江苏省昆山市某医院住院大楼建筑专业毕业设计

1、目目 录录 第一章第一章 结构选型与布置结构选型与布置.1 1.1 结构选型结构选型.1 1.2 结构布置结构布置.1 1.3 设计例题已知条件设计例题已知条件.3 第二章第二章 确定计算简图确定计算简图.10 2.1 基本理论基本理论.10 2.2 设计例题设计例题.16 2.2.1 确定计算简图 .16 2.2.2 梁、柱截面尺寸 .16 2.2.3 材料强度等级 .17 2.2.4 荷载计算 .17 第三章第三章 框架内力计算框架内力计算.24 3.1 计算方法计算方法.24 3.1.1 竖向荷载作用下框架内力计算 .24 3.1.2 框架活荷载不利布置 .27 3.1.3 水平荷载作用

2、下框架内力计算 .27 3.2 例题计算例题计算.30 3.2.1 恒载作用下的框架内力 .30 3.2.2 活载作用下的框架内力 .36 3.2.3 风荷载作用下的位移、内力计算 .51 3.2.4 地震作用下横向框架的内力计算 .55 第四章第四章 框架内力组合框架内力组合.63 4.1 荷载组合荷载组合.63 4.2 控制截面及最不利内力控制截面及最不利内力.64 4.2.1 控制截面 .64 4.2.2 最不利内力组合 .64 4.3 弯矩调幅弯矩调幅.65 4.4 例题计算例题计算.65 第五章第五章 框架梁柱截面设计框架梁柱截面设计.73 5.1 理论基础理论基础.73 5.2 例

3、题计算例题计算.75 第六章第六章 楼梯结构计算设计楼梯结构计算设计.86 6.1 基本理论基本理论.86 6.1.1 板式楼梯 .86 6.1.2 梁式楼梯 .88 6.2 例题设计例题设计.89 6.2.1 梯段板计算 .90 6.2.2 休息平台板计算 .90 6.2.3 梯段梁计算 .91 第七章第七章 现浇楼面板设计现浇楼面板设计.93 7.1 计算方法计算方法.93 7.1.1 单向板肋形楼盖 .93 7.1.2 双向板肋形楼盖 .95 7.2 例题计算例题计算.97 7.2.1 跨中最大弯矩 .98 7.2.2 求支座中点最大弯矩 .98 7.2.3 a 区格 .99 7.2.4

4、 e 区格.100 第八章第八章 基础设计基础设计.102 8.1 柱下独立基础设计柱下独立基础设计.102 8.1.1 按持力层强度初步确定基础底面尺寸 .102 8.1.2 抗震承载力验算 .104 8.1.3 地基软卧层强度验算 .104 8.1.4 地基变形验算 .105 8.1.5 确定基础高度 .105 8.1.6 基础底板配筋 .107 8.2 基础设计基础设计例题例题.107 8.2.1 荷载计算 .108 8.2.2 确定基础底面积 .108 8.2.3 地基变形验算 .112 8.2.4 基础结构设计 .114 第九章第九章 pkpmpkpm 软件在框架结构设计中的应用软件

5、在框架结构设计中的应用.119 9.1pkpm 软件介绍软件介绍.119 9.2框架结构设计在框架结构设计在 pkpm 系列软件中的实施系列软件中的实施.119 9.2.1pmcad 全楼结构模型建立.119 9.2.2pk 模块分析单榀框架内力.127 9.2.3tat-8 空间框架分析及平法配筋施工图绘制.134 9.3 软件分析结果与手算结果分析比较软件分析结果与手算结果分析比较.140 第十章第十章 施工图绘制施工图绘制.143 10.1 结构施工图的表示方法结构施工图的表示方法.143 10.2 各类结构构件的平法施工图各类结构构件的平法施工图.146 10.2.1 柱平法施工图 .

6、146 10.2.2 梁平法施工图 .146 10.2.3 板平法施工图 .146 10.2.4 楼梯平法施工图 .147 10.2.5 基础平法施工图 .147 10.2.6 标准构件详图 .147 10.3 例题部分施工图例题部分施工图.147 第十一章第十一章 单位工程施工组织设计单位工程施工组织设计.157 11.1 单位工程施工组织设计概述单位工程施工组织设计概述.157 11.1.1 单位工程施工组织设计的编制依据 .157 11.1.2 单位工程施工组织设计的编制程序和基本内容 .157 11.2 单位工程施工组织设计指导单位工程施工组织设计指导.158 11.2.1 工程概况

7、.158 11.2.2 施工准备 .159 11.2.3 施工方案 .160 11.2.4 施工进度计划 .161 11.2.5 资源需要量计划 .162 11.2.6 施工现场平面图 .162 11.2.7 技术措施 .163 11.3 某中学教学楼施工组织设计实例某中学教学楼施工组织设计实例.163 11.3.1 工程概况 .163 11.3.2 施工准备工作 .164 11.3.3 施工方案 .167 11.3.4 施工进度计划 .175 11.3.5 施工平面布置图 .178 11.3.6 技术质量、安全生产、文明施工措施 .178 附录附录 1 1 规则框架承受均布及倒三角形分布水平

