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1、摘 要本设计内容为综合商务楼,地上6层,地下1层,建筑面积4810平方米,采用框架结构。本设计在遵循“经济、适用、安全、美观”的原则下进行建筑设计,在满足功能要求的前提下,注意使用上和消防上的要求。结构设计按照荷载计算、内力计算、内力组合、截面验算及优化的顺序进行计算,保证结构的安全性和舒适性。设计任务书要求对此结构进行结构布置结构布置和初选构件截面尺寸,并计算各层的楼板和次梁的内力并进行配筋,同时还包括计算整栋建筑物的水平地震作用,验算整栋建筑物在水平地震作用下的位移,分析4轴框架在风荷载及水平地震作用下的内力,用直接分层法分析4轴框架在竖向荷载作用下的内力,进行荷载效应组合及配筋, 还要求
2、根据底层内力进行基础的设计,最后需要用电算对整个结构进行验算。根据建筑结构功能要求,地质条件,荷载大小及性质,抗震设防要求,施工条件及材料供应情况,参照有关设计规范和建议,对结构进行结构体系选择, 该建筑采用框架结构。框架结构是由板、梁、柱组成的受力体系,梁和柱为刚性连接。其用以承受竖向荷载,具有良好的受力性能,水平荷载一般比较小,竖向荷载对结构设计起控制作用。根据这些原由,结合本工程具体情况,选择框架结构是经济合理的。按照结构设计的一般顺序,先计算板和一般梁,再计算横向框架。横向框架计算按照竖向荷载作用、风荷载作用、地震力作用的顺序进行计算。其中,风和地震荷载的计算采用底部剪力法和”D”值计
3、算.根据内力组合结果选择最不利内力进行截面设计。然后进行框架配筋计算。关键词多层 办公楼 框架结构;目 录摘 要1Abstract错误!未定义书签。1.1 设计资料41.1.1 项目简介41.1.2 设计条件41.1.2.1 自然条件41.1.2.2 设备条件41.1.2.3 建筑层数与层高41.1.2.4 房间组成与面积要求41.2 设计内容51.2.1 建筑部分51.2.2 结构部分51.3 设计参考资料6第2章 建筑设计部分72.1 概述72.2 建筑物的总体布置及总平面布置72.3 立面设计82.4 剖面设计82.5 垂直交通设计82.6 防火设计82.6.1 消防设计要点92.6.1
4、.1 总平面布局中的消防问题92.6.1.2 防火和防烟分区92.6.2 疏散设计92.6.2.1 疏散距离、疏散时间及道路宽度92.6.3 防烟、排烟102.6.3.1 防烟楼梯及其前室102.6.3.2 建筑的排烟设施102.6.4 防火门和防火卷帘112.6.4.1 防火门的级别112.6.4.2 防火门的分类112.6.4.3 防火门的替代112.6.5 电梯井道和机房的一般要求112.6.5.1 井道要求112.6.5.2 机房要求112.7 屋面排水设计11第3章 结构设计部分123.1 工程概况123.2 截面尺寸估算183.3 荷载汇集193.3.1 竖向荷载193.3.1.1
5、 楼面荷载193.3.1.2 屋面荷载203.3.1.3 内墙203.3.1.4 外墙203.3.2 水平地震荷载203.3.2.1 计算各梁柱的线刚度243.3.2.2 计算各柱抗侧移刚度D253.3.2.3 各柱剪力计算253.3.2.4 确定反弯点高度比y263.3.2.5 计算柱端弯矩263.3.2.6 计算梁端弯矩263.3.2.7 计算梁支座剪力及柱轴力263.3.2.8 梁柱弯曲产生的侧移263.3.3 地震荷载作用下结构内力的计算273.4 竖向荷载作用下框架内力计算323.4.1 各层框架梁上荷载计算333.4.1.1 屋面梁均布荷载计算333.4.1.2 楼面梁均布荷载计算
6、333.4.2 内力计算363.5 内力组合453.6 梁截面设计563.6.1 柱的轴压比和剪跨比的验算693.6.1.1 轴压比验算693.7 标准层板的计算763.7.1 板的内力配筋计算763.8 楼梯计算843.8.1 设计资料843.8.2 梯段板的设计843.8.2.1 荷载计算843.8.2.2 内力计算853.8.2.3 配筋计算853.8.3 平台板计算853.8.3.1 荷载计算853.8.3.2 内力计算863.8.3.3 截面设计863.8.4 平台梁计算873.8.4.1 荷载计算873.8.4.2 内力计算873.8.4.3 截面设计88第4章 基础设计894.1
