土木工程畢業(yè)設(shè)計計算書(框架結(jié)構(gòu)-百貨商場設(shè)計)

1、目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc13888 摘 要 PAGEREF _Toc13888 I HYPERLINK l _Toc5667 ABSTRACT PAGEREF _Toc5667 II HYPERLINK l _Toc18130 第1章 設(shè)計資料 PAGEREF _Toc18130 1 HYPERLINK l _Toc23156 工程概況 PAGEREF _Toc23156 1 HYPERLINK l _Toc10867 PAGEREF _Toc10867 1 HYPERLINK l _Toc26101 PAGEREF _Toc26101 1 HYPER

2、LINK l _Toc3166 PAGEREF _Toc3166 1 HYPERLINK l _Toc15364 PAGEREF _Toc15364 1 HYPERLINK l _Toc31583 第2章 建筑方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc31583 3 HYPERLINK l _Toc28056 PAGEREF _Toc28056 3 HYPERLINK l _Toc29825 PAGEREF _Toc29825 3 HYPERLINK l _Toc15287 PAGEREF _Toc15287 3 HYPERLINK l _Toc13364 PAGEREF _Toc13364 4

3、 HYPERLINK l _Toc31371 PAGEREF _Toc31371 6 HYPERLINK l _Toc2446 第3章 荷載計算 PAGEREF _Toc2446 8 HYPERLINK l _Toc8735 構(gòu)件自重統(tǒng)計 PAGEREF _Toc8735 8 HYPERLINK l _Toc1166 PAGEREF _Toc1166 8 HYPERLINK l _Toc8720 3.1.2墻及門窗自重（包含抹灰） PAGEREF _Toc8720 8 HYPERLINK l _Toc24463 PAGEREF _Toc24463 9 HYPERLINK l _Toc30643

4、 PAGEREF _Toc30643 10 HYPERLINK l _Toc17746 3.2.1頂層梁、柱恒載計算 PAGEREF _Toc17746 10 HYPERLINK l _Toc17025 3.2.2第五層梁、柱上恒載計算 PAGEREF _Toc17025 11 HYPERLINK l _Toc24641 3.2.3其他層梁、柱上恒載計算 PAGEREF _Toc24641 11 HYPERLINK l _Toc12487 PAGEREF _Toc12487 13 HYPERLINK l _Toc17624 PAGEREF _Toc17624 13 HYPERLINK l _T

5、oc12007 3.3.2第五層框架梁、柱活載計算 PAGEREF _Toc12007 14 HYPERLINK l _Toc6239 3.3.3其他層框架梁、柱活載計算 PAGEREF _Toc6239 14 HYPERLINK l _Toc21947 PAGEREF _Toc21947 16 HYPERLINK l _Toc7760 PAGEREF _Toc7760 18 HYPERLINK l _Toc14537 第4章 幾何參數(shù)計算 PAGEREF _Toc14537 21 HYPERLINK l _Toc27171 PAGEREF _Toc27171 21 HYPERLINK l _

6、Toc31602 PAGEREF _Toc31602 21 HYPERLINK l _Toc8286 PAGEREF _Toc8286 21 HYPERLINK l _Toc3138 第5章 內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc3138 23 HYPERLINK l _Toc18699 PAGEREF _Toc18699 23 HYPERLINK l _Toc8197 PAGEREF _Toc8197 23 HYPERLINK l _Toc1800 PAGEREF _Toc1800 26 HYPERLINK l _Toc4694 PAGEREF _Toc4694 31 HYPERLINK l _

7、Toc25305 PAGEREF _Toc25305 31 HYPERLINK l _Toc16313 PAGEREF _Toc16313 33 HYPERLINK l _Toc3282 PAGEREF _Toc3282 38 HYPERLINK l _Toc19846 PAGEREF _Toc19846 38 HYPERLINK l _Toc23005 PAGEREF _Toc23005 38 HYPERLINK l _Toc13871 PAGEREF _Toc13871 38 HYPERLINK l _Toc5927 PAGEREF _Toc5927 39 HYPERLINK l _Toc

8、25762 PAGEREF _Toc25762 40 HYPERLINK l _Toc29814 PAGEREF _Toc29814 48 HYPERLINK l _Toc16347 第6章 內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc16347 57 HYPERLINK l _Toc507 PAGEREF _Toc507 57 HYPERLINK l _Toc20447 PAGEREF _Toc20447 58 HYPERLINK l _Toc26071 PAGEREF _Toc26071 59 HYPERLINK l _Toc12215 PAGEREF _Toc12215 61 HYPERLINK

9、l _Toc20143 PAGEREF _Toc20143 65 HYPERLINK l _Toc23594 第7章 截面設(shè)計 PAGEREF _Toc23594 79 HYPERLINK l _Toc5127 PAGEREF _Toc5127 79 HYPERLINK l _Toc11577 PAGEREF _Toc11577 79 HYPERLINK l _Toc14901 PAGEREF _Toc14901 79 HYPERLINK l _Toc30907 PAGEREF _Toc30907 79 HYPERLINK l _Toc32555 PAGEREF _Toc32555 80 HY

