混凝土框架结构设计讲解

1、专业课课程设计题目建筑结构设计课程设计（1）混凝土框架结构设计办学学院四川大学网络教育学院学习中心烟台市芝罘区教师进修学校混凝土框架结构设计第一部分设计任务书某内廊式多层房屋，工程地点：*。标准层建筑平面如图所示，层高均为3.3m，室内外高差0.45m。钢筋混凝土柱下独立基础，持力层为松散卵石层，地基承载力特征值为160Kpa。基础顶面标咼位于室外标咼下900mm。房屋的安全等级为二级，设计使用年限50年。采用混凝土框架结构。一、设计资料1建筑做法1）墙体采用MU10烧结多孔砖，±0.000以下采用M7.5水泥砂浆、土0.000以上采用M5.0混合砂浆。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，

2、厚20mm，内墙涂料。外粉刷为1:3水泥砂浆底，厚20mm，外墙涂料。2）楼面板面为20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1:2水泥砂浆加“108”胶水着色粉面层；板底为15mm厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。3）屋面现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2自两侧檐口向中间找坡），1:2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油防水层。4）门窗窗洞高1800mm、宽2400mm；门洞高2100、宽900；木门、塑钢窗。2设计荷载1）基本风压w0=0.30kN/m2，地面粗糙度属B类；基本雪压s0=0.25kN/m2。2）不上人屋面活荷载标准值0.5kN/m2；楼面活荷载标准值2.0kN/m2，走廊活

3、荷载标准值2.5kN/m2，楼梯活荷载标准值3.5kN/m2。3柱网及层数（见附表）二、设计内容（一）确定结构平面布置（楼盖布置、估算构件截面尺寸）（二）横向一榀框架结构分析（荷载计算、竖向荷载下内力计算、水平荷载下内力计算、水平荷载下侧移计算）（三）框架梁、柱截面设计（选择材料、内力组合、配筋计算）（四）基础设计（五）绘制施工图三、进度安排（12天）1下达设计任务及结构布置0.5天2设计计算及整理计算书9.5天3绘制施工图2天四、设计成果及要求1完成结构设计计算书，要求计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔抄写清楚。2完成结构设计说明；说明用仿宋体书写。3完成设计图纸：包括结构平面布置图、框架

4、施工图。要求图面布局匀称、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。五、参考资料1建筑结构设计（第一册）基础教程，邱洪兴主编，高等教育出版社，2007.62建筑结构设计（第二册）设计示例，邱洪兴主编，高等教育出版社，2008.43结构设计原理，熊峰、李章政、贾正甫、李碧雄编著，科学出版社，2002。4混凝土结构设计规范GB5001020025建筑荷载设计规范GB50009-2001（2006年版）6建筑抗震设计第范二部分1-2建筑设计说明6建筑平面设计6.1 办公楼的平面布置本建筑设计方案采用框架结构，梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，计算图如下所示：（注：

5、计算书中轴线标注与图纸中不同，此处仅为方便计算）3L5；I3乂3urn,rPEs£>1amtmtmcLsT1曇I图6-1计算框架柱网布置图图6-2一榀框架计算简图6.1.1 办公室功能说明办公室包括普通办公室和专用办公室。应有良好的朝向和自然通风，不宜布置地下室。普通办公室设计成单元间式和大空间式，特殊需要可设计成单元式或公寓式。大空间式办公室应布置吊顶上的通风口、照明、放火设施等时，应尽可能为自行分隔或装修创造条件。普通办公室每人使用面积不应小于3平方米，单间办公室净面积不应小于10平方米。6.1.2 门窗说明窗的大小根据建筑规模要求的采光等级和通风条件确定，并考虑美观、节能

