学士层框架结构宾馆毕业设计计算书

本科生毕业设计（论文）PAGEPAGEVI摘要本设计主体为12层宾馆，总建筑面积约10000平方米。底部层高3.6米，标准层高3.0米。主体采用框架结构体系，填充墙采用空心陶粒砌块，基础采用桩基础。在设计上，根据房屋的使用功能及建筑设计的要求，主要考虑了防火疏散要求和抗震要求，进行了建筑平面，立面及剖面设计，并且绘制了框架梁柱、板和基础配筋图及平面结构布置图。在选型布置上，采用简单的矩形并对称布置增强结构的抗震性能。在结构计算上，主要进行了水平荷载和竖向荷载计算，主要采用了底部剪力法和弯矩二次分配法。水平荷载主要计算了风荷载和地震荷载。然后，对梁柱进行了内力组合和配筋计算。现浇板分了单向板和双向板进行计算。最后是桩基础的配筋计算。裙房是两层采用框架结构体系，独立基础。裙房与主体有100mm的沉降缝。裙房与主体之间结构上相互独立，但功能上相互补充。关键词：高层；框架结构；桩基础；荷载计算；地震作用AbstractThemainbodyofthisdesignisa12-storyhotelbuilding,andthetotalfloorareaisabout10,000squaremeters.Theheightofgroundflooris3.6meters,andtheheightofstandardflooris3.0meters.Themainbodyusestheportalframeconstructionsystem,thepackingwallusesthehollowclayblock,andthefoundationusesthepilefoundation.Accordingtothehouseusefunctionandarchitecturaldesignrequestandmainlyconsideringthefireresistanceanddispersalrequest,theconstructionplane,thefacadeandtheprofilesectionplanedesignhavebeencarriedon.Inaddition,thematchedchartandtheplanarstructuregeneralarrangementhavebeendrewup.Thisconstructionstructuralstyleisreasonableandclear,andthefunctionofdistrictisquiteclear.Itusestherectangleandsymmetricalstylewhichisinfavoroftheresistanceofearthquake.Itismainlyadouthorizonandverticalcalculating,andmainlyusesthebase-shearmethodandthemethodofsecondarymomentallocation.Thehorizonloadconsistofloadofthewindandearthquake.Then,theinternalforceassembleiscarriedon.Afterthat,thereinforcingsteelbarofbeamandcolumniscalculate.Thecast-in-placeslabconsistofsinglewayslabandtwo-wayslab.Atlastiscalculatingaboutpilefoundation.Theannexistwo-storybuilt,andusesframeworkconstuctionandpilefoundation.Theannexandthemainbodyisindependentonconstruction,buttheirfunctioniscomplementary.Keywords:high-level;portalframeconstruction;pilefoundation；loadcalculate；earthquakeeffect前言这次毕业设计，是对以前所学知识的综合运用，覆盖了大部分大学所学的课程，如结构力学，混凝土砌体与结构，高层结构设计，房屋建筑学，抗震结构设计，画法几何及工程制图，AutoCAD，Fortran90等等。这不仅是对所学知识的综合运用，也是温故知新提高自己解决问题能力的好机会。本设计主题是高层宾馆，采用的是框架结构体系，由于框架结构体系空间布置灵活多变，所以这种结构体系在宾馆办公楼等高层中运用广泛。经过这次设计，对结构设计，特别是框架结构的设计步骤及相关计算方法有了一定熟悉和了解。这次设计包括了建筑和结构设计，建筑设计包括了布局、平面、立面和防火等设计。结构设计包括了荷载计算，内力组合，截面设计，基础设计等方面内容。高层概念设计是相当重要的，确定好的平面布局和框架梁柱尺寸是优秀结构设计重要标准。其他的结构体系，如剪力墙和框架剪力墙也在各种高层中运用较广，对这些结构体系的相关知识需在以后的学习和工作中去了解和研究学习。这次设计对于每个即将工作的人来说，是一笔宝贵的财富。由于这次设计的时间是最长的一次，需查阅大量相关资料，也会遇到许多问题，但是这锻炼了我们的思考和独立解决问题的能力。我要对那些帮助过我的老师和同学表示感谢，这让我学会了如何去面对错误和挑战。由于时间仓促和能力有限，设计中的错误在所难免，希望各位有识之士能提出来以便更正。作者2006年6月目录TOC\o"1-2"\f\h\z第1章建筑设计11.1设计思想11.2整体布局11.3平面及立面设计[1]11.4防火设计3第2章结构方案确定及荷载计算42.1结构方案选择42.2结构基本尺寸的初步确定42.3框架结构计算简图62.4荷载与荷载汇集6第三章横向水平荷载作用下框架结构的内力分析122.5横向水平地震作用下框架结构内力计算122.6横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算182.7风荷载作用下框架结构内力计算20第3章竖向荷载作用下的内力计算233.1横向框架内力计算233.2横向框架内力组合34第4章截面设计474.1框架梁474.2框架柱534.3板配筋69第5章基础设计725.1地质条件725.2桩基础设计资料725.3单桩承载力设计值[8]725.4桩基各柱承载力验算725.5单桩设计735.6承台设计计算74结论76参考文献77致谢78PAGE153第1章建筑设计设计思想本设计从经济实用的角度出发，在设计上力求简单实用。结构布置上尽量采用对称形式以提高抗震性能和整体稳定性。在设计中参考了概念设计中一些经验和设计方法，从结构整体布置到框架梁柱的配筋。框架结构空间布置灵活，内外墙为非承重构件，可选用空心砌块，减轻自重。立面设计也灵活多变。21世纪的高层建筑在设计中更突出地表现了以下特征：（1）空间的可变性；（2）形象的艺术性；（3）交通的方便性；（4）功能分区的明显性；（5）建筑的地域性。把握现代高层宾馆的时代特征，安全实用是设计追求的目标。该建筑是综合性宾馆，建筑规模大约在10000米，建筑能与周围花草树木相协调，建筑外表采用白色瓷面砖，显得雅观、素净。