海川中学综合楼建筑结构设计

海川中学 综合楼建筑结构设计 The architectural and structual design of the Tianjin Haichuan high school 学生姓名： XXX 学生学号： XXXX 专业名称： 土木工程专业 指导教师： 毕 XX讲师 ) 土木工程 学院 2014 年 6 月 3 日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业设计是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。 毕业设计作者签名： 签字日期： 年 月 日 毕业设计版权使用授权书 本毕业设计作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城建大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 （保密的毕业设计在解密后适用本授权说明） 毕业设计作者签名： 指导教师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要 本工程名称 为 天津 海川中学综合楼 ， 位于天津市。 设计主要包括两部分，第一部分为建筑设计 ； 第二部分为结构设计。 本工程占地面积约为 937.98 2m ，总建筑面积 5627.88 2m 。本建筑主体部分共 6层，建筑高度 22.6m，室内外高差为 -0.6m， 柱距为 7.2m，进深 6.6m，层高均为 3.6m， 女儿墙高 1.0m。建筑总长度为 57.6m，总宽度为 16.2m。建筑立面规整， 外墙黏贴瓷面砖 ，女儿墙采用 加气混凝土砌块 砌筑。 本工程结构形式为钢筋混凝土框架结构。 结构平面布置规则，采用纵横双向梁柱刚接的抗侧力结构体系。荷载传递路线合理。 框架柱的混凝土强度等级 为C35，截面尺寸为 600mm 600mm，且柱混凝土强度等级与截面尺寸沿高度无变化。梁的混凝土强度等级为 C35，主梁截面尺寸为 300mm 600mm，次梁截面为 250mm500mm，、基础设计为桩基。楼梯设计为板式楼 梯。 结构 计算中包括 水平地震荷载作用下内力计算、竖向荷载作用下框架内力计算、内力组合、构件截面设计、 基础设计 、 楼梯设计等。 最后运用专业软件绘制施工图，施工图纸包括建筑施工图和结构施工图。 本设计依据现行国家规范和相关参考设计资料 ， 根据经济、安全、适用、美观 等 原则，并且考虑 到建筑 与周围环境的和谐和统一 等因素进行整体的规划与设计 。 关键词： 办公楼；建筑设计；平面布置；结构计算；施工图 ABSTRACT The project with the name of the Building of Haichuan High school Design mainly include of two parts. one part is architectural design and the other part is structural design. This project covers area of 937.98 square meters and contains six floors. The total area of the building is 5627.88 square meters.Its total building height is 22.6 meters. the outdoor ground is -0.6 meters lower than the indoor. The column spacing is 7.2 meters.depth of the room are 6.6 meters.The storey of the floors are all 3.6 meters . The roof walls are 1.0 meters height. The building are 57.6 meters total in length and 16.2 meters total in width. The design of this building is regular shape in exterior. With the outside wall ceramic tile porcelain.and the roof walls built by aerated concrete block. The structure is used with plastic-steel windows and doors except for bathroom. The structural form of the civil project is the form of reinforced concrete frame structure and structural layout rules. Structural arrangement include main beam and secondary beam. The load path is reasonable .The strength degree of frame columns is C35.And the cross sections of the