毕业设计计算书

1、.前言前言 框架结构体系作为目前建筑结构体系中最主要的组成部分之一， 其自身有着建筑平面布置灵活，能获得较大的空间；建筑立面容易处理，结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低的优点，所以目前在多高层房屋建筑中应用十分广泛。但是它也有着侧移刚度较小，在地震作用下非结构构件（如非填充墙、建筑装饰等）破坏较严重等缺点。因此，采用框架结构时应控制建筑物的层数和高度。设计中需要考虑到建筑抗震要求、结构构件的变形以及施工的方便性等问题。 为了使设计能够满足钢筋混凝土框架结构设计规范的要求， 我们需要熟悉钢筋混凝土结构设计的全过程， 需要充分理解钢筋混凝土结构基本理论、 基本方法。本次毕业设

2、计系统、 全面地帮助我们对四年来所学专业知识进行了一次复习与巩固，使我们对结构设计的宏观理解上了一个层次，对专业知识的应用更加熟练，独立钻研与动手能力得到强化。 由于个人水平能力有限，设计中难免有错误与不妥之处，希望得到各位老师和同学的批评指正。:第 5 页 （共 75 页）1.工程概况1.1设计要求 在办公楼建筑初步方案的基础上，进行建筑和结构设计，重点在结构设计，并绘制建筑和结构的施工图。(1)建筑设计要求完成以下内容： 1建筑平面设计；2建筑立面和剖面设计。(2)结构设计要求完成以下内容： 1确定结构体系与结构布置；2根据构造要求和经验，选择构件的截面尺寸；3确定计算单元和计算简图；4荷

3、载计算； 5结构侧移计算；6框架内力计算与组合；7构件的截面设计及节点设计；8基础设计；9楼板与板式楼梯设计。1.2设计成果 设计成果包括设计说明书和施工图两部分。(1)设计说明书要求包括以下内容：1设计概况；2建筑设计说明；3结构设计说明；工程概况 4结构设计计算书； (2)施工图要求包括以下内容：1建筑施工图a.首层、标准层及屋顶平面图；b.主要立面图；c. 建筑剖面图。2结构施工图a.标准层和屋顶平面结构布置与板的配筋图；b.框架梁、柱及节点配筋详图；c.基础和楼梯等配筋详图。1.3设计资料 1.4.1设计依据(1)主管部门规划意见书和审批通过的初步设计批文;(2)甲方设计任务书;(3)

4、设计规范规程；1.4.2设计条件及抗震设防依据(1)设计标高：室内设计标高为±0.000，室内外高差450mm(2)基本风压：0.45（地面粗糙度属B类）；(3)基本雪压：0.30；(4)地震设防烈度：7度，(5)建筑抗震设防类别：丙类；(6)框架结构抗震等级：三级；(7)建筑场地土类别：类；(8）结构设计使用年限为50年。1.4.3主要结构材料(1)钢筋钢筋直径时,为HRB335级钢筋,其设计强度为300；柱纵向钢筋为HRB400级，其设计强度为360。(2)混凝土垫层：C15；基础：C35； 柱： C40；梁、板、楼梯：C30。建筑设计2 建筑设计2.1设计要点多层框架结构适合于

5、在办公楼、教学楼、公共建筑、图书馆等建筑中采用。框架的特点是由刚结的梁和柱来传递竖向和侧向荷载，墙体只起围护作用。在建筑上具有大空间、便于布置各种尺度不同房间的灵活性；在结构上则有构件分工明确，可以充分发挥材料的特性。多层框架结构的设计对于土木工程专业的学生来讲，是很重要的毕业设计的一部分，而且重点在结构设计上，建筑设计作为一般了解的内容，其侧重点在建筑平面、立面和剖面设计上。鉴于毕业设计的时间不长，建筑设计又走在结构设计进行之前，没有反复推敲的可能，为了在较短的时间内完成建筑设计图纸，需要掌握的设计要点如下：(1)建筑平面设计依据建筑功能的要求，确定柱网尺寸，然后，再逐一定出各房间的开间和进