建筑防火依照高层建筑防火规范设计，依照宾馆基本要求及功能，布局力求简单合理。整体布局合理布置建筑物总平面，要处理好各组成部分之间、内部和外部之间适宜的联系与分割；解决好通风、采光、朝向和使用等大的原则问题；同时做到与环境向协调。建筑周围场地开阔，交通便利。主体结构正面面向主干道，无围墙限制，与周围环境一体，周围有绿化使宾馆四周环境宜人。周围交通方便，各主、辅出口均与主干道相通，根据需要设置多个辅助建筑来满足顾客需要。平面及立面设计[1]1.3.1平面设计高层宾馆平面多样化，但考虑到该旅馆是建在抗震防烈度为7度的地震区，所以在平面上布置力求简单，高层主体选择了规则的矩形平面。宾馆采用了矩形平面并沿城市干道布置，建筑裙房位于主体的后侧，裙房内布置了餐厅和咖啡厅等一些服务设施，主体和裙房之间设有100mm的沉降缝。该建筑的走廊为内廊式，这是北方建筑的一个特点，电梯井对称布置分布在主体两侧。宾馆分为入口、接待、住宿、餐饮、商场、公共活动和后勤服务管理六部分，每部分均有独特的功能要求，兼能有机联系以构成整体。住宿是主要功能区，将它设置在主层部分，而将与之密切联系的入口接待部分放在主体部分的第一层。先办手续再住宿是符合习惯的。会议室、办公室设置在主体的一二层。餐厅、台球室、咖啡厅、美发室等面积庞大，可进行对外营业，设置再主体的一层和群房当中，连入口都分开避免人流交叉，但与主体有直接的交通。1.3.2立面设计建筑不仅要满足人们的生产、生活等物质功能的要求，而且满足人们精神文化方面的要求。因此，不仅要赋予它实用属性，同时也要赋予它美观的属性。建筑立面的设计，就是在满足使用功能和经济合理的前提下，运用不同程度上给人以庄严、挺拔、明朗、轻快、简洁、朴素、大方、亲切的印象，获得美的感觉，满足人类的精神文明的需要。建筑立面可以看成是由墙体、梁柱等房屋结构构件、门窗洞口、阳台、雨蓬等部分组合而成的。恰当的确定这些组成部分和结构构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等手法，使建筑的外观与周围的环境、城市的规划相协调，从而实现建筑形式和内容的统一，是建筑立面设计的关键。本建筑中在立面设计上追求简洁，明快，具有简洁明朗的特点。由于采用了框架结构体系，对门窗洞口的布置较为灵活，故在门窗洞口的组合中，充分运用了节奏韵律的手法，以求得整个立面形式上的统一。在标准层部分，外墙开窗上下对齐，同一层间水平布置，同时协调外门和雨篷的位置，尽可能的使门窗洞口在立面布局中上下对应，形成渐变而整洁的韵律。在立面设计的材料方面，底层部分外墙用花岗岩大理石，增加整体的厚重感。以上粘白色瓷砖，从质地和色彩上与周围的绿化以及盆花景致相协调，营造出一种清新的环境，创造出舒适惬意的感受。本建筑的女儿墙的高度为0.9米，宽度为300毫米。采用内排水，雨水导入下水道流出建筑。群房则采用外排水。平屋面排水均采用2%排水坡度。1.3.3交通布置各功能分区均有相应的主出口，裙房与主体之间直接相连。出入口门厅是高层宾馆的旅客集散处，是最重要的水平交通枢纽。门厅基本组成部分：入口、服务台、电梯厅等。使水平方向的人流通畅顺达，电梯在主体正对门厅处，水平交通和竖向交通的转换明确，便捷，导向性好。电梯作为主要的垂直交通工具，设在建筑物的靠近中央及两旁，便于人流通行及疏散。在高层建筑中，电梯是主要的竖向交通工具。楼梯在高层建筑中的作用不可忽略。首先，在特殊情况下（如火灾、地震等）电梯不能被使用，人们紧急疏散就要依靠楼梯。其次，在短距离层间交通中，楼梯也起到一定的作用。在高层建筑中，按防火规范规定，楼梯不能少于一部，且应做封闭楼梯，还要配有防烟前室。两部楼梯，在电梯的旁边，便于疏散，交通方便。电梯共四部，两部为消防电梯。防烟楼梯与消防电梯共一前室。两部电梯与一部疏散楼梯能满足高层放火要求和最大人流量的运输要求。1.3.4房间布置标准间的开间可设为3.6m,进深为6.6m，双套间和三套间的使用面积较大用房可用灵活隔断、家具等把大空间进行分隔。首层设有总服务台、咖啡厅、超市、邮电通讯、寄存票证、休息会客室等房间并设有公共卫生间，设前室。总服务台放在门厅处。防火设计本层建筑共12层,建筑高度超过24m,所以该建筑及其裙房的新建应遵守《高层民用建筑防火设计规范》。[2]1.4.1建筑分类和耐火等级本建筑为普通的办公楼，属于二类高层建筑，其耐火等级不应低于二级。裙房耐火等级不应低于二级。1.4.2总总平面布局局（1）位置：高层建建筑的底边边至少有一一个长边至至少有一个个长边或周周边长度的的1/4且不不小于一个个长边长度度，不应布布置高度大大于5m、进深大于于4m的裙房房。（2）防火间距；高高层建筑之之间的防火火间距不应应小于133m，高层建建筑与裙房房之间的防防火间距不不应小于99m。（3）消防车道：高层层建筑的周周围应设环环形消防车车道。本建建筑设计中中设有进入入内院的消消防车道。消消防车道的的宽度不应应小于4m。消防车车道下的管管道和暗沟沟等，应能能承受消防防车辆的压压力。（4）消防控制室宜设设在高层建建筑的首层层或地下一一层，且采采用耐火极极限不低于于2h的隔墙和1.5h的楼板与与其他部位位隔开，并并设直通室室外的安全全出口。餐餐厅、礼堂堂等人员密密集的场所所，设在一一层裙房里里，并宜设设置单独出出入口。1.4.3安安全疏散[[3]（1）高层建筑每个个防火分区区的安全出出口不应少少于两个。高高层建筑的的安全出口口分散布置置，两个安安全出口的的距离不应应小于15m。（2）高层建筑内走走廊的净宽宽，应按通通过人数每每100人不小于于1m计算。（3）外门的净宽不应应小于1..2m，走走廊的净宽宽双面布房房不应小于于1.4mm。疏散楼楼梯间及其其前室的门门的净宽应应按通过人人数每100人不小于于1m计算，但但是最小净净宽不应小小于0.99m。（4）高层建筑的公共共疏散门均均应向疏散散方向开启启。（5）楼梯间出入口口应该设前前室，前室室的面积，公公共建筑不不应小于66平方米。（6）前室和楼梯间间的门均为为乙级防火火门，并应应向疏散方方向开启。1.4.4消消防电梯与与管道井高层建筑中高度度超过322m的二类类公共建筑筑应设消防防电梯。本本设计每层层建筑面积积不超过11500平方米，所所以设两部部消防电梯梯。消防电电梯与客梯梯兼用，同同时满足消消防电梯的的要求。消防电梯间应设设前室，由由于与防烟烟楼梯间合合用前室，前前室的面积积不应小于于10平方米。消消防电梯的的载重量不不应小于8800千克。消防防电梯行驶驶速度的确确定，应该该按从首层层到顶层的的运行不超超过60s计算。管道井、垃圾井井等竖向管管道井，应应分别独立立设置，其其井壁的耐耐火极限不不低于1h，井壁上上的防火门门采用乙级防火门门。结构方案确定及及荷载计算算结构方案选择结构方案的确定定是整幢建建筑物设计计的关键，其其包括三个个方面：结结构形式、结结构体系、结结构布置。对对于一幢十十二层的宾宾馆采用框框架结构体体系是完全全合理的，也也是十分经经济的。楼楼层平面采采用了矩形，建筑筑物两边是是对称的，由由于两端突突出较小，房房屋的扭转转效应就忽忽略不在考考虑。为满足功能要求求，高层主主体结构纵纵横向均采采用7.22m,6.6m的柱距，柱柱距布置完完全对称。