教學(xué)樓為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.docx

教學(xué)樓為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄-摘要IAbstractII目錄III1、工程概況與建筑設(shè)計(jì)71.1工程概況71.2建筑設(shè)計(jì)81.2.1建筑平面設(shè)計(jì)81.2.2建筑立面設(shè)計(jì)92、結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置102.1材料選擇102.1.1混凝土強(qiáng)度等級(jí)102.1.2 鋼筋102.2板、梁、柱截面尺寸估算102.2.1板厚估算原則102.2.2板厚確定102.2.3梁尺寸估算原則102.2.4梁尺寸確定112.2.5柱截面尺寸估算112.3框架計(jì)算簡(jiǎn)圖133、荷載計(jì)算143.1 各構(gòu)件自重計(jì)算143.2恒荷載計(jì)算163.3活荷載計(jì)算183.4風(fēng)荷載計(jì)算193.5水平地震荷載計(jì)算213.5.1重力荷載代表值計(jì)算213.5.2梁柱剛度計(jì)算223.5.3結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算253.5.4橫向地震作用計(jì)算263.6抗震變形驗(yàn)算274、軸框架內(nèi)力計(jì)算294.1恒荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算294.1.1計(jì)算桿端彎矩分配系數(shù)304.1.2計(jì)算桿件固端彎矩324.1.3 采用彎矩二次分配法計(jì)算桿端彎矩324.1.4 恒載作用下軸框架剪力計(jì)算334.1.5 恒載作用下軸框架軸力計(jì)算354.2 活荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算374.3重力荷載代表值下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算444.4左風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算484.5水平地震荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算535、內(nèi)力組合575.1彎矩調(diào)幅575.2內(nèi)力調(diào)整595.2.1豎向荷載內(nèi)力調(diào)整605.2.2水平荷載內(nèi)力調(diào)整615.3內(nèi)力組合635.3.1框架梁內(nèi)力組合635.3.2框架柱內(nèi)力組合695.4地震作用效應(yīng)調(diào)整745.4.1框架梁剪力調(diào)整745.4.2框架柱彎矩調(diào)整785.4.3框架柱剪力調(diào)整816、框架截面設(shè)計(jì)826.1框架梁截面設(shè)計(jì)826.1.1跨中及支座截面底部鋼筋計(jì)算836.1.2支座截面負(fù)筋計(jì)算856.1.3箍筋計(jì)算876.1.4構(gòu)造要求886.2框架柱截面設(shè)計(jì)896.2.1 框架柱彎矩、軸力匯總896.2.2縱筋計(jì)算926.2.3箍筋計(jì)算966.2.4構(gòu)造要求996.3、框架平面內(nèi)核心區(qū)抗震驗(yàn)算1007、部分板及次梁的設(shè)計(jì)1017.1.1荷載計(jì)算1027.1.2內(nèi)力計(jì)算1037.1.3配筋計(jì)算1047.2次梁設(shè)計(jì)1087.2.1荷載計(jì)算1087.2.2內(nèi)力計(jì)算1097.2.3配筋計(jì)算1098、樓梯設(shè)計(jì)1118.1踏步板設(shè)計(jì)（以一層一跑TB1樓梯計(jì)算為例）1118.1.1荷載計(jì)算1118.1.2截面設(shè)計(jì)1128.2樓梯斜梁計(jì)算1128.2.1荷載計(jì)算1128.2.2截面設(shè)計(jì)1138.3平臺(tái)梁TL-1設(shè)計(jì)1158.3.1荷載計(jì)算1158.3.2截面設(shè)計(jì)1159、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1179.1 設(shè)計(jì)參數(shù)、資料、方法1179.1.1 水文地質(zhì)資料1179.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)1179.2 樁基設(shè)計(jì)1189.2.1 樁基布置1189.2.2 計(jì)算樁頂荷載設(shè)計(jì)值1189.2.3 抗力驗(yàn)算1199.2.4承臺(tái)梁設(shè)計(jì)12110、電算校核12210.1 PKPM電算12210.1.1 建筑模型與荷載輸入12210.1.2 樓面荷載傳導(dǎo)計(jì)算12310.1.3 PK計(jì)算第軸橫向框架12410.2 電算內(nèi)力與手算內(nèi)力對(duì)比分析12410.2.1 恒荷載內(nèi)力12410.2.2風(fēng)荷載內(nèi)力12611、總結(jié)12712、參考文獻(xiàn)12813、致謝129IV1、工程概況與建筑設(shè)計(jì)1.1工程概況1：建筑地點(diǎn)及擬建基地平面：該工程位于某市干道旁?