高层办公楼设计正式的计算书

目录TOC\o"1-2"\h\z\u目录 1第1章建筑设计 2总体设计 2平面设计 2立面设计 2剖面设计 2交通防火设计 3构造设计 3楼、电梯的设置 3交通与疏散 3抗震分析 3第2章结构设计 4设计题目： 4建筑介绍： 4建筑技术条件资料 4框架结构承重方案的选择 5梁板尺寸估算 6柱截面尺寸估算 6重力荷载计算 7横向侧移刚度计算 11横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算 15横向风荷载作用下框架结构和侧移内力计算 26竖向荷载作用下框架的内力计算 31截面设计 54板的配筋 62桩基础设计 64结论 70参考文献 71致谢 72建筑设计总体设计建筑物的设计即根据建筑物的功能，外墙材料，地理位置，周围环境等情况，综合考虑，达到美观的效果。将来建筑周围环境的地面铺装，花池，灯饰艺术品及植物搭配，都应统筹考虑，在借鉴西方现代环境布置的同时，亦考虑当地本身的地域及文化特点。为创造一个良好舒适的环境，在基地内布置适当的绿化。平面设计高层办公楼按平面形式可分为外廊式、内廊式、内外廊结合式、复廊式等。按体形分为塔式、板式、条式、墙式等。每种形式都有其优点，对于北方建筑宜采用内廊式、板式外形。综合以上因素，选择了最终的平面布置。其平面简单、柱网均匀、规则、结构比较合理。功能分析：办公楼按使用功能分为办公室、会议室、辅助三部分，其中以办公室部分为主。标准层中，所有办公楼都分布于走廊两侧，采光通风良好，交通便利，电梯间设在中心位置。根据设计任务书中建筑总面积及各房间使用面积的要求，初步确定每层房间及面积、形状、尺寸等，并确定与其他部分的关系。根据功能分析进行平面组合设计。立面设计建筑外立面除墙面外，还有门窗、雨篷、檐口、勒脚、女儿墙、屋顶等，这些对象应分别加以考虑。与整个建筑的设计风格相一致，立面亦要求简洁。建筑物的裙房为2层，主体部分为10层。整个建筑的分隔线条很少，给人以距离感。整个建筑庄严、稳重、没有繁杂的线条，外墙的装饰材料选用的是金黄色粉刷，这使整幢建筑给人以华丽的美感。剖面设计根据任务书要求确定层数及各部分标高，如下：层数：10层；首层：m；标准层：m；室内外高差：800mm；确定空间形状，根据建筑物的使用功能要求，其剖面形状应采用矩形。确定竖向组合方式。由于该建筑功能分区明确，各层房间数量与面积基本一致，因此采用上下空间一致的竖向组合方式即可。交通防火设计在高层建筑中，垂直交通以电梯为主，在本建筑中设置了四部电梯，其中一部是消防电梯兼作载客电梯，另三部为客运电梯；还设置了三部楼梯，消防电梯与一部楼梯共用一个前室。前室采用二级防火门。房间的拐角处有防火器材。每个楼层可作为一个防火分区。建筑材料也选择为非燃性和难燃性材料。构造设计本建筑采用现浇式框架结构，主体总长度为m，10层；裙房高度为7.8m，所以在主体与裙房之间设沉降缝，沉降缝在从基础底面开始将房屋基础、墙体、楼板、房顶等构件竖向断开。缝宽度为180mm。外围护构件缝内要求填充保湿材料，同时要求根据缝的不同位置做好密封防水构造。楼、电梯的设置只做安全疏散用的楼梯采用封闭防烟楼梯，前室起到缓冲人流及隔断人与火区域的作用，楼梯考虑采用疏散时的人流密度大，采用三股人流，楼梯宽度梯段取1.50m，平台宽度为。为使防烟楼梯达到最佳排烟效果，将楼、电梯均通向屋顶，高度除1、2层外统一取3.3m。交通与疏散内部交通组织的目的是引导人们在最短的时间内找到自己要找的房间或部门，而不是在路上耽误过多的宝贵时间，以便提高人们的办事效率。本设计充分利用走廊的良好向导性，将各房间连接在一起，良好的导向性极大地方便了人们。楼梯、电梯等垂直交通工具，这些设施的合理布置对人员分流的作用十分明显。将平时主要使用的两部乘客电梯安排在主体中部主要入口的两侧，具有明显的导向性；消防电梯作为紧急情况下的救生及灭火用交通工具，设置在紧靠大厅的、耐火等级高的材料砌成的封闭空间，也有利于人员的及时疏散和救援人员第一时间到达出事现场。为于大厅一侧的楼梯设置为防烟楼梯，楼梯和一部消防电梯共用一个防烟前室。抗震分析本建筑7度近震，因而须遵循以下原则：(1)选择对建筑物有利的场地—中硬场地。(2)结构设置在性质相当的地基上，采用桩基。(3)建筑的平立面布置，规则对称，质量和刚度变化均匀。(4)综合考虑结构体系的实际刚度和强度部位。(5)结构构件避免脆性破坏，实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固。(6)非结构构件应有可靠的连接和锚固。结构设计设计题目：浩天办公楼设计建筑介绍：本建筑为高层办公楼。建设地点在绥化市某区。建筑面积约12880m2，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mmmmm，局部采用m。建筑技术条件资料1、气象条件：2，基本雪压0.55kn/m2。2、地质条件：见土层资料表土层资料表序号岩土分类土层深度(m)厚度范围（m）地基承载力fk(kpa)1234杂填土粘土粉土沙砾————160150160注：1）地下水位为地表以下2m。2）表中给定土层由自然地平算起。建筑地点：冰冻深度-2.0m，建筑场地类别为二类场地土，设防烈度为7。3、框架结构的计算简图如图2-1.图2-1柱网结构的布置简图横向框架纵向框架图2-2框架结构计算简图如图2-1所示，基础选用桩基础,室外地坪至基础顶面的埋深为1.5m。框架结构计算简图2-2所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至底板，3～10高即层柱高，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.9+1.5=5.4m。框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载直接作用在主梁上，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。