某科技大學(xué)綜合實驗樓設(shè)計計算書

1、第一章 建筑設(shè)計第一節(jié) 工程概況一、設(shè)計題目： 湖南科技大學(xué)綜合實驗樓二、建筑環(huán)境：學(xué)校機電學(xué)院西邊空地上（見總平面圖）三、建筑規(guī)模與設(shè)計要求：（一）、規(guī)模（1）、建筑總面積：8000至12000平方米（2）、建筑層數(shù)：6層（3）、建筑層高：3.9米，上人屋面，250人階梯教室六間。（二）、設(shè)計要求各部分須人流通暢且互不干擾。（1）主要建筑功能： 實驗室：4000m2至6000m2 教室：2000m2左右（250人階梯教室） 辦公室：2000m2左右（2）南立面：辦公部分裝修應(yīng)重點處理。（3） 構(gòu)造合理，技術(shù)先進(jìn)，在滿足現(xiàn)行規(guī)范及使用基本要求的前提下，力求 新，做出最優(yōu)設(shè)計。（4）耐久等級及耐

2、火等級 耐久等級：二級 耐火等級：一級（6）結(jié)構(gòu)形式本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。工程地質(zhì)條件見施工組織設(shè)計。四、建筑設(shè)計總說明該建筑物平面形狀呈搖籃型，南北長115米（軸線），東西長25米（軸線），在設(shè)計時考慮到主要房間的通風(fēng)和采光要求和所給地面的長方形，因而將其放在南北朝向，這樣就可以使人多量大，且在其中停留時間較長的房間環(huán)境較好。設(shè)計時著眼于未來，將整棟建筑按按全開架設(shè)計，采用內(nèi)廊式將其三個部分聯(lián)系起來，但考慮實際情況，可以按半開架管理，將其分成兩部分來處理和管理。按同荷載、同層高、同柱網(wǎng)三統(tǒng)一原則，統(tǒng)一層高為3.9m，主要常用書放在閱覽室。在建筑物南面正中設(shè)一個主門廳引導(dǎo)人流從主門廳分

3、散到兩邊給功能區(qū)，同時在兩邊都設(shè)計了次門廳分散人流量，還在東面端面設(shè)計了出口。且附近設(shè)有樓梯和電梯各一部，這樣就可以使主要區(qū)和兩端緊湊的聯(lián)系起來既方便交通又有利益建筑功能的分配，滿足其建筑功能要求。本設(shè)計首先考慮了滿足以上使用功能的需求，給辦公、實驗、教學(xué)的良好條件又為其三者互相配合做了很好的設(shè)計，本設(shè)計重點考慮了交通組織、采光、通風(fēng)的良好配置，同時還合理地安排了教師休息、辦公、實驗、設(shè)備、廁所等主要用房和輔助用房，并配置了良好的立面造型，使其既能滿足人們的使用要求，又能給人以清新舒暢雅脫莊雅的感覺，實用經(jīng)濟而不過分渲染。同時本綜合實驗樓還充分考慮了它與周圍環(huán)境的關(guān)系，使本建筑物盡可能地與周圍

4、環(huán)境很自然地溶為一體，具有良好的室外空間組合和良好的室外環(huán)境。在平面設(shè)計時，左右兩排建筑物的寬度和長度不相同，采用了傳統(tǒng)的不完全對稱布置，南立面作了很好的立面處理而北面只是滿足采光和通風(fēng)的基礎(chǔ)上稍作渲染，這樣從前后兩個角度都可以時后面建筑物出現(xiàn)在視野中，使建筑物層次分明，給人與回味的余地。在細(xì)部上，門為彈簧門，其中書庫的門為防火門，窗都為鋁合金窗，屋面排水采用內(nèi)天溝排水，走廊排水通過排水管接到雨水管中統(tǒng)一排水。 本建筑防火材料耐火等級為一級，樓梯的布置符合防火規(guī)范要求，在樓梯休息平臺及其書庫轉(zhuǎn)角處設(shè)防火栓，另每層樓放6具干粉或二氧化碳滅火劑。為了滿足學(xué)校整體規(guī)劃和學(xué)校發(fā)展的需要，解決學(xué)校實驗室

