【七層】6062平米框架教學(xué)樓（計(jì)算書、建筑、結(jié)構(gòu)圖、中英文翻譯）,【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,所見才能所得,請(qǐng)細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 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③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)  Abstract This article is to explain a design of a 7-storey-teaching building in XX shool.The building 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: 1. Determination of the structure. 2. The calculation of Load,including dead load,live load,wind load and earthquake load. 3. Interior force calculation and,consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components. 4. The structural design of foundation ,stair and slabs. 5. The result of computer calculation. 6. The end words and the references. The thesis is of some own characters: 1. With the consideration of architecture and structure requirements,it also considers the construction requirements and feasibility. 2. It applies different methods of structural calculation,aiming to different loads. 3. It applies theories formulation and practical formulation in the calculation of certain framework. 4. 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 I 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 工程概況 1 1.1工程概述 1 1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù) 1 1.3材料選用 1 2 建筑設(shè)計(jì) 2 2.1 建筑平面設(shè)計(jì) 2 2.2 建筑立面設(shè)計(jì) 2 2.3 屋頂設(shè)計(jì) 2 3 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置 3 3.1結(jié)構(gòu)方案 3 3.2結(jié)構(gòu)布置 3 3.3柱網(wǎng)尺寸及層高 3 3.4梁、柱截面尺寸的初步確定 4 3.5樓板選擇 5 3.6結(jié)構(gòu)橫向框架的計(jì)算簡圖 5 4 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 6 4.1計(jì)算單元： 6 4.2恒荷載計(jì)算 6 4.3活荷載計(jì)算 10 4.4恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 11 4.5活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 22 5 橫向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 31 5.1橫向框架側(cè)移剛度的計(jì)算 31 5.2重力荷載代表值的計(jì)算 35 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 41 5.4橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 50 6 內(nèi)力調(diào)整 56 6.1豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅 56 6.2框架梁內(nèi)力折算至柱邊 57 6.3柱的內(nèi)力調(diào)整 60 7 內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì) 63 7.1內(nèi)力組合 63 7.2截面設(shè)計(jì) 72 8 樓板設(shè)計(jì) 86 8.1樓板類型及設(shè)計(jì)方法的選擇： 86 8.2設(shè)計(jì)參數(shù) 86 8.3彎矩計(jì)算 87 8.4截面設(shè)計(jì) 90 9 樓梯設(shè)計(jì) 93 9.1設(shè)計(jì)資料 93 9.2梯段板設(shè)計(jì) 93 9.3平臺(tái)板設(shè)計(jì) 94 9.4平臺(tái)梁的設(shè)計(jì) 96 10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 98 10.1設(shè)計(jì)資料 98 10.2基礎(chǔ)的計(jì)算 98 11 電算校核與分析 109 參考文獻(xiàn) 118 致謝 119 1 1 工程概況 1.1工程概述 建筑地點(diǎn)：武漢市 建筑類型：七層教學(xué)樓，現(xiàn)澆框架填充墻結(jié)構(gòu)。 工程簡介：場地面積為50×40m2左右，擬建建筑面積約6000 m2。樓蓋及屋蓋均采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆樓板厚度取為100mm，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。 門窗使用： 大門采用玻璃門，其它的為木門，一般門洞尺寸為1200mm2400mm，窗全部為鋁合金窗，高為2400mm 地質(zhì)條件：經(jīng)過地質(zhì)勘探部門的確定，擬建場地土類型為中軟場地土，II類建筑場地，地震設(shè)防烈度為7度。 