陕西省西安市抗震结构教学设计毕业论文.doc

陕西省西安市抗震结构教学设计毕业论文目录摘要IAbstractII前 言11 建筑设计说明书21.1建筑设计概况与主要技术经济指标21.1.1设计详细说明21.1.2建筑主要技术经济指标21.2 建筑内容31.2.1 平面功能分析31.3.构造处理41.3.1 墙面构造处理41.3.2门窗选用41.3.3楼地面及内外墙做法41.3.4屋顶构造做法41.3.5楼梯构造做法41.4其它补充52 结构设计说明书62.1设计资料72.2 结构选型72.2.1 结构体系选型72.2.2 其它结构选型72.3 结构布置72.4 框架结构计算82.4.1 确定框架计算简图82.4.2 梁柱的截面尺寸确定82.4.3 计算线刚度82.4.4 荷载计算82.4.5 梁柱各种验算82.4.6 内力计算82.4.7 内力组合83 基本资料及结构选型103.1工程名称103.2 建设地点103.3 设计资料103.3.1 基本风压103.3.2 基本雪压103.3.3工程地质条件103.4结构选型103.4.1结构体系选型103.4.2其他结构选型104 结构布置124.1 梁、柱截面、梁跨度及柱高度的计算124.1.1 梁的截面尺寸124.1.2 柱截面尺寸确定124.1.3 梁跨度124.1.4 柱高度134.1.5 楼板134.2荷载计算144.2.1 屋面及楼面永久荷载标准值144.3 梁、柱、墙及楼屋面重力荷载计算154.3.1 梁154.3.2 柱154.3.3 墙、门窗164.3.4 搂板、地面和屋面重力荷载184.3.5 楼屋面均布活荷载194.4 荷载分类194.5 重力荷载代表值195 水平地震作用下框架结构的内力和位移计算235.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算235.1.1 横向自振周期计算235.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算235.1.3 水平地震作用下的位移验算255.1.4 水平地震作用下框架内力计算256 竖向荷载作用下框架结构内力计算（横向框架）296.1 横向框架内力计算296.2 荷载计算296.2.1 恒载计算296.2.2 活载计算316.2.3内力计算326.3 横向框架内力组合396.3.1 结构抗震等级396.3.2 框架的内力组合396.3.3 梁内力组合396.4 框架柱的内力组合416.5 剪力组合设计值的调整477 框架梁柱截面设计537.1 框架梁设计537.1.1 梁的正截面受弯承载力计算537.1.2 梁斜截面受弯承载力计算547.2 框架柱截面设计617.2.1 柱截面尺寸验算617.2.2 柱正截面承载力计算627.2.3 框架柱斜截面计算配筋697.2.4架梁柱节点核芯区截面抗震验算708 楼板设计728.1 楼板类型及设计方法选择728.2 计算跨度738.3 弯矩计算及截面设计738.3.1弯矩计算738.3.2 截面设计75结 论78参考文献79致谢80IV68西安思源学院本科毕业（设计）1 建筑设计说明书1.1建筑设计概况与主要技术经济指标1.1.1设计详细说明a.气象条件(1)夏季通风:室外空气计算温度为28；冬季采暖：室外空气计算温度为-13。(2)室内计算温度：卫生间、楼梯间、大厅为16，其它均为18。(3)主导风向：全年主导风向为偏东风。冬季平均风速0.70m/s，基本风压w0=0.35KN/。基本雪压w0=0.20KN/。(4)雨雪条件：降雨量为333.2，日最大降雨量71.8，时最大降雨量27。基本雪压为0.25KN/m.b.地质条件拟建场地地层岩性自上而下分别为：填土层，黄土层。建筑场地位于陕西省西安市，地形较平坦。地基土承载力特征值，fak=140kPa，场地土的重度为19N/m2，孔隙比为0.7，液性指数为0.82。地下水位标高为-8.4m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性，土壤冻结深度为0.5m，冻冰期35d，室内外计算温度。c.施工技术条件 “三通一平”等施工现场准备工作已经做好，各种机具、材料能满足要求。1.1.2建筑主要技术经济指标a.建筑概况：根据要求及地形状况，本建筑设计为矩形教学大楼，建筑面积为5618平方米，占地面积945.55平方米。首层高3.9m，标准层高3.9m,顶层3.9m。主体为六层，总高为24.00m。建筑横总长为15.54m，纵向总长为50.64m。b.耐火等级：二级。c.屋面防水：级。d.结构形式：框架结构。