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某建筑工程设计毕业论文1.2 建筑构造设计1.2.1非上人屋面构造设计1(1) 25mm厚13水泥砂浆 (2) 40mm厚SBS改性沥青防水卷材 (3) 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 (4) 1：6水泥焦渣找坡层 最薄处30mm厚 (5) 100mm厚阻燃型聚苯乙烯板保温层 (6) 120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 (7) 20mm厚板下混合砂浆抹灰 1.2.2 楼面构造设计(1) 20mm厚水磨石地面 (2) 20mm厚1：3水泥砂浆结合层 (3) 120mm厚现浇钢筋混凝土板 (4) 20mm厚板下混合砂浆抹灰 1.2.3 外墙体构造设计(1) 刮大白(2) 20mm厚混合砂浆(3) 墙体基层(4) 外贴50mm厚阻燃型挤塑聚苯乙烯板(5) 20mm厚1:3水泥砂浆(6) 刷涂料2 荷载计算2.1 截面尺寸的选取2.1.1截面尺寸选取框架柱：根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：2（三级框架） 混凝土强度为C30 bc=hc =459mm 取 bc=hc=500500mm框架梁：由挠度、裂度控制 h=(1/121/8)L b=(1/31/2)h纵向框架梁截面尺寸：bbhb=250mm600mm横向框架梁截面尺寸：bbhb=250mm600mm；次梁截面尺寸：bbhb=250mm600mm走廊梁截面尺寸：bbhb=250mm400mm楼板：取板厚：h=120mm2. 2荷载汇集2.2.1恒载14屋面：25mm厚13水泥砂浆 0.02520=0.5kN/m240mm厚SBS改性沥青防水卷材 0.042.0=0.08kN/m220mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m21：6水泥焦渣找坡层 最薄处30mm厚 0.0914=1.26kN/m2 100mm厚阻燃型聚苯乙烯板保温层6 0.11.5=0.15kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.1225=3kN/m220mm厚混合砂浆抹灰 0.0217=0.34kN/m2=5.73 kN/m2楼面：1120mm厚水磨石地面 0.65kN/m2 20mm厚1：3水泥砂浆结合层 0.0220=0.4kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土板 3kN/m220mm厚板下混合砂浆抹灰 0.34kN/m2 =4.39kN/m2梁重：纵梁：梁自重： 0.250.625=3.75kN/m 粉刷： 0.02（0.6-0.12）217=0.33kN/m=4.08kN/m横梁：自重： 0.250.6253.75kN/m粉刷： 0.02（0.6-0.12）217=0.33kN/m=4.08kN/m次梁：自重： 0.250.6253.75kN/m粉刷： 0.02（0.6-0.12）217=0.33kN/m=4.08kN/m走廊横梁：自重： 0.250.4252.5kN/m粉刷： 0.02（0.4-0.12）217=0.19kN/m=2.69kN/m墙重：（砌体与抹灰之和） 外墙： 0.3711=4.07kN/m2 内墙： 0.2411=2.64 kN/m2 女儿墙： 0.2418=4.32 kN/m2柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3） 0.50.527=6.75kN/m 门、窗： 门：0.2kN/m2 窗：0.45kN/m22.2.2活荷载3 风压： 0.55 kN/m2 雪压： 0.5 kN/m2厕所： 2.0 kN/m2 办公室（教室）： 2.0 kN/m2 走廊、楼梯： 2.5 kN/m2不上人屋面： 0.5 kN/m22.3计算简图及层数划分如图图1 计算简图图2 框架简图2.4 各层重力荷载代表值计算 第五层的重力荷载代表值:五层上半层女 儿 墙：（42+15）20.240.918=443.23kN屋 面： 42155.73=3609.90kN纵 梁： 424.084=685.44kN横 梁： 6.34.0816=411.26kN次 梁： 6.64.0814=359.86kN 走廊横梁： 2.42.698=51.65kN柱 子： 6.7532=388.8kN 外 墙： 116.4（- 0.6）4.07=556.78kN 内 纵 墙： 6.0（- 0.6）132.64=247.10kN 内 横 墙： 6.3（- 0.6）82.64=159.67kN外墙窗洞： -(- 0.6)2.11424.07= -287.18kN外 墙 窗： (- 0.6) 2.11420.45=31.75kN 内 门 洞： -(2.1- ）0.9162.64=- 11.40kN 内 门： （2.1- ）0.9160.2=0.86kN6651.25KN五层下半层柱 子：6.7532=388.80kN外 墙：1144.07=835.16kN 内 纵 墙：6.0132.64=370.66kN 内 横 墙：6.382.64=239.50kN外墙窗洞：-2.11424.07=- 430.77kN外 墙 窗: 2.11420.45=47.62kN 内 门 洞：-0.9822.64=- 68.42kN内 门： 0.9820.2=5.18kN1411.44kN24层的重力荷载代表值:四层上半层楼 面：6.06.3134.39+4234.39+6.06.35.84=2931.14kN纵 梁：424.084=685.44kN横 梁： 6.34.0816=411.26kN次 梁： 