某办公楼框架结构设计计算书.pdf

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1、某办公楼框架结构设计专业：土木工程姓名:学号：指导教师：1、乙、刖 B毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习 阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的 全面总结。本组毕业设计题目为某办公楼框架结构设计。在毕设前期，我温习 了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗 震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学 的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在SARS肆掠 期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设 后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我

2、圆满 的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计 算时，进一步了解了 Excel。在绘图时熟练掌握了 AutoCAD,以上所有这些从 不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些 计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老 师批评指正。二零零三年六月十五日2内容摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。

3、在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法 求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出 在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒 载及活荷载）作用下的结构内力，。是找出最不利的一组或几组内力组合。选 取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设 计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：框架 结构设计 抗震设计Abstrac tThe purpose of the design is to do the anti-seismic design in the lo

4、ngitudinal frames of axis 2、3、7、8.When the direc tions of the frames is determined,firstly the weight of eac h floor is c alc ulated.Then the vibrate c yc le is c alc ulated by utilizing the peak-displac ement method,then making the amount of the horizontal seismic forc e c an be got by way of the b

5、ottom-shear forc e method.The seismic forc e c an be assigned ac c ording to the shearing stiffness of the frames of the different axis.Then the internal forc e(bending moment,shearing forc e and axial forc e)in the struc ture under the horizontal loads c an be easily c alc ulated.After the determin

6、ation of the internal forc e under the dead and live loads,the c ombination of internal forc e c an be made by using the Exc el software,whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal forc e of the wall limbs and the c oterminous girders,whic h will be the basis of protrac

7、 ting the reinforc ing drawings of the c omponents.The design of the stairs is also be approac hed by c alc ulating the internal forc e and reinforc ing suc h c omponents as landing slab,step board and landing girder whose shop drawings are c ompleted in the end.Keywords:frames,structural design,ant

8、i-seismic design3毕业设计进度计划安排:第一周 课题调研，选题、结构方案设计第二周 复习结构设计有关内容，借阅相关规范及资料第三周 导荷载、计算楼层荷载第四周 计算结构自震周期、水平地震作用大小第五、六周 水平地震力作用下的框架内力分析、计算第七、八周 竖向荷载作用下的框架内力计算第九周 框架内力组合分析、计算第十周 义务劳动周第十一周 楼层板配筋、框架梁配筋及构造第十二周 框架柱配筋、框架节点配筋及构造第十三周 TBSA计算及分析第十四周 楼梯计算，整理计算书第十五周 翻译科技资料，画图第十六周 打印论文，准备答辩4目 录第一部分：工程概况.1建筑地点、建筑类型、建筑介绍、门

9、窗使用、地质条件.1柱网与层高.1框架结构承重方案的选择.2框架结构的计算简图.2梁、柱截面尺寸的初步确定.3第二部分：框架侧移刚度的计算.5横梁、纵梁、柱线刚度的计算.5各层横向侧移刚度计算.6各层纵向侧移刚度计算.12第三部分：重力荷载代表值的计算.13资料准备.13重力荷载代表值的计算.14第四部分：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算23横向自振周期的计算.23水平地震作用及楼层地震剪力的计算.24多遇水平地震作用下的位移验算.27水平地震作用下框架内力计算.28第五部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算.32计算单元的选择确定.32荷载计算.33内力计算.40梁端剪力和柱轴力的

10、计算.455横向框架内力组合.46框架柱的内力组合.54柱端弯矩设计值的调整.57柱端剪力组合和设计值的调整.60第六部分：截面设计.62框架梁.62框架柱.68框架梁柱节点核芯区截面抗震验算.78第七部分：楼板设计.82楼板类型及设计方法的选择.82设计参数.82弯矩计算.83截面设计.87第八部分：楼梯设计.91设计参数.91楼梯板计算.91平台板计算.93平台梁计算.94第九部分：框架变形验算.96梁的极限抗弯承载力计算.96柱的极限抗弯承载力计算.976确定柱端截面有效承载力M,.98各柱的受剪承载力丫用的计算.99楼层受剪承载力Vw的计算.100罕遇地震下弹性楼层剪力V。的计算.10

