土木工程毕业设计（论文）-河北沧州市某八层政府办公楼设计5200【全套图纸】

毕毕业业设设计计 沧州市某政府办公楼设计（方案一） 学学 号：号： 姓姓 名：名： 专专 业：业： 班班 级：级： 指导教师：指导教师： 二二一三年六月一三年六月 北京交通大学海滨学院毕业设计 摘摘 要要 沧州市某政府办公楼，总建筑面积为 5222m2 左右，总高度为 27.1 m，本建 筑采用钢筋混凝土框架结构。 本毕业设计的主要内容包括该楼的建筑方案设计和结构计算。采用 PKPM 进 行空间结构计算分析，并对 3 轴平面框架进行手算。计算内容主要有： 1、竖向荷载和风荷载、水平地震作用计算，各种荷载作用下框架内力分析 及水平荷载作用下框架侧移验算。 2、内力组合及框架梁、框架柱配筋计算。 3、楼板配筋计算。 4、楼梯设计。 5、基础设计。 6、基础采用预制预应力管桩。 关键词：内力组合，钢筋混凝土框架结构，配筋计算，预制预应力管桩 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 北京交通大学海滨学院毕业设计 ABSTRACT The government building in Cangzhou is a reinforced concrete framed structure, with a total architectural area of about 5222m2 and a total height of 27.1m. The main contents of this paper include array of the structure, 3D analysis and design of the structure by using software PKPM, and manual calculations of a 3D frame which consist of the following components: 1.loads and internal forces calculations and displacement calculations under wind and seismic loads. 2.internal forces combinations and reinforcement calculations of beams and columns. 3.reinforcement calculations of slabs. 4.design of stairs. 5. design of foundations with prestressed tubular pile. KEY WORDS; internal forces combinations；concrete framed structure； reinforcement calculations of slabs；foundations with independent column bas. 北京交通大学海滨学院毕业设计 绪绪 论论 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶 段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总 结。通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提高 个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计 安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相 关工作的基本技术素质和技能。 结构是建筑物的最核心部分，结构的设计是土木工程专业的重点。本毕业设 计为沧州市某政府办公楼（总高 27.1 m，8 层建筑）的设计，结构类型为钢筋混 凝土框架结构。设计的计算内容主要有：结构布置、荷载计算、水平风荷载、地 震作用计算、侧移验算、横向框架内力分析与组合、框架梁柱、楼板、楼梯设计 以及基础设计。计算水平地震作用计算采用“底部剪力法” ，竖向荷载作用下框 架计算采用“分层法” 。风荷载、地震作用下的内力计算采用 D 值法。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过查阅资料、设计计算、论 文撰写以及图纸绘制，加深了对规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高 了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了 AutoCAD 和结构设计软件 PKPMCAD，基本上达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑 结构软件 PKPMCAD 进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由 于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 