钢筋混凝土框架结构办公楼毕业设计计算书

1、k 钢筋混凝土框架结构办 公楼毕业设计计算书 -CAL-FENGHAL-(YICAI)-Company One 1 摘要1 Abstract2 绪论4 第1章设计资料5 工程概况5 结构设计资料5 第2章建筑设计8 建筑平面设计8 主要使用房间设计8 辅助使用房间设计9 交通联系部分设计9 建筑平面组合设计9 建筑立面设计9 建筑剖面设计10 防火设计11 建筑细部设计11 墙体11 地面工程11 屋面工程11 门窗工程11 楼梯工程12 油漆工程12 第3章结构设计概述12 设计依据12 本工程有关等级要求13 框架承重方案13 框架结构计算简图13 结构计算13 第4章结构设计计算14 .

2、结构设计资料14 .结构布置及计算简图14 重力荷载计算16 屋面及楼面的永久荷载标准值16 屋面及楼面可变荷载标准值17 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算18 重力荷载代表值19 横向框架侧移刚度计算20 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移讣算.错误!未定义书签。 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移汁算错误!未定义书签。 横向风荷作用下框架结构的内力和侧移计算32 竖向荷载作用下框架结构的内力计算37 计算单元38 荷载计算38 内力计算41 横向框架内力组合46 框架梁的内力组合46 框架柱的内力组合49 截面设计55 框架梁55 框架柱58 第5章构件设计62 板的配筋计算62 荷

3、载计算62 计算简图63 弯矩设计值63 正截面承载力计算64 楼梯设计64 设计参数64 梯段板设计64 平台板设计65 平台梁设计66 第6章基础设计68 确定C柱的基底尺寸68 设计C柱基础69 基础配筋计算71 设计心得73 参考文献75 鸣谢76 本次毕业设汁的内容为钢筋混凝土框架结构办公楼，建筑面积约为5000m2, 拟建建筑物共六层，分为建筑和结构两部分。建筑设讣是在总体规划的前提下， 根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、施工、材料、建筑设备、建筑艺术 及经济等。着重解决建筑布置与各种细部构造，最终确定设计方案，画出建筑施 工图。结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案

4、；选择合理的结构体 系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算 包荷载计算、变形验算、内力分析及截面设计。 在完成结构部分的计算之后，依据建筑方案和结构设计计算结果完成结构部 分的施工图设计。本方案为一栋行政楼，主体为六层的钢筋混凝土框架结构，结 合海口的实际情况，本场地地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度为，设计 特征周期为，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为H类。 结构设计中主要是框架设计阶段，首先必须满足水平地震力作用下框架侧移验算 的要求，在进行地震水平力作用计算时釆用了底部剪力法，并运用弯矩二次分配 法对框架进行内力计算。 基础部分的设计，根据提供的地

5、质资料，基础形式采用预制桩，并进行了承 台、桩身的设计及验算。 关键词：框架；结构设计；抗震设计；桩基础。 Abstract The desig n of the graduation-product content to have reinforced con Crete frame building, The construct area is about 5000 nf .The building drawing up to set up is total 6 floors high construction and structure is divided into two parts

6、. Architectural design is the premise of the overall plan, according to the design task, con sidering the functi onal use, construction, materials, con struction equipment, architectural art and economy. Address the layout and architectural details of various structures, and the final design, constr

7、uction painted map Structural design is preliminary design of the buildings identified on the basis of the structure of the program; Choosing a rational structure of the system; the structural layout, and a prelim in ary estimate, to determ ine structural comp onent size, structure calculation. Stru

8、ctural load calculation packages, checking deformation, stress analysis and design section. The completion of the structure of the calculation, based on the construction program and structural design is complete structure of the construction design. The program for a building, the main part of the s

9、ixstorey reinforced concrete frame structure, the actual situation of Haikou, The basic seismic intensity venues for the eight, the basic design of the earthquake acceleration kg/d Design features cycle , a seismic design for the first team and the construction site for the Class II category. Struct

10、ural Design is the main framework for the design stage, we must first meet the horizontal seismic forces un der the framework of the lateral checked, con ducting seismic calculati on of the level of force used in the base shear, and the use of sec on dary distribution method moment right framework f

11、or calculating internal forces Part of the design basis, according to the geological data, the basis for the use of precast form pile, and a cap, Pile the design and calculation. 绪论 框架结构的特点 框架结构是通过梁、柱组成的结构体系作为建筑的竖向承重结构，并同时承 受水平荷载，它适用于多层及高度不大的高层建筑。框架结构平面布置灵活，能 形成较大的空间。通常梁、柱截面尺寸都不能太大，否则影响使用面积。因此， 框架结构