1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50011－2001 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007－2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010－2002 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009－2001 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50105－2001 建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50104－2001 中小學(xué)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范GB J99－86 建筑構(gòu)、配件標(biāo)準(zhǔn)圖集 1.3材料選用 1、柱：采用C30混凝土，主筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋； 2、梁：采用C30混凝土，主筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋； 3、板：采用C30混凝土，鋼筋采用HRB335； 4、基礎(chǔ)：采用C20混凝土，主筋采用HRB335鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用HPB235鋼筋。 1 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)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4.2×7.2和4.2×3.0m。 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。  5 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)，目前框架結(jié)構(gòu)在辦公樓、教學(xué)樓、商場、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 3.4.1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1/12～1/8。 橫向框架梁： 邊跨：取h=l/8~l/12=600~900mm，取為600mm，寬b為300mm。 中跨：取h＝600mm，b＝300mm。 縱向框架梁: 取h=l/8~l/12=350~525mm，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： 1、 柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值N=nβFgE 注：n ——樓層層數(shù)。 β——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4.2×3.6m2和4.2×5.1 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 Ac≥N/（mNfc ） 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= nβFgE =7×1.3×4.2×3.6×14＝1926.29kN Ac≥N/（mNfc ）=1926.29×103/（14.3×0.9）＝149672mm 對(duì)于中柱：N= nβFgE =7×1.25×4.2×5.1×14×＝2623.95kN Ac≥N/（mNfc ）=2623.95×103/（0.9×14.3）=203881mm2 取柱子尺寸為： 底層：b×h=500mm×550mm 以上層：b×h=450mm×500mm 3.5樓板選擇 板的厚度取l/40=4200/40=105mm，故本設(shè)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)算簡圖見下圖所示，取頂層柱的形心線作為軸線，2～7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)算簡圖 4 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 4.1計(jì)算單元： 取③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/ m2 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.1×25=2.5kN/m2 V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 0.3×0.6×25=4.5kN/m2 梁外側(cè)粉刷 （0.6-0.1）×0.02×17=0.17 kN/m2 中跨框架梁自重 0.3×0.6×25=4.5kN/m2 對(duì)于第7層: q1 和代表橫梁自重，為均布荷載形式。 q1=0.3×0.6×25+（0.6-0.1）×0.02×17=4.67 kN/m2 =0.3×0.6×25+（0.6-0.1）×0.02×17=4.67 kN/m2 q2 和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=5.77×4.2=24.23 kN/m =5.77×3=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 0.3×0.5×4.2×25=15.75kN 外側(cè)粉刷 0.02×0.5×4.2=0.04 kN 1.2m高女兒墻自重 1.2×4.2×0.2×5.5=5.54 kN 裝飾 4.2×1.2×0.5+4.2×（1.2+0.2）×0.02×17=4.52 kN 梁傳來的屋面自重 0.5×4.2×0.5×4.2×5.77=25.45 kN P1=15.75+0.04+5.54+4.52+25.45=51.30 kN 中柱縱向框架梁自重 0.3×0.5×4.2×25=15.75kN 框架梁傳來的屋面自重 0.5×（42+4.2-3）×1.5×5.77=23.37kN 0.5×4.2×0.5×4.2×5.77=25.45kN P2=15.75+23.37+25.45=64.57kN 集中力矩: M1=P1e1=51.30×(0.5-0.3)/2=5.13 kN·m M2=P2e2=64.57×(0.5-0.3)/2=6.46kN·m 4.2.3 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/m2 