土木工程毕业设计（论文）唐山市宜家宾馆设计计算书

1、 111 摘 要 该工程位于某地区，地震设防烈度为 8 度。本工程采用框架结构。该楼为 四层，层高 3.3 米，总高 14.1 米，总建筑面积为 2799.36 平方米。该设计包括 三部分：建筑设计、结构设计和施工设计。其中，建筑设计主要是建筑物的平、 立、剖面设计；结构设计有结构构件的布置及构件尺寸的初定，统计荷载，内 力计算（横向水平地震作用下内力计算采用 d 值法，竖向荷载作用下内力计算 采用弯矩二次分配法） ，内力组合，配筋设计，楼梯设计，楼板设计，基础设计 等；施工设计主要有施工组织设计说明书，施工进度计划安排，施工平面布置 和主要分部工程施工方案设计。设计过程中，计算部分使用手算，

2、绘图部分使 用 cad、以及 pkpm2005 绘图软件。设计成果有设计说明书一份，建筑结构施工 图纸共 21 张。该办公楼采用双向对称布置的内廊式框架结构形式，使用安全。 关键词：关键词：框架结构，建筑设计，结构设计，施工设计 abstract this engineering lies in the region .the seismic fortification intensity is 8. the type of that structure is frame structure. that building has four stories, 3.3 meters of the

3、story height; the total story height is 14.1 meters. the construction area of building is 2799.36square meters. the design procedure consists of three steps: the building design, the structure design and construction design. among them, the building design is mainly to design and draw plan, elevatio

4、n and section; the structure design contain to design the location of the structure member, and a size of which of beginning settle, statistics the load, measure the internal forces(for example, it adopts d value method with the horizontal frame is subjected to the level earthquake function; it adop

5、ts the method of the bending moment distributed two times which is subjected to the vertical load.), combine the internal forces, design the steel reinforcement, design the stairs, design the floor slabs, design the foundation etc.the construction design mainly has the design that the manual of the

6、construction organization, arrange the progress plan of the construction, arrange the plan of the construction, and design the construction project, which is the main cent of the engineering. design in the process, the calculation of hand is used in the part of computer, the painting software of cad

7、、tarch7.0 and pkpm2005 are used in the part of the papers painting. the result of the design contains one of the design manual, and paper of diagram has 22. this building is gathering to the function of official and accommodation. it is beautiful and generous. and now it adopts the type of frame str

8、ucture, and the member of the structure is arranged summarily. that will provide one with a feeling of usage and security. key words：frame structure, building design, structure design, and construction design 目录目录 摘 要.i abstract.ii 第一章 绪 论.- 1 - 第二章 建筑设计 .- 2 - 2.1 工程概况.- 2 - 2.2 建筑平面设计.- 2 - 2.3 建筑

9、剖面设计.- 2 - 2.4 建筑立面设计.- 3 - 第三章 结构设计说明.- 3 - 3.1 工程概况：.- 4 - 3.2 初选构件尺寸:.- 5 - 3.2.1 构件截面尺寸:.- 5 - 3.3 荷载统计.- 6 - 3.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值.- 6 - 3.3.2 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算.- 7 - 3.3.3 楼面恒活载统计.- 9 - 3.4 水平荷载下内力计算.- 10 - 3.5 横向框架内力和位移计算.- 11 - 3.5.1 水平地震作用及楼层地震剪力的计算：.- 12 - 3.5.2 多遇水平地震作用下的位移验算：.- 14 - 3.6.竖向荷载

10、作用下框架的内力计算 .- 17 - 3.6.1 横向框架内力计算.- 17 - 3.7 用弯矩分配法计算框架弯矩.- 21 - 3.7.1 固端弯矩计算.- 21 - 3.7.2 分配系数计算.- 21 - 3.7.3 传递系数 .- 21 - 3.8 梁端剪力及柱轴力计算.- 25 - 3.8.1 恒载作用下：.- 25 - 3.8.2 活载作用下：.- 25 - 3.9 内力组合.- 26 - 3.9.1 框架梁内力组合.- 26 - 3.9.2 框架柱内力组合.- 30 - 3.10 截面设计.- 33 - 3.10.1 梁正截面强度设计.- 33 - 3.10.2 柱截面设计 .-

