框架結構畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)住宅樓設計規(guī)范和其它相關標準，以及設計要求和提供的地質資料，設計該框架結構住宅樓。 按照先建筑后結構，先整體布局后局部節(jié)點設計步驟設計。主要內容包括：設計資料、建筑設計總說明、建筑的平面、立面、剖面圖設計說明，以及其它部分的設計說明；結構平面布置及計算簡圖確定、荷載計算、內力計算、內力組合、主梁截面設計和配筋計算、框架柱

2、截面設計和配筋計算、樓板和屋面設計、樓梯設計，基礎設計等。其中附有風荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖；橫向地震荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖；恒荷載和活荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖以及梁柱的內力組合表。</p><p>　　關鍵詞：框架、重力荷載代表值；現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構；內力組合；彎矩調幅。</p><p><b>　　Abstract</b></

3、p><p>　　According to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framework of the Residential building. After the first bui

4、lding in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design. Main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane,

5、 Facade, profile design specifications, , and other parts of the design; struc</p><p>　　Key Words：frame, Gravity load charecter value , cast-in-place reinforced concrete structure , internal force make up ,

6、curved square amplitude modulation.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、緒論…………………………………………………………………………………1</p><p>　　2、建筑設計理念及設計依據(jù)…………………………………………………………2</p><p>　　

7、2.1設計資料………………………………………………………………………2</p><p>　　2.2工程概況………………………………………………………………………2</p><p>　　2.3設計依據(jù)………………………………………………………………………3</p><p>　　結構布置方案與結構選型…………………………………………………………3</p>

8、<p>　　3.1設計資料………………………………………………………………………3</p><p>　　3.2結構構件參數(shù)估計……………………………………………………………4</p><p>　　3.3框架計算簡圖的確定…………………………………………………………5</p><p>　　4、荷載計算……………………………………………………………………………

9、6</p><p>　　4.1恒荷載計算……………………………………………………………………6</p><p>　　4.2屋、樓面活荷載計算…………………………………………………………9</p><p>　　4.3水平地震作用計算……………………………………………………………11</p><p>　　5、內力計算………………………………………

10、……………………………………15</p><p>　　5.1恒荷載作用下的內力計算……………………………………………………15</p><p>　　5.2活荷載作用下的內力計算……………………………………………………27</p><p>　　5.3地震作用下的內力計算………………………………………………………37</p><p>　　6、內力

11、組合……………………………………………………………………………42</p><p>　　6.1梁、柱內力組合………………………………………………………………42</p><p>　　6.2抗震計算………………………………………………………………………42</p><p>　　7、截面設計……………………………………………………………………………45</p>

12、;<p>　　7.1梁截面設計……………………………………………………………………45</p><p>　　7.2柱截面設計……………………………………………………………………51</p><p>　　7.3屋蓋、樓蓋設計………………………………………………………………56</p><p>　　8、樓梯的設計…………………………………………………………

13、………………60</p><p>　　8.1底層樓梯的設計………………………………………………………………60</p><p>　　8.2其它層樓梯設計………………………………………………………………63</p><p>　　9、基礎設計與地基處理………………………………………………………………65</p><p>　　9.1工程概況…………

14、……………………………………………………………65</p><p>　　9.2材料參數(shù)選用…………………………………………………………………66</p><p>　　9.3基礎梁的截面設計……………………………………………………………66</p><p>　　9.4基礎的計算簡圖………………………………………………………………66</p><p&

15、gt;　　9.5基礎的設計計算………………………………………………………………67</p><p>　　9.6地基處理………………………………………………………………………75</p><p>　　結論……………………………………………………………………………………77</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………………………………78&

16、lt;/p><p>　　致謝 …………………………………………………………………………………80</p><p>　　附錄1 梁內力組合表</p><p>　　附錄2 柱內力組合表</p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重

17、要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結。</p><p>　　本組畢業(yè)設計題目為——晉中市平遙縣美中美公司框架樓上部結構與地基基礎設計。在畢設前期，我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土設計》、《建筑結構抗震設計》等書籍，并借閱了《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。在畢設中期，我們通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結構設計。在

18、畢設后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　畢業(yè)設計的三個月里，在指導老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關內容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD、天正等繪圖軟件，以上所有這些

19、從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求。</p><p>　　框架結構設計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。</p><p>　　2、建筑設計理念及設計依據(jù)</p><p><b>　　2.1 設計理念</b></p><p>　

20、　住宅樓是為人們提供良好生活條件的建筑?？v觀住宅建筑的發(fā)展歷史，無不體現(xiàn)著人類文化生活的歷史進程和時代特征。住宅樓建筑設計同設計其他類型建筑一樣有許多共同點，也有許多不同的特點和要求。隨著時代的發(fā)展，住宅樓的內容和形式都在不斷發(fā)生變化。因此，我對住宅樓的設計過程和設計方法進行了詳細研究，經(jīng)過一番思考，我認為本設計應該具有以下特點：</p><p>　　彈性。從設計、結構到服務功能都應做到開放性，以適應時空的變化。

