土木工程毕业设计（论文）-自贡市某五层框架办公楼设计.pdf

四川理工学院毕业设计 - 1 - 第1章 设计基本资料 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.l 初步设计资料 一. 工程名称：自贡市汇东新区办公楼。 二. 工程概况：建筑面积 3003.3 ，建筑总高为 16.8m,主体大楼为五层, 室内外高差为 0.45m. 三. 温度:极端最高温度 38，极端最低温度为 0. 四. 年降雨量:110 /h. 五. 水文资料：经勘探未发现地下水 六. 地质条件： 1. 地震烈度：本工程地震设防烈度为 7 度. 2. 场地类型： 类. 3. 地基的承载力特征值 300kpa,不考虑地下水的作用. 七. 材料使用 1. 混凝土:梁柱板均使用 c30 混凝土.14.3 c fmpa= 2. 钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋 hr335. 其余钢筋采用热轧钢筋 hp235. 3. 墙体:外墙使用 240 厚灰砂砖(18kn/ 3 m ),一侧墙体为水刷石墙面 (0.5kn/),一侧为(20mm)厚抹灰(17kn/). 四川理工学院毕业设计 - 2 - 4. 门窗:门均使用木门(0.2kn/),除大门使用玻璃门(0.45/kn ),窗 使用钢窗(0.45kn/). 1.2 结构选型 一. 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。 二. 屋面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，刚柔性结合的屋面，屋面板厚 100mm。 三. 楼面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，板厚 100mm。 四. 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。 第 2 章 结构布置及计算简图 2.1 结构布置及梁,柱截面尺寸的初选 2.1.1 梁柱截面尺寸初选 一.柱截面尺寸的确定： 利用经验公式 2 () c gnf aa f u = -3 10 -0.1 ,由于框架结构办公楼荷载较小,按 g=14kn/考虑,负载面积按f=5.4(2.1+6.0)/2=21.87,取1.1,设防烈度7 度,30m 高的框架结构等级为三级,因此轴压比限值 u 取 0.96,层数 n 取 5,c30 混凝土14.3 c fmpa=; 23 14 nf 10 (0.1) c aa f u - = - =0.133 ,a=0.36m 初步选定柱截面 kz:500mm500mm 二.梁尺寸确定 框架梁宽取 250mm,高取为 812 ll 跨长,根据梁的跨度初步选定 横向框架梁:kl-1:bh=600mm250mm, 纵向框架梁:kl-2:bh500mm250mm, 走道过梁: kl-3:bh=450mm250mm 楼板为现浇板,根据规范取:h=100mm。 三.基本假定与计算简图 四川理工学院毕业设计 - 3 - 1. 基本假定 平面结构假定:该工程平面为正交布置,可认为每一方向的水平力只由该 方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力。 楼板在自身平面内刚性假定：在水平荷载作用下，框架和楼板不产生相对 位移。 由于结构体型规整，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响。楼板的作用 是保证个片平面结构具有相同的水平位移。 2.计算简图 现浇整体框架结构，因此将结构简化为刚结体系计算，计算简图如下： 图 21 结构平面布置图 2. 框架结构计算简图 四川理工学院毕业设计 - 4 - 图 22 框架结构计算简图 注：室内外高差 0.45m，基础埋深 0.5m，底层高：h0.5+0.45+3.94.85m 第 3 章 重力荷载代表值的计算 3.1 荷载计算 3.1.1 屋面及楼面恒荷载计算 一.屋面 防水层（刚性）30 厚 c20 细石混凝土 1.0 kn/ 防水层（柔性）三毡四油油铺小石子 0.4 kn/ 找平层：15 厚水泥砂浆 0.015m20 3 kn/m 0.3 kn/ 结构层：100 厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25 3 kn/m 2.5kn/ 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17 3 kn/m 0.17kn/ 合计： 2 4.37/kn m= 四川理工学院毕业设计 - 5 - 二.各层走廊楼面：水磨石楼面： 20 水泥砂浆打底 0.65 kn/ 结构层：100 厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25 3 kn/m 2.5kn/ 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17 3 kn/m 0.17kn/ 合计： 2 2.67/kn m= 三.