11、1楼层屈服承载力系数，的计算.101层间弹塑性位移验算.103第十部分：科技资料翻译.104科技资料原文.104原文翻译.113第十一部分：设计心得.120参考资料.1237第一部分：工程概况建筑地点：北京市建筑类型：六层办公楼，框架填充墙结构。建筑介绍：建筑面积约1000平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架 结构，楼板厚度取120mm,填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌 块。门窗使用：大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为L2mX2.4m,窗为铝合金 窗，洞口尺寸为1.8mX2.lmo地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为8 度。柱网与层高：本办公楼采用柱距为7

12、.2m的内廊式小柱网，边跨为7.2m,中间 跨为2.4m,层高取3.6m,如下图所示：柱网布置图8框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主 梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方 案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧 移刚度。框架结构的计算简图:L7丁门丁丁丁丁Al=4.8*7.2=34.56A2=3.6*7.2=25.92框架结构的计算简图纵向框架组成的空间结构9横向框架组成的空间结构本方案中，需近似的按纵横两个方向的平面框架分别计算。梁、柱截面尺寸的

13、初步确定：1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取l/12X7200=600mm,截面宽度取600X l/2=300mm,可得梁的截面初步定为bXh=300*600。2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：(1)柱组合的轴压力设计值N=B Fg E n注：B考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。g e折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14KN/m2o n为验算截面以上的楼层层数。(2)AeN/UNfc注：5为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查抗震规10范可知取为0.8。fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30,查得

14、14.3N/mm2。3、计算过程：对于边柱：N邛 Fg e n=l.3X25.92X14X6=2830.464(KN)AeN/uxfc=2830.464X1070.8/14.3=247418.18(mm2)取 700mmX 700mm 对于内柱：N邛 Fg e n=l.25X 34.56X 14X6=3628.8(KN)Ac 2N/u、=3628.8*103/0.8/14.3=317202.80(mm2)取 700mmX 700mm梁截面尺寸(mm)混凝土等级横梁(bXh)纵梁(bXh)AB跨、CD跨BC跨C30300X600250X400300X600柱截面尺寸(mm)层次混凝土等级bXh1

15、C30700X7002-6C30650X65011第二部分：框架侧移刚度的计算一、横梁线刚度ib的计算:类别Ec(N/mm2)bXh(mm X mm)Io(mm4)1(mm)Eelo/l(N mm)1.5ErIo/l(N mm)2EcIo/l(N mm)AB跨、CD跨3.OXIO1300X6005.40X10972002.25X1O103.38X1O104.5OX1O10BC跨3.0X10250X4001.33X10924001.67X1O102.5OX1O103.34X1O10二、纵梁线刚度i b的计算:类别Ec(N/mm2)bXh(mmXmm)Io(mm1)1(mm)Eelo/l(N mm

16、)1.5ErIo/l(N mm)2EcIo/l(N mm)跨3.0X10300X6005.4X10942003.86X1O105.79X1O107.71X1O10其它跨3.0X101300X6005.4X10972002.25X1O103.38X1O104.5OX1O10三、柱线刚度i c的计算：I=bh3/12层次he(mm)Ec(N/mm2)bXh(mm X mm)Ic(mm4)Edc/he(N mm)147003.0X104700X7002.001X1012.77X102636003.0X104650X6501.448X 1O1012.4OX1O101层A-5柱83003.0X10470

17、0X7002.OO1X1O107.23X1O1012四、各层横向侧移刚度计算：(D值法)1、底层、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8(9 根)K=0.352a c=(0.5+K)/(2+K)=0.362Dil=a cX12Xic/h2=0.362X 12X 12.77XI0K7470()2=25112、AT、A-4、A-6、A-9、DT、D-5、D-6、D-9(8 根)3.38K=3.38/12.77=0.26612.77a c=(0.5+K)/(2+K)=0.338Di2=a cX12Xic/h2=0.338X 12X 12.77X 1010/47002=

