【七層】6062平米框架教學樓（計算書、建筑、結(jié)構(gòu)圖、中英文翻譯）

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Deierlein 2000；Morino 等人. 2001；Muhummud 2003；Tort and Hajjar 2003，2004）。然而,還有很多工作要做，為客戶提供全方位的信息的能力和PBD復合材料結(jié)構(gòu)的需求。矩形鋼管混凝土柱中常用在抗側(cè)向荷載的高低框架樓中。由于其優(yōu)越的抗震特點和經(jīng)濟性，矩形鋼管混凝土(RCFT)在復合結(jié)構(gòu)中越來越受歡迎。本文研究了全球矩形鋼管混凝土構(gòu)件損失評估測試結(jié)果。損傷評估是基于變形和能量的指標,然后討論破壞指標。最后,一個解析模型來模擬矩形鋼管混凝土構(gòu)件用于評估地震的需求和能力上的矩形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)。本文介紹的研究方法是基于矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可靠性設計方法的第一個步驟。 2、實驗數(shù)據(jù)庫性能化設計需要評估結(jié)構(gòu)的能力,包括在局部（構(gòu)件）和整體(系統(tǒng))的水平。來自世界各地的實驗數(shù)據(jù)提供必要的信息來研究各種類型的矩形鋼管混凝土構(gòu)件的局部承載能力(Tort和Hajjar、2003、2004年)。矩形鋼管混凝土的整體承載能力將在以后的課程中分析研究?？偣灿辛鶄€數(shù)據(jù)庫來儲存數(shù)據(jù)，包括矩形鋼管混凝土柱，梁柱，面板，連接，結(jié)點彎矩抵抗和框架數(shù)據(jù)庫。加載包括一次加載和循環(huán)加載試驗，使用只在文獻記載的測試方法。大量的試件數(shù)據(jù)集中在梁柱庫，而少量的試件聚集在其他數(shù)據(jù)庫：按照六個數(shù)據(jù)庫的排序，一次加載的試驗數(shù)分別為109，202，38，2，9，4；循環(huán)加載的試驗數(shù)分別為3，59，0，39，0，8。每個數(shù)據(jù)庫包括的信息有試驗儀器、材料特性（如：鋼鐵屈服強度fy，鋼鐵彈性模量Es，混凝土抗壓強度），幾何特性（如：高度D，厚度t），和試驗結(jié)果。描述了試驗試件的加載方案和邊界條件。材料特性和幾何特性的代號和測量結(jié)果記錄在數(shù)據(jù)庫中。對于試驗結(jié)構(gòu)，試件的荷載和變形能力會被存儲。還有，破壞模型和局部破壞狀態(tài)也包括在內(nèi)，此時的荷載和變形值也記錄在內(nèi)。3、損傷評估在PBD 中，每個性能標準（如：直接占用、生命安全、瀕臨瓦解和塌陷）都代表結(jié)構(gòu)構(gòu)件和系統(tǒng)的破壞狀態(tài)。性能標準總是能夠在性能上充分描述。然而，它們也需要術語描述工程類的強度、變形、剛度（Krawinkler 1998）。在本文中，定義基于變形和能量的破壞能力為RCFT構(gòu)件的極限狀態(tài)，此時強度和變形值都在變化中。試件的損傷評估包括各局部的損傷程度。量化值的損傷作用幫助關聯(lián)到局部的損傷程度?；谧冃螕p傷能力（）是局部破壞處的變形（）與最大荷載作用下的撓度（）的比值（在特殊的荷載和不同類型試驗的撓度），如方程1所示：（1） 基于能量損傷能力（）是局部破壞處的能量吸收（）與整個試驗過程中總能量的吸收（）的比值，如方程2所示：（2） 在荷載-撓度曲線上的試驗終止點是由基于試件反饋響應的特點決定的。我們有三種不同的標準。如果RCFT試件表現(xiàn)出變軟或淬水的反饋響應，那么在試件剛度變?yōu)榱銜r表明了試驗的失敗。一個彈塑性的荷載-撓度曲線響應在RCFT試驗中是常見的。在這樣的情況下，試驗的終止取決于梁柱、結(jié)點和鋼架的極限撓度值有6%的偏移。如果RCFT試件表現(xiàn)出突然失效，那么荷載-撓度曲線上的試驗終止點即為試驗的結(jié)束點。方程1和方程2是在單一荷載作用下的試件的計算數(shù)據(jù)。然而，在循環(huán)荷載作用下的破壞評價可采用基于能量的破壞作用，如下：（Kradzig 等人. 1989）式中表示正方向上的荷載中間變量；表示負方向上的荷載中間變量；表示在主正方向圓上的能量耗散；表示在主負方向圓上的能量耗散；表示在次正方向圓上的能量耗散；表示在次負方向圓上的能量耗散；是正常作用下的正撓度；是正常作用下的負撓度（具體參見圖一所示的主次圓【Kradzig 等人. 1989；Tort 和 Hajjar 2003，2004】）。對于RCFT構(gòu)件，我們假定主圓造成試件上的主要破壞，而次圓造成次要破壞。另外，由于RCFT構(gòu)件的對稱性，破壞函數(shù)值（破壞指數(shù)）在兩個方向的荷載也是假定一樣的。這些假定來源于基于能量損傷的循環(huán)荷載試件的簡單化，如方程4式中，是從循環(huán)主要曲線到以上假定的破壞點處的面積；是完整主要曲線下的面積；的計算來源于最大荷載作用下的有效試驗數(shù)據(jù)?；诖祟愒囼灒俣橛嬎慵俣ɑ蛴稍嚰髑€的經(jīng)驗公式所得（Hajjar 和Gourley 1997；Tort 和Hajjar 2003）。破壞方程1，2和4可用于數(shù)據(jù)庫中試件的局部破壞。破壞方程的量化值與試件的材料特性和幾何特性相關聯(lián)（如：，fy，），使得在方程中使用損傷指數(shù)值，以及聯(lián)合這些方程所給的邊界條件。方程是來源于計算RCFT構(gòu)件有效延性，以及與試驗的回歸性分析水平有關。作為一個試樣，方程5是計算兩端固定等截面梁柱試件在軸向常壓力和兩個等剪切荷載下的延性即屈服位移（）：式中，P是軸向壓力；Pc是核心混凝土的名義強度；P0是復合區(qū)域的名義強度?？傊?，這三種類型的破壞評估功能可以提供有力的RCFT結(jié)構(gòu)的局部破壞特點的PBD。 簡而言之，在本文中，主要講述的是單一荷載作用下的梁柱的損傷評估。（Tort和Hajjar 2003）提供的RCFT構(gòu)件的損傷評估研究包括的方面有柱，面板，連接，彎矩抵抗和框架。3.1.單一荷載下的梁柱單一加載的梁柱有不同的類型的荷載方案。例如，研究損傷評估測試的樣本在雙曲率恒軸向載荷（P）和單一增加的剪切載荷（V）下破壞也將會被討論。最初常見的損傷如翼緣的壓曲（YCF），翼緣的拉曲（YTF），翼緣的局部屈曲（LBF）,腹板的局部屈曲（LBW）可以直接從試驗荷載撓度曲線中看出。這些損傷函數(shù)使用彎矩（M）和弦轉(zhuǎn)角（R）為控制變量。它是不可能從實驗數(shù)據(jù)中確定混凝土裂縫和混凝土破碎點。例如，我們提出了方程6 來估計d基于變形的翼緣拉曲時的損傷指數(shù)。損傷指標的參數(shù)與軸向載荷比值（）和鋼管的荷載比例（）。式中，是翼緣拉曲服點處的位移；是剛管的名義強度?；谀芰康暮瘮?shù)，也可同樣得出；在圖2中，變量與參量的關聯(lián)表明混凝土對結(jié)構(gòu)響應增加的貢獻（如：提高等效為的降低），核心混凝土承擔了較多的荷載。因此，翼緣拉曲將會推遲而增加。這也可以從圖二中的較大軸向荷載將推遲翼緣拉曲和引起值變大中證實。