
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文檔簡介
第1章、結構布置方案及結構選型
1.1工程簡介
1.1.1建設項目名稱:康馨小區(qū)住宅樓
L12建設地點:武漢市洪山區(qū)
1.1.3設計資料:
1.1.3.1地質(zhì)水文資料:根據(jù)工程地質(zhì)勘測報告,擬建場地地勢平坦,場地土層分布情
況為:第一層雜填土,厚1.0m;第二層為淤泥,軟塑狀態(tài),厚6.5m;第三層為粉質(zhì)粘土
,IL=0.75,厚度為10m,其下位很厚的中密中砂層。
1.1.3.2氣象資料:
全年主導風向:偏南風夏季主導風向:東南風冬季主導風向:北偏西風
常年降雨量為:1248.5mm
基本風壓為:0.35kN/m2(B類場地)
基本雪壓為:0.50kN/m2
1.1.3.3抗震設防要求:六度三級設防
1.1.3.4底層室內(nèi)主要地坪標高為±0.000。
1.1.4建筑規(guī)模:
1.1.4.1建筑面積:9180m2
1.1.4.2建筑層數(shù):10層
1.1.4.3結構形式:框架填充墻
1.2結構承重方案選擇
根據(jù)建筑功能要求以及建筑施工的布置圖,本工程確定采用框架承重方案,框架梁、柱
布置參見結構平面圖。
1.3主要構件選型及尺寸初步估算
1.3.1主要構件選型
(1)梁、板、柱結構形式:現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構
(2)墻體采用:粉煤灰輕質(zhì)砌塊
(3)墻體厚度:外墻:200mm,內(nèi)墻:100mm
(4)基礎采用:混凝土預制樁基礎
1.3.2梁、柱截面尺寸估算
主要承重框架:
取大跨度梁L=5600mm計算
h=(1/8~1/12)L=700mm~466mm取h=500mm.
b=(l/2~l/3)h=250mm~166mm取b=250mm
故主要框架梁初選截面尺寸為:bXh=250mmX500mm
次要承重框架:
取較小跨度L=3900mmh=(l/12~l/15)L=325mm~260mm取h=400mm
b=(l/2~l/3)h=200mm-133mm取b=200mm
故次要框架梁初選截面尺寸為:bXh=200mmX400mm
框架柱:
b=(l/15~l/20)H=(l/15~l/20)X4050=270mm~202.5mmb=(1-2/3)h且b*h>250mm*
250mm,本結構為抗震結構,柱寬b不宜小于300mm,取b=h
估算軸壓力:
框架柱B(E)列柱(1~5層)軸壓力No=10X10.725m2X13KN/m2=1394.25KN
(5~10層)軸壓力No=5X10.725m2X13KN/m2=697.125KN
框架柱C(D)列柱(1~5層)軸壓力No=10X17.94m2X13KN/m2=2332.3KN
(5~10層)軸壓力No=5X17.94m2X13KN/m2=l161.1KN
②按軸壓比驗算,此建筑抗震等級為三級,〃=0.9
選C30型混凝土fc=14.3N=1.3No
B(E)列柱(1~5層):A^N/ufc=1394.25X1.3X1000/0.9X14.3=375*375mm2
(5~10)^:A^N/ufc=697.125X1.3X1000/0.9X14.3=265*265mm2
C(D)列柱(1~5層):A>N/ufc=2332.3X1.3X1000/0.9X14.3=485*485mm2
(5~10層:ANN/ufc=l161.1X1.3X1000/0.9X14.3=342*342mm2
故初選柱截面尺寸為:B(E)列柱(1~5層):bXh=400mmX400mm
(5~10)層:bXh=300mmX300mm
C(D)列柱(1~5層):bXh=500mmX500mm
(5~10層:bXh=400mmX400mm
1.4確定框架計算簡圖
1.4.1選定計算單元
根據(jù)結構平面布置,選定13軸線作為計算單元,如圖1.1
圖1.1
1.4.2梁計算跨度和柱的計算高度;
框架梁跨度(按柱中心線確定):
B.C跨:5600mmCD跨:3600mmD.E跨:3300mm
框架柱高度:
取底層:H1=3000+450+(1900-900)-30=4420mm(如圖1.2)
其它層:H2=H3=H4=H5=H6=H7=H8=H9=H10=3000mm
777^77777
圖1.2
1.5梁柱截面幾何參數(shù)計算
151.梁柱慣性矩計算
—hh
主要框架承重梁:1=123=12X250X5003=2.6X109mm4
邊框架梁iB10iC10=iDlOiEl0=2.6X109X1.5=3.9X109mm
中框架梁iCIOiDl0=2.6X109X2=5.2X109mm
1,,1
—bh—
次要框架承重梁:1=123=12X200X4003=1.07X109mm4
1,,1