21、 </p><p>　　緊湊性。臥室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。</p><p>　　易接近性。從樓外到樓內，從入口到各個部門，要規(guī)劃得合理，要設計一個良好的導引系統(tǒng)。</p><p>　　可擴展性。在未來擴展時可靈活延伸，將損失減小到低程度。</p><p>　?。?）舒適性。在環(huán)境、通風、溫濕度、光線等方面要柔和、協(xié)調，盡量

22、借用外部的自然環(huán)境。</p><p>　?。?）環(huán)境的穩(wěn)定性。</p><p>　?。?）安全性。建筑安全防護措施做到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。</p><p>　?。?）濟性。把建設和維護一座住宅樓所需要的經(jīng)費和人員控制在最低限度。</p><p>　　在整個設計過程中，我本著“安全，適用，經(jīng)濟，美觀”的原則，在滿足設計任務書提出的功

23、能要求前提下，完成了建筑設計這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架，并為以后的結構設計打下了良好的基礎。</p><p><b>　　2.2 工程概況</b></p><p>　　（1）本工程位于晉中市平遙縣，用途為住宅。</p><p>　?。?）本工程為3層框架結構。主體結構：地下1層，地上3層，地下室2.2m，首層層高3.2m，2至4層各層層高2.8

24、m ，柱距平面布置詳見附圖。</p><p>　　（3）本工程耐火等級為二級，屋面防水等級為Ⅲ級，建筑耐久年限為二級。</p><p>　?。?）結構形式為框架結構，填充墻為加氣混凝土砌塊，所有衛(wèi)生間墻體為粘土空心磚。</p><p>　?。?）設計使用年限：50年；安全等級：二級；</p><p>　?。?）抗震設防類別為丙類；</p

25、><p>　?。?）地基基礎設計等級為丙級；</p><p>　　（8）本工程地質場地類別為Ⅱ類，場地卓越周期0.40s；。</p><p>　　（9）該場地具有Ⅰ級非自重濕陷性。根據(jù)地質資料，該地區(qū)地下水埋深在15米以下；</p><p>　?。?0）最大凍土深度為0.8米；</p><p>　?。?1）基本風壓為0.4

26、0kN/m2，基本雪壓為0.25kN/m2；</p><p>　?。?2）混凝土結構的環(huán)境類別：基礎為三類；上部外露構件如女兒墻、挑梁等為二類；室內結構為一類；</p><p>　?。?3）地震影響：抗震設防烈度及設計基本地震加速度按題目；場地類別為III類；設計地震分組為第一組。</p><p><b>　　2.3設計依據(jù)</b></p

27、><p>　?。?）通過定案的建筑設計方案及有關使用功能等要求。</p><p>　?。?）國家現(xiàn)行有關建筑結構設計、基礎及地基處理等規(guī)范。</p><p>　?。?）本工程巖土工程條件。</p><p>　　結構布置方案與結構選型</p><p><b>　　3.1設計資料</b></p>

28、;<p>　?。?）安全等級系數(shù)確定，依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010——2002）第3.2.3條：對于安全等級為二級或者使用年限為50年的結構構件，其中要性系數(shù)r0不應小于1.0，此處取1.0。</p><p>　?。?）抗震設防烈度：抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度為0.20g，設計地震分組為第一組。</p><p>　　（3）基本風壓：基本風壓為0.40

29、kN/m2，地面粗糙度為C類。</p><p>　?。?）基本雪壓：基本雪壓為0.25KN/m2。</p><p>　?。?）活荷載取值（KN/m2）， 表3-1</p><p>　?。?）底層柱高：底層柱高應計算至基礎頂面，設室內外高差0.6m，基礎頂面至室外標高0.5m，即底層柱高H1=3.2+0.6+0.5=4.3

30、m。</p><p>　?。?）屋的建筑高度：H=3.2+2.8×2+0.6+1.1=10.5m。</p><p>　?。?）抗震等級：根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》6.1.2條，因為結構抗震烈度為8度，房屋高度小于30m，所以框架抗震等級為二級。</p><p><b>　?。?）材料參數(shù)選用</b></p><p&g

31、t;　　結構各構件選用的材料及其強度設計值如表，</p><p>　　選用材料及其強度 表3-2</p><p>　　3.2結構構件參數(shù)估算</p><p>　　3.2.1框架梁截面按照跨度進行估算：</p><p>　　橫梁：邊跨梁（AB、CD跨），高h=1/12L=500mm，取h=500m

32、m；</p><p>　　寬b=（1/3~1/2）L=200mm~300mm，取b=250mm；</p><p>　　中跨梁（BC跨），取高h=400mm，寬b=250mm；</p><p>　　縱梁：取h=（1/12~1/8）L=300~450mm,取h=400mm,b=250mm；</p><p>　　次梁：取bb×hb=250

33、mm×550mm；</p><p>　　3.2.2框架柱截面尺寸可根據(jù)式Ac=ζN/μNfc估算：</p><p>　　由《建筑抗震設計規(guī)范》可知該框架結構的抗震等級為二級，軸壓比限值μN=0.8；各層重力荷載代表值可根據(jù)實際荷載計算，這里近似取14KN/m2.由結構平面布置圖可知邊柱及中柱的負載面積分別為7.2m3.0m和7.2m4.8m。由此可得第一層柱截面面積為：</

