【三層】3264平米框架教學樓畢業(yè)設計（計算書、建筑、結構圖）,【溫馨提示】壓縮包內含CAD圖有預覽點開可看。打包內容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,壓縮包內文檔可直接點開預覽,需要原稿請自助充值下載,所見才能所得,請細心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 三 江 學 院 畢業(yè)設計任務書 土木工程學院 院 土木工程 專業(yè) 論文題目 溧陽職業(yè)學校一號教學樓設計 學 號 姓 名 起訖日期 工作地點 指導教師姓名 陳 禮 和 協(xié)助指導教師姓名 院（系）領導簽名 下發(fā)任務書日期 ： 10 年 10月 10 日 一、畢業(yè)設計課題名稱 溧陽職業(yè)學校一號教學樓設計 二、畢業(yè)設計資料 1、建筑地點：江蘇溧陽；建筑抗震設防烈度：7度 建筑場地與工程地質條件——詳見地質資料 2、建筑設計資料 （1）建筑平面、層高：詳見建筑施工圖 （2）建筑構造 屋面做法：SBS改性瀝青防水卷材屋面，作法詳見蘇J01—2005 屋面保溫材料選用聚苯板 樓面作法：水磨石樓面，作法詳見蘇J01—2005 內外墻作法：內外墻均選用粉煤灰輕渣空心砌塊（390mm×190mm×190mm） 內墻作法詳見蘇J01—2005，外墻作法詳見蘇J01—2005 3、選用材料 混凝土強度等級上部結構采用C25，基礎采用C20；梁柱及基礎縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其余鋼筋均采用HPB235級鋼筋，鋼筋最大直徑不超過25mm。 三、畢業(yè)設計工作內容 1、用AUTOCAD繪制所設計課題標準層建筑平面圖、剖面圖，主立面圖。 2、設計計算 （1）完成標準層樓蓋梁板和縱橫向框架的構件平面布置，確定板厚和梁柱的截面尺寸，對次梁和框架進行編號，完成標準層樓蓋板的內力和配筋計算，繪制結構構件平面圖和板的配筋圖。 （2）完成次梁在恒活荷載作用下的內力和配筋計算，繪制次梁的配筋圖。 （3）完成一榀框架在恒活荷載和多遇地震作用下的內力計算，多遇地震作用下的層間彈性位移驗算，框架梁柱的內力組合及配筋計算，繪制一榀框架的配筋圖。 （4）完成自選樓梯的內力和配筋計算，繪制樓梯的模板與配筋圖。 （5）完成柱下基礎的設計與配筋計算，繪制基礎構件平面布置圖及基礎詳圖。 （6）用PKPM完成框架結構計算，將電算結果與手算結果進行比較。 3、設計成果 （1）完成AUTOCAD繪制的建筑施工圖兩至三張：即所設計課題標準層建筑平面圖、剖面圖、立面圖。 （2）完成兩至三張手工繪制的結構施工圖（2號圖）：即一榀框架的配筋圖和基礎構件平面布置圖及基礎詳圖。采用鉛筆繪制，要求布置勻稱，線條粗細得當，尺寸齊全，文字書寫工整符合規(guī)格要求，嚴格按結構制圖標準作圖。應有必要的施工說明。建議繪圖比例：基礎結構平面布置為1：100，框架梁柱配筋圖和基礎詳圖為1：40或1：50，梁柱配筋剖面圖為1：20或1：25。 （3）完成AUTOCAD繪制的結構施工圖兩張：即結構平面布置及板配筋圖和樓梯模板及配筋圖。要求布置勻稱，線條粗細得當，尺寸齊全，嚴格按結構制圖標準作圖。建議繪圖比例：樓蓋結構平面布置及板配筋圖為1：100，樓梯詳圖為1：40或1：50。同時應繪制一張符合施工要求的結構設計及施工總說明。 （4）完成結構計算書一份，包括本工程設計計算資料，要求插圖和計算過程齊全，書寫整齊，條理清楚，裝訂成冊。應包括中文摘要300字左右，外文摘要約250個實詞左右。 （5）完成英文科技文章翻譯一篇。 四、畢業(yè)設計參考書與資料 [1] 中華人民共和國國家標準：建筑結構荷載規(guī)范（GB50009—2001）； [2] 中華人民共和國國家標準：混凝土結構設計規(guī)范（GB50010—2002）； [3] 中華人民共和國國家標準：建筑抗震設計規(guī)范（GB50011—2001）； [4] 中華人民共和國國家標準：建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007—2002）； [5] 東南大學等主編，混凝土結構（上冊、中冊），中國建筑工業(yè)出版社； [6] 郭繼武主編，建筑抗震設計(第二版)，中國建筑工業(yè)出版社； [7] 金喜平、鄧慶陽編，基礎工程，機械工業(yè)出版社； [8] 夏建中編，土力學，電力出版社； [9] 易富民、李學進、李旭鵬編，PKPM建筑結構設計－快速入門與使用技巧，大連理工大學出版社。 [10]［美］Leonard Spiegel ，Reinforced Concrete Design，清華大學出版社； [11]［美］Robert Dorsey ，Case Studies in Building Design and Construction，清華大學出版社。 [12]05系列江蘇省工程建設標準設計圖集—施工說明（蘇J01—2005） ?????????????????????????????????????????????? 