郑州大学化学系办公楼建筑结构设计结构设计

1、大学化学系办公楼建筑结构设计结构设计1 绪论1.1 概述本章将首先对建筑设计和结构设计作简单介绍，后叙述框架结构的含义、优点及国外框架结构研究状况。最后讲述本毕业设计的研究意义、目的及主要工作容。1.2 建筑设计建筑设计包括两方面的容，即对建筑空间的研究及对构成建筑空间的建筑物实体的研究。其程序一般可以分为方案阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段。建筑设计除应满足相关的建筑标准、规等要求之外，还应满足建筑功能的需求，符合所在地规划发展的要求并有良好的视觉效果，采用合理的技术措施。本毕业设计的建筑设计部分参考相关规的规定，考虑实用、美观等要求，采用框架结构，建筑功能分区明确，合理布置房间。1.3

2、结构设计建筑结构的设计原则就是要保证结构及构件的安全性、适用性和耐久性。结构及构件既要满足建筑功能的要求，结构构件在外力作用下的安全性，还要满足人们生活的舒适度及经济合理性。本毕业设计的结构设计部分包括结构计算和绘制结构施工图两方面。结构计算需要完成横向框架结构设计、基础设计及楼梯设计。同时，采用PKPM吉构计算软件进行电算,将手算与电算结果对比分析。利用 PKPM口 AutoCAD软件绘制结构施工图。1.4 框架结构及其特点框架结构是指由梁和柱刚接或铰接相连接而构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平和竖向荷载。框架建筑的主要优点在于空间分隔灵活，自重轻，利于抗震，

3、节省材料，可以较灵活地配合建筑平面布置，利于安排需要较大空间的建筑结构。框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。1.5 国外框架结构研究状况随着社会的发展, 钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍。由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来

4、，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多，一般用于小高层建筑，在10 层以下，否则要加设剪力墙结构。纯框架在现代运用铰广。目前国外多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构。近年来，由于人们大空间、大跨度的要求，国外正在推广使用预应力混凝土结构。预应力构件的使用大大减少混凝土的用量。另外，由于地域的不同，或是特色功能的要求，新的防冻、防火等具有特殊性能的混凝土正不断地被研制开发出来，相信未来混凝土的用途会越来越广泛。1.6 本设计的研究意义及目的土木工程专业毕业设计是对学生所学课程进行综合训练的实践性教学环节，是紧密联系工程实践，培养学生独立工作能力的重要步骤，也是完成理论到实践的

5、过渡。通过查阅相关设计规，完成一个完整的毕业设计过程，使我对建筑设计和结构设计有系统的了解和掌握，对以前所学的专业知识进行综合性的复习和运用。我选择的毕业设计题目是大学化学系办公楼，教学楼有其自身的特殊性，不仅要满足正常的教师办公要求，也要满足正常的教学要求。在结构方案选择上采用框架结构体系，框架结构具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点。通过本次设计，学会综合运用所学过的基础理论和专业知识，以提高分析和解决工程实际问题的能力，熟悉工程设计的容和程序，为以后的工作打下良好基础。1.7 本毕业设计的主要工作容本设计为六层框架教学楼，主要进行了建筑设计和结构设计。建筑设计主要是对教学楼

6、的平面、立面、剖面及细部构造进行设计（见附件）。本教学楼在结构布置方案上采用横向承重。手算一幅框架时，选一具有代表意义的框架进行结构计算，主要按以下步骤进行1）确定框架计算简图2） 荷载计算3）垂直荷载作用的力计算4） 水平荷载作用下力计算5）荷载组合和力组合6） 截面设计（配筋计算）。然后又进行了基础设计与楼梯设计。同时采用PKPMC件对框架教学楼进行电算，并与手算结果进行对比分析。用PKPMC件导出框架教学楼的结构施工图并做出相关修改，使之符合规要求。2 建筑设计2.1 工程概况本工程实例的名称为大学化学系办公楼，批准总建筑面积为6864m2, 拟建层数为6 层。结构类型为现浇钢筋混凝土框

