建筑工程畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

建筑工程畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選題目為“焦作大學(xué)學(xué)生宿舍樓設(shè)計(jì)”。該工程采用的結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，共有八層。建筑縱向長(zhǎng)度為50.4m，橫向長(zhǎng)度為12.3m，房屋總高度24.75m, 標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0m，底層層高3.6m，室內(nèi)外高差600mm，總建筑物面積9215m2。建筑物坐北朝南，主要功能要求能滿(mǎn)足學(xué)生日常的使用要求?？傮w設(shè)計(jì)主要完成了一榀框架A、B、C、D軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。確定框架布局之后，先進(jìn)行了荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，從而確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖和荷載總圖，之后用底部剪力法計(jì)算水平地震作用大小，用D值法求出地震作用下的框架內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）；然后采用彎矩二次分配法計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的框架內(nèi)力；進(jìn)而進(jìn)行框架內(nèi)力的組合與調(diào)整，并選取最不利組合進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，在進(jìn)行截面抗震設(shè)計(jì)時(shí)，為保證延性，框架要滿(mǎn)足“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則，且滿(mǎn)足構(gòu)造要求；此外還進(jìn)行了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、樓蓋現(xiàn)澆板和板式樓梯的設(shè)計(jì)，最后繪制了房屋結(jié)構(gòu)的樓梯、樓板、框架、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)的施工圖。關(guān)鍵詞： 框架結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抗震設(shè)計(jì) 內(nèi)力組合 截面設(shè)計(jì) AbstractThe graduation project selected topic Jiaozuo University student dormitory design. The project uses a structure in the form of in-situ reinforced concrete frame structure, a total of eight. Building a longitudinal length of 50.4m, lateral length of 12.3m, total housing height 24.75m, standard layers of high 3.0m, bottom storey 3.6m, indoor and outdoor height 600mm, total building area of 9215m2.Building faces south, the main functional requirements to meet the students daily requirements. The overall design of the main completed the structure design and calculation of a frame of A, B, C, D axis. After determining frame layout, the first for the load standard values are calculated to determine the framework for calculating the total load diagrams and maps, followed by horizontal seismic base shear method to calculate the size of the role, with the D-value method under the framework of the calculated seismic forces (moment, shear, axial force); then calculated using moment distribution Method vertical loads (dead load and live load) under the framework of the internal forces; thus be a combination of internal forces and adjustment framework, and select the most unfavorable combination section design, conducting seismic design section, in order to ensure ductility, the framework to meet the strong shear weak bending, strong column-weak beam, strong node weak component design principles, and to meet structural requirements; addition also carried out basic design, floor slab and plate staircase design, and finally draw a housing structure of the stairs, floor, frame, basic structures such as construction drawings.Keywords: Frame structure Structure design Seismic design The combination of internal forces Section design第一章 緒論1.1 工程概況工程地理位置：河南省焦作市；工程名稱(chēng)：焦作大學(xué)學(xué)生宿舍樓；工程總面積：約為9215m2；結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)。