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.10×25=2.5 kN/m2 V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) ×2×0.02×17=2.24 kN/m2 中跨框架梁及梁側(cè)粉刷 4.67kN/m2 q1=4.67+4.54+2.24=11.45 kN/m2 =4.67 kN/m2 q2 和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=3.45×4.2=14.49 kN/m =3.45×3=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 3.0×2.4×0.4=2.88 kN 窗下墻體自重 0.2×1.0×(4.2-0.45) ×5.5=4.13 kN 裝飾 0.02×1.0×3.75×17+0.5×1.0×4.2=3.38 kN 窗間墻體自重 (1.2-0.45) ×(3.9-0.5-1.0) ×0.2×5.5=1.98 kN 裝飾 (1.2-0.45) ×(3.9-0.5-1.0) ×0.02×17+1.2×2.4×0.5=2.05 kN 框架柱的自重 0.45×0.50×3.9×25=21.94 kN 粉刷 [(0.45+0.50) ×2-0.2×2-0.2-0.45] ×0.02×3.9×17=1.13kN 縱向框架梁傳來的樓面自重 0.5×4.2×0.5×4.2×3.45=15.21kN P1=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) ×0.2×5.5=10.74kN 粉刷 (3.6-0.45) ×(3.6-0.5) ×2×0.02×17=6.64kN 扣除門洞重加上門重 -2×2.4×1.2×(1.78-0.2)=-9.10kN 框架柱自重 21.94kN 粉刷 [(0.45+0.50) ×2-0.2×2-0.2] ×0.02×3.9×17=1.72kN 縱向框架梁傳來的屋面自重 0.5×(4.2+4.2-3) ×1.5×3.45=13.97kN 0.5×4.2×0.5×4.2×3.45=15.21kN P2=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=7.40kN·m M2=P2e2=76.87×(0.5-0.3)/2=7.69kN·m 4.2.5一層框架以下的荷載 邊柱縱向框架梁自重 15.75 kN 鋼框玻璃窗自重 3.0×2.4×0.4=2.88 kN 窗下墻體自重 0.2×1.0×(4.2-0.5) ×5.5=4.07 kN 裝飾 0.02×1.0×3.7×17+0.5×1.0×4.2=3.36kN 窗間墻體自重 (1.2-0.5) ×(3.9-0.5-1.0) ×0.2×5.5=1.85 kN 裝飾 (1.2-0.45) ×(3.9-0.5-1.0) ×0.02×17+1.2×2.4×0.5=2.05 kN 框架柱的自重 0. 5×0.55×5.4×25=37.13kN 粉刷 [(0. 5+0.55) ×2-0.2×2-0.2-0. 5] ×0.02×5.4×17=1.84kN P1=15.75+2.88+4.07 +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) ×0.2×5.5=14.03kN 粉刷 (4.2-0.45) ×(3.9-0.5) ×2×0.02×17=8.67kN 扣除門洞重加上門重 -2×2.4×1.2×(1.78-0.2)=-9.10kN 框架柱自重 37.13kN 粉刷 [(0.5+0.55) ×2-0.2×2-0.2] ×0.02×5.4×17=2.75kN P2=15.75+14.03+8.67-9.10+37.13+2.75=69.23kN 4.3活荷載計(jì)算 圖3.3 各層梁上作用的活荷載 4.3.1第7層上的活載計(jì)算 q2=2.0×4.2=8.4 kN/m2 =2.0×3.0=6.0 kN/m2 P1=0.5×4.2×0.5×4.2×2.0=8.82 kN/m2 P2=[0.5×(4.2+4.2-3.0) ×1.5+0.25×4.2×4.2] ×2.0=16.92 kN/m2 集中力矩: M1=P1e1=8.82×(0.5-0.3)/2=0.88kN·m M2=P2e2=16.92×(0.5-0.3)/2=1.69 kN·m 同理，在屋面雪荷載的作用下： q2=0.47×4.2=1.97 kN/m2 =0.47×3.0=1.41 kN/m2 P1=0.5×4.2×0.5×4.2×0.47=2.07 kN/m2 P2=[0.5×(4.2+4.2-3.0) ×1.5+0.25×4.2×4.2] ×0.47=3.98 kN/m2 集中力矩: M1=P1e1=2.07×(0.5-0.3)/2=0.21kN·m M2=P2e2=3.98×(0.5-0.3)/2=0.40 kN·m 4.3.2第1-6層上的活載計(jì)算 q2=2.0×4.2=8.4 kN/m2 =2.5×3.0=7.5 kN/m2 P1=0.5×4.2×0.5×4.2×2.0=8.82 kN/m2 P2=0.5×(4.2+4.2-3.0) ×1.5×2.5+0.25×4.2×4.2 ×2.0=18.95 kN/m2 集中力矩: M1=P1e1=8.82×(0.5-0.3)/2=0.88kN·m M2=P2e2=19.95×(0.5-0.3)/2=1.90kN·m 將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚? 表3.1橫向框架恒載匯總表 層次 q1(kN/m) (kN/m) q2(kN/m) (kN/m) P1(kN) P2(kN) M1(kN·m) M2(kN·m) 7 4.67 4.67 24.23 17.31 51.30 64.57 5.13 6.46 1~6 11.45 4.67 14.49 10.35 74.00 76.87 7.40 7.69 表3.2橫向框架活載匯總表 層次 q2(kN/m) (kN/m) P1(kN) P2(kN) M1(kN·m) M2(kN·m) 7 8.40 6.0 8.82 16.92 0.88 1.69 1~6 8.4 7.5 8.82 18.95 0.88 1.90 注：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) (kN/m) q2(kN/m) (kN/m) qb(kN/m) qz(kN/m) 7 4.67 4.67 24.23 17.31 27.44 15.49 1~6 11.45 4.67 14.49 10.35 25.07 11.14 4.4.2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)算簡圖上。 