毕业设计（论文）综合生产办公楼设计

1、 河南理工大学本科毕业设计(论文) 1 摘 要 本次毕业设计是一幢综合生产办公楼，我们主要进行的是结构设计 部分。它包括基础、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。该办公楼属 于高层建筑，由于高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对其安全的 控制作用更加显著，所以在设计中抵抗水平力成为确定和设计结构体系 的关键问题。包括地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗侧刚度、 抗震性能等等。 不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。框架结构是由 梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结 构体系，其优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使 之具有良好的抗震性能；框架结构

2、构件类型少，易于标准化、定型化； 可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用 全现浇结构。 结构设计的阶段大体可以分为三个阶段： 一.在建筑物初步设计的基础上确定结构方案，选择合理的结 构体系，进行结构布置； 二.初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。 三.施工图设计阶段：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和 构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。 关键词：关键词： 结构设计、荷载计算、抗侧刚度、抗震性能、构造措施 河南理工大学本科毕业设计(论文) 2 abstract the graduation project is a comprehensive

3、production office, we carried out major structural design. it includes the foundation, columns, beams and panels, stairs, the kind detailed map, and so on.the office building belonged to high-rise building, as high-rise building with the floors and a high degree of increase in the level of its secur

4、ity role in the control of a more significant role, so the resistance level in the design of a system to identify and design the structure of the key issues. including earthquake and wind loads, the carrying capacity of high-rise building, the lateral rigidity, seismic performance, and so on. a diff

5、erent structure, applicable to different floors, and hight and function. frame by the beams, columns components through a connecting node, both bear the vertical loads, but also to bear the load level structure, the advantage of building layout flexibility, reasonable framework through the design, s

6、o that it has a good seismic performance ; frame component type less easily standardized, and stereotypes; can use prefabricated units, but also easy to use stereotypes template caused in-situ structure, this building is all cast-in-place structure. the structural design stage can be roughly divided

7、 into three stages: 1. in the preliminary design of buildings determined on the basis of the programme, select a reasonable structure, the structural layout; 2. preliminary, and determine structural members size, the structural calculations. 3. map of the design stage: based on the above results, to

8、 determine the final component layout and components as well as reinforcement in accordance with the requirements of standardized components to determine 河南理工大学本科毕业设计(论文) 3 the structure of the structural measures. key words: structural design, load and calculate, lateral rigidity, seismic performan

9、ce, structural measures 河南理工大学本科毕业设计(论文) 4 目目 录录 1 绪论 .1 1.1 建筑概况.1 1.2 工程概况.1 1.3 设计资料.1 1.4 建筑要求.2 1.5 采光、通风、防火设计.2 1.6 建筑细部设计.2 2 框架结构设计计算 .3 2.1 梁、柱截面、板厚的确定.3 2.2 荷载计算.5 2.2.1 屋面均布恒载（标准值） .5 2.2.2 楼面均布恒载：（标准值） .5 2.2.3 屋面均布活载标准值 .5 2.2.4 楼面均布活载标准值 .5 2.2.5 梁、柱自重.6 2.2.6 墙体自重 .7 2.2.7 门窗重量 .9 2.2

10、.8 荷载汇总 .9 2.3 水平地震力作用下框架结构的侧移验算.11 2.3.1 横梁线刚度.11 2.3.2 横向框架柱的侧移刚度 d 值.12 2.3.3 横向框架自振周期.13 2.3.4 横向框架地震作用计算.14 2.3.5 水平地震作用下的位移验算.16 3 内力组合 .17 3.1 水平地震作用下横向框架的内力分析.17 3.2 竖向荷载作用下框架结构的内力计算.21 3.2.1 计算单元.21 河南理工大学本科毕业设计(论文) 5 3.2.2 荷载计算.21 3.2.3 内力计算.27 3.2.4 横向框架内力组合.35 4 截面设计 .48 4.1 框架梁.48 4.2 框

