2006级-毕业设计
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采用D值法计算
计算步骤：
（一）地震作用下框架kj-x柱的剪力，弯矩
• 1、剪力
2、弯矩 M
d ik
Vik yh
M
u ik
Vik (1 y)h
y h下 h
yh ( y0 y1 y2 y3 )h
• 标准反弯点高度比y0
• 上下层梁线刚度比变化时反弯点 高度比修正系数y1
上下层高变化时反弯点高度比修正 系数y2, y3
\
KL-6 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054
\
\ 0.0108 51428.6
KL-7 0.25×0.4 3.9 3000T00形00 梁0.00133 0.002 倒153L46形.15梁 \
\
KL-矩8 0形.25梁×0.4 3.9 30000000 0.00133
\
\ 0.00266 20461.5
计算书
地震作用下框架kj-x的内力分析 竖向荷载作用下框架kj-x的内力分析
内力组合 框架、楼（屋）面板、楼梯的配筋计算
基础设计
一.结构选型
•结构形式;结构布置;板、梁、柱截面尺寸的估算；填充 墙、女儿墙。
（一）结构形式
• 框架结构 • 由梁、柱、节点及基础组成的结构形式。
（二） 结构布置
1 结构布置原则
2 框架结构布置
包括：柱网布置，承重框架的布置，框架的立面布置， 变形缝设置。
（1）柱网布置
内廊式、等跨式和不等跨式。
内廊式
等跨式
要求
•满足建筑功能 •结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱） •方便施工
（2）承重框架的布置（竖向荷载）---框架承重方案与楼盖布置有关
•横向框架承重方案
L2 0.25×0.35 3.6 30000000 0.000893 \
\ 0.00179 14883.3
4、横向框架柱的侧移刚度D值
• （1）柱线刚度:
柱号
截面 （m2)
Z1 0.5×0.5
柱高度 H(m)
4.25
EC(kN/m3) 3.00E+07
惯性矩 Ic=bh3/12
(m4)
5.21E-03
•轴线尺寸:
h4 h3 h2 h1
l1
l2
l3
跨度：等截面柱，截面形心线；变截面柱，较小部分 截面形心。
层高：横梁形心线（也可取楼板顶面），底层到基础 顶面的距离;
注：跨度相差不超过10%时,按等跨计算内力;屋面斜梁坡 度不超过1/8时,按水平梁计算.
• （七）填充墙，女儿墙 • 1. 填充墙 • GB50011—2001 13.3.3—2 P3-54 • 2 . 女儿墙 • GB50011—2001 P3-28 7.1.6表 • 注：与主结构连成整体。
纵向布置连系梁。横向抗侧 刚度大。有利采光和通风。
•纵向框架承重方案
横向布置连系梁。横向抗侧 刚度小。有利获得较高净空。
•纵横向框架承重方案 两个方向均有较好的抗侧刚度。
（3）框架的立面布置
规则框架
内收 缺 梁
外挑
错层
柱抽 复式框架
•（三）柱截面尺寸
1、 柱截面高度h=(1/15-1/20)H h/b≈1 H－－层高；底层柱一般到基础顶面的距离;
称剪重比，太小，对剪力要调整； 实质应对结构进行调整
四.地震作用下框架kj-x的内力分析
计算单元
结构均匀、荷载均匀。 可用平面框架代替空间框架。 横向和纵向分别取图示计算单元作为分析的对象。
水平荷载作用下近似计算方法: 反弯点法，修正反弯点法(D值法).
