第五章横向框架侧移刚度计算
第五章多层框架内力和侧移计算简介
120
100（80）50
2、结构的抗震等级 地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：
（1）、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； （2）、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性 能，结构形式不同，抗震要求也不同。 （3）、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。
抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。 根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在 结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。
9
≤ 25
一 一
≤ 50
一 一
注：①.建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的 抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；
②.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场 地、地基条件确定抗震等级。
3、防震缝与抗撞墙布置
➢高层建筑避免采用不规则的建筑结构方案，尽量 不设防震缝。
（c) min 见下表
抗震等级
类别
一
二
三
四
中柱和边柱
1.0
4）框架梁下部纵向钢筋在端节点的锚固要求与中间 节点相同。
3 框架柱纵向钢筋在顶层节点的锚固 （1）框架柱纵筋在中间节点的锚固
梁高足够时
梁高不够时
板厚>80mm时
（2）框架柱纵筋在顶层端节点的锚固
三、箍筋
1.在框架节点内应设置水平箍筋，箍筋应符合柱箍 筋的构造规定，但间距不宜大于250mm。
2.对四边均有梁与之相连的中间节点，节点内可只 设置沿周边的矩形箍筋，不必设置复合箍筋。
2）框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用
框架规定数值的50%，且不宜小于70mm。
3）防震缝两侧结构类型不同时，按需要较 宽防震缝的结构类型考虑和按低的房屋高 度计算缝宽。
框架侧移刚度计算
梁柱线刚 节点转动 度比 影响系数 1.90 0.49 1.90 0.49 1.90 0.49 1.90 0.49 1.75 0.47 1.08 0.51
D
1.3852E+0 1.3852E+0 1.3852E+0 1.3852E+0 1.4391E+0 1.1423E+0
柱编号
1 1 1 1 1 1
层次
E
6 3.00E+07
5 3.00E+07
4 3.00E+07
3 3.00E+07
2 3.25E+07 1 3.25E+07
b(m) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5
层次
E
6 3.00E+07 5 3.00E+07 4 3.00E+07 3 3.00E+07 2 3.25E+07 1 3.25E+07
横向框架顶点位移计算
Gi（KN） ∑Gi(KN）
Di
7200
7200
798315
7200
14400
798315
7200
21600
798315
7200
28800
798315
7200
36000
836720
7200
43200
627006
△(m) 0.0090 0.0180 0.0271 0.0361 0.0430 0.0689
层次
6 5 4 3 2 1
弹性层间变形验算
层间剪力 Vi(KN)
层间刚度Di
层间侧移△ （m）
层间相对 层高hi(m) 弹性转角
雷晶结构设计(已排版)
昆明理工大学毕业设计题目某办公楼结构设计专业：土木工程班级: 2010级本科学生姓名：雷晶2012年12月目录第一章工程资料 (1)第二章结构布置 (2)2.1结构总体布置 (2)2.2结构设计原则 (2)2.3构件截面尺寸的初估 (4)第三章框架计算简图 (7)3.1计算单元的选取 (7)3.2计算简图 (7)第四章荷载计算 (9)4.1屋面及楼面的永久荷载标准值 (9)4.2屋面及楼面可变荷载标准值 (9)4.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 (9)4.4计算重力荷载代表值 (10)第五章横向框架侧移刚度计算 (12)5.1计算梁、柱的线刚度 (12)5.2计算柱的侧移刚度 (12)第六章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 (14)6.1横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算 (14)6.