土木工程专业毕业设计计算书-办公楼框架结构设计

某办公楼框架结构设计

专业：土木工程姓名：

学号：

指导教师：

毕业没计足大学本科教育培养Ht小实现的平:要阶段，足中业前的综合学习阶段，足深化、拓宽、综合教和学的承要过柷，足对大学期M所学专业知识的全而总结。

本组毕业设计题目为《某办公楼框架结构设计》。在华设前期，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》、《荷级规范》等规范。在毕设屮期，我们通过所学的基木理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别足在SARS肆掠期间，木组在校成W齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队粘沖。在毕设后期.主要进行设计f的111脑输入，并得到老师的审批和指止.使我1511满的完成了任务，在此表小衷心的感谢。

毕业设计的三个月取，在指导老师的帮助下，经过资料S阅、设计计锌、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、m.于册等相关内容的理解。巩W了专业知识、提商了综合分析、解决I'd题的能力。在进行内力组合的计算时.进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方而达到了毕业设计的B的与要求。

框架结构设计的计算工作M很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于己水平有限，难免有不妥和疏忽之处.敬请各位老师批评指止。

.零零三年六W十7IH

内容摘要

本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗茬设计。在确定框处布W之f，先进行了居M荷载代表侦的讣算，接苕利用顶点位移法求出A俟周期，进而按呔部奶力法计奸水平地浜荷级作用下大小.进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷战（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。足找出掠+利的一组或儿组内力组介。选取域安全的结果计订屺筋并绘图。此外还进行了结钩7/案屮的室内楼梯的没计。完成了平台板，梯段板.平台梁等构件的内力和配筋计兑及施工图绘制。关键词：框架结构设计抗震设计

Abstract

Thepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis2、3、7、8.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacemcnlmethod,lhenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebollom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoflheframesof(hedifferentaxis.Then(heinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestmetureunder(hehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedetenninationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads，thecombinationofinternalforcecanbemadebyusinglheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedin(heend.Keywords:frames,structuraldesign,anti-seismicdesign

毕业设计进度计划安排:

第一周

课题调研，选题、结构方案设计

第二周

M习结构设计有关内容，借阅相关规范及资料

第三周

异载、计算楼紀萜载

笫四周

计兑结构H孬周期、水平地震作用大小

第五、六周 水平地震力作用下的框架内力分析、计算

第七、八周 竖句荷载作用下的框架内力计算

第九周

枢袈内力组合分析、计算

第十周

义务劳动周

第十一周

楼层板配筋、框架梁配筋及构造

笫十二周

框架杜配筋、框架节点配筋及构造

第十三周

TBSA计算及分析

第十四周

楼梯计算，整理计算书

第十五周

翻译科技资料，岡阁

第十六周

打印论文，准格答辩

TOC\o"1-5"\h\z

\o"CurrentDocument"

第一部分：工程概况 I

建筑地点、迚筑类型、辻筑介绍、门窗使用、地质条件 1

柱网 1

框架结构承$方案的选择 2

框架结构的计订简图 2

梁、柱截而尺寸的初步确定 3

第二部分：框架侧移刚度的计算

横梁、纵梁、柱线刚度的计算 5

各层横向侧移刚®计兑 6

各层纵向侧移刚度计算 12

第三部分：重力荷载代表值的计算 13

類祕 13

\o"CurrentDocument"

质力荷钹代表值的计算 14

第四部分：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算……23

横向门振周期的计锌 23

水平地谣作用及楼层地谣时力的计算 24

多遇水平地籐作用下的位移验算 27

水平地震作用下框架内力计算 28

第五部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算

计算中元的选择确定 32

荷船情 33

内力计算 40

梁端妈力和柱轴力的计算 45

横向框架内力组合 46

框架柱的内力组合 54

柱端巧矩设计位的调粮 57

柱端剪力组合和设计侪的调粮 60

第六部分：截面设计 62

fli娜 62

框雛 68

框架梁柱节点核芯区截而抗震验算 78

第七部分：楼板设计 82

楼板类型及设计方法的选择 82

没计参数 82

弯矩计算 83

91

截面设计 87

第八部分：楼梯设计

设计参数 91

楼梯板计算 91

平台板计算 93

平台梁计算 91

第九部分:

框架变形验算

96

梁的极限抗弯承战力计算 96

柱的极限抗弯承载力计算 97

TOC\o"1-5"\h\z

确定柱端截曲冇效承载力M. 98

各柱的受剪承载力V，h的计算 99

楼层受釣承钱力Vn的计算 100

罕遇地菘下弹性楼层剪力V(.的计算 101

楼层W服承载力系数yl的计算 101

展间弹帮性位移验算 103

第十部分：科技測翻译 104

科技资料原文 104

原文翻译 113

第十一部分：设计心得 120

参考刪 123

第一部分：工程概况

建筑地点：北京市

建筑类型：六G!•办公楼，框架坊充墙结构。

建筑介绍：江筑ifti枳约1000平方米，後恙及盖均采川现浇悧筋氾凝土枇架结构，楼板PZ度取120mm.墳充坑采用蒸Ik粉煤灰加气混凝土砌块。

门窗使用：人门采用钢门，艽它为木门，门洞尺寸为I.2mX2.4m.窗为铝合金窗，洞口尺寸为1.8mX2.ini。

地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近蓝场地，设防烈度为8度。

柱网与层髙：木办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱M，边跨为7.2m,中间跨为2.4m，层高取3.6m，如下图所示:

-111_|111-111_11111-11

JuU_L4-U^-UMJ-LM4

1丁门丁r门丁t门才t门1

他|脚 通 湖疆,»»I態 2» •r~5~ ▲ 4 <& 6i6

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匡「VI犖运球基53F%赵£!!一51球球：t'-lsg窆•*,^a!冬球逛f-=_氅

,7硌赘运球基墊次令-<•s-<-R^g器te^^^SI^STk^^^TrlMHH

^§s^ss

横向炉架炽成的空问结构

木方案中，盂近似的按纵横W个方向的平而柄架分别计算。

梁、柱截面尺寸的初步确定：

1、 梁截血K度一般収梁跨度的1/12伞1/8。本力案取1/12X7200=60011^，截面宽度取600Xl/2=300nim,可得梁的截面初步定为bXh=300*600.

2、 框架拄的似而尺J 拄的轴H（比限位.按卜列公穴计

（1） 柱组合的轴^力设计位N=PFg.n

注：P考虑地蒺作用组合后杵轴H、力增人系数。

F按简支状态计ff柱的负载面积、

折算在单位迮筑面积上的重力说钱代表值，nJ•近似的取MKN/ni2。n力验锌《而以I.的楼E层数。

（2） A.^N/uxfc

注:山为椎架柱轴旭比限值，本*-案为二级抗震等级，査（抗震规

范》可知収为0.8。

fc为混凝十.轴心抗Ik强度设计值，对C30,企衍14.3N/mm2。

3、计算过程:

对丁边柱:

N=PFgfn=1.3X25.92X14X6=2830.464(KN)

Ac^N/ihifc=2830.464X1070.8/14.3=247418.18(mm:〉

取700mmX7OOmm

对丁内柱：

N=0FgEn=l.25X34.56X14X6=3628.8(KN)Av^N/u>ifl=3628.8*1070.8/14.3=317202.80(mm2)

取700mmX7OOmm

梁战面尺寸(mm)

混凝土等级

横梁(bXh)

纵梁(bXh)

AB跨、CD持

BC跨

C30

300X600

250X400

300X600

ft战面尺寸(mm)

层次

混凝土等级

bXh

1

C30

700X700

2-6

C30

650X650

第二部分：框架侧移刚度的计算

、横梁线刚度ib的计

类别

Ec

(N/ran2)

bXh

(mmXmm)

Io

(mm’〉

1

(mm)

EJo/1

(N•mm)

1.5EJ0/l

(N•mm)

2EJO/1

(N•mm)

AB跨、CD跨

3.OXIO1

300X600

5.40XI09

7200

2.25X10'°

3.38X10,u

4.50XIO'"

BC跨

3.0X10’

250X400

1.33XI09

2400

1.67X10…

2.50X10，u

3.34X10'"

.、纵梁线刚度ib的计算:

类别

Ec

(N/mnT’)

bXh

(mmXmm)

Io

(mm1)

1

(mm)

E.Io/1

(N•mm)

1.5EJo/l

(N•mm)

2E,IO/1

(N・mm)

_跨

3.0X10'

300X600

5.4X109

4200

3.86X10'°

5.79X10"'

7.71X10，n

其它跨

3.0X10*

300X600

5.4X109

7200

2.25X10'°

3.38X10K，

4.50XIO10

三、柱线刚度i。的计算：I=bhJ/12

层次

he(mm)

Ec(N/mm*)

bXh

(nunXmm)

rt

(mm1)

E.L/hc

(N•mm〉

1

4700

3.0X10*

700X700

2.001X10'°

12.77XIO10

2—6

3600

3.0X10’

650X650

1.448X10'°

12.40XIO'°

1层A-5柱

8300

3.0X10

700X700

2.001X10"'

7.23X10"

四、各层横向侧移刚度计算：（D值法）

1、底层

①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、1）-4、D_7、D_8（9根）

K=0.352

□<=(0.5+K)/(2+K)=0.362Dil=aeX12Xit/h2

=0.362X12X12.77X10'74700?

=25112

、A-l、A-4、A-6、A-9、D_5、D~6,D-9(8根)

K=3.38/12.77=0.266

ae=(0.5+K)/(2+K)=0.338Pi2=acxl2Xit/h2

=0.338X12X12.77X1OW/47OO2

=23447

、B-l、C-l、B-9、C-9(4报〉K=(2.5+3.38)/12.77=0.460

ac=(0.5+K)/(2+K)=0.390Di3=aeX12Xie/h2

=0.390X12X12.77X1074700'=27055

、B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、07、

3.38

12.77

3.38

12.77

3.34

4.5

12.77

2、第二

2、第二

B-8、C-8(9根>

K=(3.34+4.5)/12.77=0.614a<=(0.5+K)/(2+K)=0.426Di4=aexl2Xic/h2

=0.426X12X12.77X10'74700:=29552

、B-4>B-6、C-5、C-6(4报)K=(3.34+3.38)/12.77=0.526a<=(0.5+K)/(2+K)=0.406

Di5=acX12Xit/h2

=0.406X12X12.77X10'°/4700'=28165

、B-5(I根)K=3.34/12.77=0.262

ac=(0.5+K)/(2+K)=0.337

Di6=acX12Xic/h;，

=0.337X12X12.77X10*74700'=23378

3.34 3.38

12.77

3.34

12.77

LD.=25112X9+23447X8+27055X4+29552X9+28165X4+23378-923810

12.4

12.4

、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2.D-3、D-4、D_7、

D-8(9根)

K=4.5X2/(12.4X2)=0.363

aC=K/(2+K)=0.154

Dil=atX12Xit/hz

=0.154X12X12.4X10'73600?

