【《丽水市某小区1号住宅楼设计》23000字】

丽水市某小区1号住宅楼设计目录摘要111.1建筑概况41.2结构概况41.3经济技术指标41.4建筑设计51.4.1建筑设计51.4.2建筑做法52.1结构选型72.1.1确定主体结构类型72.1.2变形缝72.1.3基础埋深72.2结构布置72.2.1结构平面布置72.2.2结构构件尺寸初估103.1屋面及楼面永久荷载标准值123.2屋面及楼面可变荷载标准值143.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载标准值143.3.1梁、柱重力荷载标准值143.3.2内外墙重力荷载标准值163.3.3门、窗等的重力荷载标准值173.4重力荷载代表值193.4.1永久荷载标准值1193.4.2可变荷载组合值224.1横向框架梁柱线刚度计算244.1.1横向框架梁线刚度计算244.1.2框架柱线刚度计算245.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算295.1.1横向自振周期计算295.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算305.1.3水平地震作用下的位移验算325.1.4水平地震作用下框架内力计算335.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移365.2.1风荷载标准值365.2.2风荷载作用下水平位移的验算375.2.3风荷载作用下框架结构内力计算386.1横向框架竖向荷载计算416.1.1计算单元416.1.2荷载计算416.2竖向荷载作用下内力计算466.2.1计梁端弯矩和柱端弯矩的计算466.2.2梁端剪力和柱轴力的计算487.1框架梁内力组合517.1.1框架梁内力组合517.2框架柱内力组合528.1框架梁548.1.1正截面设计计算548.1.2梁斜截面受剪承载力计算598.2框架柱608.2.1剪跨比及轴压比的验算608.2.2柱正截面承载力计算618.2.3柱斜截面受剪承载力计算678.2.4框架梁柱节点核心区截面抗震验算.689.1板的设计资料719.2板的内力计算719.2.1荷载的设计值计算719.2.2计算板的配筋7110.1楼梯基本资料7610.2楼梯的设计7610.2.1楼梯板的设计7610.2.2平台板设计7710.2.3平台梁设计7811.1基础基本资料8011.2基础的计算8011.2.1A-7轴线A基础的计算80参考文献188表7.1梁内力组合190表7.2柱内力组合195表7.3柱剪力组合198表7.4横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整198表7.5横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整198PAGEPAGE84摘要本工程为政府办公楼工程，采用框架结构，主体为六层，本地抗震设防烈度为7度，场地类别为II类场地。基本风压0.55KN/M，

基本雪压0.40KN/M。楼、屋盖均采用现钢筋混凝土结构。

本设计贯彻“实用、安全、经济、美观"的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系

本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(恒载及活荷载)作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。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。对楼板进行了配筋计算，本设计采用桩基础，对基础承台和桩进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。

关键词:框架结构，抗震设计，荷载计算，内力计算，计算配筋1.设计条件1.1建筑概况1.工程名称：浙江省丽水市某小区1号住宅楼设计；2.建设地点：浙江省丽水市松阳县；3.设计使用年限：50年；4.建筑层数：住宅五层，小棚一层；其余各标准层的层高均为2.8米。建筑的总高度为：17.24米；根据场区高程的实测数据及规划部门的相关材料，确定小棚层室内外高差为0.45m；5.建筑面积：2660m2，共计20户；小套55.93m2，中套65.33m2，大套88.12m2；其中：小棚面积484.04m2，阁楼面积285.87m2；6.建筑安全等级：二级《住宅建筑规范》GB50368-20056.1.1；7.建筑耐火等级：二级《住宅建筑规范》GB50368-20059.2.2；8.屋面防水等级：三级（10年）《屋面工程技术规范》GB50345-2004表3.0.1。1.2结构概况1.结构类型：钢筋混凝土框架结构；2.抗震设防类别：丙类《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-20083.0.2；3.抗震设防烈度：7度《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录A；4.设计基本地震加速度：0.1g《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录A；5.设计地震动参数：=0.08，Tg=0.35s《建筑抗震设计规范》GB50011-20105.1.4；6.抗震等级：三级《建筑抗震设计规范》GB50011-20106.1.2；7.基本风压：=0.55kN/m2《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录D.4；8.基本雪压：S0=0.40kN/m2《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录D.4；9.地面粗糙度：C类《建筑结构荷载规范》GB50009-20127.2.1。1.3经济技术指标根据任务书所给的《地质报告》可知拟建场地地形较平坦，无不良地质作用，适宜进行该工程建设。该场区场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。地下水位受海水潮汐影响，平均水位在地面以下1.25～2.2m。最大冻土层深度为0.5m。场区存在轻微液化土层。1.4建筑设计1.4.1建筑设计住宅楼的平面设计要考虑：1房间使用面积、形状、大小的确定2家具的布置与摆放3门窗大小及位置的确定4交通联系部分的平面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。