某7層教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)(含計(jì)算書、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖)

1、華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 I摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是對(duì)大學(xué)四年以來所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，以檢驗(yàn)四年來對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)能進(jìn)一步鞏固和系統(tǒng)化所學(xué)的知識(shí)，為今后的學(xué)習(xí)工作打下良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)為某教學(xué)樓。該工程的建筑面積約為6000，共7層，層高為3.9m，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震要求為7度設(shè)防。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取第軸橫向框架進(jìn)行計(jì)算。本論文包括以下內(nèi)容：一 結(jié)構(gòu)方案的確定。二 荷載計(jì)算，包括恒載、活載、風(fēng)荷載和地震作用。三 橫向框架內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)。四 現(xiàn)澆

2、板，樓梯和基礎(chǔ)的計(jì)算。五 電算結(jié)果及分析。六 結(jié)束語和參考文獻(xiàn)。該設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：一 在考慮建筑，結(jié)構(gòu)要求的同時(shí)考慮了施工要求及可行性。二 針對(duì)不同的荷載特點(diǎn)采用不同的計(jì)算方法，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)全面的復(fù)習(xí)。三 框架計(jì)算中運(yùn)用了理論公式計(jì)算又運(yùn)用了當(dāng)前工程設(shè)計(jì)中常用的近似計(jì)算方法。四 利用電算對(duì)結(jié)果進(jìn)行了校核，使計(jì)算結(jié)果更加令人信服。關(guān)鍵詞： 建筑設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)荷載 內(nèi)力 截面設(shè)計(jì)AbstractThis article is to explain a design of a 7-storey-teaching building in XX shool.The buil

3、ding is reinforced concrete frame structure.It is 3.9 meters of every story and the total area is about 6000 square meters.The thesis is written for the whole process of the complete design program,including the following parts:Determination of the structure.The calculation of Load,including dead lo

4、ad,live load,wind load and earthquake load.Interior force calculation and,consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components.The structural design of foundation ,stair and slabs.The result of computer calculation.The end words and the references.The thesis is of some ow

5、n characters:With the consideration of architecture and structure requirements,it also considers the construction requirements and feasibility.It applies different methods of structural calculation,aiming to different loads.It applies theories formulation and practical formulation in the calculation

6、 of certain framework.It offers the methods of compututation to check the result.Keywords： architectural design structural design reinforced concrete frame structure load interior force cross sections design 2 建筑設(shè)計(jì)2.1 建筑平面設(shè)計(jì)建筑平面設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮建筑物所處的環(huán)境及其功能要求，同時(shí)又要兼顧結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則和合理；此外，考慮到抗震設(shè)計(jì)的一些要求，建筑物應(yīng)力求規(guī)則。因此，本次設(shè)

7、計(jì)在平面上采用“一”字形、內(nèi)廊式的平面布置。具體布置見建筑平面圖。對(duì)該平面設(shè)計(jì)作如下說明：1、本設(shè)計(jì)柱網(wǎng)上采用4.27.2和4.23.0m。2、采用了內(nèi)廊式結(jié)構(gòu)布置。中間走道寬3.0m，以滿足人流要求。同時(shí)設(shè)有兩部樓梯，兼做消防樓梯。2.2 建筑立面設(shè)計(jì)結(jié)合平面設(shè)計(jì)中框架柱的布置，立面上主要采用豎向劃分，外觀上顯得大方、挺拔、氣派；同時(shí)，考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，柱間盡量多用窗少用墻，使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實(shí)對(duì)比，顯得明快、活潑，同時(shí)也得到了良好的采光效果。大門設(shè)于正中間，使整個(gè)建筑物顯得美觀大方。大門設(shè)有左右兩扇門，使整個(gè)大門顯得大氣；雨蓬的運(yùn)用，和大門的設(shè)置一同起到了突出主要入口

8、功能，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用。2.3 屋頂設(shè)計(jì)屋頂采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)平屋頂，屋頂設(shè)計(jì)為上人屋頂，檐口采用1.2m高女兒墻。屋頂還有一個(gè)突出的上人出口。1.排水構(gòu)造：屋面排水采用保溫層找坡，坡度取2%，設(shè)計(jì)為外排水 。2.防水構(gòu)造：采用不上人屋面，柔性防水綜合使用。3.保溫構(gòu)造：采用120厚的水泥珍珠巖保溫。計(jì)算書配套CAD圖紙?jiān)趷劢ㄖW(wǎng)全套畢業(yè)設(shè)計(jì)盡在愛建筑網(wǎng) HYPERLINK 3 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置3.1結(jié)構(gòu)方案該教學(xué)樓主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)形式。框架結(jié)構(gòu)抗震性能好，整體性好，建筑平面布置靈活，可以用隔斷墻分割空間，以適應(yīng)不同的使用功能的要求。正是基于這些優(yōu)點(diǎn)，目前框架

