026[学士]夜苑五层框架宾馆毕业设计(含计算书、建筑结构设计图)

第一章 建筑 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 TOC \o "1-3" \t "" \h \z \u 第一章 建筑设计 4 1.1 初步设计资料 4 1.2 工程做法 5 1.2.1房间使用面积确定 5 1.2.2交通联系部分的平面设计 5 1.2.3建筑立面剖面设计 5 1.2.4抗震设计 6 1.3 细部构造总说明 6 1.3.1勒脚 6 1.3.2散水 7 1.3.3门窗工程 7 1.3.4油漆构件防腐、防锈工程 7 1.3.5基础工程 7 1.4 建筑细部具体构造做法 8 1.4.1屋面做法 8 1.4.2楼面做法 8 1.4.3内墙做法 8 1.4.4外墙做法 8 1.5 结构选型 9 第2章 结构布置及计算简图 9 2.1结构布置 9 2.2梁柱尺寸估算及选取 10 2.2.2柱截面尺寸的估算 10 第三章 重力荷载计算 13 3.1不变荷载（恒载）标准值 13 3.1.1荷载标准值 13 3.1.2梁，柱，墙重力荷载计算 13 3.2可变荷载（活载）标准值 15 3.3重力标准值计算 15 3.3.1梁、柱、板自重标准值 15 3.3.2各层墙（外墙）自重标准值 17 3.3.3各层（质点）自重标准值计算 17 3.3.4重力荷载代表值 18 3.3.5等效重力重力荷载代表值计算 19 第四章 横向框架侧移刚度的计算 19 4.1梁柱侧移刚度 19 4.1.1梁线刚度ib的计算 19 4.1.2柱线刚度ic的计算 20 4.1.3相对线刚度i’的计算 20 4.2 D值计算 22 4.2.1中框架柱侧移刚度计算 22 4.2.2.边框架柱侧移刚度计算 23 第五章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 24 5.1横向自振周期计算 24 5.1.1结构顶点的假想侧移计算 24 5.2横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算 25 5.2.1水平地震作用及楼层地震剪力的计算 25 5.2.2各楼层水平地震作用标准值 26 5.2.3多遇地震作用下的弹性位移验算 27 5.2.4水平地震作用下框架内力计算 28 5.3横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 32 5.3.1风荷载作用下框架结构内力 32 5.3.2风荷载作用下的水平位移验算 33 5.3.3风荷载作用下框架结构内力计算 34 第六章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 38 6.1计算单元 38 6.2 荷载计算 38 6.3 内力计算 40 6.3.1弯矩分配系数 41 6.3.2 恒载作用下的内力分析 41 6.3.3 活载作用下的内力分析 46 第七章 框架结构的内力组合 51 7.1结构抗震等级 51 7.2框架梁内力组合 51 7.3框架柱内力组合 54 第八章 框架梁和柱设计 60 8.1框架梁截面设计 60 这里取首层半跨梁为例,说明计算方法和过程,其它层梁的配筋结果施工图。 60 8.1.1梁的正截面受弯承载力计算 60 8.2框架柱截面设计 63 8.2.1 轴压比验算 63 第九章 楼板设计 66 9.1板截面设计 66 第十章 楼梯设计 70 10.1 梯段板设计 70 10.2 平台板设计 71 10.3 平台梁设计 72 参考文献 73 致 谢 74 计算书配套CAD图纸在爱建筑网下载 全套毕业设计尽在爱建筑网www.2jianzhu.com 第一章 建筑设计 1.1 初步设计资料 一. 工程名称：夜苑宾馆结构设计 二. 工程概况：建筑面积3091.2㎡，建筑总高为23.4 ㎡，主体大楼为五层，室内外高差为0.30m。 三. 温度：最热月平均28℃，最冷月平均-5℃； 极端最高温度38℃，极端最低温度为－11.5℃。 四. 相对湿度：年平均34％。 五. 相对风向：北风，基本风压0.35kN/㎡。 六. 雨雪条件：最大积雪深度0.25cm,雪荷载0.40kN/㎡。 七. 年降雨量：870mm。 八. 水文资料：经勘探未发现地下水。 九. 地质条件： 地震烈度：本工程地震设防烈度为7度， 场地类型： Ⅱ类。 十. 材料使用： 1. 混凝土：梁板柱均使用C30混凝土。 2. 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。 3. 墙体： a. 外纵墙采用180厚加气混凝土砌块（5.5kN/m3）,外侧墙体贴瓷砖（0.55kN/m2）,内侧为10厚水泥砂浆抹灰（17kN/m2）。 b. 内隔墙采用120厚加气混凝土砌块（5.5kN/m3）,两侧均为10厚水泥砂浆抹灰。 c.女儿墙采用180厚加气混凝土砌块（5.5kN/m3），外侧墙体贴瓷砖，水泥粉刷内侧（0.36kN/m2）。 4. 窗：均为塑钢玻璃窗（0.35kN/m2）。 5. 门：除大门为玻璃门，房间均为木门。 1.2 工程做法 1.2.1房间使用面积确定 本设计根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深。 1.2.2交通联系部分的平面设计 一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及内外有机联系起来的交通联系部分，以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。 设计楼梯时，还应使其符合《建筑设计防火规范》、《民用建筑设计通则》和其他有关单项建筑设计规范的规定。 本设计主入口选取现浇板板式双跑楼梯，作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+0～0.15m计算，并不应少于两股人流楼梯坡度的选择要从攀登效率，、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用270mm。 