陕科大综合教学实验楼施工组织设计 土木工程毕业设计计算书 - 图

摘 要

本工程为陕科大综合教学实验楼，主体结构为钢筋混凝土框架结构。总建筑面积约为6834㎡，层高3.6m，建筑层数六层。采用独立基础，室内外高差为0.45.m。

本设计综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构办公楼的建筑、结构设计。设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计，依据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面，其次进行立面造型、剖面设计。建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求。

结构设计密切联系建筑设计，以现有的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容。本工程采用钢筋混挺土框架结构体系（纵横向混合承重），选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载采用分层法计算，水平荷载作用采用D值法计算。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工程位于8度抗震设防区，计算时考虑了抗震的要求。 关键词：建筑设计；混凝土框架结构设计； 抗震设计

I

Abstract

This project for Sust comprehensive teaching and laboratory building, main body structure for reinforced concrete frame structure. With a total construction area of about for 6834㎡, storey height 3.6m, construction layer six layers. Adopt independent 0.45 based, indoor and outdoor elevation j m.

This design comprehensive use of expertise, according to the requirements of the design plan descriptions of the office building of the reinforced concrete structures, the structure design. Design process follow after the first building structure based on the order again. Architectural design, the overall planning requirements, according to the building land for construction conditions and base circumjacent environment characteristics, the first building plane, secondly on design, section facade design. Architecture design should meet the use function and plastic arts requirements.

KEY WORDS:Structure design；Design of concrete frame structure ；Seismic design

II

目录

1设计任务 .................................................................. 1

1.1 工程概况 ............................................................ 1 1.2 建筑结构设计的基本内容 .............................................. 1 1.3 设计资料 ............................................................ 1

1.3.1 气象条件 ..................................................... 1 1.3.2 抗震设防 ..................................................... 2 1.3.3 地基土承载力 ................................................. 2 1.3.4 其它条件 ..................................................... 2 1.3.5 钢筋混凝土 ................................................... 2

2 结构类型 .................................................................. 3 3 框架结构设计计算 ......................................................... 4

3.1 梁柱截面,梁跨度及柱高确定 .......................................... 4

3.1.1 初估截面尺寸 ................................................. 4 3.1.2 梁的计算跨度 ................................................. 6 3.1.3 柱的高度 ..................................................... 6 3.2 楼屋面及梁柱墙门窗的均布荷载 ....................................... 7

3.2.1 屋面板的均布恒载 ............................................. 7 3.2.2 屋面的均布活载 ............................................... 7 3.2.3 楼面的均布恒载 ............................................... 8 3.2.4 楼面均布活荷载 ............................................... 8 3.2.5 梁柱的自重 ................................................... 8 3.2.6 墙体自重的计算 ............................................... 9 3.2.7 门窗的自重的计算 ............................................ 10 3.2.8 各层荷载组合 ................................................ 11 3.3 水平地震力作用下框架的侧移验算 .................................... 12

III

3.3.1 横梁的线刚度 ................................................ 12 3.3.2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值 ............................ 13 3.3.3 横向框架自震周期 ............................................ 14 3.3.4 横向地震作用计算 ............................................ 15 3.3.5 横向框架抗震变形验算 ........................................ 16 3.4 水平地震作用下，横向框架的内力分析 ................................ 17 3.5 竖向荷载作用下横向框架的内力分析 .................................. 22

3.5.1 计算单元的选择确定 .......................................... 23 3.5.2 荷载作用下框架的内力计算 .................................... 23 3.5.3 荷载作用下梁的内力计算 ...................................... 27 3.5.4 用力距二次分配法计算框架弯距 ................................ 27 3.5.5 梁端剪力及柱轴力的计算 ...................................... 35 3.6 风荷载作用下框架的内力分析 ........................................ 39 3.7 内力组合 ........................................................... 39

3.7.1 框架梁内力组合 .............................................. 39 3.7.2 框架柱内力组合 .............................................. 45 3.8 截面设计 ........................................................... 49

3.8.1 承载力抗震调整系数 .......................................... 49 3.8.2 横向框架梁截面设计 .......................................... 50 3.8.3 柱截面设计 .................................................. 61