columns are 600mm600mm.The strength degree and the cross sections of the frame columns have no change along the height. The strength degree of the frame beams is C35, and the main beam is 300mm 600mm.secondary beam is 250mm 500mm.The stairs is designed plate stairs. Structure calculation include internal force on braced frame seismic behavior;combination of internal forces ;section design of beams and columns;basis design and stairs design.At last draw the working drawing with the professional software.include architectural and structural drawing. The design is strictly complied with the current code of our country . The calculation includes the load. the composition of internal forces. the design of foundation and the design of the stairs. Key words： Office building； Architectural design； Structural arrangement ； Structure calculation； Working drawing 目 录 第一章 建筑设计 说明 1 1.1 建筑设计基本信息 1 1.2 建筑构造说明 1 第二章 结构设计说明 3 2.1 结构布置及计算简图 3 2.2 重力荷载计算 5 2.3横向框架侧移刚度计算 10 2.4横向水平荷载作用框架结构的内力和侧移计算 12 2.5竖向荷载作用下框架结构的内力计算 19 2.6 截面设计 36 2.7 楼梯设计 46 2.8 桩 基础设计 49 致谢 54 参考文献 55 附录 56 第一章 建筑设计说明 1第一章 建筑设计说明 1.1 建筑设计基本信息 1.1.1工程概况 工程名称：天津市海川中学综合楼 工程地点：天津市河西区 结构形式：钢筋混凝土框架结构 1.1.2 建筑设计依据 1.工程地质条件：场地土为中软场地土，建筑场地类别为类，特征周期 0.55s 勘察深度范围内无液化土层，本场地属抗震不利地段。 2.抗震设防烈度： 7度（ 0.15g），设计地震分组：第二组； 3.建筑物类型：丙类； 4.防火等级：二级； 6.基本风压： W0=0.5KN/m2 7.基本雪压： S0=0.4KN/m2 8.冻土深度：本场地平均 冻土深度为 0.65 米。 9.地下水位：最低： -2.7m，最高： -1.4m，其水质对混凝土及混凝土中钢筋无 腐蚀性。 10.气象条件：年平均温度： 15。 C ；最高温度： 38 。 C；最低温度： -16。 C； 年总降雨量： 400 mm ；日最大降雨量： 60mm 11.建筑面积：约 5000-9000 m2。 12.层数：不少于 3 跨、不低于 6 层。 层高：根据实际情况自定。 13. 室内外高差： 600mm 1.2 建筑构造说明 考虑到工程主要满足办公的要求，所以首先选择框架结构，框架形式强度高，整体性好，刚度大，抗震性好，平面布局灵活性大，开窗较自由，满足工程的要求。 其次，根据房间的使用要求确定柱距横向 7.2 米，纵向 6.6 米，房间进身为 6.6 米，走廊满足人们活动的要求，设柱距为 7.2 米。横向 8 跨，纵向 3 跨，根据办公建筑设计规范确定该建筑办公楼各层层高均为 3.6 米。根据建筑设计防火规范，设计两个楼梯，位于建筑的 两 侧，两部电梯位于建筑的中间。在建筑的 右 侧设计出入口，这样在发生紧急情况的时候，人可以通过楼梯到达最近的出口，满足疏散的要求。 首层的建筑面积为 937.98 ，其中一个门厅面积为 47.52 ，每层两个卫生间面积分别为 25.92 ，两个楼梯间面积为 25.92 ， 一个 收发 室面积为 25.92 ，一个 打印 室面第一章 建筑设计说明 2积为 25.92 ，一个会议室面积 71.28 ，十个办公室面积分别为 47.52 。 二层的建筑面积为 937.98 ，两个卫生间及两个楼梯间面积同首层 ，十一个办公室面积同首层 。 三至 六 层布局与二层大致相同 。 第二章 结构设计说明 3第 二 章 结构 设计说明 2.1 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其各 层建筑平面、 主要立面图 和剖面图分别见大图， 层高均为 3.6m，共 22.6m。 楼板厚度取 120mm。梁截面高度按梁跨度的 1/12 1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表 2-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。