工民建毕业设计和施工组织设计---多层学生公寓楼设计

1 目 录 中文摘要 1 英文摘要 2 1 引言与工程概况 . 3 1.1 引言 . 3 1.2 设计课题 . 3 1.3 建筑场地 . 3 1.4 场地地质情况 . 3 1.4.1 地层特征 . 4 1.4.2 地下水 . 4 1.4.3 持力层的初步选择 . 4 1.5 抗震设防要求 . 4 1.6 其他施工要求 . 4 2 结构初步设计 . 5 2.1 轴网尺寸及层高的初步设计 . 5 2.2 梁截面尺寸初步设计 . 5 2.3 柱截面尺寸初步设计 . 5 2.3.1 中柱 . 5 2.3.2 边柱 . 6 2.3 楼板尺寸初步设计 . 6 2.4 材料的初步选择 . 6 2.5 建筑方案的设计 . 6 2.6 横向框架计算简图 . 6 3 重力荷载计算 . 7 3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 . 7 3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 . 7 3.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算 . 8 3.4 重力荷载代表值 (各层 Gi) . 11 4 框架侧移刚度计算 . 13 4.1 框架梁柱线刚度 . 13 4.1.1 框架梁线刚度 ib . 13 4.1.2 柱线刚度 ic . 13 4.2 框架柱侧移刚度 D 值 . 13 5 横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算 . 16 5.1 横向自振周期计算 . 16 5.2 水平地震作用及楼层剪力计算 . 16 5.3 水平地震作用下的位移计算 . 17 5.4 水平地震作用下框架内力计算 . 18 6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 . 21 6.1 计算单元 . 21 6.2 荷载计算 . 21 6.2.1 屋面恒载： . 21 2 6.2.2 恒载 1 5 层： . 22 6.2.3 活荷载计算： . 22 6.2.4 屋面雪载： . 23 6.2.5 1 5 层活荷载： . 23 6.2.6 荷载所引起的各层弯矩 . 23 6.3 内力计算 . 26 6.3.1 恒载二次弯矩分配： . 26 6.3.2 活载二次弯矩分配 . 27 6.3.3 雪载二次弯矩分配 . 29 6.3.4 竖向荷载作用下的框架弯矩图 . 30 6.4 荷载作用下梁端剪力及柱轴力 . 30 6.4.1 恒载作用下梁端剪力及柱轴力 . 31 6.4.2 活载作用下梁端剪力及柱轴力 . 31 6.4.3 雪载作用下梁端剪力及柱轴力 . 31 6.5 横向框架内力计算 . 31 6.5.1 结构抗震等级 . 31 6.5.2 框架梁柱内力组合 . 32 6.5.3 内力组合计算说明 . 38 7 梁、柱、楼板截面设计 . 43 7.1 框架梁 . 43 7.1.1 梁正截面受弯承载力计算 . 43 7.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 . 45 7.2 框架柱 . 46 7.2.1 剪跨比和轴压比验算 . 46 7.2.2 柱正截面承载力计算 . 47 7.2.3 柱斜截面受剪承载力计算 . 55 7.3 框架 梁柱节点核芯区截面抗震验算 . 58 7.3.1 节点核芯区组合剪力值计算 . 58 7.3.2 节点核心区截面有效宽度计算 . 58 7.3.3 节点核心区最小截面尺寸验算 . 58 7.3.4 节点核心区截面抗震验算 . 58 7.4 楼板 . 59 7.4.1 双向板 . 59 7.4.2 单向板 . 61 8 基础设计 . 62 8.1 地基承载力修正 . 62 8.2 C 柱柱底最不利荷载 . 62 8.3 基底尺寸确定 . 63 8.4 验算荷载偏心距和最大压力 . 63 8.5 抗冲切验算 . 64 8.6 配筋计算 . 64 9 楼梯设计 . 67 9.1 楼梯板设计 . 68 3 9.1.1 荷载设计 . 68 9.1.2 截面设计 . 68 9.2 平台板设计 . 69 9.2.1 荷载设计 . 69 9.2.2 截面设计 . 69 9.3 平台梁设计 . 70 9.3.1 荷载设计 . 70 9.3.2 截面设计 . 70 10.PKPM 电算数据 . 72 10.1 txt 文件数据生成 . 72 10.2 内力图 . 81 10.3.1 弯矩包络图 . 81 10.3.2 轴力包络图 . 82 10.3.3 剪力包络图 . 83 10.3.4 内力包络图 . 84 10.3 配筋图 . 84 10.3.1 框架梁柱配筋图 . 84 10.3.2 框架梁平法施工图 . 84 10.3.3 板施工图 . 