四层教学楼设计 毕业设计手算书.doc

1 东 莞 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计 毕业设计题目：四层教学楼设计 学生姓名： 学 号：200941201125 系 别：建筑工程系 专业班级：09 土木工程 1 班 指导教师姓名及职称： 起止时间：2012 年 3 月 2012 年 5 月 2 摘要 此设计是四层教学楼设计，建筑层数为四层，采用框架结构。 建筑设计阶段，根据建筑的用途、工程地质条件、建筑场地的类别 及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式、建筑平面、剖面及立 面设计。结构设计部分主要包括构件尺寸的确定，进而取一榀框架 作为手算计算单元，在考虑了风荷载和地震作用下的不利影响后,进 行内力计算和内力组合。根据内力的最不利组合对梁、柱和柱下独 立基础进行配筋计算。应用 pkpm 软件进行整体框架结构的设计计算。 最后根据工程概况及工程特点安排施工进度，进行施工平面布置等。 关键词：建筑设计 结构设计 内力计算 配筋计算 3 abstract: this graduation project is a design of four-storeyed teaching building. the building has four floors, which uses frame construction. in the stage of architectural design, the building structure form, the construction plane and the section and the facade design of the building is decided by the usage of the building, the engineering geologic condition, the site and the type of construction and the height and the number of piles. the architectural design includes the decision of component dimension, and then it uses one frame as the computational element to have a hand computation. after considering the adverse effects of wind load and seismic action, it turns to calculate the internal force and the internal force combination. moreover, the beam, the column, the independent foundation under column is under progress by the calculation of reinforcement, according to the most unfavorable combination of internal forces. the design calculation is being progress by using the pkpm software. lastly, according to the engineering situation, the engineering characteristics, the arrangement and construction schedule, it is being in the process of construction and horizontal layout, ect. keyword: building design, architectural design, internal force calculation, 4 calculation of reinforcement 目录 1.建筑设计 6 1.1 设计基本资料 6 1.2 建筑设计说明 7 1.3 细部构造总说明 8 1.4 建筑细部具体构造做法 9 1.5 材料选用 .10 2.结构设计 .11 2.1 结构选型及柱网布置 .11 2.2 框架计算简图及梁柱线刚度 .13 2.3 荷载计算 .14 2.4 竖向荷载下框架受荷总图 .16 2.5 荷载计算 .17 2.6 恒荷载作用下的内力计算 .27 2.7 活荷载作用下的内力计算 .34 2.8 重力荷载作用下的内力计算 .39 2.9 风荷载作用下的位移验算与内力计算 .42 2.10 地震荷载作用下的位移验算与内力计算 50 2.11 框 架梁柱内力组合 58 2.12 截面设计 70 2.13 基础设计 77 3.施工组织设计 82 3.1 工程概况及特点 .82 3.2 编 制依据、基本目标及实施措施 .82 3.3 施工总部署 .85 5 3.4 主要分部分项工程施工方法 .89 3.5 主要技术组织措施 .97 3.6 专项施工方案 .99 3.7 工程质量保证措施 105 3.8 施工进度及保证措施 106 3.9 安全生产、文明施工保证措施 107 3.10 消防管理 .110 参考文献 111 致 谢 .112 6 1.