11、架柱.53 4.2.1 剪跨比和轴压比验算.53 4.2.2 柱正截面承载力计算.53 4.2.3 柱斜截面受剪承载力计算.58 4.2.4 框架梁柱节点核心区截面的抗震验算.59 4.3 板的设计.59 4.3.1 屋面板荷载计算.60 4.3.2 屋面板跨度计算.60 4.3.3 屋面板弯矩计算.60 4.3.4 楼面板荷载计算.64 4.3.5 楼面板跨度计算.64 4.3.6 楼面板配筋计算.64 4.4 楼梯设计.68 4.4.1 标准层楼梯板的计算.68 4.4.2 标准层平台板计算.69 4.4.3 标准层平台梁计算.70 4.4.4 一层梯段板的计算.71 4.4.5 一层平台

12、板计算.72 4.4.6 平台梁计算.72 4.5 基础计算.73 4.5.1 基础截面的确定.73 4.5.2 基础梁内力计算.74 5 结 论 .78 6 致 谢 .79 7 参考文献 .80 河南理工大学本科毕业设计(论文) 6 前 言 毕业设计是大学本科教育最后一个环节也是最重要的阶段，是对大 学期间所学专业知识的总结，是毕业前的综合学习阶段,同时也是对我们 所学知识的深化和拓宽。通过这次设计使我体会到了理论和实际结合的 重要性，同时提高了我们分析、解决工程实际问题的能力。培养了我们 严谨、求实、细致、认真和吃苦耐劳的工作作风。为以后的学习和工作 奠定了坚实的基础。 通过这次设计让我们

13、把所学到的知识系统的串联起来，使我们对 房屋建筑学 、 钢筋混凝土结构 、 结构力学 、 建筑结构抗震设计 、 建筑高层 、 工程估价 、 施工组织设计等课本知识有了更深一步 的理解，同时在设计过程中查阅了抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载 规范 、 施工组织设计等相关规范。在毕业设计中我们主要是通过所 学的知识进行结构设计结构。 本设计包括建筑设计和结构设计两大部分，我们进行的主要是结构 设计。叙述内容包括设计方法、规范、规章、设计技术要求和计算表格。 其中，建筑设计部分由平面设计、立面设计、剖面、功能分区、采光防 火安全的要求和特殊构造组成；结构部分由荷载计算、内力分析、内力 组合和截面设

14、计四部分组成。毕业设计的三个多月里，在指导老师的帮 助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对 新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合 分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、autocad、等 建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所 学知识。 由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指 正。 梁 丽 2008 年 6 月 河南理工大学本科毕业设计(论文) 7 1 绪论 1.1 建筑概况建筑概况 1). 设计题目：林州市邮政局综合生产办公楼 2). 建筑面积：6824 3). 建筑高度：30.55（室

15、外地坪算起） 4). 建筑层数：八层 5). 结构类型：框架结构 1.2 工程概况工程概况 该工程为八层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约 6824m2，建 筑物平面为一字形。走廊宽度 2.5m,标准层高 3.9m，室内外高差 0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 1.3 设计资料设计资料 1).气象条件 基本雪压 0.4kn/ 2).抗震烈度：7 度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值 0.15g 3).工程地质条件 建筑场地类别：类场地土； 4).屋面做法： 30 后细石混凝土保护层 三毡四油防水层 20 厚水泥砂浆找平层 150 厚水泥蛭石保温层 100 厚钢筋混凝土板 5)

16、.楼面做法： 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 100 厚钢筋混凝土板 v 型轻钢龙骨吊顶 6).材料 河南理工大学本科毕业设计(论文) 8 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为 c30，纵筋采用 hrb400， 箍筋采用 hpb235，板筋采用 hpb235 级钢筋 1.4 建筑要求建筑要求 建筑工程等级为二级，建筑类别为二类，耐火等级为二级，抗震等 级为二级，设计使用年限 50 年 1.5 采光、通风、防火设计采光、通风、防火设计 1).采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效 果 以便于通风。 2).防火设计 本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做

17、到难燃化， 以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有两个，可以方便 人员疏散。因该为办公楼的总高度超过 21m 属多层建筑，因而根据高 层民用建筑设计防火规范 （2001 版 gb50045-95）规定，楼梯间应采用 封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有 手动、自动报警器及高压灭火水枪。 1.6 建筑细部设计建筑细部设计 1).建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥 投资的经济效益。 2).建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护 结构的保温和隔热，以利节能。 3).采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准