84 11 施工组织设计 . 85 11.1 编制依据和原则 . 85 11.1.1 编制依据 . 85 11.1.2 编制原则 . 85 11.1.3 本工程采用的技术规范 . 85 11.2 工程概况及施工特点 . 86 11.2.1 工程概况 . 86 11.2.2 工程特点 . 86 11.3 施工部署及施工准备 . 86 11.3.1 施工管 理目标 . 86 11.3.2 施工现场项目组织机构 . 86 11.3.3 施工顺序安排 . 87 11.4 施工进度计划 . 87 11.4.1 施工进度安排原则 . 87 11.4.2 施工进度计划 . 87 11.4.3 施工进度计划保证措施 . 87 11.5 主要分部分项工程施工方案 . 88 11.6 地下管线及其他地上地下设施的加固防护措施 . 89 11.7 保证工期、质量、安全、文明施工和减少 扰民的技术措施 . 89 11.7.1 保证工期的技术措施 . 89 11.7.2 保证质量的技术措施 . 90 11.7.3 确保安全生产 的技术组织措施 . 93 11.7.4 保证文明施工，减少扰民降低环境污染和噪音的措施 . 95 11.8 雨季及高温施工措施 . 96 4 11.8.1 雨季施工措施 . 96 11.8.2 高温施工措施 . 96 11.9 施工进度计划横道图 . 96 11.10 施工现场总平面布 置图 . 97 结论 . 98 致谢 . 98 参考文献 . 99 1 多层学生 公寓楼设计 摘要 ： 本设计主要进行了结构方案中横向框架 2 轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算 ,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。 关键词 ： 建筑设计， 结构，组合，内力 2 Abstract: The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords: architectural design, struactral, collocation, internal force 3 1 引言与 工程概况 1.1 引言 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段 ,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程 ,是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为 多层学生公寓楼 设计。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计 ，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的 整理 ， 并用电脑绘图 并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力 。在绘图时熟练掌握了 AutoCAD，天正 ， 及 PKPM 以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 1.2 设计课题 设计 要求为 多层学生公寓， 采用 框架结构。 拟定设计 6 层。 1.3 建筑场地 建筑场地平面如图 1.1 所示： 图 1.1 1.4 场地地质情况 4 1.4.1 地层特征 (见表 1.1) 表 1.1 层 地层名称 状态 地层包含物 层厚 地基承载力特征值akfm kpa A 杂填土 可塑 黑灰色，含少量碎砖 1.0 1.3 85 B 粉质粘土 可塑 黄灰色 ，含氧化铁 0.9 1.1 145 C 粘土 硬塑 褐黄色，含少量氧化铁、锰铁结核 10.0 290 C 砂岩强风化 坚硬 棕红色，含风化砂岩颗粒 未钻穿 380 1.4.2 地下水 上层滞水，主要分布于上部填土层中，水量中等，对混凝土无侵蚀性。 1.4.3 持力层的初步选择 拟建筑物建议其基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取 290 kpa，压缩模量取 15 Mpa。 1.5 抗震设防要求 建筑物位于合肥地区。拟建场地地面平坦。抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值 0.1g，设 计地震第一组，场地类别为 类。 1.6 其他施工要求 基础开挖时，严禁坑底被水浸泡或暴晒 5 2 结构初步设计 2.1 轴网尺寸 及层高的 初步设计 轴网尺寸 初步设计 如图 2.1 所示： 图 2.1 层高拟定位 2 6 层 3.3m； 1 层柱算至基础顶面，设层高为 4.3，实际使用层高为 3.3m。 