抗震计算 - 图文

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建筑设计说明书

本说明是对建筑方案的必要说明。根据防火疏散要求确定楼梯位置，走廊与梯段净宽，以及办公室布置，墙体防水等构造做法。此外根据规范给出了建筑的等级要求。

该工程位于四川省成都市，交通方便，各种材料供应及时。建筑面积3500m2，建筑层数四层。建筑场地平坦，无障碍物，地下无古代建筑物，地质情况良好。

一 、方案说明

1. 该方案为一字形内廊式框架结构教学楼，基础为柱下条形基础。 2. 本设计中柱距为6000mm?6600mm，进深为6.6m，楼梯开间为3.6m。 3. 按二级防火要求，楼梯设在了建筑的两端，且在建筑的两端均有安全出口，满足防火要求。

6. 本设计中建筑长54.5m，在建筑左右两侧均设有厕所，厕所地面低于同层教室地面

20mm。

7. 为了防潮和预防洪水季节雨水进入室内，设室内外高差，高差600mm。 8. 屋面防水采用三级防水，不上人屋面。

二 、等级说明

1. 根据建筑抗震设计规范,本工程为丙类建筑。 2. 本工程安全等级为二级，设计使用年限为50年。

3. 本工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g。设计地震分组为第一组；场地类别为Ⅱ类。

4. 建筑物抗震等级:框架为三级。 5. 本工程地基基础设计等级为丙级。 6. 本工程地下工程防水等级为三级。 7. 本建筑物防火等级为二级。

三 建筑设计说明及构造做法

1. 长度单位毫米为mm，标高单位米为m。

2. 本工程共四层，室内外高差600mm,首层室内地坪标高±0.000m，建筑总标高15m。

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3. 建筑材料:现浇的框架柱、梁、板、楼梯间混凝土均为C30，梁、柱受力筋HRB400，箍筋HPB235，所有的板钢筋HPB235，外墙加气混凝土砌块250mm宽，内墙加气混凝土砌块200mm。

4．卫生间:地面低于同层楼地面20mm，向地漏找坡1%。地面采用防滑地砖，墙面采用防水砂浆墙面，做法详见98ZJ001内墙4。

5．各房间楼面面做法：大理石楼面，做法详中南98ZJ001-16-11。 6. 各房间内墙面做法采用水泥砂浆墙面4，做法详见中南98ZJ001-31-11。 7. 外墙面做法采用水泥粉刷外墙面，作法详见中南98ZJ001-44-18。 8. 顶棚做法采用石灰砂浆顶棚，做法详见98ZJ001-47-1。 9. 屋面做法采用做法详见中南98ZJ001屋15。

10. 四层楼梯间设有通向屋顶的通道，屋顶要开检修孔900mm×900mm。 11、楼梯栏杆详中南98ZJ401-3钢筋楼梯栏杆二，楼梯扶手详中南98ZJ401-28-10。 12. 散水:散水宽度900mm，作法详见中南98ZJ901-4-3大样，坡度为4%，散水基层填土部分需分层夯实，分格缝以开间划分（间距不大于6m）,踏步为水磨石铺面，详中南98ZJ001-65-3。

13．落水管直径为100mm。

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结构设计说明

一、工程概况

1.本工程为现浇混凝土框架结构，房屋高度详见建筑图，基础为钢筋混凝土条形基础。 2.根据国家现行规定，本工程建筑结构按7度三级抗震设防，基本风压为0.30kN/m2，结构设计使用年限为50年。

3.设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，抗震设防类别为丙类，场地类别为II类，建筑结构安全等级为二级，基础设计的等级为丙级。 4.依据规范、规程、标准

（1）《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2002） （2）《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2001） （3）《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001） （4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） （5）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001） 二、设计楼面活荷载 （1）卫生间：2.5kNm2 （3）走廊、楼梯：2.5kNm2 （4）不上人屋面：0.5kNm2 三、材料

1混凝土均采用C30 2.钢筋：HPB235、HRB400

3.墙体：±0.000以上填充墙采用加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑。

±0.000以下填充墙采用加气混凝土砌块，M5水泥砂浆内加5%防水剂砌筑。 四、楼板

1.板的设计说明详见各结施图及国家建筑标准设计图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101-1) 2.板的混凝土保护层厚度均为20mm。

3.HPB235钢筋所注长度不包括弯钩长度.锚固长度为24d，板中受力筋的短向钢筋放在长向

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钢筋之上。 五、梁、柱

1.梁、柱的设计说明详见各结施图及国家建筑标准设计图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(03G101-1) 2.混凝土保护层厚度均为35mm

3.混凝土柱锚入基础梁的钢筋应在基础施工时预埋,预埋钢筋的直径数量同上部柱 六、墙体拉结筋

1.凡墙与柱相交处, 应在柱内伸出预埋钢筋2A6@500拉结,拉结筋伸入柱墙内210mm拉结筋伸入墙内长度:不应小于墙长的1/5且不应小于1000.

