毕业设计--张掖市辉南中学综合教学楼建筑结构设计.pdf

张掖市辉南中学综合教学楼建筑结构设计摘要本设计是张掖辉南中学综合教学楼建筑结构设计，采用钢筋混凝土框架结构。总 建筑面积为6608m2,共五层，首层高为3.8m,标准层高为3.6m,建筑总高度为18.5m,室内外高差为0.45m,屋面为不上人屋面，柱网布置为4.5m X6.9m。防火等级为二级，安全等级为二级，抗震设防烈度为八度的乙类建筑，耐久年限为50年，采用一字型内 廊式平面设计。结构设计部分是初步估算荷载以确定梁、柱截面尺寸，并验算满足刚度 要求，然后计算各层荷载、水平地震作用、风荷载、竖向恒荷载、竖向活荷载，并进行 内力组合，根据内力组合对梁、板、柱、基础进行配筋计算，并进行楼梯、雨篷设计，根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。关键词：教学楼；建筑设计；结构设计；框架结构；内力组合;辽宁科技大学本科生毕业设计第II页Zhang Ye hui sout h m iddl e school t eaching b uil ding st r uct ur e designAbs t r ac tThis design is zhang ye hui nan m iddl e school t eaching b uil ding st r uct ur e design,t he use of r einfor ced concr et e fr am e st r uct ur e.A t ot al const r uct ion ar ea of 6608,a t ot al of five l ayer s,t he fir st st or ey height is 3.8 m,height is 3.6 m,b uil ding a t ot al height of 18.5 m,t he height differ ence of inside and out side is 0.45 m,r oofing for not her e r oof,col um n gr id l ayout is 4.5 m*6.9 m.Fir e r at ing for t he secondar y,t he secur it y l evel t o l evel 2,b b uil ding,seism ic for t ificat ion int ensit y of t he oct ave,dur ab l e l ife of 50 year s,accor ding t o exist ent gr aphic design using one wor d.St r uct ur e design par t is pr el im inar y est im at e l oad t o det er m ine b eam,col um n sect ion size,and cal cul at ing t he st iffness m eet t he r equir em ent s,and t hen cal cul at ing t he l oad of each l ayer,hor izont al ver t ical const ant l oad,wind l oad and seism ic act ion,ver t ical l ive l oad,and int er nal for ce com b inat ion,accor ding t o t he com b inat ion of int er nal for ce of b eam,pl at e,Key WOr d s：t eaching b uil ding;Ar chit ect ur al design;St r uct ur e design;Fr am e st r uct ur e;Int er nal for ce com b inat ion辽宁科技大学本科生毕业设计第IV页目录1绪论.11.1 结构设计.11.1.1结构设计的概念及内容.11.1.2结构设计阶段.11.1.3各设计阶段的基本方法.21.1.4规范、手册及标准图集在具体工作中的应用.22建筑设计说明.42.1建筑设计总说明：.42.2设计原始数据：.42.3建筑方案设计.52.4平面设计.52.5立面设计.52.6材料.52.7一些主要建筑的做法.63结构设计.83.1 结构设计说明.83.1.1设计依据.83.1.2自然条件.83.1.3 设计活荷载.93.1.4 一般说明.93.1.5构件强度等级.93.1.6结构抗震等级.103.2 结构设计与计算.103.2.1 