高级中学综合办公楼设计计算书

PAGE81PAGE4目录目录 1摘要 41设计任务 41.1工程概况 41.2建筑结构设计的基本内容 41.3设计资料 51.3.1气象条件 51.3.2抗震设防 51.3.3地基土承载力 51.3.4其它条件 51.3.5钢筋混凝土 52结构类型 63框架结构设计计算 73.1梁柱截面,梁跨度及柱高确定 73.1.1初估截面尺寸 7（1）边横梁 7（2）中横梁 7（3）纵梁 8（4）次梁 83.1.2梁的计算跨度 103.1.3柱的高度 103.2荷载的均布恒载 103.2.1屋面板的均布荷载 103.2.2屋面的均布活载 113.2.3楼面的均布恒载 113.2.4楼面均布活荷载 113.2.5梁柱的自重 123.2.6墙体自重的计算 123.2.7门窗的自重的计算 143.2.8各层荷载组合 14图3-2结构重力荷载代表值 153.3水平地震力作用下框架的侧移验算 153.3.1横梁的线刚度 153.3.2横向框架矿柱的线刚度及侧移刚度D值 163.3.3横向框架自震周期 173.3.4横向地震作用计算 183.3.5横向框架抗震变形验算 193.4水平地震作用下，横向框架的内力分析 193.5竖向荷载作用下横向框架的内力分析 243.5.2荷载作用下框架的内力计算 243.5.3荷载作用下梁的内力计算 283.5.4用力距二次分配法计算框架弯距 283.5.3梁端剪力及柱轴力的计算 363.6风荷载作用下框架的内力分析 373.7内力组合 383.7.1框架梁内力组合 383.7.2框架柱内力组合 423.8截面设计 453.8.1承载力抗力调整系数 453.8.2横向框架梁截面设计 453.8.3柱截面设计 534基础设计 594.1设计资料 594.2设计计算 604.2.1荷载计算： 604.2.2初步确定基础高度： 604.2.3初步确定底面尺寸： 614.2.4地基承载力验算： 614.2.5持力层承载力验算： 624.2.6基础高度验算： 624.2.7配筋计算： 635现浇板设计(标准层) 635.1区格板的分布 635.2荷载计算 645.3荷载跨度 655.4弯矩计算 655.4.1A区格内力计算： 655.4.2B区格内力计算： 675.5板的截面设计: 696 楼梯设计 706.1楼梯踢段板设计 706.1.1荷载计算 716.1.2梯段板截面设计 716.2平台梁设计 726.2.1荷载计算 726.2.2平台梁截面设计 736.3平台板计算 746.3.1荷载计算 746.3.2平台板截面设计 74摘要本工程为洛阳市第一高级中学综合办公楼，楼层数为6层，建筑面积5682.3㎡，占地面积为947.05㎡，为了满足办公楼使用要求，将一层的层高定为3.6m，二层以上层高定为3.3m。本工程设计计算书计算内容全面，分别计算了楼板的配筋，框架的内力计算，内力组合，截面设计，然后计算了现浇板式楼梯，基础等等，任务书要求的设计计算。设计成果还包括了任务书要的全部建筑图和结构图。1设计任务1.1工程概况1洛阳市第一高级中学综合办公楼设计，主体六层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，主楼建筑面积约5682.3㎡,建筑物平面一形。2建筑方案确定，柱距：6.3m×6.3m；房间开间6.3，进深6.3m,走廊宽2.4m,底层层高3.6m,其它层层高为3.3m,室内外高差0.45m3抗震设防要求：设防烈度7度（0.10g）,地震分区为二区，场地类别：II类，抗震等级4基础设计不考虑地基土的变形验算，其承载力为fak=170KN/m2。5建筑所在地的主导风向:东南风。1.2建筑结构设计的基本内容结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，及如下内容：地震作用计算；框架内力分析，配筋计算（取一榀）；基础设计及计算；板、楼梯的配筋计算。其它构件计算视设计情况而定。1.3设计资料1.3.1气象条件基本风压0.45。主导风向：东南风1.3.2抗震设防查GB50011－2010知本地区抗震设防烈度为7级，设计基本地震加速度为0.10g,地震分区为第1.3.3地基土承载力地基土承载力为。1.3.4其它条件根据地质勘察结果，场地地形平坦。表层为耕植土，厚度0.4～0.7米，其下为粉质粘土，塑性指数10.5，液性指数0.25，承载力标准值为170Kpa。1.3.5钢筋混凝土按三级抗震等级设计时，现浇框架梁的混凝土强度等级不应低于C20，同时不宜大于C40。框架柱三级抗震时，混凝土强度不应低于C20，为满足要求有:所以框加结构梁板柱采用C35混凝土，纵筋采用II级，箍筋采用I级。基础混凝土强度等级为C25混凝土,纵筋采用I级。2结构类型该建筑设计采用框架结构，梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，混凝土设计强度均为C35（）。建筑平面图、建筑立面图以及建筑剖面图见附图。主体结构共6层，一层层高3.6m，其他均为3.3m。一榀框架计算单元如下图：图2-1一榀框架计算简图3框架结构设计计算3.1梁柱截面,梁跨度及柱高确定3.1.1初估截面尺寸 为满足承载力、刚度及迫性要求，截面高度h取梁跨度的，且不小于400㎜，梁的宽高比一般取值为，同时考虑到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的出现要求，，根据三级抗震的要求梁的最小宽度为250㎜。