【導(dǎo)讀】1熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。2收集有關(guān)的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)資料。包括地質(zhì)水文資料，氣象資料，水電線網(wǎng)。設(shè)備資料以及有關(guān)地區(qū)的定額指標(biāo)。學(xué)生要深入實(shí)際，調(diào)查研究，參考同類型的設(shè)計(jì)和圖紙資料，或。4學(xué)習(xí)有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。5借閱設(shè)計(jì)參考資料。在接到設(shè)計(jì)任務(wù)書之后，首先，分析房間組成的功能關(guān)系，進(jìn)行功能分區(qū)。通過幾個(gè)關(guān)鍵部位的剖面分析，建筑體型就可大體確定，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行立面設(shè)計(jì)，經(jīng)反復(fù)推敲、調(diào)整，以使方案逐步合理化、具體化。最后繪制正式建筑施工圖。建筑平面設(shè)計(jì)主要是針對(duì)建筑的室內(nèi)使用部分進(jìn)行的。質(zhì)劃分，主要為使用部分和交通聯(lián)系部分，另外還有建筑的結(jié)構(gòu)體系和圍護(hù)體系。的暗間、死角及不利朝向，并要盡量節(jié)約面積。內(nèi)光線應(yīng)盡量均勻，多將窗居中布置，避免死角。足一定的采光與通風(fēng)要求，其位置應(yīng)滿足聯(lián)系通行方便。主要影響因素確定房屋層數(shù)。確定建筑物外部體型的主要依據(jù)是建筑物內(nèi)部空間的組合方式。

　　

【正文】 () IO IO 28 式中， ci 為柱的線剛度， c? 為柱側(cè)移剛度的修正系數(shù)，按表 進(jìn)行計(jì)算。 表 柱側(cè)移剛度修正系數(shù) c? 位置 邊柱 中柱 c? 簡(jiǎn)圖 ?K 簡(jiǎn)圖 ?K 一般層 cbb iiiK 2 21 ??? cbbbb i iiiiK 2 4321 ????? KKc ??2? 底層 (固接 ) cbiiK 2?? cbb i iiK 21 ??? KKc ?? ＋? 注 :其中 ?K 表示為梁柱線剛度比 各層柱的側(cè)移剛度 Di 值的計(jì)算見表 。 表 柱的側(cè)移剛度 Di 層數(shù) 柱子位置 根數(shù) ?K c? 212hiD cCi ?? 底層 中柱 邊柱 2 層 中柱 邊柱 3 層 中柱 邊柱 4 層 中柱 邊柱 5 層 中柱 邊柱 6 層 中柱 邊柱 其他層 中柱 邊柱 ib2 ic ib1 Ib2 ic ib1 ib2 ic ib4 ib3 Ib1 ib2 ic 29 橫向框架層間側(cè)移剛度計(jì)算見表 。 表 橫向框架層間側(cè)移剛度 層數(shù) 1 2 3 4 5 6 其他層 ?iD 注：計(jì)算時(shí)要驗(yàn)算是否 ? ? ?? ③ 自振周期的計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)的自振周期可根據(jù)實(shí)測(cè)資料、經(jīng)驗(yàn)公式或理論公式計(jì)算，常用的方法有頂點(diǎn)位移法、能量法和經(jīng)驗(yàn)公式法，現(xiàn)在主要介紹頂點(diǎn)位移法，其他方法可參照相關(guān)的資料。 對(duì)于重量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)可按照 采用 頂點(diǎn)位移法來計(jì)算基本周期，框架中填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)剛度有一定的影響 ， 從而對(duì)結(jié)構(gòu)的自振周期也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，采用乘以周期調(diào)整系數(shù) 0? 的方法來進(jìn)行修正，見公式 和 ： T1 ?? （ ） T01 ?? ? （ ） 式中， 0? 是周期調(diào)整系數(shù)（框架結(jié)構(gòu)有填充墻），常假定 0? ＝ ～ ； T? 為把集中在各樓層面處的重力荷載 Gi 視為假想水平荷載算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移，可按下式計(jì)算： ??? n iK KGi GV （ ） ???? sj ijGii DVu 1/)( （ ） ?? ??? nk kT u1 )( （ ） 其中： Gk為 集中在 k 層樓面處的重力荷載代表值； VGi為各層 Gk 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(cè)移剛度； iu)(? ， ku)(? 分別為第 i， k 層的層間側(cè)移； s 為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。其相應(yīng)的計(jì)算表格見表 。 30 表 橫向框架各層頂點(diǎn)假想側(cè)移計(jì)算 層數(shù) )(kNGi )(kNVGi ? )/( mmNDi )()( mmu i? )(mmui 7 6 5 4 3 2 1 對(duì)于一般的民用框架結(jié)構(gòu)建筑，其基本周期尚可采用 n)~(T1 ? 