10、PERLINK l _Toc3714 7.2.2 邊梁截面受剪承載力計算 PAGEREF _Toc3714 82 HYPERLINK l _Toc32372 PAGEREF _Toc32372 83 HYPERLINK l _Toc748 PAGEREF _Toc748 85 HYPERLINK l _Toc11784 PAGEREF _Toc11784 87 HYPERLINK l _Toc8920 PAGEREF _Toc8920 87 HYPERLINK l _Toc17134 PAGEREF _Toc17134 89 HYPERLINK l _Toc1100 第8章 樓梯設(shè)計 PAGE

11、REF _Toc1100 92 HYPERLINK l _Toc17348 PAGEREF _Toc17348 92 HYPERLINK l _Toc342 PAGEREF _Toc342 92 HYPERLINK l _Toc160 平臺板設(shè)計 PAGEREF _Toc160 93 HYPERLINK l _Toc5871 平臺梁設(shè)計 PAGEREF _Toc5871 94 HYPERLINK l _Toc8940 第9章 基礎(chǔ)設(shè)計 PAGEREF _Toc8940 96 HYPERLINK l _Toc12258 PAGEREF _Toc12258 96 HYPERLINK l _Toc2

12、3849 PAGEREF _Toc23849 102 HYPERLINK l _Toc25609 謝 辭 PAGEREF _Toc25609 107 HYPERLINK l _Toc16828 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc16828 107摘 要該設(shè)計為百貨商場，建筑面積為5405m2,建筑層數(shù)為六層。主體結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)作為承力結(jié)構(gòu)。建筑的主體風(fēng)格以簡潔為主。在建筑設(shè)計中，建筑按使用功能分為營業(yè)、倉儲、輔助用房三個部分，其中以營業(yè)部分為主。根據(jù)功能進(jìn)行了布局，很好的處理好了貨流、顧客和職工流之間的關(guān)系。建筑的設(shè)計部分包括：方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)選型、平面設(shè)計、立面設(shè)計。結(jié)構(gòu)計算部分是重點內(nèi)容。

13、這部分計算主要包括：水平地震作用，風(fēng)荷載，豎向荷載，活荷載等對結(jié)構(gòu)的影響。此外還包括樓梯設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計等。在設(shè)計方法中對于水平地震及作用采用了底部剪力法，對于豎向荷載采用了彎矩二次分配法。關(guān)鍵詞：商場設(shè)計，框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計ABSTRACTThe design for the department stores,construction area of 5405m2,building layers of six.Main structure frame structure as main architectural style of LPT.In architectural design, c

14、onstruction by using the function into business, warehousing,auxiliary buildings of three parts, of which the main part of function layout,good handle the relationship between the flow of goods, customers and employees streams.KEYWORDS:mall design,frame structure,structural design框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書設(shè)計資料工程概況 本

15、工程為某百貨商店。結(jié)構(gòu)形式為整體六層框架結(jié)構(gòu)。建筑面積為5405m2，第一到五層層高m，頂層高為m，總高為m，室內(nèi)外高差m。1.2建筑設(shè)計資料1.2.1場地地質(zhì)條件百貨商店位于市區(qū)，地面粗糙度為C類。2. 建筑技術(shù)條件 地形概況：擬建工程位于市區(qū)，地形較平坦，地質(zhì)情況較為簡單，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。 水文地質(zhì)條件：場地地下水及土層對砼、砼內(nèi)鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)等無腐蝕性。建筑地層一覽表（標(biāo)準(zhǔn)值）序號巖土分類厚度范圍(m)天然重度(KN/m3)地基承載力fak(kpa)1雜填土202強(qiáng)風(fēng)化泥巖74103中風(fēng)化基巖12.33002）表中給定士層深度由自然地坪算起1.2.2其他相關(guān)條件氣象資料：工程所在地主要氣象

16、資料如下：基本風(fēng)壓 ，基本雪壓。場地地震效應(yīng)：該場地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震分組為第一組，該場地設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，建筑場地類別為類。1.2.3地形圖本百貨商店位于市區(qū)，地面粗糙度為C類，項目基地平坦。參見圖1.1。第2章 建筑方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑平面設(shè)計應(yīng)主要考慮建筑物的功能要求，力求建筑物的美觀大方，同時兼顧結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)盡量規(guī)則合理并滿足抗震設(shè)防要求，以便于結(jié)構(gòu)設(shè)計。商場建筑按使用功能分為營業(yè)，倉儲，輔助三個部分，其中以營業(yè)部分為主，要處理好貨流，顧客和職工流之間的關(guān)系。根據(jù)功能分析，流線分析進(jìn)行平面組合設(shè)計，確定組合方式。從商場建筑的使用功能及任務(wù)書所給的條件看，采用以

17、營業(yè)廳為中心，周邊布置輔助房間的大廳式組合較為合理。根據(jù)周圍環(huán)境，道路分布及走向，商店內(nèi)流線分析，顧客流量等因素初步確定入口及樓梯的位置，數(shù)量及形狀。初步確定門窗的形狀，尺寸和位置。 （平面圖見圖2.1、立面圖見圖2.2、剖面圖見圖2.3）。一層平面圖本設(shè)計采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)?？紤]到施工順序（現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r一般梁、板一起整澆，柱單獨澆筑）等因素，擬選購材料如下：柱：采用C30混凝土梁：采用C30混凝土板：采用C30混凝土基礎(chǔ)：采用外墻、內(nèi)墻采用200mm厚粉煤灰輕渣空心砌塊，衛(wèi)生間內(nèi)部隔斷取用100mm厚輕質(zhì)隔斷。砂漿強(qiáng)度等級M5.0，砌塊強(qiáng)度等級M7.5，采用水泥石灰混合砂漿。構(gòu)件尺寸

