土木畢業(yè)設(shè)計(jì)-五層框架填充墻結(jié)構(gòu)辦公樓

1、<p><b>　　辦公樓設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　第一章：工程概況</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)原始資料: </p><p>　　1.1.1建筑地點(diǎn)：西安</p><p>　　1.1.2建筑類型：五層辦公樓，框架填充墻結(jié)構(gòu)。</p><p&

2、gt;　　1.1.3安全等級(jí)：二級(jí)</p><p>　　1.1.4防火等級(jí)：二級(jí)</p><p>　　1.1.5自然條件：標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為1.2m,最大凍結(jié)深度為1.5m。</p><p>　　1.1.6工程地質(zhì)條件：從自然地面向下，依次為人工填土1.5m；粉質(zhì)黏土3m，e=0.75,</p><p>　　ΙL=0.78,地基土承載力特征值為1

3、60kPa；粉質(zhì)黏土5m，e=0.81</p><p>　　ΙL=0.82，載力特征值為140kPa；第二層與第三層土的壓縮模量比為3。地表</p><p>　　滯水距自然地面3.5m，無(wú)腐蝕性。場(chǎng)地為二類。</p><p>　　1.1.7建筑介紹：建筑面積約5000平方米，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓板厚度取120mm，填充墻采用空心磚。</p

4、><p>　　1.2 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明：</p><p>　　1.2.1 一些主要建筑的做法：</p><p>　　1. 屋面：30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 </p><p>　　SBS改性瀝青卷材防水 </p><p>　　20厚礦渣水泥找平層

5、 </p><p>　　80厚苯板保溫層 </p><p>　　120厚鋼筋混凝土板 </p><p><b>　　V型輕鋼龍骨吊頂</b></p><p>　?。ǘ?mm紙面石膏板、有厚50m

6、m的巖棉板保溫層） </p><p>　　2. 1-4層樓面：</p><p>　　木塊地面（加防腐油膏鋪砌厚76mm） </p><p>　　120厚鋼筋混凝土板 </p><p><b>　　V型輕鋼龍骨吊頂</b></p&

7、gt;<p><b>　　3.墻體：</b></p><p>　　外墻采用240mm黏土空心磚，370厚，外墻包柱120mm，外墻面貼面瓷磚，內(nèi)墻為20mm抹灰,1：3水泥砂漿底，外墻涂料。內(nèi)墻采用240mm黏土空心磚，1：25水泥砂漿打底，兩側(cè)均采用20mm厚抹灰。</p><p>　　4廁所（從上到下）：瓷磚面磚</p><p&g

8、t;　　20厚1：3水泥砂漿找平層</p><p><b>　　30厚細(xì)石混泥土</b></p><p>　　SBS改性瀝青卷材防水</p><p><b>　　冷底子油一道</b></p><p>　　20mm厚水泥砂漿找平 </p><p>　　100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板

9、</p><p><b>　　抹灰15mm</b></p><p>　　5基礎(chǔ)：采用鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。基礎(chǔ)埋深1.5m。</p><p>　　1.3 .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明及結(jié)構(gòu)體系描述：</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)是多高層建筑中常采用一種主要的結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由梁，柱，節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的一種結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)按照結(jié)構(gòu)

10、布置的不同，主要分為橫向框架承重，縱向框架承重及雙向承重三種方案。橫向框架承重方案中，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，樓板為預(yù)制時(shí)應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆時(shí)一般設(shè)次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平地震作用。在縱向框架承重方案中，豎向荷載主要由縱向框架承擔(dān)，預(yù)制樓板布置方式和次梁設(shè)置方向與橫向承重框架相反。雙向承重方案縱橫向均為主要受力方向。</p><p>　　本工程為多層鋼筋混凝土框架填充墻結(jié)構(gòu)，采

11、用雙向框架承重，梁、柱、基礎(chǔ)、樓板均為現(xiàn)澆。結(jié)構(gòu)體系確定后，結(jié)構(gòu)總體布置密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行，使建筑物具有良好的造型和合理明確的傳力路徑。</p><p><b>　　1.4 材料：</b></p><p>　　梁柱混凝土采用C30,鋼筋主筋采用HRB335級(jí)鋼筋；板、箍筋采用HPB235級(jí)鋼筋；墻體采用MU10空心磚，砌筑砂漿采用M5混合砂漿。</p>

12、<p>　　1.5 主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)計(jì)算方法：</p><p><b>　　1、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法：</b></p><p>　　平面框架是一個(gè)多次超靜定結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下不考慮側(cè)移的影響，不考慮柱子的壓縮變形，采用彎矩二次分配法。在水平荷載作用下采用D值法計(jì)算柱的側(cè)移。D值法是反彎點(diǎn)法的改進(jìn)，它近似考慮了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)柱子側(cè)移與反彎點(diǎn)的影響。</p>

13、<p>　　該工程的設(shè)計(jì)條件及指標(biāo)可不考慮豎向地震作用的影響，因此只計(jì)算水平地震作用的影響即可，采用底部剪力法。</p><p><b>　　2、主要參數(shù)：</b></p><p>　　(1)地基承載力特征值f=160kN/㎡，粘性土，覆蓋層厚度20m，由場(chǎng)地類別劃分表，屬二類場(chǎng)地。</p><p>　　(2)根據(jù)《抗震規(guī)范》，本

