温泉中学教学楼

毕业设计题目学院专业班级学生学号指导教师二〇一三年五月二十日摘要该毕业设计是xxx市xxx中学的六层教学楼设计，采用了框架结构，并且是横向承重体系，包含了建筑设计和结构设计，建筑设计部分包含了建筑平面、剖面、立面的设计，在结构设计部分主要是从该教学楼的框架结构中取出一榀框架进行计算，内容主要包括结构布置、荷载统计、荷载作用下的内力计算、在水平荷载作用下的位移的验算、内力的调整、内力的组合，其中对竖向荷载作用下的内力计算采用弯矩二次分配法，水平荷载作用下的内力计算采用D值法，在求地震作用下的楼层作用时采用了底部剪力法，然后采用最不利的内力进行框架结构的配筋计算，对梁柱进行截面设计时要根据强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的原则进行内力的调整，另外还包含一些构件的计算，如板和楼梯。关键词：荷载；框架；结构设计；内力；配筋目录目录HYPERLINK\l"_Toc326964762"摘要IHYPERLINK\l"_Toc326964763"ABSTRACTIIHYPERLINK\l"_Toc326964764"1前言1HYPERLINK\l"_Toc326964765"1.1框架结构1HYPERLINK\l"_Toc326964766"1.2设计内容1HYPERLINK\l"_Toc326964768"1.3结构设计的意义1HYPERLINK\l"_Toc326964769"2建筑结构设计总说明2HYPERLINK\l"_Toc326964770"2.1工程概况2HYPERLINK\l"_Toc326964771"2.2建筑的功能和特点2HYPERLINK\l"_Toc326964772"2.3工程做法2HYPERLINK\l"_Toc326964773"2.4门窗表3HYPERLINK\l"_Toc326964774"3结构设计4HYPERLINK\l"_Toc326964775"3.1设计材料4HYPERLINK\l"_Toc326964776"3.2结构选材4HYPERLINK\l"_Toc326964777"3.3结构方案4HYPERLINK\l"_Toc326964778"3.4各框架梁柱线刚度以及抗侧移刚度5HYPERLINK\l"_Toc326964779"4荷载计算7HYPERLINK\l"_Toc326964780"4.1恒荷载标准值统计与计算7HYPERLINK\l"_Toc326964781"4.2活荷载标准值计算9HYPERLINK\l"_Toc326964782"4.3风荷载标准值的计算10HYPERLINK\l"_Toc326964783"4.4风荷载作用下的水平位移的弹性验算11HYPERLINK\l"_Toc326964784"4.5地震作用标准值的计算11HYPERLINK\l"_Toc326964785"4.6自振周期的计算15HYPERLINK\l"_Toc326964786"4.7水平地震作用计算以及弹性侧移验算16HYPERLINK\l"_Toc326964787"5.框架结构的内力计算18HYPERLINK\l"_Toc326964788"5.1恒荷载作用下的内力计算18HYPERLINK\l"_Toc326964789"5.2恒荷载的弯矩二次分配21HYPERLINK\l"_Toc326964790"5.3梁端剪力和柱的轴力22HYPERLINK\l"_Toc326964791"5.4恒荷载的弯矩调幅23HYPERLINK\l"_Toc326964792"5.5活荷载作用下的内力计算24HYPERLINK\l"_Toc326964793"5.6活荷载的弯矩二次分配25HYPERLINK\l"_Toc326964794"5.7活荷载引起的梁端剪力和柱的轴力26HYPERLINK\l"_Toc326964795"5.8活荷载的弯矩调幅28HYPERLINK\l"_Toc326964796"5.9竖向荷载作用下柱的剪力29HYPERLINK\l"_Toc326964797"5.10水平荷载下的反弯点高度的确定29HYPERLINK\l"_Toc326964798"5.11地震作用下柱端弯矩的计算30HYPERLINK\l"_Toc326964799"5.12地震作用下梁端弯矩、剪力和柱轴力的计算30HYPERLINK\l"_Toc326964800"5.13风荷载作用下的柱的弯矩以及剪力的计算31HYPERLINK\l"_Toc326964801"5.14风荷载作用下的梁端弯矩、剪力和柱轴力的计算32HYPERLINK\l"_Toc326964802"6内力组合33HYPERLINK\l"_Toc326964803"6.1框架梁的内力计算以及组合33HYPERLINK\l"_Toc326964804"6.2框架柱的内力计算以及内力组合35HYPERLINK\l"_Toc326964805"7框架结构的内力调整和截面设计38HYPERLINK\l"_Toc326964806"7.1梁正截面的截面设计38HYPERLINK\l"_Toc326964807"7.2梁斜截面的内力调整以及斜截面的配筋计算41HYPERLINK\l"_Toc326964808"7.3柱端弯矩设计值的调整47HYPERLINK\l"_Toc326964809"7.4轴压比的验算49HYPERLINK\l"_Toc326964810"7.5柱正截面的承载力计算50HYPERLINK\l"_Toc326964811"7.6柱剪力值的调整以及斜截面的配筋51HYPERLINK\l"_Toc326964812"8板的设计54HYPERLINK\l"_Toc326964813"8.1楼面板的划分54HYPERLINK\l"_Toc326964814"8.2楼面荷载设计值54HYPERLINK\l"_Toc326964815"8.3板的弯矩的计算55HYPERLINK\l"_Toc326964816"8.4楼板的配筋计算57HYPERLINK\l"_Toc326964817"8.5屋面板的划分58HYPERLINK\l"_Toc326964818"8.6屋面荷载设计值58HYPERLINK\l"_Toc326964819"8.7屋面板的计算跨度58HYPERLINK\l"_Toc326964820"8.8屋面板的弯矩计算58HYPERLINK\l"_Toc326964821"8.9屋面板的截面设计61HYPERLINK\l"_Toc326964822"9楼梯设计63HYPERLINK\l"_Toc326964823"9.1梯段板的设计63HYPERLINK\l"_Toc326964824"9.2平台板的设计64HYPERLINK\l"_Toc326964825"9.3平台梁的设计64HYPERLINK\l"_Toc326964826"结论66HYPERLINK\l"_Toc326964827"参考文献67HYPERLINK\l"_Toc326964828"致谢681前言1.1框架结结构框架结构体系即即由混凝土土浇筑而成成的梁和柱柱来承担荷荷载的作用用，可以形形成纵向框框架承重体体系，也可可以形成横横向框架承承重体系，抗抗震和抗风风较好。