五层框架结构综合办公楼结构设计计算书

某厂框架综合办公楼设计1设计概况 1.1设计依据该办公楼位于××市××路，为××厂综合办公楼。五层，局部三层，全框架结构，占地面积931.77m2,建筑面积3007.98m2,长51.24m（不包含室外楼梯），宽14.85m。各层房间设置要求见表1-1。房间组成表表1-1层别房间名称数量轴线面积/m2备注一层收发室113.50值班室113.50门厅154.00门廊132.11会客室127.00贮藏室118.00配电室118.00大办公室136.00办公室827.00大会议室1172.8二/三层中会议室172.00小会议室236.00大办公室136.00办公室1227.00职工休息室136.00四/五层大办公室236.00办公室1227.00各层楼梯间、卫生间每层2间18.00走廊按方案需求设置1.2地质、水文及气象资料（1）地形：地形较为平坦，临城市主要道路。（2）土壤性质：表面为1m厚的杂填土，均匀性差，杂填土下为粘土层（e=0.7,Il=0.78,=17.5kN/m2,=150），Ⅱ类场地土。（3）地下水位：常年地下水位低于自然地面以下5.5m。（4）建筑结构安全等级为二级；地震设防烈度为：7度，水平地震影响系数最大值=0.08，场地类别：Ⅱ类；设计地震分组为第一组：特征周期值=0.35s。（5）全年主导风向为东南风，基本风压W0=0.5kN/m2。（6）基本雪压s=0.2kN/m2,土壤最大冻结深度0.50m。1.3参考资料（1）教材：房屋建筑学、砼结构、结构力学、土力学及基础工程、抗震结构设计等。（2）土木工程专业毕业设计手册（3）工民建专业毕业设计指南（4）砼结构设计（5）办公建筑设计规范JGJ67-89（6）建筑制图标准2总平面图设计总平面图见图1-1。本楼采用“一”字型布置，其主要出入口、门厅位于临街道路侧，座北朝南，底层走廊两侧出口加强了人员的疏散。主要房间的设计考虑以下几点：（1）主要房间的布置宜使用方便，影响较小，面朝南；（2）相同功能的房间分开设置，满足各使用功能单元；（3）房间布置应兼顾建筑结构要求。3平面设计（1）该设计采用内廊式组合，使平面紧凑、组合灵活，走廊面积相对比例较小，满足使用要求，又节约用地，主要房间开间4.5m，进深6.0m。由于建筑要求有200人大会议室，为使内部柱子减少，扩展视眼，局部柱距增加为6m。纵、横向定位轴线均与柱轴线重合，为使外墙、走廊墙壁平齐，纵梁轴线与柱轴线发生偏移（在荷载计算中采用单向偏向计算），满足美观与使用要求。（2）门厅位于人流集散的交通枢纽，起着室内外空间的过渡作用。门厅面积主要根据建筑物的性质、规模、功能要求及其空间处理确定，面积为54.00m2满足使用要求。（3）楼梯采用双折式，室内设两座，每个楼梯宽度为1.5m，符合规范要求。为更好地疏散二层、三层会议室的人流，设室外楼梯一座。一层层高4.2m,其他层层高3.3m，台阶踏步采用b=300mm,h=150mm,级数由相应层高控制，平台宽度D=1.5m,梯间进深6.0m，开间3.0m。见楼梯详图图1-2。（4）走廊，依据功能使用要求及防火疏散规定，该方案走廊净宽1.95m。（5）卫生间，每层两间，分别布置在建筑纵向两端。卫生间根据使用人数确定坐式大便器、小便槽数目；在各卫生间内设置前室，作为盥洗室。（6）根据设计任务要求，每层设立大办公室、一般办公室（见各层平面图）。图1-1总平面设计4剖面设计（1）由建筑使用要求确定主体为五层（局部三层），建筑物高度为18.00m（不包括女儿墙1.2m及突出屋面楼梯间高度3.3m）。一层设有大空间会议，为了不产生压抑感，而使人们感到亲切、舒适的空间感观，层高设为4.2m。其他层层高为3.3m。房间内横梁高为600mm，走廊内横梁高为500mm。走廊净高为3.7m/2.8m。为保证室内具有充足的天然采光，纵墙侧窗规格主要为3000mm×1800mm，窗台高度为1000mm，纵梁高度为500mm，则1.0+1.8+0.5=3.3m，满足各自要求。（2）为了防止室外雨水倒灌，防止建筑因沉降而使室内地面标高过低，为了满足建筑使用及增加建筑美观，要求室内外地面有一定高差，取室内外高差为600mm。屋顶采用上人屋面，女儿墙高度为1200mm。（3）楼梯，本设计中采用踏步高h=150mm,宽度b=300mm，一层楼梯斜度为arctg（2100/3900）=28.300,其他层楼梯斜度为arctg（1650/3000）=28.810，均小于380。为使踏步面层耐磨、防滑，设防滑条（材料：1:1水泥金刚砂，高8mm，宽10mm）。栏杆采用不锈钢钢管，扶手高度为1000mm。室内楼梯间均为封闭式防火楼梯（一层设卷连门，其他层设普通门），都设有窗户，便于采光。本设计为了减少地震时将会产生较大的扭转以及其他复杂应力，而首先破坏的可能性，故将楼梯间设置在内框架中，以保证抗震要求。（4）内、外墙体采用240mm×240mm×120mm的空心砖，M5混合砂浆砌筑。（5）屋顶采用有组织排水屋面，屋面坡度为2％，沿沟坡度为2%。屋顶结构组成为：30厚细石砼保护层SBS改性沥青油毡防水层20厚水泥砂浆找平层100厚憎水膨胀珍珠岩保温层120厚钢筋砼现浇板图1-2楼梯详图5立面设计正立面、背立面窗户成组排列，墙面外装饰采用水刷石，大小间隔，层高的错层，以及室外楼梯、门廊、室内外高差均使整体产生一种特殊的感觉，庄重中灵活，而更显亲切。门窗表见表1-2。门窗表表1-2层别Cb×h数量备注Mb×h数量备注1C13000×180014塑钢门窗M14000×26002钢门C21800×18004M21000×210012木门C31500×15002M3900×21003C41200×9002M41600×24001铝合金门M51200×24005M61800×240012/3C13000×180016塑钢门窗M21000×210014木门C21800×18004M3900×21002C41200×9002M51200×24001铝合金门C51200×12002M61800×24004C61200×150014C13000×180012塑钢门窗M21000×210014木门C21800×18004M3900×21002C41200×9002M41600×24001铝合金门C51200×12002C61200×150015C13000×180012塑钢门窗M21000×210014木门C21800×18004M3900×21002C41200×9002C51200×12002C61200×150026结构体系、结构布置6.1结构体系的选择6.1.1框架结构的选择框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，它既承受竖向荷载，又承受水平荷载。由于该设计水平荷载较多（地震力、风荷载等），总高度小于24m，属多层建筑，且处于70C抗震设防烈度区，Ⅱ类场地土，又为公用综合办公楼，比较砖混结构、框架-剪力墙结构，砖混结构满足不了使用功能要求和抗震设防要求；框架-剪力墙结构性能好，但造价较高。