建筑设计 1.1 设计基本资料 1.1.1 工程概况 工程名称： 四层教学楼 建筑面积： 3000m 2 建筑总高度： 15.6m 建筑层数： 四层 结构类型： 框架结构 设计使用年限： 50 年 地面粗糙度： b 类 设防烈度： 7 度 基本风压： 20/5.mknw 1.1.2 地质条件 （1）地形、地貌 拟建场地地貌属剥蚀残丘地貌单元。目前场地已平整，地势平坦。 （2）岩土层工程性质 坡积层 qdl：粘土，灰黄色，主要由粘粒组成，含少量粉细砂，局部含个 别角砾，很湿饱和，可塑硬塑状态。厚度 0.72.9m，平均 1.5m。标贯试 锤击数 n=17，地基承载力特征值 fak=180kpa。 残积土层 qel：砂质粘性土，主要由粉粘粒组成，花岗岩风化残积而成。 饱和，可塑硬塑；含 1020%细砂。厚 10.6022.00m，平均 15.5m。标贯试 锤击数 n=25，地基承载力特征值 fak=220kpa。物理性质指标如下： w =21.4%，gs=2.65，=18.7kn/m3，e=0.688，sr=0.82， wl =40.9%， wp =26.5%， ip =14.4， il =-0.35。 基岩 r：强风化花岗岩，灰黄，褐黄色间白色，裂隙极发育，岩芯呈半岩 半土状，受水易崩解，软化。厚 1.008.00m，平均 4.5m。标贯试锤击数 n50，地基承载力特征值 fa=700kpa。 7 拟建场地为孔隙潜水类型，主要贮存于残积土层中，埋深 3.56.20m。 依 gb50011-2001，拟建场地属中硬土，场地类别 i 类，对抗震有利。依 1：180 万广东省地震烈度区划图及东建字200227 号文，拟建场地属地震 烈度 vi 度区。 1.2 建筑设计说明 1.2.1 设计概要 本设计是四层教学楼工程，地上 4 层，无地下室，建筑物高度 15.60m。考 虑 通 风 和 采 光 要 求 ， 教 学 楼 采 用 了 南 北 朝 向 。 设 计 室 内 外 高 差 为 0.45 ， 设 置 了 3 台 阶 作 为 室 内 外 的 连 接 。 应根据建筑使用性质、建设m 规模与标准的不同，确定各类用房。由教室，教师办公室，合班教室等等组成。 教学楼建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定 开间和进深。外墙墙厚是 240mm，内墙墙厚 180mm。 1.2.2 平面设计 (1)房间使用面积、形状、大小的确定 一个教室使用面积基本包括：讲台、课桌椅、设备所占用的面积；学生使 用桌椅、老师使用的设备所占的活动面积；以及行走、交通等所需的面积。充 分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求，教室的开间取为 6.0m， 进深为 8.0m，合班教室的开间取为 8.0m，进深为 14.4m，教师办公室的开间取 为 6.0m，进深为 5.0m。每层设有茶水间，首层设有配电房和教具室。教学楼楼 梯分别设在两侧；卫生间设在中间。男卫生间内设有 1.051.20m蹲位 4 个 （40 人/个） ，挂式小便器 5 个（40 人/个） ，女卫生间设有蹲位 8 个（20 人/个） ，各设 0.60.9 m洗手盆 4 个（100 人/个） 。卫生间地面比同层楼层标高低 0.05m。规范要求厕所距离最远的工作点不应大于 50m，设计厕所位置满足要求。 (2)交通联系部分的平面设计 设计楼梯时，还应使其符合建筑设计防火规范 、 民用建筑设计通则 和其他有关设计规范的规定。考虑防火要求，多层建筑应设置封闭楼梯间，且 应靠外墙设置，使其能直接天然采光和自然通风。依据其使用性质与重要程度， 8 考虑结构楼梯平面形式的选用。 本设计所有楼梯选用现浇板式楼梯。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应该 根据楼梯使用过程中人流股数来确定，一般按每股人流按宽度 0.55m-0.60m 计 算，且不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于 2.0m，楼梯梯段部位 的净高不应小于 2.2m，楼梯梯段净高为踏步前缘线至直上方凸出物下缘间的铅 垂高度。楼梯坡度的选择要从节省空间、攀登效率、便于人流疏散等多方面综 合考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用 150mm，踏面选用 300mm（首层 280mm） 。 本设计 4 层，采用内廊双面布房，走道长度约 42m 大于 40m，按照规范设 计要求内廊净宽度不应小于 1800mm，考虑到柱截面尺寸和基础布置等因素，本 设计适当放大内廊宽度，采用 2400mm 的内廊，净宽 2160mm，可 4 人并行通过， 满足设计要求。 1.2.3 立面、剖面设计 立面设计时应满足建筑内部使用功能的要求，同时也应该注意建筑的外形 美观要求。学校的教学楼应追求平稳、对称的体型和均衡、层次统一的立面， 以此把经济、适用、美观的建筑要求结合起来。 根据人流的多少和搬进房间设备的大小，教室门宽取 1000mm，开启方向为 向内开启；合班教室门宽取 1500mm，开启方向为向内开启。