土木工程毕业设计（论文）-新乡市第二中学办公楼设计

郑州华信学院毕业设计 新乡市第二中学办公楼设计 第1章 工程简介1.1 工程概况 本工程位于新乡市，用地1175.04平米，红线范围为80m60m。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也注重影响工作环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合办公楼功能的充分利用。全套图 纸加扣 3346389411或3012250582根据设计资料的规划要求，本办公楼建筑要求的主要功能有：门厅、值班室、传达室、机要室、文印室、档案室、总机房、普通办公室、领导办公室、小会议室、大会议室。1.2 工程设计依据1.2.1 设计依据的国家规范1 建筑结构荷载规范GB500092 混凝土结构设计规范GB500103 建筑抗震设计规范GB500114 建筑地基基础设计规范GB500071.2.2 自然条件 表1.2.2-1 建筑场地的地质钻孔资料如下表序号岩土深度土层深度（m）厚度范围（m）地基土承载力（kPa）压缩模量（mPa）1杂填土0.01.21.2-2粉土1.22.00.82005.03中粗砂2.04.82.83009.54砾砂4.15.010.235021.0场地土的特征周期（卓越周期）为0.30s，勘察期间，在勘探深度12m以内未见到地下水，由于地下水位埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.1g，类场地，设计地震分组为第三组，抗震等级三级。基本风压：0=0.45KN/m2雪压：0.4 KN/m2，地面粗糙度类别为B类。不上人屋面活荷为0.5KN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5KN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0 KN/m2，会议室楼面活荷为2.0KN/m2，办公室楼面活荷载为2.5KN/m21.2.3 有关规定郑州华信学院土木工程毕业设计（论文）任务书1.3 建筑设计1.3.1 建筑平面设计该建筑物总长度为61.2m，总宽度为19.2m，共四层，总建筑面积为4275.27m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。1.3.1.1 使用部分的平面设计使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为办公楼，主要使用房间为办公室、会议室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表： 表 1.3.1.1-1 房间设置表序号房间名称数量单个面积1大会议室2142.592小会议室670.503休息室249.504普通办公室3422.555领导办公室446.566值班室124.757收发室124.758总机房142.209档案室122.5510文印室122.5511机要室222.5512会客厅170.5013休息室170.5014开水间322.5515储藏室322.5516卫生间846.561.3.1.2 门的宽度、数量和开启方式房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60 m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。大会议室设置两扇2400宽的双扇门，小会议室设置两扇1800宽的双扇门，领导办公室设置1800宽的双扇门，普通办公室设置一扇900宽的单扇门，门扇开向室内。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用两扇宽为2700的双扇门，门扇开向室内外。走廊两端的采用1800的双扇门，均向内开。1.3.1.3 窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。1.3.1.4 辅助房间的平面设计通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。1.3.1.5 交通部分的平面设计走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500600mm。由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用2400mm，根据建筑物的耐火等级为二级，层数四层。宽度应满足防火疏散要求，最小净宽应符合表1.3.1.5-1的规定：1.3.1.5-1 走道最小净宽走道长度走道净宽(m)(m)单面布房双面布房401.301.50401.501.80走廊宽度符合要求楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm1200mm。1.3.2 建筑立面设计结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律变化的感受效果。在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。1.3.3 建筑剖面设计为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层、标准层与顶层层高均为3.6m。1.3.4 其它部分详细做法和说明根据设计规范，采用如下设计1.3.4.1 基础（墙基）防潮层：在0.45以下基础两侧均用防水水泥砂浆防潮,20厚的1：2水泥砂浆掺5避水浆，位置一般在0.45标高处,适用于砖墙墙身。1.3.4.2 地面水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)100厚钢筋砼板100厚素土夯实1.3.4.3 楼面水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)100厚钢筋砼板12厚水泥沙浆1.3.4.4 踢脚做法釉面瓷砖踢脚台度5厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝5厚1：1水泥细砂结合层12厚1：3水泥砂浆打底1.3.4.5 外墙面外刷防水涂料8厚混合砂浆找平12厚水泥砂浆打底250厚墙体层（采用加气混凝土砌块）1.3.4.6 内墙面内墙涂料二度刷面20厚混合砂浆找平2OO厚墙体层（采用加气混凝土砌块）1.3.4.7 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20厚1:3水泥砂浆找平70厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层20厚1:3水泥砂浆找平层100厚结构层12厚板底抹灰1.3.4.8 水泥台阶花岗岩面层20厚1：25水泥砂浆抹面压实抹光素水泥浆一道70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡1%200厚碎石或碎砖石灌M2.5号混合砂浆素土夯实（坡度按工程设计）1.3.4.9 散水做法20厚1：2.5水泥砂浆抹面、压实抹光60厚C15混凝土素土夯实向外坡4%备注：散水宽度应在施工图中注明每隔6m留伸缩缝一道，墙身与散水设10宽，沥青砂浆嵌缝。