天津市天泰路街道办公楼设计毕业设计土木工程.doc

天津城市建设学院 本科毕业设计说明书 学生姓名：xxxx 学生学号：10xxxxx 专业名称：土木工程（结构方向） 指导教师：xxxx（副教授） 天津城市 xx 建设学院 20 年 月 日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，没有伪造数据的行为。 毕业设计（论文）作者签名： 签字日期： 年 月 日 毕业设计（论文）版权使用授权书 本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留 并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权天津城市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 （保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明） 毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘摘 要要 本工程为天津市天泰路街道办公楼设计，主体为六层钢筋混凝土框架结构。拟建工 程场地位于天津市河北区，总建筑面积为 4656 平方米，并满足办公室、会议室、餐厅、 宿舍、活动、多功能大厅等使用功能的要求。 根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构形式和结构布置方案，确定框 架、基础的形式。本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。 首先根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法 进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用 D 值法进行计算。之后进行内力组 合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板配筋计算采用弹性理论设计，楼 梯的设计计算，并进行条形基础的配筋设计。最后，根据计算结果，按照相应的构造要 求，绘制了结构施工图，并写出了相应的毕业设计说明书。 在毕业设计说明书的编写过程中，运用了大学二年所学过的很多理论，查看了很过 资料书，看了最新的规范，计算中多种计算方法得到体现，以前的理论知识得到了应用， 综合了以前所学的零碎知识，使自己掌握了多方面的知识，提高了自己的自学能力，提 高了自己解决问题的能力，使自己的综合能力得到了很大的提高。 毕业设计期间，自己学会了很多的知识，又学习了 PKPM 软件，运用 PKPM 软件进行 验算和配筋，并且分析了自己计算的结果和 PKPM 的结果，分析之间的误差并进行了改正 和纠偏，学习效率得到了很大的提高。 由于自己的水平有限，难免会出现一些错误，还请老师给予批评和指正。 目 录 第一章 建筑设 计 1 1.1 采光、通风设 计 1 1.2 设计资 料 1 1.3 设计资 料 1 1.4 采光、通风设 计 1 第二章 结构设 计 2 2.1 结构选型布置及计算简 图 2 2.1.1 结构选 型 2 2.1.2 柱网布置 2 2.2 梁板柱的截面尺 寸 3 2.2.1 梁 3 2.2.2 板 3 2.2.3 柱 3 第三章 荷载计 算 6 3.1 建筑设 计 6 3.2 屋面及楼面可变荷载标准 值 6 3.3 梁柱自 重 7 3.4 墙体自 重 7 3.5 重力荷载代表 值 8 第四章 框架侧移计 算 11 4.1 重力侧移刚度计 算 11 4.2 横向水平荷载作用下框架内力和侧移计 算12 4.2.1 横向框架结构定点假想位移计 算12 4.3 横向地震作用计 算 12 4.3.1 水平地震作用下的计 算 12 4.3.2 水平地震作用下的位移计算 1 5 4.3.3 水平地震作用下框架内力计 算15 4.4 横向风荷载作用下框架内力计 算 17 4.4.1 风荷载的内力计 算 17 4.3.2 风荷载侧移计 算 18 第五章 竖向荷载作用下内力计 算 21 5.1 计算单 元 21 5.2 荷载计 算 21 5.3 内力计 算 23 5.4 竖向框架内 力 26 5.4.1 横梁弯矩调 幅 26 5.4.2 荷载组 合 28 5.4.3 考虑地震作用下的内力组 合 30 5.5 柱端弯矩设计值调 整 47 第六章 节点验 算 50 第七章 截面设 计 52 7.1 框架梁截面配筋验算 的 52 7.1.1 建筑设 计 52 7.1.2 梁截面受剪承载力计 算 55 7.2 框架柱截面配筋计 算 56 7.2.1 剪跨比和轴压比验 算 56 7.2.2 柱的正截面承载力计 算 56 7.2.3 框架柱斜截面受剪承载力计 算59 7.3 楼面板荷载计 算 61 7.4 楼梯设 计 63 7.5 基础计算 66 7.5.1 基础截面确 定 66 7.5.2 基础梁内力计 算 66 致 谢 70 参考文献 71 附 录 72 第一章 建 筑 设 计 1.1 建筑设计 该办公楼位于天津市天泰路街道，建筑为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积 为 4656 平方米。底层高为 4.2 米，标准层高为 3.6 米，室内外高差 0.45 米。 