18、23447、B-h C-K B-9、C-9(4 根)K=(2.5+3.38)/12.77=0.4602.53.38a c=(0.5+K)/(2+K)=0.39012.77Di3=a c X12Xic/h2=0.390X 12X 12.77XlOlo/47OO2=27055、B-2、02、B-3、C-3、04、B-7、07、3.344.512.7713B-8、C-8(9 根)K=(3.34+4.5)/12.77=0.614a c=(0.5+K)/(2+K)=0.426Di4=a cX12Xic/h2=0.426X 12X 12.77XlOlo/47OO2=29552、B-4、B-6、C-5、C-

19、6(4 根)K=(3.34+3.38)/12.77=0.526a c=(0.5+K)/(2+K)=0.406Di5=a c X12Xic/h2=0.406X 12X 12.77X101/47002=28165、B-5(1 根)K=3.34/12.77=0.262a c=(0.5+K)/(2+K)=0.337Di6=a cX12Xic/h2=0.337X 12X 12.77X 10,/47002=233783.34 3.3812.773.3412.77Z D,=25112X9+23447X8+27055X4+29552X9+28165X4+23378=9238102、第二层：14、A-2、A-3

20、、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8(9 根)4.5K=4.5X2/(12.4X2)=0.363a c=K/(2+K)=0.1544.5Dil=a cX12Xic/h2=0.154X 12X 12.4 X1010/36002=17681、AT、A-9、D-K D-5、D-6、D-9(6 根)3 货K=3.38X2/(12.4X2)=0.273I 1寸a c=K/(2+K)=0.1203.38Di2=a cX12Xic/h2=0.120X 12X12.4X 10lo/36002=13778、A-5(1 根)K=4.5/7.233=0.6224 5a c=(0.5+K)/(2+

21、K)=0.428Di3=a cX12Xic/h2 7.233=0.428X 12X7.233X 1010/83002=5392-L5、A-4、A-6(2 根)12.43.3815K=(4.5+3.8)/(12.4*2)=0.318a c=K/(2+K)=0.137Di4=a cX12Xic/h2=0.137X 12X 12.4X1010/36002=15730、B-K CT、B-9、C-9(4 根)K=(2.5+3.38)X2/(12.4X2)=0.4742.53.38a c=K/(2+K)=0.19212.1Di5=a c X12Xic/h22.53.38=0.192X12X12.4X 10

22、lo/36002=22044、B-2、B-3、02、C-3、04、B-7、B-8、07、C-8（9 根）=0.240*12*12.4*10H7360()2K=(3.34+4.5)X2/(12.4X2)=0.632 3.34,1-5a c=K/(2+K)=0.24012.4I)i6=a CX 12X ic/h2 3.344.5=275563.34|4.5、B-4、B-6(2 根),3.34 3.3816K=(3.34X2+4.5+3.38)/(12.4X2)=0.587 a C=K/(2+K)=0.227Di7=a cX12Xic/h2=0.227X 12X 12.4X 1010/36002=2

23、6063、C-5、C-6(2 根)3.34 P.38K=(3.34+3.38)X2/(12.4X2)=0.542 12.4a C=K/(2+K)=0.213 3.34 3.38Di8=a cX12Xic/h2=0.213X12X12.4X 10/36002=24456、B-5(1 根)3 34K=3.34X2/(12.4X2)=0.269,1 J.4a c=K/(2+K)=0.1193.34Di9=a cX12Xic/h2=0.119X 12X12.4X 10/36002=13663E D2=17681X9+13778X6+5392+15730X2+22044X4+27556X9+26063X

