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某中学教学楼楼设计
第一章 前言
本毕业设计说明书是本科高等学校土木工程专业本科生毕业设计的说明书，此次设计的目的旨在通过综合运用本科学习中所学到的专业知识，充分利用图书馆，网络等现有资源完成一个包括建筑方案和结构方案的确定，结构计算，建筑施工图和结构施工图的绘制以及经济技术分析，中英文摘要等内容的一个完整的设计任务，从而让我们通过设计了解建筑设计的一般过程，掌握建筑设计的全部内容，同时也可以培养我们综合运用基础理论和基本技能的能力，分析和解决实际问题的能力，还可以掌握多种绘图设计软件，以及word、excel等office软件的操作。本说明书全部内容包含了荷载汇集、水平作用下框架内力分析、竖向作用下框架内力分析、以及框架中各个结构构件的设计等，这些内容容纳了本科生毕业设计要求的全部内容，其中的计算方法都来自于本科四年所学知识，可以说是大学四年所学知识的一个很好的复习总结。
本毕业设计说明书根据任务书要求以及最新相关规范编写，内容全面、明确，既给出了各类问题解决方法的指导思想，又给出了具体的解决方案，并且明确地给出了各类公式及符号的意义和必要的说明。本说明书概念清晰、语言流畅，每章都有大量的计算表格，并且对重点说明部分配置图解。应该说本说明书很好地完成了本次毕业设计的任务要求、达到了本次毕业设计的预定目标。

