教学楼设计毕业设计论文

1、-. z. -. -可修编- .工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：远东中学教学楼设计系别：建筑工程系专业：土木工程班级： B120710 学生：史伟浩*： B12071019 指导教师：王海荣 2016年 05月-. z.毕业设计论文任务书系部建工系专业土木工程班级 10 史伟浩* B12071019 1.毕业设计论文题目：远东中学教学楼设计2.题目背景和意义：本设计为远东中学教学楼设计，总建筑面积4500平方米，拟建5层，主体构造为钢筋混凝土框架构造，位于市劳动南路。主要房间组成及使用面积见下表：房间名称建筑面积m2备注普通教室55562830间多功能教室1001202间电教

2、器材储存兼放映室3540与多功能教室吡连物理实验室75851间生化实验室75851间实验准备室3040共两间，与实验室靠近音乐教室53551间乐器室15201间，与音乐教室靠近阅览室75851间书库3040与阅览室吡连科技活动室15201间或2间办公室1216每层设两间本设计的意义主要有以下几个方面：1通过本设计，可以使学生对四年来所学的根本理论和专业知识进展综合的应用，加深对专业知识的掌握和理解，同时对建筑设计和构造设计有整体和全面性的认识。2通过查阅各种资料和建筑规等完本钱工程的建筑设计，构造选型，构造布置，构造计算及建筑、构造施工图的绘制，进而稳固对根底知识和专业知识的掌握程度以及综合运

3、用的实际能力。3.设计(论文)的主要容理工科含技术指标：1建筑局部根据任务书进展建筑方案及建筑施工图设计，以施工图为主，具体要求如下：计算机绘制，达施工图深度，要求完成图纸容：主要平面图底层平面图、标准层平面图等；正立面图及侧立面图；剖面图一个剖楼梯间；屋面排水图。2构造局部构造方案设计：包括柱网布置、构造平面布置、构件的初步估算、根底形式及埋置深度确实定。构造计算：选一具有代表性的框架进展计算。包括：确定框架计算简图，荷载计算，恒荷载作用下的力计算，活荷载作用下的力计算，水平地震作用下的力计算，力组合，框架截面设计配筋计算，自选构件设计和计算现浇板或楼梯。绘制施工图，构造图纸要求完成容：构造

4、平面布置图，一榀框架配筋图，自选构件配筋图。编写设计说明书和构造计算书装订成册。工程地质条件：场地地势平坦，地质构造简单，持力层为亚粘土，类场地，地基承载力标准值为180kPa。土壤最大冻结深度为18cm,最大积雪厚度为20cm，雪荷载为 0.25kN/m2。常年地下水位于地面以下7m，水质对混凝土无侵蚀。气象条件：冬季室外计算温度-9，夏季室外计算温度+30。最热月平均气温为+27，最冷月平均气温为-0.2。年总降水量631.8mm,一日最大降水量为109.6mm，一小时最大降水量为79mm。全年主导风向为东北风，根本风压0.35kN/m2。建筑构造平安等级：二级；建筑构造设计使用年限：50

5、年。地震设防烈度为8度，建筑场地类别为类，设计地震分组为第一组。4.设计的根本要求及进度安排含起始时间、设计地点：1设计的根本要求:1要有良好的城市景观，要求建筑造型美观、大方。 2设计方案合理，计算方确，计算数据准确。 3计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。 4施工图须符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布置协调、清楚、整洁。2进度安排:建筑设计、构造选型、构造布置 15-161第15周-第18周荷载计算15-161第19周-第20周荷载计算 15-162第1周-第3周构造构件计算15-162第4周-第7周整理说明书、绘制施工图15-162第8周-第9周出图、论文装订

6、15-162第10周辩论15-162第11周5. 毕业设计论文的工作量要求图纸幅面和数*：建筑图6,构造图4其他要求：论文字数：20000字外文翻译字数： 3000字参考文献篇数：15篇以上指导教师签名：年月日学生签名：年月日系主任审批：年月远东中学教学楼设计摘要本设计主要进展了构造方案中横向框架的抗震设计。先确定框架布局，之后进展了层间荷载代表值的计算,然后取一榀框架进展分析，分别计算水平荷载作用下和竖向荷载作用下的力与位移，水平地震作用采用底部剪力法进展计算，水平地震作用下的侧移刚度采用D值法进展计算，框架构造在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550

7、的限值。接着采用弯矩二次分配法计算竖向荷载恒载及活荷载作用下的构造力，并进展力组合，进而找出最不利的一组或几组力进展计算配筋，框架配筋计算，应遵循强柱弱梁，强减弱弯，强节点、强锚固等原则，选取最平安的结果计算配筋并绘图。整个构造在设计过程中，严格遵循有关最新的国家标准规，参考相关资料和课本，对设计的各个环节进展综合全面的科学性考虑。设计本着适用、平安、经济、使用方便的原则进展。建筑构造方案是否合理，不但关系到是否满足使用要求和构造受力是否可靠，而且也关系到是否方便施工等问题。关键词：框架构造；抗震；构造设计；力计算 The Design of the teaching buiding in *