框架结构布置.103.2.2 梁板的截面尺寸.113.2.3 柱截面尺寸确定.123.2.4 重力荷载计算.143.2.5 水平地震作用下框架的内力分析.233.2.6 水平风荷载作用下框架的内力分析.463.2.7 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算.493.3横向框架内力组合.81辽宁科技大学本科生毕业设计第V页3.3.1结构抗震等级.813.3.2横向框架梁内力组合.813.3.4横向框架柱内力组合.953.4梁柱设计.1013.4.1 框架横梁.1013.4.2 框架柱.1113.5 楼板设计.1193.5.1设计资料.1193.5.2荷载设计值.1193.5.3 截面设计.1203.6楼梯设计皿.1213.6.1设计资料.1213.6.2 梯段的计算.1213.6.3 斜板设计.1223.6.4 平台板的设计.1233.6.5 平台梁设计.1243.7 雨篷设计.1253.7.1 确定雨篷板尺寸.1253.7.2雨篷板的计算.1253.7.3雨篷梁的计算.1263.8 基础设计.1293.8.1边柱柱下独立基础.1293.8.2中柱柱下独立基础.134结论.138致谢.139参考文献.140辽宁科技大学本科生毕业设计第1页1绪论1.1 结构设计1.1.1 结构设计的概念及内容结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东 西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基 础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑 物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的 方式传递至基础。结构设计的内容由上可知为：基础的设计。上部结构的设计和细部设 计。1.1.2 结构设计阶段结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设 计阶段。方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地 质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式（例如，砖混 结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来 组合而成的结构形式）。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来 布置结构的承重体系和受力构件。结构计算阶段的内容为：一：荷载的计算。荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪 荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等）和内部荷载（例如，结构 的自重荷载，使用荷载，装修荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定 采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。二：构件的试 算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法 辽宁科技大学本科生毕业设计第2页来初步确定构件的截面。三：内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的 计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。三：构件的计算。根据计算出的 结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等 等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截 面或布置直到满足要求为止。施工图设计阶段的内容为：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以 及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。1.1.3 各设计阶段的基本方法根据方案阶段的主要内容，其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来 确定结构应该使用的最佳结构形式，这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具 体情况而定，关键是清楚各种结构形式的极限适用范围。