框剪住宅楼计算书毕业设计论文土木工程.doc

1 毕 业 论 文 学校：甘肃电大直属学院 班级：12 春土木工程本科-2 姓名：李兴文 学号：1262001208628 1 框剪住宅楼计算书毕业设计框剪住宅楼计算书毕业设计 摘要 本次毕业设计较好地符合我们将来所从事的工程内容，通过完成这次设计，使我更好 地了解工程结构的各项细节内容，也是对大学四年所学知识进行的一次系统的复习和总结， 使专业知识系统化。本文叙述的是位于某繁华路段的十五层住宅楼。结构形式为钢筋混凝 土框架剪力墙结构；要求七度抗震。设计包括建筑设计和结构设计，选取一榀有代表性的 框架进行计算。本论文主要包括以下内容： 一、荷载计算，包括恒载、活载、风载和地震荷载。 二、内力计算及内力组合。 三、框架梁柱的配筋。 四、楼梯，基础的计算。 五、电算结果。 六、及参考文献。 该设计具有以下特点： 一、在考虑建筑、结构要求的同时考虑了施工要求及可行性。 二、针对不同荷载的特点采用了多种不同的计算方法，对知识进行了全面系统的复习。 三、利用电算对结果进行了验算，掌握了广厦 cad 的用法，使结果更加有说服力。 关键词关键词1 1：框架剪力墙结构 ：框架剪力墙结构 梁柱梁柱 钢筋混凝土钢筋混凝土 地震荷载地震荷载 2 1 目录目录 1剪力墙结构设计要求剪力墙结构设计要求1 1.1短肢剪力墙的定义短肢剪力墙的定义.1 1.2短肢剪力墙的界定方法短肢剪力墙的界定方法.1 1.3短肢剪力墙设计短肢剪力墙设计.1 1.4短肢剪力墙设计抗震加强短肢剪力墙设计抗震加强.2 1.5短肢剪力墙受力分析短肢剪力墙受力分析.2 2建筑设计部分建筑设计部分3 2.1设计依据设计依据.3 2.2标高及建筑细部做法标高及建筑细部做法.3 3结构设计部分结构设计部分3 3.1设计依据设计依据.4 3.2结构布置及结构计算简图的确定结构布置及结构计算简图的确定.4 3.2.1结构柱网布置结构柱网布置4 3.2.2确定钢筋及混凝土强度等级确定钢筋及混凝土强度等级5 3.2.3估计板、柱、梁的截面尺寸估计板、柱、梁的截面尺寸5 3.2.4确定计算简图确定计算简图5 3.2.5恒载计算恒载计算7 3.2.6楼面活荷载计算楼面活荷载计算6.10 3.2.73.2.7风荷载计算风荷载计算7.10 3.3水平荷载内力计算水平荷载内力计算.11 3.3.13.3.1地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算8811 3.3.23.3.2风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算21 3.4竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算926 3.4.1恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算26 3.4.2活荷载作用下的内力计算活荷载作用下的内力计算39 3.5荷载内力组合荷载内力组合.48 3.6构件设计构件设计1163 3.6.1框架梁的配筋计算（梁截面框架梁的配筋计算（梁截面 200450）.63 3.6.2框架柱的配筋计算框架柱的配筋计算64 3.7楼梯设计楼梯设计1266 3.7.1梯段板设计梯段板设计67 3.7.2平台板设计平台板设计67 3.8基础设计基础设计1368 1 1剪力墙结构设计要求剪力墙结构设计要求 1.1 短肢剪力墙的定义短肢剪力墙的定义 短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为58的剪力墙。但高层建筑混凝土结构技术规 程第7.1.2条规定高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构，短肢剪力墙较多时，应 布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙 结构。 1.2 短肢剪力墙的界定方法短肢剪力墙的界定方法 高层建筑混凝土结构技术规程第7.1.3条规定了 b 级高度高层建筑和9度抗震设计的 a 级 高度高层建筑，不应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。 短肢剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于 结构总底部地震倾覆力矩的50%。 短肢剪力墙结构的下限：当短肢墙较少时，如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于 结构总底部地震倾覆力矩的15% 40%，则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定，用 户可以灵活掌握。b 级高度高层建筑和9度抗震设计的 a 级高度高层建筑，即使置筒体，也不能采 用。最大适用高度比高规表4.2.2-1中剪力墙结构的规定值适当降低，且7度和8度抗震设计时分别不 应大于100m 和60m。在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般 剪力墙结构处理。