【正文】 第一層柱截面面積為 邊柱 Ac≥ 12 103 4/ =32400 mm2 ? ? N f N A c c ? ? 5 中柱 Ac≥ 12 103 4/ =98182 mm2 取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為 180 mm 和 313 mm。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值如下： 15層 400 mm 400 mm 結(jié)構(gòu)布置圖為： 圖（ 1）結(jié)構(gòu)布置圖 6 計(jì)算簡(jiǎn)圖： 圖（ 2） 重力荷載代表值計(jì)算 重力荷載計(jì)算 1： 1~5 層樓面荷載的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 瓷磚地面（包括水泥粗沙打底） KN/m2 100 厚鋼筋混凝土板 25 = 20 厚底板抹灰 17= 合計(jì) 樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：陽(yáng)臺(tái)處： ，其它處均為 。 頂層屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 屋面做法見(jiàn)西南 J2121P27:2303a 7 合計(jì)： KN/m2 100 厚鋼筋混凝土板 25 = KN/m2 20 厚底板抹灰 17= 總合計(jì) KN/m2 2：屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 KN/m2 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 KN/m2 昆明屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 KN/m2 3：梁、柱、墻、窗、門(mén)重力荷載計(jì)算 梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長(zhǎng)度上的重力荷載；對(duì)墻、門(mén)、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載。具體計(jì)算過(guò)程如下： 選一榀框架計(jì)算荷載 （選 2 軸） ： 層次 構(gòu)件 b /m h /m r /kn/m β g /kn/m li /m n Gi /kn ∑ Gi /kn 15 L1 25 1 L2 25 1 L3 25 6 1 L4 25 1 L5 25 1 L6 25 1 L7 25 4 L8 25 1 L9 25 1 1 Z1 25 4 Z2 25 1 25 Z3 25 3 4 Z4 25 3 1 表（ 3） 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 注：表中 β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)； g 表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載； n 為構(gòu)件數(shù)量； 梁長(zhǎng)度取凈長(zhǎng)，柱長(zhǎng)度取層高。 女兒墻做法： 8 6厚水泥砂漿罩面 20=㎡ 12厚水泥砂漿打底 20=㎡ 100 厚鋼筋混凝土 25=㎡ 20厚水泥砂 漿找平 20= KN/㎡ 合計(jì) KN/㎡ 墻體做法： 所有外墻體均為 190 砼砌塊，外墻外面水刷石 KN/㎡，內(nèi)墻面為 20 毫米厚的抹灰；內(nèi)墻體為 190 砼砌塊，則外墻的單位重力荷載為： +17 +15 =㎡，內(nèi)墻雙面抹灰： 15 + 17 2= KN/㎡ 木門(mén)單位面積重力荷載為 KN/㎡，鋁合金門(mén)及防盜門(mén) 單位面積重力荷載為 KN/㎡；鋁合金窗單位面積重力荷載為 KN/㎡。 由上可知女兒墻總重： （ 2） = 屋面板總重： S= = ㎡ G= = 屋面活荷載重： =（不上人屋面） 重力荷載代表值計(jì)算 屋頂荷載計(jì)算：取五樓 1/2 屋高上半部分墻體、門(mén)窗及陽(yáng)臺(tái)計(jì)算 （ 1） 外墻： 墻高 ， S= （ +） = 則墻重： G= = （ 2） 內(nèi)墻： 墻高 ， S= （ +++++++ + ） = 則墻重： G= = （ 3） 門(mén)窗：（ + + 3 + + ） = （ 4） 陽(yáng)臺(tái)欄桿重： H=， L=++=， G= = 所以屋面重力荷載代表值： 屋面永久荷載 +50%屋面活荷載 +縱橫梁自重 +屋面下半層柱重 +內(nèi)外墻自重 +門(mén)窗自重 +陽(yáng)臺(tái)欄桿重 G5=+ ++ ++++ = 24層荷載計(jì)算 : 取上下樓各 1/2 層高的墻體、門(mén)窗計(jì)算 （ 1） 外墻： 墻高 ， S= （ +++） = 則墻重： G= = 9 （ 2） 內(nèi)墻： 墻高 ， S= （ +++++++ + ）= 則墻重： G= = （ 3） 門(mén)窗： （ + + 3 + + ） = （ 4） 陽(yáng)臺(tái)欄桿重： H=， L=++=， G= = 樓面板重： = 樓面活荷載： = 所以屋面重力荷載代表值： 樓面永久荷載 +50%屋面活荷載 +縱橫梁自重 +上下各樓面 1/2 柱重 +內(nèi)外墻自重 +門(mén)窗自重 +陽(yáng)臺(tái)欄桿重 G3=G4=+ ++++++ = 1 層荷載計(jì)算： （ 5） 外墻： 墻高 ， S=（ +++） = 則墻重： G= = （ 6） 內(nèi)墻： 墻高 ， S=（ +++++++ + ） = 則墻重： G= = （ 7） 門(mén)窗：（ + + 3 + + ） = （ 8） 陽(yáng)臺(tái)欄桿重： H=， L=++=， G= = 樓面板重： = 樓面活荷載： = 所以屋面重力荷載代表值： 樓面永久荷載 +50%屋面活荷載 +縱橫梁自重 +上下各樓面 1/2柱重 +內(nèi)外墻自重 +門(mén)窗自重 +陽(yáng)臺(tái)欄桿重 G1=+ ++++++ = 10 所以計(jì)算框架的重力荷載代表值計(jì)算結(jié)果如下圖所示： 圖（ 3） 各樓層重力荷載代表值 框架側(cè)移剛度計(jì)算 : 縱橫梁線剛度 ib計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 （ 4） ； 