【文章內容簡介】 基礎埋置深度取 。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取到板底，則 2~6 層柱高度即為層高（ ），底層柱高度從基礎頂面取至一層板底，即 h1=＋ ＋ － ＝ 。 因時間有限，本設計只進行橫向框架的結構計算，故以下說明中提到的框架均指橫向框架。本結構橫向框架計算簡圖如圖 所示 。 17 圖 橫向框架計算簡圖 18 3 框架側移剛度計算 梁柱線剛度計算 梁的線剛度 Ib＝ EcIb/l。其中 Ec為混凝土彈性模量； l 為梁的計算跨度； lb為梁截面慣性矩，本結構為現(xiàn)澆式樓蓋，故考慮樓板的影響，對于中框架梁（ T 形截面），取 Ib＝ ；對于邊框架梁（倒 L形截面），取 Ib＝ ；對于樓電梯間梁，取 Ib＝ I0。其中 I0為梁矩形部分的截面慣性矩。 柱的線剛度 Ic＝ EcIc/h，其中 Ic為柱的截面慣性矩， h 為框架柱的計 算高度。 橫梁線剛度計算過程見表 ，柱線剛度計算過程見表 。 表 橫梁線剛度 ib計算表 類 別 Ec /(N/mm2) b h /mm mm I0 /mm4 l /mm EcI0/l /Nmm /Nmm 2EcI0/l /Nmm AB跨 橫梁 104 250 500 109 4800 10 7 10 9 10 9 BE跨 橫梁 104 250 600 109 5600 10 7 10 9 910 9 表 柱線剛度 ic計算表 層 次 hc Ec b h Ic EcIc/hc 底層框架邊柱 5500 104 500 500 10 9 10 7 底層框架中柱 5500 104 500 600 10 9 10 7 2~6層邊柱 3300 104 500 500 10 9 10 7 2~6層中柱 3300 104 500 600 10 9 10 7 柱側移剛度 D 值計算 柱的側移剛度 D 值按下式計 算： 212hiD cc?? 式中， c? 為柱側移剛度修正系數，對不同情況按下式計算： 19 一般層： KKc ?? 2? 底 層： KKc ??? ? 其中 K 表示梁柱線剛度比。 根據梁柱線剛度比 K 的不同，圖 中的柱可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以及樓電梯間柱等?，F(xiàn)以第 2~6 層 C－ 2柱的側移剛度計算為例，說明 計算過程，其余柱的計算過程從略，計算結果分別見表 ~。 第 2~6 層 C－ 2 柱及與其相連的梁的相對線剛度如圖 ，圖中數據取自表 和表 。則可得梁柱線剛度比為： 4321 ?? ???????? ci iiiiK ???c? N / m 3 0 0 2 7 KD ????? 圖 C－ 1柱及與其相連的梁的相對線剛度 表 框架柱側移剛度 D值（ N/mm） 層次 邊柱 （ 16根） 中柱 （ 16根） ?iD K c? 1iD K c? 2iD 1 5180 10910 257440 20 2~6 9900 26150 576800 將上述不同情況下同層 框架柱側移剛度相加，即得框架各層層間側移側度?iD ，見表 。 表 橫向框架側移剛度 (N/mm) 層 次 1 2 3 4 5 6 ∑D i 257440 576800 576800 576800 576800 576800 21 4 重力荷載計算 屋面及樓面的永久荷載標準值 屋面及樓面的恒荷載包括結構構件自重和構造屋重量等重力荷載，其標準值按結構構件的設計算尺寸、構造層的材料及設計厚度以及材料容重標準值計算，計算結構如下： 屋面（上人）： 水泥花磚屋 面層（包括水泥砂漿打底） kN/m2 SBS 改性瀝青防水卷材（ 厚） kN/m2 20 厚水泥砂漿找平層 20 16 = kN/m2 150 厚水泥蛭石保溫層 5 = kN/m2 100 厚鋼筋混凝土板 25 = kN/m2 15 厚頂棚抹灰層 17 = kN/m2 合計 kN/m2 1~6 層樓面： 25厚水泥砂漿面層 kN/m2 100 厚鋼筋混凝土板 25 = kN/m2 12厚頂棚抹灰 16 2 = kN/m2 合計 kN/m2 屋面及樓面可變荷載標準值 本建筑為民用建筑，樓面活荷載標準值根據房間用途按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB500092021)表 的規(guī)定采用；屋面活荷載根據屋面類別按《建筑結構荷載規(guī)范》 (GB500092021)表 的規(guī)定采用；屋面水平投影面上的雪荷載標準值按《建筑結構荷載規(guī)范》 (GB500092021)式 計算，結果如下。屋面活荷載與雪荷載不同時考慮。 不上人屋面均布活荷載標準值 kN/m2 樓面活荷載標準值 kN/m2 22 屋面雪荷載標準值 ????? rk ? kN/m2 式中： r? 為屋面積雪分布系數，本建筑為平屋頂，故取 r? ＝ 。 梁、柱、墻重力荷載計算 梁、柱可根據截面尺寸、材料容重及粉刷層等計算出單位長度上的重力荷載；本設計為現(xiàn)澆板樓蓋，因板自重已計入樓面（屋面）的恒載之中，故計算梁自重時梁截面高度取梁原截面高度減去板厚。具體計算過程及結果見表 。 表 梁、柱重力荷載標準值 層次 構件 b /m h /m γ /(kN/m3) 粉刷 g (kN/m) li /mm ∑G i /kN 1 邊 橫梁 25 4800 中 橫梁 25 5600 次梁 (1) 25 4800 次梁 (2) 25 8000 邊 縱梁 25 8000 中縱梁 25 8000 中 柱 25 5500 邊柱 25 5500 縱墻 橫墻 2~5 邊 橫梁 25 4800 中 橫梁 25 5600 次梁 (1) 25 4800 次梁 (2) 25 8000 邊 縱梁 25 8000 23 續(xù)表： 層次 構件 b /m h /m γ /(kN/m3) 粉刷 g (kN/m) li /mm ∑Gi /kN 2~5 中縱梁 25 8000 中 柱 25 3300 邊柱 25 3300 縱墻 橫墻 重力荷載代表值計算 集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 Gi，為計算單元范圍內各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量。