【正文】 of beams is based on plastic analysis. Slab stair and independent foundation are selected in this design. In the seismic design, the design principle of “ strong column and weak beam, strong shear and weak bending, strong joint week member” is obeyed. And the crosssection can meet the demand of construction. Keywords: frame。 analysis of internal force。 calculation of load。 the design of slab, stair and basement。 design。其中，內(nèi)力計算考慮以下四種荷載作用，即恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載以及地震作用；柱、板的設(shè)計采用彈性理論；梁的設(shè)計采用塑性理論；樓梯選用板式樓梯；基礎(chǔ)選用獨立基礎(chǔ)。因此，采用框架結(jié)構(gòu)時應(yīng)控制建筑物的層數(shù)和高度。本設(shè)計共包含九個部分，分別為：設(shè)計資料、結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖、荷載計算、內(nèi)力計算、內(nèi)力組合、梁柱截面設(shè)計、板結(jié)構(gòu)設(shè)計、樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求。建筑物平面為長方形。 氣象資料 全年最冷月平均氣溫： ，最熱月平均氣溫： 。 4 、抗震烈度 抗震設(shè)防烈度為 8 度、近震，地震分組為第一組，二級抗震要求。該工程可選用結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系和框架 剪力墻結(jié)構(gòu)。 （ 4）缺點：結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度小，在地震作用下側(cè)向位移較大。經(jīng)方案的比選，本工程選用框架結(jié)構(gòu)體系。軸網(wǎng)布置如下圖 21: 承重方案的選擇 豎向承重方案 （ 1）橫向框架承重方案 橫向承重方案是橫向布置框架承重梁，樓面豎向荷載由橫向梁傳至柱而在縱向布置連系梁。其缺點是房屋的橫向抗側(cè)剛度較差，進深尺寸受到影響。 水平承 重體系選擇 常見的橫向承重體系包括：現(xiàn)澆樓蓋、疊合樓蓋、預(yù)制板樓蓋、組合樓蓋等。按建筑要求也可將框架主梁沿縱向布置，此時縱向框架為主要承重框架。井式梁按簡支形式支撐在框架梁上。 對鋼筋混凝土板等構(gòu)件的受力鋼筋，以及鋼筋混凝土基礎(chǔ)的地板配筋，可采用 HPB235 級鋼筋。 （ 2）主次梁的截面尺寸關(guān)系。圓柱直徑不宜小于300mm； 截面長邊與短邊的邊長 不宜大于 3； 剪跨比宜大于 2； 對于二級抗震等級框架柱的軸壓比不宜超過 ； （ 2）根據(jù)柱支撐板面積計算由豎向荷載作用下產(chǎn)生的軸力，并按軸壓比控制估算柱截面面積。 軸壓比控制公式為 Ac ≥ 其中 — 柱組合的軸壓力設(shè)計值； — 考慮地震作用組合后柱軸壓比增大系數(shù)，邊柱取 ，不等跨內(nèi)柱取 ，等跨內(nèi)柱取 ； — 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似取 1014 kN/㎡ — 驗算截面以上樓層層數(shù)； — 按簡支狀態(tài)計算的柱的負(fù)荷面積； __柱 截面面積； [ ]— 框架柱軸壓比限制，對一級、二級、三級抗震等級分別取 、 、 。 第五章 計算簡圖 一般情況下，框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系，為方便起見，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向框架之間的空間聯(lián)系。 計算單元 取，取 號軸線橫向框架計算簡圖如圖 51 所示?？蚣芰旱目缍?L 取柱軸線間的距離。故取頂層柱的行心線作為框架的軸線，梁軸線取至板頂。 第七章 樓層重力集中荷載計算 計算集中荷載時，假定各層的重量為本層自重、梁自重、上下半層墻柱自重和活荷載的 50%，并集中于該樓蓋處，次梁布置如下圖71: 門窗 表 類 型 設(shè)計編號 洞口尺寸 各層層數(shù) 總樘數(shù) 寬 高 一層 二層 三層 四層 五層 門 1800 2700 2 2 1200 2100 16 17 17 17 27 94 1500 2021 2 2 900 2100 2 2 2 2 2 10 1500 2100 3 2 2 2 9 窗 2100 2100 38 38 38 38 38 190 1200 2100 1 2 2 2 2 9 1500 2100 2 4 4 4 4 18 5100 3200 1 1 1 1 4 各樓層重力集中荷載計算 該建筑物的高度為 40m,以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度均勻分布，故可采用底部剪力法計算水平地震作用。 