【正文】 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 ? ? 。 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。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。 豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。 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。 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?？蚣芙Y(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)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 。當(dāng)框架為少層少跨時(shí)，采用彎矩二次分配法較為理想。 計(jì)算結(jié)果見表 ： 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。表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角 /e i iuh? ?? 。 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?？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(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)程見下表 ，柱線剛度ci計(jì)算見表 ： 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)。 （ 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。 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。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標(biāo)高均為結(jié)構(gòu)標(biāo)高。 （ 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)。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。 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，門窗洞口尺寸見門窗列表。 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 ? ? ? ?。 計(jì)算步驟為： （ 1） 將原框架分為 6 個(gè)敞口單元，除底層柱外的其余各層柱的相對(duì)線剛度乘以 ； （ 2） 用彎矩分配法計(jì)算每一個(gè)敞口單元的桿端彎矩，底層柱的傳遞系數(shù)為 ，其余各層柱的傳遞系數(shù)為 1/3； （ 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。 表 特征周期（ s） 設(shè)計(jì)地震分組 場(chǎng)地類別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 第一組 第二組 第三組 則 0 . 9 0 . 91 m ax1 0 .3 5( ) ( ) 0 .0 8 0 .0 5 40 .5 4gTT??? ? ? ? 1 54 11 17 60E K e qF G k N?? ? ? ? 因?yàn)?11. 4 1. 4 0. 35 0. 49 0. 54gT s T s? ? ? ? ?， 所以應(yīng)該考慮頂部附加水平地震作用。 其中： 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)） 36 1 ( ) ,nTkkuu???? 1( ) / ,si G i i jju V D??? ? hGi kkiVG???， GiV 為第 i 層的層間剪力，計(jì)算過(guò)程見下表 ： 表 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移計(jì)算 層次 ()iGkN /GiV kN 1/ ( )iD kN m ??? 層間相對(duì)位移/iu mm? /iu mm 6 5 4 3 2 1 117 框架結(jié)構(gòu)非承重墻的影響系數(shù) T? 取為 ，則 1 1. 7 0. 7 0. 19 61 0. 54Ts? ? ? ? （ 2） 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算。具體數(shù)值見圖 ?？紤]到彎矩影響，適當(dāng)將柱軸力乘以 ~ 的放大系數(shù)； （ 2） 對(duì)于有抗震設(shè)防要求的框架結(jié)構(gòu) ,為保證柱有足夠的延性 ,需要限制柱的軸壓 比 ,柱截面面積應(yīng)滿足下列要求： / cA N f?? ； （ 3） 框架柱截面高度不宜小于 400mm,寬度不宜小于 350mm。 框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合： maxM 及相應(yīng)的 N 、 max,VN 及相應(yīng) minM V N、 、 及相應(yīng) MV、 。 高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風(fēng)力作用。梁板柱均為現(xiàn)澆， 建筑面積約為 4404m2，建筑物平面為長(zhǎng)方形，受場(chǎng)地限制，寬 30m，長(zhǎng)為 ，建筑方案確定，房間開間 ，進(jìn)深 ，走廊寬 ，底層層高 ，其它層高 ，室內(nèi)外高差為 ，設(shè)防烈度 7 度，二類場(chǎng)地。 荷載計(jì)算 作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載。 廣州大學(xué)麗景宿舍樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 水平荷載下的 內(nèi)力 計(jì)算 利用 D 值法計(jì)算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進(jìn)行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點(diǎn)平衡求出梁端彎矩。柱網(wǎng)布置見圖 ，框架計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖 ： 圖 柱網(wǎng)布置 圖 廣州大學(xué)麗景宿舍樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 圖 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 梁 尺寸確定： 主梁： h=（ 1/12~1/8 ） 0l ， b=（ 1/4~1/2 ） h， 又 b ? 200mm 當(dāng) 0l =2700mm 時(shí)， h=250～ 450mm； 當(dāng) 0l =6600mm 時(shí)， h=550～ 900mm； 當(dāng) 0l =3600mm 時(shí)， h=350～ 550mm； 故取主梁 BC、 DE 截面為 300mm? 600mm； 主梁 CD 截面為 300mm? 450mm； 縱梁取300mm? 500mm 表 梁截面尺寸 層 次 砼強(qiáng)度 橫梁（ bh? ） 縱梁 (bh? ) BC 跨 CD 跨 DE 跨 16 C30 300? 600 300? 450 300? 600 300? 500 柱截面尺寸可根據(jù)式 / [ ]c N cA N f?? 估算，由表 、表 查得該框架結(jié)構(gòu)在 24m以上，抗震設(shè)防烈度 7 度，抗震等級(jí)為三級(jí)，其軸壓比值 [ ] ? ? 。 豎向荷載作用下 ,框架的內(nèi)力分析 除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑 .可以不考慮活荷載的不利布置 ,這樣求得的框架內(nèi)力 ,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎矩偏低 ,但當(dāng)活載占總荷載的比例較小時(shí) ,其影響很小。 F6=[+(+)/2]+(+)/2 +[+(+)/2]+(+)/2 = F5=(+++)+(+++)同理，可算的 F4 = kN ； F3 = kN ； F2 = kN ； F1 = kN 如下圖： 廣州大學(xué)麗景宿舍樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 （ 1） 各層剪力為： 6 5 6 , 18. 79 , 28. 45 ,V k N V k N V k N? ? ? 3 2 137. 42 , 45. 96 , 54. 6V k N V k N V k N? ? ?； （ 2） 按式212cc iD h??計(jì)算各柱的側(cè) 移 剛度，其中/ ( 2 ) ( 0 .5 ) / ( 2 )ccK K K K??? ? ? ? ?（ 一 般 層 ） ， 或 （ 底 層 ）， 其中 K 為梁柱線剛度比； （ 3） 按式 /ij ij ij iV D D V???計(jì)算各柱的剪力值 ijV ； （ 4） 按式 1 2 3ny y y y y? ? ? ?，確定各柱的反彎點(diǎn)高度比 ，然后按式 bij ijM V yh? 和(1 )uij ijM V y h??計(jì)算各柱上、下端的彎矩值，計(jì)算結(jié)果見下表 ： 表 柱反彎點(diǎn)高度及反彎點(diǎn)高度比 層數(shù) 柱別 K 0r 1? 1r 2? 2r 3? 3r r y 6 邊 柱 1 0 1 0 1 0 中柱 1 0 1 0 1 0 5 邊 柱 1 0 1 0 1 0 中柱 1 0 1 0 1 0 4 邊 柱 1 0 1 0 1 0 中柱 1 0 1 0 1 0 3 邊 柱 1 0 1 0 1 0 中柱 1 0 1 0 1 0 2 邊 柱 1 0 1 0 0 中柱 1 0 1 0 0 1 邊 柱 0 0 0 0 0 中柱 0 0 0 0 0 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)） 32 （ 5） 按式 1 , 1 ,( ) / ( ), ( ) / ( )l b u l l r r b u r l rb i j i j b b b b i j i j b b bM M M i i i M M M i i i??? ? ? ?