1.4.2建筑做法墙身做法采用加气混凝土砌块填充墙，用M5混合砂浆砌筑；1.外墙面做法两面抹灰+保温+面砖2.内墙面做法两面抹灰+内墙涂料楼面做法：1.普通楼面10厚地砖+30厚1:2.5水泥砂浆结合层+20厚板底抹灰2.卫生间楼面20厚板底抹灰+40厚（平均厚度）细石混凝土找坡+防水层+20厚水泥砂浆找平+面砖屋面做法：红色英红瓦30厚1:3水泥砂浆卧瓦层20厚1：3水泥砂浆隔离保护层60厚聚苯板隔热材料保温层1.5厚聚氨酯防水层20厚1：3水泥砂浆找平层100厚现浇钢筋混凝土楼板板底抹灰和素水泥浆一道门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其他均为木门，铝合金窗。第2章结构布置及计算简图2.1结构选型2.1.1确定主体结构类型该建筑为五层住宅楼，采用钢筋混凝土框架结构。结构安全等级为二级（一般的房屋），抗震设防烈度7度，框架结构抗震等级为三级。2.1.2变形缝该住宅楼建筑总长35.34m，因其总长度未超过需设置的伸缩缝最大间距55m，故未设置变形缝。2.1.3基础埋深本工程为五层加一小棚层，以细砂作为基础持力层，地基承载力良好，故采用独立基础（浅基础），初估基础埋深1.15m，基础高度取0.6m。2.2结构布置2.2.1结构平面布置根据房屋的使用功能及建筑设计的要求，见图2.1、2.2。图2.1结构布置图图2.2横向框架计算简图采用多层框架钢筋混凝土结构。纵向柱网的尺寸依次是：3.0m、2.9m、2.6m、3.2m、3.6m、3.6m、3.2m、2.6m、4.1m、3.3m、3.0m。横向柱网的尺寸依次是：4.2m、5.4m。一层的层高为2.2m，2～5层的层高为2.8m，阁楼层最高处为3.24m。2.2.2结构构件尺寸初估1、板截面尺寸初估板取短跨的1/35～1/45。根据不同板的跨度不同，卫生间和个别阳台，楼梯板均取100mm，其余取120mm，详见板配筋图。2、梁截面尺寸初估梁截面尺寸应根据竖向荷载大小、梁跨度、抗震设防烈度、混凝土强度等级等因素综合考虑，梁混凝土强度等级采用C30(fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2)。框架主梁的高度h可按l/10~l/15确定，其中l为主梁的计算跨度；次梁的高度h可按l/12~l/18确定，其中l为次梁的计算跨度。梁净跨与截面高度之比不宜小于4；梁的截面宽度不宜小于200mm，且不小于柱宽度的l/2；梁截面的高宽比不宜大于4。由此估算的梁截面尺寸见表2.1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。表2.1梁截面尺寸及（mm）及各层混凝土强度层次混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）次梁（b×h）平台梁（b×h)1～5C30250×450北纵中纵南纵200×300250×350250×400300×400250×450阁楼顶C30250×450300×4003、柱截面尺寸初估该框架结构的抗震等级为三级，根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）表6.3.6知其轴压比限值为0.85；各层的重力荷载代表值近似取12kN/m2。边柱及中柱的负载面积分别为4.95×2.1m2和4.8×3.7m2。由(2.1)按风荷载作用及7度抗震设防时，N=（1.2~1.3），取N=1.2则混凝土矩形截面框架柱的截面（方形）估算如下：(其中，为楼层数，为负载面积)可知,边柱：中柱：如取柱截面为正方形，根据上诉计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为：车库层~6层450mm450mm基础形式选用独立阶形基础，根据地质报告中相关资料，基础埋深取1.6m。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，住宅层柱高即为层高，2~6层柱高度取为层高2.8m。小棚层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=2.2+1.6=3.8m。第3章重力荷载计算3.1屋面及楼面永久荷载标准值1.屋面（不上人）：红色英红瓦（18#双股钢丝绑扎于6钢筋上）1kN/m230mm厚1:3水泥砂浆卧瓦层（内配6钢筋，水平向同瓦长垂直方向应横跨屋脊，中距500mm）20×0.03=0.6kN/m220mm厚1:3水泥砂浆隔离保护层20×0.02=0.4kN/m260mm厚聚苯板保温层0.5×0.06=0.03kN/m21.5厚聚氨酯防水层0.05kN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平20×0.02=0.4kN/m2100mm厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5kN/m2素水泥浆一道顶棚抹灰：10厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆扫毛170.01=0.1720厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底170.02=0.34刮腻子一遍0.12白色乳胶漆两遍合计5.61kN/m22.一到五层楼面：(1)地面砖楼面10厚地面砖，砖背面刮水泥浆粘贴，稀水泥浆擦缝0.6530厚1：3干硬水泥砂浆结合层200.03=0.6120(100)厚钢筋混凝土板250.12(0.1)=3.0(0.25)素水泥浆一道顶棚抹灰：10厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆扫毛170.01=0.1720厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底170.02=0.34刮腻子一遍0.12白色乳胶漆两遍合计4.88((4.83)(2)磨光花岗岩楼面(用于楼梯间)20厚磨光花岗岩石板板背面刮水泥浆粘贴稀水泥浆擦缝280.02=0.5630厚1：3干硬水泥砂浆结合层200.03=0.6100厚钢筋混凝土板250.1=2.5素水泥浆一道顶棚抹灰：10厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆扫毛170.01=0.1720厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底170.02=0.34刮腻子一遍0.12白色乳胶漆两遍合计4.29(3)地面砖防水楼面(用于卫生间）10厚防滑地面砖,砖背面刮水泥浆粘贴,稀水泥浆擦缝0.6520厚1：3干硬水泥砂浆结合层表面撒水泥粉200.02=0.41.5厚合成高分子防水涂料刷基层处理剂一道0.0520厚水泥砂浆找坡抹平200.02=0.4030厚干硬水泥砂浆结合层200.03=0.60100厚钢筋混凝土板250.1=2.5素水泥浆一道顶棚抹灰10厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆扫毛170.01=0.1720厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底170.02=0.34刮腻子一遍0.12白色乳胶漆两遍合计5.233.