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土木工程毕业设计计算书模板第1章 建筑设计理念及设计依据第1. 1节 设计理念 教学建筑作为学校教育最为重要的硬件设施之一,其设计理念和功能对学校建设的影响十分显著。因此,如何设计教学建筑才能满足学校教育发展的要求,跟上时代的步伐,成为目前建筑设计中一个重要的课题。并且,建筑离不开环境的制约,在校园教学楼的建筑设计中,必须考虑整体校园环境对它的要求和影响。所以,其总体布局、建筑造型,空间组织、流线安排,甚至设备安装、家具布置、细节处理,都应充分考虑使用者的习惯与意愿,体现出人性化的设计理念因此，我所设计的教学楼主要体现以下几点：1，安全。建筑的安全措施必须做到最好，必须按照规范要求来做，不能有一点将就。2，舒适。尽量营造一个好的外部环境，对于个人的学习生活也会起到感染的作用。3，经济。尽量降低费用，经济适用。4，紧凑。建筑之间做到紧凑合理在整个设计过程中，我本着“安全，舒适，经济，紧凑美观”的原则，在满足设计任务书的前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。第1. 2 节 工程概况 本教学楼一层建筑面积是17.860.4 1075.12 m根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：保安室，大教室，小教室，自习教室等。设计标高：室内外高差：450mm。墙身做法：墙身采用250厚的加气混凝土块。内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20mm, 内墙涮两度涂料,外墙贴砖。楼面做法：楼面（大理石楼面），100厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。1 2屋面做法（上人屋面）：见建筑设计部分。门窗做法：塑钢窗和木门。地质资料：工程地质和水文地质建筑场地的地质钻孔资料如下表： 表1.1 地质资料岩土名称杂填土粘土 土层厚度（m） 0.5 1.3 层底高程（m） -0.5 -1.8 承载力特征值aka（Kpa） 80 280场地土的特征周期（卓越周期）为0.30s，勘测时间，勘测范围内未见地下水。 地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.1g，类场地，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。基本风压：w0 =0.35KN/m2基本雪压：0.35KN/m2，地面粗糙度类别为B类。上人屋面活荷为2.0KN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5KN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0KN/ KN/m2，教室楼面活荷为2.0KN/ KN/m2。 第1. 3节 设计依据 (1) 中国矿业大学徐海学院教学楼毕业设计（论文）任务书(2) 中国矿业大学徐海学院教学楼毕业论文开题报告(3) 相关建筑设计规范(4) 设计过程参考中国矿业大学徐海学院相关教材(5) 设计所需有关数据依据中国矿业大学徐海学院相关教材所提供数据2 第2章 建筑设计 第2. 1节 平面设计 该建筑物总长度为60.4m，总宽度为17.8m，共五层，总建筑面积为5375.6m2,主体结构采用现浇钢筋混凝框架结构。2.1.1 使用部分的平面设计 使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为教学楼，主要使用房间为教室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表：表2.1 房间设置表序号1 2 3 4 5 6 房间名称 大教室 小教室 教师休息室 自习教室 保安室 洗手间数量 49 6 4 2 1 5单个面积 64.8 43.2 43.2 43.2 21.6 43.22.1.2 门的宽度、数量和开启方式 房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60 m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。 教室设置两扇900宽的门，门扇开向室外。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用两扇宽为1.8m的双扇门，走廊两端的采用0.75m的双扇门，均向外开。32.1.3 窗的大小和位置 房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。教室采光面积比为大于1/61/8，走廊和楼梯间大于1/10。 1.81.8=0.33，在范围之内 教室采光面积比为3.33.0楼梯间: 1.81.2=0.22 3.33.0均满足要求。2.1.4 辅助房间的平面设计 通常根据各种建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。在本设计中，每层大约有400人上课，按规范规定:男卫生间：大便器 5具/80人，设5具；小便器1具/40人，设10具； 女卫生间：大便器1具/40人，设10具；洗手盆 ：1具/200人 ，设2具。