【六層】5524平米帶架空層中學(xué)教學(xué)樓（計(jì)算書、實(shí)習(xí)報(bào)告、建筑、結(jié)構(gòu)圖）,【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請自助充值下載,所見才能所得,請細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書）第 65 頁 1 緒 論 1.1工程背景 該項(xiàng)目為鄭州市應(yīng)天中學(xué)教學(xué)樓六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，總建筑面積約為5524.6m2；每層層高為3.6m,本工程作為教學(xué)樓使用。室內(nèi)地坪為±0.000m，室外內(nèi)高差0.45m。框架梁、柱、屋面板板均為現(xiàn)澆。 1.1.1 設(shè)計(jì)資料 1、氣象資料 最熱月平均溫度27.5攝氏度，最冷月溫度-3攝氏度。 最大凍土深度0.2 m，基本風(fēng)荷載W。=0.4kN/ m2；基本雪荷載為0.4 kN/ m2。 年平均降水量610mm。 2、地震設(shè)防烈度 7度 3、抗震等級 三級 4、設(shè)計(jì)地震分組 場地為1類一組Tg（s）=0.25s （表3.8《高層建筑結(jié)構(gòu)》） 1.1.2 材料 柱采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。基礎(chǔ)采用C30，縱筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。 1.2工程特點(diǎn) 該工程為六層，主體高度為21.6米，屬多層建筑。 多層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)等類型。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)，正確選用材料，就成為經(jīng)濟(jì)合理地建造多層建筑的一個(gè)重要方面。經(jīng)過結(jié)構(gòu)論證以及設(shè)計(jì)任務(wù)書等實(shí)際情況，以及本建筑自身的特點(diǎn)，決定采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 在高層建筑中，抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵問題。高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。高層建筑隨著層數(shù)和高度的增加水平作用對高層建筑機(jī)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載，高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其所采用的機(jī)構(gòu)體系又密切的相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。框架結(jié)構(gòu)體系是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。本建筑采用的是框架機(jī)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，框架結(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能；框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，本建筑采用的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。 由于本次設(shè)計(jì)是教學(xué)樓設(shè)計(jì)，要求有靈活的空間布置，和較高的抗震等級，故采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。 1.3本章小結(jié) 本章主要論述了本次設(shè)計(jì)的工程概況、相關(guān)的設(shè)計(jì)資料、高層建筑的一些特點(diǎn)以及綜合本次設(shè)計(jì)所確定的結(jié)構(gòu)體系類型。 2 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算 2.1工程概況 該項(xiàng)目為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，總建筑面積約為5524.6 m2；底層層高為3.6 m?？倢痈?1.6m。室內(nèi)地坪為±0.000m，室外內(nèi)高差0.45m。本教學(xué)樓采用柱距為7.2m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨為7.2m，中間跨為2.1m。 框架平面同柱網(wǎng)布置如下圖 圖2.1 框架平面柱網(wǎng)布置 框架梁柱現(xiàn)澆，屋面及樓面采用100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土。 框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇： 豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)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(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。 