6、深；根据交通、防火与疏散的要求，确定楼梯间的位置和尺寸；确定墙体所用的材料和厚度，以及门窗的型号与尺寸。(2)建筑立面设计确定门窗的立面形式。门窗的立面形式一定要与立面整体效果相协调；与平面图相对照，核对雨水管、雨篷、阳台等的位置及做法；确定立面装饰材料做法、色彩以及分格艺术处理的详细尺寸。（3)建筑剖面设计分析建筑物空间组合情况，确定其最合适的剖切位置。一般要求剖到楼梯间及有高低错落的部位；进一步核实外墙窗台、过梁、圈梁、楼板等在外墙高度上的构造关系，确定选用哪种类型的窗台、过梁、圈梁、楼板及其形状和材料；根据平面图计算确定的尺寸，核对楼梯的在高度方向上梯段的尺寸，确定平台梁尺寸。2.2建筑

7、平面设计 该多层框架结构办公楼位于抗震设防烈度为8度的区域，对抗震要求比较严，所以在平面设计上力求简单、规则、对称，从而采用“一”字形建筑平面以利于抗震，而且有利于自然采光和自然通风。“一”字形平面的朝向为坐北朝南，建筑物入口的朝向为南边。在框架结构的平面布置上，柱网是竖向承重构件的定位轴线在建筑平面上所形成的网格，是框架结构平面的脉络。柱网布置既要满足建筑平面布置和使用功能的要求，又要使结构受力合理，构件种类少，施工方便。柱网布置还应与建筑分隔墙布置互相协调，一般常将柱子设在纵横建筑墙交叉点上，以尽量减少柱网对建筑使用功能的影响。框架结构常见的柱网布置方式有，内廊式、外廊式、等跨式、对称不等

8、跨式等。本多层框架结构办公楼采用内廊式柱网布置，也就是中间为走廊，两边为办公室。考虑到走廊长度大于40m，两面布置房间时，走廊最小净宽度为1.8m，所以中间走廊的跨度取为2.4m。两边房间的开间和进深均采用常用的开间和进深尺寸，即3.9m和6.6m，因而横向的柱跨度分别为6.6m、2.4m、6.6m；纵向柱跨度均为3.9m。第 75 页 （共 75 页）结构设计3结构设计3.1概述(1)结构类型的选择建筑结构按照结构所用材料分类时可分为：砌体结构，包括砖石、砌块和砌体结构；混凝土结构，包括混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构； 钢结构；钢混凝土组合结构。一般来讲，砌体结构主要用于建造多层住宅、

9、办公楼、教学楼以及轻型工业厂房等；钢结构多用于超高层建筑、大跨度空间结构建筑以及重型或有特殊要求的工业厂房等；其他情况均可采用钢筋混凝土结构。具体的来讲，砌体结构：由于取材容易，造价较低，施工方便，因而广泛应用于多层建筑中。但由于砌体是一种脆性材料，其抗剪、抗拉、抗弯能力均较低，所以其抗震能力较差，一般在8层以下的建筑中采用砌体结构。钢筋混凝土结构：由于具有取材丰富，造价低廉，强度高、刚度大，耐火性、耐久性以及延性等良好，而且结构布置灵活方便，可组成多种结构体系等优点，因此，目前在我国的各类建筑中得到非常广泛的应用，并且占有主导地位。但是钢筋混凝土结构的主要缺点是结构自重大、体积大、容易开裂、

