4989.6平米5层框架结构图书馆毕业设计计算书

1、华北水利水电大学毕业设计 目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc2462 摘 要 PAGEREF _Toc2462 3 HYPERLINK l _Toc2349 Abstract PAGEREF _Toc2349 4 HYPERLINK l _Toc15197 第1章 工程概况 PAGEREF _Toc15197 5 HYPERLINK l _Toc5285 第2章 结构选型与布置 PAGEREF _Toc5285 5 HYPERLINK l _Toc29176 2.1 结构承重方案选择 PAGEREF _Toc29176 5 HYPERLINK l _Toc1341

2、7 2.2 结构布置 PAGEREF _Toc13417 6 HYPERLINK l _Toc23562 第3章 框架计算简图及梁柱截面尺寸的确定 PAGEREF _Toc23562 6 HYPERLINK l _Toc23999 3.1 计算单元选取 PAGEREF _Toc23999 6 HYPERLINK l _Toc24199 3.2 梁柱截面尺寸初定 PAGEREF _Toc24199 6 HYPERLINK l _Toc15207 3.2.1 主梁尺寸 PAGEREF _Toc15207 7 HYPERLINK l _Toc29771 3.2.2 次梁尺寸 PAGEREF _Toc

3、29771 7 HYPERLINK l _Toc21382 3.2.3 柱截面尺寸 PAGEREF _Toc21382 8 HYPERLINK l _Toc11747 3.2.4 楼板尺寸 PAGEREF _Toc11747 10 HYPERLINK l _Toc18945 3.3 结构计算简图 PAGEREF _Toc18945 10 HYPERLINK l _Toc4843 第4章 荷载计算 PAGEREF _Toc4843 10 HYPERLINK l _Toc8951 4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值 PAGEREF _Toc8951 10 HYPERLINK l _Toc8684 4

4、.1.1 屋面恒荷载标准值（上人）(图4-1a） PAGEREF _Toc8684 10 HYPERLINK l _Toc17970 4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值 PAGEREF _Toc17970 13 HYPERLINK l _Toc10913 4.2.1 楼面恒载标准值 PAGEREF _Toc10913 13 HYPERLINK l _Toc11140 4.2.2 楼面活荷载标准值 PAGEREF _Toc11140 14 HYPERLINK l _Toc30841 4.3 次梁受力 PAGEREF _Toc30841 14 HYPERLINK l _Toc21552 4.3.1屋

5、面次梁 PAGEREF _Toc21552 14 HYPERLINK l _Toc9462 4.3.2 楼面次梁 PAGEREF _Toc9462 14 HYPERLINK l _Toc17363 4.4 内外墙构造做法及恒载标准值 PAGEREF _Toc17363 15 HYPERLINK l _Toc15579 4.4.1 内墙 PAGEREF _Toc15579 15 HYPERLINK l _Toc30040 4.4.1 外墙 PAGEREF _Toc30040 15 HYPERLINK l _Toc13268 4.5 屋面框架节点集中荷载标准值 PAGEREF _Toc13268

6、16 HYPERLINK l _Toc2172 4.5.1 恒载 PAGEREF _Toc2172 16 HYPERLINK l _Toc16989 4.5.2 活载 PAGEREF _Toc16989 17 HYPERLINK l _Toc29849 4.6 楼面框架节点集中荷载标准值 PAGEREF _Toc29849 17 HYPERLINK l _Toc26619 4.6.1 恒载 PAGEREF _Toc26619 17 HYPERLINK l _Toc12935 4.6.2 活载 PAGEREF _Toc12935 18 HYPERLINK l _Toc23543 4.7 风荷载

7、PAGEREF _Toc23543 19 HYPERLINK l _Toc7901 4.8 地震作用 PAGEREF _Toc7901 19 HYPERLINK l _Toc18750 4.8.1 建筑物总重力荷载代表值Gi的计算 PAGEREF _Toc18750 19 HYPERLINK l _Toc7890 4.8.2 地震作用计算 PAGEREF _Toc7890 21 HYPERLINK l _Toc22047 第5章 框架内力计算 PAGEREF _Toc22047 24 HYPERLINK l _Toc9614 5.1 恒载作用下的框架内力 PAGEREF _Toc9614 24