1.2.3建筑立面剖面设计 立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面 构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑细部构件的处理。 建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取房间层高为首层3.6m，标准层3.3m。 1.2.4抗震设计 《建筑抗震设计规范》规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。 建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑，地震作用和抗震 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按规范确定，本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，所以为三级框架。 1.3 细部构造总说明 1.3.1勒脚 勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以，在构造上必须采取相应的防护措施。 勒脚防潮层：分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时，要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。 本工程只设水平防潮层。水平防潮层根据材料的不同，一般有油毡防潮层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。 油毡防潮层具有一定的韧性、延伸性和良好的防潮性。由于油毡层降低了上下砌体之间的粘结力，且降低了砌体的整体性，对抗震不利，目前已少用。 砂浆防潮层是在需要设置防潮层的位置铺设防水砂浆。防水砂浆能克服油毡防潮层的缺点，但由于砂浆系脆性材料，易开裂。故不适于地基会产生微小变形的建筑中。 为了提高防潮层的抗裂性能，常采用60mm厚的配筋细石混凝土防潮层。工程中常在标高-0.06m处设防潮层。 1.3.2散水 为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以使将屋面水排至远处，这一坡面称散水。散水坡度约3%-5%，宽一般为600mm-1000mm，纵向每隔10米做一道伸缩缝，散水与外墙设20宽缝，其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时，要求其宽度较出檐多200mm，一般雨水较多地区多做成明沟,干燥地区多做成散水。 1.3.3门窗工程 （1）在生产加工门、窗之前，应对门窗洞口进行实测。 （2）门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。 1.3.4油漆构件防腐、防锈工程 （1）所有埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理，满涂焦油一道。屋面架空硬木版须经防虫、防腐处理后方可使用，面刷酚酞清漆。 （2）所有埋入混凝土中的金属构件须先除锈，刷防锈漆饿二道；所有露明金属构件（不锈钢构件除外），均须先除锈刷防锈漆一道，再刷油漆二道。 （3）所有室内木质门窗均需打腻子，磨退后刷底漆一道，再刷调和漆二道。 1.3.5基础工程 根据现行《建筑地基基础设计规范》和地基损坏造成建筑物破坏后果（危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复的可能性）的严重性，将基础分为三个安全等级：一级、二级、三级。本设计基础的安全等级为二级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。 基础按刚度分可分为：刚性基础和柔性基础；按构造分类可分为：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。其中，独立基础是柱基础中最常用和最经济的型式。本工程采用独立基础。本设计初选基础顶面到室外地面的距离为1000mm，室内外高差为300mm,则底层柱高=3600+900+300=4800mm 1.4 建筑细部具体构造做法 1.4.1屋面做法 选用刚性防水屋面 （1）保护层 40厚的细石混凝土保护层 （2）防水层 三毡四油防水层 （3）找平层 20mm水泥砂浆找平层 （4）保温层 100mm厚水泥蛭石保温层 （5）结构层 100mm厚钢筋混凝土板 （6）板底抹灰 10mm混合砂浆抹灰 1.4.2楼面做法 （1）瓷砖地面（包括水泥粗沙打底） （2）100mm厚钢筋混凝土板 （3）10mm厚混合砂浆抹灰 1.4.3内墙做法 （1）白涂料饰面 （2）10mm厚水泥砂浆抹灰 1.4.4外墙做法 （1）面砖饰面 （2）10mm厚水泥砂浆抹灰 1.5 结构选型 （1）. 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。 （2）. 屋面结构： 采用现浇混凝土屋盖，刚柔性结合的屋面，屋面板厚100mm。 （3）. 楼面结构：采用现浇混凝土楼盖，板厚100mm。 （4）. 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。 第2章 结构布置及计算简图 2.1结构布置 从结构角度出发，受力明确，传力路径短，刚度大而均匀，整体性和延性好，轻质高强的结构设计方案比较理想。 根据房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面，立面及剖面设计，其标准建筑平面结构见图2－1。 图2-1 梁柱结构平面布置图/mm 2.2梁柱尺寸估算及选取 主体结构共五层，首层层高为3.6m，其余层层高为3.3m，内外墙均为180厚加气混凝土砌块，楼层屋盖均为现浇钢筋混凝土结构，板厚取100mm。 2.2.1梁截面尺寸的估算： 框架结构的主梁截面高度及宽度可由下式确定： hb=(1/10—1/18)Lb bb=(1/2—1/3) hb 且bb >200,其中横梁跨度，AB、CD跨L=7000mm ，BC跨L=2100mm,由此估算梁的截面尺寸如下： 横向主框架梁取300mm 600mm。 