7、架结构，地基基础设计为柱下独立基础。基础埋深1.8m。办公室配备为：( 1)教师办公室：合理选择开间和进深，以1-2 开间为一办公单元；(2)会议室：每层一个；(3) 传达室：1 个，设在首层大厅旁边；(4) 多功能展厅：1 个，考虑通风并适当考虑自然采光；( 5)裙房：设计成两层，阶梯会议室或报告厅。2.2 设计资料本工程的拟建位置于市中原区。气象条件为冬季室外计算温度- 9，冻土深度30cm，夏季室外计算温度+33C；年P1水量680mm市平均风速夏季为2.8m/s ,主导风向为南风， 冬季为3.5m/s,主导风向为东北风，基本风压 0.45kN/m；最大积雪厚度为20cm,雪荷载 为 0

8、.4kN/m2； 常年地下水位于地面以下，水质对混凝土无侵蚀。地理条件为场区地势平坦，地层分布规律，地耐力按170kN/n2计，持力层为轻亚粘土， II类场地。工程抗震设防设防 烈度为7度。钢筋采用HRB33瞰钢筋，箍筋采用HPB33改钢筋，混凝土采用C30等级混 凝土。2.3 建筑设计2.3.1 办公楼的组合设计根据设计任务书提到的功能要求，在符合国家有关规的前提下，对教学楼整体进行平面组合设计，考虑到教学楼的特点，选择廊式的组合方式，并考虑结构特点和美观，整体结构呈T形，主楼和裙楼的沉降缝为150mm妁两个柱边距离)，具体见建筑平面图。2.3.2 各种房间的尺寸确定根据设计任务书提到的功能

9、要求，配备一个门卫室、资料室，每层一个会议室，多功能室设置在裙楼，根据房屋建筑规，柱网开间为 7600mm进深为6900mm门卫室尺寸不需 要很大，可以取3800mm： 6900mm会议室需要采光比较好，最好设置在阳面，尺寸为7600m由6900mm余的办公室尺寸取 7600mrW 6900mmffi 3800mm< 6900mmM体祥见建筑 平面图。2.3.3 楼梯、厕所设计根据办公楼的用途和人流量，可以设计三个楼梯，一个三跑的主楼梯，两个双跑的侧楼梯，楼梯间尺寸为有7600mrK 6900m清口 4200mm 6900mm楼梯不能仅靠着边墙设置，会造成荷载集中。每层有两个男女卫生间和

10、两个开水房，而厕所最好不要对着办公室。男女卫生间的尺寸都为3800X6900mm而开水房的尺寸为 2400mm 6900mm卫生间和开水房的标高为 -0.030m,楼 梯、厕所和开水房的具体做法见建筑图纸。2.3.4 房间门窗的尺寸确定门主要作为交通疏散，并兼通风用。结合教室尺寸以及建筑设计防火规的要求，选择门洞的尺寸为单门1000mM 2100mm双门1800mM 2400mmf口三门5000mM 2700mm门开， 以免影响走道中行人的通行。窗的大小根据采光和通风要求确，普通办公室的窗户尺寸为 1800mrW 2400mm裙楼的 多功能室窗户的尺寸为 2100mrW 2100mm厕所的窗户

11、尺寸 1200X 600mm次楼梯的窗户尺 寸为1800mrW 1000mm店楼梯的窗户尺寸为2700X 1200mm窗户的具体作法见建筑图纸。2.3.5 走道设计根据设计任务书的要求，充分考虑教学楼的使用过程中人流量的变化，选择廊式走道，走道宽为3m。2.3.6 勒脚和散水设计勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以，在构造上必须采取相应的防护措施。勒脚防潮层分为水平防潮层和垂直防潮层。当室地坪

12、出现高差或室地坪低于室外地面时，要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。本工程只设水平防潮层。为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以使将屋面水排至远处，这一坡面称散水。散水坡度约3%-5%宽一般为600mm-1000mmH程做散水，宽度600mm坡度2%2.4 本章小结本章详细说明了本教学楼的设计资料及工程概况，为后面框架结构的手算提供了必要的依据。 参考了 建筑制图标准1( GB/T50104-2010) ，建筑结构荷载规2( GB50009-2001)(2010年版)，混凝土结构设计规 3 (GB50010-2002),建筑设计防火规 4 (GB50016-2010