反弯点法使用条件: 结构比较均匀,层数不多, 梁的 线刚度ib比柱的线刚度ic大较多 时。（ ib / ic ＞3）
V20=.G545+9Gs3+G2=3860.51+5303.37+5303.37=14467.25kN
V1=G4+G3+G2+G1=14467.25+5565.24=20032.49kN
u1
V1 D
20032.49 445841.806
0.0449m
u2
V2 D
u1
14467.25 627508.102
毕业设计
•施工图
建筑设计总说明;工程做法表; 建施图：门窗做法表;总平面图;各层
平面图;屋顶平面图;立面图;
毕
剖面图;详图
结构设计总说明；结构平面
业
结施图：布置，基础布置及配筋，框 架配筋，板及楼梯配筋图。
封面
设
设计任务书
前言
计 毕业论文 摘要
目录
计算书
总结与体会
参考文献
结构选型 荷载计算 地震作用计算及其作用下框架的侧移验算
(M
u c
M
(M
u c
M
d c
d c
)
i ) iblb ibl
M
r b
(M
u c
M
d c
)
ibl
ibr
ibr
(二M)梁端(弯M矩 M ) i M
wenku.baidu.com
l b
M
(M
u c
M
l b
(M
u c
d c
)
ibl
Mibl cdMi)brbirblibl(Mibr
u c
M
d c
)
libr ibbl
ibr
u c
l
M
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M
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cd)Mibl icdblMi)brbirbli
M
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M
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ibl
ibl
ibrM
l b
M
r b
(
(M
u c
M
M
r b
M
l b
M
l b
：
3、横梁线刚度
惯性矩
边框架梁
中框架梁
梁号
截面 b×h(m2)
跨度 l(m)
EC(kN/m3)
I0=bh3/12 (m4)
Ib=1.5I0 (m4)
Kb=EcIb/l (kN·m)
Ib=2.0I0 (m4)
Kb=EcIb/ l (kN·
m)
KL-1 0.3×0.6 6 30000000 0.0054 0.0081 40500
三.地震作用计算及其作用下框架的侧移验算 • (一)水平地震作用计算 • 为何不考虑竖向地震作用，据GB50011-2001 • 5.1.1-4P3-14 • 计算方法－底部剪力法 ；据GB50011-2001 • 5.1.1-4P3-14
• 步骤：
1、确定结构抗震等级 根据设防烈度、结构类型和结构高度，查表确定。
l—梁计算跨度：等截面柱，截面形心线；变截面柱， 较小部分截面形心
悬臂梁： h=(1/6-1/8)L
次梁： b=(1/2~1/3)h b不宜小于0.5柱宽。 主梁： b=(1/2~1/3)h 尺寸符合模数：50mm.
构造要求：
b≮200mm Ln/h ≮4 主次梁相交处
•（五）板
（六）框架计算简图
（1）平面布置
• 简单、规则、对称、减小偏心
（2）竖向布置
• 规则、均匀，避免过大的外挑和内收。
（3）变形缝设置
伸缩缝,沉降缝,抗震缝.
伸缩缝 温度变化,材料收缩-----不能太长
• 沉降缝:
• 地基不均匀；荷载差异大；基础埋深不同 -------- 沉降差异
• 抗震缝: • 平面、立面不规则，体型复杂 • 动力特性不同，变形不一
\
\
KL-2 0.3×0.6 6 30000000 0.0054
\
\ 0.0108 54000
KL-3 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054 0.0081 38571.43 \
\
KL-4 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054
\
\ 0.0108 51428.6
KL-5 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054 0.0081 38571.43 \
