毕业论文（设计）丹东新区工商局办公楼设计

辽东学院本科毕业设计丹东新区工商局办公楼设计THEOFFICEBUILDINGDESIGNOFDANDONGXINQUTRADEANDINDUSTRYBUREAU学生姓名学院城市建设学院专业土木工程班级学号指导教师审阅教师完成日期2012年5月15日辽东学院EASTERNLIAONINGUNIVERSITY摘要本次毕业设计是一幢办公楼设计，为多层钢筋混凝土框架结构。共五层，建筑物总高度为189米。包括建筑设计和结构设计两部分内容。建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等。着重解决了建筑物与周围环境、建筑物与各种细部构造，最终确定建筑设计方案，画出建筑施工图。结构设计是在初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包括荷载计算、水平地震作用计算、内力分析、内力组合、截面设计、配筋计算及基础设计，并绘制相关的结构施工图。关键词建筑设计；结构设计；框架；抗震；独立基础ABSTRACTTHISDESIGNISASCHEMEOFAOFFICEBUILDING,ITISAMULTILAYERREINFORCEDCONCRETEFRAMEITHASFIVESTORIES,THEHEIGHTOFTHEWHOLEBUILDINGIS189METERSITINCLUDESTWOPARTSARCHITECTUREDESIGNANDSTRUCTUREDESIGNTHEARCHITECTURALDESIDNISTHEPREMISEOFTHEOVERALLPLANNINGACCORDINGTOTHEREQUIREMENTSOFTHEDESIGNTASKBOOK,CONSIDERINGTHEBASEENVIRONMENT,THEUSEFUNCTION,SELECTION,CONSTRUCTION,MATERIALS,CONSTRUCTIONEQUIPMENT,AECHITECTURALART,ANDECONOMYFOCUSONSOLVINGTHEBUILDINGSWITHTHESURROUNDINGENVIRONMENT,BUILDINGSANDAVARIETYOFDETAILEDSTRUCTURETHENIMAINLYSOLVEUSINGSPACEINTHISBUILDINGANDCOORDINATIONBETWEENINSIDEANDOUTSIDECONDITIONSULTIMATELYDETERMINETHEARCHITECTURALDESIGN,DRAWINGCONSTRUCTIONPLANSINTHESTRUCTUREDESIGN,DETERMINETHESTRUCTUREDESIGNBASEDONARCHITECTUREFIRSTDESIGNSELECTTHERIGHTSTRUCTURETYPEPRECEDESTRUCTUREARRANGEMENTANDSIZESOFSTRUCTURECOMPONENTSTOCALCULATEINCLUDINGSTRUCTURALCALCULATIONSANDTHEROLEOFCOMPUTINGINTHECALCULATION,THELEVELOFSEISMIC,INTERNALFORCEANALYSIS,THECOMBINATIONOFINTERNALFORCES,CROSSSECTIONALDESIGNANDDRAWTHERELEVANTCONSTRUCTIONDRAWINGKEYWORDSARCHITECTURALDESIGN；STRUCTURALDESIGN；FRAME；EARTHQUAKERESISTANCEISOLATEDFOUNDATION目录摘要IABSTRACTII一、建筑、结构设计说明1（一）建筑设计说明11建筑平面设计12各个房间的平面设计13建筑体型和立面设计2（二）结构设计说明2二、结构计算书3（一）工程概况31工程名称32基本资料3（二）结构选型和布置31结构选型32结构布置33初估截面尺寸4（三）框架计算简图51计算简图说明52框架梁、柱截面特征53框架梁、柱的线刚度计算6（四）荷载计算81恒荷载标准值计算82活荷载标准值计算10（五）竖向荷载作用下框架受载总图111AB,CD轴间框架梁112BC轴间框架梁123A,D轴柱纵向集中荷载的计算124B,C轴柱纵向集中荷载的计算13（六）水平地震作用计算及内力位移分析161重力荷载标准值计算162重力荷载代表值计算183等效总重力荷载代表值计算194横向框架侧移刚度计算195横向自振周期计算206水平地震作用力及楼层剪力207水平地震作用下的位移验算218水平地震作用下的框架内力计算22（七）框架在竖向荷载作用下的内力分析271恒载标准值作用下的内力计算272活载标准值作用下的内力计算333梁端弯矩调幅36（八）内力组合391梁内力组合392柱内力组合44（九）截面设计与配筋计算491框架梁截面设计492框架柱截面设计54（十）现浇楼板配筋计算601荷载计算602弯矩计算603板内力计算604支座内力计算635截面设计64（十一）楼梯设计661梯段板TB1设计662平台板PTB1设计683平台板PTB2设计694平台梁TL1设计70（十二）雨篷设计711荷载计算712荷载组合713内力计算71（十三）基础设计721设计资料722边框架柱基础设计723中框架柱基础设计75三、建筑、结构施工图79（一）建筑施工图791总平面图792建筑设计说明；图纸目录793一层平面图794标准层平面图795顶层平面图796屋面排水图797立面图798剖面及节点详图799楼梯详图79（二）结构施工图791结构设计说明；图纸目录792基础配筋图793柱配筋图794底层梁配筋图795标准层梁配筋图796顶层梁配筋图797楼板配筋图；楼梯配筋图798一榀框架图79结论80参考文献81附录辽东学院本科毕业设计任务书82致谢87一、建筑、结构设计说明一建筑设计说明本设计为丹东新区工商局办公楼的建筑设计，总建筑面积为53406平方米，拟建5层。