炎黄大酒店结构设计.doc

炎黄大酒店结构设计1 前言土木工程毕业设计是一个总结性的教学环节，是学生全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。通过该教学环节，加深我对所学基本理论知识的理解，培养综合分析和处理问题的能力以及设计创新精神，使我得到有关单位工程建设从方案制定到施工组织的全过程系统性的练习。通过毕业设计这一重要的教学环节，培养我正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。毕业设计要求我在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养我初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。在完成本次毕业设计过程中，我需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。由于城市空间的有限，这就要求酒店楼设计要做到物尽其值，这也就需要各设计人员不断提高自身的设计水平，做到与时俱进。现代酒店楼作为城市公共化的空间，就要让人们能够感觉到其公共性，即所谓的“可进入性”形式。比如在光线感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面进行表达，创造出某种空间秩序，使来访者更加清楚建筑物所创造的不同空间层次氛围，传达这种场所的开放精神。信息时代的来临，则更加突出了这种需求。并且在强调开放之余，还强调信息的高速流通，人们日常交流的便捷等1。因而对现有酒店楼的需求从功能、形式上都发生了相应的变化。人们由物质的需求转向对信息的需求，交流的需求。因而现有酒店楼，尤其是酒店大厦，往往集展示厅、会议厅、洽谈室、娱乐、生活所等功能于一体，这样不但节约城市用地，节省城市市政设施投资，缩短交通联系路程，而且让人们能够有更多的时间和机会交流、沟通、生活。“炎黄大酒店”是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构设计的。很多重要的方面，选择办公楼建筑和结构设计，从而掌握办公楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。 框架结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对酒店有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。 本结构计算选用一榀框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力2。 这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的，在此向你们表示衷心的感谢，鉴于水平有限，设计书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正2 工程概况2.1 工程资料自然条件：温度：最热月平均28，最冷月平均-5；极端最高温度38，极端最低温度为11.5。相对湿度：年平均34。基本风压：0.35kN/。雨雪条件：最大积雪深度0.25cm,雪荷载0.40kN/。年降雨量：870mm。水文资料：经勘探未发现地下水。地质条件：地震烈度：本工程地震设防烈度为7度，场地类型： 类。该建筑为“炎黄大酒店”，位于江西省九江市市区，建筑面积3091.2，建筑总高为23.4 ，主体大楼为六层，底层层高3.6米，其余层层高3.3米。建筑屋面标高23.4米，建筑级别二类，防火等级二级，抗震设防烈度7度。本工程的抗震设防类别为丙类，设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，为三级框架。散水坡度约3%-5%，宽一般为600mm-1000mm，纵向每隔10米做一道伸缩缝，散水与外墙设20宽缝，其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时，要求其宽度较出檐多200mm。为了提高防潮层的抗裂性能，在标高-0.06m处采用60mm厚的配筋细石混凝土防潮层。本工程采用柱基础中最常用和最经济的独立基础，本设计初选基础顶面到室外地面的距离为1000mm，室内外高差为300mm,则底层柱高=3600+900+300=4800mm。对门窗洞口进行实测，门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。酒店大楼不仅配备合理的空间和配套设施以满足日常经营活动的需求，而且还必须拥有可靠的安全和稳定系统，充分保障客户的人生安全和酒店财产安全。酒店的建设是为了客户而建的，使用是为了酒店而使用的。