毕业设计（论文）日照市东港区某购物中心设计

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1、青岛理工大学毕业设计第 1 章 建筑设计说明1.1 工程概况本工程为日照市东港区某购物中心，主要工程概况如下：1 建筑总高度为16.45米，地上三层（楼梯间四层），一层层高 4.5 米，二三层层高3.9米，楼梯间四层层高3米，室内外高差 0.45 米。2 建筑面积：总建筑面积约为 8221m 2 。3 建筑等级：本工程建筑结构安全等级为二级，耐火等级为二级，耐久等级为二级。4 建筑结构安全等级及设计使用年限：(1) 建筑结构安全等级：二级(2) 结构设计使用年限：50 年(3) 建筑抗震设防类别：乙类建筑(4) 地基基础设计等级：丙级(5) 框架抗震等级：三级5 结构形式：现浇钢筋混凝土多层框

2、架结构，基础形式为现浇钢筋混凝土阶形基础。6 标高设定：本工程0.000 ，室内外高差为 0.45m。7 自然条件及工程地质概况：(1) 二类场地土，地基承载力为特征值为f0k=180kpa，建筑场地复杂，基础 埋深暂定为12米之间。无软弱下卧层，不考虑地下水影响。(2) 水文地质概况：地下水稳定水位埋深1.252.20米深，水位标高5.246.02米，地下水类型为潜水。(3) 建设地点的地理情况：场地地势基本平坦，周围环境整洁，交通便利，无障碍物影响施工，建筑地点无地下埋设物。(4) 地区场地地震基本烈度为7度，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组。(5)

3、地基持力层为细砂。1.2 立面布置立面设计应遵循下面三个原则：1 完整均衡、比较适当；2 层次分明、交接明确；3 体形简洁、环境协调； 本项目主体建筑总高度为16.5米，主体部分女儿墙均高0.9米。立面设有填充墙，塑钢窗和木门，门窗尺寸及其他辅助设施窗高均合理布置，详见图纸。外墙面与外柱表面未取齐。1.3 荷载1 设计柱、基础、主梁时采用的楼面均布活荷载标准值： 商场营业厅：3.5 kN/m2c =0.7q =0.5 员工餐厅：2.5 kN/m2c =0.7q =0.5 仓库：5.0 kN/m2c =0.9q =0.8 上人屋面：2.0 kN/m2c =0.7q =0.4 卫生间：2.5 kN

4、/m2c =0.7q =0.5 楼梯间：3.5 kN/m2c =0.7q =0.3办公室：2.0 kN/m2c =0.7q =0.42 雪载：基本雪压So=0kN/m2，组合值系数c =0.7。3 风载：基本风压系数Wo=0.55kN/m2 ，地面粗糙度为b类。1.4 研究思路 本设计主要考虑建筑是人们运用一定的物质材料创造所需空间和环境的一种技术和艺术。结构是由构件组成的能承受“作用”的受力骨架，它的功能是形成建筑功能所要求的基本空间和体型。建筑推动结构理论的发展结构促进建筑形式的创新。 建筑设计主要解决：环境、场地、结构体型；与人的活动有关的空间组织；建筑技术问题；建筑艺术和室内布置。 结

5、构设计主要解决：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性和耐久性；结构的连接构造和施工方法。 本设计所在建筑和结构方面均有要求，所以着重要解决的问题也正是建筑与 结构。于是在设计中主要考虑要做到以下几点：1 建筑方案应有利于结构平面布置，使结构构件传力明确，便于计算，尽量减少构件的类型。2 不过于复杂，以免造成设计时间不足或出现计算能力不够等方面的问题。3 尽量不出现对结构构件截面尺寸的限制(如梁的高度不满足常用的跨高比要求等)，结构的跨度也不宜太大。其次在结构选型方面，我们依据安全适用，经济合理，技术先进的，施工方便的设计原则，根据建筑布置和荷载大小，选择结构类型和结构布置方案，并确定各部分

6、尺寸、材料和构造方法。由于课题要求我们采用框架结构。然而，框架结构可以采用多种不同的结构方案和布置，它主要是由下列因素决定的： 工艺使用要求 如房屋形状和柱网布置是否规则整齐，柱网尺寸是否符和模数化，房屋的高度比和工艺对结构纵、横向刚度的要求等。 施工和吊装能力 如能否采用预应力混凝土构件，预制构件的运输、吊装能力等。 建筑地区的自然条件 如地质条件、抗震设防烈度以及施工场地大小等。 是否经济合理，施工是否方便。在选择结构方案的布置时，综合以上因素具体分析。首先确定框架的类型，然后确定承重框架的布置方向。1.5 平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分的组合关系及房间的具体设计。由于建筑