1.2 设计资料 1.气象条件：基本雪压：So=0.40kN/，年平均气温 11.6，最高气温 39.6，最 低气温-21.4，冰冻深度为-0.6m，基本风压：wo=0.5kN/m2，主导风向为西南风|东南 风。年总降雨量为 541.5mm，日最大降雨量为 115.5mm，一小时最大降雨量为 75.0mm。 2.抗震情况：抗震设防烈度为 7 度，设计基本加速度为 0.15g，属设计抗震第二组。 3.工程地质条件：建筑物所在场地类别为 II 类，土质均匀，工程场地情况详见工程 地质报告。 4.材料：梁、柱、板统一采用混凝土强度等级 C30,纵筋采用 HRB400,箍筋采用 HPB300。 1.3 建筑要求 建筑类别为丙类，防火等级为二级。 1.4 采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果一便于通风，达到采光要求。 第二章 结构设计 2.1 结构选型布置及计算简图 2.1.1 结构选型 根据工程的要求，本工程选用钢筋混凝土框架结构。根据任务书中的要求，满足建 筑面积和抗震的要求，本工程采用六层钢筋混凝土框架结构。 2.1.2 柱网布置 柱网布置如下所示 图 2.1 框架结构布置图 2.2 梁板柱的截面尺寸 2.2.1 梁 根据本结构的特点，横向设置主梁，纵向设置次梁. 主梁截面高度：（）= （）6600=550825h 8 1 12 1 L 8 1 12 1 mmmm 取 b=700mm 主梁截面宽度：b=（）=（）700=233mm350mm 2 1 3 1 h 2 1 3 1 取 b=350mm 次梁截面高度：（）=（）6600=367500 h 12 1 18 1 L 12 1 18 1 mmmm 取=500mmh 次梁截面宽度：=（）=（）500=167250b 2 1 3 1 h 2 1 3 1 mmmm b=250mm 2.2.2 板 板跨 L=6600 板厚 h=(l/50-l/35)L=(132-189)mm，此处板厚取 h=150mm 2.2.3 柱 框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比显值按下列公式估 ，nFgN g cN g cN c f nFg f N A N的轴压力设计值 F按简支状态的负荷面积 gE折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取 12- 15kN/m2，这里取 15kN/m2 Ac柱的截面积 fc混凝土轴心强度设计值 N为框架柱轴压比限值，此建筑物抗震等级为 3 级，所以这里取 0.9 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取 1.3，不等跨内柱取 1.25，等跨 内柱取 1.2 n验算截面以上楼层层数 边柱：N=gEFn=1.31510006.63.36=2548260N Ac=N/ fc /N=2548260/14.3/0.9=198000mm2 边长 b=445mm198000 中柱：N=gEFn=1.21510006.64.656=3314520N Ac=N/ fc /N=3314520/14.3/0.9=257538N 边长 b=507mm257538 综合考虑第一、二层柱的边长取 b=600mm，36 层柱柱的边长取 b=500mm 框架结构计算单元和框架计算简图如图 2.1 所示 图 2.1 框架结构计算单元和框架计算简图 第三章 荷载计算 3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人） 30 厚细石混凝土保护层220.03=0.66 kN/m2 三毡四油防水层0.4 kN/m2 20 厚水泥砂浆找平层200.02=0.4 kN/m2 150 厚水泥蛭石保温层50.15=0.75 kN/m2 150 厚钢筋混凝土板250.15=3.7 kN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶0.25 kN/m2 合计 6.21 kN/m2 16 层楼面： 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m2 150 厚钢筋混凝土板250.2=3.75 kN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶0.25 kN/m2 合计4.55 kN/m2 1-6 层屋面面积：776m2 屋顶恒荷载：6.21776=4818.96 kN/m2 2-6 层楼面恒荷载：4.55776=3530.8 kN/m2 3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面及楼面可变荷载标准值：2.0 kN/m2 楼面活荷载标准值：2.0 kN/m2 屋面雪荷载标准值Sk=rSo=1.00.4=0.4 kN/m2 上式中r r 为屋面积雪分布系数，取1.0。 