职业技术学院办公楼框架结构设计 土木毕业设计计算书(4层行政办公楼)

'职业技术学院办公楼框架结构设计摘要本设计为职业技术学院教学办公楼结构设计，四层框架结构。本地区抗震设防烈度为7度，场地类别为二类场地，，为。楼﹑屋盖均为现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑了影响设计的各项因素。本设计选取了结构方案中的一榀横向框架进行设计。先进行层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按计算水平地震荷载作用下大小，同时计算出结构在下的荷载大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算作用下的结构内力。找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。整个设计过程中，严格遵循相关的专业规范，参考相关资料和有关最新的国家标准图集，对设计的各个环节进行综合全面科学的考虑。总之，安全、实用、经济、美观是本设计的原则。设计计算整个过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化的要求。关键词：建筑设计，框架结构；抗震设计；荷载统计；内力组合AbstractVocationalschoolbuilding,usingthisasafour-storyframestructuredesign,architecturallayers.Thisregionseismicintensityof7degrees,sitecategorytypevenue,thebasicwind pressure,thebasicsnowpressure.Floors,roofsusingcastin-situreinforcedconcretestructure.Thisdesignistoachieve"safe,practical,economic,aesthetic"designprinciples.Accordingtothebuildingdesignstandards,carefullyconsidervariousfactorsdesigns.Thisdesignchoicelateralframeworkprogramdesign.Betweenthefirstlayerandthelayerloadcalculation,itmeansthatthevalueofusingvertexdisplacementmethod,andthencutfromthebottomoftheseismiccyclemethodtocalculatethesizeofhorizontalseismicload,windloadandcalculatethestructure,andthenfindloadsofloadlevelstructuralforces(bendingmoment,shearforceandtheaxialforce)insize.Thencalculatetheverticalload(deadloadandliveload)undertheactionoftheforcestructure.Identifythemostunfavorableforceofagrouporseveralgroupsofcombinations.Selectthesecurityreinforcementandcalculatedresultsanimatedadditiontoanindoorstaircasestructuredesign,completeflatbedboard,benchboards,platformsbeamforcesandreinforcementcalculationandconstructiondrawingsandothercomponents.Throughoutthedesignprocess,instrictcompliancewiththerelevantprofessionalregulations,refertotherelevantmaterialsandthelatestnationalstandardsrelatedtoallaspectsofAtlasdesign,integratedcomprehensivescientificconsiderations.Inshort,safe,practical,economic,aestheticdesignprinciples.Thewholeprocessofdesigncalculationsconsideringseismicrequirements,technicalandeconomicindicatorsandindustrializedconstructionrequirements.Keywords:Architecturaldesign；Framestructure;Seismicdesign;Loadstatistics;Endogenic force combination 目录第一章建筑设计说明-1-1.1平面设计-1-1.1.1使用部分平面设计-1-1.1.2交通联系部分设计-1-1.1.3平面组合设计-2-1.2剖面设计-2-1.3立面设计-2-1.4楼板层和地面-2-1.5基础和地基-3-1.6交通联系部分的设计-3-1.6.1楼梯设计-3-1.6.2门厅的设计-3-1.6.3室外台阶-4-1.6.4门和窗的设计-4-1.7其它设计-4-1.7.1散水设计-4-1.7.2勒脚的设计-4-1.7.3女儿墙设计-5-第二章结构设计说明-6-2.1材料要求-6-2.2填充墙要求-6-2.3截面尺寸要求-6-2.4结构布置要求-6-2.5计算过程-6-2.5.1计算简图-6-2.5.2在竖向荷载作用下的近似计算-6-2.5.3地震作用计算-7-2.5.4框架的内力组合-7-2.5.5正截面和斜截面的设计-7-第三章结构计算书-8-3.1工程概况-8-3.2设计原始资料-8-3.2.1建筑技术条件-8-3.3材料选用-8- 3.4结构选型-8-3.5结构布置及计算简图-9-3.5.1选择承重方案-9-3.5.2梁、柱截面尺寸估算-9-3.5.3框架结构计算简图-10-3.6重力荷载计算-11-3.6.1屋面和楼面的永久荷载标准值-11-3.6.2屋面和楼面可变荷载标准值-12-3.6.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算-12-3.7重力荷载代表值-12-3.7.1第4层的⑤轴线框架重力荷载代表值：-12-3.7.2第3层的⑤轴线框架重力荷载代表值：-13-3.7.3第2层的⑤轴线框架重力荷载代表值：-13-3.7.4第1层的⑤轴线框架重力荷载代表值：-13-3.8横向框架侧移刚度计算-14-3.8.1计算梁、柱的线刚度-14-3.8.2计算柱的侧移刚度-15-第四章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算-17-4.1横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算-17-4.1.1横向自振周期的计算-17-4.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算-17-4.1.3水平地震作用下的位移验算-19-4.1.4水平地震作用下框架内力计算-20-4.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算-23-4.2.1风荷载标准值-23-4.2.2风荷载作用下的水平位移验算-25-4.2.3风荷载作用下框架结构内力计算-26-第五章竖向荷载作用下的横向框架结构内力计算-30-5.1计算单元-30-5.2荷载计算-31-5.2.1恒载计算-31-5.2.2活荷载计算-35-5.3内力计算-39-5.3.1恒载作用下的内力计算-39-5.3.2活载、雪载作用下的内力计算-44-第六章横向框架内力组合-51- 6.1结构抗震等级-51-6.2框架梁内力组合-51-6.2.1作用效应组合-51-6.2.2承载力抗震调整系数-51-6.2.3梁内力组合表-51-6.2.4计算跨间最大弯矩-54-6.3框架柱内力组合-56-6.3.1柱内力组合-56-6.3.2柱端弯矩值设计值的调整-61-第七章截面设计-63-7.1框架梁-63-7.1.1梁的正截面受弯承载力计算-63-7.1.2梁斜截面受剪承载力计算-65-7.2框架柱-67-7.2.1柱截面尺寸验算-67-7.2.2框架柱的截面设计-68-第八章楼梯设计-72-8.1建筑设计-72-8.2结构设计-72-8.3梯段板设计-73-8.3.1斜板设计（二、三、四层）-73-8.3.2平台板设计-74-8.3.3平台梁设计-75-结论-77-参考文献：-78-致谢-79- 铜陵学院毕业论文（设计）第一章建筑设计说明1.1平面设计建筑平面是反映建筑空间与它们的垂直构件之间的相关关系，也是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，。但是在平面设计中，应当始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，，分析剖面、立面的可能性和合理性，，全面综合的解决好设计问题。房屋建筑空间处理问题，除了内部的处理之外，还当包括建筑与其周围其他建筑之间的协调关系以及内部空间处理。1.1.1使用部分平面设计任何一幢建筑物和房间都由三度空间的尺寸和内容组合而成，而这三度空间的尺寸和内容，是由来表达的，所以建筑设计又包括平面设计、剖面设计、立面和体型设计。，它较集中地表现了建筑物的功能要求，所以平面设计是建筑物的根本，也是最重要的设计。无论何种建筑物，都是由各种房间、走廊、门厅、楼、电梯等组成。其中，房间可分为为，。因此建筑物也可以认为是三大部分组成：。1.1.2交通联系部分设计交通联系部分就是把不同的房间按照一定是使用功能和其他等各种因素的要求而联系起来，形成一幢互相联系的整体建筑物。交通联系部分由（楼、电梯、室内坡道）、（走道）和交通枢纽（门厅、过厅）等部分组成。本设计中垂直交通联系部分是，，此为各个楼层疏散的必经之路，因此本建筑的楼梯为。