框框架结构的的优点是传传力明确，墙墙只是起到到围护的作作用，该种种结构体系系的侧向刚刚度较小，平平面布置比比较灵活，容容易满足建建筑物多种种房间布置置的要求。1.2设计内内容该设计是咸宁市市温泉中学学的六层教教学楼设计计，采用了了框架结构构的横向承承重体系，内内容主要包包括教学楼楼的建筑设设计、结构构的布置、荷荷载的统计计、荷载作作用下的内内力计算、在在水平荷载载作用下即即风荷载与与地震荷载载的位移的的验算、内内力调整、内内力组合，然然后采用最最不利内力力进行框架架结构的配配筋计算，一一些构件的的计算，如如板和楼梯梯。并且在在设计时，从从该教学楼楼的框架结结构中取出出一榀具有有代表性的的框架进行行计算。1.3结构设设计的意义义框架结构是结构构体系中的的一种，结结构体系中中含有砌体体结构、排排架结构、剪剪力墙结构构、筒体结结构等，框框架结构作作为使用最最常见的一一种结构体体系，理应应对其进行行充分的了了解，为了了解其他的的结构体系系打下良好好的基础，而而且通过此此次的结构构设计，可可以贯穿大大学所学的的基础知识识，加深了了对概念的的理解，而而且在设计计的过程中中查阅了不不少的资料料，尤其是是对规范的的查阅，在在设计的过过程中对于于原有的知知识又有了了全新的理理解，因此此获益匪浅浅，这次的的结构设计计为将来的的工作打下下了良好的的基础。2建筑结构设计总总说明2.1工程概况况（1）、工程名称：：咸宁市温温泉中学教教学楼；（2）、工程位置：：湖北省咸咸宁市；（3）、工程面积：：58366.98㎡，层数数是6层，各层层层高为3.9m。（4）、结构体系：：框架结构构（5）、室外地坪标标高-4500mm，设计±0.0000为室内第第一层标高高（6）、抗震设防烈烈度为7度，=22\*ROMAANII类场地地类别2.2建筑的功功能和特点点（1）、建筑的平面面设计部分分：教学楼楼东西长54.445米，南北北宽18.115米，每层层都设有教教室，办公公室，二到到六层设有有合班教室室，男女卫卫生间各一一个布置在在楼层的一一侧，而且且满足规范范的要求，每每层设有两两个楼梯，西西侧一个，大大厅的入口口处布置一一个，以满满足人流和和消防的要要求。（2）、建筑的立面面设计：门门口的位置置偏向一侧侧，立面的的窗户整齐齐有规律，柱柱子是突出出墙面一部部分的，使使建筑的立立面造型有有了韵律感感，（3）、防火、防水水：防火等等级二级，安安全疏散的的距离满足足规范的要要求。本工工程屋面的的防水等级级按二级进进行设计，屋屋面的排水水采用有组组织的内天天沟式的排排水方式。2.3工程做法法（1）、屋面做法：：SBS改性沥青青防水卷材材4mm厚1:3水泥砂浆浆找平层220mm厚厚聚苯保温板1100mmm厚1:3水泥砂浆浆找平层220mm厚厚1:6水泥焦渣渣找坡800mm厚板底20厚粉刷刷抹平200mm厚（2）、楼面做法：：铺地砖面层110mm1:4水泥砂浆浆结合层20mmm1:3水泥砂浆浆找平层20mmm20厚板底粉刷抹平平（3）、外墙面做法法：1：3水泥砂浆打底扫扫毛6mmm厚1：0.2：2水泥泥石灰砂浆浆结层122mm厚3mm厚的T9920瓷砖砖胶黏剂贴贴6~122mm厚的的面砖T9244的砂质勾勾缝剂勾缝缝。（4）、内墙面做法法：1：3水泥砂浆打打底扫毛99mm1：3水泥砂砂浆找平扫扫毛7mmm1：1石灰膏细细砂浆面层层5mm喷内墙涂涂料（5）、散水做法：：150mm素土土夯实60mmC155混凝土20mm1::3水泥砂砂浆找平高分子保护层高分子卷材一层层20mm1:22水泥砂浆浆压实抹光光2.4门窗表2..4门窗表类型设计编号洞口尺寸数量12~56合计普通门M11200×211001214×4=5661482M21000×2110076×4=24637M32200×3440033M42400×3440011普通窗C13600×244001212×4=4881272C22400×2440079×4=36952C31800×2440011×4=416C41800×1445011×4=405C51800×2440012×4=82113结构设计3.1设计材料料（1）、设计地点：：湖北省咸咸宁市，其其余所需资资料查规范范（2）、场地平坦，自自然地面标标高500..03m，地下水水属潜水类类型，勘察察期间稳定定水位深8.5~~9.022m，地下水水对砼无腐腐蚀性。场场地土层分分布有明显显的规律性性，从上至至下依次为为杂填土；；黄土，中中等压缩性性，厚度较较大；古土土壤，中等等压缩；粉粉质粘土，中中等偏低压压缩性。建建议彻底清清除杂填土土（不宜直直接作天然然地基），黄黄土层建议议地基承载载力标准值值fk=1800kPa。（3）、地下水位：：地表以下下10m。水、电、暖、通通讯管线已已通到场地地，留有接接口。3.2结构选材材（1）、混凝土：柱柱C35、梁梁C30、板板C25（2）、钢筋：梁：：主筋=2\*ROMANIII级钢（HRB3335）柱：主筋II级级钢（HRB3335）梁柱箍筋：=1\*ROMANI级级钢（HPB2235）板：=1\*ROMANII级钢（HPB2235）3.3结构方案案（1）、柱网布置图3.3柱网布布置（2）、梁截面尺寸寸的确定边跨（AB,CCD）梁：：取h=((1/122)Ｘl=(11/12))Ｘ72000=6000mm,取b=3000mm,,中跨（BC）梁梁：h=5500mmm,b=3300mmm边柱（A轴，BB轴C轴，D轴）连系系梁，取bb=2500mm,hh=5000mm（3）、柱截面尺寸寸的确定柱截面尺寸均为为b=4550mm,,h=4550mm现浇板厚度取为为120mmm3.4各框架梁梁柱线刚度度以及抗侧侧移刚度（1）、梁的线刚度度的计算梁的线刚度考虑虑了现浇楼楼板的作用用，混凝土土采用C225，则梁的线线刚度计算算结果见表表3.44梁的线刚刚度部位截面跨度惯性矩边框架梁中框架梁b\h(m)L(m)()()()走道梁3.33.134.703.996.265.31楼面梁7.25.408.103.1510.804.20（2）、柱的抗侧移移刚度3.4柱的线线刚度和抗抗侧移刚度度楼层层高(m)柱号柱根数bh(m)()K2~63.9Z1190.450.4453.422.461.710.460.89316.96748.914Z2193.870.661.28124.339Z341.280.390.7573.028Z442.90.591.1454.58014.9Z1190.450.4453.421.952.150.640.62411.85631.44Z2194.880.780.76014.44Z341.620.590.5752.30Z443.660.730.7112.8444荷载计算4.1恒荷载载标准值统统计与计算算参照GB50009-20001《建建筑结构荷荷载规范》对对材料及有有关建筑做做法的取法法，分层分分步计算出出有关的恒恒荷载标准准值。其相相关建筑做做法参照取取自《湖北北省建筑做做法说明》。（1）、.