纵向主框架梁取300mm 600mm。 2.2.2柱截面尺寸的估算 框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算： 柱组合的轴压比设计值按照公式2－1计算： 式中： β：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,不等跨取1.25； F：为按照简支状态计算柱的负荷面积； g：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取12kN/m2； n：为验算截面以上楼层层数； 框架柱验算 柱的轴压比应小于轴压比限值的要求： C30混凝土：fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2 基础选用柱下独立基础，柱在室内地坪以下为1.2m，柱高即h＝3.6+1.2＝4.8m，应满足 N/(bchcfc)=N/(Acfc)≤0.8 求得中柱 Ac＝1.2 12 103 4 4.55 6/(0.8 14.3)=137455mm2 截面取正方形，则柱的估算长边为371mm，各层中柱尺寸均取为600mm 600mm。边柱受荷小于中柱，故也可取尺寸为600mm 600mm。 横向框架的计算简图如下所示 图2-2 框架计算简图/mm 第三章 重力荷载计算 3.1不变荷载（恒载）标准值 3.1.1荷载标准值 （1）屋面不变荷载（恒载）标准值 保护层：40mm厚细石混凝土保护层 22kN/m3 0.04m=0.88kN/m2 防水层：三毡四油防水层 0.4kN/m2 找平层：20mm水泥砂浆找平层 20kN/m3 0.02m=0.4kN/m2 保温层：100mm厚水泥蛭石保温层 5kN/m3 0.10m=0.50 kN/m2 10厚板底混合砂浆抹灰 0.01 17kN/m3=0.17 kN/m2 结构层：100mm厚钢筋混凝土板 25kN/m3 0.10m＝2.5kN/m2 合计： 4.85 kN/m2 （2）1～5层餐厅及房间楼面不变荷载（恒载）标准值 瓷砖地面（包括水泥粗沙打底） 0.55kN/m2 100mm厚现浇混凝土板 2.5kN/m2 10mm厚混合砂浆抹灰 17kN/m3 0.10m =0.17kN/m2 合计： 3.22kN/m2 （3）走廊楼面不变荷载（恒载）标准值 水磨石地面（10mm面层、20mm水泥砂浆打底 0.65 kN/m2、素水泥结合层一道） 100mm厚现浇混凝土板 25kN/m3 0.10m=2.5kN/m2 10mm厚混合砂浆抹灰 17kN/m3 0.10m =0.17kN/m2 合计： 3.82kN/m2 3.1.2梁，柱，墙重力荷载计算 （1）梁自重 主梁自重： 25kN/m3 0.30m （0.6-0.1）m=3.75 kN/m 梁侧粉刷： 0.01 （0.6-0.1） 2 17=0.17 kN/m 合计： 3.92kN/m （2）柱自重 柱自重 25/m3 0.60m 0.60m=9kN/m 抹灰层（10mm厚混合砂浆） 17kN/m3 0.01m 0.60m 4=0.408 kN/m 合计： 9.408kN/m （3）墙自重（加气混凝土小砌块） a.首层外墙自重 墙自重 5.5kN/m3 0.9m 0.18m=0.891kN/m 外墙面砖饰面 0.5kN/m2 （3.6-1.8）m=0.900kN/m 钢塑门窗 0.35kN/m3 1.8m=0.63kN/m 内墙面10mm厚抹灰层 17kN/m3 0.01m （3.6-1.8）m=0.306kN/m 合计： 2.727kN/m b.标准层外墙自重 墙自重 5.5kN/m3 0.9m 0.18m=0.891kN/m 钢塑门窗 0.35kN/m3 1.8m=0.63kN/m 外墙面砖饰面 0.5kN/m2 （3.3-1.8）m=0.75kN/m 内墙面10mm厚抹灰层 17kN/m3 0.01m （3.3-1.8）=0.255kN/m 合计： 2.526kN/m c.首层内墙自重 墙自重 5.5kN/m3 3.6m 0.12m=2.376 kN/m 内墙面10mm厚抹灰层（两侧） 17kN/m3 0.01m 3.3m 2=1.224kN/m 合计： 3.6kN/m d.标准层内墙自重 墙自重 5.5kN/m3 3.3m 0.12m=2.178 kN/m 内墙面10mm厚抹灰层（两侧） 17kN/m3 0.01m 3.3 2=0.833kN/m 合计： 3.3kN/m e.女儿墙自重 墙自重及压顶重 5.5kN/m3 1.0m 0.18m+25kN/m3 0.18m 0.1m=1.44 kN/m 外墙面砖饰面 0.5kN/m2 1.1m=0.55 kN/m 水泥粉刷内面墙面 0.36kN/m2 1.1m=0.396kN/m 合计： 2.39kN/m 3.2可变荷载（活载）标准值 楼面及屋面可变荷载（活载）标准值 上人屋面 2.0kN/m2 走廊 2.5kN/m2 楼面 2.0kN/m2 屋面雪荷载为 Sk=μrSo=1 0.40=0.40 kN/m2 因为《荷载规范》要求屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，所以按照最不利情况进行荷载组合，屋面活荷载按照屋面均布活荷载取值计算。 3.3重力标准值计算 3.3.1梁、柱、板自重标准值 各层梁、柱、板、墙自重标准值见表3-1、表3-2、表3-3。 