交通联系部分的设计原则：空间尺度适当，空间形象完美；交通路线便捷、清楚；各种流线互不干扰，，紧急情况下，；有良好的采光、通风、照明和防火性能；在一般公共建筑中，交通联系部分的面积约占建筑面积的四分之一左右。所以合理地设计交通联系部分对建筑物的用途、造价、空间组合等均有很大的影响。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）1.1.3平面组合设计分析各个单间和交通联系不封的使用要求及平面设计之后，，使之成为，这就是。组合设计时，应考虑多种因素，并经过反复思考，多次修改，才能使平面组合设计更加完善合理。1.2剖面设计是为了解决建筑物竖向空间的问题。主要表现为建筑物内部结构的构造关系，。因此和房屋的使用、造价和节约用地等有着密切关系，。本工程为职业技术学院行政办公楼设计，第一层包含大厅故层高5.5m,第二层和第三层办公部分为3.3m，第四层由于布置了大会议室，所以层高是3.9m。垂直的交通采用的是楼梯，由于本教学办公楼层数只有四层，因此不需要设计电梯。1.3立面设计立面设计不仅仅是为了满足美化环境以及使用功能的需要而进行设计的，还可起到保护结构、改善环境和装饰美化建筑物的作用。，在一定的程度上也反映社会的文化生活，。建筑立面是建筑物整体的外观形象，设计时要结合建筑空间、体型和技术经济条件等因素而同一考虑。立面设计的重点是墙面、门窗、阳台、檐口、勒脚、台阶、外露构件及装饰线脚等部分，通过选择其形状、尺度、比例、排列方式和质感使之协调统一。1.4楼板层和地面楼板层是建筑物中的水平承重构件，并且沿着水平方向分隔上下空间。楼板层应能承受板上的使用荷载，，同时它对墙或柱起着水平支撑的作用。顶棚又称天花，当楼板底部不平整，而房间要求平整或者在楼板底部有需要隐藏的管道以及空间需要隔声等应设这吊顶来满足设计和美观要求。地面是楼层地面和地坪面层的统称。也可以将楼层的面层称为楼面，它们在设计上的要求和构造要求基本相同，因此如下所述的地面做法同样也适用于楼面。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）1.5基础和地基基础指建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须坚固、稳定而可靠。工程结构物地面以下的部分结构构件，用来将上部结构荷载传给地基，是房屋、桥梁、码头及其他构筑物的重要组成部分。地基可以分为两种：一是。一是。基础埋深（埋置深度）是从室外设计地面至基础底面的深度。本工程确定深度作为基础埋深，，梁和柱的中心线不重合，因此可能会产生较大的竖向弯矩，为了提高抗剪切能力，该工程选用柱下独基，，同时能够节省材料。1.6交通联系部分的设计1.6.1楼梯设计　楼梯是建筑物中联系上下各层的垂直交通设施和设备的重要组成部分，楼梯的功能是用来疏散和通行。最常见的现浇楼梯分别是板式楼梯和梁式楼梯，本工程采用的是板式楼梯。板式楼梯由。板式楼梯的优点是底面平整、结构高度小，外观比较轻巧；，其混凝土用量和钢材用量都较多，。楼梯位置布设：。1.6.2门厅的设计，它作为主要出入口，主要起接纳人流、疏散人流的作用；。某些民用建筑的门厅，还兼有其他功能。门厅是建筑物设计的重点部分，如采取不同的设计手法可以体现不同的意境。①应位于建筑物明显突出的部位，以便人流集散；②门厅内的导向性要明确；③门厅对外的总宽度，通常大于通向该门厅的走道以及楼梯宽度的总和，并且采用外开门或弹簧门；④门厅外应设置门廊、雨棚、平台、台阶或坡道，以起到过渡的作用。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）1.6.3室外台阶室外台阶的坡度较楼梯坡道小，一般台阶宽度取，台阶高度取mm。在底层台阶与出入口之间应设置平台，作缓冲之处。平台宽不宜小于900mm，而且略向外倾斜，以免雨水流向室内。室外台阶踏步数不应。人流密集的场所，，宜设置栏杆。1.6.4门和窗的设计门和窗是建筑物的重要配件。门主要起分隔房间和联系室内外的作用，也具有采光和通风功用。窗的主要起是采光、通风及眺望等作用。门的设计和布置：对门的设计主要参考了以下几点：①；②；窗的设计和布置：、形式和位置，、通风、日照和使用等功能要求。（1）窗的大小窗面积应根据房间的使用功能要求、房间面积大小、立面设计、当地日照等因素来确定。窗面积与地面积的比值应为。（2）窗的位置在设计时应有利于采光、通风，一般小型工作间要求采光均匀，所以常把窗子布置于外墙的中部或接近中部的地方，对于教室等采光要求较高的房间，则应在教室的左侧外墙开窗，同时应避免窗间墙过宽而产生暗角。1.7其它设计1.7.1散水设计建筑物的外墙做散水，是为了迅速排除靠墙体的地面水以便将水导至远离墙脚处。。散水用素混凝土现浇坡度为。本次设计的散水宽度为，坡度。具体做法为：厚素土夯实，60厚混凝土垫层，20厚1：2水泥砂浆抹面。1.7.2勒脚的设计本次设计的时候墙勒脚所用的是大理石贴面勒脚，这种勒脚可以增加建筑物立面的美观性。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）1.7.3女儿墙设计女儿墙如果没有适当的防水措施，雨水就有可能顺女儿墙渗入室内。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，。本次综合楼设计中，为了安全和美观的需要，设置了女儿墙，。并充分考虑了女儿墙的抗震和防水。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）第二章结构设计说明2.1材料要求本建筑中按照任务书的要求，梁、柱等级均采用C25混凝土。2.2填充墙要求(1)框架结构的填充墙不是主要承重构件，因此可采用空心砖、墙板、预制轻质砌块，填充墙必须要按照规范的构造要求与框架可靠拉结。本建筑使用的是加气混凝土砌块。(2)框架结构的填充墙与框架梁、柱的轴线都应该在一个垂直平面内。2.3截面尺寸要求梁截面尺寸为次梁截面尺寸为柱截面尺寸为2.4结构布置要求(1)抗震框架结构平面布置应计算方便，，满足建筑的相关使用要求，考虑部分构件的制作工艺，布置时需要，使质量中心与刚度中心尽量减小偏差，。(2)框架结构应布置并设计成双向抗侧力体系。2.5计算过程2.5.1计算简图在结构计算简图中，。。框架底层柱的长度应从基础顶面算起，其它层的柱子长度即为楼层高度。2.5.2在竖向荷载作用下的近似计算竖向荷载作用下框架结构内力计算通常采用。做竖向荷载作用下内力分析时，假定作用在某一层框架梁上的-59- 铜陵学院毕业论文（设计）竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。2.5.3地震作用计算水平地震作用计算采用底部剪力法计算水平地震作用力。本设计取用一榀框架的重力荷载代表值来计算。：女儿墙自重，屋面恒载，纵、横梁自重，，半层柱自重和。其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载，，纵、横梁自重，纵、、下各半层的柱，楼面活荷载。请注意：。2.5.4框架的内力组合对框架内力进行组合,通过对框架内力的分析，会得到结构在不同荷载作用下产生的构件内力标准值。设计时，根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。取组合值中最不利组合作为截面设计时采用的内力设计值。2.5.5正截面和斜截面的设计受弯构件要进行,钢筋混凝土受弯构件的破坏主要有三种形式：，其中后两种是在工程设计中是不允许出现,我们在截面设计时应当避免。受弯构件在弯距和剪力共同作用的区段通常会产生斜裂缝,并可能延斜截面发生破坏,斜截面破坏带有脆性破坏性质,,不仅要对截面尺寸加以控制,。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）第三章结构计算书3.1工程概况职业技术学院行政办公楼，。按照任务书要求层数为层，层高：，，。框架结构。设两部楼梯。3.2设计原始资料3.2.1建筑技术条件（1）气象条件：基本雪压为；：基本风压为。（2）工程地质条件此建筑位于城市郊区，。（3）建筑场地类别：二类场地土。地震烈度：，此建筑是三级抗震，场地特征周期是。3.3材料选用：混凝土均为；：梁柱纵向受力钢筋均为钢筋，其余为钢筋；：外墙采用加气混凝土砌块,重度；内隔墙采用,重度；3.4结构选型1.钢筋混凝土现浇框架结构体系。2.现浇钢筋混凝土肋形屋盖，屋面板厚为。3.现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚为。4.钢筋混凝土板式楼梯。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）3.5结构布置及计算简图根据建筑设计以及使用功能的要求，进行了，设计标准层的建筑平面、立面、和剖面图见图纸。主体结构共4层，层高：一楼由于包括大厅故取5.5m；标准层为办公部分取3.3m，顶层包括一个大会议室因而取3.9m。3.5.1选择承重方案该建筑为，，不需考虑太大空间布置，因此采用纵向框架承重方案，。3.5.2梁、柱截面尺寸估算纵梁：取取横梁：取取中跨梁：取取次梁：取取为方便计算与施工，所以此处所有梁宽均取250mm-59- 铜陵学院毕业论文（设计）混凝土强度等级，1～5C25250600250400250700250400柱截面尺寸的估算。根据柱的轴压比限值来估算，此次设计轴压比限值,重力荷载代表值可取，边柱及中柱负荷面积分别为和，7度地区β=1.25，于是可计算出一层柱截面面积为:边柱中柱1～4层500mm500mm3.5.3框架结构计算简图。由于柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间距离。室内外高差，,故底层柱高。其余各层柱高即层高。。计算简图如下:-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图3-1框架结构计算简图3.6重力荷载计算3.6.1屋面和楼面的永久荷载标准值（1）恒温防水屋面(屋面不上人)防水层（二毡三油）0.35kN/m220厚的1:2.5水泥砂浆找平层20×0.02＝0.4kN/m2铺聚苯乙烯泡沫塑料板保温层100mm0.50kN/m2×0.1=0.05kN/m2混凝土板厚120mm12mm厚混合砂浆抹灰顶棚合计（2）1～4层楼面30mm厚细石混凝土面层0.03×24=0.72kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m212mm厚混合砂浆抹灰顶棚0.02×17=02kN/m2合计3.92kN/m2-59- 铜陵学院毕业论文（设计）注：为方便计算，后面计算时楼面荷载标准值取3.6.2屋面和楼面可变荷载标准值不上人屋面活荷载标准值楼面活荷载标准值屋面雪荷载标准值注：3.6.