7、 地基信息894.2 计算内容894.2.1 反力计算894.2.2 地基承载力验算894.2.3 基础冲切承载力验算894.2.4 基础抗剪承载力验算904.3 基础配筋90致 谢91参考文献93第1章 设计任务书1.1 设计资料1.1.1 项目简介项目名称:综合商务楼项目地点:南方某城市项目简介:本工程是以商务办公为主的综合性建筑建筑规模:建筑面积4800(设计允许误差5)建筑类别:二类1.1.2 设计条件1.1.2.1 自然条件(1) 地形平坦(2) 地质情况与地耐力见地质资料(3) 抗震设防要求:6度1.1.2.2 设备条件(1) 给、排水,供热,煤气,电力等与城市系统联网(2) 电梯
8、依据设计和防火要求设置1.1.2.3 建筑层数与层高(1) 层数:地上6层,地下1层(2) 首层层高4.5米,标准层层高3.6米1.1.2.4 房间组成与面积要求 小办公室:6间,每间19平方米 大间办公室:6间,每间40平方米 接待室:一间, 40平米; 小会议室:一间,40平米; 大会议室:1间,80平米; 资料室:一间,20平米; 挡案室:一间, 20平米; 男女卫生间:男两个蹲位,两个小便,两个洗面池;女两个蹲位,两个洗面池 清洁间以及公务员室:10平米 地面层(一层):单独设计,设计成整个建筑物的公用服务设施1.2 设计内容1.2.1 建筑部分 总平面图:1:500 地下室平面图:1
9、:100 首层平面图:1:100 二层平面图:1:100 标准层平面图:1:100 顶层平面图:1:100 剖面图:1:100 立面图:1:100 主要节点构造详图:1:20 设计说明书1.2.2 结构部分 基础平面布置图及剖面详图:1:100及1:20 结构平面布置图(首层楼板或标准层楼板):1:100或1:200 梁配筋图 柱配筋图 楼梯配筋图:1:50 雨篷配筋图 设计说明书1.3 设计参考资料房屋建筑学建筑设计资料集(第二版)4、8、9 中国建筑工业出版社现代办公楼设计 中国建筑工业出版社民用建筑设计通则(JGJ37-87)办公建筑设计规范(JGJ67-89)高层民用建筑设计防火规范(
10、GB50045-95)建筑制图标准(GBJ104-87)第2章 建筑设计部分2.1 概述世界上各个城市都存在着人口众多,用地少的矛盾,随着现代科学技术的发展,多、高层建筑在各个大城市的出现,缓和了这一矛盾,而现代信息传递与交换的大量集中,为办公人员的集中提供了条件。现代办公楼大都采用大空间开放式办公,办公室之间的分隔采用隔断来满足现代组织更新调整的要求,该建筑具有能满足各种行业的办公要求,具有通用性的特点。2.2 建筑物的总体布置及总平面布置根据设计任务书给出的场地环境,本着充分利用所给场地环境、条件,提高利用率的原则,并充分考虑对市容、市貌的影响,在本工程设计中,力争为办公人员创造一个良好、
11、舒适、安静的工作环境。底层平面设计考虑到其平面交通较为方便的原则,而且有较大的人流的特点,营业厅设置较大的空间,层高也较高。并且出于安全的考虑,在大厅内设置保卫室,同时有接待室接待来宾,并且设置门厅,既防盗、又保暖,在达到实用功能的同时,还可进行装饰,达到美观的效果。标准层在设计时有两大主要内容,一室办公空间,二是垂直交通系统及各项服务设施,在设计中考虑到办公室的布局能够根据需求经常变换的特点设置大空间的开敞式办公室。其具有的特点有:(1) 布局灵活。(2) 大大提高支援的工作效率。(3) 提高了建筑面积的使用率。(4) 适合高层建筑体系的要求。(5) 有利于消防。(6) 自然照明深度大。其他
12、设计考虑还有:(1) 执行近视工作的雇员应布置在最好的采光区。(2) 重的设备应靠墙、靠柱布置,以避免楼、地面超载。(3) 对于经常接待公众的接待室应布置在出口附近。(4) 主要走道宽度为2.1m,次要走道应在0.9m以上。2.3 立面设计立面设计既要考虑各部分总的比例关系及建筑整体几个立面的统一,相邻立面间的连接与协调,着重分析立面上墙面的处理,门窗的安排。节奏、韵律和虚实对比是使建筑物立面富有表现力的重要手段。材料的质感和色彩的选择、配置是使建筑物的立面进一步取得丰富和生动效果的又一方面,本设计以浅灰色为主的立面色调,用相应的色泽表现,给人以清晰明快的感觉。2.4 剖面设计建筑剖面图表示建