=17681

、A-l、A-9、D-l、D-5、D-6、D-9(6根〉K=3.38X2/(12.4X2)=0.273

ae=K/(2+K)=0.120

Di2=aeX12Xie/hz

=0.120X12X12.4X10*73600-

=1377H

、A-5(1根)K=4.5/7.233=0.622

a<=(0.5+K)/(2+K)=0.428

Di3=afX12Xit/h2

=0.428X12X7.233X10w/8300'=5392

、A-4、A-6(2根〉

4.5

12.4

4.5

3.38

12.4

3.38

4.5

7.233

4.5

3.38

K=(4.5+3.8)/(12.4*2)=0.318

K=(4.5+3.8)/(12.4*2)=0.318

ac=K/(2+K)=0.137Di4=afX12Xif/h?

-0.137X12X12.4X10'73600*

=15730

、B-l、C-l、B-9、C-9(4拟)

K=(2.5+3.38)X2/(12.4X2)=0.474ac=K/(2+K)=0.192

Di5=atX12Xit/h2

-0.192X12X12.4X10,o/3600?

=22044

、B-2、B-3.C-2、C-3、C_4、C-8(9根)

K=(3.34+4.5)X2/(12.4X2)a«=K/(2+K)=0.240

Di6=acX12Xic/h2

=0.240*12*12.4*10'73600'

=27556

、13-4、B-6(2HD

K=(3.34X2+4.5+3.38)/(12.4X2)=0.587

3、第三M平第六

K=(3.34X2+4.5+3.38)/(12.4X2)=0.587

3、第三M平第六

3.34

3.38

12.4

3.34

3.38

3.34

12.4

3.34

ac=K/(2+K)=0.227

Di7=afX12Xif/h?

-0.227X12X12.4X1OI0/36OO2=26063

、C-5、C-6(2根)

K=(3.34+3.38)X2/(12.4X2)-0.542ac=K/(2+K)=0.213

Di8=acX12Xit/h2

二0.213X12X12.4X10'73600J=24456

、B-5(1根)K:3.34X2/(12.4X2)=0.269a<=K/(2+K)=0.119

Di9=acX12Xie/hz

-0.119X12X12.4X10'73600?

13663

Ll>2=17681X9+13778X6+5392+15730X2+22044X4+27556

X9+26063X2+24456X2+13663

=729530

Hi)

、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

、A-l、A-9、D-l、1)-9、D-5、D-6(6W)

DS2-1377H

、B-l.C-1、B-9.09(4fli)

Di3-22014

、B-2、B-3、B-4、B-5、02、03、04、B_6、B-7、B-8、07、C-8（12

根）

Di4=27556

、C-5、C-6（2报）

Di5=24456

EI)ie=17681X12+l3778X6+22044X4+27556X12+24456X2

=762600

4、顶层:

、0-5、D-6(2银)

K«38X2/(12.4X2)=0.273ac=K/(2+K)=0.120

Dil=acXI2Xic/h-

=0.120X12X12.4X10'73600?=13778

、C-5、C-6(2根)

3.38

12.4

3.38

3.38

12.4

3?34

3.38

K=(3.38X2+3.34)/(12.4X2)=0.407

K=(3.38X2+3.34)/(12.4X2)=0.407

ac=K/(2+K)=0.169

Di2=acX12Xit/h2

=0.169X12X12.4X10'7360(f=19404

EDh尸13778X2+19404X2-66364由此可知，横向框架梁的辰间侧移刚度为:

层次

1

2

3

4

5

6

顶

ED,(N/mm)

923810

729530

762600

762600

762600

762600

66364

ZDi/LIV923H10/729530>0.7,故该框架为规则框架。

五、备层纵叫侧移刚度计S7:

同现，纵向框恕层间侧移刚度为:

层次

1

2

3

4

5

6

顶层

LD,(N/mm)

1035634

935623

942398

942398

942398

942398

103102

SDi/SD2=1035634/935623>0.1，故该框恕为规则框架。

第三部分:

重力荷载代表值的计算

2()

2()

22X0.03=0.66KN/BI1

0.4KN/m2

14.5X0.02=0.29KN/m5X0.15=0.75KN/m?

25X0.12=3.0KN/m?

