毕业设计计算书 - 图文

本 科 毕 业 设 计（论文）

题

——结构计算书

学生姓名：XXXXXXXXXXX 学 号：XXXXXXXXXXX 专业班级：土木工程12 指导教师：

2016年 6月12日

目：望海花园综合写字楼设计

中国石油大学（华东）本科毕业设计(论文)

望海花园综合写字楼设计

——结构计算书

摘 要

本工程为青岛望海花园综合写字楼设计，拟采用框架结构体系，主体结构为五层，主体结构标高18.60m，总建筑面积约为4250.15m2。在设计中粱、板、柱、基础均采用现浇钢筋混凝土结构。设计参考相关资料和最新的国家标准并认真考虑影响设计的各项因素，严格遵循相关规范，做到“实用、安全、经济、美观”。

本设计主要包括建筑设计和结构设计两个部分。建筑设计部分主要包括建筑平面、立面、剖面的设计，楼梯大样，细部详图等；结构设计方面包括了结构的平面布置、结构构件的配筋设计，具体有梁板柱设计、楼梯间计算、内力组合、框架配筋等方面。最后，使用专业软件对手算的结果进行了校核。最后依据计算结果，结合相应的结构构造要求，绘制结构施工图和建筑施工图，写出相应的设计说明以及结构设计计算书。

关键词：框架结构；结构抗震；结构设计；内力计算

中国石油大学（华东）本科毕业设计(论文)

The Sea-view Garden office building design

——Structure calculation

Abstract

This works for the Qingdao Sea-view Garden office building design, intends to use frame structure, main structure for five layer, the main structure of the height 18.60m, with a total construction area of about 4250.15m2. The cast-in-place reinforced concrete structure were used in the design of beam plate column and foundation. Design information and the latest national codes and careful consideration of the factors affecting the design, strictly follow the relevant codes, so that \

This design mainly includes two parts of the architectural design and structural design. Architectural design mainly includes the design of building plane, elevation, section, stairs of the sample, details, etc.; structural design includes structural layout, structural reinforcement design, beam design, staircase calculation, internal force combination, frame reinforcement on the specific. Finally, the results of the use of professional software opponents are checked. Finally according to the calculated results, combined with corresponding structural codes, draw the structure construction drawing and construction drawing, write the corresponding design and structure calculations.

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Keywords：Frame structure; seismic resistance; structural design; internal force calculation

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目 录

第1章 设计资料 .................................................................................................................... 1

1.1 项目名称 ...................................................................................................................... 1 1.2 建设地点 ...................................................................................................................... 1 1.3 设计资料 ...................................................................................................................... 1

1.3.1 工程概况 ............................................................................................................ 1 1.3.2 设计标高 ............................................................................................................ 1 1.3.3 气象资料 ............................................................................................................ 1 1.3.4 工程地质及水文地质资料 ................................................................................ 2 1.3.5 抗震设防烈度 .................................................................................................... 2 1.3.6 建筑做法 ............................................................................................................ 2 1.3.7 荷载信息 ............................................................................................................ 3 1.3.8 建筑材料 ............................................................................................................ 3 1.3.9 参考资料 ............................................................................................................ 4

第2章 结构布置及框架计算简图 ........................................................................................ 5

2.1 结构选型和结构平面布置 .......................................................................................... 5

2.1.1 结构选型 ............................................................................................................ 5 2.1.2 结构布置 ............................................................................................................ 5 2.1.3 初步确定截面尺寸 ............................................................................................ 5 2.2 框架计算简图 .............................................................................................................. 7

2.2.1 框架计算简图说明 ............................................................................................ 7 2.2.2 框架梁、柱截面特性 ........................................................................................ 7 2.2.3 柱侧移刚度D值计算 ..................................................................................... 10

第3章 荷载计算 .................................................................................................................. 13

3.1 恒荷载标准值计算 .................................................................................................... 13

3.1.1 屋面恒荷载 ...................................................................................................... 13 3.1.2 楼面恒荷载 ...................................................................................................... 13 3.1.3 梁自重 .............................................................................................................. 14 3.1.4 柱自重 .............................................................................................................. 14

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3.1.5 墙自重 .............................................................................................................. 15 3.2 恒荷载计算简图的确定 ............................................................................................ 17

3.2.1 均布荷载 .......................................................................................................... 17 3.2.2 集中荷载 .......................................................................................................... 19 3.3 活荷载标准值计算 .................................................................................................... 21

3.3.1 屋面及楼面活荷载 .......................................................................................... 21 3.3.2 屋面雪荷载标准值 .......................................................................................... 21 3.4 活荷载计算简图的确定 ............................................................................................ 21

3.4.1 均布荷载 .......................................................................................................... 21 3.4.2 集中荷载 .......................................................................................................... 23 3.5 风荷载计算 ................................................................................................................ 25

3.5.1 风荷载标准值计算 .......................................................................................... 25 3.5.2 风荷载作用下框架侧移计算 .......................................................................... 26 3.6 重力荷载代表值计算 ................................................................................................ 27

3.6.1 楼面、屋面处自重标准值计算 ...................................................................... 28 3.6.2 楼面、屋面活荷载计算 .................................................................................. 29 3.7 结构基本自振周期计算 ............................................................................................ 29 3.8 多遇水平地震作用计算 ............................................................................................ 30

3.8.1 地震作用标准值计算 ...................................................................................... 30 3.8.2 横向框架弹性变形验算 .................................................................................. 31

