框架結(jié)構(gòu)計算書

第一章工程概況

1.1工程概況：

1.工程名稱：河北趙縣職業(yè)中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計

2.建筑類型：采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

3.建筑高度：六層教學(xué)樓，高度20.8米。

4.抗震設(shè)防：建筑地點按7度設(shè)防，處在設(shè)計地震第一組，三級抗震。

2

5.根本風(fēng)壓：w0=4.ON/m-

2

6.根本雪壓：so=O.35KN/m,

7.建筑場地類別為n類。

8.活荷載:屋面0.5kN//樓面2.OkN/n?走廊2.5kN/m，

第二章設(shè)計依據(jù)和原那么

21設(shè)計依據(jù)

1.人體尺度和人體活動所需的空間尺度。

2.(1)建筑物中設(shè)備的尺寸，踏步、窗臺、欄桿的高度，門洞、走廊、樓梯的寬度和高

度，以至各類房間的高度和面積大小。都和人體尺度以及活動所需的空間尺度直接或間接

有關(guān)，因此人體尺度和人體活動所需的空間尺度，是確定建筑空間的根本依據(jù)之一。(2)

辦公用品、設(shè)備的尺寸和使用它們必要的空間。(3)溫度、濕度、日照、雨雪、風(fēng)向、

風(fēng)速等氣候條件。(4)地形、地質(zhì)條件和地震烈度。

3.本設(shè)計為地震區(qū)的房屋。設(shè)計時主要考慮：選擇對抗震有利的場地和地基。房屋設(shè)

訐的體型，應(yīng)該盡可能規(guī)整，簡潔，防止在建筑平面及體型上的凸凹。采用必要的加強房

屋整體性的構(gòu)造措施，不做或少做地震時容易倒塌脫落的建筑附屬物，女兒墻等須作加固

處理。從材料選用和構(gòu)造做法上盡可能減輕建筑物的自重，特別是減輕屋頂和圍護墻的重

量。4.建筑模數(shù)和模數(shù)制。

22設(shè)計原那么

1.滿足建筑物的功能要求。為人們的生產(chǎn)和生活活動創(chuàng)造良好的環(huán)境，是建筑設(shè)計的

首要任務(wù)。合理設(shè)置門窗洞口的大小，合理安排廁所辦公室以及會議室的位置大小，采光

和通風(fēng)要好。采用合理的技術(shù)措施正確選用建筑材料，根據(jù)建筑空間組合的特點，選擇合

理的結(jié)構(gòu)、施工方案，使房屋鞏固耐久、建造方便、縮短工期。

2.具有良好的經(jīng)濟效果。建造房屋是一個復(fù)雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程，需要大量的人力、物力

和資金，在房屋的設(shè)計和建造中，要因地制宜、就地取材，盡量做到節(jié)省勞動力，節(jié)約建

筑材料和資金。設(shè)計和建造房屋要有周密的方案和核算，重視經(jīng)濟領(lǐng)域的客觀規(guī)律，講究

經(jīng)濟效果。房屋設(shè)計的使用要求和技術(shù)措施，要和相應(yīng)的造價、建筑標準統(tǒng)一起來。

3.考慮建筑美觀要求。建筑物是社會的物質(zhì)和文化財富，它在滿足使用要求的同時，

還需要考慮如人們對建筑物在美觀方面的要求，考慮建筑物所賦予人們在精神上的感受。

建筑設(shè)計要努力創(chuàng)造具有我國時代精神的建筑空間組合與建筑形象。歷史上創(chuàng)造的具有時

代印記和特點的各種建筑形象，往往是一個國家、一個民族文化傳統(tǒng)寶庫中的重要組成局

部。4.符合總體規(guī)劃要求。單體建筑是總體規(guī)劃中組成局部，單體建筑應(yīng)符合總體規(guī)