10、施工速度慢等，为了克服这些缺点，近年来不断开发了高强度混凝土、轻骨料混凝土、预应力混凝土、预制装配式混凝土等，都得到了很好的发展。钢结构：由于强度高、自重轻、延性及抗震性能好，而且施工方便，能有效的缩短施工工期，所以对大跨度、大空间、多用途以及超高层建筑，大多数采用钢结构。但钢结构比混凝土结构造价高，防腐和防火性能差，需要采用防腐和防火措施，从而增加了总的造价。目前我国钢结构用得并不多，其中工程设计施工技术人员对于钢结构的设计和施工不太熟悉，也是其中原因之一。但是，近年来随着我国国民经济的发展，钢产量有了大幅度提高，国家也提倡采用钢结构，确实，钢结构在近年来特别是在超高层建筑和大跨度空间结构中

11、，应用的越来越多。钢混凝土组合结构：由于充分发挥了钢和混凝土两种材料各自的优点，可以得到很好的经济技术效果。钢混凝土组合结构是将型钢放在构件内部，外部用钢筋混凝土包成，故称型钢混凝土；或者是在圆钢管或方钢管内部填充混凝土或钢筋混凝土，做成外包钢构件，故称钢管混凝土。在我国高层或超高层建筑中，型钢混凝土结构用得越来越多，比如北京的香格里拉饭店、长富宫饭店、上海的国内第一高楼金贸大厦(420m)以及正在施工的世界第一高楼492m、101层的上海环球金融中心等都采用了型钢混凝土结构。鉴于本多层办公楼层数不多，只有五层，对抗侧移刚度的要求不高，所以选用钢筋混凝土结构，可以充分发挥结构布置灵活方便，可组

12、成多种结构体系的优点。至于砌体结构和钢结构则不予考虑，因为该办公楼位于8度抗震设防烈度区域内，砌体结构抗震能力差，而钢结构的相对造价比较高。综合考虑之后选用钢筋混凝土结构。(2)结构体系的选择多层和高层建筑中常用的结构体系有：框架结构；框架剪力墙结构或框支剪力墙结构；剪力墙结构；筒体结构，包括框筒、筒中筒以及成束筒体结构；巨型结构。框架结构是由梁和柱构件通过节点连接形成刚接的骨架结构。其优点是，建筑平面布置灵活，能获得较大空间，可以构成丰富多变的立面造型。其缺点是侧向刚度较小，在地震作用下非结构构件(如填充墙、建筑装饰等)容易破坏，但框架结构可以通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为延性框架

13、。这种延性框架在地震作用下可以具有良好的抗震性能。钢筋混凝土框架结构按施工方式的不同，可分为全现浇式、半现浇式、装配式以及装配整体式框架结构四种形式。本多层办公楼设计充分考虑框架结构的优缺点和施工方法，决定采用钢筋混凝土全现浇式框架结构。全现浇式框架结构为梁、板、柱全部构件均在现场现浇成整体，结构整体性好，抗震性能好，构件尺寸不受标准构件所限制，对各种使用功能的适应性大。缺点是模板消耗量多，现场工作量大，但可以通过定型化钢模板和泵送混凝土等加以改进。半现浇式框架结构为梁、柱现场浇筑，楼板为预制。由于采用预制板可以大大减少现场浇筑混凝土的工作量，大量节省模板，但需要浇筑一层4050mm厚的混凝土

14、面层，以提高结构的整体性。装配式框架结构为全部构件工厂预制，有利于保证构件质量，现场装配，工作量少，施工速度快。缺点是结构整体性差，抗震性能也较差。装配整体式框架结构为在现场将预制构件吊装就位后，再通过浇筑节点混凝土，形成整体框架结构，既发挥了装配式施工方法的优点，又保持了现浇施工方法整体性好的优点。但总的来说，整体刚度还比较弱，故在地震区不提倡选用装配整体式框架结构，避免采用装配式框架结构，而优先考虑选择全现浇式框架结构。因此，本设计选择了全现浇式钢筋混凝土框架结构。剪力墙结构：是由钢筋混凝土墙体互相连接构成的承重墙结构体系。在地震区，因其主要用于承受水平地震作用，故也称为抗震墙。其优点是结

