土木工程毕业设计（论文）-青岛理工大学四方校区宿舍楼设计.doc

河北科技师范学院本科毕业设计青岛理工大学四方校区宿舍楼设计全套图纸加扣3012250582 院（系、部）名 称：城市建设学院专业名称：土木工程学生姓名：学生学号：指导教师：2015年 5 月 26 日河北科技师范学院教务处制1学 术 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于河北科技师范学院。本人签名： 日 期： 指导教师签名：日 期：摘 要摘 要本宿舍楼主体共六层，每层高均为3.6米，有三层裙房，建筑总高度22.4米，建筑面积约7173m2，采用钢筋混凝土框架结构，抗震等级为2级，抗震设防烈度为6度，整个设计包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计部分，首先根据建筑的使用功能确定建筑的初步布局，包括建筑体型及室内空间布置等，然后结合使用的材料、做法进一步确定具体尺寸和平、立面风格等。结构设计部分，首先根据建筑设计、工艺使用要求以及场地地质条件等确定结构布置方案，然后选取一榀典型框架进行设计计算。在明确计算简图的前提下，进一步确定框架承受的荷载，包括恒载、屋（楼）面活载，在此基础上进行框架内力计算（采用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的内力；采用D值法计算水平荷载作用下的内力）、水平荷载作用下的侧移验算、内力组合以及梁、柱和基础等构件的配筋计算。在上述工作的基础上，采用制图软件绘制了建筑施工图和结构施工图。关键词：钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计AbstractThe dormitory is a total of six, each 3.6 meters high are, there are three podium, total building height 22.4 meters, construction area is 7173m2, using reinforced concrete frame structure, seismic rating is 2 degrees, the seismic intensity is 6 degrees .the entire design includes architectural design and structural design of two parts. In architectural design section, according to the buildings first use function to determine the initial layout of the building, including the building size and interior layout, etc., and then combine the materials used and the practice further determine specific dimensions of peace, facade style. In design parts, the first step is based on the architectural design, process requirements and site conditions to determine the geological structure layout program, and then select a Pin typical frame design calculations.Carry out internal force calculation on this basis (calculated using Moment Distribution Method under vertical loading internal forces; D value method calculated using the internal force under horizontal load), checking lateral reinforcement under horizontal load, internal force and beams, columns and other basic components of the calculation. Based on the above work, using drawing software to draw up construction plans and construction drawing.Keywords: einforced concrete frame structure; architectural design;structure