土木工程结构施工毕业设计（共99页）

1、 PAGE 98目 录 设计说明 1.1 建筑设计说明4 1.2 结构设计说明5结构平面布置 2.1 柱网布置5 2.2 框架结构承重方案选择6 2.3 框架梁、柱截面尺寸确定6荷载标准值计算 3.1 恒载标准值计算11 3.2 活载标准值计算16 3.3 计算竖向荷载作用下框架受荷总图16 3.4 风荷载计算22 3.5 地震荷载作用下的内力和位移计算26 3.6 横向框架的水平地震作用和侧移计算29内力计算 4.1 恒载内力计算35 4.2 活载内力计算43 4.3 重力荷载内力计算49 4.4 风荷载标准值作用下内力计算（D值法）55 4.5 水平地震作用下的内力计算（D值法）62内力组

2、合 5.1 内力组合一般规定69 5.2 框架梁内力组合70 5.3 框架柱内力组合74框架梁、柱截面设计 6.1 框架梁截面设计77 6.2 框架柱截面设计82基础设计 7.1 工程概况91 7.2 框架柱传来荷载确定91 7.3 柱下独立基础设计92 7.4 抗冲切验算96 7.5 柱下独立基础的局部受压验算97 7.6 基础配筋验算97前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为某办公楼框架结构设计。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识，并

3、借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在SARS肆掠期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设

4、计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 2012年6月15日第一章 设计说明1.1建筑设计说明11.1计算依据及设计要求1、土木建筑工程学院毕业设计发放的设计任务书1.1.2建筑设计概况与主要技术经济指标1、工程概况：（1）建设地点：南宁市（2）建设层数：4层（3）耐火等级：2级（4）抗震等级：3级2、技术经济指标：总建筑面积：1395 建筑占地面积：3491.1.4建筑内容本建筑总高度为19.8m，属于防火等级为二级的多层建筑。根据防火要求，在走道和楼梯间安装自动喷淋装置，并

5、设有消防栓和灭火器。1.1.5建筑构造处理(1)墙体均采用240mm 厚砖墙，砖墙只起分隔、围护作用不承重。(2)墙身防潮：由于室内外高差为0.45m，因此设水平防潮层和垂直防潮层。做法详见建施或结施图。(3)勒脚处理：勒脚处用防水砂浆打底，其做法根据不同房间的地面做法相应变化。做法详见建施或结施图。（4）屋面：屋面为上人防水屋面。（5）坡屋顶：坡屋顶为不上人坡屋顶。1.2 结构设计说明1.2.1 结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构(横向承重框架)体系。对于层数不高的办公楼，可以选用钢筋混凝土框架结构、混合结构、底层框架或内框架砖房结构。该建筑开间和跨度较大，要求布置灵活。同时，考虑该建筑

6、处于7 度设防烈度地震区，故选用框架结构。在非地震区，不用考虑到地震方向的随意性以及地震产生的破坏效应，因此选用横向承重框架体系。1.2.2 材料选择A 屋面结构：采用120mm C30 混凝土现浇板作承重结构，屋面板按上人屋面的使用荷载选用。B 楼层结构：所有楼面均采用120mm C30现浇钢筋混凝土楼板作承重结构。C 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁板式楼梯。D 天沟：采用现浇外天沟。E 过梁：框架梁兼作连系梁、窗过梁。F 基础：因荷载不是很大，地基承载力较大，采用钢筋混凝土柱下独立基础。本结构考虑抗震等其他因素影响，柱采用C30 混凝土，梁采用C30 混凝土第二章 结构平面布置2.1柱网布置主

7、体结构布置图如下： 图2.1.1三层主体结构布置2.2框架结构承重方案选择竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案。 2.3框架梁柱截面尺寸确定2.3.1框架梁截面确定 取600mm； 取250mm。2.3.2框架柱截面确定该建筑抗震等级为三级，轴压比限值为=0.85，混凝土强度等级为C30，=14.3kN/。边柱：轴向压力设计值N=1.25*14*4.8*3.8*4*1.05*1*1 =1340.64kN 取=400mm*600mm=2400001

8、10292,符合要求。中柱：轴向设计值N=1.25*14*4.8*4.9*4*1.05*1*1 =1728.72kN 取=400mm*600mm=240000142223,符合要求。阳台边柱：轴向设计值N=1.25*14*4.8*1.1*4*1.05*1*1 =388.08kN 取=400mm*400mm=16000031928,符合要求。2.3.3梁柱刚度计算1、确定轴线 = 5 * GB3 框架梁柱计算简图2、梁柱刚度计算（轴线 = 5 * GB3 为中跨，惯性矩取两倍）梁2、4、6、8：kN.m梁1、3、5、7：柱B、F一层：柱B、F二、三、四层：柱A一层：柱A二、三、四层：3、线刚度分

