五层教学楼框架结构计算书毕业论文.doc

五层教学楼框架结构计算书毕业论文目录摘 要IAbstractII前 言III第 1 章 建筑设计说明11.1 工程概况11.2 立面布置21.3 荷载21.4 研究思路31.5 平面设计41.6 剖面设计61.6.1 房间各部分高度61.6.2 剖面图表达和尺寸标注71.7 立面设计71.7.1 立面设计步骤和方法71.7.2 立面的表达及尺寸标注81.8 建筑构造设计8第2章 结构设计102.1结构体系的选择和确定102.1.1 结构布置102.1.2 基础方案112.1.3楼梯方案112.1.4建筑材料的选取112.2构件尺寸初选122.2.1主梁1212.2.2框架柱122.2.3楼板13第3章 结构设计计算143.1设计柱、基础、主梁时采用的楼面均布活荷载标准值：143.2重力荷载计算143.2.1屋面及楼面永久荷载标准值计算143.2.2梁、柱、墙、门窗重力荷载计算163.3重力荷载代表值173.4框架梁线刚度计算213.4.1框架梁线刚度计算213.4.2框架柱线刚度计算213.4.3柱抗侧移刚度计算223.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算233.5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算23 3.5.2 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算303.6 竖向荷载作用下的结构内力计算343.6.1 计算单元的选取343.6.2 竖向荷载载计算353.7 内力组合463.7.1 内力调整463.7.2 框架梁、柱内力组合483.8 截面设计553.8.1 承载能力极限状态验算553.8.2 一层框架梁截面设计553.8.3 框架梁AB跨的裂缝与挠度验算623 3.8.4框架 B 柱截面配筋设计632.8.5 底层柱B节点核心区截面验算712.8.6 板的设计(取楼面板的设计为例）722.8.7 楼梯设计753.9基础设计（以A柱柱下基础为例）793.9.1 荷载计算793.9.2 确定持力层及地基承载力的计算793.9.3 基础底面尺寸确定803.9.4 基础高度确定81结束语84外文翻译85 致辞92 参考文献93附录943安徽省江淮地区某中学教学楼 魏红霞 第 1 章 建筑设计说明1.1 工程概况本工程为安徽省江淮地区某中学教学楼，主要工程概况如下： 1.工程位置：位于安徽省江淮地区，规划批准用地选址见附图。附图:建设用地界线图图1-1 建设用地界线图2.建筑等级：耐火等级二级，采光等级三级。3.建筑结构安全等级及设计使用年限：(1)建筑结构安全等级：二级(2)结构设计使用年限：50 年(3)建筑抗震设防类别：七度(4)地基基础设计等级：丙级(5)框架抗震等级： 三级4.结构形式：现浇钢筋混凝土多层框架结构，基础形式为现浇钢筋混凝土锥形基础。5.标高设定：本工程室内地坪0.000 ，室内外高差为 0.45m。6.自然条件及工程地质概况： 气温：冬季采暖计算温度-7，夏季通风计算温度27。 风向：夏季主导风向东南，冬季西北。 降雨量：年降雨量为777.4mm，小时最大降雨量140.4mm。工程地质概况：见表1。表1各岩土层力学指标汇总表层号岩土层名称fak(kpa)模量(Mpa)容重(kN/m3)厚度(m)1素填土180.62含粘性土粗砾砂40025/E0203.0-4.03花岗岩强风化带100040/E0232.0-3.54花岗岩微风化带40001000/E0261.2 立面布置立面设计应遵循下面三个原则：1.完整均衡、比较适当；2.层次分明、交接明确；3.体形简洁、环境协调；本项目主体建筑总高度为 18 米，主体部分女儿墙均高 0.75 米。立面设有填充墙，塑钢窗和木门，门窗尺寸及其他辅助设施窗高均合理布置，详见建筑平面布置图。外墙面与外柱表面取齐。1.3 荷载1.设计柱、基础、主梁时采用的楼面均布活荷载标准值：不上人屋面：0.5 kN/m 2卫 生 间：2.5 kN/m 2楼 梯 间：3.5 kN/m 2教室、办公室：2.5 kN/m 2上述荷载组合值系数=0.5，准永久值系数=0.72.雪载：基本雪压So =0.4kN/m2，组合值系数=0.5，准永久值系数=0.23.