2.2 梁截面尺寸初步设计 主梁高度取跨度的 1/8 1/12 次梁高度取跨度的 1/12 1/18 梁宽为梁高的 1/3 1/2 故 6m 跨度方向 主梁 ， 取 梁高 为 h 550mm； 梁宽 b 250mm； 3.9m 跨度方向 主梁 ， 取梁高为 h 400mm；梁宽 b 250mm； 3.9m 跨度方向次梁，取梁高为 h 300mm；梁宽 b 250mm； 2.3 柱截面尺寸初步设计 F 为验算柱的负荷面积 ( 2m )； cf为混凝土轴心抗压强度设计值 ( 2/N mm )； 为地震及中柱、边 柱的相关调整系数， 7 度中柱取 1，边柱取 1.1； G 为结构单位面积竖向荷载，根据经验多层框架建筑约为 12 18 2/kN m 为轴压比限制，三级框架结构取 0.9 2.3.1 中柱 2 3( 0 . 1 ) 1 0ncGFAa f 31 4 3 . 9 6 6 11 4 . 3 ( 0 . 9 0 . 1 ) 1 0 0.17 2m 6 A C F H拟定 中柱 尺寸为 b h=500mm 500mm 0.25 2m 2.3.2 边柱 2 3( 0 . 1 ) 1 0ncGFAa f 31 4 3 . 9 6 0 . 5 6 1 . 11 4 . 3 ( 0 . 9 0 . 1 ) 1 0 0.085 2m 拟定边柱尺寸为 b h 400mm 400mm 0.16 2m 2.3 楼 板尺寸初步设计 板常用尺寸为 80mm 120mm，拟选用 100mm 混凝土板 为楼面板、屋面板 。 2.4 材料的初步选择 拟使用 HRB 330 热轧钢筋作为梁、柱、基础的受力钢筋。 使用 HPB 235 圆钢为板钢筋、箍筋。 拟使用 C30 混凝土，用于梁、柱、基础。 使用 C25 混凝土，用于 楼 板。 2.5 建筑方案的设计 详见建筑平面图，立面图，剖面图等。 2.6 横向框架计算简图 见图 2.2 图 2.2 7 3 重力荷载计算 3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（不上人） 30 厚细石混凝土保护层 22 0.03 0.66kN/ 2m 三毡四油 防 水层 0.4 kN/ 2m 20 厚水泥砂浆找平层 20 0.02 0.4 kN/ 2m 150 厚水泥蛭石保温层 5 0.15 0.75 kN/ 2m 100 厚钢筋混凝土 楼 板 25 0.1 2.5 kN/ 2m 4.71 kN/ 2m 楼面（ 1 6 层楼面） 100 厚钢筋混凝土板 25 0.1 2.5 kN/ 2m 瓷砖地面 0.55 kN/ 2m 20 厚水泥砂浆天花板摸面 20 0.02 0.4 kN/ 2m 3.45 kN/ 2m 3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 楼面活荷载 2.0 kN/ 2m ( 浴室、厕所，盥洗室 2.0 kN/ 2m ； 走廊、门庭、楼梯 2.0 kN/ 2m ； 阳台 2.5 kN/ 2m ； ） 屋面雪荷载 0.6 kN/ 2m 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/ 2m 8 3.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算 梁柱 （见表 3.1） 表 3.1 楼层 构件 B h g L1 n Gi Gi M m 3/kN m /kN m m kN kN 1 边柱 0.4 0.4 25 1.1 4.4 4.3 44 832.48 3525.538 中柱 0.5 0.5 25 1.1 6.875 4.3 32 946.00 KL1 0.25 0.45 25 1.05 2.953 16.8 2 99.221 16.6 12 588.538 16.2 2 95.677 15.1 2 89.181 KL2 0.25 0.3 25 1.05 1.05 3.5 34 234.281 3.45 4 27.172 3.4 30 200.838 CL1 0.25 0.2 25 1.05 1.313 3.65 65 311.509 CL2 0.25 0.2 25 1.05 1.313 3.65 21 100.641 2、 3 边柱 0.4 0.4 25 1.1 4.4 3.3 44 638.88 3132.812 中柱 0.5 0.5 25 1.1 6.875 3.3 32 726.00 KL1 0.25 0.45 25 1.05 2.953 16.8 2 99.221 16.6 12 588.538 16.2 4 191.354 KL2 0.25 0.3 25 1.05 1.05 3.5 34 234.281 3.45 4 27.172 3.4 30 200.838 CL1 0.25 0.2 25 1.05 1.313 3.65 65 311.509 CL2 0.25 0.2 25 1.05 1.313 3.65 24 115.019 4 6 边柱 0.4 