1、 本科生毕业设计 八层宾馆框架结构设计八层宾馆框架结构设计 院院 系系 专专 业业 土木工程土木工程 班班 级级 学学 号号 学学 生生 姓姓 名名 联联 系系 方方 式式 1 1 指指 导导 教教 师师 2009 年年 5 月月 目目 录录 1、引言、引言2 2、建筑设计、建筑设计2 3、设计基本资料、设计基本资料5 4、结构选型与布置、结构选型与布置5 5、结构基本截面尺寸估算、结构基本截面尺寸估算5 6 6、荷载计算荷载计算.10 7、梁截、梁截面设计面设计50 8、柱的内力组合及截面设计、柱的内力组合及截面设计60 9、板、板的计算的计算77 10、 楼梯设计楼梯设计81 11、 基础
2、设计基础设计86 参考文献参考文献91 致谢致谢92 1 1 引引 言言 本工程是 8 层框架结构体系，设计此结构体系力求平面结构布置对称。在设计过程 中，框架梁、柱的布置充分考虑了建筑物的使用功能和结构的合理性，既可以满足空间 的灵活布置，同时考虑框架同时承受竖向荷载和侧向力的作用，可以满足抵抗水平和竖 向荷载。 框架结构应用于多层建筑非常广泛，针对以上的毕业设计题目及框架结构的特点， 作为土木专业的我，选择了框架结构目的是将五年所学的知识总结与应用于此毕业结构 设计，设计过程分为建筑部分与结构部分，每一大部分都根据规范来设计，同时灵活地 根据实际情况来设计。设计的收获是不但能将框架结构掌握
3、好，同时为今后学习其他结 构的知识打下了牢固的基础，为今后的工作必定有非常大的帮助。 2 建 筑 设 计 1） 、总平面设计 拟建豪华公寓位于中原某地区，坐北朝南，主导风向为夏季东南风，冬季西北 风。 2） 、平面设计 设计思路是从建筑功能上出发，从总体布局到局部的原则去把握整个设计。建筑 平面是表示建筑物在水平方向各部分组合关系以及各部分房间的具体设计。 a、平面组合采用对称式组合，满足宾馆的设计要求， 防烟楼梯、电梯遵照高 层民用建筑设计防火规范的要求。 b、交通组织及防火设计，本建筑总高度为 31.5m50m,建筑类别为二类高层建 筑，每层的建筑面积1000m2。 耐火等级 二类高层建筑
4、耐火等级为二类。 防火分区 根据规范二类建筑每个防火区的最大建筑面积为 1500 m2，满足要求。 c、柱网的布置。按照每间客房的布置以及走廊的布置确定，开间为 3.9m，进 深为 7.8m。柱网的布置做到整齐划一、对称，以利于构件的统一化。 该高层三至八层均为豪华客房，一层和二层为餐厅。 3)、剖面设计 剖面设计目的是确定建筑物竖向各空间的组合关系、空间的形状和尺寸、建筑层 数等。 考虑结构的统一、 功能的要求， 以及施工的方便， 建筑层高均一层和二层为 4.2m， 二到十三为 3.3 m，室内外高差为 0.52m，电梯机房的空间高度及其相对高程应根据 所选电梯型号的说明书确定，取顶层高为
5、4.2m。门窗的高度满足高规的要求， 门的高度均为 2.1m，窗台的高度取 0.9m。本建筑的基础拟做独立基础。 4)、立面设计 立面设计目的是在紧密结合平面、剖面的内部空间组合、外部环境及在满足建筑 使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的规律进行的。 5)、建筑构造设计 建筑构造设计是建筑设计的重要组成部分， 是建筑平、 立、 剖设计的继续和深入， 也是结构设计和建筑施工的重要依据。 外墙：高层建筑结构多为框架和剪力墙承重，外墙只起围护的作用。各种轻质砌块 （蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，240mm）目的：轻质、保温、隔热。外侧加砌瓷 砖墙面目的：为避免墙体受水，影响墙体隔热、保温性