第4章 内力计算 .................................................................................................................. 32

4.1 水平地震作用下横向框架内力分析 ........................................................................ 32 4.2 风荷载作用下横向框架内力分析 ............................................................................ 36 4.3 恒荷载作用下横向框架内力分析 ............................................................................ 38 4.4 活荷载作用下横向框架内力分析 ............................................................................ 44 4.5 梁端柱边弯矩、剪力计算 ........................................................................................ 49 第5章 内力组合 .................................................................................................................. 52 第6章 框架截面设计 .......................................................................................................... 53

6.1 框架梁设计 ................................................................................................................ 53

6.1.1 框架梁正截面受弯承载力设计 ...................................................................... 53

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6.1.2 框架梁斜截面设计 .......................................................................................... 60 6.2 框架柱设计 ................................................................................................................ 61

6.2.1 柱的轴压比验算 .............................................................................................. 62 6.2.2 框架柱正截面设计 .......................................................................................... 62 6.2.3 框架柱斜截面设计 .......................................................................................... 69 6.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 ........................................................................ 70

6.3.1剪力设计值验算 ............................................................................................... 70 6.3.2 受剪承载力验算 .............................................................................................. 70 6.4 女儿墙构造柱设计 .................................................................................................... 71 第7章 楼盖设计 .................................................................................................................. 72

7.1 设计资料 .................................................................................................................... 72 7.2 计算跨度 .................................................................................................................... 73 7.3 内力计算 .................................................................................................................... 73

7.3.1边跨双向板 ....................................................................................................... 73 7.3.2中跨单向板 ....................................................................................................... 74 7.4 配筋计算 .................................................................................................................... 75 第8章 楼梯设计 .................................................................................................................... 76

8.1 梯段板设计 ................................................................................................................ 76

8.1.1 荷载计算 .......................................................................................................... 76 8.1.2 截面设计 .......................................................................................................... 77 8.2 平台板设计 ................................................................................................................ 77

8.2.1 荷载计算 .......................................................................................................... 77 8.2.2 截面设计 .......................................................................................................... 78 8.3 平台梁设计 ................................................................................................................ 78

8.3.1 荷载计算 .......................................................................................................... 78 8.3.2 截面设计 .......................................................................................................... 79 8.4 梯柱设计 .................................................................................................................... 80 第9章 基础设计 .................................................................................................................. 81

9.1 基础截面确定 ............................................................................................................ 81

9.1.1 纵向条形基础 .................................................................................................. 81

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9.1.2 横向条形基础 .................................................................................................. 81 9.1.3 确定基础底面尺寸 .......................................................................................... 81 9.2 基础梁设计 ................................................................................................................ 83

9.2.1 截面性质计算 .................................................................................................. 83 9.2.2 节点荷载分配 .................................................................................................. 84 9.2.3 基础梁内力计算 .............................................................................................. 85 9.2.4 基础梁配筋计算 .............................................................................................. 87 9.3 基础翼板设计 ............................................................................................................ 89

9.3.1 计算简图 .......................................................................................................... 89 9.3.2 内力计算 .......................................................................................................... 89 9.3.3 翼板斜截面承载力验算 .................................................................................. 90 9.3.4 配筋计算 .......................................................................................................... 90

致 谢 ...................................................................................................................................... 91 参考文献 .................................................................................................................................. 92 附录 .......................................................................................................................................... 93

第1章 设计资料

第1章 设计资料

1.1 项目名称

望海花园综合写字楼设计

1.2 建设地点

山东青岛经济技术开发区

1.3 设计资料

1.3.1 工程概况

经有关部门批准，青岛经济技术开发区拟建综合写字楼一幢。工程建筑面积约为4000m2,根据城市规划需要，该地块新建建筑为五层。该项目主要由专用办公室、商用办公室及一般办公室三大部分组成，另外还设有传达室、会议室、文印室、资料室、档案室等房间。门厅、卫生间及走廊等根据具体情况合理设计。建筑主体采用钢筋混凝土框架结构，房间开间尺寸为3600mm×6600mm，走廊宽度3000mm、建筑层数为地上五层，各层层高均为3.6 m。平面柱网自定，初步确定平面总尺寸约为50.90m×16.70m。 1.3.2 设计标高

室内设计标高±0.000m 室内外高差600mm 1.3.3 气象资料

最低温度：-22℃ 最高温度：40℃ 最大日降雨量：300mm 基本风压；0.60Kpa

主导风向：冬季：西北 夏季：南东 最大积雪深度：240mm 基本雪压：0.20Kpa 最大冻深：500mm

空气：含有盐雾

1

第1章 设计资料

1.3.4 工程地质及水文地质资料

地基容许承载力设计值：120KPa 最高地下水位：自然地面下1.5m

场地类别：Ⅲ类 1.3.5 抗震设防烈度

抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度为0.10g 。 1.3.6 建筑做法

(1) 屋面构造做法 浅色涂料保护层

改性沥青防水卷材（六层做法，二毡三油上铺小石子） 20厚1:3水泥砂浆找平

2%膨胀珍珠岩找坡，平均厚80mm 花油法粘贴高聚物油毡一层

20厚1:3水泥砂浆找平层 100厚现浇钢筋混凝土板 10厚纸筋石灰泥抹底 (2) 楼面构造做法 ①卫生间

15厚纸筋石灰抹底 100厚混凝土现浇板

细石混凝土找坡薄处30厚，坡向地漏（0.5～1％） 15厚水泥沙浆找平 刷素水泥浆一道 1.5厚聚氨脂防水涂料 刷素水泥浆一道

25厚干硬性水泥砂浆结合层素水泥地面 10厚防滑地面砖（300×300）稀水泥擦缝 ②其它房间

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）

2

第1章 设计资料

素水泥面（撒适量清水） 25厚干硬性水泥砂浆找平层 15厚1:3水泥砂浆找平层

100厚现浇钢筋混凝土楼板 10厚纸筋石灰抹底 (3) 墙身做法

外墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，厚240mm 内墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，厚200mm (4) 墙面做法 ①外墙