1建筑平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋个部分的组合关系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性；也就是说，我们从平面设计入手，但是要着眼于建筑空间的组合。2各个房间的平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助用房，是建筑平面组合的基本单元。1使用房间的设计一般说来，办公楼的办公室用房宜有良好的天然采光和自然通风，并不宜布置在地下室。办公室宜有避免西晒和眩光的措施。设计时考虑到档案室、活动室荷载较大，因此将其放在首层。使用房间平面的设计符合以下要求房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和家具设备合理布置的要求。门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风较好。门洞口宽度不应小于080M，高度不应小于210M。房间的构成应使结构构造布置合理，施工方便，也要有利于房间的组合，所有材料要符合相应的建筑面积。（2）使用房间的面积、形状和尺寸根据任务书和使用功能的要求大型办公室80平方米2间；普通办公室40平方米50间；大型会议室150平方米1间；局长副局长60平方米4间；小型会议室60平方米5间；卫生间等。一个房间内部的面积，根据他们的使用特点，可以分为以下几个部分办公设备所占的面积；人们在屋内的使用活动面积；房间内部的交通面积；3建筑体型和立面设计（1）建筑体型设计建筑物内部空间的组合方式，是确定外部体型的主要依据。建筑体型反映建筑物总的体量大小，组合方式和比例尺度等，它对房屋外型的总体效应具有重要影响。建筑物的体型还需要与周围建筑，道路相呼应配合，考虑和地形、绿化等基地环境的协调一致，使建筑物在基地环境中显得完整统一、本置得当。（2）建筑立面设计建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样，也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，适用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合进行的。建筑立面可以看成是由许多构造部件所组成它们有墙壁体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。设计时应恰当地确立这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整，形式与内容统一的建筑立面。二结构设计说明为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。采用横向框架承重方案，施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼盖方案采用整体式肋形梁板结构，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下独立基础。钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。二、结构计算书一工程概况1工程名称本工程系丹东新区工商局办公楼设计，位于丹东市新区，其中由市规划局批准拟建基地平面图。2基本资料1建筑层数五层框架结构，建筑高度为189M，建筑面积53406。2该工程的耐火等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为七，设计基本地震加速度为015G，设计地震分组为第一组。3风压055KN/，雪压040KN/M2。二结构选型和布置1结构选型为使建筑平面布置灵活，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系2结构布置采用横向框架承重方案，施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼盖方案采用整体式肋形梁板结构，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下独立基础。图21计算单元3初估截面尺寸根据本项目房屋的结构类型，抗震设防烈度和房屋的高度查规范得本建筑的抗震等级为三级，楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。楼板厚度取120MM，各层梁、板、柱的混凝土强度等级均为C30，纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余钢筋采用HPB235级钢筋。