风载：基本风压系数W0=0.4kN/m 2 ，地面粗糙度为 B 类。1.4 研究思路本设计主要考虑建筑是人们运用一定的物质材料创造所需空间和环境的一种技术和艺术。结构是由构件组成的能承受“作用”的受力骨架，其功能是形成建筑功能所要求的基本空间和体型。建筑推动结构理论的发展结构促进建筑形式的创新。建筑设计主要解决：环境、场地、结构体型；与人的活动有关的空间组织；建筑技术问题；建筑艺术和室内布置。结构设计主要解决：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性和耐久性；结构的连接构造和施工方法。本设计所在建筑和结构方面均有要求，所以着重要解决的问题也正是建筑与 结构。于是在设计中，主要考虑要做到以下几点：1.建筑方案应有利于结构平面布置，使结构构件传力明确，便于计算，尽量减少构件的类型。2.不过于复杂，以免造成设计时间不足或出现计算能力不够等方面的问题。3.尽量不出现对结构构件截面尺寸的限制（如梁的高度不满足常用的跨高比要求等），结构的跨度也不宜太大。其次在结构选型方面 ，我们依据安全适用，经济合理，技术先进的，施工方便的设计原则，根据建筑布置和荷载大小，选择结构类型和结构布置方案，并确定各部分尺寸、材料和构造方法。由于本课题采用框架结构。然而，框架结构可以采用多种不同的结构方案和布置，它主要是由下列因素决定的：(1)工艺使用要求 如房屋形状和柱网布置是否规则整齐，柱网尺寸是否符和模安徽省江淮地区某中学教学楼 魏红霞第 3 页 数化，房屋的高度比和工艺对结构纵、横向刚度的要求等。(2)施工和吊装能力 如能否采用预应力混凝土构件，预制构件的运输、吊装能力等。(3)建筑地区的自然条件 如地质条件、抗震设防烈度以及施工场地大小等。(4)是否经济合理，施工是否方便。 在选择结构方案的布置时，综合以上因素具体分析。首先确定框架的类型，然后确定承重框架的布置方向。1.5 平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分的组合关系及房间的具体设计。由于建筑平面通常较为集中地反映建筑功能方面的问题，因此从平面设计着手。但是，在平面设计中始终需要从建筑整体空间的效果出发，紧密联系建筑剖面和立面，反复思考，认真推敲，不断调整和修改平面。建筑平面设计是方案设计的主要内容，它对是否满足建筑物的使用功能起着决定性的作用。建筑功能多种多样，所处的环境各不相同，因此平面设计没有统一模式。平面设计是在初步确定的总体布局基础上进行，从总体到局部，从原则到具体逐步深入。1、平面组合设计(1)功能分区。按设计任务书要求将使用性质相同或接近的房间组合在一起，粗略估计出面积和层数，确定其体量大小。(2)体块组合。按相互联系和分隔关系，明确各体块之间的相对位置，进行体块组合。教学楼的功能较为灵活，体块组合存在多种方案。根据建筑物所处地段的环境条件如地段大小、形状，周围道路，人流状况，朝向等因素反复思考、修改和比较，抓住主要矛盾，从而选出内部使用功能合理、对外联系简捷安全、造型较好的方案。根据体块组合形成方案草图是平面设计的关键步骤，虽然很粗略，但却确定了平面设计的大局，正如一篇文章的纲目一样重要。(3)平面组合。根据各功能区的使用性质确定房间之间的组合关系。各教室通过走廊的方式进行组合。教室要求安静、不受干扰。在确定组合方式的基础 上，根据闹静程度、对外联系顺序及对朝向的要求，合理确定不同房间在平面中的位置。2.交通组织及防火疏散设计 合理组织好建筑内部交通和对外联系是平面设计的主要内容之一。直接影响到使用和人员安全。交通设计应力求做到使用方便、疏散安全、简捷和节约面积。多层建筑交通设计包括楼梯的位置、数量及宽度、走廊的宽度和长度、门厅以及它们的相互关系。本建筑遵照建筑设计防火规范(GB50016-2014)进行防火疏散设计。与本设计 有关的主要方面简述如下：(1)确定建筑类别：本设计为多层建筑。(2)确定耐火等级：本设计建筑耐火等级是二级。(3)确定放火分区：根据规范，每个防火区的最大面积为 1500m2。本设计将整个建筑以防火墙或甲级防火门分开，在高度方向，教室每层为一防火区，用钢筋混凝土楼板和防火门分隔。(4)走廊：走廊净宽按通过人数每100人不小于1 m计，保证最小净宽大于1.4m。3.柱网布置柱网选择与布置直接影响建筑的使用和结构的经济性，不同的功能和功能布置方式采取不同的柱网布置方式。