鼓楼中心小学教学楼设计-本科毕业论文

鼓楼中心小学教学楼 The structure and construction organization design of Gulou center primary school teaching building 学 生 姓 名 ：邓宗城 学 生 学 号 ：11230908 专 业 名 称 ：土木工程 指 导 教 师 ：何颖 土木工程学院 2015 年 6 月 15 日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业设计（论文）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（论文）作者签名：邓宗城签字日期：2015 年 6 月 15 日 毕业设计（论文）版权使用授权书 本毕业设计（论文）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（论文）在解密后适用本授权说明） 毕业设计（论文）作者签名： 邓宗城指导教师签名： 签字日期：2015 年 6 月 15 日签字日期：年月日 摘摘要要 本设计为开封市鼓楼中心小学教学楼设计， 建筑主体是六层的框架 结构。设计内容包括建筑结构设计部分和施工组织设计部分。建筑设 计部分包括建筑平面图、立面图、剖面图以及建筑说明图。结构设计 时取一榀具有代表性的框架进行设计。结构计算内容有荷载计算、内 力计算、内力组合、截面计算等几方面。在确定计算简图之后，按照 有关设计规范和规定， 采用弯矩分配法计算竖向荷载 （恒载及活荷载） 作用下的结构内力，再进行重力荷载代表值的计算,接着利用顶点位 移法求出自振周期，按底部剪力法计算水平地震荷载作用大小，用 D 值法求出在水平地震作用和风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、 轴力） 。由所得的内力进行内力组合，再找出最不利的一组或几组内 力组合进行梁、柱的截面设计。截面设计时考虑“强柱弱梁、强剪弱 弯”的原则进行内力调整。接着进行楼板、基础的设计，楼板的设计 采用双向板设计。基础采用柱下独立基础，基础设计包括荷载计算、 基础承载力计算、冲切计算、基础配筋计算等等。 关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；抗震设计；基础设计 ABSTRACT This design for the kaifeng drum center primary school teaching building design, building main body is six layers of frame structure. Design content including building structure design and construction organization design part. The architectural design part includes floor plan, elevation, section and construction drawing. In a common representative of the structure design. Structural calculation content have load calculation, internal force calculation and internal force combination, cross section calculation and so on. After determine the calculation diagram, in accordance with the relevant design specifications and regulations, adopt bending moment distribution method to calculate vertical load (dead load and live load) under the action of the structural internal force, gravity load representative value calculated again, then use vertex displacement method from the vibration cycle, according to the size of the bottom shear method to calculate horizontal seismic load, use D value method under horizontal seismic action and the wind load of structural internal forces (bending