土木工程毕业设计计算书-河北省邯郸市十层框架宾馆设计10335平米

PAGEPAGEI摘要本设计为河北省邯郸市高新宾馆设计。全楼主体共十层，建筑面积为10335.46㎡。设计分为两部分：第一部分是建筑部分，包括对建筑的周围环境设计、建筑的平面设计、建筑的立面设计、建筑剖面设计，建筑构造做法及材料的选用。本建筑设计采用了内廊式的平面组合，使宾馆内各房间相对独立、安静，不被穿越但又有一定的联系，建筑布局因地制宜，灵活布置，功能分区明确、流线清晰、便于管理，满足使用要求，特别是消防和疏散要求。第二部分为结构设计，本设计的结构采用横向框架承重体系，选取一榀框架进行水平力和竖向力计算，并进行内力组合，以确定最不利内力，并进行截面设计。包括框架梁、板、柱、楼梯、雨篷及基础的截面设计等。墙体采用粉煤灰蒸压加气混凝土砌块砌筑，有利于减轻建筑物自重；其中对框架梁、板、柱的设计都采用了比较常用的弹性理论方案。本设计为7度抗震设防烈度设计，因此设计过程中还进行了地震作用下弹性位移验算和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。设计后达到了强度、刚度和稳定性方面的要求。关键词：建筑框架混凝土抗震设计全套图纸加V信153893706或扣3346389411目录摘要 I第1章建筑设计 11.1建筑的总平面设计 11.2建筑平面设计 11.2.1房间的平面设计 11.2.2楼梯设计 21.3建筑立面设计 31.4建筑剖面设计 3第2章结构设计说明 42.1框架的承重方案 42.2梁柱截面尺寸的确定 42.3框架结构的计算简图 52.4结构计算 5第3章工程概况及结构布置 73.1工程概况 73.2结构的布置及计算简图 7第4章重力荷载的计算 94.1屋面及楼面的永久荷载标准值 94.2屋面及楼面可变荷载的标准值 104.3梁、柱、墙、门的重力荷载计算 104.4重力荷载代表值 12第5章侧移刚度的计算 135.1横向框架侧移刚度的计算 135.2柱的侧移刚度计算 14第6章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 166.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 166.1.1横向自振周期的计算 166.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算 176.1.3水平地震作用下的位移验算 196.1.4水平地震作用下框架内力计算 206.2横向风荷载作用下框架结构内力和位移的计算 246.2.1风荷载标准值 246.2.2风荷载作用下的水平位移 276.2.3风荷载作用下框架结构内力计算 28第7章竖向荷载作用下框架结构的内力计算 327.1计算单元 327.2荷载计算 337.3弯矩计算 387.3.1恒荷载作用下的内力计算 387.3.2活荷载作用下的内力计算 397.4内力计算 407.5梁端剪力及柱轴力计算 40第8章横向框架的内力组合 488.1结构抗震等级 488.2框架梁的内力组合 488.3框架柱内力组合 55第9章截面设计 669.1框架梁设计 669.1.1梁的正截面受弯承载力计算 669.1.2梁斜截面受剪承载力计算 689.2框架柱设计 719.2.1剪跨比和轴压比验算 719.2.2正截面承载力计算 729.2.3柱斜截面受剪承载力计算 769.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 79第10章罕遇地震作用下弹塑性变形验算 8210.1罕遇地震作用下的楼层剪力 8210.2楼层受剪承载力计算 83第11章楼梯设计 8711.1梯段板设计 8711.2平台板设计 8911.3平台梁设计 90第12章雨篷的设计及承载力验算 9212.1雨篷板的设计及承载力的验算 9212.2雨篷梁设计及承载力计算 9312.3雨蓬抗倾覆验算 97第13章楼板的设计 9813.1楼板类型的选择 9813.2设计参数 9813.3弯矩计算 9913.4截面设计 101第14章基础设计 104结论 109参考文献 1100附录一： 1111第1章建筑设计1.1建筑的总平面设计(1)根据地形考虑，该地段地处邯郸市高新技术开发区内主入口的南侧，北临高新区内城市广场，西临邯郸市东环大街，其它两侧为办公用地，地理位置十分优越。考虑到已有建筑，所以正立面和左侧立面依城市主要街道而设，更加突出了此宾馆选址的优越。(2)为满足使用要求及当地规划部门的要求，在宾馆正面留有足够的空间设置相应的停车场地。(3)为创造一个良好舒适的环境，在用地范围内布置适当的绿化,以及布置景观小品设计和园林绿化设计，并适当考虑与城市绿化带的相互关系，创造一个和谐、舒适的环境。1.2建筑平面设计建筑平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的，即有机地组合内部使用空间，使其更能满足使用者的要求，本设计是从平面设计入手，着眼于建筑空间的组合，结合高层宾馆的具体特点进行设计。本设计按照各基本单元空间的功能性质、使用顺序进行功能分析和功能分区。处理好各建筑空间的关系，合理组织好交通流线，使各种流线符合使用顺序并做到简洁明确、顺畅直接、不交叉迂回，避免相互干扰，并布置良好的朝向，满足采光和通风条件。1.2.1房间的平面设计根据设计任务书中对建筑总面积、层数及房间数量及使用面积的要求，对各个房间在每层平面中所占的比例初步确定每层及各房间的面积、形状与尺寸，根据功能分析、流线分析等进行平面组合设计。首先确定组合方式。且为了提供一个较舒适宽敞的的住宿的空间，使得内部的各种功能划分比较灵活，本设计采用了开间7.8m,进深为7.2m柱网，且采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块对大空间进行隔断，其材料较轻并有很好的隔音效果。基于以上各项要求本设计的平面为矩形。楼梯设计在大厅内体现了导向明确、疏散快捷方便的理念。1.2.2楼梯设计根据人流出行和疏散的要求，有大厅的显著位置设置有电梯和楼梯，电梯参数确定客梯为2400mm×2500mm，且设置了一部消防楼梯，依据《建筑设计防火规范》设封闭式楼梯间兼消防与疏散,乙级防火门向楼梯间开启,设前室33.61m2(1)根据《旅馆建筑设计规范》中确定楼梯的踏步尺寸与楼梯段净宽：旅馆的楼梯踏步高度底层取175mm,宽度取300mm。其它层楼梯踏步高度取150mm，宽度取300mm；单跑踏步数均为12。(2)楼梯形式的选择应便于疏散迅速、安全，尽量减少交通面积并有利于房间平面布置，根据高层旅馆的平面的布置、形状与尺寸，确定楼梯形式为两跑楼梯。(3)确定楼梯开间进深尺寸，在满足各种功能要求的情况下将开间尺寸定为3900mm，则梯段宽度为1740mm；根据平台宽度大于等于梯段宽度的规定，平台宽度亦取1760mm。(4)楼梯踏步数：首层踏步数：第一跑梯段踏步数为2100/175=12；第二跑梯段踏步数是2100/175=12；标准层踏步数：第一跑踏步数为1800/150=12；第二跑梯段踏步数是1800/150=12；(5)梯段长度：首层梯段长度（12－1）×300=3300mm标准层梯段长度：（12－1）×300=3300mm(6)确定楼梯间的位置楼梯应布置均匀、位置明显、空间导向性强，有利于人员的出行的疏散。本设计的楼梯入口设置在了大厅内，并在另一侧设有楼楼，并满足防火间距的要求。1.3建筑立面设计高层旅馆建筑和其它公共建筑一样,不仅能给人们提供工作、活动空间,满足使用要求,而且能够反映出建筑的主题思想。在满足使用要求的同时，照顾到立面造型，本设计的的底层层高为4.2m，标准层的层高为3.6m。