长春市装饰学院图书馆设计计算书

吉林建筑工程学院建筑装饰学院毕业设计设计题目：长春市装饰学院图书馆学生：指导教师：专业：土木工程（建筑工程2021级09班）2021年6月吉林建筑工程学院建筑装饰学院毕业设计第一部分建筑设计总说明吉林建筑工程学院建筑装饰学院毕业设计第二部分结构设计计算书吉林建筑工程学院建筑装饰学院毕业设计第三部分施工组织设计目录摘要------------------------------------------1前言-------------------------------------------3第一部分建筑设计------------------------------4第一章设计总说明-------------------------------------41.1工程概况-------------------------------------------41.2建筑物功能与特点------------------------------------41.3设计资料-------------------------------------------51.4工程做法-------------------------------------------51.5其它-----------------------------------------------6第二章设计内容---------------------------------------------7第二部分结构部分------------------------------8第一章工程概况---------------------------------------81.1工程概况-------------------------------------------81.2设计条件-------------------------------------------8第二章构件尺寸确定及荷载汇集-------------------------92.1结构布置-------------------------------------------92.2初估截面尺寸---------------------------------------92.3荷载计算------------------------------------------112.4重力荷载代表值------------------------------------14第三章框架侧移刚度计算-------------------------------153.1框架侧移刚度计算-----------------------------------15第四章水平荷载作用下内力和侧移计算-------------------164.1水平地震作用下内力和侧移计算----------------------164.2风荷载作用下内力和侧移计算------------------------20第五章竖向荷载作用下内力计算----------------------245.1计算单元------------------------------------------245.2荷载计算------------------------------------------275.3内力计算------------------------------------------29第六章内力组合及内力调整--------------------------316.1结构抗震等级--------------------------------------316.2框架梁内力组合------------------------------------316.3框架柱内力组合------------------------------------38第七章截面设计-----------------------------------417.1框架梁--------------------------------------------417.2框架柱---------------------------------------------47第八章楼板设计-----------------------------------588.1设计条件与荷载计算---------------------------------588.2单向板设计----------------------------------------598.3双向板设计-----------------------------------------61第九章楼梯设计------------------------------------649.1梯段板计算----------------------------------------649.2平台板计算----------------------------------------659.2平台梁计算----------------------------------------66第十章基础设计------------------------------------6810.110.2B柱下独基设计------------------------------------7010.摘要本设计为长春市装饰学院图书馆，总建筑面积1695.36㎡，建筑高度15.30m。建筑设计考虑建筑使用功能要求主要进行了平面设计，为了满足采光和美观需求，将建筑布置为工字型形布局。结构设计主要进行了结构方案中横向框架2轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载、活荷载）作用下的结构内力组合，找出最不利的一组进行截面设计时，柱按偏压构件计算，为保证延性框架要“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件强锚固的设计原则，且满足构造要求，然后根据结果计算进行配筋并绘图。此外还进行了室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制，以及地基基础，采用柱下独立基础，过廊采用联合基础。施工组织设计主要进行了施工方案设计、施工现场总平面布置图的设计和施工进度计划的编制。关键词：建筑设计结构设计抗震设计施工组织设计 1AbstractThisdesignislongspringCitydecoratecollegelibrary,totalbuildingarea1695.36㎡,buildingheight15.30m.Buildingdesignconsiderationbuildingusagefunctionrequestmaincarriedonflatsurfacedesign,forthesakeofsatisfyadoptlightandbeautyneed,arrangethebuildingfortheworkmatrixformlayout.StructuredesignmaincarriedonastructureprojectCentralCross-Islandhighwaytowardtheanti-earthquakeofframe2stalkframesdesign.Aftermakesureframelayout,forerunnerlinelayerthelotuscarryrepresentativevalueofcalculation,immediatelyaftermakeuseofthetopmoveamethodtobegcomefromearthquakeperiod,thenshearadintmethodcalculationlevelearthquakeaccordingtothebottomthelotuscarryafunctiontodescendsizeandthenbeginthelevellotuscarryunderthefunctionofdintinsidethestructure.