8、力作用时标准反弯点的高度比规则框架承受均布及倒三角形分布水平力作用时标准反弯点的高度比.181 附录附录 2 2 双向板弯矩、挠度计算系数双向板弯矩、挠度计算系数.186 主要参考文献主要参考文献.190 1 1.3 设计例题设计例题已知条件已知条件 题目：江苏省昆山市某医院住院大楼 根据建筑方案图，本工程结构为五层钢筋混凝土框架，建筑面积约 4100m2，建筑一层平面图、 南立面图、西立面图及剖面图分别见图 1-4、1-5、1-6、1-7，结构标准层平面及剖面简图如图 1- 8、1-9 所示，其它条件如下： 1.气象资料 （1）基本风压值：w0 = 0.35 kn/m2 （2）基本雪压值：s

9、0 = 0.40 kn/m2 2.水文地质资料 场地条件： 拟建场地地表平整，现场地标高变化范围在 6.72-7.25 m，土层分布见图 1-10。 场地土层等效剪切波速为 195 m/s，3mdov50m。 场地为稳定场地,类别类。 编 号 土体 名称 平均厚度 （米） eskn/m3 fk kpa 1-1 素填土 0.51690 1-2 粘土 1.16.016.8130 2 粘土 3.2 17.8200 3 粘土 3.3 18.6220 地 质 报 告 4 未风化的岩石，未钻透 场地土层物理力学指标见表： 3.抗震设防烈度：七度。 （假定场地覆盖层厚度大于 9 m，小于 80 m。 ） 4

10、.荷载资料 （1）医院楼楼面活载，查建筑结构荷载规范(gb 500092001)，确定楼面活载标准值为 2 kn/m2； （2）不上人屋面：活载标准值为 0.5 kn/m2； （3）屋面构造： 35 厚 490490 的 c20 预制钢筋混凝土架空板、防水层、20 厚 1:3 水泥砂浆找平层，现浇钢筋 混凝土屋面板、12 厚纸筋石灰粉平顶； （4）楼面构造： 水泥楼面：10 厚 1:2 水泥砂浆面层压实抹光、15 厚 1:3 水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面 板、12 厚纸筋石灰粉平顶； （5）围护墙： 围护墙采用 240 厚非承页岩砖（容重 3.6 kn/m2） ，m5 混合砂浆砌筑，双面

11、粉刷 (容重 3.6 kn/m2) ，每开间采用 33002100（bh）通长塑钢窗。 本工程采用全现浇框架结构，由于开间较小，双向板的跨度超过经济跨度不多，同时考虑使用 要求，在楼面不设次梁。 2 图 1-4 一层建筑平面图（1：100） 图 1-5 南立面图（1：100） 3 图 1-6 东立面图 图 1-7 剖面图 4 图 1-8 标准层柱网平面布置图 5 图 1-9 剖面图 图 1-10 土层分布 6 第二章第二章 确定计算简图确定计算简图 2.2 设计例题设计例题 2.2.1 确定计算简图确定计算简图 本工程横向框架计算单元取图 1-8 中斜线部分所示范围，框架的计算简图假定底层柱下

12、端固定 于基础，按工程地质资料提供的数据，查抗震规范可判断该场地为类场地土，地质条件较好， 初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第三层粘土层上，基底标高为 设计相对标高2.20 m（图 8-5） 。柱子的高度底层为：h1 = 3.9+1.90.5 = 5.3 m（初步假设基础高度 0.5m） ，二四层柱高为 h2h4 = 3.6 m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三 跨分别为：l = 7200、3600、7200。计算简图见图 2-8。 2.2.2 梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸 (1)框架柱：各柱尺寸均为 500500； (2)梁：横向框架梁 ab 跨

13、、cd 跨：300700，bc 跨：300350。纵向连系梁：300650。 图 2-8 计算简图 2.2.3 材料强度等级材料强度等级 混凝土：均采用 c30 级 钢筋直径12 mm 的采用 hpb400 钢筋，其余采用 hpb235 钢筋。 2.2.4 荷载计算荷载计算 本例题以轴线横向框架为计算分析对象。 1.屋面横梁竖向线荷载标准值 7 a）恒载作用下结构计算简图 b）活载作用下结构计算简图 图 2-9 计算简图 （1）恒载（图 2-9a） 屋面恒载标准值： 35 厚架空隔热板0.03525 = 0.875 kn/m2 防水层0.4 kn/m2 20 厚 1:3 水泥砂浆找平层 0.0

