《秦皇島市富立地產(chǎn)綜合辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《秦皇島市富立地產(chǎn)綜合辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書（83頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

摘 要 本設(shè)計(jì)分為兩部分：第一部分是建筑設(shè)計(jì)，包括該賓館所處位置的總平面設(shè)計(jì)，建筑的平面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)。第二部分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合秦皇島當(dāng)?shù)厍闆r，查找《建筑荷載規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范，確定設(shè)計(jì)的荷載及抗震等級等初步資料。然后根據(jù)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)，初步確定梁、柱、板的截面尺寸，確定計(jì)算簡圖。然后計(jì)算各層重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值和代表值。接著計(jì)算梁柱的相對線剛度和側(cè)移剛度，利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，并且對風(fēng)荷載進(jìn)行了計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，分別進(jìn)行了風(fēng)荷載和地震荷載作用下結(jié)構(gòu)的水平位移驗(yàn)算。進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用的大小和風(fēng)荷載作用的大小，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。接著計(jì)算豎向荷載（恒載及活載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋、驗(yàn)算截面并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，完成了基礎(chǔ)的配筋計(jì)算及施工圖繪制。 關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì) Abstract This design is divided into two parts: the first is the architectural design, including the hotel where the total plane design, architecture of graphic design elevation design profile design. The second part is the structure design, combining qinhuangdao local conditions, load code for seismic design of building construction norms related standard, to determine the design load and the seismic grade the preliminary material and then according to standards and experience determined primarily, the section size of beam column board, sure calculation diagram and then calculate the gravity load and representatives of the standard of value and the relative line stiffness calculation beam-column and lateral stiffness.Then calculated according to the level of the bottom shear size of the earthquake load and wind load size, and then calculate the level of load in the structure of internal forces (bending moment, shear, axial force). Then calculate vertical load (dead load and live load) structure under the action of internal forces. Identify the most unfavorable internal force of a group or several groups of combinations. Select the most secure on the results of reinforcement checking section and graphics. In addition, the structure of the program for the interior design of the foundation. Complete the foundation reinforcement of calculation and construction drawings. Keywords: frame structure; architectural design; structural design; seismic design II 目 錄 摘 要 I Abstract I 1 建筑設(shè)計(jì) 1 1.1 設(shè)計(jì)的有關(guān)資料 1 1.2 建筑設(shè)計(jì) 2 1.2.1 建筑平面設(shè)計(jì) 