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A239+【五层】5100平米左右框架结构局部六层大学教学楼（开题报告、任务书、计算书、设计图）,a239,平米,左右,摆布,框架结构,局部,大学,教学楼,开题,报告,讲演,呈文,任务书,计算,设计图

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单位代码 学号 分 类 号 密 级 毕 业 设 计文献综述院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 建 筑 系专 业 名 称 土 木 工 程学 生 姓 名指 导 教 师2013 年 3 月 3 日xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 （ 文 献 综 述 ） 第 1 页1文献综述本项目为郑州大学电气工程学院教学楼方案二。采用钢筋混凝土框架结构体系，建筑结构的类别为二类，使用年限为 50 年，总建筑面积为 5100 平方米。框架结构体系是由钢筋混凝土梁、柱节点及基础为主框架，加上楼板、填充墙、屋盖组成的结构形式。框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理，因此在使用上层数受到限制。正是因为如此原因，框架结构适用于办公楼、教学楼、商场、住宅等建筑。本设计的是多层建筑，所以选用框架结构体系较为合理。混凝土结构设计中指出在框架结构中，框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构。框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用，其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料，而国内主要为钢筋混凝土框架，因为钢筋混凝土结构有以下的一些优点：第一：合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件。这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约钢材，降低造价。第二：耐久性和耐火性较好，维护费用低。第三：可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构。第四：现浇钢筋混凝土结构的整体性好，可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”,在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能;同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构。第五：混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 （ 文 献 综 述 ） 第 2 页2因为钢筋混凝土具有这些特点，所以在建筑结构、地下结构、桥梁、隧道、铁路等土木工程中得到广泛应用。混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。但是，钢筋混凝土也存在一些缺点，如自重过大，抗裂性能较差，隔热隔声性能不好，浇注混凝土时需要模板和支撑，户外施工受到季节条件限制，补强修复比较困难。这些缺点在一定程度上限制了钢筋混凝土的应用范围。随着科学技术的发展，钢筋混凝土的这些缺点正在逐步的得到克服和改善。钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有如下优点：(1) 建筑平面布置灵活，分割方便。(2) 整体性、抗震性能好。(3) 传力路线明确。(4) 墙体采用轻质填充材料时，结构自重小。(5) 承重构件与围护构件有明确分工。目前混凝土框架结构已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。但是, 在框架结构仍有一些缺点：如侧向刚度较低、对于较高建筑需要截面尺寸较大的梁、柱才能满足受力和变形的要求。近年来, 随着计算机技术的不断发展, 框架结构的计算精度日益提高, 设计人员的工作强度逐渐降低。在框架结构的设计中, 仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以重视, 以确保设计质量的提高。所以，本次设计仍以手工计算为主，电算校核的方法，以提高基本概念的应用能力，这对于以后的实际工程有现实意义。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过毕业设计，不仅可以温习以前在课堂上学习的专业知识，同时也将学习和体会到建筑结构设计的基本技能和思想。在设计之前必须先充分理解建筑设计的内容，并收集相关的资料如建筑图集、结构计算手册及相关国标规范等，做好准备工作。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 （ 文 献 综 述 ） 第 3 页3读懂建筑设计中的建筑图，如底层及标准层平面图、顶层平面图、主要立面图、剖面图，根据实际情况所选择的建筑方案，满足相关规范的要求考虑到实用、美观、符合教学目的等等各方面要求。结构设计中根据承重框架布置方向的不同，框架的结构布置方案有横向框架承重、竖向框架承重、纵横向框架承重。多层框架是超静定结构，在计算内力之前，必须先确定杆件的截面形状、尺寸和惯性矩。为此，查阅了许多文献资料，包括标准、规范、手册、图集，以及国内外相关书籍、论文，明确了设计路线。结构设计包括结构计算和绘制结构图两方面。结构计算又需完成基础设计、纵横向平面框架结构设计、楼盖设计、楼梯、阳台、雨蓬等结构设计，其中纵横向平面框架结构设计是最重要的，也是最难的。纵横向平面框架结构设计又涉及到框架梁、柱、节点设计，要满足“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计原则。在本次毕业设计中采用手算和电算两种方法，手算采用力矩分配法和 D 值法(计算竖向荷载采用力矩分配法法，计算水平荷载采用 D 值法)来完成，电算采用 PKPM 结构计算软件。