4 现浇板设计 ............................................................... 68

4.1 区格板的分布 ....................................................... 68 4.2 荷载计算 ........................................................... 68 4.3 荷载跨度 ........................................................... 69 4.4 弯矩计算 ........................................................... 69

4.4.1 A区格内力计算 ............................................... 69 4.4.2 B区格内力计算 ............................................... 71 4.5板的配筋计算 ....................................................... 73

IV

结 论 ..................................................................... 75 参考文献 ................................................................... 76 致 谢 ..................................................................... 77

V

1设计任务

1.1 工程概况

1）某多层综合教学实验楼，主体6 层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，主楼建筑面积约6834㎡,建筑物平面简单；

2）建筑方案确定，房间开间5.1m，进深6.6m,走廊宽3.0m,底层4.2m,中间层3.6m,其

室内外高差0.45m,其中标高相当于马路中心相对标高；

3）抗震设防要求：设防烈度8度（0.2g）,地震分组为一组，场地类别：Ⅲ类，抗震等

级三级，建筑物安全等级二级；

24）基础设计不考虑地基土的变形验算，其承载力为fk?290KN/m；

5）建筑所在地的主导风向: 冬夏季为东北风，基本风压：0.4kN/m2；

6） 不上人屋面活荷载：0.5KN/m2；上人屋面活荷载：2 KN/m2 (标准值)；楼面活载2.0KN/m2。

1.2 建筑结构设计的基本内容

结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，及如下内容：

（1）地震作用计算；风荷载作用计算； （2）框架内力分析，配筋计算（取一榀）； （3）板、楼梯、雨蓬的配筋计算。 其它构件计算视设计情况而定。

1.3 设计资料

1.3.1 气象条件

（1）基本风压：0.4KN/m2;基本雪压：0.2KN/m2 （2）此处按建筑结构荷载规范GB50009-2001采用； （3）主导风向：冬夏季为东北风。

1

1.3.2 抗震设防

查GB 50011－2010知本地区抗震设防烈度为8级，设计基本地震加速度为0.20 g,地震分组为第一组，Ⅲ类场地设计

1.3.3 地基土承载力

2 地基土承载力为fk?290KN/m。

1.3.4 其它条件

表1-1地层特性

层厚 地基承载力特征值 层序 地层名称 状态 a b c 杂填土 可塑 地层包含物 （M） 黑灰色 含少量碎砖 黄灰色 含氧化铁 褐黄色 含少量氧化铁、铁锰粘土 硬塑 结核 棕红色 含风化砂岩颗粒 9.0 未钻穿 290 380 1.0~1.3 0.9~1.1 fak（Kpa） 85 145 粉质粘土 可塑 c 砂岩强风化 坚硬 1）地下水

上层滞水，主要分布于上部填土层中，水量中等，对砼无侵蚀性。

2）建筑物位于西安地区。.拟建场地地面平坦。抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震第一组，场地土类别为Ⅲ类.

3）拟建物建议其基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取290Kpa，压缩模量取15Mpa。

1.3.5 钢筋混凝土

按三级抗震等级设计时，现浇框架梁的混凝土强度等级不应低于C20，同时不宜大于C40。框架柱三级抗震时，混凝土强度不应低于C20

所以梁板柱采用C35混凝土，纵筋采用II级，箍筋采用I级。

2

2 结构类型

本建筑设计方案采用框架结构，梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，我们取框架（1—10）（C—F）为计算对象，计算简单图如下示：

图2-1 计算框架柱网布置图

一榀框架计算简图如下图：

图2-2 一榀框架计算简图

3

3 框架结构设计计算

3.1 梁柱截面,梁跨度及柱高确定

3.1.1 初估截面尺寸

柱：柱截面尺寸可根据式Ac???N?fc,其中

NN=?FgEn N为柱组合的轴压力设

计值；F为按简支状态计算的柱的负载截面面积；gE为折算在单位建筑面积上的重力荷载计算，也可近似取12～15KN/㎡, ?为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，n为验算截面以上楼层层数；Ac为柱截面面积；fc为混凝土轴心抗压强度设计值；??N?为框架柱轴压比限值，对三级抗震等级可取0.8，各层的重力荷载代表值近似取14KN/㎡。