(curvedJu,sheardint,stalkdint)ImmediatelyaftercalculationtheShuistowardthelotuscarry(theHengcarry,livealotustocarry)underthefunctionofthedintinthestructurecombination,findoutmostdisadvantageousofwhen1setcarryonpiecenoodlesdesign,pillarpressbepartialtopressaGoupiececalculation,forassurancetheductilityframewant"strongshearweakcurved,strongpillarweakbeam,strongnodeweakGoupiecethestrongnchormanbesolidofdesignprinciple,andsatisfystructurerequest,thenaccordingtoresultcalculationcarryongoingtogetherwithJinandpainting.Inadditionstillcarriedonanindoorstairsofdesign,completionterraceplank,stepssegmentplank,terracebeametc.GoupieceofinsidedintwithgotogetherwithJincalculationandconstructionthediagramdraw,andfoundationfoundation,adoptionpillarbottomindependencefoundation,leadgalleryadoptionconsociationfoundation.Constructionorganizationdesignmaincarriedonconstructionprojectdesign,constructionthespottotaltheflatsurfacearrangediagramofdesignandconstructionprogressplanofdrawup.Keyword:Buildingdesignstructuredesignanti-earthquakedesignconstructionorganizationdesign 2前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结和综合应用。本组毕业设计题目为《长春市装饰学院图书馆》。在毕设前期，我复习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《基础工程》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计，本组成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的整理，并用电脑绘图并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、结构选型、平面布置、结构设计计算、施工方案确定等，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了相关专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD、天正及PKPM，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。由于结构设计的计算工作量较大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己专业水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指导。二零二一年六月十日3第一部分建筑设计第一章建筑设计总说明1.1、工程概况：工程名称：长春市装饰学院图书馆；工程位置：吉林省长春市；工程总面积：1695.36㎡，主楼高度14.87m,每层层高3.6m；结构形式：现浇整体框架。1.2、建筑物功能与特点：该拟建的建筑位于长春市市内，设计内容：此楼为图书馆，此建筑占地面积1695.36m2，总建筑面积为6781.44m2平面设计建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向7.5m、9m横向8.4m、7.8m的柱距，满足建筑开间模数和进深的要求。2、立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求，外墙面根据《98J1——工程做法》选用涂料饰面。3、防火防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m，大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设6个消火栓，最大间距25m,满足间距50m的要求。4、抗震建筑的平立面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震要求。屋面屋面形式为平屋顶；平屋顶排水坡度为2%，排水坡度的形式为垫置坡度，排水方式为内排水。屋面做法采用《98J1——工程做法》中柔性防水，聚苯乙烯泡沫塑料板保温层屋面。中庭上方采用钢结构玻璃屋面，具体尺寸、做法已现场实际尺寸为准。1.3、设计资料1、工程地质条件：详见地质勘查报告。