土木工程毕业设计计算书-南方某城市办公楼设计

PAGEPAGE1南方某城市办公楼设计摘要：本课题为南方某城市办公大楼的设计，总建筑面积4995㎡左右，建筑层数五层，一至五层层高均为3.6m，长54.00m，宽18.5m，高19.7m。该楼由三大功能区组成：会议室、市级领导办公室及其他配套设施，建筑设计交通流畅，各类房间满足使用要求，体形、立面美观。采用钢筋混凝土框架结构体系，基础为柱下独立基础。该办公楼建筑耐久等级为Ⅱ级，防火等级为Ⅰ级，抗震设防烈度8度（设计基本地震加速度为0.12g），设计地震分组为第一组，建筑场地类别为二类场地土，地基持力层为粉质粘土土层，持力层地基承载力特征值，基础埋深定为1.30m，无软弱下卧层，不考虑地下水影响。基本风压：0.35kN/㎡，基本雪压：0.50kN/㎡，最大降雨量60mm/h。在认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的原则下，研究收集各种办公楼设计方案。设计时根据办公楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，按照先建筑后结构，先整体布局后局部结点设计步骤设计。首先，根据设计出的建筑方案及所选用的建筑材料及做法，确定结构计算简图，进行荷载和内力计算，绘制了相应的内力图；其次，进行结构内力组合，确定结构控制截面的弯矩、剪力和轴力设计值。最后，根据已经计算出的结构控制截面的内力值，对梁、板、柱、基础等进行配筋计算，并绘制了相应的结构施工图。同时，采用PKPM软件进行验算，以保证计算结果的可靠性，并达到同手算结果对比分析的目的。关键词:框架结构荷载计算内力计算配筋AnofficebuildingofsouthcityAbstract:thispaperisoneofficebuildingdesign,withatotalconstructionareaofabout4995㎡,constructionlayerfivelayers,onetofivelayersofhighare3.6m,long54.00m,width18.5m,high7m.By3bigfunctionscomposition:describestheconferenceroom,municipalleadershipofficeandotherauxiliaryfacilities,buildingdesignfluent,ofeachroomtrafficmeetstherequirement,thefigure,elevationandbeautiful.Usingreinforcedconcreteframestructure,thefoundationforundercolumnindependentfoundation.ThisofficebuildingⅡlevel,durabilityratingfortheⅠlevel,fireratingforseismicintensity8degrees(designbasicearthquakeaccelerationis0.12g),anddesignforthefirstgroup,seismicgroupingfortypesofconstructionsites,collapsiblesoilfoundationiivenuesforsiltyclaysoillayer,characteristicvalueofsubgradebearing,bearingbasedburieddepth,noweakas1.30m,don'tconsidernextlielayergroundwatereffects.BasickN/㎡30kairpressure:,basicsnowkN/㎡pressure:.5060mm/h,themaximumprecipitation.Seriouslyimplementthe"applicable,safety,economy,beautiful"undertheprincipleofdesignschemeofbuildingresearchcollection.Whenthedesignaccordingtothedesigncodeandotherrelatedbuildingdesignrequirementsandstandards,aswellasprovidinggeologicaldatastructure,accordingtobuilding,firstoveralllayoutdesignstepsafterlocalnodedesign.Firstofall,accordingtodesignabuildingschemeandchoosesbuildingmaterialsandpractices,determinethestructurecalculationdiagram,loadandinternalforcecalculation,thecorrespondingtodrawwithin;Secondly,structuralinternalforcecombination,determinethestructurecontrolsectionofmoment,shearforceandaxialforcedesignvalue.Finally,accordingtohavecalculatedtheinternalforceofthestructurecontrolsectionofbeam,platevalues,etc,column,foundationreinforcementcalculation,anddrawthecorrespondingstructureconstructiondrawings.Atthesametime,adoptPKPMsoftwarelink,toensurethereliabilityofthecomputationandachievecomparativeanalysiswiththehandcountresultspurpose.Keywords:FramestructureReinforcementloadcalculationinternalforcecalculation引言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为《南方某城市办公楼设计》。