由图2-1可知边柱及中柱的负载面积分别为5.1×3.3㎡和5.1×4.8㎡，由

Ac?得第一层柱截面面积为（C35混凝土的fc=16.7N/mm2,ft=1.57 N/mm2）

??N?fcN1.3?5.1?3.3?14?103?6 边柱Ac??132822mm2

0.8?16.71.25?5.1?(3.23?1.5)?14?103?6中柱Ac? ?186658mm2

0.8?16.7并列成表3-1

表3-1 柱的截面尺寸确定

F层次 1～6层 边柱 ? 1.3 gEn 6 6 2?m? ?kN/m?2??N? 0.9 0.9 fcAc2?N/mm?16.7 16.7 ?mm? 216.25 23.75 中柱 1.25 14 /m2??kN14 132822 186658 考虑到不同地震方向的作用采用正方行柱截面,同时根据抗震规范要求柱净高与截面边长尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸为350mm要求,本工程底层柱截面都取500㎜×500mm, 二～六层取450mm×450mm。

梁：为满足承载力、刚度及迫性要求，截面高度h取梁跨度的112?18，且不小于

4

400㎜，梁的宽高比一般取值为13?12，同时考虑到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的出现要求hb?4，lh?4，根据三级抗震的要求梁的最小宽度为250㎜ （1）边横梁

对跨度为6600mm的边横梁：

截面高度h： 6600mm×1/12=542mm 6600mm×1/8=812mm 即截面高度h： 542mm～812mm 则取截面高度为600mm 截面宽度b： 600mm×1/2=300mm 600mm×1/3=200mm 即截面宽度b： 200mm～300mm 则取截面宽度为250mm （2）中横梁

对跨度为3000mm的中横梁：

截面高度h：3000mm×1/12=250mm 3000mm×1/8=375mm 即截面高度h：250mm～375mm

考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为400mm

截面宽度b： 400mm×1/2=200mm 400mm×1/3=133mm

即截面宽度b：133mm～200mm 考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为250mm （3）纵 梁

对跨度为5100mm的纵梁：

截面高度h： 5100mm×1/12=417mm 5100mm×1/8=625mm 即截面高度h： 417mm～625mm 则取截面高度为500mm 截面宽度b： 500mm×1/2=250mm 500mm×1/3=167mm 即截面宽度b： 167mm～250mm 则取截面宽度为250mm 纵上可将估计梁的截面尺寸汇总于下表3-2

表3-2 梁截面尺寸（㎜）确定

层次 1～6层 横梁（b×h） AB跨、CD跨 250×600 BC跨 250×400 纵梁（b×h） 250×500 5

3.1.2 梁的计算跨度

框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而建筑轴线与墙轴线不重合，所以柱建筑轴线结构计算跨度相同

3.1.3 柱的高度

底层柱高度：4.2+0.6+0.45=5.25 m。注：底层层高4.2m，室内外高差0.45m， 基础顶部至室外地面0.6m。 中间层为3.6m

因而得到h1=5.25 m；h2=3.6m;