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 (19)第七章竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 (24)7.1计算单元 (24)7.2荷载计算 (24)7.3内力计算 (28)第八章框架内力组合 (37)8.1结构抗震等级 (37)8.2框架梁内力组合 (37)8.3框架柱内力组合 (39)第九章截面设计 (40)9.1框架梁设计 (40)9.2框架柱设计 (42)第十章基础配筋设计 (48)10.1地基承载力设计值和基础材料 (48)10.2边柱独立基础计算 (48)10.3中柱独立基础计算 (54)致谢 (56)参考文献 (57)附录 (58)第一章工程资料1、规模：本工程为某多层办公楼建筑，总建筑面积4213.25㎡，层数5层，高度19.55m；2、工程地质条件工程地质条件情况如下：第一层土：城市杂填土厚0-1.0m第二层土：粘土厚4.5-6.0m fk=210Kpa第三层土：强风化灰岩2.0-2.6m fk=1500 Kpa第四层土：中风化灰岩fk=2500 Kpa3、抗震设防本工程所在地区地震基本烈度8度，第一组，2类场地土，抗震等级3级。
宾馆设计计算书
第1章建筑设计1.1 建筑的总平面设计(1) 根据地形考虑，该地段地处南北，东西走向两条主干道的交叉口，地理位置十分优越。
考虑到已有建筑，所以正立面和左侧立面依城市主要街道而设，更加突出了此宾馆选址的优越。
(2) 为满足使用要求及当地规划部门的要求，在宾馆正面留有足够的空间设置相应的停车场地。
(3) 为创造一个良好舒适的环境，在用地范围内布置适当的绿化,以及布置景观小品设计和园林绿化设计，并适当考虑与城市绿化带的相互关系，创造一个和谐、舒适的环境。
1.2建筑平面设计建筑平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的，即有机地组合内部使用空间，使其更能满足使用者的要求，本设计是从平面设计入手，着眼于建筑空间的组合，结合高层宾馆的具体特点进行设计。
本设计按照各基本单元空间的功能性质、使用顺序进行功能分析和功能分区。
处理好各建筑空间的关系，合理组织好交通流线，使各种流线符合使用顺序并做到简洁明确、顺畅直接、不交叉迂回，避免相互干扰，并布置良好的朝向，满足采光和通风条件。
1.2.1 房间的平面设计根据设计任务书中对建筑总面积、层数及房间数量及使用面积的要求，对各个房间在每层平面中所占的比例初步确定每层及各房间的面积、形状与尺寸，根据功能分析、流线分析等进行平面组合设计。
首先确定组合方式。
且为了提供一个较舒适宽敞的的住宿的空间，使得内部的各种功能划分比较灵活，本设计采用了开间3.6m,进深为4.8m，5.4m和6.0m柱网，且采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块对大空间进行隔断，其材料较轻并有很好的隔音效果。
基于以上各项要求本设计的平面为矩形。
楼梯设计在大厅内体现了导向明确、疏散快捷方便的理念。
1.2.2 楼梯设计根据人流出行和疏散的要求，有大厅的显著位置设置两部电梯和三个楼梯。
(1) 根据《旅馆建筑设计规范》中确定楼梯的踏步尺寸与楼梯段净宽：旅馆的楼梯踏步高度取150mm,宽度取300mm。
底层单跑踏步数为15，标准层踏步数为11。
框架结构毕业设计计算书完整版
73 1XXXXX设计学生：指导老师：三峡大学XX学院摘要：本设计课题为。
Abstract：The project is the design of a express hotel.关键词：框架结构抗震等级内力分析荷载组合独立基础板式楼梯Keywords:frame structure前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教与学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为。
1.建筑设计1．1工程概况本工程为该工程采用钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度(0. 1g)，设计地震分组为第一组，抗震等级为三级。
1．2地质资料工程重要性等级为三级，本地区属亚热带大陆行季风气候，1．3平面布置在平面布置中73 2 1．4立面布置1．5各种用房和交通联系的设计本工程工程重要性等级为三级，根据《旅馆建筑设计规范》1．6建筑各构件用料、装饰及做法1.墙体：2.结构设计2．1．1结构布置方案及结构选型根据建筑使用功能要求，本工程采用框架承重方案。
框架柱网布置如下图2.1.1：2．1．2确定结构计算简图（1）计算基本假定：○1一片框架可以抵抗在本身平面内的侧向力，而在平面外的刚度很小，可以忽略（因而整个结构可以划分成若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载，垂直于该方向的结构不参加受力）；○2楼板在其自身平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小，可以忽略（因而在侧向力作用下，楼板可做刚体平移或转动，各个平面抗侧力结构之间通过楼板无相互联系和协同工作）。
73 3图2.1.1：框架柱网布置图框架近似计算补充假定：a．忽略梁、柱轴向变形及剪切变形；b．杆件为等截面等刚度，以杆件轴线作为框架计算轴线；c．在竖向荷载的作用下结构的侧移很小，因此，在计算竖向荷载作用时，假定结构无侧移。
（2）计算简图如下图2.1.2（1）根据图2.1.1框架柱网布置图，如图2.1.2（1）所示，选定阴影部分作为框架结构的计算单元，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。
水平作用下框架结构侧移计算
