某三層宿舍樓畢業(yè)設(shè)計計算書

1、摘要本課題是一宿舍樓的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是取一榀框架，為三層、三跨，進行梁柱截面尺寸的估算，豎向荷載作用下及水平風荷載作用下的框架內(nèi)力計算，梁柱的內(nèi)力組合，配筋計算和樁基礎(chǔ)計算?？蚣軆?nèi)力計算方法為：恒載計算時采用彎矩二次分配法，活載計算時采用分層法逐層求得；計算風荷載時運用D值法計算。而后，根據(jù)規(guī)范進行內(nèi)力組合，然后進行梁柱的截面校核及配筋計算。最后，樓板按彈性計算雙向板配筋，樁基礎(chǔ)進行承臺的驗算及配筋計算。關(guān)鍵詞 框架；結(jié)構(gòu)設(shè)計；內(nèi)力計算；內(nèi)力組合；樁基礎(chǔ)Abstract This project is a dormitory design of a concrete frame

2、construction. In the part of the frame calculation under vertical loads the frame is irregular which contain 3 layers and 3 span. Carried out to estimate the size of column section. The design of structure is made up of a frame calculation under vertical loads, the calculation of wind load under hor

3、izontal loads, the association of internal farces ,disposing steel bar for beams and column, two-way slab calculation, and pile foundation calculation. The framework of the method of calculating internal forces: Dead load used in the calculation of secondary bending moment distribution method, Live

4、load calculations obtained using layer-by-layer stratification; In horizontal wind load calculation used D value method. Then, According to regulate internal force to portfolio, Column and then proceed to check and reinforcement of the cross-section calculation. Finally, the floor plate by a flexibl

5、e two-way,reinforcement calculated, Pile caps based on the calculation of check and reinforcement.Keywords frames；structural design；calculating internal forces；the internal force combination；pile foundation目錄摘要Abstract1.工程概況11.1 設(shè)計資料1設(shè)計項目名稱1建設(shè)地點1建筑介紹1地質(zhì)條件1氣象資料1材料:12.結(jié)構(gòu)設(shè)計22.1結(jié)構(gòu)布置方案及結(jié)構(gòu)選型22.2確定結(jié)構(gòu)計算簡圖2三

6、個假設(shè)：22.2.2結(jié)構(gòu)計算簡圖：22.3主要構(gòu)件選型32.4梁截面尺寸的確定3主梁截面尺寸的確定3次梁截面尺寸的確定42.5柱截面尺寸的確定5按軸力估算5按軸壓比驗算62.6梁柱線剛度計算63.荷載計算83.1設(shè)計資料83.2 恒載計算8梁自重8柱自重9墻自重及裝飾9屋面板面荷載標準值9樓板面荷載標準值10屋面框架節(jié)點荷載10 樓面框架節(jié)點荷載11恒荷載作用在框架梁上的荷載123.3 活荷載計算13活荷載作用在框架梁上的均布荷載14活荷載作用在框架柱上的集中荷載143.4 風荷載標準值計算164.框架內(nèi)力計算184.1恒載作用下框架內(nèi)力計算18梁的固端彎矩計算18節(jié)點彎矩分配系數(shù)計算19恒載

7、作用下框架彎矩計算20彎矩調(diào)幅20恒載作用下框架梁、柱的剪力計算20恒載作用下框架柱軸力計算24梁跨中最大彎矩的計算254.2活荷載作用下內(nèi)力計算27梁的固端彎矩計算27節(jié)點彎矩分配系數(shù)計算28活載作用下框架彎矩計算29彎矩調(diào)幅和控制截面內(nèi)力計算30活載作用下框架梁、柱剪力計算30活載作用下框架柱軸力計算32梁跨中最大彎矩計算334.3水平荷載作用下框架內(nèi)力計算334.3.1 風荷載下的內(nèi)力計算方法33柱剪力的計算34框架D值計算34各柱反彎點高度的計算34框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩計算35梁剪力及框架柱的軸力計算375內(nèi)力組合395.1削峰395.2控制截面最不利的內(nèi)力計算405.3框架內(nèi)