2.1.5交通部分的平面设计 走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500600mm。由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用3000mm，根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层，走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。 楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。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的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm1200mm。4第2. 2节 立面设计 结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律变化的感受效果。在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！房屋外部形象反映建筑类型建筑剖面设计 为防止室外雨水流入室其它部分详细做法和说明 根据设计规范，采用如下设计(1). 基础（墙基）防潮层：在0.45以下基础两侧均用防水水泥砂浆防潮,20厚的1：2水泥砂浆掺5避水浆，位置一般在0.45标高处,适用于砖墙墙身。(2)地面：人造大理石板地面20厚1：2水泥砂浆找平层100厚C30混凝土100厚素土夯实(3)楼面：人造大理石板地面20厚1：2水泥砂浆找平层100厚钢筋混凝土楼板20厚底板抹灰(3)踢脚台度做法：釉面瓷砖踢脚台度55厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝5厚1：1水泥细砂结合层12厚1：3水泥砂浆打底(4) 宽600900mm坡度35%6(9)主体为现浇钢筋混凝土框架结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。 整个设计过程中，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，同时遵循“安全，适用，经济，美观”的 原则，结构布置合理，房间利用率比较高，适用性很强，同时又不失美观。7 第3章 截面尺寸初步估计第3. 1节 柱截面设计 该结构选用C302的混凝土fc=14.N3m，选用二级钢筋/mHRB335fy=300N/mm2。结构抗震等级为三级，由公式 N l= (3.1) Afc式中 l取0.832 fc取14.310 kN/mN=15A （其中15为面荷载）117.23.0）=230KN 22从而得到 N=153（可得 A=2305nN=0.101m2 =101000mm23lfc0.814.310=317mm.取b=h=400mm.第3. 2节 梁的截面设计 梁的截面宽度b: 框架梁取300mm,楼面连系梁取200mm。 梁的截面高度h取值如下：11框架梁： h1=（）L 812(3.2)AB、CD跨: h1=17200L=600mm 取h1=600mm 1212BC跨：在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取h1=600mm 连系梁： H2113000L h2=L=250mm 1212128取h2=400mm。综上可知，各梁的截面如下： 框架梁： b1h1=300mm600mm（AB跨、BC跨、CD跨）连系梁： b2h2=200mm400mm9 第4章 框架侧移刚度的计算 根据规范可知，对于现浇楼板其梁的线刚度应进行修正：边框架梁 I=1.5I0中框架梁 I=2I0取结构图中8号轴线的一榀框架进行计算 图4.1 框架示意图第4. 1 节 横梁线刚度i b的计算 表4.1 横梁线刚度ib计算表Ec b h类别(N/mm2(mm)(mm)I0 l EcI0/l 1.5EcI0/l 2EcI0/l(kNm) (kNm) )(mm4) (mm) (kNm)AB、CD跨 3.0104 300 600 5.4109 7200 2.251010 4.5101010BC跨 3.0104 300 400 1.6109 3000 1.610103.21010第4. 2 节 柱线刚度i c的计算 表4.2 柱线刚度ic计算表 图4.2 线刚度示意图11第4. 3节 各层横向侧移刚度计算4.3.1 底层 A、D柱i=2.37c=(0.5+i)/(2+i)=0.66D11=c12ic/h2=0.66121.91010/33002=13818 B，C柱i=(4.5+3.2)/1.9=6.18c=(0.5+i)/(2+i)=0.82D12=c12ic/h2=0.82121.91010/33002 =171684.3.2 第二层 1，4号柱i=4.52/（1.92）=2.37c=i/(2+i)=0.54D21=c12ic/h2=0.54121.91010/33002 =113052，3号柱i=4.52+3.22/（1.92）=4.05 c=i/(2+i)=0.67D22=c12ic/h2=0.67121.91010/3300212=140284.3.3 三、四、五层 三层，四层和五层的计算结果与二层相同D31=D34=11305D32=D33=14028D41=D44=11305D42=D43=14028D51=D54=11305D52=D53=14028表4.3横向侧移刚度统计表 层次 1 2 3 4 5 Di（N/mm） 6197215=929580 5066615=759990 759990 759990 759990该框架为横向承重框架，不计算纵向侧移刚度。