毕业设计手算

毕业设计算1设计资料1.1始据本工程为湖南理工学院图书馆设计凝土框架结构数为4层工程位于岳阳市，7度抗震设防。本工程选用混凝土强度等级有（板、梁、柱、楼梯向钢筋选用HRB335，梁柱箍筋采用钢筋。该图书馆的建筑红线为南北，东西94m结构共层至少满足人流量需求文地质条件详见岩土工程地质报告他基本条件参照规范及使用要求或与指导教师协商确定。工程名称：湖南文理学院图书馆面积：17000m2左右结构型式：现浇混凝土框架结构工程地点：岳阳市设计方案见附图基本风压：0.35kN/mm

2

，基本雪压：0.25kN/mm

2

，地震烈度7度，设计基本地震加速度0.10g场地，设计地震分组为第一组。地面粗糙度类别：C类1.2技要建筑设计：方案应符合规范，满足功能要求，妥善处理建筑与结构关系，与周围环境协调。注明房间面积、功能和总建筑面积。结构设计算1榀框架有详尽的计算过程和必要的图示程相似的计算内容可通过列表的形式完成体部分采用学校计算软件完成与手算结果相比较。1.3工要完成建筑主要平面、立面、剖面的设计，绘制相应的施工图。完成上部结构的设计制部分结构施工图计说明书要完整附有必要的计算简图和表格。施工图既要有手绘也要有机绘。2

建筑设计本图书馆建筑主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构求共四层建筑面积为

遵循“安全，适用，经济，美观”的原则，结构布置合理，房间利用率比较高，适用性很强，同时又不失美观。主要功能有：阅览室，语音室，书库，采编、编目以及办公用房等。每个房间的门窗也都按照规范设计，符合规定要求，设计得合理，柱网布置需使结构受力合理，且应方便施工。本图书馆底层层高米，标准层层4.5米。总长94米，总宽66.5米。跨距分别为8.0米、7.5米和4.5米。详情见建筑立面图和平面图。图1

选取框架的局部平面图3

结构设计3.1基设资1、定板厚取h=L/40=3750/40=93.75mm,取h=100mm。0采用全现浇板，在部分跨度比较大处加次梁，可根据荷载及梁的尺寸确定板的厚度为100mm。2、梁尺寸确定：y11y11可得3BC、CD架梁：/12~L/8=7500/12~7500/8=625~937.5mm,取h=700mm,00b=h/3~h/2=700/3~700/2=233~350mm,取h=300mmDE走道梁/8=4500/12~4500/8=375~562.5mm,取h=500mm,00b=h/3~h/2=400/3~400/2=133~200mm,取h=250mm3、柱的截面尺寸确定该结构选用C30的混凝f=14.3N/mm2，选用HRB335级钢筋f2。结构抗震等级为三级，由公式（2.1-1）μc：允许轴压比，三级二级0.8,一级0.7。竖向荷载与地震作用组合的最大轴力设计值。rG：分项系数，取为1.2；w：单位面积重量，取为12~14kN/m2；S：柱承载楼面面积；n：柱设计截面以上楼层数；：一、二级抗震设计角柱为其余为1.0：由于水平力使轴力增大的系数，度1.05，8度1.1，9度。《建筑抗震设计规范》规定：柱a.截面的宽度和高度均不宜小于；圆柱直径不宜小于350mmcc.截面长边与短边的边长比不宜大于3。从而得到：=1.2×14×（×7.5＋×7.5）×1.0×1.05=992.25kN2==

A

0.914.3=480.93mm；取==600mm

2柱的截面尺寸为600mm×600mm.4、次梁的计算梁柱受力纵筋均采用HRB400钢，fkN/2，采用凝土，次梁截面250mm×500mm，长度7500mm。箍筋采用f=270N/mmy

2

。3.2

框设选中框架KJ-4进行计算：结构计算简图如图所示，根据地质资料，确定基础顶面离室外地面50mm，由此可得底层层高为5.25m.框3.2.1平面布置及梁柱尺寸柱直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影线所示元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架用于各节点上于顶层纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合该层框架节点上还有集中力矩的作用。各梁上作用的恒载如图5所示。该图中g表横梁自重，为均布荷载形,g表各板传给横梁的梯形荷载M12为弯矩。G为集中力。3.2.2荷载计算1、恒荷载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值屋面做法：见屋面板设计。屋面恒荷载标准值

5.9kN/m

2BC、CD

跨

框

架

梁

自

重0.7×0.3×25=5.25kN/m灰×0.02×17=0.408kN/m

）小计

g

4BC1

=g

4CD1

=5.658kN/m(注：这里的下标4表示第4层即顶层框架梁DE跨框架梁自重0.5×0.25×25=3.125kN/m抹灰2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.272kN/m小计

g

4DE1

=3.397kN/m跨上屋面传来的恒荷载g=g4BC2

4CD2

=g

4DE2

=3.75×5.9=22.125kN/m（2）楼面框架梁线荷载标准值楼面做法：见楼盖设计。楼面恒荷载标准值

=4.4KN/m

2内横墙自重标准值240mm厚空心砌块0.24×12.5=3kN/m

220mm

厚

砂

浆

双

面

抹

灰0.02×17×2=0.68kN/m

23.68kN/m

2梁

上

楼

面

传

来

的

恒

荷

载3.75×4.4=16.5kN/m（3）屋面框架节点集中荷载标准值女儿墙：高，厚240mm，双面抹灰砖墙。女

儿

墙

自

重

标

准

值0.9×0.24×12.5=2.7kN/m抹0.9×0.02×2×17=0.306kN/m

灰3.006kN/m纵

向

框

架

梁

自

重

标

准

值0.3×0.7×25=5.25kN/m刷×2×17=0.408kN/m5..658kN/m次梁自重标准值0.25××25=2.5kN/m灰0.5-0.1）×2×0.02×17=0.272kN/m2.772kN/mE节点集中荷载：女儿墙自重7.5×3.006=22.545kN屋面传来的恒荷载[0.5×5.9=70.52kN次梁自重

