第二章 结构设计一、 工程概况长春市拟建七层青年公寓，建筑面积6247.95m2,拟建房屋所在地的地震动参数max=0.16,Tg=0.30s,基本雪压S0=0.35KN/m2,基本风压W0=0.65KN/m2,地面粗糙度为B类，土重度为18KN/m3，空隙比0.8，液性指数0.833，地基承载力特征值fak=200KN/m2,土壤最大冻土深度-1.62m.二、 结构布置及计算简图 一层：3.6m如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为540mm和520mm,根据上述计算结构并考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 一层：600mmX600mm; 二至六层：500mmX500mm;基础选用独立扩展基础，基础埋深1.7m,基础截面高度取1.4m,框架结构计算简图去顶层柱形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，26层柱高度即为层高，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+1.7+0.45-1.4-0.1=4.25m.三、 重力荷载计算（一）屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人） 40厚C20细石混凝土保护层 22X0.04=0.88 KN/m2 4厚APP改性沥青防水层 0.40 KN/m2 10厚水泥砂浆找平层 20X0.01=0.20 KN/m2 1：10水泥珍珠岩找坡层 15X0.02=0.30 KN/m2 80厚聚苯乙烯保温层 0.5X0.08=0.04 KN/m2 10厚1：3水泥砂浆找平层 20X0.01=0.20 KN/m2 100厚现浇混凝土屋面板 25X0.10=2.50 KN/m2 20厚混合砂浆抹面刮大白 20X0.02=0.40 KN/m2 合计 4.92 KN/m2 图1.1 首层平面图 图1.2 剖面图 图2 框架结构计算简图楼面 合计 3.85 KN/m（门、窗等可计算单位面积上的重力荷载，计算结构见（表1） 表1. 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/m/KN/m3g/KN/mlinGI/KNGI/KN1边横梁0.250.65251.053.2817.040981.682007.409中横梁0.250.65251.053.2812.1515105.812纵梁0.250.70251.053.9387.332919.917柱0.600.60251.109.9004.25381214.812边横梁0.250.65251.053.2817.030689.011608.749中横梁0.250.65251.053.2812.1515105.812纵梁0.250.70251.053.9387.328804.927柱0.600.60251.109.9003.332726.036边横梁0.250.65251.053.2817.026597.1421378.784中横梁0.250.65251.053.2812.151391.704纵梁0.250.70251.053.9387.324689.938柱0.600.60251.109.9003.328635.25 墙体外墙体为190mm厚陶粒空心砌块，外贴100mm厚苯板，并抹灰刷外墙涂料，内20mm厚抹灰，则外墙单位墙重力荷载为： 6.0X0.19+17X0.06+0.5X0.1=2.21KN/m2 阳台处外墙为120mm厚水泥空心砖，外贴80mm厚苯板，并抹胶2.0mm厚，内面为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为： 10.3X0.12+17X0.03+0.5X0.08=1.786KN/m2 内墙为190mm厚陶粒空心砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为： 6.0X0.19+17X0.02X2=1.82KN/m2 木门单位面积重力荷载为0.2 KN/m2，塑钢窗单位面积重力荷载为0.4 KN/m2。（四）重力荷载代表值 1层：外墙面积： 7.3X21X3.0=459.9m2 459.9-107.52=352.38m2 窗户总面积： 2.4X2.1X16+2.4X0.8X14=107.52m2 门总面积： 3.0X7.3+1.5X2.4X4=36.3m2 (外墙) 1.5X2.4X9+1.0X2.1X7=48.45m2 (内墙) 内墙面积： 7.0X25X3.0=525m2 525-48.45=476.55m2 外墙重： 352.38X2.21=778.86 KN 内墙重： 476.55X1.82=867.321 KN 门窗重： 0.4X(107.52+36.3+48.45)=76.908 KN 楼板重： 3.65X7.355X28X3.85+3.65X2.15X14X3.85+5.4X31.2X3.85=3965.600 KN 2层：外墙面积： 7.3X18X2.7-138.24=216.54m2 窗户总面积： 2.4X1.8X32=138.24m2 门总面积： 1.5X2.4X7+1.0X2.1X6=45m2 内墙面积： 7.7X22X2.7-45=388.62m2 外墙重： 216.54X2.21=478.553 KN 内墙重： 388.62X1.82=707.288 KN 门窗重： 0.4X(45+138.24)=73.296 KN 楼板重： 3.65X7.355X28X3.85+3.65X2.15X14X3.85=3316.952KN35层：外墙面积： 17.4X2X2.7+3.9X8X2.7-34.56=143.64m2 窗户总面积： 2.4X1.8X8=34.56m2 (墙) 73.9X2.1=155.19m2(阳台) 门总面积： 2.1X1.0X40=84m2 84+（1.0X0.9+2.4X1.8）X16=167.52m2 内墙面积： 7.4X42X2.7-167.52=671.64m2 外墙重： 143.64X2.21+66.51X1.786=436.231 KN 内墙重： 671.64X1.82=1222.385 KN 门窗重： 0.4X(34.56+155.19)+0.2X(84+167.52)=126.204 KN 楼板重： 3.65X7.355X24X3.85+3.65X2.15X12X3.85=2843.102KN G7计算： 屋面板自重：4.92X(3.65X7.355X4+3.65X2.15X4)=682.763 KN 梁重：213.281 KN 柱重：185.381 KN 女儿墙：200 KN Q7K=0.35X12.4X10.2X0.5=22.134 KN G7=682.763+213.28+185.381+22.134+200=1303.423 KN四、 框架侧移刚度计算 表3.柱刚度ic计算表柱的侧移刚度计算 63其他柱侧移刚度见下表4、表5： 表4.中框架柱侧移刚度D值(中柱)层次I1(1010mm4)I2(1010mm4)I3(1010mm4)I4(1010mm4)Ic(1010mm4)cD16.511.563006.982.4030.659122952-56.511.5636.511.5634.7351.7050.4601703866.511.5636.511.5634.7351.7050.46017038 表5.中框架柱侧移刚度D值(边柱)层次I1(1010mm4)I2(1010mm4)I3(1010mm4)I4(1010mm4)Ic(1010mm4)cD101.563006.980.2240.326126282-601.56301.5634.7350.3300.35618574D1=12295X22+12628X16=424858N/mmD3=D4=D5=D6=17038X14+18574X14=498624N/mmD2=17038X16+18574X16=569856N/mmD1/D2=424858/569856=0.750.7 故框架为规则框架。五、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算（ 表6.结构顶点的假象侧移计算层Gi/KNVgi/KNDi/(N/mm)ui/mmui/mm68509.828509.8249862417.07357.3757740.0516249.8749862432.59340.347740.0523989.9249862448.11307.3137740.0531729.9749862463.64259.629693.2741423.2456985672.69195.96110952.3552375.59424858123.27123.27（ 表7.各质点横向水平