24、2+24456X2+13663=7295303第三层至第六层：17、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（12根）Dil=17681、AT、A-9、D-l D-9、D-5、D-6（6 根）Di2=13778、B-K CT、B-9、C-9（4 根）Di3=22044、B-2、B-3 B-4、B-5、02、03、C-4、B-6、B-7、B-8、C7、C-8（12根）Di4=27556、C-5、C-6（2 根）Di5=24456 D3-6=17681 X 12+13778 X 6+22044 X 4+27556 X 12+24456 X 2=

25、7626004、顶层：、D5、D-6（2 根）=0.120X 12X12.4X 10lo/36002K=3.38X2/（12.4X2）=0.2733.38a c=K/（2+K）=0.12012.4Dil=a c X12Xic/h23.3818K=(3.38X2+3.34)/(12.4X2)=0.407a c=K/(2+K)=0.169Di2=a cX12Xic/h2=0.169X 12X12.4X 10lo/36002=19404ED 顶=13778X2+19404X2=66364 由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为：SDi/1：D2=92381 0/7 295 300.7,故该框架为规则框

26、架。层次123456顶ZD,(N/mm)92381072953076260076260076260076260066364五、各层纵向侧移刚度计算:同理，纵向框架层间侧移刚度为:层次123456顶层EDi(N/mm)1035634935623942398942398942398942398103102EDi/D2=1 035 6 34/935 6 230.7,故该框架为规则框架。第三部分：重力荷载代表值的计算19一、资料准备：查荷载规范可取：、屋面永久荷载标准值（上人）（二层 9nlm 纸面石膏板、有厚 50nlm 的岩棉板保温层）30厚细石混凝土保护层22X0.03=0.66KN/m2三毡四

27、汕防水层0.4 KN/m220厚矿渣水泥找平层14.5X0.02=0.29 KN/m2150厚水泥蛭石保温层5X0.15=0.75 KN/m2120厚钢筋混凝土板25X0.12=3.0 KN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25 KN/m2、1-5层楼面:合计5.35 KN/m2、屋面及楼面可变荷载标准值:木块地面（加防腐油膏铺砌厚76nlm）0.7 KN/m2120厚钢筋混凝土板25X0.12=3.0 KN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25 KN/n?_合计3.95 KN/m2、梁柱密度25 KN/m2上人屋面均布活荷载标准值2.0 KN/m2楼面活荷载标准值2.0 KN/m2屋面雪荷载标准值Sk=u,

28、S0=1.0X0.2=0.2 KN/m2（式中5为屋面积雪分布系数）20蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5KN/m3二、重力荷载代表值的计算:1、第一层：（1）、梁、柱:类别净跨(mm)截面(mm)密度(KN/m3)体积（ID3）数量（根）单重(KN)总重(KN)横梁6500300X600251.171729.25497.251700250X400250.1794.2538.25纵梁6500300X600251.172829.25819.003500300X600250.63415.7563.00（2）、内外填充墙重的计算:类别计算高度（mm）截面(mm)密度(KN/m3)体积(m3)数量（根）

29、单重(KN)总重(KN)柱3600700X700251.7643644.11587.6横墙：AB跨、CD跨墙：墙厚240mm,计算长度6500mm,计算高度3600-600=3000mm。单跨体积：0.24X6.5X3=4.68m3单跨重量：4.68 X 5.5=25.74KN数量：17总重：25.74X 17=437.58KNBC跨墙：墙厚240mm,计算长度1700mm,计算高度3600-600=3000mm。21单跨体积：(1.7X3-1.5*2.4)X0.24=0.36m3单跨重量：0.36X5.5=1.98KN数量：2总重：1.98X2=3.96KN厕所横墙：墙厚240mm,计算长度

30、7200-2400M800mm,计算高度3600-120=3480mmo体积：0.24X4.8X3.48=4.009m3重量：4.009X5.5=22.0495KN横墙总重:437.58+3.96+22.0495=463.5895KN纵墙：跨外墙：单个体积:(6.5X3.0)-(1.8X2.1X2)X0.24=2.8656 m3数量：12总重:2.8656X 12X 5.5=189.1296KN厕所外纵墙：体积：6.5X3.0-1.8X2.1=15.72 m3总重:15.72X5.5=86.46KN楼梯间外纵墙：体积：3.5X3.0-1.8X2.1=6.72 m3总重：6.72X5.5=36.