1梁截面尺寸估算依据框架结构的主梁高度及宽度可由下式确定HB1/81/12BL，1/21/3HB且200MM横向AB、CD跨梁BH300MM600MM横向BC跨梁BH300MM450MM纵向框架梁BH300MM600MM2柱截面尺寸估算依据柱的轴压比应小于轴压比限值的要求90CCFANFHBC30混凝土CF143N/2M，TF143N/2M求得CA2223178/14905621MMN本设计柱截面尺寸为500MM500MM纵向受拉钢筋抗震锚固长度AEL37D，梁内钢筋伸至边柱内长度04AEL0437D14825MM370MM。故柱截面满足此抗震构造要求。三框架计算简图1计算简图说明本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为12M。框架的计算单元如图所示,取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌于固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层的柱截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内高差，定为120M，二层楼面标高为39M，故底层柱高50M。其余各层为36M。2框架梁、柱截面特征根据构件的几何尺寸，截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关惯性矩及线刚度的概念计算梁、柱截面的特征。如表21，表22所示表21中框架梁截面特征计算表层数砼强度梁编号截面宽B/MM截面高H/MM梁跨度L/MM砼弹性模量EC/PA惯性矩I/4M线刚度I/NMM相对线刚度I15C30C30C30ABBCCD300300300600450600660024006600310431043104541092281095410949110105710114911010113131113表22柱截面特征计算表层数砼强度柱子编号截面宽B/MM截面高H/MM柱高L/MM砼弹性模量EC/PA惯性矩I/4M线刚度I/NMM相对线刚度I125C30C30ABCDABCD5005005005004800360031043104541092281095211010521101107513框架梁、柱的线刚度计算考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架采取I2I。对边框架取I15I。，I。为矩形截面框架梁的惯性矩。1框架梁的线刚度计算轴梁为中框架梁I20I，各层梁截面均相同。4边跨AB、CD梁I2EI/LMNN10946145329中跨梁BCI2EI/L24081092框架柱线刚度计算首层柱子I494331025125MBHIEI/LNN630109二层至五层柱子IEI/LMM43612510943相对线刚度（包括梁和柱子）令二层至六层柱子线刚度I100，则其余杆件的相对线刚度为首层柱子I72013429中框架梁的AB、CD跨梁边I13340BC跨梁I1034751922梁柱相对线刚度（四）荷载计算考虑功能分隔可以灵活布置的隔墙或考虑二次装修荷载，设计之初隔墙位置或装修位置不确定时，可将非固定隔墙的自重取每延米墙重（KN/M）的1/3作为楼面活载的附加只计入，附加值不小于10KN/。1恒荷载标准值计算1不上人屋面恒载SBS改性沥青防水卷材4MM带岩片005KN/25MM厚13水泥砂浆找平20002505KN/18白灰炉渣找坡I2，最薄处30MM厚12003036KN/聚苯乙烯保温板100厚（分两层错缝搭接）0501005KN/13水泥砂浆找平层20厚20002004KN/120MM厚钢筋混凝土板2501230KN/板底抹灰15MM厚1700150255KN/462KN/2楼面荷载走廊瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）055KN/120MM厚钢筋混凝土板30KN/板底抹灰15MM厚1700150255KN/38KN/会议室及办公室地面磨光花岗岩地面310内掺环保建筑胶素水泥浆结合层一道（，表面撒水泥粉干硬性水泥砂浆结合层厚磨光花岗岩快12KN/120MM厚钢筋混凝土板30KN/板底抹灰15MM厚1700150255KN/4455KN/取45KN/梁自重横向BH300600自重25030601236KN/M梁抹灰170015M06012003KN/M032KN/M392KN/M横向BH300450自重25030450122475KN/M梁抹灰170015M045012003KN/M0245KN/M272KN/M纵向BH300600自重25030601236KN/M梁抹灰170015M06012003KN/M032KN/M392KN/M基础梁BH250400基础梁自重2502504KN/M25KN/M柱自重BH500MM500MM柱自重250505KN/M625KN/M抹灰层17001405KN/M034KN/M659KN/M墙自重（炉渣空心砖）首层纵墙墙自重118KN/M029M（36M060M）118KN/M029M21M2/6305M506KN/M铝合金窗035KN/M21M21M2/6305M053KN/M内外墙面20厚抹灰17KN/M002M3606M217KN/M21M21M002M22/6305M101KN/M66KN/M标准层同首层66KN/M内纵墙自重及内横墙自重（只考虑位置固定的纵横墙体，其他位置不定的墙体在附加活载中体现）15层纵墙（横墙）118KN/M（3606）M019M673KN/M抹灰厚20MM（两侧）17KN/M002M3606M2204KN/M877KN/M女儿墙自重女儿墙墙身25KN/M01M054M135KN/M女儿墙压顶25KN/M006M0235M035KN/M女儿墙抹灰25KN/M002M06M03KN/M20KN/M2活荷载标准值计算1屋面及楼面荷载不上人屋面为05KN/，办公室楼面为20KN/，走廊楼面为25KN/。