本科毕业设计_某科研办公楼框架结构设计（可编辑）

1、本科毕业设计_某科研办公楼框架结构设计 本科毕业设计某科研办公楼框架结构设计某某某燕 山 大 学2021年6月 本科毕业设计某科研办公楼框架结构设计学院系： 里仁学院 专 业：土木工程民建 学生 姓名： 某某某 学 号： 辩论 日期：2021年6月17日 燕山大学毕业设计任务书学院：建筑工程与力学学院 系级教学单位：土木工程系学号081607011075学生姓名刘乾坤专 业班 级土木工程民建08-3班题目题目名称某公司科研办公楼框架结构设计题目性质1.理工类： ；工程技术实验研究型 1.毕业设计 2.论文 题目来源科研 生产实际 题目 主要内容 结构方案的选择与结构布置；构件截面初步设计；结构

2、体系在竖向荷载和水平荷载作用下的内力分析；结构侧移计算及截面验算；梁、柱、楼面板的设计；根底的设计。基本要求通过毕业设计，使学生熟悉建筑结构设计的步骤及过程，根本掌握常用结构设计标准和常用设计图集的应用，掌握在已有建筑施工图设计根底上完成结构设计过程，了解并掌握设计内容和图纸要求，并在此根底上绘制结构施工图和完成计算书。参考资料荷载统计?建筑结构荷载标准? CB50009-2001 、?混凝土结构设计标准? GB50010-2021 、 ?建筑抗震设计标准? GB50011-2021 、?建筑地基根底设计标准? GB50007-2002 、相关设计手册和教材周 次第1-2周第3-5周第6-8周

3、第9-11周第12-14周第15-17周应完成的内容准备毕业设计相关资料，初步建筑方案设计。进行梁柱楼板的设计,对板进行配钢筋计算,进行荷载统计框架水平和竖向荷载作用下结构计算和内力组合，构件截面设计和配筋梁、住施工图的绘制；根底类型确实定，进行根底设计计算，绘出根底草图。 电脑绘制结构施工图；输入计算书。计算书与施工图修改、打印、装订，准备辩论。指导教师： 职称： 年 月 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要本设计层，总建筑面积约平方米。层高3.米。主体采用框架结构体系，填充墙采用混凝土砌块墙，根底采用独立根底。AbstractThe body of this design is a 5-s

4、tory cultivating building, and the total floor area is about 5,467 square meters. The main height of the floor is 3.8 meters. The body uses the portal frame construction system, the packing wall uses the hollow clay block, and the foundation uses the pile foundation.The purpose of the designs is to

5、make me farniliar with procedure and method of high-floor architectural designs, to master the whole process-from outline design, sophisticated design, to structural one. Strictly according to the sequence of practical design, architectural and structural designs are carried out wholy and detailedly

6、. Contents of the design are as following: outline design for architecture bar disposal for every floor planks, floor beams and ceiling planks, internal force analysis by means of Layer Division for rows of a horizanfal frame and a longitudinal one affected by vertical load, internal force analysis

7、and deformitys checking computations by means of D-value for rows of a horizontal frame and a hngitudinal one affected by horizontal load, internal force composing: cross-sectional designs and joints designs for frame beams and columns and columns ,calculations and reinforcing bar disposal for stair

8、s and basis. Lots of parameters are gathered by the form of tables. The consultation and use method of standards have been familiarized and preliminarily mastered. All the above-presented exposition could be used for reference in my future career.Keywords: Structural design; Analysis of internal for

9、ces; Checking deformation; Combination of internal forces目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 工程概况11.3 设计资料11.4 主要结构材料21.5 设计内容21.6 设计方法2第2章 结构布置及计算简图确实定32.1 结构布置32.2 确定梁柱截面尺寸32.3 计算简图确实定4第3章 构件设计53.1 楼板荷载5 恒荷载计算5 活荷载计算53.2 楼板设计6 设计资料6 荷载设计值7 计算跨度7 弯矩计算7 截面设计93.3 次梁设计11L-211抗弯承载力及配筋11 斜截面受剪承载力及箍筋计算12