9、布如下：2.3.4导荷图轴线 = 5 * GB3 框架的导荷情况：第三章 荷载标准值计算3.1恒载标准值计算3.1.1屋面（保温隔热层）块瓦 0.2防水层（刚性）30厚C20粗石混凝土防水 1.0防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4卧瓦层：20厚水泥砂浆配6500 0.4找平层：20厚水泥砂浆 0.4保温层：80厚矿渣水泥 1.16结构层：120厚现浇钢筋砼板 3.0 合计 ： 6.56 （无保温隔热）合计： 5.43.1.2各层走廊楼面 10mm面层水磨石地面：20mm水泥砂浆打底 0.65 素水泥浆结合层一道120厚现浇混凝土板 3.010厚混合砂浆 0.17 合计： 3.823.1.3

10、标准层楼面大理石面层水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆撒2原素水泥 1.16 水泥浆结合层一道 120厚现浇混凝土板 3.010厚混合砂浆抹灰层 0.17 合计： 4.333.1.4梁自重主梁：梁自重 10厚混合砂浆抹灰层 合计： 3.16基础梁：梁自重 合计： 2.5卫生间次梁：梁自重 合计： 2.53.1.5柱自重1、柱自重 10厚混合砂浆抹灰层 合计： 6.342、柱自重 10厚混合砂浆抹灰层 合计： 4.273.1.6外纵墙自重1、标准层纵墙 （3.9m-0.6m）-2.7） =43.93kN铝合金窗 2.7m=2.55kN水刷石外墙面 （3.9m-0.6m）-2.7）=5.09k

11、N水刷石内墙面 （3.9m-0.6m）-2.7）=3.66kN合计：2、底层纵墙 （5.15m-0.6m-0.4m） =58.06kN铝合金窗 2.7m=2.92kN水刷石外墙面 （5.15m-0.6m-0.4m）-2.7）5 =6.72kN 水刷石内墙面 （5.15m-0.6m-0.4m）-2.7）36 =4.84kN 合计：3.1.7内纵墙自重1、标准层纵墙 （3.9m-0.6m）-2.7-1m） =34.86铝合金窗 2.7m=2.55kN防火门 1m=0.95kN水刷石外墙面 （3.9m-0.6m）-2.7-1m）0.5 =4.03kN水刷石内墙面 （3.9m-0.6m）-2.7-1m

12、）0.36 =2.91Kn 合计：2、底层纵墙 （5.15m-0.6m-0.4m）-1） =48.99kN铝合金窗 2.7m=2.92kN防火门 1.0m=0.95kN水刷石外墙面（5.15m-0.6m-0.4m）-1）0.5 =5.67kN水刷石内墙面（5.15m-0.6m-0.4m）-1）0.36 =4.08kN 合计：3.1.8内隔墙自重1、标准层内隔墙 （3.9m-0.6m）=14.26kN/m水泥粉刷墙面 （3.9m-0.6m）0.362=2.38 kN/m 合计： 16.64 kN/m2、底层内隔墙 （5.15m-0.6m-0.4m） kN/m水泥粉刷墙面 （5.15m-0.6m-

13、0.4m）0.36 kN/m合计: 20.92 kN/m3.1.9栏杆自重0.24 kN/m3.2活载标准值计算3.2.1屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得上人屋面：2.0楼面：办公室：2.0 走廊：2.53.3计算竖向荷载下框架受荷总图3.3.1AB轴间框架梁屋面：恒载=梁自重=3.16kN/m 活载=0 重力荷载=3.16kN/m楼面：恒载=梁自重=3.16kN/m 活载=0 重力荷载=3.16kN/m3.3.2BF轴间框架梁1、屋面板传荷载恒载：4.338.63kN/m活载：2.0=3.98 kN/m2、楼面板传荷载恒载：4.338.63kN/m活载：2.0=3.98 kN/m3、梁

14、自重： 3.16kN/m4、内隔墙自重 16.64 kN/m屋面：恒载=梁自重+板传荷载=3.16 kN/m+8.63 kN/m=11.79 kN/m 活载=板传荷载=3.98 kN/m 重力荷载=恒载+0.5活载=11.79+0.5*3.98=13.78 kN/m楼面：恒载=梁自重+板传荷载+内隔墙自重=3.16 kN/m +8.63 kN/m +16.64 kN/m =28.43 kN/m 活载=板传荷载=3.98 kN/m 重力荷载=恒载+0.5活载=28.43 +0.5*3.98 =30.42 kN/m3.3.3A轴柱纵向集中荷载计算坡屋顶板传荷载：105.48kN顶层柱：恒载=坡屋顶