综合考虑活动隔墙及二次装修，楼面活荷载标准值均取40KN/。2屋面雪荷载标准值0SRK100404KN/屋面雪荷载与活荷载不同时考虑，取两者中较大值，故取40KN/。（五）竖向荷载作用下框架受载总图屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算近似按图转化为等效均布荷载，荷载的传递示意图见图所示。图23板传荷载示意图板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算，可将其转化为等效均布荷载，荷载传递如上图。1AB,CD轴间框架梁屋面板传荷载恒载462KN/315M12047720477321902KN/M活载05KN/315M12047704772206KN/M楼面板传荷载恒载45KN/315M12047720477321853KN/M活载40KN/315M120477047721647KN/M梁自重392KN/M横墙自重877KN/MA、B和C、D轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载392KN/M1902KN/M2294KN/M活载板传荷载206KN/M楼面梁恒载梁自重板传荷载墙自重392KN/M1853KN/M877KN/M3122KN/M活载板传荷载16472BC轴间框架梁屋面板传荷载恒载462KN/12M5/82693KN/M活载05KN/12M5/82075KN/M楼面板传荷载恒载381KN/12M5/82572KN/M活载40KN/12M5/8260KN/M梁自重272KN/MB、C轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载272KN/M693KN/M965KN/M活载板传荷载075KN/M楼面梁恒载梁自重板传荷载272KN/M572KN/M844KN/M活载板传荷载60KN/M3A,D轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙自重梁自重板传荷载20KN/M63M392KN/M（6305）M462KN/315M5/863M9264KN顶层柱活载板传活载05KN/315M5/863M617KN标准层柱恒载梁自重墙自重板传恒载392KN/M（6305）M66KN/M（6305）M45KN/315M5/863M11683KN标准层柱活载板传活载40KN/315M5/863M4961KN基础顶面恒载底层内纵墙自重基础梁自重66KN/M（6305）M25KN/M（6305）M5278KN4B,C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱顶层柱恒载梁自重板传荷载392KN/M（6305）M462KN/315M5/8462KN/12M（1201920193）63M11268KN顶层柱活载板传活载05KN/315M5/805KN/12M（1201920193）63M1206KN标准层柱恒载梁自重墙自重板传恒载392KN/M（6305）M877KN/M6305）M45KN/315M5/8381KN/315M（1201920193）63M20008KN标准层柱活载板传活载40KN/315M5/863M40KN/315M（1201920193）63M12381KN基础顶面恒载底层内纵墙自重基础梁自重877KN/M（6305）M25KN/M（6305）M6537KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下页图24图24竖向受荷总图（六）水平地震作用计算及内力位移分析对于高度不超过40M，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法的简化方法计算水平地震作用，结构底部总剪力与地震影响系数及各质点重力荷载代表值有关。1重力荷载标准值计算1各层梁、板、柱自重标准值表23柱重力荷载标准值表24板重力荷载标准值层数板面积/GK/（KN/）GKI/KNGKI/KN14走廊办公室及会议室楼梯1725689395910838145546574540227849183517206屋面115759462534807534807注1表中楼梯部分板的GK按楼面的12倍考虑。