屋面框架架线荷载标标准值SBS改性沥青青防水卷材材4mm厚0.0004×12=00.05KN/mm21:3水泥砂浆浆找平层220mm厚厚00.0200×20=00.4KKN/m22聚苯保温板1100mmm厚0.1100×4=0..4KNN/m21:3水泥砂浆浆找平层220mm厚厚00.0200×20=00.4KKN/m221:6水泥焦渣渣找坡800mm厚0.0080×15=11.2KKN/m22钢筋混凝土楼板板120mmm厚0.1120×25=33.0KKN/m22板底20厚粉刷刷抹平200mm厚00.0200×17=00.34KN/mm2屋面恒荷载：55.79KKN/m22框架梁自重：边跨梁：0.330×（0.6--0.122）×25=3..6KN//m梁侧粉刷2××（0.6--0.122）×0.002×177=0..33KKN/m3.6KN/mm+0..33KNN/m2=3.993KNN/m中跨梁：0.330×（0.5--0.122）×25=2..85KKN/m梁侧粉刷2××（0.5--0.122）×0.002×177=0..26KKN/m2.85KN//m+00.26KN/mm2=3..11KKN/m作用在顶层框架架梁上的线线荷载如下下：g6AB1=gg6CD11=3.993KNN/mg6BC1=3..11KKN/mg6AB2=gg6CD22=5.779×5..4=311.27KN/mmg6BC2=5..79×33.3=119.111KN//m（2）、.楼面框架架梁线荷载载标准值铺地砖面层110mm0.0010×220=0..2KNN/m21:4水泥砂浆浆结合层220mm00.0200×20==0.4KN/mm21:3水泥砂浆浆找平层20mmm00.0200×20==0.4KN/mm2120厚现浇钢钢筋混凝土土板25××0.122=33.0KKN/m2220厚板底粉刷刷抹平17×00.02=0..34KKN/m22楼面恒恒荷载标准准值4..34KNN/m2框架梁自重：边跨框架梁以及及梁侧粉刷刷：3.933KN/mm边跨填充墙体自自重0.224×（3.9--0.6）×19==15..05KKN/m墙面粉刷2×（3.9--0.6）×0.002×177=2..24KKN/m3.933+15..05+22.24==21.222KNN/m中跨框架梁以及及梁侧粉刷刷：3.111KNN/m作用在中间层框框架梁上的的线荷载如如下：gAB1=gCCD1=221.222KN//mgBC1=3.111KNN/mgAB2=gCCD2=44.34××5.4==23.444KNN/mgAB2=4.334×3..3=144.32KN/mm（3）、.屋面框架架节点集中中荷载标准准值(对于一面粉刷一一面贴瓷砖砖面层的墙墙来说可以以等效成两两面粉刷（0.02×177+0.55)／2=0..42的粉粉刷层)边柱连系梁自重重：0.255×0.550×5..4×255=166.88KKN连系梁粉刷层及及贴瓷砖面面层自重：0.022×（0.5－0.122）×1×55.4×117+0..5×5..4×0..5=22.05KKN女儿墙自重（高高600mm，240厚）：：0..24×00.6×55.4×119=114.777KN女儿墙粉刷层及及贴瓷砖面面层自重：：2×0..42×00.6×55.4=22.72KN连系梁梁传来屋面面自重：11/2×55.4×11/2×55.4××5.799=422.21KKN顶层边节点集中中荷载G6A=G6D=78.663KNN中柱连系梁自重重：0..25×（0.5--0.122）×5.44×25=122.83KN粉刷：0.0220×（0.500－0.122）×2×55.4×117=1..40KNN系梁传来屋面自自重:00.5×55.4×00.5×55.4×55.79==42.221KNN(5..4-3..3+5..4)××1.655×0.55×5.779=355.83KKN顶层中间节点集集中荷载G6B=G6C=92.227KNN（4）、楼面框架节节点集中荷荷载标准值值边柱连系梁自重重：00.25××0.500×5.44×25=16..88KKN连系梁粉刷层及及贴瓷砖面面层自重：0.022×（0.5－0.122）×1×55.4×117+0..5×5..4×0..5=22.05KKN铝合金窗自重：：22.4×33.6×00.45=3..89KNN窗的下部墙体自自重：0.244×4.995×1..0×199=22..57KKN窗边墙体自重0.244×1.335×2..4×199=14..77KNN墙的粉刷以及贴贴瓷砖自重重（（3.99-0.55）×（5.4--0.455）-3.66×2.44）×0.55=4.110KN框架柱自重：0.445×0..45×33.9×225=19.774KN粉刷;11.08××0.022×3.99×17==1.433KN连系梁传来楼面面自重：55.4/22×5.44/2×44.34==31.664KN中间层边跨节点点集中荷载载：GA=GGD=1177.07KN中柱连系梁自重重：0.255×（0.5--0.122）×5.44×25=122.83KN中柱连系梁粉刷刷层自重：：0..020××（0.500－0.122）×2×55.4×117=1..40KNN内纵墙自重：0.224×（5.4--0.455）×（3.9--0.5）×19==76.774KN粉刷：2××0.022×（5.4--0.455）×（3.9--0.5--1.2）×17++0.5××2×1..2×（5.4--0.455）=13..35KNN减去门洞的自重重加上门重重-1.22×1.22×（5.566-0.22）-1.22×0.99×（5.244-0.22）=-133.16KKN框架柱自重：0..45×00.45××3.9××25==19..74KNN粉刷：1..08×00.02××3.9××17=11.43KKN楼面连系梁传来自自重:[1/22×5.44×1/22×5.44+1/22×（5.4--3.3++5.4）×1.665]××4.344=588.49KN中间层中跨节点点集中荷载载：GB=GGC=170..82KNN（5）、在恒载作用用下框架的的计算简图图如下图所所示图4..1恒载载作用下的的计算简图图4.2活荷载载标准值计计算楼面活荷载作用用下的结构构计算简图图如下图所所示，计算算过程如下下;p6AB=p6CCD=5..4×0..5=2..7KNN/mp6BC=3.33×0.55=1.665KNN/mP6A=P6D==0.5××5.4××0.5××5.4××0.5==3.655KNP6B=P6C==3.655+0.55×(5..4+5..4-3..3)××1.655×0.55=6.774KNNpAB=pCD==5.4××2=100.8KKN/mpBC=3.3××2.5==8.225KN//mPA=PD=0.55×5.44×0.55×5.44×2=114.588KNPB=PC=14..58+00.5×((5.4++5.4--3.3))×1..65×22.5=330.055KN55.2活荷载作作用下的计计算简图4.3风荷载标标准值的计计算风荷载标准值的的计算公式式：ωk=βz·μμs·μz·ωo因为结构的高度度为H=224m＜30m，因因此可取ββz=1..0；对于于矩形平面面μs=1..3；μz取值由《建建筑结构荷荷载规范》查查的,由于建筑筑处于房屋屋比较稀疏疏的城市郊郊区，因此此地面粗糙糙指数按BB类。