西安工程技术学院综合教学楼设计计算书

1.建筑设计

1.1工程概况

本工程名称：西安工程技术学院综合教学楼设计。

根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了平立面及剖面的设计，主体结构为6层，层高均为3.6m。总建筑面积约为5279.39m2，建筑长度48.24m，建筑宽度18.24m，采用钢筋混凝土框架结构。

填充墙采用普通砖，外墙，内墙均为240mm；门窗采用塑钢，门窗洞尺寸详见建筑施工图；

1.2设计依据和原则

1.2.1 设计依据

1、人体尺度和人体活动所需的空间尺度

建筑物中设备的尺寸，踏步、窗台、栏杆的高度，门洞、走廊、楼梯的宽度和高度，以至各类房间的高度和面积大小。都和人体尺度以及活动所需的空间尺度直接或间接有关，因此人体尺度和人体活动所需的空间尺度，是确定建筑空间的基本依据之一。

2、办公用品、设备的尺寸和使用它们必要的空间 3、温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等气候条件 4、地形、地质条件和地震烈度

本设计为地震区的房屋。设计时主要考虑：选择对抗震有利的场地和地基。房屋设计的体型，应该尽可能规整，简洁，避免在建筑平面及体型上的凸凹。采用必要的加强房屋整体性的构造措施，不做或少做地震时容易倒塌脱落的建筑附属物，女儿墙等须作加固处理。从材料选用和构造做法上尽可能减轻建筑物的自重，特别是减轻屋顶和围护墙的重量。

1.2.2 设计原则

1、满足建筑功能要求

满足建筑物的功能要求，为人们的生产和生活活动创造良好的环境，是建筑设计的首要任务。合理设置门窗洞口的大小，合理安排厕所办公室以及会议室的位置大小，采光和通风要好。

2、采用合理的技术措施

正确选用建筑材料，根据建筑空间组合的特点，选择合理的结构、施工方案，使房屋坚固耐久、建造方便、缩短工期。 3、具有良好的经济效果

建造房屋是一个复杂的物质生产过程，需要大量的人力、物力和资金，在房屋的设计和建造中，要因地制宜、就地取材，尽量做到节省劳动力，节约建筑材料和资金。设计和建造房屋要有周密的计划和核算，重视经济领域的客观规律，讲究经济效果。房屋设计的使用要求和技术措施，要和相应的造价、建筑标准统一起来。

4、考虑建筑美观要求

建筑物是社会的物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑如人们对建筑物在美观方面的要求，考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。建筑设计要努力创造具有我国时代精神的建筑空间组合与建筑形象。历史上创造的具有时代印记和特点的各种建筑形象，往往是一个国家、一个民族文化传统宝库中的重要组成部分。 5、符合总体规划要求

单体建筑是总体规划中组成部分，单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑物的设计还要充分考虑和周围环境的关系，例如原有建筑的状况，道路的走向，基地面积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系。新设计的单体建筑，应是所在基地形成协调的室内外空间组合、良好的室外环境。

1.3 结构方案选择

根据设计资料可选用框架结构。框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构，其传力途径为板→梁→柱→基础→地基。 选择依据：

1、优点多：①钢筋混凝土造价低，材料资源丰富，易于就地取材。②耐久性 好，不需要经常保养和维修。③耐火性好。④整体性好，对于抵抗地震作用具有较好的性能。具有可塑性，可以根据需要浇制成各种形式和尺寸的构件。⑤合理的发挥材料性能，节约钢材，降低造价。

2、建筑功能强：框架结构建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的房间，

2

而且分隔灵活，也可以用隔墙分隔成小空间，或拆除隔墙改为大房间，使用灵活。外墙采用非承重墙体，使立面设计灵活多变，可采用轻便隔墙和外墙，可大大降低房间自重，节约材料。

3、从结构的受力性能来分析：对于地震地区来说，框架结构，不仅受竖向荷载，还受水平地震作用，在水平力作用下，框架的侧移由两部分组成，第一部分由梁柱的弯曲变形产生，第二部分由柱的截面尺寸变形产生（弯曲变形）框架的抗侧移刚度主要取决于梁柱的截面尺寸。通常，梁柱截面惯性矩小，侧向变形较大。

