灵璧县某机关单位综合楼A1设计 毕业设计.doc

本科毕业论文（设计） （题目：灵璧县某机关单位综合楼 a1 设计） 姓 名： 学 号： 0942052246 专 业： 土木工程 院 系：土木与环境工程学院 指导老师： 职称学历： 讲师/博士研究生 讲师/硕士研究生 完成时间： 2013.5.20 教务处制 安徽新华学院本科毕业设计独创承诺书 本人按照毕业设计进度计划积极开展调查研究活动，实事求是地做好调查记录，所呈 交的毕业设计是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文 中特别加以标注引用参考文献资料外，设计中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了 明确说明并表示谢意。 毕业设计作者签名： 日期： 摘 要 本设计为 6 层现浇框架结构综合楼设计。地处 7 度抗震设防区域，属于 1 类场地。 本设计主要进行了结构方案中横向框架 3 轴框架的抗震设计。按底部剪力 法计算水平地震作用大小，进而求出在水平地震作用下的结构内力。继而进行 竖向荷载作用下的结构内力计算，然后进行内力组合，并且找出最不利的一组。 利用这一组结果进行截面设计并计算配筋和绘图。本设计采用独立柱基础，对 基础柱进行承载力验算和配筋计算。 施工组织设计内容包括主要分部分项工程的施工方案和确保施工质量的技 术措施以及施工总平面布置图。 关键词：框架；配筋；荷载；内力组合；施工 abstract this design is for 6 layers cast-in-place frame structure building. the seismic fortification intensity of 7 degrees, belong to 1 kind of field. the design mainly processed the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 3. by using the bottom shear method, we can calculate the effects of the horizontal seismic. after that, we can figure out the structural force under the horizontal seismic affect. furthermore, we can calculate the structural fore under the vertical loading, then calculate the combination of internal forces and find out the most unfavorable internal force combinations. section design and reinforcement calculation and drawing by using this set of results. this design adopts the pile foundation. we have calculated the force of the foundation and pile caps and reinforcement. the construction organization design content involves main branch of the sectional works construction schemes and the technical measures to ensure the construction quality and construction general layout. key words: frame construction; placing the reinforcement; load; combination of internal forces; construction 目 录 第一篇 框架结构设计 1 1 工程概况 1 1.1 工程设计依据 .1 工程设计原始资料： 1 1.2 规范 .1 2 结构方案 3 2.1 结构设计说明 .3 2.2 结构体系 .3 2.3 结构布置 .3 2.4 计算简图 .7 3 框架侧移刚度计算 8 3.1 梁柱线刚度计算 .8 3.2 各层横向侧移刚度计算（d 值法） .8 4 重力荷载计算 12 4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 .12 4.2 屋面及楼面可变荷载标准值 .12 4.3 重力荷载代表值计算 .13 5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 20 5.1 横向自振周期计算 .20 5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 .21 5.3 水平地震作用下的位移验算 .22 5.4 水平地震作用下框架内力计算 .23 6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 28 6.1 计算单元 .28 6.2 荷载计算 .29 6.2.1 恒载计算 29 6.2.2 活荷载计算 31 6.3 内力计算 .32 6.3.1 固端弯距计算 32 6.3.2 分配系数的计算 33 6.3.3 传递系数 33 6.3.4 弯距分配 33 6.3.5 梁端剪力及柱轴力的计算 33 7 内力组合 41 7.1 内力组合相关系数 .41 7.1.1 结构抗震调整系数 41 7.1.2 现浇框架梁支座负弯矩调幅 41 7.1.3 跨间最大正弯矩 42 7.2 框架梁内力组合 .44 7.3 框架柱内力组合 .46 8 截面设计 53 8.1 框架梁截面设计 .53 8.1.1 梁的正截面受弯承载力计算 53 8.