由此得到框架的计算简图如图3-1所示 ：

图3-1 框架的计算简图

6

3.2 楼屋面及梁柱墙门窗的均布荷载

3.2.1 屋面板的均布恒载

其按屋面的做法逐项计算均布荷载：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶来参与计算：

其屋面构造做法如图3-2所示，按图2来计算屋面恒载，其结果如下：

图3-2 屋面构造做法

而屋面面积：864.6 m2

5.71=4936.87KN 那么屋面恒荷载标准值为：864.6×

3.2.2 屋面的均布活载

计算重力荷载代表值时，本工程为上人屋面,活荷载取值：即得sk=2.0 KN/m2 864.6×2.0=1729.2KN

7

3.2.3 楼面的均布恒载

图3-3 楼面构造做法

楼面的做法如图3所示，按图示各层进行组合来参与计算楼面恒载大小。因而得到3.8=3285.48KN 楼面均布恒载标准值(楼梯间按楼板计算)：864.6×

3.2.4 楼面均布活荷载

楼面活载标准值按2.0KN/㎡来参与计算： 864.6×2.0=1729.2KN

3.2.5 梁柱的自重

此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量：

（1）梁的自重：

在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程：

L1：长度ln=6.6－0.50=6.0m（扣除一个柱宽）

L2：长度ln=5.1－0.50－0.24=4.36m（扣除一个柱宽） L3: 长度ln=3.0－0.24=2.76m

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表3-3 粱、柱重力荷载计算

b×h 层次 构件 m×m 0.60 边横梁 0.25×0.40 中横梁 0.25×1层 纵梁 柱 0.25×0.50 0.50×0.50 r KN/m 3g β 1.05 1.05 1.05 1.1 1.05 1.05 1.05 1.1 KN/m li m 5.9 2.76 4.36 5.25 6 2.76 4.46 3.6 n 20 10 36 40 20 10 36 40 Gi KN 464.6 72.5 515.1 ?G iKN 25 25 25 25 25 25 25 25 3.938 2.625 3.281 6.875 3.938 2.625 3.938 5.569 1052.1 1443.8 1443.8 472.5 72.5 632.2 801.9 801.9 1177.2 0.60 边横梁 0.25×2～6层 0.40 中横梁 0.25×纵梁 柱 0.25×0.50 0.45×0.45 注：（1）上表中梁截面的确定，考虑到抹灰层乘以1.05

（2）此处抹层按近似加大梁宽考虑，按每立方25 KN计算 （3）梁的长度都按净跨长度计算 （4）柱因四面抹灰乘以1.1

（5）抹层记入柱内，按每立方25 KN计算

3.2.6 墙体自重的计算

墙体为240mm厚灰砂砖(20kN/m3)，外墙面贴瓷砖（包括打底找平）(0.5kN/m2)，内墙面为20㎜厚抹灰(17kN/m3)，则外墙单位墙面重力荷载为：

0.5?20?0.24?17?0.02?5.64kN/m2

内墙为120 mm厚灰砂砖(20kN/m3)，两侧均为20㎜厚抹灰(17kN/m3)。内墙单位墙面重力荷载为：

20?0.12?17?0.02?2?3.08kN/m2

墙体重力荷载计算如下各表(表中“ד表示乘号)：

9

表3-4 墙体重力荷载计算表

单位墙体面面积层次 墙体位置 计算过程 积 重力(㎡) 荷载 A、D轴的纵墙 4.2×(5.1-0.50) ×17-2.4×2.4×16 4.2×(5.1-0.50) ×16-0.9×2.1×16-4.55×B、C轴纵墙 2.1×2 1层 外横墙 内横墙 合计 A、D轴的纵墙 （16.0-0.50×3）×4.2-1.5×2.4×2 （6.6-0.50）×4.2 ×16 3.6×(5.1-0.45) ×17-2.4×2.4×16 3.6×(5.1-0.45) ×16-0.9×2.1×16-4.55×B、C轴纵墙 2到5层 外横墙 内横墙 合计 A、D轴的纵墙 2.1×2 （16.0-0.45×3）×3.6-1.5×2.4×2 （6.6-0.45）×3.6 ×16 3.6×(5.1-0.45) ×17-2.4×2.4×16 3.6×(5.1-0.45) ×16-0.9×2.1×16-4.55×B、C轴纵墙 2.1×2 6层 外横墙 内横墙 合计 女儿墙 女儿墙 （16.0-0.45×3）×3.6-1.5×2.4×2 （6.6-0.45）×3.6 ×16 128×0.6 45.54 348.48 76.8 5.64 3.08 5.64 256.8 1073.3 3036.1 433.2 212.73 3.08 655.2 45.54 348.48 186.3 5.64 3.08 5.64 256.8 1073.3 3036.1 1050.7 212.73 3.08 655.2 53.7 403.2 186.3 5.64 3.08 5.64 302.9 1241.9 3616.6 1050.7 253.05 3.08 779.4 229.14 5.64 1292.3 (KN) 重量3.2.7 门窗的自重计算

