建筑工程畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、<p>　　結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書</p><p>　　學(xué)院名稱： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師職稱： 教授、講師 </p><p><b>　　2010年 5 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本工程名稱為某框架結(jié)構(gòu)辦公樓，結(jié)構(gòu)為全現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，8

3、層。工程所在地區(qū)為泰州，抗震設(shè)防等級(jí)為7度，需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程遵循先建筑后結(jié)構(gòu)再施工的順序進(jìn)行。建筑設(shè)計(jì)，依據(jù)建筑總體規(guī)劃要求、建筑用地條件和基地周邊的環(huán)境特點(diǎn)，首先設(shè)計(jì)建筑平面， 其次進(jìn)行立面造型、剖面設(shè)計(jì)?？紤]到建筑等級(jí)和防火要求，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足使用功能和造型藝術(shù)的要求，并適應(yīng)未來(lái)發(fā)展與靈活改造的需要。</p><p>　　抗震結(jié)構(gòu)在地震作用下，為了有良好的耗能能力以及在強(qiáng)震下結(jié)構(gòu)不倒塌，其構(gòu)件應(yīng)有足

4、夠的延性。要設(shè)計(jì)延性框架結(jié)構(gòu)，需滿足“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的要求，并進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)力調(diào)整，然后由調(diào)整后的內(nèi)力值進(jìn)行配筋計(jì)算。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置、確定計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算單元、荷載計(jì)算、側(cè)移控制、內(nèi)力組合、構(gòu)件設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等內(nèi)容 。本工程采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)體系（橫向承重），選擇了有代表性的一榀框架進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于豎向荷載作用采用彎矩二次分配法，水平荷載作

5、用采用D值法。設(shè)計(jì)計(jì)算整個(gè)過(guò)程中綜合考慮了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和施工工業(yè)化的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工組織設(shè)；荷載計(jì)算</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This project is designed for office building used with a style

6、of cast-in frame work. The building has eight floors.the structure locates TaiZHou with an anti-earthquake degree of 7.so it is necessary to carry out the related design’ The design process follows the order: firstly, th

7、e architectural design; secondly, the structural design; lastly, the foundation design. The architectural design, according to the master plan of the building, the site conditions, peripheral urban environment, and ch<

8、;/p><p>　　In order to prevent the building from collapsing, we must insure the inducity of the members.The structure needs to meet the demand of “strong columns with weak beams, strong anti-shear to weak anti-b

9、ending, strong joints with weak members”,.The calculation goes under the adjusted inner stress values .</p><p>　　. Structural design maintains close ties with the architectural design, which is based on cur

10、rent relevant codes. It includes the structure style, the preliminary estimation for the structural members, confirmation of the sketch and unit for calculation, sideway control, load calculation, component design, slab-

11、stairs design, floor overlay design and foundation design. This project adopts reinforced concrete frame (transverse bearing), which has chosen a representative frame to calculate. Vertic</p><p>　　Keywords:

12、 Architectural design;Structural design;Construction management design; Load calculation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　ABSTRACT3</

13、p><p>　　第一章 工程概況5</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)資料6</p><p>　　第三章 柱網(wǎng)布置與計(jì)算見(jiàn)圖7</p><p>　　3.1柱網(wǎng)布置圖7</p><p>　　3.2框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇7</p><p>　　3.3框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖7</p>

14、;<p>　　第四章 梁、柱截面尺寸的初步確定9</p><p>　　4.1梁截面尺寸的初步確定9</p><p>　　4.2柱的截面尺寸估算9</p><p>　　第五章 框架側(cè)移剛度的計(jì)算10</p><p>　　5.1橫梁線剛度 的計(jì)算 10</p><p>　　5.2縱梁線剛度 的

15、計(jì)算 10</p><p>　　5.3柱線剛度 的計(jì)算 10</p><p>　　5.4各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算：（D值法）10</p><p>　　第六章 荷載計(jì)算14</p><p>　　6.1荷載計(jì)算14</p><p>　　6.2梁、柱計(jì)算15</p><p>　　6.3各質(zhì)點(diǎn)

16、重力荷載代表值計(jì)算15</p><p>　　6.4橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算18</p><p>　　6.5風(fēng)荷載計(jì)算24</p><p>　　6.6豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算30</p><p>　　第七章 橫向框架荷載組合和內(nèi)力組合41</p><p>　　7.1結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)4

17、1</p><p>　　7.2框架梁的內(nèi)力組合41</p><p>　　7.3框架柱內(nèi)力組合45</p><p>　　第八章 截面設(shè)計(jì)55</p><p><b>　　8.1框架梁55</b></p><p>　　8.2框架柱設(shè)計(jì)59</p><p>　　第九章

