某六层框架宿舍楼结构设计计算书

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摘 要

本次的设计题目是峨眉山市西南交通大学峨眉校区西山梁学生宿舍楼设计，该设计包括建筑设计及结构设计。其中结构设计采用手算一品框架及电算整栋建筑。

建筑设计根据建设用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先进行平面功能性设计，其次设计建筑立面，并与建筑平面造型相结合，并充分考虑防火分区及安全疏散。

钢筋混凝土框架结构设计包括水平荷载计算及其作用下的侧向位移验算、内力计算，竖直荷载计算及其作用下的内力计算，并考虑延性要求，然后进行内力组合及截面设计。其中水平荷载作用下的内力计算采用D值法，竖直作用下的内力计算采用弯矩二次分配法。

结构电算为钢筋混凝土框架结构电算，遵循参数设定、判断依据、出施工图的设计步骤。

关键词： 建筑设计 结构设计 学生宿舍楼

框架结构 结构电算

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Abstract

My thesis is focused on the students’ Domitory of Emei Campus of Southwest

University,including

architecture

design,and

reinforced

Jiaotong

concrete-frame structure design.During my design time,I will finish the calculation of it by hand and by computer.

According to the statistics 、acre and user`s demands,the first thing of

the architecture design that to be finished is the design of the architerture`s useful to fit for the requires.Then will be the appearance of the architecture,and so on.

Concrete-frame structure design includes the calculation of horizontal

loads and checking computations of it’s lateral displacement and internal force,the calculation of vertical load and internal force, and taking the ductility into consideration ,and the compound stress and reinforcing bars calculated, and among the rest, horizontal load adopts D-method, and vertical load adopts bending moment-twice distributed method .

The calculation of the structure by computer is to use the PKPM,The

procedure will follow the rules of it.Also ,the result of the PKPM will be compared with the result by hand.

Key words: Architecture design structure design Concrete-frame structure

structure design by computer.

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目录

绪论 ................................................................. 3 第一章 建筑设计 ....................................................... 4 1.1工程概况 .......................................................... 4 1.2平面设计 .......................................................... 4 1.3立面设计 .......................................................... 4 第二章 结构设计 ...................................................... 7 2.1结构布置及材料采用 ................................................ 7 2.2构件初估 .......................................................... 9 2.2.1柱截面初估 .................................................... 9 2.2.2梁尺寸初估 ................................................... 10 2.2.3初选楼板 ..................................................... 10 2.3结构计算简图及梁柱刚度计算 ....................................... 11 2.3.1梁的线刚度计算 ............................................... 12 2.3.2柱的线刚度计算 ............................................... 12 2.3.3相对刚度计算 ................................................. 12 2.3.4建筑规则性的判断 ............................................. 13 2.4荷载计算 ......................................................... 15 2.4.1恒荷载代表值（标准值）的计算 ................................. 15 2.4.2活荷载作用下标准值计算 ....................................... 17 2.5水平地震作用计算及内力、位移分析 ................................. 18 2.5.1重力荷载标准值计算 ........................................... 18 2.5.2多遇水平地震力作用计算及弹性位移验算 ......................... 19 2.5.4水平地震作用及弹性位移验算 ................................... 22 2.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算 ................................. 28 2.6.1横向框架内力计算 ............................................. 28 2.6.2横向框架弯矩二次分配法计算及内力计算 ......................... 34 2.7 荷载组合 ........................................................ 41

西南交通大学本科毕业设计 第 2 页 2.7.1梁上作用的重力荷载代表值的设计值换算 ......................... 41 2.7.2内力组合 ..................................................... 42 2.7.3框架内力调整 ................................................. 47 2.8截面设计 ......................................................... 50 2.8.1横向框架框架横梁正截面配筋计算 ............................... 50 2.8.2横向框架横梁斜截面配筋计算 ................................... 52 2.8.3框架柱正截面配筋 ............................................. 54 2.8.4框架柱的斜截面配筋计算 ....................................... 59 2.9基础设计 ......................................................... 60 2.9.1设计资料 ..................................................... 60 2.9.2柱下独立基础设计基本说明 ..................................... 61 2.9.3柱下独立基础设计 ............................................. 61 结论 ................................................................ 68 致谢 ................................................................ 70 参考文献 ............................................................ 71

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绪论

毕业设计是大学本科教育培养目标实现的关键阶段，是毕业前的一次综合性学习阶段，是在工作之前对于大学期间所学知识的一次全面、综合的运用，更是一次作为工民建专业的毕业生跨入这个行业之前的一次练兵。

