大连市甘井子区凌水河旅馆建设设计.doc

大连市甘井子区凌水河旅馆建设设计第一章 建筑设计说明1.1 工程名称大连市甘井子区凌水河旅馆1.2 工程概况 本工程建设地点位于大连市甘井子区，该旅馆为4级旅馆：耐火等级为二级，抗震设防裂度为7度(0.10g)， 屋面防水等级为二级，设计使用年限：50年。建筑物占地面积为6452.784平方米 ,总建筑面积为:5469.984平方米，建筑物高度为23.4米，主要结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，柱下独立柱基础，蒸压粉煤灰加气混凝土砌块为填充墙。建筑一共分为6层，1-2层根据旅馆的使用要求设有接待厅、超市、餐厅、健身房、咖啡厅等，3-6楼为客房层，根据使用人数的情况分为单人间、双人间、三人间和四人间，单人间和双人间设有单独的卫生间，其余使用公共卫生间。1.3 设计基本资料1.3.1 气温大连市处于暖温带，四季温度分明，冬季气温-1-6，采暖计算温度为-5，夏季平均气温24，日最高气温大于30的最长连续日数为10至12天，年极端最高气温35左右。1.3.2 降雨量 全年最大降雨量880mm，小时最大降雨量为66.2mm。1.3.3 工程地质概况工程地质概况：场地标准冻结深度为-1.0m；场地土的类型为中硬场地土，建筑场地类别为II类。建筑地层一览表（标准值） 建筑地基情况表 表1-1序号岩 土分 类土层深度（M）厚度范围（M）地基承载力fk（KPa）桩端阻力（KPa桩周摩擦力（KPa）1素填土0.0-1.01.01002100102粉土1.0-2.01.01602200103中细沙1.5-4.53.02402300204砾砂4.5-83.5340240030水文地质概况：地下稳定水位居地坪-6m以下地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第二组。1.3.4 荷载基本雪压：0.40kN/m2基本风压：0.65 kN/m21.3.5 设计材料及说明1建筑设计荷载房间：2.0 kN/m2女儿墙：2.0 kN/m2上人屋面：2.0 kN/m2 楼梯板：2.5 kN/m2 2建筑墙体：该建筑的外墙采用的是240厚的粉煤灰加气混凝土砌块，外层采用20mm厚的抹灰层，最外层采用高弹外墙贴面，以保证墙体的实用性和美观性；内墙采用的240厚的粉煤灰加气混凝土砌块，20mm厚的抹灰层，根据实际需要内墙涂料可刷一层大白腻子。该建筑是框架结构所有的墙体均不承重。3屋面设计：屋面的排水形式为女儿墙外排水，排水坡度为2，根据排水的相关规范在建筑物的正面和背面分别设置4个和2个排水管。屋面的形式采用平屋顶。女儿墙的高度为1300mm，采用240厚的粉煤灰加气混凝土砌块，两侧涂20mm厚的抹灰，在顶部设置混凝土盖板。屋面的保温层采用聚苯乙烯，防水层采用沥青防水卷材（各层构造具体见平面详图）。4门窗设计：该建筑为6层的旅馆，考虑到人流较大，大门采用2个1.8米宽，2.1米高的转门，在东侧开一小门，方便旅客和工作人员的出入，旅馆的咖啡厅、理发室、酒吧、健身房等场所采用推拉门，会议室和标准间采用平开门（具体的门窗的形式和个数见门窗表）。5卫生间设计：采用15厚的花岗岩地面，20厚的水泥砂浆找平，120厚的钢筋混凝土楼板，20厚的砂浆粉刷。6楼梯设计：中间主楼梯和侧楼梯都采用双跑式楼梯（具体形式见楼梯平面详图）。7基础设计：基础采用现浇混凝土柱下独立基础，基础形式为阶梯型。1.4 建筑总平面设计1.4.1 建筑总平面说明1本工程总建筑面积5469.984 m2，长54.0m，宽22.5m,位于大连市郊区，十字路处，交通便利，人流量较大。2功能分区：建筑基地的面积为7530m，基地的形状为矩形，根据建筑基地的布置要求，建筑物主体形状采用矩形，旅馆的南面是主要的人流通道，因而在南面设置花坛和一定面积的草坪，同时在靠近公路的西面和南面设置一定的停车场，保证旅客的正行方便的出行。建筑物的平面布置图如1.1所示： 图1.1 建筑物平面布置图 1；5001.4.2 建筑平面设计框架结构是当代多层乃至高层所采用的一种主要的结构形式，框架结构的基本组成单是梁和柱，全部的竖向荷载和水平荷载由梁和柱承担，墙体只起到填充的作用，因而框架结构的建筑平面布置比较灵活，可以用隔墙来分隔空间，以适应不同的功能要求。