12、的侧向刚度较小，水平位移较大，这是他的主要缺点。通过合理设计， 框架结构本身的抗震性能较好，能承受较大的变形，但是，变形大了容易引起非 结构构件出现裂缝及破坏，这些破坏会造成很大的经济损失，也会威胁人身安 全。 框架结构的发展 筑物的高度也在不断的升高，当建筑物高度增加时，水平荷载对结构起的作 用将越来越大，普通的砌体结构已经不能满足高度要求，因此，框架结构就出现 了，框架结构的材料主要是钢筋和混凝土，通过把钢筋和混凝土粘接在一起，形 成承重的框架结构。 解放前，我国高层建筑很少，解放后，在50和60随着社会经济的发展， 人们需求的提高，居住环境不断的改变，建年代陆续建造了一些，如1959年建

13、 成的北京民族饭店，12层，高；1964年建成的北京民航大厦，15层，高等。70 年代初期，我国儿个大城市开始加速建造高层建筑，LI前，在许多中等城市及一 些小城市也都已建造了高层建筑。在我国，高层建筑以釆用钢筋混凝土为主，近 年来，不仅建造高度在增长，建筑体型和结构体系也愈益多样化，而且在50层 左右的建筑中，已开始采用钢结构，这些都体现了我国建造高层建筑的技术水平 有了的发展和提高。 本文研究的内容 本文通过对一棍框架的设计，充分了解了荷载的传力过程、框架各部分的作用， 以及整个框架结构的受力性能。本设计虽然简单，但包括的内容很全面，除框架 只计算了一棍以外，其余的设计均很全面，包括屋面板

14、、楼面板、以及基础和楼 梯，通过对这些结构的设计，已经可以充分了解整个建筑结构，以及对整个结构 设计的过程，同时也把我们学习的内容全部贯穿到一起，为我们将来走上工作岗 位打下了基础。 第1章设计资料 1. 1工程概况 本设计为办公楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约为5000m2左 右。建筑物平面为一字行，受场地限制，宽度W,长度W50m。框架梁、柱、板 均采用现浇混凝土。 1. 2结构设计资料 （一）地质资料 1、场地概况：拟建建筑场地已经人工填土平整，地形平坦，地面高程为。 2、地层构成：勘察揭露地层，自上而下除第层为近期人工填土外，其余 均为第四全新世海陆交互相陈积。勘察深度范用内

15、所揭露的地层，厚度变化不 大，分布较均匀，其各层概况为： 朵填土：以粘土为主，含大量的垃圾和有机质，不宜作为天然地基，平均 厚度2.5m。 淤泥质粉质粘土：深灰色，流塑状态。平均厚度。 细砂：以细砂为主，少量砂粉，含粘粒，饱和，松散稍密状。平均厚度为 2.4m。 中砂：以中粗砂为主，饱和，属密实状态，承载力特征值为220kPa,工 程地质性良好，可作为桩尖持力层。本层为揭穿。 3、地下水情况：场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层，第一含 水层存于第层淤泥质粉质粘土中，属上层孔隙滞水，水位高程约为；第二含水 层主要存在于第细砂层中，属孔隙潜水，具有一定的水压力。经取水样进行水 质分析，判断

16、该地下水混凝土无侵蚀性。 4工程地质评价 (1) 场地土类型与场地类别：经过计算，本场地15m深度以内土层平均剪 切波速(按各层厚度加权平均)V sm=140160m/s,即场地覆盖层疗度Dv为 60m,按建筑抗震设计规范划分该场地类别为II类土。 (2) 场地地基液化判别：第层细砂为液化土层，I】e = ,属中等液化。 (3) 地基持力层选择与评价： 第层朵填土不宜作为天然地基； 第层淤泥质粉质粘土层为软弱下卧层； 第层细砂层为中等液化土层未经处理不可作为地基持力层； 第层中砂物理力学性质教好，可作为桩尖持力层。有关桩的设计和要求， 详见建筑桩基技术规范(J G J 9 4 )各层土的承载力

17、特征值及桩设计参见 下表. 层 1 土层 名称 平均 厚度 (m ) 实际 标贯 击数/ 临界 标贯 击数 承载力 特征值 沉管灌注桩 预制桩 桩侧阻力 特征值 桩端端阻 力特征值 桩侧阻力 特征值 桩端端阻 力特征值 fak (kPa ) Asia (kPa) Qpa (kPa) qsia (kPa) Apa (kPa) 杂填土 淤 泥质 粘土 60 20 24 细砂 150 29 38 中砂 未揭 230 42 1600 47 2100 5.地基方案 根据拟建建筑物的特点及场地岩土工程条件，基础形式可选用桩基础。建议 采用层中砂作为桩尖持力层，桩型可考虑灌注桩或预制桩。 （二）地震资料 根