五、畢業(yè)設計進度安排 起迄日期 工 作 內 容 第1周 下達任務書，繪制建筑施工圖2～3張； 結構平面布置，恒及活荷載設計值作用下柱軸壓比的初步驗算 第2周 板及次梁計算，多遇地震作用下框架彈性層間位移驗算 第3周 恒及活荷載標準值作用下的框架內力計算 第4周 地震作用下的框架內力計算 第5周 框架梁柱內力組合與配筋計算 第6周 樓梯的內力和配筋計算 第7周 柱下基礎的設計與配筋計算，英文科技文章翻譯 第8周 繪制樓（屋）面結構平面圖及板的配筋圖、次梁配筋圖、框架配筋圖、基礎平面布置圖及基礎配筋圖、樓梯模板及配筋圖、結構施工總說明 第9周 電算 第10周 設計成果整理 第11~14周 評閱 第15周 答辯 河 海 大 學 畢業(yè)設計說明書 作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 溧陽職業(yè)學校一號教學樓 指導者： 評閱者： 2011 年 5月 南 京 <土木工程畢業(yè)設計 目錄 2011 年 5月 南 京 1 前 言 1 內容摘要 2 第一章 工程概況 4 1．1 工程總體概況 4 1．2 設計資料 4 1．3 承重方案選擇 4 1．4 結構布置 5 第二章 確定計算簡圖 6 2.1 框架梁截面尺寸 6 2.2 框架柱截面尺寸 6 2.3 框架結構計算簡圖 6 第三章 荷載代表值 7 3.1荷載統(tǒng)計 7 3.2 荷載作用計算 9 3.3 地震作用下荷載計算 12 第四章 框架內力計算 17 4.1 恒載作用下的框架內力 17 4.2 活載作用下的框架內力 24 4.3地震作用下橫向框架的內力計算 28 第五章 框架內力組合 32 5.1 彎矩調幅 32 5.2橫向框架梁內力組合 33 5.3橫向框架柱內力組合 36 第六章 框架梁、柱截面設計 40 6.1框架梁截面設計 40 6.2 框架柱截面設計 46 第七章 樓梯結構設計 48 7.1 樓梯板計算 48 7.2 平臺板計算 49 7.3 平臺梁計算 50 第八章 現澆樓蓋設計 53 8.1現澆樓蓋設計 54 第九章 基礎設計 56 9.1 荷載計算 57 9.2 確定基礎底面積 58 9.3 基礎結構設計（混凝土采用C20） 59 第十章 科技資料翻譯 62 參考資料 87 <土木工程畢業(yè)設計 前 言 畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)理論知識的全面總結。 本組畢業(yè)設計題目為《溧陽職業(yè)學校一號教學樓框架結構設計》。在畢業(yè)設計前期，我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土》、《建筑結構抗震設計》等知識，并借閱了《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。在畢業(yè)設計中期，我通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結構設計。在設計期間，本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團隊精神。在設計后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。 畢業(yè)設計的三個月里，在指導老師的幫助下，經過資料查閱、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關內容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求。 框架結構設計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。 2011.5.08 內容摘要 本設計主要進行了結構方案中橫向框架3軸框架的抗震設計。在確定框架布局之后，先進行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期，進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，進而求出在水平荷載作用下的結構內力（彎矩、剪力、軸力）。接著計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結構內力，。 是找出最不利的一組或幾組內力組合。 選取最安全的結果計算配筋并繪圖。此外還進行了結構方案中的室內樓梯的設計。完成了平臺板，梯段板，平臺梁等構件的內力和配筋計算及施工圖繪制。 關鍵詞： 框架 結構設計 抗震設計 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 3. 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 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 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 coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 第一章 工程概況 1．