县建设局办公楼建筑及结构设计

128/138目录摘要 IVChuzhouCityConstructionBureauofficebuildingandstructuraldesign 5ABSTRACT 51.结构设计 11.1结构设计及计算简图的确定 11.2梁截面尺寸估算 11.3柱截面尺寸估算 11.4结构计算简图 22.荷载计算 32.1屋面及楼面的永久荷载标准值 32.2屋面及楼面可变荷载标准值 32.3梁柱，墙，门窗重力荷载计算 42.4梁自重计算 42.5柱自重计算 43.横向框架侧移刚度计算 53.1梁线刚度 53.2柱线刚度 53.3柱的侧移刚度 63.4层间侧移刚度的计算 74.横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算 84.1水平地震作用下重力荷载代表值计算 84.2水平地震力作用下框架的侧移验算 124.3水平地震作用及楼层地震剪力计算 134.4水平地震作用下的位移验算 154.5水平地震作用下内力计算 164.6横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 185.竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 235.1框架结构的荷载计算 235.1.1板传荷载计算 235.1.2恒载作用下柱的荷载计算 245.1.3活荷载作用下的荷载计算 265.1.4活荷载作用下的荷载计算 275.1.5框架计算简图 285.2竖向荷载作用下框架的内力 285.2.1恒荷载作用下的框架弯矩计算 305.2.2活荷载作用下的框架弯矩计算 315.2.3弯矩分配与传递 325.2.4梁端剪力和柱轴力的计算 356.框计算结构的内力组合 436.1结构抗震等级 436.2框架内力组合 436.3框架梁内力组合 436.4跨间最大弯矩计算： 486.1框架柱边柱的内力组合 546.2框架柱中柱的内力组合 567.截面设计 577.1框架梁 577.2框架柱 638.板及楼梯结构设计 668.1板配筋计算 668.2楼梯设计 739.基础设计 769.1基础设计资料 769.1.1设计讲明 769.1.2荷载计算 769.1.3地基承载力设计值的确定 769.2边柱独立基础设计 779.2.1基底尺寸的确定 779.2.2持力层强度验算 779.2.3配筋 77参考文献 79致谢 80某县建设局办公楼建筑及结构设计摘要

本工程位于滁州市,整个建筑为5层，该建筑总高为20.1m(室外至顶层)。本设计贯彻“有用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑阻碍设计的各项因素。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，本设计采纳柱下独立基础。

整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。TOC\o"1-3"\h\u关键词：框架结构，抗震设计，荷载计算，内力计算，计算配筋ChuzhouCityConstructionBureauofficebuildingandstructuraldesignABSTRACTTheprojectislocatedinChuzhouCity,theentirebuildingis5floorsofthebuildingatotalheightof20.1m(outdoortothetop).Thisdesignimplementationofthe"practical,safe,economicalandaesthetic"designprinciple.Inaccordancewiththebuildingdesign,carefullyconsiderthevariousfactorsthataffectthedesign.Afterdeterminingthelayoutoftheframe,thefirstinter-layerloadwascalculatedrepresentativevalues,seekingtheearthquakecyclefollowedbytheuseofvertexdisplacementmethod,andthenpressthebaseshearcalculatedunderhorizontalseismicloadsize,andthenfindunderhorizontalloadthestructureofinternalforces(bendingmoments,shear,axialforce).Thencalculatetheinternalforceofstructureunderverticalload(deadloadandliveload)role.Itistoidentifythemostunfavorableoneormoregroupsofinternalforce.Selectthemostsecurecomputingresultsandreinforcementdrawing.Inaddition,thestructureoftheprogramcarriedoutintheinteriorstaircasedesign.Completedtheplatformboard,internalforcesandreinforcementbenchboards,beamsandothercomponentsofthecomputingplatformandconstructiondrawings.Reinforcementofthefloorwerecalculated,thedesignusesanindependentfoundationundercolumn.Theentirestructureinthedesignprocess,strictlyfollowtherelevantprofessionalregulatoryrequirements,refertotherelevantinformationandthelatestnationalstandardsforallaspectsofthedesignofintegratedcomprehensivescientificconsiderations.Inshort,application,security,economical,easytouseistheprincipleofthedesign.Reasonablypracticable,designedthebuildingstructureoftheprogramisanimportantbasisfortheconstructionsite.Keywords:Framestructure,seismicdesign,loadcalculation,calculationofinternalforces,calculatedreinforcement1.结构设计1.1结构设计及计算简图的确定依照该房屋的使用功能及建筑设计的要求，填充墙采纳蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，板厚取120mm，所有卫生间墙体为粘土空心砖。1.2梁截面尺寸估算边横梁：L=7200mmh=（1/12 ~1/8）×7200=600~900mm取h=700mmb=（1/2~1/3）×h=（1/2~1/3）×700=350~240mm取b=300mm中横梁：L=3000mmh=（1/2~1/8）×3000=375~250mm取h=300mmb=（1/2~1/3）×h=（1/2~1/3）×300=150~100mm取b=200mm纵梁：L=3900mmh=（1/12~1/8）×3900=487.5~325mm取h=400b=（1/2~1/3）×h=（1/2~1/3）×400=200~133mm取b=2001.3柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值[]=0.75,各层重力荷载代表值近似取15kN/m2,一层柱截面面积为：边柱中柱取柱子截面为正方形，则中柱和边柱截面高度分不为357mm和425mm设计柱截面尺寸为：一层500mm×500mm二至五层400mm×400mm1.4结构计算简图框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至顶板，2至5层为层高，取3.9m；底层为4.5m。图1.4结构计算简图2.荷载计算2.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）30厚细石混凝土爱护层22×0.03=0.66KN/㎡三毡四由防水层0.4KN/㎡20厚矿渣水泥找平层20×0.02=0.4KN/㎡150厚水泥蛭石保温层8×0.15=1.2KN/㎡120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0KN/㎡V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡合计5.91KN/㎡楼面木块地板（加防腐油膏铺砌厚76mm）0.076×3=0.228KN/㎡120厚钢筋混凝土板25×0.12=3KN/㎡V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡合计3.478KN/㎡2.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值0.50KN/㎡楼面活荷载标准值2.0KN/㎡走廊活荷载标准值2.5KN/㎡屋面雪荷载标准值SK=μr×S0=1.0×0.6=0.6KN/㎡卫生间活荷载标准值2.5KN/㎡楼梯间活荷载标准值3.5KN/㎡μr为屋面积雪分布系数，取μr=1.02.3梁柱，墙，门窗重力荷载计算墙：3.0厚抹面胶浆外刷外墙涂料0.02KN/㎡60厚EPS板保温层0.02KN/㎡5厚粘板粘剂粘结层0.02KN/㎡蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5×0.37=2.035KN/㎡6厚1:2水泥砂浆找平20×0.006=1.2KN/㎡12厚1:3水泥砂浆打底20×0.012=0.24KN/㎡合计3.565KN/㎡2.4梁自重计算横梁自重：0.3×0.7×25=5.25KN/m粉刷：（0.7-0.1）×0.048×17=0.459KN/m合计5.709KN/m纵梁自重：0.4×0.2×25=2KN/m粉刷：0.6×0.048×17=0.459KN/m合计2.459KN/m2.5柱自重计算柱自重：0.5×0.5×25=6.25KN/m贴面及粉刷：（0.5×4-0.37×2）×0.02×17=0.43KN/m合计6.68KN/m3.横向框架侧移刚度计算3.1梁线刚度在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利阻碍，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数:中框架梁I=2.0I0边框架梁I=1.5I0梁采纳C30混凝土，Ec=3×10KN/㎡表3.1框架梁线刚度计算部位截面截面惯性矩跨度边框架中框架I=1.5I0i=EI/LI=2.0I0i=EI/L边跨0.3×0.78.575×107.212.863×105.359×1017.15×107.146×10中跨0.2×0.30.45×103.00.675×100.675×100.9×100.9×103.2柱线刚度柱采纳C30混凝土。