moment, shear force and axial force). Internal force by the internal force combination, and then find out the most unfavorable one or several groups of internal force combination of beam and column section design. Cross section design considering the strong column weak beam, strong shear weak bending the principle of internal force adjustment. Then for the design of slab and foundation, the design of the floor board design in both directions. Foundation USES the independent foundation under column, foundation design, including load calculation, foundation bearing capacity calculation, punching, foundation reinforcement calculation and so on. Keywords: frame structure; architectural design;structuraldesign; seismic design; foundation design 目录 第一章 结构设计说明1 1.1 设计资料1 1.2 建筑结构设计1 1.3 现浇楼板设计3 1.4 横向框架计算6 1.5 第轴横向框架柱下基础设计28 第二章 施工组织设计50 2.1 施工方案50 2.2 施工工序52 致谢59 参考文献60 附录61 第一章 结构设计说明 1 第一章 结构设计说明 1.1 设计资料 开封市鼓楼中心小学计划新建一座教学楼，采用钢筋混凝土框架结构，建筑 面积为 7984.8 ，一共六层，首层层高 4.9m，其它层层高均为 3.9m，主要的使 用功能房间有教室、办公区、会议室、卫生间、资料室、杂物间、茶水间等。该 楼地处市区，环境优美，地势开阔，空气湿润。 1.1.1 场地地质条件 该办公楼位于开封市鼓楼区，建设场地地表基本平整，场地区域范围为 40m 100m，地表标高 25.65m。地貌形态为平原及丘陵，地形平缓。地下岩性主要 为白云后灰岩，砂岩，泥岩组成，风化层厚 15m 不等，松散。岗地主要有下沙 土构成，厚度一般在 210m 以上。 开封市位于黄河中下游冲击平原东部，海拔 6078m，地势平坦，土层深厚， 地质量好，结构稳定。地层在分布由上至下为： （1）浅黄色粉砂：深度约为 4.2m，地基承载力特征值为 110kPa。 （2）浅黄色粘土：深度 2.5m，地基承载力特征值为 130kPa。 （3）浅棕黄色粉细砂：平均层厚 1.5m，地基允许承载力 100kPa。 （4）浅黄色沙土：层厚 10m 左右，地基承载力特征值为 100kPa。 1.1.2 其他条件 （1）气象条件： 该工程所在地的主要气象资料： 夏季最高温度：42.3，冬季室外气温最低：-9，年平均气温：14。 冻土层深 25cm，基本风荷载 0.25KN/，基本雪压荷载 0.25 KN/。年降 水量 280mm。 （2）场地地震效应： 建设场地所在区域福山区的地震设防烈度为 7 度， 设计基本地震加速度值为 0.10g。拟建场地土类型为中软土，场地类别为类，设计地震分组为第一 组。 （3）施工技术条件： 该工程“三通一平”已经完成，工地现场道路畅通，交通运送方便。水电都 以接好，使用方便。各种建设机械已齐全，能够满足各类施工结构要求。 1.2 建筑结构设计 1.2.1 建筑方案设计 本设计柱网采用 6.9m7.2m，走廊宽度取轴线宽度 2.7m，主要人流通道为 两部楼梯和一部电梯。 结合平面设计中框架柱的布置，柱间采用大面积窗户，少用墙体，建筑大厅 部位饰以玻璃幕墙，使建筑显得美观大方。主入口大门采用钢化玻璃门，使门厅 内采光充足： 大门一侧设有盲人通道， 充分体现以人为本的原则 （立面图见 2-2、 第一章 结构设计说明 2 剖面图见 2-3） 。 1.2.2 结构选型和布置 该楼采用钢筋混凝土框架结构，根据该场地地质条件，计划采用独立基础。 （1）构件材料选择 考虑强柱弱梁，施工顺序等因素，拟选构件材料如下： 柱：采用 C35 混凝土，主筋采用 HRB400 钢筋，箍筋采用 HPB300 钢筋； 梁：采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB335 钢筋，箍筋采用 HPB300 钢筋； 板：采用 C30 混凝土，钢筋采用 HRB335 钢筋； 基础：采用 C30 混凝土，钢筋采用 HRB335 钢筋。 