9、結(jié)構(gòu)在辦公樓、教學(xué)樓、商場(chǎng)、住宅等房屋建筑中廣泛采用。3.2結(jié)構(gòu)布置樓板的均布活載和恒載間接或直接傳至框架梁，再由框架梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本教學(xué)樓框架的承重方案為橫向框架承重方案這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。建筑的三分之一處均設(shè)有樓梯，附近有兩部電梯，以解決垂直交通問題。另外，結(jié)構(gòu)布置完全對(duì)稱，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利，尤其對(duì)抗震有利。結(jié)構(gòu)布置圖見圖2.1：圖2.1 框架結(jié)構(gòu)平面布置圖3.3柱網(wǎng)尺寸及層高本教學(xué)樓采用縱向柱距為4.2m 橫向邊跨為7.2m，中跨為3m的內(nèi)廊式框架，層高為3.9m。3.4梁、柱截面尺寸的初步確定3.

10、4.1梁的截面尺寸的初步確定梁截面的高度：一般取為梁跨度的1/121/8。橫向框架梁：邊跨：取h=l/8l/12=600900mm，取為600mm，寬b為300mm。中跨：取h600mm，b300mm?？v向框架梁:取h=l/8l/12=350525mm，取為500mm，寬b為300mm。3.4.2柱的截面尺寸的初步確定框架柱的面積根據(jù)柱的軸壓比確定：柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值N=nFgE注：n 樓層層數(shù)。柱軸壓力增大系數(shù)。F算柱的負(fù)載面積，本方案中邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為4.23.6m2和4.25.1 m2。gE建筑面積上的重力荷載代表值，可近似的取14kN/m2。2、柱的截面尺寸 AcN/（mN

11、fc ） 注：mN軸壓比限值，按三級(jí)抗震等級(jí)，查抗震規(guī)范可知取為0.9。 fc 軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C30，查得14.3N/mm2。對(duì)于邊柱 ：N= nFgE =141926.29kN AcN/（mNfc ）=1926.29103/（14.30.9）149672mm對(duì)于中柱：N= nFgE =142623.95kN AcN/（mNfc ）=2623.95103/（0.914.3）=203881mm2 取柱子尺寸為： 底層：bh=500mm550mm以上層：bh=450mm500mm 3.5樓板選擇板的厚度取l/40=4200/40=105mm，故本設(shè)

12、計(jì)中所有樓板均采用現(xiàn)澆板，板厚均為100mm。3.6結(jié)構(gòu)橫向框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖本框架結(jié)構(gòu)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，選粘土夾碎石層為地基持力層，基礎(chǔ)頂面到室內(nèi)地面1.50m。橫向框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖見下圖所示，取頂層柱的形心線作為軸線，27層柱的高度取為3.9m，底層柱的高度從基礎(chǔ)頂面至樓板，h1=3.9+1.5=5.4m。圖2.2 橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 4 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 4.1計(jì)算單元： 取軸線處的橫向框架為計(jì)算單元，計(jì)算單元的寬度為4.2m。直接傳給該框架的樓面荷載如圖中豎向陰影部分所示。由于縱向框架梁的中心線與柱子的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。圖3.1 計(jì)算單元及荷載傳遞圖4.2

13、恒荷載計(jì)算恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：圖3.2 各層梁上作用的恒荷載4.2.1屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值選用98ZJ001 屋面12（上人屋面）屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.02kN/ m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.125=2.5kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 kN/m2（二層9mm紙面石膏板、有厚50mm的巖棉板保溫層） 合計(jì) 5.77 kN/m2邊跨框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2 梁外側(cè)粉刷 （0.6-0.1）0.0217=0.17 kN/m2中跨框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2對(duì)于第7層:q1 和 QUOTE 代表橫梁自重，為均布荷載形式。q1

14、=0.30.625+（0.6-0.1）0.0217=4.67 kN/m2 QUOTE =0.30.625+（0.6-0.1）0.0217=4.67 kN/m2q2 和 QUOTE 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。q2=5.774.2=24.23 kN/m QUOTE =5.773=17.31 kN/m 4.2.2屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下：邊柱縱向框架梁自重 25=15.75kN外側(cè)粉刷 0.020.54.2=0.04 kN1.2m高女兒墻自重 1.24.2

15、0.25.5=5.54 kN裝飾 +4.2（1.2+0.2）0.0217=4.52 kN梁傳來的屋面自重 4.25.77=25.45 kNP1=15.75+0.04+5.54+4.52+25.45=51.30 kN中柱縱向框架梁自重 25=15.75kN框架梁傳來的屋面自重 0.5（42+4.2-3）1.55.77=23.37kN 4.25.77=25.45kNP2=15.75+23.37+25.45=64.57kN集中力矩:M1=P1e1=51.30(0.5-0.3)/2=5.13 kNmM2=P2e2=64.57(0.

