大学课程设计钢框架结构优秀毕业设计计算书

1、毕 业 设 计（论文）常熟市海天科技综合楼专业年级 05级土木（2）班 学生学号_0 5 0 4 4 2 1 9_学生姓名指导教师评 阅 人摘 要本设计是对常熟海天综合科技楼的设计。该科研楼的结构主体为四层结构，局部为五层。结构主体为钢框架结构，采用钢与混凝土组合楼盖，基础为独立扩展基础。结构设计考虑到了结构的抗震性能，在有关地震效应计算时，主要参考国家现行规范。结构的计算的主要内容依次如下：PKPM软件计算初步选取构件尺寸，荷载的计算，内力的计算，构件的验算，构件的连接设计，柱下扩展基础的设计。其中内力考虑了风荷载、地震荷载、雪荷载等多种荷载，构件和节点的验算均考虑了有震及无震两种情况。根据

2、不同力的作用方式选择计算方法，其中计算：框架刚度采用 “D值法”;水平地震作用计算采用“底部剪力法”，竖向荷载作用下采用分层法，风荷载作用下的内力计算采用反弯点法。计算中采用了一些合理的假定，如不考虑屋面结构找坡，当作平屋定计算，从而使计算结构对称，可取一半结构，大大简化计算，且误差仅在1.5%左右。计算中注意对手算结果和电算结果的比较，可以对软件计算和手算各自的特点有更充分的认识。在计算组合梁挠度时，按简支梁简化计算。计算组合板负弯矩时，按单跨两端固支简化计算。在具体的结构计算中以国家现行规范为依据。关键词： 钢框架结构 节点设计 钢构件设计AbstractThe design Object

3、 is Changshu Haitian Integrated Science and TechnologyBuilding.This building is four-strory, partially five. The main form of its structure is steel frame structure,while the floor is steel and concrete composite floor. The building use single extended foundation.the structural design bases on gradu

4、ation project requests,such as the capacity of resisting the earthquake.in the calculation,the solutions about earthquake computing is according to the aseismic code,which is our national noruns.specificly speaking,the process of the structural design are as follows,judge the size of the member of s

5、tructure,calculate the load,calculate the internal force,design the conection of members,design the single extended foundation under the column.When calculate the internal force,many loads are taken into consideration,such as the wind load,the seismic load,the snow load and etc;when check the steel

6、member and the connections,the normal situation and seismicsituation are both considered.According to different modes of selection method, which calculated : frame rigidity "D" Seismic levels calculated using "bottom shear," under vertical load stratified, Wind Load Calculation o

7、f internal forces of anti-bending point method.In the calculation, I adopt somereasonable assumptions.For instance,ignore the slope madefor draining the water,treat the roof as flat roof so that the structure is symmetrical.And when the structure is symmetrical,we can take half of the it to calculat

8、e,thus greatly reduce the workload and the error range is Only 1.5%.I also compare the resultsbetweenhand count and software,so that I can know better about the difference between them. When calculate the deformation of the steel-concretecombinated beam,the beam issimplified as a simple supported be

9、am.When calculate the moment of the combinated slab,the slab is simplified as a slab with both ends fixed.In the specific structural caculations,the prevail codes are used as reference.Keywords：steel framed structure；the design of connections;the design of steel member目 录第1章工程概况及结构选型11.1工程概况11.2结构选型

10、1第2章结构布置及构件参数22.1框架计算简图22.2材料选择32.3截面选择42.4框架梁柱线刚度计算4第3章荷载标准值计算63.1恒荷载计算6楼面荷载6屋面荷载7梁间荷载73.2活荷载标准值计算93.3竖向荷载作用下横向框架受力计算9A-B轴线间框架梁9B-C轴线间框架梁10A轴线柱纵向集中荷载的计算10B轴柱纵向集中荷载的计算10柱重113.4风荷载计算123.5地震荷载计算13结构自重计算13重力荷载代表值计算14多遇水平地震作用下标准值计算14第4章水平荷载作用下横向框架位移计算164.1风荷载作用下的位移验算16柱D值计算16风荷载作用下位移验算16侧移验算174.2地震作用下地震