6、能。 内墙： （除剪力墙外）根据使用要求，楼梯间、防烟前室、电梯间墙应又足够的防火 性能；客房墙具有必要的隔声性能；卫生局应有放水防潮性能等。初选：蒸压粉煤灰 加气混凝土砌块（200mm） ；轻质内隔墙：蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（100mm） 。 高层建筑女儿墙一般为较高（1.2m） ，为了保证其稳定，需在上端设钢筋混凝土圈梁 且与主体结构有可靠的拉结。 楼梯的设计也要满足高层民用建筑设计防火规范的要求，采用 mmmmhb150*300*。楼梯的宽度、平台梁的跨度也满足要求。 以下表 2-1 为建筑构造的用法： 建筑装修做法 地面做法 屋面做法 水磨石面层 40mm 厚 C20 级细石混凝土防
7、水层：内配双向 6200 钢筋网 34 厚水泥胶结合层 纵横每 6 米分缝，分缝处用防水油膏填缝 20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆 10mm 厚纸筋灰隔离层 100mm 厚 C15 混凝土垫层 20mm 厚 1：3 水泥砂浆找平 大厅做法 120mm 厚钢筋混凝土板 大理石面层 15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷 34 厚水泥胶结合层 墙面装修做法 20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆 外围护墙做法 100mm 厚 C15 混凝土垫层 75*75 外墙面瓷砖（聚合物水泥浆沟缝） 标准层做法 5mm 厚聚合物水泥砂浆粘贴 面层（瓷砖） 20mm 厚聚合物水泥砂浆找平 20mm 厚 1：2 水泥砂浆找
8、平 扫聚合物水泥浆一道 素水泥浆结合层一道 内墙 1 做法 100mm 厚钢筋混凝土楼板 混合砂浆批档：用于所有房间、客厅、梯间 1200mm 以上墙面 15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷 15mm 厚 1：1：6 水泥砂浆打底 卫生间、厨房、阳台做法 5mm 厚 1：1：3 水泥沙浆过面 面层（玻化面砖） 扫乳胶漆一道 15mm1:2 水泥砂浆保护层 内墙 2 做法 2mm 厚水泥基防水涂料 耐磨抛光砖：用于候梯厅，梯间 1200 以下墙面 20mm1：2 水泥砂浆找平 15mm 厚 1：1.25 水泥砂浆胶合层 素水泥浆结合层一道 300*300mm 耐磨抛光砖面，纯白水泥浆擦缝 100mm
9、厚钢筋混凝土楼板 内墙 3 做法 15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷 瓷砖面（用于厨房、卫生间） 楼梯间做法 15mm 厚 1：1.25 水泥砂浆打底、纯水泥磨平 楼梯耐磨专用地砖 （素白水泥浆擦缝） 34mm 厚水泥胶结合层 34 厚水泥胶结合层 5mm 厚彩花瓷片白水泥擦缝 20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层 100mm 厚钢筋混凝土楼板 门窗做法 15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷 采用铝合金窗、木门、铝合门 说明：外围护墙、分户墙采用 180 墙， 隔墙采用 120 墙 3 结构设计结构设计基本基本资料资料 1） 、工程名称：8 层宾馆。 2） 、建设地点：中原某地区。 3） 、工程概况
10、：总建筑高度为 31.5m,共 8 层，12 层层高 4.2m，38 层层高 3.3m 室内 外高差 0.52m。 4） 、主导风向：冬季为西北风，夏季为东南风，基本风压为 W0=0.35KN/m2 。 5） 、基本雪压为 W0=0.5KN/m2，最大降雨量 60 mm/h。 6） 、地震条件：该工程所在地区抗震设防烈度为 7 度，场地土为类土，设计地震分组 为第一组。 7） 、材料选用： 8） 、地质报告：工程地质资料。 混凝土：全部采用 C40 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧 HRB400，其余采用热轧钢筋 HPB235。 墙体：外墙、分户墙采用 240 墙、隔墙采用 100 墙，具体构造要求
