34、24102600586+李翼+临湘市人民医院门诊楼设计+学士+统招

学号：24102600586 湖南理工学院

毕业设计

题目：临湘市人民医院门诊楼设计

作者李翼届别2014届系别建筑与化学工程系专业土木工程指导老师舒丽雅职称副教授完成时间2014.05

摘要

以医院的“以人为本”的人性化设计作为主要研究内容

提起大医院，人们往往会联想到拥堵的院内交通、并不干净的公共空间、室内迷宫式的走道、嘈杂的诊疗空间、长时间的候诊和单调乏味的候诊空间，所有的印象使人们在不到万不得已时，轻易不愿去医院。大型的医院容易使患者望而生畏，怕迷失其中。作为一个为特殊人群服务的民用建筑，不能忽略使用者对空间的情感需求，如何拉近医院和病人的距离，我们认为应从医院的规划设计开始，一切以人为中心，重视人的社会、心理需求，创造人性化的医疗环境。有鉴于此，设计中我们提出了“人性化设计”的理念。所谓“人性化设计”，即注重人性、尊重使用者的权利、创造宜人的诊疗空间。这次设计我们从使用者的心理感受、心理需求的角度出发，在交通组织、功能组织、创造宜人的就医环境等几个方面落实“人性化设计”的设计原则。

总建筑面积5000~6000平方米；土建总投资600~1000万元；主体层数5~7层；建筑主体高度控制在24米以内；标准层层高3.2~3.6米，其它层自定。本设计包括建筑设计和结构设计，设计原则：安全、适用、经济、美观。建筑设计分为平面、立面、剖面及细部构件设计，建筑平面布置合理、紧凑，立面造型美观。在此基础上，确定合理的结构方案和结构布置。之后，选取一榀有代表性的框架进行结构计算（本设计选取框架④），确定梁柱的截面尺寸及框架计算简图；计算框架梁所受荷载及框架在水平荷载作用下的侧移；分析框架在水平及竖向荷载作用下的内力；根据各种荷载作用下的内力进行内力组合得出最不利内力，据此进行截面设计；另外，还对框架结构中的现浇钢筋混凝土楼板、楼梯和基础进行截面设计和配筋计算。设计时，充分考虑抗震构造措施。

关键词：框架，建筑设计，结构设计，抗震

I

Abstract

The humanized design of the hospital "people-oriented" as the main research content

Mention major hospitals, people tend to associate it with long time in hospital, not traffic jam clean public space, indoor maze of corridors, noisy and space, waiting and tedious waiting room, all the impression that people not to cannot but, unwilling to go to the hospital. Large hospital patient are easy to get lost in awe, fear. As a civil service for special populations, cannot ignore the emotional needs of users of space, how to narrow the gap between the hospital and the patients distance, we think that the beginning of planning and design from the hospital, all people-centered, attention to social, psychological needs of people, create humanized medical environment. In view of this, we put forward the design of "humanized design" concept. The so-called "humanized design", which focuses on human nature, respect the rights of users, create pleasant space of diagnosis and treatment. This design we start from the user's psychological feelings, psychological demand perspective, in the traffic organization, function organization, create a few medical environment, and the design principle of "humanized design".

The total construction area of 5000~6000 square meters; construction with a total investment of 600~1000 million yuan; the main layers 5~7 layer; the main body of the building height to 24 meters; standard layers of 3.2~3.6 meters high, other layers of self. The design includes architectural design and structural design, design principles: security, application, economic, aesthetic. Architectural design is pided into the plane, elevation, section and detailed component design, layout reasonable, compact structure, beautiful facade. On this basis, the determination of reasonable structure and layout of structure. Then, select a representative frame structure calculation (the design framework of the selected), determine the section size and frame beam column diagram of calculation; calculation of the load frame beam and frame under horizontal load; analysis framework in the horizontal and vertical load under the internal force; the most unfavorable combination of internal force based on the internal force under the action of various loads, the section design; in addition, the frame structure of cast-in-place reinforced concrete floor, stairs and basis for the section design and reinforcement calculation. The design, fully consider the aseismic structural measures.