（1）边横梁对跨度为6300的边横梁：截面高度h：6300×1/12=5256300×1/8=787.5即截面高度h：525～787.5则取截面高度为700截面宽度b：700×1/2=350700×1/3=233.3即截面宽度b：233.3～350则取截面宽度为300（2）中横梁对跨度为2400的中横梁：截面高度h：2400×1/12=2002400×1/8=300即截面高度h：200～300考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为400截面宽度b：400×1/2=200400×1/3=133即截面宽度b：133～200考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为250（3）纵梁对跨度为6300的纵梁：截面高度h：6300×1/12=5256300×1/8=787.5即截面高度h：525～787.5则取截面高度为700截面宽度b：700×1/2=350700×1/3=233.3即截面宽度b：233.3～350则取截面宽度为300（4）次梁对跨度为6300的纵梁：截面高度h：6300×1/12=5256300×1/8=787.5即截面高度h：525～787.5则取截面高度为600截面宽度b：600×1/2=300600×1/3=200即截面宽度b：200～300则取截面宽度为250纵上可将估计梁的截面尺寸汇总于下表3-1表3-1梁截面尺寸（㎜）确定层次横梁（b*h）纵梁(b*h)次梁（b*h）AB跨、CD跨BC跨1～6层300*700250*400300*700250*600（4）柱截面尺寸的初步确定柱截面根据柱的轴压比限值按下列公式估算：（3.1）（3.2）式中：N为柱组合的轴压力设计值；F为按简支状态计算下柱的负载面积；为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n为验算截面以上楼层层数；为柱截面面积；为混凝土轴心抗压强度设计值；为框架柱轴压比限值，三级取0.9。采用C35混凝土：=16.7、=、n=6、=0.9、（边柱）=1.3、（中柱）=1.25代入公式（3.2）计算，边柱AC>=(1.3*6.3*3.15*15*103*6)/(0.9*16.7)=154482.0mm2中柱AC>=(1.25*6.3*4.35*15*103*6)/(0.9*16.7)=205127.2mm2并列成表3-2表3-2柱的截面尺寸确定层次n1～6层边柱1.319.851560.916.7154482.0中柱1.2527.451560.916.7205127.2考虑到不同地震方向的作用采用正方行柱截面,同时根据抗震规范要求柱净高与截面边长尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸为350要求,本工程柱截面都取500㎜×500㎜。3.1.2梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而建筑轴线与墙轴线不重合，所以柱建筑轴线结构计算跨度相同3.1.3柱的高度底层柱计算高度取基础顶面到一层楼面，基础埋深取500㎜，则底层柱计算高度为3600+500+450=4550，其他层高取3300。图3-1框架结构计算简图3.2荷载的均布恒载3.2.1屋面板的均布荷载屋面：8厚地砖22×0.008=0.18KN/m225厚1：4干硬性水泥砂浆20×0.025=0.50KN/m2 防水卷材0.76KN/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2 20厚1：8水泥珍珠岩找2%坡6×0.02=0.12KN/m2 50厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板干铺0.3×0.05=0.015KN/m2 100厚钢筋混凝土屋面板25×0.1=2.5 KN/m220厚水泥砂浆顶棚20×0.02=0.4KN/m2 合计 4.875KN/m2图3-3屋面构造做法该建筑的建筑面积：S=947.05m2 屋面永久荷载标准值：947.05×4.875=4616.87KN3.2.2屋面的均布活载上人屋面荷载标准值：947.05×2.0=1894.1KN 3.2.3楼面的均布恒载1~5层楼面：10厚地砖22×0.01=0.22KN/m2 20厚1：3干硬性水泥砂浆20×0.02=0.4KN/m2100厚钢筋混凝土楼板25×0.1=2.5 KN/m2 20厚水泥砂浆顶棚20×0.02=0.4KN/m2 合计3.52KN/m2 图3-4楼面构造做法该建筑的建筑面积：S=947.05m2 楼面永久荷载标准值：947.05×3.52=3333.6KN 3.2.4楼面均布活荷载楼面活荷载标准值 5.0KN/m2楼面活荷载标准值：947.05×5.0=4737.3KN 3.2.5梁柱的自重此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量：3.2.5.1梁的自重：在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程：例：：长度=6.3-0.5=5.8m（扣除一个柱宽）:长度=2.4－0.5=1.9m：长度＝6.3-0.5=5.8m表3-3粱、柱重力荷载计算层次构件b×hm×mrβgmnKNKN1层边横梁0.30×0.70251.055.5135.80331055.22393.1中横梁0.25×0.40251.052.6251.901049.9纵梁0.30×0.70251.055.5135.8031991.2次梁0.25×0.60251.053.9365.8013296.8柱0.50×0.50251.16.8754.55501564.11564.12～5层边横梁0.30×0.70251.055.5135.80331055.22393.1中横梁0.25×0.40251.052.6251.901049.9纵梁0.30×0.70251.055.5135.8031991.2次梁0.25×0.60251.053.9365.8013296.8柱0.50×0.50251.16.8753.30501134.41134.4（注）：表中β为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量。3.2.6墙体自重的计算外墙为250mm厚加气混凝土填充墙7.5KN/m2，外墙面贴瓷砖（包括打底找平），内墙面为20㎜厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+7.5×0.25+17×0.02=2.715KN/m2内墙为200mm厚加气混凝土砖(7.5KN/m2),两侧均为20㎜厚抹灰。内墙单位墙面重力荷载为：7.5×0.20+17×0.02=1.84KN/m2木门单位面积重力荷载为；铝合金窗单位面积重力荷载取；大门单位面积重力荷载取墙体重力荷载计算如下各表(表中“*“表示乘号)：层次墙体位置计算过程墙体面积

