某框架辦公樓畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、連云港市查卡拉辦公樓設(shè)計(jì)專業(yè)：土木工程學(xué)生：周泓岑 指導(dǎo)老師：李章政摘 要本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了5層樓辦公樓的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載的計(jì)算。接著運(yùn)用d值法計(jì)算橫向荷載（水平風(fēng)荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。在進(jìn)行內(nèi)力組合，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。 選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)。完成了平臺(tái)板，梯段板，平臺(tái)梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計(jì)算及施工圖繪制。對(duì)樓板進(jìn)行了配筋計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立柱基礎(chǔ)，對(duì)基礎(chǔ)受力和配筋計(jì)算。整個(gè)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求，參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)

2、行綜合全面的科學(xué)性考慮?？傊?，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、使用方便是本設(shè)計(jì)的原則。設(shè)計(jì)合理可行的建筑結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)場(chǎng)施工的重要依據(jù)。 框架結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 荷載計(jì)算 內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算配筋 lianyungangcitychakrabuildingsdesignmajor:civilengineeringstudents:zhouhongcen instructor:lizhang zhengabstractthedesign of the mainfive-storeyoffice buildingframe structure design. in determining the frame layout.

3、then use d-value method for calculating transverse load (horizontal wind load) of structures (subjected, axis forces). the combination of internal, find out the most unfavourable a set or sets of internal combination. choose the best security results calculation reinforcement and drawing. in additio

4、n to the structural scheme of the design of interior staircase. complete a platform plank, bench boards, such as widget platform beam and the reinforcement of the force calculation and construction drawings. on a concrete floor, this design uses independent foundation, on the basis of calculation of

5、 the force and reinforcement.the entire structure in the design process, in strict accordance with the relevant professional requirements, refer to relevant data and information about the latest national standard specification, on various aspects of the design for a single, integrated view of scient

6、ific consideration. in short, applicable, safety, economy, ease of use of this design principle. design of the building structure plan is an important basis for the site construction. keywords：frame structure architecture design design force calculation calculation of reinforcement前 言本設(shè)計(jì)是按照重慶三峽學(xué)院建筑工

7、程系2010年畢業(yè)設(shè)計(jì)要求編寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)。題目為“某框架辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”。內(nèi)容包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部份。辦公樓是公共建筑，其規(guī)范要求比較嚴(yán)格，能體現(xiàn)處建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的很多重要的方面，選擇辦公樓建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而掌握辦公樓設(shè)計(jì)的基本原理，妥善解決其功能關(guān)系，滿足使用要求。框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)始于歐美，二十世紀(jì)厚得到了世界各地大范圍的使用，其結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，使用空間大。延性較好。其具有良好的抗震能力。對(duì)辦公樓有重要建筑結(jié)構(gòu)非常適用。能滿足其較大的使用面積要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的研究，對(duì)于建筑的荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別計(jì)算出各種荷載作用下的彎矩、剪力、軸力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，挑選出最不

8、利的內(nèi)力組合進(jìn)行截面的承載力計(jì)算，保證結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在對(duì)豎向荷載的計(jì)算種采用了分層法，對(duì)水平荷載采用了d值法，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能，受彎構(gòu)件的正截面和斜截面計(jì)算都有應(yīng)用。本結(jié)構(gòu)計(jì)算選用一榀框架為計(jì)算單元，采用手算的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，其中計(jì)算框架在豎向荷載下的內(nèi)力時(shí)使用的彎距二次分配法，不但使計(jì)算結(jié)果較為合理，而且計(jì)算量較小，是一種不錯(cuò)的手算方法。本設(shè)計(jì)主要通過(guò)工程實(shí)例來(lái)強(qiáng)化大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，建立一個(gè)完整的設(shè)計(jì)知識(shí)體系，了解設(shè)計(jì)總過(guò)程，通過(guò)查閱大量的相關(guān)設(shè)計(jì)資料，提高自己的動(dòng)手能力。這次設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu)王心勇老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此向您表示衷心的感謝！鑒于水平有限，設(shè)計(jì)中還存在不