1 工程總體概況 江蘇溧陽職業(yè)學校一號樓為三層鋼筋混凝土框架結構體系，建筑面積約3000 m2 ，層高3.6 m，室內外高差為0.45m，屋面為上人屋面，采用有組織排水。樓蓋及屋蓋用現澆鋼筋混凝土板。建筑設計使用年限50年。 1．2 設計資料 （1）建筑構造 屋面做法：SBS改性瀝青防水卷材屋面，屋面保溫材料選用聚苯板 樓面作法：水磨石樓面， 內外墻作法：內外墻均選用粉煤灰輕渣空心砌塊（390mm×190mm×190mm） （2）地質資料 層次 土類 平均厚度 （m） 承載力特征值fak(kPa) 重度 （KN/m3） 土層剪切波速（m/s） 1 雜填土 0.8 90 16.5 2 素填土 0.9 100 16.0 3 粉塵沙土 6.2 160 19.2 200 4 粉土 5.7 140 19.0 180 5 粉質粘土 7.9 225 19.4 350 注：1、場地土覆蓋厚度（地面至剪切波速大于500m/s的土層距離）為66m。 2、常年地下水位在地表下2.0m。 （3）基本雪壓：0.5kN/m2 （4）地震資料：設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.1g，設計地震為第一組。 （5）建筑等級：結構安全等級二級，耐火等級Ⅱ級。 （6）材料：混凝土強度等級上部結構采用C25，基礎采用C20；梁柱及基礎縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其余鋼筋均采用HPB235級鋼筋，鋼筋最大直徑不超過25mm。 （7）教學樓樓面活載，查《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009–2001)，確定樓面活載標準值為2 kN/m2；上人屋面活荷載標準值 2.0 kN/m2 1．3 承重方案選擇 豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本教學樓框架的承重方案為橫向框架承重方案。 91 1．4 結構布置 第二章 確定計算簡圖 2.1 框架梁截面尺寸 1．主梁高 h=(1/12～1/8)l ， b = (1/2～1/3)h 橫向：AB、CD跨：l=7500mm。h=625～937.5mm，取h=700mm ，b =300mm。 BC跨： l=3000mm。h=250～375mm，取h=400mm ，b =300mm。 縱向：l=8100mm。h=675～1012.5mm，取h=700mm ，b =250mm。 （3）次梁： h=(1/18～1/15)l h=500 mm b=250 mm 2.2 框架柱截面尺寸 本工程為現澆鋼筋混凝土結構，7度設防，高度<30m，抗震等級為二級，取底層柱估算柱尺寸，根據經驗荷載為14kN/m2： 中柱負荷面積（3/2+7.5/2）×8.1=42.525m2。 豎向荷載產生的軸力估計值：NV=14×42.525×3=1786.05 kN。 軸力增大系數，中柱1.1，邊柱1.2，N=1.1×1786.05=1964.66kN。 Ac≥N/uNfc=1964.66×103/(0.8×11.9)=206371.32mm2。 為安全起見，取柱截面尺寸為500mm×500mm。 2.3 框架結構計算簡圖 第三章 荷載代表值 3.1荷載統(tǒng)計 一、屋面（上人）（蘇J01-2005 21+A/7） （1）恒荷載 25厚1：2.5水泥砂漿保護層，表面抹光壓平： 0.025×25=0.63kN/m2 隔離層：（SBS改性瀝青柔性卷）： 0.4kN/m2 高分子卷材（一層）： 0.05 kN/m2 20厚1：3水泥砂漿找平層： 0.02×20=0.4kN/m2 120厚鋼筋混凝土屋面板： 0.12×25=3.0kN/m2 20厚天棚石灰砂漿抹灰： 0.02×17=0.34kN/m2 合計： 5.93kN/m2 （2）活荷載和雪荷載 上人屋面均布活荷載： 2.0kN/m2 （基本雪壓0.5KN/m2） 合計： 2.0 KN/m2 二、樓面（蘇J01-2005 5/3） （1）恒荷載 1.15厚1:2白水泥白石子（或摻有色石子）磨光打蠟0.27 KN/m2 2.刷素水泥漿結合層一道 20厚1:3水泥砂漿找平層 0.02×20=0.4kN/m2 120厚現澆鋼筋混凝土板 25×0.12=3.0kN/m2 20厚天棚石灰砂漿抹灰： 0.02×17=0.34kN/m2 樓面恒載: 4.01kN/m2 （2）活荷載 樓面均布活荷載： 2.0kN/m2 走廊： 2.5kN/m2 三、內墻面（蘇J01-2005 9/5） 刷乳膠漆 5厚1:0.3:3水泥石灰膏砂漿粉面 0.005×12=0.06kN/m2 12厚1:1:6水泥石灰膏砂漿打抵 0.012×17=0.204kN/m2 刷界面處理劑一道 粉煤灰輕渣空心砌塊 7×0.19=1.33kN/m2 合計： 1.594kN/m2 四、外墻面（蘇J01-2005 22/6） 外墻涂料飾面 聚合物砂漿 保溫材料 3厚專用膠粘劑 