表3-1 柱重力荷载标准值 层数 柱编号 截面宽/mm 截面高/mm 净高 /mm gk /（kN/m） 数量 Gi /kN ΣGk /kN 1 KZ1 600 600 3500 9.408 35 1152.48 1152.48 2-5 KZ1 600 600 3200 9.408 35 1053.70 1053.70 机房 KZ1 600 600 3200 9.408 6 180.63 180.63 表3-2板重力荷载标准值 层数 板面积/ m2 gk /（kN/m2） Gi /kN ΣGk /kN 屋面 459.2 4.85 2227.12 2227.12 电梯机房 56 4.85 271.6 271.6 1-5层房间 391.2 3.22 1259.66 1699.204 楼梯 56.8 3.22 182.90 走廊 67.2 3.82 256.70 表3-2梁重力荷载标准值 层数 梁编号 截面宽/mm 截面高/mm 净跨长/mm gk /（kN/m） 数量 Gi /kN ΣGk /kN 1层 KL1 300 600 3400 3.92 24 319.87 974.77 KL2 300 600 6400 3.92 16 401.41 KL3 300 600 1500 3.92 8 47.04 KL4 300 600 7400 3.92 4 116.03 KL5 300 600 2700 3.92 1 10.58 L1 250 500 7400 2.67 1 19.76 L2 250 500 4000 2.67 5 53.4 L3 250 500 2500 2.67 1 6.68 2~5层 KL1 300 600 3400 3.92 24 319.87 921.37 KL2 300 600 6400 3.92 16 401.41 KL3 300 600 1500 3.92 8 47.04 KL4 300 600 7400 3.92 4 116.03 KL5 300 600 2700 3.92 1 10.58 L1 250 500 7400 2.67 1 19.76 L3 250 500 2500 2.67 1 6.68 屋面梁 KL1 300 600 3400 3.92 24 319.87 921.37 KL2 300 600 6400 3.92 16 401.41 KL3 300 600 1500 3.92 8 47.04 KL4 300 600 7400 3.92 4 116.03 KL5 300 600 2700 3.92 1 10.58 L1 250 500 7400 2.67 1 19.76 L3 250 500 2500 2.67 1 6.68 电梯 机房 KL2 300 600 6400 3.92 2 50.18 134.64 KL4 300 600 6400 3.92 2 58.02 L1 250 500 7400 2.67 1 19.76 L3 250 500 2500 2.67 1 6.68 3.3.2各层墙（外墙）自重标准值 （1）女儿墙重 总长L=(16.1m+32m) 2=196.2m 总重=2.39kN/m 96.2m=229.92kN （2）标准层墙重 总长L=158m-0.65m 24=142.4m 总重=7.840kN/m 142.4m=1116.416kN （3）首层墙重 总长=96.2m-0.60m 20=84.2m 总重=2.53kN/m 84.2m=213.03kN 3.3.3各层（质点）自重标准值计算 （1）首层（墙+梁+板+柱） Gk=（229.87+213.03）kN /2+974.77kN +1699.2kN +（1152.48+1053.7）kN /2 =3998.51kN （2）标准层（墙+梁+板+柱） Gk=213.03kN +921.37kN +1699.204kN +1053.7kN =3887.30kN （3）顶层（墙+梁+板+柱） Gk=213.03kN /2+229.92kN +921.37kN +2227.12kN +1053.7kN =4538.63Kn （4）顶层（墙+梁+板+柱） 电梯设备自重：200kN 水箱及设备自重：400kN Gk=200kN +400kN +134.64kN +180.63kN +271.6kN =1186.87kN 3.3.4重力荷载代表值 重力荷载代表值是结构和构件恒载标准值和各种活荷载组合值之和，楼面均布活载的组合系数为0.5；屋面均布荷载的组合系数0.5。 （1）​ 首层 G1=3998.51kN +0.5 [（391.2m2+56.8 m2） 2.0kN/m2+67.2 m2 2.5kN/m2]=4530.51kN （2）标准层 G1=3887.30kN +0.5 [（391.2m2+56.8 m2） 2.0kN/m2+67.2 m2 2.5kN/m2]=4419.3kN （3）顶层 G7=4538.63kN +0.5 （391.2m2+56.8 m2） 2.0kN/m2=4641.67kN （4）电梯机房 G7=1186.87kN +0.5 56m2 2.0kN/m2=1198.07kN 计算结果如下图： 图3-1 重力荷载代表值 3.3.5等效重力重力荷载代表值计算 本设计抗震烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为II类场地，依此查得： 特征周期Tg＝0.35s，水平地震影响系数最大值 =0.08,阻尼比ζ=0.05 第四章 横向框架侧移刚度的计算 4.1梁柱侧移刚度 4.1.1梁线刚度ib的计算 ④轴梁为中框架，I=2Ib ,各层梁截面均相同。 AB、CD跨梁 ib =2EI/L=2 3.00 107kN/m2 (1/12) 0.30m (0.60m)3/7.0m=0.46 105kN/m BC跨梁 ib =2EI/L=2 3.00 107kN/m2 (1/12) 0.30m (0.60m)3/2.1m=1.54 105kN/m 4.1.2柱线刚度ic的计算 首层柱 Ic =EI/L=3.00 107kN/m2 (1/12) (0.60m)4/3.6m=0.90 105kN/m 二至五层柱 Ic =EI/L=3.00 107kN/m2 (1/12) (0.60m)4/3.3m=0.98 105kN/m 4.1.3相对线刚度i’的计算 令二至五层柱线刚度i=1.0，则 首层柱 I′=0.90 105kN/m/0.98 105kN/m=0.92 AB、CD跨梁 I′=0.46 105kN/m /0.98 105kN/m=0.47 BC跨梁 I′=1.54 105kN/m /0.98 105kN/m=1.57 同理可得边框架梁的相对线刚度为 I″=0.47 （1.5/2.0）=0.37 I″=1.57 （1.5/2.0）=1.18 考虑到整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取I=2I0，对边框架取I=1.5I0。I0为矩形截面框架梁惯性矩。 