34、p><p>　　邊柱：Ac=ζN/μNfc=(1.37.23140003)/(0.814.3)=103090.9 mm2 </p><p>　　中柱：Ac=ζN/μNfc=(1.25×14000×7.24.83)/(0.8×14.3)=158601.4 mm2 ， </p><p>　　如取邊柱截面為正方形，則邊柱和中柱的截面

35、高度分別為322mm和398mm。根據(jù)上述計算結果，本設計柱截面尺寸取值為400mm400mm。</p><p>　　3.2.3樓板厚度按照板跨度進行估算：</p><p>　　板厚h=1/45×3600=80mm，取h=100mm。</p><p>　　3.3框架計算簡圖的確定</p><p>　　3.3.1計算簡圖取A4~D4軸

36、線橫向框架： </p><p>　　圖3-1.框架計算簡圖</p><p>　　3.3.2框架梁剛度計算：（在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取I=2I0)</p><p>　　(1)邊跨框架梁線剛度：</p><p>　　ib=2Ec×I。/l</p><p>　　=2×EC

37、15;0.25×0.503/(12×6.0) </p><p>　　=8.68×10-4EC(m3）</p><p>　　(2)中間跨框架梁線剛度： </p><p>　　ib=2Ec×I。/l</p><p>　　=2×EC×0.25×0.403/(12×2.4

38、)</p><p>　　=11.11×10-4EC（m3）</p><p>　　3.3.3二、三層框架柱線剛度：</p><p>　　ic=Ec×I。/l</p><p>　　=EC×0.4×0.43/(12×2.8)</p><p>　　=7.62×10-4

39、EC（m3）</p><p>　　3.3.4首層框架柱線剛度：</p><p>　　ic=Ec×I。/l</p><p>　　=EC×0.4×0.43/(12×4.3)</p><p>　　=4.96×10-4EC（m3）</p><p><b>　　4荷載計

40、算</b></p><p><b>　　4.1恒載計算</b></p><p>　　（1）屋面框架梁線荷載標準值：</p><p>　　10mm厚地磚 200.01=0.2 KN/m2</p><p>　　20mm厚1:3水泥砂漿結合層

41、 200.02=0.4 KN/m2</p><p>　　50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料 0.50.05=0.025 KN/m2</p><p>　　2mm厚改性瀝青 0.3 KN/m2</p><p>　　20mm厚1:2.5水泥砂漿找平層

42、 200.02=0.4 KN/m2</p><p>　　100mm厚鋼筋混凝土樓板 250.1=2.5 KN/m2</p><p>　　15mm厚水泥石灰漿打底，5mm厚紙筋灰批面 0.34 KN/m2</p><p>　　屋面恒荷載

43、 4.165 KN/m2</p><p>　　邊跨（AB、CD跨)框架梁自重 0.25×0.50×25＝3.13 KN/m</p><p>　　梁側粉刷 2×（0.50-0.1）×0.02×17＝0.27KN/m</p><p>　　中跨（BC跨）

44、框架梁自重 0.25×0.40×25＝2.50 KN/m</p><p>　　梁側粉刷 2×（0.50-0.1）×0.02×17＝0.27KN/m</p><p>　　作用在頂層框架梁上的線荷載為：</p><p>　　G3AB1=g3CD1=3.13+0.27＝3.40

45、KN/m g3BC1=2.70KN/m</p><p>　　g5AB2=g5CD2=4.165×3.6=14.99 KN/m g5BC2=4.165×2.4=10.00KN/m </p><p>　　（2）樓面框架梁線荷載標準值：</p><p>　　10mm厚地磚

46、 200.01=0.2 KN/m2</p><p>　　25mm厚1:3水泥砂漿結合層 250.02=0.5 KN/m2</p><p>　　100mm厚鋼筋混凝土樓板 250.1=2.5 KN/m</p><p>　　15mm厚水泥石灰漿打底，5mm厚紙筋灰批面

47、 0.34 KN/m2</p><p>　　樓面恒載 3.54 KN/m2</p><p>　　邊跨框架梁自重及梁側粉刷 3.4 KN/m2</p><p>　　邊跨填充墻自重： 0.20×（2.8-0.50）

48、×5.5＝2.53 KN/m</p><p>　　墻面粉刷： （2.8-0.5）×0.02×2×17＝1.56 KN/m</p><p>　　中間跨框架梁及梁側粉刷 2.7 KN/m2</p><p>　　因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為：<

49、;/p><p>　　gAB1=gCD1=3.4+2.53+1.56＝7.49KN/m </p><p>　　gBC1=2.7 KN/m</p><p>　　gAB2=gCD2=3.54×3.6=12.74 KN/m </p><p>　　gBC2=3.54×2.4=8.50 KN/m </

50、p><p>　?。?）屋面框架節(jié)點集中荷載標準值：</p><p>　　邊柱縱梁自重： 0.25×0.40×7.2×25＝18.00 KN</p><p>　　粉刷： 2×0.02×（0.40-0.10）×7.2×17＝1.46 KN</