2、抗震设防：7度，抗震等级：三级3、防火等级：二级4、建筑物类型：乙类5、基本风压：W0=0.65KN/m2，主导风向：西北风6、基本雪压：S0=0.35KN/m27、冻土深度：－1.62m8、楼面活荷：办公室：2.5KN/m2；书库5.0KN/m21.4、工程做法1、屋面做法——高聚物改性沥青卷材防水=1\*GB3①30厚细石混凝土保护层=2\*GB3②20厚水泥砂浆找平=3\*GB3③4厚高聚物改性沥青卷材防水层=4\*GB3④珍珠岩找2%坡，最薄处30厚=5\*GB3⑤80厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温层⑥20厚1：3水泥砂浆层找平层⑦2厚高聚物改性沥青卷材隔气层⑧钢筋混凝土板2、楼面做法（1）房间、走道楼面——铺地砖①水泥细砂浆贴地面砖，素水泥浆勾缝②撒素水泥面（洒适量清水）③20厚1:4干硬性水泥砂浆结合层④钢筋混凝土楼板（2）卫生间楼面——铺地砖①8厚地砖楼面，干水泥擦缝②撒素水泥面（洒适量清水）③20厚1:4干硬性水泥砂浆结合层④60厚C20细石混凝土向地漏找平，最薄处30厚⑤聚氨酯三遍涂膜防水层厚1.5～1.8或用其他防水涂料防水层，防水层周边卷起高150⑥20厚1:3水泥砂浆找平层，四周抹小八字角⑦现浇钢筋混凝土楼板（3）内外墙面做法——混合砂浆刮大白①内墙刮大白②2厚纸筋（麻刀）灰抹面③9厚1:3石灰膏砂浆④5厚1:3:9水泥石膏砂浆打底划出纹理（4）散水做法：混凝土散水①50厚C15混凝土撒1:1水泥砂子，压实赶光②80厚碎石灌浆③300厚炉渣垫层④素土夯实向外坡3%1.5、其它：1、凡本图未表明地方均遵照国家有关规范，规程施工.2、对本图所提供的门窗类别、材料、室内外装修材料及做法，由其它原因变更时应由建设单位会同设计单位商定后进行调整.3、本工程采用标准图无论采用局部或全部，施工中均应结合本工程协调处理.4、本工程中排水、暖通、电气、通讯等各专业,在施工过程中应协调且与土建专业预留孔洞,沟槽，避免在墙体或者楼板上凿洞及出现明线或管线相互干扰现象，准确预埋管件.5、外墙面施工前应先做出样板，待建设单位和设计单位同意后方可施工.第二章设计内容本部分设计包括建筑图纸7张建筑成果表2-1图纸名称比例图幅图号建筑总说明及总平面图见图A16-1底层平面图1：100A16-2标准层平面图1：100A16-3正立面图1：100A16-4楼梯详图1：50A16-5剖面图及节点详图见图A16-6第二部分结构部分第一章工程概况1.1、工程概况长春市装饰学院图书馆校园内，建筑总面积：1695.36㎡，主楼高度14.87m，层高均为3.6m。主体为四层的钢筋混凝土框架结构，建筑布局为工字形布置。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，填充墙采用陶粒混凝土砌块。本工程采用柱距为7.5m和9.0m,跨度为8.4m和7.8m方形柱网布置，1层层高4.2m，2～4层层高3.6m。承重方案：纵横向混合承重，纵横向都设主梁，两个方向刚度近似相等。竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。1.2、设计条件气象条件：基本风压：0.65KN/m2，基本雪压：0.35KN/m2。抗震设防：设计要求抗震设防烈度为7度。工程地质条件：见勘探地质报告屋面及楼面作法：屋面：4厚SBS防水层，20厚1：3水泥找平层，80厚阻燃聚乙烯泡沫塑料保温板，2厚SBS改性沥青隔气层，120厚钢筋混凝土屋面板，混合砂浆刮大白。楼面：10厚1：1水泥砂浆，贴地面砖素水泥檫缝，20厚1：3水泥砂浆找平层，100厚钢筋混凝土板，混合砂浆刮大白。材料：柱混凝土等级为每层C35，HRB400；梁混凝土等级为C30，HRB400；板混凝土等级为C20，HRB235；基础混凝土等级为C30，HRB335；箍筋选HRB235。第二章构件尺寸确定及荷载汇集2.1、结构布置结构布置及结构计算简图的确定，构件平面布置如图-1所示。图-1结构平面布置图2.2、初估截面尺寸1、确定梁柱截面尺寸：纵梁KL1：L=9000mm;取，;取=300mm。横梁KL2:L=8400mm取，取=300mm。次梁：取=600mm；=300mm。现浇楼板厚取120mm，满足h/l01≥1/45。层次混凝土强度等级纵梁横梁次梁1-4C30300×750300×750300×6002、估算柱截面尺寸：柱截面尺寸根据式：估算。查表可知该框架的抗震等级为三级，其轴压比限值[μN]=0.8；各层的重力荷载代表值近似取13kN/m2。由结构平面布置图可知边柱和中柱的负载面积分别为4.2×8.25㎡和8.4×8.25㎡。由此可得一层柱截面面积为（混凝土强度等级C35，ƒc=16.7N/mm2，ƒt=1.57N/mm2）边柱：边柱：取柱截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为419mm和581mm，统一取柱截面尺寸600×600mm,一至四层取柱混凝土强度等级采用C35。本设计基础选用柱下独立基础，框架结构计算二至四层柱高度即为层高，h=3.6m；一层柱高度从基础顶面算起，至一层板底：基础埋深设基础高度1m，h1=1.35+0.47-1+3.6-0.12=4.2;h2=1.24+0.47-1+3.9-0.12=4.5计算简图1计算简图22.3、荷载计算屋面及楼面的永久荷载标准值：屋面（上人）：30厚细石防水混凝土0.03×22=0.66KN/m220厚水泥砂浆保护层0.02×20=0.40KN/m24厚SBS防水卷材0.30KN/m220厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40KN/m230厚水泥珍珠岩找坡层0.03×20=0.60KN/m2120厚ESP保温板0.12×0.5=0.06KN/m22厚SBS隔气层0.30KN/m220厚1：3水泥砂浆保护层0.02×20=0.40KN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3.00KN/m220厚混合砂浆刮大白0.02×17=0.34KN/m2合计:6.46KN/m21-3层楼面：陶瓷地面砖0.16KN/m220厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40KN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3.00KN/m220厚混合砂浆刮大白0.02×17=0.34KN/m2合计:3.90KN/m2屋面及楼面的可变荷载标准值：上人屋面活荷载标准值2.00KN/m2屋面雪荷载标准值Sk=μr×S0=1.0×0.35=0.35KN/m2办公室.走廊.楼梯等活荷载标准值2.50KN/m2书库活荷载标准值5.00KN/m2屋面、楼面重力荷载计算表：计算简图1：构件S/m2G/（KN/m2）b/ml/mGi/KN屋面654.96966.460.3311.43683.5916楼面635.56563.90.3311.42137.8848楼梯间19.4041.2×3.990.8107计算简图2：构件S/m2G/（KN/m2）b/ml/mGi/KN屋面823.37766.490.3317.24726.1322楼面1030.6233.90.3409.23045.033楼梯间63.841.2×3.9298.772伸出屋面1446.490.392755.436（3）梁柱重力荷载标准值:计算简图1：层次构件B/mH/mγKN/m3βGKN/mLi/mnGi/KN∑Gi/KN1-4横梁0.30.75251.055．9067.2012510.281605.99纵梁0.30.75251.055．9066.9012489.028.43148.83次梁0.30.6251.054.7257.511238.147.2268.041柱0.60.6251.19.94.518801.90801.902~4柱0.60.6251.19.93.618641.52641.52计算简图2：层次构件B/mH/mγKN/m3βGKN/mLi/mnGi/KN∑Gi/KN1-4横梁0.30.75251.055．9067.8016737.072257.305纵梁0.30.75251.055．