14、建筑物高度不超過(guò)40m,以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度變化比較均勻，可采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。</p><p>　　(3)本建筑高度為18m，設(shè)防烈度為七度，抗震等級(jí)為三級(jí)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，建筑防火等級(jí)為二級(jí)。</p><p>　　(4)由于本建筑物主要持力層范圍內(nèi)無(wú)軟弱土層，而且為一般民用框假結(jié)構(gòu)，按《地基基礎(chǔ)規(guī)范》設(shè)計(jì)時(shí)可不做地基變形計(jì)算。</p><

15、;p>　　(5)為滿足建筑抗震要求，實(shí)現(xiàn)延性框架，設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎計(jì)算，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件由構(gòu)造實(shí)現(xiàn)，梁柱按彈性理論計(jì)算配筋。</p><p>　　1.6 柱網(wǎng)與層高：</p><p>　　本辦公樓采用柱距為7.2m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨為7.2m，中間跨為2.4m，</p><p>　　層高取3.3m。柱網(wǎng)布置如下圖：</p><p

16、>　　1.7梁、柱截面尺寸的初步確定：</p><p>　　1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案：縱向梁截面取1/10×7200=720mm，截面寬度取720×1/2.5=300mm，可得梁的截面初步定為b×h=300*720；橫向梁截面高度取1/11×6600=600，截面寬度取600×1/2.5=240，可得梁截面初步定為b×h

17、=250×600。</p><p>　　2、框架柱的截面尺寸根據(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=β*F*gE*n</p><p>　　注：β考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)。</p><p>　　F按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積。</p><p>　　g E

18、 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似的取14kN/m2。</p><p>　　n為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。</p><p>　　(2)Ac≥N/uNfc </p><p>　　注：uN 為框架柱軸壓比限值，本方案為二級(jí)抗震等級(jí)，查《抗震規(guī)范》可知取為</p><p><b>　　0.8。 </b></p

19、><p>　　fc 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C30，查得14.3N/mm2。</p><p>　　圖1.1 柱網(wǎng)布置圖</p><p><b>　　3、計(jì)算過(guò)程：</b></p><p><b>　　對(duì)于邊柱：</b></p><p>　　N=βFgE n=1.3

20、5;（3.6×7.2）×14×5=2358.72（kN）</p><p>　　Ac≥N/uNfc=2358.72×103/0.8/14.3=206181.82（mm2）</p><p>　　取600 mm×600 mm</p><p><b>　　對(duì)于內(nèi)柱：</b></p><

21、;p>　　N=βFg E n=1.25×（4.8×7.2）×14×5=3024（kN）</p><p>　　Ac≥N/uNfc=3024×103/0.8/14.3=264335.66（mm2）</p><p>　　取600 mm×600 mm</p><p>　　表1.1 梁截面尺寸 （mm）<

22、;/p><p>　　表1.2 柱截面尺寸 （mm）</p><p>　　第二章：框架側(cè)移剛度的計(jì)算</p><p>　　2.1、 橫梁線剛度i b的計(jì)算：</p><p>　　表2.1 橫梁線剛度i b</p><p>　　2.2、縱梁線剛度i b的計(jì)算：</p

23、><p>　　表2.2 縱梁線剛度i b</p><p>　　2.3、柱線剛度i c的計(jì)算：I=bh3/12</p><p>　　表2.3 柱線剛度i c</p><p>　　2.4、各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算： (D值法)</p><p>　　D=ａc×12×ｉc/ｈ²</p>

24、;<p>　　式中：D——柱的側(cè)移剛度；</p><p>　　ａc——柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，對(duì)不同情況查表 ，其中K表示梁柱線剛度比；</p><p>　　ｉc—柱的線剛度，ｉc= Ec× Ic/ｈc，Ic——柱的截面慣性矩</p><p>　?。琛蚣苤挠?jì)算高度。</p><p>　　表2.4 橫向側(cè)移剛度&

25、lt;/p><p>　　∑D1=9945×20+10911×20 =417120</p><p>　　∑D2=10171×20+16556×20=534560</p><p>　　由此可知，橫向框架梁的層間側(cè)移剛度為：</p><p>　　表2.5 橫向?qū)娱g側(cè)移剛度</p><p>

26、;　　∑D1/∑D2=417120/534560=0.78>0.7，故該框架為規(guī)則框架。</p><p>　　第三章：重力荷載代表值的計(jì)算</p><p><b>　　3.1、資料準(zhǔn)備：</b></p><p>　　查《荷載規(guī)范》可?。?lt;/p><p><b>　　屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</b>&

27、lt;/p><p>　　30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 22×0.03=0.66 kN/m2 </p><p>　　SBS改性瀝青卷材防水 0.4 kN/m2</p><p>　　20厚礦渣水泥找平層 14.5×0.0