第二章 方案论述

2.1建筑方案设计论述
① 各种房间的布局，在功能、人流、交通等方面的考虑及处理；
根据教学楼建筑的使用性质、建设规模与标准，确定了各类用房，主要包括：教室、合班教室、办公室、语音微机室等组成，从而确定建筑的平面形式，立面外形以及内部的建筑细部参数。
房间的平面组成：
根据使用要求，结合建筑场地面积、结构选型等情况按建筑模数选择，房间沿走到两侧布置。建筑的首层偏右位置设置门厅，门厅开间6.6米，进深7.2米，本设计设置两部楼梯，门厅的对侧设置主楼梯间、并直接与走道相接，这样做让门厅和服务用房以及水平竖向交通紧密的联系在一起，更好的发挥了门厅的作用；楼梯间旁边是值班室和接待室，副楼梯设置在建筑物的左侧，满足防火疏散要求，接下来是图书室（考虑图书室荷载较大布置在首层），办公室分布在每层，会议室在建筑的右端，与办公区既有分离又联系紧密，教室分布在每层阳面。
② 房间面积、高度（层高）及采光通风方面的说明；
本建筑共有四种开间、进深形式的房间，分别是8.1m×7.2m、8.1m×13.2m、4.2m×7.2m、3.9m×7.2m，考虑到教室的采光问题，层高均采用3.9m，走道净高也远高于2.10m，贮藏间净高远高于2.00m。外墙窗上口直接和梁底相接，这样做可以不必设置窗过梁，既减少了施工上的麻烦，又解决了建筑采光的问题，办公室、接待室、打印室、陈列室和复印机室等各种功能用房的房间窗地比都不应小于1∶6，满足要求。同时本教学楼的外墙窗面积很大，通风效果非常显著。非常适合教学楼的要求，营造舒适得到学习环境。本建筑设计了两部楼梯，到最远端房间的距离不大于22米，从安全疏散的角度来看完全符合多层建筑的防火要求。
③主要立面、出入口的考虑；
房间的立面组成：
本建筑的外立面充分考虑了采光、美观、经济方面的因素。另外，外墙采用GRC增强水泥聚合苯复合保温板，外墙装饰材料采用蓝色涂料，既经济又可以防止瓷砖脱落造成砸伤。本建筑设置了三个出口，分别位于正立面偏右位置，侧立面两侧，保证疏散要求，主入口设有雨棚，实用美观。
③ 防火及安全等措施；
本建筑设计了两部楼梯，到最远端房间的距离不大于22米，从安全疏散的角度来看完全符合多层建筑的防火要求。建筑设置了三个入口，满足安全疏散的要求。
④ 立面装饰材料作法及颜色的选用；
主立面开窗面积适中，即满足通风采光要求，又起到较好的保温效果，主立面采用蓝色涂料进行装饰，涂料既经济，又可以防止脱落砸伤，而蓝色带给人精神清新的感觉。
⑤ 建筑构造说明；
屋面构造：二级防水，采用改性沥青防水卷材（六层做法），100厚GRC增强水泥聚合苯复合板保温，女儿墙和保温层间留50毫米缝隙，内添岩棉条以避免保温层变形对女儿墙产生水平推力，排水坡度2%。
楼地面：地面素土夯实、素混凝土、找平层、面砖；楼面：钢筋混凝土板、水泥砂浆找平、面砖；卫生间：钢筋混凝土板、找平层、防水层、找平层、面砖。
⑦本建筑设计的主要特点
以上的方案充分考虑到建筑的适用、安全、经济和美观。
首先从建筑功能方面考虑。任何建筑物都是人们为了一定的目的、满足某种具体的适用要求而建造的，因此就要各具特点、因地制宜、因时制宜。本教学楼设计充分考虑到了这一点，对建筑的保温、隔热、隔声等问题都有所考虑。比如在保温的问题中，充分考虑到沈阳的气候条件，本办公楼采用非承重空心砖墙，另外又外挂100厚保温苯板，来保证建筑的冬季保温。
从物质技术条件方面考虑。物质技术条件是实现建筑的物质条件和技术手段，是建筑物由图纸付诸实施的根本保证。在一定程度上，物质技术条件决定了建筑方案和结构方案的选择。本办公楼设计考虑到物质的市场供给和现有施工技术问题，比如：从物质基础角度说，本设计采用的C25,C30混凝土、HRB235、HRB335等主体建筑材料都是市场上比较普遍的建材产品，可以说完全具备了物质基础；从技术角度说，外墙涂料、外挂保温苯板、等技术已经比较成熟，现浇钢筋混凝土施工工艺生产效率也已经相当之高，可以说技术方面不存在问题。所以物质技术条件是非常充分的。
从环境问题考虑。环境问题主要考虑建筑与环境的融合，我国幅员辽阔，各地气候差别悬殊，建筑设计必须要同各地的特点相适应。沈阳的气候条件属于寒冷地区，建筑设计应该满足保温、防冻、防止冷风渗透等要求，平面形式采用有利于保温防寒的集中式布置，外窗的大小、层数及墙体材料与墙厚都受到限制。因此本办公楼采用苯板保温屋面和墙面，基础埋深选择在冰冻线-1.2米以下来防冻，整个建筑采用变形不大的小“L”型，虽然在造型上面不具备什么特点，但是结构布置较为规整，给施工带来较大方便，同时结构安全性得到保证。
从经济条件方面考虑。基本建设的投资相当大，建造一栋建筑物需要消耗相当大的人力、物力和财力，因此经济因素始终是影响建筑设计的重要因素。一位的追求高标准、高质量、立体美，建筑的成本将会让设计变成纸上谈兵，无法实现；然而为了降低成本而降低建筑标准、失去建筑的审美价值和质量要求也是不合适的。应此要掌握好一个度的问题，因此建筑设计应根据建筑物的等级与国家制定的相应经济指标及建造者本身的经济能力来进行。本建筑在经济性问题上，严格按照这一标准合理选用建筑方案和建筑材料，选择现浇钢筋混凝土框架结构本身都是建筑结构和建筑材料上的一种经济。
从审美的角度考虑。建筑不仅仅供人们使用，他又具有一定的欣赏价值，追求建筑美观的水准是随着人们经济水平的提高而提高的，因此建筑的审美也要考虑经济性。
以上就是本教学楼设计方案选择的论述，可以说本教学楼设计充分考虑了建筑设计的一些基本要求和毕业设计任务书的要求，从适用、安全、经济、美观的角度出发选择建筑设计的整体框架和细部构造，并且考虑了二次改造的问题，应该说是十分合理的建筑方案。
2.2结构方案设计论述
本次结构设计内容中主要包括：结构形式和基础形式的选择、荷载的汇集及其组合、水平和竖向作用的计算、结构内力分析以及结构的配筋计算。这里只论述结构型式和基础型式的选择，其他部分只简单介绍，在后面的结构设计中将详加论述。