8、ian YuanDong school of Arts and sciencesThe design of the main structure scheme of horizontal seismic design framework . When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peakdisplacement method, the

9、n making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottomshear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different a*is. Then the internal force (bending moment, shearing force and a*ial force ) in the structure

10、 under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the bination of internal force can be made by using the E*cel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs

11、 and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the ponents.The whole structure of the design process,in strict pliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, an

12、d design of the various ponents of a prehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction.Key Words：Frame

13、 structure; seismic; structural design; internal force calculation-. z. -. -可修编- .TOC o 1-3 h u 目录 HYPERLINK l _Toc21300 1 绪论 PAGEREF _Toc21300 2 HYPERLINK l _Toc25524 1.1工程概况 PAGEREF _Toc25524 2 HYPERLINK l _Toc3052 建筑介绍 PAGEREF _Toc3052 2 HYPERLINK l _Toc28812 建筑类型 PAGEREF _Toc28812 2 HYPERLINK l

14、_Toc11138 抗震设防烈度 PAGEREF _Toc11138 2 HYPERLINK l _Toc32269 1.2设计原始资料 PAGEREF _Toc32269 2 HYPERLINK l _Toc599 气象条件 PAGEREF _Toc599 2 HYPERLINK l _Toc12067 工程地质条件 PAGEREF _Toc12067 2 HYPERLINK l _Toc13170 1.3 建筑平面设计 PAGEREF _Toc13170 2 HYPERLINK l _Toc8034 1.4 建筑立面设计 PAGEREF _Toc8034 2 HYPERLINK l _To

15、c26159 1.5建筑剖面设计 PAGEREF _Toc26159 2 HYPERLINK l _Toc21086 1.6土建立计 PAGEREF _Toc21086 2 HYPERLINK l _Toc27321 2 构造布置 PAGEREF _Toc27321 2 HYPERLINK l _Toc283852.1 构造布置 PAGEREF _Toc28385 2 HYPERLINK l _Toc3827 2.1.1 构造平面布置 PAGEREF _Toc3827 2 HYPERLINK l _Toc11406 3 计算截面确实定 PAGEREF _Toc11406 2 HYPERLINK

16、 l _Toc4087 4 框架构造刚度参数计算 PAGEREF _Toc4087 2 HYPERLINK l _Toc20476 4.1 梁柱线刚度计算 PAGEREF _Toc20476 2 HYPERLINK l _Toc13407 4.2 柱的抗侧刚度计算 PAGEREF _Toc13407 2 HYPERLINK l _Toc12366 5 荷载计算 PAGEREF _Toc12366 2 HYPERLINK l _Toc15850 5.1 恒载标准值计算 PAGEREF _Toc15850 2 HYPERLINK l _Toc23243 5.2 重力荷载代表值计算 PAGEREF

17、_Toc23243 2 HYPERLINK l _Toc5440 6 力计算 PAGEREF _Toc5440 2 HYPERLINK l _Toc19465 6.1 横向水平地震作用下框架构造的力和位移计算 PAGEREF _Toc19465 2 HYPERLINK l _Toc26849 横向自振周期计算 PAGEREF _Toc26849 2 HYPERLINK l _Toc13227 水平地震作用及楼层地震剪力计算 PAGEREF _Toc13227 2 HYPERLINK l _Toc7869 水平地震作用下的位移验算 PAGEREF _Toc7869 2 HYPERLINK l _

18、Toc1580 水平地震作用下框架力计算 PAGEREF _Toc1580 2 HYPERLINK l _Toc29851 作水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图 PAGEREF _Toc29851 2 HYPERLINK l _Toc27134 6.2 竖向荷载作用下框架构造的力计算 PAGEREF _Toc27134 2 HYPERLINK l _Toc14707 计算单元 PAGEREF _Toc14707 2 HYPERLINK l _Toc10026 力计算 PAGEREF _Toc10026 2 HYPERLINK l _Toc18675 7力组合 PAGEREF _T

19、oc18675 2 HYPERLINK l _Toc25917 7.1构造抗震等级 PAGEREF _Toc25917 2 HYPERLINK l _Toc1052 7.2框架的力组合 PAGEREF _Toc1052 2 HYPERLINK l _Toc8761 7.3框架梁力组合 PAGEREF _Toc8761 2 HYPERLINK l _Toc5605 7.4框架柱力组合 PAGEREF _Toc5605 2 HYPERLINK l _Toc20153 8 截面设计及配筋计算 PAGEREF _Toc20153 2 HYPERLINK l _Toc4888 8.1框架梁 PAGERE