7、平面通常较为集中地反映建筑功能方面的问题，因此从平面设计着手。但是，在平面设计中始终需要从建筑整体空间的效果出发，紧密联系建筑剖面和立面，反复思考，认真推敲，不断调整和修改平面。 建筑平面设计是方案设计的主要内容，它对是否满足建筑物的使用功能起着决定性的作用。建筑功能多种多样，所处的环境各不相同，因此平面设计没有统一模式。平面设计是在初步确定的总体布局基础上进行，从总体到局部，从原则到具体逐步深入。1 平面组合设计：(1) 功能分区。按设计任务书要求将使用性质相同或接近的房间组合在一起，粗略估计出面积和层数，确定其体量大小。(2) 体块组合。按相互联系和分隔关系，明确各体块之间的相对位置，进行

8、体块组合。商场的功能较为灵活，体块组合存在多种方案。根据建筑物所处地段的环境条件如地段大小、形状，周围道路，人流状况，朝向等因素反复思考、修改和比较，抓住主要矛盾，从而选出内部使用功能合理、对外联系简捷安全、造型较好的方案。根据体块组合形成方案草图是平面设计的关键步骤，虽然很粗略，但却确定了平面设计的大局，正如一篇文章的纲目一样重要。(3) 平面组合。根据各功能区的使用性质确定房间之间的组合关系。各功能分区通过几何的方式进行组合。库房要求干燥、独立。在确定组合方式的基础 上，根据闹静程度、对外联系顺序及对朝向的要求，合理确定不同房间在平面中的位置。2 交通组织及防火疏散设计合理组织好建筑内部交

9、通和对外联系是平面设计的主要内容之一。直接影响到使用和人员安全。交通设计应力求做到使用方便、疏散安全、简捷和节约面积。多层建筑交通设计包括楼梯的位置、数量及宽度、走廊的宽度和长度、门厅以及它们的相互关系。本建筑遵照多层民用建筑设计防火规范进行防火疏散设计。与本设计 有关的主要方面简述如下：(1) 确定建筑类别：本设计为多层建筑。(2) 确定耐火等级：本设计建筑耐火等级是二级。(3) 确定放火分区：根据规范，每个防火区的最大面积为 1500m2。本设计将整个建筑以防火卷帘分开，在高度方向，商场每层为一防火区，用钢筋混凝土楼板和防火门分隔。3 柱网布置 柱网选择与布置直接影响建筑的使用和结构的经济

10、性，不同的功能和功能布置方式采取不同的柱网布置方式。商场以其主要组成部分营业厅的开间、进深以及客房底层的组合方式为依据；大厅休息区和厕所部分根据顾客人数及内部交通组织等来合理选择柱网，以提高平面的使用率和结构的经济性。 商场按顾客数量来确定面积和形状。柱距可按单开间或扩大开间取，扩大开间有利于平面布置较为灵活，具体确定柱距在满足使用的基础上同时考虑经济性和施工条件。4 平面图的表达及尺寸标注5 平面图的表达 要完整表达建筑内部布置及交通联系状况绘出各层平面图(包括地上和地下)。因时间限制建筑工程专业毕业设计要求绘出底层平面及标准层平面，深度达到初步设计所要求的详细程度。平面图表达柱网布置内外墙

11、与柱网的关系、房间名称、固定设备的布置，按制图规定绘出楼梯、门窗位置、大小及开启方式等。底层平面标出剖面图的剖切位置和剖视方向。(2) 尺寸标注： 外尺寸 外尺寸分别标注如下内容：a 总尺寸：标明建筑总长和总宽；b 轴线尺寸和轴线编号：标出柱的位置和及其相互关系。横向定位轴线按、由左向右顺序编号；纵向按 A、B、C由下而上顺序编之；c 门窗动口及墙段尺寸。 内尺寸 标出内门窗位置及宽度，定出内墙位置。1.6 剖面设计教学楼由功能不同，大小不同的房间组合，在空间组合时考虑人流的分配和对外联系，以减少干扰并简化交通疏散设计。1.6.1 房间各部分高度1 静高和层高净高为房间地面到顶棚或其它构件底面