14、220 = 0.4 kn/m2 120(100)厚钢混凝土现浇板 0.1225 = 3 kn/m2 （ab，cd 跨板厚取 120； bc 跨取 100）(0.1025 = 2.5 kn/m2) 12 厚纸筋石灰粉平顶0.01216 = 0.192 kn/m2 屋面恒载标准值： 4.87 kn/m2 （4.37kn/m2） 梁自重 边跨 ab、cd 跨：0.300.725 =5.25 kn/m 梁侧粉刷： 2（0.7-0.12）0.0217 = 0.39 kn/m 5.64 kn/m 中跨 bc 跨：0.30.3525 = 2.625 kn/m 梁侧粉刷： 2（0.35-0.1）0.0217

15、= 0.17 kn/m 2.795 kn/m 作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为： 梁自重： g4ab1 = g4cd1 = 5.64kn/m，g4bc1 = 2.795 kn/m 板传来的荷载： g4ab2 = g4cd2 = 4.873.6= 17.53 kn/m g4bc2 = 4.372.4 = 10.49 kn/m （2）活载（图 2-9b） 作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为： q4ab = q4cd = 0.53.6 = 3.45kn/m q4bc = 0.52.4 = 1.2kn/m 2.楼面横梁竖向线荷载标准值 （1）恒载（图 2-9a） 8 25 厚水泥砂浆面层0.02

16、520 = 0.50 kn/m2 120(100)厚钢混凝土现浇板0.1225 = 3 kn/m2 (0.1025 = 2.5 kn/m2 ) 12 厚板底粉刷0.01216 = 0.192 kn/m2 楼面恒载标准值： 3.692 kn/m2 （3.192 kn/m2) 边跨（ab，cd 跨）框架梁自重： 5.64 kn/m 中跨（bc 跨）梁自重： 2.80 kn/m 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为： 梁自重： gab1 = gcd1 = 5.64 kn/m gbc1 = 2.80 kn/m 板传来荷载： gab2 = gcd2 = 3.6923.6= 14.40 kn/m gbc

17、2 = 3.1922.4= 7.66kn/m （2）活载（图 2-9b） 楼面活载： qab = qcd = 23.6= 7.2 kn/m qbc = 22.4 = 4.8kn/m 3.屋面框架节点集中荷载标准值：（图 2-10） （1）恒载 边跨连系梁自重： 0.300.653.625 = 17.55 kn 粉刷： 2(0.65-0.12)0.023.617 = 1.30 kn 0.9m 高女儿墙： 0.93.63.6 = 11.66kn 粉刷： 0.920.023.617 = 2.20kn 连系梁传来屋面自重： 0.53.60.53.64.87 =15.78kn 次梁传来集中力： 0.50

18、.30.457.225=12.15 kn 粉刷 0.52（0.45-0.12）0.027.217=0.808 kn 顶层边节点集中荷载： g4a = g4d = 61.45 kn 图 2-10 恒载顶层集中力 中柱连系梁自重 ： 0.300.653.625 = 17.55kn 粉刷： (0.65-0.12)+(0.65-0.10)0.023.617 = 1.32 kn 连系梁传来屋面自重 ： 1/23.61/23.64.87 = 18.52 kn 0.5(3.9+3.9-2.4)2.4/2 4.37 = 12.59 kn 9 次梁传来集中力： 12.15+0.50.30.452.425=16.

19、2 kn 粉刷 ： 0.808+0.52（0.45-0.10）0.022.417=1.096 kn 顶层中节点集中荷载： g5b = g5c = 67.28 kn （2）活载： q4a = q4d = 1/23.91/23.90.5 = 1.90 kn q4b = q4c =1.90+1/2(3.9+3.9-3.6)3.6/20.5=3.79 kn 4.楼面框架节点集中荷载标准值：（图 2-11） （1）恒载： 边柱连系梁自重 17.55 kn 粉刷： 1.30kn 连系梁传来楼面自重： 1/23.61/23.63.692 = 11.96 kn 次梁传来集中力： 12.15 kn 粉刷： 0.

20、808 kn 43.77kn 中间层边节点集中荷载： ga = gd = 43.77kn 框架柱自重： ga = gd = 0.50.53.625 = 22.5 kn 中柱连系梁自重： 17.55 kn 粉刷： 1.32kn 连系梁传来楼面自重： 1/23.61/23.63.692 = 11.96 kn 1/2(3.6+3.6-2.4)2.4/23.192 = 9.193 kn 次梁传来集中力： 16.2kn 粉刷： 1.096 kn 57.32 kn 中间层中节点集中荷载： gb = gc = 57.32 kn 柱传来集中荷载： gb= gc= 22.5kn (2)活载： qa = qd =