51、p><p>　　1.1m高女兒墻自重： 1.1×7.2×0.30×5.5＝13.06 KN</p><p>　　粉刷： 2×0.02×1.1×7.2×17＝5.38 KN</p><p>　　縱梁傳來屋面自重（A、D點相同）：R1+

52、FL-1</p><p>　　板傳來荷載為三角形荷載所產生的集中力為 R1=2×0.5×3.6×3.6/2×4.165=26.98 KN</p><p>　　次梁傳給縱向框架梁的集中荷載FL-1的計算：</p><p>　　梁重（250×400） 25×0.25×（0.4-0.1）

53、=1.875 KN/m</p><p>　　板傳來的梯形荷載所產生的集中力為R2=（3.6-1.8+3.6）/2×1.8×4.165×2=40.48 KN</p><p>　　FL-1=1.875×6/2+40.48=46.11 KN</p><p>　　頂層邊節(jié)點集中荷載： G3A=G3D=110.99 KN&l

54、t;/p><p>　　中柱縱梁自重： 0.25×0.40×7.2×25＝18.00 KN</p><p>　　粉刷： 2×0.02×（0.40-0.10）×7.2×17＝1.46 KN</p><p>　　縱梁傳來屋面自重（B、C點相同）：

55、 R1+R2</p><p>　　板傳來荷載為三角形荷載所產生的集中力為 R1=2×0.5×3.6×3.6/2×4.165=26.98 KN</p><p>　　板傳來荷載為梯形荷載所產生的集中力為 R2=2×(3.6-2.4/2+3.6)×1.2×4.165=29.99KN</p><p>

56、　　頂層中間節(jié)點集中荷載： G3B=G3C=76.43 KN</p><p>　?。?）樓面框架節(jié)點集中荷載標準值：</p><p>　　邊柱縱梁自重： 0.25×0.40×7.2×25＝18.00 KN</p><p>　　粉刷： 2×0.02

57、5;（0.40-0.10）×7.2×17＝1.46 KN</p><p>　　鋼窗自重(200×160)： 2.0×2×1.6×0.45＝2.88 KN</p><p>　　窗下墻體自重： 0.3×0.80×7.2×5.5＝9.50

58、KN</p><p>　　粉刷： 2×0.02×0.80×7.2×17＝3.92 KN</p><p>　　窗邊墻體自重： 1.6×（7.2－0.4-2×2）×0.3×5.5＝7.39 KN</p><p>　　粉刷：

59、 2×0.02×1.6×（7.2－0.4-2×2）×17＝3.05 KN</p><p>　　框架柱自重： 0.40×0.40×2.8×25＝11.2 KN</p><p>　　粉刷： 4×0.02

60、×0.4×2.8×17＝1.52 KN</p><p>　　縱梁傳來樓面自重(與屋面算法相同）：</p><p>　　1.875×6/2+2×1/2×3.6×36./2×3.54+（3.6-1.8+3.6）/2×1.8×3.54×2＝62.97 KN

61、 </p><p>　　中間層邊節(jié)點集中荷載： GA=GD=126.84 KN</p><p>　　中柱縱梁自重： 18.00 KN</p><p>　　粉刷：

62、 1.46 KN</p><p>　　內縱墻自重： （7.2-0.4）×（2.80－0.40）×0.2×5.5＝17.95 KN</p><p>　　粉刷： 6.8×2.4×2×0.02×17＝11.10 KN</p><p>

63、　　扣除門洞重加上門重：－2.1×1.0×（5.5×0.2+17×2×0.02－0.2）＝-3.318 KN</p><p>　　框架柱自重： 11.2 KN</p><p>　　粉刷：

64、 1.52 KN</p><p>　　縱梁傳來樓面自重（與屋面算法相同）：</p><p>　　2×1/2×3.6×3.6/2×3.54+2×1/2×（3.6-2.4/2+3.6）×1.2×3.54＝48.43 KN </p><p>　　中間層中節(jié)點集中荷載：

65、 GB=GC=106.34 KN</p><p>　?。?）恒載作用下的結構計算簡圖如圖所示</p><p>　　其中：G3A= G3D=110.99 KN</p><p>　　G3B= G3C=76.43 KN</p><p>　　GA= GD=126.84 KN</p><p>　　GB=

66、 GC=106.34 KN</p><p>　　g3AB1= g3CD1=3.40 KN/m，g3bc1=2.70KN/m</p><p>　　g3AB2= g3CD2=14.99 KN/m</p><p>　　g3BC2=10.00 KN/m</p><p>　　gAB1 = gCD1 =7.49 KN/m</p><p

67、>　　gBC1=2.7 KN/m</p><p>　　gAB2 = gCD2 =12.74 KN/m</p><p>　　gBC2=8.5 KN/m</p><p>　　4.2屋、樓面活荷載計算</p><p>　　屋、樓面活荷載作用下的結構計算簡圖如圖4所示。圖中各荷載值計算如下</p><p>　　P3AB=