2 1.2.2 建筑立面設(shè)計(jì) 2 1.2.3 建筑剖面設(shè)計(jì) 2 1.2.4 屋面做法 3 1.2.5 樓面做法 3 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2.1 結(jié)構(gòu)布置及有關(guān)尺寸的初步估算 6 2.1.1 結(jié)構(gòu)布置及梁,柱截面尺寸的初選 6 2.1.2 荷載計(jì)算 9 2.2 結(jié)構(gòu)的線剛度與橫向側(cè)移剛度計(jì)算 12 2.2.1 結(jié)構(gòu)的線剛度計(jì)算 12 2.2.2 結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度計(jì)算 13 2.3 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 14 2.3.1 地震荷載作用下的梁、柱、墻、門、窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 14 2.3.2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算及位移驗(yàn)算 20 2.4 地震荷載與風(fēng)荷載的內(nèi)力計(jì)算 22 2.4.1 水平地震荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 22 2.4.2 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 25 2.5 豎向荷載下的框架內(nèi)力計(jì)算 26 2.5.1 框架結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算 26 2.5.2 恒荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 31 2.5.3 活荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 40 2.6 內(nèi)力組合 47 2.6.1 彎矩調(diào)幅 47 2.6.2 內(nèi)力組合 49 2.7 框架梁、柱配筋計(jì)算 54 2.7.1 框架梁設(shè)計(jì) 54 2.7.2 框架柱設(shè)計(jì) 59 2.8 樓板配筋計(jì)算 62 2.8.1 設(shè)計(jì)資料 62 2.8.2 板的配筋計(jì)算 62 2.8 基礎(chǔ)配筋計(jì)算 67 2.8.1 基礎(chǔ)梁設(shè)計(jì) 68 2.8.2 A柱獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 68 2.8.3 B、C雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 71 參考文獻(xiàn) 74 圖紙目錄 75 致謝 76 53 1 1建筑設(shè)計(jì) 1.1設(shè)計(jì)的有關(guān)資料 一.工程名稱：秦皇島市富立地產(chǎn)綜合辦公樓設(shè)計(jì)。 二. 工程概況：建筑面積約為3110m2，是一幢五層的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的建筑物，首層層高3.9m，其余層層高均為3.3m，室內(nèi)外高差為0.45m。 三. 設(shè)計(jì)條件： （1）氣象條件：夏季極端最高溫33度，冬季極端最低-15度。 （2）主導(dǎo)風(fēng)向:全年為西北風(fēng)夏季為東南風(fēng)，基本風(fēng)壓w0=0.45kN/m2。 （3）雪條件：基本雪壓為0.25kN/m2 其他條件： （1）建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正常使用年限為50年。 （2）抗震設(shè)防烈度7度0.1g三組，場地為2類場地，設(shè)防烈度類別為丙類。 四. 材料使用： （1）鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB400,箍筋采用HRB335鋼筋。 （2）混凝土：梁、板均采用C30混凝土、柱采用C40混凝土、基礎(chǔ)采用C35混凝土。 （3）墻體： ①　外墻全部使用200mm厚的灰砂磚，γ=18kNγ/m3，,一側(cè)為20mm的厚抹灰層，γ=17kN/m2，一側(cè)墻體為水刷石墻面，γ=0.5kN/ m2； ②　隔墻使用200mm厚的灰砂磚，γ=18kN/m3,兩側(cè)均為20mm厚的抹灰層。衛(wèi)生間墻的兩側(cè)均是貼瓷磚，γ=0.5kN/ m2 ③　女兒墻使用200mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，γ=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。 ④　門窗類型：大門均為玻璃門，γ=0.45kN/m2，辦公室均為木門，γ=0.2kN/m2；窗戶均為鋁合金窗，γ=0.35kN/m2。 五．其他結(jié)構(gòu)選型 （1）屋面：使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板作為承重結(jié)構(gòu)，屋面板按上人屋面的使用荷載選用。 （2）樓面：使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板厚為100mm。 （3）基礎(chǔ)：使用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。 （4）屋頂：建筑造型使用鋼結(jié)構(gòu)制作，在此不作考慮。 1.2建筑設(shè)計(jì) 1.2.1建筑平面設(shè)計(jì) （1）主要功能房間布局 辦公樓的平面組合采用綜合式組合，有走道，套間，大廳的綜合組合形式，內(nèi)部空間要解決辦公室，會議室，檔案室的布置問題，解決人員的辦公活動。以及通風(fēng)和采光問題,解決好了各種流線問題，各功能應(yīng)分區(qū)明確合理。