外刷浅灰色防水涂料

20厚水泥粉刷墙面 ②内墙 卫生间：

8厚1：3水泥沙浆打底扫毛 7厚1：2.5水泥沙浆结合层 贴5厚1:2.5釉面砖,白水泥擦缝 其他房间：

1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制） 15厚水泥砂浆打底 白色乳胶漆二度 (5) 门窗做法

采用塑钢窗，实木门，防盗门 1.3.7 荷载信息

不上人屋面活荷载：0.5kN/m2

走廊、门厅、楼梯楼面活荷载：2.5kN/m2 其他房间楼面活荷载：2.0kN/m2

（恒荷载信息详见第二章荷载计算部分） 1.3.8 建筑材料

混凝土C30 、C35

3

第1章 设计资料

HRB400级钢筋 HRB335级钢筋

240厚和200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 1.3.9 参考资料

《建筑结构荷载规范GB50009-2012》 《混凝土结构设计规范GB50010-2010》 《建筑抗震设计规范GB50011-2010》

4

第2章 结构布置及框架计算简图

第2章 结构布置及框架计算简图

2.1 结构选型和结构平面布置

2.1.1 结构选型

根据建筑功能的要求，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系，以达到建筑平面及构件布置灵活，获得较大使用空间，便于分隔，抗震及整体性好的目的。 2.1.2 结构布置

该结构体系横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案。施工方案采用梁、板、柱整体现浇，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下交叉条形基础。 2.1.3 初步确定截面尺寸

本建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构，建筑地处青岛经济技术开发区，抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）6.1.2知，本建筑的抗震等级为三级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm，各层梁、板、柱的混凝土强度等级均为C30，纵向受力钢筋采用HRB400，其余钢筋采用HRB335。根据建筑平面确定的结构平面布置图如图2-1：

图2-1 结构平面布置图

框架柱的最大承载力范围：7.2m?4.8m (1) 柱截面尺寸估算：

5

第2章 结构布置及框架计算简图

柱的截面尺寸估算公式:

N??AGn （2-1）

Ac?N—柱组合的轴压力设计值。

N??N?fc （2-2）

?—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等

跨内柱取1.2。

A—按简支状态计算的柱的负载面积。

G—折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似取为12?14kN/m2。 n—验算截面以上的楼层层数。

??N?—框架柱轴压比限值，近似取0.85

fc—混凝土轴心抗压强度设计值。 所以有

N?1.25?7.2?4.8?13?5?2808kN

2808?103Ac??231016mm2

0.85?14.3则取柱的截面尺寸为500mm?500mm。 (2) 梁截面尺寸估算：

框架梁的截面尺寸确定时，应综合考虑竖向荷载大小、跨度、抗震设防烈度以及混凝土强度等级等多方面的因素。一般情况下，框架梁截面尺寸取值如下：

?11?hb??~?lb?812? （2-3）

?1bb??~?22??hb （2-4） 7?由于横向梁的跨度分别为边跨6600mm，中跨3000mm，则取横向边跨梁

b?h?250mm?650mm，中跨梁b?h?250mm?450mm。纵向梁最大跨度为7200mm，取纵向梁截面尺寸均为b?h?250mm?700mm。

6

第2章 结构布置及框架计算简图

2.2 框架计算简图

2.2.1 框架计算简图说明

本设计基础选用柱下交叉条形基础，基础顶标高为?0.900m，取②-⑦轴线上的一榀框架进行计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。一层柱高从基础顶面算至二层楼面，其余各层柱高均为从本层楼面算至上层楼面，即首层柱高4.5m，其余各层柱高均为

3.6m。

2.2.2 框架梁、柱截面特性

利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算柱的截面特性。 以③轴线上的一榀框架为例计算梁柱的线刚度： 混凝土的弹性模量：C30混凝土 E?3.0?104N/mm2 (1) 柱计算： 一层柱：

ic1?EI?H3.0?104?1?500412?3.472?1010N?mm 4500二~五层柱：

ici?EI?H3.0?104?1?500412?4.340?1010N?mm(i?2~5) 3600(2) 梁计算：

③轴线框架为中框架，梁两侧有楼板，则Ib?2I0，各层边跨梁截面尺寸均为

250mm?650mm，中跨250mm?450mm。（边框架Ib?1.5I0）

2EI?L2EI?L2?3?104?1?250?650312?5.201?1010N?mm 6600ib边?2?3?104?ib中?