6.64.0814=359.86kN 走廊横梁： 2.42.698=51.65kN柱 子： 6.7532=388.8kN 外 墙： 116.4（- 0.6）4.07=556.78kN 内 纵 墙： 6.0（- 0.6）132.64=247.10kN 内 横 墙： 6.3（- 0.6）82.64=159.67kN外墙窗洞： -(- 0.6)2.11424.07= -287.18kN外 墙 窗： (- 0.6) 2.11420.45=31.75kN内 门 洞: -(2.1-) 0.9152.64=- 14.26kN内 门: (2.1-)0.9150.2=1.08kN5939.68kN四层下半层柱 子：6.7532=388.80kN外 墙：1144.07=835.16kN 内 纵 墙：6.0132.64=370.66kN 内 横 墙：6.382.64=239.50kN外墙窗洞：-2.11424.07=- 430.77kN外 墙 窗: 2.11420.45=47.62kN内 门 洞: -0.9152.64=- 64.15kN内 门: 0.9150.2=4.86kN1411.44kN三层上半层等于四层上半层为：5539.68kN三层下半层等于四层下半层为：1411.44kN二层上半层等于三层上半层为：5539.68kN二层下半层等于三层下半层为：1411.44kN一层上半层楼 面：6.06.3134.39+4234.39+6.06.35.84=2931.14kN纵 梁：424.084=685.44kN横 梁： 6.34.0816=411.26kN次 梁： 6.64.0814=359.86kN 走廊横梁： 2.42.698=51.65kN柱 子： 6.7532=388.8kN 外 墙： 116.4（- 0.6）4.07=556.78kN内 纵 墙： 6.0(- 0.6) 122.64=228.01kN内 横 墙： 6.3(- 0.6) 72.64=139.71kN外墙窗洞：-(- 0.6) 2.11324.07=- 266.67Kn外 墙 窗: (-0.6) 2.11320.45=29.48kN内 门 洞: -(2.1-) 0.9132.64=- 9.27kN内 门: (2.1-) 0.9130.2=0.70kN雨 篷: 6.03.00.0825=36 kN5581.75kN则恒载+0.5活载：=6651.25+0.50.54215=6808.75 kN1411.44+5939.68+0.52.0(6.06.313+5.46.3)+2.52.46.3+2.52.442=7615.77kN1411.44+5939.68+0.52.0(6.06.313+5.46.3)+2.52.46.3+2.52.442=7615.77kN1411.44+5939.68+0.52.0(6.06.313+5.46.3)+2.52.46.3+2.52.442=7615.77kN1411.44+5581.75+664.65=7657.84kN3 水平荷载作用下的框架内力分析3.1 层间侧移刚度计算3.1.1梁线刚度在计算梁线刚度时，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=3.0107kN/m2 (m4) (3-1)KB单位：kNm横向框架： 表1 框架梁线刚度计算部位截 面m2跨度m截 面惯 性 矩边 框 架中 框 架I=1.5I0KB=EI/LI=2.0I0KB=EI/L边跨0.250.66.34.5106.8103.3109.0104.310中跨0.250.42.41.3102.0102.5102.6103.3103.1.2柱线刚度柱采用C30混凝土 Ec=3.0107kN/M2，首层高度4.55m,2-5层3.6m。柱截面：500 mm500mm 则 I1-4=I0=5.210-3m4 (3-2)表2柱的线刚度计算层次层高bhEc/KN/M2Ic(m4)Kc=2-53.6m5005003.0105.2104.31014.55m5005003.0105.2103.4103.1.3柱的侧移刚度D6一般层： = D= （3-3）首层： = D= （3-4）表3边框架柱子的侧移刚度部位层高M柱子刚度边跨梁线刚度中跨梁线刚度边 框 架 边 柱C1（4根）边 框 架 中 柱C2 （4根）K11DC1K22DC22-53.64300033000250000.7670.277110291.3490.4031603714.554300033000250000.9710.49597551.7060.59511726表4中框架柱子的侧移刚度部位层高M柱子刚度边跨梁线刚中跨梁a线刚中 框 架 边 柱C1（14根）中 框 架 中 柱C2（14根）K11DC3K22DC42-53.64300043000330001.0000.333132581.7670.4691867314.553400043000330001.2650.541106622.2350.646127313.1.4层间侧移刚度的计算表5 层间侧移刚度部 位各 层 柱 子 侧 移 刚 度层 间 刚 度DC1DC2DC3DC4Di2-5441166414815909622407649143613902046906127944152772366642D1/D2 =0.770.7 满足要求 3.2 水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算采用底部剪力法计算水平地震作用3.2.1框架水平地震作用及水平地震剪力计算56自振周期计算 L0=0.6 T1=1.70.6T0.5 (3-5)表6 横向框架顶点位移计算层次Gi(KN)(KN)Dii-i-1=Gi/DI(m)56808.756808.754914360.01390.250247615.7714424.524914360.02940.236337615.7722040.294914360.04480.0.6927615.7729656.054914360.06030.162117657.8437313.893666420.10180.1018 