20厚1:3水泥砂漿找平層 0.020×20=0.4kN/m2 12厚1:3水泥砂漿打底掃毛 0.012×20=0.24kN/m2 刷界面劑處理一道 粉煤灰輕渣空心砌塊 7×0.19=1.33kN/m2 合計 1.97kN/m2 表3-1 2-3層墻重 位置 墻重kN/m2 梁高m 鋼框玻璃窗kN/m2 窗高m 層高m 均布墻重kN/m 跨度m 自重kN 總重kN 外縱墻 1.97 0.4 0.45 2 3.6 3.264 54.44 177.69 641.58 內縱墻 1.594 0.4 　 　 3.6 5.101 54.44 277.7 外橫墻 1.97 0.7 　 　 3.6 5.713 18 102.83 內橫墻 1.594 0.7 　 　 3.6 4.631 18 83.36 表3-2 底層墻重 位置 墻重kN/m2 梁高m 鋼框玻璃窗kN/m2 窗高m 層高m 均布墻重kN/m 跨度m 自重kN 總重kN 外縱墻 1.97 0.4 0.45 2.0 4.55 5.136 54.44 279.6 886.72 內縱墻 1.594 0.4 4.55 6.615 54.44 360.12 外橫墻 1.97 0.7 4.55 7.585 18 136.53 內橫墻 1.594 0.7 4.55 6.137 18 110.47 五、主梁荷載 縱軸梁： 0.7×0.3×25=5.25kN/m 橫軸梁： AB，CD跨自重0.7 ×0.3×25=5.25kN/m 粉刷2×（0.7-0.12）×0.02×17=0.39kN/m 5.64kN/m BC跨自重 0.3 ×0.4×25=3kN/m 粉刷 2×（0.4-0.12）×0.02×17=0.19kN/m 3.19kN/m 次梁荷載 自重0.5 ×0.25×25=3.125kN/m 粉刷2×（0.5-0.12）×0.02×17=0.129kN/m 3.254kN/m 六、柱荷載 2-3層 0.5×0.5×3.6×25=22.5kN 底層 0.5×0.5×4.55×25=28.44kN 七、梁自重 縱梁自重 5.25×54.44×4=1143.24kN 橫向AB,CD 5.25×7.5×2×7=551.25 kN BC 3×3×7=63 kN 八、柱自重 2-3層每層柱重 22.5×32=720kN 底層 28.44×32=910.1kN 九、活荷載統(tǒng)計 上人屋面活荷載標準值 2.0 kN/m2 樓面，衛(wèi)生間活荷載標準值 2.0 kN/m2 走廊，樓梯 2.5 kN/m2 屋面雪荷載 Sk=us0=1.0×0.5=0.5 kN/m2 3.2 荷載作用計算 一、屋面荷載 1.屋面恒荷載： 5.93kN/m2 梁自重 AB,CD跨： 5.64kN/m BC跨： 3.19kN/m 作用在頂層框架梁上的線荷載標準值為； 梁自重 g5AB1=g5CD1=5.64kN/m g5BC1=3.19kN/m 板傳來的荷載g5AB2= g5CD2=5.93×8.1=48.0kN/m g5BC2=3.19×3=9.57kN/m 2.活載 作用在頂層框架梁上的線活載標準值為； g5AB= g5CD=2×8.1=16.2kN/m g5BC=2×3=6kN/m 二、樓面荷載 1.樓面荷載標準值： 4.01kN/m2 邊跨（AB,CD）框架自重：5.64kN/m 中跨（BC） 3.19kN/m 梁自重 gAB1= gCD1=5.6kN/m gBC1=3.19kN/m 板傳來荷載 gAB2= gCD2=4.01×8.1=32.48kN/m gBC2=4.01×3=12.03kN/m 2.活載 gAB= gCD=2×8.1=16.2kN/m gBC=2.5×3=7.5kN/m 三、屋面框架節(jié)點集中荷載標準值； 1.恒載 邊跨連系梁自重 0.7×0.3×8.1×25=42.53kN 粉刷 2×（0.7-0.12）×0.02×8.1×17=3.19kN 連系梁傳來屋面自重 0.5×8.1×0.5×8.1×5.93=97.27kN 頂層邊節(jié)點集中荷載 G5A=G5D=142.99kN 中柱連系梁自重 0.7×0.3×8.1×25=42.53kN 粉刷 2×（0.7-0.1）×0.02×8.1×17=3.19kN 連系梁傳來屋面板自重 0.5×8.1×0.5×8.1×5.93=97.27kN 0.5×（8.1+8.1-3）×3/2×5.93=58.71kN 頂層中節(jié)點荷載 G5B=G5C=201.67kN 2.活載 Q5A=Q5D=0.5×8.1×0.5×8.1×2=32.81 kN Q5B=Q5C=32.81+0.5×（8.1+8.1-3）×3/2×2=52.61kN 四、樓面框架節(jié)點集中荷載標準值 1.