12、的距离，它与房间的使用性质、活动特点、采光、通风空间观感因素有关。层高是该层地坪或楼面到上层楼面的距离即净高加上楼板层的结构厚度。适当降低层高，从而降低整幢建筑的高度，对减轻建筑自重、改善结构受力、节省投资和用地有很大意义。营业厅层高以3m-4.2m为宜。本设计取3.9 m。2 室内外高差为防止室外雨水流入室内并防止墙身受潮，将室内地面适当抬高。一般建筑从使用方便原出发，室内外高差不宜过大，一般取0.45m、0.60m等，本设计取0.45m。3 窗台及窗高一般房间的窗台高与工作面相协调，可取0.8m-0.9m，也可根据功能和空间观感适当抬高窗台高度。窗的高矮影响房间的采光均匀度，多层框架结构建

13、筑结构建筑宜在框架梁或连系梁下直接设窗，不宜另设过梁。1.6.2 剖面图表达和尺寸标注1 剖面图的剖切位置宜通过楼梯间及建筑主入口，选择最能反映全貌和构造特点的部位；2 剖面反映出结构形式，框架结构须绘出剖到和可见的梁、柱截面及轮廓线；3 有完整的尺寸标注；(1) 标出建筑各部分的高度方向尺寸关系： 建筑总高室外设计地面到女儿墙顶或顶层结构顶面的距离； 各层房间层高； 门窗洞及窗下墙高度。(2) 标注各部分标高 以底层地面面层为基准标定楼面、屋面、门窗洞口及室外地坪、雨蓬、楼梯平台等部位标高，以m为单位。第二章 结构设计2.1 结构体系的选择和确定2.1.1 结构布置结构布置图如下图 2-1

14、所示:图2-1 标准层楼板布置2.1.2 基础方案该建筑场地和地基条件简单，荷载分布均匀，建筑层数小于7层，根据建筑地基基础设计规范第3.0.1条规定，该建筑的地基属于丙级地基。本建筑采用柱下独立基础。根据场地的地质条件，选择风化的软质岩石层为持力层，地基承载力特征值fak =250kPa，基础埋深1.45m，由于基础高度未定，底层柱的计算高度暂定h=4.5m+0.45m+0.65m=5.6m。2.1.3楼梯方案最常见得现浇式楼梯有板式楼梯和梁式楼梯，板式楼梯得优点是下表面平整，施工支模方便，外观轻巧。缺点是斜板较厚，其混凝土用量和钢筋用量都较多，综合考虑后，本设计采用双跑现浇板式楼梯。2.1

15、.4 建筑材料的选取混凝土和钢筋：基础、基础梁C30，HRB400；梁、柱、板均用C30混凝土，HRB400钢筋。2.2.构件尺寸初选2.2.1主梁:(共有8m、6m、4m、9m、7m五种跨） 8m跨：h=(1/121/8)l=(1/121/8)8=0.667m1m, 取h=0.7m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.7=0.367m0.4m， 取b=0.35m 6m跨：h=(1/121/8)l=(1/121/8)6=0.5m0.75m, 取h=0.6m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.6=0.2m0.3m， 取b=0.3m 4m跨：h=(1/121/8)l=(1/121

16、/8)4=0.3m0.5m, 取h=0.6m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.6=0.2m0.3m， 取b=0.3m 9m跨：h=(1/121/8)l=(1/121/8)9=0.75m1.125m, 取h=0.7m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.7=0.23m0.35m， 取b=0.35m 7m跨：h=(1/121/8)l=(1/121/8)7=0.58m0.88m, 取h=0.7m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.7=0.35m0.23m， 取b=0.35m2.2.2次梁：(共有8m、6m、4m三种跨) 8m跨：h=(1/101/18)l=(1/101/

17、18)8=0.44m0.8m, 取h=0.6m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.6=0.2m0.3m， 取b=0.3m 6m跨：h=(1/101/18)l=(1/101/18)6=0.33m0.6m, 取h=0.6m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.6=0.2m0.3m， 取b=0.3m4m跨：h=(1/101/18)l=(1/101/18)4=0.22m0.4m, 取h=0.4m b=(1/21/3)h=(1/21/3)0.4=0.13m0.2m， 取b=0.2m2.2.3 框架柱1 房屋建筑抗震设计规范第6.3.6条，柱截面尺寸，宜符合下列各项要求：(1) 截面的宽