5、、教室和分院辦公用房緊張等問題，擬在學(xué)校機電學(xué)院西邊空地上建造一棟綜合實驗樓，要有利于改善和豐富學(xué)校校園景觀。本設(shè)計首先考慮了滿足以上使用功能的需求，給辦公、實驗、教學(xué)的良好條件又為其三者互相配合做了很好的設(shè)計，本設(shè)計重點考慮了交通組織、采光、通風(fēng)的良好配置，同時還合理地安排了教師休息、辦公、實驗、設(shè)備、廁所等主要用房和輔助用房，并配置了良好的立面造型，使其既能滿足人們的使用要求，又能給人以清新舒暢雅脫莊雅的感覺，實用經(jīng)濟而不過分渲染。同時本綜合實驗樓還充分考慮了它與周圍環(huán)境的關(guān)系，使本建筑物盡可能地與周圍環(huán)境很自然地溶為一體，具有良好的室外空間組合和良好的室外環(huán)境。五、主要單體設(shè)計目的和設(shè)計

6、說明（一）、教室考慮到該綜合實驗樓是以實驗為主，所有的教室和辦公樓都作為輔助用房，設(shè)計了250人的階梯教室，還設(shè)計了輔助用的100人普通教室，階梯教室設(shè)計為八邊形，美觀、寬敞、明亮，每層面積為265m2，階梯教室連接，普通教師旁邊有教師休息室和廁所等，方便使用，交通流暢，每間普通教室的面積為86m2，總共有10間，每層樓分布兩間，教學(xué)區(qū)與辦公實驗分離互不干擾，辦公與實驗緊密結(jié)合，教室總面積2430m2，其中階梯教室1572m2，普通教室858m2。 （二）、實驗樓實驗樓為整棟綜合實驗樓的主要核心部分，設(shè)計中重點考慮了實驗樓的使用功能要求，最大限度的打造寬敞明快的實驗環(huán)境，設(shè)計時都基本上把辦公和

7、教室作為實驗室的服務(wù)客戶來考慮的，設(shè)計了不同開間大小的實驗用房以滿足不同實驗的用房要求，設(shè)計時考慮了一間辦公室配一間實驗室的使用要求，同時設(shè)計了供教師勞累休息用的教師休息室，還設(shè)計了帶內(nèi)衛(wèi)的教師休息室解決了老師不和同學(xué)們擠廁所的問題，為教師提供了良好的休息環(huán)境。實驗樓有使用面積為116m2的19間，942m的有18間，總使用面積為3874m2 設(shè)計了高窗，為實驗人員提供了良好的空氣流動需求。（三）、辦公室作為辦公的場所,需要一個相對安靜的環(huán)境,因此將辦公室與實驗室連接而與教室分開，同時,為了讓實驗人員能最快最便利的從辦公室配備實驗儀器、實驗資料等等把實驗室設(shè)置在樓梯入口處方便學(xué)生詢問等，以方便

8、使用.這樣可以促進(jìn)學(xué)生與教師之間的交流,創(chuàng)造良好的教與學(xué)的氛圍,給教學(xué)工作的開展提供了便利，辦公室設(shè)計了不同大小的供不同的實驗有不同的儀器儀表的置放和各種實驗教材的配置，同時還設(shè)計了供研討用的小會議室，別致，零星點綴在教學(xué)實驗辦公中，辦公室共有30間，使用面積1700m2。（四）、廁所設(shè)計 據(jù)現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范大全：教學(xué)樓學(xué)生廁所女生按每25人設(shè)一便池計算；男生按每50人設(shè)一便池和一個掛式小便斗；另外，教學(xué)樓內(nèi)廁所，應(yīng)按每90人設(shè)一洗手盆。按每層1200人統(tǒng)計，男女比例2：1，則每層男廁所共設(shè)18個蹲位，18個小便器，4個洗手盆；女廁所共設(shè)16個蹲位，4個洗手盆。廁所設(shè)在每層的兩端，疏散樓梯的旁邊，