该该办公楼层层高除底层层为3.6米外，其它它各层均为为3.0米。对于主体塔楼与与裙房的基基础类型，主主体部分采采用桩基础础，裙房采采用柱下独独立基础。沉沉降缝宽取取用1000mm。结构基本尺寸的的初步确定定板截面尺寸初步步估计楼面板厚度取hh=1/550×L=1//50×33600==72mmm，取1000mm（L为跨度最最大的板的的短边尺寸寸），跨度度最大的板板尺寸66600mmm×36000mm。梁截面尺寸及混混凝土强度度等级的选选取[4]]本设计中纵横向向框架柱梁梁的跨度有有7.2mm,6.6m,2.4mm三种，次梁高按()的梁跨度度，次梁宽按()梁的高度度。次梁高:=())=()×66000=3667-8225mm次梁宽:=())=122-423mmm故次梁截面尺寸取为为×=250mmm×500mmm。主梁截面尺寸的的选取:主梁高宽:=(()=()×72000=5114-9000mm取取为6000mm。=()=()××600=200-300mmm取为3000mm,故主梁截面面尺寸选取取×=3000×6000mm。表2-1梁截面面尺寸(mm)及混凝土土强度等级级表层次混凝土强度等级横梁(b×h)（mm×mm）纵梁(b×h)次梁(b×h)边横梁中横梁6-12层C30300×6000300×4000300×6000250×50001-5层C40300×6000300×4000300×6000250×5000框架柱截面尺寸寸及混凝土土的选取[[4]柱截面尺寸可以以由N=(2-1))(22-2)式中：N—柱的的轴压比设设计值F—按简支状态计算算的柱的负负载面积—折算在单位建筑筑面积上的的重力荷载载代表值—考虑地震作用组组合后柱轴轴压力增大大系数，边边柱.取1.3，不等跨跨内柱取1.25，等跨内内柱取1.2。n—验算截面以上楼楼层层数—柱的截面面积—混凝土轴心抗压压强度设计计值—框架柱的轴压比比限值，对对一级、二二级和三级级抗震等级级分别取0.7本建筑高度约440m，查查《规范》知知本建筑的的抗震等级级为二级，轴轴压比限制制［］=0.88,各层的重重力荷载代代表值近似似取为122kN/㎡。各层柱的混凝土土强度等级级选用，1-5层选用C440，6-122层选用C30，其中突突出屋顶的的楼电梯间间也采用C30。由建筑物平面图图知，角柱柱边柱的负负载面积分分别为：33.3m×3.6mm,3.3m×7.2mm。两种中柱的的负载面积积分别为：：3.6m×4.5mm,7.2m×4.5m。第一层柱截面面面积为：边柱：=22910991mm2中柱：=33816775mm2取正方形形柱，边柱柱截面尺寸寸540㎜，中中柱截面尺尺寸6188㎜。第二层柱截面面面积为：边柱：=22668333mm2中柱：=33498669mm2第六层柱截面面面积为：边柱：=11698003mm2中柱：=2222644mm2综合考虑其它因因素，柱截截面尺寸取取值为：第第1层：7000mm×700mmm,2--5层：600mm×600mm,66-12层：550mm×550mm。框架结构计算简简图图2.1框架结构构简图（单单位：m）基础选选用桩基，框架结构计算简图如图2.1所示，底层柱高为3.6+0.45+2.4-1.4=4.95m,2-12层柱高均为3.0m，屋顶间也层高3米。荷载与荷载汇集集荷载计算一、屋面及楼面面的永久荷荷载标准值值屋面（上人）：：330厚细石混混凝土保护护层22××0.033=0.666kN/㎡三毡四油油防水层0.4kkN/㎡220厚水泥沙沙浆找平层层220×0.022=0.44kN/㎡1150厚水泥蛭蛭石保温层层5××0.155=0.775kN/㎡1100厚钢筋混混凝土板25×00.1=22.5kN/㎡VV型轻钢龙龙骨吊顶0..25kN/㎡合计4..96kN/㎡12楼面：面砖地面（包括括水泥粗砂砂打底）00.55kkN/㎡100厚钢筋混混凝土板25××0.1==2.5kkN/㎡V型轻钢龙骨吊顶顶0.255kN/㎡合计3..30kN/㎡二、屋面及楼面面的可变荷荷载标准值值上人屋面面均布活荷荷载标准值值2.0kkN/㎡楼面活荷荷载标准值值2.0kkN/㎡屋面雪荷载标准准值0.35kN/㎡梁柱重力荷载计计算梁柱可以根据其其截面尺寸寸、材料容容重等计算算出单位长长度上的重重力荷载，对对墙门窗等等可计算单单位面积上上的重力荷荷载。计算算结果见下下表。表2-2梁柱柱重力荷载载标准值层次构件1纵梁0.30.6251.054.7256.528859.953791.033中横梁0.30.4251.053.1501.7842.84次梁0.250.5251.053.2816.714307.76边横梁0.30.6251.054.7255.916446.04柱0.70.7251.113.4754.9322134.0442-5纵梁0.30.6251.054.2756.628873.182625.700中横梁0.30.4251.053.1501.8845.36次梁0.250.5251.053.2816.614303.166边横梁0.30.6251.054.7256.016453.66柱0.60.6251.059.93.032950.46-12纵梁0.30.6251.054.7256.6528879.802480.977中横梁0.30.4251.053.1501.85846.62次梁0.250.50251.053.2816.514298.57边横梁0.30.6251.054.7256.0516457.38柱0.550.55251.18.3193.032798.60注：1）表中为考虑梁梁柱的粉刷刷层重力荷荷载而对其其重力荷载载的增大系系数，表示示单位长度度构件重力力荷载；n为构件数数量。22）梁长度度取净长；；柱高度取取层高（底底层柱除外外）。33），的单位为m，的单位为为kN/m3，的单位kN/m。墙门窗重外墙采用3900×290×1190陶粒粒空心砌块块，密度为为6kN/m3,内墙采用390××190××290陶粒空心心砌块，密密度6kN/mm3,,外墙贴面面砖，密度度为0.56kkN/m33,，内侧20厚抹灰，内内墙两侧20厚抹灰。内内墙厚200，外墙厚300外墙单位面积重重力荷载：：0.5++6.0××0.299+17××0.022×2=22.586kN//m3,内墙单位面积重重力荷载：：0.2××6.0++17×00.02××2=1..886kkN/m33,木门：0.2kkN/㎡铝合金窗取0..3kN/㎡铝合金门取0..45kN/㎡质点重力荷载代代表值整幢房屋集中于于楼盖及屋屋盖处的重重力荷载代代表值，为为恒载与50％活载之和和，及本层层楼盖自重重，50％活载，以以及上下各各半层墙重重之和。