南京超市结构设计计算书.doc

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毕业设计(论文)

南京市苏果超市设计
NANJING SUGUO SUPERMARKET

学生姓名

学院名称
土 木 工 程 学 院
专业名称
土 木 工 程
指导教师

2010年
月
日

工程学院学位论文原创性声明

本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名： 姚 伟 　　日期： 年 　月　 日

工程学院学位论文版权协议书

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论文作者签名： 姚 伟 　 导师签名： 　　
日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 日

前言
本设计题目为“南京市苏果超市”。内容包括建筑设计、结构设计。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、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
我的毕业设计题目为南京市苏果超市。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。
选取一榀框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。
这次设计是在毕业设计的四个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，PKPM，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
本次毕业设计是在指导老师的悉心指导下完成的，在此向你表示衷心的感谢！您辛苦了！
由于自己水平有限，难免有不妥甚至是错误之处，敬请各位老师批评指正。

内容摘要
本设计主要进行了结构方案中横向框架设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒荷载及活荷载）作用下的结构内力， 找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。

关键词：框架结构；结构设计；配筋计算

Abstract
mic design in the longitudinal frames o. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.

Keywords: frame structure structural design Reinforcement calculated

结构计算目录

1 建筑设计 8
1.1总体设计 8
1.2建筑平面设计 8
1.3立面设计 9
1.4剖面设计 9
1.5交通防火设计 9
1.5.1交通与疏散 9
1.5.2防火设计 9
2 结构设计计算 10
2.1结构方案的选择 10
2.2确定计算简图 10
2.3.梁柱尺寸估算及混凝土的选取 11
2.3.1梁截面尺寸估算及混凝土的选取 11
2.3.2框架柱截面尺寸估算及混凝土的选取 11
2.4横向框架侧移刚度计算 13
2.5荷载汇集 15
2.5.1荷载计算 15
2.5.2质点重力荷载代表值计算 16
2.6横向水平地震作用下弹性变形计算 18
2.6.1横向自振周期的计算 18
2.6.2总横向地震作用 19
2.6.3顶点附加横向地震作用 20
2.6.4总横向地震作用沿高度的分配 20
2.6.5验算结构在多遇地震作用下弹性变形 21
2.7横向水平地震作用下框架内力计算 22
2.7.1各层柱端弯矩计算（以顶层为例） 22
2.7.2各层梁端弯矩计算 24
2.7.3梁端剪力和柱的轴力计算 24
2.8竖向荷载作用下框架内力计算 28
2.8.1计算单元 28
2.8.2荷载计算 29
2.9横向框架内力组合 43
2.10截面设计 54
2.10.1板的配筋 54
2.10.2框架梁的配筋计算 56
2.10.3框架柱的配筋 61
2.11楼梯设计 64
2.11.1设计参数 64
2.11.2楼梯板计算 64
2.11.3平台板计算 65
2.11.4平台梁计算 66
2.12基础设计 68
2.12.1计算基础尺寸 68
2.12.2计算基底净反力 69
2.12.3确定基础高度 69
2.12.4内力计算 71
2.12.5抗弯钢筋的配置 72
3 致 谢 75
4 参考文献 76