28、2=0.29 kN/m2</p><p>　　80厚苯板保溫層 5×0.15=0.75 kN/m2</p><p>　　120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2</p><p>　　V型輕鋼龍骨吊頂

29、 0.25 kN/m2</p><p>　　（二層9mm紙面石膏板、有厚50mm的巖棉板保溫層） </p><p>　　合計(jì) 5.35 kN/m2</p><p><b>　　②、1-5層樓面：</b></p>

30、<p>　　木塊地面（加防腐油膏鋪砌厚76mm） 0.7 kN/m2</p><p>　　120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2</p><p>　　V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 kN/m2 </p&g

31、t;<p>　　合計(jì) 3.95 kN/m2</p><p>　　屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2</p><p>　　樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

32、 2.0 kN/m2</p><p>　　屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 SK=urS0=1.0×0.2=0.2 kN/m2 （式中ur為屋面積雪分布系數(shù)）</p><p>　?、堋⒘褐芏?5 kN/m2</p><p>　　蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 k

33、N/m2</p><p>　　3.2、重力荷載代表值的計(jì)算：</p><p><b>　　1、第一層：</b></p><p><b>　　（1）、梁、柱：</b></p><p>　　表3.2 梁重計(jì)算表</p><p>　　表3.2 柱重計(jì)算表</p>

34、<p>　　（2）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：</p><p>　　一層內(nèi)橫墻：墻厚240mm，計(jì)算高度4200-600=3600mm。</p><p>　　（14×7.2-2×1.6）×0.24×（4.2-0.6）×5.5=463.8 kN</p><p>　　門上部墻重：2×1.6×0.2

35、4×（4.2-2.1-0.6）=6.6 kN</p><p>　　一層內(nèi)橫墻重：463.8+6.6=470.4 kN </p><p>　　一層內(nèi)縱墻：（8×7.2+3-7×106-2×1.2-1.5-1）×0.24×（4.20-0.72）×5.5=204.6kN</p><

36、;p>　　門上部墻重：（7×1.6+2×1.2+1.5+1）×0.24×（4.2-0.72-2.1）×5.5 </p><p><b>　　=29.2 kN </b></p><p>　　一層內(nèi)縱墻重：204.6+29.2=233.8 kN </p><

37、;p>　　一層外縱墻重：（2×64.8-2×9×0.6-7.2）×0.37×（4.2-0.72）×5.5</p><p><b>　　=790.3 kN</b></p><p>　　一層外橫墻重：2×（16.8-1.8-2×0.6）×0.37×（4.2-0.6）&

38、#215;5.5=195.5kN </p><p>　　窗戶與墻重量差的計(jì)算：</p><p>　　窗戶部分墻重：（1.6×2.115×0.37×20+2.1×2.1×0.37×14+1.2×2.1×2×0.37）×5.5=273.4 kN</p><p>　　窗戶

39、自重 （1.6×2.115×20+2.1×2.1×14+1.2×2.1×2）×0.4=53.8kN</p><p>　　一層外墻總重：790.3+195.5+53.8-273.4=766.2 kN</p><p>　　一層門重：（9×1.6+2×1.8+1.5+2×1.2+1）×2

40、.1×0.15=7.5 kN</p><p>　?。?）、樓板恒載、活載計(jì)算（樓梯間按樓板計(jì)算）：</p><p>　　面積：16.8×64.8=1088.64（m2）</p><p>　　恒載：3.95×1088.64=4300.1 kN</p><p>　　活載：2.0×1088.64=2177.3

41、 kN</p><p>　　由以上計(jì)算可知，一層重力荷載代表值為</p><p>　　G1=G 恒+0.5×G活</p><p>　　=（487.5+42.5+1263.6+1480×0.5+1118×0.5）×1.05+（470.4+233.8+766.2+7.5）×0.5+1198.4×0.5+4300

42、.1+2177.3×0.5</p><p><b>　　=9974 kN</b></p><p>　　注：梁柱剩上粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)1.05。</p><p><b>　　2、第二層：</b></p><p>　　（1）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：</p>&l

43、t;p>　　二層內(nèi)橫墻：墻厚240mm，計(jì)算高度3300-600=2700mm。</p><p>　?。?8×7.2-1.5）×0.24×（3.3-0.6）×5.5+1.5×（3.3-0.6-2.1）×0.24×5.5=457.8 kN</p><p>　　二層內(nèi)縱墻：（2×64.8-3.6-3-14.4

44、×2-1.5-0.9-5×1-7×1.6）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（1.5+0.9+5×1+7×1.6）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=269.5 kN</p><p>　　二層門重：（1.5+0.5+5×1+7×1.6）×2.1×

45、;0.15=5.9 kN</p><p>　　二層外縱墻：（2×64.8-2×9×0.6-7.2）×0.37×（3.3-0.72）×5.5</p><p><b>　　=585.9 kN</b></p><p>　　二層外橫墻：2×16.8-0.6×2）×

46、0.37×（3.3-0.6）×5.5=173.6 kN</p><p>　　二層窗戶重量：147.52×0.4=59 kN</p><p>　　窗戶與墻重量差：59-（147.52×0.37×5.5）=-241.2 kN</p><p>　　內(nèi)墻及其門窗重量：457.8+269.5+5.9=733.2 kN</

