厦门湾御墅结构设计毕业设计计算书

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1、 摘 要：本次毕业设计题目为厦门湾御墅结构设计。总建筑面积约为347m2,采用框架承重结构，主体结构层数为3层，层高均为3m。抗震设防烈度为7度。 本毕业设计主要完成下列内容： 一、建筑设计阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式、建筑平面、剖面及立面设计； 二、结构计算阶段：包括竖向荷载作用下的框架计算和水平地震荷载作用下内力计算，内力组合：考虑地震荷载作用下的梁、柱最不利内力组合，梁柱配筋,楼板计算，楼梯计算,基础计算等； 三、施工图设计阶段：根据上述计算结果来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的

2、要求来确定结构构件的构造措施。 本次设计共完成建筑图纸12张，结构图纸10张。 此设计选用常用的框架结构形式，通过本次毕业设计使我对所学的专业知识能够有机的结合起来，达到融会贯通；同时还对框架结构的荷载传递路径，内力计算、组合以及构件截面配筋，楼梯、基础等设计进行了系统研究和掌握，为以后参加工作，更好的运用所学的知识提供了很大的帮助。 关键词： 框架 结构设计 内力组合 配筋计算 I 毕业设计 Abstrac

3、t：The title of this thesis design is a apartment of farmers in XiaMen Yushu. province .Total construction area is about 347 sq.m, frame structure, 4 floors. The height of all floor is 3m, the design strength of anti-earthquake is 7 degrees. First, architectural design stage: According to building i

4、mportance,the seismic fortification intensity of building location, geological prospecting works report, the type of construction sites and construction of the high and low-rise building to determine the structure、construction plane、 elevation profiles and design; Second, structure computation stag

5、e: Including the vertical load calculation under the framework and level of internal forces under earthquake load calculation,combination of internal forces: Consider the role of earthquake load beams, columns most disadvantaged combination of internal forces, reinforced beams, calculation of the fl

6、oor、stairs、basis and so on. Third, construction drawing design stage: Based on the above calculation results to determine the final component layout and components as well as reinforcement in accordance with the requirements of standardized components to determine the structure of the structural me

7、asures. The design of a total of 12 completed construction drawings, structural drawings 10. This design selects the commonly used portal frame construction form, enables me to the specialized knowledge which through this graduation project studies the organic union, to comprehensively; At the sam

8、e time also on the framework of load transfer path, internal force calculation、combination and reinforced cross-section. Have study and master the system on staircases, the basis of design and so on. For the future to work better by the use of the knowledge acquired to provide a lot of help. Keywo

9、rds : Frames Structural design Combine inside the dint The calculation of reinforcement Signature of supervisor: - IV - 目 录 封 面 I 摘 要 II Abstract III 引 言 1 1 建筑设计说明 2 1.1 工程概况 2 1.2 工程规模 2 1.3 设计参数 2 1.4 设计依据 2 1.5 规范要求 3 1.6 构造设计 3 1.7 建筑功能设计 4 2 结构设

10、计说明 7 2.1 工程概况 7 2.1.1 设计参数 7 2.1.2 设计依据 7 2.1.3 建筑材料 7 2.2 结构布置及截面尺寸初估 7 2.2.1 柱网布置 7 2.2.2 计算简图 8 2.2.3 初步确定梁柱的尺寸 9 2.3 竖向荷载计算 9 2.3.1 恒荷载标准值的计算 9 2.3.2 活荷载标准值 11 2.3.3 竖向荷载作用下的框架受载总图 11 2.4 横向框架侧移刚度计算 18 2.5 水平地震作用计算 20 2.5.1 重力荷载代表值 20 2.5.2 横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算 22

11、 2.6 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 33 2.6.1 风荷载标准值 33 2.6.2 风荷载作用下的水平位移验算 34 2.6.3 风荷载作用下框架结构内力计算 35 2.7 竖向荷载作用下框架结构内力 35 2.7.1 固端弯矩计算 35 2.7.2 分配系数计算 37 2.7.3 弯矩分配 37 2.7.4 横梁跨中弯矩计算 44 2.7.5 梁端剪力及柱轴力 45 2.8 横向框架内力组合 48 2.8.1 结构抗震等级 48 2.8.2 框架梁内力组合 48 2.8.3 框架柱内力组合 52 2.9 截面设计

