土木百货商场-毕业设计

某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 1 本人有土木各种毕业设计：框架、剪力墙、砖混、框剪等结构毕业设计；住宅、宾馆、办 公楼、教学楼、住宿楼、商场等建筑；高层或多层的毕业设计！计算书及建筑施工图、结 构施工图都是成套的，都是合格的毕业设计，也都是各届优秀毕业生的合格毕业设计！ 意在帮助大家更快的完成毕业设计，以便去实习挣钱！ 有意者请联系我！ 摘 要 该设计为鑫源百货商场，建筑面积为 14000m2,建筑层数为四层。设计使用 年限为 50 年。主体结构采用框架结构作为承力结构。建筑的主体风格以简洁为 主。在设计中，根据功能进行了布局。 建筑的设计部分包括：结构选型，平面设计，立面设计，建筑的防火和疏 散。 结构计算部分是重点内容。这部分计算主要包括：水平地震作用，风荷载， 竖向荷载，活荷载等对结构的影响。此外还包括楼梯设计，基础设计等。在设 计方法中对于水平地震作用采用了底部剪力法，对于竖向荷载采用了弯矩二次 分配法。 关键词：关键词：商场，框架结构，基础。 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 2 Abstract The building is located in daqing ,and it is a synthesis market occupied space 14000mm2. The building is four layers.The building can live 50 years.The subject of the building adopted framework .The style is succinct. In my design,I thoughted over carefully of its function. The part of building design includes:the choice of the framework,the design of plane,the design of vertical surface,the problem of peventing fire and the dispersing of the building. The design of the framework calculation is the most important part.It mainly include:the horizontal of earthquake ,wind load,vertical load,live load.in addtion to the design of stairs and foundation.In the design method,I adopt the method of bottom shearing force to the level earthquake action.In the same time,I adopt the second distribute of the moment to the vertical load. Keywords: market ,framework,foudation 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 3 目 录 第第 1 1 章章 建筑设计建筑设计.1 1 1.1 平面设计 .1 1.2 立面设计 .1 1.3 剖面设计 .1 1.4 防火设计与疏散 .2 1.5 构造设计 .2 1.6 局部设计 .2 第第 2 2 章章 混凝土现浇框架结构设计混凝土现浇框架结构设计.4 4 2.1 结构布置 .4 2.2 材料选用及截面尺寸初步估算 .4 2.3 重力荷载计算 .6 2.4 横向框架侧移刚度计算 .11 2.5 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移 .13 2.6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 .20 2.7 竖向荷载作用下框架结构内力计算 .21 2.8 横向框架内力组合 .30 2.9 框架梁柱截面设计及配筋计算 .48 2.10 板的设计 .64 2.11 桩基础设计 .67 结结 论论.7474 参考文献参考文献.7676 致致 谢谢.7777 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 1 第 1 章 建筑设计 1.1 平面设计 1. 功能分析：商场建筑按使用功能分为营业，仓储，辅助三个部分，其中 以营业部分为主，要处理好货流，顾客和职工流之间的关系。 2.根据设计任务书中建筑总面积及各房间使用面积的要求，初步确定每层 的房间的面积，形状，尺寸等，并确定与其他部分的关系。 3.根据功能分析，流线分析进行平面组合设计。 (1) 首先确定组合方式。从商场建筑的使用功能及任务书所给的条件看， 采用以营业厅为中心，周边布置辅助房间的大厅式组合较为合理。 (2) 各层平面设计。本商场不影响商场正常营业功能基础上，从底层到顶 层采取共享中庭，把上下贯穿的中庭布置在中心位置，营业空间环绕四周。 (3) 初步确定柱网尺寸。及总平面中确定的平面形状，进行组合设计，从 而得出一个初步的平面形状。根据标准货架宽，柜台宽，店员通道宽，购物顾 客宽度，顾客股数等考虑结构的经济性，初步确定柱网尺寸为 7500mm7500mm。 (4) 在此基础上，根据周围环境，道路分布及走向，商店内流线分析，顾 客流量等因素初步确定入口及楼梯的位置，数量及形状。 (5) 初步确定门窗的形状，尺寸和位置。 