Ec=3×10KN/m首层高4.5m其余层高3.9m表3.2柱线刚度计算层次高度b×hEcIi14.5500×5003×105.2083.4722~53.9400×4003×102.1331.6413.3柱的侧移刚度一般层：首层：表3.3边框架柱子的侧移刚度层高柱子刚度边跨梁线刚度中跨梁线刚度边框架边柱C1(4根)边框架中柱C2（4根）K1α1Dc1K1α2Dc22~53.9164105359067503.2260.62080273.6670.648838914.5347205359067503.0870.705145053.4760.72614937 表3.3.4中框架柱子的侧移刚度层高柱子刚度边跨梁线刚度中跨梁线刚度边框架边柱C3(24根)边框架中柱C4（24根）K1α1Dc3K1α2Dc42~53.9164107146090004.3550.68588694.9030.710919214.571460900090004.1160.755155344.6350.774159253.4层间侧移刚度的计算表3.4各层柱的侧移刚度各层柱子侧移刚度层间刚度2~5321083355621285622060849912815802059748372816382200872784因为满足要求4.横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算4.1水平地震作用下重力荷载代表值计算第一层：柱：取上下各半层柱4.5/2+3.9/2-0.12=4.08m柱数量56柱重6.25×56×4.08=1428KN梁：300×700（横）长度（7.2+7.2-0.5×2）×14=187.6m自重1.05×5.25×187.6=1034.15KN200×400（纵）长度（3.9-0.5）×13×4=176.8m自重1.05×176.8×2=371.28KN200×300（走道）长度（3-0.5）×14=35m自重1.125×1.05×35=41.34KN楼板：走廊面积50.7×3=152.1㎡自重3.92×152.1=596.23KN活载3.5×152.1=532.35KN楼板面积（除卫生间）50.7×7.2×2-7.8×7.2×2=617.76㎡自重3.92×617.76=1235.52KN活载2.0×617.76=1235.52KN卫生间面积7.8×7.2×2=112.32㎡自重5.5784×112.32=626.57KN活载2.5×112.32=283.8KN墙：外墙300×200梁下墙高4.5/2+3.9/2-0.3=3.9m长（3-0.5）×2=5m重3.565×3.9×5=69.52KN300×700梁下墙高4.5/2+3.9/2-0.7=3.5m长（7.2+7.2-0.5×2）×2=26.8m重3.565×3.5×26.8=334.40KN200×400梁下墙高4.5/2+3.9/2-0.4=3.8m长（3.9-0.5）×13×2=88.4m重3.565×3.8×88.4=1197.55KN内墙300×700梁下墙高4.5/2+3.9/2-0.7=3.5m长（7.2-0.5）×10=67m重2.23×3.5×67=522.94KN200×400梁下墙高4.5/2+3.9/2-0.4=3.8m长（3.9-0.5）×（13×2-3）=78.2m重2.23×3.8×78.2=662.67KN=1428+1034.15+371.28+41.34+596.23+2421.62+626.57+69.52+334.40+1197.55+522.94+662.67+0.5×(532.35+1235.52+280.8)=8151.61KN第二，三，四层（层高3.9m）柱：高3.9-0.12=3.78m数量56重6.25×3.78×56=1323KN梁：300×700长度（7.2×2-0.5×2）×14=187.6m重1.05×2×187.6=1034.15KN200×400长度（3.9-0.5）×13×4=176.8m重1.05×2×176.8=371.28KN200×300长（3-0.5）×14=35m重1.125×1.05×35=41.34KN楼板：走廊面积50.7×3=152.1㎡自重3.92×152.1=596.23KN活载3.5×152.1=532.35KN楼板面积（除卫生间）50.7×7.2×2-7.8×7.2×2=617.76㎡自重3.92×617.76=2421.62KN活载2.0×617.76=1235.52KN卫生间面积7.8×7.2×2=112.32㎡自重5.578×112.32=626.57KN活载2.5×112.32=280.8KN墙：外墙200×300梁下墙高3.9-0.3=3.6m长（3-0.5）×2=5m重3.565×3.2×26.8=305.73KN300×700梁下墙重3.565×3.2×26.8=305.73KN200×400梁下墙重3.565×3.5×88.4=1103.01KN内墙300×700重2.23×3.2×67=478.12KN200×400重7.23×3.5×78.2=610.35KN1323+1034.15+371.28+41.34+596.23+2421.62+626.57+64.17+305.73+1103.01+478.12+610.35+0.5×(532.35+1235.52+280.8)=9999.9KN第五层：高为3.9m柱重6.25×1.95×56=682.5KN梁：300×7001034.15KN200×400371