13、,建筑抗震设计规5 (GB50011-2001)等，对教学楼的细部构造(勒脚、散水、楼梯设计等)进行说明，完成了教学楼的建筑设计部分。建筑设计部分主要是对建筑平面、立面和剖面的设计。3计算简图的确定及构件设计3.1概述本章主要完成对梁、柱截面尺寸的初步估算，确定框架计算简图。对框架进行荷载 计算，确定框架的侧移刚度及框架在水平和竖向荷载作用下的力和侧移。本设计主要采 用分层法和D值法。3.2 结构平面布置图根据所提供的设计资料，结合相关知识，在符合国家相关规的前提下，尽可能地满足设计要求中提到的要求，合理地进行规划和布局，最终得到结构平面布置图如图3.1所示图3.1结构平面布置图3.3 结构立

14、面计算简图我手算的一根框架轴号为，其立面计算简图如下图。图3.2结构立面计算图3.4 梁、柱截面尺寸估算3.4.1梁截面尺寸估算(1)主梁:纵梁的跨度为：L 7600mm11i814117600 543 950mm ,取 h 600mm ;8 14b 112311600 2000 300mm ,取 b 300mm ;23故纵向框架主梁初选截面尺寸为b h 300mm 600mm横向主梁的跨度为：L 6900mm1111hl6900 493 862 mm，取 h 600mm8 148 1411 h2311600 2000 300mm ,取 b 300mm ;23故横向框架主梁初选截面尺寸为：b

15、h 300mm 600mm.J所以主梁截面尺寸为：b h 300mm 600mm(2)次梁：主楼次梁：L 6900mm11i12 18116900 383 575mm ,取 h 400mm ;12181 1 一400 133 200mm，取 b 200mm；2 3故次要框架梁初选截面尺寸为：b h 200mm 400mm裙楼次梁：L 8000mm11i12 18118000 444 666mm ,取 h 500mm ;121811 一 一 -500 166 250mm，取 b 250mm；23故次要框架梁初选截面尺寸为:b h 250mm 500mm 。3.3.2 柱截面尺寸估算柱截面尺寸估算

16、：h 1/6 1/12 H, H为层高，柱截面尺寸为 600mrK 600mm3.3.3 楼板厚度楼板为现浇双向板，根据经验板厚取120mm。3.4 本章小结本章主要进行了平面计算简图和基本构件的尺寸确定。其中，以优化建筑结构设计方案为目的，在确定结构计算简图，初步确定结构布置方案和构件尺寸后，先使用PKPM®行模型建立，冉结合SATW模块计算结构力，得到初步结果，然后在满足抗震要求和保证 安全的前提下，对初步选定的构件进行优化，将结果反馈至计算机，重新修改建立模型，最终得到能够通过可行性检验的最优方案。4 一幅框架计算4.1 概述确定建筑设计方案后，通过查阅国家相关规结合所学知识选

17、取具有结构代表性一极框架，采用分层法，分别进行荷载计算、力计算、力组合。4.2 荷载计算0.5kN/m载标准值为4.2.1 屋面均布恒载计算40mml水泥石灰焦渣砂浆2%ft坡20mnff 1:3水泥砂浆找平层卷材防水层80mmmH查水泥保温层120mm1钢筋混凝土楼板20mmf水泥砂浆找平层15mmJ水泥砂浆抹灰合0.6+0.4+0.5+1.6+3+0.4+0.3=6.8kN/m屋面恒荷7.6 X (6.9 X 2+3) X 6.8=868kN4.2.2 屋面均布活载计算0.04X15=0.6 kN/m20.02 X 20=0.4 kN/m220.08 X 20=1.6 kN/m20.12

18、X25=3kN席0.02 X 20=0.4 kN/m 20.015 X20=0.3kN/m2计0.02 X 22=0.01 X 20=0.2 kN/吊0.02 X 20=不上人屋面活荷载为0.5kN/ m 2，基本雪压为0.4kN/ m 2，两者取较大值，故屋面活荷载取值为0.5kN/ m 2。屋面活荷载标准值为7.6 X (6.9 X 2+3) X 0.5=64kN4.2.3 楼面均布恒载计算500X 500X 20地砖面层20.44kN/m210mnff 1:3水泥砂浆结合层20 厚的 1:3 水泥砂浆找平层0.40kN/m2现浇 120 厚的钢筋混凝土楼板0.12 X25=3kN/m21