(㎡)单位面积重力荷载重量(KN)1层A、E轴纵墙3.6*(6.3-0.5)*14-2.1*1.5*2-1.5*1.5*17-1.8*1.5*4-2.1*0.9235.082.675628.84B、C纵墙3.6*(6.3-0.5)*10-0.9*2.1*13-2.4*2.1179.192.3412.14外横墙3.6*(15.0-0.5*3)*2-1.5*2.1-1.5*1.5*2-1.5*1.8*284.152.675225.10内横墙3.6*(6.3-0.5*2)*14+3.6*2.4275.762.3634.25合计1900.332到5层A、E轴纵墙3.6*(6.3-0.5)*14-1.5*1.5*19-1.8*1.5*4-2.1*0.9236.882.675633.65B、C纵墙3.6*(6.3-0.5)*11-0.9*2.1*15-2.4*2.1196.292.3451.47外横墙3.6*(15.0-0.5*3)*2-1.5*1.5*3-1.5*1.8*285.052.675227.51内横墙3.6*(6.3-0.5*2)*14+3.6*2.4275.762.3634.25合计1946.886层A、E轴纵墙3.6*(6.3-0.5)*14-1.5*1.5*19-1.8*1.5*4-2.1*0.9236.882.675633.65B、C纵墙3.6*(6.3-0.5)*11-0.9*2.1*15-2.4*2.1196.292.3451.47外横墙3.6*(15.0-0.5*3)*2-1.5*1.5*3-1.5*1.8*285.052.675227.51内横墙3.6*(6.3-0.5*2)*14+3.6*2.4275.762.3634.25合计1946.883.2.7门窗的自重的计算根据建筑结构荷载规范GB50009-2001，木门按0.2考虑，钢框玻璃窗按0.4考虑，玻璃门按0.4KN/m2计算结果如表3-4所示：1层门窗总重：25*0.9*2.1*0.2+4*0.9*2.1*0.4+4*1.5*2.4*0.4+28*1.5*1.5*0.4+6*1.8*1.5*0.4+2.1*0.9*0.4=50.67KN2—6层门窗总重：23*0.9*2.1*0.2+4*0.9*2.1*0.4+2*2.1*2.4*0.4+32*1.5*1.5*0.4+6*1.8*1.5*0.4+2.1*0.9*0.4=51.79KN其他层统计见下表表3-4门窗重量层次门窗（KN）合计(KN)150.6750.672-651.7951.793.2.8各层荷载组合屋盖和楼盖重力代表值为：屋盖层=屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重（墙和门窗）+女儿墙子重楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+(楼面上下各半层柱+半层墙重)×2将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：项目屋（楼）