9、滿足規(guī)范要求。（五）、采光通風(fēng)設(shè)計教學(xué)樓采光比為1/61/8。普通教室尺寸為1080mm8400mm，需窗面積為1/61/8（10.88.4）=15.1211.34m2，因此80人教室采用32.12.1=13.23 m2。由于實驗和辦公用房采光都沒有教室高，因此實驗室和辦公室的采光大大的滿足。另外，內(nèi)廊墻上設(shè)有高窗，既組織通風(fēng)，又有利于走廊采光。（六）、 防火設(shè)計本工程屬多層建筑，二級防火。按二級防火要求，房間到最近的疏散口最大距離應(yīng)小于35m，袋形走道的長度應(yīng)小于22m，本設(shè)計中的房間布置均能滿足。每層可作為一個防火分區(qū)（面積小于1500 m2），樓梯設(shè)計乙級防火門。走道按1000人/0.6

10、m算，設(shè)計為2.4m，滿足要求。按100人/0.6m算，設(shè)計大門寬10.8m，滿足要求。（七）、交通聯(lián)系部分的平面設(shè)計本建筑作為教學(xué)用房，其使用性質(zhì)就決定了交通聯(lián)系部分的重要性。所以本設(shè)計在考慮房間滿足使用要求外，還著重考慮了水平、垂直交通聯(lián)系部分以及交通樞紐的設(shè)計。在交通聯(lián)系部分的設(shè)計中，按照如下要求：交通路線簡潔明確，聯(lián)系通行方便；人流通暢，緊急疏散時迅速安全；滿足一定的采光通風(fēng)要求；力求節(jié)省交通面積，同時考慮空間處理等造型問題。以下分述各種交通聯(lián)系部分的平面設(shè)計。（1）、 走廊設(shè)計走廊的寬度應(yīng)符合人流和建筑防火要求，通常單股人流的通行寬度約為550mm600mm，本設(shè)計采用內(nèi)廊式，過道寬

11、度為2700mm，可四人并行通過，滿足要求。（2） 樓梯的設(shè)計樓梯設(shè)計主要依據(jù)使用要求和人流通行情況確定梯段和休息平臺的寬度，選擇適當(dāng)?shù)臉翘菪问?，考慮整棟建筑的樓梯數(shù)量，以及樓梯間的平面布置和空間組合。按1m/100人的寬度計算，該綜合實驗樓一層最多可容納600人，在門廳和端部都設(shè)計了合理的疏散樓梯。主樓梯開間3600mm，次樓梯開間3300mm，滿足規(guī)范要求。階梯教室位于端部和主樓一區(qū)相連并且有獨立的疏散樓梯，滿足規(guī)范要求。（3）門廳及端部出入口的設(shè)計門廳是建筑物主要出入口處的內(nèi)外過渡人流集散樞紐。和所有交通聯(lián)系部分的設(shè)計一樣，疏散出入口安全也是門廳設(shè)計的一個重要內(nèi)容。門廳對外出入口的總寬度

12、不應(yīng)小于通向該門廳的過道、樓梯寬度的總和，對于教學(xué)樓，人流較為集中，門廳對外出入口的寬度，一般按0.6m/100人計算。求。門的開啟方向向外。此外，該設(shè)計中門廳的導(dǎo)向明確，進(jìn)出門廳后，能夠較容易的找到樓梯口和出入口。由于門廳是人們進(jìn)入建筑物首先到達(dá)并經(jīng)常經(jīng)過或停留的地方，因此設(shè)計門廳時須考慮到空間組合和建筑造型要求。本設(shè)計采用3600mm高的門廳，既較好的滿足了采光通風(fēng)要求，又增加了建筑的空間感。過廳設(shè)在過道與過道之間，起到交通路線的轉(zhuǎn)折和過渡作用。實此設(shè)計中門廳寬度為10.8mm和6.6m，滿足要求。門的開啟方向向外。此外，該設(shè)計中門廳的導(dǎo)向明確，進(jìn)出門廳后，能夠較容易的找到樓梯口和出入口。

13、由于門廳是人們進(jìn)入建筑物首先到達(dá)并經(jīng)常經(jīng)過或停留的地方，因此設(shè)計門廳時須考慮到空間組合和建筑造型要求。本設(shè)計采用3600mm高的門廳，既較好的滿足了采光通風(fēng)要求，又增加了建筑的空間感。（八）、體型、立面設(shè)計該建筑屬于教學(xué)建筑，在立面設(shè)計時既遵循了此類建筑的共同規(guī)律，即滿足了建筑的內(nèi)部使用功能，同時也追求建筑的外部形象。在簡單的體型組合前提下，力求運用均衡、韻律、對比、統(tǒng)一等手段，把適用、經(jīng)濟、美觀有機的結(jié)合起來。具體處理如下：（九）、 南立面設(shè)計南立面作為正立面，是建筑物中最重要的一個立面，也是表示房屋四周的外部形象，因此尤為重要。為了突出門廳入口處的位置，門廳設(shè)計了兩根大理石白色石柱、淡黃色

