【六層】3600平米左右框架教學(xué)樓（建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書、任務(wù)書）

【六層】3600平米左右框架教學(xué)樓（建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書、任務(wù)書）,【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,所見才能所得,請(qǐng)細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 襄 樊 學(xué) 院 土 木 工 程 系 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) V 內(nèi) 容 摘 要 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架2、3、7、8軸框架的抗震設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自振周期，進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下大小，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。接著計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。 選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)。完成了平臺(tái)板，梯段板，平臺(tái)梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計(jì)算及施工圖繪制。 關(guān)鍵詞： 框架 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抗震設(shè)計(jì) Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 目 錄 第一章 ：工程概況 ………………………………………………………………1 1.1 建筑地點(diǎn)、建筑類型、建筑介紹、門窗使用、地質(zhì)條件 ……………1 1.2 框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇 ………………………………………………2 1.3 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ……………………………………………………2 1.4 梁、柱截面尺寸的初步確定 ……………………………………………3 第二章 ：框架側(cè)移剛度的計(jì)算 …………………………………………………4 2.1 橫梁、縱梁、柱線剛度的計(jì)算 …………………………………………4 2.2 各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算 …………………………………………………5 2.3 各層縱向側(cè)移剛度計(jì)算 …………………………………………………6 第三章 ：重力荷載代表值的計(jì)算 ………………………………………………7 3.1 資料準(zhǔn)備 …………………………………………………………………7 3.2 重力荷載代表值的計(jì)算 …………………………………………………8 第四章 ：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 …………………9 4.1 橫向自振周期的計(jì)算 ……………………………………………………9 4.2 水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算 …………………………………10 4.3 多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算 ………………………………………11 4.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 …………………………………………12 第五章 ：風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 …………………………13 5.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ……………………………………………………………13 5.2 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 …………………………………………14 5.3 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 ………………………………………15 第六章 ：豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算………………………………16 6.1 計(jì)算單元的選擇確定……………………………………………………16 6.2 荷載計(jì)算…………………………………………………………………17 6.3 內(nèi)力計(jì)算…………………………………………………………………18 6.4 梁端剪力和柱軸力的計(jì)算 ……………………………………………19 6.5 橫向框架內(nèi)力組合 ……………………………………………………20 6.6 框架柱的內(nèi)力組合 ……………………………………………………21 6.7 柱端彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整…………………………………………………22 6.8 柱端剪力組合和設(shè)計(jì)值的調(diào)整…………………………………………23 第七章 ：截面設(shè)計(jì) ……………………………………………………………24 7.1 框架梁……………………………………………………………………24 7.2 框架柱 …………………………………………………………………25 7.3 框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面抗震驗(yàn)算……………………………………26 第八章 ：樓板設(shè)計(jì)………………………………………………………………27 8.1 樓板類型及設(shè)計(jì)方法的選擇……………………………………………27 8.2 設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………28 8.3 彎矩計(jì)算…………………………………………………………………29 8.4 截面設(shè)計(jì)…………………………………………………………………30 第九章 ：樓梯設(shè)計(jì)………………………………………………………………31 9.1 設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………31 9.2 樓梯板計(jì)算………………………………………………………………32 9.3 平臺(tái)板計(jì)算………………………………………………………………33 9.4 平臺(tái)梁計(jì)算………………………………………………………………34 第十章 ：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)………………………………………………………………35 10.1 設(shè)計(jì)資料 ………………………………………………………………35 10.2 基礎(chǔ)截面確定 …………………………………………………………36 10.3 基礎(chǔ)梁內(nèi)力計(jì)算 ………………………………………………………37 結(jié)論 ………………………………………………………………………………38 致謝 ………………………………………………………………………………39 參考資料 …………………………………………………………………………40 襄 樊 學(xué) 院 土 木 工 程 系 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 81 頁 第一章：工程概況 1.1 建筑地點(diǎn)：光州新區(qū) 建筑類型：六層中學(xué)教學(xué)樓，框架填充墻結(jié)構(gòu)。 建筑介紹：建筑面積約3600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240mm厚的混凝土空心小砌塊。 地質(zhì)條件：經(jīng)地質(zhì)勘察部門確定，此建筑場(chǎng)地為三類近震場(chǎng)地，設(shè)防烈度為7 度。 1.2 框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇： 豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)連系梁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。 根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本教學(xué)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，柱網(wǎng)布置見建筑平面圖。 1.3 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖： 圖1-1 1.4 梁、柱截面尺寸的初步確定： 1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。 本方案縱向框架梁h=（1/12~1/8）×5000=416~625mm,取h=500mm，截面寬度b=(1/3~1/2)×500=160~250mm,取b=250mm，可得縱梁的截面初步定為b×h=250mm*500mm。 橫向框架梁h=(1/12~1/8)*8260=688~1032mm,取h=700mm,截面寬度 b=(1/3~1/2)*700=233~350mm,取b=250,可得橫梁的截面初步定為 b×h=250mm*700mm 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： （1）柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值N=βFg E n 注：β考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)。 F按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積。 g E 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。 n為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。 （2）Ac≥N/uNfc 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0.8。 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。 