最后，将手算与电算的结果比较，相互检验，以提高结构计算的精确度。框架结构房屋的布置应对称、均匀，减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离，减小结构重心和刚度中心之间的距离，以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震作用下结构整体位移和层间位移都较大，容易产生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑，抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外，还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充墙的破坏。毕业设计是集理论与实践为一体，在设计之前作为设计者必须深入实际，调查研究，是大学四年里最重要的实践环节。通过一个完整的毕业设计，在资料查阅，文献综述与阅读，设计思路与方案的确定等方面有了较大的提高，对于相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法有较系统地认识了解。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 （ 文 献 综 述 ） 第 4 页4参考文献1.建筑结构制图标准GB/T50105-20012.建筑结构荷载规范GB5009-20063.混凝土结构设计规范GB50010-20104.建筑地基基础设计规范GB5007-20025.砌体结构设计规范GB5003-20016.建筑抗震设计规范GB5011-20107.结构力学，高等教育出版社，19988.建筑结构构造资料(合订本)，中国建筑工业出版社，1988 年。9.混凝土结构构造手册，中国建筑工业出版社，2002 年。10.地基基础设计手册，上海科技出版社，1998 年。11.混凝土结构设计手册，中国建筑工业出版社，2002 年。单位代码 学号 分 类 号 密 级 毕 业 设 计文献翻译院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 建 筑 系专 业 名 称 土 木 工 程学 生 姓 名指 导 教 师2013 年 3 月 3 日单位代码 学号 分 类 号 密 级 毕 业 设 计设计说明书院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 建 筑 系专 业 名 称 土 木 工 程学 生 姓 名指 导 教 师2013 年 5 月 15 日xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 1 页目录1 结构设计说明1.1 工程概况 .31.2 结构设计方案及布置 .31.3 变形缝的设置 .41.4 构件初估 .41.4.1 柱截面尺寸的确定 .41.4.2 梁尺寸确定 .41.4.3 楼板厚度 .41.5 基本假定与计算简图 .41.5.1 基本假定 .41.5.2 计算简图 .41.6 荷载计算 .51.7 侧移计算及控制 .51.8 内力计算及组合 .51.8.1 竖向荷载下的内力计算 .51.8.2 水平荷载下的计算 .51.8.3 内力组合 .61.9 基础设计 .61.10 施工材料 .61.11 施工要求及其他设计说明 .62 设计计算书 .72.1 设计资料 .72.2 结构布置及计算简图 .82.3 荷载计算 .102.3.1 恒载标准值计算 .102.3.2 活荷载标准值计算 .132.3.3 竖向荷载下框架受荷总图 .132.3.4 重力荷载代表值计算 .192.4 地震作用计算 .222.4.1 横向框架侧移刚度计算 .222.4.2 横向自振周期计算 .252.4.3 横向水平地震力计算 .26.282.4.4 水平地震作用下的位移验算 .282.4.5 水平地震作用下框架内力计算 .292.5 竖向荷载作用框架内力计算 .342.5.1 梁柱端的弯矩计算 .372.5.2 梁端剪力和轴力计算 .482.6 风荷载计算 .502.7 内力组合 .5228 截面设计 .56xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 2 页2.8.1 框架梁的配筋计算（仅以一层梁为例说明计算过程） .572.8.2 框架柱配筋计算 .59283 节点设计 .632.9 楼板设计 .642.9.1 B，D 区格板的计算 .64第一,设计荷载 .64恒载： .64第四,截面设计 .672.9.2 A, C 单向板计算: .682.10 楼梯设计 .692.10.1 踏步板计算 .702.10.2 斜梁设计 .712.10.3 平台板设计 .722.10.4 平台梁的设计 .742.11 基础设计 .772111 独立基础设计 .77b) 基底尺寸的确定 .78C) 确定基础高度 .79d) 基底配筋 .812112 联合基础设计 .852.12 纵向连续梁设计 .902.12.1 荷载计算 .902.12.2 计算简图 .902.12.3 内力计算 .912.12.4 配筋计算 .92xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 3 页目录1.1 工程概况建筑层数主体 5 层，底层层高 4.2m，其它层高 3.9m，阶梯教室底层层高4.2m，其它层高 4.8m，室内外高差 450mm，女儿墙高 1450mm，建筑高度21.68m，建筑面积约 5100m2。1.2 结构设计方案及布置钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的成集中学教学楼采用钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的教学楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。1.3 变形缝的设置在结构总体布置中，为了降低地基沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响，可以设置沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成若干独立的单元。