1.2 立面设计 1. 根据平面，剖面设计绘出初步的建筑立面，在此基础上进行立面设计， 即根据建筑构图规划，恰当的确定门，窗，柱，雨蓬，檐口，勒脚及必要的花 饰等部分的比例，尺度，位置。 2. 本商场的主入口部分立面采用玻璃幕墙体，其结构简洁明快、格调和谐、 庄重清新，体现商场的现代意识；主入口最顶部采用轻钢屋架，其中间设置一 玻璃筒体，两者结合起来，用一种特殊的建筑语言，演绎着有本商场的建筑理 念；外立面以富有现代感的白色为主色调；本商场的名称，招牌采用了醒目、 简明的设计理念，与本商场整体外观设计相融合；顶部女儿墙采用高度不一的 风格，似长城，与商场现代的风格完美地结合；本商场四角突出，最顶部采用 圆形玻璃筒体，体现出了商场的层次感。 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 2 3. 重点处理：重点对建筑物出入口，楼梯转角等部位进行设计。 1.3 剖面设计 1. 根据任务书要求确定层数及各部分标高。 层数：4 层；首层：4.5m；标准层 4.5m；室内外高差 450mm。 考虑到商店营业厅通常沿墙布置货架，剖面上对窗的尺寸没有过多的限制， 因此营业厅窗台高度和窗的尺寸由立面设计确定。 2. 确定空间形状。根据商店建筑的使用功能要求，其剖面形状应采用矩形。 3. 确定竖向组合方式。由于该商场功能分区明确，各层房间数量和面积基 本一致，因此采用上下空间一致的竖向组合方式即可。 1.4 防火设计与疏散 1. 防火设计 商场的防火设计不仅要符合建筑设计防火规范 ，还应符合商店建筑设 计规范第四章的内容。本商场按照建筑耐火等级二级设计。防火间距最大允 许长度 150 米，每层最大允许建筑面积 2500，当建筑内设置自动灭火系统时， 2 m 每层允许建筑面积按上述增加一倍。防火分区采用防火卷帘。 本商场划分为三个防火分区，其最大允许建筑面积符合规定。商场中厅设 自动扶梯。屋盖采用非燃烧体。 2. 安全疏散 商场营业部分疏散人数的计算，可按每层营业面积和顾客服务面积乘以换 算系数来确定。底层外门，楼梯，走道的各自宽度符合防火规范的规定。 商场营业厅每个防火分区至少有两个安全出口，且营业厅任一点至最近安 全出口直线距离不超过 25 米。商场营业厅的出入门，安全门净宽度不小于 1.4 米，并不设门槛。楼梯梯段宽度也大于 1.4m，踏步宽 300mm，踏步高 150mm， 均符合规范要求。 本商场设置四部楼梯，楼梯布置均匀，空间导向性强，并使营业厅内任一 点至最近楼梯的直线距离小于 25m。 1.5 构造设计 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 3 本商场采用现浇整体式框架结构，总长 67.5m，不设伸缩缝。采用后浇带 做法。 1.6 局部设计 1. 屋顶 本建筑的屋面共享大厅上部采用网架屋顶，其余部分采用钢筋混凝土平屋 顶，排水方式为外排水，坡度为 2%，屋面防水采用双面复合材料，其属于 新型材料。 2. 门窗 门窗均采用塑钢门窗，具体尺寸见门窗表。 3. 楼梯 本建筑设有楼梯四部，自动扶梯一部，货梯一部。 扶梯，电梯均根据本商场的场地等各种条件和厂家预定。 楼梯：初定为双跑楼梯，楼梯间宽为 4.8m，楼梯段宽为 2.4m，梯井宽为 0.1 米，满足防火疏散要求。 4. 卫生间 每层设置一个卫生间。卫生间为套间室，设前室。卫生间设洗手盆， 镜子等。卫生器具的数量根据规范满足工业企业设计卫生标准中规定 的卫生器具数量。 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 4 第 2 章 混凝土现浇框架结构设计 2.1 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、立面及剖面 设计。主体结构共 4 层，一层 4.5m，二、三、四层均为 4.5m。平面柱网采用： 7.5m7.5m。 2.2 材料选用及截面尺寸初步估算 梁截面高度按梁跨度的估算，由此估算的梁截面尺寸见表 2.1，表中还给出 了各层梁、柱、板的混凝土强度等级。其设计强度： C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)。 2.2.1 材料选用 填充墙采用 390mm 厚的填充空心砌块砌筑。门有钢门、卷帘门、木门；窗 有塑钢窗和玻璃幕墙。 楼盖、屋盖、梁和柱均采用现浇钢筋混凝土结构。混凝土强度等级 C30， 其设计强度:C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。 钢筋采用 HPB235，fy=210N/mm2，fy=210 N/mm2 和 HRB400，fy=360N/mm2，fy=360 N/mm2 。 2.2.2 构件截面尺寸的初定 梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。截面高度一般取梁跨度 l 的 1/121/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生 剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4。梁的截面宽度可取 1/31/2 梁宽，同时不小于 1/2 柱宽，且不应小于 250mm。 