：建筑物刚度低，结构抗剪能力差，且劳动量大，不适于本设计；钢筋混凝土结构有比较高的强度，抗震性好，工业化，机械化高，适用范围广等特点，建筑用钢量不大，耐火性好，多层建筑一般采用钢筋混凝土结构；钢结构强度高，塑性好，施工期短，但其耐腐蚀性差，耐热不耐火，主要用于超高层结构中。3.1.2 结构类型选择多层建筑常用的结构类型有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系和筒体结构体系等。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架结构形成灵活布置的建筑空间、使用方便。框架结构侧移刚度小，在水平力作用下将产生较大侧向位移，抗震性能不理想，但相对于砖石结构而言，其抗震性大有加强，综合各方面因素考虑，本设计采用框架结构体系。3.2 框架类别的选择框架结构采用多种不同的结构布置方案，根据施工方法之异可分为现浇式、装配式和装配整体式。本设计采用现浇式，其更好地与柱、梁形成统一整体，一定程度上弥补了框架结构抗震性能不理想的缺点。3.3 结构布置在确定结构形式和类别的基础上，进一步确定结构布置成为本设计的又一关键环节。3.3.1 柱网布置本设计采用内廊式框架，柱网布置也采用内廊式柱网，且柱网对称布置，柱网尺寸6.66.6m，走廊宽2.4m，柱网布置简单规整，分布均匀。3.3.2 承重框架的布置承重框架的布置有以下三种形式：横向承重、纵向承重、纵横向承重。本设计采用横向承重方案，此方案可以有效提高建筑物横向抵抗侧力的强度和刚度，纵向设有连系梁用以加强纵向刚度。3.3.3 后浇带的设置后浇带是指在现浇整体钢筋混凝土结构中，只在施工期间留存的临时性的带形缝，起到消化沉降收缩变形的作用，根据工程需要，保留一定时间后，再用混凝土浇筑密实成为连续整体的结构。考虑到抗震等要求，本设计虽长度大于55m，但不设计变形缝，设置后浇带以满足变形要求。3.4 选材钢筋：HPB235级钢筋，HRB400级钢筋。焊条：E43型，E50型。混凝土强度等级：低层为C35，其余层为C30。砌体材料强度等级：MU10空心砖。4 框架结构设计计算4.1 框架结构设计任务4.1.1 工程概况 科研所办公楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约5557.44m。建筑物平面为“一”形。底层柱高4.6m,其他层层高3.3m。填充墙采用240mm厚的空心黏土砖，外窗为塑钢窗，窗口尺寸C-1518为1500mm1800mm，C-2118为2100mm1800mm,C-1514为1500mm1400mm。门尺寸M1为1800 mm2100 mm，M2为900 mm2100 mm,M3为15002100，M4为24002700。楼面及屋盖均为现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，梁截面宽度可取1/31/2梁高，底层梁柱的混凝土强度：C35(=16.7N/mm =1.57N/mm)，其余层为C30(=14.3N/mm =1.43N/mm)；各层板、楼梯的混凝土强度：C30(=14.3N/mm =1.43N/mm)；屋盖为柔性上人屋面。4.1.2 设计资料水文、地质资料： （1）1、气温：冬季室外计算温度-9，冻土深度300mm，夏季室外计算温+33。 2、年降水量680mm。 3、场区地势平坦，地层分布较为规律，地耐力按150KN/m2计，持力层为轻亚粘土，类场地。 4、郑州市平均风速夏季为2.8m/s，主导风向为南风，冬季为3.5m/s，主导风向为东北风，基本风压0.4kN/m2。 5、雪载：最大积雪厚度为20cm，雪荷载为0.25kN/m2。 6、地下水位：常年地下水位于地面以下，水质对混凝土无侵蚀。 （2）1.地基承载力特征值。2. 常年地下水位地表下8米，水质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。3. 抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别为类。抗震设防：建筑场地类别：类场地 地震设防烈度：7度4.1.3 屋面及楼面做法屋面做法：30mm厚细石混凝土保护层SBS改性防水卷材（柔性） 20mm厚水泥砂浆找平层150mm厚水泥蛭石保温层 20mm厚水泥砂浆找平层100厚现浇钢筋混凝土楼板 V型轻钢龙骨吊顶楼面做法：10mm厚水磨石地面 20mm厚1：3水泥砂浆找平 100厚现浇钢筋混凝土楼板 V型轻钢龙骨吊顶厕所做法：10mm厚水磨石地面 1.5mm油毡防水层，四边翻起150高 20mm厚1：3水泥砂浆找平 100厚现浇钢筋混凝土楼板 20mm厚1:3石灰膏砂浆粉底4.1.4 设计内容（1） 确定梁柱截面尺寸及框架计算简图；（2） 荷载计算；（3） 水平地震力作用下框架侧移计算；（4） 水平地震作用下框架内力分析；（5） 竖向荷载作用下横向框架内力分析；（6） 内力组合；（7） 截面设计；（8） 节点验算及构造说明。