阁楼层楼面：3~5mm厚1:3水泥砂浆找平20×0.003～0.005=0.006～0.1kN/m2素水泥浆一道100mm厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5kN/m29mm厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛17×0.009=0.153kN/m29mm厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆罩面17×0.009=0.153kN/m220厚1：2水泥砂浆找平压实抹光200.02=0.40kN/m2满刮腻子一遍刷白色乳胶漆三遍合计3.306kN/m23.2屋面及楼面可变荷载标准值依据《建筑结构荷载规范》(GB50019-2001)(2006年版)表4.1.1得不上人屋面均布活荷载标准值0.5kN/m2楼面活荷载标准值2.0kN/m2（走廊、门厅、楼梯：2.5kN/m2）屋面雪荷载标准值式中：为屋面积雪荷载分布系数，取=1.0施工或检修集中荷载取为1.03.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载标准值3.3.1梁、柱重力荷载标准值梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位尺度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，具体计算过程从略，计算结果见表3.1。表3.1梁的重力荷载标准值层次构件b/mh/mβg(kN/m)∑Gi小棚层南纵梁0.250.45251.052.9530.8490.978651.88北（中）纵梁0.250.4251.052.6360.78159.85横梁10.250.45251.052.9577.4228.33横梁20.250.4251.052.6315.0339.53次梁0.20.3251.051.5884.3133.19柱子0.450.45251.105.57133740.81740.811～5层南纵梁0.250.45251.052.9530.8490.978651.88北（中）纵梁0.250.4251.052.6360.78159.85横梁10.250.45251.052.9577.4228.33横梁20.250.4251.052.6315.0339.53次梁0.20.3251.051.5884.3133.19柱子0.450.45251.105.5798545.86545.86屋顶层纵梁0.250.45251.052.9530.8490.978490.77横梁10.250.45251.052.95121.8359.34横梁20.250.4251.052.6315.3840.45柱子1（阁楼）0.450.45251.105.5724.24135190.7柱子2（阁楼）0.450.45251.105.571055.7注：1.表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；表示单位长度构件的自重。2.梁长度取净长，柱长度取层高。3.3.2内外墙重力荷载标准值1、外墙外墙体为240厚的加气混凝土空心小砌块(6.5)，底部砌三皮灰砂砖，顶部斜砌两皮灰砂砖，外墙面层具体做法：喷湿墙面外墙弹性涂料刷弹性底涂，刮柔性腻子3厚抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布200.003=0.0650厚聚苯板保温层，胶粘剂粘贴0.1720厚1：1：6水泥石灰膏砂浆抹平170.02=0.3420厚混合砂浆170.02=0.34刷界面砂浆一道合计0.91240厚加气混凝土砌块墙6.5×0.24=1.56kN/m2240厚灰砂砖18×0.24=4.32kN/m22、内墙内墙体为120（240）mm厚的加气混凝土砌块6.5×0.12（0.24）=0.78（1.56）kN/m2，墙底部砌三皮灰砂砖，顶部斜砌两皮灰砂砖，各类内墙面层具体做法为：内墙1（混合砂浆抹面内墙）内墙涂料聚合物水泥砂浆修补墙面5厚聚合物水泥砂浆修补墙面200.005=0.13厚外加剂专用砂浆抹基面刮糙20×0.003=0.06kN/m28厚1：1.6水泥石灰膏砂浆扫毛17×0.008=0.14kN/m25厚1：0.5：2.5水泥石灰膏砂浆找平17×0.005=0.09kN/m2封底漆一道，刷白色乳胶漆二遍合计0.39×2=0.72kN/m2120(240)加气混凝土砌块6.5×0.12(0.24)=0.78(1.56）kN/m2120(240)灰砂砖18×0.12(0.24)=2.16（4.32）kN/m2故综上所述，内外墙线荷载计算如下：外墙：(0.91+1.56)2.1+(0.91+4.32)0.3=6.756内墙：（240mm）：（0.72+1.56）2.1+（0.72+4.32）0.3=6.3（120mm）：（0.72+0.78）2.1+（0.72+2.16）0.3=4.01外墙混凝土砌块部分单位面积重力荷载为0.91+0.39+1.56=2.86，灰砂砖部分为0.91+0.39+4.32=5.62。内墙体除分户墙为240mm厚外均为120墙，其中：240内墙：混凝土砌块部分单位面积重力荷载为0.72+1.56=2.28，灰砂砖部分为0.72+4.32=5.04。120内墙：混凝土砌块部分单位面积重力荷载为0.72+0.78=1.52，灰砂砖部分为0.72+2.16=2.88。(2)内墙2面砖防水内墙（用于卫生间）5厚外加剂专用砂浆抹基面刮糙0.005×20=0.10kN/m26厚1：0.5：2.5水泥石灰膏砂浆找平17×0.006=0.10kN/m21.5厚聚合物水泥基复合防水涂料防水层0.0015×20=0.03kN/m220厚水泥砂浆结合层0.02×20=0.40kN/m2贴瓷砖墙面(包括水泥粗砂打底)0.50kN/m2合计1.13kN/m23.3.3门、窗等的重力荷载标准值木门单位面积重力荷载为0.2，铝合金门及铝合金窗单位面积重力荷载为0.45。