18、確定梁 確定原則：主梁截面高度一般為其跨度的1/141/8，次梁截面高度一般為其跨度的1/181/12；梁截面寬度一般為其截面高度的1/31/2。梁截面寬度不宜小于200mm，梁截面高寬比不宜大于4。再綜合撓度控制、荷載等原因，初選梁截面尺寸為：橫向框架主梁： bh = 300mm650mm橫向框架次梁： bh = 250mm600mm縱向框架次梁： bh = 250mm600mm頂層框架次梁： bh = 200mm500mm柱 柱截面尺寸可根據(jù)如下公式估算（1.11.2）N/各層的重力荷載可近似取14KN/M2，由平面圖可知邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為6.3m。由公式可得第一層柱截面面積為：邊

19、柱： = = 中柱： = = 如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面尺寸分別為491mm和694mm。由建筑抗震設(shè)計規(guī)范（以下簡稱抗規(guī)）6.3.5條，矩形截面柱邊長不宜小于400mm，柱截面高寬比不宜大于3?？拐鹪O(shè)計時宜采用方柱，根據(jù)上述估算結(jié)果并綜合考慮其他因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值為：1至5層柱750mm750mm，頂層柱450mm450mm。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm。2.2.2計算簡圖結(jié)構(gòu)布置如下圖2.4所示。針對本設(shè)計的建筑施工圖紙，選擇第5軸橫向框架作為手算對象。本計算書除特別說明外，所有計算、選型、材料、圖紙均為第5軸橫向框架數(shù)據(jù)。選取計算單元時的確定原則

20、和方法是在結(jié)構(gòu)計算簡圖中，桿件用其軸線來表示?？蚣芰旱目缍燃慈≈虞S線之間的距離；框架的層高（框架柱的長度）即為相應(yīng)的建筑層高，而底層柱的長度應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算起。計算簡圖如圖2.5所示。 A B C D圖2.5框架計算簡圖第3章 荷載計算構(gòu)件自重統(tǒng)計板上人屋面 30mm厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 三氈四油防水層 V形輕龍骨吊頂0 小計 4.90 不上人屋面 30mm厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 三氈四油防水層 V形輕龍骨吊頂0 樓面 V形輕龍骨吊頂03.1.2墻及門窗自重（包含抹灰） 女兒墻 518 = 0 外墻為玻璃幕墻，墻面單位面積自重為 內(nèi)墻為雙面抹灰板條隔墻，兩側(cè)均為20mm厚水泥粉刷自重 門窗 屋面及樓

21、面活荷載 上人屋面 樓面活荷載 3.5 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 梁柱自重標(biāo)準(zhǔn)值梁柱單位長度自重可根據(jù)截面尺寸、材料容重等計算。因計算屋蓋樓蓋恒荷載時已經(jīng)考慮抹灰自重，在計算量截面荷載時應(yīng)扣除板的厚度，且對粉刷層只考慮兩側(cè)抹灰重量。主梁 KN/m次梁 KN/m頂層柱 KN/m其他層柱 KN/m一層梁的靜長度樓層構(gòu)件b/mh/mr/(kN/m3)gl(kN/m)l/mg/kN一主梁2533次梁2527柱2582二至五主梁2533次梁2527柱2563六主梁2533次梁25柱25 主梁 =8.1-0.75=7.35m 次梁 一層柱長度 3.2恒載計算層梁、柱恒載計算梁上線荷載計算 梁上線荷載 = 梁自重

22、板重 墻重。由此可知梁上分布荷載為一均布荷載，只要求出控制點的荷載值，就可以繪出該梁上荷載分布圖。如圖3.1。 最大值 = = 最小值 =頂層恒載圖邊柱集中力計算 邊柱集中力 = 邊柱自重縱向框架梁承受的荷載 縱向框架梁承受的荷載 = 部分板重縱向梁重外墻重邊柱上集中力：A柱： D柱同A柱 中柱集中力計算同理：中柱上集中力：層梁、柱上恒載計算梁上線荷載計算：本層梁上線荷載五層恒載圖邊柱集中力計算 邊柱集中力=邊柱自重縱向框架梁的傳力其中，縱向框架梁的傳力=部分板重橫向梁重縱向梁重女兒墻自重因此，邊柱集中力：A柱：同理，D柱同A柱中柱集中力計算同理，中柱上集中力：B柱：C柱=B柱梁、柱上恒載計算

23、梁上線荷載計算：本層梁上線荷載部分為均布荷載AB跨均布荷載BC跨均布荷載部分為梯形荷載，為計算方便設(shè)CD跨滿跨為梯形荷載： 最大值 = 最小值 = 10圖3.3其他層恒載圖計算邊柱集中力計算 邊柱集中力=邊柱自重縱向框架梁的傳力其中：縱向框架梁的傳力=部分板重橫向梁重縱向梁重女兒墻自重因此，邊柱集中力：A柱：同理，D柱 中柱集中力計算同理，中柱上集中力：B柱：通過以上計算，可繪出第5軸橫向框架恒載圖（圖3.4）。圖3.4第5軸橫向框架恒載圖頂層框架梁柱活載計算雪荷載：0.65活載?。毫荷暇€荷載：同恒載求解方法，得：頂面為均布荷載其值：2.7=中間跨均布荷載值為：2.7=圖3.5頂層活載圖邊柱集