10、3.3 楼梯设计13 设计参数13 楼梯板计算13 平台板计算14 平台梁计算15第4章 横向框架在竖向荷载作用下计算174.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图17 横向框架简图17 第一层框架简图计算18 第二、三、四层框架简图计算21 第五层框架简图计算22 恒荷载作用下的横向框架的计算简图234.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图24 第一层横向框架简图24 第二、三、四层横向框架最终计算简图25 第五层横向框架计算25 活荷载作用下的横向框架的计算简图274.3横向框架在横荷载作用下的内力计算28 弯矩二次分配法计算弯矩284.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算34二次分配法计算

11、弯矩34第5章横向框架在水平荷载作用下计算395.1 横向框架在水平地震作用下的内力与位移计算39 计算重力荷载代表值39 横向框架的水平地震作用和位移计算415.2 横向框架在风荷载作用下的内力与位移计算49架在风荷载作用下得计算简图49 横向框架在风荷载作用下的位移计算50 横向框架在风荷载作用下的内力计算51第六章 横向框架梁柱内力组合566.1 组合公式566.2. 框架控制截面内力组合表56 框架梁的内力组合表56 框架柱的内力组合表566.3. 柱端弯矩设计值调整67第七章 框架梁柱截面设计727.1. 框架梁截面设计727.2. 框架柱截面设计75第八章 框架独立根底设计818.

12、1. 地基设计资料818.2. 独立根底设计81结论86参考文献87致谢88第1章 绪论1.1 课题背景本课题为结构形式为多层钢筋混凝土框架结构，根底为独立根底，以实现大学4年专业知识的综合应用。主要依据是材料力学、结构力学等力学根底，地基根底、钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、结构抗震专业知识，毕业设计任务书，以及?建筑结构荷载标准 GB50009-2001 ?和?建筑抗震设计标准 GB50011-2001 ?等设计标准。通过本设计，熟悉建筑结构设计的步骤及过程，掌握常用结构设计标准各常用设计图集的应用，掌握多层钢筋混凝土框架结构设计的特点及优点，熟悉多层钢筋混凝土框架结构中个构件的设计计算

13、，掌握节点的设计和具体构造。1.本工程为，结构形式为钢筋混凝土框架结构，设计使用年限为50年。1.1工程地质条件：自然地表1m内为填土，填土下层为3 m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土允许承载力标准值为200kN/m2。砾石层允许承载力标准值为300400kN/m2。常年地下水位低于-10 m，水质对混凝土无侵蚀作用。场地类别为类。2根本风压： 0.4kN/m2，地面粗糙程度为类地区，常年主导风向为东北风，年最高温度为35 最低温度为-15 。3根本雪压： 0.25kN/m2。4抗震设防烈度：7度，设计地震分组为第组，设计根本地震加速度值0.10g。5建筑物类型：丙类。6抗震等级设计：三级。

14、1.级，级，级钢筋1.5 设计内容1初步的建筑方案设计。2结构方案的设计与结构布置。3构件截面初设计。4结构体系在竖向荷载和水平荷载作用下的内力分析。5结构侧移计算及截面验算。6梁柱楼面板的设计。7根底的设计。8节点的设计。1.6 设计方法本次毕业设计采用人工手算方式进行，关键环节采用了如下计算方法1楼盖设计：弹性理论方法2次梁设计：弹性理论方法3结构自振周期：法4水平地震作用：底部剪力法5框架结构竖向荷载作用下的受力分析：法6框架结构水平荷载作用下的受力分析：D值法第2章 2.1 结构布置2.2 确定梁柱截面尺寸框架梁：，取，。框架梁：，取，。次梁：mm。次梁：mm。次梁：mm。柱截面：6