9066.9018733.538.403148.83次梁0.30.6251.054.7258.116612.362.7225.5151柱0.60.6251.19.94.224997.92997.922-4柱0.60.6251.19.93.624855.36855.36伸出屋面部分纵横梁0.30.75251.055.906总长73.4433.50529.89次梁0.30.6251.054.72总长20.496.39柱0.60.6251.19.938237.60237.60（4）墙体重力荷载标准值:外墙：100厚苯板保温0.1×0.5=0.05KN/m220厚水泥聚合物砂浆粘结层0.02×20=0.40KN/m2200厚陶粒砌块0.20×6=1.20KN/m220厚混合砂浆刮大白0.02×17=0.34KN/m2合计:1.99KN/m2内墙：20厚混合砂浆刮大白0.02×17=0.34KN/m2200厚陶粒砌块0.20×6=1.2KN/m220厚混合砂浆刮大白0.02×17=0.34KN/m2合计:1.88KN/m2女儿墙：100厚苯板保温0.1×0.5=0.05KN/m220厚水泥聚合物砂浆粘结层0.02×20=0.40KN/m2100厚钢筋混凝土女儿墙0.10×25=2.50KN/m220厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40KN/m24厚SBS防水卷材0.30KN/m260厚混合砂浆砌筑红砖0.06×18=1.08KN/m2合计:4.73KN/m2钢铁门单位面积重量0.45KN/㎡,木板门0.18KN/㎡，玻璃门（15mm厚）单位面积重量为25.6×0.015=0.38KN/㎡铝合金窗单位面积重力荷载0.4KN/㎡计算简图1：一层：外横墙：32.88×3.15×1.99-12×0.6×0.9×0.4=203.52KN外纵墙：79.68×3.15×1.99-1.8×2.1×0.38-2.4×2.9×0.45-0.6×0.9×16×0.4=491.45KN内横墙：1.6×2×3.15×1.88-0.9×2.1×0.45=18.09KN内纵墙：7.7×3.15×1.88=45.60KN二层：外横墙：32.88×2.85×1.99-12×0.6×0.9×0.4=183.89KN外纵墙：79.68×2.85×1.99-1.8×2.1×0.38-0.6×0.9×19×0.4=446.36KN内横墙：1.6×2×2.85×1.88-0.9×2.1×0.45=16.30KN内纵墙：7.7×2.85×1.88=41.26KN三．四层：外横墙：32.88×2.85×1.99-8×2.4×1.8×0.4=172.655KN外纵墙：79.68×2.85×1.99-（1.8×2.4×14+0.6×0.9×2）×0.4-1.5×2.1×0.38=421.76KN内横墙：1.6×2×2.85×1.88-0.9×2.1×0.45=16.30KN内纵墙：7.7×2.85×1.88=41.26KN计算简图2：一层：外横墙：17.64×2×2.85×1.99-1.8×2.1×2×0.45=196.688KN外纵墙：54.84×2×2.85×1.99-3.6×2.9×0.38-1.8×2.1×0.38-(1.8×1.8×4+2.1×1.8×14+2.4×1.8×4+1.8×0.9×2)×0.4=582.09KN内横墙：109×2.85×1.88-0.8×2.1×0.45-1×2.1×2×0.18-1.2×1.5×0.4=581.79KN内纵墙：94.4×2.85×1.88-10×1×2.1×0.18-1.5×2.1×4×0.38=497.23KN二层：外横墙：17.64×2×2.85×1.99-(1.8×1.8×2+0.9×1.8×1)×0.4=196.85KN外纵墙：54.84×2×2.85×1.99-1.8×2.1×0.38-(1.8×1.8×4+2.1×1.8×14+2.4×1.8×4+1.8×0.9×1+3×1.8×2)×0.4=582.38KN内横墙：96×2.85×1.88-0.8×2.1×0.45-1×2.1×2×0.18-1.8×2.1×0.38=511.42KN内纵墙：68.8×2.85×1.88-5×1×2.1×0.18-1.5×2×2.1×0.45=363.91KN三．四层：外横墙：17.64×2×2.85×1.99-(1.8×1.8×2+0.9×1.8×1)×0.4=196.85KN外纵墙：54.84×2×2.85×1.99-1.8×2.1×0.38-(1.8×1.8×4+2.1×1.8×14+2.4×1.8×4+1.8×0.9×1+3×1.8×2)×0.4=582.38KN内横墙：72.6×2.85×1.88-1.8×2.1×3×0.38-1.5×2.1×2×0.45-1×2×2.1×0.18=383.17KN内纵墙：44.7×2.85×1.88-1.8×2×2.1×0.38-1.5×2×2.1×0.45=233.795KN伸出屋面部分：外墙：80.6×3×1.99-（0.9×2.1×0.45+1.2×0.9×0.4）×3=477.34KN80.6×0.6×4.73=411.40KN女儿墙：简图1：12.56×0.6×4.73=319.45KN简图2：144.96×0.6×4.73=411.40KN墙体重力荷载计算表：计算简图1：层次类别Gi/KN1外横墙203.52758.66外纵墙491.45内横墙18.09内纵墙45.602外横墙183.89687.81外纵墙446.36内横墙16.30内纵墙41.263.4外横墙172.655651.975外纵墙421.76内横墙16.30内纵墙41.26女儿墙319.45计算简图2：层次类别Gi/KN1外横墙196.6881857.80外纵墙582.09内横墙581.79内纵墙497.232外横墙196.851654.56外纵墙582.382内横墙511.42内纵墙363.913.4外横墙196.851396.20外纵墙582.382内横墙383.17内纵墙233.795伸出屋面部分外墙477.34706.08女儿墙228.74女儿墙411.42.4重力荷载代表值计算简图1：G4=女儿墙+屋面+梁+1/2墙+1/2柱+1/2楼梯+屋面活荷载=319.45+3683.592+1605.99+1/2×651.957+1/2×641.52+1/2×90.812+0.35×654.9696×0.5=6415.81KNG3=楼面+墙体+梁+柱+楼梯+楼面活荷载=2137.885+651.975+1605.99+641.52+90.812+2.5×635.57×0.5=5922.64KNG2=2137.885+（687.81+651.98）×1/2+1605.99+641.52+90.81+635.57×5×0.8=7688.36KNG1=楼面+梁+1/2（1层墙+2层墙+1层柱+2层柱）+楼梯+楼面活荷载=2137.88+1605.99+1/2（758.66+687.81+801.90+641.52+90.81+638.26×5×0.8）=7821.90KN计算简图2：G5=228.74+755.44+529.89+1/2×477.34+1/2×237.60+144×0.35×0.5=1896.74KNG4=4726.13+411.40+2257.31+1/2×（477.34+1396.20）+1/2×（237.6+855.36）+1/2×298.78+823.38×0.35