标准层楼面：大理石楼面 大理石面层，水泥砂浆擦缝 30 厚 1：3 干硬性水泥砂浆面上撒 2 厚素水泥 1.16kn/ 结构层：100 厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25 3 kn/m 2.5kn/ 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17 3 kn/m 0.17kn/ 合计： 2 3.83/kn m= 四.楼梯，水泥砂浆楼面 构造层：0.5kn/ 结构层：100 厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25 3 kn/m 2.5kn/ 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17 3 kn/m 0.17kn/ 合计： 2 3.17/kn m= 3.1.2屋面及楼面活荷载计算 一. 根据荷载规范查得 ： 屋面：不上人屋面， 楼 面：2.0kn/(办公楼) 走 廊: 2.5kn/ 二.雪荷载 不考虑雪荷载的作用 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者 四川理工学院毕业设计 - 6 - 3.1.3梁，柱，墙，门窗重力荷载的计算 一.梁自重： 1.横梁：bh=250 600 梁自重： 2.5 3 kn/m 0.25m(0.6m-0.1m)=3.125 kn/ 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m(0.6m-0.1m)2+0.25m17 3 kn/m =0.221kn/ 合计： 3.346 kn/ 2过道梁：bh=250 450 梁自重：25 3 kn/m 0.25m(0.45m-0.1m)=2.1875kn/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m(0.45m-0.1m)2+0.25m17 3 kn/m =0.1615 kn/ 合计： 2.34 kn/ 3.纵梁：bh=250 500 梁自重：25 3 kn/m 0.25m(0.5m-0.1m)=2.5kn/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m(0.5m-0.1m)2+0.25m17 3 kn/m =0.1785 kn/ 合计： 2.6785 kn/ 4.基础梁：bh=250 400 梁自重：25 3 kn/m 0.25m0.4m=2.5kn/m 二.柱自重： 柱：bh=500 500 柱自重：25 3 kn/m 0.5m0.5m=6.25kn/m 抹灰层 10 厚混合砂浆： 0.01m0.6m417 3 kn/m =0.34 kn/ 合计： 6.59 kn/ 四川理工学院毕业设计 - 7 - 三外墙自重 标准层： 纵墙： （3.3-1.8-0.5）m0.24m18 3 kn/m =4.32kn/m 钢框玻璃窗：0.45kn/1.8m=0.81kn/m 水刷石外墙面： （3.3m-1.8m）0.5kn/m0.75kn/m 水泥粉刷墙面: (3.3m-1.8m)0.36kn/m=0.54kn/m 合计 6.24kn/m 顶层: 纵墙:(3m-1.8m-0.5m)0.24m18 3 kn/m 3.024kn/m 钢框玻璃窗:0.45kn/1.8m =0.81 kn/m 水刷石外墙: (3m-1.8m)0.5 2 kn/m 0.6kn/m 水泥粉刷墙面: (3m-1.8m)0.36 2 kn/m 0.432kn/m 合计: 4.686kn/m 底层: 纵墙： （3.9m-1.8m-0.5m）0.24m18 3 kn/m =6.912kn/m 钢框玻璃窗：0.45kn/1.8m=0.81kn/m 水刷石外墙面： （3.9m-1.8m）0.5kn/m1.05kn/m 水泥粉刷墙面: (3.9m-1.8m)0.36kn/m=0.765kn/m 合计 9.357kn/m 四.内墙自重: 标准层: 纵墙： （3.3-0.6）m0.24m18 3 kn/m =11.64kn/m 水刷石内墙面： （3.3m-0.6m）0.36kn/21.944kn/m 四川理工学院毕业设计 - 8 - 合计 13.608kn/m 顶层: 纵墙： （3.0-0.6）m0.24m18 3 kn/m =10.368kn/m 水刷石内墙面： （3.0m-0.6m）0.36kn/21.728kn/m 合计 12.096kn/m 底层: 标准层: 纵墙： （3.9-0.6）m0.24m18 3 kn/m =16.864kn/m 水刷石内墙面： （3.9m-0.6m）0.36kn/23.06kn/m 合计 19.942kn/m 第 4 章 横 向 水 平 荷 载 作 用 下 框 架 内 力 