Keywords: frame, architectural design, structural design, seismic

II

目录

第一章设计资料 (1)

1.1建筑设计条件 (1)

1.2建筑要求 (1)

1.3工程地质条件 (1)

1.4结构设计部分 (1)

第二章计算简图的确定 (2)

2.1确定柱的计算高度 (2)

2.2框架梁柱线刚度的确定 (3)

第三章荷载计算 (5)

3.1恒载标准值计算 (5)

3.2活荷载标准值 (8)

3.3竖向荷载的传递及框架受荷总图 (8)

3.4风荷载计算 (11)

3.5风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算: (13)

第四章水平地震作用的计算 (14)

4.1 水平地震计算 (14)

4.2 框架水平位移验算 (16)

第五章内力计算 (18)

5.1恒载作用下的内力计算（迭代法）： (18)

5.2活载作用下的内力计算 (22)

5.3风荷载作用下的内力计算： (28)

5.4风荷载作用下框架的弯矩图 (32)

5.5风荷载作用下剪力图 (33)

5.6横向水平地震作用（标准值）下的内力计算 (35)

5.7横向水平地震作用下框架的弯矩图 (37)

5.8横向水平地震作用下框架剪力图 (38)

第六章内力组合 (40)

6.1地震作用下支柱边缘处内力计算表 (40)

6.2风载作用下支柱边缘处内力计算表 (41)

6.3恒载作用下支柱边缘处内力计算表 (42)

6.4活载作用下支柱边缘处内力计算表 (43)

第七章框架柱截面配筋设计 (55)

7.1轴压比验算 (55)

7.2 截面尺寸复合 (55)

7.3正截面受弯承载力计 (55)

7.4 验算受压承载力 (61)

第八章框架梁截面配筋设计 (63)

8.1正截面受弯承载力计算 (63)

8.2斜截面受剪承载力计算 (65)

第九章楼板设计 (66)

9.1 荷载计算 (66)

9.2 按弹性理论计算 (66)

9.3配筋计算 (68)

9.4支座配筋 (68)

9.5跨中配筋 (68)

9.6配支座配筋 (69)

9.7跨中配筋 (69)

III

第十章双跑梁式楼梯设计 (70)

10.1 楼板设计 (70)

10.2 楼梯斜梁计算 (70)

第十一章框架柱下基础设计 (72)

11.1初步确定基础底面尺寸 (72)

11.2 验算荷载偏心矩e (72)

11.3 验算基底最大压力 (72)

11.4 材料选用 (73)

11.5 基础高度 (73)

11.6 基础底板配筋计算 (73)

参考文献 (75)

致谢 (76)

IV

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1 第一章 设计资料

1.1建筑设计条件

为满足城市居民看病就医需要，临湘市人民医院（二级甲等医院）规划筹建医院门诊楼。拟建门诊楼位于市区较繁华地段，交能便利、环境优雅，基地面积1200~1800平方米。总建筑面积5000~6000平方米；土建总投资600~1000万元；主体层数5~7层；建筑主体高度控制在24米以内；标准层层高3.2~3.6米，其它层自定。

1.2建筑要求

设计包括内科、外科、儿科、等不少于6个的各科诊室，医技诊断室、治疗室。设计挂号大厅、候诊室、药房等公用部分。设计服务24小时的急诊用房。行政办公室、后勤服务用房等根据要求选定。要求建筑造型美观、能合理，满足防火要求。

1.3工程地质条件

该场地地形平整，无滑坡、无液化土层等不良地质现象。自然地表填土1~1.5米深，填土下层为3~6米红粘土，地基承载力特征值250Kpa ，再下层为泺石层，地基承载力特征值为350Kpa 。地下水位于地表以下5米，无侵蚀，属Ⅱ类场地

1.4结构设计部分

结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构（纵横向承重框架）体系。

其它结构选型:

屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖,屋面板取上人屋面的使用荷载.

楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖。

楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。

过梁：窗过梁及带雨蓬的门过梁均用钢筋混凝土梁，并采用纵向框架梁兼做窗过梁。 基础：因荷载不是很大，地基承载力较大，采用钢筋混凝土柱下单独基础。 基础梁：因持力层较深，采用现浇钢筋混凝土基础梁。

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2

第二章 计算简图的确定

2.1确定柱的计算高度

假定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轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，基础标高根据地质条件，底层高4.5m ，室内外高差0.45m ，地面至基础顶面距离1.05m ，其他各层都为3.4m 。由此，可绘出框架的计算简图如下图所示

计算简图

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3 2.2框架梁柱线刚度的确定

多层框架为超静定结构，在内力计算之前，要预先估计梁、柱的截面尺寸结构所采用材料强度等级，以求得框架中各杆件的线刚度及其相对线刚度。混凝土采用C30（Ec=3.0×27/10m KN ）

（1)梁柱截面尺寸根据设计经验直接得出

横向框架梁截面尺寸 L=6000 mm ， 取h=(1/8~1/18)L ，初选h=500mm ；

b=(1/2~1/3)h=250~166mm ，初选b=250mm ；

所得梁的估算截面如下表

（2）框架柱：b=H （1/10~1/15），初选取b =500mm,在地震区框架柱采用方柱较为合适故取h=500mm 。 （3）框架梁柱的线刚度计算

对于中框架梁取I =2I 。

左边跨梁：左边梁i =l EI =3.0×27/10m KN ×2×1/12×0.25m ×(0.5m)3 /6m =2.6×410KN m ?中跨梁：

中跨梁： 中跨梁i = l EI =3.0×27/10m KN ×2×1/12×0.25m ×(0.5m)3 /3m =5.2×310KN m ?

右边跨梁：左边梁i =l EI =3.0×27/10m KN ×2×1/12×0.25m ×(0.5m)3 /6m =2.6×410KN m ?

底层柱（A ～D 轴）

底层柱i = l EI =3.0×27/10m KN ×1/12×(0.5m)4/6m =2.6×410KN m ?

其余各层柱（A ～D 轴）

i 余柱= l EI =3.0×27/10m KN ×1/12×(0.5m)4/3.4m =4.6×410KN m ?

令i 余柱＝1.0，则其余各杆件的相对线刚度为

左边梁i =2.6×410KN m ?/4.6×410KN m ?=0.57

中跨梁i =5.2×310KN m ?/4.6×410KN m ?=1.13

左边梁i =2.6×410KN m ?/4.6×410KN m ?=0.57

底层柱i =2.6×410KN m ?/4.6×410KN m ?=0.57

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4

框架梁柱的线刚度图

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5 第三章 荷载计算

3.1恒载标准值计算

（1）屋面

防水层（刚性）30厚C20细石混凝土 1KN/㎡ 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4KN/㎡

找平层：15厚水泥砂浆 0.015m ×20KN/3m =0.30KN/㎡

找平层：15厚水泥砂浆 0.015m ×20KN/3

m =0.30KN/㎡

找坡层：40厚水泥砂浆焦渣砂浆3%找平 0.04m ×14 KN/3m =0.56KN/㎡

保温层：80厚矿渣水泥 0.08m ×14.5 KN/3m =1.16 KN/㎡

结构层120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m ×25 KN/3m =3 KN/㎡

抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×17 KN/3m =0.17 KN/㎡ 合计： ∑6.89KN/㎡ （2）各层走廊楼面

