广州彩虹办公楼结构设计

1、石家庄铁道大学毕业设计 广州彩虹办公楼结构设计 Guangzhou rainbow office Building structural design 20112011 届届 继续教育继续教育 学院学院 专专 业业 土木工程土木工程 学学 号号 2-552-55 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 完成日期完成日期 20102010 年年 1111 月月 2626 日日 毕业设计评语及成绩 学生 姓名 郭树礼专业土木工程班 级08 级专升本学 号 2-55 毕业设计（论文）题目广州彩虹办公楼结构设计 指导教师姓名范玲玲 指导教师 职 称 讲师 指导教师评语： 专家评语： 签字： 年 月 日 答

2、辩小组意见： 答辩小组组长签字： 年 月 日 成绩: 院长(主任) 签字： 年 月 日 毕业设计任务书 题目广州彩虹办公楼结构设计 专 业土工程班 级08 级专升本学生姓名郭树礼 承担指导任务单位继续教育学院导师姓名范玲玲导师职称讲师 1设计（论文）内容 毕业设计内容包括计算可能遇到的各种荷载，现浇楼板的配筋计算，任意选取一榀标准框架进 行计算，包括强度、刚度和稳定性验算。选定一个梁、柱截面计算配筋，进行较为完整的结构计算 过程训练。 .2。基本要求 结合具体的工程进行结构设计，工程由参加毕业设计的学生自选。 要求：撰写 2.0 万字以上的计算说明书；绘制结构施工图纸不少于 4 张（2#） 3

3、主要技术指标（或研究方法） 主要完成结构简图、梁、板、柱、配筋的设计与计算，并最终成图。 4。应收集的资料及参考文献 建筑结构抗震设计：东南大学编著、清华大学主审。北京：中国建筑工业出版社，1998 混凝土结构上册：第二版，天津大学、同济大学、东南大学主编，清华大学主审。北京： 中国建筑工业出版社，1998 建筑结构荷载规范：02110 发布，0231 实施中华人民共和国建设部主编，北京： 中国建筑工业出版社，2002. 5。进度计划 2010 年 7 月 理解和熟悉设计课题，选题，确定基本结构设计方案。 2010 年 8 月 复习结构设计有关内容，借阅相关规范及资料 2010 年 8 月 编

4、写设计计算书 2010 年 9 月 整理和编写设计论文 2010 年 10 月 画结构图 2010 年 11 月 打印论文，准备答辩 教研室主任签字时间 年 月 日 毕业设计开题报告 题目广州彩虹办公楼结构设计 专 业土木工程班 级08 级专升本学生姓名郭树礼 1.文献综述： 设计之前，我温习了结构力学 、 钢筋混凝土 、 建筑结构抗震设计等知识，并借阅了 抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载规范等规范。我们通过所学的基本理论、专业知识和基 本技能进行建筑、结构设计。 2.预期达到的目标： 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓 宽、综合教和学的重要过程

5、,是对大学期间所学专业知识的全面总结。 3.研究方案： 本设计主要进行了结构方案中横向框架框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层 间荷载代表值的计算，接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷 载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力） 。接着计算竖向荷 载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结 果计算配筋并绘图。 4.进度计划： 2010 年 7 月 理解和熟悉设计课题，选题，确定基本结构设计方案。 2010 年 8 月 复习结构设计有关内容，借阅相关规范及资料 2010 年 8 月 编写设计计

6、算书 2010 年 9 月 整理和编写设计论文 2010 年 10 月 画结构图 2010 年 11 月 打印论文，准备答辩 教研室主任签字时间 年 月 日 摘要摘要 本设计主要进行了结构方案中横向框架 2、3、7、8 轴框架的抗震设计。在确定 框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期， 进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结 构内力（弯矩、剪力、轴力） 。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内 力， 。 是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。 关键词： 框架 结构设计 抗震设计 Abstr

7、act The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak- displacement method, then making the

8、 amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the

9、horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the

10、 coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 目 录 第第 1 章章工程概况工程概况.1 第第 2 章章框架结构承重方案的选择框架结构承重方案的选择.2 第第 3 章章框架结构的计算简图框架结构的计算简图.3 第第 4 章章梁、柱截面尺寸的初步确定梁、柱截面尺寸的初步确定.4 4.1梁截面尺寸的初步确定梁截面尺寸的初步

