【六層】5283平米框架教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計（計算書、建筑、結(jié)構(gòu)圖）

【六層】5283平米框架教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計（計算書、建筑、結(jié)構(gòu)圖）,【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,需要原稿請自助充值下載,所見才能所得,請細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 淮海工學(xué)院二○○八屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 共 104 頁 緒論 0.1 畢業(yè)設(shè)計的目的 1. 在知識上，應(yīng)綜合應(yīng)用各種學(xué)科的理論、知識與技能去分析和解決工程的實(shí)際問題，并通過學(xué)習(xí)、研究和實(shí)踐，使理論深化，知識拓寬，專業(yè)技能延伸。 2. 在能力上，培養(yǎng)調(diào)研、收集、加工、整理和應(yīng)用各種資料的能力。 3. 在綜合素質(zhì)方面，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，以及協(xié)調(diào)合作的能力。 0.2 畢業(yè)設(shè)計的基本要求 1. 認(rèn)真貫徹“實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計原則。 2. 進(jìn)一步掌握建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程及基本方法和步驟。 3. 認(rèn)真處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計及建筑的總體與細(xì)部關(guān)系，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置。 4. 確定結(jié)構(gòu)計算簡圖，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)分析方法必須手算，電算校核。 5. 了解和掌握與本設(shè)計有關(guān)的設(shè)計規(guī)范和規(guī)定，并能正確使用。 6. 認(rèn)真編寫設(shè)計計算書，繪制相應(yīng)的設(shè)計圖紙，并要求正確、規(guī)范、美觀。 設(shè)計總說明 1 設(shè)計簡介： 本設(shè)計為六層教學(xué)樓，按照設(shè)計要求與規(guī)范，本建筑座北朝南，處于文明路與現(xiàn)代路的交匯處。本建筑對建筑材料要求較高，主體采用了混凝土材料，外墻采用乳膠漆，美觀大方。 本建筑采用“一”字形框架結(jié)構(gòu)，頂層部分有女兒墻，使整個建筑不枯燥單調(diào)，教學(xué)樓出入口位于南面，樓梯布置于北面，且兩端有出入口，使其有合理的布局，從而有良好的教學(xué)環(huán)境，體現(xiàn)了必須適合教學(xué)的這一特點(diǎn)。 2 建筑做法： 根據(jù)建筑《蘇J01－2005》《房屋建筑學(xué)》等資料采用以下建筑做法： 2.1 地 面：（除衛(wèi)生間）水磨石地面（有防水層） 15厚1：2水泥白石子磨光打蠟 素水泥漿結(jié)合層一道 15厚1：3水泥沙漿找平層 40厚C20細(xì)石混凝土 防水層：刷冷底子油一道，二氈三油防潮層， 綠豆砂一層熱瀝青粘牢 20厚1：3水泥沙漿找平層 60厚C15混凝土 100厚碎石或碎磚夯實(shí) 素土夯實(shí) 2.2 樓 面：（除衛(wèi)生間）水磨石樓面（防水層） 15厚1：2水泥白石子磨光打蠟 素水泥漿結(jié)合層一道 30厚C20細(xì)石混凝土 防水層：聚氨酯二遍涂膜，厚1.2 20厚1:3水泥砂漿找平層，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面 2.3 踢腳線：地磚踢腳，臺度 8厚地磚素水泥漿擦縫 5厚1：1水泥細(xì)砂結(jié)合層 12厚1：3水泥砂漿打底 刷界面處理劑一道 2.4 內(nèi) 墻：乳膠漆外墻面 刷乳膠漆 5厚1：0.3：3石灰膏砂漿水泥粉面 12厚1：1：6水泥石灰砂漿打底 刷界面處理劑一道 2.5 外 墻：涂料外墻面 刷外墻涂料 6厚1：2.5水泥砂漿粉面，水刷帶出小麻面 12厚1：3水泥砂漿打底 刷界面處理劑一道 2.6 屋 面：高聚物改性瀝青卷材防水屋面 鋪貼防滑面磚，干水泥擦縫 20厚1：2.5水泥砂漿 40厚C20混凝土，表面刷素水泥漿一道 隔離層 高分子防水卷材一層 20厚1：3水泥砂漿找平層，現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 2.7平頂： 噴涂頂棚 （現(xiàn)澆混凝土） 刷涂料 3厚麻刀灰粉面 8厚1：0.3：3水泥石灰膏粉面 刷素水泥漿一道（內(nèi)摻建筑膠） 現(xiàn)澆鋼筋混凝土 2.8油漆： 乳膠漆 乳膠漆二度 滿刮膩?zhàn)佣? 刷稀釋乳膠漆一度 2.9臺階： 防滑磚臺階 10厚防滑地磚（帶防滑條），干水泥擦縫 8厚1：1水泥細(xì)砂漿結(jié)合層 20厚1：3水泥砂漿找平層 素水泥砂漿結(jié)合層一道 70厚C15混凝土臺階面向外坡1% 200厚碎石，灌1：5水泥砂漿 素土夯實(shí) 2.10散水：細(xì)石混凝土散水 40厚C20細(xì)石混凝土，撒1:2水泥黃砂壓實(shí)抹光 120厚碎石墊層 素土夯實(shí)，向外坡4% 2．