—bh—
B(E)列柱(1~5層):1=12=12x400X4003=2.13X109mm4
—hh
(5~10)層:1=123=12X300X3003=0.675X109mm4
—bh
C(D)列柱(1~5層):1=123=12義500X50()3=5.2XI09mm4
3
(5~10)層:1=123=12X400X400=2.13X109mm4
152.梁柱線剛度計算
根據(jù)公式1=£1/匕可以得出梁柱線剛度如下(E=Ec).
梁:iBIOiCI0=3.9X109E/5600=6.96X105E
iC10iDl0=5.2X109E/3600=14.4X105E
iDlOiE10=3.9X109E/3300=11.818X105E
柱:iBliB0=2.13X109E/4420=4.8X105E
iB5iB4=2.13X109E/3000=7.1X105E
iBlOiBl0=0.675X109E/3000=2.25X105E
iCliC0=5.2X109E/4420=11.76X105E
iC5iC4=5.2X109E/3000=17.3X105E
iC10iC10=2.13Xl09E/3000=7.1X105E
153.梁柱相對線剛度計算
取iBliBO值作為基準值1算得梁柱的相對剛度如下圖1.3
£」圜
蒯蒯箱I
。桃J
0U1物
21f11修i
130。叮
4
4
2
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79發(fā)"Q0-£"3(CH)"8
第2章、荷載標準值計算
2.1恒載
小瓷磚層0.55kN/m2
三氈四油屋面防水層0.4kN/m2
1:3水泥沙漿找平層20mm0.4kN/m2
水泥蛭石板保溫層60mm0.12kN/m2
1:8水泥爐渣找坡80mm1.44kN/m2
1:3水泥沙漿找平層20mm0.4kN/m2
現(xiàn)澆鋼筋混凝土板100mm2.5kN/m2
板底抹灰20mm0.4kN/m2
合計6.21kN/m2
2.1.1.2樓面恒載
水磨石地面0.65kN/m2
現(xiàn)澆鋼筋混凝土板100mm2.5kN/m2
板底抹灰20mm0.4kN/m2
合計3.55kN/m2
2.1.1.3梁自重
主要框架梁:0.5E|0.25D25=3.125kN/m次要框架梁:0.4[]0.2[]25=2.0kN/m
2.1.1.4墻自重
200mm墻自重:
(1層)0.2X(4.42-0.5)X8=6.272kN/m0.2X(4.42-0.4)X8=6.432kN/m
(2?10層)0.2義(3-0.5)X8=4kN/m0.2X(3-0.4)X8=4.16kN/m
女兒墻:0.2D1.5D8=2.4KN/m
2.1.1.5柱自重
B(E)列柱首層:0.4口0.4口25口4.42=17.681^/根
(2?5層):0.4口0.4口25口3=1214?4/根
(6~10)層:0.3口0.3口25口3=6.75kN/根
C(D)列柱首層:0.5口0.5口25口4.42=27.625kN/根
(2?5層):0.5口0.5口25口3=18.75kN/根
(6?10層):0.4口0.4D25D3=12kN/根
2.1.1.6經(jīng)計算,樓面荷載分配均按雙向板進行荷載等效分配
2.1.1.7作用在框架梁上的恒載:
頂層:
KL梁BC段:p'=6.21kN/m2X3.9m/2=12.11kN/ma=0.5X3.9/5.6=0.348
梯形荷載作用時:pe=(l-2a2+a3)p'=0.780X12.11=9.45kN/m
作用在KL梁BC段上總均布荷載為:9.45X2+3.125+2.4=24.42kN/m
KL梁CD段(1400mm部分):p'=6.21kN/m2X1.4m/2=4.35kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8pz=0.625X4.35=2.72kN/m
作用在KL梁CD段(1400mm部分)上總均布荷載為2.72X2+3.125+2.4=10.97kN/m
KL梁CD段(2200mm部分):p'=6.21kN/m2X2.2m/2=6.831kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X6.831=4.27kN/m
作用在KL梁CD段(2200mm部分)上總均布荷載為4.27X2+3.125+2.4=14.065kN/
m
KL梁CD段受到次梁傳來的集中力:p'=6.21kN/m2X(2.7+0.5)X1.1/2+
6.21kN/m2X(2.7+1.3)X0.7/2=19.62kN
KL梁DE段::p'=6.21kN/m2X3.3m/2=10.247kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625XI0.247=6.4kN/m