其设计强度 :C35 结构平面布置图见图 2-1 图 2-1 结构平面布置图 由底层平面图可知，边柱及中柱的负载面积分别为 7.2 3.6和 7.2 4.8。 第一层柱截面为： 第二章 结构设计说明 4边柱： 23 1 7 0 9 1 37.1685.0 610126.32.73.1 mmA c 中柱： 23 2 1 9 1 1 97.1685.0 610128.42.725.1 mmA c 如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为 413mm和 468mm。 根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 16层 600mm 600mm 框架结构设计简图如图 2-2所示。梁轴线取至板底， 26层柱高度即为层高，取 3.6m；底层柱高度从基础顶 面取至一层板底，即 h1=4.5+1=4.6m。 表 2-1 梁截面尺寸（ mm）及各层混凝土强度等级 层 次 混凝土强度 等级 横梁（ b h） 纵梁 （ b h） 次梁 (b h) AB 跨 CD跨 BC跨 16 C35 300 600 300 500 300 600 250 500 图 2-2 框架结构计算简图 第二章 结构设计说明 52.2 重力荷载计算 2.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（ 不 上人）： 50mm厚 粒径 1030 卵石 千铺无纺聚酯纤维布一层 40mm厚 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板 高聚物改性沥青防水卷材 20mm厚 1:3水泥砂浆 1:8水泥膨胀珍珠岩找 2%坡（最薄处 20mm 厚） 120mm厚钢筋混凝土板 石灰砂浆顶棚 合计 5.01 kN/ m 26层楼面： 20mm厚花岗岩板铺实拍平，水泥浆擦缝 28 0.02=0.56 kN/ 30mm厚 1:4干硬性 水泥砂浆 20 0.03=0.6 kN/ 120mm后钢筋混凝土板 25 0.12=3 kN/ 石灰砂浆顶棚 0.20 kN/ m 合计 4.36 kN/ 2.2.2 屋面及楼面可变荷载标准值 不 上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/ 楼面活荷载标准值 2.0 kN/ 屋面雪荷载标准值 Sk= r S0=1.0 0.4=0.4 kN/ 式中： r为屋面积雪分布系数，取 r=1.0。 2.2.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，对墙、窗、门等计算出单位面积上的重力荷载，见表 2-2 第二章 结构设计说明 6表 2-2 梁、柱重力荷载 注： 1）表中为考虑梁，柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数； g表示 单位长度构件重力荷载； 2）梁长度取净长；柱长取层高。 外墙为 250mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙面做 20mm 厚找平层、 60mm 保温层 10mm 厚水泥专用粘胶剂以及胶贴加强网和标准网，内墙面为 20mm 厚抹灰，总计外墙单位墙重力荷载为： 2.271kN/ 内墙为 200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，两侧墙面 20mm厚抹灰。则内墙单位墙面重力荷载为： 5.5 0.2+17 0.02 2=1.78kN/ 门窗单位面积重力荷载均取 0.45 kN/ 2.2.4重力荷载代表值 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%楼面均布活荷载，纵横梁自重，上下各半层柱，上下各半层纵横墙自重： 首层外墙面积： S=（ 4.6/2-0.61）（ 0.9 15+0.15 30+6.6 4） =75.8 普通内墙面积： S=（ 4.6/2-0.6）（ 6.6 15+7.2 11+3.6 3） -（ 1 1.1 14） +（ 4.6/2-0.5）（ 5.1+2.1+1.8） -（ 1.0 0.8） =321.3 卫生间内墙面积 1： 层次 构件 b /m h /m /( kN/ ) g /( kN/ ) 1 边横梁 0.30 0.60 25 1.05 3.697 中横梁 0.30 0.50 25 1.05 2.927 次梁 0.25 0.50 25 1.05 2.452 纵梁 0.30 0.60 25 1.05 3.697 柱 0.60 0.60 25 1.10 9.816 26 边横梁 0.30 0.50 25 1.05 3.697 中横梁 0.30 0.40 25 1.05 2.927 次梁 0.30 0.50 25 1.05 2.452 纵梁 0.30 0.60 25 1.05 3.697 柱 0.60 0.60 25 1.10 9.816 第二章 结构设计说明 7S=（ 4.6/2-0.6）（ 6.6+7.2） -（ 1.1 1 2） =21.26 卫生间内墙面积 2： S=（ 4.6/2-0.6） 6.6=11.22 首层门窗面积： S=1.4 