11 衛(wèi)生間：地磚樓面（帶防水層） 8-10厚地磚樓面，干水泥擦縫 5厚1:1水泥細(xì)砂漿結(jié)合層 30厚C20細(xì)石混凝土 防水層：聚氨酯二遍涂膜，厚1.2 20厚1：3水泥砂漿找平層 現(xiàn)搗制鋼筋混凝土樓板 3 設(shè)計內(nèi)容： 3.1 建筑設(shè)計： 本建筑采用的是現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)為6層，頂層為閱覽室、報告廳，五層為辦公室，其余為教室及其輔助用房。一層層高為4.2m，二層層高為3.6m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.6m，六層層高為3.9m, 室內(nèi)外高差為0.45m，平屋頂。 建筑設(shè)計階段，通收集各種優(yōu)秀的設(shè)計方案，同時對相關(guān)建筑物的實(shí)地考察，形成一定的設(shè)計概念，再對相關(guān)規(guī)范認(rèn)真學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行初步建筑方案設(shè)計，在圖紙上繪制總平面圖、各層平面圖、主要立面圖、主要剖面圖的草圖。在專業(yè)老師指導(dǎo)下，進(jìn)行反復(fù)修改，并最終在計算機(jī)上繪制詳圖，達(dá)到正確美觀的效果。 3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計： 在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，可以采用力矩分配法和分層法對豎向荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計算；在水平荷載作用下的內(nèi)力計算可采用D值法，用電算進(jìn)行計算，手算校核。在進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理時，可采用Excel表格進(jìn)行計算，提高工作效率。通過計算使用Auto-CAD繪制結(jié)構(gòu)詳圖、施工圖、編寫施工說明。 結(jié)構(gòu)計算主要包括以下幾個步驟： 3.2.1 結(jié)構(gòu)布置、柱網(wǎng)布置、計算簡圖以及梁、柱截面尺寸板厚的確定： 1、梁截面尺寸的確定：主梁高取跨度的，次梁高取跨度的，梁寬取梁高的。 2、柱截面尺寸的確定：由軸壓比來確定，根據(jù)公式（三級抗震）來確定柱子的截面尺寸。 3、板厚取120mm。 4、計算單元選?。喝、葺S線一榀框架為計算單元。 3.2.2 水平荷載計算：地震作用和風(fēng)荷載內(nèi)力計算 1、地震作用內(nèi)力計算： 根據(jù)荷載規(guī)范算出各樓層的自重。計算梁柱線剛度，在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中，現(xiàn)澆樓面可視作框架梁的有效翼緣，框架邊梁慣性矩取矩形梁的1.5倍，框架中梁慣性矩取矩形梁的2倍。在地震荷載作用下，用頂點(diǎn)位移法計算結(jié)構(gòu)的自震周期，按底部剪力法計算橫向各層等效地震力，根據(jù)計算結(jié)果，必須考慮頂部附加水平地震作用力的影響。樓層彈性位移及驗(yàn)算。 2、風(fēng)荷載作用內(nèi)力計算： 先確定一系列系數(shù)的取值。對于本框架結(jié)構(gòu)基本風(fēng)壓值不需調(diào)整。由于本建筑物總高度小于30米，對于橫向框架：H/B>1.5，沿房屋高度在一定范圍內(nèi)變化，故考慮風(fēng)壓脈動系數(shù)的影風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按B類地區(qū)用插入法根據(jù)各層離地面高度查表算出；對于縱向框架：H/B<1.5，因此風(fēng)振系數(shù)取1.0。風(fēng)載體形系數(shù)按矩形結(jié)構(gòu)，迎風(fēng)面取0.8，背風(fēng)面取-0.5，總體形系數(shù)。其余同地震荷載計算。 3.2.3 豎向荷載計算：恒載和活載計算。 恒載由構(gòu)件自重、裝修等材料的重量，按一定的傳力途徑計算出框架的橫梁上的線荷載及柱上的集中力，求出梁的固端彎矩，然后用彎矩分配法計算梁、柱的彎矩，用彎矩分配法時采用分層法計算各層彎矩，再進(jìn)行疊加，求出最后平衡彎矩，再由平衡條件求出梁柱剪力和軸力?；钶d計算過程同恒載。 3.2.4 內(nèi)力調(diào)整： 前面進(jìn)行的設(shè)計均為彈性設(shè)計，而混凝土為彈塑性材料，因而，應(yīng)采用概念設(shè)計，這樣在地震荷載作用下，框架就具有一定的延性，可吸收消耗一部分地震力，抵抗地震作用的能力較高這就需要進(jìn)行彎矩調(diào)幅，降低負(fù)彎矩，以減少配筋面積。此結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，支座彎矩調(diào)幅系數(shù)取0.8，跨中彎矩由平衡條件求得。 支座彎矩和剪力設(shè)計值，應(yīng)取支座邊緣 的數(shù)值，同時，梁兩端支座截面常是最大負(fù)彎矩及最大剪力作用處。在水平荷載作用下，端截面還有正彎矩，而跨中控制截面常是最大正彎矩作用處。 根據(jù)彎矩圖可知，柱的最大彎矩值出現(xiàn)在柱兩端，剪力和軸力值在同一樓層內(nèi)變化很小，因此，柱的設(shè)計控制截面為上、下兩端截面，即梁的上、下邊緣。所以，在軸線處的計算內(nèi)力也要換算成梁的上、下邊緣處的柱截面內(nèi)力。 