墙体材料：外墙墙体采用 200mm 厚粉煤灰轻渣空心砌块墙，内墙墙体采用 200mm 厚粉煤灰轻渣空心砌块墙，粉煤灰轻渣空心砌块强度等级MU5，砌筑采 用水泥石灰混合砂浆，砂浆强度为 M7.5，采用水泥石灰混合砂浆。 主要构件截面尺寸确定 1）梁 主梁: h=(1/141/10)L=(1/141/10)7200=（514.29720）mm， 取 h=600mm 宽度 b=(1/31/2)L=(1/31/2)600=（200300）mm，取 b=300mm 次梁： h=(1/141/10)L=(1/141/10)6900=（429690）mm，取 h=500mm 宽度 b=(1/31/2)L=(1/31/2)500=（200300）mm，取 b=250mm 2）楼面厚度: 双向板：高度 h=1/40L=1/403600=90mm，取 h=100mm 柱 柱以轴压比限值条件设计： bchcN/0.85fc N=Gsn12=1.313（1.35+3.45）7.261.01.05 =36779.6kN bchc3679600/(0.8514.3)=343087mm2，令且 bc=h bchc563mm，取 bc=hc= 600mm 1.2.3 计算简图 根据本办公楼的设计条件和场地要求，选择第轴横向框架作为手算对象。 第一章 结构设计说明 3 图 2-1 第轴框架计算简图 1.2 现浇楼板设计 以主楼二层轴线之间楼板设计为例，其区格划分如图 2-5 所示。 第一章 结构设计说明 4 选取底层、二层轴线之间的板作为计算对象。 设计资料：混凝土：C30（fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2） ； 钢筋：HRB335(fy=300N/mm2)； 板厚：100mm。 1.3 横向框架计算 3.1 荷载计算 恒载：25mm 水泥砂浆和 30mm 大理石砖地面1.3kN/m 2 100 厚钢筋混凝土楼板250.10=2.50kN/m 2 石灰砂浆顶棚0.24kN/m 2 合计4.04kN/m 2 活载：有规范查得，教室、办公室内活载值均取 2.5 kN/m 2，走廊及卫生间 部分取 3.5 kN/m 2，电梯门厅取 3.5kN/m2。 教室部分荷载设计值： 永久荷载控制组合: 1.354.04+0.71.42.5=7.90 kN/m 2 可变荷载控制组合： 1.24.04+1.42.5=8.35 kN/m 2 第一章 结构设计说明 5 所以设计用荷载取：q= 8.35 kN/m 2 走廊部分荷载设计值： 永久荷载控制组合： 1.354.04+0.71.43.5=8.88 kN/m 2 可变荷载控制组合： 1.24.04+1.43.5=9.75 kN/m 2 所以设计用荷载取：q=9.75 kN/m 2 3.2 双向板设计 1.内力计算 对双向板 B2-1 进行设计，采用塑性铰线法设计板，由于板两端于梁柱整体 连接，因此计算跨度取其净跨度： 长跨：l=6900+600-3002=6900mm； 短跨：l=3450-250=3350mm。 ，按双向板设计。 板 B2-1 为三边连续一短边简支，计算简 图如图 3-2-1。 由以上数据可得： ， ， ， ， 其中： ， 0.237， 根据虚功方程， 内力做功等于外力做功， 可得： 解得：3.681kNm/m 由此可依次得到： 0.2373.681=0.872kNm/m 2.03.681=7.362kNm/m 0 2.00.872=1.744 kNm/m 2.双向板配筋计算 配筋计算详见表 3-2-1 所示。 3-2-1 B2-1 计算简图 双向板配筋计 算 l01方向板底正筋l02方向板底正筋l01方向板顶负筋l02方向板低负筋 设计内力3.681kNm/m0.872kNm/m7.362kNm/m1.744kNm/m 33500 68500 M2u M1u M2u M1u M1u M2u 第一章 结构设计说明 6 80mm70mm80mm70mm 0.0410.0130.0840.025 计算所需钢筋 156.35m 2 43.38m 2 320.32m 2 83.42m 2 实配钢筋 最小配筋率验算 1.横向框架计算 4.1 荷载计算 1.