屋面處的重力荷載代表值計算 女兒墻的重力荷載代表值計算 G =g L= (+) 2= 屋面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重標(biāo)準(zhǔn)值： G = = G =25 （ ） 20+25 （ ） 10+25 （ ） 16+25 () 32+25 () 4= G = 40 25 (） =463kN 頂層的墻重 G G = 16 ()+ 2 ()+ 4（ ） + 2() () （ ） （ ） （ ） 4+[（ ） 38+（ ） 2+ () 4+ ()] = G = () 15+ () () () 2+ () 16+ () 2= G =G + G =+= G = G + G + G + G + G =+++463+= 四層樓面處重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 G = 6 == G = = G =5 = G =（ 2+6 ） = 則， G =+++= G =（ ） 40= G = G = 16（ ） + 2（ ）+ 4（ ） + 2（ ） 2+ 38 + 4 + + 2 = G = (） 15+ (） 2+ 16+ 2= G = G + G =+= G = G + G + G + G =+++= G = G =G = 、底層樓面處的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 G = (+)/()= = G = G = G = 40 25 ()=1962kN G =G +G +G +G =++1962+= 、屋頂雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 Q = = 、樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 Q =q S +q S = 2+ = 、總重力荷載代表值的計算 屋面處： G =屋面處結(jié)構(gòu)自重 +活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 =+ = 樓面處： G =樓面結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重 +活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 G =G =G =+ = G =+ = 綜合以上計算得建筑物各樓層的重力荷載代表值如下圖 73 圖 73 各樓層重力荷載代表值 該建筑物總重力荷載代表值 G= G =+3+ = 第八章 水平地震作用下框架側(cè)移剛度計算 橫梁線剛度 在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆層的樓面可以作為梁的 有效翼緣，增加梁的有效剛度，減少梁的側(cè)移。 框架柱線剛度 i 計算表 各層柱的 D 值見表 84；各層柱的總 D 值見表 85 表 84 2— 5 層 D 值計算表 （ kN/m） 中柱 邊框（ 4） 中框（ 16） 邊柱 邊框（ 4） 中框（ 16） 建筑立面和豎向剖面要求規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度均勻變化，避免剛度突變。 結(jié)構(gòu)頂層假想側(cè)移計算如下表 86 表 86 結(jié)構(gòu)定點假想側(cè)移計算表 層數(shù) （ kN） （ kN） （ kN/m） (m) (m) 5 723552 4 723552 3 723552 2 723552 1 563300 （ 1）由頂點為移法 T = = = S 其中μ 為計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移（ m），即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值 G 作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移； 為結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取 。 反彎點的適用條件 （ 1） 當(dāng)梁的線剛度與柱的線剛度之比大于 3 時，且框架層數(shù)不多時； （ 2） 假 定：橫梁簡化為剛性梁， ；剛架變形的特點為有側(cè)移而無轉(zhuǎn)角；彎矩圖的特點為柱中點彎矩為 0； D 值法的適用條件：當(dāng)梁柱線剛度之比小于 3 時， ＜ 3； 假定（ 1）柱 AB 以及柱 AB 相鄰的各桿的桿端轉(zhuǎn)角均為 0； （ 2）柱水平及相鄰上下柱的線剛度均為 ,且它們的轉(zhuǎn)角均為0；本設(shè)計中的梁柱線剛度之比小于 3，所以采用 D 值法。 由 于 本 結(jié) 構(gòu)H/B=,H=30m,所以 =,仍取 3 號軸線橫向框架，其負(fù)荷寬度為 ，由上式得沿房屋建筑高度的分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (z)= = 圖 101 計算單元 圖 101 風(fēng)荷載作用下框架計算單元 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度 計算房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，見表 101 表 101 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m) (kN/m) 5 4 3 2 1 圖 102 風(fēng)荷載沿房屋高度的分布 (單位： kN/m) 框架結(jié)構(gòu)分析，應(yīng)根據(jù)靜力等效原理將圖的分布荷載轉(zhuǎn)換為節(jié)點集中荷載，并假定上下相鄰各半層層 高范圍內(nèi)的風(fēng)荷載按集中力作用在本層樓面上。 （ 2） 按各層計算范圍的高點，需線性內(nèi)插。確定板傳給梁的荷載時，要一個板區(qū)格一個板區(qū)格地考慮。如仍按單向板設(shè)計，應(yīng)加強短邊支座的構(gòu)造鋼筋。 圖 111 橫向框架計算單元 荷載計算 圖 112 各層梁上作用的恒載 圖中， 、 代表橫梁自重，為均布荷載形式。這個方法就是將各節(jié)點的不平衡彎矩，同時作分配與傳遞，并以兩次分配為限。 用彎 矩分配法求解重力荷載代表值下的彎矩，首先將各節(jié)點的分配系數(shù)填在方框內(nèi)，將梁的固端彎矩填寫在框架的橫梁相應(yīng)的位置，然后將節(jié)點放松，把各節(jié)點不平衡彎矩同時進行分配。各層梁、柱的線剛度見下表 113