该建筑的柱网大多为7.8m符合一般建筑的柱距要求。1平面设计内容从民用建筑的组成平面各部分组成的使用性质来分析，可以分为使用部分和交通联系部分。该旅馆的使用部分是主要的使用房间，包括:餐厅、接待室、会议室、客房间等，交通联系部分主要就是中间的走廊，以及电梯间、楼梯间等。2主要房间的设计 该旅馆的设计主要房间有餐厅、接待室、会议室、客房间。根据旅馆建筑设计标准JGJ 62-90旅馆的客房类型分为：套间、单床间、双床间(双人床间)、多床间，天然采光的客房间，其采光窗洞口面积与地面面积之比不应小于18。旅客的生活需要的房间要求安静，少干扰，因此在3-6层全部为客房层公共活动房间设置在1-2层，主要针对人流量较大，出入频繁的特点。该旅馆的房间形状采用的是矩形，矩形的平面体型简单，墙体平直，便于家具和设备的安排；结构布置简单，便于施工；同时有利于平面和空间的组合。1.4.3 建筑体型及立面设计建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反应内部空间的特征，但绝不能简单的理解体型和立面设计只是内部空间的最后加工，而应该与平、剖面设计同时进行，并贯穿整个设计的始终。该建筑的首层有大厅及其他公共房间，因而首层层高设置为4.2米，其他层同一设置为3.6米，室内外高差为0.45米。建筑总高度为23.4米，其中女儿墙高度为1.3米。一栋建筑物从整体到立面由不同的部分，不同的材料组成，各个部分既有区别又有联系，它们通过一定的规律组成一栋完整的建筑物。这些规律包含有建筑构图中的统一与变化、均衡与稳定、韵律、对比、比例和尺寸等法则。1.4.4 建筑剖面设计剖面设计的目的是确定建筑物各部分高度、建筑层数、建筑空间的竖向组合与利用、构造关系等。房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构思来考虑，使之既能满足使用又能达到一定的艺术效果。楼梯处的剖面图如1.4所示：图1.2 剖面图该剖面为旅馆1-1处剖面，总层数为六层，首层4.2m。其他层3.6m，女儿墙高1.3m。所示楼梯为双跑式，阶梯高宽及详细做法见重要部件构造。1.4.5 重要部件构造做法1屋面设计该建筑的屋顶采用的是平屋顶，排水坡度为2，屋顶的构造应该满足功能要求，结构要求，以及建筑艺术要求。屋顶是建筑物的维护结构，能够抵御自然界各种环境的因素对建筑物的不利影响；上人屋顶还要承受人和设备的荷载，所以屋顶也是承重结构，应该有一定额=的强度和刚度，以保证建筑物结构的安全。（1）屋面的构造层次（上人屋顶）：1)保护层：设置保护层的目的是保护防水层，使得卷材不至于因关照和气候的作用迅速老化，防止沥青的过热流淌。该建筑采用20厚1；3的水泥砂浆作为保护层。2)防水层：该建筑的防水层采用的是4层SBS改性沥青防水卷材，能很好的起到防水的目的。3)保温层：平屋顶因屋顶的坡度平缓，适合将保温层放在屋顶的结构层上，防水层之上，该建筑采用40厚的聚苯乙烯作为保温层。4)找平层：防水卷材应铺设在平整、干燥的平面上，以防止卷材凹陷或断裂，因此应在防水层下面设找平层，该建筑采用20厚的1；3的水泥砂浆找平。5)找坡层：平屋面找坡层，是指按照所设计的排水方向垒出一定的缓坡来，以将屋面雨水有组织的疏导到建筑物和城市的雨水排放系统中去，该建筑采用40厚的水泥珍珠岩找坡。屋顶结构如图1.5所示：图1.3屋顶结构此外，屋顶的排水方式根据气候条件和屋顶面积等选用女儿墙外排水。此建筑造型可以不出现挑檐，通常将女儿墙与外墙平齐，屋面雨水穿过女儿墙流入室外的落水管。2楼面做法该楼面构造做法为：在基层上做20mm厚1：3水泥砂浆结合层，较大块材的背面另制速水泥浆，然后粘贴拍实，最后用水泥砂浆嵌缝，陶瓷锦砖整体铺贴后，用滚筒压平，是水泥砂浆挤入缝隙，待水泥砂浆硬化后，用草酸洗去牛皮纸，然后用白水泥浆嵌缝。本方案为现浇钢筋砼楼板，可以不做找平层，先对基层表面进行清扫，湿润，刷12厚掺20%108胶的水泥浆，然后用掺5%10%108胶的水泥砂浆直接粘帖。以下图为楼面做法 图1.4 楼面做法3墙体均采用240厚填充墙，由于砖墙的整体性差，为了提高墙体的抗震能力和稳定性。我国有关规范对于地震设防地区砖混结构的层数、高度、横墙间距，圆梁及墙垛的尺寸作了一定的限制，设置构造柱也是加强建筑的整体性的有效手段之一，有数据表明，构造柱可以使墙体的抗剪强度提高10%-30%。