有較好的疏散方式，滿足防火要求，立面及造型應(yīng)反映新時代辦公樓建筑的形式。該辦公樓的平面尺寸為:長為43.4m,寬為14.6m。 （2）主要房間的平面設(shè)計(jì) 對于底層，因?yàn)橛幸粋€大廳，每天的人流量比較大，考慮到這方面，大門的設(shè)計(jì)就要充分滿足人員的疏散要求。于是大門為兩扇尺寸為2.4m×2.7m的玻璃門，另外在走廊的兩側(cè)各加開一扇雙開玻璃門，尺寸都是1.8m×2.4m，這樣辦公樓的入口有了四扇門，滿足了一定的大人流的疏散要求。 二層及以上的走廊的兩側(cè)，由于考慮到要有很好的采光要求，所以各開有一個鋁合金的推拉窗，尺寸為1.8m×1.5m。 樓梯：為使人流盡早分散，避免底層走廊過于擁擠，所以在每層的兩邊各設(shè)置一部雙跑樓梯，滿足安全疏散的要求。 電梯：根據(jù)相關(guān)規(guī)范五層及五層以上辦公樓應(yīng)設(shè)置電梯，故該辦公樓內(nèi)設(shè)置一部電梯。 （3）門窗的尺寸 門： M1：2.4m×2.7m M2：1.8m×2.4m M3：1.0m×2.4m 窗： C1：2.1m×2.1m C2：0.9m×2.0m C3：2.1m×1.2m C4：2.1m×1.5m C5：1.8m×1.2m 1.2.2建筑立面設(shè)計(jì) 本辦公樓建筑采用了對稱設(shè)計(jì)，入口大廳設(shè)置于建筑的中軸線中間，走廊設(shè)置在建筑物的中間。該辦公樓的南立面是其主要立面，即營業(yè)大廳的進(jìn)門設(shè)在南立面。該立面圖中表示了立面上門窗位置、形式、外墻引條線、外墻勒腳、雨水管以及東、西門進(jìn)口踏步、雨篷等的位置，屋頂還表示出了女兒墻的形式，以及外墻、引條線、窗臺、雨水管的材料作法。并且標(biāo)出了各樓層、進(jìn)門臺階、雨篷的標(biāo)高。 1.2.3建筑剖面設(shè)計(jì) （1）建筑物高度尺寸的確定 該建筑物為5層，首層為3.9m，其余各層層高均為3.3m。因梁高未定，室內(nèi)凈高未最終確定，待結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)束后，再確定樓層凈高。 （2）室內(nèi)外高差的確定 為了防止室外雨水流入室內(nèi)，防止建筑因?yàn)椴痪鶆虺两凳沟孛娼档停瑸榱藵M足建筑使用的要求，取室內(nèi)外高差為450mm。 （3）屋面設(shè)計(jì) 本辦公樓設(shè)計(jì)總寬度大于12m，故采用雙坡排水。屋面采用剛性防火屋面，其構(gòu)建簡單，施工方便，造價較低。 1.2.4屋面做法 防水層（剛性）30厚C20細(xì)石混凝土 防水層（柔性）三氈四油上面鋪小石子 找平層：15厚水泥砂漿 找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿找坡 保溫層：80厚礦渣水泥 結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 1.2.5樓面做法 標(biāo)準(zhǔn)層樓面： 大理石面層 20厚1：3干硬性水泥砂漿 結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 衛(wèi)生間樓面： 2厚水泥砂漿貼10厚300 ×300防滑地磚 20厚水泥細(xì)砂漿面層 30厚水泥砂漿找坡 15厚水泥砂漿找平 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 53 圖1一層平面圖 圖2正立面圖 2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1結(jié)構(gòu)布置及有關(guān)尺寸的初步估算 2.1.1結(jié)構(gòu)布置及梁,柱截面尺寸的初選 項(xiàng)目情況：該工程為秦皇島市富力地產(chǎn)綜合辦公樓設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)的建筑面積約為3110m2，總共5層，首層層高為3.9m，其余各層層高均為3.3m。平面尺寸為43.40m×14.6m，室內(nèi)地坪為0.000m，室內(nèi)外高差為0.45m?？蚣芷矫媾c柱網(wǎng)布置圖如下圖3。 圖3結(jié)構(gòu)平面布置圖 一、確定計(jì)算簡圖 假定框架柱與基礎(chǔ)頂面接觸，框架梁與柱剛接，設(shè)計(jì)時為了計(jì)算的方便，使每個柱子的尺寸不變，于是梁的跨度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0.3m，室內(nèi)外高差為0.45m，所以底層的柱子高度為h=3.9+0.3+0.45=4.65m，其余各層均為3.3m,于是框架的計(jì)算見圖為下圖4表示。 圖4框架計(jì)算簡圖 二.梁、柱截面尺寸的估算： （1）梁截面 1.AB跨： 主梁： ,取 ，取 故該框架的橫梁與縱梁的初步設(shè)計(jì)截面尺寸為 次梁： ,取 ，取 故框架的次梁初步設(shè)計(jì)截面尺寸為 2.BC跨： 主梁： ,取 ，取 故框架梁的初步設(shè)計(jì)截面尺寸為 于是計(jì)算結(jié)果歸納于下表1： 表1估算梁的截面尺寸，單位為mm 層數(shù) 混凝土強(qiáng)度等級 橫梁 縱梁 次梁 AB、CD跨 BC跨 (2) 柱截面尺寸的估算 確定原則：由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.5條矩形截面柱邊長不宜小于400mm，柱截面高寬比不宜大于3；由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.3.6知二級框架結(jié)構(gòu)柱軸壓比限值為0.75?？拐鹪O(shè)計(jì)時宜采用方柱，根據(jù)軸壓比確定柱子截面尺寸，以底層中柱（受荷面積最大）柱子為例進(jìn)行計(jì)算： 框架柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制，按下式計(jì)算： 式中： ：為考慮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； : 為按照簡支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)荷面積； ：為折算后在單位面積上的重力荷載代表值，近似取 : 為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)； 則底層中柱的軸力設(shè)計(jì)值為 即： 且令，解得，取 故該框架柱的估計(jì)尺寸符合要求，確定為。