土木工程毕业设计（论文）-郑州市某六层框架教学楼设计.pdf

郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 1 页 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1 绪 论 1.1 工程背景 该项目为郑州市应天中学教学楼六层钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积约为 5524.6m2；每层层高为 3.6m,本工程作为教学楼使用。室内地坪为0.000m，室外内高差 0.45m。框架梁、柱、屋面板板均为现浇。 1.1.1 设计资料 1、气象资料 最热月平均温度 27.5 摄氏度，最冷月温度- 3 摄氏度。 最大冻土深度 0.2 m，基本风荷载 w。=0.4kn/ m2；基本雪荷载为 0.4 kn/ m2。 年平均降水量 610mm。 2、地震设防烈度 7 度 3、抗震等级 三级 4、设计地震分组 场地为1类一组tg（s）=0.25s max 0.16a= （表3.8高层建筑结构 ） 1.1.2 材料 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 2 页 柱采用 c30，纵筋采用 hrb335，箍筋采用 hpb235，梁采用 c30，纵筋采用 hrb335，箍筋采用 hpb235。基础采用 c30，纵筋采用 hrb400，箍筋采用 hpb235。 1.2 工程特点 该工程为六层，主体高度为 21.6 米，属多层建筑。 多层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢- 钢筋混凝土组合结构等 类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造多层建筑的一 个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定 采用钢筋混凝土结构。 在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。高层建筑中常 用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。高层建筑随着 层数和高度的增加水平作用对高层建筑机构安全的控制作用更加显著，包括地震作用 和风荷载，高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其 所采用的机构体系又密切的相关。 不同的结构体系， 适用于不同的层数、 高度和功能。 框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载 的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架 机构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之 具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构 件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用的现浇结构。 由于本次设计是教学楼设计，要求有灵活的空间布置，和较高的抗震等级，故采 用钢筋混凝土框架结构体系。 1.3 本章小结 本章主要论述了本次设计的工程概况、相关的设计资料、高层建筑的一些特点以及 综合本次设计所确定的结构体系类型。 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 3 页 2 框架结构计算 2.1工程概况 该项目为六层钢筋混凝土框架结构体系， 总建筑面积约为5524.6 m2； 底层层高为3.6 m。总层高21.6m。室内地坪为0.000m，室外内高差0.45m。本教学楼采用柱距为7.2m 的内廊式小柱网，边跨为7.2m，中间跨为2.1m。 框架平面同柱网布置如下图 图 2.1 框架平面柱网布置 框架梁柱现浇，屋面及楼面采用 100mm 厚现浇钢筋混凝土。 框架结构承重方案的选择： 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 4 页 梁传至框架柱，最后传至地基。 根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向 框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。 2.1.1 设计资料 1、气象条件: 基本风荷载 w。=0.4kn/ m2;基本雪荷载为 0.4kn/ m2。 2、楼、屋面使用荷载： 教室 1.5kn/ m2；走道、会议室、门厅等处：2.0kn/ m2；为安全考虑，均按 2.0kn/ m2计算。 3、 工程地质条件： 建筑物场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。自上而下叙述如下： 新近沉积层（第一层） ，粉质粘土，厚度0.51.0米，岩性特点，团粒状大孔结构， 欠压密。 粉质粘土层（第二层） ，地质主要岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，具有大孔结 构，厚度约3.0米, 30 35 sk qkpa= 粉质粘土层（第三层） ，地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可 塑状态，厚度3.5米，30 35 sk qkpa= 粉质粘土层（第四层） ，岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状 态，厚度未揭露，30 35,1500 2000 skpk qkpa qkpa= 不考虑地下水。 