选择框架结构，由钢筋砼梁、柱等杆件刚接而成的框架体系则具6.1.2基础形式本框架设计层数不多，上部结构的荷载较小，地基坚实均匀，再综合考虑现场的工程地质条件、水文条件、施工条件及经济技术条件，选择柱下条形基础较为合适。在考虑冻土深度和地沟的设置问题后，由基础埋置深度d=H/12=15000/12=1250mm，初步设定d=2000mm=2.0m。6.2结构布置6.2.1柱网的确定本框架采用小柱网形式（即一个开间为一个柱距），柱网布置为内廊式，主要开间4.5m（会议室为6.0m，楼梯间、卫生间为3.0m），进深统一为6.0m。见结构计算图1。6.2.2选择框架的布置选择横向承重方案，框架沿房屋横向布置，纵向设置连系梁。7结构设计总说明（1）本设计采用现浇钢筋混凝土结构，设计使用年限为50年，结构安全等级为二级；建筑抗震设防分类为丙类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，框架的抗震等级为三级。（2）本框架结构采用的混凝土强度等级和钢筋级别如下：结构的混凝土强度等级为C25，框架梁、柱的纵向受力钢筋采用HRB335级（二级），板的钢筋及梁、柱箍筋采用HPB235级（一级），其余各构件采用的钢筋级别按本条说明的钢筋符号（括号内）分别示于相应设计图纸内。（3）混凝土保护层厚度：本工程上部结构为一类环境，上部结构的板的纵向受力钢筋的保护层厚度为20mm，次梁的纵向受力钢筋的保护层厚度为25mm，框架梁的纵向受力钢筋的保护层厚度单排钢筋为35mm，双排为60mm，柱的保护层厚度为40mm，施工中应采取措施保证；混凝土中的水泥用量、水灰比等均应满足结构混凝土耐久性的要求。（4）钢筋的锚固和连接：除设计图纸中另有表示或说明外，下部钢筋伸入支座的锚固长度为：板钢筋伸入支座的长度为120mm；非框架梁下部钢筋当为HRB335级时，伸入支座内的长度不小于12d（d为纵向钢筋直径）且在边支座处伸至距支座边20mm、在中间支座处伸至支座中心线处-10mm；对HPB235级钢筋深入支座内长度不小于15d，末端应有半圆弯钩。当钢筋直径小于或等于20mm时，其连接方式采用搭接，搭接长度分别为32d（HPB235级）、40d（HRB335级）。钢筋直径d≥22mm时，一律采用等强度对焊焊接。（5）后砌隔墙与框架柱的连接：在砌筑的相应位置，在柱内预埋2φ6插筋，沿高度300-500mm一道，埋入长度≥200mm，伸出柱外长度500mm；后砌隔墙采用MU10粘土空心砖、M5混合砌浆。（6）在结构施工时，其他各工种如电气、管道等均应配合施工，不得在结构施工后随意开洞。（7）本说明中未尽事宜，应遵照有关国家标准、施工规范和操作规程进行；施工中出现问题应及时联系，协商解决。8结构计算8.1柱截面、板厚及柱高度的确定8.1.1初估截面尺寸8.1.1.1柱左侧边柱：=1.2（1.256.03.0141033）/11.9=95294mm2右侧边柱：=1.2（1.254.53.0141035）/11.9=119118mm2中柱：=1.2（1.254.54.2141035）/11.9=166765mm2取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为：左边：309mm；右边：345mm；中柱：408mm根据上述估算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸统一取值为：450mm450mm8.1.1.2梁：根据h=(1/8～1/12)b=(1/2～1/3)h估算L1/L3：h=(1/8～1/12)6000=750～500，取h=600mmb=(1/2～1/3)600=300～200,取b=300mmL2：h=(1/8～1/12)2400=300～200,取h=500mmb=(1/2～1/3)500=250～167,取b=300mmL4/L5：h=(1/8～1/12)4500=563～375,取h=500mm(3000)取b=300mm图1：框架平面柱网布置图2：框架梁编号 图2框架梁编号 8.1.2板厚本结构采用双向板，板厚>1/40=1/404500=112.5mm(:柱的短跨)。考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线等因素，取板厚h=120mm。8.1.3柱高度底层柱高度h=4.2+0.6+1.0=5.8m，其中：4.2m为底层层高，0.6m为室内外高差，1.0m为基础顶面至室外地面的高度。其他柱高度等于层高，即：二、三、四、五、层为3.3m。由此得框架计算简图（图3）图1：框架平面柱网布置8.2荷载计算8.2.1屋面恒荷载标准值（上人）30厚细石砼保护层220.03=0.66kN/m2SBS改性沥青油毡防水层0.3kN/m220厚水泥砂浆找平层200.02=0.4kN/m2100厚憎水膨胀珍珠岩保温层60.10=0.6kN/m2120厚钢筋砼现浇板250.12=3.0kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计5.21kN/m2屋面恒荷载标准值为五层：（39+0.24）（14.4+0.24）5.21=2993kN三层：12（14.4+0.24）5.21=915kN8.2.2楼面恒荷载标准值瓷砖地面（包括水泥砂浆打底）0.55kN/m2120厚钢筋砼现浇板250.12=3.0kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计3.8kN/m2楼面恒荷载标准值为：三/四层：（39+0.24）（14.4+0.24）3.8=2183kN一/二层：（51+0.24）（14.4+0.24）3.8=2851kN8.2.3屋面活荷载标准值计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载（标准值：Sk=0.2kN/m2）五层：（39+0.24）（14.4+0.24）0.2=115kN三层：12（14.4+0.24）0.2=35kN屋/楼面活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（房间）2.0kN/m2楼面活荷载标准值（走廊）2.5kN/m2屋面雪荷载标准值0.2kN/m28.2.5梁、柱重力荷载计算梁：因计算屋、楼面恒荷载时，已考虑了板的自重，故在计算梁的自重时，应在梁截面高度中减去板的厚度。