design1目 录目 录摘 要1Abstract11建筑设计11.1建筑平面设计11.2建筑立面设计11.3建筑剖面设计12结构设计42.1设计条件42.1.1工程概况42.1.2结构体系、抗震及防火要求42.1.3荷载取值及水文地质条件42.2结构布置52.2.1柱网平面布置图52.2.2承重方案选择52.2.3梁截面尺寸估算52.2.4柱截面尺寸估算72.3荷载计算82.3.1构件自重统计82.3.2恒载计算112.3.3活载计算142.3.4风荷载计算152.3.5水平地震作用计算172.3.6梁柱刚度计算202.3.7横向框架柱的侧移刚度D值222.3.8横向框架的自振周期232.3.9地震作用的计算232.3.10抗震验算242.3.11第轴号横向框架水平地震的计算262.4内力计算272.4.1恒载内力272.4.2活载内力362.4.3风荷载作用内力432.4.4水平地震作用内力482.5内力组合562.5.1弯矩调幅562.5.2内力组合582.6框架柱、梁配筋计算642.6.1框架柱配筋计算642.6.2框架梁配筋设计662.7楼板配筋计算692.7.1楼板配筋计算（单向板）692.7.2楼板配筋计算（双向板）712.8基础设计712.8.1场地地质条件712.8.2确定基础类型722.8.3确定桩数及布桩722.8.4验算基桩承载力及桩身结构计算732.8.5桩身结构计算742.8.6承台高度验算742.8.7承台配筋计算76参考文献77图纸目录78致谢79II1河北科技师范学院2015届本科毕业设计1 建筑设计本设计题目为青岛理工大学四方校区宿舍楼设计，坐落于青岛市黄岛区，结构形式为全现浇整体式钢筋混凝土框架结构。宾馆建筑面积为7173m2，长度为50.4m，主体结构六层，宿舍六层均高3.6m，地震设防烈度为6度，耐火等级为二级，设计年限为50年。1.1 建筑平面设计本设计为大学宿舍楼设计，应满足建筑功能要求，为学生们的生产和生活创造良好的环境。一楼包含宿舍，门厅、值班室、大学生活动室、盥洗室、大型公测，满足同学们生活方面的需求；二楼为无门厅和值班室，其他同一楼。三楼同二楼。一到三楼均有裙房，裙房与主楼形成回字形，中间有庭院，庭院中有健身器材，满足同学们平时运动锻炼以及活动，四楼到六楼均为正常住宿功能宿舍首层平面图如图1所示交通方面，宿舍楼正南面为主入口，后面和东侧均有出口，正背面设置设置两部楼梯，西面设置一部楼梯，正南面设置一部楼梯，这样学生们管理和出行都很方便，不仅满足了防火规范，而且满足了各个部分的交通出行。通风采光方面，每间房间为大窗洞，不仅满足采光要求，而且使同学进入有宽敞明亮的家感觉，居住更加舒适。1.2 建筑立面设计宿舍楼立面设计服从于建筑功能需求和学校总体规划要求。鉴于建筑所在地理位置的重要性，除了在功能上满足使用要求外，在立面造型也给人一种视觉上的舒适感，其格调简洁清新，典雅大方。本设计方案中，建筑屋面主体采用平屋顶不上人屋面，高低错落有致，层次清晰，给人以舒适的感觉，立面图如图2，3，4，5所示1.3 建筑剖面设计建筑剖面主要表现建筑的内部情况和楼梯布置情况。本设计楼梯为板式楼梯，单向传力，斜板为100mm厚钢筋混凝土板，踏板宽度16900mm，踢面高度为150mm，踏面宽度为300mm，符合人体习惯。平台不小于踏板宽度取为1800mm，栏杆为圆60的不锈钢管。梁板尺寸均按照结构受力设计，符合各种规范要求。1图1 首层平面图2图2 正立面图图3 背立面图图4 左侧立面图图5 右侧立面图2 结构设计2.1 设计条件2.1.1 工程概况本宿舍楼建筑面积为7173m2,主体结构六层，高度为22.4m，层高均为3.6m，楼顶上面还有女儿墙，高度0.8m。2.1.2 结构体系、抗震及防火要求1. 本工程为多层建筑，建筑结构采用全现浇整体式钢筋混凝土框架结构体系。2. 查【抗规附录A】本地区地震设防烈度为6度（0.05g），设计地震分组为第三组，抗震设防类别为丙类建筑，地震作用及抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。3. 抗震等级【抗规表6.1.2】,本建筑层数为六层，建筑高度为22.424m，结构形式为框架结构，所以抗震等级为三级。（按照2级做）4. 建筑耐火等级为二级，耐久等级为二级，设计使用年限50年。2.1.3 荷载取值及水文地质条件1. 查【荷载规范附录表D.4】青岛50年一遇基本风压为0.6kN/m2，基本雪压为0.25kN/m2，地面粗糙度为B类。2. 土层深度有室外自然地坪算起，建筑场地类别为类，土壤冻结深度为0.8m，地下水位在地表以下2.0m，无侵蚀性，不考虑土的液化，具体见表1。表1 水文地质一览表序号岩土分类土层深度/m厚度范围/m重度（kN/m3）地基承载力fk/kPa1耕植粘土0-1116902砂质粘土1-43192503砾石层4-9.45.4203002.2 结构布置2.2.1 柱网平面布置图在结构整体布置中，由于主体结构为六层，考虑不均匀沉降，在主体结构和裙房间设置100mm沉降缝。