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁自重：纵梁：，则纵梁自重：；横梁：，则横梁自重：；次梁：，则次梁自重：；柱：柱自重：0.5×0.5×26＝6.5kN/m注：混凝土容重为25kN/m2，此处取26kN/m2为考虑抹灰后的容重。外墙自重为：，外墙面贴瓷砖,外墙面20mm厚水泥砂浆打底，，则外墙重力荷载为：内墙自重为：墙体为240mm加气混凝土砌块，乳胶漆墙面双面（0.6kN/m2）,10mm水泥砂浆，10mm厚水保温砂浆，240mm厚加气混凝土砌块，20mm厚水泥砂浆，则内墙单位墙面重力荷载为：0.6＋0.01×20+0.01×5＋0.24×5.5+0.02×20＝2.57女儿墙自重(含贴面和粉刷)：木门单位面积重力荷载：，铝合金窗单位面积重力荷载：。3.7重力荷载代表值此设计中选择⑤轴线框架进行计算。3.7.1第4层的⑤轴线框架重力荷载代表值：屋面恒载：(6.5×2＋2.1)×7.8×4＝471.12kN女儿墙：3.252×7.8×2＝50.731kN纵横梁自重：（7.8-0.5）×3.77×4＋(6.5-0.5)×3.12×2＋(2.1-0.5)×1.625×1＝150.124kN-59- 铜陵学院毕业论文（设计）半层柱自重：(6.5×3.9×4)×0.5＝50.7kN半层墙自重：（3.9×0.5－0.7）×2.92×（7.8－0.5）×4＋（3.9×0.5－0.6）×2×（7.8－0.5）×2.57=157.23kN屋面雪载：(6.5×2＋2.1)×7.80.6=70.668kN恒载+0.5×雪载：471.12+50.7312+150.124+50.7+157.23+0.570.688＝915.24kN注：此处计算纵横梁自重时计算长度为梁长减去柱子尺寸宽度。3.7.2第3层的⑤轴线框架重力荷载代表值：楼面恒载：(6.5×2＋2.1)×7.8×4＝471.12kN上、下半层墙重：157.23+（3.3×0.5－0.7）×2.92×（7.8－0.5）×4＋（3.3×0.5－0.6）×2×（7.8－0.5）×2.57=277.63kN纵横梁自重：150.124kN上半层柱+下半层柱：50.7+6.5×4×3.3×0.5＝93.6kN楼面活荷载：(6.5×2＋2.1)×7.8×2.0＝235.56kN恒载+0.5×活载：471.12+277.63+150.12+93.6+0.5×235.56＝1110.25kN3.7.3第2层的⑤轴线框架重力荷载代表值：楼面恒载：(6.5×2＋2.1)×7.8×4＝471.12kN上、下半层墙重：120.4+120.4=433.47kN纵横梁自重：150.12kN上半层柱+下半层柱：6.5×4×3.3×0.5×2＝85.8kN楼面活荷载：(6.5×2＋2.1)×7.8×2.0＝235.56kN恒载+0.5×活载：471.12+240.8+150.124+85.8+0.5×235.56＝1065.62kN3.7.4第1层的⑤轴线框架重力荷载代表值：楼面恒载：(6.5×2＋2.1)×7.8×4＝471.12kN上、下半层墙自重：120.4+（7.8－0.5）×4×（5.5×0.5－0.7）×2.92+（5.5×0.5－0.6）×（7.8－0.5）×2.57×2＝464.88kN纵横梁自重：150.12kN上半层柱+下半层柱：6.5×4×3.3×0.5+6.5×4×6.95×0.5＝132.86kN-59- 铜陵学院毕业论文（设计）楼面活荷载：(6.5×2＋2.1)×7.8×2.0＝235.56kN恒载+0.5×活载：471.12+464.88+150.124+132.86+0.5×235.56=1336.764kN则一榀框架总重力荷载代表值为=4427.882kN3.8横向框架侧移刚度计算3.8.1计算梁、柱的线刚度梁线刚度计算，，。框架结构中，现浇楼面或预制楼板有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，因此梁的有效刚度将会增大，框架侧移减少。考虑到这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，，。表3-2横梁线刚度计算表类别Ec/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4/mmEcI//Nmm相对刚度边跨梁2.81042506004.510965002.910101中跨梁2.81042504001.310921003.5410101.22柱线刚度计算表3-3柱线刚度计算表层次hc/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4EcI0//Nmm相对刚度169502.81045005005.21092.110100.722～333002.81045005005.21094.4110101.52439002.81045005005.21093.7310101.29-59- 铜陵学院毕业论文（设计）3.8.2计算柱的侧移刚度柱的侧移刚度D计算公式：注：为柱侧移刚度修正系数，为梁柱线刚度比，在不同情况下，、取值也不同。对于一般层：对于底层：表3-4横向框架柱侧移刚度D计算表层次柱高(m)柱根数/N/mm43.9边柱20.7770.280824043730中柱21.7270.463136252～33.3边柱20.6580.2481205165116中柱21.4600.4222050716.95边柱21.3810.556290113148中柱23.0670.7043673-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图3-2框架梁柱的相对线刚度-59- 铜陵学院毕业论文（设计）第四章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1.1横向自振周期的计算运用来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自振周期可按下式来计算：注：—作为该楼层水平荷载而算得的结构顶点位移；—考虑刚度对结构影响的，；先计算横向框架结构顶点的，过程如下：层次4915.24915.244373020.93436.2831110.252025.496511631.11415.3521065.623091.126511647.47384.2411336.764427.8813148336.77336.77由上可得基本周期，4.1.2水平及计算本设计用来计算水平地震作用。先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。式中，——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点取总重力荷载代表值的；任务书所给条件：建筑为三级抗震，地震设防烈度按7度考虑，场地特征周期-59- 铜陵学院毕业论文（设计）查表可得，水平地震影响系数最大值由水平地震影响系数曲线计算出，注：——衰减系数，＝0.05时，取0.9；由于，因此应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数则质点i的水平地震作用为：注：、分别为集中于质点i、j荷载代表值；、分别为质点i、j计算高度。具体的计算过程如下表示，各楼层的按来计算，一并列入表中，表4-2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次417.45915.2416886.235.5135.51313.551110.2515043.931.6367.14210.251065.6210922.622.9790.1116.951336.769290.519.53109.6452143.2各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图4-1横向水平地震作用及层间地震剪力4.1.3水平地震作用下的位移验算用来验算水平地震作用框架第层层间剪力、层间位移及结构顶点位移按下式计算：计算过程见下表，表中计算了各层的层间。435.51437300.81211.56639001/4803367.14651161.03110.75433001/3201290.11651161.3849.72333001/23841109.64131488.3398.33969501/833-59- 铜陵学院毕业论文（设计）由表中可知，,符合要求。4.1.4水平地震作用下框架内力计算每层层间剪力各个柱子，即求出柱子的，再由柱子的高度来求柱上、下端的弯矩。：柱上、下端弯矩、计算公式：注：—i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；—反弯点高度比；—，，和柱的相对线刚度的比值，总层数，。—上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁及查表得。—，由上层层高对该层层高比值及查表。—及查表得。需要注意的是是根据表：下各层柱查得。表4-4各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次43.935.514373082406.690.7770.359.1316.9633.367.14651161205112.430.6580.4016.4124.6123.390.11651161205116.680.6580.5027.5227.52-59- 铜陵学院毕业论文（设计）16.95109.6413148290124.191.3810.61102.5565.57表4-5各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次43.935.51437301362511.061.7270.4418.9824.1633.367.14651162050721.141.4600.4531.3938.3723.390.11651162050728.381.4600.5046.8346.8316.95109.6413148367330.633.0670.55117.0895.80注：表中弯矩单位为,剪力单位为。