畢業(yè)設(shè)計(jì)---某高層鋼筋混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì)

1、<p>　　某高層鋼筋混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì)</p><p>　　The design of a high-rise reinforced concrete teaching building</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為：某高層混凝土教學(xué)樓設(shè)計(jì)，鑒于以往教學(xué)樓的畢業(yè)設(shè)計(jì)一般為雙排教室，

2、本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用兩排教室，中間一走廊式。結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的流程為：結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)件尺寸的確定；框架、剪力墻剛度計(jì)算；豎向荷載、水平荷載計(jì)算與結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算；結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算；框架的內(nèi)力組合；構(gòu)件截面設(shè)計(jì)與驗(yàn)算；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；PKPM建模與計(jì)算；施工圖的繪制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；內(nèi)力組合；PKPM軟件。</p><p><b>　　Abstract

3、</b></p><p>　　The graduation design topic is: Design of a high-rise concrete building, in view of the graduation design the teaching building is generally double the classroom, the graduation design us

4、ing the two row of the classroom, the middle corridor type. Structure for the type of frame - shear wall structure, the structure design process: determine the structural layout and component size; calculation of frame,

5、the shear wall stiffness; vertical load, horizontal load calculation and structural deformati</p><p>　　Keywords: frame - shear wall structure; internal force combination; PKPM software</p><p>&l

6、t;b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 工程概況與結(jié)構(gòu)平面布置1</p><p><b>　　1.1工程概況1</b></p><p>　　1.2結(jié)構(gòu)方案與布置2</p><p>　　第二章 構(gòu)件尺寸初估與計(jì)算簡(jiǎn)圖3</p><p><b>

7、;　　2.1樓板厚度3</b></p><p>　　2.2框架梁截面高度與寬度3</p><p>　　2.3框架柱截面高度與寬度3</p><p>　　2.4剪力墻布置和厚度3</p><p><b>　　2.5計(jì)算簡(jiǎn)圖4</b></p><p>　　第三章 電算主要計(jì)算結(jié)

8、果5</p><p>　　第四章 框架、剪力墻剛度計(jì)算8</p><p>　　4.1.框架剛度計(jì)算8</p><p>　　4.1.1框架梁線剛度計(jì)算8</p><p>　　4.1.2框架柱線剛度計(jì)算8</p><p>　　4.1.3框架柱側(cè)移剛度計(jì)算9</p><p>　　4.1.

9、4框架抗推剛度計(jì)算9</p><p>　　4.2 剪力墻抗彎剛度計(jì)算10</p><p>　　4.2.1 剪力墻類(lèi)型確定10</p><p>　　4.2.2 橫向各剪力墻等效抗彎剛度計(jì)算11</p><p>　　4.3結(jié)構(gòu)剛度特征值計(jì)算12</p><p>　　第五章 荷載計(jì)算13</p>

10、<p>　　5.1樓、屋面板的荷載計(jì)算13</p><p>　　5.2墻體、梁、柱荷載計(jì)算14</p><p>　　5.3重力荷載代表值15</p><p>　　5.4地震作用的計(jì)算15</p><p>　　5.4.1結(jié)構(gòu)基本自振周期15</p><p>　　5.4.2 地震作用計(jì)算16</

11、p><p>　　第六章 變形驗(yàn)算19</p><p>　　第七章 總框架與總剪力墻內(nèi)力21</p><p>　　第八章 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算23</p><p>　　8.1框架各層總剪力調(diào)整23</p><p>　　8.2框架柱剪力及彎矩計(jì)算23</p><p>　　8.3框架

12、梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算25</p><p>　　第九章 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算27</p><p>　　9.1恒荷載的計(jì)算27</p><p>　　9.1.1屋面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值27</p><p>　　9.1.2 樓面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值27</p><p>　　9.2活荷載的計(jì)算28</p>

13、;<p>　　9.2.1屋面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值28</p><p>　　9.2.2樓面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值28</p><p>　　9.3豎向荷載作用下框架彎矩計(jì)算28</p><p>　　9.4豎向荷載作用下梁端剪力計(jì)算30</p><p>　　9.5 豎向荷載作用下柱軸力計(jì)算33</p><p>　　

14、第十章 框架內(nèi)力組合37</p><p>　　10.1框架梁內(nèi)力組合37</p><p>　　10.2柱的內(nèi)力組合49</p><p>　　第十一章 截面設(shè)計(jì)與驗(yàn)算54</p><p>　　11.1框架梁54</p><p>　　11.1.1框架梁正截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)54</p><p&g

15、t;　　11.1.2框架梁斜截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)55</p><p>　　11.1.3框架梁腰筋設(shè)計(jì)56</p><p>　　11.2框架柱截面設(shè)計(jì)56</p><p>　　11.2.1柱軸壓比驗(yàn)算56</p><p>　　11.2.2框架柱正截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)57</p><p>　　11.2.3斜截面承載力配筋計(jì)算5

16、8</p><p>　　第十二章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)63</p><p>　　12.1地基承載力特征值的確定63</p><p>　　12.2初步確定基礎(chǔ)高度和杯口尺寸63</p><p>　　12.3確定基礎(chǔ)底面尺寸63</p><p>　　12.4驗(yàn)算基礎(chǔ)高度64</p><p>　　12