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《工程结构抗震设计》等知识，并借阅了《混凝土规范》、《荷载规范》、《建筑设计规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的整理，并用电脑绘图并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正，及PKPM以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。张克志二零一一年五月二十日第一章建筑设计说明部分1.1工程概况本建筑位于南方某市办公楼，五层现浇钢筋混凝土框架结构，房间开间4.5米，层高3.6米。长54米，宽18.5米，高19.7米。总建筑面积4995平方米。1.2设计资料1.2.1．本建筑设计使用年限为50年.1.2.2．耐火等级为2级.1.2.3．基本风压=0.35kN/m2，基本雪压=0.5kN/m2.1.2.4．最大降雨量60mm/h1.2.5．抗震设防烈度为8度；设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类，建筑抗震设防类别为丙类.1.3总平面设计1.3.1．应根据一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整体，并与周围环境相协调而进行的设计。1.3.2．应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。1.3.3．建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要求。1.3.4．建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。1.4主要房间设计主要房间是各类建筑的主要部分，是供人们办公的必要房间，由于建筑物的类别不同，使用功能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。因此，本建筑的柱网横向尺寸8m+2.5m+8m，纵向尺寸4.5m。1.5辅助房间设计在本建筑中，辅助房间主要为卫生间、储藏室、接待室和会议室等。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人流在本建筑中，每层设卫生间2间。设在楼梯的两边，卫生间单间尺寸为4.5m×6.0m.1.6交通联系空间的平面设计主要房间和辅助房间都是单个独立的部分，而房间与房间的水平与垂直方向上的联系、建筑物室内外之间的联系，都要通过交通联系来实现。交通联系空间按位置可分为水平交通空间（走廊），垂直交通空间（楼梯，坡道）和交通枢纽空间（门厅，过厅）。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意：交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，要有适当的高度和宽度。1.6.1．水平交通空间的平面设计走廊起着联系各个房间的作用，走廊宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走廊轴线尺寸为2500mm。走廊要求有良好的采光，本建筑设计采用内廊式，为便于有充足的采光，采取：依靠走廊尽端的开窗（尺寸1500×2100mm）；利用门厅采光；灯光照明。1.6.2．垂直交通空间的平面设计楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是办公楼，按防火要求和疏散人流，该建筑物设双跑楼梯。1.6.3．交通枢纽空间门厅作为交通枢纽，其主要作用是集散人流，转换人流方向，室内外空间的过渡或水平与垂直交通空间的衔接等。门厅一般应面向主干道，使人流出入方便，有明确的向导性，同时交通流线组织应间明醒目。本设计中大厅门取组合门，门开启方向是里外都可以开的玻璃门，并设置两个大门，以满足防火疏散要求。所有的窗户均采用塑钢窗，门为木门（楼梯防火门和大门除外）。1.7剖面设计1.7.1.层高的确定层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。本建筑为五层，主要为办公房间，层高确定为3.6m。1.7.2．室内外高差的确定为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为0.4m。1.7.3．屋面排水设计本建筑设计中屋面利用材料找坡（3％），采用有组织排水（女儿墙外排水），为了满足各个落水管的排水面积不大于200m2,公设12个落水管。1.7.4．楼梯剖面设计所有楼梯均采用现浇钢筋混凝土结构，其具有整体性好，坚固耐久，刚度好等特点。楼梯踏步面层要求耐磨、美观、防滑，便于清扫，踏步高为270mm,宽为150mm。1.8立面设计建筑立面可以看成是由许多构件组成，如墙体、梁柱、门窗及勒角、檐口等，恰当地确定立面中这些构件的比例、尺寸，运用节奏、韵律、虚实、对比等规律，已达到体型完整，形式和内容的统一。本结构是钢筋混凝土框架，具有明快、开朗、轻巧的外观形象，不但为建筑创造了大空间的可能性，同时各种形式的空间结构也大大丰富了建筑的外部形象，立面开窗自由，既可形成大面积独立窗，也可组成带形窗等。1.8.1．体型建筑体型设计主要是对建筑物的轮廓形状、体量大小、组合方式及比例尺的确定。本建筑根据场地和周围环境的限制，整栋建筑物采用“一”字型，结构和经济方面都容易满足。1.8.2．墙体外墙做法：200厚非承重空心砖。内墙做法：200厚非承重空心砖。1.8.3．门厅门厅为建筑物的主要出入口，门厅的装饰要能体现建筑物的性质及气势。门厅做的与一层同高，所以门厅尺寸为9000mm×10500mm。1.9构造设计构造设计主要包括楼地面设计、屋面设计、女儿墙设计等。地面设计应根据房间的使用功能和装修标准，选择适宜的面层和附加层，从构造设计到施工质量上确保地面具有坚固、耐磨、平整、不起灰、易清洁、防火、保温、隔热、防潮、防水、防腐蚀等特点。1.9.1．