梁柱表表1编号b×h跨度每根重量数目L10.3×0.65.553.7626×3+22×2=122L20.3×0.51.952.9813×3+11×2=61L30.3×0.65.553.768×3=24L40.3×0.54.052.9824×5=120L50.3×0.52.552.9816×5=80Z10.45×0.455.805.3713×4=52Z20.45×0.453.305.3752×2+44×2=192例：L1：L1自重0.3（0.6-0.12）25=3.6kN/m抹灰（0.6-0.12）20.0117=0.16kN/m合计3.76kN/mZ1：Z1自重0.450.4525=5.06kN/m抹灰0.4540.0117=0.31kN/m合计5.37kN/m8.2.6墙体自重外墙：为240mm厚粘土空心砖，外墙面为水刷石（0.5kN/m2），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+0.2415+0.0217=4.44kN/m2内墙：为240mm厚粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙0.2415+0.02217=4.44kN/m2外墙窗户为塑钢型，单位面积重量为0.35kN/m2，尺寸见表2墙体计算门窗表表2层别编号尺寸（b×h）数量重量一C13.0×1.81426.5C21.8×1.844.5C41.2×0.920.8M14.0×2.627.3二/三C13.0×1.81630.2C21.8×1.844.5C41.2×0.920.8四/五C13.0×1.81222.7C21.8×1.844.5C41.2×0.920.8墙体自重计算：一层：纵墙：[（5.555.2-3.01.8+2.555.3-1.81.8）4+（4.055.3-3.01.8）10+（2.555.3-1.20.9+2.555.3）2]4.44+（2.555.36+4.055.310）4.28+（26.5+4.5+0.8+7.3）=2848kN横墙：5.555.24.2822=2717kN二/三层：纵墙：[（5.55×2.7-3.0×1.8+2.55×2.8-1.8×1.8）4+（4.052.8-3.01.8）12+（2.55×2.8-1.2×0.9+2.55×2.8）×2]×4.44+（5.55×2.7×4+2.55×2.8×6+4.05×2.8×12）×4.28+（30.2+4.5+0.8）=1731kN横墙：5.552.74.2824=1539kN四/五层：纵墙：[（2.55×2.8-1.8×1.8）×4+（4.052.8-3.01.8）12+（2.55×2.8-1.2×0.9+2.55×2.8）2]4.44+（2.552.86+4.052.812）4.28+（22.7+4.5+0.8）=1297kN横墙：5.552.74.2821=1347kN女儿墙：五层：（39+14.4）21.24.44=569kN三层：（122+14.4）1.24.44=205kN8.2.7荷载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、下各半层柱及纵、横墙体自重。第五层：G5=2993+569+0.5×115+（3.76×5.55×22+2.98×1.95×11+2.98×4.05×24+2.98×2.55×16）+0.5[（5.373.3）44+（1297+1347）]=6266kN第四层：G4=2183+0.5×（39+0.24）×（14.4+0.24）×2.0+934+0.5×[5.37×3.3×44×2+（1297+1347）×2]=7115kN第三层：G3=2183+915+205+0.5×（1149+35）+（3.76×5.5526+2.98×1.95×13+3.76×5.55×8+2.98×4.05×24+2.98×2.55×16）+0.5×[5.37×3.3×（52+44）+（1297+1347+1731+1539）]=8899kN第二层：G2=2851+0.5（51+0.24）（14.4+0.24）2.0+1196+0.5[（5.373.3522）+（1731+1539）2]=8988kN第二层：G1=2851+0.51500+1196+0.5[（5.373.3522）+（2848+2717+1731+1539）]=10136kN建筑物总重力荷载代表值为=6266+7115+8899+8988+10136=41404kN质点重力荷载值见图4水平地震力作用下框架的侧移验算梁线刚度（见表3）砼C25，EC=2.8104N/mm2；梁线刚度ib表3梁号L截面b×h(m2)跨度L（m）惯性矩Io=bh3/12(m4)边框架梁中框架梁Ib=1.5Io(m4)ib=EIb/l（kN/m）Ib=1.5Io(m4)ib=EIb/l（kN/m）L10.3×0.66.05.4×10-38.1×10-33.78×10-410.8×10-35.04×10-4L20.3×0.52.43.13×10-34.7×10-35.48×10-46.26×10-37.30×10-4L30.3×0.66.05.4×10-38.1×10-33.78×10-410.8×10-35.04×10-4L40.3×0.54.53.13×10-34.7×10-32.92×10-46.26×10-33.90×10-4L50.3×0.53.03.13×10-36.26×10-35.84×10-4横向框架柱的侧移刚度D值柱线刚度列于表4，横向框架柱侧移刚度D值计算见表5柱线刚度ib表4柱号Zi截面(m2)柱高度h（m）惯性矩Ic=bh3/12(m4)线刚度ic=EIc/h（kN/m）Z10.45×0.455.83.417×10-32.8×3.417/5.8=1.65×10-4Z20.45×0.453.33.417×10-32.8×3.417/3.3=2.90×10-4横向框架柱侧移刚度D值计算表5项柱类型层目项柱类型层目（一般层）(底层)（一般层）(底层)（kN/m）根数一层边框架边柱3.78/1.65=2.290.65038264边框架中柱（3.78+5.48）/1.65=5.610.80347264中框架边柱5.04/1.65=3.050.703413822中框架中柱（5.04+7.30）/1.65=7.480.842495622∑D234276二/三层边框架边柱3.78×2/（2.90×2）=1.300.394125914边框架中柱（3.78+5.48）×2/（2.90×2）=3.190.615196534中框架边柱5.04×2/（2.90×2）=1.740.4651486022中框架中柱（5.04+7.30）×2/（2.90×2）=4.260.6812176222∑D934660四/五层边框架边柱3.78×2/（2.90×2）=1.300.394125914边框架中柱（3.78+5.48）×2/（2.90×2）=3.190.615196534中框架边柱5.04×2/（2.90×2）=1.740.4651486018中框架中柱（5.04+7.30）×2/（2.90×2）=4.260.6812176218∑D788172横向框架自震周期按顶点位移法计算框架自震周期。