作用在KL梁DE段上總均布荷載為:6.4X2+3.125+2.4=18.325kN/m
標準層(2~10層)
KL梁BC段:p'=3.55kN/m2X3.9m/2=6.92kN/ma=0.5X3.9/5.6=0.348
梯形荷載作用時:pe=(l-2a2+a3)p'=0.80X6.92=5.54kN/m
作用在KL梁BC段上總均布荷載為:5.54X2+3.125+4.16=18.36kN/m
KL梁CD段(1400mm部分):p'=3.55kN/m2X1.4m/2=2.49kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X2.49=1.56kN/m
作用在KL梁CD段(1400mm部分)上總均布荷載為1.56X2+3.125+4=10.25kN/m
KL梁CD段(2200mm部分):p'=3.55kN/m2X2.2m/2=3.905kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p,=0.625X3.905=2.44kN/m
作用在KL梁CD段(2200mm部分)上總均布荷載為2.44X2+3.125+4=12.005kN/m
KL梁CD段受到次梁傳來的集中力:p'=3.55kN/m2X(2.7+0.5)XI.1/2+3.55kN/m2X
(2.7+1.3)X0.7/2=11.22kN
KL梁DE段::p'=3.55kN/m2X3.3m/2=5.858kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p,=0.625X5.858=3.66kN/m
作用在KL梁DE段上總均布荷載為:3.66X2+3.125+4.16=14.605kN/m
2.LL8作用在框架柱上的恒載:
B列柱:
頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載6.21kN/m2X3.9mX(5.6/2)m=67.6
kN
F10=9.5+12.186+67.6=88.28kN
標準層:①200mm墻自重4.16kN/mX3.9m=16.224kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(5.6/2)m=38.07kN
④柱自重(6?10層):6.75kN(2?5層):12kN首層:17.68kN
⑤總計:Fl=16.224+12.186+38.07+6.75=73.23kN
F2=16.224+12.186+38.07+12=78.48kN
F3=16.224+12.186+38.07+17.68=84.16kN
九層:F9=88.28+73.23=161.51kN
八層:F8=161.51+73.23=234.74kN
七層:F7=234.74+73.23=307.97kN
六層:F6=307.97+73.23=381.2kN
五層:F5=381.2+73.23=454.43kN
四層:F4=454.43+78.48=532.91kN
三層:F3=532.91+78.48=611.39kN
二層:F2=611.39+78.48=689.87kN
一層:Fl=689.87+78.48=768.35kN
一層底柱:F0=768.35+84.16=852.51kN
C列柱:
頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載6.21kN/m2X3.9X(5,6+3.6)/2m=111.47kN
F10=9.5+12.186+111.47=133.16kN
標準層:①200mm墻自重4kN/mX3.9m=15.6kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(5.7+3.6)/2m=63.687kN
④柱自重(6?10層):12kN(2?5層):18.75kN首層:27.625kN
⑤總計:Fl=15.6+12.186+63.687+12=103.47kN
F2=15.6+12.186+63.687+18.75=110.22kN
F3=15.6+12.186+63.687+27.625=119.10kN
九層:F9=133.16+103.47=236.63kN
八層:F8=236.63+103.47=340.1kN
七層:F7=340.1+103.47=443.57kN
六層:F6=443.57+103.47=547,04kN
五層:F5=547.04+103.47=650.51kN
四層:F4=650.51+110.22=760.73kN
三層:F3=760.73+110.22=870.95kN
二層:F2=870.95+110.22=981.17kN
一層:Fl=981.17+110.22=1091.39kN