8、 HYPERLINK l _Toc16111 5.1.1 弯矩分配系数 PAGEREF _Toc16111 24 HYPERLINK l _Toc25778 5.1.2 杆件固端弯矩 PAGEREF _Toc25778 26 HYPERLINK l _Toc17121 5.1.4 内力计算 PAGEREF _Toc17121 29 HYPERLINK l _Toc2648 5.2 活载作用下的框架内力 PAGEREF _Toc2648 35 HYPERLINK l _Toc23704 5.2.1.杆件固端弯矩 PAGEREF _Toc23704 35 HYPERLINK l _Toc16349

9、 5.2.2各节点不平衡弯矩： PAGEREF _Toc16349 36 HYPERLINK l _Toc19506 5.2.3 梁的内力计算 PAGEREF _Toc19506 37 HYPERLINK l _Toc30769 5.3 风荷载作用下的位移、内力计算 PAGEREF _Toc30769 42 HYPERLINK l _Toc26347 5.3.1 框架侧移 PAGEREF _Toc26347 42 HYPERLINK l _Toc20872 5.3.2 层间侧移 PAGEREF _Toc20872 42 HYPERLINK l _Toc130 5.3.3 顶点侧移 PAGERE

10、F _Toc130 43 HYPERLINK l _Toc11671 5.3.4 水平风载作用下框架层间剪力 PAGEREF _Toc11671 43 HYPERLINK l _Toc9468 5.3.5 水平风载作用下框架弯矩、剪力、轴力 PAGEREF _Toc9468 43 HYPERLINK l _Toc31948 5.4 地震作用下横向框架的内力计算 PAGEREF _Toc31948 48 HYPERLINK l _Toc19856 5.4.1 0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算 PAGEREF _Toc19856 48 HYPERLINK l _Toc23577 第

11、6章 框架内力组合 PAGEREF _Toc23577 58 HYPERLINK l _Toc20910 6.1 弯矩调幅 PAGEREF _Toc20910 58 HYPERLINK l _Toc25166 6.2 内力组合 PAGEREF _Toc25166 59 HYPERLINK l _Toc7554 第7章 框架梁、柱截面设计 PAGEREF _Toc7554 59 HYPERLINK l _Toc8473 7.1 梁端弯矩、剪力 PAGEREF _Toc8473 59 HYPERLINK l _Toc16747 7.2 柱端弯矩 PAGEREF _Toc16747 60 HYPER

12、LINK l _Toc16159 第8章 楼梯结构设计计算 PAGEREF _Toc16159 61 HYPERLINK l _Toc18997 8.1 梯段板的计算 PAGEREF _Toc18997 61 HYPERLINK l _Toc31696 8.2 休息平台板的计算 PAGEREF _Toc31696 62 HYPERLINK l _Toc13025 8.3 梯段梁TL-1的计算 PAGEREF _Toc13025 63 HYPERLINK l _Toc23250 第9章 现浇楼面设计 PAGEREF _Toc23250 64 HYPERLINK l _Toc25747 9.1 荷

13、载 PAGEREF _Toc25747 64 HYPERLINK l _Toc27465 9.1.1楼面板上荷载 PAGEREF _Toc27465 64 HYPERLINK l _Toc12588 9.1.2 屋面板上荷载（上人） PAGEREF _Toc12588 64 HYPERLINK l _Toc16290 9.1.3 屋面板上荷载（不上人） PAGEREF _Toc16290 65 HYPERLINK l _Toc26964 9.2 配筋计算 PAGEREF _Toc26964 65 HYPERLINK l _Toc19633 9.2.1楼面板配筋计算 PAGEREF _Toc19

14、633 65 HYPERLINK l _Toc8752 9.2.2 屋面板配筋计算 PAGEREF _Toc8752 71 HYPERLINK l _Toc35 第10章 基础设计 PAGEREF _Toc35 75 HYPERLINK l _Toc29547 10.1 设计资料 PAGEREF _Toc29547 76 HYPERLINK l _Toc14556 10.2 独立基础设计 PAGEREF _Toc14556 76 HYPERLINK l _Toc30363 10.2.1 荷载计算 PAGEREF _Toc30363 76 HYPERLINK l _Toc3931 10.2.2