劃提出的要求。建筑物的設(shè)計還要充分考慮和周圍環(huán)境的關(guān)系，例如原有建筑的狀況，道

路的走向，基地面積大小以及綠化等方面和擬建建筑物的關(guān)系。新設(shè)計的單體建筑，應(yīng)是

所在基地形成協(xié)調(diào)的室內(nèi)外空間組合、良好的室外環(huán)境。

23建筑方案的選擇

根據(jù)設(shè)計資料可選用框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)，其傳力途

徑為板一梁一柱一根底一地基。

選擇依據(jù)：

1.優(yōu)點多：①鋼筋混凝土造價低，材料資源豐富，易于就地取材。②耐久性好，不需

要經(jīng)常保養(yǎng)和維修。③耐火性好。④整體性好，對于抵抗地震作用具有較好的性能。具有

可塑性，可以根據(jù)需要澆制成各種形式和尺寸的構(gòu)件。⑤合理的發(fā)揮材料性能，節(jié)約鋼材,

降低造價。

2.建筑功能強：框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的房間，而且分隔

靈活，也可以用隔墻分隔成小空間，或撤除隔墻改為大房間，使用靈活。外墻采用非承重

墻體，使立面設(shè)計靈活多變，可采用輕便隔墻和外墻，可大大降低房間自重，節(jié)約材料。

3.從結(jié)構(gòu)的受力性能來分析：對于地震地區(qū)來說，框架結(jié)構(gòu)，不僅受豎向荷載，還受

水平地震作用，在水平力作用下，框架的側(cè)移由兩局部組成，第一局部由梁柱的彎曲變形

產(chǎn)生，第二局部由柱的截面尺寸變形產(chǎn)生（彎曲變形）框架的抗側(cè)移剛度主要取決于梁柱

的截面尺寸。通常，梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形較大。

2.4.建筑體型的設(shè)計1.反映建筑功能要求和建筑類型的特征：不同功能要求和建筑類

型，具有不同的內(nèi)部空間組合特點，房間的外部形象也相應(yīng)地表現(xiàn)這些建筑類型的特征。

本設(shè)計底層為超市和餐廳，上面幾層均為寫字樓，在頂層設(shè)有大會議室。為了滿足大會議

室超市和餐廳的需要，體形上采用底層和頂層高于標準層。另外由于該建筑物層數(shù)高于四

層，根據(jù)防火要求至少應(yīng)設(shè)置兩部落地樓梯。而室內(nèi)落地樓梯只有一部所以在建筑物的兩

側(cè)設(shè)置兩個外掛樓梯。2.結(jié)合材料性能、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工技術(shù)的特點：該結(jié)構(gòu)為鋼筋

混凝上結(jié)構(gòu)，墻體為粉煤灰加氣混凝土砌塊圍護墻。由丁墻體并不承重，所以立面上門窗

的設(shè)置和開啟游樂很大的靈活性。可以在不同的層或同一層不同的位置采用不同的窗戶，

有的可以用橫向有的可以用縱向的窗戶。柱子采用外露的柱子。形成節(jié)奏鮮明的立面構(gòu)圖,

顯示了框架房屋的外形特點。以高強度的鋼材、鋼筋混凝土等材料構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)，不僅

為室內(nèi)的大型活動提供了理想的使用空間，同時各種形式的空間結(jié)構(gòu)也極大的豐富了建筑

物的外部形象。是建筑物的體形和立面能夠結(jié)合材料的力學(xué)性能，具有很好的表現(xiàn)力。3、

掌握建筑標準和相應(yīng)的經(jīng)濟指標：建筑體形和立面的設(shè)計，應(yīng)該遵循設(shè)計方針政策，根據(jù)

房屋的使用性質(zhì)和規(guī)模、嚴格掌握國家規(guī)定的建筑標準和經(jīng)濟指標。建筑外型設(shè)計的任務(wù),

應(yīng)該在合理滿足使用要求的前提下，用較少的投資建造起簡潔、明朗、樸素、大方以及和

周圍環(huán)境協(xié)調(diào)的建筑物來。4、適應(yīng)基地環(huán)境和建筑規(guī)劃的群體布局：單體建筑是規(guī)劃群體

中的一個局部，擬建房屋的體型、立面、內(nèi)外空間組合以至建筑風(fēng)格等方面，要認真考慮

和規(guī)劃中建筑群體的配合。同時，建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有建筑物以及

綠化等基地環(huán)境，也是影響建筑體型和立面設(shè)計的重要因素%5、符合建筑造型和立面構(gòu)圖

的一些規(guī)律：必須符合建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，例如比例尺度、完整均衡、變化