17、.5基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算65</p><p>　　第十三章 樓梯設(shè)計(jì)66</p><p>　　13.1梯段板設(shè)計(jì)66</p><p>　　13.1.1荷載計(jì)算66</p><p>　　13.1.2截面設(shè)計(jì)66</p><p>　　13.2平臺(tái)板設(shè)計(jì)66</p><p>　　13.2.1

18、荷載計(jì)算66</p><p>　　13.2.2截面設(shè)計(jì)67</p><p>　　13.3平臺(tái)梁設(shè)計(jì)67</p><p>　　13.3.1荷載計(jì)算67</p><p>　　13.3.2截面設(shè)計(jì)68</p><p>　　附錄1 總信息69</p><p>　　附錄2 周期、振型、地震

19、力74</p><p>　　附錄3 結(jié)構(gòu)位移79</p><p>　　附錄4 框架柱地震傾覆彎矩百分比84</p><p>　　附錄5 標(biāo)準(zhǔn)層梁配筋圖86</p><p>　　附錄6 標(biāo)準(zhǔn)層樓板配筋圖87</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)88</p><p><b&g

20、t;　　致 謝89</b></p><p>　　第一章 工程概況與結(jié)構(gòu)平面布置</p><p><b>　　1.1工程概況</b></p><p>　　本工程為某教學(xué)樓，地上十層，結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，首層層高3.6m,標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m 。設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高37.80m, 室內(nèi)外高差0.3m

21、。</p><p>　　本工程建在抗震設(shè)防烈度7度地區(qū)，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.1g,場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，基本雪壓0.4kN/m2，基本風(fēng)壓0.45 kN/m2，地面粗糙度C類(lèi)，建筑物重要類(lèi)別為丙類(lèi)，安全等級(jí)為二級(jí)，建筑耐火等級(jí)為一級(jí)。</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的土地使用面積將該樓設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱(chēng)布置的教學(xué)樓，設(shè)置兩部電梯，三處樓梯。樓層總高度為36.0m。</p&

22、gt;<p>　　工程地質(zhì)情況：冰凍深度為0.8m；場(chǎng)地內(nèi)可不考慮地下水的影響；其他設(shè)計(jì)資料如下圖所示。</p><p>　　圖1.1 工程地質(zhì)剖面圖</p><p><b>　　材料和做法：</b></p><p>　　外圍護(hù)墻采用200mm加氣混凝土砌塊或陶?？招拇u，內(nèi)或外做80mm厚增強(qiáng)水泥聚苯保溫板；</p>

23、<p>　　內(nèi)墻采用150mm加氣混凝土砌塊或陶?？招拇u及輕鋼龍骨石膏板。</p><p>　　本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，擁有很好的抗側(cè)性能，結(jié)構(gòu)計(jì)算按橫向框架承重分析。</p><p>　　圖1.2 建筑平面布置圖</p><p>　　1.2結(jié)構(gòu)方案與布置</p><p>　　該建

24、筑為教學(xué)樓，建筑平面布置靈活，有較大空間。該工程采用鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置原則，標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置如圖2所示。</p><p>　　圖1.3 結(jié)構(gòu)平面布置圖</p><p>　　第二章 構(gòu)件尺寸初估與計(jì)算簡(jiǎn)圖 </p><p><b>　　2.1樓板厚度</b></p><p>

25、;　　如圖1.2所示，對(duì)于四邊支承的板，當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊的比值小于3時(shí)，宜按雙向板計(jì)算。連續(xù)雙向板厚度h≥(80mm,lx/50), lx為樓板短跨跨度，初步取板厚h=100mm。</p><p>　　2.2框架梁截面高度與寬度</p><p>　　框架梁hb=(1/18~1/10)lb，lb為框架梁的計(jì)算跨度；且hb不宜大于1/4凈跨。</p><p>　　本設(shè)計(jì)按彈

26、性理論計(jì)算，橫向框架梁的計(jì)算跨度lb=lc，lc為支座中心線間距離，lc =7.8m，故hb=(1/18~1/10) ×7200=400~720mm。初步取hb=600mm。</p><p>　　橫向框架梁bb≥(hb/4,bc/2,200mm),bc為柱寬。一般bb=(1/2~1/3)hb,故bb≥(600/4,</p><p>　　800/2,200)mm.初步取bb=400

27、mm。</p><p>　　同理，初步取次梁截面尺寸為300×450mm。</p><p>　　縱向框架梁的高度與寬度初步取與橫向框架梁相同。</p><p>　　2.3框架柱截面高度與寬度</p><p>　　高層建筑中，框架柱所受的軸向力較大，柱的截面尺寸一般根據(jù)軸壓比限值估算。根據(jù)柱從屬面積荷載上的軸向力設(shè)計(jì)值N，并考慮水平荷

28、載影響，初步確定柱截面面積Ac。本設(shè)計(jì)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架抗震等級(jí)為三級(jí)，軸壓比的限值為[μN(yùn)]=0.90。單位面積上的重力荷載代表值近似取12kN/m2，底層混凝土強(qiáng)度等級(jí)取C30(fc=14.3N/mm2)?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)柱的截面面積為</p><p>　　Ac=N/([μN(yùn)]fc)=(1.2×7.2×9×12×9)/(0.90×14.3×103=0

29、.653m2</p><p>　　另外，柱截面邊長(zhǎng)不宜小于300mm，柱凈高與截面長(zhǎng)邊尺寸之比宜大于4，柱截面的高度與寬度的比值不宜大于3。綜合考慮，柱截面尺寸選取為700×700mm，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)選取為C30。</p><p>　　2.4剪力墻布置和厚度</p><p>　　剪力墻的布置應(yīng)遵循“均勻，分散，對(duì)稱(chēng)，周邊”的原則，宜布置在豎向荷載較大處，

