建筑工程專業(yè)畢業(yè)論文17323

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 院院:土木工程學(xué)院土木工程學(xué)院 專專 業(yè)業(yè):建筑工程專業(yè)建筑工程專業(yè) 河南省職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3#教學(xué)樓設(shè)計(jì) 3teaching building of henan vocational and technical college design 總計(jì):100 頁 表格：32 個(gè) 插圖：23 幅 河南省職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3#教學(xué)樓設(shè)計(jì) 3teaching building of henan vocational and technical college design 河南省職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3#教學(xué)樓設(shè)計(jì) 摘 要河南省工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院擬建六層 3#綜合教學(xué)樓，鋼筋混凝土

2、框架體系， 建筑面積為 5848.44 。本建筑物防火等級為二級，抗震設(shè)防烈度為 7 度，框架抗震 2 m 等級為三級。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程專業(yè)的重點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：荷載計(jì)算與內(nèi)力計(jì)算， 水平地震作用計(jì)算，框架梁柱設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；豎向荷載內(nèi)力計(jì)算采用彎矩分配法， 水平荷載內(nèi)力計(jì)算采用“d 值法” ；內(nèi)力組合之后進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，采用“pkpm”進(jìn)行 了電算，電算結(jié)果和手算結(jié)果基本吻合；本工程可用于實(shí)際工程施工。 關(guān)鍵詞內(nèi)力組合；截面設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 3teaching building of henan vocational and technical college design civil

3、 engineering major su hai-feng abstract: a 3# six stories comprehensive teaching building will be constructed by henan vocational and technical college. the building is steel reinforced concrete frame structure and the building area is 5848.44.the fire-protection level is ranked two, the 2 m earthqu

4、ake-protected intensity is graded seven, and the earthquake-resistant level is graded three. structure design is an emphasis of the architecture speciality. the main of this design includes such contents as loads computation and internal force computation, horizontal earthquake action computing, inn

5、er force of lateral frame analysis and combination, frame and foundation design. inner forces of vertical load are computated by the method of moment distribution, inner forces of horizontal load are computated by “d value method”.following the inner force computation the cross section design is car

6、ried out. the design is also computated by “pkpm”, the “pkpm”results is consistent with the hand computation results. this project can be used for practical engineering construction. key words: the inner forces computation; the cross section design; foundation design; 目 錄 1 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況 .1 1 1.1 基

7、本資料 .1 1.2 結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)材料 .1 1.2.1 結(jié)構(gòu)體系選型.1 1.2.2 其他結(jié)構(gòu)選項(xiàng).2 1.2.3 材料.2 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) .2 1.4 結(jié)構(gòu)的計(jì)算說明 .3 1.4.1 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容.3 1.4.2 本結(jié)構(gòu)計(jì)算的特別說明.3 2 2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算單元的確定結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算單元的確定 .4 4 2.1 柱網(wǎng)布置及結(jié)構(gòu)平面布置圖 .4 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .4 2.2.1 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖的確定及選擇柱網(wǎng)布置.4 2.2.2 材料選擇.4 2.2.3 框架梁、柱截面尺寸初估.4 2.2.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖.6 3 3 剛度計(jì)算剛度計(jì)算 .7 7 3.1 框架梁、柱的線剛度

8、計(jì)算 .7 3.1.1 框架梁的線剛度.7 3.1.2 框架柱的線剛度.7 3.2 各層柱橫向側(cè)移剛度計(jì)算 .7 4 4 荷載及重力荷載代表值計(jì)算荷載及重力荷載代表值計(jì)算 .9 9 4.1 屋面及樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 .9 4.2 屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 .10 4.3 樓梯梯段永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 .10 4.4 梁、柱重力荷載代表值計(jì)算 .10 4.5 墻體重力荷載代表值計(jì)算 .11 4.5.1 墻體永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算.11 4.5.2 各樓層各類填充墻體長度、高度計(jì)算.11 4.5.3 各樓層中門、窗、洞口等面積及門、窗重力荷載計(jì)算.12 4.5.4 填充墻重力荷載計(jì)算.14 4.