1.小棚层的计算(1)门的计算：FM1(0.8m×1.6m)4个0.8×1.6×4=5.12m2M6(0.8m×1.8m)8个0.8×1.8×8=11.52m2M5(0.8m×1.80m)4个0.8×1.80×4=5.76m2合计22.4m2M4(2.1m×2.4m)(铝合金)2个2.1×2.4×2=10.08m2卷帘门重为1.735.10.4=23.87门的重量22.4×0.2+10.08×0.45+23.87=32.886kN(2)窗的计算：C10(1.5m×0.9m)1个1.5×0.9×1=1.35m2C12(2.1m×0.9m)7个2.1×0.9×7=13.23m2C11(1.2m×0.9m)1个1.2×0.9×1=1.08m2窗的重量(1.35+13.23+1.08)×0.45=7.047kN一至五层的计算(1)木门的计算：FM1(0.8m×1.6m)4个0.8×1.6×4=5.12m2M1(1.0m×2.4m)(木门)4个1.0×2.4×4=9.6m2M2(0.8m×2.1m)(木门)5个0.8×2.1×5=8.4m2M3(0.8m×2.35m)(木门)8个0.8×2.35×8=15.04m2M7(0.9m×2.1m)(木门)9个0.9×2.1×9=17.01m2合计55.17m2门的重量55.17×0.2=11.034kN(2)窗的计算：C1(1.8m×1.5m)2个1.8×1.5×2=5.4m2C2(2.1m×1.2m)3个2.1×1.2×3=7.56m2C3(0.9m×1.2m)1个0.9×1.2×1=1.08m2C4(1.5m×1.2m)4个1.5×1.2×4=7.2m2C5(3.0m×1.5m)2个3.0×1.5×2=9.00m2C6(3.3m×1.5m)2个3.3×1.5×2=9.90m2C7(1.5m×1.2m)2个1.5×1.5×2=4.50m2C8(0.9m×0.9m)2个0.9×0.9×2=1.62m2C9(2.1m×1.5m)4个2.1×1.5×4=12.6m2DC1(5.76m×1.5m)1个5.76×1.5×1=8.64m2DC2(4.86m×1.5m)2个4.86×1.5×2=14.58m2DC3(8.16m×1.5m)1个8.16×1.5×1=12.24m2合计94.32m2窗的重量94.32×0.45=42.444kN3.4重力荷载代表值重力荷载代表值取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合之和。重力荷载代表值（3.1）式中—结构构件、配件的永久荷载标准值（kN）；—有关可变荷载标准值（kN）；—可变荷载的组合值系数。屋面处重力荷载代表值=结构自重标准值+0.5雪荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构自重标准值+0.5活荷载标准值多自由度体系各质点的重力荷载代表值GE取本层楼面的重力荷载代表值与相邻层墙、柱全部重力荷载代表值的一半之和，即：Gi=i层楼面重力荷载代表值+[(i+1)层墙、柱重量+(i－1)层墙、柱重量]/23.4.1永久荷载标准值1.一层永久荷载标准值a.一~五层楼面板重量(100mm)：楼梯间面积：12.18×2=24.36楼梯间板重：4.29×24.36=104.5kN卫生间面积：4.82+3.72×2+3.15+5.27=20.68卫生间板重：5.23×20.68=108.16kN阳台面积：2.25+2.70×2+3.96=11.61kN阳台板重：4.83×11.61=56.07kN故100厚板重为104.5+108.16+56.07=268.73(120mm)板面积：9.78+5.58+11.41+26.34+(6.21+29.72+11.84+13.84)×2+16.31+34.12+6.68+13.02+11.02=257.48故120厚板重为257.484.88=1256.5故楼面板重量为1256.5+268.73=1525.23kNb.一层梁柱重：一层永久荷载标准值：一层层高为3.8m，二层层高为2.8m，故取计算高度为(2.8+3.8)/2=3.3m651.88+0.5(740.81+545.86)=1295.22c.一层墙身重：对于标准层墙身，其外墙重计算如下窗洞面积：S=(1.51.2+1.81.5+31.5+0.90.9+3.31.5)2+2.11.54+(2.11.2+1.51.2)3+0.91.2=56.16门洞面积：S=0.82.354=7.52墙身面积：阳台砌块部分：0.6(1.57+3+3.62+5.4)=15.66阳台灰砂砖部分：0.3(1.57+3+3.62+5.4)=7.83围墙砌块部分：2.1(9.6+35.12+10.52+6.4)-56.16-7.52=139.432围墙灰砂砖部分：0.366.396=19.92故外墙身总重（不包门窗）：139.4322.86+19.925.62+15.661.5+7.832.88=556.77.其内墙重计算如下门洞面积：(1.02.4+0.82.35+0.81.6)4+0.82.15+0.92.19=47.65墙身面积：分户墙砌块部分：(4.22+11.36)2.1=19.762.1=41.5分户墙灰砂砖部分：19.760.3=5.93户内墙砌块部分：[(5.4+1.8)8+(3+3.6)4+(2.9+3.2+3.3)2+2.1+4.1+4.25]2.1=273户内墙灰砂砖部分：1300.3=39故内墙身总重(不包括门窗）为(273-47.65)1.5+392.88+41.52.28+5.935.04=574.85故标准层墙体总重为556.77+574.85=1131.62对于小棚层墙身，由于内墙门洞较少，且240墙居多，故其重量可均按240内墙近似计算如下：(68+3.66+2.1+4.523+35.34+2.9+3.22+4.1+3.3)=136.4752.1136.4752.28+0.3136.4755.04+(2.12.86+0.35.62)(10.642+35.342-82.475)=932.75kN综上所述=1525.23+651.88+0.5(1131.62+932.75+740.81+545.86+32.886+7.047+11.034+42.444)=3899.342.二～五层永久荷载标准值：计算高度可取标准层的层高2.8ma.楼板重：同上为1525.23kNb.梁柱重：651.88+545.86=1197.74c.墙身重标准层内外墙身总重为1131.62d.