D1/D2=929580/759990>0.7，故该框架为规则框架。13 第5 章 竖向荷载及其 0.55 kN/m2高聚物改性沥青防水层： 0.5 kN/m220厚水泥砂浆找平： 0.0220=0.4 kN/m21:8水泥砂浆找坡层: 1.44 kN/m2150厚水泥蛭石保温层: 0.155=0.75 kN/m2100厚钢筋混凝土结构层: 0.125=2.5 kN/m220厚底板抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2 14=6.48 kN/ 楼面： 212厚人造大理石板面层 0.01228=0.336 kN/m2100厚砼板： 0.1025=2.5 kN/m220厚板底抹灰： 0.34 kN/m2=3.567 kN/m5.2.2 屋面及楼面活载 楼面活载： 教室： 2.0 kN/m2厕所： 2.0 kN/m2走廊、门厅、楼梯: 2.5 kN/m2屋面活载： 上人屋面: 2.0 kN/m2雪载： 本题目基本雪压：S0=0.35kN/m2 ,屋面积雪分布系数mr =1.0屋面水平投影面积上的雪荷载标准值为：SK=mr S0 =1.00.35=0.35kN/m25.2.3 梁荷载标准值 框架梁 b1h1=300600 mm2梁自重 0.3（0.6-0.1）25=3.75kN/m10厚水泥石灰膏砂浆0.01（0.6-0.1）214=0.14 kN/m =3.89 kN/m纵向连系梁 b2h2=200400 mm2梁自重 0.2（0.4-0.1）25=1.50 kN/m10厚水泥石灰膏砂浆0.01（0.4-0.1）214=0.084 kN/m =1.58 kN/m5.2.4墙荷载标准值 外： 250mm厚加气混凝土砌块 0.25 7 =1.75 kN/m220厚底板抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2156厚外墙贴面砖 0.00619.8 =0.1188 kN/m2 =2.21 kN/m 250mm厚加气混凝土砌块 0.25 7 =1.75 kN/m220厚底板抹灰： 0.0217=0.34 kN/m20厚水泥粉刷墙面 0.0217=0.34 kN/m2 =2.43 kN/m2女儿墙：6厚水泥砂浆罩面 0.00620=0.12 kN/m2 12水泥砂浆打底 0.01220=0.24 kN/m2 240粘土空心砖 0.2411=2.64 kN/m2 6厚外墙贴砖 0.00619.8 =0.119 kN/m2 =3.119 kN/m2 门,窗及楼梯间荷载门窗荷载标准值：塑钢玻璃窗单位面积取0.4 KN/m2 ，木门取0.2 KN/m2塑钢玻璃门取0.40KN/m2。楼梯荷载标准值：楼梯底板厚取为100，平台梁截面尺寸为200400楼梯板自重 0.5（0. 0740.150.074）0.3250.3=3.73KN/m2 人造理石面层 （0.30.15）0.3360.3=0.504 KN/m2 板底20厚纸筋抹灰 0.340.02120.3=0.36 KN/m2 合 计 4.594 KN/m2平台梁两端搁置在楼梯间两侧的梁上，计算长度取l=3300300=3000 ，其自重=0.30.23.025=4.5KN，16第5. 3节 竖向荷载内力计算 图5.2 荷载示意图5.3.1 恒载作用下柱的内力计算 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示： 图5.3 恒荷载作用下的荷载分布图 对于第5层，17q1表横梁自重，为均布荷载形式。q1 =3.89KN/mq2分别上人屋面板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=6.483.0=19.44KN/mP1 、P2分别由边纵梁、中纵梁、边纵梁直接传给柱的恒载，PE是由纵向次梁直接传给横向主梁的恒载，它们包括主梁自重、次梁自重、楼板重、及女儿墙等重力荷载，计算如下：P1 = (1.51.51/2)23.567+1.583.0+3.1193.01.4=25.87P2 =(1.51.51/2)43.567 +1.583.0=20.79 KN集中力矩M1=PBeB=25.87（0.4-0.2）/2=2.59 KNmM2=PDeD=20.79（0.4-0.2）/2=2.08 KNm对于1-4层，q1是包括梁自重和其上部墙重,为均布荷载，其它荷载的计算方法同第5层。