3、計(jì)算過程： 對(duì)于柱： N=βFg E n=1.3×25.92×14×6=2830.464（KN） Ac≥N/uNfc=2830.464×103/0.8/14.3=227418.18（mm2） 取400mm×600mm 梁截面尺寸（mm） 混凝土等級(jí) 橫梁（b×h） 縱梁（b×h） C25 250×500 250×700 表1-1 柱截面尺寸（mm） 層次 混凝土等級(jí) b×h 1 C30 400×600 2-6 C25 表1-2 第二部分：框架側(cè)移剛度的計(jì)算 2.1 橫梁線剛度i b的計(jì)算： 類別 Ec （N/mm2） b×h （mm×mm） I0 （mm4） l （mm） EcI0/l（N·mm） 1.5EcI0/l（N·mm） 2EcI0/l（N·mm） AB跨 3.0×104 250×700 5.40×109 8260 2.25×1010 3.38×1010 4.50×1010 BC跨 3.0×104 250×450 1.33×109 2400 1.67×1010 2.50×1010 3.34×1010 表2-1 縱梁線剛度i b的計(jì)算： 類別 Ec （N/mm2） b×h （mm×mm） I0 （mm4） l （mm） EcI0/l（N·mm） 1.5EcI0/l（N·mm） 2EcI0/l（N·mm） ⑤⑥跨 3.0×104 400×600 5.4×109 2400 3.86×1010 5.79×1010 7.71×1010 其它跨 3.0×104 400×600 5.4×109 8260 2.25×1010 3.38×1010 4.50×1010 表2-2 柱線剛度i c的計(jì)算：I=bh3/12 層次 hc（mm） Ec（N/mm2） b×h （mm×mm） Ic （mm4） EcIc/hc （N·mm） 1 4850 3.0×104 400×600 2.001×1010 12.77×1010 2--6 3900 3.0×104 400×600 1.448×1010 12.40×1010 表2-3 2.2 各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算： (D值法) 柱的側(cè)移剛度D計(jì)算公式： 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。 對(duì)于一般層： 對(duì)于底層： 由此可知，橫向框架梁的層間側(cè)移剛度為： 層次 1 2 3 4 5 6 頂 ∑Di（N/mm） 923810 729530 762600 762600 762600 762600 66364 表2-4 ∑D1/∑D2=923810/729530>0.7，故該框架為規(guī)則框架。 2.3 各層縱向側(cè)移剛度計(jì)算： 同理，縱向框架層間側(cè)移剛度為： 層次 1 2 3 4 5 6 頂層 ∑Di（N/mm） 1035634 935623 942398 942398 942398 942398 103102 表2-5 ∑D1/∑D2=1035634/935623>0.7，故該框架為規(guī)則框架。 第三章：重力荷載代表值的計(jì)算 3.1 資料準(zhǔn)備： 查《荷載規(guī)范》可?。? ①、 屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（上人） 30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 22×0.03=0.66KN/m2 三氈四油防水層 0.4 KN/m2 20厚礦渣水泥找平層 14.5×0.02=0.29 KN/m2 150厚水泥蛭石保溫層 5×0.15=0.75 KN/m2 120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 KN/m2 V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 KN/m2 （二層9mm紙面石膏板、有厚50mm的巖棉板保溫層） 合計(jì) 5.35 KN/m2 ②、1-5層樓面： 木塊地面（加防腐油膏鋪砌厚76mm） 0.7 KN/m2 120厚鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0 KN/m2 V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 KN/m2 合計(jì) 3.95 KN/m2 ③、屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 KN/m2 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 KN/m2 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)） ④、梁柱密度25 KN/m2 240mm厚的混凝土空心砌塊 5.5KN/m3 3.2 重力荷載代表值的計(jì)算： 1、第一層： （1）、梁、柱： 類別 凈 跨 （mm） 截 面 （mm） 密 度（KN/m3） 體 積 （m3） 數(shù) 量 (根) 單 重 （KN） 總 重 （KN） 橫梁 8260 250×700 25 1.17 17 29.25 497.25 2400 250×450 25 0.17 9 4.25 38.25 縱梁 3000 250×500 25 1.17 28 29.25 819.00 5000 250×400 25 0.63 4 15.75 63.00 表3-1 類別 計(jì)算高度（mm） 截 面 （mm） 密 度（KN/m3） 體 積 （m3） 數(shù) 量 （根） 單 重 （KN） 總 重 （KN） 柱 3900 400×600 25 1.764 36 44.1 1587.6 表3-2 （2）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算： 橫墻： AB跨、CD跨墻：墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度6500mm，計(jì)算高度3600-600=3000mm。 單跨體積：0.24×6.5×3=4.68m3 單跨重量：4.68×5.5=25.74KN 數(shù)量：17 總重：25.74×17=437.58KN BC跨墻：墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度1700mm，計(jì)算高度3600-600=3000mm。 單跨體積：（1.7×3-1.5*2.4）×0.24=0.36m3 單跨重量：0.36×5.5=1.98KN 數(shù)量：2 總重：1.98×2=3.96KN 廁所橫墻：墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度7200-2400=4800mm，計(jì)算高度3600-120=3480mm。 