盖自重活

荷载纵横梁

自重上层墙

自重上层柱

自重上层窗户

自重下层墙

自重下层柱

自重下层窗户

自重重力荷载

代表值64616.94737.32393.1708.0001946.91134.451.7910945.253333.64737.32393.11946.91134.451.791946.91134.451.7911228.443333.64737.32393.11946.91134.451.791946.91134.451.7911228.433333.64737.32393.11946.91134.451.791946.91134.451.7911228.423333.64737.32393.11946.91134.451.791946.91134.451.7911228.413333.64737.32393.11946.91134.451.791900.31564.150.6711611.5所以质点重力荷载代表值如图3-2所示图3-2结构重力荷载代表值3.3水平地震力作用下框架的侧移验算3.3.1横梁的线刚度混凝土C35在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5（为梁的截面惯性矩），对中框架梁取I=2来计算：横梁线刚度计算结果见表3-5所示：表3-5横梁线刚度：梁号

L截面

b*h(㎡)跨度

l(m)惯性矩

Ib边框架梁中框架梁bh1.5Ibib2Ibib横梁10.300.706.38.6×10-31.29×10-24.29×1041.72×1048.58×104横梁20.250.402.41.33×10-32.00×10-31.75×1042.67×10-33.5×104纵梁0.300.706.38.6×10-31.29×10-24.29×1041.72×1048.58×1043.3.2横向框架矿柱的线刚度及侧移刚度D值柱的线刚度见表3-6所示，横向框架柱侧移刚度D值见表3-7所示：表3-6柱线刚度柱号截面

(M^2)柱高度

(M)惯性矩Ic=b*h^3/12Ec线刚度ic=E*Ic/hZ10.500.504.555.21×10-33.61×104Z20.500.503.305.21×10-35.00×104（注：由于柱采用C35混凝土，因而,）表3-7横向框架柱侧移刚度D值的计算：项目kαicD根数∑D1层边框架边柱2.3770.563.61×1042.197×10448.788×104边框架中柱1.7160.623.61×1041.993×10461.196×105中框架边柱2.0060.623.61×1042.091×104183.764×105中框架中柱2.4160.673.61×1042.207×104214.635×105合计1.048×1062-6层边框架边柱1.1880.355.00×1042.053×10448.213×104边框架中柱1.0030.425.00×1041.840×10461.104×105中框架边柱1.7830.425.00×1042.597×104184.674×105中框架中柱2.9240.495.00×1043.272×104216.871×105合计1.347×1063.3.3横向框架自震周期本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂之杆，导出直杆顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式来求结构的基本周期：：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，因是框架结构,此处取0.7。：是将框架的重力荷载视为水平力,求得的假想框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，是将框架的重力荷载顶点位移，然后求，再由求框架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表8：表3-8横向框架顶点位移计算：层次Gi

(KN)∑Gi

(KN)∑Di

(KN/M)层间相对位移

Vi=∑Gi/Di△ui610945.210945.21.347×1060.081260.44214511228.411228.41.347×1060.083360.36088411228.411228.41.347×1060.083360.36088311228.411228.41.347×1060.083360.27752211228.411228.41.347×1060.083360.19416111611.511611.51.048×1060.11080.1108因此：=1.7×0.7×0.44214-2=0.7913s3.3.4横向地震作用计算地震作用计算按II类场地，7度抗震，地震动参数区划分的特征周期区分一区考虑，刚结构的特征周期和地震影响系数分别为：而：根据结构抗震设计，因而不考虑顶部附加地震作用。结构高度不超过40m按底部剪力法求得基底剪力，按分配结各层的质点，因此各层横向地震作用及搂层地震剪如表3-9所示：注：=（0.45/0.7913）0.9×0.08×0.85×597390.75=2437.35426KN表3-9各层横向地震作用及楼层地震剪力层次63.320.610945.2189351.960.3170772.56772.5653.317.311228.4194251.30.2783687.451460.0143.314.011228.4157197.60.2631641.372101.3833.310.711228.4120143.880.2011490.192591.5723.37.411228.483090.160.1391339.012930.5814.554.5511611.547607.150.0797194.243124.82横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图3-3所示：图3-3横向框架各层水平地震作用及地震剪力3.3.5横向框架抗震变形验算由GB50011-2001查得:[θξ]=1/550层间弹性位移验算如表3-10所示：表3-10横向变形验算层间剪力