一層底柱:F0=1091.39+119.10=1210.49kN
D列柱:
頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載
6.21kN/m2X3.9X(3.3+3.6)/2m=84.77kN
F10=9.5+12.186+84.77=106.46kN
標準層:①200mm墻自重4kN/mX3.9m=15.6kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(3.3+3.6)/2m=48.46kN
④柱自重(6?10層):12kN(2?5層):18.75kN首層:27.625kN
⑤總計:Fl=15.6+12.186+48.46+12=88.25kN
F2=15.6+12.186+48.46+18.75=95kN
F3=15.6+12.186+48.46+27.625=104.25kN
九層:F9=106.46+88.25=194.71kN
八層:F8=194.71+88.25=282.96kN
七層:F7=282.96+88.25=371.21kN
六層:F6=371.21+88.25=459.46kN
五層:F5=459.46+88.25=547.71kN
四層:F4=547.71+95=642.71kN
三層:F3=642.71+95=737.71kN
二層:F2=737.71+95=832.71kN
一層:Fl=832.71+95=927.71kN
一層底柱:F0=927.71+104.25=1031.96kN
E列柱:
頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載6.21kN/m2X3.9mX(3.3/2)m=39.96kN
F10=9.5+12.186+39.96=61.65kN
標準層:①200mm墻自重4.16kN/mX3.9m=16.224kN
②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN
③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(3.3/2)m=22.84kN
④柱自重(6?10層):6.75kN(2?5層):12kN首層:17.68kN
⑤總計:Fl=16.224+12.186+22.84+6.75=58kN
F2=l6.224+12.186+22.84+12=63.25kN
F3=16.224+12.186+22.84+17.68=68.93kN
九層:F9=61.65+58=119.65kN
八層:F8=ll9.65+58=177.65kN
七層:F7=177.65+58=235.65kN
六層:F6=235.65+58=293.65kN
五層:F5=293.65+58=351.65kN
四層:F4=351.65+63.25=414.9kN
三層:F3=414.9+63.25=478.15kN
二層:F2=478.15+63.25=541.4kN
一層:Fl=541.4+63.25=604.65kN
一層底柱:F0=604.65+68.93=673.58kN
2.2活載
查荷載規(guī)范:樓面均布活荷載標準值為1.5kN/m2,不上人屋面均布活荷載標準值為1
,5kN/m2o
2.2.1活載作用在框架梁上
KL梁BC段:pz=1.5kN/m2X3.9m/2=2.925kN/ma=0.5X3.9/5.6=0.348
梯形荷載作用時:pe=(l-2a2+a3)p'=0.80X2.925=2.34kN/m
KL梁CD段(1400mm部分):p'=1.5kN/m2X1.4m/2=1.05kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X1.05=0.66kN/m
KL梁CD段(2200mm部分):p'=1.5kN/m2X2.2m/2=1.65kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X1.65=1.03kN/m
KL梁CD段受到次梁傳來的集中力:p,=1.5kN/m2X(2.7+0.5)X1.1/2+1.5kN/m2
X(2.7+1.3)X0.7/2=4.74kN
KL梁DE段::p'=1.5kN/m2X3.3m/2=2.475kN/m
三角形荷載作用時:pe=5/8p,=0.625X2.475=1.55kN/m
lc6?kN/n
34.42KN/M
88281,11133.16瞿羋平時
"嗡嬴泮[”"I14.605KN/M
161.51236K
18.36KN/M
=10.25KN/H
III;IlliIlli
"麒KN/M一題1,14605KN/M177^
23474340.1
18.36KN/M
Illitit「i1一,《
“LN/M而/I4.605KN/H
307.974435?
