土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)--教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）</p><p>　　**第四教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　專 業(yè)：土木工程</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p

2、>　　河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院</p><p><b>　　2013年6月7日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本此設(shè)計(jì)為**第四教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),建筑面積為5844.35平方米,建筑高度為19.8米。工程是集辦公、教學(xué)、學(xué)習(xí)于一體的建筑，以方便師生之間的交流。建筑采用內(nèi)廊

3、式平面布局，給人以簡潔向上的感覺。</p><p>　　本工程為框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，第一組。環(huán)境類別：基礎(chǔ)、雨蓬、室外樓梯、檐口為二（b）類，廁所為二(a)類，其余為一類。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要方法為D值法,反彎點(diǎn)法,倒梁法等。</p><p>　　關(guān)鍵字：框架結(jié)構(gòu)、內(nèi)廊式、D值法、反彎點(diǎn)法、倒梁法</p><p><b&g

4、t;　　Abstract</b></p><p>　　This the design for the handan university the fourth teaching building structure design, construction area of 5844.35 square meters, the building height is 19.8 meters.Enginee

5、ring is the collection office, teaching and learning in the integration of architecture, to facilitate communication between teachers and students.Building adopts the existent in layout, give a person the sense with clea

6、n up.The project for the frame structure, structural fortification intensity is 7 degrees, design basic</p><p>　　frame structure, internal existent, D value method, inflection point method, inverted beam m

7、ethod</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　0緒論1</b></p><p><b>　　1工程概況2</b></p><p>　　1.1截面尺寸估算2</p><p>　　1.2柱截面尺寸估算

8、2</p><p><b>　　2確定計(jì)算簡圖2</b></p><p>　　2.1一榀框架計(jì)算3</p><p>　　取樓層的一榀框架進(jìn)行計(jì)算,框架單元如圖3</p><p>　　2.2 框架線剛度計(jì)算3</p><p><b>　　3荷載計(jì)算3</b><

9、;/p><p>　　3.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算3</p><p><b>　　3.2柱子自重4</b></p><p><b>　　3.3梁自重5</b></p><p><b>　　3.4墻體自重5</b></p><p><b>　　3.

10、5門窗自重6</b></p><p>　　3.6荷載分層總匯7</p><p>　　4水平地震作用力下框架側(cè)移計(jì)算7</p><p>　　4.1橫梁線剛度計(jì)算和柱線剛度計(jì)算8</p><p>　　4.2橫向框架柱的側(cè)移剛度D值8</p><p>　　4.3橫向地震作用計(jì)算9</p>

11、<p>　　4.4橫向框架抗震變形驗(yàn)算10</p><p>　　4.5水平地震作用下,橫向框架的內(nèi)力分析10</p><p>　　5向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析12</p><p>　　5.1荷載計(jì)算12</p><p>　　5.2用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩13</p><p>　　5.3梁

12、端剪力及柱軸力計(jì)算16</p><p><b>　　6內(nèi)力組合21</b></p><p>　　6.1框架梁內(nèi)力組合21</p><p>　　6.2柱子內(nèi)力組合24</p><p><b>　　7截點(diǎn)設(shè)計(jì)25</b></p><p>　　7.1承載力抗震調(diào)整

13、系數(shù)25</p><p>　　7.2橫向框架梁的截面設(shè)計(jì)26</p><p>　　7.3柱截面設(shè)計(jì)36</p><p><b>　　8節(jié)點(diǎn)構(gòu)造45</b></p><p>　　9屋蓋、樓蓋設(shè)計(jì)45</p><p>　　9.1板的設(shè)計(jì)46</p><p>

14、　　9.2樓面的設(shè)計(jì)48</p><p>　　10樓梯設(shè)計(jì)51</p><p>　　10.1樓梯板設(shè)計(jì)計(jì)算51</p><p>　　10.2平臺(tái)板的設(shè)計(jì)52</p><p>　　10.3平臺(tái)梁的計(jì)算53</p><p><b>　　11基礎(chǔ)設(shè)計(jì)54</b></p>&l

15、t;p>　　11.1初步確定基礎(chǔ)尺寸54</p><p>　　11.2地基承載力驗(yàn)算54</p><p>　　11.3柱子邊緣處基礎(chǔ)梁的受剪承載力驗(yàn)算55</p><p>　　11.4基礎(chǔ)的內(nèi)力分析55</p><p>　　11.5柱下條形基礎(chǔ)梁頂面的局部受壓承載力計(jì)算57</p><p><b&

16、gt;　　鳴 謝58</b></p><p><b>　　參考資料58</b></p><p>　　**第四教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生：陳 群 指導(dǎo)教師：高洪俊</p><p>　　河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)方向</p><p><b

17、>　　0緒論</b></p><p>　　本綜合樓是為教師,學(xué)生工作學(xué)習(xí)提供最為良好環(huán)境的建筑。教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)同設(shè)計(jì)其他類型建筑一樣有許多共同點(diǎn)，也有許多不同的特點(diǎn)和要求。經(jīng)過一番思考，我認(rèn)為本設(shè)計(jì)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）彈性。從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)到服務(wù)功能都應(yīng)做到開放性，以適應(yīng)時(shí)空的變化。</p><p>　?。?）緊湊性。教室以

18、及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。</p><p>　?。?）易接近性。從樓外到樓內(nèi)，從入口到各個(gè)部門，要規(guī)劃得合理，要設(shè)計(jì)一個(gè)良好的導(dǎo)引系統(tǒng)。</p><p>　?。?）可擴(kuò)展性。在未來擴(kuò)展時(shí)可靈活延伸，將損失減小到低程度。</p><p>　　（5）舒適性。在環(huán)境、通風(fēng)、溫濕度、光線等方面要柔和、協(xié)調(diào)，盡量借用外部的自然環(huán)境。</p><