还要考虑合理性和经济性。在 结构计算阶段，就是根据方案阶段确定的结构形式和体系，依据规范上规定的具体的计 算方法来进行详细的结构计算，规范上的方法有多种，关键是结合工程的实际情况来选 择合适的计算方法，以楼板为例，就有弹性计算法，塑性计算法及弹塑性计算法。所以 选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提，是十分重要的。在施工图设计阶段，就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表 达的东西要符合结构计算的要求，同时还要符合规范中的构造要求，最后还要考虑施工 的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工 艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构，才会是合理的结构。1.1.4 规范、手册及标准图集在具体工作中的应用结构设计的准则和依据就是各种规范和标准图集。在进行不同结构型式的设计时必 辽宁科技大学本科生毕业设计第3页须要紧扣不同的规范，但这些规范又都是相互联系密不可分的。在不同的工程中往往会 使用多种规范，在一个工程确定了结构形式后，首先要根据建筑结构可靠度设计统一 标准来确定建筑的可靠度和重要性；然后再根据中国地震动参数区划图，建筑 抗震设防分类标准建筑抗震设计规范确定建筑在抗震设防方面的规定和要求，在荷载的取值时要按照建筑结构荷载规范来确定，这是建筑总体需要运用的规范。在工程的具体设计方面，涉及到砌体部分的要遵循砌体结构设计规范的规定；涉及 到混凝土部分的要遵循混凝土结构设计规范的规定；涉及到钢筋部分的要遵循钢 筋焊接及验收规程和钢筋机械连接通用技术规程的规定；在基础部分的设计时需 要遵循的是建筑地基基础设计规范的规定。最后在结构绘图时则要符合建筑结构 制图标准的要求。在各种结构设计手册中，给出了该结构形式设计的原理，方法，一般规定和计算的 算例以及用来直接选用的各种表格。这对于深刻理解和具体设计各种结构形式具有良好 的指导作用。我们推荐最好能参照设计手册来手算典型的结构形式。标准图集是依据规范来制定的国家和省市地方统一的设计标准和施工做法构造。不同的结构形式有不同的标准图集。设计中常用的有，结构绘图时采用：平法制图(03G101-1),砌体中的钢筋混凝土过梁采用：过梁(L03G303),砖混结构抗震构造详 图采用：LO3G313,钢筋混凝土结构抗震构造详图采用：L03G323,地沟及盖板采用：02J331o需要说明的是，在选用标准图集时一定要根据具体工程的实际情况来酌情选用，必要时应说明选用的页号和图集号，不可盲目采用。总之，结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维 和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下，设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。在工 辽宁科技大学本科生毕业设计第4页作中应事无巨细，应善于反思和总结工作中的经验和教训。2建筑设计说明2.1 建筑设计总说明：本设计是根据辽宁科技大学土木工程学院土木专业毕业设计题目中的教学楼组的 任务书的要求进行设计的。此设计采用钢筋混凝土框架结构，墙体材料为粘土空心砖，八度抗震设防，属于二级框架，乙类建筑。2.2 设计原始数据：1、场地：张掖市市高新技术开发区2、安全等级二级3、防火等级二级4、自然条件：（1）最大冻结深度：1.2 m（2）工程相对标高0.000（室内地坪）相当于绝对标高27.50m。（3）相对地下水位-5.22m（最高），-6.12m（最低）。（4）本地区抗震设计烈度为七度。（5）本地区最高月平均气温24.6C,极端历史高温39本地区最低月平均气温-14.7C,极端历史高温-32C。（6）风向：夏季主导风向为西北风，冬季主导风向为西北风。（7）基本风压值：Wo=O.5OK12（8）基本雪压值:So=O.10辽宁科技大学本科生毕业设计第5页（9）据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱，城市生活用管网水头为0.26m P.,足够 生活用水压，消防用水采用室外消防水池。（10）利用附近锅炉房的集中供暖，不再单独设置。2.3 建筑方案设计考虑到本地区抗震设防烈度为7度，所以在建筑方案的确定中力求平面简单对称规 则，减少偏心。门窗外窗均为塑钢窗；内部门采用木门；主要入口处均为塑钢窗门。办 公门，厕所门为木门。