我的毕业设计题目为《峨眉山市西南交通大学峨眉校区西山梁学生宿舍楼设计》，本工程采用6层框架结构体系。此结构体系平面结构布置对称，各种构件布置均匀、规整。在设计过程中，框架梁、柱的布置充分考虑了建筑物的使用功能和结构的合理性，既可以满足空间的灵活布置，同时考虑框架为多层建筑承受竖向荷载和侧向力的作用的有效形式，可以满足抵抗水平和竖向荷载。

针对现在框架结构在工民建中的广泛运用，并且自己在毕业后将继续硕士深造，研究方向为高层建筑与大跨建筑的设计，所以为了给自己打下一个良好的基础，我选择了设计框架建筑作为我在大学本科阶段的最后一次最为重要的综合性学习课程，选择此题目的目的也是希望将自己四年所学的知识总结与应用，设计过程分为建筑部分与结构部分，每部分的设计在指导老师及各种规范的指导下进行，力求做到安全、合理并经济。

限于自己的水平有限，在本设计书中难免存在很多考虑不周全与错误之处。望老师批评指正。

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第一章 建筑设计

1.1工程概况

本工程坐落于四川省峨眉山市西南交通大学峨眉校区西山梁学生宿舍片区，为6层框架结构，建筑场地为20mX80m，建筑面积为5000~8000m2，地面粗糙程度为B类，场地类别为Ⅱ类，抗震等为三级。

1.2平面设计

平面设计为参考西山梁4、5号学生宿舍楼进行设计，设计思路为在与西山梁其他4、5号楼的宿舍在大体上保持一致的前提下，充分考虑学生的使用要求及建筑的居住要求，从整体到局部进行设计，本设计中所采用的尺寸在满足规范的前提下，实测西山梁5号学生宿舍楼、大板2、5号学生宿舍楼、生活使用用具的相关尺寸予以设计。本设计参考的规范如下：

1.《宿舍建筑设计规范》 JGJ 36-2005。 2．《民用建筑设计通则 》GB 50352-2005 3.《建筑模数协调统一标准 》GBJ 2-86

本设计的平面相关见附图集中建施02~建施04，图1.1.1宿舍布置图，图1.1.2盥洗间布置图，图1.1.3宿舍衣柜详图。

1.3立面设计

立面设计目的是在紧密结合平面、剖面的内部空间组合、外部环境及在满足建筑使用要求和技术经济条件下，充分考虑学生宿舍对于采光、通风的要求，运用建筑造型和立面构图的规律进行的，设计内容见附图集中建施05及建施06.

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图1.1.1 宿舍平面布置图

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图1.1.2 盥洗间平面图

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图1.1.3 宿舍衣柜平、立面图

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第二章 结构设计

2.1结构布置及材料采用

该建筑为学生宿舍，布置较为规整，楼层数为6层，每层的楼板间距为3.6m，即层高3.6米，女儿墙高度1.2米，主体建筑（不包含女儿墙）高度为21.6米，因此考虑采用全现浇框架结构体系，结构选型图见图2.1.1。

填充墙为240mm厚普通砖，门为钢铁门，门洞尺寸1.2m×2.1m。窗为钢框玻

璃窗，窗洞尺寸为1.2m×1.5m

混凝土采用：柱采用：C30,fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2

梁、板采用：C25,fc=11.9n/mm2,ft=1.27n/mm2

钢筋采用：梁、柱纵筋采用HRB400级钢， fy?fy'?360n/mm2,?b?0.518,fc/fy?0.0331 箍筋采用HPB235级钢，fy=fy’=210n/mm2

查《建筑抗震设计规范》附录A可知本地区抗震设防烈度为为7°抗震，建筑抗

震设防等级为三级,建筑结构安全等级为三级,设计基本地震加速度0.10 g,设计地震分组:第二组;场地类别:二类;特征周期Tg=0.40s

查《建筑结构荷载规范》6.1及附录D.4，基本雪压So=0.2kn/m2

变形缝宽度应≥H/300=21.6/300m=72mm，考虑模数限制，变形缝设为90mm。

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图2.1.1 结构选型图

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2.2构件初估

2.2.1柱截面初估

计算简图见图2.1.2柱的负载面积示意图所示

图2.2.1柱的负载面积计算简图

边柱的负载面积为

3.97.5??7.3m2 222.17.53.9?)??9.36m2 222中柱的负载面积为(由《建筑抗震设计规范》可知，本工程位于四川·峨眉，抗震设防烈度为7°，

设计基本地震加速度为0.10g，抗震等级为3级，轴压比限制为[un]=0.9，各层的重力荷载代表值暂时近似取为14kn/m2.