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 56 8.2 框架柱截面设计 .57 8.2.1 剪跨比和轴压比验算 57 8.2.2 柱正截面承载力计算 58 8.2.3 柱斜截面受剪承载力计算 64 9 基础设计 .66 9.1 基本参数 .66 9.2 基础尺寸及埋置深度 .66 9.3 地基土承载力验算 .67 9.3.1 修正地基承载力 67 9.3.2 轴心荷载作用下地基承载力验算 67 9.3.3 偏心荷载作用下地基承载力验算 67 9.4 基础抗冲切验算 .68 9.5 基础受压验算 .69 9.6 基础受弯计算 .69 第二篇 施工组织设计 71 1 工程概况 71 2 施工部署 72 2.1 部署原则 .72 2.2 主要分部工程施工流程 .72 3 施工方案 73 3.1 基础工程 .73 3.2 主体工程 .74 4 施工进度计划 78 5 资源计划 79 6 施工平面图布置 80 6.1. 施工平面图布置原则 80 6.2 平面布置 .80 7 各项技术组织措施 .82 7.1 安全技术措施 .82 7.1.1 防坠落措施 82 7.1.2 安全用电措施 82 7.1.3 施工机具安全防护措施 83 7.1.4 安全防火措施 83 7.2 文明施工措施 .84 致谢 86 主要参考资料 87 1 第一篇 框架结构设计 1 工程概况 依据建筑图来，本框架结构形式为现浇整体框架。结构设计要求结构布置合理， 构件设计经济合理。 1.1 工程设计依据 工程设计原始资料： 抗震设计烈度：7 度，第二组。 场地类别： 1 类场地 工程位于灵璧县城，根据地质勘探结果，给定地质情况如表 1.1： 表 1-1 地质条件一览表 序号 岩土分类 土层深度 厚度范围 地基土承载力 桩端阻力 桩周摩擦力 1 杂填土 0.00.8 0.5 2 粉土 0.81.7 0.9 120 10 3 中砂 1.72.8 1.1 200 25 4 砾砂 2.86.5 3.7 300 2400 30 5 圆砾 6.512.5 6.0 500 3500 60 注： 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。 建筑地点冰冻深度-1.2m。 1.2 规范 建筑结构荷载规范gb50009-2012 混凝土结构设计规范 gb50010-2010 2 建筑抗震设计规范gb50011-2010 建筑地基基础设计规范gb50007-2011 建筑结构静力计算手册 （第二版） 混凝土结构构造手册 建筑抗震设计手册 3 2 结构方案 2.1 结构设计说明 钢筋混凝土框架结构广泛应用于教学、住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这 种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理， 可以适应不同房间造型。因此这次设计的灵璧县某机关单位综合楼采用钢筋混凝土框 架结构。 2.2 结构体系 本建筑为，内设有电教室、会议室、办公室等，房间使用面积变化大，故选择建 筑平面布置比较灵活的框架结构体系，框架结构建筑立面容易处理，结构自重较轻。 且本建筑楼层数为六层，选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益。 2.3 结构布置 根据建筑平面图可知采用大柱网较为经济合理，拟定柱距为 7.5m，跨度为 8.4m+6.6m。结构布置图如见图 2.1 和图 2.2 所示。 4 图 2.1 首层结构布置图 5 图 2.2 二到六层结构布置图 6 2.3.2 结构构件尺寸选择 （1）梁 框架梁截面尺寸确定 横向 l=6600mm 梁高 h=(1/8-1/12)l=(825-550)mm 取 h=650mm 梁宽 b=(1/4-1/2)l=(162.5-325)mm 取 b=250mm 纵向 l=7500 mm 梁高 h=(1/8-1/12)l=(937.5-625)mm 取 h=650mm 梁宽 b=250mm 次梁截面尺寸确定 梁高 h=(1/12-1/18)l=(1/12-1/18)7500=(417-625)mm 取次梁尺寸 bh=250mm550mm （2）板 根据平面布置，板跨度 l=4500mm，按刚度条件取板厚 h=l/40l=112.5mm，此处 板厚取 h=120mm。 （3）柱 柱的尺寸根据公式（2-1）确定： （2-bhfnc 1） 各层重力荷载代表值近似取 =12kn/m2eg 轴压比限值为 =14.3n/mm20.85ncf =7.5(6.6 /2+8.4/2)=56.25m21a 56.2512=675kng 柱轴力增大系数取 1.3，验算截面以上楼层层数 5n 设计值 1.36755=4387.5knnn13. 柱截面面积 340909mm2caf 则 b=h=584mm， 取柱的截面尺寸取首层 bh=600mm600mm；二到六层 bh=550mm550mm 7 2.4 计算简图 框架结构计算简图见图 2.3 所示。取顶层的形心线作为框架柱的轴线，同时要求 边跨柱的外边面平齐，而中跨柱上下层形心对齐；梁轴线取到板底，一般层柱高度即 为层高，取 3.6 ；由于底层层高 4.2 ，室内外高差 0.45 和基础顶部至室外地面mmm 0.5 ，所以底层暂取 h=4200+450+500=5150mm。 图 2.3 一榀框架计算简图 8 3 框架侧移刚度计算 3.1 梁柱线刚度计算 梁的线刚度 ibe cib/l。其中 ec 为混凝土弹性模量； l 为梁的计算跨度；lb 为 梁 截面惯性矩，本结构为现浇式楼盖，故考虑楼板的影响，对于中框架梁（t 形截面） ， 取 ib 2.0i0；对于边框架梁（倒 l 形截面） ，取 ib1.5i 0；对于楼电梯间梁，取 ibi 0。其中 i0为梁矩形部分的截面惯性矩。 柱的线刚度 ice cic/h，其中 ic为柱的截面惯性矩，h 为框架柱的计算高度。 横梁线刚度计算过程见表 3.1，柱线刚度计算过程见表 3.2。 