13、筑物在垂直方向上个部分的组合关系,是反映建筑物标准的一个方面,和平面的关系较为密切。本设计中,底层层高4.5m,标准层层高3.6m,设备层设置在地下室,电梯与楼梯设置在走廊的中部,方便人流疏散,楼梯间出屋面。2.5 垂直交通设计办公楼主要的交通工具是楼梯,对电梯的选用和在建筑中的平面布置,将影响建筑物的使用。2.6 防火设计我国高层设计必须遵循高层民用建筑设计防火规范的有关要求。根据任务书的要求,此建筑设计防火类别为二类。2.6.1 消防设计要点2.6.1.1 总平面布局中的消防问题(1) 选址要在交通便捷处,根据城市规划确定的高层建筑位置应由方便的道路,要求及靠近干道,便于高层建筑中大量人流
14、的集散,又便于消防时的交通组织与疏散。(2) 应设有环形车道,高层建筑中为应设置宽度不小于3.5m的环形车道,可以部分利用交通道路,建筑总长度超过220m时,应设置穿过建筑物总体的消防车道。(3) 高层建筑主体底部常设裙房,鉴于目前我国消防车规格以及有关器械的水平,裙房有碍消防车靠近建筑主体,因此规定,高层建筑主体底部至少有一边或1/3周边长度不能设置裙房。(4) 保持建筑的防火间距,规范规定高层民用建筑主体间的防火间距为13m。2.6.1.2 防火和防烟分区高层建筑的体积大,且有的标准层面积很大,为了将火势控制在发生的单元,组织起向外蔓延,规定了防火分区,即每层防火单元的最大允许建筑面积。本
15、建筑为二类,防火分区最大可为1500,本建筑没层设置一个防火分区。2.6.2 疏散设计发生火灾时,人们往往还在距离地面很高的高出,将他们全部迅速疏散到安全地带是高层防火的重要环节,疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供市内任何位置向各个方向疏散的可能性。2.6.2.1 疏散距离、疏散时间及道路宽度(1) 位于两个安全出口之间的房间,从门到安全出口的距离不大于40m。(2) 位于带形走廊两侧或尽端的房间门到安全出口的距离不大于20m。(3) 建筑各层走道宽度可按通过每百人不小于1m进行计算。疏散所需时间,以火灾现场退出时间不应超过2分20秒。2.6.3 防烟、排烟防烟楼
16、梯时发生火灾后,电梯停止使用情况下最主要的书香交通疏散途径,其位置应符合人们在发生火灾后可能的疏散方向。疏散楼梯的避难前室是疏散路线中由水平到竖直的交通联系,可以缓冲人群的混乱聚集,疏散楼梯的排烟应设置于此处,其面积不应小于6,共用前室不应小于10。2.6.3.1 防烟楼梯及其前室消防电梯前室合用前室应设独立的防、排烟设施。2.6.3.2 建筑的排烟设施 一类建筑和建筑高度超过32m的二类建筑的下列走道或房间应独立设置排烟设施。(1) 无天然采光和自然通风,且长度超过20m的走道或虽有天然采光和自然通风,但长度超过60m的内走道。(2) 面积超过100且经常有人停留或可燃物较多的无窗房间和地下
17、室房间应设置独立的排烟设施。(3) 靠外墙的的防烟楼梯前室、消防前室和合用前室采用自然排烟方式,其面积不应小于2,合用前室不应小于3。(4) 采用机械排烟的楼梯间前室、消防电梯和分用前室其排烟量不宜小于144立方米/h,合用前室不宜小于216立方米/h。采用自然进风时,竖井面积不宜小于2,合用前室不宜小于3,仅风口有效面积不小于1,排烟口应设置在前室的顶棚上或靠近顶棚的墙面上,进风口应设在前室靠近地面的墙面上,不宜开门时,可用百叶窗。2.6.4 防火门和防火卷帘2.6.4.1 防火门的级别防火门分甲、乙、丙三级,耐火极限分别为1.2h、0.9h、0.6h。2.6.4.2 防火门的分类防火门宜为
18、平开门,推拉门,并在关闭后能在任意一侧手动开启,用于疏散楼梯间的防火门应采用单向弹簧门,并应向流散方向开启。2.6.4.3 防火门的替代 建筑物设置防火墙或防火门有困难时,可以采用防火卷帘,代替防火墙的防火卷帘必须用水幕保护。2.6.5 电梯井道和机房的一般要求2.6.5.1 井道要求(1) 井道壁应垂直,规定井道壁只允许有不超过50的正常偏差。(2) 多台电梯安装在同一井道内,当两轿厢相对一台设有安全门时,位于该两台电梯之间的井道壁不应为实体墙,应设刚式砼梁,留出间隙不小于100宽。(3) 井道内严禁敷设可燃气、液体管道。2.6.5.2 机房要求(1) 机房平面位置允许机房任意向开平面两相邻
