土木民用建筑砖混结构毕业论文.doc

武汉科技大学本科毕业设计土木民用建筑砖混结构毕业论文目 录1 绪 论12 设计资料22.1 工程项目概况22.1.1 项目名称22.1.2 建筑地点22.1.3 工程简介22.2 建筑材料22.3 工程地质气象条件22.3.1 地质水文资料32.3.2 气象资料32.3.3 标高33 建筑设计43.1 平面设计43.2 立面设计43.3 剖面设计44 结构设计54.1 结构选型64.1.1 结构体系选型64.1.2 其它结构选型64.2 结构布置65 结构计算75.1 梁柱截面，梁跨度及柱高度的确定75.1.1 柱的截面75.1.2 梁的截面75.1.3 梁的计算跨度75.1.4 柱的计算高度75.2 荷载计算85.2.1 屋面均布恒载85.2.2 楼面均布恒载85.2.3 屋面均布活荷载95.2.4 楼面均布活荷载95.2.5 梁柱自重95.2.6 墙体自重95.2.7 一榀框架荷载分层总汇95.3 风荷载作用下框架结构的内力计算105.3.1 风荷载作用下楼层剪力的计算105.3.2 梁、柱线刚度的计算105.3.3 框架柱的侧移刚度D值的计算115.3.4 风荷载作用下框架的内力分析125.4 水平地震力作用下框架荷载计算185.4.1 横框架梁线刚度195.4.2 横向框架柱的线刚度195.4.3 横向框架柱的側移刚度195.4.4 横向框架自振周期205.4.5 横向地震作用计算205.4.6 横向框架抗震变形验算225.5 水平地震作用下的框架内力分析235.5.1 边柱柱端弯矩及剪力计算235.5.2 中柱柱端弯矩及剪力计算245.5.3 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算245.5.4 各层中柱，边柱柱端，梁端弯矩255.5.5 各层中柱，边柱轴力，梁端剪力265.6 竖向荷载作用下横向框架结构的荷载计算275.6.1 节点荷载以及均布荷载计算275.7 竖向荷载作用下框架的内力分析335.7.1 梁的固端弯矩计算335.7.2 计算恒载和活载作用下的梁端剪力和柱轴力406 内力组合436.1 框架梁内力组合436.1.1 梁内力控制截面内力计算436.1.2 作用效应组合436.1.3 梁内力组合446.2 框架柱内力组合487 截面设计527.1 横向框架梁截面设计527.1.1 梁的正截面强度计算527.1.2 梁的斜截面强度547.2 柱正截面设计557.2.1 轴压比验算567.2.2 正截面承载力的计算567.2.3 柱斜截面设计597.2.4 三级抗震框架柱的抗震构造措施598 框架柱下独立基础的设计608.1 计算参数的确定618.1.1 基础梁截面尺寸的选取618.1.2 确定基顶荷载618.2 独立基础截面计算618.2.1 验算荷载偏心距628.2.2 验算基底最大压力628.2.3 抗冲切验算628.2.4 配筋计算638.3 联合基础计算648.3.1 确定基础截面尺寸648.3.2 附加荷载统计648.3.3 基地尺寸验算658.3.4 基础高度验算669 楼层板的设计679.1 设计资料679.2 板的计算679.2.1 荷载计算679.2.2 按弹性理论计算6810 板式楼梯的设计7010.1 设计资料7010.2 踏步板（TB-1）设计7010.2.1 踏步尺寸7010.2.2 荷载计算7010.2.3 内力的计算7010.2.4配筋计算7010.3 平台梁（PTL-1）的设计7110.3.1 梁计算跨度7110.3.2 荷载计算7110.3.3 内力计算7110.3.4 配筋计算7110.4 休息平台板设计7210.4.1 荷载计算7210.4.2 内力计算7210.4.3 配筋计算72结 束 语73参考文献74致 谢76 79 1 绪 论武汉科技大学城建学院教学楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积为6000平方米，建筑平面为L字型，满足学院教学、实验等需要。根据毕业设计任务书的要求，在查阅了许多相关资料，并实际参观了一些建筑，我构思出了此建筑设计方案。本方案的建筑布置完全对称，有利于引导人流，且外型规则，整体布局较紧凑。机构布置对称，对结构设计有利，尤其对抗震有利，且方便计算与施工。在建筑方案确定好后依据相关的设计规范，如高层建筑混凝土结构技术规程1（JGJ32002）、建筑抗震设计规范2 等进行设计，详细的说明见施工图里的设计总说明。建筑外观设计以使用、安全、经济、美观为原则，并能与周围建筑风格融为一体。设计正文分为建筑设计和结构设计计算两部分，详细介绍了教学楼的设计。建筑设计部分包括平面、立面和剖面三个部分。