統(tǒng)一，以及韻律和比照等等。

2.5平面的設(shè)計

1.使用房間的設(shè)計要求：

(1)房間的面積、形狀和尺寸要滿足室內(nèi)實用活動和家具、設(shè)備合理布置的要求。

(2)門窗的大小和位置，考慮房間的出入方便，疏散平安，采光通風(fēng)良好。

(3)房間的構(gòu)成應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置合理.，施工簡便，也要有利于房間之間的組合，所

用材料要符合相應(yīng)的建筑標準。

(4)室內(nèi)空間以及地面、墻面和構(gòu)件細部，要考慮人們的使用和審美要求。

2.使用房間的面積、形狀和尺寸：使用房間面積的大小主要是考慮房間內(nèi)部活動的特

點、使用人數(shù)的多少等。為了滿足敞開式辦公的使用要求可以在兩端設(shè)置兩個較大的辦公

室。另外還要滿足人們對室內(nèi)空間的觀感，這也是確定房間平面形狀的和尺寸的重要因素。

3.門窗在房間平面中的布置：門窗的大小和數(shù)量是否恰當(dāng)，它們的位置和開啟方式

是否適宜，對房間的平面使用效果也有很大影響。(1)門的寬度、數(shù)量和開啟方式房

間平面中門的最小寬度，是由通過人流多少和搬進房間家具、設(shè)備的大小決定的。該設(shè)計

中房間內(nèi)門的寬度取1000nlM門的數(shù)量根據(jù)防火要求如果室內(nèi)人數(shù)多于50人或房間面積

大于60平方米時至少需要兩個門。門廳對外出入口的總寬度，應(yīng)不小于通向該門廳的過

道、樓梯寬度的總和。(2)房間平面中門的位置，房間平面中門的位置應(yīng)考慮室內(nèi)交

通路線簡潔和平安疏散的耍求，門的位置還對室內(nèi)使用面積能否充分利用、以及組織室內(nèi)

穿堂風(fēng)等關(guān)系很大。門一般設(shè)置在緊貼墻，不設(shè)置垛。房間平面中門的位置，寫字樓房間

門至平安出口的最大距離應(yīng)為40mo(3)窗的大小和位置房間中窗的大小和位置，

主要根據(jù)室內(nèi)采光、通風(fēng)要求來設(shè)置。采光方面，窗的大小直接影響到室內(nèi)照明是否足夠,

窗的位置關(guān)系到室內(nèi)照度是否均勻。4.輔助房間的平面設(shè)計，廁所等輔助房間通常是

根據(jù)建筑物的使用特點和使用人數(shù)的多少，先確定所需設(shè)備的個數(shù)。根據(jù)計算所得的設(shè)備

數(shù)量，考慮在整幢建筑物中廁所的糞檢情況，最后在建筑平面組合中，根據(jù)整幢房屋的使

用要求適當(dāng)調(diào)整并確定這些輔助房間的面積、平面形勢和尺寸。

2.6立面的設(shè)計

建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面設(shè)計是由許多構(gòu)部件所組成的。恰當(dāng)確實