試件的延性得到發(fā)揮，顯示了穩(wěn)定的響應和辨別RCFT梁柱的強度儲備，從而得到損傷指數(shù)。同樣的方程來計算損傷指數(shù)被提議為保留梁柱在單一荷載作用下的局部損傷水平?；谧冃魏湍芰繐p傷指數(shù)的方程可以參見表1（Tort和Hajjar 2003，2004），隨著他們的統(tǒng)計性質(zhì)和基于試驗結(jié)果適用性上的局限性。3.2. 參數(shù)研究參數(shù)研究確定了損傷指數(shù)的研究范圍，從而得知各局部的損傷水平。這個參數(shù)研究也可以幫助比較不同地方的相對損傷程度。多層RCFT試件產(chǎn)生基于限制幾何特性和材料特性的損傷指數(shù)方程如表1所示。然后,每個樣本的損傷指數(shù)可以求出并能畫同一圖中。這些都是基于變形和能量的函數(shù)。例如，對于單一荷載作用的RCFT梁柱，16個樣本可以確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，和fy 。在圖3中，可以看到在單一荷載作用下的RCFT梁柱的基于能量的損傷指數(shù)的參數(shù)研究。損傷指數(shù)和延性指數(shù)可以得出。我們可以發(fā)現(xiàn)鋼管腹板局部屈曲的損傷水平遵循加載時序。另一方面，鋼管翼緣的拉曲或壓曲是最早發(fā)生的損傷。從圖3中顯示試件的延性嚴重受到翼緣局部壓曲和拉曲的影響?；趫D3中損傷指數(shù)的變化，包括局部破壞到整體破壞。例如，鋼管腹板的的局部屈曲的損傷指數(shù)在0.3到0.45之間，即為安全水平（Mehanny和Deierlein，2000）。4、模型分析有限元分析已發(fā)展到能夠處理復合框架梁到RCFT柱。其分析模型不僅可以解決幾何上與物質(zhì)上的非線性分析而且將來可以解決RCFT鋼架的需求和能力評估的性能化設計。用三維瞬態(tài)動力學分析受地震荷載作用的RCFT結(jié)構(gòu)復合材料能夠探測局部損傷狀態(tài)（如前部分）。三維有限元分析的RCFT梁柱方程采用（Hajjar 等人 1998）的文章分析。單元剛度矩陣來源于擴大的虛功方程。在虛功方程中，鋼筋和混凝土的自由度的分開使得鋼管和核心混凝土滑移。這導致了18個自由度梁柱單元,具有獨立混凝土和鋼材兩平移自由度。鋼管和核心混凝土被認為具有相同的轉(zhuǎn)動自由度。此外，由于同一函數(shù)，剪切平移自由度也被迫相等。因此，鋼管和核心混凝土之間的微小位移在軸向是允許的。Hajjar 等人 （1998）采用分布式塑性材料模擬材料的非線性。在分析中，這個單元的端部離散成單一鋼材和混凝土纖維以及塑性纖維。沿長度方向的非線性元素采用有限元模型插值函數(shù)。在本文中，Hajjar 等人（1998）的有限元公式的提高是采用混合有限元過程狀態(tài)（Alemdar 2001；Nukala和White 2004）。在公式中，單元的位移和力場是獨立采用的；作用獨立的內(nèi)力，比基于位移的平衡方程有更好的網(wǎng)格精度。此外，確切的彎矩變化提高了非彈性長度單元的曲率（Alemdar 2001）。以下兩方面Hellinger-Reissner原理，單元的協(xié)調(diào)性和平衡方程分別如方程7和方程8所示，它們共同解決內(nèi)力向量的問題?；貜土Φ挠嬎惆▋蓚€反復的牛頓迭代運算。在反復運算中，在截面的非線性本構(gòu)方程和單元的協(xié)調(diào)性方程自然滿足：式中，是單獨假定的非主應力，方向是面C2（當前結(jié)構(gòu)）到面C1（最后的結(jié)構(gòu)）；是鋼筋混凝土的非主應力，方向是面C2（當前結(jié)構(gòu)）到面C1（最后的結(jié)構(gòu)）；非主協(xié)調(diào)應變，方向是面C2到面C1；是鋼筋和混凝土的非主協(xié)調(diào)應變向量，方向是面C2到面C1；是假定應力引起的非主應變，方向是面C2到面C1；是結(jié)點的位移向量，方向是面C2到面C1；是結(jié)點荷載向量，方向是面C2到面C1。非彈性材料采用鋼管和核心混凝土的單軸循環(huán)應力應變關系模型?；炷敛牧夏Ｐ蛠碓从贑hang和Mander（1994），鋼筋材料的模型來源于Mizuno 等人（1992），作出如下修改。4.1混凝土本構(gòu)方程混凝土的循環(huán)反應通過應力應變的多項式方程模擬。在單軸壓縮試驗中的普通混凝土短圓柱，循環(huán)應力-應變響應的曲線有三種（Chang和Mander 1994）：包絡曲線，卸載曲線和再加載曲線（Sinha 等人 1964；Karsan和Jirsa 1969）。包絡曲線是卸載曲線和加載曲線的邊界曲線。包絡曲線通常以單一荷載為代表得到的應力應變曲線?；炷恋男遁d曲線通常是非線性的凹曲線，從開始時剛度較大到達到應力水平時剛度減小而變扁平。再加載曲線表現(xiàn)出更為復雜的形狀接近于雙曲線的特點?；炷恋膲嚎s包絡曲線是從非線性的上升直到混凝土的抗壓強度。在混凝土線性關系之后是混凝土的前峰響應。在最大應變處，假定混凝土的強度保持為常值。在RCFT柱的軸壓力作用的試驗中，許多研究人員（如：Furlong 1967；Inai和Sakino 1996）贊同在最大應力到來之前，鋼管和核心混凝土各自獨立地承擔荷載。在本文中，Collins和Mitchell（1991）的普通混凝土模型是用來模擬混凝土的前鋒響應。素混凝土的強度假定受到限制Hajjar er al 1998）?；炷恋暮蠓屙憫枋鰹榛炷翉姸鹊慕档偷男甭剩↘c）和混凝土在大應變時的殘余強度（）?；赟akino和Yuping（1994）及Varma（2000）的RCFT柱的軸向荷載作用試驗的分析研究，方程9和方程10可以求出Kc和。Kc和的的值分別為0.73和0.68：其中，卸載曲線和再加載曲線保持同樣的趨勢（Chang和Mander，1994）?；炷恋目估憫部梢圆捎猛瑯拥哪Ｐ?。假定作用有拉伸荷載，混凝土表現(xiàn)出上升的趨勢直到達到抗拉強度，隨后是下降區(qū)。Chang和Mander（1994）推薦使用這個方程（Tsai 1988）來模擬混凝土的抗拉反應；這個方程已在本文中引用。4.2 鋼材構(gòu)成 單軸邊界面模型（Mizuno at el 1992）是實施模擬RCFT構(gòu)件中的冷彎鋼管的應力應變響應。在單軸界面模型中，我們定義外邊界表面和內(nèi)荷載表面。在邊界面?zhèn)魅胨苄阅K達到極限值的模擬試驗觀察。在荷載表面層存在著彈塑性物質(zhì)。Mizuno at el（1992）提出它們的基于熱軋部分的邊界面模型試驗結(jié)果。然而，冷軋部分由不同于熱軋部分的顯著特點，如無關緊要處的應變硬化，以及局部屈曲。在當前鋼構(gòu)模型中，線彈性應力-應變響應被認為是緊隨其后的恒定的強度。如果鋼管的局部屈曲發(fā)生，那么線性強度就會退化。而且，與混凝土的后峰響應相同的是鋼管在最大應變時也保持為一個常應力值（fm）?；谳S向荷載作用的RCFT試驗數(shù)據(jù)，局部屈曲處的起始應變值可以用方程11求得（Tort和Hajjar 2003）。方程11中的的值為0.61：鋼管在局部屈曲后的應力應變響應描述為強度的下降斜率（Kc）和在高應變下的殘余應力（）。參量Kc和確定了校準研究RCFT柱軸向加載試驗數(shù)據(jù)庫。