滨江连锁旅馆设计毕业设计计算说明书

第122页共121页目录滨江连锁旅馆设计 1前言 2第一章建筑设计 31.1建筑概况 31.2工程概况 31.3设计资料 41.4建筑要求 61.5采光、通风、防火设计 61.6建筑细部设计 61.7参考规范 7第二章结构设计 82.1结构设计任务及要求 82.2框架结构的设计 82.2.1工程概况及设计资料 82.2.2结构方案的选择及结构布置 92.3框架结构设计计算 92.3.1结构构件截面尺寸和材料的初步选择 92.3.2梁的计算跨度及柱的高度 122.3.3框架荷载计算 132.3.4框架计算简图及梁柱线刚度 202.4水平地震力作用下框架的计算 222.4.1.横向框架梁、柱刚度计算 222.4.2横向框架柱侧移刚度D值计算 242.4.3横向框架自振周期 252.4.4横向地震作用计算 262.4.5横向框架抗震变形验算 282.4.6水平地震作用下横向框架的内力分析 292.5风荷载计算 342.5.1风荷载标准值的计算 342.5.2风荷载作用下的位移验算 352.5.3风荷载标准值作用下的内力计算 372.6竖向荷载作用下框架的内力分析 422.6.1竖向荷载下框架受荷计算 422.6.2用弯矩分配法计算框架弯矩 512.7内力组合 692.7.1框架梁的内力组合 692.7.2框架柱内力组合 732.8截面设计 752.8.1承载力抗力调整系数 752.8.2横向框架梁截面设计 762.8.3柱截面设计 90第三章板的设计 993.1板计算方法的确定 993.2双向板计算(A、B、C板块) 1003.2.1荷载计算 1003.2.2内力计算(按弹性理论) 1003.3单向板计算(D板块) 1023.3.1荷载计算 1023.3.2内力计算 1023.4截面设计 103第四章楼梯设计 1054.1楼梯的设计资料 1054.2楼梯的设计 1064.2.1梯段板设计 1064.2.2平台板设计 1084.2.3平台梁设计 110第五章基础设计 1125.1基础类型的选取 1125.2荷载设计值 1125.3外柱独立基础的计算 1135.3.1确定基底尺寸 1135.3.2基础底面配筋计算 1155.4内柱独立基础的计算 1165.4.1确定基底尺寸 1165.4.2基础底面配筋计算 1185.5基础梁配筋 118致谢 120参考文献 121滨江连锁旅馆设计学生：周鹏指导老师：高德军三峡大学土木与建筑学院摘要：本毕业设计工程为滨江连锁旅馆设计，该设计结构是钢筋混凝土框架结构。设计过程包括建筑设计和结构设计。其中，结构设计是主要部分。该部分包括计算简图的确定，结构构件尺寸的确定，荷载计算，框架的内力计算，各种荷载的内力组合，梁柱的配筋计算，主体柱下独立基础、楼梯、现浇板的设计等。Abstract：ThisgraduationprojectfortheRiversidehotelchaindesign,thedesignofstructuralreinforcedconcreteframestructure.Designprocess,includingarchitecturaldesignandstructuraldesign.Amongthem,thestructuraldesignisthemainpart.Thissectionincludesthecalculationdiagramtodeterminethestructuralcomponentsizetodeterminetheloadcalculation,theframeworkoftheinternalforcecalculation,theinternalforcecombinationsofvariousloads,beamreinforcementcalculation,themaincolumnundertheindependentfoundation,stairs,roofingboarddesignandsoon.关键词：钢筋混凝土框架结构建筑设计结构设计柱下独立基础Keywords:reinforcedconcreteframestructuremomentdistributionstructuraldesigncolumnundertheindependentfoundation前言本设计是按照三峡大学土木与建筑学院2012年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“滨江连锁旅馆设计”，内容包括建筑设计、结构设计两部份。旅馆是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面，选择旅馆建筑和结构设计，从而掌握旅馆设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。框架结构的设计始于欧美，二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用，其结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对旅馆有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了弯矩分配法，对水平荷载采用了D值法，对钢筋混凝土构件的受力性能，受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。本结构计算选用一榀框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的，在此向你们表示衷心的感谢！鉴于水平有限，设计书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正。第一章建筑设计1.1建筑概况1、设计题目：滨江连锁旅馆设计2、建筑面积：6615㎡3、建筑总高度：23.700ｍ（到楼顶楼梯顶部高度）4、建筑层数：六层5、结构类型：框架结构1.2工程概况该滨江连锁旅馆为六层框架结构体系，建筑面积约6615m2，建筑物平面为U字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.3m该连锁旅馆拥有单人间双人间客房、会议室、包间、大厅、厨房、食堂等。