4.4.3分配系數(shù) 經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第③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)。 線剛度的計(jì)算見下表： 表3.4 梁線剛度的計(jì)算 跨度（m） Ec I0 I=2I0 ib=EI/L 7.2 3×107 5.40×10-3 1.08×10-2 4.50×104 3.0 3×107 5.40×10-3 1.08×10-2 10.8×104 表3.5 柱線剛度的計(jì)算 層次 柱截面（mm×mm） 高度（m） Ec I iz=EI/L 2~7 450×500 3.9 3×107 4.69×10-3 3.61×104 1 500×550 5.4 3×107 6.93×10-3 3.85×104 由此計(jì)算出各個(gè)桿件分配系數(shù)，標(biāo)繪于計(jì)算簡圖上。然后利用力矩二次分配法計(jì)算第③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=43.04kN·m (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-71.68kN·m和109.30kN·m。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-60.46kN·m和60.46kN·m。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（m） 外荷載q（kN/m） 固端彎矩（kN·m） 桿端剪力（kN） 左 右 左 右 邊梁 7 7.2 27.44 -71.68 109.30 93.56 -104.01 6 7.2 25.07 -92.69 104.42 88.62 -91.88 5 7.2 25.07 -88.96 103.45 88.24 -92.26 4 7.2 25.07 -88.96 103.45 88.24 -92.26 3 7.2 25.07 -88.96 103.45 88.24 -92.26 2 7.2 25.07 -88.84 103.41 88.23 -92.28 1 7.2 25.07 -83.64 100.97 87.85 -92.66 中跨 7 3.0 15.49 -60.46 60.46 23.24 -23.24 6 3.0 11.14 -36.26 36.26 16.71 -16.71 5 3.0 11.14 -37.43 37.43 16.71 -16.71 4 3.0 11.14 -37.43 37.43 16.71 -16.71 3 3.0 11.14 -37.43 37.43 16.71 -16.71 2 3.0 11.14 -37.47 37.47 16.71 -16.71 1 3.0 11.14 -39.93 39.93 16.71 -16.71 4.4.7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 7 3.9 66.55 47.49 -29.24 -29.24 6 3.9 37.79 40.78 -20.15 -20.15 5 3.9 40.78 40.78 -20.91 -20.91 4 3.9 40.78 40.78 -20.91 -20.91 3 3.9 40.78 40.88 -20.94 -20.94 2 3.9 40.57 44.91 -21.92 -21.92 1 5.4 31.33 15.66 -8.70 -8.70 B軸柱 7 3.9 -42.38 -32.08 19.09 19.09 6 3.9 -28.38 -29.16 14.75 14.75 5 3.9 -29.16 -29.16 14.95 14.95 4 3.9 -29.16 -29.16 14.95 14.95 3 3.9 -29.16 -29.19 14.96 14.96 2 3.9 -29.06 -30.84 15.36 15.36 1 5.4 -22.51 -11.26 6.25 6.25 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： 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） 鄰梁剪力（kN） 柱中軸力（kN） 左梁 右梁 柱頂 柱底 A柱 7 51.30 0 93.56 144.86 167.93 6 74.00 0 88.62 307.48 353.62 5 74.00 0 88.24 469.72 538.93 4 74.00 0 88.24 631.96 724.24 3 74.00 0 88.24 794.20 909.55 2 74.00 0 88.23 956.43 1094.85 1 74.00 0 87.85 1118.27 1325.58 B柱 7 64.57 104.01 23.24 191.81 214.88 6 76.87 91.88 16.71 377.28 423.42 5 76.87 92.26 16.71 563.12 632.33 4 76.87 92.26 16.71 748.96 841.24 3 76.87 92.26 16.71 934.81 1050.16 2 76.87 92.28 16.71 1120.66 1259.08 1 76.87 92.66 16.71 1306.90 1514.55 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 橫向框架活載的等效均布荷載 層號(hào) q2 q‘2 qb qz 7 8.4 6.0 7.18 3.75 1~6 8.4 7.5 7.18 4.69 4.5.2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)算簡圖上。 4.5.3分配系數(shù) 經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第③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)。 由此計(jì)算出各個(gè)桿件分配系數(shù)，標(biāo)繪于計(jì)算簡圖上。