【正文】 中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 5 章 框架內(nèi)力計算 17 根據(jù) 桿件的內(nèi)力平衡，可以求得框架的剪力圖如圖 所示 圖 豎向恒載作用下剪力圖（手算） 中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 5 章 框架內(nèi)力計算 18 橫梁作用于柱子軸力值即為梁端剪力值，再加上縱梁和縱墻（女兒墻）傳來的 軸力值及柱自重，可算得各柱軸力，如圖 所示。 地質(zhì)條件 地表層 1~2m 為雜填土，在此之下為層位穩(wěn)定的份粘土， fk=370kPa，ES=，Ⅱ類場地，按設(shè)計烈度 7 度進行抗震考慮 。 三、 防火設(shè)計 參照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（ GB500162020），該寫字樓屬于二級耐火等級?？紤]到防水需求，室內(nèi)外高差定為 ，室外臺階頂面標高較室內(nèi)地面標高低 ，開水間和洗手間地面標高較走道地面標高低 。為便于結(jié)構(gòu)布置，采用 2 個或 3 個普通辦公室開間聯(lián)合成一個會議室，使用面積分別為 ㎡和 ㎡，按有會議桌的會議 室每人最小使用面積 ㎡計算，分別可以容納 17 人和 26 人。實踐證明，遵循必要的設(shè)計程序，充分做好設(shè)計前的準備工作，劃分必要的設(shè)計階段，對提高建筑物的質(zhì)量，多快好省地設(shè)計和建造房屋是極為重要的。總之，適用、安全、經(jīng)濟、使用方便是本設(shè)計的原則。按照建筑設(shè)計規(guī)范，認真考慮影響設(shè)計的各項因素。 2. 在畢業(yè)設(shè)計中，要求完成： (1). 所指定的某榀框架的手算和電算，以及二者計算結(jié)果的比較； (2). 所計算框架的基礎(chǔ)計算； (3). 樓梯計算； (4). 現(xiàn)澆板 的計算； (5). 某些自選構(gòu)件 (如雨棚、聯(lián)系梁等 ) 的計算。 五、 設(shè)計要求及工作量： (一 )、建筑設(shè)計部分： 1. 按照設(shè)計任務(wù)書，來進行建筑方案和施工圖設(shè)計。 中 南 大 學(xué) 本科生畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 題 目 長沙 市 金霞 經(jīng)濟開發(fā)區(qū)寫字樓 學(xué)生姓名 陳云春 指導(dǎo)教師 衛(wèi)軍 教授 學(xué) 院 土木建筑學(xué)院 專業(yè)班級 土木工程 0609 班 完成時間 2020 年 6 月 中 南 大 學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）任 務(wù)書及成績評定表 題 目 長沙 市 金霞 經(jīng)濟開發(fā)區(qū)寫字樓 學(xué)生姓名 陳云春 指導(dǎo)教師 衛(wèi) 軍 學(xué) 院 土木建筑學(xué)院 專業(yè)班級 土木 工程 06級 09班 教 務(wù) 處 制 中 南 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 長沙市金霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū) 多層寫字樓 題目類型 ]1[ 工程 設(shè)計 題目來源 ]2[ 生產(chǎn)實踐題 畢業(yè)論文（設(shè)計）時間從 2020 年 3 月至 2020 年 6 月 畢業(yè)設(shè)計要求及內(nèi)容： 一、 設(shè)計題目： 長沙市金霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)多層寫字樓 二、 地 點：位于湖南省 長沙 市 金霞 經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。由此掌握一般多層房屋建筑設(shè)計的基本原理、設(shè)計方法和步驟。 3. 上述工作的基礎(chǔ)上，要求完成： (1). 底層、標準層和頂層結(jié)構(gòu)平面布置圖； (2). 計算框架的模板、配筋圖（可結(jié)合結(jié)構(gòu)布置繪制平法圖）； (3). 樓梯的模板、配筋圖（可結(jié)合結(jié)構(gòu)布置繪制平法圖）； (4). 基礎(chǔ)平面布置圖及配筋圖（可結(jié)合結(jié)構(gòu)布置繪制平法圖）； (5). 