多層框架結(jié)構(gòu)辦公樓畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</p><p><b>　　某辦公樓設(shè)計(jì)（二）</b></p><p>　　院 系： 城市與環(huán)境學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p><b>　　摘 要</b></p><

2、p>　　本設(shè)計(jì)為某辦公樓設(shè)計(jì)（二），采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。在建筑設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)先進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)，在建筑方案通過后進(jìn)行建筑施工圖的繪制。完成建筑施工圖繪制之后，根據(jù)建筑施工圖確定結(jié)構(gòu)布置方案，在確定框架布局后，選取橫向一榀框架作為代表進(jìn)行計(jì)算，本設(shè)計(jì)以7軸線為代表進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，先對(duì)水平地震荷載和風(fēng)荷載、豎向恒荷載和活荷載進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，水平地震荷載和風(fēng)荷

3、載的內(nèi)力計(jì)算采用D值法計(jì)算，豎向的恒荷載和活荷載的內(nèi)力計(jì)算采用分層法進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算出各種內(nèi)力之后，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，內(nèi)力組合時(shí)要考慮地震的作用，之后找出最不利的內(nèi)力組合，選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋，設(shè)計(jì)時(shí)先算上部結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行下部基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行施工圖的繪制。</p><p>　　施工的繪制要依據(jù)混凝土制圖規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖。</p><p>　　關(guān)鍵

4、詞：框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，辦公樓設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design for the second office building design, is used cast-in-place framework structure. In the architectural design for

5、the first building project design, construction scheme in after the construction plans drawn. Completion of construction drawing, according to the construction drawings to determine the layout of the structure, after det

6、ermining the frame layout, selection of transverse frame as a representative of calculation, the design has been selected 7 axis as the representative to c</p><p>　　In structural design, first on the horizon

7、tal seismic load and wind load, vertical dead load and live load inner force calculation, horizontal seismic load and wind load calculation of internal forces calculated using D values, vertical dead load and live load c

8、alculation using hierarchical method. After the calculation of the various forces, then the combination of internal force, internal force combination to consider when earthquake, then identify the most unfavorable combin

9、ation of internal </p><p>　　Construction drawing should be relied on the concrete drawing rule and concrete construction diagram representation of the whole plane and construction drawings detailing the rule

10、s.</p><p>　　Key Words： Frame structure, structural design, office design, seismic design</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　作為一名即將畢業(yè)的土木工程專業(yè)的本科生，在大學(xué)幾年的理論學(xué)習(xí)后，要結(jié)合社會(huì)的實(shí)際情況，檢驗(yàn)一下所

11、學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)是否專業(yè)和完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)恰好就是一種最好的檢驗(yàn)，可以使五年中所學(xué)習(xí)的知識(shí)得到綜合利用，使得各方面的知識(shí)系統(tǒng)化和實(shí)踐化。通過獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力，以及調(diào)查、分析和查閱資料的能力。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為《某辦公樓設(shè)計(jì)》，結(jié)構(gòu)形式采用全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。在熟悉本課題設(shè)計(jì)任務(wù)書的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，施工技術(shù)水平，并查閱相關(guān)建筑設(shè)計(jì)的書籍和規(guī)范，獨(dú)立完成辦公

12、樓工程的建筑方案設(shè)計(jì)，并最終繪制出建筑施工圖。</p><p>　　通過建筑方案的設(shè)計(jì)，對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行柱網(wǎng)布置和結(jié)構(gòu)選型，并確定材料類型和截面尺寸。首先，通過現(xiàn)行規(guī)范選定房間作法，并以此計(jì)算框架結(jié)構(gòu)各層的重力荷載代表值；其次，采用合適的計(jì)算方法對(duì)豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、水平地震荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移進(jìn)行計(jì)算；最后，通過以上的結(jié)構(gòu)計(jì)算，對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行截面設(shè)計(jì)（梁、板、柱截面尺寸及配筋）、樓板設(shè)計(jì)（樓板尺

13、寸及配筋）、樓梯設(shè)計(jì)（平臺(tái)板、樓梯梁、梯段板截面尺寸及配筋）、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的截面設(shè)計(jì)及配筋），使得截面的配筋滿足構(gòu)造要求。最后通過框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算結(jié)果，繪制出框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)施工圖。</p><p><b>　　工程概況 </b></p><p><b>　　1.1 概況介紹</b></p><p>　　

14、建筑介紹：辦公樓建筑面積約4000平方米，五層，采用內(nèi)廊式布置，層高為3600mm，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。</p><p>　　地質(zhì)條件：基本設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第三周，此建筑場(chǎng)地類別為二類場(chǎng)地</p><p><b>　　1.2 柱網(wǎng)布置</b></p><p>　　柱網(wǎng)與層高

