伊顿幼儿园三层框架结构设计11.doc

本科生毕业设计(论文)

题 目:
正定市伊顿幼儿园

主楼框架结构设计

英文题目:
Main City Nursery Zhengding

frame design Eaton

系 :
土木工程系

专 业:
土木工程

班 级:
068班

学 生:
贾治伟

学 号:
06011811

指导教师:

职称:

指导教师:

职称:

摘　　要
本课题要求为河北省正定市伊顿幼儿园教学综合楼。该楼是一座用于教学、办公用途的建筑，分三层，总建筑高度11.3m。设计的基本地震加速度为0.05g，基本风压为0.35 kN/m2，基本雪压为0.20 kN/m2，地面粗糙度为C类，抗震烈度为7度。
根据工程实际条件，抗震设防烈度7度，在原有建筑资料基础上进行了初步建筑设计，绘制了建筑平面、立面、剖面图。在此基础上，通过结构方案比较与查阅相应的中外参考文献，完成了结构形式和结构体系的选择及结构布置，对主体框架结构选取其中较为标准的一榀框架进行具体的设计与计算。主要内容包括：结构的选型、柱网布置、构件尺寸的确定、计算简图的确定、侧向刚度计算、材料的选定、荷载的计算、内力计算与分析、抗震设计与计算、内力组合、梁柱的截面设计（有时也称为配筋设计）、楼板设计以及构造设计；并根据设计计算的结果绘制主要构件的配筋图。
总的来说，本设计大致分六部分：建筑设计、荷载统计、荷载效应、内力组合、截面设计、绘制图纸。通过老师指导、查询资料、计算，最终完成该结构的所有设计。

关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来、用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。如有可能，应尽量用《汉语主题词表》等词表提供的规范词。不用此信息时，删除此框。
关键词：建筑设计；内力计算；内力组合；截面设计。

DESIGN OF AN OFFICE BUILDING FOR A SCHOOL
Abstract
This program is to design an office building for a school in zhengding. This building is an office building. This building have three storeys and has a total height of 11.3m. The basic earthquake acceleration used for design is 0.05g,and the basic wind pressure is 0.35 kN/m2 while the basic snow pressure is 0.20 kN/m2 and the surface roughness can be defined as C and the intended aseismatic intensity isⅦ.
According to the actual conditions, the assumme aseismatic intensity is Ⅶ,the present study compared the programme structures and refer to relevant China and foreign reference literature, selected relevant structural form and structure system and structural layouted, chose one row of a standard framework for specific design and calculation for the main framework. It included that, selecting structure models, pillar network layouted, determining components size and calculating sketch, side cut accounted, materials selecting, load accounting, endogenous force accounting and analyzing, design and calculation of earthquake, endogenous force compounding, cross-sectional design of girder and columniation(sometimes called Peijin design), design of slab.
All in all, this design has six steps, architecture designing, load counting, internal force computation and combination, section designing and drawing. With the instruction of my teacher, I finish the designing after masses of work.

Key Words: architecture designing; internal force computation; internal combination; section designing

目　　录

摘　　要 1
Abstract 2
引 言 1
1文献综述 2
1.1框架结构的历史 2
1.2框架结构的发展趋势 2
1.3钢筋混凝土框架结构体系的特点 3
2设计的基本资料 5
2.1初步设计资料 5
2.1.1建筑设计 5
2.1.2工程概况 6
2.2结构选型与布置 6
2.1.1结构选型 6
2.1.2结构布置 6
3. 框架计算简图与梁柱线刚度 8
3.1初选框架梁截面尺寸 8
3.2初选框架柱截面尺寸 8
3.3确定框架计算单元简图 8
3.4框架梁柱的线刚度计算 9
4荷载计算 10
4.1恒荷载标准值计算 10
4.2活荷载标准值计算 12
4.2.1屋面和楼面活荷载标准值 12