裙房纵向跨度为41.4m，屋面梁设置为横梁，由于时间有限，本设计只计算主体结构部分。根据工程概况及设计资料，确定为图6的结构布置方案。2.2.2 承重方案选择竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载直接传至次梁和主梁，再传至柱，最后传至地基。根据楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径以及建筑功能要求和建筑施工布置图，本宾馆框架的承重方案为纵横向框架承重方案。该建筑要求布置灵活。同时，考虑该建筑处于6度地震区，故选用框架结构。2.2.3 梁截面尺寸估算梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。主梁截面高度一般取梁跨度的1/121/8，次梁1/181/12，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值,为防止梁产生剪切脆性破坏,梁的净跨与截面高度之比不宜小于4,梁的截面宽度可取1/31/2梁高,同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于200mm。横向梁1、KN跨(1)主梁主梁跨度L=6600mm 取h=600mm 取b=300mm 故KN跨框架梁初选截面尺寸为：bh=300mm600mm(2)次梁：（），取（），取故框架的次梁初步设计截面尺寸为(3)LM跨：主梁：（），取（），取故框架梁的初步设计截面尺寸为。（3）纵梁：纵梁：（），取（），取故该框架的纵梁初步设计截面尺寸为。于是计算结果归纳于下表2：表2 估算梁的截面尺寸（mm）层数混凝土强度等级横梁（bh）纵梁（bh）次梁（bh）KL、MN跨LM跨1C3030060030050030060030050021C303006003005003006003005003C303006003005003006003005004C303006003005003006003005005C303006003005003006003005006C303006003005003006003005002.2.4 柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：式中：为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,不等跨取1.25；：为按照简支状态计算柱的负荷面积；：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取13kN/m2。：为验算截面以上楼层层数；则底层中柱的轴力设计值为：该项目工程柱全部使用的混凝土, 查表的，首先假定该层柱截面尺寸，则柱的轴压比为：，满足要求。故该框架柱的估计尺寸符合要求，确定为。并且为了施工的方便性，可以使得各层的所有柱子的截面尺寸都保持不变。注：因为楼梯称重，楼梯角放置柱子为400mm400mm2.3 荷载计算2.3.1 构件自重统计1、轴框架16层自重计算：(1)板：30mm大理石地砖1.3100厚钢筋混凝土楼面板0.125=2.50小计4.14(2)厕所（盥洗室）10mm厚釉面防滑地砖0.0120.4=0.40kN/m230厚水泥砂浆0.0230=0.60kN/m2防水聚氨酯涂料2道（1.5mm厚）0.1kN/m2120mm现浇钢筋混凝土板0.1225=3.0kN/m220mm厚板底抹灰0.0217=0.34kN/m2乳胶漆顶棚0.2 kN/m2合计4.44 kN/m2(3)横向框架梁：1)边跨（6600,600）： 钢筋混凝土梁0.3（0.6-0.01）25=3.75石灰砂浆顶棚（0.6-0.1）2+0.30.24=0.312小计4.0622)中跨（2100,500）及横向次梁： 钢筋混凝土梁0.3（0.5-0.1）25=3.05厚混合砂浆抹灰（0.5-0.1）2+0.30.24=0.07小计3.264(4)纵向框架梁：1)边梁（7200,700）：钢筋混凝土梁0.3（0.6-0.1）25=3.75内墙涂料（0.6-0.1）0.28=0.14外墙面砖0.60.24=0.12小计4.2642)中梁（7200,600）： 钢筋混凝土梁0.3（0.6-0.1）25=3.75内墙涂料（0.6-0.1）0.282=0.28小计4.03(5)柱：1)边柱（500,500）：钢筋混凝土柱0.50.53.625=22.50kN内墙涂料0.6+(0.6-0.24)23.60.28=1.81 kN外墙涂料0.53.60.45=0.81 kN小计24.34 kN2)中柱（2700mm,700 mm）：钢筋混凝土柱0.50.53.625=22.50 kN内墙涂料0.6+(0.6-0.2)33.60.28=1.81 kN小计24.314 kN(6)墙：1)浆砌焦渣砖内墙（200 