卫生间为开放式卫 生间，不设门，仅留 2.4m 高门洞，门洞宽 1200mm。 房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。本 次设计中，考虑民用建筑热工设计规范要求窗地比大于等于 1:6，窗台高 取为 900mm,窗宽取为 2400mm，高度取为 2000mm。厕所内设置为高窗，窗台高 取为 2300mm，窗宽取为 3000mm，高度取为 600mm，并配置机械通风设备。所有 的窗均采用铝合金窗，以营造立面的简洁对称。 建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房 间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。 综合考虑这些因素，教学楼层高取 3.6m。 9 1.3 细部构造总说明 1.3.1 勒脚： 一道 107 胶水溶液，胶：水=1:4，, 12 厚 1:2 干硬性水泥砂浆结合层抹面， 贴 10 厚灰蓝色瓷砖，稀白水泥兑色擦缝。 1.3.2 散水： 混凝土散水，600 宽。用 50 厚 c15 混凝土散水，1:1 水泥砂赶光，150 厚 3:7 灰土，素土夯实，沥青砂浆嵌缝，向外找坡 4%。 1.3.3 楼地面工程： 所有的楼地面均采用陶瓷地砖地面做法，其中走廊采用水磨石地面做法， 楼梯、卫生间为带防滑瓷砖地砖。厚陶瓷地砖面层白水泥浆擦缝、25 厚 1:2 干 硬性水泥砂浆结合层，上洒 12 厚干水泥并洒清水适量，水泥浆结合层一道、 80100 厚 c15 混凝土垫层、素土夯实。 1.3.4 阳台及栏杆： 阳台伸出外墙 1.50m，底板厚 100，与地面齐高，向外找坡 2%。 栏杆砌 100 高 300 厚矮墙，上做不锈钢 1100mm 高栏杆。 1.4 建筑细部具体构造做法 1.4.1 屋面做法 卧铺 10 厚陶瓷地砖面层，干水泥擦缝，每 3m6m 留 10 宽缝；填 1:3 石灰 砂浆，其结合层为 1:3 干硬性水泥砂浆 25 厚（撒素水泥面，洒适量清水） ；1.5 厚氯化聚乙烯类卷材防水层一道（本道卷材横纵反搭接） ；20 厚 1:2.5 水泥砂 浆找平层；1:6 水泥焦渣，最低处为 3，找坡 2%，振捣密实，表面抹光；留隔 气层；20 厚 1:3 水泥砂浆找平；钢筋混凝土现浇板。 1.4.2 楼面做法 陶瓷地砖地面做法，其中走廊采用水磨石地面做法，楼梯、卫生间为带防 10 滑瓷砖地砖。810 厚防滑陶瓷地砖，面层配色水泥浆擦缝、20 厚 1:2.5 干硬 性水泥砂浆结合层，上洒 12 厚干水泥并洒清水适量，水泥浆结合层一道、结 构层。 1.4.3 内墙做法 白色乳胶漆面层； 墙面满刮乳胶漆腻子找平； 8 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层；12 厚 1:3 水泥砂浆打底； 刷 107 胶素水泥浆一道，胶:水=1:4。砖墙厚 180mm，总厚 200mm。 1.4.4 贴面砖防水内墙面（用于卫生间、厨房、阳台内墙等有防水要求的房间） 贴 5 厚白色釉面砖，白水泥擦缝。釉面砖规格为 250250，贴满整个墙面； 3 厚聚合物干粉防水砂浆，调配成胶泥（具体工艺由厂家提供） ； 20 厚抗裂砂浆找平层，砂浆中加聚丙烯纤维； 15 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层（加 5%防水粉） 。砖墙厚 100mm，总厚 180mm。 1.4.5 外墙面做法 7 厚外墙米黄色贴面砖，专用勾缝砂浆勾缝，规格 450300 mm2； 3 厚聚合物干粉防水砂浆，调配成胶泥（具体工艺由厂家提供） ； 20 厚抗裂砂浆找平层，砂浆中加聚丙烯纤维。 1.5 材料选用 混凝土：梁、板、柱均采用 c30，基础采用 c25； 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋 hrb335，其余采用热轧钢筋 hpb235； 墙体：外墙采用普通砖，其尺寸 240mm115mm53mm，查荷载规范得 =18 kn/m3； 内墙采用蒸压粉煤灰空心混凝土砌块，其尺寸 240mm115mm115mm，查 荷载规范得 =5.5 kn/m ；3 窗：铝合金门窗，=0.35 kn/m ；3 11 门：木门，=0.2kn/m ；防盗门： =0.6kn/m3 3 活荷载：上人屋面活荷载标准值 2.5kn/m ，楼面活荷载标准值 2.5kn/。2 2结构设计 2.1 结构选型及柱网布置 图 2-1 柱网布置图 2.1.1 结构选型 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系； 屋面结构：采用现浇钢筋混凝土上人防水屋面，屋面板厚 120 ；m 楼面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，板厚 120 ； 楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯； 天沟：采用混凝土现浇内天沟； 基础梁：采用钢筋混凝土基础梁； 12 基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。 