徐州格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓設(shè)計土木工程畢業(yè)論文

1、. . . . 圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(論文)格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓設(shè)計THEOFFICEBUILDINGOFXUZHOU GlORIA TECHNOLOGY LLC摘 要本次畢業(yè)設(shè)計題目為“格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓”。按畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求，此綜合樓共五層，建筑總高度為23.95m，總建筑面積約為3798。本建筑結(jié)構(gòu)均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)。本設(shè)計抗震設(shè)防烈度為7度。工程設(shè)計包括兩部分，即建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑設(shè)計是在查閱相關(guān)資料與規(guī)的基礎(chǔ)上完成了平面（底層，標準層）、正立面、側(cè)立面與剖面圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計采用三水準兩階段的設(shè)計方法，包括三部分容：第一，通過手算

2、進行結(jié)構(gòu)計算。具體容包括：結(jié)構(gòu)方案和初選截面尺寸；結(jié)構(gòu)計算簡圖與剛度參數(shù)計算；荷載計算與結(jié)構(gòu)位移驗算；水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)力分析；豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)力分析；荷載效應(yīng)與力組合；截面設(shè)計和構(gòu)造要求；基礎(chǔ)設(shè)計。其中在水平地震作用的計算過程中應(yīng)用D值法和底部剪力法進行框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的力和側(cè)移計算，在計算過程中，充分利用了Excel與結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器等進行電算，保證了計算的準確性。第二 ，結(jié)構(gòu)施工圖繪制。在施工圖的繪制過程中，應(yīng)用Auto CAD軟件進行制圖，繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖，基礎(chǔ)平面圖，樁基礎(chǔ)詳圖等。第三 ，計算機輔助設(shè)計與校核。通過應(yīng)用PKPM軟件對結(jié)構(gòu)進行輔助設(shè)計，并與手算結(jié)果進行校核

3、，得到橫向框架配筋圖，梁板平法施工圖。關(guān)鍵詞： 框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；基礎(chǔ)設(shè)計AbstractThe graduation design topic for one traffic police building integrated design According to the requirements of graduation design, the building of five layers, building a total height of 23.95 m, with a total construction area of about 3798 square me

4、ters. This building structure for steel reinforced concrete frame structure, basic using slurry-supported machinery into a pile foundation. In this paper，the district seismic fortification intensity is designed for 8 degrees. The engineering design includes two parts, namely the architectural design

5、 and structure design. Architectural design is in access relevant information and on the basis of regulating the plane (complete, standard layer), bottom facade, side elevation and section. Structure design uses three level two stages of design methods, including three parts: First, by hand count st

6、ructure calculation. Including components section size, the load calculation, the method of using D value structure and equivalent base shear method under horizontal loads of internal force and lateral force calculation, the framework and section design (beam and column board, the reinforcement), fo

7、undation design Engineering design includes two parts, namely the architectural design and design. Architectural design is in access relevant information and on the basis of regulating the plane (complete, standard layer), bottom facade, side elevation and section. Second, the structure construction

8、 drawings. Specific include: the construction scheme, construction scheme and the primary section size, Floor structure design, Structure diagram and rigidity parameters calculation, The load calculation and the structural displacement calculation, Under horizontal loads of structural internal force

9、 analysis, Vertical load structure internal force analysis, Load effect and internal combination, Section design and construction requirements.Third, Basic design, The structure of drawing, The computer aided design using PKPM.Key words: Frame structure Structure designSeismicdesign foundation desig

10、n61 / 64目 錄1.緒論21.1序言21.2建筑設(shè)計說明21.2.1總平面設(shè)計21.2.2 平面設(shè)計21.2.3 剖面設(shè)計31.2.4 立面設(shè)計32.結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書42.1 工程概況42.2 結(jié)構(gòu)布置與計算簡圖42.3 重力荷載計算92.3.1 屋面與樓面永久荷載標準值92.3.2 屋面與樓面可變荷載標準值92.3.3 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算92.3.4 重力荷載代表值102.4 框架側(cè)移剛度計算112.5 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力和側(cè)移計算142.6 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力計算192.6.1橫向框架力計算192.6.2橫向框架力組合292.7 截面設(shè)計372.7.1框

