土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目：XX綜合辦公樓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算書 / 89XX綜合辦公樓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算書摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從建筑和結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。本論文為XX綜合辦公樓設(shè)計(jì)。該建筑為5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高3.3m，工程建筑面積約為3500m2。建筑設(shè)計(jì)階段包括：總體方案設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)，以與屋面排水等構(gòu)造設(shè)計(jì)，完成了建筑設(shè)計(jì)說明與建筑施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：結(jié)構(gòu)布置，荷載計(jì)算，側(cè)移驗(yàn)算，力計(jì)算，梁柱配筋計(jì)算，樓板、樓梯和條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等，完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明與結(jié)構(gòu)施工圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行梁柱配筋計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則對相應(yīng)的剪力

2、和彎矩進(jìn)行調(diào)整；地震在力組合時(shí)起到主導(dǎo)作用；應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載大小等因素確定基礎(chǔ)的類型、埋深和尺寸。設(shè)計(jì)最終的目的是保證建筑物在安全和適用的前提下，盡可能地做到是建筑物經(jīng)濟(jì)、合理，技術(shù)先進(jìn)和便于施工。關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；配筋計(jì)算；條形基礎(chǔ)目 錄第1章 設(shè)計(jì)資料11.2 建設(shè)地點(diǎn)11.3 設(shè)計(jì)資料1第2章 截面尺寸與計(jì)算簡圖32.1 截面尺寸選取32.2 計(jì)算簡圖4第3章 側(cè)向剛度計(jì)算與側(cè)向剛度比驗(yàn)算53.1 框架梁、柱線剛度計(jì)算53.2 框架柱側(cè)向剛度計(jì)算53.3橫向框架側(cè)向剛度比驗(yàn)算8第4章 重力荷載與水平荷載計(jì)算94.1 重力荷載計(jì)算94.2 重力荷載代表值114.3水平地震作用

3、計(jì)算與剪重比驗(yàn)算144.3 風(fēng)荷載計(jì)算16第5章 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)分析195.1 水平地震作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算195.2 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)力計(jì)算(D值法)195.3 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算235.4 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)力計(jì)算23第6章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)力分析276.1 計(jì)算單元與計(jì)算簡圖276.2 豎向荷載計(jì)算276.3 力計(jì)算29第7章 力組合397.1 梁端控制力標(biāo)準(zhǔn)值397.2 梁端控制截面力組合407.3柱控制截面的力組合41第8章 梁、柱截面設(shè)計(jì)428.1 框架梁截面設(shè)計(jì)428.2 框架柱的配筋計(jì)算49第9章 樓蓋設(shè)計(jì)559.1 設(shè)計(jì)資料559.2 雙向板設(shè)計(jì)

4、計(jì)算55第10章 樓梯設(shè)計(jì)5910.1 設(shè)計(jì)資料5910.2 梯段板設(shè)計(jì)5910.3 平臺板設(shè)計(jì)6010.4 平臺梁設(shè)計(jì)6210.5 小柱設(shè)計(jì)64第11章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6511.1 設(shè)計(jì)資料6511.2 確定基地尺寸6511.3 基礎(chǔ)凈反力計(jì)算6611.4 基礎(chǔ)梁力計(jì)算6611.5 配筋計(jì)算70致 75參考文獻(xiàn)76附 錄77第1章 設(shè)計(jì)資料1.1 項(xiàng)目名稱XX綜合辦公樓1.2 建設(shè)地點(diǎn)市1.3 設(shè)計(jì)資料1.3.1 氣象資料夏季室外計(jì)算溫度：34.5 冬季室外計(jì)算溫度：-9絕對最高溫度：40 絕對最低溫度：-22最大日降雨量：300mm 基本風(fēng)壓：0.60kN/m2基本雪壓：0.20kN/m2 最大