墙体外墙为370m m,一层采用粘土砖，二之五层用粘土心砖填充,内填充墙为240m m采用粘土空心砖填充，每面抹水泥砂浆20m m。教学楼的主入口在南面,考虑的张掖地区冬天寒冷南北入口都设计层双层对开门。2.4 平面设计该教学楼平面采用一字型内廊式平面组合形式，教室及其他功能房间布置在两侧，教室的开间9m,进深6.9m,教室面积62相根据老师下发的任务书布置拉36个普通 教室，二个大合班教室，二个小合班教室等，卫生间和饮水处离的很近考虑到上下水的 方便。在一楼的二侧开设小出口，为满足通行和防火要求，本设计楼梯间均是封闭楼梯 间。2.5 立面设计首层层高3.8m,其它四层层高均3.6m中，立面造型非常规整，再配上装饰和线条的 划分，给人以美观、新颖、和谐的特点。2.6 材料梁混凝土采用C25,柱混凝土采用C30,钢筋主筋采用HRB335级钢筋；板、基础,辽宁科技大学本科生毕业设计第6页箍筋采用HPB235级钢筋；墙体采用MU10空心砖，砌筑砂浆采用M5混合砂浆。2.7 一些主要建筑的做法1、屋面荷载（不上人屋面，自上而下）40厚细石混凝土22x0.04=0.4 kN/m260厚聚本乙烯泡沫塑料板0.5x0.06=0.03 kN/iv2两层SBS改性沥青卷材防水0.5 kN/m220厚水泥砂浆找平层20 x0.02=0.4 kN/m21：8厚水泥炉渣2%找坡0.19x14=1.5 kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板0.1x25=2.5 kN/in220m m厚混合砂浆天棚抹灰0.02x17=0.34/m2屋面恒荷载标准值：EG=6.04 kN/m22、楼面荷载30m m厚水磨石地面0.03x20=0.66 kN/m220m m厚1：3水泥砂浆垫层0.02x20=0.4 kN/m2100厚钢筋混泥土板0.1x25=2.5 kN/m220m m厚1：3混合砂浆天棚抹灰0.02x17=0.34 左N/相 2楼面恒荷载标准值：EG=3.9/m23、厕所楼面荷载两层SBS改性沥青卷材防水0.5 kN/m220m m厚1：3水泥砂浆垫层0.02x20=0.4 kN/m2100厚钢筋混泥土板0.1x25=2.5 kN/m220m m混合砂浆天棚抹灰0.02x17=0.34 左N/篦 2辽宁科技大学本科生毕业设计第7页楼面恒荷载标准值：E G=3.54 kN雇4、基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深1.2m。5、门窗：中央大厅的大门采用4扇对开门1500m m x2400m m,一楼二边的门采用150（）m m x2400m m的塑钢门，窗采用3900m m x 2200m m的塑钢窗等。6、楼梯（1）实心扶手，轻金属栏杆，高度为1.2m；（2）130厚钢筋混凝土楼梯板；30厚水磨石面层；20厚的水泥沙浆抹灰；（3）防滑条6厚钢条防滑条；7、散水、勒脚、踢脚（1）散水采用100厚的C20素混凝土随捣随压光；（2）做500厚的炉渣垫层，防止土壤冻涨引起散水开裂；（3）在散水长度方向每隔12m设置一温度缝，内填沥青沙浆，防止散水因热胀冷缩而引起开列；（4）在散水与墙体相交处，留20的缝，内填沥青油膏；（5）勒脚采用1：3水泥沙浆抹面，高度为600；（6）踢脚米用20厚黑色大理石，高度为120；8、凡是图上未注明和本表未说明者，均按国家有关现行规范（规程）及该地区有关规定执行。辽宁科技大学本科生毕业设计第8页3结构设计3.1 结构设计说明3.1.1 设计依据1.本设计是根据统一下发的2009届土木工程专业毕业设计题目中结构设计组的毕 业设计任务书的具体要求进行设计的；2.本设计的建筑结构工程均按国家现行各有关设计规范：混凝土结构规范、建 筑结构抗震规范、建筑地基基础设计规范、建筑结构荷载规范、建筑结构制图标 准、建筑结构标准图集、建筑结构设计手册等相关规定进行的。3.1.2 自然条件1.土质：人工填土 LI m,亚粘土土 11 m,地基承载力250kN/it f,容重为18 kN/3；2.冻结深度：1.2 m；3.地下水为最高距地表7 m,最低距地表8 m,且无侵蚀性；4.本地区最高月平均气温24.6,极端历史高气温39,最低月平均气温-14.7,极端历史最低气温-32 C；5.主导风向：常年西北风6.本地区地震基本烈度为7。；7.基本风压值：=0.5kN/m2；8.基本雪压值:S。=0.1kN/m2o辽宁科技大学本科生毕业设计第9页3.1.3设计活荷载1.屋面活荷载：%=0.5kN/m 2；2.办公楼活荷载：%=2.0kN/m 2；3.一般资料档案室活荷载：为=2.5kN/m 24.厕所活荷载：为=20kN/m 25.楼梯、走廊、门厅活荷载：.=2.5kN/m 2；3.1.4 一般说明1.