.28KN200×30041.34KN层面：面积（7.2+7.2+3）×（3.9×13）=882.18㎡自重5.91×882.18=5213.68KN活载0.5×882.18=441.09KN墙：外墙200×3003.565×5×1.65=29.41KN300×7003.565×1.25×26.8=119.43KN200×4001.55×88.4×3.565=488.48KN外墙300×7002.23×1.25×67=176.76KN200×4002.23×1.55×78.2=270.30KN682.5+1034.15+371.28+41.34+5213.68+29.41+119.43+488.48+186.76+270.30+0.5×(441.09)=8657.88KN总重力荷载代表值为=8151.61+9999.9×3+8657.88=46809.205KN图4.1加框架简图及各质点重力荷载代表值4.2水平地震力作用下框架的侧移验算按定点位移法计算框架的自震周期，将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。只要求出结构的水平位移，就能够求得结构的差不多周期：公式如下其中：:差不多周期调整系数。该框架取0.7:计算结构差不多自震周期用的结构顶点假想位移，即把集中在各层楼面处的重力荷载代表值假想作为水平荷载而算得的结构顶点位移:第i层第j根柱的抗侧移刚度表4.2结构顶点的假想位移计算层次/KN/（KN/m）（KN/m）/m/m58657.8886584991280.0173460.27951449999.905186584991280.0373810.24213339999.905286584991280.0574160.01847229999.905386584991280.0774510.10726618151.61468108727840.0536330.053633由上表计算差不多周期，=1.7=1.7×0.7×=0.429s4.3水平地震作用及楼层地震剪力计算由于该建筑高度远小于40m，刚度和质量沿高度均匀分布，以剪切变形为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。先计算总水平地震作用标准值底部剪力。式中：结构差不多自震周期的水平地震阻碍系数结构等效总重力荷载，多质点可取总重力荷载代表值的85%场地类不为Ⅱ类，差规范得特征周期，水平地震阻碍系数最大值。由水平地震阻碍系数曲线来计算。式中：为衰减系数，时取0.9应为不需要考虑顶部附加水平地震作用。各质点的水平地震作用按下式计算：式中：分不为集中于质点i，j的荷载代表值；分不为质点i，j的计算高度。各层的地震剪力按计算，计算结果如下表：表4.3各层地震剪力计算层次/m/KN/KN/m/KN/KN520.18657.88174023.388494.95494.95416.29999.905161998.461460.30955.25312.39999.905122998.831349.261304.5128.49999.90583999.202239.221543.7314.58151.6136682.245103.941647.67579702.227图4.3水平地震作用下的剪力图4.4水平地震作用下的位移验算用D值法验算框架第i层的层间剪力，层间位移和结构顶点位移u分不按下列公式来计算：计算结果见下表：表4.4水平地震作用下的位移验算/KN/（N/mm）/mm/mm/mm5494.954991280.99212.60139000.000254955.254991281.91310.68839000.0004931304.514991282.6148.07439000.0006721543.734991283.0934.98139000.0007911647.678727841.8881.88845000.00048由表可知最大层间弹性位移发生在第二层：0.00079≤1/550=0.0018，满足要求4.5水平地震作用下内力计算将层间剪力分配到该层的各根柱子上，求出主子的剪力，再由主子的剪力和反弯点高度来求柱子上下端的弯矩。柱端剪力按下列公式计算：柱上、下端弯矩按下列公式来计算：式中：i层j柱的侧移刚度，h为该层柱的计算高度反弯点高度比标准反弯点高度比，依照上下梁的平均线刚度和柱的相对线刚度的比值，总层数m，和该层位置n查表确定。上下梁的相对线刚度变化的修正值，查表可得上下层层高变化的修正值，查表可得下层层高对该层层高的比值查表可得各层边柱柱端弯矩及剪力计算表4.4.1各层边柱柱端弯矩及剪力计算/m/KN/(N/mm)53.9494.9549912880277.9604.3350.4517.074213.969843.9955.25499128802715.3624.3350.5029.955929.955933.91304.51499128802720.9794.3350.5040.909140.909123.91543.73499128802734.8264.3350.5048.410748.410714.51647.678727841450527.3834.1160.5055.450667.7729表4.4.2各层中柱柱端弯矩及剪力计算/m/KN/(N/mm)53.9499.9549912883898.4033.6770.4518.02414.74743.9955.25499128838916.0553.6770.5031.30731.30733.91304.51499128838921.9253.6770.5042.75442.75423.91543.73499128838925.9463.6770.5050.59550.59514.51647.678727