0.25KN/m2

一、资料准备：

查＜荷载规范》可取:

、屈面永久荷战标准侦（上人〉30厚细石浞凝土保护层

三毡四油防水层

20厚矿濟水浞找平层

150厚水泥蛭心保温S

120原钢筋混SI•.板

V型轻钢龙骨吊顶

（:展9mm纸jtlRi’nfe、迎50mm的＞7棉板保温居）

合计

5.35KN/m2

、1-5层楼面：

木块地而（加防腐汕行铺砌厗76mm） 0.7KN7m2

120測筋混凝:1.板

vM耔钢龙ITMWi

合计

、崖面及楼面可变我标准值:

I•.人屋而均介活荷拔标准值

楼面活荷钹标准ft

W.ifiiS荷载标准偾

、梁柱密度25KN7m'

25X0.12二3.0KN/nT

0.25KK/m2

3.95KN/m2

2.0KN/m2

2.0KN/m2

SFUrS^l.OXO.2二0.2KN/m2

(式中山为屋面积雪分布系数〉

蒸Ik粉煤灰加气混凝土砌块 5.5KN/m3

二、重力荷载代表值的计算:

1、第一层:

⑴、梁、柱:

类别

净跨

（I醐）

戗面

(mni)

密度

(KVin’)

体积

(mJ)

数K

（根）

申®

<KN)

总承

(KN)

横梁

6500

300X600

25

1.17

29.25

497.25

1700

250X400

25

0.17

9

4.25

38.25

6500

300X600

25

1.17

28

29.25

819.00

3500

300X600

25

0.63

4

15.75

63.00

炎別

计算髙度

（mm）

截面

(mm)

密度

(KN/m-')

体积

(m3)

数量

（根〉

单东

(KN)

总承

(KN)

柱

3600

700X700

25

1.764

36

44.1

1587.6

（2＞、内外填充墙重的计算:

横墙:

AB跨、CD跨墙:墙厚2401圃，计算长度6500mm，计算髙度3600-600=3000mmo

单跨体积:0.24X6.5X3=4.68m3

单跨重量:4.68X5.5=25.74KN

数景：17

总重:25.74X17=437.58KN

BC跨墙:墙19240mm,计算长度1700mm，计算高度3600-600=30_m，

单跨体积:(1.7X3-1.5*2.4)X0.24=0.36mJ单跨重量:0.36X5.5=1.98KN

数量:2

总承：1.98X2=3.96KN

则所横墙：墙1?240mm,计玎长度7200-2400=4800mm.计订萵度

3600-120=3480mmu

体积：0.24X4.8X3.48=4.009m'

重量:4.009X5.5=22.0495KN

横墙总S:437.58+3.96+22.0495-463.5895KN

纵Wi:

跨外墒:单个体积:[(6.5X3.0)-(1.8X2.1X2)]X0.24=2.8656m3数量:12

总重:2.8656X12X5.5=189.1296KN

M所外纵墙:体积:6.5X3.0-1.8X2.1=15.72m3

总重：15.72X5.5=86.46KN

楼梯间外纵墙:体积:3.5X3.0-1.8X2.1=6.72m3

总重:6.72X5.5=36.96KN

门卫外纵墙:体积:3.5X3.0-1.2X2.4=7.62m3

总重:7.62X5.5=41.91KN

内纵墙：中个休积：(6.5X3.01.2X2.4*2)X0.24-13.74m3

巾个巫蛍：13.74X5.5=75.57KN

数量:12

总重:75.57X12=906.84KN

M所纵墙:单个体积:0.24X(3.6-0.12)X4.93=4.1175b3单个重量:4.1175X5.5=22.6463KN

数量:2

总屯：22.6463X2=45.2926KN正门纵墙:总重：(1.8X6.5-1.8X2.丨〉X0.24X5.5=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：IBOOmmX2100mm

自笊:0.4KN/m?数量：26

重量:1.8X2.1X0.4X26=39.312KN

办公室窗戶：

尺寸：1500mmX2100mm

自重:0.4KN/m2

数量:2

1.5X2.1X0.4X2二2.52KK

总jfi:39.312+2.52-41.832KN

⑷、门重计算:

木门：尺寸：1200mmX2400mm

fl®：0.15KN/m2

数量:26.25

宽蛩:1.2X2.4X0.15X26.25=11.34KN

铁门：尺寸：6500inmX3000mm

自重:0.4KN/m2

数量:0.5

重量:6.5X3*0.4X0.5=3.9KN

总重:11.34+3.9=15.24KN

(5)、楼板te载、活戗计算(楼梯间按楼板计

面积:48.4416X13+117.4176+30.24=777.3984(m2)

懺:3.95X777.3984=3070.7237KN

活载:2.0X777.3984=1554.7968KN

山以上计抒nJ知，-居熏力荷载代表值力

Gi=G^,+0.5XG活

=(497.25+38.25)X1.05+(819+63)X1.05+1587.6X1.05+463.5895+1317.0466+41.832+15.24+(3070.7237+1554.7968)X0.5

=9618.5836KN

注：梁柱剩上粉刷以市力vm对it市力茹载的増人系数i.o5.