在符合城市规划要求和满足酒店的日常经营的前提下，解决好“炎黄大酒店”内不同时段，不同地方的人流，车流，物流之间的协调关系，并积极营造好与酒店周围建筑的和谐关系。在营造和谐氛围环境的同时，还要积极兼顾客户的活动需求，创造富有弹性的人性化的交往空间。根据以上要求，酒店可分为多个功能区：娱乐区，住宿区，办公区，后勤区等等。根据“流线短捷，合理布置”的原则，充分考虑不同客户的需要，缩短其与相应空间的距离，并合理规划服务线路，发挥建筑空间的疏密有致，情趣氛围，极大限度地提高酒店功能空间的服务效率和质量。3.建筑设计3.1 总平面设计建筑总平面布置紧密结合地形，酒店东方、南方为城市主干道，北方有一栋建筑，蓝色区域为正方形，为充分利用土地资源，并为更多的消费者提供和谐舒适的住宿环境，酒店采用框架设计。在靠近酒店东北方设置停车场，西边空地建设游泳池。总平面设计符合九江市城市规划要求，解决好酒店不同时间，空间内人流、车流、物流间的相互关系及与城市间的相互关系。在进行建筑设计的同时，充分考虑功能分区，有效组织和利用室外庭院空间，为广大消费者创造一个安全、舒适、美观、环保的工作生活环境和方便、健康、愉快的生活氛围。本次设计中，合理布置建筑平面和空间。 图 1 总平面图Fig 1 General plan3.2 平面设计平面图根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。在提高酒店环境质量的同时，充分考虑人的活动需求，构建人性化的交往空间。酒店功能分区可分为住宿区、办公区、商务区、餐饮区，娱乐区。符合“流线短捷、合理布局”的原则。平面功能要符合商务型酒店的实用要求，根据具体使用功能要求，结合基地面积、结构选型等情况，采用相应的标准。酒店的客房建筑面积均在27m2以上，和普通房间大小相当，豪华单间建筑面积为42m2,充分满足高端人士基本需求，合理的装修，尽显大气，保护你的私密空间。酒店坐北朝南，符合中国人的传统观念，东西两侧均开有大尺寸窗洞，保障基本通风要求。除了满足采光、通风、日照要求外，还应更应注重基础配套设施的现代化，信息化，智能化。酒店采用规则空间结构，利于结构抗震。酒店流线设置合理，能够满足日常住宿运行要求。城市主干线两侧均设置有大门，便于通行。图 2 标准层平面图Fig 2 Plan view of standard floor3.3 立面设计酒店设计灵感来源于传统的古典简约式，结合中国特有的“阁”式建筑及现代设计风格，供游客远眺、玩憩之用，既体现了时代性，又体现了地域性。考虑了当地的实际情况，酒店的北面为停车场，游泳场放在西面，拥有空旷的视野，舒适心情。立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面。构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时考虑细部构件的处理。 建筑底层采用3.6m层高和标其余层3.3m层高的比例，使空间达到协调，外形装饰采用金黄色面砖，给人以大气，富贵，突出恢弘气势，同时立面的造型、色彩，和光线塑造出强烈的视觉冲击，给消费者以美的享受和心灵震撼，诠释设计的灵魂，以求达到视觉感官和精神上的审美效果。图3 侧立面图Fig 3 Side elevation3.4 剖面设计酒店楼层底层层高3.6m，其余每层层高3.3m。建筑总高23.4m，主体大楼六层，室内外高差0.30m，可以有效防水防潮。充分满足酒店管道铺设需求，吊顶完成后，仍有3m的实际使用高度，客人不会有压抑的感觉。窗户尺寸基本为1.7mx2.2m，与房间建筑面积比例接近1:8，符合规范设计要求，均为塑玻璃窗，采光效果较好。除了大门使用玻璃门之外，房间门均为高级木门，使客户体会家的感觉。图 4 楼梯剖面图Fig 4 Stairs sectional view3.5 楼梯设计一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及内外有机联系起来的交通联系部分，以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。设计楼梯时，还应使其符合建筑设计防火规范、民用建筑设计通则和其他有关单项建筑设计规范的规定。本设计主入口选取现浇板板式双跑楼梯，作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+00.15m计算，并不应少于两股人流楼梯坡度的选择要从攀登效率，、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用270mm。图 5 楼梯平面图Fig 5 The stairs floor plan3.6 建筑详图设计客房门：客房实用实木复合门，规格为0.9mX2.2m。芯材为五层热压复合结构，门芯材料选用松木集成松，使用龙骨结构。实用门套，北面做防水处理。为保证原木清晰的纹理，增加木门光亮度和光洁度，更强的视觉和手感，饰面采用0.6mm天然木皮。