紅星大學教學樓設計

目錄

第一章建筑設計.........................................1-

1.1建筑設計的主要內(nèi)容...................................1

1.1.1建筑平面設計..................................1

1.1.2建筑立面設計....................................1

1.1.3建筑剖面設計...................................2

第二章結構選型與布置....................................3

2.1結構選型............................................3

2.2結構布置............................................3

2.2.1梁柱截面尺寸...................................4

2.2.2材料強度等級...................................4

第三章結構設計...........................................6

3.1荷載計算...........................................7

3.2框架內(nèi)力計算.......................................15

3.2.1恒載作用下的框架內(nèi)力..........................15

3.2.2活載作用下的框架內(nèi)力..........................24

3.2.3風荷載作用下的位移、內(nèi)力計算..................31

3.3框架內(nèi)力組合.......................................46

3.3.1荷載組合......................................46

3.4框架梁、柱截面設計.................................55

3.4.1計算理論......................................55

3.4.2梁柱截面設計...................................56

3.5樓梯結構設計計算....................................66

3.6現(xiàn)澆板的設計........................................69

3.7基礎設計............................................72

3.7.1按持力層強度初步確定基礎底面尺寸...............72

3.7.2.確定基礎底面積.................................73

3.7.3.地基變形驗算...................................74

3.7.4.基礎結構設計...................................74

主要參考文獻和書目.........................................78

>t—1—

刖三

本設計是按照江西理工大學建筑與測繪工程學院土木工程專業(yè)2009年畢業(yè)

設計要求編寫的畢業(yè)設計。題目為“紅星大學教學樓設計”。內(nèi)容包括建筑設計、

結構設計兩部份。

教學樓是公共建筑，其規(guī)范要求比較嚴格，能體現(xiàn)處建筑和結構設計的很多

重要的方面，選擇教學樓建筑和結構設計，從而掌握教學樓設計的基本原理，妥

善解決其功能關系，滿足使用要求。

框架結構的設計始于歐美，二十世紀厚得到了世界各地大范圍的使用，其結

構建筑平面布置靈活，使用空間大。延性較好。其具有良好的抗震能力。對辦公

樓有重要建筑結構非常適用。能滿足其較大的使用面積要求。

框架結構的研究，對于建筑的荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別

計算出各種荷載作用下的彎矩、剪力、軸力，然后進行內(nèi)力組合，挑選出最不利

的內(nèi)力組合進行截面的承載力計算，保證結構有足夠的強度和穩(wěn)定性。在對豎向

荷載的計算種采用了彎矩分配法，對水平荷載采用了D值法，對鋼筋混凝土構

件的受力性能，受彎構件的正截面和斜截面計算都有應用。

本結構計算選用一根框架為計算單元，采用手算的簡化計算方法，其中計算

框架在豎向荷載下的內(nèi)力時使用的彎距二次分配法，不但使計算結果較為合理，

而且計算量較小，是一種不錯的手算方法。本設計主要通過工程實例來強化大學

期間所學的知識，建立一個完整的設計知識體系，了解設計總過程，通過查閱大

量的相關設計資料，提高自己的動手能力。

這次設計是在結構教研室各位老師的悉心指導下完成的，在此向你們表示衷

心的感謝！

鑒于水平有限，設計書中還存在不少缺點甚至錯誤，敬請老師批評和指正。

摘要

本工程為贛州市紅星大學教學樓工程，采用框架結構，主體為六層，本地區(qū)

抗震設防烈度為7度，場地類別為II類場地。主導風向為西南，基本風壓0.5KN/Mo

樓、屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構。

本設計貫徹“實用、安全、經(jīng)濟、美觀”的設計原則。按照建筑設計規(guī)范，

認真考慮影響設計的各項因素。根據(jù)結構與建筑的總體與細部的關系。

本設計主要進行了結構方案中橫向框架第12軸抗震設計。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(nèi)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(nèi)力。是找出最不利的一組或幾組內(nèi)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(nèi)樓梯的設計。完成了平臺板，梯段板，平

臺梁等構件的內(nèi)力和配筋計算及施工圖繪制。對樓板進行了配筋計算，本設計采

用樁基礎，對基礎承臺和樁進行了受力和配筋計算。

整個結構在設計過程中，嚴格遵循相關的專業(yè)規(guī)范的要求，參考相關資料和

有關最新的國家標準規(guī)范，對設計的各個環(huán)節(jié)進行綜合全面的科學性考慮?？傊?