mm）：砌体（3.6-0.6）0.214=8.4内墙涂料（3.6-0.6）0.282=1.68小计10.082)浆砌焦渣砖外墙（240）：砌体（3.6-0.6）0.214=10.04内墙涂料（3.6-0.6）0.28=0.84外墙涂料（3.6-0.6）0.45=1.35小计12.272、轴框架顶层自重计算：(1)板：防水屋面3.61 kN/m280mm厚钢筋混凝土楼板0.125=2.50 kN/m2石灰砂浆顶棚0.34 kN/m2小计6.45 kN/m2(2)女儿墙： 砌体0.80.2414=2.680kN/m外墙面砖0.80.62=0.496kN/m内墙20mm厚水泥粉刷0.80.0220=0.320 kN/m 小计0.504 kN/m 3、门窗(1)木门0.2(2)钢铁门0.4(3)铝合金窗0.42.3.2 恒载计算1、中间层梁、柱恒载计算：(1)边跨梁上线荷载计算：边跨梁上线荷载=边跨梁自重+板重+墙重，其中板自重按45分配，由此可知梁上的分布荷载为均布荷载与梯形荷载叠加，只要求出控制点的荷载值，就可以会出该梁上的荷载分布图最大值：4.026+3.64.14+10.08=29.01最小值：4.026+10.08=14.124.86+22.84+9.74=20.28(2)中跨梁上线荷载计算：中跨梁上线荷载=中跨梁自重：其值为常值为3.264(3)边柱集中力计算：边柱集中力=边柱自重+纵向框架梁承受的荷载纵向框架梁承受的荷载=部分板重+横向次梁自重+纵向框架梁自重+外墙重，其中板重：4.140.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6=52.27横向次梁自重：3.2640.56.6=10.77纵向框架梁自重：4.262（7.2-0.5）=28.554KN墙重：12.27（7.2-0.5）82.209因此边柱上的集中力为：82.209+28.56+10.77+52.27+24.34=198.15中柱集中力计算：(4)同理：中柱集中力为：24.314+4.140.50.53.63.6+0.59.60.53.6+0.52.13.6+3.2640.56.6+4.262（7.20.5）+10.08（7.20.5=196.01(5)边柱与梁交点处弯矩：（柱内侧受拉）(6)中柱与梁交点处弯矩：2、顶层梁、柱恒载计算：(1)边跨梁上线荷载计算：边跨梁上线荷载=边柱自重+板重，其中，板自重按双向板塑性铰线分配：最大值：4.026+3.66.45=27.264最小值：4.026(2)中跨梁上线荷载计算：同理，中跨梁上线荷载=中跨梁自重+板重其值为常值：3.264(3)边柱集中力计算：边柱集中力=边柱自重+纵向框架梁的传力其中纵向框架梁传来的力=部分板重+横向次梁自重+纵向框架梁自重+女儿墙自重，因此，边柱上的集中力：24.314+6.450.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6+4.262(7.2-0.5)+3.5（3.62-0.5）=153(4)中柱集中力计算：同理，中柱上集中力：24.314+6.450.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6+0.52.13.6+3.2640.56.6+4.03（7.2-0.5）=163.1(5)边柱与梁交点处弯矩：（柱内侧受拉）中柱与梁交点处弯矩：（柱靠室内一侧受拉）通过以上计算，可绘出第3轴横向框架恒载图，详见图6图6 第轴横向框架活载图(力：；弯矩：)2.3.3 活载计算通过查阅建筑结构荷载规范GB50009-2012（以下简称荷载规范），将本次计算所要用到的活载类型汇总如表3所示。表3 活载汇总表类型标准值（）组合值系数频遇值系数准永久值系数宿舍2.00.70.60.5走廊2.50.70.50.4活动室2.00.70.50.4注：1.中等办公室按教室的标准确定；2.不考虑“积灰荷载”，“雪荷载”同“屋面活载”不同时考虑。1、顶层梁、柱活载计算：(1)不上人屋面活载：2.0雪荷载：（25）跨梁上线荷载计算:2.02=4.0(2)中跨梁上线荷载计算:同恒载求解方法其值为0(3)边柱集中力计算: 边柱集中力=部分板上荷载传力：F=2.00.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6=23.76kN(4)中柱集中力计算：边柱集中力=部分板上荷载传力：F=20.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6+2.13.6=38.88 kN(5)边柱集中力矩(6)中柱集中力矩:2、中间层框架梁、柱活载计算：(1)边跨梁上线荷载计算：3.62=7.2(2)中跨梁上线荷载计算：同恒载求解方法其值为0(3)边柱集中力计算:F=20.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6=23.76(4)中柱集中力计算：F=20.50.53.63.6+0.5(6.62-3.6) 0.53.6+2.52.13.6=43.2(5)边柱集中力矩:(6)中柱集中力矩:通过以上计算，可绘出第轴横向框架活载图，详见图7。