梁板尺寸估算楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。多跨连续板的最小厚度不小于/40，其中为短向长度，因此楼板厚度需不小于3600/40=90mm，则楼板厚度取为120mm。梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性的要求，截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，为了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；截面宽度可按梁高的1/3～1/2估算，同时不宜小于柱宽的1/2，且不宜小于250mm。由此估算的梁截面尺寸见表2-1，表中给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级，其设计强度：3~6层为C35（N/mm,N/mm,Ec=×104）,7~10层为C30(=1,=1.43N/mm,Ec=3.00×104)(底层为C40(N/mm,N/mm,Ec=×104)。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(b×h)纵深次梁AB跨,FH跨EF跨1~2C40400×700350×350400×700300×5003~6C35350×700300×350350×700300×5007~10C30300×700300×350300×700300×500柱截面尺寸估算 根据要求抗震设防烈度7度，同时建筑高度H=39m﹥30m≥（2-1）=·（2-2）式中：N—柱组合的轴压比设计值F—按简支状态计算的柱的负载面积—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可肯局实际荷载计算，也可近似取12~15kN/m—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—验算截面以上楼层层数—柱截面面积—混凝土轴心抗压强度设计值—框架柱轴压比限值，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，各层的重力何在代表值近似取12kN/㎡，由结构平面布置图可知边柱、中柱的负载面积分别为×、×㎡。底层柱荷载：边柱N=βa1b2qn=1.3×××12×103×10=5503680N中柱N=βa1b1qn=1.25×××12×103×10=7056000N由式（2-1）得第一层柱截面面积为边柱≥5503680/（0.8×19.1）=360189mm中柱≥7056000/（0.8×1）=461780mm根据上述计算结果并综合考虑其它因素，如果柱截面取为正方形，则边柱、中柱的截面高度均取700mm。因此，本设计中的柱子截面尺寸取值如下层数 截面尺寸 混凝土强度等级1~2层 700×700 C403~6层 650×650 7~10层 600×600 重力荷载计算屋面及楼面的永久荷载标准值30厚细石混凝土保护层2三毡四油防水层0.40kN/m220厚1：3水泥沙浆找平层0kN/m2150厚水泥蛭石保温兼找坡5×0.15=0.75kN/m2120厚钢筋混凝土板2=kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计kN/m2楼面（1～9层）kN/m2120厚钢筋混凝土板2=3kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计kN/m2屋面及楼面的活荷载标准值屋面均布活荷载的标准值(上人)2.0kN/m2楼面活荷载标准值2.0kN/m2屋面雪荷载标准值=1.0×0.5=0.50kN/㎡—为屋面雪荷载分布系数取So—基本雪压(kN/㎡)取基准期为50年的绥化市的基本雪压取0.50kN/㎡Sk—雪压荷载标准值(kN/㎡)梁、柱、墙体、门窗重力荷载计算梁柱梁、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，计算结果见下表2-2所示。墙体外墙为390mm厚陶粒砌块，外墙面10mm厚找平层，60mm厚保温板，水泥粉刷墙面20mm厚，内墙面10mm厚粉刷。选用轻质GRC保温板（3000mm×600mm×60mm）的自重0.14kN/m2×6.0+0.36+0.17+17×0.1+17×N/m2；内墙为250厚水泥空心砖，两侧均为20mm×0.25+17××N/m2。门窗N/m2kN/m2。底层门、窗、外墙、内墙重力荷载计算外墙：2×(57.2+20.4)×××2.1)-2××1.9)-20××2.1)-2××1.8)-2×××4.7)×m2××4+34×）×3.9+3×3××××××2.1=m×××××6+3××××2=m×××××××m2窗重：×1层以上各层墙、门、窗重力计算从略，计算结果见表2-3。表2-3门窗重力荷栽层次123~67~1011外墙面积548.660447.420368.340380.220274.200外墙重KN3440.0982805.3232309.4922383.9791719.234内墙面积1217.1601311.6601099.9801099.980349.170内墙重KN3797.5394092.3793431.9383431.9381089.410门面积77.52064.26064.26064.26028.350门重KN15.50412.85212.85212.8525.670窗面积84.78092.34092.34092.34016.740窗重KN33.91236.93636.93636.9366.696表2-2梁、柱重力荷栽标准值层次构件b(m)h(m)γ()βg()(m)n(KN)∑(KN)1边横粱0.7257.3501656.595905.520中横粱253.21686.75354.023次粱253.93881431.500441.000纵粱257.3502456