【四層】4000平米左右倒L型框架教學(xué)樓建筑圖結(jié)構(gòu)圖計算書

【四層】4000平米左右倒L型框架教學(xué)樓建筑圖結(jié)構(gòu)圖計算書,【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點開可看。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)文檔可直接點開預(yù)覽,需要原稿請自助充值下載,所見才能所得,請細心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 第 145 頁 共 145 頁 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 3.1 工程概況 某中學(xué)教學(xué)樓，設(shè)計要求建筑面積約2000--4000m2，3-4層。經(jīng)多方論證，初步確定設(shè)為四層，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 3.2 設(shè)計主要依據(jù)和資料 3.2.1 設(shè)計依據(jù) a) 國家及江蘇省現(xiàn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。 b) 本工程各項批文及甲方單位要求。 c) 本工程的活載取值嚴格按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）執(zhí)行。 3.2.2 設(shè)計資料 1 房屋建筑學(xué) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社 2 混凝土結(jié)構(gòu)（上、下） 武漢理工大學(xué)出版社 3 基礎(chǔ)工程 同濟大學(xué)出版社 4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 東南大學(xué)出版社 5 結(jié)構(gòu)力學(xué) 人民教育出版社 6 地基與基礎(chǔ) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社 7 工程結(jié)構(gòu)抗震 中國建筑工業(yè)出版社 8 簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊 中國建筑工業(yè)出版社 9 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo) 科學(xué)出版社 10 實用鋼筋混凝土構(gòu)造手冊 中國建筑工業(yè)出版社 11 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（BG50001-2001） 中國建筑工業(yè)出版社 12 建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（BG50105-2001） 中國建筑工業(yè)出版社 13 建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ16—87） 中國建筑工業(yè)出版社 14 民用建筑設(shè)計規(guī)范（GBJI0I8-7） 中國建筑工業(yè)出版社 15 綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范（JGJ49-88） 中國建筑工業(yè)出版社 16 建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標準（GBJI0I-87） 中國建筑工業(yè)出版社 17 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001） 中國建筑工業(yè)出版社 18 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準（GB50068-2001） 中國建筑工業(yè)出版社 19 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010—2002） 中國建筑工業(yè)出版社 20 地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB5007-2002） 中國建筑工業(yè)出版社 21 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011—2001） 中國建筑工業(yè)出版社 22 砌體結(jié)構(gòu) 中國建筑工業(yè)出版社 23 簡明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計施工資料集成 中國電力出版社 24 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 中國水利水電出版社 25 土建工程圖與AutoCAD 科學(xué)出版社 26 簡明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 27 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊 中國建筑工業(yè)出版社 28 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010—2002） 中國建筑工業(yè)出版社 本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系，抗震等級為四級。