15、确定基础底面积 PAGEREF _Toc3931 77 HYPERLINK l _Toc6807 10.2.3 抗震验算 PAGEREF _Toc6807 79 HYPERLINK l _Toc22048 10.3 基础结构设计 PAGEREF _Toc22048 79 HYPERLINK l _Toc12989 10.3.1 荷载设计值 PAGEREF _Toc12989 79 HYPERLINK l _Toc14956 10.3.2 A柱 PAGEREF _Toc14956 80 HYPERLINK l _Toc10559 10.3.3 B柱 PAGEREF _Toc10559 81 HY

16、PERLINK l _Toc28625 附录一 PAGEREF _Toc28625 82 HYPERLINK l _Toc13545 附录二 PAGEREF _Toc13545 117 HYPERLINK l _Toc13822 附录三 PAGEREF _Toc13822 123 HYPERLINK l _Toc14772 附表 PAGEREF _Toc14772 135摘 要 本设计是郑州市某高校图书馆的建筑与结构设计，该建筑为现浇钢筋混凝土框架结构。建筑总体型接近对称。此种较为规则的建筑体型不但便于施工，而且有利于结构抗震。本设计的主要任务是由已有的建筑图、建筑总说明和地质报告对该建筑进行

17、结构设计。包括结构概念设计和结构设计计算。在概念设计中，合理的选择了结构的体系并对结构的平面进行了布置，同时估算了梁柱的截面尺寸，选择了合适的基础布置形式。在概念设计完成后，选取横向一榀框架进行手算。其计算过程包括：荷载统计、水平地震作用、水平风荷载作用、竖向荷载作用以及活荷载作用下此一榀框架的内力计算、内力组合、梁柱截面设计。在计算书中还进行了板、楼梯的配筋计算和基础的设计, 另外运用PKPM结构设计软件对整体结构进行建模，得到整体框架结构内力信息，并以此信息对楼板及基础进行整体设计。最后用PKPM进行校核。 关键词：框架结构、 内力组合、 截面设计Abstract This paper d

18、escribes the architecture and design of a university library in Zhengzhou City . The building is structure of cast-in-place reinforced concrete frame system. The symmetrical shape is not only convenient to the construction, but also is beneficial to the durability of the structure in earthquake. Thi

19、s structural design is made according to the architecture design, chief architecture instruction and geologic report all of which are already in hand. It is included with concept design and structural calculation. In the concept design procession, the structure system is selected reasonedly and the

20、plane layout of the structure is also chosen. Meanwhile the sectional dimension of beams and columns are estimated and the form of concrete foundation are prepared in this period. After the concept design procession, one piece of crosswise frame is selected for calculation by hand. The calculation p

21、rocession includes: the load calculation, horizon earthquake effect calculation, horizon wind load calculation, vertical load calculation and live load calculation. And the frame internal force calculation, internal forces combination and section design of beams and columns are done in the structura

22、l calculation procession. There are also calculation for the slab reinforcement and design of foundation in the calculation sheet.In addition, the structural design software PKPM is used for model building for the entire structural in order to get the overall structure internal force information whi

23、ch is used for the overall designing for the slab and the base. At last the PKPM is used to check the results of calculation by hand.Keywords: Frame, Internal force combination, Cross section design 第1章 工程概况(1) 工程名称：郑州市某高校图书馆(2) 建设地点：郑州市区(3) 建筑面积：4989.6mm2。(4) 建筑高度：共21.45m,共5层,层高4.2m,室内外高差0.45m。(5)

24、风雪条件：基本风压为0.45kN/m2（n=50年);基本雪压为0.40kN/m2（n=50年）。(6) 工程抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组，查建筑抗震设计规范（GB500112010），抗震等级为三级。(7) 工程地质：场地、地质情况：场地平坦、无障碍物，经地质、文物勘探，地质良好，地下无古代建筑，地基土为粘性土为主，建筑场地类别为类， 地基土承载力为180kN/m2。(8) 材料选用：混凝土：C30；钢 筋：钢筋选用HPB300级、HRB400级；墙 体：外墙、内墙均采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（=5.5kN/m3）；门 窗：塑钢窗（=0.45k

25、N/m2），木门（=0.20kN/m2）。第2章 结构选型与布置2.1 结构承重方案选择本工程采用现浇钢筋混凝土框架结构，建筑形状为一字型。1. 梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构2. 墙体厚度：外墙:200mm，内墙:200mm3. 楼梯采用现浇板式楼梯4. 基础采用柱下独立基础2.2 结构布置结合建筑的平面、立面和剖面布置情况，本图书馆的结构柱网平面布置如图2-1所示。 2-1结构柱网平面布置第3章 框架计算简图及梁柱截面尺寸的确定3.1 计算单元选取框架计算单元如图3-1所示，取2号轴上的一榀框架计算。假设框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形