屋顶均布荷载：0.4776=310.4kN 2-6 层均布荷载：2.0776=1552kN 3.3 梁柱自重 梁柱的自重如表 3.1 所示 层 次 构件 b m h m kN/m2 g kN/m i l m n i G kN i G kN 616617.376 横梁 350700251.056.431 2.1227.01 纵梁 350700251.056.4316281080.408 次梁 250500251.053.2816.2528574.175 2298.969 1 柱 600600251.059.455.25321587.61587.6 616617.376 横梁 350700251.056.431 2.1227.01 纵梁 350700251.056.4316281080.408 次梁 250500251.053.2816.2528574.175 2298.969 2 柱 600600251.059.453.6321088.641088.64 横梁 350700251.056.4316.1516632.81 边纵 梁 350700251.056.4316.15281107.418 次梁 250500251.053.2816.328578.769 2318.997 3 - 6 柱 500500251.056.5633.632756.058756.058 表3.1 梁柱自重表 注：1）表中考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g 表示单位长度构件重力荷 载；n 为构件数量。2）梁长度为净长；柱长度取层高。 3.4 墙体自重 墙体为 300mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙面贴瓷砖为 0.5KN/M2,70mm 保温 层，内墙为 200mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，20mm 厚抹灰.则外墙重力荷载为： 0.35.5+0.5+170.02+0.0224=2.51 kN/m 内墙重力荷载为：0.25.5+170.022=1.78 kN/m 钢框玻璃窗和钢铁门的重力荷载为 0.4-0.45 kN/m2,这里去 0.4 kN/m2,本工程采用 的是塑钢玻璃窗和塑钢玻璃门。 3.5 重力荷载代表值 bh 面积 r 相对容重与墙差重总面积 GiGi 层数门窗编号 mmm2KN/m2kN/m2kN n m2kNkN C24182.41.84.320.42.119.1225108228 C18181.81.83.240.42.116.8413.246.84 M09240.92.42.160.41.382.981736.7250.66 M12241.22.42.880.41.383.9738.6411.91 M15241.52.43.60.42.117.6013.67.6 1 M36243.62.48.640.42.1118.2318.6418.23 323.24 C24182.41.84.320.42.119.1228120.96255.36 C18181.81.83.240.42.116.8426.4813.68 M09240.92.42.160.41.382.9848.6411.92 M12241.22.42.880.41.383.97720.1627.79 2 M24242.42.45.760.41.387.95317.2823.85 332.6 C24182.41.84.320.42.119.1228120.96255.36 C18181.81.83.240.42.116.8426.4813.68 M09240.92.42.160.41.382.9836.488.94 M12241.22.42.880.41.383.97925.9235.73 3-6 M24242.42.45.760.41.387.95211.5215.9 329.61 表 3.2 除去门窗后墙的自重计算表 一层总墙长：外墙外为：121.8m，内墙为：180.9；二层墙长：外墙长为：121.8m 内 长为：124.9m；3-6 层总墙长：外墙长为：122.6m，内墙长为：147.575m，女儿墙长为 125.16m。 屋顶墙自重：2.511.2125.16=373.98kN 3-6 层墙自重：2.51121.83.6+1.78180.93.6-323.24=1927.78kN 二层墙自重：2.51121.83.6+1.783.6124.9-332.6=1559.57kN 一层墙自重：2.514.2121.8+1.784.2180.9-329.61=2296.58kN 顶层重力荷载代表值为:屋面荷载+50%活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重 其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载+50%楼面均匀活载+纵横梁自重+楼面上下各半层 的柱及纵横墙自重。 六层重力代表值为： 4818.96+373.98+756.058/2+2318.997+0.4776/2+1927.78/2=8635.049KN，3-5 层重力 代表值为：1927.78+2318.997+756.058+1552/2+3530.8=9309.635kN 二层重力代表值为：9280.589kN 一层重力代表值为：9871.964kN 质点重力代表值示意图如图 3.1 所示 图 3.1 质点重力荷载值 第四章 框架横向侧移计算 4.1 重力侧移刚度计算 梁、柱采用混凝土 C30，Ec=3.0107KN/m2在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。 