15、构整体性强，抗侧刚度大，侧向变形小，施工相对简便和快速，适于建造较高建筑，而且具有承受强烈地震，裂而又不倒的良好性能。但其缺点是结构自重大，导致较大的地震作用；建筑平面布置局限性大，较难获得较大的建筑空间，因此它适合用于高层住宅和宾馆等建筑。另外，为了满足底层大空间的要求，取掉一部分剪力墙就形成了框支剪力墙结构，上部一般用于住宅和宾馆等，下部为提供大空间的公共建筑，目前主要用于商住楼。框架剪力墙结构：为了充分发挥框架结构“建筑平面布置灵活”和剪力墙结构“抗侧刚度大”的特点，当建筑物需要有较大的空间且其高度超过了框架结构的合理高度时，可以采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。在框架结构中，在适当的

16、部位加一定数量的剪力墙形成框架剪力墙结构，其中剪力墙承担大部分水平荷载；而框架只承担较小一部分的水平荷载，主要承担竖向荷载。框架剪力墙结构常用于建造高层办公楼、教学楼等需要有大空间的房屋，也可以用于建造高层住宅、宾馆等建筑，建造高度可以达到2030层。筒体结构：主要由核心筒结构和框架结构所组成。核心筒一般由布置在电梯井、楼梯间及设备管线井道四周的钢筋混凝土墙所组成，一般位于房屋的中部，故称核心筒，而且筒壁上仅开有少量洞口，故有时也称为“实腹筒”。框筒是由布置在房屋四周的密排柱与高跨比很大的窗间梁所组成的一个多孔筒体。从形式上看，犹如由四榀平面框架在房屋的四角组合而成，故称为框筒结构。因其立面上

17、开有很多窗洞，故有时也称为“空腹筒”。筒体结构的主要形式由框筒结构、核心筒结构、筒中筒结构、框架核心筒结构、成束筒结构和多重筒结构。筒体结构抗侧刚度很大，整体性好；建筑布置灵活，能够提供很大的、可以自由分隔的内部使用空间，因此特别适用于多功能、多用途的超高层建筑。巨型结构：由两级结构组成，第一级巨型框架一般由电梯井、楼梯间等组成巨型柱，每隔若干层设12层高的梁(一般为桁架)作为巨型梁，组成主要承受水平和竖向荷载的巨型框架，其余楼层作为荷载落在巨型框架上，做成二级框架楼面框架。巨型框架结构在建筑上可以给人以巨型骨架的结构感觉，也为建筑上布置大空间提供了方便。巨型结构除巨型框架结构之外，还可以有在

18、建筑外筒形成巨型斜撑的巨型桁架结构,它可以充分体现巨型斜撑的结构美。还有一种是核心筒体加外周边规则布置的巨型柱结构,也就是核心筒巨型柱结构。(3)屋盖(楼面) 体系的选择多层与高层建筑中各竖向抗侧力结构(框架、剪力墙、筒体等)是依靠水平楼面结构连成整体的，水平力通过楼板平面进行传递和分配。因此，要求楼板在自身平面内有足够大的刚度。常用的楼板体系有，现浇楼面结构和装配整体式楼面结构体系。抗震区一般优先采用现浇楼面结构，因此本设计采用现浇楼面结构体系，以提高框架结构的整体性和结构的抗侧刚度。(4)基础选型多层与高层建筑的基础选型应根据上部结构形式、工程地质、施工条件等因素综合考虑确定。可以选用的基

19、础形式有，柱下独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础、箱形基础以及桩基础。基础的埋置深度也必须满足地基变形和稳定的要求，以减少建筑物的整体倾斜，防止倾覆及滑移。基础的埋置深度，采用天然地基时可以不小于建筑物高度的1/12；采用桩基础时可以不小于建筑物高度的1/15，桩的长度不计在埋置深度之内。3.2框架结构平面布置(1)结构布置原则结构平面形状和立面体型宜简单、规则、使各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性；控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移；尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，便于设计与施工；房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当房屋长度超过规定值时，可设伸缩缝将房屋