9、5.5 總重力荷載代表值計(jì)算.14 5 5 橫向水平地震作用及內(nèi)力計(jì)算橫向水平地震作用及內(nèi)力計(jì)算 .1616 5.1 橫向結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算 .16 5.2 橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及位移計(jì)算 .16 5.2.1 橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算.16 5.2.2 橫向水平地震作用下水平位移計(jì)算.17 6 6 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算 .1919 6.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 .19 6.2 橫向風(fēng)荷載作用下水平位移計(jì)算 .21 6.3 橫向風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算(d 值法) .21 7 7 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)

10、力計(jì)算 .2323 7.1 計(jì)算單元的確定 .23 7.2 荷載計(jì)算 .23 7.2.1 恒載計(jì)算.23 7.2.2 框架計(jì)算單元的活荷載計(jì)算.25 7.3 豎向荷載的內(nèi)力計(jì)算 .26 7.3.1 恒荷載作用 8 軸線上這榀框架梁柱的內(nèi)力計(jì)算(分層法).26 7.3.2 計(jì)算恒荷載作用下固端彎矩.28 7.3.3 用彎矩二次分配法來計(jì)算恒載作用下的梁端、柱端彎矩.30 7.3.4 計(jì)算恒載和活載作用下梁端剪力和柱軸力.31 7.3.5 計(jì)算活荷載作用下固端彎矩.34 7.3.6 用彎矩二次分配法來計(jì)算活荷載下的梁端、柱端彎矩.35 7.3.7 計(jì)算活荷載作用下梁端剪力和柱軸力.37 8 8 框

11、架內(nèi)力組合框架內(nèi)力組合 .3939 8.1 結(jié)構(gòu)抗震等級 .39 8.2 框架梁內(nèi)力組合 .39 8.2.1 作用效應(yīng)組合.39 8.2.2 承載力抗震調(diào)整系數(shù).39 8.2.3 彎矩調(diào)幅.39 8.2.4 梁內(nèi)力組合.41 8.2.5 梁端剪力調(diào)整.42 8.3 框架柱內(nèi)力組合 .43 8.3.1 柱內(nèi)力組合.43 表見附表 2、3 .43 8.3.2 柱端彎矩值設(shè)計(jì)值的調(diào)整.43 9 9 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì) .4646 9.1 框架梁截面設(shè)計(jì) .46 9.2 框架柱 .51 9.2.1 柱截面尺寸驗(yàn)算.52 9.2.2 框架柱的截面設(shè)計(jì).52 10.1 基礎(chǔ)梁截面尺寸的選取 .56 10.2

12、 a 柱下基礎(chǔ)的計(jì)算 .56 10.3 b 柱下基礎(chǔ)的計(jì)算 .61 10.4 基礎(chǔ)梁的計(jì)算 .65 1111 樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì) .6868 11.1 梯段板的計(jì)算 .68 11.2 平臺板的計(jì)算 .69 11.3 平臺梁的計(jì)算 .70 11.4 構(gòu)造措施 .71 11.4.1 錨固長度.71 11.4.2 平臺梁構(gòu)造.71 12.1 標(biāo)準(zhǔn)層樓板計(jì)算 .72 12.1.2 配筋計(jì)算.75 12.2 屋頂樓板計(jì)算 .76 12.2.1 雙向板設(shè)計(jì) .76 12.2.2 配筋計(jì)算.77 1313 手算與電算對比手算與電算對比 .7979 附表附表 .8080 參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)： .8989 致謝：

13、致謝： .9090 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況 工程名稱：河南省職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3#教學(xué)樓 1.1 基本資料 (1)基本風(fēng)壓(南陽地區(qū) 0.35 (50 年重現(xiàn)期)；冬季主導(dǎo)風(fēng)向：北偏東風(fēng)； 2 kn/m 夏季主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)；c 類粗糙地面。 (2)抗震設(shè)防烈度：7 度(0.1g，第一組)；框架抗震等級為三級(高度1.4tg=0.49 s，則頂部附加地震作用系數(shù):tn=0.08t1+0.07=0.119 fn=nfek=203.959kn 表 5-2 層間水平地震作用值計(jì)算 層次 gihigihifek(1-fn)fi(kn) 6 7439.92 9 22.5 5 167770.39 9 1713.94

14、 3 0.881443.239 5 6846.85 8 18.9 5 129747.95 9 1713.94 3 0.881342.786 4 6846.85 8 15.3 5 105099.27 0 1713.94 3 0.881277.666 3 6846.85 8 11.7 5 80450.582 1713.94 3 0.881212.304 2 6846.85 8 8.1555801.893 1713.94 3 0.881147.425 1 7181.03 7 4.5532673.718 1713.94 3 0.88186.322 571543.82 1 5.2.2 橫向水平地震作用下

15、水平位移計(jì)算 查規(guī)范知，鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值=1/550=18.1810-4，其中， e u ； 6 ij j i vf 表 5-3 橫向水平地震作用下水平位移計(jì)算 fividue(mm) 定點(diǎn)位移 hi ue/hi(10- 4) 6443.239443.239671896.2860.66011.7423.61.832 5342.786786.025559859.9941.40411.0823.63.900 4277.6661063.691559859.9941.9009.6783.65.278 3212.3041275.995559859.9942.2797.7783.66.33