2.1.1 設(shè)計(jì)資料 1、氣象條件: 基本風(fēng)荷載W。=0.4kN/ m2;基本雪荷載為0.4KN/ m2。 2、樓、屋面使用荷載： 教室1.5kN/ m2；走道、會議室、門廳等處：2.0kN/ m2；為安全考慮，均按2.0kN/ m2計(jì)算。 3、 工程地質(zhì)條件： 建筑物場地地形平坦，地基土成因類型為冰水洪積層。自上而下敘述如下： 新近沉積層（第一層），粉質(zhì)粘土，厚度0.5—1.0米，巖性特點(diǎn)，團(tuán)粒狀大孔結(jié)構(gòu)，欠壓密。 粉質(zhì)粘土層（第二層），地質(zhì)主要巖性為黃褐色分之粘土，硬塑狀態(tài)，具有大孔結(jié)構(gòu)，厚度約3.0米, 粉質(zhì)粘土層（第三層），地質(zhì)巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，可塑狀態(tài)，厚度3.5米， 粉質(zhì)粘土層（第四層），巖性為褐黃色粉質(zhì)粘土，具微層理，含鐵錳結(jié)核，硬塑狀態(tài)，厚度未揭露， 不考慮地下水。 場地位1類一組Tg（s）=0.25s （表3.8《高層建筑結(jié)構(gòu)》） 4、屋面及樓面做法： 屋面做法：防水卷材 20mm厚砂漿找平層 爐渣混凝土找坡3% 苯板60mm厚 20mm厚砂漿找平層 130mm厚鋼筋混凝土樓板 20mm厚混合砂漿 樓面做法：130厚混凝土樓板 水泥砂漿抹灰（樓板上下各20mm厚） 2.2梁柱截面、梁跨度及柱高度的確定 初估截面尺寸： 1、柱：b×h=600mm×600mm 2、梁：梁編號如下圖： L1: h=(1/12～1/8)×7200=600～900 取h=700mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350 取b=300mm L2: h=(1/12～1/8)×2100=175～263 取h=250mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×250=84～125 取b=150mm L3: h=(1/12～1/8)×4800=400～600 取h=600mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×600=200～300 取b=250mm L4: h=(1/12～1/8)×4500=375～563 取h=500mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×500=167～25 0 取b=200mm L5: h=(1/12～1/8)×3600=300～450 取h=400mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×400=133～200 取b=200m L6:h=(1/12～1/8)×5100=425～637 取h=600m b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×600=200～300 取b=250mm 3、梁的計(jì)算跨度 框架梁的計(jì)算跨度以上柱形心為準(zhǔn)，由于建筑軸線與柱軸線重合，故計(jì)算跨度如下： 圖2.3 梁的計(jì)算跨度 4、 柱高度 底層柱 h=3.6+0.45=4.05m 其它層柱 h=3.6m 圖2.4 橫向框架計(jì)算簡圖及柱編號 2.3荷載計(jì)算 2.3.1 屋面均布恒載 二氈三油防水層 0.35 kN/ m2 冷底子有熱瑪蹄脂 0.05 kN/ m2 20mm厚1：2水泥砂漿找平 0.02 ×20=0.4 kN/ m2 40mm厚鋼筋混泥土整澆層 0.04 ×25=1 kN/ 預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板 （1.88+1.922）/2=1.9 kN/ m2 吊頂粉底 0.5 kN/ m2 共計(jì) 5.5 kN/ m2 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為： （55.8+0.24）×.（7.2×.2+2.1+0.24）×.5.5=5160 kN 2.3.2 樓面均布恒載 按樓面做法逐項(xiàng)計(jì)算 水磨石地面 0.65 kN/ m2 50mm厚、鋼筋混凝土整澆層 0.05×25=1.25 kN/ m2 預(yù)應(yīng)力混凝土多孔板 1.9 kN/ m2 吊頂粉底 0.5 kN/ m2 共計(jì) 4.3 kN/ m2 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為： （55.8+0.24）×（7.2×2+2.1+0.24）×4.3=4034 kN 2.3.3 屋面均布活載 計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，僅考慮屋面雪荷載： 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：0.2×（55.8+0.24）×（7.2×2+2.1+0.24）=188 kN 2.3.4 樓面均布活荷載 樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 2.0×（55.8+0.24+024）×（7.2×2+2.1+2.4）=1884 kN 2.4梁柱自重 L1： b×h=0.4m ×0.8m 長度6.64 m 每根重量 0.8×3.0×25×（0.02×2+0.25）=53.1 kN 根數(shù) 28×6=168根 L2： b×h=0.25×0.5 長度1.86 m 每根重量0.5×1.86×25×.