定立面中組成局部和構(gòu)部件的比例和尺度，運用節(jié)奏韻律、虛實比照等規(guī)律，設(shè)計出體型

完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設(shè)計的主要任務(wù)。

1尺度和比例：尺度正確和比例協(xié)調(diào)，是使立面完整統(tǒng)一的重要方面。比例協(xié)調(diào)首先要求

結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的合理性，同時也要符合立面構(gòu)圖的美觀要求。

2節(jié)奏感：突出墻面的柱子簡單的把立面進行了豎向劃分。使整個結(jié)構(gòu)既整體統(tǒng)一又富有

節(jié)奏變化。

3材料質(zhì)感和色彩配置材料采用白色瓷磚貼面，平整而光滑的瓷磚，感覺比擬輕巧。以

白色為主的立面色調(diào)，常使人感覺明快、清新。

第三章結(jié)構(gòu)計算和結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸確實定

31結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖確實定

根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計，填充

墻采用200廊，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取120mm。

根據(jù)房屋使用要求，層高為3.3m(底層高度由根底頂面算至一層樓板底面，根底頂面

標高是根據(jù)室內(nèi)外高差0.45m,場區(qū)地質(zhì)條件有填土層0.55m等確定的)。

3.2選擇承重方案

該建筑為教學(xué)樓，房間布局較為整齊規(guī)那么，且教學(xué)樓不需要考慮太大空間布置，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而高度大，增加框架的橫向側(cè)

移剛度。

所以采用橫向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱網(wǎng)布置形式柱網(wǎng)圖3-1。

圖3-1柱網(wǎng)圖

取3軸為一根框架

33梁、柱截面尺寸估算

(1]、(11A

橫梁：〃=---------x/=-----------x7000=583~875mw,

(8\2)(8\2)

取h=600/72/7?

%=(g~X力=(g?[X600=200?300〃〃〃,

取Z?=30()〃〃〃

x5000=417~625〃〃〃

12

取〃=600mm

取。=300/72/7;

次梁：/?=f-——-)x/=f-!——5000=367?417"〃〃

(1218；(1218)

取〃=4(X)〃〃力

取b=200/%〃？

各層梁截面尺寸及混凝土強度等級如下表,

表3-1梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強度等級

混凝土強度橫梁bXh

層次縱梁次梁

等級AB跨，CD跨BC跨

1

C35300x600300x40C300x600200x400

?6

34柱的截面尺寸估算

根據(jù)柱的軸壓比限值按以下公式計算：

a)柱組合的軸壓力設(shè)干值N二&痂

注：8考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù),邊柱取1.3,中柱取1.25；

[NF按簡支狀態(tài)計算柱的負載面積；

為折算在單位面積上的重力荷載代表值，近似的取(12?15)kN/m2；

〃為驗算截面以上的樓層層數(shù)。

A=N/([uN]fc)

注：［〃A］為框架柱軸壓比限值，本方案為三級抗震等級，查《建筑抗震設(shè)L標準

GB50011-2000取0.9。

於為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，C35為16.7N/mni2o

計算過程：

對于邊柱：

N=FgEn=1.3X3.5X5X15X6X1CP=2047500N

A=128443mm2

對于中柱：

N=FgEn=1.25X5X5X15X6X1CT=2900390N

A=185255mm2

取柱子截面為正方形，那么邊柱和中柱截面高度分別為358nlm和430mm。

根據(jù)上述結(jié)果，并綜合考慮其它因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下：

1~6層600mmx600mm

根底選用柱下獨立根底，根底頂面距室外地面為550rnmo

框架結(jié)構(gòu)計算簡圖，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，2?6層

高度即為層高，取3.6m；底層柱高度從根底頂面取至一層板頂，即L=3.6+0.45+0.55=

4.6m。見以下圖

圖3-2框架結(jié)構(gòu)計算簡圖

3.5計算梁、柱的線剛度

梁線剛度計算梁柱混凝土標號均為G5，％=3.15x107KN/〃九

在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板但只有現(xiàn)澆層的樓面，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?？紤]這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)

澆樓面的邊框架梁取/=1.570,對中框架梁取/=2.0/。o

表3-2橫梁線剛度計算表

bxh

EcIoIEdo//2E<I//

■/mmxm

/(N/mm2)/mm/mm/N-mmN-mm

m

邊橫3.15x10300x65.4x107002.43x10'°3.65xlO10

走道3.15x10300x41.27x13001.23x10,°2.25x10'°

柱線剛度計算

表3-3柱線剛度1c計算表

Ec

bxhIcEde//?.

