成都某工厂钢框架办公楼设计和实现 土木工程专业

1、目 录第一章 绪论71.1 钢结构建筑概述71.1.1 钢结构建筑的分类71.2 设计规定81.2.1 工程概况81.2.2 设计原始资料8第二章 建筑设计92.1方案比选92.1.1纯框架体系92.1.2支撑框架体系92.1.3结构形式取92.2建筑设计92.2.1平面设计92.2.2 立面设计102.2.3 剖面设计102.2.4 防火设计10第三章 结构设计及计算113.1 工程概况113.2 设计资料113.2.1 气象资料113.2.2 抗震设防烈度113.2.3 材料选用113.3 结构平面布置113.3.1 结构平面布置图113.3.2梁柱截面初选113.4 楼板设计163.4.

2、1 楼板荷载163.4.2 楼板配筋计算183.5 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算213.5.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图21图3-13恒荷载作用下轴线框架的计算简图323.5.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图333.5.3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算373.5.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算513.6 横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算613.6.1横向框架在风荷载作用下的计算简图613.6.2 横向框架在风荷载作用下的位移计算613.6.3 横向框架在风荷载作用下的内力计算633.7 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算713.7.1 重力荷载

3、代表值计算713.7.2 横向框架的水平地震作用和位移计算723.7.3 横向框架在水平地震作用下的内力计算773.8 框架梁柱内力组合843.8.1 一般规定843.8.2 框架梁内力组合843.8.3 框架柱内力组合843.9 截面验算1023.10 节点设计1063.10.1 梁柱节点1063.10.2 主次梁节点1083.10.3 框架柱拼接节点1093.10.4 柱脚设计1113.11 基础设计1163.11.1 边柱独立基础设计1163.11.2 中柱双柱联合基础设计1203.12 楼梯设计1223.12.1 楼梯梁设计1223.12.2 踏步设计1253.12.3 平台板设计12

4、63.12.4 平台梁设计127第四章 PKPM电算结果1304.1 电算过程1304.1.1建立平面模型1304.1.2横载、活载和风载输入1304.1.3参数输入1314.2 框架梁内力计算结果与手算结果对比分析1324.3 框架柱内力计算结果与手算结果对比分析134致 谢137参考文献138成都某工厂钢框架办公楼设计摘要： 本毕业设计为成都某工厂钢框架办公楼，建筑面积约8758.78m2。根据毕业设计任务书的要求，平面主体结构采用L形，两个矩形（宽16.5m，长23.4m）通过1/4圆弧相连（首层半径为16.5m,二至十层半径为10.5m）。室内地面至屋面的高度为33.3m，女儿墙高度1

5、.0 m，室内外高差0.45m。采用纯钢框架结构体系，基础采用柱下独立基础。与钢筋混凝土结构相比，钢结构有很多优势：强度高，塑性韧性好；重量轻；加工简单；施工周期短等。另外钢材材质有均匀性的特点，使钢结构在加工过程中的质量能够得到很好的控制，方便结构设计与计算。从结构的安全性能方面来说，钢结构稳定性较好。由于框架结构布置灵活，亦可以做成多种规格的房间。因此本设计采用了钢框架结构。 通过建筑设计确定结构布置形式，构件截面初选之后，选取轴线横向框架进行计算。其中主要计算方法包括：竖向荷载作用下的内力采用弯矩二次分配法进行计算；用D值法计算风荷载作用下的内力；用底部剪力法计算水平地震作用下的内力。对

6、内力进行组合以便进行截面验算、节点设计以及基础设计等。最后，利用 PKPM的结构计算结果验证手算结果的正确性。关键词： 钢框架；弯矩二次分配法；D值法；底部剪力法；PKPMDesign of the Steel Frame of a Factorys Office Building in ChengduAbstract: The graduation project is the Steel Frame of a Factorys Office Building in Chengdu, and the building area is about8758.78m2. According to

7、the requirements of the graduation design task, the plane main structure is L-shaped, two rectangles (16.5m wide and 23.4m long) are connected by 1/4 arc (the first layer is 16.5m, the radius of two to ten is 10.5m ). Indoor ground to the roof height is 33.3m, parapet height 1.0m, indoor and outdoor