9、少缺點(diǎn)甚至錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師批評(píng)和指正。第1章 設(shè)計(jì)基本資料1.1 初步設(shè)計(jì)資料一. 工程名稱：重慶市某區(qū)辦公樓。二. 工程概況：建筑面積1632.96，建筑總高為11.75m,主體大樓為三層，室內(nèi)外高差為0.6m.三. 相對(duì)濕度：年平均28四. 相對(duì)風(fēng)向：基本風(fēng)壓0.4kn/.五. 年降雨量870。六. 水文資料：經(jīng)勘探未發(fā)現(xiàn)地下水七.地震烈度：本工程為非抗震設(shè)計(jì)。八. 材料使用：1. 混凝土：梁柱板均使用c30混凝土。2. 鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋hrb335（強(qiáng)度設(shè)計(jì)值300n/mm）,其余采用熱軋鋼筋hpb235（強(qiáng)度設(shè)計(jì)值210n/mm）。 3. 墻體：外墻厚度180mm，貼瓷磚墻

10、面，設(shè)鋼框玻璃窗；內(nèi)墻厚度120，墻面20mm混合砂漿，外涂白色乳膠漆；女兒墻高1.4m，厚度180mm貼瓷磚前面。 4. 窗：均為鋼框玻璃窗（0.45kn/m2） 5. 門：除大門為玻璃門（0.45kn/m2），辦公室均為木門(10.2kn/m2).1.2 結(jié)構(gòu)選型 根據(jù)辦公樓建筑功能的要求，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。第2章 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖2.1 結(jié)構(gòu)布置及梁,柱截面尺寸的初選2.1.1梁柱截面尺寸初選板厚取100 mm，各層梁板柱砼等級(jí)為c30.縱向受力鋼筋采用hrb335，其余鋼筋采用hpb235.一.梁截面尺寸的估算：框架結(jié)構(gòu)的梁截面按跨度進(jìn)行估算，如表2.1所示。表2

11、.1 框架梁截面估算梁布設(shè)方向跨度（m）系數(shù)梁高（m）實(shí)際選用梁高（m）實(shí)際選用梁寬橫向61/120.50.50.25縱向4.21/120.350.40.25二.柱截面 圖2-1負(fù)載面積布置圖1.框架柱截面估算： (12)由計(jì)算簡(jiǎn)圖21可知邊柱和中柱的負(fù)載面積可知：中柱：（4.24.2）/2(6+2.4)/2=4.24.2邊柱：（4.24.2）/26/2=4.23邊柱：中柱：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，并綜合考慮其他因素，取柱截面為正方形，初步估計(jì)柱的尺寸為35035012250097143.36，為計(jì)算簡(jiǎn)便中柱和邊柱的尺寸相同，均為350350。2.1.2 結(jié)構(gòu)布置（下圖為結(jié)構(gòu)平面布置圖） 圖2-2

12、結(jié)構(gòu)平面布置圖2.2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2-3 框架結(jié)構(gòu)梁、柱尺寸第3章 荷載計(jì)算3.1荷載計(jì)算3.1.1活荷載樓面活荷載的取值以及每層樓面的活荷載統(tǒng)計(jì)如表3.1所示表3.1 樓面活荷載計(jì)算匯總位置均布荷載（kn/）樓面面積（）樓面活荷載（kn）小計(jì)（kn）房間2428.4856.81083.6走廊2.590.72226.8屋面活荷載的取值以及屋面的活荷載統(tǒng)計(jì)如表3.2所示表3.2 屋面活荷載計(jì)算匯總均布活荷載（kn/）屋面面積（）屋面活荷載（kn）2544.321088.64樓、屋面活荷載按圖3-1所示導(dǎo)荷方式傳遞到相應(yīng)的框架梁上。對(duì)于a3d3榀框架，其框架梁按圖3-1所示陰影面積承受樓屋

13、面?zhèn)鱽?lái)的活荷載；此外，縱向框架梁所分擔(dān)的活荷載還以集中力的形式作用于相應(yīng)的框架柱上，經(jīng)計(jì)算得到該榀框架在活荷載作用下的受力見(jiàn)圖3-1所示。圖3-1 荷載傳導(dǎo)方式以頂層a5柱為例，說(shuō)明圖3-2中柱上集中力的計(jì)算。其上集中力由縱向梁a2-3與a3-4傳來(lái)，梁a4-5上所分組的活荷載面積為4.2*2.1/2=4.41，梁a2-3傳向a3柱的集中力為4.41*2.0/2=4.41kn，同樣梁a3-4傳向a3柱的集中力也是4.41kn，所以a3柱上作用的集中力共計(jì)8.82kn。圖3-2 活荷載計(jì)算見(jiàn)圖3.1.2 恒荷載計(jì)算 根據(jù)常用材料和構(gòu)件的自重查得結(jié)構(gòu)中各部分材料的自重，從而計(jì)算得到作用于結(jié)構(gòu)上的恒