T1=1.70.60.25020.5 =0.51s横向地震作用计算:地震作用按7度设计,基本地震加速度为0.10g, 类场地,地震分组按一组则Tg=0.35S max=0.08采用底部剪力法计算由于T1=0.511.40.35=0.49故应考虑顶点附加地震作用取 =0.080.52+0.01=0.052FEK=()0.9max0.85 (3-6)=()0.90.080.8537313.89=1808.12KN顶点附加地震作用为: =0.0511808.12=92.21KN (3-7) = (3-8)表7 各层地震作用及楼层地震剪力 层hiHiGiGiHiGiHi/GiHiFiVi53.618.956808.75129025.810.298511.34603.5543.615.357615.77116902.070.270463.301066.8533.611.757615.7789485.300.207355.191422.0423.68.157615.7762068.530.144247.091669.1314.554.557657.8434843.170.081138.991808.123.2.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算表8 层间位移和顶点位移层Vi(kN)hi(m)Di(kN/m)uei=Vi/Di(m)uei/ hi5603.553.64914360.00121/300041066.853.64914360.00221/163631422.043.64914360.00291/124121669.133.64914360.00341/105911808.124.553666420.00491/929所以满足规范规定的弹性位移要求。3.2.3水平地震作用下的剪力图图3 水平地震作用下的剪力图3.3 水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩（采用D值法）6将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算： （3-9）柱上、下端弯矩按下式来计算 （3-10） （3-11） （3-12）反弯点到柱下端结点的距离，即反弯点高度。标准反弯点高度比。上下横粱线刚度比对标准反弯点高度比的修正系数。上层层高变化修正值。下层层高变化修正值。根据框架总层数，该柱所在层数和梁柱线刚度比查表得。表9 边柱（中框）层h(m)y0y1y2y3Y53.61.0000.350.0000.0000.0001.2643.61.0000.450.0000.0000.0001.6233.61.0000.450.0000.0000.0001.6223.61.0000.500.0000.0000.0001.8014.551.2650.650.0000.0000.0002.96表10 中柱（中框）层h(m)y0y1y2y3Y53.61.7670.390.0000.0000.0001.4043.61.7670.450.0000.0000.0001.6233.61.7670.490.0000.0000.0001.7623.61.7670.500.0000.0000.0001.8014.552.2350.630.0000.0000.0002.87表11 边柱（中框）层H(m)Di(kN/m)D(kN/mD/DiVi(kN)Vik(kN)YM下（kNm）M上(kNm)53.6491436132580.0270603.5516.281.2620.5138.1043.6491436132580.02701066.8528.781.6246.6256.9833.6491436132580.02701422.0438.361.6262.1470.0523.6491436132580.02701669.1340.031.8072.0575.9514.55366642106620.02911808.1252.582.96155.6483.60表12 中柱（中框）层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)YM下（kNm）M上(kNm)53.6491436186730.0380603.5522.931.4032.1050.4543.6491436186730.03801066.8540.541.6265.6780.2733.6491436186730.03801422.0454.031.7695.0992.0623.6491436186730.03801669.1363.421.80114.16114.1614.55366642127310.03471808.1262.782.87174.53105.473.4 水平地震作用下梁端弯矩计算6根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩 B1= KB1/(KB1+KB2) （3-13） MB1=(MC上+MC下)B1 （3-14） B2= KB2/(KB1+KB2) （3-15） MB2=(MC上+MC下)B2 （3-16）表13 水平地震作用下梁端弯矩层A轴B轴MC上MC下B1MABMC上MC下B1B2MBAMBC50.0038.10138.00.0050.450.570.4328.7621.69420.5156.98177.4932.1080.270.570.4359.5648.32346.6275.951122.5765.6792.060.570.4389.9167.82262.1470.051132.1995.09114.160.570.43119.2789.98172.0583.601155.65114.16105.470.570.43125.1994.443.5 