本工程耐火等級為二級，其建筑構(gòu)件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設(shè)計規(guī)范（GBJI0I8-7）執(zhí)行. 全部圖紙尺寸除標高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標高均為結(jié)構(gòu)標高。 3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及布置 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過節(jié)點連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護和隔斷作用。框架結(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，室內(nèi)空間大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設(shè)計的成集中學(xué)教學(xué)樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。 本次設(shè)計的教學(xué)樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，樓板為預(yù)制板時應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆板時，一般需設(shè)置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風(fēng)載和地震荷載。在房屋的縱向則設(shè)置連系梁與橫向框架連接，這些聯(lián)系梁與柱實際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風(fēng)荷載和地震荷載。 3.4變形縫的設(shè)置 在結(jié)構(gòu)總體布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復(fù)雜對結(jié)構(gòu)的不利影響，可以設(shè)置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結(jié)構(gòu)分成若干獨立的單元。 當(dāng)房屋既需要設(shè)沉降縫，又需要設(shè)伸縮縫，沉降縫可以兼做伸縮縫，兩縫合并設(shè)置。對有抗震設(shè)防要求的的房屋，其沉降縫和伸縮縫均應(yīng)該符合防震縫的要求，并進可能做到三縫合一。 3.5 構(gòu)件初估 3.5.1 柱截面尺寸的確定 柱截面高度可以取，H為層高；柱截面寬度可以取為。選定柱截面尺寸為500 mm×500mm 3.5.2 梁尺寸確定 框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。該工程框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度可初步確定框架梁300mm×600mm 3.5.3 樓板厚度 樓板為現(xiàn)澆雙向板，根據(jù)經(jīng)驗板厚取130mm。 3.6 基本假定與計算簡圖 3.6.1 基本假定 第一：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。 第二：由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，布置對稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計扭轉(zhuǎn)影響。 3.6.2 計算簡圖 在橫向水平力作用下，連梁梁對墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡化為剛結(jié)計算體系，計算簡圖如后面所述。 3.7荷載計算 作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)表面的粉灰重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力等。活荷載包括樓面和屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、安裝荷載等。 高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風(fēng)力。地震作用計算方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》進行，對高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。 豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計算，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。 3.8 側(cè)移計算及控制 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產(chǎn)生的。在層數(shù)不多的框架中，柱軸向變形引起的側(cè)移很小，可以忽略不計。在近似計算中，一般只需計算由桿件彎曲引起的變形。 當(dāng)一般裝修標準時，框架結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移和層高之比、頂點位移與總高之比分別為1：650，1：700。 