適用、安全、經(jīng)濟、使用方便是本設計的原則。設計合理可行的建筑結構方案是

現(xiàn)場施工的重要依據(jù)。

關鍵詞：框架結構；荷載計算；內(nèi)力計算；計算配筋

ABSTRACT

Thisworksforthecityofganzhouzhixiangofficebuilding,aframework

structureforasix-storeymain,intheregionearthquakeintensityof6degreesnoLan

siteclassificationasClassIIvenues.Ledtothesouthwestdirection,thebasicPressure

0.35KN/M.Floorroofwereusingcast-in-placereinforcedconcretestructure.

Thedesignandimplement"practical,security,economic,aesthetic/thedesign

principles.Withthearchitecturaldesign,designseriouslyconsidertheinfluenceofthe

variousfactors.Accordingtothestructuralandarchitecturaldetailandtheoverall

relationship.

Thedesignofthemainstructureoftheprogramhorizontalframework12-axis

seismicdesign.Indeterminingthedistributionframework,thefirstlayerof

representativevalueoftheload,Thenusevertexfromthedisplacementmethodfor

earthquakecycle,andthenatthebottomofshearhorizontalseismicloadcalculation

undersize,thencalculatedthelevelofloadundertheInternalForces(bending

moment,shearandaxialforce).Thencalculateverticalload(constantloadandlive

load)undertheInternalForces.Identifythemostdisadvantagedgrouporaninternal

forceseveralcombinations.Selectthebestsafetyresultsofthereinforcementand

Mapping.Inaddition,thestructureoftheprogramindoorstaircasedesign.

Completionoftheplatformboards,boardsoftheladder,platformbeamcomponent

andthereinforcementofinternalforcescalculationandconstructionmapping.Onthe

floorreinforcementcalculation,theuseofpilefoundationdesign,foundationandpile

capsfortheforceandreinforcementcalculation.

Thewholestructureofthedesignprocess,instrictcompliancewiththerelevant

professionalstandard,referencetorelevantinformationandthelatestnational

standardsandspecifications,anddesignofthevariouscomponentsofa

comprehensivescientificconsiderations.Inshort,application,security,economicand

user-friendlydesignistheprinciple.Designreasonableandworkablestructureofthe

programistheconstructionsiteoftheimportantbasisfortheconstruction.