2.填充墙的长度>5m时, 每隔3-4m在墙中设200X墙厚砼构造柱, 柱主筋4C14上下分别锚入梁内, 锚入长度500mm,箍筋为A8@200.

3.女儿墙在每一相交轴线上均设250mm?250mm混凝土构造柱 七、构造柱

1.构造柱纵筋锚于基础内直段长度>la,并弯直钩> 250mm，直钩.纵筋层间搭接长度>la,箍筋为@100，且加密高度不能小于500mm

2.穿楼面的构造柱 ,纵筋在穿楼面处应上下贯通,在楼面以上才能搭接;

3.墙与柱连接处沿柱高每@500mm设2^18 拉结筋,拉结筋伸入墙体内长度不小于1000mm，遇门窗洞按实际长度截取,钢筋伸入柱内不少于210mm 八、钢筋的锚固、搭接

1.受拉钢筋的锚固长度la不应小于下表中值，且不小于250mm。 光面钢筋（(HPB235)） 带肋钢筋（(HRB335)） 带肋钢筋（(HRB400)） 24d 30d 36d d为钢筋直径 2.钢筋的搭接采用绑扎搭接,接头设在受力较小处,负筋在梁 板跨中,底筋在支座处. 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头相互错开 ,同一连接区段的受拉钢筋搭接接头面积百分率不大于50% ,搭接长度为1.4la。 九、其他

1.卫生间及管井周边均做混凝土反边,宽度同墙；

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2.门窗洞无现浇梁或圈梁时，当门窗洞宽≤900mm时, 设A 8 钢筋砖过梁, 两端各伸入支座250mm且弯直钩,底面用1:3水泥砂浆做30厚保护层； 3.结构标高H为建筑标高-0.030m；

4.施工中应与建筑.水.电各工程图纸密切配合, 预埋铁件.管线, 预留孔洞, 不得遗漏, 并保证位置的准确, 避免事后敲凿, 影响施工质量

5.本说明中未述及的注意事项,请按国家2002版新的设计及施工验收规范规定执行。且弯直钩,底面用1:3水泥砂浆做30厚保护层； 6.结构标高H为建筑标高-0.030m；

7.施工中应与建筑.水.电各工程图纸密切配合, 预埋铁件.管线, 预留孔洞, 不得遗漏, 并保证位置的准确, 避免事后敲凿, 影响施工质量

8.本说明中未述及的注意事项,请按国家2002版新的设计及施工验收规范规定执行。

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中文摘要

传统的设计思想是结构安全，建造简单，经济适用。处于对建筑物安全性、适用性和经济性的考虑，新的设计理念辨证地继承了这种设计思想。所不同的是当代设计在满足建筑物安全、适用和经济的要求下，追求一种艺术的美。一座中学教学楼的设计应在充分考虑实用性的同时还应充分考虑中学生本身的特点，在建筑风格上体现朝气蓬勃奋发向上的精神。

本工程的建筑面积为3500平方米，建筑功能为一般教学楼，一层设有传达室和配电室。要求合理安排教学部分、公共部分、人流、交通、安全等情况，为师生提供一个舒适、美观、高效率的学习和工作环境。同时要求该教学与学校的整体风格相融合，楼内各房间使用方便，功能合理，楼的技术指标符合国家标准，经济指标最优化。

设计的目的是要对一榀横向框架进行结构计算。标准负荷. 首先，确定结构布局，进行荷载统计。然后，求解器求出结构内力，进行内力组合找出最不利组合。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

关键词：教学楼 框架 结构设计 抗震设计。

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Abstract

Traditional design of the structure is safe, simple construction, economic apply. At the building safety and applicability, and economic considerations, the new design concept Syndrome inherited this design. The difference is designed to meet contemporary building safety, and the applicable requirements of the economy, the pursuit of artistic beauty. A middle school should be designed to fully take into account the practicalities of the same time, we should fully consider the characteristics of their own students, in architectural style to reflect the vibrant enthusiastic spirit.

The project area of 3,500 square meters and a building function of the general teaching floor, and one with Transmitting and distribution departments. Teaching a reasonable arrangement, the public part, the flow of people and traffic, and security of teachers and students to provide a comfortable, stylish, and efficient learning and working environment. Also urged the teaching and the overall style is integration, the building of the room easy to use, reasonably functional.

The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames. When the directions of the frames is determined, firstly carried on the standard load . Then the internal force in the structure under the horizontal loads can be easily calculate by computer. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using computer, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.