8、力組合405.4框架柱內(nèi)力組合416.截面設(shè)計與配筋計算426.1設(shè)計資料說明426.2框架梁截面設(shè)計42梁跨中截面設(shè)計42梁支座截面設(shè)計43斜截面受剪承載力計算436.3框架柱截面設(shè)計45軸壓比驗算45截面尺寸復(fù)核46正截面受彎承載力驗算46垂直于彎矩作用平面的受壓承載力驗算47斜截面受剪承載力驗算497.樓板板配筋517.1荷載計算517.2雙向板計算51彎矩計算51截面設(shè)計537.3單向板53荷載計算53內(nèi)力計算54配筋計算548.基礎(chǔ)設(shè)計558.1樁數(shù)確定及布置568.2基樁豎向承載力驗算568.3承臺抗沖切驗算56柱對承臺的沖切驗算56角樁沖切驗算578.4承臺抗剪驗算578.5承臺

9、受彎計算及配筋589.樓梯設(shè)計599.1 結(jié)構(gòu)平面布置599.2 梯段板的設(shè)計59荷載計算599.2.2 內(nèi)力計算60配筋計算609.3 平臺板的設(shè)計60荷載計算619.3.2 內(nèi)力計算619.3.3 配筋計算619.4 平臺梁的設(shè)計61荷載計算61內(nèi)力計算62配筋計算62參考文獻64附錄65致謝661.工程概況1.1 設(shè)計資料設(shè)計項目名稱：建設(shè)地點：建筑介紹：層數(shù)為 3層，建筑面積約2252平方米,樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屬于民用建筑，防潮層以下墻體采用MU10.0機制磚，防潮層以上墻體采用粘土多孔磚，工程結(jié)構(gòu)合理使用年限為50年。1.1.4地質(zhì)條件：經(jīng)地質(zhì)勘察部門確定，此建

10、筑場地為二類近震場地，設(shè)防烈度為6度。氣象資料：全年主導(dǎo)風向：全年西北風，夏季為東南風 基本風壓：0.7 kN/m 基本雪壓：0.3 kN/m材料:柱采用C25，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C25，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。基礎(chǔ)采用C20，縱筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1結(jié)構(gòu)布置方案及結(jié)構(gòu)選型承重圖2.1 結(jié)構(gòu)平面布置圖2.2確定結(jié)構(gòu)計算簡圖三個假設(shè)：（1）平面結(jié)構(gòu)假設(shè)：認為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)結(jié)構(gòu)承擔，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力；（2）板在自身平面內(nèi)在水平荷載作用下，框架之間不產(chǎn)生相對位移；（3）不考慮水平

11、荷載作用下的扭轉(zhuǎn)作用2.2.2結(jié)構(gòu)計算簡圖：根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置圖以第9軸作為計算單元2.3主要構(gòu)件選型梁板柱結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。墻體采用：粘土多孔磚。墻體厚度：外墻:240mm，內(nèi)墻:120mm。基礎(chǔ)采用：樁基礎(chǔ)。2.4梁截面尺寸的確定主梁截面尺寸的確定 (1)跨度為8000mm的主梁。(主梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為：。慣性矩為：（其中邊框架梁，中框架梁）。(2)跨度為7200mm的主梁。(主梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為：。(3)跨度為4000mm的主梁。(主梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為：KL(3)慣性矩為：（其中邊框架梁，中框架

12、梁）次梁截面尺寸的確定 (1)跨度為7200mm的次梁。(次梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為：。(2)跨度為6200mm的次梁。(次梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為： (3)跨度為4000mm的次梁。(次梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為：。(4)跨度為3600mm的次梁。(次梁)高度為取高度為 取寬度為 。初選截面尺寸為：。2.5柱截面尺寸的確定按軸力估算邊柱： 內(nèi)柱： 按軸壓比驗算 選C30型混凝土 =14.3 N/mm2 =0.9 邊柱： 內(nèi)柱： 邊柱截面取bh=350mm450mm慣性矩為內(nèi)柱截面取bh=350mm500mm慣性矩為 底層柱柱高：