宽600900mm坡度35%主体为现浇钢筋混凝土框架结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。整个设计过程中，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，同时遵循“安全，适用，经济，美观”的原则，结构布置合理，房间利用率比较高，适用性很强，同时又不失美观。第2结章 结构设计说明2.1工程概况新乡市第二中学办公楼，设计要求建筑面积约4275.72m2。结构为四层钢筋混凝土框架结构。2.2设计主要依据和资料2.2.1设计依据国家及河南省现行的有关结构设计规范、规程及规定。本工程各项批文及甲方单位要求。本工程的活载取值严格按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）执行。2.2.2设计资料房屋建筑学武汉工业大学出版社混凝土结构（上、下）武汉理工大学出版社基础工程同济大学出版社建筑结构设计东南大学出版社结构力学人民教育出版社地基与基础武汉工业大学出版社工程结构抗震中国建筑工业出版社简明建筑结构设计手册中国建筑工业出版社土木工程专业毕业设计指导科学出版社实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社房屋建筑制图统一标准（BG50001-2001）中国建筑工业出版社建筑结构制图标准（BG50105-2001）中国建筑工业出版社建筑结构荷载规范（GB5009-2012）中国建筑工业出版社建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2010）中国建筑工业出版社混凝土结构设计规范（GB500102010）中国建筑工业出版社地基与基础设计规范（GB5007-2011）中国建筑工业出版社建筑抗震设计规范（GB500112010）中国建筑工业出版社砌体结构中国建筑工业出版社简明砌体结构设计施工资料集成中国电力出版社土木工程专业毕业设计指南中国水利水电出版社土建工程图与AutoCAD科学出版社简明砌体结构设计手册机械工业出版社砌体结构设计手册中国建筑工业出版社砌体结构设计规范（GB500102002）中国建筑工业出版社本工程采用框架结构体系，抗震等级为三级。本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。2.3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。因此这次设计的采用钢筋混凝土框架结构。柱布置图2.4构件初估 图 2.3-1 柱布置图2.4.1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。选定柱截面尺寸为500 mm500mm2.4.2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300mm600mm2.4.3楼板厚度楼板为现浇板，根据经验板厚取100mm。2.5基本假定与计算简图2.5.1基本假定平面结构假定：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。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。2.5.2计算简图在横向水平力作用下，连系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。2.6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。2.6.1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。2.7内力计算及组合2.7.1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。2.7.2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。2.7.3内力组合荷载组合荷载组合简化如下：恒荷载+活荷载恒荷载+风荷载恒荷载+活荷载+风荷载恒荷载+地震荷载+活荷载。2.7.4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，Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。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，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。2.7.5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。2.7.6施工材料1 本工程中所采用的钢筋箍筋为级钢，fy=210N/mm2,主筋为级钢，fy=N/mm2。2 柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm。3 钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。4 本工程所有混凝土强度等级均为C30。第3章 设计计算3.1设计原始资料1.冬季主导风向东北平均风速2.6 m/s，夏季主导风向东南平均风速2.6 m/s，最大风速23.7 m/s。2.勘察期间，在勘探深度12m以内未见到地下水，由于地下水位埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。3.最大积雪厚度0.32m，基本雪压SO=0.4KN/M2,基本风压WO=0.45 KN/M2,土壤最大冻结深度0.09m。4.抗震设防烈度7度，设计地震分组第三组.5.地质条件见下表： 表3.1-1 地质条件序号岩石名称厚度(m)Fk(MPa)a耕土0.4-0.7-b粉质粘土3.2-3.7160c粉质粘土0-2.50170d粉质粘土3.6-4.62003.2框架结构水平地震作用位移验算3.2.1竖向荷载统计3.2.2屋面及楼面恒载1.