1、框架梁 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 5 横梁： h=(1/121/8)*7500=625mm937.5mm 取 h=700mm b=(1/31/2)h=250mm375mm 取 b=300mm 纵梁、次梁、悬挑梁： h=(1/151/12)L=500mm625mm 取：500mm b=(1/31/2)h=170mm250mm 取:200mm 表 2.1 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 （bh） 次梁（bh） 14C30 300700200500200500 2、框架柱 柱截面尺寸可根据柱的轴压比按下列公式估算： （2.1） E NFg n （2.2） C NC N A f 式中：N 为柱组合的轴压设计值；F 为简支状态计算的柱的负载面积；gE为折算 在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取 1215kN/m； 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取 1.3，不 等跨内柱取 1.25，等跨内柱取 1.2；n 为验算截面以上楼层层数；AC为柱截面 面积；fC为混凝土轴心抗压强度设计值；为框架柱轴压比限值，此处可进 似取，即对一级、二级和三级抗震等级，分别取 0.7，0.8 和 0.9。 该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值 N=0.8；各层的重力荷 载代表值近似取 15kN/m2。 由式（5.1） 、 （5.2）得第一层柱截面面积为： 边柱 Ac 2 3 191761 3.148.0 4101575.35.73.1 mm 中柱 Ac 2 3 383523 3.148.0 410155.75.73.1 mm 根据上述计算结果并综合考虑其它因数，故本设计柱截面尺寸取值如下： 一层：600mm600mm 二至四层：500mm500mm 按上述方法确定的柱截面高度 h不宜小于 400mm,宽度不宜小于 350mm，柱净 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 6 高与截面长边尺寸之比大于 4，满足要求。 3、板厚 填充墙采用 240mm 厚的空心砌块砌筑及 120mm 厚轻质隔墙。门为木门， 窗为塑钢窗。楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，按结构要求： hL/35,且mm,则：取板厚 h=120mm 80 屋面、楼面均取 120mm。 4、基础 选用独立基础，基础埋深 2.5m；距基顶 0.5m。 框架结构计算简图如图 2 所示。取顶层的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取 至板底，24 层柱高即为层高，取 4.5m；底层柱高度从基础顶面取至一层板 底，即 H1=4.5+0.5+0.45-0.1=5.35m. 5、框架计算简图如图 2.1 所示。 取顶层柱的心形线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底。 图 2.1 框架计算简图 2.3 重力荷载计算 2.3.1 屋面及楼面永久荷载标准值 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 7 层面（不上人）： 180 厚砖砌架空隔热层（西南 J202） 1.1kN/m2 三毡四油上铺绿豆砂 0.4KN/m2 25 厚 1：3 水泥砂浆找平层 0.02520=0.5kN/m2 1：6 水泥焦渣找坡（最薄 30mm 厚） 0.08510=0.85kN/m2 板自重 250.1=2.5kN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m2 合计 5.6kN/m2 轻钢网架屋顶 0.152kN/m2 玻璃屋顶 0.3kN/m2 合计 0.452kN/m2 2.3.2 楼面永久荷载标准值： 营业厅： 30 厚水磨石地面 0.65kN/m2 100mm 厚钢筋混凝土板自重 250.1=2.5kN/m2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m2 合计 3.8kN/m2 办公室： 硬木地板 0.2KN/m2 地板格栅 0.2KN/m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.5KN/m2 隔声纸板顶棚 0.2KN/m2 合计： 3.1KN/m2 楼梯： 花岗岩地面 280.015=0.42KN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.5KN/m2 20mm 厚水泥砂浆粉刷层 200.02=0.4KN/m2 合计： 3.72KN/m2 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 8 卫生间： 花岗岩地面 280.015=0.42KN/m2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2 100mm 厚钢筋混凝土板 250.1=2.5KN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计： 3.57KN/m2 2.3.3 屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5KN/m2 楼面活荷载标准值： 2.0kN/m2 营业厅：3.5KN/m2 办公室：2.0KN/m2 卫生间：2.5KN/m2 楼梯：3.5 KN/m2 屋面雪载标准值： s=rSO=1.00.5=0.5KN/m2 式中：r为屋面积雪分布系数，取=1.0 2.3.4 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载； 对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结 果见表 2.2。 