在校正的研究中，選擇的試件的抗壓強度接近材料強度和幾何性質(zhì)。配合混凝土和鋼筋模型，試件的荷載撓度曲線便可生成。Kc和不斷變化直到計算和試驗的撓度曲線相差最小。從參數(shù)值的校正中，方程12和方程13可以求出。Kc和。方程12和方程13中的值分別為0.85和0.64?；謴土Φ姆磸陀嬎愫筒牧夏Ｐ筒捎猛ㄓ玫挠邢拊绦颍℉ajjar 等人 1998），并對全球的試驗數(shù)據(jù)進行修正。例如，（Bridge，1976；Shakir-Khalil和Zeghiche，1989；Cederwall 等人 ，199）的RCFT梁柱的偏心試驗也采用此法；試驗結(jié)果的精確性分析可查看圖4（試件1，1*，2，7，10和13分別有如下數(shù)據(jù)：（）的值分別為24，20，24，24，15，15；（）的值分別為27，10，23，23，27，27；為6.8，4.3，5.8，6.4，5.6，11.6ksi；為44，42，56，52，55，53ksi。對RCFT試件在一般荷載作用下的試驗的進一步驗證研究將和循環(huán)加載一樣進行。5. 總結(jié)和結(jié)論本文研究了損傷評估RCFT構(gòu)件的性能化設計準則。從文獻中收集的實驗測試的數(shù)據(jù)庫和損傷演化的試件數(shù)據(jù)庫通過破壞作用研究?；趽p傷指數(shù)的范圍是從局部破壞中得到的，試驗過程中的局部損傷的各種狀態(tài)被記錄在不同的表現(xiàn)水平。收集在數(shù)據(jù)庫中的實驗數(shù)據(jù)也被用來創(chuàng)建一個分析模式用來在需求和能力上評估RCFT框架?；谶@個研究觀察,有以下結(jié)論：1. 在本文中采用變形和能量方法提供了有效地和全面的方法來評價RCFT構(gòu)件和連接。2. RCFT梁柱的局部破壞水平表現(xiàn)出了明顯的交互影響，從而可以用來解決鋼管和核心混凝土的復合作用。在損傷方程中，RCFT梁柱的復合作用采用了無量綱的參量（如：，）展現(xiàn)了鋼管和核心混凝土的交互影響水平。3. 在RCFT梁柱試驗中觀察到的損傷水平包括翼緣的壓曲和拉曲，翼緣和腹板的局部屈曲，以及其他損傷狀態(tài)都在直接占用和生命安全狀態(tài)。4. 有效的和精確的分析模型研究RCFT鋼架的極限和評估將作為未來的研究作進一步的研究。華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文摘 要本次畢業(yè)設計的目的是對大學四年以來所學的知識進行一次系統(tǒng)的復習和總結(jié)，以檢驗四年來對專業(yè)知識的掌握程度，同時能進一步鞏固和系統(tǒng)化所學的知識，為今后的學習工作打下良好的基礎。本設計為某教學樓。該工程的建筑面積約為6000，共7層，層高為3.9m，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震要求為7度設防。設計內(nèi)容包括建筑設計和結(jié)構(gòu)設計，結(jié)構(gòu)設計時取第軸橫向框架進行計算。本論文包括以下內(nèi)容：一 結(jié)構(gòu)方案的確定。二 荷載計算，包括恒載、活載、風荷載和地震作用。三 橫向框架內(nèi)力計算、內(nèi)力組合及截面設計。四 現(xiàn)澆板，樓梯和基礎的計算。五 電算結(jié)果及分析。六 結(jié)束語和參考文獻。該設計具有以下特點：一 在考慮建筑，結(jié)構(gòu)要求的同時考慮了施工要求及可行性。二 針對不同的荷載特點采用不同的計算方法，對所學知識進行了系統(tǒng)全面的復習。三 框架計算中運用了理論公式計算又運用了當前工程設計中常用的近似計算方法。四 利用電算對結(jié)果進行了校核，使計算結(jié)果更加令人信服。關鍵詞： 建筑設計 結(jié)構(gòu)設計 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)荷載 內(nèi)力 截面設計AbstractThis article is to explain a design of a 7-storey-teaching building in XX shool.The building is reinforced concrete frame structure.It is 3.9 meters of every story and the total area is about 6000 square meters.The thesis is written for the whole process of the complete design program,including the following parts:1. Determination of the structure.2. The calculation of Load,including dead load,live load,wind load and earthquake load.3. Interior force calculation and,consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components.4. The structural design of foundation ,stair and slabs.5. The result of computer calculation.6. The end words and the references.The thesis is of some own characters:1. With the consideration of architecture and structure requirements,it also considers the construction requirements and feasibility.2. It applies different methods of structural calculation,aiming to different loads.3. It applies theories formulation and practical formulation in the calculation of certain framework.4. It offers the methods of compututation to check the result.Keywords： architectural design structural design reinforced concrete frame structure load interior force cross sections designI目 錄摘 要IABSTRACTII1 工程概況11.1工程概述11.2結(jié)構(gòu)設計依據(jù)11.3材料選用12 建筑設計22.1 建筑平面設計22.2 建筑立面設計22.3 屋頂設計23 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置33.1結(jié)構(gòu)方案33.2結(jié)構(gòu)布置33.3柱網(wǎng)尺寸及層高33.4梁、柱截面尺寸的初步確定43.5樓板選擇53.6結(jié)構(gòu)橫向框架的計算簡圖54 