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/m220厚1:3水泥砂浆找平0.02x20=0.4kN/m270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 kN/m2100厚结构层0.1x25=2.5 kN/m212厚板底抹灰0.012x20=0.24 kN/m2合计5.74kN/m22.楼面水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65kN/m2100厚钢筋砼板250.1=2.5 kN/m212厚水泥沙浆0.01220=0.25 kN/m2合计3.4 kN/m23.2.3屋面及楼面活载1.屋面和楼屋面活荷载标准值根据荷载规范查得：不上人楼面 0.5kN/m2 会议室、门厅 2.05kN/m2卫生间 走道、楼梯 2.雪荷载 3.2.4梁荷载标准值梁自重：边跨梁bXh=300600mm梁自重250.3(0.6-0.10)=3.75kN/m抹灰层：12厚水泥砂浆0.012(0.6-0.10)2+0.0120.3200.312kN/m合计 4.062kN/m3.2.5墙荷载标准值1.外纵墙自重：标准层：纵墙（250加气砼砌块）5.5(3.6-2.1)0.25=1.375kN/m铝合金门窗0.352.1=0.735kN/m水刷石外墙面（3.6m-2.1m）0.5 KN/=0.75 KN/m水泥粉刷内墙面（3.6m-2.1m）0.36 KN/=0.54KN/m合计 3.4kN/m底层：纵墙（250加气砼砌块）5.5(3.6-2.1-0.50-0.45)0.25=9.288kN/m铝合金门窗0.352.1=0.63kN/m釉面砖外墙面0.5(4.35-1.80-0.50)=1.025kN/m水泥粉刷内墙面0.756kN/m合计 11.70kN/m2.内纵墙自重：标准层：纵墙（200加气砼砌块）5.5(3.60-0.60)0.2=3.41kN/m水泥粉刷墙面0.36(3.60-0.6)2.00=2.232kN/m合计5.642kN/m底层：纵墙200加气砼砌块）5.5(4.85-0.50-0.45)0.24=17.06kN/m水泥粉刷墙面0.363.902=2.808kN/m合计19.87kN/m3.女儿墙：6厚水泥砂浆罩面0.00620=0.12kN/m212水泥砂浆打底0.01220=0.24 kN/m2240粘土空心砖0.2411=2.64kN/m26厚外墙贴砖0.00619.8=0.119kN/m2合计3.469kN/m4.门、窗及楼梯间荷载门窗荷载标准值：塑钢玻璃窗单位面积取0.4 KN/m2，木门取0.2 KN/m2塑钢玻璃门取0.40KN/m2。楼梯荷载标准值：楼梯底板厚取为100，平台梁截面尺寸为200400楼梯板自重0.5（0.0740.150.074）0.3250.3=3.73KN/m2人造理石面层（0.30.15）0.3360.3=0.504 KN/m2板底20厚纸筋抹灰0.340.02120.3=0.36 KN/m2合计4.594 KN/m23.2.6平台梁荷载标准值平台梁两端搁置在楼梯间两侧的梁上，计算长度取l=3300300=3000，其自重=0.30.23.025=4.5KN.各层重力荷载代表值计算图3.2.6 荷载示意图3.2.7板传荷载计算计算单元见下图所示：因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载图3.2.7-1 框架结构计算单元图3.2.7-2 框架结构计算单元等效荷载1.AB,(CD)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：3.75KN/mAB,(CD)轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载18.943 KN/m+3.75 KN/m=23.103 KN/m活载板传荷载5.685 KN/m楼面板传荷载：恒载梁自重板传荷载3.75 KN/m+11.16KN/m=14.91 KN/m活载板传荷载6.580 KN/m2.BC轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：3.75KN/mBC轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载3.75 KN/m+8.135 KN/m=11.484 KN/m活载板传荷载3.235KN/m楼面板传荷载：恒载梁自重板传荷载3.75 KN/m+5.745KN/m=9.495KN/m活载板传荷载3.75 KN/3.A轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900,100的混凝土压顶）顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准层柱恒载墙自重梁自重板荷载=标准层柱活载板传荷载基础顶面荷载底层外纵墙自重基础自重 4.B柱纵向集中力计算：顶层柱荷载梁自重板传梁荷载顶层柱活载=板传荷载标准柱恒载=墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载 基础顶面恒载=底层外纵墙自重基础自重3.2.7框架柱自重柱自重：底层：1.20.5m0.5m254.55m=34.125KN其余柱：1.20.5m0.5m253.6m=30.675KN3.2.8框架梁、柱线刚度计算框架侧移刚度的计算根据规范可知，对于现浇楼板其梁的线刚度应进行修正：边框架梁=1.5 中框架梁=2 取结构图中4号轴线的一榀框架进行计算3.2.8-1 框架示意图3.2.9横梁线刚度ib的计算横梁线刚度计算过程及结果见下表表3.2.9-1 横梁线刚度ib计算表类别Ec(N/mm2)b(mm)h(mm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(kNm)1.5EcI0/l(kNm)2EcI0/l(kNm)AB、CD跨3.01043006005.410975002.1610103.241010BC跨3.01043006001.610924002.010104.01010其中：梁采用C30混凝土，梁的截面惯性矩 (3.1)3.2.10柱线刚度i c的计算柱线刚度计算过程及结果见下表表3.2.10-1 柱线刚度ic计算表层次Ec(N/mm2)b（mm）h（mm）hc（mm）Ic（mm4）EcIc/hc/(N.mm)13.010450050045505.211093.441010243.010450050036005.211094.341010其中：柱采用C30混凝土， 柱的截面惯性矩， (3.1) 