.5951549.380柱2513.4753272.7652328.4802边横粱0.4257.3501656.595905.520中横粱253.21686.75354.023次粱253.93881431.500441.000纵粱257.3502456.5951549.380柱2513.4753252.5531681.6803~6边横粱256.4311649.842797.475中横粱252.75685.92647.408次粱253.9381431.697443.756纵粱256.4312449.8421364.711柱2511.6193221226.9407~10边横粱255.5131643.549696.780中横粱252.75686.33950.715次粱253.9381431.894446.513纵粱255.5132443.5491192.905柱259.9003232.6701045.440注:1)β为考虑梁,柱的粉刷层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。2）梁长度取净长；柱长度取层高重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值计算如下，计算结果见图2-3。=（包括构造柱）＋＋＋（即楼面的活荷载）G11Kn其他各层重力荷载代表值计算过程同理，计算结构见图2-3图2-3各质点重力荷载代表值横向侧移刚度计算梁的线刚度，其中为混凝土弹性模量,为梁的计算跨度,为梁截面的惯性矩（对现浇楼面可近似取为：中框架梁,边框架,其中为矩形部分的截面惯性矩），计算过程见表2-4。柱的线刚度，其中为柱的截面惯性矩，为框架柱的计算高度,计算过程见表2-5。表2-4横梁线刚度ib计算表类别层次Ec(N/)b(mm)h(mm)l(mm)EcIo/l(N.mm)1.5EcIo/l(N.mm)2EcIo/l(N.mm)边横梁1~23.250E+044007001.143E+1084004.424E+106.635E+108.847E+103~63.150E+043507001.000E+103.752E+105.627E+107.503E+107~103.000E+043007008.575E+093.063E+104.594E+106.125E+10走道梁1~23.250E+043503501.251E+0928001.451E+102.177E+102.903E+103~63.150E+043003501.072E+091.206E+101.809E+102.412E+107~103.000E+043003501.072E+091.148E+101.723E+102.297E+10表2-5柱线刚度ic计算表层次hc(mm)Ec(N/)b(mm)h(mm)Ic()EcIc/hc(N.mm)15300325007007002.001E+101.227E+1123900325007007002.001E+101.667E+113~63300315006506501.488E+101.420E+117~103300300006006001.080E+109.818E+10表2-6中框架柱侧移刚度D值(N/mm)层次边柱8根中柱8根∑DiαcDi1αcDi28~100.6240.238257230.8580.3003247446557470.6940.258278710.9340.318344364984594~60.5280.209327000.6980.2594049158552630.5760.224349740.7630.2764320462542220.5310.210275820.7050.2613427549485910.7210.449235210.9580.49325832394824柱的侧移刚度柱的侧移刚度D值按下式计算:(2-2)式中:柱侧移刚度修正系数。对于底层柱=+2.0(2-3)对于一般层柱=/+2.0(2-4)根据梁柱线刚度比2-6、表2-7、表2-8。以第2层B-4柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程。计算简图如2-4图2-4柱侧移刚度计算=（3.903+8.847+2.903+8.847）÷(2×÷×12××÷=34275N/mm表2-7边框架柱侧移刚度D值(N/mm)层次C-1C-13ME-1E-13F-1F∑DiαcDi1αcDi28~100.4680.190205110.6430.2432633118737170.5210.207223420.7000.259280602016094~60.3960.165258770.5240.2083246923338230.4320.178277830.5720.2223480525035420.3980.166218310.5290.2092749719731410.5410.410214710.7180.44823491179847表2-8楼,电梯间框架柱侧移刚度D值(N/mm)层次F-3F-5F-8M-3M-5M-8∑DiαcDi1αcDi28~100.5460.214231970.3120.1351459715117570.5870.227245420.3470.148159961621534~60.4340.178279020.2640.1171825818463930.4750.192300300.2880.1261968719886920.4390.180236960.2650.1171540615640910.4790.395206970.3610.36519108159220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∑。见表2-9表2-9横向框架层间侧移刚度(N/mm)层次12345678910∑Di7338918485811074646100354710035471003547862221804120804120804120由上表可见，=733891/848581=0.86>0.7,故该框架为规则框架纵向框架侧移刚度计算方法与横向框架相同，柱在纵向的侧移刚度除与柱沿纵向的截面特性有关，还与纵向梁的线刚度有关。