七号综合宿舍公寓楼设计毕业设计.doc

- -I 前 言 毕业设计是大学本科教学计划中最后一个重要的教学环节，是对自身综合应用所学 的土木工程基础理论的培养，也是进行房屋建筑设计或科学研究的综合训练，是前面各 个教学环节的继续、深化和拓宽，是培养自身综合素质和工程实践能力的重要阶段。通 过毕业实习对有关在建或已建的同类建筑物的学习、参观、考察，较全面直观地了解和 掌握了有关宿舍建筑的基本设计内容、功能布局、概况、一般设计要求，宿舍楼常用结 构的基本形式、受力特点、结构构件的基本尺寸、计算方法，建筑施工技术、组织和管 理，实习期间也熟知了有关建筑、结构、施工方面的规范，如何切合实际地将这些资料 应用到工程实践中是毕业设计的主要目的。 本毕业设计课题为7 号综合宿舍公寓楼 ，要求对此宿舍楼分别进行建筑部分设计 和结构设计两部分。建筑部分要完成建筑方案比较、分析、确定；绘制建筑施工图和编 写建筑设计说明书。结构设计包括结构选型及结构布置；主要框架的荷载计算、内力分 析、截面设计；楼梯、基础、梁板的计算；绘制结构施工图。 本设计的内容涉及了建筑、结构两大方面，全面地包含了土木工程建工方向专业所 学知识，是一次全面的设计演练。同时，设计研究的内容具有相当的深度和难度，是对 设计人员的一次综合考核。设计应达到的技术要求为满足实际施工要求，即所设计的内 容正确、可行。为此，设计过程中要以设计规范为准绳，严格控制各设计内容满足规范 和相关条例的要求。 限于时间和经验等方面的原因，在设计中难免有不尽合理和完善之处，敬请指正。 - -II 摘 要 建筑物名称：7 号综合宿舍公寓楼设计 建筑所在地：金胶州海滨 结构类型：钢筋混凝土框架结构 层数：7 层 总建筑面积：11235.91m2 毕业设计是土木工程专业的必修课，本次毕业设计是设计中国海洋大学青岛学院宿 舍楼工程，它位于拥湾经济发展区金胶州海滨。本工程采用钢筋混凝土框架结构，包括 两部分：建筑设计和结构设计。建筑面积 11235.91m2，占地面积 1605.13m2，七层，总高 24.3m(加女儿墙)，每层层高均为 3.300m，柱下独立基础，设计基准期 50 年，结构安全 等级为三级，抗震设防烈度为 7 度。 建筑设计本着“功能适用，经济合理，造型美观，环境相宜”的原则，以国家相应 规范、标准为依据，完成了设计任务书所要求的建筑平面设计，并在此基础上进行了立 面、剖面、建筑详图设计，共画出建筑图 8 张。结构设计本着“安全，适用，耐久”的 原则，进行了竖向荷载汇集，水平荷载汇集，内力计算，内力组合，结构抗震验算，板、 梁、柱、楼梯、基础等结构构件的设计。共画出结构图 4 张。 通过对整个宿舍的建筑、结构、基础设计，我们基本上熟悉了整个设计过程，掌握 了基本的设计思路和计算方法。同时，使我们对以前学过的课本基础知识和概念有了更 进一步的理解掌握，提高了以后设计、施工能力以及分析问题、解决问题的内力。 关键词: : 大学生公寓楼；结构形式；框架结构；钢筋混凝土 - -III Abstract Building name: 7 comprehensive dormitory apartment building design Building location: gold jiazhou beach Structure types: ferroconcrete frame structure Layer: 7 layer With a total construction area: 11235.91 m2 Design is a civil engineering graduate of the required course, this design for the building design, consists of two parts: building design and structural design. The graduation design is the design of Qingdao China ocean university, it is located in building engineering institute of crowding bay economic zones gold jiazhou beach. the building area is 11235.91 m2, and the gross area is1605.13 m2. It has seven floors and the gross height is 24.3m. Each layer are 3.300 m high. The building adopts mixed structure and wall type structure foundation, the base year of the design is 50 years, the safe grade of the structure is 3, and the earthquake intensity is 7. The architectural design is on the principle of function applicable, economy feasible, model