30、建筑物端部附近，樓梯、電梯間，平面形狀變化處。剪力墻宜自上而下連續(xù)布置，避免剛度突變。本設(shè)計(jì)剪力墻的抗震等級(jí)為二級(jí)， bw≥(H/20,160mm)，初步選取bw=300mm。</p><p><b>　　2.5計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　在橫向水平力作用下，剪力墻與框架之間有連梁連接，但考慮到連梁對(duì)墻肢的約束很弱，因此將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為鉸接體系。</p&g

31、t;<p>　　因該建筑沒(méi)有地下室，因而底層柱的下端取至室內(nèi)基礎(chǔ)地面；主體結(jié)構(gòu)的高度為H=6.0+3.6×9=38.4m,因梁板現(xiàn)澆，所以其他各層取板底為梁截面的形心線。</p><p>　　圖2.1 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)鉸接體系計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　第三章 電算主要計(jì)算結(jié)果</p><p>　　經(jīng)過(guò)PKPM計(jì)算，主要計(jì)算結(jié)果如下。&

32、lt;/p><p><b>　　抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果：</b></p><p>　　抗傾覆彎矩Mr 傾覆彎矩Mov 比值Mr/Mo 零應(yīng)力區(qū)(%)</p><p>　　X風(fēng)荷載 5873004.5 11602.7 506.18 0.00</p><p>　

33、　Y風(fēng)荷載 1253204.1 54375.9 23.05 0.00</p><p>　　X 地 震 5873004.5 96781.4 60.68 0.00</p><p>　　Y 地 震 1253204.1 127268.5

34、 9.85 0.00</p><p>　　結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果:X向剛重比 EJd/GH**2= 6.64;Y向剛重比 EJd/GH**2= 13.74。該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH**2大于1.4,能夠通過(guò)高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算;該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考慮重力二階效應(yīng)。</p><p>　　樓層抗剪承載力、及承載力比值：</p&

35、gt;<p>　　Ratio_Bu: 表示本層與上一層的承載力之比</p><p>　　層號(hào) 塔號(hào) X向承載力 Y向承載力 Ratio_Bu:X,Y </p><p>　　10 1 0.1777E+05 0.2345E+05 1.00 1.00</p><p>　　9 1 0.205

36、2E+05 0.2581E+05 1.15 1.10</p><p>　　8 1 0.2318E+05 0.2897E+05 1.13 1.12</p><p>　　7 1 0.2550E+05 0.3150E+05 1.10 1.09</p><p>　　6 1 0.2

37、767E+05 0.3386E+05 1.09 1.07</p><p>　　5 1 0.2986E+05 0.3605E+05 1.08 1.06</p><p>　　4 1 0.3196E+05 0.3809E+05 1.07 1.06</p><p>　　3 1 0

38、.3336E+05 0.3998E+05 1.04 1.05</p><p>　　2 1 0.3468E+05 0.4144E+05 1.04 1.04</p><p>　　1 1 0.2455E+05 0.2923E+05 0.71 0.71</p><p>　　結(jié)構(gòu)震動(dòng)周期為1.45

39、97s，第一轉(zhuǎn)動(dòng)周期與第一平動(dòng)周期之比為0.674，滿足高規(guī)的規(guī)定。</p><p>　　框架柱地震傾覆彎矩百分比：</p><p>　　柱傾覆彎矩 墻傾覆彎矩 柱傾覆彎矩百分比</p><p>　　10層 X向地震: 3581.0 3506.4 50.53%</p><p&

40、gt;　　10層 Y向地震: 5243.1 2486.2 67.83%</p><p>　　9層 X向地震: 6486.7 7231.6 47.28%</p><p>　　9層 Y向地震: 9652.4 4944.8 66.

41、12%</p><p>　　8層 X向地震: 9679.6 11643.2 45.40%</p><p>　　8層 Y向地震: 14890.7 8082.7 64.82%</p><p>　　7層 X向地震: 12972.8 1

42、5798.3 45.09%</p><p>　　7層 Y向地震: 20677.2 13426.4 60.63%</p><p>　　6層 X向地震: 16316.4 21351.5 43.32%</p><p>　　6層 Y向地震:

43、 26937.7 19712.7 57.74%</p><p>　　5層 X向地震: 19644.3 27774.7 41.43%</p><p>　　5層 Y向地震: 33510.4 27026.9 55.35%</p><p

44、>　　4層 X向地震: 22891.4 35323.8 39.32%</p><p>　　4層 Y向地震: 40167.6 35526.2 53.07%</p><p>　　3層 X向地震: 25936.8 44185.9 36.

