【導讀】經(jīng)上級主管部門批準，擬按一般標準建造一棟四層框架結(jié)構(gòu)某中學實驗樓。為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，橫向框架不少于三跨，總建筑面積不小于4000m2。限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，環(huán)境類別為一類。抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本。地震加速度值為，第三組。建筑室內(nèi)外高差600mm，室外標高即為現(xiàn)有自然地面。不考慮風荷載設(shè)計。度為γ=18kN/m3，液性指數(shù)IL=,含水率ω=%，天然孔隙比e=，ES=10MPa，ω=%，天然孔隙比e=，ES=20MPa，ck=15kpa，φk=18度。未修正前粘土承載力特。征值為180kN/m2，礫石土層承載力特征值為300kN/m2。場地土類別為III類，地基基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深范圍內(nèi)無地下水?；炷翉姸鹊燃墳镃25，鋼筋采用HPB300. 需根據(jù)建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)承重、抗震方面的要求及場地地質(zhì)條件，合理地進行結(jié)構(gòu)。選型和結(jié)構(gòu)整體布置，統(tǒng)一構(gòu)件編號及各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的定位尺寸，繪制出結(jié)構(gòu)布置圖。慮對消防、防火的要求，保證進出建筑的通暢。在此過程中要充分考慮。原方案作進一步的改正。者中無法表示清楚的詳圖。對窗、門、電梯、樓梯等按規(guī)范要求設(shè)置。

　　

【正文】 G231=板傳來荷載： g122=g352== G232==(2)活載（ 22 圖 b） 樓面活載： q12=q35=2= Q23=2=3．屋面框 架節(jié)點集中荷載標準值（如圖 23） 圖 23 恒載頂層集中力 恒載 邊跨連系梁自重： 25= 粉刷： 2()17= 葉明星：四層中學實驗樓 8 1000 高女兒墻： 1. = 粉刷： 1217= 連系梁傳來屋面自重： = 頂層邊節(jié)點集中荷載： G41=G45= 中柱連系梁自重： 25= 粉刷： （（ ） +（ ）） 17= 連系梁傳來屋面自重： = （ +） = 頂層中節(jié)點集中荷載： G42=G43= (2)活載 Q41=Q44== Q42=Q43=+(+)= 4．樓面框架節(jié)點集中荷載標準值（如圖 24） 圖 24 恒載中間層節(jié)點集中力 3) 恒載 邊柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來樓面自重： = 中間層邊節(jié)點集中荷載： G2=G3= 框架柱自重： G2’=G3’=25= (2)活載： Q1=Q4=2= Q2=Q3=2+(+)2= 地震作用 （ 1）建筑物總重力荷載代表值 Gi 的計算 1）集中于屋蓋處的質(zhì)點重力荷載代表值 G4： 安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計 9 50%雪載 : 3449= 屋面恒載： 49（ +9++） +49= 橫梁： （ 2+） 9= 縱梁： （ +） 82+(+)82= 女兒墻： 1(48+++)2= 柱重： 2552= 橫墻： (+() 2)= 縱墻： ()+3. 61.8= 鋼窗： 30= G4=7139KN （ 2）集中于三、四層處的質(zhì)點重力荷載代表值 G3~G2： 50%樓面活載： 1449=1666KN 樓面恒載： 492+49= 橫梁： 縱梁： 柱重： 2= 橫墻： 2= 縱墻： 2=1485KN 鋼窗： 2= G3=G4= (3)集中于二層處的質(zhì)點重點荷載標準 G1： 50%樓面活載： 1666KN 樓面恒載： 橫梁： 縱梁： 柱重： 25(+)52= 橫墻： +縱墻： + 鋼窗： 2= G1= (2)地震作用計算 1）框架柱的抗側(cè)移剛度： 在計算梁、柱線剛度時，應(yīng)考慮樓蓋對框架梁的影響，在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩 I=2I0。邊框架取 I=， I0 為框架按矩形截面計算的截面慣性矩。