本设计采用钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均现浇，采用纵横向框架承 重方式；2.楼梯、雨篷也现场浇注；3.框架填充墙底层采用普通机制实心红砖，其它层采用粘土空心砖。3.1.5 构件强度等级1.梁、板的混凝土强度等级采用C25,柱的混凝土强度等级采用C25；2.框架梁、柱纵向受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋，箍筋梁柱中的箍筋和现浇 板中受力筋均采用HRB235级热轧钢筋；3.楼梯及雨篷采用C25混凝土，HPB335级钢筋，雨篷梁受力筋采用HRB400级 钢筋；4.基础采用C20级混凝土，基础下铺100厚C15混凝土垫层，基础中受力筋采用HPB235级钢筋;辽宁科技大学本科生毕业设计第10页5.梁、柱受力筋接头均采用焊接接头，柱采用电渣压力焊。3.1.6 结构抗震等级结构抗震等级为三级，根据建筑抗震设防分类，属丙类建筑，本设计中按7度抗震 设防。3.2结构设计与计算本建筑采用现浇整体钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均为现场浇注。采用 纵横向的框架承重体系。一层内外墙荷载由基础梁承担，其它层内、外墙直由框架梁承担。为满足抗震要求，做到强柱弱梁，强剪弱弯、强节点强锚固的原则，对承重的框架 的梁、柱、板按弹性理论计算与配筋，同时为了提高框架的延性，对梁的支座弯矩进行 了调幅。框架的内力计算中，对水平荷载及竖向荷载引起的内力分别采用D值法和弯矩二次 分配法进行计算。3.2.1框架结构布置该建筑为办公楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，设计成现浇整体式框架结构体 系，根据建筑使用功能和框架结构体系布置原则，采用如图3.1所示结构平面布置。辽宁科技大学本科生毕业设计第11页尊 CD 聆 G )领 得图3.1结构平面布置图3.2.2梁板的截面尺寸1.估算板、梁、柱的截面尺寸由经验公式和经验数据，初步确定板、梁、柱的截面尺寸如下：2.板的厚度的确定h=-)x/=(-)x 4500=112.5-90由经验公式 40 50 40 50 m m；又根据最小厚度不小于80 m m的要求，又结合工程实际，取h=100m m；(1)框架横梁的截面高论的确定_H=(1/40-1/50)x1=1/40(m m,取 h=600 m m 层+1/2(墙重+柱重+门窗产+50%活载=3458.89+1305.504+1/2X(2818.316+1260+119.87)+1/2X(3576.528+1400+172.21)+50%X 1753.92=10314.312kN将各层重力荷载代表传值列于表3.9中。表3.9各质点重力荷载代表值质点54321重力荷载代表值9224.2439575.4529707.0469707.04610314.31248528.0992.横向框架梁、柱的线刚度梁采用 C25,Ec=2-8x14 N/m n?；柱采用采用 C30 EC=3,0 xl 04 N/m n?。在框架结构中，对于现浇的楼面，楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度,减小框架的侧移。为考虑这一有利影响，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框梁取屋=1.51。，对中框架梁取2.01。（1）横梁线刚度计算：i-EJb采用如下计算公式：/,计算结果见表3.10所示。表3.10框架横梁的线刚度。计算表层次类别EcN/m m2b xhm m2跨度mmI=对 12i=An I边梁中梁h=15。h 2Q0辽宁科技大学本科生毕业设计第27页(2)柱的线刚度计算:4 mmmmN mmN mm1-5框架横梁2.8 xIO4250 x60069004.5 xIO91.826X10102.739 X10103.652 X1010走道横梁2.8x10250 x40030001.33x1091.241 X10101.862 X10102.482X1010.=EL采用如下计算公式：“一厂，计算结果见表3.11所示。表3.11框架柱的线刚度ic计算表层次截面(m m2)柱图度h(m)EcN/m m2Ic b h3(mm4)12.EIr/、1=-(N.mm)c h2-4500X50036003.0X1045.208X1094.34X10101500X50040003.0X105.208 X1094.34X10103.横向框架柱侧移刚度D值采用公式F”计算，并求出每层的肌，在计算中，按照框架在结构平面的位置、柱与连接梁的线刚度(考虑板的约束影响)等因素对柱的数量进行了统计。