Keywords:FrameStructure；LoadCalculation；Internalforcecalculation；

Calculationreinforcement

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第一章建筑設計

1.1建筑設計的主要內(nèi)容

建筑設計主要包括建筑平面設計，建筑立面設計，建筑剖面設計這三個方面。

1.1.1建筑平面設計

建筑平面設計是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關系，在平面設計

中，始終需要從建筑整體空間組合的效果來考慮緊密聯(lián)系建筑剖面和立面，分析

剖面，立面的可能性和合理性，不斷調(diào)整，修改平面，反復深入。

對建筑物的朝向的選擇。一般來說，生活，工作和學習用的房間要求安靜，

少干擾，由于人們在其中停留的時間相對較長，因此希望有較好的朝向，故我確

定坐北朝南的朝向。再則是對使用部分的平面設計。使用部分是指主要使用活動

和輔助使用活動的面積，即各類建筑物中的使用房間和輔助房間。在教學建筑中，

使用房間是指教室、雜物室；輔助房間是指廁所。（詳見建筑圖紙）

1.1.2建筑立面設計

立面設計上要求建筑物在滿足使用要求的同時，它的體型，立面以及內(nèi)外空

間組合等，還會給人們在精神上以某種感受。在對外墻面裝修材料的選擇上，我

經(jīng)過多次的修改。由于墻面裝修的多樣性：抹灰類，貼面類，涂料類，裱糊類和

鋪釘類等。且這幾種各有其優(yōu)缺點，例如：抹灰類材源廣，施工簡便，造價低廉,

但是飾面的耐久性低，易干裂，易變色，因多系手工操作，且濕作業(yè)施工，功效

較低，還有一個大問題是采用抹灰類無法表達華府豪景的高貴氣質(zhì)。對于貼面類

墻面裝修，它具有耐久性強，施工方便，質(zhì)量高，裝飾效果好的特點，但對于其

中的陶瓷錦磚，面磚貼面，隨著時間的推移，其水泥砂漿的粘結效果將變差，有

些城市出現(xiàn)了瓷磚高空墜落傷人事件，故我排除了這一方案，對于天然石板，人

造石板貼面，其貼面構造相當復雜，對于施工工藝要求比較高。而對于涂料類墻

面裝修，這是當今最有發(fā)展前途的的墻面裝修形式，它系指把涂料敷于物體表面

上，與基層形成很好的粘結，從而形成完整而牢固的保護膜，它具有材源廣，裝

飾效果好，造價底，操作簡單，工期短，工效高，自重輕，維修，更新方便等特

點；其缺點是時間一長，會有褪色的現(xiàn)象出現(xiàn)，最簡單的解決方法是重新進行噴

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涂。我選擇的是JH80-1型無機涂料，它具有硬度高，附著力強，，耐水性好及耐

酸，耐堿，耐污染，耐凍融，耐候性好等特點，這對于我選用的水泥砂漿抹灰作

為墊層是比較有利的，因為彼此的粘結效果好。且以這種深色為主的立面，給人

一種端莊，穩(wěn)重的視覺沖擊。

欄桿的處理是考慮到墻面的裝修，由于墻面采用較深色的色調(diào)，故我把欄桿

涂成白色調(diào)，通過這種冷暖和深淺的色彩進行不同的組合和配置，使建筑物在穩(wěn)

重中不失生動。

凸型窗的設計有利于加強立面建筑物的立體感，空間上的前后搭配，彌補了

通常建筑物的立面平淡，給人一種豐滿的感受。

對于勒腳的處理，我是采用250X50棕紅色貼面磚，這是對于墻腳保護而采

取的一種措施，并且它與外墻面涂料色彩的完美搭配，是建筑物豐富多彩的組成

部分。

1.1.3建筑剖面設計

剖面設計主要是考慮建筑物在垂直方向房屋各部分的組合關系。第一步是對

房屋層數(shù)的確定，其影響因素很多，我主要考慮的是造價方面。該設計工程為建

測學院辦公樓，樓層為六層，層高為3米，在滿足使用要求和衛(wèi)生要求的前提下,

適當降低層高可相應減小房屋的間距，節(jié)約用地，減輕房屋自重，改善結構受力

情況，節(jié)約材料。。底層為實驗室由于要滿足一些實驗設備所需必要空間的要求。

為了防止外雨水流入室內(nèi)，并防止強身受潮，一般民用建筑常把室內(nèi)地坪適當提

高，以使建筑物室內(nèi)外地面形成一定高差，此處設計為室內(nèi)外高差為450mm.

1.2建筑主要構造做法要求

詳見建筑設計總說明

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第二章結構選型與布置

2.1結構選型

結構選型是一個綜合性問題，應該選擇合理的結構形式。根據(jù)結構受力特點,

常用的建筑結構設計形式有：混合結構、框架結構、框架-剪力墻結構、剪力墻

結構（一般剪力墻結構、筒中筒剪力墻結構）等。混合結構主要是墻體承重，由

于取材方便，造價低廉，施工方便，我國廣泛的應用應用于多層民用建筑中，但

砌體結構承載力低自重大抗震性能差，一般用于7層及7層以下的建筑?？蚣芙Y

構是由梁柱構件通過節(jié)點連接形成的骨架結構，框架結構的特點是由梁柱承受豎

向荷載和水平荷載，墻體起維護作用，其整體性和抗震性均好于混合結構，且平

面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構成豐富多變的立面造型，但隨著層

高的增加側向剛度越來越難以滿足要求，一般不宜用于過高的建筑。框架剪力墻

結構是在框架中設置一些剪力墻，既能滿足平面布置靈活，又能滿足結構抗力要

求，一般用于10?25層的建筑中。剪力墻結構是依靠剪力墻承受豎向級水平荷

載，整體性好，剛度大，抗震性好，常用于20?50層的高層建筑。

根據(jù)建筑的應用范圍，結構布置原則和大致的構造尺寸，高度，使用要求等

進行綜合分析，選用框架結構既安全可靠又經(jīng)濟適用。

2.2結構布置

進行混凝土框架結構布置的主要工作事合理地確定梁，柱的位置及跨度。其

基本原則是：

1.結構平面形狀和立面體型宜簡單，規(guī)則，使剛度均勻對稱，減少偏心和扭

轉。

2.控制結構高寬比，以減少水平荷載作用下的側移，鋼筋混凝土框架結構高

寬比限制為：非抗震設防時為5,6度，7度抗震設防時為4,8度抗震設防時為

3,9度抗震設防時為2。

3.盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構件種類規(guī)格，簡化梁，柱設計及施工。

框架結構的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距（開間，進深）和層高，首先要滿足生

產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，柱網(wǎng)布置方式分為內(nèi)廊式，等跨式，和不等跨式