短肢剪力墙结构，其首先应是全剪力墙结构，应有足够的长肢剪力墙。如果把 短肢墙看成异形柱，则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征。当结构形式符合短肢剪 力墙结构形式后，才能在软件“总信息”参数的结构体系中，定义结构为“短肢剪力墙结构”。 1.3 短肢剪力墙设计短肢剪力墙设计 短肢墙设计：短肢剪力墙：5 8（不限）。 当 有大于两肢的短肢墙或异形柱时，尽管各肢的长宽比符合要求，也宜按墙输入设计。 短肢墙设计主要参数：轴压比（按剪力墙）、刚度（墙输入、采用壳元或薄壁杆元）、配筋 （按剪力墙）、构造（按高规的短肢墙构造）。 2 弱短肢剪力墙（截面高厚之比小于5的墙肢）：高规7.2.5条文规定了不宜采用墙肢截面高度与 厚度之比小于为5的剪力墙；当其小于5时，其在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压 比，抗震等级为一级（9度）、一级（7、8度）、二级、三级时分别不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。 短墙（截面高度之比不大于3的墙肢） ：高规7.2.5条文和抗震规范6.4.9条文规定剪力墙的截面高 度与厚度之比不大于3时，应按柱的要求进行设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于 1.2%，其它部位不应小于1.0%，箍筋应沿全高加密。 1.4 短肢剪力墙设计抗震加强短肢剪力墙设计抗震加强 抗震设计4时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。 各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时 分别不宜大于0.5、0.6和0.7；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低 0.1。除底部加强部位应按高规7.2.10条调整剪力设计值外，其它各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、 二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。 短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于 1.0%。短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。 7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼缘。一 字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。 高规7.2.1条文规定了带有筒体和短肢剪 力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于 c25。 1.5 短肢剪力墙受力分析短肢剪力墙受力分析 短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“t”字型、“l”型、 “十”字型、“z”字型、折线型、“一”字型。该结构型式的特点是： （1）结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾； （2）墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置 来调整刚度中心的位置； （3）能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单； （4）连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽； （5）根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度 和强度要求。 3 对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分 析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，前者如建研院的 tbsa、tat，广东省建筑设计院的广厦 cad 的 ss 模块，后者如建研院的 tbssap、satwe， 清华大学的 tus，广东省建院的 ssw 等。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况， 精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广，但对墙肢较长的短肢剪力墙， 应该用空间杆-墙组元程序进行校核。 2建筑设计部分建筑设计部分 本工程是一栋十五层住宅楼，层高均为 3.0m。采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑工程等 级为二级、耐火等级为二级，合理使用年限为 50 年，屋面防水等级为二级，本地区为 6 度抗震设 防区。 