木门整体采用中式古典拼花造型。办公室：各办公室，服务间及二楼功能区室，分别采用规格为1.8mX2.2m,1mX2.1m的复合式防盗门，选用乙级防盗级别，不锈钢材质。复合式防盗门同时具有防盗和夏季防蝇蚊、通风乘凉和冬季保温隔热的特点，再满足防盗需求的同时，充分考虑到办公人员的舒适性及酒店设备的成本。大门：采用2樘规格为6mX3m的钢化玻璃门，保证采光好。易清洗，碎裂后不飞散，不易伤人，同时具备防抢，防盗，防火的作用。大门边框采用彩绘雕刻，满足客户的审美特效和视觉享受。房客窗：客房使用推拉式铝合金窗。为保证隔热性能，使用断桥铝合金窗。玻璃采用先进工艺，隔热效果理想的聚酯遮阳静音玻璃。隔音铝合金窗既可以降低噪音，又可以防止雨水渗漏，防灰尘。在满足使用需求的同时，安全防盗性，性价比均比较高。客房设备：酒店为商务型酒店，以客户住宿舒适为第一准则。床选用1mX2m和2mX2m的大床，樟木材质，象牙白色，床头带有二个枕头。每个客房均配有18寸的一体机，20寸电视（配有网络机顶盒），电话，衣柜，座椅。豪华单间另配有沙发。3.7 建筑细部具体构造做法屋面做法：选用刚性防水屋面：采用100mm厚钢筋混凝土板作为结构层，三毡四油防水层用于防水，同时100mm厚水泥蛭石进行保温，40厚的细石混凝土用于保护，20mm水泥砂浆找平层。10mm混合砂浆板底抹灰楼面做法：全部采用100mm厚钢筋混凝土板，10mm厚混合砂浆抹灰。瓷砖地面（包括水泥粗沙打底）内墙做法：采用10mm厚水泥砂浆抹灰，并用白涂料饰面外墙做法：采用10mm厚水泥砂浆抹灰，并进行面砖饰面4 结构设计4.1 材料资料：1. 混凝土：梁板柱均使用C30混凝土。2. 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。3. 墙体：a. 外纵墙采用180厚加气混凝土砌块（5.5kN/m3）,外侧墙体贴瓷砖（0.55kN/m2）,内侧为10厚水泥砂浆抹灰（17kN/m2）。b. 内隔墙采用120厚加气混凝土砌块（5.5kN/m3）,两侧均为10厚水泥砂浆抹灰。c.女儿墙采用180厚加气混凝土砌块（5.5kN/m3），外侧墙体贴瓷砖，水泥粉刷内侧（0.36kN/m2）。4. 窗：塑钢玻璃窗（0.35kN/m2）。5. 门：大门为玻璃门，高级木门。4.2 结构选型（1） 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。（2） 屋面结构： 采用现浇混凝土屋盖，刚柔性结合的屋面，屋面板厚100mm。（3） 楼面结构：采用现浇混凝土楼盖，板厚100mm。（4） 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。4.3 结构布置及计算简图4.3.1 结构布置从结构角度出发，受力明确，传力路径短，刚度大而均匀，整体性和延性好，轻质高强的结构设计方案比较理想。根据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，其标准建筑平面结构。图 6 结构平面布置图Fig 6 Structure layout4.3.2 梁柱尺寸估算及选取 主体结构共六层，首层层高为3.6m，其余层层高为3.3m，内外墙均为180厚加气混凝土砌块，楼层屋盖均为现浇钢筋混凝土结构，板厚取100mm。1）梁截面尺寸的估算：框架结构的主梁截面高度及宽度可由下式确定：hb=(1/101/18)Lbbb=(1/21/3) hb且bb 200,其中横梁跨度，AB、CD跨L=7000mm ，BC跨L=2100mm,由此估算梁的截面尺寸如下：横向主框架梁取300mm600mm。纵向主框架梁取300mm600mm。2）柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：柱组合的轴压比设计值按照公式计算：式中：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,不等跨取1.25；F：为按照简支状态计算柱的负荷面积；g：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取12kN/m2；n：为验算截面以上楼层层数；框架柱验算柱的轴压比应小于轴压比限值的要求： C30混凝土：fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2基础选用柱下独立基础，柱在室内地坪以下为1.2m，柱高即h3.6+1.24.8m，应满足N/(bchcfc)=N/(Acfc)0.8求得中柱Ac1.21210344.556/(0.814.3)=137455mm2截面取正方形，则柱的估算长边为371mm，各层中柱尺寸均取为600mm600mm。边柱受荷小于中柱，故也可取尺寸为600mm600mm。