12、62 2.9.1 框架梁 62 2.9.2 框架柱 64 2.10 楼梯设计 68 2.10.1 梯板一设计 69 2.10.2 梯板二设计 70 2.11 基础设计 71 2.11.1 初步确定基础尺寸 73 2.11.2 基础受冲切承载力验算 76 2.11.3 配筋计算 77 结 论 80 参 考 文 献 81 致 谢 82 毕业设计 引 言 经济适用住房是指已经列入国家计划，由城市政府组织房地

13、产开发企业或者集资建房单位建造，以微利价向城镇中低收入家庭出售的住房。它是具有社会保障性质的商品住宅。具有经济性和适用性的特点。经济性是指住宅价格相对于市场价格而言，是适中的、能够适应中低收入家庭的承受能力。适用性是指在住房设计、单套面积设定及其建筑标准上强调住房的实用效果。 中国经济适用房政策形成于20世纪90年代。早在1991年6月，国务院在有关城镇住房制度改革的通知中就提出大力发展经济实用商品房的目标。1994年7月，国务院进而要求各地政府重视经济适用住房的开发建设，加快解决中低收人家庭的住房问题。其后，国务院于1995年1月发布了《国家安居工程实施方案》，并在1998年颁发了《关于进

14、一步深化城镇住房制度改革，加快住房建设的通知》，确立了购买经济适用住房的申请、审批制度。在该《通知》中，中央政府明确提出了中国住房政策的总体目标，即不同收人家庭实行不同的住房供应政策。最低收人家庭租赁由政府或单位提供廉租住房;中低收人家庭购买经济适用住房;高收人家庭购买、租赁市场价商品住房。在这一背景中，经济适用房逐渐成为我国住房供应体系中的一个重要组成部分。 建设经济适用住房，有助于缓解居民住房困难、不断改善住房条件，提高城镇居民的居住水平。它着眼于房改目标的实现，致力于改善居民居住条件，满足城镇居民不断增长的住房需求，让符合条件的中低收入家庭买得起、住得上基本住房，对于解决中低收入家庭住

15、房问题具有重要意义。基于以上原因，本设计确定设计目标为经济适用房。 钢筋混凝土框架结构是我国多、高层建筑中经常采用的一种结构形式，是以由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。这种体系在建筑上能够提供较大的空间，平面布置灵活，计算理论较为成熟，因而适合于多层工业厂房以及民用建筑中的多、高层办公楼、旅馆、医院、学校、商店和住宅建筑。 结构平面布置力求简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀，使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，避免凹角和狭长的缩颈部位，结构竖向布置应尽量避免较大的外挑和内收，以减少因形状不规则产生扭转的可能性。 框架结构的缺点是抗侧刚度较小，在水平荷载作用下位移较

16、大，抗震性能较差，因此应考虑抗震设计及其构造措施，文中将进行详细介绍。  1 建筑设计说明 1.1 工程概况 1. 设计题目：厦门湾御墅结构设计 2. 住宅类型：别墅。 随着经济水平的提高，人们对生活品质的追求也越来越高，购买别墅的业主越来越多，别墅俨然已成为城市的另一道风景线 别墅设计应以居住者的生活内容为设计依据，满足人的基本空间要求。在解决使用功能的基础上进行设计，营造出一个健康、舒适、愉悦和富于文化品位而个性化的家居氛围。本项目结构设计将以安全方便为目的，在表现建筑主观美和异形美的同时，别墅结构应当稳定，整体性要强。 1.2 工程规模 1. 结构形式为现浇钢筋混凝土

17、框架结构，层数为3层，层高3米，现浇楼板，为柱下独立基础，总建筑面积347 m2； 1.3 设计参数 ①抗震设计烈度为：7度； ②结构耐火等级：二级； ③使用环境类别：二类； ④场地类别Ⅱ类； ⑤设计使用年限：50年。 1.4 设计依据 《住宅设计规范》 《住宅建筑规范》 《民用建筑设计通则》 《房屋建筑制图统一标准》 《住宅建筑构造 03J930－1》 1.5 规范要求 《住宅设计规范》GB50096-1999摘要 1. 双人卧室不小于10平方米； 大人卧室不小于6平方米； 兼起居室的卧室不小于12平方米； 起居室使用面积不小于12平方米； 层