2.25×2.772=6.237kN纵

向

框

架

梁

自

重7.5×5.658=42.435kN偏心距

G=141.737kN4E300=180mm偏心弯矩141.737kN×0.18m=25.512kN·mB节点集中荷载：女儿墙自重7.5×3.006=22.545kN屋面传来的恒荷载[0.5×5.9=103.71kN次梁自重×2.772=10.395kN

3.75纵

向

框

架

梁

自

重7.5×5.658=42.435kNG=179.085kN4B偏心弯矩179.085kN×0.18m=32.235kN·mD节点集中荷载：屋面传来的恒荷载0.5×（1.875+3.75)×1.875×2×5.9=62.227kN0.5×（0.375+2.25)×1.875×2×5.9=29.039kN(0.5×3.75×1.875)×4×5.9=82.969kN纵向框架梁自重次梁自重7.5×2.772=20.79kN

42.435kNG=237.46kN4D偏心弯矩237.46kNC节点集中荷载：屋面传来的恒荷载0.5×（1.875+3.75)×1.875×4×5.9=124.454kN(0.5×3.75×1.875)×4×5.9=82.969kN纵向框架梁自重次梁自重7.5×2.772=20.79kN

42.435kNG=270.648kN4C偏心弯矩270.648kN×0.18m=48.717kN·m（4）楼面框架节点集中荷载标准值重×3.68=12.144kN/m

）重）×3.68=13.984kN/m框架梁及梁侧粉刷插窗不插窗17.802kN/m×7.5m=133.515kN19.648kN/m×7.5m=147.365kN外墙自重：

5.658kN/m17.802kN/m19.648kN/m240mm厚空心砌块0.24×12.5=3kN/m

2普

通

面

钻4.5×0.5=2.25kN/m

220mm

厚

砂

浆

双

面

抹

灰0.02×17×2=0.68kN/m

25.93kN/m

2窗重6.9×1.2×0.45=3.726kN1～4层E节点集中荷载：楼面传来的恒荷载

6.9×3×0.45=9.315kN4.4=52.59kN内墙自重次梁自重

[0.5×133.515kN2.25×2.772=6.237kN纵

向

框

架

梁

自

重7.5×5.658=42.435kNG=234.777kN3E偏心距300=180mm偏心弯矩234.777kN×0.18m=42.26kN·m1～4层B节点集中荷载：楼面传来的恒荷载[0.5×4.4=77.343kN外墙自重7.5=66.71kN窗重9.315kN×2=18.63kN次梁自重3.75×2.772=10.395kN纵

向

框

架

梁

自

重7.5×5.658=42.435kNG=215.513kN3B偏心弯矩215.513kN×0.18m=38.792kN·m1～4层D点集中荷载楼面传来的恒荷载0.5×（1.875+3.75)×1.875×2×4.4=46.406kN0.5×（0.375+2.25)×1.875×2×4.4=21.60kN(0.5×3.75×1.875)×4×4.4=61.875kN内墙自重(133.515kN+147.365kN)=140.44kN窗重纵向框架梁自重次梁自重7.5×2.772=20.79kN

3.726kN42.435kNG=337.272kN3D偏心弯矩337.272kN1～4层C点集中荷载楼面传来的恒荷载0.5×（1.875+3.75)×1.875×4×4.4=92.812kN(0.5×3.75×1.875)×4×4.4=61.875kN纵向框架梁自重次梁自重

42.435kN20.79kNG=217.912kN3C偏心弯矩217.912kN框架柱自重25=40.5kN恒荷载作用下的结构计算简图如下所示：3.2.3

活载计1、屋面及楼面可变荷载标准值如下：不上人屋面均布活荷载标准值为0.5kN/m

2岳阳市雪荷载标准

k

0.35kN/m

2走廊

2.5kN/m

2

，视听室览室2、活载计算

2.0kN/m

2q

代表各板传给横梁的梯形活荷载，如图所示。活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下：

由横向框架计算单元图中的几何关系可得：（1）对于屋面梁：q=3.75×0.5=1.875kN/m2P=[1.875×3.75+1.875×(1.875+3.75)]×0.5=8.789kN1P=2P=17.578kN21P=P+P=14.766kN314P=[1.875×3.75+1.875×(2.25+0.375)]×0.5=5.977kN4集中力矩：Me=8.789kN×0.18m=1.582kN·m11Me=17.578kN×0.18m=3.164kN·m22M=Pe=14.766kN×0.18m=2.658kN·m33M=Pe=5.977kN×0.18m=1.076kN·m44同理在屋面雪荷载的作用下：q=3.75×0.35=1.313kN/m2P=[1.875×3.75+1.875×(1.875+3.75)]×0.35=6.152kN1P=2P=12.305kN21P=P+P=10.336kN314P=[1.875×3.75+1.875×(2.25+0.375)]×0.35=4.184kN4集中力矩：Me=6.125kN×0.18m=1.103kN·m11Me=12.305kN×0.18m=2.205kN·m22M=Pe=10.336kN×0.18m=1.861kN·m33Me=4.184kN×0.18m=0.753kN·m44（2）对于BC、CD框架梁：q=3.75×2.0=7.5kN/m2P=[1.875×3.75+1.875×(1.875+3.75)]×2.0=35.156kN1P=2P=70.312kN21P=P+P=65.042kN314集中力矩：Me=35.156kN×0.18m=6.328kN·m11Me=70.312kN×0.18m=12.656kN·m22M=Pe=65.042kN×0.18m=11.708kN·m33（3）对于DE框架梁：q=3.75×2.5=9.375kN/m2P=P+P=65.042kN314P=[1.875×3.75+1.875×(2.25+0.375)]×2.5=29.887kN4集中力矩：Me=29.887kN×0.18m=2.107kN·m44将以上计算结果汇总，得到表。表