线刚度 Kc=EcIc/H (kN·m)
3.68E+04
Z2 0.5×0.5 3.3 3.00E+07 5.21E-03 4.74E+04
（2）横向框架柱侧移刚度D值计算
α=K1/(2+K1)(一般
层
柱类型
项目
K1=∑Kb/2Kc(一般层） K1=∑Kb/Kc（底层）
层） α
=(0.5+K1)/(2+K1)
h
b
2、根据柱的负荷面积，估算柱在竖向荷载下的轴力 Nc 取 N (1.2 ~ 1.4)Nc 按轴压构件估算截面积 Ac
抗震设计时，取N (1.1 ~ 1.2)Nc
0.9 （抗震等级三级）
要求满足：
N Ac fc
0.8 0.7
（抗震等级二级） （抗震等级一级）
3、
•（四）梁截面尺寸
8 8
0.508 0.639 0.567
12419.81
2
15622.555
2
13862.267
8
中框架边柱(B轴至D轴) 5.14/3.68=1.3967
中框架中柱
(5.4+5.14)/3.68=2.78 26
∑D
边框架边柱(A轴至B轴)
(4.05+4.05)/(2*4.74) =0.8544
边框架边柱(B轴至D轴)
D=α Kc12/h2(kN/m)
根数
(底层）
边框架边柱(A轴至B轴) 4.05/3.68=1.101
0.727
17774.018
2
底层
边框架边柱(B轴至D轴) 3.86/3.68=1.0489
边框架中柱
(4.05+3.86)/3.68=2.1 495
中框架边柱(A轴至B轴) 5.4/3.68=1.4674
d
b
cl
r
i i
M
l b
(M
u c
(M
u c
M
d c
(5.4+5.14)*2/(2*4.74 )=2.2236
∑D
0.558 0.686
0.299 0.289 0.455 0.363 0.352 0.526
13642.231
8
16771.632
8
445841.806
15617.19
2
15094.876
2
23765.289
2
18960
8
18385.455
KL-9 0.25×0.4 3.6 30000000 0.00133 0.002 16625
\
\
KL-10 0.25×0.4 3.6 30000000 0.00133 \
\ 0.00266 22166.7
L1 0.25×0.35 3.9 30000000 0.000893 \
\ 0.00179 13738.5
2、多层建筑简化成多质点体系
Gi重力荷载代表值如下：
顶层重力荷载代表值包括：女儿墙重、屋面恒载、 （50%）的雪荷载、纵、横梁自重、半层柱自重、半 层墙自重。 • 其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载、纵、横 梁自重、楼面上、下各半层柱及墙体自重、（ 50%） 楼面均布活荷载。
据GB50011-2001 5.1.3 P3-14
剪切变形。 • 总体弯曲变形 • 它的侧移曲线与悬臂梁的弯曲变形相似，称为弯曲
变形。
• 对于层数不多的框架结构，只考虑剪切变形； • 对于较高的框架（H>50米）或较柔的框架
(H/B>4),考虑框架的弯曲变形. 由梁柱弯曲变形引起的侧移：
层间侧移：
顶点侧移：
侧移的限值
（三）楼层水平地震力的抗震验算：
二.荷载计算 按作用方向分类:
竖向荷载，水平荷载
水平荷载
• 风荷载，地震作用（第三步介绍） • 风荷载不考虑，因考虑了地震作用 • 由GB50011—2001 5.4.1规定
S GCGGE C Eh EhEhk C Ev EvEvk w wCwwk
风，地震同时考虑时组合值系数取0
0.0449 0.0680m
u3
V3 D
u1
u2
9163.88 627508.102
0.0449 0.0680 0.1275m
u4
V4 D
u1 u2 u3
3860.51 627508.102
0.0449 0.0680 0.1275 0.2466m
6、横向水平地震作用计算
（1）查表确定： （2）
，基本加速度值0.20g， （第二组）
（3）确定地震影响系数：
基本加速度值，设防烈度－
及
－
（4）作用在结构各楼层上的水平地震作用：
（5）计算楼层地震剪力：
（二）框架的侧移验算 变形：总体剪切变形，总体弯曲变形组成。
• 总体剪切变形 • 它的侧移曲线和悬臂梁的剪切变形曲线相似，称为