(KN)层间刚度Di

(KN)层间位移

Vi/Di(m)顶点位移

(m)层高

hi(M)层间相对弹性转角

θe772.5613470000.0005740.0070293.30.0001741460.0113470000.001050.0064553.30.0003182101.3813470000.0014140.0054053.30.0004282591.5713470000.0016650.0039913.30.0005052930.5813470000.0021760.0061673.30.0006593124.8210480000.0023260.0084934.550.000511（注：层间弹性相对转角均满足要求：<）3.4水平地震作用下，横向框架的内力分析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：式中：为标准反弯点高度比为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值,分别为上层,下层层高变化时的反弯点高度比的修正值y为框架柱的反弯点高度比此框架结构底层柱需考虑修正值,第二层柱需考虑,其它柱均无修正表3-11边柱的反弯点位置和弯矩层次hVi层间刚度∑DA、D轴（边柱）DKy1-yMtMb63.3772.56505932134771.4860.370.6363.0237.0153.31460.01618216163551.3730.420.5892.967.2743.32101.38618216163551.3730.450.55118.7997.1933.32591.57618216163551.3730.470.53136.95121.4523.32930.58636216169181.4540.50.5146.98146.9813.63124.82570692165111.6010.590.41161.72232.72层次hVi层间刚度∑DB、C轴（中柱）DKY1-yMtMb63.3772.56505932192353.1070.450.5578.5264.2553.31460.01618216236702.8710.450.55128.75105.3443.32101.38618216236702.8710.50.5157.83157.8333.32591.57618216236702.8710.50.5188.83188.8323.32930.58636216242323.0390.50.5216.66216.6613.63124.82570692203593.3460.550.45218.86267.49（注:（1）括号里的空白为查表不需修正的（2）计算梁端弯矩M,梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件,将节点上下端弯矩之和按左右的线刚度比例分配）表3-12:梁端弯距剪力及柱轴力计算层次A-BB-C柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVbAB663.02-37.537.213.9740.99-40.992.434.16-13.97-20.195129.91-92.257.230.86100.75-100.752.483.96-44.83-73.294186.06-125.87.243.31137.37-137.372.4114.48-88.14-144.53234.14-165.77.255.53180.96-180.962.4150.8-143.67-239.72268.43-193.827.264.2211.67-211.672.4176.39-207.87-351.91308.7-208.187.271.79227.34-227.342.4189.45-279.66-469.6（注：（1）柱轴力中的负号表示拉力，当为左地震作用时，左侧两根柱为压力，对应的右侧两根柱压力（2）表中M单位为KN•m，V单位为KN，N单位为KN，l单位为m。）以六层AB梁为例：水平地震作用下框架的弯距图，梁端剪力图及柱轴力图如下所示：图3-4地震作用力下的框架弯矩图图3-5地震作用下的框架剪力图(KN)图3-6地震作用下的框架轴力图3.5竖向荷载作用下横向框架的内力分析此处仍用中框架3为例来进行3.5.1计算单元的选择确定图3-7计算单元图计算单元宽度8.0m3.5.2荷载作用下框架的内力计算3.5.2.1恒荷载作用下框架的内力计算(此处不考虑柱的自重)恒载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示图3-8各梁上作用的恒荷载屋面、、、、、计算过程(表中“*“表示乘号)梁线荷载5.90625.78横墙线荷载0板传来2*3.15*4.975*(1-2*(3.15/6.3)^2+(3.15/6.15)^3)梁线荷载2.62510.09横墙线荷载0板传来2*1.2*4.975*5/8次梁(横)自重080.31板传来(4.975*6.3*5/8)*3.15纵梁自重5.906*3.15纵墙自重0次梁(横)自重060.65板传来(4.975*1.5*5/8)*2.4+3.15*4.975*(1-2(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)*3.15纵梁自重5.906*3.15纵墙自重0其中：,代表横梁自重,为均布荷载形式(包括粉刷层),分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载短方向分配荷载：(kn/m)长方向分配荷载：(kn/m)双向板示意图,分别由边纵梁,中纵梁直接传给柱的横载,它包括梁自重、楼板重、纵墙、重力荷载。