并且且将风荷载载换算成作作用于框架架每层节点点上的集中中荷载值，计计算结果如如下表所示示。表中的的Z表示框架架节点到室室外地坪的的高度，其其中A表示一榀榀框架各层层节点的受受风面积。表4.3风荷载载计算表层数βzμsZi(m)μzωo(KN/m22)Ai(m2)Pi(KN)六层1.01.323.851.3154550.6513.7715.306五层1.01.319.951.24890.6521.0622.225四层1.01.316.051.16310.6521.0620.698三层1.01.312.151.06020.6521.0618.867二层1.01.38.251.00.6521.0617.796一层1.01.34.351.00.6522.2818.827图4.3风荷载作作用下的计计算简图4.4风荷载作作用下的水水平位移的的弹性验算算表4.4风荷载载的层间位位移层次层高（mm）Fi(KN)Vi(KN)(KN/m)(mm)(mm)/6390015.30615.30639602.880.38611.4721/1010445390022.22537.53139602.880.94811.0861/41144390020.69858.22939602.881.47010.1381/26533390018.86777.09639602.881.9478.6681/20032390017.79694.89239602.882.3966.7211/16281490018.827113.719926291.9924.3254.3251/1133其中最大的层间间侧移为11/11333<1//550，因因此满足规规范的要求求。4.5地震作用用标准值的的计算地震作用可分为为水平地震震作用和竖竖向地震作作用，由于于水平地震震作用比较较突出，对对建筑物的的影响比较较明显，所所以此次教教学楼设计计就只考虑虑水平地震震作用，对对于高度不不超过400m，以剪剪切变形为为主且质量量和刚度沿沿高度分布布比较均匀匀的结构，以以及近似于于单质点体体系的结构构（理论表表明这类结结构的特点点是：地震震位移反应应以基本振振型为主，可可以忽略高高阶振型的的影响），可可以采用底底部剪力法法进行计算算，为求各各层框架柱柱在水平地地震作用下下的剪力，要要计算各层层结构的总总重力荷载载代表值。屋盖的重力荷载载代表值为为：屋盖层层=女儿墙+屋面恒载载+50%%雪载+纵横梁自自重+半层柱重重+半层墙重重（墙和门门窗）女儿墙重：(554+177.7)×2×00.24××0.6××19=3392.334KN粉刷加装饰：((54+00.24++17.77+0.224)××2×0..6×0..42=336.388KN屋面恒载：(554+0..24)×(177.7+00.24))×5..79=55634..05KNN50%雪载:(54+00.24))×(117.7++0.244)×00.5×00.5=2243.227KN纵横梁自重：((3.3--0.455)×00.3×((0.5--0.122)×110×255=81..23KNN(7..2-0..45)×0.33×(0..6-0..12)×25××23=5558.99KN(5..4-0..45)×0.33×(0..5-0..12)×25××24=3338.558KN(7..2-0..45)×0.33×(0..5-0..12)×25××12=2230.885KN纵横梁的粉刷以以及装饰：：(3.3--0.455)×22×(0..5-0..12)×0.002×100×17==7.366KN(7..2-0..45)×2×((0.6--0.122)×00.02××17×223=500.67KKN(5..4-0..45)×2×((0.5--0.122)×00.02××17×224=300.70KKN(7..2-0..45)×2×((0.5--0.122)×00.02××17×112=200.93KKN(3.33-0.445)××0.5××2+(77.2-00.45))×0..6×4++(5..4-0..45)×0.55×12+(7..2-0..45)×0.55×6=669KN减去门洞的自重重加上门窗窗的重量：：-3.66×1.445×（5.4--0.455）×12--2.4××1.455×（5.4--0.455）×9-11.8×11.45（5.4--0.455）×3=--503..86KNN半层柱重：0..45×00.45××3.9//2×255×46==454..11KNN柱的装饰和粉刷刷：(（0.455-0.224+0..45）×23××3.9//2+（0.455×2+00.45--0.244）×4×33.9/22)×00.5=119.133KN((00.45--0.244)×889+0..45×338)××3.9//2×0..02×117=233.73KKN半层墙重：（3.9//2-0..6）×0.224×（7.2--0.455）×19××16=6664.885KN（3.9/2-00.5）×0.224×（5.4--0.455）×19××24=7785.551KN（3.9/2-00.5）×0.224×（7.2--0.455）×19××12=5535.557KN顶层重力荷载代代表值：GE=392.34++36.338+56344.05++243..27+81.223+558..9+338..58+230..85+7.366+50.667+30.770+200.93++69-5503.886+4554.111+19..13+223.733+6644.85++785..51+5535.557=96673.33KN二到五层的楼盖盖的重力荷荷载的代表表值为：楼楼盖层=楼面恒载载+50%%楼面活载载+纵横梁自自重+楼面上下下各半层柱柱+楼面上下下各半层墙墙重楼面恒载：(554+0..24)×(177.7+00.24))×4..34=44223..10KNN50%楼面活载载：54××17.77×0.22×0.55=95..58KNN纵横梁自重：((3.3--0.455)×00.3×((0.5--0.122)×110×255=81..23KNN(7..2-0..45)×0.33×(0..6-0..12)×25××23=5558.99KN(5..4-0..45)×0.33×(0..5-0..12)×25××24=3338.558KN(7..2-0..45)×0.33×(0..5-0..12)×25××12=2230.885KN纵横梁的粉刷以以及装饰：：(3.3--0.455)×22×(0..5-0..12)×0.002×100×17==7.366KN(7..2-0..45)×2×((0.6--0.122)×00.02××17×223=500.67KKN(5..4-0..45)×2×((0.5--0.122)×00.02××17×224=300.70KKN(7..2-0..45)×2×((0.5--0.122)×00.02××17×112=200.93KKN(33.3-00.45))×0..5×2++(7.22-0.445