E36KN州回
I0.25KN/N
11J1?tt「QiIT,t
ll?]a005KN/M辰⑷14.605KN/M293^
381.2547.04
18.36KN/M
--------10.25KN/N
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454.4:S50.51
I8.36KN/M園
10.25KN/M
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"'DN/MEHI14.605KN/M
532gl760.73
18.36KN/M
Illitit「i1ttft
"嘲?5KN/M辰71|14.605KN/M478^
611.39870.95
I8.36KN/M
I0.25KN/K
Illiilt一,itt?i
嚼嬴川叵1M:605?/H5414^
689.87981.17
18.36KN/M
Illi,iTiiiitrit
埠溫N州SW.605KN/M
768.35㈣秋洞
I8.36KN/M,^=1Q.25KN/H
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852.51|i^|imj
5A00"3300一
)
》??i
KWBilffl(M?
圖2.1
222活載作用在框架柱上
B列柱:F10=1,5kN/m2X3.9mX(5.6/2)m=16.38kN
C列柱:F10=l,5kN/m2X3.9mX(5.6+3.6)/2m=26.91kN
D歹U柱:F10=1.5kN/m2X3.9mX(3.3+3.6)/2m=20.18kN
E列柱:F10=1.5kN/m2X3.9mX3.3/2m=9.65kN
球作用下框架計靠鄙(楸假
圖2.2
2.3風荷載
風壓標準值計算公式為:W=BZUSUZ3()本地區(qū)基本風壓為:w0=0.35
樓高H>30m;地面粗糙類別為C類;風振系數(shù):BZ=l+6ZJy/uZ
鋼筋混凝土框架基本周期(0.8-0.1).取T=0.90.62w0T2=0.62D0.35D0.92=0.1758
查規(guī)范得脈動增大系數(shù)&=1.268,脈動影響系數(shù)丫=0.44風荷載體型系數(shù)uS=1.3
風荷載作用下框架計算簡圖如圖2.3
風壓高度變化系數(shù)
表2-1
層數(shù)12345678910
離室外地面高度3.456.459.4512.4515.4518.4521.4524.4527.4530.45
風壓高度系數(shù)UZ0.740.740.740.740.7490.8090.8630.9110.9591.006
結構振型系數(shù)近似值
表2-2
相對高度0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
振型系數(shù)0.020.060.140.230.340.460.590.790.861.0
表2-3
層數(shù)12345678910
羥1.0151.0471.1061.1731.2531.3181.3811.4841.501.55
風荷載計算
表2-4
層數(shù)BZMSnZ3。wA(m2)P(KN)
101.551.31.0060.350.7098.7756.221
91.51.30.9590.350.62211.77.277
81.4841.30.9110.350.61511.77.196
71.3811.30.8630.350.54211.76.377
61.3181.30.8090.350.48511.75.675
51.2531.30.7490.350.42711.74.996
41.1731.30.740.350.39511.74.622
31.1061.30.740.350.37211.74.352
21.0471.30.740.350.35311.74.130
11.0151.30.740.350.34214.4694.948
圖2.3
2.4水平地震作用計算
241重力荷載代表值(恒載+0.5活載)
2.4.1.1恒載
屋面重力值:G=6.21KN/m2Q51.8mW7.2m=5532KN
樓板重力值:G=3.55KN/m2Q51.8m口17.2m=3162KN