线刚度示意图取BC跨梁的相对线刚度为1.0，则其它为： AB、CD跨 BC跨 1层柱 2-4层柱相对刚度I 0.81 1.0 0.86 1.09框架梁柱的相对线刚度如下图，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据图3.2.10-1 线刚度示意图则A,D轴线梁柱线刚度见表 表3.2.10-2 A、D轴线梁柱线刚度层次线刚度(一般层)(一般层)根数(底层)(底层)13.4410100.940.499770122-44.3410100.370.16643012B、C梁柱线刚度见表 表3.2.10-3 B、C梁柱线刚度层次cDi根数134410101.810.638906122-443410100780.421059O12故横向框架的侧移刚度见下表 表3.2.10-4 横向框架23层D值构件名称D值（KN/M）数量D（KN/M）A柱64301277160B柱1059012127080C柱1059012127080D柱64301277160408480表3.2.10-5 横向框架首层D值构件名称D值（KN/M）数量D（KN/M）A柱977012117240B柱890612106872C柱890612106872D柱9770121172404482243.3地震荷载计算3.3.1横向自振周期的计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1（s）可按下式计算： T1=1.7T （uT）1/2 (3.2)注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算： VGi=Gk (3.3) （u）i= VGi/D ij (3.4) uT=（u）k (3.5) 注： D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （u）i为第i层的层间侧移。 （u）k为第k层的层间侧移。结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的Gi为G4和Ge之和。表3.3.1-1 结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）D i（N/m）ui（m）ui（m）47006.557599909.2210335.1610337006.557599909.2210325.9410327006.557599909.2210316.7210316976.109295807.501037.50103T1=1.7T （uT）1/2 =1.70.6(47.44103)1/2=0.222(s)3.3.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（9336.75+7006.553+6976.10）=31732.63（KN）查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s。查表得设防烈度为7度的max=0.08结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq =0.0831732.63 =2538.61（KN）因1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.216s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk） (3.6)地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n） (3.7)计算过程如下表：表3.3.2-1 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）414.67006.5592486.460.242615.561640.92310.77006.5569364.850.182461.672102.6027.87006.5546243.230.121307.782410.3813.96976.1023021.130.060153.222563.60381418.163.3.3多遇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（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算： （u）i = Vi/D ij (3.8) u i=（u）k (3.9) 各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如下表：表3.3.3-1 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（KN）D i（N/mm）ui （m）ui（m）hi（m）e=（u）i /hi41640.927599900.002160.010863.31/152832102.607599900.002770.008703.31/119322410.387599900.003170.005933.31/104012563.609295800.002760.002763.31/1197由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/10401/550，满足规范要求。3.3.4水平地震作用下框架内力计算计算4号轴线横向框架的内力：表3.3.4-1 各层柱端弯矩及剪力计算（A、D柱） 层次 hi（m）Vi（KN）D（N/mm）3、5号柱D（N/mm）Vi1（KN）ky（m）M 上（KNm）M 下（KNm） 43.61640.927599901130533.680422.370.4544.3036.25 33.62102.607599901130544.524442.370.5051.6151.61 23.62410.387599901130551.753782.370.5059.1659.16 13.625063.69295801381855.313322.370.5556.5969.16表3.3.4-2 各层柱端弯矩及剪力计算（B、C柱）层次hi（m）Vi（KN）D ij（N/mm）4号柱Di2（N/mm）Vi2（KN）ky（m）M 上（KNm）M下（KNm）43.61640.927599901402830.294.0505049.9849.9833.62102.607599901402838.814.050.5064.0464.0423.62410.387599901402844.494.0505073.4173.4113.62563.609295801716847.354.050.5570.3185.93梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算： M