（在在此不考虑虑门窗重）1-12层楼盖盖自重：kN屋顶间1、屋面荷载：[[0.5××2.0++4.966]×7.2×6.6×2=5666.444kN2、半层高内外墙墙重：2.58[（66.6-00.55）×4+（7.2--0.555）×4-1..8×3]×3/2++1.888（6.6--0.555）×2×3/2==209..82kN3、梁重：：4.725×（7.2--0.555）×4+4..725××6.055×4+3..281××6.5×2=2882.688kN4、柱重：：8×1.1×0.555×0.555×3/2×25=999.833kN汇集荷载：5666.444+2099.82++282..68+999.833=1158.777kN二、122层楼板荷载：[0.5×2..0+3..3]××（7.2××7+0..55）×（6.6××2+0..55+22.4）+（4.966-3.33）×7.2××6.6××2=36695.999kN楼板上下半层高高内外墙重重：2.58×[（6.6--0.555）×4+（2.4--0.555-1.22）×2+（7.2--2×1.8--0.555）×14+00.9×14×2]×3/2++1.888[（7.2×7×2-2×0.555-0.99×19-11.8×2）+（6.6++0.555/2-00.3-00.1）×21-11.2-22.4]×3/2==11677.36kkN3、女儿墙重：2.58（7..2×12+66.6×4+2..2×2）×0.9==273..07kN（女儿墙高高取9000mm）梁重：879.80++46.662+2998.577+4577.38==16822.37kkN4、柱重1/2×7998.6++1.1××0.555×0.555×8×3/2×25=4499.113kN汇集荷载：36695.999+11167.336+2773.077+16882.377+4999.13==73177.92kkN三、6--11层1、楼面荷载：33538..22kN楼板上下半层高高内外墙重：：2.58[(66.6-00.55))×4+(22.4-00.55--1.2))×2+(77.2-22×1.8--0.555)×14]×3+1..88[((7.2××7×2-2×0.555-0.99×19-11.8×2)+((6.6++0.555/2-00.3-00.1)×21-11.2-22.4]×3+1..88[((7.2××7×2-2×0.555-0.99×19-11.8×2)+((6.6++0.555/2-00.3-00.1)×21-11.2-22.4]×3+2..58[11.2×2×0.9++1.8××28×0.9]]=18442.633kN3、梁柱重：24480.997kN汇集荷载：33538..22+11842..63+22480..97=77861..82kN四、第5层层1、楼面荷载：35388.22kkN2、楼板上下半层高高内外墙重：：2.588[（6.6--0.6）×4+（2.4--0.6--1.2）×2+（7.2--2×1.8--0.6）×14]×3+1..88[（7.2×7×22-2×0.6--0.9××19-11.8×2）+（6.6++0.6//2-0..3-0..1）×21-11.2-22.4]×3+2..58（1.2×2×0.9++1.8××28×0.9）=18337.288kN3、梁柱重：950..4+1//2（16755.3+11682..37）=26229.244kN汇集荷载：35538.222+18837.228+26629.224=80004.774kN五、3-44层1、楼面荷载：35338.222kN2、楼板上下半层层高内外墙重：18377.28kkN4、梁柱重：26625.770kN汇集荷载：35538.222+18837.228+26625.770=80001.220kN第2层1、楼面荷载：35338.222kN2、楼板上下半层层高内外墙重：：2.58[（66.6-00.6）×4+（2.4--0.6--1.2）×2+（7.2--2×1.8--0.6）×14]×3+1..88[77.2×7××0.66-0.99×0-1..8×4]+(66.6-00.6)×（21+224）/2-11.5]×3+2..58[11.2×2×0.9++1.8××8×.9]==16966.85kkN3、梁柱重：26255.70kN汇集荷载：35538.222+16696.885+26625.770=78860.777kN第1层：：楼面荷载：35388.22kkN楼板上下半层高高内外墙重重：2.58[（6.6--0.7）×4+（2.4--0.7--1.2）×2+（7.2--2×1..8-0..7）×14]（3/2++4.955/2）+1.888[（7.2××7×2--2×0..7-0..9×100-1.88×4）+（6.6--0.7）×14--1.5]]×3/22+1.888[7..2×7××2-2××0.7--0.9××11-11.8×33+（6.6--0.7）15-11.5]4.95/2++2.588[1.22×2×00.9+11.8×228×0..9]=22034..24kN梁柱重：16556.599+1.11×0.77×0.77×25××4.955/2×332+1..1×0..6×0..6×255×3/22×32==31999.01kkN汇集荷载：：35388.22++20344.24++31999.01==87711.47kkN图2.2各质点重重力荷载代代表值（单位：：kN）表2-3横梁的的线刚度计计算表类别层次边横梁1-566006-12中横梁1-524006-12表2-4柱线刚刚度计算表表层次149502-530006-123000注：1）的单位为N/mmm2，，的单位为为mm422），，的单位为为mm，的单位为为N·mm表2-5中框架架柱侧移刚刚度D值层次边柱（12根）中柱（12根）7-120.6450.244247251.1710.3693739274540460.6720.251254341.2210.379384057660682-50.4930.198285120.8940.3094449687609610.4050.376241780.7360.45229065638916表2-6边框架架柱侧移刚刚度D值层次边柱（4根）中柱（4根）7-120.4840.195197600.8790.3053090720266860.5040.201203680.9160.314318192087482-50.3690.156224640.6710.2513614423443210.3040.349224420.5520.41226493195740注：11）的单位为为N·mm柱的侧移刚度按按公式=（2-3）其中：（一般层层），（底层）（2-4）（一一般层），（底层）（2-5）（2-6）表2-7横向框架架侧移刚度度（单位：：N·mm）层次12-55677-1283465611105288974816948072由上表可见，===0.775>0..7,故该框架架为规则框框架。第3章横向水平荷载作作用下框架架结构的内力力分析3.1横向水水平地震作作用下框架架结构内力力计算3.1.1横横向自振周周期计算[5]对于屋面带突出出屋顶间的的房屋，应应取主体结结构顶点的的位移。突突出间对主主体结构顶顶点位移的的影响，可可按顶点位位移相等的的原则，将将其重力荷荷载代表值值折算到主主体结构的的顶层。