14、的花崗巖墻壁和天藍(lán)色的頂棚形成鮮明的顏色對比而且機地融為一體，很好地突出了門廳作為整個建筑的出入口的重要位置。另外，另外，階梯教室的門廳和顏色對比使綜合實驗樓樓這一莊重嚴(yán)肅的建筑生動活潑起來。外墻裝飾方面，階梯教室采用淺黃色和天藍(lán)色對比色彩，立面兩端房頂設(shè)計了三角紅色引人入勝，顏色和諧寧靜，營造了一種學(xué)習(xí)的氛圍，進(jìn)一步達(dá)到了立面體現(xiàn)內(nèi)部功能的作用。（十）北、東、西立面設(shè)計本設(shè)計在其他三個立面的處理上本著與正立面在為了使整個建筑物渾然一體，也應(yīng)重視其設(shè)計。北立面也采用了橫縱變化相結(jié)合的方式，在樓梯窗處理上采用了豎向通窗，而教室則采用了橫向窗，并采用鋁合金雙拉窗。同時，外墻也采淺黃色和天藍(lán)色面磚貼

15、面。東、西立面各有一次要出口，并采用了別致的小門柱，作為次入口的引入點，其他的裝飾同正立面。四、結(jié)構(gòu)布置和計算單元簡圖根據(jù)業(yè)主對建筑物的用途，以及建筑施工圖的要求，本工程決定主要采用框架結(jié)構(gòu)。（一）、根據(jù)該房屋的使用功能和建筑設(shè)計的要求進(jìn)行了建筑平面，立面和剖面設(shè)計。主體結(jié)構(gòu)六層，底高都為3.9米。突出的部分為上人屋面樓梯井房，高3.3米。填充墻采用240mm粘土空心磚砌筑。門為木門，窗為鋁合金窗。樓面板采用100mm鋼筋混凝土現(xiàn)澆板。梁截面高度按梁跨度1/121/8估算。由此估算的梁截面尺寸見下表，表中還給出了各層梁柱的混凝土強度等級。其設(shè)計強度c20(fc=9.6kn/mm2,ft=1.1

16、kn/mm2).c30(fc=14.3kn/mm2,ft=1.43kn/mm2)表梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強度等級 表11邊跨梁（mm）中跨梁（mm）邊柱連系梁（mm）中柱連系梁（mm）300600300400300600300400（二）、柱截面尺寸通過估算底層柱截面為600mm600mm,上部各層柱截面為500mm500mm。（三）、確定框架計算簡圖 取有代表性的一榀框架進(jìn)行計算 手算32軸線處框架根據(jù)建筑和結(jié)構(gòu)要求，選取如下所示計算簡圖：圖11第二章、框架結(jié)構(gòu)計算第一節(jié) 荷載統(tǒng)計一、荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算（一）豎向荷載1恒載屋面恒載： 30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 220.03=0.66kn/

17、三氈四油防水層 0.4 kn/20m厚水泥砂漿找平層 200.02=0.4 kn/150厚水泥蛭石保溫層 50.15=0.75kn/100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 250.1=2.5kn/吊頂或粉頂 0.5kn/總計 5.21kn/樓面恒載：1、 樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值水磨石地面（面層及砂漿底共50mm） 1.05kn/m2120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層 3kn/m215厚板底抹灰 0.26kn/m2小計 樓面恒載 4.31kn/m2 2、活載 上人屋面均布活載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kn/ 樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值 5.0kn/ 屋面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.35kn/ （二）梁、柱重力荷載計算梁柱可根據(jù)截面尺寸，材料容量及粉刷層等計

18、算出單位上的重力荷載，對墻門窗計算出單位面積上的重力荷載，具體計算過程略。計算結(jié)果見表?；A(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)，埋深2.0米h=1.55米。底層柱高h(yuǎn)=4.5+2+0.45-1.55=5.4米。 各梁柱截面尺寸 表21層次構(gòu)件b(m)h(m)rkn/mgkn/mli(m)1-6邊橫梁0.30.6251.054.7256.2中橫梁0.30.4251.053.152.3次 梁0.30.6251.054.7256.6縱 梁0.30.6251.054.7257.51柱0.60.6251.059.95.42-6柱0.50.5251.056.253.9注：1）表中為考慮梁，柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的