19、5mnS水泥砂浆抹灰0.015 X20=0.3kN/m20.44+0.2+0.4+3+0.3=4.34kN/m 27.6 X (6.9 X 2+3) X 4.34=554kN4.2.4 楼面均布活载计算轴线A-B、C-D问教室均布活荷载为2.0kN/m2，AB CD楼面活荷载标准值为 7.6 X6.9 X2.0=105kN;轴线B-C间为走廊，均布活荷载为2.5kN/m：2，BC面活荷载标准值为7.6 X 3X 2.5=57kN;楼面活荷载标准值为105X 2+57=267kN4.2.5 梁自重300mrK 600mm25X 0.3 X 0.6=4.5kN/m15mm(0.015 X 0.6

20、X 2+0.015X0.3) X 20=0.45kN/m4.5+0.45=4.95kN/m次梁自重（200mme 400mm0.20.4 25= 2kN/m15mm厚水泥砂浆抹灰(0.015 X 0.4 X 2+0.015X0.2)X20=0.3kN/m2+0.3=2.3kN/m4.2.6 柱自重600mrK 600mm25X 0.6 X0.6=9.0kN/m15mm0.015 X 0.6 X4X 20=0.72kN/m9+0.72=9.72kN/m每一层梁柱量重计算见表4.1表4.1梁柱重量编号截面（n2）长度（m）根数自重（kN/m）每根重（kN）重量（kN）L10.3 XQ.66.902

21、4.9534.155P 68.311L20.3 X0.63.8084.9534.155150.48L30.3 X0.63.0014.9534.15514.85L40.2 X0.46.9042.315.8763.48Z10.6 X0.64.3549.7242.282169.128Z20.6 X0.63.349.7232.076128.3044.2.7 墙自重女儿墙水泥粉刷墙面（15mmj水泥砂浆抹灰）190mm厚空心小砌块墙体2kN/m拉毛外墙面（20mmf水泥砂浆打底）0.015 X 20=0.3 kN/m20.19 X 11.8=2.240.020 义 20=0.4 kN/m2合计0.3+2

22、.24+0.4=2.94 kN/m外墙0.015X20 =0.3 kN/m0.19X11.8=2.24 kN/mi0.020 义 20=0.4 kN/m2水泥粉刷墙面（15mmJ水泥砂浆抹灰）190mn#普通砖墙体拉毛外墙面（20mnB水泥砂浆打底）合计0.3+2.24+0.4=2.94kN/mi纵（横）墙0.015 X20X 2 =0.6 kN/mi0.19 X11.8=2.242 kN/mi水泥粉刷墙面（15mmJ水泥砂浆抹灰）190mn#普通砖墙体合计0.6+2.24=2.84kN/m2表4.2墙体重量墙体长度（m高度（m墙体自重（kN/m重量（kN）外纵墙7.6 X 2=15.23.3

23、-0.6=2.72.94120.66纵墙7.6 X 2=15.23.3-0.6=2.72.84116.55横墙6.9 X 2=13.83.3-0.6=2.72.84105.82女儿墙7.6 X 2=15.212.9444.69计算重力荷载代表值68.31+150.48+14.85+63.48=297.1268.31+150.48+14.85+63.48=297.12128.304kN267kN554+343.03+297.12+297.432+0.5 X 267 =1584.264.3顶层重力荷载代表值包括：屋面包荷载、 半层墙体自重。其它层重力荷载代表值包括：楼面横荷载、 上下各半层的柱及纵

24、横墙体自重。4.3.1 一层的重力荷载代表值楼面包载上、下120.66+116.55+105.82=343.03kN纵横梁自重kN上半层柱+下半层柱1487.16kN楼面活荷载合计 包载+0.5 活载：=1476.37kN4.3.2 二五层的重力荷载代表值楼面包载上、下120.66+116.55+105.82=343.03kN纵横梁自重kN上半层柱+下半层柱楼面活荷载合计包载+0.5活载：kN4.3.3 第六层的重力荷载代表值50琳面活荷载、纵横梁自重、半层柱自重、50哪面均布活荷载、纵横梁自重、楼面554 kN层墙重(169.128+128.304 ) X 0.5 =267kN554+343

