高層建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………5</p><p>　　一、建筑設(shè)計(jì)………………………………………………5</p><p>　　1、 設(shè)計(jì)資料………………………………………………5</p><p>　　2、結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)……………………

2、………………………6</p><p>　　二、結(jié)構(gòu)布置及有關(guān)尺寸的初步估算……………………6</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)布置及梁,柱截面尺寸的初選………………………6</p><p>　　2、荷載計(jì)算……………………………………………………9</p><p>　　三、結(jié)構(gòu)的線剛度與橫向側(cè)移剛度計(jì)算……………………13</p>

3、<p>　　1、結(jié)構(gòu)的線剛度計(jì)算………………………………………13</p><p>　　2、結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度計(jì)算………………………………15</p><p>　　四、框架的風(fēng)荷載、地震荷載集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi…………………………………………………15</p><p>　　1、地震荷載作用下的梁、柱、墻、門、窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值………………

4、……………………………………………15</p><p>　　2、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算及位移驗(yàn)算…………………………22</p><p>　　五、風(fēng)荷載計(jì)算……………………………………………24</p><p>　　六、豎向荷載內(nèi)力計(jì)算……………………………………25</p><p>　　七、水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算……………………………28&l

5、t;/p><p>　　1.水平地震荷載作用下……………………………………28</p><p>　　2.水平風(fēng)載作用下的內(nèi)力計(jì)算……………………………31</p><p>　　八、三四層內(nèi)力算至柱邊緣處…………………………32</p><p>　　九、豎向荷載作用下彎矩調(diào)幅后梁控制截面內(nèi)力值……………………………………………………………

6、33</p><p>　　十、三四層內(nèi)力組合如下表……………………………33</p><p>　　十一、截面配筋計(jì)算……………………………………33</p><p>　　1.梁跨中截面配筋計(jì)算……………………………………33</p><p>　　2.計(jì)算柱彎矩設(shè)計(jì)值………………………………………36</p><

7、p>　　十二、參考文獻(xiàn)……………………………………………39</p><p>　　摘要：現(xiàn)建一棟整體式鋼筋混凝土六層框架結(jié)構(gòu)的建筑物，建筑高度為20.4m，基本風(fēng)壓0.35kN/m。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。</p><p>　　這個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)，進(jìn)行了建筑物的平、立、剖的三方面的設(shè)計(jì)。辦公樓屬于公共建筑，既要求滿足建筑布局，也要有抗震、采風(fēng)通光等各方面的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8、，主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)布置及選型、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合、按最不利內(nèi)力進(jìn)行各桿件配筋計(jì)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；辦公樓；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　建筑設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料 </b></p><p>　?。?） 某六層辦公樓，采用

9、整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)層平面圖詳見附圖1 。</p><p>　　（2） 建筑物層高：底層層高為3.9m，2～6層層高為3.3m。</p><p>　?。?） 抗震設(shè)防烈度為7度，Ⅰ類場地土，特征周期分區(qū)為二區(qū)。</p><p>　?。?） 基本風(fēng)壓：w0＝0.35 kN/m2，地面粗糙度為B類。</p><p>　?。?） 其他條件可參

10、照相關(guān)教材中有關(guān)框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)例題。</p><p>　?。?） 恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4。</p><p>　?。?） 材料選用：混凝土采用C30； </p><p>　　鋼筋 梁、柱中受力縱筋均采用HRB335或HRB400，箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HPB235。</p><p>　　附圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖</p>

11、<p><b>　　其他：</b></p><p>　?、?室內(nèi)外高差450mm；基頂標(biāo)高為-1.200m。</p><p>　　② 屋面做法：不上人屋面（活荷載0.5 kN/m2），卷材防水（有保溫層，二道防水），水泥膨脹珍珠巖找坡。（注：屋面保溫、防水、找坡層總重按2.5 kN/m2計(jì)算。） </p><p>　?、?女兒墻：

12、 240 mm厚，采用實(shí)心磚（自重按18 kN/m3）砌筑，墻高0.5m，100mm混凝土壓頂。</p><p>　　④ 外墻飾面：20 mm厚水泥砂漿打底、找平，面刷乳膠漆（外墻用）。</p><p>　　⑤ 內(nèi)墻飾面：混合砂漿刷乳膠漆（總厚度22mm）。 </p><p>　?、?外縱墻上開窗高度：底層為2.6m，2～4層為2.0m。</p>&l

13、t;p>　?、?內(nèi)縱墻自重計(jì)算可以不扣除門洞，外縱墻自重計(jì)算必須扣除窗洞，然后再計(jì)算窗重。（塑鋼窗自重按0.4 kN/m3計(jì)算） </p><p>　?、?縱向框架梁及基礎(chǔ)梁均按照250×400設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　該建筑為常見的一般建筑物，即屬于A級(jí)框架結(jié)構(gòu)體系，查表2-

14、2得：抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)，最大適用高度為50m，該設(shè)計(jì)方案建筑高度為（3.9+3.3×5）m=20.4m﹤50m，故滿足要求。</p><p>　　查表2-6得：最大高寬比為4，該設(shè)計(jì)方案高寬比為H/B=，故滿足要求。</p><p>　　查表2-10得長寬比限值為6.0，該設(shè)計(jì)方案長寬比為故滿足要求。</p><p>　　該方案設(shè)計(jì)的建筑物立面規(guī)則，均