和 侧 移 计 算 4.1 水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算 4.1.1:外墙自重 外纵墙:采用 240 灰砂砖 18kn/ 3 m ,一侧水刷石墙面 0.518kn/ 3 m ,另一侧为 20mm 的抹灰(17kn/) 墙面单位面积的重力荷载: 18kn/ 3 m 0.24m+17kn/ 3 m 0.02m+0.5kn/=5.16kn 一底层： 1.a 轴线上的纵墙面积: （4.85m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(2.4m1.8m10+3.0m2.1m) 四川理工学院毕业设计 - 9 - 132.76 2.d 轴线上的纵墙面积: （4.85m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(2.4m1.8m8+1.2m 1.8m2+2.4m2.1m)=138.34 3.1 轴和 12 轴线上的横墙面积: 2（4.85m-0.6m）(14.1 m-30.5m)-1.1m2.1m 106.73 合计 : 一层墙总面积=377.83 则底层外墙自重:5.16kn/377.83 =1949.6kn 二.标准层: 1.a 轴线上的纵墙面积: （3.3m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(1.2m1.8m2+2.4m1.8m 8+4.2m3m) 65.84 2.d 轴线上的纵墙面积: （3.3m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(1.2m1.8m2+2.4m 1.8m8+2.4m2.1m)=73.4 3.1 轴和 12 轴线上的横墙面积: 2（3.3m-0.6m）(14.1 m-30.5m)-1.1m2.1m 66 合计 : 标准层墙总面积=205.36 则底层外墙自重:5.16kn/205.36 =1059.68kn 三.顶层: 1.a 轴线上的纵墙面积: （3m-0.5m）(23.4m-50.5m)-(3.6m1.8m2+4.2m2.4m) 34.84 四川理工学院毕业设计 - 10 - 2.d 轴线上的纵墙面积: （3m-0.5m）(23.4m-30.5m)-3.6m1.8m5=25.48 3.4 轴和 9 轴线上的横墙面积: 2（3.0m-0.6m）(14.1 m-30.5m)-1.2m1.8m 56.16 合计 : 顶层墙总面积=116.48 则底层外墙自重:5.16kn/116.48 =601.37kn 4.1.2.内隔墙内隔墙: 采用 200 厚蒸压加气混凝土砌块(5.5kn/ 3 m ),两侧均抹 20mm 厚抹灰 墙面单位面积荷载: 5.5 kn/ 3 m 2+17kn/0.0221.78kn/ 一.底层: 1.b 轴线上的内隔墙面积 （3.9m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(0.9m2.1m2+1.1m 2.1m7-5.4(3.9-0.5) 105.62 2.c 轴线上的内隔墙面积 （3.9m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(0.9m2.1m2+1.1m2.1m 6-5.4(3.9-0.5) =107.93 3.4 轴11 轴线上的横墙面积: 20（6m-0.5m）(3.9 m-0.6m)-2.4m2.1m 357.96 合计 : 顶层墙总面积=571.51 则底层外墙自重:1.78kn/571.51 =1017.29kn 四川理工学院毕业设计 - 11 - 二.标准层: 1.b 轴线上的内隔墙面积: （3.3m-0.5m）(47.4m-110.5m)-0.9m2.1m2+1.1m 2.1m8-2.4m2.1 90.86 2.c 轴线上的内隔墙面积: （3.3m-0.5m）(47.4m-110.5m)-(0.9m2.1m2+1.1m 2.1m8-(5.4m0.5m)(3.3m-0.5m) =82.18 3.4 轴11 轴线上的横墙面积: 20（6m-0.5m）(3.3m-0.6m) 297 合计 : 顶层墙总面积=470.04 则底层外墙自重:1.78kn/470.04 =836.67kn 三.顶层: 1.b 轴线上的纵墙面积: 2（6.0m-0.5m）(3.0m-0.6m)-(6.0m-0.5m)(3.0m-0.6m) 2+2.4m2.1m-(2.1m-0.5m)(3.0m-0.45m)2+1.1m2.1m2 =51.3 则底层外墙自重:1.78kn/51.3 =91.31kn 4.1.3 梁、柱、墙、板、门、窗荷载标准值汇总 一.