6、、开间尺寸、层高等因素。办公室门洞口宽度不应小于lm，高度不应小于2m。机要办公室、财务办公室、重要档案库和贵重仪表间的门应采取防盗措施，室内宜设防盗报警装置。房间门采用木门内开，设计宽度900mm,门高2100mm,门的数量和尺寸满足房间用途、房间大小、安全疏散等设计要求。天然采光房间窗的面积大小由各房间采光系数决定。6.2 辅助房间使用6.2.1 卫生间办公楼每层应设厕所,办公室距最近厕所超过50米时,尽可能布置次要面或朝向较差的一面。厕所的位置,应便于使用和不影响环境卫生。在厕所入口处宜设前室或设遮蔽措施。厕所内均应设水池地漏,厕所应按每40人应设一个洗手盆计算。6.2.2 员工休息室、

7、开水间应安排与办公室隔离，休息室和开水间应直接通风和采光，分布在当地饮水较集中的地方。6.3交通联系部分6.3.1 楼梯楼梯的设计应符合防火规范。主要楼梯及电梯应设于入口附近，位置要明显。每段赌东道楼梯的踏步不得多于18级，并不应少于3级。梯段与梯段之间，不应设置遮挡视线的隔墙。楼梯梯段的竟宽度不大于3000时宜设中间扶手。楼梯井的宽度不应大于200mm当超过200mm时必须采取安全防护措施。6.3.2 走道走廊起到连接水平方向各个分区的交通联系作用，考虑到建筑物的耐火等级、层数及走廊通行人数等因素。单面布置走道的净宽一般为1.22.2m，双面布置走道净宽一般为1.62.2m。走道的净高不得小

8、于2.1m。走道地面高差值不足二级踏步时，不得设置台阶，应设坡道，其坡道不宜大于1：8.外栏杆（或栏板）的高度，不应地于1100mm。栏杆不应采用易于攀登的花格。6.3.3 出口及门厅因室外地平标高设计为-0.60m，故楼梯间出入口处设四步台阶，悬挑雨篷。主要门厅要满足交通和防火，宽敞明亮便于交通，满足安全要求。安全出口的门洞宽度不应小于900mm。严寒和寒冷地区的门厅，应设门斗或其他防寒措施。门厅的大小应根据办公室的性质和规模而定，小型办公楼可不设门厅。门厅应与楼梯、过厅、楼梯厅临近。7建筑空间和立面设计7.1层数层高根据办公楼的建筑规模，建筑设计为5层，立面造型给人一种视觉上的美感，其格调

9、简洁清新，典雅大方。7.2 建筑立面设计本建筑除了在功能上满足客人的使用要求外，立面造型也给人一种视觉上的美感，其格调简洁清新，典雅大方，符合海滨城市格调。设计方案中，窗均为灰白塑钢玻璃窗。第三部分结构设计计算8工程概况8.1 工程简介建筑地点：淮南市建筑类型：办公楼，框架填充墙结构。建筑介绍：建筑面积约4500m25500m2，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。门窗使用：大门采用钢框玻璃门，其它为木门和玻璃木门，窗为塑钢门窗。尺寸详见门窗表。地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为7度。柱网与层高：本教

10、学楼采用柱距为6.6m的内廊式柱网，边跨为6.6m，中间跨为2.4m，层高均取3.6m。8.2 课题条件及要求依本课题要求合理安排场地，创造出优美环境，平面布置合理，通风采光良好，实用性强，立面造型新颖，有民族风格，具有个性与现代感。基本不考虑地基土的变形验算，其承载力为f220kN/m2。k建筑场地的主导风向按所在地气象资料得到。室内的高差按600mm考虑，其中标高相当于马路中心相对标高。抗震设防要求：设防烈度7度（O.lg）,设计地震分组为第二组，场地类别为II类场地。8.3 设计的基本内容结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，主要内容如下：（1）地震