陶瓷地砖楼面做法①10mm厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝②20mm厚1：4干硬性水泥砂浆③素水泥砂浆结合层一遍④钢筋混凝土楼板（100mm）1.9.2．屋面做法，见图1.1①保护层:C20细石混凝土，内配φ4@150×150钢筋网片②隔离层:干铺无纺聚酯纤维布一层③保温层:挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板④防水层:按屋面说明附表1选用⑤找平层:1:3水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯或锦纶－6纤维0.7～0.90kg/m3⑥找坡层:1:8水泥膨胀珍珠岩找2％坡⑦结构层:钢筋混凝土屋面板图1.1屋面做法1.9.3．卫生间地面①8～10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝②25厚1:4干硬性水泥砂浆③1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150④刷基层处理剂一遍⑤15厚1:2水泥砂浆找平⑥50厚Cl5细石混凝土找坡不小于0.5％，最薄处不小于30厚⑦100钢筋混凝土楼板1.9.4．散水做法①100mm厚1：2：3细实混凝土撒1：1水泥沙子压实抹光②150mm厚3：7灰土③素土夯实向外坡度5％见图1.21.9.5.屋面泛水做法见图1.3图1-2散水构造做法图1.3女儿墙外排水的雨口构造第二章结构布置方案选择及结构选型根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。2.1、主要构件选型及材料2.1.1．主要构件选型（1）梁﹑板﹑柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构。（2）墙体采用：粉煤灰轻质砌块。（3）墙体厚度：外墙:200mm，内墙:200mm。（4）基础采用：柱下独立基础。（5）主要用料：梁、板、柱和基础均采用C35混凝土，垫层采用C15混凝土，梁、柱受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋。2.1.2、梁﹑柱截面尺寸估算（1）横向框架梁AB跨、CD跨:梁的最大跨度,可取其跨度进行计算.取L=8000mmh=(1/8～1/12)L=1000mm～670mm取h=800mm.取b=300mm满足b>200mm故主要框架梁初选截面尺寸为：b×h=300mm×800mm。BC跨取250mm×400mm（2）纵向连系梁：取L=4500mmh=(1/8～1/12)L=560mm～375mm取h=500mm取b=250mm满足b>200mm故次要框架梁初选截面尺寸为：b×h=250mm×400mm。2.1.3、框架柱：按柱高考虑：柱高。所以取400mm×600mm。2.1.4.现浇板厚度：板取120mm2.1.5.基础顶面高度确定根据设计任务书的土层分布情况，选定可塑性粉质粘土作为基础持力层，初选基础顶面相对标高为-1.7m。框架柱高度：底层：H=3600+1700-500=4800mm（初步假设基础高度为0.5m）2.1.6.确定结构计算方法（1）三个基本假定：=1\*GB3①平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；=2\*GB3②楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移；=3\*GB3③不考虑水平荷载作用下的扭转作用。第三章荷载计算3.1、屋面横梁竖向线荷载标准值3.1.1、屋面恒载标准值35厚架空隔热板：0.035×25=0.875防水层：20厚1:3水泥水泥砂浆找平：0.020×20=0.4120厚钢筋混凝土现浇板：0.120×25=312厚纸筋石灰粉平顶：0.01216=0.192合计：梁自重边跨AB、CD跨：梁侧粉刷：2×（0.8-0.12）×0.02×17=0.46kN/m6.46kN/m中跨BC跨0.20×0.5×25=2.5kN/㎡梁侧粉刷2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.19kN/㎡合计2.69kN/㎡作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为梁自重板传来的荷载活载作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为：3.2、楼面横梁竖向线荷载标准值(1)恒载25厚水泥砂浆面层0.025×20=0.50kN/㎡120厚钢筋混凝土现浇板：0.12×25=312厚板底粉刷：0.012×16=0.19kN/m2楼面恒载标准值：3.69kN/m2边跨（AB、CD）框架梁自重：6.46kN/m中跨（BC跨）梁自重：2.69kN/m2作用再楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为梁自重板传来的荷载（2）活载楼面活载3.3、屋面框架节点集中荷载标准值图2.1恒载顶层集中力（1）恒载边跨连系梁自重0.25×0.5×4.5×25=14.06kN粉刷2×（0.5-0.12）×0.02×4.5×17=1.16kN1.3m高女儿墙1.3×4.5×3.6=21.06kN粉刷1.3×2×4.5×0.02×17=3.98kN连系梁传来屋面自重0.5×4.5×4.5×0.5×4.87=24.65kN顶层边节点中柱连系梁自重0.25×0.5×4.5×25=14.06kN粉刷[(0.50-0.12)+(0.5-0.1)]×0.02×4.5×17=1.19kN连系梁传来屋面自重24.65kN（4.5+4.5-2.5）×2.5×0.5×0.5×4.87=19.78kN顶层中节点集中荷载（2）活载3.4、楼面框架集中荷载标准值图2.2恒载中间层节点集中力（1）恒载边跨连系梁自重14.06kN粉刷1.16kN连系梁传来的楼面自重4.5×4.5×0.5×0.5×3.69=18.69kN中间层边节点集中荷载框架柱自重中柱连系梁自重14.06kN粉刷1.19kN连系梁传来楼面自重：0.5×4.5×4.5×0.5×3.69=18.69kN粉刷0.5×（4.5+4.5-2.5）×2.5×0.5×3.69=14.4kN48．