(1)中间框架柱：边柱18个，中柱18个；(2)边框架柱及楼梯间框柱：边柱8,中柱8个。中间框架柱、边框架柱、楼梯间框架柱的抗侧移刚度D值，计算过程分别见表3.12、3.13所示。将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层侧移刚度的总和ZR。辽宁科技大学本科生毕业设计第28页见表3.14所示。辽宁科技大学本科生毕业设计第29页表3.12中框架柱侧移刚度D值层次边柱（21根）中柱（17根）卯2-5k bKD=a,/(N/m m)KD=a当 1 h2(N/m m)18X9604.26+18X16636.67=472336.74、2c 2+K、2区2+K2x2.73x100.629O239x12x4-34x1102x(3.652+2.482)x101.4130 414x12x4-34x10，2x4.34x10=0.629一 36002=9604.2592x4.34x10=1.41336002=16636.672+0.629=0.2392+1.413=0.4141K=lc0.5+/ac=-2+KD=U(N/m m)K=lc0.5+%a=2+KD=/(N/m m)18X14325.26+18X3.65x100.5+0.9350 489x12x3-90 6x10 0.5+2.2620 648x12x3-90 6x140002=14325.255(3.652+2.482)xl O1040002=18983.16563.9O6xl O10=0.9352+0.935=0.48893.906x10=2.2622+2.262=0.648辽宁科技大学本科生毕业设计第30页表3.13边框架柱 楼梯间框架侧移刚度D值层次边柱(7根)1-Av 10-Ax 10-D中柱(7根)1-Bx 10-Bs 10-C卯2-5K=-K ae=_c 2+KD=a,/(N/m m)心出 2Kct=-%2+KD=a当 1 h2(N/m m)8X9965.93+8 X16636.67=212820.82x2.14x1000.6610 248x12X434X10102x(3.652+2.482)x101.4130 414x12x4-34x10，2x4.34x10=0.661一 36002=9965.932x4.34x10=1.41336002=16636.672+0.661=0.2482+1.413=0.4141K=-lc0.5+/D=U(N/m m)K=lc0.5+%a=2+KD=/(N/m m)8X13036.27+8X,15174.8=225688.52+k2.739 xl O100.5+0.7010 445x12x3-90 6x1()，0.5+1.1780 518x12x3.90 6x10140002=13036.27(2.739+1.862)x1040002=15174.863.906x10=0.7012+0.701=0.4453.906x10=1.1782+1.178=0.528辽宁科技大学本科生毕业设计第31页表3.14横向框架层间总侧移刚度层次54321685157.54685157.54685157.54685157.54825240.124.横向水平地震作用计算本设计中的房屋高度为18.4 m,不超过40 m,刚度和质量沿高度分布均匀，层数为5层的多层建筑，因此采用底部剪力法进行计算。（1）框架横向自振周期对于重量和刚度沿高度分布均匀的框架结构，可采用顶点位移法计算结构基本自振周期T1,对框架填充墙对结构刚度从而对结构周期的影响采用周期调整系数外来折减。计算公式如下：（式中分=0.60.8）结构的顶点位移计算过程见表-15所示。表3.15结构顶点位移计算表层数G(kN)假想层间剪力V（V.G,）各层抗侧移刚度各层顶点相对位移V通）各层顶点位移（，二 Za）59224.249224.243685157.540.01350.1917 49575.4518799.695685157.540.02740.183639707.0528506.741685157.540.04160.156229707.038213.787685157.540.05580.1146辽宁科技大学本科生毕业设计第32页5110314.348528.099825240.120.05880.05881=1.8 x 0.7 x 70.1971=0.552(S)(2)结构的特征周期1名和地震影响系数的确定a-建设场地n类场地，地震烈度为7度，查建筑抗震设计规范结构的特征周期Tg 和地震影响系数m ax为Tg=0.35(s)max=0.16(3)结构总水平等效地震力Geq=0.85 Gi=0.85 x 48528.099=41248.88kNa=(严”(5严*。.16=0.1117T,max 