屋屋面突出屋屋顶间的重重力荷载可可按下式计计算：((3-1))式中：H为主体体结构计算算高度将折算到主体结构构的顶层，即即=1296.117kN表3-1结构顶点的的假想侧移移计算层次(kN)(kN)（N/mm）(mm)(mm)128614.0998614.0999480729.1624.4117861.82216475.99194807217.3615.3107861.82224337.77394807225.7598.097861.82232199.55594807234.0572.387861.82240061.33794807242.3538.377861.82247923.11994807250.5496.067861.82255785.00197481657.2445.558004.74463789.7751110528857.4388.348001.271790.9951110528864.6330.938001.279792.1151110528871.9266.327860.77787652.9921110528878.9194.418771.47796424.339834656115.5115.5对于质量和刚度度沿高度分分布比较均均匀的框架架结构,其基本自自振周期((s)可按下式式计算:（3-2）式中:计算结构基本自自振周期用用的结构顶顶点假想位位移(m),即假想把把集中在各各层楼面处处的重力荷荷载代表值值作为水平平荷载而算算得的结构构顶点位移移；结构构基本自振振周期考虑虑非承重砖砖墙影响的的折减系数数,框架结构构取0.66～0.7。计算基本周期，取取=0.7，则==0.994s3.1.2水水平地震作作用及楼层层地震剪力力计算结构高度为400.95m，质量和和刚度分布布比较均匀匀，变形以以剪切型为为主，故可可用底部剪剪力法计算算水平地震震作用。结结构总水平平地震作用用标准值即即7317.922+78661.822×6+88004..74+88001..2×2++78600.77++87711.47==0.855962886.999=818844kN7度设防，二类场场地，地震震分组为第第二组，故故特征周期期查表得=0.355，（3-3）式中：地震影响响系数曲线线的阻尼调调整系数，取1.0；地震震影响系数数最大值，由由《建筑抗抗震设计规规范》查得得7度多遇地地震时取0.08。则1.0=0.0033=2701kNN因为1.4=1.440.355=0.449s<=0..94s,所以应该该考虑顶部部附加水平平地震作用用，顶部附附加地震作作用系数，=0.08+00.01，=0.080..94+00.01==0.08852，=0.0852227011=2300.1kN各质点的水平地地震作用按按式）(3-4)式中：结构水平平地震作用用标准值；；相相应于结构构基本自振振周期的水水平地震影影响系数；；，分别为集集中于质点点i，j的重力荷荷载代表值值；，分别为质质点i，j的计算高高度；顶部附加加水平地震震作用系数数；顶部附加加水平地震震作用。将上述的、代入入可得，==24711（但是顶顶部附加水水平地震作作用折合到到第12层水平平地震作用用）。表3-2各质点横横向水平地地震作用及及楼盖地震震剪力计算算表层数（m）（kN）（kN·m）(kN)(kN)40.951158.77747451.6630.02356.856.81237.957317.922277715..060.135333.6390.41134.957861.822274770..610.133328.6719.01031.927861.822251185..150.121299.01018.0928.957861.822227599..690.111274.31292.3825.957861.822204014..230.099244.61536.9722.957861.822180428..770.088217.41754.3619.957861.822156843..310.076187.81942.1516.958004.744135680..340.066163.12105.2413.958001.200111616..740.054133.42238.6310.958001.20087613.1140.043106.32344.927.957860.77762493.1120.03074.12419.014.958771.47743418.7780.02151.92470.93.1.3水平地震震作用的位位移验算水平地震作用下下框架结构构的层间位位移和顶点点位移的计计算过程见见表3.12,表中还计计算了各层层的层间弹弹性位移角角。表3-3横向水平平地震作用用下的位移移验算层次（kN）（N/mm）(mm)(mm)(mm)=12390.49480720.4119.49300011719.09480720.7619.083000101018.09480721.0718.32300091292.39480721.3617.25300081536.99480721.6215.89300071754.39480721.8514.27300061942.19748161.9912.42300052105.2111052881.9010.4330000横向水平平地震作用用下的位移移验算续表3-3层次（kN）（N/mm）(mm)(mm)(mm)=42238.6111052882.028.53300032344.9111052882.116.51300022419.0111052882.184.40300012470.98346562.222.224950由上表可见，最最大层间弹弹性位移角角发生在第第2层，其值值为<（满足要要求）。3.1.4水水平地震作作用框架内内力计算[[4]框架柱端剪力及及弯矩分别别按，(3-5)，(3-66)(33-7)式中：为i层j柱的刚度，h为为层高，各各柱反弯点点高度比按按式确定，其其中由倒三三角分布水水平荷载下下各柱标准准反弯点高高度比查得得，底层柱柱需考虑修修正值，第2层柱需考考虑修正值值，其余柱柱均无考虑虑修正值。为第i层j柱的剪力力。表3-4各层层柱端弯矩矩及剪力计计算层次（m）（kN）（N/mm）边柱中柱123.0390.49480722472510.180.6450.4012.2218.323739215.401.1710.4525.4125.41113.0719.09480722472518.750.6450.5028.1328.133739228.361.1710.542.5442.54103.01018.09480722472526.550.6450.5039.8339.833739240.151.1710.560.2360.2393.01292.39480722472533.700.6450.5050.5550.553739250.971.1710.576.4676.4683.01536.99480722472540.080.6450.5060.1260.123739260.621.1710.590.9390.9373.01754.39480722472545.750.6450.5068.6368.633739269.191.1710.5103.79103.7963.01924.19748162543450.670.6450.5076.0176.013840576.511.2210.5114.77114.7753.02105.2111052882851254.050.6720.5081.0881.084449684.350.8940.5