本次结构设计采用现浇混凝土框架结构，柱下现浇混凝土独立基础。从经济和技术的角度来考虑，这种选择是最具可行性的。
首先结构型式的选择可以从几种建筑中常用的材料和结构形式的比较中得出这一结论。多层建筑中常见结构有：砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构、木结构。
木结构可以做成“板-梁-柱”式或“板-屋架-柱”式的传统结构体系，也可以做成木刚架、木拱、木网状筒拱、或木薄壳式的新型结构体系。木结构跨度可达8—10米，木屋架、木刚架的跨度可以达到18—30米，木网状拱筒、壳体结构的跨度可达80—150米。由于木材是一种再生资源，对于木材并不丰富的国家来说，节约木材，合理使用木材资源是建筑工程中的当务之急。至于木结构的发展方向是采用胶合木代替整体木材做成的结构。
砌体结构通常由砖和钢筋混凝土混合砌筑，这种结构以砖墙为主体，加配钢筋混凝土圈梁和构造柱，因此可根据各地情况的特点因地制宜、就地取材、降低造价，是理想的多层建筑结构形式。但是由于砌体结构由砖墙承重决定了他的开间型式受到限制，不适合多层教学楼建筑，并且7度抗震设防的情况下普通砖房屋最高21米，对于横墙较少的办公建筑还要降低3米，因此本教学楼设计不选择砌体结构。
混凝土是一种原材料资源丰富，能消纳工业废渣，成本和能耗较低，可以与钢筋、型钢粘结使用的材料。由于混凝土的可模性、整体性、刚性均较好，体内能按照受理需要配置钢筋等优点，可用于各种受力构件，做成各种结构体系，建造各种建筑。有由于能做成预应力混凝土、高性能混凝土和轻骨料混凝土，大大增强了应用范围，如超高层建筑、巨型大跨度建筑、海洋工程建筑、原子能工程建筑，以及高达1300 、低达-160的高低温工程建筑，都可以采用混凝土结构。有由于钢筋混凝土骨料可以就地取材，耗钢梁少，加之水泥原料丰富，造价较便宜，防火性能和耐久性能好，而且混凝土构件即可现浇又可预制，为构件生产的工厂化和机械化创造了条件。所以混凝土实质上已经成为现代工程建设中的主要结构型式。他在我国建设中的地位也是这样。
钢结构通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件之间采用焊缝、螺栓、锚栓连接。它具有强度高、构件重量轻、平面布置灵活、抗震性能好施工速度快等特点。但由于我国钢产量不多，且造价高，因此目前钢结构通常用于跨度大、高度大、荷载大、动力作用大的各种建筑及其他土木工程结构中。
由以上几种材料结构的经济技术比较中可以发现现浇钢筋混凝土结构最适合本设计的要求。
从结构形式的角度说，混凝土材料的常用结构有框架结构、框剪结构、剪力墙结构，后两者是用于50米左右的高层建筑，框架结构使用于多层建筑，柱网形势也比较灵活适用于本次设计的教学楼。另外从施工角度说，钢筋混凝土框架结构有分层现浇和装配式两种。其中，装配式框架结构在一段时间里由于其适合大规模工业化生产，生产速度快，建筑周期短而受到推崇；但近一时期，由于商品混凝土、钢模板和一些新的施工工艺的涌现，现浇框架结构的建筑周期极大缩短、施工质量明显提高、建筑造价不断降低，而且现浇框架整体性好对于结构抗震相当有利，所以本次结构设计选择现浇框架结构。
综合以上诸多因素本次结构设计选择现浇钢筋混凝土框架结构。本次结构设计中，框架柱布置采用大柱网，柱网尺寸均为是8.1米×7.2米，楼梯间分别为6.6米×7.2米和3.9米×7.2米，框架梁采用纵横双向承重方案，横向框架梁截面尺寸是A-B轴550mm×300mm、B-C轴400mm×300mm、C-D轴550mm×300mm，纵向框架梁是600mm×300mm，考虑到楼板的经济性在纵向框架梁上设次梁450mm×200mm；楼板的尺寸选择：标准的是4.05m×7.2m，走廊楼板3m×8.1m，所有板厚均是110mm。
同样，基础型式的选择也是从经济技术这个角度出发来考虑的：
基础可以分成深基础和浅基础。考虑到本建筑自重较小，地质条件良好，从技术需要的角度考虑选择天然地基上的浅基础。浅基础又分成无筋扩展基础、扩展基础、柱下十字交叉基础、筏板基础。显然，采用柱下十字交叉基础和筏板基础是一种浪费；而无筋扩展基础是刚性基础，所选材料抗拉强度大但抗拉和抗弯强度很低，设计时，要求一定的刚性角，以免基础被拉坏，所以基础相对很高，基坑深度加大，基底压力增加，也不利于抗震；扩展基础包括柱下钢筋混凝土单独基础、墙下钢筋混凝土单独基础、柱下钢筋混凝土条形基础、墙下钢筋混凝土条形基础。柱下单独基础是柱基础最常用、最经济的一种类型，它是用于柱距4—12米，荷载不大且均匀、场地均匀、对不均匀沉降有一定适应能力的结构的柱做基础；墙下单独基础考虑上部和在较小或者浅层土较差时的情况；钢筋混凝土条形基础用于处理地基软弱而荷载又较大时的工程问题。因此综合各种因素本次结构设计选择了柱下钢筋混凝土独立基础。
由于建筑物长度超过限制长度，故设置后浇带，后浇带是为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度，收缩不均匀可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在板，墙，梁相应位置留设的临时施工缝。
本结构的主要结构构件有梁、板、柱，构件连接节点有梁柱节点、主次梁节点、墙柱节点等；荷载种类有水平地震作用、风荷载、竖向荷载，其组合考虑有震和无震两种情况，分别考虑恒载和活载控制的组合，并且分截面和组合目标考虑。地震作用计算采用底部剪力法；风荷载计算取一品框架作为计算单元；结构内力按照塑性理论分析，考虑梁的塑性调幅；构件截面、节点、楼梯、楼板、基础等设计计算方法，抗震设计与措施等问题见具体结构计算。