14、荷載。1. 樓、屋面恒荷載計(jì)算 樓、屋面恒荷載計(jì)算分別如下表3.3和3.4所示表3.3 屋面恒荷載計(jì)算匯總項(xiàng)目材料重（kn/m）厚度（m）自重（kn/）自重小計(jì)（kn/）屋面面積（）屋面恒荷載（kn）水泥蛭石保溫層50.10.55.18544.322819.5776水泥砂漿找平層200.020.4三氈四油防水層0.4細(xì)石混凝土保護(hù)層220.040.88樓板250.123表3.4 樓面恒荷載計(jì)算匯總位置項(xiàng)目材料重（kn/m）厚度（m）自重（kn/）自重小計(jì)（kn/）樓面面積（）樓面恒荷載（kn）樓面恒荷載小計(jì)（kn）房間樓面硬木地板0.23.15542.8.41351.6021651.432地板

15、隔柵0.2混合砂漿170.0150.225樓板250.12.5走廊樓面小瓷磚地面0.553.30590.72299.8296混合砂漿170.0150.255樓板250.12.5 樓、屋面恒荷載與活荷載也應(yīng)按照?qǐng)D3-1所示導(dǎo)荷方式傳遞到相應(yīng)的框架梁上。2. 梁上填充墻計(jì)算梁上填充墻計(jì)算如表3.53.8所示表3.5 墻體自重計(jì)算位置項(xiàng)目材料重（kn/m）厚度（m）墻重（kn/）小計(jì)（kn/）外墻加氣混凝土砌塊5.50.180.991.49貼瓷磚墻面0.5內(nèi)墻加氣混凝土砌塊5.50.120.661混合砂漿170.020.34女兒墻加氣混凝土砌塊5.50.180.991.49貼瓷磚墻面0.5表3.6

16、屋面梁上墻體（女兒墻）自重計(jì)算位置墻重（kn/）墻高（m）均布?jí)χ兀╧n/m）跨度（m）數(shù)量重量（kn）總重（kn）外縱墻軸線1.491.42.08636.62152.6952212.774內(nèi)縱墻軸線00036.620外橫墻軸線1.491.42.08614.4260.0788內(nèi)橫墻軸線00014.480 表3.7 2-3層梁上墻體自重計(jì)算位置墻重(kn/)梁高（m）鋼框玻璃窗（kn/）窗高（m）層高（m）均布?jí)χ兀╧n/m）跨度（m）數(shù)量重量/層（kn）總重/層（kn）外縱墻軸線1.490.40.451.83.32.44936.62179.2668834.3內(nèi)縱墻軸線10.4無(wú)無(wú)3.32.93

17、6.62212.28外橫墻軸線1.490.5無(wú)無(wú)3.34.17214.42120.1536內(nèi)橫墻軸線10.5無(wú)無(wú)3.32.814.48322.56表3.8底層墻體自重計(jì)算位置墻重(kn/)梁高（m）鋼框玻璃窗（kn/）窗高（m）層高（m）均布?jí)χ兀╧n/m）跨度（m）數(shù)量重量/層（kn）總重/層（kn）外縱墻軸線1.490.40.451.84.44.08836.62298.6561208.0928內(nèi)縱墻軸線10.4無(wú)無(wú)4.4436.62292.8外橫墻軸線1.490.5無(wú)無(wú)4.45.81114.42167.3568內(nèi)橫墻軸線10.5無(wú)無(wú)4.43.914.48449.283. 梁自重計(jì)算梁自重計(jì)

18、算如表3.9所示表3.9 梁自重計(jì)算位置梁寬（m）梁高（m）混凝土自重（kn/m）均布梁重（kn/m）跨度（m）數(shù)量重量/層（kn）總重/層（kn）縱軸線0.250.4252.536.64366816橫軸線0.250.5253.12514.4104504. 柱自重計(jì)算柱自重計(jì)算如表3.10所示。表3.10 柱自重計(jì)算層數(shù)柱截面寬（m）柱截面高（m）柱高（m）混凝土自重（kn/m）柱重（kn）數(shù)量重量/層（kn）2、30.350.353.32510.1062540404.2510.350.354.42513.475405395. 恒荷載匯總對(duì)于a3d3榀框架，其框架梁上的恒荷載應(yīng)包括樓（屋）面恒