15、勻，從上到下外形不變，沿高度布置連續(xù)均勻；建筑平面形狀為矩形，規(guī)則，簡單，對(duì)稱；長寬比不大，有利于抗震。綜上所述：該結(jié)構(gòu)方案合理。</p><p>　　結(jié)構(gòu)布置及有關(guān)尺寸的初步估算</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)布置及梁,柱截面尺寸的初選</p><p>　　項(xiàng)目情況：該工程為辦公樓設(shè)計(jì)。建筑總共6層，底層層高為3.9m，2～6層層高為3.3m。室內(nèi)外高差450mm；

16、基頂標(biāo)高為-1.200m。框架平面與柱網(wǎng)布置圖如下圖2-1。</p><p>　　圖2-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖</p><p>　　板厚取120 mm，。</p><p><b>　　確定計(jì)算簡圖</b></p><p>　　假定框架柱與基礎(chǔ)頂面接觸，框架梁與柱剛接，設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算的方便，使每個(gè)柱子的尺寸不變，于是梁的跨度

17、和柱截面形心線之間的距離相等。將基礎(chǔ)距離室外地坪的高度設(shè)為1.2m，室內(nèi)外高差為0.45m，所以底層的柱子高度為h=3.9+1.2+0.45=5.55m，其余各層竹篙從露面算到上一層樓面，所以都是3.3m,于是框架的計(jì)算見圖為下圖2-2表示。</p><p>　　圖2-2 框架計(jì)算簡圖</p><p>　　二.梁、柱截面尺寸的估算：</p><p><b&g

18、t;　?。?）梁截面</b></p><p><b>　　1.AB跨：</b></p><p>　　主梁：L =7200mm</p><p>　　h=（~）L=600mm~900mm,取h=700mm</p><p>　　b=（~）h=233mm~350mm，取b=300mm</p><p

19、>　　故該框架的橫梁與縱梁的初步設(shè)計(jì)截面尺寸為b×h=300mm×700mm</p><p>　　次梁：L=7200㎜</p><p>　　h=（~）L=400mm~600mm,取h=500mm</p><p>　　b=（~）h=200mm~300mm，取b=300mm</p><p>　　故框架的次梁初步設(shè)計(jì)截面尺

20、寸為b×h=300mm×500mm</p><p><b>　　2.BC跨：</b></p><p>　　主梁：L=3000mm</p><p>　　h=（~）L=250mm~375mm,取h=500mm</p><p>　　b=（~）h=167mm~250mm，取b=300mm</p>

21、<p>　　故框架梁的初步設(shè)計(jì)截面尺寸為b×h=300mm×500mm。于是計(jì)算結(jié)果歸納于下表2-1：</p><p>　　表2-1估算梁的截面尺寸，單位為mm</p><p>　　(2)柱截面尺寸的估算</p><p>　　框架柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制，按下式計(jì)算：</p><p><b>　

22、　公式（2-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　?。簽榭紤]地震作用組合后柱軸力壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，等跨內(nèi)柱取1.2,不等跨取1.25；</p><p>　　: 為按照簡支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)荷面積；</p><p>　?。簽檎鬯愫笤趩挝幻娣e上的重力荷載代表值，近似取1

23、4kN/;</p><p>　　: 為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)；</p><p>　　則底層中柱的軸力設(shè)計(jì)值為</p><p>　　N=1.2×14×7.2×(7.2+3)/2×5=3084.48kN</p><p>　　該項(xiàng)目工程全部使用C30的混凝土, 查表的fc =14.3N/mm2 ，首先假定該層

24、柱截面尺寸b×h=500mm×500mm，則柱的軸壓比為：</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　故該框架柱的估計(jì)尺寸符合要求，確定為b×h=500mm×500mm。并且為了施工的方便性，可以使得各層的所有柱子的截面尺寸都保持不變。</p><p><b>　　2

25、、荷載計(jì)算</b></p><p>　　2.1 屋面與樓面的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p><b>　　一.屋面</b></p><p>　　防水層（剛性）30厚C20細(xì)石混凝土 1.0</p><p>　　防水層（柔性）三氈四油上面鋪小石子

26、0.4 </p><p>　　找平層：15厚水泥砂漿 0.015m×20＝0.3</p><p>　　找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿找坡 0.04m×14＝0.56</p><p>　　保溫層：80厚礦渣水泥 0.08m×14.5＝1.16</p><p>　　結(jié)構(gòu)層

27、：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.12m×25＝3</p><p>　　抹灰層：10厚混合砂漿 0.01m×17＝0.17</p><p>　　合計(jì) 6.59 </p><p><b>　　二.標(biāo)準(zhǔn)層樓面： <

28、;/b></p><p>　　大理石面層 0.02m×28＝0.56</p><p>　　20厚1：3干硬性水泥砂漿 0.02m×20＝0.4</p><p>　　結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.12m×25＝3</p><p&g

29、t;　　抹灰層：10厚混合砂漿 0.01m×17＝0.17</p><p>　　合計(jì)： 4.13 </p><p><b>　　三．衛(wèi)生間樓面</b></p><p>　　2厚水泥砂漿貼10厚300 ×300防滑地磚

30、 0. 34</p><p>　　20厚水泥細(xì)砂漿面層 0.02m×20＝0.4</p><p>　　30厚水泥砂漿找坡 （0.03+3.4×0.01/2）m×20＝0.96</p><p>　　15厚水泥砂漿找平 0.015m×20＝0.3