4.2 框架结构计算4.2.1 框架平面柱网布置图 图4-1框架柱网平面布置图4.2.2 梁柱截面确定初估截面尺寸： （1） 柱截面估算柱截面初估尺寸柱截面尺寸根据式，估算，由于该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值=0.9，各层重力载荷代表值近似取12kN/m2，由得第一层柱截面积为：边柱AC135636mm2中柱AC177844mm2根据上述计算结果并考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取如下：一层：600mmmm二、三、四、五层：500mm500mm（2） 初估梁截面尺寸主梁： （4-1） （4-2）具体结果如下表：表4-1 梁截面尺寸层次混凝土强度AB、CD跨BC跨纵梁次梁2-6C303005003004003006003004501C35350500350500350600300500柱高度：底层柱高h=3.3m+0.6m+0.8-0.1m=4.6m,其中3.3m为底层层高，0.6m为室内外高差，0.8m为基础顶面到室外地面的高度，其它柱高等与层高，即3.3m。由此得框架计算简图4-2。.图4-2框架计算简图 注：底层边框架边柱为Z1，边框架中柱为Z2。4.2.3 荷载计算屋面均布恒载： 按屋面做法逐项计算均布荷载，计算时注意：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶粉底为相同重量。（1） 屋面（上人）30mm厚细石混凝土保护层 220.03=0.66kN/m2SBS改性防水卷材防水层 0.45kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40kN/m2150mm厚水泥蛭石保温层 0.26=1.2kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40kN/m2100厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.5kN/m2吊顶或粉底 0.5kN/m 合计 6.11kN/m2屋面恒荷载标准值:(96.6+0.24) (15.6+0.24)6.11=5772.10kN（2）墙高1200mm，100mm厚的混凝土压顶。墙体均为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。屋面女儿墙自重：0.28(96.6+0.24) (15.6+0.24) 2(1.215+0.125) =574.74 kN楼面均布恒载：水磨石地面（10mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底） 0.65 kN/m2100厚钢筋混凝土楼板 25 kN/m2吊顶或粉底 0.5kN/m合计 3.65kN/m2楼面恒荷载标准值：(96.6+0.24) (15.6+0.24) 3.65=3448.31kN屋面均布活荷载：上人屋面均布活荷载标准值 2.0kN/m。郑州地区查表得：雪荷载标准值 Sk=0.25 kN/m2考虑不利活荷载最大值故取：2.0kN/m屋面均布活载标准值：(96.6+0.24) (15.6+0.24) 2.25=2025.57kN楼面均布活荷载： 楼面均布活荷载会议室、厕所、洗漱间为2.0 kN/m2，楼梯为2.5kN/m2，活动厅为4.0 kN/m2，楼面均布活荷载标准值为：(96.6+0.24) (15.6+0.24)2.0=2833.89kN梁柱自重：梁柱自重见表4-2层次构件b/mh/m /(kN/m3)G/(kN/m)li/mnGi/kNGi/kN1边横梁0.350.5251.054.5945.95020546.692215.10中横梁0.350.4251.053.6751.801066.15次梁0.30.45251.053.5446.45018411.46纵梁0.350.6251.055.5136.00361190.81柱0.60.6251.109.94.600401821.626边横梁0.30.5251.053.9386.10020480.441992.54中横梁0.30.4251.053.151.9001059.85次梁0.30.45251.053.5446.50018414.65纵梁0.30.6251.056.1006.100361037.61柱0.50.5251.106.8753.30040907.5 梁柱自重表4-2墙体和门窗的重力荷载计算：墙体为240mm厚空心砖，外墙面瓷砖（0.5kN/m），内墙面20mm厚抹灰，外墙单位面积上墙体重量为：0.2415+0.0217+0.5=4.44kN/m。内墙为240mm空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积上墙体重量为：0.2415+1720.2=4.28kN/m。塑钢门、窗：0.35 kN/m。墙体自重及门窗自重见表4-3和4-4。