0.4 25 1.1 4.4 3.3 40 580.80 3093.535 中柱 0.5 0.5 25 1.1 6.875 3.3 32 726.00 KL1 0.25 0.45 25 1.05 2.953 16.8 2 99.221 16.6 16 784.317 KL2 0.25 0.3 25 1.05 1.05 3.5 34 234.281 3.45 4 27.172 3.4 30 200.838 CL1 0.25 0.2 25 1.05 1.313 3.65 68 325.887 CL2 0.25 0.2 25 1.05 1.313 3.65 24 115.019 9 板 （见表 3.2） 表 3.2 楼层 S Gi 2m kN/ 2m kN 1 1214.538 3.45 1 4190.156 2、 3 1168.050 3.45 1 4029.773 4、 5、 6 1183.794 3.45 1 4087.089 楼梯 （见表 3.3） 表 3.3 S h Gi 2m m kN/ 2m kN 15.12 0.15 25 56.7 门窗 （见表 3.4） 表 3.4 门窗标 号 S 数量 2m 1 层 2、 3 层 4 6 层 木门0.2kN/ 2m M1 0.9 2 1.8 44 50 50 M2 1.8 2.5 4.5 1 0 0 M3 2.1 1.5 3.15 2 0 0 铝合金门窗0.4kN/ 2m TLM1 1.8 2.3 4.14 23 23 26 C1 2.1 1.6 3.36 0 3 0 C2 1.5 1.8 2.7 2 2 2 C3 1.6 2.1 3.36 4 4 4 G 63.624 67.656 68.592 墙体 外墙： 240 粘土空心砖 20mm 水泥砂浆抹面 20mm 水泥砂浆 找平，外墙涂料 15 0.24 17 0.02 17 0.02 4.28 kN/ 2m 内墙： 240 粘土空心砖 双侧 20mm 水泥砂浆抹面 15 0.24 17 0.02 2 4.28 kN/ 2m 卫生间墙： 240 粘土空心砖 20mm 水泥砂浆抹面 瓷砖饰面 15 0.24 17 0.02 0.55 4.49 kN/ 2m 10 图 3.1 独立卫生间墙体面积（ 见图 3.1） 2.9 2.27 3 5.22 2.75 1.67 2 1.8 2 27.828 2m 一层墙体 S 竖墙 5.62.7530 22.7 3.66323 4.1423 3.6634 3.364 4.3734 1.672.754 1.82 3.6632 0.6832 737.65 2m G 竖墙 737.65 4.28 3157.142 kN 独立卫生间墙体 27.828 21 4.49 2623.902 kN 2.75 1.67 3 4.28 58.968 kN M1,M2 上墙体 (3.5 2.9 3-10.45) 4.28 85.6kN =5455.859 kN 二、三层墙体 相对一层墙体增加 3 27.828 4.49 2.75 1.67 4.28 (3.5 2.9 3.6) 3 4.28 4.05 2.75 2 4.28 534.626 kN 3157.142 2623.902 58.968 534.626 6374.638 kN 四、五、六层墙体 相对一层增加 3 27.828 4.49 2.75 1.67 4.28 355.187 kN (5.65 2.75 2 3.66 3 3 4.14 3) 4.28 220.827 kN =3157.142 2623.902 58.968 355.187 220.827 6416.026 kN 11 3.4 重力荷载代表值 (各层 Gi) G1 (梁柱 ) 3525.538 (板 ) 4029.773 (楼梯 ) 56.7 2 (门窗 ) 50 1.8 0.2 23 4.14 0.4 (2.7 2 3.36 4 3.36 3) 0.4/2 (2.7 2 3.36 4) 0.4/2 (墙体 ) 5 4 5 5 . 8 5 9 + 6 3 7 4 . 6 3 82 13649.600 kN G2 (梁柱 ) 3132.812 (板 ) 4029.773 (楼梯 ) 56.7 2 (门窗 ) 50 1.8 0.2 23 4.14 0.4 (2.7 2 3.36 4 3.36 3) 0.4 2/2 (墙 ) 6374.638 13718.279 kN G3 (梁柱 ) 3132.812 (板 ) 4087.089 (楼梯 ) 56.7 2 (门窗 ) 50 1.8 0.2 26 4.14 0.4 (2 2.7 4 3.36) 0.4/2 (2.7 2 3.36 4 3.36 3) 0.4/2 (墙 ) (6374.638 6416.026)/2 13799.241 kN G4 (梁柱 ) 3093.535 (板 ) 4087.089 (楼梯 ) 56.7 2 (门窗 ) 50 1.8 0.2 (26 