建筑设计部分主要表现于建筑施工图和建筑说明书。建筑平面图很清楚地表现了整个大楼各层的功能分区，各房间的面积和形状尺寸及功能等。立面图中展示了整个教学楼正立面和侧立面的效果图，使整个建筑更加完善。而剖面图则以剖切楼梯为宗旨将外观看不见的结构体现出来。建筑说明书从平面设计、立面设计、剖面设计等方面阐述了整个建筑设计的思路与设计依据、方法。满足安全实用的要求。结构设计部分主要由结构施工图和结构计算书组成。结构设计总说明，概括了教学大楼的主要构件-梁，柱，板的材料，配筋以及构造要求等；结施图中分别给出了从基础到顶层的有代表性楼层的梁板布置情况，楼梯、基础、板的配筋图，以及框架配筋图，这是一张具有结论性的图，展示了结构部分的最终成果。结构说明书则是得到框架配筋图很好的证明，很有条理的演算了一榀框架的整个计算过程。2 设计资料2.1 工程项目概况2.1.1 项目名称武汉科技大学城建学院教学楼2.1.2 建筑地点湖北武汉科技大学（黄家湖）2.1.3 工程简介本工程为六层钢筋混凝土框架结构体系，是为学院教师及学生提供各种教学，实验，会议等服务的场所，使用年限为50年。建筑平面为L字型，平面尺寸为70.2m51m，总建筑面积为6000m2，无地下室，地面以上主体建筑高度为26.4米，教学区与办公区层高为3.9米，而阶梯教室层高则为4.5米，同时，阶梯教室内部也存在四步台阶。全楼设楼梯三部，电梯一部。建筑类别为三级，耐火等级为三级独立柱基础，抗震设防烈度为七度。 （1）楼面做法：大理石楼面，水磨石地面,120厚现浇钢筋混凝土板,10厚混合砂浆抹灰, 用于除卫生间外所有室内楼面；陶瓷锦砖卫生间楼面，用于卫生间楼面，比相邻楼面低20mm.，做1%坡，坡向地漏。 （2）屋面做法：合成高分子涂膜防水屋面,上人屋面，三毡四油防水层，15厚水泥砂浆找平层，40厚水泥石灰焦渣砂浆2找平找坡层， 20厚混凝土板隔热层，150厚现浇钢筋混凝土板结构层，10厚混合砂浆抹灰层； （3）墙身做法：墙体均厚240mm两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。外有乳白色漆涂。2.2 建筑材料混凝土强度等级：底层柱采用C40(fc=19.1N/mm2,ft=1.71N/mm2,E=3.25N/mm2)；其它柱梁用C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43 N/mm2,E=3.00N/mm2)。墙体材料可选用空心粘土砖或普通粘土砖。玻璃幕墙采用蓝色隐框镜面玻璃幕墙。承包该工程的施工单位技术力量雄厚，施工水平较高，三材品种齐全并由建材公司供应，墙体材料可选用空心粘土砖或普通粘土砖。水、电、路均已接至现场。2.3 工程地质气象条件2.3.1 地质水文资料根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，土层分布比较规律，对建筑物基础无影响。自然地表0.75m内为填土，填土下层为1.75m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土允许承载力标准为270KN/ m2 。砾石层允许承载力标准值为340KN/ m2 。地下水位在地表下4.5m处，地下水对混凝土无侵蚀性。2.3.2 气象资料全年主导风向为东北风，夏季平均风速为19m/s，冬季平均风速为22m/s，基本雪压为0.50KN/m，基本风压为0.35kN/m。2.3.3 标高 底层室内主要地坪标高为0.000，室内外高差0.600m。图内尺寸标注除特别标明外，一律以mm为单位。3 建筑设计3.1 平面设计 进行建筑平面设计时需要考虑房间的面积和形状尺寸等，同时需要考虑门窗的大小和位置，应考虑出入方便，疏散安全等。由于矩形平面便于统一开间、进深，有利于平面及空间的组合，所以本工程采用矩形房间。武汉科技大学城建学院教学楼是集教学，实验，会议等为一体，为保证各功能区满足要求，互相不影响，考虑到房间尺寸，可将其细分为三个功能区：教学区，办公区，阶梯教室区。并结合规范要求，做了两个双柱、双梁的变形逢。在对建筑各单体、各局部进行深入的细部设计时，按照各单体、各局部的性质、功能和使用顺序进行分区分类与空间组合。在细部设计和空间组合中不断与总体布局协调。首先考虑接待中心的大厅，位于底层起内外连系、水平与垂直交通连系的作用。因此将大厅设计得比较宽敞，且导向性好。为了更好地组织、分配各种流线并适合管理，因此设计开放三个教师，学生出入点。门厅内设置了电梯，可供搬运各种教学实验器材，大厅一侧通向教学区，另一侧通向办公区，导向明显，合理分流。3.2 立面设计 立面设计主要是对建筑体形的各个方面进行深入刻画和处理，使整个建筑形象更加完善。