19、增大系數(shù)；g表示單位長度構(gòu)件重力荷載。 2）梁長取凈長，柱長度取層高。 （三）墻體計算1、外墻 墻體為240mm厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚（0.5 kn/）；內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻面重力荷載為：0.5+150.24+170.02=4.44 kn/2、內(nèi)墻 內(nèi)墻為240mm厚粘土空心磚，兩側(cè)為20mm厚抹灰，則單位內(nèi)墻重力荷載為：170.022+150.24=4.28 kn/3、木門 窗 木門單位面積重力荷載為0.2 kn/；鋁合金窗單位面積重力荷載為0.4 kn/。木門自重荷載為.0.2kn/。鋁合金窗0.4kn/。第二節(jié) 橫向框架側(cè)移剛度計算一、 橫向框架側(cè)移剛度計算1、取梁混凝土等

20、級為c20，ec=2.55107 kn/。 在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少了框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取i=1.5i0(i0梁的截面慣性矩)；對中框架梁取i=2.0i0。橫梁線剛度i0 計算表 表22梁號 l截面bh(m2)跨度l(m)慣性矩i0=bh3/12邊框架梁中框架梁ib=1.5i0(m)ib=eib/l(kn.m)ib=2.0i0(m4)ib=eib/l(kn.m)l10.30.66.25.410-38.110-13.3310410.810-34.44104l20.30.67.55.410-310.8

21、10-3104l30.30.67.55.410-38.110-12.7510410.810-34.05104l40.30.42.31.3310-32.010-12.221042.6610-33.99104l50.30.43.81.3310-32.010-11.591042.6610-32.121042、 橫向框架柱的側(cè)移剛度取柱混凝土等級為c30，ec=3107kn/m2.柱線剛度列于表23，橫向框架柱側(cè)移剛度d值列于表24.柱線剛度ic計算表 表23構(gòu)件截面（m）柱高度（m）慣性矩ic=1/12bh3線剛度ic=eic/h底層柱0.60.65.410.810-36.010426層柱0.40.

22、43.02.1310-32.13104表4、橫向框架側(cè)移剛度d值（n/mm） 表24層次 項目柱類型i=ib/2ic（一般層）i=ib/ic（底層）=i/(2+i)=(0.5+i)/(2+i)d=12ic/h2(kn/m)根數(shù)底層邊框架邊柱3.69/6.0=0.6150.426105194邊框架中柱（3.69+3）/6.0=1.1150.518127904中框架邊柱4.92/6.0=0.820.4681155612中框架邊柱4.59/6.0=0.7650.458113098中框架中柱（4.92+3.99）/6.0=1.4850.7991972812di5591162-6層邊框架邊柱（3.69+

23、3.69）/2.132=1.730.46130644邊框架中柱2（3.69+3）/22.13=3.140.61173244中框架邊柱（4.92+4.92）/22.13=2.310.541533612中框架邊柱（4.59+4.59）/22.13=2.160.52147688中框架中柱2（4.92+3.99）/22.13=4.180.681931212di655472第三節(jié) 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計算一、 向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 本設(shè)計地震烈度為6度，故不考慮地震作用，此處從略。二、 橫向框架風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算1、 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓 w0=0.35kn/

24、由荷載規(guī)范查s=0.8（迎風(fēng)面），s=-0.5（背風(fēng)面）c類地區(qū)：h/b=20.4/43.2=0.472，查表可得，脈動影響系數(shù)為 =0.4；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基本自振周期t1t1=0.25+0.5310-3h2/b=0.313sw0t12=0.350.3132=0.034kns2/m2查表：=1.31. z=1+1.310.4hi/（zh）取橫向框架計算單元，負(fù)載寬度為7.2米，則沿房屋高度分布的風(fēng)荷載為qz=7.20.35zsz=2.52zsz根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度hi，查表取z，代入上式可得各層標(biāo)高處的q(z)，見表5，q(z)沿房屋高度的分布見圖三。沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 表25層

25、次hi/mhi/hzzq1zq2z620.41.000.8461.6192.7611.726517.40.8530.7881.5672.4891.556414.40.7060.741.52.2381.399311.40.5590.741.3962.0831.30228.40.4120.741.2921.9281.20515.40.2650.741.1881.7721.108圖22荷載規(guī)范規(guī)定，對于高度大于30米且寬度大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)z來考慮風(fēng)壓脈動的影響，本設(shè)計房屋高度h=20.430m,h/b=20.4/14.1=1.4471.5,但由表5可見，沿房屋高度在1.1881.