2、第二层：

（1）、梁、柱

横梁:

AB跨：300mmX600mm

29.25KNX18根=526.5KN

BC跨：250mmX400inin

4.25KNX9根=38.25KN

纵梁：

K19+63=882KN

柱：

类別

计算髙度

（mm）

戗而

(mm)

密度

(KN/m3)

体积

数S

（根）

单重

(KN)

总重

(KN)

柱

3600

650X650

25

1.521

36

38.025

1368.9

（2）.内外填充墙朮的计筇:

横墙总朮：463.5H95KX

纵墙：

比较第.：层纵墙与第一层的IX别冇:

人厅：一层有铁fJ

、B_跨钉内墙。

比较异M后，可得第二层纵墙总承为：

1317.0466+(3.0X6.55-2X1.8X2.1)X0.24X5.5-3.9+(1.5X6.55-1.5X1.2)X

0.24X5.5+(1.5X3.55-1.5X1.2)X0.24X5.5

=1317.0466+15.9588-3.9+10.593+4.653

=1344.3514KN

（3〉、窗户计算（钢框玻璃窗）:

第一类：

尺、j•:IROOmmX2100mm

0®：0.4KN7m?

数ft:29

重里:1.8X2.1X0.4X29=43.848KN

第二类：

尺寸：1500mmX21OOinm自重:0.4KN/m2

数量：2

電景：1.5X2.1X0.4X2=2.52KN

总市:43.848+2.52-46.368KN

⑷、rm:计jt:

木门：尺、h1200mmX2400mm0.15KN/m2

数量:27.25

重量:1.2X2.4X0.15X27.25=11.772KN(5〉、楼板枳钹、活钱计狩(楼梯间按楼板计箅)：面积:777.3984+11.16X6.96=855.072(mJ)恒载:3.95X855.072=3377.5344KN活我:2.0X855.072=1710.144KN由以lil<nj•知，二层重力荷载代表值力

G^-Gn»+0.5XG*

=(526.5+38.25)X1.05+882X1.05+1368.9X1.05+463.5895+1344.3514+46.368+11.772+(3377.5344+1710.144)X0.5

=9910.1918KN

il:：梁tl:剩上粉刷^取力荷载而对儿柬力荷载的增人系数1.05。

3、第三层至第lig:

比较其与第三G的W同，只有B®⑤、B®⑥不|nj,Id扣三到五力荷载代表

值为:

Gs5=9910.1918-10.593-4.653+(3.0X10.1-2X1.2X2.4)X0.24X5.5=9927.3386KN

4、第六层甫力荷战代衣伉的计访：

横梁:526.5+38.25=564.75KN

纵梁：882KN

柱，

汁行尚度：2100mm

面：650mmX650mm

数量:36

总重:0.65X0.65X2.1X25X36=798.525KN

横墙:463.5895/2=231.7948KN

纵墙：(1344.3514+32.3928-10.593-4.653)/2-680.7491KN

窗®:46.368/2=23.184KN

木门重:门商2400mm,计算商度为门的1500mm以I:，故系数

a=(2.4-1.5)/2.4=3/8则木门重:11.772X3/8=4.4145KN

恒载:855.072X5.35=4574.6352KN

活钱:855.072X2.0=1710.144KN舌载:855.072X0.2=171.0144KN

由以上计算可知,

六层重力荷载代表值力

G6二Gn+0.5XGk

=(564.75+882+798.525)XI.05+23L7948+680.7491+23.IK4+4.4145+4574.6352+(1710.144+171.0144)X0.5

=9753.4748KN

注：梁柱剩I•.粉刷层朮力荷找而对M:市力莳载的垌人系数1.05。

5、顶端®力载代农值的计

横梁:29.25X2=58.5KN

纵梁:15.75X2=31.5KN

柱：38.025X4=152.1KN

横墙:25.74X2=51.48KN

纵墙：

(3.0X3.55-1.2X2.4)X0.24X5.5+(3.0X3.55-1.8X2.1)X0.24X5.5=19.3248KN

木门:1.2X2.4X0.15=0.432KN

窗:1.8X2.1X0.4=1.512KN

楼板识钱、活钱计兑：

面积:4.2X7.2=30.24m2

纖:30.24X5.35=161.784KN

活载:30.24X2.0=60.48KN

雷载:30.24X0.2=6.048KN

由以上计好知，顶端市力荷载代表仿为

Gu-G3i+(k5XGa

二58.5+31.5+51.48+19.3248+152.1+0.432+1.512+161.784+(60.48+6.048)X0.5=543.1608KN

集中r各楼层标尚处的市力荷载代衣伉g.的计抒结果如卜图所示:

Clt-543.1608KN

G6-9753.4748KN

C5-9927.3386I.N

C4-9927.3386KN

> C3-992L3386KN

C2-9910.1918KN

Gl-9618.5836KN

各质点ftO荷扶代表»

第四部分：横向水平荷载作用下框架

结构的内力和侧移计算

一、横向自振周期的计算：

横叫自振周期的计界采用结构顶点的假想位移法，

按式Ge=Gh(1(l+3Xh./2/H)将突出房屋重力荷我代农值折觀主体结构的顶层，即：

Ge=543.1608X[1+3X3.6/(3.6X5+4.7)]=650.8153(KN)

基本自振周期T,(s)可按下式计辞:

T,=1.7Vt(ut)17

注：tv假想把集中在各层楼而处的重力载代表值(；1作为水平荷载而算得的结构顶点位移。

VT结构•从本0瓜周期巧虑非承:取砖墙影响的折减系数，取0.6。ut按以下公式计订：

Vc,=EG.