1.4 建筑体型设计

1、反映建筑功能要求和建筑类型的特征

不同功能要求和建筑类型，具有不同的内部空间组合特点，房间的外部形象也相应地表现这些建筑类型的特征。本工程为教学楼，设计上应充分满足综合教学的设计要求，采用矩形。

2、结合材料性能、结构构造和施工技术的特点

该结构为钢筋混凝土结构，墙体为粉煤灰加气混凝土砌块围护墙。由于墙体并不承重，所以立面上门窗的设置和开启有了很大的灵活性。可以在不同的层或同一层不同的位置采用不同的窗户，有的可以用横向有的可以用纵向的窗户。以高强度的钢材、钢筋混凝土等材料构成的空间结构，不仅为室内的大型活动提供了理想的使用空间，同时各种形式的空间结构也极大的丰富了建筑物的外部形象。是建筑物的体形和立面能够结合材料的力学性能，具有很好的表现力。 3、掌握建筑标准和相应的经济指标

建筑体形和立面的设计，应该遵循设计方针政策，根据房屋的使用性质和规模、严格掌握国家规定的建筑标准和经济指标。建筑外型设计的任务，应该在合理满足使用要求的前提下用较少的投资建造起简洁、明朗、朴素、大方以及和周围环境协调的建筑物来。

4、适应基地环境和建筑规划的群体布局

单体建筑是规划群体中的一个局部，拟建房屋的体型、立面、内外空间组合以至建筑风格等方面，要认真考虑和规划中建筑群体的配合。同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑体型和立面设计的重要因素。

3

5、符合建筑造型和立面构图的一些规律

必须符合建筑造型和立面构图的一些规律，例如比例尺度、完整均衡、变化统一，以及韵律和对比等等。

1.5 平面设计

1.5.1使用房间的设计要求

1、房间的面积、形状和尺寸要满足室内实用活动和家具、设备合理布置的要求。 2、门窗的大小和位置，考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风良好。 3、房间的构成应使结构构造布置合理，施工简便，也要有利于房间之间的组合，所用材料要符合相应的建筑标准。

4、室内空间以及地面、墙面和构件细部，要考虑人们的使用和审美要求。

1.5.2 使用房间的面积、形状和尺寸

使用房间面积的大小主要是考虑房间内部活动的特点、使用人数的多少等。另外还要满足人们对室内空间的观感，这也是确定房间平面形状的和尺寸的重要因素。

1.5.3 门窗在房间平面中的布置

门窗的大小和数量是否恰当，它们的位置和开启方式是否合适，对房间的平面使用效果也有很大影响。 1、门的宽度、数量和开启方式

房间平面中门的最小宽度，是由通过人流多少和搬进房间家具、设备的大小决定的。该设计中房间内门的宽度取900mm，阳台和宿舍之间采用门连窗式的门窗，门宽750mm，门的数量根据防火要求如果室内人数多于50人或房间面积大于60平方米时至少需要两个门。门厅对外出入口的总宽度，应不小于通向该门厅的过道、楼梯宽度的总和。 2、房间平面中门的位置

房间平面中门的位置应考虑室内交通路线简洁和安全疏散的要求，门的位置还对室内使用面积能否充分利用、以及组织室内穿堂风等关系很大。门一般设置在紧贴墙，不设置垛。房间平面中门的位置，写字楼房间门至安全出口的最大距离应为40m 3、窗的大小和位置

4

房间中窗的大小和位置，主要根据室内采光、通风要求来设置。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否足够，窗的位置关系到室内照度是否均匀。

1.6 立面设计

建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计是由许多构部件所组成的。恰当的确定立面中组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。

1.6.1 尺度和比例

尺度正确和比例协调，是使立面完整统一的重要方面。比例协调首先要求结构和构造的合理性，同时也要符合立面构图的美观要求。

1.6.2 节奏感

立面采用设置分层线和贴面砖以及窗户的组合，进行横竖向的划分，使整个结构既整体统一又富有节奏变化。

1.6.3 材料质感和色彩配置

材料采用灰色墙面砖贴面，平整而光滑的瓷砖，感觉比较轻巧。以灰色为主的立面色调，常使人感觉稳重，大方。

1.6.4 重点及细部处理

建筑物的主要出入口和楼梯间等部分，是人们经常经过和接触的地方，在使用上要求这些部位的地位明显，易于找到，在建筑立面设计中也对楼梯间及出入口的立面适当进行重点处理。立面中一些构件的构造做法应给于一定的注意。

1.7 细部构造做法

屋面及楼面构造做法

屋面做法：20mm厚1：2水泥砂浆找平；

100～140mm厚（2%找坡）膨胀珍珠岩； 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板； 15mm厚纸筋石灰抹灰。 楼面做饭：25mm厚水泥砂浆面层； 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 15mm纸筋石灰抹灰

5

1.7.2 地面做法

地面做法；10厚地面砖背面水泥砂浆粘贴，稀水泥浆擦缝

20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层 素水泥浆一道 60厚C15混凝土垫层 素土夯实，压实系数大于0.9