1 建筑设计
1.1总体设计
建筑物的设计即根据建筑物的功能，外墙材料，地理位置，周围环境等情况，综合考虑，达到美的效果。将来建筑周围环境的地面铺装，花池，灯饰艺术品及植物搭配，都应统筹考虑，在借鉴西方现代环境布置的同时，亦考虑当地本身的地域及文化特点。为创造一个良好舒适的环境，在基地内布置适当的绿化。超市面对主要干道——设大厅主入口；方便顾客的购物；超市的另一个入口设在超市的背面，以利于在发生事故时人员的疏散。
由于超市的人流量较多，设两个宽4米的主要干道，让消费者在购物的同时不会有行走的拥挤感，也符合了防火的要求。
1.2建筑平面设计
建筑平面设计是关键，它集中反映了建筑平面各组成部分的特征及其相互关系、使用功能的要求、是否经济合理、建筑平面与周围环境的关系、建筑是否满足建筑平面设计的要求，同时还不同程度地反映建筑空间艺术构思及结构布置关系等。在进行方案设计时，总是先从平面入手，同时认真分析剖面及立面的可能性和合理性，及其对平面设计的影响。建筑平面设计也要与施工条件、技术水平相适应。在平面设计中始终需要从建筑整体空间组合的效果来考虑。本超市建筑按使用功能分为营业部分、仓储部分和辅助部分三部分。
超市的营业部分属公共活动房间，人流比较集中，通常进出频繁，因此室内人们活动和通行面积的组织比较重要，特别是人流的疏散问题较为突出。本设计采用了简单了矩形平面。在标准层中，辅助房间均在建筑物的一侧，使分区明确。既合理利用了空间，又使营业区便于规划。
1.3立面设计
建筑物的立面设计简洁明快,“虚”、“实”结合，凹凸结合。“虚”的部分是指窗、空廊、凹廊等，给人以轻巧通透的感觉；“实”的部分是指墙、柱、屋面、栏板等，给人以厚重、封闭的感觉。本建筑物的主体四层，采用矩形体。建筑物的立面装饰对整个建筑物的外观起着举足轻重的作用，更要体现出超市区别于其
他建筑物的特征，立面采用以虚为主、虚多实少的处理手法来获得轻巧、开朗的效果。底层采用面砖贴面、使基部有稳重、庄重之感，同时，条石铺的台阶使之庄重、大方。整个立面简洁，庄重的同时又不失活泼。
1.4剖面设计
剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物内部空间的关系。本超市为了满足营业厅天然采光的要求在中间有一共享大厅，大厅处四层采用平屋顶。底层高5.1m，其他层高4.2m。室内外高差450mm。
1.5交通防火设计
1.5.1交通与疏散
一幢建筑物除了有满足不同要求的各种房间外，还需要有交通联系部分把各个房间之间、楼层之间和室内与室外之间联系的空间，建筑物内部的交通联系部分可分为水平交通联系的走廊、过道和垂直交通联系的楼梯、电梯等。设计中要考虑交通路线的分工，安排好室内人流的通行面积，导向明确，要使人流与货流、顾客与职工互不干扰。
营业厅部分设置的楼梯必须符合相关规范的规定。，一个客运电梯，两个楼梯。楼梯踏步高度不应大于180mm，宽度不应小于0.28m，每梯段净宽不应小于1.4m。本设计采用踏步高度0.15m，宽度0.3m。电梯是建筑物层间连续运输效率较高的载客设备。货梯设置在仓库处便于货物的运输。
1.5.2防火设计
超市的防火设计不仅要符合《建筑设计防火规范》，还应符合《商店建筑设计规范》。本超市划分为四个防火分区，其最大允许建筑面积都小于规定的1200m2。防火分区采用防火卷帘，上下层之间用防火卷帘分开。在防火分区内设有自动报警和自动喷淋系统。建筑材料的选择以非燃性、难燃性和耐火极限等级高的材料为主。本设计中设计了两部楼梯可作为消防用疏散楼梯。楼梯布置均匀，空间导向性强，并使营业厅内任一点至最近楼梯的直线距离小于25m。设计了三个安全出口，距离合理。安全门净宽均大于1.4m。前室面积大于6m2。

整个建筑设计主要是满足防火设计和功能的使用要求，求经济、适用、美观。

2 结构设计计算
2.1结构方案的选择
结构方案的选择包括结构形式,结构体系和结构布置三方面的内容。本设计采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。
主体结构沿房屋横向采用7.2m柱距，层高除底层采用5.1m外其余各层均确定为4.2m，室内外高差为450mm。从而使房屋结构较为简单,简化设计,方便施工。
1、楼层平面采用矩形的平面,既活跃了建筑造型，又使楼层平面及结构布置实现对称，从而使房屋楼层的结构刚度中心保持在楼层平面的中心位置，可以避免房屋的扭转效应。
2、高层主体房屋的总长L＝36m。
3、高层主体总宽B＝21.6m。
4、关于基础类型、埋置深度直接取决于拟建场地的土层分布情况，本设计采用独立基础。
2.2确定计算简图
一跨里设置两道次梁，楼板长宽比为3，按单向板设计。竖向荷载传给次梁，次梁在传给主梁，梁与柱设计成刚性连接，本设计取横向一榀框架进行计算，简图简化为5跨计算。（如图2.1）

图2.1结构平面布置图
2.3.梁柱尺寸估算及混凝土的选取
2.3.1梁截面尺寸估算及混凝土的选取
梁高Hb＝(1/8~1/12)l＝(1/8~1/12)×7200＝900~600mm，选取700mm。
梁宽lb＝(1/3~1/2)Hb＝(1/3~1/2)×700＝233~350mm，选取300mm。
取纵横梁的截面尺寸均为700mm×300mm。
次梁的截面尺寸也取500mm×250mm。
框架梁混凝土选用C30(fc＝14.3N/mm2,ft＝1.43N/mm2)。
2.3.2框架柱截面尺寸估算及混凝土的选取
框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算：