15、集中荷载+梁自重+板传荷载 =105.48+3.16 kN/m *9.6m+4.33*1.1m*9.6m=181.54kN活载=板传活载+坡屋顶活载=2.5*1.1m*9.6m+0.5*4.8m*6.6m*0.59=35.75kN重力荷载=恒载+0.5活载（屋顶活载不计）=181.54kN+0.5*2.5*1.1m*9.6m=194.74Kn标准层柱：恒载=栏杆自重+梁自重+板传恒载 5.05kN/m*9.6m+3.16kN*9.6m+4.33*1.1m*9.6m=124.54kN 活载=板传活载=2.5*1.1m*9.6m=26.40Kn 重力荷载=恒载+0.5活载=124.54+0.5*2

16、6.40=137.74kN基础顶面：恒载=栏杆自重+基础梁自重 5.05*9.6m+2.5*9.6m=72.48 活载=0重力荷载=恒载=72.48kN3.3.4B轴柱纵向集中荷载计算顶层柱：恒载=梁自重+板传荷载=3.16*4.8+4.33*1.1*4.8+4.33*2.4*4.8/2=62.97kN 活载=板传荷载=2.5*1.1*4.8+2*2.4*4.8/2=24.72kN 重力荷载=恒载+0.5活载=62.97+0.5*24.72=75.33kN标准层柱：恒载=梁自重+板传荷载+内纵墙自重 3.16*4.8+4.33*1.1*4.8+4.33*2.4*4.8/2+9.44*4.8=1

17、08.28kN 活载=板传活载=2.5*1.1*4.8+2*2.4*4.8/2=24.72kN 重力荷载=恒载+0.5活载=108.28+0.5*24.72=120.64kN基础顶面：恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重=13.04*4.8+2.5*4.8=74.59kN活载=0重力荷载=恒载=74.59kN3.3.5F轴柱纵向集中荷载计算坡屋顶板传荷载F=6.56*6.6*4.880.6=124.69kN顶层:恒载=F+梁自重+板传荷载=124.69+3.16*4.8+4.33*2.4*4.8/2=164.80kN 活载=板传活载+屋顶活载=2*4.8*2.4/2+0.5*6.6*4.8*0.6

18、=21.02kN 重力荷载=恒载+0.5活载（不计屋顶）=164.80+0.5*11.52=170.56kN标准层：恒载=梁自重+外纵墙自重+板传荷载 =3.16*4.8+11.51*4.8+4.33*2.4*4.8/2=95.36kN 活载=板传荷载=2*2.4*4.8/2=11.52kN 重力荷载=恒载+0.5活载=95.36+0.5*11.52=101.12kN基础顶面：恒载=底层外纵墙+基础梁自重=15.11*4.8+2.5*4.8=84.53kN 活载=0 重力荷载=恒载=84.53kN3.3.6四层BF梁间纵向集中荷载F计算恒载=5.4*4.8*3.58*0.14+6.56*4.8

19、*3.02*0.73+6.56*6.6*4.8*0.4=165.54kN活载=0.5*4.8*6.6*0.41+0.5*4.8*6.6*0.4=12.83kN重力荷载=恒载+0.5活载（此时活载不计）=恒载=165.54kN3.3.7各柱顶偏心荷载计算A轴柱偏心弯矩：四层：恒载M=0.075*181.54=13.62kN.m 活载M=0.075*35.75=2.68 重力荷载M=0.075*194.74=14.61 标准层：恒载M=0.075*124.54=9.34 活载M=0.075*26.40=1.98 重力荷载M=0.075*137.74=10.33B轴柱偏心弯矩： 四层：恒载M=0.1

20、75*62.97=11.02kN.m 活载M=0.175*24.72=4.33 kN.m 重力荷载M=0.175*75.33=13.18 kN.m 标准层：恒载M=0.175*108.28=18.95 kN.m 活载M=0.175*24.72=4.33 kN.m 重力荷载M=0.175*120.64=21.11 kN.mF轴柱偏心弯矩： 四层：恒载M=0.175*164.80=28.84kN.m 活载M=0.175*21.02=3.68 kN.m 重力荷载M=0.175*170.56=29.85 kN.m 标准层：恒载M=0.175*95.36=16.69 kN.m 活载M=0.175*11.

21、52=2.02 kN.m 重力荷载M=0.175*101.12=17.70 kN.m由上得框架在竖向荷载作用下受荷总图如下：3.4风荷载计算3.4.1作用在屋面梁和楼面梁节点处风荷载标准值 本式中，基本风压,本地区为0.40kN/m 风压高度弯化系数,地面粗糙度为B类； 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得； 风振系数,因房屋总高小于 30m，所以 =1.0； 下层柱高； 上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍； 迎风面的宽度，B =4.8m。计算过程见下表：表 3.4.1 集中荷载标准值离地高度16.35坡屋顶18.860.831.00.360.42.515.19四层上半部16.350.771.