楼梯间楼梯间容重为4.29，故其重量为22.64.295.4=120.46综上所述=1525.23+1197.74+1131.62+120.46+11.034+42.444=4028.533.阁楼层永久荷载标准值：将屋顶重力荷载均加至上，故计算如下：a.楼板重：阁楼层：楼板面积S=208.11+78.69+0.235.1=357楼板容重为3.306故阁楼楼板重为3573.306=1180.24屋顶：屋顶板面积：[5.379.6+(25.5+35.1)5.37/2]2=428.526屋顶板容重：5.61故屋顶板重为428.5265.61=2404.03b.梁柱重：阁楼层：651.88+545.86/2=924.81屋顶层：190.7+490.77=681.47c.墙重：对于阁楼层，只有240厚分户内墙，其高度近似取阁楼层的2/3高，即2.16m。故墙重为(9.63+5.42)2/32.12.28+(9.63+5.42)2/30.35.04+0.51131.62=164.76+43.49=732.13综述=732.13+924.81+681.47+2404.03+1180.24+(11.034+42.444)0.5=5949.423.4.2可变荷载组合值标准层套内面积计算：S标=9.78+5.58+3.71+11.41+26.34+2.25+(6.21+29.7211.84+3.72+13.84)2+5.4+34.12+6.48+5.27+13.02+2.46+16.75+4.05=291.64阁楼层套内面积计算：S标=96.68+67.68+67.68+58.96+12.182+2.25+2.72+4.05=327.06屋面面积：428.526活荷载计算：Gk1=2291.64+24.362.5=644.18=Gk2=Gk3=Gk4=Gk5阁楼层：Gk阁=327.062=654.12屋面：由于屋面活荷载不参与组合，故只考虑雪荷载。基本雪压为0.4，屋面坡角为30o，可知μr=0.8，又由于考虑风向的影响，故取1.25μr=1.0。故Gk屋=0.4428.5261.0=171.41。各层的重力荷载代表值：GE1=GK1+∑ΨE1QK1=3899.34+0.5644.18=4221.43GE2=GK2+∑ΨE2QK2=4028.53+0.5644.18=4350.62GE3=GK3+∑ΨE3QK3=4028.53+0.5644.18=4350.62GE4=GK4+∑ΨE4QK4=4028.53+0.5644.18=4350.62GE5=GK5+∑ΨE5QK5=4028.53+0.5644.18=4350.62G6=6362.19.kNGE6=GK6+∑ΨE6QK6=5949.42+0.5(171.41+654.12)=6362.19G6=6362.19.kN最顶部集中荷载的位置为阁楼层楼板距屋脊高度的1/3处。图3.1各楼层处的重力荷载代表值第4章结构横向抗侧刚度计算4.1横向框架梁柱线刚度计算4.1.1横向框架梁线刚度计算计算横向框架梁线刚度时，应考虑到现浇混凝土板的作用，即一边有楼板的梁截面惯性矩，两边有楼板的梁截面惯性矩，其中为按矩形截面计算的梁截面惯性矩=（1/12）bh3。梁的线刚度（4.1）梁柱线刚度及横向框架侧移刚度的计算简图如图2.4所示。框架梁的计算长度取轴线距离；框架柱的计算高度取上下层横梁中心线之间的距离。梁、柱均采用C30混凝土，故Ec=3.0×104。各轴线横向框架梁的线刚度计算如表4.1所示。表4.1各轴线梁的线刚度计算类别轴线范围Ec/(N/mm)b×h/(mm)Io/mm4l/mmEcIo/l1.5EcIo/l2.0EcIo/l1～12轴线A～B3.0×104250×4501.898×10942001.356×10102.034×10102.712×10101～12轴线B～D3.0×104250×4501.898×10954001.054×10101.581×10102.108×101013～14轴线A～B3.0×104250×4001.333×10942000.952×10101.428×10101.904×1010B～C3.0×104250×4001.333×10939001.025×10101.538×10102.050×1010C～D3.0×104250×4001.333×10915002.666×10103.999×10105.332×10104.1.2框架柱线刚度计算柱的线刚度（4.2）则框架柱的线刚度计算如表4.2所示。表4.2柱线刚度计算层次b/h///mm4/小棚层45045038003.417×1093.0×1042.70×10101~5层45045028003.417×1093.0×1043.66×1010由于柱的混凝土强度未改变，且各层柱的截面尺寸均为450mm450mm，故所有轴线处柱的线刚度都相同，在此不再列出。结构横向抗侧刚度计算因为反弯点位置与柱上下节点的转角、有关，而、与梁柱刚度比、上下层梁的刚度、柱AB所处位置等因素有关。同样，柱的抗侧刚度也与、有关，所以要对柱的抗侧刚度进行修正，调整反弯点的高度，即D值法计算。图4.1一般层梁柱线刚度一般层抗侧刚度修正系数计算公式（4.3）(4.4)图4.2底层梁柱线刚度底层层抗侧刚度修正系数计算公式（4.5）(4.6)根据梁柱线刚度比的不同，柱可以分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱，以及楼梯间的柱。柱的修正抗侧刚度（4.7）各个框架柱侧移刚度计算结果见表4.3。特别的，计算A-4、A-10柱时，因其横梁有一端搭在楼梯间纵梁上，故其梁线刚度取一半进行计算，并采用简支结构。表4.3框架柱侧移刚度D值（N/mm）轴号轴号层次KαcDiA1小棚层0000.7340.45110381.75一般层000.5180.20611537.284小棚层0000.4570.3899455.30一般层000.3450.1478255.9410小棚层0000.4570.3899455.30一般层000.3450.1478255.942~12小棚层0000.9130.48511779.20一般层000.6910.25714393.0313小棚层0000.6420.43210494.56一般层000.4850.19510950.2714小棚层0000.4810.3959601.98一般层000.3640.1548631.43B1小棚层001.2180.53412962.85一般层0.9210.31517680.753小棚层0000.5330.4089901.15一般层0.9210.31517680.755小棚层0000.5330.4089901.15一般层000.4030.1689402.152~12小棚层001.6240.58614230.14一般层1.2280.38021330.5613小棚层001.3330.55013352