楼内设有一台电梯三个楼梯，楼梯开间为4.2、3.6、3.6m，进深均为6.6m，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。1.3设计资料工程重要性等级均为三级，本地区属亚热带大陆性季风气候，极端最高气温41.4℃，极端最低气温-9.8℃，多年平均气温16.8℃。年最大降雨量1807.5mm，年最小降雨量768.3mm，多年平均降雨量1138.0mm，最大日降雨量229.1mm1、气象条件本地区基本风压0.35KN/㎡，B类粗糙度；基本雪压0.30KN/㎡2、抗震烈度：7度第一组，设计基本地震加速度值0.3、工程地质条件建筑场地类别：Ⅰ类场地土；表1-1建筑地层一览表序号岩土深度土层深度（m）厚度范围（m）地基土承载力（kPa）土层实测剪切波速（m/s）1杂填土及粉质粘土0.0—0.40.41102002强风化基岩0.4—1.20.83604503中风化基岩1.2—16.215.01200>800注：1）地下稳定水位居地坪-6m2）表中给定土层深度由自然地坪算起。中风化基岩剪切波速Vs＞800m/s>500m/s,故有覆盖层厚度d=1.2m。t=∑(d/Vsi)=0.4/200+0.8/450=0.0038s土层等效剪切波速v=d/t=1.2/0.0037=324.32m/s250m/s﹤v≦500m/s且覆盖层厚度为d=1.2m﹤5m，场地类别为Ⅰ4、屋面做法：（1）平屋顶坡度为2%，采用05ZJ001-屋10（2）屋顶平台选用98ZJ001-82-屋13，增设上人保护层，做法详98ZJ001-73-地砖块材保护层（3）屋面防水等级为II级，防水材料采用4厚高聚物改性沥青卷材（SBS)防水层5、楼面做法：（1）地面做法：大厅及走廊05ZJ001-地21；房间05ZJ001-地36；卫生间及厨房地面做法05ZJ001-地51（2）楼面做法：走廊05ZJ001-楼10；房间05ZJ001-楼20;卫生间05ZJ001-楼316、墙面做法：（1）墙体采用240蒸压粉煤灰砖，外墙面采用05ZJ001-外墙12；卫生间墙面防潮做法采用05ZJ001-内墙8，1:3水泥砂浆改为防水砂浆（2）墙面阳角处及门洞口护角做法见：98ZJ501-P20-大样17、材料梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB300，板筋采用HPB300级钢筋。1.4建筑要求建筑等级:耐火等级为Ⅲ级抗震等级为Ⅲ级设计使用年限50年1.5采光、通风、防火设计1、采光、通风设计根据该建筑物的性质，将窗台安排到离地面800mm2、防火设计本工程耐火等级为三级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有五个，可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑，因而根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。1.6建筑细部设计1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的《民用建筑节能设计标准》的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、客房之间的送风和排风管道采取消声处理措施。6、为满足防火和安全疏散要求，设有三部楼梯。7、客房内的布置与装修以清新自然为主，卫生间的地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。8、保温需求，考虑到宜昌本地气候条件，应采取一定的保温措施，本工程中主要从内外墙面和门窗做法及材料上保证保温需求。1.7参考规范《建筑设计资料集》编委会，中国建筑工业出处社第二版《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）《居住建筑节能设计标准》（DB42/301-2005）《建筑制图标准》（GB/T50104-2010）《建筑结构制图标准》（GB/T50105－2010）《建筑设计防火规范》（GB50016－2010）《旅馆建筑设计规范》（JGJ62-90）《民用建筑热工设计规范》GB50176-93（2002年版）《民用建筑热工设计规范》GB50176-93（2002年版）《建筑采光设计规范》GB/T50033-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《饮食建筑设计规范》JGJ64-89《城市道路和建筑物无障碍设计规范》JGJ50-2001第二章结构设计2.1结构设计任务及要求一、基本要求：在建筑方案设计的基础上，正确选择合理的结构形式，结构体系和结构布置，掌握高层建筑结构的计算方法和基本构造要求，绘制结构施工详图。二、规定绘制的结构施工图为：1、结构设计总说明：1张2、结构平面布置图：2张，比例1：2003、一榀框架结构配筋图：1张比例1：100；梁柱截面配筋图：1张4、楼面板的配筋图：1张，比例1：1005、楼梯配筋图：1张6、基础设计图：2张三、结构设计计算书内容：说明结构方案如何确定的，材料选择。列出结构设计计算过程中采用的计算方法、计算假定、计算原则、计算简图、内力图、计算结果及结果校核。2.2框架结构的设计2.2.1工程概况及设计资料工程概况及设计资料详见建筑设计。该连锁旅馆为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约6615m2，建筑物平面为U字形。底层层高3.9m，二层为3.6m，标准层为3.3m，楼顶楼梯高3.0m，室内外高差0.45m。±0.000标高所对应绝对标高为黄海高程102.45m，框架平面梁柱布置图框架平面梁柱布置草图2.2.2结构方案的选择及结构布置一、结构方案的确定考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。二、基础类型的确定根据施工场地、地基条件、场地周围的环境条件，选择柱下独立基础。