15、mm×650 mm。现浇板厚：120mm，满足。混凝土设计强度：C30 14.3N/mm2， 1.43N/mm2。柱截面尺寸根据式： 2-1 2-2 ×× m2，得柱截面面积为柱：mm柱：mm取柱截面为正方形。柱和柱截面高度分别为mm和mm。故取柱截面尺寸为650mm×650mm。2.3 计算简图确实定根据地质资料，求得地层层高为m。根底采用柱下独立根底。框架结构计算简图如图2.1、图2.2所示，取顶层柱的形心线作为框架的轴线，梁轴线取至板底，26层高度即为层高，取3.m；底层柱高取m。第3章 3.1 楼板荷载 恒荷载计算1不上人屋面荷载标准值5厚C20

16、细石混凝土 0.035×××××屋面恒荷载 楼面恒荷载标准值××楼面恒荷载 kN/m2卫生间恒荷载板厚80mm板面装修荷载 ×2× 活荷载计算N/m23.2 楼板设计 设计资料对于楼板，根据弹性理论，时，在荷载作用下，在两个正交方向受力都不可忽略。本方案，故按双向板计算。其中楼板厚100mm，卫生间厚80mm，混凝土强度等级C，受力钢筋为HRB335级钢筋，其它钢筋为HPB235级钢筋。图3.1 标准层框架楼板布置图图3.2 标准层框架楼板布置图 荷载设计值恒荷载分项系数取1.2，因楼面活荷载标准值小于4

17、.0kN/m2，所以活荷载分项系数应取1.，于是板：恒荷载设计值：kN/m2活荷载设计值：kN/m2荷载设计值：kN/m2，kN/m2kN/m2恒荷载设计值：kN/m2活荷载设计值：kN/m2荷载设计值：kN/m2，kN/m2kN/m2轴线间距离边跨：轴线间距离各区格的计算跨度列于板计算表中。 弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定时在作用下的跨中弯矩值，与内支座铰支时在作用下的跨中弯矩之和，混凝土的泊松比为，支座最大负弯矩为当支座固定是作用下的支座弯矩。根据不同的支撑情况，整个楼板可以分为B1B14区格板图4.1所示。双向板，查表得，kN?m 1.54kN?mkN?m kN?m 对于边区格板的简

18、支边，取或。其余计算过程从略，计算结果见表-1。表3-1 按弹性理论计算14层楼板区格ABCDE/m3.63.32.43.33.6/m7.55.13.37.54.50.480.650.730.440.8/-14.523.031.533.813.15/-11.541.450.841.212.13/-1-7.18-5.07-2.75-0.63-5.75/-1-7.18-5.07-2.75-0.63-5.75/-1-4.93-3.78-2.18-4.15-4.84/-1-4.93-3.78-2.18-4.15-4.84同理：对于5层屋面，计算结果见表3-2表3-2 按弹性理论计算5层屋面区格AGDE

19、/m3.63.63.33.6/m7.57.57.54.50.480.480.440.8/-13.663.663.092.65/-11.11.10.921.77续表3-2区格AGDE/-1-6.95-6.95-5.48-5.57/-1-6.95-6.95-5.48-5.57/-1-4.78-4.78-4.02-4.69/-1-4.78-4.78-4.02-4.69 截面设计截面配筋计算的结果及实际配筋列于3-3表与3-4表表3-3 对于1-4层楼板，各区隔板的截面计算与配筋区格/mm/kN.m/mm2配筋实有/mm2跨中A区格方向814.52279.01A8180279方向731.54105.4

20、8A6180157B区格方向613.03246.34A8180279方向531.45136.80A6180157C区格方向811.5394.45A630094.2方向730.8468.30A630094.2D区格方向813.81235.19A8180279方向731.2182.88A6180157E区格方向813.15194.45A8180279方向732.13145.90A6180157支座A-A方向81-7.18443.21A10180436方向81-4.93304.32A10250314A-D81-7.18443.21A10180436续表3-3区格/mm/kN.m/mm2配筋实有/mm