构件自重 （1）轴框架 16 层自重计算 1）楼板：30mm 大理石地砖和 25mm 水泥砂浆0.84kN/m 2 100mm 钢筋混凝土楼板0.1025=2.50kN/m 2 石灰砂浆顶棚0.24kN/m 2 合计4.04kN/m 2 2）横向框架梁： 边跨（6900mm，600mm） ： 钢筋混凝土梁（0.6-0.10）0.325=3.75kN/m 石灰砂浆顶棚（0.6-0.10）20.24=0.24kN/m 合计3.99kN/m 中跨：钢筋混凝土梁（0.6-0.10）0.325=3.7kN/m 石灰砂浆顶棚（0.6-0.10）20.24=0.24kN/m 合计3.99kN/m 3）纵向框架梁： 边梁：钢筋混凝土梁（0.6-0.10）0.325=3.57kN/m 外墙面砖0.60.62=0.372kN/m 内墙涂料（0.6-0.10）0.28=0.74kN/m 合计4.26kN/m 中梁：钢筋混凝土梁（0.6-0.10）0.325=3.75kN/m 内墙涂料（0.6-0.10）20.28=0.24kN/m 合计3.99kN/m 4）次梁： 钢筋混凝土梁（0.6-0.11）0.325=3.75kN/m 石灰砂浆顶棚（0.6-0.11）20.24=0.24kN/m 合计3.99kN/m 5）柱 边柱：钢筋混凝土柱0.60.63.625=32.40kN 外墙面砖、涂料（平均取比重）0.63.60.45= 0.972kN 第一章 结构设计说明 7 内墙涂料0.6+（0.6-0.2）2 3.60.28= 1.41kN 合计34.78kN 中柱：钢筋混凝土柱0.60.63.625=32.40kN 内墙涂料0.62+（0.6-0.2）2 3.60.28=2.02kN 合计34.42kN 6）墙体： 浆砌焦渣砖内墙： 砌体（3.6-0.6）0.214=8.4kN/m 内墙涂料2（3.6-0.6）0.28=1.68kN/m 合计10.08kN/m 浆砌焦渣砖外墙： 砌体（3.6-0.6）0.214=8.40kN/m 内墙涂料（3.6-0.6）0.28=0.84kN/m 外墙面砖、涂料（平均取比重） （3.6-0.6）0.45=1.37kN/m 合计10.59kN/m （2）轴框架顶层自重计算 1）板： 防水屋面3.61kN/m 2 100 厚钢筋混凝土楼板0.1025=2.50kN/m 2 石灰砂浆顶棚0.24kN/m 2 合计6.35kN/m 2 2）女儿墙： 砌体0.90.2414=3.02kN/m 外墙面砖0.90.62=0.45kN/m 内墙 20 厚水泥砂浆粉刷0.90.0220=0.36kN/m 合计3.94kN/m （3）门窗 1）钢铁门0.4kN/m 2 2）铝合金窗0.4kN/m 2 3）木门0.2kN/m 2 2.恒载计算 （1）中间层梁、柱荷载计算 1）边跨梁上线荷载计算 边跨梁上线荷载=边跨梁自重+板重+墙重， 楼板自重按 45分配， 如图 4-1-1 所示（箭头方向为导荷方向） 。 第一章 结构设计说明 8 图 4-1-1 边跨梁上线荷载计算示意图 由此可知梁上分布荷载为一均布荷载与一梯形荷载相叠加， 只需求出控制点 的荷载值，即可会出该梁上荷载分布图。 最大值：3.99+3.604.04+10.08=28.61kN/m 最小值：3.99+10.08=14.07kN/m 由此绘出该梁恒载分布图如图 4-1-2 所示。 28.61KN/m 14.07KN/m14.07KN/m 180033001800 6900 图 4-1-2 中间层边跨恒载图 2）中跨梁上线荷载计算 中跨梁上线荷载=中跨梁自重 其值为常值 3.99kN/m 由此绘出该梁恒载分布图如图 4-1-3 所示。 第一章 结构设计说明 9 3.99KN/m 2700 13501350 图 4-1-3 中间层中跨梁分布恒载图 3）边柱集中力计算 边柱集中力=边柱自重+纵向框架梁承受的荷载 纵向框架梁承受的荷载=部分板重+横向次梁自重+纵向框架梁自重+外墙重 板重：4.040.50.53.603.60+0.5（6.92-3.60）0.53.60 =50.18kN 横向次梁自重：3.030.56.9=10.45kN 纵向框架梁自重：4.26（7.2-0.60）=28.12kN 墙重：10.59（7.2-0.60）=69.89kN 边柱上集中力：34.78+50.18+10.45+28.12+669.89=193.42kN 4）中柱集中力计算 中柱集中力：34.42+4.040.50.53.603.60+0.5（6.92-3.60） 0.53.60+0.52.73.60+3.47 （7.2-0.6） +10.08 （7.2-0.6） =204.12kN （2）顶层梁、柱上恒载计算 1）边跨梁上线荷载计算 最大值：3.99+3.606.35=26.85kN 最小值：3.99kN 由此绘出该梁恒载分布图如图 4-1-4 所示。 26.85KN/m 3.99KN/m3.99KN/m 180033001800 6900 图 4-1-4 顶层边跨梁分布恒载图 2）中跨梁上线荷载计算 中跨梁上线荷载=中跨梁自重+板重 其值为常值：3.99kN/m 3.99KN/m 2700 13501350 第一章 结构设计说明 10 由此绘出该梁恒载分布图如图 4-1-5 所示。 图 4-1-5 顶层中跨梁恒 载分布图 3）边柱集中力计算 边柱集中力=边柱自重+纵向框架梁的传力 纵向框架梁传力=部分板重+横向次梁自重+纵向框架梁自重+女儿墙自重 边柱上集中力： 34.78+6.350.50.53.603.60+0.5 （6.92-3.45） 0.53.45+ 5.03（6.9-0.65）+2.97（6.9-0.65）=178.32kN 4）中柱集中力计算 中柱上集中力： 35.11+6.880.50.53.453.45+0.5 （7.82-3.60） 0.53.60+0.52.73.60+4.03 （7.2-0.6） +3.99 （7.2-0.6） =208.58kN 由以上计算即可绘出第轴横向框架恒载图（如图 4-1-6） 。 