15、：本辦公樓采用柱距為7.8m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨為6m，中間跨為2.4m，層高取3.6m，如圖1.1柱網(wǎng)布置圖所示：</p><p>　　1.3 框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇</p><p>　　豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布荷載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再有主梁傳至框架柱，最后傳至地基。</p><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

16、重方案為橫向框架承重方案。</p><p>　　構(gòu)件截面尺寸的初步確定及計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　2.1 構(gòu)件截面尺寸的初步確定</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)的主梁截面高度和寬度可有下式確定：</p><p>　　各層梁截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級(jí)如下表</p><p>　　表2.1 梁截面尺寸(mm)及各層混凝土

17、強(qiáng)度等級(jí)</p><p>　　柱截面尺寸估算 </p><p>　　該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為三級(jí)，其軸壓比限值為[]=0.9,各層重力荷載代表值近似取14kN/m2，邊柱及中柱的負(fù)荷面積分別為7.83 m2和7.84.2 m2，可得一層柱截面面積為:</p><p><b>　　邊柱</b></p><p>&l

18、t;b>　　中柱 </b></p><p>　　取柱子截面為正方形，則邊柱和中柱截面尺寸分別為450mm450mm和500mm500mm</p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，2～5層高度即為層高，取3.6m；底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，本設(shè)計(jì)選用柱

19、下獨(dú)立基礎(chǔ)，基頂標(biāo)高為-0.95m,則底層柱高度h1＝3.6+0.45+0.5＝4.55m。見下圖2.1:</p><p>　　圖2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　（注：圖中數(shù)字為相對(duì)線剛度）</p><p>　　3 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算</p><p>　　梁線剛度計(jì)算梁柱混凝土標(biāo)號(hào)均為C30，在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面可以作為梁的

20、有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對(duì)中框架梁取。 </p><p>　　表3.1 橫梁線剛度計(jì)算表</p><p><b>　　柱線剛度計(jì)算</b></p><p>　　表3.2 柱線剛度Ic計(jì)算表</p><p><b>　

21、　計(jì)算柱的側(cè)移剛度</b></p><p>　　柱的側(cè)移剛度D計(jì)算公式：</p><p>　　其中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，為梁柱線剛度比，不同情況下，、取值不同。</p><p>　　對(duì)于一般層： </p><p>　　對(duì)于底層： </p><p&g

22、t;　　表3.3 橫向框架柱側(cè)移剛度D計(jì)算表</p><p><b>　　荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1 計(jì)算單元</b></p><p>　　取7軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為7.8m，如圖所示，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圖中的水平陰影線所示，計(jì)算單元內(nèi)的其余樓面荷

23、載則通過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。見圖4.1</p><p>　　圖4.1 橫向框架計(jì)算單元</p><p><b>　　4.2 恒載計(jì)算</b></p><p>　　4.2.1 屋面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　屋面</b></p>

24、;<p>　　40厚的細(xì)石混凝土保護(hù)層 22×0.04＝0.88kN/m2</p><p>　　SBS（3+3）改性瀝青防水卷材 0.4kN/m2</p><p>　　20厚的1：3水泥砂漿找平層 20×0.02＝0.4kN/m2</p>

25、;<p>　　100厚1:8水泥陶粒找坡 0.1×14=1.4 kN/m2</p><p>　　100厚的鋼筋混凝土板 25×0.10=2.5kN/m2</p><p>　　20厚水泥砂漿找平層 20×0.02

26、＝0.4kN/m2</p><p>　　10厚板底抹底 0.170kN/m2</p><p>　　合計(jì) 5.75kN/m2</p><p>　　4.2.2 梁自重計(jì)算</p><p>　　

27、框架主梁自重： 0.3×0.5×25＝3.75kN/m</p><p>　　粉刷： 2×（0.6-0.1）×0.01×17＝0.17 kN/m</p><p>　　合計(jì) 3.9

28、2 kN/m</p><p>　　次梁自重： 0.30.4525＝3.375 kN/m</p><p>　　粉刷： 2×0.45×0.01×17＝0.153 kN/m</p><p>　　合計(jì)

29、 3.528 kN/m</p><p>　　4.2.3 女兒墻自重</p><p>　　女兒墻自重(含貼面和粉刷)：</p><p>　　1.20.02217＋0.245.51.2＝2.4 kN/m </p><p>　　4.2.4 屋面恒荷載計(jì)算</p><p>　　P1

30、 P2 P2 P1 </p><p>　　q1 q1 </p><p>　　圖4.4 各層梁上作用的荷載</p><p>　　在圖中，、代表橫梁自重，為均布荷載形式，對(duì)于第五層，</p>&l

31、t;p>　　q1==3.92KN/m</p><p>　　和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示的幾何關(guān)系可得，</p><p>　　=5.75×3.9=22.425KN/m</p><p>　　=5.75×2.4=13.8KN/m</p><p>　　、分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的荷載，

