竖向荷载参考完整混凝土框架结构设计计算书

-AnhuiUniversityOfScienceandTechnology:基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，此处取0.6.汀：框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，:T位移，:T是将框架的重力荷载顶点位移，由再由T1求框11-5架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表11-5所示:层次Gj(KN)、'Gi(KN)Dii-冷」=Gi.「Gii48115.538115.53693922.270.011700.1633638670.3516785.88693922.270.024190.1516628670.3525456.23693922.270.036680.1274719527.5034983.73385330.790.090790.09079因此：T0.9Fek-:max 0.857Gi, T1二1.70.6 0.16336=0.41226s横向框架顶点位移表11-511.4横向框架水平地震作用及楼层地震剪力总框架高为15.8m，因本工程结构高度不超过总框架高为15.8m，因本工程结构高度不超过40m,质量刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，设防烈度计算水平地震作用，设防烈度7度地震分区为一区，查表得:Vmax=0.08（水平地震影响系数最大值）。 H类场地近震时特征周期:Tg=0.35s；结构总水平地震作用标准值按 Fek八Geq计算，：一0.85Geq=0.85Gj=0.85 8115.538670.358670.359527.50二29736.17KNTg0.9'max二0.350.412260'90.08二0.069Fek「'Geq=0.06929736.17=2052.97KN根据结构抗震设计，由于T^0.41226sV1.4Tg-1.40.35=0.49s根据结构抗震设计，n=0.00，因而不考虑顶部附加地震作用…安徽理工大学毕业设计（论文）…安徽理工大学毕业设计（论文）--19--20-按底部剪力法球的基底剪力，按 F—JiHFek分配各层的质点，因此各层横向地震作用及楼层地震剪力如表'GiHi11-6所示：表11-5各层横向地震作用及楼层地震剪力层次himHimGiKNGiHiKNmGH.'GiHiFiKNViKN43.615.88115.531282250.360739.07739.0733.612.28670.351057780.297609.731348.823.68.68670.35745650.209429.071777.8715.05.09527.50476380.134275.102052.97横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图 11-1所示600.73KN>42虫G7KN600.73KN>42虫G7KN275.W7^9.07KN1777,87KN2052.97KN图11-1 横向框架各层水平地震作用和地震剪力11.5横向框架水平地震作用位移验算hiVhiDi由于为钢筋混凝土框架，因此其弹性层间位移角限值为1/550；结果见表11-6所示:表11-6 横向水平地震作用下的位移验算层间剪力V层间刚度D层间位移层高层次层间相对弹性转角 化经验算其最大弹性层间位移角限值1/938=ee〈经验算其最大弹性层间位移角限值1/938=ee〈[ee]=1/550(KN)(KN/m)Vj/Dj(mm)h(mm)4739.07693922.271.0736001/336431348.8693922.271.9436001/185621777.87693922.272.5636001/140612052.97385330.795.3350001/938因此均满足设计要求11.6水平地震作用横向框架的内力分析11.6.1横向框架柱端弯矩及剪力此处采用中框架为例计算，边框架和纵向框架的计算方法步骤与横向中框架完全相同： 框架柱剪力和弯矩计算， 采用D值法;求框架柱的剪力和弯矩时，此处采用 D值法来进行求解；其计算的过程和结果如下表 3.11所示：其中反弯点位置的确定考虑梁和层高的影响作用：既：y=y。％y2y3；当i1i2>i3i4时，反弯点下移，查表时应取 I=：3程•「：2，查得的y1冠以负号，对于底层柱不考虑修正值 y1，即y1=0；对于顶层柱，不考虑修正值y2，取y2=0，对于底层柱，不考虑修正值 y3,即y3=0。取中框架：以4层边柱为例：Dj-14238.52?Dj-584466.48,Dj>Dj-0.024Vj-0.024739.07=17.74KNa y1 y2 y^yc °.36. . M：二Vjjyh=17.740.363.6=22.99KNmMj二Vjj1-yh=17.74 1-0.36 3.6=40.87KNm同理可得其它层边柱的柱端弯矩，也可得出中柱的柱端弯矩，现将计算结果列表如下：边柱如表11-7:表11-7 各层边柱柱端弯矩及剪力计算层柱咼层间剪力VjDj迟DjVijvijkyMdIVIijMuIVIij次hi(m)(KN)(KN)(KNm)(KNm)43.6739.070.02417.741.2240.3622.9940.8733.61348.80.02432.371.2240.4552.4464.0923.61777.870.02442.671.2240.4670.6682.9515.02052.970.02653.381.7000.57152.13114.76中柱如下表11-8:表11-8 各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次柱咼hi(m)层间剪力Vj（KN）Dij/瓦DjVVj(KN)ky..dMj(KNm)H.uMj(KNm)43.6739.070.03122.911.8920.3932.1750.3133.61348.80.03141.811.8920.4567.7482.7923.61777.870.03155.111.8920.4997.22101.1915.02052.970.03061.592.6270.55169.37138.5811.6.1横向框架梁端弯矩及剪力根据M【=（M：+M；）b/£b+i：），M；=（M：+M；〕b/（ib心：）,Vb二M：MbI，N八V； £计算出梁端的弯矩及剪力，计算结果见表 11-9及11-10:表11-9边梁弯矩及剪力计算层次l(m)M：(KNm)M：(KNm)V：(KN)46.140.8732.5512.0436.187.0874.3826.3126.1135.39109.3040.1116.1185.42152.5655.41…安徽理工大学毕业设计（论文）…安徽理工大学毕业设计（论文）-21…安徽理工大学毕业设计（论文）…安徽理工大学毕业设计（论文）-#AnhuiUniversityOfScienceandTechnology40.8717.7632.1764.09J __————40.5887.0867.7482.9559.63135.3997.22114.7640.8774.3840.8717.7632.1764.09J __————40.5887.0867.7482.9559.63135.3997.22114.7640.8774.3822.9982.7952.44109.30101.1970.66152.5683.2432.5550.31138.58185.42152.13345.32表11-10 走道梁弯矩、剪力及柱轴力计算层次l(m)M；(KNm)M：(KNm)Vb(KN)边柱轴力中柱轴力42.7617.7617.7612.43-12.04-0.3932.7640.5840.5829.41-38.35-3.4922.7659.6359.6343.21-78.46-6.612.7683.2483.2460.32-133.87-11.5图11-2 横向框架各层水平地震作用下弯矩图12.8825.625.612.88 (JUfl Jill li TfIt 11-12.88-12.72-12.7228.9156.9256.92 28.91-IJ 41Il 11-41.85-40.67-40.6743.5989.1289.12 43.59JJ Jtl-85.44-86.12-86.1253.92110.73110.73 53.92«J AJ.