2.7 30+1.1 2.1 1+1.1 1 16+1.0 0.8+1.7 7.2+1.1 1.8=148.96 二层楼面面积 : 房间 ： S=6.6 7.2 12+3.6 6.6=594 楼梯间： S=3.6 7.2 2=51.8 卫生间： S=7.2 6.6=47.52 主梁： L=7.2 8 4+（ 6.6 2+3） 9=376.2m 次梁： L=6.6 7 2+5.1+2.9+2.1=102.5m 柱： L=（ 2.3-0.6） 9 4+1.8 7 4=111.6m 二层外墙面积： S=（ 7.2 16-0.6 9 2） 1.8+（ 6.6 4+3 2） 1.8-（ 2.7 0.9 16+2.1 0.9 2） =251.1 二层内墙面积 : S=1.8（ 6.6 15+7.2 11+3.6 3） -（ 1.8 1 14） +1.8（ 5.1+2.1+1.8） -（ 1.8 1） =329.4 卫生间内墙面积 1: S=1.8（ 6.6+7.2） -（ 1.8 1 2） =21.24 卫生间内墙面积 2: S=1.8 6.6=11.88 门窗面积 : S=（ 2.7 0.9 16+2.1 0.9 2） +1.8 16=71.46 首层重力荷载代表值： G1=（ 75.48+251.1） 2.271+（ 321.3+329.4） 1.78+（ 21.26+21.24） 1.973+（ 11.22+11.88） 2.166+（ 594+246.24） 4.362+47.52 3.962+51.84 5.2+376.2第二章 结构设计说明 8 3.697+102.5 2.452+111.6 9.816+0.5 594 2+（ 246.24+51.84） 3.5+51.84 2.5+（ 148.96+71.46） 0.45=10078.67KN 首层外墙面积 : S=（ 7.2 16-0.6 9 2） 3+（ 6.6 2+3） 2 3-（ 2.7 1.8 32+2.1 1.8 2）=247.32 二层楼面面积： 房间 : S=6.6 7.2 12+3.6 6.6=594 走廊门厅 : S=3 57.6+6.6 7.2+3.6 7.2=246.24 卫生间 : S=7.2 6.6=47.52 楼梯间 : S=3.6 7.2 2=51.84 主梁 : L=7.2 8 4+（ 6.6 2+3） 9=376.2m 次梁 : L=6.6 7 2+5.1+2.9+2.1=102.5m 柱 : L=3.6 9 4=129.6m 普通内墙面积 : S=3（ 6.6 15+7.2 11+3.6 3） -（ 1 2.4 14） +3.1（ 5.1+2.1+1.8） -（ 1 2.4） =558.9 卫生间内墙面积 1: S=3（ 6.6 7.2） -（ 2.4 1 2） =36.6 卫生间内墙面积 2: S=3.1 6.6=20.46 门窗面积 : S=（ 2.7 1.8 16+2.1 1.8 2） +2.4 16=123.72 25层各层楼面的重力荷载代表值如下： G2G5=247.32 2.271+558.9 1.78+36.6 1.973+20.46 2.166+123.72 0.45+（ 594+246.24 ） 4.362+51.84 3.962+51.84 5.2+376.2 3.697+102.5 2.452+129.6 9.816+0.5 594 2+ （ 246.24+51.84 ） 3.5+51.84 2.5=9961.49KN 第二章 结构设计说明 9顶 层外墙面积： S=（ 3.6 16-0.6 8） 2 1.2+（ 7.2 2+3-0.6 3） 2 1.2-（ 2.7 0.9 32+2.1 0.9 2） =82.62 女儿墙面积： S=（ 3.6 16+16.2） 2 1=147.6 普通内墙： S=（ 1.8-0.6）（ 7.2 11+3.6 5） -0.6（ 1 14） +1.2 6.6 15+1.3（ 5.1+2.1+1.8） -1 0.6=238.14 卫生间内墙面积 1: S=1.2（ 6.6+7.2） -（ 0.6 1 2） =15.36 卫生间内墙面积 2: S=1.3 6.6=8.58 门窗面积 : S=2.7 0.9 32+2.1 0.9 2+0.6（ 1 14） +（ 1.0 0.6） +（ 0.6 1 2） =91.71 屋面面积； S=（ 7.2 8）（ 6.6 2+3） =933.12 主梁： L=376.2m 次梁： L=102.5m 柱： L=1.8 9 4=64.8m 顶层重力荷载代表值： G6=82.62 2.271+147.6 2+238.14 1.78+15.36 1.973+8.58 2.166+91.710.45+933.12 5.01+376.2 3.697+102.5 2.452+64.8 9.816+0.5（ 933.120.5） =8163.4KN 各质点重力荷载代表值见图 2-2 第二章 结构设计说明 10图 2-2 各质点重力荷载代表值 2.3 横向框架侧移刚度计算 2.3.1横向框架侧移刚度计算 梁的线刚度 ib=EcIb/l。 其中 Ec为混凝土弹性模量。 L为梁的计算跨度。 Ib为梁的截面惯性矩，对现浇楼面，中框架取 Ib=2.0I0，边框架取 Ib=1.5I0。柱的线刚度ic=EcIc/h，其中 Ic为柱的截面惯性矩 ， h为框架柱的计算高度。 横梁线刚度 计算过程见表 2-3，柱线刚度计算过程见表 2-4。 