計算 Gi 時，各可變荷載的組合值系數按《建筑抗震設計規(guī) 范》 (GB 500112021)表 的規(guī)定采用。由于前面已經計算出結構和構配件的重力荷載標準值，故下面僅以集中于一層樓板處的重力荷載代表值 G1的計算為例說明計算過程。 1 4 7 9＝＝縱墻橫墻柱重縱梁橫梁樓面恒載樓面活載＝???????????? GGGGGGGG 表 各層重力荷載代表值 層次 1 2 3 4 5 6 ∑ Gi Gi 24 圖 各 質點重力荷載代表值 25 5 橫向水平地震作用下框架內力和側移計算 橫向自震周期計算 本設計采用頂點位移法計算結構自振周期，計算如下： 頂點位移 uT按以下步驟計算： ??? nik kGi GV ? ? ???? sj ijGii DVu 1/ ? ??? ?? nk kT uu 1 式中： Gk為集中在 k層樓面處的重力荷載代表值，對頂層應加上局部突出部分的折算重力荷載； VGi為把集中在各層樓面處的重力荷載代表值視為水平荷載而得的第 i 層的層間剪力； ??sj ijD1 為第 i層的層間側移剛度； iu)(? 、 ku)(? 分別為第 i、 k 層的層間側移； S 為同層內框架柱的總數。 具體計算過程及結果見表 。 表 結構頂點的假想側移計算 層次 Gi /kN VGi /kN ∑D i /(N/mm) Δu i /mm ui /mm 6 576800 5 576800 26 續(xù)表： 層次 Gi /kN VGi /kN ∑Di /(N/mm) Δui /mm ui /mm 4 576800 3 576800 2 576800 1 257440 結構基本自振周期 T1(s)按下式計算： TT uT ? ? 式中 T? 為結構基本自振周期考慮非承重磚墻的折減系數，本結構為框架結構，取 T? 為 ，則 sT ???? 水平地震作用及樓層地震剪力計算 本設計中結構高度不超過 40m，質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。 由設計任務書可知，本建筑所在地抗震設防烈度為 7 度，水平地震影響系數最大值為 ，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組，特征周期為 。 因為 Tg＝ T1＝ 5Tg＝ ，故相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數值為： a 11?????????????????? ?? TT g 根據表 中數值可得： ? ?? 3 0 5 ieq GG 則結構底部： 2 3 05 ???? eqEk GF ? 27 因為 T1＝ ＝ ＝ ，所以應考慮頂部附加水平地震作用，因特征周期 Tg=，根據《建筑抗震設計規(guī)范》 (GB 500112021) 表 ，頂部附加地震作用系數 16 ?????? T? 8 566 ??? EkFF ? 將上述計算結果代入下式即可算得各質點的水平地震作用標準值： )3,2,1()1(1niFHGHGFnEknj jjiii ???????? 式中： Gi、 Gj分別為集中于質點 i、 j 的重力荷載代表值； Hi、 Hj分別為質點 i、 j的計算高度。 框架各層層間剪力通過下式計算： ??? nik ki FV 式中： Fk為作用在 k層樓面處的水平地震作用標準值。 具體計算過程及結果見表 。 各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖 。 水平地 震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結構的層間位移 iu? 和頂點位移 u 按下列兩式計算： ? ? ???? sj ijii DVu 1/ ? ??? ?? nk kuu 1 具體計算過程及結果見表 。 28 表 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次 hi /m Hi /m Gi /kN GiHi /kNm Fi /kN Vi /kN 6 5 4 3 2 1 表 橫向水平地震作用下的位移驗算 層 次 Vi /kN ∑D i /(N/mm) Δ ui /mm ui /mm hi /mm θ e Δ ui/hi 6 576800 3300 1/2598 5 576800 3300 1/1602 4 576800 3300 1/1217 3 576800 3300 1/1025 2 576800 3300 1/919 1 257440 5500 1/635 表 還計算了各層的層間彈性位移角 θ e＝ Δ ui/hi， 由表中數值可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為 1/6351/550，滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 500112021)第 條的規(guī)定。 水平地震作用下、風荷載作用下框架內力計算 本設計說明書以建筑圖中 14 軸線橫向框架內力計算為例，說明計算方法及過程，其余框架內力計算從略。 本設計采用 D 值 法計算水平地震作用下的框架內力。各層柱的側移剛度以及各層層間剪力已由前面計算得出，各柱所分配的剪力由下式計算： 29 isj ijijij VDDV