建筑体型设计是高层旅馆建筑设计中的重要环节。建筑体型是建筑空间组合的外在因素,它是内在诸因素的反映。建筑的内部空间与外部体型是建筑造型艺术处理问题中的矛盾双方,是互为依存不可分割的,往往完美和谐的建筑艺术形象,总是内部空间合乎逻辑的反映。立面设计是反映整个建筑的一个方面,是生动的、富有表现力的信息来源。通过立面门、窗及各种构配件的位置、大小、外形等变化,使建筑的外观与使用功能、经济技术的合理性达到统一,给人以简洁、明快、朴素、大方的感受。立面处理的好坏,将影响建筑设计的效果。1.4建筑剖面设计剖面设计的目的主要是确定内部空间的使用高度，以确保建筑空间的满足使用要求，考虑到旅馆是人流密集的公共建筑，要求有空调，消防等设备高度及主梁的高度，吊顶等。所以确定底层层高为4.2m，以上每层层高为3.6m第2章结构设计说明2.1框架的承重方案本设计采用框架结构承重体系，根据框架结构的承重体系的不同，可分为横向框架承重体系纵向框架承重体系和纵横向框架承重体系。根据本设计的结构布置特点，采用横向框架承重体系。2.2梁柱截面尺寸的确定楼盖和屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度选用100mm。梁截面高度按跨度的1/8～1/12进行估算，宽度取b=(1/2～1/3)h。柱的截面尺寸按公式进行估算。-框架柱轴压比限值。本设计为二级抗震，查《抗震规范》，取值为0.8，柱的截面尺寸由下式边柱：中柱：式中A-柱的负荷面积（)n-柱上的层数q-重力荷载代表值()取第一层柱截面边柱：中柱：取截面为正方形,则边柱和中柱的截面尺寸为535mm和567mm。各层柱的截面尺寸变化范围在100～150之间。由此估算框架梁和柱的截面尺寸，并考虑其它因素影响，在设计中的取值见表2-1。表2-1梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁纵梁次梁C35ABCDBC350700300500C35300600300500表2-2柱的截面尺寸(mm)层次混凝土等级1层C408008002~7层C357007008~10层C356006002.3框架结构的计算简图计算简图用梁柱轴线表示,梁柱轴线取各自的形心线。对于与钢筋混凝土楼盖整体现浇的框架梁，可取楼板底面处作为梁轴线。底层的框架柱取自基础的顶面。由于各层柱的截面尺寸不同而导致形心线不重合时，取顶层柱的形心作为柱子的轴线。按此计算简图计算出的内力是计算简图轴线上的内力，由于此轴线不一定是各截面的形心线，所以在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面形心处的内力，即计入上、下柱截面形心间的偏心距对弯矩的影响。2.4结构计算本设计进行了重力荷载代表值计算，水平地震作用的计算，风荷载的计算，水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算，竖向荷载作用下框架的内力计算，框架梁和框架柱的内力组合。梁和柱的的截面设计及一些小构件的计算，包括楼梯、雨篷、楼板和基础的计算。并进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。第3章工程概况及结构布置3.1工程概况建设地点：河北省邯郸市建筑类型：框架填充墙结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。主体结构10层，底层层高m，其余各层为m。局部突出的塔楼为电梯机房和水箱间，层高为3.9m。门窗：门为木门，部分为钢制防火门，窗为铝合金窗。材料选用：框架柱底层选用C40混凝土，2～10层选用C35混凝土。框架梁在底层用C40混凝土，210层用C35混凝土。受力钢筋采用HRB335和HRB400级钢筋。箍筋采用HPB235级钢筋。钢筋的连接优先采用焊接。柱网：本建筑采用内廊式平面组合，柱距为7.8m,边跨跨度为7.2m，中间跨度为2.1m。自然条件：基本风压为，基本雪压为。地质条件：建筑场地为二类场地，设防烈度为7度，地震分组为第二组。基本地震加速度为，水平地震影响系数为=。3.2结构的布置及计算简图根据该建筑的使用功能和建筑设计的要求，进行了建筑的平面、立面及剖面设计。主体结构共10层，底层层高为4.2m，其余各层层高3.6m,主体高度为36.6m。填充墙外墙采用390厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑，内填充墙采用190厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑，底层窗高2.5m,其余各层窗高2.0m。在计算简图中，2～10层的柱高为层高，即3.6m,底层柱高从基础顶面至一层板底，即5.8m。其计算简图见2-1图。图2-1结构计算简图第4章重力荷载的计算4.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面永久荷载标准值（上人）30厚细石混凝土保护层三毡四油防水层20厚水泥找平层150厚水泥蛭石保温层100厚钢筋混凝土结构层V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2合计4.85KN/m2客房部分：3～9层楼面木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm)100厚钢筋混凝土结构层V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2合计3.45KN/m2餐厅、办公、走道部分磨光大理石板20厚，水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥水泥浆结构层一道1.16KN/m2100厚现浇钢筋混凝土结构层V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2合计3.91KN/m2卫生间：陶瓷锦砖5厚，铺实拍平，干水泥擦缝1：3干硬水泥砂浆结合层30厚表面撒水泥粉聚氨脂防水层1.5厚1：3水泥砂浆找坡层，最薄处20厚1.70KN/m2100厚现浇钢筋混凝土结构层20厚石灰砂浆板底抹灰0.02×17=0.34KN/m2合计4.54KN/m24.2屋面及楼面可变荷载的标准值楼面活荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值屋面雪荷载标准值（为屋面积雪荷载分布系数）梁柱的密度蒸压粉煤灰加气混凝土砌块4.3梁、柱、墙、门的重力荷载计算梁、柱重量按其尺寸及材料容重标准值确定。梁两侧面层重量也应计入梁自重内，墙体重量可根据厚度及材料容重标准值确定，其两侧的面层应计入墙体自重内。本设计的的墙体采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块填充，以砌块厚度和材料标准值计入墙体自重，门、窗按其材料、种类、规格，按《荷载规范》进行计算。计算结果见表4-1。