11、36 - 3.10.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算：.- 40 - 3.11 楼板设计.- 41 - 3.11.1.荷载计算： .- 41 - 3.11.2 内力计算：.- 42 - 3.11.3.截面强度计算 .- 44 - 3.12 平行双跑楼梯设计.- 46 - 3.12.1 踏步板计算.- 46 - 3.12.2 平台板计算.- 46 - 3.12.3 平台梁计算.- 47 - 3.13 基础设计.- 47 - 3.13.1、初选设计参数 .- 48 - 3.13.2 确定基底面积和基底反力.- 49 - 3.13.3 抗冲切验算.- 50 - 3.13.4 地基净反力计算：.-

12、51 - 第四章 施工组织设计.- 53 - 4.1 工程概况.- 53 - 4.1.1 工程特点.- 53 - 4.2 施工部署.- 60 - 4.2.1 施工方案.- 60 - 4.2.2 施工顺序.- 60 - 4.3 施工进度计划表.- 61 - 4.4 施工总平面图布置.- 61 - 4.5 施工准备工作.- 61 - 4.5.1 现场准备.- 61 - 4.5.2 技术准备.- 61 - 4.5.3 施工用水、生活用水 .- 61 - 4.5.4 施工用电.- 62 - 4.5.6 施工机械.- 62 - 4.5.7 劳动力组织.- 62 - 4.6 主要施工方法.- 63 - 4

13、.6.1 土方工程.- 63 - 4.6.2 基础工程.- 64 - 4.6.3 钢筋工程.- 65 - 4.6.4 混凝土工程.- 67 - 4.6.5 模板工程.- 68 - 4.6.6 砌筑工程.- 69 - 4.6.7 屋面工程.- 69 - 4.6.8 装饰工程.- 70 - 4.6.9 脚手架工程.- 70 - 4.7 质量安全措施.- 71 - 4.7.1 质量措施.- 71 - 4.7.2 安全措施.- 71 - 结 论-73- 参考文献.- 74 - 谢辞.- 75 - 第一章 绪 论 根据设计材料提供场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟 建筑物的抗震等级二级。建筑物

14、的设计过程包括建筑设计和结构设计部分。 建筑设计部分：综合了几个方案的优点，考虑可影响建筑的各种因素， 采用了既能满足现代化教学的多方面要求，又较经济、实用、美观的方案。 结构设计部分：分别从结构的体系选择、各构件的尺寸、结构总体的 布置、楼屋盖的结构方案及基础方案的选择等多方面进行了论述。 结构计算大致分为以下几个步骤： 荷载统计：荷载统计是在初选截面的基础上进行的，其计算过程是按 从上到下的顺序进行的，荷载的取值按各层房间的使用功能及位置的不同， 查荷载规范确定。 按建筑方案中的平、立、剖面设计 ，选定计算见图， 并初选柱截面。 框架变形验算：验算了框架在水平地震作用下横向变形。此过程中，

15、 采用了顶点位移法计算结构的自震周期，按底部剪力法计算水平地震作用。 横向框架的内力分析：分别分析了横向框架在水平地震作用方向荷载 作用下的内力，用弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩。 内力组合：对恒载、活载及地震荷载进行组合，造出最不利内力，并 以此为依据对框架梁、柱进行截面设计。 板的设计： 用弹性理论进行计算。 楼梯设计： 采用板式楼梯。 设计成果： 平面图、立面图、剖面图、楼梯平剖面一张，楼屋盖的结 构布置、配筋图、基础平剖面施工图及建筑总说明和结构总说明等。 此外，本设计采用了 autocad 软件的应用。 第二章第二章 建筑设计建筑设计 2.1 工程概况 本工程为唐山市宜家宾馆，位于

16、唐山市，框架结构，共四层，建筑面积 2799.36m2， ，建筑物东西总长 48.6m，总宽 14.4m ,建筑物最大高度为 14.1m。 室内外高差 0.45m。 建筑物结构设计使用年限为 50 年，抗震设防烈度八度。 内装修：内墙面：抹灰刷涂料和贴地砖；地面为水泥砂浆地面、磨光花岗 岩楼面及铺地转楼面。顶棚为抹灰刷涂料。 屋面做法：保温层为聚苯乙烯泡沫塑料板，防水层为 sbs 高聚物防水卷材。 2.2 建筑平面设计 宾馆建筑主要由单个客房构成，还包括餐厅、超市、酒吧。在整天布局设 计时力求功能分区明确、布局合理、各部分联系紧密，尽量做到符合现代人们 对宾馆建筑的各项人性化要求。同时也考虑设

