【正文】 5 12 縱梁 25 28 8 4 次梁 25 17 1 柱 25 54 2～ 5 柱 25 54 墻、門和窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 墻體： 內(nèi)外 墻均為粉煤灰空心砌塊砌筑（ 5kN/m3）， 240mm厚。 陶瓷地磚（包括 20厚 1： 4干硬性水泥砂漿） 100 厚鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)層 25kN/m3= 合計(jì) 樓面恒載 (+)(62+3+)= 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 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 sk=μr 各梁跨度即為柱截面形心軸線之間的距離。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其他因素，確定柱截面尺寸。 表 梁截面尺寸 層次 砼等級(jí) 橫梁 bh(mmmm) 縱梁 bh 次梁 bh AB 跨、 CD 跨 BC 跨 (mmmm) (mmmm) 1～ 5 C30 300600 300400 300600 300500 柱截面尺寸 柱截面尺寸可按下式進(jìn)行估算 N=βFgEn () 式中 N為柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值， β為 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù) ,邊柱取 ，內(nèi)柱取 ， F為 按簡支狀態(tài)計(jì)算的柱的負(fù)載面積， gE為折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，近似取 12～ 15kN/m2，本設(shè)計(jì)取13kN/m2， n為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。 梁柱截面尺寸的初步確定 梁截面尺寸 梁截面高度一般取梁跨度的 1/12～ 1/8 進(jìn)行估算，梁寬取梁高的 1/3～ 1/2。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 柱網(wǎng)布置 根據(jù)該工程的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計(jì)，具體見建筑施工圖。基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)。建筑場地平坦，土層分布比較規(guī)律。采用必要的加強(qiáng)房屋整體性的構(gòu)造措施，不做或少做地震時(shí)容易倒塌脫落的建筑附屬物，女兒墻等須作加固處理。地震烈度為 7度。建筑場地平坦，土層分布比較規(guī)律。進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步了解了 Excel；在繪圖時(shí)熟練掌握了 AutoCAD；在計(jì)算書的輸入時(shí)進(jìn)一步熟悉了 Word。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期，我復(fù)習(xí)了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等教材，查閱了大量專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在網(wǎng)上搜集了不少資料，并借閱了一整套專業(yè)的工程圖紙。 1 緒 論 本設(shè)計(jì)說明書是根據(jù)此次黃河科技學(xué)院工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫的 ,設(shè)計(jì)的題目為黃河科技學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì)方案二。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 期，我通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大，在計(jì)算過程中以手算為主，輔 以一些計(jì)算軟件的校正。冬季取暖室外計(jì)算溫度 10℃ ，夏季室外計(jì)算溫度 31℃ 。 設(shè)計(jì)依據(jù) 人體尺度和人體活動(dòng)所需的空間尺度 辦公用品、設(shè)備的尺寸和使用必要的空間 溫度、濕度 、日照、雨雪、風(fēng)向、風(fēng)速等自然條件 建筑模數(shù) 地形、地質(zhì)條件和地震烈度 本設(shè)計(jì)為地震區(qū)的建筑。從材料選用和構(gòu)造做法上盡可能減輕建筑物的自重，特別是減輕屋頂和圍護(hù)墻的重量 [1]。常年地下水位于地表下約 8m，在一般季節(jié)施工可不考慮地下水的影響。冬季取暖室外計(jì)算溫度 10℃ ，夏季室外計(jì)算溫度 31℃ 。主體結(jié)構(gòu)共 5 層，一層層高為 ，二至四層層高為 。 柱網(wǎng) 布置圖如圖 所示。本設(shè)計(jì)中邊 橫梁高為 h=66001/11=600mm，截面寬度取 b=6001/2=300mm，可得梁的截面初步定為 bh=300mm600mm。 cA ≥cN fN][? () 式中 Ac為柱截面面積， fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， [μN(yùn)]為框架柱軸壓比限值，本設(shè)計(jì)抗震等級(jí)為三級(jí)（《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》GB500112020） ,其軸壓比限值近似取 [3]。 柱截面尺寸見表 。 計(jì)算簡圖如圖 所示。s0=樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 式中 μr為屋面積雪分布系數(shù)，取 μr=。 （ 1）外墻：外墻面貼面磚（ ），內(nèi)墻面 20 厚混合砂漿抹面（ 17kN/m3）， 則外墻單位面積重力荷載為 +5+17=（ 2）內(nèi)墻：兩側(cè)均為 20 厚混合砂漿抹面（ 17kN/m3）， 則內(nèi)墻單位面積重力荷載為 5+172=墻體重力荷載計(jì)算見表 。 G 5=G 5= NG 4= NG 1= NG 2= NG 3= N 圖 各質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算 混凝土 C30 的彈性模量 Ec=3104N/mm2。 