（0.02×3）=5.81 kN 根數(shù) 14×6=84根 L3： b×h= 0.4 ×0.8 長度4.4 m 每根重量 0.45×4.4×2 5×（0.02×2+0.25）=35.2 kN 根數(shù) 14×6=84根 L4： b×h=0.4×0.8 長度4.1 m 每根重量 0.7×4.1×25×（0.02×2+0.3）=32.8kN 根數(shù) 28×6=168根 L5： b×h=0.4m×0.8m 長度3.2 m 每根重量 3.2.×0.825×（0.02×2+0.4）=25.6 kN 根數(shù) 16×4=64根 L6：b×h=0.4×0.8 長度4.7 m 每根重量0.8×4.7×25×（0.02×2+0.4）=37.6 kN 根數(shù)4×6=24根 Z1： 截面 0.6×0.6 m2 長度4.7 m 每根重量 （0.6+0.02×2）2×4.7×25=42.3 kN 根數(shù) 14×4=56根 Z2： 截面 0.6×0.6 m2 長度3.6m 每根重量 （0.6+0.02×2）2×3.6×25=36.86 kN 根數(shù) 14×4×3=168根 Z3：截面0.5×0.5 m2 長度3.6 m 每根重量 （0.5+0.02×2）2×3.6×25=22.5 根數(shù) 14×4×2=112根 表2-1 梁柱自重 梁（柱）編 號 截面（m2） 長度（m） 根數(shù) 每根重量（kN） L1 0.4×0.8 6.64 168 53.1 L2 0.25×0.5 1.86 84 5.81 L3 0.4×0.8 4.4 24 35.2 L4 0.4×0.8 4.1 168 32.8 L5 0.4×0.8 3.2 64 25.6 L6 0.4×0.8 4.7 24 37.6 Z1 0.6×0.6 4.7 64 42.3 Z2 0.6×0.6 3.6 168 32.4 Z3 0.5×0.5 3.6 112 22.5 梁截面尺寸（mm） 混凝土等級 橫梁（b×h） 縱梁（b×h） AB跨、CD跨 BC跨 C30 7200×4500 2100×4500 600×600 柱截面尺寸（mm） 層次 混凝土等級 b×h 1 C30 600×600 2-6 C30 600×600 2.5墻體自重 外墻墻厚240mm，采用瓷磚貼面；內(nèi)墻墻厚240mm，采用水泥砂漿抹面，內(nèi)外墻均采用粉煤灰空心砌塊砌筑。 單位面積外墻體重量為：7.0×0.24=1.68 kN/ m2 單位面積外墻貼面重量為：0.5 kN/ m2 單位面積內(nèi)墻體重量為：7.0×0.24=1.68 kN/ m2 單位面積內(nèi)墻貼面重量為（雙面抹面）：0.36×2=0.72 kN/ m2 表2.2 墻體自重 墻體 每片面積（m2） 片數(shù) 重量（KN） 底 層 縱 墻 外 墻 2.85×4.05 4 外墻墻體 77.57 296.67 外墻墻面 23.09 3.15×4.05 4 外墻墻體 85.73 外墻墻面 25.52 4.05×4.05 1 外墻墻體 27.56 外墻墻面 8.20 5.55×4.05 1 外墻墻體 37.76 外墻墻面 11.24 內(nèi) 墻 2.85×4.05 4 內(nèi)墻墻體 77.57 326.59 內(nèi)墻墻面 33.24 3.15×4.05 4 內(nèi)墻墻體 85.73 內(nèi)墻墻面 36.74 5.55×4.05 1 內(nèi)墻墻體 37.76 內(nèi)墻墻面 16.18 4.05×4.05 1 內(nèi)墻墻體 27.56 內(nèi)墻墻面 11.81 底 層 橫 墻 外墻 6.75×4.05 2 外墻墻體 91.85 233.98 外墻墻面 27.34 1.95×4.05 2 外墻墻體 26.54 外墻墻面 7.90 4.55×4.05 2 外墻墻體 61.92 外墻墻面 18.43 內(nèi) 墻 6.75×4.05 12 內(nèi)墻墻體 551.12 787.32 內(nèi)墻墻面 236.20 外 墻 2.85×3.6 20 外墻墻體 344.74 外墻墻面 102.6 其 他 層 縱 墻 外 墻 3.15×3.60 4 外墻墻體 76.20 703.34 外墻墻面 22.68 4.05×3.6 20 外墻墻體 391.91 外墻墻面 16.64 5.55×3.6 2 外墻墻體 67.13 外墻墻面 28.77 內(nèi) 墻 2.85×3.6 4 內(nèi)墻墻體 68.95 815.18 內(nèi)墻墻面 29.55 3.15×3.6 4 內(nèi)墻墻體 76.20 內(nèi)墻墻面 32.66 4.05×3.6 16 內(nèi)墻墻體 391.91 內(nèi)墻墻面 167.96 5.55×3.6 1 內(nèi)墻墻體 33.57 內(nèi)墻墻面 14.39 其 他 層 橫 墻 外 墻 6.75×3.6 2 外墻墻體 81.65 207.97 外墻墻面 24.3 1.95×3.6 2 外墻墻體 23.59 外墻墻面 7.02 4.55×3.6 2 外墻墻體 55.04 外墻墻面 16.38 內(nèi) 墻 6.75×3.6 28 內(nèi)墻墻體 1143.07 1632.96 內(nèi)墻墻面 489.89 2.6荷載總匯 頂層重力荷載代表值包括屋面恒載+50%屋面雪載+縱橫梁自重+半層柱自重+半層墻體自重。 