19、荷載、梁上填充墻重量以及梁的自重。柱上恒荷載集中力應(yīng)包括柱上縱向框架梁承擔(dān)的恒荷載以及本次柱的自重。經(jīng)計(jì)算得到該榀框架在恒荷載作用下的受力簡(jiǎn)圖如圖3-3所示。圖3-3 恒荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖下面以第2層a3柱為例，說(shuō)明圖3-3中柱上集中力的計(jì)算方法與過(guò)程：（1） 樓面自重。經(jīng)由縱向框架梁傳向a5柱的樓面荷載面積為4.2*2.1/2=4.41。集中力為4.41*3.155=13.91kn。（2） 縱向梁上填充墻荷載。集中力為4.2*2.449=10.29kn（3） 縱向梁自重。集中力為4.2*2.5=10.5kn（4） 柱自重查表3.10可得10.10625kn。 綜合以上四項(xiàng)，a3柱上集中力為13.9

20、1+10.29+10.5+10.11=44.81kn。3.1.3 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載的計(jì)算過(guò)程如表2.16所示。表3.11中，;由于建筑高度小于30m，所以取1.0,；作用高度為節(jié)點(diǎn)上下各取半層高度。最終得到風(fēng)荷載的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2.8所示表3.11 風(fēng)荷載計(jì)算層數(shù)層高（m）離地高度（m）（kn/）（kn/）開間（m）作用高度33.310.51.30.741.00.40.3854.23.054.92923.37.21.30.741.00.40.3854.23.35.33313.93.91.30.741.00.40.3854.23.65.818圖3-4 風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖第四章 橫向側(cè)移剛度的計(jì)算4.1

21、框架梁柱的線剛度計(jì)算4.1.1 框架梁柱的線剛度計(jì)算框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖31所示，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)彎矩分配的依據(jù).在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓板的樓可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架的側(cè)移。為考慮這一有利的作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩的時(shí)候，對(duì)于中框架取i=2 io（io為梁的截面慣性矩） （41） 梁采用c30混凝土，。由于左跨梁右跨梁：i邊梁ei/l=kn/m中跨梁：i中跨梁ei/l=kn/m底層柱：（ad軸）i底柱ei/l=kn/m其余各層柱：（ad軸）i余柱：ei/l=kn/m令i余柱1.0,則其余各桿件的相對(duì)線剛度為：i邊梁i中跨梁i底柱圖41框架梁柱的相對(duì)線

22、剛度4.1.2 梁柱的線平均剛度比一.底層 (4-2) (4-3)由公式（42）、（43）可求梁柱線剛度為：1. a,d梁柱線剛度比為： 2. b,c梁柱的線剛度比為： 二.2、3層： (4-4) (4-5)由公式（42）、（43）可求梁柱線剛度為：1. a,d梁柱的線剛度為： 2. b,c梁柱的線剛度為： 故橫向框架的側(cè)移剛度見(jiàn)表4.1，4.2表4.1 橫向框架首層d值構(gòu)件名稱d值（kn/m）數(shù)量d（kn/m）a柱3715.1521037151.52b柱4618.8371046188.37c柱4618.8371046188.37d柱3715.1521037151.52166679.78表4.

23、2 橫向框架2、3層d值構(gòu)件名稱d值（kn/m）數(shù)量d（kn/m）a柱6690.0451066900.45b柱9672.3311096723.31c柱9672.3311096723.31d柱6690.0451066900.453272477.52第五章 內(nèi)力計(jì)算5.1豎向荷載作用下的框架內(nèi)力 由于活荷載標(biāo)準(zhǔn)值較?。ㄐ∮?kn/m），因而計(jì)算活荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，可不考慮活荷載最不利布置，直接采用滿荷載法。 首先按固斷彎矩等效的原則，將圖2-4中的梯形荷載和三角形荷載按圖5-1所示過(guò)程轉(zhuǎn)換為等效均布荷載，結(jié)果如表5.1所示。圖5-1中 荷載等效計(jì)算示意圖表5.1 各層梁上的等效均布荷載 單位