45、99%</p><p>　　3層 Y向地震: 46552.3 45455.8 50.60%</p><p>　　2層 X向地震: 28830.3 54183.2 34.73%</p><p>　　2層 Y向地震: 52462.4 5

46、6797.9 48.02%</p><p>　　1層 X向地震: 32429.5 73328.1 30.66%</p><p>　　1層 Y向地震: 56937.7 82169.5 40.93%</p><p>　　0.2Q0 調(diào)整系數(shù)：<

47、;/p><p>　　0.2Qox =756.10 1.5Vxmax =1491.64</p><p>　　0.2Qoy = 994.28 1.5Vymax = 2773.49</p><p>　　Floor Coef_x Coef_y Vcx Vcy</p>&l

48、t;p>　　1 1.000 1.000 599.767 745.747</p><p>　　2 1.000 1.000 803.604 1641.434</p><p>　　3 1.000 1.000

49、 845.786 1773.273</p><p>　　4 1.000 1.000 901.844 1848.991</p><p>　　5 1.000 1.000 924.313 1825.612</p>&l

50、t;p>　　6 1.000 1.000 928.650 1738.925</p><p>　　7 1.000 1.000 914.623 1607.210</p><p>　　8 1.000 1.000

51、 886.683 1454.651</p><p>　　9 1.000 1.000 806.856 1224.060</p><p>　　10 1.000 1.000 994.430 1454.628</p>&

52、lt;p>　　以上計(jì)算結(jié)果均能滿足規(guī)范要求，因此進(jìn)行下一步的手算，詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄部分。</p><p>　　第四章 框架、剪力墻剛度計(jì)算</p><p>　　4.1.框架剛度計(jì)算</p><p>　　4.1.1框架梁線剛度計(jì)算</p><p>　　框架梁線剛度的計(jì)算見(jiàn)下表4.1。表中I為矩形截面計(jì)算的梁慣性矩。</p>

53、;<p>　　表4.1 框架梁線剛度ib計(jì)算表</p><p>　　4.1.2框架柱線剛度計(jì)算</p><p>　　框架柱線剛度的計(jì)算見(jiàn)下表4.2。對(duì)于高度小50m且高度比小于4的建筑物，僅考慮柱梁彎曲變形引起的柱側(cè)移剛度，忽略柱的軸向變形。</p><p>　　表4.2 柱線剛度ic計(jì)算表</p><p>　　4.1.3框

54、架柱側(cè)移剛度計(jì)算</p><p>　　抗側(cè)剛度是指上下端產(chǎn)生單位相對(duì)側(cè)向位移時(shí)所需施加的側(cè)向力。在考慮了住上下端節(jié)點(diǎn)的彈性約束作用后，柱的抗側(cè)移剛度以D值表示。柱的抗側(cè)剛度D值計(jì)算見(jiàn)下表。</p><p>　　表4.3 首層柱側(cè)移剛度計(jì)算表</p><p>　　表4.4 2~10層柱側(cè)移剛度計(jì)算表</p><p>　　4.1.4框架抗推剛

55、度計(jì)算</p><p>　　總框架的抗推剛度Cf為使總框架層間產(chǎn)生單位剪切變形角時(shí)所需要的水平剪力，即Cf=∑D，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表4.5。</p><p>　　表4.5 各層框架抗推剛度計(jì)算表</p><p>　　總框架各層抗側(cè)剛度沿結(jié)構(gòu)高度不完全相同，總框架的抗推剛度取各層抗推剛度的加權(quán)平均值。

56、 </p><p>　　4.2 剪力墻抗彎剛度計(jì)算&l

57、t;/p><p>　　4.2.1 剪力墻類(lèi)型確定</p><p>　　橫向剪力墻有如圖所示四種類(lèi)型。</p><p>　　整體墻為沒(méi)有門(mén)窗洞口或只有很小洞口的墻，計(jì)算時(shí)可以忽略洞口對(duì)內(nèi)力的影響。這種類(lèi)型的剪力墻實(shí)際上是一個(gè)整體的豎向懸臂墻，符合平面假定，水平截面正應(yīng)力為直線分布。

58、 </p><p>　　W-1 W-2 </p><p>　　W-3

59、 W-4</p><p>　　圖4.1 剪力墻圖</p><p>　　剪力墻在平面內(nèi)剛度無(wú)窮大，平面外剛度可以忽略。但計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)，每一個(gè)方向水平力作用下只考慮本方向剪力墻，另一個(gè)方向剪力墻只按翼緣考慮。</p><p>　　各層剪力墻的厚度或者混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同，計(jì)算等效剛度的式中E，Iw，Aw，μ應(yīng)取沿高度的加權(quán)平均值。

60、</p><p>　　4.2.2 橫向各剪力墻等效抗彎剛度計(jì)算</p><p>　　表4.6 剪力墻W-1等效剛度EIeq計(jì)算</p><p>　　表4.7 剪力墻W-2等效剛度EIeq計(jì)算</p><p>　　表4.8 剪力墻W-3等效剛度EIeq計(jì)算</p><p>　　表4.9 剪力墻W-4等效剛度EIe

61、q計(jì)算</p><p>　　W-1有四片，W-2有六片，W-3有四片，W-14有兩片，總剪力墻等效抗彎剛度</p><p>　　EIeq=201.92×4+268.48×6+27.39×4+41.08×2=2610.28×106 kN/m2</p><p>　　4.3結(jié)構(gòu)剛度特征值計(jì)算</p><

62、p><b>　　按鉸接體系，則</b></p><p><b>　　第五章 荷載計(jì)算</b></p><p>　　5.1樓、屋面板的荷載計(jì)算</p><p>　　樓、屋面板的荷載計(jì)算見(jiàn)表5.1、表5.2。</p><p>　　表5.1 樓面板荷載計(jì)算</p><p>

63、;　　表5.2 屋面板荷載計(jì)算</p><p>　　5.2墻體、梁、柱荷載計(jì)算</p><p>　　外墻采用200mm厚加氣混凝土砌塊（6.5kN/m2）。內(nèi)墻采用150mm厚陶?？招拇u（6.0kN/m2）。內(nèi)墻兩側(cè)采用水泥砂漿墻面（20kN/m3）。女兒墻采用240mm厚普通磚（18kN/m2），外側(cè)采用噴多層花紋涂料墻面，內(nèi)側(cè)抹石灰砂漿（17kN/m3）。</p><