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。 樓板分單向板和雙向板，據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.2條，板的跨厚比，對于單向板不大于30，雙向板不大于40，故板厚取100mm。 2.1.2荷載計(jì)算 2.1.2.1屋面與樓面的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 一.屋面 防水層（剛性）30厚C20細(xì)石混凝土 防水層（柔性）三氈四油上面鋪小石子 找平層：15厚水泥砂漿 找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿找坡 保溫層：80厚礦渣水泥 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì) 二.標(biāo)準(zhǔn)層樓面： 大理石面層 20厚1：3干硬性水泥砂漿 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 三．衛(wèi)生間樓面 2厚水泥砂漿貼10厚300 ×300防滑地磚 20厚水泥細(xì)砂漿面層 30厚水泥砂漿找坡 15厚水泥砂漿找平 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 2.1.2.2屋面與樓面活荷載計(jì)算 一.根據(jù)《荷載規(guī)范》查得 ： 不上人屋面： 樓 面： 走 廊: 二.雪荷載 2.1.2.3梁、柱、墻、門、窗的重力荷載計(jì)算 一.梁自重： 1.邊橫梁、縱梁: 梁自重： 抹灰層：10厚混合砂漿： 合計(jì)： 2． 中橫梁： 梁自重： 抹灰層：10厚混合砂漿： 合計(jì)： 3. 次梁： 4. 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 4.基礎(chǔ)梁： 梁自重： 二.柱自重： 柱尺寸： 柱自重： 抹灰層：10厚混合砂漿： 合計(jì)： 三.外墻自重： 標(biāo)準(zhǔn)層窗下墻： 墻體： 鋁合金窗： 水刷石外墻面： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計(jì)： 標(biāo)準(zhǔn)層窗邊墻： 墻體： 水刷石外墻面： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計(jì)： 底層窗下墻： 墻體： 鋁合金窗： 水刷石外墻面： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計(jì)： 底層窗邊墻： 墻體： 水刷石外墻面： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計(jì)： 四.內(nèi)墻自重： 標(biāo)準(zhǔn)層： 墻體： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計(jì)： 底層： 墻體： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計(jì)： 五.女兒墻自重： 女兒墻使用200mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，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。 則單位面積內(nèi)的重力荷載為： 2.2結(jié)構(gòu)的線剛度與橫向側(cè)移剛度計(jì)算 2.2.1結(jié)構(gòu)的線剛度計(jì)算 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候，對于中框架?。榱旱慕孛鎽T性矩），邊跨梁。 梁采用C30混凝土，查表得，其彈性模量 邊跨梁： 中跨梁： 柱采用C40混凝土，查表得 底層柱： 其余各層柱： 令,則其余各桿件的相對線剛度為： 則該框架的相對線剛度如下圖5所示： 圖5框架梁柱的相對線剛度 2.2.2結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度計(jì)算 底層： A、D柱 B、C柱 標(biāo)準(zhǔn)層： A、E柱 B、C柱 計(jì)算結(jié)果見下表2： 表2橫向側(cè)移剛度統(tǒng)計(jì)表 層號 1 2 3 4 5 78270.70 106458.62 106458.62 106458.62 106458.62 ，故框架為規(guī)則框架 2.3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 2.3.1地震荷載作用下的梁、柱、墻、門、窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.3.1.1梁、柱、墻、門、窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 一．墻自重 外墻作法：全部使用200mm厚的灰砂磚，，,一側(cè)為20mm的厚抹灰層，，一側(cè)墻體為水刷石墻面，； 則外墻的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 內(nèi)墻使用200mm厚的灰砂磚，,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： 三．門窗單個重力荷載計(jì)算 除大門為玻璃門，辦公室為木門 窗：全部使用鋁合金玻璃窗 2.3.1.2重力荷載代表值 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。 