1.7.3 散水做法

混凝土散水：20厚1:2.5水泥砂浆

60厚C15素混凝土 80厚碎砖 素土夯实

1.7.5 踢脚做法

踢脚做法：稀水泥浆擦缝

8厚瓷砖

20厚1：2水泥砂浆粘结 刷界面处理剂一道

6

2.结构设计

2.1框架结构设计计算

2.1.1 工程概况

本项目为6层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为879.90m2，总建筑面积约为5279.39 m2；层高3.6m平面尺寸为18.24m×54.24m。采用钢筋混凝土条形基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.45m。

框架梁柱现浇，屋面及楼面采用100mm厚现浇钢筋混凝土。

2.1.2 设计资料

2.1.2.1气象条件:

结构使用环境类别为一类，雨篷等外露构件为二a类； 基本风压值: 0.35 KN/m2；

基本雪压值: 0.2 KN/m2。 2.1.2.2楼、屋面使用荷载：

走道：2.5kN/ m2；消防楼梯2.5kN/ m2；办公室等2.0kN/ m2；为安全考虑，均按2.5kN/ m2计算。 2.1.2.3 工程地质条件

以下为黄土状土层, 其主要物理学力学指标为：

ω= 26.0 γ= 19.8 KN/m3 e = 0.9 Sr = 94.4％ 场地为非自重黄土场地。

2.1.3 梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定

2.1.3.1 初估截面尺寸

柱：b×h=600mm×600mm 梁：梁编号见结构平面图： KL-01,KL-02,KL-03:

7

h=(1/12～1/8)×7200=600～900 取h=750mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350 取b=300mm KL-04,KL-05:

h=(1/12～1/8)×6000=500～750 取h=600mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×600=200～300 取b=250mm LL-01:

h=(1/12～1/8)×3000=250～375 取h=350mm

b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×350=117～175 取b=150mm L-01:

h=(1/12～1/8)×7200=600～900 取h=650mm b=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×650=217～325 取b=250mm 2.1.3.2 梁的计算跨度

框架梁的计算跨度以上柱形心为准，由于建筑轴线与柱轴线重合，故计算跨度如下

2.1.3.3 柱高度

图1 梁的计算跨

底层柱 h=3.6+0.45+0.65=4.7m 其他层 h=3.6m

2.1.4 荷载计算

2.1.4.1恒载计算

屋面框架梁线荷载标准值： 屋面均布恒载

8

二毡三油防水层 0.35 kN/ m2 冷底子有热玛蹄脂 0.05 kN/ m2 20mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02 ×20=0.4 kN/ m2 100～140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩 (0.1+0.14)×7/2=0.84 kN/ m2 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.5 kN/ m2 15mm厚纸筋石灰抹底 0.015×16=0.24 kN/ m2 共计 4.38 kN/ m2 框架梁自重 0.3×0.75×25＝5.625 KN/m 梁侧粉刷 2×（0.75-0.1）×0.02×17＝0.442KN/m 中跨（BC）框架梁自重 0.3×0.75×25＝5.625 KN/m 梁侧粉刷 2×（0.75-0.1）×0.02×17＝0.442KN/m 作用在顶层框架梁上的线荷载为： g5AB1=g5CD1=g5BC1=5.625+0.442=6.607KN/m g5AB2=g5CD2= 4.38×3.0=13.14KN/m g5BC2=4.38×3.6=15.77 KN/m 楼面框架梁线荷载标准值： 楼面均布恒载 按楼面做法逐项计算

25厚水泥砂浆找平 0.025×20=0.05 kN/ m2 100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.5 kN/ m2 15厚纸筋石灰抹灰 0.015×16=0.24 kN/ m2 共计 3.24 kN/ m2

边跨填充墙自重： 0.24×（3.6-0.75）×19＝12.996KN/m 墙面粉刷： （3.6-0.75）×0.02×2×17＝0.969 KN/m 作用在中间层框架梁上的线荷载为：

gAB1=gCD1=5.625+12.996＋0.969＝19.59 KN/m gBC1=19.59 KN/m gAB2=gCD2=3.24×3.0=9.72 KN/m gBC2=3.24×3.6=11.66 KN/m

9

屋面框架节点集中荷载标准值：

边柱连系梁自重： 0.25×0.6×6.0×25＝22.5KN 粉刷： 2×0.02×（0.6-0.1）×6.0×17＝2.04 KN 0.6m高现浇混凝土自重： 0.6×6.0×0.24×25＝20.16 KN 粉刷： 2×0.02×0.6×6.0×17＝2.45 KN 连系梁传来屋面自重：