q1 =3.89KN/mq2、q2和q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2，=3.5673.0=10.70 KN/m外纵墙线密度（3.02.9-1.81.8）2.21+1.81.80.4/3.0=4.45 KN/m 内纵墙线密度（3.02.9）2.43/3.0=7.05 KN/mP1= P4= (1.51.51/2)23.567+1.583.0+4.453.0=26.12P2 = P3 =(1.51.51/2)43.567 +1.583.0+7.053.0=41.94 KN集中力矩M1=PBeB=26.12（0.4-0.2）/2=2.61 KNmM2=PDeD=41.94（0.4-0.2）/2=4.19 KNm185.3.2 恒荷载作用下梁的固端弯矩计算 等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。梯形：q =（1-2+）q2 本设计中AB,CD跨=1.5/7.2=0.21 q =0.92q2 三角形：q =0.625 q2，对于第5层，AB,CD跨梁： q=0.9219.44+3.89=21.77KN/mBC跨：q=0.62519.44+3.89=16.04KN/mAB,CD跨梁端弯矩：-MAB= MB A=ql2AB/12=21.777.22/12=94.05 （KN.m）BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12=21.773.02/12=16.33 （KN.m）对于第1-4层，AB,CD跨梁： q=0.9210.70+3.89=13.73KN/mBC跨：q，=0.62510.70+3.89=10.58KN/mAB,CD跨梁端弯矩：-MBD= MDB=ql2BD/12=13.737.22/12=59.31 （KN.m）BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12=10.583.02/12=7.94 （KN.m）5.3.3 恒载作用下框架的弯矩计算 分配系数的计算:mi=其中Si为转动刚度采用分层法计算时，假定上下柱的远端为固定时与实际情况有出入。因此，除底层外，其余各层的线刚度应乘以0.9的修正系数，其传递系数由0.5改为0.33。19 SiS i 图5.4 恒载作用下弯矩分配图20 图5.5 恒载弯矩图 215.3.4 活载作用下柱的 =0.92 KNmM2= M3=PDeD=13.74（0.4-0.2）/2 =1.37 KNm同理，在屋面雪荷载的作用下： q1=0.353.0=1.05 KN/mP1 = (1.51.51/2)20.3+1.583.0=5.42 KNP2 =(1.51.51/2)40.3 +1.583.0=6.09 KN集中力矩M1 =PBeB=5.42（0.4-0.2）/2 =0.54 KNmM2 =PDeD22=6.09（0.4-0.2）/2 =0.61 KNm 对于第1-4层， q1=2.03.0=6.0 KN/m q2=2.53.0=7.5 KN/mP1 = (1.51.51/2)22.0+1.583.0=9.24 KNP2 =(1.51.51/2)22.0+(1.51.51/2)22.5+1.583.0=14.87 KN 集中力矩M1=PBeB=9.24（0.4-0.2）/2 =0.92 KNm M2=PDeD=14.87（0.4-0.2）/2 =1.49 KNm 将计算结果汇总如下两表：表5.1 横向框架恒载汇总表层q1q2P1P4 P2 P3 M1 M4M2 M3次 KN/m KN/m KN KN KNm KNm5 3.89 19.44 25.87 20.79 2.59 2.08 1-4 3.89 10.70 26.12 41.94 2.61 4.19 表5.2 横向框架活载汇总表层q1q2P1P4 P2 P3 M1 M4M2 M3次 KN/m KN/m KN 5KN KNm KNm6.0 6.0 9.24 13.74 0.92 1.371-4 6.0 7.5 9.24 14.78 0.92 1.48 5.3.5 活荷载作用下梁的内力计算 23对于第5层，AB,CD跨梁： q=0.926.0=5.52KN/m BC跨：q=0.6256.0=3.75KN/m AB,CD跨梁端弯矩：-MAB= MB A=ql2AB/12=5.527.22/12 =23.85 （KN.m） BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12=3.753.0/12 =2.81 （KN.m） 对于第1-4层，AB,CD跨梁： q=0.926.0=5.52KN/m BC跨：q，=0.6257.5=4.69KN/mAB,CD跨梁端弯矩：-MBD= MDB=ql2BD/12=5.527.22/12 =23.85 （KN.m） BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=qlAB/12=4.693.02/12 =3.52 （KN.m） 2224 图5.7 活载作用下弯矩分配图 25 图5.8 活载弯矩图 26 5.3.6 跨中弯矩计算 恒载作用下梁的跨中弯矩，按实际荷载利用两端带弯矩的简支求得。 以下结果为弯矩调幅后的结果。对于5层：MAB中 =M0-（M左+ M右）0.8/2=96.16KNmMBC中=M0-（M左+ M右）0.8/2=-26.51KNm对于4层：MBD中 =52.54KNmME =-7.48KNm对于3层：MBD中 =53.88KNmME =-7.98KNm对于2层：MBD中=65.88KNmME=-7.98KNm对于1层：MBD中 =55.19KNmME =-8.53KNm对梁弯矩进行调幅，调幅系数为，取0.8。