13、H=3770 mm；頂層柱柱高：H=3330mm；標準層柱高：H=3300mm框架梁柱現(xiàn)澆，屋面及樓面采用100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土。2.6梁柱線剛度計算橫梁線剛度計算過程及柱線剛度計算過程見表2.1和表2.2表2.1 橫梁線剛度計算表類別砼彈性模量截面尺寸貫性矩跨度梁線剛度中框架梁邊梁2508008000中間梁2504004000表2.2 柱梁線剛度計算表層數(shù)柱位置柱高度砼彈性模量截面尺寸貫性矩線剛度3邊柱3330350450內(nèi)柱33303505002邊柱3300350450內(nèi)柱33003505001邊柱3770350450內(nèi)柱3770350500取值作為基準值1，算得梁、柱的相對線剛度如圖

14、2.3所示。圖2.3 梁、柱的相對線剛度3.荷載計算3.1設(shè)計資料（1）設(shè)計標高：室內(nèi)設(shè)計標高0.000，室內(nèi)外高差300mm。（2）墻身做法：墻身采用粘土多孔磚，用M5混合砂漿砌筑。內(nèi)墻面：普通白涂料二涂，8厚1:1:6水泥石灰膏砂漿找平，12厚1:3水泥砂漿分層趕平，磚墻面。外墻面：乳丙酸涂料二度罩面，8厚1:2水泥砂漿壓光，12厚1:2水泥砂漿分層找平，磚墻面。（3）樓面做法：20厚1:2水泥砂漿找平抹光，水泥漿一道（內(nèi)慘建筑膠）。（4）屋面做法（自上而下）：40厚C20細石混凝土面層，40厚硬質(zhì)聚苯乙烯擠塑泡沫塑料板，4厚SBS改性瀝青防水卷材一道，20厚1:3水泥砂漿找平，最薄處20

15、厚1:6水泥爐渣找坡層。 3.2 恒載計算樓面荷載分配按雙向板進行荷載等效分配，如右圖3.1所示。短向分配：長向分配： 圖3.1 雙向板荷載分配示意圖梁自重自重： 0.25(0.8-0.1)254.38kN/m梁側(cè)抹灰： 2(0.8-0.1)0.02200.56 kN/m自重： 0.25(0.7-0.1)253.75 kN/m 梁側(cè)抹灰： 2(0.7-0.1)0.02200.48 kN/m自重： 0.25(0.4-0.1)251.875kN/m梁側(cè)抹灰： 2(0.4-0.1)0.02200.24 kN/m自重： 0.25(0.55-0.1)252.81 kN/m梁側(cè)抹灰： 2(0.55-0.1

16、)0.02200.36 kN/m自重： 0.25(0.5-0.1)252.5 kN/m梁側(cè)抹灰： 2(0.5-0.1)0.02200.32 kN/m自重： 0.25(0.4-0.1)251.88 kN /m梁側(cè)抹灰： 2(0.4-0.1)0.02200.24 kN/m自重： 0.25(0.35-0.1)251.56 KN/m梁側(cè)抹灰： 2(0.35-0.1)0.02200.20 kN/m柱自重 頂層內(nèi)柱： 0.350.5025(3.33-0.10)14.13 kN 粉刷： (0.352+0.502)0.02(3.33-0.10)202.19 kN標準層內(nèi)柱： 0.350.5025(3.30-0

17、.10)14.00 kN粉刷： (0.352+0.502)0.02(3.30-0.10)202.18 kN底層內(nèi)柱： 0.350.5025(3.77-0.10)16.06 kN粉刷： (0.3520.502)0.02(3.30-0.10)202.18kN 頂層邊柱： 0.350.45(3.33-0.10)2512.72 kN 粉刷： （0.350.45)0.02(3.33-0.10)202.07kN標準層邊柱： 0.350.45(3.30-0.10)2512.60 kN粉刷： 2(0.350.45)0.02(3.30-0.10)202.05kN底層邊柱： 0.350.45(3.77-0.10)