2.3.4 风荷载计算1、计算资料计算资料：本建筑位于城市郊区，属B类场地；基本风压。对于“U”形平面建筑，风载体形系数。因结构高度，可取风压：将风荷载换算成作用于第轴横向框架的线荷载：风压高度变化系数可查荷载规范表7.2.1，取4.,8，8.4，12.0，15.6,19.2，22.8分别计算出，然后将线荷载换算到每层框架节点上的集中荷载，列于表4中。图7 第轴横向框架活载图(力：；弯矩：)表4 标准高度风载计算4.81.0005.6221.928.41.0005.6220.23212.01.0365.8220.9515.61.136.3522.8619.21.2066.7724.3722.81.2657.1025.56由此绘出第轴横向框架风载图，图8所示图8 第轴横向框架风载计算简图（力：）2.3.5 水平地震作用计算1、计算重力荷载代表值本设计中，主楼和附楼在结构上是断开的（包括基础），并且选取计算的一榀横向框架是主楼的第号轴线，因此可以只计算主楼的重力荷载代表值。=恒载+0.5活载(1)中间层（一、二、三、四、五层）：1)楼盖面积（扣除柱所占的面积）为：（50.4+0.5）（15.3+0.5）-0.50.528=797.22因此，楼盖部分自重为：2)梁柱自重横向框架梁：4.062(6.6-0.5) 16+3.264（2.1-0.5）8=438.23纵向框架梁：（7.27-0.58）24.262+（7.27-0.58）24.03=769.509附加次梁：3.264146.6+0.5-20.3=297.02柱：24.33818+24.31410=681.2243)填充墙、门窗自重外墙门窗面积：1.81.82.6+1.51.82+0.91.24+22.41.5=101.16外墙门窗自重：0.4101.16=40.464外墙面积：2（50.4-0.58（93.6-0.60）+2（15.3-0.54）（3.6-0.5）-101.16=259.7 外墙自重：259.712.7/（3.6-0.5）=1028内墙门窗面积：2.10.924+1.50.66=45.09内墙门窗自重：0.245.09=9.018内墙面积：(50.4-0.58) 2+6.626-1.8-3.62-3.6 （3.6-0.6）-45.09=710.31内墙自重：10.08710.31/（3.6-0.6）=2386.644)活荷载走廊、楼梯等活载：2.5(2.1-0.5)50.4+23.66.6=320.4宿舍等活载：2.0797.22-（2.1-0.5）50.4-0.3(6.6-0.5)28+(50.9-0.58) 4=1219.32综上所述，中间层重力荷载代表值为：(2)顶层：1) 屋盖屋盖面积为：(50.4+0.5) （15.3+0.5）0.50.528=837.22屋盖自重为：6.45837.22=6205.58女儿墙自重3.504（50.42+15.3）2=406.82)梁柱自重438.23+769.50+297.024+681.224=21863)填充墙、门窗自重外墙门窗自重为：40.46外墙自重为：1028内墙门窗自重为：9.018内墙自重为：2386.644)活荷载2797.22-2（50.4+15.3）0.2+0.20.2=1540综上所述：=5400.07+406.8+2186+3464.12+0.51540=12227所以，地震荷载集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，可由下图13表示。(3)首层为简化计算，一层重力荷载代表值为：=3140.6+4.14/3.6（2186+3464）+0.51219.32=11749所以，地震荷载集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi可由图9所示图9 地震荷载集中于各楼层标高处的重力荷载代表值2.3.6 梁柱刚度计算1、梁的线刚度计算见下表5，其中，在计算梁的线刚度时，考虑到现浇楼板对梁的约束作用（现浇板相当于框架梁的翼缘），对于两侧都有现浇板的梁（如：中横梁），其线刚度取。对于一侧有现浇板的梁（如：边横梁、楼梯间横梁），其线刚度取。（混凝土：）表5 梁的线刚度计算截面跨度惯性矩边框架梁中框架梁Ib=1.5Io（）（）Ib=2.0Io（）（）0.30.67.25410-38.110-33.37510410.810-34.501040.30.66.65410-38.110-35.2210410.810-35.01040.30.56.63.1310-34.710-32.141046.2610-32.851040.30.62.13.1310-34.710-36.711046.2610-38.941042、柱的侧移刚度D值按下式计算：式中，一般层： 底层： 各层框架柱的抗侧移刚度计算见表6（混凝土：）表6 柱的线刚度计算柱号截面（）柱高度h（m）惯性矩线刚度Z10.50.53.65.210-34.69104Z20.50.54.85.210-33.521043、梁柱相对线刚度计算取KL跨梁的线刚度值作为基准值为1.00，则计算得梁柱的相对线刚度如图10标注所示。