柱的截面初估采用公式

A?N [Un]fc 式2-1-1

西南交通大学本科毕业设计 第 10 页 式中

N为柱组合的轴压力设计值，N??FgEn；F为按简支状态计算的柱的负载面积，gE为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12~15kn/m2.

β为考虑地震作用组合后柱轴压力的增大系数，边柱取1.3，不等跨内取1.25，等跨内柱取1.2

n为验算截面以上的楼层层数 Ac为柱截面面积

fc为混凝土轴心抗压强度设计值

[?n]为框架柱的轴压比限值，3级框架取为0.9。

且：按上诉方法确定的柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm，

柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4

根据上述计算结果并综合其他因素，柱截面取为：底层柱600mm×600mm

其它层柱500mm×500mm

由此，得：

边柱 中柱

Ac?Ac?6?1.3?7.3?14?69.8?103

0.9?14.36?1.25?9.36?14?85.9?103

0.9?14.32.2.2梁尺寸初估

表2-1-1 梁的尺寸选择

层号 混凝土强度等级 1~6 C25 AB,CD 350×500 BC 350×350 横梁（b×h） 横梁（b×h） 350×500 2.2.3初选楼板

楼板为现浇双向连续板，0.02L=0.02×3.9m=78mm，故初选楼板厚t=100mm。

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2.3结构计算简图及梁柱刚度计算

说明：选取一榀框架作为计算单元。本设计中，选取第⑧轴线作为计算单元。假定框架柱嵌固于基础顶面上，框架梁与柱刚接，梁跨度等于柱截面形心轴线间距。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面。基顶标高暂定为-1.0m，故底层柱的计算高度为4.6m，其余各层柱的计算高度均为3.6m。

混凝土采用：

柱采用：C30,fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2 梁、板采用：C25,fc=11.9n/mm,ft=1.27n/mm22

框架结构计算简图见图2.3.1，图2.3.2所示。

图2.3.1 横向框架计算简图

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图2.3.2 纵向框架计算简图

2.3.1梁的线刚度计算

表2-3-1 梁的线刚度计算

类别AB,CD梁BC梁13b×hI?bhEc(n/mm)(mm×mm)O122l/mm75002100ECIO/L1.5ECIO/L2ECIO/L2.8X104350×5003.65×109350×3501.25×109 (mm4)(mm4)(mm4)1.35×10102.03×10102.72×10101.67×10102.25×10103.34×10102.3.2柱的线刚度计算

表2-3-2柱的线刚度计算

层号12~6hc/mm46003600EC(n/mm2)3.0×104EC=IC/hcb×hIC/mm2(mm×mm)(n·mm)600×6001.08×10107.04×1010500×5000.52×10104.3×1010 2.3.3相对刚度计算

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令2~6层柱子的线刚度为1.0，其余各柱的相对线刚度计算结果如图2.3.3。 经判定，本建筑符合建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）中3.4.2条关于建筑

2.3.4建筑规则性的判断

竖向和水平规则性之规定：

一．竖向不规则情况。

1. 侧向刚度不规则：该层的侧向刚度小于相邻的上一层的70%，或者小于其上相邻3个楼层的侧向刚度平均值的80%，除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。

2. 竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件向下传递。 3. 楼层承载力突变：抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80% 二．水平不规则情况。

1.扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移，大于该楼层梁端弹性水平位移平均值的1.2倍。

2.凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%。 3．楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度的急剧变化。

综上所述，经过本处及本设计后续部分的判定，本设计不存在竖向和水平不规则的情况。

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图2.3.3 相对线刚度计算

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2.4

荷载计算

2.4.1恒荷载代表值（标准值）的计算

1．上人屋面

防水层 ：

30厚C20细石混凝土 1.0kn/m2 三毡四油铺小石子

0.4kn/m2

找平层 ：

20厚水泥砂浆

0.02×20kn/m3=0.4kn/m2

找坡层 ：

40厚水泥石灰焦渣砂浆 2.5%找平

0.04×14kn/m3=0.56kn/m2

保温层 ：

80厚矿渣水泥 0.08×14.5kn/m3=1.16kn/m2

结构层 ：

100厚现浇混凝土板

0.1×25kn/m3=2.5kn/m2

抹灰层 ：

10厚混合砂浆

0.1×17kn/m3=0.17kn/m2

6.19kn/m2

合计

2.标准层楼面

小瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 结构层 ：

100厚现浇混凝土板

0.1×25kn/m3=2.5kn/m2

0.55kn/m2

抹灰层 ：

10厚混合砂浆

0.01×17kn/m3=0.17kn/m2

3.22kn/m2

合计

3.梁自重

1）横梁

AB,CD跨（350×500）

0.35×（0.5-0.1）×25kn/m3×7.5×2=52.5kn

BC跨（350×350）

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0.35×（0.35-0.1）×25kn/m×2.1=4.6kn