等幾種。工程實踐中常用的梁，板跨度：主梁跨度5?8m,次梁跨度4?6m單向

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板跨1.7?2.5m,一般不宜超過3m,雙向板跨4m左右，荷載較大時宜取較小值,

因為板跨直接影響板厚，而板的面積較大，板厚度的增加對材料用量及結構自重

增加影響較大。

4.房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當房屋長度超過規(guī)定值

時，伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。伸縮縫是為了避免溫度應力和混凝土收縮

應力使房屋產(chǎn)生裂縫而設置的。在伸縮縫處，基礎頂面以上的結構和建筑全部分

開?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土框架的伸縮縫最大間距為55m。

2.2.1梁柱截面尺寸

（一）柱

框架柱均為400mm*400mm

（二）梁

梁：橫向跨梁AB,CD跨：300mm*600mm

BC跨:300mm*400mm

縱向連系梁：300mm*500mm

結構計算簡圖

框架結構計算簡圖，取頂層柱的形心線作為框架結構的軸線，梁軸線取至板頂，

2~6層高度即為層高，取3m；底層柱高度從基礎頂面取至一層板頂，即4=

3.6+2.5-0.9=5.2m（初步假設基礎高度為0.5m）,柱節(jié)點剛接，橫梁的計算跨度

取柱中心至中心間距離三跨分別為：1=6000,3000,6000。計算簡圖見下圖

2.2.2材料強度等級

混凝土：采用C30級。

鋼筋直徑212mm的采用HRB335鋼筋，其余采用HPB235鋼筋。

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第三章結構設計

ACDE

圖3-1計算簡圖

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3.1荷載計算

本例題以8軸線橫向框架為計算分析對象。

1屋面橫梁豎向線荷載標準值

橫載圖（D-L.T）活載圖（L-L.T）

圖3-2荷載計算簡圖

（a）恒載作用下結構計算簡圖；（b）活載作用下結構計算簡圖

（1）恒載

屋面恒載標準值

35厚架空隔熱板0.035X25=0.875kN/m2

防水層0.4kN/m2

20厚1：3水泥砂漿找平0.02X20=0.4kN/m2

100（80）厚鋼混凝土現(xiàn)澆板0.12X25=3kN/m2

12厚紙筋石灰粉平頂0.012X16=0.192kN/itf

屋面恒載標準值4.867kN/m2

梁自重

邊跨AB、CD跨0.3X0.6X25=4.5kN/m2

梁側粉刷2X(0.6-0.12)X0.02X17=0.33kN/nf

4.83kN/m2

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中跨BC跨0.3X0.4X25=3kN/nf

側梁粉刷2X（0.4-0.1）X0.02X17=0.19kN/itf

3.19kN/m2

作用在頂層框架梁上的線恒荷載標準值為

梁自重g5.=g5CDI=4.83kA7mg5BC1=3.19k7V/m

板傳來的荷載g5AB2=g5CD2=4.83x4.5=21.7kN/m2

g58c2=生83X3=11.6kN/m

（2）活載

作用在頂層框架梁上的線恒荷載標準值

q5AB=q5c0=0.7X4.5=3.15kN/m

q5BC=0.7X3=1.68kN/m

2.樓面橫梁豎向線荷載標準值

（1）恒載

25厚水泥砂漿面層0.025X20=0.50kN/m

100厚鋼混凝土現(xiàn)澆板0.12X25=3kN/m

12厚板底粉刷0.012X16=0.192kN/m

屋面恒載標準值3.692kN/m

梁自重

邊跨（AB、CD跨）框架梁自重：4.83kN/m2

中跨（BC跨）3.19kN/nV

作用在樓面框架梁上的線恒荷載標準值為

梁自重且他=gCDl=4.83kN/mgCD1=3.19kN/m

板傳來的荷載gAB2=gCD2=3.692X4.5=16.61kN/m

gBC2=3.192X3=7.66kN/m

⑵活載

樓面活載

=q=2X4.5=9.OkN/m

qfiC2=2X3=4.8kN/m