25、.03+297.12+148.716+0.5 X 267554kN层墙重868kN屋面包载:女重：128.304X0.5 =(120.66+116.55+128.82 )44.69kN纵横梁自68.31+150.48+14.85+63.48=297.12kN半层柱自重：64.152kN半层墙自重：X0.5=183.02kN屋面活载64kN合 计包 载 +0.5868+44.69+297.12+64.152+183.02+ 0.5 X 64=1488.98kNn由上述计算得出一幅框架(n 6)总重力荷载代表值Gii 11476.37+1584.26 X 4+1488.98=9263.69 kN。

26、G=1488.98kN.G5=1584.36kN.G=1584.36kN.G=1584.36kN.G2=1584.36kN.G=1437.67kN.1图4.1质点重力荷载值4.4横向框架侧移刚度计算4.4.1 计算梁、柱的线刚度(1)计算各框架梁柱的截面惯性矩框架梁的截面惯性矩：6.9m跨度：Ibh3300 6003_ 945.4 10 mm ,12123.0m跨度：Ibh3300 60035.4 109mm4。1212框架柱的截面惯性矩:3 3bh3 600 600394600mm600mm: I 10.8 10 mm。1212框架中的混凝土等级为C30,弹性模量E=3X 107kN/m2o

27、在框架结构中，现浇楼面或预 制楼板但只有现浇层的楼面，可作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对轴线框架梁的惯性矩乘以2.0。框架梁柱线刚度计算过程见表4.3和表4.4。表4.3梁线刚度计算表类别Ec2b h(mm mm)l0=bh3/12 (mm)l(mmIb=2.0I0(mm4)Kbi = Ec Ib/l (N mm)6m跨度(N/mm43 10300 600_ 95.4X106900一一一 910.8 x 10_104.7X103m跨度3 104300 60095.4 X 109300010.8 x 109一一._101010.8 乂&#

28、39;1010表4.4柱线冈I度Ic计算表层次hc(mm)Ec(N/mn2)b h(mm mm)Ic=bh3/12 (mm)Kc= Ec I c/h (N mm!2-6330013.0 10460060010.8 x 1099.82 X101014350一一一 43.0 10600 600_ _一 910.8 x 10_107.45X104.4.2 计算柱的侧移刚度考虑到梁柱的线刚度比，用 D值法计算柱的侧移刚度，计算公式为D 12cic/h2,其中a c为柱侧移刚度修正系数，K为梁柱线刚度比，不同情况下 八K取值不同 对于一般层：， 对于底层:表4.5横向框架柱侧移刚度计算表层次层局h(m)

29、柱根数KcD=12 cK/h2(N/mrmD2-63.3边柱20.480.1920560136344中柱21.580.444761214.35边柱20.630.4320315100160中柱22.080.6329765d/ d°=1.36>0.7 ,该框架为规则框架 12图4.2框架计算简图4.5风荷载作用下框架结构力和侧移计算4.5.1 风荷载标准值作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：公式 Wk z s z 0（hi hj）B,式 中：基本风压0 0.45kN/m2； z风压高度变化系数，由于地面粗糙度 为C类，因此可 按表中计算；s风荷载体型系数，根据建筑物的体型

30、查荷载规得风载体型系数s=0.8 和s=-0.5 （背风面），因此取s 1.3； z风振系数，对于 30m以下且高宽比小于1.5 的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取 1.0;几 下半层柱高；hj上半 层柱高，对顶层为女儿墙高度； B 迎风面的宽度，B=7.8m；计算过程见表4.6。表4. 6风荷载计算表层数z (mDzzs0/(KN/m2)hi / mhj /mBW (KN)620.850.8511.1.30.451.651.07.68.9517.550.789101.30.451.651.657.610.29414.250.74101.30.451.651.657.69.65

31、310.950.74101.30.451.651.657.69.6527.650.74101.30.451.651.657.69.6514.350.741001.30.452.71.657.612.72等效节点集中风荷载计算简图见图 4.3 o其中，A为一极框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取。顶层A=(1+3.3/2)7.6=20.14 m2; 1-5 层 A=3.3 7.6=25.08 m2。图4.3 等效节点集中风荷载计算简图4.5.2 风荷载作用下的水平位移验算根据水平荷载，计算层间剪力，再依

32、据层间侧移刚度，计算出各层的相对侧移和绝对 侧移。计算过程见表4.7表4.8各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次Fi/kNVi/kND/(N/mm)ui / mmhl /mmu"hi68.98.91363440.0653300P 1/50769510.2919.191363440.14133001/2340449.6528.841363440.21133001/1563939.65P 38.94136344P 0.28633001/1153829.6548.141363440.35333001/9348112.7260.861001600.60743501/7166由表可以看出，风荷载作用