26、心轴之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面。如图3-2所示。3.2 梁柱截面尺寸初定根据建筑抗震设计规范第6.3.1，梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1、截面宽度不宜小于200mm；2、截面高宽比不宜大于4；3、为了避免发生剪切破坏，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。3.2.1 主梁尺寸框架结构中梁截面高度h一般取计算跨度的1/121/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时宜取上限值。同时为防止梁产生脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度可取梁高的1/3.51/2，同时不应小于200mm。主梁截面尺寸的确定：横向框架梁：h=(1/121/8)6600=550825（mm）,

27、取700mm； b=(1/3.51/2)700=171300（mm）, 取 300mm。纵向框架梁：h=(1/121/8)7200=600900 （mm）, 取700mm； b=(1/3.51/2)700=171300（mm）, 取 300mm。3.2.2 次梁尺寸次梁截面高度取计算跨度的h=(1/181/12)l。次梁：h=(1/181/12)6600=367550（mm)，取 500mm； b=(1/3.51/2)500=129250（mm）, 取250mm。 3-1计算单元 综上所述，在本设计中，梁截面尺寸初选如下：横向框架主梁的截面尺寸为（300700）mm，纵向框架主梁的截面尺寸为（

28、300700）mm，次梁的截面尺寸为（250500）mm。3.2.3 柱截面尺寸框架柱的截面尺寸一般根据轴压比限值按下列公式估算：其中:N柱组合的轴压力设计值,； 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3,不等跨内取1.25,等跨内柱取1.2； gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际计算，也可近似取1215 kN/m2； n验算截面以上楼层层数； F按简支状态计算的柱的负载面积； Ac柱截面面积； N框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级抗震等级分别取0.65、0.75、0.85； 混凝土轴心抗压强度设计值；本工程抗震等级为三级，轴压比限值N=0.85，各层重力荷载代表值近

29、似取14.0 kN/m2。中柱的负载面积: 7.26.6=47.52边柱的负载面积：7.23.3=23.76边柱：中柱：为了方便施工取边柱与中柱的截面相同，取柱截面为正方形，根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱的截面尺寸为，此时Ac=360000mm2319846mm2,所以满足要求。3.2.4 楼板尺寸 考虑跨高比和活载较大这两个因素：楼板厚度 b=(1/451/40)3600=8090（mm）。对于现浇楼板要求，则取板厚。3.3 结构计算简图计算简图见图3-2。第4章 荷载计算4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值4.1.1 屋面恒荷载标准值（上人）(图4-1a） 30厚细石混凝土保护层

30、 240.03=0.72 三毡四油防水层 0.40 20厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40 150厚水泥蛭石保温层 0.155=0.75 130厚钢筋混凝土板 0.1325=3.25 V形钢龙骨吊顶 0.2 屋面恒载标准值为： 5.72 恒载作用下计算简图4-1（a）梁自重AB、BC、CD跨： 0.3（0.7-0.13）25=4.28梁侧粉刷： 2（0.7-0.13）0.01517=0.29 4.57 作用在顶层框架梁上的线恒载标准值为 ：梁自重： g5AB1 =g5BC1= g5CD1= 4.57 板传来的荷载： g5AB2 =g5BC2= g5CD2= 5.723.6=20.59 4

31、.1.2 屋面活荷载标准值（图4-1b） 4-1活载作用下结构计算简图(b)作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为: q5AB=q5BC=q5CD=2.03.6=7.2 4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值4.2.1 楼面恒载标准值 水磨石楼面： 12厚1：2水泥石子磨光 素水泥浆结合层一道18厚1：3水泥砂浆找平层 0.65 130厚钢筋混凝土楼板 3.25 V形钢龙骨吊顶 0.2 楼面恒载标准值为： 4.10 梁自重 （AB、BC、CD跨） 4.28 梁侧粉刷 0.29 4.57 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为:梁自重： gAB1 =gBC1= gCD1= 4.57 板传来的荷载： gA