北京交通大学海滨学院毕业设计 目目 录录 摘摘 要要 .1 ABSTRACT 2 绪绪 论论 .3 目目 录录 .4 第第 1 章章 建筑设计建筑设计 1 1.1 设计原则 .1 1.2 工程概况 .1 1.3 平面设计 .1 1.4 竖向交通 .3 1.5 立面造型 .3 1.6 剖面设计 .3 1.7 屋面排水设计 .3 1.8 工程做法 .4 第第 2 章章 结构设计结构设计 5 2.1 设计依据.5 2.2 结构选型.5 2.3 计算建筑物的尺寸.9 2.3.1 长宽比9 2.3.2 计算房屋高宽比及是否需要设伸缩缝9 2.4 结构基本尺寸的初步确定.9 2.4.1 柱截面尺寸估算9 2.4.2 框架梁截面尺寸估算.11 2.4.3 板厚度尺寸估算.12 第第 3 章章 侧移刚度的计算侧移刚度的计算 13 3.1梁线刚度 ib的计算（I=2I0).13 北京交通大学海滨学院毕业设计 3.2 柱线刚度 ic的计算(I=I0).13 3.3 相对线刚度计算 13 第第 4 章章 恒荷载作用下内力计算恒荷载作用下内力计算 15 4.1 恒荷载标准值计算 15 4.2 恒载作用下框架的所受荷载 16 4.3 恒载作用下框架的内力计算 21 第第 5 章章 活荷载标准值计算活荷载标准值计算 26 5.1 活荷载标准值 26 5.2 活载作用下框架所受荷载 26 5.3 活载作用下框架的内力计算 30 第第 6 章章 风荷载作用风荷载作用 38 6.1 风荷载标准值 38 6.2 侧移刚度D.40 6.3 风荷载作用下框架侧移计算 41 6.4 风作用下框架内力计算（D值法）.42 第第 7 章章 水平地震荷载作用水平地震荷载作用 50 7.1 重力荷载代表值的计算： 50 7.2 水平地震作用力的计算 51 7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 53 7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法）.53 第第 8 章章 荷载和内力组合荷载和内力组合 61 8.1 梁的内力组合表 61 8.2 柱的内力组合表 69 第第 9 章章 框架梁、柱配筋框架梁、柱配筋 78 9.1 框架横梁配筋 78 9.2 框架柱配筋 80 第第 10 章章 板的配筋板的配筋 .84 10.1 荷载设计值 .84 10.2 内力计算 .85 北京交通大学海滨学院毕业设计 第第 11 章章 桩基础计算桩基础计算 88 11.1 工程地质资料.88 11.2 基础方案选型.88 11.3 桩和承台设计.89 11.3.1 单桩竖向承载力特征值89 11.3.2 确定桩数和承台尺寸90 11.3.3 桩身混凝土强度验算 .91 11.3.4 承台受冲切承载力验算92 11.4 基础梁设计.94 第第 12 章章 楼梯设计楼梯设计 .97 12.1 设计参数 .97 12.2 楼梯板（TB-1）计算97 12.3 平台板计算 .98 12.4 平台梁计算 .99 结束语结束语 .101 致致 谢谢 .102 参参 考考 资资 料料 103 北京交通大学海滨学院毕业设计 1 第第 1 章章 建筑设计建筑设计 1.1 设计原则设计原则 建筑物在满足使用要求的同时，它的体型、立面，以及内外空间组合等，还 会给人们在精神面上以某种感受。建筑物的美观问题，既在房屋外部形象和内部 空间处理中表现出来，又设计到建筑群体的布局，它还和建筑细部设计有关。同 时，对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。 平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。 1.2 工程概况工程概况 沧州市某政府办公楼建筑结构设计，总建筑面积约为 5222m2，采用现浇钢筋 混凝土框架结构。该办公楼共 8 层，主要用途为办公，总高度为 27.1m，首层层 高 4.0m，标准层高均为 3.3m。 1.3 平面设计平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各个部分的组合关系。在平面设计中， 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。 平面设计应满足： （1）房间的面积、形状和尺寸要满足日常教学和办公使用的要求。 （2）门窗的大小和位置，应考虑出入方便，疏散安全，采光通风较好。 （3）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。 （4）室内空间以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，要考虑人们的使用和 审美要求。 对于各种类型的民用建筑，从组合平面各部分面积的使用性质来分析，主要 可归纳为使用部分和交通联系部分两大类： 1.使用部分是指主要使用活动和辅助使用活动的面积，即各类建筑物中的使 用房间和辅助房间。 北京交通大学海滨学院毕业设计 2 2.交通联系部分是指建筑物中各个房间之间、楼层之间和房间内外之间联系 通行的面积，即各类建筑物中的走廊、门厅、过道、楼梯等占的面积。 