【正文】 1 第一章 框架結(jié)構(gòu)設計 工程概況 該辦公樓為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約 4500m2，建筑平面為一字形。建筑方案確定，房間開間為 ，進深為 ，走廊寬度 。一～三層層高為，四、五層層高為 ，室內(nèi)外高差 ?？蚣芰褐鞍寰鶠楝F(xiàn)澆，框架平面柱網(wǎng)布置如圖 1所示： 圖 1 框架平面柱網(wǎng)布置 設計資料 結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)。 建筑等級為 Ⅱ級，耐火等級為Ⅱ級。 建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設防烈度按 7 度設防。 屋面為上人屋面。 建筑設備：采用集中空調(diào)，水、電由市政提供。 建筑裝修及材料： ：外墻涂料。 ：內(nèi)墻涂料。衛(wèi)生間及前室內(nèi)墻面選用面磚。 ：吊頂部分用輕鋼龍骨礦棉吸音板吊頂，其余采用內(nèi)墻涂料。 、地面：地板磚。 墻體材料： 所有墻體：標高177。 以上為 200 厚加氣混凝土砌塊，以下為 240 實心粘土磚墻 2 門窗： 。 90 系列鋁 合金窗。 。 屋面做法 ： SBS 防水層； 冷底子油熱瑪蹄脂二道； 200 厚膨脹珍珠巖保溫層； 20mm厚水泥砂漿找平層； 40 厚鋼筋混凝土整澆層； 預應力混凝土多孔板； 粉底（或吊頂） 樓面做法 ： 地板磚； 50mm厚鋼筋混凝土整澆層； 預應力混凝土多孔板； 粉底（或吊頂） 7) 材料：混凝土強度等級為 C25，縱筋 Ⅱ 級，箍筋 Ⅰ 級。 第二章 框架結(jié)構(gòu)設計計算 梁柱截面、梁跨度及柱子高度的確定 初估截面尺寸： 柱子： 1～ 5 層柱截面尺寸相同，均采用截面： b h=450mm 450mm 梁：梁編號見圖 2。 框架梁截面的確定： L1:b h=250mm 600mm L2:b h=250mm 400mm L3:b h=250mm 600mm 3 圖中括號內(nèi)為底層梁編號，括號外為其他層梁編號。若只有一個編號，表示底層與其他層梁相同。 圖 2 梁的編號 .2 梁的計算跨度 : 圖 3 梁的計算跨度 框架梁的計算跨度以柱形心線為準，由于建筑軸線與墻軸線重合，故建筑軸線與結(jié)構(gòu)計算跨度不同，如上圖 3 所示： 柱高度 底層柱高度 h=++=，其中 為底層高， 為室內(nèi)外高差。其他層柱高等于層 高，即為 和 。由此得框架計算簡圖及柱編號如圖 4所示： FEDB1~5 4 圖 4 框架計算簡圖及柱編號 第三章 荷載計算 屋面均布恒載： 按屋面做法逐項計算均布荷載： SBS 防水層 ㎡ 冷底子油熱馬蹄脂二道 ㎡ 200mm 厚珍珠巖保溫層 =㎡ 20 厚水泥砂漿找平層 20=㎡ 40 厚鋼筋混凝土整澆層 25=㎡ 預應力混凝土多孔板 25=㎡ 共計 ㎡ 屋面恒載標準值： () ( 2++) =4815kN 樓面均布恒載 按樓面做法逐項計算 : 地板磚 ㎡ 50 厚鋼筋混凝土整澆層 25=㎡ 預應力混凝土多孔板 ㎡ 吊頂或粉底 ㎡ 共計 ㎡樓面恒載標準值： () ( 2++) =3765kN B D E F 5 屋面均布活載 計算重力荷載代表值時，要考慮雪荷載和施工荷載。 雪荷載標準值為： () ( 2++)=350kN 樓面均布活載： 樓面均布活載對于辦公樓一般房間為 ㎡，會議室、走廊、樓梯、門廳等為2kN/㎡。樓面均布活載標準值為： () ( 2++)=1751kN 梁柱自重（包括梁側(cè)、梁底、柱抹灰重量） 梁側(cè)、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁寬及柱寬計算來考慮，計算見表 1。 墻體自重： 墻體均為 240 厚，兩面抹灰，近似按加厚墻體考慮抹灰重量。 單位面積上墻體重量為： （ ） ＋ 20=㎡ 墻體自重計算見表 2。 表 1 梁柱自重 梁（柱） 編號 截面 b h（㎡） 長度 l （ｍ） 根數(shù) 每根重量 （ KN） L1 18 5=90 (+) 25= L2 9 5=45 (+) 25= L3 8 4+128=160 (+) 25= Z1 9 4=36 (+) (+) 25= Z2 9 4 2=72 (+) (+) 25= Z3 9 4 2=72 (+) (+) 25= 表 2 墻體自重 第 四 章 水平地震力作用下框架側(cè)移計算 橫梁線剛度： 墻體 每片面積（ m2） 片數(shù) 重量（ kN） 底層縱墻 32 954 底層橫墻 18 460 其他層縱墻 128 2817 其他層橫墻 72 1228 6 采用混凝土 C25， cE = 107kN/㎡ 在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預制板樓面。但是有現(xiàn)澆板的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框 架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架取 I = 0I （ 0I 為梁的截面慣性矩）；對中框架取I = 0I 。若為裝配樓板，帶現(xiàn)澆層的樓面，則邊框架梁取 I = 0I ，對中框架取I = 。 橫梁線剛度計算結(jié)果見表 3。 