18、据国家地震局审批的XX地震区划图及其说明，本场地地震基本烈度 为8度，设计基本地震加速度为，设计地震分组为第一组。 （三）气象条件 基本风压m2,基本雪压Oo 第2章建筑设计 一幢建筑物是山若干单体空间有机地组合起来的整体空间，任何空间都具有 三度性。因此，在进行建筑设计的过程中，我主要从平面、立面、剖面来综合 分析建筑物的各种特性，并通过相应的图示来表达设计意图。 建筑平面设计 根据设计任务书中对建筑总面积、层数及房间数量及使用面积的要求，初步 确定每层及各房间的面积、形状与尺寸，根据功能分区进行平面组合设计。 主要使用房间设计 主要使用房间是建筑物的核心，由于它们的使用要求不同，分为不同的

19、房 间，如办公楼中的办公室、会议室等。为了获得较大的办公场所，本设计采用和 两种大开间和6m的大进深，房间形状和具体尺寸见平面图。 辅助使用房间设计 辅助使用房间是为保证建筑物的主要使用要求而设置的，与主要使用房间相 比，则属于建筑物的次要部分，如值班室、厕所等。为满足使用需求，卫生间每 楼层设男、女卫生间各两个，并设有洗漱设备，釆用窗通风，自然釆光与灯光结 合。 交通联系部分设计 交通联系部分是建筑物中各房间之间、楼层之间和室内与室外之间联系的空 间，如门厅，楼梯间及电梯间。要求交通路线明确联系方便，紧急疏散时迅速安 全，满足通风和釆光要求，本设计设两部消防楼梯和一部电梯，具体见图纸中的 建

20、筑平面图。 建筑平面组合设计 为了使办公室有直接的天然釆光和通风，同时为了使结构变得简单和方便施 工，本设计釆用走道式的平面组合形式。这样办公室与交通联系部分明确分开， 各房间沿走道一侧并列布置，房间门直接开向走道，通过走道相互联系，各房间 基本上不被交通穿越，能较好的保持相互的独立性。楼梯和电梯及厕所布置在中 间，这样使用起来也比较方便。 建筑立面设计 建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理来体现，同时也涉及 到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外观形象对人的精神感受上产生的影响 犹为深刻。 体型和立面设计着重研究建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理 等。在满足使用功能和经济

21、合理的前提下，运用不同的材料、结构形式、装饰细 部、构造手法等创造出预想的意境，从而不同程度地给人以不同的印象。因此建 筑物具有独特的表现力和感染力。 建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映 内部空间的特征，但绝不能简单地理解为体型和立面设计只是内部空间的最后加 工，是建筑设计完成之后的最后处理，而应与平、剖面设计同时进行，并贯穿于 整个设计的始终。 本设计中窗的材料采用透明玻璃，窗框采用塑钢材料，避免反光造成城市污 染。在立面设计时应在满足功能要求的基础上，注意合理确定窗子与墙面上其它 构件间的比例和组合关系，整个立面上形成有规律的重复和有组织的变化。本工 程的出

22、入口能突出立面的造型，雨蓬采用预制悬挑构件。立面上外墙采用瓷砖， 在给人以现代科技成就的力量感的同时，也给人一种亲切和谐感。 建筑剖面设计 剖面设讣确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合利用，以及建 筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物 内部空间的关系。平面设计着重解决内部空间的水平方向上的问题，而剖面设汁 则主要研究竖向空间的处理，两个方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济 条件、周圉环境等问题。剖面设计主要包括以下内容： (1) 确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系； （2）确定房屋的层数和各部分的标高，如层高、室内外地面标高等； （3）解决天然采

23、光、自然通风、面排水及选择结构承重方案； （4）选择主体结构与围护结构方案； （5）进行房屋竖向空间的组合，研究建筑空间的利用； 剖面设计的LI的主要是确定内部空间的使用高度，以确保建筑空间的满足使 用要求，要求有各种设备高度及主梁的高度等。所以确定层高为，经估算，净高 符合要求。 为了防止室外的雨水流入室内和防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪 适当提高，以使建筑物内外地面形成一定的高差，室外标高设为。 防火设计 根据建筑设计防火规范的要求来进行防火设计，合理设置防火分区， 并设有防火门，合理设置消防通道与消防设施。 本设讣中，管道穿过隔墙，楼板时，应采用非燃烧材料将其周圉的空隙紧紧 填塞

24、。管道井等竖向管的井壁应为耐火等级限不应低于小时的非燃体。用于疏散 楼梯间的乙级防火门，应釆用单向弹簧门，并应向疏散放向开启。 建筑细部设计 墙体 填充墙体为240mm厚矿渣空心砖砌筑，外墙面贴瓷砖（OhkN/m?）,内墙 面为20mm厚抹灰，砌筑质量等级为二级。电梯间均采用现浇混凝土剪力墙，保 证结构的抗震性能。 地面工程 卫生间周圉地面防水采用SBS复合卷材防水，管道穿楼板及地漏，坐便器 处防水构造。 屋面工程 考虑汇水面积及建筑立面的美观，屋面排水釆用有组织内排水，屋面防水等 级为三级。 门窗工程 （1）本工程采用同种材质门窗，详见门窗表； （2）H窗上的玻璃的厲度根据分隔尺寸及办公楼所