11、架梁372.7.2框架柱412.7.3 框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算452.8 基礎(chǔ)設(shè)計482.9樓梯設(shè)計50附 表55附表1 柱側(cè)移剛度修正系數(shù)55附表2 彈性層間位移角限值55附表3 倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比56附表4 上、下層高不同的修正值和56附表5 柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值57結(jié) 論58致 59參考文獻601.緒論1.1序言鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是建筑中一種常見的結(jié)構(gòu)形式。特別是近十多年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，由于生產(chǎn)的需要，這類結(jié)構(gòu)以其造價低，適用圍廣等優(yōu)點而獲得廣泛的應(yīng)用。根據(jù)活動中心設(shè)計規(guī)和其它相關(guān)標準，以與設(shè)計要求和提供的地質(zhì)資料，設(shè)計該框架結(jié)構(gòu)

12、。按照先建筑后結(jié)構(gòu)，先整體布局后局部節(jié)點設(shè)計步驟設(shè)計。結(jié)合建筑設(shè)計并考慮公共建筑的特點，該建筑采用了框架結(jié)構(gòu)。建筑設(shè)計部分包括建筑的平面、立面和剖面設(shè)計，主要解決建筑平面布局和立面造型問題，此外對一些細部尺寸進行了設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計部分主要由力計算和截面設(shè)計組成。力計算部分首先由基本資料計算水平地震荷載和豎向重力荷載，主要運用了彎矩分配等方法。之后進行荷載組合，并且根據(jù)其進行截面設(shè)計和計算，主要包括構(gòu)件截面尺寸設(shè)計以與構(gòu)件配筋設(shè)計。本建筑基礎(chǔ)形式選用樁基礎(chǔ)。在設(shè)計過程中，根據(jù)國家最新規(guī)和土木工程設(shè)計中的各種要求進行計算，并運用Auto CAD和PKPM等制圖軟件進行輔助設(shè)計和繪圖。畢業(yè)設(shè)計是我們在

13、畢業(yè)前最后的學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段，是深化、拓寬、綜合學(xué)習(xí)的重要過程。因此畢業(yè)設(shè)計對提高我們的專業(yè)水平具有十分重要的意義。作為土木工程房屋建筑工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計，采用辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計的題目，具有廣泛的應(yīng)用性。本設(shè)計正文包括建筑設(shè)計說明部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書部分。1.2建筑設(shè)計說明根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的要求，同時考慮到格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓的使用功能與建筑物設(shè)計要求，進行了建筑平面、立面與剖面設(shè)計。其建筑的總長度為60.1m,總的寬度為16.7m。主體結(jié)構(gòu)共5層，層高均為3.9m.主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框結(jié)構(gòu)。1.2.1總平面設(shè)計本設(shè)計為格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓，根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境，即建筑地段

14、的大小、形狀、道路交通情況、地形條件、朝向、主導(dǎo)風向、氣候條件等，做出了總平面設(shè)計，即設(shè)置了功能分區(qū)、組織道路系統(tǒng)、安排出入口與布置綠化和其他附屬設(shè)施。1.2.2 平面設(shè)計本辦公樓是格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓。因此本設(shè)計的原則是：滿足各種功能的前提下，提高技術(shù)水平，做到舒適實用。在第一層為方便使用設(shè)有休息室和活動室等，其他每層都有檔案室和大、中、小型辦公室和會議室為工作人員提供方便。房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少和搬進房間家具設(shè)備的大小決定的，房間中窗的大小和位置主要是根據(jù)室采光通風要求來考慮。1.2.3 剖面設(shè)計根據(jù)平面設(shè)計進行剖面設(shè)計，層數(shù)為5層，每層層高都為為3.9m。其中根據(jù)層高