2

層次hc/mm/(N/mm

1

/mmxmm/mm/N-mm

)

3.15x1

14300600x60010.8xl097.4xlO10

O'

3.15x1

2?53300600x60010.8xl099.45x10'°

O'

36計算柱的側(cè)移剛度

柱的側(cè)移剛度D計算公式：D=

“l(fā)r

其中勺為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，滅為梁柱線剛度比，不同情況下，心、k取值不同。

對于一般層：%=功仁=—幺

2K,'2+K

對于底層：K=%、="斗

2K,c2+K

表3-4橫向框架柱側(cè)移剛度D計算表

層高

層次柱根數(shù)K見￡D

h(m)N/mm

邊柱20.4130.17114963

2-63.372978

中柱20.6510.23921526

邊柱20.5290.40717080

14.3073188

中柱20.810.47519514

EDl/ED2=73188/72978>0.7,該框架為規(guī)那么框架。

圖3-3框架計算簡圖

第四章荷載計算

41屋面及樓面的永久荷載標準值

屋面（不上人）

屋面為剛性防水屋面

40厚的C20細石混凝上保護層23X0.04=0.92kN/m2

3厚1：3石灰砂漿隔離層0.003X17=0.0513kN/m2

卷材防水層0.3

20厚的1：2.5水泥砂漿找平層20X0.02=0.4kN/m2

120厚的鋼筋混凝土板25X0.12=3kN/m2

20厚水泥砂漿找平層20X0.02=0.4kN/m2

12厚紙筋石灰抹底0.160kN/m2

合計5.48kN/m2

1?4層樓面（水磨石樓面）

15厚的1：2白水泥白石子（摻有色石子）磨光打蠟

18X0.015=0.27kN/m2

20厚的1：3水泥砂漿找平層20X0.02=0.40kN/m2

現(xiàn)澆120厚的鋼筋混凝土樓板25X0.12=3kN/m2

3厚細石粉面16X0.003=0.048kN/m2

8厚水泥石灰膏砂漿14X0.008=0.112kN/m2

合計3.83kN/m2

4.2屋面及樓面可變荷載標準值

不上人屋面均布活荷載標準值0.50kN/m2

樓面活荷載標準值2.0kN7m2

走廊活荷載標準值2.5kN/m2

屋面雪荷載標準值0.35kN/m2

4.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算

查標準得以下自重,

外墻面為面磚墻面自重:0.5kN/m2

混凝土空心小砌塊11.8kN/m2

4.3.1梁自重計算

邊橫梁自重：0.3X0.6X25=4.5kN/m

粉刷:(0.6-0.1)X0.048X17=0.408kN/m

合計4.908kN/m

中橫梁自重：0.3X0.4X25=2kN/m

粉刷:0.4X0.105X17=0.714kN/m

合計2.714kN/m

縱梁自重：0.3X0.6X25=4.5kN/m

粉刷：0.5X0.048X17=0.408kN/m

合計4.908kN/m

次梁自重：0.2x0.4x25=2kN/m

粉刷：0.3X0.045X17=0.23kN/m

合計2.23kN/m

43.2柱自重：0.6X0.6X25=9kN/m

貼面及粉刷：(0.6X4-0.2X2)X0.02X17=0.68kN/m

合計9.68kN/m

女兒墻自重(含貼面和粉刷)：

0.9x0.02x2x17+0.2x15x0.9=3.312kN/m

內(nèi)外墻自重(含貼面和粉刷)：0.2x15+0.02x2x17=3.68kN/m2

3.68x2.7=8.936kN/m8.936x0.7=6.55kN/m

44計算重力荷載代表值

4.4.1第5層的重力荷載代表值：

屋面恒載：(7.0x2+3.3)x5x4.98=410.85kN

女兒墻：3.312x5x2=33.12kN

縱橫梁自重：

4.908X4X5+2X7.0X4.908+2X5X2.23+3.X2.17=321.315kN

半層柱自重：(9.68X3.6X4)X0.5=69.70kN

半層墻自重：

40.99+54.8+(3.6-0.5)X(7.0+0.6-0.4)=116.87kN

屋面雪載：(7.0x2+3.3)x5x0.4=33kN

恒載+0.5x雪載：

410.85+33.12+197.79+69.70+116.87+0.5x33=844.83kN

4.4.2：2?4層的重力荷載代表值

樓面恒載：(7.0x2+3.)x5x3.33=274.725kN

上'下半層墻重：116.87+116.87=233.58kN