表25梁重力荷载标准值梁编号梁截面/长度/MGK/（KN/）根数GKI/KNGKI/KNKL103065839232727552KL20306613922621712KL30306192721367184KL40306613928191296KL503066747241264961734242各层墙自重标准值计算女儿墙自重总长L（672M156M）215M41716M总重1KG20KN/M1716M3432KN外墙层数柱编号截面/MM净高/MGK/（KN/M）数量GKI/KN1KZ150050050658521710825KZ1500500366585212318标准层墙重总长0L1716M3205M1556M总重1KG66KN/M1556M102696KN首层墙重166KN/M1556M102696KN内墙顶层墙重1KG877KN/M61M18877KN/M72M877KN/M58M1025KN/M024M30M92M170035KN标准层墙重1K877KN/M61M22877KN/M72M877KN/M58M1525KN/M024M30M92M2168688KN首层墙重1KG877KN/M61M18877KN/M58M1525KN/M024M30M92M1891536KN3各层（各质点）自重标准值计算首层（墙梁板柱）KG18915362168688102696102696KN17342KN517206KN1710812318/2KN14491704KN标准层（墙梁板柱）K102696KN2168688KN173424KN517206KN12318KN11333748KN顶层（墙梁板柱）G3432KN173424KN12318KN/2534807KN102696/2KN170035/2KN9405025KN2重力荷载代表值计算重力荷载代表值取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值系数取为雪荷载05，屋面活荷载05，按等效均布活荷载计算的楼面活荷载05。1首层1G14491704KN0511575940KN/16806884KN2标准层I11333748KN231518KN13648928KN3顶层59405025KN0511575905KN/969442KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值GI计算图如图25所示图25结构重力荷载代表值3等效总重力荷载代表值计算本设计抗震设防烈度为7度，场地类别为类场地，由此查得水平地震影响系数最大值MAX008，特征周期TG035S，取阻尼比005。结构总的重力荷载代表值GI16806884KN136489283969442KN67448088KN结构等效重力荷载代表值EQ085I5733087KN4横向框架侧移刚度计算地震作用是根据各受力构件的抗侧刚度来分配的，若用顶点位移法求结构的自振周期时，也要用到结构的抗侧刚度，因此先计算各楼层柱的抗侧刚度。1中框架柱的侧移刚度计算21HIDCI一般层CBK，C首层CB，KC250表26横向框架层间侧移刚度10/4MKN层数KC1/4MKNIH/MDI根数10/4MKNDI边柱2511303614343614526中柱25226053143436213269308边柱1157044031265006626中柱131405673126500852639265横向自振周期计算结构定点的假想侧移计算根据下面公式计算楼层剪力，层间相对位移和结构的顶点位移。NIKGV1，IGIIDVU/，NIKTU1表27结构顶点的假想侧移计算层次IG（KN）VGI/KNID/KN/IU/MTU/M5432196944213648928136489281364892816806884969442233433483699227650641204674480889308009308009308009308003926000010420025080039740054410171803014502910302659502262101718根据公式TUT71计算基本周期。T为考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响的折减系数，框架结构取0607。所以T1065S6水平地震作用力及楼层剪力1水平地震作用及楼层剪力计算MAX008水平地震影响系数最大值TG035S特征周期值05阻尼比相对于结构基本自振周期的水平地震影响系数为19TGMAX9065300800427结构等效总重力荷载为875308IEQGKN结构总水平地震作用标准值EQKF1004275733087244803KN因为结构的基本自振周期T1065S14TG14035S049S所以考虑顶部附加应力的作用。顶层附加地震力由STG350，查表得顶部附加地震作用系数16407081TN所以KNFEKN2503248162各质点水平地震作用标准值IIINEIHG512163III51表28各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表（顶点荷载为NF5）层数IH（M）IG（KN）IH51IIIGIF（KN）IV（KN）IHF5194969442188071750243753491534911037741581364892821565306027956045611394718004312213648928166516920215846678160625195962861364892811738078015213289919352416643150168068848403442010892355521711085567448088771656932171754757水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移IU和顶点位移IU分别由下式计算NJIJIIDVU1,IUNI1层间弹性位移角IEH/，E1/550为钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值。