3.2.5 內(nèi)力組合： 考慮五種荷載組合：（注：重力載＝恒載+0.5活載） 1、1.2恒載+1.4活載； 2、1.35恒載+0.98活載 3、1.2恒載+1.4風(fēng)載； 4、1.2恒載+0.9×（1.4活載+1.4風(fēng)載）； 5、γRE（1.2重力載+1.3地震荷載）； 框架橫梁的控制截面是支座截面和跨中截面，支座處一般產(chǎn)生-Mmax和Vmax，跨中截面產(chǎn)生Mmax。柱的控制截面在柱的上、下端。恒載、活載、風(fēng)載和地震荷載都分別按各自規(guī)律布置進(jìn)行內(nèi)力分析，恒載，活載取支座上部彎矩為負(fù)，下部彎矩為正；風(fēng)載、地震荷載均考慮左右兩個方向，然后取出各個構(gòu)件控制截面處的內(nèi)力，最后在若干組不利內(nèi)力中選取幾組最不利的內(nèi)力作為構(gòu)件截面的設(shè)計內(nèi)力。 3.2.6 梁、柱、板、樓梯及基礎(chǔ)的配筋： 1、梁的配筋計算中，分為正截面計算和斜截面計算。正截面計算主要是取梁端最大負(fù)彎矩、跨中最大正彎矩來配梁的縱筋。斜截面計算主要是取梁端最大剪力來配梁的箍筋，同時考慮地震剪力的影響。梁端箍筋加密區(qū)也要按構(gòu)造要求來配置。 2、柱的正截面計算中。柱的彎矩和軸力組合共考慮了三種組合，即|M|max及相應(yīng)的N；Nmax及相應(yīng)的M; Nmin及相應(yīng)的M。但大多數(shù)情況下這幾種組合都有一至二組重合，所以一般情況下，最不利組合只有一至兩種，取配筋最大的為最終配筋依據(jù)。 3、由柱距計算知本設(shè)計樓板只有單向板按彈性理論進(jìn)行計算；故板按照單向板進(jìn)行配筋，考慮四邊與梁整體連接的中間區(qū)格單向板拱作用的有利因素，對中間區(qū)格的單向板，其中間跨的跨中截面彎矩及支座截面彎矩可折減20%，但邊跨的跨中截面彎矩及第一支座截面彎矩則不折減。 4、樓梯按板式樓梯進(jìn)行計算配筋。 5、由基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)分析，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，其中走廊的基礎(chǔ)因柱距太小采用聯(lián)合基礎(chǔ)。 結(jié)構(gòu)計算 1 設(shè)計資料： 1.1 工程名稱：教學(xué)樓 1.2 工程概況： 本建筑采用的是現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)為6層，頂層為活動室，頂層為閱覽室、報告廳，五層為辦公室，其余為教室及其輔助用房。一層層高為4.2m，二層層高為3.6m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.6m，六層層高為3.9, 室內(nèi)外高差為0.45m，平屋頂。 1.3 設(shè)計資料： 1、基本風(fēng)壓：0.6KN/m2 2、基本雪壓：0.4 KN/m2，雪荷載準(zhǔn)永久值分區(qū)為Ⅲ區(qū)。 3、地震烈度：7度，設(shè)計基本地震加速度為0.1g，Ⅱ類場地，設(shè)計地震分組為第二組。 4、地面粗糙度類別： B類。 5、地質(zhì)資料：地下水在地面以下5米，地下水對混凝土無腐蝕性。 2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 2.1 結(jié)構(gòu)布置如圖2-1所示 圖2-1 結(jié)構(gòu)布置圖 2.2 計算單元選取 由于本設(shè)計為一簡單矩形三跨框架結(jié)構(gòu)，計算單元取中跨橫向框架⑤軸線一榀框架，如圖2-2所示，其計算簡圖如圖2-3。底層柱高取4200mm（注：底層地面做剛性面層并加基礎(chǔ)梁與基礎(chǔ)隔開，即底層柱高取4200mm.） 圖2－2 計算單元 圖2-3 計算簡圖 2.3 梁柱截面尺寸的確定 2.3.1 梁截面尺寸 1、主梁： AB跨：梁高h(yuǎn)=(1∕12~1∕8)L=600~900mm；取700㎜ 梁寬b=(1∕3~1∕2)h=234~350mm；取250㎜ BC跨：梁高(1∕12~1∕8)L=200~300mm 根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮多種因素，取500㎜ 梁寬取 250 mm 故主梁截面尺寸：700㎜×250㎜，500㎜×250㎜ 。 2、次梁： ①～②跨：梁高(1∕12~1∕8)L=400~600mm；取500㎜ 梁寬b=(1∕3~1∕2)h=167~250mm；取250㎜ ①～1∕1跨：梁高(1∕12~1∕8)L=200~300mm；取450㎜ 梁寬b=(1∕3~1∕2)h=100~150mm；取250㎜ (考慮內(nèi)墻的厚度為240mm) 故次梁截面尺寸： 500㎜×250㎜ ,450×250mm。 2.3.2 柱截面尺寸的確定 1、按底層確定柱截面尺寸，底層柱高H=4200㎜。 2、b=(1∕20~1∕15)h=210~280mm。 3、初步選定柱的截面尺寸 （1）、該建筑采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級取C30， 。 邊柱負(fù)荷面積：7.2×7.2∕2=25.92 m2 中柱負(fù)荷面積：F=7.2×（7.2+2.4）/2=34.56 m2 （2）、確定柱截面尺寸： 柱軸壓比限制： 估算 N＝10～20 KNA/ 辦公樓一般取N＝10 又因?yàn)楸驹O(shè)計抗震等級為三級，框架結(jié)構(gòu)所以 n = 0.9 （3）、一層邊柱： （4）、一層中柱： 故取500mm，初步選定柱截面尺寸為：500mm×500mm。 2.4 板厚的確定 規(guī)范規(guī)定單向板中民用建筑樓板的最小厚度厚取60mm ，故本設(shè)計取板厚120mm。 