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算表4-6梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力边柱N中柱N416.9610.886.54.2813.2813.282.112.65-4.28-8.37333.7425.836.59.1631.5231.522.130.02-13.44-29.23243.9335.226.512.1843.0043.002.140.95-25.62-58.00193.0964.236.524.278.4078.402.174.67-49.82-108.47注：（1）。，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。（2）表中单位为,单位为,单位为,单位为。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）水平地震作用下框架的弯矩图如下图所示：图4-2左地震作用下框架弯矩图水平地震作用下框架的梁端剪力图及柱轴力图如下图所示：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图4-3左地震作用下梁端剪力及柱轴力图4.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.2.1风荷载标准值垂直于建筑物表面上的当计算主要时按下式来计算：式中，—风荷载标准值（）；—高度Z处的风振系数；—风荷载体型系数；—风压高度变化系数；—基本风压（）；设计任务书可知基本风压：=0.30，地面粗糙度为C类。风载体型系数可由第7.3节查得：=0.8（迎风面）和=-0.5（背风面）。《荷载规范》规定，对于高度大于，，应采用-59- 铜陵学院毕业论文（设计）来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度H=16.00<30m，H/B=16.00/15.10=1.06<1.5，则不需要考虑风压脉动的影响，取=1.0。仍取⑤轴线横向框架，其负载宽度为7.8m，所以沿房屋高度的分布风荷载标准值根据各处的高度，查表得到，代入上式可得处的。表4-7沿房屋高度分布风荷载标准值层次416.4510.811.01.5160.948312.550.7570.741.01.3850.86629.250.5620.741.01.3850.86615.950.3620.741.01.3850.866注：计算风荷载时，第一层应取外室外地面算起5.5+0.45=5.95。图4-4（单位：）框架结构分析时，应按将图中的转化为。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图4-5等效节点集中风荷载（单位：）4.2.2风荷载作用下的验算根据，计算，再依据，计算出各层的和绝对侧移。计算过程如下表，表4-8风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次44.5974.597437300.1052.95439001/3714338.31112.908651160.1982.84933001/1666727.43720.345651160.3122.65133001/10312110.41130.756131482.3392.33959501/2544由表可以看出，风荷载作用下框架的最大层间位移角为一层的1/2544，小于1/550，满足规范要求。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）4.2.3风荷载作用下框架结构内力计算风荷载的计算与下的方法相同，都采用。在求得的层间后，分配到的以及的弯矩、分别按下列各式计算：柱端剪力计算公式：柱上、下端弯矩、计算公式：注：—i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；—反弯点高度比；—，根据上下梁的，和柱的的比值，总层数，该层位置查表确定。—上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁相对线刚度比值及查表得。—上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值及查表。—下层层高对该层层高的比值及查表得。需要注意的是，风荷载作用下的是根据表：作用下的各层查得。表4-9各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次43.94.5974373082400.8660.7770.341.1482.22933.312.90865116120512.3890.6580.403.1534.73023.320.34565116120513.7650.6580.455.5916.83315.9530.7561314829016.7861.380.5823.41816.958-59- 铜陵学院毕业论文（设计）表4-10各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次43.94.59743730136251.4321.7270.392.1783.40733.312.90865116205074.0651.4600.456.0377.37823.320.34565116205076.4071.4600.479.93711.20615.9530.7561314836738.5923.0670.5528.11723.005注：表中弯矩单位为,剪力单位为。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算表4-11梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力边柱N中柱N42.2291.5346.50.5791.8731.8732.11.784-0.579-1.20535.8784.3036.51.5665.2535.2532.15.003-2.145-4.64229.9867.7656.52.7319.4789.4782.19.027-4.876-10.938122.54914.8346.55.75118.10818.1082.117.246-10.627-22.433注：（1）柱轴力中的负号表示拉力。当（2）表中单位为,单位为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。为,单位为,单位为。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）横向框架在风荷载作用下的弯矩图如下图所示：图4-6左风作用下框架弯矩图-59- 铜陵学院毕业论文（设计）横向框架在风荷载作用下的梁端剪力及柱轴力如下图所示：图4-7左风作用下梁端剪力及柱轴力图-59- 铜陵学院毕业论文（设计）第五章竖向荷载作用下的横向框架结构内力计算5.1计算单元取⑤轴线横向框架进行计算，，，房间内布置有，故直接传给该框架的如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有。图5-1横向框架计算单元-59- 铜陵学院毕业论文（设计）5.2荷载计算5.2.1图5-2各层梁上作用的恒载在图中，、，。对于第4层和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图所示的几何关系可得、，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算过程如下：节点集中荷载：边纵梁传来：(a)：(b)：(c)：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）：女儿墙自重：合计：节点集中荷载：纵梁传来(a)：(b)：(c)：(d)走道屋面板自重：纵梁自重：合计：集中力矩对于第层，包括梁自重和其上横墙自重，为。其他荷载计算方法基本与第层相同，计算过程如下：节点集中荷载：纵梁自重：外墙自重：纵梁传来(a)：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）(b)次梁自重：(c)：扣窗面积墙重加窗重：合计：节点集中荷载：纵梁自重：内墙自重：纵梁传来(a)：(b)：(c)：(d)：扣窗面积墙重加窗重：合计：集中力矩对于第2层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法基本与第4层相同，计算过程如下：节点集中荷载：纵梁自重：外墙自重：纵梁传来-59- 铜陵学院毕业论文（设计）(a)：(b)：(c)：扣窗面积墙重加窗重：合计：节点集中荷载：纵梁自重：内墙自重：纵梁传来(a)：(b)次梁自重：(c)：(d)：扣窗面积墙重加窗重：合计：集中力矩对于第1层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法基本与第2～4层相同，计算过程如下：：纵梁自重：外墙自重：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）纵梁传来(a)：(b)：(c)：扣窗面积墙重加窗重：合计：节点集中荷载：纵梁自重：纵梁传来(a)：(b)次梁自重：(c)：(d)走道楼面板自重（梯形部分）：合计:集中力矩5.2.2活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图5-3各层梁上作用的活载对于第4层，节点集中荷载：：：合计：节点集中荷载：：：：合计：集中力矩-59- 铜陵学院毕业论文（设计）同理，在屋面雪荷载作用下节点集中荷载：：：合计：节点集中荷载：：：：合计：集中力矩对于层，节点集中荷载：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）：：合计：节点集中荷载：：：：合计：集中力矩将以上计算结果汇总，如下表所示。