梁重力荷载标准值汇总表 表 4-1-1 梁重力荷载标准值汇总 构件 层号 b（m） h（m） g（kn/m） i l （m） i l i g 柱 子 总数 i g （kn） kl-1 1-4 0.25 0.6 3.35 6 20.1 24 482.4 四川理工学院毕业设计 - 12 - 5 12 241.2 kl-3 1-4 0.25 0.45 2.34 2.1 4.914 12 58.97 5 6 29.48 kl-3 1-4 0.25 0.5 2.68 3.0 8.04 8 64.32 4.5 12.06 24 289.44 5.4 14.47 4 57.88 5 0.25 0.5 2.68 4.5 12.06 16 192.96 5.4 14.47 4 57.88 二.门重力荷载标准值 (大门为玻璃门 0.45kn/,办公室均为木门 0.2kn/) 底层: 表 4-1-2 门重力荷载标准值汇总表 门标号 尺寸 数量 荷载标准值 kn m1 0.92.1 3 0.20.92.131.134 m2 1.12.1 17 0.21.12.1177.854 m3 2.42.1 2 0.22.42.122.016 m4 0.61.5 6 0.20.61.561.08 m5 3.02.1 1 0.23.02.111.26 13.35= kn 标准层: 门标号 尺寸 数量 荷载标准值 kn m1 0.92.1 3 0.20.92.131.134 m2 1.12.1 16 0.21.12.1167.392 m3 2.42.1 1 0.22.42.111.008 m4 0.61.5 6 0.20.61.561.08 10.79kn= 顶层： 门标号 尺寸 数量 荷载标准值 kn m3 2.42.1 2 0.22.42.122.016 m6 1.12.1 2 0.21.12.120.924 2.94kn= 三.窗自重: 均为钢框玻璃窗 0.45kn/ 四川理工学院毕业设计 - 13 - 底层: 窗标号 尺寸 数量 荷载标准值 kn c1 1.21.8 2 0.451.21.821.944 c3 2.41.8 18 0.452.41.81834.922 36.936kn= 标准层: 窗标号 尺寸 数量 荷载标准值 kn c1 1.22.1 4 0.451.21.84=3.888 c2 1.52.1 2 0.451.51.822.43 c3 2.42.1 16 0.452.41.81631.104 c4 4.23.0 2 0.454.23211.34 47.762kn= 顶层: 窗标号 尺寸 数量 荷载标准值 kn c1 1.21.8 2 0.451.21.82=1.944 c5 3.61.8 7 0.451.51.8220.412 c6 4.22.4 1 0.452.41.8164.536 26.892kn= 4.1.4 集中各楼层标高处的重力荷载代表值 i g 根据建筑抗震设计规范 gb50011- 2001各楼层的重力荷载代表值： i g =永久荷载代表值楼板重+梁重+上下各半层的墙、柱重0.5可变荷 载标准值楼面或屋面活荷载 。在计算 i g 时，无论是否为上人屋面，其屋面上 的可变荷载均取雪荷载。 顶层： 梁：g横梁纵梁走道梁 241.2+29.484+192.96+57.88521.524kn 柱：g =该层柱重2 6.59（30.1）242229.332kn 板：g4.3723.414.1720.919kn 墙：g300.685kn 门：g2.94kn 窗：g26.892kn 四川理工学院毕业设计 - 14 - 不考虑雪荷载的作用，不上人屋面。 合计： 1802.292kn= 4 层： 梁：g横梁纵梁走道梁 482.4+58.968+64.32+289.44+57.88521.524kn 柱：g =该层柱重2 6.59(3.30.1)482135.444 板：g2.672.147.4+3.836247.42444.276kn 墙：g1294.515kn 门：g12.075kn 窗：g47.762kn 合计： 6280.492kn= 三层： （标准层） 梁：g1078.08kn 柱：g1012.44kn 板：g244.276kn 墙：g1896.35kn 门：g12.075kn 窗：g473762kn 可变荷载：g0.5（2.147.42.51247.42.0）693.225kn 合计： 7183.992kn= 底层： 梁：g1078.08kn 柱：g6.59（4.850.1）4826.59（3.30.1）4821257.372kn 墙：g（1949.6+1059.68+1017.29+836.67）22431.62kn 门：g16.24kn 窗：g36.936kn 板：g2444.276kn 可变荷载：g=0.50.247.414.1668.34kn 四川理工学院毕业设计 - 15 - 合计： 7932.864kn= 4.2 水平地震作用下框架结构内力和侧移计算 4.2.1 横向自振周期 一质点、重力荷载 图 4-2 结构质点重力荷载图（kn） 二.水平地震作用效应分析 按质点位移法计算框架自振周期 1.7t = 0 t i 第 i 层层间侧移 i i ik v d = i v 第 i 层层间剪力 ik d 第 i 层所有柱抗侧刚度之和 1.