根据以上结果，可得图4-1 可以得出横梁、柱的线刚度如表4-1、表4-2、表4-3 表4-1 梁截面特征计算表（中框架梁） 层数 混凝土 强度 梁 编 号 截面宽 h/mm 截面高h/mm 梁跨 L/mm 混凝土弹性模量E/Pa 截面 惯性矩I /mm4 线刚度 I/N·mm 相对线刚度i’ 1-6 C30 AB 300 600 7000 30000 5.4 109 4.62 1010 0.47 C30 BC 300 600 2100 30000 5.4 109 15.4 1010 1.57 C30 CD 300 600 7000 30000 5.4 109 4.62 1010 0.47 表4-2 梁截面特征计算表（边框架梁） 层数 混凝土强度 梁编号 截面宽 h/mm 截面高h/mm 梁跨 L/mm 混凝土弹性模量E/Pa 截面惯性矩I /mm4 线刚度 I /N·mm 相对线刚度i’ 1-6 C30 AB 300 600 7000 30000 5.4 109 3.465 1010 0.37 C30 BC 300 600 2100 30000 5.4 109 11.57 1010 1.18 C30 CD 300 600 7000 30000 5.4 109 3.465 1010 0.37 表4-3 柱截面特征计算表 层数 混凝土强度 柱编号 截面宽 h/mm 截面高h/mm 梁跨 L /mm 混凝土弹性模E/Pa 截面惯性矩I/mm4 线刚度 I /N·mm 相对线刚度i’ 1 C30 ABCD 600 600 3600 30000 1.08 1010 0.90 1011 0.92 2-6 C30 ABCD 600 600 3300 30000 1.08 1010 0.98 1011 1.00 图4-1 框架梁柱相对线刚度 4.2 D值计算 4.2.1中框架柱侧移刚度计算 Di=аc(12ic/h2) (1)一般层 a.边柱 k=(0.47+0.47)/(2 1.0)=0.47;αc=0.47/(0.47+2.0)=0.190 b.中柱 k=(0.47+0.47+1.57+1.57)/(2 1.0)=2.04;αc=2.04/(2.04+2.0)=0.505 (2)首层 a.边柱 k=0.47/0.92=0.51;αc=（0.5+0.51）/(0.51+2.0)=0.402 b.中柱 k=(0.47+1.57)/0.92=2.22;αc=（0.5+2.22）/(2.22+2.0)=0.645 4.2.2.边框架柱侧移刚度计算 (1)一般层 a.边柱 k=(0.37+0.37)/(2 1.0)=0.37;αc=0.37/(0.37+2.0)=0.156 b.中柱 k=(0.37+0.37+1.18+1.18)/(2 1.0)=1.55;αc=1.55/(1.55+2.0)=0.437 (2)首层 a.边柱 k=0.37/0.92=0.40;αc=（0.5+0.40）/(0.40+2.0)=0.375 b.中柱 k=（0.37+1.18）/0.92=1.68;αc=（0.5+1.68）/(1.68+2.0)=0.592 计算结果如下表： 表4-4 中框架柱侧移刚度D值 边柱 层次 k αc ic/( 105kN·m) h/m Di/( 105kN·m) 根数 2-5 0.47 0.190 0.98 3.3 0.205179 12 1 0.51 0.402 0.90 3.6 0.335000 12 中柱 2-5 2.04 0.505 0.98 3.3 0.545344352 15 1 2.22 0.645 0.90 3.6 0.5375 15 ΣDi/( 105kN·m) 2-5 10.6422 1 12.0825 表4-5 边框架柱侧移刚度D值 边柱 层次 k αc ic/( 105kN·m) h/m Di/( 105kN·m) 根数 2-5 0.37 0.156 0.98 3.3 0.16846 4 1 0.40 0.375 0.90 3.6 0.31250 4 中柱 2-5 1.55 0.592 0.98 3.3 0.471912 4 1 1.68 0.592 0.90 3.6 0.49333 4 ΣDi/( 105kN/m) 2-5 2.56145 1 3.22330 表4-6 横向框架层间侧移刚度 层次 1 2 3 4 5 ΣDi/(kN·m) 1530580 1320365 1320365 1320365 1320365 第五章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 5.1横向自振周期计算 5.1.1结构顶点的假想侧移计算 把G 7折算到主体结构的顶层 Ge =G 7(1+3/2 3.3/20.1)=1198.07 (1+3/2 3.3/20.1)=1493.12kN 先由式计算楼层剪力，再由式计算层间相对位移，最后由式计算结构的顶点位移。见表。 = /ΣDi 表5-1 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi/ kN ΣDi/(kN/m) /m /m 5 4419.3 10554.09 1320365 0.00799 0.07057 4 4419.3 14973.39 1320365 0.01134 0.06258 3 4419.3 19392.69 1320365 0.01469 0.05124 2 4419.3 23811.99 1320365 0.01803 0.03655 1 4530.51 28342.5 1530580 0.01852 0.01852 取ΨT =0.7由上表知道 =0.075m T1=1.7ΨT =0.335s 5.2横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算 5.2.1水平地震作用及楼层地震剪力的计算 本结构重量和刚度分布均匀，高度不超过40m，变形以剪切型为主，故水平 地震作用采用底部剪力法计算。 