4.2.2雪荷载 12
4.3竖向荷载下框架受荷总图 12
4.3.1 A-B轴间框架梁 13
4.3.2 B-C轴间框架梁 14
4.3.3 C-D轴间框架梁 14
4.3.4 A轴柱竖向集中荷载的计算 14
4.3.5 B轴柱纵向集中荷载的计算 15
4.3.6 C轴柱竖向集中荷载的计算 16
4.3.7 D轴柱竖向集中荷载的计算 16
4.3.8竖向荷载受荷总图 16
5核算框架水平位移 17
5.1风荷载作用下框架的侧移验算 17
5.1.1风荷载标准值 17
5.1.2风荷载作用下的位移验算 17
5.2水平地震作用下框架的侧移验算 19
5.2.1重力荷载代表值计算 19
5.2.2框架柱的抗侧移刚度D值 20
5.2.3基本结构自振周期计算 21
5.2.4多遇水平地震作用标准值和位移的计算 21
6.荷载作用下的内力分析 24
6.1恒荷载标准值作用下的内力计算 24
6.1.1恒荷载作用下框架的弯矩计算 24
6.1.2 恒荷载作用下框架的剪力计算 27
6.1.3恒荷载作用下框架的轴力计算 29

6.2 活荷载标准值作用下的内力计算 29
6.2.1 活荷载作用下框架的弯矩计算 29
6.2.2 活荷载作用下框架的剪力和轴力计算 32
6.2.3 梁端弯矩调幅 32
6.3 风荷载标准值作用下的内力计算 34
6.3.1风荷载作用下框架柱反弯点位置的计算 34
6.3.2风荷载作用下框架的弯矩、剪力、轴力的计算 35
6.4水平地震作用下的内力计算 36
7.内力计算 39
7.1 结构抗震等级 39
7.2 框架梁的内力组合 39
7.2.1 梁端控制截面处弯矩调整 39
7.3 框架柱的内力组合 45
7.3.1 柱端弯矩值的调整 49
7.3.2 柱端剪力设计值的调整 49
8.框架梁柱配筋计算 51
8.1 框架梁配筋计算 51
8.1.1 正截面受弯承载力计算 51
8.1.2 斜截面受剪承载力计算 53
8.2 框架柱配筋计算 54
8.2.1 正截面受弯承载力计算 55
8.2.2 斜截面受剪承载力计算 58
结 论 61
参 考 文 献 62
在 学 取 得 成 果 64
致　　谢 65

引 言
本课题是为河北正定市伊顿幼儿园主楼框架结构设计。在考虑了多方面的要求，框架结构的主要优点是：建筑平面布置灵活，可形成较大的房间，立面变化灵活，立面处理上易于表现建筑艺术要求，最终确定采用框架结构进行设计。
毕业设计是我们完成本科学业的标志性作业，是对学习成果的综合性总结和检阅，是大学本科教育培养目标的实现和检验所学知识掌握程度的重要阶段，是综合学习的阶段，是深化、综合、拓宽所学知识的一次实践机会，是对大学期间所学专业知识的全面总结。
我所做的设计题目为“河北省正定市伊顿幼儿园主楼结构设计”，在设计前，我翻阅了《房屋建筑学》、《土力学地基基础》、《结构力学》、《钢筋混凝土结构》、《高层建筑结构设计》《建筑抗震设计》等大学所学的主要专业课教材，以便能够在设计中更好的理解各方面的设计要点，同时阅读了关于抗震、混凝土结构、建筑荷载等若干设计、施工规范，并参考了以下规范、文献：《托儿所、幼儿园建筑设计规范》、《建筑设计防火规范》、《房屋建筑制图统一标准》、《建筑结构制图标准》、《建筑荷载规范》、《建筑地基基础设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑结构设计手册》、《钢筋混凝土结构构造手册》、《高层建筑结构设计》、《高等学校建筑工程专业毕业设计指导》、《土木工程专业设计指导》等相关教科书及相关规定、图集，来进行建筑施工图、结构施工图和结构设计的计算。
在进行结构设计与计算时，均采用手算。由于自己的水平有限，时间也比较紧迫，难免有一些不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