l b=i l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b） (3.10) M r b=i r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b） (3.11) V b=（M l b+ M r b）/ l (3.12) Ni=（V l b- V r b）k (3.13)具体计算过程见下表：表3.3.4-3 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次AB梁 BC梁BC梁柱轴力M1bM2blVbM3bM4blVb边柱N中柱N465.4445.607.515.4232.4832.483.621.65-22.26-8.92387.8566.587.521.4547.4347.433.631.62-43.71-19.092110.7780.277.526.5357.1857.183.638.12-70.25-30.671115.7583.937.527.7359.7959.793.639.86-97.98-42.80图3.3.4-1 地震荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图3.4风荷载计算垂直作用在建筑物表面的风荷载按下式计算： = (3.13)式中 风荷载标准值（kN/m2）； 高度z处的风振系数；s 风荷载体型系数；风压高度变化系数；基本风压 （kN/m2）。根据所给条件：基本风压 Wo =0.4 kN/m2 。 则 风压高度变化系数z 由建筑结构荷载规范确定横向风荷载的标准值Wk为：Wk=zszWo表3.4-1 Wk值计算表离地高度UzBsUsWohihjWk14.600.741.621.30.403.303.306.18789611.700.741.471.30.403.303.305.5933027.800.741.311.30.403.303.304.9987083.900.741.161.30.403.303.304.404114 图3.4-1 风荷载示意图表3.4-2 侧移值计算表WkVjEDuu/h6.18789612.6050666.000.000250.0000195.59330218.1950666.000.000360.0000364.99870823.1950666.000.000460.0000694.40411427.5961972.000.000450.000135框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算： Vij=DijV i /Dij (3.14) M bij=Vijyh (3.15) M uij=Vij（1-y）h (3-16) y=yn+y1+y2+y3 (3-17)注：yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 y框架柱的反弯点高度比。第1层A、D柱的反弯点高度为：查表得 y0=0.55 y1=0 y2=0 y3=0 所以y=0.55同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表中。表3.4-3 A、D柱弯矩计算表层号hi /mKVDijDi/DijDiViyyhMc上Mc下Mb总43.92.3712.6050666113050.2232.810.451.495.104.177.0933.92.3718.1950666113050.2234.060.501.656.706.7010.8723.92.3723.1950666113050.2235.170.501.658.548.5415.2313.92.3727.5961972138180.2236.150.551.829.1411.1717.67表3.4-4 B、C柱弯矩计算表层号hi /mKVDijDi/DijDiViyyhMc上Mc下Mb总43.94.0510.4650666140280.2772.900.501.654.784.787.4133.94.0514.5150666140280.2774.020.501.656.636.6311.4123.94.0518.5650666140280.2775.140.501.658.488.4815.1113.96.1824.7461972171680.2776.850.551.8210.1812.4418.66表3.4-5 风载作用下柱端剪力和轴力计算图层次AB,CD梁剪力计算BC梁剪力计算柱轴力计算M1M2lVA,DM3M4lVB,CA,D柱轴力B,C柱轴力47.094.337.21.593.083.0832.06-2.23-0.72 310.876.667.22.444.754.7533.16-4.66-1.45 215.238.827.23.346.296.2934.19-8.00-2.30 117.6710.907.23.977.767.7635.18-11.97-3.51 图3.2.5-3 风荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图3.5恒荷载作用下框架的内力3.5.1恒荷载作用下框架的弯矩计算1.恒荷载作用下框架可按下面公式求得： (3.18) (3.19)故：恒荷载作用下框架的受荷简图如图所示:图3.5.11 竖向受荷总图注：1.图中各值的单位为KN2.图中数值均为标准值3.图中括号数值为活荷载图3.5.1-2 恒载作用下的受荷简图2.根据梁，柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数: (3.20)分配系数如图所示：柱弯矩各层分配系数简图图3.5.1-3 柱弯矩各层分配系数简图A柱：底层：0.560.690.38标准层：0.890.290.49顶层：0.400.45B柱：0.890.56标准层：0.400.690.290.45顶层：0.610,580.673.恒荷载作用下的弯矩剪力计算梁：（64）柱：4恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重.恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算：5.弯矩分配及传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。所以本框架设计采用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2。各节点分配两次即可。如下图所示：图3.5.1-4 恒载作