表 3-1 横梁线刚度 ib计算表 类 别 ec /(n/mm2) bh /mmmm i0 /mm4 l /mm eci0/l /nmm 1.5eci0/l /nmm 2eci0/l /nmm ac 跨横梁 3.00104 250650 5.72109 6600 2.61010 3.91010 5.21010 bc 跨横梁 3.00104 250650 5.72109 5400 3.181010 4.771010 6.361010 ce 跨横梁 3.00104 250650 5.72109 8400 2.041010 3.061010 4.081010 表 3-2 柱线刚度 ic计算表 层 次 hc ec bh ic ecic/hc 1 5150 3.00104 600600 1.0801010 6.291010 24 3600 3.00104 550550 7.6261010 6.361010 5 3900 3.00104 550550 7.6261010 5.871010 6 4200 3.00104 550550 7.6261010 5.451010 3.2 各层横向侧移刚度计算（d 值法） 柱的侧移刚度 d 值按式（3-1）计算： （3-2 1hic 1） 式中， 为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按式（3-2）计算：c 9 一般层： （3-kc 2 2a） 底层： （3-c 5.0 2b） 其中 表示梁柱线刚度比。k （1）底层 a-1 1 根 k=3.9/6.29=0.62， =(0.5+0.62)/(2+0.62)=0.427c d=12 ic/h2=120.4276.2911010/51502=12979 a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7 根 k=5.2/6.29=0.827， =(0.5+0.827)/(2+0.827)=0.469c d=12 ic/h2=13348 c-1 1 根 k=1.107, =0.517, d=14715c c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7 根 k=1.605, =0.584, d=16622c c-9 1 根 k=1.245, =0.538, d=15312c e-1 e-9 2 根 k=0.486, =0.397, d=11299c e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7 根 k=0.649, =0.436, d=12409c b-9 1 根 10 k=0.758, =0.456, d=12978c （2）第二、三、四层 a-1 1 根 k=0.613， =0.235, d=13839c a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7 根 k=0.818， =0.29, d=17078c c-1 1 根 k=1.094, =0.354, d=20847c c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7 根 k=1.459, =0.422, d=24851c c-9 1 根 k=1.231, =0.381, d=22437c e-1 e-9 2 根 k=0.481, =0.194, d=11424c e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7 根 k=0.642, =0.243, d=14310c b-9 1 根 k=0.75, =0.273, d=16077c （3）第五层 a-1 1 根 k=0.644， =0.249, d=11532c a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7 根 k=0.886， =0.307, d=14218c 11 c-1 1 根 k=1.186, =0.373, d=17274c c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7 根 k=1.758, =0.468, d=21674c c-9 1 根 k=1.334, =0.400, d=18525c e-1 e-9 2 根 k=0.521, =0.207, d=959c e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7 根 k=0.695, =0.258, d=11948c b-9 1 根 k=0.813, =0.289, d=13384c （4）第六层 a-1 1 根 k=1.79， =0.472, d=17499c a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7 根 k=0.954, =0.323, d=11975c c-1 1 根 k=1.277, =0.390, d=14459c c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7 根 k=1.703, =0.460, d=17054c c-9 1 根 12 k=1.437, =0.418, d=15497c e-1 e-9 2 根 k=0.561, =0.219, d=812c e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7 根 k=0.749, =0.272, d=10084c b-9 1 根 k=0.875, =0.304, d=11271c 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移侧度 ，id 见表 3.3。 表 3-3 横向框架侧移刚度(n/mm) 层 次 1 2 3 4 5 6 di 362257 489469 489469 489469 397513 424421 由表可见，底层刚度最小，其层间刚度与上一层层间刚度之比 7.0914./21 故该框架为规则框架。 