横向框架的计算简图如图7所示：图 7 框架计算简图Fig 7 Frame diagram calculation4.4 重力荷载计算4.4.1 永恒荷载（恒载）标准值1）荷载标准值：（1）屋面不变荷载（恒载）标准值 保护层：40mm厚细石混凝土保护层 22kN/m30.04m=0.88kN/m2防水层：三毡四油防水层 0.4kN/m2找平层：20mm水泥砂浆找平层 20kN/m30.02m=0.4kN/m2保温层：100mm厚水泥蛭石保温层 5kN/m30.10m=0.50 kN/m210厚板底混合砂浆抹灰 0.0117kN/m3=0.17 kN/m2结构层：100mm厚钢筋混凝土板 25kN/m30.10m2.5kN/m2 合计： 4.85 kN/m2（2）16层餐厅及房间楼面不变荷载（恒载）标准值瓷砖地面（包括水泥粗沙打底） 0.55kN/m2100mm厚现浇混凝土板 2.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰 17kN/m30.10m =0.17kN/m2合计： 3.22kN/m2（3）走廊楼面不变荷载（恒载）标准值水磨石地面（10mm面层、20mm水泥砂浆打底 0.65 kN/m2、素水泥结合层一道） 100mm厚现浇混凝土板 25kN/m30.10m=2.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰 17kN/m30.10m =0.17kN/m2合计： 3.82kN/m22）梁，柱，墙重力荷载计算：（1）梁自重主梁自重： 25kN/m30.30m（0.6-0.1）m=3.75 kN/m梁侧粉刷： 0.01（0.6-0.1）217=0.17 kN/m 合计： 3.92kN/m（2）柱自重柱自重 25/m30.60m0.60m=9kN/m抹灰层（10mm厚混合砂浆） 17kN/m30.01m0.60m4=0.408 kN/m合计： 9.408kN/m（3）墙自重（加气混凝土小砌块） a.首层外墙自重墙自重 5.5kN/m30.9m0.18m=0.891kN/m外墙面砖饰面 0.5kN/m2（3.6-1.8）m=0.900kN/m钢塑门窗 0.35kN/m31.8m=0.63kN/m内墙面10mm厚抹灰层 17kN/m30.01m（3.6-1.8）m=0.306kN/m合计： 2.727kN/mb.标准层外墙自重墙自重 5.5kN/m30.9m0.18m=0.891kN/m钢塑门窗 0.35kN/m31.8m=0.63kN/m外墙面砖饰面 0.5kN/m2（3.3-1.8）m=0.75kN/m内墙面10mm厚抹灰层 17kN/m30.01m（3.3-1.8）=0.255kN/m合计： 2.526kN/mc.首层内墙自重墙自重 5.5kN/m33.6m0.12m=2.376 kN/m内墙面10mm厚抹灰层（两侧） 17kN/m30.01m3.3m2=1.224kN/m合计： 3.6kN/md.标准层内墙自重墙自重 5.5kN/m33.3m0.12m=2.178 kN/m内墙面10mm厚抹灰层（两侧） 17kN/m30.01m3.32=0.833kN/m合计： 3.3kN/me.女儿墙自重墙自重及压顶重 5.5kN/m31.0m0.18m+25kN/m30.18m0.1m=1.44 kN/m外墙面砖饰面 0.5kN/m21.1m=0.55 kN/m水泥粉刷内面墙面 0.36kN/m21.1m=0.396kN/m合计： 2.39kN/m4.4.2 可变荷载（活载）标准值楼面及屋面可变荷载（活载）标准值 上人屋面 2.0kN/m2 走廊 2.5kN/m2 楼面 2.0kN/m2屋面雪荷载为 Sk=rSo=10.40=0.40 kN/m2 因为荷载规范要求屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，所以按照最不利情况进行荷载组合，屋面活荷载按照屋面均布活荷载取值计算。4.4.3 重力标准值计算1)梁、柱、板自重标准值:各层梁、柱、板、墙自重标准值见表1、表2、表3。 表 1 柱重力荷载标准值Table 1 Column gravity load standard vaules层数柱编号截面宽/mm截面高/mm净高/mmgk/（kN/m）数量Gi/kNGk/kN1KZ160060035009.408351152.481152.482-6KZ160060032009.408351053.701053.70机房KZ160060032009.4086180.63180.63表 2 板重力荷载标准值Table 2 Plate gravity load standard vaules层数板面积/ m2gk /（kN/m2）Gi /kNGk /kN屋面459.24.852227.122227.12电梯机房564.85271.6271.61-5层房间391.23.221259.661699.204楼梯56.83.22182.90走廊67.23.82256.70表 