24、中力：邊柱集中力=部分板上活載傳力P=中柱集中力:中柱集中力=部分板上活載傳力P=23/4=層框架梁、柱活載計算上人屋面活載：梁上線荷載：同以上求解方法，得：其值：2.7= 圖3.6五層活載圖邊柱集中力：邊柱集中力=部分板上活載傳力 P=2.73.5=中柱集中力中柱集中力=部分板上傳力 P=2.73.52=153層框架梁、柱活載計算屋面活載：梁上線荷載：同以上求解方法，得：AB BC跨為均布荷載其值為：2.7=CD跨為梯形荷載其最大值為：2.7=最小值為零圖3.7其他層活載圖邊柱集中力：邊柱集中力=部分板上活載傳力 A柱：P=2.73.5= D柱：P=3.5=中柱集中力中柱集中力=部分板上傳力

25、 B柱：P=2.73.52=153 C柱：P=通過以上計算，可繪出第5軸橫向框架活載圖（圖3.8）圖3.8第5軸橫向框架活載圖 設(shè)計資料 本建筑位于城市市區(qū)，屬于B類場地；基本風(fēng)壓0 單位面積風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 因結(jié)構(gòu)高度H=m30m，且H/B=24.95/24.3=1.031.5，不考慮風(fēng)震影響可取風(fēng)震系數(shù) 對于矩形平面形狀，風(fēng)載體形系數(shù)=0.8（迎風(fēng)面），=-0.5（被風(fēng)面） 風(fēng)壓高度變化系數(shù)， 作用于中間一榀橫向框架上的風(fēng)荷載分為上下分布的線荷載，迎風(fēng)面和被風(fēng)面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：=1.00.8,=1.0層次z/mz/Hiq1q26154321 在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移計算時，一般可按靜力等效原則

26、將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)為節(jié)點處的集中風(fēng)荷載，各層節(jié)點處的集中風(fēng)荷載計算如下。F1=（0.874+0.546）（）F2=（0.874+0.546+0.874+0.546） 由此繪出第5a b。a第5軸橫向框架風(fēng)載圖b第5軸橫向框架風(fēng)載圖計算重力荷載代表值 活載六層：恒載：樓蓋部分自重為：（2236-176）4=2464梁自重：3833+14=0柱自重：24=墻、門窗自重：女兒墻：167.35=635活載：（2236-176）=400綜上所述，第六層重力荷載代表值為：=(2464+635+400=五層恒載：樓蓋部分自重為：2236=3936梁自重：382+30柱自重：24=墻、門窗自重：外墻：1066 內(nèi)

27、墻：活載：2772綜上所述，第五層重力荷載代表值為：=(3936+1066+2772=9849第四層恒載：樓蓋部分自重為：2236=2970 梁自重：柱自重：24=墻、門窗自重：外墻：1066 內(nèi)墻：活載：22363.0=2376綜上所述，第四層重力荷載代表值為：=（2970+1066+2376=底層恒載：樓蓋部分自重為：2236=2970 梁自重：柱自重：24=外墻自重：924活載：22363.0=2376綜上所述，底層重力荷載代表值為：=（2970+2376=其他層計算步驟略其結(jié)果為G2=G3=10554KN第4章 幾何參數(shù)計算 梁：=2I0= 柱：= = 在計算梁的線剛度時，考慮到現(xiàn)澆樓

28、板對梁的約束作用（現(xiàn)澆樓板相當(dāng)于框架梁的翼緣），對于兩側(cè)都有現(xiàn)澆板的梁（如:中橫梁），其線剛度取。對于一側(cè)有現(xiàn)澆板的梁（如：邊橫梁、樓梯間橫梁），其線剛度取。（C30混凝土：）E 柱：底層 iE 頂層 iE2至5層iE梁柱線剛度如表所示 柱的側(cè)移剛度D值按下式計算：式中，一般層： 底 層： 柱線剛度梁線剛度樓層層高/mE(KN/M2)bh(mm)I/m4icic1310775075010-310410425310775075010-31041046310745045010-3104104樓層ic層高/m邊柱中柱DKcDi1KcDi21212352604594560251538027171271

29、71851026249513546735467120836第5章 內(nèi)力計算恒載內(nèi)力采用彎矩二次分配法計算桿端彎矩桿端彎矩分配系數(shù)以第一層邊節(jié)點和中節(jié)點為例，說明桿端彎矩分配系數(shù)計算，其中SA、SB分別表示邊節(jié)點和中節(jié)點各桿端轉(zhuǎn)動剛度之和。SA =4（14.52+18.84+16.9）104=4104KNm/radSB=4（14.52+18.84+16.9）104+2104=4104KNm/rad上A下A右A上B下B左B右B同理，可求得其余各層節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù)。計算桿固端彎矩： 以第一層為例將梯形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載:梯形荷載折算公式：其中： 為梯形分布荷載的最大值。