建筑立面设计的步骤通常是根据初步确定的房间内部空间组合得平、剖关系，描绘出建筑立面的基本轮廓，在此基础上推敲立面各部分总的比例关系。根据各功能区的使用功能的不同，教学楼各功能单位对采光和美观有不同的要求，层高也就不同，教学区与办公区层高为3.9米，而阶梯教室层高则为4.5米，同时，阶梯教室内部也存在四步台阶，且台阶的位置要根据座位，视线等因素综合考虑确定，这也就需要设计者很好地处理高差这一方面。进行本建筑立面设计时采取多布置窗且对称布置的方式。这样，在满足建筑采光要求的同时也可以使建筑立面显得美观。3.3 剖面设计 建筑剖面设计的任务使确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用以及建筑剖面中的结构、构造关系等。由于剖切线通过楼梯，所以可通过剖面图清晰的看到楼梯的构造及设计。由于沿着剖切视线方向投影过去，可以观察到教学区与阶梯教室的高差，因此，在剖面图设计中，充分展现了作者处理高差的构造及设计。设计的主要内容有：确定房间的剖面形状、尺寸以及比例关系；确定房屋的层数和各部分的标高解决屋面排水、隔热、采光、通风上的要求等。通过剖面设计，将竖向空间能够处理得更加完善、得体。4 结构设计4.1 结构选型4.1.1 结构体系选型 采用横向承重的钢筋混凝土现浇框架结构。4.1.2 其它结构选型 （1）屋面结构：采用现浇钢筋混凝土屋盖作承重结构，屋面板按上人屋面的使用荷载选用。 （2）楼面结构：所有楼面均采用现浇钢筋混凝土楼板。现浇钢筋混凝土楼板板厚为100mm。（3）楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土梁式楼梯。（4）天沟：采用现浇钢筋混凝土天沟。（5）过梁：门窗过梁均采用现浇钢筋混凝土梁。（6）基础梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。（7）基础：对单个柱子采用钢筋混凝土柱下独立基础；对靠得较近的两个柱子采用条形基础，电梯基础与柱子基础靠得很近时，将两者合并成一个条形基础。（7）楼梯间：采用每层设构造柱。（9）雨篷：悬挑钢筋混凝土板。4.2 结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面、剖面设计及基础平面布置、各楼层结构平面布置、屋顶层结构平面布置。其图参见建施和结施图纸，主体结构共6层，其中底层层高为4.2m，其余层层高均为3.3m。5 结构计算5.1 梁柱截面，梁跨度及柱高度的确定 工程柱网布置见结构施工图中的02号基础结构布置图，取第12轴的框架KJ-6计算。初估截面尺寸。5.1.1 柱的截面 各层柱的截面尺寸不变，均按 其中，n为验算截面以上楼层层数，g为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构近似取18 kN/m2，F为按简支状态计算的柱的负荷面，为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。抗震等级三级的框架结构轴压比u=0.9。代值计算最后取柱截面尺寸为 bh=500mm500mm。 5.1.2 梁的截面 横向边跨梁L1：h= (1/141/8)7800 =(557-975)mm,取h=600mm； b= (1/2.51/2)600 =(240300)mm,取b=250mm； 横向中跨梁L2：h= (1/141/8)3000 =(214-375)mm,取h=400mm； b= (1/2.51/2)400 =(160200)mm,取b=250mm；纵向连系梁LL6及LL11：h=(1/181/12)4200=(233350)mm,取h=450mm，b=250mm；5.1.3 梁的计算跨度 由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离，如结施中基础平面布置2号图所示。5.1.4 柱的计算高度假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。则底层柱高从基顶标高算至二楼楼板底，所以底层计算高度为h=3.9+0.6+0.5=5.0m；其中3.9m为底层层高，0.6m为室内外高差，0.5m为基础顶面至室外地面的高度。取柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板顶。混凝土强度等级：底层柱采用C40(fc=19.1N/mm2,ft=1.71N/mm2,E=3.25 N/mm2)；其它柱梁用C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43 N/mm2,E=3.00N/mm2)。