舟山定海六層住宅樓框結(jié)構(gòu)設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設(shè)計)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　1建筑設(shè)計3</b></p><p>　　1.1建筑設(shè)計說明3</p><p>

2、　　1.1.1工程概況3</p><p>　　1.1.2設(shè)計內(nèi)容3</p><p>　　1.1.3建筑立面剖面設(shè)計4</p><p>　　1.1.4平面設(shè)計4</p><p><b>　　1.1.5防火4</b></p><p><b>　　1.1.6抗震4</b>

3、;</p><p>　　1.1.7屋面設(shè)計4</p><p>　　1.1.8設(shè)計原始資料4</p><p><b>　　2結(jié)構(gòu)設(shè)計5</b></p><p>　　2.1結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖的確定5</p><p><b>　　2.2結(jié)構(gòu)布置6</b></p>

4、;<p>　　2.2.1選擇承重方案6</p><p>　　2.2.2梁、柱截面尺寸估算6</p><p>　　2.2.3結(jié)構(gòu)計算簡圖8</p><p><b>　　3荷載計算8</b></p><p>　　3.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值8</p><p>　　3.2樓面

5、可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值9</p><p>　　3.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算9</p><p>　　3.3.1梁自重計算9</p><p>　　3.3.2柱自重計算10</p><p>　　3.4計算重力荷載代表值10</p><p>　　4橫向框架側(cè)移剛度計算12</p><p>　

6、　4.1計算梁、柱的線剛度12</p><p>　　4.2計算柱的側(cè)移剛度13</p><p>　　5橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算14</p><p>　　5.1橫向水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和側(cè)移計算14</p><p>　　5.1.1橫向自振周期的計算14</p><p>　　5.1

7、.2水平地震作用及樓層地震剪力計算15</p><p>　　5.1.3水平地震作用下的位移驗算17</p><p>　　5.1.4水平地震作用下框架內(nèi)力計算18</p><p>　　5.2橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算21</p><p>　　5.2.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值21</p><p>　　5.2.2

8、風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算22</p><p>　　5.2.3風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算23</p><p>　　6豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算26</p><p>　　6.1計算單元26</p><p>　　6.2荷載計算26</p><p>　　6.2.1恒載計算26</p>&

9、lt;p>　　6.2.2活荷載計算：29</p><p>　　6.2.3屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：30</p><p>　　6.3 內(nèi)力計算31</p><p>　　6.3.2計算分配系數(shù)31</p><p>　　6.3.2彎矩二次分配法計算32</p><p>　　6.3.3計算恒載和活載作用下梁端剪力和柱軸

10、力34</p><p>　　7框架內(nèi)力組合48</p><p>　　7.1結(jié)構(gòu)抗震等級48</p><p>　　7.2框架梁內(nèi)力組合48</p><p>　　7.2.1作用效應(yīng)組合48</p><p>　　7.2.2承載力抗震調(diào)整系數(shù)49</p><p>　　7.2.3梁內(nèi)力組合表

11、49</p><p>　　7.2.4內(nèi)力調(diào)準(zhǔn)51</p><p>　　7.3框架柱內(nèi)力組合53</p><p>　　7.3.1柱內(nèi)力組合53</p><p>　　7.3.2柱端彎矩值設(shè)計值的調(diào)整53</p><p><b>　　8截面設(shè)計59</b></p><p&g

12、t;　　8.1 框架梁59</p><p>　　8.1.1一層BD梁的正截面受彎承載力計算59</p><p>　　8.1.2梁斜截面受剪承載力計算59</p><p><b>　　8.2框架柱62</b></p><p>　　8.2.1柱截面尺寸驗算62</p><p>　　8.2.2

13、框架柱的截面設(shè)計64</p><p><b>　　9基礎(chǔ)設(shè)計68</b></p><p>　　9.1基礎(chǔ)選擇68</p><p>　　9.2單樁承載力計算68</p><p><b>　　10樓梯設(shè)計68</b></p><p>　　10.1樓梯板計算69<

14、/p><p>　　10.1.1荷載計算69</p><p>　　10.1.2彎矩計算69</p><p>　　10.1.3配筋計算69</p><p>　　10.2平臺板70</p><p>　　10.2.1平臺板厚度70</p><p>　　10.2.2荷載計算70</p>

15、<p>　　10.2.3計算跨度70</p><p>　　10.2.4彎矩計算70</p><p>　　10.2.5配筋計算70</p><p>　　10.3平臺梁71</p><p>　　10.3.1荷載計算71</p><p>　　10.3.2內(nèi)力計算71</p><p