24、：kn/m層數(shù)ab梁bc梁cd梁36.702236.702226.70223.756.702216.70223.756.7022下面將框架分解，分層計(jì)算各開間框架在活荷載下的彎矩。5.1.1彎矩的首次分配與傳遞 1.頂層根據(jù)圖4-1中各桿件的線剛度，計(jì)算得到與節(jié)點(diǎn)相連桿件的彎矩分配系數(shù)，其中頂層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)如表5.2所示。表5.2 頂層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)號(hào)abcd左梁00.254080.634970.68605右梁0.686050.634970.254080上柱0000下柱0.303950.110950.110950.30395按表5.1中的等效均布荷載，計(jì)算得到頂層節(jié)點(diǎn)處相應(yīng)的固端彎矩

25、（），標(biāo)記于圖5-2中節(jié)點(diǎn)處。然后按照彎矩分配系數(shù)，進(jìn)行力矩分配，具體過(guò)程如圖5-2所示。圖5-2 頂層節(jié)點(diǎn)彎矩分配與傳遞過(guò)程2. 第二層根據(jù)圖4-1中各桿件的線剛度，計(jì)算得到與節(jié)點(diǎn)相連桿件的彎矩分配系數(shù)，二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)如表5.3。表5.3 第二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)號(hào)abcd左梁00.22670.56650.5338右梁0.53380.56650.22670上柱0.23310.09900.09900.2331下柱0.23310.09900.09900.2331按表5.1中的等效均布荷載，計(jì)算得到二層節(jié)點(diǎn)處相應(yīng)的固端彎矩，標(biāo)記于圖5-3中各節(jié)點(diǎn)處，然后按彎矩分配系數(shù)，進(jìn)行力矩分配，具體過(guò)

26、程如圖5-3所示。圖5-3 二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配與傳遞過(guò)程3. 底層根據(jù)圖4-1中各桿件的線剛度，計(jì)算得到與節(jié)點(diǎn)相連桿件的彎矩分配系數(shù)，二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)如表5.4。表5.4 底層層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)號(hào)abcd左梁00.23580.58920.5668右梁0.56680.58920.23580上柱0.24750.10300.10300.2475下柱0.18560.07720.07720.1856按表5.1中的等效均布荷載，計(jì)算得到二層節(jié)點(diǎn)處相應(yīng)的固端彎矩，標(biāo)記于圖5-4中各節(jié)點(diǎn)處，然后按彎矩分配系數(shù)，進(jìn)行力矩分配，具體過(guò)程如圖5-4所示。圖5-4 底層節(jié)點(diǎn)彎矩分配與傳遞過(guò)程5.1.2 不平衡彎

27、矩的二次分配及總彎矩圖將各開口框架的相同節(jié)點(diǎn)處的彎矩進(jìn)行疊加，得到該榀框節(jié)點(diǎn)處的桿端彎矩，如圖5-5所示，圖5-5中節(jié)點(diǎn)處存在不平衡彎矩，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行二次分配，此時(shí)不在考慮彎矩傳遞，得到匯總后的框架節(jié)點(diǎn)處桿端彎矩圖如圖5-6所示。圖5-5 一次分配后的框架節(jié)點(diǎn)處桿端彎矩（knm） 圖5-6 框架節(jié)點(diǎn)處桿端彎矩匯總圖（knm） (5.1)式中： 按照表5.1中的等效均布荷載，在圖5-6的基礎(chǔ)上根據(jù)公式5.1可計(jì)算得到各框架梁的跨中彎矩，從而得到整個(gè)框架的彎矩，如圖5-7所示。 圖5-7 活荷載作用下的框架彎矩（knm）5.1.3 剪力計(jì)算 （5.2） （5.3）根據(jù)梁柱的桿端彎矩和荷

28、載及公式5.2、5.3可以由力矩平衡條件計(jì)算得到梁、柱的剪力，如圖5-8所示。5.1.4 柱軸力計(jì)算根據(jù)節(jié)點(diǎn)豎向力平衡條件，可以計(jì)算得到框架柱的軸力圖，如圖5-9所示。圖5-8 活荷載作用下的框架剪力（kn）圖5-9 活荷載作用下框架柱的軸力5.1.5 梁端彎矩調(diào)幅對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，取調(diào)幅系數(shù)為0.8，計(jì)算得到調(diào)幅后的彎矩圖，如圖5-10所示。圖5-10 調(diào)幅后的彎矩5.2 豎向恒荷載作用下的框架內(nèi)力首先按固斷彎矩等效的原則，將圖2-4中的梯形荷載和三角形荷載按圖5.2-1所示過(guò)程轉(zhuǎn)換為等效均布荷載，結(jié)果如表5.2.1所示。圖5.2-1中 荷載等效計(jì)算示意圖表5.2.1 各層梁上的等效均布荷