126.53126.5343.02238.6111052882851257.470.4930.5086.2186.214449689.690.8940.5134.54134.5433.02344.9111052882851260.200.4930.5090.390.34449693.950.8940.5140.93140.9323.02419.0111052882851262.100.4930.60111.7874.524449696.920.8940.5145.38145.3814.952470.98346562417871.580.4050.75265.7488.582906586.050.7360.62264.09161.86表3-5梁端弯矩矩剪力及柱柱轴力计算算层次边梁中横梁柱轴轴力边柱中柱1218.3213.986.64.8911.4311.432.49.53-4.89-4.641140.3534.836.611.3928.528.52.423.75-16.28-17.01067.9656.526.618.8646.2546.252.438.54-35.14-36.68990.3875.186.625.0861.5161.5112.451.26-60.22-62.868110.6792.066.630.7275.3375.332.462.78-90.94-94.927128.75107.106.635.7387.6287.622.473.01-126.677-132.2006144.64120.216.640.1398.3598.352.481.96-166.800-174.0335157.09132.726.643.91108.58108.582.490.488-210.711-220.6004167.27143.596.647.10117.48117.482.497.90-257.811-271.4003176.51151.516.649.70123.96123.962.4103.30-307.511-325.0002164.822157.476.648.83128.84128.842.4107.37-356.344-383.5441200.36168.986.655.96138.26138.262.4115.22-412.300-442.800图3.1地震震作用下框框架的弯矩矩图，梁端端剪力图及及柱轴力图图3.2横向风风荷载作用用下框架结构构内力和侧侧移计算3.2.1风风荷载标准准值[5]]12层房屋总高为440.955m，C类场地，大庆地区标标准风压kkN/m22，建筑结构构荷载规范范中规定基基本风压值值提高10%，垂直于于建筑物表表面的风荷荷载标准值值按公式计计算：=（3-8）式中：为风载体体形系数==0.8（迎风面面）=-00.5（背风面面）为风压压高度变化化系数，为为高度Z处的风振振系数由于于建筑高度度大于30米，且高宽宽比40.995/155.6=22.6＞1.5，须考虑虑风振系数数。kN//m2，结构的自自振周期T=0..09N==0.09912=11.08ss，=0.55=0.7006kN·s2/m2。查规范范得脉动增增大系数==1.4，脉动影响响系数=00.48，=1+(3--9)式中:第i层层层高；建筑总总高度；动力系数；脉动影响响系数。=1+，取图中中3轴横向框框架，其负负载宽度为为7.2mm，=7..2×0..605×=4.3556，以第10层为例计算过程程如下：（5.444+2.004+5..26+11.97）×3.0×1/2+（5.822+2.118-5..44-22.04）×3.0×1/2×1/3+（5.444+2.004-5..26-11.97）×3×1/2×2/3==22.558kN根据各楼层标高高处的高度度查取，代代入上式可可得各楼层层标高处的的，见下表表。表3-6沿房屋高高度分布的的风荷载标标准值层次(m)(kN/m2)(kN/m)(kN/m)(kN)1237.9511.11.611.396.172.3125.201134.950.921.051.591.315.822.1823.981031.950.841.001.561.235.442.0422.58928.950.761.001.511.195.261.9721.45825.950.680.901.511.074.741.7619.65722.950.600.861.470.994.411.6518.23619.950.530.841.420.943.161.5616.97516.950.450.741.410.823.641.3615.24413.950.370.741.340.803.461.3014.26310.950.290.741.260.733.251.2213.4327.950.210.741.190.693.071.1512.6614.950.130.741.120.652.891.089.95该设计计的建筑高高度大于330m，==1.441<1..5，沿房屋高高度在1.0335-1..268范围内变变化，即风风压脉动的的影响较大大。因此，该该房屋应该该考虑风压压脉动的影影响。框架架结构分析析时，应按按净力等效效将风荷载载沿房屋高高度的分布布风荷载转转化为节点点集中荷载载。风荷载作用下的的水平位移移验算根据上图所示的的水平荷载载，由式计算层间间剪力，然然后依据表表求出5轴线的层层间侧移刚刚度，在按按式((3-100)式中：为第层的的侧移刚度度；为第层层间间剪力计算各层的侧移移刚度和绝绝对刚度，计计算过程见见下表3.16。表3-7风荷载作作用下框架架层间剪力力及侧移计计算层次（kN）（kN）(N/mm)(mm)(mm)1225.225.201242340.20312.0921123.9849.181242340.39611.8891022.5871.761242340.57711.493921.4593.211242340.75010.916819.65112.861242340.90810.166718.23131.091242341.0559.258616.97148.061276781.1608.203515.24163.301460161.1187.043414.26177.561460161.2165.925313.43190.991460161.3084.709212.66203.651460161.3953.40119.95213.601064862.0062.006由上表知，风荷荷载作用下下框架的最最大层间位位移角为，满满足规范要要求。