教学楼以其主要组成部分教室的开间、进深以及客房底层的组合方式为依据；休息室和厕所部分根据教师、学生人数及内部交通组织等来合理选择柱网，以提高平面的使用率和结构的经济性。教室按学生数来确定开间和进深，开间与进深一般取 3.3m、3.6m、3.9m、4.2m 等。柱距可按单开间或扩大开间取，扩大开间有利于平面布置较为灵活， 具体确定柱距在满足使用的基础上同时考虑经济性和施工条件。根据房间平面组合方式确定跨数和跨度。单走廊平面一般采取三跨布置， 双走廊平面可取三跨或五跨布置。本设计较为合理，采取教室(7.2m)+走廊(3.0m)+教室(7.2m)组合方式，此时考虑到梁、板、柱、基础综合经济指标，适 应当地的施工条件，柱网力求整齐划一，以利于构件的统一化，及立面造型处理。其中底层平面按确定的柱网合理安排空间。4.平面图的表达及尺寸标注(1)平面图的表达 要完整表达建筑内部布置及交通联系状况绘出各层平面图(包括地上和地下)。因时间限制建筑工程专业毕业设计要求绘出底层平面 及标准层平面，深度达到初步设计所要求的详细程度。平面图表达柱网布置内外墙与柱网的关系、房间名称、固定设备的布置， 按制图规定绘出楼梯、门窗位置、大小及开启方式等。底层平面标出剖面图的 剖切位置和剖视方向。(2)尺寸标注 外尺寸：外尺寸分别标注如下容： a.总尺寸：标明建筑总长和总宽； b.轴线尺寸和轴线编号：标出柱的位置和及其相互关系。横向定位轴线按、由左向右顺序编号；纵向按 A、B、C由下而上顺序编之；c.门窗动口及墙段尺寸。 内尺寸 标出内门窗位置及宽度，定出内墙位置。1.6 剖面设计教学楼由功能不同，大小不同的房间组合，在空间组合时考虑人流的分配和对外联系，以减少干扰并简化交通疏散设计。1.6.1 房间各部分高度净高和层高 净高为房间地面到顶棚或其它构件底面的距离，它与房间的使用性质、活动特点、采光、通风空间观感因素有关。层高是该层地坪或楼面到上层楼面的距离即净高加上楼板层的结构厚度。适当降低层高，从而降低整幢建筑的高度，对减轻建筑自重、改善结构受力、节省投资和用地有很大意义。教室层高以 3m-4.2m 为宜。本设计取 3.6 m。2.室内外高差为防止室外雨水流入室内并防止墙身受潮，将室内地面适当抬高。一般建筑从使用方便原则出发，室内外高差不宜过大，一般取 0.45m、0.60m等，本设计取0.45m。3.窗台及窗高 一般房间的窗台高与工作面相协调，可取 0.8m-0.9m，也可根据功能和空间观感适当抬高窗台高度。窗的高矮影响房间的采光均匀度，多层框架结构建筑结构建筑宜在框架梁或连系梁下直接设窗，不宜另设过梁。1.6.2 剖面图表达和尺寸标注1.剖面图的剖切位置宜通过楼梯间及建筑主入口，选择最能反映全貌和构造特点的部位；2.剖面反映出结构形式，框架结构须绘出剖到和可见的梁、柱截面及轮廓线；3.有完整的尺寸标注；(1)标出建筑各部分的高度方向尺寸关系 .建筑总高 室外设计地面到女儿墙顶或顶层结构顶面的距离； .各层房间层高； .门窗洞及窗下墙高度。(2)标注各部分标高 以底层地面面层为基准标定楼面、屋面、门窗洞口 室外地坪、雨蓬、楼梯平台等部位标高，以m为单位。1.7 立面设计建筑立面表示建筑物四周的外部形象。立面设计是在紧密结合平面、剖面的内部空间组合、外部环境及在满足建筑使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的规律进行的。1.7.1 立面设计步骤和方法根据初步确定的建筑内部空间组合的平、剖面关系，如建筑的大小、高低， 进行立面设计的基础。设计时应首先推敲立面各部分总的比例关系，考虑作为一 整体的几个立面之间的统一、相邻立面间的连接和协调。然后，按建筑构图规律 着重分析立面上墙面的规分和处理、门窗安排与调整，最后对建筑入口，各部分 装饰等作重点及细部分处理和加工。门窗的位置、大小等，描绘出建筑各立面的基本轮廓，作为进一步调整、统一。1.7.2 立面的表达及尺寸标注1.表明建筑外形轮廓、门窗、雨蓬、台阶等形式及准确位置；2.注明外墙面划分、外墙饰面各部分的材料、做法、色彩以及重点装饰等；3.尺寸及标高标注：4.建筑总高；5.室内外地坪、楼地面、平台、雨蓬、檐口（女儿墙）、台阶等处的标高；6.标出与平面图一致的立面两端轴线号。1.8 建筑构造设计 建筑构造设计是建筑设计的重要组成部分，是建筑平、剖、立面设计的继续 和深入，也是结构设计和建筑施工的重要依据。