2.3框架结构设计计算2.3.1结构构件截面尺寸和材料的初步选择一、基础顶面设计标高的确定根据地质资料知，地基持力层可设在中风化基岩上，该层距室外地面1.2m—16.2m之间，现选用柱下独立基础，故取基础顶面距离室内设计地面-1.050二、楼板厚度的确定根据平面布置，双向板的最大跨度为4.2m；按刚度条件，板厚为h=l/50=4200/50=84mm；按构造要求，现浇钢筋混凝土双向板的厚度为80mm≦h≦160mm；综合荷载等情况考虑，取板厚h=120mm三、主梁截面尺寸确定根据平面布置，主梁的最大跨度为8400mm主梁高，取h=600mm；主梁宽，取b=300mm走廊处跨度为2400mm梁高，按构造取h=500mm梁宽与房间的相同，取b=300mm四、次梁截面尺寸确定根据平面布置，次梁的最大跨度为66次梁高，取h=500mm；次梁宽，取b=250mm卫生间横梁4200mm梁高，取h=500梁宽，取b=250mm卫生间井道出的次梁，跨度为1800mm次梁高为，取h=450mm；次梁宽为，取b=200mm五、框架柱截面尺寸确定对于多层框架，无论从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底层层高H=3.9柱截面高度取又对于抗震设防烈度为7度，房屋高度为22.5m<30m，即抗震等级为三级的框架结构，为保证柱有足够的延性，需要限制柱的轴压比，柱截面面积应满足下式：（1）柱组合的轴压力设计值注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数按简支状态计算柱的负载面积折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取14kN/m2为验算截面以上的楼层层数（2）注：为框架柱轴压比限值，本方案为三级框架，则取0.9为混凝土轴心抗压强度设计值，本方案为C30混凝土，则取（3）计算过程对于边柱：取,则A=250000mm2240238对于中柱：取,则A=360000mm2296056mm综合考虑，为方便计算及施工，统一取综上：板厚：一到六层：120mm；楼顶楼梯：100mm；梁截面：=1\*GB3①300mm×600mm；=2\*GB3②300mm×500mm；=3\*GB3③250mm×500mm；=4\*GB3④200mm×450mm；柱截面：600mm×600mm六、材料选择1、混凝土强度等级：除基础垫层混凝土选用C10，基础及以上各层混凝土均选用C30。2、钢筋级别：框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB335级钢筋；构造钢筋、箍筋及板内钢筋选用HPB300。2.3.2梁的计算跨度及柱的高度选取结构平面布置图中第=7\*GB3⑦轴线处框架KJ7作具体计算。一、梁的计算跨度如图所示，框架梁的计算跨度以上柱柱形心线为准，由于建筑轴线与墙重合，故建筑轴线与结构计算跨度不同图二、柱高度底层高度h＝3.9m+0.45m+0.60m＝4.95m，其中3.9m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.二层柱高3.6m，标准层柱高等于层高即3.3m，楼顶层高3.0m。由此得框架计算简图，如图2.3.2图2.3.3框架荷载计算一、屋面均布恒载标准值防水层（刚性）30mm厚C20细石混凝土面层防水层（柔性）三毡四油铺小石子20mm厚1:3水泥砂浆找平层30mm厚水泥石灰焦渣砂浆3%找平50mm厚矿渣水泥保温层120mm厚现浇钢筋混凝土板10mm厚混合砂浆抹灰层合计：屋面恒载标准值为二、楼面均布恒载按楼面做法逐项计算水磨石地面120mm厚钢筋混凝土整浇层粉底或吊顶共计楼面恒载标准值为：三、屋面均布活载计算重力载荷代表值时，仅考虑屋面雪载荷0.30KN/㎡由于屋面雪荷载0.30KN/㎡<0.5KN/㎡则屋面均布活荷载取2.0KN/㎡则屋面荷载标准值为四、楼面均布活荷载楼面均布活荷载对旅馆的一般房间为1.5kN/m2，会议室、走廊、楼梯、门厅等处为2.0KN/m2。为方便计算，此处偏安全地统一取均布载荷为2.0KN/m2。楼面均布活荷载标准值为：五、梁自重主梁梁自重抹灰层：10mm混合砂浆合计：主梁梁自重抹灰层：10mm混合砂浆合计：次梁梁自重抹灰层：10mm混合砂浆合计：小次梁梁自重抹灰层：10mm混合砂浆合计：其它梁自重见表2.3.1表2.3.1梁自重表编号截面长度（）根数每根重量（）8.41632.096.64725.542.4307.276.61516.834.21610.713.3288.423.639.181.8423.24合计：114.09六、柱自重柱子柱自重抹灰层：10mm混合砂浆合计：各层柱自重见表2.3.2表2.3.2各层柱重力总荷载层号高度/m尺寸()重量(kN/根)根数总荷载(kN)14.9546.58622887.9623.633.88622100.563-63.331.05621925.173.028.2314395.22注：7层柱可以不考虑七、墙体自重（1）外墙自重标准层：外墙水刷石外墙面水泥粉刷内墙面合计：底层：外墙水刷石外墙面水泥粉刷内墙面合计：二层：外墙水刷石外墙面水泥粉刷内墙面合计：（2）内墙自重标准层：内墙水泥粉刷内墙面合计：底层：内墙水泥粉刷内墙面合计：二层：内墙水泥粉刷内墙面合计：（3）内隔墙自重标准层：内隔墙水泥粉刷墙面合计：底层：内隔墙水泥粉刷墙面合计：二层：内隔墙水泥粉刷墙面合计：（4）女儿墙自重240mm厚粉煤灰蒸压砖块贴瓷砖墙面（包括水泥砂浆打底）共25mm厚20mm厚水泥粉刷墙面合计：将以上墙体计算结果汇总见表2.3.3表墙体墙的长度（m）墙的自重（）重量kN总重量kN底层外墙247.212.052978.86176.2底层内墙249.612.813197.4底层内隔墙-7.67-二层外墙247.210.726456214.2二层内墙304.811.713569.2二层内隔墙-7.02-标准层外墙247.29.562363.25992.1标准层内墙255.610.312635.2标准层内隔墙1566.37993.7顶层女儿墙247.24.221043.21043.2八、载荷分层总汇顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层的柱及纵墙体自重。