11、力计算及位移验算17第5章横向框架内力计算195.1恒荷载作用下内力计算20四层（屋面层）框架计算20标准层（以第三层为例）框架计算21底层框架计算22不平衡力矩二次分配23恒载作用下框架内力图245.2活荷载标准值作用下内力计算27四层（屋面层）框架计算27标准层（以第三层为例）框架计算28底层框架计算29不平衡力矩二次分配30活载作用下框架内力图315.3风荷载作用下的内力计算34框架柱反弯点位置。34框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算35风荷载作用下的内力计算35风荷载作用下的内力图355.4横向地震作用下内力计算38横向水平地震作用下框架柱剪力和梁端弯矩38横向水平地震作用下框架内力图3

12、85.5手算内力与电算内力的比较和分析。41第6章内力组合446.1内力组合44梁内力组合44柱内力组合456.2选取控制内力46第7章内力及位移修正487.1底部剪力法对柱轴力的修正487.2节点域剪切变形对楼层侧移影响487.3结构的整体稳定48第8章构件设计及验算508.1框架梁截面验算50最不利内力50强度验算50刚度验算51整体稳定验算52局部稳定验算538.2柱截面验算53最不利内力53验算GKZ（首层A轴）54验算GKZ（首层B轴）56验算GKZ（四层A轴）57验算GKZ（四层B轴）598.3压型钢板组合楼板设计60施工阶段验算61使用阶段验算648.4组合梁设计68施工阶段验算

13、68使用阶段验算698.5手算与电算的对比分析72第9章节点设计及验算739.1梁与柱的连接73梁与柱的连接在弯矩和剪力作用下的承载力73梁柱连接处的柱的水平加劲肋设计75节点域抗剪强度验算75强柱弱梁验算769.2柱与柱的拼接779.3主次梁连接78螺栓的抗剪79钢板的净截面强度79主梁加劲肋验算799.4柱脚设计80抗剪计算80确定底板尺寸图80柱脚加劲肋设计81锚栓设计829.5框架横梁与纵向连系梁的隅撑设计839.6节点计算手算与PKPM电算结果比较84第10章基础设计计算8610.1独立基础设计86基础尺寸及埋置深度验算87基底压力验算88基础高度验算88基础底板配筋计算9010.2

14、联合基础设计90计算基础内力90冲切承载力验算92抗剪承载力验算92配筋计算9210.3基础拉梁的设计93参考文献95图 索 引图 21 标准层结构布置图2图 22横向框架计算简图3图 23 横向框架相对线刚度图5图 31 楼面和屋面永久荷载标准值()11图 32 楼面活荷载和屋面活荷载标准值（）11图 33 水平风荷载标准值作用下的计算简图（）13图 34各层重力荷载代表值15图 51分层法分层示意图19图 52四层框架计算简图20图 53四层框架力矩分配的参数20图 54四层框架力矩分配过程（）20图 55三层框架计算简图21图 56框架力矩分配的参数21图 57三层框架力矩分配过程21图

15、 58底层框架计算简图22图 59底层框架力矩分配的参数22图 510底层框架力矩分配过程（）22图 511不平衡弯矩二次分配（）23图 512恒载标准值作用下框架弯矩图（）24图 513恒荷载标准值作用下框架剪力图（）25图 514恒荷载标准值作用下框架轴力图26图 515四层框架计算简图27图 516四层框架力矩分配的参数27图 517四层框架力矩分配过程（）27图 518三层框架计算简图28图 519三层框架力矩分配的参数28图 520三层框架力矩分配过程（）28图 521底层框架计算简图29图 522底层框架力矩分配的参数29图 523底层框架力矩分配过程（）29图 524活荷载作用下

16、框架弯矩图（）30图 525活荷载作用下框架弯矩图（）31图 526活荷载标准值作用下框架剪力图（）32图 527活荷载标准值作用下框架轴力图（）33图 528风荷载标准值作用下框架弯矩图（）36图 529风荷载标准值作用下手算框架剪力图（）37图 530风荷载标准值作用下手算框架轴力图（）37图 531横向水平地震力标准值作用下框架弯矩图（）39图 532横向水平地震力标准值作用下手算框架剪力图（）40图 533横向水平地震力标准值作用下手算框架轴力图（）40图 534未考虑结构找坡PKPM电算内力41图 535考虑3%结构找坡PKPM电算内力42图 536未考虑结构找坡手算内力42图 53