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结构计算书

1 工程概况：

(1)工程名称：成都市某中学教学楼（一型四层） (2)建设地点：成都市市区

(3)工程概况：平面尺寸为：54.5m?16.1m，共四层，层高均为3.6m，室内外高差为0.60m，走廊宽为2.4m，设计使用年限为50年。 (4)基本风压：0.3kN/m2。

(5)基本雪压：S0=0.10kN/m2，?r=1.0

(6)抗震设防：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级，场地为Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。

要求：选择合理的结构形式，进行结构布置，并对其进行设计，只对房屋的一榀横向框架进行计算。

2 结构选型与布置：

2.1 结构选型：

本建筑共4层，且功能单一明确，建筑功能为一般教学楼。一层设有传达室、电配室，各层均设有休息室和卫生间。采用6.6m×6.0m规则柱网，内廊宽为2.4m的对称结构。为使结构有较大的刚度本设计中楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构；由于地基承载力特征值较小，所以基础采用条形基础。

2.2 结构布置：

A、○B、○C、○D轴框架梁与柱中心线不重合外齐于框架梁，墙与梁的中心本设计中，○

线重合。结合建筑的平面、立面和剖面布置情况，本教学楼的结构平面、剖面布置分别如图2-1，图2-2所示。

本设计中柱距为6.0m。根据结构布置，本建筑平面均为双向板。本建筑由于楼面活荷载较大，楼面板和屋面板厚度取100mm。

本建筑的材料选用如下： 混凝土：采用C30

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钢筋：纵向受力钢筋粱、柱中选用热扎钢筋HRB400，板中选用热扎钢筋HRB400，其余钢筋采用热扎钢筋HPB235。

墙体：外墙及内墙均采用分煤灰加气混凝土砌块，重度?=5.5kN/m2 窗：钢塑窗，?=0.35kN/m2 门：木门，?=0.2 kN/m2

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3 框架计算简图及梁柱线刚度：

图2-1 结构平面布置图

图2-2 3—3剖面图

图2-1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系，理应按空间进行计算。但是采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架结构太复杂，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2002）允许在纵向和横向两个方向将其按平面框架计算。 本建筑中，横向框架的间距均为6.0m，荷载相差不大，且为对称结构，所以可选用一榀5轴线的KJ-5例进行计算。 横向框架进行结构计算和配筋。现在以○

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3.1 梁、柱、板截面尺寸估算：

3.1.1 框架横梁及连系梁截面尺寸：

11经验公式：hb?(?)l0

81211 bb?(?)hb

23 式中 l0——梁的计算跨度； h0——梁的截面高度； bb——梁的截面宽度。 所以，梁的截面尺寸见表3-1。

表3-1

层次 混凝土 强度等级 C30 C30 横梁 AB、CD跨 （b×h） BC跨 纵梁 （b×h） 连系梁 （b×h） 2～4 1 250mm× 600mm 250mm× 400mm 250mm× 600mm 250mm×500mm 250mm× 600mm 250mm× 400mm 250mm× 600mm 250mm×500mm 3.1.2 框架柱截面尺寸

图3-3 柱的负载面积图

公式 ：N??FgEn

式中 [?N]——框架柱轴压比限值，三级抗震取0.9； N—— 柱组合的轴压设计值；

F——按简支状态计算的柱的截面负载面积；

gE——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取

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14kNm（12～15kNm）；

?——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数； n——验算截面以上楼层层数； Ac——柱截面面积；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值。 底层柱轴力估算：

若采用C30混凝土浇注，（fc?14.3MPa）。

边柱：负载面积 3300?6000?198?105mm2

N??FgEn?1.3?198?105?14103?4?1441440N Ac?N1441440??112000mm2

[?N]fc0.9?14.366002400+）=27000000mm2 22（中柱：负载面积 6000? N??FgEn?1.25?27?106?14103?4?1890000N Ac?N1890000??146853mm2

[?N]fc0.9?14.3如取柱截面为正方形，则中柱和边柱截面高度分别为335mm和383mm，根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱的截面尺寸取值如下：

确定框架柱的尺寸为500mm?500mm。

框架梁、柱编号及尺寸如土一所示，为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。

3.1.2 板截面尺寸

板：h?(130?140)l1?(130?140)?3000?100mm?75mm

故板厚初选为100mm。

3.2 确定框架计算简图：

框架的计算单元如图3-4所示框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为-0.60m基础顶面至室外地坪取-0.500m，故基顶标高值?0.000m的距离为-1.100m，二层楼面标高为3.600m，故底层柱高为4.700m；其余各层柱高从楼面算至

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上一层楼面（即层高），故均为3.900m。由此可绘出框架的计算简图如图3-4所示。

3.3 框架柱的线刚度的计算：

由于各楼摸按板与框架梁的混凝土一起浇注，对于中跨梁取I?I0（考虑楼面板与梁连接，使梁的惯性矩增加的不利影响）。 左跨梁：

I1b310?12bhb?12?0.25?0.63?4.5?103m4 i3.0?107?2?4.5?10?3左跨梁?EIl?6.6?4.1?104kN?m 中跨梁：

I112b3?10?bhb12?0.25?0.43?1.33?103m4 i?EIl?3.0?107?2?1.33?10?3中跨梁2.4?3.3?104kN?m右跨梁： I0?1b3?1bhb?0.25?0.63?4.5?103m41212 iEIl?3.0?107?2?4.5?10?3?4.1?104右跨梁?6.6kN?m 底层柱：