Ac≥（2-1）

N=βF·n（2-2）
该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值[]=0.8，各层的重力荷载代表值近似取12kN/m2，由结构平面布置图可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×7.2m和7.2×7.2m。由式(2-1)得第一层柱截面面积为
边柱Ac≥1.3×7.2×7.2×12×103×4/(0.8×16.7×4)=60531.7mm2
中柱Ac≥1.2×7.2×7.2×12×103×4/(0.8×16.7)=223501.7mm2
柱截面取为正方形，则边柱和中柱的截面尺寸分别取为246mm和472mm。
根据上述计算结果并综合考虑其它因素，按7度设防，再考虑分项系数，则
Ac=0.00126sNs（2-3）
式中：Ns—预估截面以上的楼层总数，如预估底层则为房屋总数；
s—每柱所承担的楼层荷载面积，当每层不同时取平均值。
边柱Ac=1.45×0.85×0.00126×7.2×7.2×4=312020mm
中柱Ac=1.45×0.85×0.00126×7.2×7.2×4=312020mm
角柱Ac=1.3=1.3×312020=348100mm
取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为567mm，567mm和590mm。
本设计采用柱截面1~4层600×600mm。
基础选用独立基础，承台顶面距室外地平0.5m，2~3层柱高即为层高，取5.1m，底层柱高从基础顶面取至一层板顶，即h1=5.1＋0.45＋0.5=6.05m。
框架柱混凝土选用C35(fc＝16.7N/mm2,ft＝1.57N/mm2)。
则框架结构计算简图2.2所示

图2.2框架结构计算简图
2.4横向框架侧移刚度计算
梁混凝土选用C30，E=3.0×107kN/m
截面惯性距I0=bh3/12=0.3×0.73/12=8.575×10-3m4
对于现浇板考虑楼板对梁刚度的增大效应：
对于中框架梁Ib=2I0=17.15×10-3m4
∴ib=EIb/l=3.0×107×17.15×10-3/7.2=7.146×104kN·m
对于边框架梁Ib=1.5I0=12.863×10-3m4
∴ib=EIb/l=3.0×107×12.863×10-3/7.2=5.36×104kN·m
柱刚度及D值计算如下：
框架柱混凝土选用C35(fc＝16.7N/mm2,ft＝1.57N/mm2)。
表2-1为边框架角柱Z1的侧移刚度计算。

表2-1角柱Z1的侧移刚度
层次
截面
b×h(m)
层高
h(m)
截面惯性
矩Ic(m4)
线刚度
ic=EIc/h
一般层
=∑ib/2ic
一般层
αc=
12/h2
(1/m2)
D=αc×12ic/h2
底层
=∑ib/ic
底层
αc=
2~4
0.6×0.6
4.2
10800
70875
0.756
0.274
0.521
1.0133×104
1
0.6×0.6
6.05
10800
70875
0.804
0.465
0.461
1.4175×104
表2-2为边框架中柱Z2的侧移刚度计算。
表2-2中柱Z２的侧移刚度
层次
截面
b×h(m)
层高
h(m)
截面惯性
矩Ic(m4)
线刚度
ic=EIc/h
一般层
=∑ib/2ic
一般层
αc=
12/h2
(1/m2)
D=αc×12ic/h2
底层
=∑ib/ic
底层
αc=
2~4
0.6×0.6
4.2
10800
70875
1.512
0.431
0.521
1.592×104
1
0.6×0.6
6.05
10800
70875
1.608
0.461
0.461
1.796×104
表2-3为中框架角柱Z３的侧移刚度计算。
表2-3中框架角柱Z３的侧移刚度
层次
截面
b×h(m)
层高
h(m)
截面惯性
矩Ic(m4)
线刚度
ic=EIc/h
一般层
=∑ib/2ic
一般层
αc=
12/h2
(1/m2)
D=αc×12ic/h2
底层
=∑ib/ic
底层
αc=
2~4
0.6×0.6
4.2
10800
70875
1.008
0.335
0.521
1.3745×104
1
0.6×0.6
6.05
10800
70875
1.071
0.512
0.461
1.5744×104
表2-4为中框架中柱Z4的侧移刚度计算。
表2-4中框架中柱Z4
层次
截面
b×h(m)
层高
h(m)
截面惯性
矩Ic(m4)
线刚度
ic=EIc/h
一般层
=∑ib/2ic
一般层
αc=
12/h2
(1/m2)
D=αc×12ic/h2
底层
=∑ib/ic
底层
αc=
2~4
0.6×0.6
4.2
10800
70875
2.016
0.506
0.521
1.8673×104
1
0.6×0.6
6.05
10800
70875
2.142
0.638
0.461
1.9614×104
2~4层∑D=6×1.0133×104+10×1.592104+16×1.3745×104+51×1.5744×104=124.29×104kN/m
底层∑D=6×1.4175×104+10×1.796×104+16×1.5744×104+1.9614×104×51=151.687×104kN/m
总D值∑D=124.29×104×3+151.6868×104=524.5568×104kN/m
∑D4/∑D1=124.29/151.687=0.819>0.7，
故框架结构各层刚度均匀变化，没有突变，属于规则框架。
2.5荷载汇集
2.5.1荷载计算
一、 屋面及楼面的永久荷载标准值
屋面荷载
20mm厚粒径3~5mm绿豆砂0.02×17=0.34kN/m2
SBS防水层0.4kN/m2
20mm1：3水泥沙浆找平层20×0.02=0.4kN/m2
150mm厚水泥蛭石保温层0.75kN/m2
80厚钢筋混凝土板25×0.08=2.0kN/m2
V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2
20厚顶棚抹灰0.02×17=0.34kN/m
合计屋面恒载标准值4.48kN/m2
楼面荷载

