【導(dǎo)讀】①建筑面積：6400㎡；立面圖、剖面圖和結(jié)構(gòu)大樣圖的設(shè)計(jì)，并附有建筑設(shè)計(jì)說明。節(jié)點(diǎn)詳圖要求符合建筑制圖規(guī)范。計(jì)算機(jī)繪制，且符合制圖標(biāo)準(zhǔn)和施工圖深度。統(tǒng)一用A3圖紙打印出來并裝訂。附有完整的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。本建筑依據(jù)其功能要求設(shè)計(jì)成五層的框架結(jié)構(gòu)，建筑總高不超過24m，差別不大，滿足要求。功能布置依據(jù)所給出的建筑功能和相關(guān)規(guī)范要求，進(jìn)行。本建筑平面設(shè)計(jì)考慮到為方便基礎(chǔ)布置，底層布置成矩形。取9m的開間，中間除門廳處外其它柱距取為，但開間為9m。考慮到房間使用的限制和建筑要求，公設(shè)計(jì)了兩種大小的教室。建筑物水平交通部分樓道的寬度取。中部，而依據(jù)防火規(guī)范，兩側(cè)設(shè)計(jì)有防火樓梯，便于疏散。層頂排水坡度為2%，檐溝內(nèi)排水坡度為。軸壓比限值條件：。宜小于200mm，梁截面高寬比不宜大于4”。

　　

【正文】 ?????? 門窗自重： ???? 屋面活 載： kN3 1 ??? 恒載 +? 活載： ??? ????? 2～ 4 層的重力荷載代表值 樓面恒載： kN6 7 2 ??? 上下半層墻重： ?? 縱橫梁自重： 13 上半層柱 +下半層柱： ?? 門窗自重： 樓面活荷載： ??? 恒載 +? 活載： ? ?????? 1 層的重力荷載代表值 樓面恒載： kN6 7 2 ??? 上下半層墻重： ?? 縱橫梁自重： 上半層柱 +下半層柱： ?????? 門窗自重： 樓面活荷載： ??? 恒載 +? 活載： ? ?????? 故一榀框架各層重力荷載代表值為： 第五層： 第四層： 第三層 : 第二層 : 第一層 : 14 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算 計(jì)算梁、柱的線剛度 梁線剛度計(jì)算梁柱混凝土標(biāo)號均為 C30， 24 / mmNE C ?? 。 在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板但只有現(xiàn)澆層的 樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取 II? ，對中框架梁取 II? 。 表 411 橫梁線剛度計(jì)算表 類別 cE 2/mmN hb? mmmm? 0I 4mm l mm lIEc /0 mmN? lIEc /2 0 mmN? 邊橫梁 ? 600250? ? 6600 ? ? 走道梁 ? 400200? ? 2700 ? ? 表 412 柱線剛度 Ic計(jì)算表 層次 ch mm cE 2/mmN hb? mmmm? cI 4mm ccc hIE / mmN? 1 4850 ? 500500? ? ? 2～ 5 3900 ? 500500? ? ? 計(jì)算柱 的側(cè)移剛度 柱的側(cè)移剛度 D計(jì)算公式： 212hiD c?? 其中 c? 為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)， K 為梁柱線剛度比，不同情況下， c? 、 K 取值不同。 對于一般層： cbiiK 2?? KKc ?? 2? 對于底層： cbiiK ?? KKc ??? ? 15 表 421 橫向框架柱側(cè)移剛度 D計(jì)算表 層次 層高 h (m) 柱 根 數(shù) K c? 212hiD c?? mmN/ ?D 25 邊柱 2 中柱 2 1 邊柱 2 中柱 2 1 6 7 6 1 9 1 7 021 ?????DD ，該框架為規(guī)則框架。 圖 421 框架計(jì)算簡圖 16 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 橫向水平地震 作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算和側(cè)移計(jì)算。 橫向自振周期的計(jì)算 運(yùn)用頂點(diǎn)位移法來計(jì)算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計(jì)算： TT uT ? ? 式中， Tu —— 計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值 iG 作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移； T? —— 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取 ； 故先計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移 ??? iii DVu , ?? ?? 51i ii uu 計(jì)算過程如下表： 表 511 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移計(jì)算 層次 /iGkN kNVGi/ /( / )iD N mm? mmui /? /iu mm 5 4 3 2 1 由上表計(jì)算基本周期 1T ， suT TT ????? ? 17 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算 該建筑結(jié)構(gòu)高度遠(yuǎn)小于 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計(jì)算水平地震作用。 首先計(jì)算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力 EkF 。 1Ek eqFG?? 式中， 1? —— 相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)； eqG —— 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載代表值的 85％； ? ???? kNGG ieq 6 6 3 1 該地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，查規(guī)范得特征周期 ? 