47、p><p>　　外墻及其門窗重量：585.9+173.6-241.2=465.2 kN</p><p>　　由以上計(jì)算可知，二層重力荷載代表值為</p><p>　　二層總重：（487.5+42.5+1263.8+1188）×1.05+465.2+（733.2+917.5）×0.5+4300.1+2177.3×0.5=9810 kN<

48、/p><p><b>　　3、第三層：</b></p><p>　?。?）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：</p><p>　　三層內(nèi)橫墻：墻厚240mm，計(jì)算高度3300-600=2700mm。</p><p>　?。?3×7.2-1-2×0.75）×0.24×（3.3-0.6）×5

49、.5+（1+2×0.75）×</p><p>　?。?.3-0.6-2.1）×0.24×5.5=583.3 kN</p><p>　　三層內(nèi)縱墻：（2×64.8-3.6-3-16×1.6-2×1-2×1.2-3×0.9-0.75+2.2）×0.24×（3.3-0.72）×

50、5.5+（16×1.6+2×1+2×1.2+3×0.9+0.75）×</p><p>　?。?.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=322.6 kN</p><p>　　三層門重：（16×1.6+2×1+2×1.2+3×0.9+0.75）×2.1×0.15

51、=11.6 kN</p><p>　　內(nèi)墻及其門窗重量：583.3+322.6+11.6=917.5 kN</p><p>　　由以上計(jì)算可知，三層重力荷載代表值為</p><p>　　三層總重：9810+（917.5+664.8）×0.5-（733.2+917.5）×0.5=9776 kN</p><p><b&g

52、t;　　4、第四層：</b></p><p>　　（1）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：</p><p>　　四層內(nèi)橫墻：墻厚240mm，計(jì)算高度3300-600=2700mm。</p><p>　　（12×7.2）×0.24×（3.3-0.6）×5.5=307.9 kN</p><p>　　四層內(nèi)縱

53、墻：（2×64.8-3.6-3-11×1.6-2×1）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（11×1.6+2×1）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=350.7 kN</p><p>　　四層門重：（11×1.6+2×1）×2.1×0.15=6.

54、2 kN</p><p>　　內(nèi)墻及其門窗重量：307.9+350.7+6.2=664.8 kN</p><p>　　由以上計(jì)算可知，四層重力荷載代表值為</p><p>　　四層總重：9810+（664.8+508.9）×0.5-（733.2+917.5）×0.5=9786 kN</p><p><b>　　5

55、、第五層：</b></p><p>　　（1）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：</p><p>　　五層內(nèi)橫墻：墻厚240mm，計(jì)算高度3300-600=2700mm。</p><p>　　（13×7.2）×0.24×（3.3-0.6）×5.5=333.6 kN</p><p>　　五層內(nèi)縱墻：（7.

56、2×6-4.2-3×1-6×1.6）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（6×1.6+3×1）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=171.3 kN</p><p>　　三層門重：（6×1.6+3×1）×2.1×0.15=4 kN</p>

57、;<p>　　內(nèi)墻及其門窗重量：333.6+171.3+4=508.9 kN</p><p>　?。?）、樓板恒載、活載計(jì)算（樓梯間按樓板計(jì)算）：</p><p>　　面積：16.8×64.8=1088.64（m2）</p><p>　　恒載：5.35×1088.64=5824.2 kN</p><p>　　

58、活載：2.0×1088.64=2177.3 kN</p><p>　　雪荷載：0.2×1088.64=217.7 kN</p><p>　　由以上計(jì)算可知，五層重力荷載代表值為</p><p>　　G1=G 恒+0.5×G活</p><p>　　(487.5+42.5+1263.8+1188) ×1.0

59、5×0.5+(465.2+508.9) ×0.5+5824.2+217.7</p><p>　　+2177.3×0.5</p><p><b>　　=10181 kN</b></p><p>　　集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值G的計(jì)算結(jié)果如下圖所示：</p><p>　　圖3.1 重力

60、荷載代表值G </p><p>　　第四章：橫向水平荷載作用下框架</p><p>　　結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算</p><p>　　4.1、橫向自振周期的計(jì)算：</p><p>　　基本自振周期T1（s）可按下式計(jì)算：T1=1.7ψT （uT）1/2</p><p>　　注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi

61、作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。</p><p>　　ψT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)，取0.6。</p><p>　　uT按以下公式計(jì)算：VGi=∑Gk</p><p>　　（△u）i= VGi/∑D ij </p><p><b>　　uT=∑（△u）k</b></p><p&g

62、t;　　注：∑D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。</p><p>　?。ā鱱）i為第i層的層間側(cè)移。</p><p>　?。ā鱱）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>　　表4.1 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算</p><p>　　T1=1.7ψT （uT）1/2</p

63、><p>　　=1.7×0.6×(0.304766)1/2</p><p><b>　　=0.563(s)</b></p><p>　　4.2、水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算：</p><p>　　本結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，

64、即：</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Geq</p><p>　　Geq=0.85∑Gi</p><p>　　=0.85×（10181+9786+9776+9810+9974 ）</p><p>　　=42098（NK）</p><p>　　計(jì)算水平地震影響系數(shù)а1</p>&l

65、t;p>　　查表得二類場(chǎng)一區(qū)地近震特征周期值Tg=0.35s。</p><p>　　查表得設(shè)防烈度為7度的аmax=0.08</p><p>　　а1=（Tg/T1）0.9аmax</p><p>　　=（0.35/0.563）0.9×0.08</p><p><b>　　=0.0518</b></

66、p><p>　　3、結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk</p><p><b>　　FEk=а1Geq</b></p><p>　　=0.0518×42098</p><p>　　=2180.7（kN）</p><p>　　因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s<T1=0.