框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。 3.9 內(nèi)力計算及組合 3.9.1 豎向荷載下的內(nèi)力計算 豎向荷載下內(nèi)力計算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計算采用分層法計算各敞口單元的內(nèi)力，然后在將各敞口單元的內(nèi)力進行疊加；連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進行調(diào)幅，按兩端固定進行計算。 3.9.2 水平荷載下的計算 利用D值法計算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點平衡求出梁端彎矩。 3.9.3 內(nèi)力組合 第一：荷載組合。荷載組合簡化如下： （1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+風(fēng)荷載、（3）恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載、（4）恒荷載+地震荷載+活荷載。 第二：控制截面及不利內(nèi)力。框架梁柱應(yīng)進行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強度、截面尺寸有改變層及體系反彎點所在層。 框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。 框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：Mmax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。 3.10 基礎(chǔ)設(shè)計 在荷載作用下，建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)3部分彼此聯(lián)系、相互制約。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料，綜合考慮地基——基礎(chǔ)——上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件，通過經(jīng)濟條件比較，選取安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進和施工簡便的地基基礎(chǔ)方案。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工等因素，優(yōu)先選用整體性較好的獨立基礎(chǔ)。 3.11 施工材料 第一：本工程中所采用的鋼筋箍筋為Ⅰ級鋼，fy=210N/m㎡,主筋為Ⅱ級鋼， fy=300N/m㎡。 第二：柱梁鋼筋混凝土保護層為35mm,板為15mm。 第三：鋼筋的錨固和搭接按國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。 第四：本工程所有混凝土強度等級均為C30。 第五：墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。 第六：當(dāng)門窗洞寬≤1000mm時,應(yīng)采用鋼筋磚過梁,兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬≥1000mm時,設(shè)置鋼筋混凝土過梁。 3.12 施工要求及其他設(shè)計說明 第一：本工程上部樓板設(shè)計時未考慮較大施工堆載（均布），當(dāng)外荷載達到3.0Kn/m時，應(yīng)采取可靠措施予以保護。 第二：本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm×120mm，內(nèi)配4φ8，F(xiàn)φ6@250，構(gòu)造柱為240mm×240mm，內(nèi)配4φ10，φ6@250，間隔不大于2000mm 第三；施工縫接縫應(yīng)認真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤，在刷2度純水泥漿后，用高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。 第四：未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。 4 設(shè)計計算書 4.1 設(shè)計原始資料 （1）.冬季主導(dǎo)風(fēng)向東北平均風(fēng)速2.6 m/s，夏季主導(dǎo)風(fēng)向東南平均風(fēng)速2.6 m/s，最大風(fēng)速23.7 m/s。 (2).常年地下水位低于-1.3m，水質(zhì)對混凝土沒有侵蝕作用。 (3).最大積雪厚度0.32m，基本雪壓SO=0.4KN/M2,基本風(fēng)壓WO=0.4 KN/M2,土壤最大凍結(jié)深度0.09m。 (4).抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計地震分組第三組. (5).地質(zhì)條件 序號 巖石名稱 厚度 Fak(MPa) 1 耕土 1.1 --- 2 黏土 2.8 250 3 黏土 9.4 110 4.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的需求，進行了建筑平面、立面、及剖面設(shè)計其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設(shè)計圖，主體結(jié)構(gòu)4層，層高均為3.9m。 