纵向框架侧移刚度一定满足要求，计算过程省略。纵梁线刚度ib计算结果见表2-10。纵向柱线刚度与横向柱线刚度相同，见表2-5纵向框架柱亦可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱等，其侧移刚度值分别见表2-11和表2-12、纵向框架各层间侧移刚度值见表2-13由表2-13可见=663416/888328=0.75>0.7,故该框架为规则框架横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算横向自振周期计算对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构,其基本自振周期(s)可按下式计算:(2-5)式中:计算结构基本自振周期用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作为水平荷载而算得的结构顶点位移；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。对于屋面带突出屋顶间的房屋，应取主体结构顶点的位移。突出间对主体结构顶点位移的影响，可按顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值折算到主体结构的顶层,即按公式将G11折算到主体结构的顶层。屋面突出屋顶间的重力荷载可按下式计算：×（1+3.3×3/2×）=kN式中：H为主体结构计算高度。对框架结构，式（2-5）中的可按下式计算：=（2-6）（2-7）（2-8）式中：－集中在k层楼面处的重力荷载代表值；－把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力；－第i层的层间侧移刚度；－分别为第i、k层的层间侧移；－对于屋面带突出屋顶间的房屋应取主体结构顶点的位移，突出间对主体结构顶点位移的影响可按顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值折算到主体结构的顶层；s同层内框架柱的总数。表2-10纵梁线刚度ib计算表类别层次Ec(N/)b(mm)h(mm)()l(mm)EcIo/l(N.mm)1.5EcIo/l(N.mm)2EcIo/l(N.mm)①-③11-131~23.250E+044007001.143E+1072005.161E+107.741E+101.032E+113~63.150E+043507001.000E+1072004.377E+106.565E+108.754E+107~103.000E+043007008.575E+0972003.573E+105.359E+107.146E+10③-111~23.250E+044007001.143E+1084004.424E+106.635E+108.847E+103~63.150E+043507001.000E+1084003.752E+105.627E+107.503E+107~103.000E+043007008.575E+0984003.063E+104.594E+106.125E+10表2-11纵向中框架(EF列)边柱侧移刚度D值(N/mm)层次E-1E-13F-1F-13∑DiαcDi1αcDi28~100.7280.267288660.5460.2142319710412770.8100.288311780.6070.233251991127544~60.6160.236368660.4620.1882938013249230.6720.251393380.5040.2013148214164020.6190.236310930.4640.1882478411175410.8410.472247430.6310.4302253194548层次中柱(5根)F-5F-10F-8F-3F-11E-3E-11∑DiαcDi1αcDi2αcDi3αcDi4αcDi58~101.2480.384415641.0920.353382030.9360.319344851.1700.369399251.3520.4034363148582171.3880.410443241.2150.378408771.0410.342370361.3010.394426461.5040.429464335185674~61.0570.346540950.9250.316494710.7930.284444090.9910.331518341.1450.36456962631415续表2-1131.1510.365571701.0080.335524170.8640.302471881.0800.351548491.2470.3846010421.0610.347456030.9290.317417100.7960.285374480.9950.332437001.1500.3654801611.4420.564295741.2620.540283111.0820.513269011.3520.553289591.5620.57930344表2-12纵向边框架(CM列)边柱侧移刚度D值(N/mm)层次C-1C-13M-1M-13∑DiαcDi1αcDi28~100.5460.214231970.3640.154166557970470.6070.233251990.4050.16818213868244~60.4620.188293800.3080.1342089410054930.5040.201314820.3360.1442249710795820.4640.188247840.3100.134176308482910.6310.430225310.4210.3801993584931层次中柱(5根)M-5M-10B-8M-3H-11