柱線剛度計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 （ 5） 層號(hào) 軸 線 號(hào) 混 凝 土強(qiáng) 度等 級(jí) EC N/mm2（ 104） 梁寬 b mm 梁高 h mm 梁 跨 L mm 截面慣心矩 Ib=bh3/12 mm4 （ 109） 中框架 梁線剛度 Ib=2EcIb/l 邊框架 梁線剛度 Ib=Nmm（ 1010） 11 15 A～ B 軸 C30 3 300 600 6000 B～ C 軸 C30 3 300 400 1800 C～ D 軸 C30 3 300 600 4800 表 （ 4） 框架梁線剛度計(jì)算表 層號(hào) 柱號(hào) 混凝土強(qiáng)度等級(jí) EC N/mm2（ 104） 柱寬 b(mm) 柱高 h(mm) 柱 L(mm) 截面慣性矩 Ib＝ bh3/12 mm4 109 柱線剛度 ib＝ EcIb/l Nmm 1010 1 Z1 C30 3 400 400 4250 2~5 Z3 C30 3 400 400 3000 表 （ 5） 柱線剛度計(jì)算表 柱的側(cè)移剛度按212hiD cc??，式中系數(shù)由表中所列公式計(jì)算，根據(jù) 梁柱線剛度比 K 的不同，柱可分為中框架中柱和邊柱，邊框架中柱和邊柱以及樓梯間柱。柱的計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 （ 6） 。 層號(hào) 柱別 柱高 m 柱線剛度 KN/m 1010 柱根數(shù) bi Nmm(10 10) ∑ Di樓層側(cè)移剛度 左梁 右梁 上bi 下bi 上bi 下bi 其他各層 Z1 3 1 0 0 13852 68669 Z2 3 1 19266 Z3 3 1 20216 Z4 3 1 0 0 15435 首層 Z1 1 0 0 7971 34227 Z2 1 8924 Z3 1 9048 Z4 1 0 0 8284 表 （ 6） 框架抗側(cè)移總剛度計(jì)算表 水平荷載計(jì)算 ：橫向水平地震荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 （一般層）＝cbi2iK ?（首層）＝cbiiK ?（一般層）＝ K2K??（首層）＝ K2 ???).( H12KD2cmkN?＝（首層）＝cbiiK ? 12 . 橫向自振周期的計(jì)算： 橫向自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移法 ， 基本自振周期 ??sT1 可按下式計(jì)算： TTT ??? 注： T? 假想把集中 在各層樓面處的重力荷載代表值 iG 作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。 T? 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取 。 T? 按以下公式計(jì)算： ?? KGi GV ? ? ??? ijGii DVu ? ?? ?? kT u? 注： ?ijD 為第 i 層的層間側(cè)移剛度。 ??iu? 為第 i 層的層間側(cè)移。 ??ku? 為第 k 層的層間側(cè)移。 s 為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過(guò)程見(jiàn) 表 （ 7） 層號(hào) Gi/KN VGi/KN ∑ Di/(N/mm) △ ui/mm Ui/mm 5 68669 4 68669 3 68669 2 68669 1 34227 表 （ 7） 橫向自振周期計(jì)算 T1= 98?? =＜ Tg=,所以α 1=α max= 本設(shè)計(jì)中，因結(jié)構(gòu)剛度不超 過(guò) 40M，質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻，變形以剪切為主，可用底部剪力法 ,其中計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 （ 8） 。 因 Tg = =＞ T1=，所以不考慮頂部附加水平地震作用。 層號(hào) 層高h(yuǎn)i(m) I層計(jì)算高度 Hi(m) 樓層重力荷載代表值 Gi(KN) iiHG (KN) ??51i iiiiHGHG 樓層地震作用 Fi(KN) △ Fn 樓層地震剪力 Vi(KN) 5 3 0 4 3 0 13 3 3 0 2 3 0 1 0 表 （ 8） 樓層地震剪力計(jì)算表格 表 （ 9） 層間彈性位移計(jì)算 由表可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，其值為 705＞ 550，滿(mǎn)足要求。 以建筑圖中 ② 軸橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算方 法及過(guò)程，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略。 各柱反彎點(diǎn)高度 y 的計(jì)算 ： 框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算： ?? ijijijij DVDV yhVMijbij ? ， hyVM ijbij )1( ?? 321 yyyyy n ???? 注： ny 框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。 1y 為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 2y 、 3y 為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 y 框架柱的反彎點(diǎn)高度比。 本設(shè)計(jì)中， 底層柱需考慮修正值 2y ，第二層柱需考慮修正值 1y 和 3y ，其它柱均無(wú)修正。 柱端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算見(jiàn)表 （ 10） 。 ?iD 取自表 4，層間剪力取自表 （ 9） ，具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 （ 10） 。 層號(hào) 層間剪力 V（ KN） 層間側(cè)移剛度 Di 層間相對(duì)位移（ mm） 層高 HI(mm) 層間相對(duì)彈性位移角倒數(shù) 5 68669 3000 3533 4 68669 3000 18