3

抹灰层 10厚混合砂浆

AB,CD跨

0.01×[(0.5-0.1) ×2+0.35] ×17kn/m3×7.5×2=2.93kn

BC跨

0.01×[(0.35-0.1) ××2+0.35] ×17kn/m3×2.1=0.3kn

60.33kn/m

合计

折算为均布线荷载 60.33、（7.5×2+2.1）=3.52kn/m 2)纵梁（350×500）

自重：

0.35×(0.5-0.1) ×25kn/m3=3.5kn/m3

抹灰10厚混合砂浆0.01×[(0.5-0.1) ×2+0.35] ×17kn/m3=0.20kn/m3

3.7kn/m

合计

3)柱自重

底层柱（600×600）

自重 抹灰

0.6×0.6×25kn/m3=9kn/m3 0.01×0.6×4×17kn/m3=0.41kn/m3

9.41kn/m3

合计

标准层柱（500×500）

自重

0.5×0.5×25kn/m3=6.25kn/m3 0.01×0.5×4×17kn/m3=0.34kn/m3

6.59kn/m3

抹灰

合计

4）外纵墙 240厚普通砖，外墙面贴瓷砖（0.5kn/m2），内墙面为20mm厚水泥粉刷，窗洞为1.2×1.5，采用钢框玻璃窗。

自重 窗

0.24×[3.9×(3.6-0.5)-1.2×1.5] ×15kn/m3=37.1kn

1.2×1.5×0.45kn/m2=0.81kn

瓷砖墙面 3.9×(3.6-0.5)-1.2×1.5] ×0.5kn/m2=5.25kn

[3.9×（3.6-0.5）-1.2×1.5] ×3.6kn/m2=3.6kn

43.06kn

水泥粉刷内墙面 合计

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折算为均布线荷载 11.04kn/m 5)外横墙 240厚普通砖 15kn/m2

自重 瓷砖

0.24×（3.6-0.5）×15kn/m2=11.2kn/m

0.5×(3.6-0.5)=1.55kn/m

水泥粉刷内墙面 合计

（3.6-0.5）×0.36kn/m2=1.12kn/m

13.87kn/m

6)内纵墙 240厚普通砖，门洞1.2×2.1，钢铁门，0.45kn/m2

自重 门重

0.24×[(3.6-0.5) ×3.9-1.2×2.1] ×19kn/m3=34.45kn

1.2×2.1×0.45=1.13kn/m

内外瓷砖墙面 合计

[3.9×(3.6-0.5)-1.2×2.1] ×0.5×2=9.57kn

45.15kn 11.58kn/m

折算为均布线荷载

7)内横墙 240厚普通砖

自重

0.24×（3.6-0.5）×15kn/m3=11.16kn/m

内外瓷砖墙面 （3.6-0.5）×0.5kn/m=1.12kn/m 合计

12.28kn/m

2.4.2活荷载作用下标准值计算

1．屋面和楼面活荷载标准值

上人屋面 楼面

查《建筑结构荷载规范》4.1.1有

2.0kn/m 2.0kn/m

2.雪荷载

Sk=μrSo=0.50×1.0=0.50kn/m2 So:n=50,So=0.5kn/m, μr=1.0

2

屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取大值。

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2.5水平地震作用计算及内力、位移分析

说明：本工程主体高度为21.6米，且以剪切变形为主，质量和刚度沿高度均匀分布，适用于底部剪力法计算水平地震作用。该方法将结构简化为作用在各楼层位置的多质点葫芦串，结构剪力与地震影响系数及各质点的重力荷载代表值有关。

2.5.1重力荷载标准值计算

1.各构件的重力荷载代表值计算

1）荷载汇总（kn/m）

表2-5-1 构件线荷载汇总

构件 线荷载值 构件 线荷载值

上人 屋面 6.19 标准层柱 6.59 标准层楼面 3.22 横梁 纵梁 底层柱 3.52 3.7 9.4 外纵墙 外横墙 内纵墙 内横墙 11.04 13.87 11.58 12.28 2）标准层的墙体重力荷载标准值 标]×11.04×2+（17.1-3×0.5）×13.87+（31.2-0.5G[墙?（31.2-0.5×8）