94kN中间层中节点集中荷载柱传来集中荷载（2）活载3.5、地震作用（1）建筑物总重力荷载代表值的计算1）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值50%雪载0.5×0.5×19×54.5=258.88kN屋面恒载4.87×18.5×54.5=4910.18kN横梁：（6.46×8×2+2.69×2.5）×13=1431.11kN纵梁：（14.06+1.16）×12×2+（14.06+1.19）×13×2=731.28kN1.3m女儿墙3.6×1.3×（54.4+18.9）×2=686.09kN柱重：0.4×0.6×25×1.8×52=561.6kN横墙：3.6×【18×8×1.8+（2.5×1.8-1.5×2.1/2）×2】=954.18kN纵墙：（4.5×1.8-3×2.1/2）×24×3.6+4.5×1.8×3.6×18=952.56kN（忽略内纵墙的门窗按墙重量计算）钢窗：24×3×2.1×0.5×0.4=30.24kN=10507.12kN2）集中于三、四、五层处的质点重力荷载代表值50%的楼面荷载0.5×2.0×18.9×54.4=1028.16kN楼面恒载3.69×18.5×54.4=3715.63kN横梁：1431.11kN纵梁：731.28kN柱重：561.6×2=1123.2kN横墙：3.6×【21×8×3.6+（2.5×3.6-1.5×2.1）×2】=2219.4kN纵墙：4×4.5×3.6×3.6+952.56×2=2138.4kN（忽略内纵墙的门窗按墙重量计算）钢窗：30.24×2=60.48kN=12444.66kN3）集中于二层处的质点重力荷载代表值50%楼面荷载1028.16kN楼面恒载3715.63kN横梁：1431.11kN纵梁：731.28kN柱重：0.4×0.6×4.2×25×52=1310.4kN横墙：3.6×【21×8×4.2+（2.5×4.2-1.5×2.1）×2】=2593.08kN纵墙(4.5×4.2-3×2.1)×24×3.6+4.5×4.2×3.6×20-2×3.6×2.1=2434.32kN（忽略内纵墙的门窗按墙重量计算）钢窗：30.24×2=60.48kN（2）地震作用计算1）框架柱的抗侧移刚度在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗玩惯性距取I=2;在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性距取I=1.5；边框架梁I=1.2，为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。横梁、柱线刚度见下表2.2所示。横梁、柱线刚度表2.2杆件截面尺寸I(mm)L(mm)相对刚度B(mm)H(mm)边框架梁3008002880001.000边框架梁2504002825000.333中框架梁3008002880001.333中框架梁2504002825000.494底层框架柱4006002848000.625中层框架柱4006002836000.833每层框架柱的抗侧移刚度见表2.3所示。框架柱抗侧移刚度表项目根数层柱类型及截面二至四层边框架边柱1.20.37519.444边框架边柱1.60.4422.814中框架边柱1.60.4422.8122中框架中柱2.190.52327.1222底层边框架边柱1.60．58312.754边框架中柱2.130.63713.934中框架边柱2.130.63713.9322中框架中柱2.920.69515.222注：为梁的线刚度，为梁的线刚度。底层：二~五层：（3）框架自振周期的计算则自振周期为其中未考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.6；为框架顶点假想水平位移，计算见表2.4。框架顶点假想水平位移计算表表2.4层（层间相对位移）总位移（mm）510507.1210507.121267.468.29173.78412444.6622951.781267.4618.11165.49312444.6635396.441267.4627.93147.38212444.6647841.11267.4637.75119.45113304.4661145.56748.3881.781.7（4）地震作用计算根据本工程设防烈度8度，设计地震加速度0.20g，设计地震分组为第一组，拟建场地土类型为中软场地土，Ⅱ类建筑场地，查《建筑抗震规范》特征周期，等效重力荷载代表值又由于，需考虑框架顶部附加集中力作用。框架水平地震作用标准值为：结构底部:各楼层的地震作用和地震剪力标准值见下表2.5所示楼层地震作用和地震剪力标准值计算表表2.5层（顶层）（其他层）楼层剪力（KN）519.210507.12201736.72229.422229.42415.612444.66194136.71460.763690．1831212444.66149335.921123.664813.8428.412444.66104535.14786.565600.414.813304.4663861.41480.526080.92第四章荷载作用下框架的内力4.1、恒荷载作用下的内力计算4.1.1、弯矩分配系数所取的框架为对称结构，可取一半进行计算，计算简图见下图2.5所示：图2.5恒载图用如下方法对以上非均布荷载进行等效变换，使荷载变成均布荷载的方法如下所2.6示：等效后的计算简图如下图2.7所示：节点A1:(相对线刚度见表2-2)。节点B1:节点A2:同理节点B2:节点A5:节点B5:4.1.2、杆件固端弯矩计算时杆件固端弯矩应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如下图所示：固端弯矩（1）、梁的固端弯矩图2.8固端弯矩计算图顶层横梁：自重作用：板传来的恒载作用二~五层横梁：自重作用：板传来的恒载作用：（2）纵梁引起的柱端附加弯矩顶层外纵梁顶层中纵梁楼层外纵梁楼层中纵梁4.1.3、节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的个杆件在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律一逆时针方向为正。