5、凍深：500mm。1.3.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料地基承載力特征值：130kPa最高地下水位：自然地面下2m地下水性質(zhì)：有弱硫酸鹽侵蝕主要持力層土類型為：粉質(zhì)粘土，類場地自然地面標(biāo)高：絕對標(biāo)高4.5m1.3.3 地震基本烈度：6度1.3.4 房間名稱與使用面積小型辦公室： 42個(gè) 19m2/個(gè)中型辦公室： 10個(gè) 39m2/個(gè)大型辦公室： 8個(gè) 60m2/個(gè)資料室： 3個(gè) 19m2/個(gè)文印室： 2個(gè) 19m2/個(gè)檔案室： 1個(gè) 60m2/個(gè)大會(huì)議室： 1個(gè) 100m2/個(gè)小會(huì)議室： 1個(gè) 60m2/個(gè)接待室： 1個(gè) 39m2/個(gè)衛(wèi)生間： 2個(gè)/層 14m2/個(gè)活動(dòng)室： 1個(gè) 60m2/個(gè)第2

6、章 截面尺寸與計(jì)算簡圖2.1 截面尺寸選取2.1.1 框架柱根據(jù)軸壓比公式（2-1）初步估定柱截面尺寸：(2-1)式中：N為柱組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值；B為柱軸向壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，等跨中柱取1.2，不等跨中柱取1.25；F為框架柱的負(fù)荷面積；為框架柱負(fù)荷面積上的荷載值，一般取1215 kN/m2；n為樓層數(shù)。邊柱：N=1.3×2.85×7.2×12×5=112755 mm2 如取截面為正方形截面尺寸為336mm中柱：N=1.25×3.9×7.2×12×5=148361 mm2 如取截面為正方形截面尺寸為385

7、mm可見按軸壓比確定的截面尺寸較小。為滿足水平地震作用下框架側(cè)移剛度的要求，柱尺寸為： bc×hc=500mm×500mm。2.1.2 框架梁 梁截面高度應(yīng)按梁跨度1/181/10估算。選定縱向框架梁截面尺寸為 bb×hb=300mm×600mm； 選定橫向框架梁AB,CD截面尺寸為 bb×hb=300mm×500mm；選定橫向框架梁BC截面尺寸為 bb×hb=300mm×400mm； 次梁截面尺寸為(1/141/18)l，選定 bb×hb=250mm×400mm;2.1.3 基礎(chǔ)選型基礎(chǔ)選用條

8、形基礎(chǔ)，埋深取1.7m(自室外地坪算起)，肋梁高度大于等于l/6=7.2/6=1.2m,取1.2m。2.2 計(jì)算簡圖確定柱長本工程采用條形基礎(chǔ)，底層柱計(jì)算高度從基礎(chǔ)頂面取至一層樓面，即。25層柱計(jì)算高度即為層高，取3.3m。以軸一榀為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算簡圖如圖2-1圖2-1 橫向框架計(jì)算簡圖第3章 側(cè)向剛度計(jì)算與側(cè)向剛度比驗(yàn)算3.1框架梁、柱線剛度計(jì)算在計(jì)算梁線剛度時(shí)，考慮樓板對梁剛度的有利影響，即板作為翼緣工作。工程上，為簡化計(jì)算，通常梁均先按矩形截面計(jì)算某慣性矩I0，然后乘以增大系數(shù)。中框架梁取Ib=2.0I0，邊框架梁線剛度Ib=1.5I0，計(jì)算結(jié)果如表3-1。 柱線剛度計(jì)算結(jié)果如表3

9、-2。部位截面跨度矩形截面慣性矩邊框架梁中框架梁b×h(m)l(mm)I=bh3/12(mm4)Ib=1.5I(N·mm)Ib=2I(N·mm)AB、CD0.3×0.557003.125×1093.467×10103.289×1010BC0.3×0.421001.6×1092.667×10103.556×1010表3-1 梁線剛度注：混凝土C35, Ec=。表3-2 柱線剛度樓層Ec(N/mm2)層高h(yuǎn)i(mm)b×hI0(mm4)Ic=EI0/hi(N·mm)13

10、×1044400500×5005.208×1093.551×10102-53×1043300500×5005.208×1094.735×10103.2 框架柱側(cè)向剛度計(jì)算柱側(cè)向剛度按式(3-1)計(jì)算， (3-1) 式中 ：柱側(cè)向剛度修正系數(shù)，按式（3-2），（3-3）計(jì)算一般層：（3-2）首層： （3-3）第一層和第二層邊柱和中柱的側(cè)向剛度計(jì)算如下：第1層邊柱：=第1層中柱：= 第1層一榀橫向邊框架的總側(cè)移剛度為 同理可得出2-5層：邊柱D21=13450N/mm 中柱D22=13867N/mm 第2層一榀橫向邊框