；仄矫娉叽纾?0mX80m；2 建筑面積和層數(shù)建筑面積：6000左右，建筑層數(shù)：5層底層層高為5.4m，二層以上層高4.8m；3 結(jié)構(gòu)形式框架結(jié)構(gòu)（柱網(wǎng)尺寸7.8米X7.8米）；屋蓋和樓蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋；基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)；4 建筑技術(shù)條件（1）氣象條件雪荷載：基本雪壓為S0=0.40kN/m2（水平投影）；風(fēng)荷載：全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，基本風(fēng)壓為W0=0.35kN/ m2；常年氣溫差值：40。最大降雨強(qiáng)度65.2mm/h，陣雨強(qiáng)度145mm/h。（2）工程地質(zhì)條件場(chǎng)地位于某市交通干道傍，地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單：場(chǎng)地相對(duì)完整、穩(wěn)定，土層分布均勻?，F(xiàn)將各地層特征及其分布規(guī)律自上而下分述如下:素填土：平均厚度1.20米，由于為新近堆積的地層，具有孔隙比大、不均勻的特性，若不進(jìn)行處理,此層不宜作為建(構(gòu))筑物天然地基持力層和下臥層。粘土：平均厚度3.90米，硬塑狀態(tài)，具中等壓縮性，壓縮模量Es=9.9Mpa，承載力特征值fak=240kPa，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=25kPa為較好基礎(chǔ)持力層。粘土：平均厚度4.20米，軟塑狀態(tài)，軟弱下臥層，承載力特征值fak=180kPa，力學(xué)強(qiáng)度低，不能用作基礎(chǔ)持力層，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=12kPa。粉質(zhì)粘土：平均厚度2.40米，分布較廣泛，且連續(xù)。硬塑狀態(tài)，具中等壓縮性，壓縮模量Es=11Mpa，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=24kPa。泥巖：強(qiáng)風(fēng)化層，風(fēng)化層較厚，樁側(cè)摩阻力系數(shù)qsa=28kPa可作為樁端持力層，樁端阻力系數(shù)qpa=1200kPa。常年地下水埋深為地面以下2.0m，以上各巖土層對(duì)混凝土均無(wú)腐蝕性,對(duì)混凝土中的鋼筋亦無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。（3）建筑地點(diǎn)冰凍深度冰凍深度：室外天然地面以下300mm。（4）建筑場(chǎng)地類別：二類場(chǎng)地土，不考慮地下水影響，地面粗糙度B類。（5）地震設(shè)防烈度抗震按7度設(shè)防。設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.1g1.2建筑設(shè)計(jì)本建筑依據(jù)其功能要求設(shè)計(jì)成五層的框架結(jié)構(gòu)，建筑總高28.5m, 建筑物左右上下均對(duì)稱，平面詳細(xì)情況見(jiàn)建筑物的平面圖。每層建筑面積為：1026，總計(jì)建筑面積為5230。功能布置依據(jù)所給出的建筑功能和相關(guān)規(guī)范要求，具體設(shè)計(jì)如下：1.2.1建筑平面設(shè)計(jì)1、本廠房共五層，除第一層層高5.4米和塔樓層高3.6m外，每層層高為4.8m ；2、本建筑坐北朝南，采用兩端式，但是外墻采用大面積的窗戶，采光、通風(fēng)條件很好；3、底層左側(cè)為門(mén)廳，大門(mén)設(shè)置了兩扇雙開(kāi)玻璃門(mén)，其他的均為大面積玻璃，門(mén)廳為玻璃幕墻，采光效果好，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用；4、本方案交通組合簡(jiǎn)潔明了，共設(shè)兩個(gè)樓梯，不管是哪個(gè)方向的人流，都可以找到最近的樓梯上樓，兩部樓梯布置的位置恰當(dāng)，使用方便，便于人群疏散，滿足防火要求；5、由于本建筑屬一般多層房屋，采用框架結(jié)構(gòu)，受力合理，即能提供較大靈活布置的建筑空間；6、為滿足走道的采光要求，在走廊兩端玻璃窗，即增加立面美觀，又達(dá)到采光通風(fēng)的效果。 7、作為工業(yè)廠房，本建筑柱子少，能滿足廠房對(duì)空間的功能需求綜上，該方案滿足了建筑功能要求，符合相關(guān)政策、法規(guī)、規(guī)定，造型美觀大方，是比較合適的。根據(jù)功能需求確定辦公室尺寸以后，借助繪圖軟件，結(jié)合心中的初步方案，嘗試將各個(gè)功能的房間組合成為建筑平面，總平面圖考慮基礎(chǔ)布置的要求和抗震要求設(shè)計(jì)為矩形。8 屋頂為上人上人屋面，屋面排水采用外天溝排水。