表4-3 墙体自重层数墙体每片面积(m2)片数门窗面积(m2)重量(kN)一层外纵墙4.16.018118.441440.16内纵墙4.16.01564.261304.29外横墙4.16.04.11.84+26.3474.46内横墙4.16.04.16.7210+817.761933.09二层外纵墙2.76.118124.74762.44内纵墙2.76.11668.04836.65外横墙2.76.12.71.94+23.6322.08内横墙2.76.12.76.6210+814.761253.75三至五层外纵墙2.76.118124.74774.01内纵墙2.76.11668.041102.14外横墙2.76.12.71.94+23.6345.59内横墙2.76.12.76.6210+814.761036.76六层外纵墙2.76.118124.74774.01内纵墙2.76.11668.041021.71外横墙2.76.12.71.94+23.6345.59内横墙2.76.12.76.6210+818.541237.57表4-4 门窗自重层数门窗位置门窗面积(m2)重量(kN)一层外纵墙开窗118.4441.45外纵墙开门64.2622.49其他位置门窗17.916.27三至五层外纵墙开窗124.7443.66外纵墙开门68.04123.81其他位置门窗15.215.32六层外纵墙开窗124.7442.26外纵墙开门68.048.69其他位置门窗18.992.42荷载分层总汇： 顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活载，6上下各半层的柱及纵、横墙体自重。将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：G7=932.5 kN（第七层）G6=6016.23.65+0.526016.2+2215.10+1821.60.5+51520.5+70.3=8651.92 kN（第六层）G=8626.36kN（第五层）G4=8626.36 kN（第四层）G3=8626.36 kN（第三层）G2=8626.36 kN（第二层）G1=10292 kN（第一层）建筑物总重力荷载代表值为：=932.5+8651.92+8626.364+10292=54381.86kN质点重力荷载值见图4-3：图4-3 质点重力荷载图(kN)4.2.4 水平地震力作用下框架的侧移验算横梁线刚度：在框架结构中，现浇楼面或预制楼板，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减小框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇搂面的边框架取I=1.5I0 (I0为梁的截面惯性矩)；对中框架梁取I=2.0I0。横梁线刚度计算结果列于下表4-5：表4-5横梁线刚度类别层次Ec/(N/)bh/mmmmI0/L/Ec I0/l/ kN.m1.5Ec I0/l/ kN.m2.0Ec I0/l/ kN.m边横梁13.153505003.6566001.742.613.48263.03005003.131.422.132.84走到梁13.153505001.8724002.452.684.9263.03005001.602.003.004横向框架柱的侧移刚度D值：柱线刚度列于表4-6，横向框架柱侧移刚度D值计算见表4-7。 表4-6 柱线刚度层次截面（）柱高度h（m）惯性矩IC=(m4)线刚度K=（Nm）10.60.64.63.151097.39610102 0.50.53.33.01094.7351010表4-7 横向框架侧移刚度D值计算(N/mm)项目柱类型层（一般层）=（底层）（一般层）（底层）D=（kN/m）底层边框架边柱0.36215203边框架中柱0.47419881中框架边柱0.39316483中框架中柱0.5212186273429二边框架边柱0.200010452边框架中柱0.37619606中框架边柱0.25013044中框架中柱0.4462324666348三到六层边框架边柱0.4500.1849580边框架中柱1.0830.35118336中框架边柱0.6000.23112041中框架中柱1.4450.4192188561842表4-8 楼梯间框架柱侧移刚度D值计算(N/mm) 层次A1、A10B1、B10C5、C6D6DDiDiDiDi360.30.1368060.9330.318165981.450.42218460.450.184958010008020.3440.14374591.0360.342178481.440.42218460.50.21044210474810.2350.329137980.7320.451189171.020.5210820.350.36215203122797表4-9 横向框架层间侧移刚度(N/mm)层次123456746278685968642917642917642917642917/=1.0880.7，此框架为规则框架。横向框架自震周期：按顶点位移法计算框架的自震周期。顶点位移法是求结构基频的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可按下式求得结构的基本周期： T1=1.7 （4-3）式中基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自震周期减小的影响，取0.7。框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。然后由求出T1,再用T1求得框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。本设计中有突出间，考虑突出间对主体结构顶点位移的影响，可按顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值折算到主体结构的顶层。按下式计算Ge= Gn1(13 h12H) （4-4） 式中 H主体结构计算高度 按上式将G7折算到主体结构的顶层，即Ge=932.5(1+32328.2) =1081.3 kN 则第6层的Gi为G6+Ge=8651.92+1081.61=9733.2 kN横向框架顶点位移见表4-10。