3.0?107?1i底层柱?EIl?12(0.5)44.7?3.3?104kN?m 其余柱：

3.0?107?1i余柱12?（0.5）4?EIl?3.6?4.3?104kN?m 令i余柱=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：

i4.1?104左跨梁??4.3?104?0.95 第 13 页

图3-4 计算简图

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?i中跨梁3.3?104?0.77 ?4.3?1044.1?104??0.95 i右跨梁?44.3?103.3?104??0.77 i底层柱?4.3?104框架梁柱的相对线刚度如图3-4所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。

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4 荷载计算：

为了便于今后的内力组合，荷载计算均按标准值计算。

4.1 恒载标准值计算：

4.1.1 屋面：

中南标：98ZJ001 屋15 用料做法：三毡四油，撒铺绿豆砂 刷冷底子油一遍

20厚1：2.5水泥砂浆找平层

20厚（最薄处）1：8水泥加气混凝土碎渣找平2％坡 干铺100厚加气混凝土砌块

钢筋混凝土屋面板，表面清扫干净 2.26kNm2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.10?25?2.50kNm2 抹灰层：98ZJ001 顶3 混合砂浆顶棚 用料做法：钢筋混凝土板地面清理干净 7厚1：1：4水泥石灰砂浆 5厚1：0.5：3水泥石灰砂浆

表面喷刷涂料另选 0.24kNm2 合计 5.00kNm2

4.1.2 各层走廊及标准层楼面：

中南标：98ZJ001 楼11 1.16kNm2 用料做法：20厚大理石板铺实拍平，水泥浆擦缝 30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥 素水泥结合层一遍 钢筋混凝土楼板

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.10?25?2.50kNm2 抹灰层：98ZJ001 顶3 混合砂浆顶棚 0.24kNm2 合计 3.90kNm2

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135?2.04?6.0?[3.43?(6.0?0.5)?2.75?6.6?]?[5.00???6.0?22835.00??6.6??1?0.232?0.233?]

2?12.24?27.94?73.17?113.35kN

5顶层柱活载?板传荷载?0.50?1.5??6.0?0.50?0.91?1.5?6.6?7.32kN

8标准层柱恒载?墙自重+梁自重+板传荷载

11?[3.27?(6.0?0.5)?5.46?6.6?]?[3.43?(6.0?0.5)?2.75?6.6?]?425[3.90?1.5??6.0?3.90?1.5?0.91?6.6]8?26.994?27.94?57.073?112.01kN5柱活载?板传荷载?0.20?1.5??6.0?0.20?0.91?1.5?6.6?29.27kN

8

基础顶恒载?底层外纵墙自重+基础梁自重

?4.46?(6.0?0.5)?2.50??6.0?0.5??38.28kN

4.3.4 B 轴柱纵向集中荷载计算：

顶层柱恒载?梁自重+板传荷载

15?[3.43?(6.0?0.5)?2.75?6.6?]?[5.00?1.5??6.0?282.40.91?5.00??6.0?5.00?1.5?0.91?6.6]

2?27.94?[60.885?45.045]?133.87kN顶层柱活载?板传荷载

5 ?0.50?1.5??6.0?0.50?1.2?0.91?6.0?0.50?1.5?0.91?6.6

8 ?10.60kN

标准层柱恒载?墙自重+梁自重+板传荷载

11?[5.46?(6.0?0.5)?5.46?6.6?]?[3.43?(6.0?0.5)?2.75?6.6?]42第 21 页 共 83 页

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AS?603mm2

5 ?[3.9?1.5??6?3.9?1.2?0.91?6?3.9?1.2?0.91?6

8 ?3.9?1.5?0.91?6.6]

?39.039?27.94?82.625?149.60kN

标准层柱活载?板传荷载

5?2.50?1.2?0.91?6.0?2.00?1.5??6.0?2.00?1.5?0.91?6.6 8?16.38?11.25?18.018?45.65kN基础顶恒载?底层内纵墙自重+基础梁自重

?5.46?(6.0?0.5)?2.50?(6.0?0.5)?43.78kN C、D轴柱纵向集中荷载分别与B、A轴相同。 竖向受荷总图见图4-2。

4.3.5 A-B 轴间连系梁荷载计算：

屋面板传给梁的荷载：

3（1-2?0.232+0.233）?2?13.65kN/m 恒载：5.00??2（1-2?0.232+0.233）?2?1.37kN/m 活载：0.50??楼面板传给梁的荷载：

323（1-2?0.232+0.233）?2?10.65kN/m 恒载：3.90??2（1-2?0.232+0.233）?2?5.46kN/m 活载：2.00??梁自重标准值：2.75kNm