22、01.30.41.9512.450.741.01.30.43.93.97.208.550.741.01.30.43.93.97.204.650.741.01.30.45.153.98.363.4.2风荷载作用下的位移计算1、侧移刚度D见表3.4.2 和表3.4.3。表3.4.2 横向2-4层D 值的计算构件名称A轴柱0.78310131B轴柱0.58325528F轴柱0.23110115表3.4.3 横向底层D 值的计算构件名称A轴柱0.8704881B轴柱0.7414081F轴柱0.4648817 3.4.3风荷载作用下框架的侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算：式中： 第j层的

23、剪力； 第j层所有柱的抗侧刚度之和； 第j层的层间位移。第一层的层间位移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值应该是该层以下各层层间侧移之和，顶点侧移是所有各层层间侧移之和。j层侧移 顶点侧移 框架在风荷载作用下侧移的计算见表3.4.4。表3.4.4 风荷载作用下框架侧移计算层号45.195.19457740.000131/3000037.2012.39457740.000271/1444427.2019.59457740.000431/907018.3627.95277790.00101/3900侧移验算：层间侧移最大值 1/39001/550 (满足

24、)3.5地震荷载作用下的内力和位移计算3.5.1第四层的自重标准值1、坡屋面自重标准值G=6.56*（3.02+6.6）*2.88+5.4*3.58*28.80=2374.25kN2、四层楼面板G=（36.24*10.04-1.32*3.42）*4.33=1555.92kN3、四层梁自重标准值G=0.25*（0.6-0.12）*7.6*25*8+0.25*（0.6-0.12）*2.2*25+0.25*（0.6-0.12）*6.4*25+0.2*（0.5*0.12）*7.6*25+0.25*（0.6-0.12）*4.8*12*25+0.25*0.48*3.3*3*25+0.25*0.48*9.6

25、*3*25=579.64kN4、第四层柱自重标准值G=0.4*0.6*25*（1.95-0.12）*18+0.4*0.4*25*（1.95-0.12）*6+0.4*0.4*（23.7-15.9）*25*6+0.4*0.4*（19.8-15.9）*25*6=522.36kN5、第四层墙自重标准值G=9.44*（36.24-0.49）*（1.95-0.6）/（.9-0.6）+11.51*（36.24+1.44-0.6-0.4*0.9）*（1.95-0.6）/（.9-0.6）+16.64*（8.6-0.28-0.48）*（1.95-0.6）/（.9-0.6）+16.64*（7.6-0.48-0.48

26、）*（1.95-0.6）/（.9-0.6）*6+16.64*（9.8-0.6-0.48-0.28）（1.95-0.6）/（.9-0.6）+0.2*18*（3.9/2-0.6）*（7.6-0.24）=701.35kN6、第四层活载标准值Q=屋面活载+楼面活载=（0.5*13.6*28.8+0.5*3.54*8.84+10.04*4.14*0.5）+（2*（36.24*10.04-1.32*3.3）=952.00kN7、第四层重力荷载代表值G=2374.25+1555.92+579.64+522.36+701.35+718.99/2=6093.02kN8、第四层重力荷载设计值1.2*（2374.2

27、5+1555.92+579.64+522.36+701.35）+1.4*952.00=8213.03Kn3.5.2第三层的自重标准值1、第三层楼面结构及构造层自重标准值G=1555.92kN2、第三层楼面梁自重标准值G=579.64kN3、第三层柱自重标准值G=0.4*0.6*25*（3.9-0.12）*18+0.4*0.4*25*（3.9-0.12）*6+0.4*0.4*25*（3.9-0.12）*6+0.4*0.4*（3.9-0.12）*25*6=680.4kN4、第三层墙自重标准值G=9.44*（36.24-0.4*0.9）+11.5*（36.24+1.44-0.6-0.4*9）+16.

28、64*（8.6-0.28-0.48）+16.64*（7.6-0.48-0.48）*6+16.64*（9.8-0.6-0.48-0.28）+0.2*18*（3.9-0.6）*（7.6-0.24）+16.64*（7.6-0.48-0.48）*1.95/（3.9-0.6）+5.05*（36.24-0.4*6）=1950.60kN5、第三层活荷载标准值Q=2.0*（36.24*10.04-1.32*3.3）=718.99kN6、第三层重力荷载代表值G=1555.92+579.64+680.4+1950.60+718.99/2=5126.06kN7、第三层重力荷载设计值G=1.2*（1555.92+57

29、9.64+680.4+1950.60）+1.4*718.99=6726.46kN3.5.3第二层的自重标准值1、第二层楼面结构及构造层自重标准值G=1555.92Kn2、楼面梁的自重标准值G=579.64Kn3、第二层柱自重标准值G=680.4Kn4、墙自重标准值G=9.44*（36.24-0.4*9）+11.5*（36.24+1.44-0.6-0.4*0.9）+16.64*（8.6-0.28-0.48）+16.64*（7.6-0.48-0.48）*7+16.64*（9.8-0.6-0.48-0.28）+0.2*18*（3.9-0.6）*（7.6-0.24）+5.05*（36.24-0.4*0

