【正文】 3） 將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再分配。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法。 基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面距室外地平 ，室內(nèi)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(chǔ)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(jié)構(gòu)，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(jiàn)表 ，表中還給出柱板的砱強(qiáng)度等級(jí)：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(jí)鋼， 227 0 /yf N mm? ,主筋為 Ⅱ 級(jí)鋼，230 0 /yf N mm? ； （ 2） 柱梁鋼筋混凝土保護(hù)層為 35mm,板為 10mm； （ 3） 鋼筋的錨固和搭接按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行； （ 4） 本工程所有混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為 C30； （ 5） 疏散樓梯間采用 200 厚蒸壓灰砂磚； 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(jiàn)門窗列表。連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)幅，按兩端固定進(jìn)行計(jì)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(shù)按荷載規(guī)范取用。 計(jì)算簡(jiǎn)圖 在橫向水平力作用下，連系梁對(duì)墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)化為剛接計(jì)算體系，計(jì)算簡(jiǎn)圖 和圖 所示 。 （ 5） 地基與基礎(chǔ)： 根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)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(jié)構(gòu)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(fēng)化砂巖：飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 表 地質(zhì)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(shù) 液性 指數(shù) 1 雜填土 2 淤泥 3 粉土 4 粘土 5 砂巖 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1） 確定梁柱截面尺寸及框架計(jì)算簡(jiǎn)圖； （ 2） 荷載計(jì)算； （ 3） 框架縱橫向側(cè)移計(jì)算； （ 4） 框架在水平及豎向力作用下的內(nèi)力分析； （ 5） 內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)； （ 6） 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。 地理位置 宿舍樓 設(shè)計(jì)位于學(xué)校 的建筑群內(nèi)，去其他 建筑聯(lián)系緊密，其內(nèi)部功能室同事能提供給附近宿舍的同學(xué) 。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標(biāo)高均為結(jié)構(gòu)標(biāo)高。地震作用計(jì)算方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，對(duì)高度不超過(guò) 40m 以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。 框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗(yàn)算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過(guò) 1/550 的限值。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 在荷載作用下，建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu) 3部分彼此聯(lián)系、相互制約。 （ 3） 施工縫接縫應(yīng)認(rèn)真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤(rùn)，在刷 2度純水泥漿后，用高一級(jí)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(jù)實(shí)際荷載計(jì)算，也可近似取值 212 ~ 15 /kN m ，這里近似去 214 /kN m ，由結(jié)構(gòu)平面布置圖可知邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為 和。框架的豎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(xué)麗景宿舍樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 橫向框架側(cè)移計(jì)算 橫梁線剛度bi計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表 ，柱線剛度ci計(jì)算見(jiàn)表 ： 表 橫梁線剛度 bi 計(jì)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(jì)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(duì)線剛度為 ，則其他為： BC 跨 CD 跨 DE 跨 1 層柱 26 層柱 相對(duì)剛度 I 1 框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖 ，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。其中框架柱的相對(duì)線剛度除底層柱之外其余各層乘以 。 整體結(jié)構(gòu)近似為矩形， H/B=＜ 4，取 μs= 風(fēng)荷載作用下各層的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及柱剪力如圖 所示： 圖 風(fēng)荷載作用位置 軸橫向框架梁 ,其負(fù)載寬 度為 米。對(duì)于高度不超過(guò) 40m,質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主的結(jié)構(gòu)，可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角 /e i iuh? ?? 。 表 水平地震影響系數(shù)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(hào)中數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為 和 。 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 ： 表 各層的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)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(duì)應(yīng)分布荷載圖如下： 圖 風(fēng)荷載 分布 按靜力等效原理將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)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(jì)算 梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計(jì)算。當(dāng)框架為少層少跨時(shí)，采用彎矩二次分配法較為理想。根據(jù)上述 計(jì)算結(jié)果，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值為 500 500mm mm? 。 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需求，進(jìn)行了建筑平面、立面、及剖面設(shè)計(jì)，其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設(shè)計(jì)圖，主體結(jié)構(gòu) 6 層，標(biāo)準(zhǔn)層層高為 。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工 程地質(zhì)、施工等因素，本工程優(yōu)先選用 樁基礎(chǔ) 。框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法計(jì)算各敞口單元的內(nèi)力，然后再將各敞口單元的內(nèi)力進(jìn)行疊加。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計(jì)算，建筑材料 單位體積重量按荷載規(guī)范取值。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 （ 2） 由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不受扭轉(zhuǎn)影響。 圖 總平面圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)資料 （ 1） 基本風(fēng)壓值： /kN m ； （ 2） 抗震設(shè)防：本工程抗震設(shè)防烈為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 ，設(shè)計(jì)地震分組為第一組， Ⅱ 類場(chǎng)地； （ 3） 建筑物安全等級(jí)為二級(jí) ； （ 4） 其他荷載參見(jiàn)《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(nèi)部。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 基本假定與 基本 計(jì)算 說(shuō)明 基本假定 （ 1） 平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。 豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。 內(nèi)力計(jì)算及組合 豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料，綜合考慮地基 —— 基礎(chǔ) —— 上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件，通過(guò)經(jīng)濟(jì)條件比較，選取安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工簡(jiǎn)便的地基基礎(chǔ)方案。 （ 4） 未詳盡說(shuō)明處， 按相關(guān)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(jì)算簡(jiǎn)圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 豎向荷載作用框架內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下的內(nèi)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(xué)麗景宿舍樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 由于柱縱向集中荷載的作用，對(duì)柱產(chǎn)生偏心。由式可算得沿房屋高度的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 : 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 30 q(z)=βzμsμz ， 風(fēng)壓體型系數(shù)迎風(fēng)面為 ，背風(fēng)面為 。 據(jù)表， 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5001120xx）下表 、 可得 ,gTs? ，max ? ? 。 表 橫向水平地震作用下的側(cè)移驗(yàn)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(jiàn)，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(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5001120xx） 下表 查得： 表 彈性層間位移角限值 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) 1/300 則柱端剪力及彎矩計(jì)算和梁端剪力和彎矩及柱軸力計(jì)算方法同風(fēng)荷載，具體計(jì)算見(jiàn)表 、 ： 表 柱端剪力及彎矩計(jì)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(xué)麗景宿舍樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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 － －