大理石地面：

①10mm 面层

②20mm 水泥沙浆打底 0.65KN/㎡ ③素水泥浆结合层一

结构层：120mm 厚现浇钢筋混凝土板 3KN/㎡ 抹灰层：10mm 厚混合砂浆 0.17KN/㎡ 合计： ∑3.82 KN/㎡

（3）标准层楼面

大理石面层，水泥沙浆擦缝

30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 1.16 KN/㎡ 水泥砂浆结合层一道

结构层： 120mm 厚现浇钢筋混凝土板 3KN/㎡ 抹灰层：10mm 厚混合砂浆 0.17KN/㎡ 合计： ∑4.33 KN/㎡

（4）框架梁自重

b ×h=250mm × 500mm

梁自重 2.375KN/m

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6 抹灰层：10mm 厚混合砂 0.21KN/m 合计： ∑2.585KN/m

(5)基础梁

b ×h=250mm × 400mm 2.5 KN/m

(6)柱自重

b ×h=500mm × 500mm

柱自重 25 KN/3m ×0.5m ×0.5m=6.25KN/m 抹灰层：10mm 厚混合砂浆 0.01m ×0.5m ×4×17 KN/3m =0.34KN/m 合计： ∑6.59KN/m

(7)外纵墙自重

标准层：（有窗）

纵墙自重 18KN/3m ×0.24×0.9m=3.89KN/m 铝合金窗 0.95KN/ m 水泥粉刷外墙面 0.75KN/m 水泥粉刷内墙面 0.54KN/m 合计： ∑6.13KN/m

标准层：（无窗）

纵墙自重 18KN/3m ×0.24×3.4m=14.69 KN/m 水泥粉刷外墙面 0.5KN/2m ×3.4m=1.7KN/m 水泥粉刷内墙面 0.36KN/2m ×3.4m=1.22KN/m

合计： ∑17.61KN/m 底层：（有窗）

纵墙自重 18KN/3m ×0.24×（4m-2.7m-0.5m ）=3.46KN/m 铝合金窗 0.95KN/ m 水泥粉刷外墙面 0.5KN/2m ×3.3m=1.65KN/m 水泥粉刷内墙面 0.36KN/2m ×2.85m=1.03KN/m

合计： ∑7.08KN/m

底层：（无窗）

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7 纵墙自重 18KN/3m ×0.24m ×4m=17.7KN/m 水泥粉刷外墙面 0.5KN/2m ×4m=2KN/m 水泥粉刷内墙面 0.36KN/2m ×4m=1.44KN/m

合计： ∑21.14KN/m

(8)内纵墙自重

标准层：（无窗）

纵墙 3.4m ×0.24m ×18KN/3m =14.69KN/m 水泥粉刷内墙面 3.4m ×0.36KN/2m ×2=2.448KN/m 合计： ∑17.14KN/m

标准层：（有窗）

纵墙自重 18KN/3m ×0.24m ×0.7m=3.024 KN/m 铝合金窗 0.35KN/2m ×2.7m=0.95KN/ m 水泥粉刷内墙面 0.7m ×0.36KN/2m ×2=0.504KN/m

合计： ∑4.48KN/m

底层：（无窗）

内纵墙自重 （6-0.5-0.4）m ×0.24m ×18KN/3m =22.03KN/m 水泥粉刷内墙面 （4-0.5）m ×0.36KN/2m ×2=2.52KN/m

合计： ∑24.55KN/m

底层： （有窗）

纵墙自重 18KN/3m ×0.24m ×2.3m=9.94KN/m 铝合金窗 0.35KN/2m ×2.7m=0.95KN/ m 水泥粉刷内墙面 0.36KN/2m ×1.3m ×2=0.94KN/m 合计： ∑11.83KN/m

(9)内隔墙自重 标准层：

内隔墙 2.8m ×0.12m ×18KN/3m =6.05KN/m 水泥粉刷墙面 2.8m ×0.36KN/2m ×2=2.02KN/m 合计： ∑8.07KN/m

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8

底层：

内隔墙 （4-0.6）m ×0.12m ×18KN/3m =7.34 KN/m 水泥粉刷内墙面 4m ×0.36KN/2m ×2=2.88KN/m 合计： ∑10.22KN/m