1－4层、、、、、计算过程(表中“*“表示乘号)荷载组成计算过程合计q1梁线荷载5.90626.27横墙线荷载1.52*4.2q1'板传来2*3.15*3.55*(1-2*(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)q2梁线荷载2.6257.95横墙线荷载0q2'板传来2*1.2*3.55*5/8p1次梁(横)自重0217.40板传来(3.55*8.0*5/8)*3.15纵梁自重5.906*3.15纵墙自重4.2*5.40*6.3p2次梁(横)自重075.15板传来(3.55*1.5*5/8)*3.0+3.15*3.55*(1-2(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)*4.0纵梁自重5.906*3.15纵墙自重4.2*1.52*6.33.5.2.2活荷载作用下柱的内力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3-9各层梁上作用的活荷载屋面、、、、、计算过程(表中“*“表示乘号)荷载类型荷载组成kn/m合计q1梁线荷载01.97横墙线荷载0q1'板传来2*3.15*0.5*(1-2*(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)q2梁线荷载00.75横墙线荷载0q2'板传来2*1.2*0.5*5/8p1次梁(横)自重07.88板传来(0.5*8.0*5/8)*3.15纵梁自重0纵墙自重0p2次梁(横)自重04.23板传来(0.5*1.5*5/8)*2.4+3.15*0.5*(1-2(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)*3.15纵梁自重0纵墙自重01-4层、、、、、计算过程(表中“*“表示乘号)荷载组成计算过程合计q1梁线荷载019.69横墙线荷载0q1'板传来2*3.15*5.0*(1-2*(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)q2梁线荷载07.50横墙线荷载0q2'板传来2*1.2*5.0*5/8p1次梁(横)自重062.02板传来(5.0*6.3*5/8)*3.15纵梁自重0纵墙自重0p2次梁(横)自重040.01板传来(5.0*1.2*5/8)*2.4+3.15*5.0*(1-2(3.15/6.3)^2+(3.15/6.3)^3)*3.15纵梁自重0纵墙自重03.5.3荷载作用下梁的内力计算梁端、柱端弯距采用弯距二次分配法计算。3.5.4用力距二次分配法计算框架弯距等效后框架竖向荷载示意图(没有计入柱子自重)恒载分布图(单位:KN/m，KN)活载分布图(单位:KN/m，KN)1固端弯矩计算：此处固端弯距的计算，将框架梁视为两端固定梁计算固端弯距，并考虑柱心矩计算结果见表3-13所示：表3-13均布荷载作用下梁固端弯距恒载作用下梁固端弯矩AB跨BC跨层次Q(kN/m）L(m)M(kN＊m)Q(kN/m)L(m)M(kN＊m)625.786.3162.4110.092.424.22526.256.3165.387.952.419.08426.256.3165.387.952.419.08326.256.3165.387.952.419.08226.256.3165.387.952.419.08126.256.3165.387.952.419.08续表：活载作用下梁固端弯矩AB跨BC跨层次Q(kN/m）L(m)M(kN＊m)Q(kN/m)L(m)M(kN＊m)61.976.36.520.752.40.36519.696.365.127.52.43.60419.696.365.127.52.43.60319.696.365.127.52.43.60219.696.365.127.52.43.60119.696.365.127.52.43.60注：１、M=q×L2/12２、q可以查前图2分配系数的计算：因框架对称性，所以取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图10所示，其中切断的横梁的线刚度取为原来的一倍，分配系数按与接点连接的各杆转动刚度比值计算：图3-10半框架梁柱线刚度示意图分配系数见图3-22和图3-23所示3传递系数：远端固定：传递系数为1/2远端滑支：传递系数为-14弯距分配：恒载作用下，框架弯距分配计算见表3-14，框架的弯距见表3-15活载作用下，框架的弯距分配计算图3-11，框架的弯距图见图3-12所示：在竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯距调幅系数为0.8，调幅后，恒载及活载弯距图见表3-14及表3-15中括号内数值所示：