18、高宜为2.8米； 套内入口净宽不小于1.2米。 2. 楼梯梯段净宽不应小于1.10ｍ。六层及六层以下住宅，一边设有栏杆的梯段净宽不应小于1ｍ（注：楼梯梯段净宽系指墙面至扶手中心之间的水平距离）。楼梯踏步宽度不应小于0.26ｍ，踏步高度不应大于0.175ｍ。扶手高度不宜小于0.90ｍ。楼梯水平段栏杆长度大于0.50m时，其扶手高度不应小于1.05m。楼梯栏杆垂直杆件间净空不应大于0.11m。楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽，并不得小于1.20ｍ。楼梯平台的结构下缘至人行过道的垂直高度不应低于2ｍ。入口处地坪与室外地面应有高差，并不应小于0.10m。 1.6 构造设计 1.屋顶排水 考虑

19、屋顶上人的需要，采用女儿墙边天沟内排水沟，双坡排水；屋面做法由下至上依次为钢筋混凝土屋面板（100mm），聚苯乙烯泡沫塑料保温板（50mm），1:8水泥陶粒找坡层（平均厚80mm），1:3水泥砂浆找平层（20mm），SBS改性沥青防水卷材，细石混凝土（30mm）。 2.女儿墙构造柱 女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。 3.墙体 外墙厚300mm，内墙厚120mm，隔户墙厚200mm。 4.散水 《建筑地面设计规范》GB50037-96摘要 1. 散水的宽度，应根据土壤性质、气候条件、建筑物的高度和屋面排水型式确定,

20、宜为600～1000mm；当采用无组织排水时，散水的宽度可按檐口线放出200～300mm。 2. 散水的坡度可为3%～5%。当散水采用混凝土时，宜按20～30m间距设置伸缝。散水与外墙之间宜设缝，缝宽可为20～30mm，缝内应填沥青类材料。 本工程据此采用宽900mm，坡度5%，散水与外墙之间缝宽20mm，外沿高30mm。 1.7 建筑功能设计 现时流行的居室八大功能即包括起居、就餐、厨卫、就寝、储藏、工作、学习以及阳台。 1. 客厅( 起居室) 客厅( 起居室) 的内部一般设置沙发、茶几和电视机座等， 从经济适用的角度考虑， 并考虑到电视机在1 米范围内的辐射危害很大，而以荧光屏

21、对角线为标准， 四~五倍的距离比较合适。因此， 从建筑布局上来说， 大约为4~5 米左右。客厅的开间大小尺寸最小可取3.9 米和4.2 米， 且其使用面积应不小于12m2， 这样既满足使用要求， 又比较经济，家具的布置也比较容易。如在户型面积比较小的情况下， 起居室也可和卧室合二为一， 使用面积的最小值应当在20m2以上。 2. 餐厅 餐厅作为用户就餐的空间，它的平面设计应当依据就餐的人数和餐桌椅的大小尺寸确定。随着目前家庭生活的变迁， 经济适用房的居住者以两口或三口之家为主， 由于受到住房面积的限制， 餐厅的规模不需要很大， 也可以餐厅与起居室合用， 室内餐桌的布置可分为中间摆放和靠边布

22、置等方式。分开设置时， 要考虑到人通行及其餐桌的摆放等因素。参考目前市场上一些家具的尺寸， 餐桌宽度一般为0.7~1m， 长度一般为0.8~2m，由此可大致推算出餐厅的最小开间应为1.6~1.8m， 进深在1.8~2.2m 以上。考虑到家庭人口的变化，餐厅的开间尺寸在2.1m~3.3m 左右， 进深在2.1m~3.5m 左右， 比较经济实用。 3. 卧室 卧室是住宅建筑中最为重要的组成单元， 卧室本身需要营造的是一种安静的、舒适的、免受打扰的私密环境， 人们能在个人的环境中享受独处乐趣， 进行个人的生活活动， 因此卧室在布局上应考虑与起居室相对独立， 并远离公共交通部分， 具有良好朝向。一