16、5-0.3)/2=6.46kNm4.2.3 二到六層線荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其荷載的計(jì)算方法同第7層。選用98ZJ001樓10 0.70 kN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.1025=2.5 kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 kN/m2合計(jì) 3.45 kN/m2邊跨框架梁及梁側(cè)粉刷 4.67 kN/m2邊跨填充墻自重 0.25(3.9-0.6) 5.5=4.54 kN/m2內(nèi)墻裝飾 (3.9-0.6) 20.0217=2.24 kN/m2中跨框架梁及梁側(cè)粉刷 4.67kN/m2q1=4.67+4.54+2.24=11.45 kN/m2 QUOTE =4.67 k

17、N/m2q2 和 QUOTE 分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.454.2=14.49 kN/m QUOTE =3.453=10.35 kN/m 4.2.4二到六層框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱縱向框架梁自重 15.75 kN外側(cè)粉刷 0.04 kN鋼框玻璃窗自重 3.02.40.4=2.88 kN窗下墻體自重 0.21.0(4.2-0.45) 5.5=4.13 kN裝飾 0.021.03.7517+0.51.04.2=3.38 kN窗間墻體自重 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.25.5=1.98 kN裝飾 (1.2-0.45) (3.9-0.5

18、-1.0) 0.0217+=2.05 kN框架柱的自重 0.450.503.925=21.94 kN粉刷 (0.45+0.50) 2-0.22-0.2-0.45 0.023.917=1.13kN縱向框架梁傳來的樓面自重 4.23.45=15.21kNP1=15.75+0.04+2.88 +4.13 +3.38+1.98+2.05+21.94 +1.13+15.21=74.00kN中柱縱向框架梁自重 15.75kN內(nèi)縱墻自重 (3.6-0.45) (3.6-0.5) 0.25.5=10.74kN粉刷 (3.6-0.45) (3.6-0.5) 20.0217=6

19、.64kN扣除門洞重加上門重 -22.41.2(1.78-0.2)=-9.10kN框架柱自重 21.94kN 粉刷 (0.45+0.50) 2-0.22-0.2 0.023.917=1.72kN縱向框架梁傳來的屋面自重 0.5(4.2+4.2-3) 1.53.45=13.97kN 4.23.45=15.21kNP2=15.75+10.74+6.64-9.10+21.94+1.72+13.97+15.21=76.87kN 集中力矩M1=P1e1=74.00(0.5-0.3)/2=7.40kNmM2=P2e2=76.87(0.5-0.3)/2=7.69kNm4.2.5一層框架以下

20、的荷載邊柱縱向框架梁自重 15.75 kN鋼框玻璃窗自重 3.02.40.4=2.88 kN窗下墻體自重 0.21.0(4.2-0.5) 5.5=4.07 kN裝飾 0.021.03.717+0.51.04.2=3.36kN窗間墻體自重 (1.2-0.5) (3.9-0.5-1.0) 0.25.5=1.85 kN裝飾 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.0217+=2.05 kN框架柱的自重 0. 50.555.425=37.13kN粉刷 (0. 5+0.55) 2-0.22-0.2-0. 5 0.025.417=1.84kNP1=15.75+2.88+4.

21、07 +3.36+1.85 +2.05+37.13+1.84=68.89kN中柱縱向框架梁自重 15.75kN內(nèi)縱墻自重 (4.2-0.45) (3.9-0.5) 0.25.5=14.03kN粉刷 (4.2-0.45) (3.9-0.5) 20.0217=8.67kN扣除門洞重加上門重 -22.41.2(1.78-0.2)=-9.10kN框架柱自重 37.13kN 粉刷 (0.5+0.55) 2-0.22-0.2 0.025.417=2.75kNP2=15.75+14.03+8.67-9.10+37.13+2.75=69.23kN4.3活荷載計(jì)算圖3.3 各層梁上作用的活荷載4.3.1第7層上

22、的活載計(jì)算q2=2.04.2=8.4 kN/m2 QUOTE =2.03.0=6.0 kN/m2P1=4.22.0=8.82 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.5+ 2.0=16.92 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=8.82(0.5-0.3)/2=0.88kNmM2=P2e2=16.92(0.5-0.3)/2=1.69 kNm同理，在屋面雪荷載的作用下：q2=0.474.2=1.97 kN/m2 QUOTE =0.473.0=1.41 kN/m2P1=4.20.47=2.07 kN/m2P2=0.5(4.2+4.

23、2-3.0) 1.5+ 0.47=3.98 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=2.07(0.5-0.3)/2=0.21kNmM2=P2e2=3.98(0.5-0.3)/2=0.40 kNm4.3.2第1-6層上的活載計(jì)算q2=2.04.2=8.4 kN/m2 QUOTE =2.53.0=7.5 kN/m2P1=4.22.0=8.82 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.52.5+ 2.0=18.95 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=8.82(0.5-0.3)/2=0.88kNmM2=P2e2=19.95(0.5-

24、0.3)/2=1.90kNm將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚罕?.1橫向框架恒載匯總表層次q1(kN/m) QUOTE (kN/m)q2(kN/m) QUOTE (kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kNm)M2(kNm)74.674.6724.2317.3151.3064.575.136.461611.454.6714.4910.3574.00 76.877.40 7.69表3.2橫向框架活載匯總表層次q2(kN/m) QUOTE (kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kNm)M2(kNm)78.406.08.8216.920.881.69218.950.881.90注