19、;p>　　（6）環(huán)境的穩(wěn)定性。</p><p>　?。?）安全性。建筑安全防護(hù)措施做到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。</p><p>　?。?）濟(jì)性。把建設(shè)和維護(hù)一座教學(xué)樓所需要的經(jīng)費(fèi)和人員控制在最低限度。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我本著“安全，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀”的原則，在滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的功能要求前提下，完成了建筑設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框

20、架，并為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1工程概況</b></p><p>　　本工程位于**內(nèi),建筑面積為5500—6500m2,地上五層，局部六層，施工圖設(shè)計(jì)以規(guī)劃局批準(zhǔn)的總圖為準(zhǔn)，總建筑面積上下浮動(dòng)范圍不超過1%。本工程的主要功能為教學(xué),并兼有圖書、辦公。具體功能分為一層設(shè)網(wǎng)絡(luò)信息室、檔案存放室、配電室各一個(gè)；資料室、圖書室（60

21、人）、期刊室（60人）各兩個(gè)。二層設(shè)大辦公室、小辦公室若干；院會(huì)議室各一個(gè)。三—五層每層設(shè)小教室（60人）若干，教師休息室兩個(gè),活動(dòng)廳一個(gè)。</p><p><b>　　1.1截面尺寸估算</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　L1為5400mm，L2為7200mm，L3為3000m<

22、/p><p>　　梁L1的截面尺寸為;h=L/12=450 取h=450mm，b=300mm</p><p>　　梁L2的截面尺寸為;h=L/12=600 取h=600mm，b=300mm</p><p>　　梁L3的截面尺寸為;h=L/12=250 取h=300mm，b=300mm</p><p

23、><b>　　1.2柱截面尺寸</b></p><p>　　按層高確定;底層 H=3900+600+500=5000mmb=（1/10——1/15）=500——333mm</p><p>　　按軸壓比確定;A>=N/fc=1.4×(19.44+8.1)/0.6/14.3=224685.32所以b=h>474,取b=h=500mm<

24、;/p><p>　　柱子高度:底層柱高h(yuǎn)=3900+600+500=5000mm(室內(nèi)外高差600mm,基礎(chǔ)頂面距地面高500mm),其它層柱高3900mm. 圖2.1</p><p><b>　　2 確定計(jì)算簡圖</b></p><p><b>　　2.1一榀框架計(jì)算</b></p>

25、<p>　　取樓層的一榀框架進(jìn)行計(jì)算,框架單元如圖</p><p>　　2.2 框架線剛度計(jì)算</p><p>　　框架梁、柱的混泥土取C30強(qiáng)度等級(jí),在框架結(jié)構(gòu)中,現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板,但有現(xiàn)澆層的樓面,可以作為梁的有效翼緣,增大梁的有效剛度,減小框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí),對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取I=1.5Io(Io為梁的截面慣性矩),對(duì)中框架取I=2

26、Io。</p><p>　　表2.1柱的線剛度i=bh3 /12</p><p><b>　　表2.1梁的線剛度</b></p><p><b>　　3荷載計(jì)算</b></p><p>　　3.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 </p><p><b>　　3.1.1屋

27、面</b></p><p>　　保護(hù)層：30厚C20細(xì)石混泥土 0.03×22=0.66KN/m2</p><p>　　冷底子油一遍三氈四油防水層 0.4KN/m2</p><p>　　20厚礦渣水泥找平層 14.5×0.0

28、2=0.29KN/m2</p><p>　　60厚聚苯乙烯保溫層 0.06×0.05=0.03KN/m2</p><p>　　100-150厚膨脹珍珠巖找坡 （0.1+0.15）/2×7=0.88KN/m2</p><p>　　120厚鋼筋混泥土板

29、 25×0.12=3KN/m2</p><p>　　20厚水泥砂漿板抹灰 0.02×20=0.4KN/m2</p><p>　　合計(jì)： 5.95KN/m2</p><p><b>　　屋面均布恒荷載為：</b></p><p>　　（17.4+0.5）&

30、#215;（64.8+0.5）×5.95=6954.78KN</p><p>　　3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)層樓面</p><p>　　水磨石樓面 0.65KN/m2</p><p>　　120厚鋼筋混泥土板 25×0.12=3KN/m2</p>

31、<p>　　20厚水泥砂漿板底抹灰 0.02×20=0.4KN/m2</p><p>　　合計(jì)： 4.05KN/m2</p><p><b>　　衛(wèi)生間、樓面</b></p><p>　　瓷磚樓面 0.55KN/m2</p>

32、<p>　　120厚鋼筋混泥土板 3KN/m2</p><p>　　20厚水泥砂漿板底抹灰 0.4KN/m2</p><p>　　合計(jì)： 3.95KN/m2</p><p>　　樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值兩種荷載相差不大，為偏于安全，取4.05KN/m2計(jì)算。</p

33、><p>　　恒載：4.05×（17.4+0.5）×（64.8+0.5）=4733.92KN</p><p>　　3.1.3 屋面均布荷載</p><p>　　屋面為上人屋面，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》得均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0KN/m2，所以屋面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：2×（17.4+0.5）×（64.8+0.5）=2337.74KN&l