×8）×11.58+（17.1-3×0.5）×12.28×18=4580.5kn

3)首层的墙体重力荷载标准值

首]G[墙?（31.2-0.6×8）×（11.04×2+11.58×2）+（17.1-3×0.6）×

（13.87+12.28×18）=4788.5

4）首层柱的重力荷载标准值

首]G[柱?9.4×4.6×36=1556.64kn

5）标准层柱的重力荷载标准值

标]G[柱?6.59×3.6×36=900.6kn

6)横梁的重力荷载标准值

G横梁=3.52×17.1×9=541.73kn

7）纵梁的重力荷载标准值

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G纵梁=3.7×31.2×4=461.76kn

8）女儿墙:1.2米高，普通砖砌筑，混凝土压顶

G女儿墙?18×1.2×0.24×（31.2×2+17.1）=412.1kn

考虑其他一些综合因素，取女儿墙自重G女儿墙?450kn

2．各楼层的重力荷载标准值计算

说明：

1. 恒载取100%，活载（雪载）取50%计入组合

2. 每层的楼梯不另行计算，而改考虑为楼梯间处板重为原有的1.5倍计入荷载值。

3. 一般楼层取Gi=1.0横+0.5活+1.0自重 4. 墙、梁、柱分层总计，上下各半

1）顶层 G6恒=450+4580.5//2+541.73+461.76+900.6/2+6.19×31.2×

17.1×0.5×3×3.22×7.5×3.9=7860.2kn

2)标准层 G2~5恒=4580.5×2/2+900.6×2/2+541.73+461.76+3.22×31.2×

17.1+0.5×3×3.22×7.6×3.9=8821.8kn

3）首层 G1恒=4580.5/2+4788.5/2+541.73+461.76+700.6/2+1556.64/2+

0.5×3×3.22×7.6×3.9+3.22×31.2×17.1=9092.1kn

3．屋面雪荷载标准值计算及活荷载标准值计算

G雪=0.50×31.2×17.1=266.76kn Q活=2×31.2×17.1=1067.04kn

两者不同时考虑，取大值参与计算，Q=1067.04kn

4．总重力荷载代表值计算

GE1=G1恒+0.5Q活=9092.1+0.5×1067.041=9625.62kn GE2~5=G2~5恒+0.5Q活=8821.8+0.5×1067.04=9353.32kn

GE6=G6恒+0.5Q活=7806.2+0.5×266.76=7939.58kn

2.5.2多遇水平地震力作用计算及弹性位移验算

1.楼层抗侧移刚度计算（见表2-5-2，2-5-3） 采用D值法进行计算。

西南交通大学本科毕业设计 第 20 页 1）横向2~6层D值计算

表2-5-2横向2~6层D值计算

构件名称 K?K? K?K? K1?K2 2KC计算简图 K ??K 2?KD??12KC h2A,D柱 2?2.7?0.63 2?4.30.6312?4.3?104???0.24 D?0.24?9555km/m 2?0.633.62B,C柱 K1?K2?K3?K4 2KC2?2.7?2??1.4 2?4.31.412?4.3?104???0.41 D?0.41??16324kn/m 2?1.43.62

一榀框架，ABCD柱各一根，变形缝任意一侧均为9榀框架，框架抗侧移总刚度=9×2×（9555+16324）=465822kn/m 2）横向1层D值计算

表2-5-3横向1层D值计算

构件名称 K?K1 KC计算简图 K ??K?0.5 2?KD??12KC h2A,D柱 B,C柱 ??K?2.72?0.39 7.04K1?K2 2KC0.5?0.3912?7.04?104?0.37 D?0.37??14772kn/m 2?0.394.62K?K?2.72?3.34?0.43 2?7.040.5?0.4312?7.04?104???0.383 ??0.383??15291kn/m 2?0.434.62

一榀框架，ABCD柱各一根，变形缝任意一侧均为9榀框架，框架抗侧移总刚度=9×2×（15291+14722）=541134kn/m

西南交通大学本科毕业设计 第 21 页

2.5.3自震周期计算

1.顶点位移及层间位移计算表格见表2-5-4

表2-5-4 位移计算

层号654321Gi7939.589355.329355.329355.329355.329625.62∑Gi7939.5817294.9026650.2036005.5045360.8054986.50Di(kn/m)465822.00465822.00465822.00465822.00465822.00541134.00?ui?