16、>　　10.3.4箍筋計算71</p><p><b>　　11電算71</b></p><p><b>　　[參考文獻]72</b></p><p><b>　　致謝73</b></p><p><b>　　附錄74</b></p&

17、gt;<p>　　舟山定海六層住宅樓框結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　[摘要]</b></p><p>　　本文主要介紹了舟山定海六層住宅樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計。在設(shè)計中,我認(rèn)真貫徹了“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”的設(shè)計原則，進一步掌握了建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計全過程、基本方法和步驟。本設(shè)計主要包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。建筑設(shè)計，包括平面定位圖設(shè)計、平面設(shè)計、

18、立面設(shè)計、剖面設(shè)計。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：結(jié)構(gòu)選型，梁、柱、墻等構(gòu)件尺寸的確定，重力荷載計算、橫向水平作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算、縱向地震作用計算、水平地震作用下橫向框架內(nèi)力分析、豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析、內(nèi)力組合、截面設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計。其中,基礎(chǔ)設(shè)計又包括基礎(chǔ)選型、基礎(chǔ)平面布置、地基計算等。在本章的最后進行的是樓梯設(shè)計，確定樓梯的構(gòu)件尺寸，計算其是否滿足設(shè)計要求。在設(shè)計的過程中我嚴(yán)格按照最新規(guī)范及有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計中采用的計算

19、方法均參照有關(guān)書籍。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 住宅樓設(shè)計；框架結(jié)構(gòu);；結(jié)構(gòu)計算；畢業(yè)設(shè)計</p><p>　　The frame structure design of six storey residential building in zhoushan dinghai</p><p>　　Abstract: This paper mainly intro

20、duces the design of the the Zhoushan six-story residential building frame structure design.In the design, I earnestly implement applicable, security, economic, aesthetic design principles. I further understand the archit

21、ectural and structural design process, methods and steps. The design includes two parts of the architectural design and structural design Architectural design, including the plane location map design, graphic design, fac

22、ade design, profile design.</p><p>　　[Key words] residential building design; frame structure; structure calculation; graduation project</p><p><b>　　.</b></p><p><b&g

23、t;　　1建筑設(shè)計</b></p><p><b>　　1.1建筑設(shè)計說明</b></p><p><b>　　工程概況</b></p><p>　　1工程名稱：舟山定海某小區(qū)六層住宅樓；</p><p>　　2工程位置：舟山市定海鹽倉；</p><p>　　3工

24、程為6層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑面積4024.8㎡，建筑總高為17.7m，房屋長度51.6m，房屋寬度13m。層數(shù)：6；層高：底層：2.8m； 其他層：2.8m；</p><p>　　4工程所在地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。</p><p>　　1.1.2 設(shè)計內(nèi)容</p><p><b>

25、　?。?）地基與基礎(chǔ)</b></p><p>　　基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。</p><p><b>　?。?）主體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，肋梁樓蓋。</p><p>　　混凝土強度等級：C25；</p><p>　　鋼筋：采用HPB235級和HRB335

26、級鋼筋；</p><p>　　墻體：外墻采用空心磚，內(nèi)墻采用加氣混凝土小型砌塊；</p><p>　　屋面做法：上人屋面，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm石灰砂漿抹底，20mm水泥砂漿找平，40～120厚（1%找坡）膨脹珍珠巖保溫層，雙層改性瀝青防水卷材，30厚保溫隔熱板，淺色地磚。</p><p>　　樓面做法：鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm石灰砂漿抹底，20mm水泥砂漿找

27、平。</p><p>　　門窗做法：門為木門，窗為塑鋼窗。</p><p>　　1.1.3 建筑立面剖面設(shè)計</p><p>　　立面設(shè)計是在滿足房間的使用要求和技術(shù)經(jīng)濟條件下，運用建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，結(jié)合平面的內(nèi)部空間組合進行的。進行立面設(shè)計設(shè)計時要考慮房屋的內(nèi)部空間關(guān)系，相鄰立面的協(xié)調(diào)，各立面墻面的處理和門窗安排，滿足立面形式美觀要求，同時還應(yīng)考慮各入