11、参照表 2-1 门、窗：铝合门窗、木门。 9） 、设计年限：50 年。 4 结构选型与布置 经过对该建筑的建筑高度、建筑造型、抗震要求等因素综合考虑后，采用钢筋混凝 土框架结构。 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构，平面布置如图 3-1 所示： 1)、屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，刚性屋面。 2)、楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖。 3)、楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。 4)、电梯间：采用剪力墙结构。 结构布置：柱采用小柱网，小开间布置，满足宾馆功能及其布置。 5 结构基本截面尺寸估算 5.15.1 结构基本截面尺寸估算 5.1.15.1.1 框架柱截面尺寸估算
12、1） 、中柱 中原地区地震烈度为 7 度、框剪结构、结构总高度为 31.5m60m。查的抗震等级框 架三级，剪力墙二级。按以上查规范得： 2 2 / 12 /1412 95. 0mKNmKNqk N 首层中柱 楼层数为 N=8，取25. 1 /1 .19 1 . 1 2 mmKNfc 按最大负荷面积： 2 54.364 . 82/ )8 . 19 . 6(mA 则柱估算的面积为： 516. 0 266. 0 1 .1995. 0 854.361225. 11 . 1 2 2 ma m f nAq Ac cN k 取：mmmmhb600600 第 3 层： 466. 0 199. 0 1 .19
13、95. 0 654.361225. 11 . 1 2 2 ma m f nAq Ac cN k 取：mmmmhb600600 2） 、分析 E 轴上的中柱虽然层高 N=9，但由于 8 层以下都是属于剪力墙端柱，并且剪力 墙可以当成长柱来承担楼面负荷面积，所以 C、D 轴上的中柱必定比以上的小，考虑柱 的尺寸不能太小，取mmmmhb600600。 3） 、首层边柱 按最大负荷面积 2 98.284 . 829 . 6mA 459. 0 211. 0 1 .1995. 0 898.281225. 11 . 1 2 2 ma m f nAq Ac cN k 取：mmmmhb600600 5.1.25
14、.1.2 框架梁截面尺寸估算 1） 、纵横向框架梁 按经验公式估算： 最大计算跨度：ml4 . 8 0 梁截面高度： mmhmmlh600 4668404 . 8 10 1 18 1 10 1 18 1 0 梁宽度：300mmb 150300600 2 1 4 1 2 1 4 1 mmhb b 取：mmmmhb600300 其中跨度为 4.5m 3.0m 3.9m 2.1m 的梁取为 250mm500mm 2） 、次梁截面估算 取跨度最大的计算：ml4 . 8 0 同纵框架梁取mmmmhb500250 5.1.35.1.3 板截面估算 根据高规按经验公式得： 按双向板的 1/50 考虑，板厚
15、hLmax/50=3900/50=78mm. 考虑到保证结构的整体性以及防水要求，初取楼面为 100mm,屋面为 120mm。 5.2.25.2.2 总框架的抗推刚度计算 1） 、框架梁线刚度计算，如表 5-2。 框架梁计算跨度计算：框架梁按弹性计算，按高规确定，取两柱中心线间距离 c l 作为计算跨度。 横向框架梁线刚度表 表 5-2 位置 跨度 (m) 截面 (m m) )( 12 1 4 3 0 m hbI bb 边跨 中跨 0 5 . 1 IIb )10( / 4 mKN lEIi bb 0 2IIb )10( / 4 mKN lEIi bb AC、 跨 8.4 0.3 0.6 0.0