32、B2 =gBC2= gCD2= 4.13.6=14.76 4.2.2 楼面活荷载标准值 如（图4-1b）所示作用在楼层框架梁上的线活荷载标准值为： q5AB=q5BC=q5CD=5.03.6=18 4.3 次梁受力 4.3.1屋面次梁 次梁自重： 0.25（0.5-0.13）25=2.31 梁侧粉刷： 2（0.5-0.13）0.01517=0.19 2.50 次梁自重传给框架纵梁的集中荷载： 0.52.56.6=8.25 屋面板自重通过次梁传给框架纵梁的集中荷载: 9.61.8/25.72=49.42 次梁传给纵向框架梁的集中荷载： 57.67 活载通过次梁传给纵向框架梁的集中荷载： 9.61

33、.8/22.0=17.28 4.3.2 楼面次梁 次梁自重传给框架纵梁的集中荷载 0.52.56.6=8.25 屋面板自重通过次梁传给框架纵梁的集中荷载 9.61.8/24.1=35.42 次梁传给纵向框架梁的集中荷载： 43.67 活载通过次梁传给纵向框架梁的集中荷载： 9.61.8/25.0=43.2 4.4 内外墙构造做法及恒载标准值4.4.1 内墙15厚1：3水泥砂浆 0.01520=0.305厚1：2水泥砂浆 0.00520=0.10200厚加气混凝土砌块 0.25.5=1.1 1.54.4.1 外墙15厚1：3水泥砂浆 0.01520=0.30内饰面（15厚1：3水泥砂浆，5厚1：

34、2水泥砂浆 ） 0.403厚1：1水泥砂浆加水重20%白色乳胶镶贴 0.065厚陶瓷锦砖水泥砂浆擦缝 0.12200厚加气混凝土砌块 1.1 1.984.5 屋面框架节点集中荷载标准值4.5.1 恒载边跨连系梁自重 0.3(0.7-0.13)7.225=30.78粉刷 2(0.7-0.13)0.0157.217=2.091.2m高女儿墙 1.27.21.98=17.11连系梁传来屋面自重 3.61.85.72=37.07次梁传给纵向框架梁的集中荷载 57.67 顶层边节点集中荷载 G5A=G5D=144.72中柱连系梁自重 30.78粉刷 2.09连系梁传来屋面自重 3.61.825.72=7

35、4.13次梁传给纵向框架梁的集中荷载 57.6742=115.34顶层中节点集中荷载 G5B=G5C=222.344.5.2 活载Q5A=Q5D=3.61.82+17.28=30.24 Q5B=Q5C=3.61.822+17.282=60.484.6 楼面框架节点集中荷载标准值计算简图见（图4-3）4.6.1 恒载边柱连系梁自重 30.78粉刷 2(0.7-0.13)0.0157.217=2.09连系梁传来屋面自重 3.61.84.1=26.57次梁传给纵向框架梁的集中荷载 43.67 103.11中间层边节点集中荷载： GA=GD=103.11 框架自重： GA=GD=0.60.64.225

36、=37.80 中柱连系梁自重 30.78粉刷 2(0.7-0.13)0.0157.217=2.09连系梁传来屋面自重 3.61.824.1=53.14次梁传给纵向框架梁的集中荷载 243.67=87.34173.35中间层中节点集中荷载： GA=GD=173.35 框架自重： GB=GC=0.60.64.225=37.804.6.2 活载QA=QD=3.61.85+43.2=75.60QB=QC=3.61.825+43.22=151.204.7 风荷载已知基本风压W0 =0.45kN/m2，本工程为郑州市某高校图书馆，地面粗糙度属B类，按荷载规范。风载体型系数：迎风面为0.8；背风面为0.5，

37、因结构高度H 30 m（从室外地面算起），取风振系数，计算过程（如表4-1所示），风荷载图（见图4-4）： 表 4-1风荷载计算 层次zsZ(m)zW0(kN/m2)A(m2)Pi(kN)51.01.321.451.2750.4523.7617.7241.01.317.251.1900.4530.2421.0531.01.313.051.0850.4530.2419.1921.01.38.851.0000.4530.2417.6911.01.34.650.9300.4531.8617.334.8 地震作用4.8.1 建筑物总重力荷载代表值Gi的计算（1）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G 55

