洛陽(yáng)某學(xué)院行政辦公樓結(jié)構(gòu)計(jì)算書

結(jié)構(gòu)計(jì)算書PAGE81PAGE7目錄目錄 1摘要 41 設(shè)計(jì)任務(wù)書 51.1工程概況 51.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 51.3設(shè)計(jì)資料 61.3.1氣象條件 61.3.2抗震設(shè)防 61.3.3地基土承載力 61.3.4其它條件 61.3.5鋼筋混凝土 62 結(jié)構(gòu)類型 73框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 83.1梁柱截面,梁跨度及柱高確定 83.1.1初估截面尺寸 8（1）邊橫梁 8（2）中橫梁 8（3）縱梁 9（4）次梁 9（4）柱截面尺寸的初步確定 93.1.2梁的計(jì)算跨度 113.1.3柱的高度 113.2荷載的均布恒載 113.2.1屋面板的均布荷載 113.2.2屋面的均布活載 123.2.3樓面的均布恒載 123.2.4樓面均布活荷載 123.2.5梁柱的自重 133.2.6墻體自重的計(jì)算 133.2.7門窗的自重的計(jì)算 153.2.8各層荷載組合 153.3水平地震力作用下框架的側(cè)移驗(yàn)算 163.3.1橫梁的線剛度 163.3.2橫向框架礦柱的線剛度及側(cè)移剛度D值 173.3.3橫向框架自震周期 183.3.4橫向地震作用計(jì)算 193.3.5橫向框架抗震變形驗(yàn)算 203.4水平地震作用下，橫向框架的內(nèi)力分析 213.5豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析 243.5.2荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算 253.5.3荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算 293.5.4用力距二次分配法計(jì)算框架彎距 293.5.3梁端剪力及柱軸力的計(jì)算 363.6風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力分析 373.7內(nèi)力組合 373.7.1框架梁內(nèi)力組合 373.7.2框架柱內(nèi)力組合 423.8截面設(shè)計(jì) 453.8.1承載力抗力調(diào)整系數(shù) 453.8.2橫向框架梁截面設(shè)計(jì) 453.8.3柱截面設(shè)計(jì) 534基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 614.1設(shè)計(jì)資料 614.2設(shè)計(jì)計(jì)算 614.2.1荷載計(jì)算： 614.2.2初步確定基礎(chǔ)高度： 614.2.3初步確定底面尺寸： 624.2.4地基承載力驗(yàn)算： 624.2.5持力層承載力驗(yàn)算： 634.2.6基礎(chǔ)高度驗(yàn)算： 634.2.7配筋計(jì)算： 645現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)(標(biāo)準(zhǔn)層) 655.1區(qū)格板的分布 655.2荷載計(jì)算 655.3荷載跨度 665.4彎矩計(jì)算 665.4.1A區(qū)格內(nèi)力計(jì)算： 665.4.2B區(qū)格內(nèi)力計(jì)算： 685.5板的截面設(shè)計(jì): 706 樓梯設(shè)計(jì) 726.1樓梯踢段板設(shè)計(jì) 726.1.1荷載計(jì)算 736.1.2梯段板截面設(shè)計(jì) 736.2平臺(tái)梁設(shè)計(jì) 746.2.1荷載計(jì)算 746.2.2平臺(tái)梁截面設(shè)計(jì) 746.3平臺(tái)板計(jì)算 766.3.1荷載計(jì)算 766.3.2平臺(tái)板截面設(shè)計(jì) 76結(jié)論 77參考文獻(xiàn) 78致謝 79摘要本工程為洛陽(yáng)某學(xué)院行政辦公樓，樓層數(shù)為5層，建筑面積5020㎡，占地面積為1064㎡，為了滿足辦公樓使用要求，將一層的層高定為4.5m，二層以上層高定為4.2m。本工程設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì)算內(nèi)容全面，分別計(jì)算了樓板的配筋，框架的內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合，截面設(shè)計(jì)，然后計(jì)算了現(xiàn)澆板式樓梯，基礎(chǔ)等等，任務(wù)書要求的設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)成果還包括了任務(wù)書要的全部建筑圖和結(jié)構(gòu)圖。SummaryStoryhighthatthisengineeringissometoteachingbuilding,transactthefloortocountto5layers,constructthearea5020㎡,covertheareato1064㎡forsatisfyingtotransactthefloorusagetherequest,willathelayersettleto4.5m,twoabovestoryhighoflayersessettleto4.2m設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1工程概況1洛陽(yáng)某學(xué)院行政辦公樓設(shè)計(jì)，主體五層，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。梁板柱均為現(xiàn)澆，主樓建筑面積約5020㎡,建筑物平面一形。2建筑方案確定，柱距：8m×8m；房間開間8.0，進(jìn)深8.0m,走廊寬3.0m,底層層高4.5m,其它層層高為4.2m3抗震設(shè)防要求：設(shè)防烈度7度（0.10g）,地震分區(qū)為二區(qū)，場(chǎng)地類別：II類，抗震等級(jí)4基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不考慮地基土的變形驗(yàn)算，其承載力為。5建筑所在地的主導(dǎo)風(fēng)向:東南風(fēng)。1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容結(jié)構(gòu)計(jì)算書包括結(jié)構(gòu)布置，設(shè)計(jì)依據(jù)及步驟和主要計(jì)算的過(guò)程及計(jì)算結(jié)果，計(jì)算簡(jiǎn)圖，及如下內(nèi)容：地震作用計(jì)算；框架內(nèi)力分析，配筋計(jì)算（取一榀）；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及計(jì)算；板、樓梯的配筋計(jì)算。其它構(gòu)件計(jì)算視設(shè)計(jì)情況而定。1.3設(shè)計(jì)資料1.3.1氣象條件基本風(fēng)壓0.45。主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)1.3.2抗震設(shè)防查GB50011－2010知本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7級(jí)，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g,地震分區(qū)為第1.3.3地基土承載力地基土承載力為。1.3.4其它條件表層為耕植土，厚度0.5～0.7米，其下為粉質(zhì)粘土，塑性指數(shù)10.5，液性指數(shù)0.25。1.3.5鋼筋混凝土按三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)澆框架梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，同時(shí)不宜大于C40?？蚣苤?jí)抗震時(shí)，混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于C20，為滿足要求有:所以框加結(jié)構(gòu)梁板柱采用C35混凝土，縱筋采用II級(jí)，箍筋采用I級(jí)?