2.1 设计依据设计依据 设计任务书和建筑设计规范23 2.2 标高及建筑细部做法标高及建筑细部做法 1、设计标高：室内设计标高为0.000，室内外高差为 450。 2 2、墙身做法：墙身采用粉煤灰加气混凝土砌块。内外墙采用双面粉刷。 3 3、屋面做法：平屋面是油毡防水层（三毡四油上铺小石子） ，20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层， 镂空栏杆；坡屋面是 25mm 厚挤塑聚苯保温层，青摊瓦。100厚钢筋混凝土现浇楼板。 4 4、楼面做法：20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层，100厚钢筋混凝土现浇楼板。 5 5、底层地面做法：10水磨石地面，20厚水泥砂浆打底，100厚钢筋混凝土现浇楼板， 10厚水泥石膏砂浆。 3结构设计部分结构设计部分 本工程是一栋十五层高层住宅楼，层高均为 3.0mm。纵向 30.8 米，横向 19 米，总高度为 52.75 米。本工程采用全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，梁柱和楼板均为现浇，墙体为粉煤灰加 4 气混凝土砌块。 3.1 设计依据设计依据 1 1、建筑施工图和国家设计规范45 2 2、 气象条件 气温：年平均气温 5.7-29.5，最高气温 42.3，最低气温-6.6 雨量：年平均降雨量 998.1，最大降雨量 195.2/日 风向：一月：c22nne13 七月：c22nne11 风压：0.35kn/ 3、工程地质及水文资料：地层自上而下为 （1）杂填土层：厚度约为 3.0m （2）粉质粘土：厚度约为 15.6m;fak=120kpa,es=6.0mpa,qsia=35kpa （3）粉砂：厚 5.0m;fak=185kpa,es=16.0mpa,qsia=45kpa （4）细砂：fak =270kpa,es=19.5mpa,qsia=55kpa,qpa=2400kpa 地下水位于地表以下 1.5m。 4 4、抗震设防烈度按 6 度设防，地震分组第一组，地震加速度 sa=0.05g。 3.2 结构布置及结构计算简图的确定结构布置及结构计算简图的确定 3.2.1 结构柱网布置结构柱网布置 由于建筑总长度不超过 55m，且为保温隔热屋面，所以不设变形缝。 5 3.2.2 确定钢筋及混凝土强度等级确定钢筋及混凝土强度等级 柱、梁、板等部位均采用 c30 砼 （ec=3.00107kn） 除承台采用级钢筋（fy=360n/mm2）外，其余受力钢筋均为级（fy=300 n/2 ） 。 3.2.3 估计板、柱、梁的截面尺寸估计板、柱、梁的截面尺寸 1 1、板 预取板厚 100（考虑到楼面荷载不大，且经济的因素） 2 2、柱 因建筑美观要求，且设防烈度为 6 度，将柱设计为方柱，尺寸为 1-5 层 400 650；6-10 层 400600;11-15 层 350550。 3 3、梁 横梁：hb=(18112)lb=(18112)4800=600400 取 hb=450； bb=(1312) hb=(1312)450=150225 取 bb=200 纵梁最大跨：hb=(18112)lb=(18112)7200=600900 取 hb=650； bb=(1312) hb=(1312)650=217325 3.2.4 确定计算简图确定计算简图 取一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。底层柱高从基础顶面至二 层楼面，根据地质条件，确定基础顶面离室外地面为 500，由此求得底层层高为 3950，其余 各层的柱高即为其层高 3000。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，取 i=2io（io为不 考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩） 。 1-5 层：左跨梁： i=1122e0.20.4533.7=8.2110-4e 右跨梁： i=1122e0.20.4534.8=6.3310-4e 上部柱： i=112e0.40.6533 =30.5110-4e 底层柱： i=112e0.40.6533.95=23.1810-4e 6 6-10 层：左跨梁：i=1122e0.20.4533.7=8.2110-4e 右跨梁： i=1122e0.20.4534.8=6.3310-4e 柱： i=112e0.40.6033 =24.010-4e 11-15 层：左跨梁：i=1122e0.20.4533.7=8.2110-4e 右跨梁： i=1122e0.20.4534.8=6.3310-4e 柱： i=112e0.350.5533 =16.1810-4e 16 层（阁楼）：左跨梁：i=1122e0.20.4533.7=8.2110-4e 右跨梁： i=1122e0.20.4534.8=6.3310-4e 柱： i=112e0.350.5534.6=10.5510-4e 