11、作用计算（2）框架内力分析，配筋计算（取一榀）（3）基础设计及计算（4）板、楼梯的设计计算8.4 设计资料8.4.1 抗震设防按7级近震：II类场地设计8.4.2 地基土承载力地基土承载力为f二220kn/m2k8.4.3 其它条件室内外高差600mm，该工程的主楼屋面采用不上人屋面。屋顶周边采用900高的女儿墙（包括600高砌筑240mm粘土砖和300mm素混凝土压顶）。屋顶防水保温层做法：SBS柔性防水层（上散粒径3-5mm小石子保护层）、20mm厚水泥砂浆找平层、50mm厚水泥蛭石保温层。附楼部分采用上人屋面，与主楼形成相呼应。楼地面采用瓷砖地面，采用V型轻钢龙骨吊顶。填充墙采用240m

12、m厚的粘土空心砖砌筑，其中内墙和梁柱外层粉刷的做法是：20mm厚1：3水泥砂浆高级抹灰，涂料腻子刮平，刷涂白色内墙涂料。外墙部分采用面贴墙砖。所有梁、柱、楼层盖均采用现浇钢筋混凝土结构，混凝土强度等级均为C30（ft=1.43N/mm2，fc=14.3N/mm2），基础采用柱下独立基础。本工程中，M1、M3和M4采用玻璃门（有防盗措施），M2和M5采用木门，M6和M7采用玻璃木门，窗均为塑钢窗（底层有防盗措施）。具体尺寸、数量见表81。表8-1门窗总表类型设计编号|bXh尺寸数量总数量M1M2M3M4M5M6M7C0C1C2C3C4C51500x2500900x21001500x2500180

13、0x2500900x21001500x21001500x25003000x900600x800900x12001500x9001800x1500900x60012121313133000001313300000001313131313771824778.4.4钢筋混凝土梁板混凝土采用C30混凝土，纵筋采用II级，箍筋采用I级。9框架结构的一般设计与计算9.1 梁柱截面尺寸的初步确定为满足承载力、刚度以及延性的要求，截面高度h一般取梁跨度的1/21/8,l梁截面的宽度b取梁高h的1/3-1/2,同时，考虑到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的出现，要求h/bW4,1/h4，根据三级抗震的要求，梁的最小

14、宽度为200mm。9.1.1边横梁(1) 对跨度为6600mm的边横梁：截面高度h：6600mmX1/12=550mm6600mmX1/8=825mm即截面高度h:550mm825mm则截面高度取650mm截面宽度b:650mmX1/3=216mm650mmX1/2=325mm即截面宽度b:216mm325mm则截面高度取300mm(2) 对跨度为2400mm的边横梁：截面高度h:2400mmX1/12=200mm2400mmX1/8=300mm即截面高度h:200mm300mm考虑到刚度突变和施工方便则截面咼度取400mm截面宽度b:400mmX1/3=133mm400mmX1/2=200m

15、m即截面宽度b:133mm200mm考虑到刚度突变和施工方便则截面高度取9.1.2中横梁(1)对跨度为6600mm的中横梁：截面高度h：6600mmX1/12=550mm即截面高度h:550mm825mm截面宽度b:650mmXl/3=216mm即截面宽度b:(2)对跨度为2400mm的中横梁：截面高度h:2400mmX1/12=200mm即截面高度h:216mm325mm200mm300mm截面宽度b:400mmXl/3=133mm即截面宽度b:133mm200mm6600mmXl/8=825mm则截面高度取650mm650mmX1/2=325mm则截面高度取300mm2400mmX1/8=

16、300mm考虑到刚度突变和施工方便则截面高度取400mm400mmX1/2=200mm考虑到刚度突变和施工方便则截面高度取300mm300mm3.1.3纵梁1）对跨度为4200mm的边纵梁：截面高度h：4200mmX1/12=350mm4200mmX1/8=525mm即截面高度h:350mm525mm则截面高度取400mm截面宽度b:400mmX1/3=133mm400mmX1/2=200mm即截面宽度b:133mm200mm则截面咼度取300mm(2)对跨度为4500mm的边纵梁：截面高度h:4500mmX1/12=375mm4500mmX1/8=562.5mm即截面高度h:375mm562