32、它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的自重荷載，計(jì)算過程如下：</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載：</b></p><p><b>　　(a)板重 </b></p><p>　?。?.5×3.9×0.5×3.9×5.75）×2+0.5×（12-3.9）×

33、;0.5×3.9×5.75=89.14KN</p><p>　　(b)次梁自重 6×3.528=21.168KN</p><p>　　(c)縱梁自重： 3.92×（7.8-0.5）=29.616KN</p><

34、p>　　合計(jì)： ＝ 141.276kN</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載：</b></p><p>　　(a)板重 136.22KN</p><p>　

35、　(b)次梁自重 （2.4+6）×3.528=30KN</p><p>　　(c)縱梁自重 21.168KN</p><p>　　合計(jì)：

36、＝ 194.83kN</p><p>　　4.2.5 樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　水磨石地面 0.65kN/m2</p><p>　　100厚的鋼筋混凝土板 25×0.10=2.5kN/

37、m2</p><p>　　10厚板底抹底 0.170kN/m2</p><p>　　合計(jì) 3.33kN/m2 </p><p>　　4.2.6 柱自重計(jì)算<

38、/p><p>　　邊柱自重： 0.45×0.45×3.6×25＝18.225kN/m</p><p>　　粉刷： (0.45×4-0.24×3) ×3.6×0.02×17=1.322kN/m</p><p>　　合計(jì)

39、 19.547kN/m</p><p>　　中柱自重： 0.5×0.5×3.6×25＝22.5kN/m</p><p>　　粉刷： (0.5×4-0.24×3) ×3.6&

40、#215;0.02×17=1.57kN/m</p><p>　　合計(jì) 24.07kN/m</p><p>　　內(nèi)縱墻自重(含貼面和粉刷)： 6.0kN/m</p><p>　　外縱墻自重(含貼面和粉刷)：

41、 4.04kN/m</p><p>　　4.2.7 樓面恒荷載計(jì)算</p><p>　　對(duì)于1～4層，計(jì)算的方法基本與第五層相同，計(jì)算過程如下：</p><p>　　q1=3.92+6=9.92KN/m</p><p><b>　　=3.92KN/m</b></p><p>　　=

42、3.22×3.9=12.558KN/m</p><p>　　=3.22×2.4=7.728KN/m</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載：</b></p><p><b>　　(a)板重 </b></p><p>　　[（0.5×3.9×3.9）+0.5&

43、#215;（12-3.9）×0.5×3.9]×3.32=51.47KN</p><p>　　(b)次梁自重 6×(3.528+6)=57.168KN</p><p>　　(c)縱梁自重 (3.92+4.04)×（7.8-0.5）=5

44、8.108KN</p><p>　　(d)柱重 19.547KN</p><p>　　合計(jì)： ＝ 141.276kN</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載：</b&g

45、t;</p><p>　　(a)板重 136.22/5.75×3.32=78.65KN</p><p>　　(b)次梁自重 6×(3.528+6)+2.4 3.528=65.64KN</p><p>　　(c)縱梁自重

46、 (3.92+4.04)×（7.8-0.5）=58.108KN</p><p>　　(d)柱重 24.07KN</p><p>　　合計(jì)： ＝ 221.945k

47、N</p><p><b>　　4.3 活載計(jì)算</b></p><p>　　4.3.1 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 2.0kN/m2</p><p>　　樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

48、 2.0kN/m2</p><p>　　走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.5kN/m2</p><p>　　屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk=μrs0=1.00.5=0.5kN/m2</p><p>　　式中：μr為屋面積雪分布系數(shù)，取

49、μr＝1.0</p><p>　　活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖：</p><p>　　P1 P2 P2 P1 </p><p>　　圖4.5 各層梁上作用的活載</p><p><b>　　對(duì)于屋面，</b&

50、gt;</p><p>　　=2.5×3.9=9.75KN/m</p><p>　　=2.5×2.4=6KN/m</p><p>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載=15.51×2.5=38.775KN</p><p>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載=23.69×2.5=59.225KN</p><p>　　對(duì)

51、于1～4層， </p><p>　　=2×3.9=7.8KN/m</p><p>　　=2.5×2.4=6KN/m</p><p>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載=15.51×2=31.02KN</p><p>　　節(jié)點(diǎn)集中荷載=23.69×2.5=59.225KN</p><p>&l

52、t;b>　　4.4風(fēng)荷載計(jì)算</b></p><p>　　4.41 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來計(jì)算：</p><p>　　式中，—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）</p><p>　　—高度Z處的風(fēng)振系數(shù)</p><p><b>