20、分成若干温度区段。(2)柱网布置与层高的确定在该框架结构的柱网布置上，根据建筑平面设计和结构布置的原则，采用内廊式的建筑平面，中间为走廊，两侧为办公室。因此，横向为四排柱三跨对称布置的框架，其跨度分别为6.6m、2.4m和6.6m；根据建筑剖面和立面设计的要求，标准层层高采用3.9m，首层考虑到人员比较集中和各种管线较多，故采用层高4.2m。(3)承重框架的布置柱网确定后，沿房屋的纵横两方向均应布置梁系，因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。但为了计算分析方便起见，可以把实际空间框架结构看成纵横两个方向的平面框架，这种简化仅限于方形或矩形的规则平面。沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的

21、称为横向框架。它们分别承受各自方向上的水平力，而楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式的不同而按不同的方式传递。按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案可以有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重等几种方案。横向框架承重方案：横向框架承重方案是在横向布置框架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱而纵向布置连系梁。横向框架往往跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。而纵向框架则往往仅按构造要求布置较小的连系梁，这也有利于房屋室内的采光与通风。纵向框架承重方案：纵向框架承重方案是在在纵向布置框架承重梁，在横向布置连系梁。因为楼面荷载由纵向梁传至柱子，所以横向梁高度小，有利于设备

22、管道的穿行，可获得较高的室内净高。但其缺点是房屋的横向抗侧刚度较差，进深尺寸受到预制板长度的限制。纵横向框架混合承重方案：纵横向框架混合承重方案是在两个方向均需布置框架承重梁以承受楼面荷载。对于柱网较小的现浇楼面，楼板可以不设次梁或井字梁直接支承在框架主梁上。由于这种方案沿两个方向传力，因此各杆件受力较均匀，整体性能好，有利于抗震。3.3.1计算单元框架结构是由横向和纵向框架组成的空间结构，但为了便于计算常忽略结构纵横之间的空间联系，近似地按两个方向的平面框架分别计算。一般办公楼建筑中通常横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载和刚度也基本相同，所以各榀横向框架产生的内力和变形也基本相同。

23、因此，结构设计时为了简化一般取中间有代表性的一榀横向框架作为计算单元进行计算即可。而作用于纵向框架上的荷载则各不相同，设计时应分别进行计算。在计算单元上框架承受的荷载为图1中阴影范围内的各种荷载。图1 框架结构计算单元的选取在框架结构中，其计算简图以框架梁和柱轴线表示，均用单线条代表。框架梁和柱的连接区以节点表示，杆件长度用节点间的距离表示。对与钢筋混凝土楼盖整体浇筑的框架梁，一般可取楼板底面处作为梁轴线；对底层柱的下端一般取至基础顶面并作为固定端。当各层柱截面尺寸不同且形心线不重合时，一般取顶层柱的形心线作为柱子的轴线，待框架内力计算完成后，计算杆件内力时，要考虑荷载偏心的影响。梁跨度取柱轴

24、心间的距离；柱高度对楼层取层高，对底层柱取基础顶面到二层楼面间的高度。另外，当各跨跨度相差不超过10时，可当作具有平均跨度的等跨框架。当斜形或折线形横梁倾斜度不超过1/8时，仍可视为水平横梁计算。3.3.2梁柱截面尺寸的确定(1)柱截面尺寸的确定柱截面尺寸初估时，可用下列经验公式粗略确定：式中 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取； 按简支状态计算的柱的负荷面积； 验算截面以上楼层层数； 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取，中柱取； 混凝土轴压强度设计值；图2 框架结构计算简图 框架柱轴压比限值，见抗震规范； 柱截面面积，取方形时边长为。因为柱的混凝土强