*j11*1Tf1■ 14-139.36-143.01-143.0159.48120.27120.27 59.48和 IJfljSI ,•」-198.84-203.80-203.80-12.88-41.85-85.44-139.36-198.84表表12-1沿房屋高度分布风荷载标准值--26-安徽理工大学毕业设计(论文)AnhuiUniversityOfScienceandTechnology12横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算12.1风荷载标准值的计算12.1.1风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算：Wk心讥5。式中，wk—风荷载标准值（kN/m2）：z—高度Z处的风振系数讥一风荷载体型系数Jz—风压高度变化系数w—基本风压（kN/m2）由《荷载规范》，淮南地区重现期为 50年的基本风压:o=O.35KN/m，地面粗糙度为C类。风载体型系数由《荷载规范》第7.3节查得： ^=0.8(迎风面)和％=-0.5(背风面)H/B=15.8/43.44=0.364 ,框架结构「=(0.08 〜0.1)n(0.08〜0.1)X4=0.32〜0.4(s),w"：=0.06KNs2m2，由?荷载规范？表7.4.3、表7.4.4-3查得E=1.17、v=0.4.。仍取中框横向框架柱，其负载宽度为 4.5米，沿房屋高度的分布风荷载标准值为q（z）=4.5X0.35—=1.575根据各楼层标高处的高度 H由？荷载规范?表7.2.1查取卩z，代入上式可得各楼层标高处的 q（z），见表15,q（z）沿房屋高度分布图见图 12所示。层次HiHi/HPzq1（z）（迎）q2（z）（背）415.81.0000.771.6081.5600.975312.20.7720.741.4881.3870.86728.60.5440.741.3441.2530.78315.00.3160.741.2001.1190.699—:9上650'： 凤阴 WG®©©©图12-1风荷载沿房屋高度分布图其中，A为一榀框架各层节点的受风面积， 取上层的一半和下层的一般之和，顶层渠道女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取，即为4.5m。F4=(1.56+0.975)X(1.2+3.6/2 )=7.61knF3=(1.387+0.867)X3.6=8.11kn安徽理工大学毕业设计(论文)AnhuiUniversityOfScienceandTechnologyF2=(1.253+0.0.783 )X3.6=7.33knFi=(1.253+0.0.783 )X(4.5/2+3.6/2 )=8.25kn12.1.1风荷载作用下的水平位移验算根据上述计算的水平荷载求出层间剪力，然后依据中框柱框架层间侧移刚度计算各层相对侧移和绝对侧移， 计算过程见表12-2。表12-2风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次层高(mm)Fi(KN)Vi(KN)ZD(KN/m)(mm)(mm)屮/h436007.617.61693922.270.0110.1481/327273336008.1115.72693922.270.0230.1371/156521236007.3323.05693922.270.0330.1141/109090150008.2531.30385330.790.0810.0811/61728由表12-2可见，风荷载作用下的框架的最大层间位移角为1/61728，远小于1/550，满足规范要求。--27#-13竖向荷载作用下横向框架的内力计算13.1计算单元仍取此中框架一榀框架为例计算，计算单元宽度为 4.5m,如图13-1所示，由于房间无次梁， 故直接传给该框架楼面荷载如图13-1中水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过板和纵向框架梁以集中力的形式传递给横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架中心线与柱的中心线不重合，因此在框架上还有集中力矩。/A//\、/小—//J■1L".「‘图13-1横向框架计算单元安徽理工大学毕业设计A安徽理工大学毕业设计AnhuiUniversityOfScienceandTechnology--29-贝贝y集中力矩： M1=Rq=166.57況(0.5—0.25『2=20.82KNm--30-13.2荷载计算13.2.1恒载的计算图13-2各层梁上作用的恒荷载对于第4层，如图13-2所示，q，q1代表横梁自重，为均布荷载形式。5=250.340.62=5.27KNm，q；=250.290.42=3.045KN.mq2，q2分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图13-1所示的几何关系可知：q2=6.044.5=27.18KNm，q2=6.043.0=18.12KNmR,P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等重力荷载。R= .124.52.25 2 122.1 6.6 2.25丨6.04 0.290.47 254.5 5.276.623.1684.5=166.57KNP2- J124.52.25 2 122.16.6 2.25122.250.751.5!6.040.290.47254.55.276.62=165.90KNM2二P2e2=165.9 0.5-0.252=20.73KNm对于3〜2层，qi,q1包括梁自重和其上墙自重，为均布荷载。其它荷载的计算方法同第 4层，结果如下：q1=5.274.283.0=18.21KNm，qi=250.290.42=3.045KNmq2-3.954.5-17.78KNm，q2=3.953.0=11.85KNmP1-H2 4.5 2.25 2 122.1 6.6 2.25丨3.95 0.290.47254.5 5.276.624.03.15-1.81.8 0.41.81.8=153.78KNP2-112 4.5 2.25 2 122.1 6.6 2.25122.250.751.5】3.950.290.47254.55.276.624.28 4.03.15-1.51.2-1.22.40.41.51.21.22.40.2=155.01KN则集中力矩： M1=Rq=153.78"0.5-0.25)f2=19.22KNmM2二P2e2=155.01 0.5-0.252=19.38KNm对于第1层，q1，q1包括梁自重和其上墙自重，为均布荷载。其它荷载的计算方法同第 4层，结果如下：q1=5.274.284.4=24.10KNm，q1=250.290.42=3.045KNmq2=3.954.5=17.78KNm，q2=3.953.0=11.85KNmR=〔12 4.5 2.25 2 122.1 6.6 2.25丨3.95 0.290.47254.5 5.276.624.04.55-1.81.8 0.41.81.8=178.65KNP2=〔12 4.5 2.25 2 122.1 6.6 2.25122.250.751.5丨3.950.290.47254.55.276.624.28 4.04.55-1.51.2-1.22.40.41.51.21.22.40.2=134.64KN则集中力矩： M1 =178.65"0.5-0.25y2=22.33KNmM2二P2e2=134.64 0.5-0.252=16.83KNm