16、1 2147.4251423.42559859.9942.5425.4993.67.062 186.3221509.742510609.5032.9572.9574.556.498 其中 i e v u d 由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，7.0621/550,滿足要 4 10 求。 5.2.3 內(nèi)力計(jì)算 (d 值法)只計(jì)算 8 軸線一榀框架； 層間柱反彎點(diǎn)高度的確定：(倒三角形節(jié)點(diǎn)荷載) 表 5-4 層間柱反彎點(diǎn)高度的確定 六五四三二一 邊跨中跨邊跨中跨邊跨中跨邊跨中跨邊跨中跨邊跨中跨 k 0.63 1 3.04 8 0.31 6 1.52 4 0.31 6 1.52 4 0

17、.31 6 1.52 4 0.31 6 1.52 4 0.79 7 1.861 h3.63.63.63.63.63.63.63.6453.64.554.55 y00.3 0.44 7 0.40.450.450.450.450.500.500.500.680.7 y2000000000000 y300000000 - 0.05 000 yi0.3 0.44 7 0.40.450.450450.450.500.400.50.680.7 注：因同一根柱的上、下端梁截面相同，線剛度相同，則修正項(xiàng)y1=0 列表計(jì)算各柱、梁端內(nèi)力： 表 5-5 列表計(jì)算各柱、梁端內(nèi)力 邊柱中柱 層 高 vi n ij j

18、 1 d dijvij y i m 上 m 下 dijvij y i m 上 m 下 六3.6 443.239671896.286 6992. 22 12.1 5 0.3 30.8 56 13.22 1 20253. 333 34.8 52 0.4 4 69.2055.97 五3.6 786.028559859.994 5465. 185 23.2 4 0.4 52.8 41 33.67 1 17360. 800 41.4 01 0.4 5 80.9569.807 四3.6 1063.69 1 559859.994 5465. 185 28.9 6 0.4 5 58.0 42 46.97 17

19、360. 800 50.9 89 0.4 5 102.9 5 84.201 三3.6 1275.99 5 559859.994 5465. 185 33.1 3 0.4 5 67.3 77 55.30 6 17360. 800 60.1 34 0.5 0 108.3 3 108.33 二3.6 1423.42 0 559859.994 5465. 185 35.0 7 0.5 80.5 80 52.99 17360. 800 65.8 75 0.5 0 118.7 2 118.72 一 4.5 5 1509.74 2 510609.503 9233. 15 46.0 1 0.6 8 66.8

20、87 139.5 63 12297. 610 62.1 81 0.785.55197.88 梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算： 表 5-6 中柱層間節(jié)點(diǎn)兩端梁彎矩分配及彎矩值計(jì)算 六五四三二一 lrlrlrlrlrlr ib(105kn/m)3.625 2.99 0 3.62 5 2.99 0 3.62 5 2.990 3.62 5 2.99 0 3.625 2.99 0 3.6252.990 分配系數(shù) 0.567 0.43 3 0.56 7 0.43 3 0.56 7 0.433 0.56 7 0.43 3 0.567 0.43 3 0.5670.433 柱端合 m 69.383137.921170

21、.151192.873227.969203.77 分配彎矩 39.3430.078.159.796.473.68109.83.5129.2698.9115.5488.23 49283611 表 5-7 梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算 邊梁走廊梁邊柱軸力中柱軸力 mblmbrlvbmblmbrlvbnn 六 30.85 6 39.346.4510.5629.89129.8912.7520.368-10.56-20.368 五 66.03 4 78.196.4521.71158.67258.6722.7540.54-21.711-40.54 四 91.98 5 96.486.4528.42173.421

22、73.4212.7550.158-28.421-50.158 三 115.8 80 109.366.4533.90184.15784.1572.7555.693-33.901-56.693 二 136.7 21 129.266.4540.05798.58298.5822.7567.112-40.057-67.112 一 120.9 91 115.546.4535.86187.98987.9892.7560.107-35.861-60.107 繪制其左震作用下軸框架內(nèi)力圖如 5-1： 圖 5-1 彎矩圖 6 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算 6.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 垂直于建筑物表面上的風(fēng)

23、荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來計(jì)算： (6-1) kzsz0 ww 式中 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/) k 2 m 高度 z 處的風(fēng)振系數(shù) z 風(fēng)荷載體型系數(shù) s 風(fēng)壓高度變化系數(shù) z 基本風(fēng)壓(kn/) 0 2 m 由荷載規(guī)范 ，該地區(qū)重現(xiàn)期為 50 年的基本風(fēng)壓：，地面粗糙度 0 0.39 kpa 為 b 類。風(fēng)載體型系數(shù)由荷載規(guī)范第 7.3 節(jié)查得：=0.8(迎風(fēng)面)和=-0.5(背 s s 風(fēng)面)。 荷載規(guī)范規(guī)定，對于高度大于 30 m，且高寬比大于 1.5 的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采 用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。本設(shè)計(jì)中，房屋高度， z h22.05 m30 m ，則不需要考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的