3.3风荷载载作用下框框架结构内内力计算表3-8风荷荷载作用下下各层柱端端弯矩及剪剪力计算层次边柱中柱yy123.025.20124234247255.020.6450.304.5210.54373927.581.1710.357.9614.78113.049.18124234247259.790.6450.3710.8718.503739214.801.1710.4017.7626.64103.071.761242342472514.280.6450.4017.1425.703739221.601.1710.4529.1635.6493.093.211242342472518.550.6450.4525.0430.613739228.051.1710.4537.8746.2883.0112.861242342472522.460.6450.4530.3237.063739233.971.1710.4545.8656.0573.0131.091242342472526.090.6450.4535.2243.053739239.461.1710.4553.2765.1163.0148.061276782543429.490.6720.4539.8148.663840544.541.2210.5066.8166.8153.0163.31460162851231.890.4930.5047.8447.844449649.760.8940.5074.6474.6443.0177.561460162851234.670.4930.5052.0152.014449654.110.8940.5081.1781.1733.0190.991460162851237.290.4930.5055.9455.944449658.200.8940.5087.3087.3023.0203.651460162851239.770.4930.6071.5947.724449662.060.8940.55102.483.7814.95213.601064862417848.500.4050.75180.160.022906558.300.7360.62178.9109.66注：1）的单位为为m，的单位为为kN，和的单位为为N/mmm2）标中单位为kkN·m,单位为kNN。表3-9风荷载作用下梁梁端弯矩及及柱轴力计计算层次边梁中横梁柱轴力边柱N中柱N1210.548.136.62.836.656.652.45.54-2.83-2.711123.0219.036.66.3715.5715.572.412.98-9.20-9.321036.5729.376.69.9924.0324.032.420.03-19.19-19.36947.7541.496.613.5233.9533.952.428.29-32.71-34.13862.1051.666.617.2442.2642.262.435.22-49.95-52.11773.3761.036.620.3649.9449.942.441.62-70.31-73.37683.8866.046.622.7254.0454.042.445.03-93.03-95.68587.6577.806.625.0763.6563.652.453.04-118.100-123.655499.8585.706.628.1170.1170.112.458.43-146.211-153.9773107.9592.666.630.4075.8175.812.463.18-176.611-186.7552103.6694.096.629.9676.9976.992.464.16-206.577-220.9551131.61116.636.637.6195.4395.432.479.53-244.188-262.877注：1）柱轴力中的负负号表示拉拉力2）标中单位为kkN·m,单位为kN,单位为kNN，单位为m。（a）框架弯弯矩图（b）梁端剪剪力及轴力力图图3.22框架在水水平风荷载载作用下的的剪力和轴轴力图((单位：kN)竖向荷载作用下下的内力计计算4.1横向框框架内力计计算4.1.1计计算单元取5轴线横向框架内内力计算，计计算单元宽宽度为7..2m，如图4.1所示。由由于房间内内布置有次次梁，故直直接传给该该框架的楼楼面荷载则则通过次梁梁和纵向框框架梁以集集中力的形形式传给横横向框架，作作用于各节节点上。图4.1横向向框架计算算单元（单位：mm）荷载计算恒载计算：图4.2各层梁上上作用的恒恒载，、代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第12层，=4.725kN/m，=3.15kN/m，，，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4.1所示，几何可得=4.996×3.6=117.866kN/m;=4.996×2.4==11.9904kN/m、分别为边纵梁，中中纵梁传给给柱的恒载载，它包括括梁自重，楼楼板重和女女儿墙等的的重力荷载载，计算如如下：=[（3.0×1.88×1/2）×2+（3+3..6）××1.8]]×4.996＋4.7225×7.2＋3.2881×6.6//2+2..58×0.9×7.2==136..56kN=[3.0×1.88×1/2×2+（3+6..6）/2×1.8+（3.6+2.4）/2×1.2×2]4..96+44.7255×7.2++3.2881×6.6//2=1555.555kN均布荷载产生的的弯矩：A端：=+=+=73.56kNN·mB端：=+=+=5.08kkN·m集中力矩：==136.566×=17.007kN·m==155.555×=19.444kN·m对6-11层，包包括梁自重重和其上横横墙自重，为为均布荷载载，其它荷荷载计算方方法同上，结结果为：=4.275++1.888×2.4==9.244kN/m=3.15kkN/m=3.3×3..6=111.88kkN/m=3.3×2..4=7..92kkN/m=（3.6×1.88+4.88×1.8）×3.3＋4.7225×7..2＋3.2881×6.6//2+2.588×（6.655×2.4--1.5××1.8×2）+0.44×1.5×1.8×2+1..88×6.6×2.5//2=1339.666kN=（3.6×1.88+4.8×1.8×++6×1..2）×3.3+4.7225×7.2+3.2281×6.6//2＋1.888×2.4×（7.2--0.555）+1.888×6.5×2.5×1/2==164..02kN均布荷载产生的的弯矩：A端：==+=+=71.06kkN·mB端：==+=+=3.89kNN·m==139.666×=17.466kN·m==164.022×=20.550kN·m对2-5层：==9.24kNN/m（同同上）=3.15kNN/m=3.3×3..6=111.88kkN/m，==3.3××2.4==7.922kN/m=（3.6×1.88+4.88×1.8）×3.3＋4.7225×7..2＋3.2881×6.6//2+2.588×（6.6×2.4--1.5××1.8×2）+0.44×1.5×1.8×2+1..88×6.6×2.5//2=1339.355kN=（3.6×1.88+4.8×1.8×++6×1..2）×3.3+4.7225×7.2+3.2281×6.6//2＋1.888×2.4×（7.2--0.6）+1.888×6.5×2.5×1/2==163..79kNA端：==+=+=71.06kN·mB端：==+=+=3.89kNN·m==139.355×=20.900kN·m==163.799×=24.557kN·m对第1层：=9.24kNN/m=3.15kkN/m=3.3×3..6=111.88kkN/m=3.3×2..4=7..92kN/m=（3.6×1.