18、 樓板設(shè)計(jì)65</p><p>　　9.1屋面和樓面板的荷載計(jì)算65</p><p>　　9.2樓板計(jì)算65</p><p>　　（一）基本資料：66</p><p>　?。ǘ┯?jì)算結(jié)果：66</p><p>　　第十章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)73</p><p>　　10.1設(shè)計(jì)參數(shù)7

19、3</p><p>　　10.2基礎(chǔ)計(jì)算73</p><p>　　第十一章 電算結(jié)果78</p><p>　　11.1數(shù)據(jù)輸入78</p><p>　　11.2數(shù)據(jù)輸出 79</p><p><b>　　致 謝85</b></p><p><b>　　

20、參考文獻(xiàn)86</b></p><p><b>　　第一章 工程概況</b></p><p>　　1.1該辦公樓為八層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為6794.2m2，建筑等級(jí)為二類建筑，第八層為設(shè)備間。建筑物總高32.3m，地下埋深2·9m，一層層高4.0m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3·8m，八層層高4·5m。建筑物平面形式為矩形，南北

21、寬14.24m，東西長(zhǎng)59.64m，室內(nèi)外高差0·50m。</p><p>　　1.2本建筑設(shè)樓梯二座（東、西兩個(gè)出入口），電梯二部。</p><p>　　1.3地下室為車庫(kù)，中間樓層由辦公室、會(huì)議室、報(bào)告廳等組成；頂層為設(shè)備間和電梯機(jī)房，屋面為平屋頂。</p><p><b>　　第二章 設(shè)計(jì)資料</b></p>&

22、lt;p>　　2.1冬季采暖室外空氣計(jì)算溫度-5℃，夏季通風(fēng)室外空氣計(jì)算溫度30℃，冬季采暖室內(nèi)空氣計(jì)算溫度18℃；</p><p>　　2.2冬季主導(dǎo)風(fēng)向東北，平均風(fēng)速1.9 m/s，夏季主導(dǎo)風(fēng)向東南，平均風(fēng)速2.2 m/s，基本風(fēng)壓0.40 kN/m2；</p><p>　　2.3年平均降水量1450mm，日最大降水量100.6mm；</p><p>　　

23、2.4常年地下水位低于-2m，水質(zhì)對(duì)混凝土沒(méi)有侵蝕作用；</p><p>　　2.5最大積雪厚度300mm，基本雪壓S0=0.35 kN/m2；</p><p>　　2.6地基承載力特征值為280 kN/m2，Ⅱ類場(chǎng)地；</p><p>　　2.7建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年，安全等級(jí)二級(jí)。</p><p>　　2.8建筑抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)

24、防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，Ⅱ類場(chǎng)地設(shè)計(jì)特征周期0.40s</p><p>　　2.9結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)為二級(jí)； </p><p>　　第三章 柱網(wǎng)布置與計(jì)算見(jiàn)圖</p><p><b>　　3.1柱網(wǎng)布置圖</b></p><p>　　本辦公樓采用柱距為6.6m的內(nèi)

25、廊式小柱網(wǎng)，邊跨6m，中間跨為2m，底層層高為4.0m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.8m，頂層層高4.5m。主體結(jié)構(gòu)布置圖如下圖1所示：</p><p>　　圖1 主體結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置圖</p><p>　　3.2框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇</p><p>　　豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布荷載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。</p>

26、<p>　　根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。</p><p>　　3.3框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　基礎(chǔ)選用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2.9m。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，2-8層柱高度即為層高，分別取3.8m（2-7層）和4.5m（8層），底層柱計(jì)

27、算高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即=4.0+0.5+2.9-1.25-0.1=6.05m</p><p>　　圖2 縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu) 圖3 橫向框架組成的空間結(jié)構(gòu)</p><p>　　第四章 梁、柱截面尺寸的初步確定</p><p>　　4.1梁截面尺寸的初步確定</p><p>　　梁截面高度一般取跨度的1/12--1/

28、8進(jìn)行計(jì)算。本方案中，邊橫梁高h(yuǎn)=(1/12--1/8)l=1/12×6000--1/8×6000=500mm--875mm，取h=600mm，截面寬度取h=1/2h=300mm。</p><p>　　同理計(jì)算其他跨的梁截面，見(jiàn)表1。</p><p>　　表1 梁截面尺寸表（mm）</p><p>　　4.2柱的截面尺寸估算</p>

29、;<p>　　根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計(jì)算：</p><p>　　（1）柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值 N=βF gE n</p><p>　　注：β--考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨內(nèi)柱取1.25，等跨內(nèi)柱取1.2 。</p><p>　　F-- 按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積。</p><p>　　gE

30、--折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似的取12～15 kN/m2。</p><p>　　n--驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。</p><p>　?。?）Ac≥N/uNfc </p><p>　　注：uN --框架柱軸壓比限值，對(duì)一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)抗震等級(jí)，分別取0.7，0.8，0.9。本方案為二級(jí)抗震等級(jí)，故取0.8。 </p><p>