18、的规定。 4).室内应尽量利用天然采光。 5).客房之间的送风和排风管道采取消声处理措施。 6).为满足防火和安全疏散要求，设有两部楼梯。 河南理工大学本科毕业设计(论文) 9 2 框架结构设计计算 2.1 梁、柱截面、板厚的确定梁、柱截面、板厚的确定 柱截面尺寸可根据公式估算，该框架结构的抗震等级为 e c nc fg n a f 二级，其轴压比限限值0.8，各层的重力荷载代表值近似取 13 n 由图纸可知边柱和中柱的负载面积分别为：7.33.3 和 2 /kn m 2 m 7.3 4.55则第一层柱截面面积为： 2 m 边柱 1.3 7.2 3.3 13 1000 8 0.8 14.3 c

19、a =280800 2 mm 中柱 1.25 7.2 4.55 13 1000 8 0.8 14.3 ca =372273 2 mm 取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为：530mm 和 610mm。 则取本设计柱截面尺寸为：一层：700mm700mm 根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 1 层：700mm700mm 24 层：600mm600mm 58 层：500mm500mm 其中梁的编号见图 1-1。 梁的计算跨度见图 1-2。 河南理工大学本科毕业设计(论文) 10 图1-1 梁截面编号(括号内为底层梁截面的编号） 图 2-1 梁的计算简图 图1-2

20、 梁的计算跨度 （为一层 （为二、三四层 （为五、六、七、八层 图 2-2 梁的计算跨度 （a）为一层（b）为二、三、四层（c）为五、六、七、八层 主梁截面高度（）= （）6200=517775 h 8 1 12 1 l 8 1 12 1 mmmm 取=700hmm 主梁截面宽度=（）=（）700=233350 b 8 1 12 1 h 8 1 12 1 mmmm 取=300bmm 次梁截面高度（）=（）6200=344517 h 12 1 18 1 l 12 1 18 1 mmmm 取=500hmm 次梁截面宽度=（）=（）500=167250 b 2 1 3 1 h 2 1 3 1 mmm

21、m 取=250 bmm 梁截面尺寸为： 300700: 1 lb hmmmm 300700: 2 lb hmmmm 300700: 3 lb hmmmm 河南理工大学本科毕业设计(论文) 11 300700: 4 lb hmmmm 250500: 5 lb hmmmm 300700: 6 lb hmmmm 300700: 7 lb hmmmm 柱高度：底层柱高度4.65+1.0=5.65h m 其它层柱高3.6h m 2.2 荷载计算荷载计算 2.2.1 屋面均布恒载（标准值）屋面均布恒载（标准值） 30 厚细石混凝土保护层 22 0.03=0.66 2 /kn m 三毡四油防水层 0.4 2

22、 /kn m 20 厚水泥砂浆找平层 20 0.02=0.4 2 /kn m 150 厚水泥蛭石保温层 5 0.15=0.75 2 /kn m 100 厚钢筋混凝土板 25 0.1=2.5 2 /kn m v 型轻钢龙骨吊顶 0.25 2 /kn m 合计 4.96 2 /kn m 屋面恒载标准值为： （153.6+20.35）（6+6.6+2.5+20.35）5.5 =4753.43kn 2.2.2 楼面均布恒载：（标准值）楼面均布恒载：（标准值） 瓷砖地面：（包括水泥粗砂打底） 0.55 2 /kn m 100 厚钢筋混凝土板 250.1=2.40 2 /kn m v 型轻钢龙骨吊顶 0.