25、处位置山厂家确定； （3）窗采用塑钢窗，窗台板采用花岗岩。 楼梯工程 采用钢筋混凝土现浇板式楼梯，全部设计为双跑，梯段板宽，楼梯井宽度为 160mm。首层为不等跑楼梯，笫一跑高度为，笫二跑高度为，其他层楼梯均为 等跑楼梯，单跑高度为。楼梯间设有乙级防火门。 油漆工程 木质门刷底漆一遍，棕色油两遍。其他突出的钢构件涂银口色防腐漆。 第3章结构设计概述 设计依据 设汁的依据主要有： 建筑安全等级二级，抗震等级三级，抗震设防烈度为8度; 相关规范：建筑结构荷载规范(GB50009-2002) 混凝土结构设汁规范(GB50010-2002 ) 建筑抗震设讣规范(GB50011-2001) 建筑地基基础

26、设计规范(GB50007-2002) 本工程有关等级要求 1. 本工程安全等级为二级，设计使用年限为50年； 2. 本工程抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为；设计地震分组为 第一组；场地类别为II类； 3. 建筑物抗震等级:三级： 4. 本建筑物耐火等级为二级； 框架承重方案 根据楼盖的平面布置及竖向荷载的传递路径，框架的承重方案可分为横向、 纵向及纵横向框架承重三种方案。在实际工程中，一般釆用横向框架承重方案。 因房屋横向较短，柱数量少，当釆用横向承重方案时，横向框架梁的截面高度 大，可增加框架的横向侧移刚度。本设计采用了横向框架承重方案。 框架结构计算简图 计算简图用梁柱的轴线表示

27、：梁柱轴线取各自的形心线：对于钢筋混凝土楼 盖整体浇注的框架梁，可取楼板底面处作为梁轴线。底层的下柱取至基础顶面。 当上下柱截面尺寸不同且形心线不重合时，取顶层柱的形心线作为柱子的轴线。 必须注意，按此讣算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力，山于此轴线不一 定是各截面的形心线，故在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为 柱截面形心处的内力，即计入上、下柱截面形心间的偏心距对截面弯矩的影响 结构计算 本办公楼设计分别进行了水平荷载作用下框架侧移及内力计算，竖向荷载作 用下框架内力计算。框架梁、柱内力组合，然后进行梁、柱截面设计及配筋计算 以及各构件的计算。构件的讣算其中包括楼板配筋计算

28、、楼梯计算、基础设计 等。 第4章结构设计计算 结构设计资料 拟建房屋所在地的设计地震动参数tzmax=0.08, 7； = 0.25s,基本雪压So= KN/m2,基本风压Wo= KN/m2,地面粗糙度为B类。常年地下水位位于地表 下，水质对混凝土无侵蚀性。土的重度为17kN/m地基承载力特征值fak=220 KN/m2o 土壤最大冻结深度为-0.5m。 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑结构布置，结构布置 平面示意图见图4-1。主体结构共6层，层高均为。 墙面为20mm厚抹灰。 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度按高跨比条件取 3600 “ 12

29、0mm = 90mm。 40 次梁截面高度力=18 /12 = 7800/18 7800/12 = (433mm650mm),取 600mm，截面宽度取b=300mm。 主梁截面高度 /?=/15/10 = 8100/15-8100/10 = (540mm810mm),取 700mm,截面宽度取b=350mm。 由此佔算梁截面尺寸见下表4-1,表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强 度等级,其设计强度 C35(/. =16.7N/mm/ =1.57N/mm2)。 表梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级 层次 混凝土强度 等级 横梁(bxh ) 纵梁 (bxh) AC. DF 跨 CD跨 37

30、C35 350 x700 350 x600 300 x600 12 C35 350 x700 350 x600 300 x600 柱截面尺寸可根据式(44)和(42) (4-1) N =卩 Fgp (4-2) 估算，为了计算方便，边柱与中柱取同样的截面尺寸。抗震等级为三级，轴压比 限值z(v = o各层重力荷载代表值近似取12kN/nr o 首层中柱 1.25xl2xl03 x 7 x 7.8 x 5.852 A = 318772.46mm ； “0.9x16.7 27层中柱 1.25x12x103x6x7.8x5.852 A. = 273233.53mm ； 0.9x16.7 如取柱截面为正

31、方形，则首层柱截面尺寸取700mmx700mm, 27层柱的截 面尺寸取550mm x 550mm。 基础采用柱下独立基础，基础埋深，基础顶面至室外地坪高度为。取顶层柱 的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，27层柱高度即为层高，取；底 层层高为，柱高度从基础顶面取至首层板底，即hl=+,取。框架结构计算简图 如图4-2所示。 图4-2轴框架结构计算简图（单位：mm） 重力荷载计算 屋面及楼面的永久荷载标准值 1屋面（上人）： 找平层：15厚水泥砂浆0.015x20 = 0.3kN/n? 防水层（刚性）40厚C20细石混凝土防水1.0kN/m2 防水层（柔性）三毡四油铺小石子0.4kN/n