頂層恒載：4182.56kN 頂層活載：190.98kN 頂層梁自重：+++++ =1650.88+82.65+105.68+36.56+33.08+112.68+39.58 =2061.11kN 頂層柱自重：21.61×52=1123.72kN 頂層墻自重：703.34+851.18+207.97+1632.96=1677.7 kN G`6=+1/2++1/2+1/2=9759.58 kN 其他層重力荷載代表值包括樓面恒載+50%活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體自重。 G`5=3093.05+1/2×2387.31+2061.11+1123.72+3359.452=7830.99 kN G`4=G`3=G`2=7830.99kN =3093.05+1/2×2387.31+2061.11+1/2×1123.72+1/2×24.31×62=10756.34kN 門窗荷載計(jì)算 M-1、M-2采用鋼框門，單位面積鋼框門重量為0.4kN/ m2 M-3、M-4、M-5采用木門，單位面積木門重量為0.2 kN/ m2 C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、均采用鋼框玻璃窗，單位面積鋼框玻璃窗重量為0.45 kN/㎡ 表2.3 門窗重量計(jì)算 層號 門窗號 單位面積（m2） 數(shù)量 重量(kN) 一 至 六 層 M-1 0.9 ×2.1 49 2.23 242.23 M-2 3.6×2.7 1 5.78 C-1 1.8×1.5 46 3.75 C-2 1.5×1.5 6 1.24 C-3 1.2×1.5 5 32.99 C-4 1.2×1.5 4 42.54 1、底層墻體實(shí)際重量：=10342.04 kN 2、二至六層實(shí)際重量： G2=G3=G4=G5=G6=9721.5KN 建筑物總重力荷載代表值=48607.5KN 3水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗(yàn)算 3.1橫向線剛度 混凝土 C30 kN/ m2 在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。而現(xiàn)澆板的樓面，板可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對現(xiàn)澆樓面的邊框架取=1.5（為梁的截面慣性矩）。對中框架取=2.0。若為裝配樓板，現(xiàn)澆層的樓面，則邊框架梁取=1.2，對中框架取=1.5。 橫向線剛度計(jì)算見表4.1。 3.1.1 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值 柱線剛度列于表3.1，橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算見表3.2。 3.1.2 橫向框架自振周期 按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期。頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化為無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基本公式。 表3.1 柱線剛度 柱號 截面 （m2） 柱高度 （m） 慣性矩 線剛度 （m4） （kN·m） 0.6×0.6 4.05 3.4×10-3 5.45×104 0.6×0.6 3.6 3.4×10-3 8.02×104 表3.2 橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算 項(xiàng)目 柱類型 層 根數(shù) 底 層 邊框架邊柱 4.25/5.45=0.78 0.421 15738 4 邊框架中柱 2.44+4.25/5.45=1.228 0.517 18672 4 中框架邊柱 5.24/5.45=0.961 0.276 15423 28 中框架中柱 5.24+3.14/5.45=1.538 0.613 20961 28 1109984 二 至 六 層 邊框架邊柱 4.25+4.25/2×7.2=0.59 0.203 17542 4 邊框架中柱 （4.25+2.44）×2/14.4=0.929 0.321 24758 4 續(xù)表3.2 項(xiàng)目 柱類型 層 根數(shù) 二 至 六 層 中框架邊柱 （6.45+6.45）×2/14.4=0.896 0.213 23146 28 中框架中柱 （6.45+4.25）×2/14.4=1.486 0.287 34571 28 1567452 這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： 式中——基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減少的影響，取0.6； ——框架的頂點(diǎn)位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移； 是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點(diǎn)位移。然后由求出，再用求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力，進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算見表3.3。 