23、般而言， 双人卧室不应小于10m2； 单人卧室不应小于6m2； 如兼起居的卧室则最小为12m2。对于经济适用房而言，由于总体户型面积不大， 因此卧室的数量一般为1~3 个。作为一室户，在进行平面布置的时候，床的摆放应尽量一侧靠墙设置， 节省面积， 提高房间利用率。如是二、三室户， 两卧室之间的面积可相互调整， 形成主卧与次卧的区别，主卧相对大一点，设置床铺和衣柜以外，还可设置小的梳妆台。 4. 厨房 房部分作为住宅功能的核心部分， 应有直接采光、自然通风， 并宜布置在套内靠近入口处。与餐厅合用的厨房还应布置餐桌椅， 兼顾进餐功能。厨房内部包括很多设备和管道。厨房包括的功能和设备虽然很多，

24、但面积不宜过大， 可将省下面积补贴到卧室和起居室中。在面积受到限制时，也可将厨房部分功能搁置在阳台上， 建造时预留管井和通风井道， 腾出一部分面积给起居室和卧室。厨房的布置基本上可以分为单面布置、双面布置和L 型布置等几种。单面布置的时候， 厨房面积控制在4~7m2； 双面布置时， 厨房面积可控制在5~7m2 左右； 当采用L 型布置时， 则可控制在5~6m2 左右， 基本能够满足要求。 5. 卫生间盥洗室 作为小户型来说，一个卫生间能够满足要求。卫生间和盥洗室可放在一起，两个功能用房用隔断分开，大小便与洗漱分开。根据卫生洁具的摆放方式，可总结出卫生间的开间和进深尺寸。一般来说， 卫生间的

25、开间在1.4~1.8m， 进深在2.1~2.4m 之间比较合适。每套住宅至少应配置三件卫生洁具。在进行户型设计的时候， 卫生间应该尽量靠近出入口， 且不应正对客厅开门， 也不宜正对餐厅开门， 当平面功能布局无法满足这种条件时，可通过阳台或者凹廊的方式进行联系。 6. 储存空间 在许多经济适用住宅中，对储存空间的考虑不是很充分， 家庭内部一些杂物无处对方， 于是人们采取放在某个角落或者额外的购置储存柜的方式， 这样既增加了家庭经济负担， 又影响了家庭内部活动。因此，经济适用房由于受到面积的限制，储存空间的设计可以结合实际情况采取以下方法：(1) 利用住宅架空层专用的储存室， 住宅内不设专用储

26、存室；(2) 利用住宅内部凹入的空间隐蔽布置， 充分利用空间的竖向尺寸进行分隔；(3) 利用室内家具及隔断的零散空间；(4) 取消部分非承重墙， 采用墙体嵌入的办法设置储存贵；(5) 利用过道的上方空间；(6) 利用生活阳台局部设置储存空间等。 7. 阳台及平台 阳台是建筑物室内的延伸， 人们在阳台上可以晒太阳、观赏风景、呼吸新鲜空气。对于阳台的利用一般有几种方式： (1) 利用封闭的阳台形成室内空间， 可作为小卧室或者书房的用途， 虽然空间较小， 但利用率却比较高， 从而能够提高经济适用房内部面积的使用率。 (2) 利用阳台设置一些绿化植物， 形成家庭内部的小花园， 改善住宅空间内部

27、的小气候。 (3) 利用阳台设置健身器具或休息座椅等， 供休闲使用。 8. 室内装修布局 室内装修是采用恰当的建筑结构、适宜的装修材料、科学的加工工艺和施工方法对建筑物内部进行改造、修饰的过程。室内空间设计的风格与环境规划主要取决于生活的需求。对于经济使用房而言， 应充分考虑到使用者的生活习惯、心里倾向和经济水平， 合理布局， 简约高效， 避免浪费。设计过程中应当充分考虑家具布置的需要， 比如开门窗的位置、放置床的位置、厨房及卫生间设备的摆放位置等。家具一般靠墙设置， 因此应尽可能地留出相对宽松一点的墙面， 应根据家具的尺寸进行合理规划， 使得住户对房间的布置能够更加灵活。满足不同人群的

28、需要。  2 结构设计说明 2.1 工程概况 结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，层数为3层，层高3米，柱，梁，楼板等构造部件均为现浇。填充墙采用空心砌块，外墙厚300mm，内墙厚120mm，内隔墙厚120mm，内隔墙厚200mm，楼板厚100mm。 2.1.1设计参数 (1)抗震设计烈度为：7度； (2)结构耐火等级：二级； (3)使用环境类别：二类； (4)场地类别Ⅲ类； (5)设计使用年限：50年 (6)基本风压：0.8kN/m2。 2.1.2 设计依据 《建筑结构荷载规范》 《混凝土结构设计规范》 《建筑抗震设计规范》 《建筑地基基础设