17、7未考虑结构找坡有限元电算内力43图 81梁截面图50图 82 PKPM恒荷载与活荷载标准值作用下主梁挠度（mm）52图 83柱截面图53图 84组合楼板截面尺寸61图 85次梁间板计算图62图 86走廊间板计算图62图 87两跨连续梁计算简图63图 88有限元软件计算位移图63图 89跨中弯矩和挠度计算简图64图 810支座弯矩计算简图64图 811次梁计算简图68图 812组合梁等效截面69图 91梁与柱连接详图73图 92柱节点图77图 93主次梁节点图78图 94加劲肋有效截面79图 95柱脚平面图80图 96板带计算简图81图 97加劲肋受力简图82图 98锚栓计算简图83图 99柱

18、脚PKPM电算图84图 101基础各部位相对标高（m）87图 102基础计算简图89图 103联合基础计算简图91图 104基础拉梁配筋图94表 索 引表 21构件计算参数4表 31集中风荷载标准值12表 41标准层柱D值计算16表 42底层柱值计算16表 43风荷载作用下框架侧移计算17表 44横向水平地震作用下框架侧移计算18表 51框架柱反弯点位置34表 52风荷载作用下框架剪力和梁柱端弯矩35表 53横向水平地震作用下框架柱剪力和梁端弯矩38表 61框架梁内力组合44表 62框架柱内力组合45表 63各构件控制内力47表 71结构整体稳定计算49表 81压型钢板截面特性61表 101地

19、下土的性质86第1章 工程概况及结构选型1.1 工程概况工程名称：常熟海天综合科技楼。建设地点：江苏省苏州市常熟市。主体建筑为四层，女儿墙高度为13.7m。五层为货梯检修间，屋面高度最高处为16.5m。抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类。分组为第一组，基本地震加速度0.05g，场地类别为二类。当地基本风压=0.45；基本雪压=0.4。耐火等级2级，屋面防水等级2级。1.2 结构选型结构体系：钢框架结构屋面和楼面结构：压型钢板组合楼板楼梯结构：钢结构楼梯电梯间：钢框架柱截面：箱形截面主梁截面：焊接工子型钢次梁、连系梁截面：H型钢框架梁与柱刚接，主梁与次梁铰接。第2章 结构布置及构件参数2.1

20、 框架计算简图标准层平面结构布置简图见图2-1。（a）1-7轴线布置图（b）7-12轴线布置图图 21标准层结构布置图选取一榀典型框架4轴线横向框架作为计算单元。由于顶层柱承受的荷载较小，为简化计算，可不考虑顶层柱因结构找坡而引起的细微长度差别。简化后的框架单元见图2-2。图 22横向框架计算简图2.2 材料选择选择材料，根据建筑结构荷载规范1确定材料容重。钢材：Q235-B；混凝土：楼面板采用C25级，基础采用C20级。墙体：外墙 双层压型钢板复合保温墙体 0.65；内墙 纸面石膏板0.49（卫生间与更衣室处为0.28）铝合金窗：0.45；木门：0.2楼盖（屋盖）：压型钢板组合楼盖。2.3

21、截面选择楼面板： YX51-305-915压型钢板和混凝土组合楼板。结合PKPM电算选取构件截面尺寸，主梁截面高度约为跨度的，次梁约为跨度的。主要构件数据见表1：表 21构件计算参数构件编号尺寸(mm)截面面积()每米质量(kg/m)截面特征高度宽度腹板厚翼缘厚GKL-134420081273.657.815417896.414.471602160.24.75GKL-229420081271.0555.810858738.612.361602160.24.75GL-124417571155.4943.65908484.310.32983.51134.21GL-21941506938.1129.

22、92586266.68.24506.6266.636.5GKZ3003001414160.16125.8218861459.111.69218861459.111.692.4 框架梁柱线刚度计算=；=；=；=；令标准层中柱线刚度=1.000，其余杆件相对线刚度 =0.351；=0.964；=0.857； 各杆件相对线刚度见图3。图 23横向框架相对线刚度图第3章 荷载标准值计算3.1 恒荷载计算依据江苏省建设工程标准设计图集施工说明10确定屋面及楼面施工做法，再依据建筑结构荷载规范1确定楼面和屋面恒荷载及活荷载标准值。3.1.1 楼面荷载A、复合木地板20厚硬木地板与软制衬垫 0.02