690024006900 26.85KN/m 3.99KN/m 3.99KN/m 3.99KN/m3.99KN/m 3.99KN/m D CBA 14.07KN/m 28.61KN/m 26.85KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 14.07KN/m 28.61KN/m 14.07KN/m 图 4-1-6 第轴横向框架恒载图 3.活载计算 通过查阅建筑结构荷载规范GB50009-2012 可得活载类型汇总如表 4-1-1 所示。 如表 4-1-1 活载汇总表 类型标准值组合值系频遇值系准永久值 第一章 结构设计说明 11 （kN/m 2） 数数系数 办公室2.00.70.60.5 教室2.50.70.60.5 走廊、卫 生间 3.50.70.50.3 电梯机房7.00.90.90.8 屋面活载2.00.70.50.4 多功能室2.00.70.50.4 注： 屋面活载按上人屋面确定； 不考虑积灰荷载； 雪荷载同屋面活载不同时考虑。 （1）顶层框架梁柱活载计算 上人屋面活载：2.0kN/m 2 雪荷载：=1.00.2=0.2kN/m 2 活载取 2.0kN/m 2 1）边跨梁上线荷载 同恒载求解方法 最大值：3.602.0=7.20kN/m 2 最小值：0 线荷载图如图 4-1-7 所示。 7.2KN/m 180033001800 图 4-1-7 顶层边跨梁线活载示意图 2）中跨梁上线荷载 同恒载求解方法，其值为 0。 3）边柱集中力 边柱集中力=部分板上活载传力 F=2.00.50.53.63.6+0.5（6.92-3.6）0.53.6 =24.84kN 4）中柱集中力 中柱集中力=部分板上活载传力 F=2.00.50.53.603.60+0.5（6.92-3.60）0.53.60+2.7 3.60=34.56kN 5）边柱集中力矩 边柱集中力矩=边柱集中力边柱偏心 M=24.840.15=3.762kNm 6）中柱集中力矩 中柱集中力矩=中柱集中力边柱偏心 第一章 结构设计说明 12 M=34.560.15=5.18kNm （2）中间层框架梁、柱活载计算 办公室活载：2.0kN/m 2 教室活载：2.5kN/m 2 走廊、卫生间活载：3.5kN/m 2 1）边跨梁上线荷载 同以上求解方法 最大值：3.602.5=9.0kN/m 最小值：0 由此绘出线荷载图如图 4-1-8 所示。 9.0KN/m 180033001800 图 4-1-8 中间层边跨梁线活载示意图 2）中跨梁上线荷载 同恒载求解方法，其值为 0。 3）边柱集中力 边柱集中力=部分板上活载传力 F=2.50.50.53.603.602+0.5（6.92-3.60）0.53.60 =39.15kN 4）中柱集中力 中柱集中力=部分板上活载传力 F=2.50.50.53.603.60+0.5（6.92-3.60）0.53.60+3.5 2.73.6=73.17kN 5）边柱集中力矩 边柱集中力矩=边柱集中力边柱偏心 M=39.150.15=5.87kNm 6）中柱集中力矩 中柱集中力矩=中柱集中力边柱偏心 M=73.770.15=10.98kNm 由以上计算，即可绘出第轴横向框架活载图（如图 4-1-9 所示） 。 第一章 结构设计说明 13 690024006900 9.0KN/m ABC D 9.0KN/m 9.0KN/m9.0KN/m 9.0KN/m9.0KN/m 9.0KN/m9.0KN/m 9.0KN/m9.0KN/m 9.0KN/m9.0KN/m 图 4-1-9 第轴横向框架活载图 2. 水平地震作用计算 （1） 计算重力荷载代表值 =恒载+0.5活载 1）二五层 楼盖面积（扣除柱所占面积） ： （16.7+0.6）（50.4+0.2）-0.60.632-0.600.6032=863.86m 2 注：此处未扣除楼梯间、电梯间的楼盖面积，由于楼梯间的梯段板自重较水 平投影面积相同的 100 厚混凝土楼面板重，而电梯间没有板，故近似认为二者相 互抵消。 