17、计的建筑符合节能环保要求。 （1）使用部分设计 客房：房间是宾馆设计的主体，占据了本设计的绝大部分的建筑面积。考 虑到客人主的舒适，保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宾馆南北朝向， 门窗的布置要贯通，以便气流流动快速。 （2）联系部分设计 楼梯是建筑各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。因此，设 计时首先要满足疏散的要求，其次要有合理的通行方向，能给人们很好的方向 感，空间向导明确。 走廊：连接各个房间和门厅连接环节，同时也是疏散人员的通道。过道的 宽度的应符合人流畅通和建筑防火要求，本设计中走廊宽度 2.4m。 2.3 建筑剖面设计 房间剖面的设计，首先要确定室内的净高。即房间内

18、楼地面到顶棚或其它 构件底面的距离。对于客房，室内净高不得小于 2.6m，设空调的不可低于 2.4m，走道净高不得低于 2.1m,储藏室净高不得低于 2m。故将此客房的层高定 为 3.3m,为了满足室内采光和通风，要将窗户的位置及高低合理设置，为了避 免在房间的天棚出现暗角，窗户上沿到天棚的距离尽可能留的小一些。窗的下 沿即窗台的高度通常为 900mm。 2.4 建筑立面设计 建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计师在满足房间的使 用经济条件下，运用建筑造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的 内部空间组合面进行的。对于建筑物的立面的设计要求：能反映建筑功能要求 和建筑类型的特

19、征；要结合材料性能、结构构造和施工技术的特点；掌握建筑 标准和相应的经济指标；适应基地环境和建筑规划的群体布置；符合建筑造型 和立面构图的一些规律，如均衡、韵律、对比、统一等；做到把适用、经济、 美观三者有机地结合起来。 第三章 结构设计说明 3.1 工程概况： 本工程为唐山市宜家宾馆拟建办公楼为四层。建筑面积共 2799.36 m2，建 筑高度为 14.1m，层高 3.3m，室内外高差为 450mm。 工程所在地：唐山市 气象条件: 全年气温差值 30。 主导风向：夏季：东向；冬季：北、西向； 年平均降水量：620mm； 最大降水量：951mm。 水文、地质资料：场地地势平坦，勘察深度内未见

20、地下水，建筑场地土类 别 为类 。基础持力层为粉质粘土层，地基承载力特征值为 160kpa 自然条件：地震基本烈度：8 度，本工程设防烈度 8 度。 风荷载（10m 高处）：0.35kn/ 雪荷载:0.4 kn/ 冻土深度：唐山最大冻土深度为 800mm 设计使用年限：50 年。 抗震设防：抗震设防烈度 8 度，设计承载力特征值为 0.2g，设计地震第一 组。 工程做法: (1)屋面活荷载: 0.5kn/m2 (上人屋面) (2)楼面活荷载: 办公室 2.0 kn/m2 走廊 2.5 kn/m2 楼梯间 3.0 kn/m2 厕所 3.0 kn/m2 (3)楼屋面及其内外装修做法: 屋面: (不

21、上人) 0.5 kn/m2 楼面: 大理石楼面 0.65 kn/m2 地面：大理石地面 外墙: 女儿墙:250 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 2.22 kn/m2 内墙: 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块(双面抹灰)1.78 kn/m2 塑钢门窗: 0.40 kn/m2 3.2 初选构件尺寸: 采用中走廊双开间柱网，根据使用要求，梁格、柱网尺寸见图 3-1。 3.2.1 构件截面尺寸: 梁、板、柱混凝土均采用 c30 （1）梁截面设计: 纵向框架梁: l=7200mm, h=(1/101/12)l=720480mm, 取 h=600mm 横向框架梁: l=6000mm, h=(1/101/12

22、)l=600400mm， 取 h=600mm l=2400mm, h=(1/101/12)l=240160mm， 取 h=500mm 图 3-1 柱网的平面布置 梁宽均取 b=300mm 板: l=3600mm, h(1/45)l=80mm, 取 h=120mm （2）柱截面设计: 根据建筑物高度、结构类型及设防烈度,确定该框架的抗震等级为二级。 粗估柱轴力:根据 (1) 3 n n 2 10) 1 . 0(f a w fg a 式中；a柱横截面面积，m2，取方形时边长为 a； n验算截面以上楼层层数； f验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定，m2； fc混凝土轴心抗压强度设计值； 框架柱最大

