【正文】 3） 將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點不平衡彎矩進行再分配。這里豎向荷載作用下的內力計算采用分層法。 基礎采用樁基礎，基礎頂面距室外地平 ，室內外高差為 ,取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底， 2~6 層柱高度即為層高 ，底層柱高度從基礎頂面取至二層板面，即 1 ? ? ? ?。 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取 120mm，梁截面高度按梁跨度的 1/12 ~1/ 8 估算，由此估算的梁載面尺寸見表 ，表中還給出柱板的砱強度等級：C30（ 214 .3 /cf N mm? ， /tf N mm? ）。 施工材料 （ 1） 本工程中所采用的鋼筋箍筋為 Ⅰ 級鋼， 227 0 /yf N mm? ,主筋為 Ⅱ 級鋼，230 0 /yf N mm? ； （ 2） 柱梁鋼筋混凝土保護層為 35mm,板為 10mm； （ 3） 鋼筋的錨固和搭接按國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行； （ 4） 本工程所有混凝土強度等級均為 C30； （ 5） 疏散樓梯間采用 200 厚蒸壓灰砂磚； 廣東技術師范學院天河學院本科畢業(yè)論文（設計） 6 （ 6） 填充墻面除衛(wèi)生間部分隔墻采用 100mm 厚灰砂磚外，其他墻體均采用 200 mm厚的灰砂磚砌筑 ，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗列表。連續(xù)梁考慮塑性內力重分布而進行調幅，按兩端固定進行計算。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數按荷載規(guī)范取用。 計算簡圖 在橫向水平力作用下，連系梁對墻產生約束彎矩，因此將結構 簡化為剛接計算體系，計算簡圖 和圖 所示 。 （ 5） 地基與基礎： 根據工程地質勘察報告，擬建場地地層從上而下各土層情況如下： 1） 雜填土：灰黃色、含碎磚及垃圾、結構松散 2） 淤泥：灰黑色、飽和、流塑狀態(tài) 3） 粉土：黃紅色、軟塑 4） 粘土：棕紅色、硬塑 5） 微風化砂巖：飽和單軸抗壓強度標準值為 表 地質資料 層次 土 層 承載力2/kN m 天然含水量 （ % ） 容 重 3/kN m 孔隙比 層厚 m 塑性 指數 液性 指數 1 雜填土 2 淤泥 3 粉土 4 粘土 5 砂巖 設計內容 （ 1） 確定梁柱截面尺寸及框架計算簡圖； （ 2） 荷載計算； （ 3） 框架縱橫向側移計算； （ 4） 框架在水平及豎向力作用下的內力分析； （ 5） 內力組合及截面設計； （ 6） 基礎設計。 地理位置 宿舍樓 設計位于學校 的建筑群內，去其他 建筑聯(lián)系緊密，其內部功能室同事能提供給附近宿舍的同學 。本工程結構圖中所注標高均為結構標高。地震作用計算方法按《建筑結構抗震設計規(guī)范》進行，對高度不超過 40m 以剪切為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，可采用底部剪力法。 框架結構在正常使用條件下的變形驗算要求各層的層間側移值與該層的層高之比不宜超過 1/550 的限值。 基礎設計 在荷載作用下，建筑物的地基、基礎和上部結構 3部分彼此聯(lián)系、相互制約。 （ 3） 施工縫接縫應認真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤，在刷 2度純水泥漿后，用高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。 各層重力荷載代表值可根據實際荷載計算，也可近似取值 212 ~ 15 /kN m ，這里近似去 214 /kN m ，由結構平面布置圖可知邊柱及中柱的負載面積分別為 和?？蚣艿呢Q向荷載及偏心距如圖 所示： 圖 框架豎向荷載及偏心彎矩圖 廣州大學麗景宿舍樓框架結構設計 17 橫向框架側移計算 橫梁線剛度bi計算過程見下表 ，柱線剛度ci計算見表 ： 表 橫梁線剛度 bi 計算表 層次 類別 2( / )cE N mm 2()b h mm? 40()I mm ()Lmm 0 / ( )cE I L N mm? 16 BC 跨 104 300600 109 6300 1010 CD 跨 104 300450 109 2700 1010 DE 跨 104 300600 109 6300 1010 表 柱線剛度 ci 計算表 層次 /ch mm 2/ ( / )cE N mm 2/b h mm? 4/cI mm / ( )c c cE I h N mm? 1 4700 104 500500 109 1010 26 3600 104 500500 109 1010 取 CD 跨梁的相對線剛度為 ，則其他為： BC 跨 CD 跨 DE 跨 1 層柱 26 層柱 相對剛度 I 1 框架梁柱的相對線剛度如圖 ，作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數的依據。其中框架柱的相對線剛度除底層柱之外其余各層乘以 。 整體結構近似為矩形， H/B=＜ 4，取 μs= 風荷載作用下各層的風荷載標準值及柱剪力如圖 所示： 圖 風荷載作用位置 軸橫向框架梁 ,其負載寬 度為 米。對于高度不超過 40m,質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主的結構，可用底部剪力法計算水平地震作用。表中還計算了各層的層間彈性位移角 /e i iuh? ?? 。 表 水平地震影響系數最大值 地震影響 6 度 7 度 8 度 9 度 多遇地震 （ ） （ ） 罕遇地震 （ ） （ ） 注：括號中數值分別用于設計基本地震加速度為 和 。 