1?250?450312?3.797?1010N?mm 3000(3) 框架梁截面特性：

框架梁截面特性计算过程见表2-1至表2-2。

7

第2章 结构布置及框架计算简图 表2-1 轴线②~⑦框架梁截面特性表

梁编号 混凝土强度等级 截面尺寸 AB(CD) C30 250×650 6600 5.721 BC C30 250×450 3000 1.898 b?h/mm?mm 跨度 l/mm 截面惯性矩 I/10mm 线刚度 94i/1010N?mm2 5.201 表2-2 轴线①、⑧框架梁截面特性表

3.797 梁编号 混凝土强度等级 截面尺寸 AB(CD) C30 250×650 6600 5.721 BC C30 250×450 3000 1.898 b?h/mm?mm 跨度 l/mm 截面惯性矩 I/109mm4 线刚度 i/10N?mm 1023.901 2.848 (4) 框架柱截面特性

框架柱截面特性计算见表2-3：

8

第2章 结构布置及框架计算简图

表2-3 框架柱截面特性表

层号 混凝土强度等级 截面尺寸 1 C30 500×500 4500 5.208 2-5 C30 500×500 3600 5.208 b?h/mm?mm 柱高 l/mm 截面惯性矩 I/109mm4 线刚度 i/1010N?mm2 3.472 4.340 由上表可知，各榀框架计算简图如图2-2至2-3：

图2-2 轴线②-⑦线刚度计算简图（1010N?mm2）

9

第2章 结构布置及框架计算简图

图2-3 轴线①、⑧线刚度计算简图（1010N?mm2）

2.2.3 柱侧移刚度D值计算

(1) ②-⑦轴线D值计算过程及结果见表2-4至2-5。

表2-4 横向2-5层D值计算表

构件 ?iK?2icb K?? 2?K1.200?0.375 2?1.2002.073?0.509 2?2.0730.509 0.375 12ich2 /104kN/mD??0.375?12?4.343.6212?4.343.622.046 1.507 A轴 5.201?5.201?1.200 2?4.340(5.201?3.797)?2?2.073 2?4.3402.073 ?1.507 B轴 C轴 D轴 0.509??2.046 1.2 10

第2章 结构布置及框架计算简图 表2-5 横向底层D值计算表

构件 ?iK?icb 0.5?K ??2?K0.5?1.498?0.571 2?1.4980.5?2.595?0.673 2?2.5920.673 0.571 12ich2 /104kN/mD??0.571?12?3.4724.5212?3.4724.521.385 1.175 A轴 5.201?1.498 3.4725.201?3.797?2.592 3.4722.592 1.498 ?1.175 B轴 C轴 D轴 0.673??1.385 (2) ①、⑧轴线D值计算过程及结果见表2-6至2-7。

表2-6 横向2-5层D值计算表

构件名称 ?iK?2icb K ??2?K0.899?0.310 2?0.8991.555?0.437 1.555?20.437 0.310 12ich2 /104kN/mD??0.310?12?4.343.6212?4.343.621.758 1.246 A轴 3.901?3.901?0.899 2?4.34(3.901?2.848)?2?1.555 2?4.341.555 ?1.246 B轴 C轴 D轴 0.437??1.758 0.899 表2-7 横向底层D值计算表

构件 ?iK?icb 0.5?K?? 2?K0.5?1.124?0.520 2?1.12412ich2 /104kN/mD??0.520?12?3.4724.52?1.070 A轴 3.901?1.124 3.472B轴 C轴 D轴 2.848?3.901?1.944 3.4721.944 1.124 0.5?1.944?0.620 2?1.9440.620 0.520 0.620?12?3.4724.521.275 1.070 ?1.275 框架总刚度计算过程见表2-8。

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第2章 结构布置及框架计算简图

表2-8 框架总刚度计算表

层号 1 10700?2?11750?6?91900 2-5 12460?2?15070?6?115340 A轴 B轴 12750?2?13850?6?108600 17580?2?20460?6?157920 D/kN/m C轴 D轴 12750?2?13850?6?108600 17580?2?20460?6?157920 10700?2?11750?6?91900 12460?2?15070?6?115340 ?D/kN/m

401000 546520

12

第3章 荷载计算

第3章 荷载计算

3.1 恒荷载标准值计算

3.1.1 屋面恒荷载

浅色涂料保护层

改性沥青防水卷材（六层做法，二毡三油上铺小石子）20厚1:3水泥砂浆找平

2%膨胀珍珠岩找坡，平均厚80mm 花油法粘贴高聚物油毡一层

20厚1:3水泥砂浆找平层 100厚现浇钢筋混凝土板 10厚纸筋石灰泥抹底

合计 3.1.2 楼面恒荷载

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 素水泥面（撒适量清水） 25厚干硬性水泥砂浆找平层 15厚1:3水泥砂浆找平层