31、96KN门卫外纵墙：体积：3.5X3.0-1.2X2.4=7.62m3总重：7.62X5.5=41.91KN内纵墙:单个体积：(6.5X3.0-1.2X2.4*2)X0.24=13.74m322单个重量：13.74X5.5=75.57KN数量：12总重:75.57X 12=906.84KN厕所纵墙：单个体积:0.24 X(3.6-0.12)X4.93=4.1175m3单个重量：4.1175X5.5=22.6463KN数量：2总重：22.6463X2=45.2926KN正门纵墙：总重：(1.8X6.5-1.8X2.1)X0.24X5.5=10.4544KN纵墙总重：189.1296+86.46+

32、36.96+41.91+906.84+45.2926+10.4544=1317.0466KN(3)、窗户计算(钢框玻璃窗)：走廊窗户：尺寸：1800mm X 2100mm自重：0.4KN/m2数量:26重量：1.8X2.1X0.4X26=39.312KN办公室窗户：尺寸：1500mm X 2100mm自重:0.4KN/m2数量：2重量：1.5X2.1X0.4X2=2.52KN23总重：39.312+2.52=41.832KN(4)、门重计算：木门：尺寸：1200mmX2400mm自重:0.15KN/m2数量：26.25重量：1.2 X 2.4 X 0.15 X 26.25=11.34KN铁门：

33、尺寸：6500mmX3000mm自重：0.4KN/m2数量：0.5重量：6.5X3*0.4X0.5=3.9KN总重：11.34+3.9=15.24KN(5)、楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：面积:48.4416X 13+117.4176+30.24=777.3984(m2)恒载：3.95 X 777.3984=3070.7237KN活载：2.0 X 777.3984=1554.7968KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为Gi=G 恒+0.5XG 活=(497.25+38.25)X 1.05+(819+63)X1.05+1587.6X1.05+463.5895+1317.0466+4

34、1.832+15.24+(3070.7237+1554.7968)X0.5=9618.5836KN注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。2、第二层：24(1)、梁、柱横梁：AB 跨：300mmX600mm 29.25KNX 18 根=526.5KNBC 跨：250nlmX 400mm 4.25KNX 9 根=38.25KN纵梁：819+63=882KN柱:类别计算高度（mm）截而(mm)密度(KN/n?)体积(n?)数量（根）单重(KN)总重(KN)柱3600650X650251.5213638.0251368.9（2）、内外填充墙重的计算：横墙总重:463.5895KN

35、纵墙：比较第二层纵墙与第一层的区别有：大厅：一层有铁门二层A、B、B跨有内墙。比较异同后，可得第二层纵墙总重为：1317.0466+(3.0X6.55-2X 1.8X2.1)X0.24X5.5-3.9+(1.5X6.55-1.5X1.2)X0.24X5.5+(1.5X3.55-1.5X1.2)X0.24X5.5=1317.0466+15.9588-3.9+10.593+4.653=1344.3514KN(3)、窗户计算(钢框玻璃窗)：25第一类：尺寸：1800mm X 2100mm自重：0.4KN/m2数量:29重量：1.8 X 2.1X 0.4 X 29=43.848KN第二类：尺寸：150