17、.5mm则截面高度取400mm截面宽度b:450mmXl/3=150mm450mmXl/2=225mm即截面宽度b:150mm225mm则截面高度取300mm梁的编号如图9-1所示：图9-1框架梁的编号MM-9»M4EiML?wLAL£LiL4L；L33r山rr山r"E,:,1L;L43°L3l/:L2：LZL2rL2”L2：L2siL4：1LtE1LiL1LL11U山L177rL3t出'L4'L；J9.1.4梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而墙中心线是与轴线重合的，所以柱的形心与轴线发生偏移，造成计算跨度与轴线间距不同；9

18、.1.5柱截面尺寸的确定框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算：N=PFgEA=N/rfcNc式中：N框架柱组合的轴压比设计值F按简支状态计算的柱负载面积g折算在单位建筑物面积上的重力荷载代表值，可近似取1215KN/m2gEB考虑地震荷载作用后柱轴压比增大系数，边柱取1.3,不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2n验算截面以上楼层层数A柱截面面积Cf混凝土轴心抗压强度设计值Cb框架柱轴压比限值，对三级抗震等级，取0.9N本工程中，考虑到底层框架柱承受荷载最大，以此估算柱截面。各参数取值如下：采用C30混凝土，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2E=15KNm2，n

19、=6，卩=0.9，卩边=L3，卩中=L25N(1)中柱：KJZ4:Ac=PFgEn=(1.25x4.35x0.5x8.7x15x1000x6)/(0.9x14.3)=165406mm22mmKJZ5:Ac=PFgEn=(1.25x4.5x0.5x8.7x15x1000x6)/(0.9x14.3)22=171110mm2413mmKJZ6:Ac=PFgEn=(1.25x4.35x0.5x8.7x15x1000x6)/(0.9x14.3)=124568mm23702mm2(2) 边柱：KJZ1:Ac=PFgEn=(1.3x3.6x0.5x6.3x15x1000x6)/(0.9x14.3)22=10

20、3091mm2353mmKJZ2:Ac=PFgEn=(1.3x4.5x0.5x6.3x15x1000x6)/(0.9x14.3)22=128863mm2359mmKJZ3:Ac=PFgEn=(1.3x6.0x0.5x6.3x15x1000x6)/(0.9x14.3)=771819mm24152mm2考虑到不同地震方向的作用采用正方形柱截面，同时，根据抗震规范要求柱净高与截面边长尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸为350m的要求，本工程底层柱截面尺寸都取为550mmX550mm,其它层为450mmX450mm。底层柱计算高度取基础顶面到一层楼面，基础埋深取500mm,楼板厚取120mm,则底层柱计

21、算高度为：3600mm+500mm+450mm=4550mm，其它层高取3600mm。由此得到框架的计算简图如图9-2所示：10.荷载计算10.1 屋面及楼面的永久荷载标准值其屋面构造做法如图10-1所示，按图10-1来计算屋面恒载，其结果如下：£琏柔性防水层0.30201:3水泥砂浆找平0.41刊厚水泥疑石俣温层0.75KN/m21如厚钢韶覗凝土板3KN/m2濯轻钢龙号吊顶C二层TmmJi纸面石育换，有5弘m的岩棉視惺护层0.25KN/m2图10-1屋面（不上人）构造做法图10-2楼面构造做法0.5KN/m22.0KN/m2值：10.2 屋面及楼面的可变荷载标准值不上人屋面均布活荷

22、载标准值：楼面活荷载标准值：屋面雪荷载标准s=ys=1.0x0.55=0.55KN/m2Kro式中：卩r屋面积雪分布系数，根据规范取1.010.3 梁柱重力荷载计算梁柱重力荷载计算采用几何尺寸乘以材料重度，并考虑构件粉刷而乘以增大系数b的方法。此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量。在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程。构件B/mH/mR/kN/m3bG/(KN/m)L/mnG/kNi工G.i/KN边横梁10.30.65251.055.118756.054123.8742675.603边横梁20.30.4251.053.151.85211.655