29、載 單位：kn/m層數(shù)ab梁bc梁cd梁320.510.920.5216.58.116.5116.53.7516.5下面將框架分解，分層計(jì)算各開口框架在活荷載下的彎矩。5.2.1彎矩的首次分配與傳遞 1.頂層根據(jù)圖4-1中各桿件的線剛度，計(jì)算得到與節(jié)點(diǎn)相連桿件的彎矩分配系數(shù)，其中頂層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)如表5.2.2所示。表5.2.2 頂層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)號(hào)abcd左梁00.254080.634970.68605右梁0.686050.634970.254080上柱0000下柱0.303950.110950.110950.30395按表5.2.1中的等效均布荷載，計(jì)算得到頂層節(jié)點(diǎn)處相應(yīng)的固端彎矩

30、（），標(biāo)記于圖5.2-2中節(jié)點(diǎn)處。然后按照彎矩分配系數(shù)，進(jìn)行力矩分配，具體過(guò)程如圖5.2-2所示。圖5.2-2 頂層節(jié)點(diǎn)彎矩分配與傳遞過(guò)程4. 第二層根據(jù)圖4-1中各桿件的線剛度，計(jì)算得到與節(jié)點(diǎn)相連桿件的彎矩分配系數(shù)，二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)如表5.2.3。表5.2.3 第二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)號(hào)abcd左梁00.22670.56650.5338右梁0.53380.56650.22670上柱0.23310.09900.09900.2331下柱0.23310.09900.09900.2331按表5.2.1中的等效均布荷載，計(jì)算得到二層節(jié)點(diǎn)處相應(yīng)的固端彎矩，標(biāo)記于圖5.2-3中各節(jié)點(diǎn)處，然后按彎矩分

31、配系數(shù)，進(jìn)行力矩分配，具體過(guò)程如圖5.2-3所示。圖5.2-3 二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配與傳遞過(guò)程5. 底層根據(jù)圖4-1中各桿件的線剛度，計(jì)算得到與節(jié)點(diǎn)相連桿件的彎矩分配系數(shù)，二層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)如表5.2.4。表5.2.4 底層層節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)號(hào)abcd左梁00.23580.58920.5668右梁0.56680.58920.23580上柱0.24750.10300.10300.2475下柱0.18560.07720.07720.1856按表5.2.1中的等效均布荷載，計(jì)算得到二層節(jié)點(diǎn)處相應(yīng)的固端彎矩，標(biāo)記于圖5.2-4中各節(jié)點(diǎn)處，然后按彎矩分配系數(shù)，進(jìn)行力矩分配，具體過(guò)程如圖5.2-4所示。

32、圖5.2-4 底層節(jié)點(diǎn)彎矩分配與傳遞過(guò)程5.2.2 不平衡彎矩的二次分配及總彎矩圖將各開口框架的相同節(jié)點(diǎn)處的彎矩進(jìn)行疊加，得到該榀框節(jié)點(diǎn)處的桿端彎矩，如圖5.2-5所示，圖5.2-5中節(jié)點(diǎn)處存在不平衡彎矩，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行二次分配，此時(shí)不在考慮彎矩傳遞，得到匯總后的框架節(jié)點(diǎn)處桿端彎矩圖如圖5.2-6所示。圖5.2-5 一次分配后的框架節(jié)點(diǎn)處桿端彎矩（knm） 圖5.2-6 框架節(jié)點(diǎn)處桿端彎矩匯總圖（knm） (5.2.1)式中： 按照表5.2.1中的等效均布荷載，在圖5.2-6的基礎(chǔ)上根據(jù)公式5.2.1可計(jì)算得到各框架梁的跨中彎矩，從而得到整個(gè)框架的彎矩，如圖5.2-7所示。 圖5.2