100厚现浇钢筋混凝土楼板 10厚纸筋石灰抹底

合计 13

0.35kN/m2 20?0.02?0.4kN/m2 15?0.08?1.2kN/m2 20?0.02?0.4kN/m225?0.10?2.5kN/m2

16?0.01?0.16kN/m2

5.01kN/m2

0.55kN/m2 16?0.01?0.16kN/m220?0.025?0.5kN/m2 20?0.015?0.3kN/m3

25?0.1?2.5kN/m2

16?0.01?0.16kN/m2

4.17kN/m2

第3章 荷载计算

3.1.3 梁自重

横向边跨梁：b?h?250mm?650mm 中跨梁：b?h?250mm?450mm 纵向框架梁: b?h?250mm?700mm

m m横向次梁： b?h?200mm?400板厚：100mm A.横向边跨梁：

梁自重 梁粉刷（10厚混合砂浆抹面） 合计 B.横向中跨梁：

梁自重 梁粉刷 合计 C.纵向框架梁：

梁自重 梁粉刷 合计 D.横向次梁：

梁自重 梁粉刷 合计 3.1.4 柱自重

b?h?500mm?500mm

25??0.65?0.1??0.25?3.44kN/m

2??0.65?0.1??0.01?17?0.25?17?0.01?0.23kN/m

3.67kN/m

25?0.25?(0.45?0.1)?2.19kN/m

2?17?(0.45?0.1)?0.01?17?0.25?0.01?0.17kN/m 2.36kN/m

25?(0.7?0.1)?0.25?3.75kN/m 2?17?(0.7?0.1)?0.01?0.25?0.01?17?0.25kN/m

4.0kN/m

20?0.2??50.?4?0.?1kN1.m

2??0.4?0.1??0.01?17?0.102kN/m

1.6kN/m

14

5/

第3章 荷载计算

柱自重 柱粉刷（10厚混合砂浆抹面）

25?0.5?0.5?6.25kN/m

17?0.01?4?0.5?0.54kN/m

6.59kN/m

合计 3.1.5 墙自重

A1.外纵墙(底层)：

外刷浅灰色防水涂料

20厚水泥粉刷墙面 0.36?(3.6?0.6?0.3?0.7)?1.37kN/m 240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5?0.24?(3.6?0.3?0.6?0.7)?5.02kN/m 1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制）

15厚水泥砂浆打底 20?0.015?(3.6?0.7)?0.87kN/m 白色乳胶漆二度

合计

7.26kN/m

取 7.5kN/m A2.外纵墙(2-5层)：

外刷浅灰色防水涂料

20厚水泥粉刷墙面 0.36?(3.6?0.7)?1.05kN/m 240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5?0.24?(3.6?0.7)?3.83kN/m 1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制）

15厚水泥砂浆打底 20?0.015?(3.6?0.7)?0.87kN/m 白色乳胶漆二度

合计

5.75kN/m

取 6.0kN/m B.内纵墙（两侧抹灰做法相同）：

200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块

15

5.5?0.2?(3.6?0.7)?3.2kN/m

第3章 荷载计算

1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制） 15厚水泥砂浆打底

白色乳胶漆二度 2?20?0.015?(3.6?0.7)?1.74kN/m 合计 C1.外横墙（底层）：

外刷浅灰色防水涂料

5.0kN/m

20厚水泥粉刷墙面 0.36?(3.6?0.6?0.3?0.65)?1.4kN/m 240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5?0.24?(3.6?0.3?0.6?0.65)?5.1kN/m 1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制） 15厚水泥砂浆打底 白色乳胶漆二度

20?0.015?(3.6?0.65)?0.9kN/m

合计 C2.外横墙（2-5层）：

外刷浅灰色防水涂料

7.4kN/m

20厚水泥粉刷墙面 0.36?(3.6?0.65)?1.06kN/m 240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5?0.24?(3.6?0.65)?3.9kN/m 1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制） 15厚水泥砂浆打底 白色乳胶漆二度

20?0.015?(3.6?0.65)?0.9kN/m

合计 D.内横墙（两侧抹灰做法相同）：

200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块

6.0kN/m

5.5?0.2?(3.6?0.7)?3.2kN/m

1:1水泥细砂浆扫毛（内掺208胶水拌制） 15厚水泥砂浆打底

16

第3章 荷载计算

白色乳胶漆二度 2?20?0.015?(3.6?0.7)?1.74kN/m 合计 E.女儿墙：

墙体及混凝土压顶 5.5?0.24?0.6?25?0.12?0.24?1.5kN/m

5.0kN/m

合计

3.2 恒荷载计算简图的确定

3.2.1 均布荷载 （1）顶层

①边跨板荷载的传递：

l01?3600mm l02?6600mm

??311

等效为均布荷：p?l012?g?3.6k2?5.01?9.02kN/m 传往纵向框架：g55纵?p?8?9.02?8?5.64kN/m

传往横向框架：g横?p(1?2?2??3)?9.02?0.872?7.86kN/m

②中间跨板荷载的传递：

l01?3000mm l02?7200mm

??524 等效为均布荷载：p?l012?g3k?2?5.01?7.52kN/m 传往纵向框架： g纵?p(1?2?2??3)?7.52?0.92?6.94kN/m