则框架结构计算简图如图5.1所示。 图5.1框架结构计算简图5.2 荷载计算5.2.1 屋面均布恒载 按屋面做法逐项计算： 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4 KN/m2；找平层：15厚水泥砂浆 0.01520=0.3KN/m2； 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆2找平 0.0414=0.56 KN/m2； 隔热层：20厚混凝土板 0.0225=0.5 KN/m2； 结构层：150厚现浇钢筋混凝土板 0.1525=3.75 KN/m2； 抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117=0.17 KN/m2； 合计： 5.68 KN/m2；5.2.2 楼面均布恒载按楼面做法逐项计算水磨石地面 0.65 KN/m2；120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3 KN/m2；10厚混合砂浆抹灰 0.0117=0.17 KN/m2；合计： 3.82 KN/m2；5.2.3 屋面均布活荷载此次设计为上人屋面屋面活荷载标准值 2.0 KN/m2；计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载雪荷载标准值 0.5 KN/m2；5.2.4 楼面均布活荷载走廊，教室楼面均布活荷载标准值 2.5 KN/m2；5.2.5 梁柱自重包括梁侧，梁底，柱的抹灰重量。梁侧，梁底，柱的抹灰近似按加大梁宽及柱宽这种偏安全考虑。 横向边跨梁：bh=250mm600mm,长7.8m；每根重量为：0.290.67.825 = 33.93 KN； 横向中跨梁：bh=250mm400mm,长3.0m；每根重量为：0.290.43.025 = 8.7 KN；纵向连系梁LL6及LL11：bh=250mm450mm,长4.2m；每根重量为：0.290.454.225 = 13.7 KN； 底层柱：bh=500mm500mm,高5.0m；每根重量为：0.540.545.025 = 36.45 KN； 其它层柱：bh=500mm500mm,高3.9m；每根重量为：0.540.543.925 = 28.43 KN；接着算墙体自重。5.2.6 墙体自重墙体均厚240mm两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。 单位面积上墙体重量为：0.2811.9 = 3.33 KN5.2.7 一榀框架荷载分层总汇顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层纵横墙体自重。屋面恒载：3.334.21.22 + （7.8+3+7.8）4.25.68 = 477.28 KN；50%屋面雪荷载： 50%（7.8+3+7.8）4.20.2 = 7.81 KN；纵、横梁自重： 33.932 + 8.7 + 13.74 = 131.36 KN；半层柱自重： 28.4342 = 56.86 KN；半层墙体自重： 3.33(7.32+3.74)3.9/2 = 190.91 KN；合计： 第六层G6 = 864.22KN； 标准层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，楼面上下各半层柱及纵横墙体自重。楼面恒载： （7.8+3+7.8）4.23.82 = 298.42 KN；50%楼面均布活荷载： 50%（7.8+3+7.8）4.22.5 = 97.65 KN；纵、横梁自重： 33.932 + 8.7 + 13.74 = 131.36 KN；楼面上下半层柱自重： 28.434 = 113.72 KN；楼面上下半层纵横墙体自重： 3.33(7.32+3.74)3.9 = 381.82 KN；合计： G5 = G4 = G3 = G2 = 1022.97 KN；一层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，楼面上下各半层柱及纵横墙体自重。