建筑设计提供实用、安全、经济、 美观、切实可行的构造方案和构造措施，其内容主要包括正确选择围护构件（外墙、内墙、屋顶、楼地面等）的材料、材料的搭配，处理构件的连接方式及与承重结构的关系等。绘出主要部分的构件详图并达到施工图深度。详图中详细标注各构件的材料组合方式、材料名称、规格及尺寸，构件间的连接关系以及与承重骨架的关系。1.外墙本教学楼为框架结构，外墙只起围护作用，在满足保温、隔热的同时要求质 轻，以减轻结构负担。砌块直接砌于框架梁上，梁下直接安设门窗，不再设过梁。2.内墙本教学楼的内墙只起分隔空间作用，根据内墙两侧空间的使用要求来选择墙 的材料、尺寸及构造方式。楼梯间有足够的防火性能；教学楼具有必要的隔声性 能；卫生间墙有防水防潮性能等。同时，做到减少墙体自重，以减轻结构负担。3.其它根据气候特点和材料供应情况选择屋面材料和屋面构造。地面、顶棚与墙面装饰考虑房间的使用要求和质量标准以及防火要求选择和采取相应的构造方式。图1-2 屋面女儿墙防水节点详图 第 2 章 结构设计 2.1. 结构体系的选择和确定 2.1.1 结构布置按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重等几种。(1)横向框架承重方案横向框架承重方案是在横向布置框架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱，而在纵向布置连系梁。横向框架往往跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧移刚度。二纵向框架则往往仅按构造要求布置较小的连系梁。这也有利于房屋室内的采光与通风。(2)纵向框架承重方案纵向框架承重方案是在纵向布置框架承重梁，在横向布置连系梁。因楼面荷载由纵向传至柱子，所以横向梁高度较小，有利于设备管线的穿行；当在房屋开间方向需要较大空间时，可以获得较高的室内净高；另外，当地基土的物理力学性能在房屋纵向有明显差异时可利用纵向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降。纵向框架承重方案的缺点是房屋横向抗侧移刚度较差，进深尺寸受预制楼板长度的限制。(3) 纵横向框架混合承重方案 纵横向框架混合承重方案是在两个方向均需布置框架承重梁以承受楼面荷载。当楼面作用有较大荷载，或楼面有较大开洞，或当柱网布置为正方形或接近正方形时，常采用这种承重方案。 纵横向框架混合承重方案具有较好的整体工作性能，对抗震有利。本设计采用横向框架承重方案，结构布置图如 2-1 所示 图2-1 结构布置图2.1.2 基础方案该建筑场地和地基条件简单，荷载分布均匀，建筑层数小于 7 层，根据建 筑地基基础设计规范(GB50007-2011)第 3.0.1 条规定，该建筑的地基属于丙级地基。本建筑采 用柱下独立基础。根据场地的地质条件，选择细砂为持力层，地基承载力特征值 fak =400kPa，基础埋深1.0m，由于基础高度未定，底层柱的计算高度暂定h=3.6m+0.45m+0.6m=4.65m。2.1.3 楼梯方案最常见得现浇式楼梯有板式楼梯和梁式楼梯，板式楼梯得优点是下表面平 整，施工支模方便，外观轻巧。缺点是斜板较厚，约为梯段板水平长度的1/301/25,其混凝土用量和钢筋用量都较多，综合考虑后，本设计采用双跑现浇板式楼梯。2.1.4 建筑材料的选取混凝土和钢筋：基础、基础梁C30，HRB400；梁、柱、板均用C30混凝土，HRB400钢筋。2.2. 构件尺寸初选2.2.1 主梁:教室 7200mm 跨（横向框架主梁 KL1）：h=（1/121/8）l=（1/121/8） 7200mm=600900mm，取 h=700mm；b=（1/21/3）h =（1/21/3） 700mm=233350mm， 取 b=300mm；走廊梁3000mm跨：h=（1/121/8）l=（1/141/8）3000m m=250375mm，取 h=400mm；b=（1/21/3）h =（1/21/3）400mm=167200mm，取 b=250mm； 纵向框架梁4200mm（KL2）：h=（1/121/8）l=（1/141/8）4200mm=350525mm，取 h=500m；b=（1/21/3）h =（1/21/3）500m=167250mm，取 