框架及连梁的刚度计算 梁的线刚度计算： 表 4-2-1 梁线刚度表 梁编号 截 面 砼等 级 c e( kn/ ) 3 0 1 bhm 12 i = 4 （） 边框架梁 中框架梁 四川理工学院毕业设计 - 16 - kl-1 0.25 0.6 c30 30 6 10 4.5 3 10- 0 1.5 b ii= （ 4 m ） c b b b e i i l = （knm） 0 2 b ii= （ 4 m ） c b b b e i i l = （knm） 6.75 3 10- 33750 9 3 10- 45000 kl-3 0.25 0.45 1.9 3 10- 2.85 3 10- 40714 3.8 3 10- 54286 柱线刚度计算： 柱截面：500mm500mm 表 4-1-4 柱线刚度表 层号 层高（m） c e(kn/) 4 () c i m cc c e i i h = （knm） 1 4.85 30 6 10 0.0052 40064 2-4 3.3 47348 5 3.0 52083 表 4-2-2 各层 d 值汇总表 层号 汇总 d 值：各柱 d 值根数 d (kn/m) 1 4006448 1923072 2-4 4374848 2099904 5 5208324 1249992 表 4-2-3 结构顶点假想侧移计算 层次 i g （kn） i g i d （kn/m） 1 / iii gd - =- i i (m) 5 1082.292 1082.292 1249992 0.0009 0.0372 4 6280492 7363.412 2099904 0.0036 0.0363 3 7183.992 14547.404 2099904 0.0069 0.0327 2 7183.992 21731.396 2099904 0.0135 0.0258 四川理工学院毕业设计 - 17 - 1 7932.864 29724.26 1923072 0.0154 0.0145 考虑填充墙刚度对框架结构的影响，取折减系数 0 0.7，则： 10i 1.70.23st = 2.横向水平地震作用和楼层剪力计算 由抗震规范采用底部剪力计算水平地震作用，本结构所在场地为 7 度设 防，场地周期 t t 0.35，0.08= max 。 因： 1 1.4 g tt，所以使用公式： 1 ii iek n jj i g h ff g h = = 计算结构重力荷载代表值 e g 结构总重力荷载代表值为： 12345ei ggggggg=+ 1082.292+6280.492+7183.992+7183.992+7932.86429664.26kn eq g （结构的等效重力荷载）取 0.85 e g eq g 0.8529664.262521.621kn 结构总水平地震作用标准值 ek f及各楼层地震作用标准值 i f 的计算 1ekeq fg= 1 地震影响系数取 max 0.08 ek f0.0829664.26kn2373.141kn jj g h = 7932.864 4.85+7183.992 8.15+7183.992 11.45+6280.492 14.75+1802.9217.75291147.096kn 11 1ek jj g h ff g h = 313.605kn 22 2ek jj g h ff g h = 477.237kn 四川理工学院毕业设计 - 18 - 33 3ek jj g h ff g h = 670.474kn 44 4ek jj g h ff g h = 755.087kn 55 5ek jj g h ff g h = 156.678kn 表 4-2-4 各楼层水平地震作用和层间剪力计算 层 号 ii g h i h (m) ii g h i f (kn) i v (kn) d (kn/m) e v (m) 5 19210.68 17.75 291147.09 156.68 156.68 1249992 0.00013 4 92637.26 14.75 291147.09 755.09 911.76 2099994 0.00043 3 82256.71 11.45 291147.09 670.47 1582.24 2009994 0.00075 2 58549.54 8.15 291147.09 477.24 2059.48 2099994 0.00098 1 38474.39 4.85 291147.09 313.61 2373.08 1923072 0.00123 最 大 位 移 发 生 在 第 一 层 ， 其 楼 层 最 大 位 移 与 层 高 比 0.001231 0.0002530.0018 4.85550 =，符合建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） 第 5.5.1 规定的位移极限值 e 1 550 的要求。 