體積：0.24×4.8×3.48=4.009m3 重量：4.009×5.5=22.0495KN 橫墻總重：437.58+3.96+22.0495=463.5895KN 縱墻： ①②跨外墻：?jiǎn)蝹€(gè)體積：[（6.5×3.0）-（1.8×2.1×2）] ×0.24=2.8656 m3 數(shù)量：12 總重：2.8656×12×5.5=189.1296KN 廁所外縱墻：體積：6.5×3.0-1.8×2.1=15.72 m3 總重：15.72×5.5=86.46KN 樓梯間外縱墻：體積：3.5×3.0-1.8×2.1=6.72 m3 總重：6.72×5.5=36.96KN 門衛(wèi)外縱墻： 體積：3.5×3.0-1.2×2.4=7.62m3 總重：7.62×5.5=41.91KN 內(nèi)縱墻：?jiǎn)蝹€(gè)體積：(6.5×3.0-1.2×2.4*2) ×0.24=13.74m3 單個(gè)重量：13.74×5.5=75.57KN 數(shù)量：12 總重：75.57×12=906.84KN 廁所縱墻：?jiǎn)蝹€(gè)體積：0.24×（3.6-0.12）×4.93=4.1175m3 單個(gè)重量：4.1175×5.5=22.6463KN 數(shù)量：2 總重：22.6463×2=45.2926KN 正門縱墻：總重：（1.8×6.5-1.8×2.1）×0.24×5.5=10.4544KN 縱墻總重：189.1296+86.46+36.96+41.91+906.84+45.2926+10.4544 =1317.0466KN （3）、窗戶計(jì)算（鋼框玻璃窗）： 走廊窗戶： 尺寸：1800mm×2100mm 自重：0.4KN/m2 數(shù)量：26 重量：1.8×2.1×0.4×26=39.312KN 辦公室窗戶： 尺寸：1500mm×2100mm 自重：0.4KN/m2 數(shù)量：2 重量：1.5×2.1×0.4×2=2.52KN 總重：39.312+2.52=41.832KN （4）、門重計(jì)算： 木門：尺寸：1200mm×2400mm 自重：0.15KN/m2 數(shù)量：26.25 重量：1.2×2.4×0.15×26.25=11.34KN 鐵門：尺寸：6500mm×3000mm 自重：0.4KN/m2 數(shù)量：0.5 重量：6.5×3*0.4×0.5=3.9KN 總重：11.34+3.9=15.24KN （5）、樓板恒載、活載計(jì)算（樓梯間按樓板計(jì)算）： 面積：48.4416×13+117.4176+30.24=777.3984（m2） 恒載：3.95×777.3984=3070.7237KN 活載：2.0×777.3984=1554.7968KN 一層重力荷載代表值 G1=G 恒+0.5×G活 =（497.25+38.25）×1.05+（819+63）×1.05+1587.6×1.05+463.5895+1317.0466+41.832 +15.24+（3070.7237+1554.7968）×0.5 =9618.5836KN 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。 2、第二層： （1）、梁、柱 橫梁： AB跨：300mm×600mm 29.25KN×18根=526.5KN BC跨：250mm×400mm 4.25KN×9根=38.25KN 縱梁： 819+63=882KN 柱： 類別 計(jì)算高度（mm） 截 面 （mm） 密 度（KN/m3） 體積 （m3） 數(shù) 量 （根） 單 重 （KN） 總 重 （KN） 柱 3900 400×600 25 1.521 36 38.025 1368.9 表3-3 （2）、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算： 橫墻總重：463.5895KN 縱墻： 比較第二層縱墻與第一層的區(qū)別有： 大廳：一層有鐵門 二層有內(nèi)墻。 比較異同后，可得第二層縱墻總重為： 1317.0466+（3.0×6.55-2×1.8×2.1）×0.24×5.5-3.9+（1.5×6.55-1.5×1.2）×0.24×5.5+（1.5×3.55-1.5×1.2）×0.24×5.5 =1317.0466+15.9588-3.9+10.593+4.653 =1344.3514KN （3）、窗戶計(jì)算（鋼框玻璃窗）： 第一類： 尺寸：1800mm×2100mm 自重：0.4KN/m2 數(shù)量：29 重量：1.8×2.1×0.4×29=43.848KN 第二類： 尺寸：1500mm×2100mm 自重：0.4KN/m2 數(shù)量：2 重量：1.5×2.1×0.4×2=2.52KN 總重：43.848+2.52=46.368KN （4）、門重計(jì)算： 木門：尺寸：1200mm×2400mm 自重：0.15KN/m2 數(shù)量：27.25 重量：1.2×2.4×0.15×27.25=11.772KN （5）、樓板恒載、活載計(jì)算（樓梯間按樓板計(jì)算）： 面積：777.3984+11.16×6.96=855.072（m2） 恒載：3.95×855.072=3377.5344KN 活載：2.0×855.072=1710.144KN 二層重力荷載代表值為 G2=G 恒+0.5×G活 =（526.5+38.25）×1.05+882×1.05+1368.9×1.05+463.5895+1344.3514+46.368 +11.772+（3377.5344+1710.144）×0.5 =9910.1918KN 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。 