1322活载的计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图 13-2所示:TlYhJ6EC3000气TlYhJ6EC3000气if*图13-3各层梁上作用的活荷载对于第4层，不上人屋面，只有雪载q2=0.45 4.5 =2.025KN.m， q2 =0.453=1.35KN mR-丨12 4.5 2.25 212 2.1 6.6 2.25】 0.45= 8.91KNP2-112 4.52.25 212 2.1 6.6 2.25 122.25 0.751.5〕0.45=9.92KNM1=Rq =8.9仆（0.5-0.25『2 =1.11M2=F2e2=9.92 0.5-0.252=1.24KNm对于3〜1层，楼面活载q2=24.5=9.0KNm,q2=23=6.0KNmR-丨124.52.25 2 12 2.1 6.6 2.25】2=39.6KNP2-1124.52.25 2 12 2.1 6.6 2.25122.250.75 1.5〕2=44.1KN安徽理工大学毕业设计A安徽理工大学毕业设计AnhuiUniversityOfScienceandTechnology--33-MMCb二-16q中1中=-1610.451.5?二—3.92KNm--3431-M1=Re=39.6疋(0.5-0.25丫2=4.95KNmM2=F2e^=44.1 0.5-0.252=5.51KNm表13-1横向框架恒载汇总表q1q1q2q2P1P2M1m2层次(KN/m)(KN/m)(KN』m)(KN/m)(KN)(KN)(KNm)(KNm)45.273.04527.1818.12166.57165.9020.8220.733〜218.213.04517.7811.85153.78155.0119.2219.38124.103.04517.7811.85178.65134.6422.3316.83表13-2横向框架活载汇总表层次q2q2PP2M1M2(KN/m)(KN/m)(KN)(KN)(KNm)(KNm)42.0251.358.919.921.111.243〜19.06.039.644.14.955.5113.3恒载作用下内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配计算。计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配， 向远端传递（传递系数为1/2），然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，不再传递。由于结构和荷载均匀对称，故计算时可用框架。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力向叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重。13.3.1计算分配系数对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度S=4i，i为杆件的线刚度，分配系数为一S11;对于中间节点，与该节点相连的走道梁的远端转化瓦S1j为滑动支座，因此转动刚度S=i，其余杆端S=4i，分配系数计算过程如下：梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图所示。.lllllll1 ,lIlIlKi.J 2 3a=a/lqe=（1-2a+a）qqe=5q/8图13-4梯形荷载 图13-5三角形荷载第4层，即顶层梯形荷载化为等效均布荷载q边-q4AB1'（1一2'社"）q4AB2=5.27 1-2 0.3412 0.3413!27.18=27.41KNmq中=q4BC1+5/8=<q4Bc2=3.045+5/8^18.12=14.37KN/m则顶层各杆的固端弯矩为AB跨：两端均为固定支座Mab=—Mba=T12q边l边二-1.1227.416.62二一99.50KNmBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座Mbc- -13 q中l中--13 14.37 1.52 - -10.78KNmMcb= -16 q中l中=-16 14.37 1.52 二-5.39KNm3〜2层梯形荷载化为等效均布荷载‘ 2 3q边=qAB1（1一2： :）qAB2=18.21 1-2 0.3412 0.3413丨17.78=32.70KNmq中二qBC158qBC^3.0455811.85=10.45KNmAB跨：两端均为固定支座Mab=—Mba=T12q边I边二「11232.706.62二「118.70KNmBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座Mbc二-13q中l中二-1310.451.52二-7.84KNm1层梯形荷载化为等效均布荷载‘ 2 3q边-q1AB1'(1—2用')q1AB2=24.1 1一2 0.3412 0.3413!17.78=38.59KNmq中=q1BC158q1BC2=3.0455811.85=10.45KNmAB跨：两端均为固定支座Mab二―MBA=-112q边I边=-11238.596.62=-140.08KNmBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座Mbc二-13q中l中=-1310.451.52二-7.84KNmMcb=-16q中l中=-1610.451.52二-3.92KNm13.3.2框架弯矩二次分配及弯矩图表13-3恒载作用下的框架弯矩二次分配层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁四层分配系数:0.4500.5500.5120.4180.070固端弯矩20.82-99.5099.5020.73-10.78第一次分配35.4143.27-34.81-28.42-4.76传递弯矩:15.42-17.4121.64-13.50第二次分配0.901.09-4.17-3.40-0.57最后弯矩51.73-72.5582.16-45.32-16.11层分配系数0.3100.3100.3800.3610.2950.2950.049固端弯矩19.22-118.70118.7019.38-7.84第一次分配130.8330.8337.80-32.93-26.99-26.99-4.48传递弯矩17.7115.42-16.4718.90-14.21-13.50第二次分配-5.16-5.16-6.333.182.602.600.43最后弯矩:43.3841.09-103.7107.85-38.60-37.89-11.89层分配系数0.3100.3800.3640.3610.2950.2950.049固端弯矩:19.22-118.70118.7019.38-7.84第一次分配30.8330.8337.80-32.93-26.99-26.99-4.48传递弯矩15.3220.02-16.4718.90-13.50-18.53第二次分配:-5.88-5.88-7.214.94-3.87-3.87-0.64最后弯矩40.3744.97-104.58108.81-44.36-49.39-12.96层分配系数:0.340.2450.4150.3930.3210.2320.054固端弯矩22.33-140.08140.0816.83-7.84第一次分配40.0428.8948.87-45.36-37.05-26.78-6.232传递弯矩:15.42-22.6824.44-13.50第二次分配2.471.783.01-4.30-3.51-2.54-0.59最后弯矩57.9330.67-110.88114.86-54.06-29.32-14.6615.34-14.66