C-3C-11∑DiαcDi1αcDi2αcDi3αcDi4αcDi58~100.9360.319344850.7800.281303500.6240.238257230.6760.253273251.0140.3363639238628271.0410.342370360.8680.303327310.6940.258278710.9250.316342231.1280.361390104249824~60.7930.284444090.6610.248388450.5280.209327000.7050.261407600.8590.3004699950795630.8640.302471880.7200.265414040.5760.224349740.7680.277433990.9360.3194986754025120.7960.285374480.6630.249327610.5310.210275820.7070.261343740.8620.3013962842834811.0820.513269010.9010.483253160.7210.449235210.9610.493258661.1720.52727626315644表2-13纵向框架层间侧移刚度(N/mm)层次12345678910∑Di845121115724614576241372412137241213724121143127105593310559331055933表2-14结构顶点的假想侧移计算层次Ｇi/KNVGi/KN∑Di(N/mm)Δui/mmui/mm1080412020.7938.9980412038.6918.3880412056.6879.7786222169.5823.16100354774.8753.65100354789.9678.841003547105.0588.931074646112.2483.92848581161.2371.71733891210.5结构顶点的假想侧移由式（2-6）~（2-8）计算。计算过程见表2-14，其中第10层的为和之和。即：kN按式（2-5）计算基本周期，其中的量纲为m，取=0.7，则××计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移（m），即假想把集中在各屋楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移；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0.6～0.7；水平地震作用及楼层地震剪力计算多自由弹性体系在水平地震作用下可采用底部剪力法和阵型分解反应普法求得，对于高度不超过40米的，质量和刚度沿高度分布比较均匀、变形以剪切型为主的建筑，可采用底部剪力法。本设计建筑高度为39米，故可采用底部剪力法。采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用，应按下式确定：（2-9）（2-10）（2-11）式中：结构水平地震作用标准值；相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；根据地震影响系数α曲线确定；结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%；质点i的水平地震作用标准值；，分别为集中于质点i，j的重力荷载代表值；，分别为质点i，j的计算高度；顶部附加水平地震作用系数；顶部附加水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式（2-9）~（2-11）计算，即（+3+3+）=根据建筑材料，该建筑抗震防烈度为7度，由于设计地震分组为第二组，II类场地，可由《建筑抗震设计规范》查得特征周期值s﹤=1.15s上面计算出=1.15s，可知<<5=50.4=s，故（2-12）式中：地震影响系数曲线的阻尼调整系数，按1.0采用；衰减系数，应取0.9；地震影响系数最大值，由《建筑抗震设计规范》查得7度多遇地震时取0.08。因此，可求得0.4=0.56s<=1.15s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数，由《建筑抗震设计规范》知：当0.35s＜＜0.55时，各质点的水平地震作用计算如下：各楼层地震剪力可按下式计算:（2-13）式中：作用在k层楼面处的水平荷载（水平地震作用或风荷载）。与计算结果见表2-15。各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2-5。表2-15各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mmGi/KNGiHi/∑GjHjFi/KNVi/KN389000.048175.0610356000.138676.419323000.1491216.148290000.1338923321700.737257000.1182130.186224000.1072517.675191000.0922852.734158000.0763129.903125000.0603349.18292000.0483522.58153000.0303631.10a、水平地震作用分布b、层间剪力分布图2-5横向水平地震作用及楼层地震剪力水平地震作用下的位移计算水平荷载作用下的框架结构的位移可用D值法计算。框架层间位移及结构顶点位移u分别按下式计算：（2-14）（2-15）计算过程见表2-16,表中还给出了各层的层间弹性位移角(2-16)多遇地震作用下的抗震变形验算,其楼层内的最大弹性层间位移应符合下式要求：(2-17)式中：多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；弹性层间位移角限值，由《建筑抗震设计规范》查得钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值为1/550。