使用部分的平面设计 (1) 使用房间的设计 一般说来，办公楼的房间要求安静，少干扰，而且有较好的朝向。 使用房间平面的设计的要求： 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。 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。 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。 室内空间以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，要考虑人们的使用和 审美要求。 (2)使用房间的面积、形状和尺寸 房间的面积 使用房间面积的大小，主要是由房间内部活动特点，使用人数的多少，家具 设备的多少等因素来决定的。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： 设备或办工桌所占的面积； 房间内部的交通面积； 人们在屋内的使用活动面积； 具体进行设计时，在已有面积定额的基础上，仍然需要分析各类房间中办公 用具布置，人们的活动和通行情况，深入分析房间内部的使用要求，然后确定各 类房间合理的平面形状和尺寸。 房间平面形状和尺寸 当初步确定房间的使用面积大小以后，还需进一步确定房间的形状和具体尺 寸。房间平面的形状和尺寸，主要是由室内活动的特点、办公用具布置方式以及 采光、通风、剖面等要求所决定。在满足使用要求的同时，我们还应从构成房间 北京交通大学海滨学院毕业设计 3 的技术经济条件及人们对室内空间的观感来确定，考虑房间的平面形状和尺寸。 房间平面形状和尺寸的确定，主要是从房间内部的使用要求和技术经济条件来考 虑的，同时室内空间处理美观要求，也是影响房间平面形状的重要因素。 1.4 竖向交通竖向交通 办公楼根据规范要求设一个直通屋顶的防烟疏散楼梯间，分区明确，布局合 理，互不干扰，充分满足了整幢建筑垂直方向的人流、物流的需要，并符合建筑 防火疏散的要求。 1.5 立面造型立面造型 建筑本身就是构成城市空间和环境的重要因素，它不可避免的要受到城市规 划、基地环境的某些制约，另外，任何建筑都必定坐落在一定的基地环境之中， 要处理得协调统一，与环境融合一体，就必须和环境保持密切的联系。所以建筑 基地的地形、地质、气候、方位、朝向、形状、大小、道路、绿化、以及原有建 筑群的关系等，都对建筑外部形象有极大影响。 该办公楼共 8 层，立面力求表现建筑现代、简洁、朴实的特征，又考虑与 开发区文明美观的大环境相适应。从和谐统一的角度来讲，立面采用白色与暗红 色外墙面砖，显得雅观、素净。每个立面方向的窗体使用同一规格，使整个建筑 完全融为一体，无论从什么角度看都有一种和谐、整体美观的感觉。 1.6 剖面设计剖面设计 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利 用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。 在本设计中，底层部分的层高为 4.0m，标准层部分层高为 3.3m，楼梯、电 梯间突出屋面。 1.7 屋面排水设计屋面排水设计 屋面的雨水主要通过设计的落水管排至室外地面后接到城市排水系统。 北京交通大学海滨学院毕业设计 4 1.8 工程做法工程做法 1. 墙体采用 200mm 厚蒸压粉煤灰加气砼砌块。 2. 屋面做法： 保护层：30 厚 C20 细石混凝土保护层 防水层：三毡四油防水层 找平层：20 厚水泥砂浆找平 找坡层：30 厚水泥焦渣找 2坡 保温层：100 厚聚苯板 结构层：120 厚钢筋混凝土板 抹灰层：10 厚混和砂浆 3. 楼面做法： 面层：25 厚陶瓷地砖 结合层：4 厚水泥胶 找平层：20 厚水泥砂浆 结构层：100 厚钢筋混凝土板 板底抹灰层：20 厚石灰砂浆 北京交通大学海滨学院毕业设计 5 第第 2 章章 结构设计结构设计 2.1设计依据设计依据 一、建设单位认可的总体规划及单体初步设计方案 二、建设单位提供的设计任务书 三、其他专业提供的有关资料 （1 1）原始数据资料）原始数据资料 1、建设地点 ：沧州市 2、沧州市平均风速夏季为 3.0m/s，主导风向为南风，冬季为 4.0m/s，主导风向为 东北风，基本风压 0.45kN/m2。 雪载：最大积雪厚度为 20cm，雪荷载为 0.35kN/m2。 3、地震基本烈度 7 度，设计地震分组为第二组。场地土类别为类。 4、主要建筑材料：混凝土 C35,C30；钢筋 HPB300、HRB335、HRB400。外墙和 隔墙材料：加气混凝土砌块；外墙装修：墙面砖；门窗：木夹板门，铝合金窗。 5、建筑设计参考图一份。 6、气象条件 沧州市平均风速夏季为 3.0m/s，主导风向为南风，冬季为 4.0m/s，主导风向 为东北风，基本风压 0.45kN/m2 7、场地地震基本烈度为七度。本工程场地土类别为类。 8、本工程结构的设计使用年限为 50 年。 2.2 结构选型结构选型 建筑结构构件的受力特点：构成高层建筑结构的主要受力构件有剪力墙、框 架柱、梁和楼板。