28、口，雨篷等細(xì)部構(gòu)件的處理。</p><p>　　考慮設(shè)計的是住宅樓，立面盡量簡潔，大方。在建筑的周身采用涂料。</p><p>　　建筑剖面考慮的是建筑物各部分高度，建筑層數(shù)和空間結(jié)構(gòu)體系。確定房間凈高時，主要考慮房間的使用性質(zhì)，室內(nèi)采光通風(fēng)及設(shè)備設(shè)置和結(jié)構(gòu)類型。綜合考慮這些因素，取房間層高為2.8m。</p><p>　　1.1.4 平面設(shè)計</p>

29、<p>　　建筑朝向為南北向，平面布置滿足長寬比小于5，采用縱向4m、橫向4.5m、5m的柱距，滿足建筑開間模數(shù)和進深的要求。</p><p><b>　　1.1.5 防火</b></p><p>　　防火等級為二級，安全疏散距離滿足房門至外部出口或封閉樓梯間最大距離小于35m，房間設(shè)一個門，滿足防火要求。</p><p><

30、b>　　1.1.6抗震</b></p><p>　　建筑的平立面布置規(guī)則，分為二個區(qū)（A、B）,建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻，樓層沒有錯層，滿足抗震要求。</p><p>　　1.1.7 屋面設(shè)計</p><p>　　屋面形式為平屋頂；平屋頂排水坡度為2%，排水坡度的形式為墊置坡度，排水方式為外排水。 </p><p>　　

31、1.1.8設(shè)計原始資料</p><p><b>　?。?）地質(zhì)水文資料</b></p><p>　　根據(jù)工程地質(zhì)勘測報告，擬建場地地勢平坦。</p><p><b>　　表1－1 地質(zhì)資料</b></p><p>　　地下水位距地表最低為-2.0m，對建筑物基礎(chǔ)無影響。</p><

32、;p><b>　?。?）氣象資料</b></p><p>　　溫度：多年極端最高氣溫39.1℃，多年極端最低氣溫-6.1℃，多年平均氣溫16.4℃，多年最高月平均氣溫27.2℃，多年最低月平均氣溫5.6℃。</p><p>　　相對濕度：多年平均相對濕度為79%，最大值出現(xiàn)在6月份，相對濕度為88%，最小值出現(xiàn)在1月份，相對濕度為72%。</p>

33、<p>　　全年主導(dǎo)風(fēng)向：偏南風(fēng) 夏季主導(dǎo)風(fēng)向：ESE~SE 冬季主導(dǎo)風(fēng)向：N~NNW</p><p>　　常年降雨量為：多年平均年降水量1355.5mm。</p><p>　　基本風(fēng)壓為：0.85kN/m2</p><p>　　基本雪壓為：0.50kN/m2</p><p><b>　?。?）抗震設(shè)防要求</b

34、></p><p>　　工程所在地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。</p><p><b>　　2結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　2.1 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖的確定</p><p>　　根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設(shè)

35、計，填充墻采用240mm厚的混凝土多孔磚，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120mm。</p><p>　　圖2-1 結(jié)構(gòu)布置圖</p><p>　　2.2.1 選擇承重方案</p><p>　　該建筑為住宅樓，房間布局較為整齊規(guī)則，且住宅樓不需要考慮太大空間布置，所以采用橫向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱網(wǎng)布置形式詳見建筑平面圖。</p

36、><p>　　2.2.2 梁、柱截面尺寸估算</p><p><b>　　橫 梁：,</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　取</b></p>

37、<p><b>　　縱 梁1：</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　縱 梁2： </b></p><p><b>　　取</b></

38、p><p><b>　　取</b></p><p>　　各層梁截面尺寸及混凝土強度等級如下表， </p><p>　　表2-1梁截面尺寸mm及各層混凝土強度等級</p><p>　　柱截面尺寸估算：該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級，其軸壓比限值[]=0.9,各層重力荷載代表值近似取15kN/m2，可得一層柱截面面積為:</p

39、><p><b>　　邊柱1 </b></p><p><b>　　邊柱2</b></p><p><b>　　邊柱3</b></p><p><b>　　邊柱4</b></p><p><b>　　中柱1</b

40、></p><p><b>　　中柱2</b></p><p><b>　　中柱3</b></p><p><b>　　中柱4</b></p><p>　　取柱子截面為矩形，根據(jù)上述結(jié)果，并綜合考慮其它因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下：</p><p&g

41、t;　　邊柱（A）：400mm×600mm</p><p>　　邊柱（C）:400mm×500mm</p><p>　　中柱 ：400mm×500mm</p><p>　　2.2.3 結(jié)構(gòu)計算簡圖</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)計算簡圖，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，2～6層高度即為層高，取