13 4 重力荷载计算 4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面及楼面的恒荷载包括结构构件自重和构造屋重量等重力荷载，其标准值按结 构构件的设计算尺寸、构造层的材料及设计厚度以及材料容重标准值计算，计算结构 如下： 屋面（上人）： 水泥花砖屋面层（包括水泥砂浆打底） 0.60 kn/m2 sbs 改性沥青防水卷材（40mm 厚） 0.40 kn/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 200.02 = 0.40 kn/m2 150mm 厚水泥蛭石保温层 50.15 = 0.75 kn/m2 120mm 厚钢筋混凝土板 250.12 = 3.0 kn/m2 15mm 厚顶棚抹灰层 200.015 = 0.30 kn/m2 合计 5.15 kn/m2 16 层楼面： 30mm 厚水磨石地面 0.65 kn/m2 120mm 厚钢筋混凝土板 25 0.12 = 3.0 kn/m2 10mm 厚顶棚抹灰 20 0.01 = 0.20 kn/m2 合计 3.85 kn/m2 4.2 屋面及楼面可变荷载标准值 本建筑为民用建筑，楼面活荷载标准值根据房间用途按建筑结构荷载规范 (gb50009-2011)表 4.1.1 的规定采用；屋面活荷载根据屋面类别按建筑结构荷载规 范(gb50009-2011)表 4.3.1 的规定采用；屋面水平投影面上的雪荷载标准值按 建 筑结构荷载规范(gb50009-2011) 取，结果如下。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑。 上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kn/m2 楼面活荷载标准值 2.0 kn/m2 屋面雪荷载标准值 0.5 kn/m2 4.3 重力荷载代表值计算 （1）第一层重力荷载代表值 梁、柱重见表 4.1、4.2 14 表 4-1 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 7000 250650 25 1.14 24 28.5 684纵梁 7200 250550 25 0.99 9 24.75 222.75 7900 250650 25 1.28 9 32 288 6100 250650 25 0.99 8 24.75 198 4900 250650 25 0.8 1 20 20 6450 250550 25 0.89 7 22.25 155.75 6175 250550 25 0.85 5 21.25 106.25 5475 250550 25 0.75 1 18.75 18.75 4275 250550 25 0.59 1 14.75 14.75 横梁 5100 250550 25 0.7 1 17.5 17.5 表 4-2 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 2100 600600 25 0.75 27 18.9 510.3柱 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5 内外填充墙重 外墙: 0.25(60.52+152)(5.15-0.65)5.5=930.6kn 0.251511.855.5=373.73kn 内墙: 100.40.2(5.15-0.65)5.5=496.98kn 110.70.21.85.5=219.19kn 40.12(5.15-0.65)5.5=11.88kn 100.50.21.85.5=198.99kn 楼面 恒荷载: 980.13.85=3989.01kn 46.770.5=23.09kn 活荷载: 980.12=1960.2kn 门窗洞 290.250.255.5=399.09kn 99.330.25.5=109.26kn 门窗 314.120.3=94.24kn 70.630.2=14.13kn 雨棚 52.830.125=132.08kn 第一层重力荷载代表值：g 1=7415.92kn 15 （2）第二层重力荷载代表值 梁、柱重 表 4-3 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 7000 250650 25 1.14 24 28.5 684纵梁 7200 250550 25 0.99 9 24.75 222.75 7900 250650 25 1.28 9 32 288 6100 250650 25 0.99 8 24.75 198 4900 250650 25 0.8 1 20 20 6450 250550 25 0.89 7 22.25 155.75 6175 250550 25 0.85 5 21.25 106.25 5475 250550 25 0.75 1 18.75 18.75 4275 250550 25 0.59 1 14.75 14.75 横梁 5100 250550 25 0.7 1 17.5 17.5 表 4-4 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5柱 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152)(1.8-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.855.5=373.73kn 内墙: 100.70.2(1.8-0.65)5.5=140.04kn 152.90.21.85.5=302.74kn 100.50.2(1.8-0.65)5.5=138.19kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 10.80.5=5.4kn 活荷载: 966.12=1932.2kn 门窗洞 1500.255.5=206.25kn 47.760.25.5=52.54kn 门窗 1500.3=45kn 47.760.2=9.55kn 16 第二层重力荷载代表值：g 2=6554.8kn 17 （3）第三层重力荷载代表值 梁、柱重 表 4-5 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 7000 250650 25 1.14 24 