当房屋既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝可以兼做伸缩缝，两缝合并设置。对有抗震设防要求的的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应该符合防震缝的要求，并进可能做到三缝合一。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 4 页1.4 构件初估1.4.1 柱截面尺寸的确定柱截面高度可以取 ，H 为层高；柱截面宽度可以取为1/520h。选定柱截面尺寸为 500 mm500mm12/3b1.4.2 梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的 l/8l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁 300mm600mm1.4.3 楼板厚度楼板为现浇双向板，根据经验板厚取 120mm。1.5 基本假定与计算简图1.5.1 基本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。1.5.2 计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。1.6 荷载计算作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。地震作用计算方法按建筑结构抗震设计规范进行，对高度不超过 40m 以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载） 。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 5 页荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。1.7 侧移计算及控制框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为 1：650，1：700。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过 1/550 的限值。1.8 内力计算及组合1.8.1 竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。1.8.2 水平荷载下的计算利用 D 值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。1.8.3 内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：（1）恒荷载+活荷载、 （2）恒荷载+风荷载、 （3）恒荷载+活荷载+风荷载、（4）恒荷载+地震荷载+活荷载。第二：控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，M max，V max，跨中截面，M max。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax 及相应的N、V，N max及相应 M、V，N min及相应 M、V。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 6 页1.9 基础设计在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构 3 部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料，综合考虑地基基础上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用整体性较好的独立基础。1.10 施工材料第一：本工程中所采用的钢筋箍筋为级钢，fy=210N/m,主筋为级钢，fy=300N/m。第二：柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm。第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。第四：本工程所有混凝土强度等级均为C30。第五：墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚蒸压灰砂砖。第六：当门窗洞宽1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。1.11 施工要求及其他设计说明第一：本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布） ，当外荷载达到3.0Kn/m时，应采取可靠措施予以保护。第二：本工程女儿墙压顶圈梁为240mm120mm，内配48，6250 ，构造柱为240mm240mm，内配410，6250，间隔不大于2000mm第三；施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。第四：未详尽说明处，按相关规范执行。2 设计计算书2.1 设计资料（1）工程名称：郑州大学电气工程学院教学楼方案（二）xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 7 页（2） 结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸为 6.6m6.6m， 6.9m7.2m。（3） 工程概况：建筑层数主体 5 层，底层层高 4.2m，其它层高 3.9m，阶梯教室底层层高 4.2m，其它层高 4.8m，室内外高差 450mm，女儿墙高1450mm，建筑高度 21.68m，建筑面积约 5100m2。（4） 基本风压：0.45 kN/ m 2，地面粗糙度为 C 类。（5） 基本雪压：0.40 kN/ m 2。（6） 抗震设防烈度：七度设防。（7） 材料选用：钢筋：梁、柱中的纵向钢筋采用 HRB335，板中钢筋和箍筋采用 HPB235；基础中除分布钢筋和箍筋采用 HPB235 外，其余钢筋采用 HRB335。