0.552Ffk=aGe(I=0.1117x41248.88=4607.499896,NTEK eq kN(4)顶部附加水平地震作用的计算由于Tg=0.552(s).4Tg=14x0.35=0.49(S),应考虑顶部附加水平地震作用附加地震作用系数：或=，=0.087；+0.07=0.08x 0.552+0.07=0.114顶点附加地震作用：=，尸钻=0114*4607.4998=525.254(5)各楼层水平地震作用的计算按底部剪力法求得各质点的水平地震作用按式：ZGiHi Fek-%计算，将辽宁科技大学本科生毕业设计第33页上述2和小代入，可得GjHj GjHj GjHj-_,ZGRi Fek(l-)=4607.499X(1-0,114)LGi Hi=4081.51 ZGi Hi分配给各层质点，各楼层水平地震作用标准值计算见表316所示。表3.16各层横向地震作用及楼层地震层间剪力计算表层次层高hi.总高%GiGiHGiHSGiHi.i=1G IF.=4081.51 2GJL工各层间剪力Y53.618.49224.24169726.020.3171293.84+525,2541819.0926743.614.89575.45141716.660.2651081.602900.6933.611.29707.05108718.960.203828.553729.2423.67.69707.0573773.580.138563.254292.4914.04.010314.3141257.240.077314.284606.77Z535192.46各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3.5所示。辽宁科技大学本科生毕业设计第34页/4（a）水平地震作用分布（b）层间剪力分布图3.5横向水平地震作用及楼层地5.横向水平地震作用下的侧移计算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移的计算见表3-17所示。本设计采用砌体填充墙，规范允许值为：M 11 4-（1）层间位移角：采用砌体填充墙时：%500（hi第i层柱的层高层高）Z41-%1+$（4一。口）也4=7.2kN 2 Z O 32.水平风荷载作用下水平位移验算表3.22风荷载作用框架层间剪力及位移计算层次hi吃ViLDA|12（mm）A|i/hi53.68.88.8685157.540.0133.4621/27692343.68.01616.816685157.540.0253.218114400033.67.77624,592685157.540.0362.7681/100000辽宁科技大学本科生毕业设计第48页由表可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/1401,远小于1/550,满足规范要求。23.67.77632,368685157.540.0472.1131/7659.5714.07.239.568825240.120.0481.2541/83333表3.23水平风荷载作用下柱剪力及弯矩计算表柱层次VikN/mLDiN/mDiDi/LDiVikNkV。h(m)M上M下58.825260496040.0380.3340.6290.303.6-0.36-0.84416.8225260496040.0380.6390.6290.363.6-0.828-1.47边柱324.5925260496040.0380.9350.6290.453.6-1.51-1.85232.3725260496040.0381.2300.6290.503.6-2.214-2.214139.57362144143250.0401.5830.4890.654.0-4.11-2.2258.8432553166370.0380.3341.4130.373.6-0.44-0.75中柱416.82432553166370.0380.6391.4130.423.6-0.97-1.33324.59432553166370.0380.9351.4130.473.6-1.58-1.78辽宁科技大学本科生毕业设计第49页232.37432553166370.0381.2301.4130.503.6-2.214-2.214139.57463095189830.0411.5832.2620.554.0-3.48-2.85图3.11风荷载作用下框架弯矩图图3.12风荷载作用下框架梁端剪力及枉轴力图3.2.7竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算1.计算单元的选取辽宁科技大学本科生毕业设计第50页取结构布置图中轴线的一根横向框架做为计算单元，计算单元宽度为3.6m,如图 3.13所示。