将前述分项载荷相加，得集中于各层楼面得重力载荷代表值如下：第六层：第五层：第三、四层：第二层：第一层：建筑物总重力荷载代表值为：质点重力载荷值见图2.3.4框架计算简图及梁柱线刚度一、确定框架计算简图选取结构平面布置图中第=7\*GB3⑦轴线处框架KJ7作具体计算。假定框架嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的界面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为-1.050m，二层楼面标高为3.90m，故底层柱高为4.95m。二层柱高从楼面算至三层楼面（即层高）为3.6m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），均为3.3图框架计算简图及梁柱相对线刚度图二、框架梁柱的线刚度计算对于边框架梁取，对于中框架梁取左边跨梁：中跨梁：右边跨梁：底层柱：二层柱：其余各层柱：令，则其余各杆件的相对线刚度为：框架梁柱的相对线刚度如图2.4水平地震力作用下框架的计算2.4.1.横向框架梁、柱刚度计算一、横向框架梁线刚度计算梁的线刚度，其中C30混凝土弹性模量；为梁的计算跨度；为梁截面惯性矩。在框架结构中，现浇层的楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减小框架侧移，为考虑这一有利作用，在计算梁截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取，为梁矩形部分的截面惯性矩。横向框架梁的线刚度计算结果列于表：表横向框架梁线刚度计算表梁类别中框架梁边框架梁横梁——走道梁——二、横向框架柱线刚度计算柱的线刚度，其中为柱惯性矩，h为框架柱的计算高度。横向框架柱的线刚度计算结果列于表，横向框架柱的线刚度示意图如图所示。表横向框架柱线刚度计算表层号截面尺寸14.9523.63～63.3图横向框架梁柱刚度示意（单位：）2.4.2横向框架柱侧移刚度D值计算柱的侧移刚度D值按下式计算：，式中，为柱侧移刚度修正值，对不同情按计算。横向框架中梁的尺寸都是一样的。基本公式：底层柱：一般层柱：横向框架柱侧移刚度D值计算见表表横向框架柱侧移刚度D值层号项目柱类型（一般层）（底层）（一般层）（底层）根数底层边框架柱0.411315231中框架柱0.601924731二层边框架柱0.171416731中框架柱1.280.393250031标准层边框架柱0.161731331中框架柱0.3740037312.4.3横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法时求结构基频得一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆。导出以直杆顶点位移表示的基频公式，这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可按下式求得结构的基本周期：式中：——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，框架结构取0.7。——框架的定点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移。是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得假想框架的定点位移，然后由求出，再用求得框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表表2.层次层间相对位移6103781037817778500.00580.19705139632434117778500.01370.19124139633830417778500.02150.17753139635226717778500.02940.15602141626642914466770.04590.12661147368116510053960.08070.08072.4.4横向地震作用计算在Ⅰ类场地，7度设防烈度第一组，结构的特征周期和地震影响系数为：由于，应考虑顶点附加地震作用。由于，故按计算，按底部剪力法求得的基底剪力。若按：分配给各层质点，则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际，但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分析法求得的结果，特别对周期较长的结果相差更大，地震的宏观震害也表明，结果上部往往震害严重，因此引入，即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。考虑了结构周期和场地的影响，且使修正后的剪力分布与实际更加吻合。因此引入:结构横向总水平地震作用标准值计算：式中：：结构基本自振周期的水平地震影响系数值；：结构等效总重力荷载，多质点可取总重力荷载代表值的0.85；：顶部附加水平地震作用；：顶部附加地震作用系数；：结构总水平地震作用标准值；、：分别为质点i,j的计算高度；结构总水平地震作用标准值：顶点附加水平地震作用：各层横向地震剪力计算见表表各层横向地震作用及楼层地震剪力层次63.321.75103782257220.214850.5850.553.318.45139632576170.244610.11460.643.315.15139632115390.201502.61963.233.311.85139631654610.157392.62355.823.68.55141621210850.115287.62643.414.954.9514736729430.069172.52816.0注：表中第六层中加入了，其中横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图。图2.4.5横向框架抗震变形验算多遇地震作用下，层间弹性位移验算见表，层间弹性相对转角均满足要求：表横向变形验算层次层间剪力层间刚度层间位移层高层间相对弹性转角6850.517778500.000483.31/689851460.617778500.000823.31/401741963.217778500.001103.31/298832355.817778500.001333.31/249022643.414466770.001833.61/197012816.010053960.002804.951/17672.4.6水平地震作用下横向框架的内力分析选取中框架进行计算，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。