但是有现浇板的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为 考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I =1.5I0（I0为 梁的截面惯性矩） ；对于中框架I =2I0。 横梁的线刚度和柱的线刚度分别见下表 4.1 和表 4.2。梁的跨度如图 4.1 所示。 图 4.1 梁的跨度示意图 EcbhI0L1.5Ec I0/L 2.0Ec I0/L 类别层次 （N/mm2） (mmmm)(mm4)(mm)(Nmm)(Nmm) 边梁 1-23.0104350700101060007.510101011 中梁 1-23.0104350700101021002.110112.11011 边梁 3-63.0104350700101061507.310109.81010 中梁 3-63.010435070010102200210112.71011 表 4.1 横梁线刚度的计算 HcEcbhI0Ec I0/Hc 层次 (mm) （N/mm2） (mm2)(mm4)(Nmm) 152503.01046006001.0810106.171010 236003.01046006001.08101091010 3-636003.01045005000.52110104.31010 表 4.2 柱线刚度的计算 柱侧移刚度按式计算，根据梁线刚度K比2 的不同，结构平面布置图中的 2 h i aD c c 柱可分为中框架柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等。现以第1 层柱C1 柱的侧移刚度为例，说明计算过程，其余柱计算过程从略，计算结果分别见表4.3。 柱和梁的线刚度可以从表中查的，相对线刚度：K=5.02，c=0.79 6.17 2110 K 2 K0.5 D=12c=0.79=21221.44N/mm h2 ic 52502 101017 . 6 12 4.2 横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算 4.2.1 横向框架结构定点假想位移计算 横向框架结构顶点假想位移计算 结构顶点的假想侧移由式Vi=Gi,，SI=Vi/Di，Si=SI计算。 横向框架结构顶点假想位移如表4.4 4.3 横向地震作用计算 4.3.1 水平地震作用下的计算 根据抗震规范，对于高度不超过40米，以剪切变形为主，且质量和刚度沿着高度方 向分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可以采用底部剪力法等简化方 法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。 在类场地，7度设防区，设计地震分组为第二组情况下，有抗震规范查得： Tg=0.40s, max=0.08, T1=0.59s1.4 Tg=1.40.4=0.56s，应考虑顶点附加地震作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按：分配给各层质点，则水平地震作用 EK ii ii i F HG HG F 呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际，但对结构上部，水平作用小于按 时程分析法和振型分析法求得的结果，特别对周期较长的结果相差更大，地震的宏观震 害也表明，结果上部往往震害严重，因此引入，即顶部附加地震作用系数考虑顶部地 n 震力的加大。n考虑了结构周期和场地的影响，且使修正后的剪力分布与实际更加吻合。 因此引入n n=0.08T1+0.01=0.080.59+0.01=0.057 1=()0.9max=()0.90.08=0.056 1T Tg 59 . 0 4 . 0 项目 柱层类型 K （一般层） K2 K （底层） K2 K0.5 2 h i aD c c 根 数 Di 边柱 1.620.5915848.9216 底层中柱 5.020.7921221.4416 593126 边柱 0.830.2924166.6716 2层 中柱 3.420.6352500.0116 1226667 边柱 1.700.4618314.8216 3-6层 中柱 7.980.8031851.8516802667 表4.3 柱的侧移刚度计算表 表 4.4 横向框架结构顶点假想位移 层次Gi（kN）Vi（kN） Di(mm) 层间相对位 移 SI（mm） Si（mm） 68635.0498635.04980266710.76243.93 59309.63517944.68480266722.36233.17 49309.63527254.31980266733.95210.81 39309.63536563.95480266745.55176.86 29280.58945844.543122666737.37131.31 19871.96455716.50759312693.9493.94 FEk=1GEQ=（）0.90.080.8555716.507=2652.11kN 59 . 0 4 . 