21、2支座A-C81-7.18443.21A10180436C-D81-4.15256.18A8180279D-E81-6.03372.22A10180436B61-5.07408.90A1018043653-3.78356.60A10180436表3-4 对于5层屋面板配筋计算区格/mm/ kN?m/mm配筋实有/mm2跨中A区格方向813.66225.93A8200251方向731.1075.35A630094.2E区格方向812.56163.59A6150189方向731.77121.24A6200141D区格方向813.09190.74A6150189方向730.9263.02A63009

22、4.2G区格方向813.66225.93A8200251方向731.1075.35A630094.2支座A-A81-6.95429.01A1018043681-4.78295.07A8150335A-D81-6.95429.01A10180436D-G81-6.95429.01A10180436D-E81-5.84360.50A81503353.3 次梁设计L-2板传来 kN/m梁自重 kN/m20mm梁侧抹灰 kN/m240填充墙 kN/m墙抹灰及踢脚 由板传来： kN/m抗弯承载力及配筋1.计算跨度 次梁与主梁整浇mmmm,mmmm， 取 mm2支座处按矩形截面设计，跨中采用T型截面计算m

23、mmm故可采用mm取mm，跨中截面均为第一类T型，现列表计算表3-5 L-2次梁纵向受力钢筋计算截面位置边支座边跨跨中中间支座弯矩系数-1/241/14-1/10129.13221.36309.9或0.5120.0550.518/mm216191861选配4C254C252C323C25+3C28实际/mm21964196416093320 斜截面受剪承载力及箍筋计算mm故：kN，kN 得：表3-6 L-2次梁斜截面瘦剪箍筋计算截面端支座内侧中间支座剪力系数0.50.55213.73235.101.631.87选配A12120A12120实际1.881.883.3 楼梯设计 设计参数图3.3

24、楼梯结构平面布置图，踏步尺寸mm采用混凝土强度等级C30，钢筋 楼梯板计算板倾斜度tan ，cos设板厚h 160mm, 约为板斜长的，取1m宽板计算。表3-7 梯段板的荷载荷载种类荷载标准值/kN.m-1恒载水磨石面层 0.3+0.15 三角形踏步0.3斜板板底抹灰0.02小计7.7活荷载200荷载分项系数,根本组合的总荷载设计值kN/m板水平计算跨度mmmmmm2应选用A10100，mm2分布筋A8，每级踏步下一根 平台板计算设平台板厚，取宽板计算表3-8 平台板的荷载荷载种类荷载标准值kN/m荷载水磨石面层0.65加厚混凝土板板底抹灰0.02小计3.49活荷载2.0荷载分项系数,根本组合

25、的总荷载设计值：kN板水平计算跨度mmmmm2 选用A6200，mm2分布筋A8，每级踏步下一根 平台梁计算设：平台梁截面mm，mm表3-9 平台梁的荷载荷载种类荷载标准值kN/m恒载梁自重梁侧粉刷来台板传来梯头板传来小计16.75活荷载荷载分项系数,根本组合的总荷载设计值：kN.m 计算跨度：m 内力设计值：kN.m 截面按倒L型计算：mm 梁的有效高度：mm 经判别属第一类T型截面mm2选用：3A18，mm2 假定配置箍筋A6200那么： N,满足要求。第4章 4.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图 横向框架简图假定框架柱嵌固于根底顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁

26、的跨度等于柱截面形心之间的距离。底层柱高从根底顶面算至二楼楼面，根据地质条件，室内外高差为-0.30m，根底顶面至室外地坪通常取-0.500m，二楼楼面标高为+4.500m，故底层柱高位4.5+0.3+0.5 5.3m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面即层高3.8m，轴线横向框架如图4.1所示。图4.1 轴线横向框架简图1.第一层框架计算简图 第一层楼面梁布置如下图，第一层楼面板布置如下图，为方便荷载整理在梁标示出梁和板。其中说明：对于双向板等效均布荷载：三角形荷载作用时： 梯形荷载作用下时： 图4.2 第一层楼面梁布置图 4.3 第一层楼面板布置简图 第一层框架简图计算图4.4 轴线第一层框