框架柱剪力及弯矩计算，采用D值法，计算选取横向=7\*GB3⑦轴线框架，框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算，其结果见表2.4..61和表。表2.4.层号A柱、D柱63.3850.51777850173138.280.370.2021.875.4753.31460.617778501731314.220.370.2535.2011.7343.31963.217778501731319.120.370.3541.0422.0833.32355.817778501731322.940.370.4541.6434.0723.62643.414466771416725.890.410.5541.9451.2414.952816.010053961315236.840.560.8036.47145.88表B轴与C轴柱（层号B柱、C柱63.3850.5177785040037541.0822.1253.31460.617778504003732.891.170.4065.1343.4243.31963.2177785040037580.2465.6533.32355.817778504003753.051.170.4596.2978.7823.62643.414466773250059.381.280.45117.5896.2014.952816.010053961924753.911.760.6593.40173.45注：对于值的确定：柱的反弯点高度取决于框架的层数、柱子所在的位置、上下层梁的刚度比值、上下层层高与本层层高的比值以及荷载的作用形式等。式中：--标准反弯点高度比，是在各层等高、各跨相等、各层梁和柱线刚度都不改变的情况下求得的反弯点高度比；--因上、下层梁刚度比变化的修正值；--因上层高度变化的修正值；--因下层高度变化的修正值。、、、的取值见沈蒲生主编《混凝土结构设计》中表3.6.3-3.6.5。框架梁端弯矩、剪力及柱轴力见表2.4.6梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按一下公式计算。式中：、分别表示节点左、右梁的线刚度；、分别表示节点左、右梁的弯矩；为柱在层的轴力，以受压为正。按上述方法求得的梁、柱端弯矩和剪力均为支座中心处的弯矩和剪力，应近而求得梁、柱支座边缘截面的弯矩和剪力。中柱两侧两端弯矩按梁线刚度分配：中柱：；表2.层次AB(CD)梁BC梁柱轴力边柱A(D)中柱B(C)621.87127.9327.932.423.28-5.31-17.97540.6727.926.610.3959.3359.332.449.44-15.70-57.02452.7439.576.613.9984.0984.092.470.08-29.69-113.11363.7251.826.617.51110.12110.122.491.77-47.20-187.37276.0162.846.621.04133.52133.522.4111.27-68.24-277.60187.7260.676.622.48128.93128.932.4107.44-90.72-362.56地震力作用下框架弯矩见图，剪力及柱轴力见图2.4.6图地震作用下框架弯矩图（kN·图地震力作用下的框架梁端剪力及柱轴力（2.5风荷载计算2.5.1风荷载标准值的计算为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：式中：——基本风压，；——风压高度变化系数，地面粗糙度为B类；——风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得；——风振系数，基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构由于高度小于＜30m，所以；——下层柱高；——上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍；B——迎风面的宽度，B=8.4m计算过程见表，集中于各层楼（屋）面处的风荷载标准值如图表2.5.1离地高度21.151.271.01.30.353.32.018.6517.851.201.01.30.353.33.320.7414.551.131.01.30.353.33.318.6711.251.041.01.30.353.33.316.007.951.001.01.30.353.63.315.034.351.001.01.30.354.953.617.16注：计算时，取H=22.15m，B=4.2m。2.5.2风荷载作用下的位移验算一、侧移刚度D具体计算过程见表、表和表2.5.表构件名称A轴柱0.370.1617313B轴柱1.170.3740037C轴柱1.170.3740037D轴柱0.370.1617313层总刚度表构件名称A轴柱0.410.1714167B轴柱1.280.3932500C轴柱1.280.3932500D轴柱0.410.1714167层总刚度表构件名称A轴柱0.560.4113152B轴柱1.760.6019247C轴柱1.760.6019247D轴柱0.560.4113152层总刚度二、风荷载作用下的框架的层间侧移可按下式计算：式中——第j层的总剪力；——第j层所有柱的抗侧刚度之和；——第j层的层间位移。第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。J层侧移：顶点侧移：框架在风荷载作用下侧移的计算见表2.5.表2.5.2层次618.6518.651147000.000161/20295520.7439.391147000.000341/9609418.6758.061147000.000511/6519316.0074.061147000.000651/5111215.0389.09933340.000951/3771117.16106.25647980.001641/3019侧移验算：层间侧移最大值：，满足要求。