(Au)i=Vgj/EDuut=E(Au)k

注：ED.j为第i层的层间侧移刚度*

(Au):为第i层的层叫侧移。

(Au)k为第k层的层间侧移。

s力同层内桥架柱的总数。

结构顶点的假想侧移计算过程见下表,代中第六^的G.为&和G.之

和。

结构顶点的假想侧移计w

层次

G.(KN)

VCl(KN)

ED.(_rn>

Au,(mm)

lb(nun)

6

10404.2901

10404.2901

762600

13.641

265.989

5

9927.3386

20331.6287

762600

26.661

252.685

4

9927.3386

30258.9673

762600

39.679

225.685

3

9927.3386

40186.3059

762600

52.696

186.006

2

9910.1918

50096.4977

729530

6K.670

133.31

1

9618.5836

59715.0813

923810

64.640

64.64

Ti=1.7Vt(W

=1.7X0.6X(0.265989)'2=0.526(s)

二、水平地越作用及楼层地震W力的计算：

本结构尚度不超过40m.质S和刚度沿卨度分布比较均匀，交形以WW型为主，故吋川底部剪力法H锌水平地族作用，即：

1、 结构等效总®力荷钱代农值G.、

G„|-0.855ZGi

=0.85X(9618.5836+9910.1918+9927.3386X3+9753.4748+543.1608)=50666.3128(KN)

2、 计斿水平地震影响系数a：

Z£

Z£

(u…*Z*l=T)^3='A

Y闷fiJ3塾职丄氺3斜鸳yftfiU墊职

(NH)E£E7>Efr=CH^Z)/(ll2-Dwim

:总44Y>15Hlf4)恝WA氺M谢

n壯zm •obh*xi^ii'o^jv

IZU'0=100*9290X800=!0.0+180.0=uS墦多MOJSWiMnW®妞m叫恝取

Tfc冰叫榭海Ml箱挙函4S9SS•o-'i^-o-Eoxri=airi团(W8S99-068t=82IE'99909X99600=H，9*v=«J

99600=

91OX"(9gg0/£-0)=

飞。d/Bl)='e

910=^v明积8Y积砝穿？?

'0=1BMfiffe｛迎姑结51取掷漾二M梁眾

各质点横向水平地震作川及楼层J也脯力计W表

层次

H.(m)

Gi(KN)

G,H.(KN-m)

GH./ZG.H.

F,(KN)

V,(KN)

26.3

543.160H

13959.23

0.017

73.«20

73.820

6

22.7

9753.474«

221403.KH

0.269

116K.OHK

1241.90H

5

19.1

9927.3386

189612.17

0.230

998.737

2240.645

4

15.5

9927.3386

153873.75

0.187

812.016

3052.662

3

11.9

9927.3386

118135.33

0.143

620.954

3673.615

2

8.3

9910.191«

82254.59

0.100

434.233

4107.848

1

4.7

9618.5836

45207.34

0.055

238.828

4346.676

824446.29

ft质点水平地苠作用及楼K地蒺射力沿房W尚度的分布见卜刊:

v6

V5

V4

水平地震作用分布

居间剪力分布

（具休数ffi阽丄农）

三、多遇水平地震作用下的位移验算:

水平地苠作用下柩架结构的层间位移(△□)，和顶点位移11。分別按下列

公式计算:

(Au).=Vi/LD.j

ui=L(Au)k

各以的S间弹性位移ffH(Au)./h,，根裾《抗廣规范》，巧虑砖项充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移fljRlffl[0j<l/550.

计算过程如卜.表:

横向水平地鹿作叫下的位移验W

层次

V.

(KN)

EDt(N/mm)

(Au).

(mm)

Ui

(mm)

hi

(mm)

0o=(Au)i/h.

6

1241.908

762600

1.629

23.723

3600

1/2210

5

2240.645

762600

2.938

22.094

3600

1/1225

4

3052.662

762600

4.003

19.156

3600

1/899

3

3673.615

762600

4.817

15.153

3600

1/747

2

4107.848

729530

5.631

10.336

3600

1/639

1

4346.676

923810

4.705

4.705

4700

1/999

由此可见，最大层间弹性位移角发牛在第二层，1/639<1/550,满足规范要求。

四、水平地籐作用下框架内力计算:

1、柄架柱端則力及巧矩分別按下列公八计V7:

Vo^Vi/EDm

M-.^V.^yh MVV"(1-y)h

y=yn+yi+y2+yj

注:y„框架柱的标准反弯点商度比。

yi为上卜_层梁线刚度变化吋反弯点髙度比的修正值。

y：、y，为上F层层ft变化时反弯点岛度比的修正偾。

y框架柱的反弯点高度比。

底层柱需考虑修正值y、，第二层柱需考虑修正值7：和Y3,Jt它柱均无修正。卜'而以_©⑧轴线横向框架内力的计n为例：

冷层柱端弯矩及的力计行（边柱）

层次

hi(m)

V,(KN)

(N/mm)

边柱

D,i

(N/mm)

VS1

(KN)

k

y

(m)

Mb"

(KN•m)

Mu"

(KN-m)