楼该部分自重为：4.04863.86=3800.98kN 梁、柱自重 横向框架梁：3.99（16.9-0.64）8=456.45kN 纵向框架梁：4.262（50.6-0.608）2+4.03（52.4-0.68） 2=774.06kN 柱：34.7820+34.4212=1108.64kN 标准层梁柱自重：456.45+774.06+1108.64=2339.15kN 填充墙、门窗自重 外墙门窗面积：32.414=100.08m 2 外墙门窗自重：100.080.4=40.32 m 2 外墙面积： （3.9-0.6）（7.27+0.2）2+（6.92+0.42）2 -100.08=329.52 m 2 外墙自重：10.59（3.9-0.6）392.52=1259.63kN 内墙门窗面积：2.12.111=45.51 m 2 内墙门窗自重：0.245.51=9.70kN 第一章 结构设计说明 14 内墙面积：（7.2-0.8）11+（6.9-0.6）7 (3.9-0.6) =377.85 m 2 内墙自重：10.08（3.9-0.6）377.85=1154.16kN 活荷载 走廊、卫生间活载：3.5（2.7-0.2）(7.27+0.2)+76.9-2.32.1 3=561.09kN 教室等活载： 2.55 （14.4-0.20） （6.9-0.20） + （7.2-0.20） （6.9-0.2） 0.2=1198.63kN 综合结果，中间层中立荷载代表值为： =3800.98+2339.15+40.32+1259.63+9.70+1154.10+0.5（561.09+1198.63） =9483.47kN 2）首层 为简化计算，由以上计算结果： =3800.98+2339.15+40.32+1259.63+9.70+1154.10+0.5 （561.09+960.78）=9364.88kN 3）六层 主 楼 中 间 屋 面 自 重 为 ： 6.35 (7.2 7-0.2) (6.9 2-2.7-0.2)-(6.9-0.1) (7.2+0.2)=4876.42kN 女儿墙自重:0.9(7.27-0.2) 2-(7.2+0.2) =332.61kN 梁、柱自重 横向框架梁：3.99（16.7-0.64）8=456.45kN 纵向框架梁：4.262（50.6-0.608）2+4.03（52.4-0.68） 2=774.06kN 柱：34.7820+34.4212=1108.64kN 标准层梁柱自重：456.45+774.06+1108.64=2339.15kN 填充墙、门窗自重 外墙门窗面积：32.414=100.08m 2 外墙门窗自重：100.080.4=40.32 m 2 外墙面积： （3.9-0.6）（7.27+0.2）2+（6.92+0.42）2 -100.08=329.52 m 2 外墙自重：10.59（3.9-0.6）392.52=1259.63kN 内墙门窗面积：2.12.111=45.51 m 2 内墙门窗自重：0.245.51=9.70kN 内墙面积：（7.2-0.8）11+（6.9-0.6）7 (3.9-0.6) =377.85 m 2 内墙自重：10.08（3.9-0.6）377.85=1154.16kN 活荷载 主楼中间屋面活载：2.0767.94 =1535.88kN 电梯机房活载：7.06.3=101.43kN 第一章 结构设计说明 15 楼梯活载:2.53.67.2=16.21kN 综合结果，中间层中立荷载代表值为： =4876.42+332.61+2339.15+40.32+1259.63+9.70+1154.10+0.5 （1535.88+101.43+16.2）=10838.75kN 4）附加（七）层 1梁、柱自重 屋顶屋面自重 6.35(7.2+2.3) 6.9=416.24kN 框架梁：4.26（16.9+0.2+7.2-0.2）2=120.13kN 柱：120.13+34.784=259.25kN 标准层梁柱自重：456.45+774.06+1108.64=2339.15kN 2填充墙、门窗自重 外墙门窗面积：0.52.10.9=0.95m 2 外墙门窗自重：0.950.4=0.38m 2 外墙面积：0.53（7.2+2.3+0.2）+6.92+2.3-0.9 =37.35 m 2 外墙自重：10.59（3.9-0.6）392.52=1259.63kN 内墙门窗面积：0 内墙门窗自重：0 内墙面积：0.5(6.9-0.2) (3-0.6)=8.04 m 2 内墙自重：10.59（3.0-0.6）8.04=35.48kN 3活荷载 屋顶屋面活载：2.065.55=131.1kN =（461.24+120.13+0.38+156.87+35.48）+0.5131.1=839.65kN （2）梁柱刚度计算 1）梁的线刚度计算见表 4-1-2，在计算梁的线刚度时，考虑现浇楼板对梁 的约束作用，对于两侧都有现浇板的梁，其线刚度取 I=2I0。对于一侧有现浇板 的梁，其线刚度取 I=1.5I0。 （C30 混凝土：E=3.010 7kN/m2） 表 4-1-2 梁的线刚度计算 断 面b （m）h （m） 跨 度 l （m） 截 面 惯 性矩 I0(m 4) 边框架梁中框架梁 I=1. 5I0（m 4） ib=EI/l(kN m ) I=2 I0（m 4） ib=EI/l(kNm) 第一章 结构设计说明 16 0.30 0.60 6.905.40 10-3 8.110-33.5210410.08 10-3 4.70104 0.3 0.60 7.205.40 10-3 8.110-33.3810410.80 10-3 4.50104 0.3 0.60 2.705.40 10-3 8.110-39.0010410.80 10-3 12104 2）柱的侧移刚度 D 值计算： 一般层： 底层： 各层框架柱的抗侧移刚度计算见表 4-1-3。 （C35 混凝土：E=3.1510 7kN/m2） 表 4-1-3柱的抗侧移刚度计算 楼层柱类别柱根数Ic(kNm)hc(m)KDiDi 1 层 边框架 边柱 46.9410 4 4.905070.40213944 486712 边框架 中柱 46.941044.90.9940.49917308 中框架 边柱 126.941044.90.5760.41814499 中框架 中柱 126.941044.90.7320.45115643 26 层 边框架 边柱 49.451043.91.1050.36226989 880945 边框架 中柱 49.4510 4 3.93.6210.62119459 中框架 边柱 129.4510 4 3.90.9820.33224752 中框架 中柱 129.451043.91.5250.44533177 （3）自振周期计算 按顶点位移法计算（适于质量、刚度沿高度分布均匀的框架） ，考虑填充墙 对框架刚度的影响，取基本周期调整系数0=0.6。 T 为顶点位移，按 D 值法计算，见表 4-1-4。0.55s。 表 4-1-4横向框架顶点位移计算 层次 610838.7510838.758809450.01230.2884 59483.4720322.228809450.02300.2761 49483.4729805.698809450.03380.2531 39483.4739289.168809450.04460.2193 29483.4748772.638809450.05530.1747 19364.8858137.514867120.11990.1199 第一章 结构设计说明 17 （4）地震作用的计算 1）水平地震影响系数 该办公楼所属场地属于类一组场地，7 度设防设计，查建筑抗震设计规范 表 5.1.4-1，多遇地震下，水平地震影响系数最大值为， 。 由以求出，由于，一般钢筋混凝土结构。 故：0.05 2)利用底部剪力法求各楼层的水平地震作用 结构等效总重力荷载： =0.85(9364.88+9483.474+10838.75+839.65)=50130.58kN 结构总水平地震作用标准值=0.05350130.58=2656.92kN 为考虑高振型对水平地震作用沿高度分布的影响， 需在顶部附加一集中水平 力，由于=0.531.4=0.49，且位于 0.35s0.55s 之间，故顶部附加地震作用系数 为： 。 I 楼层出水平地震作用： =9364.884.9+9483.47 （8.8+12.7+16.6+20.5） +10838.7524.4+839.65 27.47=889090.41kNm 所以，第一层的水平地震剪力作用为： = 9364.884.98890902656.92（1-0.114）=122.95kN 同理可得：=223.57kN=322.66kN=421.74kN =520.82kN=1007.08kN 取=3，则顶层处的水平地震作用为： = 3839.6527.48890902656.92（1-0.114）=182.74kN （5）抗震验算 1）楼层内最大的弹性曾建位移应符合下式要求： ”,计算过程如表 4-1-5 所 示。 表 4-1-5抗震变形验算 楼层水平地震 力 层间剪力层间刚度层高层间相对 弹性转角 61007.081067.998809 45 0.00123.91/3250 5520.821588.818809 45 0.00173.91/2294 4421.742010.558809 45 0.00223.91/1773 3322.162333.218809 45 0.00253.91/1560 2223.572556.788809 45 0.00283.91/1393 1122.952679.734867 12 0.00534.91/925 注：+/3=1067.99；= 2）抗震验算，取 0.016。 第一章 结构设计说明 18 则： kN0.01658137.51=930.20 kN 同理：kN0.01648772.63=780.36 kN kN0.01639289.16=628.63 kN kN0.01629805.69=476.89 kN kN0.01620322.22=325.16 kN kN0.01610838.75=173.42 kN 均满足规范要求。 