混凝土：采用 C30 混凝土；墙体：采用加气混凝土砌块，重度 =5.5 kN/m3 ；窗：铝合金窗， =0.35 kN/m3 ；（8） 墙体厚度：外墙墙厚 370mm，厕所墙厚 200mm，其余墙厚为 240mm。结构平面布置图如图:xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 8 页2.2 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构 4 层，层高均为3.9m。填充墙面采用 240 mm 厚的灰砂砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 120mm，梁载面高度按梁跨度的 1/121/8 估算，由此估算的梁载面尺寸见表 1，表中还给出柱板的砱强度等级。C30（f c=14.3N/mm2，f t=1.43N/mm2）表 1 梁截面尺寸横梁（b h）层次 砼强度AB 跨 BC 跨 CD 跨纵梁(b h)1-5 C30 300 600250 500 300 600 250 500xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 9 页柱载面尺寸可根据式 N=Fg En AcN/U Nfc 估算表 2 查得该框架结构在30m 以下，抚震得级为三级，其轴压比值U N=0.9表 2 抗震等级分类烈 度结构类型6 7 8 9高度/m 30 30 30 30 30 30 25框架 四 三 三 二 二 一 一框架结构剧场、体育等 三 二 一 一表 3 轴压比限值抗 震 等 级结构类型 一 二 三框架结构 0.7 0.8 0.9柱截面尺寸：柱截面高度可取 h=（1/15-1/20）H，H 为层高；柱截面高度可取 b=（1-2/3）h，并按下述方法进行初步估算。a） 框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以 1.2-1.4 的放大系数。b） 对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。/ANfcc) 框架柱截面高度不宜小于 400mm,宽度不宜小于 350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于 4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取500 500mm。基础采用柱下条形基础，基础+距离室外地平 0.5，室内外高差为 0.45,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-5 层柱高度即为层高 3.9m，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=4.2+0.45+0.5=5.15m。框架计算简图见图 1。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 10 页图 1 框架计算简图2.3 荷载计算2.3.1 恒载标准值计算屋面：刚性防水屋面(有保温层) ：40 厚 C20 细石砼内配直径 4 间距 150 双向钢筋 0.8 kN/m 220 厚 1:3 水泥砂浆找平 0.02x20=0.4kN/m 270 厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层0.07x10=0.7 kN/m220 厚 1:3 水泥砂浆找平层 0.02x20=0.4 xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 11 页kN/m2100 厚结构层 0.1x25=2.5 kN/m212 厚板底抹灰 0.012x20=2.5 kN/m2合 计 4.82kN/m 2楼面：水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65kN/m2130 厚钢筋砼板 250.13=3.25 kN/m212 厚水泥沙浆0.01220=2.5 kN/m 2合 计 4.14 kN/m2梁自重：边跨梁 bXh=300600mm梁自重 250.3(0.6-0.13)=3.75kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆0.012(0.6-0.13)2+0.0120.3200.312kN/m合计 4.062kN/m2中间跨梁 bXh=250500mm梁自重 250.25(0.5-0.13)=3.00kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆0.012(0.5-0.13)2+0.0120.25200.26kN/mxx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 12 页合计 3.26kN/m2柱自重：bXh=500500mm柱自重 250.500.50=6.25kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆 0.0120.504200.48kN/m合计 6.73kN/m外纵墙自重：标准层：纵墙（240 灰砂砖） 18(3.9-0.5-1.8)0.24=6.48kN/m铝合金门窗 0.351.8 =0.63kN/m水泥粉刷外墙面 0.36(3.60-1.80)=0.756kN/m水泥粉刷内墙面 0.36(3.60-1.80)=0.756kN/m合计 8.622kN/m2底层：纵墙（240 灰砂砖） 18(4.85-1.80-0.50-0.40)0.24=9.288kN/m铝合金门窗 0.351.8=0.63kN/m釉面砖外墙面 0.5(4.35-1.80-0.50)=1.025kN/mxx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 13 页水泥粉刷内墙面 0.756kN/m合计 11.70kN/m内纵墙自重：标准层：纵墙（240 灰砂砖） 18(3.90-0.50)0.24=14.688kN/m水泥粉刷墙面0.36(3.90-0.5)2.00=2.448kN/m合计 17.136kN/m2底层：纵墙（240 灰砂砖） 18(4.85-0.50-0.40)0.24=17.06kN/m水泥粉刷墙面 0.363.902=2.808kN/m合计 19.87kN/m2.3.2 活荷载标准值计算第一：面和楼屋面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面 2.02mkN楼面：教室 2.02走道 2.5xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 14 页2mkN第二：雪荷载 0.42屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。