根据建筑结构荷载规范GB50009-2001，木门按0.2KN/m2考虑，钢框玻璃窗和钢

10

铁门按0.4KN/m2考虑，计算结果如表3-4所示： 1层门窗总重：

?2.4?2.4?16?1.5?2.4?2??0.4??4.55?2.1?2?0.9?2.1?16??0.2?41.21

2—6层门窗总重：

?2.4?2.4?16?1.5?2.4?2??0.4??4.55?2.1?2?0.9?2.1?16??0.2?41.21

其他层统计见下表

表3-5 门窗重量

层次 1 2-6 门窗（KN） 41.21 41.21 合计(KN) 41.21 41.21 3.2.8 各层荷载组合

屋盖和楼盖重力代表值为：

屋盖层=屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重

+半层墙重+女儿墙重

楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+(楼面上下各半层柱

+半层墙重)

将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下： 所以质点重力荷载代表值如图3-6所示

表3-6 重力荷载代表值

纵横屋（楼） 项目 盖自重 荷载 自重 6 5 4 3 2

上层墙 自重 433.2 上层柱 自重 801.9 801.9 801.9 801.9 上层窗户 自重 0 62.92 62.92 62.92 62.92 下层墙 自重 下层柱 自重 下层窗户 自重 62.92 62.92 62.92 62.92 62.92 重力荷载 代表值 10164.1 9228.2 9228.2 9228.2 9228.2 活 梁 4936.87 1729.2 1177.2 3036.1 801.9 3036.1 801.9 3285.48 1729.2 1177.2 3036.1 3285.48 1729.2 1177.2 3036.1 3285.48 1729.2 1177.2 3036.1 3036.1 801.9 3036.1 801.9 3036.1 801.9 3285.48 1729.2 1177.2 3036.1 801.9 11

续表 3-6

纵横屋（楼） 项目 盖自重 荷载 自重 1 活 梁 上层墙 自重 上层柱 自重 上层窗户 自重 46.06 下层墙 自重 下层柱 自重 下层窗户 自重 46.06 重力荷载 代表值 9697.4 3285.48 1729.2 1052.1 3036.1 801.9 3616.6 1443.8

图3-4 重力荷载代表值

3.3 水平地震力作用下框架的侧移验算

3.3.1 横梁的线刚度

72混凝土C35 Ec?3.15?10kN/m

在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I0（I0为梁的截面惯性矩），对中框架梁取I=2I0来计算： 横梁线刚度计算结果见表3-5所示：

12

表3-7 横梁线刚度

截面 梁号 L b×h(㎡) b h 跨度 l(m) 6.6 3.0 5.1 惯性矩 Ib 4.5?10?3 1.33?10?3 边框架梁 1.5Ib ib 中框架梁 2Ib ib 横梁1 0.25 0.6 横梁2 0.25 0.4 纵梁 0.25 0.5 6.75?10?3 3.27?104 9.00?10?3 4.36?104 2.0?10?3 3.00?104 2.67?10?3 4.00?104 2.60?10?3 3.91?10?3 2.46?104 5.21?10?3 3.28?104 3.3.2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值

柱的线刚度见表3-8所示，横向框架柱侧移刚度D值见表3-9所示：

表3-8 柱线刚度

截面 柱号 (M^2) Z1 Z2 0.5 0.5 0.45 0.45 柱高度 惯性矩Ic=bEc (M) 5.25 3.6 ×h^3/12 0.00521 0.00342 3.15?107 3.15?107 3.125?104 2.990?104 线刚度ic=E×Ic/h 注：由于柱采用C35混凝土，因而,Ec?3.15?107kN/m2

表3-9 横向框架柱侧移刚度D值的计算

横向中框架侧移刚度D值计算 项目 边框架边柱 边框架中柱 1层 中框架边柱 中框架中柱 合计 边框架边柱 2-6层 边框架中柱 中框架边柱 k α ic D 根数 ∑D 1.047 0.51 3.13?104 1.719 0.60 3.13?104 1.396 0.56 3.13?104 2.292 0.65 3.13?104 6.9071?103 8.1176?103 7.5954?103 8.8502?103 4 4 16 16 2.7629?104 3.2470?104 1.2153?105 1.4160?105 3.2323?105 1.094 0.35 2.99?104 1.796 0.47 2.99?104 1.459 0.42 2.99?104 9.7894?103 4 4 16 3.9157?104 1.3100?104 1.1676?104 5.2407?104 1.8682?105 13

