【正文】 N 質點 i 的水平地震作用標準值，樓層地震剪力及層間位移： Fi= GiHi/ΣGiHiF EK 公式（ 26） Fi、 Vi和 Δui的計算如表 29 所示 ： 表 29 Fi、 Vi和 Δui的計算 層號 Gi Hi GiHi ΣGiHi Fi Vi ΣD Δui 6 894032 5 5 894032 6 4 894032 8 3 894032 9 2 894032 2 1 487653 2 地震作用下的位移驗算 ??5 ： 底層： Δui/=1/550,滿足地震位移驗 算 的要求。結構的質量和剛度沿高度均勻分布，采用底部剪力法計算水平地震的作用 ??4 。s ω0 hi hj 風壓力 6 18 3 5 15 3 3 4 12 3 3 3 9 3 3 2 6 3 3 1 3 3 3 2 、 風載作用下的位移驗算 位移計算時，各荷載值均采用標準值 抗側移剛度 D 的計算如表 22～ 23 所示： 表 22 橫向 A～ C 軸 2～ 6 層 D 值計算 構件名稱 K =Σib/2ic c? =K/(2+K) D= cci? 12/h2 A軸柱 K=2104/(2104)= 13348 B 軸柱 K=(2+2)104/2104= 16756 C 軸柱 K=2104/(2104) = 10508 ΣD=13348＋ 16756＋ 10508=40612 表 23 橫向 A～ C 軸底層 D 值計算 構件名稱 K =Σib/ic c? = KK?? D= cci? 12/h2 A軸柱 K=2104/(2104)= 7350 B 軸柱 K=(2+2)104/2104= 8352 C 軸柱 K=2104/(2104)= 6459 ΣD=7350＋ 8352＋ 6459=22161 13 風載作用下抗側移剛度 D 的計算 水平荷載作用下框架的層間側移按以下公式計算： ΔUj= Vj/ΣDij 公式 (24) Vj― 第 i 層的總剪力； ΣDij― 第 j 層所有柱的抗側移剛度之和； ΔUj― 第 j 層的層間側移。Z ξ― 脈動大系數，取 ξ=； υ― 脈動影響系數，查表得 υ=； ψZ― 振型系數， ψZ= Hi/H ； 181。S = 181。 由平面結構布置圖中選一榀進行和在計算 ，框架單元板傳力路線 如圖 24 所示 ： 圖 24 板傳力線路圖 屋面板傳給梁的荷載： 三角形 ： P0=85 P’ P’ =（ g＋ q） 201l 公式 （ 21） 梯形 ： P0=（ 12 32 ??? ） P’ 02012ll?? 公式（ 22） 恒載 : ? ? ? ?? ?3232 ????????? =活載： 2 ? ? ? ?? ?3232 ????????? =樓面板傳給梁的荷載： 恒載： ? ? ? ?? ?3232 ????????? =活載： 2 ? ? ? ?? ?3232 ????????? = 9 梁自重標準值： kN/m A～ B 軸間框架梁均布荷載為： 屋面梁： 恒載 =梁自重＋板傳荷載 =＋ = kN/m 活載 =板傳荷載 = kN/m 樓面梁： 恒載 =梁自重＋板傳荷載 =＋ = kN/m 活載 =板傳荷載 = kN/m B～ C 軸間框架梁 屋面板傳給梁的荷載： 恒載： ? ??????? ??????? 32 =活載： 2 ? ??????? ??????? 32 =樓面板傳給梁的荷載： 恒載： ? ??????? ??????? 32 =活載： 2 ? ??????? ??????? 