b=250m；2.2.2 框架柱建筑抗震设计规范(GB50011-2010)第 6.3.6 条，柱截面尺寸，宜符合下列各项要求：（1）截面的宽度和高度均不宜小于 400mm ；圆柱直径不宜小于350mm；（2）剪跨比宜大于 2；（3）截面长边与短边比不宜大于 3；查建筑抗震设计规范(GB50011-2010)表 6.3.6 可知，该框架结构的抗震等级为三级,其轴压比限值 N =0.85，柱的尺寸可以根据柱的轴压比按下列公式计算： （2-1） （2-2）式中 N 为柱组合的轴压力设计值； F 按简支状态计算的负载面积； gE 折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似 取1215kN/，本建筑选用14kN/ 。 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取 1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取 1.2。 n 为验算截面以上楼层层数； Ac 柱截面面积； fc 混凝土轴心抗压强度设计值； 框架柱轴压比限值，此处可近似取，该建筑为三级抗震，取 0.85。该建筑的教学楼底层中柱的截面面积为：Ac =1.254.2(7.2+3)/2 145 1000/(0. 8514.3) =154195mm 2为方便计算，所有教室框架柱均取截面b h =450mm 450mm=202500mm 2 ；为增大底层住的侧移刚度，取底层柱尺寸500mm500mm2.2.3 楼板根据混凝土设计规范(GB50010-2010)的规定，另考虑道最小板厚防火及抗震得各项规定，故取 t120mm。选取具有代表性的一品框架作为结构计算单元，计算简图如图2-2.图 2-2 计算简图第3 章 结构设计计算3.1设计柱、基础、主梁时采用的楼面均布活荷载标准值：教室、门厅: 2.5kN/m 2卫 生 间： 2.5kN/m 2楼 梯： 3.5 kN/m 2不上人屋面： 0.5 kN/m 2走 廊： 3.5 kN/m 2上述荷载组合值系数=0.8，准永久值系数=0.7雪载：基本雪压So =0.4 kN/m 2 ，组合值系数=0.7风载：基本风压系数Wo =0.4 kN/m 2 ，地面粗糙度为 B 类。3.2 重力荷载计算3.2.1 屋面及楼面永久荷载标准值计算不上人屋面：4厚改性沥青防水卷材0.05 kN/m 220厚1:3水泥砂浆找平200.02=0.40 kN/m 2100厚聚苯保温层4.00.1=0.4 kN/m 220厚 1:3 水泥砂浆找平200.02=0.4 kN/m 280厚1:6水泥焦渣找坡150.08=1.2kN/m 2120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板250.1 23kN/m 220厚板底粉刷抹平170.02 0.34kN/m 2合计：5.8kN/m 2卫生间楼面：（比正常楼面标高低 20mm）吊顶和管道0.5kN/m 210 厚地面板0.3kN/m 210mm 厚柔性防水层0.350kN/m 220mm 厚 1：3 水泥砂浆找平200.01 0.20 kN/m 2120 厚钢筋混凝土楼板250.1 23.0kN/ m 220 厚 1:3 水泥砂浆找平坡向地漏200.0 20.40 kN/ m 2合计：4.95 kN/m 2教室楼面： 10厚 1:2 水泥砂浆压实赶光200.0 10.2kN/m 220厚 1:3 水泥砂浆找平层200.02 0.4kN/m 2120 厚钢筋混凝土楼板250.1 23.0kN/m 220厚板底粉刷170.02 0.34kN/m 2合计：3.94kN/m 2外墙：240 厚填充墙5.50.2 4=1.32kN/m 210厚 1：6 水泥石灰膏打底160.0 10.16kN/m 210厚 1：3 水泥砂浆找平200.0 10.20kN/m 210厚 1:2 水泥砂浆压实赶光200.0 10.20kN/m 210厚 1：6 水泥石灰膏打底160.01 0.16kN/m 210厚 1：3 水泥砂浆找平200.01 0.20kN/m 2涂料大白腻子0.064kN/m 2合计：2.304kN/ m 2内墙：240 厚基层墙体5.50.24 1.32kN/m 2双层 10厚 1:6 