2.1.2 建筑平面柱网布置 框架柱嵌固在基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变， 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楼楼面， 基础标高根据地质条件，室内外高差等定位-0.45 m,二层楼面标高为 3.6m,底 层柱高为 4.05m。第二层至第四层的柱高从楼面算至上一层楼面（即层高） ，故 均为 3.6m。为了便于简化计算，选取 kj2 框架计算单元，此可绘出框架的计 算简图如下图 2-2 所示： 图 2-2 框架计算简图 2.1.3 板截面尺寸拟定 根据钢筋混凝土结构设计规范 ，板按塑性理论计算，板厚度为 80mm 和 (1/401/50)l min=(1/401/50)l=100125m 较大值，综合荷载等情况考虑， 13 本设计板厚取 h=120mm。 2.1.4 梁截面尺寸拟定 根据柱网布置图，横向框架梁的最大跨度为 l=8000mm，纵向框架梁的最大 跨度为 l=6000mm， 横向主梁高：h=（1/121/8）l=（6671000）mm，取 700mm， 横向主梁宽：b=（1/31/2）h=(233350)mm,取 350mm； 纵向主梁高：h=（1/121/8）l=（500750）mm，取 600mm， 纵向主梁宽：b=（1/31/2）h=(200300)mm,取 300mm； 次梁的最大跨度为 6000mm， 纵向次梁高：h=(1/181/12)l=(333500)mm，取 400mm， 纵向次梁宽：b=（1/31/2）h=（133200）mm，取 200mm。 2.1.5 柱截面尺寸拟定 底层框架柱高度：3600+450=4050mm 24 层框架柱高度：3600mm 计算高度：l 1=max(1.04050,1.253600)=4500mm 框架柱选用 c30 的混凝土， ，由轴压比估算柱子的截面面2/3.14mnfc 积。 按轴压比要求计算，由公式 ： 得cncfa n=1.214（3.78.0）4=1989.1（kn） ，即234.15.49018ma 综合考虑本设计框架柱截面取 b=h=500mm。 2.2 框架计算简图及梁柱线刚度 根据规范(gb50010-2010)，考虑现浇楼板的作用，对于中跨梁，取 02i。 14 边跨梁： mk5400.6.312.37 nleii边 跨 中跨梁： 14. 37 ii中 跨 底层柱： k2.385005.12.37 nleii底 柱 其余各层柱： m.467 ii余 柱 令 ，余 柱 子 1i则其余各杆件的相对线刚度为： 24.84305边 跨 1.384025中 跨i 9.底 柱i 框架梁、柱的相对线刚度如图 2-3 所示，作为计算框架各杆端弯矩分配系 数的依据。 图 2-3 计算简图及相对线刚度 15 2.3 荷载计算 2.3.1 板面荷载 屋面恒荷载标准值： 找平层：15 厚水泥砂浆 0.01520=0.3 kn/m2 防水层（刚性）：40 厚 c20 细石混凝土防水 1.0 kn/m2 防水层（柔性）：三毡四油铺小石子 0.4 kn/m2 找平层：15 厚水泥砂浆 0.01520=0.3 kn/m2 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3找平 0.0414=0.56 kn/m2 保温层：80 厚矿渣水泥 0.0814.5=1.16 kn/m2 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3.0 kn/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.0117=0.17 kn/m2 合计 6.89 kn/m2 楼面恒荷载标准值： 板面装修荷载 1.10 kn/m2 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3.0 kn/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.0117=0.17 kn/m 2 合计 4.27 16 kn/m2 卫生间恒荷载（板厚 120mm） 板面装修荷载： 1.10 kn/m2 找平层：15 厚水泥砂浆 0.01520=0.30 kn/m2防水层（刚性）：15 厚 c20 细石混凝土砂浆 0.01520=0.30 kn/m2 找坡层：20 厚水泥砂浆 0.0220=0.40 kn/m2 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3.0 kn/m2 蹲位折算荷载（考虑局部 20 厚炉渣填高） 1.5 kn/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.0117=0.17 kn/m2 合计 6.77 kn/m2 屋面活荷载计算 上人屋顶活荷载： 2.0 kn/m2 课室活荷载： 2.5 kn/m2 走廊、楼梯、阳台活荷载： 3.5 kn/m2 卫生间活荷载： 2.5 kn/m2 办公室活荷载： 2.0 17 kn/m2 2.3.2 梁柱自重 