15、對樓梯踏步進行了設(shè)計。為防止室外雨水流入室，并防止墻身受潮，設(shè)計室外高差為450mm。1.2.4 立面設(shè)計結(jié)構(gòu)韻律和虛實對比，是使建筑立面富有表現(xiàn)力的重要設(shè)計手法。建筑立面上結(jié)構(gòu)構(gòu)件或門窗有規(guī)律的重復(fù)和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律變化的感受效果。在本設(shè)計中，考慮到建筑的特殊用途，正立面中所有的窗選取同樣的尺寸，給人以特別整齊、莊重的感覺！2.結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書2.1 工程概況本設(shè)計為格利爾數(shù)碼股份公司辦公樓，建筑面積為3798。其設(shè)計依據(jù)為：1.氣象條件（1）溫度：冬季采暖室外計算溫度-10，夏季最高氣溫35。（2）主導(dǎo)風向：常年主導(dǎo)風向為東南風?；撅L壓0.35KN/。（3）基

16、本雪壓: =0.35 KN/。（4）年降雨量：650mm；日最大降雨量：87mm；時最大降雨量：56mm；雨季集中在7、8月份。（5）土壤最大凍結(jié)深度500mm。2.工程地質(zhì)條件(1)地形概述：擬建場地地形平緩。 (2)勘測場地位于舊房拆遷帶，地勢平緩。鉆探深度圍揭露的地層，由上至下可分為四層：粘土：褐灰黃褐色，可塑，濕，中密，表層為耕作土，厚度約為0.50m左右，底部漸含砂與鐵錳結(jié)核。土質(zhì)分布均勻，屬中等壓縮性土層。厚度約5.l0m左右。粉質(zhì)粘土：黃灰黃色，可塑，濕，中密，上部含有少量灰白色粘土塊。土質(zhì)較均勻，分布連續(xù)，屬中等壓縮性土層。厚度約1.80m左右。粉土：棕黃色黃色，可塑，含有貝殼

17、碎屑，屬中等壓縮性土層。厚度約3.00m左右。粉質(zhì)粘土：黃色，軟塑，飽和，夾粉砂透鏡體和層面粉砂，該層未鉆穿。(3)地下水位：地表以下2.0m，水質(zhì)對水泥無侵蝕性。3.本工程設(shè)防烈度為7度第一組，設(shè)計基本地震加速度為0.15g，場地類別為類，丙類建筑，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級。4.墻體材料選用加氣混凝土中小型砌塊。2.2 結(jié)構(gòu)布置與計算簡圖根據(jù)該房屋的使用功能與建筑設(shè)計的要求，進行了建筑平面、立面與剖面設(shè)計，其標準層建筑平面、結(jié)構(gòu)平面和剖面示意圖分別見圖1、圖2、圖3。主體結(jié)構(gòu)共五層，層高都為為3.9m。填充墻采用300mm厚的加氣混凝土空心砌塊磚砌筑。門為木門，門洞根據(jù)門的規(guī)格定出。窗為鋁合金

18、窗，洞口也根據(jù)各窗規(guī)格定出。樓蓋與屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm。梁截面高度按跨度的1/121/8估算，由此估算的梁截面尺寸見表1，表1中還給出了各層梁的混凝土強度等級。其設(shè)計強度:一層采用C35 (=16.7N/ mm2,ft=1.57N /mm2） ，其他各層采用C30（=14.3N/ mm2,ft=1.43N /mm2）表1 梁截面尺寸（mm）與各層混凝土強度等級層次混凝土強度等級橫梁（b×h）縱梁（b×h）次梁（b×h）AB、CD跨BC跨2-5C30300×700300×500300×700300×

19、;6001C35柱截面尺寸可根據(jù)式估算。由附表1可知該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級，其軸壓比限值=0.8；各層的重力荷載代表值近似取12KN/m2。由圖2可知邊柱與中柱的負載面積分別為7.8×3.3m2和7.8×4.8m2。由得第一層柱截面面積為邊柱Ac2中柱Ac2如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為500mm和400mm。根據(jù)上述計算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值如下：15層 500mm×500mm基礎(chǔ)選用樁基礎(chǔ)。 圖1 建筑平面布置圖圖2 結(jié)構(gòu)平面布置圖圖3 剖面圖框架結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖4所示。取一層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底