三到五重力荷載代表值為： G3-5=9910.1918-10.593-4.653+（3.0×10.1-2×1.2×2.4）×0.24×5.5 =9927.3386KN 3、第六層重力荷載代表值的計(jì)算： 橫梁：526.5+38.25=564.75KN 縱梁：882KN 柱： 計(jì)算高度：2100mm 截面：650mm×650mm 數(shù)量：36 總重：0.65×0.65×2.1×25×36=798.525KN 橫墻：463.5895/2=231.7948KN 縱墻：（1344.3514+32.3928-10.593-4.653）/2=680.7491KN 窗重：46.368/2=23.184KN 木門重：門高2400mm，計(jì)算高度為門的1500mm以上，故系數(shù) а=（2.4-1.5）/2.4=3/8 則木門重：11.772×3/8=4.4145KN 屋面恒載、活載計(jì)算： 恒載：855.072×5.35=4574.6352KN 活載：855.072×2.0=1710.144KN 雪載：855.072×0.2=171.0144KN 六層重力荷載代表值為 G6=G 恒+0.5×G活 =（564.75+882+798.525）×1.05+231.7948+680.7491+23.184+4.4145+4574.6352 +（1710.144+171.0144）×0.5 =9753.4748KN 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。 5、頂端重力荷載代表值的計(jì)算： 橫梁：29.25×2=58.5KN 縱梁：15.75×2=31.5KN 柱：38.025×4=152.1KN 橫墻：25.74×2=51.48KN 縱墻： （3.0×3.55-1.2×2.4）×0.24×5.5+（3.0×3.55-1.8×2.1）×0.24×5.5 =19.3248KN 木門：1.2×2.4×0.15=0.432KN 窗：1.8×2.1×0.4=1.512KN 樓板恒載、活載計(jì)算： 面積：4.2×7.2=30.24m2 恒載：30.24×5.35=161.784KN 活載：30.24×2.0=60.48KN 雪載：30.24×0.2=6.048KN 頂端重力荷載代表值為 G頂=G 恒+0.5×G活 =58.5+31.5+51.48+19.3248+152.1+0.432+1.512+161.784+(60.48+6.048) ×0.5 =543.1608KN 集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值G i的計(jì)算結(jié)果如下圖所示： 第四章：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 4.1橫向自振周期的計(jì)算： 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。 按式Ge=Gn+1（1+3×h1/2/H）將突出房屋重力荷載代表值折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，即： Ge=543.1608×[1+3×3.6/（3.6×5+4.7）] =650.8153（KN） 基本自振周期T1（s）可按下式計(jì)算： T1=1.7ψT （uT）1/2 注：uT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結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。 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。 uT按以下公式計(jì)算： VGi=∑Gk （△u）i= VGi/∑D ij uT=∑（△u）k 注：∑D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。 （△u）i為第i層的層間側(cè)移。 （△u）k為第k層的層間側(cè)移。 s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過程見下表，其中第六層的Gi為G6和Ge之和。 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算 層次 Gi（KN） VGi（KN） ∑D i（N/mm） △ui（mm） ui（mm） 6 10404.2901 10404.2901 762600 13.641 265.989 5 9927.3386 20331.6287 762600 26.661 252.685 4 9927.3386 30258.9673 762600 39.679 225.685 3 9927.3386 40186.3059 762600 52.696 186.006 2 9910.1918 50096.4977 729530 68.670 133.31 1 9618.5836 59715.0813 923810 64.640 64.64 表4-1 T1=1.7ψT （uT）1/2 =1.7×0.6×(0.265989)1/2 =0.526(s) 4.2 水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算： 本結(jié)構(gòu)高度不超過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，即： 1、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Geq Geq=0.85∑Gi =0.85×（9618.5836+9910.1918+9927.3386×3+9753.4748+543.1608） =50666.3128（KN） 2、計(jì)算水平地震影響系數(shù)а1 查表得二類場(chǎng)地近震特征周期值Tg=0.30s。 查表得設(shè)防烈度為7度的аmax=0.08 а1=（Tg/T1）0.9аmax =（0.3/0.526）0.9×0.08 =0.0965 3、結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk FEk=а1Geq =0.0965×50666.3128 =4890.5658（KN） 因1.4Tg=1.4×0.3=0.42s30m；地面粗糙類別為C類；風(fēng)振系數(shù)：βZ=1+Hi/H3ξγ/μZ 層次 1 2 3 4 5 6 Hi（第i層距離室外地面的高度） 4.85 8.75 12.65 16.55 20.45 24.35 表5-1 H總=24.35mm B≈11.6m H/B≈2 查表：脈動(dòng)影響系數(shù)γ=0.59 離地面高度（m）z 4.85 8.75 12.65 16.55 20.45 24.35 風(fēng)壓高度系數(shù)μZ 0.50 0.63 0.73 0.81 0.87 0.93 表5-2 結(jié)構(gòu)基本周期：T=（0.08～0.1）n. 