1.2.2建筑立面設(shè)計(jì)建筑立面設(shè)計(jì)偏重于對(duì)建筑物的各個(gè)立面以及其外表面上所有的構(gòu)件，例如門(mén)窗、雨篷、遮陽(yáng)、暴露的梁、柱等等的形式、比例關(guān)系和表面的裝飾效果等進(jìn)行仔細(xì)的推敲。在設(shè)計(jì)時(shí)，通常是根據(jù)初步確定的建筑內(nèi)部空間組合的平、剖關(guān)系，例如房間的大小和層高、構(gòu)部件的構(gòu)成關(guān)系和斷面尺寸、適合開(kāi)門(mén)窗的位置等等，先繪制出各個(gè)立面的基本輪廓，作為下一步調(diào)整的基礎(chǔ)，然后再對(duì)特殊部位，例如出入口等重點(diǎn)的處理?？紤]到方便結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除樓梯處的柱子內(nèi)測(cè)與墻平行外，其他柱子不做移動(dòng)。計(jì)算時(shí)柱子沒(méi)有偏心。2、結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，7度抗震設(shè)防，場(chǎng)地為二類二組，本框架的抗震等級(jí)為二級(jí),采用橫向框架承重。具體構(gòu)件尺寸及板、梁、柱布置方案參見(jiàn)結(jié)構(gòu)布置圖。2.1材料選擇框架梁、板、柱均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件。內(nèi)外填充墻：采用250mm厚水泥空心磚砌筑。2.1.1混凝土強(qiáng)度等級(jí)板、梁,柱C40：基礎(chǔ)C30：2.1.2 鋼筋柱、梁、基礎(chǔ)中的主要受力鋼筋采用HRB335：板鋼筋、箍筋以及其他構(gòu)造鋼筋采用HPB330： fy=fy=270N/mm22.2板、梁、柱截面尺寸估算2.2.1板厚估算原則所有樓板均為現(xiàn)澆雙向板。板厚一般最少為板的短向跨度的1/30，板的短邊跨度為3.9m，雙向板最小厚度不小于130mm。故統(tǒng)一選取板厚為130mm。2.2.2板厚確定確定樓板厚為130mm，衛(wèi)生間樓板130mm,且降低50mm施工，使衛(wèi)生間結(jié)構(gòu)板層低于50mm.2.2.3梁尺寸估算原則通過(guò)式，進(jìn)行估算2.2.4梁尺寸確定1、框架梁橫向主梁:,取,取縱向主梁：縱向主梁跨度為7.8m。取取 2、次梁縱向次梁：跨度為7.8m， 取取2.2.5柱截面尺寸估算對(duì)于框架柱，柱截面的高與寬一般不小于（1/151/20）層高，柱截面寬度不宜小于350mm，柱截面高度不宜小于400mm，同時(shí)按軸壓比估算框架柱尺寸，其中，所有邊柱，角柱，中柱均按荷載較大位置計(jì)算：，其中分項(xiàng)系數(shù)，取1.2單位面積重量，取1214柱的承載樓層面積，本方案中負(fù)載面積為7.87.8截面以上的樓層數(shù)，以底層計(jì)算，取5邊角柱軸向力增大系數(shù)，一級(jí)、二級(jí)抗震設(shè)計(jì)角柱為1.3，其余情況1.0。本設(shè)計(jì)考慮7度抗震設(shè)防，結(jié)構(gòu)總高大于24m，由混凝土抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010表11.1.4可查得本結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)，故取由于水平力的軸力增大系數(shù)：非抗震、6度及7度抗震設(shè)計(jì)，1.058；8度抗震設(shè)計(jì)，1.1；9度抗震設(shè)計(jì)，1.2柱軸壓比限值，由建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011-2010表6.3.7可查得柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40， Nc=1.21460.8451.31.058=7029.06kNAcNcuNfc=7029.0610000.7519.1=490685mm2統(tǒng)一選取柱截面為 700700mm基礎(chǔ)選用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面距室外地面為900mm。2.3框架計(jì)算簡(jiǎn)圖取編號(hào)框架進(jìn)行計(jì)算。以框架柱的幾何中心軸線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂即梁頂面，梁跨度為柱幾何中心軸線距離，二五層層高為4.8m。一層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，即h15.4+0.3+0.906.6，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下3、荷載計(jì)算3.1 各構(gòu)件自重計(jì)算3.1.1 屋面、樓面自重（1）屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面（上人）： 30mm厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 240.03=0.72kN/m2三氈四油防水層 0.40kN/m2 20mm厚水泥砂漿找平層 240.02=0.40kN/m2 150mm水泥蛭石保溫層 50.15=0.75kN/m2 