32 =梁自重標準值 = kN/m B～ C 軸間框架梁均布荷載為： 屋面梁： 恒載 =梁自重＋板傳荷載 =＋ = kN/m 活載 =板傳荷載 = kN/m 樓面梁： 恒載 =梁自重＋板傳荷載 =＋ = kN/m 活載 =板傳荷載 = kN/m 柱縱向集中荷載計算 （ 1） A 軸柱縱向集中荷載的計算 頂層： 恒載 =梁自重＋板傳荷載＋女兒墻自重 10 =（ ?? ）＋ 2 ? ＋ ??2185 （ ＋ ） = 活載 =板傳活載 =2 ??2185 （ ＋ ） = 標準層： 恒載 =墻自重＋梁自重＋板傳荷載 = ＋ ＋ = 活載 = 基礎頂面恒載 =底層外縱墻自重＋基礎梁自重 = ＋ = （ 2） B 軸柱縱向集中荷載： 1? = ?? 2? = ?? 頂層： 恒載 = 梁自重＋板傳荷載 = ＋ ? ? ? ?? ?3232 3 0 0 3 3 ??????? = 活載 =2 （ ＋ ） = 標準層： 恒載 =＋ = 活載 = 基礎頂面恒載 =基礎梁自重 = = （ 3） C 軸柱縱向集中荷載 頂層： 恒載 =梁自重＋板傳荷載＋女兒墻自重 = （ ?? ）＋ 2 ? ＋ ??2185 （ ＋ ） = 活載 =板傳活載 =2 ??2185 （ ＋ ） = 標準層： 恒載 =墻自重＋梁自重＋板傳荷載 = ＋ ＋ = 活載 = 基礎頂面恒載 =底層外縱墻自重＋基礎梁自重 11 = ＋ = 框架在豎向荷載作用下的受荷總圖如圖 25 所示： 圖 25 框架恒載受力圖 由于 A、 C 二軸 的縱梁外邊線分別與該二軸柱的外邊線齊平。 屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，計算時取 兩 者中較大 者 。 浴室、廁所樓面均布活荷載標準值： kN/m2 。 框 架梁柱 線剛度計算 工程采用現澆鋼筋混凝土結構，對于中框架梁 I=2I 0 ，結構采用 C30 混凝土Ec=3104 N/mm2 。 框架柱截面尺寸 ： 底層框架柱尺寸估計： 假設結構的荷載設計值為 12kN/mm2,則底層中柱的軸力設計值為 N=12 6= 結構采用 C30 混 凝土 , fc = N/mm2 假設柱截面尺寸 b h=400mm 400mm，則柱 的軸壓比為： 1417500 ?????? bhf Nc? 故確定取柱截面尺寸為 400mm 400mm。 本建筑的材料選用如下： 混凝土：采用 C30； 鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋 HRB335，其余采用熱軋鋼筋 HPB235； 墻體：外墻、分戶墻采用灰砂磚，其尺寸為 240mm 120mm 60mm，重量 ? =18 kN/m2； 窗：鋼塑門窗， ? = kN/m2； 門：木門， ? = kN/m2。 6 水泥砂漿頂棚做法：鋼筋混凝土板用水加 10%火堿清洗油膩， 1:1:4 水泥石灰砂漿中層 8 厚； 1: 水泥砂漿 7 厚；噴石灰漿兩道，共厚 15 mm。 2 屋面做法 ： 找平層： 15 厚水泥砂漿；防水層： 40 厚 C20 細石混凝土防水（剛性防水），三氈四油防水層（柔性防水）；找平層： 15 厚水泥砂漿；找坡層： 40 厚水泥石灰焦渣砂漿 2%找平；保溫層： 80 厚礦渣水泥；結構層： 120 厚現澆鋼筋混凝土板；抹 2 面層： 15 厚水泥砂漿天棚抹灰，反光涂料保護。 走廊、樓梯均布活荷載標準值： kN/m2 。 (2) 基本雪壓：基本雪壓 S0 =㎡ 。 4 工程概況：建筑面積 4140 ㎡， 6 層框架結構，層高 3m。 1 某住宅樓設計 _土木工程畢業(yè)設計計算書經典例題 結構設計 結構設計說明 工程概況 1 工程名稱： **住宅樓。室內外高差 。 2 活荷載： 樓面活載均布活荷載標準值： kN/m2。 屋面均布活荷載標準值：非上人屋面： kN/m2 上人屋面： kN/m2 。 3 標準層樓面：面層： 10 厚地磚，素水泥砂漿填縫；結合層： 4 厚水泥膠結合層；找平層： 20 厚 1： 3 水泥砂漿找平層，素水泥砂漿一道；結構層： 120 厚現澆鋼筋混凝土板；抹面層： 15 厚水泥砂漿天棚抹灰。 