18、度和高度均不宜小于 400mm ；圆柱直径不宜小于350mm；(2) 剪跨比宜大于 2；(3) 截面长边与短边比不宜大于 3；日照市东港区抗震设防烈度为7度，该建筑为框架结构，且高度少于24米，查表可知，该框架结构的抗震等级为三级，根据新规范，其轴压比限值N=0.85，柱的尺寸可以根据柱的轴压比按下列公式计算：N=bFgEn; (2-1)Ac=N/mNfc; (2-2)式中：N为柱组合的轴压力设计值； F按简支状态计算的负载面积； gE折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取1215kN/m2，本建筑选用14kN/m 2； b为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取

19、1.3，不等跨内柱1.25，等跨内柱取1.2； n为验算截面以上楼层层数； Ac柱截面面积； fc混凝土轴心抗压强度设计值； N框架柱轴压比限值，此处可近似取，该建筑为三级抗震，取 0.85。该建筑的营业厅底层中柱的截面面积为：营业厅底层中柱：mm2，为方便计算所有营业厅底层中柱均取截面为：bh=600600=360000mm2；4m跨边柱取：bh=400400=160000mm2；二三层中柱取：bh=500500=250000mm2；中庭处圆柱取d=800mm；2.2.4 楼板根据混凝土设计规范的规定，另考虑道最小板厚防火及抗震得各项规定，故取 t120mm。结构计算单元的选取：图2-2 计

20、算简图第3章 结构设计计算3.1设计柱、基础、主梁时采用的楼面均布活荷载标准值 商场营业厅：3.5 kN/m2c =0.7 y q =0.5 员工餐厅：2.5 kN/m2c =0.7 y q =0.5 仓库：5.0 kN/m2c =0.9 y q =0.8上人屋面：2.0 kN/m2c =0.7 y q =0.4卫生间：2.5 kN/m2c =0.7 y q =0.5楼梯间：3.5 kN/m2c =0.7 y q =0.3办公室：2.0 kN/m2c =0.7 y q =0.4雪载：基本雪压So =0kN/m2，组合值系数c =0.7。风载：基本风压系数Wo =0.55kN/m2 ，地面粗糙度

21、为B类。3.2 重力荷载计算3.2.1 屋面及楼面永久荷载标准值计算上人屋面： 30厚细石混凝土保护层 1.0322=0.66kN/m2 冷底子油一遍三毡四油防水层 0.4kN/m2 20厚矿渣水泥找平层 14.50.02=0.29kN/m2 60厚聚苯乙烯保温层 0.060.5=0.03kN/m2 100150厚膨胀珍珠岩找坡(2%) 0.1+0.15/2/7=0.88kN/m2 20厚矿渣水泥找平层 0.0214.5=0.29kN/m2 120厚钢筋混凝土板 250.12=3kN/m2 20厚水泥砂浆地板抹灰 0.0220=0.4kN/m2 合计： 5.95kN/m2营业厅及仓库大厅楼面：

22、 10厚陶瓷地砖地面 0.0119.8=0.20kN/m2 20厚1：4干硬性水泥砂浆打底 0.0220=0.40kN/m2120厚混凝土现浇板 0.0217=0.34kN/m2 合计： 3.94kN/m2卫生间楼面：吊顶和管道 0.5kN/m210 厚地面板 0.3kN/m210mm 厚柔性防水层 0.350kN/m220mm 厚 1：3 水泥砂浆找平 200.01 0.20 kN/m2120 厚钢筋混凝土楼板 250.1 23.0kN/m220 厚 1:3 水泥砂浆找平坡向地漏 200.0 20.40 kN/m2 合计 4.95 kN/m 2外墙：300 厚填充墙 5.50.3=1.65k

23、N/m 210厚 1：6 水泥石灰膏打底 160.0 10.16kN/m 210厚 1：3 水泥砂浆找平 200.0 10.20kN/m 210厚 1:2 水泥砂浆压实赶光 200.0 10.20kN/m 210厚 1：6 水泥石灰膏打底 160.01 0.16kN/m 210厚 1：3 水泥砂浆找平 200.01 0.20kN/m 2涂料大白腻子 0.064kN/m 2 合计 2.634kN/ m 2内墙240（120）：240（120）厚基层墙体 5.50.24(0.12)1.32(0.66)kN/m2双层 10厚 1:6 水泥石灰膏打底 160.2 0.32kN/m2双层 10厚 1:3