填充墻面采用240 mm厚的灰砂磚砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取130mm，梁載面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，表中還給出柱板的砱強度等級。C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2） 表1 梁截面尺寸 層次 砼強度 橫梁（bh） 縱梁(bh) AB跨 BC跨 CD跨 1-4 C30 300600 250500 300600 250500 柱載面尺寸可根據(jù)式N=βFgEn Ac≥N/[UN]fc估算表2查得該框架結(jié)構(gòu)在30m以下，撫震得級為三級，其軸壓比值[UN]=0.9 表2 抗震等級分類 結(jié)構(gòu)類型 烈 度 6 7 8 9 框架結(jié)構(gòu) 高度/m ≤30 ＞30 ≤30 ＞30 ≤30 ＞30 ≤25 框架 四 三 三 二 二 一 一 劇場、體育等 三 二 一 一 表3 軸壓比限值 結(jié)構(gòu)類型 抗 震 等 級 一 二 三 框架結(jié)構(gòu) 0.7 0.8 0.9 柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/15-1/20）H，H為層高；柱截面高度可取b=（1-2/3）h，并按下述方法進行初步估算。 a） 框架柱承受豎向荷載為主時，可先按負荷面積估算出柱軸力，再按軸心受壓柱驗算。考慮到彎矩影響，適當(dāng)將柱軸力乘以1.2-1.4的放大系數(shù)。 b） 對于有抗震設(shè)防要求的框架結(jié)構(gòu),為保證柱有足夠的延性,需要限制柱的軸壓比,柱截面面積應(yīng)滿足下列要求。 c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比不宜大于4。 根據(jù)上述規(guī)定并綜合考慮其他因素，設(shè)計柱截面尺寸取值統(tǒng)一取500500mm。 基礎(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)+距離室外地平0.5，室內(nèi)外高差為0.45,框架結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖所示，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，2-4層柱高度即為層高3.9m，底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即h1=3.9+0.45+0.5=4.85m?？蚣苡嬎愫唸D見圖1。 圖1 框架計算簡圖 4.3 荷載計算 4.3.1 恒載標準值計算 屋面：剛性防水屋面(有保溫層) ：蘇J01-2005 12/7 40厚C20細石砼內(nèi)配直徑4間距150雙向鋼筋 0.8 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平 0.02x20=0.4kN/m2 70厚水泥防水珍珠巖塊或瀝青珍珠巖保溫層 0.07x10=0.7 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平層 0.02x20=0.4 kN/m2 100 厚結(jié)構(gòu)層　　　　　　　　　　　　　　 0.1x25=2.5 kN/m2 12厚板底抹灰　　　　　　　　　　　　　 0.012x20=2.5 kN/m2 合 計 　　　　　　　　　 4.82kN/m2 樓面： 水磨石地面(10mm面層,20mm水泥砂漿打底，素水泥打底) 0.65kN/m2 130厚鋼筋砼板 　　　　　25×0.13=3.25 kN/m2 12厚水泥沙漿　　　　　　　　　　　　　　0.012×20=2.5 kN/m2 合 計 　　　　　　　　　　4.14 kN/m2 梁自重： 邊跨梁 bXh=300×600mm 梁自重 25×0.3×(0.6-0.13)=3.75kN/m 抹灰層：12厚水泥砂漿 ＜0.012×(0.6-0.13)×2+0.012×0.3＞×20＝0.312kN/m 合計 4.062kN/m2 中間跨梁 bXh=250×500mm 梁自重 25×0.25×(0.5-0.13)=3.00kN/m 抹灰層：12厚水泥砂漿 ＜0.012×(0.5-0.13)×2+0.012×0.25＞×20＝0.26kN/m 合計 3.26kN/m2 柱自重：　bXh=500×500mm 柱自重 25×0.50×0.50=6.25kN/m 抹灰層：12厚水泥砂漿 0.012×0.50×4×20＝0.48kN/m 合計 6.73kN/m 外縱墻自重： 標準層： 縱墻（240灰砂磚） 　　　　　18×(3.9-0.5-1.8)×0.24=6.48kN/m 鋁合金門窗　　　　　　　　　　　　　　　 0.35×1.8 =0.63kN/m 水泥粉刷外墻面　　　　　　　　　 0.36×(3.60-1.80)=0.756kN/m 水泥粉刷內(nèi)墻面　　　　　 0.36×(3.60-1.80)=0.756kN/m 合計 8.622kN/m2 底層： 縱墻（240灰砂磚） 　　　　　　　　　 18×(4.85-1.80-0.50-0.40)×0.24=9.288kN/m 鋁合金門窗　　　　　　　　　　　　　　　 0.35×1.8=0.63kN/m 釉面磚外墻面　　　　　　　　 0.5×(4.35-1.80-0.50)=1.025kN/m 水泥粉刷內(nèi)墻面 0.756kN/m 