25、度等级为，故，轴压比为0.8；中柱与边柱的负荷面积分别为和；各层的近似取，所以得第一层柱截面面积为：中柱 边柱 柱取方形截面，则中柱与边柱边长分别为和。根据上述计算结果并考虑高层规程，本设计的柱截面尺寸取值如下：25层 ； 1层 。(2)梁截面尺寸的确定框架梁的宽度考虑墙体的厚度等因素，取250mm；梁高为（）跨长考虑。该框架为纵横向承重，根据梁跨度初步确定为：横向框架梁，边跨、中跨；纵向框架梁，；楼板为现浇双向板，板厚均采用120mm，满足板厚与短跨跨长之比不小于的刚度要求。另外，根据梁的截面尺寸计算梁截面惯性矩时，考虑到现浇楼板的作用，边框架梁取(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)；中框

26、架梁取。若为装配楼板，带现浇面层的楼面，则边框架梁取；中框架梁取。荷载与地震作用计算4.荷载与地震作用计算4.1荷载计算(1)楼、屋面活荷载标准值办公室、会议室、接待室： 走廊、门厅、楼梯： 厕所、盥洗室： 不上人屋面： (2)楼、屋面的建筑做法及恒荷载标准值屋面三毡四油上铺小石子防水层 20厚水泥砂浆找平层 150厚水泥蛭石保温 120厚钢筋混凝土现浇板 V型轻钢龙骨吊顶 _合计 办公室、会议室、接待室、门厅、走廊瓷砖地面(包括水泥粗砂打底) 120厚钢筋混凝土现浇板 V型轻钢龙骨吊顶 _合计 走廊楼面衡载标准值 水磨石地面 100厚混合砂浆抹灰 120厚钢筋混凝土现浇板 V型轻钢龙骨吊顶

27、_合计 (3)梁柱自重 梁自重 梁侧粉刷 _合计 柱自重 抹灰层（100厚混合砂浆） _ 合计 (4)墙体自重标准值 墙体采用240mm厚()，外墙面贴瓷砖()，内墙面均为20mm厚抹灰，故外墙体单位面积重量为，内墙体单位面积重量为，木门单位面积重量为；铝合金窗单位面积重量为。有窗的外墙体25层： ； 1层： 。有门的内墙体25层: ；1层： 。 (5)屋面女儿墙自重标准值女儿墙采用200mm厚钢筋混凝土，其高度为1.2m，外贴瓷砖（），故墙体的自重标准值为： (6)各屋重力荷载代表值根据抗震规范GB50011顶层重力荷载代表值包括：屋面及女儿墙自重，50屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半

28、层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上、下各半层的柱及墙体自重。各层重力荷载代表值分别计算如下：第5层：(566.593.9)0.5+(520.250.53.52.5)+(280.350.76.22.5)+(140.20.12.02.5)+(20.4628+21.8216+2.046.243.9+121.856.23.9+61.883.93.5)/40.5=6292KN 第42层：(50.79.6+6.03.98)3.8+(6.03.93.8027)+(6.03.960)+(50.76.0+6.03.910)(50%2.5)+(5.66.593.

29、9)+3128/40.5=8619KN 第1层：8619-(566.593.9)-3128/40.5+(566.594.2)0.5+(22.5428+23.3216+1.8816.64.29)0.5=9774KN 建筑物总重力荷载代表值为，4.2地震作用计算(1)横向框架侧移刚度计算梁的线刚度计算梁的线刚度计算见表1，混凝土强度等级为C30。柱线刚度计算柱的线刚度计算见表2，混凝土强度等级为C40。横向框架柱侧移刚度横向框架柱侧移刚度D值计算见表3。由表3.5可见，故该框架为规则框架。 表1 梁线刚度 梁编号截面()跨度()惯性矩边框架梁中框架梁6.6316826.6409092.425000