88+4.88×1.8）×3.3＋4.7225×7..2＋3.2881×6.6//2+2.588×（6.5×3-1..5×1.8×2）+0.44×1.5×1.8×2+1..88×6.6×2.5//2=1448.799kN=（3.6×1.88+4.8×1.8×++6×1..2）×3.3+4.7225×7.2+3.2281×6.6//2＋1.888×2.4×（7.2--0.7）+1.888×6.6×3.1×1/2==174..40kNA端：==+=+=71.06kN·mB端：=+=+=3.89kNN·m==148.799×=29.776kN·m==174.400×=34.888kN·m2）活荷载计算活荷载作用在各各层框架梁梁上的荷载载分布如图图4.3所示图4.3各层梁上上作用的荷荷载(单位：mm)对于第12层：：=3.6×2..0=7..2kN/m，=2.44×2.00=4.88kN/m=（3.61.8++4.81..8）2=300.24kkN=（3.61.8++4.81..8+61.2）2=44..64kN均布荷载产生的的弯矩：A端：===22.774kN·mB端：===1.444kN·m集中力产生的弯弯矩：==30..24×=3.788kN·m==44.64××=5.588kN·m同理在雪荷载作作用下：=1.26kNN/m，=0..84kN·m=5.29kNN，=7..81kN，=0.66kNN·m=00.98kN·m对于6-11层：=3.6×2..0=7..2kN/m，=2.44×2.00=4.88kN/mm=（3.6×1.8++4.8××1.8）×2=300.24kkN=（3.61.8++4.811.8+661.2）2=444.64kkN=3.78kNN·m=5.58kkN·m对于2-5层：=3.6×2..0=7..2kN/m，=2.44×2.00=4.88kN/m=30.24kNN，=44..64kN，=30.244×0.15=4.544kN·m=444.644×0.155=6.770kN·m对于第1层：=3.6×2..0=7..2kN/m，=2.44×2.00=4.88kN/mm=30.24kNN，=44..64kN，=30.224×0.2==6.055kN·m=44.64××0.2==8.933kN·m表4-1横向框框架恒载汇汇总表层次124.7253.1517.8611.90136.56155.5517.0719.446-119.243.1511.887.92139.66164.0217.4620.502-59.243.1511.887.92139.35163.7920.9024.5719.243.1511.887.92148.79174.4029.7634.88表4-2横向框框架活载汇汇总表层次127.2(1.26)4.8(0.84)30.24（55.29）44.64（7.81）3.78(0..66)5.58（0..98）6-117.24.830.2444.643.785.582-57.24.830.2444.644.546.7017.24.830.2444.646.058.93注：上表括号中中的值为屋屋面雪荷载载，值的单单位为kNN/，的单位kN，的单位kNN·m。3)内力计算梁端，柱端弯矩矩采用弯矩矩二次分配配法计算，由由于结构和和荷载均对对称，故计计算时采用用半榀框架架。弯矩计计算过程如如下所示，梁梁端剪力可可根据梁上上竖向荷载载引起的剪剪力相叠加加而得，柱柱轴力可由由梁端剪力力和节点集集中力叠加加而得，且且算柱底轴轴力还需考考虑柱的自自重。(a)恒载作用用下（a）恒载作用用下图4.4横向框架架弯矩的二二次分配（的单位：kN·m）（b）活载作作用下（b）活载作作用下图4.5横向框架架弯矩的二二次分配法法（的单位位：kN·m）(aa)恒载作作用下(b))活载作用用下图4.6竖向荷荷载作用下下框架弯矩矩图（的单单位：kNN·m）表4-3恒载作用用下梁端剪剪力及柱轴轴力（单位：kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力ABBCABBCABBCA柱B柱==-=1258.6210.92-0.36058.2658.9810.92194.82222.27225.45252.901159.118.53-0.46058.6559.578.53420.58448.03485.02512.471059.118.53-0.46058.6559.578.53646.34673.79744.59772.04959.118.53-0.46058.6559.578.53872.10899.551004.1661031.611859.118.53-0.46058.6559.578.531097.8661125.3111263.7331291.188759.118.53-0.46058.6559.578.531323.6221351.0771523.3001550.755659.118.53-0.46058.6559.578.531549.3881576.8331782.8771810.322559.118.53-0.56058.5559.678.531799.1771827.9772042.3112071.111459.118.53-0.56058.5559.678.532025.8772054.6772303.1002331.900359.118.53-0.56058.5559.678.532252.5772281.3772563.8992592.699259.118.53--0.56058.5559.678.532479.2772508.0772824.6882853.488159.118.53-0.78058.3359.898.532515.1992781.8993096.3003163.000表表4-4活载作用用下梁端剪剪力及柱轴轴力（单位：kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力ABBCABBCABBCA柱B柱==-=-12（3.04）17.34（0.5）2.88（0.05）-0.270（2.91）17.07（3.17）17.61（0.5）2.88（8.20）47.31（11.48）62.251117.342.88（-0.17）-0.270（17.17）117.077（17.51）17.612.88（55.61）94.62（76.51）124.501017.342.88-0.2717.0717.612.88（102.92）141.93（141.54）189.63917.34288-0.2717.0717.612.88（150.23）189.24（206.67）254.76817.342.88-0.27017.0717.612.88（197.54）236.55（271.80）319.89717.342.88-0.27017.0717.612.88（244.85）283.86（336.93）385.02617.342.88-0.27017.0717.612.88（292.16）331.17（402.06）450.15517.342.88-0.33017.0717.672.88（339.47）37