?G(m)iDiμTGiΔiGiΔ2i0.0170.0370.0570.0770.0970.1020.3870.3700.3330.2760.1990.1023072.6203461.5003115.3002582.1001861.700981.8001189.1001280.7001037.400712.700370.500100.100 2．采用顶点位移法，取ψt=0.65(考虑填充墙的周期折减系数)

T1?1.7?t??1.7?0.650.387?0.687s

?t：考虑填充墙影响的周期折减系数，框架结构其取值为0.6~0.7

3．采用能量方法，取ψt=0.65(考虑填充墙的周期折减系数)

T1?2?t?Gi?i?G?ii2 式2-5-1

?2?0.651189.1?1280.7?1037.4?712.7?370.5?100.1?0.725s

3072.62?3461.5?3115.3?2582.1?1861.7?981.8综上，由于能量方法与顶点位移法计算相差较小（0.04）故取二者任意进行下一步计算均可，本设计取T1=0.687s参与下一步计算。

西南交通大学本科毕业设计 第 22 页

2.5.4水平地震作用及弹性位移验算

说明：对于以下两类建筑适用于底部剪力法。

1．

高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构 2．

近似于单质点体系的结构。

故对于本设计，适用于底部剪力法进行抗震计算。计算简图如下图所示。

图2.5.1 水平地震计算简图

1．水平地震影响系数а1的计算。

结构基本周期取为顶点位移法的计算结果，T1=0.687s.由抗震规范可知，本结构的抗震设防烈度为7°，设计基本地震加速度为0.10g，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组。故有Tg=0.40s, а

max

=0.08.

T1?0.687s?1.4Tg?0.64s,故需考虑高震型的影响。 Tg?T1?0.687s?5Tg，故?1?(TgT1)??2?max

对于一般情况，混凝土结构的ξ=0.05，故η2=1.0，γ=0.9 故

?1?(TgT1)??2?max?(0.40.9)?1?0.08?0.049 0.687

西南交通大学本科毕业设计 第 23 页

2．水平地震作用标准值计算

Geq???Gi

式2-5-2

Geq：结构等效总重力荷载

β：等效系数，抗震规范取值为0.85

故本设计，Geq=0.85×（9625.62+4×9355.32+7939.58）=54986.5kn 故本设计，FEK??1Geq?0.049?54986.5?2694.33kn 在考虑高震型的影响时，?n?0.08T1?0.01?0.065

?Fn??nFEK?0.065?2694.33?175.13kn GiHi(FEK??Fn) GH?jj在考虑高震型的影响时，有 Fi?式中

式2-5-3

FEK---结构总水平地震作用标准值（底部剪力）

Fi---质点i的水平地震作用标准值

Gi Gj---分别为作用于质点i，j的重力荷载代表值 Hi Hj---分别为质点i,j的计算高度

?Fn---顶部附加水平地震作用，本设计中作用于6层的顶部。

综上，Fi,Vi,ΔUe及ΔUe/h的计算见表格2-5-5

西南交通大学本科毕业设计 第 24 页

表2-5-5 Fi,Vi,ΔUe及ΔUe/h的计算

西南交通大学本科毕业设计 第 25 页

814.531442.41944.742321.992573.092702.3

图2.5.2 水平地震作用下的剪力图

3.楼层地震剪力标准值验算

根据VEKi???Gj进行验算，λ=0.012

VEKi???Gj

VEKi：第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力。 λ：剪力系数，本算例取其值为0.012，符合《建筑抗震规范》5.2.5关于其的规定，且对于竖向不规则的建筑的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数。

Gj：第j层的重力荷载代表值。

VEK6?690.8kn?0.012?G6?0.012?7939.58?95.27knVEK5?1222.9kn?0.012?（G6?G5）?0.012?（7939.58?9355.32）?207.54knVEK4?1648.6kn?0.012?（G6?2G5）?0.012?（7939.58?2?9355.32）?319.8knVEK3?1968.3kn?0.012?（G6?3G5）?0.012?（7939.58?3?9355.32）?432.07knVEK2?2181.1kn?0.012?（G6?4G5）?0.012?（7939.58?4?29355.32）?544.33knVEK1?690.8kn?0.012?（G6?4G5?G1）?0.012?54986.5?659.84kn

合格。

4.地震作用下的弹性位移验算

多遇地震下的各楼层层间弹性位移计算见表2-5-4，同时也将其表达为层间

位移角Δue/h的形式。钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限制为1/550，因此各楼层均满足要求。