計算結果見表 ： 表 各層的風荷載標準值 離地高度（ m） z? ? s? 0? q1(z)/kN/m2 q1(z)/kN/m2 1 1 1 1 1 1 1 對應分布荷載圖如下： 圖 風荷載 分布 按靜力等效原理將分布風荷載轉化為節(jié)點集中荷載 如圖所示。在恒荷載和活荷載的作用下的偏心矩如圖 、圖 所示： 圖 豎向恒載引起的偏心彎矩圖 圖 豎向活載引起的偏心彎矩 圖 梁柱端的彎矩計算 梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計算。當框架為少層少跨時，采用彎矩二次分配法較為理想。根據上述 計算結果，本設計柱截面尺寸取值為 500 500mm mm? 。 結構布置及計算簡圖 根據該房屋的使用功能及建筑設計的需求，進行了建筑平面、立面、及剖面設計，其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設計圖，主體結構 6 層，標準層層高為 。根據上部結構、工 程地質、施工等因素，本工程優(yōu)先選用 樁基礎 。框架結構在豎向荷載下的內力計算采用分層法計算各敞口單元的內力，然后再將各敞口單元的內力進行疊加。結構自重可由構件截面尺寸直接計算，建筑材料 單位體積重量按荷載規(guī)范取值。 廣東技術師范學院天河學院本科畢業(yè)論文（設計） 4 （ 2） 由于結構體型規(guī)整，結構在水平荷載作用下不受扭轉影響。 圖 總平面圖 廣東技術師范學院天河學院本科畢業(yè)論文（設計） 2 2 結構設計計算書 框架結構設計任務書 設計資料 （ 1） 基本風壓值： /kN m ； （ 2） 抗震設防：本工程抗震設防烈為 7 度，設計基本地震加速度值為 ，設計地震分組為第一組， Ⅱ 類場地； （ 3） 建筑物安全等級為二級 ； （ 4） 其他荷載參見《荷載規(guī)范》。 鑒于其他宿舍樓采光不好，現(xiàn)采用 大面積的玻璃窗和門不僅僅為建筑中庭提供了充足的采光，也將城市空間引入建筑內部。 框架結構設計計算 基本假定與 基本 計算 說明 基本假定 （ 1） 平面結構假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承擔，垂直于該方向的抗側力結構不受力。 豎向荷載主要是結構自重（恒載）和使用荷載（活載）。 內力計算及組合 豎向荷載下的內力計算 豎向荷載下內力計算首先根據樓蓋的結構平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架。設計時應根據地質資料，綜合考慮地基 —— 基礎 —— 上部結構的相互作用與施工條件，通過經濟條件比較，選取安全可靠、經濟合理、技術先進和施工簡便的地基基礎方案。 （ 4） 未詳盡說明處， 按相關規(guī)范執(zhí)行。由此可得柱截面面積為： 邊柱： 321 .3 3 . 6 5 .4 1 4 1 0 6 / 0 . 9 1 4 . 3 = 1 6 4 9 4 5cA mm? ? ? ? ? ? ?（ ） 中柱： 321. 25 4. 65 5. 4 14 10 6 / 0. 9 14 . 3 = 20 48 60cA mm? ? ? ? ? ? ?（ ） 如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別去 406mm 和 453mm。 圖 計算簡圖 廣東技術師范學院天河學院本科畢業(yè)論文（設計） 18 豎向荷載作用框架內力計算 豎向荷載作用下的內力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。 圖 橫向框架荷載作用圖 廣州大學麗景宿舍樓框架結構設計 19 由于柱縱向集中荷載的作用，對柱產生偏心。由式可算得沿房屋高度的風荷載標準值 : 廣東技術師范學院天河學院本科畢業(yè)論文（設計） 30 q(z)=βzμsμz ， 風壓體型系數迎風面為 ，背風面為 。 據表， 結構總水平地震作用標準值如下： 0 . 8 50 . 8 5 ( 9 5 . 5 3 2 2 6 . 4 2 2 2 6 . 4 2 2 2 6 . 4 2 2 2 6 . 4 2 1 1 7 ) 1 1 17e q iGG kN??? ? ? ? ? ? ? ? 由《建筑抗震設計規(guī)范》（ GB5001120xx）下表 、 可得 ,gTs? ，max ? ? 。 表 橫向水平地震作用下的側移驗算 層次 /iV kN 1/ ( )iD kN m ??? /iu mm? /iu mm /iH mm /e i iuh? ?? 6 3600 1/20xx 5 3600 1/1205 4 3600 1/1044 3 3600 1/882 2 3600 1/644 1 4700 1/571 由表可見，最大層間彈性位移發(fā)生在第 1 層，其值為 1 / 571 1 / 550? ，滿足要求，其中 [ / ] 1 / 55 0uh?? 由《建筑抗震設計規(guī)范》（ GB5001120xx） 下表 查得： 表 彈性層間位移角限值 結構類型 e? 鋼筋混凝土框架 1/550 鋼筋混凝土框架 剪力墻、板柱 剪力墻、框架 核心筒 1/800 鋼筋混凝土剪力墻、筒中筒 1/1000 鋼筋混凝土框支層 1/1000 多、高層鋼結構 1/300 則柱端剪力及彎矩計算和梁端剪力和彎矩及柱軸力計算方法同風荷載，具體計算見表 、 ： 表 柱端剪力及彎矩計算 層次 柱別 ijD /ijDkN m? V ijV r y bij ijM V rh? (1 )uij ijMVrh??? 6 B C D E 5 B C D E 廣州大學麗景宿舍樓框架結構設計 39 4 B C D E 3 B C D E 2 B C D E 1 B C D E 表 梁端彎矩、剪力 層次 柱別 M 下 M 上 邊跨梁端彎矩 中跨梁端彎矩M(KN?m) 地震 荷載下梁端剪力 V(KN) 邊跨梁跨中彎矩 左梁 右梁 VB VC 左 VC 右 6 邊柱 — — － － 中柱 － － 5 邊柱 — — － － 中柱 － － 4 邊柱 — — － － 中柱 － － 3 邊柱 — — － － 中柱 － － 2 邊柱 — — － － 中柱 － －