图10 梁柱相对线刚度2.3.7 横向框架柱的侧移刚度D值 对于高度小于50m且高宽比小于4的建筑物，仅考虑柱弯曲变形引起的柱侧移刚度，忽略柱的轴向变形。横向框架柱侧移刚度D值计算见表7。表7 横向框架柱侧移刚度D值计算项目，D=Kc12/h2根数柱层类型底层左边柱1.2430.145203.58左中柱3.480.3558132478右中柱3.480.355884188右边柱1.2430.1469978295208续表7项目，D=Kc12/h2根数柱层类型25层左边柱0.5330.21091198左中柱1.950.494214528右中柱1.950.494214528右边柱0.5330.210911984891432.3.8 横向框架的自振周期顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期： 式中基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数，框架结构取0.60.7，该框架取0.6。框架结构的顶点假想位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。然后由求出，再用求出框架结构的底部剪力,进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架结构顶点假想位移计算见表8。根据横向框架自震周期公式得：=1.70.6=0.663s2.3.9 地震作用的计算1、水平地震影响系数 该教学楼所在场地属于类三组场地，6度设防设计，查抗规，在多遇地震下，水平地震影响系数最大值，。 已经求出，由于， ，一般钢筋混凝土结构，故：表8 横向框架结构顶点假想位移层次（）（）（）层间相对位移612227122274891430.0250.43259720.46219470.04480.39849720.46316670.06470.28839720.46413380.08460.203729720.465110801040.0997111749628572952080.2150.09972、利用底部剪力法求各楼层水平地震作用： 结构等效总重力荷载： 则结构总水平地震作用标准值 为了考虑高振型对水平地震作用沿高度分布的影响，需在顶部附加一集中水平力，由于，故不考虑顶部附加地震作用系数。 楼层处的水平地震作用：由于本结构高度不超过40，变形以剪切型为主的且质量和刚度沿高度分布比较均匀，故使用底部剪力法计算水平地震作用。结构总的横向水平地震作用标准值计算如下：计算结果见表9：2.3.10 抗震验算1、抗规5.5.1规定：“表5.5.1所列各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大弹性层间位移应符合下式要求：”，计算过程如表10所示。表9 各质点横向水平地震作用下楼层地震剪力计算表层次622.812227278775.60.320375.86375.86519.29720.46186632.830.214251.36672.22415.69720.461151639.180.174204.37831.593129720.46116645.520.138162.09993.6828.49720.4681651.860.094113.931107.6114.81174956395.20.0670.471174.56各质点的水平地震作用下的楼层地震剪力沿着房屋高度的布设情况见图11所示：表10 横向水平地震作用下的位移验算楼层水平地震力层间剪力层间刚度层高层间相对弹性转角6375.86375.864891430.000773.61/63325251.36627.224891430.00133.61/51434348.77831.594891430.00173.61/32733272.68993.684891430.00203.61/25712196.581107.614891430.00233.61/22501166.531174.562952080.00404.81/1118由上表可知，该框架的最大层间位移角位于在第一层，其为1/1118/h= 1/900，满足要求。2、抗规5.2.5规定：“抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力 ，查抗规表5.2.5，取0.016。则：均满足规范要求。(a)横向地震作用下荷载分布 （b）每层之间剪力分布图11 横向水平地震作用及楼层地震剪力2.3.11 第轴号横向框架水平地震的计算上面计算的水平地震作用，是每个结构层所承受的总的荷载；进行框架计算时，需要按照各榀框架的抗侧移刚度D将层间水平地震作用分配到每榀框架上去。