30、.6）=1995.80kN5、二层活荷载标准值Q=2.0*（36.24*10.04-1.32*3.3）=718.99Kn6、第二层重力荷载代表值G=1555.92+579.64+680.4+1995.80+718.99/2=5171.26kN7、第二层重力荷载设计值G=1.2*（1555.92+579.64+680.4+1995.80）+1.4*718.99=6780.70kN3.5.4第一层的自重标准值1、第一层楼面结构及构造层自重标准值G=1555.92Kn2、楼面梁的自重标准值G=579.64Kn3、第一层柱自重标准值G=0.4*0.6*25*（4.525-0.12）*18+0.4*0.

31、4*2.5*（4.505-0.12）*6+0.4*0.4*25*（4.525-0.12）*6+0.4*0.4*25*（4.525-0.12）*6=792.90kN4、墙自重标准值G=2.9*（36.24+1.2-0.4*0.9）*（1.95+2.575-0.6）+2.5（36.24-0.4*9）*（1.95-0.6+2.575）+4.2*（8.6-0.6-0.48-0.28）+（7.6-0.6-0.48）*8+（2.2-0.4）*2）+0.2*18*（1.95+2.575-0.6）*（7.6-0.24）+5.05*（36.24-0.4*6）=2018.91kN5、一层活荷载标准值Q=2.0*（

32、36.24*10.04-1.32*3.3）=718.996、一层重力荷载代表值G=1555.92+579.64+792.9+2018.91+718.99/2=5306.87kN7、一层重力荷载标准值G=1.2*（1555.92+579.64+792.9+2018.91）+1.4*718.99=6943.43kN3.6横向框架的水平地震荷载作用和侧移计算3.6.1框架梁柱线刚度计算见表3.6.1表3.6.1框架梁柱线刚度计算框架梁位置截面b*h跨度惯性矩边框架梁0.25*0.66.040.00450.006750.25*0.62.30.00450.006750.25*0.67.240.00450

33、.00675中框架梁0.25*0.67.240.00450.0090.25*0.62.30.00450.0093.6.2侧移刚度D计算见表3.6.2表3.6.2柱的侧移刚度楼层柱的位置柱线刚度根数二、三、四、层。A轴边框边柱5.360.72894192A轴中框边柱7.130.781101054B轴边框中柱2.190.523229011B轴中跨中柱2.860.588257474B轴边框中柱2.090.511223751B轴中跨中柱0.750.273119543E轴边框边柱0.600.231101151F轴中框边柱0.750.273119547F轴边框边柱0.500.20087571一层A轴边框边

34、柱7.100.83546852A轴中框边柱9.440.86964484B轴边框中柱2.890.693131691B轴中跨中柱3.770.740140624B轴边框中柱2.760.685130171B轴中跨中柱0.990.49894633E轴边框边柱0.800.46488171F轴中框边柱0.990.49894637F轴边框边柱0.670.438832313.6.3结构基本自振周期的计算采用假想定点位移法计算计算结构基本自振周期表3.6.2假想顶点位移计算楼层（m）46093.026093.021333270.04570.500835126.0611219.081333270.07410.455

35、125171.2616390.341333270.12290.371015306.8721697.21874470.24810.2481由公式3.6.4横向水平地震作用计算该建筑质量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过40m，房屋高宽比小于4，以剪切变形为主，故采用底部剪力法计算横向水平地震作用。地震影响系数该建筑结构阻尼比为0.05（场地类别为二类，设计地震分组为第一组，地震设防烈度为7度，多遇地震）其中=0.35，=0.9，=0.08于是=0.036各层水平地震作用标准值，横向水平地震剪力及楼层层间位移计算多质点体系结构底部总横向水平地震作用标准值： =663.93kN 所以顶部附加地震作

36、用系数为：则顶部附加水平地震作用为：由式： 计算各层水平地震作用标准值，进而求出各楼层地震剪力及楼层层间位移，计算过程见下表：楼层（m）（kN）（kN）46093.0216.85102667.4243180.2241.9332.81333270.0025035126.0612.9566382.5243180.2156.4489.21333270.0036725171.269.0546799.9243180.2110.3599.51333270.0045015306.875.1527330.4243180.264.4663.9874470.00759楼层最大位移与楼层层高之比：/h=0.0075

37、9/5.15=1/6791/550 满足要求水平地震作用计算简图如下：刚重和剪重比的验算为了保证结构的稳定和安全，需要进行结构刚重比和剪重比的验算，各层的刚重比和剪重比计算详图见下表：楼层（kN）（kN）重力荷载代表值 重力荷载设计值刚重比剪重比43.9133327519975.3332.86093.028213.0363.310.05533.9133327519975.3489.211219.086727.4677.300.04423.9133327519975.3599.516390.346780.7076.680.03715.1587447450352.05663.921697.2169