表3-14恒荷载弯矩计算图（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁6层00.4080.5920.53900.3710.091-164.17164.17-8.9666.9297.24-83.59-57.53-14.0823.2-41.848.62-20.727.5811.02-15.03-10.34-2.53-3.84-7.515.512.134.636.73-4.12-2.83-0.6998.49-98.49115.56-89.29-26.275层0.290.290.4210.3930.270.270.066-160.21160.21-6.9646.446.467.42-60.22-41.44-41.44-10.1533.4623.2-30.1133.71-28.76-20.72-7.69-7.69-11.176.24.274.271.043.79-2.363.1-5.59-5.171.05-1.31-1.31-1.913.822.632.630.6474.6558.24-132.88138.13-68.49-54.23-15.424层0.290.290.4210.3930.270.270.066-160.21160.21-6.9646.446.467.42-60.22-41.44-41.44-10.1533.4623.2-30.1133.71-28.76-20.72-7.69-7.69-11.176.24.274.271.043.79-2.363.1-5.59-5.171.05-1.31-1.31-1.913.822.632.630.6474.6558.24-132.88138.13-68.49-54.23-15.423层0.290.290.4210.3930.270.270.066-160.21160.21-6.9646.446.467.42-60.22-41.44-41.44-10.1523.223.2-30.1133.71-20.72-20.72-4.72-4.72-6.853.042.092.090.51-3.84-2.611.52-3.432.131.241.431.432.080.020.010.01062.4763.7-126.16133.33-57.93-58.82-16.592层0.290.290.4210.3930.270.270.066-160.21160.21-6.9646.446.467.42-60.22-41.44-41.44-10.1523.224.96-30.1133.71-20.72-22.18-5.23-5.23-7.593.612.492.490.61-2.361.411.81-3.81.05-2.25-0.25-0.25-0.361.961.351.350.3361.7667.29-129.05135.48-57.28-62.04-16.171层0.3120.2360.4530.4210.2890.2190.071-160.21160.21-6.9649.9137.7772.53-64.46-44.36-33.57-10.8623.20-32.2336.26-20.7202.812.134.09-6.54-4.5-3.4-1.1-2.610-3.272.041.2401.831.392.66-1.38-0.95-0.72-0.2375.1541.29-116.43126.14-69.29-37.7-19.1520.64-18.85图3-11恒荷载作用下框架弯矩图（KN.m）（注:梁端弯矩要乘以0.8调幅系数,左右弯矩是对称的.）表3-15活荷载弯矩计算图（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁6层00.4080.5920.53900.3710.091-13.3313.33-0.75.447.9-6.8-4.68-1.1519.31-3.43.95-17.08-6.48-9.427.074.871.190.43.54-4.71-1.17-1.61-2.333.172.180.5317.06-17.0616.01-15.88-0.125层0.290.290.4210.3930.270.270.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.362.7219.31-24.8128.05-2.34-17.080.810.811.17-3.39-2.34-2.34-0.57-3.24-2-1.70.592.430.832.012.012.92-1.51-1.04-1.04-0.2540.9158.74-99.64107.44-37.44-53.78-16.224层0.290.290.4210.3930.270.270.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.362.7219.31-24.8128.05-2.34-17.080.810.811.17-3.39-2.34-2.34-0.57-3.24-2-1.70.592.430.832.012.012.92-1.51-1.04-1.04-0.2540.9158.74-99.64107.44-37.44-53.78-16.223层0.290.290.4210.3930.270.270.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.3619.3119.31-24.8128.05-17.08-17.08-4-4-5.812.41.651.650.40.4-2.211.2-2.9-1.170.990.180.180.261.210.830.830.254.551.89-106.39112.46-49.92-47.76-14.782层0.290.290.4210.3930.270.270.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.3619.3120.77-24.8128.05-17.08-18.28-4.42-4.42-6.422.871.981.980.48-21.131.44-3.210.83-1.9-0.16-0.16-0.241.681.161.160.2851.3455.93-107.27113.1-47.27-51.2-14.631层0.3120.2360.4530.4210.2890.2190.071-133.33133.33-7.0341.5431.4460.36-53.12-36.56-27.67-8.9519.310-26.5630.18-17.0802.261.713.28-5.51-3.79-2.87-0.93-2.210-2.761.640.9901.551.172.25-1.11-0.76-0.58-0.1962.4434.32-96.76105.41-57.2-31.11-17.117.16-15.56图3-12活荷载作用下框架弯矩图（KN.m）（注:梁端弯矩要乘以0.8调幅系数,左右弯矩是对称的.）3.5.3梁端剪力及柱轴力的计算梁端剪力：柱轴力：式中：为梁上均布荷载引起的剪力为梁端弯距引起的剪力V为梁端剪力P为节点集中力及柱自重梁在恒荷载作用下，梁端剪力及柱轴力为例(此处取简化后的均布荷载,实际应为梯形和矩形或梯形和三角形组合,计算结果见下表:表3-16恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA=-VqBVqB=-VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVB=-VCN顶N底N顶N底6123.1217.93-2.130120.99-125.2517.93244.53279.47230.55265.494120.1613.92-0.660119.50-120.8213.92675.17710.11520.40555.344120.1613.92-0.660119.50-120.8213.92675.17710.11520.40555.343120.1613.92-0.900119.26-121.0613.921105.611140.55810.50845.442120.1613.92-0.800119.36-120.9613.921536.131571.071100.501135.441120.1613.92-1.210118.95-121.3713.921966.322012.491390.921437.09调幅后6-1.71121.41124.835-0.58119.64120.584-0.53119.64120.693-0.72119.44120.882-0.64119.52120.801-0.97119.19121.13这里剪力沿梁端顺时针转动为正依照相同的原理可以把公式简化为：V=Vq+Vm=1/2ql-(M左+M右)/L（注：（1）荷载引起剪力：（2）弯矩引起剪力：（3）为了便于施工以及提高框架结构的延性,通常对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅。调幅系数现浇框架取0.8。）表3-17活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA=-VqBVqB=-VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVB=-VCN顶N底N顶N底610.001.410.13010.13-9.871.4120.1120.1117.6917.695100.0014.07-0.98099.14-100.5414.07219.33219.33196.79196.794100.0014.07-0.88099.03-100.9814.07304.23356.33234.54214.533100.0014.07-0.76099.24-100.7614.07418.72418.72375.68375.682100.0014.07-0.73099.27-100.7314.07618.14618.14554.54554.541100.0014.07-1.08098.92-101.0814.07817.27817.27733.75733.75调幅后60.1110.119.905-0.7399.85100.374-0.7899.22100.783-0.6199.39100.612-0.5899.42100.581-0.8699.14100.87.3.6风荷载作用下框架的内力分析建筑物的层数较少,可以不考虑风荷载。3.7内力组合3.7.1框架梁内力组合在恒载和活载作用下，跨间可近似取跨中的M代替，式中：、为梁端左右端弯矩见图3.14，图3.15中所示跨中M若小于，那么应取在竖向荷载与地震力组合时，跨间最大弯矩采用数解法来进行计算如图19所示：图3-19框架梁内力组合图图中：、表示重力荷载作用下梁端弯矩、表示水平地震作用下梁端弯矩表竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力对图中作用点取弯矩可见：那么任意截面x处的弯矩为：由时，可求得跨间的位置为：将代入任意截面处弯矩表达式，可得跨间最大弯矩为：当右震时，公式中反号即可。其中，及的具体数值可参见表3-17所示，表中的和均有两组数值，而梁的内力组合情况见表3-19所示：在表中恒载和活载的组合，梁端挽矩取调幅后的数值，即图1中括号中的数值，剪力取调幅前后较大值，如图3-18所示图中，分别表调幅前后的弯矩，剪力值应取和，见表所示：图3-20调整前后剪力值变化表3-23和值的计算项目跨层次1.2(恒+0.5活)1.3地震qMGA