11、架的總側(cè)移剛度為D2=(13450+13867)×2=54634N/mm 其余各層一榀橫向邊框架計(jì)算過程從略，計(jì)算結(jié)果如表3-3；橫向中框架計(jì)算結(jié)果如表3-4；一榀樓梯間附加框架計(jì)算結(jié)果如表3-5。表3-3 一榀橫向邊框架的側(cè)向剛度 樓層ic層高Hi(mm)邊柱中柱54.73533000.6950.258134500.7230.266138675463444.73533000.6950.258134500.7230.266138675463434.73533000.6950.258134500.7230.266138675463424.73533000.6950.258134500.

12、7230.266138675463413.55144000.9260.489107191.9280.6181360248642表3-4 一榀橫向中框架的側(cè)向剛度 樓層ic層高Hi(mm)邊柱中柱54.73533000.5210.207107820.5420.213111274381844.73533000.5210.207107820.5420.213111274381834.73533000.5210.207107820.5420.213111274381824.73533000.5210.207107820.5420.213111274381813.55144000.6950.443976

13、01.4460.5651243644392表3-5 一榀樓梯間附加框架的側(cè)向剛度 樓層ic層高Hi(mm)邊柱54.73533000.6950.258134502690044.73533000.6950.258134502690034.73533000.6950.258134502690024.73533000.6950.258134502690013.55144000.9260.48710719214383.3橫向框架側(cè)向剛度比驗(yàn)算由平面布置可知由6榀中框架，2榀邊框架和2榀樓梯間附加框架，則各層總側(cè)向剛度為所有框架之和，每層總側(cè)向剛度如表3-6：表3-6 樓層與上部相鄰樓層側(cè)向剛度比驗(yàn)算

14、層次54321Di423512423512423512423512469240DI-1/DI0.903111-可見，各層側(cè)向剛度比均大于0.7,且與上部三層側(cè)向剛度比的平均值大于0.8，滿足要求。第4章 重力荷載與水平荷載計(jì)算4.1 重力荷載計(jì)算(1)屋面與樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面(不上人)20厚1:3水泥砂漿面層 20×0.02=0.40kN/m2三氈四油防水層 0.40kN/m220厚1:3水泥砂找平層 20×0.02=0.04kN/m2保溫隔熱層(150mm水泥蛭石保溫層) 5×0.15=0.75kN/m2100厚鋼筋混凝土板 25×0.1=2.5

15、kN/m2V型輕鋼龍骨吊架 0.20kN/m24.65kN/m21-4層樓面瓷磚地面(包括水泥粗砂打底) 0.55kN/m2100厚鋼筋混凝土板 25×0.1=2.5kN/m2V型輕鋼龍骨吊架 0.20kN/m23.25kN/m2(2)屋面與樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(房間) 2.0kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(走廊) 2.5kN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1.0×0.2=0.2kN/m2(3)梁柱門窗等重力荷載計(jì)算計(jì)算梁的自重時(shí)，應(yīng)從梁截面高度中減去板的厚度，且只考慮梁兩次抹灰的重量。第一層梁、柱單位長的重力荷載計(jì)算如下：邊橫

16、梁：0.3×0.40×25+0.4×0.02×17×2=3.27kN/m2走道梁：0.3×0.3×25+0.3×0.02×17×2=2.454kN/m2次 梁：0.25×0.3×25+0.3×0.02×17×2=2.08kN/m2縱 梁：0.3×0.5×25+0.5×0.02×17×2=4.09kN/m2柱：0.5×0.5×25+0.5×0.02×17