34、t;/p><p>　　3.1.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　基本雪壓為0.3KN/m2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：SK=µr So</p><p>　　查荷載規(guī)范：µr =1 SK=0.3KN/m2</p><p>　　故雪荷載標(biāo)準(zhǔn)為：0.3×（17.4+0.5）×（64.8+0.5）=350.66

35、KN</p><p>　　3.1.5 樓面均布活載</p><p>　　查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB500009-2006）樓面均布活載中：閱覽室、會(huì)議活動(dòng)室為2.0KN/m2走廊、門庭、樓梯均為2.0KN/m2，為便于計(jì)算，隔墻統(tǒng)一不計(jì)，樓面均布活載統(tǒng)一偏大取2.5KN/m2。故樓面均布荷載為：2.5×（17.4+0.5）×（64.8+0.5）=2922.18

36、KN</p><p><b>　　3.2 柱子自重</b></p><p>　　柱截面:b×h=500×500mm</p><p>　　柱自重 25×0.5×0.5=6.25KN/m</p><p>　　10厚抹灰砂漿

37、 0.01×4×0.5×17=0.34KN/m2</p><p>　　合計(jì)： 6.59KN/m2</p><p>　　底層柱每根自重 5×6.59=32.95KN</p><p>　　其余層每根自重 3.9×

38、;6.59=25.7KN</p><p><b>　　3.3 梁自重</b></p><p>　　L1: b×h=300×450mm自重:0.3×0.45×25=3.375KN/m</p><p>　　10厚水泥砂漿抹灰 0.01×（2×0.3+2×0.45）17

39、=0.256KN/m合計(jì)： 3.63KN/m</p><p>　　L2: b×h=300×600mm自重:0.3×0.6×25=4.5KN/m</p><p>　　10厚水泥砂漿抹灰 0.01×（2×0.3+2×0.6）17=0.306KN/m合計(jì)： 4.81KN/m</p><p&

40、gt;　　L3 b×h=300×300mm自重:0.3×0.325=2.25KN/m</p><p>　　10厚水泥砂漿抹灰 0.01×（2×0.3+2×0.3）17=0.204KN/m合計(jì)： 2.454KN/m</p><p>　　L1每根重:5.4×3.63=19.6KN</p>&l

41、t;p>　　L2每根重:7.2×4.81=34.6KN</p><p>　　L3每根重:3.0×2.45=7.36KN</p><p>　　表3.1底層梁柱自重統(tǒng)計(jì)</p><p><b>　　3.4 墻體自重</b></p><p>　　內(nèi)外墻都采用加氣混泥土砌塊，外墻厚250mm，內(nèi)墻厚2

42、00mm，墻體抹灰近似按加厚墻體考慮其重量。</p><p>　　單位面積墻體自重 外墻：0.29×6=1.74KN/m2內(nèi)墻：0.24×6=1.44KN/m2</p><p><b>　　底層</b></p><p>　　A軸（0.5+10.8×6-0.5×13）×（3.9-0.45）-

43、（4.8×2.4）×10-4.2×2.4-4.2×3.3=63.72×1.74=110.87KN</p><p>　　B軸（0.5+10.8×5+5.4-0.5×13）×（3.9-0.45）-（1.0×2.4）×9-（3.3×1.8）×8=115.11×1.44=165.76KN<

44、;/p><p>　　C軸（0.5+10.8×4+5.4-0.5×13）×（3.9-0.45）-（1.0×2.4)×9-(3.3×1.8)×8=77.85×1.44=112.10KN</p><p>　　D軸（0.5+10.8×6-0.5×13）×（3.9-0.45）-（4.8×

45、;2.4）×8-4.2×2.4=100.62×1.74=175.08KN</p><p>　　1軸（0.5+7.2×2+3-0.5×4）×（3.9-0.6）-6×3.3=32.67×1.74=56.85KN</p><p>　　2-7軸(0.5+7.2×2-0.5×4)×(3.9-

46、0.6)=42.57×1.44×6=367.801KN</p><p>　　8軸(0.5+7.2×2-0.5×4)×(3.9-0.6)=42.57×1.74=74.07KN</p><p>　　合計(jì)： 1062.53KN</p><p><b>　　2-5層</b></p&g

47、t;<p>　　A軸（0.5+10.8×6-0.5×13)×(3.9-0.45)-(4.8×2.4)×10-4.2×2.4×2=67.5×1.74=117.45KN</p><p>　　B軸（0.5+10.8×6-0.5×13）×（3.9-0.45）-（1.0×2.4）×

48、10-（3.3×1.8）×8=131.34×1.44=189.13KN</p><p>　　C軸（0.5+10.8×4+5.4-0.5×13)×(3.9-0.45)-(1.0×2.4)×9-(3.3×1.8)×8=77.85×1.44=112.10KN</p><p>　　D軸（0

49、.5+10.8×6-0.5×13）×（3.9-0.45）-（4.8×2.4）×8-4.2×2.4=100.62×1.74=175.08KN</p><p>　　1軸（0.5+7.2×2-0.54）×（3.9-0.6）+3×（3.9-0.3）-6×2.7=37.17×1.74=64.68KN<

50、;/p><p>　　2-7軸(0.5+7.2×2-0.5×4)×(3.9-0.6)=42.57×1.44×6=367.801KN</p><p>　　8軸(0.5+7.2×2-0.5×4)×(3.9-0.6)=42.57×1.74=74.07KN</p><p>　　合計(jì)： 1