31、　　fc--為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C30，查得fc=14.3N/mm2, ft=1.43 N/mm2 。</p><p><b>　?。?）計(jì)算過(guò)程：</b></p><p><b>　　對(duì)于邊柱：</b></p><p>　　N=βF gE n=1.3×3.0×6.6×14×

32、;8=2882.88kN</p><p>　　Ac=N/uNfc=2882.88×103/0.8×14.3=252000.00mm2 </p><p><b>　　對(duì)于中柱：</b></p><p>　　N=βF gE n=1.25×19.8×14×8=2772.00kN</p&g

33、t;<p>　　Ac=N/uNfc=2772.00×103/0.8×14.3=242300.77mm2 </p><p>　　綜合以上計(jì)算結(jié)果，取柱截面為正方形=501.99mm，底層取b×h=800mm×800mm，二至七層取b×h=600mm×600mm。</p><p>　　表2 柱截面尺寸（單位：mm）&

34、lt;/p><p>　　第五章 框架側(cè)移剛度的計(jì)算</p><p>　　5.1橫梁線剛度 的計(jì)算：（）</p><p>　　表3 橫梁線剛度</p><p>　　注:對(duì)現(xiàn)澆樓面，邊框架取ic=1.5EcI0/l,中框架取ic=2EcI0/l。</p><p>　　5.2縱梁線剛度 的計(jì)算：（）</p>

35、<p>　　表4 縱梁線剛度</p><p>　　5.3柱線剛度 的計(jì)算：（）</p><p>　　表5 柱線剛度</p><p>　　5.4各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算：（D值法）</p><p><b>　　5.4.1底層</b></p><p>　　① A-1、A-10、

36、D-1、D-10（4 根） </p><p>　　K=4.05/16.9=0.240 </p><p>　　αc=(0.5+K)/(2+K)=0.330 </p><p>　　=0.330×12×16.9×1010/6

37、0502</p><p>　　=18284 </p><p>　?、?B-1、B-10、C-1、C-10（4 根）</p><p>　　K=(4.05+3.60)/16.9=0.453 </p><p>　　αc=(0.5+K)

38、/(2+K)=0.388 </p><p>　　=0.388×12×16.9×1010/60502</p><p><b>　　=21497</b></p><p>　　③ A-2～9、D-2～9（16 根）</p><p>　　K=5.40/16.9

39、=0.320 </p><p>　　αc=(0.5+K)/(2+K)=0.353 </p><p>　　=0.353×12×16.9×1010/60502</p><p><b>　　=19583</b></p>

40、<p>　?、?B-2～98、C-2～9（16 根）</p><p>　　K=(5.40+4.80)/16.9=0.604 </p><p>　　αc=(0.5+K)/(2+K)=0.424 </p><p>　　=0.424×12×16.9×1

41、010/60502</p><p><b>　　=23481</b></p><p>　　(18284+21497)×4+（19583+23481）×16=848148</p><p>　　5.4.2二層至七層：</p><p>　　① A-1、A-10、D-1、D-10（4 根）</p>

42、<p>　　K=4.05×2/8.52×2=0.475 </p><p>　　αc=K/(2+K)=0.192</p><p>　　=0.192×12×8.52×1010/38002</p><p><b>　　=13598</b>&

43、lt;/p><p>　　② B-1、B-10、C-1、C-10（4 根）</p><p>　　K=(4.05+3.60)×2/8.52×2=0.898 </p><p>　　αc=K/(2+K)=0.310</p><p>　　=0.310×12×8.52×101

44、0/38002</p><p><b>　　=21937</b></p><p>　?、?A-2～9、D-2～9（16 根）</p><p>　　K=5.40×2/8.52×2=0.634 </p><p>　　αc=K/(2+K)=0.241</

45、p><p>　　=0.241×12×8.52×1010/38002</p><p><b>　　=17037</b></p><p>　?、?B-2～98、C-2～9（16 根）</p><p>　　K=(5.40+4.80)×2/8.52×2=1.197

46、 </p><p>　　αc=K/(2+K)=0.374</p><p>　　=0.374×12×8.52×1010/38002</p><p><b>　　=26514</b></p><p>　　(13598+21937)×4+（17037+26514）

47、15;16=838956</p><p><b>　　5.4.3八層：</b></p><p>　?、?A-1、A-10、D-1、D-10（4 根）</p><p>　　K=4.05×2/7.20×2=0.563 </p><p>　　αc=K/(2+

48、K)=0.219</p><p>　　=0.219×12×7.20×1010/45002</p><p><b>　　=93440</b></p><p>　?、?B-1、B-10、C-1、C-10（4 根） </p><p>　　K=(4.05+3

49、.60)×2/7.20×2=1.063 </p><p>　　αc=K/(2+K)=0.347</p><p>　　=0.347×12×7.20×1010/45002</p><p><b>　　=14807<