横框活汇表层次

q

2

P

1

P

2

P

3

P

4

M

1

M

2

M

3

M

44

8.78917.571.875(6.158

14.766(10.

5.9771.5823.1642.6581.076(4.18(1.10(2.20(1.86(0.75(1.313)

2)(12.305)

366)4)3)5)1)3)1-37.5

35.156

70.312

65.042

6.328

12.656

11.7081-39.375

65.042

29.887

11.708

2.107活载图如下所示：活3.2.4风荷载计垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算：ksz式中,

w—风荷载标准值(kN/mk

2

)；β高度z处的风振系数；Zυ风荷载体型系数；sυ风压高度变化系数；zw—基本风压kN/m0

2

。基本风压

由于该图书馆位于城市郊区，地面粗糙度为C类地区。迎风0.8s背风忽略梁的轴力，合并s仍取第线横向框架计算，其负载宽度为7.5m。由此得到房屋高度的分布风荷载标准值为:Hq0.468iH

/根据各楼层标高处的高H可得风压高度变化系代入上式即可求i得各楼层标高处沿

H/mi

H/Hi

z

0.468/i

框架结构分析时力等效原理将图的分布风荷载转化为节点集中荷载，如图10所示。其计算过程如下：F=[0.5×(4.524+3.623)+4.524]×2.25×0.5=9.672KN4F=[0.5×(4.524+3.623)+0.5×(3.623+2.837)]×4.5×0.5=16.433KN3F=[0.5×(2.837+3.623)+0.5×(2.837+2.051)]×4.5×0.5=12.768KN2F=[0.5×(2.837+2.051)+2.051]×2.25×0.5+2.051×5.25×10.5=10.441KN3.2.5地震荷载1、基本资料该办公楼位于7设防区，基本地震加速度为；Ⅱ类场地第一组，0.35设计特征周期g

；多遇地震时，水平地震影响系数的最大值

框架自振周期的计算框架自振周期可采用假象顶点位移法计算框架和框架抗震墙房屋，也可按下列经验公式计算：1

23B式中H—房屋主体结构的高度（m；B－房屋震动方向的长度，在计算横向水平地震作用时，为房屋宽度取94.0m。T0.0005312、底部剪力法的计算

18.3394

TTmaxiTTmaxi根据本工程的特点，对于高度不超40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构于单质点体系的结构底部剪力法。结构总水平地震作用

G1Eq

：1相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值；

g1g

，因此。结构等效总重力荷载

G.sEqi

，式中

i

为集中于质点的重力荷载代表值算地震作用时筑物的重力荷载代表值应取结构和构配件的自重荷载标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载的组合值系数如下：雪荷载：0.5屋面活荷载：

不计入按实际情况计算的楼面荷载1.0按等效均布荷载计算的楼面活荷载0.5由表3+各层柱重，可以算得各层自重标准值：（1）重力荷载代表值顶层：雪荷载94×19.5×0.35=641.55kN女儿墙重(94+19.5)×2×3.006=682.362kN屋面恒荷载94×19.5×5.9=10814.7kN梁自重：走道框架梁自重4.5×3.397×13=198.725kNBC、CD框架梁自重7.5×5.658×13×2=2206.62kN纵向框架梁自重94×5.658×4=2127.408kN次梁自重19.5×2.772×12=648.648kN5181.401kN框架柱自重0.60×0.60×4.5×25×54=2187kN外墙自重：外纵墙自重（4.5-2.4(4.5-1.8)×9×5.93=144.099KN(4.5-3.0)×69×5.93=613.755KN栏杆围护自重（15+4.5）×2=129.168kN外横墙自重15×2×4.5×5.93=800.55kN1905.796kN窗重6.9×3.0×8×0.45=74.52kN1×2.4×4×0.45=9.072kN3×1.8×2×0.45=5.346kN3.0×3.0×2×0.45=8.1kN6.9×1.2×2×0.45=7.452kN0.9×0.9×2×0.45=0.792kN105.219kN内横墙自重（4.5-1.2）×3.68×2=182.16kN（4.5-0.9）×3.68×2=99.36kN（4.5-0.7）×3.68×22=2307.36kN（4.5-0.7）×3.68×6=377.568kN（4.5-0.7）×3.68×2=318.835kN（4.5-0.7）×3.68×2=104.88kN3390.163kN活载办公室、厕所2.0kN/m