11、确定.4 4.2柱截面尺寸的初步确定柱截面尺寸的初步确定.4 4.2.1框架柱的截面尺寸.4 4.2.2计算过程.4 第第 5 章章框架侧移刚度的计算框架侧移刚度的计算.6 5.1横梁线刚度横梁线刚度I B的计算的计算.6 5.2纵梁线刚度纵梁线刚度I B的计算的计算.6 5.3柱线刚度柱线刚度I C的计算的计算.6 5.4各层横向侧移刚度计算各层横向侧移刚度计算(D 值法值法).6 5.4.1底层.6 5.4.2第二层.8 5.4.3第三层至第六层.10 5.4.4顶层.10 5.5各层纵向侧移刚度计算各层纵向侧移刚度计算.11 第第 6 章章重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算.12

12、6.1资料准备资料准备.12 6.1.1屋面永久荷载标准值（上人）.12 6.1.21-5 层楼面永久荷载标准值 .12 6.1.3屋面及楼面可变荷载标准值.12 6.1.4梁柱密度.12 6.1.5蒸压粉煤灰加气混凝土砌块.12 6.2重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算.13 6.2.1第一层.13 6.2.2第二层.15 6.2.3第三层至第五层.17 6.2.4第六层重力荷载代表值的计算.17 6.2.5顶端重力荷载代表值的计算.18 第第 7 章章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.19 7.1横向自振周期的计算横向自振周期的计算

13、.19 7.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算水平地震作用及楼层地震剪力的计算.20 7.2.1结构等效总重力荷载代表值 Geq.20 7.2.2计算水平地震影响系数 1.20 7.2.3结构总的水平地震作用标准值 FEk.20 7.3多遇水平地震作用下的位移验算多遇水平地震作用下的位移验算.21 7.4水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架内力计算.22 7.4.1框架柱端剪力及弯矩.22 7.4.2梁端弯矩、剪力及柱轴力.23 第第 8 章章竖向荷载作用下框架结构的内力计算竖向荷载作用下框架结构的内力计算.26 8.1计算单元的选择确定计算单元的选择确定.26 8.2荷载计算荷载计算

14、.26 8.2.1恒载作用下柱的内力计算.26 8.2.2活载作用下柱的内力计算.28 8.2.3恒荷载作用下梁的内力计算.30 8.2.4活荷载作用下梁的内力计算.31 8.3梁端剪力和柱轴力的计算梁端剪力和柱轴力的计算.31 8.3.1恒载作用下.31 8.3.2活载作用下.32 8.4框架梁的内力组合框架梁的内力组合.33 8.4.1结构抗震等级.33 8.4.2框架梁内力组合.33 8.4.3跨间最大弯矩的计算.35 8.4.4梁端剪力的调整.37 8.5框架柱的内力组合框架柱的内力组合.39 8.6柱端弯矩设计值的调整柱端弯矩设计值的调整.40 8.6.1A 柱.40 8.6.2B

15、柱.42 8.7柱端剪力组合和设计值的调整柱端剪力组合和设计值的调整.43 第第 9 章章截面设计截面设计.45 9.1框架梁框架梁.45 9.1.1梁的最不利内力.45 9.1.2梁正截面受弯承载力计算.45 9.1.3梁斜截面受剪承载力计算.46 9.2框架柱框架柱.49 9.2.1柱截面尺寸验算.49 9.2.2柱正截面承载力计算.49 9.2.3柱斜截面受剪承载力计算.51 9.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算框架梁柱节点核芯区截面抗震验算.55 第第 10 章章楼板设计楼板设计.58 10.1楼板类型及设计方法的选择楼板类型及设计方法的选择.58 10.2设计参数设计参数.58 10

16、.2.1设计荷载.58 10.2.2计算跨度.59 10.3弯矩计算弯矩计算.59 10.4截面设计截面设计.61 第第 11 章章框架变形验算框架变形验算.63 11.1梁的极限抗弯承载力计算梁的极限抗弯承载力计算.63 11.2柱的极限抗弯承载力计算柱的极限抗弯承载力计算.63 11.3确定柱端截面有效承载力确定柱端截面有效承载力 MC.64 11.4各柱的受剪承载力各柱的受剪承载力 VYIJ的计算的计算.65 11.5楼层受剪承载力楼层受剪承载力 VYI的计算的计算.66 11.6罕遇地震下弹性楼层剪力罕遇地震下弹性楼层剪力 VE的计算的计算.66 11.7楼层屈服承载力系数楼层屈服承载