29、计规范》 《建筑结构制图标准》 2.1.3 建筑材料 各层梁、板、柱混凝土强度等级均为C30，基础采用C25。梁、柱受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB400，基础采用HPB400。 2.2 结构布置及截面尺寸初估 2.2.1 柱网布置 具体布置见图2.1 图2.1 结构平面布置图 2.2.2 计算简图 2.2 框架结构计算简图 2.2.3 初步确定梁柱的尺寸 1. 梁的截面尺寸 h=(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)5400mm=675mm～450mm, 取h=500mm; b=(1/2～1/3)h=(1/2～1/

30、3)450mm=225mm～150mm, 取b=200mm; 2. 柱的截面尺寸 楼面荷载近似取为12kN/m2，以中柱计算为依据，中柱最大承载范围为4.4m4.25m，柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值估算： 如取柱截面为正方形，则其截面尺寸为bh=263mm263mm，由于《建筑抗震设计规范》第6.3.5条规定，一、二、三级且超过2层时，柱截面不宜小宇400mm. 取bh=400mm400mm。 2.3 竖向荷载计算 2.3.1 恒荷载标准值计算 1. 不上人屋面恒载 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4

31、KN/m2 找平层：20厚1：3水泥砂浆找平 0.02020=0.4KN/m2 找坡层：60厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 0.0614=0.84 KN/m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1025 ＝ 2.5 KN/m2 抹灰层：10厚板底混合砂浆 0.0117 ＝0.17 KN/m2 合计： 4.31 2. 楼面恒载 25mm硬木地板

32、： 0.2 地板格栅： 0.2 20mm厚水泥砂浆找平层： 200.02＝0.4 100mm厚现浇钢筋混凝土板： 250.10＝2.5 10mm厚水泥石膏砂浆打底： 140.01＝0.14 合计： 3.44 阳台恒载 20mm厚水泥砂浆：

33、 200.02＝0.4 100mm厚现浇钢筋混凝土板： 250.10＝2.5 10mm厚水泥石膏砂浆打底： 140.01＝0.14 合计： 3.04 3. 主梁自重 bh=200mm500mm 自重： 250.2(0.5-0.1)=2.0 10mm厚水泥石膏砂浆抹灰： 170.01(0.5-0.1)2＝0.136 合计：

34、 2.636 次梁自重 bh=150mm400mm 自重： 250.150.3=1.125 10mm厚水泥石膏砂浆抹灰： 170.01(0.4-0.1)2＝0.102 合计： 1.227 4. 柱自重 bh=400mm400mm 自重： 250.40.4=4 10mm厚水泥石膏砂浆抹灰： 170.0140.4＝0.272 合计： 4.272

35、5. 墙自重 (1) 外墙自重 8mm抗裂砂浆： 170.008＝0.136 50mm厚聚苯板： 0.50.05＝0.025 300mm水泥空心砖： 9.60.3＝2.88 20mm内墙面抹灰： 170.02＝0.34 合计： 3.381 (2) 内墙自重 120mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块： 5

36、.50.12＝0.66 20mm厚双面抹灰： 2170.02＝0.68 合计： 1.34 (3) 内隔户墙自重 200mm厚混凝土空心砌块： 11.80.2＝2.36 20mm厚双面抹灰： 2170.02＝0.68 合计： 3.04 6. 女儿墙自重(墙高1000mm，100mm混凝土压顶

37、，压顶厚400mm) 墙重及压顶重： 9.610.3+250.10.4＝3.88 20mm厚双面水泥砂浆抹灰： 2200.021.1＝0.88 合计： 4.76 7. 门、窗自重 木门： 0.2 钢铁门：0.45 塑钢窗： 0.45 2.3.2 活荷载标准值 1. 不上人屋面活荷载 0.5 2. 楼面活荷载 住宅

38、 2.0 厨房 2.0 门厅、楼梯 2.0 阳台、浴室、卫生间 2.5 2.3.3 竖向荷载作用下框架受载总图 1.计算单元 取⑦轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m，如图2.3所示。直接传给该框架楼面荷载如图中的水平阴影所示，计算单元范围内的其余楼面荷载通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架梁，作用于各节点上。 图2.3 横向框架计算单元 2.荷载计算 （1）恒载计算 图2.4中q1代表横梁均布荷载； q2和