×0.5=9171.57KNG3=3045.03+1396.20+2257.31+855.36+298.78+903.54×2.5×0.5=8982.09KNG2=3045.03+1/2×（1396.20+1654.56）+2257.31+855.36+298.78+903.54×0.5×2.5=9111.27KNG1=3045.03+1/2×（1857.80+1654.56）+2257.31+1/2×（997.92+855.36）+0.5×2.5×903.54+298.772=9413.35KN计算简图1计算简图2第三章框架侧移刚度计算3.1、框架侧移刚度计算（计算简图1）层次层次Ec/（N/mm2）b×h/mm×mmI0/m4L/mmEcI0/l/N·mm1.5EcI0/l/N·mm2.0EcI0/l/N·mm13.00×104300×7501.06×10978004.06×10106.087×10108.12×10102~43.00×104300×7501.06×10978004.06×10106.087×10108.12×1010柱线刚度计算表：层次hc/mmEc/（N/mm2）b×h/mm×mmI0/m4EcI0/l/N·mm145003.15×104600×6001.08×10107.56×10102~436003.15×104600×6001.08×10109.45×1010中框架柱侧移刚度D值（N/mm）①计算简图1：边柱：2-4层：1层：中柱：2-4层：1层：中框架柱侧移刚度D值（N/mm）：层次边柱（8根）中柱（4根）∑DiKαcDi1KαcDi22~40.8590.3262501.7180.4624042537170011.0740.51222937.62.1470.63828582.4297830.4边框架柱侧移刚度D值（N/mm）：边柱：2-4层：1层:中柱：2-4层1层：层次边柱（4根）中柱（2根）∑DiKαcDi1KαcDi22~40.6440.244213501.2880.392343001540010.8050.465208321.6110.58526208135744横向框架层间侧移刚度D值（N/mm）：层次1234∑Di433574.4525700525700525700∑D1/∑D2=433574.4/525700=0.825>0.7，故该框架为规则框架。②计算简图2：层次层次Ec/（N/mm2）b×h/mm×mmI0/m4L/mmEcI0/l/N·mm1.5EcI0/l/N·mm2.0EcI0/l/N·mm13.00×104300×7501.06×10984003.77×10105.652×10107.52×10102~43.00×104300×7501.06×10984003.77×10105.652×10107.52×1010柱线刚度计算表：层次hc/mmEc/（N/mm2）b×h/mm×mmI0/m4EcI0/l/N·mm142003.15×104600×6001.08×10108.10×10102~436003.15×104600×6001.08×10109.45×1010计算过程同计算简图1：中框架柱侧移刚度D值（N/mm）：层次边柱（11根）中柱（5根）∑DiKαcDi1KαcDi22~40.7950.284248501.590.44338762.5467162.510.9280.48826889.81.8560.61133667.3464124.3边框架柱侧移刚度D值（N/mm）：层次边柱（3根）中柱（1根）∑DiKαcDi1KαcDi22~40.5980.23202151.1960.374327259310010.6980.44424465.31.3960.55830746.9104142.8楼梯柱侧移刚度D值（N/mm）：层次B-4C-4B-8C-8∑DiKαcDi1KαcDi2KαcDi1KαcDi22~41.3930.41135962.50.5980.23202150.9970.33329137.50.3990.166145259975011.6260.58632289.80.6980.44424465.31.1630.52628983.70.4650.391107283.7107283.7横向框架层间侧移刚度D值（N/mm）：层次1234∑Di675550.8660012.5660012.5660012.5∑D1/∑D2=675550.8/660012.5=1.023>0.7，故该框架为规则框架。第四章水平荷载作用下内力和侧移计算4.1、水平地震作用下内力和侧移计算1、横向自振周期的计算：--顶点位移法计算简图1结构顶点的假象侧移计算层次Gi/KNVgi/KN∑Di/（N/mm)△μi/mmΜi/mm46415.816415.8152570012.2138.035922．6412338.4552570023.5125.827688.3620216.8152570038.1102.317821.9027848.71433574.4064.264.2计算基本周期T1，其中的μT纲量为m，取ψT=0.6-0.7取0.72、水平地震作用及楼层地震剪力计算：本设计结构高度未超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故采用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值为：Geq=0.85∑Gi=0.85×（6415.81+5922.64+7688.36+7821.90）=23671.40KN地震影响系数，一般取值由设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类得，由长春地震烈度7度，地震影响：多遇地震得对于一般的建筑结构，阻尼比可取0.05，所以底部剪力因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s<T1=0.44s，故不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mGi/KNHiGi/KN·mHiGi/∑HiGiFi/KNVi/KN415.36415.8198161.890.371570.84570.84311.75922.6469284.890.261401.58972.4228.17688.3662275.720.235361.581334.0014.57821.9035198.550.133204.641538.643、水平地震作用下的位移验算层次Vi/KN∑Di/（N/mm)△μi/mmΜi/mmHi/mθe=△μi/hi4570.845257001.089.0236001/33333972.425257001.857.9436001/194621334.005257002.546.0936001/141711538.64433574.403.553.5545001/1268由上表可知水平地震作用下最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/1268＞，满足规范要求。计算简图2将G5折算到主体结构的顶层Ge=G5所以第4层的Gi为G4与Ge之和。