16、054 0.0081 3.134 0.0108 4.179 CE 跨 3.0 0.25 0.5 0.0026 0.0039 4.225 0.0052 5.633 EF 跨 6.0 0.3 0.6 0.0054 0.0081 4.388 0.0108 5.851 注：C40 混凝土 27 /1025. 3mKNE 2） 、框架柱线刚度计算 框架柱线刚度计算表 表 5-3 轴线 层号 截面 (m m) 层高 (m) )( 12 1 4 3 m hbI ccc )10( / 4 mKN lEIi cc A、C E、G、 H 38 0.60 0.60 3.0 0.0108 11.7 12 0.60 0
17、.60 4.50 0.0108 7.800 12 0.60 0.60 4.50 0.0108 7.800 注：C40 混凝土 27 /1025. 3mKNE 5.3 确定结构计算简图确定结构计算简图 .三个假设： 平面结构假定： 认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担， 垂直于 该方向的抗侧力结构不受力； 楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移； 不考虑水平荷载作用下的扭转作用。 .计算简图 根据结构平面布置图,选定第(2-1)轴线作为计算单元. 如图所 框架计算简图如图 6 荷载计算荷载计算 6.1荷载计算荷载计算 6.1. 1 屋面均布恒载屋面均布恒载 屋面荷载的
18、标准值： 小瓷砖层 0.55kN/m2 三毡四油屋面防水层 0.4kN/m2 1:3 水泥沙浆找平层 20mm 0.4kN/m2 水泥蛭石板保温层 60mm 0.12kN/m2 1:8 水泥炉渣找坡 80mm 1.44kN/m2 1:3 水泥沙浆找平层 20mm 0.4kN/m2 现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m2 板底抹灰 20mm 0.4kN/m2 合计 6.21kN/m2 屋面恒载标准值为： （42.6+0.24） （25.8+0.24）（8.78.71.81.8/2）46.21=5087.68 kN 6.1. 2 楼面均布恒载楼面均布恒载 楼面荷载的标准值： 玻化面砖（78
19、mm） 15mm 厚 1：2 水泥沙浆保护层 2mm 厚水泥基防水涂料 20mm 厚水泥沙浆找平 素水泥浆结合层一道 2 /9 . 020045. 0mkN 100mm 现浇混凝土楼板 2 /5 . 22510. 0mkN 15mm 白灰砂浆天花抹灰 2 /26. 0015. 017mkN 恒载合计： 2 /7 . 3mkN 楼面恒载标准值为： （42.6+0.24） （25.8+0.24）（8.78.71.81.8/2）43.7=3031.31 kN 6.1.3 屋面均布活载屋面均布活载 计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载： 0.2 （42.6+0.24） （25.8+0.24）（8.7
20、8.71.81.8/2）4）=163.85kN 6.1.4 楼面均布活荷载楼面均布活荷载 楼面均布活荷载对于办公楼一般房间为2.0KN/ m2，走道、消防楼梯为2.5 kN/ m2， 为计算方便，偏安全的统一取均布活荷为2.5 kN/ m2。 楼面均布活荷载标准值为： 2.5 （25.6+0.24） （39+0.24）（7.80.24）(7.8+2.6)=2048.18 kN 6.1.5 梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量）梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量） L1： b h=0.3m 0.6m 长度8.4 每根重量 0.6 8.4 25 （0.02 2+0.3）=42.84 kN 根