23、轴压比限值，一级框架取 0.7，二级框架取 0.8，三级框架 取 0.9。 地震及中、边柱的相关调整系数，7 度中间柱取 1、边柱取 1.1，8 度 中间柱取 1.1、边柱取 1.2； g结构单位面积的重量(竖向荷载)，根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约 为 1218knm2。 有中柱 f=7.24.2=30.24 m2 边柱 f=7.23=21.6 m2 按框架竖向荷载 14 kn/m2,共四层 ,fc=14.3n/mm2 由公式得 a1=186092 mm2 a2=145006 mm2 初步选截面为 600mm600mm 底层柱高为：h=3.3m+0.45m+0.68m=4.43m 其中 3

24、.3m 为底层层高，0.45m 为室内外高差，0.68m 为基础顶面至室外地面 高度。 其它层柱高等于层高。由此得框架计算简图（图 3.2） 3.3 荷载统计 3.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 1.屋面（不上人）： 30 厚细石混凝土保护层 220.03=0.66 kn/ 4 厚高聚物改性沥青卷材防水层 0.4 kn/ 20 厚 1：3 水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/ 50 厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层 50.15=0.75 kn/ 120 厚现浇混凝土楼板 0.1225=3 kn/ 合计 5.21 kn/ 2.2-4 层楼面： 大理石楼面 0.65 kn/m2 20 厚 1：

25、4 干硬性水泥砂浆 0.0220=0.4 kn/ 120 厚现浇混凝土楼板 0.1225=3 kn/ 合计 4.05 kn/ ab 跨框架梁自重： 0.30.625=4.72 kn/m bc 跨框架梁自重： 0.30.525=3.94 kn/m 屋面均布活载: 不上人屋面取 0.5 kn/m2 雪荷载 0.4 kn/m2 楼面均布活载: 办公楼一般房间 2.0 kn/m2 走廊、门厅 2.5 kn/m2 楼梯 3.0 kn/m2 2400 g1=9050.73 g2=9256.41 g3=9256.41 g4=9300.97 60006000 300600300500300600 300600

26、300500300600 300600300500300600 300600300500300600 图 3-2 框架计算简图及质点重力荷载值 3.3.2 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 荷载分层汇总: 墙体为 250mm 厚加气混凝土空心砌块（11.8 kn/m3）,外墙面贴瓷砖（0.5 kn/） ，内墙面为 30mm 厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为： 0.5+11.80.25+0.0317=3.96 kn/。 内墙为 200mm 厚加气混凝土空心砌块，两侧均为 30mm 厚抹灰，则内墙单位 面积重力荷载为：11.80.2+0.03172=3.38kn/。 木门单位面积重力荷载为 0.2

27、kn/；铝合金窗单位面积重力荷载取 0.4 kn/。 1.以下是门、窗、墙的荷载统计： （1）窗荷载： 第 1 层：c1， 20 个， 21001700， 3.5720=71.4 c2， 3 个， 18001700， 3.063=9.18 c3， 2 个， 15001700， 2.552=5.1 合计：（71.4+9.18+5.1）0.4=36.51 kn 第 2-4 层： c1， 22 个， 21001700， 3.5722=78.54 c2， 3 个， 18001700， 3.063=9.18 c3, 2 个， 15001700， 2.552=5.1 c4， 2 个， 12001700，

28、2.042=4.08 合计:（78.54+9.18+5.1+4.08）0.4=44.12 kn （2）门荷载： 第 1 层：m1，1 个， 24002100， 5.041=5.04 m2，4 个， 24002100， 5.044=20.16 m3，12 个，10002100， 2.112=25.2 m4，2 个， 12002400， 2.882=5.76 合计：（5.04+20.16+25.2+5.76）0.2=11.47kn 第 2-3 层：m3，22 个， 10002100， 2.122=46.2 合计： 46.20.2=8.74 kn 第 4 层： m3，16 个， 10002100，

29、2.116=33.6 合计： 33.60.2=6.72 kn （3）墙体荷载 第 1 层：外墙: 3.3（48.6+14.4） 2=398.64， 398.64-91.29-8.64=298.77 , 298.773.96=1183.13 kn 内墙:（616+48.62-3.62）3.3=596.64， 596.64-(57.36-5.04-8.64)=552.96, 552.963.38=1869 kn 合计： 3052.13 kn 第 2-4 层：外墙: 398.64-110.31=288.33，288.333.96=1141.79 kn 内墙: 596.64-43.68=552.96，