32、r 找平层：15厚水泥砂浆0.015X20 = 0.3kN/m2 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3%找坡 0.04xl4 = 0.56kN/m2 保温层：80厚矿渣水泥0.08x14.5 = 1.16kN/m? 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12x25 = 3kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 kN/ m2 合计： kN/ m2 2 各层走廊楼面： 水磨石地面：10mm面层 20mm水泥砂浆打底 素水泥浆结合层一道 小计： kN/nr 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12x25 = 3 kN/nr V型轻钢龙骨吊顶 kN/ m2 合计： kN/nr 3 标准层楼面： 大理石面层，水泥砂浆接

33、缝 30厚1： 3干硬性水泥砂浆面上撒2疗素水泥 水泥浆结合层一道 小计： 1.16kN/nr 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12x25 = 3kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 kN/ m2 合计： kN/nr 屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 2.0kN/nr 楼面活荷载标准值 屋面雪荷载标准值 2.5kN/nr Sk =儿 xSo =x0 =0kN/m7 式中:儿为屋面积雪分布系数，取儿=10 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4

34、-2o 1 梁自重 bxh = 300mm x 600mm 结构自重： 25x03x(0.6-02) = 36kN/m抹灰层：10厚混合 砂浆 2x001x(06 - 02)x17 + 0.3x0.01x17 = 0.21kN/m 合计： 3.81kN/m bxh = 350mm x 600mm 结构自重： 25 xO.35x (0.6 一 0.12) = 4.2kN/m 抹灰层：20 片混合砂浆 2x0.01x(0.6012)xl7 + 0.35x001xl7 = 023kN/m 合计： 4.43kN/m hxh = 350mm x 700mm 结构自重： 25 x 0.35 x (0.7

35、一 0 12) = 5.08kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆2x0.01x(0.7-0.12)x17 + 035x0.01x17 = 0.26kN/m 合计： 534kN/m 2 柱自重 bxh = 700mm x 700mm 结构自重： 抹灰层：10疗混合砂浆 25x0.7x0.7 = 12.25kN/m 0.01x0.7x4x17 = 0.476kN/m 合计： bxh = 550mm x 550mm 结构自重： 抹灰层：10庁混合砂浆 12.73kN/m 25 x 0.55 x 0.55 = 7.56kN/m 0.01x0.55x4x17 = 0.37kN/m 合计： 7.93kN/m

36、 外墙为240mm厚的矿渣空心砖砌筑，外面贴瓷砖（m），内墙面为20mm厚 抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为 0.5 + 15X 0.24 +17x 0.02 = 4.44kN/m2 内墙为240mm厚的矿渣空心砖砌筑，两侧均为20mm厲抹灰，则内墙单位 面积重力荷载为15x0.24+17x0.02x2 = 4.28kN/n? 木门单位面积重力荷载为0.2kN/nr :塑钢窗单位面积重力荷载取0.4kN/m2 o 表42梁柱重力荷载标准值 层次 构件 b/m h/m 0 (kN/m) /, / m n G/kN kN 7 边横梁 0 0 254 中横梁 4 次梁 0 0 纵梁 6 柱 8 2-6

37、 边横梁 12 545 1894 中横梁 6 次梁 20 纵梁 20 柱 24 1 边横梁 12 545 1894 中横梁 6 次梁 20 纵梁 20 柱 24 重力荷载代表值 集中于各质点的重力荷载q,为计算单元范围内各层楼面上重力荷载代表 值及上下各半层的墙、柱等重量。计算G,时活荷载组合值系数取。 简单的计算过程如下： 顶层：屋面恒载、50%屋面活载、纵横梁的自重、半层柱的自重、半层墙的 自重，女儿墙自重，门窗自重的一半，电梯自重。其它层：楼面恒荷载、50%楼 面均布荷载、纵横梁自重、楼面上、下各半层的柱及纵横墙自重，门窗自重，楼 梯自重。 现以第六层为例，其余层计算过程相同，此处从略，

38、计算结果见图43。 + 7+i894+428x8Jx3.6x2 + 689x384x18 2 2 + 4.28x3.6x7.2 + 0.5x0.45x38.4x19.8+2x4.44x0.9x(38.4 + 19.8)x2 + 4.28x7.8x3.6x4 + 4.28x3.6x3.6x2 = 9563.43kN： G7 = kN； G5 = kN = G4； = kN ; G2 = kN ; q 二 kN ； ./-14S /.；kN .-S；：63.4：5IN G5 = Q457.49l! 46、4-7o 第2层02柱及与其相连的梁的相对线刚度如图4-5所示，图中数据取自表 4-3. 44