50、;/b></p><p>　　③ A-2～9、D-2～9（16 根）</p><p>　　K=5.40×2/7.20×2=0.750 </p><p>　　αc=K/(2+K)=0.273</p><p>　　=0.273&#

51、215;12×7.20×1010/45002</p><p><b>　　=11636</b></p><p>　　④ B-2～9、C-2～9（16 根）</p><p>　　K=(4.80+5.40)×2/7.20×2=1.417 </p><

52、;p>　　αc=K/(2+K)=0.415</p><p>　　=0.415×12×7.20×1010/45002</p><p><b>　　=17689</b></p><p>　　(93440+14807)×4+（11636+17689）×16=902188</p>&

53、lt;p>　　由上計(jì)算得，橫向框架梁的層間側(cè)移剛度為</p><p>　　一層： 848148N/mm</p><p>　　二-七層：838956N/mm</p><p>　　八層： 902188N/mm</p><p>　　ΣD1/ΣD2=848148/838956=1.01>0.7，側(cè)移剛度相近，符合抗震要求。因其大于

54、0.7，故該框架為規(guī)則框架。</p><p><b>　　第六章 荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　6.1荷載計(jì)算</b></p><p>　　6.1.1樓屋面做法</p><p>　　根據(jù)建筑類別（框架辦公樓）查98J122 工程做法P6 表查得屋面防水等級(jí)為Ⅲ級(jí)，10 年。根據(jù)平屋

55、面和不上人屋面要求選擇以下屋面、樓面做法：</p><p><b>　?。?）樓面做法</b></p><p>　　樓面做法①：選98J122 工程做法P78 屋18，查《荷載規(guī)范》可?。?lt;/p><p><b>　　永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　1、20厚花崗石樓面

56、 15×0.02=0.3 kN/m2</p><p>　　2、20厚1：4干硬性水泥砂漿結(jié)合層 20×0.02=0.4 kN/m2</p><p>　　3、120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0

57、kN/m2</p><p>　　4、V型輕鋼龍骨吊頂 0.20 kN/m2</p><p>　　合計(jì) 3.9 kN/m2</p><p>　　樓面做法②：選98J122 工程做法

58、P79 屋21，查《荷載規(guī)范》可?。?lt;/p><p><b>　　永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　1、20厚石英地板樓面 15×0.02=0.3 kN/m2</p><p>　　2、20厚1：4干硬性水泥砂漿結(jié)合層 20

59、15;0.02=0.4 kN/m2</p><p>　　3、120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2</p><p>　　4、V型輕鋼龍骨吊頂 0.20 kN/m2</p><p>　　合計(jì)

60、 3.9 kN/m2</p><p><b>　?。?）屋面做法</b></p><p>　　選98J122 工程做法P13 屋11，查《荷載規(guī)范》可?。?lt;/p><p>　　屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不上人） </p><p>　　1．SBS

61、防水層 0.15 kN/m2</p><p>　　2．20厚1：3水泥砂漿找平層 14.5×0.02=0.29 kN/m2</p><p>　　3．150厚水泥蛭石保溫層 5×0.

62、15=0.75 kN/m2</p><p>　　4．120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 25×0.12=3.0 kN/m2</p><p>　　5．V型輕鋼龍骨吊頂 0.2 kN/m2</p><p>　　合計(jì)

63、 4.65 kN/m2</p><p>　　6.1.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　查《建筑荷載規(guī)范 GB50009-2001》</p><p>　　①不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2</p>

64、<p>　?、跇敲婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2</p><p>　　③屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 SK=μrS0=1.0×0.35=0.35 kN/m2（式中μr 為屋面積雪分布系數(shù)）</p><p>　　6.1.3墻、門、窗重力荷載計(jì)算</p><p>　?、偻鈮?240

65、 厚空心砌塊（5.0 kN/m3）,外墻涂料，內(nèi)墻20mm 抹灰，則外墻重力荷載為：5.0×0.24+17×0.02=1.54 kN/m2</p><p>　?、?內(nèi)墻200 厚空心砌塊（ 5.0 N/m3） , 雙面抹灰各20mm ， 則內(nèi)墻重力荷載為：</p><p>　　5.0×0.2+17×0.02×2=1.68 kN/m2<

66、/p><p>　?、勰鹃T單位面積重力荷載： 0.2 kN/m2</p><p>　?、茕X合金窗單位面積重力荷載：0.4 kN/m2</p><p><b>　　6.2梁、柱計(jì)算</b></p><p>　　6.2.1梁、柱平面布置圖</p><p>　　圖4 梁、柱平面布置圖</p>

67、;<p>　　6.2.2梁、柱重力荷載計(jì)算（見(jiàn)下表）</p><p>　　表6 梁、柱重力荷載計(jì)算表</p><p>　　6.3各質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值計(jì)算</p><p>　　6.3.1第一層上半部分（標(biāo)高+1.000 處起算，雨蓬近似折算）</p><p>　　AB 跨、CD 跨（無(wú)洞口考慮）內(nèi)墻厚200mm，外墻厚240mm