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算64.1計算單元：64.2恒荷載計算64.3活荷載計算104.4恒荷載作用下的內(nèi)力計算114.5活荷載作用下的內(nèi)力計算225 橫向荷載作用下的內(nèi)力計算315.1橫向框架側(cè)移剛度的計算315.2重力荷載代表值的計算355.3橫向水平地震荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算415.4橫向風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算506 內(nèi)力調(diào)整566.1豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅566.2框架梁內(nèi)力折算至柱邊576.3柱的內(nèi)力調(diào)整607 內(nèi)力組合及截面設計637.1內(nèi)力組合637.2截面設計728 樓板設計868.1樓板類型及設計方法的選擇：868.2設計參數(shù)868.3彎矩計算878.4截面設計909 樓梯設計939.1設計資料939.2梯段板設計939.3平臺板設計949.4平臺梁的設計9610 基礎設計9810.1設計資料9810.2基礎的計算9811 電算校核與分析109參考文獻118致謝11911 工程概況1.1工程概述建筑地點：武漢市建筑類型：七層教學樓，現(xiàn)澆框架填充墻結(jié)構(gòu)。工程簡介：場地面積為5040m2左右，擬建建筑面積約6000 m2。樓蓋及屋蓋均采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆樓板厚度取為100mm，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊?；A采用柱下獨立基礎或樁基礎。門窗使用： 大門采用玻璃門，其它的為木門，一般門洞尺寸為1200mm2400mm，窗全部為鋁合金窗，高為2400mm地質(zhì)條件：經(jīng)過地質(zhì)勘探部門的確定，擬建場地土類型為中軟場地土，II類建筑場地，地震設防烈度為7度。1.2結(jié)構(gòu)設計依據(jù)建筑抗震設計規(guī)范GB 500112001建筑地基基礎設計規(guī)范GB 500072002混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB 500102002建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 500092001建筑結(jié)構(gòu)制圖標準GB/T 501052001建筑制圖標準GB/T 501042001中小學建筑設計規(guī)范GB J9986建筑構(gòu)、配件標準圖集1.3材料選用1、柱：采用C30混凝土，主筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋；2、梁：采用C30混凝土，主筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋；3、板：采用C30混凝土，鋼筋采用HRB335；4、基礎：采用C20混凝土，主筋采用HRB335鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用HPB235鋼筋。12 建筑設計2.1 建筑平面設計建筑平面設計主要應考慮建筑物所處的環(huán)境及其功能要求，同時又要兼顧結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則和合理；此外，考慮到抗震設計的一些要求，建筑物應力求規(guī)則。因此，本次設計在平面上采用“一”字形、內(nèi)廊式的平面布置。具體布置見建筑平面圖。對該平面設計作如下說明：1、本設計柱網(wǎng)上采用4.27.2和4.23.0m。2、采用了內(nèi)廊式結(jié)構(gòu)布置。中間走道寬3.0m，以滿足人流要求。同時設有兩部樓梯，兼做消防樓梯。2.2 建筑立面設計結(jié)合平面設計中框架柱的布置，立面上主要采用豎向劃分，外觀上顯得大方、挺拔、氣派；同時，考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，柱間盡量多用窗少用墻，使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實對比，顯得明快、活潑，同時也得到了良好的采光效果。大門設于正中間，使整個建筑物顯得美觀大方。大門設有左右兩扇門，使整個大門顯得大氣；雨蓬的運用，和大門的設置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流導向的作用。2.3 屋頂設計屋頂采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)平屋頂，屋頂設計為上人屋頂，檐口采用1.2m高女兒墻。屋頂還有一個突出的上人出口。1.排水構(gòu)造：屋面排水采用保溫層找坡，坡度取2%，設計為外排水 。2.防水構(gòu)造：采用不上人屋面，柔性防水綜合使用。3.保溫構(gòu)造：采用120厚的水泥珍珠巖保溫。53 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置3.1結(jié)構(gòu)方案該教學樓主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)抗震性能好，整體性好，建筑平面布置靈活，可以用隔斷墻分割空間，以適應不同的使用功能的要求。正是基于這些優(yōu)點，目前框架結(jié)構(gòu)在辦公樓、教學樓、商場、住宅等房屋建筑中廣泛采用。3.2結(jié)構(gòu)布置樓板的均布活載和恒載間接或直接傳至框架梁，再由框架梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本教學樓框架的承重方案為橫向框架承重方案這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。建筑的三分之一處均設有樓梯，附近有兩部電梯，以解決垂直交通問題。另外，結(jié)構(gòu)布置完全對稱，對結(jié)構(gòu)設計有利，尤其對抗震有利。結(jié)構(gòu)布置圖見圖2.1：圖2.1 框架結(jié)構(gòu)平面布置圖3.3柱網(wǎng)尺寸及層高本教學樓采用縱向柱距為4.2m 橫向邊跨為7.2m，中跨為3m的內(nèi)廊式框架，層高為3.9m。3.4梁、柱截面尺寸的初步確定3.4.1梁的截面尺寸的初步確定梁截面的高度：一般取為梁跨度的1/121/8。橫向框架梁：邊跨：取h=l/8l/12=600900mm，取為600mm，寬b為300mm。中跨：取h600mm，b300mm?？v向框架梁:取h=l/8l/12=350525mm，取為500mm，寬b為300mm。