41.0930.677ri二51.73111 __- -__68礬9\ \鸟41.0930.677ri二51.73111 __- -__68礬9\ \鸟yx.耳!可z■-SAV电 /总/fjT^7J\昭、_一4138疋!\1g/0\岂Q■J/9r.f\\6AAjL叙49.39V4f戲、、 一40.H7/\塞丿寻■\三**I/-V-K■"7>X/2^.32甘上—―X/j/T57.33 一"54朋r 1|f 15皿'、. 十"57.9?41.G944.9730.67Z<6'67777 1Z.30图13-6恒载作用下的框架弯矩图13.3.3梁端剪力和轴力梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得， 而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为：1 ,1 ,q2l1VA=VB二亍口初•宁（〔一：•）载q1、q2分别为矩形和梯形荷Vb=VcVb=Vcq1、q2分别为矩形和三角形安徽理工大学毕业设计A安徽理工大学毕业设计AnhuiUniversityOfScienceandTechnology--4948-荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨MAB跨MAB-MBABC跨因为BC跨两端弯矩相等，故 3乂=0②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。柱的剪力计算柱的剪力:式中，M上、M下分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩， l为柱长度。荷载引起的剪力：第4层：VA二VB=125.276.6 27.186.62 1-0.341=77.187KNV二V=123.0453.01418.123.0=18.158KN第3〜2层：Va=Vb=1.218.216.617.786.621-0.341B99.26KNVB-VC -1 2 3.0453.0 14 11.85 3.0=13.455KN第1层： VA二VB=1224.16.617.786.621-0.341=118.646KNVB二VC =1. 2 3.0453.0 14 11.85 3.0=13.455KN弯矩引起的剪力，AB跨第4层：Va=2b二--72.5582.166.6二-1.46KN第3层：Va—Vb—：107.85-103.76.6—0.63KN第2层：VA=~VB—108.81-104.586.6—0.75KN第1层：VA—VB=「114.86-110.886.6=-0.60KN

列表如下：75.724m39⑹18.15875.724m39⑹18.158 ——一-J'7&6们262疔212.71佩455、299JS278.74F眈引种」5剧1n,U4-6朋耶567,6'872.53820.5「9佣曲856.95\117U2 1153.75—.丨⑵M7 i190.2//// ////7表13-4恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱Va=VbVb7Va=弘Vb7VaVbVb七NaNb477.18718.158-1.46075.72478.64718.158242.29262.71399.2613.455-0.63098.6399.8913.455531.15567.51299.2613.455-0.75098.51100.113.455820.50872.531118.64613.455-0.600118.146119.14613.4551153.751176.22注：N底=N顶+柱自重（36.45KN）图13-7恒载作用下梁剪力、柱轴力图13.4活载作用下内力计算当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得内力极为相近，可直接进行内力组合。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以1.1〜1.2的系数予以增大。梁上分布荷载为梯形荷载，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载。活载作用下，顶层梯形荷载化为等效均布荷载第4层，即顶层梯形荷载化为等效均布荷载‘ 2 r 2 314边=(1—2。+a)q4AB2=1—2汉(0.341)+(0.341)k2.025=1.65KN/mq中58q4BC2581.35=0.84KNm则顶层各杆的固端弯矩为AB跨：两端均为固定支座Mab--Mba--112q边I边--1121.656.62--5.99KNmBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座Mbc二-13q中I中二-130.841.52=-0.63KNmMcb二「16q中I中=-160.841.52=-0.32KNm3〜1层梯形荷载化为等效均布荷载4边=(1_2,+口3为驱=1_2乂(0.341丫+(0.341「kg=7.33KN/mq中=58qBC2=586.0=3.75KNmAB跨：两端均为固定支座Mab--Mba一112q边l边--1127.336.62--22.64KNmBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座Mbc=-13q中l中=一133.751.52=—2.81KNmMcb二「16q中l中二一163.751.5^-1.41KNm13.4.1框架弯矩二次分配及弯矩图表13-5活载作用下的框架弯矩二次分配层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁四层分配系数0.4500.5500.5120.4180.0701.11-5.995.991.24-0.632.202.68-2.11-1.72-0.293.36-1.061.34-2.7-1.04-1.270.700.570.104.524.52-5.645.92-3.85-0.82三层分配系数0.3100.3100.3800.3610.2950.2950.0494.95-26.6126.615.51-2.816.716.718.23-6.6-5.40-5.40-0.91.103.36-3.304.12-0.86-2.7-0.36-0.36-0.44-0.20-0.17-0.17-0.057.459.71-22.1223.93-6.43-8.27-3.76二层分配系数0.3100.3800.3640.3610.2950.2950.0494.95-26.6126.615.51-2.816.716.718.23-6.60-5.40-5.40-0.90