21、数 18 8=144根 L2： b h=0.3m 0.6m 长度6.9m 每根重量 0.6 6.9 25 （0.02 2+0.3）=35.19 kN 根数 20 8=160根 L3： b h=0.25m 0.5m 长度6.0m 每根重量 0.5 6.0 25 （0.02 2+0.25）=21.74kN 根数 8 8=64根 L4： b h=0.25m 0.5m 长度4.5m 每根重量 0.5 4.5 25 （0.02 2+0.25）=16.31kN 根数 4 8=32根 L5： b h=0.25m 0.5m 长度3.9m 每根重量 0.5 3.9 25 （0.02 2+0.25）=14.14k
22、N 根数 2 8=16根 L6： b h=0.25m 0.5m 长度3.0m 每根重量 0.5 3.3 25 （0.02 2+0.25）=10.87 kN 根数 10 8=80根 L7： b h=0.25m 0.5m 长度2.5m 每根重量 0.5 2.5 25 （0.02 2+0.25）=9.06kN 根数 4 8=32根 Z1： 截面 0.6 0.6 m2 长度4.5m 每根重量 （0.6+0.02 2） 4.5 25=46.08 kN 根数 36 2=72根 Z2： 截面 0.6 0.6 m2 长度3.0m 每根重量 （0.6+0.02 2） 3.0 25=30.72kN 根数 36 6
23、=216根 表2-1 梁柱自重 梁（柱） 编 号 截面（m2） 长度 （m） 根数 每根重量（kN） L1 0.3 0.6 8.40 144 42.84 L2 0.3 0.6 6.90 160 35.19 L3 0.25 0.5 6.00 64 21.74 L4 0.25 0.5 4.50 32 16.31 L5 0.25 0.5 3.90 16 14.14 L6 0.25 0.5 3.00 80 10.87 L7 0.25 0.5 2.50 32 9.06 Z1 0.6 0.6 4.2 72 46.08 Z2 0.6 0.6 3.3 216 30.72 6.1.6 墙体自重墙体自重 外墙墙厚
24、240mm，采用瓷砖贴面；内墙墙厚120mm，采用水泥砂浆抹面，内外墙均 采用粉煤灰空心砌块砌筑。 单位面积外墙体重量为：7.0 0.24=1.68 kN/ m2 单位面积外墙贴面重量为：0.5 kN/ m2 单位面积内墙体重量为：7.0 0.12=0.84 kN/ m2 单位面积内墙贴面重量为（双面抹面） ：0.36 2=0.72 kN/ m2 单位面积钢框玻璃窗重量为0.45 kN/ 表2-2 墙体自重 墙体 每片面积（m2） 片数 重量（KN） 底 2 层 纵 墙 7.8 3.92.7 2.9 2 5 外墙墙体 160.9 382.47 6.3 3.92.7 2.9 2 外墙墙体 72.
25、98 6.3 3.9 2 外墙墙体 107.13 7.8 3.93 3.8 1 外墙墙体 41.46 3.9 3.9 4 内墙墙体 94.91 603.06 7.8 3.90.8 2.1 2 3 内墙墙体 126.64 3.3 3.9 2 内墙墙体 47.45 6.3 3.9 2 内墙墙体 76.66 2.2 3.9 25 0.2 6 剪力墙 273 底 层 横 墙 7.8 3.92.7 2.9 2 1 外墙墙体 32.18 278.62 6.3 3.92.7 2.9 2 外墙墙体 72.99 7.8 3.9 1 外墙墙体 66.32 6.3 3.9 2 外墙墙体 107.13 7.8 3.9
26、0.8 2.1 2 2 内墙墙体 84.43 554.55 5.4 3.9 6 内墙墙体 197.12 墙体 每片面积（m2） 片数 重量（KN） 底 2 层 纵 墙 7.8 3.92.7 2.9 2 5 外墙墙体 160.9 382.47 6.3 3.92.7 2.9 2 外墙墙体 72.98 6.3 3.9 2 外墙墙体 107.13 7.8 3.93 3.8 1 外墙墙体 41.46 3.9 3.9 4 内墙墙体 94.91 603.06 7.8 3.90.8 2.1 2 3 内墙墙体 126.64 3.3 3.9 2 内墙墙体 47.45 6.3 3.9 2 内墙墙体 76.66 2.