墙体为 240mm 厚空心砌块，外墙面帖瓷砖（0.5kN/m2） ，内墙面为 20mm 厚抹灰，则外墙面重力荷载为： 0.5+8.00.24+170.02=2.76kN/m2 内墙为 240mm 空心砌块，两侧均为 20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷 载为: 0.021728.02.4=2.6KN/m2 则外墙单位墙面重力荷载为： 2.76kN/m2 内墙单位墙面重力荷载为：2.6kN/m2 木门单位面积重力荷载为：0.2 KN/m2 塑钢窗：0.4KN/m2 玻璃幕墙：1.2KN/m2 玻璃门、钢铁门：0.45KN/m2 表 2.2 梁、柱重力荷载标准值计算 bhrgLiGi Gi 层 次 构件 /m/m/(KN/m3) /(KN/m)/m n /KN/KN 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 9 横梁0.300.70251.055.916.75662413.158 纵梁0.300.70251.055.916.75642340.032 1 柱0.600.60251.1014.775.95763078 7831.19 横梁0.300.70251.055.916.85662413.158 纵梁0.300.70251.052.636.85642340.032 2 3柱0.600.60251.1011.094.8763078 7831.19 横梁0.300.70251.055.916.85662413.158 纵梁0.300.70251.052.636.85642340.0324 柱0.600.60251.1011.094.8763078 7831.19 注：表中 为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对重力荷载的增大系数；g 表示单位长度 构件重力荷载；n 为构件数量;梁长度取净长；柱长度取层高。 2.3.5 重力荷载代表值 第一层：第一层： 1内外填充墙重计算： (1)横墙：AH 横墙，墙厚 390mm,计算长度 7500mm6=45000mm,计算高度： 4500mm-650mm=3850mm. 单跨体积：0.39453.85=67.568 m3 单层重量：5.567.568=371.62KN 数量：2 总重：371.622=743.24KN 一层的 200 内墙计算： 单跨体积：0.238.43.85=29.568 m3 单层重量：5.529.568=162.62KN (2)纵墙：A-1 到 A-10，墙厚 390mm,计算长度 7500mm6=45000mm,计算高度： 4500mm-650mm=3850mm. 单跨体积：0.39453.85=67.568 m3 单层重量：5.567.568=371.62KN 数量：2 总重：371.622=743.24KN 一层 200 内墙： 单跨体积：0.244.13.85=33.957 m3 单层重量：5.533.957=186.764KN 总重：371.622=743.24KN 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 10 横墙总重：743.24+162.624=905.864KN 纵墙总重：905.864+186.764=1092.628KN (3)窗户计算（钢框玻璃窗） C-1 尺寸：3600mm2100mm 自重：0.4KN/ m2 数量：10 重量：3.62.10.410=30.24KN C-2 尺寸：3000mm2100mm 自重：0.4KN/ m2 数量：2 重量：3.62.10.42=5.04KN C-3 尺寸：3600mm2100mm 自重：0.4KN/ m2 数量：4 重量：3.62.10.44=3.024KN C-6 尺寸：2100mm2100mm 自重：0.4KN/ m2 数量：4 重量：2.12.10.44=7.056KN 总重：30.24+5.04+3.024+7.056=45.36KN (4)门的计算： M-1：钢框玻璃门 尺寸：3000mm2400mm 自重：0.4KN/ m2 数量：20 重量：32.40.420=57.6KN M-2：钢门 尺寸：2400mm2400mm 自重：0.4KN/ m2 数量：17 重量：2.42.40.417=39.168KN M-3：木门 尺寸：900mm2400mm 自重：0.15KN/ m2 数量：4 重量：0.92.40.154=1.296KN 总重：57.6+39.168+1.296=98.064KN (5)楼板恒载，活载计算（楼梯间按楼板计算） 面积：（67.552.5）-（22.522.5）=3543.75-506.25=3037.5 m2 恒载:4.053037.5=12301.875KN 活载：3.53037.5=10631.25KN 由以上计算可知：一层重力荷载代表值为： G1=G 恒+0.5G 活 =2413.158+1.05+2340.032+1.05+3078+1.05+1092.628+743.24+45.36+98.064 +10631.250.5=17996.74 KN 第二三层：第二三层： 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 11 (1)墙的计算： 横墙总重：743.24+0.39153.855.5=867.11KN 纵墙总重：1092.628+0.39453.855.5=1464.25KN (2)窗户的计算： 总重：45.36+7.52.10.46=83.16KN （3）门窗计算： 总重：98.064-57.6=40.464KN （4）楼板恒载，活载计算（楼梯间按楼板计算） 面积：（67.552.5）-（22.522.5）=3543.75-506.25=3037.5 m2 恒载:4.053037.5=12301.875KN 活载：3.53037.5=10631.25KN 由以上计算可知：一层重力荷载代表值为： G2=G3=G 恒+0.5G 活 =2413.158+1.05+2340.032+1.05+3078+1.05+1464.11+867.11+45.36+98.064+10 631.250.5=16540.42 KN 3.3.