2.3.3 竖向荷载下框架受荷总图本次设计的教学楼纵向柱距为 4.50m,横梁跨度为 6.90m，单区格板为4.50m6.90m。L1/L2=1.5T1=0.502S，则 取为 0nFI= （1-n）1iEKnjjHxx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 27 页各层横向地震作用及楼层地震剪力计算见表 8表 8 各层横向地震作用及楼层地震剪力层次 hi Hi Gi GiHi Sjii1Fi Vi5 3.9 20.75 4139 71265 0.361 218.17 150.464 3.9 16.85 4139 68500 0.345 202.07 202.073 3.9 12.95 4884 61782.6 0.311 182.15 384.222 3.9 9.05 4884 42735 0.215 125.93 510.151 5.15 5.15 5233 25380 0.128 74.97 585.12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 5，6xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 28 页图 6 水 平 地 震 作 用 分 布 图 7 层 间 剪 力 分 布2.4.4 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移 和顶点位移 i分别按式i和 () k计算1ini ijiVuDnk1计算过程见表 9，表中还计算了各层的层间弹性位移角 = i/hie表 9 横向水平地震作用下的位移验算层次 Vi Di i i hi e= ih5 186.52 305882 0.58 7.25 3900 1/61124 202.07 305882 0.66 6.32 3900 1/59093 384.22 305882 1.26 5.66 3900 1/30952 510.15 305882 1.67 4.40 3900 1/23351 585.12 214368 2.73 2.73 4850 1/1777xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 29 页由表 9 可见，最大层间弹性位移角发生在第 1 层，其值为 1/61121/550满足式 e eh 的要求，其中/h=1/550 由表查得。2.4.5 水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下的内力采用改进的反弯点法。框架柱端剪刀及等矩分别按式 Vij= 计算，其中 Dij取自表D ij取自表 5，层间剪刀和DiSjjij1bijMyhVij取自表 7，各柱反弯点高度比 y 按式 y=yn+y1+y2+y3确度，各修正值见表 10，各层柱剪力计算见表 9。表 10 柱剪力计算层次A 轴柱 B 轴柱 C 轴柱D 轴柱第五层12450.38D0.7.9VKN2074.6358D.6.13.2VKN同 A轴同 B轴第四层12450.38D0.7.9V2074.6358D.6.13.2V同 A轴同 B轴第三层12450.380.38VKN2074.6358.6.3VKN同 A轴同 B轴层 A 轴柱 B 轴柱 C 轴 D 轴xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 30 页次 柱 柱第二层12450.38D0.1VKN2074.6358D.61.VKN同 A轴同 B轴第一层9540.21368D0.2.1VKN250.83671D.8.34.26VKN同 A轴同 B轴表 11 各柱的反弯点高度层次A 轴柱 B 轴柱 C 轴柱 D 轴柱第五层01133.27.64.64.kyy01133.49.45.5kyy同 A 轴 同 B 轴第四层01123.75.45kyy01133.49.5kyy同 A 轴 同 B 轴第三层01133.7.46.5kyy 01133.49.5.25kyy同 A 轴 同 B 轴第二层01133.27.46.46kyy01133.49.5.25kyy同 A 轴 同 B 轴层次A 轴柱 B 轴柱 C 轴柱 D 轴柱xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 31 页第一层0231.58.587.7kyy 0234.6.58.5kyy同 A 轴 同 B 轴梁端弯矩剪力及柱轴力发别按下式计算： )(1ijbilbl Mi)(1ijbirlbriVb=(Mb1+ Mb2)/l，Ni= knikrl)(表 12 横向水平地震作用下 A 轴框架柱层号()imVK()ycMKNm上（ ） cKNm下（ ）5 656 0322 18.24 9.644 809 0364 20.07 11.483 1538 045 32.99 26.992 2041 0464 42.67 36.931 261 0587 52.28 74.31表 13 横向水平地震作用下 B 轴框架柱层号()imVKN()ycMKNm上（ ） cKNm下（ ）5 1068 045 2328 20434 1326 045 2844 23273 2536 050 4945 49452 3067 050 5981 59811 3426 055 7477 9139xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 32 页结果如图 8，图 9，图 10图 8 地震作用下的框架弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 33 页图 9 地震作用下的框架剪力图10 地震作用下的框架轴力图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 34 页2.5 竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法，有分层法，弯矩二次分配法和迭代法。