42、2.8m高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，即h1＝2.8+0.45+0.75＝4m。見下圖:</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)計算簡圖</b></p><p><b>　　3荷載計算</b></p><p>　　3.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　屋面(上人)<

43、/b></p><p>　　屋面為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板：</p><p>　　20mm厚水泥砂漿找平 20×0.02＝0.4kN/m2</p><p>　　20mm厚石灰砂漿抹底 0.02×17=0.34kN/m2</p><p>　　40-120厚膨脹珍珠

44、巖保溫層 （0.04+0.12）×7=0.56kN/m2</p><p>　　120厚的鋼筋混凝土板 25×0.12=3kN/m2</p><p>　　30厚保溫隔熱板 0.10kN/m2</p><p>　　地磚面層

45、 0.65kN/m2</p><p>　　雙層改性瀝青防水卷材 0.02kN/m2</p><p>　　合計 5.07kN/m2</p><p>　　2～6層樓面(鋼筋混凝土現(xiàn)澆板樓面）</p>

46、<p>　　120厚的鋼筋混凝土板 25×0.12=3kN/m2</p><p>　　20厚的水泥砂漿找平層 20×0.02＝0.40kN/m2</p><p>　　20mm厚石灰砂漿抹底 0.02×17=0.34kN/m2</p><

47、p>　　合計 3.74kN/m2</p><p>　　3.2 樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kN/m2</p><p>　　樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kN/m

48、2</p><p>　　走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.5kN/m2</p><p>　　屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk=μrs0=1.00.45=0.45kN/m2</p><p>　　式中：μr為屋面積雪分布系數(shù)，取μr＝1.0</p><p>　　3.3 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算&

49、lt;/p><p><b>　　查規(guī)范得以下自重，</b></p><p>　　外墻為空心磚自重： 4.32kN/m2</p><p>　　內(nèi)墻為加氣混凝土小型砌塊 0.72 kN/m2</p><p>　　3.3.1 梁自重計算</p&

50、gt;<p>　　橫梁自重： 0.25×0.6×25＝3.75 kN/m</p><p>　　粉刷： [（0.6-0.12）×2+0.25]×0.02×17＝0. 445 kN/m </p><p>　　合計

51、 4.195kN/m</p><p>　　縱梁1自重 : 0.25×0.5×25＝3.125kN/m</p><p>　　粉刷： [（0.5-0.12）×2+0.25]×0.02×17＝0.343kN/m</p><p>　　合計

52、 3.468 kN/m</p><p>　　縱梁2自重： 0.4×0.25×25＝2.5kN/m</p><p>　　粉刷： [（0.4-0.12）×2+0.25]×0.02×17＝0.275 kN/m</p><p>　　合計

53、 2.775kN/m</p><p>　　3.3.2 柱自重計算</p><p>　　邊柱（C）和中柱自重： 0.4×0.5×25＝5 kN/m</p><p>　　貼面及粉刷： (0.4×2+0.5×2) ×0.02&

54、#215;17=0.612 kN/m</p><p>　　合計 5.612 kN/m</p><p>　　邊柱（A）自重： 0.4×0.6×25＝6 kN/m</p><p>　　貼面及粉刷： (0.4×2+0.6

55、×2) ×0.02×17=0.68 kN/m</p><p>　　合計 6.68 kN/m</p><p>　　女兒墻自重(含貼面和粉刷)：</p><p>　　2×（51.6＋13﹚×1.4×0.9＝162.792KN<

56、;/p><p>　　橫墻自重(含貼面和粉刷)： </p><p>　　0.72×12×1.4×5﹢4.32×2×1.4×5＋4.32×7×4.5×1.4﹢0.72×4×0.1×1.4×4﹢4.32×5×1.4×4＋4.32×3

57、×2×1.4=485.453KN </p><p>　　縱墻墻自重(含貼面和粉刷)：</p><p>　　1.4×﹙4.32×12＋0.72×14﹚×4＝346.752KN</p><p><b>　　鋼窗自重</b></p><p>　　0.4×﹙

58、3×4×1﹢3×4×2＋1×4×3﹚×2.1÷2＝20.16KN</p><p><b>　　木門自重</b></p><p>　　5×4×1×0.2×2.1÷2＝4.2KN</p><p>　　3.4 計算重力荷