17、力系数YI的计算的计算 .66 11.8（第二层）层间弹塑性位移验算（第二层）层间弹塑性位移验算.67 参考文献参考文献.69 致谢致谢.70 附录附录 设计图纸设计图纸.71 第第 1 章章 工程概况工程概况 建筑地点：广州市 建筑类型：六层办公楼，框架填充墙结构。 建筑介绍：建筑面积约 1000 平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结 构，楼板厚度取 120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。 门窗使用：大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为 1.2m2.4m，窗为铝合金 窗，洞口尺寸为 1.8m2.1m。 地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为 8

18、度。 柱网与层高：本办公楼采用柱距为 7.2m 的内廊式小柱网，边跨为 7.2m，中间 跨为 2.4m，层高取 3.6m，如 Error! Reference source not found.所示： 图图 1-1 柱网布置图柱网布置图 第第 2 章章 框架结构承重方案的选择框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再 由主梁传至框架柱，最后传至地基，如 Error! Reference source not found.所示。 根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为 横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，

19、增加框架的横向侧移刚度。 图图 2-1 传力布置图传力布置图 第第 3 章章 框架结构的计算简图框架结构的计算简图 虽然毕业设计要求框架只横向分析受力，实际的工程受力较为复杂，为了更好 的理解知识，本设计对横纵均有受力简图，如图 3-1 纵向受力简图、图 3-2 横向 受力简图 Error! Reference source not found.所示 图图 3-3 纵向受力简图纵向受力简图 图图 3-4 横向受力简横向受力简图图 第第 4 章章 梁、柱截面尺寸的初步确定梁、柱截面尺寸的初步确定 4.1梁截面尺寸的初步确定梁截面尺寸的初步确定 梁截面高度一般取梁跨度的 1/12 至 1/8。本方

20、案取 1/127200=600mm，截面宽 度取 6001/2=300mm，可得梁的截面初步定为 bh=300*600，如 Error! Reference source not found.所示。 4.2柱截面尺寸的初步确定柱截面尺寸的初步确定 4.2.1框架柱的截面尺寸框架柱的截面尺寸 根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： （1）柱组合的轴压力设计值 N=Fg E n 注： 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。 F 按简支状态计算柱的负载面积。 g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取 14KN/m2。 n 为验算截面以上的楼层层数。 （2）AcN/uNfc 注：uN 为框

21、架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查抗震规范可知取 为 0.8。 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对 C30，查得 14.3N/mm2。 4.2.2计算过程计算过程 对于边柱：如 Error! Reference source not found. N=Fg E n=1.325.92146=2830.464（KN） AcN/uNfc=2830.464103/0.8/14.3=.18（mm2） 取 700mm700mm 对于内柱：如 Error! Reference source not found. N=Fg E n=1.2534.56146=3628.8（KN） AcN/uNfc=36

22、28.8*103/0.8/14.3=.80（mm2） 取 650mm650mm 表表 4-1 梁截面尺寸表梁截面尺寸表 混凝土等级横梁（bh）纵梁（bh） C30 300600250400300600 表表 4-2 柱截面尺寸表柱截面尺寸表 层次混凝土等级 bh 1C30 700700 2-6C30 650650 第第 5 章章 框架侧移刚度的计算框架侧移刚度的计算 5.1横梁线刚度横梁线刚度 i b的计算的计算 表表 5-1 横梁线刚度横梁线刚度 i b表表 类别 Ec （N/mm2） bh （mmmm） I0 （mm4） l （mm） EcI0/l（Nm m） 1.5EcI0/l（N mm

23、） 2EcI0/l（Nm m） AB 跨、CD 跨 3.01043006005.40109 7200 2.2510103.3810104.501010 BC 跨 3.01042504001.33109 2400 1.6710102.5010103.341010 5.2纵梁线刚度纵梁线刚度 i b的计算的计算 表表 5-2 纵梁线刚度纵梁线刚度 i b表表 类别 Ec （N/mm2） bh （mmmm ） I0 （mm4） l （mm） EcI0/l（N mm） 1.5EcI0/l（ Nmm） 2EcI0/l（N mm） 跨 3.01043006005.4109 4200 3.86101 0 5