表5-1横向框架恒载汇总表层次43.121.62515.68.4130.88131.3416.3616.02311.3441.62515.68.4147.00160.2618.3820.0329.8021.62515.68.4134.21148.9916.7818.62115.4561.62515.68.4171.64131.3421.4616.42表5-2横向框架活载汇总表层次41.95（2.34）1.05（1.26）8.46（10.15）12（14.4）1.058（1.269）1.5（1.8）1-37.84.233.8348.024.2296.003注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）5.3内力计算5.3.1恒载作用下的内力计算（1）梁端和柱端弯矩采用来计算，计算时先对各进行第一次分配，，然后对由于传递而产生的再进行分配。由于结构和荷载均对称，故计算时可用。对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度，为杆件的线刚度，；，与该节点相连的走道梁的远端转化为滑动支座，因此转动刚度，其余杆端，分配系数计算过程如下：梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如下所示。（梯形荷载）（三角形荷载）第四层梯形荷载化为等效均布荷载则顶层各杆的固端弯矩为跨：两端均为固定支座跨：一端为固定支座，一端为滑动支座第3层梯形荷载化为等效均布荷载则第3层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座-59- 铜陵学院毕业论文（设计）跨：一端为固定支座，一端为滑动支座第2层梯形荷载化为等效则第2层各杆的固端弯矩为：跨：跨：一端为固定支座，一端为滑动支座第1层梯形荷载化为等效均布荷载则第1层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座跨：一端为固定支座，一端为滑动支座-59- 铜陵学院毕业论文（设计）（2）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁　0.5630.437　0.345　0.4450.121　16.36-57.50　57.5016.02　-2.53　23.1617.98-24.49　-31.59-8.5911.54-12.258.99　-15.18　0.400.312.14　2.750.75　35.10-51.46　44.13　-44.01-10.370.3390.3390.242　0.2260.2920.3440.138　18.38-86.46　86.4620.03　-2.5323.0823.0816.48　-23.49-30.36-35.76-14.3511.5812.08-11.758.24-15.80-15.88　-4.04-4.04-2.88　5.306.848.063.2330.6231.12-84.61　76.50-39.31-43.58-13.500.3760.3760.248　0.2150.3270.3270.131　16.78-81.03　81.0318.62　-2.5324.1624.1615.93　-20.88-31.76-31.76-12.7211.5418.64-10.447.97-17.88-22.68　-7.42-7.42-4.90　7.0110.6610.664.2728.2835.37-80.43　75.12-38.98-43.78-10.980.4690.2220.309　0.2600.3950.1870.158　21.46-100.94　100.9416.42　-2.5337.2817.6424.56　-29.86-45.36-21.47-18.1412.080.00-14.9312.28-15.880.00　1.340.630.88　0.941.420.670.5750.6918.28-90.43　84.30-59.82-20.80-20.10　　　　　　　　9.14　　　　-10.40表5-3（单位：）-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图5-4(单位：)（3）梁端的剪力可根据梁上引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由叠加得到，，要考虑到柱的自重。恒载作用下梁的剪力以及柱的剪力、①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为：、分别为矩形和梯形荷载、分别为矩形和三角形荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即-59- 铜陵学院毕业论文（设计）跨跨因为，故②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。，但需要考虑该层上部柱的轴力的。表5-4层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVB=VC445.636.121.13046.7644.506.12177.64202.99181.99207.33372.366.121.26073.6271.106.12423.61445.06444.81466.26267.356.120.82068.1766.536.12647.44668.89687.90709.35185.726.120.94086.6684.786.12927.19972.37931.58976.76注：N底＝N顶＋柱自重③柱的剪力计算柱的剪力：式中，、分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩。为柱长度。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图5-5恒载作用下梁剪力、柱轴力图5.3.2活载、雪载作用下的内力计算（1）计算分配系数位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以的系数予以增大。梁上分布荷载为梯形荷载，根据的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载。活载作用下，各层梯形荷载化为等效均布荷载：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）用并可利用结构对称性取结构计算。则各层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座跨：一端为固定支座，一端为滑动支座屋面雪荷载作用下荷载等效及固端弯矩楼面活荷载作用下荷载等效及固端弯矩-59- 铜陵学院毕业论文（设计）（2）用弯矩二次分配法来计算活载作用下的梁端、柱端弯矩上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁　0.5630.437　0.345　0.4450.121　　-6.97　6.97　　-0.29　3.923.05-2.30　-2.97-0.813.96-1.151.52　-3.27　-1.58-1.230.60　0.780.21　6.30-6.30　6.79　-5.46-0.890.3390.3390.242　0.2260.2920.3440.138　　-23.34　23.34　　-0.977.917.915.65　-5.06-6.53-7.70-3.091.964.39-2.532.82-1.49-3.66　-1.30-1.30-0.92　0.520.680.800.328.5811.00-21.14　21.63-7.34-10.55-3.600.3760.3760.248　0.2150.3270.3270.131　　-23.34　23.34　　-0.978.788.785.79　-4.81-7.31-7.31-2.933.965.47-2.402.89-3.85-4.42　-2.64-2.64-1.74　1.151.761.760.7010.0911.61-21.70　22.58-9.41-9.98-3.200.4690.2220.309　0.2600.3950.1870.158　　-23.34　23.34　　-0.9710.955.187.21　-5.82-8.84-4.18-3.534.390.00-2.913.61-3.660.00　-0.69-0.33-0.46　0.010.020.010.0114.644.85-19.49　21.14-12.47-4.17-4.50　　　　　　　　　2.43　　　　-2.09　表5-5活载作用下横向框架弯矩二次分配法（单位：）-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图5-6活载（雪载）作用下框架弯矩图（3）活载（雪载）作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为：为梯形荷载为三角形荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即-59- 铜陵学院毕业论文（设计）跨跨因为跨俩端弯矩相等，故②柱的轴力计算：其余层轴力计算和顶层相同，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。③柱端剪力计算：表5-6活荷载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVB=VC==45.320.66-0.0805.45.240.6615.5520.30317.752.210.08017.8317.672.2167.2188.20217.752.210.14017.8917.612.21118.93156.04117.752.210.25018.0017.502.21170.76223.77注：表中屋面作用雪荷载为，其他层楼面作用活荷载为。以向上为正。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）图5-7活载、雪载作用下梁剪力、柱轴力图注：图中括号中数值为雪载作用下的剪力、轴力。