恒載 邊梁連系梁自重 0.7×0.3×8.1×25=42.53kN 粉刷 2×（0.7-0.1）×0.02×8.1×17=3.19kN 連系梁傳來樓面荷載 0.5×8.1×0.5×8.1×4.01=65.77kN 縱向梁上填充墻 8.1×3.264=26.44kN 柱自重 22.5kN 28.44kN 中間層邊節(jié)點集中荷載 160.43kN 底層166.37kN 中柱連系梁自重 0.7×0.3×8.1×25=42.53kN 粉刷 2×（0.7-0.1）×0.02×8.1×17=3.19kN 連系梁傳來樓面自重 0.5×8.1×0.5×8.1×4.01=65.77kN 0.5×（8.1+8.1-3）×3/2×4.01=48.72kN 內縱向梁上填充墻 8.1×5.101=41.32kN 柱自重 22.5kN 28.44kN 中間層中節(jié)點集中荷載 224.03kN 底層229.97kN 2.活載 QA=QD=0.5×8.1×0.5×8.1×2=32.81kN Q5B=Q5C=32.81+0.5×（8.1+8.1-3）×3/2×2.5=57.56kN 圖3-1 恒載作用下計算簡圖 圖3-2 活載作用下計算簡圖 3.3 地震作用下荷載計算 1.建筑物總重力荷載代表值Gi的計算 a.集中于屋蓋處的質點重力荷載代表值G 3 50%雪載： 0.5×0.5×18×54.44 = 244.8kN 屋面恒載： 5.93×18×54.44 = 5810.93kN 橫梁： （5.64×7.5×2+3.19×3）×7= 659.19kN 縱梁： 5.25×54.44×4=1143.24kN 柱重： 0.5×32×22.5= 360kN 墻自身重（各層一半） 641.58／2=320.79kN G 3=8538.91kN b.集中于樓面處的質點重力荷載代表值G 2 50%樓面活荷載： 0.5×（2×7.5×54.44×2+2.5×3×54.44） = 1020.75kN 樓面恒載： 4.01×18×54.44= 3929.48 kN 梁自重： 1802.43kN 墻自重（上下各半層）： 641.58kN 柱重（上下各半層）： 720kN G 2-4=8114.24kN c.集中于底層樓面處的質點重力荷載代表值G 1 50%樓面活荷載： 0.5×（2×7.5×54.44×2+2.5×3×54.44） = 1020.75kN 樓面恒載： 4.01×18×54.44= 3929.48kN 梁自重： 1802.43kN 墻自重（上下各半層）： 641.58/2+886.72 /2=764.15kN 柱重（上下各半層）： 720/2+910.1/2=815.05kN G 1=8331.86kN 結構等效總重力荷載： 圖3-4 各質點的重力荷載代表值 2.地震作用計算： （1）框架柱的抗側移剛度 在計算梁、柱線剛度時，應考慮樓蓋對框架梁的影響，在現澆樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩取 I = 2I0；邊框架梁取 I = 1.5I0；在裝配整體式樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩取I = 1.5I0；邊框架梁取I = 1.2I0，I0為框架梁按矩形截面計算的截面慣性矩。 表3-4 橫梁、柱線剛度 桿件 截面尺寸 Ec (kN/mm2) I0 (mm4) I (mm4) L (mm) (kN﹒mm) 相對剛度 B (mm) H (mm) 邊框架梁 300 700 30 8.58×109 12.87×109 7500 5.15×107 1 邊框架梁 300 400 30 1.6×109 2.4×109 3000 2.4×107 0.466 中框架梁 300 700 30 8.58×109 17.16×109 7500 6.86×107 1.332 中框架梁 300 400 30 1.6×109 3.2×109 3000 3.2×107 0.621 底層框架柱 500 500 30 5.21×109 5.21×109 4550 3.44×107 0.668 中層框架柱 500 500 30 5.21×109 5.21×109 3600 4.34×107 0.843 每層框架柱總的抗側移剛度見表3-5： 表3-5 框架柱橫向側移剛度D值 　項目 　 　 根數　 層 柱類型及截面 二至三層 邊框架邊柱(500×500) 1.19 0.37 14.87 4 邊框架中柱(500×500) 1.74 0.47 18.89 4 中框架邊柱(500×500) 1.58 0.44 17.68 10 中框架中柱(500×500) 2.32 0.54 21.7 10 底層 邊框架邊柱(500×500) 1.5 0.57 11.37 4 邊框架中柱(500×500) 2.19 0.64 12.76 4 中框架邊柱(500×500) 1.99 0.62 12.36 10 中框架中柱(500×500) 2.92 0.7 13.96 10 ic:梁的線剛度，iz：柱的線剛度。 底層： ∑D = 11.37×4+12.76×4+12.36×10+13.96×10=359.72 kN/mm 二～三層：∑D = 4×（14.87+18.89）+（17.68+21.7）×10= 528.84kN/mm （2）框架自振周期的計算 表3-6 框架頂點假想水平位移Δ計算表 層 Gi(kN) ∑Gi(kN) ∑D(kN/mm) δ=∑Gi/∑D 總位移Δ(mm) 3 8538.91 8538.91 528.84 16.15 117.1 2 8114.24 16653.15 528.84 31.49 100.96 1 8331.86 24985.01 359.72 69.46 69.46 ：（考慮結構非承重磚墻影響的折減系數，對于框架取0.6） 則自振周期為： （3）地震作用計算 根據本工程設防烈度7、Ⅱ類場地土，設計地震分組為第一組，查《抗震規(guī)范》特征周期Tg = 0.35 sec，αmax = 0.08 由于Tg = T1 結構等效總重力荷載： 因為T1<1.4Tg 所以無需在此結構頂部附加集中水平地震作用。 