第二章 结构设计说明 11表 2-3 横梁线刚度计算表 类别 层次 Ec /(N/mm2) b h /mm mm I0 /mm4 L /mm EcI0/l /N mm 1.5EcI0/l /N mm 2EcI0/l /N mm 边横梁 16 3.15 104 300 600 5.4109 6600 2.3631010 3.8661010 5.1541010 走 道梁 16 3.15 104 300 500 3.125 109 3000 4.1021010 4.9221010 6.5631010 柱的侧移刚度按下式计算 ： 212h iD cC 式中 c为柱侧移刚度修正系数 ,K表示梁柱线刚度比 ,根据梁线刚度比 K 取值不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱等。中框架柱、边框架柱等见表 2-5和 2-6。 柱线刚度计算表见 2-4 表 2-4柱线刚度 ic计算表 层次 hc/mm Ec/(N/mm2) b h/mm mm Ic/mm4 EcIc/hc/N mm 1 4600 3.15 104 600 600 1.08 1010 7.396 1010 26 3600 3.15 104 600 600 1.08 1010 9.45 1010 K表示梁柱线刚度比 ,根据梁线刚度比 K取值不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱等。中框架柱、边框架柱等见表 2-5和 2-6 表 2-5 中框架柱侧移刚度 D值（ N/mm） 层次 边 柱（ 14 根） 中 柱（ 14根） Di K c Di1 K c Di2 2-6 0.69 0.257 17500 1.24 0.383 33512 714168 1 0.697 0.443 18580 1.584 0.581 24369 601356 第二章 结构设计说明 12表 2-6边框架柱侧移刚度 D值（ N/mm） 层次 边柱（ 4根） 中柱（ 4根） Di K c Di1 K c Di2 2-6 0.409 0.169 14787.5 0.929 0.317 27737 170096 1 0.5227 0.405 16987 1.189 0.529 22188 156700 将上述不同情况下得到的同层框架柱侧移刚度相加，即可得框架各层层间位移刚度如表 2-7所示。 表 2-7 横向框架层间侧移总刚度（ N/mm） 层次 1 2 3 4 5 6 Di 758056 884264 884264 884264 884264 884264 由表 2-7可见， D1/ D2=758056/884264=0.857 0.7， D2/ D3=884264/884264=1 0.7，故该框架为规则框架，满足竖向规划建筑的要求。 2.4 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 2.4.1横向自振周期计算 结构顶点的假想位移由公式 nk kGiGV1 sj tjGiiDVu1/)( knkTuu 1)( 式中： Gk为集中在 k层楼面处的重力荷载代表值。 VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第 i层的层间剪力。 sj IJD1为第 i层的层间侧移刚度。 (u)i( u)k分别为第 i、 k层的层间侧移。 s 为同层内框架柱的总数。计 算过程及结果见表 2-8 第二章 结构设计说明 13表 2-8 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi/KN VGi/KN Di /(N/mm) ui/mm ui/mm 6 8163.4 8163.4 884264 9.2 235.4 5 9961.5 18124.9 884264 20.4 226.2 4 9961.5 28086.4 884264 31.8 205.8 3 9961.5 38047.9 884264 43.1 174 2 9961.5 48009.4 884264 54.3 130.9 1 10078.67 58088.07 758056 76.6 76.6 本设计为质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构。其基本自振周期 T1（ s）可按下式计算TT UT 7.11。式中 uT为计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移（ m）。即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值 Gi作为水平荷载而得到的结构顶点位移。 T 为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数。框架结构取 0.6 0.7。