根据设计条件，设防烈度7，II类场地，查表可得Tg＝0.35s， =0.08,ζ=0.05 结构总水平地震作用标准值FEk按下式计算： 因为 T1=0.335<1.4Tg=1.4 0.35＝0.495s 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数为： а1= =0.08 结构等效总重力荷载为 Geq=0.85 Σ Gi=0.85 23840.33kN =20264.28 kN 式5-7 5.2.2各楼层水平地震作用标准值 不考虑顶部附加地震作用 FEk=а1 Geq=0.08 20264.28 kN=1621.14 kN Fi=1621.14 结果见表5-2 表5-2 各层横向水平地震作用标准值及楼层地震剪力 层次 5 3.3 16.8 4419.3 74244.24 0.214 346.92 4 3.3 13.5 4419.3 59660.55 0.172 278.84 1191.54 3 3.3 10.2 4419.3 45076.86 0.130 210.75 1402.29 2 3.3 6.9 4419.3 30493.17 0.088 142.66 1544.95 1 3.6 3.6 4530.51 16309.84 0.047 76.19 1621.14 Σ 32466.98 347117.07 1.000 1621.14 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图 图5-1 横向水平地震作用标准值/kN 5.2.3多遇地震作用下的弹性位移验算 在多遇地震作用时，水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算，各层间弹性位移角均应满足位移角限值[ ]=1/550的要求，计算结果见下表 水平地震作用下框架结构的层间位移顶点位移分别为 过程见表 层间弹性位移角 满足 1/2821﹤[ ]=1/550 表5-3 位移验算 层次 Σ 5 912.7 1320365 0.000691 3.3 1/4776 4 1191.54 1320365 0.000902 3.3 1/3659 3 1402.95 1320365 0.001062 3.3 1/3107 2 1544.95 1320365 0.001170 3.3 1/2821 1 1621.14 1530580 0.001059 3.6 1/3399 5.2.4水平地震作用下框架内力计算 对第④轴线横向框架内力进行计算。框架在水平节点荷载作用下，采用D值法分析内力。 由 求得框架第i层层间剪力 后，i层j柱分配的剪力 及该柱上下端的弯矩 和 分别如下 上式中 其中 、 取自表， 取自表， 、 、 、 由资料表中查得。各层梁线刚度不变，取 ，1层柱考虑修正值 ，2层柱考虑修正值 。 计算结果如下 表5-4 各层柱端剪力及弯矩 层次 Σ 边柱 / kN·m / kN·m 5 3.3 912.7 1320365 20518 14.18 0.47 0.35 16.38 30.42 4 3.3 1191.54 1320365 20518 18.67 0.47 0.40 24.64 36.97 3 3.3 1402.95 1320365 20518 21.74 0.47 0.45 32.28 39.46 2 3.3 1544.95 1320365 20518 23.95 0.47 0.50 39.52 39.52 1 3.6 1621.14 1530580 33500 35.48 0.51 0.75 95.80 31.93 层次 Σ 中柱 / kN·m / kN·m 5 3.3 912.7 1320365 54534 37.69 2.04 0.45 55.97 68.41 4 3.3 1191.54 1320365 54534 49.21 2.04 0.45 73.08 89.32 3 3.3 1402.95 1320365 54534 57.91 2.04 0.45 86.0 105.11 2 3.3 1544.95 1320365 54534 63.81 2.04 0.5 105.29 105.29 1 3.6 1621.14 1530580 33500 35.48 2.22 0.55 112.72 92.23 梁端弯矩依节点平衡条件，按梁线刚度大小分配确定，按下列各式计算 式5-17 式5-18 式5-19 计算梁端剪力 式5-20 根据节点平衡条件确定地震作用下柱轴力。 表5-5 各层梁端剪力及弯矩 AB、CD跨梁 BC跨梁 层次 柱端待分配弯矩 /(kN/m) / (kN·m) / (kN·m) / kN / (kN·m) / (kN·m) / kN 5 99.26 37.82 22.83 8.66 0.230 0.77 76.43 76.43 72.79 4 145.29 53.35 33.42 12.4 0.230 0.77 111.87 111.87 106.54 3 178.19 64.1 40.98 15.01 0.230 0.77 137.21 137.21 130.68 2 191.29 71.8 44.00 16.54 0.230 0.77 147.29 147.29 140.28 1 197.52 71.45 45.43 16.7 0.230 0.77 152.09 152.09 144.85 表5-6 各层梁剪力、柱轴力 层次 AB、CD跨梁端剪力 BC跨梁端剪力 边柱轴力 中柱轴力 5 8.66 72.79 -13.29 -75.46 4 12.4 106.54 -25.69 -169.6 3 15.01 130.68 -40.7 -285.27 2 16.54 140.28 -57.24 -409.01 1 16.7 144.85 -73.94 -537.16 图5-2 地震荷载作用下框架弯矩/(kN·m) 图5-3 地震荷载作用下框架轴力、剪力图/(kN) 5.3横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 5.3.1风荷载作用下框架结构内力 ωk=μsμzβzωo 因高度H=20.4m<30.0m,可取βz=1.0，对于矩形截面μs=1.3，μz可查荷载规范，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示。 