3.363.68-3.304.12-2.7-2.94-1.169-1.16-1.420.550.450.450.078.919.23-23.1024.68-7.65-7.89-3.64分配系数0.340.2450.4150.3930.3210.2320.0544.95-26.6126.615.51-2.817.365.318.99-7.19-5.87-4.24-0.993.36-3.604.50-2.70.080.060.10-0.71-0.58-0.42-0.1010.805.37-21.1223.21-9.15-4.66-3.92.69-2.33一层4.529.7i5.374.529.71*2?5.374.529.7i5.374.529.71*2?5.37图13-8活载作用下的框架弯矩图1342梁端剪力和轴力①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为:Va=Vb 7） q2为梯形荷载Vb=Vc=1q2l2 q2为三角形荷载4b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨Va=-Vb=MAB〔MbaBC跨因为BC跨两端弯矩相等，故 Vb=Vc=0②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到， 柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。（3）柱的剪力计算柱的剪力：v」上+M下i式中，M上、M下分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩， l为柱长度。荷载引起的剪力：第4层：Va=VB"2.0256.62 1-0.34H.46KNVb二Vc=141.353.0"00KN第3〜1层：Va二Vb=96.62 1-0.341=19.8KNVb=Vc=1463.0=4.5KN弯矩引起的剪力，AB跨第4层：Va=%二-5.92-5.646.6二-0.42KN第3层：Va=%八23.93-22.126.6二-0.27KN第2层：Va—Vb—〕24.68-23.16.6=-0.24KN第1层：Va=~VB—23.21-21.126.6—0.31KN列表如下：

/S.53他斶俶49-20,07 170曲45 、、/S.53他斶俶49-20,07 170曲45 、、I20J178.97113.112013212*572.08I1帅出图13-9活载作用下梁剪力、柱轴力图层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱Va七Vb=VcVa=-VbVb七VaVbVb7NaNb44.461.00-0.4204.044.881.0012.9814.8319.84.5-0.27019.5320.074.572.0878.97219.84.5-0.24019.5620.044.5131.24143.11119.84.5-0.31019.4920.114.5190.33207.32竖向荷载作用下边柱（A柱）剪力表13-7竖向荷载作用下边柱剪力层次恒载作用下活载作用下M上(KNm)M下(KNm)v(kn)M上(KNm)M下(KNm)v(kn)451.7343.38-26.424.527.45-3.33341.0940.37-22.639.718.91-5.17244.9757.93-28.589.2310.8-5.56130.6715.34-9.205.372.67-1.61

竖向荷载作用下中柱（B柱）剪力表13-8竖向荷载作用下中柱柱剪力层次恒载作用下活载作用下M上（KNM下（KNm）V（KN）M上（KNm）M下（KNm）V（KN）445.3238.623.313.856.432.86337.8944.3622.858.277.654.42249.3954.0628.747.899.154.73129.3214.668.804.662.331.4014内力组合14.1承载力抗震调整系数从理论上讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值,而是通过引入承载力抗震调整系数RE来提高其承载力。表14-1承载力抗震调整系数RE受弯梁偏压柱受剪轴压比＜0.15轴压比＞0.150.750.750.800.8514.2框架梁内力组合梁一般取梁端和跨中作为梁承载力设计的控制截面般情况下，梁端为抵抗负弯矩和剪力设计控制界面，但在有地震作用组合时，也要组合梁端的正弯矩，因此梁的最不利组合内力有：梁端截面:-Mmax梁端截面:-Mmax， 'Mmax，Vmax；梁跨中截面:max14.2.1作用效应组合结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其内力最大，因此应进行荷载效应的最不利组合。永久荷载的分项系数按规定来取：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取 1.2，对由永久荷载效应控制的组合取 1.35;当其效应对结构有利时，一般情况下TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"取1.0，对结构的倾覆、滑移或漂移验算取 0.9。\o"CurrentDocument"可变荷载的分项系数，一般情况下取 1.4。均布活荷载的组合系数为 0.7，风荷载组合值系数为0.6，地\o"CurrentDocument"震荷载组合值系数为 1.3；14.2.1计算跨间弯矩在恒载和活载作用下，跨间 Mmax可近似取跨中的弯矩，跨中弯矩应按调幅后的支座弯矩及相应荷载用平衡条件求得。在恒载和活载作用下，跨间 Mmax可近似取跨中的 M代替，Mmax-fql2_M左；M右82(14-1)式中：M左、M右为梁端左右端弯矩见图 3-15，图3-16中所示跨中M若小于Iql2，那么应取8M=爲|216(14-2)在竖向荷载与地震力组合时， 跨间最大弯矩Mge采用数解法来进行计算如图 3-17所示：图14-1 框架梁内力组合图图中：Mga、Mgb表示重力荷载作用下梁端弯矩Mea、Meb表示水平地震作用下梁端弯矩Ra、Rb表竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力对图中Rb作用点取弯矩可见：11Ra=2ql~'1(Mgb~'Mga'Mea'Meb)(14-3)那么任意截面 x处的弯矩为：12M=Raxqx-MGAMEA2(14-4)由dm=0时，可求得跨间 Mmax的位置为：dxRaq(14-5)将X1代入任意截面处弯矩表达式，可得跨间最大弯矩为:Mmax=Mge-Ea—MgaMea2q12qx-MgaMea2(14-6)当右震时，公式中MeaMeb反号即可以。其中，Mge及X1的具体数值可参见表 14-2、14-3所示，