底層： 外墻窗面積： 外墻門面積： 外墻門窗重度： 外墻總長： 外墻面積： 外墻自重： 內(nèi)墻窗面積： 內(nèi)墻門面積： 內(nèi)墻門窗自重： 主橫梁、縱梁下內(nèi)墻總長： 次梁下內(nèi)墻總長： 隔墻總長: 內(nèi)墻面積： 內(nèi)墻自重： 底層邊橫梁、縱梁自重： 底層中橫梁自重： 底層次梁自重： 底層柱子自重： 板自重： 活載： 走廊、樓梯： 辦公室： 檔案室： 衛(wèi)生間： 故首層重力荷載代表值： （ 2、 三、四層： 外墻窗面積： 外墻窗自重： 玻璃幕墻面積： 玻璃幕墻自重： 外墻總長： 外墻面積： 外墻自重： 內(nèi)墻門面積： 內(nèi)墻門重度： 主橫、縱梁下內(nèi)墻總長： 次梁下內(nèi)墻總長： 隔墻總長： 內(nèi)墻面積： 內(nèi)墻自重： 梁自重： 柱自重： 板自重： 活載： 走廊、樓梯： 辦公室： 檔案室： 衛(wèi)生間： 故標(biāo)準(zhǔn)層層重力荷載代表值： 頂層： 外墻窗面積： 自重： 玻璃幕墻面積： 玻璃幕墻自重： 外墻總長： 外墻面積： 外墻自重： 內(nèi)墻門面積： 內(nèi)墻門自重： 女兒墻:使用200mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，，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。 則單位面積內(nèi)的重力荷載為： 屋面女兒墻： 女兒墻自重： 屋面板自重： 梁自重： 柱自重： 屋頂建筑造型：假定為 活荷載： 雪荷載： 重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 所以，地震荷載集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值，可由下圖6表示： 圖6地震荷載集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi 2.3.1.3橫向水平地震作用下框架的側(cè)移計(jì)算 表3結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算表 層次 5 7464.39 7464.39 106458.60×7 10.0 140 4 6698.97 14163.36 106458.60×7 19 130 3 6698.97 20862.33 106458.60×7 28 111 2 6698.97 27516.30 106458.60×7 37 83 1 8397.00 35958.30 78270.70×7 46 46 框架的自振周期： 取,則 2.3.1.4橫向水平地震作用下的樓層地震剪力計(jì)算 該辦公樓所在場地屬于Ⅱ類三組場地，7度設(shè)防設(shè)計(jì)，查《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》表5.1.4-1得：多遇地震下水平地震影響系數(shù)最大值：，。 以求出，由于，由《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》表5.2.1得： 。 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： 計(jì)算結(jié)果見表4： 表4各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用下樓層地震剪力計(jì)算表 層次 5 17.85 7464.39 133239.36 0.334 816.68 816.68 4 14.55 6698.97 97470.01 0.245 599.06 1415.74 3 11.25 6698.97 75363.41 0.189 462.14 1877.88 2 7.95 6698.97 53256.81 0.134 327.65 2205.53 1 4.65 8397.00 39046.05 0.098 239.63 2445.16 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7所示： (a)橫向地震作用下荷載分布 （b）每層之間剪力分布 圖7橫向水平地震作用及樓層地震剪 2.3.1.5水平地震作用下的位移驗(yàn)算 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： 計(jì)算結(jié)果見表5所示，表中的層間彈性位移角=/。 表5橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算 層次 5 816.68 106458.62×7 1.10 3300 1/3000 4 1415.74 106458.62×7 1.90 3300 1/1737 3 1877.88 106458.62×7 2.52 3300 1/1310 2 2205.53 106458.62×7 2.96 3300 1/1115 1 2445.16 78270.2×7 4.46 4650 1/1043 由上表可知，該框架的最大層間位移角位于在第一層，其為1/043，由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.5.1知鋼筋混凝土框架的層間位移角限為 1/550，表中結(jié)果均滿足規(guī)范要求。 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.5規(guī)定“抗震驗(yàn)算時，結(jié)構(gòu)任一樓層水平地震剪力應(yīng)符合?！辈椤督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》表5.2.5，λ取0.016，則： 2.3.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算及位移驗(yàn)算 2.3.2.