24、 水泥砂浆找平 200.20 0.40kN/m2涂料 大白腻子 0.128kN/m2 合计： 2.304（1.644）kN/m2女儿墙：240 厚基层墙体 5.50.24 1.32kN/m2双面 20 厚面层粉刷 170.04 0.68kN/m2合计： 2.0 kN/m2木门单位面积重力荷载 0.2 kN/m2铝合金窗单位面积重力荷载 0.4kN/m2钢铁门 0.400.45kN/m2屋顶天窗 0.350.40kN/m2玻璃幕墙 1.001.50kN/m2广告位（彩色钢板金属幕墙板） 0.11kN/m2走廊、楼梯间楼面：10厚大理石楼面 280.01 0.29kN/m220厚水泥砂浆找平层 2

25、00.02 0.4kN/m2120厚钢筋混凝土板 250.12 3.0kN/m220厚板底粉刷抹平 170.02 0.34kN/m2 合计： 4.02kN/m2办公室、员工餐厅及休息室楼面：水泥石地面 0.65kN/m2120 钢筋混凝土现浇楼板 250.12=3.0kN/m2吊顶或粉底 0.5kN/m2 合计： 4.15kN/m2仓库楼面：10厚 1:2 水泥砂浆压实赶光 200.0 10.2kN/m210厚 1:3 水泥砂浆找平层 200.02 0.4kN/m2120厚钢筋混凝土楼板 250.1 23.0kN/m220厚板底粉刷 170.02 0.34kN/m2 合计： 3.94kN/m2

26、3.2.2 梁、柱、墙、门窗重力荷载计算梁柱重力荷载标准值如表所示：表 3.1 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/m/(kN/m3)g/(kN/m)L/mnGi/kN一层KL10.20.4251.052.1418.4KL20.350.7251.056.436139KL30.350.7251.056.4384206次梁10.30.6251.054.72588302.4次梁20.30.6251.054.7256256.7次梁30.20.4251.052.14216.6Z10.60.6251.19.95.66332.6Z20.40.4251.14.45.6124.64Z3R=0.8251.155

27、.295.61309.6Z4R=0.6251.131.15.64696.7二、三层KL10.20.4251.052.1418.4KL20.350.7251.056.436139KL30.350.7251.056.4384206次梁10.30.6251.054.72588302.4次梁20.30.6251.054.7256256.7次梁30.20.4251.052.14216.8Z10.50.5251.16.563.96153.6Z20.40.4251.13.93.9117.16Z3R=0.8251.155.293.91215.6续上表层次构件b/mh/m/(kN/m3)g/(kN/m)L/mn

28、Gi/kN二三层Z4R=0.6251.131.13.94485.2注： 为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g 表示单位长度构件重力荷载；L 为梁、柱长度，其值取跨度长度； n为构件数量。3.3重力荷载代表值计算地震作用时，房屋的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值时各可变荷载组合值之和，并按下式计算：GE=GK=iQki(3-1)式中： GE体系质点重力荷载代表值(kN)； GK结构构件、配件的永久荷载标准值(kN)； QKi结构或构件第i 可变荷载标准值(kN)；i可变荷载的组合值系数，可按表采用；表3.2 可变荷载组合值系数可变荷载种类组合值系数雪荷载0.5屋面积灰荷

29、载0.5屋面活荷载0.7按实际情况计算的楼面活荷载1.0按等效分布荷载计算的楼面活荷载仓库0.9其他民用建筑0.5 该建筑不考虑屋面积灰荷载，屋面雪荷载组合系数取0.5，屋面活荷载不计 入，楼面活荷载按等效均布荷载计算，组合系数取0.5。 计算每层的重力荷载代表值：G1：第一层荷载 G1=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+第二层下半层柱 及纵横墙、门、窗自重的一半+第一层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半一层部分梁、柱、门窗、墙荷载： 一层柱: 322.6/651+24.649+309.6+696.7=3611.64一层梁：8.413+3911+51.561+37.872+28.46+8.