fair and environment harmonious. Besides, the design is on the base of the building regulation and building standard of our country. I have finished architectural plan design that the design prospectus requires. And on the base of it, I have finished the design of elevation drawings, plane sections and architectural detail drawings. The account of the gross architectural drawings is 8. The constructional design is on the principle of safe, apply and endure. And on the base of it, I have done some vertical load collecting, horizontal load collecting, stress calculating,calculating, stress combination, constructional earthquake-resistant design. Besides, I have designed floor slabs, beams, columns, stairs, canopies and foundations and so on. The account of the gross constructional drawings is 4. Through the entire dormitory building, structure, foundation design, we basically familiar with the entire design process, master the basic design ideas and calculation methods. At the same time, so that we previously studied the textbooks have basic knowledge and concepts further understand and grasp, after raising the design, construction and the ability to analyze problems, solve the problem of internal forces. Keywords: Apartment building for students ；Mixed structure ；Wall type structure foundation ；Reinforced concrete - -IV 目 录 一 建筑设计1 1 建筑设计的构想与思路1 1.1 建筑方案的选择.2 1.2 建筑体型的设计.3 2 主要内容及拟解决的关键问题3 3 拟采取的方案及可行性分析4 4 工程概况5 5 建筑的组成.5 二 结构设计6 1 结构布置及计算简图6 1.1 梁板的截面尺寸.6 1.2 柱截面尺寸.6 2 重力荷载计算11 2.1 屋面及楼面永久荷载标准值：.11 2.2 屋面及楼面可变荷载计算：.11 2.3 梁.柱.墙.门.窗重力荷载计算.12 2.4 重力荷载代表值.14 3 框架侧移刚度验算.16 3.1 横向框架线刚度.16 3.2 各柱的侧移刚度.17 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力计算和侧移计算.18 4.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算.18 4.1.1 横向自振周期计算18 4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算18 4.1.3 水平地震作用下位移验算：20 4.1.4 水平地震作用下框架内力计算21 4.2 横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算.23 4.2.1 风荷载标准值23 4.2.2 风荷载作用下水平位移计算25 4.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算25 5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算28 5.1 横向框架内力计算.28 - -V 5.1.1 计算简图28 5.1.2 荷载计算28 5.1.2.1 恒荷计算.28 5.1.2.2 活荷的计算：.30 5.2 横向框架内力组合36 5.2.1 结构抗震等级36 5.3 框架柱内力组合.39 6 截面设计46 6.1 框架梁.46 6.1.1 梁的正截面受弯承载力计算46 6.1.2 梁斜截面受剪承载力计算47 6.2 框架柱.49 6.2.1 剪跨比和轴压比验算49 6.2.2 柱正截面承载力计算49 6.2.3 柱斜截面受剪承载力计算52 6.