表3.3 橫向框架頂點(diǎn)位移 層次 （kN） （kN） （kN/m） 層間相對位移 6 9721.5 8891.82 1461660 0.0076 0.2864 5 9721.5 13725.13 1461660 0.0138 0.3715 4 9721.5 28438.16 1461660 0.0146 0.2564 3 9721.5 32331.72 1461660 0.0256 0.1702 2 9721.5 46145.08 1461660 0.0327 0.1431 1 10342.04 5824.03 1109984 0.0678 0.0678 =1.7×0.6 3.2橫向地震作用計(jì)算 在I類場地，6度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下，結(jié)構(gòu)的特征周期=0.25s，水平地震影響系數(shù)最大值=0.16。 由于=0.577＞=1.4×0.25=0.35（s），應(yīng)考慮頂點(diǎn)附加地震作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按分配給各層，則水平地震作用呈倒三角形分布。 對一般層，這種分布基本符合實(shí)際。但對結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時(shí)程分析法和振型分解法求得的結(jié)果，特別對于周期比較長的結(jié)構(gòu)相差更大。地震的宏觀震害也表明，結(jié)構(gòu)上部往往震害很嚴(yán)重。因此，即頂部附加地震作用系數(shù)考慮頂部地震力的加大?？紤]了結(jié)構(gòu)周期和場地的影響。且修正后的剪力分布與實(shí)際更加吻合。 =0.08+0.01=0.08×0.577+0.01=0.0562 結(jié)構(gòu)橫向總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： =（/ ）××0.85 =（0.25/0.850）0.9×0.16×0.85×88844.15=5691.88kN 頂點(diǎn)附加水平地震作用： =0.068×5681.88=387.05kN 各層橫向地震剪力計(jì)算見表3.4，表中： 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力。 表3.4 各層橫向地震作用及樓層地震剪力 層次 （m） （m） （kN） （kN） （kN） 6 3.6 21.6 9721.5 209984.4 0.123 1045.34 3614.25 5 3.6 18.0 9721.5 174987 0.104 614.62 4142.73 4 3.6 14.4 9721.5 139989.6 0.083 553.24 4674.14 3 3.6 10.8 9721.5 104992.2 0.072 462.16 5261.27 2 3.6 7.2 9721.5 69994.8 0.053 312.43 5517.34 1 4.05 4.05 10342.04 41885.26 0.031 181.56 5730.74 注：表中第6層中加入了，其中 =387.05kN。 3.3橫向框架抗震變形驗(yàn)算 詳見表3.5。 表3.5 橫向框架抗震變形驗(yàn)算 層次 層間剪力 （kN） 層間剛度 （kN） 層間位移 （m） 層高 （m） 層間相對彈性轉(zhuǎn)角 6 3884.23 1461660 0.00266 3.6 1/1353 5 4485.89 1461660 0.00307 3.6 1/1173 4 4974.74 1461660 0.0034 3.6 1/1058 3 5350.78 1461660 0.00366 3.6 1/983 2 5619.38 1461660 0.00384 3.6 1/938 1 5780.54 1109984 0.00521 4.05 1/691 注：層間彈性相對轉(zhuǎn)角均滿足要求。＜[]=1/450。（若考慮填充墻抗力作用為1/550） 3.4水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析 本設(shè)計(jì)取中框架為例，柱端計(jì)算結(jié)果詳見表3.1。地震作用下框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力分別見表3.2。 圖3.1地震中框架彎矩圖（kN/m） 圖3.2 地震力作用下框架梁端剪力及柱軸力(kN) 3.5豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析 仍以中框架為例進(jìn)行計(jì)算。 3.5.1 荷載計(jì)算 第6層梁的均布線荷載 CD跨： 屋面均布恒載傳給梁 4.38×4.5×0.836=16.48kN/m 橫梁自重（包括抹灰） （0.4+0.02×2）×0.8×25=8.8kN/m 恒載： 25.28kN/m DE跨： 屋面均布恒載傳給梁 4.38×4.5×0.836=16.48kN/m 橫梁自重（包括抹灰） （0.25+0.02×2）×0.45×25=3.26kN/m 恒載： 19.74kN/m 第2～5層梁均布線荷載 CD跨： 樓面均布恒載傳給梁 3.24×4.5×0.836=12.19kN/m 橫梁自重（包括抹灰） （0.4+0.02×2）×0.8×25=8.8kN/m 無橫墻 恒載： 20.99kN/m DE跨： 樓面均布恒載傳 3.24×4.5×0.836=12.19kN/m 橫梁自重（包括抹灰） （0.25+0.02×2）×0.45×25=3.26kN/m 恒載： 15.45kN/m 