31、</p><p>　　結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.12m×25＝3</p><p>　　抹灰層：10厚混合砂漿 0.01m×17＝0.17</p><p>　　合計(jì)： 5.17 </p><p>

32、;　　2.2 屋面與樓面活荷載計(jì)算</p><p>　　一. 根據(jù)《荷載規(guī)范》查得 ：</p><p>　　樓 面：2.0</p><p>　　走 廊: 2.5</p><p><b>　　二.雪荷載</b></p><p>　　Sk=1.0×0.45 =0.45 </

33、p><p>　　2.3 梁、柱、墻、門、窗的重力荷載計(jì)算</p><p><b>　　一.梁自重：</b></p><p>　　1.邊橫梁、縱梁：b×h=300mm×700mm</p><p>　　梁自重： (0.7m-0.12m)×25×0.3m =

34、4.35 </p><p>　　抹灰層：10厚混合砂漿： </p><p>　　[(0.7m-0.12m)×2+0.3m] ×0.01m×17=0.25</p><p>　　合計(jì)： 4.6 </p><p>　　2

35、．中橫梁：b×h=300mm×500mm</p><p>　　梁自重： (0.5m-0.12m) ×25 ×0.3m =2.85</p><p>　　抹灰層：10厚混合砂漿：</p><p>　　[(0. 5m-0.12m)×2+0.3m] ×0.01m×17=0.

36、18 </p><p>　　合計(jì)： 3.03 </p><p>　　3.次梁：b×h=300 mm×500 mm</p><p>　　因?yàn)榇瘟旱某叽绾妥鞣ㄅc中橫梁完全一樣，則次梁的重力荷載也是3.03</p><p>　　4.

37、基礎(chǔ)梁：b×h=300 mm×500mm</p><p>　　梁自重： 25 ×0.3m×0.5m=3.75</p><p><b>　　二.柱自重：</b></p><p>　　柱尺寸：b×h=500 mm×500 mm</

38、p><p>　　柱自重： 0.5m×0.5m×25 =6.25</p><p>　　抹灰層：10厚混合砂漿： 0.01m×0.5m×4×17=0.34 </p><p>　　合計(jì)：

39、 6.59 </p><p><b>　　三.外墻自重：</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></p><p>　　墻體： （3.4m-1.8m-0.5m-0.4m）×0.3m×18=4.32</p><p>　　鋁合金

40、窗： 0.35 ×1.8m×1.8m =0.63 </p><p>　　水刷石外墻面： （3.4m-1.8m）×0.5 =0.9 </p><p>　　水泥粉刷內(nèi)墻面： （3.4m-1.8m）×0.36 =0.648</p>&l

41、t;p>　　合計(jì)： 6.498 </p><p><b>　　底層：</b></p><p>　　墻體： （3.4m-1.8m-0.5m-0.4m）×0.3m×18=4.32 </p><p>　　鋁合金窗

42、： 0.35 ×1.8m=0.63 </p><p>　　水刷石外墻面： （3.4m-1.8m）×0.5 =0.9</p><p>　　水泥粉刷內(nèi)墻面： （3.4m-1.8m）×0.36 =0.648</p><p>　

43、　合計(jì)： 6.498 </p><p><b>　　四.內(nèi)墻自重：</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></p><p>　　墻體： （3.4m-0.5m）×0.

44、3m×18=16.2</p><p>　　水泥粉刷內(nèi)墻面： 3.0m×0.36 ×2=2.16</p><p>　　合計(jì)： 18.36 </p><p><b>　　底層：</b>&l

45、t;/p><p>　　墻體： （3.4m-0.5m）×0.3m×18=16.2 </p><p>　　水泥粉刷內(nèi)墻面： 3.0m×0.36 ×2=2.16 </p><p>　　合計(jì)：

46、 18.36 </p><p><b>　　五.女兒墻自重：</b></p><p>　　女兒墻使用300mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，=5.5kN/m3，兩側(cè)均為20mm厚的抹灰，墻高設(shè)計(jì)為900mm，另外上面為100厚混凝土蓋頂。</p><p>　　則單位面積內(nèi)的重力荷載為：</p><p>

47、;　　5.5×0.3m+17×0.02m×2=2.33</p><p>　　三、結(jié)構(gòu)的線剛度與橫向側(cè)移剛度計(jì)算</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)的線剛度計(jì)算</p><p>　　在框架結(jié)構(gòu)中，為了增大梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架的側(cè)移，現(xiàn)澆樓板的樓可以作為梁的有效翼緣。為考慮這一有利的作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩的時(shí)候，對(duì)于中框架

48、取I=2 Io（Io為梁的截面慣性矩），邊跨梁I=1.5 Io</p><p>　　梁采用C30混凝土，查表的，其彈性模量</p><p><b>　　i邊＝EI/L=</b></p><p><b>　　中跨梁：</b></p><p><b>　　i中＝EI/L=</b>&

49、lt;/p><p><b>　　底層柱：</b></p><p><b>　　i底＝EI/L=</b></p><p><b>　　其余各層柱：</b></p><p><b>　　i上＝EI/L=</b></p><p>　　令i上＝