19、方向伸出。(2) 机房剖面位置,乘客电梯机房位于顶部上部。(3) 一般机房楼面荷载按0.6KN/计算。(4) 通风机房的通道,楼梯和门的宽度,应大于1.2m,楼梯坡度不大于45度。2.7 屋面排水设计本设计采用内排水方式,使雨水利用屋面坡度经集水孔集中到室内排水的落水管,然后经地下管道将于水排到室外排水系统。第3章 结构设计部分3.1 工程概况此结构共7层,地下一层,地上6层,首层层高4.5m,标准层层高3.6m。主体采用框架结构,框架及楼板均采用现浇钢筋混凝土结构,本结构位于地震6度设防区。内、外墙均为陶粒混凝土填充墙,外墙200mm厚,防止冷桥,外墙包;内墙一般为200mm厚。密切结合建筑
20、设计进行结构总体布置,确定结构形式、结构材料,使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。进一步通过计算解决结构的安全性、适用性、耐久性,确定结构的构造措施。结构平面布置结构体系确定后,进行结构的总体布置,也就是对高度、平面、立面和体型等的选择,除应考虑到建筑使用功能、建筑美学要求外,在结构上应满足强度、刚度和稳定性要求。地震区的建筑,在结构设计时,还应保证建筑物具有良好的抗震性能。设计要达到先进合理,首先取决于清晰合理的概念,而不是仅依靠力学分析来解决。确定结构布置方案的过程就是一个结构概念设计的过程。(一) 结构总体布置原则1、 控制高宽比 在高层建筑中,结构的位移常常成为结构设计的主要控制因
21、素、而且随着建筑高度的增加,倾覆力矩将迅速增大。因此,高层建筑的高宽比不宜过大。一般应满足规范的要求。对于满足规范要求的高层建筑,一般可不进行整体稳定验算和倾覆验算。2、减少平面和竖向布置的不规则性 结构平面应尽量设计成规则、对称而简单的形状,使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,以减少因形状不规则产生扭转的可能性。 结构的竖向布置要做到刚度均匀而连续,避免刚度突变,避免薄弱层。结构上部形成缩小面积的突出部分,这种刚度突变在地震作用下会产生鞭梢效应,要采取特殊的措施加强。 3、变形缝的设置 在多层与高层建筑中,为防止结构因温度变化和混凝土收缩而产生裂缝,常隔一定距离用温度缝分开;在高层部分和低层
22、部分之间,由于沉降不同,往往由沉降缝分开;建筑物各部分层数、质量、刚度差异过大,或有错层时,用防震缝分开。温度缝、沉降缝和防震缝将高层建筑划分为若干个结构独立的部分,成为独立的结构单元。 (二) 框架结构体系布置 1、结构布置原则 (1)结构平面形状和立面体型宜简单、规则,使各部分刚度均匀对称,减少结构产生扭转的可能性。 (2)控制结构高宽比,以减少水平荷载下的侧移,其高宽比限值见规范。 (3)尽量统一柱网及层高,以减少构件种类规格,简化设计及施工。 (4)房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内,当房屋长度超过规定值时,可设伸缩缝将房屋分成若干温度区段。 2、柱网和层高 框架结构的柱网尺寸,
23、即平面框架的柱距(开间)与跨度(进深)和层高,首先要满足生产工艺和其他使用功能的要求,其次是满足建筑平面功能的要求,还要力求做到柱网平面简单规则、受力合理,同时施工方便,有利于装配化、定型化和施工工业化。 3、钢筋混凝土承重框架的布置 柱网确定后,沿房屋纵横方向布置梁系,形成横向框架和纵向框架,分别承受各自方向上的水平作用。根据承重框架布置方向的不同,框架承重体系可分为三种。 (1)横向框架承重方案:横向框架承重方案是在横向上布置主梁,在纵向上设置连系梁。楼板支承在横向框架上,楼面竖向荷载传给横向框架主梁。由于横向框架跨数较少,主梁沿框架横向布置有利于增加房屋横向抗侧移刚度。由于竖向荷载主要通