30厚水磨石地面0.55kN/m2
80厚钢筋混凝土板25×0.08=2.0kN/m2
V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2
20厚顶棚抹灰0.02×17=0.34kN/m2
合计楼面恒载标准值3.14kN/m2
二、屋面及楼面的可变荷载标准值
楼面活荷载标准值3.5kN/m2
三、梁荷载计算
次梁重量计算如下：
　　　110×0.7×0.3×25×7.2×1.05=4365.9kN
主梁重量计算如下：
　131×0.7×0.3×25×6.6×1.05=4584.2kN
梁总重8950.1kN
四、柱荷载计算
各层柱重量计算如下：
83×0.60×0.60×5.1×25×1.10=3944.16kN
五、墙重
外墙采用陶粒空心砌块（390mm×290mm×190mm），自重为6.0kN/m3。
内墙采用陶粒空心砌块（400mm×150mm×200mm），自重为5.0kN/m3。
内墙两侧及外墙内抹灰20mm。外墙装饰重为0.5kN/m3。
则外墙单位面积重力荷载为0.5＋6×0.39＋17×0.02=3.18kN/m2；
内墙单位面积重力荷载为0.2×5.0＋17×0.02×2=1.68kN/m2。
六、门、窗单位面积重力荷载
普通门取为0.2kN/m2
钢门取为0.45kN/m2
铝合金门窗取为0.3kN/m2
2.5.2质点重力荷载代表值计算
整幢房屋位于楼盖及屋盖处的重力荷载代表值（标准值）为恒载与50%活载之和，即本层楼盖自重，50%活载以及上下个半层墙重之和。它集中在该层楼（屋）盖标高处。
一、4层上半层
屋面荷载(4.48+0.5×2)×(7.2×4×7.2×68+0.5×3.14×7.22)=19763.66kN