)××0.6××4+((5.4--0.455)×00.5×112+((7.2--0.455)×00.5×66=69KKN减去门洞的自重重加上门窗窗的重量-3.6×2..4×（5.4--0.455）×12--2.4××2.4××（5.4--0.455）×9-11.8×22.4（5.4--0.455）×3-11.8×11.8×（5.4--0.455）×11=-8550.011KN楼面上下各半层层柱：0..45×00.45××3.9××25×446=9008.211KN柱的装饰和粉刷刷：(（0.455-0.224+0..45）×23××3.9++（0.455×2+00.45--0.244）×4×33.9)×0.55=38..26KNN((00.45--0.244)×889+0..45×338)××3.9××0.022×17==47.446KN楼面上下各半层层墙重：（3.9--0.6）×0.224×（7.2--0.455）×19××16=11625..18KNN（3.9-0.55）×0.224×（5.4--0.455）×19××24=11841..88KNN（3.9-0.55）×0.224×（7.2--0.455）×19××12=11255..82KNN楼面上下各半层层墙的粉刷刷以及装饰饰：（3.9--0.6）×0.002×（7.2--0.455）×17××28=2212.006KN（3.9--0.6）×（7.2--0.455）×0.55×4=444.555KN（3.9-0.55）×0.002×（5.4--0.455）×19××36=2230.223KN（3.9-0.55）×（5.4--0.455）×0.55×12==100..98KNN（3.9-0.55）×0.002×（7.2--0.455）×17××18=1140.445KN（3.9-0.55）×（7.2--0.455）×0.55×6=668.855KN中间层重力荷载载代表值：：GE=4223.100+95.558+81.223+558..9+338..58+230..85+7.366+50.667+30.770+20.993+69-8850.001+9008.211+38..26+447.466+16225.188+18441.888+12555.822+2122.06++44.555+2330.233+1000.98++140..45+668.855=113370.882KNN一层的楼盖的重重力荷载的的代表值为为：楼盖层层=楼面恒载载+50%%楼面活载载+纵横梁自自重+楼面上下下各半层柱柱+楼面上下下各半层墙墙重楼面恒载：(554+0..24)×(177.7+00.24))×4..34=44223..10KNN50%楼面活载载：54××17.77×0.22×0.55=95..58KNN纵横梁自重：((3.3--0.455)×00.3×((0.5--0.122)×110×255=81..23KNN(7..2-0..45)×0.33×(0..6-0..12)×25××23=5558.99KN(5..4-0..45)×0.33×(0..5-0..12)×25××24=3338.558KN(7..2-0..45)×0.33×(0..5-0..12)×25××12=2230.885KN纵横梁的粉刷以以及装饰：：(3.3--0.455)×22×(0..5-0..12)×0.002×100×17==7.366KN(7..2-0..45)×2×((0.6--0.122)×00.02××17×223=500.67KKN(5..4-0..45)×2×((0.5--0.122)×00.02××17×224=300.70KKN(7..2-0..45)×2×((0.5--0.122)×00.02××17×112=200.93KKN(33.3-00.45))×0..5×2++(7.22-0.445)××0.6××4+((5.4--0.455)×00.5×112+((7.2--0.455)×00.5×66=69KKN减去门洞的自重重加上门窗窗的重量：：-3.6×2..4×（5.4--0.455）×12--2.4××2.4××（5.4--0.455）×9-11.8×22.4（5.4--0.455）×3-11.8×11.8×（5.4--0.455）×1==-8500.01KKN楼面上下各半层层柱：0..45×00.45××（3.9//2+4..9/2）×25××46=11024..65KNN柱的装饰和粉刷刷：(（0.455-0.224+0..45）×23××4.4++（0.455×2+00.45--0.244）×4×44.4)×0.55=43..16KNN((00.45--0.244)×889+0..45×338)××4.4××0.022×17==53.554KN楼面上下各半层层墙重：（(3.9//2+4..9/2))-0.66）×0.224×（7.2--0.455）×19××16=11871..42KNN（(3.9/2+44.9/22)-0..5）×0.224×（5.4--0.455）×19××24=22112..74KNN（(3.9/2+44.9/22)-0..5）×0.224×（7.2--0.455）×19××12=11440..50KNN楼面上下各半层层墙的粉刷刷以及装饰饰：（(3.9//2+4..9/2))-0.66）×0.002×（7.2--0.455）×17××28=2244.119KN（(3.9//2+4..9/2))-0.66）×（7.2--0.455）×0.55×4=551.3KKN（(3.9/2+44.9/22)-0..5）×0.002×（5.4--0.455）×19××36=2264.110KN（(3.9/2+44.9/22)-0..5）×（5.4--0.455）×0.55×12==115..83KNN（(3.9/2+44.9/22)-0..5）×0.002×（7.2--0.455）×17××18=1161.111KN（(3.9/2+44.9/22)-0..5）×（7.2--0.455）×0.55×6=778.988KN底层重力荷载代代表值：GE=4223.100+95.558+81.223+558..9+338..58+230..85+7.366+50.667+30.770+20.993+69-8850.001+10024.665+433.16++53.554+18871.442+21112.774+14440.550+2444.199+51..3+2664.100+1155.83++161..11+778.988=123318.441KNN重力荷载代表值值计算简图图如图所示示图4.5重力荷荷载代表值值计算简图图4.6自振周周期的计算算根据土的类型和和建筑场地地的覆盖层层厚度可判判定建筑场场地类别为为Ⅱ类场地，咸咸宁市的抗抗震设防烈烈度为7度，设计计基本地震震加速度为为0.100g，，设计地地震分组为为第一组，抗抗震等级三三级。则其其特征周期期为Tg=0.355s。