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）表5-7竖向荷载作用下A柱剪力层次恒载作用下活载作用下地震荷载作用下风荷载作用下M上M下VM上M下VM上M下VM上M下V435.1030.62-16.856.308.58-3.82-16.96-9.136.69-2.23-1.150.87331.1228.28-18.0011.0010.09-6.39-24.61-16.4112.43-4.73-3.152.39235.5750.69-26.1411.0114.64-7.77-27.52-27.5216.68-6.83-5.593.76118.289.14-3.954.852.43-1.05-65.57-102.5524.19-16.96-23.426.79表5-8竖向荷载作用下B柱剪力层次恒载作用下活载作用下地震荷载作用下风荷载作用下M上M下VM上M下VM上M下VM上M下V4-44.01-39.3121.36-5.46-7.343.28-24.16-18.9811.06-3.41-2.181.433-43.58-38.9825.29-10.55-9.416.05-38.37-31.3921.14-7.38-6.044.072-43.78-59.8231.39-9.98-12.476.80-46.83-46.8328.38-11.21-9.946.411-20.80-10.404.5-4.17-2.090.90-95.80-117.0830.63-23.01-28.128.59-59- 铜陵学院毕业论文（设计）第六章横向框架内力组合6.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据等因素，通过查规范可得。该框架结构，，，因此该框架为。6.2框架梁内力组合6.2.1作用效应组合结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。，且对某些控制截面来说，，。永久荷载的按来取：当时，对由可变荷载效应控制的组合取，对由永久荷载效应控制的组合取；当作用效应对结构有利时，一般情况下取，对结构的倾覆、滑移或漂移验算取。可变荷载的分项系数，一般情况下取1.4。均布活荷载的组合值系数为，风荷载组合值系数为，地震荷载组合值系数为1.3；6.2.2承载力抗震调整系数一般来说，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，，而是通过引入承载力抗震调整系数来提高其承载力。表6-1承载力抗震调整系数受弯梁偏压柱受剪轴压比<0.15轴压比>0.150.750.750.800.856.2.3梁内力组合表该设计内力组合共考虑了四种内力组合，，，，。本设计中，内力组合与考虑地震作用的组合相比较小，因此不予考虑。各层梁的内力组合结果见下表。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）表6-2框架梁内力组合表层次截面位置内力→←→←一层-72.34-15.5922.5593.09-78.04-134.8624.86-217.18-113.25-108.63127.9167.7314.405.7524.2092.18106.6758.46121.38105.84101.44-67.44-16.9414.8364.23-120.96-83.59-174.59-7.59-107.98-104.6467.8214.005.7524.20106.2797.78121.2458.32105.56100.98-16.08-3.6018.1178.40-1.01-46.6580.46-123.38-25.31-24.3497.434.891.1717.2574.67-13.6429.8390.14104.008.378.35跨间100.68-124.22187.36187.36二层-64.34-17.369.9943.93-86.49-111.67-30.52-144.73-104.22-101.5184.7354.5414.312.7312.1880.0492.9258.2095.8787.9485.48-60.09-18.067.7735.22-104.65-85.07-128.73-37.16-99.18-97.3953.2214.092.7312.1885.0678.1888.1556.4885.9485.59-8.76-2.569.4843.00-1.79-25.6943.85-67.95-14.39-14.1066.544.891.779.0340.95-3.2819.48-46.3160.178.378.35跨间84.5643.1692.3692.36-59- 铜陵学院毕业论文（设计）续表6-2三层-67.74-16.915.87833.74-95.19-110.00-47.57-135.30-108.36-50.4758.3359.1414.261.579.1686.9690.9167.6291.4394.1056.70-61.20-17.304.30325.83-100.66-89.82-117.40-50.24-99.92-61.0756.8814.141.579.1688.0584.0988.6564.8390.9360.63-10.8-2.885.2531.52-9.97-23.2026.29-55.68-17.46-21.6146.724.891.775.0030.021.8014.40-32.1045.968.3714.67跨间36.57-14.3813.2613.26四层-41.17-5.042.2316.96-52.94-58.56-30.38-74.48-60.62-56.4649.7637.414.320.584.2849.6051.0741.9253.0554.8250.94-35.30-5.431.5310.88-36.97-47.27-45.60-31.47-37.16-35.8035.604.190.584.2848.7347.2750.8039.6752.2548.59-8.29-0.711.8813.28-8.47-13.216.89-27.64-11.90-10.9443.824.891.771.7812.655.8610.34-9.5223.388.378.35跨间25.42-17.6811.3111.31注：表中和分别为跨和跨的胯间最大正弯矩。以下部受拉为正，以向上为正。最后一项。表格中恒载和活载为调幅后的弯矩，调幅系数0.8。-59- 铜陵学院毕业论文（设计）6.2.4计算跨间最大弯矩计算跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件来确定。若，说明，其中为最大正弯矩截面至A支座的距离，则可由下式求解：将求得的值代入下式即可得若，说明,则若，则同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的、和的计算公式可由下式解得：-59- 铜陵学院毕业论文（设计）计算第一层AB跨的跨间最大弯矩：左震由表可得：所以，则即最大弯矩发生在距离支座处。右震由表可得：则即最大弯矩发生在距离支座处。同理可以求得其他几种组合下，AB跨和BC跨的跨间最大弯矩。其中应注意，如果，，即最大弯矩发生在支座处时，的计算公式不同。剪力计算：净跨-59- 铜陵学院毕业论文（设计）左震右震则6.3框架柱内力组合6.3.1柱内力组合柱内力控制截面一般取柱，每个截面上有。由于柱是偏心受力构件且一般采用，故应从上述组合中求出下列最不利内力：及相应的；及相应的；及相应的；-59- 铜陵学院毕业论文（设计）表6-3横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力→←→←四层柱顶35.10177.646.3015.552.230.5816.964.2847.25232.0452.87233.4823.85216.9367.95228.0653.69255.3650.94234.9467.95228.0623.85216.9353.96255.36柱底-30.62202.99-8.5815.551.150.589.134.28-46.11262.46-49.00263.90-30.02247.35-53.76258.48-49.92289.59-48.76265.36-53.76258.48-30.02247.35-49.92289.59三层柱顶31.12423.6111.0067.214.732.1524.6113.4445.24590.3157.16595.7311.95531.1375.94566.1852.01639.0852.74602.4375.94566.1811.95624.3153.01639.08柱底-28.28445.06-10.0967.213.152.1516.4113.44-42.68616.05-50.62621.47-8.66556.87-61.32591.92-48.27668.04-48.06628.1750.62621.47-18.66556.87-48.27668.04二层柱顶35.57647.4411.61118.936.834.8827.5225.6217.161504.3165.68980.8713.63862.9885.19929.5959.361046.9758.70991.4385.19929.5913.63862.9859.361046.97柱底-50.61668.89-14.64118.935.594.8827.5225.62-26.721537.53-86.22928.61-33.74840.72-105.29907.23-82.961021.93-81.23969.17-105.29907.33-33.74840.72-82.961021.93一层柱顶18.28927.194.85170.7616.9610.6365.5749.82-18.501938.6249.431341.18-60.301150.32110.011240.8529.531422.4728.731351.69110.011240.85-60.301150.3229.531422.47柱底-9.74972.37-2.43170.7623.4210.63102.5549.8210.871980.51-44.761395.40120.171204.53-146.461334.07-15.581483.46-15.091405.91-146.461334.07120.171204.53-15.581483.46-59- 铜陵学院毕业论文（设计）注：表中以左侧受拉为正，单位为，以受拉为正，单位为。