39、。由表43、4-4可得梁柱线刚度 . -： 8.2 73 7.778 图45 02柱及与其相连梁的相对线刚度 - 8.27x2 + 7.778x2 K = 2.41 6.673x2 2,41 2 + 2.41 = 0.546N/mm D = 0.546x 12 x 6.673x10 36002 =33735 N/mm 表4-5中框架柱侧移刚度D值(N/mm) 层次 边柱(8根) K ac 6 26 22737 181896 1 22101 176808 表4-6边框架柱侧移刚度D值(N/mm) 层次 K 26 18783 75132 1 20221 80884 表4-7楼、电梯间框架柱侧移刚度

40、D值(N/mm ) 层 C2D2C3D3C4D4C5D5 CA 次 K % 5 K 2 K % 2 26 28422 3373 5 3175 8 39024 0 1 24996 2804 5 2687 6 32810 4 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度 善匕=585796/647268= 0.905 0.7 工3 工见表4-8 o 层次 1 2 3 4 5 6 585796 647268 647268 647268 647268 647268 表48横向框架层间侧移刚度(N/mm) 山表可见, 故该框架为规则框架。 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算

41、横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 1 横向自振周期汁算 按式G严（1 + 电）+ 5+2（1 + 心1 ）将6折算到主体结构的顶层，即 2 H2 H Gf = 1.23x1467.1 = kN o结构顶点的假想侧移曲式（4-4） （4-6） VgL 士（4-4） （呦=%/如（4-5） 1 n “ 丁 =（） 瓦、质点的计算高度； %顶部附加地震作用系数。 具体过程见下表4-10,各楼层地震剪力按下式(4-9) it算 (4-9) 式中心一作用在k层楼面处的水平荷载。 表4-10各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 /. / m G. / kN G,J7,/kNm GH

42、F. /kN 匕/kN 为G已 6 5 4 3 2 1 各质点水平地震作用见图4-6,楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图47 图46各质点水平地震作用 3 水平地震作用下的位移验算 Vo jj |w 场 图4-7楼层地震剪力沿房屋高度的分布 水平地震作用下框架结构的层间位移物和顶点位移心分别按公式（4-10） 和公式（4-11）计算 (4-10) （“）产匕/如 /-I (4-11) 计算过程表见4-11,表中还计算了各层的层间弹性位移角叩札。 山表4J1可知，最大层间弹性位移角发生在第2层,其值为1/1765 1/550满 足式叫3(4-15) 式中Qi层丿柱的侧移刚度； /)该层柱的计算高度

43、； M：；柱上端的弯矩，单位为kNm： M；柱下端的弯矩，单位为kNm： y框架柱反弯点高度比； 儿一框架柱的标准反弯点高度比； ”一上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值; 儿儿一上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 其中儿山表查得。当为风荷载作用时，山均布水平荷载下各层柱标准反弯 点高度比确定；当为水平地震作用时山倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯 点高度比确定，本设计中无需修正。具体计算过程及结果见表442。 表4J2各层柱端弯矩及剪力讣算 层 次 h.，/ m 匕/kN 工Q / (N/mm) 中柱 % y 6 647268 22737 5 647268 22737 4 6472

44、68 22737 3 647268 22737 2 647268 22737 1 585796 22101 表 4 1 2 续表4-12各层柱端弯矩及剪力计算 圧 hf/ V/kN 工DJ 次 m (N/mm) K y 6 647268 33735 5 647268 33735 4 647268 33735 3 6472 33735 2 647268 33735 1 585796 28045 064 表中M量纲为kNm,虽:纲为kN (4-16) (4-17) (4-18) (4-19) 梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式（4-16） （4-19）计算。 严丹（M寫+M：；） lh lh lh

45、+ lb n（W-*） 式中可、家一表示节点左、右梁的线刚度; M：、分别表示节点左右梁的弯矩，单位为kN-m； 为柱j层的轴力，以受压为正，单位kN。 计算结果见表4-13。 表4J3梁端弯矩.剪力计算及柱轴力计算 层次 边梁 柱轴力 M； / 边柱W 6 5 4 3 2 1 续表4J3梁端弯矩、剪力计算及柱轴力计算 层次 中间梁 柱轴力 M； 1 中柱N 6 5 4 3 2 1 注：1）柱轴力中的负号表示拉力为为左地艇作用时.左侧两根柱为拉力.对应右侧两根柱为压力: 2）表中M讯位为kNm fV 7位为kN fN单位为kN J讯位为m。 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图

46、48,图49所 6 8 100Do. r： ：i a / m r 2 12355 】 If 197.63 LA 芒坛）_ 严_P T图 4-8左地震作用下框架弯矩图图4-9左地震作用下梁端剪力及柱轴力图 注:图中M址纲为kN-m ,v和N虽纲为kN。 横向风荷作用下框架结构的内力和侧移计算 1. 风荷标准值 风荷标准值按下式4-20计算： (4-20) 叫=卩JJQVq 式中叫）一基本风压，单位kN/ nr ； “、一风荷载体型系数，按荷载规范采用; “:一风压高度变化系数； 几一高度Z处的风振系数。 对本工程而言，基本风圧w() = 0.40kN/m2 , f3. = 1.0(H = 30m