59、載代表值</p><p>　　集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值為計算單位范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻柱等的重量，則可得如下結(jié)果：</p><p>　　集中于屋蓋處的質(zhì)點重力荷載代表值：</p><p>　　50％雪載∶ 0.5×0.45×13×51.6＝ 15.093

60、KN</p><p>　　屋面恒載∶ 5.07×13×51.6＝3400.956KN</p><p>　　橫梁∶ 4.195×4×﹙13+12+15+4﹚＝738.32KN</p><p>　　縱梁1∶

61、 3.468×23.5×4＝325.992KN</p><p>　　縱梁2∶ 2.775×2.5×4＝27.75KN</p><p>　　女兒墻∶ 162.79

62、2KN</p><p>　　橫墻∶ 485.453KN</p><p>　　縱墻∶ 346.752KN</p><p>　　鋼窗∶

63、 20.16KN</p><p>　　木門∶ 4.2KN</p><p>　　柱重∶ ﹙5.612×6＋5.612×5＋6.68×4﹚×4×1.4＝495.331KN</p

64、><p>　　合計∶ 6022.799KN</p><p>　　集中于三四五六層處的質(zhì)點重力代表值～∶</p><p>　　50％樓面活載∶ 0.5×2.0×13×51.6＝670.8KN</p>

65、<p>　　樓面恒載∶ 3.74×13×51.6 ＝2508.792KN</p><p>　　橫梁∶ 738.32KN</p><p>　　縱梁∶

66、 353.74KN</p><p>　　柱重∶ 990.66KN</p><p>　　橫墻∶ 970.906KN</p><p>　　縱墻∶

67、 693.504KN</p><p>　　鋼窗∶ 40.32KN</p><p>　　木門∶ 8.4KN</p><

68、;p>　　合計∶ 6975.442KN</p><p>　　集中于二層處的質(zhì)點重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　50％樓面活載∶ 0.5×2.0×13×51.6＝670.8KN</p><p>　　

69、樓面恒載∶ 3.74×13×51.6 ＝2508.792KN</p><p>　　橫梁∶ 738.32KN</p><p>　　縱梁∶

70、 353.74KN</p><p>　　柱重∶5.612×﹙2+1.4﹚×5×4＋6.68×4×4×3.4＋5.612×3.4×6×4＝1202.947KN</p><p>　　橫墻∶ 485.453+485.453×2/1.4=117

71、8.957KN</p><p>　　縱墻∶ 346.752+346.752×2/1.4＝842.112KN</p><p>　　鋼窗∶ 40.32KN</p><p>　　木門∶

72、 8.4KN</p><p>　　合計∶ 7544.388KN </p><p>　　圖3-1 重力荷載代表值</p><p>　　4橫向框架側(cè)移剛度計算</p><p>　　4.1 計算梁、

73、柱的線剛度</p><p>　　梁線剛度計算梁柱混凝土標(biāo)號均為，。</p><p>　　在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板但只有現(xiàn)澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對中框架梁取。 </p><p>　　表4-1 橫梁線剛度計算表</p><p&

74、gt;<b>　　柱線剛度計算</b></p><p>　　表4-2 柱線剛度Ic計算表</p><p>　　4.2 計算柱的側(cè)移剛度</p><p>　　柱的側(cè)移剛度D計算公式：</p><p>　　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。</p><p>　　對于一

75、般層： </p><p>　　對于底層： </p><p>　　表4-3 橫向框架柱側(cè)移剛度D計算表</p><p>　　，該框架為規(guī)則框架。</p><p>　　圖4-1框架線剛度比</p><p>　　5橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算<

76、;/p><p>　　5.1 橫向水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和側(cè)移計算</p><p>　　5.1.1 橫向自振周期的計算</p><p>　　運用頂點位移法來計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計算：</p><p>　　式中， ——計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移，即假想把集中在各層

77、樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移；</p><p>　　——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0.7；</p><p>　　故先計算結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移，計算過程如下表：</p><p>　　表5-1 結(jié)構(gòu)頂點的假想位移計算</p><p>　　由上表計算基本周期，</p><p>　

78、　==0.011+0.023+0.035+0.047+0.059+0.066=0.241</p><p>　　5.1.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算</p><p>　　該建筑結(jié)構(gòu)高度遠(yuǎn)小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。</p><p>　　首先計算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力。</p>

79、<p>　　式中， ——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；</p><p>　　——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的85％；</p><p>　　舟山地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅲ類，查規(guī)范得特征周期</p><p>　　查表得，水平地震影響系數(shù)最大值</p><p>　　由水平地震影響系數(shù)曲線來計