25、：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。4.4恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算（用力矩二次分配法計(jì)算恒載作用下框架的彎矩）4.4.1桿的等效荷載計(jì)算將梯形或三角形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載：圖3.4豎向荷載等效梯形荷載折算公式： 其中： ； 為梯形分布荷載的最大值。 三角形荷載折算公式： 其中：為三角形分布荷載的最大值。a、頂層邊跨： b、頂層中跨： c、中間層邊跨： d、中間層邊跨： 表3.3 橫向框架恒載的等效均布荷載層次q1(kN/m) QUOTE (kN/m)q2(kN/m) QUOTE (kN/m)qb(kN/m)qz(kN/m)74.674.6724.2317.3127.4

26、415.491611.454.6714.4910.3525.07桿的固端彎矩的計(jì)算由以上所求均布荷載，可按下式求各桿固端彎矩：兩端固支：其中與意義見下圖：一端固支，一端滑動(dòng)固支：，其中與意義見下圖：圖3.5 固端彎矩示意圖圖3.6 固端彎矩示意圖由此，可計(jì)算各個(gè)桿件固端彎矩，標(biāo)繪于計(jì)算簡(jiǎn)圖上。4.4.3分配系數(shù)經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第軸橫向框架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且受對(duì)稱荷載的作用，所以可以取一半結(jié)構(gòu)計(jì)算；要注意到，對(duì)稱軸處簡(jiǎn)化為滑動(dòng)支座，由此帶來跨中梁線剛度增大一倍，且分配系數(shù)有所不同。 分配系數(shù)計(jì)算公式： 其中：為轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，兩端固支桿，一端固支，一端滑動(dòng)固支桿 n為該節(jié)點(diǎn)所連接的桿件數(shù)

27、。線剛度的計(jì)算見下表：表3.4 梁線剛度的計(jì)算跨度（m）EcI0I=2I0ib=EI/L7.231075.4010-31.0810-24.501043.0 31075.4010-31.0810-210.8104表3.5 柱線剛度的計(jì)算層次柱截面（mmmm）高度（m）EcIiz=EI/L274505003.931074.6910-33.6110415005505.431076.9310-33.85104由此計(jì)算出各個(gè)桿件分配系數(shù)，標(biāo)繪于計(jì)算簡(jiǎn)圖上。然后利用力矩二次分配法計(jì)算第軸框架桿端彎矩。注：圖中單線條表示分配結(jié)束，虛線框內(nèi)表示固端彎矩，雙線條表示最終桿端彎矩。節(jié)點(diǎn)外彎矩以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為

28、負(fù)，標(biāo)繪于計(jì)算簡(jiǎn)圖上。4.4.4計(jì)算過程圖3.7 彎矩二次分配法的計(jì)算過程4.4.5跨中彎矩的計(jì)算跨中彎矩的計(jì)算如下計(jì)算：對(duì)于第七層的AB跨和BC跨：MAB=43.04kNm (二次分配法的滑動(dòng)端彎矩)同理，可計(jì)算出其他的跨中彎矩計(jì)算，結(jié)果見下表：表3.6 恒荷載作用下的跨中彎矩層號(hào)AB跨BC跨7-87.32 43.04 6-63.90 23.73 5-66.24 24.90 4-66.24 24.90 3-66.24 24.90 2-66.30 24.47 1-70.15 27.40 恒荷載作用下的彎矩圖如下所示：圖3.8 恒荷載作用下的彎矩圖4.4.6梁端剪力圖3.9 梁端剪力示意圖 下面

29、以恒載作用下，第7層梁端剪力為例，說明計(jì)算過程第7層框架梁邊跨AB的梁端彎矩為-71.68kNm和109.30kNm。根據(jù)公式。計(jì)算梁端剪力：第7層框架梁邊跨BC的梁端彎矩為-60.46kNm和60.46kNm。根據(jù)公式。計(jì)算梁端剪力。 同理可以計(jì)算出其它的梁端剪力，結(jié)果如下：表3.7 恒載作用下軸線處梁端剪力梁類型層號(hào)梁長(zhǎng)（m）外荷載q（kN/m）固端彎矩（kNm）桿端剪力（kN）左右左右邊梁77.227.44-71.68109.3093.56-104.0167.225.07-92.69104.4288.62-91.8857.225.07-88.96103.4588.24-92.2647.2

30、25.07-88.96103.4588.24-92.2637.225.07-88.96103.4588.24-92.2627.225.07-88.84103.4188.23-92.2817.225.07-83.64100.9787.85-92.66中跨73.015.49-60.4660.4623.24-23.2463.011.14-36.2636.2616.71-16.7153.011.14-37.4337.4316.71-16.7143.011.14-37.4337.4316.71-16.7133.011.14-37.4337.4316.71-16.7123.011.14-37.4737.4