21、 1/23.61/23.62.0 = 6.48 kn qb = qc = 1/23.61/23.62.0+1/2(3.6+3.6-2.4)2.4/22.0= 12.24 kn 10 图 2-11 恒载中间层结点集中力 5.风荷载 已知基本风压 w0 =0.35kn/m2，本工程为市郊中学，地面粗糙度属 c 类，按荷载规范 ozszk ww。 风载体型系数 s ：迎风面为 0.8；背风面为0.5，因结构高度 h = 19.65 m30 m（从室外地面 算起） ，取风振系数0 . 1z，计算过程如表 2-7 所示，风荷载图见图 2-12： 图 2-12 横向框架上的风荷载 风荷载计算风荷载计算 表

22、表 2-7 层次 zsz(m)zw0(kn/m2)a(m2)pi(kn) 51.01.318.750.750.358.13.17 41.01.315.150.650.3512.963.83 31.01.311.550.650.3512.963.83 21.01.37.950.650.3512.963.83 11.01.34.350.570.3514.313.71 6.地震作用 1)建筑物总重力荷载代表值 gi的计算 （a）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值 g 4 50%雪载： 0.50. 550.416.2 = 204.12kn 层面恒载： 4.8750.46.92+4.3750.42.4 =

23、 3915.78 kn 横梁： （5.646.92+2.3862.4）8= 688.9 kn 次梁 0.30.456.92258+37.8=363.833 kn 纵梁： （17.55+1.30）72+（17.55+1.32）72 = 528.08kn 女儿墙： 0.93.6（50.4+16.2）2 = 431.57 kn 柱重： 0.50.5251.832 = 360kn 横墙： 3.66.91.824+（2.41.8-1.51.05）2 = 1139.51 kn 纵墙：（3.61.8-1.51.05）2823.6+3.61.83.626 = 1595.38kn 11 （忽略内纵墙的门窗按墙重

24、量算） 钢窗： （22.10.60.4+261.81.50.4）0.4= 11.64 kn ge5=9238.81kn （b）集中于三、四、五层处的质点重力荷载代表值 g 3g 2 50%楼面活载： 0.52.050.416.2=816.48 kn 楼面恒载： 3.69250.46.92+3.19250.42.4= 2961.1 kn 横梁： 688.91kn 次梁： 363.83 kn 纵梁：528.08kn 柱重：3602 = 720 kn 横墙：1139.512 = 2279.02 kn 纵墙：1595.382 = 3190.76 kn 钢窗：21.422 = 23.28 kn g 3

25、= g 2 = 11571.46 kn （c）集中于二层处的质点重力荷载标准值 g 1 50%楼面活载：816.48 kn 楼面恒载：2961.1kn 横梁：688.91 kn 次梁： 363.83kn 纵梁：528.08 kn 柱重：0.50.525（1.95+1.8）32= 750 kn 横墙：1139.51+1139.512.6/1.8 = 2785.47 kn 纵墙：1595.38+1595.382.6/1.8= 3900.0 kn 钢窗：23.28 kn g1 = 12817.15 kn 2)地震作用计算： （1）框架柱的抗侧移刚度 在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在

26、现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩 取 i = 2i0；边框架梁取 i = 1.5i0；在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取 i = 1.5i0；边框 架梁取 i = 1.2i0，i0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。 横梁、柱线刚度横梁、柱线刚度 表表 2-8 截面尺寸 杆件 b (mm) h (mm) ec (kn/mm2) i0 (mm4) i (mm4) l (mm) l ie i c (knmm) 相对 刚度 边框架梁30065025.5 6.8710910.3110969003.81071 边框架梁30035025.5 0.6751091.011092400 1.1107 0

27、.3 中框架梁30065025.5 6.8710913.741096900 5.1107 1.34 中框架梁30035025.5 0.6751091.3510924001.431070.38 底层框架柱 150050025.5 5.211095.2110939003.41070.89 中层框架柱 250050025.5 5.211095.2110936003.61070.95 每层框架柱总的抗侧移刚度见表 2-9： 12 框架柱横向侧移刚度框架柱横向侧移刚度 d 值值 表表 2-9 项目 层柱类型及截面 /2 ( cz kii一般层） 底层）(/ zc iik )(2/(5 . 0 )(2/(

28、 底层）（ 一般层 kk kk c c 2 (12/) (/) cz dih kn mm 根 数 边框架边柱(500500) 1.050.345.66 4 边框架中柱(500500) 1.37 0.417.76 4 中框架边柱(500500) 1.41 0.41 7.76 12 二 至 四 层 中框架中柱(500500) 1.81 0.488.42 12 边框架边柱(500500) 1.120.524.29 4 边框架中柱(500500) 1.460.574.7 4 中框架边柱(500500) 1.51 0.574.7 12 底 层 中框架中柱(500500) 1.930.625.11 12