23、中横梁10.30.65251.055.118756.0516495.495中横梁20.30.4251.053.151.85846.62纵梁10.30.45251.053.5443.9528391.966纵梁20.30.4251.053.153.65891.98柱0.550.55251.18.318754.55401514.013边横梁10.30.65251.055.118756.154125.9211989.32边横梁20.30.4251.053.151.95212.285中横梁10.30.65251.055.118756.1516503.685中横梁20.30.4251.053.151.95

24、849.14纵梁10.30.45251.053.5444.0528401.889纵梁20.30.4251.053.153.75894.5柱0.450.45251.15.568753.640801.9表10-1梁柱重力荷载计算表层次底层其它层注：梁计算长度取梁净长，柱高取计算高度10.4 墙体重力荷载计算外墙采用240mm厚的黏土空心砖，外墙面贴瓷砖（O.5KN/m2）,外墙内侧是20mm厚抹灰，则外墙单位面积重力荷载：0.5+0.24X15+0.02X17=4.44KN/m2.内墙采用240mm厚的黏土空心砖，两面均采用20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载：0.24X15+0.02X17X2

25、=4.28KN/m2。木门单位面积重力荷载为0.2KN/m2；塑钢窗单位面积重力荷载取0.4KN/m2;玻璃木门单位面积荷载为0.3KN/m2;玻璃门单位面积重力荷载为0.4KN/m2,依GB50009-2001建筑结构荷载规范，其计算如下所示：（此处门窗暂不考虑，为预留洞考虑）（1）屋顶墙体重力荷载：表10-2墙体自重（顶层）女儿墙：(15.6+0.24)+(39.9-0.24)X2X0.3X4.44+(15.6+0.24)+(39.9-0.24)X2X0.3X6.84=375.624KN(2)顶层墙体重力荷载：项目墙体位置墙体类型墙体面积（m2）个数面积/m2总面积/m2墙体总重（KN）外

26、墙横墙横墙16.15x(3.6-0.65)236.285261.031158.97横墙25.64x(3.6-0.65)236.285横墙31.95x(3.6-0.4)212.48纵墙纵墙14.05-(3.6-0.6)-(1.5x0.9x2)14132.3纵墙25.55x(3.6-0.6)-1.5x0.9461.2纵墙33.75x(3.6-0.4)-1.2x0.9443.68纵墙43.15x(3.6-0.4)-0.9x0.6219.08内墙横墙横墙16.15x(3.6-0.65)12217.71367.7481573.96横墙25.55x(3.6-0.6)-2.1x0.97103.32横墙33.

27、15x(3.6-0.4)440.32横墙43.15x(3.6-0.4)21x0.9216.38纵墙纵墙14.05x(3.6-0.6)-1.5x2.513109.21纵墙23.75x(3.6-0.6)-(0.9x2.1)328.08其他墙其他墙14.05x(3.6-0.45)112.758墙总重量/KN2732.933）2-4层墙体重力荷载：项目墙体位置墙体类型墙体面积（m2）个数面积/m2总面积/m2墙体总重（KN）外墙横墙横墙16.15x(3.6-0.65)236.285251.581118.3横墙25.64x(3.6-0.65)236.285横墙31.95x(3.6-0.4)212.48纵

28、墙纵墙14.05x(3.6-0.6)-(1.5x0.9x2)13122.85纵墙25.55x(3.6-0.6)-1.5x0.9461.2表10-3墙体自重（2-5层）墙总重量/KN2637.7纵墙33.15x（3.6-0.4）-1.5X0.9652.3847纵墙43.75x（3.6-0.4）-1.2X0.9443.68纵墙55.55x（3.6-0.6）-（06x0.8x2）115.69纵墙纵墙14.05x（3.6-0.6）-1.5x2.513109.21纵墙23.75x（3.6-0.4）21x0.9328.081519.3纵墙33.15x（3.6-0.4）220.16374.7657横横墙16