剪力墙、框架柱是竖向构件，它们是形成结构抗侧力刚度的最 主要构件，承担着整个结构的竖向荷载和绝大部分水平荷载；框架梁、楼板是水 平构件，结构各楼层的竖向荷载通过楼板传至框架梁再传给竖向构件，同时，对 结构抗侧力刚度也有贡献的框架梁，还和竖向构件一起承担整个结构的荷载水平 荷载。 高层建筑结构对结构的水平侧移是相当敏感的。水平荷载作用下所引起的结 北京交通大学海滨学院毕业设计 6 构内力及侧移是高层建筑结构设计的主要控制因素。结构应具备较大的抗侧刚度， 而不仅仅满足强度、刚度和稳定要求。 建筑结构的总体布置，是指其对高度、平面、立面和体型等的选择，除应考 虑到建筑使用功能、建筑美学要求外，在结构上应满足强度、刚度和稳定性要求。 地震区的建筑，在结构设计时，还应保证建筑物具有良好的抗震性能。 根据现有的生产条件，以材料、结构形状、使用功能等为依据来选择结构体 系，有一下一些结构体系供选择：钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架剪力 墙结构、筒体结构、钢结构等结构体系。结合该结构办公楼，建筑高度为 27.1m，采用“一”字形状平面，使用要求、材料用量、造价等方面因素考虑， 选用现浇混凝土框架结构比较合适。 标准层的结构平面布置图如下图： 北京交通大学海滨学院毕业设计 8 标准层结构平面布置图 1：100 北京交通大学海滨学院毕业设计 9 2.3 计算建筑物的尺寸计算建筑物的尺寸 2.3.1 长宽比长宽比 为了避免地震时结构发生扭转，应对房屋的长宽比加入限制。本设计房屋的 长度满足高层建筑混凝土结63.53048.00/13.6L/B13.60m,B48.00m,L 构技术规程给出的限值。 2.3.2 计算房屋高宽比及是否需要设伸缩缝计算房屋高宽比及是否需要设伸缩缝 房屋高度指室外地面至檐口高度，不包括局部突出屋面的电梯间等部分的高 度，故本设计房屋高度为 27.10 米，房屋的宽度为 13.60 米。 符合要求41.9927.1/13.60H/B 现浇式框架结构室内的伸缩缝最大间距为 55 米，本设计中最长距离为 48.0 米，所以不需设伸缩缝。 2.4 结构基本尺寸的初步确定结构基本尺寸的初步确定 为满足构件刚度要求及控制构件的挠度，框架梁及非框架主梁截面高度 ，非框架次梁取，L 为跨度；弹性约束下的双L1/121/8hL1/161/12h 向板厚度可取 1/50 L1，连续单向板厚度可取 1/45 L1，L1为板短边长度。柱子的 截面尺寸均须满足轴压比的要求，在初定结构截面及验算轴压比的时候，其竖向 荷载可取经验值：框架结构大约为 14kN/m2。 多层框架结构为超静定结构，在内力计算之前，先估算梁柱的截面尺寸及结 构所采用强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。 混凝土强度等级：柱采用；梁板均采用 2 104N/mm3.15EC35 。 2 104N/mm3.00EC30 2.4.1 柱截面尺寸估算柱截面尺寸估算 初步估算柱的截面尺寸 抗震等级为二级的框架柱的截面尺寸可由轴压比初步确0.75fAN/ ccn 定。 北京交通大学海滨学院毕业设计 10 框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算： 1.柱组合的轴压比设计值按照公式计算： n FgN 式中： ：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取 1.3，等跨内柱取 1.2,不等跨取 1.25； : 为按照简支状态计算柱的负荷面积； F ：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取； g2 /14mkN : 为验算截面以上楼层层数； n 2.框架柱验算 0.75 Af N cc 由计算简图 21 可知边柱和中柱的负载面积可知： 中柱： 2 14.58m/23.63.6/25.52.6 边柱： 2 9.9m5.5/2/23.62.6 中柱 2 cc 156451mm16.700.75/810001414.581.2N/0.75fA 边柱 2 cc 115085mm16.700.75/81000149.91.3N/0.9fA 根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，初步估 计柱的尺寸为：中柱；边柱为 22 156451mm360000mm600mm600mm 。 22 115085mm360000mm600mm600mm 北京交通大学海滨学院毕业设计 11 图 2-1 边柱和中柱的负荷面积简图 2.4.2 框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸估算 一.