横向框架顶点位移计算见表6横向框架顶点位移表6层次Gi（kN）（kN）Vi（kN/m）层间相对位移5626662667881720.00800.259047115133817881720.01700.251038899222809346600.02380.234028988312689346600.03350.2102110136414042342760.17670.1767=1.70.6=0.519（s）横向地震作用计算在Ⅱ类场地，7度震区，结构的特征周期Tg和地震影响系数为Tg=0.35s=0.08由于0.519s>1.4Tg=1.40.35=0.49s，故考虑顶部附加水平地震作用，取=0.080.519+0.01=0.052。结构底部剪力为：=（0.35/0.519）0.90.080.8541404=1974.98kN顶点附加地震作用为：=0.0521974.98=102.70kN，计算结果列于表7各层横向地震作用及楼层地震剪力表7层次hiHiGiGiHiFiVi53.319.062661190540.247462.45565.1543.315.771151117060.232434.37999.5233.312.488991103480.229428.751428.2723.39170318.291746.5615.85.810136587890.122228.421974.98横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图58.3.5横向框架抗震变形验算地震作用下，层间弹性位移验算见表8横向变形验算表8层次层间剪力Vi（kN）层间刚度Di（kN）层间位移（m）层高hi（m）层间相对弹性转角[]5565.157881720.00073.31/47141/4504999.527881720.00133.31/253831428.279346600.00153.31/220021746.569346600.00193.31/173711974.982342760.00845.81/690水平地震作用下，横向框架的内力分析（D值法）8.4.1水平地震作用下框架柱剪力和柱端弯矩标准值水平地震作用下框架柱剪力和柱端弯矩标准值表9柱层h(m)Vi（kN）kN/mDkN/mVik（kN）yokN/mkN/m边柱53.3565.15788172148600.01910.741.740.3913.8221.6243.3999.52788172148600.01918.991.740.4528.2034.4733.31428.27934660148600.01622.851.740.5037.7037.7023.31746.56934660148600.01627.941.740.5046.1046.1015.81974.9823427641380.01835.553.050.55113.492.79中柱53.3565.15788172217620.02815.824.260.4523.4928.7143.3999.52788172217620.02827.994.260.5046.1846.1833.31428.27934660217620.02332.854.260.5054.2054.2023.31746.56934660217620.02340.174.260.5066.2866.2815.81974.9823427649560.02141.477.480.55132.3108.248.4.2水平地震作用下框梁柱剪力和柱柱轴力标准值地震作用下框梁柱剪力和柱柱轴力标准值表10层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力L(m)kN/mkN/m（kN）L(m)kN/mkN/m（kN）边柱NE（kN）中柱NE（kN）56.021.6211.715.562.417.0017.0014.175.568.6146.048.2928.4312.792.441.2441.2434.3718.3530.1936.065.9040.9617.812.459.4259.4249.5236.1661.9026.083.8049.1622.162.471.3271.3259.4358.3299.1716.0138.8971.2035.022.4103.32103.3286.1093.34150.25AB跨右端线刚度比例分配：BC跨左端线刚度比例分配：8.4.3地震作用下框架弯矩、梁端简力及轴力图图6地震作用下框架弯矩图图7地震作用下框架梁端剪力及轴力风荷载标准值（设计值）8.5.1风荷载标准值/设计值计算基本风压：=0.5风振系数：因房屋总高小于30.0m，所以=1.0风载体型系数：=0.8-（-0.5）=1.3风压高度系数：按B类地区，查表11风压高度系数表11离地高度/m5101520111.141.25根据：，（其中），则风荷载标准值/设计值表12层离地高度各层柱顶集中风荷载标准值（kN）设计值（×1.4）518.01.23F5=1.0×1.3×1.23×0.5×（1.2+3.3/2）×4.5=10.2514.35414.71.16F4=1.0×1.3×1.16×0.5×3.3×4.5=11.2015.68311.41.07F3=1.0×1.3×1.07×0.5×3.3×4.5=10.3314.4628.11.0F2=1.0×1.3×1.0×0.5×3.3×4.5=9.6513.5114.81.0F1=1.0×1.3×1.0×0.5×（3.3+4.8）/2×4.5=11.8516.59风载图见图8图8框架的受风荷载（设计值）图8.5.2柱的侧移刚度中框架一榀柱侧移刚度表13项项目柱类型层（一般层）(底层)（一般层）(底层)（kN/m）根数底层中框架边柱5.04/1.65=3.050.7034138218188中框架中柱（5.04+7.30）/1.65=7.480.84249562其他层中框架边柱5.04×2/（2.90×2）=1.740.46514860273244中框架中柱（5.04+7.30）×2/（2.90×2）=4.260.6812176228.5.3荷载作用下的侧移验算侧移值及侧移限值表14层限值514.35732440.000231/143481/500430.03732440.000481/6875344.49732440.000711/4678258.00732440.000931/3548174.59181880.004821/685顶点0.007171/6508.5.4风荷载作用下框架柱剪力和柱端弯矩设计值风荷载作用下框架柱剪力和柱端弯矩设计值表15柱层h(m)Vi（kN）kN/mDkN/mVik（kN）yokN/mkN/m边柱53.314.3573244148600.2032.911.740.393.755.8643.330.0373244148600.2036.101