24、影響，取=1.0。h / b22.05/181.225 z 將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載 公式為： (6-2) wz0 p0.80.5a 式中 a迎風(fēng)面面積； 列表計(jì)算軸線上這榀框架橫向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 其受力圖如 6-1： 表 6-1 橫向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 層次 z z(m) s z 0 2 a(m ) w p (kn) 61.022.051.30.8720.3912.875.690 51.0 18.45 1.30.8070.3914.045.744 41.014.851.30.740.3914.045.268 31.011.251.30.740.3914.045.268 21

25、.07.651.30.740.3914.045.268 11.04.051.30.740.3914.925.598 其中，a 為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層 取到女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計(jì)算高度應(yīng)從室外地面開始取。 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖 6-2 所示： 圖 6-1 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)受力圖 圖 6-2 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 6.2 橫向風(fēng)荷載作用下水平位移計(jì)算 1.各樓層處層間剪力(水平力)匯總： 2.橫向風(fēng)荷載作用下水平位移計(jì)算： 其中；具體計(jì)算見表 6-2： 6 ij j i vf 表 6-2 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算

26、 層次 i f / kn i v / knd / (n / mm) i u / mm i u / mm ii u / h 65.6905.6906992.222 0.113 3.130 1/31858 55.74411.4345465.1850.239 3.017 1/15004 45.26816.7025465.1850.362 2.8321/9872 35.26821.975465.1850.485 2.471/7435 25.26827.2385465.1850.859 1.9851/4180 15.59832.836 9233.1571.0361.0361/3275 6.3 橫向風(fēng)荷載

27、作用下框架內(nèi)力計(jì)算(d 值法) 只計(jì)算第 8 軸線上這一榀框架； 表 6-3 列表計(jì)算各柱、梁端內(nèi)力 邊柱中柱 層高 vi n ij j 1 d dijvijyi m 上 m 下 dijvijyi m 上 m 下 六 3.65.69048801.85 6992.2 2 0.730.31.851.79 11131. 3 1.81 0.4 4 3.612.92 五 3.611.4347981.11 5465.1 9 2.060.44.452.97 8961.2 9 3.06 0.4 5 6.074.96 四 3.616.7047981.11 5465.1 9 3.01 0.4 5 5.965.02

28、 8961.2 9 4.48 0.4 5 8.877.52 三 3.621.9747981.11 5465.1 9 3.96 0.4 5 7.506.42 8961.2 9 5.89 0.5 0 10.61 10.6 1 二 3.627.2447981.11 5465.1 9 4.910.510.67.07 8961.2 9 7.30 0.5 0 13.15 13.1 5 一 4.0532.8440713.34 9233.1 5 6.68 0.6 8 8.6718.3 11242. 9 8.050.79.782 22.8 2 表 6-4 中柱層間節(jié)點(diǎn)兩端梁彎矩分配及彎矩值計(jì)算 六五四三二一 l

29、rlrlrlrlrlr ib(105 kn/m)3.6252.9903.6252.9903.6252.9903.625 2.99 0 3.625 2.99 0 3.625 2.99 0 分配系數(shù) 0.5670.4330.5670.4330.5670.4330.567 0.43 3 0.567 0.43 3 0.567 0.43 3 柱端合 m 3.6178.99213.84118.3623.62522.327 分配彎矩 2.0511.5665.1043.8877.7565.89210.147.6712.9810.113.1259.84 37571 3.梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算： 表 6-5

30、梁端彎矩、剪力及軸力計(jì)算 邊梁走廊梁邊柱軸力中柱軸力 mblmbrlvbmblmbrlvbnn 六 1.8432.051 6.6 5 0.58 7 1.5661.566 2.7 5 1.0620.5870.475 五 6.2575.101 6.6 5 1.70 7 3.8963.896 2.7 5 3.0411.7071.334 四 8.9377.848 6.6 5 2.54 2 5.9335.933 2.7 5 4.0632.5421.539 三 12.53 2 10.28 8 6.6 5 3.43 2 7.5887.588 2.7 5 5.3253.4321.893 二 17.03 2 1