68、 P3CD=3.6×2.0=7.20 KN/m</p><p>　　P3BC=2.4×2.0=4.80KN/m</p><p>　　P3A=P3D=2×1/2×3.6×3.6/2×2+(3.6-1.8+3.6)/2×1.8×2×2=32.40 KN</p><p>　　P3B=

69、 P3C=2×1/2×3.6×3.6/2×2+2×1/2×(3.6-2.4/2+3.6)×1.2×2=27.36 KN</p><p>　　PAB＝PCD =2.0×3.6=7.2 KN/m</p><p>　　PBC＝2×2.4=4.8 KN/m</p><p>　

70、　PA= PD=32.40 KN</p><p>　　PB= PC= 27.36 KN</p><p>　　圖4-1.恒荷載作用下結構計算簡圖</p><p>　　圖4-2.活荷載作用下結構計算簡圖 </p><p>　　4.3水平地震作用計算</p

71、><p>　　4.3.1計算框架梁柱的線剛度：</p><p>　　框架梁線剛度：邊跨：ib1=2.60×104KN·M</p><p>　　中跨：ib2=3.33×104KN·M</p><p>　　框架柱線剛度：首層：ic1=1.49×104KN·M</p><p

72、>　　其他層：ic2=2.29×104KN·M </p><p>　　4.3.2本設計僅考慮水平地震作用即可，并采用基底剪力法計算水平地震作用力</p><p>　　為求基底剪力，先要計算結構各層的總重力荷載代表值（建筑的重力荷載代表制應取結構構配件標準值與各可變荷載組合值之和，各永久荷載的組合值系數(shù)取1.0，各可變荷載的組合值系數(shù)取0.5）：</p&

73、gt;<p><b>　　頂層： </b></p><p>　　G3=[g3AB1×12+g3BC1×2.4+2×(2.4+6)×g3AB2×0.5+g3BC2×2.4×0.5+ G3A+ G3B+ G3C+ G3D+4 ×G柱/2]×4+[(2.4+6)×(P3AB+P3C

74、D)×0.5+P3BC×2.4×0.5+P3A+P3B+P3C+P3D]×0.5×4</p><p>　　=[(3.4×12+2.7×2.4+2×8.4×14.99×0.5+10×2.4×0.5+110.99×2+76.43×2+4×(11.2+1.52)×

75、;0.5+(8.4×14.4×0.5+4.8×1.2+32.4×2+27.36×2)×0.5]×4</p><p>　　=2713.42 KN</p><p>　　G2=[gAB1×12+gBC1×2.4+2×(2.4+6)×gAB2×0.5+gBC2×2.4&

76、#215;0.5+ GA+ GB+ GC+ GD+4×G柱]×4+[(2.4+6)×(PAB+PCD)×0.5+PBC×2.4×0.5+P3A+P3B+P3C+P3D]×0.5×4</p><p>　　=[7.49×12+2.7×2.4+8.4×12.77+8.5×1.2+126.84×

77、;2+106.34×2+4×(11.2+1.52)+(8.4×14.4×0.5+4.8×1.2+32.4×2+27.36×2)×0.5]×4</p><p>　　=3294.78 KN</p><p>　　G1= G2+4×(2.15-1.4) ×G柱/2.8×4=329

78、4.78+16×0.268×(11.2+1.52)</p><p>　　=3349.32 KN</p><p>　　質量重力荷載代表值見圖</p><p>　　圖4-4.重力荷載代表值</p><p>　　4.3.3用“D值法”計算柱的側向剛度，框架各構件線剛度如圖</p><p>　　圖4-5.

79、框架結構側向剛度</p><p>　　其中：i31=i21=i11=2.6×104 KN·M</p><p>　　i32=i22=i12=3.33×104 KN·M</p><p>　　i1=1.49×104 KN·M</p><p>　　i2=i3=2.29×104 KN

80、·M</p><p>　　除底層外，其余柱的D值：</p><p>　　邊柱 由K=（i31+ i21）/（2 i3）=1.14</p><p>　　α=K/（2+K）=0.363 則 D5邊=12αic/hj2</p><p>　　=0.363×12×2.29×104 /2.82</p&g

81、t;<p>　　=12618 KN/m</p><p>　　中柱 由K=（i31+ i32+ i21+ i22）/（2 i3）=2.59</p><p>　　α=K/（2+K）=0.56 則D3中=α×12 ic/ hj2=19629 KN/m</p><p><b>　　底層柱的D值：</b></p>

82、<p>　　邊柱 由K= i11/ i1=1.745 α=（0.5+K）/（2+K）=0.600</p><p>　　故D1邊=α×12 ic/ hj2=5802 KN/m</p><p>　　中柱 由K=（i11+ i12）/ i1=3.98 得α＝（0.5+K）/（2+K）=0.750</p><p>　　故D1中=α×

83、12 ic/ hj2=7252 KN/m</p><p>　　從而得各層的側向剛度如下：</p><p>　　K1=2（D1邊+D1中）=2×（5802＋7252）＝156648 KN/m </p><p>　　K2= K3==2（D邊+ D中）=2×（12618＋19629）＝386964 KN/m</p><p>