4.14 2 2.7 3.3 4) 0.4 (墙 ) 6416.026 13778.546 kN G5 (梁柱 ) 3093.535 (板 ) 4087.089 (楼梯 ) 56.7 (门窗 ) 50 1.8 2 (26 4.14 2 2.7 3.3 4) 0.4 (墙 ) 6416.026 13721.846 kN G6 (梁 ) 99.221 78.317 234.281 27.172 200.838 325.887 115.019 12 (柱 ) 4.4 40 (3.3/2 0.5) 6.875 32 3.3/2 (板 ) (18 0.24) (66.3 0.24) 4.71 (楼梯 ) 0 (门窗 ) (26 4.14 2 2.7 3.36 4) 0.4/2 (墙 ) 6416.026/2 (女儿墙 ) 0.5 (3.9 0.4) 17 2 (6 0.4) 3 2 4.28 11098.486 kN 重力荷载代表值简图 （见图 3.2） G 1=13649.600 kNG 2=13718.279 kNG 3=13799.241 kNG 4=13778.546 kNG 5=13721.846 kNG 6=11098.486 kN图 3.2 13 K 1 K 2K 3 K 4K 54 框架侧移刚度计算 4.1 框架梁柱线刚度 4.1.1 框架梁线刚度 ib（见表 4.1） 表 4.1 类别 Ec b h 0Il 0 /EcI l1.50 /EcI l20 /EcI l2/N mm 2mm 4mm mm N. 2mm N. 2mm N. 2mm 中横梁 3.0 410 250 550 3.466 910 6000 1.733 1010 3.466 1010 边横梁 3.0 410 250 550 3.466 910 6000 1.733 1010 2.6 1010 轴线中横梁 3.0 410 250 550 3.466 910 4500 2.311 1010 4.622 1010 4.1.2 柱线刚度 ic（见表 4.2） 表 4.2 类别 hc Ec b h Ic /CEcI hc mm 2/N mm 2mm 4mm N.mm 2 6 层中柱 3300 3.0 410 500 400 5.208 910 4.735 1010 2 6 层边柱 3300 3.0 410 400 400 2.133 910 1.939 1010 1 层中柱 4300 3.0 410 500 500 2.208 910 3.633 1010 1 层边柱 4300 3.0 410 400 400 2.133 910 1.488 1010 4.2 框架柱侧移刚度 D 值 中柱框架侧移刚度 D 值 1 2 3 42CK K K KK K 3.466 42 4.735 1.464 2 KK 1.4641.464 2 0.423 图 4.1 14 212CiD h 22070.579 中框架柱侧移刚度 D 值 （见表 4.3） 表 4.3 轴线 类型 边柱 中柱 K D K D 其他 轴线 1 层 1.938 0.619 5978 1.908 0.616 14528 2 6 层 1.788 0.472 10085 1.464 0.423 22071 轴 1 层 3.106 0.643 6212 2.260 0.645 15209 2、 3 层 2.384 0.544 11618 1.708 0.461 24034 边框架柱侧移刚度 D 值 （见表 4.4） 表 4.4 类型 边柱 中柱 K D K D 1 层 1.747 0.600 5791 3.495 0.727 7021 2 6 层 1.341 0.401 8576 2.682 0.573 12238 楼梯间柱侧移刚度 D 值 （见表 4.5） 表 4.5 类型 边柱 中柱 K D K D 1 层 1.747 0.600 5791 1.670 0.591 13941 2 6 层 1.341 0.401 8576 1.281 0.390 20349 各层 D 值（见表 4.6） 表 4.6-1 中框架柱 轴线中框架柱 中层 边柱 底层 边柱 中层 中柱 底层 中柱 中层 边柱 底层 边柱 中层 中柱 底层 中柱 D 10085 5978 22071 14528 11618 6212 24304 15209 1 26 26 2 2 2、 3 26 26 2 2 4 6 28 28 15 表 4.6-2 边框架柱 楼梯间柱 D 中层 边柱 底层 边柱 中层 中柱 底层 中柱 中层 边柱 底层 边柱 中层 中柱 底层 中柱 D 8576 5791 12238 7021 8576 5791 20349 13941 1 4 4 4 4 706174 2、 3 4 4 4 4 1106316 4 6 4 4 4 4 1099324 12706174 0 . 6 3 8 0 . 