31、3.47 5 6.6 5 4.58 8 10.2910.29 2.7 5 6.9798.4742.391 一 15.72 7 13.00 5 6.6 5 4.32 1 9.9319.931 2.7 5 6.7336.0162.412 4.繪制軸框架在橫向風(fēng)荷載作用下框架梁、柱內(nèi)力圖： 框架橫向抗震剪力圖框架橫向抗震彎矩圖 圖 6-3 框架橫向風(fēng)荷載內(nèi)力圖 7 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 7.1 計(jì)算單元的確定 以 8 軸線上這一榀框架為計(jì)算單元跨，則以其柱、梁交點(diǎn)以 45劃分區(qū)域的計(jì)算 單元，如 7-1 圖中所示陰影部分，邊跨為等腰梯形，中跨為等腰三角形。 圖 7-1 計(jì)算簡圖 7.2

32、 荷載計(jì)算 7.2.1 恒載計(jì)算 1.各層梁上填充墻的線荷載計(jì)算： c、d 軸間，a、b 軸間邊跨：g=(3.6-0.5)2.975=10.115 kn/m； b、c 軸間中跨：g=0； 2.各層梁的自重線荷載： 邊跨：3.937 kn/m；中跨：2.625 kn/m； 3.各層梁所承擔(dān)的樓板的線荷載： 邊跨：等腰梯形分布： 最大線荷載集度值： 屋頂： 1,max g21.950.1255.07318.516 kn/ m 其他層： 2,max g21.950.1253.3412.191 kn/ m 中跨：等腰三角形分布： 定點(diǎn)最大線荷載集度值： 屋頂： 1,max 2.75 g20.1255.

33、07312.683 kn/ m 2 其他層： 2,max 2.75 0.125 2 g23.348.350 kn/ m 2 4.各層柱自重： 二六層：3.96.563=23.627 kn；底層：4.456.563=29.862 kn。 5.縱向框架傳遞給此計(jì)算框架梁柱的荷載值計(jì)算： (1)填充墻：二層以上： 邊跨：(3.6-0.4)(3.9-0.5)-3.02.22.975=15.768 kn； 中跨：(3.6-0.4)2.9753.9=40.609kn； 底層： 邊跨：(3.9-0.5)(4.55-0.4)-3.02.22.975=22.342 kn； 中跨：(4.55-0.4)2.9753

34、.9=48.150 kn； (2)窗： (3)縱梁的荷載：(3.9-0.4)2.625=9.188 kn； (4)女兒墻：3.91.52.975=17.404 kn； (5)樓板： 邊跨：屋頂：； 2 1.950.125 25.07316.896kn 2 其它層：； 2 1.950.125 23.3411.124 kn 2 中跨：屋頂： 2 2.75 0.125 1.950.125 2 5.0735.073 230.530 kn22 2.752.75 0.1251.955.073 22 其他層：； 30.530 3.3420.101 kn 5.073 則傳遞給柱的荷載為：縱向填充墻荷載+縱向窗

35、荷載+縱向梁荷載+板荷載 6.繪制出其在恒載作用下，計(jì)算單元的分布圖如 7-2 所示： 其中：g柱子自重； m縱向傳遞給柱子的彎矩； 縱向傳遞給柱子的集中荷載； g 表 7-1 荷載計(jì)算 12561314 縱向荷 載類型 gmgmgmgmgmgm 填充墻 000015.7 - 1.93 40.60 3.04 6 34.525 2.58 9 52.79 1 3.95 9 窗 1.65 - 0.20 1.656 - 0.20 梁 9.188 - 1.14 9.188 1.1 4 9.18 - 1.14 9.188 1.14 9 9.188 - 1.14 9.188 1.14 9 女兒墻 17.40

36、4 - 1.55 1 樓板 16.896 - 2.15 30.530 3.7 0 11.1 - 1.39 19.35 2.41 9 43.488 - 4.85 39.718 4.8 5 37.9 - 4.73 65.66 8.20 9 45.693 1.24 9 61.97 9 5.10 8 注：梁、柱偏心距為：125 mm； 列表計(jì)算 g、g 如下： 表 7-2 柱的自重 g 頂層、其他層底層 邊柱 23.627 29.86 2 中柱 23.627 29.86 2 表 7-3 g 的計(jì)算 頂層其他層 g 邊跨中跨邊跨中跨 填充墻 00 10.11 5 0 梁 3.9372.6253.9372

37、.625 樓板 12.68 5 13.80 5 12.19 1 8.350 均布值 3.9372.6113.9372.625 gmax16.6216.43 26.24 3 10.97 5 7.2.2 框架計(jì)算單元的活荷載計(jì)算 此 8 軸線的框架中，邊跨為教室類， g5 g1g2g3 g4 g6g7g8 g9 g10 g11 g13 g12 g14 g15g16 g16g15 g14 g13 g12 g11 g10g9 g8 g7 g6g5 m4 m3m2 m1 m5 m6 m7 m8 m9 m10m11 m12 m13m14m15 m16 g1g2 g3 g4 g5 g5 g6 g6g4 圖