84、　　4.3.4用頂點位移法求結構基本周期T1：</p><p>　　將各層的重力荷載代表值當作水平力，產生的樓層剪力為：</p><p>　　V3=G3=2713.42 KN</p><p>　　V2= G3+G2=2713.42+3294.78=6008.20KN</p><p>　　V1= V2+G1=9357.52 KN</p&g

85、t;<p><b>　　求頂點位移，則：</b></p><p>　　U1= V1/ K1=0.0597m</p><p>　　U2= U1+ V2/ K2=0.0597+0.0155=0.0752m</p><p>　　U3= U2+ V3/ K3=0.0752+0.0070=0.0822m= UT</p><

86、;p>　　故T1=1.8=0.5161 S</p><p>　　由于要考慮填充墻對基本周期的折減，故取折減系數(shù)為0.6，</p><p>　　則T1=0.6×0.5161＝0.3100s</p><p>　　由于T1<1.4 Tg=1.4×0.35=0.49s，故不考慮頂層附加作用。</p><p>　　查抗震

87、設計規(guī)范得：αmax＝0.16</p><p>　　由于T1＝0.3100s＜Tg＝0.35s，故</p><p>　　α1＝αmax＝0.16</p><p>　　FEK=α1Geq=0.85α1GE=0.85×0.16×(2713.42+3294.78+3349.32) =1272.57 KN</p><p>　　F1

88、=FEK=×1272.57=270.04 KN</p><p>　　(注意：Hj為該點到地面的總高度，不是層高）</p><p><b>　　同理：</b></p><p>　　F2= 1272.57=461.37 KN</p><p>　　F3= 541.16 KN</p><p>

89、;　　故地震的水平作用力如圖8.所示：</p><p>　　圖4-6.地震力的水平作用</p><p>　　4.3.5 地震作用下的水平位移的彈性驗算：</p><p><b>　　U=++</b></p><p>　　=1272.57/156648+(1252.57-270.04)/386964+541.16/3869

90、64</p><p>　　=8.124×10-3+2.591×10-3+1.398×10-3</p><p>　　=12.11×10-3m</p><p>　　層間位移驗算：底層：＝<滿足要求；</p><p>　　二層：＝<滿足要求；</p><p>　　頂點位移驗

91、算：==<滿足要求。</p><p>　　由于風荷載遠小于水平地震作用，故不必驗算風荷載作用下框架的彈性水平位移，肯定能夠滿足。</p><p><b>　　5、內力計算</b></p><p>　　5.1恒載作用下的內力計算</p><p>　　5.1.1恒載（豎向荷載）作用下的內力計算采用分層法。</p&

92、gt;<p>　　頂層：由圖2中取出頂層進行分析，結構計算簡圖如圖8所示。圖8中的柱子線剛度取框架柱實際線剛度的0.9倍。</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p>　　圖5-1.分層法計算簡圖</p><p>　　圖中，梁

93、上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，可根據(jù)固端彎矩相等的原則先將梯形分布荷載及三角形分布荷載化為等效均布荷載。等效均布荷載的計算公式如圖所示：</p><p>　　圖5-2.荷載等效轉換過程</p><p>　　G3邊＝g3AB1+g3AB2=3.4+×14.99=16.75 KN/m</p><p>　　G3中＝g3BC1+g3BC2=2.7+×

94、10=8.95 KN/m</p><p>　　圖示結構內力可用彎矩分配法計算，并可利用結構對稱性取二分之一結構計算，各桿的固端彎矩為：</p><p>　　M3AB= M3BA =g3邊·l邊2＝×16.75×62＝50.25 KN·M</p><p>　　M3BE=g3中·l中2＝×8.95×1

95、.22＝4.30 KN·M</p><p>　　M3EB=g3中·l中2＝×8.95×1.22＝2.15 KN·M</p><p>　　彎矩分配法計算過程如圖所示：</p><p>　　圖5-3.頂層彎矩分配法計算過程</p><p>　　二至四層荷載作用如圖：</p><

96、;p>　　圖5-4.分層法計算簡圖</p><p>　　利用結構對稱性取二分之一結構計算。</p><p>　　同理，先將梯形分布荷載及三角形分布荷載化為等效均布荷載。</p><p>　　g邊＝gAB1+gAB2=7.49+0.847×12.74=18.28 KN/m</p><p>　　g中＝gBC1+gBC2=2.7+&

97、#215;8.5=8.01KN/m</p><p><b>　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　　MAB= MBA=g邊·l邊2＝×18.28×62＝54.84 KN·M</p><p>　　MBC=g中·l中2＝×8.01×1.22＝3.84 KN·

98、M</p><p>　　MCB=g中·l中2＝×8.01×1.22＝1.92 KN·M</p><p>　　彎矩分配法計算過程如圖所示：</p><p>　　圖5-5.標準層彎矩分配法計算過程</p><p>　　底層除柱子的線剛度不同外，其它同二層，故其彎矩分配過程如圖所示：</p>&