23、5;5=0.120厚1：3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4混凝土板自重 0.1×25=2.5 YX51-305-915压型钢板 0.078 轻钢龙骨吊顶 0.12 合计 3.20 B、石材楼面20厚大理石楼面 0.02×28=0.5630厚1：2干硬性水泥砂浆结合层 0.03×20=0.6混凝土板自重 0.1×25=2.5 YX51-305-915压型钢板 0.078 轻钢龙骨吊顶 0.12 合计 3.86 C、地砖楼面10厚地砖楼面 0.01×22=0.225厚1：1干水泥细砂浆结合层 0.005×20=0.1 30

24、厚C20细石混凝土 0.03×22=0.66 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 混凝土板自重0.1×25=2.5 YX51-305-915压型钢板 0.078 轻钢龙骨吊顶 0.12 合计 3.86 3.1.2 屋面荷载3+3厚双层APP改性沥青防水卷材0.35 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 聚苯乙烯保温层 0.1520厚1：3水泥砂浆找平 0.02×20=0.4 混凝土板自重 0.1×25=2.5 YX51-305-915压型钢板 0.078 轻钢龙骨吊顶 0.12 合计 4.03.1.3 梁间荷载

25、（1）外纵墙 A（D）轴线 折算线荷载（2）内纵墙 B（C）轴线 折算线荷载 =1.28（3）外横墙 1轴线 折算线荷载 0.65×（）=1.84 12轴线 折算线（4）内横墙 纸面石膏板0.49×（）=1.39（5）梁自重 1）主梁 主梁结构自重 7厚膨胀型防火涂 装饰 0.02 合计 0.77 2）连系梁 主梁结构自重 7厚膨胀型防火涂料 装饰 0.02 合计 0.743）次梁 次梁结构自重 7厚膨胀型涂料 装饰 0.02 合计 0.59（6）柱 柱结构自重 40厚非膨胀型防火涂料 装饰 0.02 合计 2.05（7）女儿墙和钢构架 女儿墙 0.5×0.65=

26、0.32 钢构架 0.5 合计 0.823.2 活荷载标准值计算根据建筑结构荷载规范1确定活荷载标准值。不上人屋面 0.5；楼面（实验室与办公室） 2.0；走廊 2.5雪荷载 。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，取两者较大值，即0.5。3.3 竖向荷载作用下横向框架受力计算取图2-2所示4号轴线处典型横向框架进行计算，由于结构和荷载均对称，故取一半结构进行计算，即只算A-B轴线和B-C轴线。内力计算均针对该框架。3.3.1 A-B轴线间框架梁次梁自重 ；楼面板传恒载=；楼面传活载=；屋面传恒载=；屋面传活载=。A-B轴间框架梁集中荷载为：楼面梁恒载=梁自重+板传荷载=2.66+31.68=34.3

27、4；楼面梁活载=板传荷载=19.8；屋面梁恒载=梁自重+板传荷载=2.66+39.6=42.26；屋面梁活载=板传荷载=4.95。A-B轴间框架梁均布荷载为：楼面梁均布荷载=主梁自重+隔墙自重=0.77+1.38=2.15；屋面梁均布荷载=主梁自重=0.77。3.3.2 B-C轴线间框架梁仅有均布荷载，即主梁自重=0.77.3.3.3 A轴线柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=女儿墙及构架自重+连系梁自重+板传荷载=；顶层柱活载=板传活载=；标准层柱恒载=外纵墙自重+连系梁自重+板传荷载=；标准层柱活载=板传荷载=；3.3.4 B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=连系梁自重+板传荷载= ；

28、顶层柱活载=板传活载=；标准层柱恒载=内纵墙自重+连系梁自重+板传荷载=；标层柱活载=板传活载=3.3.5 柱重底柱自重=；标准层柱自重=；结构在竖向恒荷载和竖向活荷载作用下框架计算简图如图3-1，3-2所示。（a）电算（b）手算图 31楼面和屋面永久荷载标准值()（a）电算 （b）手算图 32楼面活荷载和屋面活荷载标准值（）3.4 风荷载计算根据文献建筑结构荷载规范1计算主要承重结构时，风荷载标准值为：。由于是框架结构，且结构对称，可将均布风荷载简化为作用在屋面梁和楼面节点处的集中风荷载：。风荷载标准值（）集中风荷载标准值（）风振系数，本结构低于30m，且高跨比小于1.5，同时本结构不属于高