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 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： 計(jì)算結(jié)果見下表6： 表6風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 層次 5 1.3 1.0 0.70 17.85 0.45 30.96 12.68 4 1.3 1.0 0.65 14.55 0.45 23.76 9.03 3 1.3 1.0 0.65 11.25 0.45 23.76 9.03 2 1.3 1.0 0.65 9.75 0.45 23.76 9.03 1 1.3 1.0 0.65 4.65 0.45 33.48 12.73 所以，該框架在風(fēng)荷載作用下的標(biāo)準(zhǔn)值示意圖見下圖8： 圖8風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)受荷圖，單位kN 2.3.2.2風(fēng)荷載作用下框架的的位移驗(yàn)算 風(fēng)荷載作用下框架的層間位移計(jì)算公式為： 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7： 表7風(fēng)荷載作用下框架的位移計(jì)算 層次 5 12.68 12.68 106458.62 0.00012 3.3 1/27500 4 9.03 21.71 106458.62 0.00024 3.3 1/16500 3 9.03 30.74 106458.62 0.00029 3.3 1/11379 2 9.03 39.77 106458.62 0.00037 3.3 1/8919 1 12.73 52.50 78270.70 0.00067 4.65 1/6490 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1/6490＜[/h]= 1/550，滿足要求。 2.4地震荷載與風(fēng)荷載的內(nèi)力計(jì)算 2.4.1水平地震荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 水平地震作用下的框架柱端彎矩使用D值法計(jì)算。 2.4.1.1各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 具體計(jì)算結(jié)果見表8： 表8各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 層次 hi /m Vi /kN /（N/mm） 邊 柱 中 柱 y y 5 3.3 816.68 745210.34 16062.59 17.60 0.318 0.209 12.14 45.94 37166.72 40.73 0.930 0.209 28.09 106.32 4 3.3 1415.74 745210.34 16062.59 30.52 0.318 0.350 35.25 64.47 37166.72 70.61 0.930 0.350 81.55 151.46 3 3.3 1877.88 745210.34 16062.59 40.48 0.318 0.450 60.11 73.47 37166.72 93.66 0.930 0.450 139.08 196.99 2 3.3 2205.53 745210.34 16062.59 47.54 0.318 0.500 78.44 78.44 37166.72 110.60 0.930 0.500 181.50 181.50 1 4.65 2445.16 547891.18 16251.61 72.37 0.448 0.727 244.65 91.87 22919.74 102.29 1.310 0.727 345.80 129.85 表中M的單位為，V單位為。 相關(guān)的計(jì)算公式： 2.4.1.2梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 通過以上計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，使用節(jié)點(diǎn)彎矩平衡的計(jì)算方法，由梁線剛度按其分配的方式計(jì)算粱端彎矩。 具體的計(jì)算公式為： 式中： 、：節(jié)點(diǎn)處左右的梁端彎矩； 、：節(jié)點(diǎn)左右的梁的線剛度。 梁、柱的計(jì)算簡圖如下圖9，10： 圖9梁端彎矩，剪力計(jì)算簡圖 圖10梁端彎矩，剪力計(jì)算簡圖 具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見表9: 表9梁端彎矩、梁端剪力和柱軸力計(jì)算 層次 邊 梁 走 道 梁 柱軸力 邊柱N 中柱N 5 45.94 36.35 6.0 11.43 69.97 69.97 2.4 58.31 -11.43 -46.88 4 76.61 61.43 6.0 19.17 118.16 118.16 2.4 98.47 -30.06 -126.18 3 108.72 101.00 6.0 29.13 165.53 165.53 2.4 137.94 -59.73 -234.99 2 135.55 109.62 6.0 34.05 210.96 210.96 2.4 175.80 -93.78 -376.74 1 170.31 106.46 6.0 38.44 204.89 204.89 2.4 170.74 -132.22 -509.04 圖11地震作用下的框架彎矩圖M（KN·m）及梁端剪力圖、柱軸力圖Q、N（KN） 2.4.2風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載作用下的框架柱端彎矩使用D值法計(jì)算。 2.4.2.1各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 計(jì)算公式同地震荷載，具體計(jì)算結(jié)果見表10： 表10各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 層次 hi /m Vi /kN /（N/mm） 邊????柱 中????