31、716.71-16.7113.011.14-39.9339.9316.71-16.714.4.7柱的桿端剪力已知柱的兩端彎矩，且柱高范圍內(nèi)無其他橫向力?？梢愿鶕?jù)以下公式計(jì)算柱的桿端剪力：表3.8 恒載作用下軸線處柱端剪力柱類型層號(hào)柱高（m）固端彎矩桿端剪力上下上下A軸柱73.966.5547.49-29.24-29.2463.937.7940.78-20.15-20.1553.940.7840.78-20.91-20.9143.940.7840.78-20.91-20.9133.940.7840.88-20.94-20.9423.940.5744.91-21.92-21.9215.431.33

32、15.66-8.70-8.70B軸柱73.9-42.38-32.0819.0919.0963.9-28.38-29.1614.7514.7553.9-29.16-29.1614.9514.9543.9-29.16-29.1614.9514.9533.9-29.16-29.1914.9614.9623.9-29.06-30.8415.3615.3615.4-22.51-11.266.256.25恒荷載作用下的剪力圖如下所示：圖3.10 恒荷載作用下的剪力圖4.4.8軸力計(jì)算根據(jù)配筋計(jì)算需要，只需求出柱的軸力即可，而不需求出梁軸力。以第七層框架柱邊柱（A柱）的柱端剪力：柱頂軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力

33、：P1=51.30kN軸力：N=51.30+93.56=144.86kN柱底軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P=51.30+21.94+1.13=74.37kN軸力：N=74.37+93.56=167.93kN第七層框架柱中柱（B柱）的柱端剪力：柱頂軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P2=64.57kN柱頂軸力：N=64.57+104.01+23.24=191.82kN柱底軸力：上部結(jié)構(gòu)傳來的軸力：P=64.57+21.94+1.13=87.64kN柱底軸力:N=87.64+23.24+104.01=214.89kN其他層梁端剪力和柱軸力見下表：表3.9 恒載作用下柱中軸力柱類型層號(hào)柱頂集中力（kN）鄰梁剪

34、力（kN）柱中軸力（kN）左梁右梁柱頂柱底A柱751.30093.56144.86167.93674.00088.62307.48353.62574.00088.24469.72538.93474.00088.24631.96724.24374.00088.24794.20909.55274.00088.23956.431094.85174.00087.851118.271325.58B柱764.57104.0123.24191.81214.88676.8791.8816.71377.28423.42576.8792.2616.71563.12632.33476.8792.2616.71748

35、.96841.24376.8792.2616.71934.811050.16276.8792.2816.711120.661259.08176.8792.6616.711306.901514.55恒荷載作用下的軸力圖如下所示：圖3.11 恒荷載作用下的軸力圖4.5活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算4.5.1計(jì)算桿固端彎矩： 將梯形或三角形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載： 梯形荷載折算公式： 其中： ； 為梯形分布荷載的最大值。 三角形荷載折算公式： 其中： 為三角形分布荷載的最大值。a、頂層邊跨： b、頂層中跨： c、中間層邊跨： d、中間層中跨： 等效均布活荷載匯總于下表：表3.10 橫向框

36、架活載的等效均布荷載層號(hào)q2q2qbqz78.46.0 7.183.7584.694.5.2計(jì)算固端彎矩由以上所求均布荷載，可按下式求各桿固端彎矩：兩段固支：其中與意義見下圖：一端固支，一端滑動(dòng)固支：，其中與意義見下圖：圖3.12 固端彎矩示意圖圖3.13 固端彎矩示意圖由此，可計(jì)算各個(gè)桿件固端彎矩，標(biāo)繪于計(jì)算簡(jiǎn)圖上。4.5.3分配系數(shù)經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第軸橫向框架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且受對(duì)稱荷載的作用，所以可以取一半結(jié)構(gòu)計(jì)算；要注意到，對(duì)稱軸處簡(jiǎn)化為滑動(dòng)支座，由此帶來跨中梁線剛度增大一倍，且分配系數(shù)有所不同。 分配系數(shù)計(jì)算公式： 其中：為轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，兩端固支桿，一端固支，一端滑動(dòng)固支

37、桿 n為該節(jié)點(diǎn)所連接的桿件數(shù)。由此計(jì)算出各個(gè)桿件分配系數(shù)，標(biāo)繪于計(jì)算簡(jiǎn)圖上。然后利用力矩二次分配法計(jì)算第軸框架桿端彎矩。注：圖中單線條表示分配結(jié)束，虛線框內(nèi)表示固端彎矩，雙線條表示最終桿端彎矩。節(jié)點(diǎn)外彎矩以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)，標(biāo)繪于計(jì)算簡(jiǎn)圖上。4.5.4計(jì)算過程 圖3.14 彎矩二次分配法計(jì)算過程4.5.5跨中彎矩的計(jì)算方法同恒荷載作用下的跨中彎矩計(jì)算。表3.11 活荷載作用下的跨中彎矩層號(hào)AB跨CD跨7-22.78 11.46 6-18.49 6.17 5-19.00 6.44 4-19.00 6.44 3-19.00 6.44 2-19.02 6.45 1-20.14 7.13 活荷載