8、 height difference of 0.45m. The use of pure steel frame structure system, based on the basis of independent base under the column.Compared with the reinforced concrete structure, steel structure has many advantages: high strength, good plastic toughness; light weight; simple processing; short const

9、ruction period. Another steel material has the characteristics of uniformity, so that the quality of steel structure in the process can be well controlled to facilitate the structural design and calculation. From the structural safety performance, the stability of the steel structure is better. Due

10、to the flexible structure of the frame, can also be made into a variety of specifications of the room. So the design uses a steel frame structure.Through the architectural design to determine the form of structural arrangements, component section after the primary selection, select the 5 axis horizo

11、ntal frame to calculate. The main calculation method is as follows: the internal force under the vertical load is calculated by the bending moment quadratic distribution method; the internal force under the wind load is calculated by the D value method; the internal force under the horizontal earthq

12、uake is calculated by the bottom shear method. The internal forces to be combined for cross-section checking, node design and basic design. Finally, the results of PKPM are used to verify the correctness of the results.Key words：Steel frame structure; Moment second distribution method; D-value metho

13、d; Base shear method; PKPM第一章 绪论1.1 钢结构建筑概述1.1.1 钢结构建筑的分类钢结构建筑是指结构体系中主要受力构件是由钢材做成的建筑。除钢结构建筑之外，还有诸如砌体结构、混凝土结构以及组合结构建筑等。按照建筑层数和高度不同，又可将建筑分为单层、多层建筑、高层及超高层建筑。1.1.2 钢结构建筑的优点钢结构建筑和其他材料的建筑结构相比，有以下几个优点。1. 强度高，自重轻。2. 材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越。3. 构件截面较小，有效空间大。4. 制造简单，施工周期大幅缩短。5. 节能、环保。1.1.3 多层民用钢结构建筑的发展现状我国钢结构建筑主要集中

14、于工厂、大跨度体育场馆或高层建筑中，钢结构建筑的应用比例非常低，还不到1%，与部分发达国家钢结构发展有很大的差距。多层民用钢结构建筑在我国发展潜力巨大，应用前景十分广阔。1.1.4 发展多层民用钢结构建筑需要解决的问题1. 多层钢结构技术及配套体系2. 钢材的防腐、防火问题3. 进一步降低工程造价4. 专业技术人才匮乏，观念有待更新5. 施工管理水平较为落后1.2 设计规定1.2.1 工程概况1.2.2 设计原始资料第二章 建筑设计2.1方案比选 多层钢框架是由钢梁和钢柱以一定的连接方式组成的结构体系，承受建筑物的竖向荷载和水平荷载。当建筑物的高度较小时，竖向荷载起控制作用，此时可以取纯钢框架

15、结构体系。随着高度的增加，水平荷载起控制作用，结构体系既要设置承担竖向荷载的体系，还应设置承担水平荷载的体系，此时可以采用支撑框架体系。2.1.1纯框架体系 多层框架结构的杆件类型少，构造简单，易于标准化和定型化，施工周期短。由于不设置抗侧力构件，在建筑平面设计中梁和柱的布置有较大的灵活性，可采用较大的柱距来提供较大的使用空间。2.1.2支撑框架体系 支撑框架体系即多层框架在一个方向为柱-支撑体系，另一个方向为纯框架体系的混合体系；该种体系是指其中一个方向没有支撑，能够为生产等建筑功能提供充足的空间，又适当考虑了简化设计等规定，特别适用于平面纵向较长，横向较短的建筑物。2.1.3结构形式取 本

16、工程建筑结构为10层，高度为33.3m（包括女儿墙为34.3m），纯框架形式构造简单，构件易于工厂化生产，而且能够符合刚度规定，经济性能又优于框架支撑体系，故采用纯框架结构形式。2.2建筑设计2.2.1平面设计1. 根据建筑物设计规定和功能使用规定，进行平面设计。平面主体结构采用两个矩形（宽16.5m´长23.4m），首层通过半径为16.5m的1/4圆弧相连,二至十层通过半径为10.5m的1/4圆弧相连。为员工提供良好的交流和休息的场所。主要功能空间为：（1）办公室76个；（2）文印室1个；（3）会议室3个；（4）餐厅1个，约100mm2 ；（5）会客室2个；（6）活动室2个；（7）