表2-16横向水平地震作用下的位移验算层次Vi/KN∑Di(N/mm)Δui/mmui/mmhi/mmθe=Δui/hi10676.418041200.8427.62330091216.148041201.5126.78330081700.738041202.1225.27330072130.188622212.4723.16330062517.6710035472.5120.69330052852.7310035472.84189010035473.1215.33330033349.1810746463.1212.22330023522.588485814.159.10390013631.107338914.954.955300由表2-＜1/550=0.00182，满足式（2-17）要求横向水平地震作用下框架内力计算以结构平面布置图2-1中④轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩按下列各式计算。=×/（2-18）=·yh=（1－y）h（2-19）y=（2-20）式中：－i层j柱的侧移刚度；－框架柱的反弯点高度比；－框架柱的标准反弯点高度比；－上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；，－上下层高变化时反弯点高度比修的正值。其中和取自表2-6,取自表2-9，层间剪力取自表2-15，、、和可由规范中查得。本设计底层柱需考虑修正值y2,第2层柱需考虑y1和y3,其余柱均无修正具体计算过程及结果见表2-17。梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算：对于边跨梁端弯矩Mb=+j（2-21）对于中跨梁端弯矩（2-22）=（+）/（2-23）=（2-24）式中：—分别表示节点左右梁的线刚度；，—分别表示梁左右梁的弯矩；—柱在第i层的轴力，以受压为正。其中梁线刚度取自表2-4，具体计算过程见下表2-18。表2-17各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mmVi/KN∑Dij(N/mm)边柱Di1Vi1yMbi1Mui1103300676.418041202572321.6382421.42149.98933001216.148041202572338.9030.62451.35277.03833001700.738041202572354.4050.62473.610105.93733002130.188622212787168.8580.694102.254124.98633002517.6710035473270082.0370.528121.824148.90533002852.7310035473270092.9540.528138.037168.71433003129.90100354732700101.9860.528168.277168.28333003349.18107464634974108.9990.576179.848179.85239003522.5884858127582114.4990.531245.600200.95153003631.1073389123521116.3750.721431.751185.04层次hi/mmVi/KN∑Dij(N/mm)中柱Di2vi2yMbi1Mui1103300676.418041203247427.3160.85831.550933001216.148041203247449.1130.85864.82997.24833001700.738041203247468.6830.858101.994124.66733002130.188622213443685.0770.934126.339154.41633002517.67100354740491101.5820.698150.849184.37533002852.73100354740491115.1010.698170.925208.91续表290100354740491126.2840.6980.50208.368208.37333003349.18107464643204134.6460.7630.50222.1662225884858134275142.2800.7050.55305.190249.70153003631.1073389125832127.8110.9580.65440.309237.09注：表中M单位为kN·m，V单位为kN。表2-18梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力MLbMrblVbMLbMrblVb边柱N中柱N1049.9842.6111.0215.9815.9811.41-11.02-0.39998.4593.6722.8735.1335.1325.09-33.89-2.618157.28137.8135.1351.6851.6836.91-69.02-4.397198.59186.4845.8469.9369.9349.95-114.87-8.506251.15235.1357.8975.5875.5853.98-172.76-4.605290.54272.2567.0087.5187.5162.51-239.75-0.104306.31287.0370.6492.2692.2665.90-310.394.633348.12325.8180.23104.72104.7274.80-390.6210.062380.79355.2987.63116.58116.5883.27-478.2514.421430.64408.3099.87133.97133.9795.70-578.1218.60注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。