续表3-9

项目 合计 中框架中柱 k α ic D 根数 ∑D 2.395 0.54 2.99?104 1.5087?104 16 2.4140?105 5.1977?105 k?k=?k（一般层）b2kcb?k（底层）kck（一般层）122+kD=?kc2（KN/m）

h0.5+k?=（底层）2+k?=3.3.3 横向框架自震周期

本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂之杆，导出直杆顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式T1?1.7?TuT来求结构的基本周期：

?T：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，因是框架结构,此

处取0.7。

uT：是将框架的重力荷载视为水平力,求得的假想框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，uT是将框架的重力荷载顶点位移，然后uT求T1，再由T1求框架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表3-10：

表3-10 横向框架顶点位移计算

层间相对位移层次 Gi(KN) ∑Gi(KN) Di(KN/M) Vi=∑Gi/Di 6 5 4 3 2 1 △i 10164.1 9228.2 9228.2 9228.2 9228.2 9697.2 10164.1 19392.3 28620.5 37848.7 47076.9 56774.1 519770 519770 519770 519770 519770 323230 0.019554995 0.037309387 0.055063778 0.07281817 0.090572561 0.175646134 0.450965025 0.43141003 0.394100643 0.339036865 0.266218695 0.106298196 14

因此：T1?1.7?TuT=1.7×0.7×0.451 =0.799 s

?Tg?????max?0.85?Gi ?T1?0.9FEK3.3.4 横向地震作用计算

地震作用计算按Ⅲ类场地，8度抗震，地震动参数区划分的特征周期区分一区考虑，刚结构的特征周期Tg和地震影响系数?max分别为：

Tg?0.45s amax?0.1 6 而： T1=0.799s>1.4 Tg =1.4×0.45=0.63s

根据结构抗震设计，因而不考虑顶部附加地震作用。结构高度不超过40m按底部剪力法求得基底剪力，按Fi?层地震剪

如表3-11所示：注：

FEK?Tg??0.45?????max?0.85?Gi=???0.16?0.85?56774.1 0.63???T1?0.90.9GiHiFEk分配结各层的质点，因此各层横向地震作用及搂GH?ii=2851.96KN

表3-11 各层横向地震作用及楼层地震剪力

层次 6 5 4 3 2 1 hi Hi Gi Gi×Hi GiHi/∑GjHj Fi Vi 3.6 23.25 10164.1 236315.3 3.6 19.65 3.6 16.05 3.6 12.45 3.6 8.85 9228.2 9228.2 9228.2 9228.2 9697.2 181334.1 148112.6 114891.1 81669.57 50910.3

0.290587467 0.222979299 0.18212813 0.141276961 0.100425791 0.062602352 828.7438 635.928 519.4221 402.9162 286.4103 178.5394 828.7438 1464.672 1984.094 2387.01 2673.421 2851.96 5.25 5.25 横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图3-5所示：

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图3-5 横向框架各层水平地震作用及地震剪力

3.3.5 横向框架抗震变形验算

由 GB 50011-2001 查得: ??e??1 550?e?Vi?u1?i???e?? Dihihi550层间弹性位移验算如表3-12所示：

表3-12 横向变形验算

层次 6 5 4 层间剪力(KN) 层间刚度Di(KN) 层间位移层高hi(M) Vi/Di 层间相对弹1/550 性转角θe 828.74 1464.67 1984.09 519775 0.001594421 519775 0.002817892 519775 0.003817209 16

3.6 3.6 3.6 0.000442895 0.002222 0.000782748 0.002222 0.001060336 0.002222

续表 3-12

层次 3 2 1 层间剪力(KN) 层间刚度Di(KN) 层间位移层高hi(M) Vi/Di 层间相对弹1/550 性转角θe 2387.01 2673.42 2851.96 519775 0.004592391 519775 0.005143418 323238.4 0.008823085 3.6 3.6 5.25 0.001275664 0.002222 0.001428727 0.002222 0.001680588 0.002222 注：层间弹性相对转角均满足要求：?e