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25混凝土,縱筋采用I級(jí)。結(jié)構(gòu)類型該建筑設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)，梁、板、柱、樓面均采用現(xiàn)澆形式，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度均為C35（）。建筑平面圖、建筑立面圖以及建筑剖面圖見附圖。主體結(jié)構(gòu)共5層，一層層高4.5m，其他均為4.2一榀框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖：圖2-1一榀框架計(jì)算簡(jiǎn)圖3框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1梁柱截面,梁跨度及柱高確定3.1.1初估截面尺寸 為滿足承載力、剛度及迫性要求，截面高度h取梁跨度的，且不小于400㎜，梁的寬高比一般取值為，同時(shí)考慮到梁截面的抗側(cè)移剛度和避免短梁的出現(xiàn)要求，，根據(jù)三級(jí)抗震的要求梁的最小寬度為250㎜（1）邊橫梁對(duì)跨度為8000的邊橫梁：截面高度h：8000×1/12=6678000×1/8=1000即截面高度h：667～1000則取截面高度為750截面寬度b：750×1/2=375750×1/3=250即截面寬度b：250～375則取截面寬度為300（2）中橫梁對(duì)跨度為3000的中橫梁：截面高度h：3000×1/12=2503000×1/8=375即截面高度h：250～375考慮到剛度突變和施工方便取截面高度為400截面寬度b：400×1/2=200400×1/3=133即截面寬度b：133～200考慮到剛度突變和施工方便取截面高度為250（3）縱梁對(duì)跨度為8000的縱梁：截面高度h：8000×1/12=6678000×1/8=1000即截面高度h：667～1000則取截面高度為750截面寬度b：750×1/2=375750×1/3=250即截面寬度b：250～375則取截面寬度為300（4）次梁對(duì)跨度為8000的縱梁：截面高度h：8000×1/12=6678000×1/8=1000即截面高度h：667～1000則取截面高度為700截面寬度b：700×1/2=350700×1/3=233即截面寬度b：233～350則取截面寬度為250縱上可將估計(jì)梁的截面尺寸匯總于下表3-1表3-1梁截面尺寸（㎜）確定層次橫梁（b×h）縱梁（b×h）次梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨1～5層300×750250×400300×750250×700（4）柱截面尺寸的初步確定柱截面根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式估算：（3.1）（3.2）式中：N為柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值；F為按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算下柱的負(fù)載面積；為折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，近似取為考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨內(nèi)柱取1.25，等跨內(nèi)柱取1.2；n為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)；為柱截面面積；為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為框架柱軸壓比限值，三級(jí)取0.9。采用C35混凝土：=16.7、=、n=5、=0.9、（邊柱）=1.3、（中柱）=1.25代入公式（3.2）計(jì)算，邊柱中柱并列成表3-2表3-2柱的截面尺寸確定層次n1～5層邊柱1.332.001550.916.7207584.8中柱1.2544.001550.916.7274451.1考慮到不同地震方向的作用采用正方行柱截面,同時(shí)根據(jù)抗震規(guī)范要求柱凈高與截面邊長(zhǎng)尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸為350要求,本工程柱截面都取550㎜×550㎜。3.1.2梁的計(jì)算跨度框架梁的計(jì)算跨度以上柱形心線為準(zhǔn)，而建筑軸線與墻軸線不重合，所以柱建筑軸線結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度相同3.1.3柱的高度底層柱計(jì)算高度取基礎(chǔ)頂面到一層樓面，基礎(chǔ)埋深取500㎜，則底層柱計(jì)算高度為4500+600+450=5550，其他層高取4200。圖3-1框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖3.2荷載的均布恒載3.2.1屋面板的均布荷載屋面：30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 SBS改性瀝青防水卷材 陶?；炷琳移?125厚加氣混凝土保溫層 100厚鋼筋混凝土板 板底吊頂 合計(jì) 圖3-3屋面構(gòu)造做法該建筑的建筑面積： 屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.2.2屋面的均布活載不上人屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 3.2.3樓面的均布恒載1~4層樓面：水磨石地面 100厚鋼筋混凝土板 板底吊頂 合計(jì) 圖3-4樓面構(gòu)造做法該建筑的建筑面積： 樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 3.2.4樓面均布活荷載樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 3.2.5梁柱的自重此處計(jì)算包括梁側(cè)面、梁底面，柱的側(cè)面抹灰重量：梁的自重：在此計(jì)算過(guò)程中，梁的長(zhǎng)度按凈跨長(zhǎng)度，即把梁的計(jì)算跨度減掉柱的寬度來(lái)參與計(jì)算過(guò)程：例：：長(zhǎng)度=8.0－(0.55-0.12)*2=7.14m（扣除一個(gè)柱寬）:長(zhǎng)度=3.0－0.24=2.76：長(zhǎng)度＝8.0-0.55=7.45m表3-3粱、柱重力荷載計(jì)算層次構(gòu)件b×hm×mrβgmnKNKN1層邊橫梁0.30×0.75251.055.9067.1416674.72423.9中橫梁0.25×0.40251.052.6252.76858.0縱梁0.30×0.75251.055.9067.45281232.0次梁0.30×0.70251.054.5947.1414459.2柱0.55×0.55251.18.3195.55321477.41477.42～5層邊橫梁0.30×0.75251.055.9067.1416674.72423.9中橫梁0.25×0.40251.052.6252.76858.0縱梁0.30×0.75251.055.9067.45281232.0次梁0.30×0.70251.054.5947.1414459.2柱0.55×0.55251.18.3194.2321118.01118.0（注）：表中β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)；g表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件數(shù)量。3.2.6墻體自重的計(jì)算墻體為240mm厚頁(yè)巖磚，外墻面貼瓷磚（包括打底找平），內(nèi)墻面為20㎜厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：內(nèi)墻為120mm厚加氣混凝土磚，兩側(cè)均為20㎜厚抹灰。內(nèi)墻單位墻面重力荷載為：木門單位面積重力荷載為；鋁合金窗單位面積重力荷載??；大門單位面積重力荷載取墻體重力荷載計(jì)算如下各表(表中“*“表示乘號(hào))：層次墻體位置計(jì)算過(guò)程墻體面積