64、;p>　　（1）單位面積墻體荷載。</p><p>　　外墻：200厚加氣混凝土空心砌體 0.20×6.5=1.30kN/m2</p><p>　　100厚加強(qiáng)性水泥石膏聚苯保溫板 0.17×0.1=0.017kN/m2</p><p>　　外墻19C

65、 0.012×20+0.005×20=0.34kN/m2</p><p>　　內(nèi)墻5D2 20×0.005+20×0.008+20×0.003=0.32kN/m2</p><p>　　∑=1.977kN/m2</p><p>　　內(nèi)墻：150厚陶?？招拇u

66、 0.15×6.0=0.9kN/m2</p><p>　　雙面內(nèi)墻5D2 2×(20×0.005+20×0.008+20×0.003)=0.64kN/m2</p><p>　　∑=1.54kN/m2</p><p>　　女兒墻：240厚普通磚

67、 0.24×18=4.32kN/m2</p><p>　　外墻19C 0.012×20+0.005×20=0.34kN/m2</p><p>　　內(nèi)抹灰20厚 0.02×17=0.3

68、4kN/m2</p><p>　　∑=5.000kN/m2</p><p>　　剪力墻300厚C30混凝土 0.30×25=7.50kN/m2</p><p>　　雙面內(nèi)墻5D2 2×(20×0.005+20×0.008+20×0.003)=

69、0.64kN/m2</p><p>　　∑=8.140kN/m2（2）單位長(zhǎng)度梁、柱荷載。</p><p>　　框架梁：框架梁(橫向和縱向)：400×600</p><p>　　自重 0.4×（0.6-0.10）×25=5kN/m</p><p>　　雙側(cè)

70、內(nèi)抹灰 2×0.02×（0.6-0.10）×17=0.34kN/m</p><p>　　∑=5.34kN/m</p><p>　　框架梁(橫向和縱向)：300 ×450</p><p>　　自重 0.30×(0.45-0.

71、10)×25=2.625kN/m</p><p>　　雙側(cè)內(nèi)抹灰 2×0.02×(0.45-0.10)×17=0.238kN/m</p><p>　　∑=2.863kN/m</p><p><b>　　框架柱：</b></p><p>&l

72、t;b>　　柱:700×700</b></p><p>　　柱自重 0.7×0.7×25=12.250kN/m</p><p>　　四面抹灰 4×0.02×0.7×17=0.952kN/m

73、 </p><p>　　∑=13.202kN/m</p><p>　　5.3重力荷載代表值</p><p>　　單位面積樓(屋)面、墻面荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以面積，單位長(zhǎng)度梁、柱重量乘以長(zhǎng)度就可得到相應(yīng)的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。</p>

74、<p>　　各樓層重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值等于該層樓板標(biāo)高處上、下各取半層層高范圍內(nèi)的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值和樓(屋)面可變荷載組合值之和。</p><p>　　考慮地震作用，屋面取雪荷載，計(jì)算重力荷載代表值時(shí)雪荷載取50%，樓面活荷載取50%。</p><p>　　各層重力荷載代表值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。</p><p>　　表5.3 各層重力荷載代表值計(jì)算</p>

75、;<p>　　總建筑面積1388.48m2，建筑總重125610.72kN，建筑結(jié)構(gòu)平均重量為9.05kN/m2。</p><p>　　5.4地震作用的計(jì)算</p><p>　　5.4.1結(jié)構(gòu)基本自振周期</p><p>　　1) 假想頂點(diǎn)位移法。對(duì)于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載，折

76、算為沿高度均勻分布的荷載q，則</p><p>　　q=∑Gi/H=125610.72/38.4=3.271kN/m</p><p><b>　　假想結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移</b></p><p><b>　　=0.30847m</b></p><p><b>　　基本自振周期 </b&g

77、t;</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)公式法。用經(jīng)驗(yàn)公式估算基本自振周期T1，則</p><p><b>　　或 </b></p><p>　　3) 結(jié)構(gòu)基本自振周期取以上計(jì)算結(jié)果的平均值。</p><p>　　T1= (0.76+0.73+0.75)/3=0.75s</p><p>　　5.4.2

78、 地震作用計(jì)算</p><p>　　底部剪力法的適用條件：高度不超過(guò)40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)高度為38.4m＜40m，但結(jié)構(gòu)變形為彎剪形?？紤]到手算等多方面原因，仍采用底部剪力法，進(jìn)行近似計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度、</p><p>　　場(chǎng)地類(lèi)別、設(shè)計(jì)地震分組和

79、結(jié)構(gòu)自振周期以及結(jié)構(gòu)阻尼比確定，αmax=0.08, Tg=0.35s, </p><p><b>　　η2=1。</b></p><p>　　1) 底部剪力法計(jì)算。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)等效總重力荷載

80、 </p><p>　　地震影響系數(shù) </p><p>　　結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 </p><p>　　各層地震作用。因T1=0.75s ≥1.4Tg=0.49s, 所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用△Fn。</p><p>　　頂部附加地震作用系數(shù)</p><p>　　頂部附加地震