26、619范圍內(nèi)變化，則風(fēng)壓脈動的影響較大。因此，該房屋應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動的影響。 框架結(jié)構(gòu)分析時，應(yīng)按靜力等效原理將圖三的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點集中荷載，各層的集中荷載計算過程如下：f6=（2.761+1.726）3/2=6.731 knf5=（2.489+1.556+2.238+1.399）3/2+（2.761-2.489+1.726-1.556）30.5/3+（2.489-2.238+1.556-1.399）30.52/3=12.152 knf4=（2.238+1.399+2.083+1.302）3/2+（2.489-2.238+1.556-1.399）30.5/3+（2.238-2.083+1.

27、399-1.302）30.52/3=10.989 knf3=（2.083+1.302+1.928+1.205）3/2+（2.238-2.083+1.399-1.302）30.5/3+（2.083-1.928+1.302-1.205）30.52/3=10.155 knf2=（1.928+1.205+1.772+1.108）3/2+（2.083-1.928+1.302-1.205）30.5/3+（1.928-1.772+1.205-1.108）30.52/3=9.399 knf1=（1.772+0+1.108+0）4.950.5+（1.928-1.772+1.205-1.108）4.950.5/3

28、+（1.772-0+1.108-0）4.950.52/3=12.09 kn圖232.風(fēng)荷載作用下水平位移驗算。由圖四水平荷載根據(jù)式：vi=fk。計算層間剪力vi如下。風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及位移計算 表26層次123456fi12.099.39910.15510.98912.1526.731vi61.51949.42944.0329.87218.8836.731di312846929669296692966929669296i0.890.710.640.430.270.10i0.891.62.242.672.943.04i/hi1/60671/118311/178131/334881/644

29、441/204000由表6可見，荷載框架的最大層間位移角為1/6067e=1/550。滿足規(guī)范要求。第四節(jié)、橫向豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算一、 計算單元取14軸線橫向框架進(jìn)行計算，計算單元寬度7.2米，如圖五示由于房間內(nèi)設(shè)有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的陰影所示，計算單元范圍內(nèi)的樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各點上，于縱向框架梁的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。二、荷載計算a) 恒載計算 在圖六中, q1，q1代表橫梁自重，為均布荷載形式; q2、 q2分別為房間和走道傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖五所示幾何關(guān)系可得，對于六

30、層:第6層：q1=4.725kn/m q1=2.625kn/m q2=5.2136=18.756kn/m q2=5.21 2.1=10.941kn/mp1，p2，分別為邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重，樓板重和女兒墻的重力荷載。p1=3.62.00.52+（6+2）0.51.8 5.21+4.7257.2+4.7253+2.640.97.2=140.323 knp2=3.620.52+（6+2）1.8+（3.6+2.1）1.052 5.21+4.7257.2+4.7253=154.401 kn集中力矩m1，m2，m1=p1e1=140.323（0.4-0.3）/2=7.02knmm

31、2=p2e2=154.401（0.4-0.3）/2=7.72knm第25層：q1包括梁自重和其上橫梁自重，為均布荷載。其他計算方法同6層，計算過程如下：q1=4.725+4.282.4=14.997kn/m q1 =2.625kn/m q2=3.553.6=17.64kn/m q2=3.552.1=7.455 kn/mp1=3.62.00.52+（6+2）0.52.0 3.55+4.7257.2+4.7253.0+4.44（6.82.4-1.51.82）+0.41.51.82=152.77 knp2=3.62.00.52+（6+2）0.52.0+（3.6+2.1）0.51.052 3.55+4