130mm厚鋼筋混凝土板 250.13=3.25kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 0.20kN/m2小計(jì) 5.72（2）14層樓面： 瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 0.55130mm厚鋼筋混凝土板 250.13=3.25kN/m2 V型輕鋼龍骨吊頂 0.20kN/m2 小計(jì) 4.00（3）屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 工業(yè)生產(chǎn)車間樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（板跨，主梁） 3.0 工業(yè)生產(chǎn)車間樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（次梁） 4.0 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 sk=us0=1.00.35=0.35kN/mm 式中屋面積雪分布系數(shù)，取1.0。3.1.2 填充墻 、女兒墻、門(mén)窗等自重內(nèi)墻為250mm厚水泥空心磚（9.6），兩側(cè)均為20mm厚抹灰（17），則墻面單位面積重力荷載為9.60.25+170.022=3.08kN/m2外墻亦為250mm厚水泥空心磚，外墻面貼瓷磚（0.5），內(nèi)墻面為20mm厚抹灰（0.34），則外墻面單位面積重力荷載為9.60.25+0.5+0.34=3.24kN/m2女兒墻為240mm厚粘土實(shí)心磚，外墻面貼瓷磚，內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，單位面積重力荷載為190.24+0.5+170.02=5.4kN/m2外墻窗單位面積重量為0.4。 3.1.3 框架梁、柱自重 梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重等計(jì)算出單位長(zhǎng)度的重力荷載，因計(jì)算樓、屋面的永久荷載時(shí)，已考慮了板的自重，故在計(jì)算梁的自重時(shí)，應(yīng)從梁截面高度重減去板的厚度，且只考慮梁兩側(cè)抹灰的重量。梁、柱單位長(zhǎng)度的重力荷載計(jì)算如下：主梁 0.30.5725+0.570.02172=4.66kN/m縱向次梁 0.250.4225+0.420.02172=2.91kN/m柱 0.70.725+0.740.0217=13.2kN/m1層梁、柱凈長(zhǎng)度計(jì)算如下：橫向主梁 ln=7.8m柱 ln=6.6m 25層梁、柱凈長(zhǎng)度計(jì)算如下：橫向主梁 ln=7.8m柱 ln=4.8m框架梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓層構(gòu)件1主梁0. 30.7254.667.836.35次梁0.250. 55252.917.822.70柱0.70.72513.26.687.1225主梁0.30. 7254.667.836.35次梁0.250.55252.917.822.70柱0.70.72513.24.863.363.2恒荷載計(jì)算(一)計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖(二)屋面恒載、為橫梁自重（扣除板自重），為板自重傳給橫梁的三角分布荷載峰值、是通過(guò)縱梁傳給柱的板自重、縱梁自重、女兒墻（縱墻）自重、挑檐（外挑陽(yáng)臺(tái)）等自重產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。本工程框架結(jié)構(gòu)的外縱梁中心線與柱中心線齊平，內(nèi)縱梁走道一側(cè)與柱的走道一側(cè)齊平，無(wú)挑檐和外挑陽(yáng)臺(tái)，故不考慮挑檐和外挑陽(yáng)臺(tái)自重產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。(三)樓面荷載包括橫梁自重（扣除板自重）1到4層：，3.3活荷載計(jì)算（一）計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖（二）樓面活荷載 （三）屋面活荷載 （三）屋面雪荷載3.4風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式 計(jì)算，式中 高度z處的陣風(fēng)系數(shù)通過(guò)查表確定?；撅L(fēng)壓0=0.35KN/m，風(fēng)載體型系數(shù)。因H=21.45m30m所以不考慮風(fēng)振系數(shù)，直接取。