结构顶点的假想侧移计算层次VGi/KN411641.1511641.15660012.517.6151.838982.0920623.24660012.531.2134.229111.2729734.51660012.545.110319413.3539147.86675550.857.957.9首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。式中，——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；——结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的85％； 底部剪力因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s<T1=0.46s，故不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mGi/KNHiGi/KN·mHiGi/∑HiGiFi/KNVi/KN5181896.7434141.320.089183.8183.84159171.57137573.550.358739.5923.3311.48982.09102395.830.266549.51472.827.89111.2771067.910.185382.21855.014.29413.3539536.070.102210.72065.7各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布3、水平地震作用下的位移验算层次Vi/KN∑Di/（N/mm)△μi/mmΜi/mmHi/mθe=△μi/hi4923.3660012.51.409.536001/257131472．8660012.52.238.136001/161421855.00660012.52.815.8736001/128112065.7675550.83.063.0642001/1373由上表可知水平地震作用下最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/1281＞，满足规范要求。将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算：柱上、下端弯矩、按下式来计算式中：—i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；y-反弯点高度比；—标准反弯点高比，根据上下梁的平均线刚度，和柱的相对线刚度的比值，总层数，该层位置查表确定。—上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁相对线刚度比值及查表得。—上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值及查表。—下层层高对该层层高的比值及查表得。需要注意的是是根据表：倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比查得。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算各层柱端弯矩及剪力计算（M量纲KN·m,V量纲KN）层次HiVi边柱中柱(m)(KN)(N/mm)Di1Vi1KyDi2Vi2Ky43.6923.3660012.52485034.760.7950.3543.881.3438762.554.221.590.4383.93111.2633.61472.8660012.52485055.450.7950.4589.83109.7938762.586.51.590.45140.13171.2723.61855.0660012.52485069.840.7950.50125.71125.7138762.5108.941.590.50196.09196.0914.22065.7675550.826889.882.220.9280.65224.46224.4633667.3102.951.8560.59255.11177.28梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁柱轴力边柱N中柱N481.3455.638.416.3116.3103153.59127.608.433.4849.7902215.54168.118.445.6795.4601246.57186.698.451.58147.040水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图所示：左地震作用下框架弯矩图左地震作用下梁端剪力及柱轴力图4.2风荷载作用下内力和侧移计算1、风荷载标准值：由荷载规范查得：基本风压ω0=0.65KN/m2，由荷载规范差得μs=0.8（迎风面）和μs=-0.5（背风面）。B类地区，本设计中房屋高度H=15m<30m,且H/B=15、17.64=0.85<1.5故该设计不考虑风压脉动的影响。风荷载沿房屋高度的分布（KN/m）框架结构分析时，按静力等效原理将图中的分布风荷载转化为节点集中荷载。计算过程如下：F1=[(3.90+2.44)+(3.6+4.2)]/2=24.73KNF2=(3.90+2.44)*1/2*3.6+[3.9+1/2(3.9+4.06)*3.6*1/2*1/2+2.44+1/2(2.44+2.54)]×1/2×1/2×3.6=22.94KNF3=1/2[4.06+1/2(3.9+4.06)]×1/2×3.6+1/2×[4.06+1/2(4.06+4.45)]*1/2*3.6+1/2[2.54+1/2(2.54+2.44)]*1.2*3.6+1/2*[2.54+1/2(2.54+2.78)]×1/2×3.6=23.93KNF4=[(4.45+1/2(4.45+4.06)]*1/2*1/2*3.6+[2.78+(2.54+2.78)*1/2]*1/2*1.2*3.6=12.73KN等效节点集中风荷载层次hi/mq1（z）/KNq2（z）/KNFi/KN43.64.452.7812.7333.64.062.5423.9323.63.902.4422.9414.23.902.4424.732、风荷载作用下的位移验算层次Fi/KNVi/KN∑Di/（N/mm)△μi/mmΜi/mm△μi/hi412.7312.7388462.50.1142.1961/25000323.9336.6688462.50.4142.0521/8696222.9459.6088462.50.6741.6381/5342124.7384.3387446.90.9640.9641/4357风荷载作用下最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/4357远小于[△μ/h]=1/550，满足规范要求。3、风荷载作用下框架内力计算以结构平面布置图中②轴线横向框架作内力计算。