一、横向水平地震作用下框架结构侧移验算1.横向框架梁的线刚度在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效线刚度，减小框架侧移。
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梁取 I b1.5I 0 〔 I 0 为梁的截面惯性矩〕；对中框架梁取 I b2.0I 0 ，计算结果如下表所示：边框架梁中框架梁梁截面尺寸矩形截面惯性矩 混 凝E c〔 b/mm ×跨度 l/m土 强i b EI b / li b EI b / l /I 0 / ×103 m4I b1.5I 0I b 2.0I 0h/mm 〕度 等/ KN m2/×104KN m×104KN m级3 4/×103 4/×10mmAB 跨 300×600C3030×106横梁BC 跨 300×600C3030×106横梁AC 跨 300×600C30 30×106横梁CD 跨 300×450C3030×106横梁DE 跨 300×600C3030×106横梁2.柱的侧移刚度〔 D 值法〕柱线刚度计算结果如下表：混凝土强 截面尺寸2截面惯性矩线刚度 i c EI c / h柱号度等级〔a/mm × b/mm 〕柱高 h/mEc/KN mIc / ×103 m 4/ ×104 KN mZ 1C30 700×70030×106Z 2C30 ×6550 55030×10：楼层横向框架柱侧移刚度〔 D 值〕计算如下表所示：Ki b K(一般层 )(一般层 )2i c K12柱类型Dic h 2根数i b/ 104KN / mK K(底层 )2(底层 )i c K一层其他层边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱D边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱DA 轴2E 轴2C 轴2D 轴2A 轴2B 轴4E 轴6B 轴2C 轴6D 轴6653520KN/mA 轴2E 轴2C 轴2D 轴2A 轴2B 轴4E 轴6B 轴2C 轴6D 轴6794540KN/m3.横向框架自振周期结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼层面处的重力荷载代表值G i作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想侧移，并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r，计算结果如下表结构顶点的假想侧移G/KN nG i/KND i / KN m 1i / mm i / mm楼层V Gii 16999099907945405114582144879454041145832906794540311458443647945402114585582279454011241563237653520T1T T4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算本结构重量和刚度沿高度方向分布比拟均匀，高度不超过40m，变形以剪切变形为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。
侧移刚度计算
框架侧移刚度计算在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度、减少侧移，对于现浇楼面，考虑到这一有利作用，在设计梁的截面的惯性矩时，对现浇板的b 0b 02.0 1.5I I I I ==中框架梁，边框架梁。
本设计中框架柱采用C35混凝土，梁、板采用C30混凝土，海南三亚地区防震烈度7度，基本地震加速度0.1g 。
C30混凝土 E c =3.0×104N/mm 2框架柱1-5层均采用C35混凝土 E c =3.15×104N/m m 2横梁线刚度计算横梁线刚度i b 计算注：0I 为横梁的截面惯性矩 柱线刚度计算柱的侧移刚度D 值法计算 （1） 计算方法柱的侧移刚度按下式计算。
根据梁柱线刚度比K 的不同，结构平面布置图，可分为中框架中柱、边柱，边框架中柱、边柱和楼梯柱，其中楼梯柱的计算在楼梯配筋计算。
柱的侧移刚度D 值计算hiccD 212α=c α:柱侧移刚度修正系数，对不同情况按下式计算，K 表示墙柱线刚度比。
修正系数c α值计算公式（2）框架侧移刚度值计算底层：框架中柱（B1、C1、B2、C2、B 3、C3、B4、C4、B5、C5、B6、C6点处的柱12根）K =ici i 21+=1025.3104.11108.4101010⨯⨯⨯+=4.9825.0++=K Kc α=0.785 hiccD 212α==33001025.321012785.0⨯⨯=28112.95 N/mm Di=∑D=12D=12×28112.95=337355.37 N/mm框架边柱纵向（A1、D1、A2、D2、A3、D 3、A4、D4、A5、D5、A6、D6、共12根）ici K 2==1025.3108.41010⨯⨯=1.4825.0++=K Kc α=0.57 hiccD 212α==33001025.32101257.0⨯⨯=20413.22 N/mmDi=∑D=12Di=12×20413.22=244958.68 N /mm框架边柱横向（A 、B 、C 、D 、A7、B7、C7、D7共8根）ici K 2==1025.3104.111010⨯⨯=3.5125.0++=K Kc