- 79 -第二章 结构设计说明第二章 结构设计说明2.1 结构体系的选择和确定2.1.1 结构类型建筑物的结构类型通常是以上部结构中竖向结构体系的结构类型来命名的。按结构的材料，结构的类型可以分为砌体结构，混凝土结构，钢结构，组合结构，混合结构等。组合结构是指结构构件由共同工作的两种或者两种以上的结构材料构成的结构。目前在我国多层建筑及高层建筑中，钢筋混凝土结构的使用大大的保证了结构的安全性，施工的经济性，是当前建筑业使用较为广泛的结构类型，结合混凝土的抗压强度及钢筋的抗拉强度这两大优点，钢筋混凝土无疑是当代建筑业的首选结构类型。本此设计选用的结构类型是钢筋混凝土结构。2.1.2 结构体系建筑的结构体系是指承担由自重和活荷载产生的竖向荷载，抵抗由风产生的水平荷载及由地震产生的水平作用的骨架。结构体系是由水平构件和竖向构件组成，水平构件包括梁、连梁及楼板，竖向构件包括柱和墙肢。多高层的结构体系包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、巨型结构等。根据本次结构设计的特点，建筑物总高度23.4m，建筑基地75m30m，总层数6层可以选用框架结构，结构有的布置形式灵活，侧面刚度小等优点。因此，本次结构体系为框架结构。2.1.3 框架结构布置本工程为多层旅馆，多层结构平面布置应考虑以下因素：（1）框架结构的柱网布置既要满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又要使结构受力合理，施工方便。（2）按照竖向荷载的传递路线的不同，承重框架方案有横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架混合承重等几种。（3）有抗震设防要求的多层结构，平面布置应力求简单、规则、均匀、对称并尽量减少偏心扭转的影响。（4）在多层及高层建筑结构中，应该尽量少设缝或不设缝，这可以简化构造，施工方便，降低造价，增强结构的整体性和空间刚度。在施工方面，应该通过分阶段施工，设置后浇带，做好保温隔热的措施来防止由于混凝土的收缩、不均匀沉降、地震作用等因素所引起的结构或非结构的构件损失。本次建筑纵向总长度不足55m可以通过施工相关措施解决，因而不设置变形缝。综合以上因素及建筑高度较小，本旅馆的平面选为矩形，其优点是简单、规则、对称，有利于抗震和施工。第三章 框架构件尺寸确定第三章 框架构件尺寸确定3.1 框架梁截面尺寸的确定1、根据钢筋混凝土结构构造手册对梁截面的选择要求： 梁截面高度小于或等于800mm，以50mm为模数；大于800mm，以100mm为模数。 现浇楼盖中，一般主梁至少应比次梁高50mm，当主梁下部为双排钢筋应高出100mm，以便于施工。2、横向框架主梁主梁的截面高度 h=（）l=（）7.8m=433.3780mm 取h=650mm；截面宽度 b=（）h =（）650mm=216.7325mm，取b=300mm；3、横向框架主梁h=（）l=（）7.8m=650975mm，取h=500mm；b=（）h =（）0.65m=0.20.3m，取b=250mm。4、建筑抗震设计规范第6.3.1条，梁的截面尺寸，宜符合下列规定： （1）截面宽度不宜小于200mm；（2）截面高宽比不宜大于4；（3）净跨与截面高度之比不宜小于4.综上所述：主梁的尺寸为300mm650mm 次梁的尺寸为250mm500mm3.2 框架柱截面尺寸的确定1、房屋建筑抗震设计规范第6.3.6条，柱截面尺寸，宜符合下列各项要求：（1）截面的宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱直径不宜小于350mm（2）剪跨比宜大于2（3）截面长边与短边比不宜大于32、查表可知，该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值=1.0，柱的尺寸可以根据柱的轴压比按公式3-1和3-2计算： (3-1) (3-2)式中 为柱组合的轴压力设计值；F按简支状态计算的负载面积； 折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似的取10kN/ m2；为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2；为验算截面以上楼层层数；n =6柱截面面积；混凝土轴心抗压强度设计值；本案例为C30混凝土，则取为14.3 kN/ m；3、计算过程：对于边柱：kN=2372.760.814.3=207409.1对于内柱：=因此：取柱子b h=550mm 550mm即可满足设计要求3.3 楼板和屋面板板厚根据下列条件确定： 表3-3-1 板的最小厚度hmin（mm）一般楼层现浇板板内无预留暗管时80板内有预留暗管时100顶层楼板120表3-3-2 工程经验板形式梁距（m）板厚h（mm）屋盖2.06080楼盖80100表3-3-3 挠度控制板形式简支条件（h/l短跨）单向板肋形楼盖1/351/25双向板肋形楼盖1/451/30本设计计算单元板厚h=（1/351/25）3900=（111.4156）mm，根据经验及使施工方便，可以近似的取h=120mm。3.4结构计算单元的选取该工程选取6号轴线上的一榀框架作为计算分析对象，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线至板底，柱子底层的高度h=4.2+0.45=4.65m，其中4.2m为底层层高，0.45m为室内外高差。其它的柱高等于层高3.6m。由此可得框架结构的计算简图3-4-1 框架结构的计算简图3-4-1第四章 荷载计算第四章 荷载计算4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值计算1. 屋面：20厚1：3水泥砂浆保护层 0.02020=0.40 kN/m24层SBS改性沥青防水卷材 0.28 kN/m240厚聚苯乙烯保温层 0.0400.5=0.02 kN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 0.02020=0.40 kN/m240厚1：8水泥水泥珍珠岩找坡 0.044=0.16 kN/m2120厚板自重 250.12=3.00kN/m220厚天棚抹灰 170.02=0.34 kN/m2 合计 4.600 kN/m22. 一般楼面：瓷砖地面 0.55 kN/m2120厚钢筋混凝土板自重 250.12=2.50 kN/m220厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40 kN/m220厚粉刷 170.02=0.34kN/m2 合计 3.790 kN/m23. 卫生间： 15厚花岗岩地面 280.015=0.42 kN/m220厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.40 kN/m2120厚钢筋混凝土板 0.1225=3.00 kN/m2120厚水泥砂浆粉刷 0.2020=0.40 kN/m2 合计 4.220 kN/m24.2 屋面及楼面的可变荷载标准值计算1. 上人屋面活载标准值： 2.0 kN/m22. 楼面活载标准值： 会议室 2.0 kN/m2 卫生间 2.5 kN/m2 咖啡厅 3.5 kN/m2 健身房 4.0 kN/m2 厨房 2.0 kN/m2 理发室 3.5 kN/m2 厨房 2.0 kN/m2 超市 3.5 kN/m23. 屋面雪载标准值： kN/m24.3 梁柱重力荷载标准值计算1梁的重力荷载标准值的计算 主梁（bh=300mm650mm） 自重： 0.3m0.65m25 kN/m2=4.88 kN/m20mm厚的混合砂浆粉刷：2（0.65m-0.12m）0.0217 kN/m2=0.36 kN/m合计 5.24 kN/m次梁（bh=250mm500mm） 自重： 0.25m0.50m25 kN/m2=2.5 kN/m20mm厚的混合砂浆粉刷：2（0.5m-0.12m）0.0217 kN/m2=0.26 kN/m合计 2.760 kN/m每层一榀框架中： 主梁长度：7.832+3=49.8m 次梁长度：7.84=31.2m 主梁自重：5.24 kN/m49.8m=260.95 kN 次梁自重：2.760 kN/m31.2m=86.11 kN2柱的重力荷载标准值的计算单个柱（550mm550mm）： 首层：0.55m0.55m25.65m25 kN/m2+20.55m0.02m5.65m17 kN/m25.65m=44.84 kN2-6层; 0.55m0.55m3.60m25 kN/m2+20.55m0.02m5.65m17 kN/m23.60m=28.57 kN综上所述：首层柱子总重：44.84 kN4=179.36 kN 2-6层柱子总重：28.57 kN4=114.28 kN4.4 墙体重力荷载标准值计算1. 