38、作用下的彎矩圖如下圖所示： 圖3.15 活荷載作用下的彎矩圖4.5.6梁端剪力計(jì)算方法與荷載的相同。表3.12 活載作用下軸線處梁端剪力梁類型層號(hào)梁長(zhǎng)（m）外荷載q固端彎矩桿端剪力（kN）左右左右邊梁77.27.18-18.8428.6624.48-27.2167.27.18-25.8830.1925.25-26.4557.27.18-25.0829.9725.17-26.5347.27.18-25.0829.9725.17-26.5337.27.18-25.0829.9725.17-26.5327.27.18-25.0529.9625.17-26.5317.27.18-23.4929.282

39、5.04-26.65中跨73.03.75-15.6715.675.63-5.6363.04.69-11.4511.457.04-7.0453.04.69-11.7111.717.04-7.0443.04.69-11.7111.717.04-7.0433.04.69-11.7111.717.04-7.0423.04.69-11.7311.737.04-7.0413.04.69-12.4012.407.04-7.044.5.7柱的桿端剪力方法同恒荷載作用下的計(jì)算。表3.13 活載作用下軸線處柱端剪力柱類型層號(hào)柱高（m）固端彎矩桿端剪力上下上下A軸柱73.917.96 13.53 -8.07 -8.

40、07 63.911.47 12.10 -6.04 -6.04 53.912.10 12.10 -6.21 -6.21 43.912.10 12.10 -6.21 -6.21 33.912.10 12.13 -6.21 -6.21 23.912.04 13.34 -6.51 -6.51 15.49.28 4.64 -2.58 -2.58 B軸柱73.9-11.30 -8.84 5.16 5.16 63.9-8.00 -8.18 4.15 4.15 53.9-8.18 -8.18 4.19 4.19 43.9-8.18 -8.18 4.19 4.19 33.9-8.18 -8.19 4.20 4.

41、20 23.9-8.15 -8.64 4.31 4.31 15.4-6.34 -3.17 1.76 1.76 活荷載作用下的剪力圖如下圖所示：圖3.16 活荷載作用下的剪力圖4.5.8軸力計(jì)算計(jì)算方法同恒荷載，沒有柱子的軸力，柱中軸力沿柱子不變。表3.14 活載作用下柱中軸力柱類型層號(hào)柱頂集中力（kN）鄰梁剪力（kN）柱中軸力（kN）左梁右梁A柱78.82024.4833.3068.22025.2566.7758.22025.17100.1648.22025.17133.5538.22025.17166.9428.22025.17200.3218.22025.04233.59B柱716.922

42、7.215.6349.76618.9526.457.04102.19518.9526.537.04154.70418.9526.537.04207.21318.9526.537.04259.73218.9526.537.04312.24118.9526.657.04364.88活荷載作用下的軸力圖如下所示： 圖3.17 活荷載作用下柱的軸力圖5 橫向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算5.1橫向框架側(cè)移剛度的計(jì)算5.1.1橫梁線剛度i b的計(jì)算表4.1 橫梁線剛度類別Ec（104N/mm2）bh(mmmm)I0(109mm4)l(mm)EcI0/l(1010Nmm）1.5EcI0/l(1010Nmm）2EcI

43、0/l(1010Nmm）邊跨3.0 3006005.40 72002.253.3754.50 中跨3.0 3006005.40 30005.40 8.10 10.80 5.1.2柱線剛度i c的計(jì)算表4.2 柱的線剛度層次hc(mm)Ec（104N/mm2）bh(mmmm)Ic(109mm4)EcIc/hc(1010Nmm）154003.0 5005506.933.852639003.0 4505004.693.615.1.3柱的側(cè)移剛度的計(jì)算1、中框架柱側(cè)移剛度計(jì)算邊柱:底層 c=(0.5+K)/(2+K)=0.257D=c12ic/h2=0.257123.851010/54002=8350

44、N/mm27層 QUOTE c=K/(2+K)=0.384D=c12ic/h2=0.384123.611010/39002=10936N/mm中柱: 底層 c=(0.5+K)/(2+K)=0.749D=c12ic/h2=0.749123.851010/54002=11865N/mm27層 QUOTE c=K/(2+K)=0.679D=c12ic/h2=0.679123.611010/39002=19350N/mm圖4.1 中框架柱的側(cè)移剛度計(jì)算簡(jiǎn)圖2、 邊框架柱側(cè)移剛度邊柱：底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.479D=c12ic/h2=0.479123.851010/54002=75