1.2 建筑内容1.2.1 平面功能分析本建筑设计中间设有走廊，轴线宽2.7m，满足工作人员的通行要求及疏散要求；大楼底层设有三个入口，一个宽2.7m的正门，其余两个侧门宽2.46m的侧门，均直接通往大厅；主体内各层都设有三部楼梯褐一部电梯，各有单独的入口，具体尺寸及做法详见建筑施工图，这也满足了疏散的入口要求。a.房间布置 本教学大楼设有办公室，教室，收发室，大教室，会议室，教师休息室，储藏室。主要功能以教学为主；纵横向布置的房间均设有用来通风及采光的窗户，且满足通风及采光的要求，且防止了西晒。b.安全设施(1) 疏散要求方面：最远端房间的门距离楼梯距离12.4m；两个楼梯至少可以并列通过三个人，合乎建筑规范要求。(2) 防火要求方面，在各个楼道内均设有消防栓。1.3.构造处理1.3.1 墙面构造处理a.外纵横墙为240mm厚，所有内墙为200mm厚.卫生间的标高比室内标高低20mm。b.防潮处理：墙身水平防潮处理，在标高为0.06m处铺设3%防水剂的细石混凝土厚60mm；垂直防潮处理，在所有外墙壁窗台标高以下采用防水砂浆。.3.2门窗选用1所有的向内开的门均采用普通的镶板木门，进大厅的正门采用自动转动式玻璃门，两侧分别是两个玻璃门，走廊两侧门则采用玻璃；窗户均采用铝合金推拉窗，具体的构造做法详见建筑施工图内的门窗表。1.3.3楼地面及内外墙做法根据房间的功能不同，所采用的不同材料装饰。具体做法详见建筑施工图。1.3.4屋顶构造做法采用构造找坡做法，柔性防水屋面，屋面排水采用女儿墙内排水，天沟采用现浇天沟。1.3.5楼梯构造做法见结构施工图。1.4其它补充1.4.1本设计中除标高以m为单位外，其它均以mm为单位。1.4.2所以未标注的门垛宽均为200mm。其余门均贴着柱子。1.4.3室内标高为0.000m，室外标高为-0.060m。1.4.4所有的卫生器具、办公用品及家居均购买成品。1.4.5设计中的未尽事宜，请参照有关建筑规范施工。西安思源学院毕业（设计）2 结构设计说明书2.1设计资料a.建筑平面图如建筑施工图所示b.基本风压W0=0.35KN/m2c.工程地质资料：自然地表以下2m内为填土层，2m3m内为黄土层，其地基承载力为180kpa.d.该工程所在的陕西省西安市地震基本烈度为8度，场地类型为类。2.2 结构选型2.2.1 结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构体系（纵横向承重框架）体系。该教学楼跨度较大，且拟建处为8度地震区，故选用框架结构体系。由于结构承受纵横向水平地震作用，故选用纵横向承重框架体系。2.2.2 其它结构选型a.屋面结构：采用现浇混凝土板作承重结构，屋面板按不上人屋面的使用荷载选用。b.楼层结构：所有露面均采用现浇混凝土结构。c.楼梯结构：本设计采用钢筋混凝土板式楼梯。d.天沟：采用现浇天沟。e.过梁：窗过梁以及门的过梁均采用钢筋混凝土梁，并采用可兼做过梁的框架梁做窗过梁。f.基础梁：因持力层较深，采用现浇钢筋混凝土基础梁。g.基础：因荷载很大，地基承载力不是较大，根据地基复杂程度、建筑物规模及由于地基问题可能造成的建筑物破坏程度或影响正常使用的程度，确定该工程地基基础设计等级为丙类。根据建筑物场地的工程地质条件，第一层为杂填土，含有建筑垃圾等，层厚两米，其物理特征不宜做持力层，因此将其清除。第二层为黄土，地基承载力为fk=180kpa,选作持力层。基础形式采用条形础，此种基础能减小地基单位面积上的压力，提高整体刚度。2.3 结构布置标准层楼面结构布置图详见结构施工图。2.4 框架结构计算2.4.1 确定框架计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，基础顶面标高根据地质条件、室内外高差等确定。基础采用肋梁式筏板基础，埋深取2.10m，基础梁高度取1.2m，则底层柱高从基础肋梁定取 至一层板顶，即h1=3.9+2.1+0.6-1.2=5.4m,0.6为室内外高差。故柱高为5.40m，其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.90m。故可绘出计算简图如计算书内所示。多层框架为超静定结构，在内力计算之前，要预先估算梁、柱的截面尺寸及结构所才的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。2.4.2 梁柱的截面尺寸确定框架梁：h=L/（1218）且不小于400mm， b=h/（23）2.4.3 计算线刚度用公式I=EI/L计算，但在计算梁的刚度时，边梁要乘以1.5，中间梁要乘以2，这是因为考虑到楼板对梁所起的翼缘约束作用。2.4.4 荷载计算把板划分为双向板计算。取荷载的标准值均查阅荷载结构规范而来。