30、 恒載下邊跨固端彎矩為： MA1=-1/12q1l2-1/12q2l2=-1/1210 中間跨： MB1=-1/12q1l2-1/12q2l2=-1/1210 同理，可計算出各層桿件固端彎矩。梁柱彎矩梁胯間最大彎矩可根據(jù)梁端彎矩及作用于梁上的荷載利用平衡條件確定。計算跨中彎矩時近似按折算后的均布荷載計算。Mq=0.5q(l/2)2(8.1/2)2同理，可計算出各層梁跨中彎矩。表5.1 恒荷載作用下框架彎矩二次分配綜上可得恒載作用下框架各節(jié)點的彎矩分配、傳遞過程，具體過程見表5.1。恒載作用下框架彎矩圖，見圖5.1。圖恒載作用下彎矩圖梁端剪力和軸力計算 梁端剪力根據(jù)梁上荷載及梁端彎矩利用平衡條件

31、確定，柱軸力根據(jù)柱兩側(cè)的梁端剪力、節(jié)點集中力及柱自重確定。下面以第六層框架梁柱說明梁端剪力和祝軸力的計算過程。在恒載作用下梁端彎矩引起的AB跨，BC跨梁端剪力分別為VB=VC=-（-69.5+69.5）=0梁上荷載引起的AB跨，BC跨梁端剪力分別為（）（）（）AB跨梁端總剪力為：恒載作用下第六層A柱上端軸力 NAU下端 NABB柱上端 NBU 下端 NBB恒荷載作用下彎矩及剪力樓層恒荷載作用下彎矩及剪力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨MAMBlMBrMClMCRMDVA=VBVB=VCVC=VD六-20.70 78.33 69.50 69.50 -78.3 20.70 -7.11 0.00

32、 -7.11 五-69.11 114.93 -99.72 101.8 110.7 63.22 -5.66 -0.26 -21.48 四-111.82 137.08 -89.69 74.32 -65.0 42.28 -3.12 1.90 2.81 三-111.77 139.27 -88.59 74.82 40.85 -3.40 1.70 2.86 二-112.39 139.42 -88.51 74.85 -63.9 37.96 -3.34 1.69 3.21 一-101.88 137.11 -90.62 74.12 -58.46 39.11 -4.35 2.04 2.39 樓層恒荷載引起剪力總剪

33、力CD跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨VA=-VBVB=-VCVD=-VCVAVBVBVCVCVD六61.92 40.05 61.92 54.81 -69.03 40.05 -40.05 69.03 -54.81 五72.45 72.45 72.45 66.79 -78.11 72.19 -72.71 93.93 -50.97 四99.18 58.68 36.93 96.06 -102.30 60.58 -56.78 34.12 -39.74 三99.18 58.68 36.93 95.78 -102.58 60.38 -56.98 34.07 -39.79 二99.18 58.68 36.9

34、3 95.84 -102.52 60.37 -56.99 33.72 -40.14 一99.18 58.68 36.93 94.83 -103.53 60.72 -56.64 34.54 -39.32 樓層各柱軸力A柱軸力B柱軸力C柱軸力D柱軸力N頂N底N頂N底N頂N底N頂N底六193.21 208.53 309.08 324.40 309.08 324.40 193.21 208.53 五286.79 350.14 455.30 518.65 471.64 471.64 270.97 270.97 四289.06 352.41 414.68 478.03 349.50 412.85 183.

35、04 246.39 三288.78 352.13 414.76 478.11 349.65 413.00 183.09 246.44 二288.84 352.19 414.68 478.03 349.31 412.66 183.44 246.79 一287.83 370.03 416.05 498.25 349.78 431.98 182.62 264.82 圖恒載作用下剪力圖樓層A柱軸力B柱軸力C柱軸力D柱軸力N頂N底N頂N底N頂N底N頂N底6193 209 309 324 309 324 193 209 5495 559 780 843 796 796 480 480 4848 911 1

36、258 1321 1146 1209 663 726 31200 1263 1736 1799 1559 1622 909 972 21552 1615 2214 2277 1971 2035 1156 1219 11903 1985 2693 2775 2384 2467 1402 1484 恒載作用下柱軸力圖圖恒載作用下柱軸力圖 5.2豎向活載內(nèi)力活載內(nèi)力計算原理同恒載類似。采用彎矩二次分配法計算桿端彎矩桿端彎矩分配系數(shù)以第一層邊節(jié)點和中節(jié)點為例，說明桿端彎矩分配系數(shù)計算，其中SA、SB分別表示邊節(jié)點和中節(jié)點各桿端轉(zhuǎn)動剛度之和。SA =4（14.52+18.84+16.9）104=4104

37、KNm/radSB=4（14.52+18.84+16.9）104+2104=4104KNm/rad上A下A右A上B下B左B右B同理，可求得其余各層節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù)。計算桿固端彎矩： 以第一層為例將梯形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載:梯形荷載折算公式：其中： 為梯形分布荷載的最大值。恒載下邊跨固端彎矩為： MA1=-1/12q1l2=-1/122=-KNm中間跨： MB1=-1/12q1l2=-1/122=-KNm 同理，可計算出各層桿件固端彎矩。 梁柱彎矩梁胯間最大彎矩可根據(jù)梁端彎矩及作用于梁上的荷載利用平衡條件確定。計算跨中彎矩時近似按折算后的均布荷載計算。Mq=0.5q(