80、算，</p><p>　　式中， ——衰減系數(shù)，＝0.05時，取0.9；</p><p><b>　　因為</b></p><p>　　所以不需要考慮頂部附加水平地震作用，則質(zhì)點i的水平地震作用為：</p><p>　　式中：、分別為集中于質(zhì)點i、j的荷載代表值；、分別為質(zhì)點i、j的計算高度。</p>&l

81、t;p>　　具體計算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計算，一并列入表中，</p><p>　　表5-2各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表</p><p>　　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見圖</p><p>　　圖5-1 層間地震剪力</p><p>　　5.1.3 水平地震作用下的位移驗算</p

82、><p><b>　　用D值法來驗算</b></p><p>　　框架第層的層間剪力、層間位移及結(jié)構(gòu)頂點位移分別按下式來計算：</p><p>　　計算過程見下表，表中計算了各層的層間彈性位移角。</p><p>　　表5-3 橫向水平地震作用下的位移驗算</p><p>　　由表中可以看到，最大層間

83、彈性位移角發(fā)生在第二層，0.0013<1/550,滿足要求。</p><p>　　5.1.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計算</p><p>　　將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。</p><p>　　柱端剪力按下式來計算：</p><p>　　柱上、下端彎矩、按下式來計算&l

84、t;/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計算高度；</p><p><b>　　y-反彎點高度比；</b></p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置查表確定。</p>

85、<p>　　—上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值 及查表得。</p><p>　　—上下層層高變化的修正值，由上層層高對該層層高比值及查表。</p><p>　　—下層層高對該層層高的比值及查表得。</p><p>　　需要注意的是是根據(jù)表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比查得。</p><p>　　

86、表5-4 各層邊梁1邊柱C柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　表5-5各層邊梁2邊柱C柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　表5-6 各層中柱柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　表5-7梁端彎矩、剪力及柱軸力計算</p><p>　　5.2 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算</p><p>　　5.2

87、.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時按下式來計算：</p><p>　　式中，—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）</p><p>　　—高度Z處的風(fēng)振系數(shù)</p><p><b>　　—風(fēng)荷載體型系數(shù)</b></p><p><b>　　

88、—風(fēng)壓高度變化系數(shù)</b></p><p>　　—基本風(fēng)壓（kN/m2）</p><p>　　由《荷載規(guī)范》，舟山地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風(fēng)壓：=0.85KN/m，地面粗糙度為A類。風(fēng)載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》第7.3節(jié)查得： =0.8（迎風(fēng)面）和=-0.5（背風(fēng)面）。《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于30m，且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動的影響。本設(shè)計中

89、，房屋高度H=18m< 30m，H/B=18/51.6=0.35 < 1.5，則不需要考慮風(fēng)壓脈動的影響，取=1.0。</p><p>　　將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，如下表：</p><p>　　表5-8 風(fēng)荷載計算</p><p>　　其中，A為一榀框架各層節(jié)點的受風(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

90、層的一半。注意底層的計算高度應(yīng)從室外地面開始取。</p><p><b>　　頂層 </b></p><p><b>　　中間層 </b></p><p>　　底層 </p><p>　　圖5-2等效節(jié)點集中風(fēng)荷載計算簡圖(kN)</p>&

91、lt;p>　　5.2.2 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算 </p><p>　　根據(jù)水平荷載，計算層間剪力，再依據(jù)層間側(cè)移剛度，計算出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。計算過程如下表，</p><p>　　表5-9 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算</p><p>　　由表可以看出，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為二層的12.06E-05，小于1/550，滿足規(guī)范要求

92、。</p><p>　　5.2.3 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算</p><p>　　計算方法與地震作用下的相同,都采用D值法。</p><p>　　在求得框架第I層的層間剪力后，I層j柱分配到的剪力以及柱上、下端的彎矩、分別按下列各式計算：</p><p><b>　　柱端剪力計算公式為</b></p>

93、<p>　　柱端彎矩計算公式為 </p><p><b>　　， </b></p><p>　　需要注意的是，風(fēng)荷載作用下的反彎點高比是根據(jù)表：均布水平荷載作用下的各層標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比查得。</p><p>　　表5-10 各層邊柱C柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　表5-11 各層邊柱C柱端彎矩及剪