17、15;4=6.93kN/m2第一層梁、柱凈長度計(jì)算：邊橫梁：Ln=5.7-0.5=5.2m走道梁：Ln=2.1-0.5=1.6m次梁：Ln=5.7-0.3+0.1=5.5m縱梁：Ln=7.2-0.5=6.7m柱：Ln=4.4m同理，可得2-5層的框架梁柱的重力荷載與構(gòu)建凈長度。如表4-1：表4-1 框架梁柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓層構(gòu)件B(m)hn(m)(kN/m3)gl(kN/m)Ln(m)g0(kN)1邊橫梁0.30.4253.275.217.004走道梁0.30.3252.451.63.920次梁0.250.3252.085.511.440縱梁0.30.5254.096.727.403柱0.5

18、0.55256.934.430.4922-5邊橫梁0.30.4253.275.217.004走道梁0.30.3252.451.63.920次梁0.250.3252.085.511.440縱梁0.30.5254.096.727.403柱0.50.5256.933.322.869注：1. gl表示單位長度構(gòu)件重力荷載，g0表示每一根梁、柱的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值2. hn為構(gòu)件的凈高，梁的截面高度已扣除板厚3. Ln為構(gòu)件的凈長，梁的長度取凈跨，柱的高度已扣除板厚墻為200mm厚加氣混凝土砌塊(5.5KN/ m3),兩側(cè)均為20mm厚抹灰(17kN/m3),則墻單位面積重力荷載為0.2×5.5+

19、0.02×17×2=1.78kN/m2外墻亦為240厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2),墻為20mm厚抹灰(17kN/m3)，則外墻墻面單位面積重力荷載為：0.24×5.5+0.5+0.34=2.16kN/m2外墻窗尺寸為1.8m×1.8m ，單位面積重量為0.4kN/m2女兒墻為240mm厚粘土實(shí)心磚，外墻面貼瓷磚，墻20mm厚抹灰，單位面積重量荷載為0.24×5.5+0.5+0.34=2.16kN/m24.2 重力荷載代表值 集中在各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值包括：樓面或屋面自重的標(biāo)準(zhǔn)值，50%樓面活荷載或50%屋

20、面雪荷載，屋面活荷載不計(jì)，墻取上、下各半層墻重的標(biāo)準(zhǔn)值之和。各層重力荷載代表值見表4-2。(1)底層重力荷載代表值G1恒載：首層板重 3.25×50.9×14=2315.95kN首層框架邊梁自重 17.004×18=306.07kN首層走道梁自重 3.92×8=31.36kN首層次梁自重 11.440×14=160.16kN首層縱梁自重 27.403×28-4.09×0.5×4=759.10kN首層框架柱自重 30.492×36=1097.71kN二層框架柱自重 22.869×36=823.28

21、kN二層外墻和窗重 (50.9×2-18×0.5)×2.16×(3.3-0.6)+5.2×4×2.16×(3.3-0.5)+1.6×2×2.16×(3.3-0.4)-28×1.8×1.8×(2.16-0.4)-2×1.2×1.8×(1.78-0.4)=519.78kN二層墻和門窗重(6.7×10+3.1×2+1.25×2)×1.78×(3.3-0.6)+11×5.2×

22、1.78×(3.3-0.5)+5×5.61×1.78×(3.3-0.4)+4.31×1.78×(3.3-0.4)+2×3.4×1.78×(3.3-0.1)-11×0.9×2.1×(1.78-0.4)-5×1.5×2.1×(1.78-0.4)=804.24kN首層外墻和窗重 519.78+(2.16-0.4)×(2×1.2×1.8+2×1.8×1.8-2×2.1×1.6-3

23、15;1.8×2.4)=504.15.69kN首層墻和門窗重(6.7×10+3.1×2+1.25×2)×1.78×(3.3-0.6)+12×5.2×1.78×(3.3-0.5)+7×5.61×1.78×(3.3-0.4)+4.31×1.78×(3.3-0.4)+2×3.4×1.78×(3.3-0.1)-16×0.9×2.1×(1.78-0.4)-3×1.5×2.1×(

24、1.78-0.4)=888.08kN活載：樓面活載 7.2×5.7×14×2.0+2.1×50.4×2.5=1413.72kNG1=2315.95+306.07+31.36+160.16+759.10+(1097.71+823.28)/2+(519.78+804.24+504.15+888.08)/2+0.5×1413.72=6598.12kN(2)二、三層重力荷載代表值G2，G3恒載：二層板重 3.25×14×50.9=2315.95kN二層框架邊梁自重 17.004×18=306.07kN二層走道梁自