51、100.31KN</p><p>　　女兒墻（64.8+17.4）2×0.9×1.44=213.06KN</p><p><b>　　3.5 門窗自重</b></p><p>　　取窗自重0.4KN/m2，木門0.15KN/m2</p><p><b>　　底層門窗統(tǒng)計(jì)表</b>

52、;</p><p><b>　　表3.2門</b></p><p><b>　　表3.1窗</b></p><p>　　合計(jì)： 140.55KN</p><p><b>　　2-5層</b></p><p><b>　　表3.4門</b

53、></p><p><b>　　表3.5窗</b></p><p>　　合計(jì)： 141.98KN</p><p>　　3.6 荷載分層總匯</p><p>　　頂層重力荷載代表值包括，50％屋面雪荷載，縱橫梁自重，半層柱自重，半層墻體自重。其他層重力荷載代表值包括，樓面恒載，50％樓面均布活荷載，縱橫梁自重，樓面

54、上下各半層的柱子及縱橫墻體自重。將前述分項(xiàng)荷載相加，得集中于各層樓面的重力荷載代表值如下</p><p>　　底層：G=G恒+0.5G活=4733.92+2922.18×0.5+1713.4+940.8+553.6+58.88+1062.53+140.55=10664.77KN</p><p>　　2-4層G=4733.92+2922.18×0.5+1713.4+940

55、.8+553.6+58.88+1100.31+141.98=10703.98KN</p><p>　　頂層G=6954.78+350.66×0.5+940.8+553.6+58.88+1/2(1713.49+1100.31)+213.06=10303.31KN</p><p>　　建筑物總重力荷載代表值£G為

56、 圖3.1</p><p>　　10303.31+10703.98×3+10664.71=53079.96KN</p><p>　　4 水平地震作用力下框架側(cè)移計(jì)算</p><p>　　框架梁、柱的混泥土取C30等級(jí)，混泥土彈性模量Ec=3×107KN/m2在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板，但有現(xiàn)澆層的樓面，可以作為梁的有效翼

57、緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取I=1.5I0（I0為截面慣性矩），對(duì)中框架矩取I=2I0。</p><p>　　4.1 橫梁線剛度計(jì)算和柱線剛度計(jì)算</p><p><b>　　見前計(jì)算簡圖部分</b></p><p>　　4.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值</p&g

58、t;<p>　　表4.1橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算如表</p><p>　　按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自震周期T1=1.7α0√ΔT</p><p>　　式中:α0——基本周期調(diào)整系數(shù)?？紤]填充墻使框架自震周期減小的影響,取α0=0.6。</p><p>　　ΔT——框架的頂點(diǎn)位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移,ΔT是將框架的重力荷載視

59、為水平作用力,求得假象框架位移。然后由 ΔT求出T1，再用T1求得框架結(jié)構(gòu)的底部剪力,進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。</p><p>　　表4.2橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算</p><p>　　T1=1.7α0√ΔT=1.7×0.7×√0.5225=0.86s</p><p>　　4.3 橫向地震作用計(jì)算</p><p&g

60、t;　　在三類場地,七級(jí)近震區(qū),結(jié)構(gòu)的特征周期Tg和地震影響系數(shù)αmax為</p><p>　　Tg=0.45αmax=0.08</p><p>　　結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Geq=0.85×G1=0.85×53480.69=45458.59KN</p><p>　　水平地震影響系數(shù)α1=(Tg/Tr)rηαmax=(0.35/0.

61、86)0.9×1×0.08=0.0356</p><p>　　結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEX=α1Geq=0.0356×45458.59=1619.27KN</p><p>　　由于T1=0.86s>1.4Tg×0.45=0.63s,所以考慮頂點(diǎn)附加地震作用。</p><p>　　頂部附加地震作用系數(shù)</p&g

62、t;<p>　　δE=0.08T1+0.7=0.08×0.86+0.07=0.1388FS=0.1388×1619.27=224.75KN</p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用下F1=G1H1FEX(1-δE)/(£GKHK)=(G1H1/£GKHK)×1394.52KN</p><p>　　地震作用下各樓層水平地震

63、層間剪力V=£FX</p><p>　　表4.3各層橫向地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　圖4.1各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布</p><p>　　4.4 橫向框架抗震變形驗(yàn)算</p><p>　　多遇地震作用下,層間彈性位移驗(yàn)算見下表層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足θe≤[θe]=1/550</p>

64、<p>　　4.5 水平地震作用下,橫向框架的內(nèi)力分析</p><p>　　以框架為例進(jìn)行計(jì)算,邊框架和縱向框架的計(jì)算方法和步驟與橫向框架完全相同?？蚣苤袅皬澗赜?jì)算,采用D值法</p><p>　　表4.4橫向框架各層水平地震作用的地震剪力</p><p>　　水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　框架拉剪力及彎

65、矩分別按下式計(jì)算</p><p>　　Vij=Dij/£D1j</p><p>　　上端Mb1j=V1jyh下端MV1j=V1j(1-y)h </p><p>　　Y=yn+y1+y2+y3Y為反彎點(diǎn)高度底層取2/3，其它層取1/2</p><p>　　表4.5各層拉端彎矩計(jì)算</p><p>&l

66、t;b>　　表4.5中柱</b></p><p>　　梁端彎矩,剪力及柱軸力計(jì)算</p><p>　　MLb=iLb(Mbi+Mvj)/(iLb+irb)Mrb=(Muc+MLc)(K2/(K1+K2))</p><p>　　Vb=(Mrb+MLb)/L N=(VLb-Vrb)</p><p>　　表4.6框架梁端彎

67、矩、剪力及軸力</p><p>　　5 豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析</p><p><b>　　5.1荷載計(jì)算</b></p><p>　　五層:AB跨梁自重0.6×0.3×25=4.5KN/m</p><p>　　α=L1/2L2=5.4/2/7.2=0.375</p>

68、<p>　　Pe=(1-2α21+α31)×(5.95×7.2/2)=21.10KN/m</p><p>　　恒載25.6KN/m活載2×5.4=10.8KN/m</p><p>　　BC跨梁自重0.3×0.3×25=2.25KN/m</p><p>　　Pe=5/8×5.95×2.