94、力計算</p><p>　　表5-12 各層中柱柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　梁端彎矩、剪力以及柱軸力分別按照下列公式計算：</p><p><b>　　； </b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　?。?</p

95、><p>　　表5-13風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩、剪力及柱軸力計算</p><p>　　6豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計算</p><p><b>　　6.1 計算單元</b></p><p>　　取8軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為4.8m，如圖所示，間內(nèi)布框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示。由于沒有次梁，所以框架受

96、力比較簡單，縱梁荷載是直接傳給柱的。</p><p>　　圖6-1 橫向框架計算單元</p><p><b>　　6.2 荷載計算</b></p><p>　　6.2.1 恒載計算</p><p>　　圖6-2 各層梁上作用的荷載</p><p>　　在圖中，代表橫梁自重，為梁上墻荷載，均為均

97、布荷載形式，</p><p>　?。?.032kN/m</p><p>　　和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示的幾何關(guān)系可得，</p><p><b>　　KN/m </b></p><p><b>　　KN/m</b></p><p>　　

98、、、分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的荷載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的自重荷載，計算過程如下：</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　?。╝)屋面自重(梯角形部分)：</p><p><b>　　KN</b></p><p>　　(b)邊縱梁自重：

99、 3.4683＝10.404kN</p><p>　　女兒墻自重： KN</p><p>　　合計： ＝ 17.511kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p><b>　　縱梁傳來</b>

100、</p><p>　　(a)屋面自重： KN </p><p>　　(b)縱梁自重： 2.775×3=8.325KN</p><p>　　合計： ＝ 18.36KN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></

101、p><p><b>　　縱梁傳來</b></p><p>　　(a)屋面自重： </p><p>　　(b)縱梁自重： 2.775×3=8.325KN</p><p>　　合計： ＝ 18.36KN</p><p

102、><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p><b>　　邊縱梁傳來：</b></p><p>　　(a)屋面自重(梯角形部分)： KN </p><p>　　(b) 縱梁自重 3.4683＝10.404kN</p>

103、<p>　　(c) 女兒墻自重： KN</p><p>　　合計：＝ 17.511kN </p><p>　　對于1～5層，計算的方法基本與第六層相同，計算過程如下：</p><p>　　＝4.032kN/m </p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：&l

104、t;/b></p><p>　　縱梁自重： 3.4683＝10.404kN</p><p><b>　　縱梁傳來：</b></p><p>　　樓面自重 </p><p>　　外墻自重 ：

105、 4.32×2.8×3＝36.288KN</p><p>　　合計： 49.146kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p><b>　?。╝）樓面板自重</b></p><p>　?。╞）縱梁自重

106、 2.775×3=8.325KN</p><p>　?。╟）內(nèi)墻自重 0.72×2.8×3=6.048KN</p><p>　　合計：21.415kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p>&l

107、t;p><b>　　（a）樓面板自重</b></p><p>　?。╞）縱梁自重 2.775×3=8.325KN</p><p>　?。╟）內(nèi)墻自重 0.72×2.8×3=6.048KN

108、 合計：24.415kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　縱梁自重： 3.4683＝10.404N</p><p><b>　　縱梁傳來：</b>&l

109、t;/p><p>　　樓面自重： </p><p>　　外墻自重 ： 4.32×2.8×3＝36.288KN</p><p>　　合計： 49.146kN</p><p>　　6.2.2活荷載計算：</p>

110、<p>　　圖6-3各層梁上作用的活載</p><p><b>　　對于第六層，</b></p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　屋面活載： 2×1.5×0.625×0.5×1.4=1.313KN&l

111、t;/p><p>　　合計： 1.313kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　屋面活載： </p><p>　　合計：3.959kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p>

112、<p><b>　　屋面活載：</b></p><p>　　合計：3.959kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p><b>　　屋面活載：</b></p><p>　　2×1.5×0.625×0.5&#

113、215;1.4=1.313KN</p><p>　　合計： 1.313kN</p><p>　　對于1～5層， </p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　樓面活載： 2×1.5×0.625×0.5×1.4=1.313KN

114、</p><p>　　合計：1.313kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　走廊活載： </p><p>　　走道傳來屋面荷載： 1.313KN</p><p>　　合計

115、：4.621kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　走廊活載： </p><p>　　走道傳來屋面荷載： 1.313KN</p><p>　　合計：4.621kN</p><

116、;p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　樓面活載： 2×1.5×0.625×0.5×1.4=1.313KN</p><p>　　合計：1.313kN</p><p>　　6.2.3．屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p&