4.2.2 水平地震作用下框架结构内力计算 计算以轴横向框架为例 图 4-3 轴横向框架简图 四川理工学院毕业设计 - 19 - 一梁、柱的线刚度计算 表 4-2-5 梁柱相对线刚度表 构件 截面惯性矩 4 (mm )i 线刚度： ei i l =nmm 相对线刚度i 横 梁 1 250 12 3 600 1 250 12 3 600 e6000 1 走 道 梁 1 250 12 3 450 1 250 12 3 450 e2100 0.81 底 层 柱 4 1 500 12 4 1 500 12 e4850 0.47 标准层柱 4 1 500 12 4 1 500 12 e3300 0.70 顶 层 柱 4 1 500 12 4 1 500 12 e3000 0.77 二求各柱的剪力值 表 4-2-6 各柱剪力值 顶 层 柱 ws 柱 vr 柱 xq 柱 tp 8.628d = 2 12 （） 3 1 1 1.299 2 0.77 k + = * 2 1.29912 *0.77* 2 1.2993 0.303 d = + = 2 12 （） 3 0.303 1575.51 8.628 vkn= 1 0.81 2.351 2 0.77 k + = 2*（） * 2 2.35112 *0.77* 22.3513 0.416 d = + = 2 12 （） 3 0.416 1577.56 8.628 vkn= 同 柱 vr 同 柱 ws 四川理工学院毕业设计 - 20 - 第 四 层 柱 0s 柱 nr 柱 mq 柱 lp 16.488d = 2 12 （） 3.3 1 1 1.429 2 0.7 k + = * 2 1.29912 *0.70* 2 1.2993.3 0.292 d = + = 2 12 （） 3.3 0.292 911.76516.15 16.488 v = 1 0.81 2.586 2 0.7 k + = 2*（） * 2 2.58612 *0.77* 22.5863.3 0.395 d = + = 2 12 （） 3.3 0.395 911.76521.84 16.488 v = 同 柱 nr 同 柱 os 第 三 层 柱 k0 柱 jn 柱 im 柱 hl 16.488d = 2 12 （） 3.3 1 1 1.429 2 0.7 k + = * 2 1.29912 *0.70* 2 1.2993.3 0.292 d = + = 2 12 （） 3.3 0.292 1582.2428.02 16.488 v = 1 0.81 2.586 2 0.7 k + = 2*（） * 2 2.58612 *0.77* 22.5863.3 0.395 d = + = 2 12 （） 3.3 0.395 1582.2437.91 16.488 v = 同 柱 jn 同 柱 ko 第 二 层 柱 fk 柱 gj 柱 fi 柱 eh 16.488d = 2 12 （） 3.3 1 1 1.429 2 0.7 k + = * 2 1.29912 *0.70* 2 1.2993.3 0.292 d = + = 2 12 （） 3.3 0.292 2059.4836.47 16.488 v = 1 0.81 2.586 2 0.7 k + = 2*（） * 2 2.58612 *0.77* 22.5863.3 0.395 d = + = 2 12 （） 3.3 0.395 2059.4849.34 16.488 v = 同 柱 gj 同 柱 eh 第 一 柱 dy 柱 cg 柱 bf 柱 ae 四川理工学院毕业设计 - 21 - 层 1 1 2.182 2 0.47 k + = * 2 2.12812 *0.47* 22.1283.3 0.242 4.85 d = + = 2 12 （） 0.242 2373.0843.43 13.224 v = 1 0.81 3.851 2 0.47 k + = 2*（） * 2 3.8511.2 *0.47* 23.8514.85 0.309 4.85 d = + = 2 12 （） 0.309 2373.0855.45 13.224 v = 同 柱 cg 同 柱 df 13.224 4.85 d = 2 12 （） 三求各柱反弯点高度 根据总层数 m， 该柱所在层 n， 梁柱线刚度比 k， 查表得到标准反弯点系数 0 y ； 根据上下横梁线刚度比值 i，查表得到修正值 1 y ；根据上下层高度变化查表得修 修正系数 23 yy，。各层反弯点高度 yh = 0123 （y +y +y +y）h 。 表 4-2-7 各层柱的反弯点高度 第五层 柱 ws 柱 vr 柱 xq 柱 tp 0 1 1 3 3 1.299 0.37 1 0 1 0 k y y y = = = = = = y0.37 0 1 1 3 3 2.351 0.42 1 0 1 0 k y y y = = = = = = y0.42 y=0.42 y=0.37 第四层 柱 os 柱 nr 柱 mq 柱 lp 四川理工学院毕业设计 - 22 - 0 1 1 2 3 3 1.429 0.43 1.1 0 1 0 1 0 k y y y y = = = = = = = = 2 y0.43 0 1 1 2 3 3 2.586 0.45 1.1 0 1 0 1 0 k y y y y = = = = = = = = 2 y0.43 