由于本设计中手算只计算第轴线的横向框架，故这里也只计算号轴线框架上分配的水平地震作用。一榀框架每层的分配系数为：式中，为层号，为本榀框架柱数目，为本层总的柱数目。将D代入可分别计算出轴号横向框架各层的分配系数：轴号横向框架各层所分配的水平地震作用：将轴号横向框架的地震作用标绘于计算简图上，如图12所示。2.4 内力计算2.4.1 恒载内力1、梁、柱参数汇总根据前文表5、表6中梁柱截面参数计算，现将第轴横向框架梁、柱相关参数作一汇总列表计算见表11、表12，其中第轴横向框架为中框架，故折算惯性矩。表11 第轴横向框架梁几何参数断面跨度截面惯性矩第轴横向框架梁0.300.606.600.300.502.10 图12 第轴横向框架地震作用计算简图(力：)表12 第轴横向框架柱几何参数柱类别层次断面边柱0.500.503.600.5330.41911910.500.50 4.801.2430.6452035中柱0.500.503.600.4940.592145210.500.504.800.35580.77132472、弯矩计算利用力矩二次分配法计算恒载作用下框架的弯矩。(1)计算杆固端弯矩：将梯形分布荷载按固端弯矩等效的原则折算成均布荷载：其中： q 为梯形分布荷载的最大值1)顶层边跨等效均布荷载：2)中间层中跨等效均布荷载：由以上所求均布荷载，各杆固端弯矩计算如图13所示，且恒载作用下最终弯矩图如图14所示。2、剪力计算 为方便恒载作用下梁、柱端剪力计算，特将梁上的分布荷载折算成集中力：(1)顶层边跨：(2)顶层中跨：(3)中间层边跨：(4)中间层中跨：分别取各个梁、柱作为隔离体，分别对两端取矩，列出力矩平衡方程，便可得该梁端、柱端剪力。以KL1-4KL端为例，计算示例如图15所示：图15 KL1-4KL端算简图图13 恒载弯矩二次分配计算简图注：图中单线条表示第一次分配结束，双线条表示第二次分配结束，虚线表示固端弯矩，粗实线表示最终杆端弯矩。节点外弯矩以顺时针为正，逆时针为负，标绘于计算简图上。对K端取矩：所以： 与此同时，可将梁的跨中弯矩一并计算出来：对跨中截面取矩：注意，计算跨中弯矩时，近似按折算后的均布荷载计算：按以上方法，将第轴横向框架各杆端剪力与跨中弯矩计算出来，如表13所示图14 恒载作用下弯矩图（单位：）表13 恒载作用下轴线处梁端剪力与跨中弯矩梁类型层号梁长外荷固端弯矩杆端剪力跨中弯矩左右左右轴边跨66.60138.03-69.2878.2568.60-71.00-78.0056.60164.64-93.7490.5384.30-81.01-68.5046.60164.64-92.4788.2084.23-81.36-70.4036.60164.64-90.7389.6484.10-81.30-70.0026.60164.64-91.9290.1184.03-81.90-70.1016.60164.64-88.4690.3488.43-82.57-71.30轴边跨66.60138.03-78.2569.2871.00-68.60-78.0056.60164.64-90.5393.7481.01-84.30-68.5046.60164.64-88.2092.4781.36-84.23-70.4036.60164.64-89.6490.7381.30-84.10-70.0026.60164.64-90.1191.9281.90-84.03-70.1016.60164.64-90.3488.4682.57-88.43-71.30中跨62.106.85-28.1428.144.60-3.3022.2252.106.85-13.5113.515.50-2.4011.7142.106.85-15.4215.425.80-2.1013.6232.106.85-15.1615.165.90-2.3013.3622.106.85-14.6414.645.60-2.3012.8412.106.85-15.8815.885.00-2.9014.08注：弯矩和剪力均以使梁顺时针转动为正，跨中弯矩以使梁下表面受拉为正。已知柱的两端弯矩，且柱高范围内无其他横向力。因此可以根据平衡方程得到公式：，根据此式列表计算柱的杆端剪力如表14所示。表14 恒载作用下轴线处柱端剪力柱类型层号柱高固端弯矩杆端剪力上下上下K轴柱63.6053.9842.00-26.66-26.6653.6031.8932.38-17.85-17.8543.6033.8535.31-19.21-19.2133.6035.6935.28-19.71-19.7123.6036.7744.12-22.47-22.4714.8024.4912.24-7.65-7.65L轴柱63.60-54.2242.0726.7526.7553.60-34.9634.9419.4219.4243.60-37.8637.0020.7920.7933.60-37.4135.8420.3520.3523.60-39.6344.2422.4622.4614.80-21.9911.006.