17、大厅：约200mm2；（8）每层设男女厕所，储藏室；（9）每层均设置休息区。2. 根据相关规定，分析确定门厅、走廊、楼梯等位置和数量。一层有大小门厅出口三个，大门厅面积为213，符合规定。走廊净宽2.46m，位于尽端的房间门距封闭楼梯间的最大距离为3.9m，符合消防规定。门厅处设置两部电梯，每层设有两个双跑楼梯。3. 根据规范规定、承重作用及柱网布置等确定轴线位置。首先初定柱网尺寸，然后充分考虑造价等各方面的因素综合确定。本工程柱网尺寸纵向取7.8m，横向取6.9m+2.7m+6.9m。2.2.2 立面设计建筑的外墙使用浅黄色贴面砖，弧墙采用玻璃幕墙，充分符合采光的需要，外墙采用大面积的窗户设

18、计，既符合了设计对光线的规定，又符合了经济规定。屋顶设置1.0m高的女儿墙。屋面按2%排水坡度组织排水，设落水管。2.2.3 剖面设计本建筑共10层，第一层层高为3.6m，二至九层层高均为3.3m。室内外高差为0.45m。建筑内外的墙厚均为240mm，标准层与屋面板的混凝土板厚为120mm。一共设置2部楼梯，楼梯与平台板均采用钢筋混凝土材料。2.2.4 防火设计本工程耐火等级为三级，刷涂超薄型防火材料。选用S605防火涂料，它属于膨胀型钢结构防火涂料，其在正常温度下可保持良好的稳定性，当发生火灾，温度升高时，涂层发生化学反应开始膨胀，此时，钢材表面形成蜂窝状的碳化层，对钢材进行保护。S605的

19、粘结强度为0.55Mpa，大于国家规定的0.15Mpa，符合要求。钢梁耐火极限不小于1.5小时，涂刷厚度为1.6mm，刷涂4遍。钢柱耐火极限不小于2小时，涂刷厚度为2.4mm，刷涂7遍。 第三章 结构设计及计算3.1 工程概况 本工厂办公楼为地上十层钢框架结构，建筑面积约8758.78m2。首层建筑层高为3.6m，其余各层层高均为3.3m。第一层的结构层高为4.6m，其余层的结构层高为3.3m，建筑设计使用年限为50年。房屋建筑高度为33.75m 。3.2 设计资料3.2.1 气象资料3.2.2 抗震设防烈度3.2.3 材料选用工程框架结构的主体柱和梁的钢材均选用Q345，屋面板、楼面板和电梯

20、井都是钢筋混凝土结构，选用C30混凝土。3.3 结构平面布置3.3.1 结构平面布置图本建筑平面采用纵、横向框架混合承重方案，主框架梁沿横向布置。3.3.2梁柱截面初选1. 梁截面初选由于H型钢截面梁具有高而窄的特点，在强轴平面内抗弯刚度大，故无需验算抗弯强度，截面需符合强度、刚度和局部稳定的规定。（1）横向框架梁截面尺寸1）A-B跨：6.9m ,最小高度hmin应符合。主梁的容许挠度，次梁的容许挠度。刚度规定的最小高度为：663mm。可以适当放宽1/201/15，即 ，取400mm。初选腹板=8.2或mm 取10mm。9.7mm或11.2mm t=16mm, A-B跨框架梁的截面尺寸初估为：

21、H400×250×10×16图3-1 初选 -、-框架梁截面2）B-C跨：2.7m，选用Q345钢材。在刚度规定下mm。可以放宽到1/201/15，即，最终。初选腹板厚度。=7.6mm；=4.0mm，取=8mm。翼缘板的宽度， ，取b=100mm。考虑局部稳定，受压翼缘板的外伸宽度与其厚度之比不超过或， ，得：3.7mm，4.3mm，选择t=10mm。B-C梁初定截面尺寸为：H200×100×8×10。最终选取截面尺寸为：H400×250×10×16。（2） 纵向框架梁截面尺寸1）A轴:选用Q345，刚度