y=0.43 y=0.45 第三层 柱 ko 柱 jn 柱 im 柱 hl 0 1 1 2 3 3 1.429 0.48 1 0 1 0 1 0 k y y y y = = = = = = = = 2 y0.48 0 1 1 2 3 3 2.586 0.5 1 0 1 0 1 0 k y y y y = = = = = = = = 2 y0.5 y=0.5 y=0.48 第二层 柱 yk 柱 gj 柱 fi 柱 eh 0 1 1 2 3 3 1.429 0.5 1 0 1.47 0 1 0 k y y y y = = = = = = = = 2 y0.5 0 1 1 2 3 3 2.586 0.5 1.1 0 1 0 1.47 0 k y y y y = = = = = = = = 2 y0.5 y=0.5 y=0.5 第一层 柱 dy 柱 cg 柱 bf 柱 ae 四川理工学院毕业设计 - 23 - 0 2 3 3 2.128 0.55 1 0 0.68 0 k y y y = = = = = = 2 y0.55 0 2 3 3 3.581 0.55 1 0 0.68 0 k y y y = = = = = = 2 y0.55 y=0.55 y=0.55 四由下面公式求出上下两端的弯矩、剪力、轴力值： 上端：(1y)hmv- 上 ，下端：yhmv 下 梁端弯距： i ii b mm 左 左 左右 ， i ii b mm 右 右 左右 梁端剪力： m vv l 左右 柱轴力： 1, ,ikbik nnv + =+ 下上 再由节点平衡条件和梁的线刚度比求出个梁端弯矩， 即可绘出框架弯矩图和 剪力、轴力图。 四川理工学院毕业设计 - 24 - 图 4-4 地震作用框架弯矩图（单位：knm） 2.95 10.61 19.96 31.3 45.64 5.6 20.95 40.48 61.35 86.28 2.95 10.61 19.96 31.3 45.64 dc 图 4-4 地震作用框架剪力、轴力图（单位：kn） 第 5 章 竖向荷载作用下框架结构内力计算 四川理工学院毕业设计 - 25 - 5.1 框架内力计算 5.1.1 以轴横向框架为例 一荷载及计算简图： 1.屋面荷载 面层（防水层、找平层） （1.0+0.4+0.3）1.7kn/ 100mm 厚钢筋混凝土楼板 2.5kn/ 10m 厚天棚水泥砂浆抹灰 2.0kn/ 不上人屋面 合计： 4.37 kn/ 2.楼面荷载 面层（防水层、找平层） 1.16 kn/ 100mm 钢筋混凝土楼板 2.5 kn/ 活载：一般房间 2.0 kn/ （走廊、卫生间） （2.5 kn/） 合计 5.83 kn/ （6.33 kn/） 3.楼面荷载分配（等效均布荷载） 短向分配荷载： 5 8 aq 长向分配荷载： 23 12 2 aa aq bzb -+ 图 5-1 楼面荷载分配等效荷载图 四川理工学院毕业设计 - 26 - 二横向框架梁上线荷载 1.ab 跨（cd 跨） 5 层：梁自重（考虑抹灰） ： 0.56251.154.13kn/m 楼面般传给梁：4.37 23 2.72.7 12 66 -+ 2.7216.19kn/m 合计： 20.32kn/m 2-4 层：梁自重 0.56251.154.13kn/m 楼面般传给梁：5.83 23 2.72.7 12 66 -+ 2.7221.59kn/m 横隔墙（200mm 厚加气混凝土双面抹灰） 1.78（3.3-0.6）4.806kn/m 合计： 30.53kn/m 1 层：梁自重（考虑抹灰） 4.13kn/m 楼面板传给梁： 21.59 kn/m 横隔墙（200mm 厚加气混凝土双面抹灰） 1.78（3.9-0.6）5.874kn/m 合计： 31.594kn/m 2.bc 跨： 5 层：梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.45251.13.09kn/m 屋面板传给梁：4.37 5 8 2.1 2 2.87kn/m 合计： 5.96kn/m 1-4 层：梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.45251.13.09kn/m 楼面板传给梁：6.33 5 8 2.1 2 4.15kn/m 四川理工学院毕业设计 - 27 - 合计： 7.24kn/m 三横向框架柱上的集中荷载 1.a 柱纵梁上的荷载 5 层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.5241.13.44kn/m 屋面板传给梁：4.37 5 8 2.77.73 kn/m 合计： 10.81kn/m 2-4 层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.5241.13.44kn/m 楼面板传给梁：5.83 5 8 2.79.84 kn/m 纵隔墙重（考虑窗洞） ：1.78（3.3-0.5）0.854.24kn/m 合计： 17.52kn/m 1 