30、552.963.38=1869kn 合计： 3010.79kn 第 4 层 2.梁柱荷载 1-4 层 纵梁自重 (207.2+85)(0.3 0.6) 25=828 kn 横梁自重 ( 82.4(0.30.5)+166(0.3 0.6) 25=504kn 梁重合计 828+504=1332kn 1-4 层柱 （84）（0.60.6）3.325=950.4 kn 3.3.3 楼面恒活载统计 1 层楼面： 恒载：14.448.64.05=2834.35 kn 活载：活载： 楼梯 3.363.62.5=178.2 kn 走廊 （2.4-0.6）（48.6-0.6）2.5=81.722.5=204.3

31、 kn 资料室 12.262.5=183 kn 其它楼面 （699-71.28-81.72-73.2）2.0 =554.522.0=1109.04 kn 活载合计：178.2+204.3+183+1109.04=1674.54 kn 2-3 层楼面： 恒载：14.448.64.05=2834.35 kn 活载： 楼梯 3.363.62.5=178.2 kn 走廊 （2.4-0.6）（46-0.6）2.5=81.722.5=204.3 kn 其它楼面 （699-71.28-81.72）2.0=5462.0=1092 kn 活载合计：178.2+204.3+1092=1474.5 kn 4 层屋面

32、： 恒载：14.448.65.21=3646.16kn 女儿墙 0.9（46+14.4） 211.80.2=342.1 kn 恒载合计：3646.16+342.1=3983.89 kn 活载：不上人 0.51546.6 =349.5 kn 雪荷载 0.41546.6 =279.6 kn 活载合计：349.5+279.6=629.1kn 3.3.4 各质点重力荷载代表值： g1 =g恒+0.5g活 =2834.35+36.51+11.47+3052.13+1332+950.4+0.51674.54 =9050.73 kn g2 = g3 = g恒+0.5g活 =3173.11+44.12+8.7

33、4+3010.79+1332+950.4+0.51474.5=9256.41 kn g4 =g恒+0.5g活 =3641.79+42.7+8.74+3010.79+1570.8+950.4+0.5629.1 =9300.97 kn 3.4 水平荷载下内力计算 梁柱线刚度计算 混凝土强度等级 c30，ec =3.0107。在框架结构中，现浇楼面或预制楼板，但 有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效高度 ，减少框架侧移。 为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性距时，对现浇楼面的边框架梁取 i=1.5i0(i0为梁的截面惯性距)；对中框架梁取 i=2.0i 表表 3-13-1 横梁线刚度

34、计算表横梁线刚度计算表 类别类别层次层次 ec （n/mm2） bh （mm2） i0 （mm4） l （mm ） eci0/l（n mm） 1.5eci0/l（ nmm） 2eci0/l（n mm） 边横梁边横梁 1-43.01043006005.410960002.710104.0510105.41010 走道梁走道梁 1-43.01043005003.1310924003.9110104.6410107.811010 表表 3-23-2 框架柱的线横向刚度框架柱的线横向刚度 层次层次hc（mm）ec（n/mm2） bh （mmmm ） ic （mm4） ecic/hc （nmm） 144

35、303.01046006001.08010107.3141010 2-433003.01046006001.08010109.8181010 取轴来计算： 表表 3-33-3 横向横向 2 2 至至 4 4 层层 d d 值的计算值的计算 构件名称构件名称 = i b c i i = c2 i i d= 2 12 c ci h （kn/m） a a 轴柱轴柱0.550.2223801 b b 轴柱轴柱 1.34 0.4043274 c c 轴柱轴柱 1.34 0.4043274 d d 轴柱轴柱 0.55 0.2223801 d=23801 kn/m +43274kn/m +43274 kn/

36、m +23801 kn/m =134150kn/m 表表 3-43-4 横向底层横向底层 d d 值的计算值的计算 构件名称构件名称 = i b c i i 0.5 2 c i i d=（ 2 12 c ci h kn/m） a a 轴柱轴柱 0.74 0.4520125 b b 轴柱轴柱 1.81 0.6127280 c c 轴柱轴柱 1.81 0.6127280 d d 轴柱轴柱 0.74 0.4520125 d=20125 kn/m +27280 kn/m +27280 kn/m +20125 kn/m =94810 kn/m 3.5 横向框架内力和位移计算 横向自振周期的计算采用结构顶