50、1.0,則其余各桿件的相對(duì)線剛度為：</p><p><b>　　i邊＝</b></p><p><b>　　i中＝</b></p><p><b>　　i底＝</b></p><p>　　則該框架的相對(duì)線剛度如下圖3-1所示：</p><p>　　圖3

51、-1 框架梁柱的相對(duì)線剛度</p><p>　　2、結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度計(jì)算</p><p>　　底層： A、E柱 </p><p>　　B、C柱 </p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)層： A、E柱 </p><p>　　B、C柱

52、 </p><p>　　計(jì)算結(jié)果見下表3-1：</p><p>　　表3-1 橫向側(cè)移剛度統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　四、框架的風(fēng)荷載、地震荷載集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi</p><p>　　1、地震荷載作用下的梁、柱、墻、門、窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　1.1 梁、柱、墻、門

53、、窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　一． 表4-1 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　二．墻自重</b></p><p>　　外墻作法：全部使用300mm厚的灰砂磚，=18kN/m3，,一側(cè)為20mm的厚抹灰層，=17kN/㎡，一側(cè)墻體為水刷石墻面，=0.5kN/㎡；</p>

54、;<p>　　則外墻的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：</p><p>　　18×0.3m+17×0.02m+0.5 =6.24</p><p>　　內(nèi)墻使用300mm厚的灰砂磚，=18kN/m3,兩側(cè)均為20mm厚的抹灰層，則內(nèi)墻的單位面積重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：</p><p>　　18×0.3m+17×0.02m×2

55、=5.74</p><p>　　三．門窗單個(gè)重力荷載計(jì)算</p><p>　　除大門為玻璃門，辦公室為木門</p><p>　　窗：全部使用鋁合金玻璃窗</p><p>　　1.2 重力荷載代表值</p><p>　　重力荷載代表值指該建筑物的相關(guān)構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和。公式（4-1）</p>

56、<p>　　其中前所乘的系數(shù)0.5為可變荷載的組合值系數(shù)。當(dāng)計(jì)算頂層時(shí)，可變荷載取雪荷載，系數(shù)仍取0.5。</p><p><b>　　底層：</b></p><p><b>　　外墻總長：</b></p><p>　　外墻面積：56.7m×4.85m=274.995</p><p

57、>　　外墻自重：6.24×274.995=1715.97 kN</p><p>　　所以 G=171597./2=857.985 kN</p><p><b>　　內(nèi)墻總長：</b></p><p>　?。?.2-0.35-0.4）×8+（7.2-0.2-0.15）×5+5.4-0.2-0.15+3.6

58、×4-0.4-0.5×2-1.8-0.9×3+0.15+3.6×3-0.4-0.5×2-0.9×3+3.6×2-0.35×2-0.9×2+3.6×3-0.35-0.5-1.8-0.9+0.15+3.6×2-0.3-0.9×2=123.45m</p><p>　　內(nèi)墻G=123.45×4

59、.85×5.74/2=1718.362 kN</p><p>　　底層梁自重 G=2064.635kN</p><p>　　柱子：G=(1067+748)/2=907.5 kN</p><p>　　門： G=（1.8×2.7×2+2.4×2.7×2+2.7×2.7+1.8×2.1×

60、2）×0.45+（0.9×2.1×11+1.8×2.1）×0.2=21.803 kN</p><p>　　窗：G=（1.8×1.8×3+2.1×1.8×10+2.4×1.8×6）×0.35=25.704 kN</p><p>　　板：G=[43.4×17.6-(

61、3.6-0.3)×(5.4-0.35)×4.13+(3.6-0.3)×(5.4-0.35)×5.17=3171.99kN</p><p>　　活荷載：G=0.5×2.0×43.4×17.6=763.84kN</p><p><b>　　二層：</b></p><p>　　外墻

62、總長：43.4-0.5×8-1.8×2-2.1×4-2.4×6+（17.6-0.5×4-2.1）×2+43.4-0.5×8-1.8×2-2.1×10=54.8m</p><p>　　外墻自重：G=54.8×3.4×6.24/2=581.318kN</p><p>　　內(nèi)墻總長：（7

63、.2-0.35-0.4）×12-2.4×6+（7.2-0.2-0.15）×6+5.4-0.2-0.15+43.4-0.5×8-0.9×6+36-0.7-0.5×4-1.2×4-0.9×4-1.8+3.6×2-0.3-0.9×2=171.35m</p><p>　　內(nèi)墻G=171.35×3.4×5

64、.74/2=1672.033 kN</p><p>　　柱：G=748 kN</p><p>　　梁：G=2064.635 kN</p><p>　　門：G=（2.4×2.1×6+1.8×2.1+1.2×2.1×4+0.9×2.1×12）×0.2=13.356 kN</p>

65、<p>　　窗：G=（1.8×1.8×4+2.1×1.8×14+2.4×1.8×6）×0.35=32.13kN</p><p>　　板：G=3171.99kN</p><p>　　活荷載：G=763.84kN</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)層：</b></

66、p><p>　　外墻：G=581.318kN</p><p><b>　　內(nèi)墻：</b></p><p>　　總長:(7.2-0.35-0.4)11+(7.2-0.2-0.15)8+5.4-0.2-0.15+43.4-0.5×8-0.9×10-1.2×2+36-0.7-0.5×4-1.8-0.9×8