22、规定的梁截面最小高度为。可以放宽到1/201/15，即 ，最终取梁h=550mm，A轴纵向框架梁的截面尺寸初估为：H550×250×10×20。其他截面尺寸与其一样。（3） 次梁截面尺寸1）横向次梁：，钢材选用Q345。材料厚度范围在，刚度规定的最小高度，梁高h=300mm。腹板按进行取。或，最终取8mm。翼缘板的宽度通常为，则，取b=200mm。确定翼缘板的尺寸时，受压翼缘板的外伸宽度与其厚度之比不超过（弹性设计）或，所以，由或，得：或，取厚度t=12mm。的横向次梁的截面尺寸初选为：H300×200×8×12。梁截面尺寸初选结果汇

23、总见表3-2表3-2 梁截面尺寸初选截面位置尺寸横向框架梁A-B跨，H400×250×10×16C-D跨，H400×250×10×16B-C跨，H400×250×10×16纵向框架梁H550×250×10×20H550×250×10×20横向次梁H300×200×8×122. 柱截面初选(1). 截面形式本工程框架柱的截面形式是焊接工字型截面。截面初估时，可以按照下面的简易方法估计框架柱的轴向压力设计值：按照上式，则

24、轴向压力设计值N为：1.25×1.05×10×7.8×4.8×10=49.4(2). 初定构件截面长细比，求出所需面积A。本工程抗震等级四级，长细比不应大于。,取，按b类截面，查表得出的稳定系数=0.807，截面面积为 ，。(3). 求两个主轴回转半径，。第一层框架柱高度为4.6m， (4). 确定截面轮廓尺寸根据回转半径确定， ，查表，=0.43，=0.24。因此，。(5). 确定截面的初选尺寸由A=24769mm2，h=178mm，b=320mm，初步取截面为：H550×500×18×26， A=500

25、5;26×2+（550-2×26）×18=35036mm2。本工程抗震等级为四级，框架柱腹板的高厚比，符合规定。框架柱的翼缘外伸部分宽厚比，符合规定。框架柱的轴压比不宜大于0.6，符合规定。(6). 构件强度、刚度和稳定性验算1). 计算截面几何特性图3-2 框架柱截面（单位：mm）毛截面面积：A=35036mm2惯性矩：回转半径：2). 强度验算，符合规定。3). 刚度验算=99，符合规定。=99，符合规定。4). 整体稳定性计算焊接工字形截面，焰切边翼缘， b类截面。=60，得稳定系数=0.830，符合规定。5). 局部稳定验算腹板高厚比：=35.89翼缘自由

26、外伸段宽厚比：=11.3符合规定。柱的截面尺寸初选为：H550×500×18×26。3.4 楼板设计本工程楼板采用现浇钢筋混凝土结构，屋面板与楼面板的板厚均取120mm,卫生间楼面板厚度取90mm。3.4.1 楼板荷载1.恒荷载（1）不上人屋面的恒荷载计算表3-2 不上人屋面的恒荷载计算表构造层面荷载()防水层：40mm厚细石混凝土（C20）0.0425=1.0找平层：15mm厚1:2水泥砂浆0.01520=0.3防水层：4mm厚改性沥青防水0.05找平层：15mm厚1:2水泥砂浆0.01520=0.3找坡层：40mm厚水泥石灰焦砟砂浆3找平0.0414=0.56

27、保温层：100mm厚膨胀珍珠岩0.102.5=0.25结构层：120mm厚C30现浇钢筋混凝土板0.1225=3.0吊顶及吊挂荷载0.3合计5.76（2）标准层楼面的恒荷载计算表3-3 标准层楼面的恒荷载计算表构造层面荷载()楼面装饰及找平层1.2结构层：120mm厚C30现浇钢筋混凝土板0.1225=3.0吊顶及吊挂荷载 0.3合计4.5（3）卫生间恒荷载(板厚90mm)表3-4 卫生间恒荷载(板厚90mm)构造层面荷载()楼面装饰及找平层：陶瓷地砖面层、水泥砂浆找平层、结合层等1.2防水层(柔性)：4mm厚改性沥青防水0.05找平层：15mm厚1:2水泥砂浆0.01520=0.3蹲位折算荷