23、25 2 /kn m 合计 3.30 2 /kn m 楼面恒载标准值为： （153.6+20.35）（6+6.6+2.5+20.35） 3.3 =2852.06kn 2.2.3 屋面均布活载标准值屋面均布活载标准值 查表取：2.0 2 /kn m 屋面雪荷载标准值：=1.00.4=0.4 0kr ss 2 /kn m 当计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载 河南理工大学本科毕业设计(论文) 12 则雪荷载标准值为：0.4（153.6+20.35） （6+6.6+2.5+20.35） =345.7kn 2.2.4 楼面均布活载标准值楼面均布活载标准值 办公楼的一般房间为 2.0 2 /kn m

24、 办公楼门厅、走廊为 2.5 2 /kn m 楼面活荷载标准值为： 二八层：（153.6+20.35）（6+6.6+20.35） 2.0+（153.6+20.35）2.52.5=1796.9 kn 一层：（153.6+20.35）（8.5+0.35） 2.5+（153.6+20.35）（6.6+0.35）2=1790.57 kn 2.2.5 梁、柱自重梁、柱自重 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 力荷载如：0.30.7 长度：5.3。 1ab lb hmmm 表 2-1 梁、柱重力荷载标准值 层 次 构件 b ()m h ()m (g )/kn m i l (）m n

25、i g ()kn i g ()kn 1ab l0.30.7251.055.5135.45260.092 1cd l0.30.7251.055.5136.05266.707 2 l0.30.7251.055.5131.9220.949 3ab l0.30.7251.055.5135.457210.321 3cd l0.30.7251.055.5136.056200.122 4 l0.30.7251.055.5131.9773.323 5ab l0.250.5251.053.2815.457125.170 5cd l0.250.5251.053.2816.056119.100 6 l0.30.72

26、51.055.5133.0466.156 6 l0.30.7251.055.5136.6281018.80 2 4 2 z0.60.6251.19.93.6361283.04 3243.782 1ab l0.30.7251.055.5135.6261.764 1cd l0.30.7251.055.5136.2268.361 2 l0.30.7251.055.5132.0222.052 5 8 3ab l0.30.7251.055.5135.67216.110 2894.803 河南理工大学本科毕业设计(论文) 13 3cd l0.30.7251.055.5136.26205.084 4 l0.

27、30.7251.055.5132.0777.182 5ab l0.250.5251.053.2815.67128.615 5cd l0.250.5251.053.2816.26122.053 6 l0.30.7251.055.5133.1468.361 6 l0.30.7251.055.5136.7281034.24 3 z0.50.5251.16.8753.636891 注：1）：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； 为单位长度构件重力荷载；g 为构件数量。n 续表 2-1 梁、柱重力荷载标准值 层 次 构件 b ()m h ()m (g )/kn m i l (）m n

28、i g ()kn i g ()kn 1ab l0.30.7251.055.5135.3258.438 1cd l0.30.7251.055.5135.9265.053 2 l0.30.7251.055.5131.8219.847 3ab l0.30.7251.055.5135.37204.532 3cd l0.30.7251.055.5135.96195.160 4 l0.30.7251.055.5131.8769.4640 5ab l0.250.5251.053.2815.37121.725 5cd l0.250.5251.053.2815.96116.147 7 l0.30.7251.05

29、5.5132.9463.951 7 l0.30.7251.055.5136.5281003.37 1 1 z0.70.7251.113.4755.65362740.82 4658.498 2.2.6 墙体自重墙体自重 墙体为 240厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5） ，内墙面mm 2 /kn m 为 20 厚抹灰。 则：外墙单位墙面重力荷载为：0.5+0.2415+170.02=4.44 2 /kn m 内墙单位墙面重力荷载为： 0.2415+170.022=4.28 2 /kn m 墙体自重计算： 底层纵墙： 河南理工大学本科毕业设计(论文) 14 轴：（54.570.70.7）（4.65

30、0.7） d 1.81.891.52.5332.51.02.3=142.945 2 m 轴：（3.630.70.354.73.620.70.350.12） c (4.650.7)12.51.52.5=74.646 2 m (1.83.65)4.551.02.550.92.5=75.34 2 m 则纵墙总重为：142.9454.44（74.64675.34） 4.284.28（3.60.24）4.6512.30.92.5 4.28（7.20.24）4.6512.52 =1441.131 kn 底层横墙： 轴：（15.650.7）（4.650.7）=59.053 2 m 轴：（6.60.112）(