28.5 684纵梁 7200 250550 25 0.99 9 24.75 222.75 7900 250650 25 1.28 9 32 288 6100 250650 25 0.99 8 24.75 198 4900 250650 25 0.8 1 20 20 6450 250550 25 0.89 7 22.25 155.75 6175 250550 25 0.85 5 21.25 106.25 5475 250550 25 0.75 1 18.75 18.75 4275 250550 25 0.59 1 14.75 14.75 横梁 5100 250550 25 0.7 1 17.5 17.5 表 4-6 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5柱 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152)(1.8-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.855.5=373.73kn 内墙: 68.70.2(1.8-0.65)5.5=86.91kn 1170.21.85.5=231.66kn 84.20.2(1.8-0.65)5.5=115.78kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 20.250.5=10.13kn 活荷载: 966.12=1932.2kn 门窗洞 1500.255.5=206.25kn 32.850.25.5=36.14kn 门窗 1500.3=45kn 36.140.2=7.23kn 18 第三层重力荷载代表值：g 3=6723.99kn 19 （4）第四层重力荷载代表值 梁、柱重 表 4-7 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 7000 250650 25 1.14 24 28.5 684纵梁 7200 250550 25 0.99 9 24.75 222.75 7900 250650 25 1.28 9 32 288 6100 250650 25 0.99 8 24.75 198 4900 250650 25 0.8 1 20 20 6450 250550 25 0.89 7 22.25 155.75 6175 250550 25 0.85 5 21.25 106.25 5475 250550 25 0.75 1 18.75 18.75 4275 250550 25 0.59 1 14.75 14.75 横梁 5100 250550 25 0.7 1 17.5 17.5 表 4-8 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5柱 1800 550550 25 0.54 27 13.5 364.5 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152) (1.8-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.955.5=373.73kn 内墙: 58.50.2(1.8-0.65)5.5=74kn 94.40.21.955.5=186.91kn 58.50.2(1.8-0.65)5.5=80.44kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 活荷载: 966.12=1932.2kn 门窗洞 1500.255.5=206.25kn 270.25.5=29.7kn 门窗 1500.3=45kn 270.2=5.4kn 第四层重力荷载代表值：g 4=6268.83kn 20 （5）第五层重力荷载代表值 梁、柱重 表 4-9 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 7000 250650 25 1.14 24 28.5 684纵梁 7200 250550 25 0.99 9 24.75 222.75 7900 250650 25 1.28 9 32 288 6100 250650 25 0.99 8 24.75 198 4900 250650 25 0.8 1 20 20 6450 250550 25 0.89 7 22.25 155.75 6175 250550 25 0.85 5 21.25 106.25 5475 250550 25 0.75 1 18.75 18.75 4275 250550 25 0.59 1 14.75 14.75 横梁 5100 250550 25 0.7 1 17.5 17.5 表 4-10 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 1950 550550 25 0.54 27 14.75 398.25柱 2100 550550 25 0.54 27 16 352 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152) (1.95-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.955.5=404.87kn 内墙: 57.20.2(1.95-0.65)5.5=72.36kn 80.720.21.955.5=173.14kn 37.20.2(1.95-0.65)5.5=51.15kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 0.977.50.5=23.63kn 活荷载： 966.12=1932.2kn 门窗洞 236.380.255.5=325.02kn 25.20.25.5=27.72kn 门窗 236.380.3=70.91kn 27.720.2=5.54kn 21 第五层重力荷载代表值：g 5=6160.67kn 22 （6）第六层重力荷载代表值 梁、柱重 表 4-11 