第三章 结构方案设计
3.1 设计总说明设计依据
3.1.1设计依据
（1）依据毕业设计任务书。
（2） 遵照国家规定的现行各种设计规范、有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造资料集等相关资料。
3.1.2 设计概述
（1） 本次设计的题目为“某教学楼设计”。
（2） 建筑面积：6000m2左右，场地面积：150×120m，建筑共五层，层高3.9m
（3）室内外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m，±0.000相当于绝对标高+40.100m。
3.1.3结构设计说明
（1） 本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。外墙200mm厚空心砖墙，内墙（除楼梯间外）均为120mm厚空心砖墙。
（2）本工程抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.15g。
3.1.4各部分工程构造
（1）屋面：为不上人屋面
30mm细石混凝土保护层
防水层：改性沥青防水卷材（六层做法）
30mm细石混凝土保护层
120mm厚GRC增强水泥聚合苯复合保温板
20mm厚细石混凝土保护层
焦渣找坡3%（最薄处30mm厚）
20mm厚1：3水泥沙浆找平层
110mm厚钢筋混凝土板
20mm厚板下抹灰
（2）楼面：
水磨石地面（含20mm水泥砂浆打底）
110mm厚钢筋混凝土板
20mm厚石灰沙浆抹灰
（3）厕所：
10mm厚地面陶瓷砖
50mm厚防水沙浆
100mm厚钢筋混凝土板
20mm厚水泥沙浆抹灰
3.1.5建筑材料选用
外墙：空心砖
窗:采用塑钢窗
3.2结构方案设计
3.2.1设计规模
该工程位于某某天津市，为永久性建筑，共五层。总建筑面积：6000M2，建筑占地面积：1500m2,楼内2部楼梯。建筑场地面积150×120㎡，柱网尺寸见建筑图。
3.2.2结构概况
（1） 自然条件：基本雪压：0.25KN/M2，基本风压：0.35 KN/M2 。
（2）地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表1，Ⅱ类场地，7度设防，建筑地点冰冻深度-1.2M。
（3）工程地质资料：根据地质勘探结果，给定地质情况如下表：
序
号
岩 土
分 类
土层深度
(M)
厚度范围
(M)
地基承载力fk
(kpa)
桩端阻力qp(kpa)
桩周摩擦力
qs(kpa)
1
杂填土
0.0--0.5
0.5