29、.15x（3.6-0.65）12217.31墙横墙25.64x（3.6-0.65）-2x2.1x0.9112.858内墙3）底层墙体重力荷载：表10-4墙体自重（底层）墙体位置墙体类型墙体面积（m2）个数面积/m2横墙横墙16.05x（3.6-0.65）-2x（1.5x0.9）471.39横墙25.64x（3.6-0.65）348.144横墙31.95x（3.6-0.4）212.48纵墙纵墙14.05x（3.6-0.6）-（1.5x0.9x2）12113.4纵墙23.75x（3.6-0.6）-0.9x1.2330.51纵墙33.75x（3.6-0.4）112纵墙43.05x（3.6-0.4）-

30、1.2x0.9217.36纵墙55.45x（3.6-0.6）-（06x0.8x2）115.39纵墙63.05x（3.6-0.4）-1.8x2.5210.52纵墙73.05x（3.6-0.4）-1.5x2.516.01纵墙83.05x（3.6-0.4）219.52纵墙纵墙14.05x（3.6-0.6）-1.5x2.512100.8纵墙23.75x（3.6-0.4）21x0.9330.33纵墙33.05x（3.6-0.4）439.04纵墙45.45-（3.6-0.6）465.4横墙横墙16.15x（3.6-0.65）16290.28其他墙其他墙1（6.3-0.24）x3.6+（6-0.24）x3.

31、6-（2x2.1x0.9）+2x（1.8-0.12）x3.6+（4.3-0.24）x3.6165.484239.78421.41外墙内墙总面积/m2项目10.5门窗重力荷载计算墙体总重（KN）1064.621803.63根据建筑结构荷载规范GB50009-2001,木门按0.2KN/m2考虑，木制玻墙总重量/KN2868.25表10-5门窗重量总表璃门按0.3KN/m2考虑，塑钢窗和玻璃门按0.4KN/m2考虑，计算结果如表3-5所示：层数六层底层门窗名称门窗面积m2个数单位面积荷载KN/m2门窗重量KNM22.1x0.990.23.402M52.1x0.9390.229.25M61.5x2.

32、100.30C10.6x0.800.40C21.2x0.990.43.888C41.5x1.8390.442.12M11.5x2.5130.29.75M22.1x0.930.21.134M61.5x2.100.30M71.5x2.500.30C10.6x0.800.40C21.2x0.930.41.296C41.5x1.830.414.04M11.5x2.5120.29M22.1x0.930.41.134M41.8x2.500.412.6M52.1x0.900.20.756C10.6x0.800.40.384C21.2x0.940.41.728C31.5x1.8120.412.962-5层（每

33、层）总重KN26.2229.37624.82210.6重力荷载代表值该建筑计算面积：S=(39.9+0.24)x(15.6+0.24)=635.82m2则屋面恒荷载标准值：屋面活荷载标准值：楼面恒荷载标准值：楼面活荷载标准值：屋面雪荷载标准值：梁、柱自重（包括梁侧、梁底635.82x4.7=2988.354KN635.82x0.5=317.91KN635.82x3.8=2416.116KN635.82x2.0=1271.64KN635.82x0.55=349.701KN柱的抹灰质量)：底层：梁总重1293.705KN柱重1514.0125KN其他层：梁总重1328.67KN柱重801.9KN墙

34、体及门窗重：底层：墙体总重1293.705KN门窗重1514.0125KN其他层：墙体总重1328.67KN门窗重801.9KN屋顶：总重402.02KN屋盖和楼盖重力代表值G为：屋盖层=屋面荷载+50%雪载+纵横梁自重+下层半层柱重+下层半层墙重(墙和门窗)+女儿墙及屋顶附属构建自重楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+上下层柱和墙体自重的各一半将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：六层：G6=2988.354+0.5x349.701+1328.67+402.02+0.5x801.9+0.5x6(3046.499+23.295)x0.5=6649.6KN五二层：G

35、5-2=2416.116+0.5x1271.64+1328.67+801.9+(2637.76+26.22)=7846.42KN底层：G1=2416.1160.5x1271.641293.705+0.5x(1514.0125801.9)+(2637.7+26.22)x0.50.5x(2732.93+29.376)=8216.69KN所以质点重力荷载代表值如图10-3所示6532G6=6649.6KNG5=7846.32KNG4=7846.42KNG3=7846.42KNG2=7846.42KNG1=8216.69KN图10-3重力荷载代表值11横向水平地震力作用下框架结构的内力和侧移计算11.