33、-7 恒荷載作用下的框架彎矩（knm）5.2.3 剪力計(jì)算 （5.2） （5.3）根據(jù)梁柱的桿端彎矩和荷載及公式5.2、5.3可以由力矩平衡條件計(jì)算得到梁、柱的剪力，如圖5.2-8所示。5.2.4 柱軸力計(jì)算根據(jù)節(jié)點(diǎn)豎向力平衡條件，可以計(jì)算得到框架柱的軸力圖，如圖5.2-9所示。圖5.2-8 恒荷載作用下的框架剪力（kn）圖5.2-9 恒荷載作用下框架柱的軸力5.1.5 梁端彎矩調(diào)幅對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，取調(diào)幅系數(shù)為0.8，計(jì)算得到調(diào)幅后的彎矩圖，如圖5.2-10所示。圖5.2-10 調(diào)幅后的彎矩5.3 水平風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力5.3.1 柱中剪力計(jì)算根據(jù)圖3-4將水平荷載逐層疊加，可以得到作

34、用于各層上的水平剪力，如表5.3.1所示。表5.3.1 各層水平剪力計(jì)算 單位：kn層數(shù)各層荷載各層總剪力34.9294.92925.33310.26215.81816.080 將各層的剪力，根據(jù)表4.1、4.2中的d值按進(jìn)行分配，a3d3榀框架各柱的剪力分配系數(shù)如表5.3.2所示。 表5.3.2 a3d3榀框架各柱的剪力分配系數(shù)柱 號(hào)層 數(shù)abcd30.20440.29560.29560.204420.20440.29560.29560.204410.22290.27710.27710.2229根據(jù)表5.3.2中的分配系數(shù)，可得到各柱分?jǐn)偹郊袅θ绫?.3.3所示。表5.3.2 各柱分配的水

35、平剪力 單位：kn柱 號(hào)層 數(shù)abcd31.00751.45701.45701.007522.09763.03343.03342.097613.58424.45584.45583.58425.3.2 反彎點(diǎn)高度按4.1.2節(jié)中的梁柱線剛度比，查表規(guī)則框架承受均布水平荷載作用時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比得到標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比如表5.3.3所示，查得相應(yīng)的修正系數(shù)均為0（、），所以最終得到疊加后的反彎點(diǎn)高度比y如表5.3.4所示。表5.3.3 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)的高度比柱 號(hào)層 數(shù)abcd30.41450.450.450.414520.46450.500.500.464510.550.550.550.55表5.3.

36、4 修正后的反彎點(diǎn)高度比y柱 號(hào)層 數(shù)abcd30.41450.450.450.414520.46450.500.500.464510.550.550.550.55根據(jù)表5.3.4，由反彎點(diǎn)高度(h為層高)計(jì)算得到各柱的反彎點(diǎn)高度如表5.3.5所示 表5.3.5 反彎點(diǎn)高度柱 號(hào)層 數(shù)abcd31.3681.4851.4851.36821.5331.651.651.53312.1452.1452.1452.1455.3.3 彎矩計(jì)算（柱、梁）及剪力計(jì)算根據(jù)剪力和反彎點(diǎn)高度可以計(jì)算得到柱端彎矩，然后按照梁的線剛度比分配給與之相連的梁（），即可得到風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)彎矩，如圖5.3-1所示。根據(jù)兩

37、端彎矩可以由平衡條件計(jì)算得到梁的剪力，如圖5.3-1所示，結(jié)合前面算出的柱剪力，從而得到框架的柱剪力圖，如圖5.3-2所示。圖5.3-1 風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力圖圖5.3-2 風(fēng)荷載作用下的框架柱剪力5.3.3 柱軸力計(jì)算根據(jù)節(jié)點(diǎn)豎向力平衡條件，可以計(jì)算得到框架柱的軸力圖，如圖5.3-3所示。圖5.3-3 風(fēng)荷載作用下框架柱的軸力（kn）第六章 荷載效應(yīng)組合6.1 框架結(jié)構(gòu)梁的內(nèi)力組合 由于不設(shè)計(jì)抗震，故荷載效應(yīng)組合只考慮以下幾種情況：一.可變荷載效應(yīng)的組合 ： 二.由永久荷載效應(yīng)控制的組合： 荷載效應(yīng)組合的計(jì)算結(jié)果如表6.1.1所示。 表6.1.1 框架梁的內(nèi)力組合第三層框架梁的內(nèi)力組合截面