表中的Ra、Xi和Mge均有两组数值，而梁的内力组合情况见表14-4所示：跨中弯矩恒载作用下第4层：q边=27.41KNm，q中=14.37KNm第3层：q边=32.70KNm，4中=10.45KNm第2层：q边=32.70KNm，4中=10.45KNm第1层：q边=38.59KNm，q中二10.45KNm第4层：Mab=1827.416.62-12 72.5582.16 0.8=87.37KNmMBc=1814.3732-125.6472.555.92 0.8=11.5KNm第3层：Mab=1832.76.62-12 103.7107.85 0.8=93.43KNmMbc=11610.4532=5.88KNm第2层：Mab=1832.76.62-12 104.58108.81 0.8=92.69KNmMbc-11610.4532-5.88KNm第1层：MAB=1838.596.62-12110.88114.860.8=120.46KNmMbc-11610.4532=5.88KNm活载作用下第4层：q边=1.65KNm， 4中=0.84KNm其余层：q边-7.33KNm，q中=3.75KNm第4层：Mab=1161.656.62=4.49KNm，MBC=1160.8432=2.29KNm其余层：Mab=1167.336.62=19.96KNm,MBC=1163.7532=2.11KNm

M(KN.m)125.49122.44124.0438.9517.88表M(KN.m)125.49122.44124.0438.9517.88层次位置lqMgbMGAMeaMebRaX1MGE4AB跨6.627.4185.51275.96239.9731.578.1772.852175.494BC跨314.3716.38616.386417.1917.1910.0950.70254.34953AB跨6.632.7130.33124.33286.1372.7682.9272.53666.948BC跨310.4515.62615.62639.6939.69-10.79-1.03229.6292AB跨6.632.7132.7126.264132.79107.6270.512.156382.545BC跨310.4516.51816.51858.7158.71-23.47-2.24568.5371AB跨6.638.59136.27130.1188.24149.7775.1991.9487131.41BC跨310.4518.44418.44481.7181.71-38.8-3.713135.29表14-3右震作用下Mge层次位置lqMgbMGAMeaMebRaX1MGE4AB跨6.627.4185.51275.962-39.97-31.599.8353.642365.881BC跨314.3716.38616.3864-17.19-17.1933.0152.29754.34953AB跨6.632.7130.33124.332-86.13-72.76131.084.008452.24BC跨310.4515.62615.626-39.69-39.6942.1354.032129.6292AB跨6.632.7132.7126.264-132.8-107.6143.364.384155.203BC跨310.4516.51816.518-58.71-58.7154.8155.245568.5371AB跨6.638.59136.27130.1-188.2-149.8177.634.602990.459BC跨310.4518.44418.444-81.71-81.7170.1486.7128135.29表14-4框架梁内力组合表层数位置内力Ssk①Sqr②SEk左③SEk右④竖向荷载作用下1.2(①+0.5②)+1.3③/④1.35①+②1.2①+1.4②SEk左SEk右4A右m-58.04-4.5140.87-40.87-82.864-75.962-19.223-125.49V75.7244.04-12.0412.04106.26796.524877.6408108.945B左m-65.73-4.74-32.5532.55-93.476-85.512-124.04-39.405V78.6474.8812.43-12.43111.053101.208113.46381.1454B右m-12.89-0.6617.76-17.76-18.058-16.3867.2264-38.95V18.1581-12.4312.4325.513323.18966.230638.5486跨Mab87.374.49122.44111.1375.5566.06

间MBc11.552.2917.882517.0664.664.663AM-82.96-17.787.08-87.08-129.7-124.333.032-223.38V98.6319.53-26.3126.31152.681145.69895.871164.277B左M-86.28-19.1-74.3874.38-135.62-130.33-211.71-18.326V99.8920.0729.41-29.41154.922147.966170.14393.677B右M-9.51-3.0140.58-40.58-15.849-15.62639.536-65.972V13.334.5-29.4129.4122.495522.296-19.53756.929跨间MAb93.4319.96146.091140.0666.9152.85Mk5.882.1110.04810.0131.1531.152A右M-83.66-18.5135.39-135.4-131.42-126.2664.527-287.49V98.5119.56-40.1140.11152.549145.59677.805182.091B左M-87.05-19.7-109.3109.3-137.26-132.1-258.3925.786V100.120.0443.21-43.21155.175148.176188.31775.971B右M-10.37-2.9159.63-59.63-16.91-16.51863.329-91.709V18.984.5-43.2143.2130.12329.076-30.69781.649跨间MAb92.6919.66144.792138.75283.7555.45Me5.882.1110.04810.0170.8570.851A右M-88.7-16.9185.42-185.4-136.65-130.1124.466-357.63V118.1519.49-55.4155.41178.987169.06181.4362225.502B左M-91.89-18.6-152.6152.56-142.62-136.27-319.7476.918V119.1520.1160.32-60.32180.957171.129233.45776.6252B右M-11.73-3.1283.24-83.24-18.956-18.44492.264-124.16V13.4554.5-60.3260.3222.664322.446-59.5797.262跨间MAb120.4619.66182.281172.076128.693.26Mk5.882.1110.04810.01140.66140.6614.3框架柱内力组合