横向主梁（700350）： 0.35（0.7-0.1）25=5.25 kn/m 2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01(0.7-0.1)2+0.3517=0.264 kn/m 2 合计 5.514 kn/m 2 纵向主梁（600300）： 0.30(0.6-0.1) 25=3.75kn/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01(0.6-0.1)2+0.3017=0.221 kn/m 2 合计 3.971 kn/m 2 梁（200400）： 0.2(0.4-0.1)25=1.5 kn/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01(0.4-0.1)2+0.217=0.136 kn/m 2 合计 1.636 kn/m 2 柱自重（500500）： 0.50.525=6.25 kn/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.010.5417=0.34 kn/m 2 合计 6.59 kn/m 2 2.4 竖向荷载下框架受荷总图 楼面梁布置和楼面板布置分别如下图 2-4 所示： 18 图 2-4 结构平面布置图 为了便于计算，通常需要将三角形或梯形的荷载换算成等效均布荷载。等 效均布荷载是按照支座固端弯矩等效的原则来确定的。 图 2-5 三角形荷载作用时： 58qp 梯形荷载作用时： 23(1)a 19 表 2-1 内外墙重度 外墙荷载 内墙荷载 幕墙荷载 构造层 面荷载（kn/） 构造层 面荷载（kn/） 面荷载（kn/） 墙体自重 180.24=4.32 墙体自重 5.50.18=0.99 2.560.02 贴瓷砖外墙面 0.5 水泥粉刷外墙面 0.36 水泥粉刷内墙面 0.36 水泥粉刷内墙面 0.36 合计 5.18 合计 1.71 0.05 2.5 荷载计算 2.5.1 顶层框架恒荷载计算 分析楼面梁布置图和楼面板布置图的荷载传递，第一层的框架简图如下图 所示，等效简化为下图所示的计算简图。图中集中力作用点有 a、b、c、d 等 4 个，如 af表示作用在 a 点的集中力， 表示作用在 ab 范围的均布线荷载。下abq 面计算第四层楼面梁和楼面板传给轴线横向框架的恒荷载，求出框架计算简 图，如图 2-5。 （1） 计算abq 梁（300600）自重：250.30（0.60-0.12）=3.6 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.60-0.12） 217=0.16 kn/m 屋面板传荷载： 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷 载为： mk46.89.6312n 因此： ab /200.4.q （2） c计算 梁（300600）自重：3.6 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.16 kn/m 20 屋面板传荷载： 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，均布荷载为： 34.1028 5.96 因此： m/k1.43.016.3qnbc （3） af计算 由图可知， 是由 kl-1、kl-2 传来的集中力。 kl-1 梁（350700）自重：250.35（0.70-0.12）=5.08 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.70-0.12） 217=0.20 kn/m kl-1 梁上墙长 8.0m，屋面板的面荷载均为 6.89 kn/m2，均布荷载为： kn/m 58p=586.892=8.6 次梁 ll-1 传来集中荷载 次梁（400200）自重 250.20（0.40-0.12）=1.4 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.40-0.12） 217=0.10 kn/m 屋面板传荷载： 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷 载为： mk46.89.63121 n 因此： /.20.4.q kl-2 梁（350700）自重：5.08 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.20 kn/m kl-2 梁上墙长 8.0m，屋面板的面荷载均为 6.89 kn/m2，均布荷载为： kn/m 58p=586.892=8.6 次梁 ll-2 传来集中荷载 次梁（400200）自重 250.20（0.40-0.12）=1.4 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.40-0.12） 217=0.10 kn/m 21 屋面板传荷载： 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷 载为： mk46.89.63121 n 因此： /.20.4.q 因此： =12(8.68.0)+(5.08+0.2)8.0+2.161.28+24.96122=201.3/ （4） bf计算 由图可知， 是由 kl-3、kl-4 传来的集中力。 