1.2 建筑物功能與特點(diǎn)該擬建的建筑物位于焦作市，本工程為八層框架學(xué)生宿舍樓，建筑總高度為24.75m，底層層高3.6m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0m，室內(nèi)外高差0.60m，總建筑面積大約為9215m2。1.2.1平面設(shè)計(jì)建筑朝向?yàn)槟媳毕?，主要房間的設(shè)計(jì)有適宜的尺寸，足夠的使用面積，適用的形狀，以及良好的采光和通風(fēng)條件。平面布置滿(mǎn)足長(zhǎng)寬比小于5，采用縱向3.6m、橫向5.1m的柱距，滿(mǎn)足建筑開(kāi)間模數(shù)和進(jìn)深的要求。1.2.2 立面設(shè)計(jì)建筑立面可以看成是由許多構(gòu)件組成的，如墻體、梁柱、門(mén)窗及勒腳、檐口等。恰當(dāng)?shù)卮_定立面中這些構(gòu)件的比例、尺寸，運(yùn)用節(jié)奏、韻律、虛實(shí)、對(duì)比等規(guī)律，是使建筑立面高于表現(xiàn)力的重要設(shè)計(jì)手法。在建筑立面上，相同構(gòu)件或門(mén)窗作有規(guī)律的重復(fù)和變化，給人們?cè)谝曈X(jué)上得到類(lèi)似音樂(lè)詩(shī)歌中節(jié)奏韻律的效果，從而使設(shè)計(jì)達(dá)到形式和內(nèi)容的完整統(tǒng)一。1.2.3 剖面設(shè)計(jì)建筑剖面設(shè)計(jì)主要分析各部分應(yīng)有的高度（層高、室內(nèi)外高差等）、建筑層數(shù)、建筑空間的組合利用，以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系。建筑物的平面和剖面是緊密聯(lián)系的。1.2.4 消防設(shè)計(jì)本工程耐火等級(jí)為一級(jí)。總平面中，建筑四面臨路，消防車(chē)均能到達(dá)建筑周?chē)?，與相鄰建筑距離均符合規(guī)范要求。按消防實(shí)際面積考慮，各部位消防設(shè)計(jì)如下：每個(gè)防火分區(qū)設(shè)有消防警報(bào)、消火栓和自動(dòng)噴灑系統(tǒng)。1.2.5 抗震設(shè)計(jì)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。焦作地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，必須進(jìn)行抗震設(shè)防。建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類(lèi)、乙類(lèi)、丙類(lèi)、丁類(lèi)4類(lèi)抗震設(shè)防類(lèi)別。甲類(lèi)建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑；乙類(lèi)建筑應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需要盡快修復(fù)的建筑；丙類(lèi)建筑應(yīng)屬于除甲、乙類(lèi)和丁類(lèi)以外的一般建筑；丁類(lèi)設(shè)防建筑應(yīng)屬于抗震次要建筑。本工程的抗震設(shè)防類(lèi)別為乙類(lèi)，按7度設(shè)防，抗震措施符合本地區(qū)抗震設(shè)防的要求。1.2.6 變形縫的設(shè)置在總體結(jié)構(gòu)布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，可以設(shè)置沉降縫、伸縮縫和防震縫，從而將結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)獨(dú)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(duì)有抗震設(shè)防要求的房屋，其沉降縫和伸縮縫均應(yīng)該復(fù)合防震縫的要求，并盡可能做到三縫合一。1.3 設(shè)計(jì)資料本工程采用框架結(jié)構(gòu)，建筑抗震設(shè)防分類(lèi)屬乙類(lèi)建筑。建筑抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，所屬設(shè)計(jì)地震分組為第一組，結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)?；狙海篠0=0.25kN/m2，樓面活荷載：房間和走道均為2.5kN/m2。1.4 工程做法1.4.1 外墻做法外墻瓷磚20mm厚1:2水泥砂漿抹灰加氣混凝土砌塊20mm厚1:2水泥砂漿抹灰1.4.2 內(nèi)墻做法加氣混凝土砌塊2面水泥粉刷內(nèi)墻面1.4.3 樓面做法面層：水磨石地面找平層：20mm厚1:2水泥砂漿結(jié)構(gòu)層：120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓面板抹灰層：20mm厚板底抹灰1.4.4 屋面做法防水層：三氈四油防水層找坡層：20mm厚1:2水泥灰焦渣砂漿保溫層：80mm厚水泥珍珠巖制品保溫層找平層：20mm厚1:2水泥砂漿找平結(jié)構(gòu)層：120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓面板抹灰層：20mm厚板底抹灰1.4.5 散水做法100mm厚1:2:3細(xì)實(shí)混凝土撒1:1水泥沙子壓實(shí)抹光150mm厚3:7灰土素土夯實(shí)向外坡度3%1.4.6 門(mén)窗做法門(mén)為木門(mén)，窗為鋁合金窗。