24、过横梁传递,所以纵向连系梁往往截面尺寸较小,这样有利于建筑物的通风和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸较大,对于给定的净空要求使结构层高增加。 (2)纵向框架承重方案;纵向框架承重方案是在纵向上布置框架主梁,在横向上布置连系梁。楼面的竖向荷载主要沿纵向传递。由于连系梁截面尺寸较小,这样对于大空间房屋,净空较大,房屋布置灵活。不利的一面是进深尺寸受到板长度的限制,同时房屋的横向刚度较小。 (3)纵横向框架混合承重方案:框架在纵横两个方向上均布置主梁。楼板的竖向荷载沿两个方向传递。柱网较大的现浇楼盖,通常布置成井字形式;柱网较小的现浇楼盖,楼板可以不设井字梁直接支承在框架主梁上。 由于这种方案沿两
25、个方向传力,因此各杆件受力较均匀,整体性能也较好,通常按空间框架体系进行内力分析。 在地震区,考虑到地震方向的随意性以及地震产生的破坏效应较大,因此应按双向承重进行布置。高层建筑承受的水平荷载较大,应设计为双向抗侧力体系,主体结构不应采用铰接,也不应采用横向为刚接、纵向为铰接的结构体系。(三)、绘出各层结构平面布置图标出柱距等相关尺寸、轴线号,对框架、框架梁、次梁进行编号。本设计仅手算一榀框架,即8轴框架。结构平面布置图如下:结构首层平面布置 结构标准层平面布置3.2 截面尺寸估算框架梁的高度h按跨度的1/101/15确定,取梁高为800,梁宽b=(1/21/3)h。在抗震结构中,梁截面宽度不
26、宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4,梁净跨与截面高度之比不宜小于4。综合考虑取梁宽350,板的最小厚度按1/50跨度取100。柱截面尺寸估算可以根据柱支撑的楼板面积计算由竖向荷载作用下引起的轴力,并按轴压比控制柱截面的面积,估算柱截面时楼层荷载按1114KN/计算,其中中柱取小值,边柱取大值。各柱的轴力虽然不同,但为施工方便和美观,将柱的截面进行合并归类。多层房屋中,框架柱截面的宽度和高度不宜小于300mm;高层建筑中,框架柱截面的高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。柱截面高度与宽度之比为12。柱净高与截面高度之比宜大于4。n验算截面以上楼层层数;A验算柱的负荷面积,可根据
27、柱网尺寸确定,m2fc混凝土轴心抗压强度设计值;G结构单位面积的重量(竖向荷载),根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为1114KN/框架柱最大轴压比限值,一级框架取0.7,二级框架取0.8,三级框架取0.9负荷面积A最大为5.557.239.96的中柱轴力 代入式中 =307384,b=h=。负荷面积最大为的边柱轴力带入式中=242307,b=h=。综上考虑,柱采用正方形 16层: 边柱600600 中柱6006003.3 荷载汇集3.3.1 竖向荷载3.3.1.1 楼面荷载根据荷载规范要求,楼面均布活荷为2.0KN/,楼梯间为3.5KN/,为计算简便,楼面均布活荷均取2.0KN/。混凝土的强度
28、等级:抗震等级为一级的框架梁、柱和节点不宜底于C30,其他各类构件不应底于C20。钢筋的强度等级:纵向钢筋宜采用II、III级变形钢筋,箍筋宜采用I、II级钢筋楼面恒荷:30厚水磨石地面: 0.6515厚水泥砂浆: 200.0150.3100厚钢筋混凝土楼板:250.12.5V型轻钢龙骨吊顶: 0.1220厚混合砂浆: 170.020.34 合计:3.96KN/3.3.1.2 屋面荷载40厚细石混凝土: 220.040.88捷罗克防水层 0.120厚1:3水泥砂浆: 200.020.4V型轻钢龙骨吊顶: 0.12100厚苯板: 0.06配套防水涂料: 0.0520厚1:3水泥砂浆: 200.0
29、20.4100厚现浇钢筋混凝土楼板: 250.12.520厚混合砂浆: 170.020.34 合计:4.85KN/上人屋面均布活荷:2.0 KN/基本雪压:0.45 KN/3.3.1.3 内墙200厚陶粒混凝土砌块,容重6 KN/,两侧各抹20厚混合砂浆60.2+170.0221.88 KN/3.3.1.4 外墙200厚陶粒混凝土砌块,墙外刷涂料,墙里侧混合砂浆20厚60.2+170.0221.88 KN/3.3.2 水平地震荷载基本数据:6层: 柱自重 ,40根主梁: 14根 31根 12根 次梁: 5根 11根 3根15层:柱自重 ,40根梁自重 : 主梁: 14根 31根 12根 次梁:
30、 5根 11根 3根 挑梁: 26根 面梁: 24根. 计算各层重力荷载代表值1、 屋面竖向恒载:按屋面的做法逐项计算均布荷载屋面面积;2、 屋面竖向活载:屋面雪荷载屋面面积;3、 楼面竖向恒载:按楼面的做法逐项计算均布荷载楼面面积;4、 楼面竖向活载:楼面均布活荷载楼面面积;5、 梁柱自重(包括梁侧、梁底、柱的抹灰):梁侧、梁底抹灰、柱周抹灰,近似按加大梁宽及柱宽考虑,一般加40mm。混凝土容重:25KN/m3荷载分层总汇屋面重力荷载代表值Gi=屋面恒载+50%屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙自重;各楼层重力荷载代表值Gi=楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面上下各半
31、层的柱及纵横墙自重; 总重力荷载代表值2层地面:恒载计算:楼板 3.96(7.218.6)530.32外墙 1.887.2(4.5+3.6)/254.82内墙 1.887.26/2=40.61梁 66.92+3.1253+(44.06256.6+45.256.6+3.1253)/2219.79柱 9(3.6+4.5)/24145.8-合计:991.34KN活载计算:27.218.6267.84KN总G991.34+267.841259.18KN36层地面恒载计算:楼板 530.32外墙 1.887.23.648.73梁 219.79柱 93.64129.6 合计:928.5 KN活载计算: 2
32、67.84 KN总G928.5+267.841196.34 KN屋面恒载计算:楼板 4.8518.67.2649.5外墙 1.887.23.6/224.36梁 219.79中柱 9(3.6/2+1.2)4108女儿墙 1.887.21.216.24合计:1017.9 KN雪荷 0.4518.67.260.264 KN上人屋面活载:2.018.67.2=267.84(二者较大值)总G1285.74 KN根据已知条件,查得场地特征周期0.35S,结构自振周期T可以采用经验公式或是能量法,顶点位移等方法计算确定。不同的方法的结果可能有所不同,但是都可以满足工程设计的需要。本题采用经验公式(多层框架结
33、构实验统计式):为0.085n0.08560.51S(n为建筑层数),则0.35S,T=0.72S, (6度设防烈度)则又因,利用底部剪力法,又,(其中以框架计算简图底部为起点)根据公式计算出各层的地震荷载效应,见表3-2。表3-2 地震荷载效应计算表层(KN)(m)(KN)61285.7422.546.05+19.67=65.7251196.3418.936.0141196.3415.329.1431196.3411.722.2821196.348.115.4211259.184.59.023.3.2.1 计算各梁柱的线刚度计算梁的线刚度时,考虑现浇楼板的作用,一边有楼板的梁截面惯性矩取,两
34、边有楼板的梁面惯性矩取。为按矩形截面计算的梁截面惯性矩。本工程梁、柱混凝土等级均为C30。线刚度计算公式。各梁柱线刚度计算结果见表3-3表3-3 各构件惯性矩及线刚度表 框架梁线刚度计算表层轴边砼砼弹性模量梁宽梁高梁跨截面惯心矩中框架边框架中框架线0标ECbhL梁线刚度梁线刚度梁抗弯刚度号号中号ib2EcIb/lib1.5EcIb/lEI1KN/m2(106)mmm m41KN.m(10-4)2AB轴0C3030.30.87.512.80 10.24 7.68 38.40 6BC轴1C3030.250.53.62.60 4.34 3.26 7.81 1AB轴0C3030.30.87.512.8