53、　　—風(fēng)荷載體型系數(shù)</b></p><p><b>　　—風(fēng)壓高度變化系數(shù)</b></p><p>　　—基本風(fēng)壓（kN/m2）</p><p>　　基本風(fēng)壓：=0.4KN/m，地面粗糙度為B類。風(fēng)載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》第7.3節(jié)查得： =0.8（迎風(fēng)面）和=-0.5（背風(fēng)面）。本設(shè)計(jì)中，房屋高度H=18.95 < 30m

54、，則不需要考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響，取=1.0。</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，如下表4.1：</p><p>　　表4.1 風(fēng)荷載計(jì)算</p><p>　　其中，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計(jì)算高度應(yīng)從室外地面開始取。</p><

55、p>　　圖4.6 等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖(kN)</p><p>　　5 水平地震作用下的內(nèi)力計(jì)算和側(cè)移計(jì)算</p><p>　　5.1 計(jì)算重力荷載代表值</p><p>　　5.1.1 第5層的重力荷載代表值：</p><p>　　屋面恒載： </p><p>　　

56、屋面板自重 5.7514.47.8＝645.84 kN</p><p>　　女兒墻： 0.247.821.25.5＝20.592 kN</p><p>　　梁自重： 24.75×2+8.55+4×（33.75+23.51）+2×8.66＝3

57、04.41 kN</p><p>　　半層柱自重： 2×(18.225+22.5) ×0.5＝69.70 kN</p><p>　　橫墻自重： 6×0.24×(6-0.3) ×3×5.5=135.432 KN</p><p>

58、;　　窗洞 4×1.5×1.8+4×1.2×1.5=18m2</p><p>　　縱墻重 [8×0.24×（3.6-0.3）×3-18×0.24] ×5.5=90.288KN</p><p>　　屋面活載

59、 2.0×14.4×7.8=224.64KN</p><p>　　雪載 0.514.47.8=56.16 kN</p><p>　　G5=恒載+0.5活載=1267.527KN</p><p>　　5.1.2

60、2～4層的重力荷載代表值</p><p>　　樓面恒載： </p><p>　　板自重 14.47.83.32＝372.90kN</p><p>　　上下半層墻重： （135.432+90.288）KN</p&

61、gt;<p>　　縱橫梁自重： 304.41 kN</p><p>　　上半層柱+下半層柱： 81.45kN</p><p>　　樓面活荷載：

62、 224.64kN</p><p>　　G=恒載+0.5活載=1102.2KN </p><p>　　5.1.3 一層的重力荷載代表值：</p><p>　　G1=恒載+0.5×樓面活載=372.90+40.725+304.41+（90.288+5.4）/4=854.77kN </p><p>　　圖5.1 結(jié)構(gòu)

63、重力荷載代表值</p><p>　　5.2 結(jié)構(gòu)自振周期</p><p>　　對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 T=0.085n=0.085×5=0.425s </p><p>　　5.3 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算</p><p>　　該建筑結(jié)構(gòu)高度遠(yuǎn)小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切

64、為主，因此用底部剪力法來計(jì)算水平地震作用。</p><p>　　首先計(jì)算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力。</p><p>　　式中，——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；</p><p>　　——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載代表值的85％；</p><p>　　查規(guī)范得特征周期Tg=0.45s</p><

65、p>　　查表得，水平地震影響系數(shù)最大值</p><p>　　由水平地震影響系數(shù)曲線來計(jì)算，</p><p>　　T=0.425s< Tg=0.45s 故α=</p><p>　　因?yàn)門<1.4 Tg，所以不需要考慮頂部附加水平地震作用 </p><p>　　FEK=αGEq=0.85αGE=0.85×0.08

66、15;（1267.527+3×1102.2+854.277）=369.13 </p><p>　　則質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用為：</p><p>　　式中：、分別為集中于質(zhì)點(diǎn)i、j的荷載代表值；、分別為質(zhì)點(diǎn)i、j的計(jì)算高度。</p><p>　　具體計(jì)算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計(jì)算，一并列入表中，</p><p>　　表5

67、.1 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>　　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圖5.2</p><p>　　圖5.2 橫向水平地震作用及層間地震剪力 </p><p>　　5.4 水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p><b>　　用D值法來驗(yàn)算</b>

68、;</p><p>　　框架第層的層間剪力、層間位移及結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移分別按下式來計(jì)算：</p><p>　　計(jì)算過程見下表，表中計(jì)算了各層的層間彈性位移角。</p><p>　　表5.2 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/1173<1/550,滿足要求。</p&g

69、t;<p>　　5.5 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　將層間剪力分配到該層的各個(gè)柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點(diǎn)高度來求柱上、下端的彎矩。</p><p>　　柱端剪力按下式來計(jì)算：</p><p>　　柱上、下端彎矩、按下式來計(jì)算</p><p><b>　　式中：</b>

70、;</p><p>　　—i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計(jì)算高度；</p><p><b>　　y-反彎點(diǎn)高度比；</b></p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對(duì)線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置查表確定。</p><p>　　—上下梁的相對(duì)線剛度變化的修正值，由上下梁相對(duì)線剛度比值 及查

