框架填充墙结构计算书

第一部分：工程概况

一、建筑地点：江苏省金湖县

二、建筑类型：六层综合楼，框架填充墙结构。

三、建筑介绍：建筑面积5893.36平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混

凝土框架结构，楼板厚度取100mm,填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。

四、门窗使用：大门采用玻璃门，其它为木门，窗为铝合金窗。

五、地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防

烈度为7度。

六、柱网与层高：本综合楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨为7.2m,

中间跨为2.4m,层高取4.2m和3.3m,如下图所示：

柱网布置图

七、框架结构承重方案的选择:

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

重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架

的横向侧移刚度。

八、框架结构的计算简图：

框架结构计算简图

横向框架组成的空间结构

本方案中，需近似的按横向的平面框架分别计算。本方案中，需近似

的按横向的平面框架分别计算。

九、梁、柱截面尺寸的初步确定：

1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12〜1/8。本方案取700mm,截面宽度取

700X(1/2〜1/3)=300mm,可得梁的截面初步定为bXh=300*700。

2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：

(1)柱组合的轴压力设计值N=BFgEn

注：B考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。

F按简支状态计算柱的负载面积。

2

gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/mo

n为验算截面以上的楼层层数。

(2)AcNN/5。

注：u、为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可

知取为0.8o

fe为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30,查得14.3N/mm2。

3、计算过程：

对于边柱：

N=BFgEn=l.3X25.92X14X6=2830.464(KN)

AK/u、fc=2830.464X1070.8/14.3=247418.18(mm2)

取600mmX600mm

对于内柱：

N=BFgEn=l.25X34.56X14X6=3628.8(KN)

2

Ac^N/uNfc=3628.8*1070.8/14.3=317202.80(mm)

取600mmX600mm

梁截面尺寸(mm)

横梁(bXh)

混凝土等级纵梁(bXh)

AB跨、CD跨BC跨

C30300X700250X400300X700

柱截面尺寸(mm)

层次混凝土等级bXh

1C30600X600

2-6C30600X600

第二部分：重力荷载代表值的计算

一、资料准备：

查《荷载规范》可取：

①、屋面永久荷载标准值（不上人）

41nli厚APP改性沥青防水卷材防水层（上带细砂保护层）10X0.004=0.04KN/m2

20厚1：2水泥找平层20X0.02=0.4KN/m2

1：10水泥砂浆珍珠岩找坡，最薄处30厚20X0.03=0.6KN/m2

100厚阻燃型苯乙烯泡抹塑料保温板0.5X0.1=0.05KN/m2

20厚1：3水泥砂粉戈平层，上刷聚氨酯防水涂料一层20X0.02=0.25KN/m2

100厚钢筋混凝土板25X0.10=3.0KN/m2

10厚混合砂浆刮大白17X0.01=0.17KN/m2

合计4.16KN/m2

②、『5层楼面：

10厚1：1水泥砂浆20X0.01=0.2KN/m2

20厚大理石28X0.02=0.56KN/m2

20厚1：3水泥砂浆找平层20X0.02=0.4KN/m2

100厚钢筋混凝土板25X0.10=2.5KN/m2

20厚1：3水泥砂浆找平层20X0.02=0.4KN/m2

10厚混合砂浆刮大白17X0.01=0.17KN/m2

合计4.23KN/m2

③、屋面及楼面可变荷载标准值:

上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/m2

楼面活荷载标准值2.0KN/m2

2

屋面雪荷载标准值SK=u,.So=1.0X0.35=0.35KN/m

(式中u1为屋面积雪分布系数)

④、梁柱密度25KN/m2

蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3

二、重力荷载代表值的计算：

1、第一层:

⑴、梁:

净跨截面密度体积数量单重总重

类别

(mm)(mm)(KN/m3)(m3)(根)(KN)(KN)

6600300X700251.391634.75556

横梁

1800250X400250.1884.536

纵梁7200300X700251.511437.75528.5

柱:

类别计算高度截面密度体积数量单重总重

(mm)(mm)(KN/m3)(m3)(根)(KN)(KN)

柱4200600X600251.514037.751510

(2)、内外填充墙重的计算:

横墙：

AB跨、CD跨墙：墙厚370mm,计算长度6600mm,计算高度4200-700=3500mmo

单跨体积:0.37X6.6X3.5=8.55m3

单跨重量：8.55X5.5=47.01KN

数量：4

总重：47.01X4=188.03KN

AB跨、CD跨墙：墙厚240mm,计算长度6600mm,计算高度4200-700=3500mmo

单跨体积：0.24X6.6X3.5=5.54m3

单跨重量：5.54X5.5=30.49KN

数量：20

总重：30.49X20=609.84KN

BC跨墙：墙厚370mm,计算长度1800mm,计算高度4200-700=3500mm。

单跨体积：(L8X3.5-1.5X2.1)X0.37=1.17m3

单跨重量：1.17X5.5=6.41KN

数量：2

总重：6.41X2=12.82KN

厕所横墙：墙厚240mm,计算长度7200-2400=4800mm,计算高度

4200-100=4100mmo

单跨体积:0.24X4.8X4.1=4.72m3

单跨重量：4.72X5.5=25.98KN

数量：2

总重：25.98X2=51.96KN

横墙总重：188.03+609.84+12.82+51.96=862.65KN

纵墙：

外墙:

单个体积:[(7.2X3.5)-(2.7X1.7X2)]X0.37=5.93m3

数量：12

总重：5.93X12X5.5=391.21KN

厕所外纵墙：体积：(7.2X3.5-1.8X1.9)X0.24=5.23m3

总重：5.23X5.5X2=57.50KN

内纵墙:单个体积:(7.2X3.5-1X2.1X2)X0.24=5.04m3

单个重量：5.04X5.5=27.72KN

数量：15

总重：27.72X15=415.80KN

纵墙总重：391.21+57.50+415.80=864.51KN

(3)、窗户计算(钢框玻璃窗)：

办公室窗户：

尺寸：2700mmX1700mm

自重：0.4KN/m2

数量:23

重量:2.7X1.7X0.4X23=42.23KN

(4)、门重计算：

木门：尺寸：1000mmX2100mm

自重：0.15KN/m2

数量：9

重量：1X2.1X0.15X9=2.84KN

木门：尺寸：1500mmX2100mm

自重：0.15KN/m2

数量：9

重量:1.5X2.1X0.15X9=4.25KN

玻璃门：尺寸：5400mmX3000mm

自重：0.4KN/m2

数量：3

重量:5.4X3X0.4X3=19.44KN

总重：2.84+4.25+19.44=26.53KN

(5)、楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：

面积:16.8X54.6=917.28(m2)

恒载：4.23X917.28=3880.09KN

活载：2.0X917.28=1834.56KN

由以上计算可知，一层重力荷载代表值为

Gi=G恒+0.5XG活

=(556+36)XI.05+528.5X1.05+1510X

1.05+862.65+864.51+26.53+3880.08+1834.56X0.5=9243.075KN

注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。

2、第二〜五层：

⑴、梁：

净跨截面密度体积数量单重总重

类别

(mm)(mm)(KN/m3)(m1)(根)(KN)(KN)

6600300X700251.391634.75556

横梁

1800250X400250.1884.536

纵梁7200300X700251.511437.75528.5

柱:

计算高度截面密度体积数量单重总重

类别

(mm)(mm)(KN/m3)(m3)(根)(KN)(KN)

柱3300600X600251.1884029.71188

(2)、内外填充墙重的计算：

横墙：

AB跨、CD跨墙：墙厚370mm,计算长度6600mm,计算高度3300-700=2600mmo

单跨体积：0.37X6.6X2.6=6.35m3

单跨重量：6.35X5.5=34.92KN

数量：4

总重：34.92X4=139.68KN

AB跨、CD跨墙：墙厚240mm,计算长度6600mm,计算高度3300-700=2600mmo

单跨体积：0.24X6.6X2.6=4.12m3

单跨重量：4.12X5.5=22.65KN

数量：22

总重：22.65X22=498.33KN

BC跨墙：墙厚370mm,计算长度1800mm,计算高度3300-700=2600mm。

单跨体积:(1.8X2.6-1.5X1.7)X0.37=0.79m3

单跨重量：0.79X5.5=4.33KN

数量：2

总重：4.33X2=8.67KN

厕所横墙：墙厚240mm,计算长度7200-2400=4800mm,计算高度

3300-100=3200mmo

单跨体积：0.24X4.8X3.2=3.69m3

单跨重量：3.69X5.5=20.28KN

数量：2

总重：20.28X2=40.55KN

横墙总重：139.68+498.33+8.67+40.55=687.28KN

纵墙：

外墙:

单个体积:[(7.2X2.6)-(2.7X1.7X2)]X0.37=3.53m3

数量：14

总重：3.53X14X5.5=271.79KN

厕所外纵墙：体积:(7.2X2.6-1.8X1.9)X0.24=5.01m3

总重：5.01X5.5X2=55.11KN

内纵墙：单个体积：(7.2X2.6-1X2.1X2)X0.24=4.82m3

单个重量：4.82X5.5=26.53KN

数量：16

总重：26.53X16=424.51KN

纵墙总重:271.79+55.11+424.51=751.41KN

(3)、窗户计算(钢框玻璃窗)：

办公室窗户：

尺寸：2700mmX1700mm

自重:0.4KN/m2

数量：28

重量：2.7X1.7X0.4X28=51.41KN

(4)、门重计算：

木门：尺寸：1000mmX2100mm

自重：0.15KN/m2

数量：15

重量：1X2.1X0.15X15=4.725KN

木门：尺寸：1500mmX2100mm

自重：0.15KN/m2

数量：9

重量：1.5X2.1X0.15X9=4.25KN

总重：4.725+4.25=8.975KN

(5)、楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：

面积：16.8X54.6=917.28(m2)

恒载：4.23X917.28=3880.09KN

活载：2.0X917.28=1834.56KN

由以上计算可知，二〜五层重力荷载代表值为

Gz=G恒+0.5XG；,；-

=(556+36)X1.05+528.5X1.05+1188X1.05+687.28+751.41+51.41

+8.975+3880.09+1834.56X0.5=8720.73KN

注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05o

3、第六层重力荷载代表值的计算：

(1)、梁:

净跨截面密度体积数量单重总重

类别

(mm)(mm)(KN/m;,)(m3)(根)(KN)(KN)

6600300X700251.391634.75556

横梁

1800250X400250.1884.536

纵梁7200300X700251.511437.75528.5

柱:

计算高度截面密度体积数量单重总重

类别

(mm)(mm)(KN/m3)(m3)(根)(KN)(KN)

柱3300600X600251.1884029.71188

(2)、内外填充墙重的计算：横墙：

AB跨、CD跨墙：墙厚370mm,计算长度6600mm,计算高度3300-700=2600mmo

单跨体积：0.37X6.6X2.6=6.35m:i

单跨重量：6.35X5.5=34.92KN

数量：4

总重：34.92X4=139.68KN

AB跨、CD跨墙：墙厚240mm,计算长度6600mm,计算高度3300-700=2600mmo

单跨体积：0.24X6.6X2.6=4.12m3

单跨重量：4.12X5.5=22.65KN

数量：22

总重：22.65X22=498.33KN

BC跨墙：墙厚370mm,计算长度1800mm,计算高度3300-700=2600mm。

单跨体积:(1.8X2.6-1.5X1.7)X0.37=0.79m3

单跨重量：0.79X5.5=4.33KN

数量：2

总重：4.33X2=8.67KN

厕所横墙：墙厚240mm,计算长度7200-2400=4800mm,计算高度

3300-100=3200mmo

单跨体积：0.24X4.8X3.2=3.69m3

单跨重量：3.69X5.5=20.28KN

数量：2

总重：20.28X2=40.55KN

横墙总重：139.68+498.33+8.67+40.55=687.28KN

纵墙：

外墙:

单个体积:[(7.2X2.6)-(2.7X1.7X2)]X0.37=3.53m3

数量：14

总重：3.53X14X5.5=271.79KN

厕所外纵墙:体积:(7.2X2.6-1.8X1.9)X0.24=5.01m3

总重：5.01X5.5X2=55.11KN

内纵墙：单个体积:(7.2X2.6-1X2.1X2)X0.24=4.82m3

单个重量：4.82X5.5=26.53KN

数量：16

总重：26.53X16=424.51KN

纵墙总重:271.79+55.11+424.51=751.41KN

(3)、窗户计算(钢框玻璃窗)：

办公室窗户：

尺寸：2700mmX1700mm

自重：0.4KN/m2

数量：28

重量：2.7X1.7X0.4X28=51.41KN

(4)、门重计算：

木门：尺寸：1000mmX2100mm

自重：0.15KN/m2

数量：15

重量：1X2.1X0.15X15=4.725KN

木门：尺寸：1500mmX2100mm

自重：0.15KN/m2

数量：9

重量:1.5X2.1X0.15X9=4.25KN

总重：4.725+4.25=8.975KN

(5)、楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：

面积:16.8X54.6=917.28(m2)

恒载：4.16X917.28+0.9X0.24X146.16=3847.45KN

活载：2.0X917.28=1834.56KN

雪载：0.35X917.28=321.05KN

由以上计算可知，六层重力荷载代表值为

G?=G恒+0.5XG活

=(556+36)X1.05+528.5X1.05+1188X1.05+687.28+751.41+51.41

+8.975+3847.45+(1834.56+321.05)X0.5=8848.615KN

注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05o

集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的计算结果如下图所示：

8720.7

各质点的重力荷载代表值

第三部分：框架侧移刚度的计算

一、横梁线刚度ib的计算:

1

EcbXhEcIo/l1.5EcIo/l2EcIo/l

类别

(N/mm2)(mmXmm)(mm1)(mm)(N•mm)(N•mm)(N•mm)

8.57X3.57X5.36X7.14X

AB跨、CD跨3.0X10'300X7007200

IO9IO1010'°IO10

1.33X1.67X2.50X3.34X

BC跨3.OX101250X4002400

109IO10IO10IO10

二、柱线刚度ic的计算：I=bh'/12

bXhLEclc/hc

2

层次hc(mm)Ec(N/mm)

(mmXmm)(mm1)(N•mm)

142003.0X101600X6001.08X10'°7.71X10'°

2—633003.0X10'600X6001.08X10'09.82XIO10

三、各层横向侧移刚度计算：（D值法）

1、底层

A,D：

K=5.36/9.82=0.54

a=(0.5+K)/(2+K)=0.41

Di6=acX12Xi/h2

=0.41X12X7.71X10lo/42002

=21475

B,C：

K=(5.36+3.34)/7.71=1.13

a=(0.5+K)/(2+K)=0.52

2

Di6-acX12Xic/h

=0.52X12X7.71X10V42002

=27286

Z0)=21475X2+27286X2=97523

2、第二〜六层：

A,D：

K=5.36X2/(9.82X2)=0.546

ac=K/(2+K)=0.214

2

Dil=acX12Xic/h

=0.214X12X9.82X10V33002=23198

B,C：

K=(5.36+3.34)/9.82=0.88

ac=K/(2+K)=0.31

2

Di6=acX12Xic/h

=0.31X12X9,82X10H7330()2

=33544

ED2=23198X2+33544X2=113484

EDI/XD2=97523/113484=0.86>0.7,故该框架为规则框架。

第四部分：横向水平荷载作用下框架

结构的内力和侧移计算

一、横向自振周期的计算：

横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。

基本自振周期1(s)可按下式计算：

TF1.7UT,(UT)1/2

注：Ur假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得

的结构顶点位移。

5结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6o

Ur按以下公式计算：

Vci=£Gk

(△u)i=VG；/52Du

UT=L(AU)k

注：ZD"为第i层的层间侧移刚度。

(△u)i为第i层的层间侧移。

(△u)k为第k层的层间侧移。

s为同层内框架柱的总数。

结构顶点的假想侧移计算过程见下表：

结构顶点的假想侧移计算

层次Gi(KN)VGi(KN)ED；(N/mm)△ui(mm)U(mm)

68848.6158824.615975239.049181.323

58720.4317545.0459752317.991172.274

48720.4326265.4759752326.933154.283

38720.4334985.9059752335.875127.35

28720.4343706.3359752344.81691.475

19243.7552950.08511348446.65946.659

1/2

TFL7WT(UT)

=1.7X0.6X(0.181323)1/2

=0.434(s)

二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算:

本结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切

型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：

1、结构等效总重力荷载代表值Geq

Geq=0.85EGi=0.85X(8848.615+8720.73X4+9243.73)

=45028.975(KN)

2、计算水平地震影响系数a।

查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.40so

查表得设防烈度为7度的amax=0.08

ai=(Tg/TD—a3

=(0.4/0.434)09X0.08

=0.0743

3、结构总的水平地震作用标准值FEk

Fek=aGeq

=0.0743X45028.975

=3347.30KN)

因1.4Tg=L4X0.4=0.56s<T1=0.434s,所以不考虑顶部附加水平地震作用。

各质点横向水平地震作用按下式计算：

Fi=GiHiFEk(l-8n)/(EGkHk)

地震作用下各楼层水平地震层间剪力％为

Vi=EFk(i=l,2,…n)

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：

三、多遇水平地震作用下的位移验算:

水平地震作用下框架结构的层间位移(△□i和顶点位移Ui分别按下

列公式计算：

(△u)i=Vj/52Dij

ui=E(Au)k

各层的层间弹性位移角。e=(Au)i/h,根据《抗震规范》，考虑砖填充墙

抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值[9e]<l/550o

四、水平地震作用下框架内力计算：

1、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：

Vij=D；jVi/XDij

Mbij=Vij*yhMUij=Vij(1-y)h

y=yn+yi+y2+y3

注：外框架柱的标准反弯点高度比。

力为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。

丫2、丫3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。

y框架柱的反弯点高度比。

底层柱需考虑修正值yz,第二层柱需考虑修正值y1和y3,其它柱均无修正。

计算过程如下表：

(300X600)(300X600)uuuxsw

000X600)000X600)(300X600)

20

(300X600)(300X600)(300X600)