.740.459.0611.0733.344.4973244148600.2039.031.740.5014.9014.9023.358.0073244148600.20311.771.740.5019.4219.4215.874.591818841380.22817.013.050.5554.2644.40中柱53.314.3573244217620.2974.264.260.456.337.7343.330.0373244217620.2978.924.260.5014.7214.7233.344.4973244217620.29713.214.260.5021.8021.8023.358.0073244217620.29717.234.260.5028.4328.4315.874.591818849560.27222.157.480.5570.6657.818.5.5荷载作用下框梁柱剪力和柱柱轴力设计值荷载作用下框梁柱剪力和柱柱轴力设计值表16层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力L(m)kN/mkN/m（kN）L(m)kN/mkN/m（kN）边柱NEkN中柱NEkN56.05.863.151.502.44.584.583.821.502.3246.014.828.593.902.412.4612.4610.385.408.8036.023.9614.906.482.421.6221.6217.7211.8820.0426.034.3220.499.142.429.7429.7424.7821.0235.6816.063.8235.1916.502.451.0551.0542.5437.5261.72竖向荷载作用下横向框架的内力分析取中框架计算。计算单元（见图9）及计算简图因梁板为整体现浇，且各区格为双向板，故直接传给横梁的荷载为梯形分布荷载（边梁）或三角形分布荷载（走道梁），计算单元范围内的其余荷载通过纵梁以集中荷载的形式传给框架柱。纵梁轴线与柱轴线不重合，所以作用在框架上的荷载还有集中力矩。竖向荷载作用下框架结构计算简图如图10所示图10竖向荷载作用下框架结构计算简图荷载计算8.6.2.1恒载图11屋/楼面梁恒荷载五层：在图11中，及包括梁自重（扣除板自重）和填充墙自重，由前得=3.76kN/m=2.98kN/m、为板自重传给横梁的梯形和三角形分布荷载峰值=5.214.5=23.45kN/m=5.212.4=12.50kN/m、、、为通过纵梁传给柱的板自重、纵梁自重、纵墙自重（女儿墙）等自重所产生的集中荷载和集中力矩。外纵梁外侧与柱外侧平齐，内纵梁一侧与柱的走道侧平齐。=5.212.252/22+2.984.5+4.441.24.5=63.76kN==63.76（0.45-0.30）/2=4.78kNm=5.212.252/22+5.21（4.51.2-1.22/22）+2.984.5=60.42kN==60.42（0.45-0.30）/2=4.53kNm四～一层：=3.76+4.28（3.3-0.6）=15.32kN/m=2.98kN/m=3.84.5=17.10kN/m=3.82.4=9.12kN/m=3.82.252/22+2.984.5+4.28[（3.3-0.5）（4.5-0.45）-3.0×1.8]+3.0×1.8×0.35=59.96kN==59.96（0.45-0.30）/2=4.50kNm=3.8×2.252/2×2+3.8×（4.5×1.2-1.22/2×2）+2.984.5+4.28×（3.3-0.5）×（4.5-0.45）=96.23kN==96.23（0.45-0.30）/2=7.22kNm8.6.2.2活荷载图12屋/楼面梁活荷载屋面：=4.52.0=9.0kN/m=2.42.0=4.8kN/m=2.02.252/22=10.13kN==10.13（0.45-0.30）/2=0.76kNm=2.02.252/22+2.0（4.51.2-1.22/22）=18.05kN==18.05（0.45-0.30）/2=1.35kNm楼面：=4.52.0=9.0kN/m=2.42.5=6.0kN/m=2.02.252/22=10.13kN==10.13（0.45-0.30）/2=0.76kNm=2.02.252/22+2.5（4.51.2-1.22/22）=20.03kN==20.03（0.45-0.30）/2=1.50kNm8.6.2.3柱自重自重：5.375.8=31.15kN自重：5.373.3=17.72kN各层梁上的竖向荷载标准值表17层次恒载53.762.9823.4512.5063.7660.424.784.531-415.322.9817.109.1259.9696.234.507.22续表17层次活载59.04.810.1318.050.761.351-49.06.010.1320.030.761.50恒荷载作用下框架内力分析8.6.3.1梁固端弯矩将梯形荷载折算成固端等效均布荷载，，将三角形荷载折算成固端等效均布荷载，则顶层：AB跨：=2.25/6.0=0.375，=（1-20.3752+0.3753）23.45=18.09kN/m=3.76+18.09=21.85kN/m=21.856.02/12=65.55kNmBC跨：=5/812.50=7.81kN/m=2.98+7.81=10.79kN/m=10.792.42/12=5.18kNm同理，其他层AB跨：=2.25/6.0=0.375，=（1-20.3752+0.3753）17.10=13.19kN/m=15.32+13.19=28.51kN/m=28.516.02/12=85.53kNmBC跨：=5/89.12=5.70kN/m=2.98+5.70=8.68kN/m=8.682.42/12=4.17kNm8.6.3.2转动刚度及分配系数计算（见图14）令，则远端固定，=4；远端滑动，=。8.6.3.3传递系数C远端固定，C=1/2；远端滑动，C=1。图14半框架梁柱线刚度示意（kN·m）8.6.3.4弯矩计算弯矩计算过程如图15所示，所得弯矩图如图16所示，节点弯矩不平衡是由于纵向框架梁在节点处存在偏心弯矩。8.6.3.5梁端剪力及柱轴力计算竖向荷载梁端调幅系数取0.8。