(10)栏杆自重

0.24m ×1.1m ×18KN/3m +0.05m ×0.24m ×25KN/3m =5.05KN/m

3.2活荷载标准值

（1）屋面和楼面活载标准值

根据《荷载规范》查得：

上人屋面 ： 2.0KN/2m

楼面： 2.0KN/2m 走廊： 2.5KN/2m

（2）雪荷载 0.55KN/㎡

屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取最大值，即2.0KN/2m

（3）基本风压

0 = 0.40KN/㎡

3.3竖向荷载的传递及框架受荷总图

板传荷载示意图

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9 3.3．1A~B 轴间框架梁 屋面板传荷载：

恒载:6.89KN/2m ×2.1m ×（1-2×0.352+0.353）×2=23.09KN/m 活载:2.0 KN/2m ×2.1m ×（1-2×0.352+0.353）×2=6.70KN/m 楼面板传荷载：

恒载:4.33KN/2m ×2.1m ×（1-2×0.352+0.353）×2=14.51KN/m 活载:2KN/2m ×2.1m ×（1-2×0.352+0.353）×2=6.70KN/m 梁自重:2.59KN/m

A~B 轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁

恒载=梁自重+板传荷载

=2.59KN/m+23.09KN/m=25.68KN/m 活载=板传荷载

=6.07KN/m

楼面梁

恒载=梁自重+板传荷载+墙荷载 =2.59KN/m+14.59KN/m=17.18KN/m 活载=板传荷载

=6.07KN/m

3.3.2B~C 轴间框架梁 屋面板传荷载：

恒载:6.89KN/2m ×1.5m ×（5/8）×2=12.91KN/m 活载:2.0 KN/2m ×1.5m ×（5/8）×2=3.75KN/m 楼面板传荷载：

恒载:4.33KN/2m ×1.5m ×（5/8）×2=8.12KN/m 活载:2.5KN/2m ×1.5m ×（5/8）×2=4.69KN/m 梁自重:2.59KN/m

B~C 轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载

=2.59KN/m+12.91KN/m=15.5KN/m 活载=板传荷载

=3.75 KN/m

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10 楼面梁

恒载=梁自重+板传荷载

=2.59KN/m+8.12KN/m=10.2KN/m

活载=板传荷载

=2.59KN/m

3.3.3B~C 轴间框架梁

C~D 轴间框架梁均布荷载同A~B 轴间框架梁

3.3.4A 轴柱纵向集中荷载的计算

女儿墙自重：（做法：墙高1100mm ，100mm 的混凝土压顶）

0.24m ×1.1m ×18 KN/2m +0.1m ×0.24m ×25 KN/2m +（1.2m ×2+0.24m ）×0.5 KN/2m =6.67KN/m

顶层柱恒载=女儿墙及自重+梁自重+板传荷载

=6.673/KM m ×4.2m+2.59 KN/m ×(4.2m-0.5m)+11.553/KM m

×4.2m =86.11KN

顶层柱活载=板传荷载

3.35×

4.2=14.07KN

标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载

=6.13 KN/m ×(4.2m-0.5m)+ 2.59 KN/m ×(4.2m-0.5m)+7.26 KN/m ×4.2m =62.76KN 标准层柱活载=板传荷载

=3.35×4.2=14.07KN

基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重

=11.83 KN/m ×(4.2m-0.5m)+2.5 KN/m ×(4.2m-0.5m)=53.02 KN

3.3.5B 轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱恒载=梁自重+板传荷载

=2.59 KN/m ×(4.2m-0.5m)+6.89 KN/2m ×5/8×(4.2m-0.5m)×2.1m+6.89KN/2m

1.5m ×0.79×4.2m= 77.33KN

顶层柱活载=板传荷载

=2.0 KN/2m ×(4.2 -0.5)×5/8×2.1m+2.0KN/2m ×1.5m ×0.79×4.2m=19.67KN 标准层恒载=梁自重+板传荷载+墙荷载