层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.5241.13.44kn/m 楼面板传给梁： 9.84kn/m 纵隔墙自重（考虑窗洞） ：1.78（3.9-0.5）0.855.14kn/m 合计： 18.42kn/m 2.b 轴纵梁上的荷载： 5 层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.5241.13.44kn/m 屋面板传给梁： 5.83 5 8 2.74.371.05kn/m11.96kn/m 合计： 15.4kn/m 2-4 层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.5241.13.44kn/m 楼面板传给梁： 5.83 5 8 2.76.331.05kn/m16.48kn/m 纵隔墙重（考虑窗洞） ：1.78（3.3-0.5）0.854.24kn/m 合计： 24.16kn/m 四川理工学院毕业设计 - 28 - 1 层：均布线荷载 梁自重（考虑抹灰） ： 0.250.5241.13.44kn/m 楼面板传给梁： 5.83 5 8 2.76.331.05kn/m16.48kn/m 纵隔墙重（考虑窗洞） ：1.78（3.9-0.5）0.855.144kn/m 合计： 25.06kn/m 四边柱集中荷载 5 层：p = 1 2 10.815.42=58.38kn 2-4 层： 500mm500mm 柱自重（考虑粉刷） ：050.5253.31.1523.72kn p = 1 2 17.545.4223.72=118.44kn 1 层： 500mm500mm 柱自重（考虑粉刷） ：050.5254.851.1534.86kn p = 1 2 18.425.4234.86=118.44kn 五中柱集中荷载 5 层：p = 1 2 15.415.42=83.21kn 2-4 层： 500mm500mm 柱自重（考虑粉刷） ：050.5253.31.1523.72kn p = 1 2 24.165.4223.72=154.19kn 1 层： 500mm500mm 柱自重（考虑粉刷） ：050.5254.851.1534.86kn p = 1 2 25.065.4234.86=170.18kn 四川理工学院毕业设计 - 29 - 图 5-2 5 轴框架竖向荷载图（单位：kn/m 和 kn） 六框架弯距计算 在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简化计算， 此时每层框架连 同柱组成基本计算单元。 竖向荷载产生的梁固端弯距只在本层内进行弯距分 配，单元之间不在传递，梁的弯距取分配后的数值，柱端弯距取相邻两层单 元对应柱弯距之和。 四川理工学院毕业设计 - 30 - 求解步骤如下： 将原框架结构分为 5 个敞口框架， 除底层外的个柱的线刚度均乘以折减系 数 0.9 如下图所示。 用弯距分配法计算每一敞口框架的杆端弯距，利用对称性取半跨，底层柱 弯距的传递系数仍取 1 2 ，其余各柱弯距传递系数取 1 3 ，梁远端固定传递系 数为 1 2 ，远端滑动铰支座传递系数为-1。 将分层法所得弯距图叠加，并将 a、d 轴线上节点不平衡弯距作一次分配， b、c 轴线各节点不平衡弯距相差不大，不在分配。 在竖向荷载作用下，考虑梁端塑性变形内力重分布，而对梁端负弯距进行 调幅，调幅系数为 0.80.9，本设计取调幅系数 0.85。 恒荷载作用下的弯矩剪力计算 梁： a m0s= 2 1/2.0 abb mmqlq l-= /1/2 bab qmmlql=- b m0s= 2 1/2.0 aba mmqlq l-+-= /1/2 aab qmmlql=-+ 柱： c m0s= .0 cdd mmq h-= ()/ dcd qmmh=-+ d m0s= .0 cdc mmq h-= ()/ ccd qmmh=-+ 恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重 nvp= 梁端简力节点集中力及柱重 四川理工学院毕业设计 - 31 - dba 1 0.693 (0.77) 0.811 0.693 (0.77) 0.693 (0.77) 0.693 (0.77) 10.811 10.811 10.811 10.811 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.47 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.47 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.47 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.63 (0.7) 0.47 图 5-3 各柱线刚度图（括号内为折减线刚度） 5层 24层 1层 图 5-4 分层敞口框架图（单位 kn/m） 四川理工学院毕业设