2走廊

2.5kN/m

2视听室览室2.0kN/m4.5×94×2.0+15×94×2.0+4.5×7.5×2.5-4.5×7.5×2.0=3894.375kN

2所以

G

4

=0.5×614.55+682.362+10814.7+5181.40+2187+1905.796+105.219+3390.163+0.5×3894.375=26213.828kN三层：楼面恒荷载94×19.5×4.4=8065.2kN梁自重5181.401kN框架柱自重2187kN外墙自重1905.796kN窗重105.219kN内横墙自重活载

3390.163kN3894.375kN所=8065.2+5181.401+（2187+1905.796+105.219+3390.163）×0.5+0.5×3894.375=22419.739kN二层=G=22781.968kN3一层：楼面恒荷载94×19.5×4.4=8065.2kN梁自重框架柱自重0.60×0.60×6.45×25×54=3134.7kN外墙自重：

5181.401kN外纵墙自重（4.8-2.4(4.8-1.8)×9×5.93=160.11KN(4.8-3.0)×69×5.93=736.506KN外横墙自重15×2×4.8×5.93=853.92kN1924.248kN窗重内横墙自重（4.8-1.2）×3.68×2=198.72kN（4.8-0.9）×3.68×2=107.64kN（4.8-0.7）×3.68×22=2368.08kN（4.8-0.7）×3.68×6=387.504kN

105.219kN（4.8-0.7）×3.68×2=327.226kN活载所以

（4.8-0.7）×3.68×2=107.64kN3496.81kN3894.375kN=8065.2+5181.401+（3134.7+1924.248+105.219+3496.810.5×3894.375=19524.278kN上面已经给出的计算式：

0.9

0.080.076总重力荷载代表值G=87507.953kNiG=0.85×G=0.85×95632.53=70006.362kNq=G0.076×81287.651=5320.484kNEkEq=下面计算各个质点的地震作用：采用底部剪力法时，各个楼层可以仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值应按照下列公式确定11所示）Fi

HiiHj

j

F

jnEk

n

0.35

，T0.37ss因此1

n

。列表求解如下:表3

底部剪力法计算地震荷载下的剪力一

一层次

i

i

Hii

GHiiGHi

i

F

i

榀中榀中Fii432

19.9515.4510.95

22419.73922781.96822781.968

44720.380202573.793772182.89235190.299159481.406648068.27324940.212112962.550371932.921

2025.8923620.1654750.086

155.838122.63686.917

155.8381

5

6.4

19524.278

12590.107570.31.590207816397

5320.484

43.878

框架水平地震作用以及层间剪力如图11所示。3.3

内计边跨框架梁承担的由屋面板传来的荷载形式为梯形，为计算简便，按支座弯矩等效原则，将其简化为矩形分布。将梯形分布荷载按固端弯矩等效的原则折算成均布荷载：梯形荷载折算公式：pp'11其中：

1

l01；l02为梯形分布荷载的最大值。'其中，BC、CD跨

a1.875l7.5aDE跨l

图12

梯形荷载分布等效图恒载屋面梁上线荷载：BC、CD跨q=(1-2α21

+α3

)×22.125kN/m+5.658kN/m=25.363kN/mDE跨q=(1-2α23

+α3

)×22.125kN/m+5.658kN/m=21.693kN/m楼面上梁线荷载：BC、CD跨q=(1-2α22

+α3

)×16.5kN/m+3.68kN/m=18.375kN/mDE跨q=(1-2α24

+α3

)×16.5kN/m+3.68kN/m=16.638kN/m活载屋面梁上活荷载：BC、CD跨q=(1-2α2+α3)×1.875kN/m=1.670kN/m2DE跨q=(1-2α23

+α3

)×1.875kN/m=1.358kN/m楼面梁上活荷载：BC、CD跨q=(1-2α22

+α3

)×7.5kN/m=6.680kN/mDE跨q=(1-2α2+α3)×7.5kN/m=5.436kN/m3所以恒载作用分布图与活载作用分布图如下：图13

恒载作用分布图图14

活载作用分布图1、梁、柱参数汇总：根据截面参数计算，现将第轴横向框架梁、柱相关参数作一汇总：其中：4轴横向框架为中框架，考虑板对内力计算的影响对梁的惯性矩进行折算，折算惯性I2.0。线刚度按下式计算i

EIl

计算原则：利用D值法计算水平荷载作用下框架的弯矩。其中：D

12h2

反映了梁柱线刚度比值对抗侧刚度的影响。可按下表计算：表D值

i22ic

K2

i12ic

0.52根据各柱D值力分配至各个柱的反弯点处点处无弯矩，仅有剪力此便可利用求得的剪力与反弯点高度求出柱端弯矩后利用节点平衡，按梁抗弯刚度求出各个梁端弯矩；最后，利用求得的弯矩，可解出剪、轴力。以下以底层梁柱为例，计算其弯矩：同理，列表计算柱相关参数如下：

轴

轴边柱轴中柱轴中柱轴边柱本层D值

表4层138002080017800830060700

第轴架层D值总3层138002080017800830060700

2层138002080017800830060700

1层790099009100640033300图15

框架计算简图BABA验算如下：n

min

D33300D2

（满足）2、弯矩计算：利用力矩二次分配法计算恒载作用下框架的弯矩。（1）计算杆固端弯矩：由以上所求均布荷载，可按下式求各杆固端弯矩：两段固支

AB

BA

其m意义见下图：一端固支，一端滑动固支m下图

AB

ql2ql2其mm意义见36图16固弯矩意图17固弯矩意由此，可计算各个杆件固端弯矩，标绘于计算简图上。（2）分配系数：分配系数计算公式

i

i

ii其中为转动刚度，两端固支Si一端固支，一端滑动固支Siiin为该节点所连接的杆件数。由此计算出各个杆件分配系数绘于计算简图上后利用力矩二次分配法计算第4轴框架杆端弯矩。注中单线条表示第一次分配结束线条表示第二次分配结束线表示固端弯矩线表示最终杆端弯矩外弯矩以顺时针为正针为负，标绘于计算简图上。节点分配系数μ的计算顶层分配系数计算过程如下（其他层计算方法相同，见表）节点B：4