调幅后：梁端弯矩M1 =M1 M2=M2跨中弯矩：M中=M中-(M1 + M2）/2注：这里弯矩带正负号，梁上边受拉为负，下边受拉为正。 活荷载作用下的梁跨中弯矩，利用两端带弯矩的简支求得。 对于5层：MAB中 =M0-（M左+ M右）0.8/2=24.27KNmMBC中=M0-（M左+ M右）0.8/2=-5.27KNm对于4层：MBD中 =21.52KNmME =-2.91KNm对于3层：MBD中 =21.66KNmME =-2.96KNm对于2层：MBD中=21.66KNmME=-2.96KNm对于1层：MBD中 =22.19KNmME =-3.18KNm27又考虑荷载最不利位置，将跨中弯矩乘以1.1，计算结果如下： 对于5层：MAB中 = 24.271.1=26.70KNm MBC中= -5.271.1=-5.80KNm对于4层：MBD中 =21.521.1=23.68KNm ME =-2.911.1=-3.20KNm对于3层：MBD中 =21.661.1=23.82KNm ME =-2.961.1=-3.26KNm对于2层：MBD中=21.661.1=23.82KNm ME=-2.961.1=-3.26KNm对于1层：MBD中 =22.191.1=24.41KNm ME =-3.181.1=-3.50KNm5.3.7 梁端剪力和柱轴力的计算 恒载作用下：表5.3 恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）荷载引起的剪弯矩引起的剪力 力 层次 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨VA=VB VB=VC VA=-VB VB=VC 5 4 3 2 1表5.4 活载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）荷载引起的剪弯矩引起的剪力 力 层次 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨VA=VB VB=VC VA=-VB VB=VC 5 19.87 5.63 -1.18 总剪力 AB跨 VA VBBC跨VB=VCA柱 NuNbNu柱轴力B柱Nb78.372 24.06 49.43 15.87 49.43 15.87 49.43 15.87 49.43 15.87-5.04 -1.61 -1.95 -1.95 -2.230 0 0 0 0总剪力 AB跨 VA VBBC跨VB=VCA柱 NuNbNu柱轴力B柱Nb73.33 83.41 24.06 47.82 51.04 15.87 47.48 51.38 15.87 47.48 51.38 15.87 47.20 51.66 15.87 99.20 112.00 128.26 141.06185.94 198.74 234.09 246.89 272.34 285.14 340.26 353.06 358.74 371.54 446.43 459.23 444.86 457.66 552.88 565.6818.69 21.05 5.63 27.93 40.73 40.42 53.22284 3 2 1 19.87 19.87 19.87 19.87 7.04 7.04 7.04 7.04 -0.77 -0.81 -0.81 -0.92 0 0 0 0 19.10 20.64 7.04 19.06 20.68 7.04 19.06 20.68 7.04 18.95 20.79 7.04 69.07 81.87 95.77 108.57 110.17 122.97 151.16 163.96 151.27 164.07 206.55 219.35 192.26 205.06 262.05 274.85第5. 4节 重力荷载代表值计算及荷载汇总 5.4.1 第一层重力荷载代表值计算及荷载汇总梁、柱：表5.5 梁重力统计类别 横梁 纵向连系梁 合计表5.6 柱重力统计类别 柱 合计内外填充墙重的计算：29净 跨 截 面 荷载标准数 量 30 15 56单 重 28.01 11.67 4.74总 重 840.3 175.05 256.44 1271.49（mm） （mm） 值（KN/m2） (根) 7200 300600 3.89 3000 300600 3.89 3000 200400 1.58 （KN） （KN）计算高度截 面 密 度25体 积 0.512数 量 60单 重 12.8总 重 768 768（mm） （mm） （KN/m3） （m3） 3200 400400 （根） （KN） （KN）表5.7 柱重力统计类别 外墙 楼梯面积: 6.07.2+3.07.22=86.4（m2）恒载=楼梯恒载+楼板恒载:86.43.5671.2 + 668.323.567=2753.7KN 活载：2.5（6.07.2+3.07.22）1.2+2.0（542.417.8 6.07.27.23.02） =1595.84KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为 G1=G 恒+0.5G活=7681.05 + 1271.49 +1346.59 + 2753.7 + 1595.840.5= 6976.1KN 注：柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。