2.4.5 梁柱各种验算梁主要验算正、斜截面的承载力，柱主要验算轴压比，及两者均需验算抗剪强度。在验算时活荷载按满跨布置。2.4.6 内力计算恒荷载和活荷载的内力计算均采用力矩分配法载选取三种情况来计算。地震荷载采用反弯点法，因为梁、柱相对线刚度接近于3。其中地震荷载的作用按底部剪力法计算。2.4.7 内力组合各种框架情况下的内力求得的后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。当有地震作用时，应分别考虑恒荷载和活荷载的组合及重力荷载代表值与地震作用的组合，并比较考虑这两种组合的内力，取最不利者。由于构件控制截面的内力值应取支坐边缘处，为此，应先计算各梁的控制截面处的（支坐边缘处的）内力值。3 基本资料及结构选型3.1工程名称西安东方建材公司科研楼设计3.2 建设地点陕西省西安市3.3 设计资料3.3.1 基本风压3.3.2 基本雪压3.3.3工程地质条件a建筑场地位于陕西省西安市县城，地形较平坦。地基土承载力特征值，fak=140kPa，场地土的重度为19N/m2，孔隙比为0.7，液性指数为0.82。地下水位标高为-8.4m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性，土壤冻结深度为0.5m，冻冰期35d，室内外计算温度。e.该地区抗震设防烈度为8度f.建筑物类别：二类3.4结构选型 3.4.1结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。3.4.2其他结构选型a.屋面结构：采用现浇钢筋混凝土板做承重结构，屋面按不上人屋面荷载选值计算。b.楼面结构：采用全部现浇钢筋混凝土板。c.楼梯结构：采用全部现浇钢筋混凝土板式楼梯。d.天沟：采用现浇内天沟。e.过梁：窗过梁以及带雨蓬的门过梁均采用钢筋混凝土梁，框架梁可兼作窗过梁使用。f.基础梁：因持力层较深，且天然地表下土质较好，采用现浇钢筋混凝土基础梁。g.基础：因荷载较大，地基承载力较小 ，综合考虑采用采用柱下条形基础。 西安思源学院毕业（设计）4 结构布置4.1 梁、柱截面、梁跨度及柱高度的计算4.1.1 梁的截面尺寸框架梁的截面高度可根据跨度的1/l21/8来估算，且不应小于400mm,也不应大于梁净跨的1/4.框架梁宽度可取梁截面高度的1/31/2,且不应小于250mm。同时应保证梁截面高宽比不应大于4，由此估算的梁截面尺寸见表1.表中同时给出了隔层梁、柱和板的混凝土强度等级，其设计强度：C35（fc=16.7N/mm2ft=1.57N/mm2）,C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2.)表4.1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级 层 次混凝土强度等级横梁（bh）纵 梁次 梁AB,CD跨BC跨bhbhbh2-6C303006003004003007502504002504501 C35300600300400300750250400250450：次梁250400为电梯机房楼板梁，250450为楼梯间处梁。4.1.2 柱截面尺寸确定 该建筑为丙类建筑，控制高度为30米，设防烈度为8度，场地类别为类，则可知抗震等级为二级，其轴压比限值uN=0.8.各层重力荷载代表值近似取 14KN/m2,由结构布置图可知，边柱和中柱的负载面积分别为7.23.15m2和7.24.5m2，由式AcN/uN /fc可得，一层柱截面面积为： 边柱：AcN/unfc=1.37.23.15141036/0.8/16.7=185378 mm2 (4.1)中柱：AcN/unfc=1.357.24.5141036/0.8/16.7=254641mm2取截面为正方形，即b=h,则：边柱截面： b=h=431mm2 中拄截面 ：b=h=505mm2 根据计算结果，并综合考虑其他因素，确定本方案截面为：一层： 650650 二-六层： 600600 4.1.3 梁跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，梁净跨指两柱间梁的净长度。