第四层第四层： (1)墙的计算： 横墙总重：867.11+209.63=1076.74KN 纵墙总重：1464.25+222.34=1686.59KN (2)窗户的计算： 比二三层增加了 5 块 C-5 玻璃 总重：83.16+7.56=90.72KN （3）门窗计算： 比二三层增加了 5 块 M-4,1 块 M-5 总重：40.464+1.89+0.76=43.11KN （4）楼板恒载，活载计算（楼梯间按楼板计算） 面积：（67.552.5）-（22.522.5）=3543.75-506.25=3037.5 m2 恒载:4.053037.5=12301.875KN 活载：3.53037.5=10631.25KN 由以上计算可知：一层重力荷载代表值为： G4=G 恒+0.5G 活 =2413.158+1.05+2340.032+1.05+3078+1.05+1076.74+1686.59+90.72+43.11+10 631.250.5+12301.875=17074.28KN 集中于各层标高处的重力荷载代表值 Gi 见图 2.2 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 12 图 2.2 各层重力荷载代表值(KN) 2.4 横向框架侧移刚度计算 横梁线刚度ib计算过程见表 2.3；柱线刚度 ic计算过程见表 2.4。 表 2.3 横梁线刚 ib 计算表 类 别 层 次 Ec /(N/mm2 ) 104 b /mm h /m m I0/mm 4 109 L /mm EcI0/L /Nm m 1010 1.5EcI0/ L /Nmm 1010 2EcI0/L /Nm m10 10 边 横 梁 3.030070010.5575004.226.338.44 中 横 梁 1 4 3.030070010.5575004.226.338.44 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 13 表 2.4 柱线刚度 ic 计算表 层次 hc/mmEc/(N/mm2)b/mmh/mmIc/mm4EcIc/hc/N.mm 24 45003.0010450050014.8810109.31010 145003.0010460060026.3710109.31010 柱的侧移刚度按下式计算： （2.3） 2 12 C C i D h 根据梁柱线刚度比的不同，本商场柱可分为中框架中柱和边柱、边框架K 中柱和边柱等。现以第 2 层 F-5 柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余 柱的计算过程从略，计算结果分别见表 2.5、表 2.6、表 2.7。 第 2 层 F-5 柱及与其相连的梁的相对线刚度如图 2.3 所示，图中数据取自表 2.3 和表 2.4。梁柱线刚度比为： K 815 . 1 3 . 92 244 . 8 244 . 8 K c= 476 . 0 815 . 1 2 815 . 1 由式（2.3）得: D=N/m23056 4800 103 . 912 476 . 0 2 10 表 2.5 中框架柱侧移刚度 D 值（N/mm) 边柱(12 根)中柱(34 根) 层次 K cDi1KcDi2 Di 24 0.90750.312151131.8150.47623056 10.6350.484218191.2690.60727356 表 2.6 边框架柱侧移刚度 D 值(N/mm) 边柱（4 根）中柱（12 根） 层次 KcDi1KcDi2 Di 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 14 续表 2.6 24 0.6810.254123031.3610.40519617 10.4760.441198810.9520.49222180 表 2.7 横向框架层间侧移刚度（N/mm） 层次1234 Di 由上表 8 可见，D1/D2=1.2370.7，故该框架为规则框架。 表中：E为混凝土弹性模量 I0为梁、柱换算截面惯性矩且， 3 0 / 12Ibh 现浇楼面：中框架取 Ib=2I0；边框架取 Ib=1.5I0 EcIo/l 为梁的线刚度 表示梁、柱线刚度比K c 为柱侧移刚度修正系数。 2.5 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移 2.5.1 横向水平地震作用下横向框架结构的内力 2.5.1.1 横向自振周期计算 表 2.8 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi (KN)Vgi(KN)Di(N/mm)ui(mm)ui(mm) 417074.2817074.2817.5160.3 316540.4233614.7034.6142.8 216540.4250155.1251.6108.2 117996.7268151.8656.656.6 按下式计算基本周期 T1， （2.5） 1 1. 