71、表得。</p><p>　　—上下層層高變化的修正值，由上層層高對(duì)該層層高比值及查表。</p><p>　　—下層層高對(duì)該層層高的比值及查表得。</p><p>　　查表y1 = y2 =y3 =0</p><p>　　表5.3 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算</p><p>　　表5.4 各層中柱柱端彎矩及剪

72、力計(jì)算</p><p>　　注：表中彎矩單位為,減力單位為KN</p><p>　　梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計(jì)算</p><p>　　水平地震作用下框架的彎矩圖5.3、梁端剪力圖及柱軸力圖5.4</p><p>　　橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算</p><p>　　6.1 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)

73、力計(jì)算</p><p>　　計(jì)算方法與地震作用下的相同,都采用D值法。</p><p>　　在求得框架第I層的層間剪力后，I層j柱分配到的剪力以及柱上、下端的彎矩、分別按下列各式計(jì)算：</p><p><b>　　柱端剪力計(jì)算公式為</b></p><p>　　柱端彎矩計(jì)算公式為 </p><p&g

74、t;<b>　　， </b></p><p>　　需要注意的是，風(fēng)荷載作用下的反彎點(diǎn)高比是根據(jù)表：均布水平荷載作用下的各層標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比查得。</p><p>　　表6.1 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算</p><p>　　表6.2 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算</p><p>　　注：表中彎矩單位為KN.M,剪力單

75、位為KN。</p><p>　　梁端彎矩、剪力以及柱軸力分別按照下列公式計(jì)算：</p><p><b>　　； </b></p><p><b>　??；</b></p><p>　?。?</p><p>　　橫向框架在風(fēng)荷載作用下彎矩、梁端剪力及柱軸力見

76、圖6.1和6.2</p><p>　　6.2風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 </p><p>　　根據(jù)水平荷載，計(jì)算層間剪力，再依據(jù)層間側(cè)移剛度，計(jì)算出各層的相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移。計(jì)算過程如下表，</p><p>　　表6.3 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算</p><p>　　由表可以看出，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的1/105

77、81，小于1/550，滿足規(guī)范要求。</p><p>　　7 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　7.1 恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　荷載作用下得計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.2所示，恒載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法，取中間層任一層進(jìn)行分析，中柱的線剛度取框架柱實(shí)際線剛度的0.9倍。</p><p>　　對(duì)于邊節(jié)點(diǎn)，與

78、節(jié)點(diǎn)相連的各桿件均為固接，因此桿端近端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，為桿件的線剛度，分配系數(shù)為；對(duì)于中間節(jié)點(diǎn)，與該節(jié)點(diǎn)相連的走道梁的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)支座，因此轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，其余桿端。</p><p>　　梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷載計(jì)算，也可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均布荷載，等效均布荷載的計(jì)算公式如圖所示。</p><p><

79、;b>　　，（三角形荷載）</b></p><p>　　圖7.1 荷載的等效</p><p>　　頂層梯形荷載化為等效均布荷載</p><p>　　=3.92+(1-2×0.3252+0.3253) ×22.425=22.38KN/m</p><p>　　=3.92+5/8×13.8=12.5

80、45KN/m</p><p>　　結(jié)構(gòu)內(nèi)力可用彎矩分配法計(jì)算并可利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性取一半結(jié)構(gòu)計(jì)算，則頂層各桿的固端彎矩為</p><p>　　=-1/12×22.38×62=-67.14KN.m</p><p>　　=-1/3×12.545×1.22=-6.02KN.m</p><p>　　=-1/6

81、15;12.545×1.22=-3.01KN.m</p><p>　　其余層梯形荷載化為等效均布荷載</p><p>　　=9.92+(1-2×0.3252+0.3253) ×12.558=20.26KN/m</p><p>　　=3.92+5/8×7.728=8.75KN/m</p><p>　　同理

82、，其余層各桿的固端彎矩為：</p><p>　　=-1/12×20.26×62=-60.78KN.m</p><p>　　=-1/3×8.75×1.22=-4.2KN.m</p><p>　　=-1/6×8.75×1.22=-2.1KN.m</p><p>　　梁端和柱端彎矩采用彎矩

83、二次分配法來計(jì)算，計(jì)算時(shí)先對(duì)各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配，向遠(yuǎn)端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對(duì)由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進(jìn)行分配，不再傳遞，到此為止，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用一半框架。</p><p><b>　　彎矩分配法計(jì)算過程</b></p><p>　　頂層彎矩分配法計(jì)算過程</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配法計(jì)算過程