67、+3.6×2-0.3-0.9×2=188.2m</p><p>　　內(nèi)墻自重：G=188.2×3.4×5.74/2=1836.456kN</p><p>　　柱：G=748 kN</p><p>　　梁：G=2064.635 kN</p><p>　　門：G=（0.9×2.1×20+

68、1.2×2.1×2+1.8×2.1）×0.2=9.324kN</p><p>　　窗：G==32.13kN</p><p>　　板：G=3171.99kN</p><p>　　活荷載：G=763.84 kN</p><p><b>　　頂層：</b></p><

69、p>　　雪荷載：G=0.5×0.45×43.4×17.6=171.864kN</p><p>　　外墻：G=581.318kN</p><p><b>　　內(nèi)墻：</b></p><p>　　總長：（7.2-0.35-0.4）×8+（7.2-0.2-0.15）×7+5.4-0.2-0.15

70、+43.4-0.5×8-1.2×4-0.7×4+36-0.7-0.5×4-1.8-0.7×6-0.9×2+3.6×2-0.3-0.9×2+(1.8-0.3-0.7) ×10+(2.1-0.3) ×10=193kN</p><p>　　內(nèi)墻自重：G=193×3.4×5.74/2=1883.294k

71、N</p><p>　　柱：G=748/2=374kN</p><p>　　梁：G=2064.635kN</p><p>　　門：G=（1.2×2.1×4+0.9×2.1×4+0.7×2.1×20+1.8×2.1）×0.2=10.164 kN</p><p>　　

72、窗：G=32.13kN</p><p>　　女兒墻:使用300mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，=5.5kN/m3，兩側(cè)均為20mm厚的抹灰，墻高設(shè)計(jì)為900mm，另外上面為100厚混凝土蓋頂。</p><p>　　則單位面積內(nèi)的重力荷載為：</p><p>　　5.5×0.3m+17×0.02m×2=2.33</p>&

73、lt;p>　　屋面女兒墻：0.9×（43.4+17.6）×2=122m2</p><p>　　女兒墻自重：G=122×2=244kN</p><p>　　板：G=43.4×17.6×6.59=5033.706kN</p><p>　　活荷載：G=763.84kN</p><p><

74、b>　　綜合以上計(jì)算得：</b></p><p>　　G1=7813.457+1718.362+581.318+1672.033=11785.17kN</p><p>　　G2=581.318+581.318+1672.033+1836.456+748+2064.635+13.356+32.13+3171.99+763.84=11465.076kN</p>

75、<p>　　G3=G4=(581.318+1836.45)*2+748+2064.635+9.324+32.13+3171.99+763.84=11625.467kN</p><p>　　G5=1883.294+581.318+374+2064.635+10.164+32.13+171.864+244+5033.706+763.84=11158.951kN</p><p>　　所

76、以，地震荷載集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi，可由下圖4-1表示：</p><p>　　圖4-1 地震荷載集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi</p><p>　　1.3 橫向水平地震作用下框架的側(cè)移計(jì)算</p><p><b>　　框架的自振周期：</b></p><p><b>　　取,則s&l

77、t;/b></p><p>　　1.4 橫向水平地震作用下的樓層地震剪力計(jì)算</p><p>　　由于本結(jié)構(gòu)高度不超過40m，變形以剪切型為主的且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，故使用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總的橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下：</p><p><b>　　查表得 ，；</b></p><p>

78、;　　因?yàn)?，，所以可不考慮頂部附加地震作用分?jǐn)?shù)。</p><p>　　計(jì)算各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，將上述和代入可得</p><p>　　計(jì)算結(jié)果見表4-3：</p><p>　　各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用下的樓層地震剪力沿著房屋高度的布設(shè)情況見圖4-2所示：</p><p>　　(a)橫向地震作用下荷載分布

79、 （b）每層之間剪力分布</p><p>　　圖4-2 橫向水平地震作用及樓層地震剪</p><p>　　1.5 水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　橫向水平地震作用下的該一榀框架結(jié)構(gòu)的每層間位移和頂點(diǎn)位移各按下面兩式計(jì)算：</p><p><b>　　公式（4-3）</b></p>

80、<p><b>　　公式（4-4）</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果見表4-4所示，表中的層間彈性位移角=/。</p><p>　　由上表可知，該框架的最大層間位移角位于在第二層，其為1/1339＜[/h]= 1/550，滿足要求。</p><p>　　2、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算及位移驗(yàn)算</p><p>　　2

81、.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p>　　為簡化計(jì)算，將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過程如下表所示，表中Z為框架節(jié)點(diǎn)之室外地面的高度，A為一榀框架每層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積。計(jì)算公式為：</p><p>　　計(jì)算結(jié)果見下表4-5：</p><p>　　表4-5 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p>　　所以，該框架在風(fēng)荷載作用下的

82、標(biāo)準(zhǔn)值示意圖見下圖4-3：</p><p>　　圖4-3 風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)受荷圖，單位為kN</p><p>　　2.2 風(fēng)荷載作用下框架的的位移驗(yàn)算</p><p>　　風(fēng)荷載作用下框架的層間位移計(jì)算公式為：</p><p>　　該框架在橫向風(fēng)荷載作用下的側(cè)向位移計(jì)算結(jié)果見下表4-6：</p><p>　　表4-