传往横向框架： g?58?7.52?5横?p8?4.7kN/m

（2） 1~4层

17

2.0kN/m 第3章 荷载计算

①边跨板荷载的传递：

l01?3600mm l02?6600mm

??311

l013.6?gk??4.17?7.51kN/m 2255传往纵向框架：g纵?p??7.51??4.70kN/m

88等效为均布荷载：p?传往横向框架：g?p(1?2?2??3)?7.51?0.872?6.55kN/m

横②中间跨板荷载的传递：

??5 24l01?3000mm l02?7200mm

等效为均布荷载：p?l013?gk??4.17?6.26kN/m 22传往纵向框架： g纵?p(1?2?2??3)?6.26?0.92?5.76kN/m

55传往横向框架： g横?p??7.52??3.9kN/m88

所以，一榀框架所受恒荷载简化后简图如3-1。

18

第3章 荷载计算

图3-1 转化为均布荷载的恒荷载计算简图（kN/m）

3.2.2 集中荷载 （1） 顶层

①边节点集中荷载：

边柱纵向框架梁自重和粉刷

4.0?(7.2?0.5)?26.8kN

2.0?7.2?14.4kN

0.6m高女儿墙自重

横向次梁传来荷载

6.6?7.86?0.5?1.6?(6.6?0.25)?59.97kN

5.64?7.2?40.61kN

纵向框架梁传来的屋面自重

合计 ②中节点集中荷载：

中柱纵向框架梁自重和粉刷 横向次梁传来荷载

141.8kN

4.0?(7.2?0.5)?26.8kN

6.6?7.86?0.5?1.6?(6.6?0.25)?59.97kN

(4.70?5.76)?7.2?75.32kN

162.1kN

纵向框架梁传来的屋面自重

合计

19

第3章 荷载计算

（2）1-4层 ①边节点集中荷载：

边柱纵向框架梁自重和粉刷

4.0?(7.2?0.5)?26.8kN

6.59?3.6?23.73kN

框架柱自重和粉刷 柱侧墙体自重

6.0?(7.2?0.5)?40.2kN

4.7?7.2?33.84kN

纵向框架梁传来的楼面自重

横向次梁传来荷载 6.6?6.55?(0.5?1.6?5.0?0.5)?(6.6?0.25)?64.20kN 合计 ②中节点集中荷载：

中柱纵向框架梁自重和粉刷

4.0?(7.2?0.5)?26.8kN

6.59?3.6?23.73kN

188.76kN

框架柱自重和粉刷 内纵墙自重 纵向框架梁传来的楼面自重

5.0?(7.2?0.5)?33.5kN

(4.70?5.76)?7.2?75.31kN

横向次梁传来荷载 6.6?6.55?(0.5?1.6?5.0?0.5)?(6.6?0.25)?64.20kN 合计 则纵向框架传梁来的集中荷载如图3-2。

223.54kN

20

第3章 荷载计算

图3-2 纵向框架传来集中荷载计算简图（kN）

3.3 活荷载标准值计算

3.3.1 屋面及楼面活荷载

不上人屋面均布活荷载：0.5kN/m2

会议室、办公室、卫生间、活动室、资料室、档案室楼面均布活荷载：走廊、门厅、楼梯楼面均布活荷载：2.5kN/m2 3.3.2 屋面雪荷载标准值

sk??rs0?1.0?0.2?0.2kN/m2 屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取较大值。

3.4 活荷载计算简图的确定

3.4.1 均布荷载

(1) 顶层

①边跨板荷载的传递：

l01?3600mm l02?6600mm

21

2.0kN/m2 第3章 荷载计算

??311

l013.6?qk??0.5?0.9kN/m 2255传往纵向框架：q纵?p??0.9??0.57kN/m

88等效为均布荷：p?传往横向框架：q横?p(1?2?2??3)?0.9?0.872?0.79kN/m ②中间跨板荷载的传递：

l01?3000mm l02?7200mm

??5 24l013?qk??0.5?0.75kN/m 22等效为均布荷载：p?传往纵向框架： q纵?p(1?2?2??3)?0.75?0.92?0.69kN/m

55传往横向框架： q横?p??0.75??0.47kN/m

88(2) 1-4层

①边跨板荷载的传递：

l01?3600mm l02?6600mm

??311

l013.6?qk??2.0?3.6kN/m 2255传往纵向框架：q纵?p??3.6??2.25kN/m

88等效为均布荷：p?传往横向框架：q横?p(1?2?2??3)?3.6?0.872?3.14kN/m ②中间跨板荷载的传递：

l01?3000mm l02?7200mm

??5 24 22

第3章 荷载计算

等效为均布荷载：p?l013?qk??2.5?3.75kN/m 22传往纵向框架： q纵?p(1?2?2??3)?3.75?0.92?3.45kN/m

55传往横向框架： q横?p??3.75??2.34kN/m

88 所以一榀框架所受均布活荷载如图3-3。

图3-3 均布荷载的活荷载计算简图（kN/m）

3.4.2 集中荷载

(1) 顶层

①边节点集中荷载：

纵向框架梁传来的屋面活荷载： 横向次梁传来的屋面活荷载：

0.57?7.2?4.11kN 0.79?6.6?5.21kN

合计

②中节点集中荷载：

纵向框架梁传来的屋面活荷载：

23

9.32kN

(0.57?0.69)?7.2?9.07kN

第3章 荷载计算

横向次梁传来的屋面活荷载： 0.79?6.6?5.21kN

合计 (2) 1-4层

①边节点集中荷载：

纵向框架梁传来的屋面活荷载： 横向次梁传来的屋面活荷载：

14.28kN

2.2?57.?2 21kN6. 3.14?6.6?20.73kN

合计

②中节点集中荷载：

纵向框架梁传来的屋面活荷载：

36.93kN

(2.25?3.45)?7.2?41.04kN

2.34?6.6?15.44kN

横向次梁传来的屋面活荷载：

合计

则纵向框架梁传来的集中荷载如图3-4。

56.48kN

24

第3章 荷载计算

图3-4 纵向框架传来集中荷载计算简图（kN）

3.5 风荷载计算

3.5.1 风荷载标准值计算

建筑物所在地的地面粗糙度类别为C类，则风压高度变化系数?z如表3-1所示：

表3-1 风压高度变化系数计算表

离地面高度/m 风压高度变化系数 5 0.65 10 0.65 15 0.65 20 0.74

根据JGJ-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》可知：高宽比H/B?4的矩形、方形和十字形平面建筑取?s?0.8?0.5?1.3。

根据GB50009-2012《建筑结构荷载规范》8.4.1可知，高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，应考虑风振系数，由于H?30m且H/B?1.47?1.5，故本建筑取风振系数