38、7-2 恒載作用下的荷載分布簡圖 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.0 kn/m2；中跨為走道，荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.5 kn/m2；屋頂可變荷載 標(biāo)準(zhǔn)值為 2.0 kn/m2； 則： 1.計(jì)算單元中梁上可變線荷載計(jì)算如下： 邊跨線荷載計(jì)算：，梯形荷載分布； 1,max q2 (1.950.125) 2.07.31 kn/ m 中跨線荷載計(jì)算：，等腰三角形荷載 2,max q2 (2.75/ 20.125) 2.56.25 kn/ m 分布； 2.縱向傳遞給計(jì)算單元框架柱的集中可變荷載： 邊跨： 2 1 (1.950.125) q22.06.661 kn 2 中跨： 22 2 (1.950.125)2.75/

39、 20.125) q2(2.5(1.952.75/ 2) (2.75/ 20.125) 2.5 2 22 14.162 kn 3.繪出 8 軸線上這榀計(jì)算框架在活荷載作用下的活荷載分布圖如 7-3 所示： 其中，縱向傳遞給計(jì)算框架柱的集中可變荷載產(chǎn)生的彎矩為： 邊跨：m1=6.6610.125=0.883 kn/m； 中跨： m2=14.1260.125=1.770kn/m； 圖 7-3 活載作用下的荷載分布簡圖 m1 m2m2 m1 m1 m1 m1m1 m1 m2 m2 m2 q2 q2 q2q2 q2 q2 q1 q1 q1 q1 q1q1 q1,maxq1,max q1,maxq1,m

40、ax q1,maxq1,max q2,max q2,max q2,max 7.3 豎向荷載的內(nèi)力計(jì)算 7.3.1 恒荷載作用 8 軸線上這榀框架梁柱的內(nèi)力計(jì)算(分層法) 1.把計(jì)算單元上的梯形、三角形分布荷載等效為均布荷載(節(jié)點(diǎn)彎矩等效原則)： 邊跨： 頂層： 1 3.9 0.50.293 6.65 23 1g3.681 (1 0.29320.293 ) 5.073 3.921.767 kn/ m 其他層： 23 2 g12.456(1 0.2920.281 ) 3.34 3.924.364 kn/ m 中跨： 頂層： 1 5 g2.6255.073 2.7511.344kn/ m 8 其他層

41、： 2 5 g2.6253.34 2.758.366 kn/ m 8 2.繪制此框架結(jié)構(gòu)計(jì)算單元梁間荷載的計(jì)算簡圖如 7-4 所示，并把梁柱線剛度值 標(biāo)注其上： 圖 7-4 梁間荷載的計(jì)算簡圖 3.利用分層法計(jì)算 8 軸線上這榀框架在梁間恒荷載作用下的框架梁、柱的內(nèi)力： (利用其對稱性) 其中，固端彎矩： 表 7-4 固端彎矩公式 兩端支座類型 l b m r b m 梁的兩端為固定端支座 2 gl 12 2 gl 12 梁的一端為固定端支座，另一端為定向支座 2 gl 3 2 gl 6 注：g梁上換算線荷載；l梁的計(jì)算長度(凈跨) 彎矩分配系數(shù)： ； c cb i ii 上 上 (+ ) c

42、 cb i ii 下 下 (+ ) l b cb i ii 左 (+ ) r b cb i ii 右 (+ ) 表 7-5 各節(jié)點(diǎn)分配系數(shù) 左結(jié)點(diǎn)右結(jié)點(diǎn) 層數(shù)上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 60.5450.4550.3780.4640.148 50.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 40.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 30.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 20.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 10.3810.3010.3180.2840.3400.269

43、0.107 7.3.2 計(jì)算恒荷載作用下固端彎矩 梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷載計(jì) 算，也可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等 效均布荷載，等效均布荷載的計(jì)算公式如圖所示。 aa l p q 圖 7-4 荷載的等效 ，(三角形荷載) 23 q(1 2)l 1 2 5 qp 8 頂層： 3.9 0.50.293 6.65 邊跨: g21.767kn/ m 邊 其他層：g24.364 kn/ m 邊 中跨：頂層：g11.344 kn/ m 中 g8.366kn/ m 中 則頂層各桿的固端彎矩: 跨：倆端均為固定支座ab 22 a