2.5.3风荷载标准值作用下的内力计算框架的风荷载（从左向右吹）作用下的内力用D值法进行计算。方法与水平地震作用下的一样，计算类同，故简化叙述。计算选取横向=7\*GB3⑦轴线框架，其结果见表和表表2.5.层号A柱、D柱63.318.65114700173132.630.3353.339.39114700173135.550.370.2514.673.6743.358.06114700173138.190.370.3518.918.1133.374.061147001731310.440.370.4520.6813.7923.689.09933341416712.730.410.5520.6225.2014.95106.25647981315223.170.560.8011.47103.23表B轴与C轴柱（中柱）柱端弯矩计算层号B柱、C柱63.318.65114700400376.691.170.356.6315.4753.339.3911470040037018.6628.0043.358.061147004003720.841.170.4530.9537.8333.374.061147004003726.591.170.4539.4848.2523.689.09933343250031.821.280.4551.5463.0014.95106.25647981924729.951.760.6596.3751.89框架梁端弯矩、剪力及柱轴力见表表梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层号AB(CD)梁BC梁柱轴力边柱A(D)中柱B(C)1.574.514.512.43.76-1.57-2.19515.1010.926.63.9423.2123.212.419.34-5.51-17.59422.5818.866.66.2840.0940.092.433.41-11.79-44.72328.7924.746.68.1152.5752.572.443.81-19.90-80.42234.4131.936.610.0567.8667.862.456.55-29.95-126.92136.6751.006.613.28108.37108.372.490.31-43.24-203.95注:1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左风作用时，左侧梁两根柱为拉力，对应的右侧两根梁为压力；2）表中M的量纲为,的量纲为，的单位为，的单位为m。风荷载作用下框架弯矩见图，剪力及柱轴力见图。图风荷载作用下框架的弯矩图图风荷载作用下框架梁端剪力及柱轴力图2.6竖向荷载作用下框架的内力分析2.6.1竖向荷载下框架受荷计算板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算,近似根据支座截面弯矩相等的原则换算成等效均布荷载，第一、六层板荷载的传递示意图见图，第二-五层板荷载的传递示意图见图。为计算方便，取计算单元为8.4m×15.6m三角形等效荷载：梯形等效荷载：，其中图第一、六层板传递荷载示意图一、第一层荷载计算（1）第一层梁的均布线荷载第一层恒载：AB、CD跨楼面均布恒载传给梁墙体自重（包括抹灰）梁自重（包括抹灰）恒载BC跨楼面均布恒载传给梁梁自重（包括抹灰）恒载第一层活载：AB、CD跨：BC跨：（2）第一层梁柱的集中荷载A、D柱集中恒载：楼面板传墙体自重主梁次梁总计：A、D柱集中活载：楼面板传总计：34.98kNB、C柱集中恒载：楼面板传墙体自重主梁次梁总计：275.95kNB、C柱集中活载：楼面板传总计：51.54kN二、第六层荷载计算（1）第六层梁的均布线荷载第六层恒载：AB、CD跨屋面均布恒载传给梁梁自重（包括抹灰）恒载BC跨屋面均布恒载传给梁梁自重（包括抹灰）恒载第六层活载：AB、CD跨：BC跨：（2）第六层梁柱的集中荷载A、D柱集中恒载：屋面板传女儿墙主梁次梁总计：A、D柱集中活载：屋面板传总计：8.75kNB、C柱集中恒载：屋面板传主梁次梁总计：189.45kNB、C柱集中活载：屋面板传总计：12.89kN图第二-五层板传递荷载示意图三、第二-五层荷载计算（1）第二-五层梁的均布线荷载第二-五层恒载：AB、CD跨楼面均布恒载传给梁取墙体自重（包括抹灰）梁自重（包括抹灰）恒载BC跨楼面均布恒载传给梁梁自重（包括抹灰）恒载第二-五层活载：AB、CD跨：BC跨：（2）第二-五层梁柱的集中荷载A、D柱集中恒载：墙体自重楼面板传主梁次梁总计：A、D柱集中活载：楼面板传总计：29.5kN次梁集中恒载：墙体自重楼面板传次梁自重总计：次梁集中活载：楼面板传总计：25.81kNB、C柱集中恒载：墙体自重楼面板传-*主梁次梁总计：243.62kNB、C柱集中活载：楼面板传总计：42.37kN将以上计算的结果汇总，见图和图图竖向恒载受荷总图注：1.图中集中荷载单位为kN；2.图中均布荷载单位为kN/m；3.图中数值均为标准值。图竖向活载受荷总图注：1.图中集中荷载单位为kN；2.图中均布荷载单位为kN/m；3.图中数值均为标准值。2.6.2用弯矩分配法计算框架弯矩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可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力，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。一、恒荷载作用下内力计算将框架梁视为两端固定的梁计算固端弯矩。1、固端弯矩的计算（1）第六层边跨：第六层中跨：(2)第二-五层边跨：第二-五层中跨：(3)第一层边跨：第一层中跨：2、得到固端弯矩后，利用分层法计算，绘制框架的弯矩图。（1）分配系数计算对于柱，假设分层后中间各层柱柱端固定与实际不符，因而，除底层外，上层各柱线刚度均乘以0.9修正。顶层边柱顶层中柱中间层边柱中间层中柱二层边柱二层中柱底层边柱底层中柱（2）传递系数远端固定,梁传递系数为,1/2，所有上层柱传递系数取1/3，底层柱传递系数取1/2。