99、lt;p>　　圖5-6.底層彎矩分配法計算過程</p><p><b>　　各層彎矩圖為：</b></p><p><b>　　頂層 </b></p><p>　　圖5-7.頂層彎矩圖</p><p><b>　　標準層</b></p><p>　

100、　圖5-8.標準層彎矩圖</p><p><b>　　底層</b></p><p>　　圖5-9.底層彎矩圖</p><p>　　將各層分層法求得的彎矩圖疊加，可得整個框架結構在恒載作用下的彎矩圖，很顯然，疊加后框架內各節(jié)點并不一定能達到平衡，這是由于分層法計算的誤差造成的。為提高精度，可將節(jié)點不平衡彎矩再分配一次進行修正，彎矩二次分配法的計算

101、過程如下：</p><p>　　圖5-10.彎矩二次分配計算過程</p><p>　　5.1.2跨中彎矩計算：</p><p>　　將固端彎矩簡化為簡支端計算，同時將荷載疊加，如圖24.所示：</p><p><b>　　對于：</b></p><p><b>　　圖5-12</

102、b></p><p>　　M中＝ql2=×3.4×6.02＝15.30 KN·M?。ㄈ龑舆吙纾?lt;/p><p>　　=×2.7×2.42＝1.94 KN·M?。ㄖ锌纾?lt;/p><p>　　=×7.49×6.02＝33.71 KN·M?。ㄆ渌鼘舆吙纾?lt;/p>

103、<p><b>　　對于：</b></p><p><b>　　圖5-13</b></p><p>　　M中＝（14.99×2.4+2×0.5×14.99×1.8）×3/2-0.5×14.99×1.8×（3-2/3 ×1.8）-14.99×

104、;1.2×1.2/2</p><p>　　＝59.36 KN·M　(頂層邊跨)</p><p>　　M中＝（12.74×2.4+2×0.5×12.74×1.8）×3/2-0.5×12.74×1.8×（3-2/3×1.8）-12.74×1.2×1.2/2</

105、p><p>　?。?0.45 KN·M (其它層邊跨)</p><p><b>　　對于：</b></p><p><b>　　圖5-14</b></p><p>　　M中=0.5×10×2.4×1.2/2-0.5×10×1.2×1

106、.2×1/3=4.8 KN·M (頂層中跨)</p><p>　　M中=0.5×8.5×2.4×1.2/2-0.5×8.5×1.2×1.2×1/3=4.08 KN·M (其它層中跨)</p><p><b>　　跨中彎矩組合：</b></p><p&

107、gt;<b>　　頂層：</b></p><p><b>　　標準層：</b></p><p>　　故梁的跨中彎矩即等于梁端彎矩的平均值減去跨中彎矩組合值</p><p>　　圖5-15.框架在恒載作用下的彎矩圖（左邊標注梁，右邊標注柱）</p><p>　　5.1.3剪力計算：</p>

108、;<p><b>　　按簡支跨計算</b></p><p><b>　　對頂層邊跨： </b></p><p><b>　　圖5-16</b></p><p>　　VAB×6－3.4×6×3－14.99×2.4×3－×14.9

109、9×1.8×6－29.95+42.60＝0</p><p>　　VAB＝39.57 KN </p><p>　　同理：VBA＝43.79 KN</p><p><b>　　對頂層中間跨：</b></p><p><b>　　圖5-17</b></p><p&g

110、t;　　VAB+VBA=0.5×10×2.4+2.7×3.4</p><p><b>　　VAB=VBA</b></p><p>　　V1＝V2＝9.24 KN</p><p>　　同理可求其它層剪力，將計算結果列于下表中</p><p>　　各層剪力表

111、 表5-1</p><p>　　5.1.4柱子軸力計算： 表5-2</p><p>　　圖5-18.框架在恒載作用下的梁剪力、柱軸力圖</p><p>　　5.1.5 彎矩調幅</p><p>　　將梁各固端彎矩值乘以0.85的折減系數(shù)，并將梁端

112、節(jié)點彎矩換算至梁端柱邊 彎矩值，計算過程如下： 表5-3</p><p><b>　　單位：KN/m</b></p><p>　　圖5-19.框架梁在恒荷載作用下經(jīng)調幅并算至梁端柱邊截面的彎矩</p><p>　　5.2活荷載作用下的內力計算</p&

113、gt;<p>　　5.2.1活載分布按滿布荷載法，活載作用下的內力計算也采用分層法。</p><p>　　對頂層，其荷載分布情況如圖所示：</p><p>　　圖示（a）結構內力較復雜，可將梯形荷載等效為均布荷載計算，同樣利用彎矩分配法計算，并利用結構對稱性，取二分之一結構，如圖（b）所示。</p><p><b>　?。╝）</b&g

114、t;</p><p>　?。╞) </p><p>　　圖5-20.頂層活荷載分布圖 P3邊＝0.847×P3AB=0.847×7.2=6.10 KN/m</p><p>　　P3中＝P3BC=×4.8=3.00 KN/m</p><p><b>　　