71106316DD 由于12DD 0.7 是 高层 混凝土建筑 规范 ，普通多层框架略小于 0.7，也可视为满足要求。 16 5 横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算 5.1 横向自振周期计算 结构顶点的假想侧移计算 （见表 5.1） 表 5.1 层次 Gi Gi Di iu iu kN kN kN/m m m 6 11098.486 11098.486 1099324 0.0101 0.2879 5 13721.846 24820.332 1099324 0.0226 0.2778 4 13778.546 38598.878 1099324 0.0351 0.2552 3 13799.241 52398.119 1106316 0.0474 0.2201 2 13718.279 66116.398 1106316 0.0598 0.1727 1 13649.600 79765.998 706174 0.1130 0.1130 结构所在场地为 7 度设防，第一组，类场地 gT 0.35s max 0.08 101 . 7 1 . 7 0 . 7 0 . 2 8 7 9 0 . 6 4Tu s 5.2 水平地 震 作用及楼层剪力计算 本设计中，结构高度不超过 40m，质量刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可以用底部剪力法计算水平地震左右 gT1T5gT0 . 9m a x10 . 90 . 8 50 . 3 50 . 0 8 0 . 8 5 7 9 7 6 5 . 9 9 80 . 6 43 1 5 0 . 8 3 7gE k iTFGTkN 1.4gT 0.35 1.4 0.491T故考虑顶部附加水平地震作用 n 0.081T 0.07 0.08 0.64 0.07 0.121 n EkF 0.121 3150.837 381.251 kN 17 各质点的水平地震作用 11iii E k nsjjjGhFFGh各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算 （见表 5.2） 表 5.2 楼层 Hi Gi GiHi 1iisjjjGhGhFi Vi m Kn kN.m kN kN 6 20.8 11098.486 230848.509 0.236 1033.654 1033.654 5 17.5 13721.846 240132.305 0.245 678.640 1712.293 4 14.2 13778.546 195655.353 0.200 552.943 2265.237 3 10.9 13799.241 150411.727 0.153 425.080 2690.316 2 7.6 13718.279 104258.920 0.106 294.647 2984.963 1 4.3 13649.600 58693.280 0.060 165.874 3150.837 各质点水平地震作用及楼层 地震剪力沿高度方向的分布图 F 1F 2F 3F 4F 5F 6V 6V 5V 4V 3V 2V 1图 5.1 5.3 水平地震作用下的位移计算 横向水平地震作用下的位移计算 （见表 5.3） 表 5.3 层次 Vi Di iiVu D hi C iuh kN kN/m m m 18 6 1033.654 1099324 0.00094 3.3 1/3510 5 1712.293 1099324 0.00156 3.3 1/2119 4 2265.237 1099324 0.00206 3.3 1/1601 3 2690.316 1106316 0.00243 3.3 1/1357 2 2984.963 1106316 0.00270 3.3 1/1223 1 3150.837 706174 0.00446 4.3 1/964 C iuh 满足 1/550 要求 楼层的最小水平地震剪力标准值验算 （见表 5.4） 1T3.5 s =0.016 表 5.4 楼层 Gi Gi 1njj G jVkN kN kN kN 6 11098.486 11098.486 0.016 177.576 1033.654 5 13721.846 24820.332 0.016 397.125 1712.293 4 13778.546 38598.878 0.016 617.582 2265.237 3 13799.241 52398.119 0.016 838.370 2690.316 2 13718.279 66116.398 0.016 1057.862 2984.963 1 13649.600 79765.998 0.016 1276.256 3150.837 5.4 水平地震作用下框架内力计算 以轴线横向框架为例，进行水平地震作用下框架内力计算 A 柱 （ 见表 5.5） 表 5.5 楼层 hi Vi Di