梁截面尺寸的估算： 1.AB、CD 跨： (1)主梁：L=5500mm 3,取305.56mm500mm/L1/181/10H500mmh ,取166.67mm250mmh1/31/2B250mmh 故框架横纵梁的截面尺寸为500mm250mmhb 2.BC 跨： 主梁跨：2600mmL 北京交通大学海滨学院毕业设计 12 主梁 ,取；216mm325mmL1/121/8h400mmh B,取；133.33mm200mmh1/31/2B250mmb 、轴线： 5 6 6 7 3600mmL 主梁 ,取；300mm450mmL1/121/8h400mmh ,取；133.33mm200mmh1/31/2B250mmb 2.4.3 板厚度尺寸估算板厚度尺寸估算 板的最小厚度为 36001/40=90，考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制及在板中铺 设管线等因素，取板厚为 120mm。 北京交通大学海滨学院毕业设计 13 第第 3 章章 侧移刚度的计算侧移刚度的计算 说明：（1）梁计算长度为支座中心线的距离； （2）考虑板对梁刚度的影响，中框架梁取 2.0I0，边框架梁取 1.5I0； （3）柱计算长度：各层为 1.0H,底层柱子柱高 H 为层高加上埋深取 0.950m,即底层层高为 4.950m,其余层层高均为 3.300m。 3.1 梁线刚度梁线刚度 ib的计算（的计算（I=2II=2I0 0) ) 表表 3.13.1 梁线刚度梁线刚度 梁线刚度 B mm H mm I0=bh3/12（mm 4） Ec （N/mm2） l（mm ） ib=2EcI0/l（Nmm） AB、CD跨2505002.601093000055002.841010 BC跨2504001.331093000026003.081010 3.2 柱线刚度柱线刚度 ic 的计算的计算(I=I(I=I0 0) ) 表表 3.23.2 柱线刚度柱线刚度 柱线刚度 bh （mmmm） Ic=bh3/12 （mm4） Ec （N/mm2） hc （mm ） ic=EcIc/hc （Nmm） 一层6006001.101093000049506.551010 二八层6006001.101093000033009.811010 3.3 相对线刚度计算相对线刚度计算 令二八柱 ib =1.0，则其余各杆件的相对线刚度为： (3-1) c iii/ * 式中：i*当前杆件的线刚度； ic二八层柱的线刚度。 表表 3.33.3 相对线刚度相对线刚度 杆件AB跨BC跨CD跨一层柱二八层 北京交通大学海滨学院毕业设计 14 i0.290.310.290.671.00 梁柱相对线刚度如图 3.1 所示： 北京交通大学海滨学院毕业设计 15 图 3.1 相对线刚度示意图 第第 4 章章 恒荷载作用下内力计算恒荷载作用下内力计算 4.1 恒荷载标准值计算恒荷载标准值计算 查荷载规范可取： 屋面永久荷载标准值（上人） 保护层：30 厚 C20 细石混凝土保护层 220.03=0.66 kN/m2 防水层：三毡四油防水层 0.4 kN/m2 找平层：20 厚水泥砂浆找平 14.50.02=0.29 kN/m2 找坡层：30 厚水泥焦渣找 2坡 140.03=0.42 kN/m2 保温层：100 厚聚苯板 50.12=0.60 kN/m2 结构层：100 厚钢筋混凝土板 250.10=2.5kN/m2 抹灰层：10 厚混和砂浆 1 70.10=0.17 kN/m2 合计 5.04 kN/m2 二七层楼面： 木块地面（加防腐油膏铺砌厚 70mm） 0.7 kN/m2 100 厚钢筋混凝土板 250.10=2.5 kN/m2 抹灰层：10 厚混和砂浆 170.10=0.17 kN/m2 合计 3.37kN/m2 梁自重 a.主梁自重（bh=250500） 250.25（0.50.10）=2.0 kN/m b.抹灰层：10 厚混和砂浆 0.01（5/2）217=0.18kN/m 合计 2.18kN/m B.主梁自重（bh=250400） 250.25（0.40.10）=1.875 kN/m 抹灰层：10 厚混和砂浆 0.01（5/2）217=0.138kN/m 合计 2.00 kN/m 柱自重 自重（bh=600600） 250.600.60=9.00kN/m 抹灰层：10 厚混和砂浆 170.011.42=0.48kN/m 合计 9.48 kN/m 外墙自重 墙体 0.253.3=0.82 kN/m2 白色涂料粉刷外墙 0.34 kN/m2 合计 1.16 kN/m2 北京交通大学海滨学院毕业设计 16 内墙自重 墙体 0.203.3=0.66kN/m2 白色涂料粉刷内墙 0.34kN/m2 合计 1.00kN/m2 窗户自重 铝合金窗 0.35 kN/m2 4.2 恒载作用下框架的所受荷载恒载作用下框架的所受荷载 标准层板传荷载示意图如图 4.1 所示： （1）AB、CD 轴间框架梁 屋面板传荷载： 屋面板传至梁上的荷载两边均为梯形荷载，转化为均布荷载为： 30.31.8/5.5a 14.84kN/m21.80.330.33215.04 32 楼面板传荷载： 楼面板传至梁上的荷载两边均为梯形荷载，转化为均布荷载为： 0.331.8/5.5a 9.93kN/m21.80.330.33213.37 32 梁自重：4.00kN/m 则屋面板传至主梁 AB、CD 跨的线荷载：（板传荷载+梁自重） 18.84kN/m14.844.00 楼面板传至主梁 AB、CD 跨的线荷载：（板传荷载+梁自重） 13.93kN/m9.934.00 （2）BC 轴间框架梁 屋面板传荷载： 