3 恒載計算 3.1 屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 20厚1：2.5水泥砂漿： 40厚C20細(xì)石混凝土： 20厚1：3水泥砂漿找平： 120厚現(xiàn)搗鋼筋混凝土板： 8厚防滑面磚： 0.00819.8 = 0.158 板底抹灰平頂： 合計： 3.2 樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 15厚水泥白石子： 0.015×28=0.420 5厚1：1水泥砂漿結(jié)合層： 30厚C20細(xì)石混凝土： 20厚1：3水泥砂漿找平： 120厚現(xiàn)搗鋼筋混凝土屋面板： 板底抹灰平頂： 合計： 4.82KN/m2 3.3 框架梁柱荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 3.3.1 梁自重：（包括20mm厚抹灰） （1） 主梁（500×250）：0.50×0.25×25=3.125 KN/m 總：3.38 KN/m 梁側(cè)粉刷:(0.50-0.12)×0.02×17×2=0.258 KN/m 次梁（500×250）：0.50×0.25×25=3.125 KN/m 總：3.38 KN/m 梁側(cè)粉刷:(0.50-0.12)×0.02×17×2=0.258 KN/m 次梁（450×250）：0.45×0.25×25=2.813KN/m 總：3.037 KN/m 梁側(cè)粉刷:(0.45-0.12)×0.02×17×2=0.224 KN/m 合計： 14.57KN/m （2）柱自重：（包括20mm厚抹灰） 柱：（500×500）：0.50×0.50×25=6.25 KN/m 總：6.93 KN/m 柱側(cè)粉刷:4×0.02×0.5×17 =0.68 KN/m 合計： 6.93 KN/m 3.4 填充墻荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 外墻單位墻體自重（包括20mm厚抹灰）： 合計： 內(nèi)墻單位墻體自重（包括20mm厚抹灰）： 合計： 3.5 門窗荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 鋁合金玻璃窗（以鋼框玻璃窗計算）取，木門取，鋁合金門取，木框玻璃窗取。 3.6 樓梯荷載的標(biāo)準(zhǔn)值： 先假設(shè)樓梯底板厚度150mm，平臺梁尺寸：，平臺板厚：100mm。 3.6.1 梯段板的荷載： 合計： 3.6.2 平臺板荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 水磨石面層： 100厚混凝土板： 板底抹灰： 合計： 3.6.3 平臺梁荷載： 梁自重： 梁側(cè)粉刷：0.02 ×（0.30-0.12）×2×17=0.1224 KN/m 合計： 1.022 KN/m 4 活荷載計算 上人屋面活荷載為，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，按規(guī)范屋面活載取雪荷載。樓梯活荷載為，衛(wèi)生間活荷載為，樓面活荷載為，報告廳活荷載為。 5 樓層荷載匯總 計算各層總重力荷載代表值，恒載取50%，各層重力荷載集中于樓屋蓋標(biāo)高處。 5.1 頂層荷載： 女兒墻自重：（240厚墻磚女兒墻） 0.24 ×19+0.02×17×2=5.24 KN/m2 5.24×1.2×（50.9+17.3）×2=857.68 KN 屋面自重：5.1×（50.9×17.3）=4490.91KN 柱自重（包括粉刷）： 6.93×3.9×32×0.5=432.43 KN 梁荷載（包括粉刷）： 主梁（包括粉刷）： 4.77 ×（7.2-0.5）×44+3.38×(2.4-0.5) ×8=1457.57 KN 次梁（包括粉刷）： 3.38 ×(7.2-0.25) ×14+3.04×(3.6-0.25) ×4=369.61 KN 梁總荷載為：1457.57+369.61=1827.18 KN 頂層上半部分墻荷載： 外墻凈長度：(50.9+17.3) ×2-20 ×0.5-3.80=122.6m 頂層上半部分外墻荷載： 5.24 ×【122.60 ×(3.9-0.7)-2.1 ×2.1 ×24-0.9 ×2.1 ×4】+5.24 ×【3.8 ×(3.9-0.5)-1.5 ×2.1 ×2】=1496.23 KN 頂層上半部分內(nèi)墻荷載： 內(nèi)墻凈面積：7.2×6×（3.9-0.5）+【(7.2-0.5) ×20×（3.9-0.7）-16×1.0×2.1-4×0.9×2.1-（3.6-0.25-0.12）×（3.9-0.7）】+【（3.6-0.24）×（3.9-0.45）×4-0.9×2.1×4】=567.03 m2 頂層上半部分內(nèi)墻荷載：5.24×567.03=297.22 KN 門窗洞口總面積： C1:(24個) 2.1×2.1×24=105.84 m2 C2:(4個) 0.9×2.1×4=7.56 m2 C3:(2個) 1.5×2.1×2=6.30 m2 M1:(16個) 1.0×2.1×16=33.6 m2 M3:(8個) 0.9×2.1×8=15.12 m2 C： （105.84+7.56+6.30）×0.2=9.74 KN M：（33.6+15.12）×0.2=9.74 KN 故墻體總荷載： 0.5 ×（1496.23+2971.22）=2233.72 KN 門窗荷載： 0.5 ×（47.88+9.744）=28.81KN ∑恒載=857.68+4490.91+432.43+1827.18+2233.72+28.81=9870.73KN 按規(guī)范規(guī)定活載取雪荷載： 0.4×（50.9×17.3）=352.23KN 頂層重力荷載代表值：Ｇ６＝（９８７０.７３+０.５×３５２．２３）＝１００４６．