采用顶点位移法法，顶点的的位移计算算如下表所所示，其中中=0.5546m，运用顶点点位移法即即：（s）表4.6楼层位移移的计算楼层重力荷载代表值值（KN）楼层剪力（KN）楼层侧移刚度(KN/m)层间位移(m)楼层位移(m)69673.39673.348.9140.01980.5460511370.88221044.11248.9140.04300.5262411370.88232414.99448.9140.06630.4832311370.88243785.77648.9140.08950.4169211370.88255156.55848.9140.11280.3274112318.44167474.99931.440.21460.214667474.9994.7水平地地震作用计计算以及弹弹性侧移验验算根据土的类型和和建筑场地地的覆盖层层厚度可判判定建筑场场地类别为为Ⅱ类场地，威威海市的抗抗震设防烈烈度为7度，设计计基本地震震加速度为为0.100g，，设计计地震分组组为第一组组，抗震等等级三级。则其特征周期为Tg=0.35s该地区的设防烈度为7度，查表可知，水平地震影响系数最大值=0.08。由于＜T1＜5Tg,所以地震影响系数α1=（0.35/0.894）0.9×αmax，令该建筑结构的阻尼比ξ=0.05，γ=0.9，其中阻尼调整系数为1.0。α1=（0.35/0.894）0.9×0.08=0.034。该结构的总重力荷载代表值为GE=12318.41+11370.82×4+9673.3=67474.99KN由底部剪力法计计算公式可可知，底部部总剪力为为FEK=α1××GEq=α1×0.885×GEE=00.0344×0.885×677474..99=11950..03KNN。因为T1=0.8894ss>1.4××Tg=11.4×00.35=0..49ss，顶部附加加地震作用用系数δn=0..08TT1+0.007=0..142所以考虑虑结构顶层层附加作用用，每榀框框架所承受受的地震力力可按下式式计算至各各层节点处处：Fi=×FEEK（1-δn）Fn=δδn×FEKK1=0..142××19500.03==276..9KN计算过程如下：：H1=4.9m，G1=122318..41KKNH2=4.9++3.99=8.8m，G2=111370..82KKNH3=8.8+3..9=12.77m，G3=1113700.82KNH4=12.7+3..9=16.66m，G4=1113700.82KKNH5=16.66+3..9=20.55m，G5=1113700.82KNH6=20.55+3..9=24.44m，G6=99673..3KNNG1×H1=1123188.41××4.9=603360.221KN··mG2×H2=1113700.82××8.8==1000063..22KNN·mG3×H3=111370..82×112.7==1444409.441KN··mG4×H4=1113700.82××16.66=18887555.61KKN·mG5×H5=111370..82×220.5=23331011.81KKN·mG6×H6=99673..3×244.4==2366028..52KNN·m∑Gj×Hj=603360.221+10000633.22++1444409.441+18887555.61++2331101.881+23360288.52=9627188.78KKN·m(j==1、2、3、4、5、6)因为FEK1=2499.36KKN，所以以作用在各各层节点处处的地震剪剪力如下：：Fi=×FEEK（1-δn）F1=（603360.221/96627188.78）×19550.033×(1--0.1442)==1044.88KKNF2=（1000063..22/99627118.788）×19550.033×(1--0.1442)=173..88KNNF3=（1444409..41/99627118.788）×19550.033×(1--0.1442)=250..93KNNF4=（1888755..61/99627118.788）×19550.033×(1--0.1442)==328..09KNNF5=（2333101..81/99627118.788）×19550.033×(11-0.1142)==405..14KNNF6=（2366028..52/99627118.788）×19550.033×(1--0.1442)=4410.220KN计算结果如下表表所示：表4.7地震作用用下的层间间位移楼层层高（m）Fi(KN)(KN)(KN/m))层间侧移位移角63.9410.20687.148.9140.00141/278553.9405.141092.24448.9140.00221/177243.9328.091420.33348.9140.00291/134433.9250.931671.26648.9140.00341/114723.9173.881845.14448.9140.00381/102614.9104.881950.03331.440.00621/790层间侧移角最大大值1/7990<1//550满足要求求5.框架结构的内力力计算5.1恒荷载载作用下的的内力计算算恒荷载为竖向荷荷载，内力力计算时采采用弯矩二二次分配法法进行计算算：图7.11恒荷载载作用下框框架结构的的计算简图图先要将三角形荷荷载和梯形形荷载转化化为矩形荷荷载，等效效过程如图图所示图7.12等效效荷载示意意图其中α=，LL1为5.4mm，L2为7.2mm，则α=0.3375，则则1-2×α2+α3=0.7771因此二到六层的的边跨梁的的等效荷载载：0.771×223.444+21..22=339.299KN/mm中间跨梁的等效效荷载：5/8×114.322+3.111=122.06KKN/m顶层边跨梁的等等效荷载：：0.771×331.277+3.993=288.04KKN/m中间跨梁的等效效荷载：5/8×119.111+3.111=155.05KKN/m因此恒荷载作用用下的等效效荷载简图图如下图所所示：恒荷载作作用下的等等效荷载简简图恒荷载作用下的的内力计算算过程如下下：因为框架结构和和荷载对称称，因此取取半跨进行行分析，计计算分配系系数、固端端弯矩。将各节点不平衡衡弯矩进行行第一次分分配。将分配弯矩向相相邻远端传传递，传递递系数为11/2。将各节点因传递递弯矩而产产生的新的的不平衡弯弯矩进行第第二次分配配，使各节节点处于平平衡状态。将各杆端的固定定弯矩、分分配弯矩和和传递弯矩矩相加，即即可得到各各杆端弯矩矩。