【導(dǎo)讀】經(jīng)上級(jí)主管部門(mén)批準(zhǔn)，擬按一般標(biāo)準(zhǔn)建造一棟四層框架結(jié)構(gòu)某中學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jí)為二級(jí)，環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)?？拐鹪O(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本。地震加速度值為，第三組。建筑室內(nèi)外高差600mm，室外標(biāo)高即為現(xiàn)有自然地面。不考慮風(fēng)荷載設(shè)計(jì)。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(chǎng)地土類(lèi)別為III類(lèi)，地基基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋深范圍內(nèi)無(wú)地下水?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C25，鋼筋采用HPB300. 需根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)承重、抗震方面的要求及場(chǎng)地地質(zhì)條件，合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)。選型和結(jié)構(gòu)整體布置，統(tǒng)一構(gòu)件編號(hào)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(duì)消防、防火的要求，保證進(jìn)出建筑的通暢。在此過(guò)程中要充分考慮。原方案作進(jìn)一步的改正。者中無(wú)法表示清楚的詳圖。對(duì)窗、門(mén)、電梯、樓梯等按規(guī)范要求設(shè)置。

　　

【正文】 G231=板傳來(lái)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(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)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(xué)實(shí)驗(yàn)樓 8 1000 高女兒墻： 1. = 粉刷： 1217= 連系梁傳來(lái)屋面自重： = 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： G41=G45= 中柱連系梁自重： 25= 粉刷： （（ ） +（ ）） 17= 連系梁傳來(lái)屋面自重： = （ +） = 頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： G42=G43= (2)活載 Q41=Q44== Q42=Q43=+(+)= 4．樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值（如圖 24） 圖 24 恒載中間層節(jié)點(diǎn)集中力 3) 恒載 邊柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來(lái)樓面自重： = 中間層邊節(jié)點(diǎn)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(jì)算 1）集中于屋蓋處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值 G4： 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(diǎn)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(diǎn)重點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn) 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(jì)算 1）框架柱的抗側(cè)移剛度： 在計(jì)算梁、柱線剛度時(shí)，應(yīng)考慮樓蓋對(duì)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(jì)算的截面慣性矩。橫梁、柱線度見(jiàn)下表： 21 表 21 橫梁、柱線剛度 桿件 截面尺寸 Ec Io I L i 相對(duì)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(xué)實(shí)驗(yàn)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(jiàn) 項(xiàng)目 K a D 根數(shù) 層 柱類(lèi)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(jì)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(diǎn)假想水平位移，詳見(jiàn)表 23 表 23 框架頂點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表 層 Hi Gi GiHi Fi 樓層剪力 Vi 4 7139 3 2 1 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3)根據(jù)本工程抗震設(shè)防烈度 8 度， Ⅱ 類(lèi)場(chǎng)地土，設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)值為： 結(jié)構(gòu)底部： FEK=== 各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由表 24 計(jì)算列出，圖示見(jiàn)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(xué)實(shí)驗(yàn)樓 12 第三章 框架內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算方法 框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)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(shí)，采用 D 值法，本設(shè)計(jì)在計(jì)算各項(xiàng)荷載作用效應(yīng)時(shí)，一般按標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算，以便于后面荷載效應(yīng)的組合。 設(shè)計(jì)計(jì)算 恒載作用下的框架內(nèi)力 根據(jù)上面原則，可計(jì)算出本設(shè)計(jì)橫向框架各桿件的桿端彎矩分配系數(shù)，由于該框架為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，取框架的一半進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，如圖 31 （ a）恒載 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 （ b） 恒載產(chǎn)生的不平衡彎矩 圖 31 橫向框架承擔(dān)的恒載及節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩 節(jié)點(diǎn) A1： SA1A0=4i A1A0=4= SA1B1=4i A1B1==4= SA1A2=4i A1A2=4= (相對(duì)線剛度見(jiàn)表 21) ∑S= (++)= μA1A0=S A1A0/∑S= μA1B1=S A1B1/∑S= μA1A2=S A1A2/∑S= 節(jié)點(diǎn) B1： SB1D1=i B1D1=2= ∑S=+= μB1A1= μB1B2= μB1D1= μ21,20= 節(jié)點(diǎn) A2： μA2A1= μA2B2= 節(jié)點(diǎn) B2： μB2A2= μB2B1= μB2D2= 節(jié)點(diǎn) A4： ΜA4B4= ΜA4A3= 葉明星：四層中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓 14 節(jié)點(diǎn) B4： μB4A4= μB4B3= μB4D4= A B3 與相應(yīng)的 A2， B2相同。 2．桿端固端彎矩 計(jì)算桿件固端彎矩時(shí)應(yīng)帶符號(hào)，桿端彎矩一律以逆時(shí)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(lái)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(lái)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 樓層外縱梁 MA1=MD1== 頂層中縱梁 MB4=MC4== 樓層中縱梁 MB1=MC