25、重 3.92×8=31.36kN二層次梁自重 11.440×14=160.16kN二層縱梁自重 27.403×28-4.09×0.5×4=759.10kN二、三層框架柱自重 22.869×36=823.28kN三層外墻和窗重 (50.9×2-18×0.5)×2.16×(3.3-0.6)+5.2×4×2.16×(3.3-0.5)+1.6×2×2.16×(3.3-0.4)-28×1.8×1.8×(2.16-0.

26、4)-2×1.2×1.8×(1.78-0.4)=519.78kN三層墻和門窗重 (6.7×8+3.1×2+1.25×2)×1.78×(3.3-0.6)+12×5.2×1.78×(3.3-0.5)+3×5.61×1.78×(3.3-0.4)+4.31×1.78×(3.3-0.4)+2×3.4×1.78×(3.3-0.1)+1.6×2.1×0.4-8×0.9×2.1

27、15;(1.78-0.4)×5×1.5×2.1×(1.78-0.4)=716.59kN活載：樓面活載 7.2×5.7×14×2.0+2.1×50.4×2.5=1413.72kNG2=G3=2315.95+306.07+31.36+160.16+759.10+(519.78×2+823.28×2+716.59+804.24+1413.72)/2=6382.97kN(3)四層重力荷載代表值G4恒載：四層板重 3.25×14×50.9=2315.95kN四層框架邊梁自重

28、17.004×18=306.07kN四層走道梁自重 3.92×8=31.36kN四層次梁自重 11.440×14=160.16kN四層縱梁自重 27.403×28-4.09×0.5×4=759.10kN四、五層框架柱自重 22.869×36=823.28kN四層外墻和窗重 (50.9×2-18×0.5)×2.16×(3.3-0.6)+5.2×4×2.16×(3.3-0.5)+1.6×2×2.16×(3.3-0.4)-28

29、15;1.8×1.8×(2.16-0.4)-2×1.2×1.8×(1.78-0.4)=519.78kN 四層墻和門窗重 (6.7×10+3.1×2+1.25×2)×1.78×(3.3-0.6)+11×5.2×1.78×(3.3-0.5)+5×5.61×1.78×(3.3-0.4)+4.31×1.78×(3.3-0.4)+2×3.4×1.78×(3.3-0.1)-11×0.9&#

30、215;2.1×(1.78-0.4)-5×1.5×2.1×(1.78-0.4)=804.24kN五層外墻和門窗重 (50.9×2-18×0.5)×2.16×(3.3-0.6)+5.2×4×2.16×(3.3-0.5)+1.6×2×2.16×(3.3-0.4)-28×1.8×1.8×(2.16-0.4)-2×1.2×1.8×(1.78-0.4)=519.78kN五層墻和門窗重 (6.7×1

31、0+3.1×2+1.25×2)×1.78×(3.3-0.6)+12×5.2×1.78×(3.3-0.5)+5×5.61×1.78×(3.3-0.4)+4.31×1.78×(3.3-0.4)+2×3.4×1.78×(3.3-0.1)-11×0.9×2.1×(1.78-0.4)-5×1.5×2.1×(1.78-0.4)=827.54kN活載：樓面活載 7.2×5.7×14

32、×2.0+2.1×50.4×2.5=1413.72kNG4=2315.95+306.07+31.36+160.16+759.10+(519.78×2+804.24+827.54+1413.72)/2=6438.45kN(4)頂層重力荷載代表值G5恒載：頂層板重 4.65×14×50.9=3313.59kN頂層框架邊梁自重 17.004×18=306.07kN頂層走道梁自重 3.92×8=31.36kN頂層次梁自重 11.440×14=160.16kN頂層縱梁自重 27.403×28-4.09&#

33、215;0.5×4=759.10kN頂層框架柱自重 22.869×36=823.28kN五層外墻和窗重 (50.9×2-18×0.5)×2.16×(3.3-0.6)+5.2×4×2.16×(3.3-0.5)+1.6×2×2.16×(3.3-0.4)-28×1.8×1.8×(2.16-0.4)-2×1.2×1.8×(1.78-0.4)=519.78kN五層墻和門窗重 (6.7×10+3.1×2+1.