3.4.2柱的截面尺寸的初步確定框架柱的面積根據(jù)柱的軸壓比確定：1、 柱組合的軸壓力設計值N=nFgE注：n 樓層層數(shù)。柱軸壓力增大系數(shù)。F算柱的負載面積，本方案中邊柱及中柱的負載面積分別為4.23.6m2和4.25.1 m2。gE建筑面積上的重力荷載代表值，可近似的取14kN/m2。2、柱的截面尺寸 AcN/（mNfc ） 注：mN軸壓比限值，按三級抗震等級，查抗震規(guī)范可知取為0.9。 fc 軸心抗壓強度設計值，對C30，查得14.3N/mm2。對于邊柱 ：N= nFgE =71.34.23.6141926.29kN AcN/（mNfc ）=1926.29103/（14.30.9）149672mm對于中柱：N= nFgE =71.254.25.1142623.95kN AcN/（mNfc ）=2623.95103/（0.914.3）=203881mm2 取柱子尺寸為： 底層：bh=500mm550mm以上層：bh=450mm500mm 3.5樓板選擇板的厚度取l/40=4200/40=105mm，故本設計中所有樓板均采用現(xiàn)澆板，板厚均為100mm。3.6結(jié)構(gòu)橫向框架的計算簡圖本框架結(jié)構(gòu)采用柱下獨立基礎，選粘土夾碎石層為地基持力層，基礎頂面到室內(nèi)地面1.50m。橫向框架的計算簡圖見下圖所示，取頂層柱的形心線作為軸線，27層柱的高度取為3.9m，底層柱的高度從基礎頂面至樓板，h1=3.9+1.5=5.4m。圖2.2 橫向框架計算簡圖4 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算 4.1計算單元： 取軸線處的橫向框架為計算單元，計算單元的寬度為4.2m。直接傳給該框架的樓面荷載如圖中豎向陰影部分所示。由于縱向框架梁的中心線與柱子的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。圖3.1 計算單元及荷載傳遞圖4.2恒荷載計算恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：圖3.2 各層梁上作用的恒荷載4.2.1屋面框架梁線荷載標準值選用98ZJ001 屋面12（上人屋面）屋面恒荷載標準值 3.02kN/ m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.125=2.5kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 kN/m2（二層9mm紙面石膏板、有厚50mm的巖棉板保溫層） 合計 5.77 kN/m2邊跨框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2 梁外側(cè)粉刷 （0.6-0.1）0.0217=0.17 kN/m2中跨框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2對于第7層:q1 和代表橫梁自重，為均布荷載形式。q1=0.30.625+（0.6-0.1）0.0217=4.67 kN/m2=0.30.625+（0.6-0.1）0.0217=4.67 kN/m2q2 和分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=5.774.2=24.23 kN/m =5.773=17.31 kN/m 4.2.2屋面框架節(jié)點集中荷載標準值P1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計算如下：邊柱縱向框架梁自重 0.30.54.225=15.75kN外側(cè)粉刷 0.020.54.2=0.04 kN1.2m高女兒墻自重 1.24.20.25.5=5.54 kN裝飾 4.21.20.5+4.2（1.2+0.2）0.0217=4.52 kN梁傳來的屋面自重 0.54.20.54.25.77=25.45 kNP1=15.75+0.04+5.54+4.52+25.45=51.30 kN中柱縱向框架梁自重 0.30.54.225=15.75kN框架梁傳來的屋面自重 0.5（42+4.2-3）1.55.77=23.37kN 0.54.20.54.25.77=25.45kNP2=15.75+23.37+25.45=64.57kN集中力矩:M1=P1e1=51.30(0.5-0.3)/2=5.13 kNmM2=P2e2=64.57(0.5-0.3)/2=6.46kNm4.2.3 二到六層線荷載標準值包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其荷載的計算方法同第7層。選用98ZJ001樓10 0.70 kN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.1025=2.5 kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 kN/m2合計 3.45 kN/m2邊跨框架梁及梁側(cè)粉刷 4.67 kN/m2邊跨填充墻自重 0.25(3.9-0.6) 5.5=4.54 kN/m2內(nèi)墻裝飾 (3.9-0.6) 20.0217=2.24 kN/m2中跨框架梁及梁側(cè)粉刷 4.67kN/m2q1=4.67+4.54+2.24=11.45 kN/m2 =4.67 kN/m2q2 和分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.454.2=14.49 kN/m =3.453=10.35 kN/m 4.2.4二到六層框架節(jié)點集中荷載標準值 邊柱縱向框架梁自重 15.75 kN外側(cè)粉刷 0.04 kN鋼框玻璃窗自重 3.02.40.4=2.88 kN窗下墻體自重 0.21.0(4.2-0.45) 5.5=4.13 kN裝飾 0.021.03.7517+0.51.04.2=3.38 kN窗間墻體自重 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.25.5=1.98 kN裝飾 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.0217+1.22.40.5=2.05 kN框架柱的自重 0.450.503.925=21.94 kN粉刷 (0.45+0.50) 2-0.22-0.2-0.45 0.023.917=1.13kN縱向框架梁傳來的樓面自重 0.54.20.54.23.45=15.21kNP1=15.75+0.04+2.88 +4.13 +3.38+1.98+2.05+21.94 +1.13+15.21=74.00kN中柱縱向框架梁自重 15.75kN內(nèi)縱墻自重 (3.6-0.45) (3.6-0.5) 0.25.5=10.74kN粉刷 (3.6-0.45) (3.6-0.5) 20.0217=6.64kN扣除門洞重加上門重 -22.41.2(1.78-0.2)=-9.10kN框架柱自重 21.94kN 粉刷 (0.45+0.50) 2-0.22-0.2 0.023.917=1.72kN縱向框架梁傳來的屋面自重 0.5(4.2+4.2-3) 1.53.45=13.97kN 0.54.20.54.23.45=15.21kNP2=15.75+10.74+6.64-9.10+21.94+1.72+13.97+15.21=76.87kN 集中力矩M1=P1e1=74.00(0.5-0.3)/2=7.40kNmM2=P2e2=76.87(0.5-0.3)/2=7.69kNm4.2.5一層框架以下的荷載邊柱縱向框架梁自重 15.75 kN鋼框玻璃窗自重 3.02.40.4=2.88 kN窗下墻體自重 0.21.0(4.2-0.5) 5.5=4.07 kN裝飾 0.021.03.717+0.51.04.2=3.36kN窗間墻體自重 (1.2-0.5) (3.9-0.5-1.0) 0.25.5=1.85 kN裝飾 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.0217+1.22.40.5=2.05 kN框架柱的自重 0. 