例如节点A4的不平衡弯矩：节点产生的不平衡弯矩如下图2.10所示：4.1.4、根据结构的对称性，可以只计算AB、CD跨。在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩反号以后在进行杆件弯矩分配。节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩有传递系数C确定。利用二次弯矩分配法对上述的节点不平衡弯矩进行分配，计算过程所需的固端弯矩及分配系数见前文所述。荷载弯矩分配过程如下图2.10所示：恒载作用下的弯矩图见2.11所示节点分配顺序：（A4、B3、A2、B1）;(B4、A3、B2、A1)图2.10恒载弯矩分配过程图2.11恒载作用下的弯矩图4.1.5、根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，可求出恒载作用下的梁剪力、柱轴力。如下所示：图2.12固端剪力计算图计算结果见下表2.6AB跨梁端剪力表2.6层MABMBAVBAVBA56.468-78.8594.071.942.51-46.3146.468-92.4796.50.543.91-44.9136.468-86.1990.710.5743.84-44.9826.468-88.1593.370.6543.76-45.0616.468-78.9387.341.0543.3645.46BC跨梁端剪力表2.7层VBCVCB512.182.692.510.97-10.9749.232.692.59.13-9.1339.232.692.59.13-9.1329.232.692.59.13-9.1319.232.692.59.13-9.13AB、BC跨剪力见下图2.13所示：图2.13恒载作用下梁剪力图单位:kN柱轴力计算结果见下表2.8所示：柱轴力表2.8层边柱A轴、D轴中柱B轴、C轴横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力5柱顶42.5164.9121.6107.4246.31+10.97=57.2859.6821.6116.96柱底129.02138.564柱顶43.9133.9121.6206.8444.91+9.13=54.0448.9821.6241.58柱底228.44263.183柱顶43.8433.9121.6306.1944.98+9.13=54.1148.9821.6366.27柱底327.79387.872柱顶43.7633.9121.6405.4645.06+9.13=54.1948.9821.6491.04柱底427.06512.641柱顶43.4633.9128.8504.4345.46+9.13=54.4948.9828.8616.11柱底533.23644．91图2.14恒载作用下的轴力图单位:KN4.2、活荷载作用下的内力计算本设计中各不利荷载布置时计算简图不一定是对称形式，为方便，近似采用对称结构对称荷载形式简化计算。由于楼面活荷载<3.5KM/m2，故按活荷载满布的情况计算。4.2.1、梁的固端弯矩顶层横梁：自重作用：=二~五层横梁：=4.2.2、纵梁引起的柱端附加弯矩顶层外纵梁顶层中纵梁楼层外纵梁顶层中纵梁4.2.3、节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的个杆件在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律一逆时针方向为正：4.2.4、内力计算利用二次弯矩分配法对上述的节点不平衡弯矩进行分配，计算过程所需的固端弯矩及分配系数见前文所述。荷载弯矩分配过程如下图2.18所示：满跨活载作用下的弯矩图见2.19所示节点分配顺序：（A4、B3、A2、B1）;(B4、A3、B2、A1)图2.18满跨活载分配过程图2.19满跨活载弯矩图单位：4.2.5、根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，可求出满跨活载作用下的梁剪力、柱轴力。计算结果见下表：满跨活荷载作用下AB跨梁端剪力表2.9层MABMBAVBAVBA53.158-10.5711.63．0.138.93-10.09498-31.3933.820.325.58-26.18398-32.4834.620.2725.61-26.15298-32.7734.910.2725.61-26.15198-29.133.780.5925.29-26.47满跨活荷载作用下BC跨梁端剪力表2.10层VBCVCB51.752.51.09-1.09452.53.13-3.13352.53.13-3.13252.53.13-3.13152.53.13-3.13图2.20满跨活载作用下剪力图单位：kN满跨活载作用下的轴力表2.11层边柱（A轴）中柱（B轴）横梁端部剪力横梁端部剪力柱轴力横梁端部剪力横梁端部剪力柱轴力58.933.5412.4713.226.38425.5810.1348.1829.3118.2511.61325.6110.1383.9229.2818.2558.16225.6110.13119.6629.2818.25104.63125.2910.13155.0829.618.25151.25各层柱反弯点位置表2.13层次柱别K5边柱1.6—010.380.38中柱2.19—010.450.454边柱1.610100.430.43中柱2.1910100.450.453边柱1.610100.450.45中柱2.1910100.500.502边柱1.6101.1100.50.5中柱2.19101.1100.500.501边柱2.130.90—00.550.55中柱2.920.90—00.550.554.3、（0.5雪+活）荷载作用下位移、内力计算4.3.1．0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算按《建筑抗震设计规范》，计算重力荷载代表值时，顶层去用荷载，其他各层取用活荷载。当雪荷载于活荷载相差不大时，可近似按满跨活荷载布置。