81、作用標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　則</b></p><p>　　3) 樓層剪力。各層地震作用與樓層剪力見(jiàn)下表。</p><p>　　表5.4 橫向水平地震作用計(jì)算</p><p>　　抗震驗(yàn)算時(shí)，計(jì)算出的樓層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合下列要求:</p><p>　　式中 λ----水

82、平地震剪力系數(shù)，對(duì)于基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)防烈度為7度、設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g時(shí)，λ=0.016；</p><p>　　Gj----第j層的重力荷載代表值。</p><p>　　驗(yàn)算見(jiàn)下表5.5。由表中計(jì)算結(jié)果可知，滿足要求。</p><p>　　表5.5 水平地震剪力驗(yàn)算</p><p><b>　　第六章 變

83、形驗(yàn)算</b></p><p>　　框架—剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作分析時(shí)，應(yīng)將沿房屋高度實(shí)際分布的水平地震作用轉(zhuǎn)化為水平分布荷載。</p><p>　　先將突出間的水平地震作用折算為作用于主體結(jié)構(gòu)頂部的集中力Fe和集中力矩Ml，再按照結(jié)構(gòu)底部彎矩和底部剪力分別相等的條件將原水平地震作用折算為倒三角形分布荷載和頂點(diǎn)集中荷載之和。由于本設(shè)計(jì)的計(jì)算模型將突出間的重力荷載疊加到頂層的重力荷載

84、中，故Fe=0，Ml=0。折算前主體結(jié)構(gòu)由水平地震作用產(chǎn)生的底部彎矩和底部剪力為</p><p>　　4270.764kN</p><p>　　折算倒三角形分布荷載集度qmax和頂點(diǎn)集中荷載F為</p><p>　　利用倒三角形分布荷載與頂點(diǎn)集中荷載作用時(shí)的結(jié)構(gòu)側(cè)移計(jì)算公式，可求得兩種荷載分別作用時(shí)的層位移。樓層總位移樓層層間最大位移,計(jì)算見(jiàn)表6.1。</p&

85、gt;<p>　　在正常使用條件下，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，避免產(chǎn)生過(guò)大的位移二影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求?？蚣艚Y(jié)構(gòu)在水平力作用下，水平位移是由樓層層間位移層高之比控制的。多遇地震作用下，高度不大于150m的高層建筑，框剪結(jié)構(gòu)層間彈性位移與層高之比應(yīng)滿足 ，驗(yàn)算見(jiàn)表6.1。由表中計(jì)算結(jié)果可知，滿足要求。</p><p>　　表6.1 樓層位移計(jì)算</p><p&g

86、t;　　第七章 總框架與總剪力墻內(nèi)力</p><p>　　橫向水平地震作用下總框架、總剪力墻內(nèi)力用下列公式計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)下表7.1和表7.2。</p><p>　　倒三角形水平荷載作用下</p><p>　　頂點(diǎn)集中水平荷載作用下</p><p>　　表7.1 橫向水平地震作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　表7.2

87、 橫向水平地震作用下總框架、總剪力墻內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　在橫向水平地震作用下，總剪力墻的彎矩、剪力、總框架的剪力以及樓層側(cè)移沿高度的分布規(guī)律如下圖所示。</p><p>　　圖7.1 總剪力墻彎矩分布圖 圖7.2 總剪力墻剪力分布圖</p><p>　　圖7.3 總框架剪力分布圖

88、 圖7.4 層間位移分布</p><p>　　第八章 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　8.1框架各層總剪力調(diào)整</p><p>　　當(dāng)Vf≥0.2V0時(shí)，不必調(diào)整。</p><p>　　當(dāng)Vf≤0.2V0時(shí)，設(shè)計(jì)值Vf取1.5Vf,max和0.2V0中的較小值。</p><p>　　本設(shè)計(jì)V0=427

89、0.764 kN，Vf,max=4327.718 kN。</p><p>　　Vf的調(diào)整值見(jiàn)下表。</p><p>　　表8.1 Vf的調(diào)整值</p><p>　　由表16可見(jiàn)，第一層以上Vf＞0.2V0，故第一層以上各層的框架總剪力不必調(diào)整；第一層的框架總剪力應(yīng)予以調(diào)整，第一層調(diào)整后的總框架剪力取為0.2V0。各層框架總剪力調(diào)整后，按調(diào)整前后總剪力的比值調(diào)整柱和

90、梁的剪力及端部彎矩，柱的軸力不必調(diào)整。</p><p>　　8.2框架柱剪力及彎矩計(jì)算</p><p>　　柱端剪力及彎矩計(jì)算利用D值法，取橫向水平地震作用下②軸線框架為例計(jì)算。</p><p>　　因同一層內(nèi)各柱的層間位移相等，層間剪力Vfi按各柱D值比例分配給該層各個(gè)柱子</p><p><b>　　柱端彎矩：</b>

91、;</p><p>　　下端 </p><p>　　上端 </p><p>　　表8.2 中框架邊柱柱端剪力及彎矩計(jì)算</p><p>　　表8.3 中框架中柱柱端剪力及彎矩計(jì)算</p><p>　　8.3框架梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算&l

92、t;/p><p>　　框架梁端彎矩根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算。</p><p>　　梁左端 </p><p>　　梁右端 </p><p>　　梁端剪力計(jì)算 </p><p>　　軸力計(jì)算 </p><p><

93、;b>　　計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。</b></p><p>　　表8.4 AB跨梁端剪力計(jì)算</p><p>　　表8.5 BC跨梁端剪力計(jì)算</p><p>　　表8.6 柱 軸 力 計(jì) 算</p><p>　　注：柱軸力中負(fù)號(hào)表示拉力。</p><p>　　第九章 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算<