47、)，风荷载体型 系数“.，由荷载规范查得儿=0.8(迎风面)，“=-0.5(背风面)，B类地区可查得风压 高度系数“:在30m、20m、15m. 10m和5m处依次为、：L和1。各层的集 中荷载由下式计算： 以(4-21) 式中A相应高度范围的受荷面积。 根据风压高度系数位置直接取值，即某楼层的冬取相应控制高点处的“： (处取用30m处，处取用20m处，15m和处取用15m处，和处取用10m 处)，则集中于各层楼(屋)面处的风荷载标准值如下图4-10o 尺=0.4 x(0.8 + 0.5) x 1.42 x 7.8 x 1.8 = 1037kN F5 = 0.4x(0.8 + 0.5)x 1.

48、25x7.8x3.6 = 18.25kN 耳=04x (0.8 + 0.5) xl.14x7.8x3.6 = 16.65kN E = 0.4 x (0.8 + 0.5) xl.14x7.8x3.6 = 16.65kN E=0.4x (0.8 + 0.5) xlx7.8x3.6 = 14.61kN 耳=0.4 x (0.8 + 0.5) xlx7.8x(1.8 + 2.1) = 17.04kN 图4J0等效节点集中风荷载 2 风荷载作用下的水平位移验算 层间剪力由下式计算气=土竹，然后根据框架侧移刚度D值表求出轴 线框架层间侧移刚度，再按式(4-10)和(4J1)讣算各层的相对侧移和绝对侧移，

49、计算过程见下表4-14o 表444风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算 层次 1 2 3 4 5 6 斥/kN V./kN 工 D/(N/mm) 100292 112944 112944 112944 112944 112944 续表4J4风荷载作用下框架层间剪力及侧移讣算 层次 1 2 3 4 5 6 血 / mm Hi / mm Am. !h. 1/5699 1/5294 1/6545 1/9000 1/14400 1/4000 0 可见，风荷载下框架最大层间位移角为1/5294远小于1/550,满足规范【9】要 求。 3 风荷载作用下框架内力计算 风荷载作用下框架结构内力讣算计算过程与水平

50、地震作用下的相同。此处从 略。各层柱端弯矩和剪力计算过程及结果见表4-15和4-16。梁端弯矩剪力及柱 轴力计算过程及计算结果见表4-17及续表4-17。 图4-1中轴线的横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见图 4-11 和 4-12 o 表4J5各层边柱柱端弯矩及剪力计算 层 次 - yIC.Ilr-I:一 ： 27.74 7,5 =0 P4=0.45x3.9xl.8=3.16kN 对于第6层：活荷载标准值取2.0kN/nr ,则 耳=2.0 x7.8xl.5 = 23.4kN P2 =2.0 x 7.8x3 = 46.8kN P, =2.0 x7.8x5.1/2 = 39.78

51、kN P4 = 2.0 x 7.8 x 5.7 / 2 = 44.46kN 对于第15层：标准层楼面活荷载标准值取与走廊楼面活荷载标准值相同 的值2.5kN/m2,这样取值给计算带来了方便，同时使结构有更高的安全富余 度。则 P, =2.5x7.8xl.5 = 29.25kN P2 =2.5x7.8x3 = 58.5kN P3 =2.5x7.8x5.1/2 = 49.73kN P4 =2.5x7.8x5.7/2 = 55.58kN 将以上结果汇总，见下表4J8和表4-19o 表4J8横向框架恒载汇总表 层次 R (kN) P2 (kN) P3 (kN) P4 (kN) 7 0 0 0 6 3-

52、5 1-2 表449横向框架活载汇总表 层次 R (kN) P2 (kN) P3 (kN) P4 (kN) 7 0 0 0 6 1-5 注：因雪荷戦相对于楼（屋血活荷载而言很小，取较大值进行组合.故此处可以不il算雪荷戦。 内力计算 梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。山于结构和荷载均对称，故讣算 时可用半框架。弯矩汁算过程如图4-16,所得弯矩图如图4-17。梁端剪力可根 据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，柱轴力可山梁端 剪力和节点集中力相叠加得到，计算柱底轴力还需要考虑柱的自重，具体计算过 程见表4-17和表4-18所列。 查毕业设计指导书笫39页，根据相应的公式求