屋面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 8.19kN/m1.325/85.04 楼面板传荷载： 楼面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 5.48kN/m1.325/83.37 北京交通大学海滨学院毕业设计 17 梁自重：2.00kN/m 则屋面板传至主梁 BC 跨的线荷载：（板传荷载+梁自重） 10.19kN/m8.192.00 楼面板传至主梁 FG 跨的线荷载：（板传荷载+梁自重） 7.48kN/m5.482.00 （3）A、D 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 女儿墙自重：（做法：墙高 1.5m，混凝土压顶 0.1m，三面粉刷） 4.41kN/m0.50.2521.61.50.25 屋面板传荷载： 屋面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 3.15kN/m5/85.04 梁自重：2.00kN/m 则顶层柱荷载为：（女儿墙自重主梁自重） 28.68kN01 二七层柱 楼面板传荷载： 楼面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 3.79kN/m1.85/83.37 梁自重：2.00kN/m 则二七层柱荷载为：（外墙自重主梁自重+板传荷载+柱自重） 57.81kN3.69.409 北京交通大学海滨学院毕业设计 18 图 4.1 标准层板传荷载示意图 （4）B、C 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 屋面板传荷载： 屋面板传至梁上的荷载两边一边为三角形荷载一边为梯形荷载，则三角形 转化均布荷载为： 5.67kN/m1.85/85.04 梯形荷载转化为均布荷载为 0.361.3/3.6a 5.16kN/m1.30.360.36215.04 32 梁自重：2.00kN/m 北京交通大学海滨学院毕业设计 19 则顶层柱荷载为：（主梁自重+板传荷载） 38.49kN/m065.67 二七层柱 楼面板传至梁上的荷载两边一边为三角形荷载一边为梯形荷载，则三角形 转化为均布荷载为： 3.79kN/m1.85/83.37 梯形荷载转化为均布荷载为 0.361.3/3.6a 3.45kN/m1.30.360.360.213.37 32 梁自重：2.00kN/m 则二七层柱荷载为：（主梁自重+板传荷载+柱自重+内墙自重） 66.20kN3.69.453.705 框架在竖向恒荷载作用下的受荷总图如图 4.3 所示:（图中数值均为标准值） 北京交通大学海滨学院毕业设计 20 图 4.3 竖向恒荷载作用下的受荷总图 北京交通大学海滨学院毕业设计 21 4.3 恒载作用下框架的内力计算恒载作用下框架的内力计算 （1）采用力矩分配法计算活载作用框架弯矩 a梁的固端弯距、剪力、轴力可按如图 4.4 所示求得： b.各结点得分配系数等于各杆件的相对线刚度与交汇于此结点的所以杆件 的线刚度之和的比值，公式如下 （4-1） ik ik 1k i i 图 4.4 梁内力计算简图 计算过程见下表： 表表 4.14.1（1 1） 顶层恒载弯距计算顶层恒载弯距计算 位置A 轴线B 轴线 下柱梁右梁左下柱梁右 分配 系数 0.670.330.270.530.20 0.00-86.5786.570.00-10.21 57.7228.86-20.41-40.83-15.12 -10.2114.437.56 固端 弯矩 6.803.40-5.88-11.76-4.35 杆端 弯矩 64.52-64.5274.71-52.58-22.12 北京交通大学海滨学院毕业设计 22 表表 4.14.1（2 2） 顶层恒载弯距计算顶层恒载弯距计算 位置C 轴线D 轴线 梁左下柱梁右梁左下柱 分配 系数 0.200.530.270.3333330.666667 10.210.00-86.5786.57280 15.1240.8320.41-28.8576-57.7152 -7.56-14.4310.20699 固端 弯矩 4.3511.765.88-3.40233-6.80466 杆端 弯矩 22.1252.58-74.7164.51986-64.5199 表表 4.24.2（1 1） 二七层恒载弯距计算二七层恒载弯距计算 上柱下柱梁右梁左上柱下柱梁右 分配系数0.420.450.350.13 0.00-66.4866.480.00-7.55 28.0528.0510.39-10.27-20.53-20.53-7.60 -0 固端弯矩 0-1.57-3.13-3.13-1.16 杆端弯矩30.2130.21-60.4359.85-23.67-23.67-12.51 表表 4.24.2（2 2） 二七层恒载弯距计算二七层恒载弯距计算 梁左上柱下柱梁右梁左下柱上柱 分配系数0.13 0.35 0.35 0.17 0.16 0.42 0.42 7.55 0.00 -66.48 66.48 0.00 7.60 20.53 20.53 10.27 -10.39 -28.05 -28.05 -3.80 -5.19 5.13 固端弯矩 1.16 3.13 3.13 1.57 -0.80 -2.17 -2.17 杆端弯矩12.51 23.67 23.67 -59.85 60.43 -30.21 -30.21 表表 4.34.3（1 1） 底层恒载弯距计算底层恒载弯距计算 上柱下柱梁右梁左上柱下柱 分配系数0.350.220.440.370.290.18 0.00-66.4866.480.000.00 23.0814.3729.03-21.85-17.37-10.82 -10.9214.52 固端弯矩 3.792.364.77-7.03-5.59-3.48 杆端弯矩26.8816.73-43.6152.12-22.96-14.30 基础处 8.37 -7.15 表表 4.34.3（2 2） 底层恒载弯距计算底层恒载弯距计算 梁右梁左上柱下柱梁右 分配系数90.180.37 -7.557.550.000.00-66.48 -8.898.8917.3710.8221.85 4.45-4.45 -14.52 固端弯矩 -2.862.865.593.487.03 杆端弯矩-14.8614.8622.9614.30-52.12 基础处 7.15 北京交通大学海滨学院毕业设计 23 恒荷载作用下框架的内力图如图 4.5、4.6、4.7 所示： 图 4.5 恒荷载作用下弯距图（kNm） 北京交通大学海滨学院毕业设计 24 图 4.6 恒荷载作用下剪力图（kN） 北京交通大学海滨学院毕业设计 25 图 4.7 恒荷载作用下轴力图（kN） 北京交通大学海滨学院毕业设计 26 第第 5 章章 活荷载标准值计算活荷载标准值计算 5.1 活荷载标准值活荷载标准值 查规范得活荷载取值如下： （1）屋面和楼面活荷载标准值 上人屋面 2.0 kN/m2 卧室 2.0 kN/m2 楼梯间 2.5 kN/m2 （2）雪荷载 2 0rx 0.3kN/m0.51.0SuS （式中为屋面积雪分布系数） r u 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大值 5.2 活载作用下框架所受荷载活载作用下框架所受荷载 标准层板传荷载示意图如图 5.1 所示： （3）AB、CD 轴间框架梁 屋面板传荷载： 屋面板传至梁上的荷载两边均为梯形荷载，转化为均布荷载为： 3305581/.a 5.89kN/m21.80.330.33212.0 32 楼面板传荷载： 楼面板传至梁上的荷载两边均为梯形荷载，转化为均布荷载为： 3305581/.a 5.89kN/m21.80.330.33212.0 32 则屋面板、楼面板传至主梁 DF、GH 跨的线荷载：（板传荷载） 5.89kN/m （4）BC 轴间框架梁 屋面板传荷载： 屋面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 3.25kN/m1.325/82.0 北京交通大学海滨学院毕业设计 27 楼面板传荷载： 楼面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 3.25kN/m1.325/82.0 则屋面板、楼面板传至主梁FG跨的线荷载：（板传荷载） 3.25kN/m （3）A、D 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 屋面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 2.25kN/m1.85/82.0 则顶层柱荷载为：（板传荷载） 6.75kN5 二七层柱 楼面板传至梁上的荷载两边均为三角形荷载，转化为均布荷载为： 2.25kN/m1.85/82.0 则二六层柱荷载为：（板传荷载） 6.75kN5 北京交通大学海滨学院毕业设计 28 图 5.1 标准层板传荷载示意图 （4）B、C 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 屋面板传至梁上的荷载两边一边为三角形荷载一边为梯形荷载，则三角形 转化为均布荷载为： 2.25kN/m1.85/82.0 梯形荷载转化为均布荷载为 636331/.a 2.44kN/m1.30.360.36212.0 32 则顶层柱荷载为：（板传荷载） 9.38kN42.25 北京交通大学海滨学院毕业设计 29 二七层柱 楼面板传至梁上的荷载两边一边为三角形荷载一边为梯形荷载，则三角形 转化为均布荷载为： kN/m25 . 2 8 . 18/50 . 2 梯形荷载转化为均布荷载为 36 . 0 6 . 3/3 . 1a kN/m44 . 2 3 . 136 . 0 36. 0210 . 2 32 则柱荷载为：（板传荷载） kN38 . 9 6 . 06 . 244 . 2 25 . 2 框架在竖向活荷载作用下的受荷总图如图 5.3 所示:（图中数值均为标准值） 北京交通大学海滨学院毕业设计 30 图 5.1 框架在竖向活荷载作用下的受荷总图 5.3 活载作用下框架的内力计算活载作用下框架的内力计算 采用分层法近似计算。