B44B3

4447.246.867.2

0.490.51节点C：4

447.2

0.3334

47.247.26.86446.867.26.86

0.340.33节点D：4

D

446.867.2

0.39节点E：4

D43E4E3

47.243.47443.4740.3347.247.20.674

0.410.20节点B

表7

节点分配系数μ计算表节点C节点D

节点E顶层B4B3B4C4二、三B3B4层B3B2B3C3底层B1B2B1BB1C1

0.510.490.340.340.320.380.260.36

C4B4C4C3C4D4C3B3C3C4C3C2C3D3C1B1C1C2C1CC1D1

0.330.340.330.240.260.260.240.260.280.200.26

D4C4D4D3D4E4D3C3D3D4D3D2D3E3D1C1D1D2D1DD1E1

0.390.410.200.280.290.290.140.300.320.220.16

E4D4E4E3E3D3E3E3E3E2E1D1E1E2E1E

0.330.670.200.400.400.220.460.323、恒载作用下的内力分析恒载作用下的内力分析采用力矩二次分配法，计算过程见图18，内力如图19所示。图18

恒载弯矩二次分配计算简图图19

恒载作用下弯矩图BDDEBDEBDDEBDE梁剪力和柱轴力计算（1）梁剪力计算原则梁总剪力=荷载引起的剪力+弯矩引起的剪力荷载引起的剪力将梁上的分布力转化为集中力即可顶层BC跨：11V[q3.75)83.444kN2顶层CD跨:1V(7.5)3.7562.7022顶层DE跨：1V[q(1.8750.75)[22.1252.6255.6584.5]kN22其他层BC跨：1V[(1.8753.75)[16.53.687.5]kN2其他层CD跨：VD

1(q7.5)[16.57.5]kN2其他层DE跨：1V[0.75)[16.52.6253.684.5]29.936kN22弯矩引起的剪力由弯矩分配法中所得的梁两端弯矩相加除以梁跨度即可。（2）柱轴力计算根据配筋计算需要，只需求出柱的轴力即可，而不需求出梁轴力。计算方法:柱轴力＝柱顶集中力（包括柱自重）＋梁端剪力按以上方法第③轴横向框架各个杆件杆端剪力和柱轴力计算出来表如下：表恒载用轴处端力

顶

底

顶

底

顶

底

顶

底

由以上计算，绘出恒载作用下的剪力图。图20

恒载作用下剪力图图21

恒载作用下轴力图4、活载作用下的内力分析采用力学求解器求解。内力计算杆端内力值(子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1

杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码

轴力

剪力

弯矩

轴力

剪力

弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1-182.038936-1.350666211.36547512-182.038936-1.35066621-7.346321902-400.6214020.55979368-2.74201363-400.6214020.559793680.868655593-324.5522741.49571605-4.75424674-324.5522741.495716054.893121814-146.254386-0.70477919-0.02318196-146.254386-0.70477919-4.5690077453.4830856320.7567852-12.40643343.48308563-29.3432147-44.605544062.0809440624.1019081-26.38226302.08094406-25.9980918-33.49295227-1.737319958.86456486-4.28106895-1.73731995-15.5974351-19.43002708-126.122151-4.8337469011.3901115-126.122151-4.83374690-10.36174949-276.8662791.96193179-4.69462537-276.8662791.961931794.1340676910-224.6496185.31397493-12.6087614-224.6496185.3139749311.304125711-100.766951-2.442115575.81096518-100.766951-2.44211557-5.1785548612-0.4174499520.9350707-13.8319477-0.41744995-29.1649292-44.693917213-0.2569885323.3910621-24.0710613-0.25698853-26.7089378-36.5130950140.048812878.51026331-2.718189300.04881287-15.9517366-19.461504415-70.0270803-4.416299029.80019828-70.0270803-4.41629902-10.073147316-154.0002881.80149259-3.82878826-154.0002881.801492594.2779284117-124.3904175.00815827-10.7807800-124.3904175.0081582711.755932118-54.9252145-2.393292395.16994074-54.9252145-2.39329239-5.5998750419-1.2263793921.0022191-13.7397589-1.22637939-29.0977808-44.098115520-0.4192199723.9338757-25.8560260-0.41921997-26.1661242-34.2269579211.682128918.79762447-3.920173001.68212891-15.6643755-19.370362822-13.8648612-3.189923159.99661164-13.8648612-3.18992315-4.3580425423-30.65863140.99433314-1.30416111-30.65863140.994333143.1703380424-24.38666832.90679080-6.84085280-24.38666832.906790806.2397058225-9.37083897-0.711198344.83976208-9.37083897-0.711198341.6393695626-3.189910895.07486122-2.77804254-3.18991089-7.45013878-11.685333327-2.195556645.62849271-5.35499533-2.19555664-6.89650729-10.1100500280.711242682.72016103-1.210344190.71124268-3.39083897-2.71936956-11.69-10.07-25.86-19.37-10.36-24.07-5.18-7.35-26.38-19.43-11.69-10.07-25.86-19.37-10.36-24.07-5.18-7.35-26.38-19.434.93