表29横向水平地震作用下的位移验算层数IV（KN）IDKN/MIU（M）TMIH（M）IEHU/553491930800000057500111453662141139479308000001220010573695表29横向水平地震作用下的位移验算续3220512930800000173000935362081225879493080000020800076236731280800392000000554000554509由上表可知，IEHU501，满足要求。8水平地震作用下的框架内力计算框架在水平荷载作用下，采用D值法分析内力。1计算依据由NKIFV1求框架第I层的层间剪力VI后，I层J柱分配的剪力VIJ及该柱上、下端的弯矩上IJM和下IJ分别按下列各式计算柱端剪力51IIJIJIJD下端弯矩HYVIJIJ下上端弯矩IJIJ上2计算结果表210轴框架边柱A、D各层柱端弯矩及剪力计算表4层数MHIKNVI/MDIDIKNVIK_YKNMM下上53653491930800145108561130361109197243611394793080014510182311304529533610336160625930800145102571130504626462623619352493080014510309611305055735573150217100392000660036911507062114427013表211轴框架中柱B、C各层柱端弯矩及剪力计算表4层数MHIKNVI/MDIDIKNVIK_YKNMM下上5365349193080021300122422604218512556436113947930800213002608226047441349763361606259308002130036762260506617661723619352493080021300442922605079727972150217100392000850047083140541271210828表212横向水平地震作用下框架各层梁端弯矩、剪力计算表AB、CD跨梁BC跨梁层数柱端待分配弯矩之和/（KNM）KNMMLBKNMRBKNMMLBKNMRB层数52556197212561972125654682747193387471933874311030757954657579546532145891019972071019972072118800125861060512586106051图26右震弯矩图（KNM）注1）梁弯矩为竖向标注，柱弯矩为横向标注表213横向水平地震作用下轴框架各层柱轴力计算表4层次AB、CD跨梁剪BC跨梁端剪力边柱轴力中柱轴力力BV（KN）BV（KN）N（KN）N（KN）5489121548972641228327317172761319765282369360602263769646330103871351410250984417011注1表中柱轴力中的负号表示拉力，当为左震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力，本计算为右震作用。图27右震轴力图KN（七）框架在竖向荷载作用下的内力分析1恒载标准值作用下的内力计算1计算杆端的固定弯矩IKM及节点不平衡弯矩IM从框架的受载总图可知，均布恒载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩。均载M201QL，FE集中荷载，21梁固端将荷载值代入固端弯矩。恒载作用下顶层均载MKN6942128327KNMEMF集中荷载926401KNM926KNM所以AB8327KNM926KNM7401KNM同理269412245911126801KNM6737KNM标准层均载MMKN3211333KNMEF集中荷载1168301KNM1168KNM所以AB11333KNM1168KNM10165KNM同理2631224812000801KNM8927KNM2计算杆端的弯矩分配系数根据IKIK21，求得节点各杆端的弯矩分配系数，将分配系数填外框各对应的杆端处。汇于同一节点各杆端的分配系数之和为05。3计算节点各杆件的近端转角弯矩IKIIKIM该计算过程在图上进行，直到IK的前后两次近似值达到要求的精度为止。4计算杆端的最后弯矩IK2KIIIKIKIIIKIMM图28框架线刚度图图29恒载作用下的迭代计算42114570482397814010463726201831423103836913682011341087357638941184984273245165676581371471589563421954641584274217067589654506894127545018407617图210恒荷载作用下最后杆端弯矩（KNM）5恒载作用下各梁剪力及轴力计算当已知框架M图求V图时，可采用结构力学取脱离体的方法计算梁剪力和柱轴力。LQLVRBLRB2LMQLVRBLLB2已知某节点上柱传来的轴力UN和左右传来的剪力RLV,时，其下柱的轴力为RLLV式中，LUN,以压力为正，拉力为负。柱下端的轴力还应加上柱自重。计算结果如下图211所示图211恒载作用下的剪力图（KN）2活载标准值作用下的内力计算图212活载作用下的迭代计算0370927481461908547012923401851955430186418372418735418061672305218530821591792605936076375376949527349672283149372385027434653170268720735图213活载作用下的弯矩图（KNM）图214活载作用下的剪力图、轴力图单位KN3梁端弯矩调幅为了保证结构具备必要的塑性变形能力，提高框架结构的延性，在梁端是允许出现塑性铰的，进行框架结构设计时，可对框架梁在竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅，即将梁端负弯矩乘以调幅系数，以减少节点附近梁顶面的配筋量，节约钢材。