29、耸结构和大跨度屋盖结构，则可捕考虑风压脉动产生的风震影响，即取=1.0。风荷载体型系数，根据文献建筑结构荷载规范1，选择第15项，迎风墙体+0.8，背风墙体-0.5，等效体型系数为1.3。风压高度变化系数，因建筑地点位于市区，文献建筑结构荷载规范1，所以地面粗糙度为C类。基本风压，（常熟市五十年一遇）。下层柱高。上层柱高，顶层取女儿墙两倍高度。迎风面宽度，为4.5m。表 31集中风荷载标准值层号离地高度(m)迎风背风413.650.741.0+0.8-0.50.4333.30.53.70310.350.741.0+0.8-0.50.4333.33.36.4327.050.741.0+0.8-0

30、.50.4333.33.36.4313.750.741.0+0.8-0.50.4333.853.36.97风荷载作用下框架计算简图见图3-3（a）电算（b）手算图 33水平风荷载标准值作用下的计算简图（）3.5 地震荷载计算3.5.1 结构自重计算 屋盖自重=； 楼盖自重=； 梁自重： 主梁自重= 连系梁自重= 次梁= 合计=35.97kN； 柱自重： 底层柱自重=； 标准层柱自重=； 墙自重：标准层外纵墙自重=；标准层内纵墙自重=；标准层内横墙自重=；女儿墙及构架自重=。 底层外纵墙自重=； 底层内纵墙自重=； 底层内横墙自重=；3.5.2 重力荷载代表值计算根据文献建筑结构荷载规范1计算作

31、用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值：屋面梁处=结构和构件自重+1/2×雪载；楼面梁处=结构和构件自重+1/2×活载。其中结构和构件自重取楼面上、下1/2层高范围内的结构和构件自重（屋面梁处取顶层的一半）。计算结果如下：=；=；=；。3.5.3 多遇水平地震作用下标准值计算根据建筑抗震设计规范4，建筑物高度为15.9m，不超过40m，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法来简化计算水平地震作用。，取，查表得，又对不超过12层的钢结构，在多遇地震下取由<<， 则；。由>，则；。图 34各层重力荷载代表值第4章 水平荷载作用下横向框架位移计算4.1

32、 风荷载作用下的位移验算根据图3-3（b）所示荷载计算位移。4.1.1 柱D值计算表 41标准层柱D值计算构件名称A/D轴柱0.1492249B/C轴柱0.4036084表 42底层柱值计算构件名称A/D轴柱0.3793590B/C轴柱0.57654564.1.2 风荷载作用下位移验算根据高层民用建筑钢结构技术规程2，结构按一阶线弹性计算所得各楼层层间相对侧移值。即：表示第j层的层间位移。表示第j层的剪力。表示第j层的总体抗侧刚度。表 43风荷载作用下框架侧移计算层号43.703.70166660.0002236.4310.13166660.0006126.4316.56166660.0009

33、916.9723.53180920.00134.1.3 侧移验算由表4-3所示层间侧移最大值<，满足要求；柱顶侧移最大值<，满足要求。4.2 地震作用下地震力计算及位移验算地震力及位移计算见表4-4。表 44横向水平地震作用下框架侧移计算层号4370.6513.654292.7911.2311.23166660.000673405.8110.354200.1310.9922.22166660.00132405.817.052860.967.4829.70166660.00171411.843.751544.404.0433.74180920.0019由表4-4所示层间侧移最大值&l

34、t;，满足要求；柱顶侧移最大值<，满足要求。第5章 横向框架内力计算根据建筑结构荷载规范1，要考虑如下几种受荷情况：1、恒载计算，2、活荷载满跨布置，3、风荷载作用，4、横向水平地震作用。根据高层民用建筑钢结构技术规程2，本结构层高小于40m，可不考虑竖向地震作用。1、2两种情况，框架在竖向荷载作用下，采用分层法计算，3、4两种情况，框架在水平荷载作用下，采用D值法计算。符号规定：内力图表示中，轴力取受压为正（梁不考虑轴力），剪力取使构件截面产生顺时针转动趋势为正，弯矩图中不标正负，画在受拉一侧。荷载组合时，弯矩有正负，梁弯矩取下拉为正，柱弯矩取左拉为正。由于结构和荷载均对称，因此手算内