然后利用力矩二次分配法計(jì)算第③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（m） 外荷載q 固端彎矩 桿端剪力（kN） 左 右 左 右 邊梁 7 7.2 7.18 -18.84 28.66 24.48 -27.21 6 7.2 7.18 -25.88 30.19 25.25 -26.45 5 7.2 7.18 -25.08 29.97 25.17 -26.53 4 7.2 7.18 -25.08 29.97 25.17 -26.53 3 7.2 7.18 -25.08 29.97 25.17 -26.53 2 7.2 7.18 -25.05 29.96 25.17 -26.53 1 7.2 7.18 -23.49 29.28 25.04 -26.65 中跨 7 3.0 3.75 -15.67 15.67 5.63 -5.63 6 3.0 4.69 -11.45 11.45 7.04 -7.04 5 3.0 4.69 -11.71 11.71 7.04 -7.04 4 3.0 4.69 -11.71 11.71 7.04 -7.04 3 3.0 4.69 -11.71 11.71 7.04 -7.04 2 3.0 4.69 -11.73 11.73 7.04 -7.04 1 3.0 4.69 -12.40 12.40 7.04 -7.04 4.5.7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 7 3.9 17.96 13.53 -8.07 -8.07 6 3.9 11.47 12.10 -6.04 -6.04 5 3.9 12.10 12.10 -6.21 -6.21 4 3.9 12.10 12.10 -6.21 -6.21 3 3.9 12.10 12.13 -6.21 -6.21 2 3.9 12.04 13.34 -6.51 -6.51 1 5.4 9.28 4.64 -2.58 -2.58 B軸柱 7 3.9 -11.30 -8.84 5.16 5.16 6 3.9 -8.00 -8.18 4.15 4.15 5 3.9 -8.18 -8.18 4.19 4.19 4 3.9 -8.18 -8.18 4.19 4.19 3 3.9 -8.18 -8.19 4.20 4.20 2 3.9 -8.15 -8.64 4.31 4.31 1 5.4 -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 7 8.82 0 24.48 33.30 6 8.22 0 25.25 66.77 5 8.22 0 25.17 100.16 4 8.22 0 25.17 133.55 3 8.22 0 25.17 166.94 2 8.22 0 25.17 200.32 1 8.22 0 25.04 233.59 B柱 7 16.92 27.21 5.63 49.76 6 18.95 26.45 7.04 102.19 5 18.95 26.53 7.04 154.70 4 18.95 26.53 7.04 207.21 3 18.95 26.53 7.04 259.73 2 18.95 26.53 7.04 312.24 1 18.95 26.65 7.04 364.88 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 121 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） b×h (mm×mm) I0 (109mm4) l (mm) EcI0/l (1010N·mm） 1.5EcI0/l (1010N·mm） 2EcI0/l (1010N·mm） 邊跨 3.0 300×600 5.40 7200 2.25 3.375 4.50 中跨 3.0 300×600 5.40 3000 5.40 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） b×h (mm×mm) Ic (109mm4) EcIc/hc (1010N·mm） 1 5400 3.0 500×550 6.93 3.85 2~6 3900 3.0 450×500 4.69 3.61 5.1.3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 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.257 D=αc×12×ic/h2 =0.257×12×3.85×1010/54002 =8350N/mm 2～7層 αc=K/(2+K)=0.384 D=αc×12×ic/h2 =0.384×12×3.61×1010/39002 =10936N/mm 中柱: 底層 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.749 D=αc×12×ic/h2 =0.749×12×3.85×1010/54002 =11865N/mm 2～7層 αc=K/(2+K)=0.679 D=αc×12×ic/h2 =0.679×12×3.61×1010/39002 =19350N/mm 圖4.1 中框架柱的側(cè)移剛度計(jì)算簡圖 2、 邊框架柱側(cè)移剛度 邊柱： 底層： αc=(0.5+K)/(2+K)=0.479 D=αc×12×ic/h2 =0.479×12×3.85×1010/54002 =7582N/mm 2～7層 αc=K/(2+K)=0.319 D=αc×12×ic/h2 =0.319×12×3.61×1010/39002 =9073N/mm 中柱： 底層： αc=(0.5+K)/(2+K)=0.699 D=αc×12×ic/h2 =0.699×12×3.85×1010/54002 =11072N/mm 2～7層 αc=K/(2+K)=0.614 D=αc×12×ic/h2 =0.614×12×3.61×1010/39002 =17482N/mm 圖4.2 邊框架柱的側(cè)移剛度計(jì)算簡圖 （3）樓梯電梯間柱子的側(cè)移剛度 C-4，C-8，C-9 底層： αc=(0.5+K)/(2+K)=0.736 D=αc×12×ic/h2 =0.736×12×3.85×1010/54002 =11661N/mm 2～7層 αc=K/(2+K)=0.663 D=αc×12×ic/h2 =0.663×12×3.61×1010/39002 =18870N/mm C-5 底層： αc=(0.5+K)/(2+K)=0.722 D=αc×12×ic/h2 =0.722×12×3.85×1010/54002 =11434N/mm 2～7層 αc=K/(2+K)=0.644 D=αc×12×ic/h2 =0.644×12×3.61×1010/39002 =18336N/mm D-4，D-8，D-9與邊框架邊柱相同。 D-5 底層： αc=(0.5+K)/(2+K)=0.420 D=αc×12×ic/h2 =0.420×12×3.85×1010/54002 =6648N/mm 2～7層 0.623 αc=K/(2+K)=0.238 D=αc×12×ic/h2 =0.238×12×3.61×1010/39002 =6767N/mm 圖4.3樓電梯間處柱的側(cè)移剛度計(jì)算簡圖 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） ∑D K ac D K a