i2=3 .38ic=6 .48表 橫梁的線剛度計(jì)算 類別 Ec bh I0 l EcI0/l (N/mm2) (mmmm) (mm4) (mm) (N柱的線剛度 ic計(jì)算見表 。共 A A D D10 4根 。 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 橫 向自振周期計(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， 按下式進(jìn)行計(jì)算 knikGi GV ??? () ijsjGii DV 1/)( ????? () knkT )(1 ?? ??? ? () 式中 Gk 為集中在 k 層樓面處的重力荷載代表值， VGi為把集中在各層樓面處的重力荷載代表 值視為水平荷載而得的第 i層層間剪力， ijsj D1??為 第 i 層的層間側(cè)移剛度， i)(?? 、 k)( ?? 分別為 第 i、 k 層的層間側(cè)移， K KK K s 為同層內(nèi)框架柱的總數(shù) [6]。 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載 Geq=∑ Gi== 水平地震影響系數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)資料， Ⅲ 類場地，設(shè)計(jì)分組第一組，特征周期值 Tg=，地震烈度為 7度的地震影響系數(shù)最大值 αmax=，因 ＜ T1=＜ Tg=，故 α1=αmax= 總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力 FEk=α1Geq== 因 ==＞ T1=，故可不考慮頂部附加水平地震作用。 （ a）水平地震作用分布 （ b）層間剪力分布 圖 地震作用計(jì)算簡圖 水平地震作用下的位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 Δμi 和頂點(diǎn)位移 μi 分別按下式進(jìn)行計(jì)算 ijsjii DV 1/)( ????? () knk )(1 ?? ??? ? () 各層的層間彈性位移角 ζe=Δμi/hi，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ GB500112020）可知，層間彈性位移角限值 [ζe]=1/550，計(jì)算結(jié)果見表 。以⑤軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，計(jì)算過程見表 及表 。m) (kNm 中梁 52 ????? urblb MMMkNm) (m) (kN) (kN 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 為簡化計(jì)算，作用在外墻面上的風(fēng)荷載可近似用作用在屋面梁和樓面梁處的等效集中荷載替代。仍?、葺S線橫向框架，集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算見表 。 表 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算 層次 Fi Vi ∑ Di (Δμ)i μi hi (kN) (kN) (N/mm) (mm) (mm) (mm) 5 84882 3600 1/25714 4 84882 3600 1/12371 3 84882 3600 1/8531 2 84882 3600 1/6679 1 61016 5000 1/5371 由上表可知，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為 1/5371，遠(yuǎn)小于 1/550，滿足規(guī)范要求。 風(fēng)荷載作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖 所示。m) (kNm) (kN計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。1M 1q 2P 1 q 39。2 ???q kN/m 299 3 )(67 2 )(] 632)[(1 ???????????? 縱梁屋面板P )()( ???? 女兒墻次梁 kN )()] ( )[(2 ?????????????? 屋面板P)(2 )( ??? 次梁縱梁 kN 集中力矩 M1=P 女 e==m M2=P 內(nèi)縱 e=[(3－ 2)＋ 2]=m M2=[(－ － )＋ (＋ )]=2 ???q kN/m ] )[(1 ?????????P kN )] ( )[(2 ?????????????P kN 在屋面雪荷載 ???q kN/m， 39。1 q2 q39。2 P1 P2 M1 M2 (kN/m) (kN/m) (kN) (kN) (kN 由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故計(jì) 算時(shí)可用半框架 [8]。 彎矩分配系數(shù)（遠(yuǎn)端為固定支座，桿端轉(zhuǎn)動(dòng)剛度系數(shù) s=4i） 梁 ???? ? 柱 49 ???? ? ??? 32 ??? ?? 梁端彎矩 )(121)(121121 22212 ????????????? lqqqlM EAB kNm 彎矩計(jì)算過程如圖 、 、 所示 ，所得彎矩圖如圖 所示 。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力相疊加而得，計(jì)算過程還應(yīng)考慮柱自重。 第 5 層 荷載引起的剪力 ) 2 8 (21 ???????ABVkN )(21 ???????BCV kN 彎矩引起 的剪力 ????ABVkN 0?BCV 柱軸力 A 柱 9 3 ????? PVN A頂 kN ?????柱G kN 2 9 4 ????? 柱頂?shù)?GNN kN B 柱 )()( ??????? PVVN BCBABB頂 kN ?????柱G kN ????? 柱頂?shù)?GNN kN 第 4 層 荷載引起的剪力 ) 6 2 (21 ???????ABVkN ) 5 4 (21 ???????BCV kN 彎矩引起的剪力 ????ABVkN 0?BCV 柱軸力 A 柱 1 2 2 ??????? 底頂 NPVN A kN ?????柱G kN 4 1 7 ????? 柱頂?shù)?GNN kN B 柱 9 5 5 )()( ????????? 底頂 NPVVN