(㎡)單位面積重力荷載重量(KN)1層A、D軸的縱墻4.5*(8.0-0.55)*14-2.1*1.8*2-2.1*2.4*26330.755.41786.1B、C軸縱墻4.5*(8.0-0.55)*12-0.9*2.1*8-1.2*2.1*6372.061.52565.5外橫墻4.5*(19.0-0.55*3)*2-1.8*2.1*2148.595.4802.4內(nèi)橫墻4.5*(8.0-0.55*2)*12372.61.52566.4合計(jì)3720.32到4層A、D軸的縱墻4.2*(8.0-0.55)*14-2.1*2.4*28296.945.41603.5B、C軸縱墻4.2*(8.0-0.55)*24-0.9*2.1*6-1.2*2.1*8719.461.521093.6外橫墻4.2*(19.0-0.55*3)*2-1.8*2.1*2138.185.4746.2內(nèi)橫墻4.2*(8.0-0.55*2)*10289.81.52440.5合計(jì)3883.75層A、D軸的縱墻4.2*(8.0-0.55)*14-2.1*2.4*28296.945.41603.5B、C軸縱墻4.2*(8.0-0.55)*24-0.9*2.1*6-1.2*2.1*8719.461.521093.6外橫墻4.2*(19.0-0.55*3)*2-1.8*2.1*2138.185.4746.2內(nèi)橫墻4.2*(8.0-0.55*2)*10289.81.52440.5合計(jì)3883.73.2.7門窗的自重的計(jì)算根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001，木門按0.2考慮，鋼框玻璃窗和鋼鐵門按0.4考慮，計(jì)算結(jié)果如表3-4所示：1層門窗總重：2—5層門窗總重：其他層統(tǒng)計(jì)見下表表3-4門窗重量層次門窗（KN）合計(jì)(KN)159.7659.762-565.7765.773.2.8各層荷載組合屋蓋和樓蓋重力代表值為：屋蓋層=屋面恒載+50%雪載+縱橫梁自重+半層柱重+半層墻重（墻和門窗）+女兒墻子重樓蓋層=樓面恒載+50%樓面活載+縱橫梁自重+(樓面上下各半層柱+半層墻重)×2將上述各荷載相加，得到集中于各層樓面的重力荷載代表值如下：項(xiàng)目屋（樓）

蓋自重活

荷載縱橫梁

自重上層墻

自重上層柱

自重上層窗戶

自重下層墻

自重下層柱

自重下層窗戶

自重重力荷載

代表值55293.45322423.90.0003883.71118.065.7710517.143777.253202423.93883.71118.065.773883.71118.065.7713928.733777.253202423.93883.71118.065.773883.71118.065.7713928.723777.253202423.93883.71118.065.773883.71118.065.7713928.713777.253202423.93883.71118.059.763720.31477.459.7614020.6所以質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值如圖3-2所示55555504200420042004200圖3-2結(jié)構(gòu)重力荷載代表值3.3水平地震力作用下框架的側(cè)移驗(yàn)算3.3.1橫梁的線剛度混凝土C35在框架結(jié)構(gòu)中，對(duì)現(xiàn)澆樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大了梁的有效剛度，減小了框架的側(cè)移，為了考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=1.5（為梁的截面慣性矩），對(duì)中框架梁取I=2來(lái)計(jì)算：橫梁線剛度計(jì)算結(jié)果見表3-5所示：表3-5橫梁線剛度：梁號(hào)