A、D点相同： 1/2×3.0×0.5×3.0×4.38×2+

0.5×（0.25×0.6×7.2×25+2×0.02×（0.6-0.1）×7.2×17+4.38×3.0×（7.2-1.5））

=9.855×2+52.17=71.88KN

顶层边节点集中荷载： G5A=G5D=119.03KN

中柱连系梁自重： 0.25×0.6×3.0×25＝22.5KN 粉刷： 2×0.02×（0.6-0.1）×6.0×17＝2.04KN 连系梁传来屋面自重：

B、C点相同： 1/2×3.0×0.5×3.0×4.38×2+4.38×（6-1.8）×1.8+ 0.5×（0.25×0.6×7.2×25+2×0.02×（0.6-0.1）×7.2×17+4.38×3.0×（7.2-1.5））

=9.855×2+33.11+52.17=104.99KN

顶层中间节点集中荷载： G5B=G5C=129.53KN 楼面框架节点集中荷载标准值：

边柱连系梁自重： 0.25×0.60×6.0×25＝22.5KN 粉刷： 2×0.02×（0.60-0.1）×6.0×17＝2.04 KN 窗自重： 2.1×2.1×0.45＝1.98KN 窗下墙体自重： 0.24×0.9×5.4×19＝22.16KN 粉刷： 2×0.02×0.9×5.4×17＝3.30KN 窗边墙体自重： 2.1×（5.4－4.2）×0.24×19＝11.49KN 粉刷： 2×0.02×2.1×（5.4-4.2）×17＝1.71KN 框架柱自重： 0.60×0.60×3.6×25＝32.4KN 粉刷： 1.92×0.02×3.6×17＝2.35KN 连系梁传来楼面自重：

10

A、D点相同： 1/2×3.0×0.5×3.0×3.24×2+

0.5×（0.25×0.6×7.2×25+2×0.02×（0.6-0.1）×7.2×17+3.24×3.0×（7.2-1.5））

=7.29×2+42.43=57.01KN

中间层边节点集中荷载： GA=GD=156.94KN

中柱连系梁自重： 22.5KN 粉刷： 2.04KN 内纵墙自重： （ 6-0.6）×（3.6－0.6）×0.24×19＝73.87KN 粉刷： （6-0.6）×（3.6－0.6）×2×0.02×17＝11.02KN 扣除门洞重加上门重：

－2.4×0.9×（19×0.24+17×2×0.02－0.2）＝-10.88 KN

框架柱自重： 35.1 KN 粉刷： 2.55 KN 连系梁传来楼面自重：

B、C点相同： 1/2×3.0×0.5×3.0×3.24×2+3.24×（6-1.8）×1.8+

0.5×（0.25×0.6×7.2×25+2×0.02×（0.6-0.1）×7.2×17+3.24×3.0×（7.2-1.5））

=14.58+24.49+42.43=81.5KN

中间层中节点集中荷载： GB=GC=217.7KN 其中：G5A= G5D=119.03 KN

G5B= G5C=129.53 KN GA= GD=156.94 KN GB= GC=217.7 KN g5AB1= g5CD1=6.61 KN/m g5AB2= g5CD2=13.14 KN/m g5BC2=15.77KN/m g5BC1=6.61KN/m gAB1 = gCD1 =19.59 KN/m gBC1=19.59KN/m gAB2 = gCD2 =9.72KN/m

11

gBC2=11.66KN/m

.1.4.3屋、楼面活荷载计算

屋、楼面活荷载作用下的荷载值计算如下： P5AB=P5CD= 0.5×3=1.5KN/m P5BC=0.5×3.6=1.8 KN/m

P5A=P5D=0.5×3.0×0.5×3.0×0.5×2=2.25KN

P5C=P5B=1/2×3.0×0.5×3.0×0.5×2+0.5×（6-1.8）×1.8=6.03KN PAB=PCD= 2.5×3.0=7.5KN/m PBC=2.5×3.6=9 KN/m

12

PA=PD=0.5×3.0×0.5×3.0×2.5×2=11.25KN

PC=PB=1/2×3.0×0.5×3.0×2.5×2+2.5×（6-1.8）×1.8=30.15KN

2.1.4.4 将梯形荷载和三角形荷载化为等效均布荷载 则有：

g5AB= g5CD=6.61+（1-2×0.20832+0.20833）×13.14=18.73 KN/m g5BC=6.61+（1-2×0.52+0.53）×15.77=16.47KN/m

gAB= gCD =19.59 +（1-2×0.20832+0.20833）×9.72=28.85KN/m gBC=19.59+（1-2×0.52+0.53）×11.66=26.87KN/m P5AB=P5CD=（1-2×0.20832+0.20833）×1.5=1.38 KN/m P5BC=（1-2×0.52+0.53）×1.8=1.13KN/m