67、563s，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)</p><p>　　δn=0.08T1+0.01=0.08×0.563+0.01=0.055</p><p>　　△F6=0.055×2180.7=119.9kN</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

68、（1-δn）/（∑GkHk）</p><p>　　地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為</p><p>　　Vi=∑Fk（i=1，2，…n）</p><p>　　計(jì)算過(guò)程如下表4.2 。</p><p>　　4.3、多遇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（△u）i和頂點(diǎn)位

69、移u i分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　?。ā鱱）i = Vi/∑D ij</p><p>　　u i=∑（△u）k</p><p>　　各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據(jù)《抗震規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/550。</p><p>　　計(jì)算過(guò)程如下表4.3 。</p&

70、gt;<p>　　表4.2 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表</p><p>　　表4.3 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/938<1/550，滿足規(guī)范要求。</p><p>　　4.4、水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算：</p><p>　　1、框架

71、柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　　Vij=DijV i /∑Dij</p><p>　　M bij=Vij*yh M uij=Vij（1-y）h</p><p>　　y=yn+y1+y2+y3</p><p>　　注：yn框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。</p><p>　　y1為上下層梁

72、線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。</p><p>　　y2、y3為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。</p><p>　　y框架柱的反彎點(diǎn)高度比。</p><p>　　底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y1和y3，其它柱均無(wú)修正。</p><p>　　表4.4 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（邊柱）</p><p

73、>　　表4.5 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱）</p><p>　　2、梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計(jì)算：</p><p>　　M l b=i l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b）</p><p>　　M r b=i r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b）</p>

74、<p>　　V b=（M l b+ M r b）/ l</p><p>　　Ni=∑（V l b- V r b）k</p><p>　　具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表4.6：</p><p>　　表4.6 梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算</p><p>　　圖4.1 橫向框架彎矩圖</p><p>　　第五章：豎向荷

75、載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　?。M向框架內(nèi)力計(jì)算）</p><p>　　5.1、計(jì)算單元的選擇確定：</p><p>　　?、圯S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，如下圖所示：</p><p>　　圖5.1 荷載分布圖</p><p>　　計(jì)算單元寬度為7.2m，由于房間內(nèi)布置有次梁（b×h=200mm&

76、#215;400mm），故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，所以在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。</p><p><b>　　5.2、荷載計(jì)算：</b></p><p>　　5.2.1、恒載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算：</p&

77、gt;<p>　　恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：</p><p>　　圖5.2各層粱上作用的橫荷載</p><p>　　（1）、對(duì)于第5層，</p><p>　　q1、q1，代表橫梁自重，為均布荷載形式。</p><p>　　q1=0.25×0.6×25=3.75 kN/m</p>

78、<p>　　q1，=0.25×0.4×25=2.5kN/m</p><p>　　q2、和q2，分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。</p><p>　　q2=5.35×3.6=19.26 kN/m</p><p>　　q2，=5.35×1.8=9.63 kN/m</p><p&

79、gt;　　P1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下：</p><p>　　P1=[（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×2.4/2] ×5.35+3.75×7.2</p><p>　　+0.2×0.4×25×7.2=127.55 kN<

80、/p><p>　　P2=[（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×2.4/2+（2.7+3.6）×2×1.2</p><p>　　/2] ×5.35+3.75×7.2+0.2×0.4×25×7.2=167.99 kN</p><p>　　（2）、對(duì)于1-4層，&l

81、t;/p><p>　　包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其它荷載的計(jì)算方法同第6層。</p><p>　　q1=4.5+0.24×2.48×5.5=7.16 kN/m</p><p>　　q1，=0.25×0.4×25=2.5kN/m</p><p>　　q2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形

82、荷載和三角形荷載。</p><p>　　q2=3.95×3.6=14.22 kN/m</p><p>　　q2，=3.95×1.8=7.11 kN/m</p><p>　　外縱墻線密度 [（7.2×2.48-2.1×2.1×2）×0.37×5.5+2×2.1×2.1×

83、0.4]/7.2=5.08 kN/m</p><p>　　P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×3.95+（3.75+5.08）×7.2+0.2×0.4×25×7.2</p><p>　　=139.93 kN</p><p>　　P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.