50.555.425=37.13kN粉刷 (0. 5+0.55) 2-0.22-0.2-0. 5 0.025.417=1.84kNP1=15.75+2.88+4.07 +3.36+1.85 +2.05+37.13+1.84=68.89kN中柱縱向框架梁自重 15.75kN內(nèi)縱墻自重 (4.2-0.45) (3.9-0.5) 0.25.5=14.03kN粉刷 (4.2-0.45) (3.9-0.5) 20.0217=8.67kN扣除門洞重加上門重 -22.41.2(1.78-0.2)=-9.10kN框架柱自重 37.13kN 粉刷 (0.5+0.55) 2-0.22-0.2 0.025.417=2.75kNP2=15.75+14.03+8.67-9.10+37.13+2.75=69.23kN4.3活荷載計算圖3.3 各層梁上作用的活荷載4.3.1第7層上的活載計算q2=2.04.2=8.4 kN/m2=2.03.0=6.0 kN/m2P1=0.54.20.54.22.0=8.82 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.5+0.254.24.2 2.0=16.92 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=8.82(0.5-0.3)/2=0.88kNmM2=P2e2=16.92(0.5-0.3)/2=1.69 kNm同理，在屋面雪荷載的作用下：q2=0.474.2=1.97 kN/m2=0.473.0=1.41 kN/m2P1=0.54.20.54.20.47=2.07 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.5+0.254.24.2 0.47=3.98 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=2.07(0.5-0.3)/2=0.21kNmM2=P2e2=3.98(0.5-0.3)/2=0.40 kNm4.3.2第1-6層上的活載計算q2=2.04.2=8.4 kN/m2=2.53.0=7.5 kN/m2P1=0.54.20.54.22.0=8.82 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.52.5+0.254.24.2 2.0=18.95 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=8.82(0.5-0.3)/2=0.88kNmM2=P2e2=19.95(0.5-0.3)/2=1.90kNm將計算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚罕?.1橫向框架恒載匯總表層次q1(kN/m)(kN/m)q2(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kNm)M2(kNm)74.674.6724.2317.3151.3064.575.136.461611.454.6714.4910.3574.00 76.877.40 7.69表3.2橫向框架活載匯總表層次q2(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kNm)M2(kNm)78.406.08.8216.920.881.69168.47.58.8218.950.881.90注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應于屋面雪荷載作用情況。4.4恒荷載作用下的內(nèi)力計算（用力矩二次分配法計算恒載作用下框架的彎矩）4.4.1桿的等效荷載計算將梯形或三角形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載：圖3.4豎向荷載等效梯形荷載折算公式： 其中： ； 為梯形分布荷載的最大值。 三角形荷載折算公式： 其中：為三角形分布荷載的最大值。a、頂層邊跨： b、頂層中跨： c、中間層邊跨： d、中間層邊跨： 表3.3 橫向框架恒載的等效均布荷載層次q1(kN/m)(kN/m)q2(kN/m)(kN/m)qb(kN/m)qz(kN/m)74.674.6724.2317.3127.4415.491611.454.6714.4910.3525.0711.144.4.2桿的固端彎矩的計算由以上所求均布荷載，可按下式求各桿固端彎矩：兩端固支：其中與意義見下圖：一端固支，一端滑動固支：，其中與意義見下圖：圖3.5 固端彎矩示意圖圖3.6 固端彎矩示意圖由此，可計算各個桿件固端彎矩，標繪于計算簡圖上。4.4.3分配系數(shù)經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第軸橫向框架為對稱結(jié)構(gòu)，且受對稱荷載的作用，所以可以取一半結(jié)構(gòu)計算；要注意到，對稱軸處簡化為滑動支座，由此帶來跨中梁線剛度增大一倍，且分配系數(shù)有所不同。 分配系數(shù)計算公式： 其中：為轉(zhuǎn)動剛度，兩端固支桿，一端固支，一端滑動固支桿 n為該節(jié)點所連接的桿件數(shù)。線剛度的計算見下表：表3.4 梁線剛度的計算跨度（m）EcI0I=2I0ib=EI/L7.231075.4010-31.0810-24.501043.0 31075.4010-31.0810-210.8104表3.5 柱線剛度的計算層次柱截面（mmmm）高度（m）EcIiz=EI/L274505003.931074.6910-33.6110415005505.431076.9310-33.85104由此計算出各個桿件分配系數(shù)，標繪于計算簡圖上。然后利用力矩二次分配法計算第軸框架桿端彎矩。注：圖中單線條表示分配結(jié)束，虛線框內(nèi)表示固端彎矩，雙線條表示最終桿端彎矩。節(jié)點外彎矩以順時針為正，逆時針為負，標繪于計算簡圖上。