83、6 風(fēng)荷載作用下框架的位移計(jì)算</p><p>　　由上表可知，風(fēng)荷載作用下該框架的最大層間位移角最大值為1/7698＜[/h]= 1/550，滿足要求。</p><p><b>　　五、風(fēng)荷載計(jì)算</b></p><p>　　取4號(hào)軸線處一榀橫向框架為計(jì)算單元</p><p>　　H=35.4m﹥30m，且高寬比H/

84、B=35.4/13=2.7﹥1.5 所以要考慮風(fēng)振系數(shù)</p><p>　　βz=1+ 基本振型Z高度處振型系數(shù) 基本風(fēng)壓值ω0=0.35kN/m2</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)基本周期：T1=0.25+0.53×10-3 ×</p><p>　　城市郊區(qū)屬于B類粗糙度地區(qū)，查表3-3得，脈動(dòng)增大系數(shù)ξ=1.228</p>&l

85、t;p>　　H/B=35.4/36=0.983 查表3-4得脈動(dòng)影響系數(shù)ν=0.4585</p><p>　　平面為矩形所以風(fēng)載體型系數(shù)μs=0.8+0.5=1.3</p><p>　　μz由表3-1查得 ωki=βzi μsμz ω0</p><p><b>　　豎向荷載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><

86、;b>　　梁柱線剛度計(jì)算</b></p><p>　　因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)：當(dāng)梁兩邊都有樓板時(shí)，I=2.0Ir</p><p>　　當(dāng)梁一邊有樓板時(shí)， I=1.5Ir</p><p>　　注：Ir為按矩形截面計(jì)算的慣性矩。</p><p>　　所以梁的線剛度計(jì)算如下表：</p><p><b>　

87、　注：ib=</b></p><p>　　柱的線剛度計(jì)算如下表：</p><p><b>　　注：ic=</b></p><p>　　因?yàn)樨Q向荷載為對(duì)稱荷載，取4號(hào)軸線的一榀框架為計(jì)算單元，結(jié)構(gòu)對(duì)稱,所以中柱的剪力和彎矩為零。</p><p>　　由每個(gè)桿件均為固端，所以轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S=4i</p>

88、<p><b>　　分配系數(shù)μi=</b></p><p><b>　　傳遞系數(shù)C=0.5</b></p><p><b>　　在豎向恒載作用下</b></p><p>　　在豎向恒載作用下梁柱內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如下</p><p>　　其中梁端剪力由公式：Vbliι=&

89、lt;/p><p><b>　　柱剪力：Vihi=</b></p><p>　　梁軸力為上下兩柱剪力的代數(shù)和，</p><p>　　柱上端的軸力=其上所有柱自重+其上所有墻自重+其上所有梁端剪力</p><p>　　柱下端的軸力=該柱上端的軸力+本層柱的自重</p><p>　　柱的自重=0.65&#

90、215;0.65×25×3.6=38.03kN 外墻自重=6kN/m×6m=36kN</p><p>　　內(nèi)墻自重=1.5kN/m2×6m×(3.6-0.6)m=27kN</p><p>　　注：彎矩、剪力以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。軸力以壓負(fù)，拉為正。</p><p>　　計(jì)算3,4層柱的軸力時(shí)用到的其他各層梁的

91、剪力見下表</p><p>　　在豎向活載作用下梁柱內(nèi)力統(tǒng)計(jì)如下表</p><p>　　其中梁端剪力由公式：Vbl·ι=</p><p><b>　　柱剪力：Vihi=</b></p><p>　　梁軸力為上下兩柱剪力的代數(shù)和，</p><p>　　柱軸力=其上所有梁端剪力</p&

92、gt;<p>　　注：彎矩、剪力以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。軸力以壓負(fù)，拉為正。</p><p>　　計(jì)算3,4層柱的軸力時(shí)用到的其他各層的梁的剪力見下表</p><p>　　七、水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　水平地震荷載作用下</b></p><p>　　由D值法其計(jì)算過程如下表<

93、;/p><p>　　取4號(hào)軸線一榀框架為計(jì)算單元，每根柱子所分剪力計(jì)算如下表</p><p>　　查表得柱子的反彎點(diǎn)如下表</p><p>　　注：由于上下層梁的線剛度及上下層高均相同，所以y1 y2 y3均為零</p><p>　　柱端彎矩由公式： 計(jì)算</p><p>　　梁端彎矩：邊跨 <

94、;/p><p><b>　　中間跨 </b></p><p>　　由平衡條件計(jì)算梁端剪力及跨中彎矩</p><p>　　柱的軸力=梁端剪力的代數(shù)和 所以中柱軸力為零。</p><p>　　所以在水平地震荷載作用下梁柱內(nèi)力計(jì)算見下表</p><p>　　水平風(fēng)載作用下的內(nèi)力計(jì)算</p&

95、gt;<p>　　由D值法其計(jì)算過程如下表</p><p>　　取4號(hào)軸線一榀框架為計(jì)算單元，每根柱子所分剪力計(jì)算如下表</p><p>　　反彎點(diǎn)的算法同水平地震作用下反彎點(diǎn)算法</p><p>　　柱端彎矩由公式： 計(jì)算</p><p>　　梁端彎矩：邊跨 </p><p>&