水泥石灰膏打底160.2 0.32kN/m 2双层 10厚 1:3 水泥砂浆找平200.20 0.40kN/m 2涂料 大白腻子0.128kN/m 2合计：2.304 kN/m 2走廊、楼梯间楼面：10厚大理石楼面280.01 0.29kN/m 220厚水泥砂浆结合层200.02 0.4kN/m 220厚水泥砂浆找平层200.02 0.4kN/m 2120 厚钢筋混凝土板250.12 3.0kN/m 220厚板底粉刷抹平170.02 0.34kN/m2合计：4.42kN/m 2 女儿墙：240 厚基层墙体5.50.24 1.32kN/m 2双面 20 厚面层粉刷170.04 0.68kN/m 2合计：2.0 kN/m 2铝合金窗单位面积重力荷载 0.4kN/m 2木门单位面积重力荷载 0.2 kN/m 2 3.2.2 梁、柱、墙、门窗重力荷载计算梁柱重力荷载标准值如表3-1所示：表 3-1 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/m/(kN/m 3 )g/(kN/m)L/mnGi/kN1Kl10.300.70251.055.517.2281110.82Kl20.250.50251.053.284.252716.35柱0.500.50251.16.884.65561791.5525Kl10.300.70251.055.517.2281110.82Kl20.250.50251.053.284.252716.35柱0.450.45251.15.573.6561122.9115走廊梁0.250.4251.052.633.014110.46注： 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； L 为梁、柱长度，其值取跨度长度； n为构件数量。3.3重力荷载代表值计算地震作用时，房屋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，并按下式计算： (3-1)式中：GE 体系质点重力荷载代表值(KN)； GK 结构构件、配件的永久荷载标准值(kN)； QKi 结构或构件第i 可变荷载标准值(kN)； i 可变荷载的组合值系数，可按表3-2采用。表3-2可变荷载组合值系数 可变荷载种类组合值系数雪荷载不计入屋面积灰荷载0.5屋面活荷载0.5按实际情况计算的楼面活荷载1.0按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案库0.8其它民用建筑0.5该建筑不考虑屋面积灰荷载，屋面雪荷载不计入，屋面活荷载组合系数取 0.5，楼面活荷载按等效均布荷载计算，组合系数取 0.5。计算每层的重力荷载代表值：（1）五层上半层女 儿 墙： （54.6+17.4）22.00.75=216kN屋 面： 54.617.45.8=5510.23kN梁 ： 54.63.284+7.25.5128+2.63314=1937.63kN柱 子：5.5756（3.6/2-0.12）=524.03kN外 墙： （54.6+17.4）2（3.6/2-0.5）2.304=431.31kN外墙窗洞：-（3.6/2-0.6） 2.722+（3.6/2-0.9）1.82+（3.6/2-0.5）4.222.304=-196.85kN内 横 墙：2.1687.214（3.6/2-0.7）=284.09kN内 纵 墙：2.168（132-3）（3.6/2-0.5）4.2=272.26kN内墙门窗洞：-（3.6/2-0.9） 1.021+1.50.9212.168=-102.44kN门 ：0.2211.0（3.6/2-0.9）=3.78kN 窗 ：0.42.7（3.6/2-0.6）22+1.50.921+1.8（3.6/2-0.9）2+4.22 1.03.6/2=56.27kN =8973.51kN（2）五层下半层柱 子：5.57563.6/2=561.46kN外 墙：（54.6+17.4）22.3043.6/2=597.2kN外墙窗洞：-2.7223.6/2 +（3.6/2-0.9）1.822.304=-288.65kN内 横 墙：2.1687.2143.6/2=393.36kN内 纵 墙：2.168（132-3）3.6/24.2=376.97kN内墙门洞：-1.0212.168 