2.5.4多遇水平地震作用下的框架内力分析

西南交通大学本科毕业设计 第 26 页

说明（计算步骤）：

1.地震剪力按D值比例分配到各框架柱，可得各层每根柱的剪力值。 2.通过查表确定反弯点高度比及其修正值并确定反弯点高度。

3.计算每根柱上下端的柱端弯矩。

4.利用节点平衡原理，求出每层各跨梁端的弯矩。 5.求出梁端剪力。

6.由柱轴力与梁端剪力平衡的条件可求柱轴力。 1.反弯点高度计算

yh?(y0?y1?y2?y3)h

式2-5-4

y-----D值法的反弯点高度

yo----标准反弯点高度比，查表确定(倒三角形荷载)

y1----考虑与柱相邻的上下横梁刚度不同时对反弯点高度比的修正系

数。

y2----考虑相邻上层层高与本层层高不同时的反弯点高度比修正系数。 y3----考虑相邻下层层高与本层层高不同时的反弯点高度比修正系数。

2.水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值计算（见表2-5-6及图

2.5.3）

表2-5-6水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值计算

西南交通大学本科毕业设计 第 27 页

图2.5.3 水平地震作用下框架弯矩图

3.框架梁端剪力及柱端轴力计算（见表2-5-6）

表2-5-7 框架梁端剪力及柱的轴力

西南交通大学本科毕业设计 第 28 页

2.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算

2.6.1横向框架内力计算

1.计算单元选取：取⑧号柱轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.9米，由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线重合，故无集中力矩作用。由于房间内未布置次梁，故荷载传递如图2.6.1所示。

图2.6.1

荷载传递

西南交通大学本科毕业设计 第 29 页

2．荷载计算

1）恒载计算（计算简图见图2-5-4）

图2.6.2 恒载计算简图

说明：1.q1,q1`代表横梁自重及其上横墙自重（注：横墙自重仅1~5层有），

为均布荷载形式。

2. q2,q2`分别为房间板和走道板传给横梁的梯形和三角形荷载，具体

计算方法见图2.6.3

西南交通大学本科毕业设计 第 30 页

图2.6.3板传荷载计算简图

计算说明：

图2.5.4中AB、CD跨和BC跨中的q2即为图2.5.5中AB、CD板中和BC板中的阴影部分，其大小应为屋（楼）面板自重×梯形（三角形）高度×2

西南交通大学本科毕业设计 第 31 页

3. P中纵梁直接传给柱的恒载，其包括梁自重、1,P2分别为由边纵梁、楼板重和女儿墙（仅6层有）等的重力荷载，具体计算方法见图2.6.4

图2.6.4 板传荷载计算简图

计算说明：

作用于A,D轴线上的P1和B,C轴线上的P2包含有： 1.图2.6.4中加粗黑线（纵梁自重）及其上女儿墙（仅6层有）或纵墙自重（1~5层）

2.板传荷载（图中阴影部分），其应该等于∑屋面板（楼板）自重×相应柱分担的面积

西南交通大学本科毕业设计 第 32 页

2）活载计算（计算原理同恒载计算，计算简图见图2.6.5）

图2.6.5 活载计算简图

3）从计算手稿中将各种荷载汇总

得表2-5-7横向框架恒载汇总及表2-5-8横向框架活载汇总，得如下表格

表2-6-1 横向框架恒载汇总表

表2-6-2 横向框架活载汇总表，注：表中括号值为雪荷载

3．荷载换算及梁端弯矩计算

说明：根据结构力学关于梯形与三角形荷载的相关说明，将其换算为均布荷

载，换算说明如下所示。

1）

西南交通大学本科毕业设计 第 33 页

5q2?q1

8

2）

q2?(1?2?2??3)q1

故，可得表2-6-3横向框架梁恒、活载汇总表及固端弯矩计算

表2-6-3横向框架梁恒、活载汇总表及固端弯矩计算

层号654321AB,CD跨活载汇总表及固端弯矩计算q=0.88q2(kn/m)P1P26.86（1.72）3.51（0.88）9.5（2.38）6.863.519.56.863.519.56.863.519.56.863.519.56.863.519.5BC跨活载汇总表及固端弯矩计算q=0.625q2(kn/m)P1P22.625（0.67）3.51（0.88）9.5（2.38）2.6253.519.52.6253.519.52.6253.519.52.6253.519.52.6253.519.5 M左=M右=ql2/1232.2(8.1)32.232.232.232.232.2层号654321M左=M右=ql2/120.96(0.25)0.960.960.960.960.96