取軸一榀橫向框架計(jì)算，則沿屋面高度的分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：沿屋面高度風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次女兒墻271.3694.859525.81.3494.7884211.2674.497316.21.1664.138211.41.0393.68716.61.0003.549沿框架結(jié)構(gòu)高度的分布如下圖：內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算時(shí)，可按靜力等效原理將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)集中荷載，各層的集中荷載計(jì)算如下圖所示： 各層的集中荷載3.5水平地震荷載計(jì)算3.5.1重力荷載代表值計(jì)算頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載，50%屋面雪荷載（據(jù)“荷載規(guī)范”，不計(jì)入屋面活載，計(jì)入雪荷載），縱、橫梁自重，次梁重，半層柱自重，半層縱、橫墻體自重。中間層重力荷載代表值包括：樓面恒載， 50%樓面均布活荷載，縱、橫梁自重，次梁重，樓面上下各半層柱及縱、橫墻體自重。實(shí)際計(jì)算取軸框架進(jìn)行計(jì)算。恒載0.5活載1：第5層重力荷載代表值 G5=5.72（5123.4-3.63.9-5.13.6） +0.35（5123.4-3.63.9-5.13.6）2 +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.2（4.82）36+3.24（512+23.42）（4.82） +3.08（4.84.8+7.84.83+4.83.64+3.94.8+3.324.8) +5.4(512+23.4)1.2 =12302.24 KN 2、第4層重力荷載代表值 G4=4.00（5123.4-3.63.9-5.13.62） +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.24.836+3.24（512+23.42）4.8 +3.08（4.84.8+7.84.83+4.83.64+3.94.8+3.324.8) =11513.66 KN 3、第3層重力荷載代表值： G3= G4=11513.66 KN, 第2層重力荷載代表值： G2= G4=11513.66 KN4、第1層重力荷載代表值 G4=4.00（5123.4-3.63.9-5.13.62） +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.24.8362+3.24（512+23.42）6.6 +3.08（4.86.6+7.86.63+4.86.65+3.96.6+3.326.6) +13.26.6362+7.86.62 =12127.08 KN3.5.2梁柱剛度計(jì)算（一）框架梁、柱線剛度計(jì)算框架柱：（700mm700mm，C40，） I=112bchc3=1127007003=2.01010 mm4 2到5層： i=EcIh=3.151042.010104800=13.131010 mm4 EI=3.151042.01010=6.31014 N.mm2 EA=3.151047002=1.5441010 N.mm2底層： i=EcIh=3.151042.010106600=9.551010 mm4 EI=3.151042.01010=6.31014 N.mm2 EA=3.151047002=1.5441010 N.mm2在計(jì)算框架梁截面慣性矩I時(shí)應(yīng)考慮到樓板的影響。對(duì)現(xiàn)澆樓蓋，中框架取，邊框架取。1到5層：邊跨梁：（700mm300mm，C40，）I=1.512bchc3=1.5123007003=12.86109 mm4 i=EcIl=3.0010412.861097800=4.951010 mm4 EI=3.1510412.86109=3.8591014 N.mm2 EA=36.3109 N.mm2中跨梁：（700mm300mm，C40，）I=212bchc3=4312.86109 =17.15109 mm4 i=EcIl=3.1510417.151097800=6.601010 mm4 EI=3.1510417.15109=5.151014 N.mm2 EA=36.3109 N.mm2 EA=34.125109 N.mm2 梁線剛度樓層bh(mm)計(jì)算跨度（mm）中跨截面慣性矩邊跨截面慣性矩i中跨=2EcIli邊跨=1.5EcIl15300700780017.1510912.861096.610104.951010 柱線剛度樓層層高（mm）( )bh(mm)2548007007002.0101013.131010166007007002.010109.551010（二）框架柱側(cè)向剛度計(jì)算柱側(cè)向剛度按式D=c12ich2 計(jì)算，式中-柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反映了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)降低了柱的側(cè)向剛度，而節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的大小則取決于對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束程度。