38、l/2)2(8.1/2)2=KNm跨中彎矩M=（+）/2-Mq=-KNm同理，可計算出各層梁跨中彎矩。綜上可得恒載作用下框架各節(jié)點的彎矩分配、傳遞過程，具體過程見表。恒載作用下框架彎矩圖，見圖。表5.6 活荷載作用下框架彎矩二次分配圖載作用下彎矩圖梁端剪力和軸力計算 梁端剪力根據(jù)梁上荷載及梁端彎矩利用平衡條件確定，柱軸力根據(jù)柱兩側(cè)的梁端剪力、節(jié)點集中力及柱自重確定。下面以第六層框架梁柱說明梁端剪力和祝軸力的計算過程。在活載作用下梁端彎矩引起的AB跨，BC跨梁端剪力分別為VB=VC=-（-6.85+6.85）=0梁上荷載引起的AB跨，BC跨梁端剪力分別為AB跨梁端總剪力為：活載作用下第六層A柱上

39、端軸力 NAU下端 NABB柱上端 NBU 下端 NBB活荷載作用下彎矩及剪力樓層活荷載作用下彎矩及剪力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨MAMBlMBrMClMCRMDVA=VBVB=VCVC=VD六-4.04 8.08 6.85 6.85 -8.08 4.04 -0.50 0.00 -0.50 五-33.75 58.95 -53.56 53.56 -58.95 33.75 -3.11 0.00 3.11 四-42.23 57.53 -52.74 52.74 -57.53 39.46 -1.89 0.00 2.23 三-41.18 57.53 -52.74 52.74 -57.53 41.

40、18 -2.02 0.00 2.02 二-41.42 57.53 -52.74 52.74 -57.53 38.42 -1.99 0.00 2.36 一-37.30 57.86 -52.91 52.91 -57.86 37.30 -2.54 0.00 2.54 樓層恒荷載引起剪力總剪力CD跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨VA=-VBVB=-VCVD=-VCVAVBVBVCVCVD六7.13 3.56 7.13 6.63 3.56 -3.56 7.63 -6.63 五38.27 38.27 38.27 35.16 -41.38 38.27 -38.27 35.16 -41.38 四38.27 3

41、8.27 17.72 36.38 -40.16 38.27 -38.27 15.49 -19.95 三38.27 38.27 17.72 36.25 -40.29 38.27 -38.27 15.70 -19.74 二38.27 38.27 17.72 36.28 -40.26 38.27 -38.27 15.36 -20.08 一38.27 38.27 17.72 35.73 -40.81 38.27 -38.27 15.18 -20.26 樓層各柱軸力A柱軸力B柱軸力C柱軸力D柱軸力N頂N底N頂N底N頂N底N頂N底六21.33 21.33 32.50 32.50 32.50 32.50 2

42、1.33 21.33 五111.66 111.66 232.65 232.65 226.43 226.43 117.88 117.88 四112.88 112.88 231.43 231.43 213.16 213.16 49.75 49.75 三112.75 112.75 231.56 231.56 213.37 213.37 49.54 49.54 二112.78 112.78 231.53 231.53 213.03 213.03 49.88 49.88 一112.23 112.23 232.08 232.08 212.85 212.85 50.06 50.06 圖載作用下剪力圖樓層A柱

43、軸力B柱軸力C柱軸力D柱軸力N頂N底N頂N底N頂N底N頂N底621 21 33 33 33 33 21 21 5133 133 265 265 259 259 139 139 4246 246 497 497 472 472 189 189 3359 359 728 728 685 685 239 239 2471 471 960 960 898 898 288 288 1584 584 1192 1192 1111 1111 338 338 據(jù)上表可作出活載作用下柱軸力圖圖載作用下柱軸力圖5.3水平地震作用內(nèi)力自振周期的計算基本自振周期采用經(jīng)驗公式計算10-3H2/場地類別為類，設(shè)計地震分組

44、為第一組，可得Tg=0.35s,本建筑按多遇地震7度設(shè)防設(shè)計，設(shè)計地震基本加速度為0.15g，水平地震影響系數(shù)最大值為max=0.08，因T1Tg，故得地震影響系數(shù)=總橫向水平地震標(biāo)準(zhǔn)值FEK=(10872.3+10554本例工程符合底部剪力法計算，橫向水平震 作用計算如下：水平地震作用計算公式： 樓層Hi/mGiHiGi(KNm)Fi65965984910154848310554677210554472159254838229抗規(guī)5.5.1規(guī)定：“表5.5.1所列各類結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下的抗震變形驗算，其樓層內(nèi)最大的彈性層間位移應(yīng)符合下式要求： ”，計算過程如表所示。 表抗震變形驗算樓層

45、水平地震作用Fi/kN樓層剪力 Vi/kN層間側(cè)向剛度D/（N/mm）層間相對側(cè)移（）i/mm層間側(cè)移角（）i/hi六1208360.823 1/3280五269851023.161 1/1328四851024.825 1/870三113851026.153 1/683二851027.079 1/593一945606.856 1/613由抗規(guī)5.5.1中查表5.5.1，知鋼筋混凝土框架的層間位移角限值為1/550=0.0018，表中計算的結(jié)果均滿足規(guī)范要求?？挂?guī)5.2.5規(guī)定：“抗震驗算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合：”,查抗規(guī)表5.2.5，取0.016。則: =同理，10554= 10