外墙： 240mm厚的粉煤灰加气混凝土砌块 0.24m5.5 kN/m3=1.32 kN/m2 20mm厚的抹灰层 20.02m17kN/m3=0.68 kN/m2 外墙瓷砖+保温 1.1 kN/m2合计 3.00 kN/m2. 内墙： 240mm厚的粉煤灰加气混凝土砌块 0.24m5.5 kN/m3=1.32 kN/m2 20mm厚的抹灰层 20.02m17kN/m3=0.68 kN/m2 内墙涂料（刷大白腻子） 1.1 kN/m2合计 2.22 kN/m综上所述：墙体的重力荷载：（1）首层 B轴和E轴的外墙重：kNC轴和D轴的内墙重：kNC轴和D轴的内墙重：kN 合计 350.41 kN（2）二层 B轴和E轴的外墙重：kNC轴和D轴的内墙重：kN合计 245.00 kN（2）3-6层 B轴和E轴的外墙重：kNC轴和D轴的内墙重：kN横向内墙重;7.8（3.6-0.12）2.22=60.26 kN合计 305.26 kN4.5 门窗重力荷载标准值计算根据相关规范值玻璃门 0.45 kN/m2木门 0.2 kN/m2铝合金门 0.35kN/m2综上所述：墙体的重力荷载：（1）首层 B轴和E轴的门窗重：（1.21.5）0.3522=2.52 kNC轴和D轴的内墙重：（1.82.1）0.22=1.51 kN合计 4.03 kN（2）2-6层 B轴和E轴的门窗重：1.21.50.3522=2.52 kNC轴和D轴的门窗重：（1.82.1）0.22=1.51 kN合计 4.03 kN4.6 楼面及屋面横载与活载标准值计算一层： 恒载：7.87.83.79+7.837.8+7.87.83.79=549.61kN 活载：7.87.83.50+7.833.5+7.87.83.50=5007.78kN二层： 恒载：7.87.83.79+7.833.78+7.87.83.79=549.62kN 活载：7.87.83.50+7.833.5+7.87.84.0=538.20kN3-5层： 恒载：7.87.83.74+7.837.8+7.87.83.74=543.54kN 活载：7.87.82.0+7.833.5+7.87.82.00=325.26kN顶层： 恒载：（7.82+3）6.64.6=564.70kN 活载：（7.82+3）6.62.0=245.52kN4.7 女儿墙自重标准值计算 240mm厚的粉煤灰加气混凝土砌块： 0.245.5=1.32 kN/m220mm厚抹灰： 170.022=1.32 kN/m2合计 2.00 kN/m4.8 重力荷载代表值计算计算地震作用时，房屋的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，并按下式计算： ； (3-1) 式中 体系质点重力荷载代表值(kN)；结构构件、配件的永久荷载标准值(kN)； =结构或构件第可变荷载标准值(kN)；可变荷载的组合值系数，可按表3-3采用。表3-3可变荷载组合值系数可变荷载种类组合值系数雪荷载0.5屋面积灰荷载0.5屋面活荷载不计入按实际情况计算的楼面活荷载1.0按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案库0.8其它民用建筑0.5该建筑不考虑屋面积灰荷载，屋面雪荷载组合系数取0.5，屋面活荷载不计入，楼面活荷载按等效均布荷载计算，组合系数取0.5。计算每层的重力荷载代表值： 1. 