.70`一般层1.0080.33518788.8714小棚层000.9990.50012137.33一般层0.7750.27415375.79C13小棚层002.0380.62915261.59一般层1.5410.43524405.5014小棚层0000.5180.4049816.63一般层000.3920.1649183.74D1小棚层0000.5330.4089901.15一般层000.4030.1689402.153小棚层0000.5330.4089901.15一般层000.4030.1689402.155小棚层0000.5330.4089901.15一般层000.4030.1689402.152~12小棚层0000.7100.44610843.43一般层000.5370.21211872.7513小棚层0001.3470.55213399.84一般层001.0190.33818923.75ΣDi491147.3将同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层侧移刚度∑Di，见表4.11。表4.11横向框架层间侧移刚度层次小棚12345ΣDi400029491147.26491147.26491147.26491147.26491147.26由表4.11可知，小棚层跟住户一层侧移刚度之比为400029/491147.26=0.814>0.7，其他各层同理计算，均大于0.7，故该框架结构为规则框架结构。第5章框架结构的内力和侧移计算5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1.1横向自振周期计算根据任务书所给定已知条件可知，该建筑抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.1g，属设计地震第一组，建筑场地类型属II类，水平地震影响系数最大值（多遇地震影响），特征周期值Tg=0.35s。采用假想位移法计算结构的基本自振周期为各质点的重力荷载代表值，为将各楼层重力荷载代表值当作水平作用力时所产生的楼层水平位移。 （5.1）（5.2）（5.3）各个楼层的重力荷载代表值如图3.1所示，将各个楼层的重力荷载代表值当作水平作用力，则其所产生的楼层剪力及楼层水平位移按式（5.1）到式（5.3）计算。依次求得各楼层处的水平侧移，其计算如表5.1所示。表5.1结构顶点的假想侧移的计算层次Gi/kNVGi/kNΣDi/N/mmΔui/mmui/mm56362.196362.19491147.2612.95223.3144350.6210712.81491147.2621.81210.3634350.6215063.43491147.2630.67188.5524350.6219414.05491147.2639.53157.8814350.6223764.67491147.2648.39118.35小棚4221.4327986.1040002969.9669.96基本自震周期T1=1.7ΨT（5.4）式中ΨT—周期折减系数，加气混凝土砌块的周期折减系数0.8～0.9。根据工程实际情况确定周期折减系数，加气混凝土砌块的刚度比砖墙（0.6～0.7）小，因此周期要长一些，故取ΨT=0.8。则T1=1.7ΨT=1.7×0.8×=0.643s5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算该建筑物总高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可以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：kN由上述计算可知：，地震影响系数表达式(5.5)=0.9，=1.0（结构阻尼比ζ=0.05）,=0.08，则结构总水平地震作用标准值因为，所以应该考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加水平地震作用（5.6）顶部附加地震作用系数(5.7)按式（5.6）及式（5.7）计算kN各质点的水平地震作用(5.8)按式（5.8）计算各质点水平地震作用，计算结果如表5.2所示。表5.2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/GiHi/∑GjHjFi/kNVi/kN518.886362.19120118.150.371541.89408.62415.004350.6265259.300.201221.38630.00312.204350.6253077.560.164180.63810.6329.404350.6240895.830.126138.78949.4116.604350.6228714.090.08998.021047.43小棚3.804221.4316041.430.04953.971101.40验算剪重比为了保证结构的稳定和安全，需要对结构进行剪重比的验算。抗震验算，结构任一楼层的水平地震剪力应符合（5.9）式中—第层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；λ—剪力系数，不应小于《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；—第层的重力荷载代表值。各楼层剪重比验算按式（5.9）计算如表5.3所示。表5.3各楼层剪重比的计算层次(kN)(kN)(kN)5408.626362.196362.190.064>0.0164630.004350.6210712.810.059>0.0163810.634350.6215063.430.054>0.0162949.414350.6219414.050.049>0.01611047.434350.6223764.670.044>0.016小棚1101.404221.4327986.100.039>0.016综上计算，该结构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如图5.1所示。水平地震作用分布(b)层间剪力分布图5.1横向水平地震作用及楼层地震剪力5.1.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别为（5.10）（5.11）各层的层间弹性位移角=Δ/（5.12）按上式计算，各层的层间弹性位移角如表5.4所示。