30、36=6621.2一层楼面恒载：228.483.94+(21.85+40.38)4.02+2167.753.94+37.884.95+84.54.15=9561.71一层楼面活载：228.485+84.52+21.853.5+2167.253.5+40.383.5+37.882.5=9209.3一层铝合金窗：（6.834+1.21.27+2.42+3.62）0.4=44.352一层门：(1.82.418+272.12+1.82.14)0.4=41.688一层墙：(208+20)4.5-110.88)2.634+(2444.5-104.22)1.644+127.23=3894.57二层部分柱、门

31、窗、墙荷载：二层柱：153.6/651+17.169+215.6+485.2=2160.84二层铝合金窗：(3224+3.622+1.21.28)0.4=67.97二层门：(0.92.42+1.12.4+1.82+0.92.15+1.82.42+1.82+1.21.24）0.4=15.204二层墙：(1683.9-38.01)1.644+(1803.9-110.88)2.634+110.253=2269.95G1=9561.71+0.59209.3+6621.2+(2160.84+67.97+15.204+2269.95)0.5+(3161.64+44.352+41.688+3894.57)0

32、.5=26615.672G2：第二层荷载G2=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+第三层下半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半+第二层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半二层部分梁荷载：8.413+3911+51.561+37.872+28.46+8.36=6621.2二层楼面恒载： (1699.57-254.47)3.94+(16.93+17.37)4.95+40.064.02+(123.732.5+179.29+100.40+218.93)3.94=8205.21二层楼面活载：(1699.54-254.47)3.5+(16.93+17.37)2.5+40.063.5+807.9455=9211

33、.4682三层部分柱、门窗、墙荷载：三层柱：153.6/651+17.169+215.6+485.2=2160.84三层铝合金窗：(3210+1.21.29)0.4=29.184三层门：(1.12.12+1.82.48+1.12.4+0.92.42)0.4=18.456三层墙：（1803.9-72.96)2.634+（1723.9-46.14)1.644=2683.83G2=8205.21+9211.46820.5+6621.2+(2160.84+29.184+18.456+2683.83)0.5+(2160.84+67.97+15.204+2269.95)0.5=24135.2811G3：第

34、三层荷载G3=屋面恒载+50%屋面活载+纵横梁自重+屋面上荷载+第三层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半女儿墙及突出屋面板：（208+182+20)0.92+208+20)25.95=2541.6屋面活荷载：（6427+689+489)2=4896屋面恒荷载：（6427+689+489)5.95=14565.6屋顶壳体荷载：(6412+486+326)0.3=374.4屋顶天窗荷载：182/40.35=89.064G3=14565.6+48960.5+6621.2+(2160.84+67.97+15.204+2269.95)0.5+2541.6+374.4+89.064=28900.446集中

35、于各楼层标高出的重力荷载代表值如图3-1所示图3-1 各质点重力荷载代表值3.4 框架侧移刚度计算3.4.1 框架梁线刚度计算本工程横梁线刚度具体计算如下表：表3.3 梁线刚度ic计算表梁号Ec/(N/mm2)104B/mmH/mmI0/mm4109L/mmEcI0/l/Nmm10101.5EcI0/l/Nmm10102EcI0/l/Nmm1010L13.02004001.140000.821.231.64L23.035070010.0600057.510L33.035070010.080003.755.637.53.4.2 框架柱线刚度计算本工程柱线刚度计算如表所示：表3.4柱线刚度ic计算

36、表层次Hc/mmEc(N/mm2)B/mmH/mmIc/mm4EcIc/hc/Nmm一56003.010460060010.81095.79101056003.01044004002.11091.11010二、三39003.01045005005.21094.01010续上表层次Hc/mmEc(N/mm2)B/mmH/mmIc/mm4EcIc/hc/Nmm二、三39003.01044004002.11091.61010注： E 为混凝土弹性模量。 I0为梁、柱换算截面惯性矩且I 0=bh3/ 12。 现浇楼面：中框架取Ib =2I0；边框架取Ib =1.5 I0 。 EcIo/l 为梁的线刚度

37、。3.4.3 柱抗侧移刚度计算柱的侧移刚度 D 值按下式计算： （3-2）式中：ac为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按表3.5计算，其中K表示梁柱线刚度比。位置边柱中柱简图简图底层（固结）一般层表3.5 c计算公式表根据上述方法计算出框架柱的侧移刚度 D 值见表 3.6表3.6 框架柱的侧移刚度计算表层数边柱（9根）Z1中柱（9根）Z2D/x(1010)D/x(1010)一层1.120.5221932.00.6313985续上表层数边柱（9根）Z1中柱（9根）Z2D/x(1010)D/x(1010)二、三层0.770.450492.910.618934层数中柱（7根）Z3中柱（30根）Z4D/