來估算，其中 n 為房屋的層數(shù)。 ④ 各層地震剪力的計(jì)算 當(dāng) 設(shè)計(jì) 時(shí) 結(jié)構(gòu)計(jì)算高度不超過 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主， 采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 按 下式 計(jì)算： ?? ieq GG （ ） 11 )(TTg?? （ ） EqEk GF 1?? （ ） 式中， 1? 為相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值； EqG 為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載值的 85％； EkF 為計(jì)算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力； Tg為特征周期，根據(jù)場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組查表 。 表 特征周期 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 地震作用沿高度分布具有一定的規(guī)律性，假定結(jié)構(gòu)反應(yīng)相對(duì)加速度沿高度變化為底 部為零的倒三角形，則可計(jì)算出質(zhì)點(diǎn) i的水平地震作用力 Fi，見公式 。 31 Eknj jjiii FHGHGF???1 （ ） 由于上式未能充分考慮高振型的影響，結(jié)構(gòu)頂部受力有較大差別。因此，保持地震作用總和不變及沿高度變化規(guī)律不變，而在結(jié)構(gòu)頂部施加一集中力以替代高振型的作用，見圖 ，上式修改為 圖 結(jié)構(gòu)水平地震作用計(jì)算簡(jiǎn)圖 )1(1nEknj jjiii FHGHGF ????? （ ） Eknn FF ??? （ ） nF? 為頂部附加水平地震作用； n? 為頂部附加地震作用系數(shù)。 各樓層地震剪力按公式 計(jì)算，計(jì)算表格見表 。 ⑤ 水平地震作用下變形的計(jì)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 iu? 和頂點(diǎn)位移 iu 分別由公式 和 計(jì)算： ??? nk ki FV 1 （ ） ???? sj ijiiDVu1 （ ） ?? ?? nk kuu 1 )( （ ） nn FF ?? Gj Gn FEK Hi Hj 32 其中， Fk 為作用在 K 層樓面處的水平荷載（水平地震荷載或者風(fēng)荷載）。 表 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表 層數(shù) Hi(m) Gi(KN) GiHi() ? jjii HGHG / Fi(KN) Vi(kN) 附加層 其他層 6 5 4 3 2 1 按 公式 計(jì)算的框架各層層間位移，應(yīng)滿足公式 的要求 。 eu? ≤ he][? （ ） ][e? 為彈型層間位移角限值，按表 查用。 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－抗震墻、板柱－抗震墻、框架－核心筒 1/800 鋼筋混凝土抗震墻、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 當(dāng)計(jì)算的層間位移值不滿足公式 的要求時(shí)，說明梁、柱截面尺 寸偏小，應(yīng)調(diào)整梁、柱截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，并重新計(jì)算框架的側(cè)移剛度、基本周期以及水平地震作用，進(jìn)而計(jì)算位移及進(jìn)行位移驗(yàn)算，直至滿足為止。 ⑥ 地震作用下框架內(nèi)力的計(jì)算 1）柱的剪力分配 假定同層柱的側(cè)移相等，各柱剪力可按下式計(jì)算： pjijijij VDDV ?? （ ） 2）柱上、下端的彎矩 uijM 和 bijM 分別按下式計(jì)算 33 yhVM ijbij ? （ ） hyVM ijuij )1( ?? （ ） 式中： ijD 為第 j 層第 i柱的側(cè)移剛度值； ?ijD 為第 j 層全部柱的 D 值之和；ijV 為第 j 層由外荷載產(chǎn)生的總剪力。柱的反彎點(diǎn)高度（至柱底高度）可由公式 確定 ，計(jì)算表格 見 ： y=y0+y1+y2+y3 （ ） 式中 ： y0 為無量綱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度，由 n， j， ?k 和倒三角荷載或均布荷載查相關(guān)附表得到； y1 為上下層梁剛度比值變化的修正值； y2 為上下層高度變化的修正值； y3 為下層層高變化的修正值；這些值均可查《混凝土》后的相關(guān)附表得到。 柱的反彎點(diǎn)計(jì)算可采用表 。 