28、载1.5结构层：90mm厚C30现浇钢筋混凝土板0.0925=2.25吊顶及吊挂荷载 0.3合计5.602.活荷载表3-5 活载取值表类别活载标准值（kN/m2）屋面活载0.5 一般房间活载2.0 卫生间2.5 楼梯3.5 走廊与门厅2.5 3.4.2 楼板配筋计算按照弹性计算的方法，分别计算A、B与C区三块板的内力并且进行截面的设计。板的计算跨度近似取轴线之间的距离。（1）A区格板的配筋计算，四边支承，按双向板计算。1） 荷载设计值恒荷载：活荷载： 2）内力计算=0.57单位板宽跨中弯矩: 单位板宽支座弯矩：3） 截面设计保护层厚度为20mm，=14.3N/mm2，板受力钢筋选用HRB335

29、级钢筋，=300 N/mm2，截面有效高度：。计算配筋量时，取内力臂系数，则。板筋选用HRB335级钢筋，=300 N/mm2。表3-6 A区板配筋计算表位置截面实配钢筋跨中965.97218.28200251882.2991.38200251支座96-10.05-367.3810050396-7.12-2608180279(1). B区格板配筋计算=7.8/2.7=2.89>2，四边支承，按单向板计算。1). 荷载组合设计值可变荷载效应控制的组合：=1.2×4.5+1.4×2.5=8.9kN/m2，永久荷载效应控制的组合：=1.35×4.5+1.4

30、5;0.7×2.5=8.525kN/m2，取=8.9kN/m2。2). 内力计算 取1m宽板作为计算单元，按弹性理论计算，取B区格板的计算跨度=2700mm。跨中弯矩取为；支座弯矩为，即：3). 截面设计保护层厚度取20mm，选用直径为8mm钢筋作为受力主筋，选用HRB335级钢筋，有效高度：=120-20-4=96mm。采用C30级混凝土，则=14.3N/mm2， =300N/mm2。表3-9 B区格板的配筋计算截面跨中支座6.48-4.630.04920.03510.9750.982231164选配钢筋8200 (251)8200 (251)(2). C区格板配筋计算=4.8/3

31、.9=1.23<2，四边支承，按双向板计算。1). 荷载设计值卫生间恒荷载设计值：=1.2×5.6=6.72kN/m2卫生间活荷载设计值： =1.4×2.5=3.5kN/m22). 内力计算(取单位板宽)跨中弯矩: 支座弯矩：3). 截面设计表3-10 C区格板配筋位置截面实配钢筋跨中666.98228.38200251662.6898.58200251支座66-10.32-378.4810050366-8.69-27481802793.5 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算3.5.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图1. 横向框架简图按框架柱嵌固于基础顶面

32、上，框架梁与框架柱刚接进行设计。A、B轴线之间，C、D轴线之间的跨度为6900mm，B、C轴线之间的跨度为2700mm。图3-3 轴框架简图（单位mm）2. 第一层框架计算简图第一层楼面梁布置如图3-4所示，第一层楼面板布置如图3-5所示。 轴线第一层的横向框架计算简图如图3-6所示。表示作用在A点的集中力，由纵向框架梁传来；表示作用在AB梁范围内的由板传来的梯形荷载，表示作用在AB梁范围内的由墙体、梁自重传来的均布线荷载。图3-4 一层楼面梁布置简图（单位：mm）图3-5 一层楼面板布置简图(单位：mm)3900390039003900(1). 为板A传递的荷载，AB梁的梯形荷载的最大值。(

33、2). 1). 梁自重及装饰层梁（H4002501016）自重：装饰层： 0.3kN/m小计: 0.92+0.3=1.22kN/m图3-6 轴线第一层框架简图(单位：mm)2). 墙体荷载墙体选用240mm厚加气混凝土砌块（偏于安全取砌块容重=10kN/m3）。表3-11 不开洞的填充外墙面荷载构造层面荷载墙体自重外墙面0.520mm厚水泥粉刷内墙面合计3.3表3-14 不开洞的填充内墙面荷载构造层面荷载墙体自重20mm厚水泥粉刷外墙面20mm厚水泥粉刷内墙面合计3.2故AB段墙体线荷载为： 3.2×(3.3-0.4)=9.28kN/m。3). 荷载小计图3-7 KL-4计算简图（单