27、架简图.1 计算1.板A传递荷载：板A的面荷载为3.4kN/m2,传递给AB段为梯形荷载。等效转化为均布荷载为：kN/m因为左右两边板A传递荷载，故A传递荷载为：5.52 11kN/m梁自重及抹灰：墙体荷载：内墙选用240mm采用烧结空心砖，混合砂浆砌筑.2 计算.3 计算梁自重及抹灰：梁200400 抹灰：kN/m 小计： kN/m .4 计算是由KL-1传递来的集中力近似将KL-1上的荷载以支座反力的形式传递到A支座，即集中力图4.5 KL-1的计算简图 1 计算包括梁自重、抹灰、梁上外墙荷载，考虑门窗折减系数为0.8梁自重300750mm抹灰层：kN/m梁上外墙体荷载：kN/m 小计：k

28、N/m 2 计算是由板A传递的三角形荷载，等效转化为均布荷载kN/m小计:kN/m 3 计算 为L-1传递的集中荷载，L-1的计算简图如下4.6图：图4.6 L-1的计算简图为梁自重和抹灰：自重：kN/m 抹灰：kN/m小计：kN/m为板A传来的梯形荷载，等效转化为均布荷载为kN/mkN即：kN.5 计算是由KL-2传递的集中力KL-2的计算简图同KL-1计算简图 1 计算包括梁自重和抹灰梁自重300750mmkN/m抹灰：kN/m小计：kN/m 2 计算 是由板A传递的两个三角形荷载等效转化为均布荷载：kN/m小计kN/m即：kN/m.6 计算是由KL-3传递来的集中力KL-3的计算简图同K

29、L-1计算简图 1 计算包括梁自重和抹灰，单向板E传来的均布荷载梁自重300750mmkN/m抹灰：kN/m 单向板E传来的均布荷载： kN/m 小计： kN/m 2 计算是由板A传递的三角形荷载等效转化为均布荷载：kN/m即：kN.7 计算是由L-4传递来的集中力 1 包括梁自重200400mm、抹灰、上部外墙体自重梁自重：kN/m抹灰: kN/m墙体自重:kN/m 2 是单向板E传来的均布荷载： kN/m小计：kN/m即：kN/m.8 第一层框架最终计算简图图4.7 第一层框架最终计算简图 第二、三、四层框架简图计算图4.8 第二、三、四层框架最终计算简图 第五层框架简图计算第五层楼面梁布

30、置、楼面板布置简图同第一层.1 计算 1 板A传递荷载屋面板A的面荷载为4.85kN/m2，传递给AB段为梯形荷载，等效转化均布荷载为：kN/m 2 梁自重及抹灰：kN/m同上即：kN/m.2 计算：kN/m.3 计算：kN/m.4 计算 1 计算：包括自重和抹灰即kN/m 2 计算：是由屋面板A传递的三角形荷载，等效转化为均布荷载 kN/m 3 kN 即：kN.5 计算 1 计算：包括梁自重和抹灰即kN/m 2 计算：是由屋面板A传递的三角形荷载，等效转化为均布荷载 kN/m即：kN.6 计算 1 计算：包括梁自重和抹灰、单向板E传来的均布荷载kN/m 2 计算：是由屋面板A传递的三角形荷k

31、N/m即：kN.7 计算是由L-4传递来的集中力 1 包括梁自重200400mm、抹灰梁自重：kN/m抹灰: kN/m 2 是单向板E传来的均布荷载：kN/m即：kN.8 第五层框架最终计算简图图4.9 第五层框架最终计算简图 恒荷载作用下的横向框架的计算简图图4.10 轴线恒荷载作用下的横向框架计算简图4.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 第一层横向框架简图第一层楼面楼面梁布置图、楼面板同上活荷载与恒荷载的荷载平面传递方式相同，仍取以轴线横向框架计算。图4.11 轴线第一层框架简图.1 计算是由板A传递荷载，板A的面荷载为2.0kN/m2，传递给AB段为梯形荷载，等效转化均布荷载为：kN