24、.79101 0 7.71101 0 其它跨 3.01043006005.4109 7200 2.25101 0 3.38101 0 4.50101 0 5.3柱线刚度柱线刚度 i c的计算的计算 计算公式为：I=bh3/12 表表 5-3 柱线刚度柱线刚度 i c表表 层次hc（mm）Ec（N/mm2） bh （mmmm） Ic （mm4） EcIc/hc （Nmm） 14700 3.01047007002.001101012.771010 2-63600 3.01046506501.448101012.401010 1 层 A-5 柱8300 3.01047007002.00110107.

25、231010 5.4各层横向侧移刚度计算各层横向侧移刚度计算(D 值法值法) 5.4.1底层底层 A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（9 根） K=4.5/12.77=0.352 c=(0.5+K)/(2+K)=0.362 Di1=c12ic/h2 =0.3621212.771010/47002 =25112 A-1、A-4、A-6、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9 （8 根） K=3.38/12.77=0.266 c=(0.5+K)/(2+K)=0.338 Di2=c12ic/h2 =0.3381212.771010/47002 =23447 B-1

26、、C-1、B-9、C-9 （4 根） K=（2.5+3.38）/12.77=0.460 c=(0.5+K)/(2+K)=0.390 Di3=c12ic/h2 =0.3901212.771010/47002 =27055 B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B- 8、C-8 （9 根） K=（3.34+4.5）/12.77=0.614 c=(0.5+K)/(2+K)=0.426 Di4=c12ic/h2 =0.4261212.771010/47002 =29552 B-4、B-6、C-5、C-6 （4 根） K=（3.34+3.38）/12.77=0.526 c=(0.5+K

27、)/(2+K)=0.406 Di5=c12ic/h2 =0.4061212.771010/47002 =28165 B-5 （1 根） K=3.34/12.77=0.262 c=(0.5+K)/(2+K)=0.337 Di6=c12ic/h2 =0.3371212.771010/47002 =23378 D1=251129+234478+270554+295529+281654+23378 = 5.4.2第二层第二层 A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8 （9 根） K=4.52/（12.42）=0.363 c=K/(2+K)=0.154 Di1=c12ic/

28、h2 =0.1541212.41010/36002 =17681 A-1、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9 （6 根） K=3.382/（12.42）=0.273 c=K/(2+K)=0.120 Di2=c12ic/h2 =0.1201212.41010/36002 =13778 A-5 （1 根） K=4.5/7.233=0.622 c=（0.5+K）/(2+K)=0.428 Di3=c12ic/h2 =0.428127.2331010/83002 =5392 A-4、A-6 （2 根） K=（4.5+3.8）/（12.4*2）=0.318 c=K/(2+K)=0.137 Di4=c1

29、2ic/h2 =0.1371212.41010/36002 =15730 B-1、C-1、B-9、C-9 （4 根） K=（2.5+3.38）2/（12.42）=0.474 c=K/(2+K)=0.192 Di5=c12ic/h2 =0.1921212.41010/36002 =22044 B-2、B-3、C-2、C-3、C-4、B-7、B-8、 C-7、 C-8 （9 根） K=（3.34+4.5）2/（12.42）=0.632 c=K/(2+K)=0.240 Di6=c12ic/h2 =0.240*12*12.4*1010/36002 =27556 B-4、B-6 （2 根） K=（3.3

30、42+4.5+3.38）/（12.42）=0.587 c=K/(2+K)=0.227 Di7=c12ic/h2 =0.2271212.41010/36002 =26063 C-5、C-6 （2 根） K=（3.34+3.38）2/（12.42）=0.542 c=K/(2+K)=0.213 Di8=c12ic/h2 =0.2131212.41010/36002 =24456 B-5 （1 根） K=3.342/（12.42）=0.269 c=K/(2+K)=0.119 Di9=c12ic/h2 =0.1191212.41010/36002 =13663 D2=176819+137786+5392