38、x(1010)D/x(1010)一层3.00.7155392.60.6915317层数中柱（7根）Z3中柱（30根）Z4D/x(1010)D/x(1010)二、三层4.30.72220833.750.515779层数边柱（9根）Z5边柱中柱D/x(1010)一层1.30.5512209129618694148二、三层1.8750.39467130644798354表3.7 横向框架层间侧移刚度(N/mm)层次123823766928998928998 层间侧移刚度验算：底层 823766/928998=0.880.7 满足最大弹性层间侧移要求，且符合规则框架要求。3.5 横向水平荷载作用下框架

39、结构的内力和侧移计算3.5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算1 框架自振周期计算结构的自振周期采用顶点位移法，公式为： （3-3）式中：t为结构基本周期考虑非承重砖墙影响系数，取为 0.7。 UT为结构基本自振周期时的结构顶点假想位移。结构的基本自振周期采用顶点位移法进行计算。顶点位移法的思路是：将以质量均匀分布的悬臂结构体系的基本周期用在重力荷载水平作用下所产生的水平顶点位移来表示。顶点位移可以通过将各质点重力荷载代表值水平作用于体系各质点上，然后，根据各楼层刚度，按静力方法求出。表3.8 结构顶点的假想侧移计算层次楼层重力荷载楼层剪力楼层侧移刚度层间位移楼层侧移viGi(kN

40、)VGi(kN)(m)328900289009289980.0310.184224135530359289980.0570.153126615796508237660.0960由式 3-3 可得结构的基本周期：T1=1.70.7 (0.184)1/2=0.55s2水平地震作用及地震剪力计算工程上，多自由度弹性体系水平地震作用的计算一般采用振型分解反应谱法，在一定的条件下还可以采用简化的振型分解反应谱法底部剪力法。这两种方法也是我国建筑抗震设计规范中采用的方法。该结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。底部剪力法的思路是：首先计算出

41、作用于结构总的地震作用，即底部剪力，然后将总的地震作用按照一定规律分配到各个质点上，从而得到各个质点的水平地震作用。结构总水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算： (3-4)式中：1 相应于结构基本自振的水平地震影响系数值；Geq 结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点应取总重力荷载代表值的 85%本结构防烈度为7度，地震加速度为0.10g，查水平地震影响系数最大值表得。因为设计地震分组为第三组，场地土类别为二类场地，查表得 Tg=0.45s，故：T1=0.55s，则 T11.4Tg=0.63s，故不需考虑顶部附加地震作用的修正。各质点的水平地震作用为： (3-5)式中： FE

42、k 结构总水平地震作用标准值；相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，应按本章(抗震规范)确定，多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值；Geq 结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的 85%；Fi 质点 i 的水平地震作用标准值；Gi , G j 分别为集中于质点 i、j 的重力荷载代表值；H i , H j 分别为质点 i、j 的计算高度；n 顶部附加地震作用系数；FN 顶部附加水平地震作用。为保证结构基本安全性，根据建筑抗震规范规定, 抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求： (3-6)式中： VEki第

43、i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；剪力系数，不应小于表 3.11 规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以 1.15 的增大系数； Gi第 j 层的重力荷载代表值。表3.9 楼层最小地震剪力系数类别7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.0160.032（0.048）0.064基本周期大于5.0s的结构0.0120.024（0.032）0.040注：(1)基本周期介于 3.5s 和 5s 之间的结构，可插入取值；(2)括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地区。3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的框架结构的层

44、间位移ui和顶点位移分别按下式（3-7）和（3-8）计算： （3-7） （3-8）计算过程见表 3.10，表中还计算了各层的层间弹性位移。3.10各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mGi/kNFi/kNVi/kNDiUi(m)=Ui/hi33.928900732.23732.239289980.00150.0000523.924135510.681242.919289980.00130.0001215.626615891.722134.638237660.00080.00014注：(1)Hi 为层高，单位 m；(2)Gi 为每层的重力荷载代表值，单位 kN；(3) Fi 为每

45、层的剪力；(4)Vi 为各层总的剪力。由上表可见，最大层间位移发生在底层，根据结构抗震规范3.7.3 规定， 对于钢筋混凝土框架结构位移角要小于 1/550=0.00182。由表可知，各层间位移 角均小于 1/550，满足要求。各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布图：图3-2 层间剪力分布图4水平地震作用下框架内力计算框架柱端剪力及弯矩分别按式（3-9）和（3-10）计算，各柱反弯点高度比y按式 3-11 确定。（3-9）(1-y)h (3-10)y=y0+y1+y2+y3 (3-11)式中： Dij i 层j柱的侧移刚度； h为该层柱的计算高度；y 为框架柱的反弯点高度比；y0 为