18、2514.45kN粉刷： 2(0.350.45)0.02(3.30-0.10)202.05 kN墻自重及裝飾隔墻、半磚墻及裝飾 0.1215(202.6 kN/m 外墻240墻及裝飾 0.2415(204.4 kN/m屋面板面荷載標準值面層： 40mm厚C20細石混凝土 0.04220.88 kN/m 隔熱層：0厚硬質(zhì)聚苯乙烯擠塑泡沫塑料板 0.040.5=0.02 kN/m防水層：4厚SBS改性瀝青防水卷材 0.0040.4=0.0016 kN/m找坡層：20mm厚最薄處1:6水泥爐渣 0.02140.28 kN/m找平層：20mm厚1:3水泥砂漿 0.02200.4 kN/m結(jié)構(gòu)層：100

19、mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板 0.1252.5 kN/m頂棚： 20mm厚水泥砂漿抹底 0.02200.4 kN/m屋面荷載 4.48 kN/m3.2.5樓板面荷載標準值面層：20厚水泥砂漿面層 0.02200.4 kN/m結(jié)構(gòu)層：100mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板 0.1252.5 kN/m頂棚： 20mm厚水泥砂漿抹底 0.02200.4 kN/m樓面荷載 3.3 kN/m3.2.6屋面框架節(jié)點荷載A軸框架梁自重： 3.753.6227kN梁側(cè)抹灰： 0.483.623.46kN女兒墻重： 4.42.97.291.87kN 梁傳來屋面重 0.93.64.48229.03kNA節(jié)點集中荷載 =151.36

20、kN集中力引起的附加彎矩為：151.360.10515.89B軸框架梁自重： 3.753.6227kN梁側(cè)抹灰： 0.483.623.46 kN次梁傳來自重： 2.56.2/41.884.0/4+1.563.6/47.16 kN梁側(cè)抹灰： 0.326.2/40.244.0/4+0.203.6/40.92kN女兒墻重： 4.42.97.291.87kN梁傳來屋面 3.61.84.48(2.6+6.2)1.8/24.48=64.51kNB節(jié)點集中荷載 194.92kN集中力引起的附加彎矩為：194.920.1325.34次梁傳來自重： 2.813.62+2.56.20.527.98 kN梁側(cè)抹灰：

21、 0.363.62+0.326.20.53.58kN梁傳來屋面重 29.0364.5193.54kN 1/A軸節(jié)點集中荷載 125.10kN次梁傳來自重： 1 .563.65.62kN梁側(cè)抹灰： 0.203.60.72kN 1/B軸節(jié)點集中荷載 6.34 kN3.2.7 樓面框架節(jié)點荷載 A軸框架梁自重： 3.753.6227kN梁側(cè)抹灰： 0.483.623.46kN墻重： 1.107.24.434.85kN梁傳來樓面重 0.93.63.30221.38kNA節(jié)點集中荷載 =86.69kN集中力引起的附加彎矩為：86.690.1059.10B軸框架梁自重： 3.753.6227 kN梁側(cè)抹灰

22、： 0.483.623.46 kN次梁傳來自重： 2.56.2/41.884.0/4+1.563.6/47.16 kN梁側(cè)抹灰： 0.326.2/40.244.0/4+0.203.6/40.92kNKL(2)上墻重： (3.330.7)7.21.51.824.459.56kNLL(2)上墻重： (3.330.5)6.22.6/222.81kN窗重： 1.51.820.452.43 kN梁傳來屋面重 3.61.83.30(2.6+6.2)1.8/23.30=47.52kNB節(jié)點集中荷載 170.86kN集中力引起的附加彎矩為：170.860.1322.21次梁傳來自重： 2.813.62+2.5