縱橫梁自重：197.79kN

上半層柱+下半層柱:69.70+69.70=139.4kN

樓而活荷載:5><(7.0x2x2十3.*2.5)=173.25kN

恒載+0.5x活載：

274.725+233.58+197.79+139.4+0.5X173.25=812.13kN

44.3一層的重力荷載代表值：

樓面恒載：274.725kN

上.下半層墻自重：

(a)外縱墻：

40.09+3.68X(4.6-0.7)X(5-0.25X2)-31.01=73.66kN

(b)內(nèi)縱墻：

54.8+3.68X(4.6-0.7)X(5-0.25X2)-16.70=10268kN

(c)橫墻：

X2)X(4.6-0.5)X3.68=187.79kN

縱橫梁自重：197.79kN

上半層自重：69.70kN

下半層自重：0.5X9.68X4.6X4)=89.06kN

樓面活荷載：173.25kN

恒載+0.5X樓面活載：

274.725+73.66+102.68+187.79+197.79+69.7+89.06+173.25/2=1082.03kN

那么一根框架總重力荷載代表值為：(〃=6)

r=l

EGi=G1+G2+G3+G4+G5+G6=844.83+812.13X4+1082.03=5175.38kN

第五章橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算

51橫向水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和側(cè)移計算

51.1橫向自振周期的計算

運用頂點位移法來計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比擬均勻的框架結(jié)構(gòu)，根本自振

周期可按下式來計算：

式中，uT一一計算結(jié)構(gòu)根本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移，即假想把集中在各層樓

面處的重力荷載代表值G作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移；

WT一一結(jié)構(gòu)根本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取0.7；

故先計算結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移，計算過程如下表:

表5-1結(jié)構(gòu)頂點的假想位移計算

%/砂「/nun)4%/nm

層次GJkNnJmm

844.11.

6844.8372978246.14

8389

165623.

5821.1372978234.25

.9632

246934.

4821.1372978210.93

.0975

328146.

3821.1372978176.18

.2218

469357.

2821.1372978130

.3561

517572.

11082.037318872.39

.3839

由上表計算根本周期7；,

51.2水平地震作用及樓層地震剪力計算

該建筑結(jié)構(gòu)高度遠小于40nb質(zhì)量和剛度沿高度分布比擬均勻，變形以剪切為主，因

此用底部剪力法來計算水平地震作用。

首先計算總水平地震作用標準值即底部剪刀"反。

式中，％——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)根本自振周期的水平地震影響系數(shù)；

Geq一一結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的85%；

G^=0.85EGi=0.85X5175.38=4399.1

又場地類別為H類，查標準得特征周期

皆表得，水平地震影響系數(shù)最大值&2=。。8

由水平地震影響系數(shù)a曲線來計算四,

()35

a尸a皿二X0.08=0.0487

0.608

式中，/——衰減系數(shù)，彳=0.05時，取0.9；

Fa=a,Geq=0.0487X4399.1=214.24kN

因為

因為T,=0.608s>l.4TR=0.49,所以考慮頂部附加水平地震作用，

即6產(chǎn)0.08Tj+0.07=0.118

△F=6nFEK=214.24X0.118=25.3KN

那么質(zhì)點i的水平地震作用巴為：

一般層：耳=盧」”、（1-3）

ZG."

7=1

首層：耳二半乜一弓』1-

EG.