第2～5層集中荷載： 縱梁自重（包括抹灰）： （0.25+0.02×2）×0.45×25×4.5=14.67kN 外縱墻自重（包括抹灰）： （1.68+0.72）×3.6×（4.5-0.60）=33.70 kN 內(nèi)縱墻自重： （1.68+0.72）×3.6×（4.5-0.60）=33.70 kN 柱自重（包括抹灰）： 0.49×0.49×3.6×25=21.609 kN 總計(jì)： 103.68 kN 第1層梁均布線荷載 跨恒載： 20.99kN/m 跨恒載： 15.45kN/m 第1層集中荷載： 縱梁自重（包括抹灰）： 14.67 kN 縱墻自重（包括抹灰）： 15.45kN 柱自重（包括抹灰）： 24.31kN 總計(jì)： 90.87 kN 活荷載計(jì)算： 屋面梁上線活荷載 樓面梁上線活荷載 邊框架恒載及活荷載 3.5.2 用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩 豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對一般的工業(yè)與民用建筑可以不考慮活荷載的不利布置。這樣求得的框架內(nèi)力，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置法求得的彎矩偏低，但當(dāng)活荷載在總荷載比例較大時(shí)，可在截面配筋時(shí)，將跨中彎矩乘1.1～1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。 固端彎矩計(jì)算 （1）恒荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩。 （2）活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩。 表3.6 固端彎矩計(jì)算 層數(shù) 簡圖 邊跨框架梁 頂層 底層 2、分配系數(shù)計(jì)算 考慮框架對稱性，取半框架計(jì)算，半框架的梁柱線剛度。 各桿端分配系數(shù)見表3.7 表3.7各桿端分配系數(shù) 層號 節(jié)點(diǎn)C各桿端分配系數(shù) 節(jié)點(diǎn)D各桿端分配系數(shù) 頂層 C9C8 0.58 D9D8 0.51 C9D9 0.42 D9C9 0.37 D9E9 0.12 標(biāo)準(zhǔn)層 C8C9 0.37 C8C7 0.37 D8D9 0.34 D8D7 0.34 C8D8 0.26 D8C8 0.25 D8E8 0.07 底層 C1C2 0.4 C1C0 0.31 D1D2 0.37 D1D0 0.28 C1D1 0.29 D1C1 0.27 D1E1 0.08 3、傳遞系數(shù) 遠(yuǎn)端固定，傳遞系數(shù)為1/2； 4、彎矩分配 恒荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算3.4，框架的彎矩圖見圖3.5；活荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見圖3.6，框架的彎矩圖見圖3.7； 豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8，調(diào)幅后，恒荷載及活荷載彎矩見圖3.5，圖3.7中括號內(nèi)數(shù)值。 圖3.4 恒載作用下框架彎矩圖 0.20 0.20 0.15 -0.05 -0.07 -0.07 -0.02 21.43 18.58 40.02 40.99 -17.05 -16.31 -7.63 0.37 0.37 0.26 6層 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.93 5.83 -6.7 -6.7 -4.30 -4.30 -3.03 1.89 2.57 2.57 0.53 -2.15 -2.16 0.95 -1.52 1.23 1.28 1.24 1.24 0.87 -0.25 -0.34 -0.34 -0.06 19.63 19.62 -39.25 40.87 -16.64 -16.59 -7.65 0.37 0.37 0.26 5層 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.92 5.82 -6.7 -6.7 -4.31 -4.31 -3.03 1.89 2.57 2.57 0.54 -2.15 -2.15 0.95 -1.51 1.28 1.28 1.24 1.24 0.87 -0.26 -0.36 -0.36 -0.07 19.62 19.62 -39.25 40.86 -16.61 -16.61 -7.65 0.37 0.37 0.26 4層 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.93 5.83 -6.7 -6.7 -4.31 -4.31 -3.03 1.89 2.57 2.57 0.54 -2.15 -2.15 0.95 -1.52 1.28 1.28 1.24 1.24 0.88 -1.26 -0.35 -0.35 -0.07 19.62 19.62 -39.25 40.86 -16.6 -16.6 -7.65 0.37 0.37 0.26 3層 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.92 5.83 -6.7 -6.7 -4.31 -4.31 -3.02 1.89 2.57 2.57 0.54 -2.15 -2.28 