梁重力值:G=3.125KN/m(51.8m口5+12.5m口15)+2.0KN/m口3.9m口30=1629KN
柱重力值:首層:G=17.68/根口32+27.625/根E]22=1173KN
(2~5)層:G=12/根口32+18.75/根D22=796KN
(6-10)層:G=6.75/根口32+12/根[]22=480KN
墻重力值:女兒墻G=2.4KN/m口(51.8+12.5Q2+54.4)=131KN
標準層G=4KN/m口(51.8口5+12.5口15)=1786KN
底層G=6.272KN/m口(51.8口5+12.5口15)=2800KN
2.4.1.2:活載
屋面活載:G=1.5KN/m2D51.8mD17.2m=1336KN
樓面活載:G=1.5KN/m2D51.8mD17.2m=1336KN
2.4.1.3:統(tǒng)計重力活載代表值:
G10=5532+1629+480+131+1786+0.5口1336=10226KN
G9=G8=G7=G6=3162+1629+480+1786+0.5Q1336=7725KN
G5=G4=G3=G2=3162+1629+796+1786+0.5D1336=8041KN
Gl=3162+1629+1173+2800+0.5D1336=9396KN
241.4質(zhì)點重力荷載代表值見圖2.4
G1O=1O226KN
G9=7725KN
G8=7725KN
G7=7725KN
Gfe=7725KN
G5=8O^1KN
G4=8O41KN
G3=8O41KN
G2=8。41Kz
G1=9396KN
質(zhì)點重力荷載代表值
圖2.4
2.4.2抗側(cè)移剛度的計算
梁柱線剛度計算過程見表2-5
表2-5
構件截面跨度(m)EIi
250X5005.63.0X1072.6X10920880
梁250X5003.63.0X1072.6X10943200
250X5003.33.0X1072.6X10933543
400X4004.423.0X1072.13X10914400
500X5004.423.0X1075.2X10935280
柱400X4003.03.0X1072.13X10921300
500X5003.03.0X1075.2X10951900
300X3003.03.0X1070.675X1096750
400X4003.03.0X1072.13X10921300
框架柱的側(cè)移剛度D值見表2-6
表2-6
線剛度Kk=£ib/2ic(一般層)a=k/(2+k)D=12aic/hj2
k=Xib/ic(底層)a=(0.5+k)/(2+k)(kN/m)
邊柱B1.450.5654997
首'11FEc1.820.60713154
層中柱D2.230.64513977
邊柱E2.460.6645696
2邊柱B0.980.3299344
~5中柱C1.230.38126365
層中柱D1.520.43229894
邊柱E1.660.45412894
6邊柱B3.090.6075463
~10中柱C3.00.617040
層中柱D3.690.64818403
邊柱E5.250.7246516
243結構自振周期的計算
基本自振周期采用經(jīng)驗公式計算
Tl=0.25+0.53X10-3H2/VB=0.25+0.53X10-3X33.12/^2==0.475s
2.4.4計算底部剪力
查得武漢市抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g,水平地震影響系
數(shù)最大值amax=0.04,場地類別為II類,設計地震分組為第1組,得Tg=0.35s
9
a=(嗎。9amax=(A21)o-x0.04=0.03
因為TgVTIV5Tg,因此Ti0.475
總橫向水平地震作用標準值
FEK=alGeq=O.O3XO.85X(10226+7725X4+8041X4+9396)=2108kN
2.4.5計算水平地震作用
因為Tl=0.475s<l.4QTg=l.4口0.35=0.49s.尚不需考慮頂部附加水平地震作用。
Fi'平
水平地震作用計算公式:0
每一層的水平地震作用見表2-7
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