20、。24層柱高度即為層高，取3.9m;底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即h1=3.9+0.5+0.45=4.85m。圖a 橫向框架 圖b 縱向框架圖4 框架結(jié)構(gòu)計算簡圖2.3 重力荷載計算2.3.1 屋面與樓面永久荷載標準值屋面 ： 30厚細石混凝土保護層 22×0.03=0.66KN/ 4mmSBS改性瀝青防水卷材 0.4KN/ 20厚水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4 KN/ 100mm厚擠塑聚苯板保溫層 0.15KN/ 100厚鋼筋混凝土板 25×0.1=2.5 KN/V型輕鋼龍骨吊頂 0.25KN/ 合 計 4.36 KN/14層樓面： 瓷磚地面（包括

21、水泥粗砂打底） 0.55 KN/ 100厚鋼筋混凝土板 25×0.1=2.5 KN/ V型輕鋼龍骨吊頂 0.25KN/ 合 計 3.30 KN/2.3.2 屋面與樓面可變荷載標準值上人屋面均布活荷載標準值 2.0 KN/ 樓面活荷載標準值 2.0 KN/ 屋面雪荷載標準值 Sk=r·s0=1.0×0.35=0.35 KN/2.3.3 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重與粉刷等計算出單位長度上的重力荷載；對墻、門、窗等可計算出單位面積上的重力荷載。具體計算過程從略，計算結(jié)果見表2。表2 梁、柱重力荷載標準值層次構(gòu)件1邊橫梁0.30.7251

22、.055.5136.114470.811906.722中橫梁0.30.5251.053.9382.5988.605次梁0.30.5251.053.9386.312297.713縱梁0.30.7251.055.5137.3281049.59柱0.50.5251.106.8754.7532104525邊橫梁0.30.7251.055.5136.114470.811906.722中橫梁0.30.5251.053.9382.5988.605次梁0.30.5251.053.9386.312297.713縱梁0.30.7251.055.5137.3281049.59柱0.50.5251.106.8753.

23、9321045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增大系數(shù)；g表示單位長度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件數(shù)量。2）梁長度取凈長；柱長度取層高。墻體為300mm厚加氣混凝土空心砌塊，外墻面貼瓷磚（0.5KN/），墻面為20mm厚抹灰，則外墻面單位墻面重力荷載為 0.57×0.317×0.02=2.94 KN/ 墻為200mm厚加氣混凝土空心砌塊，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則墻單位面積重力荷載為 7×0.217×0.02×2=2.08 KN/ 木門單位面積重力荷載為0.2KN/；鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4 KN/ 。2.3.4 重力

24、荷載代表值集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi=永久荷載標準值（樓板重+梁重+上下各半層的墻、柱重）+0.5*可變荷載標準值（樓面或屋面活荷載）G6=屋面恒載+50%屋面雪載+屋蓋縱橫梁自重+屋面下半層的柱與墻體自重+女兒墻自重 =4.36 *6.6*60.1 + 50%* 0.35+ 2.94 +2.08 =1202.002KN 同理，G5 =5575.579KN G4=8647.772KN G3=8647.772KN G2=8647.772KN G1=11149.684KN計算結(jié)果如圖5所示： 圖5 各質(zhì)點重力荷載代表值2.4 框架側(cè)移剛度計算橫向框架側(cè)移剛度計算。橫梁線剛度計算過程見表

25、3；柱線剛度計算過程見表4。表3 橫梁線剛度計算表類別層次Ec/(N/2)b×h/(×)I0/4l/EcI0/l/N·1.5EcI0/l/N·2EcI0/l/N·邊橫梁253.0×104300×7008.575×10966003.898×10105.847×10107.795×101013.15×104300×7008.575×1094.093×10106.140×10108.186×1010走道梁253.0×104

26、300×6005.4×10930005.4×10108.100×101010.80×101013.15×104300×6005.4×1095.67×10108.505×101011.34×1010表4 柱線剛度計算表層次/mmEc/(N/2)b×h/(×)Ic/4EcIc/l/N·147503.15×104500×5005.208×10103.454×10102439003.0×104500×50