８５ＫＮ 5.2 五層荷載： 樓面荷載：4.82 ×（50.4×16.8-7.2×3.6×2）=3831.32KN 柱自重（包括粉刷）： 6.93×（3.6+3.9）/2×32=831.60KN 梁荷載： 計算同頂層 梁總荷載（包括粉刷）：1827.18KN 門窗荷載：28.81×2=57.62KN 樓梯荷載：7.43×3.3×2+3.49×（2.0+1.95）×3.6+1.022×3.6×3=109.67KN 墻體總荷載：外墻： 5.24×【122.60×（3.6-0.7）-2.1×2.1×24-0.9×2.1×4】+5.24×【3.8×（3.6-0.5）-1.5×2.1×2】=1297.53KN 內(nèi)墻：5.24×｛7.2×6×（3.6-0.5）+【（7.2-0.5）×20×（3.6-0.7）-16×1.0×2.1-4×0.9×2.1-（3.6-0.25-0.12）×（3.6-0.7）】+【（3.6-0.24）×（3.6-0.45）×4-0.9×2.1×4】｝=2676.60KN 墻體總荷載： （1297.53+2676.60）×0.5+2233.72=4220.78KN ∑恒載=3831.32+831.60+1827.18+57.62+109.67+4220.78 =10878.17KN 樓梯活荷載： 衛(wèi)生間樓面活載: 五層重力荷載代表值： Ｇ５＝１０８４３.６１+０.５×【２.５×３.６×７.２×２+２.０×（８８０.５７-３.６×７.２×２）】＝１１７３７.１４ＫＮ 5.３ 二～四層荷載： 樓面荷載：４.８２×（５０.４×１６.８-７.２×３.６×２）＝３８３１.３２ＫＮ 柱自重（包括粉刷）：?。?９３×３.６×３２＝７９８.３４ＫＮ 梁總荷載：１８２７.１８ＫＮ（計算同頂層） 門窗荷載：５７.６２ＫＮ 樓梯荷載：１０９.６７×２＝２１９.３４ＫＮ 墻體總荷載：１２９７.５３+２６７６.６０＝３９７４.１３ＫＮ ∑恒載=３８３１.３２+７９８.３４+１８２７.１８+５７.６２+２１９.３４+３９７４.１３＝１０７０７.９３ＫＮ 樓梯活荷載： 衛(wèi)生間樓面活載: 二～四層重力荷載代表值： 　　　Ｇ２～４＝１０７０７.９３+０.５×【（２.５×３.６×７.２×２+２.０×１８８０.５７-３.６×７.２×２）】＝１１６０１.４６ＫＮ 5.４ 一層荷載： 樓面荷載：３８３１.３２ＫＮ 柱自重（包括粉刷）：?。?９３×（３.６+４.２）/２×３２＝８６４.８６ＫＮ 　　梁總荷載：１８２７KN（計算同頂層） 墻體總荷載：外墻凈長度：（50.9+17.3）×2-20×0.5-3.80=122.60m 內(nèi)墻荷載：5.24×【122.60×（4.2-0.7）-2.1×2.1×24-0.9×2.1×4】+5.24×【3.8×（4.2-0.5）-1.5×2.1×2-0.6×（4.2-0.7）】=1491.20KN 外墻荷載：｛7.2×6×（4.2-0.5）+【（7.2-0.5）×20×（4.2-0.7）-16×1.0×2.1-4×0.9×2.1-（3.6-0.25-0.12）×（4.2-0.7）】+【（3.6-0.24）×（4.2-0.45）×4-0.9×2.1×4】-【（3.6-0.25-0.12）×（4.2-0.7）-1.0×2.1】+7.2×（4.2-0.5）｝×5.24=3357.17KN 底層墻體荷載：0.5×（1491.20+3357.17）+0.5×3963.56 =4405.97KN 門窗荷載： 門窗洞口面積： C1：（23個） 2.1×2.1×23=101.43 m2 Ｃ２：（４個）　 ０.９×２.１×４＝７.５６m2　 　　　　?。停保海ǎ保祩€）　 １.０×２.１×１５＝３１.５m2　 　　　　　Ｍ３：（８個）　　?。?９×２.１×８＝１５.１２m2 　　　　　M2：（2個） 1.5×2.4×2=7.2 m2 M4：（1個） 2.7×2.4×1=6.48 m2 C： 0.4（101.43+7.56）=43.60KN M：（31.5+15.12）×0.2+6.48×0.4=11.916KN 門窗荷載： 0.5×(43.60+11.916)+28.81=56.57KN 樓梯荷載：219.34KN 雨篷荷載： 25×（4.2×2.4×0.12+2.4×3.6×0.12×2）=82.08KN ∑恒載=（3831.32+864.86+1827.18+4405.97+56.57+219.34+82.08）KN=11287.32KN 樓梯活荷載： 衛(wèi)生間樓面活載: 一層重力荷載代表值： G1=11287.32+0.5×【2.5×7.2×3.6×2+2.0×（880.57-3.6×7.2×2）】 =12180.85KN 各層荷載代表值的圖示如圖 5-1： 圖5-1 重力荷載代表值 以三層AD軸邊柱為例 6 地震作用 6.1 橫向框架側(cè)移剛度計算 表 6-1 二～六層梁的線剛度 截面尺寸b×h（mm2） 彈性模量Ec（N/mm2） 慣性矩Ic=bh3/12（mm4） 跨度L（mm） 線剛度i0=EcIc/L 邊框架梁Kb=1.5i0 中框架梁Kb=2.0i0 250×700 7200 250×500 2400 250×500 7200 表 6-2 底層梁的線剛度 截面尺寸b×h（mm2） 彈性模量Ec（N/mm2） 慣性矩Ic=bh3/12（mm4） 跨度L（mm） 線剛度i0=EcIc/L 邊框架梁Kb=1.5i0 中框架梁Kb=2.0i0 250×700 7200 250×500 2400 250×500 7200 表 6-3 柱子的線剛度 層次 截面尺寸b×h（mm2） 彈性模Ec（N/mm2） 慣性矩Ic=bh3/12（mm4） 層高H(mm) 線剛度i0=EcIc/H 6 500×500 3.0×104 5.21× 3900 4.01× 2-5 500×500 3.0×104 5.21× 3600 4.34× 1 500×500 3.35×104 5.21× 4200 4.16×1010 表6－4 柱的側(cè)移剛度D值計算 層 次 截面 砼強(qiáng)度 