（1）横梁线荷载计算顶层横梁：雪载边跨0.5×4.5×0.5=1.13kN/m中间跨0.5×2.5×0.5=0.63kN/m二～四层横梁：活载边跨9.0×0.5=4.5kN/m中间跨5.0×0.5=2.5kN/m（2）纵梁引起柱端附加弯矩顶层外纵梁0.5×0.5×4.5×4.5×0.5×0.5×0.075=0.095楼层外纵梁0.5×2×4.5×4.5×0.5×0.5×0.075=0.38顶层中纵梁-0.5×0.5×〔4.5×4.5×0.5×0.5+（4.5+4.5-2.5）×2.5×0.5×0.5〕×0.075=-0.17楼层中纵梁-0.5×2〔4.5×4.5×0.5×0.5+（4.5+4.5-2.5）×2.5×0.5×0.5〕×0.075=-0.68（3）固端弯矩顶层横梁：=二～五层横梁：=（5）不平衡弯矩4.3.2、计算简图计算简图见下图2.25所示图2.25计算简图由于此荷载也不是均布荷载，为了计算简便把荷载化成等效的均布荷载。等效后的荷载布置图见下图2-26所示:节点不平衡弯矩图见下图2.26所示：图2.26等效后的荷载图4.3.3、弯矩分配过程弯矩分配过程如下图2-27所示，0.5（雪+活）作用下梁、柱弯矩见图2-27所示，梁剪力、柱轴力见图2.28所示。根据所求出的两端弯矩，再通过平衡条件，即可求出0.5（雪+活）作用下的梁剪力、柱轴力，计算结果见下表2.17～2.19所示。0.5（雪+活）作用下AB跨梁端剪力表2.17层MABMBAVBAVBA51.138-4.194.480.043.21-3.2944.58-15.5216.80.1612.78-13.134.58-16.2517.340.1412.8-13.0424.58-16.4117.460.1412.8-13.0414.58-14.7116.340.212.74-13.140.5（雪+活）作用下BC跨梁端剪力表2.18层VBCVCB50.632.50.39-0.3942.52.51.56-1.5632.52.51.56-1.5622.52.51.56-1.5612.52.51.56-1.560.5（雪+活）作用下的轴力表2.19层边柱（A轴）中柱（B轴）横梁端部剪力横梁端部剪力柱轴力横梁端部剪力横梁端部剪力柱轴力53.211.654.863.682.936.61412.785.0622.714.669.0223.68312.85.0640.5614.69.0247.3212.85.0658.4214.69.0270.92112.745.0676.2214.79.0294.64节点分配顺序：（A4、B3、A2、B1）;(B4、A3、B2、A1)图2.270.5(雪+活)作用下分配过程图2.280.5（雪+活）作用下的杆端弯矩图2.290.5（雪+活）作用下框架柱轴力、梁剪力单位:kN4.4、地震作用下横向框架的内力计算地震作用下的框架柱剪力及柱端弯矩计算方法和相应系数与风荷载作用下的内力计算相同；根据各柱剪力和反弯点高度，可得水平地震作用下的框架内力。计算结果见下表2-20所示。地震作用下的梁端弯矩计算结果见下表2.21所示。地震作用下的横向框架柱剪力及柱端弯矩表2.20层次层间剪力（KN）总剪力（KN）柱别（KN/mm）（KN/mm）（KN）（m）52229.422229.42边柱22.811267.46-40.120.383.6-55.01-92.44中柱27.12-49.050.45-79.46-97.1241460.763690．18边柱22.811267.46-66.410.433.6-102.83-136.31中柱27.12-78.960.45-127.92-156.3431123.664813.84边柱22.811267.46-86.320.453.6-139.84-170.91中柱27.12-1030.50-185.4-185.42786.565600.4边柱22.811267.46-100.790.503.6-181.42-181.42中柱27.12-119.80.50-215.64-215.641480.526080.92边柱13.93747.58-113.310.554.8-299.14-244.75中柱15.2-123.640.55-326.41-267.06地震作用下梁端弯矩表2.21层次柱别节点左右梁线刚度比边跨梁端弯矩中跨梁端弯矩风载下梁端剪力边跨梁跨中弯矩左梁右梁5边柱-55.01-92.44092.44-19.99-12.5中柱-79.46-97.122.767.4524.98-19.99-19.984边柱-102.83-136.310.00191.32-45.42-9.64中柱-127.92-156.342.7172.0463.72-45.42-50.983边柱-139.84-170.910.00273.74-62.79-22.57中柱-185.4-185.42.7228.684.67-62.79-67.742边柱-181.42-181.420.00321.26-76.73-14.33中柱-215.64-215.642.7292.6108.37-76.73-86.71边柱-299.14-244.750.00426.17-97.29-37中柱-326.41-267.062.7352.18130.44-97.29-104.35地震作用下的弯矩图见下图2.30所示：图2.30地震作用下的框架弯矩图单位：地震作用下的梁剪力、柱轴力计算结果见下表2.22所示：地震作用下柱轴力表2.22层次柱别风荷载作用下梁端剪力柱轴力5边柱-55.01-92.44-19.99-19.99中柱-79.46-97.12-19.99-19.980.14边柱-102.83-136.31-45.42-65.41中柱-127.92-156.34-45.42-50.98-5.553边柱-139.84-170.91-62.79-128.2中柱-185.4-185.4-62.79-67.74-10.482边柱-181.42-181.42-76.73-204.93中柱-215.64-215.64-76.73-86.7-20.451边柱-299.14-244.75-97.29-302.22中柱-326.41-267.06-97.29-104.35-27.52地震作用下的柱轴力、梁剪力见下图2.31所示：图2.31地震作用下柱轴力、梁剪力图单位：kN第五章框架内力组合5.1、框架梁内力组合取β=0.9对梁进行调幅，调幅计算过程见表21。