首层横梁： AB ,CD BC计算跨度 6300+120+100-650=5870 2700-200+650=3150净 跨 6300+120+100-1300=5220 2700-200=2500二六层横梁：计算跨度 6300+120+100-600=5920 2700-200+600=3100净 跨 6300+120+100-1200=5320 2700-200=2500首层纵梁： 1-2轴 7-8轴 2-7轴计算跨度 7200+120+325-650=6995 7200净 跨 7200+120+325-1300=6345 7200-650=6550二六层纵梁：计算跨度 7200+120+300-600=7020 7200净 跨 7200+120+300-1200=6420 7200-600=6600注： 首层时，bh=650650 26层时 bh=6006004.1.4 柱高度基础采用柱下条形基础，埋深取2.25m，基础梁高度取1.2m，则底层柱高从基础梁定取至一层板顶，即h1=3.9+2.25+0.45-1.2=5.4m,0.45为室内外高差。故柱高为5.40m，其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.90m。4.1.5 楼板楼板和屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚110mm，屋盖厚120mm。4.1.6框架计算简图如下图1，图2所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的形心线，梁轴线取至板底。图4.1 横向计算简图图4.2 纵向计算简图4.2荷载计算4.2.1 屋面及楼面永久荷载标准值a屋面永久荷载标准值（不上人）30mm厚细石混凝土保护层 22 0.03=0.66 kN/m2SBS改性沥青防水卷材 0.4kN/m220mm厚1水泥砂浆找平 200.02=0.4 kN/m2100mm厚水泥蛭石保温层 ：3 50.1=0.5 kN/m2120厚现浇钢筋混凝土板 250.12=3.0 kN/m2V形轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2 合计： 5.21 kN/m2b楼面 1-5层：瓷砖的面（包括水泥粗纱打底） 0.55 kN/m2 15mm厚水泥砂浆找平层 200.015=0.3 kN/m2110mm厚钢筋混凝土板 250.11=2.75 kN/m2V形轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2 合计： 3.85 kN/m2c 首层地面： 瓷砖的面（包括水泥粗纱打底） 0.55 kN/m2 30mm厚细石混凝 220.3=0.66 kN/m280mm厚水泥蛭石保温层 50.08=0.4 kN/m280mm厚混凝土层 220.08=1.76 kN/m2 合计： 3.37 kN/m2d.屋面及楼板可变荷载标准值 不上人屋面均布荷载标准值 0.5 kN/m2教室楼面均布荷载标准值 2.0 kN/m2楼 梯、走 廊均布荷载标准值 2.5 kN/m2屋面雪荷载标准值 =1.00.25 kN/m2=0.25 kN/m2电梯间取 7.0 kN/m2 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值 。4.3 梁、柱、墙及楼屋面重力荷载计算4.3.1 梁计算梁重力荷载代表值时，应从梁截面高度中减去板厚，考虑梁上粉刷层重力荷载对重力荷载的增大作用，取系数=1.05.hn, ln分别表示梁截面净高度和净跨度，g表示单位长度梁重力荷载，计算结果间表4.2.4.3.2 柱为简化计算，计算重力荷载时近似取1.1倍柱自重，以考虑柱面粉刷层的重力荷载，柱净高可取层高减去板厚，重力荷载见表4.2.层数构件bhn/mm2rKN/M3glnN根数GI KNGI/KN1边横梁0.30.49 25 1.05 3.859 5.22 16322.3041482.553中横梁0.30.29251.052.2842.5845.675次 梁0.250.34251.052.2315.524.53.11411172.41210.046.9160.250.29251.051.9032.52.3214.7594.377纵 梁0.30.64251.055.046.3456.55820255.830660.240柱0.650.65251.111.6195.29321966.8641966.86426边横梁0.30.49251.053.8595.3216328.4781486.791中横梁0.30.29251.052.2842.5845.675次 梁0.250.34251.052.2315.524.53.11411172.41210.046.9160.250.29251.051.9032.52.3214.7594.377纵梁0.30.64251.055.046.426.6820258.854665.280柱0.60.6251.19.93.79321200.6721200.672表4.2 梁、柱重力荷载计算结果4.3.3 墙、门窗 外墙采用240mm厚水泥空心砖（容重9.8 KN/M3），所有内墙采用200mm厚加气混凝土砌块（容重5.5KN/m3），。