690027006900 ABCD 15.25KN 29.51KN 42.59KN 55.67KN 68.75KN 132.93KN 图 4-1-10 第号轴横向框架的地震作用计算简图 4.2 内力计算 1 恒载内力 （1） 梁、柱参数汇总 表 4-2-1第轴框架梁几何参数 断面 b(m) h(m) 跨度 l(m)截面惯性矩 I0 （m 4） 第轴框架梁 I=2I0(m 4) ib=EI/l(kNm) 0.300.606.905.4010 -3 10.8010 -3 4.7010 4 0.300.602.705.4010 -3 10.8010 -3 12.0010 4 表 4-2-2第轴框架柱几何参数 柱类别层 次 截面 b（m） h（m） ic（kNm）hc（m）KDi 60.600.609.4510 4 3.90.9820.33224752 50.600.609.4510 4 3.90.9820.33224752 40.600.609.4510 4 3.90.9820.33224752 第一章 结构设计说明 19 边柱30.600.609.4510 44 3.90.9820.33224752 20.600.609.451043.90.9820.33224752 10.600.606.9410 4 4.90.5760.41814499 中柱 60.600.609.451043.91.5250.44533177 50.600.609.4510 4 3.91.5250.44533177 40.600.609.4510 4 3.91.5250.44533177 30.600.609.451043.91.5250.44533177 20.600.609.451043.91.5250.44533177 10.600.606.9410 4 4.90.7320.45115643 （2）弯矩计算 利用力矩二次分配法计算恒载作用下框架的弯矩。 将梯形或三角形分布荷载按固端弯矩的原则折算成均布荷载： 梯形荷载折算公式： ， 其中；为梯形分布荷载的最大值。 1顶层边跨等效均布荷载： 3.99+（1-20.261 2+0.2613）（26.85-3.99）=24.14 kN/m 2中间层边跨等效均布荷载： 14.07+（1-20.261 2+0.2613）（28.61-14.07）=26.89 kN/m 1）荷载计算 2）梁、柱转动刚度如表 4-2-3 所示 表 4-2-3梁、柱转动刚度计算 表 3-2梁柱转动刚度计算 框 架梁 7.2m 跨1.354 2.7m 跨1.729 框 架柱 首层边柱1.226 首层中柱1.226 标准层边 柱 1.000 标准层中 柱 1.000 3）弯矩分配系数计算（如表 4-2-4 所示） 表 4-2-4 节点 100.52500.475 20.3140.40100.285 300.3560.3220.322 40.3110.2450.2220.222 第一章 结构设计说明 20 500.3780.3420.280 20.3260.2450.2310.198 4）梁的固端弯矩 顶层： AB 跨梁： BC 跨梁: CD 跨梁： 标准层： AB 跨梁： BC 跨梁： CD 跨梁： 首层： AB 跨梁： BC 跨梁： CD 跨梁： 各杆恒载弯矩二次分配计算简图如图 4-2-2 所示。 690024006900 60.67 60.67 89.55 34.50 55.06 48.80 32.17 91.99 96.84 43.18 12.76 139.06 44.99 89.99 96.35 44.99 25.95 96.35 89.99 30.96 30.96 96.35 44.6530.96 45.72 52.8349.03 82.01 94.10 29.19 19.90 39.44 14.599.95 ABCD 33.06 14.94 68.55 65.62 14.94 30.96 14.94 14.63 25.95 33.24 66.86 66.86 71.78 48.80 44.99 44.99 25.95 89.99 30.96 30.96 96.35 14.94 66.86 60.67 43.18 44.99 45.72 29.19 44.99 60.67 43.18 44.99 45.72 29.19 44.99 60.67 43.18 44.99 45.72 29.19 44.99 60.67 14.59 91.99 89.99 89.99 82.01 89.99 89.55 34.50 139.06 25.95 96.35 96.35 19.90 39.44 25.95 25.95 96.35 55.06 96.84 12.76 96.35 30.96 30.96 30.96 49.03 94.10 30.96 33.24 30.96 30.96 68.55 65.62 66.86 66.86 71.78 66.86 48.80 48.80 44.99 44.65 52.83 44.99 图 4-2-2 恒载作用下弯矩图 第一章 结构设计说明 21 （3）剪力计算 为简便恒载作用下梁、柱端剪力计算，将梁上分布荷载折算成集中力， 1层边跨 3.996.90+0.5（3.30+6.90）=144.12 kN 2顶层中跨 3.992.7=10.77 kN 3中间层边跨 14.076.90+0.5（3.30+6.90）（2