33、下框架的最大层间位移角为一层的1/7166,小于1/550,?两足规要求。4.5.3 风荷载作用下框架结构力计算计算方法采用D值法。在求得框架第I层的层间剪力M后，i层j柱分配到的剪力Vj以及柱上、下端的弯矩M：、M；分别按下列各式计算。柱端剪力计算公式为：ViD jijsDij柱端弯矩计算公式为： 下端弯矩：M ib Vij y ,上端弯矩： m： Vj (h y)，其中y %h。梁端弯矩“八剪力v以及柱轴力n分别按照下列公式 计算iiirMb -1-J-r(M ibi j M j)； Mb YvW'j MiU)；Vb(Mb Mb)/l；I,l r,j Ji b ibib ibnNi

34、(Vb1Vbr)。k i需要注意的是，风荷载作用下的反弯点高比 yn是根据均布水平荷载作用下的各层标准反弯点高度比yn查得。各层柱端、梁端弯矩及剪力计算见表4.8和表4.9和表4.10,风荷载作用下弯矩图见图4.5 。层次h/mV /kNDj/(N/mm)D1/(N/mm)Vi1/kNK/(N mm)VoV/mM b/kN mMt/kN m63.38.9136344205601.340.480.240.7921.063.3653.319.19136344205602.890.480.341.1223.246.2943.328.84136344205604.350.480.391.2875.60

35、8.7633.338.94136344205605.870.480.451.4858.7210.6523.348.14136344205607.260.480.51.6511.9811.9814.3560.861001602031512.340.430.73.04540.7916.10表4.9各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次h/mV /kNDj/(N/mm)D1/(N/mm)Vi1/kNK/(N mm)V0V/mMb/kN mMt /kN m63.38.9136344476123.121.580.3791.253.96.4053.319.19136344476126.701.580.4291.4

36、169.4912.6243.328.841363444761210.071.580.451.48514.9518.2833.338.941363444761213.601.580.4791.58121.5023.3823.348.141363444761216.811.580.51.6527.7427.7414.3560.861001602976518.0862.080.552.3943.2335.45表4.10风荷载作用下的梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次6m跨梁3m跨梁轴力Mb/kN mMb/kN ml/mVb /kNMb/kN mMb/kN ml/mVb /kN边柱N/kN中柱N/kN63

37、.361.946.90.774.464.463.002.97-0.77-2.257.3556.91.7911.5111.513.007.67-2.56-8.084128.426.92.9619.3519.353.0012.9-5.52-18.02316.2511.626.94.0426.7126.713.0017.81-9.56-31.79220.714.936.95.1634.3134.313.0022.89 -14.72-49.52128.0819.166.96.8544.0344.033.0029.35 -21.57-72.023.361.067.353.24125.6016.251.9

38、43.366.46.43.36，=,463.3657.356.2912.62、一.1063.98.42123.248.7618.288.769.4916.2510.6523.3823.385.6010.6511.624.4611.6214.95 -26V1.9412.621.5118.2819.3511.51 -3-96.2920.711.9827.7411.9821.5020.719.1616.135.4535.4511.9819.1643.2343.2340.7927.7434.3114.9334.3121.50图4.5风荷载作用下的框架弯矩图11.9816.111.9828.0811.9

39、840.794.6水平地震力作用下的框架力4.6.1 横向框架自振期运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自振周期可按下式来计算。VGiG , q VGi/ Di ,根据计算可得出结构顶点的假想位移计算如表4.11 O表4.11结构顶点的假想位移计算层次Gi / kNVGi / kNDi/(N/mm)ui /mmui / mm61488.981488.9813634410.9210.9251584.263073.2413634422.5433.4641584.264657.5013634434.1667.6231584.266241.7613634445.781

40、13.421584.267826.0213634457.40170.8111476.379302.3910016092.87263.67按顶点位移法计算框架的自振周期 T1=1.7XQ.6X J0.26367=0.524s4.6.2 横向地震作用计算、II类场地、防震烈度为7度，结构的特征周期Tg和地震影响系数a max。Tg=0.35s , amax=0.12 , 基本 地震加 速度为 0.15g , 由 于 T1=0.525s >1.4Tg=1.4 X0.35=0.49s, 应考虑顶点附加地震作用。6 n=0.08T1+0.01=0.08 X 0.524+0.01=0.0519 ,结