J=I

式中：G,、5分別為集中于質(zhì)點i、j的荷載代表值；乩、分別為質(zhì)點i、j的計

算高度。

具體計算過程如下表，各樓層的地震剪力按匕二另外來計算，一并列入表中，

Jt-I

表5-2各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表

層次HJmGJkNGjHJkNmFJkNV./kN

622.6884.861909371.878.1

519812.131542842.72120.82

415.4812.131250734.72155.45

311.8812.13958326.53181.98

28.2665920.09200.42

14.61082.0497713.78214.24

68247

各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖

圖5-1橫向水平地震作用及層間地震剪力

51.3水平地震作用下的位移驗算

用D值法來驗算

框架第i層的層間剪力匕、層間位移（△〃），及結(jié)構(gòu)頂點位移〃分別按下式來計算:

計算過程見下表，表中計算了各層的層間彈性位移角

表3-3橫向水平地震作用下的位移臉算

Z〃/(N/板?

層VJkNAw,/mmui/mmhjrrnn0e=AM,./h

次

13.29

678.1729781.9936001/3279

7

120.812.19

5729781.736001/2118

27

155.410.49

4729782.8836001/1645

57

181.9

3729782.5618.30936001/1406

8

200.4

27297828215.74836001/1276

2

214.2

1731882.9272.92746001/1225

4

由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/1225V1/550,滿足要求。

51.4水平地震作用下框架內(nèi)力計算

將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高

度來求柱上、下端的彎矩。

柱端剪力按下式來計算：

柱上、下端駕矩似“。按下式來計算

式中：

%—i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計算高度。

y-反彎點高度比。

）】一標準反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度心，和柱的相對線剛度（?的比值,

總層數(shù)〃7,該層位置〃查表確定。

H一上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值名及：查表得。

為一上下層層高變化的修正值，由上層層高對該層層高比值%及；查表。

力一下層層高對該層層高的比值%及：查表得。

需要注意的是以是根據(jù)表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比先查

得。

表5-4各層邊柱柱端彎矩及剪力計算

層次hjinVJkNZq/（N/加n）a匕KyM上MF

63.678.1729781496315.620.410.243.2611.25

53.6120.82729781496324.160.410.3556.5330.44

43.6155.45729781496331.090.410.4067.1544.77

33.6181.98729781496336.40.410.4572.0758.97

23.6200.42729781496340.080.410.5762.0482.24

14.6214.24731881708049.990.520.8045.99143.97

表5-5各層中柱柱端彎矩及剪力計算

層次htImVJkNAKY/M下

63.678.1729782152622.960.6510.357.8624.8

53.6120.82729782152635.520.6510.476.7251.15

43.6155.45729782152645.70.6510.4590.4974.03

33.6181.98729782152653.50.6510.4594.386.67

23.6200.42729782152658.920.6510.5791.21120.9

14.55214.24731881951457.110.810.6591.95170.76

注：表中彎矩單位為剪力單位為kN。

對于邊跨梁端彎矩，由節(jié)點平衡原理計算+

對于中跨梁端彎矩，由于梁端彎矩與梁的線剛度成正比

梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算

表5-6梁端彎矩、剪力及柱軸力計算

層次邊梁走道梁柱軸力

M；/匕/K邊柱N中柱N

643.2636.656.612.1121.1521.153.0014.112.1114.1

567.7864.36.620.0137.1237.123.0024.7532.1238.85

497.5989.806.628.3951.8451.843.0034.5660.5173.41

3116.84114.096.634.9965.8765.873.0043.9195.51117.32

2121.01112.776.635.4265.1165.113.0043.41130.92160.73

1128.23134.666.639.8377.7477.743.0051.84170.75212.57

水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如下圖：

圖5-2左地震作用下框架彎矩圖（KN）

圖5-3左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖（由于結(jié)構(gòu)對稱，各畫半邊）

52橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算

52.1風(fēng)荷載標準值

垂直于建筑物外表上的風(fēng)荷載標準值當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時按下式來計算：

式中，物一風(fēng)荷載標準值（kN/n】2）

夕二一高度Z處的風(fēng)振系數(shù)

出一風(fēng)荷載體型系數(shù)，

〃二一風(fēng)壓高度變化系數(shù)