84、3×1.2）×3.95+7.16×7.2+0.15×0.25×25×7.2</p><p>　　=156.42 kN</p><p>　　5.2.2、活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算：</p><p>　　活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：</p><p>　　圖5.3 各層梁上

85、作用的活荷載</p><p>　?。?）、對(duì)于第5層，</p><p>　　q2=2.0×3.6=7.2 kN/m</p><p>　　q2，=2.0×1.8=3.6 kN/m</p><p>　　P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 kN</p><

86、;p>　　P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 kN</p><p>　　同理，在屋面雪荷載的作用下：</p><p>　　q2=0.4×3.6=1.44 kN/m</p><p>　　q2，=0.4×1.8=0.72 kN/m</p><p

87、>　　P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×0.4=6.912 kN</p><p>　　P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×0.4=9.936kN</p><p>　　（2）、對(duì)于第1-4層，</p><p>　　q2=2.0×3.6=7.2 kN/m&

88、lt;/p><p>　　q2，=2.0×1.8=3.6 kN/m</p><p>　　P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 kN</p><p>　　P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 kN</p><p&

89、gt;　　5.2.3 、橫向框架恒載匯總</p><p>　　M=Pe 其中e=(0.6-0.25)/2=0.175</p><p>　　將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚?lt;/p><p>　　表5.1 橫向框架恒載匯總表</p><p>　　表5.2 橫向框架活載匯總表</p><p>　　5.2.4、恒荷載作用下梁的內(nèi)

90、力計(jì)算：</p><p>　　恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：</p><p>　　圖5.4 第5層恒荷載作用圖 </p><p>　　等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。α=a/l=2.4/7.2=1/3</p><p>　?。?）、對(duì)于第5層，</p><p>　　-MAB=q1l21/12

91、+q2l21（1-2α2+α3）</p><p>　　=3.75×7.22/12+19.26×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12</p><p>　　=84 （kN*m）</p><p>　　-MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96</p><p>　　=2.5×

92、2.42/12+5×9.63*2.42/96</p><p>　　=4.09 （kN·m）</p><p>　?。?）、對(duì)于第1-4層，</p><p>　　-MAB=q1l21/12+q2l21（1-2α2+α3）</p><p>　　=7.16×7.22/12+14.22×7.22×[1-

93、2×（1/3）2+（1/3）3]/12</p><p>　　=81 （kN·m）</p><p>　　-MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96</p><p>　　=2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96</p><p>　　=3.33 （kN·m）</

94、p><p>　　5.2.5、活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算：</p><p>　　活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：</p><p>　　圖5.4 各層恒荷載作用圖</p><p><b>　　對(duì)于第1-4層，</b></p><p>　　-MAB=q2l21（1-2α2+α3）</p&

95、gt;<p>　　=7.2×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12</p><p>　　=25.34 （kN·m）</p><p>　　-MBC= 5q2，l22/96</p><p>　　=5×3.6×2.42/96</p><p>　　=1.08 （

96、kN·m）</p><p><b>　　5.3、內(nèi)力計(jì)算：</b></p><p>　　梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架，彎矩計(jì)算如下圖所示：</p><p>　　圖5.5 永久荷載作用下彎矩分配</p><p>　　圖5.6 永久荷載作用下框架彎矩</p

97、><p>　　圖5.7 可變荷載作用下框架彎矩分配 </p><p>　　圖5.8 可變荷載作用下框架彎矩圖</p><p>　　5.4、梁端剪力和柱軸力的計(jì)算：</p><p><b>　　1、恒載作用下：</b></p><p>　　例：第5層：荷載引起的剪力：VA=VB=（19.26

98、15;4.8+3.75×7.2）/2</p><p><b>　　=59.72 kN</b></p><p>　　VB=VC=（9.63×1.2+2.5×2.4）/2</p><p><b>　　=8.78 kN</b></p><p>　　本方案中，彎矩引起的剪力很小

99、，可忽略不計(jì)。</p><p>　　A柱： N頂=127.55+59.21=186.76 kN</p><p>　　柱重：0.6×0.6×3.3×25=29.7 kN</p><p>　　N底= N頂+29.7=216.46 kN</p><p>　　B柱： N頂=167.99+59.72+8.78=265.68

100、 kN</p><p>　　表5.3 恒載作用下梁端剪力及柱軸力 （kN）</p><p><b>　　2、活載作用下：</b></p><p>　　例：第5層：荷載引起的剪力：AB跨：VA=VB=7.2×4.8/2=17.28 kN</p><p>　　BC跨：VB=

101、VC=3.6×1.2/2=2.16 kN</p><p>　　A柱：N頂= N底=34.56+17.28=51.84 kN</p><p>　　B柱：N頂= N底=49.68+17.28+2.16=69.12 kN</p><p>　　5.4 活載作用下梁端剪力及柱軸力 （kN）</p><

102、;p>　　5.5、框架梁的內(nèi)力組合：</p><p>　　5.5.1、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)：</p><p>　　根據(jù)《抗震規(guī)范》，本方案為三級(jí)抗震等級(jí)。</p><p>　　5.5.2、框架梁內(nèi)力組合：</p><p>　　本方案考慮了三種內(nèi)力組合，即1.2SGk+1.4SQk，1.35 SGk +1.0 SQk</p><