23、6.20.527.98 kN梁側(cè)抹灰： 0.363.62+0.326.20.53.58 kNLL(2)上墻重： (3.330.5)6.22.6/222.81kNLL(1)上墻重： (3.330.55)7.21.51.824.464.31kN梁傳來屋面重 29.0364.5193.54 kN 1/A軸節(jié)點集中荷載 212.22 kN次梁傳來自重： 1 .563.65.62 kN梁側(cè)抹灰： 0.203.60.72 kNLL(3)上墻重： (3.330.35)3.64.447.20kN1/B軸節(jié)點集中荷載 53.54 kN在一層有玻璃采光頂（防火玻璃），故需加上其荷載重。一層B節(jié)點集中荷載二層B節(jié)點

24、集中荷載玻璃重，即(1.6+3.6)10.45+(1.6+3.6)0.50.450.5+210.50.45170.86+3.37=174.23 kN集中力引起的附加彎矩為：173.940.1322.61kNm一層1/B節(jié)點集中荷載(1.6+3.6)10.50.45255.88 kN3.2.8恒荷載作用在框架梁上的荷載跨：A1/A所受荷載為梁自重引起的均布荷載，即4.94kN/m， 1/AB所受荷載為板重引起的梯形荷載和梁自重引起的均布荷載兩部分組成，4.483.616.13 kN/m，4.94 kN/m。跨(跨相同)：梁上荷載為由梁自重引起的均布荷載，即2.12kN/m?？?跨相同)：A1/A

25、所受荷載為梁自重引起的均布荷，即4.94kN/m，1/AB所受荷載為板重引起的梯形荷載，梁自重引起的均布荷載以及梁上墻自重引起的均布荷載三部分組成，3.33.611.88 kN/m，4.94+6.5811.52kN/m跨：所受荷載為玻璃采光頂引起的三角形荷載和梁自重引起的均布荷載兩部分組成，0.452.00.90 kN/m，2.12kN/m。圖3.2 恒荷載作用簡圖(標準值)為方便計算，根據(jù)力等效，梁上的荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載，轉(zhuǎn)化后的恒荷載作用簡圖如圖3.3所示。3.3 活荷載計算查荷載規(guī)范：宿舍樓面均布活荷載標準值為2.0 kN/m上人屋面均布活荷載標準值為2.0 kN/m不上人屋面均布活荷載

26、標準值為0.5 kN/m。屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，兩者中取大值。圖3.3 恒荷載作用下等效簡圖（標準值）3.3.1活荷載作用在框架梁上的均布荷載跨(各層均相同)： A1/A所受荷載為0,1/AB所受荷載為梯形荷載，為7.2 kN/m。 跨(唯一層有，視玻璃采光頂為不上人屋面)：BC所受荷載為三角形荷載，為1.0 kN/m3.3.2活荷載作用在框架柱上的集中荷載屋面框架節(jié)點: A節(jié)點: 0.93.62.06.48kN集中力引起的附加彎矩為： 6.480.1050.68 B節(jié)點: 3.61.82+(2.6+6.2)1.828.80 kN集中力引起的附加彎矩為： 28.800.133.74 1

27、/A節(jié)點: 6.4828.8035.28kN樓面框架節(jié)點:普通層和屋面相同。在一層有玻璃采光頂（防火玻璃），故需加上其荷載重：28.8(1.6+3.6)10.5+(1.6+3.6)0.50.50.5+210.50.532.55 kN集中力引起的附加彎矩為：32.550.134.23(1.6+3.6)10.50.522.60kN圖3.4 活荷載作用簡圖(標準值)為方便計算，根據(jù)力等效，梁上的荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載，轉(zhuǎn)化后的活荷載作用簡圖如圖3.5所示。圖3.5 活荷載作用下等效簡圖（標準值）3.4 風荷載標準值計算 ，本地區(qū)基本風壓0.7 kN/m2 ,因結(jié)構(gòu)高度H=10.2m30m，可取1.0,由