“。一根本風(fēng)壓（kN/m2）

由《荷載標準》，九江地區(qū)重現(xiàn)期為50年的根本風(fēng)壓：g=0.35KN/m,地面粗糙度為B

類。

風(fēng)載體型系數(shù)由《荷載標準》第7.3節(jié)查得：4廣0.8（迎風(fēng)面）和〃產(chǎn)-0.5（背風(fēng)面）。

《荷載標準》規(guī)定，對于高度大于30m,且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)民

來考慮風(fēng)壓脈動的影響。

本設(shè)計中，房屋高度H=20.8<30m,H/B=20.8/18=1.25<1.5,那么不需要考慮風(fēng)壓脈

動的影響，取乩:1.0。

將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，如下表:

表5-7風(fēng)荷載計算

層次A凡Z(m)4gA(m2)P，kN)V(kN\

61.01.322.051.280.3513.59.989.98

51.01.318.451.220.351811.2521.23

41.01.314.851.140.351810.5131.74

31.01.311.251.040.35189.5941.33

21.01.37.651.00.35189.2250.55

11.01.34.051.00.3519.1259.3159.86

其中，A為一根框架各層節(jié)點的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取

到女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計算高度應(yīng)從室外地面開始取。

圖5-4等效節(jié)點集中風(fēng)荷載計算簡圖（kN）

52.2風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算

根據(jù)水平荷載，計算層間剪力，再依據(jù)層間側(cè)移剛度，計算出各層的相對側(cè)移和絕對

側(cè)移。計算過程如下表，

表5-8風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算

層FJkNVJkNujmm

工。/(%/mm)bujmmAwf./ht

次

1/257

69.989.98729780.142.96

14

21.21/200

511.25729780.32.83

300

31.71/800

410.51729780.452.52

10

41.31/620

39.59729780.582.09

37

50.51/514

29.22729780.71.51

.52

59.81/449

19.31731880.810.81

67

由表可以看出，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的1/4497,小于1/550,

滿足標準要求。

52.3風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

計算方法與地震作用下的相同,都采用D值法。

在求得框架第I層的層間剪力匕后，1層j柱分配到的剪力％以及柱上、下端的彎矩

A%、歷；分別按以下各式計算：

柱端剪力計算公式為

柱端彎矩計算公式為

需要注意的是，風(fēng)荷載作用下的反彎點高比凡是根據(jù)表：均布水平荷載作用下的各層

標準反彎點高度比上查

表5-9各層邊柱柱端彎矩及剪力計算

層次“上

hjmVJkNZq/(N/truri)&%KyM下

63.69.9872978149632.050.410.25.911.47

3

53.621.2372978149634.250.410.359.955.35

3

43.631.7472978149636.230.410.4013.719.14

3

33.641.3372978149638.310.410.4516.4513.46

3

23.650.55729781496310.110.410.5715.6520.74

3

14.659.86731881708011.970.520.8011.0140.05

9

表5-10各層中柱柱端彎矩及剪力計算

層次5刀/(TV/Y

hjinVJkNnun)A匕KM匕%

63.69.9872978215262.990.6510.37.533.22

53.621.2372978215266.370.6510.413.759.17

43.631.7472978215269.520.6510.4518.8515.42

33.641.33729782152612.40.6510.4522.3220.12

23.650.55729782152615.160.6510.5723.4731.11

14.659.86731881951417.960.810.6528.9253.7

注：表中彎矩單位為kN.M,剪力單位為kN。

梁端彎矩M〃、剪力匕以及柱軸力N,分別按照以下公式計算:

lb+%

切=邑（%小+蛇）；*

lb+lb

匕二（M；+M；）//；

表571風(fēng)荷載作用下的梁端穹矩、剪力及柱軸力計算

邊梁走道梁柱軸力

層次

M；I匕M；/n邊柱N中柱N

65.914.976.61.652.562.563.001.71.651.7

511.4211.26.63.435.775.773.003.85.085.5

419.0618.496.65.699.539.533.006.4310.7711.93

325.5924.916.67.6512.8312.833.008.5518.4220.48

229.1129.236.68.8415.0615.063.0010.0427.2630.52

131.7539.626.610.8120.420.43.0013.5438.0744.06

橫向框架在風(fēng)荷載作用下彎矩、