（KN/m2）7 7 7总 重 （KN） 568.89 408.24 369.46 1346.59合 计5.4.2 第二层至第四层重力荷载代表值计算及荷载汇总 第二层至四层的重力荷载代表值同第一层的计算差异不大,仅多一面 G3=7006.55KN G4=7006.55KN5.4.3 第五层重力荷载代表值计算及荷载汇总 梁重力荷载（同一层）：1271.49KN30柱重力荷载（同一层）：768KN 楼梯面积: 6.07.2+3.07.22=86.4（m2）恒载=楼梯恒载+楼板恒载:86.43.5671.2 + 668.326.48=4638.9KN 活载：2.5（6.07.2+3.07.22）1.2+2.0（542.417.8 6.07.27.23.02） =1595.84KN 雪载：403.20.35=141.12KN由以上计算可知，五层重力荷载代表值为 G5=G 恒+0.5G活=768.001.05 + 1271.49 + 1458.78 + 4638.9 + 1595.840.5= 9336.75KN 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G i的计算结果如下图所示： 31图5.9 重力荷载代表值32 第6 章 水平荷载计算 第6. 1节 风荷载计算 垂直作用在建筑物表面的风荷载 按下式计算：Wk=bzmsmzWo (6.1)式中 Wk 风荷载标准值（kN/m2）；bz 高度z处的风振系数；ms 风荷载体型系数；mz风压高度变化系数；。 Wo基本风压 （kN/m）根据所给条件：基本风压 Wo =0.35 kN/m2 。 则风压高度变化系数mz 由建筑结构荷载规范确定 横向风荷载的标准值Wk为： Wk=bz2msmzWo表6.1 Wk值计算表Uz 0.77 0.74 0.74 0.74 0.74Bs 1.75 1.62 1.47 1.31 1.16Us 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3Wo 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35hi 3.30 3.30 3.30 3.30 3.30hj 2.80 3.30 3.30 3.30 3.30Wk 6.411405 6.187896 5.593302 4.998708 4.404114离地高度 16.50 13.20 9.90 6.60 3.30 33图6.1 风荷载示意图 表6.2 侧移值计算表Wk Vj ED u u/h6.411405 6.41 50666.00 0.00013 0.0000086.187896 12.60 50666.00 0.00025 0.0000195.593302 18.19 50666.00 0.00036 0.0000364.998708 23.19 50666.00 0.00046 0.0000694.404114 27.59 61972.00 0.00045 0.000135 框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /Dij M bij=Vijyh (6.4)Muij=Vij（1-y）h y=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的标准反弯点高度比。y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度比。第1层A、D柱的反弯点高度为：34 (6.3) (6.5)查表得 y0=0.55 y1=0 y2=0 y3=0 所以y=0.55同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表中。 表6.3 A、D柱弯矩计算表层号 hi /m 5 4 3 2 13.3 3.3 3.3 3.3 3.3K 2.37 2.37 2.37 2.37 2.37V 6.41 12.60 18.19 23.19 27.59Dij 50666 50666 50666 50666 61972Di/Dij 11305 11305 11305 11305 13818Di 0.223 0.223 0.223 0.223 0.223Vi 1.43 2.81 4.06 5.17 6.15y 0.42 0.45 0.50 0.50 0.55yh 1.39 1.49 1.65 1.65 1.82Mc上 Mc下 2.74 5.10 6.70 8.54 9.141.98 4.17 6.70 8.54 11.17Mb总 14.78 7.09 10.87 15.23 17.67表6.4 B、C柱弯矩计算表层号 hi /m 5 4 3 2 13.3 3.3 3.3 3.3 3.3K 4.05 4.05 4.05 4.05 6.18V 6.41 10.46 14.51 18.56 24.74Dij 50666 50666 50666 50666 61972Di/Dij 14028 14028 14028 14028 17168Di 