框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果参见表14-5所示:表14-5横向框架A柱弯矩和轴力组合层次位置内力SGk①SQk②SEk左③SEk右④竖向荷载作用下1.2（①+0.5②）+1.3③/④1.35①+②1.2①+1.4②SEk左SEk右4柱顶M51.734.52-40.8740.8774.35668.40411.657117.919N242.2912.95-12.0412.04340.04308.88282.866314.17柱底M-43.38-7.4522.99-22.99-66.01-62.49-26.639-86.413N278.7412.95-12.0412.04389.25352.62326.606357.913柱顶M41.099.71-64.0964.0965.18262.902-28.183138.451N531.1572.08-38.3538.35789.13738.29630.773730.483柱底M-40.37-8.9152.44-52.44-63.41-60.9214.382-121.96N567.672.08-38.3538.35838.34782.03674.513774.2232柱顶M44.979.23-82.9582.9569.9466.886-48.333167.337N820.5131.24-77.4677.461238.91168.3962.6461164.04柱底M-57.93-10.870.66-70.66-89.01-84.6415.862-167.85N856.95131.24-77.4677.461288.11212.11006.391207.781柱顶M30.675.37-114.76117.7646.77544.322-109.16193.114N1153.8190.33-133.87133.871747.916511324.671672.73柱底M-15.34-2.69152.13-152.1-23.4-22.17177.747-217.79N1190.2190.33-133.87133.871797.11694.71368.411716.47表14-6横向框架不柱弯矩和轴力组合层次位置内力Qk①Sok②SEk左③SEk右④竖向荷载作用下1.2（①+0.5②）+1.3③/④1.35①+②1.2①+1.4②SEk左SEk右4柱顶M-45.32-3.85-50.3150.31-65.03-59.77-122.18.709N262.7114.8-0.390.39369.46335.97323.625324.639柱底M38.66.4332.17-32.1758.5455.32291.9998.357N299.1614.8-0.390.39418.67379.71367.365368.3793柱顶M-37.89-8.27-82.7982.79-59.42-57.05-158.0657.197N567.5178.97-3.493.49845.11791.57723.857732.931柱底M44.367.6567.74-67.7467.53663.942145.884-30.24N603.9678.97-3.493.49894.32835.31767.597776.6712柱顶M-49.39-7.89-101.19101.19-74.57-70.31-195.5567.545N872.53143.11-6.66.613211247.41124.321141.48柱底M54.069.1597.22-97.2282.13177.682196.748-56.024N908.98143.11-6.66.61370.21291.11168.061185.22

1柱顶M-29.32-4.66-138.58135.58-44.24-41.71-218.13138.274N1176.1207.32-11.5111.511795.11701.61520.771550.7柱底M14.662.33169.37-169.422.12120.854239.171-201.19N1212.7207.32-11.51-11.511844.41745.51564.631564.63表13-7竖向荷载作用下边柱剪力层次恒载作用下活载作用下M上（KNm）M下（KNm）V（KN）M上（KNm）M下（KNm）V（KN）451.7343.38-26.424.527.45-3.33341.0940.37-22.639.718.91-5.17244.9757.93-28.589.2310.8-5.56130.6715.34-9.205.372.67-1.61表14-6横向框架A柱剪力组合层次SGk①SQk②SEk左③SEk右④竖向荷载作用下1.2（①+0.5②）+1.3③/④1.35①+②1.2①+1.4②SEk左SEk右4-26.42-3.3317.74-17.74-38.99-36.36-10.64-56.763-22.63-5.1732.37-32.37-35.72-34.3911.824-72.342-28.58-5.5642.67-42.67-44.15-42.0917.833-93.111-9.202-1.6153.38-53.38-14.03-13.357.384-81.4表14-6横向框架B柱剪力组合层次SGk①SQk②SEk左③SEk右④竖向荷载作用下1.2（①+0.5②）+1.3③/④1.35①+②1.2①+1.4②SEk左SEk右423.3112.85622.91-22.9134.32631.97259.47-0.096322.8474.42241.81-41.8135.26533.60784.423-24.28228.7364.73355.11-55.1143.52741.109108.97-34.3218.7961.39861.59-61.5913.27312.51291.461-68.67安徽理工大学毕业设计A安徽理工大学毕业设计AnhuiUniversityOfScienceandTechnology575615截面设计15.1截面设计及构造措施表15-1框架梁纵向受拉钢筋最小配筋百分率( %)抗震等级梁中位置支座跨中-一-0.40和80ft/fy中的较大值0.30和65ft/fy中的较大值-二二0.30和65ft/fy中的较大值0.25和55ft/fy中的较大值三、四0.25和55ft/fy中的较大值0.20和45ft/fy中的较大值15.2承载力抗震系数考虑地震作用时， 结构构件的截面设计采用下面的表达式： (3-18)rRE式中：rRE:表示承载力抗震调整系数见表 3-22所示S:表地震作用效应或地震作用效应与其它荷载效应的基本组合R:结构构件的承载力在此截面配筋时， 组合表中与地震力组合的内力均应乘以rRE再与静力组合的内力框进行比较， 挑选出最不利内力：表15-2承载力抗震调整系数 rRE的值材料结构构件受力状态rRE钢梁受弯0.75筋轴压比〈0.15的柱偏压0.75混轴压比＞0.15的柱偏压0.80凝抗震墙偏压0.85土各类构件受剪，偏拉0.8515.2横向框架梁截面设计15.2.1梁正截面截面设计梁的控制截面如图 3-19所示TOC\o"1-5"\h\zI In inllr; vll|i |n m|l|r' v|(A) ®图15-1梁的内力示意混凝土强度等级：C25: fc=11.9N/mm2钢筋的强度等级：纵筋：II级 fy=300N/mm2二fy'箍筋：I级 fy=210N/mm2二f「式中：fc:表混凝土立方体抗压强度设计值fy:表钢筋的抗拉强度设计值fy':表钢筋的抗压强度设计值在计算中用fy与fy'相等，可以代换使用：从梁内力组合表中找出相应的数据，截面最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进