84、</p><p>　　底層彎矩分配法計(jì)算過程</p><p>　　將各層分層法求得的彎矩圖（圖7.2）疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒荷載作用下得彎矩圖，如圖7.3所示。疊加后框架各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修改，修改后彎矩圖如圖7.5所示，進(jìn)而可求得框架各梁柱的剪力和軸力，如圖7.4所示。</p><p>　　計(jì)算恒載作用下梁端剪力和柱

85、軸力</p><p>　　梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得，而柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算恒載作用時(shí)的柱底軸力，要考慮柱的自重。</p><p>　　恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力、剪力計(jì)算</p><p>　?、倭憾思袅τ蓛刹糠纸M成：</p><p>　　a.荷載引起的剪力，計(jì)算公式為：&l

86、t;/p><p>　　、分別為矩形和梯形荷載</p><p>　　、分別為矩形和三角形荷載</p><p>　　b.彎矩引起的剪力，計(jì)算原理是桿件彎矩平衡，即</p><p><b>　　跨 </b></p><p>　　跨 因?yàn)榭鐑啥藦澗叵嗟龋?lt;/p><p>

87、<b>　?、谥妮S力計(jì)算：</b></p><p>　　頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，柱底軸力為柱頂軸力加上柱的自重。其余層軸力計(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。</p><p>　　表 7.1 恒載作用下AB梁端剪力</p><p>　　表7.2 恒載作用下BC梁端剪力</p><p>

88、　　表7.3 柱軸力計(jì)算</p><p><b>　　柱的剪力計(jì)算</b></p><p><b>　　柱的剪力：</b></p><p>　　式中，、分別為經(jīng)彎矩分配后柱的上、下端彎矩。</p><p><b>　　為柱長(zhǎng)度。</b></p><p>

89、;　　圖7.2 分層法彎矩計(jì)算結(jié)果</p><p>　　7.2活載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　活載按照滿布分布考慮，內(nèi)力計(jì)算也采用分層法，采用彎矩分配法計(jì)算，考慮彎矩調(diào)幅，并且將梁端節(jié)點(diǎn)彎矩算至梁端柱邊彎矩。</p><p>　　梁上分布荷載為梯形荷載，根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均布荷載?；钶d作用下，頂層梯形荷載化

90、為等效均布荷載</p><p><b>　　頂層</b></p><p>　　=(1-2×0.3252+0.3253) ×9.7=8.03KN/m</p><p>　　=5/8×6=3.75KN/m</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層</b></p>&l

91、t;p>　　=(1-2×0.3252+0.3253) ×7.8=6.42KN/m</p><p>　　=5/8×6=3.75KN/m</p><p>　　用彎矩分配法并可利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性取二分之一結(jié)構(gòu)計(jì)算。則頂層各桿的固端彎矩為：</p><p><b>　　頂層</b></p><p>

92、;　　=-1/12×8.03×62=-24.09KN.m</p><p>　　=-1/3×3.75×2.42=-7.2KN.m</p><p>　　=-1/6×3.75×2.42=-3.6KN.m</p><p>　　其余層各桿的固端彎矩為</p><p>　　=-19.26KN.m

93、</p><p>　　=-1/3×3.75×2.42=-7.2KN.m</p><p>　　=-1/6×3.75×2.42=-3.6KN.m</p><p>　　彎矩分配法計(jì)算過程：</p><p>　　頂層彎矩分配法計(jì)算過程</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配法計(jì)算過程<

94、/p><p>　　底層彎矩分配法計(jì)算過程</p><p>　　將各層分層法求得的彎矩圖（圖7.7）疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒荷載作用下得彎矩圖，如圖7.8所示。疊加后框架各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修改，修改后彎矩圖如圖7.10所示，進(jìn)而可求得框架各梁柱的剪力和軸力，如圖7.9所示。</p><p>　　活載作用下梁的剪力以及柱的軸力、

95、剪力計(jì)算</p><p>　?、?梁端剪力由兩部分組成：</p><p>　　a.荷載引起的剪力，計(jì)算公式為：</p><p><b>　　為梯形荷載</b></p><p><b>　　為三角形荷載</b></p><p>　　b.彎矩引起的剪力，計(jì)算原理是桿件彎矩平衡，即

96、</p><p><b>　　跨 </b></p><p>　　跨 因?yàn)榭鐐z端彎矩相等，故</p><p><b>　　② 柱的軸力計(jì)算：</b></p><p>　　頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，柱底軸力等于柱頂軸力。</p><p>　　其余層軸

97、力計(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。</p><p><b>　?、?柱端剪力計(jì)算：</b></p><p>　　表7.4 活載作用下AB梁端剪力</p><p>　　表7.5 活載作用下BC梁端剪力</p><p><b>　　表7.6 柱軸力</b></p>&