27、2 3.9 25 0.2 6 剪力墙 273 底 层 横 墙 7.8 3.92.7 2.9 2 1 外墙墙体 32.18 278.62 6.3 3.92.7 2.9 2 外墙墙体 72.99 7.8 3.9 1 外墙墙体 66.32 6.3 3.9 2 外墙墙体 107.13 7 3.9 25 0.2 2 剪力墙 273 墙体 每片面积（m2） 片数 重量（KN） 其 他 层 纵 墙 7.8 2.42.7 1.4 2 6 外墙墙体 145.97 672.07 6.3 2.42.7 1.4 4 外墙墙体 98.88 3.9 2.4 4 内墙墙体 58.41 7.8 2.40.8 2.1 2 6
28、内墙墙体 143.77 3.3 2.4 2 内墙墙体 24.71 6.3 2.40.8 2.1 2 内墙墙体 41.93 2.2 2.4 25 0.2 6 剪力墙 158.4 其 他 层 横 墙 7.8 2.42.7 1.4 2 2 外墙墙体 48.66 484.77 6.3 2.42.7 1.4 4 外墙墙体 98.88 7.8 2.40.8 2.1 2 2 内墙墙体 47.92 5.4 2.4 6 内墙墙体 121.31 7 2.4 25 0.2 2 外墙墙体 168 续表 2-2 6.1.7 荷载总汇荷载总汇 顶层重力荷载代表值包括屋面恒载+50%屋面雪载+纵横梁自重+半层柱自重+半层
29、墙体自重。 顶层恒载 1 Q：5087.68 kN 顶层活载 2 Q：163.85kN 顶层梁自重 3 Q： 1 L+ 2 L+ 3 L+ 4 L+ 5 L+ 6 L+ 7 L =42.84 18+35.19 20+21.74 8+16.31 4+14.14 2+10.87 10+9.06 4 =1887.3kN 顶层柱自重 4 Q：30.72 36=1105.92kN 顶层墙自重 5 Q：672.07+484.77=1156.84 kN 8 G= 1 Q+1/2 2 Q+ 3 Q+1/2 4 Q+1/2 5 Q=8188.285 kN 其他层重力荷载代表值包括楼面恒载+50%活载+纵横梁自重
30、 +楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。 / 7 G=3031.31+1/2 2048.18+1887.3 +1105.92+1156.84=8205.46 kN / 3 / 4 / 5 / 6 / 7 GGGGG=8205.46 kN / 2 G=3031.31+1/2 2048.18+1887.3 +(1105.92+1658.88)/2+(1156.84+1818.7)/2 =8812.87 1 G=3031.31+1/2 2048.18+1887.3+1658.88 +1818.7=9420.28kN （1）底层墙体重量： 1 G=9420.28kN （2）三至七层墙体重量： 8205.
31、46 76543 GGGGGkN KNG29.8188 / 8 建筑物总重力荷载代表值 8 1i i G67448.74KN 门窗荷载计算 M-1、M-2采用钢框门，单位面积钢框门重量为0.4kN/ m2 M-3、M-4采用木门，单位面积木门重量为0.2 kN/ m2 C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6均采用钢框玻璃窗，单位面积钢框玻璃窗重量为0.45 kN/ 表2-3 门窗重量计算 层号 门窗号 单位面积（m2） 数量 重量(kN) 1层 M-1 3.0 3.8 2 9.12 79.15 M-2 1.5 3.0 1 1.8 M-3 2.1 3.0 1 2.52 M-5 1.85
32、2.1 2 1.55 M-7 0.8 2.1 15 5.04 C-1 2.1 2.9 1 2.74 C-2 2.7 2.9 16 56.38 2层 78.02 续表 2-3 层号 门窗号 单位面积（m2） 数量 重量(kN) 三 至 八 层 M-5 1.85 2.1 2 1.55 58.42 M-7 0.8 2.1 18 6.05 M-8 0.7 2.1 16 4.71 C-1 2.1 1.4 4 5.29 C-2 2.7 1.4 24 40.82 （1）底层实际重量： 1 G=9499.53 kN （2）二层实际重量： 2 G=8890.89 （3）三至七层实际重量 88.8263 7654
33、3 GGGGGkN （4） 8 G =8246.71kN 建筑物总重力荷载代表值 8 1i i G67956.53kN 6.2水平地震作用下框架的侧向位移验算水平地震作用下框架的侧向位移验算 6.2.1 横向线刚度横向线刚度 混凝土 C40 7 3 10 C E kN/ m2 在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板的楼面， 板可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为 考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框 架取I=1.5 0 I（ 0 I为梁的截面惯性矩） 。对中框架取I=2.0 0 I。若为装配楼板，现浇层的 楼 图2-5 质点重力荷载值面，则边框