31、4.650.5)=28.303 2 m 轴：（6.60.7）（4.650.7）=23.305 2 m 轴：（30.112）（4.650.1）=14.651 2 m 则底层横墙总重为：（59.05324.44） （28.303323.305314.6515） 4.28（1.44.554.28）=1527.832kn 二四层纵墙： 轴：（54.50.570.6）（3.60.7）1.81.815=95.82 a 2 m 轴：（54.50.570.6）（3.60.7）1.80.971.22.5 b 8=109.08 2 m 轴：144.422.52.51.52.512.521.22.541.8 c 0

32、.9322.50.722=104.76 2 m -1 轴：（7.20.112）（3.60.1）0.92.522.13.6 c =29.03 2 m 轴：144.421.81.814=99.06 d 2 m 二四层纵墙总重：（95.8299.06） 4.44（109.08104.7629.03） 4.28=1904.751 2 m 二四层横墙： 轴：（15.650.520.6）（3.60.7）1.81.83.24 =37.215 2 m 轴：（4.50.110.12）（3.60.1）（2.10.110.12） （3.60.1）=23.03 2 m 轴：（6.60.250.360.250.3）（3

33、.60.7）=33.35 2 m 河南理工大学本科毕业设计(论文) 15 轴：（6.60.250.3）（3.60.7） 13 1.22.5（60.250.3）（3.60.7）=30.35 2 m 轴：（6.60.110.12）（3.60.5）=20.429 16 2 m 二四层横墙总重：（40.45540.455） 4.44（23.0333.35317.54520.4293 15.805）4.283.2424.44 =1262.298kn 五八层纵墙： 轴：（54.50.370.5）（3.60.7）1.81.81548.6 a =98.43 2 m 轴：（54.50.370.5）（3.60.7

34、）1.80.971.22.5 b 8=111.69 2 m 轴：147.032.52.51.52.512.521.22.541.8 c 0.9322.50.722=107.37 2 m -1 轴：（7.20.112）（3.60.1）0.92.522.13.5 c =28.015 2 m 轴：147.031.81.814=101.67 d 2 m 五八层纵墙总重：（98.43101.67） 4.44（111.69107.3728.015） 4.28=1945.925kn 五八层横墙： 轴：（15.650.320.5）（3.60.7）1.81.8=38.375 2 m 轴：（4.50.110.12

35、）（3.60.1）（2.10.110.12） （3.6 0.1）=23.03 2 m 轴：（6.60.250.1560.250.15）（3.60.7）=34.22 轴：（6.60.150.25）（3.60.7） 13 1.22.5（60.250.15）（3.60.7）=31.22 2 m 轴：（6.60.110.12）（3.60.5）=20.429 16 2 m 五八层横墙总重：（38.37538.375） 4.44（23.0334.22317.9820.4293 16.24）4.28=1287.439kn 墙体自重见表 2-2 表 2-2 墙体自重 墙体重量（）kn 底层纵墙1441.131

36、 底层横墙1527.832 河南理工大学本科毕业设计(论文) 16 二四层纵墙1904.751 二四层横墙1262.298 五八层纵墙1945.925 五八层横墙1287.493 2.2.7 门窗重量门窗重量 门窗单位面积重力和载取值：木门为 0.2，钢铁门取 0.45 2 /kn m ，铝合金窗取 0.4。 2 /kn m 2 /kn m 门窗重量见表 2-3。 2.2.8 荷载汇总荷载汇总 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、半层墙自重。 即： 4753.430.5345.72003.8030.58910.5（3233.41861.8 3）=902

37、3.207kn 其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载、50%楼面均布活载、纵横 梁自重、楼面上下各半层柱及纵横墙体自重 第七层为： 2852.060.51796.92003.803891（1945.92512 87.49361.83）=9940.561kn 同理可得其他各层楼面的重力荷载代表值如下： 第六层：9940.561kn 第五层：9940.561kn 第四层：10060.34kn 第三层：10223.171kn 第二层：10223.171kn 第一层：10825.11kn 则建筑物总重力荷载代表值为： 8 1 i i g =10825.1110223.17110223.17110060.