橫梁、柱線度見下表： 21 表 21 橫梁、柱線剛度 桿件 截面尺寸 Ec Io I L i 相對剛度 B H 邊框架梁 250 600 6300 1 邊框架梁 250 400 2700 中框架梁 250 600 6300 葉明星：四層中學實驗樓 10 中框架梁 250 400 2700 底層框架柱 400 400 4900 中層框架柱 400 400 3300 注意：其中 i 的單位 11 07 Io 和 I 的單位是 1109 表 22 每層框架柱總的抗側(cè)移剛 度見 項目 K a D 根數(shù) 層 柱類型及截面 二至四層 邊框架梁邊柱 8 邊框架梁中柱 8 中框架梁邊柱 13 中框架梁中柱 9 底層 邊框架梁邊柱 8 邊框架梁中柱 8 中框架梁邊柱 15 中框架梁中柱 9 底層： ∑D=8(+)+15+9=二 ~四層： ∑D=8(+)+9+13=2)框架自振周期的計算： 則自振周期為： T1=α0(Δ)=()= 其中 α0 為考慮結(jié)構(gòu)非承重墻影響的折減系數(shù)，框架取 ； Δ為框架頂點假想水平位移，詳見表 23 表 23 框架頂點假想水平位移 層 Gi ∑Gi ∑D δ=∑Gi/∑D 總位移 Δ 4 7139 7139 3 2 1 表 24 樓層地震作用和地震剪力標準值計算表 層 Hi Gi GiHi Fi 樓層剪力 Vi 4 7139 3 2 1 安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計 11 3)根據(jù)本工程抗震設(shè)防烈度 8 度， Ⅱ 類場地土，設(shè)計地震分組為第三組，則特征周期Tg=, αma= α1=(Tg/T1)=()= 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載： Geq=== T1＞ ==,故需要考慮框架頂部附加集中力作用 δn= T1+=+= 框架橫向水平地震作用標準值為： 結(jié)構(gòu)底部： FEK=== 各樓層的地震作用和地震剪力標準值由表 24 計算列出，圖示見圖 25， ∑GiHi= ΔFn=δn FEK== 圖 25 橫向框架上的地震作用 葉明星：四層中學實驗樓 12 第三章 框架內(nèi)力計算 計算方法 框架結(jié)構(gòu)承擔的荷載主要有恒載、活載、地震作用，其中恒載、活載一般為豎向作用，地震則為水平方向作用。求豎向荷載作用下的內(nèi)力時，采用 D 值法，本設(shè)計在計算各項荷載作用效應(yīng)時，一般按標準值進行計算，以便于后面荷載效應(yīng)的組合。 設(shè)計計算 恒載作用下的框架內(nèi)力 根據(jù)上面原則，可計算出本設(shè)計橫向框架各桿件的桿端彎矩分配系數(shù)，由于該框架為對稱結(jié)構(gòu)，取框架的一半進行簡化計算，如圖 31 （ a）恒載 安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計 13 （ b） 恒載產(chǎn)生的不平衡彎矩 圖 31 橫向框架承擔的恒載及節(jié)點不平衡彎矩 節(jié)點 A1： SA1A0=4i A1A0=4= SA1B1=4i A1B1==4= SA1A2=4i A1A2=4= (相對線剛度見表 21) ∑S= (++)= μA1A0=S A1A0/∑S= μA1B1=S A1B1/∑S= μA1A2=S A1A2/∑S= 節(jié)點 B1： SB1D1=i B1D1=2= ∑S=+= μB1A1= μB1B2= μB1D1= μ21,20= 節(jié)點 A2： μA2A1= μA2B2= 節(jié)點 B2： μB2A2= μB2B1= μB2D2= 節(jié)點 A4： ΜA4B4= ΜA4A3= 葉明星：四層中學實驗樓 14 節(jié)點 B4： μB4A4= μB4B3= μB4D4= A B3 與相應(yīng)的 A2， B2相同。 2．桿端固端彎矩 計算桿件固端彎矩時應(yīng)帶符號，桿端彎矩一律以逆時針為正，如圖 32 圖 32 桿端彎矩方向 （ 1）橫梁固端彎矩 1）頂層橫梁： 自重作用： MA4B4=MB4A4=1/12ql2=1/12= MB4D4=1/3 ql2=1/3= MD4B4=1/2 MB4D4= 板傳來的恒載作用： MA4B4=MB4A4=1/12ql2(12a2/l2+a3/l3)=1/12(12+)= MB4D4=5/96ql2=5/95= MD4B4=1/32 ql2=1/32= 2）二 ~四層橫梁： 自重作用： MA1B1=MB1A1=1/12ql2=1/12= MB1D1=1/3 ql2=1/3= MD1B1=1/2 MB1D1= 板傳來的恒載作用： MA1B1=MB1A1=1/12ql2(12a2/l2+a3/l3)=1/12(12+)=4 MB1D1=5/96ql2=5/95= MD1B1=1/32 ql2=1/32= 縱梁引起柱端附加彎矩（邊框架縱梁偏向外側(cè)，中框架縱梁偏向內(nèi)側(cè)） 頂層外縱梁 MA4=MD4== 安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計 15 樓層外縱梁 MA1=MD1== 頂層中縱梁 MB4=MC4== 樓層中縱梁 MB1=MC