46、554= = 2699849= 均滿足規(guī)范要求。地震水平作用于整棟建筑物，應(yīng)將地震作用按柱線剛度轉(zhuǎn)化到所計算的第五榀框架上。 一榀框架每層的分配系數(shù)為： 式中，i為層號，m為本榀框架柱數(shù)目，n為本層總的柱數(shù)目。將D帶入可分別計算出5軸號橫向框架各層的分配系數(shù)：5軸號橫向框架各層所分配到的水平地震作用： 67=67472 =67677=11367848=671015=67596=將5軸號橫向框架的地震作用標(biāo)繪于計算簡圖上，如圖所示。圖第5軸橫向框架地震作用計算簡圖計算原則利用D值法計算水平荷載作用下框架的彎矩。根據(jù)各層D值，將該層剪力分配至各個柱的反彎點處，其中反彎點處無彎矩，僅有剪力，由此便可

47、利用求得的剪力與反彎點高度求出柱端彎矩；然后利用節(jié)點品衡，按梁抗彎剛度求出各個梁端彎矩；最后，利用求得的彎矩，可解出剪、軸力。底層梁柱受水平地震荷載內(nèi)力計算計算各個柱分配剪力各柱剪力分配結(jié)果樓層層高Hi/m樓層總剪力邊柱中柱D/D分配剪力D/D分配剪力六五四三113二一反彎點高度其中：為標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度，其值與結(jié)構(gòu)總層數(shù)n，該柱所在層次j、框架梁柱線剛度比k及側(cè)向荷載形式等因素有關(guān)；表示上下橫梁線剛度比對反彎點高度的影響；與表示層高變化對反彎點的影響。各層柱的反彎點高度計算結(jié)果見表。柱端彎矩計算分別對柱頂、柱低取矩，由此可知柱頂、柱低彎矩。按下式計算第i層第j柱的下端彎矩和上端彎矩各層各柱端彎矩

48、計算見表梁端彎矩計算根據(jù)節(jié)點的彎矩品衡條件，將節(jié)點上、下柱端彎矩之和按左、右梁的線剛度分配給梁端（當(dāng)各梁遠(yuǎn)端不都是剛接時，應(yīng)取用梁的轉(zhuǎn)動剛度）分配給梁端，即式中，、分別表示節(jié)點左、右梁的線剛度。由此，可將各個梁的梁端彎矩求出，見表。 地震荷載作用下框架邊柱端彎矩樓層層高Hi/mVi/kN邊柱yD/DM上=（1-y)HiVijM下=yHiVij六0.367 35.031 20.310 五2690.185 166.662 37.831 四0.335 207.572 104.566 三0.450 218.922 179.118 二0.515 222.103 235.841 一0.825 139.12

49、1 655.857 注：彎矩和剪力均以使柱順時針轉(zhuǎn)動為正。 地震荷載作用下框架中柱端彎矩樓層層高Hi/mVi/kN中柱yD/DM上=（1-y)HiVijM下=yHiVij六0.434 44.704 34.279 五2690.300 252.284 108.122 四0.400 330.073 220.049 三0.450 385.836 315.684 二0.450 443.903 363.193 一0.700 291.492 680.148 注：彎矩和剪力均以使柱順時針轉(zhuǎn)動為正。樓層邊梁中梁MBl(kNm)MBr(kNm)MBl(kNm)MBr(kNm)六35.031 22.352 22.3

50、52 22.352 五186.973 143.282 143.282 143.282 四245.403 219.097 219.097 219.097 三323.489 302.942 302.942 302.942 二401.221 379.793 379.793 379.793 一374.963 327.342 327.342 327.342 注：彎矩和剪力均以使桿件順時針轉(zhuǎn)動為正。求出梁兩端彎矩后，因為梁上無橫向荷載，所以可以按線性關(guān)系求得跨中彎矩，標(biāo)繪于彎矩圖上。剪力計算利用桿件平衡求解桿端剪力。將梁柱在地震作用下的桿端剪力計算出來，如表所示。軸力計算柱軸力=上柱傳來的集中力+該層梁端

51、剪力具體計算方法同恒載作用下柱軸力計算。直接列表計算如表所示。樓層邊梁剪力中梁剪力邊柱軸力中柱軸力邊柱剪力中柱剪力Vb(kN)Vb(kN)N1(kN)N2(kN)Vc(kN)Vc(kN)六-7.084 -5.519 -7.084 1.565 20.50 29.25 五-40.772 -35.378 -47.857 6.959 48.69 85.81 四-57.346 -54.098 -105.202 10.207 74.32 130.98 三-77.337 -74.801 -182.539 12.744 94.77 167.03 二-96.422 -93.776 -278.961 15.389

52、 109.03 192.17 一-86.704 -80.825 -365.665 21.268 145.87 178.28 注：彎矩和剪力均以使桿件順時針轉(zhuǎn)動為正。已知水平地震作用下的內(nèi)力，做出其內(nèi)力分布圖分別見圖所示。圖圖圖震作用下剪力圖圖震作用下軸力圖5.4風(fēng)荷載作用內(nèi)力 風(fēng)載計算原理同水平地震荷載類似。根據(jù)計算所得彎矩、剪力、軸力，經(jīng)過整理將個內(nèi)力列表分別如表3所示。 表變形驗算樓層集中風(fēng)荷載Fi/kN樓層剪力 Vi/kN層間側(cè)向剛度D/（N/mm）層間相對側(cè)移（）i/mm層間側(cè)移角（）i/hi六1208360.067 1/60000五851020.178 1/23333四851020.