a.外墙单位面积重力荷载为： 外侧瓷砖墙面 0.5 kN/m2 内侧15mm厚抹灰 170.015=0.255 kN/m2 240mm厚水泥空心砖 9.80.24=2.352 kN/m2 合计：3.017 kN/m2b.内墙单位面积重力荷载为: 两侧15mm厚抹灰 170.0152=0.51 kN/m2200mm厚加气混凝土砌块 5.50.20=1.1 kN/m2 合计：1.61 kN/m2窗采用塑钢窗，房间门为木门，kN/m2底层入口处采用塑钢门，其单位面积重力荷载为：塑钢门窗0.4 kN/m2，木门0.2 kN/m2。d首层:（1）首层外墙面积:（6.3+0.12+0.1-1.3）（3.9-0.6）4+（7.2+0.12+0.325-1.3）（3.9-0.75）4+(7.2-0.65) (3.9-0.75) 10+(2.7-0.12-0.12) (3.9-0.4) 2=372.396m2 （2)外墙门窗面积：M-1 4.22.41=10.08 m2 M-6 2.32.42=11.04m2 C-1 2.12.716=90.72 m2 C-2 2.12.48=40.32m2 C-3 2.22.11=4.62 m2（3)外墙门窗自重为：185.340.4=62.712 KN（4)外墙自重为：（372.396-156.78）3.107=669.919 KN（5)首层内墙面积为：（6.3+0.12+0.1-1.3）（3.9-0.6）12+（7.2+0.12+0.325-1.3）（3.9-0.75）3+（7.2-0.65）（3.9-0.75）8+（3.9-0.53-0.1）（3.9-0.75）1+（6.3-0.1-0.12）（3.9-0.45）4=525.937m2（6)内墙门窗面积：M-2 1.12.15=11.55 m2 M-3 1.52.48=25.2 m2 M-4 0.82.12=3.36 m2（7）内墙门窗自重：0.2 40.11=8.022 KN内墙自重：(525.937-40.11)1.62=782.181 KN首层墙总重为：1452.099 KN 门窗总重为：70.734 KNe二层：（1）外墙面积：(6.3+0.12+0.1-1.2)（3.9-0.6）4+2.5（3.9-0.4）2+(7.2+0.12+0.3-0.6)（3.9-0.75）4+(7.2-0.6)（3.9-0.75）10+=442.524 m2（2）二层外墙门窗面积： C-1 2.72.118=102.06 m2 C-2 2.12.48=40.32 mC-3 2.22.1 1=4.62 m2 C-4 1.81.82=6.45 m2自重为： 0.4153.45=61.38 KN外墙自重为：（384.076-153.45）3.107=716.555 KN（3）二层内墙面积为：（6.3+0.12+0.1-1.2）（3.9-0.6）12+（6.3-0.12-0.1）（3.9-0.45）2+（7.2+0.12+0.3-1.2）（3.9-0.75）4+（7.2-0.6）（3.9-0.75）9 = 520.626 m2（4）内墙门窗面积：M-2 1.12.11=2.31 m2 M-3 1.52.111=34.65 m2 M-4 0.82.12=3.36 m2 自重为：0.240.32=8.064 KN（5）内墙自重为：(520.626-40.32)1.61=773.293 KN二层墙体总重为： 1489.848 KN 门窗总重为：69.444 KNf三层至六层墙体和门窗重量同二层。g.女儿墙自重： 重力荷载标准值为： 外侧瓷砖墙面 0.5 kN/m2 240mm厚现浇钢筋混凝土 250.24=6 kN/m2 内侧瓷砖墙面 0.5kN/m2 合计：7.0 kN/m2女儿墙高1.2米。 图形如下所示: 计算得女儿墙自重为 ：1757.112 KN图4.1 女儿墙尺寸图电梯井及管井井道自重：墙面积：2.5（3.9-0.45）2+2.5（3.9-0.45）1=25.875 m2门面积：0.82.1=1.68 m2 门自重为：0.41.68=0.327 KN墙自重为 (25.875-1.68) 1.61=38.954 KN ,各层都一样。4.3.4 搂板、地面和屋面重力荷载a.