kl-3 梁（350700）自重：5.08 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.20 kn/m 屋面板传荷载： 等效转化为均布荷载为： kn/m =12(1.24)2+(1.24)36.891.2+586.892=16.35 次梁 ll-1、ll-3 传来集中荷载 次梁（400200）自重 250.20（0.40-0.12）=1.4 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.40-0.12） 217=0.10 kn/m 屋面板传荷载： ll-1 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均 布荷载为： mk46.289.63121 nmn/k.40.46.2q ll-3 板的面荷载均为 6.89kn/m2，板传来的荷载均为三角形荷载，等效转化为 均布荷载为： 3.10.895n/k410.43.10q 22 因此： knfb 9.280.13409.208.1620.8).5(083.162 (5)顶层恒荷载表示 mknqcdab/. mknqbc/.4 f3201f9280 2.5.2 标准层框架恒荷载计算 (1) 计算abq 梁（300600）自重：250.30（0.60-0.12）=3.6 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.60-0.12） 217=0.16 kn/m 内墙自重：1.712.9=4.96 kn/m 楼板传荷载： 板的面荷载均为 4.27kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷载 为： mk9.137.43121n 因此： ab /6.2.6.09.q （2） c计算 梁（300600）自重：3.6 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.16 kn/m 楼板传荷载： 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，均布荷载为： m/k4.628 5.174n 因此： m/k.104.6.03qnbc （3） af计算 由图可知， 是由 kl-1、kl-2 传来的集中力。 kl-1 梁（350700）自重：250.35（0.70-0.12）=5.08 kn/m 23 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.70-0.12） 217=0.20 kn/m kl-1 梁上墙长 8.0m， 楼板的面荷载均为 4.27 kn/m2，均布荷载为： kn/m 58p=584.272=5.3 次梁 ll-1 传来集中荷载 次梁（400200）自重 250.20（0.40-0.12）=1.4 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.40-0.12） 217=0.10 kn/m 楼板传荷载： 板的面荷载均为 6.89 kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷 载为： mk9.137.43121n 因此： /.50.9.q kl-2 梁（350700）自重：5.08 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.20 kn/m kl-2 梁上墙长 8.0m，屋面板的面荷载均为 4.27kn/m2，均布荷载为： kn/m 58p=584.272=5.3 次梁 ll-2 传来集中荷载 次梁（400200）自重 250.20（0.40-0.12）=1.4 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.40-0.12） 217=0.10 kn/m 楼板传荷载： 板的面荷载均为 4.27kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷载 为： mk9.137.43121n 因此： /.50.9.q 因此： 24 =12(5.38.0)+(5.08+0.2)8.0+4.322.98+13.96122=226.6/ （4） bf计算 由图可知， 是由 kl-3、kl-4 传来的集中力。 