表4-1梁、柱重力荷载代表值层次构件b/mh/mrKN/mgKN/mLi/mn/KN/KN1层柱0.80.8251.0516.85.8322204.164730.87纵梁0.350.7251.056.437.0281260.28横梁0.30.6251.054.736.416483.840.30.5251.053.942.1866.19次梁0.30.5251.053.947.113389.800.30.5251.053.946.014380.602层柱0.70.7251.0512.863.6321440.324009.57纵梁0.350.35251.056.437.1281278.28横梁0.30.6251.054.736.516491.280.30.5251.053.942.1866.19次梁0.30.5251.053.946.614364.060.30.5251.053.947.113368.803~7层柱0.70.7251.0512.863.61928461.9119685.26纵梁0.350.7251.056.437.1843848.80横梁0.30.6251.054.736.5962951.520.30.5251.053.942.140330.96次梁0.30.5251.053.944.5681205.610.30.5251.053.947.1701958.230.20.3251.051.582.2220762.308~10层柱0.60.6251.059.453.6963175.2110324.82纵梁0.350.7251.056.437.2843888.92横梁0.30.6251.054.736.6481496.880.30.5251.053.942.124198.58次梁0.30.5251.053.947.2421191.460.30.5251.053.947.112335.720.20.3251.051.582.21138.12注：表中为考虑梁柱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；梁长度取净长；柱长度取层高。4.4重力荷载代表值重力荷载代表值是集中于各楼层标高处的重力荷载为计算单元范围内各层楼面的重力荷载代表值及其上、下各半层的墙柱重量。图4-1重力荷载代表值计算Gi时，各可变荷载的组合系数查相应的规范采用，无论是否是上人层面，其屋面上可变荷载均取雪荷载。外墙为390mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，内墙面为20mm厚抹灰，外墙面贴瓷砖（0.5KN/m2)，则外墙单位面积重力荷载为内墙为190mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，两侧均为20mm厚抹灰。则内墙的单位面积重力荷载为第5章侧移刚度的计算5.1横向框架侧移刚度的计算横向框架梁线刚度ib计算过程见表5-1；柱的线刚度ic计算过程见表5-2。C40:C30:表5-1横梁线刚度ib计算类别层次Ec/N/mm2b×h/mm2Io/mm4l/m边横梁13.25×104300×6005.4×10970002~103.15×104300×6005.4×1097200走道梁13.25×104300×5003.125×10921002~103.15×104300×5003.125×1092100续表5-1横梁线刚度ib计算类别层次EcIo/l/N.mm1.5EcIo/l/N.mm2EcIo/l/N.mm边横梁12.43×10103.65×10104.86×10102~102.36×10103.54×10104.72×1010走道梁14.84×10107.26×10109.68×10102~104.69×10107.04×10109.38×10108表5-2柱的线刚度ic计算层次hc/mmEc/N/mm2b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/N.mm158003.25×104800×8003.4×101019.05×10102~736003.15×104700×7002.0×101017.5×10108~1036003.15×104600×6001.08×10109.45×1010注：ic柱的线刚度Ic=EcIc/h,Ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。5.2柱的侧移刚度计算柱的侧移刚度按下式计算确定式中系数由下表确定表5-3柱侧移刚度修正系数位置边柱中柱一般层底层（固接）根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱以及电梯柱等。柱的侧移刚度计算结果见表5-4、5-5和5-6。表5-4中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（10根）中柱（10根）αcDi1αcDi28～100.4990.202175001.4920.427373635486253～70.2690.119192820.8120.2884666765949020.2740.121193330.8200.2904699166324010.2520.334226970.5080.40227963506599表5-5边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次A-1，A-15，D-15B-1，B-15，C-15αcDi1αcDi28~100.3740.158138251.1190.359314131357133~70.2010.09143830.6010.2323726815495520.2120.095153930.6120.2343791715993110.1930.315214060.3820.37125143139646表5-6楼电梯间框架侧移刚度D值（N/mm）层次C-9，C-11C-1D-9，D-11，D-1αcDi1αcDi2αcDi38~100.7510.273238880.7400.271236250.3720.156136501123503~70.4040.168272220.4860.195315970.2130.0911458312979020.3420.145234950.5730.221356480.3020.1342106414583010.7610.456309870.4710.389265020.3840.37225143163905将上述各种不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得各层层间侧移刚度，见表5-7。表5-7横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次12345∑Di810150969000944235944235944235层次678910∑Di944235944235796687796687796687由上表可见，∑D1/∑D2=0.836>0.7,该框架为规则框架。第6章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算6.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算6.1.1横向自振周期的计算由公式将折算到主体结构的顶层，。表6-1结构顶点的假想位移计算层次Gi/KNVGi/KN∑Di/(N/mm)△ui/mmui/mm1010171.6410171.6479668712.8686.6910860.9021032.5479668726.4667.8810860.9031893.4479668740.0641.4711080.5042973.9494423545.5601.0612084.3155058.2594423558.3555.9512084.3167142.5694423571.1497.6412084.3179226.8794423583.9426.5312084.3191311.1894423596.0342.6211987.51103298.69969000106.6246.6110378.05113676.74810150140.0140.0按式计算周期，的量纲为，取=0.7，为计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移（）；为结构基本自振周期考虑非承重墙的影响的折减系数。