30、2.4332503.9 300003.940000 表2 柱的线刚度层次截面()高度()250.50.53.94341714.240315 表3 横向框架柱侧移刚度D值 层次位置(一般层) (底层)(一般层) (底层)()柱根数25边框架边柱0.26189404边框架中柱0.570156324中框架边柱0.4941195126中框架中柱0.65115048268002621边框架边柱0.457125264边框架中柱0.556152584中框架边柱0.50213778026中框架中柱0.6091671126903850(2)横向框架自振周期计算由于本框架质量和刚度沿高度比较均匀，所以其自振周期可

31、以按高层规程JGJ3-2010附录B.0.2规定计算。式中 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移(m);结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0.60.7；该框架取0.7。横向框架结构顶点假想位移计算横向框架结构顶点假想位移计算见表4。 表4 横向框架结构顶点假想位移 层次5629262928002620.007860.165448619149118002620.018630.155938619235308002620.029400.136028619384418002620.0480350.105619774482159038500.053440.0648横向框架自振周

32、期计算根据上述公式得，(3)横向地震作用计算根据抗震规范GB50011-2010第5.1.2条规定，对于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此，本框架结构采用底部剪力法计算抗震作用。采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值为，式中 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；结构等效总重力荷载，单质点取总重力荷载代表值；多质点取总重力荷载代表值的85。在多遇的地震作用下，由地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组；建筑场地土类别为类，由抗

33、震规范GB50011-2010表5.1.4-1和表5.1.4-2可以查得：水平地震影响系数最大值，；特征周期值，。因为，则顶部附加地震作用系数可以不考虑，而且，所以横向地震影响系数为：对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值为：按抗震规范式5.2.1-2算得的作用于各层质点上横向水平地震作用标准值计算见表6。 表6 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力 层次519.86292124581.60.26181675.81675.8415.98619137042.10.29851507.73183.53128619103428.00.22521169.44352.928.1861969813

34、.90.1467831.05183.914.2977441050.80.0861551.15735.0横向框架各层水平地震作用及地震剪力见图5。 (a) (b)图5 横向框架各层水平地震作用及地震剪力 (a)水平地震作用分布; (b)层间地震剪力分布 (4)验算横向框架梁柱水平位移该框架在地震区，故应同时验算截面的最大承载力及轴压比。梁的混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335级；柱的混凝土强度等级为C40，钢筋为HRB400级。框架梁框架梁采用同一截面尺寸，故只需对受力较大的楼面梁进行核验。 横向框架水平位移验算水平地震作用下横向框架结构的层间位移和顶点位移计算见表7。 表7 横向水平地震

35、作用下的位移验算 层次51675.88002620.002090.02523.90.0005343183.58002620.003980.02333.90.0010234352.98002620.005440.01953.90.0013925183.98002620.006480.01443.90.0016615735.09085000.007170.00834.20.00160由表3.8可见，最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为0.0166，虽然大于抗震规范GB50011-2001第5.5.1条规定的位移角限值，但其相差不超过5，可以认为满足要求。结构的顶点位移与总高度之比，小于，因此顶点

36、位移满足要求。(5)纵向框架侧移刚度计算纵向框架柱侧移刚度D值计算见表9。层次位置 (一般层) (底层)(一般层) (底层)()柱根数25边框架边柱0.436149354边框架中柱0.6082082624中框架边柱0.508174014中框架中柱0.674214372411422161边框架边柱0.465127254边框架中柱0.5851151124中框架边柱0.498136624中框架中柱0.623 1709924792299表9 纵向框架柱侧移刚度D值(6)纵向框架自振周期计算纵向框架结构顶点假想位移计算纵向框架结构顶点假想位移计算见表10。 表10 纵向框架结构顶点假想位移层次56292

37、629211422160.005510.1535486191491111422160.013060.1448386192353011422160.020600.1264286193214911422160.028140.098419774482157922990.060850.0608纵向框架自振周期计算(7)纵向地震作用计算因为，故不考虑，且，因此，各层质点上纵向水平地震作用标准值计算见表11。 表11 各质点纵向水平地震作用及楼层地震剪力层次519.86192145260.00.29221709.11709.1415.78619136097.70.26291537.73246.831288