某些自選構(gòu)件 (如現(xiàn)澆板、雨棚、聯(lián)系梁等 ) 的配筋圖（可結(jié)合結(jié)構(gòu)布置繪制平法圖）。根據(jù)結(jié)構(gòu)與建筑的總體與細部的關(guān)系。設(shè)計合理可行的建筑結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)場施工的重要依據(jù)。 一、建筑平面設(shè)計 寫字樓基本單位為辦公室與會議室，由辦公及起居而引申其他附屬房間諸如打印室、開水房以及洗手間等。 平面房間組合 以及平面形狀確定 采用圍繞走道雙向布置房間，參照《辦公建筑設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定：雙面布房的走道（ ≦ 40m）最小凈寬為 。 圖 底層 房間布置方案圖 門 參照《辦公建筑設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定：辦公室門洞口寬度不應(yīng)小于 1m，高度不應(yīng)小于 2m。寫字樓作為公共建筑，其安全疏散出口數(shù)量按要求不應(yīng)少于兩個，考慮到建筑平面為“凹”型，布置 3 個門廳作為安全出口 ，安全疏散距離也在規(guī)定的 40m 之內(nèi)。 三、材料選用 屋面板 屋面采用現(xiàn)澆混凝土，板厚 100 樓面板 參照《預(yù)應(yīng) 力混凝土空心板》（ 03ZG401），樓面板選用 YKB4061，板寬 600，板厚 120，板自重及灌縫重 kN/㎡ 砌塊 女兒墻、縱墻以及橫墻均采用蒸壓加氣混凝土砌塊，規(guī)格 600 250 250mm，容重 kN/m3。 圖 豎向恒載作用下柱軸力圖（手算） 中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 5 章 框架內(nèi)力計算 19 二 、豎向活載作用下框架內(nèi)力計算 活載采用最不利荷載位置法進行布置，因屋面活載較小，對框架內(nèi)力影響不大，故無論哪種布置均將屋面活載滿布，這樣得到四種活載布置方式，分別命名為活一、活二、活三、活四，具體布置分別見圖 至圖 。分別用迭代法計算出各種活載布置下框架內(nèi)力，迭代過程從略，具體內(nèi)力圖分別見圖 至圖 。中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 3 章 構(gòu)件截面尺寸及結(jié)構(gòu)布置 7 第 3 章 構(gòu)件截面尺寸及結(jié)構(gòu)布置 因框架柱截面中心偏離建筑軸線，而柱截面待估，框架梁精確跨度 須根據(jù)柱截面偏離多少確定，所以首先進行柱截面估算 一 、柱截面估算 因底層采用預(yù)制樓板，底層柱高 便為基礎(chǔ)頂面到一層梁頂面的距離，那么 ： 底層柱高 ＝ 底層建筑 層高 －樓地面裝修厚度－樓板厚度＋室內(nèi)外高差＋室外地坪到基礎(chǔ)頂面距離（初步設(shè)為 ） ＝ － － ＋ ＋ ＝ 二至 六 層柱高 ＝建筑層高＝ 柱截面高 h＝（ 1/6~1/15） 4250＝ 708~283，取 h＝ 500mm 柱截面寬 b＝（ 1~2/3） 500＝ 500~333，取 b＝ 500mm 框架柱截面尺寸均為 b h＝ 500mm 500mm 二 、梁截面估算 框架梁跨度：邊跨＝ 4550mm，中跨＝ 2050mm 梁截面高 h＝（ 1/8~1/12） 4550＝ 569~379，取 h＝ 500mm 梁截面寬 b＝（ 1/2~1/3） 500＝ 250~167，取 b＝ 250mm 取框架梁截面尺寸均為 b h＝ 250mm 500mm 三 、結(jié)構(gòu)布置 采用橫向框架承重體系，因縱墻中線與建筑軸線重合，墻厚 250mm，柱截面中心偏移＝ 250－ 125＝ 125mm，具體偏移方向結(jié)合建筑圖詳見結(jié)構(gòu)平面布置圖 （見圖 ） ， 以⑥軸框架為計算單元，框架結(jié)構(gòu)圖見圖 。防火設(shè)計穿插于平立面設(shè)計過程中，不分先后。門廳的門采用帶亮子的玻璃門，其他門均采用木門。擬定建筑物層數(shù)為 6 層，按總建筑面積 5000 ㎡計算，每層面積為 833 ㎡。 普通辦公用房 參照《辦公建筑設(shè)計規(guī)范》（ JGJ672020）第 條規(guī)定： 普通辦公室每人使用面積不應(yīng)小于 3 ㎡，單間辦公室凈面積不宜小于 10 ㎡。對于建筑，它不但要為人們提供一個空間，而且要為人們創(chuàng)造一個有組織的空間環(huán)境。