3 梁重力荷载标准值Table 3 Beam gravity load standard vaules层数梁编号截面宽/mm截面高/mm净跨长/mmgk/（kN/m）数量Gi/kNGk/kN1层KL130060034003.9224319.87974.77KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L225050040002.67553.4L325050025002.6716.6825层KL130060034003.9224319.87921.37KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58屋面梁L125050074002.67119.76921.37L325050025002.6716.68KL130060034003.9224319.87 续表 3层数梁编号截面宽/mm截面高/mm净跨长/mmgk/（kN/m）数量Gi/kNGk/kN屋面梁KL230060064003.9216401.41921.37KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58电梯机房L125050074002.67119.76134.64L325050025002.6716.68KL230060064003.92250.18KL430060064003.92258.02L125050074002.67119.76L325050025002.6716.682)各层墙（外墙）自重标准值:（1）女儿墙重 总长L=(16.1m+32m) 2=196.2m 总重=2.39kN/m96.2m=229.92kN（2）标准层墙重 总长L=158m-0.65m24=142.4m 总重=7.840kN/m142.4m=1116.416kN（3）首层墙重 总长=96.2m-0.60m20=84.2m 总重=2.53kN/m84.2m=213.03kN3)各层（质点）自重标准值计算:（1）首层（墙+梁+板+柱）Gk=（229.87+213.03）kN /2+974.77kN +1699.2kN +（1152.48+1053.7）kN /2=3998.51kN（2）标准层（墙+梁+板+柱）Gk=213.03kN +921.37kN +1699.204kN +1053.7kN=3887.30kN（3）顶层（墙+梁+板+柱）Gk=213.03kN /2+229.92kN +921.37kN +2227.12kN +1053.7kN =4538.63Kn（4）顶层（墙+梁+板+柱）电梯设备自重：200kN水箱及设备自重：400kNGk=200kN +400kN +134.64kN +180.63kN +271.6kN =1186.87kN4)重力荷载代表值:重力荷载代表值是结构和构件恒载标准值和各种活荷载组合值之和，楼面均布活载的组合系数为0.5；屋面均布荷载的组合系数0.5。（1） 首层G1=3998.51kN +0.5（391.2m2+56.8 m2）2.0kN/m2+67.2 m22.5kN/m2=4530.51kN（2）标准层 G1=3887.30kN +0.5（391.2m2+56.8 m2）2.0kN/m2+67.2 m22.5kN/m2=4419.3kN（3）顶层G7=4538.63kN +0.5（391.2m2+56.8 m2）2.0kN/m2=4641.67kN（4）电梯机房 G7=1186.87kN +0.556m22.0kN/m2=1198.07kN计算结果如图8所示：图 8 重力荷载代表值Fig 8 Gravity load representative value5)等效重力重力荷载代表值计算:本设计抗震烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为II类场地，依此查得： 特征周期Tg0.35s，水平地震影响系数最大值=0.08,阻尼比=0.054.5 横向框架侧移刚度的计算4.5.1 梁柱侧移刚度1)梁线刚度ib的计算:轴梁为中框架，I=2Ib ,各层梁截面均相同。AB、CD跨梁ib =2EI/L=23.00107kN/m2(1/12) 0.30m(0.60m)3/7.0m=0.46105kN/mBC跨梁ib =2EI/L=23.00107kN/m2(1/12) 0.30m(0.60m)3/2.1m=1.54105kN/m2)柱线刚度ic的计算:首层柱Ic =EI/L=3.00107kN/m2(1/12) (0.60m)4/3.6m=0.90105kN/m 二至六层柱Ic =EI/L=3.00107kN/m2(1/12) (0.60m)4/3.3m=0.98105kN/m 3)相对线刚度i的计算:令二至六层柱线刚度i=1.0，则首层柱I=0.90105kN/m/0.98105kN/m=0.92AB、CD跨梁I=0.46105kN/m /0.98105kN/m=0.47BC跨梁I=1.54105kN/m /0.98105kN/m=1.57同理可得边框架梁的相对线刚度为I=0.47（1.5/2.0）=0.37I=1.57（1.5/2.0）=1.18考虑到整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取I=2I0，对边框架取I=1.5I0。