梁端弯矩调幅：五层：=0.838.29=30.63kNm=0.855.39=44.31kNm四层：=0.864.96=51.97kNm=0.877.02=61.62kNm三层：=0.864.85=51.88kNm=0.877.18=61.74kNm二层：=0.865.49=52.39kNm=0.877.42=61.94kNm一层：=0.855.32=44.26kNm=0.873.30=58.64kNm梁端剪力：五层：=1/221.856=65.55kN调幅前：=（38.29-55.39）/6=-2.85kN=65.55-2.85=62.70kN=65.55+2.85=68.40kN调幅后：=（30.63-44.31）/6=-2.28kN=65.55-2.28=63.27kN=65.55+2.28=67.83kN四层：1/228.516=85.53kN调幅前：（64.96-77.02）/6=-2.01kN=85.53-2.01=83.52kN=85.53+2.01=87.54kN调幅后：（51.97-61.62）/6=-1.61kN=65.55-1.61=84.22kN=65.55+1.61=87.44kN同理，其他层见表18柱轴力（A柱）：五层：63.27+63.76=127.03kN=127.03+17.72=144.75kN四层：144.75+84.22+59.96=288.93kN=288.93+17.72=306.65kN图15恒荷载作用下框架弯矩的二次分配图16荷载作用下框架弯矩（柱剪力）同理，其他层见表18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565.5512.95-2.85-2.28062.763.2768.4067.8312.95127.03144.75141.77159.49485.5310.42-2.01-1.61083.5284.2287.5487.4410.42288.93306.65353.68371.40385.5310.42-2.06-1.64083.4783.8987.5987.1710.42450.50468.22565.64583.36285.5310.42-1.99-1.59083.5483.9487.5287.1210.42612.12629.84777.53795.25185.5310.42-3.00-2.40082.5383.1388.5387.9310.42772.93804.08990.431021.58恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kN/m）表18（注：带下划线部分为调幅后的剪力值。）活荷载作用下框架内力分析因各层楼面活荷载标准值均小于3.5kN/m2，可采用满布荷载法近似考虑活荷载不利布置的影响。8.6.4.1梁固端弯矩：将梯形荷载和三角形荷载折算成固端等效均布荷载，则顶层：AB跨：=2.25/6.0=0.375，=（1-20.3752+0.3753）9.0=6.94kN/m=6.946.02/12=20.82kNmBC跨：=5/84.8=3.0kN/m=3.02.42/12=1.44kNm同理，其他层AB跨：=2.25/6.0=0.375，=（1-20.3752+0.3753）9.0=6.94kN/m=6.946.02/12=20.82kNmBC跨：=5/86.0=3.75kN/m=3.752.42/12=1.80kNm8.6.4.2分配系数8.6.4.3传递系数8.6.4.4弯矩计算弯矩计算过程如图18所示，所得弯矩图如图19所示8.6.4.5梁端剪力及柱轴力计算梁端弯矩调幅：（调幅系数取0.8）五层：=0.811.22=8.98kNm=0.817.34=13.87kNm四层：=0.816.07=12.86kNm=0.819.16=15.33kNm同理，其他层见图19。梁端剪力：五层：=1/26.946=20.82kN调幅前：=（11.22-17.34）/6=-1.02kN=20.82-1.02=19.80kN=20.82+1.02=21.84kN调幅后：=（8.98-13.87）/6=-0.82kN=20.82-0.82=20.00kN=20.82+0.82=21.64kN四层：=1/26.946=20.82kN调幅前：（16.07-19.16）/6=-0.52kN=20.82-0.52=20.30kN=20.82+0.52=21.34kN调幅后：（12.86-15.33）/6=-0.41kN=20.82-0.41=20.41kN=20.82+0.41=21.23kN同理，其他层见表19柱轴力（B柱）：五层：20.00+10.13=30.13kN四层：30.13+20.41+10.13=60.67kN图18活荷载作用下框架弯矩的二次分配图19活荷载作用下框架弯矩（柱剪力）图同理，其他层见表19活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）表19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520.823.6-1.02-0.82019.820.021.8421.643.630.1343.49420.824.5-0.52-0.41020.320.4121.3421.234.560.6789.63320.824.5-0.56-0.45020.2620.3721.3821.274.591.17135.81220.824.5-0.54-0.44020.2820.3821.3621.264.5121.68181.97120.824.5-0.80-0.64020.0220.1821.6221.464.5151.99228.39（注：带下划线部分为调幅后的剪力值。）重力荷载代表值作用下结构内力计算屋面梁取屋面恒载和雪荷载的一半的和，楼面梁取恒载和楼面均布活荷载的一半的和。8.6.5.1荷载计算（由图9可知）五层：=3.76kN/m=2.98kN/m=（5.21+0.50.2）4.5=23.90kN/m=（5.21+0.50.2）2.4=12.74kN/m=（5.21+0.50.2）2.252/22+2.984.5+4.441.24.5=64.27kN==64.27（0.45-0.30）/2=4.82kNm=（5.21+0.50.2）×2.252/2×2+（5.21+0.50.2）（4.5×1.2-1.22/2×2）+2.98×4.5=61.32kN==61.32（0.45-0.30）/2=4.60kNm四～一层：=3.76+4.28（3.3-0.6）=15.32kN/m=2.98kN/m=（3.8+0.52.0）4.5=21.60kN/m=（3.8+0.52.0）2.4=12.12kN/m=（3.8+0.52.0）2.252/22+2.984.5+4.28×[（3.3-0.5）×（4.5-0.45）-3.0×1.8]+3.0×1.8×0.35=65.02kN==65.02（0.45-0.30）/2=4.88kNm=（3.8+0.52.0）2.252/22+（3.8+0.52.0）（4.51.2-1.22/22）+2.984.5+4.28（3.3-0.5）（4.5-0.45）=106.24kN==106.24（0.45-0.30）/2=7.97kNm梁固端弯矩折算：将梯形荷载和三角形荷载折算成固端等效均布荷载，则顶层：AB跨：=2.25/6.0=0.375，=3.76+（1-20.3752+0.3753）23.90=22.19kN/m=22.196.02/12=66.57kNmBC跨：=2.98+5/812.74=10.94kN/m=10.942.42/12=5.25kNm其他层:AB跨：=2.25/6.0=0.375，=15.32+（1-20.3752+0.3753）21.60=31.97kN/m=31.976.02/12=95.91kNmBC跨：=2.98+5/812.12=10.56kN/m=10.562.42/12=5.07kNm重力荷载代表值等效荷载见图20。