841493728.1993.4760.5557.10369.793梁端弯矩，剪力及柱轴力由下列公式计算：表4.4.3梁端弯矩，剪力和柱轴力计算边梁走道梁柱轴力边柱中柱57.217.0716.014.5932.022.021.35-4.59-3.2447.243.9340.9011.784-16.37-11.5837.270.8765.7618.9838.298.295.53-35.35-25.0327.289.3282.8923.92310.4610.466.97-59.27-41.9817.2103.8695.6427.71312.0612.068.04-86.98-61.65图4.4弯矩剪力柱轴力图4.6横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算4.5.1风荷载标准值垂直于建筑物的风荷载标准值在计算要紧承重结构时按下列公式计算：其中：风荷载标准值在z高度出的风振系数风荷载体型系数风压高度变化系数差不多风压由任务书可知差不多风压=0.35KN/㎡，由《荷载规范》查得：=0.8（迎风）和=-0.5（背风）。由《荷载规范》高度大于30m的房屋结构采纳风振系数来考虑风压脉动的阻碍。而本设计房屋高度为20.1m小于30m则不用考虑，取=1.0把风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载如下表所示：表4.5.1各层框架节点上的集中荷载Z(m)A（㎡）（KN）V（KN）51.00.820.10.8120.524.650.354.6541.00.816.20.7428.085.820.3510.4731.00.812.30.7428.085.820.3516.2921.0428.085.820.3522.1111.0430.246.270.3528.38其中，A为一榀框架各层节点的受风面积，取上半层和下半层之和，顶层取到女儿墙顶，底层取到下层的一半。顶层中间层底层4.5.2风荷载作用下的水平位移验算由水平荷载算得层间剪力，依照层间侧移刚度算出各层的相对相对侧移和绝对侧移。计算结果如下表所示：表4.5.2风荷载作用下的水平位移计算54.654.654991281.11212.5770.00028545.8210.474991282.23611.4650.00057335.8216.294991283.4839.2290.00088225.8222.114991283.6845.7910.00094516.2728.388727842.1072.1070.000540由表可知风荷载作用下最大层间位移发生在第二层，因为0.000945小于1/550，满足要求4.5.3风荷载作用下框架结构内力计算计算方法同地震作用，也用D值法在求得框架第I层的层间剪力后，I层j柱分配到的剪力以及柱上下端的弯矩，分不按下列公式计算：柱端剪力计算公式：柱端弯矩计算公式：那个地点的由表：均布水平荷载作用下的各层标准反弯点高度比查得。表4.5.3各层边柱柱端弯矩及剪力计算/m/KN/（N/mm）53.94.6549912880270.0893.2660.452.611.2343.910.4749912880270.1793.2660.455.654.2333.916.2949912880270.2483.2660.509.238.0323.922.1149912880270.2963.2660.5011.2511.2514.528.38872784145050.3063.0870.5514.2326.54表4.5.4各层中柱柱端弯矩及及剪力计算/m/KN/（N/mm）53.94.6549912883890.0933.6770.452.041.2043.910.4749912883890.1883.6770.454.353.3433.916.2949912883890.2883.6770.506.315.9523.922.1149912883890.3093.6770.508.318.3114.528.38872784149370.3153.4760.5510.2415.65梁端弯矩，剪力以及柱轴力分不按下式计算： 表4.5.5风荷载作用下的梁弯矩，剪力及柱轴力计算结果边梁走道梁柱轴力边柱中柱57.22.611.100.343.01.031.030.61-0.34-0.3147.23.453.120.983.02.262.261.54-1.25-1.2537.26.785.421.513.04.874.873.25-2.36-2.3427.29.988.322.233.07.627.624.85-5.12-5.3217.213.4510.073.103.09.899.896.48-8.23-8.23图4.5活载作用下的弯矩剪力柱轴力5.竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算5.1框架结构的荷载计算5.1.1板传荷载计算1.计算方法框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采纳力矩分配法，因为框架结构对称，荷载对称；又只有三跨，因此在对称轴上的梁的截面只有竖向位移没有转角。对称截面可取为滑动端。采纳弯矩二次分配法，它是一种近似计算方法，立即各节点的不平衡弯矩同时作为分配和传递，并以二次分配为限。楼板为现浇楼板，本设计选用双向板，可沿角顶点沿线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。2.荷载传递路线计算单元如下图所示：图5.1计算单元5.1.2恒载作用下柱的荷载计算1.恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：P1q2P2P2q2P1q1q1图5.2荷载分布图屋面板及楼板的折减系数边跨为梯形荷载：中跨为梯形荷载：5/8=0.6252.竖向荷载计算扳传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。第五层：梁重：边跨5.25KN/m中跨1.5KN/m屋面板荷载：边跨5.91×3.9/2=11.525KN/m中跨5.91×3=17.73KN/m代表横梁自重，为均布荷载形式。分不为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。分不由边纵梁，中纵梁传给柱的荷载，它包括主次梁自重，楼板重，计算如：=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×5.91+2×3.9+4.44×0.3×3.9=86.538KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×5.91+2×3.9=89.726KN第二至四层：梁重：边跨5.25KN/m中跨1.5KN/m屋面板荷载：边跨3.478×3.9/2=6.782KN/m中跨3.478×3=10.435KN/m代表横梁自重，为均布荷载形式。分不为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。分不由边纵梁，中纵梁传给柱的荷载，它包括主次梁自重，楼板重，计算如：=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×3.478+2×3.9+4.44×（2.9×3.1-2.4×2.1）+0.4×2.4×2.1=71.245KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×3.478+2×3.9+4.28×2.9×3.1=96.25KN第一层：梁重：边跨5.25KN/m中跨1.5KN/m屋面板荷载：边跨3.478×3.9/2=6.782KN/m中跨3.478×3=10.435KN/m代表横梁自重，为均布荷载形式。分不为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。分不由边纵梁，中纵梁传给柱的荷载，它包括主次梁自重，楼板重，计算如：=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×3.478+2×3.9+4.44×（2.8×3.1-2.4×2.1）+0.4×2.4×2.1=86.538KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×3.478+3×3.9+4.28×3.9×3.1×2.8=98.134KN5.1.3活荷载作用下的荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下：P1P2P2P1q1q1图5.3活载作用下的荷载分布2.竖向荷载计算关于第五层：=0.5×3.9/2=0.975kn/m=0.5×3.0=1.5kn/m=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×0.5=6.12KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×0.5=7.43KN其它层：=2×3.9/2=3.9kn/m=2×3.0=6kn/m=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×2=24.34KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×2=31.43KN5.1.4活荷载作用下的荷载计算边跨：屋面板传载恒载：5.91×3.9/2×（1-2×0.229+）=10.487kn/m活载：0.5×3.9/2×（1-2×0.229+）=0.887kn/m2.楼面板传载恒载：3.478×3.9/2×（1-2×0.229+）=6.172kn/m活载：2.0×3.9/2×（1-2×0.229+）=3.549kn/m3.梁自重：5.25kn/mAB(CD)轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.25+10.478=15.737kn/m活载=0.887kn/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.25+6.172=11.422kn/m活载=3.549kn/m中跨：1.屋面板传载恒载：5.91×3×5/8=11.081kn/m活载：0.5×3×5/8=0.938kn/m2.楼面板传载恒载：3.478×3×5/8=6.521kn/m活载：2.0×3×5/8=3.75kn/m3.梁自重：1.5kn/mBC轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=1.5+11.08=12.58kn/m活载=0.938kn/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=1.5+6.521=8.021kn/m活载=3.75kn/m5.1.5框架计算简图图5.4框架计算简图5.2竖向荷载作用下框架的内力竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与民用建筑能够不考虑活荷载的不利布置。