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 7000 250650 25 1.14 24 28.5 684纵梁 7200 250550 25 0.99 9 24.75 222.75 7900 250650 25 1.28 9 32 288 6100 250650 25 0.99 8 24.75 198 4900 250650 25 0.8 1 20 20 6450 250550 25 0.89 7 22.25 155.75 6175 250550 25 0.85 5 21.25 106.25 5475 250550 25 0.75 1 18.75 18.75 4275 250550 25 0.59 1 14.75 14.75 横梁 5100 250550 25 0.7 1 17.5 17.5 表 4-12 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 柱 2100 550550 25 0.54 27 16 352 内外填充墙重： 外墙: 0.25153.1(2.1-0.65)5.5=305.24kn 内墙: 55.40.2(2.1-0.65)5.5=88.36kn 29.70.2(2.1-0.65)5.5=50.64kn 门窗洞 236.880.255.5=325.71kn 22.680.25.5=24.95kn 门窗 236.880.3=71.06kn 22.680.2=4.54kn 屋面 恒荷载： 907.55.16=3693.53kn 活荷载： 907.52=1815kn 雪荷载： 907.50.2=181.5kn 女儿墙 1361.50.253.25=165.75kn 第六层重力荷载代表值：g 6=5549.53kn 23 表 4-13 横、纵梁自重 类别 净跨 截面 密度 体积 数量 单重 总重 纵梁 6950 250650 25 1.13 1 28.5 28.25 7590 250650 25 1.54 2 38.25 77 4850 250650 25 0.79 2 19.75 39.5 8150 250550 25 1.12 1 28 28横梁 5150 250550 25 0.71 1 17.75 17.75 表 4-14 柱自重 类别 计算高度 截面 密度 体积 数量 单重 总重 柱 3900 250250 25 0.24 5 6 30 墙重电梯机房： 453.90.245.5=231.66kn 楼顶恒载、活载计算：恒载 103.53.85=421.25kn 活载 103.52=207kn 雪载 103.50.2=20.7kn 楼顶重力荷载代表值：g 顶 =776.64kn 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 gi的计算结果如下图所示： 图 4.1 各质点重力荷载代表值 24 5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 5.1 横向自振周期计算 本设计采用顶点位移法计算结构自振周期，因建筑为带有屋面局部突出间的房屋， 突出间对主体结构顶点位移将产生影响，故按顶点位移相等的原则，将屋面突出部分 重力荷载代表值折算到主体结构的顶层，计算如下： knhh5.960.24316.7231ge 顶 式中：g e 为折算重力荷载； h 为主体结构的计算高度； h 为屋面突出部分高度。 顶点位移 ut按以下步骤计算： （5- nikgiv 1） （5- sjijgiidu1/ 2） （5- nkkt1 3） 式中： gk为集中在 k 层楼面处的重力荷载代表值，对顶层应加上局部突出部分的折算 重力荷载； vgi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第 i 层的层间 剪力； 为第 i 层的层间侧移刚度； sjijd1 、 分别为第 i、k 层的层间侧移；iu)(k s 为同层内框架柱的总数。 具体计算过程及结果见表 5.1。 25 表 5-1 结构顶点的假想侧移计算 层次 gi /kn vgi /kn d i /(n/mm) ui /mm ui /mm 6 6515.08 6515.08 424421 0.0154 0.3145 5 6160.17 12675.25 397513 0.0318 0.2981 4 6268.83 18944.08 489469 0.0387 0.2663 3 6723.99 25688.07 489469 0.0524 0.2276 2 6554.83 32222.9 489469 0.0658 0.1752 1 7415.92 39638.82 362257 0.1094 0.1094 结构基本自振周期 t1(s)按下式计算： tu7.1 式中 为结构基本自振周期考虑非承重砖墙的折减系数，本结构为框架结构，t 取 为 0.7，则 sut 67.0345.70.7.12 121 5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本设计中结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型 为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。 由设计任务书可知，本建筑所在地抗震设防烈度为 7 度，水平地震影响系数最大 值为 0.08，场地类别为 1 类，设计地震分组为第二组，特征周期为 tg=0.30s。 因为 tg0.30s 1.4t g1.4 0.300.42s，所以应考虑顶部附加水平地震作用， 因特征周期 tg=0.30s，根据建筑抗震设计规范(gb 50011-2011)，顶部附加地震作 用系数 1236.07.608.7.08.16 knfek58293 26 将上述计算结果代入式（5-4）即可算得各质点的水平地震作用标准值： （5- )3,21()1(1 nifhgneknjjii 4） 式中： gi、g j分别为集中于质点 i、 j 的重力荷载代表值； hi、h j分别为质点 i、j 的计算高度。 框架各层层间剪力通过式（5-5）计算： （5- nikifv 5） 式中： fk为作用在 k 层楼面处的水平地震作用标准值。 