6.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算本结构主体结构在40m以下，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主。用底部剪力法计算水平地震作用。由公式计算总水平地震作用标准值，其中为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值；为结构等效总重力荷载，多质点应取总重力荷载代表值的85%。=96481.8KN建筑场地为第二类，得，地震设防烈度为7度，查得，则=因为,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=0.08=0.0884各质点的水平地震作用按下式计算具体的计算过程见表6-2，各楼层地震剪力按进行计算。图6-1（a）水平地震作用分布图6-1(b)层间剪力分布表6-2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算层次Hi/mGi/KNGiHi/KN.mGiHi/∑GiHiFi/KNVi/KN42.11096.4346159.700.018587.8687.861038.28907.30340258.860.136645.861194.43934.610860.90375787.140.150712.351906.63831.010860.90367687.900.147698.102604.73727.411080.50303605.700.123584.133188.86623.812084.31287606.580.115546.143735.00520.212084.31244103.060.099470.154205.07416.612084.31200599.550.080379.924585.07313.012084.31157096.030.063299.194884.2629.411987.51112682.590.045213.715097.9715.810378.0560192.690.024113.985211.95各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋层高分见图6-16.1.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的间位移和顶点位移公式表中计算的各层的层间弹性位移角应满足，为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的层间弹性位移，h为计算楼层高度，为弹性层间位移角的限值。按上式计算的框架各层层间位移应满足规范要求，当不满足时，说明梁、柱截面尺寸偏小，应调整梁、柱截面尺寸或提高混凝土等级，并重新计算。表6-3横向水平地震作用下的位移计算层次Vi/KN∑Di/(N/mm)△ui/mmui/mmhi/mθe=ui/hi101194.437966870.9235.473600391391906.637966871.8034.553600200082604.737966872.7132.753600133373188.869442352.9230.053600124163735.009442353.5127.153600102854205.079442353.9623.65360090944585.079442354.3716.69360082434884.269442354.6815.32360076925097.979690004.7810.64360075315211.958101505.865.865800989由上表可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为1/753〈1/550，满足要求。6.1.4水平地震作用下框架内力计算在框架平面布置图中，以eq\o\ac(○,7)轴线横向框架为例，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩按式M其中取自表5-4，取自表5-7，层间剪力Vi取自表6-2,各层柱反弯点的高度比y按式确定，其中由规范查得，为上、下层梁线刚度变化的反弯点高度比的修正值；和为上、下层高度变化时反弯点高度比的修正值；本设计中底层柱需考虑修正值，第二层柱需考虑和其余柱无需修正，各层柱的柱端弯矩计算见表6-4、6-5。表6-4各层柱端弯矩及轴力计算表层次hi/mVi/KNDij/N/mm边柱Di2Vi2yMi2bMi2u103.61194.437966871750016.120.4990.2514.5143.5293.61906.637966871750031.760.4990.3540.1074.3283.62604.737966871750047.090.4990.4067.81101.7173.63188.869442351928255.700.2690.3876.21124.3263.63735.009442351928266.860.2690.4096.27144.4253.64205.079442351928276.460.2690.45123.86147.4343.64585.079442351928284.230.2690.45136.40166.7233.64884.269442351928290.320.2690.53172.30152.8023.65097.979690001933392.510.2740.78259.7473.2615.85211.9581015022697113.810.2550.92607.8960.98表6-5各层柱端弯矩及轴力计算表层次hi/mVi/KNDij/N/mm中柱Di2Vi2yMi2bMi2u103.61194.437966873736334.471.4920.4252.1271.9793.61906.637966873736367.811.4920.45109.85134.2683.62604.7379668737363100.541.4920.47170.11191.8373.63188.8694423546667134.820.810.45218.41266.9463.63735.0094423546667161.810.810.45262.13320.6053.64205.0794423546667184.050.810.50333.12333.1243.64585.0794423546667203.810.810.50366.86366.8633.64884.2694423546667218.600.810.50393.48393.4823.65097.9796900046991224.850.820.56445.16320.5515.85211.9581015027963163.910.5080.65617.90332.85梁端弯矩、剪力及轴力分别按下式计算：其中梁线刚度取自表5-1，具体计算结果见表6-6。图6-2水平地震作用下的弯矩图图6-3水平地震作用下的剪力及轴力图.