1文献综述
1.1框架结构的历史
混凝土是随着硅酸盐水泥的出现而问世的，至今已有180多年的历史。随着科学技术的进步，混凝土的配置技术从经验逐步发展到理论；混凝土的施工技术从手工发展到机械化；混凝土的强度不断提高，性能不断改善，品种不断增多；对混凝土的研究也从宏观到细观及微观不断深入。现已成为各种工程建设中的一种主要的建筑材料。无论是工业与民用建筑、给水与排水工程、水利水电工程、交通工程以及地下工程、国防建设等都广泛应用混凝土。
我国混凝土发展的状况2 0世纪 80年代我国改革开放以来，特别在 90年代，我国推行大规模的经济建设、基础设施建设和住宅建设。水泥和混凝土的产量飞速发展 ；而在同一时期，发达国家的建设相对处于萎缩阶段，因此可以说我国水泥和混凝土的发展在世界上一枝独秀，举世瞩目[1]。
近年来，特别是近十年来我国混凝土行业有了长足的发展，尤其是在城市中大力推行了商品混凝土。目前，中等以上城市大部分有了商品混凝土生产厂家。2004年全国商品产量为2.84亿m3，预计2005年将达3.63亿m3，显示出高速增长的势头。与此对应的混凝土的技术装备，无论数量还是质量都在不断提升。涌现出一大批技术装备精良的商品混凝土公司，他们或使用国内品牌或使用国际著名企业机械；运输车辆更有享誉世界的奔驰、三菱、日产等，你超我赶，互不示弱。在搅拌站基础建设方面也显示出一定的实力，一般都建有水泥、粉煤灰、矿渣粉筒仓；自动上料、计量设备；有的更建有顶砂、石料仓库，使人赏心悦目。而另一方面的事实是混凝土原材料和配制技术滞后，我们使用一流的设备，生产出的混凝土确是二流、三流，甚至不合格产品！如果可以用一句话概况当今我国混凝土行业的特点，“硬件硬、软件软”应该是比较恰当的[2]。
1.2框架结构的发展趋势
高效、节能、环保的住宅体系是社会发展的必然趋势。住宅产业化是我国经济发展、城市化进程不断加快的必然选择。结合万科在住宅产业化方面的探索。通过一系
列的新型装配式预制钢筋混凝土结构体系节点试验,对其受力特性、抗震性能及其破坏模式等方面进行了研究。形成系统的装配式预制钢筋混凝土结构试验研究，可为此种结构体系的推广应用提供试验论证。混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。按预定性能设计和制作混凝土，研制轻质，高强度，多功能的混凝土新品种。利用现代新技术、大力发展新工艺、新设备；广泛利用工业废渣作原材料等，都是今后需要不断解决的课题。
商品混凝土是以集中予拌、远距离运输的方式向施工工地提供现浇混凝土。商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品，它应包括：大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。为了使商品混凝土性能稳定、经济、性价比高，必须严格选择所需的原材料和优化混凝土的配合比。实践证明，现代混凝土配合比全计算法设计为此提供了简单快捷和可靠的技术途径。传统的混凝土配合比设计方法(即假定容重法和绝对体积法)是以强度为基础的，即根据“水灰比定则”设计配合比。而我们提出的全计算配合比设计方法 是以工作性、强度和耐久性为基础，通过混凝土体集模型推导出用水量和砂率计算公式，并且将此二式与水灰比定则相结合实现FLC和HPC的组成和配合比的全计算。全计算法与传统设计方法相比较，全计算法使混凝土配合比设计由半定量走向全定量，由经验走向科学。与传统配合比设计相比，全计算法更方便快捷地得到优化的混凝土配合比[3]。
国内的框架结构研究起步较国外稍微晚一些，但目前已基本赶上国外的研究进度，并且在一些领域处于世界先进水平。
1.3钢筋混凝土框架结构体系的特点
钢筋混凝土结构具有取材丰富，造价低廉，强度高，刚度大，耐火性、耐久性以及延性良好等优点，但是结构自重大、体积大、容易开裂、施工速度慢，在地震作用下非结构构件（如填充墙、建筑装饰等）破坏较严重，因此采用框架结构时应控制建筑物的层数和高度[4]。
框架结构主要由梁柱等构件组成，梁柱是框架结构主要的承重构件。框架结构的
优点是建筑平面布局灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业室、教室等。需要时，可用隔断分隔成小开间，或拆除隔断改成大开间，因而使用灵活。外墙为非承重构件，可使立面设计灵活多变。如果采用轻质隔墙和外墙，就可大大降低房屋自重，节省材料。框架结构构件类型少，易于标准化、定型化。