L截面

b*h(㎡)跨度

l(m)慣性矩

Ib邊框架梁中框架梁bh1.5Ibib2Ibib橫梁10.300.758.0橫梁20.250.403.0縱梁0.300.758.03.3.2橫向框架礦柱的線剛度及側(cè)移剛度D值柱的線剛度見表3-6所示，橫向框架柱側(cè)移剛度D值見表3-7所示：表3-6柱線剛度柱號(hào)截面

(M^2)柱高度

(M)慣性矩Ic=b*h^3/12Ec線剛度ic=E*Ic/hZ10.550.555.550.00763Z20.550.554.200.00763（注：由于柱采用C35混凝土，因而,）表3-7橫向框架柱側(cè)移剛度D值的計(jì)算：項(xiàng)目kαicD根數(shù)∑D1層邊框架邊柱1.4390.564邊框架中柱1.9250.624中框架邊柱1.9190.6212中框架中柱2.5660.6712合計(jì)2-5層邊框架邊柱1.0890.354邊框架中柱1.4560.424中框架邊柱1.4520.4212中框架中柱1.9420.4912合計(jì)3.3.3橫向框架自震周期本處按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自震周期：此方法是求結(jié)構(gòu)基頻的一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化成無(wú)限質(zhì)點(diǎn)的懸臂之桿，導(dǎo)出直桿頂點(diǎn)位移的基頻公式，所以需先求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，按式來(lái)求結(jié)構(gòu)的基本周期：：基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響，因是框架結(jié)構(gòu),此處取0.7。：是將框架的重力荷載視為水平力,求得的假想框架頂點(diǎn)位移，而在求框架周期前，無(wú)法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點(diǎn)位移，然后求，再由求框架結(jié)構(gòu)底部剪力，再求各層剪力和結(jié)構(gòu)的真正的位移，如表8：表3-8橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算：層次Gi

(KN)∑Gi

(KN)∑Di

(KN/M)層間相對(duì)位移

Vi=∑Gi/Di△ui510517.110517.10.0192328390.424575031413928.724445.80.0447045410.405342192313928.738374.50.0701762440.360637651213928.752303.20.0956479460.290461407114020.666323.80.194813460.19481346因此：=1.7×0.7×=0.7754s3.3.4橫向地震作用計(jì)算地震作用計(jì)算按II類場(chǎng)地，7度抗震，地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃分的特征周期區(qū)分一區(qū)考慮，剛結(jié)構(gòu)的特征周期和地震影響系數(shù)分別為：而：根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，因而不考慮頂部附加地震作用。結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m按底部剪力法求得基底剪力，按分配結(jié)各層的質(zhì)點(diǎn)，因此各層橫向地震作用及摟層地震剪如表3-9所示：注：==2763.744KN表3-9各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次54.222.3510517.1235057.1850.26240725.2142725.2144.218.1513928.7252805.9050.28222779.97371505.1934.213.9513928.7194305.3650.21691599.48392104.6724.29.7513928.7135804.8250.15160418.99412523.6715.555.5514020.677814.3300.08687240.0782763.74橫向框架各層水平地震作用和地震剪力如圖3-3所示：

圖3-3橫向框架各層水平地震作用及地震剪力3.3.5橫向框架抗震變形驗(yàn)算由GB50011-2001查得:層間彈性位移驗(yàn)算如表3-10所示：表3-10橫向變形驗(yàn)算層間剪力

(KN)層間剛度Di

(KN)層間位移

Vi/Di(m)頂點(diǎn)位移

(m)層高

hi(M)層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角

θe725.21546830.40.0013260.0206614.20.0003157651505.19546830.40.0027530.0193344.20.0006553732104.67546830.40.0038490.0165824.20.0009163952523.67546830.40.0046150.0127334.20.0010988292763.74340447.70.0081180.0081185.550.001462697（注：層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足要求：<）3.4水平地震作用下，橫向框架的內(nèi)力分析此處采用中框架為例計(jì)算，邊框架和縱向框架的計(jì)算方法步驟與橫向中框架完全相同：框架柱剪力和彎矩計(jì)算，采用D值法；求框架柱的剪力和彎矩時(shí)，此處采用D值法來(lái)進(jìn)行求解；其計(jì)算的過(guò)程和結(jié)果如下表3-11所示：其中反彎點(diǎn)位置的確定考慮梁和層高的影響作用：既：式中：為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值,分別為上層,下層層高變化時(shí)的反彎點(diǎn)高度比的修正值y為框架柱的反彎點(diǎn)高度比此框架結(jié)構(gòu)底層柱需考慮修正值,第二層柱需考慮,其它柱均無(wú)修正表3-11邊柱的反彎點(diǎn)位置和彎矩層數(shù)h1(m)Vi(KN)∑(KN/m)(KN/m)Vi1(KN)K(KN.m)y(m)Mi1b=Vij*hMi1u=Vij(1-h)y54.2725.211.45221.7050.3226130029.4161.7544.21505.191.45245.0500.40075.68113.5334.22104.671.45262.9920.42261300111.81152.7624.22523.671.45275.5320.500158.62158.6215.552763.741.91984.4880.65809500308.59160.32