68、，</p><p>　　計(jì)算長(zhǎng)度6000mm（數(shù)量19+4）</p><p>　　計(jì)算高度6050× 1/2-600=2425mm</p><p>　　內(nèi)墻面積：6.0×2.425=14.55m2 ，數(shù)量：19</p><p>　　外墻面積：6.0×2.425=14.55m2 ，數(shù)量：4</p>&

69、lt;p>　　內(nèi)墻總重：19×14.55×1.68=464.44kN</p><p>　　外墻總重：4×14.55×1.84=107.09kN</p><p>　　AB、CD 跨內(nèi)外墻總重：464.44+107.09=571.53kN</p><p>　　2、外縱墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度6600mm </p>

70、<p>　　計(jì)算高度6050× 1/2-600=2425mm；</p><p>　　墻體總面積：6.6×2.425×17=272.09m2 </p><p>　　窗面積：1.8×2.0×32=115.20 m2 （C1窗）</p><p>　　大門面積：2.4×2.0×2+1.5&#

71、215;2.0×2=15.60m2 </p><p>　　外縱墻總重=墻體+窗+門</p><p>　　=（272.09-115.20-15.60）×1.54+115.20×0.4+15.60×0.2=266.79kN</p><p>　　3、內(nèi)縱墻總計(jì)算長(zhǎng)度：6.0×14=84.00m</p><

72、;p>　　計(jì)算高度：2.425m</p><p>　　總面積：84.00×2.425=203.70m2 </p><p>　　內(nèi)門尺寸： 1.0m×2.0m</p><p><b>　　計(jì)算高度：1.0m</b></p><p><b>　　數(shù)量：20</b></p&

73、gt;<p>　　門洞面積：1.0m×1.0m×20=20.0 m2</p><p>　　內(nèi)縱墻總重=（203.7－20.0）×1.68＋20.0×0.2=312.62kN</p><p>　　4、樓板和活載（衛(wèi)生間按普通樓板近似計(jì)算，樓梯間折算為1.5 倍板厚）</p><p>　　樓板面積:[6.0m

74、5;3.2m-2×0.16m2(柱角)]×32=604.16m2(普通板)</p><p>　　樓梯間面積:6.0m×3.2m-2×0.16m2（柱角）×2=37.76m2</p><p>　　走廊面積：6.3m×1.8m×9=102.06m2</p><p>　　總荷載=604.16×

75、(3.9+2.0× 1/2)+37.76×1.5×（3.9+2.5× 1/2）+102.06×（3.9+2.5× 1/2）=3777.69kN</p><p>　　5、梁和柱（參考表6）</p><p><b>　　梁：1893kN</b></p><p>　　柱：4066×

76、 1/2=2033kN</p><p>　　梁柱總重：1893kN+2033kN=3926kN</p><p>　　綜合以上得一層上半部分總重：</p><p>　　571.53+266.79+312.62+3777.69+3926.00=8854.63kN</p><p>　　6.3.2第二層（標(biāo)準(zhǔn)層）：</p><p&

77、gt;　　1、AB、CD 跨（無(wú)洞口考慮），內(nèi)墻200mm，外墻240mm；</p><p>　　墻體布置近似于一層，比一層少一道內(nèi)橫墻，共18道。</p><p>　　上半部計(jì)算高度：3800× 1/2-600=1300mm</p><p>　　下半部計(jì)算高度：3800× 1/2=1900mm</p><p>　　上半部

78、總重=107.09kN×1300/2425+6.0×1.3×18×1.68=327.05kN</p><p>　　下半部總重=107.09kN×1900/2425+6.0×1.9×18×1.68=428.64kN</p><p>　　2、外縱墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度6000mm ，上、下半部計(jì)算高度1300mm

79、和1900mm</p><p><b>　　墻體總面積：</b></p><p>　　上半部：6.0×18×1.3=140.40m2</p><p>　　下半部：6.0×18×1.9=205.20m2</p><p><b>　　窗面積：</b></p&

80、gt;<p>　　上半部：1.1×1.8×34+1.1×1.5×2=70.62 m2</p><p>　　下半部：0.9×1.8×34+0.9×1.5×2=57.78 m2</p><p>　　上半部總重=(140.40-70.62)×1.54+70.62×0.4=135.71

81、kN</p><p>　　上半部總重=(205.20-57.78)×1.54+57.78×0.4=250.14kN</p><p>　　3、內(nèi)縱墻總長(zhǎng)度96.0m，上、下部計(jì)算高度1300mm 和1900mm</p><p>　　上半部：96.0m×1.3=124.8m2</p><p>　　下半部：96.0m&