4.4.4計算過程圖3.7 彎矩二次分配法的計算過程4.4.5跨中彎矩的計算跨中彎矩的計算如下計算：對于第七層的AB跨和BC跨：MAB=43.04kNm (二次分配法的滑動端彎矩)同理，可計算出其他的跨中彎矩計算，結(jié)果見下表：表3.6 恒荷載作用下的跨中彎矩層號AB跨BC跨7-87.32 43.04 6-63.90 23.73 5-66.24 24.90 4-66.24 24.90 3-66.24 24.90 2-66.30 24.47 1-70.15 27.40 恒荷載作用下的彎矩圖如下所示：圖3.8 恒荷載作用下的彎矩圖4.4.6梁端剪力圖3.9 梁端剪力示意圖 下面以恒載作用下，第7層梁端剪力為例，說明計算過程第7層框架梁邊跨AB的梁端彎矩為-71.68kNm和109.30kNm。根據(jù)公式。計算梁端剪力：第7層框架梁邊跨BC的梁端彎矩為-60.46kNm和60.46kNm。根據(jù)公式。計算梁端剪力。 同理可以計算出其它的梁端剪力，結(jié)果如下：表3.7 恒載作用下軸線處梁端剪力梁類型層號梁長（m）外荷載q（kN/m）固端彎矩（kNm）桿端剪力（kN）左右左右邊梁77.227.44-71.68109.3093.56-104.0167.225.07-92.69104.4288.62-91.8857.225.07-88.96103.4588.24-92.2647.225.07-88.96103.4588.24-92.2637.225.07-88.96103.4588.24-92.2627.225.07-88.84103.4188.23-92.2817.225.07-83.64100.9787.85-92.66中跨73.015.49-60.4660.4623.24-23.2463.011.14-36.2636.2616.71-16.7153.011.14-37.4337.4316.71-16.7143.011.14-37.4337.4316.71-16.7133.011.14-37.4337.4316.71-16.7123.011.14-37.4737.4716.71-16.7113.011.14-39.9339.9316.71-16.714.4.7柱的桿端剪力已知柱的兩端彎矩，且柱高范圍內(nèi)無其他橫向力。可以根據(jù)以下公式計算柱的桿端剪力：表3.8 恒載作用下軸線處柱端剪力柱類型層號柱高（m）固端彎矩桿端剪力上下上下A軸柱73.966.5547.49-29.24-29.2463.937.7940.78-20.15-20.1553.940.7840.78-20.91-20.9143.940.7840.78-20.91-20.9133.940.7840.88-20.94-20.9423.940.5744.91-21.92-21.9215.431.3315.66-8.70-8.70B軸柱73.9-42.38-32.0819.0919.0963.9-28.38-29.1614.7514.7553.9-29.16-29.1614.9514.9543.9-29.16-29.1614.9514.9533.9-29.16-29.1914.9614.9623.9-29.06-30.8415.3615.3615.4-22.51-11.266.256.25恒荷載作用下的剪力圖如下所示：圖3.10 恒荷載作用下的剪力圖4.4.8軸力計算根據(jù)配筋計算需要，只需求出柱的軸力即可，而不需求出梁軸力。以第七層框架柱邊柱（A柱）的柱端剪力：柱頂軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P1=51.30kN軸力：N=51.30+93.56=144.86kN柱底軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P=51.30+21.94+1.13=74.37kN軸力：N=74.37+93.56=167.93kN第七層框架柱中柱（B柱）的柱端剪力：柱頂軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P2=64.57kN柱頂軸力：N=64.57+104.01+23.24=191.82kN柱底軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P=64.57+21.94+1.13=87.64kN柱底軸力:N=87.64+23.24+104.01=214.89kN其他層梁端剪力和柱軸力見下表：表3.9 恒載作用下柱中軸力柱類型層號柱頂集中力（kN）鄰梁剪力（kN）柱中軸力（kN）左梁右梁柱頂柱底A柱751.30093.56144.86167.93674.00088.62307.48353.62574.00088.24469.72538.93474.00088.24631.96724.24374.00088.24794.20909.55274.00088.23956.431094.85174.00087.851118.271325.58B柱764.57104.0123.24191.81214.88676.8791.8816.71377.28423.42576.8792.2616.71563.12632.33476.8792.2616.71748.96841.24376.8792.2616.71934.811050.16276.8792.2816.711120.661259.08176.8792.6616.711306.901514.55恒荷載作用下的軸力圖如下所示：圖3.11 恒荷載作用下的軸力圖4.5活荷載作用下的內(nèi)力計算4.5.1計算桿固端彎矩： 將梯形或三角形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載： 梯形荷載折算公式： 其中： ； 為梯形分布荷載的最大值。 三角形荷載折算公式： 其中： 為三角形分布荷載的最大值。a、頂層邊跨： b、頂層中跨： c、中間層邊跨： d、中間層中跨： 等效均布活荷載匯總于下表：表3.10 橫向框架活載的等效均布荷載層號q2q2qbqz78.46.0 7.183.75168.47.57.184.694.5.2計算固端彎矩由以上所求均布荷載，可按下式求各桿固端彎矩：兩段固支：其中與意義見下圖：一端固支，一端滑動固支：，其中與意義見下圖：圖3.12 固端彎矩示意圖圖3.13 固端彎矩示意圖由此，可計算各個桿件固端彎矩，標繪于計算簡圖上。4.5.3分配系數(shù)經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第軸橫向框架為對稱結(jié)構(gòu)，且受對稱荷載的作用，所以可以取一半結(jié)構(gòu)計算；要注意到，對稱軸處簡化為滑動支座，由此帶來跨中梁線剛度增大一倍，且分配系數(shù)有所不同。 分配系數(shù)計算公式： 其中：為轉(zhuǎn)動剛度，兩端固支桿，一端固支，一端滑動固支桿 n為該節(jié)點所連接的桿件數(shù)。由此計算出各個桿件分配系數(shù)，標繪于計算簡圖上。然后利用力矩二次分配法計算第軸框架桿端彎矩。注：圖中單線條表示分配結(jié)束，虛線框內(nèi)表示固端彎矩，雙線條表示最終桿端彎矩。節(jié)點外彎矩以順時針為正，逆時針為負，標繪于計算簡圖上。4.5.4計算過程 圖3.14 彎矩二次分配法計算過程4.5.5跨中彎矩的計算方法同恒荷載作用下的跨中彎矩計算。