（3）在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布而对梁端负弯距进行调幅，调幅系数为现浇框架：0.8-0.9，本设计取0.80。恒荷载作用下,框架的弯矩分配计算见图。根据以上计算，可以绘制出恒荷载标准值作用下的弯矩图如图所示，乘以0.8调幅后的弯矩图如图所示。（4）梁端剪力及柱轴力计算（调幅后）梁端剪力—梁上均布荷载引起的剪力,；—梁端弯矩引起的剪力,；—梁上集中荷载引起的剪力，；柱轴力式中:V—梁端剪力；P—节点集中力及；G—柱自重由此计算出梁端剪力值、柱轴力值，画出剪力图、轴力图分别如图、图所示。图恒载弯矩分配图（）图恒载作用下的弯矩图（）（调幅前）图恒载作用下的弯矩图（）（调幅后）图恒载作用下的剪力图（）（调幅后）图恒载作用下的轴力图（）（调幅后）二、活荷载作用下内力计算活载作用下内力的计算与恒载作用下的计算方法一样，在此将做简化计算。将框架梁视为两端固定的梁计算固端弯矩。1、固端弯矩的计算（1）第六层边跨：第六层中跨：

(2)第二-五层边跨：第二-五层中跨：(3)第一层边跨：第一层中跨：2、得到固端弯矩后，利用分层法计算，绘制框架的弯矩图。（1）分配系数计算对于柱，假设分层后中间各层柱柱端固定与实际不符，因而，除底层外，上层各柱线刚度均乘以0.9修正。活载的弯矩分配系数与恒载的弯矩分配系数相同，详见恒载的弯矩分配系数。（2）传递系数远端固定,梁传递系数为,1/2，所有上层柱传递系数取1/3，底层柱传递系数取1/2。（3）在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布而对梁端负弯距进行调幅，调幅系数为现浇框架：0.8-0.9，本设计取0.80。活荷载作用下,框架的弯矩分配计算见图。根据以上计算，可以绘制出活荷载标准值作用下的弯矩图如图所示，乘以0.8调幅后的弯矩图如图所示。（4）梁端剪力及柱轴力计算（调幅后）梁端剪力—梁上均布荷载引起的剪力,；—梁端弯矩引起的剪力,；—梁上集中荷载引起的剪力，；柱轴力式中:V—梁端剪力；P—节点集中力由此计算出梁端剪力值、柱轴力值，画出剪力图、轴力图分别如图、图0所示。图活载弯矩分配图（）图活载作用下的弯矩图（）（调幅前）图活载作用下的弯矩图（）（调幅后）图活载作用下的剪力图（）（调幅后）图0恒载作用下的轴力图（）（调幅后）2.7内力组合2.7.1框架梁的内力组合为简化计算，本例采用内力组合法，考虑内力组合：地震作用参与下的组合。1）（左）；2）（右）； 不考虑地震作用3）（由活载控制）；4）（由恒载控制）；5）（考虑风荷载）通常1.2恒+1.4风不起控制作用在恒载和活载作用下，跨间可以近似取跨中的代替：式中、——梁左、右端弯矩。跨中若小于应取。在竖向荷载与地震力组合时，跨间最大弯矩采用数解法计算，左震时最大弯矩计算过程见表。右震时，公式中的、反号。上图中：（为边跨的图解，中间跨没有集中力，方法同理）——重力荷载作用下梁端的弯矩；——水平地震作用下梁端的弯矩；——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力。

对B点取矩：处截面弯矩为：或由，可求的跨间的位置为或将代入任一截面处得弯矩表达式，可得跨间最大弯矩为：或粱的内力组合见表。表及跨项目层次1.2（恒+0.5活）1.3地震AB跨665.0878.1728.4317.1021.74——6.64.863.4/80.12.91/3.6955.7/111.05136.96233.1452.8736.3023.49144.766.64.891.8/208.0-2.26/8.86189.8/78.04136.76234.5468.5651.4423.49144.766.64.886.9/212.9-2.46/9.06205.3/61.43136.81234.9282.8467.3723.49144.766.64.882.2/217.5-2.66/9.26219.7/45.42136.46232.6698.8181.6923.49144.766.64.877.9/221.9-2.85/9.45235.3/33.1197.12115.40114.0478.8728.39——6.64.863.4/124.02.23/4.3787.6/287.8BC跨619.1419.1436.3136.3111.70——2.4——-16.2/44.3-1.39/3.7917.2/17.2536.6536.6577.1377.139.26——2.4——-53.2/75.4-5.74/8.1440.5/40.5435.0035.00109.32109.329.26——2.4——-80.0/102.2-8.64/11.0474.3/74.3334.3934.39143.16143.169.26——2.4——-108.2/130.4-11.68/14.08108.8/108.8238.0938.09173.58173.589.26——2.4——-133.5/155.8-14.42/16.82135.5/135.5121.0221.02167.61167.619.26——2.4——-128.6/150.8-13.88/16.28146.6/146.6注：当时，表示最大弯矩发生在支座处，应取，用计算。表2.层次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eq\o\ac(○,1)活载eq\o\ac(○,2)地震荷载eq\o\ac(○,3)1.35eq\o\ac(○,1)+1.0eq\o\ac(○,2)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,2)1.2（eq\o\ac(○,1)+0.5eq\o\ac(○,2)±1.3eq\o\ac(○,3)6-52.18-4.1021.87-74.54-68.36-36.65-93.5170.545.055.31100.2891.7294.5860.114.5313.1585.6878.4791.9557.7672.945.195.31103.6694.7997.55-15.74-0.4227.93-21.67-19.4817.17-55.4514.040.9023.2819.8518.1147.65跨中62