44河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算2.1.1 工程概況本工程為八層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，總建筑面積為9215m2。層高3.0m，平面尺寸50.4m12.3m，室內(nèi)地坪為0.00m，室內(nèi)外高差0.60m?？蚣芰褐F(xiàn)澆，屋面及樓面采用120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板。2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫承重三種布置方案。本次設(shè)計(jì)的宿舍樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)。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，這些連系梁與柱實(shí)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?？蚣芷矫婧椭W(wǎng)布置如圖21所示：圖2-1 框架平面柱網(wǎng)布置2.2 梁柱截面、梁跨度及柱高度的確定2.2.1 初估柱截面尺寸由公式按軸壓比要求計(jì)算：式中：結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)，取值0.8；考慮地震作用組合后柱的軸壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，中柱取1.25；N柱組合軸壓力設(shè)計(jì)值；F按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積；gE單位建筑面積上重量荷載值，框架結(jié)構(gòu)體系為1214kN/m2,此處取13kN/m2；Ac柱截面面積；fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；n驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)。對(duì)于邊柱： 對(duì)于中柱： 根據(jù)以上估算結(jié)果，并綜合考慮其他因素，本設(shè)計(jì)中的柱子截面尺寸取值如下，柱：bh=500mm500mm。2.2.2 初估梁截面尺寸橫向邊跨：L1：h=(1/121/8)L=(1/121/8)5100=425637.5mm，取h=600mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)600=200300mm,取b=300mm橫向中跨：L2：h=(1/121/8)L=(1/121/8)2100=175262.5mm,取h=450mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)450=150225mm,取b=250mm縱向梁跨：L3：h=(1/121/8)L=(1/121/8)3600=300450mm,取h=450mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)450=150225mm,取b=250mm故L1=300mm600mm，L2=250mm450mm，L3=250mm450mm。2.2.3 梁的計(jì)算跨度L1：L0=5100mm L2：L0=2100mm L3：L0=3600mm2.2.4 柱高度底層柱高度為基礎(chǔ)頂面至二層樓面的距離，取H=3.6m，其他層為H=3.0m。2.3 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 圖22 橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱編號(hào)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 荷載計(jì)算第三章 荷載計(jì)算3.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算3.1.1 屋面均布恒載三氈四油防水層 0.4kN/m220mm厚水泥灰焦渣砂漿 0.02014=0.28kN/m280mm厚砂漿珍珠巖制品保溫層 0.0803.5=0.28kN/m220mm厚1:2水泥砂漿找平 0.02020=0.4kN/m2120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓面板 0.12025=3.0kN/m220mm厚板底抹灰 0.02020=0.4kN/m2共計(jì) 4.76kN/m2屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值：(3.614+0.24)(5.12+2.1+0.24)4.76=3022.72kN3.1.2 樓面均布恒載水磨石地面 0.65kN/m220mm厚1:2水泥砂漿 0.02020=0.4kN/m2120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓面板 0.12025=3.0kN/m220mm厚板底抹灰 0.02020=0.4kN/m2共計(jì) 4.45kN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值：（3.614+0.24）（5.12+2.1+0.24）4.45=2825.86kN3.1.3 屋面均布活載（3.614+0.24）（5.12+2.1+0.24）0.5=317.51kN3.1.4 樓面均布活載（3.614+0.24）（5.12+2.1+0.24）2.5=1587.56kN3.1.5 梁柱自重梁柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算其重力荷載，具體過(guò)程見(jiàn)表31。