表5.4横向水平地震作用下的位移验算表层次/kN/N/mmΔ/mm/mm/mm=Δ/5408.62491147.260.83210.58438801/46634630.00491147.261.2839.75228001/21823810.63491147.261.6508.46928001/16972949.41491147.261.9336.81928001/144911047.43491147.262.1334.88628001/1313小棚1101.40400029.002.7532.75338001/1380各类结构进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合（5.13）式（5.13）要求。（参见《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第5.5.1条1/550。）由上表可知，最大层间弹性位移角发生在2层，其值1/1313＜1/550，满足要求。5.1.4水平地震作用下框架内力计算计算水平地震力作用下框架内力时，可以将水平地震作用力按柱的抗侧刚度分配给每根柱子，其计算结果见表5.5。表5.5各层各柱的剪力分配层次hi/mFi/kN∑Di(N/mm)南柱中柱北柱DFDFDF53.88408.62491147.2614393.0311.9721330.5617.7311872.19.8142.80221.38491147.2614393.036.4921330.569.6111872.15.3132.80180.63491147.2614393.035.2921330.567.8411872.14.3422.80138.78491147.2614393.034.0721330.566.0211872.13.3312.8098.02491147.2614393.032.8721330.564.2511872.12.35小棚3.8053.9740002911779.21.5914230.141.9210843.431.46水平左震作用下框架的荷载图、弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图5.2、5.3、5.4、5.5所示。图5.2水平左震作用下弯矩图（kN.m)图5.3水平左震作用下剪力图（kN）图5.4水平左震作用下轴力图（kN）图5.5水平作用下荷载示意图（kN）水平右震作用下框架的荷载图、弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图5.6、5.7、5.8、5.9所示。图5.6水平右震作用下荷载示意图（kN）图5.7水平右震作用下弯矩图（kN.m）图5.8水平右震作用下剪力图（kN）图5.9水平右震作用下轴力图（kN）5.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移5.2.1风荷载标准值确定体形系数风荷载标准值按式(5.10)计算，基本风压kN/m2，由荷载规范：=0.8(迎风面)和(背风面)2.计算各层的风压高度系数，见表5.5。3.计算风振系数：B类地区，H/B=17.2/35.1=0.49，查表=0.42，查表得风阵系数为1.29，求得的风阵系数见表5.5。其中对于质量和刚度沿高度均匀分布的房屋，结构阵型系数可以取=z/H，具体见下表5.5。4.取房屋纵向长度35.1m为负载宽度，由公式（5.11）可得沿房屋高度的分布风荷载标准值为q=35.1×0.55×=19.305根据各楼层标高处的高度Hi查取μz，代入上式可得各层标高处的q，如下表5.5所示。表5.5风荷载的计算表层次Hi/mφzμzβzq1（kN/m）q2（kN/m）717.21.0001.251.43227.6417.28616.80.9651.181.43626.1716.355140.8141.1121.3923.8714.92411.20.6511.0341.33621.3313.3338.40.4881.001.2619.4612.1625.60.3251.001.17318.1211.3312.80.1631.001.08716.7810.49q沿房屋高度的分布图如下图5.10(a)所示：（a）风荷载沿房屋高度的分布（b）等效结点集中风荷载图5.10框架上的风荷载对于高度大于30m，且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数βz来考虑风压脉动的影响。本房屋高度为17.2m<30m，但是H/B=17.2/9.6=1.79>1.5，由表5.5也可以看出，βz沿房屋高度在1.087～1.432之间变化，即风压脉动的影响较大，因此，该房屋应考虑风压脉动的影响。框架结构分析时，应按经静力等效原理将图5.5(a)的分布风荷载转换为节点集中荷载，如图5.5(b)所示。具体计算过程如下：F1=(16.78+10.49)×(2.8+2.8)/2=76.36kNF2=(18.12+11.33)×(2.8+2.8)/2=82.46kNF3=(19.46+12.16)×(2.8+2.8)/2=88.54kNF4=(21.33+13.33)×(2.8+2.8)/2=97.05kNF5=(23.87+14.92)×(2.8+2.8)/2=108.61kNF6=(26.17+16.35+27.64+17.28)×0.4×0.5+[(26.17+23.87)/2+26.17]×1.4×0.5+[(16.35+14.92)/2+16.35]×1.4×0.5=75.71kN5.2.2风荷载作用下水平位移的验算根据所求得的总的水平风荷载，由式(5.12)计算层间剪力，再按式(5.13)计算出各层的相对侧移和绝对侧移，计算过程见下表5.6所示。表5.6风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次Fi/675.7175.71491147.260.1544.09828001/181815108.61184.32491147.260.3753.94428001/7467497.05281.37491147.260.5733.56928001/4886388.53369.90491147.260.7532.99628001/3718282.46452.36491147.260.9212.24328001/3040176.36528.724000291.3221.32228001/2118由表可知，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/2118<1/550，满足规范的要求。