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算.53 6.4 罕遇地震作用下弹塑性变形验算.55 6.4.1 罕遇地震作用下的楼层剪力55 7 楼梯设计56 7.1 踏步的计算.56 7.1.1 荷载计算56 7.1.2 内力计算56 7.1.3 配筋计算56 7.2 楼梯斜梁计算57 7.2.1 荷载计算57 7.2.2 内力计算57 7.2.3 配筋计算57 7.3 平台板的计算58 7.3.1 荷载计算58 7.3.2 内力计算58 7.4 平台梁的计算59 7.4.1 荷载计算59 7.4.2 内力计算59 7.4.3 配筋计算59 8 现浇混凝土双向板楼盖配筋设计.61 8.1 荷载设计值.61 - -VI 8.2 计算跨度.61 8.3 弯矩计算.61 8.4 截面设计.61 9 基础设计64 9.1 工程地质条件.64 9.2 确定基础底面尺寸.64 9.2.1 确定 A 柱底面尺寸.64 9.2.2 确定 B 柱底面尺寸.65 9.3 下卧层强度验算.65 9.4 基础沉降量.66 9.4.1 A 柱:.66 9.4.2 B 柱求基底压力和基底附加压力:.66 9.4.3 A,B 柱基础沉降差.67 9.5 基础高度验算及配筋计算.68 致 谢72 参考文献.73 - -1 一建筑设计 1.建筑设计的构想与思路 一般而言,一幢建筑物是由若干单体空间有机地组合起来的整体空间,任何空间都具 有三度性。因此,在进行建筑设计的过程中,人们常从平面,剖面,立面三个不同方向的投 影来综合分析建筑物的各种特征,并通过相应的图示来表达其设计意图。 建筑的平面,剖面,立面设计三者是密切联系而又互相制约的。平面设计是关键,它集 中反映了建筑平面各组成部分的牲及其相互关系,使用功能的要求,是否经济合理。除此 之外,建筑平面与周围环境的关系,建筑是否满足建筑平面设计的要求,同时还不同程度地 反映建筑空间艺术构思及结构布置关系等。一些简单的民用建筑,如办公楼,单元式住宅 等,其平面布置基本上能反映建筑空间的组合。因此,在进行方案设计时,总是先从平面入 手,同时认真分析剖面及立面的可能性和合理性,及其对平面设计的影响。只有综合考虑 平,立,剖三者的关系,按完整的三度空间概念去进行设计,才能做好一个建筑设计。 根据青岛地区的地理特点，考虑设计方案力求“功能适用、经济合理、造型美观、 环境相宜”的原则，中国海洋大学青岛学院 7 号学生公寓采用框架结构，7 层，造型力求 美观，基础采用独立基础的形式，结构可靠，功能合理。考虑到学生的生活的休闲娱乐 的需要，缓解学习的压力，放松心情，公寓在每层分别设置了大学生活动室；为满足学 生日常生活的基本需求，公寓一层设置了商店。使主要使用房间和辅助使用房间都发挥 了应有的作用。 公寓内房间的布置和排列应该井然有序，交通空间应该连续顺畅，使学生日常生活 得到便利，一旦发生事故可以迅速、安全地疏散，满足消防，地震等安全疏散的要求。 公寓内设置三部楼梯，应该满足紧急情况下的人员疏散，满足建筑防火规范的规定。 建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映内部空 间的特征，但绝不能简单地理解为体型和立面设计只是内部空间的最后加工，是建筑设 计完成后的最后处理，而应与平、剖面设计同时进行，并贯穿于整个设计的始终。在方 案设计一开始，就应在功能、物质技术条件等制约下按照美观的要求考虑建筑体型及立 面的雏形。 剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖 面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物内部空间的 关系。剖面设计研究竖向空间的处理。本公寓剖面形状为矩形，矩形剖面简单、规整、 便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，同时结构简单，施工方便。 建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外 观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关 系。任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术 - -2 水平又制约着建筑设计层次。因此，在做建筑设计的过程中，我们必须也要考虑到结构 上的要求,有一定的结构方面基础，能与结构设计适当结合，相互调协，使二者相统一， 才能创作出真正优秀的建筑设计作品。 本毕业设计任务为学生公寓楼类设计，在查阅资料基础上，按照任务书， ，建筑设计 遵循“适用、安全、经济、美观”的设计原则，进行建筑设计、结构设计和施工组织设 计。 根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关知识进行建筑 方案的设计，针对工程的使用性质做出具体的设计。