53、得竖向荷载引起的梁 固端弯矩和剪力。 在竖向恒荷载作用下：以第6层为例，其余各层计算过程从略。 Mac = 一 190.94 x3x()2-166.76x6x()2 - x8.12 = 32354kN m 8.1 8.112 Mca =190.94 x5.1x ()2 +166.76 x2.1x ()2 + x8.12= 354.93kN m 8.1 8.112 Mcd = -M/x， - 二; x3.6: = - 22.04kN m 5 i32 1125 34 lc=190.94x( )2(l+2x )+166.76x( )2(1+ )+x8.1 = 181.22kN 8.1 8.18.18

54、.12 %Z90.94x(按梁(肋) 3 3 净距s”考虑时， = b + s”= 350+ 7450 = 7800mm；按翼缘高度儿考虑时， /?0.1,此时此种情况不起控制作用不 予考虑。故取bt = 2700mm。 梁内纵向钢筋选HRB400级钢筋(/v=36ON/mm2) , =0.518,下部 跨间截面按单筋T形截面计算。因为 hf120 crifcbjhf (几 一-) = 1.0 xl6.7x2700 x(665) 2 2 =3273.53kN m 435.64kN m 属于第一类截面 =0.022 M _435.64xl06 % 一 ab斥 一 1.0 x16.7x2700 x

55、6652 s = 1-J1-2% = 0.022 02%,045上(满足要求) f、 将下部跨间截面的边上2*25钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压 钢筋(4 = 982mm2),中间2並25钢筋弯起使其兼承受支座负弯矩。再计算相应 的受拉钢筋4 ,即支座A上部。 328.3X106- 360 x 982 x (665 一 35) a. = = 0.045 1.0 xl6.7x350 x6652 = 0.045 020.45厶 (满足要求) 350 x665人 又A；/4 =0.77 0.3满足要求 支座C,上部 M 319.67xl067 m) =1409.48mm 360 x(665

56、-35) 实配钢筋：4如22 ( A, = 1520mm2 ) p= Z = 0.65% 020.45厶 （满足要求） 350 x665f、 又A/A, =0.77 0.3满足要求 2. 梁斜截面受剪承载力讣算 AC跨 yREV = 100 加密区长度取，非加密区箍筋取4肢08150,箍筋设置满足要求。 CD跨梁:若梁端箍筋加密区取4肢08100,则其承载力为 201 xx350 x565+x210 xx565= 100 山于非加密区长度较小，故全跨均可按加密区配置。 框架柱 1.剪跨比和轴压比验算 下表4-29给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比2也可取 生。注意，表中的Mcy

57、c和N都不应考虑承载力抗震系数。由表可见，各柱 2% 的剪跨比和轴压比满足规范要求。 表4-29柱的剪跨比和轴压比验算表 柱 号 层 次 h / mm / mm f / N/mm2 M / kN-m /kN N /kN Vch. N fcbh A 柱 6 550 510 2 2 2 2 2 2 2 柱正截面承载力计算 以第三层C柱为例说明。根据C柱的内力组合表，将支座中心处的弯矩换算 成支座边缘，并与组合弯矩的调整值进行比较后，选出最不利的内力，进行配筋 计算。 C节点左、右梁端弯矩 -397.70+269.09 x0.55/2 = -323.70kN m -191.1 l+99.70 x0.

58、55/2 = -163.69kN m C节点上.下柱端弯矩 -311.37 + 191.87x0.1 = -2928kNm 356.6 -142.23 x (0.7 - 0.1) = 271.26kN m E =292.18 + 271 26=56344kN m E Mx=323.7 +163.69=487.39kN m 艺Me柱/工A/。梁=1.16 1 1 工My=58487kN m= 584.87 一563.44 = 21 43kN m 为满足强柱弱梁的原则，在节点处将AA仏按弹性弯矩分配各上、下柱端, 即: 292 18 叽产咏7纭2.时271.26=。32915 ,故应考虑偏心距增大

59、系数 0.5 fiA N 0.5xl6.7x5502 1893.91X103 =13310 （取 5 =） =1 + 1400土 I x8.182 510 e =唱 + 力/2-a、= 1.16 x 148.1 + 550 / 2 - 40 = 406.8mm 采用对称配筋 1893.91x10 16.7x550 x510 =0.40 h 属于大偏心受压情况 A* _恥-（10.5）冬仞7： _ 1893.91x10 x406.8 0.4x（1 0.5x0.4）x1.0 x16.7x550 x510 360 x（510-40） =35mm2 再按“叭及相应的M组计算。N = 291995kN,

60、节点上、下端弯矩分别为: 228.30-113.54x0.1 = 216.95kN m 248.48-135.18x0.6 = 167.37kN m 此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，且取 /0 = 1.25x3.6 = 4.5m （系数为考虑现浇楼盖时柱讣算长度取值） M 216.95X106 刁 eo = =r = 74.3mm N 2919.95x10 ei = eo+& = 74.3 + 20 = 94.3mm B/o/? = 4.OxlO3/45O = 8.895,故应考虑偏心距增大系数 2919.95x10 （取=） （T）2 %2 = 1 + x8.18