32、.7257.2+4.7253.0+4.282.4(7.2-0.4)=193.25 kn 集中力矩m1，m2， m1=p1e1=152.77（0.4-0.3）/2=7.64knm m2=p2e2=193.25（0.4-0.3）/2=9.66knm對第1層：q1=4.725+4.282.4=14.997kn/m q1=2.625kn/m q2=3.553.6=12.78kn/m q2=3.552.1=7.455 kn/mp1=3.62.00.52+（6+2）0.52.0 3.55+84.7257.2+4.7253.0+4.44（6.82.4-1.51.82）+0.41.51.82=152.77 k

33、np2=3.62.00.52+（6+2）0.51.052 3.55+4.7257.2+4.7253.0+4.282.46.8=193.25 kn集中力矩m1，m2， m1=p1e1=152.77（0.6-0.3）/2=22.92knm m2=p2e2=193.25（0.6-0.3）/2=28.99knm 1、 活載計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖七：對于第6層：q2=2.03.6=7.2kn/m q2=22.1=4.2 kn/mp1=3.62.00.52+（6+2）0.52 2=30.4knp2=3.62.00.52+（3.6+2.1）0.51.052.0 2=43.58 knm1=

34、p1e1=1.52knm m2=p2e2=2.18knm同理在雪荷載作用下q2=3.60.35=1.26kn/m q2=0.352.1=0.73 kn/mp1=3.62.00.52+（6+2）0.52 0.35=5.32knp2=3.62.00.52+（6+2）0.52+（3.6+2.1）1.052 0.35=7.42knm1=p1e1=0.266knm m2=p2e2=0.371knm第2-5層：q2=3.62.0=7.2kn/m q2=2.02.1=4.2 kn/mp1=3.62.00.52+（6+2）0.52 2=30.4knp2=3.62.00.52+（3.6+2.1）0.51.052

35、.0 2=43.58 knm1=p1e1=1.52knm m2=p2e2=2.18knm第1層：q2=3.62.0=7.2kn/m q2=22.1=4.2 kn/mp1=3.62.00.52+（6+2）0.52 2=30.4knp2=3.62.00.52+（3.6+2.1）0.51.052.0 2=43.58 knm1=p1e1=30.4（0.6-0.3）/2=4.56knm m2=p2e2=43.8（0.6-0.3）/2=6.54knm將以上計算結(jié)果總匯如下：橫向框架恒載匯總表 表27 層次q1/kn .mq1kn.mq2kn.mq2kn.mp1knp2knm1kn.mm2kn.m64.72

36、52.62518.75610.941140.323154.47.027.722514.9972.62512.787.455152.77193.257.649.66114.9972.62512.787.455152.77193.2522.9228.99橫向框架活載匯總表 表28層次q2kn.mq2kn.mp1knp2knm1kn.mm2kn.m67.2(1.26)4.2(0.735)30.4(5.32)43.58(7.415)1.52(0.266)2.18(0.371)257.24.230.443.581.522.1817.24.230.443.584.566.54注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪

37、荷載作用情況。三、內(nèi)力計算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計算時可用半框架。彎矩計算過程如圖八，所得彎矩圖如圖九。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到。計算柱底軸力還需考慮柱自重，如表9和表10所列：圖24活載作用下橫向框架彎矩的二次分配法（單位：kn.m）圖25 圖26 恒載彎矩圖（kn.m）圖27活載彎矩圖（kn.m）（三）梁端剪力及柱軸力計算恒載作用下梁端剪力及柱軸力計算表（kn） 表29層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力gj跨jk跨gj跨jk跨gj跨jk跨g柱j柱vg=vjvj=v

38、kvg=-vjvj=vkvgvjvj=vkn頂n底n頂n底639.398.5-2.47036.9241.868.5177.24199.44204.76217.96571.836.67-1.63070.273.466.67422.41435.61491.34504.54471.836.67-1.68070.273.466.67658.58671.78777.92791.12371.836.67-1.68070.273.466.67894.75907.951064.51077.7271.836.67-1.8070.0373.636.671130.811441351.11364.3171.836.6

39、7-1.2070.0373.036.671367.41420.81637.21690.7活載作用下梁端剪力及柱軸力計算表(kn) 表210層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力gj跨jk跨gj跨jk跨gj跨jk跨g柱j柱vg=vjvj=vkvg=vjvj=vkvgvjvj=vkn=nn=n615.122.21-0.83014.2915.952.2144.6961.74515.122.21-0.44014.6815.562.2189.77123.09415.122.21-0.47014.6515.592.21134.82184.47315.122.21-0.47014.6515.592.211