表6-4横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力→←→←四层柱顶-44.01181.99-5.3620.033.411.2124.168.37-63.86242.10-55.27245.15-87.44219.53-24.62241.29-64.77265.72-60.32246.43-87.44219.53-87.44219.53-64.77265.72柱底39.31207.337.3420.032.181.2118.988.3759.17272.5153.67275.5676.25249.9326.90271.7060.41299.9357.45276.8476.25249.9376.25249.9360.41299.93三层柱顶-43.58444.81-10.5588.207.384.4638.3729.23-74.89639.06-56.29650.72-108.51548.69-8.74624.69-69.38688.69-67.07657.25-108.51548.69-108.51548.69-69.38688.69柱底38.98466.269.4188.206.044.6431.3929.2367.44664.8052.22674.4984.43574.4312.8250.4363.38717.6561.15682.9994.43574.4394.43574.4363.38717.65二层柱顶-43.78687.9-9.98156.0411.2110.9446.8358.00-79.361008.31-50.991035.87-119.40843.702.36994.50-69.081084.71-66.511043.94-119.40843.70-119.40843.70-69.081084.71柱底59.82709.3512.47156.049.9410.9446.2358.00100.021034.0574.971061.61139.37869.4419.171020.2493.231113.6649.241069.28139.37869.44139.37869.44-92.231113.66一层柱顶-20.80931.58-4.17223.7723.0124.4395.80108.47-59.211369.06-1.221430.63-1521111.1597.081393.17-32.251481.40-30.801431.17-152.001111.15-152.001111.15-32.351481.40-59- 铜陵学院毕业论文（设计）柱底10.46976.762.09223.7728.1224.43117.08108.4750.541423.28-20.251484.84165.941165.36-138.401447.3916.131542.4015.411485.39165.941165.36165.941165.3616.131542.40注：表中以左侧受拉为正，单位为，以受拉为正，单位为。表6-5横向框架A柱剪力组合层次→←→←四层-16.85-3.820.876.69-23.94-26.13-13.82-31.21-26.57-25.57三层-18.00-6.392.3912.43-26.64-32.66-9.28-41.59-30.69-30.55二层-26.14-7.773.7616.68-36.42-43.52-14.35-55.34-43.06-42.25一层-3.95-1.056.7924.192.49-14.6226.08-36.82-6.38-6.21注：表中以绕柱端顺时针为正。表6-6横向框架B柱剪力组合层次→←→←四层21.363.281.4311.0631.5727.9641.9813.2232.1230.22三层25.296.054.0721.1443.1033.2061.466.8610.1938.82-59- 铜陵学院毕业论文（设计）二层31.396.806.4128.3854.3138.1678.644.8549.1847.19一层4.50.908.5930.6317.36-4.2945.76-33.886.986.66注：表中以绕柱端顺时针为正。-59- 铜陵学院毕业设计（论文）6.3.2柱端弯矩值设计值的调整的梁柱节点处，除框架顶层和及框支梁与框支柱的外，柱端组合的应符合下式要求：式中，——节点上下柱端截面方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值,一般情况可按来分配；——节点左右梁端截面方向组合的弯矩设计值之和；；——框架柱端弯矩增大系数；对框架结构，一级取1.7，二级取1.5，三级取1.3，四级取1.2；其他结构类型中的框架，一级取1.4，二级取1.2，三、四级取1.1。以第二层B柱为例进行柱调整:节点左、右梁端弯矩节点上、下柱端弯矩，,在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即-79- 铜陵学院毕业设计（论文）其他层柱端弯矩的调整用相同的方法，计算结果如下表所示：表6-7横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底34.6131.1443.7640.5166.1168.6958.52100.76182.45206.78452.84497.18743.67925.86992.681067.26表6-8横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底42.3940.3861.7150.4381.16101.0793.05121.73175.62199.94438.95459.54674.96695.55888.92932.29-79- 铜陵学院毕业设计（论文）第七章截面设计7.1框架梁这里仅以第一层的为例，说明计算方法和过程，其他层梁的配筋计算结果见。7.1.1梁的正截面受弯承载力计算（第一层AB跨梁）从梁的内力组合表中选出，并将支座中心处的弯矩换算为。A支座：右震作用下内力最大B支座：左震作用下内力最大跨中弯矩当梁下部受拉时，按T形截面来设计，当梁上部受拉时，按矩形截面来设计翼缘的计算宽度：1．按计算跨度考虑2．梁净距考虑3．按翼缘高度考虑这种情况不起控制作用，故取。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）梁内纵向钢筋选级钢，()。下部跨间截面按单筋形梁计算，因为：属第一类T型截面实际配筋220(),，满足要求。跨中配筋率应大于和中的较大值。将下部跨间截面钢筋伸入支座，作为作用下的受压钢筋()，再计算相应的受拉钢筋，即支座说明富裕，且达不到屈服，可近似取实取320（），,满足要求。支座上部实取320（），,，满足要求。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）7.1.2梁斜截面受剪承载力计算由于故截面尺寸满足要求。梁端加密区的，级钢()，则考虑地震作用组合的，其斜截面受剪承载力应符合：即加密区长度取中大值，则取。非加密区的箍筋取双肢，箍筋设置满足要求。表7-1框架梁箍筋数量计算表层次截面梁端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋4、49.76<043.82<02、84.73<066.54<01、127.91<0-79- 铜陵学院毕业设计（论文）97.43<0表7-2框架梁纵向钢筋计算表层次截面实配钢筋4支座-45.90<0402289216(402)1.00.28-24.68<0402161216(402)1.00.28跨间25.520.003146216(402)0.28支座-26.73<0402158216(402)1.00.28跨间21.070.003146216(402)0.442支座-90.57<0763703318(763)1.00.54-88.02<0763543318(763)1.20.54跨间72.020.009438318(763)0.54支座-86.31<0509512318(763)0.680.54跨间78.530.009466218(509)0.561支座-140.13<0628881320（942）0.670.67-108.21<0628881320（942）0.670.67跨间75.510.01486220（628）0.44支座-133.67<01256795420（1256）1.00.89-79- 铜陵学院毕业设计（论文）跨间1580.019924420（1256）0.897.2框架柱7.2.1柱截面尺寸验算1.柱截面尺寸宜满足剪跨比和轴压比的要求：剪跨比，其值宜大于2；轴压比，三级框架小于0.9。其中、、均不应考虑抗震承载力调整系数。表7-3柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次柱450046011.967.9531.21289.594.740.110.05250046011.985.1955.341021.933.350.420.05150046011.9110.0136.821483.466.490.540.098柱450046011.987.4441.98299.934.530.110.05250046011.9119.4078.641113.663.300.410.05150046011.9152.0045.761542.407.220.560.102注：——最小配箍特征值。2.柱正截面承载力计算。计算中采用的柱计算长度的采用：，现浇楼盖底层为其他层为，对底层柱为基础顶面到一层板顶的高度，。3.柱斜截面受剪承载力计算：-79- 铜陵学院毕业设计（论文）式中，为内力调整后柱端组合的剪力设计值；为考虑的柱轴向压力设计值，当>时取；为剪跨比，当反弯点位于柱高中部的框架柱，取。当4.三级框架柱的抗震构造措施（1）纵向受力钢筋三级框架柱的截面纵向钢筋的，同时柱截面每一侧不应小于。（2）箍筋的构造要求柱箍筋加密范围：和三者的最大值；底层柱，柱根不小于柱净高的；当有刚性地面时，除柱端外尚应去刚性地面上下各。三级框架柱：箍筋最大间距采用，（柱根）中较小值；箍筋最小直径：。柱最小体积配箍率可按下式计算：：式中，三级抗震不应小于；为最小配箍特征值，由箍筋形式和柱轴压比查表确定。，三级不宜大于和的较大值，至少宜在两个方向有。柱箍筋非加密区的箍筋体积配箍率不宜小于加密区的一半，且箍筋间距在三级时不应大于，为纵筋直径。7.2.2框架柱的截面设计以第二层中柱为例说明截面设计的过程和方法。1.柱正截面受弯承载力计算。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）柱的计算长度确定，其中判断是否考虑附加弯矩杆端弯矩比轴压比截面回转半径长细比所以应考虑杆件自身挠曲变形的影响。