45、82N/mm27層 QUOTE c=K/(2+K)=0.319D=c12ic/h2=0.319123.611010/39002=9073N/mm中柱：底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.699D=c12ic/h2=0.699123.851010/54002=11072N/mm27層 QUOTE c=K/(2+K)=0.614D=c12ic/h2=0.614123.611010/39002=17482N/mm圖4.2 邊框架柱的側(cè)移剛度計(jì)算簡(jiǎn)圖（3）樓梯電梯間柱子的側(cè)移剛度C-4，C-8，C-9底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.736D=c12ic/h2=0.736123.85

46、1010/54002=11661N/mm27層 QUOTE c=K/(2+K)=0.663D=c12ic/h2=0.663123.611010/39002=18870N/mmC-5底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.722D=c12ic/h2=0.722123.851010/54002=11434N/mm27層 QUOTE c=K/(2+K)=0.644D=c12ic/h2=0.644123.611010/39002=18336N/mmD-4，D-8，D-9與邊框架邊柱相同。D-5底層： c=(0.5+K)/(2+K)=0.420D=c12ic/h2=0.420123.851010/5

47、4002=6648N/mm27層 QUOTE 0.623c=K/(2+K)=0.238D=c12ic/h2=0.238123.611010/39002=6767N/mm圖4.3樓電梯間處柱的側(cè)移剛度計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)以上計(jì)算，總結(jié)如下：表4.3 中框架柱側(cè)移剛度D值層號(hào)邊柱（18根）中柱（18根）DKacDKacD11.1690.52783503.9740.74911865363870271.2470.384109364.2380.67919350545148表4.4 邊框架柱側(cè)移剛度D值層號(hào)邊柱（4根）中柱（4根）DKacDKacD10.8770.47975822.9810.69911072746

48、16270.9350.31990733.1790.61417482106220表4.5 C柱處樓梯電梯間框架住側(cè)移剛度D值層號(hào)C-4，C-8，C-9C-5DKacDKacD13.6820.7361166113.390.72211434361267273.9270.663188703.6150.6441833674946表4.6 D柱處電梯樓梯間框架住側(cè)移剛度D值層號(hào)D-4，D-8，D-9D-5DKacDKacD10.8770.47975820.5840.42664829394270.9350.31990730.6230.238676733986將上面不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即可得框架

49、各層層間側(cè)移剛度見下表表4.7 橫向框架橫向側(cè)移剛度層號(hào)1234567829147760300760300760300760300760300760300由上表可知：D1/D2=829147/760300=1.0910.7，故該框架為規(guī)則框架。5.2重力荷載代表值的計(jì)算5.2.1資料準(zhǔn)備屋面及樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.77kN/m216層樓面 3.45 kN/m2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值:上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2走廊樓面活荷載 2.5 kN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 sk=urs0=1.00.47=0.47kN/m2 梁，柱的密

50、度 25kN/m2蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌 5.5kN/m25.2.2代表值的計(jì)算1、 梁及粉刷重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算表4.8 梁重計(jì)算層號(hào)類別凈跨（mm）截面（mm）密度（KN/m3）體積（m3）數(shù)量(根)單重（kN）總重（kN）1橫梁6650300600251.20 2629.93 778.05 2450300600250.44 1311.03 143.33 縱梁3700300500250.56 4813.88 666.00 27橫梁6700300600251.21 2630.15 783.90 2500300600250.45 1311.25 146.25 縱梁3750300500250.5

51、6 4814.06 675.00 梁的粉刷:因?yàn)椴捎昧薞型輕鋼龍骨吊頂，所以除了邊梁，其它的梁都可以不用粉刷。而邊梁外側(cè)貼瓷磚。底層：橫向：46.640.60.5=7.89kN 22.450.60.5=1.47kN縱向：=22.2kN合計(jì)： 31.65kN27層：橫向： =8.04kN =1.5kN縱向：243.750.50.5=22.5kN合計(jì)： 32.04kN2、柱及粉刷重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算表4.10柱重計(jì)算層號(hào)計(jì)算高度截面密度體積數(shù)量單重總重13900500550251.07 5226.81 1394.25 275400450

52、500251.22 5230.38 1579.50 柱的粉刷：1層：外側(cè)柱 ： (0.5+0.55) 2-0.23-0. 5 0.025.41726=47.74kN 內(nèi)側(cè)柱： (0.5+0.55) 2-0.23 0.025.41726=71.60kN合計(jì)： 119.34kN27層：外側(cè)柱： (0.45+0.50) 2-0.23-0.45 0.023.91726=36.20kN 內(nèi)側(cè)柱： (0.45+0.50) 2-0.23 0.023.91716=51.71kN合計(jì)： 87.91kN3、 內(nèi)、外墻體的計(jì)算外墻體為200mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外墻貼瓷磚（0.5kN/m2），內(nèi)墻面為20

53、mm厚抹灰，再刷一層白色乳膠漆（忽略自重）則：外墻自重：5.50.2=1.1kN/m2外墻外表面裝修：0.5 kN/m2外墻內(nèi)表面裝修：170.02=0.34 kN/m2內(nèi)墻為200mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，墻體兩面各20mm厚抹灰。再刷一層乳膠漆，則內(nèi)墻面荷載為：5.50.2+170.022=1.78 kN/m25.2.3各層的代表值1、 底層的計(jì)算（1）門的計(jì)算類別尺寸（mm）個(gè)數(shù)面積（m2）面荷載（kN/m2）總重（kN）M1110.41.85 M11241.12.452.640.22.64 M12241.22.4122.880.26.91 M30333.0