2设计的基本资料
2.1初步设计资料
本课题是为河北省正定市伊顿幼儿园主楼。该楼占地面积约788平方米，总建筑面积2300平方米，属三类建筑，设计使用年限为50年，抗震设防为7度（加速度0.05g），设计分组为第三组，抗震设防类别为丙类，抗震等级为二级。基本风压为0.3 kN/m2，基本雪压为0.35 kN/m2，地面粗糙度为C类。本工程所在场地场地类别为Ⅲ类。
依据设计任务书的要求，为保证本建筑的设计质量，使幼儿园建筑符合安全、卫生、使用功能等方面的基本要求，特查阅了《幼儿园建筑设计规范》、《建筑设计防火规范》等。
2.1.1建筑设计
依据规范和任务书的要求，在建筑总平面布置上，对建筑物、室外游戏场地、绿化用地等进行总体布置，功能分区合理，朝向适宜，游戏场地日照充足，符合孩子们的生理和心理特点。另设置了各班专用的室外游戏场地以及全园共用的室外游戏场地，有游戏器具、30m跑道、沙坑和戏水池等。
本建筑的平面布置功能分区明确，避免相互干扰，方便使用管理，有利于交通疏散，平面形状为矩形，采用内廊式双面布房，考虑到孩子们经常在走廊跑闹，其净宽设为3.0m。幼儿园的生活用房、服务用房和供应用房分区布置，厨房和办公室、会议室均设在变形缝另一侧，与生活用房分开。孩子们的活动室、卧室和辅助空间的卫生间和衣帽间组合在一起，医务保健室设在建筑物的主出入口，厨房设在底层，而且在厨房另设置了一个单独的出入口以方便蔬菜等货物的进出。
防火与疏散方面，设置了两个安全出入口，因为幼儿园人流量并不是很大，故设置了一个疏散楼梯。楼梯踏步的高度为150mm，宽度为280mm，梯井为0.12m，不必所采取安全措施。楼梯栏杆垂直线饰间的净距为0.11m，除设置成人扶手外，在靠墙的一侧特设置了幼儿扶手，高度为0.6m。活动室、休息室和音体活动室设置双扇平开门，宽度为1.5m。
建筑构造方面，孩子们经常出入的门，在距地0.7m处加设幼儿专用拉手。孩子
们的活动室、音体活动室等的外窗窗台距地面高度为0.6m，全部采用大开间窗，以利于采光通风，满足日照和窗地比。内墙面上尽量不开窗，以便用来展示教材和孩子们的作品。
建筑物总高为11.3m，共3层，每层层高均为3.6m，室内外高差0.45m。屋面为不上人平屋面，女儿墙高0.5m。屋面排水采用有组织外排水方案，此方案施工简单，经济性较好，建筑体型简单，水落管采用白色PVC管，直径为100mm。
2.1.2工程概况
本工程拟建于河北省正定市，为幼儿园，预计班数为12班，每班20～25人，容纳240～300名幼儿。工程背景：河北省正定市伊顿幼儿园主楼。建筑层数为3层，主体高度11.3m，其中首层层告3.6m,其余两层层高均高3.6m。设计的基本地震加速度为0.05g，基本风压为0.35kN/m2，基本雪压为0.2kN/m2，抗震烈度7度。
2.2结构选型与布置
依据设计资料、任务书以及相关资料、规范的要求选择合理的结构形式，进行结构布置，并计算。
2.1.1结构选型
本建筑采用框架结构，为了使建筑结构的整体刚度较好，楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构。因建筑场地土质均匀、坚实、性质良好，地基承载力较大，故选用钢筋混凝土柱下独立基础。
2.1.2结构布置
框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，根据结构的具体布置，本建筑由于楼面活荷载不大，为减轻结构自重和节省材料起见，楼面板和屋面板均采用双向板，板厚度取120mm，与梁整体现浇。楼梯采用现浇板式楼梯，为了施工方便，内、外填充墙均为240mm厚。
本建筑的材料选用如下：
混凝土：梁、板和楼梯均采用C30，柱子采用C35，基础采用C25。
钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335，其余采用热轧钢筋HPB235。
墙体：内外墙均采用灰砂砖，尺寸为240mm×120mm×60mm，重度γ=18KN/m2。