B-C轴间框架梁均部荷载为： 屋面梁：恒载?梁自重+板传荷载 ?2.75?13.65?16.4kNm

活载?板传荷载?1.37kNm

楼面梁： 恒载?梁自重+板传荷载

?2.75?10.65?13.4kNm

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32 华北水利水电学院毕业设计

活载?板传荷载?5.46kNm

4.4风荷载标准值计算：

作用在屋面梁节点处的集中风荷载标准值：

Wk??z?s?z?0?hi?hj?B/2

式中：基本风压?0?0.30kN/m

?z——风压高度表化系数，因本建筑建设地点为市区，所以地面粗糙程度为C类； ?s——风荷载体型系数，本建筑HB?16.50/16.20=1.02＜4，?s=1.3；

?z——分振系数，取?z=1.0；

hi——下层柱高；

hi——上层柱高，对顶层为女儿墙的2倍；

B——计算单元迎风面宽度（B=4.2m）；

风荷载计算过程见表4-1。

各层面处集中风荷载标准值 表4-1

离地高度 14.4 10.8 7.20 3.60 ?z 0.74 0.74 0.74 0.74 ?z 1.00 1.00 1.00 1.00 ?s 1.3 1.3 1.3 1.3 ?0（kN/m） 0.3 0.3 0.3 0.3 hi(m) 3.6 3.6 3.6 4.7 hj(m) 1.2 3.6 3.6 3.6 Wk 4.16 6.23 6.23 6.75 第 23 页 共 83 页

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图4-2 竖向受荷总图（单位：kN）

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图4-3 风荷载作用下等效集中力（单位：kN）

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5 水平地震作用计算：

该建筑物高度为15m＜40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。

5.1重力荷载代表值的计算：

屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值

其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构和构配件自重。

5.1.1 屋面处重力荷载标准值的计算：

女儿墙的重力荷载标准值的计算：

'?G女儿墙?g女儿墙?l=2.04?（54+15.6）?2?283.97kN

屋面板结构层及构造层自重标准值

'G屋面板?5.00?（54.5+16.1）?4387.25kN

'G梁?[3.13?(6.0?0.5)?9?4]?[3.13?(6.6?0.5)?2?10]?[2.50?9?2?6.6]?[1.88?10?(2.4?0.5)]?619.74?381.86?297?35.72?1334.32kN'G柱?40?6.25?(1.8?0.1)?425kN

顶层墙重：

11'G墙???3.27?（6.0-0.5）?18???7.23?（?4?(2.4?0.5)?2??6.6-0.5）22

11??5.46?(54.5?0.5?9)?2??5.46?3.25?222?161.865?101.943?273?17.745?519.06kN

''''' G屋顶?G女儿墙?G屋面板?G梁?G柱?G墙 ?283.97?4387.25?1334.32?425?519.06?6949.6kN

5.1.2其余各层楼面处重力荷载标准值计算：

'G墙?519.06?2?1038.12kN

'G楼板?3.90?（54.5?16.1）?3422.06kN 'G梁?1334.32kN

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G'柱?40?6.25?(3.6?0.1)?875kNG标准层?G'?G'''

墙楼板?G梁?G柱 ?1038.12?3422.06?1334.32?875?6669.5kN

5.1.3底层楼面处重力荷载标准值计算：

G'墙?1038.12?3.6/2?4.7/2?0.13.6?0.1?1201.25kN

G'楼板?3422.06kN G'梁?1334.32kN G'3.6/2?4.7/2?0.1柱?875?3.6?0.1?1012.5kN

G''''底层?G墙?G楼板?G梁?G柱 ?1201.25?3422.06?1334.32?1012.5?6970.13kN

5. 1.4 屋面雪荷载标准值计算：

Q雪?q雪?s?0.1?（54.5?16.1）=87.75kN

5.1.5 楼面活荷载标准值计算：

Q楼面?q室?s室?q走廊?s走廊

?2.0?(7.1?54.5)?2?2.5?(2.4?54.5)?1874.8kN

5.1.6 总重力荷载代表值的计算：

GEW?屋面处结构和构件自重?0.5?雪荷载标准值

?6949.6?0.5?87.75?6993.48kN（设计值为8462.37kN）

GEW?楼面处结构和构件自重?0.5?雪荷载标准值 ?6669.5?0.5?1874.8?7606.9kN(设计值为10628.12kN)

底层楼面处：

GE1?楼面处结构和构件自重?0.5?活载标准值

?6970.13?0.5?1874.8?7907.53kN（设计值为10988.876kN）5.2 框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算：

5.2.1 横向D值的计算：

第 27 页

共 83 页

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表5-1和表5-2已经将各层每一柱的D值求出。

横向2～4层D值的计算 表5-1

构件名称 ii??2icb i?c? 2?iDi??cic12 h2数量 ?D i(kNm) 12820 18394 18394 12820 10 10 10 10 (kNm) 128200 183940 183940 128200 A柱轴 B柱轴 C柱轴 D柱轴 2?4.1?104?0.95 2?4.3?1042?(4.1?104?3.3?104)?1.72 42?4.3?102?(4.1?104?3.3?104)?1.72 2?4.3?1040.322 0.462 0.462 0.322 2?4.1?104?0.95 42?4.3?10?D?624280kNm