此处采用中框架为例计算，边框架和纵向框架的计算方法步骤与横向中框架完全相同：框架柱剪力和弯矩计算，采用D值法；

求框架柱的剪力和弯矩时，此处采用D值法来进行求解；其计算的过程和结果如下表3-13所示：

其中反弯点位置的确定考虑梁和层高的影响作用：既：

y0y?yo?y1?y2?y3

式中y0为标准反弯点高度比

y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值 y2,y3分别为上层,下层层高变化时的反弯点高度比的修正值 y 为框架柱的反弯点高度比

此框架结构底层柱需考虑修正值y2,第二层柱需考虑y3,其它柱均无修正

表3-13 边柱的反弯点位置和弯矩

y 层次 hi Vi ∑Di Di K Vi1 y0 6 5 4 3.6 828.74 y2 y3 0 0 0 0 0 0 23.46 41.46 72.20 43.56 76.99 88.25 mb mu 5.1977?105 1.1676?104 1.459 18.617 0.35 0.35 0.45 3.6 1464.67 5.1977?105 1.1676?104 1.459 32.902 3.6 1984.09 5.1977?105 1.1676?104 1.459 44.570 17

续表3-13

y 层次 hi Vi ∑Di Di K Vi1 y0 3 2 1 3.6 2387.01 5.1977?105 1.1676?104 1.459 53.621 3.6 2673.42 5.197×105 1.1676?104 1.459 60.055 5.25 2851.76 3.2323?105 7.5954?103 1.396 67.012 表3-14中柱的反弯点位置和弯矩

mb y2 y3 0 0 0 0 0.45 0.5 0.65 mu 86.87 106.17 0 108.10 108.10 0 228.68 123.13 y 层次 hi Vi ∑Di Di K Vi1 y0 6 5 4 3 2 1 3.6 828.74 5.1977?105 1.5087?104 1.459 24.055 0.4 0.4 y2 y3 0 0 0 0 0 34.64 61.22 51.96 91.83 mb mu 3.6 1464.67 5.1977?105 1.5087?104 1.459 42.514 3.6 1984.09 5.1977?105 1.5087?104 2.395 57.591 0.46975 0 3.6 2387.01 5.1977?105 1.5087?104 2.395 69.286 3.6 2673.42 5.1977?105 1.5087?104 2.395 77.599 5.25 2851.76 3.2323?105 8.8502?103 2.292 78.083 0.47 0.5 0.65 0 0 0 97.39 109.94 0 117.23 132.20 0 139.68 139.68 0 266.46 143.48 注:（1）括号里的空白为查表不需修正的

（2）计算梁端弯矩M,梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件,将节点上下端弯矩之和按左右的线刚度比例分配

ibliblibrudludrMb?lMc?Mc?Mb?lMc?Mc? Mb?lMcu?Mcd? r?r?r?ib?ibib?ibib?ibl表3-15 梁端弯距剪力及柱轴力计算

层次 l(m) 6 5 4 3 6.6 AB跨(KL2) Mbl 43.56 Mbr Vb l(m) 3 3 3 3 BC跨(KL3) Mbl 20.32 49.46 69.92 89.78 Mbr 20.32 49.46 69.92 89.78 Vb 13.55 32.97 46.62 柱轴力 边柱N 中柱N -11.57 -38.87 -58.57 -1.98 -7.65 -8.47 31.64 11.57 6.6 100.45 77.01 27.30 6.6 135.63 108.88 37.62 6.6 178.37 139.81 48.95 59.86 -107.52 -19.38

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续表 3-15

层次 l(m) 2 1 AB跨(KL2) Mbl Mbr Vb l(m) 3 3 BC跨(KL3) Mbl Mbr Vb 柱轴力 l(m) Mbl 6.6 194.97 156.44 54.06 6.6 231.23 172.42 62.10 100.47 100.47 66.98 -161.59 -32.29 110.73 110.73 73.82 -223.69 -44.01 注：1）柱轴力中的负号表示拉力，当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱压力 2）表中M单位为KN?m，V单位为KN，N单位为KN，l单位为m。

水平地震作用下框架的弯距图，梁端剪力图及柱轴力图如下图3-6所示：

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图3-6 (a)地震作用力下的框架弯矩图

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