为了减少计算误差作出如下修正： （1）把除底层柱以外的其它个层柱的线刚度乘以修正系数 0.9； （2）杆端分配弯矩向远端传递是，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端 为固定支撑取 1/2； （3）其它各柱的传递系数考虑为弹性支撑取 1/3； 各杆的修正线刚度和传递系数如图 5.2 所示： 计算示意图如图 5.3 所示： 图 5.2 （a）修正线刚度 北京交通大学海滨学院毕业设计 31 图 5.2（b）修正传递系数 北京交通大学海滨学院毕业设计 32 图 5.3 分层法计算示意图 北京交通大学海滨学院毕业设计 33 分层法计算过程如下： 表表 5.15.1 顶层活载弯距计算顶层活载弯距计算 位置A 轴线B 轴线 下柱梁右梁左下柱 梁右 分配系数0.67 0.33 0.27 0.53 0.20 0.00 -33.52 33.52 0.00 -2.75 22.35 11.17 -8.23 -16.45 -6.09 -4.11 5.59 3.05 2.74 1.37 -2.31 -4.62 -1.71 5.09 -4.11 固端弯矩 -3.39 -1.70 1.10 2.20 0.81 杆端弯矩26.79 -26.79 29.67 -22.98 -6.70 位置C 轴线D 轴线 梁左下柱梁右梁左下柱 分配系数0.20 0.53 0.27 0.33 0.67 2.75 0.00 -33.52 33.52 0.00 6.09 16.45 8.23 -11.17 -22.35 -3.05 -5.59 4.11 1.71 4.62 2.31 -1.37 -2.74 4.11 -5.09 固端弯矩 -0.81 -2.20 -1.10 1.70 3.39 杆端弯矩6.70 22.98 -29.67 26.79 -26.79 表表 5.25.2（1 1） 二七层活载弯距计算二七层活载弯距计算 位置A 轴线B 轴线 上柱下柱梁右梁左上柱下柱梁右 分配系数0.400.400.200.330.270.270.14 0.00-33.5233.520.000.00-3.75 13.3513.356.83-9.93-7.90-7.90-4.04 -4.973.42 2.02 1.981.981.01-1.81-1.44-1.44-0.74 5.115.11 -3.11-3.11 固端弯矩 -4.07-4.07-2.082.081.651.650.85 杆端弯矩16.3616.36-32.7327.27-10.80-10.80-5.66 表表 5.25.2（2 2） 二七层活载弯距计算二七层活载弯距计算 位置C 轴线D 轴线 梁左上柱下柱梁右梁左下柱上柱 分配系数0.140.270.270.330.200.400.40 3.750.000.00-33.5233.520.00 4.047.907.909.93-6.83-13.35-13.35 -2.02 -3.424.97 0.741.441.441.81-1.01-1.98-1.98 3.113.11 -5.11-4.45 固端弯矩 -0.85-1.65-1.65-2.081.953.803.80 杆端弯矩5.6610.8010.80-27.2732.59-16.63-15.97 表表 5.35.3（1 1） 底层活载弯距计算底层活载弯距计算 位置A 轴线B 轴线 北京交通大学海滨学院毕业设计 34 上柱下柱梁右梁左上柱下柱梁右 分配系数0.400.400.200.330.270.270.14 0.00-33.5233.520.000.00-3.75 13.3513.356.83-9.93-7.90-7.90-4.04 -4.973.42 2.02 1.981.981.01-1.81-1.44-1.44-0.74 5.11 -3.11 固端弯矩 -2.03-2.03-1.041.040.830.830.42 杆端弯矩18.4013.29-31.6926.23-11.63-8.52-6.09 表表 5.35.3（2 2） 底层活载弯距计算底层活载弯距计算 位置C 轴线D 轴线 梁左上柱下柱梁右梁左下柱上柱 分配系数0.140.270.270.330.200.400.40 3.750.000.00-33.5233.520.00 4.047.907.909.93-6.83-13.35-13.35 -2.02 -3.424.97 0.741.441.441.81-1.01-1.98-1.98 3.11 -5.11 固端弯矩 -0.42-0.83-0.83-1.041.042.032.03 杆端弯矩6.0911.638.52-26.2331.69-13.29-18.40 分层法计算的各梁弯距为最终弯距，各柱的最终弯距为与各柱相连的两层计算 弯距叠加，叠加后会发现节点弯距不平衡，所以将节点不平衡弯距再进行一次 分配。 内力图如图 5.4、5.5、5.6 所示： 北京交通大学海滨学院毕业设计 35 图 5.4 活荷载作用下弯距图 北京交通大学海滨学院毕业设计 36 图 5.5 活荷载作用下的剪力图（kN） 北京交通大学海滨学院毕业设计 37 图 5.6 活荷载作用下的轴力图（kN） 北京交通大学海滨学院毕业设计 38 第第 6 章章 风荷载作用风荷载作用 6.1