36、1横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值混凝土C30E=3.0X107KN/m2C在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取1=1.51（I为梁的截面惯性矩），对中框架梁取1=21来计算:000横梁线刚度计算结果见表11-1所示：表11-1横梁线刚度截面跨bXh度l(m2)(m)0.3x0.656.60.3x0.42.4梁号LL1I=1/12bh3(m40L2惯性矩6.866x10-31.6x10-3边框架梁I=1.51)b0(m4)k=EI/1bb(KN-m)10.3x10-346.82x

37、1032.4x10-330x103中框架梁I=2.01bo(m4)k=EI/1bb(KN-m)13.732x10-362.42x1033.2x10-340x103柱的线刚度见表11-2所示：表11-2柱线刚度柱号Z截面(m2)柱高h(m)惯性矩I=1/12bh3(m4)线刚度K=EI/1(KN-m)Z0.55x0.554.55C7.626x10-3CC50.28x1031Z0.45x0.453.63.417x10-328.475x103注：柱采用C30混凝土，Ec=30X106KN/m2各框架柱的侧移刚度计算结果如下表11-3：表11-3横向框架柱侧移刚度D值的计算项目-工kk=(一般层)2k

38、yck=一(底层)kcka=c；(一般层)2+ka=0.5+k(底层)2+k12D=ak(KN/m)ch2根数位置底边框边柱0.9310.48814422.44边框中柱1.5280.57516757.984层中框边柱1.2410.53715650.4916中框中柱2.0370.62818302.6216ED667971.28边框边柱1.6440.45111890.954边框中柱2.6980.57415133.94421中框边柱2.1920.52313789.28161中框中柱3.5970.64316953.17166ED599928.76则刀Dl/：ED2=667971.28/599978.7

39、6=1.113>0.7所以该框架为规则框架。11.2 横向框架自震周期本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方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之杆，导出直感顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式T=17、百来求结构的10基本周期：a:基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，此处取0.7。0AT:框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，AT是将框架的重力荷载顶点位移，由AT求T，再由T求框架结构底部剪力，再求各11层剪力和结构的真正的位移，如表11-4：表11-4横向框架顶点位移计算层次G(KN)i2G(

40、KN)iDi(KN/m)2GAu=(m)iDu.(m)i六层6649.66649.6599978.76i0.01110.2554五层7846.4214496.02599978.760.02420.2443四层7846.4222342.44599978.760.03720.2201三层7846.4230188.86599978.760.05030.1829二层7846.4238035.26599978.760.06340.1326底层8216.6946251.95667971.280.06920.0692由t=1.7J丁计算结构基本自振周期其中的量纲为m,取屮=0.7，则：1TTTTT=1.%石

41、=1.7X0.7X£0.2675=0.601s11.3 横向地震作用以及楼层地震剪力计算本结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。G=0.85G=0.85X46251.95=39314.16KNeqi下：根据地震影响系数曲线，因为t<T<5Tg，得出地震影响系数a，计算如1g1a=(T/T)na=0.0481g12max结构总水平地震作用荷载为：fEK=0.048X39314.16=1887.08KN=aG1地震作用计算按II类场地，T度近震，地震动参数区划分的特征周期区eq分一区考虑，刚结构的特征周期T和