首層c=0.5+K2+K，中間層c=K2+K ，記梁的線剛度是il, 柱的線剛度是ic記il12表示第1層，從左到右第2根梁的線剛度第一層邊柱 K=i11li11c=4.959.55=0.518 c=0.5+K2+K=0.5+0.5182+0.518=0.404 D11=c12ich2=0.404129.55101066002=10628N/mm第一層中柱 K=i11l+i12li2c=6.6+4.959.55=1.209 c=0.5+K2+K=0.5+1.2092+1.209=0.533 D12=c12ich2=0.533129.55101066002=14022 N/mm第一層一榀橫向中框架的總剛度為 D1=(10628+14022)2=49300 N/mm 二層及以上側(cè)向剛度都相同。第二層邊柱 K=ib2ic=24.95213.13=0.377 c=K2+K=0.3772+0.377=0.159 D21=c12ich2=0.159121310873 N/mm第二層中柱： K=ib2ic=2（6.6+4.95）213.13=0.880 c=K2+K=0.8802+0.880=0.306 D22=c12ich2=0.306121320926 N/mm一榀橫向中框架的總側(cè)向剛度為： D2=（10873+20926）2=63598 N/mm 各層柱側(cè)向剛度D值（）層次層高（mm）邊柱中柱513.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598413.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598313.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598213.1348000.3770.159108730.8800.306209266359819.5566000.5180.404106281.2090.53314022493003.5.3結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算將個(gè)樓層的重力荷載當(dāng)作水平力產(chǎn)生的樓層剪力為V5=G5=12302.24KN V4=G5+G4=23815.9 KN V3=G5+G4+G3=35329.56KN V2=G5+G4+G3+G2=46843.22KN V1=G5+G4+G3+G2+G1=58970.3KN 將樓層重力荷載當(dāng)作水平力所產(chǎn)生的樓層間相對(duì)水平位移為u1=V1D1=58970.3949300=0.133 m u2=V2D2=46843.22635989=0.082 m u3=V3D3=35329.56635989=0.062 m u4=V4D4=23815.9635989=0.042 m u5=V5D5=12302.24635989=0.021m 各層水平位移是：u1= u1=0.133 mu2=u1+u2=0.133+0.082=0.215m u3=u2+u3=0.215+0.062=0.277 m u4=u3+u4=0.277+0.042=0.319 m u5=u4+u5=0.319+0.021=0.340 m 求基本周期（考慮填充墻，樓板的作用，對(duì)計(jì)算周期進(jìn)行折減，乘以系數(shù)0.5）T1=20.5i=1nG1ui2i=1nG1ui=0.528 s 3.5.4橫向地震作用計(jì)算由任務(wù)書(shū)可知，本設(shè)計(jì)院大樓設(shè)計(jì)地震分組為類二組，查表建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表5.1.4-2得特征周期，上部結(jié)構(gòu)按7度設(shè)防設(shè)計(jì)，多遇地震下水平地震影響系數(shù)最大值。此建筑高度不超過(guò)40m，質(zhì)量和剛度分布比較均勻，采用底部剪力法進(jìn)行計(jì)算。又有T1=0.5281.4Tg，因此不需考慮頂點(diǎn)附加地震作用。等效重力荷載結(jié)構(gòu)水平地震作用質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用為F5=GiHiGiHiFEK =12302.2425.812302.2425.8+11513.6621+16.2+11.4+12127.086.6FEK=645.90KN F4=11513.6621GiHiFEK=0.253FEK =492.21KN F3=11513.6616.2GiHiFEK=0.195FEK =379.37KN F2=11513.6611.4GiHiFEK=0.137FEK =266.53 KN F1=12127.086.6957000FEK=0.083FEK =161.48KN 對(duì)軸框架所受到的力為1/9F5=645.909=71.77 KN F4=492.219=54.69KN F3=379.379=42.15KN F2=266.539 =29.61KN F1=161.489=17.94KN 3.6抗震變形驗(yàn)算由抗震規(guī)范可知，各類結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下的抗震變形驗(yàn)算，樓層間最大的彈性層間位移應(yīng)符合下式要求：, 底部剪力V5= F5=645.90 KNV4=F4+V5=1138.11KN V3=V4+F3=1138.11+379.37=1517.48 KN V2=V3+F2=1784KN V1=1945.49 KN層間相對(duì)位移u5= V5D5=645.90639589=0.00112 mu4= V4D4=1138.11639589=0.00198 mu3= V3D3=1517.48639589=0.00264 mu2= V2D2=1784639589=0.00310 mu1= V1D1=1945.49493009=0.00438 m驗(yàn)算:5= u5h5=0.001124.8=14285 1550 4= u4h4=0.001984.8=12424 15503= u3h3=0.002644.8=11818 15502= u2h2=0.003104.8=11548 15501= u1h1=0.004386.6=11506 1550樓層間最大的彈性層間位移應(yīng)符合要求。