整个方案要满足大学的教学需要和 正常的使用功能，功能分区要细致合理符合规范，使建筑物发挥出其应有的功能。完成 建筑平面图、建筑立面图，建筑剖面图等。结构部分包括结构类型的选择，包括结构的 布置及柱网尺寸；估算结构的梁、板、柱的截面尺寸；竖向荷载作用下框架内力计算、 水平荷载作用下框架侧移及内力计算、框架内力组合；框架梁、板，柱配筋计算；楼梯 内力及配筋计算及基础设计。框架内力分析分别计算各荷载下结构内力，竖向荷载下内 力分析采用弯矩分配法；水平荷载下内力分析采用底部剪力法。最后将各荷载作用下的 内力进行组合，得到各构件内力设计值，进行截面配筋设计，并符合规范构造要求。最 终形成结构设计图纸和设计计算书。 先进行建筑部分的设计，经过老师审核通过后，再进行结构设计。并自选一榀框架 进行内力计算及配筋计算，抗震验算等（手算） 。采用框架结构近似计算法，求竖向荷载 作用下的内力用弯矩分配法；求水平荷载作用下的内力时，有 D 值法；求水平地震作用 的时候用底部剪力法。结构计算的步骤为：初估梁柱截面尺寸；荷载计算；水平地震作 用的侧移验算；风荷载作用下的侧移验算；竖向荷载作用下框架内力的计算；框架梁柱 板的配筋计算；楼梯配筋计算；基础设计及配筋计算；雨篷等配筋计算。同时运用电算 设计进行对比分析，整个结构采用 PKPM 进行分析。其余部分亦如此。 1.1 建筑方案的选择 根据设计资料可选用框架结构。框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构，其传力 途径为板梁柱基础地基。 选择依据： 1）优点多：钢筋混凝土造价低，材料资源丰富，易于就地取材。耐久性好，不 需要经常保养和维修。耐火性好。整体性好，对于抵抗地震作用具有较好的性能。 具有可塑性，可以根据需要浇制成各种形式和尺寸的构件。合理的发挥材料性能，节 约钢材，降低造价。 2）建筑功能强：框架结构建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的房间，而且分 隔灵活，也可以用隔墙分隔成小空间，或拆除隔墙改为大房间，使用灵活。外墙采用非 承重墙体，使立面设计灵活多变，可采用轻便隔墙和外墙，可大大降低房间自重，节约 - -3 材料。 3）从结构的受力性能来分析：对于地震地区来说，框架结构，不仅受竖向荷载，还 受水平地震作用，在水平力作用下，框架的侧移由两部分组成，第一部分由梁柱的弯曲 变形产生，第二部分由柱的截面尺寸变形产生（弯曲变形）框架的抗侧移刚度主要取决 于梁柱的截面尺寸。通常，梁柱截面惯性矩小，侧向变形较大。 1.2 建筑体型的设计 1) 反映建筑功能要求和建筑类型的特征 不同功能要求和建筑类型，具有不同的内部空间组合特点，房间的外部形象也相应地 表现这些建筑类型的特征。本设计底层大厅连通两层，在顶层设有大会议室。为了满足 底层的空间感觉的需要，体形上采用底层高于标准层。另外由于该建筑物层数高于四层， 根据防火要求至少应设置两部落地楼梯。 2) 结合材料性能、结构构造和施工技术的特点 该结构为钢筋混凝土结构，墙体为粉煤灰加气混凝土砌块围护墙。由于墙体并不承重， 所以立面上门窗的设置和开启游乐很大的灵活性。可以在不同的层或同一层不同的位置 采用不同的窗户，有的可以用横向有的可以用纵向的窗户。柱子采用外露的柱子。形成 节奏鲜明的立面构图，显示了框架房屋的外形特点。以高强度的钢材、钢筋混凝土等材 料构成的空间结构，不仅为室内的大型活动提供了理想的使用空间，同时各种形式的空 间结构也极大的丰富了建筑物的外部形象。是建筑物的体形和立面能够结合材料的力学 性能，具有很好的表现力。 3) 掌握建筑标准和相应的经济指标 建筑体形和立面的设计，应该遵循设计方针政策，根据房屋的使用性质和规模、严格 掌握国家规定的建筑标准和经济指标。建筑外型设计的任务，应该在合理满足使用要求 的前提下，用较少的投资建造起简洁、明朗、朴素、大方以及和周围环境协调的建筑物 来。 4) 适应基地环境和建筑规划的群体布局 单体建筑是规划群体中的一个局部，拟建房屋的体型、立面、内外空间组合以至建筑 风格等方面，要认真考虑和规划中建筑群体的配合。同时，建筑物所在地区的气候、地 形、道路、原有建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑体型和立面设计的重要因素。 5) 符合建筑造型和立面构图的一些规律 必须符合建筑造型和立面构图的一些规律，例如比例尺度、完整均衡、变化统一，以 及韵律和对比等等 - -4 2 主要内容及拟解决的关键问题 1) 学生公寓楼功能布置设计；平面及立面布置；防火设计。 2) 框架结构荷载计算、内力组合方法及构件截面设计。 3) 建筑交往空间设计存在的问题。 4) 相关专题设计。 3 拟采取的方案及可行性分析 1）建筑部分则运用房屋建筑学等学科知识进行设计，结合设计规范要求合理分区， 满足使用要求，保证工程的安全性、耐久性、适用性，使设计的结构在规定的设计使用 年限内完成预期的功能要求。建筑施工图的绘制遵循工程制图的标准，图中的各种标注、 符号符合规范，做到能够看图施工。 2）结构部分要求结构的布置及柱距的确定应满足使用功能，柱网尺寸符合模数。结 构的梁、板、柱截面尺寸符合要求，合理确定。