【導讀】考慮建筑布置的要求，結(jié)構(gòu)選型選擇框架結(jié)構(gòu)。盡量滿足實用、耐久、美觀三方面的要求。設計主要包括兩大部分:建筑設計和結(jié)構(gòu)設計。采用鋼筋混凝土框架形式，遵循建筑可持續(xù)發(fā)展，使建筑和環(huán)境相結(jié)合，超越了單純形式的層面，對計算結(jié)構(gòu)進行驗算與調(diào)整。

　　

【正文】 荷載值為 2kN/m2 ，荷載較小，不考慮最不利組合，將 34 活荷載滿跨布置計算，同時為減小誤差，跨中彎矩擴大 倍，支座處彎矩不變。 各層梁的活荷載值： AB 跨： ： kN/ m （ 2） AB 跨 固端彎矩 ： Mab=－ 21 ??= Mba = BC 跨 固端彎矩 ： Mbc =－ 21 ??= Mcb = （ 3） 均布活載作用時，計算過程如 下： 圖 217彎矩計算簡圖 35 圖 218 活載作用下頂層力矩分配 36 圖 219 活載作用下標準層力矩分配圖 37 圖 220 活載作用下底層力矩分配 38 均 布活載作用內(nèi)力圖如圖 221 所示 圖 221 均布活荷載作用下內(nèi)力圖 （ 4）活載作用下的剪力計算： 頂層： VAB = L M2 右左 ?? Mql = 39 VBA =L M2 右左 ?? Mql= VBC =L M2 右左 ?? Mql= VCB =L M2 右左 ?? Mql= 標準層： VAB = L M2 右左 ?? Mql = VBA = L M2 右左 ?? Mql = VBC = L M2 右左 ?? Mql = VCB = L M2 右左 ?? Mql = 底層 : VAB = L M2 右左 ?? Mql = VBA = L M2 右左 ?? Mql = VBC = L M2 右左 ?? Mql = VCB = L M2 右左 ?? Mql = 柱剪力的計算 頂層 : VA= VB = VC= 四 層： VA= VB = VC = 三層： VA= VB = VC = 二層： VA= VB = VC = 40 底層： VA= VB = VC = 活載作用下的剪力圖如圖 222 所示 ： 222 活載作用下剪力圖 （ 5）活載作用下 柱軸力的計算 : ①頂層： NA =+= NB =++= NC =+= ② 4層： NA =++= NB =+++= NC=++= ③ 3層： 41 NA =++= NB =+++= NC=++= ④ 2層： NA = NB = NC= ⑤ 底層 :NA = NB = NC= 活荷載作用下的軸力圖如下 223： 圖 223 活荷載作用下的軸力 風荷載作用下的內(nèi)力計算 框架在風荷載的作用下，其內(nèi)力計算方法和步驟如下： ① 求各柱反彎點處的剪力值； ② 計算各柱的反彎點高 度； ③ 計算各柱的桿端彎矩及梁端彎矩； ④ 計算各柱的軸力 與 梁端剪力。 42 第 i 層 m柱分配的剪力 Vim=Dim/ΣDVi， Vi=ΣWi， 公式 (28) Wi— 第 i 層樓面處集中風荷載標準值； Dim－第 i 層 m柱的抗側(cè)移剛度。 框架柱反彎點高度比 ??7 ： y= y0＋ y1＋ y2＋ y3 公式 (29) y0— 框架柱標準反彎點高度比； y1— 上、下層梁線剛度變化反彎 點高度比修正值； y y3— 上、下層高度變化反彎點高度比修正值； A 軸柱反彎點位置如表 25 所示 ， D 軸柱反彎點位置如表 26 所示： G 軸柱反彎點位置如表 27 所示： 表 25 Ａ軸反彎點位置計算 層號 h(m) K y0 y1 y2 y3 y y*h 5 3 0 0 0 4 3 0 0 0 3 3 0 0 0 2 3 0 0 1 0 0 表 26 B軸柱反彎點位置計算 層號 h(m) K y0 y1 y2 y3 y y*h 5 3 0 0 0 4 3 0 0 0 3 3 0 0 0 2 3 0 0 1 0 0 0 43 表 27 C軸柱反彎點位置計算 層號 h(m) K y0 y1 y2 y3 y y*h 5 3 0 0 0 4 3 0 0 0 3 3 0 0 0 2 3 0 0 1 0 0 框架柱桿端彎矩、梁端彎矩 的計算，簡圖如圖 224 所示： MC 上 =Vim(1y)h 公式 (210) MC 下 =Vimyh 公式 (211) 中柱： ? ?jc1jcbb bj MMii i 上下右左左左 ??? ?bM 公式 (212) ? ?jc1jcbbbj MMii i 上下右左 右左 ??? ?bM 公式 (213) 邊柱： Mb 總 j=MC下 j+1+MC 下 j 公式 (214) Vb=1/L（ M1b+Mbr ） 公式 (215) Nb=Σ(VlbVrb ) 公式 (216) 圖 224計算簡圖 44 風載作用下 A 軸框架柱剪力和梁彎矩的計算如表 28 所示： 表 28 風載作用下 A軸框架柱剪力和梁彎矩 層數(shù) Vi ∑ D Dim Dim/∑ D Vim y*h Mc 上 Mc 下 M 總 5 19880 5680 4 19880 5680 3 19880 5680 2 19880 5680 1 15591 4900 風載作用下 B 軸框架柱剪力和梁彎矩的計算如表 29 所示 : 表 29風載作用下 B軸框架柱剪力和梁彎矩 層數(shù) Vi ∑ D Dim Dim/∑ D Vim y*h Mc 上 Mc 下 M 總 5 19880 9088 4 19880 9088 3 19880 9088 2 19880 9088 1 15591 6014 風載作用下 C 軸框架柱剪力和梁彎矩的計算如表 210 所示 : 45 表 210風載作用下 C軸框架 層數(shù) Vi ∑ D Dim Dim/∑ D Vim y*h Mc上 Mc下 M總 5 19880 5112 4 19880 5112 3 19880 5112 2 19880 5112 1 15591 4677 圖 225 風載作用下框架柱和梁的剪力彎矩圖 46 風載作用下框架柱軸力圖如圖 226： 圖 226 風載作用下框架柱軸力圖 抗震設計 1 抗震 資料 ： 設防類別為丙類 抗震設防烈度為七度，Ⅱ類場地土，只做橫向抗震計算，不考慮偶然偏心影響。 