场地位1类一组tg（s）=0.25s max 0.16a=（表3.8高层建筑结构 ） 4、屋面及楼面做法： 屋面做法：防水卷材 20mm厚砂浆找平层 炉渣混凝土找坡3% 苯板60mm厚 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 5 页 20mm厚砂浆找平层 130mm厚钢筋混凝土楼板 20mm厚混合砂浆 楼面做法：130厚混凝土楼板 水泥砂浆抹灰（楼板上下各20mm厚） 2.2梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定 初估截面尺寸： 1、柱：bh=600mm600mm 2、梁：梁编号如下图： l1: h=(1/121/8)7200=600900 取h=700mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)700=233350 取b=300mm l2: h=(1/121/8)2100=175263 取h=250mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)250=84125 取b=150mm l3: h=(1/121/8)4800=400600 取h=600mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)600=200300 取b=250mm l4: h=(1/121/8)4500=375563 取h=500mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)500=16725 0 取b=200mm l5: h=(1/121/8)3600=300450 取h=400mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)400=133200 取b=200m l6:h=(1/121/8)5100=425637 取 h=600m b=(1/31/2)h=(1/31/2)600=200300 取b=250mm 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 6 页 3、梁的计算跨度 框架梁的计算跨度以上柱形心为准，由于建筑轴线与柱轴线重合，故计算跨度如 下： 图2.3 梁的计算跨度 4、 柱高度 底层柱 h=3.6+0.45=4.05m 其它层柱 h=3.6m 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 7 页 图2.4 横向框架计算简图及柱编号 2.3荷载计算荷载计算 2.3.1 屋面均布恒载 二毡三油防水层 0.35 kn/ m2 冷底子有热玛蹄脂 0.05 kn/ m2 20mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02 20=0.4 kn/ m2 40mm厚钢筋混泥土整浇层 0.04 25=1 kn/ 预应力混凝土多孔板 （1.88+1.922）/2=1.9 kn/ m2 吊顶粉底 0.5 kn/ m2 共计 5.5 kn/ m2 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 8 页 屋面恒载标准值为： （55.8+0.24）.（7.2.2+2.1+0.24）.5.5=5160 kn 2.3.2 楼面均布恒载 按楼面做法逐项计算 水磨石地面 0.65 kn/ m2 50mm厚、钢筋混凝土整浇层 0.0525=1.25 kn/ m2 预应力混凝土多孔板 1.9 kn/ m2 吊顶粉底 0.5 kn/ m2 共计 4.3 kn/ m2 楼面恒载标准值为： （55.8+0.24）（7.22+2.1+0.24）4.3=4034 kn 2.3.3 屋面均布活载 计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载： 雪荷载标准值为：0.2（55.8+0.24）（7.22+2.1+0.24）=188 kn 2.3.4 楼面均布活荷载 楼面均布活荷载标准值为： 2.0（55.8+0.24+024）（7.22+2.1+2.4）=1884 kn 2.4梁柱自重梁柱自重 l1： bh=0.4m 0.8m 长度6.64 m 每根重量 0.83.025（0.022+0.25）=53.1 kn 根数 286=168根 l2： bh=0.250.5 长度1.86 m 每根重量0.51.8625.（0.023）=5.81 kn 根数 146=84根 l3： bh= 0.4 0.8 长度4.4 m 每根重量 0.454.42 5（0.022+0.25）=35.2 kn 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 9 页 根数 146=84根 l4： bh=0.40.8 长度4.1 m 每根重量 0.74.125（0.022+0.3）=32.8kn 根数 286=168根 l5： bh=0.4m0.8m 长度3.2 m 每根重量 3.2.0.825（0.022+0.4）=25.6 kn 根数 164=64根 l6：bh=0.40.8 长度4.7 m 每根重量0.84.725（0.022+0.4）=37.6 kn 根数46=24根 z1： 截面 0.60.6 m2 长度4.7 m 每根重量 （0.6+0.022）4.725=42.3 kn 根数 144=56根 z2： 截面 0.60.6 m2 长度3.6m 每根重量 （0.6+0.022）3.625=36.86 kn 根数 1443=168根 z3：截面0.50.5 m2 长度3.6 m 每根重量 （0.5+0.022）3.625=22.5 根数 1442=112根 表表2- 1 梁柱自重梁柱自重 梁（柱） 编 号 截面（m2） 长度（m） 根数 每根重量（kn） l1 0.40.8 6.64 168 53.1 l2 0.250.5 1.86 84 5.81 l3 0.40.8 4.4 24 35.2 l4 0.40.8 4.1 168 32.8 l5 0.40.8 3.2 64 25.6 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 10 页 l6 0.40.8 4.7 24 37.6 z1 0.60.6 4.7 64 42.3 z2 0.60.6 3.6 168 32.4 z3 0.50.5 3.6 112 22.5 梁截面尺寸（mm） 混凝土等级 横梁（bh） 纵梁（bh） ab 跨、cd 跨 bc 跨 c30 72004500 21004500 600600 柱截面尺寸（mm） 层次 混凝土等级 bh 1 c30 600600 2- 6 c30 600600 2.5墙体自重 外墙墙厚240mm，采用瓷砖贴面；内墙墙厚240mm，采用水泥砂浆抹面，内外墙均 采用粉煤灰空心砌块砌筑。 