7 3.2.5 恒载计算恒载计算 1 1、屋面荷载标准值 油毡防水层（三毡四油上铺小石子） 0.4 knm2 20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 knm2 25mm 厚挤塑聚苯保温层 0.02510=1.25 knm2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 knm2 20mm 厚抹灰 0.0217=0.34 knm2 平屋面镂空栏杆 0.5 knm2 坡屋面瓦重 0.5 knm2 屋面恒载 4.39 knm2 框架梁自重 0.20.4525=2.25 knm 梁侧粉刷 2（0.450.1）0.0217=0.238 knm 因此，作用在阁楼层框架梁上的线荷载为： g16 左 1= g16 右 1=2.49 knm g16 左 2= g16 右 2=4.39（4.3/2+2.1）=18.66knm 2 2、楼面荷载值： 20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 knm2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 knm2 20mm 厚抹灰 0.34 knm2 楼面恒载 3.24 knm2 框架梁自重及梁侧粉刷 2.49 knm 边跨填充墙自重 2.02(3-0.35)=5.35 knm 墙面粉刷 （30.35）0.02217=1.8 knm 因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为： g左 1= g右 1=2.49+5.35+1.8=9.64 knm 8 g15 左 2= g15 右 2=4.393.6+3.244.3/2=22.77 knm g左 2= g右 2=3.24（4.3/2+3.6）=18.63 knm 3 3、屋面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 0.20.45（4.3/2+3.6）25=12.94 kn 粉刷 0.2385.75=1.37 kn 梁传来屋面自重 127.2124.34.39=33.98 kn 顶层边节点集中荷载 g16 左=g16 右=48.29 kn 中柱梁自重 12.94 kn 粉刷 1.37 kn 梁传来屋面自重 233.98=67.96 kn 顶层中节点集中荷载 g16 中=82.27 kn 4 4、楼面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 12.94 kn 粉刷 1.37 kn 墙体自重+粉刷 （5.35+1.80）3.2=22.9 kn （5.35+1.80）4.3/2=15.38 kn 框架柱自重 1-5 层 0.40.65325=19.5 kn 6-10 层 0.40.60325=18 kn 11-15 层 0.350.55325=14.44 kn 粉刷 1-5 层 20.650.02317=1.33 kn 6-10 层 20.600.02317=1.22 kn 11-15 层 20.550.02317=1.12 kn 梁传来楼面自重 127.2124.33.24=25.08 kn 中间层边节点集中荷载 1-5 层 g左=g右=98.45 kn 6-10 层 g左=g右=96.90 kn 11-15 层 g左=g右=93.24 kn 中柱梁自重 12.94 kn 粉刷 1.37 kn 内纵墙自重 1.57（30.45）（5.75-0.4）=21.42 kn 粉刷 5.352.550.02217=9.36 kn 框架柱自重 1-5 层 0.40.65325=19.5 kn 6-10 层 0.40.60325=18 kn 11-15 层 0.350.55325=14.44 kn 粉刷 1-5 层 20.650.02317=1.33 kn 9 6-10 层 20.600.02317=1.22 kn 11-15 层 20.550.02317=1.12 kn 梁传来楼面自重 225.08=50.16 kn 中间层中节点集中荷载 1-5 层 g中= 116.00 kn 6-10 层 g中= 114.39 kn 11-15 层 g中= 111.01 kn 10 3.2.6楼面活荷载计算楼面活荷载计算6 p16 左=p16 右=25.75=11.5knm p16=p16=127.2124.32=15.48 kn p16 中=127.2124.32127.2124.32=30.96 kn p左=p右=25.75=11.5knm p=p=127.2124.32=15.48 kn p中=127.2124.32127.2124.32=30.96 kn 3.2.73.2.7风荷载计算风荷载计算7 风荷载标准值计算公式：w=zszo4 将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表：（表中为一榀框架各 层节点的受风面积） 风荷载计算风荷载计算 层 次 zzsoza()pw(kn) 161.11.661.50.3548.013.2311.53 