表3-11中柱的反彎點(diǎn)位置和彎矩層數(shù)h1(m)Vi(KN)∑(KN/m)(KN/m)Vi2(KN)K(KN.m)y(m)Mi2b=Vij*hMi2u=Vij(1-h)y54.2725.211.94225.4180.2970920031.7275.0444.21505.191.94252.7550.40088.63132.9434.22104.671.94273.7670.39709200123.03186.7924.22523.671.94288.4520.500185.75185.7515.552763.742.56691.9110.5500280.56229.55（注:（1）括號(hào)里的空白為查表不需修正的（2）計(jì)算梁端彎矩M,梁端彎矩可按節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件,將節(jié)點(diǎn)上下端彎矩之和按左右的線剛度比例分配）表3-12:梁端彎距剪力及柱軸力計(jì)算層次AB跨(KL1)BC跨(KL2)柱軸力l(m)MblMbrVbl(m)MblMbrVb邊柱N中柱N58.061.7556.1214.733.018.9218.9212.61-14.732.1248.0142.94123.1533.263.041.5141.5127.68-47.997.7038.0228.44205.9854.303.069.4469.4446.29-102.3015.7128.0270.43230.9362.673.077.8577.8551.90-164.9726.4818.0318.94310.5978.693.0104.71104.7169.80-243.6635.37（注：（1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力，當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為壓力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱壓力（2）表中M單位為KN?m，V單位為KN，N單位為KN，l單位為m。）水平地震作用下框架的彎距圖，梁端剪力圖及柱軸力圖如下所示：圖3-4地震作用力下的框架彎矩圖圖3-5地震作用下的框架剪力圖(KN)圖3-6地震作用下的框架軸力圖3.5豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析此處仍用中框架3為例來(lái)進(jìn)行3.5.1計(jì)算單元的選擇確定圖3-7計(jì)算單元圖計(jì)算單元寬度8.0m,直接傳給框架的樓面荷載如圖中的陰影所示,計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)縱向框架以集中力的形式傳給橫框架,作用于各節(jié)點(diǎn)上,由縱向框架梁的中心線與柱的中心線不3.5.2荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算恒荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算(此處不考慮柱的自重)恒載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示圖3-8各梁上作用的恒荷載屋面、、、、、計(jì)算過(guò)程(表中“*“表示乘號(hào))梁線荷載5.90630.78橫墻線荷載0板傳來(lái)2*4.0*4.975*(1-2*(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)梁線荷載2.62511.95橫墻線荷載0板傳來(lái)2*1.5*4.975*5/8次梁(橫)自重0123.12板傳來(lái)(4.975*8.0*5/8)*4.0縱梁自重5.906*4.0縱墻自重0次梁(橫)自重087.37板傳來(lái)(4.975*1.5*5/8)*3.0+4.0*4.975*(1-2(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)*4.0縱梁自重5.906*4.00縱墻自重0其中：,代表橫梁自重,為均布荷載形式(包括粉刷層),分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載短方向分配荷載：(kn/m)長(zhǎng)方向分配荷載：(kn/m)雙向板示意圖,分別由邊縱梁,中縱梁直接傳給柱的橫載,它包括梁自重、樓板重、縱墻、重力荷載。1－4層、、、、、計(jì)算過(guò)程(表中“*“表示乘號(hào))荷載組成計(jì)算過(guò)程合計(jì)q1梁線荷載5.90630.04橫墻線荷載1.52*4.2q1'板傳來(lái)2*4.0*3.55*(1-2*(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)q2梁線荷載2.6259.28橫墻線荷載0q2'板傳來(lái)2*1.5*3.55*5/8p1次梁(橫)自重0276.06板傳來(lái)(3.55*8.0*5/8)*4.0縱梁自重5.906*4.0縱墻自重4.2*5.40*8.0p2次梁(橫)自重0120.18板傳來(lái)(3.55*1.5*5/8)*3.0+4.0*3.55*(1-2(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)*4.0縱梁自重5.906*4.0縱墻自重4.2*1.52*8.0活荷載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示圖3-9各層梁上作用的活荷載屋面、、、、、計(jì)算過(guò)程(表中“*“表示乘號(hào))荷載類型荷載組成kn/m合計(jì)q1梁線荷載02.50橫墻線荷載0q1'板傳來(lái)2*4.0*0.5*(1-2*(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)q2梁線荷載00.94橫墻線荷載0q2'板傳來(lái)2*1.5*0.5*5/8p1次梁(橫)自重010.00板傳來(lái)(0.5*8.0*5/8)*4.0縱梁自重0縱墻自重0p2次梁(橫)自重06.41板傳來(lái)(0.5*1.5*5/8)*3.0+4.0*0.5*(1-2(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)*4.0縱梁自重0縱墻自重01-4層、、、、、計(jì)算過(guò)程(表中“*“表示乘號(hào))荷載組成計(jì)算過(guò)程合計(jì)q1梁線荷載025.00橫墻線荷載0q1'板傳來(lái)2*4.0*5.0*(1-2*(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)q2梁線荷載09.38橫墻線荷載0q2'板傳來(lái)2*1.5*5.0*5/8p1次梁(橫)自重0100.00板傳來(lái)(5.0*8.0*5/8)*4.0縱梁自重0縱墻自重0p2次梁(橫)自重064.06板傳來(lái)(5.0*1.5*5/8)*3.0+4.0*5.0*(1-2(4.0/8.0)^2+(4.0/8.0)^3)*4.0縱梁自重0縱墻自重03.5.3荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算梁端、柱端彎距采用彎距二次分配法計(jì)算。3.5.4用力距二次分配法計(jì)算框架彎距等效后框架豎向荷載示意圖(沒有計(jì)入柱子自重)恒載分布圖(單位:kn/m，kn)活載分布圖(單位:kn/m，kn)1固端彎矩計(jì)算：此處固端彎距的計(jì)算，將框架梁視為兩端固定梁計(jì)算固端彎距，并考慮柱心矩計(jì)算結(jié)果見表3-13所示：表3-13均布荷載作用下梁固端彎距恒載作用下梁固端彎矩AB跨BC跨層次Q(kN/m）L(m)M(kN＊m)Q(kN/m)L(m)M(kN＊m)530.788.00164.1711.953.008.96430.048.00160.219.283.006.96330.048.00160.219.283.006.96230.048.00160.219.283.006.96130.048.00160.219.283.006.96續(xù)表：活載作用下梁固端彎矩AB跨BC跨層次Q(kN/m）L(m)M(kN＊m)Q(kN/m)L(m)M(kN＊m)52.508.0013.330.943.000.70425.008.00133.339.383.007.03325.008.00133.339.383.007.03225.008.00133.339.383.007.03125.008.00133.339.383.007.03注：１、M=q×L2/12２、q可以查前圖2分配系數(shù)的計(jì)算：因框架對(duì)稱性，所以取半框架計(jì)算，半框架的梁柱線剛度如圖10所示，其中切斷的橫梁的線剛度取為原來(lái)的一倍，分配系數(shù)按與接點(diǎn)連接的各桿轉(zhuǎn)動(dòng)剛度比值計(jì)算：圖3-10半框架梁柱線剛度示意圖分配系數(shù)見圖3-22和圖3-23所示3傳遞系數(shù)：遠(yuǎn)端固定：傳遞系數(shù)為1/2遠(yuǎn)端滑支：傳遞系數(shù)為-14彎距分配：恒載作用下，框架彎距分配計(jì)算見表3-14，框架的彎距見表3-15活載作用下，框架的彎距分配計(jì)算圖3-11，框架的彎距圖見圖3-12所示：在豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，取彎距調(diào)幅系數(shù)為0.8，調(diào)幅后，恒載及活載彎距圖見表3-14及表3-15中括號(hào)內(nèi)數(shù)值所示：