4、軸框架內(nèi)力計(jì)算因結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故取對(duì)稱軸一側(cè)的框架為計(jì)算對(duì)象，且中間跨梁取為豎向滑動(dòng)支座。在本章中，內(nèi)力符號(hào)約定如下（特別說(shuō)明的除外）：桿端彎矩以繞桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)為正，逆時(shí)針轉(zhuǎn)為負(fù)，梁跨中彎矩以使梁底面受拉為正，彎矩圖畫(huà)在桿件受拉纖維一側(cè)。剪力以繞微段隔離體順時(shí)針轉(zhuǎn)為正，逆時(shí)針轉(zhuǎn)為負(fù)柱軸力以受壓為正，受拉為負(fù)4.1恒荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算根據(jù)固端彎矩等效的原則，將梯形分布荷載 等效為均布荷載，qe=q01+58q1 屋面：q01=4.66 KNm，q1=22.31，p1=173.9KN p2=196.71 ，p3=210.36 qe=q01+58q1=4.66+5825.233=18.60 KN/m1到4層：q01=4.66KNm，q1=15.6，p1=97.19KNp2=143.58KN ，p3=157.23qe=q01+58q1=4.66+5818.525=16.24 KN/m 4.1.1計(jì)算桿端彎矩分配系數(shù)框架結(jié)構(gòu)對(duì)稱，可取半結(jié)構(gòu)計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖的中間跨梁跨長(zhǎng)為原梁跨長(zhǎng)的一半，故其線剛度應(yīng)取梁線剛度值的2倍。分配系數(shù)按下式計(jì)算 ：ik=Siki=1nSik ,其中Sik為節(jié)點(diǎn)K第I根桿件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度；i=1nSik為節(jié)點(diǎn)K各桿件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度之和。梁線剛度樓層bh(mm)計(jì)算跨度（mm）中跨截面慣性矩邊跨截面慣性矩i中跨=2EcIli邊跨=1.5EcIl15300700780017.1510912.861096.610104.951010柱線剛度樓層層高（mm）( )bh(mm)2548007007007.26210913.131010166007007001.48810109.551010梁，柱 ，轉(zhuǎn)動(dòng)剛度及相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度表構(gòu)件名稱轉(zhuǎn)動(dòng)剛度Sik相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度Sik框架梁(1到5層)邊跨 4ic=44.951010 =19.810100.518中跨 2ib=26.61010 =13.210100.346框架柱底層 4ic=49.551010 =38.210101.00其他層4ic=413.131010 =53.5210101.40各節(jié)點(diǎn)桿件分配系數(shù)表（ik=Siki=1nSik）節(jié)點(diǎn)Sik左梁右梁上柱下柱60.518+1.4=1.9180.2700.73051.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42241.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42231.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42221+1.4+0.518=2.9180.1780.4800.342120.518+0.346+1.4=2.2640.2290.1530.618110.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.382100.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.38290.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.38280.518+0.346+1.4+1.0=3.2640.1590.1060.4290.3064.1.2計(jì)算桿件固端彎矩頂層框架梁的固端彎矩為：MF=18qel2+112P2l=18196.717.8+11218.67.82=286.09KN.m 1到4層框架梁固端彎矩：MF=18qel2+112P2l=18143.587.8+11216.247.82=222.32KN.m 4.1.3 采用彎矩二次分配法計(jì)算桿端彎矩恒載作用下框架各節(jié)點(diǎn)的彎矩分配以及桿端分配彎矩的傳遞過(guò)程恒載作用下軸框架彎矩圖備注：因中柱彎矩較小，沒(méi)有標(biāo)出彎矩。