板的面积取墙外包尺寸线面积(1)首层地面:（50.4+0.24）（15.3+0.24）3.37=2652.007 KN (2）一至五层:（50.4+0.24）（15.3+0.24）3.85=3029.741 KN(3）六层屋面:（50.4+0.24）（15.3+0.24）5.21=4099.987 KN(4)电梯机房1)墙面积：（3.9-0.75）（7.2+0.12+0.12-1.2）2+（6.3+0.12+0.12-1.2）（3.9-0.6）2+2.7（3.9-0.4）2=93.186 m2 2)门窗面积： M-2 1.12.11=2.31 m2 C-3 2.22.12=9.24 m2 3)门窗自重： 2.310.2+9.240.4=4.158 m24)墙自重： 1.83（93.186-2.31-9.24）=149.394KN5)柱自重：9.9（3.9-0.11）4=150.085KN6)梁自重：3.6585.622+5.046.62+2.51.9032+2.31.9031=121.536 KN7)楼板：（7.2+0.24）（6.3+0.24）5.21=187.332 KN4.3.5 楼屋面均布活荷载a.1-5层均布活荷载(1)走廊、门厅及电梯部分：2.5（50.4-0.24）（2.7-0.2）+（4.7-0.2）（6.3-0.02）+（3.3-0.2）（6.3-0.12+0.1）+(6.3-2.7)2.57=495.82 KN(2)教室部分：2.0（50.4-0.24）（15.3-0.24）-173.128-9=1146.563 KN则一至五层活荷载为：495.82 +1146.563=1642.383 KN屋面均布活荷载（玉雪荷载不同时考虑，取其中较大者）。0.5（50.4-0.24）（15.3-0.24）-（6.3-0.24）（7.2-0.24）+2.5（6.3-0.24）（7.2-0.24）=462.06 KN4.4 荷载分类 将各层各构件荷载分类，计算各层何荷载代表值，列入表3，其中各层自重为：楼面恒载、50%楼面均布活荷载、纵横梁自重、楼面上下哥半层的柱及纵横墙体自重。顶层自重为：屋面恒载、50%屋面雪荷载、纵横墙自重、半层柱自重、上下半层墙体自重。根据以上组合方式，将各层重力荷载代表值计算出列如下表： 表4.3 重力荷载代表值计算表 KN层次梁柱板墙门窗活荷载Gi11482.5531583.7683029.7411470.97470.089821.1928471.28321486.7911200.6723029.7411489.84869.444821.1928120.65431486.7911200.6723029.7411489.84869.444821.1928120.65441486.7911200.6723029.7411489.84869.444821.1928120.65451486.7911200.6723029.7411489.84869.444821.1928120.65461486.791600.3364099.9871489.84869.444231.038000.402电梯机房121.536150.085187.332149.3944.15812.165624.674.5 重力荷载代表值 结构抗震分析时所采用的计算简图如下图4.2所示。集中在各点的重力荷载代表值Gi为计算单元内各层楼面上的重力荷代表值及上下各半层的墙柱等重力荷载。 图 4.2 各层楼面荷载代表值4.6 风荷载计算对于本建筑，考虑到建筑总高度较低，风荷载较小，同时考虑设计时限，故风荷载可不计算（任务书中给定）。4.7 框架侧移刚度计算现浇板的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取=1.5（为梁的截面惯性矩）；对中框架取=2.0。梁的线刚度ib=ECIB/l.其中EC为混凝土弹性模量，L为亮的计算跨度。横梁线刚度计算如下表4.3类别层次Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）L(mm)ib=EcI0/l（Nmm）1.5EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）边横梁13.151043006005.410958702.89810104.34710105.79610102-63.01043006005.410959202.73610104.10410105.4721010走道梁13.151043006001.610931501.60010102.40010103.20010102-63.01043006001.610931001.54810102.32310103.0961010 表4.3 横梁线刚度计算表 柱的线刚度iC=ECIB/l.