表6-6梁端弯矩、剪力及轴力的计算层次边梁走道梁柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVb边柱N中柱N1043.5224.097.29.3932.6232.622.131.06-9.39-21.67988.8362.397.220.9084.7384.732.180.69-30.29-81.468141.8189.877.232.20122.17122.172.1116.35-62.93-165.617192.13146.307.247.00198.26198.262.1188.82-109.49-307.436220.63180.437.255.69245.30245.302.1233.62-165.18-484.365243.70199.267.264.52270.72270.722.1257.83-229.70-678.874290.58234.227.272.90318.62318.622.1303.45-302.60-909.223289.20255.207.275.61346.81346.812.1330.30-378.21-1163.912245.56180.497.259.20244.26244.262.1232.17-437.41-1336.881320.72256.627.280.20348.26348.262.1331.67-517.61-1588.36注：（1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱子为拉力；对应的右侧两根柱子为压力。（2）表中M单位为KN.m，V单外为KN，N单位为KN，l单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图剪力图及轴力图见6-2图、6-3图。6.2横向风荷载作用下框架结构内力和位移的计算6.2.1风荷载标准值风荷载标准值按式计算。基本风压，类场地，查得；，，查得，，背面。则建筑结构在高度处的风振系数，按下式计算。仍取eq\o\ac(○,7)轴线框架，其负载宽度为7.8米，由式，得沿房屋高度的分布风荷载标准值,根据各楼层标高处的高度，查得，代入上式可得各楼层标高处的，见下表6-7，沿高度分布见图6-2。表6-7沿房屋高度分布风荷载标准值层次Hi/mHi/Hμzβzq1(z)/kN.mq2(z)/KN.m1038.21.001.5351.3995.3623.352934.60.9061.4801.3725.0643.163831.00.8121.4341.3514.8323.021727.40.7171.3801.3234.5512.843623.80.6231.2561.3124.1102.572520.20.5291.2531.2613.9422.461416.60.4341.1751.2213.5842.243313.00.3401.0841.1923.2212.01129.40.2461.001.1532.8711.79315.80.1521.001.0822.6961.684<<荷载规范>>规定对于高度大于30米且高度比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本设计房屋高度H=38.2m>30m，H/B=2.06>1.5,因此该房屋框架应考虑风压脉动的影响。由上表可见，沿房屋高度在1.08~1.399范围内变化，即风压脉动影响较大，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分布风荷载转化为节点集中荷载，如第8层的集中荷载F8的计算过程如下：+=27.90KN图6-4风荷载沿房屋高度的分布（单位：KN/m）图6-5等效节点集中风荷载（单位：KN）6.2.2风荷载作用下的水平位移由图所示的水平荷载,由公式计算层间剪力，然后依据表5-7求出eq\o\ac(○,7)轴线框架的层间侧移刚度,再按式计算各层的相对侧移刚度和绝对侧移刚度,计算结果见表6-8。表6-8风荷载作用下框架层间剪力及侧移刚度计算层次12345Fi/KN18.4516.7818.5020.5922.50Vi/KN219.60201.14184.36165.86145.27∑D/（N/mm）101320132648131898131898131898△ui/mm2.171.501.401.261.10Ui/mm2.173.675.076.337.43△ui/hi1/26731/24001/25711/28571/3272层次678910Fi/KN24.026.2127.9029.4218.45Vi/KN122.2798.7772.5644.6615.24∑D/（N/mm）131898131898109725109725109725△ui/mm0.930.750.660.400.14Ui/mm8.369.119.7710.1710.30△ui/hi1/38701/48001/54551/90001/25899由上表可见风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/2400,远小于1/550,满足规范要求。6.2.3风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下的框架结构内力计算过程与水平地震荷载作用相同。各层柱端弯矩及轴力计算见表6-9和6-10。梁端弯矩、剪力及轴力计算见表6-9、6-10、6-11。横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力图见图6-6和6-7。表6-9各层柱端弯矩及轴力计算层次hi/mVi/KNDij/N/mm边柱Di1Vi1yMi1bMi1u103.615.24109725175002.430.4990.252.186.5693.644.66109725175007.120.4990.358.9716.7083.672.561097251750011.570.4990.4016.7024.9973.698.771318981928214.410.2690.3819.6932.1463.6122.771318981928217.910.2690.4025.7938.6853.6145.271318981928221.230.2690.4534.3941.9243.6165.861318981928224.210.2690.4539.2247.9433.6184.361318981928226.720.2690.5350.9845.2123.6201.141326481933329.310.2740.7882.3023.2115.8219.601013202269749.190.2550.852205.3435.82表6-10各层柱端弯矩及轴力计算层次hi/mVi/KNDij/N/mm中柱Di2Vi2yMi2bMi2u103.615.24109725373635.191.4920.427.8510.8493.644.661097253736315.211.4920.4524.6430.1283.672.561097253736324.701.4920.4741.8047.1373.698.771318984666734.950.810.4556.6169.2063.6122.771318984666743.430.810.4570.3685.9953.6145.271318984666751.400.810.5092.5292.5243.6165.861318984666758.680.810.50105.62105.6233.6184.361318984666765.230.810.50117.41117.4123.6201.141326484699171.250.810.50128.25128.2513.6219.601013202796360.610.820.50228.49123.04表6-11梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁轴力MblMbrlVbMblMbrlVb边柱中柱106.563.627.21.414.894.892.14.66-1.41-3.25918.8812.677.24.3817.3517.352.116.53-5.79-15.40833.9623.997.28.0432.6732.672.131.11-13.83-38.47748.8437.127.211.9450.5650.562.147.87-25.77-74.40658.3747.667.214.7364.8264.822.161.73-40.50-121.40567.7154.497.216.9774.1874.182.170.65-57.47-175.08482.3366.277.220.6490.1290.122.185.91-78.11-240.35384.4374.477.222.07101.33101.332.196.50-100.18-314.78274.1954.567.217.8874.2774.272.170.73-118.06-367.631118.12111.327.231.87151.37151.372.1144.16-149.93-479.92图6-6水平风荷载作用下的弯矩图图6-7水平风荷载作用下的剪力及轴力图第7章竖向荷载作用下框架结构的内力计算7.1计算单元取eq\o\ac(○,7)轴线横向框架进行计算,计算单元宽度取7.8m,由于房间内布置有次梁,故直接传给框架的楼面荷载如下图所示。计算单元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。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此框架节点还有集中力矩。图7-1横向框架计算单元7.2荷载计算因在AB、CD跨处标准客房内卫生间内孔洞及两侧的内梁格均较小,为简化计算可不考虑其分担板的荷载，而将其自身及其上的墙体的荷载传递到两端的梁，忽略洞口的存在。1恒载计算图7-2各层梁上作用的恒荷载对第10层，、代表横梁自重，为均布荷载形式。=4.73KN/m=3.94KN/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,且由图示的几何关系所得P1、P2分别为边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒荷载,它包括梁自重、楼板自重和女儿墙等重力荷载。计算如下在客房部分有截面300mm500mm的次梁,对卫生间的隔墙起支承作用,此梁对横梁产生一集中力,则集中力矩对8～9层,q包括梁自重和其上横梁自重,为均布荷载,其它计算方法同10层集中力矩为对于2～7层对于1层2活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图图7-3各层梁上作用的活荷载对于第10层同理,在屋面雪荷载作用下对于8～9层对于2～7层对于1层将计算结果汇总,见表7-1、7-2。表7-1横向框架恒载汇总表层次/KN/m/KN/m/KN/m/KN/m/KN/KN/KN/KN.m/KN.m104.733.9418.910.19165.9154.528.3420.719.3899.253.9413.468.2157.8183.628.3419.722.95279.253.9413.468.2157.8183.0728.3427.632.019.253.9413.468.2160.74187.9828.3436.242.3表7-2横向框架活载汇总表层次/KN/m/KN/m/KN/KN/KN.m/KN.m107.8(1.7)4.2(0.63)30.42(4.56)44.6(6.69)3.8(0.57)5.58(0.84)897.84.230.4244.63.85.58277.84.230.4244.65.327.817.84.230.4244.66.810注：表中括号内数值为对应于屋面雪荷载作用情况。7.3弯矩计算7.3.1恒荷载作用下的内力计算等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。。对于第10层==92.23KN.m对于1～9层=98.1KN7.3.2活荷载作用下的内力计算对于1～10层,7.4内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于结构对称，故计算时取半边框架，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而得。计算柱轴力还要考虑柱的自重。7.5梁端剪力及柱轴力计算1恒载作用下如第10层,由荷载引起的剪力由集中力引起的剪力由弯矩引起的剪力值柱A轴力:N顶=165.9+71.58=237.48KN柱重:0.6×0.6×3.6×25=32.4KNN底=N顶+32.4=237.48+32.4=269.88KN柱B轴力:N顶=154.5+9.49+76.7=240.69KNN底=240.69+32.4=273.09KN其它层的计算方法同10层,计算结果汇总于表7-2和表7-4。2活荷载作用下以第10层为例,荷载引起的剪力AB跨:BC跨:柱A轴力:N顶=N底=30.42+20.48=50.9KN柱B轴力:N顶=N底=44.6+2.21+20.48=67.18KN其它层的计算方法同第10层,计算结果汇总于表7-3和表7-4。表7-2恒载作用下梁端剪力（KN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨1071.5876.709.49-2.53069.0579.239.49973.5778.638.44-1.99071.5880.628.44873.5778.638.44-2.20071.3780.608.44773.5778.638.44-1.97071.3680.588.44673.5778.638.44-1.95071.6280.588.44573.5778.638.44-1.96071.6180.598.44473.5778.638.44-1.96071.6180.598.44373.5778.638.44-1.96071.6180.598.44273.5778.638.44-1.96071.6180.598.44173.5778.638.44-1.98071.5980.618.44表7-3活荷载作用下梁端剪力（KN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨1020.482.21-0.436020.0420.922.21920.482.21-0.11020.3720.592.21820.482.21-0.18020.3020.662.21720.482.21-0.11020.3720.592.21620.482.21-0.05020.4320.532.21520.482.21-0.08020.4020.562.21420.482.21-0.08020.4020.562.21320.482.21-0.08020.4020.562.21220.482.21-0.076020.4020.552.21120.482.21-0.109020.3720.592.21表7-4恒荷载及活荷载各自作用下的柱轴力层次恒荷载作用下柱轴力活荷载作用下柱轴力A柱B柱A柱B柱N顶N底N顶N底N顶=N底N顶=N底10237.48269.88240.69273.0950.9067.189501.22533.62543.79576.19101.80134.368764.96797.36846.89879.29152.70201.5471028.701072.801149.481193.56203.60268.7261304.141348.241463.731507.83254.50335.9051579.581623.681778.001822.10305.40403.0841855.021899.122092.232136.33356.30470.2632130.462174.562406.502450.60407.20537.4422405.902450.002720.772764.87458.10604.6212684.262777.063039.953132.75559.90672.24图7-4恒载作用下的弯矩二次分配表续图7-4恒载作用下的弯矩二次分配表图7-5活载作用下的弯矩二次分配表续图7-5活载作用下的弯矩二次分配表图7-6恒荷载作用下的弯矩图图7-7活荷载作用下的弯矩图第8章横向框架的内力组合8.