29、ic:梁的线刚度，iz：柱的线刚度。 底层： d = 4（4.29+4.7）+12(4.7+5.11)= 153.68 kn/mm 二四层：d = 4（5.66+7.76）+12(7.76+8.42)= 247.44kn/mm （2）框架自振周期的计算 框架顶点假想水平位移框架顶点假想水平位移 计算表计算表 表表 2-10 层gi(kn)gi(kn)d(kn/mm) =gi/d （层间相对位移） 总位移 (mm) 59238.819238.81 247.4415.03 264.98 411571.4620810.27 247.4433.16249.95 311571.4632381.73 24

30、7.4451.26 216.79 211571.4643953.19 247.4469.35165.54 112817.1556770.34 153.68 96.1996.19 0 ：（考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取 0.6） 则自振周期为：st53 . 0 265. 06 . 07 . 17 . 1 01 （3）地震作用计算 根据本工程设防烈度 7、类场地土，设计地震分组为第一组，查抗震规范特征周期 tg = 0.35 sec，max = 0.08 055. 008 . 0 ) 53 . 0 35 . 0 ( 9 . 0 max 9 . 0 1 1 t tg 结构等效总重力荷载

31、：kngg leq 79.4825434.5677085 . 0 85. 0 t11.4tg = 1.40.35 = 0.49 sec，故需考虑框架顶部附加集中力作用 112 . 0 07 . 0 53. 008 . 0 07 . 0 08 . 0 1 t n 框架横向水平地震作用标准值为： 结构底部：kngf eqek 01.265479.48254055. 0 1 各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表 2-11 计算列出。 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 表表 2-11 13 层hi(m)gi(kn)gihi ek1- ) inn ii in ii f

32、ff g h ff g h （顶层） （其它层） 楼层剪力 vi(kn) 519.7 9238.81 193079.641063.681063.68 416.1 11571.46 186997.23717.46 1781.14 312.5 11571.46 141201.99541.752322.89 28.9 11571.46 95256.75 365.472679.36 15.3 12817.15 50713.65194.47 2873.93 24.667249 iih g knff eknn 89.32294.2882112 . 0 图 2-13 横向框架上的地震作用 第三章第三章 框架

33、内力计算框架内力计算 3.2 例题计算例题计算 3.2.1 恒载作用下的框架内力恒载作用下的框架内力 1.弯矩分配系数 (1)计算弯矩分配系数 14 根据上面的原则，可计算出本例横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数，由于该框架为对称结构， 取框架的一半进行简化计算，如图 3-6。 节点 a1：56. 389 . 0 44 0101 aaaa is 36 . 5 34 . 1 44 1101 baaa is 8 . 395. 044 2121 aaaa is 72.12)95 . 0 8 . 389. 0(4 a s 30. 0 )884 . 0 333 . 1 809 . 0 (4 536. 3

34、42 . 0 )884 . 0 333 . 1 809 . 0 (4 332 . 5 280 . 0 )884. 0333. 1809 . 0 (4 236 . 3 21 21 11 11 01 01 a aa aa a ba ba a aa aa s s s s s s 节点 b1： 68 . 2 34. 12 11 db s 6 . 1334. 12)95. 034. 189 . 0 (4 a s 411 . 0 34 . 1 2)89 . 0 34. 189 . 0 (4 34. 12 192. 0 34 . 1 2)89 . 0 34. 189 . 0 (4 89 . 0 4 205

35、. 0 34. 12)89 . 0 34. 189 . 0 (4 34 . 1 4 192. 0 34. 12)89 . 0 34 . 1 89. 0(4 89 . 0 4 11 21 11 01 db bb ab bb 节点 a2： 666 . 0 )34. 195 . 0 95 . 0 (4 34 . 1 4 167 . 0 )34. 195. 095 . 0 (4 95 . 0 4 22 3212 ba aaaa 15 节点 b2： 25 . 0 34 . 1 2)34 . 1 95 . 0 95 . 0 (4 34. 12 5 . 0 34 . 1 2)34 . 1 95 . 0 95

36、. 0(4 34 . 1 4 125 . 0 34. 12)4 . 195 . 0 95 . 0 (4 95. 04 22 22 3212 db ab bbbb 节点 a5： 节点 b5： 286 . 0 34 . 1 2)34. 195 . 0 (4 34 . 1 2 143 . 0 34 . 1 2)34 . 1 95. 0(4 34. 14 571. 0 34 . 1 2)34 . 1 95 . 0 (4 34. 14 8 . 0 )34 . 1 95. 0(4 34 . 1 4 2 . 0 )34 . 1 95 . 0 (4 95 . 0 4 55 55 45 55 45 db ab

37、bb ba aa a3、b3 与相应的 a2、b2 相同。 1.杆件固端弯矩 计算杆件固端弯矩时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图 3-6。 图 3-6 杆端及节点弯矩正方向 1）横梁固端弯矩： （1）顶层横梁 自重作用： 16 mknmm mknqlm mknqlmm dbbd db abba 571 . 0 )145 . 1 ( 2 1 2 1 145 . 1 2 . 1795 . 2 3 1 3 1 39.229 . 664 . 5 12 1 12 1 5555 22 55 22 5555 板传来的恒载作用： mknqlm mknqlm mkn l a l a qlmm bd