20、F _Toc4888 2 HYPERLINK l _Toc13193 梁正截面受弯承载力计 PAGEREF _Toc13193 2 HYPERLINK l _Toc1404 梁斜截面受弯承载力计算 PAGEREF _Toc1404 2 HYPERLINK l _Toc16898 8.2框架柱 PAGEREF _Toc16898 2 HYPERLINK l _Toc20673 剪跨比和轴压比验算 PAGEREF _Toc20673 2 HYPERLINK l _Toc1349 柱正截面承载力计算 PAGEREF _Toc1349 2 HYPERLINK l _Toc31845 柱斜截面承载力计算

21、 PAGEREF _Toc31845 2 HYPERLINK l _Toc29742 柱斜截面承载力计算 PAGEREF _Toc29742 2 HYPERLINK l _Toc25545 9 楼板设计 PAGEREF _Toc25545 2 HYPERLINK l _Toc1222 9.1楼板类型及设计方法的选择 PAGEREF _Toc1222 2 HYPERLINK l _Toc14904 10 楼梯设计 PAGEREF _Toc14904 2 HYPERLINK l _Toc11082 10.1梯段板设计 PAGEREF _Toc11082 2 HYPERLINK l _Toc2357

22、5 荷载计算 PAGEREF _Toc23575 2 HYPERLINK l _Toc29907 力计算 PAGEREF _Toc29907 2 HYPERLINK l _Toc17316 截面设计 PAGEREF _Toc17316 2 HYPERLINK l _Toc31955 10.2平台板设计 PAGEREF _Toc31955 2 HYPERLINK l _Toc16085 10.3平台梁设计 PAGEREF _Toc16085 2 HYPERLINK l _Toc21458 11设计心得 PAGEREF _Toc21458 2 HYPERLINK l _Toc23840 参考文献

23、PAGEREF _Toc23840 2 HYPERLINK l _Toc3844 致 PAGEREF _Toc3844 2 HYPERLINK l _Toc13727 毕业设计论文知识产权声明 PAGEREF _Toc13727 2 HYPERLINK l _Toc23529 毕业设计论文独创性声明 PAGEREF _Toc23529 2-. z. -. -可修编- .1 绪论1.1工程概况建筑介绍设计题目：远东中学教学楼设计建筑面积：4480m2建筑高度：18m构造形式：现浇钢筋混凝土框架构造建筑物耐久年限：50年建筑类型建筑成一字型,东侧为两层大跨度多媒体教室，五层框架构造。抗震设防烈度地

24、震设防烈度为8度，建筑场地类别为类，设计地震分组为第一组，设计根本加速度为0.20g，构造平安等级为二类。1.2设计原始资料气象条件温度：冬季室外计算温度-9，夏季室外计算温度+30。最热月平均气温为+27，最冷月平均气温为-0.2。2.根本风压：0.35kN/m2。3.根本雪压：0.25kN/m2。工程地质条件场地地势平坦，地质构造简单，持力层为亚粘土，类场地，地基承载力标准值为180kPa。常年地下水位于地面以下7m，水质对混凝土无侵蚀1.3 建筑平面设计根据本建筑物的使用功能要求，采用框架构造，边跨为6.3米，中跨为2.7米，设置一个双跑楼梯和一个平行双分楼梯，满足建筑防火要求。根据人流

25、的多少和搬进房间设备的大小取门宽为1200mm，开启方向朝房间侧。走道两端的门采用等宽双扇门，大厅的门采用一个两个双扇玻璃门。房间窗设置：房间中的窗大小和位置确实定，主要是考虑到室采光和通风的要求。1.4 建筑立面设计本建筑主楼立面采用对称体型，建筑物各部协调统一，形式完整。本建筑确定每层层高为3.6米，楼梯高度等于层高，屋面为不上人屋面，挑檐宽1000mm，挑檐高度设为 600mm。建筑总高度18m。整个立面看起来规则整齐，简洁大方，简单的造型更显示了干练。总体上，本建筑立面造型符合建筑造型和构图方面的均衡、韵律、比照的规律，并满足适用、经济、美观的要求。1.5建筑剖面设计室外高差为0.45

26、米，可防止室外流水流入和墙身受潮。根据采光设计标准及构造布置要求，确定标准层房间窗高到框架梁底，主要窗宽为2.4米，高为2.1米。标准层走廊两端设置玻璃窗以便空气流通和采光要求。屋面排水采用有组织外排水方式，用外装塑料空心管作为落水管，屋面材料找坡2%。1.6土建立计1. 墙体0.000以上均采用M5混合砂浆砌筑，0.000以下均采用水泥砂浆砌筑。 2. 卫生间楼地面比同层相邻楼地面低20mm。3. 楼屋面面层材料的选择及构造设计。4. 屋面：(不上人) 20厚1:2.5水泥砂保护层层 4厚SBS高聚物改性沥青防水卷材一道 25厚1:3水泥砂浆找平层 100厚水泥珍珠岩保温层 1:6水泥焦渣找