I0为矩形截面框架梁惯性矩。根据以上结果，可得可以得出横梁、柱的线刚度如表4、表5、表6表 4 梁截面特征计算表（中框架梁）Table 4 Beam cross section characteristic calcuulaction table (The freame beam)层数混凝土强度梁编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模量E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/Nmm相对线刚度i1-6C30AB3006007000300005.41094.6210100.47C30BC3006002100300005.410915.410101.57C30CD3006007000300005.41094.6210100.470表 5 梁截面特征计算表（边框架梁）Table 5 Beam cross section characteristic calcuulaction table (The side beam)层数混凝土强度梁编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模量E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/Nmm相对线刚度i1-6C30AB3006007000300005.41093.46510100.37C30BC3006002100300005.410911.5710101.18C30CD3006007000300005.41093.46510100.37表 6 柱截面特征计算表Table 6 Column section characteristic calcuulaction table层数混凝土强度柱编号截面h/mm截面h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/Nmm相对线刚度i1C30ABCD6006003600300001.0810100.9010110.922-6C30ABCD6006003300300001.0810100.9810111.00图 9 框架梁柱相对线刚度Fig 9 Beam-column stiffness relative line4.5.2 D值计算1)中框架柱侧移刚度计算:Di=c(12ic/h2) (1)一般层a.边柱k=(0.47+0.47)/(21.0)=0.47;c=0.47/(0.47+2.0)=0.190b.中柱k=(0.47+0.47+1.57+1.57)/(21.0)=2.04;c=2.04/(2.04+2.0)=0.505(2)首层a.边柱k=0.47/0.92=0.51;c=（0.5+0.51）/(0.51+2.0)=0.402b.中柱k=(0.47+1.57)/0.92=2.22;c=（0.5+2.22）/(2.22+2.0)=0.6452)边框架柱侧移刚度计算:(1)一般层a.边柱k=(0.37+0.37)/(21.0)=0.37;c=0.37/(0.37+2.0)=0.156b.中柱k=(0.37+0.37+1.18+1.18)/(21.0)=1.55;c=1.55/(1.55+2.0)=0.437(2)首层a.边柱k=0.37/0.92=0.40;c=（0.5+0.40）/(0.40+2.0)=0.375b.中柱k=（0.37+1.18）/0.92=1.68;c=（0.5+1.68）/(1.68+2.0)=0.592计算结果如下表8、表9：表 7 中框架柱侧移刚度D值Table 7 The lateral stiffness of frame column D value边柱层次kcic/(105kNm)h/mDi/(105kNm)根数2-60.470.1900.983.30.2051791210.510.4020.903.60.33500012中柱2-62.040.5050.983.30.5453443521512.220.6450.903.60.537515Di/(105kNm)2-610.6422112.0825表 8 边框架柱侧移刚度D值Table 8 Side frame column lateral stiffness value