96、lt;b>　　中間跨 </b></p><p>　　由平衡條件計(jì)算梁端剪力及跨中彎矩</p><p>　　柱的軸力=梁端剪力的代數(shù)和 所以中柱軸力為零。</p><p>　　所以在水平風(fēng)荷載作用下梁柱內(nèi)力計(jì)算見下表</p><p>　　八、三四層內(nèi)力算至柱邊緣處</p><p>　　由公式

97、： M邊=M－V·b/2 V邊=V－q·b/2</p><p>　　q=12kN/m g=28.5kN/m b=0.65m</p><p><b>　　計(jì)算過程見下表</b></p><p>　　九、豎向荷載作用下彎矩調(diào)幅后梁控制截面內(nèi)力值。（調(diào)幅系數(shù)取0.8）</p><p>　

98、　注:表中彎矩梁下端受拉為正,上端受拉為負(fù)</p><p>　　十、三四層內(nèi)力組合如下表</p><p><b>　　十一、截面配筋計(jì)算</b></p><p>　　該建筑屬于丙類，設(shè)防烈度7度（0.15g），Ⅰ類場地，查表4-4,4-5得：抗震等級(jí)為二級(jí)。</p><p><b>　　梁跨中截面配筋計(jì)算<

99、;/b></p><p>　　因梁板現(xiàn)澆，故跨中按T形截面計(jì)算， hf·=100mm，αs=αs·=40mm， hb0=560mm</p><p>　　hf`/h0=100/560=0.18﹥0.1,所以bf·不受此限制，b+Sn=400+（6000-400）=6000；</p><p>　　l0/3=6500/3=2167mm,

100、故取bf·=2167mm</p><p>　　由組合結(jié)果得梁跨中最不利彎矩Mmax=185.62KN·m</p><p>　　由h0=h－40mm=560mm</p><p>　　α1fcbf`hf`(h-hf`/2)=1.0×16.7×2167×100×﹙560-100/2﹚=1845.63kN·

101、;m﹥185.62kN·m,故屬于第一類T形截面。</p><p>　　則αs= 0.0123</p><p>　　ξ=1-=0.0124 ∴As=698.04mm2</p><p>　　采用級(jí)筋 ρmin=max﹛0.2％,0.45ft/fy=0.45×1.57/360=0.196％﹜=0.2％</p><p>

102、　　0.002bh=0.002×400×600=480mm2 ﹤A s,故滿足要求</p><p>　　取下部配筋416，﹙ As=804mm2 ﹚，跨中上部為構(gòu)造筋</p><p><b>　　A支座負(fù)彎矩配筋</b></p><p>　　跨中底部鋼筋直通至A端， 則在抵抗A端負(fù)彎矩時(shí)， As·=804mm2&l

103、t;/p><p>　　=804×360×﹙560－40﹚=150.51×106N·mm</p><p><b>　　αs= 0.286</b></p><p>　　ξ=1-=0.346</p><p>　　As1= 3595.32mm2</p><p>　　=3

104、595.32+804=4399.32mm2， 取上部配筋為228+432（As=4449mm2）</p><p>　　A端截面x/hb0=0.346﹤0.518 =4449/804=5.53﹥0.3 均滿足要求。</p><p><b>　　A端正彎矩承載力</b></p><p><b>　　αs= 0.337</b&

105、gt;</p><p>　　ξ=1-=0.429</p><p>　　As= 4457.78mm2</p><p>　　=3653.78mm2配628+416(As=4499mm2)</p><p><b>　　B端截面配筋</b></p><p><b>　　=804mm2</

106、b></p><p>　　=804×360×﹙560－40﹚=150.51×106N·mm</p><p><b>　　αs= 0.231</b></p><p>　　ξ=1-=0.267</p><p>　　As1= 2774.43</p><p>

107、　　=2774.43+804=3578.43mm2 取上部配筋628（As=3695mm2）</p><p>　　=3695／804=4.60＞0.3 x/hb0=0.267＜0.518 均滿足要求</p><p><b>　　B端正彎矩承載力</b></p><p><b>　　αs= 0.242</b><

108、/p><p>　　ξ=1-=0.282</p><p>　　As= 2087mm2</p><p>　　配416+228（As=2036mm2）</p><p>　　梁箍筋計(jì)算及剪壓比驗(yàn)算</p><p>　　梁端箍筋加密區(qū)剪力設(shè)計(jì)值由強(qiáng)剪弱彎要求計(jì)算，取左端（A端）正彎矩及右端（B端）負(fù)彎矩組合， 由梁端彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算箍

109、筋加密區(qū)剪力設(shè)計(jì)值</p><p><b>　　W=</b></p><p>　　=1.2×(875.39+847.08)/(6.5-0.65)+124.61=477.94kN</p><p>　　按剪力設(shè)計(jì)值為477.94KN計(jì)算抗剪箍筋</p><p><b>　　=1.346</b>

110、</p><p>　　配雙肢箍10 Asv=157mm2， S= mm</p><p>　　加密區(qū)長度：max﹛1.5hb,500﹜=900mm</p><p>　　箍筋最大間距s=min﹛hb/4,8d, 100﹜=100mm</p><p>　　由構(gòu)造要求加密區(qū)箍筋取10@100mm</p><p>　　非加密區(qū)由

111、組合剪力值計(jì)算箍筋</p><p><b>　　=1.083</b></p><p>　　配雙肢箍10 Asv=157mm2，S= </p><p>　　由箍筋的最小配筋率要求</p><p>　　非加密區(qū)箍筋取10@145mm</p><p>　　梁端截面剪壓比驗(yàn)算：=0.109＜0.2 滿