35、力可以只取一半结构。图5-1为为半结构分层法示意图。图 51分层法分层示意图5.1 恒荷载作用下内力计算5.1.1 四层（屋面层）框架计算（a）荷载标准值简图（）（b）左图加刚臂后弯矩图（）图 52四层框架计算简图假定柱的远端是固定的，为减小这一假定带来的误差，将除底层柱外的其他各层柱的线刚度乘以0.9加以修正，传递系数修正为1/3，底层线刚度不变，传递系数为1/2。修正后的相对线刚度，分配系数，传递系数见图5-3。（a）相对线刚度 （b）分配系数 （c）传递系数图 53四层框架力矩分配的参数力矩分配过程见图5-4。图 54四层框架力矩分配过程（）5.1.2 标准层（以第三层为例）框架计算（a

36、）荷载标准值简图 （） （b）左图加刚臂后弯矩图（）图 55三层框架计算简图相对线刚度、分配系数、传递系数见图5-6。（a）相对线刚度 （b）分配系数 （c）传递系数图 56框架力矩分配的参数力矩分配过程见图5-7图 57三层框架力矩分配过程5.1.3 底层框架计算（a）荷载标准值简图 （） （b）左图加刚臂后弯矩图（）图 58底层框架计算简图相对线刚度、分配系数、传递系数见图5-9。（a）相对线刚度 （b）分配系数 （c）传递系数图 59底层框架力矩分配的参数力矩分配过程见图5-10图 510底层框架力矩分配过程（）5.1.4 不平衡力矩二次分配图 511不平衡弯矩二次分配（）5.1.5 恒

37、载作用下框架内力图将分层法所得各层弯矩叠加得框架内力图，见图5-12至5-14。（a）电算（b）手算图 512恒载标准值作用下框架弯矩图（）（a）电算（）手算图 513恒荷载标准值作用下框架剪力图（）（a）电算（b）手算图 514恒荷载标准值作用下框架轴力图5.2 活荷载标准值作用下内力计算5.2.1 四层（屋面层）框架计算（a）荷载标准值简图 （） （b）左图加刚臂后弯矩图（）图 515四层框架计算简图相对线刚度、分配系数、传递系数与计算恒载时相同，见图5-16。（a）相对线刚度 （b）分配系数 （c）传递系数图 516四层框架力矩分配的参数弯矩传递过程见5-17。图 517四层框架力矩分配

38、过程（）5.2.2 标准层（以第三层为例）框架计算（a）荷载标准值简图 （） （b）左图加刚臂后弯矩图（）图 518三层框架计算简图相对线刚度、分配系数、传递系数与计算恒载时相同，见图5-19。（a）相对线刚度 （b）分配系数 （c）传递系数图 519三层框架力矩分配的参数力矩分配过程见图5-20图 520三层框架力矩分配过程（）5.2.3 底层框架计算（a）荷载标准值简图 （） （b）左图加刚臂后弯矩图（）图 521底层框架计算简图相对线刚度、分配系数、传递系数见图5-22。（a）相对线刚度 （b）分配系数 （c）传递系数图 522底层框架力矩分配的参数力矩分配过程见图5-23图 523底层

39、框架力矩分配过程（）5.2.4 不平衡力矩二次分配图 524活荷载作用下框架弯矩图（）5.2.5 活载作用下框架内力图将分层法所得各层弯矩叠加得框架内力图，见图5-25至5-27。（a）电算（b）手算图 525活荷载作用下框架弯矩图（）（a）电算（a）手算图 526活荷载标准值作用下框架剪力图（）（a）电算（b）手算图 527活荷载标准值作用下框架轴力图（）5.3 风荷载作用下的内力计算框架在风荷载作用下的内力用D值法进行计算，利用如下公式。 ，其中：反弯点高度比；标准反弯点高度比，与总层数和框架梁柱线刚度比有关；上下梁线刚度比对反弯点高度的影响；、层高变化对反弯点高度的影响；第i层m柱所分配