34、25×2)×1.78×(3.3-0.6)+12×5.2×1.78×(3.3-0.5)+5×5.61×1.78×(3.3-0.4)+4.31×1.78×(3.3-0.4)+2×3.4×1.78×(3.3-0.1)-11×0.9×2.1×(1.78-0.4)-5×1.5×2.1×(1.78-0.4)=827.54kN女兒墻重 2.16×0.6×(50.9+14)×2=16

35、8.2kN活載：樓面雪載 13.52×50.42×0.2=168.22kNG5=3313.59+31.36+306.07+160.16+759.10+(823.28+519.78+827.54)/2+168.22+0.5×136.34=5891.97kN表4-2 重力荷載代表值 樓層54321重力荷載代表值(kN)5891.976438.456382.976382.976598.124.3水平地震作用計(jì)算與剪重比驗(yàn)算4.3.1自振周期結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移計(jì)算見表4-3。本框架結(jié)構(gòu)符合底部剪力法的適用圍，故采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，用頂部位移法計(jì)算結(jié)構(gòu)的基本自振周期T

36、1，T1按式(4-2)求得。(4-2)式中：-考慮填充墻影響的周期調(diào)整系數(shù)，取0.60.7。本工程取0.60。-框架頂點(diǎn)位移-框架的自振周期表4-3 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移計(jì)算樓層55891.975891.974692400.012560.2070446438.4512330.424692400.026280.1944836382.9718713.394692400.039880.1682026382.9725096.364692400.053480.1283216598.1231694.484235120.074840.07484故：=0.20704m，取填充墻的周期影響系數(shù)=0.6。得結(jié)構(gòu)基本自振周

37、期為：=1.7×0.6×=0.46(s)。4.3.2 水平地震作用與剪重比驗(yàn)算總重力荷載代表值由抗震規(guī)可知III類場地，7度第三組，查表得水平地震影響系數(shù)最大值。 =0.65s，由于T1 1.4Tg，故不考慮頂點(diǎn)附加地震作用，則：。由式(4-3)可得各層樓蓋標(biāo)高處的水平地震作用; 由式(4-4)得各層層間剪力， 且由計(jì)算的樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合式(4-5)剪重比驗(yàn)算的要求。具體過程與結(jié)果看表4-4。水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖4-1. (4-3)式中： 、分別為集中于質(zhì)點(diǎn)、的重力荷載代表值；、分別為質(zhì)點(diǎn)、的計(jì)算高度；為頂部附加水平地震系數(shù)；為頂部附加地震作用系數(shù)。(

38、4-4)式中：為質(zhì)點(diǎn)j的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。(4-5)式中：為第j層重力荷載代表值；n為結(jié)構(gòu)總層數(shù)；為剪力系數(shù)。表4-4 框架各層橫向地震作用與樓層地震剪力樓層517.65891.97103698.670.301885.52885.5270.70414.36438.4592069.840.268788.441673.96147.96311.06382.9770212.670.204600.152274.11224.5627.76382.9749148.870.143420.702694.81301.1614.46598.1229031.730.084247.122941.93380.34圖4-

39、1 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖4.3 風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載取一榀框架來計(jì)算，風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式(4-6)：(4-6)式中：為單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；為高度Z處的風(fēng)震系數(shù)；為風(fēng)載體型系數(shù)；為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；為基本風(fēng)壓；為集中于質(zhì)點(diǎn)i的風(fēng)作用；為風(fēng)作用下第i層層剪力。 基本風(fēng)壓=0.6kN/m2 ,風(fēng)荷載體型系數(shù)(迎風(fēng)面)(背風(fēng)面)。因H=17.6+0.6=18.2m<30m且H/B=18.2/14=1.3<1.5,所以不考慮風(fēng)振系數(shù)，取。取橫向一榀框架中跨計(jì)算，則沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式(4-7)計(jì)算。(4-7)q(z)計(jì)算結(jié)果如表4-5，沿高度分布如圖4-2(a) 表4-