82、#215;1.9=182.4m2</p><p><b>　　門洞面積：</b></p><p>　　上半部：20.0m×1.3/2.425=10.72m2</p><p>　　上半部：20.0m×1.9/2.425=15.67m2</p><p>　　上半部總重=(124.8-10.72)×

83、;1.68+10.72×0.2=116.22kN</p><p>　　下半部總重=(182.4-15.67)×1.68+15.67×0.2=283.24kN</p><p>　　4、樓板和活載總重=3777.69kN</p><p><b>　　5、梁和柱</b></p><p><b

84、>　　梁：1893kN</b></p><p>　　上、下柱：1436× 1/2=718kN</p><p><b>　　綜合以上得：</b></p><p>　　二層（標(biāo)準(zhǔn)層）上半部分總重</p><p>　　=327.05+135.71+116.22+3777.69+1893+718=69

85、67.67kN</p><p>　　二層（標(biāo)準(zhǔn)層）下半部分總重</p><p>　　=428.64+250.14+283.24+718=1680.02kN</p><p><b>　　6.3.3第八層：</b></p><p>　　該層為設(shè)備間，不分隔房間。上半部計(jì)算高度4500mm×1/2-600mm=165

86、0mm，下半部計(jì)算高度4500mm×1/2=2250mm。</p><p>　　分配上半部重=53.46×1.68+（132.4-64.2）×1.65×1.54+64.2×1.65×0.4＝305.48kN</p><p>　　分配下半部重=72.90×1.68+（132.4-64.2）×2.25×1

87、.54+64.2×2.25×0.4＝419.81kN</p><p>　　屋蓋和活載=（604.16+37.76+102.06）×(4.65+0.5×1/2+0.35×1//2)=3775.70kN</p><p>　　女兒墻重=（60.4+14.0）×2×0.5×1.0×25=1885kN</

88、p><p>　　柱（上、下柱）重：1701×1/2=850.5kN</p><p><b>　　梁重：1893kN</b></p><p><b>　　綜上得：</b></p><p>　　八層上部重=305.48+3775.70+1885+850.5+1893=8709.68kN</p

89、><p>　　八層下部重=419.81+850.5=1270.31kN</p><p>　　集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值G i 的39.86計(jì)算結(jié)果如下：</p><p>　　G8=8709.68kN</p><p>　　G7=1270.31+6967.67=8237.98kN</p><p>　　G2-6=6967

90、.67+1680.02=8647.69kN</p><p>　　G1=1680.02+8854.63=10534.65kN</p><p>　　圖5 各質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值</p><p>　　6.4橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算</p><p>　　6.4.1橫向自振周期的計(jì)算</p><p>　　

91、橫向自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移法。</p><p>　　結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移按按以下公式計(jì)算：</p><p>　　VGi=ΣGk[2]</p><p>　　(△u)i= VGi/ΣD ij[2]</p><p>　　uT=Σ(△u)k[2]</p><p>　　注：ΣD ij 為第i 層的層間側(cè)移剛度；<

92、/p><p>　　(△u)i 為第i 層的層間側(cè)移；</p><p>　　(△u)k 為第k 層的層間側(cè)移；</p><p>　　s 為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表7.1:</p><p>　　表7 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算</p><p>　　基本自

93、振周期T1（s）可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：1、ψT 為結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取0.6--0.7，這里取0.6。</p><p>　　2、uT 為假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi 作為水平荷載而算得的</p><p>　　結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移（m）。</p><p><b>　　=1.

94、7×0.6×</b></p><p><b>　　=0.619 s</b></p><p>　　6.4.2橫向地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算</p><p>　　本辦公樓結(jié)構(gòu)高度未超過(guò) 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。即：</p><p&g

95、t;　　（1）結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Geq</p><p>　　Geq=0.85ΣGi</p><p>　　=0.85×70720.76</p><p>　　=60112.65 kN</p><p>　　（2）計(jì)算水平地震影響系數(shù)α1</p><p>　　查《建筑抗震規(guī)范》得二類場(chǎng)地二組特征周期值Tg=0.

96、40s。</p><p>　　設(shè)防烈度為7度的αmax=0.16</p><p>　　α1=（Tg/T1）аmax</p><p>　　=（0.40/0.619）×0.16</p><p><b>　　=0.108</b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk<

97、;/p><p><b>　　FEk=α1Geq</b></p><p>　　=0.105×60112.65</p><p>　　=6311.83 kN</p><p>　　因1.4Tg=1.4×0.40=0.56s<T1=0.619s，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。</p><

98、p>　　頂部附加地震作用系數(shù)</p><p>　　δn=0.08T1+0.01=0.08×0.619+0.01=0.060</p><p>　　F8=δn FEk =0.060×6311.83=378.71kN</p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用按下式計(jì)算：</p><p>　　Fi=GiHiFEk（1-δn