表31 梁柱自身重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件b(m)h(m)r(kN/m3)g(kN/m)L(m)nGi(kN)Gi(kN)1KL10.30.6251.054.7254.6930652.052653.17KL20.250.45251.052.9531.61570.87kL30.250.45251.052.9533.156512.64Z10.50.5251.056.5633.6601417.6128kL10.30.6251.0654.7254.630652.052416.90kL20.250.45251.052.9531.61570.87kL30.250.45251.052.9533.156512.64Z20.50.5251.056.5633.0601181.34注：(1）為考慮梁柱的粉刷層重力荷載的增大系數(shù)，g表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件的重力荷載；(2）表中L取梁凈長(zhǎng)，柱取層高，n表示構(gòu)件數(shù)量，Gi表示該層某一構(gòu)件的重量。3.1.6 墻體自重外墻墻厚240mm，采用瓷磚貼面；內(nèi)墻墻厚120mm，采用水泥砂漿抹面，內(nèi)外墻均采用加氣混凝土砌塊。單位面積外墻體重量為：5.50.24=1.32kN/m2單位面積外墻體抹灰重量為：0.02202=0.8kN/m2單位面積外墻貼面重量為：0.5kN/m2單位面積內(nèi)墻體重量為：5.50.12=0.66kN/m2單位面積內(nèi)墻雙面抹灰重量為：0.362=0.72kN/m2底層墻體自重計(jì)算：縱墻：外墻：（3.13.6-1.81.8）28=221.76m2外墻墻體重量：221.761.32=292.72kN 外墻抹灰重量：221.760.8=177.41kN 外墻貼面重量：221.760.5=110.88kN小計(jì)總重：581.01kN內(nèi)墻：（3.13.6-2.10.9）28=259.56m2 內(nèi)墻墻體重量：259.560.66=171.31kN 內(nèi)墻抹灰重量：259.560.72=186.88kN小計(jì)總重：358.19kN橫墻：外墻：4.63.64=66.24m2 外墻墻體重量：66.241.32=87.44kN 外墻抹灰重量：66.240.8=52.99kN 外墻貼面重量：66.240.5=33.12kN小計(jì)總重：173.55kN 內(nèi)墻：4.63.626=430.56m2 內(nèi)墻墻體重量：430.560.66=284.17kN 內(nèi)墻抹灰重量：430.560.72=310.00kN小計(jì)總重：594.17kN標(biāo)準(zhǔn)層墻體自重計(jì)算：縱墻：外墻：（3.13.0-1.81.8）28=169.68m2 外墻墻體重量：169.681.32=223.98kN 外墻抹灰重量：169.680.8=135.74kN 外墻貼面重量：169.680.5=84.84kN小計(jì)總重：444.56kN內(nèi)墻：（3.13.0-2.10.9）28=207.48m2 內(nèi)墻墻體重量：207.480.66=136.94kN 內(nèi)墻抹灰重量：207.480.72=149.38kN小計(jì)總重：286.32kN橫墻： 外墻：4.634=55.2m2 外墻墻體重量：55.21.32=72.86kN 外墻抹灰重量：55.20.8=44.16kN外墻貼面重量：55.20.5=27.60kN小計(jì)總重：144.62kN 內(nèi)墻：4.6326=358.8m2 內(nèi)墻體重量：358.80.66=236.81kN 內(nèi)墻抹灰重量：358.80.72=258.34kN小計(jì)總重：495.15kN墻體自重如表32所示：表32 墻體自重墻體片數(shù)重量（kN）底層縱墻外墻28581.01939.2內(nèi)墻28358.19底層橫墻外墻4173.55767.72內(nèi)墻26594.17其他層縱墻外墻28444.56730.88內(nèi)墻28286.32其他層橫墻外墻4144.62639.77內(nèi)墻26495.15女兒墻重量：墻體面積s=1.2（50.4+0.24+12.3-0.24）=75.24m2女兒墻墻體重量：75.241.32=99.32kN女兒墻抹灰重量：75.240.8=60.19kN外墻貼面重量：75.240.5=37.62kN小計(jì)總重：197.13kN3.2 重力荷載代表值頂層重力荷載代表值包括：屋面荷載+50%屋面活載+縱橫梁自重+半層柱自重+半層墻體自重+女兒墻自重其他層重力荷載代表值包括：樓面荷載+50%活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重第八層：G8=3022.72+50%317.51+1235.56+590.67+685.33+197.13=5890.17kN第二至七層：G7=G6=G5=G4=G3=G2=2825.86+50%1587.56+1235.56+1181.34+1370.65 =7407.19kN第一層：G1=2825.86+50%1587.56+1235.56+1299.48+1538.79=7693.47kN門(mén)窗荷載計(jì)算：門(mén)均采用木門(mén)，單位面積木門(mén)重量為0.2kN/m2窗采用鋁合金窗，單位面積窗重量為0.45kN/m2各層門(mén)重量：2.10.90.228=10.58kN各層窗重量：1.81.80.4528=40.82kN底層墻體實(shí)際重量：G1=7693.47+10.58+40.82=7744.87kN二至八層實(shí)際重量：G2=G3=G4=G5=G6=G7=7407.19+10.58+40.82=7458.59kNG8=5890.17+10.58+40.82=5941.57kN建筑物總重力荷載代表值：建筑物總重力荷載代表值： 圖33 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第四章 框架側(cè)移剛度計(jì)算第四章 框架側(cè)移剛度計(jì)算4.1 水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗(yàn)算4.1.1 橫向線剛度全部柱梁均采用C30混凝土，Ec=3.0104N/mm2。