2）表中M单位为kN·m,V单位为kN,N单位为kN，单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图，梁端剪力图及柱轴力图2-6如所示。(a)框架弯矩图（Kn.m）(b)梁端剪力及柱轴力图（KN）图2-6左地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力及轴力图横向风荷载作用下框架结构和侧移内力计算风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：（2-25）式中：风荷载标准值（kN/）；风荷载体型系数；风压高度变化系数；基本风压（kN/）,绥化风荷载50年平均0.55kN/高度z处的风振系数，可按下式计算：（2-26）式中：第i层层高；建筑总高度；动力系数;脉动影响系数。基本风压=0.55kN/m，由《建筑结构荷载规范》查得=0.8（迎风面）和=－0.5（背风面）。B类地区，。由表查得3，=1.15s，×52=0.73kN·/㎡，由表查得=1.70，故=1+1.70×3/×/31/×/仍取图2-1中④轴线横向框架，其负载宽度为m，则取1.0×5kN/，故沿房屋高度的分布风荷载标准值为×5×=4.62根据各楼层标高处的高度查取，代入上式可得各楼层标高处的，见表2-19，沿房屋高度的分布见图2-7（a）。（a）风荷载沿房屋高度的分布（KN/m）(b)等效节点集中风荷载（KN）图2-7框架上的风荷载表2-19沿房屋高度分布风荷载标准值层次Hi/mHi/Hμzβzq1(z)KN/mq2(z)KN/m101.0001.5151.4828.3025.18990.9071.4591.4557.8444.9038290.8151.4031.4247.3864.61670.7221.3471.3926.9294.33060.6291.2911.3566.4714.04450.5371.2301.3195.9963.74840.4441.1581.2805.4783.42330.3511.0701.2404.9033.06520.2581.0001.1894.3942.74610.1491.0001.1094.0982.561《建筑结构荷载规范》规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本设计中房屋高度35.6m>30m，且H/B=35.6/19.6=1.82>1.5。因此，该房屋应考虑风压脉动系数的影响。由表2-19可见沿房屋高度1.109～1.482范围变化，即风压脉动的影响大，因此该房屋应考虑风压脉动的影响。框架结构分析时，应按静力等效原理将图2-7中a）中沿房屋高度分布的风荷载转化为节点集中荷载，如图2-7b）所示。风荷载作用下的水平位移验算根据图2-7（b）所示的水平荷载，由式（2-27）计算层间剪力，然后依据表2-5求出④轴线框架的层间侧移刚度，再按式（2-28）（2-29）计算各层的相对侧移和绝对侧移，计算过程见表2-20。表2-20风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次Fi/KNVi/KN∑D(N/mm)Δui/mmui/mmhi/mmΔui/hi1033000.00019133000.0002833000.0003733000.0004633000.0004533000.0005433000.0005333000.0005239000.00061728753000.0009由表2-20可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为0.0009，远小于1/550=0.0018，满足规范要求。风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同。以图2-1中④轴线横向框架计算为例。框架柱端剪力及弯矩计算过程见表2-21，梁端弯矩、剪力及柱轴力计算过程见表2-22，在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见图2-8。表2-21风荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mmVi/KN∑Dij(N/mm)边柱Di1Vi1yMbi1Mui1103300804120257231.1740.6241.162.7193300804120257232.5190.6242.915.4083300804120257233.7860.6245.007.5073300862221278715.0270.6947.479.12633001003547327006.1980.5289.2011.25533001003547327007.2440.52810.7613.15433001003547327008.2000.52812.1814.88333001074646349749.0470.57613.4416.4223900848581275829.9490.53121.3417.46153007338912352110.7660.72139.9417.12层次hi/mmVi/KN∑Dij(N/mm)中柱Di1Vi1yMbi1Mui1103300804120324741.4820.8581.473.4293300804120324743.1800.8584.206.3083300804120324744.7800.8587.108.6873300862221344366.2110.9349.2211.27续表2-21633001003547404917.6740.69811.4013.93533001003547404918.9700.69813.3216.28433004310035474049110.1530.69815.0818.433330010746464320411.1760.76318.4418.44229008485813427512.3620