39、q’2代表板传梯形分布荷载； P1、P2 、P3代表纵梁传给柱的恒载。 图2.4中的梯形分布荷载可根据支座弯矩相等的条件转化为等效均布荷载，如下： 图2.5 梯形分布荷载化为均布荷载（α=a/l） 2.3.4 A-B轴间框架梁 屋面板传荷载： 恒载：[4.31kN/m21.25m(1-20.231+0.231)+4.31kN/m22.7m5/8]1.35=12.152kN/m 活载：[0.5kN/m21.25m(1-20.231+0.231)+0.5kN/m22.7m5/8]1.35=1.409kN/m 楼面板传荷载： 恒载：3.44kN/m21.25m(1

40、-20.231+0.231)+3.44kN/m22.7m5/8=9.7kN/m 活载：2.0kN/m21.25m(1-20.231+0.231)+2.0kN/m22.7m5/8=5.639kN/m 粱自重： 2.02kN/m A-CB间框架梁均布荷载为：屋面粱 恒载=粱自重+板传荷载 　 =2.636kN/m+12.152kN/m =14.788N/m 活载=板

41、传荷载 =1.490kN/m 楼面粱 恒载=粱自重+板传荷载+墙自重 =2.636N/m+9.7kN/m+3.043kN/m =21.456kN/m 活载=板传荷载 =5.639kN/m 5.3.2 B-C轴间框架梁

42、 屋面板传荷载： 恒载：[4.31kN/m21.25m（1-20.368+0.368﹚+4.31kN/m21.7m5/8]1.35=8.776kN/m 活载：[0.5N/m21.25m（1-20.368+0.368﹚+0.5N/m21.2m5/8]1.35=1.103kN/m 楼面板传荷载： 恒载：3.14kN/m21.25m（1-20.368+0.368﹚+3.44kN/m21.7m5/8=7.085kN/m 活载：2.0kN/m21.25m（1-20.368+0.368﹚+2.0kN/m21.7m5/8=4.119kN/m 粱自重： 2.636kN/m B-C轴间框架梁均部

43、荷载为： 屋面粱 恒载=粱自重+板传荷载 =2.636N/m+8.776kN/m =11.412kN/m 活载=板传荷载 =1.103 KN/m 楼面粱 恒载=粱自重+板传荷载 =2.636N/m+7.085kN/

44、m＋3.3813 =19.864N/m 活载=板传荷载 =4.119kN/m 5.3.4 A轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 顶层柱恒载=粱自重+板传荷载＋女儿墙自重 =2.636kN/m（2.5m+6m）/2+4.31kN/m1.255/8+4.31 kN/m2.7（1-20.45+0.45﹚＋4.254.76=27.553kN 顶层柱活载=板传活

45、载 =0.5kN/m21.255/8＋0.52.7（1-20.45+0.45﹚=1.2kN 标准层恒载=墙自重+粱自重+板传荷载 =3.381﹙4.253﹣1.81.5﹚＋0.451.81.5＋2.6364.25＋3.441.255/8＋3.442.7（1-20.45+0.45﹚=55.457kN 标准层活载=板传荷载 =21.255/8m＋22.7（1-20.45+0.45﹚ =5.268kN 5.3.5 B轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =2.6364.25＋4.311.255/82＋4.312.7（

46、1-20.45+0.45﹚＋4.311.7（1-20.28+0.28﹚=32.2611kN 顶层柱活载=板传活载 =0.5kN/m25/81.25m2+0.5kN/m22.7（1-20.45+0.45﹚＋0.51.7=2.443KN 标准层恒载=粱自重+墙自重+板传荷载 =3.04kN/m4.253＋3.44kN/m1.25m25/8＋3.44kN/m2.7m（1-20.45+0.45﹚＋3.441.7（1-20.28+0.28﹚=55.567kN 标准层活载=板传荷载 = 2.0kN/m25/81.25m2+2.0kN/m22.7m（1-20.45+0.4

47、5﹚＋21.7（1-20.28+0.28﹚=9.722kN 5.3.6 C轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =2.636kN/m（6m+2.5m）／2+4.31kN/m5/81.25m+4.31kN/m1.7m（1-20.28+0.28) =20.909kN 顶层柱活载=板传活载 =0.5kN/m5/81.25m +0.5kN/m(1-20.282+0.283)1.7m =1.126kN 标准层恒载=粱自重+墙自重+板传荷载 =3.381kN/m4.25m3+1.81.5＋0.45kN/m1.81.5m＋2.6364.