38、43.4374.290.031由上表知各层刚重比均大于10，满足稳定要求查表知楼层最小地震剪力系数，上表各层剪重比均大于0.016，满足剪重比要求。 第四章 内力计算4.1恒载内力的计算对框架各节点编号如下：由第二、三章中计算得到的框架计算简图和受荷图分别计算：各节点杆件的弯矩分配系数节点M： 节点N： 节点O：节点J和G：节点K和H：节点L和I：节点D：节点E：节点F：计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩 计算节点弯矩 利用迭代法计算恒载杆件近端转角弯矩，如下图所示：恒载最后弯矩计算如下：6、恒载弯矩、剪力、轴力图如下： 4.2活载内力的计算计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩计算节点弯矩利用迭

39、代法计算杆件近端转角弯矩，如下图所示：活载最后弯矩计算如下：5、活载弯矩、剪力、轴力图如下：4.3重力荷载内力的计算计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩计算节点弯矩利用迭代法计算杆件近端转角弯矩，如下图所示：、4、重力荷载最后弯矩计算如下：重力荷载弯矩、剪力、轴力图如下：4.4风荷载标准值作用下的内力计算（D值法）求反弯点位置：框架在风荷载(从左向右吹)下的内力用D值法(改进的反弯点法)进行计算。其步骤为：(1)求各柱反弯点处的剪力值；(2)求各柱反变弯点高度；(3)求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；(4)求各柱的轴力和梁剪力。第层第柱所分配的剪力为：，见表5.4.1。框架柱反弯点位置： 式中： 反弯

40、点高度，即反弯点到柱下端的距离； 反弯点高度比，即反弯点高度与柱高的比值； 计算层柱高； 标准反弯点高度； 上下梁线刚度变化时反弯点高度比修正值； 、上、下层柱高变化时反弯点高度比修正值。计算结果如表4.4.14.4.3所示。表4.4.1 A轴框架柱反弯点位置层号h/miy0y1y2y3yyh/m43.97.20.450.000.000.000.451.75533.97.20.500.000.000.000.501.9523.97.20.500.000.000.000.501.9515.159.520.550.000.000.000.552.83表4.4.2 B轴框架柱反弯点位置层号h(m)i

41、y0y1y2y3yy*h(M)43.92.80.450000.451.75533.92.80.500000.501.95 23.92.80.500000.50 1.95 15.153.80.550000.55 2.83表4.4.3 F轴框架柱反弯点位置层号h(m)iy0y1y2y3yy*h(M)43.90.60.300000.301.1733.90.60.400000.401.5623.90.60.450000.451.75515.150.80.650000.653.352、左风作用下内力框架柱的杆端弯矩和梁端弯矩按以下公式计算：边柱节点： 中柱节点： 则左风作用下框架内力计算如表4.4.4表

42、4.4.4风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁柱弯矩计算层vi/(kN)D/(kN/m)Dim/(kN/m)Dim/Dvim/(kN)y*h/mMe上(kN/m)Me下(kN/m)Mb总(kN/m)45.1945774101310.2211.151.7552.472.022.473 12.3945774101310.2212.741.955.345.34 7.36 2 19.59 45774101310.2214.33 1.95 8.44 8.4413.781 27.952777948810.1764.922.83 11.40 13.94 19.84表4.4.5风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁柱弯矩计

43、算层vi/(kN)D/(kN/m)Dim/(kN/m)Dim/Dvim/(kN)y*h/mMe上(kN/m)Me下(kN/m)Mb左(kN/m)Mb右(kN/m)45.1945774255280.5582.901.7556.225.094.731.493 12.394577425528 0.5586.911.9513.47 13.47 14.11 4.452 19.59 4577425528 0.55810.931.95 21.31 21.31 26.458.331 27.952777914081 0.50714.172.83 32.84 40.14 41.17 12.98表4.4.6风荷载作

44、用下F轴框架柱剪力和梁柱弯矩计算层vi/(kN)D/(kN/m)Dim/(kN/m)Dim/Dvim/(kN)y*h/mMe上(kN/m)Me下(kN/m)Mb总(kN/m)45.1945774101150.2211.151.174.151.784.153 12.3945774101150.2212.741.568.47 5.6410.25 2 19.59 45774101150.2214.331.755 12.2610.03 17.901 27.9527779 88170.3178.863.35 15.9729.66 26.00 注：轴力压力为+，拉力为-。表4.4.6风荷载作用下框架柱轴力