151.11.621.30.3545.021.8516.11 141.11.581.30.3542.017.2512.40 131.11.551.30.3539.017.2512.17 121.11.491.30.3536.017.2511.69 111.11.451.30.3533.017.2511.38 101.01.421.30.3530.017.2511.15 91.01.391.30.3527.017.2510.91 81.01.361.30.3524.017.2510.67 11 71.01.251.30.3521.017.259.81 61.01.241.30.3518.017.259.72 51.01.731.30.3515.017.259.21 41.01.091.30.3512.017.258.55 31.01.01.30.359.017.257.85 21.01.01.30.356.017.257.85 11.01.01.30.353.018.548.44 3.3 水平荷载内力计算水平荷载内力计算 3.3.13.3.1地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算88 1 1、计算重力荷载代表值 （1 1）屋面均布荷载 4.39 knm2 屋面荷载标准值（3.7+4.8）(4.3/2+2.1)4.39=158.61 kn （2 2）楼面均布荷载 3.24 knm2 楼面荷载标准值（3.7+4.8）5.753.24=158.36 kn （3 3）屋面均布活荷载 0.5 knm2 (不上人屋面) 雪荷载 0.4 knm2 （4 4）楼面均布活荷载 2.0 knm2 各层楼面活荷载标准值（3.7+4.8）5.752=97.75 kn （5 5）梁柱自重（包括抹灰量） 纵向框架梁自重 12.94 kn 横向框架梁自重 19.13 kn 抹灰 1.37 kn 抹灰 2.02 kn 14.31 kn 21.15 kn 1-5 层框架柱自重 19.5 kn 粉刷 1.33 kn 20.83 kn 6-10 层框架柱自重 18.0 kn 粉刷 1.22 kn 12 19.22 kn 11-15 层框架柱自重 14.44 kn 粉刷 1.12 kn 15.56 kn （6 6）墙体自重（由前面已统计的数据得出） 单位面积上墙体的重量： 200mm 厚为 2.02 knm2 100mm 厚为 1.57 knm2 单位面积上抹灰的重量为 0.0217=0.34 knm2 （7 7）荷载分层汇总 顶层重力荷载代表值包括：屋面荷载、纵横梁自重、半层墙体和窗自重的一半；其他楼层重 力荷载代表值包括：楼面荷载、50楼面活荷载、纵横梁自重、楼面上下各半层柱及纵横墙体和 窗的自重（底层取一半） 。将上述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下： g16=405.22 kn g15= 158.6114.31321.150.5（22.9+15.38）3（14.441.12）3=326.8 kn g11g14=158.3697.750.514.31321.15（22.9+15.38）3（14.441.12） 3=432.85 kn g6g10=158.3697.750.514.31321.15（22.9+15.38）3（181.22） 3=443.84 kn g2g3=158.3697.750.514.31321.15（22.9+15.38）3（19.51.33） 3=448.64 kn g1=158.3697.750.514.31321.15（19.51.33）3=333.793 kn 集中于各层楼面的重力荷载代表值如下图 建筑物总重力荷载代表值： g=405.22+326.8+432.854+443.845+448.644+333.79 =6810.96 kn 13 2 2、横向框架柱侧移刚度 d 值计算如下表 项目 层 柱 k=ib2ic （一般层） k=ibic （底层） =k2k （一般层） =0.5k2k （底层） 12h2d=ic12h 2 (knm) 根 数 中框架边中框架边 柱柱 0.630.630.430.430.770.77249524952 中框架中中框架中 柱柱 1.251.250.540.540.770.77309130911 底 层 dd8081 二 三 中框架边中框架边 柱柱 0.480.480.190.191.331.33231223122 14 四 五 层 中框架中中框架中 柱柱 0.960.960.320.321.331.33389438941 dd8518 项目 层 柱 k=ik=ib b2i2ic c （一般层）（一般层） k=ik=ib bi ic c （底层）（底层） =k=k2 2k k （一般层）（一般层） =0.5=0.5k k2 2k k （底层）（底层） 1212h h2 2d=id=ic c1212h h 2 2 (kn(knm)m) 根 数 中框架边中框架边 柱柱 0.610.610.2340.2341.331.3322412241 2 中框架中中框架中 柱柱 1.211.210.3770.3771.331.3336103610 1 六 七 八 九 十 层 dd8092 中框架边中框架边 柱柱 0.900.900.310.311.331.3320002000 2 十一 十二 十三 十四 十五 层 中框架中中框架中 柱柱 1.801.800.470.471.331.3330323032 1 d7032 3 3、横向框架自震周期 t1=1.7ot o：结构基本周期修正系数，考虑到填充墙使框架自震周期减小的影响，取 o为 0.6。 