27、坡层最薄处30厚 100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 10厚混合砂浆 5. 楼面： 10厚瓷砖楼面，干水泥擦缝在卫生间采用地砖防水楼面5厚1:2.5水泥砂浆粘结层掺建筑胶20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层掺建筑胶水泥砂浆一道掺建筑胶100mm厚钢筋混凝土板，随打随磨光 10厚混合砂浆 2 构造布置2.1 构造布置1采用双向纵横向框架承重方案，纵向总长53m。2根据建筑设计要求，主体构造共5层。3墙采用240mm粘土空心砖4混凝土等级：梁，板，柱均采用C35。5楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土构造。2.1.1 构造平面布置图2.1 构造平面布置图2.1.2 初选截面尺寸(1) 框架梁截面尺寸纵向框架梁

28、h=(1/81/12)l=(1/81/12)6000=500mm750mm 取h=600mmb=(1/21/3)h=(1/21/3)600=220mm325mm 取b=300mm横向框架梁 AB CD跨h=(1/81/12)l=(1/81/12)6300=525mm787mm 取h=600mm b=(1/21/3)h=(1/21/3)600=220mm325mm 取b=300mm表2.1 梁截面尺寸(mm)层数混凝土等级横梁(bh)纵向框架梁(bh)纵向次梁(bh)AB跨、CD跨BC跨1-5C35300600300400300600300450(2) 柱截面尺寸估算柱截面尺寸根据柱的轴压比限值

29、，按公式计算1) 根据建筑抗震设计规，构造形式为框架构造，抗震设防烈度为8度，建筑物高度18m 24m,查得抗震等级为二级，确定柱轴压比限值为0.82) Ac N/fc (2.1)柱组合的轴压比设计值N= A g n (2.2)注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3，柱取1.2。 g 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取14 kN/m2。 n为验算截面以上的楼层层数。 A柱的负荷面积。 fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C35，查得16.7 N/mm2。图2.2 框架构造的计算简图中柱：A1=6.04.5=27.0m2边柱：A2=3.156.0=18.9m2一层：中柱A

30、c N/fc=Agn/fc=(1.227.00145)103/ (0.816.7)=206512 mm2边柱Ac N/fc=Agn/fc=(1.318.9145)103/ (0.816.7)=150340 mm2 据计算结果并综合考虑其它因素：取中柱bh=600mm600mm 边柱bh=600mm600mm二层五层：取 bh=600mm600mm表2.2 柱截面尺寸(mm)层次混凝土等级bh (mm2)1C356006002-5C35600600板厚估算 h=(1/401/50)l=(1/401/50)(6300/2)=63mm79mm 取h=120mm 3 计算截面确实定1框架各构件在计算简

31、图中均用单线条代表，各单线条代表构件形心轴所在的位置线2梁的跨度=该跨左右两边柱截面形心轴线之间的距离3底层柱高=从根底顶面算至楼面标高处4中间层柱高=从下一层楼面标高至上一层楼面标高5顶层柱高=从顶层楼面标高算至屋面标高6当上.下柱截面发生改变时，取截面较小的截面形心轴线作为计算简图上的柱单元一层五层：横跨 AB CD跨：6300+120+100-600=5920mm BC跨：27001002+600=3100mm纵跨轴： 6000mm柱高：底层柱的计算高度：4300m 2-5层的柱高：3.60m图3.1 横向计算简图图3.2 纵向计算简图4 框架构造刚度参数计算4.1 梁柱线刚度计算在框架

32、构造中，可将现浇楼面视作梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I0，对中框架梁取I=2I0。截面惯性矩I0=bh3/12。框架梁线刚度为ib=EcI0/L，其中EC为混凝土弹性模量，L为梁的计算跨度表4.1 横梁线刚度ib计算表类别层次EcN/Mm2bhmmmmImm4L(mm)ib=EcI0/LNmm1.5EcI0/LNmm2EcI0/LNmmAB,CD跨1-5层3.151043006005.4 10963002.5710103.855 10105.14 1010BC跨1-5层3.151043004001.6

33、10924001.7710102.655 10103.54 1010柱的线刚度iC=ECLC/HC。其中LC为柱的截面惯性矩，HC为框架柱的计算高度。表4.2 柱的线刚度计算表层次EcN /mm2 bhmmmmHC(mm)LCmm4iC=EcICHCkNmm1343001.0810107.510102-5336001.081010 9.01010令i1-5AB=1.0，则其余各层杆件的相对线刚度按计算所得，作为弯矩二次分配时计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。-. z. -. -可修编- .4.2 柱的抗侧刚度计算根据梁柱的线刚度比的不同，框架

34、柱可分为中柱，边柱柱抗侧移刚度：D=c12ic/h2注：c柱抗侧移刚度修正系数表4.3 柱侧移刚度修正系数表位置边柱中柱c简图K简图K一般层底层边框架柱侧移刚度D值表4.4 边框架柱侧移刚度D值单位： N /mm层次边柱4根中柱4根DcDCDC4cDCDC4 10.5140.419470778800.70.45262851051401830202-50.430.171416756668070.262166786668143336中框架柱侧移刚度D值表4.5 中框架柱侧移刚度D值单位： N /mm层次边柱16根中柱16根DcDCDC16cDCDC16 10.690.43209303348801.