直接传给该框架横梁的屋、楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范 围内的其余荷载则通过纵向框架梁以集中荷载的形式传给横向框架，作用于各节点上（框架柱）。另外，由于纵向框架梁的中心线与柱中心线不重合，因此在框架节点上，还应作用图3.7横向框架计算单元图3.13竖向荷载作用下计算单元及传给框架梁屋 楼面荷载分布图2.荷载计算（1）恒荷载计算：恒载的项目包括：均布荷载：屋、楼盖传来的荷载（计算中需将梯形或三角形分布的线荷载折算成 均布线荷载）；梁自重；内横墙自重。集中荷载：女儿墙重；屋、楼盖传给纵向框架梁的荷载；框架纵梁重；纵墙（包 辽宁科技大学本科生毕业设计第51页括门窗）自重等（通过框架纵梁传来的）。计算过程见表3.21、表3.22所示。（2）活荷载计算：内容包括：均布荷载：屋、楼盖传来活荷载（计算中需将梯形或三角形分布的线荷载折算成 均布线荷载）；集中荷载：屋、楼盖传来活荷载（通过框架纵梁传来）。计算过程见表3.23、表3.24所示。根据表3.21表3.24中的数值，绘出框架在竖向恒载和竖向活载作用下的计算简图 如图314和图315所示。表3.21计算单元各层框架横梁上作用均布恒荷载标准值计算表层次梁位荷载类型均布线荷载（kN/m）(kN/m)5框架横梁屋面板传来呈梯形分布荷载：6.04x4.5=27.18折算成均布荷载：gf=(1-2a2+ag=(1-2 x 0.3412+0.3413)x 27.18=22.6626.13梁重3.47走道横梁梁自重2.3813.71屋面板传来呈三角形分布荷载：6.04x3=18.12折算成均布荷载：g=9g=9xl 8.12=11.338 8辽宁科技大学本科生毕业设计第52页广4框架横梁楼面板传来呈梯形分布荷载：3.9x4.5=17.55折算成均布荷载：g=(l-2a2+a3)g=(l-2x 0.3412+0.3413)x1755=14.6327.70梁自重3.47横墙重3.2x(3.6-0.6)=9.6走道横梁梁自重2.389.69楼面板传来呈三角形分布荷载：3.9x3=11.7折算成均布荷载：=二统11.7=7.318 853表3.22 棉框架有关集中恒荷载计算表(KN)层次板重(kN)柱重纵梁重(kN)纵墙重(包括门窗重)(kN)女儿墙重(kN)A(边)节点B(中间)节点边纵梁中纵梁外纵墙内纵墙5-X 4.5x2.25x6.0 2=30.5775(0.75+2.25X1.5 X41/2+1/2X4,5X2,25 X6.04=57.757522.513.159.36(3X4.5-3.3X2.2)X4.5+3.86=31.94(3X4.57X2.4)X 3.2+0.48=360.5x4.5x5.36=12.064-x 4.5x2.25x3.9 2=19.74(0.75+2.25X1.5 X1/2+X1/2X4,5X2,25X 3.9=37.2922.513.8159.3631.943603-x 4.5x2.25x3.9 2=19.74(0.75+2.25X1.5 X1/2+X1/2X4,5X2,25X 3.9=37.2922.513.8159.3631.9436054注：以上计算内容所涉及的屋、楼面；梁墙体；门窗；柱等荷载数值的来自3.4重力荷载计算部分的相关内容。2-X 4.5x2.25x3.9 2=19.74(0.75+2.25X1.5 X1/2+X1/2X4,5X2,25义 3.9=37.292513.8159.3631.943601-x 4.5x2.25x3.9 2=19.74(0.75+2.25X1.5 X1/2+X1/2X4,5X2,25X 3.9=37.2916.413.829.38(3.4X4.5-3.3X2.2)X4.5+3.86=40.04(3.4X4.5-1 X2.4)X3.2+0.48=41.760辽宁科技大学本科生毕业设计第55页3.23计算单元一根框架上各层框架横梁上作用活荷载标准值计算表层次板面活载准值(kN/m2)均布荷载(kN/m)50.5框架横梁板传来呈梯形分布荷载：0.5x4.5=2.25 kTV/w 折算成均布荷载：短=(1-2戊2+。3必=(l-2x 0.3412+0.3413)x 2.25=1.88走道横梁板传来呈三角形分布荷载：0.5x3=1.5 kN/m折算成均布荷载：g，=3g=，.5=().941dV/m 8 8142.0框架横梁板传来呈梯形分布荷载：2.0 x45=9 kNtn折算成均布荷载：g=(l 2。2+。3抬=(l-2x 0.3412+0.3413)x 9=7.502.5走道横梁板传来呈三角形分布荷载：2.5x3=7.5 kN/m折算成均布荷载：+(1/3)3)x 0.45=0.