42、地震影响系数a分别为：gmaxT=0.35s,a=0.08,而：T,0.601s>1.4T=1.4X0.35=0.49sagmax1=ag故考虑顶部附加应力，5二0.08T+0.07二0.119n1根据结构抗震设计,顶部附加水平地震作用力:AF=5F=0.119x2050.822二244.049KNnnEK按底部剪力法求得基底剪力，按FiiF(1-5)分配结各层的质iLGHEKn点，因各层横向地震作用及搂层地震剪力如表11-5示:表11-5各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hi(m)Hi(m)GHiiGHii工GHiiFi(KN)Vi(KN)3.622.556649.6149948.48

43、0.288478.8+244.56=703.36703.363.63.63.63.64.5518.9515.3511.758.154.557846.427846.427846.427846.428216.69148689.66120442.5592195.4463948.3237385.940.2850.2310.1770.1230.072473.82383.61294.26204.49119.701177.181560.751855.012059.52179.2横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图11-1所示：703.36KN473.82KN383.57KN294.26KN196.707K

44、N119.70KN703.36KN1177.18KN1560.75KN1855.01KN2059.5KN2179.2KN图11-1横向框架各层水平地震作用及地震剪力11.4 横向框架抗震变形验算V17h6<6二Diee550i6<e=ee层间弹性位移验算如表11-6所示：层次层间刚度Di层间位移Au二V/D(m)iii层咼h(m)i层间弹性转角6=Au/heii层面剪力V(KN)i6703.36599978.760.001173.61/307751177.18599978.760.001963.61/183841560.75599978.760.002603.61/13853185

45、5.01599978.760.003093.61/117622059.5599978.760.003433.61/104912179.2667971.280.003264.551/1395表11-6横向变形验算注：由上表可知，最大层间弹性位移发生在第二层，1550层间弹性相对转角均满足要求。11.5 水平地震作用下，横向框架的内力分析此处采用中框架计算，框架柱端剪力以及弯矩分别按下式计算V=DxV/zDijijiijMb=VxyhijijMu=Vx(1y)hijijy=yo+yi+y2+y式中：D第I层第j层号柱的侧移刚度ijH该层柱的计算高度Y框架柱的反弯点高度比y框架柱的标准反弯点高度比o

46、y上下层梁线刚度变化的对反弯点高度比的修正值1y、y上下层层高变化时对反弯点高度比的修正值23此处采用中框架为例计算，求框架柱的剪力和弯矩时，采用D值法来进行求解；其计算的过程和结果如下表11-7所示,其中反弯点位置的确定考虑梁和层高的影响作用，既：y=y+y+y+y,来确定其值大小o123表11-7地震作用下框架柱剪力及弯矩计算3.63.63.63.63.6KN703.31177.181560.751855.012059.ZD599978.13789.2876599978.76599978.76599978.76599978.7616953.1713789.2816953.1713789.2

47、816953.1713789.2816953.1713789.2816953.17ZD0.0230.0280.0230.0280.0230.0280.0230.0280.0230.028V.icKN16.1819.6927.0832.9635.9043.7042.6751.9447.3757.672.1923.5972.1923.5972.1923.5972.1923.5972.1923.5970.410.440.450.480.470.500.500.500.500.50M上Ken's34.3739.6953.6261.7068.578.6676.8193.585.27103.81M

48、下Ken's23.8831.1943.8759.9560.7478.6676.8193.585.27103.814.552179.667971.15650.490.02450.121.2410.6286.67141.3922818302.620.02758.842.0370.55120.47147.251梁端弯矩、剪力以及柱轴力分别按下式计算Mi=ii(Mb+Mu)/(ii+ir)bbi+1jjbbMr=ir(Mb+Mu)/(il+ir)bbi+1jijbbV=(M1+M2)/ibbbN=(Vl-Vr)ibb表11-8地震作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算边横梁中横梁柱轴力M左kNM右kNL(m)V(KN)M左kNM右kNL(m)V(KN)N1(kN)边柱N2(KN)中柱34.3724.276.68.8813.1913.192.410.99-8