7 門窗做法：戶內采用木門，戶門采用防盜門，窗子采用鋁合金窗。 平面結構布置如圖 21 所示。 為了簡化施工，各柱截面從底層到頂層不改變。 左跨梁： i左梁 ＝ EI/L=10721/12()3/ =104 kNm 右跨梁 ： i 右梁 ＝ EI/L=10721/12()3 / =104 kNm A～ C 軸底層柱： i 底柱 ＝ EI/h=1071/12 ()3/=104 kNm 其余各層柱： i 余柱 ＝ EI/h=1071/12 ()3/3=104 kNm 令 i 余柱 ＝ , 其余各桿的相對線剛度為： i， 左跨梁 ＝ 104/104＝ ； 5 i， 右跨梁 ＝ 104/104＝ ； i， 余柱 ＝ 框架梁柱的相對 線剛度計算簡圖，如圖 23 所示。 走廊、樓梯均布活荷載標準值： kN/m2 。 豎向荷載計算 A～ B 軸間框架梁 確定辦傳遞給梁的荷載時，要一個板區(qū)格一個區(qū)格的考慮，確定每個板區(qū)格上的荷載傳遞時，先要區(qū)分此板區(qū)格是單向板還是雙向板，若為單向板，可沿板的短跨作中線，將板上荷載平均分給兩長邊的梁；若為雙向板，可沿四角作 45176。故此二軸上的豎向荷載與柱軸線偏心， A 軸的偏心距 80mm， C 軸偏心距 80mm。Z― 風壓高度變化系數，本工程建設地點為城市郊區(qū)，取 B 類地面粗糙程度 ； ω0― 風荷載基本風壓值； βZ― 風振系數。Z― 風壓高度變化系數 。 風荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比的計算，計算如表 24: 表 24 風荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比的計算 層數 Wj Vj ΣD Δuj/m Δuj/h 6 40612 1/10000 5 40612 1/6000 4 40612 1/4286 3 40612 1/3000 2 40612 1/2727 1 22161 1/1952 ???? j?? 側移驗算： 對于框架梁結構樓層層間最大側移與層高之比的限值為 1/550,該工程的框架結構層間側移為 1/1952，滿足 1/19521/550 要求 ，則框架的側移剛度足夠。 重力荷載代表值計算 屋面處重力荷載代表值 =結構和構配件自重標準值 +雪荷載標準值 樓面處重力荷載代表值 =結構和構配件自重標準值 +樓面活荷載標準值 其中結構和構配件自重取樓面上、下各半層層高范圍內 (屋面處取頂層的一半 )的結構及構配件的自重。 頂層： Δui/3=1/550, 滿足地震位移驗 算 的要求。 第 i 層 m柱分配的剪力 Vim=Dim/ΣDVi， Vi=ΣWi， 公式 (214) Wi— 第 i 層樓面處集中風荷載標準值； Dim－第 i 層 m柱的抗側移剛度。后兩列的值為乘以 RE? 后的數值。 框架梁的正截面受彎承載力計算：在進行截面配筋計算時， ○ 1 由表中得到的支座處彎矩為支座中心處的彎矩，需換算成支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋。 梁設計截面如圖 224 所示： 圖 224 梁設計截面 梁截面計算結果如圖 236 所示： 47 表 236 第一層 框架梁正截面強度計算 截面 AB 跨 BC 跨 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ M （ kNm） 梁截面尺寸 b h0 （ mm mm） 250 465 250 465 250 465 250 465 250 465 250 465 200bhf McREs ?? ? ? ?ss ?? ??? As =00hfMysRE?? (mm2 ) 1127 179 1132 1056 49