.224.1388.1380.4577.1477.14-7.320.10-9.78-8.645-104.50-19.2640.67-160.34-152.36-84.09-189.8395.0117.9210.39146.18139.10138.27163.5330.2527.93251.02238.59250.70178.08204.7937.6510.39314.12298.46281.85-27.56-5.9759.33-43.18-41.4340.48-113.7811.113.649.4418.6018.3779.76跨中124.1623.04190.66181.25162.82162.82-20.89-3.81-32.01-30.404-104.18-19.5752.74-160.21-152.41-68.20-205.3294.8317.9213.99145.94138.88142.74164.3730.5839.57252.48240.06267.03164.15204.9737.6513.99314.36298.67286.74-26.53-5.2884.09-41.10-39.2374.31-144.3211.113.670.0818.6018.37106.60跨中123.7522.72189.78180.31162.13162.13-19.86-3.12-29.93-28.20-25.70-25.703-104.22-19.5863.72-160.28-152.48-53.98-219.6594.7917.9217.51145.89138.84147.26164.6930.5851.82252.91240.44283.34148.61205.1137.6517.51314.55298.84291.49-26.03-5.26110.12-40.40-38.60108.76-177.5511.113.691.7718.6018.37134.79跨中123.7222.71189.73180.26162.09162.09-19.36-3.10-29.24-27.572-103.98-19.4776.01-159.84-152.03-37.65-235.2795.0017.9421.04146.19139.12152.12163.0430.3462.84250.44238.12295.54132.16204.8037.6321.04314.11298.44295.69-28.83-5.83133.52-44.75-42.76135.48-211.6711.113.6111.2718.6018.37160.14跨中124.6722.89191.19181.65163.34163.34-22.16-3.67-33.59-31.731-72.99-15.8987.72-114.43-109.8316.91-211.1692.8720.2522.48145.62139.79152.8278.4117.2660.67123.11118.26183.3225.5894.5120.6722.48148.26142.35155.04-15.48-4.07128.93-24.97-24.27146.59-188.6311.113.6107.4418.6018.37155.16跨中78.8817.18123.67118.71104.96104.96-8.81-1.91-13.80-13.25注：表中弯矩单位为，剪力单位为；表中跨中组合弯矩未填处均为跨间最大弯矩发生在支座处，与支座正弯矩组合值相同。2.7.2框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果见表2.7.2表和表中，系数是考虑计算截面以上各层活荷载不总是同时满布而对楼面均布活荷载的一个折减系数，其取值见下表。活荷载按楼层的折减系数墙、柱、基础计算截面以上的层数12～34～56～89～20≥20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00（0.90）0.850.700.650.600.55注：楼面梁的从属面积超过时，应采用括号内的系数。表2.层次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eq\o\ac(○,1)活载eq\o\ac(○,2)地震荷载eq\o\ac(○,3)1.35eq\o\ac(○,1)+1.0eq\o\ac(○,2)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,2)1.2（eq\o\ac(○,1)+0.5eq\o\ac(○,2)）±1.3eq\o\ac(○,3)6柱顶65.235.1221.8793.1885.44109.7852.92249.1713.805.31350.18318.32314.19300.38柱底-65.36-9.845.47-98.08-92.21-77.23-91.45280.2212.425.31390.72353.65350.62336.815柱顶65.2711.8335.2099.9494.89131.1839.66579.6955.1015.70837.68772.77749.10708.28柱底-65.18-10.4011.73-98.39-92.78-69.21-99.71610.6952.0415.70876.47805.68784.46743.644柱顶65.0410.4041.0498.2092.61137.6430.94910.0392.3429.691320.881221.311186.041108.84柱底-64.57-10.3422.08-97.51-91.96-54.98-112.39941.0892.3429.691362.801258.571223.301146.103柱顶65.7010.4641.6499.1693.48139.2530.981240.33132.6547.201807.101674.111629.351506.63柱底-68.16-8.8634.07-100.88-94.20-42.82-131.401271.38109.2447.201825.601678.591652.561529.842柱顶61.81