弯矩二次分配法法的计算过过程如下图图所示：（1）固端弯矩的计计算：计算各梁端在恒恒荷载作用用下的固端端弯矩，计计算结果如如下：M6AB=--(1/112)××28.004×7..22=--121..1KN··mM6BA=1221.1KKN·mM6BBC==-(11/3)×15..05×11.6522=--13.77KN··mM6BCC中=--(1/66)×115.055×1.6652=--6.9KN·mmMAB=-((1/122)×339.299×7.222=--169..7KN··mMBA=1699.7KNN·mMBC=-((1/3))×122.06××1.6552=--10.99KN··mMBCC中=--(1/66)×112.066×1.6652=--5.5KN·mm弯矩分配系数的的计算对于边跨梁的边边柱的顶端端的分配系系数为=4×420000+4××246000=26664000=0.631，=0.3369对于边跨梁的边边柱的一般般层的分配配系数为=24600××4+244600××4+422000××4=36648000=0.270，=0.2270，=0.4460对于边跨梁的边边柱的底层层的分配系系数为=24600××4+199500××4+422000××4=34444000=0.286，=0.2226，=0.4488对于边跨梁的中中柱的顶端端的分配系系数为=42000××4+533100××2+244600××4=37726000=0.451，=0.2285，=0.2264对于边跨梁的边边柱的一般般层的分配配系数为=24600××8+533100××2+422000××4=47710000=0.357，=0.2225，=0.2209，=0.2209对于边跨梁的边边柱的底层层的分配系系数为=42000××4+199500××4+533100××2+244600××4=45506000=0.373，=0.2236，=0.1173，=0.22185.2恒荷载载的弯矩二二次分配层数边节点中节点第六层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁滑动分配系数0.3690.6310.4510.2640.285固端弯矩-121.1121.1-13.7-6.9分配弯矩44.6976.41-48.44-28.35-30.61传递弯矩22.91-24.2238.21-16.6030.61分配弯矩0.480.83-9.75-5.71-6.16杆端弯矩68.08-68.08101.12-50.66-50.4723.71第五层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-169.7169.7-10.9-5.5分配弯矩45.8245.8278.06-56.69-33.19-33.19-35.73传递弯矩22.3522.91-28.3539.03-14.18-16.6035.73分配弯矩-4.57-4.57-7.78-2.95-1.72-1.72-1.86杆端弯矩63.664.16-127.777149.09-49.09-51.51-48.4930.23第四层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-169.7169.7-10.9-5.5分配弯矩45.8245.8278.06-56.69-33.19-33.19-35.73传递弯矩22.9122.91-28.3539.03-16.60-16.6035.73分配弯矩-4.72-4.72-8.04-2.08-1.22-1.22-1.31杆端弯矩64.0164.01-128.033149.96-51.01-51.01-47.9430.23第三层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-169.7169.7-10.9-5.5分配弯矩45.8245.8278.06-56.69-33.19-33.19-35.73传递弯矩22.9122.91-28.3539.03-16.60-16.6035.73分配弯矩-4.72-4.72-8.04-2.08-1.22-1.22-1.31杆端弯矩64.0164.01-128.033149.96-51.01-51.01-47.9430.23第二层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-169.7169.7-10.9-5.5分配弯矩45.8245.8278.06-56.69-33.19-33.19-35.73传递弯矩22.9124.27-28.3539.03-16.60-17.3135.73分配弯矩-5.08-5.08-8.66-1.83-1.07-1.07-1.15杆端弯矩63.6565.01-128.655150.21-50.86-51.57-47.7830.23第一层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2860.2260.4880.3730.2180.1730.236固端弯矩-169.7169.7-10.9-5.5分配弯矩48.5338.3582.81-59.23-34.62-27.47-37.48传递弯矩22.91-29.6241.41-16.6037.48分配弯矩1.921.523.27-9.25-5.41-4.29-5.86杆端弯矩73.3639.87-113.244142.63-56.63-31.76-54.2431.98固端19.18-13.745.3梁端剪剪力和柱的的轴力梁端剪力可根据据梁上竖向向荷载引起起的剪力与与梁端弯矩矩引起的剪剪力相叠加加而得，而而柱轴力可可由梁端剪剪力和节点点集中力叠叠加得到，计计算恒载作作用时的柱柱底轴力，要要考虑柱的的自重。恒载作用下梁的的剪力以及及柱的轴力力、剪力计计算1.端剪力由两部分分组成：荷载引起的剪力力，计算公公式为：，分分别为矩形形和梯形荷荷载，分别为矩矩形和三角角形荷载弯矩引起的剪力力，计算原原理是杆件件弯矩平衡衡，即AB跨BCC跨因为BC跨两端弯弯矩相等，故故2.柱的轴力计算：：顶层柱顶轴力由由节点剪力力和节点集集中力叠加加得到，柱柱底轴力为为柱顶轴力力加上柱的的自重。其其余层轴力力计算同顶顶层，但需需要考虑该该层上部柱柱的轴力的的传递。3.柱的剪力计算柱的剪力力：式中，、分别为为经弯矩分分配后柱的的上下端弯弯矩，为柱柱的长度。荷载引起的剪力力：第六层：1/22×3.993×7..2+(331.277×7.22)/2××(1-00.3755)=844.51KN1/2×3.111×3..3+1//4×199.11××3.3==20.990KNN第一到五层：11/2×221.222×7.22+(233.44××7.2))/2×((1-0..375))=1299.13KN1/2×3.111×3..3+1//4×144.32××3.3==16.995KN弯矩引起的剪力力，AB跨第六层：=-((-68..08+1101.112)/77.2=--4.599KN第五层：=-((-1277.77++149..09)//7.2==-2.996KN第四层:=--(-1228.033+1499.96))/7.22=-3..05KNN第三层:=--(-1228.033+1499.96))/7.22=-3..05KNN第二层：=-((-1288.65++150..21)//7.2==-2.999KN第一层：=-((-1133.24++142..63)//7.2==-4.008KN由荷载引起由弯矩引起总剪力柱子轴力层次AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱684.5120.90-4.59079.9289.120.90158.55202.275129