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素,查看相应资料可知,本工程的框架为地级抗震等级。8.2框架梁的内力组合框架梁的内力组合中本方案考虑了四种内力组合,即，,及。对于本工程，这种组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑。各层梁的内力组合结果见表8-1。表中、中梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8，因为考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，在竖向荷载作用下可以适当降低梁新局面弯矩，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象）。为梁端剪力增大系数，抗震等级为二级时取1.2。跨间最大弯矩值的计算以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程。计算理论：根据梁端弯矩的组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。对支座负弯矩按相应的组合情情况进行计算。由梯形荷载转化为均布荷载，由下列公式求得在均布荷载和集中荷载作用下，如下图所示图8-1在均布和集中荷载作用下由上式求得的，设x为最大弯矩至支座A支的距离当x＞4.7时,令求得x值。由当时，令求得x值。由同时，三角形分布荷载和均布荷载作用下，、x、的计算公式图8-2在三角形分布荷载和集中荷载作用下由下式求得：本例中，梁上荷载设计值左震当时，令11.05-29.29x=0x=0.38m右震当x＞4.7时,令219.53-34.01-29.29x=0x=6.33m剪力计算:AB净跨左震=-5.4KN右震表8-1框架梁内力组合表层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)→←一层AM-88.87-20.88118.12320.7215.88-281.78V71.5920.3731.8780.2071.42151.73M-100.30-20.50111.32256.62-287.71-7.19V80.8620.5931.8780.20162.8382.52M-8.49-1.94151.37348.26178.09-203.36V8.442.21144.16331.67-168.73194.55跨间M143.60124.23V139.41139.41三层AM-90.10-21.2484.83289.20-28.45-241.71V71.6120.4022.0775.6183.83139.44M-101.40-21.7074.47255.20-242.85-55.19V80.5920.5622.0775.61150.4294.81M-7.88-1.82101.33346.81115.93-139.43V8.442.2196.50330.30-108.68134.50跨间M165.85112.99V86.3286.32续表8-1框架梁内力组合表层次截面内力RE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQKV→←一层AM223.33-402.10-140.85-135.88194.34V-4.59151.79117.02114.43M-350.15150.24-156.91-150.46V160.003.62129.41125.56M331.04-348.07-13.40-12.90319.81V-314.79331.9713.6013.22跨间M224.92157.89136.13131.35V332.64332.699.239.15三层AM191.34-372.60-142.84-137.80169.81V-0.09147.35117.07114.49M-349.85147.80-158.59-152.06V155.508.06129.36125.49M330.22-346.05-12.46-12.00248.54V-313.45330.6313.6013.22跨间M194.11147.01122.14118.07V330.46330.468.788.78续表8-1框架梁内力组合表层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)→←八层AM-86.60-20.3233.96141.81-86.73-172.31V71.3720.308.0432.20101.10121.35M-99.10-21.3023.9989.87-175.99-115.53V80.8320.668.0432.20133.16112.90M-13.50-2.6832.67122.1721.59-60.74V8.442.2131.11116.35-26.2952.11跨间M89.2684.79V54.0954.09十层AM-75.13-18.176.5643.52-104.78-121.32V69.0520.041.419.39106.33109.89M-89.90-20.683.6224.00-138.50-129.38V79.2320.921.419.39123.21119.66M-22.40-4.984.8932.62-26.99-38.32V9.492.214.6631.068.3020.20跨间M57.5355.52V5.325.32续表8-1框架梁内力组合表层次截面内力RE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQKV→←八层AM51.18-225.35-137.23-132.36124.73V41.97104.76116.65114.06M-186.39-11.15-115.08-148.74V113.4450.65129.78125.92M105.76-132.47-20.91-19.95142.26V104.85122.0313.6013.22跨间M101.7592.5380.3376.30V112.85112.859.689.68十层AM-33.36-118.23-119.60-115.5992.09V62.0080.32113.26110.92M-113.70-66.73-142.05-136.83V89.8871.57127.88124.36M9.39-54.21-35.22-33.8587.33V-20.7539.8215.0214.48跨间M60.6654.6460.5262.69V50.3450.3412.5012.50注：表中8.3框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个截面，每个截面上有M、N、V。