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277Vi 1.77 2.90 4.02 5.14 6.85y 0.45 0.50 0.50 0.50 0.55yh 1.49 1.65 1.65 1.65 1.82Mc上 Mc下 3.22 4.78 6.63 8.48 10.182.64 4.78 6.63 8.48 12.44Mb总 3.22 7.41 11.41 15.11 18.66表6.5 风载作用下柱端剪力和轴力计算图层次 5 4 3 2 1AB,CD梁剪力计算 M1 2.74 7.09 10.87 15.23 17.67M2 1.88 4.33 6.66 8.82 10.90l 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2VA,D 0.64 1.59 2.44 3.34 3.97BC梁剪力计算 M3 1.34 3.08 4.75 6.29 7.76M4 1.34 3.08 4.75 6.29 7.76l 3 3 3 3 3 0.89 2.06 3.16 4.19 5.18柱轴力计算 -0.64 -2.23 -4.66 -8.00 -11.97-0.25 -0.72 -1.45 -2.30 -3.51VB,C A,D柱轴力 B,C柱轴力35 图6.2 风荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图 第6. 2节 地震荷载计算6.2.1 横向自振周期的计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。 基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2 (6.6)注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算：VGi=Gk (6.7) （u）i= VGi/D ij (6.8) uT=（u）k (6.9)注： D ij 为第i层的层间侧移刚度。36（u）i为第i层的层间侧移。 （u）k为第k层的层间侧移。 s为同层 =2538.61（KN）因1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.216s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。37各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk） (6.10) 地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=Fk（i=1，2，n） (6.11) 计算过程如下表： 表6.7 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次 Hi（m） Gi（KN） GiHi（KNm） GiHi/GjHj5 4 3 2 1 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： 16.5 13.2 9.9 6.6 3.39336.75 7006.55 7006.55 7006.55 6976.10154056.38 92486.46 69364.85 46243.23 23021.13 381418.160.404 0.242 0.182 0.121 0.060Fi（KN） 1025.36 615.56 461.67 307.78 153.22Vi（KN） 1025.36 1640.92 2102.60 2410.38 2563.60图6.3 水平地震剪力作用分布 386.2.3 多遇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（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D ij (6.12) u i=（u）k (6.13)各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e<1/550。 计算过程如下表： 表6.8 横向水平地震作用下的位移验算层次 5 4 3 2 1Vi（KN） D i（N/mm） ui （m）1025.36 1640.92 2102.60 2410.38 2563.60759990 759990 759990 759990 9295800.00135 0.00216 0.00277 0.00317 0.00276ui（m）0.01221 0.01086 0.00870 0.00593 0.00276hi（m）3.3 3.3 3.3 3.3 3.3e=（u）i /hi1/2446 1/1528 1/1193 1/1040 1/1197 由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/1040<1/550，满足规范要求。6.2.4 水平地震作用下框架内力计算 计算5号轴线横向框架的内力：表6.9 各层柱端弯矩及剪力计算（A、D柱）hi（m） 5 3.3ViD ij1,4号柱Di1 （N/mm）Vi1 （KN）ky （m） 0.4229.1921.14