40、79.87245.85215.122.21-0.5014.6215.622.21224.89307.26115.122.21-0.37014.7515.492.21270.04368.54（四）橫向框架內(nèi)力組合1、框架梁內(nèi)力組合本結(jié)構(gòu)考慮了三種內(nèi)力組合，即1.2sgk+1.4sqk，1.2sgk+0.91.4（sqk+swk ）， 1.35sgk+1.0sqk 。本工程各梁的內(nèi)力組合計算過程省略，計算結(jié)果見表，表中sgk，sqk 兩列中的梁端彎矩m為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩（調(diào)幅系數(shù)取0.8）。表11框架梁內(nèi)力組合表 表211層次截面位置內(nèi)力sgksqksk1.2sgk+1.26(sqk+sk)1.3

41、5sgk+sqk1.2sgk+1.4sqk一層gm-55.31-1437.2-37.14-130.88-88.67-85.97v70.6314.75干11.888.47118.21110.1105.41j左m-61.06-15.78干33.8-135.7-50.57-98.21-95.36v73.0315.4911.8122.0292.29114.09109.32j右m-8.09-2.4217.18.79-34.3-13.34-13.1v6.672.21干6.3-9.7531.3311.2111.1跨間mgj91.0686.7884.0686.84mjk29.083.5724.5324.77二

42、層gm-45.87-11.7728.7-33.71-106.04-73.69-71.52v70.0314.62干8.95-91.18113.75109.16104.51j左m-54.51-14.18干25.0-114.8-51.77-87.77-85.26v73.6315.628.95119.3196.76115.02110.22j右m-13.72-3.813.2-4.62-37.88-22.32-21.78v6.672.21干12.6-5.0526.6311.2111.1跨間mgj103.2698.696.7799.11mjk33.250.0115.5516.09三層gm-47.51-12.

43、1822.4-44.13-99.32-76.32-74.06v70.214.65干7.093.88111.52109.42104.75j左m-55.63-14.45干19.6-109.7-60.2789.55-86.99v73.4615.597.0116.6295.48114.76109.98j右m-13.27-3.6910.2-7.72-33.43-21.6-21.1v6.672.21干9.71-1.4523.0211.2111.1跨間mgj100.6197.7194.5796.98mjk30.154.4416.2716.67四層gm-47.51-12.1815.7-52.58-92.14-

44、76.32-74.06v70.214.65干4.996.53108.88109.42104.75j左m-55.61-14.45干13.7-102.2-67.68-89.52-86.96v73.4615.594.9113.97101.62114.76109.98j右m-13.27-3.697.0-11.75-29.39-21.6-21.09v6.672.21干6.672.3819.1911.2111.1跨間mgj100.1197.694.5896.99mjk26.128.4816.2716.78五層gm-47.86-12.47干8.2-62.81-83.4877.08-74.89v70.214.

45、68干2.5899.49105.99109.45104.79j左m-55.66-14.59干7.3-94.37-75.98-89.73-87.34v73.4615.562.58111.01104.51114.73109.94j右m-13.25-3.633.6-15.94-25.01-21.52-20.98v6.672.21干3.436.4715.1111.2111.1跨間mgj98.9197.7794.196.39mjk21.9312.8716.3516.89六層gm-29.74-8.58干2.4-43.47-49.52-48.73-47.7v36.9214.29干0.7861.3363.29

46、64.1364.31j左m-41.59-12.57干2.3-68.64-62.85-68.72-67.51v41.8615.950.7871.3169.3572.4672.24j右m-15.97-4.970.9-24.29-26.56-26.53-26.12v8.52.21干0.8611.914.0713.6913.29跨間mgj102101.8899.34100.45mjk15.513.2313.2613.67 注：表中mgj，mjk分別為gj，jk跨的跨間最大正彎矩。m以下部受拉為正，v以向上為正。2、 架柱內(nèi)力組合取每層柱頂和柱底兩個控制截面，按柱內(nèi)力組合方法進(jìn)行組合，組合結(jié)果及柱端彎矩設(shè)計值的調(diào)整見表。地震荷載過于小，不予考慮，橫向框架g柱彎矩和軸力組合 表212層次