底层D值的计算 表5-2

构件名称 i?i?icb 0.5?i?c? 2?iDi??cic12 h2数量 ?D i(kNm) 9627 11581 11581 9627 10 10 10 10 (kNm) 96270 115810 115810 96270 A柱轴 B柱轴 C柱轴 D柱轴 4.1?104?1.24 43.3?104.1?104?3.3?104?2.24 3.3?1044.1?104?3.3?104?2.24 43.3?104.1?104?1.24 3.3?1040.537 0.646 0.646 0.537 ?D?424160kNm

5.2.2结构基本自震周期计算：

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用能量法计算结构基本自振周期计算公式：

T1?2??T?Gug?Gu2iiii? ??ui????G? ???D?i能量法计算结构基本周期列表 表5-3

层Gi ?G i?D 6993.48 ?ui ui （m） 0.1412 0.1300 0.1066 0.0710 Guii Giui2 次 （kN） （FEX?639.20） （kN/m） （m） 4 6993.48 3 7606.90 2 7606.90 1 7907.53 624280 624280 624280 424160 i(kN?m) (kN?m2) 0.0112 987.48 988．90 810.90 561.43 3348.71 139.43 128.56 86.44 39.86 394.26 14600.38 0.0234 22207.28 0.0356 30114.81 0.0710 ?G?30114.81 考虑非承重墙对结构基本自震周期的影响，折减系数?T=0.6 则自震周期为： T1?2??T

?Gug?Gu2ii=2?3.14?0.6?ii394.29?0.413s

9.8?3348.715.3多遇水平地震作用计算：

由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度，场地类型为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，则： ?max?0.08 Tg?0.35s

Geq?0.85GE?0.85?30114.81?25597.59kN 由于Tg?T1?5Tg，故

?T??1??g??2?max

?T1??式中?—衰减指数，在Tg?T1?5Tg的区间取0.9；

?2—阻尼调整系数，除有专门规定外，建筑结构的阻尼比取0.05，相应的?2=1.0。

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?Tg??0.35?所以纵向地震影响系数?1????2?max????0.08?0.06839

?0.413??T1?0.90.9T1?0.413s?1.4Tg?1.4?0.35?0.49s

不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响，即?n?0。

如图5-1对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值：

FEK??1Geq?0.06893?25597.59?1764.44kN Fi?GiHiFEK

?GiHi质点i的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见表5-4。

图5-1 楼层水平地震作用标准值

Fi，Vi，?ui计算过程 表5-4

层GiHi次 （kN） （m） 4 3 2 1 GiHi ?GHii Vi（kN） Fi（kN）639.20 ?D ?u（im）6993.48 15.5 108398.94 7606.90 11.9 7606.90 7907.53 8.3 4.7 90522.11 63137.27 37165.39 299223.71 639.20 624280 0.001 1172.98 624280 0.002 1545.28 624280 0.002 1764.43 424160 0.004 533.78 372.30 219.15 楼层最大位移与楼层岑每个高之比： ?ui0.00411???，满足位移要求。 h4.711755505.4 刚度和剪重比验算：

为保证结构的稳定和安全，需分别按公式

nDi,?20?Gihi(i?1,2,???,n)

j?i第 30 页 共 83 页

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VEK???Gi

j?in进行结构刚重比和剪重比的验算，各层的刚重比和剪重比见表5-5。

各层刚重比和剪重比 表5-5

层次 hi Di Dihi VEKi ?Gj j?inDihi?Gj?in jVEKi?Gj?in j4 3.6 624280 2247408 639.20 6993.48 （8462.37） 14600.38 （19090.49） 22207.28 （29718.61） 30114.81 （40707.49） 265.577 0.091 3 3.6 624280 2247408 1172.98 117.724 0.080 2 3.6 624280 2247408 1545.28 75.623 0.070 1 4.7 n424160 1993552 1764.43 48.973 0.059 注：

?Gj?ij一栏中，前面的数字为第j层的重力荷载代表值，括号内的数字为重力荷载设计值，剪重比计算用的重力荷

载代表值，刚度比用设计值。

由表5-5可知，各层的刚度比均大于20，不必考虑重力二阶效应；各层的剪重比均大于0.016，满足剪重比要求。

5.5框架地震内力计算：

框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法：

其中反弯点相对高度y值计算见表5-6和表5-7。

A、D轴框架柱反弯点位置 表5-6

层次 4 3 2 1 h(m) i y0 0.38 0.45 0.50 0.65 y1 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 y3 0 0 -0.014 0 y yh(m) 3.6 3.6 3.6 4.7 0.95 0.95 0.95 1.24 0.38 0.45 0.49 0.65 1.37 1.62 1.76 3.06 第 31 页 共 83 页