34、架梁取I=1.2 0 I，对中框架取I=1.5 0 I。 横向线刚度计算见表 2-4。 6.2.2 横向框架柱的侧移刚度横向框架柱的侧移刚度 D 值值 柱线刚度列于表 2-5，横向框架柱侧移刚度 D 值计算见表 2-6。 6.2.3 横向框架自振周期横向框架自振周期 9499.53KN 8890.89KN 8263.88KN 8263.88KN 8263.88KN 8263.88KN 8263.88KN 8246.71KN 按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方 法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基 本公式。 横向框架梁线
35、刚度表 表 5-2 位置 跨度 (m) 截面 (m m) )( 12 1 4 3 0 m hbI bb 边跨 中跨 0 5 . 1 IIb )10( / 4 mKN lEIi bb 0 2IIb )10( / 4 mKN lEIi bb DF 跨 8.4 0.3 0.6 0.0054 0.0081 3.134 0.0108 4.179 FH 跨 3.0 0.25 0.5 0.0026 0.0039 4.225 0.0052 5.633 HI 跨 6.0 0.3 0.6 0.0054 0.0081 4.388 0.0108 5.851 注：C40 混凝土 27 /1025. 3mKNE 2） 、
36、框架柱线刚度计算 框架柱线刚度计算表 表 5-3 轴线 层号 截面 (m m) 层高 (m) )( 12 1 4 3 m hbI ccc )10( / 4 mKN lEIi cc D、F H、I、 K、L 38 0.60 0.60 3.0 0.0108 11.7 12 0.60 0.60 4.50 0.0108 7.800 12 0.60 0.60 4.50 0.0108 7.800 注：C40 混凝土 27 /1025. 3mKNE 表 2-6 横向框架柱侧移刚度 D 值计算 项目 柱类型 层 () 2 () b c b c K K K K K K 一般层 底层 2 0 5 () 2 K K
37、 （一般层） +K . 底层 +K 2 12 (/) c DKkN m h 根数 底 层 边框架 左边柱 0.402 0.376 17379.6 4 中框架 1 柱 0.489 0.397 18350.2 4 中框架 2 柱 1.211 0.532 24590.2 4 中框架 3 柱 0.536 0.409 18905 4 边框架 4 柱 1.472 0.568 26254.2 8 中框架 5 柱 0.652 0.434 20060.3 4 中框架 6 柱 1.374 0.555 25653.3 4 D 709825.6 二 层 边框架 左边柱 0.402 0.167 7719.1 4 中框架
38、 1 柱 0.489 0.196 9059.5 4 中框架 2 柱 1.211 0.377 17425.7 4 中框架 3 柱 0.536 0.211 9769.3 4 边框架 4 柱 1.472 0.424 19596.4 8 中框架 5 柱 0.652 0.273 12606 4 中框架 6 柱 1.374 0.407 18823.1 4 D 458382 续表 2-6 项目 柱类型 层 () 2 () b c b c K K K K K K 一般层 底层 2 0 5 () 2 K K （一般层） +K . 底层 +K 2 12 (/) c DKkN m h 根数 二 至 八 层 边框架
39、左边柱 0.268 0.118 18434 4 中框架1 柱 0.326 0.140 21864 4 中框架2 柱 0.808 0.388 60528 4 中框架3 柱 0.357 0.151 23556 4 边框架4 柱 0.982 0.329 51324 8 中框架5 柱 0.435 0.179 27868.6 4 中框架6 柱 0.915 0.313 48967.4 4 D 1215464 这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期： 9 10 1.7TT 式中 0 基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取 0.6； T框架的顶点位移。在未求出框架的