36、0mm X 2100mm自重：0.4KN/m2数量：2重量：1.5X2.1X0.4X2=2.52KN总重：43.848+2.52=46.368KN(4)、门重计算：木门：尺寸：1200mmX2400mm自重:0.15KN/m2数量：27.25重量:1.2X2.4X0.15X27.25=11.772KN(5)、楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：面积：777.3984+11.16X6.96=855.072(m2)恒载：3.95 X 855.072=3377.5344KN活载：2.0X855.072=1710.144KN由以上计算可知，二层重力荷载代表值为26G?=G 恒+0.5 X G 活=

37、(526.5+38.25)X 1.05+882X1.05+1368.9X1.05+463.5895+1344.3514+46.368+11.772+(3377.5344+1710.144)X0.5=9910.1918KN注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。3、第三层至第五层：比较其与第三层的异同，只有B、B不同，可得三到五重力荷载代表 值为：G3-5=9910.1918-10.593-4.653+(3.0X 10.1-2X1.2X2.4)X0.24X5.5=9927.3386KN4、第六层重力荷载代表值的计算：横梁：526.5+38.25=564.75KN纵梁：882K

38、N柱：计算高度：2100mm截面：650mm X 650mm数量：36总重：0.65X0.65X2.1 X25X36=798.525KN横墙：463.5895/2=231.7948KN纵墙:(1344.3514+32.3928-10.593-4.653)/2=680.7491KN窗重：46.368/2=23.184KN木门重：门高2400mm,计算高度为门的1500mm以上，故系数27a=(2.4-1.5)/2.4=3/8则木门重：H.772X3/8=4.4145KN屋面恒载、活载计算：恒载：855.072X5.35=4574.6352KN活载：855.072X2.0=1710.144KN雪载

39、：855.072X0.2=171.0144KN由以上计算可知，六层重力荷载代表值为Ge=G 恒+0.5 X G 活=(564.75+882+798.525)X 1.05+231.7948+680.7491+23.184+4.4145+4574.6352+(1710.144+171.0144)X0.5=9753.4748KN注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。5、顶端重力荷载代表值的计算：横梁：29.25X2=58.5KN纵梁：15.75X2=31.5KN柱：38.025X4=152.1KN横墙：25.74X2=51.48KN纵墙：(3.0X3.55-1.2X2.4)X0

40、.24X5.5+(3.0X3.55-1.8X2.1)X0.24X5.5=19.3248KN木门：1.2X2.4X0.15=0.432KN窗：1.8X2.1X0.4=1.512KN28楼板恒载、活载计算：面积:4.2X7.2=30.24m2恒载：30.24X5.35=161.784KN活载：30.24X2.0=60.48KN雪载：30.24X0.2=6.048KN由以上计算可知，顶端重力荷载代表值为G顶=6恒+0.5 X G活=58.5+31.5+51.48+19.3248+152.1+0.432+1.512+161.784+(60.48+6.048)X0.5=543.1608KN集中于各楼层标

41、高处的重力荷载代表值G i的计算结果如下图所示：G 顶=543.1608KN G6=9753.474EKN.C5=9927.3386KN.C4=9927.3386KN G3=9927.3386KN G2=9910.L918KN 01=9618.5836KN各质点的重力荷我代表他第四部分：横向水平荷载作用下框架29结构的内力和侧移计算一、横向自振周期的计算：横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。按式Ge=Gm(l+3Xh,/2/H)将突出房屋重力荷载代表值折算到主体结 构的顶层,即:Ge=543.1608X 1+3X3.6/(3.6X5+4.7)=650.8153(KN)基本自振周期(s)

42、可按下式计算：=1.7叩(ut)1/2注：UT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值G作为水平荷载而 算得的结构顶点位移。qj t结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.60UT按以下公式计算：Vc i=Z Gk(u)i=Vc i/LD ijuT=Z(Au)k注：ED“为第i层的层间侧移刚度。(u)i为第i层的层间侧移。(u)k为第k层的层间侧移。S为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第六层的Gi为G6和Ge之30和。结构顶点的假想侧移计算层次Gi(KN)VGi(KN)ZD i(N/mm)ui(mm)Ui(mm)610404.290110404.290176