具体计算过程及结果见表 5.2。 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 5.1。 5.3 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 按（5-6）、（5-7）计算：iuu (5-6) sjijiidv1/ （5- nkku1 7） 具体计算过程及结果见表 5.3。 表 5-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 hi/m hi/m gi/kn gihi/knm gihi g ihi fi /kn vi /kn 7 3.90 24.95 776.64 21707.09 0.039 44.66 44.66 6 4.20 24.05 5549.53 133466.2 0.24 274.97 319.63 5 3.60 19.85 6160.17 122279.37 0.22 252.06 571.69 4 3.60 15.95 6268.83 99987.84 0.18 217.68 789.31 3 3.60 12.35 6723.99 83041.28 0.149 170.71 960.08 27 2 3.60 8.75 6554.83 57354.76 0.103 118.01 1078.09 1 5.15 5.15 7415.92 38191.99 0.069 79.05 1157.14 (a) 水平地震作用分布 (b) 层间剪力分布 图 5.1 横向水平地震作用及楼层地震剪力 表 5-3 横向水平地震作用下的位移验算 层 次 vi /kn d i /(n/mm) u i /mm hi /mm e u i/hi 6 319.63 424421 1.412 4200 1/2974 5 571.69 397513 1.438 3900 1/2112 4 789.31 489469 1.613 3600 1/2232 3 960.08 489469 1.961 3600 1/1836 2 1078.09 489469 2.203 3600 1/1634 1 1157.14 362257 3.194 5150 1/1612 表 5.3 还计算了各层的层间弹性位移角 eu i/hi，由表中数值可知，最大层间弹性 位移角发生在第一层，其值为 1/1612rev -0.28 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 6 e、cl 85.47 504.97rev -0.23 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) a、cr 67.84 504.97rev -0.18 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 5 e、cl 62.35 504.97rev -0.18 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) a、cr 50.74 504.97rev -0.14 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 4 e、cl 60.12 504.97rev -0.19 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) a、cr 87.45 504.97rev 0.19 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 3 e、cl 93.24 504.97rev 0.28 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) a、cr 90.66 504.97rev 0.26 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 2 e、cl 97.27 504.97rev 0.28 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) a、cr 182.7 504.97rev 0.26 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 1 e、cl 130.46 504.97rev 0.34 双肢 8100(1.01) 双肢 8150(0.22%) 8.2 框架柱截面设计 8.2.1 剪跨比和轴压比验算 柱截面尺寸宜满足剪跨比及轴压比的要求。剪跨比宜大于 2，本结构框架抗震等级为 三级，轴压比应小于 0.85，各层柱剪跨比及轴压比计算过程及结果如表 8.3 所示，由表可 见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。 63 表 8-3 柱的剪跨比和轴压比验算 柱 号 层次 b /mm h0 /mm fc /(n/mm2) mc /knm vc /kn n /kn m/vch0 n/fcbh 6 550 510 14.3 130.87 56.10 309.88 4.512 0.0722 0.1702 0.2762 0.3852 0.4992 0.5192 0.0782 0.1922 0.3092 0.4322 0.5172 0.5772 0.0782 0.1922 0.3092 0.4322 0.4572 0.130.85 8.2.2 柱正截面承载力计算 以第一层 e 柱为例说明计算方法及过程，其余柱的计算结果见表 8.4 和表 8.5。 由 e 柱内力组合表中选出第一层柱不利内力进行配筋计算。 及相应的 n：maxm 根据混凝土结构设计规范(gb 50010-2011)，底层柱的计算高度可按 1.0h 计算， 则 5.15m。根据三级抗震要求柱底弯矩组合值乘以 1.3 系数。0l 60314.8017.98m59me）（ 取 2236aeh017.8017.98iae 因为 ，故应考虑二阶弯矩的影响