2
粉 土
0.5—1.5
1.0
120

10
3
中 砂
1.5--2.5
1.0
200

25
4
砾 砂
2.5—6.5
4.0
300
2400
30
5
圆 砾
6.5—12.5
6.0
500
3500
60
注：勘测深度内未见地下水；
（4）建筑场地所在地区的标准冻深（天然地面以下）为1.2m。
（5）结构环境类别为二b类，地面粗糙度为B类。
（6） 材料情况：
非重承空心砖：砂浆等级为M5；
混凝土：C30（梁、板、基础）、C30（柱）
纵向受力钢筋：HRB400级（柱）；HRB335级（梁）；箍筋：HPB235级钢筋
（7） 抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.15g。
（8）结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。
（9） 施工：梁、板、柱均现浇。
3.3一榀框架选择（见图3-1）

图3-1计算单元选择

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第四章 荷载汇集及截面尺寸的选取
4.1截面尺寸选取
4.1.1 框架柱：
根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：
N/fcbh≤0.9（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15 kN/m2初估）
N=1.2×15×一根柱子的单层负荷面积×层数=1.2×15×8.1×5.1×5=3717.9 kN
选定柱截面尺寸： bc×hc=550×550mm
4.1.2 框架梁：
h=（1/10～1/14）L；
b=（1/2～1/3）h；且b不应小于0.5h=275mm
选定横向框架梁截面尺寸为：
A-B跨：b×h=300×550mm
B-C跨：b×h=300×400mm
C-D跨：b×h=300×550mm；
选定横向次梁截面尺寸为：b×h=200×450mm；
选定纵向框架梁截面尺寸选定为：b×h=300×600mm。

4.2荷载汇集
4.2.1 屋面
（1）恒载：
30mm细石混凝土保护层 25×0.03=0.75kN/m2
改性沥青防水卷材（六层做法） 0.3kN/m2
30mm细石混凝土保护层 25×0.03=0.75kN/m2
100mmGRC增强水泥聚合苯复合保温板 0.35×0.10=0.035kN/m2
20mm厚细石混凝土保护层 25×0.02=0.75kN/m2
20mm厚1：3水泥砂浆找平 20×0.02=0.4kN/m2
焦渣找坡最薄处30mm 10×0.03=0.3kN/m2
110mm厚钢筋混凝土板 25×0.11=2.75kN/m2
20mm厚板下抹灰 17×0.02=0.34kN/m2
∑ =5.89kN/m2
（2）活载（不上人屋面）： 0.50kN/m2
雪载： 0.50kN/m2
∑=恒+0.5活 = 6.24kN/m2
4.2.2 楼面
（1） 恒载：
水磨石地面（含20mm水泥粗砂打底） 0.65kN/m2
110mm厚钢筋混凝土板 2.75kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹灰 0.34kN/m2
∑ =3.75kN/m2
（2）活载：
教学楼 2.0kN/m2
楼梯 2.5kN/m2
∑=恒+0.5活 =3.74+0.5×2.0 =4.74kN/m2

4.3计算简图及层数划分（见图4-1）

图4-1水平地震作用计算简图
4.4各层重力荷载代表值计算如下
梁重： 横梁25×0.55×0.3=4.125 kN/m2 纵梁25×0.6×0.3=4.5 kN/m2
次梁25×0.45×0.2=2.25 kN/m2
墙重：外墙10×0.2=2 kn/m2 内墙10×0.12=1.2 kN/m2
抹灰：外墙外：20mm水泥砂浆0.4 kn/m2 外墙内及内墙20mm石灰砂浆0.34 kN/m2
总墙重：外墙：2+0.4+0.34=2.74 kN/m2内墙：1.2+0.34×2=1.88 kN/m2
五层上半层
屋面：5.89×[(8.1×6+6.6)(7.2×2+3)+8.1×(7.2×2+3+6)]=6733.6kN
纵梁:4.5×8.1×28+4.5×6.6×4=1129.5 kN
横梁:4.125×7.2×18+4.125×6×2+4.125×3×9 =665.1 kN
次梁：2.25×7.2×14+2.25×1×13.2=256.5 kN
女儿墙:10×1×0.2×174.2=348.4 kN
柱总:1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内纵墙:1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×0.15×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=405.76 kN
内横墙：1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
外墙:2.74×（174.2×1.95-2.1×1.8×10-1.8×1.8×28-1.8×1.2×3-1.2×2.1×2-1.5×2.1×2-1.5×1.8×3）=721.39 kN
窗重:0.45×（76.41+29.48）=47.65kN
门重：0.7kN
11328.9 kN

五层下半层
柱总: 1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内横墙: 1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
内纵墙：1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×1.8×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=333.18 kN
外墙：2.74×（174.2×1.05-2.1×1.05×10-1.8×1.05×28-1.8×1.05×3-1.2×1.05×2-1.5×1.05×2-1.5×0.45×3）=688.7kN
外墙窗:71.93kN
门：9.48kN
2123.44kN