38、 位置內(nèi)力sgksqkswk1.2sgk+1.4sqk1.2sgk+1.4swk1.35sgk+sqk1.2sgk+1.4*0.9(sqkswk)a右m24.89.11.942.532.4242.5843.6238.832v55.918.40.492.8467.6493.86590.76889.76b左m58.119.20.796.670.797.63594.79493.03v6721.80.4110.9280.96112.25108.372107.364b右m43.314.11.971.754.6272.55572.1267.332v134.11.621.3417.8421.6522.782

39、18.75c左m43.5151.973.254.8673.72573.49468.706v13.14.91.622.5817.9622.58523.9119.878c右m58.118.50.795.6270.796.93593.91292.148v6718.60.4106.4480.96109.05104.34103.332d左m24.99.51.943.1832.5443.11544.24439.456v55.921.60.497.3267.6497.06594.893.792跨中mab50.716083.2460.8484.4458181mbc35.612.3059.9442.7260.3

40、658.21858.21mcd50.716.2083.5260.8484.64581.25281.25第二層框架梁的內(nèi)力組合截面 位置內(nèi)力sgksqkswk1.2sgk+1.4sqk1.2sgk+1.4swk1.35sgk+sqk1.2sgk+1.4*0.9(sqk+swk)a右m32.513.35.157.6246.1457.17562.18449.332v47.119.11.283.2658.282.68582.09879.074b左m47.319.4283.9259.5683.25583.72478.684v5221.11.291.9464.0891.390.49887.474b右m25

41、.69.75.144.337.8644.2649.36836.516v9.64.24.217.417.417.1622.10411.52c左m25.710.45.145.437.9845.09550.3737.518v9.74.84.218.3617.5217.89522.9812.396c右m47.319.2283.6459.5683.05583.47278.432v51.919.31.289.363.9689.36588.1185.086d左m32.514.2558.884658.07563.19250.592v4720.91.285.6658.0884.3584.24681.222跨中m

42、ab34.414.806241.2861.2459.92859.92mbc19.97.35034.1723.8834.21533.14133.14mcd34.413.6060.3241.2860.0458.41658.41第一層框架梁的內(nèi)力組合截面 位置內(nèi)力sgksqkswk1.2sgk+1.4sqk1.2sgk+1.4swk1.35sgk+sqk1.2sgk+1.4*0.9(sqk+swk)a右m27.611.59.549.2246.4248.7659.5835.64v46.418.92.282.1458.7681.5482.26676.722b左m46.4193.782.2860.8681

43、.6484.28274.958v52.621.42.293.0866.292.4192.85687.312b右m28.911.29.350.3647.750.21560.5137.074v9.74.37.717.6622.4217.39526.767.356c左m2911.79.351.1847.8250.8561.2637.824v9.74.77.718.2222.4217.79527.2647.86c右m46.418.93.782.1460.8681.5484.15674.832v52.618.92.289.5866.289.9189.70684.162d左m27.711.79.549.6

44、246.5449.09559.95236.012v46.421.32.285.558.7683.9485.2979.746跨中mab37.314.9065.6244.7665.25563.53463.53mbc23.112.8045.6427.7243.98543.84843.84mcd37.214.8065.3644.6465.0263.28863.286.2 框架柱的內(nèi)力組合由于不設(shè)計(jì)抗震，故荷載效應(yīng)組合只考慮以下幾種情況：一.可變荷載效應(yīng)的組合 ： 二.由永久荷載效應(yīng)控制的組合： 荷載效應(yīng)組合的計(jì)算結(jié)果如表6.1.2所示。表6.1.2 框架柱內(nèi)力效應(yīng)組合柱號(hào)層數(shù)截面內(nèi)力sgsqsw1.2

45、sg+1.4sq1.35sg+sq1.2sg+1.26(sqsw)a3上端m24.89.11.942.50042.58043.62038.832n6618.40.4104.960107.500102.888101.880下端m156.81.427.52027.05028.33224.804n6618.40.4104.960107.500102.888101.880v12.14.8121.24021.13521.82819.3082上端m17.56.53.730.10030.12533.85224.528n123.137.51.6200.220203.685196.986192.954下端m177.43.230.76030.35033.75625.692n123.137.51.6200.220203.685196.986192.954v10.54.22.118.48018.37520.53815.2461上端m10.64.16.318