54、3.349.90.415.84 M37243.752.4290.47.20合計(jì)：34.44kN（2）窗的計(jì)算類別尺寸（mm）個(gè)數(shù)面積（m2）面荷載（kN/m2）總重（kN）C15241.52.4153.60.421.60 C27242.72.426.480.45.18 C30243.02.4177.20.448.96 合計(jì)：75.74kN（3）墻的重量計(jì)算通過計(jì)算，一層外墻的面積為236m2，外墻面裝修的面積為294.72 m2，內(nèi)墻面積為：437.84 m2，則一層內(nèi)外墻的重量為：236（1.1+0.34）+294.720.5+1.78437.84=1266.56kN（4）樓板的面積計(jì)算 樓

55、板的面積為738.88m2，故其重為:3.45738.88=2549.14kN2、 27層的計(jì)算（1） 門的計(jì)算類別尺寸（mm）個(gè)數(shù)面積（m2）面荷載（kN/m2）總重（kN）M1110.41.85 M11241.12.432.640.21.58 M12241.22.4182.880.210.37 M37243.752.4290.47.20 合計(jì)：21.00kN（2） 窗的計(jì)算類別尺寸（mm）個(gè)數(shù)面積（m2）面荷載（kN/m2）總重（kN）C15241.52.4213.60.430.24 C30153.01.50 C30243.02.4217.20.

56、460.48 合計(jì)：94.32kN（3） 墻的重量計(jì)算通過計(jì)算，外墻的面積為243.55m2，外墻面裝修的面積為296.53 m2，內(nèi)墻面積為470.34 m2；則內(nèi)外墻的重量為243.55（1.1+0.34）+296.530.5+1.78437.84=1230.46kN（4）樓板的面積計(jì)算26層的樓板的面積為738.88m2，故其重為:3.45738.88=2549.14kN7層的樓板的面積為766.88 m2，故其重為:5.77766.88=4424.90kN3、 8層的計(jì)算（1）門的計(jì)算類別尺寸（mm）個(gè)數(shù)面積（m2）面荷載（kN/m2）總重（kN）M12241.22.422.880.4

57、2.30 合計(jì)：2.30kN（2） 窗的計(jì)算類別尺寸（mm）個(gè)數(shù)面積（m2）面荷載（kN/m2）總重（kN）C30153.01.50 合計(jì)：3.60kN（3）墻的重量計(jì)算突出屋面的樓電梯間高為3.0m，通過計(jì)算：外墻面積為84.96m2，內(nèi)墻面積為22.11 m2。需要貼瓷磚的墻面積為100.74 m2，則內(nèi)外墻體的重為84.96（1.1+0.34）+100.740.5+22.111.78=212.07kN（4）女兒墻的重量計(jì)算女兒墻的做法與外墻一樣，通過計(jì)算可得女兒墻的面積為165m2，則可得女兒墻的重量為：（1.1+0.5+0.34）165=320.10kN（5） 梁的

58、重量的計(jì)算層號(hào)類別凈跨（mm）截面（mm）密度（KN/m3）體積（m3）數(shù)量(根)單重（kN）總重（kN）8橫梁6700300600251.206 330.15 90.45 縱梁3750300500250.563 414.06 56.25 （6） 柱子及其粉刷的計(jì)算 0.450.5253+(0.952-0.22) 3170.026=110.43kN（8） 板的計(jì)算樓板的面積為56 m2，故其重為:5.7756=323.12kN縱上所述，匯總?cè)缦卤恚罕?.11 各層各構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)計(jì)層號(hào)梁及粉刷柱及粉刷門窗墻板11119.031513.59110.181266.562549.142616

59、37.191667.41115.321230.462549.1474424.90 8146.7110.435.9532.17323.12則有：1層：G1=1619.03+2549.14+0.5(1513.59+110.18+1266.56+1667.41+115.32+1230.46)+0.5(50.47.222+50.432.5+2830.5)=8055.69kN26層: G26=1637.19+2549.14+0.5(1667.41+115.32+1230.46)2+0.5(50.47.222+50.432.5+2830.5)=8135.28kN7層:G7=1637.19+4424.90+

60、0.5(1667.41+115.32+1230.46+110.43+5.9+532.17) +0.5(50.47.222+50.432 +2830.5) =8790.90kN8層:G8=146.7+323.12+0.5(110.43+5.9+532.17-320.10) +0.5(562) =690.02kN圖4.4 各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值5.3橫向水平地震荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算5.3.1橫向自振周期的計(jì)算橫向自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移法。將突出房屋重力荷載代表值直接折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，即：G8=690.02kNG7=8790.90+690.02=9480.92kN基本自振周