31、+157302+220444+27556 9+260632+244562+13663 = 5.4.3第三层至第六层第三层至第六层 A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8 （12 根） Di1=17681 A-1、A-9、D-1、D-9、D-5、D-6 （6 根） Di2=13778 B-1、C-1、B-9、C-9 （4 根） Di3=22044 B-2、B-3、B-4、B-5、C-2、C-3、C-4、B-6、B-7、B-8、C-7、C-8 （12 根） Di4=27556 C-5、C-6 （2 根） Di5=24456 D3-6=1768

32、112+137786+220444+2755612+244562 = 5.4.4顶层顶层 D-5、D-6 （2 根） K=3.382/（12.42）=0.273 c=K/(2+K)=0.120 Di1=c12ic/h2 =0.1201212.41010/36002 =13778 C-5、C-6 （2 根） K=（3.382+3.34）/（12.42）=0.407 c=K/(2+K)=0.169 Di2=c12ic/h2 =0.1691212.41010/36002 =19404 D顶=137782+194042=66364 如 Error! Reference source not found

33、.所示： 表表 5-4 横向框架梁的层间侧移刚度表横向框架梁的层间侧移刚度表 层次123456顶 Di（N/ mm） 66364 D1/D2=/0.7，故该框架为规则框架。 5.5各层纵向侧移刚度计算各层纵向侧移刚度计算 同理，纵向框架层间侧移刚度，如 Error! Reference source not found.所示： 表表 5-5 纵向框架层间侧移刚度表纵向框架层间侧移刚度表 层次123456顶层 Di（N/mm ） D1/D2=/0.7，故该框架为规则框架。 第第 6 章章 重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算 6.1资料准备资料准备 6.1.1屋面永久荷载标准值（上人）屋面永

34、久荷载标准值（上人） 30 厚细石混凝土保护层 220.03=0.66KN/m2 三毡四油防水层 0.4 KN/m2 20 厚矿渣水泥找平层 14.50.02=0.29 KN/m2 150 厚水泥蛭石保温层 50.15=0.75 KN/m2 120 厚钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m2 （二层 9mm 纸面石膏板、有厚 50mm 的岩棉板保温层） 合计 5.35 KN/m2 6.1.21-5 层楼面永久荷载标准值层楼面永久荷载标准值 木块地面（加防腐油膏铺砌厚 76mm） 0.7 KN/m2 120 厚钢筋混凝土板 250.12=3.0 K

35、N/m2 V 型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m2 合计 3.95 KN/m2 6.1.3屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 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 SK=urS0=1.00.2=0.2 KN/m2 （式中 ur为屋面积雪分布系数） 6.1.4梁柱密度梁柱密度 梁柱密度 25 KN/m2 6.1.5蒸压粉煤灰加气混凝土砌块蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 梁柱密度 5.5KN/m3 6.2重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算 6.2.1第一层第一层 （1） 、梁、柱：如 Error! Reference s

36、ource not found.、Error! Reference source not found.所示 表表 6-1 梁重力荷载代表值梁重力荷载代表值 类别 净 跨 （mm） 截 面 （mm） 密 度 （KN/m3） 体 积 （m3） 数 量 (根) 单 重 （KN） 总 重 （KN） 6500 300600 251.171729.25497.25 横梁 1700 250400 250.1794.2538.25 6500 300600 251.172829.25819.00 纵梁 3500 300600 250.63415.7563.00 表表 6-2 柱重力荷载代表值柱重力荷载代表值 类

37、别 计算高 度 （mm） 截 面 （mm） 密 度 （KN/m3） 体 积 （m3） 数 量 （根） 单 重 （KN） 总 重 （KN） 柱3600 700700 251.7643644.11587.6 （2） 内外填充墙重的计算： 横墙： AB 跨、CD 跨墙：墙厚 240mm，计算长度 6500mm，计算高度 3600- 600=3000mm。 单跨体积：0.246.53=4.68m3 单跨重量：4.685.5=25.74KN 数量：17 总重：25.7417=437.58KN BC 跨墙：墙厚 240mm，计算长度 1700mm，计算高度 3600-600=3000mm。 单跨体积：（1