取T=0.9，ω0 =0.36kN/m2 ω0T2=0.3630.62=0.29 查表得：脈動(dòng)增大系數(shù)ξ=1.2725 βZ=1+Hi/H3ξγ/μZ z 4.85 8.75 12.65 16.55 20.45 24.35 βZ 1.22 1.28 1.34 1.39 1.45 1.49 表5-3 查表得：風(fēng)載體型系數(shù)：迎風(fēng)面為1.0；背風(fēng)面為-0.5 ∴μS=1.5 ωk=βZμSμZω0 ∵結(jié)構(gòu)高度H=26.75<30m,故取βZ=1.0, μS=1.3 z 4.85 8.75 12.65 16.55 20.45 24.35 ωk 0.33 0.44 0.53 0.61 0.68 0.75 表5-4 轉(zhuǎn)化為集中荷載（受荷面與計(jì)算單元同） 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 6層： FW9K=0.7533.63（1.2+2.9/2）=7.15KN 5層： FW8K=3.632.930.68=7.09KN 4層： FW7K=3.632.930.61=6.36KN 3層： FW6K=3.632.930.53=5.53KN 2層： FW5K=3.632.930.44=4.59KN 1層： FW4K=3.630.333（2.9+4.2）42=4.21 KN 第六章：豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 （橫向框架內(nèi)力計(jì)算） 6.1 計(jì)算單元的選擇確定： ?、圯S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，如下圖所示： 圖6-1 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。 6.2 荷載計(jì)算： 1、恒載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算： 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖6-2 （1）、對(duì)于第6層， q1、q1，代表橫梁自重，為均布荷載形式。 q1=0.3×0.6×25=4.5 KN/m q1，=0.25×0.4×25=2.5KN/m 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。 q2=5.35×3.6=19.26 KN/m q2，=5.35×1.8=9.63 KN/m 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、連系梁自重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下： P1=[（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×1.8/2] ×5.35+4.5×7.2 +0.2×0.4×25×7.2=132.95 KN P2=[（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×1.8/2+（2.7+3.6）×2×1.2 /2] ×5.35+4.5×7.2+0.2×0.4×25×7.2=173.39 KN （2）、對(duì)于2-5層， 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。 q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/m q1，=0.25×0.4×25=2.5KN/m q2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 q2=3.95×3.6=14.22 KN/m q2，=3.95×1.8=7.11 KN/m 外縱墻線密度 [（7.2×3.0-1.8×2.1×2）×0.24×5.5+2×1.8×2.1×0.4]/7.2=2.99 KN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×3.95+（4.5+2.99）×7.2+0.2×0.4×25×7.2 =130.28 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×3.95+8.46×7.2+0.15×0.3×25×7.2 =167.13 KN （3）、對(duì)于第1層， 柱子為400mm×600mm，其余數(shù)據(jù)同2-5層，則 q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/m q1，=0.25×0.4×25=2.5KN/m q2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 q2=3.95×3.6=14.22 KN/m q2，=3.95×1.8=7.11 KN/m 外縱墻線密度 [（7.2×3.0-1.8×2.1×2）×0.24×5.5+2×1.8×2.1*0.4]/7.2=2.99 KN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×3.95+（4.5+2.99）×7.2+0.2×0.4×25×7.2 =130.28 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×3.95+8.46×7.2+0.2×0.4×25×7.2 =167.13 KN 2、活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算： 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖6-3 （1）、對(duì)于第6層， q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2，=2.0×1.8=3.6 KN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 KN