在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。而現(xiàn)澆板底樓面，板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。為考慮這一有利作用，在計(jì)算量的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取I=1.5I0(I0為梁的截面慣性矩)。對(duì)中框架取I=2.0I0。若為裝配樓板，則邊框架取I=1.2I0。對(duì)中框架取I=1.5I0。本框架結(jié)構(gòu)中，采用現(xiàn)澆樓面，橫梁線剛度計(jì)算如表41所示：表41 橫梁線剛度計(jì)算表梁號(hào)截面bh跨度l(mm)慣性矩I0=bh3/12(mm4)邊框架梁中框架梁Ib=1.5I0Ib=EIb/lIb=2.0I0Ib=EIb/lL130060051005.41098.11094.76510101.0810106.3531010L225045021001.91092.851094.07110103.81095.42910104.1.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值表42 柱線剛度計(jì)算表層次截面bh高度L(mm)慣性矩線剛度I0=bh3/12(mm4)ic=EI0/l150050036005.21094.33310102850050030005.21095.2001010表43 橫向框架側(cè)移剛度D值計(jì)算項(xiàng)目柱類(lèi)型（一般層）（底層）（一般層）（底層）根數(shù)底層邊框架邊柱1.0990.516207024邊框架中柱2.0390.629252364中框架邊柱1.4660.5672274826中框架中柱2.7190.68227362261486612二至八層邊框架邊柱0.9160.3145217714邊框架中柱1.6990.459318244中框架邊柱1.2220.3792627726中框架中柱2.2660.531368162618547984.1.3 橫向框架自振周期橫向框架自振周期的計(jì)算采用的是結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移法，頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法，只有求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期：式中：周期折減系數(shù)，考慮填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)周期的影響，本工程取0.7；框架的頂點(diǎn)位移。計(jì)算時(shí)，假想將框架的重力荷載代表值視為水平作用力，然后按彈性方法進(jìn)行水平位移計(jì)算。表44 橫向框架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移計(jì)算層次Gi(kN)Gi(kN)Di（kN/m）層間位移i=Gi/Dii85941.575941.5718547980.0030.14477458.5913400.1618547980.0070.14167458.5920858.7518547980.0110.13457458.5928317.3418547980.0150.12347458.5935775.9318547980.0190.10837458.5943234.5218547980.0230.08927458.5950693.1118547980.0270.06617744.8758437.9814866120.0390.039所以=0.144m。4.1.4 橫向地震作用計(jì)算本結(jié)構(gòu)為質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻的框架結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法計(jì)算多遇水平地震下的框架內(nèi)力。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震加速度為0.10g，類(lèi)場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，特征周期。由地震影響系數(shù)曲線可得基本周期的地震影響系數(shù)：因?yàn)?，可不必考慮頂部的附加地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及樓層剪力如表45所示：表45 各層橫向地震作用及樓層剪力層次層高h(yuǎn)i(m)Hi(m)Gi(kN)GiHi(kN.m)Fi(kN)Vi(kN)83.024.65941.57146162.620.182578.58578.5873.021.67458.59161105.540.200635.811214.3963.018.67458.59138729.770.172546.79176.1853.015.67458.59116354.000.144457.782218.9643.012.67458.5993978.230.117371.952590.9133.09.67458.5971602.460.089282.932873.8423.06.67458.5949226.690.061193.923067.7613.63.67744.8727881.530.035111.273179.03 橫向框架各樓層水平地震作用和地震剪力沿高度的分布示意圖如圖41所示：圖41 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力4.1.5 橫向框架抗震變形驗(yàn)算已知水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和層間剪力，計(jì)算各層間彈性位移角。