(3.86+3.86)/(2*4.74) =0.8143
二
边框架中柱
(4.05+3.86)*2/(2*4.7 4)=1.6688
三 四
中框架边柱(A轴至B轴)
(5.4+5.4)/(2*4.74)=1 .1392
层
中框架边柱(B轴至D轴)
(5.14+5.14)/(2*4.74) =1.0844
中框架中柱
8
27473.719
8
627508.102
5、横向框架自振周期
• 按能量法计算框架的自振周期。
T1 2
n
Giui2
i 1
n
Giui
i 1
Φ－填充墙刚度影响，对 周期的折减系数，取0.6 －0.7；轻质墙取0.8－0.9
将2各楼0层.7的重5力56荷5V载.4当2=G4做4水=03平8.60力04.产541生9kN2的楼层53剪0力3为.3：7 0.06802 5303.37 V3=G4+G535=368560.2.541+5300.30.3474=991635.8380kN3.37 0.0680 5303.37
计算步骤：
（一）地震作用下框架kj-x柱的剪力，弯矩
• 1、剪力
2、弯矩 M
d ik
Vik yh
M
u ik
Vik (1 y)h
y h下 h
yh ( y0 y1 y2 y3 )h
• 标准反弯点高度比y0
• 上下层梁线刚度比变化时反弯点 高度比修正系数y1
上下层高变化时反弯点高度比修正 系数y2, y3
\
KL-6 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054
\
\ 0.0108 51428.6
KL-7 0.25×0.4 3.9 3000T00形00 梁0.00133 0.002 倒153L46形.15梁 \
\
KL-矩8 0形.25梁×0.4 3.9 30000000 0.00133
\
\ 0.00266 20461.5
计算书
地震作用下框架kj-x的内力分析 竖向荷载作用下框架kj-x的内力分析
内力组合 框架、楼（屋）面板、楼梯的配筋计算
基础设计
一.结构选型
•结构形式;结构布置;板、梁、柱截面尺寸的估算；填充 墙、女儿墙。
（一）结构形式
• 框架结构 • 由梁、柱、节点及基础组成的结构形式。
（二） 结构布置
1 结构布置原则
2 框架结构布置
包括：柱网布置，承重框架的布置，框架的立面布置， 变形缝设置。
（1）柱网布置
内廊式、等跨式和不等跨式。
内廊式
等跨式
要求
•满足建筑功能 •结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱） •方便施工
（2）承重框架的布置（竖向荷载）---框架承重方案与楼盖布置有关
•横向框架承重方案
L2 0.25×0.35 3.6 30000000 0.000893 \
\ 0.00179 14883.3
4、横向框架柱的侧移刚度D值
• （1）柱线刚度:
柱号
截面 （m2)
Z1 0.5×0.5
柱高度 H(m)
4.25
EC(kN/m3) 3.00E+07
惯性矩 Ic=bh3/12
(m4)
5.21E-03
•轴线尺寸:
h4 h3 h2 h1
l1
l2
l3
跨度：等截面柱，截面形心线；变截面柱，较小部分 截面形心。
层高：横梁形心线（也可取楼板顶面），底层到基础 顶面的距离;
注：跨度相差不超过10%时,按等跨计算内力;屋面斜梁坡 度不超过1/8时,按水平梁计算.
• （七）填充墙，女儿墙 • 1. 填充墙 • GB50011—2001 13.3.3—2 P3-54 • 2 . 女儿墙 • GB50011—2001 P3-28 7.1.6表 • 注：与主结构连成整体。
纵向布置连系梁。横向抗侧 刚度大。有利采光和通风。
•纵向框架承重方案
横向布置连系梁。横向抗侧 刚度小。有利获得较高净空。
•纵横向框架承重方案 两个方向均有较好的抗侧刚度。
（3）框架的立面布置
规则框架
内收 缺 梁
外挑
错层
柱抽 复式框架
•（三）柱截面尺寸
1、 柱截面高度h=(1/15-1/20)H h/b≈1 H－－层高；底层柱一般到基础顶面的距离;
称剪重比，太小，对剪力要调整； 实质应对结构进行调整
四.地震作用下框架kj-x的内力分析
计算单元
结构均匀、荷载均匀。 可用平面框架代替空间框架。 横向和纵向分别取图示计算单元作为分析的对象。
水平荷载作用下近似计算方法: 反弯点法，修正反弯点法(D值法).