34、位：mm）1).包括梁自重、装饰层和梁上墙体荷载。梁（H5502501016）自重：1.19kN/m ，装饰层自重：0.3 kN/m。KL-4上墙体荷载：墙长7.8m，有两个窗：1.8m×1.5m（窗荷载为0.45 kN/m2），简化为均布线荷载为：。=1.19+0.3+7.1=8.59kN/m。2).由对称性可知，=8.59kN/m3).为板A传递的三角形荷载，最大值为：=4.5×1.95=8.78kN/m。4).为CL-2传递的集中荷载，CL-2的计算简图如图3-8 所示。图3-8 CL-2计算简图（单位：mm）包括梁的自重、装饰层。梁（H300200812）自重：0.

35、55kN/m，装饰层：0.3kN/m。则 =0.55+0.3=0.85kN/m。为板A传递来的荷载，板A的面荷载为4.5kN/m2，传递给CL-2为梯形荷载，荷载最大值为: =4.5×1.95×2=17.55kN/m。=46.37kN5).=46.37kN6).(3).是由KL-3传递来的集中力。图3-9 KL-3计算简图1).包括梁的自重、装饰层、梁上墙体荷载和板B传递来的荷载。梁（H5502501020）自重：1.19 ，装饰层自重：0.3。KL-3上墙体荷载：墙长7.8m，有2个门M1021：（门面荷载为0.45），简化为均布线荷载为： 。板B的面荷载为，由图3-10

36、可知，传递给KL-3的荷载为均布荷载，则板B传递来的荷载为：=6.08kN/m。=14.89kN/m。2).=14.89kN/m3).为板A传递的三角形荷载，荷载最大值为：=4.5×1.95=8.78kN/m。4).(4).=17.55kN/m。(5).=10.5kN/m(6).=147.61kN(7). 第一层横向框架最终计算简图图3-10 轴线第一层横向框架的恒荷载计算简图1. 第二九层横向框架计算简图第二九层横向框架计算简图和第一层横向框架计算简图相同，只需要将柱高从4.6m改为3.3m即可。图3-11 轴线第二九层横向框架的恒荷载计算简图2. 第十层框架计算简图与第一层楼面梁

37、布置图相同(1).为板A传递的荷载，其梯形荷载最大值为：。(2).包括梁的自重和装饰层自重。梁（H4002501016）自重：0.92kN/m，装饰层：0.3kN/m。所以， 。(3).。(4).是由KL-4传递来的集中力1).包括梁的自重、装饰层和梁上墙体荷载。梁（H5502501020）自重：1.19kN/m ，装饰层自重：0.3kN/m。KL-4上墙体荷载：梁上墙体为女儿墙，女儿墙的面荷载按为2.7kN/m2，简化为线荷载为：2.7×1.2=3.24kN/m。所以，=1.19+0.3+3.24=4.73kN/m。2).=4.73kN/m3).为板A传递的三角形荷载，其最大值为：

38、=5.76×1.95=11.23kN/m。4).为CL-2传递的集中荷载， 包括次梁的自重、装饰层。梁（H300200812）自重：0.55kN/m，装饰层：0.3kN/m。则=0.55+0.3=0.85kN/m。为板A传递来的荷载，梯形荷载最大值为: =5.76×1.95×2=22.46kN/m。5).=58.52kN6).(5).1).。2).=9.27kN/m3).为板A传递的三角形荷载，荷载最大值为：。4).(6).=22.46kN/m(7).=1.22kN/m(8).=139.21kN(9).=174.62kN(10). 第十层横向框架的最终计算简图图3