如此求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载在总荷载比例较大时，可在截面配筋时，将跨中弯矩乘1.1～1.2的放大系数予以调整。固端弯矩计算（1）恒荷载作用下内力计算将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。（2）活荷载作用下内力计算将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。表5.1梁的固端弯矩层数简图边跨框架梁顶层15.73715.737kN/m1/12ql2=1/12×15.737×7.22=67.99kN/m底层9.5499.549kN/m1/12ql2=1/12×9.549×7.22=49.34kN/m内力分配系数计算考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度。表5.2梁柱的相对转动刚度构件名称转动刚度S（KNm）相对转动刚度框架梁边跨1.000中跨0.319框架柱顶层0.229一般层0.229底层0.552分配系数计算：表5.3分配系数节点层()()边节点51.00+0.299=1.2990.770.2340.299+1.00+0.299=1.5980.62601870.18730.299+1.00+0.299=1.5980.6260.1870.18720.299+1.00+0.299=1.5980.6260.1870.18710.299+0.552+1.00=1.8510.5400.1620.298中间节点51.00+0.319+0.299=2.380.6180.1970.18541.00+1.00+1.00+0.38=3.380.5220.1660.1560.15631.00+1.00+1.00+0.38=3.380.5220.1660.1560.15621.00+1.00+1.00+0.38=3.380.5220.1660.1560.15611.00+0.79+1.00+0.38=3.170.4610.1470.1380.2545.2.1恒荷载作用下的框架弯矩计算恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：图5.5恒载作用下的各层框架梁上的荷载分布等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。α=0.229关于第五层：=5.25×7.2×7.2/12+11.525×7.2×7.2=67.99kn·m=1.5×3×3/12+5×17.73×3×3/96=9.44kn·m关于一至四层：=5.25×7.2×7.2/12+6.782×7.2×7.2=49.34kn·m=1.5×3×3/12+5×10.434×3×3/96=6.02kn·m5.2.2活荷载作用下的框架弯矩计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：图5.6活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布关于第五层：0.975×7.2×7.2=3.83kn·m=5×1.5×3/96=0.70kn·m关于一至四层：=3.9×7.2×7.2=15.33kn·m=5×6×3×3/96=2.81kn·m5.2.3弯矩分配与传递方法：首先将各点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写框架横梁相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为0.5）。第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配。表5.4恒荷载作用下的力矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.230.770.700.210.09-67.9967.99-9.4415.6452.35-40.99-12.30-5.274.69-20.5026.18-3.93.6412.17-15.60-4.68-2.0123.97-23.9737.58-20.88-16.710.56-49.3449.34-6.029.379.3739.97-25.13-7.80-7.80-2.607.824.69-12.5720.00-6.15-3.90-0.01-0.01-0.05-5.77-1.79-1.79-0.6017.1814.05-21.9938.44-15.74-13.49-90.810.56-49.3449.34-6.029.379.3739.97-25.34-7.80-7.80-2.604.694.69-12.5720.00-3.90-3.900.610.612.58-7.08-2.20-2.20-0.7314.6714.67-19.3636.92-13.9-13.9-9.310.56-49.3449.34-6.029.379.3739.97-25.34-7.80-7.80-2.604.694.69-12.5720.00-3.90-3.900.610.612.58-7.08-2.20-2.20-0.7314.6714.67-19.3636.92-13.9-13.9-9.350.160.330.510.480.150.310.06-49.3449.34-6.027.8916.2825.16-20.79-6.50-13.43-2.604.69-12.5720.00-3.901.262.604.02-7.73-2.42-4.99-0.9713.8418.88-32.7340.82-12.82-18.42-9.599.44-9.21图5.7恒载作用下的弯矩