99、）/（ΣGjHj）[2]</p><p>　　FEk（1-δn）=6311.83×（1-0.060）=5933.12kN</p><p>　　(ΣGjHj)=1346379.14kN</p><p>　　地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi 為</p><p>　　Vi=ΣFk（i=1，2，…n）</p><p&

100、gt;　　計(jì)算過(guò)程如下表7.2：</p><p>　　表8 各質(zhì)點(diǎn)橫向地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表</p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見(jiàn)下圖：</p><p>　?。╝）水平地震作用分布 （b）層間剪力分布</p><p>　　圖6 橫向水平地震作用及樓層地震剪力</p&g

101、t;<p>　　6.4.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移△ui和頂點(diǎn)位移ui分別按</p><p>　　ui= Vi /ΣDi</p><p><b>　　ui=Σ△ui</b></p><p>　　各層的層間彈性位移角θe=△ui /hi</p>

102、;<p><b>　　計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。</b></p><p>　　表9 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　由表9可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值為1/565＜1/550,滿足的要求，其中=1/550。</p><p>　　6.4.4水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算</p><p>

103、　　6.4.4.1框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中，—框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比</p><p>　　—上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值</p><p>　　，—上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值</p><p>　　—框架柱的反彎點(diǎn)高度比</p><p>　　以③軸線橫向框架內(nèi)

104、力計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略。框架水平地震作用下的內(nèi)力分析，底層柱需考慮修正值，第2層需考慮修正值，第7層需考慮修正值，其余柱均無(wú)修正。具體計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表10。</p><p>　　表10a 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（邊柱）</p><p>　　表10b 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱）</p><p>　　注：表中M量綱為，V的量綱為kN

105、。</p><p>　　6.4.4.2梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按一下公式計(jì)算：</p><p>　　式中，，—分別表示節(jié)點(diǎn)上下兩端柱的彎矩</p><p>　　，—分別表示節(jié)點(diǎn)左右兩端梁的彎矩</p><p>　　，—分別表示梁左右兩端剪力</p><p><b>　　—梁的跨度</b><

106、/p><p>　　—第i層第k根柱子的軸力</p><p>　　,—分別為第i層第k根柱兩側(cè)梁端傳來(lái)剪力</p><p>　　,—分別表示梁左右兩端彎矩</p><p><b>　　—柱剪力</b></p><p>　　，—柱上下兩端彎矩。</p><p>　　表11 水平

107、地震力作用下橫向框架梁端彎矩、剪力計(jì)算</p><p>　　注：1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。</p><p>　　2）表中M單位為，V的單位為kN，N的單位為kN，l的單位為m。</p><p>　　水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖7所示。</p><p>　　框

108、架彎矩圖（ ） （b）梁端剪力及柱軸力圖（kN）</p><p>　　圖7 左地震作用下框架彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖 </p><p><b>　　6.5風(fēng)荷載計(jì)算</b></p><p>　　6.5.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為 wk=βzμsμzw0</

109、p><p>　　基本風(fēng)壓w0=0.40kN/mm2,由《荷載規(guī)范》查得μs=0.8（迎風(fēng)面）和μs=-0.5（背風(fēng)面）。B類地區(qū)，因H/B=2.26>1.5,查表得=0.48；βz應(yīng)按下式計(jì)算</p><p><b>　　βz=</b></p><p>　　對(duì)于框架結(jié)構(gòu)T=（0.08~0.1）n, T=0.64~0.8,取T=0.7<

110、/p><p>　　T1=0.619s,0.400.6192=0.15， 所以=1.25。所以βz取值如下式：</p><p>　　仍取③軸線橫向框架，其負(fù)載寬度為6.6m，沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過(guò)程如表12所示。</p><p>　　表12 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)

111、準(zhǔn)值 </p><p>　　風(fēng)荷載沿房屋高度的分布（單位：kN/m）（b）等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載（單位：kN）</p><p>　　圖8 框架上的風(fēng)荷載</p><p>　　《荷載規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。本設(shè)計(jì)中房屋高度H=32.3m>30m，且H/

112、B=2.26>1.5，由表12可見(jiàn)沿房屋高度在1.108~1.408范圍內(nèi)變化，即風(fēng)壓脈動(dòng)的影響較大。因此，該房屋應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將圖8（a）的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，如圖8（b）所示。例如，第6層的集中荷載F6 的計(jì)算過(guò)程如下：</p><p>　　F6 =（3.780+2.363+3.493+2.183）3.81/

113、2+（4.059-3.780+2.537-2.363） 3.81/21/3+（3.780-3.493+2.363-2.183）3.81/22/3=23.04</p><p>　　則各等效節(jié)點(diǎn)的集中荷載如表13所示。</p><p>　　表13 各等效節(jié)點(diǎn)的集中荷載</p><p>　　6.5.2風(fēng)荷載作用下的水平位移計(jì)算</p><p&g