38、34 8 1 i i g 9940.56139023.207=80176.682kn 质点重力荷载代表值见图 2-4 表 2-3 门窗重量 层次门（窗） 洞口尺寸 宽()高()mm 个数 单位面积 重力荷载 总重量 （）kn 底层m-11.52.540.456.75 河南理工大学本科毕业设计(论文) 17 km-112.320.452.07 m-212.580.24.0 m-30.92.510.20.45 fm-30.9210.450.81 m-432.510.453.375 fm-40.7230.451.89 m-532.320.456.21 fm-51.22.510.451.35 c-21

39、.81.890.411.664 c-31.21.810.40.864 c-66.73.650.448.24 c-73.13.610.44.464 m-21.02.520.21 m-30.92.520.20.9 fm-30.9210.450.81 fm-40.7230.451.89 fm-51.22.510.451.35 m-61.22.5120.27.2 fm-61.52.510.451.688 m-70.82.110.20.366 c-11.80.9100.46.48 标准层 c-21.81.8310.440.176 顶层同标准层 g1=11531.05kn g2=11048.59kn g3

40、=11048.59kn g4=11048.59kn g5=11048.59kn g6=11048.59kn g7=11048.59kn g8=8904.23kn 图 2-3 质点重力荷载代表值 河南理工大学本科毕业设计(论文) 18 2.3 水平地震力作用下框架结构的侧移验算 2 2.3.1 横梁线刚度横梁线刚度 混凝土采用 c30，ec =3107 2 /kn m 在框架结构中，现浇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。考虑到这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时， 对现浇楼面的边框架梁取 i=1.5i0 (i0为梁的截面惯性矩)；对中框架梁取 i=2.0i0 横梁线刚度

41、计算结果见表 2-4： 表 2-4 横梁线刚度 边框架梁中框架梁梁号 （l） 截面 bh () 2 m 跨度 l()m 惯性矩 i0=bh3/12 (10-3)m ib (10-3 4) m kb () 4 10.kn m ib (10-3)m kb (104kn m) l1ab0.30.76.18.57512.866.3 l1cd0.30.76.78.57512.865.8 l20.30.72.58.57512.8615.4 l3ab0.30.76.18.57517.158.4 l3cd0.30.76.78.57517.157.7 l40.30.72.58.575317.1520.6 2.3

42、.2 横向框架柱的侧移刚度横向框架柱的侧移刚度 d d 值值 （1）柱的线刚度见表 2-5： 表 2-5 柱线刚度 柱号 z截面(m2)柱高度 h(m) 惯性矩 ic ic=bh3/12(m4) 线刚度 kc=eic/h (kn m) z10.70.75.6520.010-310.62104 z20.60.63.610.810-39.0104 z30.50.53.65.2110-34.34104 （2）横向框架柱侧移刚度 d 计算见表 2-6： 表 2-6 横向框架柱侧移刚度 项目 柱 层 类型 数 )( 2 一般层 c b k k k )(底层 c b k k k )( 2 一般层 k k

43、)( 2 5 . 0 底层 k k )/( 12 2 mkn h kd c 根 数 河南理工大学本科毕业设计(论文) 19 边框架边 柱 0.5930.422168472 边框架边 柱 0.5460.411164082 边框架中 柱 2.0430.629251112 边框架中 柱 1.9960.625249512 中框架边 柱 0.7910.463184847 中框架边 柱 0.7250.450179657 中框架中 柱 2.7310.683272677 中框架中 柱 2.6650.678270677 底 层 d 802115 边框架边 柱 0.70.259215832 二 四 层 边框架边

44、柱 0.6440.244203332 续表 2-6 横向框架柱侧移刚度 项目 柱 层 类型 数 )( 2 一般层 c b k k k )(底层 c b k k k )( 2 一般层 k k )( 2 5 . 0 底层 k k )/( 12 2 mkn h kd c 根 数 边框架中柱2.4110.547455832 边框架中柱2.3560.540450002 中框架边柱0.9330.318265007 中框架边柱0.8560.300250007 中框架中柱3.2220.617514177 中框架中柱3.1440.611509177 d 1341836 河南理工大学本科毕业设计(论文) 20 边