t：框架的顶点位移。 横向框即顶点位移计算（横向框即顶点位移计算（i i为层间相对位移）为层间相对位移） 层次 gi (kn)gi(kn)di(kn m) i=gi di i 1333.7936810.9680810.84280.8428 2448.6426477.16885180.76041.6032 3448.6426028.52685180.70772.3109 15 4448.6425579.88485180.65512.966 5448.6425131.24285180.60243.5684 6443.8364682.680920.57874.1471 7443.8364238.76480920.52384.6709 8443.8363794.92880920.4695.1399 9443.8363351.09280920.41415.554 10443.8362907.25680920.35935.9133 11432.852463.4270320.35036.2638 12432.852030.5770320.28886.5526 13432.851597.7270320.22726.7798 14432.851164.8770320.16576.9455 15326.8732.0270320.10417.0496 16405.22405.2216770.24167.2912 t1=1.70.6 =3.213s2912 . 7 4 4、横向地震作用计算（因本建筑高度大于 40m，不应采用底部剪力法，但本设计仍用底部剪 力法计算） 在类场地，6 度地震区，结构的自振周期和地震影响系数 max为： tg=0.45s max=0.04 1=( tgt1)0.9max=(0.453.213)0.90.04=0.007 由底部剪力法计算公式： fek=0.851ge=0.850.0076810.96=40.53 kn 由 t1=3.213s1.40.45=0.63s n=0.08 t1+0.01=0.083.2130.01=0.267 fn=n fek=0.26740.53=10.82 kn fi= gihi(gihi)fek(1-n) (顶层加上fn) 层 次 hi(m)hi(m)gi(kn)gihi gihi(gihi) fi(kn)vi(kn) 13.953.95333.7931318.480.0070.2129.69 236.95448.6423118.060.0170.5129.48 16 339.95448.6424463.990.0250.7428.97 4312.95448.6425809.910.0320.9528.23 5315.95448.6427155.840.0401.1927.28 6318.95443.8638411.200.0471.4026.09 7321.95443.8639742.790.0541.6024.69 8324.95443.86311074.380.0621.8423.09 9327.95443.86312405.970.0692.0521.25 10330.95443.86313737.560.0772.2919.20 11333.95432.8514695.260.0822.4416.91 12336.95432.8515993.810.0892.6414.47 13339.95432.8517292.360.0962.8511.83 14342.95432.8518590.910.1043.098.98 15345.95326.815016.460.0842.505.89 164.650.55405.2220483.870.1143.393.39 5 5、内力分析 地震作用下的内力计算，地震作用力沿竖向呈倒三角形分布，内力计算采用 d 值法，采用公 式： vjk=djkdjkvfk （1 1）各柱分配的剪力 v16 左=v16 右=73925053.39=1.0 kn v16 中=102725053.39=1.39 kn v15 左=v15 右=200070325.89=1.68 kn v15 中=303270325.89=2.54 kn v14 左=v16 右=200070328.98=2.55 kn v14 中=303270328.98=3.87 kn 17 v13 左=v13 右=2000703211.83=3.36 kn v13 中=3032703211.83=5.1 kn v12 左=v12 右=2000703214.47=4.12 kn v12 中=3032703214.47=6.24 kn v11 左=v11 右=2000703216.91=4.81 kn v11 中=3032703216.91=7.29 