7 TT T 式中：T为计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移（m） ，即假想把集中在 各层楼面处的重力荷载代表值 Gi 作为水平荷载而得到的结构顶点位移； 为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取 0.60.7，本题计算基本周期 T1,结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响拆减系 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 15 数,框架取(0.60.7)，故取 T=0.7 S T T 476 . 0 1603 . 0 7 . 07 . 1 u 7 . 1 1 T 2.5.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 该结构高度不超过 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。 结构总水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算： （2.6） 1EKEq FG 式中：为相应于结构基本自振的水平地震影响系数值； 1 GEq：为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点应 取总重力荷载代表值的 85% KN GG ieq 08.57929 )74.17996242.1654028.17074(85 . 0 85 . 0 设防烈度为七度，地震加速度为 0.10g 08 . 0 max 设计地震分组为第一组 场地土类别为类场地 故：特征周期 Tg=0.35 S T1=0.476 S 由建筑抗震设计规范可知，阻尼比 0.05 0 . 1 2 08 . 0 08 . 0 0 . 1 max 2 则 KN GF eqEK 33.463408.5792908 . 0 S T S Tg 476 . 0 49 . 0 35 . 0 4 . 14 . 1 1 不需要考虑顶部附加水平地震作用。 1=max= 9 . 0 1 T Tg 061 . 0 08 . 0 476 . 0 35 . 0 9 . 0 Feq=1Geq=0.06157929.08=3533.67 KN 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 16 （2.7） 1 ii iEkn jj j GH FF G H （2.8） 1 n ik k VF 具体计算过程见表 2.9，各楼层地震剪力计算结果见表 2.9。 表 2.9 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 Hi/mGi/kNGiHi/kNm GiHi/GiH i Fi/kNVi/kN 420.3517074.28.600.3911812.021812.02 315.5516540.42.530.2891339.323151.34 29.0516540.42.520.200926.874078.21 14.5517996.72.600.120556.124634.33 表中：Hi 为层高，单位 m Gi 为每层的重力荷载代表值，单位 kN Fi 为每层的剪力，由公式（2.7）计算，单位 kN Vi 为各层总的剪力，由公式（2.8）计算，单位 kN 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布图见图 2.3 和图 2.4。 图 2.3 水平地震作用分布图 图 2.4 层间剪力分布图 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 17 2.5.2 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下的框架结构的层间位移和顶点位移分别按下式（2.9）和 i u （2.10）计算： （2.9） S j ij i i D V u 1 n K K u u 1 )( （2.10） 计算过程见表 2.10。表中还计算了各层的层间弹性位移 e=/。 i u i h 表 2.10 横向水平地震作用下的位移验算 层次 Vi/kN Di /(N/mm) /mm i u/mm i u/mm i he=/ i u i h 41812.021.86213.14445001/2578 33151.343.23911.28245001/1482 24078.214.1928.04345001/1145 14634.333.8513.85145001/1545 表中：Vi 为各层的剪力值 Di 为各层的刚度值 为每层的层间位移，由公式（2.9）得出 i u 为各层总的层间位移，由公式（2.10）求出 i u hi 为各层层高，单位 mm e 为弹性层间位移角限值，且 （2.11） ee hA 式中：为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的层间弹性位移；h 为计算 e A 楼层层高；为弹性层间位移角限值。 e 由表 2.11 可见，最大层间弹性位移角发生在第 2 层，其值为 1/11451/550，满足式（2.11）的要求。 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 18 2.5.3 水平地震作用下框架内力计算 以图 1 中 5 轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余计算从略。