44、bba 11 mmgl21.767 6.1568.607 kn m 1212 邊邊 跨：一端為固定支座，一端為滑動(dòng)支座bc 2 2 bc 112.25 mg l11.3444.786 kn m 332 中中 2 2 cb 112.25 mg l11.3442.393 kn m 662 中中 同理，其余層各層的固端彎矩為： 22 abba 11 mmgl24.364 6.1576.792 kn m 1212 邊邊 2 2 bc 112.25 mg l8.3663.529 kn m 332 中中 2 2 cb 112.25 mg l8.3661.765 kn m 662 中中 由于集中力偏心產(chǎn)生了

45、彎矩，故需要進(jìn)行調(diào)整: abba mm和 第六層: 11 mpl4.851 kn m 22 mpl4.851 kn m 二到五層： 11 mpl4.739 kn m 22 mpl8.029 kn m 第一層： 11 mpl4.549 kn m 22 mpl7.168 kn m 故第六層的固端彎矩為： 6abab1 mmm60.389 kn m 6baba2 mmm60.388kn m 第一到五層的固端彎矩： 25abab1 mmm72.053 kn m 2 5baba1 mmm66.091 kn m 底層： abab1 mmm69.751 kn m baba2 mmm67.132 kn m 7

46、.3.3 用彎矩二次分配法來計(jì)算恒載作用下的梁端、柱端彎矩 表 7-6 恒載作用下框架彎矩二次分配法 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁跨中 0.5450.4550.3780.4640.148 -60.38960.388-6.263-3.128 32.92127.477-20.459-25.114-8.0118.011 12.28-10.2313.739-9.78 -1.117-0.934-1.497-0.694-0.5860.586 44.082-44.08252.172-36.588-14.865.469 0.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 -69.56166

47、.091-4.392-2.916 24.5624.5620.451-16.35-19.559-19.559-6.2326.232 16.45612.28-8.17510.226-12.552-9.78 -7.258-7.258-6.4053.2093.3893.3891.223-1.223 33.75829.582-63.3363.176-28.727-25.95-9.4012.813 0.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 -69.56166.091-4.392-2.916 24.5624.5620.451-16.35-19.559-19.559-6.2326

48、.232 12.2812.28-8.17510.226-9.78-9.78 -5.784-5.784-4.8172.4742.9592.9590.943-0.943 31.05631.056-62.10262.441-26.38-26.38-9.8613.093 0.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 -69.56166.091-4.392-2.916 24.5624.5620.451-16.35-19.559-19.559-6.2326.232 12.2812.28-8.17510.226-9.78-9.78 -5.784-5.784-4.8172.4742.

49、9592.9590.943-0.943 31.05631.056-62.10262.441-26.38-26.38-9.8613.093 0.3810.3010.3180.2650.3170.3170.101 -69.56166.091-4.392-2.916 24.5624.5620.451-16.35-19.559-19.559-6.2326.232 12.2813.252-8.17510.226-9.78-10.489 -6.727-6.727-5.1032.6613.1833.1831.014-1.014 30.71331.685-62.38862.628-26.156-26.905-

50、9.613.022 0.3810.3010.3180.2840.3400.2690.107 -69.56167.132-4.392-2.196 26.0533 20.93822.12-17.523-20.978-16.597-6.6026.602 12.28-8.76211.06-9.78 -1.34-1.059-1.119-0.364-0.435-0.344-0.1370.137 37.44319.879-57.32260.305-31.193-16.941 -11.1314.543 6.626-5.647 圖 7-5 恒載作用下的框架彎矩圖()kn m 7.3.4 計(jì)算恒載和活載作用下梁端

51、剪力和柱軸力 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，而 柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算恒載作用時(shí)的柱底軸力，要考慮柱 的自重。 恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力、剪力計(jì)算 1.梁端剪力由兩部分組成： (1)荷載引起的剪力，計(jì)算公式為： ， 、分別為矩形和梯形荷載 2 1 ab1 1 q l1 vvq l1 22 1 q 2 q ， 1 q3.831 kn/ m 2 q19.941 kn/ m0.293 ， 、分別為矩形和三角形荷載 bc1 22 2 11 vvq lq l 24 1 q 2 q ， 1 q 2.625 kn/ m 2 q 15.083

52、kn/ m 頂層： ab 跨： ab 119.941 6.65 vv3.831 6.651 0.29359.615 kn 22 bc 跨： bc 115.083 vv2.625 2.252.2519.922 kn 22 一到五層： ab 跨： ab 113.026 6.65 vv12.456 6.651 0.29369.871 kn 22 bc 跨： bc 11 vv2.625 2.259.853 2.2514.038 kn 24 (2)彎矩引起的剪力，計(jì)算原理是桿件彎矩平衡，即 跨 ab abba ab mm vv l 跨 因?yàn)榭鐑啥藦澗叵嗟?，故bcbc bc vv0 第六層： ab 52.