27、05.208×10104.006×1010圖6 C-6柱與與其相連梁的相對線剛度柱的側(cè)移剛度按公式計算，式中系數(shù)由公式計算。根據(jù)梁柱線剛度比的不同，圖2中的柱可分為中框架柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以與樓梯間柱等?，F(xiàn)以第二層C-6柱的側(cè)移剛度計算為例，說明計算過程，其余柱的計算過程從略，計算結(jié)果分別見表5表7。 第2層C-6柱與與其相連的梁的相對線剛度如圖6所示，圖中數(shù)據(jù)取自表3和4。由表3和表4可得梁柱線剛度比為= = 由公式得D=0.46×表5 中框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm）層次邊柱(12根）中柱（6根）351.9460.493155824.6420.6992

28、209231953621.9950.499157714.7580.7042225032275212.3700.657120695.6530.80414770233448表6 邊框架柱側(cè)移剛度D值（N/m）層次A-3、A-9、D-1、D-11B-1、B-11、C-1、C-11351.4600.422133383.4820.6352007013363221.4960.428135273.5690.6412025913514411.7780.603110774.2400.76013961100152表7 樓、電梯間框架柱側(cè)移剛度值D（N/m）層次C-4、C-5、C-7、C-8E-4、E-5、E-7、

29、E-8353.6690.647204491.9460.4931558614414023.7610.653206381.9950.4991577114563614.4680.768141082.3700.65712069104708將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度，見表8。表8 橫向框架層間側(cè)移剛度(N/m)層次12345Di438308603532597308597308597308由表8可見，=438308/603532=0.73>0.7，故該框架為規(guī)則框架。2.5 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力和側(cè)移計算橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的力和側(cè)移計算。1.橫

30、向自振周期計算將折算到主體結(jié)構(gòu)頂層，即1202.002×（1+×）=即第五層結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移由式 ， ，計算計算過程見表9。表9 結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算層 次Gi/kNVGi/kNDi/(N/mm)ui/mmui/mm57043.387043.3859730811.8234.248647.772156913222.438647.77224338.92459730840.7196.128647.77232986.69660353254.7155.4111149.68443956.232438308100.7100.7計算基本周期T1，其中UT的量綱

31、為m，取T=0.7,則T1=1.7×0.7×=0.576s2.水平地震作用與樓層地震剪力計算本設(shè)計中，結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值計算，即Geq=0.85Gi=0.85×(10969.5368647.772×35575.5791202.002)=37136.868KN因，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)計算如下：各質(zhì)點的水平地震作用將與代入可得： =4031.58具體計算過程見表10。各樓層地震剪力按公式計算，結(jié)果列入表10。表10 各

32、質(zhì)點橫向水平地震作用與樓層地震剪力計算表層次Hi/mGi/KNGiHi/KN·mFi/KNVi/KN23.351202.00228066.750.053213.67213.67520.355575.579113463.030.214862.761076.43416.458647.772142255.850.2681080.462156.89312.558647.772108529.540.205826.472983.3628.658647.77274803.230.141568.453551.8114.7511149.684529610.100403.163954.973.水平地震作

33、用下的位移計算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移分別按公式計算，計算過程見表11。表中還計算了各層的層間彈性位移角。各質(zhì)點水平地震作用與樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖7.圖(a) 水平地震作用分布 圖(b) 層間剪力分布圖7 橫向水平地震作用與樓層地震剪力表11 橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi/KNDi/(N/mm)ui/ui/hi/mm51076.435973081.825.339001/217642156.895973083.623.539001/108332983.365973084.9919.939001/78223551.816035325.8914.9139001/

34、66213954.974383089.029.0247501/582由表11可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/582<1/550,滿足最大層間位移角限值的要求，其中u/h=1/550由附表2查得。4.水平地震作用下框架力計算以圖2中軸線橫向框架力計算為例，說明計算方法，其余框架力計算從略?？蚣苤思袅εc彎矩分別按式和，計算，其中取自表5，取自表8，層間剪力取自表10。各柱反彎點高度比按式確定，其中由附表3查得。本設(shè)計中底層柱需要考慮修正值，由附表4查得。第2層柱需考慮修正值和，其余柱均無修正。表12 各層柱端彎矩與剪力計算層次hi/mVi/KNDij/(N/m）邊柱Di1V