表3-14恒荷載彎矩計(jì)算圖（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁5層0.0000.4080.5920.5390.0000.3710.091-164.17164.17-8.9666.9297.24-83.59-57.53-14.0823.20-41.8048.62-20.727.5811.02-15.03-10.34-2.53-3.84-7.515.512.134.636.73-4.12-2.83-0.6998.49-98.49115.56-89.29-26.274層0.2900.2900.4210.3930.2700.2700.066-160.21160.21-6.9646.4046.4067.42-60.22-41.44-41.44-10.1533.4623.20-30.1133.71-28.76-20.72-7.69-7.69-11.176.204.274.271.043.79-2.363.10-5.59-5.171.05-1.31-1.31-1.913.822.632.630.6474.6558.24-132.88138.13-68.49-54.23-15.423層0.2900.2900.4210.3930.2700.2700.066-160.21160.21-6.9646.4046.4067.42-60.22-41.44-41.44-10.1523.2023.20-30.1133.71-20.72-20.72-4.72-4.72-6.853.042.092.090.51-3.84-2.611.52-3.432.131.241.431.432.080.020.010.010.0062.4763.70-126.16133.33-57.93-58.82-16.592層0.2900.2900.4210.3930.2700.2700.066-160.21160.21-6.9646.4046.4067.42-60.22-41.44-41.44-10.1523.2024.96-30.1133.71-20.72-22.18-5.23-5.23-7.593.612.492.490.61-2.361.411.81-3.801.05-2.25-0.25-0.25-0.361.961.351.350.3361.7667.29-129.05135.48-57.28-62.04-16.171層0.3120.2360.4530.4210.2890.2190.071-160.21160.21-6.9649.9137.7772.53-64.46-44.36-33.57-10.8623.200.00-32.2336.26-20.720.002.812.134.09-6.54-4.50-3.40-1.10-2.610.00-3.272.041.240.001.831.392.66-1.38-0.95-0.72-0.2375.1541.29-116.43126.14-69.29-37.70-19.1520.64-18.85圖3-11恒荷載作用下框架彎矩圖（KN.m）（注:梁端彎矩要乘以0.8調(diào)幅系數(shù),左右彎矩是對(duì)稱的.）