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B、C轴框架柱反弯点位置 表5-7

层次 4 3 2 1 注：

h(m) i y0 0.44 0.45 0.50 0.55 y1 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 y yh(m) 3.6 3.6 3.6 4.7 1.72 1.72 1.72 2.24 0.44 0.45 0.50 0.55 1.58 1.62 1.80 2.59 y1为上下梁相对刚度变化时修正值，因无变化，故y1=0；y2,y3为上下层柱高度变化时的修正值，对于最上层，

不考虑，y2对于最下层，不考虑y3。

横向地震作用下各轴框架剪力和柱端弯矩的计算见表5-8和表5-9。 公式：Vim?Dim；M上?Vim(1-y)h（柱上端弯矩） Vi；M下?Vimyh（柱下端弯矩）

?D

横向地震作用下A、D轴框架剪力和柱端弯矩的计算 表5-8

层次 4 3 2 1 Vi 639.20 1172.98 1545.28 1764.43 ?D Dim Dim ?DVim 13.10 24.05 31.68 40.05 y Mc上 29.24 47.62 58.16 65.88 Mc下 17.92 38.96 55.88 122.35 624280 12820 0.0205 624280 12820 0.0205 624280 12820 0.0205 424160 9627 0.0227 0.38 0.45 0.49 0.65 横向地震作用下B、C轴框架剪力和柱端弯矩的计算 表5-9

层次 Vi ?D Dim Dim D?Vim y Mc上 Mc下 第 32 页 共 83 页

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4 3 2 1 639.20 1172.98 1545.28 1764.43 624280 624280 624280 424160 18394 18394 18394 11581 0.0295 0.0295 0.0295 0.0273 18.86 34.60 45.59 48.17 0.44 0.45 0.50 0.55 38.02 68.51 82.06 29.87 56.05 82.06 101.88 124.52 注：轴力受压为+，受拉为-，单位：轴力和剪力的单位为：kN，长度的单位为：m，弯矩单位为：kN.m

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图5-2 横向水平地震作用下的M图

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图5-3 横向水平地震作用下的V图

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图5-4 横向水平地震作用下的N图

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6 内力组合：

6.1 恒载及活载作用下的内力计算：

利用结构力学求解器求出，计算结果见内力组合表。

横梁内力计算 （框架柱内力算） 表6-1 表6-2

层 截 内力 次 面 种类 A4 跨中 4 B4左 B4右 跨中 A3 跨中 3 B3左 B3右 跨中 A2 跨中 2 B2左 B2右 跨中 A1 跨中 1 B1左 B1右 跨中 M V M M V M V M M V M M V M V M M V M M V M V M M V M M V M V M 恒载 ① -30.36 51.64 50.39 -32.73 -52.55 -7.94 9.11 -2.98 -34.63 43.96 35.54 -29.38 -41.93 -2.54 7.54 1.57 -32.38 43.53 36.69 -29.33 -42.36 -3.47 7.54 0.64 -29.29 42.76 37.76 -30.27 -43.13 -4.26 7.54 -0.15 活载 ② -3.83 4.56 3.73 -1.86 -3.80 -0.20 0.71 0.18 -11.75 17.00 15.33 -9.96 -16.32 -2.50 3.14 -0.46 -12.14 17.00 14.81 -10.61 -16.36 -2.13 3.14 -0.10 -10.63 16.69 15.65 -10.46 -16.63 -2.80 3.14 -0.76 活载(屋 面雪载)③ -2.81 1.37 0.12 -0.04 -0.43 0.66 0.18 0.70 -13.05 18.29 15.53 -11.37 -17.74 -2.77 4.50 -0.61 -13.89 18.29 14.79 -12.26 -17.75 -2.15 4.50 -0.08 -12.10 18.03 15.66 -12.00 -18.00 -3.00 4.50 -0.77 荷载类别 左风 ④ 1.90 -0.61 0.03 -1.84 -0.61 0.60 -0.62 0.00 5.00 -1.58 0.19 -4.63 -1.58 2.34 -2.46 0.00 8.96 -2.82 0.36 -8.25 -2.82 4.69 -4.93 0.00 13.95 -4.29 0.88 -12.19 -4.29 6.94 -7.31 0.00 右风 ⑤ -1.90 0.61 -0.03 1.84 0.61 -0.60 0.62 0.00 -5.00 1.58 -0.19 4.63 1.59 -2.34 2.46 0.00 -8.96 2.82 -0.37 8.25 2.82 -4.69 4.93 0.00 -13.95 4.29 -0.88 12.19 4.29 -6.94 7.31 0.00 左震 ⑥ 27.34 -7.61 4.12 -19.10 -7.61 13.48 -14.18 0.00 61.00 -18.16 5.60 -49.80 -18.16 34.87 -36.70 0.00 90.55 -26.27 10.42 -69.71 -26.27 48.95 -51.53 0.00 113.30 -33.84 10.09 -93.13 -33.84 65.19 -68.63 0.00 右震 ⑦ -27.34 7.61 -4.12 19.10 7.61 -13.48 14.18 0.00 -61.00 18.16 -5.60 49.80 18.16 -34.87 36.70 0.00 -90.55 26.27 -10.42 69.71 26.27 -48.95 51.53 0.00 -113.30 33.84 -10.09 93.13 33.84 -65.19 68.63 0.00