117、gt;　　同理，在屋面雪荷載作用下 </p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　屋面雪載： </p><p>　　合計： 0.295kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p&g

118、t;　　屋面雪載： </p><p>　　合計： 0.89kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b></p><p>　　屋面雪載： </p><p>　　合計： 0.89kN</p><p><b>　　節(jié)點集中荷載：</b>&l

119、t;/p><p>　　屋面雪載： </p><p>　　合計： 0.295kN</p><p>　　6.3 內(nèi)力計算</p><p>　　6.3.1、計算分配系數(shù)。</p><p>　　梁端和柱端彎矩采用彎矩二次分配法來計算，計算時先對各節(jié)點不平衡彎矩進行第一次分配，向遠(yuǎn)

120、端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進行分配，不再傳遞，到此為止。</p><p>　　對于邊節(jié)點， ，為桿件的線剛度，分配系數(shù)為；對于中間節(jié)點，轉(zhuǎn)動剛度，其余桿端，分配系數(shù)計算過程如下：</p><p><b>　　，（三角形荷載）</b></p><p><b>　　圖6-4荷載的等效</b>

121、</p><p>　　頂層梯形荷載化為等效均布荷載</p><p>　　跨：倆端均為固定支座</p><p><b>　　恒載作用下的彎矩：</b></p><p><b>　　KN·M</b></p><p>　　B點的彎矩為 ：

122、 32.898 KN·M </p><p>　　D點的彎矩為 ： -32.898,32.898KN·M</p><p>　　跨：倆端均為固定支座</p><p><b>　　恒載作用下的彎矩：</b></p><p><

123、;b>　　KN·M</b></p><p>　　F點的彎矩為 ： 26.647 KN·M </p><p>　　E點的彎矩為 ： -26.647,26.647KN·M</p><p>　　1～5層各點的彎

124、矩分別為：</p><p>　　B點的彎矩為 ： 26.560 KN·M </p><p>　　D點的彎矩為 ： -26.560,26.560 KN·M</p><p>　　F點的彎矩為 ：

125、 21.514 KN·M </p><p>　　E點的彎矩為 ： -21.514,21.514KN·M</p><p><b>　　彎矩二次分配法計算</b></p><p>　　相對剛度請參照表4-1和表4-2.</p><p>

126、;<b>　　節(jié)點：</b></p><p><b>　　同理：,.</b></p><p>　　表6-1節(jié)點彎矩分配計算</p><p>　　恒荷載作用下的彎矩分配法</p><p>　　圖6-5 恒載作用下的框架彎矩圖()</p><p>　　6.3.3 計算恒載和活載

127、作用下梁端剪力和柱軸力</p><p>　　梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得，而柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到，計算恒載作用時的柱底軸力，要考慮柱的自重。</p><p>　　恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力、剪力計算</p><p>　?、倭憾思袅τ蓛刹糠纸M成：</p><p>　　a.荷載引起的剪力

128、，計算公式為：</p><p>　　、分別為矩形和梯形荷載</p><p>　　、分別為矩形和三角形荷載</p><p>　　、分別為矩形和梯形荷載</p><p>　　b.彎矩引起的剪力，計算原理是桿件彎矩平衡，即</p><p><b>　　跨 </b></p><p

129、>　　跨 和跨的計算公式一樣。 </p><p><b>　?、谥妮S力計算：</b></p><p>　　頂層柱頂軸力由節(jié)點剪力和節(jié)點集中力疊加得到，柱底軸力為柱頂軸力加上柱的自重。其余層軸力計算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。</p><p>　　表6-4 恒載作用下的梁端剪力</p><p>　　表

130、6-5 恒載作用下柱軸力計算</p><p><b>　?。?）柱的剪力計算</b></p><p><b>　　柱的剪力：</b></p><p>　　式中，、分別為經(jīng)彎矩分配后柱的上、下端彎矩。</p><p><b>　　為柱長度。</b></p><

131、p>　　圖6-6 恒載作用下梁剪力圖</p><p>　　圖6-7 恒載作用下柱軸力圖</p><p>　　(2）活載、雪載作用下內(nèi)力計算</p><p>　　當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力所產(chǎn)生的內(nèi)力時，可不考慮活荷載的不利布置，而把活荷載同時作用于所有的框架梁上，這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最不利荷載位置法求得內(nèi)力極為相近，可直接進行內(nèi)力組合。但求得