对现浇整体式框架908，本设计取085。当支座弯矩降低后，相应荷载作用下的跨中弯矩相应有所增加。边跨跨中弯矩值乘以12，中跨跨中弯矩值乘以09。为接下来的梁柱等杆件计算表示方便，对梁柱进行编号，如图215图215梁柱编号214恒荷载作用下的弯矩调幅表215活荷载作用下的弯矩调幅表216横载作用下梁跨中弯矩表杆件QABFM左M右M跨中调幅前M/KN/M调幅后M/KN/M杆件左端右端左端右端AB18941988876008405AB296591018782108659AB395461013881148617AB495631014681298624AB5658170485594C5991BC12452245220842084BC21949194916571657BC32031203117261726BC42018201817151715BC52139213918181818调幅前M/KN/M调幅后M/KN/M杆件左端右端左端右端AB14653530839554511AB25027544542734628AB34967543042224616AB44959547042164650AB5776748660636BC12560256021762176BC22305230519591959BC32347234719951995BC42340234019891989BC5146146124124AB13122000760084059102AB23122000821086598491AB33122000811486178590AB43122000812986248573AB52294000559459916811BC1844000387038701660BC2844000335833581207BC3844000342734271281BC4844000341634161269BC5965000277627761301217活载作用下梁跨中弯矩表杆件QABFM左M右M跨中AB11647000395545114666AB21647000427346284478AB31647000422246164504AB41647000421646504535AB5206000660636432BC160000217621761995BC260000195919591686BC360000199519951724BC460000198919891717BC5075000124124083（八）内力组合1梁内力组合由于构件控制支座截面的内力值应取自支座边缘处，对于支座的内力应计算到控制截面处的内力值梁支座边缘处的内力值考虑支座处强剪弱弯的原则，对支座处剪力不进行折减。表218恒载作用下梁支座边缘处弯矩表轴线M/KN/M控制截面M/KN/M杆件左端右端左端右端AB17600840550605794AB28210865956546063AB38114861755656019AB48129862455766026AB55594599137194081BC12084208418311831BC21657165714041404BC31726172614731473BC41715171514621462BC518181818152915292BVM边表219活载作用下梁支座边缘处弯矩表表220横向水平地震作用支座边缘处弯矩表轴线M/KN/M控制截面M/KN/M杆件左端右端左端右端AB13955451126793070AB24273462829673217AB34222461629213200AB44216465029213227AB5660636488470BC12176217619961996BC21959195917791779BC31995199518151815BC41989198918091809BC5124124102102轴线M/KN/M控制截面M/KN/M杆件左端右端左端右端AB11258610605117089227AB210199720795406548AB37579546570854971AB44719338744123080AB51972125618501134BC18195819564886488BC27382738258445844BC35565556544064406BC43440344027242724BC51300130010291029各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合，将内力计算图中的弯矩、剪力、轴力标准值填入内力组合表，比较各种组合的内力，取最不利者。由于对称性，每层梁取5个控制截面。柱分为边柱和中柱，每根柱有2个控制截面。内力组合使用的控制截面标于下图216。