35、i1y53.91076.435973081558228.081.9460.39743.4866.0443.92156.895973081558256.271.9460.45098.75120.7033.92983.365973081558277.831.9460.497150.86152.6823.93551.816035321577192.811.9950.500180.98180.9814.753954.9743830812069108.92.3700.613200.19200.19層次hi/mVi/KNDij/(N/mm）中柱Di2Vi2y53.91076.435973082209239

36、.814.6420.4569.8785.3943.92156.895973082209279.774.6420.5155.55155.5533.92983.3659730822092110.344.6420.5215.16215.1623.93551.8160353222250130.944.7580.5255.33255.3314.753954.9743830814770133.275.6530.55348.17284.86注：表中M量綱為KN·m,V量綱為KN。梁端彎矩、剪力與柱軸力分別按公式計算。設(shè)計為框架柱，那么：1、先求出節(jié)點彎矩，分配到節(jié)點上的每一個桿件的桿端（包括柱端）

37、，得到柱端彎矩；2、根據(jù)柱端彎矩，設(shè)柱端剪力為未知數(shù)，列桿件力矩平衡方程，求出柱端剪力；3、根據(jù)柱頂兩側(cè)梁傳來的梁端剪力和柱頂?shù)纳现纵S力之和，就是本柱上端軸力。本柱上端軸力加本柱自重就是本柱下端軸力。其中梁線剛度取自表3，具體計算過程見表13。表13 梁端彎矩、剪力與柱軸力計算層次邊 梁走 道 梁柱軸力MlbMrbLVbMlbMrbLVb邊柱N中柱N543.4835.796.612.0149.6049.60333.07-12.01-21.064186.7494.506.642.61130.92130.92387.28-54.62-65.733251.43155.406.661.64215.

38、31215.313143.54-116.26-147.632331.84184.656.678.26255.84255.843170.56-194.52-239.931381.17296.326.6102.65213.87213.873142.58-297.17-279.86注：1）柱軸力中的負號表示拉力。當為左地震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)得右側(cè)兩根柱為壓力。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矩圖、梁端剪力圖與柱軸力圖如圖8所示。 圖（a）框架彎矩圖（） 圖(b) 梁端剪力與柱軸力與柱剪力圖（）圖8 地震作用下框架的彎矩圖、

39、梁端剪力與柱軸力圖2.6 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力計算2.6.1橫向框架力計算1.計算單元 取軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為7.8m，如圖9所示。圖9 橫向框架計算單元由于房間布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元圍的其余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，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線重合，因此在框架節(jié)點上無集中力矩作用。2.荷載計算(1)恒載計算q1,q,1代表橫梁自重，為均布荷載形式，對第5層KN/m KN/mq2和q,2分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示幾何關(guān)系可得P1，P2分別為

40、由邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載，它包擴梁自重，樓板重和女兒墻等的重力荷載，計算如下：對2-4層，包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其他荷載計算同第五層，結(jié)果為：圖 10 各層梁上作用的恒載1層(2)活荷載計算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖11所示：圖11 各層梁上作用的活載對于第5層同理，在屋面雪荷載作用下對1-4層將以上計算結(jié)果匯總，見表14和表15表14 橫向框架恒載匯總表層 次q1/(kN/m)q，1/(kN/m)q2/(kN/m)q，2/(kN/m)P1/kNP2/kN55.5133.93816.47812.675149.37166.361-412.1693.93812

41、.879.9154.29190.79表15 橫向框架活載匯總表層 次q2/(kN/m)q，2/(kN/m)P1/kNP2/kN57.8（0.975）6.0（0.75）33.35（4.169）52.25（6.53）1-47.86.033.3552.25 按彈性理論設(shè)計計算梁的支座彎矩時，可按支座彎矩等效的原則，按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載P三角形荷載作用時 ='梯形荷載作用時 =（）'其中'=* g、q -分別為板面的均布恒荷載和均布活荷載；、-分別為短跨與長跨的計算跨度。=0.5*=0.227頂層邊跨 荷載等效后的計算簡圖如下 圖12 荷載等效后的計算簡圖