0 顶点附加水平地震作用：F=nFEk=0.0572652.11=151.17kN 各质点的水平地震作用按式计算，计算的结果如表4.5表4.5 水)1 ( 5 1 nEK J ii ii i F HG HG F 平表 4.5 地震作用计算表 层次 Hi (m) Gi (kN) GiHi (kNm) GiHi/ 5 1i iiH G Fi (kN) Vi (kN) 623.258635.05200764.910.26650.24650.24 519.659309.64182934.430.23575.221225.45 416.059309.64149419.720.19475.181700.64 312.49309.64115439.540.15375.142075.78 28.859280.5982133.220.10250.092325.87 15.259871.9651827.790.07175.072500.94 图 4.2 横向框架各层水平地震作用及地震剪力示意图 4.3.2 水平地震作用下的位移计算 水平地震作用下层间位移和顶点位移分别按式和计 i u i u i i i D V u 8 1k ii uu 算，计算过程表4.6，层间弹性位移。 ii e hu/ 表 4.6 横向水平地震作用下的位移验算 层 次 i V (Kn) i D () )mmN / i i i D V u ()mm 8 1k ii uu ()mm i h ()mm . . iie hu/ 6650.248026670.8113.7136001/4444 51225.458026671.5312.3636001/2353 41700.648026672.1210.8336001/1698 32075.788026672.598.7136001/1390 22325.8712266671.906.1236001/1895 12500.945931264.224.2252501/1244 由上表可知，最大层间位移发生在第一层，其值为 1/12441/550，满足要求。 4.3.3 水平地震作用下框架内力计算 框架柱端剪力及弯矩分别按式， i s ij ij ij ij V D V D yhVM ij b ij hyVM ij u ij 1 进行计算。具体过程及结果见表 4.7 321 yyyyy n 表4.7 各层柱端弯矩及剪力计算 层次柱 i h mm i V kN ij D N/mm) 1 i D N/mm ij V kN _ K y b ij M u ij M 边柱 3.6650.2480266718314 .82 14. 84 1.700.4 0 21.3732.05 6中柱3.6650.2480266731851 .85 25. 80 7.980.4 5 41.8051.08 边柱 3.61225.4580266718314 .82 27. 96 1.70.5 0 50.3350.33 5中柱3.61225.4580266731851 .85 48. 63 7.980.5 0 87.5387.53 边柱 3.61700.6480266718314 .82 38. 80 1.70.5 0 69.8469.84 4中柱3.61700.6480266731851 .85 67. 49 7.980.5 0 121.4 8 121.48 边柱 3.62075.7880266718314 .82 47. 36 1.70.5 0 85.2585.25 3中柱3.62075.7880266731851 .85 82. 37 7.980.5 0 148.2 7 148.27 边柱 3.62325.87122666724166 .67 45. 82 0.830.5 5 90.7274.23 2中柱3.62325.87122666752500 .01 99. 54 3.420.5 0 179.1 7 179.17 边柱 5.252500.9459312615848 .92 66. 83 1.620.6 2 217.5 3 133.33 1中柱5.252500.9459312621221 .44 89. 48 5.020.5 5 258.3 7 211.40 梁端弯矩、剪力及柱轴力按节点平衡条件和梁的转动刚度确定梁端弯矩。具体过程 见表4.8。 表4.8 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 边梁中梁柱轴力层次 l b M r b ML b V l b M r b ML b V 边柱N中柱N 632.0513.666.157.4337.4237.422.234.02-7.43- 26.59 571.736.866.1517.651011012.291.82- 24.99 - 100.8 5 4120.1 7 72.16.1531.26153.1 2 153.1 2 2.2139.2 0 - 56.25 - 208.7 9 3155.0 9 72.136.1536.95197.6 2 197.6 2 2.2179.6 5 -93.2- 351.4 9 2159.4 8 105.6 3 644.19221.8 1 221.8 1 2.1211.2 5 - 137.3 9 - 518.6 4 1224.0 5 125.9 9 658.34264.5 8 264.5 8 2.1251.9 8 - 195.7 3 - 718.2 8 4.4 横向风荷载作用下框架结构内力计算侧移计算 4.4.1 风荷载的内力计算 风力作用与建筑物的外形直接有关，圆形与正多边形收到风力较小外，对抗风有利： 相反，平面凸凹多变的复杂建筑物受到的风力较大，而且容易产生风力扭转作用，对抗 风不利。