38、0%雪载： 0.50.450.419.8= 199.58 层面恒载： 5.7250.419.8=5708.10 横梁： 4.5719.88 =723.89次梁： 2.5019.87=346.50 纵梁： 4.5750.44=921.31 女儿墙： 1.21.98（50.4+19.8)2=333.59 柱重： 0.60.6252.132=604.80 横墙： 282.74纵墙： 273.04（忽略内纵墙的门窗按墙重量算）塑钢窗： 23.35 G5= 9416.90（2）集中于三、四、五层处的质点重力荷载代表值G 4G 250%楼面活载： 0.55.050.419.8=2494.80楼面恒载： 4

39、.150.419.8=4091.47横梁： 723.89次梁： 346.5纵梁： 921.31柱重： 0.60.64.22532=1209.6横墙： 282.742=565.48纵墙： 273.042=546.08塑钢窗： 23.352=46.7G4=G3=G2=10945.83集中于二层处的质点重力荷载标准值G1 50%楼面活载： 2494.80楼面恒载： 4091.47横梁： 723.89次梁： 346.50纵梁： 921.31柱重： 1346.40 横墙： 629.43纵墙： 607.84塑钢窗： 46.70G1=11208.344.8.2 地震作用计算 （1）框架柱的抗侧移刚度在计算梁

40、、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，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。 表4-2 横梁、柱线刚度 杆件截面尺寸Ec(kN/mm2)I0(mm4)I(mm4)L(mm)(kNmm)相对刚度B(mm)H(mm)边框架梁300700308.5710912.8510966005.8411071中框架梁300700308.57109177911071.334底层框架柱6006003010.81

41、0910.810951506.2911071.077中层框架柱6006003010.810910.810942007.7141071.321每层框架柱总的抗侧移刚度见表4-3 表4-3 框架柱横向侧移刚度D值 项目根数层柱类型及截面二 至 五 层边框架边柱(600600)0.760.2814.694边框架中柱(600600)1.510.4322.564中框架边柱(600600)1.010.3417.8412中框架中柱(600600)2.020.5026.2312底 层边框架边柱(600600)0.930.4913.954边框架中柱(600600)1.860.6117.364中框架边柱(6006

42、00)1.240.5415.3712中框架中柱(600600)2.480.6719.0712注：ic:梁的线刚度，iz：柱的线刚度。底层： D = 4(13.95+17.36)+12(15.37+15.07)=538.52二四层：D =4(14.69+22.56)+12(17.84+26.23)=677.84（2）框架自振周期的计算 表4-4 框架顶点假想水平位移计算表 层Gi(kN)Gi(kN)D(kN/mm)=Gi/D（层间相对位移）总位移 (mm)59416.909416.90677.8413.89251.74410945.8320362.73677.8430.04237.8531094

43、5.8331308.56677.8446.19207.81210945.8342254.39677.8462.34161.62111208.3453462.73538.5299.2899.28则自振周期为： : （考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.6）（3）地震作用计算根据本工程设防烈度7度、类场地土，设计地震分组为第二组，查抗震规范特征周期Tg = 0.40 s，max = 0.12 （TgT1=0.512s5Tg） 结构等效总重力荷载：T1=0.5121.4Tg = 0.56 s，故无需考虑框架顶部附加集中力作用。框架横向水平地震作用标准值为：结构底部：各楼层的地震作用和地震

44、剪力标准值由表4-5计算列出。 表4-5 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 层Hi(m)Gi(kN)GiHi楼层剪力Vi(kN)521.959416.90206700.961271.191271.19417.7510945.83194288.481194.852466.04313.5510945.83148316.00912.133378.1729.3510945.83102343.51629.404007.5715.1511208.3457722.95354.994362.56 注： 第5章 框架内力计算5.1 恒载作用下的框架内力1. 弯矩分配法在竖向荷载作用下较规则的框架产生的侧向位移

45、很小，可忽略不计。框架的内力采用无侧移的弯矩分配法进行简化计算。具体方法是对整体框架按照结构力学的般方法，计算出各节点的弯矩分配系数、计算各节点的不平衡弯矩，然用进行分配、传递，在工程设计中，每节点只分配两至三次即可满足精度要求。5.1.1 弯矩分配系数由于该框架为对称结构，取结构的一半进行简化计算，如下图5-1。 下面计算横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数：节点A1： （相对线刚度见表2-3）得到 节点B1：（相对线刚度见表2-3） 节点A2： 节点B2： 节点A5： 节点B5： 注：A3、B3、A4、B4与相应的A2、B2相同。5.1.2 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