69、1/2=3.9KN/m</p><p>　　恒載6.15KN/m活載2×3=6KN/m</p><p>　　1-4層:AB跨梁自重0.6×0.3×25=4.5KN/mPe=(1-2α21+α31)×(4.05×7.2/2)=14.36KN/m</p><p>　　恒載18.86KN/m活載2.5

70、5;5.4=13.5KN/m 圖5.1</p><p>　　BC跨梁自重0.3×0.3×25=2.25KN/m Pe=5/8×4.05×2.1/2=2.66KN/m</p><p>　　恒載4.91KN/m活載2.5×3=7.5KN/m</p><p><b>

71、　　集中荷載</b></p><p>　　縱梁自重 0.3×0.45×25×5.4=18.23KN</p><p>　　縱墻自重 0.29×5.46×(5.4-0.4)=46.98KN</p><p>　　柱自重 0.5×0.5×3.9×25=24

72、.38KN</p><p>　　合計(jì): 89.59KN</p><p>　　圖5.2框架恒荷載、活荷載見下圖</p><p>　　恒載 活載</p><p>　　5.2用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩</p><p>　　豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析,除活荷載較大的工業(yè)廠房外,對(duì)一般的工業(yè)與民用建

73、筑可以不考慮活荷載的不利位置,這樣求得的框架內(nèi)力,梁跨中彎矩較考慮活荷載不利位置法求得的彎矩偏低。但當(dāng)活荷載占總荷載比例較小時(shí)，其影響較小，若比例較大，可在截面配筋時(shí)，將跨中彎矩乘以1.1到1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。</p><p>　　5.2.1固端彎矩計(jì)算</p><p>　　表5.1將框架梁視為兩端固定梁計(jì)算固端彎矩計(jì)算</p><p><b>　

74、　表5.2</b></p><p>　　5.2.2分配系數(shù)計(jì)算</p><p>　　考慮框架的對(duì)稱性,取半框架進(jìn)行計(jì)算,半框架的梁柱線剛度計(jì)算如下,切斷的橫梁線剛度為原來的一倍。分配系數(shù)按與節(jié)點(diǎn)連接的各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　iAB=4.5iBE=1.35</p><p>　　一般層柱i=4.0底層柱

75、 i=3.12</p><p>　　SAB=4i=18SBE=3iBE=4.05 Si45=4i=16 Si底=4i=12.48</p><p>　　例如：A軸線柱頂層頂點(diǎn)節(jié)點(diǎn)</p><p>　　µ下柱=4ic/(4ic+4ib)=0.47µ梁=4ib/(4ic+4ib)=0.53</p><p&

76、gt;　　其余節(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)按相同方法計(jì)算。</p><p>　　5.2.3傳遞系數(shù)</p><p>　　遠(yuǎn)端固定,傳遞系數(shù)為1/2,遠(yuǎn)端滑動(dòng)鉸支,傳遞系數(shù)為-1。采用此方法計(jì)算時(shí)，假定上、下柱的遠(yuǎn)端為固定時(shí)與實(shí)際情況有出入，因此，除底層外，其余柱的線剛度乘以0.9的修正系數(shù)。</p><p>　　5.2.4彎矩分配</p><p>　　

77、在恒載、活載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見下表</p><p>　　表5.3恒荷載彎矩分配</p><p>　　表5.3活荷載彎矩分配</p><p>　　5.3梁端剪力及柱軸力計(jì)算</p><p>　　梁端剪力V=Vq+Vm式中:Vq——梁上均布荷載引起的剪力，Vq=1/2ql Vm——梁端彎矩引起的剪力，=(M左-M右）/l<

78、;/p><p>　　柱軸力N=V+P式中： V——梁端剪力 P——節(jié)點(diǎn)集中力及自重以AB跨，2—5層梁在恒載作用下，梁端剪力及柱軸力計(jì)算為例</p><p><b>　　圖5.3</b></p><p>　　得梁上的均布荷載為:</p><p>　　五層=25.6KN/m=6.15KN/m</p&g

79、t;<p>　　四層=18.86KN/m=4.91KN/m</p><p>　　三層=18.86KN/m=4.91KN/m</p><p>　　二層=18.86KN/m=4.91KN/m</p><p>　　一層=18.86KN/m=4.91KN/m</p><p>　　集中荷載 89.59K

80、N/m</p><p>　　柱荷載 24.38KN/m</p><p>　　五層梁端彎矩=70.67KN·M(56.54)=81.3KN·M(65.04)</p><p>　　四層梁端彎矩=74.49KN·M(59.59)=79.6KN·M(63.97)</p><p>　　三層梁端彎矩

81、=69.83KN·M(55.86)=81.3KN·M(58.42)</p><p>　　二層梁端彎矩=70.18KN·M(56.14)=81.3KN·M(58.63)</p><p>　　一層梁端彎矩=63.49KN·M(50.79)=81.3KN·M(54.43)</p><p><