在確定框架布局之后，先進行了層間荷載代表值的計算 ,接著 利用迭代法 計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力 ，再用 D 值法計算水平風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力， 找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合 ， 選取最安全的結(jié)果計算配筋并繪圖。 六、 工作進度安排 (見附表 ) 七、 專業(yè)外文資料翻譯： 翻譯不少于 20200 印刷符號或 5000 漢字的專業(yè)外文資料，要求文字通順，意思準確。由此掌握一般多層房屋建筑設(shè)計的基本原理、設(shè)計方法和步驟。 四、 自然條件： 1. 位置：建筑用地為 45 65 m 的平地。最低氣溫：攝氏零下 10 度；最高氣溫： 42 度。 4. 要求完成建筑設(shè)計總說明、底層 、標準層和屋頂平面圖，正立面、側(cè)立面圖和必要的剖面圖，以及部分結(jié)構(gòu)大樣詳圖 (如衛(wèi)生間、檐口、樓梯和散水等 )。屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，樓蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)。本設(shè)計采用 條形 基礎(chǔ)， 并 對基礎(chǔ)進 行了受力和配筋計算。 房屋的建造是一 個較為復(fù)雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程，影響房屋設(shè)計和建筑的因素很多?？紤]到家具尺寸，擬定為 4 人辦公室。詳細布置不在此贅述，見 各層建筑平面圖。窗洞口定為 ，實際面積為 ㎡，窗臺離室內(nèi)地面高 1m。 屋面做法 參照《 05ZJ 中南建筑圖集③》， 118 頁，屋 27，總厚度（按最薄處計） 409mm，自重（不包括屋面板和頂棚自重） ㎡ ,K=(㎡ 中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 4 章 荷載標準值計算 13 圖 節(jié)點風(fēng)壓高度變化系數(shù) 節(jié)點風(fēng)載計算 一至五層梁柱節(jié)點風(fēng)載集中力為節(jié)點上下層各取一半的結(jié)構(gòu)層高所受的均布風(fēng)載之和， 六層節(jié)點風(fēng)載集中力為六層上半層以及女兒墻全高所受的均布風(fēng)載之和 ： 六層 ： F6＝ （ ＋（ ＋ ） /2 ） ＝ kN 五層： F5＝ （ ＋ ） /2 ＝ kN 四層： F4＝ （ ＋（ ＋ ） /2 3） ＝ kN 三層： F3＝ （ （ ＋ ） /2 2＋ ） ＝ kN 二層： F2＝ ＝ kN 一層： F1＝ （ ＋ ） ＝ kN 中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 5 章 框架內(nèi)力計算 14 第 5 章 框架內(nèi)力計算 豎向荷載均采用迭代法計算，水平風(fēng)載采用 D 值法計算 一、豎向恒載作用下框架內(nèi)力計算 計算簡圖如圖 所示 ，各節(jié)點編號如圖 所示 圖 豎向恒載作用下框架計算簡圖 圖 框架節(jié)點編號 無側(cè)移框架迭代公式 ： 桿的線剛度為，其中角變分配系數(shù)式為得近端角變彎矩計算公令稱遠端角變彎矩端引起的角變彎矩，或角時，在端轉(zhuǎn)動桿稱近端角變彎矩端引起的角變彎矩，或角時，在端轉(zhuǎn)動桿端的固端彎矩桿承受荷載后，端的最終桿端彎矩，等截面直桿其中：ikiiiMMMMikikMiiikMiikMiikMMMMMikikiikikkiiiikikikkkiiikikikkiikikik?????????????????????????2)(02???? 中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 5 章 框架內(nèi)力計算 15 固端彎矩 ikM 計算 計算簡圖見圖 圖 固端彎矩計算簡圖 ABM ＝ BAM ＝ ql2/12 mkNMMMMmkNM?????????????01512115212所以 其他節(jié)點不平衡彎矩計算結(jié)果見迭代過程圖（圖 ）中各節(jié)點內(nèi)方框 角變分配系數(shù) ik? 計算 )(2 1)(2 1512?????????????? 其 他桿端角變分配系數(shù)計算結(jié)果見迭代過程圖（圖 ）中各節(jié)點外方框各桿端 迭代過程 迭代順序為 1→ 2→ 3→ 4→ 5→ 6→ 7→ 8→ 9→ 10→ 11→ 12→ 13→ 14→ 15→ 16→17→ 18→ 19→ 20→ 21→ 22→ 23→ 24 具體迭代過程在圖