α=0.73 hiccD 212α==33001025.32101273.0⨯⨯=26143.25 N/mm Di=∑D=8Di=8×26143.25=209146.01 N/m m2～5层：框架中柱（B1、C1、B2、C2、B3、C3、B 4、C4、B5、C5、B6、C6点处的柱12根）K =12342ci i i ii +++=()1025.32104.11108.41010102⨯⨯⨯⨯⨯+=4.98c α=2KK+=0.71h ic c D 212α==33001025.32101271.0⨯⨯=25427.00 N/mm Di=∑D=12D=12×25427.00=305124.00 N/mm框架边柱纵向（A1、D1、A2、D2、A3、D 3、A4、D4、A5、D5、A6、D6、共12根）ici i K 242+==1025.32108.421010⨯⨯⨯⨯=1.48c α=2KK+=0.43 h icc D 212α==33001025.32101243.0⨯⨯=15399.45 N/mm Di=∑D=12Di=12×15399.45=184793.39 N /mm框架边柱横向（A 、B 、C 、D 、A7、B7、C7、D7共8根）ici i K 242+==1025.32104.1121010⨯⨯⨯⨯=3.51c α=2KK+=0.64 hiccD 212α==33001025.32101264.0⨯⨯=22920.11 N/mmDi=∑D=8Di=8×22920.11=183360.88 N/m m 4）各楼层框架柱总的侧移刚度框架侧移刚度D 值（N/mm ）将上述不同情况下同层框架侧移刚度相同，即得框架柱各层层间侧移刚度∑D i各层层间侧移刚度（N/mm）∑D1/∑D2=791460.06/673278.27=1.18>0.7，故该框架为规则框架。
混凝土结构设计第五章
柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴 力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑
弯矩的影响。即
Ac ≥ (1.1~1.2)N / fc N = 1.25Nv
式中 Ac为柱截面面积；N为柱所承受的轴向压力设计值；Nv为 根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.25为重力 荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值， 也可近似按（12~14）kN/m2计算；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。
2m时宜加宽20mm。
5.1框架结构布置
第5章 框架结构
5.2 框架梁柱截面尺寸及计算简图
1 框架结构的计算简图 梁、柱截面尺寸 框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确 定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，然后进 行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
梁截面尺寸确定
框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、
对于现浇梁、板整体式框架，可近似地取中间框架梁I=2I0，边框架 梁I=1.5I0；对于装配整体式梁、板框架，可近似地取中间框架梁I=1.5I， 边框架梁I=1.2I0；I0—为按矩形梁截面计算的惯性矩。
5.2 框架梁柱截面尺寸及计算简图
第5章 框架结构
梁截面惯性矩
在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为 框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍；
5.3 分层法
第5章 框架结构
竖向荷载作用下分层计算示意图
5.3 分层法
第5章 框架结构
分层法计算要点 （1）将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框 架，每个敞口框架包括本层梁和与之相连的上、下层柱。梁
上作用的荷载、各层柱高及梁跨度均与原结构相同。
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计算梁、柱的线刚度
梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为35C ，723.1510/C E KN m =⨯。
在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。
考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的框架梁取00.2I I =。
表5-1-2 柱线刚度ic 计算表
计算柱的侧移刚度
柱的侧移刚度D 计算公式：212h
i D c c α=
其中c α为柱侧移刚度修正系数，K 为梁柱线刚度比，不同情况下，c α、K 取值不同。
对于一般层： c i i
K 2∑=
K
K
c +=
2α 对于底层： c
i i K 2∑= K K c ++=25.0α
表5-2-1 横向框架柱侧移刚度D 计算表
图5-2-1框架计算。