三层、四层上半层
楼面:(17.7×63.6+6×8.3) ×4.99+2×（3.9+6.6+4.2+8.1）×8.1-（4.2+8.1）×8.1×4.99=5950kN
纵梁: 4.5×8.1×28+4.5×6.6×4=1129.5 kN
横梁：4.125×7.2×18+4.125×6×2+4.125×3×9 =665.1 kN
次梁：2.25×7.2×14+2.25×1×13.2=256.5 kN
柱总：1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内纵墙:1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×0.15×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=405.76 kN
内横墙：1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
外墙:2.74×（174.2×1.95-2.1×1.8×10-1.8×1.8×28-1.8×1.2×3-1.2×2.1×2-1.5×2.1×2-1.5×1.8×3）=721.39 kN
窗重:0.45×（76.41+29.48）=47.65kN
门重：0.7kN
10196.93kN

三层、四层下半层
柱总: 1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内横墙: 1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
内纵墙：1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×1.8×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=333.18 kN
外墙：2.74×（174.2×1.05-2.1×1.05×10-1.8×1.05×28-1.8×1.05×3-1.2×1.05×2-1.5×1.05×2-1.5×0.45×3）=688.7kN
外墙窗:71.93kN
门：9.48kN
2123.44 kN

二层上半层
楼面:(17.7×63.6+6×8.3) ×4.99+2×（3.9+6.6+4.2+8.1）×8.1-（4.2+8.1）×8.1×4.99=5950kN
纵梁: 4.5×8.1×28+4.5×6.6×4=1129.5 kN
横梁：4.125×7.2×18+4.125×6×2+4.125×3×9 =665.1 kN
次梁：2.25×7.2×14+2.25×1×13.2=256.5 kN
柱总：1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内纵墙:1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×0.15×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=405.76 kN
内横墙：1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
外墙:2.74×（174.2×1.95-2.1×1.8×10-1.8×1.8×28-1.8×1.2×3-1.2×2.1×2-1.5×2.1×2-1.5×1.8×3）=721.39 kN
窗重:0.45×（76.41+29.48）=47.65kN
门重：0.7kN
10196.93kN

二层下半层
柱总: 1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内横墙: 1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
内纵墙：1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×1.8×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=333.18 kN
外墙：2.74×（174.2×1.05-2.1×1.05×10-1.8×1.05×28-1.8×1.05×3-1.2×1.05×2-1.5×1.05×2-1.5×0.45×3）=688.7kN
外墙窗:71.93kN
门：9.48kN
2123.44 kN

一层上半层
楼面:(17.7×63.6+6×8.3) ×4.99+2×（3.9+6.6+4.2+8.1）×8.1-（4.2+8.1）×8.1×4.99=5950kN
纵梁: 4.5×8.1×28+4.5×6.6×4=1129.5 kN
横梁：4.125×7.2×18+4.125×6×2+4.125×3×9 =665.1 kN
次梁：2.25×7.2×14+2.25×1×13.2=256.5 kN
柱总：1.95×0.55×0.55×25×38=560.38kN
内纵墙:1.88×（63.8×2×1.95-1.5×0.75×8-0.9×0.15×26-3.9×1.95-6.6×1.95）=405.76 kN
内横墙：1.88×(7.2×1.95×16)+(2+0.34×2)(7.2×1.95)=459.95 kN
外墙:2.74×（174.2×1.95-2.1×1.8×10-1.8×1.8×28-1.8×1.2×3-1.2×2.1×2-1.5×2.1×2-1.5×1.8×3）=721.39 kN
窗重:0.45×（76.41+29.48）=47.65kN
门重：0.7kN
10196.93kN
Gi=∑恒+0.5∑活

G5=11328.9+0.5×0.5×1185=11624kN

G4=2123.44+10196.93+296=12616.4 kN

G3=12616.4 kN

G2=12616.4 kN

G1=12616.4 kN（偏于安全）

=62088kN
=5924.3 m2
=10.48kN/m2

第五章 水平地震作用下的框架变形验算和内力分析
5.1梁线刚度
在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数。
中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0
梁采用C30混凝土，EC=3.0×N/mm2
横向框架：
边跨梁：A-B轴300×550mm B-C轴300×400mm C-D轴300×550mm；
中跨梁：A-B轴300×550mm B-C轴300×400mm C-D轴300×550mm；
5.1.1 中框架
中跨：=2EI/L=
边跨：=2EI/L=
=2EI/L=
——中跨、边跨梁的线刚度
——混凝土弹性模量、梁截面惯性矩、梁长度
5.1.2 边框架
中跨：=1.5EI/L=
边跨：=1.5EI/L=
=1.5EI/L=