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3.屋面框架節(jié)點集中荷載標準值

圖3-3恒載頂層集中力

(1)恒載

邊跨連系梁自重0.3X0.5X4.5X25=16.88kN

粉刷2X(0.5-0.12)X0.02X4.5X17=1.16kN

1.2m女兒墻自重1.3X4.5X3.6=21.06kN

粉刷1.3X2X0.02X17X4.5=3.98kN

連系梁傳來屋面自重0.5X4.5X0.5X4.5X4.87=24.65KN

頂層邊節(jié)點集中荷載G5A=G5D=67.73kN

中柱連系梁自重16.88kN

粉刷1.19KN

連系梁傳來屋面自重0.5X4.5X0.5X4.5X4.87=24.65kN

0.5X(4.5+4.5-2.4)X1.5X4.37=17.31kN

頂點邊節(jié)點集中荷載G5B=G$c=60.03KN

(2)活載

=05?=0.5X4.5X0.5X4.5X0.7=3.54kN

Q5li=Q5C=3.54+0.5X6X1.5X2X0.7=6.32KN

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4.樓面框架節(jié)點集中荷載標準值

(1)恒載

邊柱連系梁自重16.88kN

粉刷1.16kN

連系梁傳來樓面自重0.5X4.5X05X3.692=18.69kN

36.73kN

中間層邊節(jié)點集中荷載：

GA=Gd=36.73kN

框架柱自重:G'A=G'B=0.5X0.5X3.6X25=22.5kN

中柱連系梁自重16.88kN

粉刷1.19kN

連系梁傳來樓面自重0.5X4.5X0.5X4.5X3.692=18.69kN

0.5義(4.5+4.5-3)X1.2義3.692=14.6kN

51.37kN

中間層邊節(jié)點集中荷載:

GC=GB=51.37kN

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框架柱自重:G'C=G*D=0.5X0.5X3.6X25=22.5kN

⑵活載

QA=Q0=10.125kNQs=Oc=18.05kN

5.風荷載

已知基本風壓%=0.4AN/m2本工程為贛州某高校15a6x4e樓，地面粗糙度為

B類，按荷載規(guī)范g=O

風載體型系數(shù)〃，：迎面風為0.8,背面風為-0.5；因結構高度H=16.6m<30m（從室

外地面算起），取風振系數(shù)氏=1.0,計算過程如下表：

表3-1風荷載計算

層次pzUSZ(m)uzwOAPi

611.319.051.2340.4127.7

511.316.051.1860.4127.4

411.313.051.0750.4126.71

311.310.051.0480.4126.54

211.37.051.0000.4126.24

111.34.050.90.414.46.74

圖3-5橫向框架上的風荷載

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6.地震作用：

在計算梁、柱線剛度時，應考慮樓蓋對框架梁的影響，在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架

表3-2梁柱線剛度

截面尺寸Ec(Kn/相對剛

桿件I0(mm4)I(mm4)L(mm)i=ECI/L

rtf)度

B(mm)H(mm)

邊框架梁30060025.55.4X1098.1X10960003.44X1071.000

中框架梁30040025.55.4X10"10.8X10930009.18X1072.67

底層框架柱150050025.55.2X10'5.2X10。36002.55X1070.74

中層框架柱150050025.55.2X10"5.2X10930003.64X1071.06

梁的抗彎慣性矩取1=210;邊框架梁取1=1.510;在裝配式樓蓋中，中框架梁的抗彎慣

性矩取1=1.510;邊框架梁取1=1.210,10為框架梁按矩形截面計算的慣性矩。橫梁、

柱的線剛度見下表。

表3-3框架柱橫向側移剛度D值

項目k=Eie/2iz(一般層)&=k/(2+k)(一般層)

D=ac,iz?(12/h)

層柱類型及截面k=￡ic/iz(底層)%=(0.5+k)/(2+k)(底層)