等級 彈性模量 Ec（N/mm2） 層高 H（m） 截面慣性矩 線剛度 a A、D軸線邊框架邊柱 1 0.5*0.5 C45 4.2 1.202 0.532 15055 2 0.5*0.5 C30 3.6 1.091 0.353 14185 3-5 0.5*0.5 C30 3.6 1.030 0.340 13663 6 0.5*0.5 C30 3.9 1.115 0.358 11326 B、C軸線邊框架中柱 1 0.5*0.5 C45 4.2 2.512 0.601 17008 2 0.5*0.5 C30 3.6 2.281 0.533 21419 3-5 0.5*0.5 C30 3.6 2.154 0.518 20816 6 0.5*0.5 C30 3.9 2.332 0.538 17021 A、D軸線中框架邊柱 1 0.5*0.5 C45 4.2 1.601 0.583 16511 2 0.5*0.5 C30 3.6 1.454 0.421 16918 3-5 0.5*0.5 C30 3.6 1.373 0.407 16355 6 0.5*0.5 C30 3.9 1.486 0.426 13477 B、C軸線中框架中柱 1 0.5*0.5 C45 4.2 3.346 0.719 20359 2 0.5*0.5 C30 3.6 3.039 0.603 24232 3-5 0.5*0.5 C30 3.6 2.871 0.589 23670 6 0.5*0.5 C30 3.9 3.107 0.608 19235 注： 表6－5 各層D值匯總 樓層序號 1 2 匯總D值 各柱D值×根數(shù) A、D軸線邊框架邊柱 15055×4 14185×4 B、C軸線邊框架中柱 17008×4 21419×4 A、D軸線中框架邊柱 16511×12 16918×12 B、C軸線中框架中柱 20359×12 24232×12 570692 636216 樓層序號 3-5 6 匯總D值 各柱D值×根數(shù) A、D軸線邊框架邊柱 15055×4 11326×4 B、C軸線邊框架中柱 17008×4 17021×4 A、D軸線中框架邊柱 16511×12 13477×12 B、C軸線中框架中柱 20359×12 19235×12 618216 505932 6.2 橫向框架自振周期計算 按頂點(diǎn)位移法計算，考慮填充墻對框架剛度的影響，取基本周期調(diào)整系數(shù)，計算公式為，式中為頂點(diǎn)位移（單位為m）按D值法計算，見表 6-6。 表 6-6 橫向框架頂點(diǎn)位移計算 層次 G（KN） ∑G（KN） Di △i-△i-1=∑G/Di(m) △i(m) 6 10046.85 10046.85 505932 0.0199 0.3596 5 11737.14 21783.99 618216 0.0352 0.3397 4 11601.46 33385.45 618216 0.0540 0.3362 3 11601.46 44986.91 618216 0.0728 0.2822 2 11601.46 56588.37 636216 0.0889 0.2094 1 12180.85 68769.22 570692 0.1205 0.1205 相鄰層間剛度的比值：570692/ 636216＝0.897>0.7 故層間剛度符合要求 6.3 橫向框架水平地震作用 地震作用按7度，設(shè)計基本地震加速度為0.1g的Ⅱ場地，設(shè)計地震分組為第二組，則，因，總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力按下式計算： （10046.85+11737.14+11601.46=68769.22KN =3246.54ＫＮ 由于，所以需要考慮頂部附加水平地震作用 頂部附加水平地震作用系數(shù)： 頂部附加水平地震作用：　　 則質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用為： 抗震驗(yàn)算時，結(jié)構(gòu)各樓層的最小水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合 因?yàn)?查表得剪力系數(shù) 表 6-7 各層地震作用及樓層地震剪力 層次 hi(m) Hi(m) Gi(KN) GiHi GiHi/∑GiHi Vi(KN) 6 ３.９ 22.5 10046.85 226054 0.2533 3058 962.89 962.89 5 ３.６ 18.6 11737.14 218311 0.2447 3058 748.29 1711.18 4 ３.６ 15.0 11601.46 174022 0.1950 3058 596.31 2307.49 3 ３.６ 11.4 11601.46 132257 0.1482 3058 453.20 2760.69 2 ３.６ 7.8 11601.46 90491 0.1014 3058 310.08 3070.77 1 ４.２ 4.2 12180.85 51160 0.0573 3058 175.22 3245.99 表6-8 樓層的最小水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值驗(yàn)算 樓層序號 Gi(KN) 6 10046.85 10046.85 0.016 160.75 962.89 5 11737.14 21783.99 0.016 348.54 1711.18 4 11601.46 33385.45 0.016 534.17 2307.49 3 11601.46 44986.91 0.016 719.79 2760.69 2 11601.46 56588.37 0.016 905.41 3070.77 1 12180.85 68769.22 0.016 1100.31 3245.99 6.4 