=2.59KN/m ×(4.2m-0.5m)+4.33 KN/2m ×5/8×2.1m ×4.2m+4.33KN/2m ×1.5m × 0.79×4.2m+4.48 KN/m ×(4.2m-0.5m) =71.58 KN

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11 标准层活载=板传荷载

=2.0 KN/2m ×(4.2m -0.5m) ×5/8×2.1m+2.5 KN/2m ×1.5m ×0.79×

4.2m=22.16KN

基础顶面恒载=基础梁自重=2.5 KN/m ×（4.2m-0.5m ）=9.25KN

3.3．6C 轴柱纵向集中荷载的计算

同B 轴柱

3.3.7D 轴柱纵向集中荷载的计算

同A 轴柱

3.3.8框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图所示

3.4风荷载计算

3.4．1作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值: 2/)(B h h W j i O Z S Z K +=ωμμβ

基本风压0ω= 0.40KN/㎡

计算过程见下表：

作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值

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3.4.2风荷载作用下框架侧移验算: 侧移刚度D 如下表所示：

向2~5层D 值的计算

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13 横向底层D 值的计算

3.5风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:

风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:

j i

i j u V D ?=∑

式中: j V ——第j 层的总剪力

i j D ∑——第j 层所在柱的抗侧移刚度之和 j u ?——第j 层的层间位移 i 层侧移——1j

j j j u u ==?∑ 顶点位移——1()n i u u k ==∑

框架在风荷载作用下侧移的计算过程见表：

风荷载作用下框架侧移验算

侧移验算： 层间侧移最大值1/2500<1/550 (满足)

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第四章 水平地震作用的计算

4.1 水平地震计算

该建筑高度为20.8m ，且质量和高度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法来进行水平地震计算。

① 作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为：

屋面梁处：G EW =结构和构件自重+50%雪荷载

楼面梁处：G EI =结构和构件自重+50%活荷载

其中结构和构件自重取楼面上、下1/2层高范围内（屋面梁处取顶层的一半）的结构及构件自重（包括纵、横梁自重，楼板结构层及构造层，纵、横墙体及柱等自重）。 各质点的重力荷载代表值

G 5= G 板+ G 梁+ G 下柱/2+ G 下墙/2+G 女儿墙+G 活/2

=9855KN

G 4=G 3=G 2=G 板+G 梁+G 标柱+G 标墙+F 活/2

=11762KN

G 1=G 板+G 梁+G 上柱/2+ G 下柱/2+ G 上墙/2+ G 下墙/2 +G 活/2

=11850KN

质点的高度如上图示

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框架自振周期的计算：

框架结构的自振周期可采用假想顶点位移法计算，对于民用框架和框架抗震墙房屋也可按下列经验公式计算：

1T =0.25+0.53?103

?2

式中：H ——房屋主体结构的高度，

B ——房屋振动方向的宽度，在计算横向水平地震作用时，为房屋宽度，取15m ，在计算纵向水平地震作用时，为房屋的长度，取74.4m 。 对于横向振动T 1=0.33S 纵向振动T 2=0.30S

多遇地震作用标准值及位移的计算：

设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，场地土为Ⅱ类，查表得αmax

=0.08 ,T g =0.40s,

则横向地震影响系数： α1=α

max

(T g /T 1)0.9=(0.08/0.33)0. 9×0.08=0.02

T 1=0.33<1.4 T g =0.56故不考虑顶部附加水平地震作用 对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值： F EK =α1 G eq =0.08×0.85×56991=3875KN

由规范公式算得作用于各质点上横向水平地震作用标准值如下表：

南湖学院毕业设计（论文）

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横向地震作用简图如下所示：

横向地震作用简图

4.2 框架水平位移验算

①用于横向框架计算的侧移刚度D ，其计算结果见下表：

横向2~5层D 值的计算

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