水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值6 （3-17） （3-18）表14 水平地震作用下梁端剪力和柱轴力层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力LL边柱(KN)中柱(KN)56.338.1028.7610.612.421.6918.0818.0810.6118.0846.377.4959.5621.652.448.3240.2740.2740.2726.0936.3122.5789.9133.732.467.8256.5256.5256.5248.8826.3132.19119.2739.912.489.9874.9874.9874.9883.9516.3155.65125.1944.582.494.4478.7078.7078.70118.073.6 水平地震作用下的框架内力图图4 水平地震作用下的框架内力图3.7横向风荷载计算自然情况：地区基本风压 W0=0.55kN/m2，地面粗糙程度C类。3.7.1风荷载计算3风荷载标准值： （3-19）表15 风荷载作用下的剪力层ZSZiW0WkiFWkiVi51.01.30.830.550.5939.609.6140.740.52911.4321.0430.740.52911.4332.4720.740.52911.4343.9010.740.52911.4355.33注： （1）在实际工程中，对于高度不大于30M，高宽比小于1.5的高层建筑，取风振系数Z=1.0。 （2） （3-20）3.7.2风荷载作用分布图图5 风荷载作用分布图3.8风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩（D值法）表16 边柱（中框）层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)YM下（kNm）M上(kNm)53.663862132580.2089.612.001.262.524.6843.663862132580.20821.044.381.627.108.6733.663862132580.20832.476.751.6210.9313.3723.663862132580.20843.909.131.8016.4316.4314.5546786106620.22955.3312.672.9637.5020.15表17 中柱（中框）层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)YM下（kNm）M上(kNm)53.663862186730.2929.612.811.403.936.1843.663862186730.29221.046.141.629.9512.1633.663862186730.29232.479.481.7616.6817.4423.663862186730.29243.9012.821.8030.0830.0814.5546786127310.27255.3315.102.8743.3425.373.9 风荷载作用下梁端弯矩计算表18 风荷载作用下梁端弯矩层A轴B轴MC上MC下B1MABMC上MC下B1B2MBAMBC50.004.6814.680.006.180.570.433.522.6642.528.67111.193.9312.160.570.436.935.2337.1013.37120.479.9517.440.570.439.947.50210.9316.43127.3616.6830.080.570.4317.1512.93116.4320.15136.5830.0825.370.570.4314.4610.913.10 风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力标准值 表19 风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力LL边柱(KN)中柱(KN)56.34.683.522.002.42.662.662.222.000.2246.311.196.932.862.45.235.234.364.881.7036.320.479.944.832.47.507.506.259.713.1226.327.3617.157.072.412.9312.9310.7816.786.8316.336.5814.468.102.410.9110.919.0924.887.823.11 风荷载作用下的框架内力图图6 风荷载作用下的框架内力图 4 竖向荷载作用下的内力分析图7 荷载传递路线4.1 恒载4.1.1屋面梁上线荷载标准值梁重： 横梁:边跨4.08kN/m, 中跨2.69 kN/m屋面板荷载：(按双向板计算)4.1.2屋面板及楼面板的折减系数边跨为梯形荷载: 中跨为梯形荷载:5/8=0.6254.1.3屋面梁上线荷载标准值边跨：g1=5.733.00.90+4.08=19.55kN/m中跨：g2=5.732.40.625+2.69=11.29kN/m4.1.4楼面梁上线荷载标准值边跨：g1=4.393.00.90+4.08=15.93kN/m中跨：g2=4.392.40.625+2.69=9.28kN/m4.2 活载屋面: 边跨 q1=0.53.00.90=1.35kN/m中跨 q2=0.52.40.625=0.75kN/m 楼面: 边跨 q1=2.03.00.90=10.96kN/m中跨 q2=2.53.00.625=4.69kN/m 4.3 框架计算简图图8 框架计算简图4.4 梁固端弯矩梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负M固= （4-1）表20 