53、171 44.082 vv1.216kn 6.65 其他層計(jì)算結(jié)果見表 7-7 表 7-7 恒載作用下的梁端剪力及柱軸力 層次由荷載產(chǎn)生由彎矩產(chǎn)生總剪力 ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨 bc vv bc vv bc vv bc vv a v b v bc vv 659.61519.922-1.216056.568-59.07626.119 569.80114.038-0.224069.895-69.82714.038 469.80114.038-0.052069.718-69.92414.038 369.80114.038-0.052069.718-69.92414.038

54、269.80114.038-0.019069.718-69.89014.038 169.80114.038-0.458069.718-70.33314.038 2.柱的軸力計(jì)算：- 頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，柱底軸力為柱頂軸力加上柱的 自重；其余層軸力計(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。計(jì)算結(jié)果見表 7-8 所示： 表 7-8 柱軸力表 a 柱b 柱 層次 n頂n底n頂n底 699.966 123.593 118.111 141.738 5158.42 182.047 177.078 200.705 4220.458 244.085 268.034 299.991

55、3278.391 302.081 355.88 379.507 2337.052 360.679 438.79 462.417 1408.059 437.921 527.641 557.397 n底n頂g柱 3.柱的剪力計(jì)算 柱的剪力： (7-1) mm v l 下上 式中，、分別為經(jīng)彎矩分配后柱的上、下端彎矩， 為柱長度。m上m下l 圖 7-6 恒載作用下梁剪力、柱軸力圖(kn) 7.3.5 計(jì)算活荷載作用下固端彎矩 當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力所產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，可不考慮活荷載的 不利布置，而把活荷載同時(shí)作用于所有的框架梁上，這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最 不利荷載位置法求得內(nèi)力極為相

56、近，可直接進(jìn)行內(nèi)力組合。但求得的梁的跨中彎矩卻 比最不利荷載位置法的計(jì)算結(jié)果要小，因此對梁跨中彎矩應(yīng)乘以的系數(shù)予以增1.11.2、 大。 梁上分布荷載為梯形荷載，如圖 7-7： aa l p q 圖 7-7 荷載的等效 根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均 布荷載?；钶d作用下，頂層梯形荷載化為等效均布荷載 ，(三角形荷載) 23 q(1 2)l 1 2 5 qp 8 (梯形荷載) 3.9 0.293 6.65 頂層梯形荷載化為等效均布荷載 2323 5ab2 g(1 2)g1 2 0.2930.2937.36.23 kn/ m 邊 頂層： bc2 55 g g

57、5.43.375 kn/ m 88 中 其它層： bc2 55 g g6.253.906 kn/ m 88 中 則頂層各桿的固端彎矩為： 跨：倆端均為固定支座ab 22 abba 11 mmgl6.23 6.1519.636 kn m 1212 邊邊 跨：一端為固定支座，一端為滑動(dòng)支座bc 2 2 bc 112.25 mg l3.3751.424 kn m 332 中中 2 2 cb 112.25 mg l3.3750.712kn m 662 中中 同理，其余層各層的固端彎矩為： 2 abba 1 mmgl19.636 kn m 12 邊邊 2 bc 1 mg l1.648 kn m 3 中中

58、 2 cb 1 mg l0.824 kn m 6 中中 由于集中力偏心產(chǎn)生了彎矩，故需要進(jìn)行調(diào)整: abba mm和 第一到第六層: 邊跨： 中跨 1m0.833 kn m 2m1.770kn m 故第六層的固端彎矩為： 6ab m19.6360.83318.803 kn m 6ba m19.636 1.78817.866 kn m 7.3.6 用彎矩二次分配法來計(jì)算活荷載下的梁端、柱端彎矩 表 7-9 活載作用下框架彎矩二次分配法(kn m) 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁跨中 0.5450.4550.3780.4640.148 -18.80317.866-1.424-0.712 10.248

59、8.555-5.95-7.30-2.3282.328 3.319-3.0544.278-2.495 -0.144-0.121-0.674-0.827-0.2640.264 13.432-13.43215.344-10.824.3441.812 0.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 -18.80317.866-1.648-0.824 6.6376.6375.529-4.079-4.880-4.880-1.5551.555 5.1243.319-2.0862.765-3.749-2.495 -2.244-2.244-1.8730.9221.1031.1030.35

60、1-1.223 8.3418.341-17.23317.364-7.635-6.471-3.3480.183 0.3530.3530.2940.2650.3170.3170.101 -18.80317.866-1.648-0.824 6.6376.6375.529-4.079-4.880-4.880-1.5551.555 3.3193.319-2.8062.765-2.495-2.495 -1.606-1.607-1.3380.5890.7050.7050.225-0.225 8.358.349-16.69817.016-6.779-6.7793.4740.309 0.3530.3530.29