成绩课程设计说明书题目：钢筋混凝土框架结构地震作用计算课程名称：建筑结构抗震设计学院：土木与建筑工程学院学生姓名： *** ***学号： *************专业班级：土木工程10-2指导教师： ******2013年6月1日课程设计任务书目录一、工程概况 (1)二、结构的选型与布置 (1)1.结构选型 (1)2.结构布置 (1)三、框架计算简图及梁柱线刚度 (2)1.梁、柱截面尺寸估算 (2)2.框架柱截面尺寸 (2)3.确定框架计算简图 (3)4.框架梁柱的线刚度计算 (3)四、水平地震作用计算 (4)1.重力荷载代表值的计算 (4)2.横向D值的计算 (5)3.结构基本自振周期计算 (6)4.多遇水平地震作用计算 (6)5.框架地震内力计算 (7)五、重力荷载代表值计算 (9)1.作用于屋面处均布重力荷载代表值计算 (9)2.作用于楼面处均布重力荷载代表值计算 (9)3.由均布荷载代表值在屋面处引起固端弯矩 (10)4.由均布荷载代表值在楼面处引起固端弯矩 (10)六、内力组合 (15)七、设计体会及今后的改进意见 (17)八、参考文献 (17)一、工程概况（1）工程名称：某办公楼。
（2）工程数据：平面尺寸为12.940.8m m ⨯,5层，室内外高差为0.6m ,走廊宽度为3.3m 。
设计使用年限为50年。
（3）基本雪压：20.35/o s kN m =,地面粗糙程度为B 类。
二、结构的选型与布置1.结构选型本建筑只有5层，为了使结构的整体刚度较好，楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构。
基础为柱下独立基础。
2.结构布置高层框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，框架梁、柱中心线宜重合。
当梁柱偏心距大于该方向柱宽的1/4时，宜采取增设梁的水平加腋等措施。
本办公楼的结构平面如图1所示。
框架结构房屋中，柱距一般为5~10m m ，本建筑的柱距为5.1m 。
根据结构布置，本建筑平面除个别板区格为单向板外，其余均为双向板。
本建筑由于楼面活荷载不大，为减轻结构自重和节省材料起见，楼面板和屋面板的厚度均取120mm 。
本建筑的材料选用如下： 混凝土：采用30C ； 墙体：面荷载为22.4/kN m ；楼面：房间面荷载为22.0/kN m ，走廊面荷载为22.5/kN m ；图1结构布置平面三、框架计算简图及梁柱线刚度图1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系，理应按空间结构进行计算。
但是，采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架结构太过复杂，《高层建筑混凝土结构技术规程》允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。
本例中只作横向平面框架计算，纵向平面框架的计算方法与横向相同，故从略。
本建筑中，横向框架的间距均为5.1m ，荷载基本相同，可选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此榀框架进行配筋。
现以②轴线的框架为例进行计算。
1.梁、柱截面尺寸估算框架横梁截面尺寸1111(~)(~)4800(267~600),=5501881881111(~)~550(183~275),2503232h l mm h mmb h mm b mm==⨯==⨯==取=（）取2.框架柱截面尺寸底层柱轴力估算：假定结构每平方米总荷载设计值为12kN ,则底层中柱的轴力设计值约为：12 4.8 5.151468.8N kN =⨯⨯⨯=若采用30C 混凝土浇捣，14.3c f MPa =，500500b h mm mm ⨯=⨯假定柱截面尺寸则柱的轴压比为：14688000.410.7514.3500500c N f bh μ===<⨯⨯故确定取柱截面尺寸为500500b h mm mm ⨯=⨯。
框架梁、柱编号及其截面尺寸如图1所示。
为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。
3.确定框架计算简图框架的计算单元如图1所示。
框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。
由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。
层底柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为0.600m -，基础顶面至室外地坪通常取0.500m -，故基顶标高0.000m ±的距离定为 1.100m -,二层楼面标高为5.1m ,故底层柱高为6.2m 。
其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高)，故均为3.6m 。
由此可绘出框架的计算简图如图2所示。
4.框架梁柱的线刚度计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起振捣，对于中框架梁02I I =。
图2框架的计算简图 左跨梁:73413.01020.25(0.55)12=4.3104.8EI i kN m l⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⋅左跨梁中跨梁：73413.01020.25(0.55)12=6.3103.3EI i kN m l⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⋅中跨梁 右跨梁：73413.01020.25(0.55)12=4.3104.8EI i kN m l⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⋅左跨梁 ~A D 轴底层柱：7441/ 3.010(0.5) 6.2 2.51012i EI h kN m ==⨯⨯⨯/=⨯⋅底柱 ~A D 轴其余各层柱：7441/ 3.010(0.5) 3.6 4.31012i EI h kN m ==⨯⨯⨯/=⨯⋅余柱 =1.0i 余柱令，则其余各杆件的相对线刚度为：444.310 1.04.310i '⨯==⨯左跨梁 446.310= 1.464.310i'⨯=⨯中跨梁444.310= 1.04.310i '⨯=⨯右跨梁 442.510=0.584.310i '⨯=⨯底柱 四、水平地震作用计算该建筑物的高度为19.540m m <,以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。