表 各層反彎點(diǎn)計(jì)算 層數(shù) 邊柱 中柱 1 2 3 4 5 6 其他層 3）梁端彎矩與剪力和柱的軸力的計(jì)算 由于梁柱節(jié)點(diǎn)處梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，所以梁每端彎矩可由柱端彎矩之和按梁的線剛度之比分配而得。 梁端剪力為梁兩端彎矩之和除以梁的跨度而得。 柱的軸力可通過梁柱節(jié)點(diǎn)處力的平衡而得到，節(jié)點(diǎn)左右梁端剪力之和即為柱的層間軸力的增量。對(duì)中柱而言，當(dāng)梁的跨度接近時(shí)，軸力近似為零。應(yīng)當(dāng)注意的是由于地震荷載的方向是可變的，故梁柱的彎矩、剪力和軸力的方向也是變化的。 各層梁端彎矩、剪力及軸力的計(jì)算見表 。 34 表 各層梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 層數(shù) 邊梁 中間梁 柱軸力 lbM rbM L bV lbM rbM L bV 邊柱 中柱 其他層 6 5 4 3 2 1 注：此表要根據(jù)設(shè)計(jì)題目列出梁柱的種類，彎矩的單位為 ，剪力的單位為 KN，軸力的單位為 KN，長(zhǎng)度單位為 m。畫出框架彎矩分布圖和梁端剪力及柱軸力分布圖。 3 風(fēng)荷載作用下內(nèi)力與側(cè)移的計(jì)算 ⑴ 風(fēng)荷載的確定 由于風(fēng)荷載大小及方向的不確定性，給計(jì)算帶來了一定的困難，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將分布作用于墻體表面上的風(fēng)荷載換算成節(jié)點(diǎn)水平荷載計(jì)算，將計(jì)算單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)上下半層墻面上的分布 風(fēng)荷載作用在該節(jié)點(diǎn)上，女兒墻和屋面上的風(fēng)荷載由框架的頂節(jié)點(diǎn)承受。垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 )/( 2mkNk? 可由下式確定： 0??? zszk uu? （ ） 式中， 0? 為基本風(fēng)壓值 )/( 2mkN ，可從 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 中查出，但是基本風(fēng)壓要滿足 0? ≥ ， su 為風(fēng)荷載體型系數(shù)，按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 取用 ； zu 為風(fēng)壓高度變化系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P25， 地面粗糙系數(shù)均取 C）。 ? Z＝ 1+zz???? （ ） 式中， ? —脈動(dòng)增大系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P42） z? —振型系數(shù) ? —脈動(dòng)影響系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P42） 取一個(gè)剛架單元按公式計(jì)算沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 q (z)＝ bW0 Z? S?Z? （ ） 式中， b為橫向框架受風(fēng)寬度，Z?要根據(jù)各樓層的標(biāo)高 Hi查 取Z?代入 ，從而可 得各樓層標(biāo)高處的 q (z)。 35 風(fēng)壓計(jì)算要注意，受風(fēng)面和負(fù)風(fēng)面兩種水的力的作用，分別算出后疊加為一種水平荷載計(jì)算。 對(duì)于高度大于 30m 且高寬比大于 的房屋結(jié)構(gòu)， 采用風(fēng)振系數(shù) Z? 來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響， 風(fēng)振系數(shù) Z? 的計(jì)算表格如表 。 表 沿高度分布風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值 層次 Hi(m) Hi/H Z? Z? Z? (+) Z? () q1(z)KN/m q 2(z)KN/m 7 6 5 4 3 2 1 ⑵ 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載確定后，同樣采用反彎點(diǎn)或 D 值方法，來計(jì)算風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。具體的計(jì)算步驟為： 1）根據(jù)實(shí)際求得的作用于各層的等效側(cè)向荷載形式，查表得各層反彎點(diǎn)高度比yn。 2）與水平地震作用的求解方法相同，根據(jù)各層的反彎點(diǎn)高度，求出各層剪力，并分配給每層各柱； 3）進(jìn)一步求解柱端彎矩，梁端彎矩、剪力等內(nèi)力值。 豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下，一般取平面結(jié)構(gòu)單元，按平面計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行內(nèi)力分析