37、点的假想位移法 基本自振周期（s）可按下式计算： 1 t （7.4.1） i i i d g u)( （7.4.2） it uu)( （7.4.3） tt ut7 . 1 1 式中： t ：基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数，框 架结构取 0.60.7，该框架取 0.7。 不在 v 神的地震力及位移，是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得 t 的假想框架顶点位移。然后由求出 1 t ，再用 1 t 求出框架结构的底部剪力。 t 进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。 每榀框架重力荷载代表值（共 8 榀）： g4=1162.62kn，g3=g2=1157.05kn，g1=1

38、131.34kn 横向框架顶点位移的计算过程见表 3-6。 表表 3-63-6 横向框架顶点位移横向框架顶点位移 层次层次gi(kn)vgi (kn)di(n/mm)ui(mm)ui（mm） 41162.621162.621341508.67100.48 31157.052319.6713415017.2991.81 21157.053476.7213415025.9274.520 11131.344608.0694810 48.6048.60 t1=1.70.7 =1.70.7=0.38s i 00481 . 0 3.5.1 水平地震作用及楼层地震剪力的计算： 本结构高度不超过 40m，质量

39、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水平地震作用，即： 结构等效总重力荷载代表值 geq geq=0.85gi=0.854608.06=3916.85kn） 计算水平地震影响系数 1 查表得设防烈度为 8 度的 max=0.16 1=（tg/t1）0.9max=（0.35/0.38）0.90.16=0.149 结构总的水平地震作用标准值 fek fek=1geq =0.1494608.06=686.60（kn） 因 1.4tg=1.40.35=0.49st1=0.38s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。 各质点横向水平地震作用按下式计算： fi=gihifek/（

40、gkhk） （公式 3- 2） 地震作用下各楼层水平地震层间剪力 vi为 vi=fk（i=1，2，n） ：结构总水平地震作用标准值； ek f ：分别为质点 i,j 的计算高度 , ij h h （公式 3-3） 计算过程如下表： 表表 3-73-7 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次层次hi（m）gi（kn）gihi（knm） gihi/gjhjfi（kn）vi（kn） 414.38 1162.62 16718.470.385264.34264.34 311.03 1157.05 12762.260.294201.86466.20 27

41、.73 1157.05 8943.990.206141.44607.64 14.43 1131.34 5011.840.11578.96686.6 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图： 图 3-3 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图 3.5.2 多遇水平地震作用下的位移验算： 水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移 u i分别按下列公 式计算： （u）i = vi/d ij （公 式 3-4） u i=（u）k （公式 3-5） 各层的层间弹性位移角 e=（u）i/hi，根据抗震规范 ，考虑砖填充 墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/55

42、0。 计算过程如下表： 表表 3-83-8 横向水平地震作用下的位移验算横向水平地震作用下的位移验算 层次层次 vi （kn） d i（ （n/mm） （ u）i （mm） ui （mm） hi （mm） e=（ u）i /hi 4264.34 134150 1.9717.7433001/1601 3466.20 134150 3.6315.6833001/909 2607.64 134150 4.7312.0533001/697 1686.6 94810 7.327.3244301/605 由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/6051/550，满足规范要 求。 3.5.3 水平地震

43、作用下框架内力计算： 框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算： vij=dijv i /dij （公式 3-6） m bij=vij yh （公式 3-7） m uij=vij（1-y）h （公式 3-8） y=yn+y1+y2+y3 （公式 3-9） 注：yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 y 框架柱的反弯点高度。 表表 3-93-9 各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）各层柱端弯矩及剪力计算（边柱） 边边 柱柱 层次层次 hi（m ） vi（kn） d ij（ （n/mm ） di1 （n/mm ）

44、vi1 （kn） k y （m） m bi1 （knm ） m ui1（ （knm ） 43.3264.34 134150 2380147.890.550.3047.4110.62 33.3466.20 134150 23801 84.460.550.45125.42153.29 23.3607.64 134150 23801110.790.550.45164.52201.08 14.43686.6 94810 20125148.000.7380.70341.88146.52 表表 3-103-10 各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）各层柱端弯矩及剪力计算（中柱） 层次层次 hi（m ） vi（k

45、n ） d ij（ （n/mm ） 中中 柱柱 di2 （n/mm ） vi2 （kn） k y （m） m bi2（ （knm ） m ui2（ （knm ） 43.3264.34 134150 4327489.541.3450.37109.33186.15 33.3466.20 134150 43274157.911.3450.47244.92276.18 23.3607.64 134150 43274205.821.3450.50339.60339.60 14.43686.6 94810 27280198.421.806 0.64562.56316.44 梁端弯矩、剪力及柱的轴力分别按以