35、200.46223903582406931202-50.570.22166672666720.960.3327500440000706672将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即为各层间侧移刚度D表4.6 层间侧移刚度单位：N /mm 层次12-5D 850008 876140D1 /D2 =850008/876140=0.90.7,故该框架为横向规则框架。 5 荷载计算5.1 恒载标准值计算(1) 屋面(不上人)：20厚1:2.5水泥砂浆保护层 20mm10-320kN/m3=0.4kN/m2二毡三油防水层 0.35kN/m2 150厚水泥蛭石保温层 50.15kN/m3=0.75kN/

36、m2100140厚膨胀珍珠岩找坡100+140/27=0.84kN/m2 120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 120mm10-325kN/m3=3.0kN/m2 10厚混合砂浆 0.17kN/m2合计： 5.51kN/m2 21-4层楼面： 10面层水磨石地面 20水泥沙浆打底 0.65KN/m2素水泥浆结合层一道120厚钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2 10厚混合砂浆0.17KN/m2合计 3.82KN/m23屋面及楼面可变荷载标准值：不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 KN/m2楼面活荷载标准值 2.5 KN/m2屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.00.2=0.2 KN/m

37、2式中ur为屋面积雪分布系数4梁柱密度25 KN/m2墙体均为240厚粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则单位面积上墙体重量为 150.24+170.022=4.28 KN/m2木门单位面积重力荷载0.2 KN/m2，钢铁门0.4 KN/m2，铝合金窗单位面积重力荷载取0.4 KN/m25.2 重力荷载代表值计算(1)第一层：楼面恒载: 3.65315.3=2974.32KN50%楼面均布活荷载: 0.55315.32.0=826.2 KN纵梁:41.050.30.6(53-80.6)25=910.98 KN边横梁：0.30.6251.0518=459.27 KN中横梁：0.30.4251.

38、059=59.54 KN 次梁: 0.30.45251.0516=340.21 KN梁总重: 1769.99KN柱: 0.60.6251.054.2536=1606.5 KN纵墙:总长534-290.6-62-2.4=180.2m总重3.55180.2-22.132-20.9114.28=2077.92 KN横墙:总长6.321+2.7=135.0m总重(3.55135-202.1) 4.28=2004.4 KN墙总重：4082.32 KN木门：0.22.10.922=9.24 KN塑钢门：0.42.124+1.62.1=10.08 KN铝合金窗：(2.02.132+20.911)0.4=61

39、.68 KN门窗总重：81 KN由上述可知，一层重力荷载代表值：11339.39 KN第二层重力荷载代表值楼面恒载: 2974.32 KN50%楼面均布活荷载: 826.2 KN 梁总重: 1769.99 KN柱: 1360.8KN纵墙:总长534-290.6-6-2.4=186.2m总重3.0186.2-22.134-20.911-21.534.28=1733.4 KN横墙:总长6.321+2.72=137.7m总重：(3.0137.7-22.12)4.28=1732.116KN墙总重：3456.516 KN木门：0.22.11.020=8.4 KN塑钢门：1.62.120.4=2.688K

40、N铝合金窗：63.36 KN门窗总重：74.448 KN由上述可知二层重力荷载代表值：10220.94 KN(3)三四层重力荷载代表值楼面恒载: 2974.32 KN50%楼面均布活荷载: 826.2 KN 梁总重: 1769.99 KN柱: 1360.8KN纵墙:总长534-290.6-6-2.4=186.2m总重3.0186.2-22.134-20.911-21.534.28=1733.4 KN横墙:总长6.318+2.72=118.8m总重：(3.0118.8-22.1)4.28=1507.5KN墙总重：3206.2 KN木门：0.22.11.016=6.72 KN塑钢门：1.62.16

41、0.4=8.064铝合金窗：(2.12.034+20.911+2.01.53)0.4=68.64 KN门窗总重：83.43 KN由上述可知三四重力荷载代表值：10220.94 KN4第五层屋面恒载：5.195315.3=4208.6 KN50%屋面活荷载：0.50.55315.3=202.725 KN梁总重：1769.99 KN柱总重：1360.8/2=663.39 KN墙总重：186.2+137.71.35-22.134-20.911-21.53-2.02.12 4.28 =1101.1 KN木门：8.4 KN铝合金窗：63.36 KN门窗总重：71.76KN女儿墙：0.653+15.32-