1.重力荷载代表值的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+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，如表1。
表1房屋各项荷载5=1578.960.50.35 5.18(4.82 3.3)562.80.5(549.01062.9783.0)653.9=4085.14G kN+⨯⨯⨯⨯⨯+++⨯+++ 4321578.960.5[2.0(4.8 5.114) 2.5(4.8 5.12 3.5 5.18)](549.01062.9783.0653.9)5200G G G kN===+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯++++= 11578.960.5[2.0(4.8 5.114) 2.5(4.8 5.12 3.5 5.18)]0.5(549.01062.9783.01585.61368)653.95888.8G kN=+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯+++++= 总重力荷载代表值为12345=4085.3520035888.8=25574.1G G G G G G kN =+++++⨯+2.横向D 值的计算如表2和表3。
表3横向首层D 值计算3.结构基本自振周期计算结构基本自振周期有多种计算方法，下面用假想顶点位移法计算结构基本自振周期，列表计算如表4。
表4假想顶点位移T u 计算结果结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数0.6T ψ=， 则结构的基本自振周期为：1=1.7 1.70.60.42T T s ψ=⨯=4.多遇水平地震作用计算由于该工程所在地区抗震设防烈度为8度，场地土为1I 类，设计地震分组为第一组，由表查得max =0.16,0.25g T s α==0.850.8525574.121738.0eq E G G kN =⨯=由于g 1,g T T T <<5故g 0.912max 10.25=()() 1.00.160.100.42r T T αηα=⨯⨯=。
10.42 1.4 1.40.250.35g T s T s =>=⨯=需要考虑顶部附加水平地震作用的影响，顶部附加地震作用系数：1=0.080.070.080.420.07=0.10n T δ+=⨯+如图3所示，对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值：k 1==0.1021738.0=21738.0E eq F G kN α⨯附加顶部集中力：n 0.102173.8217.38n EK F F kN δ∆==⨯=质点i 的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程如表5。
图3楼层水平地震作用标准值表5,i i F V 和i u ∆的计算0.0077116.2805550i u h ∆==<满足位移要求。
5.框架地震内力计算框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D 值法，计算过程件和结果见表6和表7。
其中反弯点相对高度y 值查表求得。
表6横向水平地震荷载作用下○A 轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算表7横向水平地震荷载作用下○B轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算横向水平地震作用下的弯矩、剪力和轴力图如图4、图5和图6。
图4弯矩图图5剪力图图6轴力图五、重力荷载代表值计算1.作用于屋面处均布重力荷载代表值计算4.85 4.851.2(0.12252250.250.55) 1.4(0.50.352)282815.66/AB q kN m =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=3.35 3.351.2(0.12252250.250.55) 1.4(0.50.352)282812.06/BC q kN m =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=CD ABq q =2.作用于楼面处均布重力荷载代表值计算4.851.2[0.12252250.250.552.4(3.60.55)]284.851.4(0.52.02)2827.91/AB q kN m =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯-+⨯⨯⨯⨯⨯=3.35 3.351.2(0.12252250.250.55) 1.4(0.52.52)282815.16/BC q kN m =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=4.851.2[0.1225250.250.552.4(3.60.55)]284.85 4.851.4(0.52.50.5 2.0)282823.03/CD q kN m =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯-+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=3.由均布荷载代表值在屋面处引起固端弯矩2,,2,,,,,, 4.815.6630.071230.07/3.312.0610.941210.94gAW BWg BW AWgBW CWg CW BWg g CW DW AW BW g g DW CW BW AWMkN mM kN mMkN mM kN mM M M M =-⨯=-⋅==-⨯=-⋅=⋅==4.由均布荷载代表值在楼面处引起固端弯矩2,,2,, 4.827.9153.591253.59 3.315.1613.761213.76gAW BWg BW AWgBW CWg CW BWMkN mM kN mMkN mM kN m=-⨯=-⋅=⋅=-⨯=-⋅=⋅2,, 4.823.0344.221244.22gCW DWg DW CWMkN mM kN m=-⨯=-⋅=⋅ 用弯矩分配法求解重力荷载代表值下的弯矩，首先奖各节点的分配系数填在相应的方框内，将梁的固端弯矩填写在框架的横梁相应位置，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。