ijDijVK y bijMuijMm kN kN/m kN/m kN kN.m kN.m 6 3.3 1033.654 1099324 10085 9.483 1.788 0.39 12.20 19.09 5 3.3 1712.293 1099324 10085 15.708 1.788 0.45 23.33 28.51 4 3.3 2265.237 1099324 10085 20.781 1.788 0.49 33.60 34.97 3 3.3 2690.316 1106316 10085 24.524 1.788 0.50 40.47 40.47 2 3.3 2984.963 1106316 10085 27.210 1.788 0.50 44.90 44.90 1 4.3 3150.837 706174 5978 26.673 1.938 0.60 68.82 45.88 A 柱 y 修正值 （见表 5.6） 19 0 1 2 3y y y y y 表 5.6 楼层 0y1y2y3yy 6 0.39 0 0 0 0.39 5 0.45 0 0 0 0.45 4 0.49 0 0 0 0.49 3 0.50 0 0 0 0.50 2 0.50 0 0 0 0.50 1 0.60 0 0 0 0.60 C 柱 （见表 5.7） 表 5.7 楼层 Hi Vi Di ijDijVK y bijMuijMM kN kN/m kN/m kN kN.m kN.m 6 3.3 1033.654 1099324 22071 20.753 1.464 0.37 25.34 43.14 5 3.3 1712.293 1099324 22071 34.378 1.464 0.45 51.05 62.40 4 3.3 2265.237 1099324 22071 45.479 1.464 0.47 70.54 79.54 3 3.3 2690.316 1106316 22071 53.672 1.464 0.50 88.56 88.56 2 3.3 2984.963 1106316 22071 59.550 1.464 0.50 98.26 98.26 1 4.3 3150.837 706174 14528 64.822 1.908 0.60 167.24 111.49 C 柱 y 修正值 （见表 5.8） 0 1 2 3y y y y y 表 5.8 楼层 0y1y2y3yy 6 0.37 0 0 0 0.37 5 0.45 0 0 0 0.45 4 0.47 0 0 0 0.47 3 0.50 0 0 0 0.50 2 0.50 0 0 0 0.50 1 0.60 0 0 0 0.60 水平地震作用下梁端弯矩，剪力及柱轴力标准值计算 （见表 5.9） 表 5.9 20 楼层 AC 跨 CF 跨 柱轴力 lbM rbM l Vb lbM rbM l Vb A 柱 C 柱 kN.m kN.m m kN kN.m kN.m m kN kN kN 6 19.09 21.57 6 6.78 21.57 21.57 6 7.19 -6.78 -7.19 5 40.71 43.87 6 14.10 43.87 43.87 6 14.62 -20.87 -21.81 4 58.30 65.30 6 20.60 65.30 65.30 6 21.77 -41.47 -43.58 3 74.07 79.55 6 25.60 79.55 79.55 6 26.52 -67.08 -70.09 2 85.36 93.41 6 29.80 93.41 93.41 6 31.14 -96.87 -101.23 1 90.77 104.88 6 32.61 104.88 104.88 6 34.96 -129.48 -136.19 柱轴力中负号表示拉力，当为左震作用时，对应的右侧两根柱为压力 地震作用下梁端、柱端弯矩剪力（见图 5.2） 6 8. 824 5. 884 4. 904 4. 904 0. 474 0. 473 3. 603 4. 972 3. 332 8. 511 2. 201 9. 091 6 7 .241 1 1 .499 8. 269 8. 268 8. 568 8. 567 0. 547 9. 545 1. 056 2. 404 3. 142 5. 349 0. 771 0 4 .888 5. 369 3. 417 4. 077 9. 555 8. 306 5. 304 3. 874 0. 711 9. 092 1. 571 0 4 .881 0 4 .889 3. 417 9. 556 5. 304 3. 872 1. 57- 12 9. 48- 9 6 .87- 6 7 .08- 4 1 .47- 2 0 .87- 6. 78 - 7. 19- 2 1 .81- 4 3 .58- 7 0 .09- 10 1. 23- 13 6. 19V =3 2. 61V =2 9. 