82、;b>　　括號(hào)內(nèi)為調(diào)幅后數(shù)據(jù)</b></p><p>　　五層梁端剪力:==1/2qL=1/2×25.6×7.2=92.16KN</p><p>　　調(diào)幅前:==(70.67-81.3)/7.2=-1.48KN</p><p>　　=92.16-1.48=90.68KN=92.16+1.48=93.64KN</p&g

83、t;<p>　　調(diào)幅后:==(56.54-65.04)/7.2=-1.18KN</p><p>　　=92.16-1.18=90.98KN=92.16+1.18=93.34KN</p><p>　　同理可得第四層梁端剪力:</p><p>　　調(diào)幅前:=1/2×18.6×7.2+(74.47-79.96)/7.2=66.20

84、KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(74.47-79.96)/7.2=67.72KN</p><p>　　調(diào)幅后:=1/2×18.6×7.2+(59.59-63.97)/7.2=66.35KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(59.59-63.97)/7.2=67.5

85、7KN</p><p><b>　　第三層梁端剪力:</b></p><p>　　調(diào)幅前:=1/2×18.6×7.2+(69.83-73.02)/7.2=66.52KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(69.83-73.02)/7.2=67.40KN</p><p&

86、gt;　　調(diào)幅后:=1/2×18.6×7.2+(69.83-73.02)/7.2=66.60KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(69.83-73.02)/7.2=67.32KN</p><p><b>　　第二層梁端剪力:</b></p><p>　　調(diào)幅前:=1/2×1

87、8.6×7.2+(70.18-73.29)/7.2=66.53KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(70.18-73.29)/7.2=67.39KN</p><p>　　調(diào)幅后:=1/2×18.6×7.2+(70.18-73.29)/7.2=66.61KN</p><p>　　=1/2×

88、18.6×7.2-(70.18-73.29)/7.2=67.31KN</p><p><b>　　第一層梁端剪力:</b></p><p>　　調(diào)幅前:=1/2×18.6×7.2+(63.49-68.04)/7.2=66.33KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(63.49-

89、68.04)/7.2=67.59KN</p><p>　　調(diào)幅后:=1/2×18.6×7.2+(63.49-68.04)/7.2=66.45KN</p><p>　　=1/2×18.6×7.2-(63.49-68.04)/7.2=67.47KN</p><p>　　第五層A柱柱頂及柱底軸力:</p><p

90、>　　=V+P=90.98KN=90.98+24.38=115.36KN</p><p>　　第四層A柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=66.35+90.98+89.59=246.92KN=246.92+24.38=271.3KN</p><p>　　第三層A柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=66.60+246.

91、92+89.59=403.11KN=403.11+24.38=427.49KN</p><p>　　第二層A柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=66.61+403.11+89.59=559.31KN=559.31+24.38=583.69KN</p><p>　　第一層A柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=66.45+55

92、9.31+89.59=715.35KN=715.35+24.38=739.73KN</p><p>　　第五層B柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=V+P=93.64KN=93.64+24.38=118.02KN</p><p>　　第四層B柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=67.72+93.64+89.59=250.9

93、5KN=250.95+24.38=275.33KN</p><p>　　第三層B柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=67.4+250.95+89.59=407.94KN=407.94+24.38=432.32KN</p><p>　　第二層B柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=67.39+407.94+89.59=564.

94、92KN=564.92+24.38=589.3KN</p><p>　　第一層B柱柱頂及柱底軸力:</p><p>　　=67.59+564.92+89.59=722.1KN=722.1+24.38=746.48KN</p><p>　　表5.4恒載作用下梁端剪力及柱軸力</p><p>　　表5.5活載作用下梁端剪力及柱軸力<

95、/p><p><b>　　6內(nèi)力組合</b></p><p>　　6.1框架梁內(nèi)力組合</p><p>　　在橫載和活載作用下,跨中可以近似取跨中的彎矩代替。</p><p><b>　　1/8ql2=</b></p><p>　　式中:、為梁左右兩端的彎矩?？缰蠱若小于qL

96、2/16，取M=qL2/16在豎向荷載與地震力組合時(shí),跨間最大彎矩采用數(shù)解法計(jì)算。</p><p>　　圖中：——重力荷載作用下梁端彎矩 圖6.1</p><p>　　——水平地震作用下梁端彎矩</p><p>　　、——豎向荷載與地震荷載共同作用下的梁端彎矩</p><p><b>　　對(duì)

97、作用點(diǎn)取彎矩:</b></p><p>　　x處截面彎矩為:2-</p><p>　　由,可求得跨間最大彎矩的位置為:x=/q，將x帶入任一截面x處的彎矩代表式,可得跨間最大彎矩:</p><p>　　當(dāng)右震時(shí),公式中反號(hào)。及的具體數(shù)值見表,表中均有兩組數(shù)值。</p><p><b>　　梁內(nèi)力組合見表</b>

98、;</p><p>　　表6.1及代表值計(jì)算</p><p>　　表中恒荷載和活荷載的組合，梁端彎矩取調(diào)幅后的數(shù)值。剪力取調(diào)幅前后較大值</p><p><b>　　表6.2梁內(nèi)力組合</b></p><p>　　表中跨中彎矩組合彎矩值未填處均為跨間最大彎矩發(fā)生在梁支座處,其值與支座正彎矩組合值相同</p>

99、<p>　　6.2柱子內(nèi)力組合</p><p>　　表6.3A柱內(nèi)力組合</p><p>　　表6.4B柱內(nèi)力組合</p><p><b>　　7截點(diǎn)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.1承載力抗震調(diào)整系數(shù)</p><p>　　調(diào)整系數(shù)。S ——地震作用效用或地震作用效用與