46、以顺时针方向为正。（1）横梁固端弯矩： 1）顶层横梁自重作用：板传来的恒载作用：2）二五层横梁自重作用：板传来的恒载作用：（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5.1.3 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，见图5-2。节点A5：节点B5：节点A1：节点B1：节点A2、A3、A4同A1，节点B2、B3、B4同B1。5.1.4 内力计算根据对称原则，只计算AB、B

47、C跨，进行弯矩分配时，应将节点的不平衡弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。恒载弯矩分配过程见下图5-3，恒载作用下弯矩见图5-4，梁剪力柱轴力见下图5-5。图5-35-4恒载作用下弯矩图（kNm)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的梁剪力，柱轴力。结果见表5-15-4 表5-1 AB跨梁端剪力（kN） 层q(kN/m)(板传来作用)g(kN/m)(自重作用) a(m)l(m)gl/2=(l-a)q/2MAB(kNm)MBA(kNm)Mik/l520.594.571.86.615.0849.42-55.1990.585.3659.14-69.86414.764.571.86.61

48、5.0835.42-54.3767.471.9848.52-52.48314.764.571.86.615.0835.42-51.1468.162.5847.92-53.08214.764.571.86.615.0835.42-52.3267.752.3448.16-52.84114.764.571.86.615.0835.42-48.9268.883.0247.48-53.52 层q(kN/m)( 板传来作用 )g(kN/m)(自重作用)l(m)gl/2=(l-a)q/2520.594.576.615.0849.4264.50-64.50414.764.576.615.0835.4250.5

49、0-50.50314.764.576.615.0835.4250.50-50.50214.764.576.615.0835.4250.50-50.50114.764.576.615.0835.4250.50-50.50 表5-2 BC跨梁端剪力(kN) 表5-3 AB跨跨中弯矩(kNm) 层q(kN/m)(板传来作用)g(kN/m)(自重作用) a(m)l(m)gl/2=(l-a)q/2MAB(kNm)Mik/l520.594.571.86.615.0849.42-55.195.3659.14-52.82414.764.571.86.615.0835.42-54.371.9848.52-36.

50、24314.764.571.86.615.0835.42-51.142.5847.92-37.49214.764.571.86.615.0835.42-52.322.3448.16-37.10114.764.571.86.615.0835.42-48.923.0247.48-38.25 表5-4 柱轴力(kN) 层边柱A轴、D轴中柱B轴、C轴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5柱顶59.14144.7237.80203.86134.36222.3437.80356.70柱底241.66394.504柱顶48.52103.1137.80393.29102.981

51、73.3537.80670.83柱底37.80431.09708.633柱顶47.92103.1137.80582.12103.58173.3537.80985.56柱底103.1137.80619.92173.351023.362柱顶48.16103.1137.80771.19103.34173.3537.801300.05柱底103.1137.80808.99173.351337.851柱顶47.48103.1146.35959.58104.02173.3546.351615.22柱底1005.931661.57 5.2 活载作用下的框架内力 注:计算时按满布活载考虑。5.2.1.杆件固端

52、弯矩 （1）梁固端弯矩：1）顶层： 2)二五层横梁： (2)纵梁偏心引起柱端附加弯矩：（本设计中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁不偏心）顶层外纵梁楼层外纵梁5.2.2各节点不平衡弯矩： 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的柱端弯矩横向附加弯矩之和，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。当AB跨和BC跨布置活载时： 结果如图5-6所示：5.2.3 梁的内力计算活载满跨布置简图如下图5-7。采用弯矩二次分配法计算次序同恒载，如图5-8。满跨活载作用下的梁弯矩、剪力、柱轴力如图5-9、5-10。 根

53、据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出活载作用下的梁剪力、柱轴力结果见表5-5、5-6、5-7、5-8。 图5-8 图5-9 满跨活载弯矩（kNm) 表5-5 满跨活载作用下梁剪力AB跨梁端剪力(kN)层q(kN/m) a(m)l(m)u=(l-a)q/2(kN)MAB(kNm)MBA(kNm)Mik/l57.2 1.86.617.28-16.8725.031.2416.04-18.524181.86.643.20-45.1261.542.4940.71-45.693181.86.643.20-45.9061.542.3740.83-45.472181.86.643.20-46.3961