115、各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　　MAB= MBA=P3邊·l邊2＝×6.10×62＝18.30 KN·M</p><p>　　MBC=P3中·l中2＝×3.00×1.22＝1.44 KN·M</p><p>　　MCB=P3中·l中2＝×3

116、.00×1.22＝0.72 KN·M</p><p>　　故其彎矩分配過程如圖所示：</p><p>　　圖5-21.活荷載作用下頂層彎矩分配法的計算過程</p><p>　　對二層，其荷載分布情況如圖所示：</p><p><b>　　圖5-22</b></p><p>　　

117、P邊＝0.847×PAB=0.847×7.2=6.10 KN/m</p><p>　　P中＝PBC=×4.8=3.00 KN/m</p><p><b>　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　　MAB= MBA=P邊·l邊2＝×6.10×62＝18.30 KN·M

118、</p><p>　　MBC=P中·l中2＝×3.00×1.22＝1.44 KN·M</p><p>　　MCB=P中·l中2＝×3.00×1.22＝0.72 KN·M</p><p>　　故其彎矩分配過程如圖所示：</p><p>　　圖5-23.活荷載作用下標

119、準層彎矩分配法計算過程</p><p>　　對于底層，荷載分布與二層相同，只是分配時分配系數(shù)不同，其彎矩分配過程如圖所示：</p><p>　　圖5-24.活荷載作用下底層彎矩分配法計算過程</p><p>　　將各層分層法求得的彎矩圖疊加，可得整個框架結構在恒載作用下的彎矩圖，很顯然，疊加后框架內各節(jié)點并不一定能達到平衡，這是由于分層法計算的誤差造成的。為提高精度

120、，可將節(jié)點不平衡彎矩再分配一次進行修正，彎矩二次分配法的計算過程如下：</p><p>　　圖5-25.彎矩二次分配計算過程</p><p>　　5.2.2跨中彎矩計算：</p><p>　　與端彎矩一樣，活荷載仍然按滿跨布置，將固端簡化為簡支，求出簡支時的跨中彎矩</p><p><b>　　邊跨：</b></p

121、><p>　　M中=1/8ql2=1/8×6.10×62=27.45 </p><p><b>　　中跨：</b></p><p>　　M中=1/8ql2=1/8×3.0×2.42=2.16 </p><p>　　故梁的跨中彎矩即等于梁端彎矩的平均值減去跨中彎矩值。</p>

122、<p>　　圖5-26.框架在活荷載作用下的彎矩圖（左邊標注梁，右邊標注柱）</p><p><b>　　5.2.3剪力計算</b></p><p>　　同恒載作用下，按簡支跨計算：</p><p><b>　　中跨：</b></p><p>　　VBC=VCB=1/23.02.4=3

123、.6 KN</p><p><b>　　頂層邊跨：</b></p><p><b>　　VAB</b></p><p>　　VAB=17.56 KN</p><p>　　VBA =19.04 KN</p><p><b>　　二層邊跨：</b></

124、p><p><b>　　VAB</b></p><p>　　VAB=18.08 KN</p><p>　　VBA =18.52 KN</p><p><b>　　底層邊跨：</b></p><p><b>　　VAB</b></p><p

125、>　　VAB=17.86 KN</p><p>　　VBA =18.74 KN</p><p>　　5.2.4柱子軸力計算： 表5-4</p><p>　　圖5-27. 框架在活荷載作用下的梁剪力、柱軸力圖</p><p><b>　

126、　5.2.5彎矩調幅</b></p><p>　　將梁各固端彎矩值乘以0.85的折減系數(shù)，并將梁端節(jié)點彎矩換算至梁端柱邊彎矩值，同時考慮活荷載的不利布置，將跨中彎矩乘以系數(shù)1.1，計算過程如下：</p><p><b>　　表5-5</b></p><p>　　圖5-28.框架梁在活荷載作用下經(jīng)調幅并算至梁端柱邊截面的彎矩</

127、p><p>　　5.3地震力作用下的內力計算：</p><p>　　5.3.1地震力作用下的內力計算采用D值法，把各層層間剪力Vj分配給該層的各個柱子。</p><p>　　V3=F3=541.16 KN</p><p>　　V2=F2 +V3=541.16+461.37=1002.53 KN</p><p>　　V1=F

128、1 +V2=1002.53+270.04=1272.57 KN</p><p><b>　　各層柱子的D值為：</b></p><p>　　D3中＝D2中＝19629 KN/M </p><p>　　D3邊＝D2邊＝12618 KN/M</p><p>　　D1中＝7252 KN/M D1邊＝5802

129、 KN/M</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　V3邊＝1/6＝17.65 KN</p><p>　　V3中＝1/6＝27.45 KN</p><p>　　V2邊＝1/6＝32.70 KN</p><p>　　V2中＝1/6＝50.85 KN</p>&l

130、t;p>　　V1邊＝1/6＝47.13 KN</p><p>　　V1中＝1/6＝58.91 KN</p><p>　　各層柱子的反彎點高度為：</p><p>　　yh=(y0+y1+y2+y3)h</p><p>　　對頂層邊柱：k＝1.14，查表得：y0=0.357，y1=y2=y3=0</p><p>