采用 D 值法计算柱的侧移刚度，竖向荷 载部分则采用二次弯矩分配法进行计算。 3）传统高校学生宿舍建筑交往空间设计存在的问题 高校学生宿舍交往空间主要包括两个方面： 室内交往空间和室外交往空间。我国高 校的传统学生宿舍，其基本功能是睡眠场所，比较单一，宿舍作为居住场所的其它内涵 未被切实注意。学生宿舍设计趋于简单，交往空间贫乏。主要体现在：大多数的学生宿 舍规划上多采取简单的行列式布局，室外交往空间处理不佳或缺少处理；门厅、走道空 间狭小仅仅为了组织交通，没有能够让人驻足休憩的空间；一般不设公共活动室，或者 由于平面位置空间大小等因素的影响，即使设计中有公共活动室利用率也不高。 4）建筑剖面的组合形式，主要由建筑物中各类房间的高度和剖面形状、房屋的使用 要求和结构布置特点等因素决定的。剖面的组合方式大体上有以下几种： （1）单层 单层剖面便于房屋中各部分人流或物品和室外直接联系。 （2）多高层 多层剖面的室内交通联系比较紧凑，适应于有较多相同高度房间的组合，垂直交通流线 通过楼梯联系。高层剖面能在占地面积较小的前提下，建造使用面积较多的房间，这种 组合有利于室外辅助设施和绿化等。 （3）错层和越层 错层剖面是在建筑物纵向或横向剖面中，房屋几部分之间的楼地面高低错开，它主要适 应于结合坡地地形建造房屋。 （4）室内空间比例 - -5 按照上述要求合理地确定房间高度的同时，还应注意房间的高宽比例给人以适宜的空间 感觉。面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低。 4 工程概况 中国海洋大学青岛学院拟建 7 层大学生公寓楼，建筑面积 11235.91m2。 1）工程地质勘探资料 工程地质条件剖面图如下所示： 中 中f=400KPa 中 中f=320KPa 中 中 中 f=250KPa 中 中 -2.000 -3.500 -1.0000 +0.000 图 2 地质条件,不考虑地下水位的影响 2）气候条件 根据气象部门提供的资料，主要风向全年为西北风，夏季为东南风，基本风压为：0.5 KN/m2；年平均降雨量为 710mm，年最高温度为 39，最低温度为12，冻土深度为 0.6m；最大积雪厚度为 200mm，基本雪压为 0.25 KN/m2。 3）地震烈度 基本烈度为 7 度，场地类别 II。 5 建筑的组成 1）室外部分：包括自行车存放处、室外活动场所、室外绿化设施等。 2）房间组成： （1）学生宿舍：双人间（研究生宿舍） ，每间设卫生间；四人间，不设卫生间，设 卫生间。要求双人间和四人间房间总数比例保持为 1：1 左右。 （2）标准公共卫生间面积：19.56 m2，满足住宿学生的使用要求。 （3）传达室面积：19.56 m2 。 - -6 （4）社团活动房间：社团活动面积为 300 m2 多，根据个人的调研结果确定，要求社 团活动房间至少分为三类并布局合理。 （5）小卖部面积为：50 m2。 二结构设计 1.结构布置及计算简图 该工程是建设在青岛地区，框架结构房屋。主体结构部分共七层，层高为 3.3 米，外 墙采用加气空心混凝土砌块，外墙 400mm，内墙 200mm，楼盖和屋盖均采用现浇钢筋混 凝土结构,外门为铝合金，其余为木门，抗震设防烈度为 7 度、场地类别为类。 1.1 梁板的截面尺寸 横梁： 截面高度 h=L/12L/8=525mm788mm（其中 L 为跨度） 取 h=550mm 截面宽度 b=h/3h/2=184mm275mm（h 为梁的截面高度） 取 b=250mm 纵梁：截面高度 h=L/12L/8=325mm488mm（其中 L 为跨度） 取 h=400mm 截面宽度 b=h/3h/2=134mm200mm（h 为梁的截面高度） 取 b=250mm 次梁：h=400mm，b=250mm 梁板具体尺寸见表 1. 1.2 柱截面尺寸 框架为二级抗震等级，查表轴压比限值近似；单位负荷面积上的重力荷载 0.8 N u 代表值近似取，混凝土强度等级。 2 12 mmKN 22 30 43 . 1 , 3 . 14 mmNfmmNfC tc 边柱： ACN/Nfc=1.3(5.553.15) 127103/(0.814.3)=148336 mm2 中柱： ACN/Nfc=1.25(5.554.15) 127103 /(0.814.3)=187911 mm2 N=Fgen 柱的截面为正方形则边柱和中柱截面高度分别为 385mm 和 433mm 经综合分析，本工程各层柱的截面尺寸和混凝土强度等级见表 2 表 1：梁板的截面尺寸 横梁（bh）纵梁（bh）次梁（bh）板 250550mmmmmmmm400250mmmm400250 mm100 表 2：各柱的截面尺寸 - -7 层次截面尺寸（bh）混凝土强度 1 500mm500mm C30 27450mm450mm C30 根据地质条件及层数等的条件,基础选用柱下独立基础，基础埋深取 2.1m,取顶层柱的形 心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，则一层柱高 h1=3.3+0.45+2.1-1.3-0.1=4.45m,二 到七层取层高 3.3m . 框架结构计算见简图如图 3 所示。 - -9 - -10 KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1 KZ-1 KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1 KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1 KZ-1 KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1KZ-1 KJL-1 LT-1 LT-2 LT-2 KJL-1 KJL-1 KJL-2KJL-2KJL-2 KJL-1 KJL-1 KJL-1 KJL-2KJL-2KJL-2 KJL-3 KJL-4 KJL-4 KJL-3 KJL-3 KJL-4 KJL-4 KJL-3 ABCD 3.36=19.8m 6300 63002000 4.45m 图 3：框架结构计算简图 - -11 2 重力荷载计算 2.1 屋面及楼面永久荷载标准值： 屋面恒荷 30 厚细石混凝土保护层 220.03=0.660 2 mKN 三毡四油防水层 0.400 2 mKN 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40 2 mKN 240 厚膨胀珍珠岩板 30.24= 0.72 2 mKN 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 2 mKN 100 厚钢筋混凝土板 250.10=2.5 2 mKN 10 厚水泥石灰膏砂浆打底 140.010 =0.14 2 mKN 合计： 5.220 2 mKN 楼面恒荷 8 厚陶瓷地砖 17.80.008=0.142 2 mKN 20 厚干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 2 mKN 现浇 100 厚钢筋混凝土楼板 0.1025=2.5 2 mKN 10 厚水泥石灰膏砂浆打底 0.0114=0.14 2 mKN 合计： 3.182 2 mKN - -12 卫生间、地面恒荷 8 厚陶瓷地砖 17.80.008=0.142 2 mKN 20 厚干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 2 mKN 现浇 100 厚钢筋混凝土楼板 0.1025=2.5 2 mKN 10 厚水泥砂浆打底 0.0120=0.4 2 mKN 合计： 3.242 2 mKN 2.2 屋面及楼面可变荷载计算： 上人屋面均布活荷载标准值： 2.0 2 mKN 屋面雪荷载标准值： 0.45 2 mKN 楼面活荷载标准值 2.0 2 . mkN 卫生间活荷载标准值： 2.0 2 mKN 2.3 梁.柱.墙.门.窗重力荷载计算 hn Ln分别表示梁截面净高和净跨度。g 表示单位长度梁重力荷载 梁柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力何载；对墙，门， 窗等，计算出单位面积上的荷载。 （计算结果见表 3） 表 3 梁，柱重力荷载计算表 层次构 件 b （m） h （m） gLinGGi K Gi 边横梁0.250.55251.053.6095.800561172.20 中横梁0.250.55251.053.6091.50028151.578 纵梁0.250.40251.052.6255.0501041378.65 次梁0.250.40251.052.6257.1548478.80 2702.43一 柱0.500.50251.106.8754.4501123426.5 边横梁0.250.55251.053.6095.850561182.31 中横梁0.250.55251.053.6091.55028156.631 纵梁0.250.40251.052.6255.151041405.95 次梁0.250.40251.052.6257.15148478.80 2744.88 二 七 柱0.450.45251.105.5693.31122058.30 - -13 外墙： 10 厚水泥砂浆罩面 200.01=0.2 2 mKN 60 厚苯板保温层 0.1 2 mKN 15 厚水泥砂浆 200.015=0.3 2 mKN 400 厚加气混凝土砌块 70.4=2.8 2 mKN 20 厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4 2 mKN 合计： 3.80 2 mKN 内墙： 双侧 5 厚水泥砂浆罩面 0.005142=0.14 2 mKN 双侧 12 厚水泥砂浆罩面 0.013142=0.364 2 mKN 200 厚加气混凝土砌块 70.2=1.40 2 mKN 合计： 1.904 2 mKN 女儿墙： 6 厚水泥砂浆罩面 0.00620=0.12 2 mKN 12 厚水泥砂浆罩面 0.01220=0.24 2 mKN 200 厚加气混凝土砌块 70.2=1.40 2 mKN 20 厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.40 2 mKN 合计： 2.16 2 mKN 木门： 0.2 2 mKN 铝合金门： 0.4 2 mKN 塑钢窗： 0.45 2 mKN 普通钢板门： 0.45 2 mKN - -14 2.4 重力荷载代表值 结构分析时采用的计算简图如图 1 所示，集中于各质点的重力荷载代表值 GI 为计算 单元范围内各层楼面的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等的重力荷载，屋面和楼面 活荷按实际情况取，取 1.0。 