40、的剪力。5.3.1 框架柱反弯点位置。表 51框架柱反弯点位置A/D轴线层号43.30.3510.1760000.1760.58133.30.3510.3260000.3261.07623.30.3510.50000.51.65013.850.4110.7440000.7442.864B/C轴线层号43.31.3150.3660000.3661.02833.31.3150.450000.451.48523.31.3150.4660000.4661.53813.851.5400.6340000.6342.4115.3.2 框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算；由节点弯矩平衡求梁端弯矩，梁弯矩的分配按

41、照线刚度平分。中柱两端梁，边柱处梁。5.3.3 风荷载作用下的内力计算表 52风荷载作用下框架剪力和梁柱端弯矩A/D轴线层号43.701666622490.1350.500.5811.360.291.36310.131666622490.1351.371.0763.041.473.33216.561666622490.1352.231.6503.693.695.16123.531809235900.1984.672.8644.6013.378.29B/C轴线层号43.701666660840.3651.351.2082.831.630.762.07310.131666660840.3653.7

42、01.4856.715.492.236.11216.561666660840.3656.051.53810.659.304.3111.83123.531809254560.3027.102.41110.2117.115.2114.305.3.4 风荷载作用下的内力图见图5-28至图5-30（a）电算（b）手算图 528风荷载标准值作用下框架弯矩图（）图 529风荷载标准值作用下手算框架剪力图（）图 530风荷载标准值作用下手算框架轴力图（）5.4 横向地震作用下内力计算框架在横向水平地震作用下的内力计算同风荷载作用的计算，也用D值法进行计算。反弯点高度也同风荷载下反弯点高度，见表5-1。5.4

43、.1 横向水平地震作用下框架柱剪力和梁端弯矩表 53横向水平地震作用下框架柱剪力和梁端弯矩A/D轴线层号411.231666622490.1351.520.5814.120.884.12322.221666622490.1353.001.0766.673.237.55229.701666622490.1354.011.6506.616.619.84133.741809235900.1986.702.8646.6019.1713.21B/C轴线层号411.231666660840.3654.101.2088.584.952.296.29322.221666660840.3658.111.4851

44、4.7212.055.2514.42229.701666660840.36510.841.53819.1016.688.3222.83133.741809254560.30210.172.41114.6424.538.3622.965.4.2 横向水平地震作用下框架内力图见图5-31至图5-33（a）电算（b）手算图 531横向水平地震力标准值作用下框架弯矩图（）图 532横向水平地震力标准值作用下手算框架剪力图（）图 533横向水平地震力标准值作用下手算框架轴力图（）5.5 手算内力与电算内力的比较和分析。在内力计算时，列出了恒载标准值、活载标准值、恒载的弯剪轴内力、活载的弯剪轴内力、风荷载

45、的弯矩、地震荷载的弯矩的手算结果和PKPM电算结果的对比，可以看到手算结果和电算结果误差并不是很大。下以恒荷载标准值作用下的框架弯矩图为例，分析手算结果与电算结果的细微差别。以恒荷载标准值作用为例，列出四种情况弯矩图（单位均为）a、未考虑结构找坡PKPM电算b、考虑3%结构找坡PKPM电算c、未考虑结构找坡手算d、未考虑结构找坡有限元软件电算（使用结构力学求解器，求解在图4a荷载作用下，4号轴线平面框架内力）。分别见图5-34至5-37。图 534未考虑结构找坡PKPM电算内力图 535考虑3%结构找坡PKPM电算内力图 536未考虑结构找坡手算内力图 537未考虑结构找坡有限元电算内力比较图

46、5-34和5-35，可以发现，同样用PKPM计算，考虑与不考虑3%结构找坡，内力误差仅在1.6% 1.9%之间，完全在工程误差允许范围之内。因此手算时为计算方便不考虑3%结构找坡是合理的。比较图5-34和5-36，可以发现同样没考虑结构找坡，手算结果与电算结果误差在2%7%之间，误差较大。分析原因：电算考虑了重力放大系数；另外手算采用分层法计算时，最后只对不平衡弯矩进行二次分配，并没有进行多次的再分配再传递，这样必然结果不如电算结果精确。比较图5-34和5-37，可以发现，同样是电算，PKPM与有限元软件计算结果误差在1%5%之间，其中PKPM在节点处内力偏小，跨中内力偏大。分析原因：PKPM考虑了空间扭转效应导致节点变弱，内力降低，较符合实际情况。第6章 内力组合根据高层民用建筑钢结构技术规程2进行内力组合，考虑如下组合