表5-7 风荷载作用下框架结构内力 层次 Z/m μz μs βz ωo/ kN/m2 A/ m2 Fk/ kN 6 20.4 0.85 1.3 1.0 0.35 10.6 4.10 5 17.1 0.79 1.3 1.0 0.35 13.2 4.74 4 13.8 0.74 1.3 1.0 0.35 13.2 4.44 3 10.5 0.74 1.3 1.0 0.35 13.2 4.44 2 7.2 0.74 1.3 1.0 0.35 13.2 4.44 1 3.9 0.74 1.4 1.0 0.35 14.4 4.85 由上述结果可知，风荷载作用下框架的变形满足规范要求。 图5-4 框架上的风荷载/kN 5.3.2风荷载作用下的水平位移验算 由表可知满足1/196429﹤[ ]=1/550 表5-8 风荷载作用下的水平位移验算 层次 1 2 3 4 5 6 Fk/ 4.85 4.44 4.44 4.44 4.74 4.10 27.01 22.16 17.72 13.28 8.84 4.10 (A、D） 33500 20518 20518 20518 20518 20518 (B、C) 53750 54534 54534 54534 54534 54534 Σ 1530580 1320365 1320365 1320365 1320365 1320365 Δμi/mm 0.0176 0.0168 0.0134 0.0101 0.0067 0.0031 μT/mm 0.0176 0.0344 0.0478 0.0579 0.0646 0.0677 Hi/m 3.9 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 θ= 1/221591 1/196429 1/246269 1/326733 1/492537 1/1064516 由上述结果可知，风荷载作用下框架的变形满足规范要求。 5.3.3风荷载作用下框架结构内力计算 风荷载作用下框架结构内力计算方法与水平地震作用相同，计算结果见下表 表5-9 各层柱端剪力及弯矩 层次 Σ 边柱 / kN·m / kN·m 6 3.3 4.1 1320365 20518 0.064 0.47 0.25 0.053 0.158 5 3.3 8.84 1320365 20518 0.137 0.47 0.35 0.158 0.294 4 3.3 13.28 1320365 20518 0.206 0.47 0.40 0.272 0.408 3 3.3 17.72 1320365 20518 0.275 0.47 0.45 0.408 0.499 2 3.3 22.16 1320365 20518 0.343 0.47 0.5 0.566 0.566 1 3.9 17.01 1530580 33500 0.591 0.51 0.75 1.729 0.576 表5-10 各层柱端剪力及弯矩 层次 Σ 中柱 / kN·m / kN·m 6 3.3 4.1 1320365 54534 0.168 2.04 0.4 0.222 0.333 5 3.3 8.84 1320365 54534 0.362 2.04 0.45 0.538 0.657 4 3.3 13.28 1320365 54534 0.544 2.04 0.45 0.808 0.987 3 3.3 17.72 1320365 54534 0.727 2.04 0.45 1.080 1.320 2 3.3 22.16 1320365 54534 0.909 2.04 0.5 1.5 1.5 1 3.9 17.01 1530580 53750 0.949 2.22 0.55 2.036 1.665 表5-11 各层梁端剪力及弯矩 BC、DE跨梁 CD跨梁 层次 柱端待分配弯矩 /(kN/m) / (kN·m) / (kN·m) / kN / (kN·m) / (kN·m) / kN 6 0.333 0.158 0.080 0.034 0.23 0.77 0.253 0.253 0.241 5 0.879 0.347 0.202 0.078 0.23 0.77 0.677 0.677 0.645 4 1.525 0.566 0.351 0.131 0.23 0.77 1.174 1.174 1.118 3 2.128 0.771 0.489 0.18 0.23 0.77 1.639 1.639 1.561 2 2.58 0.974 0.593 0.224 0.23 0.77 1.987 1.987 1.892 1 3.165 1.142 0.728 0.267 0.23 0.77 2.437 2.437 2.321 表5-12 各层柱轴力 层次 AB、CD跨梁端剪力 BC跨梁端剪力 边柱轴力 中柱轴力 6 0.034 0.241 -0.034 -0.207 5 0.078 0.645 -0.112 -0.774 4 0.131 1.118 -0.243 -1.761 3 0.180 1.561 -0.423 -3.142 2 0.224 1.892 -0.647 -4.810 1 0.267 2.321 -0.914 -6.864 图5-5 风荷载作用下框架弯矩/(kN·m) 图5-6 风荷载作用下轴力、剪力图/(kN) 第六章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 6.1计算单元 ④轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4.0m,如图3－13所示。由于房间内布置无次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载直接通过框架梁以均部荷载的形式传给横向框架，作用于各梁上。 