42、15.3 4.28=311.5 KN由上述可知，五层重力荷载代表值：8346.1KN则构造抗震分析时所采用的计算简图如下：6 力计算6.1 横向水平地震作用下框架构造的力和位移计算横向自振周期计算 T1=1.7TuT1/2 6.1注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的构造顶点位移。T构造根本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。uT按以下公式计算： VGi=Gk 6.2ui= VGi/D ij 6.3 uT=uk 6.4注：D k为集中在k层楼面处的重力荷载代表值，VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力。D ij 为第

43、i层的层间侧移刚度。uiuk分别为第i、k层的层间侧移。表6.1 构造顶点的假想侧移计算层次GikNVGikND ikN/mmuimmuimm58346.18346.18500089.82169.494 10220.9418567.04 85000821.84159.67310220.9428787.98 85000833.9137.83210471.9439259.92 85000846.18103.93111339.350599.22 87614057.7557.75T1=1.7TuT1/2 =1.70.7(0.16949)1/2=0.49s水平地震作用及楼层地震剪力计算根据建筑设计抗震规

44、GB500112010规定，对于高度不超40米、以剪切变形为主且质量和刚度沿着高度方向分布比拟均匀的构造，以及可近似于单质点体系的构造，可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。FEK=1 Geq 6.5GEQ=0.85Gi=0.8550599.22=43009.337kN根据场地类别为类，设计根本地震加速度为0.2g，查得场地特征周期值Tg=0.45s。抗震设防烈度为8度，多遇地震情况下，查的水平地震影响系数最大值ma*=0.16。由特征周期与自振周期的比值确定计算地震影响系数1=Tg/T10.9ma*=0.45/0.490.90.16 =0.141FE

45、k=1GEQ=0.14143009.337=6064.32kN因1.4Tg=0.63sT1=0.49s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算：表6.2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次HimGikNGiHikNmGiHi/GjHjFikNVikN518.78346.1156072.070.2791691.951691.95415.110220.94154336.1940.2761673.753365.7311.510220.4117540.810.2101273.514639.2127.910471.9482728.3260.148897.525536

46、.7314.311339.348758.990.087527.606064.33各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图水平地震作用下的位移验算根据建筑设计抗震规GB500112010规定，抗震验算时，构造任一楼层的水平地震最小剪力应符合VEKIGj，查得=0.032表6.3 水平地震剪力验算表层次GikNGkN0.032GkNVikN58346.18346.1267.081691.95410220.9418567.04594.153365.7310220.9428787.98921.214639.21210471.9439259.921256.325536.73111339.350

47、599.221619.186064.33因此水平地震剪力按计算结果计算。水平地震作用下框架构造的层间位移ui和顶点位移u i的计算：ui = Vi/D ij6.7u i=uk 6.8各层的层间弹性位移角的计算e=ui/hi 6.9层次VikND ikN/mmuimmuimmhimme=ui /hi51691.958500081.99125.05736000.0005343365.7 8500083.96023.06636000.001134639.218500085.45819.10636000.0015225536.738500086.51413.64836000.0018116064.33

48、8761407.1347.13443000.00166表6.4 水平地震剪力验算表由此可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，0.001811/550=0.001812，满足要求。水平地震作用下框架力计算以框架布置图中轴线横向框架力计算为例说明计算方法，其余框架力计算略。框架第i层的层间剪力Vi，i层j柱分配到的剪力Vij以及该柱上下端的弯矩M uij和Mbij的计算(6.10) Mbij=Vijyh (6.11)M uij=Vij1yh (6.12)y=yn+y1+y2+y3(底层柱需要考虑修正y2,第二层需要考虑修正y3，其余无需修正)(6.13) 注：Dij为i层j柱的侧移刚度。 h为柱的

49、计算高度。 y框架柱的反弯点高度比。yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。表6.5 各层柱端弯矩及剪力计算边柱层次himVikND ijkN/mm边柱Di1kN/mmVi1kNkymM bi1kNmM ui1kNm53.61691.958500081666733.180.570.23528.0767.4943.63365.7 8500081666765.990.570.3583.15154.4133.64639.218500081666790.970.570.435142.46185.0323.655

50、36.7385000816667108.560.570.5195.408195.40814.36064.3387614020930144.840.690.7436.06186.88表6.6 各层柱端弯矩及剪力计算中柱层次himVikND ijkN/mm中柱Di2kN/mmVi2kNkYmM bi2kNmM ui2kNm53.61691.958500082750054.720.960.3568.95128.0443.63365.7 85000827500107.700.960.40155.09232.6333.64639.2185000827500148.450.960.45240.49293.