各樓層的地震作用和地震剪力標準值由表3-7計算列出。 表3-7 樓層地震作用和地震剪力標準值計算表 層 Hi(m) Gi(kN) GiHi Fi=GiHiFEk/（∑GkHk） 樓層剪力Vi(kN) 3 11.75 8538.91 100332.19 834.07 834.07 2 8.15 8114.24 66131.06 549.76 1383.83 1 4.55 8331.86 37909.96 315.15 1698.98 （4）多遇水平地震作用下位移驗算 水平地震作用下框架結構的層間位移（△u）i和頂點位移u i分別按下列公式計算： （△u）i = Vi/∑D ij （3-1） u i=∑（△u）k （3-2） 各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據《建筑抗震設計規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/550。 計算過程如表3-8所示： 表3-8 橫向水平地震作用下的位移驗算 樓層 hi (mm) Vi (kN) ∑Di (kN/mm) (Δue) (mm) ui （mm） [] 三 3600 834.07 359.72 2.32 9.38 0.00064 1/550= 0.00182 二 3600 1383.83 359.72 3.85 7.06 0.00107 一 4550 1698.98 528.84 3.21 3.21 0.00071 第四章 框架內力計算 4.1 恒載作用下的框架內力 1.彎矩分配系數 計算彎矩分配系數 頂層： 節(jié)點A3 節(jié)點B3 節(jié)點A2 節(jié)點B2 底層： 節(jié)點A1 節(jié)點B1 2.均布等效荷載 頂層邊跨 頂層中跨 中間層邊跨 中間層中跨 表4-1均布等效荷載（單位：kN/m） 位置 AB梁 BC梁 CD梁 3 23.38 9.08 23.38 2 23.38 9.08 23.38 1 23.38 9.08 23.38 3.固端彎矩 頂層邊跨 M5AB=1/12×23.68×7.52=102.3 kN.m 頂層中跨 M5BC=1/12×9.08×32=6.8 kN.m 中間層邊跨 MAB=1/12×23.38×7.52=101 kN.m 中間層中跨 MBC=1/12×9.08×32=5.52 kN.m 4.縱梁引起柱端附加彎矩 邊框架縱梁偏向外側，中框架縱梁偏向內側 頂層外縱梁 MA5=－MD5=45.3×0.125=5.66kN.m (逆時針為正) 頂層中縱梁 MB5=－MC5=－58.01×0.125=－7.25kN.m 樓層外縱梁 MA1=－MD1=48.83×0.125=6.10kN.m 樓層中縱梁 MB1=－MC1=－63.14×0.125=－7.89kN.m 5.節(jié)點不平衡彎矩 橫向框架的節(jié)點不平衡彎矩為通過該節(jié)點的各桿件（不包括縱向框架梁）在節(jié)點處的固端彎矩與通過該節(jié)點的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和，根據平衡原則，節(jié)點彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反，一律以逆時針方向為正。 頂層：MA5=－MD5=－102.3+5.66=－96.64kN.m MB5=－MC5=102.3－6.8－7.25=88.25kN.m 樓層：MA=－MD=－101+6.10=－94.9kN.m MB=－MC=101－5.52－7.89=87.59kN.m 6.恒荷載作用下彎矩二次分配 7.恒荷載作用下梁端剪力和柱軸力計算 表4-2 AB跨梁端剪力（kN） 層 g(kN/m) (自重作用) q(kN/m) (板傳來作用) gl/2 u=(l-a) *q/2 MAB (kN.m) MBA (kN.m) ∑Mik/l V1/A=gl/2 +u-∑Mik/l VB=-(gl/2 +u+∑Mik/l) 3 5.64 48.03 32.76 42.32 -87.28 92.68 0.75 74.33 -75.83 2 5.64 32.48 32.76 42.32 -87.78 92.94 0.72 74.36 -75.8 1 5.64 32.48 32.76 42.32 -79.6 88.2 1.19 73.89 -76.27 注：l=7.5m a=4.05m 表4-3 BC跨梁端剪力（kN） 層 g(kN/m) (自重作用) q(kN/m) (板傳來荷載作用) l(m) gl/2 