半层高外墙重3.18×[(7.2×30-2.4×16-1.2×6-1.8×6)×2.4+1.5×(2.4×16+6×1.2+1.8×6)]+3.18×2.4×3.14×7.2=1659.64kN
女儿墙重3.18×7.2×0.6×30+3.18×0.6×0.5×2×3.14×7.2=433.7kN
内墙重1.68×(6.6×2.4×34+2.4×2.4×7+2.4×3.72+7.8×2.4×2+2.4×8.4-0.9×2.4×4)=1089.12kN
梁重8950.1kN
柱重0.5×3944.16=1972.08kN
门窗重0.3×(0.9×2.4×16+6×0.9×1.2+6×1.8×0.9)+0.3×0.9×1.5×4=16.848kN
荷载汇总：
G4=19763.66+1659.64+433.7+1089.12+8950.1+1972.08+16.848=33812.1kN
二、3-2层
楼面荷载(3.24+0.5×3.5)×(7.2×7.2×60+0.5×3.14×7.22)=15927.03kN
外墙重3.18×(7.2×30-2.4×10-0.9×4-1.2×7-1.8×6)×6.05+3.18×(2.4×10+0.9×4+1.2×7+1.8×6)×2.4=2939.85kN
内墙重1.68×(6.6×6.05×34+6.05×6.05+6.05×2.4×7+6.05×2.4×7+6.05×3.72×1+7.8×6.05×2+8.4×6.05-1.5×3×4-1.5×2.1×12-0.9×2.1×12-1.2×2.1×12-0.9×2.1×12-1.2×2.1×4-1.8×2.4×3)=2036.73kN
梁重8950.1kN
柱重3944.16kN
门窗重0.3×(0.9×2.4×4+10×2.4×2.4+7×1.2×2.4+6×1.8×2.4)+0.2×2×0.9×2.1+2×0.2×1.2×2.1+4×0.2×0.9×2.1+0.45×12×1.2×2.1+6×0.2×0.9×2.1+3×0.45×1.8×2.4=62.082kN
荷载汇总
G2-3=15927.03+2939.85+2036.73+3944.16+8950.1+62.082=33859.95kN
三、1层
楼面荷载(3.24+0.5×3.5)×(7.2×7.2×60+0.5×3.14×7.22)=15927.03kN
外墙重3.18×(7.2×26+3.14×7.2)×(6.05×0.5+6.05×0.5)-3.18×(1.5+6.05×0.5-1.8)×(1.8×6+1.2×7+0.9×6)+3.18×7.2×4×(6.05×0.5-1.5×2.4×4)=3533.9kN
内墙重1.68×[6.6×(6.05×0.5+6.05×0.5)×34+(6.05×0.5×6.05×0.5)×6.05+2.4×7×(6.05×0.5+6.05×0.5)+3.72×(6.05×0.5+6.05×0.5)×1+7.8×(6.05×0.5+6.05×0.5)×2+8.4×(6.05×0.5+6.05×0.5)-1.9×1.5×4]=2267.18kN

梁重8950.1kN
柱重1.1×0.6×0.6×83×25×(6.05×0.5+6.05×0.5)=4067.415kN
荷载汇总
G1=15927.03+3533.9+4067.15+8950.1+2267.18=34745.63kN
总=G1+G2+G3+G4=33812.11+33859.95+33859.95+34745.63=136277.64kN
各质点的中里荷载代表值如图2.3：

图2.3各质点的重力荷载代表值
2.6横向水平地震作用下弹性变形计算
本建筑地处南京，按7度地震考虑。对于高度不超过40m，以剪切变形为主且刚度和质量分布比较均匀的结构，可以采用底部剪力法。此法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的剪力，然后将此总水平地震作用按一定规律分配给各质点。
2.6.1横向自振周期的计算
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。
按式Ge=Gn+1（1+3×h1/2/H）将突出房屋重力荷载代表值折算到主体结构的顶层，即：
Ge=543.1608×[1+3×3.6/（3.6×5+4.7）]
=650.8153（KN）
基本自振周期T1（s）可按下式计算：
T1=1.7ψT（uT）1/2
注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。
ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。
uT按以下公式计算：
VGi=∑Gk
（△u）i=VGi/∑Dij
uT=∑（△u）k
注：∑Dij为第i层的层间侧移刚度。
（△u）i为第i层的层间侧移。
（△u）k为第k层的层间侧移。
s为同层内框架柱的总数。
结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的Gi为G4和Ge之和。
表2-5结构顶点的假想侧移计算
层次
Gi（KN）
VGi（KN）
∑Di（N/mm）
△ui（mm）
ui（mm）
4
9927.3386
30258.9673
762600
39.679
225.685
3
9927.3386
40186.3059
762600
52.696
186.006
2
9910.1918
50096.4977
729530
68.670
133.31
1
9618.5836
59715.0813
923810
64.640
64.64
T1=1.7ψT（uT）1/2
=1.7×0.6×(0.265989)1/2
=0.402(s)
2.6.2总横向地震作用
本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算总横向地震作用
1、结构等效总重力荷载代表值Geq
Geq=0.85∑Gi
=0.85×（9618.5836+9910.1918+9927.3386×3+9753.4748+543.1608）
=136277.64（KN）
2、计算水平地震影响系数а1
查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.30s。
查表得设防烈度为7的аmax=0.08
а1=（Tg/T1）0.9аmax
=（0.3/0.526）0.9×0.16
=0.0576
房屋底部总横向地震作用标准值FEK为：
FEK=α1Geq=0.85×0.0678×136277.64=7842.1kN