39、-12 轴线第六层恒荷载计算简图3. 恒荷载作用下横向框架的计算简图汇总各层计算简图，画出总的计算简图，如图3-13。图3-13恒荷载作用下轴线框架的计算简图3.5.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图1. 第一层横向框架计算简图图3-14 轴线第一层框架简图（单位：mm）(1). 、为板A传递的荷载，传递给AB梁的荷载为梯形荷载，其最大值为：=2.0×1.95×2=7.8kN/m。=2.0×1.95×2=7.8kN/m(2). 、是由KL-4传递来的集中力。图3-15 KL-4计算简图（单位：mm）1). 为板A传来的三角形荷载，荷载最大值为：=2.0

40、×1.95=3.9kN/m。2). ，为CL-2传递的集中荷载。图3-16 CL-2计算简图（mm）(3). 、是由KL-3传递来的集中力。图3-17 KL-3计算简图（单位：mm）1).为板B传递来的荷载， =3.38kN/m。2).为板A传递来的荷载，=3.9kN/m。3).=60.88kN(4). 第一层横向框架最终计算简图图3-18 轴线第一层框架活荷载计算简图2. 第二九层横向框架计算简图与第一层的结构布置和活荷载传递相同，仅需将柱高4.6m改为3.3m即可。3. 第十层横向框架计算简图(1). 、为板A传递的荷载，板A的活荷载为2.0kN/m2，传递给AB梁的荷载为梯形荷

41、载，荷载最大值为：=2.0×1.95×2=7.8kN/m。(2). 、=34.52kN。图3-19 轴线第十层框架简图（单位：mm）(3). 、是由KL-3传递来的集中力。1).为板B传递来的荷载，板B的面荷载为2.0kN/m2，则2).为板A传递来的荷载，=2×1.。3).(4). 第十层横向框架最终计算简图根据上述计算结果，画出第十层横向框架的最终活荷载计算简图如图3-20所示。图3-20 轴线第六层横向框架活荷载计算简图4. 横向框架在活荷载作用下的计算简图图3-21 活荷载作用下轴线横向框架的计算简图3.5.3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算求出梁与柱的

42、相对线刚度，采用弯矩二次分配法来分配固端弯矩，从而求得框架在恒载作用下的内力。（1）梁与柱的截面的惯性矩表3-15 梁与柱的截面惯性矩表截面截面惯性矩（mm4）框架梁6.9m跨度（H400×250×12×20）Ix=1.02×109 2.7m跨度（H400×250×12×20）Ix=1.02×109 框架柱H550×500×18×26Ix=1.97×109 （2）横向框架梁柱的相对线刚度表3-16 梁与柱的相对线刚度表构件线刚度相对线刚度框架梁6.9m跨度（H60025012

43、20）0.252.7m跨度（H6002501220）0.63框架柱一层（H5505001826）0.72二至十层（H5505001826）1.00（3）计算弯矩的分配系数三根杆件交于中柱左端节点，如图3-22所示，各个杆件的分配系数的计算如下：图3-22 梁柱的相对线刚度及弯矩的分配系数（单位：mm）（4）固端弯矩的计算参考实用建筑结构静力计算手册上的计算方法。1）均布荷载作用下的固端弯矩的计算简图根据实用建筑结构静力计算手册，其计算方法如图3-23所示。图3-23 均布荷载作用下的固端弯矩计算图2）三角形荷载作用下的固端弯矩的计算简图根据实用建筑结构静力计算手册，其计算方法可以参照图3-24

44、。图3-24 三角形荷载作用下的固端弯矩计算图3） 局部分布荷载作用下的固端弯矩，局部分布荷载作用下的固端弯矩可按图3-25中公式计算 图3-25 局部分布荷载作用下的固端弯矩4）固端弯矩的计算，见表3-17。表3-17 恒载作用下梁的固端弯矩计算表楼层荷载位置荷载数值 (m) (m) (m) (m)M左 (KN·m)M右 (KN·m)十层qAB梯形 (kN·m)左三角22.456.9-17.76 -4.67 中间均布3.453.453.0-54.45 -54.45 右三角5-4.67-17.76 qAB均布 (kN·