楼面恒载： （7.8+3+7.8）4.23.82 = 298.42 KN；50%楼面均布活荷载： 50%（7.8+3+7.8）4.22.5 = 97.65 KN；纵、横梁自重： 33.932 + 8.7 + 13.74 = 131.36 KN；楼面上下半层柱自重： 28.4342+36.4542 = 129.76 KN；楼面上下半层纵横墙体自重： 3.33(7.32+3.74)3.9 = 256.84 KN； 合计： 第一层G1 = 1039.01 KN；故建筑物总重力荷载代表值为： =864.22 + 1022.974 + 1039.01 = 5995.11 KN；5.3 风荷载作用下框架结构的内力计算5.3.1 风荷载作用下楼层剪力的计算表5.1 风荷载作用楼层的剪力(单位：kN)层次zsz(m)zoAPw61.01.324.51.330.3513.7710.7251.01.320.61.260.3521.0615.5241.01.316.71.180.3521.0614.5431.01.312.81.080.3521.0613.3021.01.38.91.000.3521.0612.3211.01.35.01.000.3522.6813.275.3.2 梁、柱线刚度的计算横梁线刚度ib和柱线刚度ic计算分别见下表。表5.2 横梁线刚度ib计算类别bhIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(mm)（）（m）（）（）（）边横梁0.250.60.01287.815.823.731.6中横梁0.250.40.00163.05.938.9411.9表5.3 柱线刚度ic计算层次hbhIEcI/l（m）（mm）（）（）150.50.50.005210.4263.90.50.50.005213.35.3.3 框架柱的侧移刚度D值的计算 框架柱的侧移刚度D值的计算简表见下表5.4所示。表5.4 框架柱的侧移刚度D值计算简表楼层计算简图K一般层i2i1i2K=i1+i2+i3+i4/2ic=K/(2+K)icici4i3i4底层K=i1+i2/ic=(0.5+K)/(2+K)i2i1i2icic得出框架柱侧移刚度D值见下表所示。表5.5 框架柱侧移刚度D值层次线刚度层高边柱中柱D边梁边柱中梁中柱HKaDKaD631.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47531.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47431.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47331.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47231.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47131.614.411.910.45.02.1940.6424.444.1830.7573.7816.44再根据下图中的风荷载作用下框架内力计算简图进行风荷载作用下框架结构的内力计算。5.3.4 风荷载作用下框架的内力分析 风荷载作用下框架内力计算简图如5.2所示。 图5.2 风荷载作用下框架内力计算简图(单位：kN) 求出框架层间剪力后，分配的剪力以及该柱上下端弯矩，反弯点高度y按下式计算： y0为标准框架的反弯点高度比，y1为上下梁刚度比变化时的反弯点高度比修正系数，y2 y3是柱上下层高度变化时的反弯点高度比修正系数。表5.5 柱剪力分配表(单位：kN)层次层剪力边柱D值中柱D值D每根边柱剪力每根中柱剪力610.726.726.5126.472.722.64526.246.726.5126.476.666.45440.786.726.5126.4710.3510.03354.086.726.5126.4713.7313.30266.406.726.5126.4716.8616.33179.674.443.7816.4421.5218.32表5.6各层柱反弯点计算表层次边柱中柱6n=6j=6n=6j=6k=1.708y0=0.385k=3.271y0=0.45a1=1y1=0a1=1y1=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.385y=0.455n=6j=5n=6j=5k=1.708y0=0.435k=3.271y0=0.464a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.435y=0.4644n=5j=4n=6j=4k=1.708y0=0.45k=3.271y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.45y=0.53n=6j=3n=6j=3k=1.708y0=0.485k=3.271y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.485y=0.52n=6j=2n=6j=2k=1.708y0=0.5k=3.271y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.5y=0.51n=6j=1n=6j=1k=2.194y0=0.55k=4.183y0=0.55a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0y=0.55y=0.55各层柱端弯矩和剪力计算：柱端弯矩见弯矩图。