查表得，水平地震影響系數(shù)最大值 max ? ? 由水平地震影響系數(shù) ? 曲線來計(jì)算 1? 04 8 a 11?????????????????? ?? TT g 式中， ? —— 衰減系數(shù)， ? ＝ 時，取 ； kNGF eqEk 6 670 4 ???? ? 因?yàn)? sTsT g ????? 所以需要考慮頂部附加水平地震作用。 Eknn FF ??? 1 ?????? Tn? 則質(zhì)點(diǎn) i 的水平地震作用 iF 為： 1iii EknjjjGHFFGH?? ? 頂層為 nn FF ?? 式中： iG 、 jG 分別為集中于質(zhì)點(diǎn) i、 j 的荷載代表值； iH 、 jH 分別為質(zhì)點(diǎn) i、 j 的計(jì)算高度。 18 具體計(jì)算過程如下表，各樓層的地震剪力按 ???ij ji FV 1來計(jì)算，一并 列入表中。 表 512 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表 層次 /iHm /iGkN /iiGH kN m? /iFkN /iVkN 5 4 3 2 1 ? iiHG 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖 511。 圖 511 橫向水平地震作用及層間地震剪力 水平地震作用下的位移驗(yàn) 算 用 D 值法來驗(yàn)算 框架第 i 層的層間剪力 iV 、層間位移 ()iu? 及結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移 u 分別按下式來計(jì)算： nikkiVF??? 1( ) /si i ijju V D??? ? 1 ()nkkuu???? 19 計(jì)算過程見下表，表中計(jì)算了各層的層間彈性位移角 /e i iuh? ?? 。 表 513 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算 層次 /iVkN /( / )iD N mm? /iu mm? /iu mm /ih mm /e i iuh? ?? 5 3900 1/3097 4 3900 1/1768 3 3900 1/1331 2 3900 1/1137 1 4850 1/936 由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層， 1/9361/550,滿足要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點(diǎn)高度來求柱上、下端的彎矩。 柱端剪力按下式來計(jì)算： imj ijijij VDDV???1 柱上、下端彎矩 uijM 、 bijM 按下式來計(jì)算 bij ijM V yh?? (1 )uij ijM V y h? ? ? 1 2 3ny y y y y? ? ? ? 式中： ijD — i 層 j 柱的側(cè)移剛度； h為該層柱的計(jì)算高度； y反彎點(diǎn)高度比； ny — 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度 bk ，和柱的相對線剛度 ck 20 的比值，總層數(shù) m ，該層位置 n 查表確定。 1y — 上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值 1? 及i 查表得。 2y — 上下層層高變化的修正值，由上層層高對該層層 高比值 2? 及 i 查表。 3y — 下層層高對該層層高的比值 3? 及 i 查表得。 需要注意的是 ny 是根據(jù)表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比ny 查得。 (該框架查表， 1y ， 2y 和 3y 均為 0) 表 514 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算 層次 mhi/ /iVkN ?ijD mmN/ 1iD mmN/ 1iV kN K y M上 M下 5 4 3 2 1 表 515 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算 層次 /ihm /iVkN ?ijD mmN/ 2iD mmN/ 2iV kN K y M上 M下 5 4 3 2 1 注：表中彎矩單位為 kNm? ,剪力單位為 kN 21 梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計(jì)算 ? ?1,ll b ubb i j ijlrbbiM M Mii ???? ? ?1,rr b ubb i j ijlrbbiM M Mii ???? 2lbbb MMV l?? ? ?n lri b bki kN V V???? 注：該處的 lbM 與 rbM 指的是節(jié)點(diǎn)出左右的梁端彎矩。 下表中的 lbM 與 rbM 指的是一根梁左右端的彎矩。 表 516 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 層次 邊梁 走道梁 柱軸力 lbM rbM l bV lbM rbM l bV 邊柱 N 中柱 N 5 4 3 2 1 注：本計(jì)算中 軸力以受壓為正，受拉為負(fù)。 22 水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖所示： 圖 512 左地震作用下框架彎矩圖 )( mkN? 30 .4762 .2114 23 .3738 .4450 .62 圖 513 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖 )(kN 23 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 垂直于建筑物表 面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時按下式來計(jì)算： 0k z s zww? ? ?? 式中， k? — 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（ kN/