?z?1.0。

为简化计算，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，以③轴线上的框架为例计算一榀框架上的风荷载作用，具体计算过程如表3-2。

25

第3章 荷载计算 表3-2 风荷载计算表

层号 1 1.0 1.3 0.65 0.6 0.507 3.651 15.33 2 1.0 1.3 0.65 0.6 0.507 3.651 13.14 3 1.0 1.3 0.65 0.6 0.507 3.651 13.14 4 1.0 1.3 0.65 0.6 0.507 3.651 13.14 5 1.0 1.3 0.715 0.6 0.558 4.018 14.46 ?z ?s ?z ?0/kN/m2 ?k??z?s?z?0/kN/m2 q??kB/kN/m Wk/kN

则③轴线上框架计算简图如图3-5：

图3-5 风荷载计算简图（kN）

3.5.2 风荷载作用下框架侧移计算

水平荷载作用下框架的侧移如下计算：

?Mj?Vpj?D （3-1）

ij

26

第3章 荷载计算

?jM—第j层的层间侧移；

Vpj—第j层由外荷载引起的总剪力；

?Dij—第j层所有柱D值总和。

各层楼板标高处侧移绝对值是该层以下各层层间侧移之和，顶点侧移即为所有层层间侧移之和。

故 j层侧移： ????iM （3-2）

Mji?1nj 顶点侧移： ????iM （3-3）

Mni?1框架在风荷载作用下侧移的计算如表3-3。

表3-3 风荷载作用下框架④侧移计算

层间位移 层号 Wk/kN 15.33 13.14 13.14 13.14 14.46 Vj/kN 15.33 28.47 41.61 54.75 69.21 ?D/kN/m 71060 71060 71060 71060 51200 ?Mj/10m 2.142 4.006 5.856 7.705 ?4?jM/h 1/16807 1/8987 1/6148 1/4673 1/3181 5 4 3 2 1 Mnn13.518 ????iM?3.323mm

i?1对于钢筋混凝土框架结构，楼层层间最大位移与层高之比的限制为1/550，本框架的层间最大位移与层高之比出现在底层，大小为满足要求。

11?,故风荷载作用下框架的侧移31805503.6 重力荷载代表值计算

屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值

+0.5×雪荷载标准值

楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值

27

第3章 荷载计算

+0.5×楼面活荷载标准值

其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构及构配件自重。

3.6.1 楼面、屋面处自重标准值计算

(1) 屋面处自重标准值计算： 女儿墙和天沟自重标准值：

G女儿墙?2?（50.4?16.2）?266.4kN 屋面板结构层及构造层自重标准值：

G屋面?5.0?50.4?16.2?4082.4kN

G粱?3.67?6.6?16?2.36?3?8?4.0?7.2?7?4?1.6?6.6?14?1398.43kN G柱?6.59?(1.8?0.1)?8?4?358.50kN

G墙?（6.0?16.2?2?6.0?50.4?2?5?50.4?2?5?6.6?13?2）?0.5?1080.6kN 故顶层的自重标准值为：

G顶层?G女儿墙?G屋面?G粱?G柱?G墙?266.4?4082.4?1398.43?358.50?1080.6 ?7186.33kN(2) 2-4层楼面处自重标准值计算：

G楼面?4.17?50.4?16.2?3404.72kN

G粱?3.67?6.6?16?2.36?3?8?4.0?7.2?7?4?1.6?6.6?14?1398.43kN G柱?6.59?(3.6?0.1)?8?4?738.08kN

G墙?6.0?16.2?2?6.0?50.4?2?5?50.4?2?5?6.6?13?2?2161.2kN 故2-4层自重标准值为：

G标准层?G楼面?G粱?G柱?G墙?3404.72?1398.43?738.08?2161.2 ?7702.43kN(3) 底层楼面处自重标准值计算:

G楼面?4.17?50.4?16.2?3404.72kN

28

第3章 荷载计算

G粱?3.67?6.6?16?2.36?3?8?4.0?7.2?7?4?1.6?6.6?14?1398.43kN

3.6?4.5?0.1)?8?4?832.98kN 2(3.6?4.5)/2?0.6G墙?2161.2??2485.38kN

3.6?0.6G柱?6.59?(故底层自重标准值为：

G底层?G楼面?G粱?G柱?G墙?3404.72?1398.43?832.98?2485.38 ?8121.51kN3.6.2 楼面、屋面活荷载计算

(1) 屋面雪荷载标准值计算

Q雪?q雪S?0.2?50.4?16.2?163.30kN (2) 楼面活荷载标准值计算

Q楼面标准层??qiSi?2.0?6.6?3.6?24?2.5?6.6?3.6?4?7.2?3?2.5?7?1756.08kNQ楼面底层??qiSi?2.0?6.6?3.6?24?2.5?6.6?3.6?4?7.2?3?2.5?7?1756.08kN3.6.3 各层重力荷载代表值计算

顶层： GEw?7186.33?0.5?163.30?7267.98kN 标准层： GEi?7702.43?0.5?1756.08?8580.47kN 底层： GE1?8121.5?0.5?1756.08?8999.54kN 3.6.4 建筑物总重力荷载代表值计算

GE??GEi?7267.98?8580.47?3?8999.54?42008.98kN

3.7 结构基本自振周期计算

本结构主体高18m，且建筑物的质量和刚度沿高度分布较均匀，可采用底部剪力法计算水平地震作用，为此必须事先确定结构的基本自振周期。现采用能量法计算，并考虑非承重填充墙刚度的影响，取折减系数?T?0.7，计算过程如表3-4。