5.2柱线刚度
柱采用C30混凝土 Ec=3.0×N/，层高3.9m
柱截面： 550mm×550mm

——首层柱的线刚度
——顶层柱的线刚度
——二至四层柱的线刚度
5.3柱的抗侧移刚度
计算公式如下
一般层： = D=
首层： = D=
计算过程见表5-1

表5-1柱的侧移刚度
柱的侧移刚度
柱的侧移刚度
种类
数量
h(m)
∑Kb(kNm)
Kc(kNm)

α
D
∑D
顶层
中框架
中柱
14
3.9
133322
58658
1.136
0.362
16768
234758
471422
边柱
14
3.9
69323
58658
0.591
0.228
10554
147761
边框架
中柱
4
3.9
99992
58658
0.852
0.299
13830
55322
边柱
4
3.9
51992
58658
0.443
0.181
8395
33581
2～4层
中框架
中柱
14
3.9
133322
58658
1.136
0.362
16768
234758
471422
边柱
14
3.9
69323
58658
0.591
0.228
10554
147761
边框架
中柱
4
3.9
99992
58658
0.852
0.299
13830
55322
边柱
4
3.9
51992
58658
0.443
0.181
8395
33581
首层
中框架
中柱
14
3.9
66661
46687
1.428
0.562
20715
290004
659880
边柱
14
3.9
34662
46687
0.742
0.453
16686
233601
边框架
中柱
4
4.9
49996
46687
1.071
0.512
18843
75371
边柱
4
4.9
25996
46687
0.557
0.413
15226
60904

求∑D：
659880/471422=1.4﹥0.7 满足要求
——梁柱相对线刚度比
——与柱两端相接的梁的线刚度之和
——柱的线刚度
——柱侧移刚度修正系数
——修正后的柱抗侧移刚度
——一层柱子的抗侧移刚度总和
5.4水平地震作用分析（采用底部剪力法）

表5-2 质点i水平地震作用标准值
层
Gi
ΣGi
ΣDi
δi=ΣGi/ΣDi
Ut=Σδi
5
11624
11624
471422
0.0247
0.3533
4
12616
24240
471422
0.0514
3
12616
36856
471422
0.0782
2
12616
49472
471422
0.1049
1
12616
62088
659880
0.0941

（1） 结构顶点侧移 Ut=0.3533
T1=1.8=1.07
场地Ⅱ类，Tg=0.35S, , T1﹥1.4Tg=0.49s
=0.08×1.07+0.07=0.155 （5-2）
查得：

=0.029 （5-3）
=0.85×62088=52774.8 kN （5-4）
0.029×52774=1530.4 kN （5-5）
0.155×1530= 237.1 kN （5-6）
（5-7）
> （5-8）

——结构基本自震周期
——结构的高度、宽度
——建筑结构的特征周期
——地震影响系数最大值
——顶部附加地震作用系数
——建筑结构的阻尼比
——地震影响系数曲线下降段的衰减指数
——阻尼调整系数，，当小于0.05时，应取0.05。
——相应于结构基本自震周期的水平地震影响系数值
——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%
——总重力荷载代表值
——结构总水平地震作用标准值
——顶部附加水平地震作用
——质点i的水平地震作用标准值
——建筑结构在水平地震作用下的层剪力
——集中于质点i的重力荷载代表值
——质点i的计算高度
——抗震验算时的水平地震剪力系数

表5-3水平地震作用下内力计算
质点

(m)
(kN)
(kN)

(kN)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN)
(kNm)
(kNm)
5
20.5
11624
1530.4
0.155
237.1
394.68
631.78
62088
52774
780780
238292
4
16.6
12616
346.87
978.64
209425.6
3
12.7
12616
265.37
1244.02
160223.2
2
8.8
12616
183.88
1427.90
111020.8
1
4.9
12616
102.39
1530.29
61818.4

5.4.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算：
表5-4水平地震作用下结构层间位移
层数

(kN)
(m)
(kN/m)
(m)

5