图 2.1 各层重力荷载代表值 一层墙的重力荷载: 外墙 5.55 3.3 21.8 1.0222.14KN (2 3.3 1.2 2.1) 28.16KN 4.5 3.3 1.8 2.111.07KN 4.5 3.33.6 2.46.21KN 楼梯外墙 3.9 3.3 2 1.8 1.0 222.14KN - -15 内墙 6.3 3.313 13540.54KN 3.3 3 23.5232.65KN 3.9 3.3 225.55 3.3 24.5 3.3 1.0 2 44 1.8 2.4 32.4 2.4227.9KN 1.85 3.3 470.8 2 47211.735KN 427.1422.1455.268.16 11.076.213.8 540.54232.65227.9211.7351.9044323.14 q G KN 门窗 1.8 1.5 3491.8KN 1.5 1.5 8=18KN 1.8 1.0 23.6KN 1.0 2 3468KN 18 2.4 312.96KN 0.8 2 3759.2KN 1.2 2.1+2.4 2.4+1.8 2.1=12.06KN 91.8 183.60.4568 12.9659.2 12.060.281.474 m GKN 楼面重力荷载: 3.182 106.300 14.6-6.3 3.9 2-6.3 4.5=4860.91KN =+=4408.5KN 1E G q G m G 1 4408.53426.5 2702.431 22 4419.252058.302 4860.91 0.5 106.3 14.6 216271.597 22 G KN 二层六层: :因为计算方法与第一层的计算方法一样,故计算过程从略,计算结果如下: 26 4419.25 EE GGKN: 楼面重力荷载: 4860.91KN 26 4419.252058.3024419.25 2744.8894860.91 222 2058.302 106.3 14.6 215635.331 2 GG KN 七层: 7 4419.25 E GKN 楼面重力荷载: 5.22 106.3 14.66.3 3.9 26.3 4.57023.85KN - -16 7 4419.252058.3022744.889 522.297023.85 222 106.3 14.6 0.5 20.5 2 (6.3 3.9 24.5 6.3)16711.256 G KN 各质点的重力荷载代表值 GI见表 4 表 4：各质点的重力荷载代表值 G GI I 点 1234567 Gi 16271.59715635.33115635.33115635.33115635.33115635.33116711.256 3 框架侧移刚度验算 3.1 横向框架线刚度 梁的线刚度其中为混凝土弹性模量； 为梁的计算跨度；为梁截面惯 l IE i bc b c El b I 性矩现浇楼面中框架梁取 2.0，边框架梁取，为梁矩形部分的截面惯性矩；各 0 I 0 5 . 1 I 0 I 层各跨梁线刚度计算见表 5。各层计算柱的线刚度，其中为柱的截面惯性矩，hIEi ccc c I h 为框架柱的计算高度，结果见表 6。 表 5：横梁的线刚度 ib计算表 类 别 层次 Ec 2 / mmN bh mmmm I0 4 mm lmm Ec I0/L mmN 1.5EcI0/L mmN 2 Ec I0/L mmN 边 横 梁 17 4 100 . 3 250550 9 3.47 10 6300 10 1.65 10 10 2.475 10 10 3.3 10 过 - -17 道 梁 17 4 100 . 3 250550 9 3.47 10 2000 10 5.205 10 10 7.807 10 10 1.04 10 表 6:各层计算柱的线刚度 ic计算 类 别层次 c h Ec 2 N mm bh mmmm 4 /mmIcmmNhIE ccc / 1 4450 4 100 . 3500500 9 10208 . 5 10 3.511 10 柱 27 3300 4 100 . 3450 450 9 3.417 10 10 4.106 10 3.2 各柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 D 值按下式计算： 2 12 c c i D h 式中，为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按照表柱的侧移刚度修正系数 c c 取值。计算结果见表 79。 