框 架柱端剪力及弯矩分别按式（2.12）和（2.13）计算,其中 Dij取自表 2.5，Di取自表 2.7，层间剪力取自表 2.9。柱反弯点高度比 y 按式 （2.14）确定。 （2.12） 1 i j jis i j j D ViV D （2.13） . .(1) b iji j u iji j MVyh MVy h （2.14） 123n yyyyy 式中：Dij为 i 层柱的侧移刚度；h 为该层柱的计算高度；y 为框架柱的反弯点高 度比；yn为框架柱的标准反弯点高度比；y1为上、下层梁线刚度比修正值， y2、y3为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 各层柱端弯矩及剪力计算过程见表 2.11；梁端弯矩、剪力及柱轴 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 19 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 20 2.6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 2.6.1 风荷载标准值 基本风压 0=0.55KN/m2 ,风振系数 z:因房屋高度不超过 30m,所以 z=1.0 风载体形系数 s=0.8（迎风面）和 s=-0.5（背风面） 。 取轴线横向框架，其负载宽度为 7.5m，则沿房屋高度的分布风荷载标准 值 q(z)=7.50.55zsz=4.125zsz 根据各楼层标高处的高度 Hi 查取 z，代入上式可得各楼层标高处的 q(z) 见表 2.13. q(z) 沿房屋高度的分布见图 2.7。 图 2.7 风荷载沿房屋高度分布图 图 2.8 等效节点风荷载 表 2.13 沿房屋高度分布风荷载标准值 层次Hi/m zz q1(z)(KN/m)q2(z)(KN/m) 419.50.821.02.7061.691 314.70.741.02.4421.526 29.050.741.02.4421.526 14.550.741.02.4421.526 框架结构分析时，应按静力等效原理将图 2.8 的分布荷载转化为节点集中 荷载，如图 2.8 所示。现以第 3 层的集中风荷载 F3 为例，说明计算过程，其余 从略。 F3=(2.442+1.526)24.80.5+(2.706-2.442)+(1.691- 1.526)4.80.51/3+0=19.39 KN 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 21 2.6.2 风荷载作用下的水平位移验算 根据风荷载作用下框架层间剪力和框架层间侧移刚度，由于底层的框架刚 度很大，且风荷载作用较小，故各屋的相对侧移和绝对侧移的计算过程从略， 满足验算要求。 2.7 竖向荷载作用下框架结构内力计算 2.7.1 计算单元 图 2.9 板的受力传递图 取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为 7.5m，如图所示 2.9。 由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影 线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架以集中力的形 传给横向框架，作用于各节点上。 2.7.2 荷载计算 2.7.2.1 恒载计算 在上图中 q1代表横梁自重，为均布荷载形式 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 22 图 2.10 各层梁上作用的恒载 对于第 4 层，q1代表横梁自重，为均布荷载形式：q1=5.91 KN/m，q2为屋 面板传给横梁的三角荷载：q2=3.755.6=21 KN/m P1、P2 分别为边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重 和女儿墙等的重力荷载；P3为次梁传给横梁的自重。计算如下： P1=(3.75+1.875)/21.8755.62+7.52.63+0.97.52.76=97.42 KN P2=(3.75+1.875)/21.8755.64+7.52.63=137.85 KN P3=2.637.5+(3.75+1.875)/21.8755.64=137.85 KN 对于 13 层，q1 包括梁自重，为均布荷载；其它荷载计算方法同于 4 层， 结果为： q1 =5.91 KN/m q2 =3.83.75=14.25 KN/m P1=144.62 KN P2=99.88 KN P3=99.88 KN 2.7.2.2 活荷载计算 活荷载作用下各层框架的荷载分布见图 2.11。 图 2.11 各层梁上作用的活荷载 对于 4 层，不上人屋面活荷载：q2=0.53.75=1.875 KN/m P1=(3.75+1.875)/21.87520.5=5.28 KN P2=(3.75+1.875)/21.87540.5=10.55 KN P3=(3.75+1.875)/21.87540.5=10.55 KN 在屋面雪荷载作用下：q2=0.53.75=1.875 KN/m P1=(3.75+1.875)/21.87520.5=5.28 KN P2=7.385 KN 某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 23 P3=7.385 KN 对于 13 层，q2=13.125 KN/m P1=36.91 KN P2=73.83 KN P3=73.83 KN 将以上结果汇总，见表 2.14、表 2.15。 表 2.14 横向框架恒载汇总表 层次q1/(KN/m)q2/(KN