集中于屋盖处的质点重力荷载代表值0.5雪载 0.5122.760.4 kN/m2=26.14 kN0.5上人屋面 0.5122.762 .0kN/m2=122.76 kN屋面恒载 564.70kN梁重 347.06kN女儿墙 1.37.821.75= 35.49 kN0.5柱重 114.281/2=57.14 kN0.5墙重 305.261/2=188.50 kN 门窗重 4.030.5=2.02kN 合计： 1341.79kN2集中于5-3层处的质点重力荷载代表值0.5楼面活载 0.5325.96=162.98 kN楼面恒载 543.54 kN梁重 347.06 kN 墙重 213.171/2+213.171/2=213.17 kN柱重 114.281/2=57.14 kN门窗重 4.03 kN 合计： 1324.42kN 3集中于二层处的质点重力荷载代表值0.5楼面活载 0.5538.20=269.1kN楼面恒载 549.62 kN梁重 347.06 kN柱重 114.281/2+114.281/2=114.28 kN墙重 305.261/2+245.001/2=275.13 kN门窗重 4.03 kN 合计： 1479.59kN 4集中于底层处的质点重力荷载代表值0.5楼面活载 0.5507.78=253.89kN楼面恒载 549.61 kN梁重 347.06 kN柱重 179.361/2+114.281/2=146.82 kN墙重 350.411/2+2451/2=297.71 kN门窗重 4.03 kN 合计： 1517.18kN各楼层标高处的重力荷载代表值如图4.1所示：图4.1各楼质点重力荷载代表值第五章 框架侧移刚度的计算第五章 框架侧移刚度的计算5.1框架梁线刚度计算利用梁的截面惯性矩=，I0=bh3/12即可求出，的值按表5-1选取。表5-1 梁截面惯性矩调整系数取值楼面做法中框架梁边框架梁2.01.51.51.2本工程横梁线刚度具体计算如下表5-2:采用现浇楼板，中跨梁的取2.0，边跨梁的取1.5，材料为C30混凝土，Ec3.00104N/mm2 表5-2横梁线刚度具体计算杆件ECL(mm)bh（mmmm）I0（mm4）Ib（mm4）i= ECIb/L（Nm）边跨梁310478003006506.871091.0310103.97107中跨梁310430003006506.871091.3710101.031085.2框架柱线刚度计算框架柱材料为C30混凝土，Ec3.00104N/mm2框架柱的线刚度计算如下：表5-3 框架柱的线刚度计算杆件EC(N/ mm4)L(mm)bh（mmmm）I0（mm4）ic=ECI0/L（Nm）2-6层310436005505507.631096.36107底层310456505505507.631094.05107令底层边柱的i=1.0则其他梁柱的相对线刚度如下图5-4所示：图5-4梁柱的相对线刚度5.3框架柱抗侧移刚度计算柱的侧移刚度D值法按下式计算： (5-1) 式中，为柱侧移刚度修正系数 ，对不同情况按表5-3计算，其中表示梁柱线刚度比。表5-5 柱侧移刚度修正系数位置边柱中柱简图简图底层以低层的边柱为例计算侧移刚度如下： kN/mm根据上述方法计算出框架柱的侧移刚度D值见表5-6。表5-6 框架柱的侧移刚度计算表(kN/mm)层数26层边柱（2根）0.620.2414.13中柱（2根）1.250.582.38底层0.980.387.61中柱（2根）3.520.7311.11第六章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算第六章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算6.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算1. 框架自振周期计算用经验公式计算框架结构的基本周期：H房屋的主体高度（m）B房屋的宽度（m），也就是震动方向的长度。 2. 水平地震作用及楼层地震剪力计算理论分析表明，对于质量和刚度分布比较均匀，高度不超过40m，以剪切变形为主的结构，采用底部剪力法对水平地震作用下内力的近似计算。振动时有以下特点：（1） 水平位移以基本振型为主（2） 基本振型接近直线采用底部剪力法计算过程如下：(1)计算水平地震作用标准值 式中 水平地震作用标准值（kN）结构基本自振的水平地震影响系数值；为结构等效总重力荷载，=0.85G,查阅相关规范及结构的条件知：该框架结构处于7度区，水平地震影响系数最大值如下：地震影响6度7度8度9度0.040.16（0.24）0.32罕遇地震无0.50（0.72）1.4 图6-1水平地震影响系数最大值本结构处于罕遇地震，值取0.08；因为本次设计地震分组为第二组，场地土类别为二类场地，查表得故计算如下： =0.08=0.052=0.85（1517.18+1479.59+1324.423+1341.79）=7065.05 