表 7：中框架侧移刚度 D 计算表 边柱（46） 中柱（46）层 次 k c Di1 k c Di2 i D 10.9400.490104203.9050.746158701209340 2 70.5580.21874604.4140.688235401426000 表 8：边框架柱侧移刚度 D 计算表 A-1,D-1,A-28,D-28C-1,B-1,C-28,B-28 层 次 k c Di1 k c Di2 Di - -18 10.7050.44594604.6990.77616510 103880 2 72.5140.557190603.3100.62321320 161520 表 9：楼梯间柱侧移刚度 D 计算表 A-6,A-7,A-22,A-33D-13,D-14B-6,B-7,B-22,B-23C-13,C-14 层次 k c Di1 k c Di2 Dij 10.7050.44594604.6990.77616510143274 2 72.5140.557190603.3100.62321320200004 表 10：横向框架侧移刚度 D 计算表 层次 1234567 Dij1456494178752417875241787524178752417875241787524 Di /D2=1456494/1787524=0.81 0.7 故该框架为规则框架 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力计算和侧移计算 4.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 4.1.1 横向自振周期计算 结构顶点的假象侧移计算由下列公式计算 n ik kGi GV s j ijGii DVu 1 为集中在 k 层楼面处的重力荷载代表值；为把集中在各层楼面 n k kT uu 1 Gi V 处的重力荷载代表值视为水平菏载而得的第 i 层的层间剪力；为第 i 层的层间 s j ij D 1 侧移刚度；、分别为第 i、k 层的层间侧；s 为同层内框架柱的总数。计算 i uku 结果见表 11。 表 11：结构顶点的假象侧移计算 层次 GiVGiDiuiui - -19 716711.25616711.256 1787524 9.3263.5 615635.33132346.587 1787524 18.1254.2 515635.33147981.918 1787524 26.8236.1 415635.33163617.249 1787524 35.6209.3 315635.33179252.580 1787524 44.3173.7 215635.33194887.911178752453.1129.4 116271.597111159.508145649476.376.3 按式计算基本周期，其中的量纲为 m，取，则 TT uT7 . 1 1 1 T T u7 . 0 T 1 1.7 0.70.263500.611Ts 4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 用底部剪力法计算水平地震作用 结构水平地震作用标准值 Geq ： 0.850.8516271.597 15635.331 5 16711.256 0.85 111159.50894485.58 eqi GG KN 二类场地第二分组值，查表 =0.4s g T T1 =0.611s T15 g T g T 0.9 0.9 1max 1 0.4 0.080.055 0.611 g T T 1 0.055 94485.585196.71 EKeq FGKN 所以应考虑顶部附加水平地震作用 1 1.40.560.611 g TT因 顶部附加地震作用系数: n 7 0.08 0.611 0.010.0589 0.0589 5196.71306.1 n FKN : 各个质点的水平地震作用按 EK jj ii F HG HG Fi 式中：分别为集中于质点的重力荷载代表值； ji GG , 分别为质点的计算高度； ji HH , 表 12：横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 - -20 层 次 mHi/KNGi/mKNHG ii / ii ii HG HG KNFi/KNVi/ 724.2516711.2564052470.09467.7467.7 620.9515635.3313275600.07363.77831.47 517.6515635.3312759630.06311.81143.27 414.3515635.3312243660.05259.831403.1 311.0515635.3311727700.04207.861610.96 27.7515635.3311211730.03155.91766.86 14.4516271.597724080.02103.931870.79 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布图见图 4 V5 F1 F2 F3 F4 F5 V1 V2 V3 V4 F6 F7 V6 V7 a（水平地震做用分布） b（层间剪力分布） - -21 图 4：横向水平地震作用及楼层地震剪力 4.1.3 水平地震作用下位移验算： 表 13：横向水平地震作用下位移验算 层次 KNVi/ 1 /