kn v10 左=v10 右=2241809219.20=5.32 kn v10 中=3610809219.20=8.57 kn v9 左=v9 右=2241809221.25=5.88 kn v9 中=3610809221.25=9.48 kn v8 左=v8 右=2241809223.09=6.39 kn v8 中=3610809223.09=10.30 kn v7 左=v7 右=2241809224.69=6.84 kn v7 中=3610809224.69=11.01 kn v6 左=v6 右=2241809226.09=7.23 kn v6 中=3610809226.09=11.64 kn v5 左=v5 右=2312/851827.28=7.40 kn v5 中=3894/851827.28=12.47 kn v4 左=v4 右=2312/851828.23=7.66 kn v4 中=3894/851828.23=12.91 kn v3 左=v3 右=2312/851828.97=7.86 kn v3 中=3894/851828.97=13.24 kn v2 左=v2 右=2312/851829.48=8.0 kn v2 中=3894/851829.48=13.48 kn v1 左=v1 右=2495/808129.69=9.17 kn v1 中=3091/808129.69=11.36 kn （2 2）确定反弯点高度-地震荷载呈倒三角形分布 由于各梁柱刚度比 k 均小于 3，因此要修正反弯点高度（但本设计未修正） ，根据假定 2，反 弯点高度 y=0.5h （3 3）计算柱端弯矩 由柱剪力 vij和反弯点高度 y，按下列公式可求得柱端弯矩。 18 上端 mcu=vij(h-y) 下端 mcl= vijy 柱端弯矩计算结果如表：柱端弯矩计算结果如表： a 柱b 柱c 柱层 次上端下端上端下端上端下端 162.32.33.1973.1972.32.3 152.522.523.813.812.522.52 143.8253.8255.8055.8053.8253.825 135.045.047.657.655.045.04 126.186.189.369.366.186.18 117.2157.21510.93510.9357.2157.215 107.987.9812.85512.8557.987.98 98.828.8214.2214.228.828.82 89.5859.58515.4515.459.5859.585 710.2610.2616.51516.51510.2610.26 610.84510.84517.4617.4610.84510.845 511.111.118.70518.70511.111.1 411.4911.4919.36519.36511.4911.49 311.7911.7919.8619.8611.7911.79 2121220.2220.221212 112.0912.0914.9614.9612.0912.09 （4 4）计算梁端弯矩 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配。计 算结果如下图： 计算公式：mbl=( mcu +mcl)k1(k1k2)； mbr=( mcu +mcl)k1(k1k2) k1=0.565 k2=0.435 19 水平地震作用下的弯矩图（水平地震作用下的弯矩图（knkn m m） （5 5）计算梁端剪力-示意图如下图 计算公式：vb=( mbl +mbr)l 20 （6 6）计算柱轴力 水平地震作用下的剪力图（水平地震作用下的剪力图（knkn） 21 水平地震作用下的柱的轴力图（水平地震作用下的柱的轴力图（knkn） 3.3.23.3.2风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算 1 1、各柱所分配的剪力 v16 左=v16 右=739250511.53=3.40 kn v16 中=1027250511.53=4.73 kn v15 左=v15 右=2000703227.64=7.86 kn v15 中=3032703227.64=11.92 kn v14 左=v16 右=2000703240.04=11.39 kn v14 中=3032703240.04=17.26 kn 22 v13 左=v13 右=2000703252.21=14.85 kn v13 中=3032703252.21=22.51 kn v12 左=v12 右=2000703263.9=18.17 kn v12 中=3032703263.9=27.55 kn v11 左=v11 右=2000703275.28=21.41 kn v11 中=3032703275.28=32.46 kn v10 左=v10 右=2241809286.43=23.94 kn v10 中=3610809286.43=38.56 kn v9 左=v9 右=2241809297.34=26.96 kn v9 中=3610809297.34=26.96 kn v8 左=v8 右=22418092108.01=29.91 