kN=0.0527065.05kN=367.38 kN因为，故需要考虑顶部附加地震作用的修正 （顶部附加地震作用系数），查表的：=0.08+0.01=0.061 kN各层质点的水平地震作用为：，=119351.76 kN，剪力计算过程如表6-2：表6-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层数（m）（kN）（kN）（kNm）Fi(kN)（kN）623.651341.791341.7931733.330.2793.1493.14520.051324.422666.2126554.640.2275.89169.03416.451324.423990.6321786.710.1862.09231.12312.851324.425315.05 17018.800.1448.30279.4229.251479.596794.6413686.210.1137.95317.3715.651517.188311.828572.070.0724.15341.523.水平地震力作用下的位移验算水平地震力作用下的框架结构的层间位移和顶点位移u以及各层的层间弹性位移分别按下式计算： e=/ 计算过程见表6-3表6-3 横向地震作用下的位移计算层 数/m/kN（kN/mm)/mm/mm63.693.1473.021.2724.031/283453.6169.0373.022.3122.761/155843.6231.1273.023.1720.451/113533.6279.4273.023.83 17.281/93923.6317.3773.024.3513.451/86715.65341.5237.459.129.121/619根据结构抗震规范规定，对于钢筋混凝土框架结构，1/550，由上表可见，最大层间位移值为1/619，故满足要求。4.水平地震力作用下的内力计算(1)框架柱端剪力及弯矩分别按式（6-1）和（6-2）计算，其中各柱反弯点高度比按式（6-3）确定。 （6-1） （6-2） （6-3）式子中：为该层柱的计算高度； 层柱的侧移刚度；为框架柱的反弯点高度比；为框架柱的标准反弯点高度比；为上、下层梁线刚度比修正值；具体计算过程及结果见表6-4所示。表6-4 在横向地震作用下框架柱端剪力及弯矩计算层 数654321（m）3.63.63.63.63.65.65（kN）93.14169.03231.12279.42317.37341.52（kN/mm）73.0273.0273.0273.0273.0237.45边柱14.1314.1314.1314.1314.137.6117.9032.4844.4153.6960.9869.400.250.350.400.450.450.65Mct48.3376.0095.93106.31120.74137.24Mcb16.1140.9263.9586.9898.79254.87中柱22.3822.3822.3822.3822.3811.1128.5551.8170.8485.6497.27101.130.350.40.450.450.5000.55Mct66.81111.91140.26169.57175.09257.12Mcb35.9774.61114.76138.75175.09312.59注： (1) 的单位为kNm，的单位为kN；(2) 计算框架梁端的弯矩。 根据节点平衡，求梁端弯矩：对于中柱，左、右梁端弯矩可由上、下柱端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配，对边柱节点： （3）计算框架梁端的剪力根据框架梁隔离体的平衡条件，（4）计算框架柱的轴力对于中柱，每个节点左、右梁端剪力之差，即为柱的该层层间轴向力；对于边柱，节点一侧的梁端剪力即为柱的该层层间轴向力；梁段弯矩及柱轴力计算见表6-5和6-6：表6-5 框架梁端弯矩计算表层数边 跨 梁中 跨 梁MblMbrlVbMblMbrlVb648.3318.717.88.5948.1048.10332.07592.1141.417.817.12106.47106.47370.984136.8560.167.825.2615