行配筋计算以第4层为例:A支座右边缘：MA=124.081-108.52880.52=96.95KNmreMa=0.7596.95=72.71KNmB支座左边缘：Mb左=122.67-112.54040.52=94.53KNmreMb左=0.7594.53-70.90KNmB支座右边缘：Mb右=38.2086-38.58760.52=28.56KNmreMb右二0.7528.56=21.42KNmAB跨:MAB-101.5415KNm，reMA^0.75101.5415=76.16KNmBC跨:Mab=16.3165KNm，reMab=0.7511.3165=12.24KNmC25vC50,所以「=0.8,一片=1,b=0.554A右m-58.04-4.5140.87-40.87-82.864-75.962-19.223-125.49V75.7244.04-12.0412.04106.26796.524877.6408108.945B左m-65.73-4.74-32.5532.55-93.476-85.512-124.04-39.405V78.6474.8812.43-12.43111.053101.208113.46381.1454B右m-12.89-0.6617.76-17.76-18.058-16.3867.2264-38.95V18.1581-12.4312.4325.513323.18966.230638.5486跨间maB87.374.49122.44111.1375.5566.06mbC11.552.2917.882517.0664.664.66表15-3第四层框架正截面强度计算

截面IIImIVVM(KN.m)125.49122.44124.0438.9517.88bxh0(mm2)300X565300X565300X565250X365250X365v(KN)108.95113.4638.55bc—x^KN.m)27.2428.379.64bcMo=M一寺"(KN.m)98.25101.5495.6829.3116.32YreM°(KNm)73.6976.1671.7621.9812.24；‘REM0as_ 2«ifcbho0.06470.06680.06300.05550.0309©=1-Ji-2%0.06690.06920.06510.05710.0314'；：=0.5(1+Ji_^s)0.96660.96540.96750.97150.9843As」REMo(mm2)"ho643664625295162选筋2尘222尘222尘222尘222尘22(mm2)实配面积 /760760760760760P%0.4480.4480.4480.8330.833表15-4第三层框架正截面强度计算截面IIImIVVM(KN.m)223.38146.09211.7165.9731.15b^h0(mm2)300X565300X565300X565250X365250X365v(KN)164.28170.1456.93匹"(KN.m)241.0742.5414.23bcMo=M-d“(KN.m)2182.31117.53169.1851.7429.63

?reM°(KNm)136.7388.14126.8838.8022.22；'reM0Of—0.12000.07730.11130.09790.0561"s fcbho©=1—J—2亚0.12820.08060.11830.10320.0577'；；=0.5(1+J—2%)0.93590.95970.94080.94840.9711AsJREM0(mm2)"h012317741137534299选筋3尘253尘253尘253尘253尘25实配面积（mm2）14731473147314731473P%0.8690.8690.8691.6141.614表15-5第二层框架正截面强度计算截面IIImIVVM(KN.m)287.49144.79258.3991.7970.85b汉ho(mm2)300X565300X565300X565250X365250X365v(KN)182.09188.3281.65bc——"(KN.m)245.5247.0820.41Mo=M-匹"(KN.m)2241.97115.98211.3171.3068.54?reM°(KNm)181.4886.99158.4853.4751.417 7REM0Sa1fcbho0.15920.07630.13910.13490.1297g=1_J_2叫0.17450.07950.15040.14550.1394'；：=0.5（1+』—2玄）0.91280.96030.92480.92720.9303

；‘REM° 2、「"ho伽)16767631444752720选筋4尘254尘254尘254尘254尘25.2实配面积(mm)19641964196419641964P%1.1591.1591.1592.1522.152表15-6第一层框架正截面强度计算截面IIImIVVM(KN.m)357.63182.28319.74124.16140.66b汇h0(mm2)300X565300X565300X565250X365250X365v(KN)225.50233.4697.26bc—亍"(KN.m)56.3858.3724.32bc.Mo=M—一"(KN.m)2301.26150.95261.3899.85135.29?reM°(KNm)225.94113.21196.0374.88101.47'reM0叫 «1fcbho0.19830.09930.17200.18900.2560—J-2比0.22320.10480.19010.21120.30140.88840.94760.90500.89440.8493'；：=0.5(1+』-2%)A ‘REM0, 2vAs=v—(mm)sfyh。21431006182610921558选筋5尘255尘255尘255尘255尘25(mm2)实配面积 /24542454245424542454

(%1.4481.448(%1.4481.4481.4482.6892.68915.2.1梁斜截面截面设计ln=6.6-0.5=6.1m查梁内力组合表可知以第4层为例：AB跨左震：M：=19.22KNm=77.64KN；M：=124.04KNmV；=113.46KN=19.22-77.640.52--0.19KNm ，M：边=124.04-113.460.52=95.68KNm右震：M：=125.49KNm，V：=108.95KN；M：=39.41KNmV：r=81.15KNM：边=125.49-108.950.5.2=98.26KNm ，M：边=39.41-81.150.52=19.12KNm表15-6左震作用下AB跨支座边缘处弯矩层次M左V左M右V右M左边M右边419.2277.64124.04113.46-0.1995.67533.0395.87211.71170.14-20.94169.18264.5377.81258.39188.3245.078211.311124.4781.44319.74233.46104.11261.38表15-7右震作用下AB跨支座边缘处弯矩层次M左V左M右V右M左边M右边4125.49108.9539.4181.1598.25319.123223.38164.2818.3393.68182.31-5.092287.49182.0925.7975.97241.976.798安徽理工大学毕业设计A安徽理工大学毕业设计AnhuiUniversityOfScienceandTechnology6364157.76157.7658357.63225.576.9276.63301.26BC跨:以第4层为例:左震：Mb=7.23KNm,Vb=6.23KN,Mb边二7.23-6.230.52=5.67KNm右震: Mb=38.95KNm, V^38.55KNMb边=38.95-38.550.52=29.31KNm表15-8地震作用下BC跨支座边缘处弯矩层次左震右震MVM边MVM边47.236.235.672538.9538.5529.3125339.5419.5434.65565.9756.9351.7375263.3330.755.65591.7181.6571.2975192.2659.5777.3675124.1697.2699.845求VGbAB