竖向荷载作用下框架的固端弯矩荷载部位边 跨中 跨跨度均布荷载固端弯矩跨度均布荷载固端弯矩左右左右恒载顶层6.319.55-64.4464.662.411.29-5.425.42其他层6.315.93-52.6952.692.49.28-4.454.45活载顶层6.31.35-4.474.472.40.75-0.360.36其他层6.35.40-17.8617.862.43.75-1.801.804.5 内力分配系数计算表21 转动刚度S及相对转动刚度计算构件名称转动刚度S（KNm）相对转动刚度框架梁边跨1.00中跨0.38框架柱顶层1.00一般层1.00底层分配系数计算： （4-2）表22 各杆件分配系数表节点层()()边节点51.00+1.00=2.00-0.50-0.5041.00+1.00+1.00=3.00-0.340.330.3331.00+1.00+1.00=3.00-0.340.330.3321.00+1.00+1.00=3.00-0.340.330.3311.00+0.79+1.00=2.79-0.360.360.28中间节点51.00+1.00+0.38=2.380.420.16-0.4241.00+1.00+1.00+0.38=3.380.290.110.300.3031.00+1.00+1.00+0.38=3.380.290.110.300.3021.00+1.00+1.00+0.38=3.380.290.110.300.3011.00+0.79+1.00+0.38=3.170.320.120.320.244.6 弯矩分配与传递方法：首先将各点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写框架横梁相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为0.5）。第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配。8恒载作用下的力矩分配图9 恒荷载作用下的力矩分配活载作用下的力矩分配图9 活荷载作用下的力矩分配重力荷载作用下的力矩分配图10 重力荷载作用下的力矩分配恒荷载作用下的弯矩图图11 恒荷载作用下的弯矩图活荷载作用下弯矩图:图12 活荷载作用下的弯矩图重力荷载作用下的弯矩图图13 重力荷载作用下的弯矩图表23 恒载作用下的弯矩楼层BC 跨CD跨左端中间右端-左端=右端中间MMMMM5-42.9050.5749.9312.45-4.324-47.4330.0250.9010.48-3.973-45.1131.8949.4611.13-4.452-45.1631.9149.3911.08-4.401-41.3435.3246.3911.53-4.85表24 活载作用下的弯矩楼层BC 跨CD跨左端中间右端-左端=右端中间MMMMM5-4.142.793.680.370.314-14.7111.4116.052.75-0.053-15.3310.8316.602.580.122-15.4310.0816.552.560.141-14.1412.0415.372.97-0.27表25 重力荷载作用下的弯矩楼层BC 跨CD跨左端中间右端-左端=右端中间MMMMM5-44.9851.8252.0612.72-4.324-54.7735.4559.2011.86-.3833-52.5437.3057.7212.41-4.832-52.8637.0757.8712.36-4.331-48.4141.2154.0413.69-5.66注: 弯矩符号逆时针为正4.7 梁端剪力均布荷载下: (4-3) (4-4) V=Vq (4-5)表26 恒载作用下梁端剪力(BC跨)BC跨梁端剪力层qkN/mLmqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)519.556.361.581.2260.3662.8055.4757.91415.936.350.190.5549.6450.7445.6646.75315.936.350.190.6949.5050.8845.5246.90215.936.350.190.6749.5250.8645.5446.88115.936.350.190.8019.3950.9945.4147.01表27 恒载作用下梁端剪力(CD跨)CD跨梁端剪力层qkN/MLqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)511.292.413.55013.5513.5510.7310.7549.282.411.14011.1411.149.089.0839.282.411.14011.1411.149.089.082 9.282.411.14011.1411.149.089.0819.282.411.14011.1411.149.089.08表28 活载作用下梁端剪力(BC跨)BC跨梁端剪力层qkN/mLmqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)51.356.34.250.074.184.323.843.9845.46.317.010.2116.8017.2215.4515.8735.46.317.010.2016.8117.2115.4615.8625.46.317.010.1816.8317.1915.4815.8415.46.317.010.2016.8117.2115.4615.86表29 活载作用下梁端剪力(CD跨)CD跨梁端剪力层q(kN/m)L(m)qL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)50.752.40.900.90.90.710.7143.752.44.50