表 3 橫梁線剛度 梁號 L 截面 bh? （㎡） 跨度 l （ m） 慣性矩 30 12bhI ? （ m4） 邊框架梁 中框 架梁 bI = （ m4） bb EIK l? （ kN m） bI = （ m4） bb EIK l? （ kN m） 1L 103 103 104 9 103 104 2L 103 103 104 103 104 3L 103 103 104 9 103 104 橫向框架柱的側(cè)移剛度 D 值 柱線剛度列于表 4，橫向框架柱側(cè)移剛度 D值計算列于表 5。 表 4 柱線剛度 柱號 Z 截面 （㎡） 柱高度 h （ m） 慣性矩 線剛度 30 12bhI ? （ m4） cc EIK h? （ kN m） 1Z 103 104 2Z 103 104 2Z 103 104 表 5 橫向框架柱側(cè)移剛度 D值計算 項目 柱類型 層 ()2()bcbcKK KKK K????一 般 層底 層 205 ()2KK?????（ 一 般 層 ）+K. 底 層+K 212 ( / )cD K kN mh?? 根數(shù) 底 邊框架邊柱 ? 7303 4 邊框架中柱 ?? 8738 4 7 層 中框架邊柱 ? 7956 14 中框架中柱 ?? 9521 14 D? 308842 續(xù)表 5 二 三 四 五 層 邊框架邊柱 ?? ? 9368 4 邊框架中柱 2)( ?? ?? 13353 4 中框架邊柱 ?? ? 15253 14 中框架中柱 2)( ?? ?? 15253 14 D? 461072 橫向框架自振周期 按頂點位移法計算框架的自振周期 只要求出結(jié)構(gòu)的頂點水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： ??? 式中： 0? —— 基本周期調(diào)整系數(shù)?？紤]填充墻使框架自振周期減少的影響，取 。 T? —— 框架 的頂點位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的 地震力及位移， T? 是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假象框架頂點位移。然后由 T? 求出 1T ，再用 1T 求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。橫向框架頂點位移計算見表 6。 表 6 橫向框架頂點位移 層次 iG （ kN） iG? （ kN） iD （ kN/m） 層間相對位移 i? i iGD?? i? 5 7818 7818 461072 4 7467 15285 461072 3 7467 22752 461072 2 7467 30219 461072 8 1 8007 38226 308842 ??? = ? =（ s） 橫向地震作用計算 在 Ⅱ 類場地， 7 度設防區(qū)，設計地震分組為第二組情況下： 結(jié)構(gòu)的特征周期 gT 和水平地震影響系數(shù)最大值 max? （ 7度，多遇地震）為： gT = max? = 由于 1T =＞ = =（ s），應考慮頂點附加地震作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按 71iii EKjjjGHFFGH?? ? 分配給各層，則水平地震作 用呈倒三角形分布。對一般層，這種分布基本符合實際。但對結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時程分析法和振型分解法求得的結(jié)果，特別對于周期比較長的結(jié)構(gòu)相差更大。地震的宏觀震害也表明，結(jié)構(gòu)上部往往震害很嚴重。因此， n? 即頂部附加地震作用系數(shù)考慮頂部地震力的加大。 n? 考慮了結(jié)構(gòu)周期和場地的影響。且修正后的剪力分布與實際更加吻合。 n? = 1T += += 結(jié)構(gòu)橫向總水平地震作用標準值： EKF =（ 1TTg ）max? 71 ii G?? =（ ） 38226=1352kN 頂點附加水平地震作用： nF? = n? EKF = 1352=96kN 各層橫向地震剪力計算見表 7，表中 71(1 )iii E K njjjGHFFGH????? 表 7 各層橫向地震作用及樓層地震剪力 層次 ih （ m） iH （ m） iG （ kN） iiGH （ kN） 71iijjjGHGH?? iF （ kN） iV （ kN） 5 7818 144633 4 7426 112875 9 3 7426 88369 2 7426 62636 1 8007 37633 注：表中第 5 層 iF 中加入了 nF? ，其中 nF? =96kN。 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖 6。 橫向框架抗震變形驗算 多遇地震作用下，層間彈性位移驗算見表 8。 (a) (b) (a)水平地震作用 (b)地震剪力 圖 6 橫向框架各層水平地震作及地震剪力 表 8 橫向變形驗算 注：層間彈性相對轉(zhuǎn)角均滿足要求 e? ＜[ e? ]=1/550 第 五 章 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析 本設計取軸線 ② 上的橫向框架為 KJ— 1 代表進行計算，柱端彎矩 KJ— 1 計算，詳見表 9。地震作用下框架梁端彎矩，梁端剪力及柱軸力計算見表 10，結(jié)果見圖 圖 8。 層次 層間剪力 iV （ kN） 層間剛度 iD （ kN） 層間位移 iiVD （ mm） 層高 ih （ m） 層