變形驗(yàn)算：結(jié)果列于表 6-9 表 6-9 變形驗(yàn)算 層次 層間剪力Vi（KN） 層間剛度Di（KN） Ui-Ui-1=Vi/Di（m） 層高h(yuǎn)i(m) 層間相對彈性轉(zhuǎn)角 備注 6 962.89 505932 0.00179 3.9 1/2180 層間相對彈性轉(zhuǎn)角均滿足θe＜[θe] =1/550的要求 5 1711.18 618216 0.00257 3.6 1/1400 4 2307.49 618216 0.00347 3.6 1/1038 3 2760.69 618216 0.00416 3.6 1/864 2 3070.77 636216 0.00453 3.6 1/795 1 3245.99 570692 0.00569 4.2 1/738 0.0222 22.5 從表可見最大層間彈性位移發(fā)生在第一層，其值為1/738 < 1/550 滿足要求 圖6－1 層間剪力及位移示意圖 6.５ 橫向框架②軸柱端彎矩計算 注：y值可根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》查附表4.1差值求的； 表6-10 橫向框架②軸柱端彎矩計算 層次 h Vi 層間剛度∑D A、D軸（邊柱） D K y 1-y Mt Mb 6 3.9 962.89 505932 13477 1.486 0.37 0.63 63.02 37.01 5 3.6 1711.18 618216 16355 1.373 0.42 0.58 92.90 67.27 4 3.6 2307.49 618216 16355 1.373 0.45 0.55 118.79 97.19 3 3.6 2760.69 618216 16355 1.373 0.47 0.53 136.95 121.45 2 3.6 3070.77 636216 16918 1.454 0.50 0.50 146.98 146.98 1 4.2 3245.99 570692 16511 1.601 0.59 0.41 161.72 232.72 層次 h Vi 層間剛度∑D B、C軸（中柱） D K Y 1-y Mt Mb 6 3.9 962.89 505932 19235 3.107 0.45 0.55 78.52 64.25 5 3.6 1711.18 618216 23670 2.871 0.45 0.55 128.75 105.34 4 3.6 2307.49 618216 23670 2.871 0.50 0.50 157.83 157.83 3 3.6 2760.69 618216 23670 2.871 0.50 0.50 188.83 188.83 2 3.6 3070.77 636216 24232 3.039 0.50 0.50 216.66 216.66 1 4.2 3245.99 570692 20359 3.346 0.55 0.45 218.86 267.49 6.6 地震作用下的內(nèi)力分析 ?、谳S橫向框架分析，②軸柱端彎矩計算結(jié)果詳見表 6-11，地震作用下框架梁柱端彎矩、梁端剪力及柱軸力分別見下圖。 求得柱端彎矩后可用節(jié)點(diǎn)平衡的方法求得梁端彎矩，公式如下： 表 6-11 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算見 層次 A-B B-C 柱軸力 Mbl Mbr l Vb Mbl Mbr l Vb A B 6 63.02 -37.53 7.2 13.97 40.99 -40.99 2.4 34.16 -13.97 -20.19 5 129.91 -92.25 7.2 30.86 100.75 -100.75 2.4 83.96 -44.83 -73.29 4 186.06 -125.80 7.2 43.31 137.37 -137.37 2.4 114.48 -88.14 -144.46 3 234.14 -165.70 7.2 55.53 180.96 -180.96 2.4 150.80 -143.67 -239.73 2 268.43 -193.82 7.2 64.20 211.67 -211.67 2.4 176.39 -207.87 -351.92 1 308.70 -208.18 7.2 71.79 227.34 -227.34 2.4 189.45 -279.66 -469.58 以六層AB梁為例： 圖6－2 地震作用下橫向框架梁柱彎矩圖 淮海工學(xué)院二○○八屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 60 頁 共 104頁 圖6－3 地震作用下橫向框架剪力圖 圖6－4 地震作用下橫向框架軸力圖 7 橫向框架風(fēng)荷載用下的內(nèi)力分析 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計算公式為： 基本風(fēng)壓：，風(fēng)載體型系數(shù)：（迎風(fēng)面）和 （背風(fēng)面） 地面粗糙度類別為B類：，查表的脈動影響系數(shù)，結(jié)構(gòu)自振周期。 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)高度H=22.5m＜30m，可??；對矩形平面總體型系數(shù),可查荷載規(guī)范。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，計算過程如表 7-1所示。表中Z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，計算結(jié)果如圖7-1所示。 