其中 uT的量纲为 m，取 r=0.7 则 sT 57.02 3 5 4.07.07.11 2.4.2水平地震作用及楼层地震剪力计算 结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪力为主，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公式计算，即： Geq=0.85 Gi=0.85 (10078.67 9961.5 4 8163.4) =49374.86kN 由设计资料，得 Tg=0.55s 7度设防 max =0.12 1=（1TTg ） 0.9 max=（57.055.0） 0.9 0.12=0.116 eqEK GF 1=0.116 49374.86=5737.5KN 因 1.4 Tg =1.4 0.55=0.77sT1 =0.57s， 所以 不 考虑顶部附加水平地震作用。 nkjjiiiHGHGF151.5737各楼层地震剪力按下式计算： nk kiFV1具体计算结果见表 2-9 。 第二章 结构设计说明 14表 2-9 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/(KN m) GiHi/ GjHj Fi(KN) Vi(KN) 6 22.6 8163.4 184492.84 0.238 1365.53 1365.53 5 19 9961.5 189268.5 0.245 1405.68 2777.21 4 15.4 9961.5 153407.1 0.198 1136.03 3907.24 3 11.8 9961.5 117545.7 0.152 872.1 4779.34 2 8.2 9961.5 81684.3 0.105 602.43 5381.77 1 4.6 10078.67 46361.88 0.059 338.51 5720.28 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图 2-4。 （ a） 层间剪力分布 （ b）水平地震作用分布 图 2-4横向水平地震作用及楼层地震剪力 2.4.3 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 ui和顶点位移 ui分别按下式计算： 第二章 结构设计说明 15 sj ijii DVu 1/ knkuu 1)( 具体计算过程如下表 2-10，表中各层的层间弹性位移角iic hu /。 表 2-10 横向水平地震作用下的位移验算 层次 Vi/KN Di /(N/mm) ui/mm ui/mm hi/mm e= ui /hi 6 1365.53 8842.64 1.54 28.16 3600 1/2338 5 27771.21 884264 3.13 26.62 3600 1/1150 4 3907.24 884264 4.42 23.49 3600 1/814 3 47779.34 884264 5.43 19.07 3600 1/662 2 5381.77 884264 6.09 13.64 3600 1/591 1 5720.28 758056 7.55 7.55 4600 1/609 由表 2-10可见，最大层间弹性位移角发生在第 2层，其值为 1/591 1/550,满足要求，其极限值 U/h= 1/550。 2.4.4水平地震作用下框架内力计算 以结构图中 轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法。框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算： injijijij VDDV 1yhVM ijnij hyVM ijuij )1( 321 yyyyy n 其中， Vij为 i层 j柱分配到的剪力； h为该层柱的计算高度； Dij 为 i层 j柱的侧移刚度； y为框架柱的反弯点高度比； yn为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 为上下层层高发生变化时反弯点高度比的修正值。具 体计算结果见表 2-11。 梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按下式计算： )( ,1 uijb jirblblblb MMiiiM 第二章 结构设计说明 16)( ,1 uijb jirblbrbrb MMiiiM l MMV bbb21 n ik krblbI vvN )( 具体计过程及结果见表 2-12。 表 2-11 各层柱端弯矩及剪力计算 层次 hi /m Vi /KN Di /(N/mm) 边柱 Di1 Vi1 K y 1biM1uiM6 3.6 1365.53 884264 17500 27.02 0.69 0.30 29.18 68.09 5 3.6 2771.21 884264 17500 54.84 0.69 0.40 78.97 118.45 4 3.6 3907.24 884264 17500 77.33 0.69 0.45 125.27 153.11 3 3.6 4779.34 884264 17500 94.59 0.69 0.45 153.23 187.28 2 3.6 5381.77 884264 17500 106.51 0.69 0.50 191.72 191.72 1 4.6 5720.28 758056 18580 140.2 0.697 0.70 451.44 193.48 层次 hi /m Vi /KN Di /(N/mm) 中柱 Di2 Vi2 K y 2biM2uiM6 3.6 1365.53 884264 33512 51.75 1.24 0.37 68.93 117.37 5 3.6 2771.21 884264 33512 105.02 1.24 0.45 143.63 207.94 4 3.6 3907.24 884264 33512 148.08 1.24 0.47 225.54 256.02 3 3.6 4779.34 884264 33512 181.23 1.24 0.50 301.2 301.2 2 3.6 5381.77 884264 33512 203.96 1.24 0.50 306.14 306.14 1 4.6 5720.28 758056 24396 184.09 1.584 0.63 516.44 303.31 注：表中 M的量纲为 kN m， V的量纲为 kN。 