表46 橫向框架抗震變形驗(yàn)算層次層間剪力Vi(kN)層間剛度Di(kN/m)層間位移Vi/Di(m)層高h(yuǎn)i（m）層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角8578.5818547980.0003123.01/961571214.3918547980.0006553.01/45806761.1818547980.0009503.01/315852218.9618547980.0011963.01/250842590.9118547980.0013973.01/214732873.8418547980.0015493.01/193723067.7618547980.0016543.01/181413179.0314866120.0021383.61/1684注：層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角均滿(mǎn)足要求，。4.2 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析表47 修正后的邊柱反彎點(diǎn)高度層次2=h上/hi3=h下/hiy0y1y2y3yhi(m)yhi(m)81.01.2220.37220000.37223.01.11771.01.01.2220.450000.453.01.3561.01.01.2220.46110000.46113.01.38351.01.01.2220.46110000.46113.01.38341.01.01.2220.500000.503.01.531.01.01.2220.500000.503.01.521.01.21.2220.500000.503.01.510.8331.4660.62670000.62673.62.256表48 修正后的中柱反彎點(diǎn)高度層次2=h上/hi3=h下/hiy0y1y2y3yhi(m)yhi(m)81.02.2660.450000.453.01.3571.01.02.2660.46330000.46333.01.39061.01.02.2660.500000.503.01.551.01.02.2660.500000.503.01.541.01.02.2660.500000.503.01.531.01.02.2660.500000.503.01.521.01.22.2660.500000.503.01.510.8332.7190.58670000.58673.62.112注：y=y0+y1+y2+y3式中：y0荷載形式、總層數(shù)、層次、梁柱線剛度比對(duì)反彎點(diǎn)高度的影響；y1上下層橫梁線剛度比對(duì)反彎點(diǎn)高度的影響；y2上下層高與本層層高不同時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值；y3下層層高與本層層高不同時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。由上表可得水平地震作用下梁柱端彎矩、剪力及柱軸力，計(jì)算見(jiàn)表49、表410：表49 橫向水平地震作用下柱剪力和柱端彎矩層號(hào)Vi(kN)D邊柱（A、D柱）中柱（B、C柱）Di1Vi1yhiM上M下Di2Vi2yhiM上M下8578.581854798262778.201.11715.449.163681611.481.3518.9415.5071214.3917.201.3528.3823.2224.101.3938.8033.5061761.1824.951.38340.3434.5134.981.552.4752.4752218.9631.441.38350.8443.4844.041.566.0666.0642490.9136.711.555.0755.0751.431.577.1577.1532873.8418547982627740.711.561.0761.073681657.041.585.5685.56續(xù)表49層號(hào)Vi(kN)D邊柱（A、D柱）中柱（B、C柱）Di1Vi1yhiM上M下Di2Vi2yhiM上M下23067.7618547982627743.461.565.1965.193681660.891.591.3491.3413179.0314866122274848.652.25665.39108.872736258.512.1187.06123.57注：Vij=ViDij/D，M上=Vij(hi-yhi)，M下=Vijyhi。表410 地震作用下框架柱軸力和梁端彎矩、剪力層號(hào)AB(CD)邊跨梁BC中跨梁柱軸力L(m)VbL(m)Vb邊柱中柱84.615.4410.215.581.68.738.7310.91-5.58-5.3374.637.5429.2714.521.625.0325.0331.29-20.10-22.1064.663.5646.3423.891.639.6339.6349.54-43.99-47.7554.685.3563.8932.441.654.6454.6468.30-76.43-83.6144.698.5577.1938.201.666.0266.0282.53-114.63-127.9434.6116.1487.7044.311.675.0075.0093.75-158.94-177.3824.6126.2695.3548.181.681.5581.55101.94-207.12-231.1414.6130.5896.1649.291.682.2482.24102.80-256.41-284.65圖42 地震力作用下中框架彎矩圖（kN.m）圖43 地震力作用下框架梁端剪力及柱軸力（kN）河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算第五章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算5.1 橫向框架內(nèi)力計(jì)算圖51 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算單元確定每個(gè)板區(qū)格的荷載傳遞時(shí)，先要區(qū)分此板是單向板還是雙向板，本結(jié)構(gòu)的所有區(qū)格均為雙向板，可沿四角點(diǎn)作450線，將區(qū)格分為四個(gè)部分，將每部分板上的荷載傳遞到與之相鄰的梁上，板傳至梁上的三角形荷載或梯形荷載可等效為均布荷載。