柱 y y 5 3.3 12.68 106458.67 16062.59 1.91 0.318 0.209 1.32 4.99 37166.72 4.43 0.930 0.209 3.06 11.56 4 3.3 21.71 106458.67 16062.59 3.28 0.318 0.350 3.79 7.04 37166.72 7.58 0.930 0.350 8.75 16.26 3 3.3 30.74 106458.67 16062.59 4.64 0.318 0.450 6.89 8.42 37166.72 10.73 0.930 0.450 15.93 19.47 2 3.3 39.77 106458.67 16062.59 6.00 0.318 0.500 9.90 9.90 37166.72 13.88 0.930 0.500 22.90 22.90 1 4.65 52.50 78270.70 16215.61 10.88 0.448 0.727 36.78 13.81 22919.74 15.37 1.310 0.727 51.96 19.51 表中M的單位為，V單位為。 2.4.2.2梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 通過以上計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，使用節(jié)點(diǎn)彎矩平衡的計(jì)算方法，由梁線剛度按其分配的方式計(jì)算粱端彎矩。 計(jì)算公式也同地震荷載，具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見表11： 表11梁端彎矩、梁端剪力和柱軸力計(jì)算 層次 邊????梁 走?道?梁 柱軸力 邊柱N 中柱N 5 4.99 3.92 6.0 1.24 7.61 7.61 2.4 6.34 -1.24 -5.10 4 8.36 6.61 6.0 2.08 12.71 12.71 2.4 10.59 -3.32 -13.61 3 12.21 9.65 6.0 3.04 18.57 18.57 2.4 15.48 -6.36 -26.05 2 16.79 13.28 6.0 4.18 25.55 25.55 2.4 21.29 -10.54 -43.16 1 23.71 14.50 6.0 5.31 27.91 27.91 2.4 23.26 -15.85 -61.11 圖12風(fēng)荷載作用下的框架彎矩圖M（KN·m）梁端剪力圖、柱軸力圖Q、N(KN) 2.5豎向荷載下的框架內(nèi)力計(jì)算 2.5.1框架結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算 2.5.1.1框架的計(jì)算單元 由于樓板在施工時是整體現(xiàn)澆的，則使用雙向板，?、馓栞S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，所以該計(jì)算單元的計(jì)算跨度為7.2m。 框架的計(jì)算單元如下圖13： 圖13框架的計(jì)算單元 為了計(jì)算的方便性，可以將梁上的三角形與梯形荷載按下列各式換成等效的均布荷載計(jì)算： 三角形： 梯形： 其中， 框架的計(jì)算單元的等效荷載示意圖如下圖14： 圖14框架的計(jì)算單元的等效荷載示意圖 2.5.1.2框架的荷載計(jì)算 一.A～B, C～E軸間的框架梁： 屋面板向下傳遞的荷載： 恒載： 活載： 樓面板向下傳遞的荷載： 恒載： 活載： 梁自重： 內(nèi)墻自重： A～B,C～E兩軸間的框架梁均布荷載為： 屋面梁： 恒載＝梁自重＋板傳荷載= 活載＝ 樓面板傳荷載：恒載＝梁自重＋板傳荷載= 活載＝ B～C兩軸間的框架梁： 由于走廊處板為單向板，故B-C兩軸間的框架梁僅承受自重，故： 梁自重： 三.A軸方向上的柱縱向集中荷載計(jì)算： 頂層柱： 女兒墻自重： 頂層柱恒載＝女兒墻＋梁自重＋板傳荷載＝ 頂層柱活載= 標(biāo)準(zhǔn)層的柱恒載＝墻自重＋梁自重＋板荷載+內(nèi)墻自重= 標(biāo)準(zhǔn)層的柱活載＝板傳荷載= 基礎(chǔ)頂面荷載＝底層外縱墻自重＋基礎(chǔ)自重＝ 四．B軸方向上的柱縱向集中荷載計(jì)算： 頂層柱荷載＝梁自重＋板傳梁荷載＝ 頂層柱活載= 標(biāo)準(zhǔn)柱恒載=墻＋梁自重＋板傳荷載= 標(biāo)準(zhǔn)層活載＝ 基礎(chǔ)頂面恒載=底層外縱墻自重＋基礎(chǔ)自重= 框架柱自重： 柱自重： 底層： 其余柱： 由以上結(jié)果得。恒荷載作用下框架的受荷總圖如下圖15所示： 圖15恒荷載作用下框架的受荷總圖 注：1.圖中各值的單位為 2.圖中數(shù)值均為標(biāo)準(zhǔn)值 3.圖中括號數(shù)值為活荷載 2.5.2恒荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算方法為分層法 2.5.2.1恒荷載作用下框架的彎矩計(jì)算 一.恒荷載作用下框架的彎矩計(jì)算按下面公式求得： 恒荷載作用下框架的計(jì)算簡圖如圖16所示: 圖16恒載作用下的受荷簡圖 則： 頂 層： 標(biāo)準(zhǔn)層： 二．由前面所算得的梁、柱的相對線剛度，求出各節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù): 分配系數(shù)如圖17,圖18所示： A柱： 圖17 A柱彎矩各層分配系數(shù)簡圖 底 層： 標(biāo)準(zhǔn)層： 頂 層： B柱： 圖18 B柱彎矩各層分配系數(shù)簡圖 底 層： 標(biāo)準(zhǔn)層： 頂 層： 三.恒荷載作用下的框架彎矩與剪力計(jì)算，受力情況如圖19所示： 圖19恒荷載作用下的計(jì)算簡圖 梁： 柱： 4. 恒荷載作用下的邊跨上的框架柱的軸力計(jì)算，軸力其中也包括連梁傳來的荷載及柱自重。 恒荷載作用下的中跨上的框架柱的軸力計(jì)算： 五．彎矩分配及傳遞 分配及傳遞過程與結(jié)果如圖20所示： 圖20恒荷載作用下彎矩內(nèi)力二次分配圖 六.計(jì)算框架梁跨中彎矩 梁跨中彎矩為： 七.恒載作用下的框架剪力計(jì)算 1.梁端剪力： 第五層： 第四層： 第三層： 第二層： 第一層: 2.柱端剪力： 圖21恒荷載作用下的軸力、剪力圖 圖22恒荷載作用下的框架彎矩圖 2.5.3活荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算方法為分層法 2.5.3.1活荷載作用下框架的彎矩計(jì)算 1. 