合計 11.70kN/m 內(nèi)縱墻自重： 標準層： 縱墻（240灰砂磚） 　　　　　 18×(3.90-0.50)×0.24=14.688kN/m 水泥粉刷墻面　　　　　　　　　0.36×(3.90-0.5)×2.00=2.448kN/m 合計 17.136kN/m2 底層： 縱墻（240灰砂磚） 　　　　　　　　　 18×(4.85-0.50-0.40)×0.24=17.06kN/m 水泥粉刷墻面　　　　　　　　　　　　 0.36×3.90×2=2.808kN/m 合計 19.87kN/m 4.3.2 活荷載標準值計算 第一：面和樓屋面活荷載標準值 根據(jù)荷載規(guī)范查得： 上人屋面　 2.0 樓面：教室 2.0 走道 2.5 第二：雪荷載　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 0.4 屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，兩者中取大值。 4.3.3 豎向荷載下框架受荷總圖 本次設(shè)計的教學(xué)樓縱向柱距為4.50m,橫梁跨度為6.90m，單區(qū)格板為4.50m×6.90m。L1/L2=1.5<2所以按雙向板傳遞荷載，板上荷載分配如圖２所示。 圖2 板面荷載分配圖 圖3 計算單元的選取 第一：A-B軸間框架 　屋面板荷載： 　板傳至梁上的三角形和梯形荷載等效為均布荷載 　 恒載　 　 活載 樓面板荷載： 恒載　 活載 梁自重 A-B軸間框架梁均布荷載： 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載 活載=板傳荷載 樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載 活載=板傳荷載 第二：B-C軸間框架梁均布荷載： 　屋面板傳荷載： 　恒載　 　活載 樓面板荷載： 恒載　 活載 梁自重 B-C軸間框架梁均布荷載： 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載 活載=板傳荷載 樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重 活載=板傳荷載 第三：C-D軸間框架梁均布板荷載同A-B軸 第四：A柱縱向集中荷載計算 頂層柱： 女兒墻自重(做法:墻高 900mm,100mm砼壓頂) 頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載+板傳荷載 標準層柱： 標準層柱恒載=墻自重 +梁自重+板傳荷載 第五：B柱縱向集中荷載計算 頂層柱： 頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載 標準層柱： 標準層柱恒載=內(nèi)縱墻自重+梁自重+板傳荷載 基礎(chǔ)頂面恒載=底層內(nèi)總墻+基礎(chǔ)梁自重 結(jié)構(gòu)在進行梁柱的布置時柱軸線與梁的軸線不重合，因此柱的豎向荷載對柱存在偏心?？蚣艿呢Q向荷載及偏心距如圖4所示。 圖4 框架豎向荷載圖 4.3.4 重力荷載代表值計算 結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標準值加上各可變荷載組合值，即 其中可變荷載為雪荷載 屋面活載 樓面活載：教室 走道 （1） 屋面處的重力荷載代表值的計算 女兒墻的計算 屋面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重的標準層 頂層的墻重 （2） 其余層樓面處重力荷載代表值計算 （3） 底層樓面處重力荷載代表值計算 （4） 屋頂雪荷載標準值 （5） 樓面活荷載標準值 （6） 總重力荷載標準值 4.4 地震作用計算 4.4.1 橫向框架側(cè)移剛度計算 橫梁線剛度ib計算過程見下表4，柱線剛度ic計算見表5。 表4 橫梁線剛度ib計算表 層次 類 別 Ec/ (N/mm2) b×h/mm2 Io/mm4 L/mm EcIo/L (N.mm) 1.5EcIo/L 2EcIo/L 1-4 AB跨 3.0×104 300×600 5.4×109 6300 2．57×1010 3.85×1010 5．14×1010 BC跨 3.0×104 250×500 2．6×109 2100 3．71×1010 5．57× 1010 7．43×1010 表5 柱線剛度ic計算表 層次 hc/mm Ec/(N/mm2) b×h/mm2 Ic/mm4 EcIc/hc/(N.mm) 1 4850 3.0×104 500×500 3．22×1010 2-4 3900 3.0×104 500×500 4．00×1010 取BC跨梁的相對線剛度為1.0，則其他為： AB 跨 BC跨 1層柱 2-4層柱 相對剛度I 0.69 1.0 0.43 0.54 框架梁柱的相對線剛度如圖4，作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。 圖5 計算簡圖 柱的側(cè)移剛度按式D=αc計算，式由系數(shù)αc為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，由相關(guān)的表可查，根據(jù)梁柱線剛度比的不同。例如，中框架柱分中柱和邊柱，邊柱梁分中柱和邊柱等，現(xiàn)以第2層B-3柱的側(cè)移剛度計算為例，其余見表6 表6 框架柱側(cè)移剛度 A ,D軸中框架邊柱 層次 線剛度 (一般層) (一般層) 根數(shù) ( 底層) (底層) 1 3．22×1010 1．58 0.581 9544 6 2-4 4．00×1010 1 .27 0.388 12245 6 A-1,5、D-1,5軸邊框架邊柱 層次 αc Di 根數(shù) 1 3．