100、其他荷載效應(yīng)的組合R ——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值。</p><p>　　表7.1承載力調(diào)整系數(shù)</p><p>　　7.2 橫向框架梁的截面設(shè)計(jì) </p><p>　　7.2.1 第一層框架梁 </p><p>　　梁控制截面的內(nèi)力如圖,混泥土的強(qiáng)度為C30(=14.3)?？v向鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋（=300)。箍筋為HPB235級(jí)鋼筋（=

101、210）。梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p><b>　　圖7.1</b></p><p>　　表7.2第一層梁控制截面內(nèi)力圖</p><p>　　梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　為了防止梁在彎曲屈服前發(fā)生剪切破壞，同時(shí)考慮地震組合，框架梁端剪力設(shè)計(jì)值V 應(yīng)調(diào)整如下:</p><p>

102、;<b>　　=(+)/+</b></p><p>　　式中:——剪力增大系數(shù)，對(duì)三級(jí)抗震等級(jí)取1.1。</p><p>　　——梁的凈跨，對(duì)第一層取=6.7，=2.5</p><p>　　——梁在重力荷載值作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值，=</p><p>　　、——分別在左右兩側(cè)梁順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向截面

103、組合的彎矩值。</p><p>　　AB 跨：順時(shí)針方向 =93.19KN·m=15.33KN·m</p><p>　　逆時(shí)針方向 =-266.00KN·m=-200.18KN·m</p><p>　　BC跨:順時(shí)針方向=±70.57KN·m=±99.57KN·m

104、</p><p>　　計(jì)算中，＋取順時(shí)針和逆時(shí)針方向中較大者。</p><p><b>　　剪力調(diào)整</b></p><p>　　AB跨:＋=266+200.18=466.18KN·m =(18.86+0.5×13.5)×1.2×1/2×6.7=41.07KN</p><p&

105、gt;　　BC跨:＋=70.57+99.57=170.14KN·m =(4.91+0.5×7.5)×1.2×1/2×2.5=11.12KN</p><p>　　=1.1×466.18/6.7+41.07=117.58KN</p><p>　　=1.1×170.5/2.5+11.12=86.22KN</p>

106、<p>　　考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.85</p><p>　　=0.85×117.58=99.94KN =0.85×86.22=73.29KN</p><p>　　調(diào)整后的剪力值和組合表中的值比較，取剪力大的剪力值進(jìn)行斜截面計(jì)算。</p><p><b>　　表7.3斜截面強(qiáng)度</b></p>

107、<p>　　7.2.2 第二層框架梁 </p><p>　　梁控制截面的內(nèi)力如圖,混泥土的強(qiáng)度為C30(=14.3)。縱向鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋（=300)。箍筋為HPB235級(jí)鋼筋（=210）。梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p><b>　　圖7.2</b></p><p>　　表7.4第二層梁控制截面內(nèi)力圖</p&

108、gt;<p>　　梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　AB 跨：順時(shí)針方向 =74.42KN·m =2.90KN·m</p><p>　　逆時(shí)針方向 =-259.81KN·m =-197.64KN·m</p><p>　　BC跨:順時(shí)針方向=±70.57KN·m=±9

109、6.62KN·m</p><p><b>　　剪力調(diào)整</b></p><p>　　AB跨:＋=259.81+197.64=457.45KN·m</p><p>　　=(18.06+0.5×13.5)×1.2×1/2×6.7=79.35KN</p><p>　　

110、BC跨: ＋=70.36+96.62=166.98KN·m =(4.91+0.5×7.5)×1.2×1/2×2.5=12.99KN</p><p>　　=1.1×457.45/6.7+79.35=154.45KN</p><p>　　=1.1×166.98/2.5+12.99=86.46KN</p><

111、;p>　　考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.85</p><p>　　=0.85×154.45=131.28KN =0.85×196.67=167.17KN</p><p>　　調(diào)整后的剪力值和組合表中的值比較，取剪力大的剪力值進(jìn)行斜截面計(jì)算</p><p>　　表7.5斜截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p>　　7.2.3

112、 第三層框架梁 </p><p>　　梁控制截面的內(nèi)力如圖,混泥土的強(qiáng)度為C30(=14.3)?？v向鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋（=300)。箍筋為HPB235級(jí)鋼筋（=210）。梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p><b>　　圖7.3</b></p><p>　　表7.6第三層梁控制截面內(nèi)力圖</p><p>　　梁的

113、斜截面強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　AB 跨：順時(shí)針方向 =40.75KN·m=-17.24KN·m</p><p>　　逆時(shí)針方向 =-226.08KN·m=-177.34KN·m</p><p>　　BC跨:順時(shí)針方向=±53.50KN·m=±79.80KN·

114、;m</p><p>　　計(jì)算中，＋取順時(shí)針和逆時(shí)針方向中較大者。</p><p><b>　　剪力調(diào)整</b></p><p>　　AB跨:＋=226.08+177.34=403.42KN·m</p><p>　　=(18.86+0.5×13.5)×1.2×1/2×6.