二邊框架柱300X

至0.950.683.3

600

六

層中框架柱300X

5.040.713.45

400

邊框架柱500X

底1.350.551.3

500

層

中框架柱500X

7.20.841.98

500

(1)建筑物總重力荷載代表值Gi的計算

1)集中屋蓋處的質(zhì)點重力荷載代表值G6

50%雪載0.5X0.65X15X45=219.4kN

屋面恒載4.87X45X9=1972.35kN

橫梁自重(4.79X12+2.72X2。4)X6=350.47kN

縱梁自重2.6X9X10=242.1kN

女兒墻1.3X3.6X87=407.16kN

柱重0.4X0.4X25X1.5X46=276kN

橫墻3.6X(14X6X1.5+6)=432kN

縱墻(4.5X1.5-3.3)X20X3.6+4.5X1.5X3.6X18=685.8kN

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鋼窗約為10.8KN

G6=4729.81KN

2）集中于三一六層處的質(zhì)點重力荷載代表值G2—G5

50%樓面活載0.5X2.0X15X45=600kN

樓面恒載3.692X45X9=1495.26kN

橫梁自重242.1kN

縱梁自重484.2kN

柱重276X2=552kN

橫墻432X2=864kN

縱墻685.8X2=1371.6kN

鋼窗約為21.6KN

G2=G3=G4=G5=5630.76kN

3）集中于二層處的質(zhì)點重力荷載代表值G1

50%樓面活載600

樓面恒載1495.26kN

橫梁自重242.1kN

縱梁自重484.2

柱重0.4X25X0.4X(2.6+1.5)X46=754.4kN

橫墻3.6X9X2.6X10=842.4kN

縱墻3.6X3.6X2.6X7=235.87kN

鋼窗約為2L6KN

G1=5871.39kN

（2）地震作用計算

1）框架柱的抗側移剛度

底層：SD=1.3X28+1.98X19=74.02kN/mm

二?六層：￡D=3.3X26+3.45X19=151.35kN/mm

2）框架自振周期的計算:

則自振周期為：Tl=l.7aVX=0.83s其中a為考慮結構非承重磚墻的影響的折減系

數(shù)，對于框架取0.6；△為框架頂點假想水平位移，計算結構見下表

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框架頂點假想水平位移計算表

層Gi(kN)^Gi(kN)ED(kN/mm)總位移A

(mm)

64729.814729.81151.3523.01665.36

55630.7610360.37151.3536.08642.35

45630.7615991.33151.3551.42606.27

35630.7621622.09151.3567.38554.87

25630.7627262.85151.3589.31487.49

15871.3933124.2474.02398.18398.18

樓層地震作用和地震剪力標準計算表

層Hi(m)Gi(kN)GiHiFi=Fn+AF(頂層)Fi=樓層剪力

GiHi/^GzHzFEK(l-^7)Vi(Kn)

618.64729.8187974.5478.06478.06

515.65630.7687839.9290.08768.14

412.65630.7670947.6232.461000.6

39.65630.7654055182.841183.44

26.65630.7637163131.231314.67

13.65871.3921137101.91416.57

3)地震作用計算：

根據(jù)本工程設防烈度7度，II類場地土，設計地震分組為第一組，查《建筑抗震設

計規(guī)范》特征周期Tg=0.35s,amax=0.05

al=(Tg/Tl)09amax=0.08x(0.35/0.616)09=0.053

結構等效總重力荷載：Geq=0.85GE=39550.8Kn

T1〉1.4Tg=l.4X0.35=0.49,故需考慮框架頂部附加集中力作用

&i=Q.08T1+0.07=0.114s

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框架橫向水平地震作用標準值為：

結構底部：XalGeq=0.053X39550.8=2096.19kN

各樓層的地震作用和地震剪力標準值由上表計算列出，圖示見右圖

△Fn=8nFEK=178.19kN

3.2框架內(nèi)力計算

3.2.1恒載作用下的框架內(nèi)力

1.彎矩分配系數(shù)

由于該框架為對稱結構，取框架的一半進行簡化計算。

圖3-6橫向框架承擔的恒載

在豎向荷載作用下較規(guī)則的框架產(chǎn)生的側移位移很小，可忽略不計?？蚣軆?nèi)力

采用無側移的彎矩分配法進行簡化計算。具體方法是對整體框架按照結構力學的一

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般方法，計算出各節(jié)點的彎矩分配系數(shù)，各節(jié)點的不平衡彎矩，然后進行分配，傳