22×1010 1 .19 0.53 8706 4 2-4 4．00×1010 0．95 0.32 10099 4 B C軸中框架中柱 =層次 αc Di 根數(shù) 1 3．22×1010 4．36 0.764 12550 6 2-4 4．00×1010 3．14 0.611 19278 6 B C軸邊框架中柱 層次 αc Di 根數(shù) 1 3．22×1010 3．27 0.715 11745 4 2-4 4．00×1010 2．62 0.567 17893 4 把上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層間側(cè)移剛度∑Di見下表： 橫向框架層間側(cè)移剛度（N/mm） 層次 1 2 3 4 5 ∑Di 214368 305882 305882 305882 305882 4.4.2橫向自振周期計算 橫向地震自振周期利用頂點假想側(cè)移計算，計算過程見表7 表7 結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算 層次 Gi/kN Vi/kN ΣDi(N/mm) Δμi(mm) μi/mm 4 4139 4139 305882 13．5 177．8 3 4884 9023 305882 29. 5 164．3 2 4884 13907 305882 45．5 134．8 1 5233 19140 214368 89．3 89．3 按式T1=1.7計算基本周期T1，其中μT的量綱為m 取=0.7則 T1=1.7×0.7×=0.502S 4.4.3 橫向水平地震力計算 本工程中結(jié)構(gòu)不超過40m質(zhì)量和剛度沿度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值按式FEK=α1Gep計算即 Gep=0.85ΣG1 =0.85×19140 =16269kN 由于該工程所在地抗震設(shè)防烈度為6度，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計地震分組為第三組，則。 ， 則 （ 式中 r---衰減指數(shù)，在的區(qū)間取0.9, ---阻尼調(diào)整系數(shù),除有專門規(guī)定外,建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05,相應(yīng)的） 因1.4Tg=1.4×0.45=0.63>T1=0.502S，則取為0 FI=（1-δn） 各層橫向地震作用及樓層地震剪力計算見表8 表8 各層橫向地震作用及樓層地震剪力 層次 hi Hi Gi GiHi Fi Vi 4 3.9 16.55 4139 68500 0.345 202.07 202.07 3 3.9 12.65 4884 61782.6 0.311 182.15 384.22 2 3.9 8.75 4884 42735 0.215 125.93 510.15 1 4.85 4.85 5233 25380 0.128 74.97 585.12 各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如圖5，6 圖6 水平地震作用分布 圖7 層間剪力分布 4.4.4 水平地震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移μi分別按式 和μ(Δμ)k計算 計算過程見表9，表中還計算了各層的層間彈性位移角=Δμi/hi 表9 橫向水平地震作用下的位移驗算 層次 Vi Di △μi μi hi θe= 4 202.07 305882 0.66 6.32 3900 1/5909 3 384.22 305882 1.26 5.66 3900 1/3095 2 510.15 305882 1.67 4.40 3900 1/2335 1 585.12 214368 2.73 2.73 4850 1/1777 由表9可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/5909＜1/550滿足式Δμe≤[θe]h的要求，其中[Δμ/h]=1/550由表查得。 4.4.5 水平地震作用下框架內(nèi)力計算 水平地震作用下的內(nèi)力采用改進的反彎點法?？蚣苤思舻都暗染胤謩e按式Vij= 計算，其中Dij取自表∑Dij取自表5，層間剪刀取自表7，各柱反彎點高度比y按式y(tǒng)=yn+y1+y2+y3確度，各修正值見表10，各層柱剪力計算見表9。 表10 柱剪力計算 層次 A軸柱 B軸柱 C軸柱 D軸柱 第 四 層 同A軸 同B軸 第 三 層 同A軸 同B軸 層次 A軸柱 B軸柱 C軸柱 D軸柱 第 二 層 同A軸 同B軸 第 一 層 同A軸 同B軸 表11 各柱的反彎點高度 層次 A軸柱 B軸柱 C軸柱 D軸柱 第 五 層 同A軸 同B軸 第 四 層 同A軸 同B軸 第 三 層 同A軸 同B軸 第 二 層 同A軸 同B軸 層次 A軸柱 B軸柱 C軸柱 D軸柱 第 一 層 同A軸 同B軸 梁端彎矩剪力及柱軸力發(fā)別按下式計算： Vb=(Mb1+ Mb2)/l， Ni= 表12 橫向水平地震作用下A軸框架柱 層號 4 8．09 0．364 20．07 11．48 3 15．38 0．45 32．99 26．99 2 20．41 0．464 42．67 36．93 1 26．1 0．587 52．28 74．31 表13 橫向水平地震作用下B軸框架柱 層號 4 13．26 0．45 28．44 23．27 3 25．36 0．50 49．45 49．45 2 30．67 0．50 59．81 59．81 1 34．26 0．55 74．