6

3.6

1241.908

762600

17681

28.794

0.363

0.18

18.66

85.00

5

3.6

2240.645

762600

17681

51.950

0.363

0.33

61.72

125.30

4

3.6

3052.662

762600

17681

70.776

0.363

0.40

101.92

152.88

3

3.6

3673.615

762600

176K1

«5.173

().363

0.45

137.98

16K.64

2

3.6

4107.848

729530

17681

99.558

0.363

0.55

197.12

161.28

1

4.7

4346.676

923810

25112

118.156

0.352

0.73

405.39

149.94

例:第六层边柱的计锌:

V，,=17681X1241.908/762600-28.794(KN)y=yn=0.18(m)(无修it)

Mh"=28.794X0.18X3,6-18.66(KN*m)

M_"=28.794X(1-0.18)X3.6=85.00(KN*rn)

各层柱端弯矩及剪力计打:（中柱）

b(m)

V.(KN)

EDM

(N/rnm)

中

柱

(N/mm)

vl2

(KN)

k

Y

(m)

Mbl2

(KN-m)

M°12

(KN-m)

6

3.6

1241.908

762600

27556

44.875

0.632

0.30

4H.46

113.08

5

3.6

2240.645

762600

27556

80.964

0.632

0.40

116.59

174.88

1

3.6

3052.662

762600

27556

110.306

0.632

0.45

178.70

218.41

3

3.6

3673.615

762600

27556

132.743

0.632

0.45

215.04

262.83

2

3.6

4107.848

729530

27556

155.163

0.632

0.54

301.64

256.95

1

4.7

4346.676

923810

29552

139.047

0.614

0.65

424.79

228.73

2、梁端弯矩、肋力及柱轴力分別按以下公式il算:M1b=i1hJ+Mui.J)/(ii、・)

Mrb=irb(M\，.j+Mui,j)/(i'b+irb)Vb=(M'b+Mrb)/1NfE(VV\)m

A体计算过程见下表:

梁纗弯矩、剪力及柱轴力的汁搏

s次

边梁

走道梁

柱轴力

M'(.

1

v„

M'i.

1

Vb

边柱N

屮柱K

6

85.00

64.91

7.20

20.82

48.17

48.17

2.40

40.14

-20.82

-19.32

5

143.96

128.19

7.20

37.80

95.15

95.15

2.40

79.29

-58.62

-60.81

4

214.60

192.28

7.20

56.51

142.72

142.72

2.40

118.92

-115.13

-123.22

3

270.56

253.43

7.2()

72.7«

1«8.10

1K«.10

2.40

156.75

-1K7.91

-207.19

2

299.26

270.91

7.20

79.19

201.08

201.0«

2.40

167.57

-267.10

-295.57

1

347.06

304.42

7.2()

90.48

225.95

225.95

2.40

188.29

•357.58

-393.38

例：第六feh

边梁M'k=Mu»=85.00KN-m

M\=113.08*4.5/(4.5+3.34)=64.91KN•m走道梁M1b=Mrb=113.08-64.91=48.17KN•m

边柱N=0-20.«2=-20.82KN

85.00

11108

.L9

174.88

.15

85.00

18.66

14196

25.30

52.88

61.72

214.60

中柱N二20.82-40.14二-19.32KN

1^2.28

218.41

7?

②③⑦⑧轴线横向枢架芎妒图（KN^m）

20.82

20.82

37.K0

37.HO

56.51

1L«.

jo56.51

72.7X

72.7«

156J

F5

II111I1II1I

79.19

167.|

57

1II]111III1

1II11111I

90.48

±LI

90.48

Ifffl.

77777 /77/7777 77/

-20.82

-58.62

-115‘13S

I

-357.58

/777T

-207.19

②©⑦®轴线横向挢恕梁剪力图（KN）

第五部分:

-60.81

-12122

19.32

«0.R1

123.22

207.19

-295.57gg2(17.10

77777

__轴线横问相:架轴力阌（KN）

向荷载作用下框架结构的内力计算

20.«2

说«2

115.13

187.91

267.10

357.58

荷战作川层框架梁上的尙钱分布如卜图所示:

4()

(横向框架内力计

一、计算单元的选择确定：

取③轴线横h’d框架迸行计锌，如下阁所示:

计算单元宽度为7.2m,由丁房间内布罝有次梁(bXh=200nunX400mm),故直接传给该框架的楼而荷载如M中的水平阴影所示。计狩单元范_内的It余楼而荷载则通过次梁和纵向框架梁以集屮力的形八传给横M框架，作用r•各节点上。山j•纵向枢架梁的屮心线与柱的屮心线不熏合，所以在框架节点上还作川冇集屮力矩.

二、荷载计算:

39

1、ti（载作用下杜的内力计算:

ri >

q2 M2

k/LIUN

P里

Zl111

湘

人

qlr

, Z2fln

•

Z2DD ..