46、框架柱的标准反弯点高度比；y1 为上、下层梁线刚度比修正值；y2 、y3 为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。具体计算过程及结果见表 3.12。 地震荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱的轴力计算可根据节点平衡和刚度分配原则得到。表3.11 在横向地震作用下框架柱端剪力及弯矩计算层次321Hi/m3.93.95.6Vi/kN732.231242.912134.63层次321928998928998823766边柱1Di(kN/m)504950492193Vi18.3816.9914.76y0.350.450.6521.2436.4428.9311.4429.8253.73边柱2Di(kN/m)1

47、89341893413985Vi232.1863.7394.14y0.450.50.6边柱2y0.450.50.669.03124.27210.8756.48124.27316.31边柱3Di(kN/m)220832208315539Vi337.5374.33104.60y0.350.450.55续上表层次321边柱3Di(kN/m)220832208315539Vi337.5374.33104.60y0.350.450.5595.14159.44322.1751.23130.45263.59边柱4Di(kN/m)157791577915317Vi426.8253.11103.11y0.450

48、.530.5557.5397.35259.8447.07109.78317.58边柱5Di(kN/m)9467946712209Vi516.0931.8782.18y0.440.490.6335.1463.39170.28边柱535.1463.39170.28注：(1)M 的量纲为 kNm；(2)V 的量纲为 kN。5水平地震作用下框架梁端弯矩和剪力 (3-12)对边柱节点：根据框架梁隔离体的平衡条件的剪力：框架柱的轴力计算：对于边柱，节点一侧的梁端剪力即为该层层间轴向力表3.12 框架梁端弯矩及柱轴力计算表层数KL1KL2LVbLVb321.249.6647.7359.3754.23618.

49、93247.8825.305418.30155.45120.08645.92层数KL1KL2LVbLVb158.7546.92426.42288.22257.99691.04层数KL3KL4LVbLVb340.9128.7788.7128.7728.7787.19290.5972.21820.3572.2172.21818.051194.63184.81847.4318.481184.81846.2层数KL5柱轴力LVbNz1Nz2Nz3Nz4Nz5328.7735.1487.997.7349.71-10.220-7.99层数KL5柱轴力LVbNz1Nz2Nz3Nz4Nz5272.219182

50、0.426.03144.49-35.790-28.391184.81231.1885252.42355.56-79.40-80.39建筑抗震设计规范规定：设防烈度为 8 度和 9 度的大跨度结构、长悬臂结构，以及设防烈度为 9 度区的高层建筑，除计算水平地震作用外，还应计算竖向地震作用。本建筑设防烈度为7度，不需进行竖向地震作用的计算。图3-3 水平左地震作用下框架弯矩图图3-4 左震作用下梁剪力柱轴力图注： (1)弯矩的量纲为kNm，剪力的量纲为kN，轴力的量纲为 kN；(2)柱轴力中压力为正；(3)框架为左右对称结构。3.5.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1风荷载标准值的计算建

51、筑结构荷载规范第 7.1.1 条规定风荷载标准值按下式计算： (3-13)式中： wk风荷载标准值（kN/m2）；bz高度 z 处的风振系数；s风荷载体型系数；z风压高度变化系数；w0基本风压（kN/m2）。建筑处于B类地区，基本风压 0.55kN/m2，矩形平面,建筑高度为 21.15m, 22.55m30m，所以不考虑风压脉动的影响，取bz =1.0。由建筑结构荷载规范查得，z= 0.8（迎风面）和s= -0.5（背风面），则s= 0.8- (-0.5) = 1.3。则根据式3-12可得风荷载标准值，根据静力等效原理将分布荷载转化为各楼层处的集中荷载，如下表 3.13 所示。表3.13 风载及楼层处的集中力层数s0HizzkAiFi31.30.4=0.5212.751.00.650.33822.87.7128.851.00.650.33831.210.5514.951.00.650.33835.411.97注：Hi自室外地坪算起。图3-5 框架上的等效节点集中荷载示意图2风荷载作用下的水平位移计算根据图 3-4 所示的水平荷载，由式Vi = 5 Fk 计算层间剪力Vi ，然后根据所求出轴线框架的层间侧移刚度，再按式Ui=和式U=计算各层相对侧