94、;/p><p>　　豎向荷載作用下框架內(nèi)力的計(jì)算方法采用力矩分配法，多層多跨框架在豎向荷載作用側(cè)移是不大的，可近似按無(wú)側(cè)移框架進(jìn)行分析。本設(shè)計(jì)基本符合力矩分配法的適用條件，取軸線橫向框架為例計(jì)算。由于樓面荷載均勻分布，故取兩軸線中線之間的長(zhǎng)度為計(jì)算單元寬度。因梁板為整體現(xiàn)澆，且各區(qū)格為雙向板，故直接傳給橫梁的樓面荷載為三角形荷載，計(jì)算單元范圍內(nèi)無(wú)其余荷載。另外，縱橫梁軸線與柱軸線重合，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示。</p

95、><p>　　圖9.1 框架計(jì)算單元示意圖 圖9.2 豎向荷載作用下框架計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　9.1恒荷載的計(jì)算</b></p><p>　　9.1.1屋面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　AB跨：屋面均布恒載傳給梁的梯形荷載集度 4.160×4.5=18.72kN/m&

96、lt;/p><p>　　梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 0.8352×18.72=15.635kN/m</p><p>　　框架梁自重 5.34kN/m</p><p>　　總均布恒載 q=15.635+5.34=20.975kN/m&l

97、t;/p><p>　　BC跨：屋面均布恒載傳給梁的三角形荷載集度 4.160×2.5=10.4kN/m</p><p>　　三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 5/8×10.4=6.5kN/m</p><p>　　框架梁自重 5.34kN/m</p><p

98、>　　總均布恒載 q=6.5+5.34=11.84kN/m</p><p>　　9.1.2 樓面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　AB跨：樓面均布恒載傳給梁的梯形荷載集度 3.490×4.5=15.705kN/m</p><p>　　梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 0.8

99、352×15.705=13.117kN/m</p><p>　　框架梁自重 5.34kN/m</p><p>　　墻體自重 1.54×(3.6-0.6)=4.62kN/m</p><p>　　均布恒載

100、 q=13.117+5.34+4.62=23.077kN/m </p><p>　　BC跨：樓面均布恒載傳給梁的三角形荷載集度 3.490×2.5=8.725kN/m</p><p>　　三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 5/8×8.725=5.453kN/m</p><p>　　

101、框架梁自重 5.34kN/m</p><p>　　墻體自重 0 kN/m</p><p>　　均布恒載 q=5.453+5.34+0=10.793kN/m</p><p><b>　　9.2

102、活荷載的計(jì)算</b></p><p>　　9.2.1屋面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　AB跨：屋面均布活載傳給梁的梯形荷載集度 2.0×4.5=9.0kN/m</p><p>　　梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 0.8352×9.0=7.517kN/m</p><p>　　屋面

103、均布雪載傳給梁的梯形荷載集度 0.4×4.5=1.8kN/m</p><p>　　梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 0.8352×1.8=1.503kN/m</p><p>　　BC跨：屋面均布活載傳給梁的三角形荷載集度 2.0×2.5=5.0kN/m</p><p>　　三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載

104、 5/8×5.0=3.125kN/m</p><p>　　屋面均布雪載傳給梁的三角形荷載集度 0.4×2.5=1.0kN/m</p><p>　　三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 5/8×1.0=0.625kN/m</p><p>　　9.2.2樓面梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p>&

105、lt;p>　　AB跨：樓面均布活載傳給梁的梯形荷載集度 2.5×4.5=11.25kN/m</p><p>　　梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 0.8352×11.25=9.396kN/m</p><p>　　BC 跨：樓面均布活載傳給梁的三角形荷載集度 3.5×2.5=8.75kN/m</p><

106、p>　　三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載 5/8×8.75=5.469kN/m</p><p>　　9.3豎向荷載作用下框架彎矩計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算步驟如下：</b></p><p>　　根據(jù)梁、柱線剛度計(jì)算節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)。</p><p>　　(2)計(jì)算梁固端彎矩。&

107、lt;/p><p><b>　　恒載作用下</b></p><p><b>　　活載作用下</b></p><p>　　(3)一次分配：所有節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩分配，負(fù)號(hào)與固端彎矩反號(hào)。</p><p>　　(4)一次傳遞：同層柱上下互相傳遞，同根梁兩端互相傳遞。</p><p>　　

108、(5)二次分配：分配第一次傳遞后的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩。</p><p>　　圖9.3 恒載作用下框架彎矩圖 圖9.4 活載作用下框架彎矩圖</p><p>　　9.4豎向荷載作用下梁端剪力計(jì)算</p><p>　　豎向荷載作用下梁端剪力按下式計(jì)算，即</p><p>　　式中 Vq-----梁上均布荷載引起的剪力，V

109、q=ql/2；</p><p>　　Vm-----梁端彎矩引起的剪力，。</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。</b></p><p>　　表9.1 AB跨梁端剪力(恒)</p><p>　　表9.2 BC跨梁端剪力(恒)</p><p>　　表9.3 AB跨梁端剪力(活)<

110、/p><p>　　表9.4 BC跨梁端剪力(活)</p><p>　　表9.5 AB跨梁端剪力(雪)</p><p>　　表9.6 BC跨梁端剪力(雪)</p><p>　　9.5 豎向荷載作用下柱軸力計(jì)算</p><p>　　豎向荷載作用下柱軸力N=V+P，V為梁傳給節(jié)點(diǎn)的剪力，P為節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重。KZ1、K