当框架为少层少跨时，采用弯矩二次分配法较为理想。这里竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。竖向荷载作用下,框架的内力分析除活荷载较大的工业与民用建筑.可以不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯距较考虑活载不利布置法求得的弯局偏低,但当活载占总荷载的比例较小时,其影响很小.若活荷载占总荷载的比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯距乘以 1.11.2 的较大系数。框架横梁均布恒荷载、活荷载可从前面荷载计算中查得。具体数值见图10。其中框架柱的相对线刚度除底层柱之外其于各层乘以 0.9。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 35 页图 11 横向框架荷载作用图由于柱纵向集中荷载的作用，对柱产生偏心。在恒荷载和活荷载的作用下的偏心矩如图 12，13 所示。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 36 页图 12 竖向恒载引起的偏心弯矩xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 37 页图 13 竖向活载引起的偏心弯矩2.5.1 梁柱端的弯矩计算梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：（1） 将原框架分为 5 个敞口单元，除底层柱外的其于各层柱的相对线刚度乘以 0.9。（2） 用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为 0.5，其余各层柱的传递系数为 1/3。将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。梁端固定弯矩计算：恒载：屋面： , 2213.0467.0AWBgMl kNm,76.AWgkNm, 221.8.3.1BWCgl k,3.BWgk, 22.0467.0CWDgMl kNm,76.CWgkNm楼面： , 22131.9.14.3AbBl k ,04.bAgk, 22.8.91BbAMl kNm,8.9BbCgkNm,0473CbD,1.bCgk活载：屋面： , 227.863.01AwBqMl kNmxx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 38 页,26.0BWAqMkNm, 214.1.54BCql kNm,.5WBqk, 227.863.01CWDql k,0CWDqMkNm屋面： , 2217.863.0AbBql kNm,0BbAqkN, 225.1.91BbCqMl k,.93CbBqkm, 227.86.0CbDql kN,0DbCqk分层法计算见图 14、15、16。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 39 页-12.6710.83 25.6431280693-2.49249060.51 17-.571-2.75-7.9274 25.93293538451636.28 -186-.71676.200-1 右 梁 下 柱 左 梁0804左 梁下 柱32.4932.49 69.231.28025.6412.6710.83图 14 顶层弯矩分配及弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 40 页右 梁下 柱 左 梁 -4.2-8.49-20104.7-104.7-12.8 上 柱 下 柱 左 梁上 柱12.909534.6346955.0-30.101238962.465.4.71 395.231-7.328-34523030.017-0.76.76982319432.9195-612.965.24218.7138.96 7.39832.19419.5714.6图 15 三-二层弯矩分配及弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 41 页8.0213.54 -24.07-63.0 0.848713550.34右 梁下 柱268左 梁0.2831.56 26-.192403 08416-5. 3523534 -4.2-8.4901471上 柱 下 柱 左 梁 70上 柱 58813.5763.211.5640.6398.708.023184.520.4624.0720.73图 16 底层弯矩分配及弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 42 页竖向均布恒载作用下的框架弯矩图如图 17。20.73 1.56 41.5（ 380） 38.59（ 1） 98.7（ 1034） 3.18（ 276）37.65（ 08） 1.4（ 635） 32.9（ 70） 98.（ 1065） 32.9（ 758） 1.2（ 4653） 35.8（ 127） 98.（ 105）45.7（ 31) 31.2（ 89） 69.2（ 74）23.1（ 074） 63.0（ 741） 49.3（ 6）39.71（ 24） 65.24（ 7） 47.6（ 03）48.31（ 62） 65.24（ 80）39.1（ 2） 45.8（ 01）32.49（ 0.1） 32.49（ 0.1） 45.8（ 01）39.1（ 2） 65.24（ 80） 48.31（ 62） 47.6（ 03） 65.24（ 7） 39.71（ 24） 49.3（ 6） 63.0（ 741） 23.1（ 074）69.23（ 74） 31.2（ 89）45.7（ 31) 98.