38、.73-1.5*2.4）0.24=0.36m3 单跨重量：0.365.5=1.98KN 数量：2 总重：1.982=3.96KN 厕所横墙：墙厚 240mm，计算长度 7200-2400=4800mm，计算高度 3600- 120=3480mm。 体积：0.244.83.48=4.009m3 重量：4.0095.5=22.0495KN 横墙总重：437.58+3.96+22.0495=463.5895KN 纵墙： 跨外墙：单个体积：（6.53.0）-（1.82.12） 0.24=2.8656 m3 数量：12 总重：2.8656125.5=189.1296KN 厕所外纵墙：体积：6.53.0-

39、1.82.1=15.72 m3 总重：15.725.5=86.46KN 楼梯间外纵墙：体积：3.53.0-1.82.1=6.72 m3 总重：6.725.5=36.96KN 门卫外纵墙：体积：3.53.0-1.22.4=7.62m3 总重：7.625.5=41.91KN 内纵墙：单个体积：(6.53.0-1.22.4*2) 0.24=13.74m3 单个重量：13.745.5=75.57KN 数量：12 总重：75.5712=906.84KN 厕所纵墙：单个体积：0.24（3.6-0.12）4.93=4.1175m3 单个重量：4.11755.5=22.6463KN 数量：2 总重：22.64

40、632=45.2926KN 正门纵墙：总重：（1.86.5-1.82.1）0.245.5=10.4544KN 纵墙总重：189.1296+86.46+36.96+41.91+906.84+45.2926+10.4544 =1317.0466KN （3）窗户计算（钢框玻璃窗）： 走廊窗户： 尺寸：1800mm2100mm 自重：0.4KN/m2 数量：26 重量：1.82.10.426=39.312KN 办公室窗户： 尺寸：1500mm2100mm 自重：0.4KN/m2 数量：2 重量：1.52.10.42=2.52KN 总重：39.312+2.52=41.832KN （4）门重计算： 木门：

41、尺寸：1200mm2400mm 自重：0.15KN/m2 数量：26.25 重量：1.22.40.1526.25=11.34KN 铁门：尺寸：6500mm3000mm 自重：0.4KN/m2 数量：0.5 重量：6.53*0.40.5=3.9KN 总重：11.34+3.9=15.24KN （5）楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：48.441613+117.4176+30.24=777.3984（m2） 恒载：3.95777.3984=3070.7237KN 活载：2.0777.3984=1554.7968KN 由以上计算可知，一层重力荷载代表值为： G1=G 恒+0.5G活 =（

42、497.25+38.25）1.05+（819+63） 1.05+1587.61.05+463.5895+1317.0466+41.832+15.24+（3070.7237+1554.7968） 0.5=9618.5836KN 注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数 1.05。 6.2.2第二层第二层 （1） 梁、柱 横梁： AB 跨：300mm600mm 29.25KN18 根=526.5KN BC 跨：250mm400mm 4.25KN9 根=38.25KN 纵梁： 819+63=882KN 柱： 表表 6-3 二层柱重力荷载代表值二层柱重力荷载代表值 类别 计算高 度 （mm）

43、 截 面 （mm） 密 度 （KN/m3） 体积 （m3） 数 量 （根） 单 重 （KN） 总 重 （KN） 柱3600 65065 0 251.5213638.0251368.9 （2）内外填充墙重的计算： 横墙总重：463.58KN 纵墙： 比较第二层纵墙与第一层的区别有： 大厅：一层有铁门 二层 A、B、B跨有内墙。 比较异同后，可得第二层纵墙总重为： 1317.0466+（3.06.55-21.82.1）0.245.5-3.9+（1.56.55-1.51.2） 0.245.5+（1.53.55-1.51.2）0.245.5 =1317.0466+15.9588-3.9+10.593+

44、4.653=1344.3514KN （3）窗户计算（钢框玻璃窗）： 第一类： 尺寸：1800mm2100mm 自重：0.4KN/m2 数量：29 重量：1.82.10.429=43.848KN 第二类： 尺寸：1500mm2100mm 自重：0.4KN/m2 数量：2 重量：1.52.10.42=2.52KN 总重：43.848+2.52=46.368KN （4）门重计算： 木门：尺寸：1200mm2400mm 自重：0.15KN/m2 数量：27.25 重量：1.22.40.1527.25=11.772KN （5）楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：777.3984+11.166