计算杆件弯矩设计值判别偏压类型-79- 铜陵学院毕业设计（论文）且计算钢筋面积，对称配筋所以按照构造配筋，故应按构造配筋，且应满足。单侧配筋率，故选（）。总配筋率最终配筋结果为：一、二层柱配（）；三、四层柱配（）。1.柱斜截面受剪承载力计算以第一层B柱为例计算。由前可知，上柱柱端弯矩设计值则框架柱的剪力设计值（满足要求）（取）其中取较大的柱下端值，而且、不应考虑。与相应的轴力-79- 铜陵学院毕业设计（论文）取注：为抗震调整系数故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用肢。前已计算出一层柱的轴压比，查表可得最小配箍特征值，则最小体积配箍率取，，则。根据构造要求，取加密区箍筋为，加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区应满足，故箍筋取。各层柱箍筋计算结果见下表所示。表7-4框架柱箍筋数量表柱号层次实配箍筋加密区非加密区柱429.63258.48892.50.398238.47907.33892.50.398143.561240.85892.50.779436.62249.93892.50.398-79- 铜陵学院毕业设计（论文）柱240.17869.44892.50.398155.041165.36892.50.811-79- 铜陵学院毕业设计（论文）第八章楼梯设计8.1建筑设计楼梯间开间为3.9m，进深为6.5m，一层层高为5.5m，二、三层层高为3.3m，第四层层高3.9m。由于一层高过大以及和其它层层高的不同，在设计中遇到了很大的麻烦，最终综合各方面因素经过仔细考虑，决定将一层楼梯设计为的双跑板式楼梯，二、三、四层楼梯设计为的双跑板式楼梯。板式楼梯是由带踏步又称梯级的斜板及栏杆组成。因斜板是，故，钢材和混凝土的用量多，，但，视觉上较轻巧，不易积尘，适用于层高较低、楼梯跑水平方向长度不大于及荷载较轻的建筑中。楼梯跑的宽度主要应满足通行和疏散的要求，本设计楼梯按三人通行设计。楼梯宽度，楼梯井宽度为，故应两边均设扶手，防止人拥挤时发生意外。楼梯跑的有关，最舒服的，常用。本建筑一层，即踏步宽300mm，高153mm。踏步尺寸采用，一层每层共需36步。二、三、四层楼梯跑坡度取27°，即踏步宽300mm，高150mm。踏步尺寸采用，一、二层每层共需22步。另外，楼梯的中间取为，楼层平台宽度取为。其他详细尺寸见楼梯平面图。8.2结构设计。采用混凝土,；斜板和平台梁中的受力钢筋采用级钢筋，；其余钢筋采用级钢筋，。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）8.3梯段板设计厚水磨石，，金属栏杆重为，。8.3.1斜板设计（二、三、四层）由于楼梯的尺寸不同，所以应分别设计，先对一、二层楼梯进行配筋计算。对斜板取1m宽作为其计算单元。1.确定斜板厚度斜板的水平投影净长为斜板的斜向净长为所以斜板厚度取2.斜板荷载计算水磨石面层：结构自重：板底抹灰：栏杆自重：恒荷载设计值：活荷载设计值:合计:3.内力计算斜板的计算跨度取其水平投影的净长：，对板有约束作用，所以：4.配筋计算斜板有效高度:-79- 铜陵学院毕业设计（论文）选用钢筋，。分布钢筋，（即每一踏步下放一根）。8.3.2平台板设计1.平台板荷载计算平台板厚为，取1m宽板带作为计算单元。水磨石面层：平台板自重：板底摸灰:恒荷载设计值:活荷载标准值:合计:2.内力计算计算跨度:弯矩设计值:3.配筋计算平台板有效高度:选用钢筋，；分布钢筋。说明：由于楼层平台跨度不大，在此不再进行配筋计算。楼层平台的配筋同板的配筋，在施工的时候将板的钢筋伸到到平台梁即可。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）8.3.3平台梁设计1.平台梁截面设计平台梁的截面取h×b=400×240mm2.荷载计算斜段板传来:平台板传来平台梁自重:梁侧摸灰:合计:3.内力计算计算跨度:弯矩设计值:剪力设计值:4.截面设计按倒T形截面计算，翼缘宽度所以属于第一种T型截面-79- 铜陵学院毕业设计（论文）选配，；架立筋选配。5.斜截面抗剪能力计算由于，满足截面尺寸要求。仅需按构造要求配置箍筋。选配即可满足要求。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）结论通过为期几个月的毕业设计，从中学到了很多知识，让我明白了一个道理，只有真正的把学习的知识应用起来才能让自己了解的更加深刻。以前也有过课程设计，但是都是建筑的部分方面的设计，而不是一个完整。这次设计完全是自己一个人从构思、建筑设计到结构设计的一个整体。它综合考察了很多课本知识，也考察了我们自己动手查询资料的能力，设计时不仅仅要考虑到美观、适用性能，还有考虑到设计和施工时的方便，还有经济性能等等。这个过程中让我学会了从多个不同的角度去思考问题，如何让设计做到最大程度的最优化。第一次做毕业设计，因此做的过程中遇到了很多问题，也是很正常的，不过通过网络、图书馆、老师以及同学等多方面的帮助，也全都迎刃而解。只要坚持不懈，最终还是有很大收获的！大二的时候曾经学过CAD，这次毕业设计时更加熟练的操作了AutoCAD、天正、office和excel等建筑相关和办公软件。也使得自己对制图规范有了较为深入地了解，对平、立、。计算时选取的一榀框架则是设计的核心部分，需要对各专业知识的灵活运用，如恒载，活载与抗震的综合考虑进行内力组合等。初次计算时错误是正常的，也比较多，一步出错，可谓牵一发而动全身，后面的相关计算也有可能付诸东流，于是计算时自己一个过程都重复算上了好几遍，反复检查，错误不断磨合，最终铸就了这次比较完整的设计。计算书做好后就开始录入到电脑里面，自己之前对office稍有了解，于是录入的时候花费的时间不是太多。毕业设计终于完工了。回想起这几个月的毕业设计，收获颇丰，看着自己的成果，心中不免甚有满足感，不仅仅是对自己大学四年来知识的一次充分地复习和归纳总结，而且也让我深深地明白，付出了，肯定不会让自己失望的，这次过程，让自己学会了很多。也为自己以后的研究生的研究做了一次铺垫。毕业设计让我明白了一个道理，做任何事的时候遇到任何问题我们都不要轻易言弃，学会发挥身边最大的帮助去解决问题，比如可以上网去查询相关的资料，去图书馆参考相关书目，也可以直接问老师或者学生等等。只有虚心请教，诚心求识，一定会得到别人的帮助的，在以后的工作时我们也需要时时遵循这个道理。在此再次诚谢那些在毕业设计中帮助过的我老师和同学。。在此，请各位老师给予批评指正。-79- 铜陵学院毕业设计（论文）参考文献：[1]中华人民共和国国家标准.建筑制图标准（GB/T50104-2001）.北京.中国建筑工业出版社.2002[2]中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）.北京.中国建筑工业出版社.2001[3]中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（GBJ16-87）.北京.中国建筑工业出版社.2002[4]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）.北京.中国建筑工业出版社.2002[5]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2010）.北京.中国建筑工业出版社.2001[6]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2010）.北京.中国建筑工业出版社.2002[7]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50010-2001）.北京.中国建筑工业出版社.2001[8]国家建筑标准设计图集.101图集系列.北京.中国计划出版社.2006[9]梁兴文.史庆轩.土木工程专业毕业设计指导.北京.科学出版社.2002[10]沈蒲生.梁兴文.混凝土结构设计原理.北京.高等教育出版社.2007[11]沈蒲生.梁兴文.混凝土结构设计.北京.高等教育出版社.2007[12]许传华.贾莉莉.房屋建筑学.合肥.合肥工业大学出版社，2005[13]杨茀康.李家宝.结构力学.高等教育出版社，2006[14]严正庭.混凝土结构实用构造手册.中国建筑工业出版社.1997[15]郭继武.建筑抗震设计.高等教育出版社.1995[16]吕西林.高层建筑结构.武汉.武汉理工大学出版社.2009[17]王作兴.张德琦.混凝土结构与砌体结构.江苏.中国矿业大学出版社.1999-79- 铜陵学院毕业设计（论文）致谢毕业设计即将结束，四年的学生生活也随之圆满结束。即将踏上读研生活的我，回想大学的生活还是感慨颇多。四年中，认识了很多老师和同学，不仅仅是在生活中还是学习上，他们都给了我很大的帮助。通过这四年的学习，我不仅学到了书本知识，而且在做人和为人处事方面也颇有收获，在即将离校之际，深深地向他们表达上我最真诚的谢意！感谢卢傲云老师，他认真负责的态度在我的设计中起到了很大的作用，起初设计时比较迷茫，他仿佛大海中的灯塔一步步指引着我走向正确的方向，第一次做设计，遇到了很多问题，老师都耐心的给我指导，如果没有老师的帮助，我很难独自完成此次完美的毕业设计。设计中，老师帮我们查阅了一些我们再图书馆没有查阅到的资料，他的态度也是我以后需要去不断学习的，在此，再次感谢卢老师这几个月来的帮助。磨刀不误砍柴工，一旦自己遇到了不会的问题，我都会拿出平时用的本子，记下笔记，然后找时间去问老师，老师都对我的问题一点点地做出了解答，也不会因为一个问题我第一次没有理解透而对我们产生责备，而是不断的告诫我们要不断的细心，善于发现细节上的错误，因为如果我们在其中有一个地方出错，很有可能会牵涉以后的所有的计算都会付诸东流，因此，此次设计中我们也学会了细心地去做好每一件事。 同时，每次有什么需要注意的问题，卢老师都会在她单独建立的群里面通知我们！在此谨向卢傲云老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。论文即将完成，我的心情尚无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有很多老师，同学都给了我很大的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后我还要感谢我的母校铜陵学院四年来对我的栽培。2013年5月20日-79-'