46、下的公式计算： m l b=i l b（mbi+1，j + m u i，j）/（i l b+ i r b） （公式 3-10） m r b=i r b（mbi+1，j + m u i，j）/（i l b+ i r b） （公式 3-11） v b=（m l b+ m r b）/ l （公式 3-12） ni=（v l b- v r b）k （公式 3-13） 具体计算过程见下表： 表表 3-113-11 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算 边梁边梁走道梁走道梁柱轴力柱轴力 层次层次 mlbmrblvbmlbmrblvb边柱边柱 kn中柱中柱 kn 4110.62 76.0

47、9 6.0 31.12 110.6 110.6 2.4 92.17 -31.12 -61.05 3210.69 157.596.0 61.38 140.59 140.59 2.4 117.16 -92.76 -116.83 2326.5 238.956.0 94.24 345.58 345.58 2.4 287.99 -187 -310.58 1311.04268.186.096.54387.86387.862.4323.22-283.54-537.26 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及轴力图 如下图： 图 3-4 左地震作用下框架弯矩图(kn.m) 图 3-5 左震作用下梁端剪力、柱

48、轴力图（kn） 3.6.竖向荷载作用下框架的内力计算 3.6.1 横向框架内力计算 3.6.1.1 计算单元简图（见下图）： 计算单元宽度为 7.2m，由于房间内布置有次梁（bh=300mm500mm） ，故 直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼 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。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用 有集中力矩。 图 3-6 横向框架计算单元（mm） 3.6.1.2 荷载计算： 恒载作用下柱的内力计算： 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示： 图 3-7 恒载作用下各层

49、梁的荷载分布 对于第 4 层， q1、q1，代表横梁自重，为均布荷载形式。 q1=250.30.61.05=4.72 kn/m q1，=250.30.51.05=3.94kn/m q2、和 q2，分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。 q2=5.213.6=18.76 kn/m q2，=5.212.4=12.50kn/m p1、p2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、 楼板重和女儿墙等重力荷载，计算如下： p1=（3.61.8/2）2+（2.4+6.0）1.8 5.21+4.727.2 +3.946.0/2+2.22 1.27.2=177.52kn p

50、2=（3.61.8/2）2+（2.4+7.2）1.8+（2.4+3.6）21.2/2 5.21+4.727.2+3.946.0/2=212.79 kn 集中力矩 m1=p1e1 =177.52（0.60-0.3）/2 =26.63 knm m2=p2e2 =212.79（0.60-0.3）/2=31.92 knm 对于 1-3 层， 包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第 4 层。 q1=9.53 kn/m q1，=3.94kn/m q2、和 q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。 q2=4.053.6=14.58 kn/m q2，=4.052.4=9

51、.72 kn/m p1=（6.48+7.56）4.05+4.727.2+3.943+2.22(6.62.7-1.7 2.12)+0.41.72.12=130.85kn p2=（6.48+7.56+7.2）4.05+4.727.2+3.943+1.782.7(7.2-2.1 2)+0.42.12=147.94kn 集中力矩 m1=p1e1=130.85（0.60-0.3）/2=19.63knm m2=p2e2 =147.94（0.60-0.3）/2=22.19 knm 活载作用下柱的内力计算： 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示： 图 3-8 活载作用下各层梁的荷载分布 对于第 4 层

52、， q2=3.60.5=1.8 kn/m q2，=2.40.5=1.2 kn/m p1=（3.61.8+4.21.8）0.5=7.02 kn p2=（3.61.8+4.21.8+7.2）0.5=10.52 kn 集中力矩 m1=p1e1=7.020.15=1.05 knm m2=p2e2=10.620.15=1.59 knm 同理，在屋面雪荷载的作用下： q2=0.43.6=1.44 kn/m q2，=0.42.4=0.96 kn/m p1=（6.48+7.56）0.4=5.62 kn p2=（6.48+7.56+7.2）0.4=8.50 kn 集中力矩 m1=p1e1=5.620.15=0.