图表5.5活荷载作用下的力矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.230.770.700.210.09-3.833.83-0.700.882.95-2.19-0.66-0.281.46-1.101.48-1.13-0.08-0.28-0.25-0.07-0.032.26-2.262.87-1.86-1.020.56-15.3315.33-2.812.912.919.50-7.26-2.25-2.25-0.750.441.46-3.634.75-0.33-1.130.330.331.07-1.91-0.59-0.59-0.203.684.7-8.3910.91-3.17-3.97-3.720.56-15.3315.33-2.812.912.919.50-7.26-2.25-2.25-0.751.461.46-3.634.75-1.13-30.44-1.44-0.45-0.45--9.0211.38-3.83-3.83-3.720.56-15.3315.33-2.812.912.919.50-7.26-2.25-2.25-0.751.461.46-3.634.75-1.13-30.44-1.44-0.45-0.45--9.0211.38-3.83-3.83-3.710.160.330.510.480.150.310.06-15.3315.33-2.812.455.067.82-6.01-1.88-3.88-0.751.46-3.013.91-10.79-1.33-0.42-0.86-7-9.7311.9-3.43-4.74-3.732.79-2.37图5.8活载作用下的弯矩图5.2.4梁端剪力和柱轴力的计算恒载作用下关于无荷载直接作用的杆件（如柱），将其柱端的弯矩连以直线，即为该杆件的弯矩图；关于有荷载作用的杆件（如梁），则以杆端弯矩的连线为基线。叠加相应简支梁的弯矩图，即为该杆件的弯矩图。1)、梁跨中弯矩为：第五层：MAB=1/8×15.737×7.22-1/2×(23.97+37.58)=71.20KN/mMCD=1/8×12.58×32-1/2×(16.72+16.72)=2.57KN/m第四层：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(21.99+38.44)=43.80KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.22+9.22)=0.20KN/m第三层：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(19.36+36.92)=45.87KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.35+9.35)=0.33KN/m第二层：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(19.36+36.92)=45.87KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.35+9.35)=0.33KN/m第一层：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(32.73+40.82)=37,24KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.59+9.59)=0.57KN/m、梁端剪力：第五层：AB跨：（荷载引起的）QA=[q1+q2（1-α）]l/2=[5.25+11.525（1-0.229）]7.2/2=50.89KNQB=QAAB跨：（弯矩引起的）QA=（MA-MB）l/2=(23.97-37.58)/2=-1.89KNQB=-QABC跨：（荷载引起的）QB=[q1，+q2，/2]l/2=[1.5+17.73/2]*3/2=6.91KNQC=QB一至四层：AB跨：（荷载引起的）QA=[q1+q2（1-α）]l/2=[5.25+6.782（1-0.229）]7.2/2=37.73KNQB=QAAB跨：（弯矩引起的）第四层：QA=（MA-MB）l/2=(21.99-38.44)/7.2=-2.28KNQB=-QAAB跨：（弯矩引起的）第三层：QA=（MA-MB）l/2=(19.36-36.92)/7.2=-2.44KNQB=-QAAB跨：（弯矩引起的）第二层：QA=（MA-MB）l/2=(19.36-36.92)/7.2=-2.44KNQB=-QAAB跨：（弯矩引起的）第一层：QA=（MA-MB）l/2=(32.73-40.82)/7.2=-1.12KNQB=-QABC跨：（荷载引起的）QB=[q1，+q2，/2]l/2=1.5+10.43/2]*3/2=4.48KNQC=QB恒荷载作用下梁端总剪力=梁端荷载引起的-梁端弯矩引起的3）、柱轴力：N顶=Q总+PiN底=Q总+Pi+柱子重力荷载例如：第5层（A柱）：N顶=49+86.538=135.538KNN底=135.538+6.25×3.9=159.913KN表恒荷载作用下梁端剪力和柱轴力（kN）表5.6恒载作用下的剪力柱轴力计算层次总剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱VAVBVB=VCN顶N底N顶N底54952.786.91135.538159.913149.416173.791435.4540.014.48266.608290.983314.531338.906335.2940.174.48397.518421.893479.806504.181235.2940.174.4