风力受建筑物周围环境影响较大，处于高层建筑群中的高层建筑，有时会出现 受力更为不利的情况。例如，由于不对称遮挡而使风力偏心产生扭矩；相邻建筑物之间 的狭缝风力增大，使建筑物产生扭转等等。在这些情况下要适当加大安全速度。风力作 用具有静力作用于动力作用两重性质。风力在建筑物表面的分布很不均匀，在角去和建 筑物内收的局部区域，会产生较大的风力。与地震作用相比，风力作用相比，风力作用 持续时间较长，与作用持续时间较长，其作用更接近于静力荷载。但对建筑物的作用期 间会出现较大风力的次数较多。由于有计较长期的气象观测，大风的重现期很短，对风 力大小的估计要比地震作用大小的估计较为可靠，因而抗风设计也具有较大的可靠性。 由于建筑物在密集建筑群的城市市区，所以改建筑物为C类，其粗糙度指数系数去0.22， 梯度风高度去400m。 风压标准值计算公式为：wk=zzs w0 wk风荷载标准值，本地区基本风压为 0.5kN/m2 w0基本风压 z风压高度变化系数 s风荷载体型系数 zz 高度处得风振系数 因结构高度小于 30 米，取 z=1.0，对于矩形平面取 z为 1.3，地面粗糙度为 C 类。 层次 zsZ(m)zW0A(m2)PW(KN) 61.01.321.75 0.87 0.557.2432.37 51.01.318.15 0.80 0.557.2429.76 41.01.314.55 0.73 0.557.2427.16 31.01.310.95 0.64 0.557.2423.81 21.01.37.35 0.54 0.557.2420.09 11.01.33.75 0.40 0.559.6315.50 表 4.9 风荷载的计算 图 4.3 风荷载简图 4.3.2 风荷载侧移计算 由计算出的水平荷载求出层间剪力 Vi，层间刚度上面已经算过，根据这些已知条件 可按公式和计算各层的相对位移和绝对位移，计算过程见表 s j ij I i D V u 1 k n K i uu 1 )( 4.10。 表 4.10 风荷载作用下的层间位移 层次 123456 F/ kN15.520.923.8127.1629.7632.37 V/kN149.5134113.189.2962.1332.37 D/ kN5931261226667802667802667802667802667 u /mm0.250.110.140.110.080.04 ui/mm0.250.360.50.660.740.78 hi/mm375036003600360036003600 i i h u1/150001/32731/257141/32731/450001/90000 由于最大相对侧移，满足高层建筑钢筋混凝土结构技术规程 ，因此构的 3273 1 550 1 水平位移满足要求。 第五章 竖向荷载作用下内力计算 5.1 计算单元 取 3 轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为 6.6m，如图 3-6，由于房间内布置有 次梁，故直接传给该框架的楼面荷载入图中的水平投影线所示，计算单元法内内的其余 楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。 由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架，梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。 弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单 元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯 矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此 可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。所以本框架设计 采用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2。各节点分配两次即可。梁端剪力可根据 梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力由梁端剪力和节点 集中力叠加得到，计算柱底轴力还需要考虑柱的自重。 5.2 荷载计算 1）恒荷载作用下 代表横梁自重均布荷载形式，对于第六层： 1 q 1 q=6.431 kN/m, 分别为房间和走道板传给衡量的梯形荷载和三角形荷载，由上图所示几何关系可 2 q 得：=6.2133=.20.493 kN/m 2 q 就p1、p2分别为边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿 墙等的重力荷载计算如下： p1=（3.31.650.5）2+(6.6+3.3) 1.65/2 6.21+6.4316.6+3.2816.6/2+2.511.26.6=157.68kN p2=(3.31.650.5) 2+(6.6+3.3) 1.65/2+6.62.7/2 6.21+6.4316.6+3.2816.6/2=193.13kN M1= p1e1=157.68(0.5-0.3)/2=15.77 kN/m