窗：铝合金窗，重度γ＝0.35KN/m2。
门：木门，重度γ＝0.20KN/m2。

3. 框架计算简图与梁柱线刚度
3.1初选框架梁截面尺寸
主梁取跨度较大者进行估算截面尺寸：l＝7200mm，h＝(1/10～1/18)＝720mm～400mm,取h＝600mm，b＝(1/2～1/3)h，取b＝300mm。故初选梁截面尺寸为b×h＝300mm×600mm，惯性矩为I＝bh³/12＝300×600³/12＝5.4×109mm4。
根据《混凝土结构设计规范》要求避免形成深受弯构件，故走道梁、次梁要降低截面高度。故初选梁截面尺寸为b×h＝300mm×400mm，惯性矩为I＝bh³/12＝300×400³/12＝1.6×109mm4。
3.2初选框架柱截面尺寸
据规范要求抗震设计时矩形截面柱边长不宜小于300mm。故初选柱截面尺寸为b×h＝600mm×600mm，惯性矩为I＝bh³/12＝600×600³/12＝1.08×1010mm4。
3.3确定框架计算单元简图
框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为-0.45m，基础顶面至室外地坪通常取-0.50m，故基础顶标高至±0.00的距离近似定为-1.00m，二层楼面标高为3.60m，故底层柱高为4.60m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.60m。框架柱轴线尺寸及节点编号如图3.1，框架计算单元简图如图3.2。
图3.1 框架柱轴线尺寸及节点编号 图3.2 框架计算单元简图

3.4框架梁柱的线刚度计算
由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中框架梁取I＝2I。
AB跨梁： i＝EI/l＝3.0×107×2×5.4×10-3/7.2＝4.5×104 KN·m
BC跨梁： i＝EI/l＝3.0×107×2×1.6×10-3/3.0＝3.2×104 KN·m
CD跨梁： i＝4.5×104 KN·m
底层柱： i＝EI/l＝3.0×107×1.08×10-2/4.6＝7.0×104 KN·m
其余层柱：i＝EI/l＝3.0×107×1.08×10-2/3.6＝9.0×104 KN·m
令边底层柱i=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：
iAB＝4.5×104/9.0×104＝0.5
iBC＝3.2×104/9.0×104＝0.36
iCD＝iAB＝0.5
i底柱＝7.0×104/9.0×104＝0.78
框架梁柱的相对线刚度如图3.3所示。
图3.3 框架梁柱的相对线刚度

4荷载计算
4.1恒荷载标准值计算
恒荷载标准值计算
一、屋面
找平层：15厚1:3水泥砂浆找平层 0.015×20＝0.30 KN/m2
防水层：三毡四油铺小石子 0.40 KN/m2
找平层：15厚1:3水泥砂浆找平层 0.015×20＝0.30 KN/m2
保温兼找坡层：矿渣水泥2%找坡（最薄处20厚） 0.12×14.5＝1.70 KN/m2
结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12×25＝3.00 KN/m2
抹灰层：10厚混合砂浆 0.01×17＝0.17 KN/m2

合计 5.91 KN/m2
二、各层楼面
水磨石地面：
10mm面层
20mm水泥砂浆 0.65 KN/m2
素水泥浆结合层一道
结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12×25＝3.00 KN/m2
抹灰层：10厚混合砂浆 0.01×17＝0.17 KN/m2