0.95 -1.51 1.28 1.39 1.29 1.29 0.90 -0.29 -0.39 -0.39 -0.08 19.67 19.54 -39.21 40.84 -16.64 -16.53 -7.66 0.37 0.37 0.26 2層 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.96 -4.93 5.82 -6.7 -7.29 -4.55 -4.55 -3.20 2.04 2.78 2.78 0.57 -2.15 0.64 -0.59 0.64 1.02 0.44 -1.60 0.07 1.28 0.10 0.04 0.10 0.02 18.78 21.02 -39.79 41.25 -15.94 -17.77 -7.53 0.4 0.31 0.29 1層 0.27 0.37 0.28 0.08 -44.77 44.77 -5.36 17.91 13.88 12.98 -10.64 14.58 -11.03 -3.15 8.28 -5.32 6.49 -6.7 -1.18 -0.92 -0.86 0.05 0.08 0.06 0.02 -2.28 0.03 -0.43 1.39 0.9 0.70 0.65 -0.26 -0.36 -0.17 -0.01 23.63 13.66 -37.29 40.67 -21.2 -10.97 -8.49 3.6梁端剪力及柱軸力的計(jì)算 梁端剪力： 式中：—— 梁上均布荷載引起的剪力，； —— 梁端彎矩引起的剪力，。 柱軸力： 式中：—— 梁端剪力； —— 節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重。 4 內(nèi)力組合 4.1框架梁內(nèi)力組合 在恒載和活載作用下，跨間可以近似取跨中的代替： 式中 、——梁左、右端彎矩，見圖2-13、2-15括號內(nèi)數(shù)值。 跨中若小于應(yīng)?。? 在豎向荷載與地震組合時(shí)，跨間最大彎矩采用數(shù)解法計(jì)算，如圖4.1所示。 圖4.1 框架梁內(nèi)力組合圖 圖4.2調(diào)幅前后剪力值變化 圖中 、——重力荷載作用下梁端的彎矩； 、——水平地震作用下梁端的彎矩 、——豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端反力。 對作用點(diǎn)取矩： ＝-( - + +)處截面彎矩為： =-- + 由=0,可求得跨間的位置為= 將代入任一截面處的彎矩表達(dá)式,可得跨間最大彎矩為： == - + =- + 當(dāng)右震時(shí)公式中、反號。 及的具體數(shù)據(jù)見表4.1 ,表中、、均有兩組數(shù)據(jù)。 表4.1 及值計(jì)算 6 M -69.75 -32.7 158.33 -129.48 -309.15 102.51 V 74.14 34.65 49.02 137.48 173.48 M -11.9 -6.12 101.23 -22.85 113.65 -149.55 V 21.9 11.92 96.41 42.97 158.77 跨中 75.27 29.84 132.1 363.67 48.10 7.39 3.42 13.66 5 M -67.34 -31.4 232.12 -124.77 202.11 -401.40 V 73.44 34.27 59.39 136.11 185.90 M -69.76 -32.69 195.42 -129.48 -357.37 150.72 V 74.14 34.65 59.39 137.48 186.97 M -11.9 -6.12 126.78 -22.85 146.86 -182.77 V 21.9 11.92 120.74 42.97 190.39 跨中 75.26 34.58 138.72 429.58 28.68 7.39 2.85 12.86 4 M 67.35 -31.4 248.58 36.86 385.13 -261.17 V 73.47 34.27 93.94 136.14 230.85 M -69.75 -32.69 221.8 -129.47 -391.65 185.03 V 74.13 34.65 63.94 137.47 192.87 M 11.89 -6.12 141.8 5.7 194.94 -173.74 V 21.9 11.92 135.05 42.97 209.00 跨中 75.26 24.58 124.72 469.75 20.06 7.39 2.82 12.82 3 M -67.3 -31.37 284.4 -124.68 270.14 -469.30 V 73.44 34.27 73.2 136.11 203.85 M -69.7 -32.67 242.66 -129.38 -418.7 212.22 V 74.14 34.65 73.2 137.48 204.92 M -11.9 -6.13 155.14 -22.86 183.72 -219.64 V 21.9 11.92 147.75 42.97 225.51 跨中 75.31 22.84 122.35 526.02 11.44 7.39 2.62 12.54 2 M -68.26 -31.83 302.4 -126.47 292.11 -494.13 2 V 73.47 34.29 77.84 136.17 209.93 M -70.44 -33 258.03 -130.73 -439.77 231.11 V 74.1 34.63 77.84 137.40 210.89 M -11.66 -6.02 164.97 -22.42 196.86 -232.07 V 21.9 11.92 