（ 1053） 35.86（ 127） 51.2（ 463） 32.（ 78） 98.（ 1065） 32.9（ 710）5.4（ 63） 37.65（ 08） 3.18（ 2976） 98.7（ 034） 38.59（ 1） 41.5（ 380）1.5620.7332.9（ 78） 98.（ 105） 65.24（ 70） 65.2（ 7） 98.（ 1053） 32.（ 58） 50.1（ 423） 50.12（ 43） 49.56（ 8） 49.56（ 8）图 17 竖向均布恒载作用下的框架弯矩图竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，结果见图 18、19、20、21。xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 43 页下 柱 左 梁0.4135870.298左 梁下 柱右 梁41-2626.-354-0.7897.503717-0.452-0.30.5319-361843.8-4.21.931.93 23.610.842538.534.183.98图 18 顶层弯矩分配及弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 44 页右 梁下 柱 左 梁 -1.935726.0-26.05上 柱 下 柱 左 梁上 柱3.210.294183893170.140.458962-6237 -2.05594-8626.120031-09753-3.2424.159783.219.6217.02.372.0524.15829.7365.33.24图 19 四-二层弯矩分配及弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 45 页上 柱 左 梁下 柱上 柱-2.56026.0-3.5719左 梁下 柱 右 梁3.50384386719138-0.60.477514318 -2.138204-0.9715-7663940.320.192-0.286-84583.516.04353.184.612.132408.639215.8图 20 底层弯矩分配及弯矩图xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 46 页4.613.18 9.21 9.4186258.2517034 214.580236 6.35（ 2） 10.45（ 87） 672（ 9） 1.9（ 32） 13.60（ 5）16.72（ 90） 15.4（ 38） 3（ 8） 104（ 7） 12.4（ 59） 6324088.420963 12.4（ 59） 16.04（ 72） 10.3（ 82） 15.4（ 38）67（ 9） 13.60（ 5）1.9（ 32） 16.72（ 90） 45（ 87） 35（ 2）23.6104 24.1503.8 24.1581.913.184.6110.842361.93（ 81） 1.93（ 81）23.61084 12.86（ 079） 12.86（ 079）672（ 0） 672（ 0）图 21 活荷载作用下的弯矩图对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下五层左上节点为例：xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 47 页32.4945.8图 22 弯矩二次分配图0.6932.4932.44.1/8.5.8. .MkNm梁柱 （ ）（ ）其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。本设计中梁端弯矩的调幅系数取 0.8。调幅结果表 14。表 14 梁端弯矩的调幅 AB 跨 BC 跨 CD 跨调幅前 调幅后 调幅前 调幅后恒载 梁左 梁右 梁左 梁右 梁左 梁右 梁左 梁右五层 39.28 71.63 31.54 5760 28.20 29.20 24.08 39.632四层 4011 7242 3209 5794 2891 2891 2313 38224三层 7502 10538 6002 8430 2758 2758 2206 37936二层 7562 10605 6050 8484 2710 2710 2168 3752一层 6741 10343 5393 8274 2976 2976 2381 3905活载四层 1381 2336 1105 1869 1084 1084 867 867xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 48 页三层 1970 2415 1576 1932 825 825 66 66二层 1909 2415 1521 1932 825 825 66 66一层 1721 2408 1377 1926 848 848 678 6782.5.2 梁端剪力和轴力计算梁端剪力 qmV: 2q qmmlVM左梁 上 均 布 荷 载 引 起 的 剪 力 右梁 端 弯 矩 引 起 的 剪 力柱轴力 NVP:梁 端 剪 力柱 顶 竖 向 集 中 荷 载具体计算结果见表 15,16,17,18,19,20。表 15 恒载作用下 AB 梁端剪力计算 层号 /qkNml/2qlkN/Ml2AqlVkN2BMqlVkN5 2304 63 7258 663 6595 79214 2304 63 7258 663 6595 79213 31496 63 9921 547 9374 104682 31496 63 9921 566 9355 104871 31496 63 9921 611 9310 10432表 16 恒载作用下 BC 梁端剪力计算层号 /qkNml/2qlkN/Ml2BqlVkN2CMqlVkN5 1338 21 1405 0 1405 1405xx 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 49 页4 1338 21 1405 0 1405 14053 2309 21 242