圖52 等效荷載圖AB（CD）軸間框架梁：屋面板傳給梁的荷載：恒載：活載：樓面板傳給梁的荷載：恒載：活載：梁自重（含抹灰）標(biāo)準(zhǔn)值：綜上所述，AB（CD）軸間框架梁均布荷載值為：屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=4.725+13.62=18.35kN/m 活載=板傳荷載=1.43kN/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=4.725+12.73=17.46kN/m 活載=板傳荷載=7.15kN/mBC軸間框架梁：屋面板傳給梁的荷載：恒載：活載：樓面板傳給梁的荷載：恒載：活載：梁自重（含抹灰）標(biāo)準(zhǔn)值：綜上所述，BC軸間框架梁的均布荷載值為：屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=2.953+6.25=9.20kN/m 活載=板傳荷載=0.66kN/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=2.953+5.84=8.79kN/m 活載=板傳荷載=3.28kN/m柱縱向集中荷載計(jì)算：A(D)軸柱縱向集中荷載計(jì)算：頂層柱：恒載=女兒墻+梁自重+板傳荷載 =活載=板傳荷載=第27層柱：恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載 =活載=板傳荷載=首層柱：恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載 =活載=板傳荷載=B(C)軸柱縱向集中荷載計(jì)算：頂層柱：恒載=梁自重+板傳荷載 活載=板傳荷載 第27層柱：恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重 活載=板傳荷載 首層柱：恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重 活載=板傳荷載 框架在豎向荷載作用下的示意圖如圖53（a）、圖53（b）所示：圖53（a） 恒載示意圖圖53（b） 活載示意圖5.2 用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，荷載對(duì)稱(chēng)，奇數(shù)跨，可取半邊結(jié)構(gòu)計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示54所示：圖54 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖5.2.1 固端彎矩計(jì)算將框架視為兩端固定梁，計(jì)算其固端彎矩，其中邊跨，中跨，單位kN.m。表51 固端彎矩計(jì)算荷載類(lèi)型層號(hào)恒載活載邊跨中跨邊跨邊跨839.773.383.100.241737.843.2315.501.215.2.2 分配系數(shù)計(jì)算梁、柱的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度如表52所示：表52 梁柱轉(zhuǎn)動(dòng)剛度桿件名稱(chēng)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度s(N.mm)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度框架梁邊跨4ib=46.3531010=25.41210102.340中跨2ib=25.4291010=10.85810101.000框架柱底層4ic=44.3331010=17.33210101.596其余層4ic=45.2001010=20.80010101.916各節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)計(jì)算如表53所示：表53 各節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)s左梁右梁上柱下柱92.340+1.916=4.2560.5500.450832.340+1.9162=6.1720.3800.3100.31022.340+1.916+1.596=5.8520.4000.3270.273182.340+1.000+1.916=5.2560.4450.1900.36517122.340+1.000+1.9162=7.1720.3260.1390.2670.268112.340+1.000+1.916+1.596=6.8520.3420.1460.2790.2335.2.3 彎矩分配恒載、活載作用下框架支座彎矩采用彎矩二次分配法進(jìn)行計(jì)算。恒荷載彎矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.4500.5500.4450.3650.190-39.77八39.77-3.3817.9021.87層-16.19-13.28-6.915.87-8.1010.94-4.621.001.23-2.81-2.31-1.2024.77-24.7731.71-20.21-11.490.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84七37.84-3.2311.7311.7314.38層-11.28-9.24-9.28-4.818.955.87-5.647.19-6.64-4.62-2.85-2.85-3.491.331.091.090.5717.8314.75-32.5935.08-14.79-12.81-7.470.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84六37.84-3.2311.