157.11 42.97 237.68 跨中 74.46 22.58 120.96 558.17 7.52 7.39 2.62 12.54 1 M -63.99 -29.83 312.72 -118.55 311.85 -501.22 V 73.21 34.09 79.73 135.58 211.96 M -68.22 -32.54 261.35 -127.42 -441.14 238.37 V 74.43 34.87 79.73 138.13 213.89 M -13.43 -6.79 167.09 -25.62 197.03 -237.41 V 21.9 11.92 159.13 42.97 240.30 跨中 77.71 23.38 125.99 583.54 9.54 7.39 2.62 12.54 注：表中恒載和活載的組合,梁端彎矩取調(diào)幅后的數(shù)值,剪力取調(diào)幅前的較大值。圖中M左、M右為調(diào)幅前彎矩值，M左′、M右′為調(diào)幅后彎矩值。剪力值應(yīng)取V左和V左′。 4.1.1 柱內(nèi)力組合 框架柱取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制截面組合結(jié)果見表4.4、表4.5。表中系數(shù)是考慮計(jì)算截面以上各層活載不總是同時(shí)滿布而對樓面均布活載的一個(gè)折減系數(shù)，稱為活載按樓層的折減系數(shù)，取值見表4.3。 表4.2 活荷載按樓層的折減系數(shù) 墻,柱,基礎(chǔ)計(jì)算截面以上的層數(shù) 1 2～3 4～5 6～8 9～20 ＞20 計(jì)算截面以上各樓層 活荷載的折減系數(shù) 1.00 (0.90) 0.85 0.70 0.65 0.60 0.55 3 柱頂 M 41.93 19.54 147.6 77.67 -129.84 253.92 N 1103.62 212.65 323.06 1622.05 1031.96 1871.91 柱底 M -40.27 -18.78 147.6 -74.62 132.29 -251.47 N 1140.48 212.65 323.06 1666.29 1076.19 1916.14 2 柱頂 M 45.05 21.02 154.8 83.49 -134.57 267.91 N 1272.77 246.94 400.9 1873.04 1154.32 2196.66 柱底 M -50.7 -23.63 154.8 -93.922 126.22 -276.26 N 1309.63 246.94 400.9 1917.27 1198.55 2240.89 1 柱頂 M 29.29 13.66 157.92 54.27 -161.95 248.64 N 1452.93 281.03 480.63 2136.96 1287.32 2536.95 柱底 M -14.86 -6.94 293.28 -27.55 359.27 -403.26 N 1501.06 281.03 480.63 2194.71 1345.07 2594.71 4.1.2 截面設(shè)計(jì) 1、 承載力抗力調(diào)整系數(shù) 表4.3 C柱內(nèi)力組合表 6 柱頂 M 42.09 19.62 116.82 77.98 -89.59 214.15 N 596.25 109.84 116.53 869.28 629.92 932.89 柱底 M -42.09 -19.63 95.58 -77.99 61.97 -186.54 N 633.11 109.84 126.53 913.51 661.15 990.13 5 柱頂 M 42.09 19.62 136.62 77.98 -115.33 239.89 N 765.37 144.11 185.92 1120.20 763.21 1246.61 柱底 M -42.09 -19.62 111.78 -77.98 83.03 -207.59 N 802.23 144.11 185.92 1164.43 807.45 1290.84 4 柱頂 M 42.09 19.62 136.8 77.98 -115.56 240.12 N 934.5 178.38 249.86 1371.13 903.61 1553.25 柱底 M -42.19 -19.64 136.8 -78.12 115.43 -240.25 N 971.36 178.38 249.86 1415.36 947.84 1597.48 3 柱頂 M 41.93 19.54 147.6 77.67 -129.84 253.92 N 1103.62 212.65 323.06 1622.05 1031.96 1871.91 柱底 M -40.27 -18.78 147.6 -74.62 132.29 -251.47 N 1140.48 212.65 323.06 1666.29 1076.19 1916.14 2 柱頂 M 45.05 21.02 154.8 83.49 -134.57 267.91 N 1272.77 246.94 400.9 1873.04 1154.32 2196.66 柱底 M -50.7 -23.63 154.8 -93.922 126.22 -276.26 N 1309.63 246.94 400.9 1917.27 1198.55 2240.89 1 柱頂 M 29.29 13.66 157.92 54.27 -161.95 248.64 N 1452.93 281.03 480.63 2136.96 1287.32 2536.95 柱底 M -14.86 -6.94 293.28 -27.55 359.27 -403.2