.1316.95-2.960126.17132.0916.95401.79522.134129.1316.95-3.050126.08132.1816.95644.94842.083129.1316.95-3.050126.08132.1816.95888.091162.0332129.1316.95-2.990126.14132.1216.951131.31481.9221129.1316.95-4.080125.05133.2116.951373.4221802.91398.2331827.711恒荷载作作用下的梁梁端剪力和和柱的轴力力5.4恒荷载载的弯矩调调幅层次6181.70-68.08101.1297.1-61.7794.81-52.5080.59116.525254.60-127.777149.09116.17-118.933140.25-101.099119.21139.404254.60-128.033149.96115.61-119.199141.12-101.311119.95138.733254.60-128.033149.96115.61-119.199141.12-101.311119.95138.732254.60-128.655150.21115.17-119.811141.37-101.844120.16138.201254.60-113.244142.63126.67-104.400133.79-88.74113.72152.00其中跨中中的层次6-50.4750.4723.71-47.0847.08-40.0240.0221.345-48.4948.4930.23-45.7845.78-38.9138.9127.214-47.9447.9430.23-45.2345.23-38.4538.4527.213-47.9447.9430.23-45.2345.23-38.4538.4527.212-47.7847.7830.23-45.0745.07-38.3138.3127.211-52.2452.2431.98-49.5349.53-42.1042.1028.785.5活荷载载作用下的的内力计算算因此二到六层的的边跨梁的的等效荷载载：0.771×110.8==8.333KN/mm中间跨梁的等效效荷载：5/8×88.25==5.166KN/mm顶层边跨梁的等等效荷载：：0.771×22.7=22.08KKN/m中间跨梁的等效效荷载：5/8×11.65==1.033KN/mm活荷载的等效荷荷载简图活荷载的的等效荷载载图形计算各梁端在活活荷载作用用下的固端端弯矩，计计算结果如如下：M6AB=-(1/12)××2.088×7.22=-99.0KNN·mM6BA=9..0KN··mM6BBC=-(1/3)×1.003×1.6552=-00.9KKN·mM6BBC中=-(1/6)×1.003×1.6552=-00.5KKN·mMAB=-(1/12)××8.333×7.22=-336.0KKN·mMBA=36.00KN·mMBCC=-(1/3)×5.116×1.6552=-44.68KKN·mMBCC中=-(1/6)×5.116×1.6552=-22.34KN·mm5.6活荷载载的弯矩二二次分配层数边节点中节点第六层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁滑动分配系数0.3690.6310.4510.2640.285固端弯矩-9.09.0-0.9-0.5分配弯矩3.325.68-3.65-2.14-2.31传递弯矩4.86-1.832.84-3.282.31分配弯矩-1.12-1.910.200.120.13杆端弯矩7.06-7.068.39-5.3-3.081.81第五层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-3636-4.68-2.34分配弯矩9.729.7216.56-11.18-6.55-6.55-7.05传递弯矩1.664.86-5.598.28-1.07-3.287.05分配弯矩-0.25-0.25-0.43-1.41-0.83-0.83-0.89杆端弯矩11.1314.33-25.4631.69-8.45-10.66-12.624.71第四层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-3636-4.68-2.34分配弯矩9.729.7216.56-11.18-6.55-6.55-7.05传递弯矩4.864.86-5.598.28-3.28-3.287.05分配弯矩-1.12-1.12-1.90-0.61-0.36-0.36-0.39杆端弯矩13.4613.46-26.9332.49-10.19-10.19-12.124.71第三层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-3636-4.68-2.34分配弯矩9.729.7216.56-11.18-6.55-6.55-7.05传递弯矩4.864.86-5.598.28-3.28-3.287.05分配弯矩-1.12-1.12-1.90-0.61-0.36-0.36-0.39杆端弯矩13.4613.46-26.9332.49-10.19-10.19-12.124.71第二层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2700.2700.4600.3570.2090.2090.225固端弯矩-3636-4.68-2.34分配弯矩9.729.7216.56-11.18-6.55-6.55-7.05传递弯矩4.865.15-5.598.28-3.28-3.427.05分配弯矩-1.19-1.19-2.03-0.56-0.33-0.33-0.36杆端弯矩13.3913.68-27.0632.54-10.16-10.3-12.094.71第一层位置上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.2860.2260.4880.3730.2180.1730.236固端弯矩-3636-4.68-2.34分配弯矩10.308.1417.57-11.68-6.83-5.42-7.39传递弯矩4.86-5.848.79-3.287.39分配弯矩0.280.220.48-2.06-1.20-0.95-1.30杆端弯矩15.448.36-23.7931.05-11.31-6.37-13.375.05固端4.07-2.715.7活荷载载引起的梁梁端剪力和和柱的轴力力第六层：(22.7×7.2))/2×(1-0..375))=6.008KNN1/4×1.665×3.3==1.366KN第一到五层：(10..8×7.2))/2×(1-0..375))=24..3KNN1/4×8.225×3.3==6.811KN活荷载引起的弯弯矩而引起起的剪力，AB跨第六层：=-((-7.006+8..39)//7.2==-0.118KN第五层：=-(