38、19101357.40.20391192.64439.428.1861972017.10.1449847.55286.914.2977447721.60.0961562.15849.0纵向框架各层水平地震作用及地震剪力见图7。(a) (b)图7 纵向框架各层水平地震作用及地震剪力 (a)水平地震作用分布; (b)层间地震剪力分布 (8)验算纵向框架水平位移水平地震作用下纵向框架结构的层间位移和顶点位移计算见表12。 表12 纵向水平地震作用下的位移验算 层次51709.19240600.001850.02393.943246.89240600.003510.02203.934439.49240

39、600.004800.01853.925286.99240600.005720.01373.915849.07346040.007960.00804.65由表3.12可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为，小于位移角限值，故满足要求。结构顶点位移与总高度之比，小于，因此结构顶点位移也满足要求。4.3风荷载计算(1)横向风荷载作用下框架结构的侧移验算风荷载标准值风荷载的标准值按下列公式计算：式中 高度z处的风振系数； 风荷载体型系数； 风压高度变化系数； 基本风压()。荷载规范规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响，但本办公楼高度小于30m

40、且高宽比也小于1.5，所以不考虑风振系数，也就是。风压高度变化系数，可以根据建筑物高度和地面粗糙度类别，由荷载规范表7.2.1查得。风荷载计算取轴线横向框架，其负荷宽度为3.9m，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程见表3.13。表中z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风荷载面积。 表13 风荷载标准值计算层次Z(m)A()51.01.319.81.250.459.957.2541.01.315.91.160.4515.2110.3231.01.3121.060.4515.219.4021.01.38.11.000.4515.218.9011.01.34.2

41、1.000.4515.809.24横向框架结构分析时，各层节点上的集中荷载。风荷载作用下的水平位移验算风荷载作用下横向框架结构的层间位移和顶点位移最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为，规定的限值，而且结构顶点位移与总高度之比，也远小于规定的限值，因此，结构的水平位移满足要求。 (2)纵向风荷载作用下框架结构的侧移验算风荷载标准值纵向风荷载计算取轴线，其负荷宽度为4.5m。作用于框架每层节点上的集中风荷载计算过程见表14。 表14 纵向风荷载标准值计算 层次Z(m)A()51.01.319.81.250.4511.488.3641.01.315.91.160.4517.5511.9131.01

42、.312.01.040.4517.5510.8421.01.38.11.000.4517.5510.26611.01.34.21.000.4518.2810.66框架结构内力计算与组合5框架结构内力计算与组合5.1水平地震作用下横向框架结构内力计算以图3.3中3轴线计算单元的横向框架内力计算为例，说明计算方法。边框架和纵向框架的计算，鉴于毕业设计的时间不多，又其计算方法和步骤与横向中框架完全相同，因此不再赘述。梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算过程见表3.17，表3.17中柱轴力负号表示拉力，当左震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。水平地震作用下横向框架的弯矩图、梁端剪力图以及柱轴力

43、图如图8和图9所示。图8水平地震作用下框架弯矩图()图9水平地震作用下框架梁端剪力及柱轴力() 表15 横向水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩标准值 柱层次M下()M上 ()边柱53.91675.8800262119510.014023.462.1450.4131.7445.6843.93183.5800262119510.014044.572.1450.4667.6679.4233.94352.9800262119510.014060.942.1450.50100.55100.5523.95183.9800262119510.014072.572.1450.50119.74119.7414.25735.090085099580.014482.581.2760.65257.65138.73中柱53.91675.8800262150480.017729.663.7300.4544.0553.8343.93183.5800262150480.017756.353.7300.5092.9892.9833.94352.9800262150480.017777.053.7300.50127.13127.1323.95183.9800262150480.017791.763.7300.50151.40151.4014.25735.0900850118320.017298.642.21