kl-3 梁（350700）自重：5.08 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.20 kn/m 楼板传荷载： 等效转化为均布荷载为： kn/m =12(1.24)2+(1.24)34.271.2+584.272=9.5 次梁 ll-1、ll-3 传来集中荷载 次梁（400200）自重 250.20（0.40-0.12）=1.4 kn/m 抹灰自重（10 厚混合砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：0.01（0.40-0.12） 217=0.10 kn/m 楼板传荷载： ll-1 板的面荷载均为 4.27 kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均 布荷载为： mk9.137.43121nmn/k.50.49.3q ll-3 板的面荷载均为 4.27kn/m2，板传来的荷载均为三角形荷载，等效转化为 均布荷载为： 4.6.178n/k90.41.6q 因此： knfb 8.267.14639.108.2340.8)2.5(8.92 （5）标准层恒荷载表示 mknqcdab/7.1mknqbc/.1 f62f8267 25 2.5.3 顶层框架活荷载计算 （1） 计算 屋面板传荷载： 板的面荷载均为 2.0kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷载 为： mkn/5.6719-20. 因此： =6.5/ （2） 计算bcq 屋面板传荷载： 板的面荷载均为 2.0kn/m2，均布荷载为： mkn/0.3285.10 因此： =3.0/ （3） 计算af 由图可知， 是由 kl-1、kl-2 传来的集中力。 传递给 kl-1 段为三角形荷载，等效转化为均布荷载为： mkn/5.280. 次梁 ll-1 传来集中荷载 kn5.1926719-. 传递给 kl-2 段为三角形荷载，等效转化为均布荷载为： mkn/5.280. 次梁 ll-2 传来集中荷载 kn5.1926719-. 因此： kn fa=19.5+2.58=39.5 （4） 计算 由图可知， 是由 kl-3、kl-4 传来的集中力。a 传递给 kl-3 等效转化为均布荷载为： 26 mkn/6.4210.4.1.2-8520. 3 次梁 ll-1 传来集中荷载 k5.19267192-0. 次梁 ll-3 传来集中荷载 kn.485.1 传递给 kl-4 等效转化为均布荷载为： mkn/6.4210.4.1.2-20. 3 次梁 ll-2 传来集中荷载 k5.19267192-0. 次梁 ll-4 传来集中荷载 kn.485.1 因此： kn f=9.5+4.68+3.6=49.9 （5）顶层活荷载表示 mkqcdab/5.6mkqbc/0.3 nf39nf94 2.5.4 标准层框架活荷载计算 （1） 计算 楼板传荷载： 板的面荷载均为 2.5kn/m2，板传来的荷载均为梯形荷载，等效转化为均布荷载 为： mkn/15.8791-25. 因此： =8.15/ （2） 计算bcq 27 楼板传荷载： 板的面荷载均为 3.5kn/m2，均布荷载为： mkn/25.8.153 因此： =5.25/ （3） 计算af 由图可知， 是由 kl-1、kl-2 传来的集中力。 传递给 kl-1 段为三角形荷载，等效转化为均布荷载为： mkn/13.852. 次梁 ll-1 传来集中荷载 kn4.216279-5. 传递给 kl-2 段为三角形荷载，等效转化为均布荷载为： mkn/13.82. 次梁 ll-2 传来集中荷载 kn4.216279-5. 因此： kn fa=24.44+3.138=49.48 （4） 计算 由图可知， 是由 kl-3、kl-4 传来的集中力。a 传递给 kl-3 等效转化为均布荷载为： mkn/68.215.34.1.2-852. 次梁 ll-1 传来集中荷载 k.262719-25. 次梁 ll-3 传来集中荷载 kn0.148.13 传递给 kl-4 等效转化为均布荷载为： 28 mkn/68.215.34.1.2-852. 次梁 ll-2 传来集中荷载 k.262719-25. 次梁 ll-4 传来集中荷载 kn.148.13 因此： kn f=12.6+6.688+24.44=90.48 （5）标准层活荷载表示 mkqcdab/15.8mkqbc/25. nf49nf4890 综上所述，得出框架受荷图如图 2-6： 图 2-6 竖向受荷总图（单位：kn） 29 2.6 恒荷载作用下的内力计算 计算内力前应计算节点各杆的弯矩分配系数以及在竖向荷载作用下各杆端 的固结弯矩。 2.6.1 分配系数 （1）a 柱： 底层 284.0).189.0/(. 下 柱i 391上 柱 6.)/(24.右 梁i 标准层： 309.)24.10./(1下 柱i上 柱 8.)/(24右 梁i 顶层： 46.0).1/(0.下 柱i 524右 梁 （2）b 柱 底层 143.0)2.1.3089./(.0下 柱i 61上 柱 9.)./(24.左 梁i 4802130893右 梁 标准层： 57.)1./(0下 柱i 30 157.0)24.1.30.1/(上 柱i 924左 梁 .)./(右 梁i 顶层： 187.0).324.10/(. 下 柱i 2左 梁 5.)/(.3右 梁i 2.6.2 传递系数： 梁 1/2、底层柱 1/2、其余各层柱 1/3。 