28、荷載規(guī)范查（體形系數(shù)），迎風面取0.8，背風面0.5, 可查荷載規(guī)范，Z為框架節(jié)點至地面的高度，A為一榀框架上受到風荷載的面積，地面粗糙程度為B類。將風荷載換算成作用于框架節(jié)點上的集中荷載，計算過程如表3.1所示，集中力作用圖如圖3.6所示。表3.1 集中風荷載標準值計算層次A(m2)P(kN)31.01.310.21.010.70.9232.8730.2421.01.36.871.00.70.9123.8721.7211.01.33.571.00.70.9124.7322.50圖3.6 風荷載集中力作用簡圖4.框架內(nèi)力計算4.1恒載作用下框架內(nèi)力計算恒載作用下框架的荷載簡圖，如圖3.2和圖3

29、.3所示。4.1.1梁的固端彎矩計算梁端彎矩以繞桿端順時針轉(zhuǎn)向為正，反之為負。由荷載求固端彎矩，框架梁上的荷載作用簡圖可見圖4.1,并列其梁端彎矩計算公式。（a）（b）（c）圖4.1 幾種荷載作用下桿端彎矩根據(jù)圖4.1中所示的各種荷載作用形式下梁端的彎矩計算公式，可計算出框架中各層梁端的彎矩，計算過程可見表4.1。計算恒載作用下的梁端、柱端彎矩采用二次分配法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載對稱，故計算時可取半框架。表4.1 各層梁固端彎矩計算表作用荷載層號梁端位置彎矩產(chǎn)生形式集中力產(chǎn)生彎矩()均布荷載產(chǎn)生彎矩()跨中集中力產(chǎn)生彎矩()恒載3A-135.25-83.41-218.66B左39.2783.41

30、122.68B右-2.83-3.17-6.002A-229.44-95.57-325.01B左66.6195.57162.18B右-2.83-26.77-29.601A-229.44-95.57-325.01B左66.6195.57162.18B右-3.57-27.94-31.514.1.2節(jié)點彎矩分配系數(shù)由前述的線剛度比可求得各桿端的彎矩分配系數(shù)，計算桿端彎矩分配系數(shù)時，由于計算簡圖中的中間跨梁跨長為原梁長的一半，故其線剛度應(yīng)為原值的兩倍，如：框架上和兩節(jié)點相關(guān)桿端彎矩分配系數(shù)。點： 點： 點： 點： 恒載作用下框架彎矩計算彎矩二次分配法計算步驟如下：因框架結(jié)構(gòu)和作用荷載對稱，僅取半跨進行分

31、析。將各節(jié)點處豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩進行第一次分配。將所有桿端分配彎矩向遠端傳遞，傳遞系數(shù)均取1/2。將各節(jié)點傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進行第二次分配。將各桿端的固端彎矩，分配彎矩和傳遞彎矩相加得各桿端彎矩。注意：在節(jié)點作用有集中力矩，應(yīng)考慮集中力矩的分配（矩形框中即為集中力矩）。彎矩計算過程如圖4.2所示。恒載作用下的彎矩圖即M圖如圖4.3所示彎矩調(diào)幅考慮梁端彎距調(diào)幅(調(diào)幅系數(shù)為0.85，跨中不調(diào)),調(diào)幅后的梁端彎矩示于圖4.3中的括號內(nèi)。恒載作用下框架梁、柱的剪力計算剪力以順時針為正，反之為負。梁剪力由梁上荷載和梁端彎矩兩部分引起。AB梁的剪力計算簡圖如圖4.4所示，BC梁的剪

32、力計算簡圖如圖4.5所示，A柱剪力計算簡圖如圖4.6所示。圖4.4 AB梁的剪力計算簡圖圖4.2 彎矩二次分配計算過程(單位：)圖4.3 恒載作用下M圖(單位：)以梁為例計算其剪力(其余各梁剪力計算列與表4.2中)：kNkN圖4.5 BC梁的剪力計算簡圖以梁為例計算其剪力(其余各梁剪力計算列與表4.2中)： kN kN圖4.6 A柱剪力計算簡圖以下計算各層中A柱與B柱的剪力：A柱： kN kN kNB柱： kN kN kN表4.2 恒載下梁剪力計算(單位：kN)層次總剪力AB跨BC跨3158.91-91.317.41-7.412236.82-118.7631.01-31.011235.44-1