98、lt;p>　　圖7.7 分層法彎矩計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　8 框架內(nèi)力組合</b></p><p>　　各荷載分別作用下的內(nèi)力分析結(jié)果取得后，可進(jìn)行框架各梁柱各控制截面上的內(nèi)力組合，其中梁內(nèi)力控制截面一般取兩端支座截面及跨中截面。柱的控制截面為柱頂和柱底。</p><p>　　該框架內(nèi)力組合共考慮了三種內(nèi)力組合，,，各層

99、梁柱的內(nèi)力組合結(jié)果見框架梁內(nèi)力組合表和框架柱內(nèi)力組合表</p><p><b>　　9 截面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　從梁的內(nèi)力組合表中選出跨間截面及支座截面的最不利內(nèi)力，并將支座中心處的彎矩?fù)Q算為支座邊緣控制截面的彎矩進(jìn)行配筋計(jì)算。</p><p>　　柱截面尺寸宜滿足剪跨比和軸壓比的要求：</p><p>

100、　　剪跨比 ，其值宜大于2；</p><p>　　軸壓比 ，三級(jí)框架大于0.9。</p><p>　　其中、、均不應(yīng)考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)。</p><p>　　表9.1 柱的剪跨比和軸壓比驗(yàn)算</p><p><b>　　柱正截面承載力計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)柱端截面組合的內(nèi)力

101、設(shè)計(jì)值及其調(diào)整值，按正截面受壓（或受拉）計(jì)算柱的縱向受力鋼筋，一般可采用對(duì)稱配筋。</p><p>　　根據(jù)柱內(nèi)力組合表，將支座中心處的彎矩?fù)Q算至柱邊緣，并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后，選出最不利內(nèi)力，進(jìn)行配筋計(jì)算</p><p><b>　　10 樓梯設(shè)計(jì)</b></p><p>　　層高3.6m,踏步尺寸150mm×300mm,

102、采用C25混凝土，板用HPB235級(jí)鋼筋，梁縱筋采用HRB335級(jí)鋼筋，樓梯上均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=2.5KN/mm2</p><p>　　圖10.1 樓梯結(jié)構(gòu)平面</p><p>　　10.1 樓梯梯段板設(shè)計(jì)</p><p>　　板厚h=L/30~L/25=120~140,取板厚h=120mm,板的傾斜角為 </p><p>　　tan

103、=150/300=0.5 cos = 0.894</p><p>　　取1m寬板帶計(jì)算 </p><p>　　10.1.1 荷載計(jì)算 </p><p><b>　　恒載 </b></p><p>　　水磨石面層 （0.3+0.15）×0.65/0.3=0.98KN/m</p&

104、gt;<p>　　三角形踏步 0.5×0.3×0.15×25/0.3=1.88KN/m</p><p>　　斜板 0.12×25/0.894=3.36KN/m</p><p>　　板抹灰 0.02×17/0.894=0.

105、38KN/m</p><p>　　小計(jì) 6.6KN.m</p><p>　　P=1.2×6.6+1.4×2.5=11.425KN/m</p><p>　　10.1.2 截面設(shè)計(jì)</p><p>　　彎矩設(shè)計(jì)值M=1/10pL2n=0.1

106、5;11.42×3.62=14.80KN.m</p><p>　　h0=120-20=100mm</p><p>　　=14.80×106/1.0×11.9×1000×1002=0.124</p><p>　　=0.064 rs=0.968</p><p>　　=14.80×106

107、/(0.968×210×100)=728.06mm2</p><p>　　選配A10@100，As=785mm2 每級(jí)踏步1A8分布筋</p><p>　　10.2 平臺(tái)板計(jì)算</p><p>　　h=L/35=1500/35=42.86mm,取h=80mm</p><p>　　10.2.1 荷載計(jì)算 </p&g

108、t;<p><b>　　恒載 </b></p><p>　　水磨石面層 0.65KN/m</p><p>　　80厚板 0.08×25=2KN/m</p><p>　　板抹灰 0.02

109、5;17=0.34KN/m</p><p>　　小計(jì) 2.74KN.m</p><p>　　P=1.2×2.74+1.4×2.5=6.788KN/m</p><p>　　10.2.2 截面設(shè)計(jì)</p><p>　　平臺(tái)板的計(jì)算跨度 L0=1.5+0.12+0.15=1

110、.77m</p><p>　　彎矩設(shè)計(jì)值M=1/10pL2n=0.1×6.778×1.772=2.127KN.m</p><p>　　h0=80-20=60mm</p><p>　　=2.127×106/1.0×11.9×1000×602=0.050</p><p>　　=0.025

111、3 rs=0.987</p><p>　　=2.127×106/(0.987×210×60)=171.03mm2</p><p>　　選配A6@160，As=177mm2 </p><p>　　10.3 平臺(tái)梁設(shè)計(jì)</p><p>　　平臺(tái)梁尺寸 b×h=300mm×400mm</p