遞，在工程設計中，每節(jié)點只分配兩至三次即可滿足精度要求。

相交于同一點的多個桿件中的某一桿件，其在該節(jié)點的彎矩分配系數(shù)的計算過

程為：

（1）確定各桿件在該節(jié)點的轉動剛度

（2）計算彎矩分配系數(shù)〃

=SAB+SAC+sAD

Su=S-

AR4ALzS

（3）相交于一點桿件間的彎矩分配

彎矩分配之前，還需先求出節(jié)點的固端彎矩，這可查閱相關靜力計算手冊得到。

一個循環(huán)可同時放松和固定多個節(jié)點，以加快收斂速度。計算桿件固端彎矩產(chǎn)生的

節(jié)點不平衡彎矩時不能丟掉由于縱向框架梁對柱偏心所產(chǎn)生的節(jié)點彎矩。

節(jié)點4:SAIAO=4加人0=4X0.74=2.96

S/ubi=4加例=4x1.33=5.332

°SA\A2~—F471A2=4x1.06=4.24

ZS=L52+5.343+2.172=12.532

A

4%=若=6236

A

外⑶=舞=0425

A

q

z/_“A142

"/U42-ys0.338

A

節(jié)點用：ZS=12.532+2*2.67=17.872

B

_1.333*4

〃_“例Al=0.298

PB\M

-y§17.872

B

1.06*4

〃_-Aym§=0.237

17,872

B

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q267*2

A?II=4^L=￡2L^=0.299

BIODI17.872

B

074*4

..—aBlB0------=0.166

MB\B0-S

17.872

B

1.06*4

節(jié)點4“A2Al=〃A2A3='y0.307

(1.06+1.333+1.06)*4

〃_S42B21.333*4

=0.386

RA2B2~y§

(1.06+1.333+1.06)*4

q4?4

節(jié)點“5281="B2B3=0.237

工S17.872

B

q5???

462A2=^^==0298

"2422S17.872

B

SRDn?2.67*2

=0.298

B

節(jié)點A6:小=恭=0557

A

5.332

“A6B6-(1.333+1.06)*4=0.443

v5.332

dp6A6=0.358

NB6A6￡S-(1.333+1.06)*4+2.67*2

節(jié)點66：

B

q

46。6=譽=0358

B

q

4685=霎=0284

B

4、、A.5節(jié)點與為節(jié)點相同

用、、Bs節(jié)點與之節(jié)點相同

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2.求桿件固端彎矩

計算桿件固端彎矩時時應帶符號，桿端彎矩一律

以順時針為正，如圖3-7.

（1）橫梁固端彎矩

1）頂層橫梁

自重作用：圖3-7桿端及節(jié)點彎矩正方向

------------------1,，1一

M46B6=_MBSAS=-----q/——........x4.83x6.0~=—14.49AN?

--------1,1,

MB6D6=—ql~=—x3.19x1.2?=—153kN?m

33

%>6B6==0.766ZN?m

板傳來的恒載作用：

=—//"I一2%+%）=—50.69kN?m

---------5,25,

MRhnh=-—ql=——x11.6x32=-5.44kN?m

B6O696q96

---------1,

MD6B6=~—（1I~=~3.26kN?m

2>.二?六層橫梁

自重作用：

-----------------1,1,

=~M.=--ql2=——X4.83X6.02=-14.49^?/?

n\nR?/i|]2]]2

--------1,1,.機

MRn=-±q/2=___Lx3.19x1.22=-L53ZN

B'D'33

匹7=；%7=-0-766AN?機

板傳來的橫載作用

『+%）=-38.44ZN?一

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-------5，5,

M=——ql2=——x7.66x32=-3,59^*m

BR'DN,96196

M”=-—?/2=--X7.66X32=-1.83^?m

D'B,3232

(2)縱梁引起柱端附加彎矩

頂層外縱梁：MA6=MD6=67.73x0.075=5.08ZN?m

樓層外縱梁：MM=-MD]=36.73x0.075=2.75kN?m

頂層中縱梁：MB6=—Afc6=—6093x0.075=—4.50ZN?m

樓層中縱梁：MB]=-Ma=-51.37x0.075=-3.S5kN?m

3.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(jù)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，

節(jié)點A6的不平衡彎矩：

MA6B6+網(wǎng)小縱梁--14.49-50.69+5.08=-60.1kN?m

4.內(nèi)力計算

根據(jù)對稱原則，只計算AB,BC跨。在進行彎矩分配時，應將節(jié)點不平衡彎矩反

號后再進行桿件彎矩分配。

節(jié)點彎矩使相交于該節(jié)點桿件的近端產(chǎn)生彎矩，同時也使各桿件的遠端產(chǎn)生彎

矩，近端產(chǎn)生的彎矩通過節(jié)點彎矩分配確定，遠端產(chǎn)生的彎矩由傳遞系數(shù)D確定，

傳遞系數(shù)與桿件遠端的約束形式