40、5 沿高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m) 樓層Z(m)女兒墻18.21.5905.4953.435517.61.5775.4503.407414.31.5005.1843.241311.01.4084.8663.04227.71.1704.0442.52814.41.1704.0442.528力與側(cè)移計(jì)算時(shí)，可按靜力等效原理將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，各層集中荷載計(jì)算如下：F5=(5.495+3.435+5.450+3.407)/2×0.6+(5.184+3.241)×3.3×0.5+(5.450-5.184)+ (3.407-3.241)×3.3&#

41、215;0.5×2/3=19.412kNF4=（5.184+3.241+4.866+3.042/2×3.3+（5.450-5.184）+（3.407-3.241）×3.3×1/2×1/3+(5.184-4.844)+(3.241-3.042)×3.3×1/2×1/3=28.305kNF3=(4.886+3.042+4.044+2.528)/2×3.3+(5.184-4.866)+(3.241-3.042)×3.3×1/2×1/3+(4.866-4.044)+(3.042-2.

42、528)×3.3×1/2×2/3=25.646kNF2=(4.044+2.528+4.044+2.528)/2×3.3+(4.844-4.044)+(3.042-2.528)×3.3×1/2×1/3=22.423kNF1=(4.044+2.528)×(3.3+4.4)×1/2=25.302kN可得風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡圖如圖4-2（b）。(a)(b)圖4-2 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖第5章 水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)分析5.1 水平地震作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算各樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值按式(5-1)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表5-

43、1。(5-1)經(jīng)驗(yàn)算，各樓層的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值均滿足最小地震剪力的要求。多遇地震作用下各樓層層間彈性位移按式(5-2)求得，層間位移角按式(5-3)求得，計(jì)算結(jié)果見表5-1。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值為1/550，經(jīng)驗(yàn)算各樓層均滿足要求。=(5-2)=u/h (5-3)表5-1水平地震作用位移角計(jì)算 樓層5885.524692401.8873.31/174941673.964692403.5673.31/92532274.114692404.8463.31/68122694.814692405.7433.31/57512941.934235126.9474.41/633由規(guī)可知地震作用

44、下框架允許的層間最大位移為1/575>1/550，滿足要求。5.2 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)力計(jì)算(D值法) 取一榀橫向中框架計(jì)算，其中標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比查倒三角型荷載作用下對應(yīng)值，經(jīng)計(jì)算，柱反彎點(diǎn)以與以與彎矩值如表5-2。由平衡條件求出梁端剪力，再由梁端剪力計(jì)算柱軸力。梁端彎矩按式(5-4)計(jì)算，然后又由平衡條件，即式(5-5)求出梁端剪力，再由梁端剪力逐層計(jì)算柱軸力，按式(5-6)計(jì)算，計(jì)算過程見表5-3。樓層層高(m)邊柱中柱yy53.3103.102546341345025.3820.6950.34829.14954.6121386726.1690.7230.3530.22556.1

45、3343.3194.901546341345047.9810.6950.40063.33595.0021386749.4740.7230.4065.30697.95933.3264.777546341345065.1840.6950.45096.798118.3091386767.2050.7230.4599.799121.97723.3313.759546341345077.2420.6950.467119.038135.8611386779.6380.7230.467122.730140.07514.4337.892486421071974.4600.9260.637208.696118.

46、9281360294.4861.9280.637264.825150.913表5-2 水平地震作用下框架柱端彎矩計(jì)算注：表中剪力V的量綱為kN，彎矩M的量綱為kN·m。(5-4) (5-5) (5-6) 式中：、分別為節(jié)點(diǎn)左、右梁的線剛度；、分別為節(jié)點(diǎn)左、右梁端的彎矩；為柱在i層的軸力，以受壓為正。表5-3 水平地震作用下框架柱梁端彎矩、剪力與柱軸力計(jì)算 樓層邊梁走道梁柱軸力(kN·m)(kN·m)(m)(kN)(kN·m)(kN·m)(m)(kN)邊柱(kN)中柱(kN)554.6126.975.7-14.3129.1629.162.1-27