45、与梁端剪层号AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力CD跨梁端剪力柱轴力Me上(kN/m)Me右(kN/m)VkNMe上(kN/m)Me右(kN/m)VkNMe上(kN/m)Me右(kN/m)VkNNANBNCND3 2.96 1.67 0.64 2.56 2.48 2.10 1.76 2.96 0.72 0.64 1.46 -1.38 -0.72 2 4.19 4.76 1.24 7.33 7.83 6.32 5.55 4.19 1.48 1.89 5.07 -4.84 -2.19 1 6.34 9.14 2.15 14.05 13.57 11.51 9.62 6.34 2.42 3.39 9.36 -

46、9.09 -4.61 各柱和梁在风荷载作用下的内力图,见风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图。图5.4.1 左风荷载作用下的图(kNm)图5.4.2 左风荷载作用下的图 (kN)图5.4.3左风荷载作用下的N图 (kN)4.5水平地震作用下的内力计算（D值法）反弯点高度反弯点高度与风荷载中的计算结果相同，如下表：楼层A轴框架柱B轴框架柱F轴框架柱40.450.450.330.500.500.420.500.500.4510.550.550.65柱端弯矩和剪力计算水平地震作用下柱端弯矩及剪力计算柱楼层/kN/kNyyhA轴4332.8101051333270.07625.290.451.75554.

47、2544.383489.2101051333270.07637.180.501.9572.5072.502599.5101051333270.07645.560.501.9588.8488.841663.96448874470.07449.130.552.83113.86139.16B轴4332.8257471333270.19364.230.451.755137.77112.723489.2257471333270.19394.420.501.95184.12184.122599.5257471333270.193115.700.501.95225.62225.621663.91406287

48、4470.161106.890.552.83247.72302.77F轴4332.8119541333270.09029.950.31.1781.7635.043489.2119541333270.09044.030.41.56103.0368.692599.5119541333270.09053.960.451.755115.7494.701663.99463874470.10871.700.653.35129.24240.20梁端弯矩和剪力计算梁端弯矩和的计算如下：楼层柱端弯矩柱端弯矩之和柱端弯矩柱端弯矩之和4 54.2554.25 81.7681.7654.2581.76344.3811

49、6.88116.8835.04138.07138.0772.50103.03272.50161.34161.3468.89184.63184.6388.48115.74188.48202.70202.7094.70223.94223.94113.86129.24梁端弯矩和的计算：楼层柱端弯矩柱端弯矩之和4 137.775910018700 104.6633.11137.773112.72296.845910018700225.4971.35184.122184.12409.745910018700311.2598.49225.621225.62473.345910018700359.57113

50、.77247.72梁端剪力计算：楼层454.25104.6669.7033.1181.7615.873116.88225.49150.1671.35138.0728.932161.34311.25207.2898.48184.6339.101202.70359.57246.61113.77223.9446.65水平地震作用下柱轴力的计算：楼层469.70-69.7069.7015.8753.8315.8715.873150.16-219.86150.1628.93175.0628.9344.802207.28-427.14207.2839.10343.2439.1083.901246.61-6

51、73.75246.6146.65543.246.65130.55框架在水平地震作用下的弯矩、剪力、轴力图如下： 第五章 内力组合5.1内力组合一般规定1、两端负弯矩调幅当考虑结构塑性内力重分布的有利影响，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅（本设计梁端负弯矩调幅系数取0.85），水平荷载作用下的弯矩不能调幅。2、控制截面框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。在竖向荷载作用下，支座截面可能长生最大负弯矩和最大剪力；在水平荷载作用下，支座截面还会出现正弯矩。跨中截面一般产生最大正弯矩，有时也可能出现负弯矩。框架梁的控制截面最不利内力组合有一下几种：梁跨中截面：+Mmax及相应的V

52、（正截面设计），有时需组合-M。梁支座截面：-Mmax及相应的V（正截面设计），Vmax及相应的M（斜截面设计），有时需组合+Mmax。框架柱的控制截面通常是柱上、下梁端截面。柱的剪力和轴力在同一层柱内变化很小，甚至没有变化，而柱的梁端弯矩最大。同一端柱截面在不同内力组合时，有可能出现正弯矩或负弯矩，考虑到框架柱一般采用对称配筋，组合时只需选择绝对值最大的弯矩。框架柱的控制截面最不利内力组合有以下几种：柱截面:|Mmax|及相应的N、V； Nmax及相应的M、V； Nmin及相应的M、V； Vmax及相应的M、N；|M|比较大、（不是绝对最大），但N比较小或N比较大（不是绝对最小或绝对最大）。

53、3、内力换算梁支座边缘处的内力值：=M-V =V-q4、荷载效应组合的种类 （1）非抗震设计时的基本组合以永久荷载效应控制的组合：1.35恒载+0.71.4活载=1.35恒载+0.98活载； （2）以可变荷载效应控制的组合：1.2恒载+1.4活载； 考虑恒载、活载和风载组合时，采用简化规则：1.2恒载+1.40.9（活载+风载）。 （2）地震作用效应和其他荷载效应的基本组合。考虑重力荷载代表值、风载和水平地震组合（对一般结构，风载组合系数为0）：1.2重力荷载+1.3水平地震。 （3）荷载效应的标准组合 荷载效应的标准组合：1.0恒载+1.0活载。 5.2框架梁内力组合选择第四层BF框架梁为例