32、/m.2 计算：kN/m.3 计算是由KL-1传递来的集中力图4.12 KL-1计算简图 1 计算是由板A传递的三角形荷载，等效转化为均布荷载kN/m 2 计算为L-1梁传递的集中荷载，L-1的计算简图如下4.13图kN 即：kN图4.13 L-1计算简图.4 计算是由KL-2传递来的集中力，KL-2计算简图同上。kN.5 计算是由KL-3传递来的集中力，KL-3计算简图同上单向板E传来活荷载为：kN/m由板A传递的三角形荷载为：kN/m即：kN.6 计算是由L-4传递来的集中力单向板E传来的活荷载为：kN/m即：kN.7 第一层框架最终计算简图根据前面的计算结果，画出第一层框架的最终活荷载计

33、算简图如图4.14 第一层框架活荷载最终计算简图 第二、三、四层横向框架最终计算简图 第五层横向框架计算第五层框架计算简图同第一层框架简图.1 计算是由屋面板A传递荷载，屋面板板A的面荷载为0.5 kN.m-2，传递给AB段为梯形荷载，等效转化均布荷载kN/m.2 计算：kN/m图4.15 第二、三、四层框架活荷载最终计算简图.3 计算是由KL-1传递来的集中力计算简图对应同上kN/mkN即：kN.4 计算是由KL-2传递来的集中力，KL-2计算简图同上。kN.5 计算是由KL-3传递来的集中力，KL-3计算简图同上单向板E传来活荷载为：kN/m由板A传递三角形荷载：kN/m即：kN.6 计算

34、是由L-4传递来的集中力单向板E传来活荷载为：kN/m即：kN图4.16 第五层框架活荷载最终计算简图 活荷载作用下的横向框架的计算简图图4.17 活荷载作用下的横向框架计算简图 弯矩二次分配法计算弯矩根据图5.9恒荷载作用下的横向框架的计算简图，用弯矩二次分配法计算轴线框架在恒荷载作用下的弯矩。计算各框架梁柱的截面惯性矩框架梁的截面惯性矩7.5m跨度： m41.8m跨度： m4框架柱的截面惯性矩：m4计算各框架梁柱的线刚度及相对线刚度考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对轴线框架梁中框架梁的惯性线刚度及相对线刚度计算过程详见5-1表表4-1 框架梁柱线刚度及相对线刚度计算过程 4 计算固端弯矩

35、1 均布荷载作用下的固端弯矩可按如图公式计算例如：第四层AB段框架梁两段的固端弯矩第五层AB段框架梁两段的固端弯矩图4.18 梁柱相对线刚度及弯矩分配系数CD悬臂端固端弯矩固端弯矩计算结果如下表4-2表4-2 恒荷载作用下的固端弯矩计算结果固端弯矩位置各局部产生固端弯矩值第五层框架梁-97.597.5-97.597.5-79.81第四、三、二、一框架梁-75.4775.47-75.4775.47-214.99. 恒荷载弯矩二次分配过程采用弯矩二次分配法计算框架在恒荷载作用下的弯矩图4.19 弯矩二次分配法计算恒荷载作用下得框架梁柱弯矩绘制内力图。图4.20 横向框架在恒荷载作用下的弯矩图表4-

36、3 恒荷载作用下AB跨梁端剪力层/kN.m-1L/m1/2ql520.87.5786.7471.2684.74416.17.560.381.6558.7362.03316.17.560.382.2358.1562.61216.17.560.382.1658.2262.54116.17.560.382.9457.4463.32 表4-4 恒荷载作用下BC跨梁端剪力层L1/2ql520.87.5783.5774.4381.57416.17.564表4-5 恒荷载作用下A柱轴力32.22818.48850.7258.22212.532.221121.421153.64157.44212.548.06