P3=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KN 同理，在屋面雪荷載的作用下： q2=0.2×3.6=0.72 KN/m q2，=0.2×1.8=0.36 KN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×0.2=3.456 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×0.2=4.968 KN （2）、對(duì)于第2-5層， q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2，=2.0×1.8=3.6 KN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 KN （3）、對(duì)于第1層， q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2，=2.0×1.8=3.6 KN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 KN 將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚? 橫向框架恒載匯總表 層次 q1 （KN/m） q1， （KN/m） q2 （KN/m） q2， （KN/m） P1 （KN） P2 （KN） M1 （KN·m） M2 （KN·m） 6 4.5 2.5 19.26 9.63 132.95 173.39 23.27 30.34 2-5 8.46 2.5 14.22 7.11 130.28 167.13 22.80 29.25 1 8.46 2.5 14.22 7.11 130.28 167.13 26.06 33.43 表6-1 注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。 3、恒荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算： 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖6-4 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 （1）、對(duì)于第6層， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-2α2+α3） =4.5×7.22/12+19.26×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12 =32.83（KN*m） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.5×2.42/12+5×9.63*2.42/96 =4.09 （KN·m） （2）、對(duì)于第1-5層， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-2α2+α3） =8.46×7.22/12+14.22×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12 =28.09（KN·m） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96 =3.33 （KN·m） 4、活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算： 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖6-5 -M對(duì)于第1-6層， -MAB=q2l21（1-2α2+α3） =7.2×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12 =5.62（KN·m） -MBC= 5q2，l22/96 =5×3.6×2.42/96 =1.08 （KN·m） 6.3 內(nèi)力計(jì)算： 梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算，彎矩計(jì)算如下圖所示： 上柱 下柱 左梁 右梁 下柱 上柱 0.734 0.266 0.426 0.574 -32.83 36.92 6 0.006 18.29 14.54 -17.39 -23.43 5.03 1.88 1.75 -6.91 0.00 -3.85 -3.06 2.20 2.96 0.00 19.47 -19.47 27.38 -27.38 0.422 0.423 0.254 0.27 0.365 0.365 -28.09 31.42 10.06 10.06 7.98 -10.22 -13.82 -13.82 5 9.14 5.03 1.36 1.27 -6.91 -11.72 -5.56 -5.56 -4.41 4.69 6.34 6.34 13.64 9.52 -23.16 33.60 -14.40 -19.20 0.422 0.423 0.254 0.27 0.365 0.365 -28.09 31.42 4~3 10.06 10.06 7.98 -10.22 -13.82 -13.82 5.03 5.03 1.36 1.27 -6.91 -6.91 -4.09 -4.09 -3.24 3.39 4.58 4.58 10.99 11.00 -21.99 32.30 -16.15 -16.15 0.422 0.423 0.254 0.27 0.365 0.365 -28.09 31.42 10.06 10.06 7.98 -10.22 -13.82 -13.82 2 5.03 6.03 1.36 1.27 -4.45 -6.91 -4.45 -4.45 -3.53 2.72 3.68 3.68 10.63 11.64 -22.28 31.64 -14.59 -17.05 0.418 0.438 0.252 0.326 0.439 0.235 -28.09 31.42 12.05 6.43 9.61 -12.35 -16.62 -8.90 1 5.03 1.62 1.52 -6.91 -2.85 -1.52 -2