48、25＋3.441.255/8＋3.441.7 (1-20.282+0.283) =60.573kN 标准层活载=板传荷载 =2.0kN/5/81.25m2+2kN/m(1-20.282+0.283) 1.7m =4.504kN 框架竖向受载总图 2.4 横向框架侧移刚度计算 梁柱均采用C30混凝土，Ec=3.0104 N/mm2。 1. 线刚度计算 (

49、1) 横梁线刚度ib计算 截面尺寸：bh=200mm500mm 跨度：l=5400mm 梁矩形部分截面惯性矩： 梁截面惯性矩： 横梁线刚度1： ： (2) 柱线刚度ic计算 截面尺寸：bh=400mm400mm 柱高：H=3000mm 柱截面惯性矩： 柱线刚度： 2. 柱侧移刚度计算 柱的侧移刚度D值按下式计算： 其中αc为侧移刚度的修正系数，h为柱子计算高度 ,ic为柱子的线刚度。 梁柱线刚度比为

50、 对于第1层： ① 边柱 ② 中柱 对于第2～6层：

51、 ① 边柱 ② 中柱 表2.1 横向框架侧移刚度D值(N/mm) 层数 边柱 中柱 ∑Di(N/mm) 根数 Di(N/mm)

52、根数 Di(N/mm) 2～4 8 8219 4 14590 134112 1 8 13291 4 18059 178476 2.5 水平地震作用计算 2.5.1重力荷载代表值 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，为计算单元范围内的各楼层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量。计算时，各可变荷载的组合按规定采用，屋面上的可变荷载均取雪荷载。 (1) 顶层重力荷载标准值 屋面板： 梁： 柱： 窗： 外墙： 门： 隔户墙： 隔墙： 合计

53、 Gk6=1087.08kN (2) 2～5层重力荷载标准值 楼板： 梁： 柱： 窗： 外墙： 门： 隔户墙： 隔墙： 阳台板： 合计 Gk2～5=1398.02kN (3) 底层重力荷载标准值 楼板： 梁： 柱： 窗： 外墙： 门： 隔户墙： 隔墙： 阳台板： 合计

54、 Gk1=1400.07kN (4) 活荷载标准值 屋面活载： 14.48.80.5=63.36kN 楼面活载： 14.48.82.0=253.44kN 阳台活载： 9.41.42.5=32.9kN 1～3层活载： 楼面+阳台=253.44+32.9=286.73kN (5) 重力荷载代表值 顶层： G6=1089.08+0.563.36=1120.76kN 2～3层： G2～5=1398.02+0.5286.34=1541.19kN

55、底层： G1=1400.07+0.5286.34=1543.24kN 各质点的重力荷载代表值如图2.10所示 图2.10 各质点的重力荷载代表值 2.5.2 横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算 1. 计算框架的自振周期 按顶点位移法计算框架的自振周期 T1=1.7 式中： ——基本周期调整系数,取0.7。 uT ——框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，uT 是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移。然后由uT 求出T1 ，再用T1求得框架结构的底部剪力，进而求出框 表2.2 结构定点假想位移计算

56、 层数 Gi/kN VGi/kN ∑Di/(N/mm) ∆ui/mm ui/mm 4 1120.76 1120.76 124112 9.0 75.4 3 1541.19 2661.95 124112 21.4 66.4 2 1541.19 2661.95 124112 21.4 45.0 2 1543.24 4205.19 178476 23.56 23.6 结构基本自振周期 T1=1.7=1.70.7=0.614s 2.5.2.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 因为本设计方案中结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度

57、分布较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式 计算即： =0.85（1120.76+1541.19+153.24）=0.854205.19=3574..41kN 设计地震分组为第2组，Ⅱ类场地，查表的特征周期Tg=0.45s 抗震设防烈度为7度，多遇地震，查表得水平地震影响系数最大值αmax=0.08 各质点的水平地震作用计算按式 将上述和代入可得 各楼层地震剪力计算按式 具体过程见表2.3 表2.3 各质