.70517.9317.93153007338912583211.8240.95840.7321.93表2-22风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力MLbMrblVbMLbMrblVb边柱N中柱N102.712.490.620.930.930.67-0.62-0.0596.575.651.452.122.121.51-2.07-0.11810.419.362.353.513.512.51-4.43714.1213.363.275.015.013.58-7.70-0.57618.7117.524.315.635.634.02-12.01-0.28522.3520.945.156.736.734.81-17.170.07425.6424.035.917.727.725.52-23.080.47328.6025.376.428.158.155.82-29.501.07230.8927.386.948.988.986.42-36.441.59138.4630.018.159.859.857.03-44.592.70(a)框架弯矩图(b)梁端剪力及轴力图图2-8横向框架在水平风荷载作用下的弯矩，梁端剪力及轴力图竖向荷载作用下框架的内力计算横向框架内力计算计算单元取④轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为m，如图2-9所示。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则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于某些纵向梁框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架上还有集中力矩。楼面荷载为均匀分布，则可以从相邻柱距中线截取计算单元，如图2-9所示，框架承受的荷载为计算单元范围内的荷载，对现浇楼面结构作用在框架上的荷载可能为集中荷载，均布荷载，三角荷载，梯形荷载以及力矩等，如图2-10所示。荷载计算图2-9横向框架计算单元（1）恒栽计算在图2-10中，和代表横梁自重，，为均布荷载形式。对于第10层，=5.513kN/m，kN/m和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图2-9所示的几何关系可得：×kN/m×2.8=1kN/m、分别为由边纵梁，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，计算如下：××××××××1/2）×2+（4.2+8.4）××=××××[（××1/2）×2+（）×1/2×]=kN集中力矩：==×（0.6-0.3）/2=kN.m；×(0.6-0.3)/2=35.513KN.m图2-10各层梁上作用的恒载对7-9层，q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同第10层。7`9、3`6、2、1层计算过程省略。计算结果汇总于表23表2-23横向框架恒载汇总表层次q1KN/mKN/mq2KN/mKN/mP1KNP2KN107~9253~621（2）活荷载计算活荷载作用在各层框架梁上的荷载分布如图2-11所示。对于第10层××2=5.6KN/m××2.1）×2.0=35.28kN××2+7×1.4〕×2.0=54.88kN集中力矩：=×m；×0.15=8.232kNm图2-11各层梁上作用的活载同理，在屋面雪荷载作用下：kN/mkN/m=kN；=kN=29kNm；M2=8.232kNm第1~9层计算同理。计算过程省略。计算过程汇总于表2-24表2-24横向框架活荷载汇总表层次q2KN/mKN/mP1KNP2KN108.4(0.84)5.6(0.56)35.28(3.528)54.88(5.488)5.292(0.529)8.232(0.823)7~93~621注括号内的数值对应于屋面雪荷载作用情况内力计算梁端，柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时采用半榀框架。弯矩计算过程如图2-12，所得弯矩图如图2-13。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表2-25和表2-26所列。a)恒载作用下b)活载作用下图2-12横向框架弯矩二次分配法(M单位：KN.m)a)恒载作用下b)活载作用下图2-13竖向荷载作用下框架弯矩图（KN.m）表2-25恒载作用下梁端剪力及柱轴力(KN)层次荷栽引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力CE跨EF跨CE跨EF跨CE跨EF跨C柱E柱VC=VEVE=VFVC=-VEVE=VFVCVEVE=VFN顶N底N顶N底1014.56094.7896347.31379.98910711.310106.93729.75762.42810711.310106.931112.191144.86710711.310106.931494.631527.30611111.310110.771888.241926.58511111.310110.772287.522325.86411111.310110.772686.812725.15311111.310110.773086.093124.43212311.950122.48123519.493572.04112311.950122.48123967.104039.86表2-26活载作用下梁端剪力及柱轴力(KN)层次荷栽引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力CE跨EF跨CE跨EF跨CE跨EF跨C柱E柱VC=VEVE=VFVC=-VEVE=VFVCVEVE=VFN顶=N底N顶=N底1026.46(2.6)3.92(0.39)02