表3-15活荷載彎矩計(jì)算圖（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁5層0.0000.4080.5920.5390.0000.3710.091-13.3313.33-0.705.447.90-6.80-4.68-1.1519.31-3.403.95-17.08-6.48-9.427.074.871.190.403.54-4.71-1.17-1.61-2.333.172.180.5317.06-17.0616.01-15.88-0.124層0.2900.2900.4210.3930.2700.2700.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.362.7219.31-24.8128.05-2.34-17.080.810.811.17-3.39-2.34-2.34-0.57-3.24-2.00-1.700.592.430.832.012.012.92-1.51-1.04-1.04-0.2540.9158.74-99.64107.44-37.44-53.78-16.223層0.2900.2900.4210.3930.2700.2700.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.3619.3119.31-24.8128.05-17.08-17.08-4.00-4.00-5.812.401.651.650.400.40-2.211.20-2.90-1.170.990.180.180.261.210.830.830.2054.5051.89-106.39112.46-49.92-47.76-14.782層0.2900.2900.4210.3930.2700.2700.066-133.33133.33-7.0338.6138.6156.11-49.63-34.16-34.16-8.3619.3120.77-24.8128.05-17.08-18.28-4.42-4.42-6.422.871.981.980.48-2.001.131.44-3.210.83-1.90-0.16-0.16-0.241.681.161.160.2851.3455.93-107.27113.10-47.27-51.20-14.631層0.3120.2360.4530.4210.2890.2190.071-133.33133.33-7.0341.5431.4460.36-53.12-36.56-27.67-8.9519.310.00-26.5630.18-17.080.002.261.713.28-5.51-3.79-2.87-0.93-2.210.00-2.761.640.990.001.551.172.25-1.11-0.76-0.58-0.1962.4434.32-96.76105.41-57.20-31.11-17.1017.16-15.56圖3-12活荷載作用下框架彎矩圖（KN.m）（注:梁端彎矩要乘以0.8調(diào)幅系數(shù),左右彎矩是對(duì)稱的.）3.5.3梁端剪力及柱軸力的計(jì)算梁端剪力：柱軸力：式中：為梁上均布荷載引起的剪力為梁端彎距引起的剪力V為梁端剪力P為節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重梁在恒荷載作用下，梁端剪力及柱軸力為例(此處取簡(jiǎn)化后的均布荷載,實(shí)際應(yīng)為梯形和矩形或梯形和三角形組合,計(jì)算結(jié)果見下表:表3-16恒荷載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA=-VqBVqB=-VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVB=-VCN頂N底N頂N底5123.1217.93-2.130120.99-125.2517.93244.53279.47230.55265.494120.1613.92-0.660119.50-120.8213.92675.17710.11520.40555.343120.1613.92-0.900119.26-121.0613.921105.611140.55810.50845.442120.1613.92-0.800119.36-120.9613.921536.131571.071100.501135.441120.1613.92-1.210118.95-121.3713.921966.322012.491390.921437.09調(diào)幅后5-1.71121.41124.834-0.53119.64120.693-0.72119.44120.882-0.64119.52120.801-0.97119.19121.13這里剪力沿梁端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正依照相同的原理可以把公式簡(jiǎn)化為：V=Vq+Vm=1/2ql-(M左+M右)/L（注：（1）荷載引起剪力：（2）彎矩引起剪力：（3）為了便于施工以及提高框架結(jié)構(gòu)的延性,通常對(duì)豎向荷載作用下的梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。調(diào)幅系數(shù)現(xiàn)澆框架取0.8。）表3-17活荷載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA=-VqBVqB=-VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVB=-VCN頂N底N頂N底510.001.410.13010.13-9.871.4120.1120.1117.6917.694100.0014.07-0.98099.03-100.9814.07219.33219.33196.79196.793100.0014.07-0.76099.24-100.7614.07418.72418.72375.68375.682100.0014.07-0.73099.27-100.7314.07618.14618.14554.54554.541100.0014.07-1.08098.92-101.0814.07817.27817.27733.75733.75調(diào)幅后50.1110.119.904-0.7899.22100.783-0.6199.39100.612-0.5899.42100.581-0.8699.14100.87.3.6風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力分析建筑物的層數(shù)較少,可以不考慮風(fēng)荷載。3.7內(nèi)力組合3.7.1框架梁內(nèi)力組合在恒載和活載作用下，跨間可近似取跨中的M代替，式中：、為梁端左右端彎矩見圖3.14，圖3.15中所示跨中M若小于，那么應(yīng)取在豎向荷載與地震力組合時(shí)，跨間最大彎矩采用數(shù)解法來(lái)進(jìn)行計(jì)算如圖19所示：圖3-19框架梁內(nèi)力組合圖圖中：、表示重力荷載作用下梁端彎矩、表示水平地震作用下梁端彎矩表豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端反力對(duì)圖中作用點(diǎn)取彎矩可見：那么任意截面x處的彎矩為：由時(shí)，可求得跨間的位置為：將代入任意截面處彎矩表達(dá)式，可得跨間最大彎矩為：當(dāng)右震時(shí)，公式中反號(hào)即可。其中，及的具體數(shù)值可參見表3-17所示，表中的和均有兩組數(shù)值，而梁的內(nèi)力組合情況見表3-19所示：在表中恒載和活載的組合，梁端挽矩取調(diào)幅后的數(shù)值，即圖1中括號(hào)中的數(shù)值，剪力取調(diào)幅前后較大值，如圖3-18所示圖中，分別表調(diào)幅前后的彎矩，剪力值應(yīng)取和，見表所示：圖3-20調(diào)整前后剪力值變化表3-23和值的計(jì)算項(xiàng)目跨層次1.2(恒+0.5活)1.3地震qMGA