弯矩调幅计算表21荷载种类杆件跨向弯矩标准值调幅系数调幅后弯矩标准值Ml0Mr0M0βMlMrM恒载顶层AB-78.94-94.07150.8720.9--71.05-84.66159.52BC-22.09-22.09-19.870.9-19.88-19.88-17.66五层AB-92.47-96.598.070.9-82.22-86.85107.52BC-10.76-10.76-11.790.9-7.7-7.7-10.71四层AB-86.19-90.77104.070.9-77.57-81.69112.92BC-12.22-12.22-10.310.9-9.08-9.08-9.09三层AB-88.15-93.37101.790.9-79.34-84.03110.87BC-11.7-11.7-9.790.9-8.43-8.43-8.62二层AB-82.03-87.34106.290.9-73.83-78.61114.76BC-13.47-13.47-11.560.9-10.67-10.67-10.21活载顶层AB-7.15-8.364.870.9-6.44-6.443.56BC-1.44-1.44-0.460.9-1.30-1.30-0.332五层AB-21.98-23.0616.480.9-19.78-20.7514.984BC-4.07-4.07-2.360.9-3.66-3.66-1.796四层AB-21.71-23.5515.040.9-19.54-21.1914.56BC-3.81-3.81-2.040.9-3.43-3.43-1.508三层AB-22.05-22.2714.350.9-19.85-20.0414.48BC-4.15-4.15-1.910.9-3.74-3.74-1.391二层AB-19.88-22.5715.980.9-17.89-20.3115.43BC-3.14-3.14-2.010.9-2.83-2.83-2.380.5(雪载+活载）顶层AB-2.06-2.761.890.9-1.85-1.851.35BC-0.25-0.25-0.110.9-0.23-0.23-0.066五层AB-10.77-10.777.870.9-6.69-9.697.50BC-2.06-2.06-1.20.9-1.85-1.85-0.91四层AB-10.96-10.86.510.9-9.86-9.867.285BC-1.82-1.82-1.020.9-1.64-1.64-0.75三层AB-11.38-11.637.460.9-10.24-10.477.23BC-1.77-1,77-0.960.9-1.59-1.59-0.699二层AB-10.04-11.278.990.9-10.14-9.047.71BC-2.27-2.27-1.50.9-2.04-2.04-1.18横向框架梁内力组合（一般组合）表22杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载满跨活载活载最大值1.2恒+1.4活1.35恒+活顶层横梁AB跨梁左端M-29.628-3.312-3.312-40.1904-43.3098V46.193.693.6960.59466.0565跨中M49.30853.56554.10032564.9106670.6668梁右端M-43.605-3.807-3.807-57.6558-62.6738V-51.37-3.87-3.87-67.062-73.2195BC跨梁左端M-21.312-1.152-1.152-27.1872-29.9232V13.950.910.9118.01419.7425跨中M-10.102-0.332-0.3818-12.6569-14.0195梁右端M-21.312-1.152-1.152-27.1872-29.9232V-13.95-0.91-0.91-18.014-19.7425五层横梁AB跨梁左端M-33.651-12.24-12.24-57.5172-57.6689V39.1414.6414.6467.46467.479跨中M33.481514.98417.231664.3020462.43163梁右端M-37.656-14.832-14.832-65.952-65.6676V-40.62-15.6-15.6-70.584-70.437BC跨梁左端M-11.259-5.076-5.076-20.6172-20.2757V11.83.653.6519.2719.58跨中M-1.989-1.796-2.0654-5.27836-4.75055梁右端M-11.259-5.076-5.076-20.6172-20.2757V-11.8-3.65-3.65-19.27-19.58四层横梁AB跨梁左端M-31.239-12.825-12.825-55.4418-54.9977V38.814.7114.7167.15467.09跨中M34.97514.569516.7549365.426963.97118梁右端M-37.071-15.066-15.066-65.5776-65.1119V-40.96-15.54-15.54-70.908-70.836BC跨梁左端M-12.555-4.788-4.788-21.7692-21.7373V11.83.653.6519.2719.58跨中M-3.285-1.508-1.7342-6.36988-6.16895梁右端M-12.555-4.788-4.788-21.7692-21.7373V-11.8-3.65-3.65-19.27-19.58三层横梁AB跨梁左端M-32.193-12.987-12.987-56.8134-56.4476V38.9514.7414.7467.37667.3225跨中M34.42614.488516.6617864.6376963.13688梁右端M-37.215-15.066-15.066-65.7504-65.3063V-40.81-15.51-15.51-70.686-70.6035BC跨梁左端M-12.015-4.671-4.671-20.9574-20.8913V11.83.653.6519.2719.58跨中M-2.745-1.391-1.59965-5.53351-5.3054梁右端M-12.015-4.671-4.671-20.9574-20.8913V-11.8-3.65-3.65-19.27-19.58二层横梁AB跨梁左端M-28.404-11.439-11.439-50.0994-49.7844V38.414.5114.5166.39466.35跨中M36.72115.433517