58、点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层 数 4 11.5 1120.76 12888.74 0.317 90.64 90.64 3 9 1541.19 13910.71 0.341 92.22 182.86 2 6 1541.19 9247.14 0.227 64.91 247.77 1 3 1543.24 4629.72 0.119 34.03 281.80 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2.11 (a) 水平地震作用分布

59、 (b) 层间剪力分布 图2.11 横向水平地震作用及楼层地震剪力 2.5.2.3 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式 和 计算，计算过程见表2.4。表中还计算了各层的层间弹性位移角 。 表2.4 横向水平地震作用下的位移验算 层数 4 90.64 124112 0.73 5.77 3000 1/4167 2 182.86 124112 1.47 5.04 3000 1/2000 2 247.77 12411

60、2 2.00 3.58 3000 1/1515 1 281.8 178476 1.58 1.58 3000 1/2300 由表2.4可见,最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/1515 < 1/550，满足 的要求，其中。 2.5.2.4 水平地震作用下框架内力计算 以平面图中⑦轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算略。框架柱端剪力及柱上、下端弯矩分别按下列各式计算： 式中：Dij为i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；y为框架柱的反弯点高度比；yn为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

61、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。yn可以查表得到，本设计不需考虑修正。具体计算过程及结果见下表2.5。 –85– 表2.5 各层柱端剪力及弯矩计算 层 数 边柱 中柱 y y 4 3 90.64 124112 8219 6.00 0.814 0.45 16.24 28.43 14590 10.66 2.106 0.47 33.41 41.26 3 3 182.86 124112 8219 12.11 0.814 0.45 28.62

62、34.83 14590 21.49 2.106 0.50 44.15 52.72 2 3 247.77 124112 8219 16.41 0.814 0.50 33.74 41.15 14590 29.13 2.106 0.50 53.07 53.07 1 3 281.88 178476 13281 12.98 0.814 0.68 56.59 37.26 18059 28.51 2.106 0.63 60.51 62.31 注：表中M量纲为V量纲为。 梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按下列各式计算： ，

63、 ， ， 式中：ilb，irb分别表示节点左右梁的线刚度（如下图所示），Mlb，Mrb分别表示节点左右梁的弯矩，Ni为柱在i层的轴力，以 受压为正，具体计算过程见表2.6。 表2.6 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层数 梁 柱轴力 l l 边柱N 中柱N 边柱N 4 51.16 41.08 5.4 17.08 3.4 21.22 -21.40 8.52 14.31 3 65.38 49.58 5.4 21.29 3.4 27.31 -32.74 13.40 27.54 2 70.

64、01 57.79 5.4 23.67 3.4 32.41 -53.57 17.85 27.54 1 66.72 50.76 5.4 21.76 3.4 23.67 -81.32 19.53 59.48 注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左柱为拉力，对应的右柱为压力。 2）表中M单位为kN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m 。 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图2.12～2.15所示。 图2.12 左地震作用下框架弯矩图（kNm） 图2.13 左地震作用下梁端剪力及柱轴力

65、图（kN） 2.6 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 2.6.1风荷载标准值 风荷载标准值：，基本风压ω0=0.8kN/m2，查表知风载体型系数μs=1.8。《建筑结构荷载规范》规定，对于高度大于30米且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数取βz来考虑风压脉动的影响。本设计房屋高度H=11.5m<30m，H/B=11.5/10.8=1.04<1.5，故不考虑风压脉动的影响。所以 仍取⑦轴线横向框架，其负载宽度3.m，沿房屋高度的分布风荷载标准值为： 根据各楼层标高处的高度Hi，可查表得μz的值，计算结果如下表: 表2.7 沿房屋高度分布风荷载标准值 层数 Hi/m μz βz qz( kN/m) 4 11.5 1.13 1.0 2.98 3 9 1.00 1.0 2.64 2 6 1.00 1.0 2.64 1 3 1.00 1.0 2.64 qz沿房屋高度的分布见图2.16(a) （a）风荷载沿房屋高度的分布(kN/m) （b）等效节点集中风荷载(kN) 图2.16 框架上的风荷载 框架结构分析时，应将图2.16(a)的分布风荷载转化为节点集中荷载,