表 2-12 梁端弯矩，剪力及轴力计算 层次 边梁 走道梁 柱轴力 lbM rbM l Vb lbM rbM l Vb 边柱 N 中柱 N 6 68.09 51.63 6.6 18.14 65.74 65.74 3.0 43.83 -18.14 -25.69 5 147.63 121.79 6.6 40.82 155.08 155.08 3.0 103.39 -58.96 -88.26 4 232.08 199.11 6.6 65.33 200.54 200.54 3.0 133.69 -124.29 -156.62 3 312.55 253.70 6.6 85.80 273.06 273.06 3.0 182.04 -210.09 -252.81 2 344.95 304.98 6.6 98.48 302.36 302.36 3.0 201.57 -308.57 -356.9 1 385.2 299.31 6.6 103.71 310.14 310.14 3.0 206.8 -412.28 -459.99 第二章 结构设计说明 17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，对应的右侧两根为压力。 2） 表中 M的单位为 KN m， V的单位为 KN， l的单位为 m。 水平地震作用下框架的弯矩图 ， 梁端剪力图及柱轴力图 见 2-5 图 2-5（ a） 框架弯矩图 第二章 结构设计说明 18图 2-5 （ b） 梁端剪力及柱轴力图 第二章 结构设计说明 192.5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 2.5.1横向框架内力计算 1.计算单元 取 轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为 6.6m，如图 6-1 下图 所示。由于房间布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱中心线重合，因此在框架节点上 没有 集中力矩。 2.荷载计算 1）恒载计算 在图 2-7 中，1q, 1q代表横梁自重，为均布和在形式。 恒载计算：在图 6-2 中，1q, 1q代表横梁自重，为均布和在形式。 第二章 结构设计说明 20图 2-7 各梁上作用的恒荷载 对于第 6层 1q=3.697KN/m, 1q=2.927KN/m 2q和 2q分别为房间和走道传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图 8所示几何关系可得。 2q=5.01 3.6=18.036 KN/m， 2q=5.01 3=15.03 KN/m 1P,2P分别为由边梁、纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁的自重、楼板重和女儿墙等 的重力荷载，计算如下： KNpKNP29.15326.6452.22.7697.301.5)25.126.31.2(8.126.632)218.16.3(86.1242.710.226.6452.22.7697.301.58.126.632)218.16.3(21 对 15层1q包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同第 6层，结果为 mKNqmKNqmKNqmKNq086.133362.4,70.156.3362.4927.2,697.3,22,11 第二章 结构设计说明 21KNpKNP62.19245.04.214.21-6.63(78.13.3452.22.7697.3362.4)25.126.31.2(8.126.632)218.16.3(66.12828.17.245.0)28.17.236.6(271.226.6452.22.7697.3362.48.1)8.46.3(21）2） 活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图 2-8 图 2-8 各层梁上作用的活载 对于 第 6层： mKNqmKNq /5.15.03,/8.15.06.3 22 KNpKNP427.145.0854.2856.75.08.1)8.46.3(21 对 于 15层 mKNqmKNq 5.1035.3,2.76.32 ,22 KNpKNP74.615.35.1628.1)8.46.3(24.3028.1)8.46.3(21 将以上计算结果汇总，见表 2-13和 2-14。 第二章 结构设