80V =2 5. 60V =2 0. 60V =1 4. 10V = 6 .78 V = 7 .19 V =1 4. 62 V =2 1. 77V =2 6. 52V =3 1. 14V =3 4. 96框架弯矩图 梁端剪力及柱轴力图图 5.2 21 P 1 P 3 P 2 P 4 P 4 P 2 P 3 P 1q 4q 4q 1q 2 q 2q 3q 16 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 仅计算 横向框架内力 6.1 计算单元 （见图 6.1） 图 6.1 6.2 荷载计算 6.2.1 屋面 恒载： (KL1) 1q 2.95 kN/m (双向板 ) 2q 2 4.71 1.95 18.37 kN/m (双向板 ) 3q 2 4.71 1.2 11.30 kN/m (板 ) 1P 3 .9 1 .5 4 .7 12 (KL2) 3.9 1.969 (女儿墙 ) 0.5 3.9 4.28 29.80 kN (板 ) 2P (3.9 1.8/2 3.9 3.9/4) (KL2) 3.9 1.969 42.12 kN 22 (板 ) 3P (3.9 1.5/2 0.5 3.9 3.9/2) 4.71 (KL2) 3.9 1.313 36.81 kN (板 ) 43 . 9 1 . 5 1 . 23 . 9 1 . 8 4 . 7 122P (CL1) 3.9 1.313 36.91 kN 6.2.2 恒载 1 5 层： (KL1) 1q=2.95 kN/m (双向板 ) 2q 2 3.45 1.95 13.46 kN/m (双向板 ) 3q 2 3.45 1.2 8.28 kN/m (墙 ) 4q 4.28 2.75 11.77 kN/m (板 ) 1P 3 .9 1 .5 3 .4 52 (KL2) 3.9 1.969 17.77 kN (板 ) 2P (3.9 1.8/2 3.9 3.9/4) 3.45 (KL2) 3.9 1.969 (墙 ) 4.49 2.9 2.4 0.5 4.49 (3 1.8 1.8) (门 ) 0.5 1.8 0.2 73.63 kN (板 ) 3P (3.9 1.5/2 0.5 3.9 3.9/2) 3.45 (KL2) 3.9 1.313 (墙 ) 4.28 (3.9 3-4.14) (TLM1) 0.4 4.14 62.34 kN (板 ) 43 . 9 1 . 5 1 . 23 . 9 1 . 8 3 . 4 522P (CL1) 3.9 1.313 (墙 ) 4.49 (3 3.9 1.8) 0.5 4.49 (3 1.8 1.8) (门 ) 0.5 1.8 0.2 1.8 0.2 82.69 kN 6.2.3 活荷载计算： 屋面 活载 23 1P 3.9 1.5 0.5/2 1.46 kN 2P (3.9 1.8/2+3.9 3.9/4) 0.5 3.66 kN 3P (3.9 1.5/2+0.5 3.9 3.9/2) 0.5 3.36 kN 4P 3 . 9 1 . 5 1 . 23 . 9 1 . 8 0 . 522 3.38 kN 2q 2 0.5 1.95 1.95 kN/m 3q 2 0.5 1.2 1.2 kN/m 6.2.4 屋面雪载 ： 1P 3.9 1.5 0.6/2 1.76 kN 2P (3.9 1.8/2+3.9 3.9/4) 0.6 4.39 kN 3P (3.9 1.5/2+0.5 3.9 3.9/2) 0.6 4.04 kN 43 . 9 1 . 5 1 . 23 . 9 1 . 8 0 . 622P 4.05 kN 2q 2 0.6 1.95 2.34 kN/m 3q 2 0.6 1.2 1.44 kN/m 6.2.5 1 5 层活荷载 ： 1P 3.9 1.5 2.5/2 7.31 kN 2P (3.9 1.8/2+3.9 3.9/4) 2 14.63 kN 3P 3.9 1.5 2.5/2+3.9 3.9 2/4 14.92 kN 43 . 9 1 . 5 1 . 23 . 9 1 . 8 222P 13.50 kN 2q 2 2 1.95 7.8 kN/m 3q 2 2 1.2 4.8 kN/m 荷 载总表（见表 6.1） 表 6.1 荷载类别 1P 2P 3P 4P 1q 2q 3q 4q kN kN kN kN kN/m kN/m kN/m kN/m 屋面恒载 29.80 42.12 36.81 36.91 2.95 18.37 11.30 屋面活载 1.46 3.66 3.36 3.38 1.95 1.20 屋面雪载 1.76 4.39 4.04 4.05 2.34 1.44 恒载 1 5 层 17.77 73.63 62.34 82.69 2.95 13.46 8.28 11.77 活载 1 5 层 7.31 14.63 14.92 13.50 7.8 4.80 6.2.6 荷载所