33、20.1433.30-33.30恒載作用下的梁柱剪力圖即V圖，如圖4.7所示。圖4.7 恒荷載作用下V圖(單位：kN)恒載作用下框架柱的軸力計算柱軸力以受壓為正，受拉為負。軸力由梁端剪力和節(jié)點集中力兩部分引起。柱的軸力計算簡圖如圖4.8所示圖4.8 柱軸力計算簡圖以3層A柱為例進行軸力的計算(其余各柱軸力計算列于表4.3中)： kN k表4.3 恒載下柱軸力計算(單位：kN)柱軸層次A柱A柱3151.36158.9114.79310.27325.06286.69236.8214.65648.57663.22186.69235.4416.50985.351001.85B柱3194.9291.31

34、16.32286.23302.552170.36118.7616.18591.67607.851174.23120.1418.24902.22920.46恒載作用下的柱軸力如圖4.9所示。圖4.9 恒荷載作用下N圖(單位:kN)梁跨中最大彎矩的計算 AB跨梁上最大彎矩先求P點處的彎矩(整梁如圖4.10所示，取P點左側(cè)的結(jié)構(gòu)為隔離體，繞P點為順時針方向)：圖4.10 AB梁荷載情況圖4.11 X點處最大彎矩求值簡圖假定梁上彎矩最大值在P點的右側(cè)，設(shè)該點至B點的距離為X，計算簡圖如圖4.11所示。令 ， (點處即為跨中最大彎矩處)以梁為例計算其跨中最大彎矩值(其余各梁列與表4.4中)：兩者比較取大

35、者，即梁在距B點5.83 m處有最大彎矩值183.62 。 BC跨上梁最大彎矩由于BC跨上荷載作用對稱，故其最大彎矩在該跨的中點處，計算簡圖如圖4.12所示。圖4.12 BC梁跨中最大彎矩求值簡圖以梁為例計算其跨中最大彎矩值(其余各梁計算列與表4.4中)：表4.4 恒載作用下梁上最大彎矩計算表層數(shù)梁位置3AB158.91-91.3178.4683.3115.645.84-182.53183.62BC7.41-7.4115.9515.952.125.372AB236.82-118.76146.34141.0017.926.63-250.33201.02BC31.01-31.0135.2235.2

36、22.12-22.561AB235.44-120.14129.86135.5417.926.70-264.26267.34BC33.30-33.3037.8437.842.68-23.404.2活荷載作用下內(nèi)力計算計算活載作用下的梁柱彎矩采用分層法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載對稱，故計算時可取半框架。4.2.1梁的固端彎矩計算方法同4.11的計算，計算過程見表4.5。表4.5 各層梁固端彎矩計算表作用荷載層號梁端位置彎矩產(chǎn)生形式集中力產(chǎn)生彎矩()均布荷載產(chǎn)生彎矩()跨中集中力產(chǎn)生彎矩()活載3A-38.14-25.49-63.63B左11.0725.4936.56B右2A-38.14-25.49-63

37、.63B左11.0725.4936.56B右1A-38.14-25.49-63.63B左11.0725.4936.56B右-0.84-1.30-2.144.2.2節(jié)點彎矩分配系數(shù)計算方法與恒載計算時相同，采用分層法時，除底層各柱以外，將其他各層柱的線剛度均乘以折減系數(shù)0.9。例：框架上和兩節(jié)點相關(guān)桿端彎矩分配系數(shù)點： 點： 4.2.3活載作用下框架彎矩計算 分層法計算假定： 豎向荷載作用下，多層多跨框架的側(cè)移可忽略不計； 每層梁上的荷載對其他各層梁的影響可忽略不計。其他各層立柱的傳遞系數(shù)為，底層柱的傳遞系數(shù)為。把計算所得的彎矩值相加即可得到梁柱的彎矩值。注意：在節(jié)點作用有集中力矩時，應(yīng)考慮集中