l*q/4 VB=gl/2+l*q/4 VC=-(gl/2+l*q/4) 3 3.19 9.57 3 3.65 6.89 10.54 -10.54 2 3.19 12.03 3 3.65 6.89 10.54 -10.54 1 3.19 12.03 3 3.65 6.89 10.54 -10.54 表4-4 AB跨跨中彎矩（kN.m） 層 g(kN/m) (自重作用) q(kN/m) (板傳來作用) gl/2 u=(l-a) *q/2 MAB (kN.m) ∑Mik/l V1/A=gl/2 +u-∑Mik/l M=gl/2*l/4+u*1.05 -MAB- V1/A*l/2 3 5.64 48.03 32.76 42.32 -87.28 0.75 74.33 -76.9 2 5.64 32.48 32.76 42.32 -87.78 0.72 74.36 -76.51 1 5.64 32.48 32.76 42.32 -79.6 1.19 73.89 -83 注：l=7.5m a=4.05m 表4-5 BC跨跨中彎矩（kN.m） 層 g(kN/m) (自重作用) q(kN/m) (板傳來荷載作用) l(m) gl/2 l*q/4 MBC (kN.m) VB=gl/2 +l*q/4 M=gl/2*l/4+ql/4*l/6 -MBc- VB*l/2 3 3.19 9.57 3 3.65 6.89 -13.82 10.54 5.16 2 3.19 12.03 3 3.65 6.89 -13.65 10.54 4.99 1 3.19 12.03 3 3.65 6.89 -17.22 10.54 8.56 表4-6 柱軸力（kN） 層 邊柱A軸、D軸 中柱B軸、C軸 橫梁端部壓力 縱梁端部壓力 柱重 柱軸力 橫梁端部壓力 縱梁端部壓力 柱重 柱軸力 3 柱頂 66.03 48.83 22.5 369.91 90.72+10.54=101.26 63.14 22.5 503.87 柱底 392.41 526.37 2 柱頂 66.03 48.83 22.5 507.27 90.72+10.54=101.26 63.14 22.5 690.77 柱底 529.77 713.27 1 柱頂 73.84 48.83 28.44 652.44 98.53+10.54=109.07 63.14 28.44 885.45 柱底 682.75 915.79 8.內力圖 圖4.3 恒載作用下橫向框架彎矩圖（kN·m） 圖4.4 恒載作用下橫向框架剪力圖（kN） 圖4.5 恒載作用下橫向框架軸力圖（kN） 4.2 活載作用下的框架內力 1.均布等效荷載 頂層邊跨 頂層中跨 中間層邊跨 中間層中跨 表4-7均布等效荷載（單位：kN/m） 位置 AB梁 BC梁 CD梁 3 7.52 4.25 7.52 2 7.52 4.25 7.52 1 7.52 4.25 7.52 2.固端彎矩 頂層邊跨 M5AB=1/12×7.52×7.52=32.49 kN.m 頂層中跨 M5BC=1/12×4.25×32=2.05 kN.m 中間層邊跨 MAB=1/12×7.52×7.52=32.49 kN.m 中間層中跨 MBC=1/12×4.25×32=2.58 kN.m 3.縱梁引起柱端附加彎矩 邊框架縱梁偏向外側，中框架縱梁偏向內側 頂層外縱梁 MA5=－MD5=32.81×0.125=1.27kN.m (逆時針為正) 頂層中縱梁 MB5=－MC5=－52.61×0.125=－2.33kN.m 樓層外縱梁 MA1=－MD1=32.81×0.125=1.27kN.m 樓層中縱梁 MB1=-MC1=-（2×0.5×8.1×0.5×8.1+2.5×（8.1-2.7+8.1）×3×0.5×0.5）×0.125=－2.78kN.m 4.節(jié)點不平衡彎矩 橫向框架的節(jié)點不平衡彎矩為通過該節(jié)點的各桿件（不包括縱向框架梁）在節(jié)點處的固端彎矩與通過該節(jié)點的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和，根據平衡原則，節(jié)點彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反，一律以逆時針方向為正。 頂層：MA5=－MD5=－32.49+1.27=－31.22kN.m MB5=－MC5=32.49－2.33－2.05=28.11kN.m 樓層：MA=－MD=－32.49+1.27=－31.22kN.m MB=－MC=32.49－2.58－2.78=27.13kN.m 1. 活荷載作用下彎矩二次分配 圖4.6 活載作用下橫向框架彎矩的二次分配（KN·m） 6.