表 7-1 風(fēng)荷載計算 層次 βz μs Z(m) μz ω0(KN/m2) A(m2) Pω(KN) 6 1.0 1.3 22.95 1.30 0.60 22.68 23.00 5 1.0 1.3 19.05 1.23 0.60 27.00 25.90 4 1.0 1.3 15.45 1.15 0.60 25.92 23.25 3 1.0 1.3 11.85 1.05 0.60 25.92 21.23 2 1.0 1.3 8.25 1.00 0.60 25.92 20.22 1 1.0 1.3 4.65 1.00 0.60 29.70 23.17 圖7－1 結(jié)點(diǎn)等效集中風(fēng)荷載 7.1橫向框架風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 7.1.1側(cè)移剛度D 表7－2 橫向頂層D值計算 構(gòu)件名稱 A軸柱 0.426 13477 B軸柱 0.608 19235 C軸柱 3.107 0.608 19235 D軸柱 1.486 0.426 13477 表7－2 橫向3-5層D值計算 構(gòu)件名稱 A軸柱 0.407 16355 B軸柱 0.589 23669 C軸柱 2.871 0.589 23669 D軸柱 1.373 0.407 16355 表7－2 橫向底層D值計算 構(gòu)件名稱 A軸柱 0.583 16511 B軸柱 0.719 20359 C軸柱 3.346 0.719 20359 D軸柱 1.601 0.583 16511 7.1.2風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算 水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算 第一層的層間側(cè)移值求出后，就可以計算各樓板標(biāo)高處的頂點(diǎn)位移值，各樓板標(biāo)高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和，頂點(diǎn)位移是所有層的層間側(cè)移之和。 J層側(cè)移 頂點(diǎn)側(cè)移 框架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移計算見表7-3 表7－3 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算 層次 6 23.00 23.00 65424 0.0004 1/9750 5 25.90 48.90 80048 0.0006 1/5455 4 23.25 72.15 80048 0.0009 1/4000 3 21.23 93.38 80048 0.0012 1/3000 2 20.22 113.60 82300 0.0014 1/2571 1 23.17 136.77 73740 0.0019 1/2211 側(cè)移驗(yàn)算 層間側(cè)移最大值 1/2211 < 1/550 滿足要求 7.2 橫向框架風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算 以②軸線橫向框架計算內(nèi)力，其計算方法同地震作用計算方法，柱端剪力及彎矩按以下公式計算: , 具體見表 7-4： 注：y值可根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》查附表4.1差值求的； 表7-4 風(fēng)荷載作用下A軸框架柱剪力和梁柱端彎矩計算 層次 D yh 6 23.00 65424 13477 0.206 4.74 1.44 11.65 6.83 11.65 5 48.90 80048 16355 0.204 9.98 1.51 20.84 15.07 27.67 4 72.15 80048 16355 0.204 14.72 1.62 29.15 23.85 44.22 3 93.38 80048 16355 0.204 19.05 1.69 36.35 32.19 60.20 2 113.60 82300 16918 0.206 23.40 1.80 42.12 42.12 74.31 1 136.77 73740 16511 0.224 30.64 2.48 52.76 75.99 94.88 風(fēng)荷載作用下B軸框架柱剪力和梁柱端彎矩計算 6 23.00 65424 19235 0.294 6.76 1.76 14.50 11.90 14.50 5 48.90 80048 23670 0.296 14.47 1.62 28.65 23.44 40.55 4 72.15 80048 23670 0.296 21.36 1.80 38.45 38.45 61.89 3 93.38 80048 23670 0.296 27.64 1.80 49.75 49.75 88.20 2 113.60 82300 24232 0.294 33.40 1.80 60.12 60.12 109.87 1 136.77 73740 20359 0.276 37.76 2.37 71.37 89.49 131.49 層次 A-B B-C 柱軸力 l l A B 6 11.65 -6.93 7.2 2.58 7.57 -7.57 2.4 6.31 2.58 -3.73 5 27.67 -19.38 7.2 6.53 21.17 -21.17 2.4 17.64 9.11 -14.84 4 44.22 -29.58 7.2 10.25 32.31 -32.31 2.4 29.19 19.36 -33.78 3 60.20 -42.16 7.2 14.22 46.04 -46.04 2.4 38.37 33.58 -57.93 2 74.31 -52.52 7.2 17.62 57.35 -57.35 2.4 47.79 51.20 -88.10 1 94.88 -62.85 7.2 21.91 68.64 -68.6