40、周期前，无法求出框架的地震力及位移； T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。然后由T求 出 1 T，再用 1 T求出框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横 向框架顶点位移计算见表 2-7。 表 2-7 横向框架顶点位移 层 次 i G（kN） i G（kN） i D（kN/m） 层间相对位移 i i i G D i 8 8246.7 8246.7 1215464 0.0068 0.3659 7 8263.88 16510.58 1215464 0.0135 0.3591 6 8263.88 24774.46 1215464 0.0204 0.3456
41、 5 8263.88 33038.34 1215464 0.0272 0.3252 4 8263.88 41302.22 1215464 0.034 0.298 3 8263.88 49566.1 1215464 0.0408 0.364 2 8890.89 58456.99 458382 0.1275 0.2232 1 9499.53 67956.52 709825.6 0.0957 0.0957 10 1.7TT=1.7 0.6366. 0=0.617 6.2.4 横向地震作用计算横向地震作用计算 在 I 类场地， 6 度设防区， 设计地震分组为第二组情况下， 结构的特征周期 g T=0.
42、35s， 水平地震影响系数最大值 6 max =0.0.8。 由于 1 T=0.617 g T=1.4 0.35=0.49（s） ，应考虑顶点附加地震作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按 ii iEK ii GH FF GH 分配给各层，则水平地震作用 呈倒三角形分布。 对一般层，这种分布基本符合实际。但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和 振型分解法求得的结果， 特别对于周期比较长的结构相差更大。 地震的宏观震害也表明， 结构上部往往震害很严重。因此， n 即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。 n 考虑了结构周期和场地的影响。且修正后的剪力分布与实际更加吻合。 n =0.08
43、1 T+0.01=0.08 0.617+0.01=0.05936 结构横向总水平地震作用标准值： EK F=（ g T/ 1 T） max 0.85 7 1 i i G =（0.35/0.617）0.9 0.08 0.85 67956.52=2774.24kN 顶点附加水平地震作用： n F= nEK F=0.5936 2774.24=164.68kN 各层横向地震剪力计算见表 2-8，表中： 7 1 (1) ii iEKn jj j G H FF G H 横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图 2-6。 表 2-8 各层横向地震作用及楼层地震剪力 层 次 i h（m） i H （m） i G
44、 （kN） ii G H kN m 7 1 ii jj j GH G H i F （kN） i V （kN） 8 3.0 27 8246.7 222660.9 0.204 53235 697.03 7 3.0 24 8263.88 198333.12 0.183 477.55 1174.58 6 3.0 21 8263.88 173541.48 0.159 414.92 1589.5 5 3.0 18 8263.88 14749.84 0.137 357.51 1947.01 4 3.0 15 8263.88 123958.2 0.114 297.49 2244.5 3 3.0 12 8263
45、.88 99166.56 0.091 237.47 2481.97 2 4.5 9 8890.89 80018.01 0.073 190.5 2672.47 1 4.5 4.5 9499.53 42747.89 0.039 101.77 2774.24 注：表中第 8 层 i F中加入了 n F，其中 n F =164.68kN。 697.03 477.55 414.92 357.51 297.49 237.47 190.5 101.77 697.03 1174.58 1589.5 1947.01 2244.5 2481.97 2672.47 2774.24 图 2-6 横向框架各层水平地震作用和地震剪力 6.2.5 横向框架抗震变形验算横向框架抗震变形验算 详见表 2-9。 表 2-9 横向框架抗震变形验算 层间弹性相对转角均满足要求。 e e =1/450。 （若考虑填充墙抗力作用为 1/550） 6.3 水平地震作用下横向框架的内力分析水平地震作用下横向框架的内力分析 本设计取中框架为例，