合计 3.82 KN/m2
三、梁自重（混凝土现浇梁高度减去板厚）
主梁：b×h=300mm×600mm
自重
抹灰层：10厚混合砂浆

合计

走道梁、次梁：b×h=300mm×400mm
自重
抹灰层：10厚混合砂浆

合计
基础梁：b×h=250mm×400mm
自重

合计
四、柱自重

自重
抹灰层：10厚混合砂浆

合计
五、外墙自重（窗高2.4m）
1、2～3层：
墙自重　
铝合金窗
水刷石外墙面　
水泥粉刷内墙面

合计
2、底层
墙自重　

铝合金窗
水刷石外墙面
水泥粉刷内墙面　

合计

六、内墙自重
墙自重
水泥粉刷内墙面

合计
4.2活荷载标准值计算
活荷载均采用标准值计算。
4.2.1屋面和楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》查得：
不上人屋面: 0.5 KN/m2
楼面：走廊 2.0 KN/m2 会议室 2.0 KN/m2
厕所 2.0 KN/m2 室内 2.0 KN/m2
4.2.2雪荷载
SK＝1.0×0.2＝0.2 KN/m2
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。
4.3竖向荷载下框架受荷总图
板传荷载：沿四角点做45°线，将区格板分为四小块，将每小块上得荷载传递给与之相邻的梁，沿短跨方向的支承梁承受板面传来的三角形分布荷载，沿长跨方向的支承梁承受板面传来的梯形分布荷载，板传至梁上的三角形或梯形荷载等效可为均布荷载。荷载的传递示意图见图4.1。

图4.1 荷载的传递示意图
4.3.1 A-B轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载：
为方便计算，先计算出
恒载：
活载：
楼面板传给梁的荷载：
恒载：
活载：
梁自重标准值:
A-B轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁：恒载梁自重+板传荷载

活载板传活载
楼面梁：恒载梁自重+板传荷载

活载板传活载

4.3.2 B-C轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载：
恒载：
活载：
楼面板传给梁的荷载：
恒载:
活载：
梁自重标准值：
B-C轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁：恒载梁自重+板传荷载

活载板传活载
楼面梁：恒载梁自重+板传荷载

活载板传活载
4.3.3 C-D轴间框架梁
C-D轴间框架梁同A-B轴间框架梁。
4.3.4 A轴柱竖向集中荷载的计算
女儿墙自重（做法：墙高400mm,100mm的混凝土压顶，水刷石外墙）：
0.24×0.4×18+25×0.1×0.24+（0.5×2+0.24）×0.5＝3.38 KN/m
顶层柱恒载＝女儿墙自重+梁自重+板传荷载(13.18+25.54+100.59)
＝[3.38×3.9]+[3.87×(3.9-0.6+3.6-0.3)]+[(5.91×1.95
×5/8×3.9×1/2×2)+(1/2×20.14×7.2)]
＝139.31 KN
顶层柱活载＝板传活载(2.38+6.12)
＝(0.5×1.95×5/8×3.9×1/2×2)+(1/2×1.70×7.2)
＝8.50 KN

标准层柱恒载＝墙自重+梁自重+板传荷载(45.16+25.54+65.35)
＝[4.46×(3.9-0.6)+16.41×(3.6-0.3-1.5)+0.2×3.0
×1.5]+25.54+[(3.82×1.95×5/8×3.9×1/2×2)+(1/2×13.11×7.2)]
＝136.05 KN
标准层柱活载＝板传活载(9.50+24.70)
＝(2.0×1.95×5/8×3.9×1/2×2)+(1/2×6.86×7.2)
＝34.20 KN
基础顶面恒载＝底层墙自重+基础梁自重(53.71+8.25)
＝[7.05×(3.9-0.6)+16.41×(3.6-0.3-1.5)+0.2×3.0
×1.5]+[2.5×(3.9-0.6)]＝61.96 KN
4.3.5 B轴柱纵向集中荷载的计算
为了方便计算，先计算出将α＝1.5/3.9＝0.38；1-2α2+3α³＝0.77
顶层柱恒载＝梁自重+板传荷载(30.18+148.83)
＝[25.54+3.87×(1.5-0.3)] +[100.59+(5.91×1.5×0.77
×3.9×1/2×2)+(1/2×11.08×3.0)]
＝174.01 KN
顶层柱活载＝板传活载(8.50+3.66)
＝8.50+[(0.5×1.5×0.77×3.9×1/2×2)+1/2×0.94×3.0]
＝12.16 KN
标准层柱恒载＝内墙自重+梁自重+板传荷载(79.67+42.75+76.09)
＝[16.41×(3.6-0.6)+16.41×(3.9-0.6-1.5)+0.2×3.0
×1.5]+[25.54+(3.82×1.5×0.77×3.9×1/2×2)]
+[65.35+(1/2×7.16×3)]
＝198.51 KN
标准层柱活载＝板传活载(34.20+14.63)
＝34.20+[(2.0×1.5×0.77×3.9×1/2×2+(1/2×63.75
×3.0)]＝48.83 KN