反弯点法使用条件: 结构比较均匀,层数不多, 梁的 线刚度ib比柱的线刚度ic大较多 时。（ ib / ic ＞3）
V20=.G545+9Gs3+G2=3860.51+5303.37+5303.37=14467.25kN
V1=G4+G3+G2+G1=14467.25+5565.24=20032.49kN
u1
V1 D
20032.49 445841.806
0.0449m
u2
V2 D
u1
14467.25 627508.102
毕业设计
•施工图
建筑设计总说明;工程做法表; 建施图：门窗做法表;总平面图;各层
平面图;屋顶平面图;立面图;
毕
剖面图;详图
结构设计总说明；结构平面
业
结施图：布置，基础布置及配筋，框 架配筋，板及楼梯配筋图。
封面
设
设计任务书
前言
计 毕业论文 摘要
目录
计算书
总结与体会
参考文献
结构选型 荷载计算 地震作用计算及其作用下框架的侧移验算
(M
u c
M
(M
u c
M
d c
d c
)
i ) iblb ibl
M
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(二M)梁端(弯M矩 M ) i M
wenku.baidu.com
l b
M
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Mibl cdMi)brbirblibl(Mibr
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M
r b
M
l b
M
l b
：
3、横梁线刚度
惯性矩
边框架梁
中框架梁
梁号
截面 b×h(m2)
跨度 l(m)
EC(kN/m3)
I0=bh3/12 (m4)
Ib=1.5I0 (m4)
Kb=EcIb/l (kN·m)
Ib=2.0I0 (m4)
Kb=EcIb/ l (kN·
m)
KL-1 0.3×0.6 6 30000000 0.0054 0.0081 40500
三.地震作用计算及其作用下框架的侧移验算 • (一)水平地震作用计算 • 为何不考虑竖向地震作用，据GB50011-2001 • 5.1.1-4P3-14 • 计算方法－底部剪力法 ；据GB50011-2001 • 5.1.1-4P3-14
• 步骤：
1、确定结构抗震等级 根据设防烈度、结构类型和结构高度，查表确定。
l—梁计算跨度：等截面柱，截面形心线；变截面柱， 较小部分截面形心
悬臂梁： h=(1/6-1/8)L
次梁： b=(1/2~1/3)h b不宜小于0.5柱宽。 主梁： b=(1/2~1/3)h 尺寸符合模数：50mm.
构造要求：
b≮200mm Ln/h ≮4 主次梁相交处
•（五）板
（六）框架计算简图
（1）平面布置
• 简单、规则、对称、减小偏心
（2）竖向布置
• 规则、均匀，避免过大的外挑和内收。
（3）变形缝设置
伸缩缝,沉降缝,抗震缝.
伸缩缝 温度变化,材料收缩-----不能太长
• 沉降缝:
• 地基不均匀；荷载差异大；基础埋深不同 -------- 沉降差异
• 抗震缝: • 平面、立面不规则，体型复杂 • 动力特性不同，变形不一
\
\
KL-2 0.3×0.6 6 30000000 0.0054
\
\ 0.0108 54000
KL-3 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054 0.0081 38571.43 \
\
KL-4 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054
\
\ 0.0108 51428.6
KL-5 0.3×0.6 6.3 30000000 0.0054 0.0081 38571.43 \
线刚度 Kc=EcIc/H (kN·m)
3.68E+04
Z2 0.5×0.5 3.3 3.00E+07 5.21E-03 4.74E+04
（2）横向框架柱侧移刚度D值计算
α=K1/(2+K1)(一般
层
柱类型
项目
K1=∑Kb/2Kc(一般层） K1=∑Kb/Kc（底层）
层） α
=(0.5+K1)/(2+K1)
h
b
2、根据柱的负荷面积，估算柱在竖向荷载下的轴力 Nc 取 N (1.2 ~ 1.4)Nc 按轴压构件估算截面积 Ac
抗震设计时，取N (1.1 ~ 1.2)Nc
0.9 （抗震等级三级）
要求满足：
N Ac fc
0.8 0.7
（抗震等级二级） （抗震等级一级）
3、
•（四）梁截面尺寸
8 8