2 水平地震作用計算 該建筑物高度約為 15m＜ 40m，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度均勻分布，故可采用底部剪力法計算水平地震作用。 （ 1） 重力荷載代表值的計算： 屋面處重力荷載代表值 =結(jié)構(gòu)和構(gòu)建自重標準值 +雪荷載標準值。 其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)建自重取樓面上、下各半層層高范圍內(nèi)（屋面處去頂層的一半）的結(jié)構(gòu)及構(gòu)配件自重 47 1） 女兒墻和天溝的 重力荷載代表值 ① G 女兒墻 =（ g 女兒墻 +g 天溝 ） l=(+) (+) 2= ② G 屋面板 = = kN ③ G 梁 = kN ④ G 柱 = kN ⑤ 頂層的墻重： G 墻 = kN G頂層 =++++= kN 2） 其余各層樓面處重力荷載標準值計算 G墻 = 2= kN G樓面板 =（ ） = kN G梁 = kN G柱 =3 22（ ） = kN G標準層 =G 墻 +G 樓板 +G 梁 +G 柱 = kN 3） 底層樓面處重力荷載標準值計算 G墻 = kN G樓板 = kN G梁 = kN G柱 =3 22（ 3/2+） = kN G底層 = G 墻 +G 樓板 +G梁 +G 柱 = kN 4)屋頂雪荷載標準值 Q雪 =q 雪 s= = kN 5)樓面活載標準 值 Q樓面 =2 = kN 6）總重力荷載代表值的計算；（）內(nèi)為設計值 屋面處 GEW=+ = Kn() 樓面處 GEI=+ = kN（ ） 底層樓面處 GE1=+ = kN（ ） 3 水平地震作用下框架內(nèi)力合側(cè)移的計算 （ 1） 橫向自振周期 按頂點位移法計算框架的自振周期 頂點位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一 種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化為無限質(zhì) 48 點的懸臂直桿，導出以直桿頂點位移表示的基頻公式。這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： 結(jié)構(gòu)頂點假想位移 TU 可以由下列公式計算，計算過程， 如 表 54： nGi kVG?? （ 51）1( ) /ni ju i Vc Dij?? ? ? （ 52） 1()nTkV u i?? ? ? （ 53） TTT??? （ 54） 式中： T? ： 基本周期調(diào)整系數(shù)。考慮填充墻對框架自振周期影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取— ，該框架取 。 T? ： 框架結(jié)構(gòu)的頂點假想位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移， T? 是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點位移。然后由 T? 求出 1T ，再用 1T 求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。 ijD ：第 i 層第 j跟柱的抗側(cè)移剛度； 表 211結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算 層次 Gi (KN) Vai ∑ Di △ Ui Ui 5 443040 4 443040 3 443040 2 443040 1 344784 按公式（ 5－ 4）計算基本周期 T,其中 Ut量綱為 m，取 ? ? 1 1. 7 0. 29 24 0. 55 2Ts? ? ? 根據(jù)《建筑設計抗震規(guī)范》 （ GB50011— 2021）第 條規(guī)定，對于高度不超過 40米，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿 著 高度 方向 分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡化方法計算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計算抗震作用。 在 Ⅱ 類場地， 8 度設防區(qū)，設計地震分組為第二組情況下，由《建筑設計抗震規(guī)范》（ GB50011— 2021）表 — 1和表 — 2 可查得： 結(jié)構(gòu)的特征周期 gT 和水平地震影響系數(shù)最大值 max? （ 8 度，多遇地震 作用 ）為： gT = max? = (1).結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準計算： 1eq iGG??? (55) n n EKFF??? (56) 49 1()ni E K n i i i ijF F F G H G H?? ? ? ? ? (56) 式中： 1? ： 結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值； eqG：結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點可取總重力荷載代表值的 85％； nF? ：頂部附加水平地震作用； n? ： 頂部附加地震作用系數(shù)； EKF ：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值； ,ijHH：分別為質(zhì)點 i,j 的計算高度； 結(jié)構(gòu)等效總重力荷由公式（ 5－ 5）計算得： 0. 85 0. 85 40 2