(KN.m)MGB

(KN.m)MEA

(KN.m)MEB

(KN.m)KN/mAB跨5-102.74118.6238.2380.2838.444-175.39184.1898.39147.5851.053-172.18181.98145.35198.5851.052-175.38184.35206.20206.2051.051-158.22171.69401.16208.4251.05BC跨5-25.2825.2841.2397.5514.904-22.5922.59115.22172.8316.763-23.0223.02159.94242.8316.762-22.5522.55241.47241.4716.761-26.5926.59364.72298.4116.76續(xù)表項(xiàng)目跨層次lRAX1(m)MGE(m)左震右震左震右震左震右震AB跨58.0136.94166.573.564.33-179.46-219.9748.0172.35233.843.384.58-213.94-261.8138.0159.98245.963.134.82-223.84-275.0128.0151.52254.622.974.99-255.69-253.4318.0126.31278.712.475.46-399.21-201.44BC跨53.0-23.9068.62-1.604.6015.95-72.2743.0-70.87121.16-4.237.2392.63-150.2433.0-109.11159.40-6.519.51136.91-219.8123.0-135.84186.13-8.1011.10218.93-218.9313.0-195.90246.19-11.6914.69338.13-271.82表3-24梁內(nèi)力組合表層次截面

位置內(nèi)力荷載類別豎向荷載

組合豎向荷載

與地震力組合恒載

①活載

②地震荷載

③1.2①+1.4②1.2(①+0.5②)

+1.3③5層AM-78.79-13.6529.41-29.41-113.66-64.51-140.97V121.4110.11-14.7314.73159.84132.60170.91B左M92.4512.8161.75-61.75128.87198.9038.34V-124.83-9.9014.73-14.73-163.65-136.58-174.88B右M-21.02-0.1031.72-31.72-25.3515.95-66.51V26.481.41-12.6112.6133.7516.2349.02跨中MAB186.22-179.46-219.97MBC-8.5915.95-72.274層AM-106.30-79.7175.68-75.68-239.16-77.00-273.78V119.6499.22-33.2633.26282.47159.86246.33B左M110.5085.95113.53-113.53252.94331.7636.59V-120.69-100.7833.26-33.26-285.91-162.05-248.53B右M-12.34-12.9888.63-88.63-32.9792.63-137.81V13.9214.07-27.6827.6836.40-10.8361.13跨中MAB162.33-213.94-261.81MBC-14.1192.63-150.243層AM-100.93-85.11111.81-111.81-240.27-26.83-317.53V119.4499.39-54.3054.30282.48132.37273.56B左M106.6689.97152.76-152.76253.95380.56-16.61V-120.88-100.6154.30-54.30-285.90-134.82-276.01B右M-13.27-11.82123.03-123.03-32.48136.91-182.96V13.9214.07-46.2946.2936.40-35.0485.33跨中MAB161.27-223.84-275.01MBC-13.62136.91-219.812層AM-103.24-85.82158.62-158.62-244.0330.83-381.58V119.5299.42-62.6762.67282.60121.60284.54B左M108.3890.48158.62-158.62256.73390.55-21.85V-120.80-100.5862.67-62.67-285.78-123.84-286.78B右M-12.94-11.70185.75-185.75-31.91218.93-264.02V13.9214.07-51.9051.9036.40-42.3292.62跨中MAB158.00-255.69-219.81MBC-13.05218.93-218.931層AM-93.14-77.41308.59-308.59-220.14242.94-559.38V119.1999.1478.69-78.69281.82304.81100.21B左M100.9184.33160.32-160.32239.15380.11-36.73V-121.13-100.87-78.6978.69-286.57-308.17-103.58B右M-15.32-13.68280.56-280.56-37.54338.13-391.32V13.9214.0769.80-69.8036.40115.89-65.60跨中MAB178.74-399.21-201.44MBC-18.68338.13-271.82（注：（1）彎矩單位KN.m，剪力單位KN。（2）彎矩以順針方向?yàn)檎?，剪力以繞柱順時(shí)針為正。）3.7.2框架柱內(nèi)力組合框架柱取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制截面，組合結(jié)果見表3-25和表3-27所示：

表3-2層次位置內(nèi)力荷載類別豎向

荷載組合豎向荷載

與地震力組合恒載

①活載

②地震荷載

③1.2①

+1.4②1.35①

+②1.2(①+0.5②)

+1.3③5柱頂M98.4917.06-61.7561.75142.06150.0248.14208.70N244.5320.11-14.7314.73321.59350.22286.35324.66V-41.22-13.8021.71-21.71-68.79-69.45-29.53-85.96柱底M74.6540.91-29.4129.41146.85141.6875.89152.35N279.4720.11-14.7314.73363.51397.39328.28366.584柱頂M58.2458.74-113.53113.53152.12137.36-42.46252.71N675.17219.33-47.9947.991117.261130.80879.401004.19V-28.74-26.9645.05-45.05-72.23-65.767.90-109.23柱底M62.4754.50-75.6875.68151.26138.839.27206.05N710.11219.33-47.9947.991159.181177.97921.331046.123柱頂M63.7051.89-152.76152.76149.08137.88-91.01306.15N1105.61418.72-102.30102.301912.941911.291444.981710.95V-29.87-24.5862.99-62.99-70.26-64.9031.30-132.48柱底M61.7651.34-111.81111.81145.99134.72-40.43250.27N1140.55418.72-102.30102.301954.871958.461486.911752.882柱頂M67.2955.93-158.62158.62159.05146.77-91.90320.51N1536.13618.14-164.97164.972708.742691.911999.782428.69V-25.85-21.4975.53-75.53-61.10-56.3954.28-142.11柱底M41.2934.32-158.62158.6297.5990.06-136.07276.34N1571.07618.14-164.97164.972750.672739.082041.712470.621柱頂M41.2934.32-160.32160.3297.5