基础顶面恒载＝底层内墙自重+基础梁自重(79.67+8.25)
＝[16.41×(3.6-0.6)+16.41×(3.9-0.6-1.5)+0.2×3.0
×1.5]+[2.5×(3.9-0.6)]
＝87.92 KN
4.3.6 C轴柱竖向集中荷载的计算
C柱竖向集中力荷载计算同B柱。
4.3.7 D轴柱竖向集中荷载的计算
D柱竖向集中力荷载计算同A柱。
4.3.8竖向荷载受荷总图
框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图4.2所示，图中数值均为标准值，括号内的值为活荷载。由于A轴和D轴的纵梁外边线分别与该二轴柱的外边线齐平，故此二轴上的竖向荷载与柱轴线偏心，A轴柱的偏心距e＝（600-300）/2＝150mm,D轴柱的偏心距为e＝（600-300）/2＝150mm。
图4.2 竖向受荷总图
5核算框架水平位移
5.1风荷载作用下框架的侧移验算
位移计算时各荷载均采用标准值。
5.1.1风荷载标准值
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：
为了简化起见，通常将计算单元范围内外墙面的分布风荷载，化为等量的作用于楼面集中风荷载，计算公式如下：
Wk＝βzμsμzW0(hi+hj)B/2
式中 基本风压W0＝0.35KN/m2；
βz—风振系数，因房屋总高度小于30m，所以取βz＝1.0；
μs—风荷载体型系数，μs＝0.8-(-0.5)＝1.3；
μz—风压高度变化系数，与场地位置有关，本工程建在市区，故查得地面粗糙度为C类，高度15m以内μz均为1.3；
hi—下层柱高；
hj—上层柱高，对顶层为女儿墙的2倍；
B—计算单元迎风面的宽度，B＝3.9m。
计算过程见表5.1。
表5.1 各层楼面处集中风荷载标准值
离地面高度z(m)
μz
βz
μs
W0(KN/m2)
hi(m)
hj(m)
Wk(KN)
11.80
0.74
1.0
1.3
0.35
3.6
1.0
3.45
8.2O
0.74
1.0
1.3
0.35
3.6
3.6
5.40
4.60
0.74
1.0
1.3
0.35
4.6
3.6
6.15

5.1.2风荷载作用下的位移验算
一、侧移刚度D
在计算时底层和二、三层分别计算，底层计算结果见表5.2，二、三层计算结果见表5.3。
表5.2 横向底层D值计算
构件名称
K=∑ib/2ic
αc=K/(2+K)
D=12αcic/h2
A轴柱
2×4.5×104/2×9.0×104=0.5
0.200
16667
B轴柱
2×（4.5×104+3.2×104)/ 2×9.0×104=0.86
0.299
24929
C轴柱
2×（4.5×104+3.2×104)/ 2×9.0×104=0.86
0.299
24929
D轴柱
2×4.5×104/2×9.0×104=0.5
0.200
16667
∑D =(16667+24929)×2 = 83192 KN/m

表5.3 横向二、三层D值计算
构件名称
K=∑ib/2ic
αc=（0.5+K）/(2+K)
D=12αcic/h2
A轴柱
4.5×104/2×7.0×104=0.64
0.433
17158
B轴柱
（4.5×104+3.2×104)/ 7.0×104=1.1
0.516
20489
C轴柱
（4.5×104+3.2×104)/ 7.0×104=1.1
0.516
20489
D轴柱
4.5×104/2×7.0×104=0.64
0.433
17158
∑D =(17158+20489)×2 = 75348 KN/m

二、风荷载作用下框架侧移计算
水平荷载作用下框架的层间侧移按下式计算：
Δuj＝Vj/ΣDij
式中 Vj—第j层的总剪力标准值；
Δuj—第j层所有柱子的抗侧刚度之和；
ΣDij—第j层的层间侧移。
第一层的层间侧移值求出后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，顶点侧移是所有各层层间侧移之和。框架在风荷载作用下侧移的计算见表5.4。

表5.4 风荷