表3.11 活荷載作用下的跨中彎矩層號AB跨CD跨7-22.78 11.46 6-18.49 6.17 5-19.00 6.44 4-19.00 6.44 3-19.00 6.44 2-19.02 6.45 1-20.14 7.13 活荷載作用下的彎矩圖如下圖所示： 圖3.15 活荷載作用下的彎矩圖4.5.6梁端剪力計算方法與荷載的相同。表3.12 活載作用下軸線處梁端剪力梁類型層號梁長（m）外荷載q固端彎矩桿端剪力（kN）左右左右邊梁77.27.18-18.8428.6624.48-27.2167.27.18-25.8830.1925.25-26.4557.27.18-25.0829.9725.17-26.5347.27.18-25.0829.9725.17-26.5337.27.18-25.0829.9725.17-26.5327.27.18-25.0529.9625.17-26.5317.27.18-23.4929.2825.04-26.65中跨73.03.75-15.6715.675.63-5.6363.04.69-11.4511.457.04-7.0453.04.69-11.7111.717.04-7.0443.04.69-11.7111.717.04-7.0433.04.69-11.7111.717.04-7.0423.04.69-11.7311.737.04-7.0413.04.69-12.4012.407.04-7.044.5.7柱的桿端剪力方法同恒荷載作用下的計算。表3.13 活載作用下軸線處柱端剪力柱類型層號柱高（m）固端彎矩桿端剪力上下上下A軸柱73.917.96 13.53 -8.07 -8.07 63.911.47 12.10 -6.04 -6.04 53.912.10 12.10 -6.21 -6.21 43.912.10 12.10 -6.21 -6.21 33.912.10 12.13 -6.21 -6.21 23.912.04 13.34 -6.51 -6.51 15.49.28 4.64 -2.58 -2.58 B軸柱73.9-11.30 -8.84 5.16 5.16 63.9-8.00 -8.18 4.15 4.15 53.9-8.18 -8.18 4.19 4.19 43.9-8.18 -8.18 4.19 4.19 33.9-8.18 -8.19 4.20 4.20 23.9-8.15 -8.64 4.31 4.31 15.4-6.34 -3.17 1.76 1.76 活荷載作用下的剪力圖如下圖所示：圖3.16 活荷載作用下的剪力圖4.5.8軸力計算計算方法同恒荷載，沒有柱子的軸力，柱中軸力沿柱子不變。表3.14 活載作用下柱中軸力柱類型層號柱頂集中力（kN）鄰梁剪力（kN）柱中軸力（kN）左梁右梁A柱78.82024.4833.3068.22025.2566.7758.22025.17100.1648.22025.17133.5538.22025.17166.9428.22025.17200.3218.22025.04233.59B柱716.9227.215.6349.76618.9526.457.04102.19518.9526.537.04154.70418.9526.537.04207.21318.9526.537.04259.73218.9526.537.04312.24118.9526.657.04364.88活荷載作用下的軸力圖如下所示： 圖3.17 活荷載作用下柱的軸力圖1215 橫向荷載作用下的內(nèi)力計算5.1橫向框架側(cè)移剛度的計算5.1.1橫梁線剛度i b的計算表4.1 橫梁線剛度類別Ec（104N/mm2）bh(mmmm)I0(109mm4)l(mm)EcI0/l(1010Nmm）1.5EcI0/l(1010Nmm）2EcI0/l(1010Nmm）邊跨3.0 3006005.40 72002.253.3754.50 中跨3.0 3006005.40 30005.40 8.10 10.80 5.1.2柱線剛度i c的計算表4.2 柱的線剛度層次hc(mm)Ec（104N/mm2）bh(mmmm)Ic(109mm4)EcIc/hc(1010Nmm）154003.0 5005506.933.852639003.0 4505004.693.615.1.3柱的側(cè)移剛度的計算1、中框架柱側(cè)移剛度計算邊柱:底層 c=(0.5+K)/(2+K)=0.257D=c12ic/h2=0.257123.851010/54002=8350N/mm27層 c=K/(2+K)=0.384D=c12ic/h2=0.384123.611010/39002=10936N/mm中柱: 底層 c=(0.5+K)/(2+K)=0.749D=c12ic/h2=0.749123.851010/54002=11865N/mm27層 c=K/(2+K)=0.679D=c12ic/h2=0.679123.611010/39002=19350N/mm圖4.1 中框架柱的側(cè)移剛度計算簡圖2、 邊框架柱側(cè)移剛度邊柱：底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.479D=c12ic/h2=0.479123.851010/54002=7582N/mm27層 c=K/(2+K)=0.319D=c12ic/h2=0.319123.611010/39002=9073N/mm中柱：底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.699D=c12ic/h2=0.699123.851010/54002=11072N/mm27層 c=K/(2+K)=0.614D=c12ic/h2=0.614123.611010/39002=17482N/mm圖4.2 邊框架柱的側(cè)移剛度計算簡圖（3）樓梯電梯間柱子的側(cè)移剛度C-4，C-8，C-9底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.736D=c12ic/h2=0.736123.851010/54002=11661N/mm27層 c=K/(2+K)=0.663D=c12ic/h2=0.663123.611010/39002=18870N/mmC-5底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.722D=c12ic/h2=0.722123.851010/54002=11434N/mm27層 c=K/(2+K)=0.644D=c12ic/h2=0.644123.611010/39002=18336N/mmD-4，D-8，D-9與邊框架邊柱相同。D-5底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.420D=c12ic/h2=0.420123.851010/54002=6648N/mm27層 0.623c=K/(2+K)=0.238D=c12ic/h2=0.238123.611010/39002=6767N/mm圖4.3樓電梯間處柱的側(cè)移剛度計算簡圖根據(jù)以上計算，總結(jié)如下：表4.3 中框架柱側(cè)移剛度D值層號邊柱（18根）中柱（18根）DKacDKa