53、254 1/16800三851020.325 1/13125二851020.395 1/10769一945600.428 1/12674由抗規(guī)5.5.1中查表5.5.1，知鋼筋混凝土框架的層間位移角限值為1/550=0.0018，表3.16中計算的結(jié)果均滿足規(guī)范要求。各柱剪力分配結(jié)果表樓層層高Hi/m樓層總剪力邊柱中柱D/D分配剪力D/D分配剪力六2.70 8.08 0.21 1.66 0.29 2.38 五4.20 7.04 0.18 1.27 0.32 2.25 四4.20 6.45 0.18 1.17 0.32 2.06 三4.20 6.04 0.18 1.09 0.32 1.93 二4

54、.20 5.96 0.18 1.08 0.32 1.90 一5.45 6.85 0.23 1.54 0.28 1.88 荷載作用下框架邊柱端彎矩樓層層高Hi/mVi/kN邊柱yD/DM上=（1-y)HiVijM下=yHiVij六0.367 2.848 1.651 五0.185 9.374 2.128 四0.335 10.909 5.496 三0.450 11.548 9.449 二0.515 12.381 13.147 一0.825 8.676 40.901 注：彎矩和剪力均以使柱順時針轉(zhuǎn)動為正。 荷載作用下框架中柱端彎矩樓層層高Hi/mVi/kN中柱yD/DM上=（1-y)HiVijM下=y

55、HiVij六0.434 3.635 2.787 五0.300 14.190 6.081 四0.400 17.348 11.565 三0.450 20.353 16.652 二0.450 24.745 20.246 一0.700 18.178 42.416 注：彎矩和剪力均以使柱順時針轉(zhuǎn)動為正。樓層邊梁中梁MBl(kNm)MBr(kNm)MBl(kNm)MBr(kNm)六2.848 1.817 1.817 1.817 五11.025 8.488 8.488 8.488 四13.037 11.715 11.715 11.715 三17.044 15.959 15.959 15.959 二21.82

56、9 20.699 20.699 20.699 一21.823 19.212 19.212 19.212 注：彎矩和剪力均以使桿件順時針轉(zhuǎn)動為正。樓層邊梁剪力中梁剪力邊柱軸力中柱軸力邊柱剪力中柱剪力Vb(kN)Vb(kN)N1(kN)N2(kN)Vc(kN)Vc(kN)六-0.576 -0.449 -0.576 0.127 1.67 2.38 五-2.409 -2.096 -2.985 0.440 2.74 4.83 四-3.056 -2.892 -6.041 0.604 3.91 6.88 三-4.074 -3.941 -10.115 0.738 5.00 8.81 二-5.250 -5.11

57、1 -15.366 0.877 6.08 10.71 一-5.066 -4.744 -20.432 1.200 9.10 11.12 注：彎矩和剪力均以使桿件順時針轉(zhuǎn)動為正。已知風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力，繪出彎矩圖、剪力圖、軸力圖分別見圖所示。圖風(fēng)載作用框架柱彎矩圖圖5.13風(fēng)載作用框架梁彎矩圖圖風(fēng)載作用下剪力圖 風(fēng)載作用下軸力圖第6章 內(nèi)力組合6.1彎矩調(diào)幅為了減小支座處負(fù)鋼筋的數(shù)量，方便鋼筋的綁扎與混凝土的澆搗；同時為了充分利用鋼筋，以達(dá)到節(jié)約鋼筋的目的。在內(nèi)力組合前將豎向荷載作用下支座處梁端負(fù)彎矩（使梁上面受拉）調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)=0.1。每一根梁均按彎矩調(diào)幅方法進(jìn)行支座負(fù)彎矩與跨中正彎矩調(diào)幅，結(jié)

58、果如表所示。恒載作用下梁端彎矩調(diào)幅梁類型層號軸線處梁端彎矩(kNm）跨中彎矩(kNm）調(diào)幅后梁端彎矩(kNm）M0/(kNm）調(diào)幅后跨中彎矩(kNm）左右左右AB6-20.70 -18.63 70.50 71.46 71.46 5-69.11 114.93 54.68 -62.20 103.44 44.73 44.73 4-111.82 137.08 76.35 -100.64 123.37 62.94 62.94 3-111.77 139.27 75.28 -100.59 125.34 61.72 61.72 2-112.39 139.42 74.90 -101.15 125.48 61.2

59、9 61.29 1-101.88 137.11 81.31 -91.69 123.40 68.60 68.60 BC6-69.50 69.50 11.61 -62.55 62.55 3.50 3.50 5-99.72 101.82 45.93 -89.75 91.64 34.76 34.76 4-89.69 74.32 36.84 -80.72 66.89 27.74 27.74 3-88.59 74.82 37.14 -79.73 67.34 28.08 28.08 2-88.51 74.85 37.16 -79.66 67.37 28.10 28.10 1-90.62 74.12 36.4

60、7 -81.56 66.71 27.32 27.32 CD6-78.33 20.70 75.88 -70.50 18.63 71.46 71.46 5-110.73 63.22 59.73 -99.66 56.90 50.49 50.49 4-65.04 42.28 65.18 -58.54 38.05 60.04 60.04 3-64.04 40.85 66.40 -57.64 36.77 61.43 61.43 2-63.97 37.96 67.88 -57.57 34.16 63.12 63.12 1-58.46 39.11 70.55 -52.61 35.20 66.11 66.11