恒荷載作用下梁端剪力和柱軸力計算 表4-8 滿跨活載作用下AB跨梁端剪力 層 q(kN/m) u=(l-a)*q/2 MAB(kN.m) MBA(kN.m) ∑Mik/l V1/A=u-∑Mik/l VB=-(u+∑Mik/l) 3 16.2 22.28 -27.82 30.14 0.32 21.96 -22.6 2 16.2 22.28 -27.99 30.21 0.31 21.97 -22.59 1 16.2 22.28 -25.29 28.78 0.48 21.8 -22.76 注：l=7.5m a=4.05m 表4-9 滿跨活載作用下BC跨梁端剪力 層 q(kN/m) l(m) ql/4(kN) VB= ql/4 (kN) VC=-ql/4 (kN) 3 6 3 4.59 4.59 -4.59 2 7.5 3 4.59 4.59 -4.59 1 7.5 3 4.59 4.59 -4.59 表4-10 滿跨活載作用下AB跨跨中彎矩 層 q(kN/m) (板傳來荷載作用) u=(l-a)*q/2 MAB (kN.m) ∑Mik/l V1/A=u-∑Mik/l M=u*1.05-MAB- V1/A*l/2 3 16.2 22.28 -27.82 0.32 21.96 -27.82 2 16.2 22.28 -27.99 0.31 21.97 -27.71 1 16.2 22.28 -25.29 0.48 21.8 -29.8 注：l=7.5m a=4.05m 表4-11 滿跨活載作用下BC跨跨中彎矩 層 q(kN/m) l(m) ql/4(kN) MBC (kN.m) VB= ql/4 (kN) M= ql/4*l/6 -MBc- VB*l/2 3 6 3 4.59 -5.21 4.59 1.08 2 7.5 3 4.59 -5.16 4.59 1.03 1 7.5 3 4.59 -6.27 4.59 2.14 表4-12 滿跨活載作用下柱軸力 (kN) 層 邊柱（A軸） 中柱（B軸） 橫 梁 端部剪力 縱 梁 端部剪力 柱軸力 橫 梁 端部剪力 縱 梁 端部剪力 柱軸力 3 21.96 10.13 95.96 22.6+4.59=27.19 22.22 143.95 2 21.97 10.13 128.06 22.59+4.59=27.18 22.22 193.35 1 21.8 10.13 159.99 22.76+4.59=27.35 22.22 242.92 圖4.7 活載作用下橫向框架彎矩圖（kN·m） 圖4-8 活載作用下橫向框架剪力圖 （kN） 圖4-9 活載作用下橫向框架軸力圖 （kN） 4.3地震作用下橫向框架的內力計算 多遇水平地震作用下位移驗算 水平地震作用下框架結構的層間位移（△u）i和頂點位移u i分別按下列公式計算： （△u）i = Vi/∑D ij （3-1） u i=∑（△u）k （3-2） 各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi，根據《建筑抗震設計規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/550。 計算過程如表3-8所示： 表3-8 橫向水平地震作用下的位移驗算 樓層 hi (mm) Vi (kN) ∑Di (kN/mm) (Δue) (mm) ui （mm） [] 三 3600 834.07 359.72 2.32 9.38 0.00064 1/550= 0.00182 二 3600 1383.83 359.72 3.85 7.06 0.00107 一 4550 1698.98 528.84 3.21 3.21 0.00071 滿足要求 表4-23 各層柱反彎點位置 層 次 柱別 K y0 α2 y2 α3 y3 y 3 邊柱 1.58 0.45 1 0 1 0 0.45 中柱 2.32 0.49 1 0 1 0 0.49 2 邊柱 1.58 0.5 1 0 1.35 0 0.5 中柱 2.32 0.5 1 0 1.35 0 0.5 1 邊柱 1.99 0.65 0.74 0 \ \ 0.65 中柱 2.92 0.58 0.74 0 \ \ 0.58 2.確定各層中各柱分配到的剪力、柱端彎矩。 Vij=DijVi/∑Dij （4-10） Mbij=Vijxyh （4-11） Muij=Vij（1-y）h （4-12） 表4-24 地震作用下框架柱剪力及柱端彎矩 層 h(m) Vi(kN) ΣD 柱別 Di Vik y M下 M上 3 3.6 834.07 359.72 邊柱 13.66 28.61 0.45 -46.35 -56.65 中柱 18.49 38.73 0.49 -68.32 -71.11 2 3.6 1383.83 359.72 邊柱 13.66 33.83 0.5 -60.89 -60.89 中柱 18.49 45.79 0.5 -82.42 -82.42 1 4.55 1698.98 528.84 邊柱 9.2 39.8 0.65 -125.47 -67.56 中柱 10.68 46.2 0.58 -129.96 -94.11 3.梁端彎矩，剪力，軸力計算 Mlb=ilb（Mci+1，j+Mci，j）/（ilb+irb） （4-13） Mrb=irb（Mci+1，j+Mci，j）/（ilb+irb） （4-14） Vb=（Mlb+ Mrb）/l （4-15） Ni=∑（Vlb- Vrb）k （4-16） 具體計算過程見下表： 表4-25 梁端彎矩、剪力及柱軸力的計算 層次 邊梁 走道梁 柱軸力 Mlb Mrb l Vb Mlb Mrb l Vb 邊柱N 中