kn v8 中=36108092108.01=48.18 kn v7 左=v7 右=22418092117.82=32.63 kn v7 中=36108092117.82=52.56 kn v6 左=v6 右=22418092127.54=35.32 kn v6 中=36108092127.54=56.90 kn v5 左=v5 右=2312/8518136.75=37.12 kn v5 中=3894/8518136.75=62.52 kn v4 左=v4 右=2312/8518145.3=39.44 kn v4 中=3894/8518145.3=66.42 kn v3 左=v3 右=2312/8518153.15=41.57 kn v3 中=3894/8518153.15=70.01 kn v2 左=v2 右=2312/8518161=43.70 kn v2 中=3894/8518161=73.60 kn v1 左=v1 右=2495/8081169.44=52.31 kn v1 中=3091/8081169.44=64.81 kn 2 2、确定反弯点高度-和地震荷载不一样的是，风荷载接近于均布荷载 由于各梁柱刚度比 k 小于 3，因此须修正反弯点高度（但本设计中未修正） ，根据假定 2，反 弯点高度 y=0.5h。 3 3、计算柱端弯矩 由柱剪力 vij和反弯点高度 y，按下列公式可求得柱端弯矩。 23 上端 mcu=vij(h-y) 下端 mcl= vijy 柱端弯矩计算结果如表：柱端弯矩计算结果如表： a 柱b 柱c 柱 层次 上端下端上端下端上端下端 167.827.8210.87910.8797.827.82 1511.7911.7917.8817.8811.7911.79 1417.08517.08525.8925.8917.08517.085 1322.27522.27533.76533.76522.27522.275 1227.25527.25541.32541.32527.25527.255 1132.11532.11548.6948.6932.11532.115 1035.9135.9157.8457.8435.9135.91 940.4440.4465.14565.14540.4440.44 844.86544.86572.2772.2744.86544.865 748.94548.94578.8478.8448.94548.945 652.9852.9885.3585.3552.9852.98 555.6855.6893.7893.7855.6855.68 459.1659.1699.6399.6359.1659.16 362.35562.355105.015105.01562.35562.355 265.5565.55110.4110.465.5565.55 168.87137.7485.33170.6768.87137.74 4 4、计算梁端弯矩 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配。计 算结果如下图： 计算公式：mbl=( mcu +mcl)k1(k1k2)； mbr=( mcu +mcl)k1(k1k2) k1=0.565 k2=0.435 24 风荷载作用下的弯矩图（风荷载作用下的弯矩图（knkn m m） 5 5、计算梁端剪力-示意图如下图（a） 计算公式：vb=( mbl +mbr)l 25 风荷载作用下的剪力图（风荷载作用下的剪力图（knkn） 26 风荷载作用下的轴力（风荷载作用下的轴力（knkn） 27 3.4 竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算9 3.4.1 恒载作用下的内力计算恒载作用下的内力计算 竖向恒载作用下的内力计算采用分层法，作修正如下：1）除底层外其它各层柱子的线刚度均 乘以折减系数 0.9；2）除底层外其它各层柱子的弯矩传递系数均为 13。 （结构内力用弯矩分配 法计算） 1 1、顶层 （1 1）计算固端弯矩（假定所有弯矩以顺时针为正） 把梯形荷载化作等效均布荷载 g边左=g16 左+（1-22+3）g16 右 =2.49（1-20.452+0.453）18.66 =15.29 knm g边右= g16 左+（1-22+3）g16 右 =2.49+(1-20.442+0.443)18.66 =15.51 knm meh=-112 g左l2=-11215.293.72=-17.11 knm mhe=- meh=17.11 knm mhj=-112 g右l2=-11215.514.82=-29.78 knm mjh=- mhj=29.78 knm （2 2）分配系数 e 节点： e=ie(ie+0.9ic)= 8.21(8.21+0.910.55)=0.464 e=0.9ic(ie+0.9ic)= 0.910.55(8.21+0.910.55)=0.536 h 节点： hl=ih(ih+ih+0.9ic)=8.21(8.21+6.33+0.910.55)=0.342 jr= ih (ih+ih+0.9ic)= 6.33(8.21+6.33+0.910.55)=0.263 j=0.9ic(