115、7=102.95KN</p><p>　　BC跨:＋=53.5+79.8=133.3KN·m =(4.91+0.5×7.5)×1.2×1/2×2.5=12.99KN</p><p>　　=1.1×403.2/6.7+102.95=169.15KN</p><p>　　=1.1×133.3/2.5+

116、12.99=71.64KN</p><p>　　考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.85</p><p>　　=0.85×169.15=143.77KN=0.85×71.64=60.89KN</p><p>　　調(diào)整后的剪力值和組合表中的值比較，取剪力大的剪力值進(jìn)行斜截面計(jì)算。</p><p><b>　　表7.7斜截

117、面強(qiáng)度</b></p><p>　　7.2.4 第四層框架梁 </p><p>　　梁控制截面的內(nèi)力如圖,混泥土的強(qiáng)度為C30(=14.3)?？v向鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋（=300)。箍筋為HPB235級(jí)鋼筋（=210）。梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p><b>　　圖7.4</b></p><p>　

118、　表7.8第四層梁控制截面內(nèi)力圖</p><p>　　梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　AB 跨：順時(shí)針方向 =-9.4KN·m=-50.34KN·m</p><p>　　逆時(shí)針方向 =-184.77KN·m=-50.56KN·m</p><p>　　BC跨:順時(shí)針方向=&

119、#177;31.35KN·m=±56.22KN·m</p><p>　　計(jì)算中，＋取順時(shí)針和逆時(shí)針方向中較大者。</p><p><b>　　剪力調(diào)整</b></p><p>　　AB跨:＋=184.77+156.56=341.33KN·m</p><p>　　=(18.86+

120、0.5×13.5)×1.2×1/2×6.7=79.35KN</p><p>　　BC跨:＋=31.35+56.22=87.57KN·m =(4.91+0.5×7.5)×1.2×1/2×2.5=12.99KN</p><p>　　=1.1×341.33/6.7+79.35=135.39KN&

121、lt;/p><p>　　=1.1×87.25/2.5+12.99=51.52KN</p><p>　　考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.85</p><p>　　=0.85×135.39=115.08KN =0.85×51.52=43.79KN</p><p>　　調(diào)整后的剪力值和組合表中的值比較，取剪力大的剪力值進(jìn)行

122、斜截面計(jì)算。</p><p>　　表7.9斜截面強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　7.2.5 第五層框架梁 </p><p>　　梁控制截面的內(nèi)力如圖,混泥土的強(qiáng)度為C30(=14.3)。縱向鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋（=300)。箍筋為HPB235級(jí)鋼筋（=210）。梁的正截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p><b>　　圖7.5</

123、b></p><p>　　表7.10第五層梁控制截面內(nèi)力圖</p><p>　　梁的斜截面強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　AB 跨：順時(shí)針方向 =-53.04KN·m=-78.35KN·m</p><p>　　逆時(shí)針方向 =-114.74KN·m=-115.41KN·m</p&

124、gt;<p>　　BC跨:順時(shí)針方向=±6.49KN·m=±37.30KN·m</p><p>　　計(jì)算中，＋取順時(shí)針和逆時(shí)針方向中較大者。</p><p><b>　　剪力調(diào)整</b></p><p>　　AB跨:＋=1114.71+115.14=230.15KN·m

125、</p><p>　　=(25.6+0.5×13.5)×1.2×1/2×6.7=124.62KN</p><p>　　BC跨:＋=6.49+37.30=43.79KN·m =(6.15+0.5×7.5)×1.2×1/2×2.5=13.73KN</p><p>　　=1.1

126、15;230.15/6.7+124.62=162.41KN</p><p>　　=1.1×43.79/2.5+13.73=33.0KN</p><p>　　考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.85</p><p>　　=0.85×162.41=138.05KN =0.85×33=28.05KN</p><p>　　調(diào)

127、整后的剪力值和組合表中的值比較，取剪力大的剪力值進(jìn)行斜截面計(jì)算。</p><p>　　表7.11斜截面強(qiáng)度計(jì)算見表</p><p>　　7.3柱截面設(shè)計(jì)</p><p>　　7.3.1第一層B柱的截面計(jì)算</p><p>　　如圖對(duì)其中1-1、2-2、3-3、4-4、5-5截面進(jìn)行設(shè)計(jì)?；炷嗤恋膹?qiáng)度為C30(=14.3)?？v向鋼筋為HR

128、B335級(jí)鋼筋（==300)。箍筋為HPB235級(jí)鋼筋（=210）。</p><p>　　7.3.1.1軸壓比驗(yàn)算</p><p><b>　　圖7.6</b></p><p>　　表7.12軸壓比限值</p><p><b>　　由B柱內(nèi)力組合有</b></p><p>

129、　　=375.84KN==375.84/500×500×14.3=0.11</p><p>　　=622.33KN==0.17</p><p>　　=876.35KN==0.25</p><p>　　=1132.93KN==0.32</p><p>　　=1162.19KN==0.33

130、均滿足軸壓比限值要求。</p><p>　　7.3.2.1 正截面承載力計(jì)算 </p><p>　　在框假設(shè)計(jì)中，應(yīng)體現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”，而對(duì)于三級(jí)框架，梁、柱端彎矩應(yīng)符合下述公式要求</p><p><b>　　≥1.1</b></p><p>　　式中:——節(jié)點(diǎn)上下柱端順時(shí)針方向截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和</p>

131、<p>　　——節(jié)點(diǎn)左右兩端逆時(shí)針或順時(shí)針方向截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和</p><p>　　由于地震的往復(fù)作用，兩個(gè)方向的彎矩設(shè)計(jì)值均應(yīng)滿足要求。當(dāng)柱子考慮順時(shí)針彎矩之和時(shí)，梁應(yīng)考慮逆時(shí)針方向彎矩之和，反之亦然。 </p><p>　　對(duì)底層柱5-5截面的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)考慮其增大系數(shù)1.5</p><p>　　=215.71×1.5=323.57