112、><p>　　計(jì)算跨度L0=1.05Ln=1.05×(2.7-=0.24)=2.583m</p><p>　　10.3.1 荷載計(jì)算</p><p>　　梯段板傳來 6.6×3.6/2=11.88KN/m</p><p>　　平臺(tái)板 2.74

113、15;（1.5+0.3）/2=2.47KN/m</p><p>　　梁自重 0.3×（0.4-0.08）×25=2.4KN/m</p><p>　　粉刷 0.02×（0.4-0.08）×2×17=0.2176KN/m</p><p>　　合計(jì)

114、 16.9676KN/m</p><p>　　活荷載 </p><p>　　2.5×（3.6/2+1.8/2）=6.75KN/m</p><p>　　P=1.2×16.9676+1.4×6.75=29.81KN/m</p><p

115、>　　10.3.2 截面設(shè)計(jì)</p><p>　　彎矩設(shè)計(jì)值M=1/10pL2n=0.1×6.778×1.772=2.127KN.m</p><p>　　剪力設(shè)計(jì)值V=1/2pLn=0.5×29.81×2.583=38.50KN</p><p><b>　　截面按倒L行梁計(jì)算</b></p&

116、gt;<p>　　bf’=b+5hf’=300+5×80=700mm h0=365mm</p><p>　　=700×80×11.9×(365-40)=216.58KN.m>24.86KN.m</p><p><b>　　屬于第一類T行截面</b></p><p>　　=24.86&#

117、215;106/1.0×11.9×700×3652=0.0224</p><p>　　=0.0113 rs=0.994</p><p>　　=24.86×106/(0.994×300×365)=228.40mm2</p><p>　　選配3B10，As=236mm2 </p><p&g

118、t;　　0.7ftbh0=0.7×1.27×300×365=97.3455KN>38.50KN</p><p>　　故斜截面只需按照構(gòu)造配筋即可，配置A8@200</p><p><b>　　11 樓蓋設(shè)計(jì)</b></p><p>　　11.1 板區(qū)格布置圖</p><p>　　圖1

119、1.1 樓面梁格布置圖</p><p>　　11.2 荷載設(shè)計(jì)值</p><p>　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk＝2.0 kN/m2 (室內(nèi))，qk＝2.5 kN/m2 (走廊)</p><p>　　恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：gk=3.32KN/m2</p><p>　　則設(shè)計(jì)值：q＝1.4×2.0＝2.8 kN/m2 (室內(nèi))，q＝1.2×

120、;2.5＝3.5kN/m2 (走廊)</p><p>　　g＝1.2×3.32＝3.984KN/m2</p><p>　　11.3 彎矩計(jì)算</p><p>　　ABC區(qū)格均按雙向板設(shè)計(jì)</p><p>　　跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定是在g+q/2作用下的跨中彎矩值與內(nèi)支座鉸支時(shí)在q/2作用下的跨中彎矩值之和，混凝土的泊松比取0.

121、2，支座最大負(fù)彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定是g+q作用下的支座彎矩。</p><p>　　AB 區(qū)格板L01 /L02=3.9/6.0=0.65查表</p><p>　　滿布荷載時(shí)，支撐方式為四邊固定 m1=0.0345,m2=0.0095,m’1=-0.0766, m’2=-0.0571</p><p>　　間隔布置時(shí)，支撐方式為三邊簡(jiǎn)支，一邊固定 m1=0.0559,m2

122、=0.0133</p><p><b>　　彎矩計(jì)算</b></p><p>　　m1=(m1+vm2)(g+q/2)L012+(m2+vm1)L012q/2=3.502KN.m</p><p>　　m1=(m2+vm1)(g+q/2)L012+(m1+vm2)L012q/2=2.590KN.m</p><p>　　m’

123、1=m1”=-0.0766×6.784×3.92=-7.904KN.m</p><p>　　m’2=m2”=-0.0571×6.784×3.92=-5.892KN.m</p><p>　　C 區(qū)格板L01 /L02=2.4/3.9=0.615查表</p><p>　　滿布荷載時(shí)，支撐方式為四邊固定 m1=0.036,m2=0.

124、0082,m’1=-0.0785, m’2=-0.0571</p><p>　　間隔布置時(shí)，支撐方式為三邊簡(jiǎn)支，一邊固定 m1=0.0080,m2=0.0250</p><p><b>　　彎矩計(jì)算</b></p><p>　　m1=(m1+vm2)(g+q/2)L012+(m2+vm1)L012q/2=1.51KN.m</p>

125、<p>　　m1=(m2+vm1)(g+q/2)L012+(m1+vm2)L012q/2=0.64KN.m</p><p>　　m’1=m1”=-0.0785 (g+q)L012=-3.384KN.m</p><p>　　m’2=m2”=-0.0571 (g+q)L012=-2.461KN.m</p><p>　　11.4 截面設(shè)計(jì)</p>