112、足要求</p><p>　　邊柱軸壓比驗(yàn)算及抗彎配筋計(jì)算</p><p><b>　　＜0.8滿足要求</b></p><p><b>　　計(jì)算柱彎矩設(shè)計(jì)值</b></p><p>　　由梁端彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算柱端彎矩設(shè)計(jì)值（按強(qiáng)柱弱梁及局部加強(qiáng)要求調(diào)整柱端彎矩設(shè)計(jì)值）</p><p

113、><b>　　3層柱頂：</b></p><p><b>　　4層柱底：</b></p><p>　　有地震作用組合時(shí)，二級(jí)框架，柱的軸力取最不利內(nèi)力組合值作為設(shè)計(jì)值</p><p>　　柱的長細(xì)比 ＞5</p><p>　　應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)</p><p>　

114、　＞1.0 取ζ1=1.0</p><p>　　由于＜15 則取ζ2=1.0</p><p>　　ea=max﹛20mm,hc/30﹜=max﹛20mm,650/30=21.67mm﹜=21.67mm</p><p>　　ei=e0+ea=197.97+21.67=219.64mm, h0=h－as=650mm－40mm=610mm</p>&l

115、t;p>　　ηei =1.095×219.64=240.5mm＞0.3h0=0.3×610=183mm</p><p>　　且Nb=＞N=3112.48kN 故屬于大偏心受壓</p><p>　　e =ηei+h/2-a=240.5+650/2-40=525.5mm</p><p><b>　　對(duì)稱配筋 x=</b>

116、</p><p>　?。続s ∴按最小配筋面積配筋</p><p>　　配218+220 （As=1137mm2）配筋率為0.269％，滿足單側(cè)配筋率不小于0.2％的要求</p><p>　　有構(gòu)造要求柱截面縱向鋼筋最小總配筋率ρmin總=0.8％ 可得柱最小總配筋面積為 0.8％×650×650=3380mm2</p>&l

117、t;p>　　全截面配筋為418+820 （As=3530mm2）， 取為四個(gè)側(cè)面配筋相同,邊柱在計(jì)算方向的抗彎配筋為=218+220</p><p>　　邊柱箍筋計(jì)算及剪壓比驗(yàn)算</p><p>　　按強(qiáng)剪弱彎要求，由柱端彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算柱剪力設(shè)計(jì)值</p><p>　　用480.05KN進(jìn)行抗剪配筋計(jì)算</p><p>　　γRE=0.

118、85 ，λ=</p><p>　　＜N=3112.48KN,所以N取為3112.48KN</p><p>　　取復(fù)合箍筋4肢10，則Asv=314mm2 S= mm2</p><p>　　采用復(fù)合箍筋，最小配筋特征值λv=0.08 混凝土強(qiáng)度為C35 計(jì)算體積配筋率</p><p>　　由表6—5查得：＜0.6％ ∴取ρv=0.6％

119、</p><p>　　根據(jù)表6—6構(gòu)造要求 Smax=min﹛8d, 100mm﹜故取加密區(qū)箍筋為4肢10，間距100mm， 非加密區(qū)箍筋為4肢10， 間距為150mm</p><p>　　長柱的柱端箍筋加密區(qū)長度取</p><p>　　max﹛Hc0/6, hc, 500mm﹜=max﹛3000/6, 650, 500﹜=650mm</p><

120、;p><b>　　柱的剪壓比驗(yàn)算</b></p><p>　　=0.062＜0.2， 滿足要求</p><p>　　邊柱柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋計(jì)算</p><p>　　由梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算核芯區(qū)剪力設(shè)計(jì)值</p><p>　　核芯區(qū)取ηj=1.5,取核芯區(qū)混凝土等級(jí)與梁相同為C35</p><p&

121、gt;　　因N=3112.48KN＜</p><p><b>　　； </b></p><p>　　用2289.46KN進(jìn)行抗震受剪承載力驗(yàn)算</p><p>　　核芯區(qū)箍筋與柱端加密區(qū)相同，取4肢10， 則S=</p><p>　　取核芯區(qū)箍筋4肢10@60</p><p>　　核芯

122、區(qū)剪壓比驗(yàn)算，＜0.30，滿足要求。 </p><p><b>　　十二、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李廉錕等.結(jié)構(gòu)力學(xué)：（上、下冊(cè)）.3版.北京：高等教育出版社，1996</p><p>　　[2] 陳文斌、章金良.建筑工程制圖.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996</p><p>　　[3] 陳希哲.土力

123、學(xué)地基基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[4] 朱育萬.土木工程制圖.北京：高等教育出版社，2000</p><p>　　[5] 方鄂華.《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》.北京：地震出版社，1992</p><p>　　[6] 吳德安主編.《混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)》（第3版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002</p><p>

124、　　[7] 王大勇等編.《建筑工程施工圖識(shí)讀》.北京：中國建筑出版社，1994</p><p>　　[8] 沈杰.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)手冊(cè).上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1988</p><p>　　[9][美]H.F.溫特科恩、方曉陽主編.錢鴻縉、葉書麟等譯校.基礎(chǔ)工程手冊(cè).北京：中國建筑工業(yè)出版社，1983</p><p>　　[10]梁興文、史慶軒主編.土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)