(KN.m)MGB

(KN.m)MEA

(KN.m)MEB

(KN.m)KN/mAB跨6-102.74118.6238.2380.2838.445-173.39154.18108.39177.3851.054-175.39184.1898.39147.5851.053-172.18181.98145.35198.5851.052-175.38184.35206.20206.2051.051-158.22171.69401.16208.4251.05BC跨6-25.2825.2841.2397.5514.905-24.3923.46165.32187.6916.764-22.5922.59115.22172.8316.763-23.0223.02159.94242.8316.762-22.5522.55241.47241.4716.761-26.5926.59364.72298.4116.76续表项目跨层次lRAX1(m)MGE(m)左震右震左震右震左震右震AB跨66.3136.94166.573.564.33-179.46-219.9756.3145.65243.833.184.53-213.94-245.5646.3172.35233.843.384.58-213.94-261.8136.3159.98245.963.134.82-223.84-275.0126.3151.52254.622.974.99-255.69-253.4316.3126.31278.712.475.46-399.21-201.44BC跨62.4-23.9068.62-1.604.6015.95-72.2752.4-65.67134.56-3.456.7887.45-178.4542.4-70.87121.16-4.237.2392.63-150.2432.4-109.11159.40-6.519.51136.91-219.8122.4-135.84186.13-8.1011.10218.93-218.9312.4-195.90246.19-11.6914.69338.13-271.82表3-24梁内力组合表层次截面

位置内力荷载类别竖向荷载

组合竖向荷载

与地震力组合恒载

①活载

②地震荷载

③1.2①+1.4②1.2(①+0.5②)

+1.3③5层AM-78.79-13.6529.41-29.41-113.66-64.51-140.97V121.4110.11-14.7314.73159.84132.60170.91B左M92.4512.8161.75-61.75128.87198.9038.34V-124.83-9.9014.73-14.73-163.65-136.58-174.88B右M-21.02-0.1031.72-31.72-25.3515.95-66.51V26.481.41-12.6112.6133.7516.2349.02跨中MAB186.22-179.46-219.97MBC-8.5915.95-72.274层AM-106.30-79.7175.68-75.68-239.16-77.00-273.78V119.6499.22-33.2633.26282.47159.86246.33B左M110.5085.95113.53-113.53252.94331.7636.59V-120.69-100.7833.26-33.26-285.91-162.05-248.53B右M-12.34-12.9888.63-88.63-32.9792.63-137.81V13.9214.07-27.6827.6836.40-10.8361.13跨中MAB162.33-213.94-261.81MBC-14.1192.63-150.243层AM-100.93-85.11111.81-111.81-240.27-26.83-317.53V119.4499.39-54.3054.30282.48132.37273.56B左M106.6689.97152.76-152.76253.95380.56-16.61V-120.88-100.6154.30-54.30-285.90-134.82-276.01B右M-13.27-11.82123.03-123.03-32.48136.91-182.96V13.9214.07-46.2946.2936.40-35.0485.33跨中MAB161.27-223.84-275.01MBC-13.62136.91-219.812层AM-103.24-85.82158.62-158.62-244.0330.83-381.58V119.5299.42-62.6762.67282.60121.60284.54B左M108.3890.48158.62-158.62256.73390.55-21.85V-120.80-100.5862.67-62.67-285.78-123.84-286.78B右M-12.94-11.70185.75-185.75-31.91218.93-264.02V13.9214.07-51.9051.9036.40-42.3292.62跨中MAB158.00-255.69-219.81MBC-13.05218.93-218.931层AM-93.14-77.41308.59-308.59-220.14242.94-559.38V119.1999.1478.69-78.69281.82304.81100.21B左M100.9184.