图216梁控制截面1计算结果表221梁内力组合计算表ABCD1234表221梁内力组合计算表（续）1205131351407楼层截面MVMVVMAXMMAXMMIN恒荷载活荷载地震作用右震1214120513楼层截面MVMVMVMVMV13719754886918504895146996671611005026811432359877879663408176414766311344895555119737051020341529115810209102912151978151632343023五51301083016771611155761021429215179441212281078119507141791696128573450466516593121263602610391322756912080122811749204375163174804146210131809720272432734287222463815903四5126917170392725531556510198292152047085197610767195231764117929285904523105816640116463601910392320056664971197611703204032681184394147310131815720440652824309222485848514三51281172403951257215654102232967522695402637109391958420967188312849144781495164581093336063103833217564565482637117792036369319275414041013177972058446964417522241034910701二512071686038092460150601015926795106117083514982319339229001982329102466699017455124573579410446307057639727351411251206043850205614183110131996720648810250499222241182914973一516601915046733141122378778549910801108011090594144311375179218647255618289192492088388984731258020645105931971471612233109051090543114311186471864719249192498898889820645206452889996189618796636653893111262195821958211262370545589542164165230233234558五5161118381838161112708137681039018864195071417927082138551933519335121263131711428724211924920437131712421470126073747207359036381701四525533396392725531780127911037518867195231764178021439716029166401164631560513301112621958220403225102379231700177571529927231560526812255222552158041580423306233062379223792177571775742871521937672073851485842871三52572341934192572138371197510541189231958420967383721482019771197711093331771812419113381954920363177186934484574063639207310701103493639二52460328238092460175411068694561871919823229007541215009168601745512457321440114251083119750206042144038504504011677442820731497118294428一531414118467331412考虑强剪弱弯的剪力计算根据上表计算所得的弯矩值计算VB，并同上表的结果比较得梁剪力设计值V，计算过程见下表计算公式为GBNRBLVBL/MV表2221梁剪力设计值计算表楼层梁MBLMBRLNVGBVBVAB1265941466085101029010905五BC3755868240188847094711AB255620883660163102021720217四BC473111808240172393039303AB1059325946660162962238622386三BC92851621024017231340813408AB1500730244660162962383823838二BC130882002624017231690016900AB2232631700660162962530025300一BC1529922559240172319075190752柱内力组合1计算过程见下表，弯矩以顺时针为正，轴力以受压为正。表223柱内力组合计算表恒荷载活荷载地震作用右震1214120513楼层柱截面MNMNMNMNMN242211676403713071972489511721947765121537A1422119133149413071109489714524789740324380237812006760615592556726538526263157825960五B13726224361229159018517266191291062802288212421441030227311447361017178239652621111458336A142274339922831144729531717826968105102816117923681538481858207514976276170189366993780658四B13691562171864