8.6.5.3弯矩计算弯矩计算过程如图21所示，所得弯矩图如图22所示梁端剪力及柱轴力计算（见表20）竖向荷载梁端调幅系数取0.8。重力荷载代表值作用下梁端剪力及柱轴力（kN/m）表20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566.5713.13-2.83-2.26063.7464.3169.4068.8313.13128.58146.30143.85161.57495.9112.67-2.34-1.87093.5794.0498.2597.7812.67305.36323.08378.73396.45395.9112.67-2.33-1.87093.5894.0498.2497.7812.67482.14499.86613.60631.32295.9112.67-2.26-1.81093.6594.1098.1797.7212.67658.98676.70848.40866.12195.9112.67-3.40-2.72092.5193.1999.3198.6312.67834.91866.061084.341115.49（注：带下划线部分为调幅后的剪力值。）图21重力荷载代表值作用下框架弯矩的二次分配图22重力荷载代表值作用下框架弯矩（柱剪力）图8.7内力组合8.7.1框架梁内力组合（见表22）在恒载和活载作用下，跨间可近似取跨中的代替，，（其中：为图16、图19括号内的值）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，如图23所示MGE及X1的具体数值见表21，表中、X1、均有两组数值。图23框架梁内力组合图及值计算表21项目跨（m）层次1.2（恒+0.5活）1.3地震(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN)(m)(kN/m)AB跨6.0542.1461.4928.1115.2230.3880.69/95.142.66/3.1393.45/78.56470.0883.1462.7836.9638.3896.34/129.592.51/3.38113.60/86.37369.7683.2085.6753.2589.75/136.052.34/3.54120.99/85.05270.4483.47108.9463.9184.16/141.782.19/3.69130.54/81.91159.4879.04180.5692.5666.36/157.401.73/4.10178.51/82.54BC跨2.4529.5729.5722.1022.1014.75-0.72/36.12-0.05/2.45-7.47/-7.47426.0826.0853.6153.6112.67-29.47/59.88-2.33/4.7327.53/27.53326.0326.0377.2577.25-49.17/79.58-3.88/6.2851.22/51.22225.8425.8492.7292.72-62.06/92.47-4.90/7.3066.88/66.88130.9830.98134.32134.32-96.73/127.14-7.63/10.03103.34/103.34（注：，（当）或〈0时，表示最大弯矩发生在支座处，应取=或=0，则）梁内力组合表表22层位置内力荷载类别内力组合恒eq\o\ac(○,1)活eq\o\ac(○,2)1.4风eq\o\ac(○,3)重力eq\o\ac(○,4)地震eq\o\ac(○,5)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,2)1.35eq\o\ac(○,1)+0.7×1.4eq\o\ac(○,2)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,3)1.2eq\o\ac(○,4)+1.3eq\o\ac(○,5)1.2（eq\o\ac(○,1)+0.5eq\o\ac(○,2)）+1.3eq\o\ac(○,5)5M-30.63-8.98-5.86-31.6921.62-49.33-50.15-42.62-66.13-69.93V63.2720.001.5064.315.56103.92105.0177.4284.4095.15M44.3113.873.1545.2711.7172.5973.4156.3269.5576.72V68.4021.841.5069.405.56112.66113.7483.5890.51102.41M-21.21-6.86-4.58-21.3517.00-35.06-35.36-30.03-47.72-51.67V12.953.603.8213.1314.1720.5821.0119.3634.1836.12跨中MAB60.8623.7761.384.96106.31105.4680.1093.45MBC-13.44/3.88-4.7/1.30-13.47/3.940-22.71/6.48-22.75/6.514M-51.97-12.86-14.82-57.7748.29-80.37-82.76-77.18-132.20-132.86V84.2220.413.9094.0412.79129.64133.70104.96129.48129.94M61.6215.338.5968.9828.4395.4198.2182.53119.74120.10V87.5421.343.9098.2512.79134.92139.09108.95134.53134.48M-19.18-5.11-12.46-21.9341.24-30.17-30.90-35.48-79.93-79.69V10.424.5010.3812.6734.3718.8018.4822.8859.8959.89跨中MAB71.5020.5780.499.93114.60116.68109.50113.60MBC-12.93/3.12-2.41/1.62-14.33/3.80-18.89/6.01-19.82/5.803M-51.88-12.50-23.96-58.1165.90-79.76-82.29-86.22-155.40-155.43V83.8920.376.4894.0417.81129.19133.21107.15136.00136.04