51、9323.65536.7385000827500177.180.960.55350.82287.0314.36064.3387614022390157.671.20.65440.69237.29梁端弯矩Mb、剪力Vb及柱轴力Ni的计算M l b= (6.13)M r b= (6.14)V b=(6.15)Ni=V l b V r bk (6.16)注：ilb和irb分别表示节点左右梁的线刚度 Mlb和Mrb分别表示节点左右梁的弯矩 Ni为柱在第i层的柱轴力，以受压为正，l为梁的计算跨度。图6.3 力示意图表6.7 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边梁走道梁柱轴力MlbMrblVbMlbMrbl

52、Vb边柱N中柱N567.4975.446.322.6952.552.52.738.89-22.69-16.204182.48177.936.357.21123.65123.652.791.59-79.9-34.383268.18264.926.384.62184.1184.12.7136.37-164.52-51.752337.868311.246.3103.03216.28216.282.7160.21-267.55-57.181382.288346.816.3115.732412412.7178.52-383.28-62.79注： 柱轴力的负号表示拉力。M单位为kNm,V单位为kN，N单位

53、为kN，L单位为m。作水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图图6.4横向框架弯矩图kN图6.5 梁端剪力及柱轴力图kN6.2 竖向荷载作用下框架构造的力计算计算单元取3轴线横向框架进展计算，计算单元宽度为6.3m，由于房间布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元围的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。荷载计算1恒载计算 q1、q1代表横梁自重，为均布荷载形式。q2、和q2分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。P1、P2分别由边

54、纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、挑檐重、楼板重等重力荷载。图6.7各层梁上作用的恒荷载5层：q1=3.906kN/m q1 =2.730kN/mq2=5.513=16.53kN/m q2 =5.512.7=14.88 kN/mP1=(32.3/2)2+2.3+6.9)2.3/25.51+4.7256+3.5446.3/2+3.941.356=167.74kNP2=32.3/22+2.3+6.92.3/2+3+2.71.3/225.51+4.7256+3.5446.3/2=176.66 kN集中力矩 M1=P1e1=167.740.60.3/2=25.16kNm M2=P

55、2e2=176.660.60.3/2=26.50kNm14层：q1包括横梁自重和其上横墙自重q1=3.906+1.89(3.60.6)=9.576kN/m q1=2.730kN/mq2=3.823=11.46kN/m q2=3.822.7=10.314kN/mP1=(32.3/2)2+2.3+6.92.3/23.82+64.725+3.5446.3/2+3.94(63.3-21.51.8) +0.421.51.8=160.70kNP2=32.5/22+2.3+6.92.3/2+3+2.41.3/223.9+64.725+3.5446.3/2+3.94(63.3-21.81.5)=195.660

56、 kN集中力矩 M1=P1e1=160.70.60.3/2=24.105kNm M2=P2e2=195.66060.60.3/2=29.35kNm2活荷载计算图6.8各层框架梁上作用的活荷载5层：q2=6.3/22=6.3 kN/m q2=2.70.5=5.4 kN/mP1=(31.2+31.2)2=14.4kNP2=(31.2+61.2)2=28.8kN集中力矩M1=P1e1=14.4(0.60.3)/2=1.8kNmM2=P2e2=28.8(0.60.3)/2=3.6kNm在屋面雪荷载作用下：q2=0.315 kN/m q2=0.27kN/mP1=2.88kN P2=5.76kN集中力矩

57、M1=P1e1=0.36kNm M2=P2e2=0.72kNm14层：q2=6.3/22.0=6.3kN/m q2=2.72.0=5.4 kN/mP1=(31.2+31.2)2=14.4kN P2=P2=(31.2+61.2)2=28.8kN集中力矩M1=P1e1=14.4(0.60.3)/2=1.8kNm M2=P2e2=28.8(0.60.3)/2=3.6kNm表6.8 横向框架恒载汇总表层次q1kN/mq1kN/mq2kN/mq2 kN/mP1kNP2kNM1kNmM2kNm53.9062.73016.5314.88167.74176.6625.1626.501-49.5762.7301

58、1.4610.314160.7195.660624.10529.35-. z. -表6.9 横向框架活载汇总表层次q2kN/mq2 kN/mP1kNP2kNM1kNmM2kNm56.3(0.315)5.4(0.27)14.4(2.88)28.8(5.76)1.8(0.36)3.6(0.78)1-46.35.414.428.82.164.32注：表中括号数值对应于屋面雪荷载作用情况力计算1梁端、柱端弯矩计算 q2、q2，转化成等效均布荷载计算，再与q1、q1，产生的弯矩叠加。(6.18)(6.19)(6.20)AB跨 a=1.65/6.3=0.262 q=1-2a2+a3q=(1-20.2622

59、+0.2623)q=0.888q恒载：5层： q2=0.8816.53=14.55 kN/m q2 =5/814.88=9.3kN/m固端弯矩 MAB=-MBA=MBC=-MCB=1-4层 q2=0.8811.46=10.08 kN/m q2 =5/810.314=6.45 kN/m固端弯矩MAB=-MBA=MBC=-MCB=活载：5层： q2=0.886.3=5.544 kN/m q2 =5/85.4=3.375 kN/m固端弯矩MAB=-MBA=MBC=-MCB=-. z. -1-4层 q2=5.544kN/m q2 =3.375kN/m固端弯矩MAB=-MBA=-18.34 MBC=-M