层次HiVi边柱中柱(m)(KN)(N/mm)Di1Vi1KyDi2Vi2Ky43.612.7388462.5248503.580.7950.354.518.3838762.55.581.590.438.6411.4533.636.6688462.52485010.300.7950.4516.6920.4038762.516.061.590.4526.0231.8023.659.6088462.52485016.740.7950.5030.1330.1338762.526.121.590.5047.0247.0214.284.3387446.926889.825.930.9280.6570.7938.1233667.332.471.8560.5980.4655.91梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁柱轴力MblMbrlVb边柱N中柱NC-4柱N48.385.737.26.43-9.272.770320.4020.227.210.32-19.596.030230.1336.527.213.46-33.059.860138.1251.477.217.19-50.2415.480左风荷载作用下框架弯矩图左风荷载作用下梁端剪力及柱轴力图第五章竖向荷载作用下框架内力计算5.1计算单元取结构平面布置图中②轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.5m，如图所示。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所示，计算单元范围内的其余楼面荷载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。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。5.2荷载计算1、恒荷载计算第4层：q1代表梁和其上墙自重，为均布荷载形式。q1=5.906kN/mq2分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载。q2=6.46×3.75=24.225kN/mP为纵梁直接传给柱的恒荷载，它包括梁自重、板自重和女儿墙等的荷载。计算如下：P1=集中力矩：M1=p1×e1=187.17×0.15=28.08KN·mM2=0第2.3层：q1=5.906kN/mq2=3.9×3.75=14.625kN/mP1= 集中力矩：M1=p1×e1=152.68×0.15=22.9KN·mM2=0第1层：q1代表梁和其上墙自重q1=5.906+1.88*2.85=11.264kN/mq2=3.9×3.75=14.625kN/mP1= 集中力矩：M1=p1×e1=152.68×0.15=22.9KN·mM2=0各层梁上作用的恒载2、活荷载计算活荷载分布如图所示：第4层：q2=2×3.75=7.5kN/mP1=3.75/2×8.4×2=31.5KNM1=p1×e1=31.5×0.15=4.73KN·mP1=3.75×8.4×2=63.0KNM2=0同理在屋面雪荷载作用下：q2=0.35×3.75=1.31kN/mP1=3.75/2×8.4×0.35=5.51KNM1=p1×e1=5.51×0.15=0.83KN·mP1=3.75×8.4×0.35=11.03KNM2=0对于第1-3层：q2=2.5×3.75=9.38kN/mP1=3.75/2×8.4×2.5=39.30KNM1=p1×e1=31.5×0.15=5.91KN·mP1=3.75×8.4×2.5=78.75KNM2=0横向框架恒载汇总表层次q1KN/Mq2KN/MP1KNP2KNM1KN·MM2KN·M45.90624.225187.17287.4828.0802-35.90614.625152.68206.8422.90111.26414.625152.68280.0722.90横向框架活载汇总表层次q2KN/MP1KNP2KNM1KN·MM2KN·M4（1.31）7.5（5.51）31.50（11.03）63.00（0.83）4.7301-39.3839.3878.755.9105.3内力计算梁端和柱端弯矩采用弯矩二次分配法来计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架，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。远端支承情况劲度系数传递系数固定4i0.5铰支3i0滑动i1竖向荷载作用下框架弯矩图（单位KN·m）恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底4126.55126.55-10.87-10.87115.68137.42115.68302.85338.49287.48323.12386.2386.23-2.96-2.9683.2789.1983.27574.44610.08529.96565.60286.2386.23-2.96-2.9683.2789.1983.27846.03881.67772.44808.081108.73108.73-6.28-6.28102.45115.01102.451136.801178.381088.151129.73注：N底＝N顶＋柱自重活载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底431.5（5.5）31.5（5.5）-2.65（0.64）-2.65（0.64）28.9（6.14）34.2（4．86）28.9（6.14）60.35（11.65）63.00（11.03）339.4039.40-1.83（0.82）-1.83（0.82）37.57（38.58）41.23（40.22）37.57（38.58）137.30（89.61）141.75（89.78）239.4039.40-1.83-1.8337.5741．2337.57214.25（166.56）220.50（168.53）136.4036.402.322.3237.0841.7237.08290.71（243.02）299.25（247.28）第六章内力组合及内力调整6.1结构抗震等级结构的抗震等级根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素查表确定，本工程的框架为三级抗震等级。6.2框架梁内力组合根据以上内力计算结果，对各梁柱各控制截面上的内力进行组合，其中梁的控制截面为梁端及跨中，柱的控制截面为柱顶和柱底。框架梁内力组合表层次截面位置内力SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26(SQk+SWk)1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkV=ηvb(Mbl+Mbr）/ln+VGb→←→←一层AM-95.08-34.42±68.25±246.57-71.47-243.46185.79-455.29-162.78-162.28224.26V102.4537.08±14.25±51.58151.71187.6278.134212.24175.39174.85B左M-137.30-50.03±-51.47±186.69-292.65-162.95-437.4847.92-235.39-234.80V115.0141.72±14.25±51.58208.53172.62230.1095.99196.98196.42跨间MAB150.76121.72272.85168.93124.99125.19二层AM-83.86-37.05±46.82±215.5488.32206.31157.34403.06