29

第3章 荷载计算 表3-4 能量法计算基本周期

层号 5 4 3 2 1 Gi/kN 7267.98 8580.47 8580.47 8580.47 8999.54 42008.96 ?D/kN/m 546520 546520 546520 546520 401000 －－ ?G?ui?j?1ijDi /mui???uj/m j?11Giui 1832.985 2049.874 1801.041 1417.494 943.152 8044.546 Giui2 462.279 489.715 378.038 234.170 98.842 1663.044 0.0133 0.0290 0.0447 0.0604 0.1048 0.2522 0.2522 0.2389 0.2099 0.1652 0.1048 －－ ? 则结构的基本自振周期为：

T1?2??Gui?1ni?1n2ii?2?0.7??Gu1663.044?0.637s

8044.546ii3.8 多遇水平地震作用计算

3.8.1 地震作用标准值计算

该工程所在地为山东省青岛市，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅲ类，由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）查得：

水平地震影响系数最大值：?max?0.08，特征周期Tg?0.65s 混凝土结构阻尼比为0.05，0.1s?T1?Tg则

?1??2?max?1.0?0.08?0.08s

.96kN 结构的总重力荷载代表值为：GE?42008则结构的底部剪力为：

FEK?Geq?1?0.85?42008.96?0.08?3251.26kN

T1?0.637s?1.4Tg?1.4?0.65?0.91s，故不考虑结构顶部附加集中作用。 所以楼层的地震作用标准值Fi和地震剪力标准值Vi计算如表3-5。

30

第3章 荷载计算 表3-5 地震作用标准值计算表

层号 5 4 3 2 1 Gi/kN 7267.98 8580.47 8580.47 8580.47 8999.54 Hi/m 18.9 15.3 11.7 8.1 4.5 －－ GiHi/kN?m 137364.822 131281.191 100391.499 69501.807 40497.93 479037.247 Fi/kN 932.305 891.015 681.364 471.714 274.862 3251.26 Vi/kN 932.305 1823.320 2504.684 2976.398 3251.260 －－ ? 42008.96 注：Fi?GiHiFEk

?GiHi3.8.2 横向框架弹性变形验算

多遇地震作用下，横向框架层间弹性位移验算结果如表3-6所示，其中楼层层间地震剪力取标准值。

表3-6 层间弹性位移验算表

层间剪力 层号 层间刚度 ?uei?Vi/Di 层高 Vi/kN 932.305 1823.320 2504.684 2976.398 3251.260 Di/kN/m 546520 546520 546520 546520 401000 /mm 1.705 3.336 4.583 5.446 8.108 Hi/mm 3600 3600 3600 3600 4500 ?uei Hi1/2111 1/1079 1/786 1/661 1/555 5 4 3 2 1 楼层层间最大位移与楼层高之比为： ?ue1?V1?8.108mm D1

?ue18.10811???故水平地震作用下，横向框架的变形满足要求。 H14500555550

31

第4章 内力计算

第4章 内力计算

4.1 水平地震作用下横向框架内力分析

将楼层的地震剪力标准值按各柱的D值比例分配求得的各柱的地震剪力标准值（见表4-1）。近似按各楼层的水平地震作用为到三角形分布情形，确定各柱的反弯点，计算柱端弯矩标准值，根据节点平衡条件，将节点处柱端弯矩之和按节点处两侧梁的线刚度比例分配，可求得梁柱内力。

表4-1 柱端地震剪力计算表

层号 5 546520 932.305 15070 0.0276 25.732 20460 0.0374 34.868 4 546520 1823.320 15070 0.0276 50.324 20460 0.0374 68.192 3 546520 2504.684 15070 0.0276 69.129 20460 0.0374 93.675 2 546520 2976.398 15070 0.0276 82.148 20460 0.0374 111.317 1 401000 3251.260 11750 0.0293 95.262 13850 0.0345 112.168 ?D/kN/m VE/kN 边 柱 Di/kN/m D/?D VEi/kN 中柱 Di/kN/m D/?D VEi/kN 楼层的水平地震作用为倒三角形分布，可算得各柱的反弯点，如表4-2。

表4-2 柱反弯点计算表

层号 边柱 中柱 n?5 j?5 n?5 j?5 5 K?1.200 yn?0.36 K?2.037 yn?0.402 ?1?1 ?3?1 y?yn?0.36 32

?1?1 ?3?1 y?yn?0.402

第4章 内力计算

续表4-2

层号 边柱 中柱 n?5 j?4 n?5 j?4 K?1.200 yn?0.45 4 K?2.037 yn?0.45 ?1?1 ?2??3?1 y?yn?0.45 ?1?1 ?2??3?1 y?yn?0.45 n?5 j?3 n?5 j?3 K?1.200 yn?0.46 3 K?2.037 yn?0.50 ?1?1 ?2??3?1 y?yn?0.46 ?1?1 ?2??3?1 y?yn?0.50 n?5 j?2 n?5 j?2 K?2.037 yn?0.50 K?1.200 yn?0.50 2 ?1??2?1 ?3?1.25 y3?0 y?yn?0.50 ?1??2?1 ?3?1.25 y3?0 y?yn?0.50 n?5 j?1 n?5 j?1 K?2.592 yn?0.594 K?1.498 yn?0.65 1 ?1?1 ?2?0.8 y2?0 y?yn?0.65 ?1?1 ?2?0.8 y2?0 y?yn?0.594

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