其中Ie为柱的截面惯性矩，为柱的计算高度 表4.4 柱的线刚度计算表 层次Ec（N/mm2）bh（mmmm）HC(mm)Ie（mm4）iC=EcI0/l（Nmm）1 3.151046506505.41.48810108.68010102-63.01046006003.91.08010108.3081010 柱的线刚度按式D=c12ic/h2来计算，c为柱的侧移刚度系数，根据梁柱线刚度比的不同，结构布置图中的柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱等。现以第二层C-3柱为例，梁柱的线刚度如右图所示，查柱的侧移刚度修正系数c表得：K=（3.096+3.2+5.473+5.796）/(28.308)=1.057 （4.2）c=K/(2+K)=1.057/(2+1.057)=0.346D=c12ic/h2=0.346128.3081010/39002=22679其余各柱计算过程见下表. 表4.5 中框架柱侧移刚度D值 N/mm 层 次 边柱（9根） 中柱（10）根 DDI1DI23-60.6590.248162251.0310.3422286368885 20.6780.253165831.0570.34622679376037 10.6680.438156451.0360.50618074321545 表4.6 边框架柱侧移刚度D值 N/mm 层 次 A-1 A-8 D-1 D-8 B-1 B-8 C-1 C-8DDI1DI23-60.4940.198129780.7740.2791828712506020.5090.203133060.7930.2841861512768410.5010.4142880.7770.4616431122875 表4.7 楼梯、电梯间框架柱侧移刚度D值 N/mm 层次D-4 D-7 C-4 C-7D-5DDI1DI1DI13-60.6590.248162251.0310.34222860.6590.248162259324720.6780.253165831.0570.346226790.6780.2531658395107 10.6680.438156451.0360.506180740.6680.4381564583083将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即为各层间侧移刚度D，见下表：表4.8 层间侧移刚度 N/mm 层 次123-6D527503598828587192第一层的刚度/第二层的刚度=527503/598828=0.8810.7,故该框架为横向规则框架。5 水平地震作用下框架结构的内力和位移计算5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算5.1.1 横向自振周期计算按式Ge=Gn+1（1+3）将突出房屋重力荷载代表值折算到主体结构的顶层，即：Ge=624.67（1+3/23.9/24.9）=771.467 KN （5.1）基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2 （5.2）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0.7。uT按以下公式计算： VGi=Gk （5.3）（u）i= VGi/D ij （5.4）uT=（u）k （5.5）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，其中第六层的Gi为G6和Ge之和。 表5.1 结构顶点的假想位移计算 层 次Gi（kN）VGi（kN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm） 68771.8698771.86958719214.9305.9 58120.65416892.52358719228.8291 48120.654250136262.2 38120.65433133.83158719256.4219.6 28120.65441254.48559882868.9163.2 18471.28349725.76852750394.394.3则：T1=1.70.7(0.3059)1/2=0.66s5.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算根据建筑设计抗震规范（GB500112010）规定，对于高度不超过40米，以剪切变形为主，且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构，以及近似于单 质点体系的结构，可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。=0.85（8471.283+8000.402+8120.6544+624.67） （5.6） =42142.1