77 91．39 結(jié)果如圖8，圖9，圖10 圖8 地震作用下的框架彎矩圖 圖9 地震作用下的框架剪力圖 圖10 地震作用下的框架軸力圖 4.5 豎向荷載作用框架內(nèi)力計算 豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。當(dāng)框架為少層少跨時，采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計算采用分層法。 豎向荷載作用下,框架的內(nèi)力分析除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑.可以不考慮活荷載的不利布置,這樣求得的框架內(nèi)力,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當(dāng)活載占總荷載的比例較小時,其影響很小.若活荷載占總荷載的比例較大時,可在截面配筋時,將跨中彎距乘以1.1~1.2的較大系數(shù)。 框架橫梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計算中查得。具體數(shù)值見圖10。其中框架柱的相對線剛度除底層柱之外其于各層乘以0.9。 圖11 橫向框架荷載作用圖 由于柱縱向集中荷載的作用，對柱產(chǎn)生偏心。在恒荷載和活荷載的作用下的偏心矩如圖12，13所示。 圖12 豎向恒載引起的偏心彎矩 圖13 豎向活載引起的偏心彎矩 4.5.1 梁柱端的彎矩計算 梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計算。計算步驟為： （1） 將原框架分為5個敞口單元，除底層柱外的其于各層柱的相對線剛度乘以0.9。 （2） 用彎矩分配法計算每一個敞口單元的桿端彎矩，底層柱的傳遞系數(shù)為0.5，其余各層柱的傳遞系數(shù)為1/3。 將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點不平衡彎矩進行再分配。 梁端固定彎矩計算： 恒載： 屋面： 樓面： 活載： 屋面： 屋面： 分層法計算見圖14、15、16。 圖14 頂層彎矩分配及彎矩圖 圖15 三-二層彎矩分配及彎矩圖 圖16 底層彎矩分配及彎矩圖 豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖如圖17。 圖17 豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖 豎向均布活荷載作用下的框架內(nèi)力計算方法同上，結(jié)果見圖18、19、20、21。 圖18頂層彎矩分配及彎矩圖 圖19三-二層彎矩分配及彎矩圖 圖20底層彎矩分配及彎矩圖 圖21活荷載作用下的彎矩圖 對節(jié)點不平衡彎矩進行再次分配，以恒荷載作用下五層左上節(jié)點為例： 圖22 彎矩二次分配圖 其余各節(jié)點彎矩分配見圖中數(shù)據(jù)?；詈奢d作用下中間節(jié)點彎矩相差不大，不在分配。 本設(shè)計中梁端彎矩的調(diào)幅系數(shù)取0.8。調(diào)幅結(jié)果表14。 表14 梁端彎矩的調(diào)幅 AB跨 BC跨 CD跨 調(diào)幅前 調(diào)幅后 調(diào)幅前 調(diào)幅后 恒載 梁左 梁右 梁左 梁右 梁左 梁右 梁左 梁右 四層 40．11 72．42 32．09 57．94 28．91 28．91 23．13 38．224 同AB跨 三層 75．02 105．38 60．02 84．30 27．58 27．58 22．06 37．936 二層 75．62 106．05 60．50 84．84 27．10 27．10 21．68 37．52 一層 67．41 103．43 53．93 82．74 29．76 29．76 23．81 39．05 活載 四層 13．81 23．36 11．05 18．69 10．84 10．84 8．67 8．67 三層 19．70 24．15 15．76 19．32 8．25 8．25 6．6 6．6 二層 19．09 24．15 15．21 19．32 8．25 8．25 6．6 6．6 一層 17．21 24．08 13．77 19．26 8．48 8．48 6．78 6．78 4.5.2 梁端剪力和軸力計算 梁端剪力 柱軸力 具體計算結(jié)果見表15,16,17,18,19,20。 表15 恒載作用下AB梁端剪力計算 層號 4 23．04 6．3 72．58 6．63 65．95 79．21 3 31．496 6．3 99．21 5．47 93．74 104．68 2 31．496 6．3 99．21 5．66 93．55 104．87 1 31．496 6．3 99．21 6．11 93．10 104．32 表16 恒載作用下BC梁端剪力計算 層號 4 13．38 2．1 14．05 0 14．05 14．05 3 23．09 2．1 24．24 0 24．24 24．24 2 23．09 2．1 24．24 0 24．24 24．24 1 23．09 2．1 24．24 0 24．24 24．24 表17 活載作用下AB梁端剪力計算 層號 4 7．88 6．3 24．82 2．15 22．67 26．97 3 7．88 6．3 24．82 1．09 23．73 25．91 2 7．88 6．3 24．82 1．19 23．73 25．91 1 7．88 6．3 24．82 1．32 23．73 26．14 表18 活載作用下BC梁端剪力計算 層號 4 4．2 2．1 4．41 0 4．41 4．41 3 5．25 2．1 5．51 0 5．51 5．51 2 5．25 2．1 5．51 0 5．