41、构横向总水平地震作用标准值:Fek("产 max ?0.85Tii 1Gi/ 0.35.0.9()0.120.5190.85 9302.39 665.59kN ,顶点附加水平地震作用:FnFfk0.0519 665.59 34.54kNnek结构顶层水平地震作用为FnGiH inFEk(1 n)nFEkGjH j其它各层水平地震作用Fi为：GiH inGjH jj 1Fek (1n)则各楼层地震剪力计算见表4.12 ,计算结果见图4.6表4.12各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hi (m)Hi (m)Gi (kN)GiHi (kN m)GHFi(kN)Vi (kN)6GjHjj 1

42、63.320.851488.9830970.780.264201.14201.1453.317.551584.2627803.760.237149.56350.0743.314.251584.2622575.710.193121.79472.4933.310.951584.2617347.650.14893.39565.8823.37.651584.2612119.590.10364.99630.8714.354.351476.376422.210.05534.71665.58201.14kN *201.14kN350.07kN472.49kN565.88kN630.87kN665.58kN1

43、49.56kN 121.79kN 4193.39kN Mi64.99kN 4134.71kN 4.6.3 横向框架抗震变形验算横向框架抗震变形验算如下表表4.13横向变形验算层次层间男力Vi(KN)层间刚度Di/(N/mm)层间位移VDi(mm层高h(m)层间相对弹性转角e6201.141363441.483.31/22295350.071363442.573.31/12844472.491363443.463.31/9533565.881363444.153.31/7952630.871363444.633.31/7131665.581001606.654.351/654层间弹性相对转角均满

44、足要求e e4504.6.4 地震作用下的框架梁、柱计算采用D值法计算框架柱剪力及弯矩,rVj柱端男力：DjM ijbVij y ;柱上端弯矩：M jVij yh ,jVi6 n 柱下端弯矩:Dijj 1框架柱的剪力及弯矩计算见表 4.14和4.15,地震作用下的框架弯矩见图4.7表4.14框架柱剪力及弯矩柱层 次hi /mV/kND1/(N/mm)Dj/(N/mm)DDjVj / kNK/(N mm)y。y/mMb/kNmMt/kN m边 柱63.3201.14205601363440.15130.370.480.240.79224.0576.1753.3350.07205601363440

45、.15152.860.480.341.12259.31115.1343.3472.49205601363440.15171.350.480.391.28791.83143.6333.3565.88205601363440.15185.450.480.451.485126.89155.0923.3630.87205601363440.15195.260.480.51.65157.18157.1814.35665.58203151001600.203135.110.430.73.045411.41176.32中 柱63.3201.14476121363440.34970.191.580.3791.

46、2587.73143.8953.3350.07476121363440.349122.171.580.4291.416172.99230.1743.3472.49476121363440.349164.901.580.451.485244.88299.2933.3565.88476121363440.349197.491.580.4791.581312.23339.4823.3630.87476121363440.349220.171.580.51.65363.28363.2813.3665.58297651001600.297197.682.080.552.39472.45387.45表4.

47、15地震作用下框架梁端弯矩及剪力楼层边梁走道梁柱轴力Mb /kN mMb/kN ml/mVb/kNMb /kN mMb/kN ml/mVb/kN边柱N/kN中柱N/kN676.1743.636.917.36100.26100.26366.84-17.36-49.125139.1896.396.934.14221.5 0221.503147.67-51.50-162.654202.94143.216.950.17329.07329.073219.38-101.67-331.863246.92177.196.961.47407.17407.173271.45-163.14-541.842284.1

48、6204.836.970.87470.68470.683313.78-234.01-784.751333.50227.646.981.32523.08523.083348.72-315.33-1052.1576.1724.05139.1876.1759.31143.631 f202.94 1一143.8996.3996.39230.17230.17115.13143.2143.63143.21一299.29329 07 299.29329.07172.9943.63143.89二一100.2676.1724.0576.1791.83； 155.09172.99177.19177.1991.83339.48155.09157.18363.28126.8959.31 '204.