45、;m)1.226.9-4.84 -4.84 合计-81.73 -81.73 qBC均布 (kN·m)1.222.7-0.74 -0.74 合计-0.74 -0.74 qCD梯形 (kN·m)左三角22.456.9-17.76 -4.67 中间均布3.453.453.0-54.45 -54.45 右三角5-4.67 -17.76 qCD均布 (kN·m)1.226.9-4.84 -4.84 合计-81.73 -81.73 一九层qAB梯形 (kN·m)左三角17.556.9-13.88 -3.65

46、中间均布3.453.453.0-42.55 -42.55 右三角5-3.65-13.88 qAB均布 (kN·m)10.56.9-41.66 -41.66 合计-101.74 -101.74qBC均布 (kN·m)1.222.7-0.74 -0.74 qCD梯形 (kN·m)左三角17.556.9-13.88 -3.65 中间均布3.453.453.0-42.55 -42.55 右三角5-3.65-13.88 qCD均布 (kN·m)10.56.9-41.66 -41.66 合计-101.74 -1

47、01.74 （5）弯矩的二次分配计算完固端弯矩后，采用弯矩二次分配法来计算梁与柱的弯矩，过程如表3-18所示。2.内力图的绘制内力图主要包含弯矩图、剪力图与轴力图。（1）弯矩图的绘制根据弯矩的二次分配的结果，即表3-18，可以绘制出框架的弯矩图。弯矩图见图3-26。表3-18 弯矩二次分配法计算梁与柱在恒载作用下的弯矩（单位：kNm）十层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.8030.34固端弯矩0.00-81.7381.730.00-0.74分配弯矩65.3816.35-10.77-43.08-27.13传递弯矩22.59-5.398.17-17.5213.57分配弯

48、矩-13.76-3.44-0.56-2.24-1.41杆端弯矩74.21-74.2178.57-62.85-15.72九层分配系数0.440.440.110.090.350.350.09固端弯矩0.00-101.74101.740.00-0.74分配弯矩45.1745.1711.39-8.79-35.04-35.04-8.79传递弯矩32.6922.59-4.395.70-21.54-17.524.39分配弯矩-22.59-22.59-5.702.5210.0510.052.52杆端弯矩55.2745.16-100.43101.17-46.53-42.51-2.61三至八层分配系数0.440.

49、440.110.090.350.350.09固端弯矩0.00-101.74101.740.00-0.74分配弯矩45.1745.1711.39-8.79-35.04-35.04-8.79传递弯矩22.5922.59-4.395.70-17.52-17.524.39分配弯矩-18.11-18.11-4.572.178.668.662.17杆端弯矩49.6549.65-99.30100.82-43.91-43.91-2.96二层分配系数0.440.440.110.090.350.350.09固端弯矩0.00-101.74101.740.00-0.74分配弯矩45.1745.1711.39-8.79

50、-35.04-35.04-8.79传递弯矩22.5925.84-4.395.70-17.52-19.444.39分配弯矩-19.55-19.55-4.932.349.339.332.34杆端弯矩48.2151.46-99.67100.98-43.24-45.16-2.80一层分配系数0.510.390.280.24固端弯矩0.00-101.74101.740.00-0.74分配弯矩51.6837.1312.92-9.70-38.88-27.98-24.44传递弯矩22.590.00-4.856.46-17.520.0012.22分配弯矩-9.01-6.47-2.25-0

51、.11-0.45-0.32-0.28杆端弯矩65.2630.66-95.9298.39-56.85-28.30-13.2415.33-14.15续表3-18 弯矩二次分配法计算梁与柱在恒载作用下的弯矩（单位：kNm）（2）剪力图的绘制规定梁与柱的剪力，需要根据框架的弯矩图，取出梁与柱的单元体，再利用单元体的力的平衡条件求得剪力。根据所求得的剪力，画出框架在恒荷载作用下的剪力图。（3）轴力图的绘制根据所得剪力，节点上的竖向作用力以及框架柱的重量（见表3-21），利用节点的平衡条件，即可算得柱的轴力。柱的轴力的详细计算可见表3-22。根据所得的轴力，画出框架在恒荷载作用下的轴力图。表3-19 恒荷载作用下梁端剪力和跨中弯矩计算过程楼层截面位置左端弯矩（kN·m）右端弯矩（kN·m）q