表4-10 横向框架顶点位移层数（kN）（kN）（kN/m）层间相对位移/mm/mm69733.29733.26429170.01510.278758626.3618359.566429170.02860.263648626.3626985.926429170.04200.0.23538626.3635621.286429170.05540.19328626.3644238.66859680.06450.137611029254530.67462780.07310.0731T1=1.70.7=0.628(S)横向地震作用计算：在类场地，7度近震区，结构的地震影响系数和特征周期Tg：Tg=0.45(s) ，。因结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。Geq=0.85 （4-5） Geq=0.85=0.85(10292+48626.36+9733.2) =46351.044 kN （4-6） （4-7） 由于1.4T=1.40.45=0.63(S)=, 所以不必考虑顶点附加地震作用.按底部剪力法求得基底剪力： （4-8）结构横向总水平地震作用标准值如表4-11：表4-11 各层横向地震作用及楼层地震剪力层数h（m）H（m）G（kN）GH（kNm）GH/F（kN）（kN）3.024.1932.522473.250.03287.787.763.321.18651.92182555.50.262739.6827.353.317.88626.36153549.210.221605.41432.643.314.58626.36125082.220.180493.11925.733.311.28626.3696615.230.139380.82306.523.37.98626.3666148.240.098268.42574.914.64.611029247343.20.068186.32761.2 横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图4-5 图4-5 横向框架各层水平地震作用和地震剪力（kN）横向框架抗震变形验算：多遇地震下，层间弹性位移验算见下表4-12。表4-12 横向变形验算层次层间剪力（kN）层间刚度（N/mm）层间位移 （mm）结构顶点位移u（mm）层高（mm）层间相对弹性角6827.36429171.2917.5233001/255851432.66429172.2316.2733001/148041925.76429173.0014.0433001/110032306.56429173.5911.0433001/91922574.96859683.767.4533001/87812761.27462783.73.746001/1243层间弹性相对转角均满足要求 。4.2.5 水平地震作用下框架内力分析 横向水平地震作用下框架内力分析：以中框架为例进行计算，边框架和纵向框架的计算方法、步骤与横向中框架完全相同，故不再说明，取轴线框架。框架柱间距及弯矩计算，采用反弯点法。地震力作用下框架弯矩见图4-13，剪力及柱轴力见图4-14。框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算： （4-9） （4-10） （4-11） Y。=+ （4-12）式中：为i层j柱的侧移刚度，h为柱的计算高度，Y。为框架柱的反弯点高度比，为框架柱的标准反弯点高度比，为上下层梁线刚度变化时反弯点高度的修正值，、为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值，、均由表查出，取自横向框架层间侧移刚度值。本例底层柱仅考虑，顶层柱仅考虑和。表4-13 各层柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi(m)(kN/m)边 柱Di1Vi1yMM63.3827.36429171204115.49 0.60.2512.78 38.35 53.31432.66429171204126.83 0.60.3530.99 57.55 43.31925.76429171204136.07 0.60.447.61 71.41 33.32306.56429171204143.20 0.60.4564.15 78.40 23.32574.96859681304448.96 0.6670.580.79 80.79 14.62761.27462781648360.99 0.4710.7196.38 84.16 续表中 柱Di2Vi2yMM2188528.16 1.4450.3532.53 60.41 2188548.77 1.4450.464.37 96.56 2188565.55 1.4450.4597.34 118.98 2188578.51 1.4450.45116.59 142.50 2324682.15 1.6070.5135.55 135.55 2186280.97 1.1330.65242.11 130.37 表4-14 横向地震力作用下框架梁端弯矩及柱轴力层次边梁走道梁柱轴力(m)(kNm)(kNm)Vb(kN)(m)(kNm)(kNm)Vb(kN)NA(kN)NB(kN)66.63