柱端剪力如下表所示： 表5.7 柱端剪力(单位：kN)层次654321边柱2.726.6610.3513.7316.8621.52中柱2.646.4510.0313.3016.3318.32表5.8 柱端弯矩(单位：kNm)层次边柱剪力中柱剪力层高边柱y中柱y边柱柱端M边柱柱底M中柱柱端M中柱柱底M62.722.643.90.3850.456.524.085.664.6356.666.453.90.4350.46414.6811.3013.4811.67410.3510.033.90.450.522.2018.1619.5619.56313.7313.303.90.4850.527.5825.9725.9425.94216.8616.333.90.50.532.8832.8831.8431.84121.5218.3250.550.5548.4259.1841.2250.38梁端剪力、弯矩、柱轴力计算： 表5.9 梁端弯矩、剪力，柱轴力计算 层次边梁中梁柱轴力MblMbrVbMblMbrVb边柱中柱66.524.111.311.551.551.151.31-0.16518.7613.163.944.964.963.675.25-0.43433.5022.696.948.548.546.3312.19-1.04345.7433.059.7312.4512.459.2221.91-1.55258.8541.9712.4515.8115.8111.7134.36-2.28181.3053.0816.5919.9919.9914.8150.95-4.07图5.3 风荷载（左风）作用下框架弯矩图 （单位: kNm） 图5.4 风荷载（左风）作用下梁端、柱剪力及柱轴力图 （单位：kN）5.4 水平地震力作用下框架荷载计算 地震发生时，对结构既可以产生任意方向的水平作用，也能产生竖向作用，一般来说水平地震作用是主要的。根据我国的建筑抗震规范（GB50011-2001）对此作出如下规定：一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力承担。5.4.1 横框架梁线刚度考虑到现浇楼办可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的側移这一有利作用，故对现浇楼面的中间框架梁取，对现浇楼面的边框架梁取，其中。计算如下：边跨梁L1,L3：中跨梁L2,L4：5.4.2 横向框架柱的线刚度对于底层柱（BE轴）Z1,Z2为：其余各柱Z3,Z4,Z5,Z6为：5.4.3 横向框架柱的側移刚度柱的侧移刚度按D=c12ic/h来计算。根据梁柱线刚度比K的不同，将柱可分为中框架中柱和边柱。现以第三层的中柱Z4的侧移刚度的计算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程见表1-4到1-6所示。第三层的Z4柱及与其相连的梁的相对线刚度如图所示，则梁柱线刚度比为K=（33800+26700）2/（240000）=1.512c =1.512/(2+1.512)=0.430D=0.4301240000/3.92=13570 KN/m；横向横向框架柱的侧移刚度值D见表5.10所示。 表5.10 横向框架柱的侧移刚度值D层次柱类型 一般底层 一般底层（KNm）根数底层边柱Z11.0000.50081122中柱Z21.7900.6049799235822二至五层边柱Z30.8450.29793732中柱Z41.5120.43013570245886顶层边柱Z50.8450.29793732中柱Z61.5120.430135702458865.4.4 横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基频的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆，故只须求得结构的顶点水平位移，即可由下面公式求得结构的基本周期。