38、db dbba 89 . 1 4 . 249.10 32 1 32 1 147 . 3 4 . 249.10 96 5 96 5 77.58) 9 . 6 8 . 1 9 . 6 8 . 12 1 (9 . 6802.16 12 1 ) 2 1 ( 12 1 22 55 22 55 3 3 2 2 2 3 3 2 2 2 5555 （2）二五层横梁 自重作用： mknm mknm mknmm bd db abba 57. 0 145. 1 39.22 11 11 1111 板传来的恒载作用： 3 2223 1 11 1 1 (1 2/) 12 a bb a mmqlalal 55.44) 9

39、. 6 8 . 1 9 . 6 8 . 1 21 (9 . 674.12 12 1 3 3 2 2 2 mknqlm mknqlm bd db 38. 14 . 266 . 7 32 1 32 1 3 . 24 . 266. 7 96 5 95 5 22 11 22 11 2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧） 顶层外纵梁 楼层外纵梁 顶层中纵梁 mknmm mknmm mknmm mknmm cb cb da da 23 . 5 1 . 026.52 25 . 6 1 . 046.62 37 . 4 1 . 071.43 45 . 6 1 . 052.64

40、 11 55 11 55 楼层中纵梁 17 2.节点不平衡弯矩 横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件（不包括纵向框架梁）在节点处的固端弯矩 与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方 向相反，一律以逆时针方向为正，如图 3-7。 节点 a5的不平衡弯矩： mknmm aba 71.74452. 677.5839.22 555纵梁 本例计算的横向框架的节点不平衡弯矩如图 3-7。 （a）恒载 （b）恒载产生的节点不平衡弯矩 图 3-7 横向框架承担的恒载及节点不平衡弯矩 3.内力计算 根据对称原则，只计算 ab、bc 跨。在进行弯矩分配时，应将

41、节点不平衡弯矩反号后再进行杆 件弯矩分配。 节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的 弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩由传递系数 c（近端弯矩与远端弯矩的比值）确定。 传递系数与杆件远端的约束形式有关，如图 3-2。 恒载弯矩分配过程如图 3-8，恒载作用下弯矩见图 3-9，梁剪力、柱轴力见图 3-10。 根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表 3- 3、表 3-4、表 3-5、表 3-6。 ab 跨梁端剪力跨梁端剪力 （kn） 表表 3-3 层 q(kn/m) (板传来作用) g(kn/m) (自重作

42、用) a(m)l(m)gl/2 u=(l- a)*q/2 mab (kn.m) mba (kn.m) mik/l v1/a=gl/2+ u-mik/l vb=- (gl/2+u+ mik/l) 516.85.641.86.919.4642.84-31.2359.924.1658.15-66.46 412.745.641.86.919.4632.49-40.89 54.241.9350.03 -53.89 312.745.641.86.919.4632.49-38.5653.672.1949.77 -54.15 18 212.745.641.86.919.4632.49-38.4355.02 2

43、.449.56-54.36 112.745.641.86.919.4632.49-31.974.05 6.2545.71 -58.21 注：a 见表 3-1 图。 bc 跨梁端剪力（跨梁端剪力（kn） 表表 3-4 层 q(kn/m) (板传来荷载作用) g(kn/m) (自重作用) l(m)gl/2l*q/4vb=gl/2+l*q/4vc=-(gl/2+l*q/4) 510.492.392.42.876.299.16-9.16 47.662.392.42.874.607.46-7.46 37.662.392.42.874.607.46-7.46 27.662.392.42.874.607.4

44、6-7.46 17.662.392.42.874.607.46-7.46 19 图 3-8 恒载弯矩分配过程 20 图 3-9 恒载作用下弯矩图（kn.m） ab 跨跨中弯矩（跨跨中弯矩（kn.m） 表表 3-5 层 q(kn/m) (板传来作用) g(kn/m) (自重作用) a(m)l(m)gl/2 u=(l-a) *q/2 mab (kn.m) mik/l v1/a=gl/2+ u-mik/l m=gl/2*l/4+u*1. 05-mab- v1/a*l/2 516.85.641.86.919.4742.84-31.234.1658.15-90.82 412.745.641.86.919

45、.4732.49-40.89 1.9350.03 -64.01 312.745.641.86.919.4732.49-38.56 2.1949.77 -65.45 212.745.641.86.919.4732.49-38.43 2.449.56 -64.85 112.745.641.86.919.4732.49-30.9 6.2545.71 -59.10 21 图 3-10 恒载作用下梁剪力、柱轴力（kn） 柱轴力（柱轴力（kn） 表表 3-6 边柱 a 轴、d 轴中柱 b 轴、c 轴 层 横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重 柱轴 力 柱顶122.67138.08

46、 5 柱底 58.1564.5222.5 145.17 66.46+9.16=75.6262.4622.5 160.58 柱顶238.91274.19 4 柱底 50.0343.7122.5 261.41 53.89 +7.46=61.3552.2622.5 296.69 柱顶354.89410.56 3 柱底 49.7743.7122.5 377.39 54.15+7.46=61.61 52.2622.5 433.06 柱顶470.66547.14 2 柱底 49.5643.7122.5 493.16 54.36+7.46=61.8252.2622.5 569.64 柱顶582.58687.