35、0 10.24 7.68 38.40 BC轴1C3030.250.53.62.60 4.34 3.26 7.81 框架柱线刚度计算表层柱砼砼弹性模量柱宽柱长柱高截面惯性矩柱线刚度号号强度ECbhHIcbh3/12icEcIb/l等级KN/m2(106)mmmm4(1000)KN.m(10-4)11C3030.60.64.510.80 7.20 262C3030.60.63.610.80 9.00 3.3.2.2 计算各柱抗侧移刚度DD值为使柱上下端产生单位相对位移所需施加的水平力,计算公式为。3.3.2.3 各柱剪力计算设第I层第j个柱的D值为,该层柱总数为m,该柱的剪力为。见表3-4。3.3
36、.2.4 确定反弯点高度比y反弯点距柱下端距离为yh:,式中 -标准反弯点高度系数;-当上下层梁线刚度改变、上下层层高变化时反弯点高度系数的修正值。3.3.2.5 计算柱端弯矩根据各柱分配到的剪力及反弯点的位置yh计算第I层第j个柱柱端弯矩。上端弯矩下端弯矩见表3-5。3.3.2.6 计算梁端弯矩由柱端弯矩,并根据节点平衡计算梁端弯矩。边跨外边缘处的梁端弯矩中间支座处的梁端弯矩,3.3.2.7 计算梁支座剪力及柱轴力根据力平衡原理,由梁端弯矩和作用在梁上的竖向荷载可求出梁支座剪力;柱轴力可由计算截面之上的梁端剪力之和求得。3.3.2.8 梁柱弯曲产生的侧移因为H50m,H/B4,所以只考虑梁柱
37、弯曲变形引起的侧移。第i层结构的层间变形为,由公式,可求:3.3.3 地震荷载作用下结构内力的计算地震荷载作用下结构内力的计算与风荷载作用下结构内力的计算方法相同,具体计算数据见3-6。表表3-4 水平荷载作用下柱抗侧移刚度D及柱剪力计算表层柱列轴号(KN*m) =底 层=底 层()()63.6A0.92.0481.1380.3620.2671.28113.69B0.92.9161.620.4480.37319.14C0.92.9161.620.4480.37319.14D0.92.0481.1380.3620.26713.6953.6A0.92.0481.1380.3620.2671.281
38、21.22B0.92.9161.620.4480.37329.65C0.92.9161.620.4480.37329.65D0.92.0481.1380.3620.26721.2243.6A0.92.0481.1380.3620.2671.28127.296B0.92.9161.620.4480.37338.13C0.92.9161.620.4480.37338.13D0.92.0481.1380.3620.26727.29633.6A0.92.0481.1380.3620.2671.28131.94B0.92.9161.620.4480.37344.62C0.92.9161.620.4480
39、.37344.62D0.92.0481.1380.3620.26731.9423.6A0.92.0481.1380.3620.2671.28135.12B0.92.9161.620.4480.37349.06C0.92.9161.620.4480.37349.06D0.92.0481.1380.3620.26735.1214.5A0.721.0241.4220.5620.2391.01341.77B0.721.4582.0250.6270.26849.98C0.721.4582.0250.6270.26849.98D0.721.0241.4220.5620.23941.77表3-6 地震荷载作
40、用下柱反弯点高度及柱端弯矩计算表层柱轴线号y63.6A1.1380.3570000.35731.6917.59B1.620.3810000.38142.6526.25C1.620.3810000.38142.6526.25D1.1380.3570000.35731.6917.5953.6A1.1380.450000.4542.0234.38B1.620.450000.4558.5347.89C1.620.450000.4558.5347.89D1.1380.450000.4542.0234.3843.6A1.1380.4570000.45753.3644.91B1.620.4810000.48171.2466.03C1.620.4810000.48171.2466.03D1.1380.4570000.45753.3644.9133.