西南交通大学本科毕业设计 第 34 页

2.6.2横向框架弯矩二次分配法计算及内力计算

说明：采用图2.3.1中的相对线刚度进行分配系数的计算，计算结果如下表格所

示。

表2-6-4 分配系数计算

西南交通大学本科毕业设计 第 35 页 1. 恒载弯矩二次分配法及内力计算

表2-6-5 恒载弯矩二次分配法计算

西南交通大学本科毕业设计 第 36 页

2-6-6 恒载引起梁端剪力

表2-6-7恒载引起柱端轴力

恒载引起柱端轴力 层次 6 5 4 3 2 1 P1 69.50 70.77 70.77 70.77 70.77 78.04 P2 61.81 89.14 89.14 89.14 89.14 87.98 柱自重 23.70 23.70 23.70 23.70 23.70 43.24 A柱 柱顶 160.19 354.94 549.46 743.98 938.42 柱底 183.89 378.64 573.16 767.68 B柱 柱顶 167.23 387.77 608.53 829.30 柱底 190.93 411.47 632.23 853.00 962.12 1050.14 1073.84 1140.60 1183.84 1269.35 1312.59

西南交通大学本科毕业设计 第 37 页

图2.6.6 恒荷载作用下的弯矩图

西南交通大学本科毕业设计 第 38 页 2. 活载弯矩二次分配法及内力计算

表2-6-8 活载弯矩二次分配法

西南交通大学本科毕业设计 第 39 页

表2-6-9 活载引起梁端剪力

表2-6-10 活载引起柱端轴力

活载引起柱端轴力 层次 6 5 4 3 2 1 P1 3.51 3.51 3.51 3.51 3.51 3.51 P2 9.50 9.50 9.50 9.50 9.50 9.50 柱自重 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 A柱 柱顶 28.69 57.84 86.92 柱底 28.69 57.84 B柱 柱顶 38.53 76.59 柱底 38.53 76.59 86.92 114.73 114.73 116.00 116.00 152.86 152.86 145.06 145.06 191.02 191.02 174.59 174.59 228.71 228.71

西南交通大学本科毕业设计 第 40 页

图2.6.7 活荷载作用下的弯矩图

西南交通大学本科毕业设计 第 41 页

2.7 荷载组合

说明：

1．结构的抗震等级：结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度

等因素，由《建筑抗震规范》6.1.2确定，本设计的框架抗震等级为三级抗震。

2．框架梁内力组合

本设计考虑了3种内力组合，即1.2SGK?1.4SQK，1.35SGK?1.0SQK，

1.2SGE?1.3SEK三种组合。

2.7.1梁上作用的重力荷载代表值的设计值换算

表２-７-１ 梁上重力荷载设计值计算

AB跨 层号 6 5 4 3 2 1 1.2q1(kn/m) 1.2*3.5=4.2 1.2*15.78=18.94 1.2*15.78=18.95 1.2*15.78=18.96 1.2*15.78=18.97 1.2*15.78=18.98 1.2q2(kn/m) 1.2*(24.14+0.5*7.8)=33.66 1.2*(12.56+0.5*7.8)=19.75 1.2*(12.56+0.5*7.8)=19.76 1.2*(12.56+0.5*7.8)=19.77 1.2*(12.56+0.5*7.8)=19.78 1.2*(12.56+0.5*7.8)=19.79 BC跨 层号 6 5 4 3 2 1 1.2q1'(kn/m) 1.2*2.2=2.64 1.2*2.2=2.65 1.2*2.2=2.66 1.2*2.2=2.67 1.2*2.2=2.68 1.2*2.2=2.69 1.2q2'(kn/m) 1.2*(13+0.5*4.2)=18.12 1.2*(6.76+0.5*4.2)=10.63 1.2*(6.76+0.5*4.2)=10.64 1.2*(6.76+0.5*4.2)=10.65 1.2*(6.76+0.5*4.2)=10.66 1.2*(6.76+0.5*4.2)=10.67

西南交通大学本科毕业设计 第 42 页

2.7.2内力组合

１．横向框架横梁弯矩剪力组合

表２-７-２横向框架横梁内力组合

西南交通大学本科毕业设计 第 43 页 ２．横向框架A柱弯矩轴力组合

表2-7-3横向框架A柱弯矩轴力组合

西南交通大学本科毕业设计 第 44 页 3. 横向框架A柱剪力组合

表2-7-4横向框架A柱剪力组合

西南交通大学本科毕业设计 第 45 页 4. 横向框架B柱弯矩轴力组合

表2-7-5 横向框架B柱弯矩轴力组合

西南交通大学本科毕业设计 第 46 页 5．横向框架B柱剪力组合

表2-7-6横向框架B柱剪力组合

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/b7no.html