5.2.3风荷载作用下框架结构内力计算仍取7轴线作为计算的横向框架，7轴线各柱所分担荷载按该柱刚度分配所得，其结果如下表5.7所示：表5.77轴线各层所受风荷载层次hi/mFi/kN∑Di(N/mm)南柱中柱北柱DFDFDF62.875.71491147.2614393.032.2221330.563.2911872.11.8352.8108.6491147.2614393.033.1821330.564.7111872.12.6242.897.05491147.2614393.032.8421330.564.2111872.12.3332.888.53491147.2614393.032.5921330.563.8411872.12.1322.882.46491147.2614393.032.4121330.563.5811872.11.9912.876.3640002911779.22.2514230.142.7710843.42.067轴线框架在风荷载作用下的计算简图，水平左风作用下框架的荷载示意图、弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图分别如图5.11、5.12、5.13、5.14所示。图5.11等效结点集中风荷载(单位：)图5.12水平左风作用下弯矩图（单位：）图5.13水平左风作用下剪力图(单位：)图5.14水平左风作用下轴力图(单位：)水平右风作用下框架的荷载示意图、弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图分别如图5.15、5.16、5.17、5.18所示。图5.15水平右风作用下荷载示意图(单位：)图5.16水平右风作用下弯矩图（单位：）图5.17水平右风作用下剪力图(单位：)图5.18水平右风作用下轴力图(单位：)第6章竖向荷载作用下框架结构内力6.1横向框架竖向荷载计算6.1.1计算单元取7轴线一榀横向框架进行计算，计算单元的宽度为3.6m，如图6.1所示。直接传给该榀框架的楼面荷载如图6.1水平阴影线所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，且作用于各相应节点上。由于纵向框架梁的中心线和柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图6.1框架梁负荷范围6.1.2荷载计算1、恒载计算图6.2各层梁上作用的恒载1）一~五层恒荷载计算：q1包括梁自重和其上墙墙重，为均布荷载。q2和q2，为房间楼板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载（如图6.2所示）：为两边的房间传给横梁的梯形荷载：、为两边的房间传给横梁的三角形荷载：P1、P1、P2、P3、P4、P5分别为边纵梁直接传给柱的荷载，它包括梁自重、楼板重，梁上墙重等的重力荷载，P2'、P3'、P5'分别为考虑柱重之后的集中荷载。P1=1.58×3.6+1.5×0.5×3.6×4.83+3.6×[0.6×(0.78+0.91)+0.3×(0.72+2.16)]=25.49kNP2=1.5×0.5×3.6×4.83+3.6×1.8×0.5×4.88+2.95×3.6+(3.6-1.2×2)×6.756+0.45×2×1.5×1.2=49.20kNP2'=49.20+5.57×2.8=64.80kNP3=2.63×3.6+1.8×1.8×4.88+0.5×3.6×1.8×4.83+4.01×3.6=55.36kNP3'=55.36+5.57×2.8=70.96kNP4=1.58×3.6+1.8×1.8×4.88+0.5×3.6×1.8×4.83+4.01×3.6=51.58kNP5=2.63×3.6+6.756×(3.6-2.1)+2.1×1.2×0.45+1.8×1.8×4.88=36.55kNP5'=36.55+5.57×2.8=52.15kN集中力矩：顶层恒载计算：q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载为两边的房间传给横梁的梯形荷载：、为两边的房间传给横梁的三角形荷载：P1、P1、P2、P3、P4、P5分别为边纵梁直接传给柱的荷载，它包括梁自重、楼板重，梁上墙重等的重力荷载，P2'、P3'、P5'分别为考虑柱重之后的集中荷载。P1=1.58×3.6+2.95×3.6+1.5×0.5×3.6×3.306=25.23kNP2=1.5×0.5×3.6×3.306+3.6×1.8×0.5×3.306+2.95×3.6=30.26kNP2'=30.26+5.57×0.4=32.49kNP3=3.6×1.8×0.5×3.306+(3.6+1.8)×0.9×0.5×3.306+2.63×3.6=28.21kNP3'=28.21+5.57×2.42=41.69kNP4=(3.6+1.80)×0.9×0.5×3.306+1.58×3.6+3.6×1.8×0.5×3.306=24.43kNP5=2.95×2×3.6+1.8×3.6×0.5×3.306=31.95kNP5'=31.95+5.57×0.4=34.18kN集中力矩：3）坡屋顶恒荷载计算：代表横梁自重，为均布荷载，代表梁上墙重吗，为均布荷载，q0=+=2.95kN/m=0故q0=2.95kN/m、为两边的房间传给横梁的梯形荷载：kN/m、、分别为边纵梁直接传给柱的荷载，它包括梁自重、楼板重和梁上墙重等的重力荷载，如下：P2=3.6×1.8××0.5×5.61+2.95×3.6=31.61kNP3=3.6×1.8××0.5×5.61×2+2.63×3.6=51.46kNP5=3.6×1.8××0.5×5.61+2.63×3.6=30.46kN集中力矩：2、活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布对于屋顶层：梯形荷载：集中荷载：集中力矩：同理，在屋面雪载作用下：梯形荷载：集中荷载：P2=3.6×0.5×1.8×0.4=1.296kNP3=3.6×0.5×1.8×0.4×2=2.592kNP5=3.6×0.5×1.8×0.4=1.296kN集中力矩：各层梁上作用的活载分布如图6.3所示：图6.3各层梁上作用的活载对于阁楼层、标准层、小棚层：梯形荷载：集中荷载：集中力矩：6.2竖向荷载作用下内力计算6.2.1计梁端弯矩和柱端弯矩的计算1.恒荷载作用下荷载简图见图6.4图6.4恒载作用下的荷载简图(单位：kN)图6.5活荷载作用下的荷载简图2.活荷载作用下荷载简图见图6.53.恒载活载作用下计算所得结构的弯矩图分别见图6.6、6.7图6.5恒载作用下梁柱的弯矩图（kN.m)图6.7活载作用下梁柱的弯矩图（kN.m)6.2.2梁端剪力和柱轴力的计算1．恒载作用下梁柱的剪力图及柱的轴力图见下图6.8和6.9所示：其中柱的轴力图中柱底轴力要加上各层柱的自重，二到六层柱自重为15.6kN，小棚层柱自重为21.17kN。注：剪力方向以顺时针转动为正，轴力以受拉为正