114、t;　　表14 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算</p><p>　　由表14可見(jiàn)，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/21407，遠(yuǎn)小于1/550，滿足規(guī)范要求。</p><p>　　6.5.3風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算</p><p>　?。?）框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中，—框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎

115、點(diǎn)高度比</p><p>　　—上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值</p><p>　　，—上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值</p><p>　　—框架柱的反彎點(diǎn)高度比</p><p>　　以③軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略?？蚣芩斤L(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析，底層柱需考慮修正值，第2層需考慮修正值，第7層

116、需考慮修正值，其余柱均無(wú)修正。具體計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表15。</p><p>　　表15a 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（邊柱）</p><p>　　表15b 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱）</p><p>　　注：表中M量綱為，V的量綱為kN。</p><p>　?。?）梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按一下公式計(jì)算：</p>&l

117、t;p>　　式中，，—分別表示節(jié)點(diǎn)上下兩端柱的彎矩</p><p>　　，—分別表示節(jié)點(diǎn)左右兩端梁的彎矩</p><p>　　，—分別表示梁左右兩端剪力</p><p><b>　　—梁的跨度</b></p><p>　　—第i層第k根柱子的軸力</p><p>　　,—分別為第i層第k根柱

118、兩側(cè)梁端傳來(lái)剪力</p><p>　　,—分別表示梁左右兩端彎矩</p><p><b>　　—柱剪力</b></p><p>　　，—柱上下兩端彎矩。</p><p>　　表16 水平風(fēng)荷載作用下橫向框架梁端彎矩、剪力計(jì)算</p><p>　　注：1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左側(cè)風(fēng)荷載作

119、用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。</p><p>　　2）表中M單位為，V的單位為kN，N的單位為kN，l的單位為m。</p><p>　　水平風(fēng)荷載作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖7所示。</p><p>　?。╝）框架彎矩圖（ ）（b）梁端剪力及柱軸力圖（kN）</p><p>　　圖9 橫向框架在水平風(fēng)荷

120、載作用下框架彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖 </p><p>　　6.6豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　6.6.1橫向框架內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　?。?）計(jì)算單元</b></p><p>　　取③軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算單元寬取6.6m。由于房間內(nèi)布置有次梁,故直接傳給該框架的樓面荷載如下

121、圖中水平陰影線所示，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)次梁和縱向框架以集中力的形式傳給橫向框架，作用于節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。</p><p>　　圖10 橫向框架計(jì)算單元</p><p><b>　?。?）荷載計(jì)算</b></p><p><b>　?、俸愫奢d計(jì)算&

122、lt;/b></p><p>　　AB跨CD跨樓板長(zhǎng)寬比均大于等于2，按單向板計(jì)算，BC跨樓板長(zhǎng)寬比均小于2，按雙向板計(jì)算。</p><p>　　圖11 梁上作用的恒載</p><p><b>　　對(duì)于第8層</b></p><p>　　在上圖中，、代表橫梁自重，為均布荷載形式。對(duì)于第8層</p>

123、<p>　　=4.725kN/m，=3.15kN/m</p><p>　　分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖10所示幾何關(guān)系可得</p><p>　　=4.65kN/㎡×3.3m=15.35kN/m，=4.65kN/㎡×2.0m=9.30kN/m</p><p>　　分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的荷載，它包括梁

124、自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計(jì)算如下：</p><p>　　女兒墻對(duì)梁扭矩（圖12）T=Ge=(0.11.0256.6)0.25=4.13kN?m</p><p>　　集中力矩：==115.90(0.6-0.3)/2+4.13=21.61kN?m</p><p>　　==128.97(0.6-0.3)/2=19.35 kN?m</p><p

125、>　　圖12 女兒墻對(duì)梁扭矩計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　對(duì)2-7層</b></p><p>　　包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載。其他荷載計(jì)算方法同第8層，結(jié)果為=4.725+1.683.8=11.11kN/m，=3.15kN/m</p><p>　　=3.9kN/㎡×3.3m=12.87kN/m，=3.9kN/

126、㎡×2.0m=7.8kN/m</p><p>　　==113.54(0.6-0.3)/2=17.03kN?m</p><p>　　==160.97(0.6-0.3)/2=24.15 kN?m</p><p><b>　　對(duì)于1層</b></p><p>　　=4.725+1.683.8=11.11kN/m，=3

127、.15kN/m</p><p>　　=3.9kN/㎡×3.3m=12.87kN/m，=3.9kN/㎡×2.0m=7.8kN/m</p><p>　　==113.54(0.8-0.3)/2=28.39kN?m</p><p>　　==160.97(0.8-0.3)/2=40.24kN?m</p><p><b>　

128、　②活載計(jì)算</b></p><p>　　活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖13所示。</p><p>　　圖13 梁上作用的活載圖</p><p><b>　　對(duì)于第8層</b></p><p>　　=3.3×2=6.6kN/m，=2.0×2=4.08kN/m</p>