其中为基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的有利影响，取0.6；是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移，然后由求出，再由求得框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算结果见表5.11：表5.11 横向框架顶点位移计算表层次（KN）（KN）（KNm）层间相对位移6864.22864.22458860.01880.484451022.971887.19458860.04110.465641022.972910.16458860.06340.424531022.973933.13458860.08570.361121022.974956.10458860.10800.275411039.015995.11358220.16740.1674 故：=1.70.6=0.710 s5.4.5 横向地震作用计算在类场地，7度抗震区下，设计基本地震加速度为0.10g，多遇地震时，结构的特征周期和地震影响系数为： =0.35 s =0.08由于1.4=1.40.35=0.49s 应考虑顶点附加地震作用 ；则结构横向总水平地震作用标准值为：；顶点附加水平地震作用： 各层横向地震剪力作用按如下公式计算，其结果见表11 各层横向地震作用及楼层地震剪力计算如下表5.12所示。表5.12 各层横向地震作用及地震剪力计算表层次63.924.5864.2221173.40.24473.3373.3353.920.61022.9721073.20.24345.76119.0943.916.71022.9717083.60.19737.10156.1933.912.81022.9713094.00.15128.43184.6223.98.91022.979104.40.10519.77204.3915.05.01039.015195.00.06011.30215.70 注：表中第六层加入了。横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图5.5所示。图5.5 各层水平地震作用和地震剪力5.4.6 横向框架抗震变形验算层间弹性相对转角均要满足要求，在多遇地震作用下层间弹性位移验算结果见表横向变形验算表5.13所示。表5.13 横向变形验算层次层间剪力（）层间刚度（）层间位移（m）层高（m）层间相对弹性转角673.33458860.001603.95119.09458860.002603.94156.19458860.003403.93184.62458860.004023.92204.39458860.004453.91215.70358220.006025.0均符合要求。5.5 水平地震作用下的框架内力分析将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算： 柱上、下端弯矩、按下式来计算 式中： i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度； y 反弯点高度比； 标准反弯点高比，根据上下梁的平均线刚度，和柱的相对线刚度的比值，总层数，该层位置查表确定。 上下梁的相对线刚度变化修正值，由上下梁相对线刚度比值及查表得。 上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值及查表。 下层层高对该层层高的比值及查表得。5.5.1 边柱柱端弯矩及剪力计算 水平地震作用下各层边柱柱端弯矩及剪力计算见表4.5所示。表5.14各层边柱柱端弯矩及剪力层次y63.973.3345886937314.980.8450.3537.9720.4553.9119.0945886937324.330.8450.3858.8336.0643.9156.1945886937331.900.8450.4568.4355.9833.9184.6245886937337.710.8450.4580.8966.1823.9204.3945886937341.750.8450.5081.4181.4115.0215.7035822811248.841.0000.6585.47158.735.5.2 中柱柱端弯矩及剪力计算 水平地震作用下各层中柱柱端弯矩及剪力计算见表4.6所示。表5.15所示 各层中柱柱端弯矩及剪力层次Y63.973.33458861357021.681.5120.3852.4232.1353.9119.09458861357035.221.5120.4575.5561.8143.9156.19458861357046.191.5120.4893.6786.4733.9184.62458861357054.601.5120.50106.47106.4723