-150.26-139.53218.57V83.2737.57±9.92±45.67134.76159.7663.10181.84149.98152.52B左M-107.69-49.71±36.52±168.11-237.88-145.85-377.5959.49-195.09-198.82V89.1941.23±9.92±45.67171.48146.48191.1472.40161.64164.75跨间MAB164.27148.96268.82193.10150.71154.06四层AM-95.10（3.06）-24.46±8.38±81.34-134.38-155.50-23.05-234.54-152.85-148.36202.66V115.68（6.14）-28.85±1.68±16.31149.91177.28134.92177.33185.02179.21B左M-168.16（-7.38）-42.26±5.73±55.63-262.30-247.77-299.47-154.83-269.28-260.96V137.42（4.86）34.15±1.68±16.31210.05205.82206.59164.19219.67212.71跨间MAB129.20123.62176.77130.47114.92120.83表中MAB为AB跨的跨间的最大正弯矩，M以下部受拉为正，V以向上为正下面以第一层AB跨梁考虑地震作用组合为例，说明各内力组合方法，并求出跨间最大正弯矩。q1=11.264×1.2=13.517KN/mq2=1.2×（14.625+0.5×9.38）=23.184KN/m左震：右震： 剪力计算：AB净跨：ln=8.4-0.6=7.8m左震：右震：横向框架A柱弯矩和内力组合层次截面位置内力SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26(SQk+SWk)1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmaxNminNmax→←→←NMM四层柱顶M90.8025.84（3.83）±8.38±81.34130.96152.0834.23245.71148.42145.14245.7134.23148.42N302.8560.35（11.65）±1.68±16.31437.34441.58414.64457.04469.20447.91457.04414.64469.20柱底M-55.41-21.52（-0.69）±4.51±43.8-87.92-99.29-35.38-149.26-96.32-96.62-149.26-35.38-96.32N338.4960.35（11.65）±1.68±16.31480.11484．35457.41499.81517.31490.68499.81457.41517.31三层柱顶M31.4019.37（1.23）±20.40±109.7936.3887.79-81.80203.6561.7664.80203.65-81.80203.65N574.44137.30（89.61）±7.05±49.79853.44871.21789.36918.82912.79881.55918.82789.36918.82柱底M-37.53-19.97±16.69±89.83-49.17-91.2347.78-185.78-70.64-72.99-185.7847.78-185.78N610.08137.30（89.61）±7.05±49.79896.21913.98832.13961.59960.91924.32961.59832.13961.59二层柱顶M44.4020.43±30.13±125.7141.06116.99-85.62241.2280.3781.88241.22-85.62241.22N846.03214.25（166.56）±16.97±95.461263.811306.571148.241396.441356.391336.791396.441148．241396.44柱底M-59.74-24.05±30.13±125.71-64.03-139.95-62.88-263.97-104.70-105.36-263.97-62.88-263.97N881.67214.25（166.56）±16.97±95.461306.581349.341191.001439.201404.501357.951439.201191.001439.20一层柱顶M36.1113.06±38.12±120.8611.76107.82-98.11216.1261.8161.62216.12-98.11216.12N1136.80290.71（243.02）±31.22±147.041691.121769.791521.861904.161825.391771.151904.161521.861904.16柱底M-18.06-6.53±70.79±224.4659.30-119.10262.29-321.31-30.91-30.81-321.31262.29-321.31N1178.38290.71（243.02）±31.22±147.041741.011819.691571.761954.061881.521821.051954.061571.761954.06表中M以左侧受拉为正，单位KN·m,N以受压为正，单位为KN，SQK括号内值为雪载。层次截面位置内力SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26(SQk+SWk)1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmaxNminNmax→←→←NMM四层柱顶M00±11.45±111.26-14.4314.43-144.64144.6400144.64144.6414.43N287.4863.0000424.36424.36420.58420.58451.00433.18420.58420.58424.36柱底M00±8.64±83.93-10.8910.89-109.11109.1100109.11109.1110.89N323.1263.0000467.12467.12463.34463.34499.21475.94463.34463.34467.12三层柱顶M00±31.80±171.27-40.0740.07-222.65222.6500222.65222.6540.07N529.96141.7500814.56814.56806.05806.05857.20834.40806.05806.05814.56柱底M00±26.02±140.13-32.79-32.79-182.17-182.1700182.17182.1732.79N565.60141.7500857.33857.33848.82848.82877.03877.17848.82848.82857.33二层柱顶M00±47.02±196.09-59.2559.25-254.92254.9200254.92254.9259.25N772.44220.50001204.761204.761191.531191.531263.301235.631191.531191.531204.76柱底M00±47.02±196.09-59.2559.