M2= p2e2=193.13(0.5-0.3)/2=19.31 kN/m 对15层：包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同第6 1 q 层，结果为： =6.431+1.78(3.3-1.5)=9.64 kN/m 1 q =6.431 kN/m 1 q =4.553.3=15.015 2 qmKN / =（3.31.650.5）2+(6.6+3.3) 1.65/2 1 P 4.55+6.4316.6+3.2816.6/3+2.51(3.36.6- 2.41.82)+2.41.820.4=151.64kN =(3.31.650.5) 2+(6.6+3.3) 1.65/2+6.62.7/2 2 P 4.55+6.4316.6+3.2816.6/2+1.78(6.63.3- 1.22.4)+1.22.40.4=190.54KN 对35层：M1= p1e1=151.64(0.5-0.3）/2=15.16kN M2= p2e2=190.54(0.5-0.3）/2=19.05kN 对12层：M1= p1e1=151.64（0.6-0.3）/2=22.75kN M2= p2e2=190.54（0.6-0.3）/2=28.58kN 2) 活荷载计算 对于第六层，屋面活荷载2.0kN/m2 =2.03.3=6.6 kN/m 2 q =（3.31.650.5）2+(6.6+3.3) 1.65/22.0=27.23kN 1 P =(3.31.650.5) 2+(6.6+3.3) 1.65/2+6.62.7/2 2.0=45.05kN 2 P M1= p2e2=27.23(0.5-0.3）/2=2.72kN M2= p2e2=45.05（0.5-0.3）/2=4.51kN 同理，屋面雪荷载0.4 kN/m2 =0.43.3=1.32 kN/m 2 q =（3.31.650.5）2+(6.6+3.3) 1.65/20.4=5.45kN 1 P =(3.31.650.5) 2+(6.6+3.3) 1.65/2+6.62.7/2 0.4=9.01kN 2 P M1= p2e2=5.45(0.5-0.3）/2=0.55kN M2= p2e2=9.01（0.5-0.3）/2=0.9kN 对15层：屋面活荷载2.0kN/m2 =2.03.3=6.6 kN/m 2 q =（3.31.650.5）2+(6.6+3.3) 1.65/22.0=27.23kN 1 P =(3.31.650.5) 2+(6.6+3.3) 1.65/2+6.62.7/2 2.0=45.05kN 2 P 对35层：M1= p2e2=27.23(0.5-0.3）/2=2.72kN M2= p2e2=45.05（0.5-0.3）/2=4.51kN 对12层：M1= p2e2=27.23(0.6-0.3）/2=4.08kKN M2= p2e2=45.05（0.6-0.3）/2=6.76kN 将上述结果汇总，见表 5.1、5.2、5.3，荷载示意图如图 5.1 所示。 图 5.1 荷载示意图 表 5.1 横向框架恒载汇总表（力） 层 次 1 q kN/m 1 q kN/m 2 q kN/m 1 P kN 2 P kN 66.4316.43120.493157.68193.13 159.646.43115.015151.64190.54 表 5.2 横向框架恒载汇总表（集中力矩） 层 次 1 q kN/m 1 q kN/m 2 q kN/m 1M mkN 2M mkN 66.4316.43120.49315.7719.31 359.646.43115.01515.1619.05 129.646.43115.01522.7528.58 表 5.3 横向框架活载汇总表（力） 层 次 2 q kN/m 1 P kN 2 P kN 1 M mkN 2 M mkN 6 6.6（1.32）27.23（5.45）45.05（9.01）2.72（0.55）4.51（0.9） 35 6.627.2345.052.724.51 12 6.627.2345.054.086.76 5.3 内力计算 梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。弯矩计算过程及弯矩图见图 5.1、图 5.2 和图 5.3.梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。 柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考柱的自重。 恒载作用下： 第 6 层：AB 跨梁端： =6.43120.4936.621-2=-89.6 AB M 1 12 2 6 . 6 1 12 2 ) 6 . 6 65. 1 ( 3 ) 6 . 6 65. 1 ( mkN VAB=(6.431+20.4930.891) 6.6=81.48kN 2 1 BC 端： MBC=6.4316.62=-23.34 1 12 mkN VBC=6.431 6.6=21.2kN 2 1 第 1-5 层：AB 端： =9.6415.026.620.891=-83.57 AB M 1 12 2 6 . 6 1 12 mkN VAB=(9.64+15.020.891) 6.6=75.98kN 2 1 BC 端： MBC=6.431=-23.34 1 12 2 6 . 6mkN VBC=6.431 6.6