43、260013.641265.98959927.338620331.628776260026.661252.68549927.338630258.967376260039.679225.68539927.338640186.305976260052.696186.00629910.191850096.497772953068.670133.3119618.583659715.081392381064.64064.64Ti=l.7ipT(uT)1/2=1.7X0.6X(0.265989)1/2=0.526(s)二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均

44、匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值G”Geq=0.85 X Gi=0.85 X(9618.5836+9910.1918+9927.3386X3+9753.4748+543.1608)=50666.3128(KN)2、计算水平地震影响系数a,31查表得二类场地近震特征周期值Tg=O.30so查表得设防烈度为8度的a raax=0.16 a i=(Tg/Ti)a=(0.3/0.526)09X0.16=0.09653、结构总的水平地震作用标准值FEkpEk=a iGeq=0.0965X50666.3128=4890.5658(KN)因1.4Tg=

45、1.4X0.3=0.42sT1=0.526s,所以应考虑顶部附加水平 地震作用。顶部附加地震作用系数6 n=0.O8T1+O.07=0.08X0.526+0.07=0.1121F6=0.1121X4890.5658=548.2324KN各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk(1-6 n)/(EGkHk)=4342.333(KN)地震作用下各楼层水平地震层间剪力为Vi=EFk(i=l,2,n)计算过程如下表：32各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi(m)Gi(KN)GiHi(KN m)GiHi/EGjHjFi(KN)Vi(KN)26.3543.160813959.2

46、30.01773.82073.820622.79753.4748221403.880.2691168.0881241.908519.19927.3386189612.170.230998.7372240.645415.59927.3386153873.750.187812.0163052.662311.99927.3386118135.330.143620.9543673.61528.39910.191882254.590.100434.2334107.84814.79618.583645207.340.055238.8284346.676824446.29各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房

47、屋高度的分布见下图:F7F6+Fb-F4F3 F2 1,1水平地关作用分布VbV4V3-V2VI层间的力分布（具体数值见上表）三、多遇水平地震作用下的位移验算:33水平地震作用下框架结构的层间位移(i和顶点位移Ui分别按下列公式计算：(u)i=Vi/ZD iju i=S(u)k各层的层间弹性位移角e c=(Au)i/hi,根据抗震规范，考虑依填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值6 e y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度比。底层柱需考虑修正值y2,第二层柱需考虑修正值y和y3,其它柱均无修正。下面以轴线横向框架内力的计算为例：各层柱端弯矩及剪力计算(边柱)层次

48、hi(m)Vi(KN)D ij(N/mm)边柱Di,(N/mm)vn(KN)ky(m)M(KN,m)M Z(KN m)63.61241.9087626001768128.7940.3630.1818.6685.0053.62240.6457626001768151.9500.3630.3361.72125.3043.63052.6627626001768170.7760.3630.40101.92152.8833.63673.6157626001768185.1730.3630.45137.98168.6423.64107.8487295301768199.5580.3630.55197.12

49、161.2814.74346.67692381025112118.1560.3520.73405.39149.94例：第六层边柱的计算:35711=17681 X 1241.908/762600=28.794(KN)y=y n=0.18(m)(无修正)M bii=28.794X0.18X3.6=18.66(KN*m)M u,=28.794X(1-0.18)X3.6=85.00(KN*m)各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层次hi(m)Vi(KN)ED”(N/mm)中柱Di2(N/mm)Vi2(KN)kY(m)M bi2(KN m)M ui2(KN m)63.61241.90876260027556

50、44.8750.6320.3048.46113.0853.62240.6457626002755680.9640.6320.40116.59174.8843.63052.66276260027556110.3060.6320.45178.70218.4133.63673.61576260027556132.7430.6320.45215.04262.8323.64107.84872953027556155.1630.6320.54301.64256.9514.74346.67692381029552139.0470.6140.65424.79228.732、梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式