图6－1 横向框架计算单元mm 6.2 荷载计算 （1）AB、CD跨间框架梁 屋面板传给梁的荷载 恒载：2 4.85 2.0 （1-2 0.2862+0.2863）=16.66kN/m 活载：2 2 2.0 （1-2 0.2862+0.2863）=6.88kN/m 楼面板传给梁的荷载 恒载：2 3.22 2.0 （1-2 0.2862+0.2863）=11.08kN/m 活载：2 2 2.0 （1-2 0.2862+0.2863）=6.88kN/m A~B、C~D轴间框架梁均布荷载为 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.92 kN/m+16.66 kN/m=20.58 kN/m 活载=板传荷载=6.88 kN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.92 kN/m+11.08 kN/m=15.0 kN/m 活载=板传荷载=6.88 kN/m （2）BC跨间框架梁 屋面板传给梁的荷载 恒载：4.85 1.05 5/8 2=6.37 kN/m 活载：2.0 1.05 5/8 2=2.63 kN/m 楼面板传给梁的荷载 恒载：3.82 1.05 5/8 2=5.01 kN/m 活载：2.5 1.05 5/8 2=3.28 kN/m B~C轴间框架梁均布荷载为 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.92 kN/m+6.37 kN/m=10.29 kN/m 活载=板传荷载=2.63 kN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.92 kN/m+5.01 kN/m=8.93 kN/m 活载=板传荷载=3.28 kN/m （3）A、D轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载 =2.39 kN/m 4m+3.92 kN/m （4m-0.6m）+5/8 4.85 kN/m 2 2m 4m =47.14kN 顶层柱活载=板传活载=2 5/8 2.0kN/m2 4m=10kN 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =2.53 kN/m 4m+3.92 kN/m （4m-0.6m）+5/8 3.22 kN/m 2 2m 4m =39.55kN 标准层柱活载=板传活载=2 5/8 2.0kN/m2 4m=10kN （3）B、C轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.92 kN/m （4m-0.6m）+5/8 4.85 kN/m 2 2m 4m+4.85 kN/m 2（1-2 0.2862+0.2863） 1.05m 4m =47.14kN 顶层柱活载=板传活载=2 5/8 2.0kN/m2 4m+2.0 kN/m 2（1-2 0.2862+0.2863） 1.05m 4m=17.22kN 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.92 kN/m （4m-0.6m）+5/8 3.22 kN/m 2 2m 4m+3.82 kN/m 2（1-2 0.2862+0.2863） 1.05m 4m =43.21kN 标准层柱活载=板传活载 =2 5/8 2.0kN/m2 4m+2.5 kN/m 2（1-2 0.2862+0.2863） 1.05m 4m=19.01kN 图6－2 竖向受荷总图mm 6.3 内力计算 梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架，除底层外，柱的线刚度需要乘以修正系数0.9。 6.3.1弯矩分配系数 分配系数按下式计算： 为节点k第i根杆件的相对转动刚度 为节点k各杆件的相对转动刚度之和 节点 7 0.47+1.0=1.47 0.320 0.680 6 0.47+1.0×2=2.47 0.190 0.405 0.405 5 0.47+1.0×2=2.47 0.190 0.405 0.405 4 0.47+1.0×2=2.47 0.190 0.405 0.405 3 0.47+1.0×2=2.47 0.190 0.405 0.405 2 0.47+1.0+0.92=2.39 0.197 0.418 0.385 14 0.47+1.57+1.0=4.61 0.102 0.681 0.217 13 0.47+1.57+1.0×2=5.61 0.084 0.56 0.178 0.178 12 0.47+1.57+1.0×2=5.61 0.084 0.56 0.178 0.178 11 0.47+1.57+1.0×2=5.61 0.084 0.56 0.178 0.178 10 0.47+1.57+1.0×2=5.61 0.084 0.56 0.178 0.178 9 0.47+1.57+1.0+0.92=5.53 0.085 0.568 0.181 0.166 6.3.2 恒载作用下的内力分析 用弯矩分配法求解恒载下的弯矩，首先将各节点的分配系数填在相应的方框内，将固端弯矩填写载框架的横梁相应的位置，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递）；右梁分配弯矩向左传递;上柱分配弯矩向下传递（传递系数均为1/2），第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配，然后不再传递。 顶层边跨(AB、CD) 固端弯矩 MF=1/12g1l12=1/12×20.58 kN/m×72 m =84.04 kN.m 顶层中跨(BC) 固端弯矩 MF=1/3g2l22=1/3×10.29 kN/m×1.052 m =3.78 kN.m 标准层边跨(AB、CD) 固端弯矩 MF=1/12g1l12=1/12×15 kN/m×72 m =61.25 kN.m 标准层中跨(BC) 固端弯矩 MF=1/3g2l22=1/3×8.93 kN/m×1.052 m =84.04 kN.m 分配过程见下图： 梁端剪力及柱轴力 梁端剪力按下式计算： 式中，Vq——梁上竖向荷载产生的剪力， Vm——梁端弯矩产生的剪力， 柱轴力按下式计算：N=V+P 式中，P——节点集中力和柱自重 V——梁端剪力 计算结果表6-3，表6-4 表6-3 恒荷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 总剪力 柱轴力 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 A柱 B柱