D边柱层次kcic/(105kNm)h/mDi/(105kNm)根数2-60.370.1560.983.30.16846410.400.3750.903.60.312504中柱2-61.550.5920.983.30.471912411.680.5920.903.60.493334Di/(105kN/m)2-62.5614513.22330表 9 横向框架层间侧移刚度Table 9 Transverse frame lateral stiffness between the layers层次123456Di/(kNm)1530580132036513203651320365132036513203654.6 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.6.1 横向自振周期计算1)结构顶点的假想侧移计算:把G 7折算到主体结构的顶层Ge =G 7(1+3/23.3/20.1)=1198.07(1+3/23.3/20.1)=1493.12kN先由式计算楼层剪力，再由式计算层间相对位移，最后由式计算结构的顶点位移。见表。=/Di表 10 结构顶点的假想侧移计算Table 10 Vertex calculation and imaginary lateral structure层次Gi/ kNDi/(kN/m)/m/m66134.796134.7913203650.004650.0752254419.310554.0913203650.007990.0705744419.314973.3913203650.011340.0625834419.319392.6913203650.014690.0512424419.323811.9913203650.018030.0365514530.5128342.515305800.018520.01852取T =0.7由上表知道=0.075mT1=1.7T =0.335s 4.6.2 横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算1)水平地震作用及楼层地震剪力的计算:本结构重量和刚度分布均匀，高度不超过40m，变形以剪切型为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。根据设计条件，设防烈度7，II类场地，查表可得Tg0.35s，=0.08,=0.05结构总水平地震作用标准值FEk按下式计算：因为 T1=0.3351.4Tg=1.40.350.495s 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数为：1= =0.08 结构等效总重力荷载为 Geq=0.85 Gi=0.8523840.33kN =20264.28 kN 2)各楼层水平地震作用标准值:不考虑顶部附加地震作用FEk=1 Geq=0.0820264.28 kN=1621.14 kNFi=1621.14结果见表11 表 11 横向水平地震作用标准值及地震剪力（kN）Table 11 Lateral horizontal seismic action standard values and the earthquake shear force (kN)层次73.323.41198.0728034.840.08129.69129.6963.320.14641.6793297.570.269436.09565.7853.316.84419.374244.240.214346.92912.743.313.54419.359660.550.172278.841191.5433.310.24419.345076.860.130210.751402.2923.36.94419.330493.170.088142.661544.9513.63.64530.5116309.840.04776.191621.1432466.98347117.071.0001621.14各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图图 10 横向水平地震作用标准值Fig 10 Lateral horizontal seismic action standard3)多遇地震作用下的弹性位移验算:在多遇地震作用时，水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算，各层间弹性位移角均应满足位移角限值=1/550的要求，计算结果见表12 水平地震作用下框架结构的层间位移顶点位移分别为过程见表层间弹性位移角满足1/2821=1/550表 12 位移验算Table 12 Lateral calculation层次6565.7813203650.0004293.31/76925912.713203650.0006913.31/477641191.5413203650.0009023.31/365931402.9513203650.0010623.31/310721544.