因为只有均布荷载引起的固端弯矩公式： ma4b4= - ql212= -26.26212 =78.6 mb44= ql212=26.26212 =78.6 m标 b标 = ql212=22.76212 =68.1 mb标 标 = ql212=22.76212 =68.1 mb44= ql212=14.22.4212 =13.6 m4b4= ql212=14.22.4212 =13.6 m标 标 = ql212=10.22.4212 =9.8 m标 标 = ql212=10.22.4212 =9.8 由上式所求内力，对恒荷载产生的弯矩进行弯矩二次分配求各杆端内力， 31 过程如下表 2-2： 表 2-2 恒载弯矩二次分配过程 根据上表结果画出框架弯矩图如图 2-7 并画出调幅后弯矩、剪力、轴力图 2-8、2-9、2-10 32 图 2-7 框架调幅前恒荷载弯矩图 33 图 2-8 框架调幅后恒荷载弯矩图 34 图 2-9 框架调幅后恒荷载剪力图 35 图 2-10 框架调幅后恒荷载轴力图 2.7 活荷载作用下的内力计算 计算内力前应计算节点各杆的弯矩分配系数以及在竖向荷载作用下各杆端 的固结弯矩。 因为只有均布荷载引起的固端弯矩公式： ma4b4= - ql212= -6.56212 =19.5 mb44= ql212=6.56212 =19.5 m标 b标 = ql212=8.156212 =24.45 36 mb标 标 = ql212=8.156212 =24.45 mb44= ql212=3.02.4212 =1.44 m4b4= ql212=5.252.4212 =1.44 m标 标 = ql212=5.252.4212 =2.52 m标 标 = ql212=3.82.4212 =2.52 由上式所求内力，对活荷载产生的弯矩进行弯矩二次分配求各杆端内力， 过程如下表 2-3： 表 2-3 活载弯矩二次分配过程 根据上表结果画出框架弯矩图如图 2-11 并画出调幅后弯矩、剪力、轴力图 2-12、2-13、2-14 37 图 2-11 框架调幅前活荷载弯矩图 38 图 2-12 框架调幅后活荷载弯矩图 39 图 2-13 框架调幅后活荷载剪力图 40 图 2-14 框架调幅后活荷载轴力图 2.8 重力荷载作用下的内力计算 重力荷载内力计算方法与恒荷载、活荷载一样。 顶层荷载： mknqcdab /5.29.62/710.314kfa.59nb9228 标准层荷载： mkqcdab /3.0.87 41 mknqbc/8.123.5210fa649kb9.7.6. 计算过程不详细列明。 画出调幅后轴力图 2-15、剪力图 2-16、与轴力图 2-17。 图 2-15 框架调幅后重力荷载弯矩图 42 图 2-16 框架调幅后重力荷载剪力图 43 图 2-17 框架调幅后重力荷载轴力图 2.9 风荷载作用下的位移验算与内力计算 2.9.1 集中风荷载标准值计算 根据本设计任务书得知有关风荷载的参数，得出作用在屋面梁和楼面梁处 的集中风荷载标准值： 2)(0bhwjizszk 式中，基本风压 0.5 ；02/nm -风压高度变化系数，地面粗糙度为 b 类；z -风荷载体型系数，根据建筑物体型得 0.8-（-0.5）1.3s s21s -风振系数取 1.0；z 44 -下层柱高；ih -上层柱高，对顶层为女儿墙高度的 2 倍；j b迎风面的宽度，b8.0 m 表 2-4 集中风荷载标准值和设计值 层数 离地高度 z/m zzs0w)(2mknih)(j)(mkw)(n 4 14.85 1.13 1.0 1.30 0.5 3.6 3.6 21.15 3 11.25 1.03 1.0 1.30 0.5 3.6 3.6 19.28 2 7.65 1.00 1.0 1.30 0.5 3.6 3.6 18.72 1 4.05 1.00 1.0 1.30 0.5 4.05 3.6 19.89 2.9.2 风荷载作用下的位移验算 （1）横向框架的侧移刚度 d 的计算 由前面所求梁柱线刚度求侧移刚度如表 2-5、2-6 所示： 表 2-5 横向 2-4 层 d 值的计算 构件 名称 c bi2 ic221(/)ciknmh a 轴柱 2 54000243402.8=1.24 0.38 15271 b 轴柱 2（ 54000+135000）243402.8=4.35 0.69 27730 c 轴柱 2（ 54000+135000）243402.8=4.35 0.69 27730 d 轴柱 254000243402.8=1.24 0.38 15271 =15271 2+27730 2=86002mknknmkn 表 2-6 横向底层 d 值的计算 45 构件名称 cbi ic25.021(/)cdiknmh a 轴柱 254000238580=1.40 0.56 20004 b 轴柱 2（ 54000+135000）238580 =4.90 0.78 27863 c 轴柱 2（ 54000+135000）238580 =4.90 0.78 27863 d 轴柱 254000238580=1.40 0.56 20004 =20004 2+27863 2=95734mknknmkn （2）风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下框架的层间位移： ijjdvu 式中 -第 j 层的总剪力；jv -第 j 层所有柱的抗侧刚度之和；ijd -第 j 层的层间侧移。iju 首层的层间侧移值求出后，便可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移 值，各层楼板标高处