103、;p>　　及1.2SGE+1.3SEk。</p><p>　　考慮到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布的性質(zhì)，在豎向荷載下可以適當(dāng)降低梁端彎矩，進(jìn)行調(diào)幅（調(diào)幅系數(shù)取0.8），以減少負(fù)彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。</p><p>　　ηvb梁端剪力增大系數(shù)，二級(jí)取1.2。</p><p>　　表5.4 各層梁的內(nèi)力組合和梁端剪力調(diào)整結(jié)果</p><p

104、>　　表5.4 各層梁的內(nèi)力組合和梁端剪力調(diào)整結(jié)果</p><p>　　5.5.3、跨間最大彎矩的計(jì)算：</p><p>　　以第一層AB跨梁為例，說(shuō)明計(jì)算方法和過(guò)程。</p><p>　　計(jì)算理論：根據(jù)梁端彎矩的組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)值，由平衡條件確定。</p><p>　　1）均布和梯形荷載下，如下圖：</p><

105、;p>　　圖5.9 梁上均布和梯形荷載 </p><p>　　VA= -（MA+MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2</p><p>　　若VA-（2q1+q2）al/2≤0，說(shuō)明x≤al，其中x為最大正彎矩截面至A支座的距離，則x可由下式求解：</p><p>　　VA-q1x-x2q2/（2al）=0</p><p>　　

106、將求得的x值代入下式即可得跨間最大正彎矩值：</p><p>　　Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/（6al）</p><p>　　若VA-（2q1+q2）al/2>0，說(shuō)明x>al，則</p><p>　　x=（VA+alq2/2）/（q1+q2）</p><p>　　可得跨間最大正彎矩值：</p>

107、<p>　　Mmax=MA+VAx-（q1+ q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2</p><p>　　若VA≤0，則Mmax=MA =1.3MEk-1.0MGE</p><p>　　2）同理，三角形分布荷載和均布荷載作用下，如下圖：</p><p>　　圖5.10 梁上均布和三角形荷載 </p><p>　　VA= -（

108、MA+MB）/l+q1l/2+q2l/4</p><p>　　x可由下式解得： VA=q1x+x2q2/l</p><p>　　可得跨間最大正彎矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/3l</p><p><b>　　第1層AB跨梁：</b></p><p>　　梁上荷載設(shè)計(jì)值：q1=1.2×7.

109、16=8.59 kN/m</p><p>　　q2=1.2×（14.22+0.5×7.2）=21.38 kN/m</p><p>　　左震： MA=100.11/0.75=133.48 kN·m</p><p>　　MB=-172.95/0.75=-230.60kN·m</p><p>　　

110、VA= -（MA-MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2</p><p>　　=-（133.48+230.60）/7.2+8.59×7.2/2+21.38×7.2/3</p><p>　　=27.80 kN >0</p><p>　　故x>al=l/3=2.4m</p><p>　　x=（VA+alq2/

111、2）/（q1+q2）</p><p><b>　　=2.76m</b></p><p>　　Mmax=MA+VAx-（q1+q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2</p><p>　　=-133.48+27.80×2.76-（8.59+21.38）×（2.76）2/2</p><p>　　+21

112、.38×2.4×（2.76-2.4/3）/2</p><p>　　=146.34 kN·m</p><p>　　γREMmax=0.75×146.34=109.76 kN·m</p><p>　　右震： MA=-209.24/0.75=-278.99 kN·m</p><p&

113、gt;　　MB=40.35/0.75=53.80 kN·m</p><p>　　VA= -（MA-MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2</p><p>　　=（218.99+53.80）/7.2+8.95×7.2/2+21.38×7.2/3</p><p>　　=128.46 kN</p><p>　　由

114、于128.46-（2×8.59+21.38）×2.4/2=82.19>0，故x>al=l/3=2.4m</p><p>　　x=（VA+alq2/2）/（q1+q2）</p><p>　　=（128.46+1.2×21.38）/（8.59+21.38）</p><p><b>　　=5.14m</b>&

115、lt;/p><p>　　Mmax=MA+VAx-（q1+q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2</p><p>　　=-278.99+128.46×5.14-（8.59+21.38）×（5.14）2/2</p><p>　　+21.38×2.4×（5.14-2.4/3）/2</p><p>　　=96

116、.74 kN·m</p><p>　　γREMmax=0.75×96.74=72.56 kN·m</p><p>　　其它跨間的最大彎矩計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：</p><p>　　表5.5 跨間最大彎矩計(jì)算結(jié)果表 （kN·m）</p><p>　　5.5.4、梁端剪力的調(diào)

117、整：</p><p>　　抗震設(shè)計(jì)中，二級(jí)框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5，其梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式調(diào)整：</p><p>　　V=γRe[ηvb（M lb +M rb）/ln +V Gb]</p><p>　?。?）、對(duì)于第5層，</p><p>　　AB跨：受力如圖所示：</p><p>　　圖5.10 第5層A

118、B梁受力圖</p><p>　　梁上荷載設(shè)計(jì)值：q1=1.2×3.75=4.5 kN/m</p><p>　　q2=1.2×（19.26+0.5×7.2）=27.43 kN/m</p><p>　　V Gb=4.5×7.2/2+27.43×4.8/2=82.03 kN</p><p>　　ln