45、.96=855.072（m2） 恒载：3.95855.072=3377.5344KN 活载：2.0855.072=1710.144KN 由以上计算可知，二层重力荷载代表值为 G2=G 恒+0.5G活 =（526.5+38.251.05+8821.05+1368.91.05+463.5895+1344.3514+46.368+11. 772+（3377.5344+1710.144）0.5 =9910.1918KN 注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数 1.05。 6.2.3第三层至第五层第三层至第五层 比较其与第三层的异同，只有 B、B不同，可得三到五重力荷载代表值 为： G3-5

46、=9910.1918-10.593-4.653+（3.010.1-21.22.4）0.245.5 =9927.3386KN 6.2.4第六层重力荷载代表值的计算第六层重力荷载代表值的计算 横梁： 526.5+38.25=564.75KN 纵梁：882KN 柱： 计算高度：2100mm 截面：650mm650mm 数量：36 总重：0.650.652.12536=798.525KN 横墙：463.5895/2=231.7948KN 纵墙：（1344.3514+32.3928-10.593-4.653）/2=680.7491KN 窗重：46.368/2=23.184KN 木门重：门高 2400mm

47、，计算高度为门的 1500mm 以上，故系数 =（2.4-1.5）/2.4=3/8 则木门重：11.7723/8=4.4145KN 屋面恒载、活载计算： 恒载：855.0725.35=4574.6352KN 活载：855.0722.0=1710.144KN 雪载：855.0720.2=171.0144KN 由以上计算可知，六层重力荷载代表值为： G6=G 恒+0.5G活 =（564.75+882+798.525） 1.05+231.7948+680.7491+23.184+4.4145+4574.6352+（1710.144+171.0144） 0.5=9753.4748KN 注：梁柱剩上粉刷

48、层重力荷载而对其重力荷载的增大系数 1.05。 6.2.5顶端重力荷载代表值的计算顶端重力荷载代表值的计算 横梁：29.252=58.5KN 纵梁：15.752=31.5KN 柱：38.0254=152.1KN 横墙：25.742=51.48KN 纵墙： （3.03.55-1.22.4）0.245.5+（3.03.55-1.82.1）0.245.5 =19.3248KN 木门：1.22.40.15=0.432KN 窗：1.82.10.4=1.512KN 楼板恒载、活载计算： 面积：4.27.2=30.24m2 恒载：30.245.35=161.784KN 活载：30.242.0=60.48KN

49、 雪载：30.240.2=6.048KN 由以上计算可知，顶端重力荷载代表值为 G顶=G 恒+0.5G活 =58.5+31.5+51.48+19.3248+152.1+0.432+1.512+161.784+(60.48+6.048) 0.5 =543.1608KN 如 Error! Reference source not found.所示： 图图 6-1 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 G i 第第 7 章章 横向水平荷载作用下框架横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算结构的内力和侧移计算 7.1横向自振周期的计算横向自振周期的计算 横向自振周期的

50、计算采用结构顶点的假想位移法： 按式 Ge=Gn+1（1+3h1/2/H）将突出房屋重力荷载代表值折算到主体结构的顶 层，即： Ge=543.16081+33.6/（3.65+4.7） =650.8153（KN） 基本自振周期 T1（s）可按下式计算： T1=1.7T （uT）1/2 注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值 Gi作为水平荷载而算得的结 构顶点位移。 T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取 0.6： uT按以下公式计算： VGi=Gk （u）i= VGi/D ij uT=（u）k 注：D ij 为第 i 层的层间侧移刚度。 （u）i为第 i 层的层间侧移。 （

51、u）k为第 k 层的层间侧移。 s 为同层内框架柱的总数。 结构顶点的假想侧移计算过程，其中第六层的 Gi为 G6和 Ge之和。 结构顶点的假想侧移计算，如所示： 表表 7-1 各层结构顶点侧移各层结构顶点侧移 层次Gi（KN）VGi（KN） D i（N/mm） ui（mm） ui（mm） 610404.290110404.290113.641265.989 59927.338620331.628726.661252.685 49927.338630258.967339.679225.685 39927.338640186.305952.696186.006 29910.191850096.4

52、97768.670133.31 19618.583659715.081364.64064.64 T1=1.7T （uT）1/2 =1.70.6(0.)1/2 =0.526(s) 7.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算水平地震作用及楼层地震剪力的计算 本结构高度不超过 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，即： 7.2.1结构等效总重力荷载代表值结构等效总重力荷载代表值 Geq Geq=0.85Gi =0.85（9618.5836+9910.1918+9927.33863+9753.4748+543.1608） =50666.3128（KN）