各s梁上作历的恒权軟

、对于第6层，

qi、q/代表横梁ft電，为均布荷战形式。

qi=O.3X0.6X25=4.5KN/m

q,’=0.25X0.4X25=2.5K\/m

q，、和q/分别为閜面fe和走道板传给横梁的梯形荷战和三角形荷战。q-2=5.35X3.6=19.26KN/m

q/=5.35X1.8=9.63KN/m

Pi'Pz分别由边纵梁、中纵梁盥接传给柱的恒载，它包拈主梁自重、次梁9觅、楼板觅等®力荷荻，计算如下：

P>=[(3.6X2.4/2)X2+(2.4+7.2〉X1.8/2]X5.35+4.5X7.2+0.2X0.4X25X7.2=132.95KNP^=[(3.6X2.4/2)X2+(2.4+7.2)XI.8/2+(2.7+3.6)X2X1.2/2]X5.35+4.5X7.2+0.2X0.4X25X7.2=173.39KN

集中力糾M,=Piei

=132.95X(0.650.3)/2=23.27KN•m

MfP心

=173.39X(0.65-0.3)/2

=30.34KN・m

、对p2-5层，

包M梁和其上横墙£J®，力均布仰敕，K它仰我的计兑5法同第6S。q.=4.5+0.24X3.0X5.5=8.46KN/m

q,_=0.25X0.4X25=2.5KN/m

q，、和q/分別力楼而板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=3.95X3.6=14.22KN/m

q/=3.95X1.8=7.11KN/m

外纵墙线密度[<7.2X3.0-1.8X2.1X2)X0.24X5.5+2X1.8X2.IX0.4]/7.2=2.99KN/m

Pi=(3.6X2.4+9.6X0.9)X3.95+(4.5+2.99)X7.2+0.2X0.4X25X7.2=130.28KN

Pz=(3.6X2.4+9.6X0.9+6.3X1.2)X3.95+8.46X7.2+0.15X0.3X25X7.2=167.13KN

集中力矩M.=P(ei

=130.28X(0.65-0.3)/2

=22.80KN•m

#

=167.13X(0.65-0.3)/2=29.25KN•m

、对丁第1层，

柱子为700mmX700mm.It余数据同2-5层，则

q.=4.5+0.24X3.0X5.5=8.46KN/m

q/=0.25X0.4X25=2.5KN/m

q，、和q/分别力楼面和/12道板传给横梁的梯形戗和三粕形我。

q2=3.95X3.6=14.22KN/m

q/=3.95X1.8=7.11KN/m

外纵墙线密度[(7.2X3.0-1.8X2.IX2)X0.24X5.5+2X1.8X2.1*0.4]/7.2=2.99KN/m

Pi=(3.6X2.4+9.6X0.9)X3.95+(4.5+2.99)X7.2+0.2X0.4X25X7.2=130.2KKN

Pv=(3.6X2.4+9.6X0.9+6.3X1.2)X3.95+8.46X7.2+0.2X0.4X25X7.2=167.13KN

集中力矩M.=P.ei

=130.28X(0.70-0.3)/2

=26.06KN・m

M2=p2e2

=167.13X(0.70-0.3)/2=33.43KN•m

2、活载作用下柱的内力计算:

活说钹作川下各层fr:架梁I:的仰找分布如下阁所示:

活说钹作川下各层fr:架梁I:的仰找分布如下阁所示:

Pl P2 pl

q2

LT?

q2*M2

q2

B

79on

94nr^l

7700

备展柒上作用的活笮敢

(1)、对于第6层,

q2=2.0X3.6=7.2KN/m

q/=2.OX1.8=3.6KN/m

P.=(3.6X2.4+9.6X0.9)X2.0=34.56KNP2=(3.6X2.4+9.6X0.9+6.3X1.2)X2.0M9.68KN集中力矩MfPa

=34.56X(0.65-0.3)/2

=6.05KN•m

MZ=P曲

=49.6«X(0.650.3)/2=8.69KN•m

M理，在屋面哲荷载的作用卜：

q2=0.2X3.6=0.72KN/m

q；=0.2X1.8=0.36KN/m

P>=(3.6X2.4+9.6X0.9)XO.2=3.456KN

P2=(3.6X2.4+9.6X0.9+6.3X1.2)XO.2=4.968KN

集巾力矩Mi=Piej

=3.456X(0.650.3)/2

=0.605KN•m

M：.=P?e2

=4.96«X(0.65-0.3)/2

=0.869KN•m

(2〉、对丁第2-5层，

q2=2.0X3.6=7.2KN/m

q/=2.OX1.8=3.6KN/m

Pi=(3.6X2.4+9.6X0.9)X2.0=34.56KNPz=(3.6X2.4+9.6X0.9+6.3X1.2)X2.0=49.68KN集中力矩M,=PlCl

=34.56*(0.65-0.3)/2

=6.05KN•m

M.=P2e2

=49.68*(0.65-0.3)/2

=8.69KN•m

(3〉、对丁第1层，

q2=2.0X3.6=7.2KN/m

q；=2.OX1.8=3.6KN/m

P.=(3.6X2.4+9.6X0.9)X2.0=34.56KNPt=(3.6X2.4+9.6X0.9+6.3X1.2)X2.0=49.68KN

集中力矩Mi=Piei

=34.56X(0.700.3)/2=6.91KN・m

M尸P'e'

=49.6«X(0.70-0.3)/2=9.94KN•m

将计算结果汇总如下两表:

横4框架作级汇总农

层次

Q>

(KN/m)

Q'*

(KN/m)

(KN/m)

(KN/m)

Pi

(KN)

Pz

(KN)

Mi

(KN-m)

(KN-m)

6

4.5

2.5

19.26

9.63

132.95

173.39

23.27