.7485368.9131467.32188梁右端M-36.414-14.724-14.724-64.3104-63.8829V-41.36-15.73-15.73-71.654-71.566BC跨梁左端M-14.355-5.661-5.661-25.1514-25.0403V11.83.653.6519.2719.58跨中M-5.085-2.381-2.73815-9.93541-9.6029梁右端M-14.355-5.661-5.661-25.1514-25.0403V-11.8-3.65-3.65-19.27-19.58横向框架梁内力组合（考虑地震组合）表23杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载0.5（雪+活）地震作用1.2[恒+0.5（雪+活）]+1.3地震作用向左向右向左向右顶层横梁AB跨梁左端M-29.628-1.4438.5-38.512.7684-87.3316V46.191.49-9.999.9944.22970.203跨中M49.30851.35658.54-8.5471.949.696梁右端M-43.605-1.557-21.4121.41-82.0274-26.3614V-51.37-1.53-9.999.99-76.467-50.493BC跨梁左端M-21.312-0.39628.93-28.9311.5594-63.6586V13.950.36-21.4321.43-10.68745.031跨中M-10.102-0.06600-12.2016-12.2016梁右端M-21.312-0.396-28.9328.93-63.658611.5594V-13.95-0.36-21.4321.43-45.03110.687五层横梁AB跨梁左端M-33.651-6.09388.01-88.0166.7202-162.106V39.147.32-23.923.924.68286.822跨中M33.48157.509516.31-16.3170.392227.9862梁右端M-37.656-7.398-55.3955.39-126.07217.9422V-40.62-7.8-23.923.9-89.174-27.034BC跨梁左端M-11.259-2.56574.85-74.8580.7162-113.894V11.81.82-55.4555.45-55.74188.429跨中M-1.989-0.91500-3.4848-3.4848梁右端M-11.259-2.565-74.8574.85-113.89480.7162V-11.8-1.82-55.4555.45-88.42955.741四层横梁AB跨梁左端M-31.239-6.417140.38-140.38137.3068-227.681V38.87.35-38.4138.415.447105.313跨中M34.9757.28525.15-25.1583.40718.017梁右端M-37.071-7.533-90.0890.08-170.62963.5792V-40.96-7.77-38.4138.41-108.409-8.543BC跨梁左端M-12.555-2.403121.73-121.73140.2994-176.199V11.81.82-90.1790.17-100.877133.565跨中M-3.285-0.75300-4.8456-4.8456梁右端M-12.555-2.403-121.73121.73-176.199140.2994V-11.8-1.82-90.1790.17-133.565100.877三层横梁AB跨梁左端M-32.193-6.489175.09-175.09181.1986-274.035V38.957.37-48.2948.29-7.193118.361跨中M34.4267.239530.21-30.2189.271610.7256梁右端M-37.215-7.542-114.67114.67-202.77995.3626V-40.81-7.76-48.2948.29-121.0614.493BC跨梁左端M-12.015-2.349154.95-154.95184.1982-218.672V11.81.82-114.78114.78-132.87165.558跨中M-2.745-0.69900-4.1328-4.1328梁右端M-12.015-2.349-154.95154.95-218.672184.1982V-11.8-1.82-114.78114.78-165.558132.87二层横梁AB跨梁左端M-28.404-5.724233.22-233.22262.2324-344.14V38.47.26-63.663.6-27.888137.472跨中M36.7217.716542.41-42.41108.458-1.808梁右端M-36.414-7.353-148.41148.41-245.453140.4126V-41.36-7.86-63.663.6-141.74423.616BC跨梁左端M-14.355-2.835200.55-200.55240.087-281.343V11.81.82-148.56148.56-176.784209.472跨中M-5.085-1.18500-7.524-7.524梁右端M-14.355-2.835-200.55200.55-281.343240.087V-11.8-1.82-148.56148.56-209.472176.784横向框架柱内力组合（一般组合）表24杆件跨向截面内力荷载种类内力组合｜Mmax｜及相应的NNmin及相应的MNmax及相应的M恒载满跨活载1.2恒+1.4活1.35恒+活顶层柱A柱柱顶M28.323.5238.91241.75241.75238.91241.752N92.195.31118.062129.7665129.7665118.062129.7665柱底M20.465.6232.4233.24133.24132.4233.241N112.825.31142.818157.617157.617142.818157.617B柱柱顶M-20.28-2.64-28.032-30.018-30.018-28.032-30.018N110.187.92143.304156.663156.663143.304156.663柱底