111、Z2、KZ3和KZ4柱分別為A、C、E、G軸線的框架柱，柱軸力計(jì)算見(jiàn)下表。</p><p>　　表9.7 恒荷載作用下KZ1柱軸力計(jì)算</p><p>　　表9.8 恒荷載作用下KZ2柱軸力計(jì)算</p><p>　　表9.9 活荷載作用下(屋面取活載)KZ1、KZ2柱軸力</p><p>　　表9.10 活荷載作用下(屋面取雪載)K

112、Z1、KZ2柱軸力</p><p>　　圖9.5 豎向恒載作用下框架柱軸力 圖9.6 豎向活載作用下框架柱軸力</p><p>　　第十章 框架內(nèi)力組合</p><p>　　作用于框架結(jié)構(gòu)上的豎向荷載有恒荷載和活荷載兩種，恒荷載對(duì)結(jié)構(gòu)作用的位置和大小是不變的，結(jié)構(gòu)分析時(shí)一般是將所有的恒荷載全部作用在結(jié)構(gòu)上一次性求出其內(nèi)力。豎向荷載的作用位置和大

113、小是可變的，不同的活荷載布置方式會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生不同的內(nèi)力。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的截面位置及內(nèi)力要求，根據(jù)最不利的活荷載布置方式計(jì)算內(nèi)力，求的豎向荷載作用下的截面最不利內(nèi)力。</p><p>　　10.1框架梁內(nèi)力組合</p><p>　　梁一般取梁端和跨中作為梁承載力設(shè)計(jì)的控制截面。一般情況下，梁端為抵抗負(fù)彎矩、剪力的設(shè)計(jì)控制截面，但在有震組合時(shí)也要組合梁端的正彎矩，因此梁的最不利組合內(nèi)力包

114、括：</p><p>　　(1) 梁端負(fù)彎矩(-Mmax)。</p><p>　　其中，正截面抗彎γRE=0.75。</p><p>　　(2) 梁端正彎矩。</p><p><b>　　(3)梁跨內(nèi)彎矩</b></p><p>　　有震時(shí)梁跨內(nèi)彎矩可按下式計(jì)算。</p><p

115、><b>　　左震時(shí)</b></p><p>　　右震時(shí)，式中和反號(hào)。</p><p>　　無(wú)震時(shí)跨內(nèi)彎矩計(jì)算公式為</p><p>　　(4) AB跨與BC跨梁端-Mmax組合計(jì)算見(jiàn)表10.1和表10.2。</p><p>　　AB跨與BC跨梁端+Mmax組合計(jì)算見(jiàn)表10.3和10.4。</p>&

116、lt;p>　　AB跨與BC跨梁跨內(nèi)Mmax組合計(jì)算見(jiàn)表10.5、表10.6以及表10.7、表10.8。</p><p>　　(5) 梁端剪力組合。</p><p>　　AB跨梁端剪力組合計(jì)算(非地震組合)見(jiàn)表10.9。</p><p>　　AB跨梁端剪力組合計(jì)算(非地震組合)見(jiàn)表10.10。</p><p>　　BC跨梁端剪力組合計(jì)算(

117、非地震組合)見(jiàn)表10.11。</p><p>　　BC跨梁端剪力組合計(jì)算(地震組合)見(jiàn)表10.11。</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，應(yīng)根據(jù)梁端彎矩調(diào)整梁端剪力設(shè)計(jì)值?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值公式為</p><p>　　式中 ——梁剪力增大系數(shù)，取1.2；</p><p>　　Mbl、Mbr——梁左、右

118、端逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蚪孛娼M合的彎矩設(shè)計(jì)值；</p><p>　　VGb——考慮地震作用組合的重力荷載代表值作用下，按簡(jiǎn)支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值，VGb=ql/2；</p><p><b>　　ln——梁的凈跨。</b></p><p>　　表10.1 AB跨梁端-Mmax組合計(jì)算</p><p>　　表10.2

119、 BC跨梁端-Mmax組合計(jì)算</p><p>　　表10.3 AB跨梁端+Mmax組合計(jì)算</p><p>　　表10.4 BC跨梁端+Mmax組合計(jì)算</p><p>　　表10.5 AB跨梁跨內(nèi)Mmax組合計(jì)算（地震組合）</p><p>　　表10.6 AB跨梁跨內(nèi)Mmax組合計(jì)算（非地震組合）</p

120、><p>　　表10.7 BC跨梁跨內(nèi)Mmax組合計(jì)算（地震組合）</p><p>　　表10.8 BC跨梁跨內(nèi)Mmax組合計(jì)算（非地震組合）</p><p>　　表10.9 AB跨梁端剪力組合計(jì)算(非地震組合)</p><p>　　注：剪力的量綱為kN。</p><p>　　表10.10 AB跨梁端剪

121、力組合計(jì)算(地震組合)</p><p>　　表10.11 BC跨梁端剪力組合計(jì)算(非地震組合)</p><p>　　表10.12 BC跨梁端剪力組合計(jì)算(地震組合)</p><p>　　10.2柱的內(nèi)力組合</p><p>　　(1) 框架柱內(nèi)力組合。框架柱的彎矩、剪力和軸力沿柱高是線性變化的，因此可取各層柱的上、下端截面作為控制截面