13

PAB=PCD=（1-2×0.20832+0.20833）×7.5=6.92KN/m PBC=（1-2×0.52+0.53）×9=5.63KN/m

14

2.1.4.2恒、活载标准值

屋面恒载标准值为：

（48+0.24）×（7.2+3.6+7.2+0.24）×4.38=3853.95KN

楼面恒载标准值为：

（48+0.24）×（7.2+3.6+7.2+0.24）×3.24=2850.87KN

屋面活载标准值为：

15

（48+0.24+0.6）×（7.2+3.6+7.2+0.24+0.6）×0.5=460.07KN

楼面活载标准值：

（48+0.24）×（7.2+3.6+7.2+0.24）×2.5=2199.74KN

2.1.4.3 梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量） KL-01,KL-02,KL-03： b×h=0.3m×0.75m 长度18.24m 每根重量 0.75×18.24×25×（0.02×2+0.3）=116.28kN 根数 10×5=50根

KL-04,KL-05： b×h=0.25m×0.60m 长度54.24m 每根重量 0.60×72.24×25×（0.02×2+0.25）=314.24 kN 根数 4×5=20根

L-01： b×h=0.25m×0.60m 长度7.44m

每根重量 0.60×7.44×25×（0.02×2+0.25）=32.36kN 根数 14×5=70根

LL-01： b×h=0.15m×0.35m 长度6.24m

每根重量 0.35×6.24×25×（0.02×2+0.15）=10.37kN 根数 1×4=4根 一层框架梁跳出：

0.75×2.28×25×（0.02×2+0.3）×2+0.6×1.98×25×（0.02×2+0.25）×4=63.52KN Z1： 截面 0.6×0.6 m2 长度4.7m 每根重量 （0.6+0.02×2）2×4.7×25=48.13 kN 根数 40根

Z2： 截面 0.6×0.6 m2 长度3.6m 每根重量 （0.6+0.02×2）2×3.6×25=36.86 kN 根数 40×4=160根

表2-1 梁柱自重

梁（柱）编 号

16

2截面（m） 长度（m） 根数 每根重量（kN） KL-01 KL-02 KL-03 KL-04 KL-05 L-01 LL-01 一层框- 架挑出 Z1 Z2 0.6×0.6 0.6×0.6 4.7 3.6 40 160 48.13 36.86 - - 总重63.52 0.25×0.6 0.25×0.60 0.15×0.35 54.24 7.44 6.24 20 70 4 314.24 32.36 10.37 0.3×0.75 18.24 50 116.28 2.1.4.4 墙体自重

外墙墙厚240mm，采用瓷砖贴面；内墙墙厚240mm，采用水泥砂浆抹面，内外墙均采用。

单位面积外墙体重量为：19×0.24=4.56 kN/ m2 单位面积外墙贴面重量为：0.5 kN/ m2 单位面积内墙体重量为：19×0.24=4.56 kN/ m2 单位面积内墙贴面重量为（双面抹面）： 0.36×2=0.72 kN/ m2

墙体自重表

每片面积 墙体 长 2.4 底层纵墙 外墙 墙体 5.4 4.4 14 墙面 1516.84 166.32 高 墙体 4.4 4 墙面 192.61 21.12 1896.89 片数 重量 17

墙体 内墙 5.4 4.4 10 墙面 墙体 6.6 外墙 墙体 底层横墙 3 4.25 2 墙面 墙体 内墙 6.6 4.25 13 墙面 墙体 2.4 外墙 墙体 5.4 其它层纵墙 2.4 内墙 墙体 5.4 3.3 11 墙面 墙体 6.6 外墙 其它层横墙 内墙

1083.46 171.07 511.63 56.10 116.28 12.75 1662.80 262.55 144.46 15.84 1137.63 124.74 144.46 22.81 893.85 141.13 379.21 41.58 86.18 9.45 1327.23 209.56 1536.80 516.42 1202.26 1422.67 1925.35 696.76 1254.53 4.25 4 墙面 3.3 4 墙面 3.3 14 墙面 墙体 3.3 4 墙面 3.15 4 墙面 墙体 3 3.15 2 墙面 墙体 6.6 3.15 14 墙面 2.1.4.5荷载总汇

顶层重力荷载代表值包括屋面恒载+50%屋面雪载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重。 顶层恒载Q1：3853.95kN

18

顶层活载Q2：460.07kN

顶层梁自重Q3：L1+L2+L3+L4+L5+L6

=116.28×10+314.24×4+32.36×14 =2872.8kN

顶层柱自重Q4：36.86×40=1474.4kN

顶层墙自重Q5：1422.67+1202.26+516.42+1536.80=4678.15kN

G6'=Q1+1/2Q2+Q3+1/2Q4+1/2Q5=10033.06 kN

其他层重力荷载代表值包括楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。

G5'=2850.8+1/2×2199.74+2883.17+1474.4+4678.15=12986.39kN

G5'?G4'?G3'?G2'?12986.39 kN G1'?2850.8+1/2×2199.74+2883.17+1/2×48.13×40+1/2×36.86×40+0.5（5773.53+4678.15）=13759.48kN