53、84 knm m2=p2e2=8.500.15=1.28 knm 对于第 1-3 层， q2=7.2kn/m q2，=4.8 kn/m p1=（6.48+7.56）2=28.08kn p2=（6.48+7.56+7.2）2=42.48kn m1=p1e1=28.080.15=4.21 knm m2=p2e2=42.480.15=6.37 knm 将计算结果汇总如下两表： 表表 3-123-12 横向框架恒载汇总表横向框架恒载汇总表 层次层次 q1 （kn/ m） q1， ， （kn/ m） q2 （kn/ m） q2， ， （kn/ m） p1 （kn） p2 （kn） m1 （kn m） m

54、2 （kn m） 44.733.9418.7612.50177.52212.7926.6331.92 2-39.533.9414.589.720131.65148.7419.6322.19 19.533.9414.589.72131.65148.7419.6322.19 表表 3-133-13 横向框架活载汇总表横向框架活载汇总表 层次层次 q2 （kn/m） q2， ， （kn/m） p1 （kn） p2 （kn） m1 （knm） m2 （knm） 4 1.8 （1.44） 1.2 （0.96） 7.02 （5.62） 10.64 （8.50） 1.05 （0.84） 1.59 （1.28

55、） 1-37.24.828.0842.484.216.37 注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。 3.7 用弯矩分配法计算框架弯矩 3.7.1 固端弯矩计算 将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩，计算结果下如。 梁端弯矩 m=ql2 1/12 图 3.7 等效均布荷载转换过程 注释： 23 (1 2)q = =0.3 6 6 . 3 5 . 0 横载 第 4 层 边梁等效荷载 4.73+18.60.847=20.62kn m=61.86 knm 走道梁等效荷载 3.94+12.50.625=11.75 kn m=5.64 knm 第 1-3 层 边梁等效荷载 9.53+14.580.84

56、7=21.88kn m=65.64 knm 走道梁等效荷载 3.94+9.720.625= 10.02 kn m=4.81 knm 活载 第 4 层 边梁等效荷载 1.8+1.44=3.24 kn m=9.72 knm 走道梁等效荷载 1.2+0.96=2.16 kn m=1.04 knm 第 1-3 层 边梁等效荷载 3.62=7.2 kn m=21.6 knm 走道梁等效荷载 2.42=4.8 kn m=2.30 knm 3.7.2 分配系数计算 3.7.3 传递系数 ：远端固定，传递系数为 1/2。 表 3-16 恒载作用下弯矩的计算过程 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 0.0000.64

57、50.3550.2830.0000.5130.204 26.63-61.8661.86-31.92-5.64 22.7212.51-6.88-12.47-4.96 9.02-3.446.26-6.55 -3.60-1.980.080.150.06 28.14-54.7761.32-18.87-10.54 0.3920.3920.2160.1870.3390.3390.135 19.63-65.6465.64-22.19-4.81 18.0418.049.94-7.23-13.1-13.1-5.22 11.369.02-3.624.97-6.24-6.55 -6.57-6.57-3.621.41

58、2.552.551.02 22.8320.49 -62.9464.79-16.79-17.1-9.01 0.3920.3920.2160.1870.3390.3390.135 19.63-65.6465.64-22.19-4.81 18.0418.049.94-7.23-13.1-13.1-5.22 9.0210.03-3.624.97-6.55-7.75 -6.05-6.05-3.331.743.16 3.161.26 21.0122.02-62.6565.12-16.49-17.69-8.77 0.4360.3250.2390.2200.4010.2990.080 19.63-65.646

59、5.64-22.19-4.81 20.0614.9510.10-8.5-15.49-11.55-3.09 9.02-4.35.05-6.55 -2.06-1.53-1.130.330.600.450.12 27.0213.42-60.9762.52-21.44-11.1-7.78 表 3-17 活载作用下弯矩的计算过程 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 0.0000.6450.3550.2830.0000.5130.204 1.05-9.729.721.59-1.04 5.593.08-2.01-3.64-1.45 3.41-1.011.54-2.19 -1.55-0.850.180.330.13

60、 7.45-8.59.43-5.5-2.36 0.3920.3920.2160.1870.3390.3390.135 4.21-21.621.66.37-2.30 6.826.823.76-2.42-4.38-4.38-1.75 2.803.41-1.211.88-1.82-2.19 -1.96-1.96-1.080.420.760.760.30 7.668.27-20.1321.48-5.44-5.81-3.75 0.3920.3920.2160.1870.3390.3390.135 4.21-21.621.66.37-2.30 6.826.823.76-2.42-4.38-4.38-1.7