42、3.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。 分配系數(shù)計算公式： （3.26） 其中：為轉(zhuǎn)動剛度，兩端固支桿，一端固支，一端滑動固支桿 n為該節(jié)點所連接的桿件數(shù)。由此計算出各個桿件分配系數(shù)，標繪于計算簡圖上。彎矩計算過程如圖12，所得彎矩圖如圖13。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的自重。如表16和表17所列。以恒載作用下的第五層框架A節(jié)點附近桿件來說明彎矩二次分配法的計算過程。均布荷載作用下的固端彎矩計算公式：M=-ql²/12= 19.5

43、4*6.6= -70.92KNM傳遞系數(shù)C=1/2=4i =2i ，則=0.661 =0.339則=76.92*=46.88KNM =76.92*0.339=24.04KNM。同理可得其他節(jié)點處桿件的彎矩，如下圖所示。CBA（a）恒載作用下 （b）活載作用下圖13 橫向框架彎矩的二次分配法（M單位：）（a）恒載作用下 （b）活載（屋面雪荷載）作用下 圖14 豎向荷載作用下框架彎矩圖表16 恒載作用下梁端剪力與柱軸力（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VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC556.515.41-3.39

44、053.1118.815.41202.48229.29200.57227.38470.0813.33-2.70067.3816.0313.33450.96477.77447.53474.34370.0813.33-2.70067.0416.0313.33699.44726.25694.49721.30270.0813.33-2.70067.0416.0313.33974.73974.73941.45968.26170.0813.33-3.04067.0416.3713.331196.061228.721188.411221.07表17 活載作用下梁端剪力與柱軸力（KN）層次荷載引起剪力彎矩引起

45、剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱=518.14（2.27）4.5（0.56）-1.13（-0.14）017.01（2.13）19.27（2.41）4.5(0.56)50.36(6.30)76.02(9.5)418.144.5-0.67017.4718.814.5101.18(57.12)151.58(85.06)318.144.5-0.67017.4718.814.5152(107.94)227.14(160.62)218.144.5-0.67017.4718.814.5202.82(158.74)302.7(236.18)118.144.5-0.90017.471

46、8.814.5253.64(209.56)378.26(311.74)注：表中括號數(shù)值為屋面作用雪荷載（）、其他層樓面作用活荷載（）對應(yīng)的力。以向上為正。圖15 恒載作用下梁端剪力與柱軸力圖(KN)圖 16活載作用下梁端剪力與柱軸力圖(KN)2.6.2橫向框架力組合1.結(jié)構(gòu)抗震等級結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度等因素，由建筑抗震設(shè)計規(guī)GB50011-2010中表6.1.2確定。由規(guī)可知，本工程的框架為二級抗震等級。2.框架梁力組合本設(shè)計考慮了四種力組合，即， ，。此外，對于本工程，這種力組合與考慮地震作用的組合相比一般比較小，對結(jié)構(gòu)設(shè)計不起控制作用，故不予考慮。各層梁的力組合

47、結(jié)果見表18，表中SGk,SQk兩列中的彎矩M為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩（調(diào)幅系數(shù)取0.8）?？缰袕澗卣{(diào)幅系數(shù)取1.2。圖17 均布荷載和梯形荷載下的計算圖形下面以第一層跨梁考慮地震作用的組合為例，說明各力的組合方法。對支座負彎矩按相應(yīng)的組合情況進行計算，求跨間最大正彎矩時，可根據(jù)梁端彎矩組合值與梁上荷載設(shè)計值，由平衡條件確定。由圖14可得 若，說明，其中為最大正彎矩截面至支座的距離，則可由下式求解： 將求得的值代入下式即可得跨間最大正彎矩值若，說明，則若，則若，則同理，可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的、和的計算公式（圖15）圖18 均布荷載和三角形荷載下的計算圖形由下式解得：同理，可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的、x和的計算公式（圖15）X可由上式解得：本設(shè)計中，梁上荷載設(shè)計值 左震 則發(fā)生在左支座 右震則發(fā)生在右支座 剪力計算：左震 右