54、.212.2540.95-45.451181.86.643.20-43.2562.272.8840.32-46.08表5-6 满跨活载作用下BC跨梁端剪力(kN) 层u=(l-a)q/2(kN)(kN)(kN)57.26.617.2817.28-17.284186.643.2043.20-43.203186.643.2043.20-43.202186.643.2043.20-43.201186.643.2043.20-43.20表5-7 满跨活载作用下AB跨跨中弯矩(kNm)层q(kN/m) a(m)l(m)=(l-a)q/2MAB(kNm)Mik/l57.2 1.86.617.28-16.8

55、71.2416.04-14.294181.86.643.20-45.122.4940.71-34.793181.86.643.20-45.902.3740.83-34.412181.86.643.20-46.392.2540.95-34.321181.86.643.20-43.252.8840.32-35.38表5-8 满跨活载作用下柱轴力(kN)层边柱(A轴)中柱（B轴）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516.0430.2446.2835.8060.4896.28440.7175.60162.5988.89151.20336.37340.8375.60279.02

56、88.77151.20576.34240.9575.60395.5788.65151.20816.19140.3275.60511.4989.28151.201056.67 5.3 风荷载作用下的位移、内力计算5.3.1 框架侧移计算结果如表5-9所示 表5-9 风载作用下框架侧移层次层高hi(m)Pik(kN)Vik(kN)D(kN/mm) (mm)总侧移i(mm)54.217.7217.7288.140.203.5144.221.0538.7788.140.443.3134.219.1957.6988.140.662.8724.217.6975.6588.140.862.2114.6517

57、.3392.9868.881.351.355.3.2 层间侧移 其中0.85为位移放大系数。相对侧移：5.3.3 顶点侧移侧移：相对侧移： 满足要求。 5.3.4 水平风载作用下框架层间剪力 计算结果见（图5-11） 5.3.5 水平风载作用下框架弯矩、剪力、轴力本部分计算是利用D值法，D值法为修正反弯点法，修正后柱的抗侧刚度为，式中为柱刚度修正系数，可查相关工具书得到；柱的反弯点高度比修正后可按下式计算：y=y0+y1+y2+y3 ，式中 y0为标准反弯点高度比，是在各层等高、各跨相等、各层梁和柱线刚度都不改变的情况下求得的反弯点高度比；y1为因上、下层梁刚度比变化的修正值；y2为因上层层高

58、变化的修正值； y3为因下层层高变化的修正值。y0，y1，y2，y3的取值见相关计算手册。风荷载作用下的反弯点高度按均布水平力考虑，地震作用下按倒三角分布水平力考虑。D值法具体计算步骤为：先计算各层柱修正后的抗侧刚度D及柱的反弯点高度，将该层层间剪力分配到每个柱，柱剪力分配式为：根据柱剪力和反弯点位置，可计算柱上、下端弯矩为：式中：为第j层第k柱所分配到的剪力；为第j层第k柱的侧向刚度D值；为j层框架柱数；第j层层间剪力；为第j层第k柱的弯矩；为第j层第k柱的反弯点高度比；h为柱高。计算结果见(表5-105-13)。表 5-10 各层柱反弯点位置 层 次柱别K2y23y3y0y5边柱1.010

59、100.350.35中柱2.020100.400.404边柱1.0110100.400.40中柱2.0210100.450.453边柱1.0110100.450.45中柱2.0210100.500.502边柱1.01101.1100.500.50中柱2.02101.1100.500.501边柱1.240.90000.630.63中柱2.480.90000.550.55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。 表5-11 风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩 层次h(m)Vik(kN)D柱别DiViyM下M上54.217.7288.14边柱17.84-3.590.35-5.28-

60、9.804.2中柱26.23-5.270.40-8.85-13.2844.238.7788.14边柱17.84-7.850.40-13.19-19.784.288.14中柱26.23-11.540.45-21.81-26.6634.257.9688.14边柱17.84-11.730.45-22.17-27.1088.14中柱26.23-17.250.50-36.23-36.2324.275.6588.14边柱17.84-15.310.50-32.15-32.15中柱26.23-22.510.50-47.27-47.2714.6592.9868.88边柱15.37-20.750.63-60.79