45、框架边柱1.4520.421169182 边框架边柱1.3360.400160742 边框架中柱50.714286922 边框架中柱4.8850.710285312 中框架边柱1.9350.492197717 中框架边柱1.7740.47188877 中框架中柱6.6820.77309437 中框架中柱2.6650.678270677 五 八 层 d 802115 2.3.3 横向框架自振周期横向框架自振周期 按顶点位移法计算框架的自振周期。 顶点位移法时求结构基频得一种近似方法，将结构按质量分布情况 简化成无限质点的悬臂直杆。导出以直杆顶点位移表示的基频公式，这 样，只要求出结构的顶点水平位

46、移，就可按下式求得结构的基本周期 。 tt 01 7 . 1 式中：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影 0 响，取 0.7 框架的定点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架t 的地震力及位移。是将框架的重力荷载视为水平作用t 力，求得假想框架的定点位移，然后由求出，再用t 1 t 求得框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和 1 t 结构真正的位移。 横向框架顶点位移计算见表 2-7： 表 2-7 横向框架顶点位移 层 次 )(kngi )(kngi)/(mkndi 层间相对位移 i i i d g s i 89023.2079023.2078828310.01020.34

47、06 79940.56118963.3788828310.02150.3304 69940.56128904.3298828310.03270.3089 59940.56138844.898828310.04400.2762 河南理工大学本科毕业设计(论文) 21 410060.3448905.2313418360.03640.2322 310223.17159128.40113418360.04410.1958 210223.17169351.57213418360.05170.1517 110825.1180176.6828021150.099960.1000 按式计算基本周期：tt 01

48、 7 . 1 1 1.7 0.70.3040.694ts 2.3.4 横向框架地震作用计算横向框架地震作用计算 在类场地，7 度设防烈度，结构的特征周期和水平地震最大影 g t 响系数 为： max =0.35（s）=0.12 g t max 由于，应考虑顶点附加地震作用。 1 0.6491.41.4 0.350.49 g tsts 按底部剪力法求得的基底剪力，若按：分配给各层质点， ek ii ii i f hg hg f 则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际， 但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分析法求得的结果， 特别对周期较长的结果相差更大，地震的宏观震

49、害也表明，结果上部往 往震害严重，因此引入，即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的 n 加大。考虑了结构周期和场地的影响，且使修正后的剪力分布与实际 n 更加吻合。因此引入 n 1 0.080.070.08 0.6940.070.1255 n t =（）0.90.120.85 5 1 max 9 . 0 1 85 . 0 )( i i g ek gf t t 0.35 0.694 80176.682=4416.58kn 顶点附加水平地震作用： 0.1255 4416.58554.28 nnek ffkn 各层横向地震剪力计算见表 2-8，其中： )1 ( 5 1 nek j ii ii i f

50、 hg hg f 表 2-8 各层横向地震作用剪力及楼层地震剪力 层 次 i h i h i g iih g 8 1 / j iiii hghg i f i v 83.630.859023.207278365.940.194749.3749.3 73.627.259940.561270880.290.189730.01479.3 河南理工大学本科毕业设计(论文) 22 63.623.659940.561235094.270.164633.42112.7 53.620.059940.561199308.250.139536.92649.6 43.616.4510060.34165492.590.

51、115444.23093.8 33.612.8510223.17131367.750.091351.53445.3 23.69.2510223.1794564.330.066254.93700.2 13.65.6510825.1161161.870.043166.13866.3 注：表中第八层中加入了 i f n f 横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图 2-4 166.1kn kn254.9 351.5kn kn444.2 536.9kn kn633.4 730.3kn kn749.3 3866.3 3077.2 3445.3 3093.8 2649.6 2112.7 1479.3 749