3.6/2=-221.27kN门 ： 0.2211.03.6/2=7.56kN 窗 ：0.42.7223.6/2+1.8（3.6/2-0.9）2+4.221.03.6/2=59.18kN =1698.88kN（3）四层上半层楼 面：54.634.42+4.27.234.42+4.958.47.2+(54.617.4-54.63-4.27.23-8.47.2)3.94=3926.41kN梁 ： 54.63.284+7.25.5128+2.63314=1937.63kN柱 子：5.5756（3.6/2-0.12）=524.03kN外 墙：（54.6+17.4）2（3.6/2-0.5）2.304=431.31kN外墙窗洞：-（3.6/2-0.6） 2.722+（3.6/2-0.9）1.82+（3.6/2-0.5）4.222.304=-196.85kN内 纵 墙：2.168（132-3）（3.6/2-0.5）4.2=272.26kN内 横 墙：2.1687.214（3.6/2-0.7）=284.09kN 内墙门窗洞：-（3.6/2-0.9） 1.021+1.50.9212.168=-102.44kN门 ：0.2211.0（3.6/2-0.9）=3.78kN窗 ：0.42.7(3.6/2-0.6)22+1.50.921+1.8(3.6/2-0.9)2+4.22 1.03.6/2=56.27kN =7173.14kN（4）四层下半层等于五层下半层为：1698.88kN（5）三层上半层等于四层上半层为：7173.14kN（6）三层下半层等于五层下半层为：1698.88kN（7）二层上半层等于四层上半层为：7173.14kN（8）二层下半层等于五层下半层为：1698.88kN（9）一层上半层楼 面：54.634.42+4.27.234.42+4.958.47.2+(54.617.4-54.63-4.27.23-8.47.2)3.94=3926.41kN柱 子：5.57564.65/2=725.21kN梁 ：54.63.284+7.25.5128+2.63314=1937.63kN 外 墙：（54.6+17.4+54.6-8.4）2.304（4.05/2-0.5）2.304=415.31kN 外墙窗洞：-（4.05/2-0.6) 2.720+（4.05/2-0.9）1.822.304=-186.62kN 内 横 墙：2.1687.214（3.6/2-0.7）=284.09kN 内 纵 墙：2.168（132-3）（3.6/2-0.5）4.2=272.26kN 内墙门窗洞：-（3.6/2-0.9） 1.019+1.50.919+（3.6/2-0.9）3.02+ （3.6/2-1.1）32.168=-108.94kN 内墙门：0.2191.0（3.6/2-0.9）+（3.6/2-0.9）3.02+（3.6/2-1.1） 3=5.12kN内外墙窗：0.42.7（4.05/2-0.6）20+1.50.919+1.8（4.05/2-0.9） 2=44.82kN =7514.58kN （二）活荷载标准值计算 1.顶层活载：0.554.617.4=380.02kN 2.一、二、三、四层活载： 3.5 （54.63+4.27.23）+2.5（54.617.4-54.63-4.27.23） =2629.62kN（三）各层重力荷载代表值： Gi=恒载+0.5活载 G5 =8973.51+0.5380.02=9163.52kN G4 =1698.88+7173.14+0.52629.62=10186.83kN G3 =1698.88+7173.14+0.52629.62=10186.83kN G2 =1698.88+7173.14+0.52629.62=10186.83kN G1=7514.58+1698.88+0.52629.62=10528.27kN 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值如图 3-1 所示。