4.1.4 恒載作用下軸框架剪力計(jì)算1、梁端剪力計(jì)算(假設(shè)梁桿端剪力V向上為正)AB跨梁端剪力計(jì)算過(guò)程如下表層號(hào)ql2MLVA=ql2+P2-MLVB左=ql2+P2+ML572.5412.10158.80183.0463.343.33131.8138.46363.344.50130.63139.63263.344.50130.63139.63163.3411.79123.34146.92備注：q是等效均布荷載,剪力單位為KNBC跨梁端剪力計(jì)算過(guò)程如下表層號(hào)ql2MLVB右=ql2+P2-MLVC左=ql2+P2+ML572.540170.90170.90463.340135.13135.13363.340135.13135.13263.340135.13135.13163.340135.13135.132、柱端剪力計(jì)算（剪力以順時(shí)針為正）柱端剪力等于柱兩端彎矩之和除以柱高度A軸柱端剪力計(jì)算過(guò)程如下表層號(hào)L 柱上端M柱下端MMMLVA=-ML54.8221.52134.38355.974.15 -74.15 44.876.86101.1417837.08 -37.08 34.8101.14101.14202.2842.14 -42.14 24.8101.1478.13179.2737.35 -37.35 16.684.2042.10126.319.14 -19.14 B軸柱端剪力計(jì)算過(guò)程如下表層號(hào)L 柱上端M柱下端MMMLVB=-ML54.8-23.87-6.62-30.49-6.35 6.35 44.8-6.62-6.62-13.24-2.76 2.76 34.8-6.62-6.62-13.24-2.76 2.76 24.8-6.62-16.31-22.93-4.78 4.78 16.6-11.63-5.82-17.45-2.64 2.64 軸框架恒載剪力圖(kN)（中柱剪力沒(méi)有標(biāo)出）4.1.5 恒載作用下軸框架軸力計(jì)算柱的軸力計(jì)算：頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)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(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。梁軸力的計(jì)算：梁軸力可由柱剪力通過(guò)節(jié)點(diǎn)平衡求得A軸柱軸力計(jì)算過(guò)程如下表層號(hào)柱自重（KN）梁端VA集中力柱上端軸力柱下端軸力563.36158.80173.9332.7396.06463.36131.897.19625.05688.41363.36130.6397.19916.23979.59263.36130.6397.191207.411270.77187.12123.3497.191491.31578.42B軸柱軸力計(jì)算過(guò)程如下表層號(hào)柱自重（KN）VB左（KN）VB右（KN）VB集中力（KN）柱上端軸力柱下端軸力563.36183.0170.90353.9210.36564.26627.62463.36138.46135.13273.59157.231058.441121.8363.36139.63135.13274.76157.231553.791617.15263.36139.63135.13274.76157.232049.142112.5187.12146.92135.13282.05157.232551.782615.14恒載作用下軸框架梁軸力計(jì)算以第1層中跨梁為例：由靜力平衡：中跨軸力=16.22-2.7+2.16=15.68 KN計(jì)算過(guò)程表如下：層數(shù)邊柱剪力（KN）邊框架軸力（KN）中柱剪力（KN）中跨梁軸力（KN）5-71.8671.866.0977.954-25.7646.102.2942.303-31.68-5.922.29-5.922-37.25-5.572.70-5.161-21.0316.222.1615.68軸框架恒載軸力圖(kN)4.2 活荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算活載采用電算。1:將三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載：qe=58q1樓面活荷載qe=58q1=9.75KN/m 屋面活荷載qe=58q1=4.88KN/m 2:計(jì)算材料性質(zhì)。梁，柱的剛度梁剛度計(jì)算表樓層彈性模量EN/mm2bh(mm)中跨截面慣性矩邊跨截面慣性矩抗拉剛度EA（KN）抗彎剛度EI（ KNm2 ）153.1510430070017.1510912.861096.62106中跨5.40105邊跨3.04105 柱剛度計(jì)算表樓層( )bh(mm)抗拉剛度EA（KN）抗彎剛度EI（ KNm2 ）153.1510470070020109 15.441066.301053：代碼見(jiàn)附錄。4：編碼如圖： 5：內(nèi)力，位移計(jì)算表標(biāo)題：無(wú)標(biāo)題位移計(jì)