0.508 0.639 0.567
12419.81
2
15622.555
2
13862.267
8
中框架边柱(B轴至D轴) 5.14/3.68=1.3967
中框架中柱
(5.4+5.14)/3.68=2.78 26
∑D
边框架边柱(A轴至B轴)
(4.05+4.05)/(2*4.74) =0.8544
边框架边柱(B轴至D轴)
D=α Kc12/h2(kN/m)
根数
(底层）
边框架边柱(A轴至B轴) 4.05/3.68=1.101
0.727
17774.018
2
底层
边框架边柱(B轴至D轴) 3.86/3.68=1.0489
边框架中柱
(4.05+3.86)/3.68=2.1 495
中框架边柱(A轴至B轴) 5.4/3.68=1.4674
d
b
cl
r
i i
M
l b
(M
u c
(M
u c
M
d c
(5.4+5.14)*2/(2*4.74 )=2.2236
∑D
0.558 0.686
0.299 0.289 0.455 0.363 0.352 0.526
13642.231
8
16771.632
8
445841.806
15617.19
2
15094.876
2
23765.289
2
18960
8
18385.455
KL-9 0.25×0.4 3.6 30000000 0.00133 0.002 16625
\
\
KL-10 0.25×0.4 3.6 30000000 0.00133 \
\ 0.00266 22166.7
L1 0.25×0.35 3.9 30000000 0.000893 \
\ 0.00179 13738.5
2、多层建筑简化成多质点体系
Gi重力荷载代表值如下：
顶层重力荷载代表值包括：女儿墙重、屋面恒载、 （50%）的雪荷载、纵、横梁自重、半层柱自重、半 层墙自重。 • 其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载、纵、横 梁自重、楼面上、下各半层柱及墙体自重、（ 50%） 楼面均布活荷载。
据GB50011-2001 5.1.3 P3-14
剪切变形。 • 总体弯曲变形 • 它的侧移曲线与悬臂梁的弯曲变形相似，称为弯曲
变形。
• 对于层数不多的框架结构，只考虑剪切变形； • 对于较高的框架（H>50米）或较柔的框架
(H/B>4),考虑框架的弯曲变形. 由梁柱弯曲变形引起的侧移：
层间侧移：
顶点侧移：
侧移的限值
（三）楼层水平地震力的抗震验算：
二.荷载计算 按作用方向分类:
竖向荷载，水平荷载
水平荷载
• 风荷载，地震作用（第三步介绍） • 风荷载不考虑，因考虑了地震作用 • 由GB50011—2001 5.4.1规定
S GCGGE C Eh EhEhk C Ev EvEvk w wCwwk
风，地震同时考虑时组合值系数取0
0.0449 0.0680m
u3
V3 D
u1
u2
9163.88 627508.102
0.0449 0.0680 0.1275m
u4
V4 D
u1 u2 u3
3860.51 627508.102
0.0449 0.0680 0.1275 0.2466m
6、横向水平地震作用计算
（1）查表确定： （2）
，基本加速度值0.20g， （第二组）
（3）确定地震影响系数：
基本加速度值，设防烈度－
及
－
（4）作用在结构各楼层上的水平地震作用：
（5）计算楼层地震剪力：
（二）框架的侧移验算 变形：总体剪切变形，总体弯曲变形组成。
• 总体剪切变形 • 它的侧移曲线和悬臂梁的剪切变形曲线相似，称为
(3.86+3.86)/(2*4.74) =0.8143
二
边框架中柱
(4.05+3.86)*2/(2*4.7 4)=1.6688
三 四
中框架边柱(A轴至B轴)
(5.4+5.4)/(2*4.74)=1 .1392
层
中框架边柱(B轴至D轴)
(5.14+5.14)/(2*4.74) =1.0844
中框架中柱
8
27473.719
8
627508.102
5、横向框架自振周期
• 按能量法计算框架的自振周期。
T1 2
n
Giui2
i 1
n
Giui
i 1
Φ－填充墙刚度影响，对 周期的折减系数，取0.6 －0.7；轻质墙取0.8－0.9
将2各楼0层.7的重5力56荷5V载.4当2=G4做4水=03平8.60力04.产541生9kN2的楼层53剪0力3为.3：7 0.06802 5303.37 V3=G4+G535=368560.2.541+5300.30.3474=991635.8380kN3.37 0.0680 5303.37