图 3-1 各质点重力荷载代表值3.4 框架侧移刚度计算 3.4.1框架梁线刚度计算在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数:中框架梁I=2.0I0；边框架梁I=1.5I0梁采用C30混凝土，EC=3.0104N/mm2，I0=bh3/12（mm4），ib单位：KN.m横向框架：边跨梁300700mm 中跨梁250400mm表3-3框架梁线刚度计算部位截 面mm2跨度mm截 面 惯 性 矩I0 边 框 架中 框 架I=1.5I0ib=EI/LI=2.0I0ib=EI/L边跨30070072008.5810912.871095.36101017.161097.15104中跨25040030001.33109 2109210102.661092.66104注: I0为梁换算截面惯性矩且I0 = bh3 / 12(单位：mm4)。 Ib为梁线刚度（单位：kNm）。3.4.2框架柱线刚度计算本工程柱线刚度计算如表3-4所示：表 3-4柱线刚度 ic 计算表层次Hc/mmEc/(N/mm 2 )b/mmh/mmIc/mm4EcIc/hc/kNm2536003.00 1044504503.417 1092.85 104146503.00 1045005005.21 1093.36 104注： E为混凝土弹性模量。 I0为梁、柱换算截面惯性矩且I0 = bh3 / 12。 现浇楼面：中框架取Ib =2I0；边框架取Ib =1.5 I0 。 EcI0/l 为梁的线刚度。3.4.3 柱抗侧移刚度计算柱的侧移刚度 D 值按下式计算： （3-2）式中： 为柱侧移刚度修正系数 ，对不同情况按式3-3、3-4 计算，其中K 表示梁柱线刚度比。一般层： = （3-3）首层： = （3-4）求得各框架柱的侧移刚度如表3-5、3-6所示：表3-5边框架柱子的侧移刚度部位层高m柱子刚度/104kNm边跨梁线刚度/104kNm中跨梁线刚度/104kNm边 框 架 边 柱C1（4根）边 框 架 中 柱C2（4根）K11DC1K22DC22-53.62.855.3621.8800.485127992.5820.5641488314.653.365.3621.5950.583108712.1900.64211972表3-6中框架柱子的侧移刚度部位层高m柱子刚度/104kNm边跨梁线刚度/104kNm中跨梁线刚度/104kNm边 框 架 边 柱C3（24根）边 框 架 中 柱C4（24根）K11DC1K22DC22-53.62.857.152.662.5090.556146723.4420.6321667814.653.367.152.662.1280.637118782.9200.69512960层间侧移刚度的计算结果如表3-7所示：表3-7 层间侧移刚度的计算部 位各 层 柱 子 侧 移 刚 度层 间 刚 度DC1DC2DC3DC4Di2-5511965953235212840027286312814348447888285072311040687484 D1/D2=687484/863128=0.790.7 满足最大弹性层间侧移要求。3.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算3.5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算1. 框架自振周期计算结构的基本自振周期采用顶点位移法，公式为 （3-5）式中：T 为结构基本周期考虑非承重砖墙影响系数，取为 0.7。 UT 为结构基本自振周期时的结构顶点假想位移。结构的基本自振周期采用顶点位移法进行计算。顶点位移法的思路是：将以质量均匀分布的悬臂结构体系的基本周期用在重力荷载水平作用下所产生的水平顶点位移来表示。顶点位移可以通过将各质点重力荷载代表值水平作用于体系各质点上，然后，根据各楼层刚度，按静力方法求出。表3.8 结构顶点的假想侧移计算层次楼层重力荷载Gi(kN)楼层剪力VGi(kN)楼层侧移刚度 S (N/mm) 层间位移(ui) (mm)楼层侧移ui(mm)59163.529163.528631280.01060.1861410186.8319350.358631280.02240.1755310186.8329537.188631280.03420.1531210186.8339724.018631280.05610.1191110528.2750252.286874840.07310.0731由式 3-5可得结构的基本周期： T1 =1.70.7 (0.1861)1/ 2 =0.51s2.水平地震作用及地震剪力计算工程上，多自由度弹性体系水平