4.02-13.7410.00

19.21

-44.10

16.93

-34.23-5.604.84-13.839.80

18.91

-44.69

16.68

-36.51

-19.465.17-12.4111.39

19.80

-44.61

17.03

-33.49-4.575.811.37

-2.74-4.75x图22

活载作用下弯矩图0.991.80-4.830.991.80-4.835.07-3.19-4.42

5.63-7.45

2.72-6.902.918.80-26.178.51

-3.39-0.71-2.39

8.86

-2.44-1.35

0.56

1.50

-0.70

图23

活载作用下剪力图

-13.86

-30.66

-24.39

-70.03

-154.00

-124.39

-54.93-126.12-182.04

-276.87-400.62

-224.65-100.77-324.55-146.25

图24

活载作用下轴力图22225、风载作用下的内力分析（1）计算各个柱分配剪力底层四柱D值分别为：底层B柱：D=7900底层D柱：D=9100

底层C柱：D=9900底层E柱：D=600底层层间剪力V

7i

i依照D值将层间剪力分配给各柱：D790049.314ND33300i

DDi

49.314

990033300

ND

D

9100D49.31413.48kND33300i

D

660049.314D33300i

N（2）反弯点高度y012其中：yh为标准反弯点高度，其值与结构总层数n，该柱所在层次j、框0架梁柱线刚度比及侧向荷载形式有关表示上下横梁线刚度比对反弯点高度的1影响表示层高变化对反弯点的影响，以上系数均可查表；2针对第4轴横向框架底层梁柱而言为柱上下横梁刚度无变化以可不考虑的影响；而且由于层高有变化，底层不考虑的影响，只考y的影响,132对B柱:

hh6.45

K查表插值可得,对E柱:

hh6.45

K22查表插值可得,0所以，底层B柱反弯点距柱底为：yh0.596.45mh1距柱顶为y6.45mh所以，底层E柱反弯点距柱底为：yyymh01距柱顶为y4.5151.935h对C柱:

hh6.45

K查表插值可得,0对D柱:

2

huh6.45

K查表插值可得,0所以，底层C柱反弯点距柱底为：yh0.556.453.548mh1距柱顶为y6.45mh所以，底层D柱反弯点距柱底为：yyy0.586.45h距柱顶为y3.7412.709h（3）柱端弯矩计算分别对柱顶、柱底取矩，由此可知柱顶、柱底弯矩为；B柱M

u

)11.702.64430.935kN·m

3.806kN·mhC柱：

y14.6642.543kN·mh

b

ykN·m同理求出各层各柱端弯矩如下表表

左载用柱弯计

（4）梁端弯矩计算：以底层走道梁为例其梁端弯矩节点为隔离体如下图所示：①右端弯矩见图25a，列平衡方程可解得：1c2b

1

2

30.649kN②左端弯矩见图25b，列平衡方程c1c21

b2

可解得：M

b2

1

25.115N左右梁按线刚度分配：M（b11b2i

347206860034720

61.632kNM

b

2（i

b1

686006860034720

-40.921kN由此，可将各个梁的梁端弯矩求出图25节平衡求出梁两端弯矩后为梁上无横向荷载以可以按线性关系求得跨中弯矩，标绘于弯矩图上。（5）剪力计算利用杆件平衡求解杆端剪力。计算简图如下：图26杆件力算图列力矩平衡方程：

MA

M

VB

ABBAL同理VA

ABBAL由此，可将梁柱在风载作用下的杆端剪力计算出来（6）轴力计算柱轴力＝上柱传来集中力＋该层梁端剪力算方法同恒载与活载作用下柱轴力的计算。三项一起直接列表计算如下：表10

左载用梁弯和力算

M

lb

M

rb

l

Vb

M

lb

M

rb

l

Vb

M

lb

M

rb

l

Vb

表11左风作下轴计

已知风载作用下的内力，作出其内力图如下：图

风载作用下的弯矩图（左风）图28

风载作用下的剪力图（左风）图29

风载作用下的轴力图（左风）右风荷载作用下的内力分析用力学求解器。内力计算杆端内力值(子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1

杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码

轴力

剪力

弯矩

轴力

剪力

弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1-23.3545799-11.428180742.9144086-23.3545799-11.4281807-30.797357024.03109556-13.565386147.50940024.03109556-13.5653861-39.98734033-15.0140912-13.297742246.9339659-15.0140912-13.2977422-38.8364716434.3375756-11.023159842.043613734.3375756-11.0231598-29.05576725-4.3924560510.7350043-43.3958722-4.3924560510.735004337.11666056-4.545898448.53785988-31.6237993-4.545898448.5378598832.41014987-5.2740478515.9392357-33.0906736-5.2740478515.939235738.63588708-12.6195755-7.0357297012.5985151-12.6195755-7.03572970-19.062268591.83395108-13.411848328.75311941.83395108-13.4118483-31.600198210-7.61271538-12.569552626.6643517-7.61271538-12.5695526-29.89863531118.3983398-5.856098749.5801198418.3983398-5.85609874-16.772324412-1.844482427.18654276-28.3661976-1.844482427.1865427625.532873013-6.883666996.22018511-23.1169789-6.883666996.2201851123.534409314-11.537109310.4438757-22.2906530-11.537109310.443875724.706787815-5.43303283-5.191357549.30392912-5.43303283-5.19135754-14.0571798160.86759343-8.3726727817.04965370.86759343-8.37267278-20.627373717-3.38902476-7.9159346315.9264270-3.38902476-7.91593463-19.6952787187.95446415-4.625378757.934463337.95446415-4.62537875-12.879741019-3.509643554.01151722-15.8998421-3.509643554.0115172214.186537020-8.449096683.42032498-12.7085564-8.449096683.4203249812.943880921-13.16577145.85102750-12.4217776-13.16577145.8510275013.907846022-1.42151561-1.681797531.84266230-1.42151561-1.68179753-5.72542658230.27640119-3.433021706.267719660.27640119-3.43302170-9.1808779924-0.95832224-3.199453695.67037984-0.95832224-3.19945369-8.72716177252.10343666-1.357739741.028105022.10343666-1.35773974-5.0817238226-1.682006841.42151561-5.72542658-1.682006841.421515614.9359404827-5.114868161.14511442-4.24493751-5.114868161.145114424.3434206228-8.314208982.10343666-4.38374114-8.314208982.103436665.08172382--------------------------------------------------------------------------------------------4.944.345.086.275.671.0325.5332.414.944.345.086.275.671.0325.5332.41-5.73-5.731.84

-9.18-4.2414.19

-8.73-4.38

-5.0813.919.3012.60

17.0528.7537.12

-29.0626.6638.64y

x

42.9146.9342.04图30风载作用下的弯矩图（右风）

10.74

-13.41

-4.6310.44-12.57-5.8615.94-11.43-13.57图31

风载作用下的剪力图（右风）x

0.28

2.10

-13.17

0.87

7.95-12.62

1.83

-11.54-5.27-23.35

4.03

-15.01图32

风载作用下的轴力图（右风）x6、水平地震作用下的内力分析采用力学求解器求解。左震内力计算杆端内力值(子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1

杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码

轴力

剪力

弯矩

轴力

剪力

弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1233.27042094.5140325-357.823898233.27042094.5140325251.7916112-40.3270768113.039440-397.653526-40.3270768113.039440331.4508673150.053089110.710638-392.646601150.053089110.710638321.4370194-342.99643391.0090266-350.288135-342.99643391.0090266236.7200865-16.3037109-94.1459540380.261595-16.3037109-94.1459540-325.8330606-28.2260742-75.1113924278.246656-28.2260742-75.1113924-285.0887877-34.7919921-139.680656290.266157-34.7919921-139.680656-338.2967958139.12446666.9398260-128.469983139.12446666.9398260172.7592339-21.2925152124.961629-272.628848-21.2925152124.961629289.6984851085.4838258117.275178-253.91792585.4838258117.275178273.82037611-203.31577756.2164862-101.576708-203.31577756.2164862151.39747912-75.2080078-70.7614005279.602398-75.2080078-70.7614005-251.10810513-39.7558593-61.0209191226.756902-39.7558593-61.0209191-230.89999114-7.10546875-102.932501219.409318-7.10546875-102.932501-243.7869391568.363066055.2313612-106.84316468.363066055.2313612141.69796116-11.552033889.5092360-188.166522-11.552033889.5092360214.6250391743.572243284.6231304-176.48893243.572243284.6231304204.31515418-100.38327549.1133880-92.3894599-100.38327549.1133880128.62078619-96.5791015-47.3942155187.975560-96.5791015-47.3942155-167.48105620-59.5087890-40.3324023149.826523-59.5087890-40.3324023-152.66649321-24.2695312-69.1704833146.767258-24.2695312-69.1704833-164.4999172220.968850429.1748827-46.277598920.968850429.174882785.009373423-4.4902206052.4379999-102.682540-4.4902206052.4379999133.2884592414.734162249.3825222-95.118597514.734162249.3825222127.10275225-31.212792024.8427139-35.8791307-31.212792024.842713975.913082026-126.664062-20.968850485.0093734-126.664062-20.9688504-72.257005227-74.2236328-16.478629861.0314537-74.2236328-16.4786298-62.558270428-24.8417968-31.212792064.5444823-24.8417968-31.2127920-75.9130820---------------------------------------------------------------------------------------------72.26-72.26172.76

-62.56-164.50-243.79

236.72

-350.29

图33

水平地震作用下的弯矩图（左震）-20.97

-16.48

-31.21

-47.39

-40.33

-69.17

-70.76

-61.02

-102.93124.96

117.2856.22-94.15

-75.11110.71

-139.68

图34

水平地震作用下的剪力图（左震）

-74.22

-24.8420.97

-4.49

14.73

-31.21-96.58

-59.51

-24.2768.36

-11.55

43.57

-75.21

-39.76

-7.11139.12

-21.29

85.48

233.27

-16.30

-28.23-34.79150.05-40.33yx

图35

水平地震作用下的轴力图（左震）右震内力计算杆端内力值(子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1

杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码

轴力

剪力

弯矩

轴力

剪力

弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1-233.270420-94.5140325357.823898-233.270420-94.5140325-251.791611240.3270768-113.039440397.65352640.3270768-113.039440-331.4508673-150.053089-110.710638392.646601-150.053089-110.710638-321.4370194342.996433-91.0090267350.288135342.996433-91.0090267-236.7200865-27.574707094.1459540-380.261595-27.574707094.1459540325.8330606-15.651855475.1113924-278.246656-15.651855475.1113924285.0887877-9.08691406139.680656-290.266157-9.08691406139.680656338.2967958-139.124466-66.9398260128.469983-139.124466-66.9398260-172.759233921.2925152-124.961629272.62884821.2925152-124.961629-289.69848510-85.4838258-117.275178253.917925-85.4838258-117.275178-273.82037611203.315777-56.2164862101.576708203.315777-56.2164862-151.39747912-11.708007870.7614005-279.602398-11.708007870.7614005251.10810513-47.162109361.0209191-226.756902-47.162109361.0209191230.89999114-79.8125000102.932501-219.409318-79.8125000102.932501243.78693915-68.3630660-55.2313612106.843164-68.3630660-55.2313612-141.6979611611.5520338-89.5092360188.16652211.5520338-89.5092360-214.62503917-43.5722432-84.6231304176.488932-43.5722432-84.6231304-204.31515418100.383275-49.113388092.3894599100.383275-49.1133880-128.62078619-26.057617147.3942155-187.975560-26.057617147.3942155167.48105620-63.126953140.3324023-149.826523-63.126953140.3324023152.66649321-98.367187569.1704833-146.767258-98.367187569.1704833164.49991722-20.9688504-29.174882746.2775989-20.9688504-29.1748827-85.0093734234.49022060-52.4379999102.6825404.49022060-52.4379999-133.28845924-14.7341622-49.382522295.1185975-14.7341622-49.3825222-127.1027522531.2127920-24.842713935.879130731.2127920-24.8427139-75.913082026-29.175781220.9688504-85.0093734-29.175781220.968850472.257005227-81.614257816.4786298-61.0314537-81.614257816.478629862.558270428-130.99609331.2127920-64.5444823-130.99609331.212792075.9130820--------------------------------------------------------------------------------------------72.2662.5675.91251.11230.90243.79338.3072.2662.5675.91251.11230.90243.79338.30-85.01-85.01

-61.03

-64.54

-75.9146.28106.84128.47

-214.63188.17272.63325.83

176.4992.39253.92285.09

357.82397.65392.65350.29图36水平地震作用下的弯矩图（右震）20.97

16.4831.21

47.3970.7694.15

40.3361.0275.11

-24.8469.17-49.11

图37

水平地震作用下的剪力图（右震）

4.49

31.21

11.55

100.38

21.29

203.32

40.33

343.00yx

图38

水平地震作用下的轴力图（右震）55.1

内组弯矩调为了减小支座处负钢筋的数量便钢筋的绑扎与混凝土的浇捣时为了充分利用钢筋达到节约钢筋的目的内力组合前将竖向荷载作用下支座处梁端负弯矩（使梁上面受拉）调幅，调幅系数β。跨中处梁端正弯矩（使梁下面受拉）调幅，调幅系数β＝1.2。以顶层边跨梁在活载作用下的梁端负弯矩为例：该梁在活载作用下，梁端负弯矩分别为=2.78KN=11.69KN，跨中正弯矩为BCM=4.51KN；现将其调幅：0M=2.78KN×0.8=2.22KNBM=11.69KN×0.8=9.35KNCM=4.51KN×1.2=5.410M|验算：BM|M|B2

|2.229.352

5.41kNMC0

||2

11.75满足条件！仅对活载进行调幅每一根梁均按以上介绍的方法进行支座负弯矩与跨中正弯矩调幅，结果如下表表13

活载作用下梁端弯矩调幅梁类型

层号

固端弯距（kNm）左右

跨中弯矩

调幅后梁端弯距左右

中弯距43梁214C3

-2.78-13.74-13.83-12.41-5.35-25.87

-11.69-44.1-44.69-44.61-10.11-34.23

4.5118.0571464.0116.93

-2.224-10.99-11.06-9.928-4.28-20.70

-9.352-35.28-35.75-35.6-8.088-27.38

5.41221.662521524.81220.316D梁214D3

-24.07-26.38-1.21-3.92

-36.51-33.49-2.72-19.37

68034711

-19.26-21.10-0.968-3.136

-29.21-26.79-2.176-15.50

20.01620.436764532E梁21

-2.72-4.28

-19.46-19.43

2.671.9

-2.176-3.424

-15.57-15.54

3.2042.285.2

内组(1)制截面每跟梁一般有三个控制截面端支座截面种截面和右端支座截面跟柱一般只有两个控制截面：柱顶截面和柱底截面。由于构件控制截面的内力组合取自支座边缘处此行组合前先计算各控制截面处（支座边缘处的）的内力值。(2)

框架内组合：分别考虑恒载和活载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利组合。不考虑地震作用时用对框架梁以顶层梁左端截面为例，过程如下：永久荷载效应控制组合

G

S

QiLiCi

QiKII可变荷载效应控制组合

G

GK

Q

L

Q1K

QLici

每种组合都必须考虑永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合取其最不利的。M=-49.00kNM=-2.77kNM=6.42kNM=-5.73kN右永久荷载效应控制组合S1=1.35M+1.4(0.7M+0.6M)左=1.35×(-49)+1.4×[0.7×(-2.77)+0.6×6.42]=-108.78kNS2=1.35M+1.4(0.7M+0.6M)右=1.35×(-49)+1.4×[0.7×(-2.77)+0.6×(-7.73)]=-118.98kN可变荷载效应控制组合S3=1.2M+1.4M

=1.2×(-49)+1.4×(-2.77)+1.4×0.6×6.42=-57.29kNS4=1.2M+1.4M

=1.2×(