37、1423.581471.64表4-6 恒荷载作用下柱的剪力2118.1711.135.5317.2301.36133.5820.5810.22图4.21 横向框架在恒荷载作用下的剪力图图4.22 横向框架作用在恒荷载作用下得轴力图4.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算二次分配法计算弯矩框架梁柱的线刚度、相对线刚度和弯矩分配系数同上计算固端弯矩值固端弯矩位置各局部产生固端弯矩值第五层框架梁-7.57.5-7.57.5-5.94第四、三、二、一框架梁-30.4730.47-30.4730.47-23.224-9 活荷载作用下固端弯矩计算结果活荷载弯矩二次分配过程 4 绘制内力图表4-10 活荷载

38、作用下AB跨梁端剪力层L1/2ql51.67.560.2330.156.2346.57.524.381.2523.1325.6336.57.524.381.1323.2525.5126.57.524.381.0823.325.4616.57.524.381.0923.325.46表4-11 活荷载作用下BC跨梁端剪力层q/kN.m-1L1/2ql51.67.524.380.1024.2824.4846.57.524.380.4123.9724.7936.57.524.380.3724.0124.7526.57.524.380.3724.0124.7516.57.524.380.4823.924

39、.86表4-12 活荷载作用下A柱轴力2136.1168.32523.2540.532.22232.07264.29223.340.532.22328.05360.31123.340.548.06424.11472.17表4-15 活荷载作用下柱的剪力0.890.4743.353.021.67312.6912.696.6830.890.890.4733.022.971.58213.0915.537.5320.891.090.5223.113.771.8117.474.502.2610.7800.1511.741.070.53图4.25横向框架在活荷载作用下的轴力图第5章5.1 横向框架在水平地

40、震作用下的内力与位移计算本设计实例建筑高度为21m小于40m，以剪力变形为主，且质量和高度均匀分布，故采用底部剪力法计算水平地震作用。 计算重力荷载代表值第5层重力荷载代表值计算女儿墙的自重 kN第5层屋面板结构层及构造层自重标准值 kN第5层梁自重标准值 kN第5层柱自重标准值取50% kN第5层墙自重标准值取50% k1N.屋顶雪荷载标准值取50% kN第5层重力荷载代表值汇总kN第5层重力荷载设计值 1 第4层楼面板自重标准值kNkN 2 第4层梁自重标准值kN 3 第4层柱自重标准值kN 4 第4层墙自重标准值kN 5 第4层活荷载标准值取50% kN 6 第4层重力荷载代表值汇总kN

41、 7 第4层重力荷载设计值kN第3、2层同第4层重力荷载代表值即：1层楼面处重力荷载标准值计算第1层楼面板自重标准值kN第1层梁自重标准值kN第1层柱自重标准值kN第1层墙自重标准值kN第1层活荷载标准值取50%kN第1层重力荷载代表值汇总kN第1层重力荷载设计值kN 横向框架的水平地震作用和位移计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对中框架梁的惯性矩乘以2.0，对边框架梁的惯性线刚度计算详见表5-1，框架柱的线刚度计算详见表5-2. 表5-1 框架梁线刚度计算框架梁 位置截面b*h/m2强度等级Ec / kN.m-2跨度LIb 2.0I0中Kbi EcIb/L/kN.m1 边跨架0.3*0.