47、.77-14.31-13.464124.1561.595.7-32.5966.5966.592.1-63.42-46.90-44.293181.64 89.995.7-47.6597.2997.292.1-92.66-95.55-89.302232.64115.265.7-61.03124.61124.612.1-118.68-156.58-146.951237.97131.495.7-64.82142.15142.152.1-135.38-221.4-217.51注：梁端彎矩和剪力均以繞桿件順時(shí)針方向?yàn)檎?，軸力方向以受壓為證，受拉為負(fù)。水平地震作用下，一榀中框架的彎矩圖、剪力圖和軸力圖見圖5

48、-1。(a) 框架柱彎矩圖(kN·m)(b) 框架梁彎矩圖(kN·m)(c) 框架梁端剪力與柱軸力圖(kN)圖5-1 水平地震作用下框架力圖5.3 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算在圖4-2(b)所示的水平荷載，由式(5-5)計(jì)算層間剪力，然后依據(jù)表3-4所列中框架的層間側(cè)向剛度，按式(5-6)計(jì)算各層相對側(cè)移，計(jì)算過程見表5-4。表5-4層間剪力與側(cè)移計(jì)算 層次FiViDiu519.41219.412546340.3551/9295.77428.30547.717546340.8731/3780.07325.64673.363546341.3431/2457.19222.42

49、395.786546341.7531/1882.49125.302121.088486422.4891/1767.78由抗震規(guī)可知地震作用下框架允許的層間最大位移為1/550>1/1767.78，滿足要求。5.4 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)力計(jì)算取一榀橫向中框架計(jì)算，其中標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比查均布荷載作用下對應(yīng)值，經(jīng)計(jì)算，柱反彎點(diǎn)以與以與彎矩值如表5-5樓層層高(m)邊柱中柱yy53.319.41254634134504.7790.6950.3004.73111.039138674.9320.304.87711.38143.347.717546341345011.7470.6950.40015.5

50、0623.2591386712.1120.4015.98723.981表5-5 風(fēng)荷載作用下框架柱端彎矩計(jì)算續(xù)表5-5樓層層高(m)邊柱中柱yy33.373.363546341345018.0610.6950.45026.82032.781386718.6220.4527.65133.79623.395.786546341345023.5810.6950.46836.41841.3991386724.3120.46837.54742.68214.4121.088486421071926.6840.9260.63774.7942.6201360233.861.730.54781.49467.49

51、0注：表中剪力V的量綱為kN，彎矩M的量綱為kN·m。由平衡條件求出梁端剪力，再由梁端剪力計(jì)算柱軸力，計(jì)算過程見表5-6，框架彎矩圖見圖5-2，框架梁端剪力和柱軸力圖見圖5-3。表5-6 風(fēng)荷載作用下框架柱梁端彎矩、剪力與柱軸力計(jì)算 樓層邊梁走道梁柱軸力(kN·m)(kN·m)(m)(kN)(kN·m)(kN·m)(m)(kN)邊柱(kN)中柱(kN)511.0395.4695.7-2.8965.9125.9122.1-5.630-2.896-2.734427.99013.8665.7-7.34314.99214.9922.1-14.278-1

52、0.239-9.669348.28623.9215.7-12.66825.86225.8622.1-24.631-22.907-21.632268.21933.7955.7-17.89736.53836.5382.1-34.798-40.804-38.533179.03850.9515.7-22.80555.08655.0862.1-52.463-63.609-68.191(a) 框架梁端彎矩圖(kN)(b) 框架柱彎矩圖(kN)圖5-2 風(fēng)荷載作用下框架彎矩圖圖5-3 風(fēng)荷載作用下框架梁端剪力與柱軸力圖(kN)第6章豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)力分析6.1 計(jì)算單元與計(jì)算簡圖仍取中間框架進(jìn)行計(jì)算。由于樓面荷載均勻分布，所以可取兩軸線中線之間長度為計(jì)算單元寬度，如圖6-1所示：圖6-1 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元6.2 豎向荷載計(jì)算(1)恒載計(jì)算1)屋面恒載如圖6-2所示， 為橫梁自重(扣除板自重)，由表