52、.3 (a) (b) 图 2-4 横向框架各层水平地震作用和地震剪力 （a）水平地震作用 （b）地震剪力 河南理工大学本科毕业设计(论文) 23 2.3.5 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移计算见表 2- i u i u 9，表中还计算了各层的层间弹性位移角. ii e hu/ 表 2-9 横向水平地震作用下的位移验算 层 次 （ i v ）kn i d (mmn / ) i i i d v u ()mm 8 1k ii uu ()mm i h (mm ) iie hu/ . 8749.38828310.8520.3836001/42

53、35 71479.38828311.6819.5336001/2143 62112.78828312.3917.8536001/1506 52649.68828313.0015.4636001/1200 43093.813418362.3112.4636001/1558 33445.313418362.5710.1536001/1401 23700.213418362.767.5836001/1304 13866.38021154.824.8256501/1172 由上表可知，最大层间位移发生在第一层，其值为 1/11721/550，满足 要求。 3 内力组合 3.1 水平地震作用下横向框架的

54、内力分析水平地震作用下横向框架的内力分析 其中框架柱端剪力和弯矩可分别按下列公式计算 ， i s ij ij ij ij v d v d yhvm ij b ij hyvm ij u ij 1 321 yyyyy n 表 3-1 横向框架边柱的内力分析 边柱 层 次 i h mm （ i v ）kn ij d ()mmn /1 i d 1 i v _ k y b i m 1 u i m 1 3.6749.38828311977116.781.9350.44426.8233.59 8 3.6749.38828311888716.031.7740.42724.6433.07 3.61479.388

55、28311977133.131.9350.4553.6765.60 7 3.61479.38828311888731.651.7740.4551.2762.67 3.62112.78828311977147.311.9350.49784.6585.67 6 3.62112.78828311888745.21.7740.48979.5783.15 53.62649.68828311977159.341.9350.50106.17107.45 河南理工大学本科毕业设计(论文) 24 3.62649.68828311888756.681.7740.5099.78104.27 3.63093.8134

5610.9330.50109.98109.98 4 3.63093.813418362500057.640.8560.50103.75103.75 3.63445.313418362650068.040.9330.50122.47122.47 3 3.63445.313418362500064.190.8560.50115.54115.54 3.63700.213418362650073.080.9330.45118.39144.70 2 3.63700.213418362500068.940.8560.45111.68136.50 5.653866.3802115184

57、8489.100.7910.65327.22176.20 1 5.653866.38021151796585.590.7250.65314.33169.25 注：该表中每一层上下两行分别代表 a 柱和 d 柱。 表 3-2 横向框架中柱的内力分析 中柱 层 次 i h mm （ i v ）kn ij d ()mmn /1 i d 1 i v _ k y b i m 1 u i m 1 3.6749.38828313094326.266.6820.4542.5452.00 8 3.6749.38828313074226.096.5210.4542.2651.66 3.61479.38828313

58、094351.856.6820.5093.3393.33 7 3.61479.38828313074251.516.5210.5092.7292.72 3.62112.78828313094374.056.6820.50133.29133.29 6 3.62112.78828313074273.576.5210.50132.43132.43 3.62649.68828313094392.876.6820.50167.17167.17 5 3.62649.68828313074292.266.5210.50166.07166.07 3.63093.8134183651417118.553.222

59、0.50213.39213.39 4 3.63093.8134183650917117.43.1440.50211.32211.32 33.63445.3134183651417132.023.2220.50237.64237.64 续表 3-2 横向框架中柱的内力分析 中柱 层 次 i h mm （ i v ）kn ij d ()mmn /1 i d 1 i v _ k y b i m 1 u i m 1 33.63445.3134183650917130.733.1440.50235.31235.31 3.63700.2134183651417141.793.2220.45229.7280

60、.74 2 3.63700.2134183650917140.413.1440.45227.46278.01 5.653866.380211527267131.432.7310.50371.29371.29 1 5.653866.380211527067130.472.6650.50368.58368.58 注：该表中每一层上下两行分别代表 b 柱和 c 柱。 梁端弯矩剪力和柱轴力计算公式分别为 )( , 1mm ii i m u ji b jir b l b l b l b )( , 1mm ii i m u ji b jir b l b r b r b l mm v bb b 21 )(