按下式进行组合。式中：、、为由恒荷、楼面活载及风荷载在柱端截面产生的弯矩标准值；、NQK、NWK为由恒载、楼面活荷及风载标准值在柱端产生的轴力标准值；MGE、NGE、MEK、NEK为由重力荷载代表值及水平地震作用标准值在柱端截面产生的弯矩、轴力标准值。由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上述组合中求出下列最不利内力：(1)、及相应的N。(2)、Nmax及相应的M。表8-2横向框架A柱的弯矩和轴力组合层次截面内力SGKSQKSwkSEK1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQk10柱顶M72.3118.906.5643.52116.52113.26N237.4850.901.419.39371.49356.59柱底M-51.19-12.762.1814.51-81.87-79.39N269.8850.901.419.39415.24395.629柱顶M40.729.5316.7074.3264.5062.21N501.22101.805.7930.29778.47743.92柱底M-47.28-11.358.9740.10-75.18-72.69N533.62101.805.7930.29822.19782.948柱顶M41.3210.0024.99101.7165.8063.69N764.96152.7013.8362.491185.391132.35柱底M-35.14-8.6516.7067.81-56.09-54.39N797.36152.7013.8362.491229.141170.277柱顶M49.2315.8232.14124.3282.2881.29N1028.70203.6025.77109.491592.351519.67柱底M-45.26-12.2819.6976.21-73.38-71.56N1072.80203.6025.77109.491651.881572.336柱顶M40.399.3038.68144.4263.8361.59N1304.40254.5040.50165.182015.441921.62柱底M-42.51-10.6125.7096.27-67.99-65.92N1348.24254.5040.50165.182074.621974.535柱顶M42.5110.6141.92147.4367.9965.94N1579.58305.4057.47229.702437.832323.51柱底M-42.51-10.6134.39123.86-67.99-65.92N1623.68305.4057.47229.722497.402375.614柱顶M42.5110.6147.94166.7267.9965.95N1855.02356.3078.11302.602860.582725.68柱底M-42.51-10.6139.22136.40-67.99-65.96N1899.12356.3078.11302.602920.112778.733柱顶M42.5110.6145.21152.8067.9965.98N2130.46407.20100.18377.213283.323126.76柱底M-43.63-10.6650.98172.30-69.56-67.30N2174.56407.20100.18377.213342.863179.622柱顶M41.0810.5523.2173.2666.0164.30N2405.90458.10118.06437.413706.703528.34柱底M-45.78-11.7450.98259.74-73.54-71.46N2450.00458.10118.06437.413766.803581.211柱顶M29.067.5735.8260.9846.8045.52N2684.26559.90149.93517.614183.654005.60柱底M-14.53-3.79205.34607.89-23.41-22.76N2777.06559.90149.93517.614308.934116.77续表8-2横向框架A柱的弯矩和轴力组合层次截面内力1.2SGk+1.26(SQk+Swk)RE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]|Mmax|NNminMNmaxM→←→←10柱顶M102.34118.8231.32119.00119.0031.32116.52N347.27350.92228.70246.75246.75228.70371.49柱底M-74.71-80.36-37.76-86.29-86.29-37.76-81.87N386.79389.82256.70274.93274.93256.70415.249柱顶M39.8281.90-31.58123.51123.51-31.5864.50N722.65737.52467.42526.72526.72467.42778.47柱底M-59.25-82.32-8.63-86.82-86.82-8.63-75.18N761.73775.93496.65556.84556.84496.65822.198柱顶M30.7593.77-61.34150.25150.25-61.3465.80N1093.901128.26742.70872.65872.65742.701185.39柱底M-32.15-74.1232.65-108.49-108.4932.65-56.09N1131.851166.76773.84904.87904.87773.841229.147柱顶M38.71119.38-74.47184.49184.49-74.4782.28N1458.601523.62971.601199.271199.27971.601592.35柱底M-44.96-94.6329.97-128.66-128.6629.97-73.38N1511.341576.741013.841241.211241.211013.841651.886柱顶M13.19108.96-106.52193.61193.61-106.5263.83N1835.941936.931202.761546.521546.521202.762015.44柱底M-32.94-96.8254.24-146.31-146.3154.24-67.99N1887.601989.361245.381588.641588.641245.382074.625柱顶M11.59117.27-107.31196.42196.42-107.3167.99N2208.742352.561424.651902.651902.651424.652437.83柱底M-21.28-107.63-82.89-175.76-175.76-82.89-67.99N2260.922405.621467.471944.781944.781467.472497.404柱顶M4.03124.71-127.25219.36219.36-127.2567.99N2516.832773.481637.382266.272266.271637.382860.58柱底M-14.99-113.8095.90-188.90-188.9095.90-67.99N2629.762826.721679.762308.692308.691679.762920.113柱顶M7.44121.30-113.33168.72168.72-113