×

门窗荷载计算

M-1、M-2、M-3采用钢框门，单位面积钢框门重量为0.4kN/ m2 M-4采用木门，单位面积木门重量为0.2 kN/ m2

C-1、C-2、GC-1均采用钢框玻璃窗，单位面积钢框玻璃窗重量为0.45 kN/㎡

层号 门窗号 M-1 M-2 底层 M-3 M-4 C-1

单位面积 量 0.9 2.4 1.8 0.9 2.1 2.4 2.4 2.4 2.4 2.1 12 2 2 2 28 0.4 0.4 0.4 0.2 0.45 19 19 19 19 19 482.11 214.27 160.70 81.22 2290.55 3282.28 数门窗单位重量 墙体单位重量 门窗与墙体重量差

门窗重量计算表

19

GC-1 M-1 M-2 二至六层 M-3 M-4 C-1 GC-1 1.2 0.9 2.4 1.8 0.9 2.1 1.2 1.2 2.4 2.4 2.4 2.4 2.1 1.2 2 16 0 0 2 32 2 0.45 0.4 0.4 0.4 0.2 0.45 0.45 19 19 19 19 19 19 19 53.42 642.82 0.00 0.00 81.22 2617.78 53.42 3395.23

（1）底层墙体实际重量：G1=11920.73kN （2）二至六层实际重量：

G2?G3?G4?G5?9591.16kN G6?8335.45 kN

建筑物总重力荷载代表值?Gi?58620.82kN

i62.1.5 刚度计算

2.1.5.1 横向线刚度

混凝土 C30 EC?3?107 kN/ m2

在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板的楼面，板可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.5I0（I0为梁的截面惯性矩）。对中框架取I=2.0I0。若为装配楼板，现浇层的楼 图2-5 质点重力荷载值面，则边框架梁取I=1.2I0，对中框架取I=1.5I0。 横向线刚度计算见表

20

梁线刚度表

梁号 L 截面 b×h 跨度 （m） 惯性矩 边框架梁 I=1.5I0 ×104 15.89 I=2I0 ×104 6.59 中框架梁 I=1.5I0 ×104 22.1 I=2I0 ×104 8.79 bh3（m4） I0?12×10-3 KL-03 (AB,CD) KL-03 (BC) KL-04 KL-05 0.3×0.75 0.3×0.75 0.25×0.6 7.2 10.55 3.6 10.55 15.89 13.24 22.1 17.58 3.0 4.5 6.75 6.75 9 9 柱线刚度表

惯性矩 柱号 Z 线刚度 截面 （m） 2柱高度 （m） bh3（m4） I0?1210.8×10-3 10.8×10-3 Kc?EIc（kN·m） h6.89×104 9×104 Z1 Z2 0.6×0.6 0.6×0.6 4.7 3.6 2.1.5.2 横向框架柱的侧移刚度D值

表2-6横向框架柱侧移刚度D值计算

项目 柱类型 层

21

K?K??Kb(一般层) 2Kc?Kb(底层)KcK （一般层）2+K0.5?K??(底层)2+K??D??Kc12(kN/m) 2h根数 边框架边柱 边框架底 中柱 中框架 边柱 层 中框架中柱 6.59?0.956 6.890.493 18452 4 6.59?13.24?2.878 6.898.79?1.276 6.890.692 25901 4 16 16 0.542 20286 8.79?17.58?3.827 6.890.743 946948 27810 ?D 二 至 边框架六 中柱 层 (6.95?13.24)???2.243 2??边框架边柱 6.95?6.95?0.772 2??0.278 23167 4 0.529 44083 4 续表

项目 柱类型 K?K??Kb(一般层) 2Kc?Kb(底层)KcK （一般层）2+K0.5?K??(底层)2+K??12D??Kc2(kN/m) h根数 层 中框架二 边柱 至 中框架六 中柱 层 (8.79?8.79)???0.977 2??0.328 27333 16 16 (8.79?17.58)???2.93 2??0.549 1438328 45750 ?D 2.1.5.3 横向框架自振周期

按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基本公式

22

这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期：

T1?1.7?0?T[5]