54、进行内力组合，考虑恒载、活载、重力荷载代表值、风荷载和水平地震作用五种荷载。1、内力换算和梁端负弯矩调幅根据式： =M-V； =V-q将框架梁轴线处的内力换算为梁支座边缘处的内力值，计算过程见下表。（梁端负弯矩调幅系数为0.85）轴线处内力换算为梁支座边缘处内力值（BF跨）截面位置内力重力荷载恒载活载风载地震荷载左风右风左震右震轴线处内力左M-203.48-193.24-27.681.49-1.4933.11-33.11V167.09159.3523.73-0.780.78-15.8715.87中M168.53165.5918.93-1.331.33-24.3224.32V右M-142.91-

55、136.55-21.31-4.154.15-81.7681.76V-98.21-97.55-17.92-0.780.78-15.8715.87梁支座边缘处内力左M-153.35-145.44-20.561.26-1.2628.35-28.35V162.96155.8122.54-0.780.78-15.8715.87中M168.53165.5918.93-1.331.33-24.3224.32V右M-113.45-107.29-15.93-3.923.92-77.0077.00V-94.08-94.01-16.73-0.780.78-24.3224.32调幅后梁支座边缘处内力左M-130.86

56、-123.62-17.481.26-1.2628.35-28.35V162.96155.8122.54-0.780.78-15.8715.87中M168.53165.5918.93-1.331.33-24.3224.32V右M-96.43-91.20-13.54-3.923.92-77.0077.00V-94.08-94.01-16.73-0.780.78-15.8715.87注：1.表中弯矩单位是kN.m,剪力单位是kN。5.2.1非抗震设计时的基本组合非抗震设计时的基本组合是考虑恒荷载、活荷载和风荷载三种荷载效应的组合。组合过程列于下表：楼层截面位置内力荷载类型恒载活载风载1.2+1.40

57、.9（）可变荷载控制组合永久荷载控制组合左风右风左风右风1.2+1.41.35+0.9833左M-123.62-17.481.26-1.26-168.78-171.96-172.82-184.02V155.8122.54-0.780.78214.39216.36218.53232.43中M165.5918.93-1.331.33220.88224.24225.21242.10V右M-91.20-13.54-3.923.92-131.44-121.56-128.40-136.39V-94.01-16.73-0.780.78-134.87-132.91-136.23-143.31用于承载力计算的框

58、架梁非抗震基本组合表（第四层BF框架梁）注：1.表中弯矩单位是kN.m,剪力单位是kN。5.2.2地震作用效应和其他荷载效应的基本组合对一般结构，风荷载组合值系数为0，所以地震作用效应和其他荷载效应的基本组合只考虑重力荷载代表值和水平地震作用两种荷载效应的组合。组合过程见下表：楼层截面位置内力荷载类型重力荷载地震荷载(1.2+1.3)左震右震左震右震3 左M-130.8628.35-28.35-90.13-145.42V162.96-15.8715.87148.68183.76中M168.53-24.3224.32127.97175.39V右M-96.43-77.0077.00-161.86-

59、11.71V-94.08-15.8715.87-113.50-78.43 用于承载力计算的框架梁抗震基本组合表（第四层BF框架梁）注：1.表中弯矩单位是kN.m,剪力单位是kN。2.对于受弯混凝土梁，受弯时，承载力抗震调整系数5.2.3荷载效应的标准组合荷载效应的标准组合是考虑非抗震设计时的恒荷载和活荷载的组合。组合过程列于下表：用于正常使用极限状态验算的框架梁标准组合表（第四层BF框架梁）楼层截面位置内力荷载类型恒载活载3左M-123.62-17.48-141.10V155.8122.54中M165.5918.93184.52V右M-91.20-13.54-104.74V-94.01-16.

60、73注：1.表中弯矩单位是kN.m,剪力单位是kN。5.3框架柱的内力组合选择第三层A轴线框架柱为例进行内力组合，考虑恒荷载、活荷载、重力荷载代表值、风荷载和水平地震作用五种荷载。1、控制截面的内力 对于框架柱，本设计直接采用轴线处的内力值，不换算成柱边缘截面的内力值，这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一些。框架柱控制截面的内力值详见下表：第三层A轴线框架柱控制截面内力值楼层截面位置内力重力荷载恒载活载风载地震荷载左风右风左震右震3柱顶M10.519.331.895.34-5.3472.50-72.50N286.92266.3251.35-12.5812.58-219.86219.86V