38、力矩的分配。彎矩計算過程如圖4.13及圖4.14(柱上彎矩傳遞引起的節(jié)點不平衡)所示?；钶d作用下的彎矩圖即M圖如圖4.15所示。 圖4.13 分層法計算過程(單位：)圖4.14 分層法計算過程(單位：)彎矩調(diào)幅和控制截面的內(nèi)力計算考慮梁端彎距調(diào)幅(梁端調(diào)幅系數(shù)為0.85，跨中增大系數(shù)1.15),調(diào)幅后的梁端彎矩示于圖4.15中的括號內(nèi)?；钶d作用下框架梁、柱的剪力計算注：為簡化計算，剪力計算采用等效的荷載簡圖進行，計算簡圖如圖3.5所示。剪力以順時針為正，反之為負。剪力計算和恒載作用時的計算方法相同，可參見下的剪力計算，故活載作用下各梁柱的剪力計算見表4.6及表4.7。 圖4.15 活載作用下的

39、M圖(單位：)表4.6 活載作用下梁的剪力計算(單位：kN)層次總剪力AB跨BC跨345.86-27.6600246.46-27.0500146.12-27.401.59-1.59表4.7 活載作用下柱的剪力計算(單位：kN)層次柱位置3A3A220.6516.963.33-11.29B3B2-18.36-14.153.339.762A2A115.7617.043.30-9.94B2B1-12.56-13.773.307.981A1A012.146.583.77-4.97B1B0-9.62-5.373.773.98活載作用下的梁柱剪力V圖如圖4.16所示圖4.16活荷載作用下V圖(單位：kN)

40、活載作用下框架柱的軸力計算柱軸力以受壓為正，受拉為負。軸力計算和恒載作用時的計算方法相同，可參見下的軸力計算，故活載作用下各立柱的軸力計算見表4.8。表4.8 活載下柱軸力計算(單位：kN)層次柱軸A柱B柱36.4845.8652.3428.80-27.66056.4626.4846.46105.2828.80-27.050112.3116.4846.12157.8832.55-27.401.59173.85活載作用下的柱軸力N圖如圖4.17所示圖4.17 活荷載作用下N圖(單位：kN)梁跨中最大彎矩的計算彎矩最大值的計算和恒載作用時的方法相同，可參見下的計算方法，故梁跨中最大彎矩的計算見表4

41、.9。表4.9 活載作用下梁上最大彎矩計算表層數(shù)梁位置3AB45.86-27.6618.1322.984.785.79-56.6757.05BC4.204.204.202AB46.46-27.0528.3828.414.785.66-47.5048.13BC4.054.051.121AB46.12-27.4025.3828.104.785.73-49.8950.43BC1.59-1.594.624.620.632.704.3水平荷載作用下框架內(nèi)力計算 風荷載下的內(nèi)力計算方法框架在風荷載(從左向右吹)下的內(nèi)力計算采用D值法(改進的反彎點法)進行計算。其步驟為： 求各柱反彎點處的剪力值； 求各柱反

42、彎點高度； 求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩； 求各柱的軸力及梁剪力。4.3.2柱剪力的計算第層第m柱分配的剪力為，見表4.10。框架D值計算框架各層的D值計算見表4.10及表4.11。表4.10 橫向23層D值的計算層號構(gòu)件名稱3A軸(D軸)柱3.3340.6253.331623275402B軸(C軸)柱3.0390.603214692A軸(D軸)柱3.3050.6233.301661377200B軸(C軸)柱3.0120.60121987表4.11 橫向底層D值的計算構(gòu)件名稱A軸(D軸)柱3.7740.7403.771324561992B軸(C軸)柱3.4480.72517751各柱反彎點高度的計算框架柱反彎點位置，計算結(jié)果如表4.12及表4.13所示。表4.12 A軸(D軸)柱框架柱反彎點位置層號33.333.3340.450000.451.5023.33.3050.500000.501.6513.773.7740.550000.552.07表4.13 B軸(C軸)柱框架柱反彎點位置