M61.7415.1814.9069.3140.9695.3498.2388.99136.42136.44V87.5921.386.4898.2417.81135.04139.20111.59141.04141.09续表22位置内力荷载类别内力组合恒eq\o\ac(○,1)活eq\o\ac(○,2)1.4风eq\o\ac(○,3)重力eq\o\ac(○,4)地震eq\o\ac(○,5)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,2)1.35eq\o\ac(○,1)+0.7×1.4eq\o\ac(○,2)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,3)1.2eq\o\ac(○,4)+1.3eq\o\ac(○,5)1.2（eq\o\ac(○,1)+0.5eq\o\ac(○,2)）+1.3eq\o\ac(○,5)M-19.09-5.21-21.62-21.6959.42-30.20-30.88-44.53-103.27-103.28V10.434.5017.7212.6749.5218.8018.4830.2279.5879.58跨中MAB71.4920.8780.1612.47115.01116.96112.40120.99MBC-12.84/3.12-2.51/1.62-14.09/3.80-18.92/6.01-19.79/5.802M-52.39-12.62-34.22-58.6983.80-80.54-83.09-97.19-179.37-179.38V83.9420.389.1494.1022.16129.26133.29109.87141.73141.76M61.9415.2320.4969.5449.1695.6598.5494.82147.36147.37V87.5221.369.1498.1722.16134.93139.08114.16146.61146.65M-18.94-5.18-29.74-21.5371.32-29.98-30.65-52.47-118.55-118.55V10.424.5024.7812.6759.4318.8018.4837.2892.4692.46跨中MAB71.1320.7779.7517.32114.43116.38118.22130.54MBC-12.69/3.12-2.48/1.62-13.93/3.80-18.70/6.01-19.56/5.801M-44.26-10.62-63.82-49.54138.89-67.98-70.16-116.93-240.01-240.04V83.1320.1816.5093.1935.02128.01132.0116.26157.35157.39M58.6414.4635.1965.8671.2090.6193.33105.56171.59171.60V88.5321.6216.5099.3135.02136.50140.70122.74164.70164.73M-22.77-6.09-51.05-25.81103.32-35.85-36.7178.37-165.29-165.29V10.424.5042.5412.6786.1018.8018.4855.04127.13127.13跨中MAB76.8522.4386.1733.85123.62125.73147.41178.51MBC-16.52/3.12-3.39/1.62-18.21/3.80-24.57/6.01-25.62/5.808.7.2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23、表24A柱内力组合表23层次位置内力荷载类别内力组合恒eq\o\ac(○,1)活eq\o\ac(○,2)重力eq\o\ac(○,4)地震eq\o\ac(○,5)1.2eq\o\ac(○,1)+1.4eq\o\ac(○,2)1.35eq\o\ac(○,1)+0.7×1.4eq\o\ac(○,2)1.2eq\o\ac(○,4)+1.3eq\o\ac(○,5)1.2（eq\o\ac(○,1)+0.5eq\o\ac(○,2)）+1.3eq\o\ac(○,5)5柱顶M33.5110.4634.7921.6254.8655.4969.8574.59N127.0330.13128.585.56196.62201.02161.52177.74柱底M-30.38-8.16-33.2413.82-47.88-49.01-57.85-59.32N144.7530.13146.305.56215.88224.94182.79199.01V19.365.6420.6210.7431.1331.6638.7140.584柱顶M30.157.1934.1734.4746.2547.5585.8285.31N288.9360.67305.3618.35431.65449.51390.29406.97柱底M-30.22-7.45-33.9328.20-46.69-48.10-77.38-77.39N306.6560.67323.0818.35452.92473.43411.55428.24V18.294.4420.6418.9928.1629.0449.4649.303柱顶M30.227.4533.9337.7046.6948.1089.7389.74N450.5091.17482.1436.16668.24697.52625.58642.31柱底M-29.85-7.35-33.5137.70-46.11-47.50-89.22-89.24N468.2291.17499.8636.16689.50721.44646.84663.57V18.204.4820.4422.8528.1128.9654.2354.232柱顶M31.237.6935.0646.1048.2449.70102.00102.02N612.12121.68658.9858.32904.90945.61866.59883.37柱底M-36.32-8.95-40.7746.10-56.11-57.80-108.85-108.88N629.84121.68676.7058.32926.16969.53887.86904.63V20.475.0422.9827.9431.6232.5763.9063.911柱顶M14.503.5616.2892.7922.3823.06140.16140.16N772.93151.99834.9193.341140.301192.411123.231140.05柱底M-7.25-1.78-8.14113.40-11.19-11.53157.19157.19N804.08151.99866.0693.341177.681234.461160.611177.43V3.750.924.2135.555.795.9651.