119、=7.2-0.6=6.2 m</p><p>　　左震：M lb=-29.34/0.75=-39.12 kN·m</p><p>　　M rb=-94.98/0.75=-126.64 kN·m</p><p>　　V=γRe[ηvb（M lb +M rb）/ln +V Gb]</p><p>　　=0.75×[1

120、.2×（39.12+126.64）/6.6+82.03]</p><p><b>　　=75.89kN</b></p><p>　　右震：M lb=101.07/0.75=134.76 kN·m</p><p>　　M rb=40.46/0.75=53.95 kN·m</p><p>　　V

121、=γRe[ηvb（M lb +M rb）/ln +V Gb]</p><p>　　=0.75×[1.2×（134.76+53.95）/6.6+82.03]</p><p><b>　　=87.26 kN</b></p><p>　　BC跨：受力如圖所示：</p><p>　　圖5.11 第5層BC梁

122、受力圖</p><p>　　梁上荷載設(shè)計(jì)值：q1=1.2×2.5=3.0 kN/m</p><p>　　q2=1.2×（9.63+0.5*3.6）=13.72 kN/m</p><p>　　V Gb=3.0×2.4/2+13.72×1.2/2=11.83 kN</p><p>　　ln=2.4-0.6=

123、1.8 m</p><p>　　左震：M lb= M rb=17.66/0.75=23.55 kN·m</p><p>　　V=γRe[ηvb（M lb +M rb）/ln +V Gb]</p><p>　　=0.75×[1.2×2×23.55/1.8+11.83]</p><p><b>　

124、　=32.42 kN</b></p><p>　　右震：M lb= M rb=29.81/0.75=39.75 kN·m</p><p>　　V=γRe[ηvb（M lb +M rb）/ln +V Gb]</p><p>　　=0.75×[1.2×2×39.75/1.8+11.83]</p><

125、p><b>　　=48.62 kN</b></p><p>　?。?）、對(duì)于第1-5層，</p><p>　　AB跨：q1=1.2×7.16=8.59 kN/m</p><p>　　q2=1.2×（14.22+0.5×7.2）=21.38 kN/m</p><p>　　V Gb=8.5

126、9×7.2/2+21.38×4.8/2=82.23 kN</p><p>　　BC跨：q1=1.2×2.5=3.0 kN/m</p><p>　　q2=1.2×（7.11+0.5×3.6）=10.69 kN/m</p><p>　　V Gb=3.0×2.4/2+10.69×1.2/2=10.01

127、kN</p><p>　　剪力調(diào)整方法同上，結(jié)果見(jiàn)表5.4 </p><p>　　5.6、框架柱的內(nèi)力組合：</p><p>　　取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制截面，組合結(jié)果如下表：</p><p>　　表5.6 橫向框架A柱彎矩和軸力組合</p><p>　　表5.6 橫向框架B柱彎矩和軸力組合</p>

128、<p>　　5.7、柱端彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整：</p><p><b>　　5.7.1、A柱：</b></p><p>　　第5層，按《抗震規(guī)范》，無(wú)需調(diào)整。</p><p>　　第4層，柱頂軸壓比[uN] = N/Ac fc=432.93×103/14.3/6002</p><p>　　=0.084&l

129、t;0.15，無(wú)需調(diào)整。</p><p>　　柱底軸壓比[uN] = N/Ac fc=459.60×103/14.3/6002</p><p>　　=0.089<0.15，無(wú)需調(diào)整。</p><p>　　第3層，同理也無(wú)需調(diào)整。</p><p>　　第2層，柱底軸壓比[uN] = N/Ac fc=935.99×103

130、/14.3/6002</p><p>　　=0.182>0.15。</p><p>　　可知，一、二、層柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求：</p><p><b>　　ΣMc=ηcΣMb</b></p><p>　　注：ΣMc為節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M合的彎矩設(shè)計(jì)值</p><p&

131、gt;　　之和，上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值可按彈性分析分配。</p><p>　　ΣMb為節(jié)點(diǎn)左右梁端截面順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M合的彎矩設(shè)計(jì)值</p><p><b>　　之和。</b></p><p>　　ηc柱端彎矩增大系數(shù)，二級(jí)取1.2</p><p>　　圖5.12 橫向框架A柱柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整</p&g

132、t;<p>　　表5.7 橫向框架A柱柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整</p><p><b>　　5.7.2、B柱：</b></p><p>　　第5層，按《抗震規(guī)范》，無(wú)需調(diào)整。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算當(dāng)軸力N=fc Ac=0.15×14.3×6602/103=772.2kN 時(shí)，</p>&l

133、t;p>　　圖5.13 橫向框架B柱柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整</p><p>　　方符合調(diào)整的條件，可知B柱調(diào)整圖如下：</p><p>　　表5.8 橫向框架B柱柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整</p><p>　　5.8、柱端剪力組合和設(shè)計(jì)值的調(diào)整：</p><p>　　例：第5層：恒載SGk =（M上+M下）/h=（-46.6-28.