式中?0——基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取0.6；

?T——框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及

位移；

求得的假想框架顶点位移。然后由?T求?T是将框架的重力荷载视为水平作用力，

出T1，再用T1求出框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表

横向框架顶点位移

层次 6 5 4 3 2 1 层间相对位移Gi（kN） ?Gi（kN） Di（kN/m） 8335.45 9591.16 9591.16 9591.16 9591.16 11920.73 8335.45 17926.61 27517.77 37108.93 46700.09 58620.82 1438328 1438328 1438328 1438328 1438328 946948 ?i??GiDi ?i 0.1576 0.1518 0.1393 0.1202 0.0944 0.0619 0.0058 0.0125 0.0191 0.0258 0.0325 0.0619

T1?1.7?0?T=1.7×0.6?0.1576?0.405

2.1.5.4 横向地震作用计算

西安地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，场地类别为二类场地，地震分组为第一组设计，设计特征周期为Tg=0.35s，阻尼比0.05.

?max[8]=0.16

23

由于T1=0.405

结构横向总水平地震作用标准值：

FEK=?max×0.85?Gi

i?16GiHiFEK分配给各层，则水平地

?GiHi=0.16×0.85×58620.82=7972.43kN 各层横向地震剪力计算见表

Fi?GiHi6?GHjj?1FEK

j横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图

表 各层横向地震作用及楼层地震剪力

层次 6 5 4 3 2 1 hi（m） 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.7 Hi （m） 22.7 19.1 15.5 11.9 8.3 4.7 Gi （kN） 8335.45 9591.16 9591.16 9591.16 9591.16 11920.73 GiHi?kN?m? GiHi ?GHjj?17Fi （kN） 1956.96 1894.66 1537.56 1180.45 823.34 579.47 Vi （kN） 1956.96 3851.63 5389.18 6569.63 7392.96 7972.43 j189214.72 183191.16 148662.98 114134.80 79606.63 56027.43 0.25 0.238 0.193 0.148 0.103 0.073

24

2.1.5.5 横向框架抗震变形验算

表 横向框架抗震变形验算 层间刚度层次 层间剪力Vi （kN） （kN） 6 5 4 3 2 1

注：层间弹性相对转角均满足要求。?e＜[?e]=1/450。（若考虑填充墙抗力作用为1/550）

1956.96 3851.63 5389.18 6569.63 7392.96 7972.43 1438328 1438328 1438328 1438328 1438328 946948 0.00 0.0027 0.0037 0.0046 0.0051 0.0084 层高 Di 层间位移ViDi 层间相对弹性hi （m） 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.7 （m） 转角?e 1/2646 1/1344 1/961 1/788 1/700 1/558 2.1.6 水平地震作用下横向框架的内力分析

本设计取中框架为例，柱端计算结果详见表。地震作用下框架梁柱弯矩，梁端剪力及柱轴力分别见表

A轴柱（边柱）柱端弯矩计算

25

分配系数计算

考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图 各杆端分配系数见表

各杆端分配系表

层号 节点A各杆端分配系数 节点B各杆端分配系数 A6A5 0.51 B6B5 0.34 顶层 A6B5 0.49 B6A6 0.33 B6C6 0.33 标准A5A6 0.34 A5A4 0.34 B5B6 0.25 B5B4 0.25 层 A5B5 0.32 B5A5 0.25 B5C5 0.25 A1A2 0.36 A1A0 0.28 B1B2 0.27 B1B0 0.21 底层 A1B1 0.36 B1A1 0.26 B1C1 0.26

31

b..传递系数

远端固定，传递系数为1/2； d.弯矩分配

恒荷载作用下，框架的弯矩分配计算见图，框架的弯矩图见图；活荷载作用下，框架的弯矩分配计算见图，框架的弯矩图见图。

竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为0.8，调幅后，恒荷载及活荷载弯矩见图，图中括号内数值。

上柱 0.00 下柱 0.51 右梁 0.49 左梁 0.33 上柱 0.00 下柱 0.34 右梁 0.33 0.34 0.00 41.26 21.19 -5.49 56.96 0.34 -80.91 39.65 -10.41 -5.28 -56.96 0.32 6层

80.91 -20.83 19.82 -2.60 77.31 0.25 0.00 0.25 0.00 -21.46 -11.95 -2.68 -36.09 0.25 -17.79 -20.83 0.00 -2.60 -41.22 0.25 0.00 42.37 20.63 -10.16 0.00 42.37 21.19 -10.16 -124.63 39.88 -11.95 -9.56 5层

124.63 -23.90 19.94 0.69 0.00 -23.90 -10.73 0.69 0.00 -23.90 -11.95 0.69 -29.02 -23.90 0.00 0.69 32