活荷載作用下框架的彎矩計(jì)算按下面公式求得： 頂層： 其余層： 活荷載彎矩二次分配計(jì)算簡圖如圖23所示： 圖23活荷載作用下彎矩內(nèi)力二次分配圖 二.計(jì)算框架梁跨中彎矩 梁跨中彎矩為： 三.活載作用下的框架梁、柱剪力計(jì)算 1.梁端剪力： 第五層： 第四層： 第三層： 第二層： 第一層: 2.柱端剪力： 四.活荷載作用下的邊跨上的框架柱的軸力計(jì)算，軸力其中也包括連梁傳來的荷載 活荷載作用下的中跨上的框架柱的軸力計(jì)算： 圖24活荷載作用下的軸力、剪力圖 圖25活荷載作用下的框架彎矩圖 2.6內(nèi)力組合 2.6.1彎矩調(diào)幅 為了減小支座處負(fù)鋼筋的數(shù)量，方便鋼筋的綁扎與混凝土的澆搗，同時為了充分利用鋼筋，以達(dá)到節(jié)約鋼筋的目的，在內(nèi)力組合前將豎向荷載作用下的支座處梁端負(fù)彎矩（使梁上面受拉）調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)。 1． 恒荷載作用下彎矩調(diào)幅 各支座截面彎矩： 跨中截面彎矩應(yīng)取彈性分析所得的最不利彎矩值和按下式計(jì)算值中之較大值， 式中： —按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值 —連續(xù)梁或連續(xù)單向板的左右支座彎矩調(diào)幅的設(shè)計(jì)值 其中恒荷載作用下梁端彎矩調(diào)幅見表12。 表12恒荷載作用下彎矩調(diào)幅 梁類型 層號 軸線處梁端彎矩 跨中彎矩 調(diào)幅后梁端彎矩 調(diào)幅后跨中彎矩 左 右 左 右 5 -57.79 66.65 -66.38 -52.01 59.99 -75.17 -75.17 4 -77.00 78.68 -41.46 -69.30 70.81 -51.63 -51.63 3 -75.80 79.24 -41.46 -68.22 71.32 -51.59 -51.59 2 -79.23 82.26 -38.55 -71.31 74.04 -49.01 -49.01 1 -74.40 79.20 -42.50 -66.96 71.28 -52.57 -52.57 5 -10.59 10.59 8.66 -9.53 9.53 7.56 10.59 4 -6.80 6.80 4.87 -6.12 6.12 4.15 4.87 3 -7.02 7.02 5.09 -6.32 6.32 4.35 5.09 2 -7.01 7.01 5.08 -6.31 6.31 4.34 5.08 1 -8.74 8.74 6.81 -7.87 7.87 5.90 6.81 5 -66.65 57.79 -66.38 -49.99 52.01 -75.17 -75.17 4 -78.68 77.00 -41.46 -70.81 69.30 -51.63 -51.63 3 -79.24 75.80 -41.46 -71.23 68.22 -51.59 -51.59 2 -82.26 79.23 -38.55 -74.04 71.31 -49.04 -49.01 1 -79.20 74.40 -42.50 -71.28 66.96 -52.57 -52.57 活荷載作用下梁端彎矩調(diào)幅見表13。 表13活荷載作用下彎矩調(diào)幅 梁類型 層號 軸線處梁端彎矩 跨中彎矩 調(diào)幅后梁端彎矩 調(diào)幅后跨中彎矩 左 右 左 右 5 -4.40 4.56 -2.41 -3.96 4.10 -3.88 -3.88 4 -17.32 18.14 -9.72 -15.59 16.33 -12.04 -12.04 3 -17.45 18.13 -9.66 -15.71 16.32 -11.98 -11.98 2 -17.46 18.15 -9.45 -15.71 16.34 -11.78 -11.78 1 -16.33 18.45 -10.06 -14.70 16.61 -12.34 -12.34 5 -0.48 0.48 0.48 -0.43 0.43 0.22 0.48 4 -1.73 1.73 1.73 -1.56 1.56 0.78 1.73 3 -1.57 1.57 1.57 -1.41 1.41 0.71 1.57 2 -1.57 1.57 1.57 -1.41 1.41 0.71 1.57 1 -2.13 2.13 2.13 -1.92 1.92 0.96 2.13 5 -4.56 4.40 -2.41 -4.10 3.96 -3.88 -3.88 4 -18.14 17.32 -9.72 -16.33 15.59 -12.04 -12.04 3 -18.13 17.45 -9.66 -16.32 15.71 -11.98 -11.98 2 -18.15 17.46 -9.45 -16.34 15.71 -11.78 -11.28 1 -18.45 16.33 -10.06 -16.61 14.70 -12.34 -12.34 2.6.1內(nèi)力組合 表14橫梁內(nèi)力組合 層數(shù) 桿件號 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 恒載 活載 風(fēng)載 地震 1.2恒+1.4活 1.35恒+0.7活 1.2恒 +0.9*（1.4活+1.4風(fēng)） 1.2*（恒+0.5活）+1.3地震 → ← → ← → ← → ← 底層 A1B1 A右 M -66.96 -14.70 -23.71 23.71 -170.31 170.31 -100.93 -100.69 -128.75 -69.00 -310.58 132.23 V 78.73 16.18 5.31 -5.31 38.44 -38.44 117.13 117.61 121.55 108.17 154.16 54.21 跨中 M 52.51 12.34 -4.61 4.61 -31.93 31.93 80.29 79.53 72.75 84.37 28.91 111.93 B左 M 71.28 16.61 14.50 -14.50 106.46 -106.46 108.79 107.86 124.73 88.19 233.90 -42.90 V -80.33 -20.42 -5.31 5.31 -38.44 38.44 -124.98 -122.74 -128.82 -115.43 -158.62