42、75C303.0*1077.50.01230.018457.38*104中跨架0.3*0.75C303.0*1077.50.01230.02469.84*104表5-2 框架柱线刚度计算跨架柱位置截面b*h/m2混凝土强度等级弹性模量Ec /kN.m-2高度L/m矩形截面惯性矩IcKc EcIb/L 考虑梁柱的线刚度比，用D值法计算框架柱的侧移刚度 见表5-3表5-3 柱的侧移刚度D值计算楼层KC 根数一般层：底层：一般层底层五四三二层A轴边框边柱11.76*1040.6280.239233572A轴边框中柱11.76*1040.8340.295288306B轴边框中柱11.76*1041.2

43、550.386377232B轴中框中柱11.76*1041.6730.455444676C轴边框边柱11.76*1040.6280.239233572C轴边框中柱11.76*1040.8370.295288306781636底层A轴边框边柱11.76*1040.8750.304109482A轴边框中柱11.76*1041.1670.368132536B轴边框中柱11.76*1041.7510.467168182B轴中框中柱11.76*1042.3350.539194116C轴边框边柱11.76*1040.8750.304109482C轴边框中柱11.76*1041.1670.368132536

44、352932采用能量法求即将各楼层的重力荷载当作水平力作用到楼层处表5-4 结构根本周期计算楼层Gi/kN/KN.m-1 /kN.m-1Ui/mGiUiGiUi256934.96934.97816360.00890.19151328.03254.3246923.313858.27816360.01770.18261264.19230.8436923.320781.57816360.02660.16491141.65188.2626923.327704.87816360.03540.1383957.49132.4218646.636351.43529320.10290.1029889.7491.

45、55总计5581.1897.39本设计的质量和刚度分布比拟均匀，高度不超过40m，并以剪切变形为主房屋高宽比小于4，故采用底部剪力法计算横向水平地震作用。 1 地震影响系数本工程所在场地为7度设防，设防地震分组为第一组，场地土为类，结构的根本自振周期，采用能量法计算结果，即T1 0.802s。查表得，水平地震影响系数最大值，特征周期值s。因，查图地震影响系数谱曲线为： 2 各层水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层间位移计算对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值： 1171.1kN而，所以需要考虑顶部附加水平地震作用的影响，顶部附加地震作用系数为 0.134由此可知顶部附加地震作用系

46、数为: kN那么由式,计算各层水平地震作用标准值，进而求出各层地震剪力及楼层层间位移，计算过程详见5-5表。根据计算结果，画出水平地震作用的计算简图，如5.1图，在图中标出各层水平地震作用标准值。表5-5 各层水平作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算楼层Gi/kNHi/mGIHI/KN.m/m56934.920.5142165455923361.18473.187816360.0006146923.316.7115619455923257.14730.327816360.0009336923.312.989310455923198.63928.957816360.0011826923.3

47、9.163002455923140.121069.077816360.0013718646.65.345827455923101.921171.13529320.00332楼层最大位移与楼层层高之比： 0.00332/5.3 1/1596 1/5500.满足位移要求。图：5.1 水平地震作用下得计算简图横向框架在水平地震作用下得内力计算采用D值法。下面以轴线横向框架为例，进行水平地震作用下得框架内力计算。图5.2 轴线横向框架计算简图 1 反弯点高度计算：按式,其中：y0-标准反弯点高度比Y1-因上、下层梁刚度比变化的修正值Y2-因上层层高变化的修正值对于顶层柱，不考虑修正值y2 0Y3-因下

48、层层高变化的修正值对于底层柱，不考虑修正值y3 05.6 反弯点高度比计算楼层A轴中框架柱B轴中框架柱C轴中框架柱五层Y 0.32Y 0.375Y 0.32四层Y 0.32Y 0.375Y 0.32三层Y 0.32Y 0.375Y 0.32二层Y 0.37Y 0.375Y 0.37一层Y 0.355Y 0.415Y 0.355柱端弯矩及剪力计算柱端剪力按式： 柱端弯矩按式：h为层高水平地震作用下柱端弯矩及剪力计算详见5-7表表5-7 水平地震作用下柱端弯矩及剪力计算柱楼层VJ/KNDIJ/KN.m-1yyh/m1-yA轴5473.18288307816360.03717.510.321.230.6845.2421.544730.32288307816360.03727.020.321.230.6869.8233.243928.95288307816360.03734.