47、57 1 柱底 45.7143.7122.5 605.08 58.21+7.46=65.6752.2622.5 710.43 3.2.2 活载作用下的框架内力活载作用下的框架内力 注意：各不利荷载布置时计算简图不一定是对称形式，为方便，近似采用对称结构对称荷载形 22 式简化计算。 1.梁固端弯矩： （1）顶层： 3 2223 4444 1 (1 2/) 12 a bb a mmqlalal = mkn 07.12) 9 . 6 8 . 1 9 . 6 8 . 1 21 (9 . 645 . 3 12 1 3 3 2 2 2 mknqlm mknqlm bd db 22 . 0 4 . 22

48、. 1 32 1 32 1 36 . 0 4 . 22 . 1 96 5 96 5 22 55 22 55 （2）二五层横梁： mknqlm mknqlm mkn l a l a qlmm bd db abba 86 . 0 4 . 28 . 4 32 1 32 1 44 . 1 4 . 28 . 4 96 5 96 5 14.24) 9 . 6 8 . 1 9 . 6 8 . 12 1 (9 . 69 . 6 12 1 ) 2 1 ( 12 1 22 11 22 11 3 3 2 2 2 3 3 2 2 2 1111 2.纵梁偏心引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内

49、侧） 顶层外纵梁 楼层外纵梁 顶层中纵梁 mknmm mknmm mknmm mknmm cb cb da da 224. 11 . 024.12 31 . 0 1 . 006 . 3 65. 01 . 048 . 6 16. 01 . 062 . 1 11 55 11 55 楼层中纵梁 3.本工程考虑如下四种最不利组合： 活载满跨布置，图 3-14。 4.各节点不平衡弯矩： 节点 a5： 12.07+0.16=11.91kn.m 节点 b5： 12.070.3060.36=11.404kn.m 节点 a1： 24.14+0.65=23.49kn.m 节点 b1： 24.141.441.224

50、=21.48kn.m 23 图 3-14 活载不利布置 d 5.内力计算： 采用“迭代法”计算，迭代计算次序同恒载，如图 3-15、图 3-18、图 3-21、图 3-24。 活 活载（d）作用下梁弯矩、剪力、轴力如图 3-25、图 3-26。 根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出的恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表 3-7表 3-22。 满跨活载作用下梁剪力满跨活载作用下梁剪力 ab 跨梁端剪力跨梁端剪力 表表 3-19 层q(kn/m)a(m)u=(6-a)*q/2mab(kn.m)mba(kn.m)mik/lv1/a=u-mik/lvb=-(u+mik/l) 53.451.89

51、.32-5.118.950.568.76-9.89 46.91.818.63-13.1519.060.86 17.77-19.49 36.91.818.63-13.5219.38 0.8517.78 -19.48 26.91.818.63-13.40 19.84 0.9317.70-19.56 16.91.818.63-10.53 26.94 2.38 16.25-21.01 满跨活载作用下满跨活载作用下 bc 跨梁端剪力跨梁端剪力 表表 3-20 层q(kn/m)l(m)ql/4(kn)vb= ql/4 (kn)vc= ql/4 (kn) 51.22.40.720.72-0.72 44.82

52、.42.88 2.88 -2.88 34.82.42.88 2.88 -2.88 24.82.42.88 2.88 -2.88 14.82.42.88 2.88 -2.88 24 满跨活载作用下满跨活载作用下 ab 跨跨中弯矩（跨跨中弯矩（kn.m） 表表 3-21 层 q(kn/m) (板传来荷载 作用) a(m)l(m)u=(l-a)*q/2 mab (kn.m) mik/lv1/a=u-mik/l m=u*1.05-mab- v1/a*l/2 53.451.86.98.80-5.110.538.26-14.15 46.91.86.917.6-13.150.86 16.74-26.12 3

53、6.91.86.917.6-13.52 0.8516.75-25.79 26.91.86.917.6-13.400.93 16.67-25.63 16.91.86.917.6-10.532.3815.22-23.50 满跨活载作用下柱轴力满跨活载作用下柱轴力 (kn) 表表 3-22 边柱（a 轴）中柱（b 轴） 层 横 梁 端部剪力 纵 梁 端部剪力 柱轴力 横 梁 端部剪力 纵 梁 端部剪力 柱轴力 58.261.629.8810.613.0613.67 416.746.4833.122.3712.2448.28 316.756.4856.3322.3612.2482.88 216.676