2.6.3顶点附加横向地震作用
T1=0.402<1.4Tg=1.4×0.3=0.42s，故不须考虑顶点附加地震作用。
2.6.4总横向地震作用沿高度的分配
表2-6为横向地震作用沿高度的剪力分配。
表2-6为横向地震作用沿高度的剪力分配
分项
层数
Gi(kN)
Hi(m)
GiHi
GiHi/∑GiHi
Fi=FEKGiHi/∑GiHi
(kN)
Vi=∑Fi
(kN)
4
33812.11
20.45
691457.6
0.39
3097.636
3097.63
3
33859.95
15.65
529908.2
0.3
2336.95
5434.58
2
33859.95
10.85
367380.5
0.21
1576.26
7010.84
1
34745.63
6.05
210211.1
0.12
832.37
7842.1
∑
136277.64

1798957

7842.1

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布2.4及2.5

图2.4水平地震作用

图2.5楼层地震剪力
（具体数值见上表）
2.6.5验算结构在多遇地震作用下弹性变形
表2-7为验算弹性变形。
表2-7为验算弹性变形。
层数
层间剪力Vi
(kN)
层间刚度Di
(kN/m)
层间位移=Vi/Di(kN/m)
h
相对位移
/h
4
3097.63
124.29×104
0.00274
4.2
1/1533<1/550
3
5434.58
124.29×104
0.00439
4.2
1/957<1/550
2
7010.84
124.29×104
0.00564
4.2
1/745<1/550
1
7842.1
151.687×104
0.00517
6.05
1/1170<1/550
各层层间相对位移均小于允许值1/550，满足要求。
顶点总位移∑=0.00274+0.00439+0.00564+0.00517=0.01767
相对位移/H=0.01767/20.45=1/1157<1/550，满足要求。

2.7横向水平地震作用下框架内力计算
通过剪力分配法及计算各层边跨梁端弯矩梁端剪力和柱的轴力对横向水平地震作用下框架经行内力计算
2.7.1各层柱端弯矩计算（以顶层为例）
一、剪力分配
对于边柱Z3，D3=1.3745×104kN/m
每根边柱剪力
V3=V×D3/∑D=3047.11×1.3745×104/124.29×104=33.7kN
对于中柱Z4，D4=1.8673×104kN/m
每根中柱剪力
V4=V×D4/∑D=3047.11×1.8673×104/124.29×104=45.78kN
二、反弯点高度
对于边柱Z3，k=1.008，查倒三角荷载分布表，
标准反弯点高度比y0=0.4，y1=0，y2=0，y3=0
y=y0+y1+y2+y3(2-5)
上式中y1—上下梁刚度变化时反弯点高度比修正值；
y2—上层高变化修正值；
y3—下层高变化修正值。
y=y0+y1+y2+y3=0.4+0+0+0+0=0.4
柱端弯矩M上=v(1-y)h=33.7×(1-0.4)×5.1=97.06kN·m
M下=vyh=33.7×0.4×5.1=64.7kN·m
对于中柱Z4，k=2.016，查倒三角荷载分布表，
标准反弯点高度比y0=0.45，y1=0，y2=0，y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.4+0+0+0+0=0.45
上式中y1—上下梁刚度变化时反弯点高度比修正值
y2—上层高变化修正值
y3—下层高变化修正值
柱端弯矩M上=v(1-y)h=45.78×(1-0.45)×5.1=120.85kN·m
M下=vyh=45.78×0.45×5.1=98.88kN·m
二、 柱剪力计算：
Vi=∑Fi
Fi=FEKGiHi/∑GiHi
详细机构见表2-6，可得顶层Vi=3097.63KN，第三层时Vi=5434.58KM，第二层时Vi=7010.84KM，底层时Vi=7842.1KM
柱剪力计算公式V =∑D* Vi
底层：
边柱V=7842.1*0.011=86.28KN 中柱V=7842.1*0.013=101.96KN
二层:
边柱V=7010.84*0.011=77.12KN 中柱V=7010.84*0.015=105.16KN
三层:
边柱V=5434.58*0.011=60.32KN 中柱V=5434.58*0.015=81.51KN
顶层
柱V=3097.63*0.011=34.38KN 中柱V=3097.63*0.015=46.46KN
详细结构见表2-8
表2-8为其余三层剪力分配。
表2-8其余三层剪力分配计算
层数
柱号
剪力分配
反弯点位置
柱端弯矩
Vi
(kN)
D/∑D
V=D/∑D×Vi
k
yn
y1
y2
y3
y
M上=v(1-y)h
M下=vyh
4
Z3
3097.63