60、CB=-2.05 6.9a 6.9b图6.9a 恒载作用下的横向框架弯矩力二次分配图kNm图6.9b 活载作用下的横向框架弯矩力二次分配图kNm-. z. -恒荷载作用下b活荷载作用下图6.10 竖向荷载作用下框架弯矩图kNm2梁端剪力和柱轴力梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算恒载作用时的柱底轴力，还要考虑柱的自重。1恒载作用下的计算荷载引起的剪力计算：(6.21)(6.22)弯矩引起的剪力计算(杆件弯矩平衡):(6.23)(6.24)柱的轴力计算：(6.25)柱上端传来的轴力左右梁传来的剪力2活载作用下的计算-.

61、z. -荷载引起的剪力计算：(6.26)(6.27)弯矩引起的剪力计算(杆件弯矩平衡):(6.28)(6.29)柱的轴力计算：(6.30)柱上端传来的轴力左右梁传来的剪力表6.10 恒载作用下梁端剪力及柱轴力kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力柱剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VAB=VBAVBC=VCBVAB=VBAVBC=VCBVABVBAVCBN顶N底N顶N底528.7713.73-1.67027.130.4413.73194.84356.84220.83658.23441.58 10.65-2.45039.1344.03 10.65556.67686.27732.57

62、862.17341.5810.65-2.42039.164410.65886.13983.33991.271056.07241.5810.65-2.4039.1843.9810.651183.211248.011110.71175.5141.5810.65-2.33039.2543.9110.651447.961480.361230.61262.46表6.11 活载作用下梁端剪力及柱轴力kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力柱剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VAB=VBAVBC=VCBVAB=VBAVBC=VCBVABVBAVCBN顶=N底N顶=N底512.893.74-0.2

63、2012.6713.113.7427.0745.65412.893.74-0.93011.9613.853.7453.4392.04312.893.74-0.97011.9213.813.7479.75138.38212.893.74-0.96011.9313.823.74106.08184.74112.893.74-0.93011.9013.793.74132.38202.27注：剪力V向上为正，轴力受压为正。-. z. -7力组合7.1构造抗震等级抗震等级是构件计算和抗震措施确定的标准，可根据构造类型、地震烈度、房屋高度等因素来确定。该框架构造高度为18m小于24m，抗震设防烈度为8度，抗

64、震等级为二级。7.2框架的力组合1作用效应组合构造或构造构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都到达它们在设计基准期的最大值的概率较小，且对*些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其力最大，因此应进展荷载效应的最不利组合。永久荷载控制的组合1.35SGk+1.0SQk (7.1)可变荷载控制的组合1.2SGk+1.4SQk (7.2)地震作用下的不利组合1.2SGEk+1.3S (SGEk=SGk+0.5SQk) (7.3)SGK：由永久荷载标准值计算的力。SQK：由可变荷载标准值计算的力。SGEK:由重力荷载代表值计算的力。SEK：由水平地震作用

65、标准值计算的力。2为了便于施工和提高框架构造的延性。对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进展调幅。对现浇框架构造条幅系数可取0.80.9取0.83承载力抗震调整系数抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数RE来提高其承载力。查表表7.1 承载力抗震调整系数RE受弯梁偏压柱受剪受拉轴压比0.150.750.750.800.85-. z. -7.3框架梁力组合梁力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。支座截面力有支座正、负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正弯矩。1梁支座负弯矩组合的设计值非

66、抗震设计：-M=-(1.2MGE+1.4MEK) -M=-(1.35MGK+MQK)抗震设计： -M=-(1.2MGK+1.3MQK)2梁支座正弯矩组合的设计值抗震设计： M=1.3MEK-1.0MGK3梁端剪力非抗震设计：V=1.2VGK+1.4VQK V=1.35VGK+VQK抗震设计时一二三级框架梁端剪力设计值的调整计算 V=vb+VGb (7.4)注：ln 梁的净跨。vb梁端剪力增大系数，一级取1.3，二级取1.2三级取1.1。VGb梁的重力荷载代表值作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值分别为梁左右端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值4梁跨间最大正弯矩组合的设计抗震设计时，梁跨间最大弯矩应是水平地震作用产生的跨间弯矩与相应的动力荷载代表值产生的跨间弯矩的组合。由于水平地震作用可能来自左右两个方向，因而应考虑两种可能性，分别求出跨间弯矩，然后取较大者进展截面配筋计算 1层：AB跨向最大正弯矩求法：图7.1 均布和梯形荷载下的计算图形q1=1.29.576=11.49kN/mq2=1.211.49+0.53=15.55 kN/m-. z. -左震：VA=-227.43/0.7