层 杆 截 内力 荷载类别 第 37 页 共 83 页

华北水利水电学院毕业设计 次 件 面 恒载 ① -33.86 -169.26 22.24 -259.08 -15.58 19.94 -202.19 -12.16 -292.01 8.92 -15.49 -418.56 16.92 -508.38 -9.00 5.57 -496.57 -7.00 -586.39 3.49 -18.05 -667.44 19.51 -757.26 -10.43 9.71 -791.39 -10.93 -881.21 5.73 -11.64 -915.55 6.05 -1032.82 -3.76 6.13 -1086.98 -3.04 -1204.24 1.95 活载 ② -5.64 -12.22 8.10 -12.22 -3.82 2.71 -15.64 -5.13 -15.64 2.18 -9.96 -59.85 9.22 -59.85 -5.33 6.96 -83.47 -6.40 -83.47 3.71 -9.31 -107.44 10.38 -107.44 -5.47 6.87 -151.34 -7.88 -151.34 4.10 -6.28 -154.76 3.25 -154.76 -2.03 4.52 -219.47 -2.25 -219.47 1.44 活载(雪载) ③ -3.15 -2.83 7.34 -2.83 -2.91 0.77 -2.73 -4.50 -2.73 1.46 -10.29 -50.40 9.24 -50.40 -5.42 7.40 -70.62 -6.59 -70.62 3.89 -9.22 -97.95 10.34 -97.95 -5.43 6.84 -138.53 -7.89 -138.53 4.09 -6.27 -145.26 3.25 -145.26 -2.03 4.54 -206.68 -2.26 -206.68 1.45 左风 ④ 2.05 0.61 -0.77 0.61 0.78 2.73 0.01 -1.77 0.01 1.25 4.62 2.19 -3.00 2.19 2.12 6.20 0.90 -4.94 0.90 3.09 6.65 5.01 -4.39 5.01 3.07 9.93 3.01 -8.79 3.01 5.20 10.63 9.29 -15.20 9.29 5.50 13.23 6.03 -16.37 6.03 6.30 右风 ⑤ -2.05 -0.61 0.77 -0.61 -0.78 -2.73 -0.01 1.77 -0.01 -1.25 -4.62 -2.19 3.00 -2.19 -2.12 -6.20 -0.90 4.94 -0.90 -3.09 -6.65 -5.01 4.39 -5.01 -3.07 -9.93 -3.01 8.79 -3.01 -5.20 -10.63 -9.29 15.20 -9.29 -5.50 -13.23 -6.03 16.37 -6.03 -6.30 左震 ⑥ 29.24 7.61 -17.92 7.61 13.10 38.02 6.57 -29.87 6.57 18.86 47.62 25.77 -38.96 25.77 24.05 68.51 25.11 -56.05 25.11 34.60 58.16 52.04 -55.88 52.04 31.68 82.06 50.37 -82.06 50.37 45.59 65.88 85.88 -122.35 85.88 40.05 101.88 85.16 -124.52 85.16 48.17 右震 ⑦ -29.24 -7.61 17.92 -7.61 -13.10 -38.02 -6.57 29.87 -6.57 -18.86 -47.62 -25.77 38.96 -25.77 -24.05 -68.51 -25.11 56.05 -25.11 -34.60 -58.16 -52.04 55.88 -52.04 -31.68 -82.06 -50.37 82.06 -50.37 -45.59 -65.88 -85.88 122.35 -85.88 -40.05 -101.88 -85.16 124.52 -85.16 -48.17 号 种类 上 M 端 N 下 M A3A4 端 N V 4 上 M 端 N 下 M B3B4 端 N V 上 M 端 N 下 M A2A3 端 N V 3 上 M 端 N 下 M B2B3 端 N V 上 M 端 N 下 M A1A2 端 N V 2 上 M 端 N 下 M B1B2 端 N V 上 M 端 N 下 M A0A1 端 N V 1 上 M 端 N 下 M B0B1 端 N V 第 38 页 共 83 页

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51.6448.6311.62 11.62 1.9919.9419.9451.7345.0442.8715.4912.164.874.870.845.5712.165.5745.0442.8715.4951.7351.6448.63 33.8633.8622.2448.9722.2448.9745.1028.2818.0516.9245.1028.285.965.960.259.717.009.7146.3929.6345.1518.057.0046.3916.9245.1529.636.896.8911.6419.511.1910.93.6.136.1310.9319.5111.6430.8930.896.053.043.046.05A

BCD

恒载作用下的M图

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169.26202.19202.19169.26259.08418.56292.01496.57292.01496.57259.08418.56508.38667.44586.39791.39586.39791.39508.38667.44757.26915.55881.211086.96881.211086.96757.26915.551032.821204.241204.241032.82A

BCD

恒载作用下的N图

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