54、.4879.4822.4412.24117.56 115.226.48101.1823.8912.24153.69 25 图 3-24 满跨活载迭代过程 26 图 3-25 满跨活载弯矩（kn.m） 图 3-26 满跨活载剪力、轴力（kn） 27 3.2.3 风荷载作用下的位移、内力计算风荷载作用下的位移、内力计算 1.框架侧移 风载作用下框架侧移风载作用下框架侧移 表表 3-23 层次层高 hi(m)pik(kn)vik(kn)d(kn/mm) d vik i (mm) 总侧移 i(mm) 53.63.173.1714.680.030.57 43.63.857.0214.680.070.54

55、 33.63.8310.8514.680.110.47 23.63.8314.6814.680.150.36 14.353.7118.3918.390.210.21 2.层间侧移 mm32 . 0 85 . 0 27. 0 max 其中 0.85 为位移放大系数。 相对侧移 400 1 12656 1 4050 32 . 0 max h 3.顶点侧移 侧移mm94 . 0 85 . 0 8 . 0 相对侧移 500 1 17250 94 . 0 h 满足要求。 4.水平风载作用下框架层间剪力 3-27 风载作用下层间剪力 28 各层柱反弯点位置各层柱反弯点位置 表表 3-24 层 次柱别k2y

56、23y3y0y 边柱 1.81 0100.390.39 5 中柱 1.41 0100.370.37 边柱 1.8110100.440.44 4 中柱 1.4110100.420.42 边柱 1.8110100.490.49 3 中柱 1.4110100.470.47 边柱 1.81101.2100.540.54 2 中柱 1.41101.2100.520.52 边柱 1.930.830 00.700.70 1 中柱 1.510.830 00.680.68 注：风荷载作用下的反弯点高度按均布水平力考虑，查附表 1-1。 图 3-28 风载作用框架弯矩（kn.m） 29 风荷载作用下框架柱剪力及柱

57、端弯矩风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩 表表 3-25 层次h(m)vik(kn)d柱别diviym下m上 边柱3.38-0.730.39-0.97-1.66 53.6 3.1714.68 中柱3.96-0.860.39-1.21-1.89 边柱3.38-1.62 0.42-2.45 -3.38 43.67.0214.68 中柱 3.96-1.890.44-2.99 -3.81 边柱3.38-2.500.47-4.32 -4.77 33.610.8514.68 中柱 3.96-2.930.49-5.17-5.38 边柱3.38-3.380.52-6.33 -5.84 23.614.6814.6

58、8 中柱 3.96-3.960.54-7.70-6.56 边柱3.38-4.410.68-10.80 -5.80 14.2518.3919.62 中柱 3.96-4.790.70 -12.07-5.17 30 图 3-29 风载作用框架梁剪力、柱轴力（kn） 风载风载作用作用下梁端、跨中弯矩和剪力下梁端、跨中弯矩和剪力 表表 3-26 中跨梁端弯矩 m(kn.m)风载下梁端剪力层 次 柱别 m下 (kn. m) m上 (kn.m) 节点左右梁 线刚度比 边跨梁 端弯矩 m(kn. m) 左梁右梁vavb左vb右 边跨梁跨中 弯矩(kn.m) 边柱-0.97 -1.66 0.001.66-0.4

59、-0.295 中柱-1.21 -1.89 1.341.080.81-0.4-0.67 边柱-2.45 -3.38 0.004.36-0.95-1.094 中柱-2.99 -3.81 1.342.181.63-0.95-1.46 边柱-4.32 -4.77 0.007.22-1.49-2.07 3 中柱-5.17 -5.38 1.343.082.30-1.49-1.92 边柱-6.33 -5.84 0.0010.07-2.0-3.162 中柱-7.70 -6.56 1.343.762.80-2.0-2.34 边柱- 10.80 -5.80 0.0011.41-2.08-4.221 中柱- 12.

60、07 -5.17 1.342.962.21-2.08-1.84 风载风载作用作用下柱轴力下柱轴力 表表 3-27 风载作用下梁端剪力柱轴力层 次 柱别m下(kn.m)m上(kn.m) vavb左vb右nanb 边柱-0.97-1.66 -0.4 -0.4 5 中柱-1.21-1.89 -0.4-0.67 0.17 边柱-2.45-3.38 -0.95 -1.35 4 中柱-2.99 -3.81 -0.95-1.36 -0.58 边柱-4.32-4.77 -1.49 -2.84 3 中柱-5.17-5.38 -1.49-1.92 -1.11 边柱-6.33 -5.84 -2.0 -484 2 中