1©6

<300X600)<300X600)<300X600)

0S0(0(

9090

0Xx9UX

O801⑧2

)9)9)5

11⑥05⑦6

(300X600)十七(300X600)

8

④

<300X600)<300X600)《300X600》

(S3

09090

X32X3X

0C00

)9)9)9

例g

〃

〃

梭立岫（KLM.T）

1、各层柱端弯矩、剪力及轴力计算：

杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力

杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力

-柱（上面为柱下端,下为柱上端）--

1-120.6192.79-38.83-42.79-92.7938.83

2-146.07267.75-56.58-91.69-267.7556.58

3-146.07-267.75-56.58-91.69267.7556.58

4-120.61-92.79-38.83-42.7992.7938.83

5-35.3774.11-23.07-42.42-74.1123.07

6-108.77183.85-64.69-104.98-183.8564.69

7-108.77-183.85-64.69-104.98183.8564.69

8-35.37-74.11-23.07-42.4274.1123.07

9-35.6055.12-23.27-43.09-55.1223.27

10-86.91110.76-54.08-91.99-110.7654.08

11-86.91-110.76-54.08-91.99110.7654.08

12-35.60-55.12-23.27-43.0955.1223.27

13-29.6637.09-20.88-41.07-37.0920.88

14-69.9457.59-44.63-77.76-57.5944.63

15-69.94-57.59-44.63-77.7657.5944.63

16-29.66-37.09-20.88-41.0737.0920.88

17-21.6621.13-17.55-37.47-21.1317.55

18-49.7324.26-33.41-60.87-24.2633.41

19-49.73-24.26-33.41-60.8824.2633.41

20-21.66-21.13-17.55-37.4721.1317.55

21-9.798.53-12.08-30.55-8.5312.08

22-23.92-10.92-18.26-36.5710.9218.26

23-23.9210.92-18.26-36.57-10.9218.26

24-9.79-8.53-12.08-30.558.5312.08

2、梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算:

杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力

杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力

175.6411.9819.8667.36-11.98-19.86

2131.990.00109.99131.990.00-109.99

367.36■11.9819.8675.6411.98-19.86

473.86-6.6319.8168.756.63-19.81

5120.380.00100.31120.380.00-100.31

668.756.6319.8173.86-6.63-19.81

768.46-5.0318.4364.235.03-18.43

894.520.0078.7794.520.00-78.77

964.235.0318.4368.46-5.03-18.43

1059.32-5.0216.0556.255.02-16.05

1168.460.0057.0568.460.00-57.05

1256.255.0216.0559.32-5.02-16.05

1346.24-5.7712.6044.505.77-12.60

1439.430.0032.8639.430.00-32.86

1544.505.7712.6046.24-5.77-12.60

1630.55-3.718.5330.923.71-8.53

17-12.200.00-10.17-12.200.0010.17

1830.923.718.5330.55-3.71-8.53

横向框架弯矩图(KN*m)：

五、水平风荷载作用及楼层地震剪力的计算：

风荷载标准值：

基本风压：0.65KN/m2

风振系数的：因房屋总高度小于30m,所以阳=1.0

风载体型系数卬=0.8-(-0.5)=1.3

由(£)k=Pz|1S|1Z(Do

计算过程如下表：

1、各层柱端弯矩、剪力及轴力计算:

杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力

杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力

-柱（上面为柱下端，下为柱上端）一

1268.88-154.81105.1082.58154.81-62.26

2302.08-471.59118.12194.03471.59-118.12

3301.79471.34117.99193.79--471.34-117.99

4261.08155.0596.1386.20-155.05-69.25

567.43-115.4862.7173.62115.48-22.78

6205.14-289.22124.82206.75289.22-124.82

7205.20288.93124.83206.74-288.93-124.83

863.61115.7755.2777.95-115.77-30.52

961.67-79.2461.2367.9679.24-17.34

10145.31-136.8394.36166.08136.83-94.36

11145.28136.5294.34166.06-136.52-94.34

1257.2579.5453.0172.49-79.54-25.62

1345.26-48.7552.8056.5748.75-8.91

1498.25-35.6267.12123.2535.62-67.12

1598.2535.3267.13123.28-35.32-67.13

1640.7349.0544.6161.28-49.05-17.22

1730.20-25.2145.1241.3725.211.74

1851.2017.2839.4879.09-17.28-39.48

1951.06-17.6239.3578.8017.62-39.35

2025.3825.5436.4246.34-25.54-7.05

2117.11-9.1840.3230.479.1811.49

222.8222.136.9720.18-22.13-6.97

233.16-22.497.2720.8322.49-7.27

24