52.85 0.34 53.41 0.34 -106.26 0.32 121.35 0.25 -33.95 0.25 -35.17 0.25 -52.24 0.25 0.00 42.37 21.19 -10.34 53.22 0.34 0.00 42.37 21.19 -9.74 53.83 0.34 -124.63 39.88 4层 124.63 -23.90 19.94 0.99 121.66 0.25 0.00 -23.90 -11.95 0.99 -34.86 0.25 0.00 -23.90 -11.95 0.99 -34.86 0.25 -29.02 -23.90 0.00 0.99 -51.93 0.25 -11.95 -9.74 -106.43 0.32 0.00 42.37 21.19 -10.34 53.22 0.34 0.00 42.37 21.19 -10.77 52.79 0.00 42.37 21.19 -10.34 53.22 0.34 0.00 42.37 22.43 -10.77 54.04 -124.63 39.88 3层 124.63 -23.90 19.94 0.99 121.66 0.25 124.63 -23.90 2层 0.00 -23.90 -11.95 0.99 -34.86 0.25 0.00 -23.90 -11.95 1.23 -34.62 0.00 -23.90 -11.95 0.99 -34.86 0.25 0.00 -23.90 -12.91 1.23 -35.58 -29.02 -23.90 0.00 0.99 -51.93 0.25 -29.02 -23.90 0.00 1.23 -51.69 -11.95 -9.74 -106.43 0.32 -124.63 39.88 -11.95 -10.13 -106.83 19.94 1.23 121.90 33

0.36 0.28 0.36 0.26 0.27 0.21 0.26 0.00 44.87 21.19 -5.62 60.44 0.00 34.90 -2.44 -4.37 28.09 -124.63 44.87 1层 124.63 -24.86 22.43 -2.16 120.05 0.00 -25.81 -11.95 -2.24 -40.00 B 0.00 -20.08 -2.19 -1.74 -24.01 -29.02 -24.86 0.00 -2.16 -56.03 -3.14 -5.62 -88.52 A 恒载弯矩分配

上柱 0.00 下柱 0.51 右梁 0.49 左梁 0.33 上柱 0.00 下柱 0.34 右梁 0.33 0.34 0.00 3.04 5.08 -2.19 5.93 0.34 -5.96 2.92 -0.78 -2.11 -5.93 0.32 6层

5.96 -1.56 1.46 0.50 6.36 0.25 0.00 0.25 0.00 -1.61 -2.98 0.52 -4.07 0.25 -1.22 -1.56 0.00 0.50 -2.28 0.25 0.00 10.16 1.52 -1.23 0.00 10.16 5.08 -1.23 -29.89 9.56 -2.98 -1.16 5层

29.89 -5.95 4.78 -0.25 0.00 -5.95 -0.81 -0.25 0.00 -5.95 -2.98 -0.25 -6.08 -5.95 0.00 -0.25 34

10.45 0.34 14.01 0.34 -24.46 0.32 28.47 0.25 -7.01 0.25 -9.18 0.25 -12.28 0.25 0.00 10.16 5.08 -2.44 12.80 0.34 0.00 10.16 5.08 -2.30 12.94 0.34 -29.89 9.56 4层 29.89 -5.95 4.78 0.29 29.01 0.25 0.00 -5.95 -2.98 0.29 -8.64 0.25 0.00 -5.95 -2.98 0.29 -8.64 0.25 -6.08 -5.95 0.00 0.29 -11.74 0.25 -2.98 -2.30 -25.60 0.32 0.00 10.16 5.08 -2.44 12.80 0.34 0.00 10.16 5.08 -2.54 12.70 0.36 0.00 10.16 5.08 -2.44 12.80 0.34 0.00 10.16 5.38 -2.54 13.00 0.28 -29.89 9.56 3层 29.89 -5.95 4.78 0.29 29.01 0.25 29.89 -5.95 2层 0.00 -5.95 -2.98 0.29 -8.64 0.25 0.00 -5.95 -2.98 0.35 -8.58 0.27 0.00 -5.95 -2.98 0.29 -8.64 0.25 0.00 -5.95 -3.21 0.35 -8.81 0.21 -6.08 -5.95 0.00 0.29 -11.74 0.25 -6.08 -5.95 0.00 0.35 -11.68 0.26 -2.98 -2.30 -25.60 0.32 -29.89 9.56 -2.98 -2.40 -25.70 0.36 1层 4.78 0.35 29.07 0.26 0.00 0.00 -29.89 29.89 0.00 0.00 -6.08 35

10.76 5.08 0.18 16.02 8.37 -2.44 0.14 6.07 10.76 -3.14 0.18 -22.09 -6.19 5.38 -0.06 29.02 -6.43 -2.98 -0.06 -9.46 -5.00 -2.19 -0.04 -7.24 B -6.19 0.00 -0.06 -12.33 A 图 活载弯矩分配表

36

37

38

39

40

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/v0m6.html