51 5．51 1 5．25 2．1 5．51 0 5．51 5．51 表19 恒載作用下的剪力和軸力 層 次 總剪力 柱軸力 AB跨 BC跨 A柱 B柱 4 65．95 79．21 14．05 182．39 208．63 205．88 232．12 3 93．74 104．68 24．24 422．95 449．24 433．17 460．06 2 93．55 104．87 24．24 663．32 628．61 790．76 817．05 1 93．1 105．32 24．24 903．24 935．88 1148．20 1174．49 表20 活載作用下的剪力和軸力 層 次 總剪力 柱軸力 AB跨 BC跨 A柱 B柱 4 27．67 26．97 4．41 52．87 66．18 3 23．73 25．91 5．51 103．80 133．30 2 23．73 25．91 5．51 154．73 200．42 1 23．50 26．14 5．51 205．66 267．77 4.6 風(fēng)荷載計算 本設(shè)計地區(qū)基本風(fēng)壓為，所設(shè)計的建筑地處農(nóng)村，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按B類地區(qū)考慮風(fēng)壓體型系數(shù)迎風(fēng)面為0.8，背風(fēng)面為0.5。由于房屋的高度不大，風(fēng)振系數(shù)都取為1.0。B為6.3m。 風(fēng)荷載作用下各層的風(fēng)荷載標準值及柱剪力如圖23所示 圖23風(fēng)荷載作用位置 各層作用風(fēng)荷載值安下式計算： 計算結(jié)果見表21。 表21 各層的風(fēng)荷載標準值 離地高度（m） 16．05 1.16 1.0 1.3 0.4 3.9 1．8 10．83 12．15 1.06 1.0 1.3 0.4 3.9 3.9 13．54 續(xù)表21 離地高度 8．25 1.0 1.0 1.3 0.4 3.9 3.9 12．77 4.35 1.0 1.0 1.3 0.4 4.35 3.9 13．51 4.7內(nèi)力組合 荷載組合時考慮四種荷載組合形式：（1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+活荷載、（3）恒荷載。 具體組合見表： 表22 橫梁內(nèi)力組合表 層 次 位 置 內(nèi) 力 荷載類型 內(nèi)力組合 恒① 活② 地震③ 1.2①+1.4② 1.35①+1.0② 1.2（①+0.5②）±1.3④ 4 A M -32.09 -11.05 -51.47 -51.92 -17.05 69.23 V 65.95 22.67 110.88 111.7 86.46 99.02 M -57.94 -18.69 -106.76 -107.88 -76.32 -103.18 V -79.12 -26.97 -132.81 -133.90 -104.95 -117.51 M -23.13 -8.67 -39.90 -39.90 -14.85 -51.07 V 14.05 4.41 23.03 23.38 -2.902 41.92 跨中 66.85 23.26 112.78 113.51 87.85 100.51 -15.75 -6.35 -27.79 -27.61 -22.71 22.71 3 A M -60.02 -15.76 -91.49 -94.12 -36.34 -122.12 V 93.74 23.73 145.71 150.28 114.47 138.99 M -84.30 -19.32 -132.25 -136.81 -81.28 -149.92 V -104.68 -25.91 -161.89 -167.23 -105.38 -129.9 M -22.06 -6.60 -35.71 -36.38 15.89 -76.75 續(xù)表22 層 次 位 置 內(nèi) 力 荷載類型 內(nèi)力組合 恒① 活② 地震③ 1.2①+1.4② 1.35①+1.0② 1.2（①+0.5②）±1.3④ V 24.24 5.51 36.80 38.23 -32.56 86.55 跨中 84.12 21.02 130.37 134.58 109.27 117.83 -9.33 -2.89 -15.24 -15.49 -11.00 -11.00 2 A M -60.50 -15.27 -89.91 -97.80 -22.56 -133.51 V 93.55 23.73 145.48 150.02 109.51 143.49 M -84.84 -19.32 -132.53 -137.13 -67.90 -171.04 V 104.87 25.91 162.12 167.48 124.39 158.38 M -21.68 -6.60 -60.63 -61.80 38.76 -142.18 V -24.24 -5.51 -36.802 -38.23 -53.77 -118.55 跨中 84.65 21.26 131.34 135.54 112.39 116.29 -8.95 -3.70 -15.92 -15.78 -12.96 -12.96 1 A M -53.93 -13.77 -85.58 -88.15 -6.31 142.23 V 93.1 23.75 144.62 149.19 103.71 147.93 M -82.74 -19.26 -131.82 -136.35 -43.84 -186.56 V -105.32 -26.14 -162.98 -168.32 -119.96 -164.18 M -23.81 -6.78 -41.41 -38.92 63.67 -129.25 V 24.24 5.51 36.80 38.23 86.85 -151.