53、 7.2.2计算水平地震影响系数计算水平地震影响系数 1 查表得二类场地近震特征周期值 Tg=0.30s。 查表得设防烈度为 8 度的 max=0.16 1=（Tg/T1）0.9max =（0.3/0.526）0.90.16 =0.0965 7.2.3结构总的水平地震作用标准值结构总的水平地震作用标准值 FEk FEk=1Geq =0.096550666.3128 =4890.5658（KN） 因 1.4Tg=1.40.3=0.42sT1=0.526s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部 附加地震作用系数 n=0.08T1+0.07=0.080.526+0.07=0.1121 F6=0.11

54、214890.5658=548.2324KN 各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk） =4342.333（KN） 地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n） 计算过程，如 Error! Reference source not found.： 表表 7-2 地震作用下各楼层水平地震层间剪力地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vi 层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm） GiHi/GjHj Fi（KN）Vi（KN） 26.3543.160813959.230.01773.82073.820 622.79753.4748.8

55、80.2691168.0881241.908 519.19927.3386.170.230998.7372240.645 415.59927.3386.750.187812.0163052.662 311.99927.3386.330.143620.9543673.615 28.39910.191882254.590.100434.2334107.848 14.79618.583645207.340.055238.8284346.676 .29 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 Error! Reference source not found.所示： 图图 7-1 各质点

56、水平地震作用及楼层地震剪力各质点水平地震作用及楼层地震剪力 7.3多遇水平地震作用下的位移验算多遇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（u）i和顶点位移 u i分别按下列公式计 算： （u）i = Vi/D ij u i=（u）k 各层的层间弹性位移角 e=（u）i/hi，根据抗震规范 ，考虑砖填充墙抗侧 力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。 计算过程，水平地震作用下的位移验算，如 Error! Reference source not found. 所示： 表表 7-3 多遇水平地震作用下的位移多遇水平地震作用下的位移 层次 Vi （KN） D i（N/mm）

57、 （u）i （mm） ui （mm） hi （mm） e=（u）i /hi 61241.9081.62923.72336001/2210 52240.6452.93822.09436001/1225 43052.6624.00319.15636001/899 33673.6154.81715.15336001/747 24107.8485.63110.33636001/639 14346.6764.7054.70547001/999 由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/6390，说明 xal，则 x=（VA+alq2/2）/（q1+q2） 可得跨间最大正弯矩值： Mmax=MA+VA

58、x-（q1+ q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2 若 VA0，则 Mmax=MA 2）同理，三角形分布荷载和均布荷载作用下，如图 8-7 所示： 图图 8-7 三角形分布荷载和均布荷载三角形分布荷载和均布荷载 VA= -（MA+MB）/l+q1l/2+q2l/4 x 可由下式解得： VA=q1x+x2q2/l 可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/3l 第 1 层 AB 跨梁： 梁上荷载设计值：q1=1.28.46=10.15 KN/m q2=1.2（14.22+0.57.2）=21.38 KN/m 左震： MA=270.47/0.75=360.63

59、KNm MB=-367.14/0.75=-489.52 KNm VA= -（MA-MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2=-（360.63+489.52） /7.2+10.157.2/2+21.387.2/3=-30.22 KN0，故 xal=l/3=2.4m x=（VA+alq2/2）/（q1+q2） =（205.03+1.221.38）/（10.15+21.38） =5.73m Mmax=MA+VAx-（q1+q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2 =-541.72+205.035.73-（10.15+21.38）（5.73）2/2 +21.382.4（5.73-2.4/3）/

60、2 =241.98 KNm REMmax=0.75241.98=181.48 KNm 其它跨间的最大弯矩计算结果，如 Error! Reference source not found.所示： 表表 8-6 跨间的最大弯矩跨间的最大弯矩 层次123 跨ABBCABBCABBC Mmax281.79214.91234.07191.00206.00178.40 层次456 跨ABBCABBCABBC Mmax151.44134.1581.5188.2029.2638.43 8.4.4梁端剪力的调整梁端剪力的调整 抗震设计中，二级框架梁和抗震墙中跨高比大于 2.5，其梁端剪力设计值应按下 式调整：