单位面积外墙体重量为：7.00.24=1.68 kn/ m2 单位面积外墙贴面重量为：0.5 kn/ m2 单位面积内墙体重量为：7.00.24=1.68 kn/ m2 单位面积内墙贴面重量为（双面抹面） ：0.362=0.72 kn/ m2 表表2.2 墙体自重墙体自重 墙体 每片面积（m2） 片数 重量（kn） 外 墙 2.854.05 4 外墙墙体 77.57 296.67 外墙墙面 23.09 3.154.05 4 外墙墙体 85.73 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 11 页 底 层 纵 墙 外墙墙面 25.52 4.054.05 1 外墙墙体 27.56 外墙墙面 8.20 5.554.05 1 外墙墙体 37.76 外墙墙面 11.24 内 墙 2.854.05 4 内墙墙体 77.57 326.59 内墙墙面 33.24 3.154.05 4 内墙墙体 85.73 内墙墙面 36.74 5.554.05 1 内墙墙体 37.76 内墙墙面 16.18 4.054.05 1 内墙墙体 27.56 内墙墙面 11.81 底 层 横 墙 外墙 6.754.05 2 外墙墙体 91.85 233.98 外墙墙面 27.34 1.954.05 2 外墙墙体 26.54 外墙墙面 7.90 4.554.05 2 外墙墙体 61.92 外墙墙面 18.43 内 墙 6.754.05 12 内墙墙体 551.12 787.32 内墙墙面 236.20 外 墙 2.853.6 20 外墙墙体 344.74 外墙墙面 102.6 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 12 页 2.6荷载总汇 顶层重力荷载代表值包括屋面恒载+50%屋面雪载+纵横梁自重+半层柱自重+半层 墙体自重。 顶层恒载 1 q ：4182.56kn 其 他 层 纵 墙 外 墙 3.153.60 4 外墙墙体 76.20 703.34 外墙墙面 22.68 4.053.6 20 外墙墙体 391.91 外墙墙面 16.64 5.553.6 2 外墙墙体 67.13 外墙墙面 28.77 内 墙 2.853.6 4 内墙墙体 68.95 815.18 内墙墙面 29.55 3.153.6 4 内墙墙体 76.20 内墙墙面 32.66 4.053.6 16 内墙墙体 391.91 内墙墙面 167.96 5.553.6 1 内墙墙体 33.57 内墙墙面 14.39 其 他 层 横 墙 外 墙 6.753.6 2 外墙墙体 81.65 207.97 外墙墙面 24.3 1.953.6 2 外墙墙体 23.59 外墙墙面 7.02 4.553.6 2 外墙墙体 55.04 外墙墙面 16.38 内 墙 6.753.6 28 内墙墙体 1143.07 1632.96 内墙墙面 489.89 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 13 页 顶层活载 2 q ：190.98kn 顶层梁自重 3 q ： 1 l + 2 l + 3 l + 4 l + 5 l + 6 l =1650.88+82.65+105.68+36.56+33.08+112.68+39.58 =2061.11kn 顶层柱自重 4 q ：21.6152=1123.72kn 顶层墙自重 5 q ：703.34+851.18+207.97+1632.96=1677.7 kn g6= 1 q +1/2 2 q + 3 q +1/2 4 q +1/2 5 q =9759.58 kn 其他层重力荷载代表值包括楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱 及纵横墙体自重。 g5=3093.05+1/22387.31+2061.11+1123.72+3359.452=7830.99 kn g4=g3=g2=7830.99kn 1 g =3093.05+1/22387.31+2061.11+1/21123.72+1/224.3162=10756.34kn 门窗荷载计算 m- 1、m- 2采用钢框门，单位面积钢框门重量为0.4kn/ m2 m- 3、m- 4、m- 5采用木门，单位面积木门重量为0.2 kn/ m2 c- 1、c- 2、c- 3、c- 4、c- 5、均采用钢框玻璃窗，单位面积钢框玻璃窗重量为0.45 kn/ 表表2.3 门窗重量计算门窗重量计算 层号 门窗号 单位面积（m2） 数量 重量(kn) 一 至 六 层 m- 1 0.9 2.1 49 2.23 242.23 m- 2 3.62.7 1 5.78 c- 1 1.81.5 46 3.75 c- 2 1.51.5 6 1.24 c- 3 1.21.5 5 32.99 c- 4 1.21.5 4 42.54 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 14 页 1、底层墙体实际重量： 1 g =10342.04 kn 2、二至六层实际重量： g2=g3=g4=g5=g6=9721.5kn 建筑物总重力荷载代表值=48607.5kn 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 15 页 3水平地震作用下框架的侧向位移验算 3.1横向线刚度 混凝土 c30 7 3 10 c e = kn/ m2 在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板的楼面，板可以作为梁的有效 翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性 矩时，对现浇楼面的边框架取i =1.5 0 i （ 0 i 为梁的截面惯性矩） 。对中框架取i =2.0 0 i 。 若为装配楼板，现浇层的楼面，则边框架梁取i =1.2 0 i ，对中框架取i =1.5 0 i 。 横向线 刚度计算见表4.1。 3.1.1 横向框架柱的侧移刚度 d 值 柱线刚度列于表 3.1，横向框架柱侧移刚度 d 值计算见表 3.2。 3.1.2 横向框架自振周期 按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方 法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基 本公式。 表表 3.1 柱线刚度柱线刚度 柱号 z 截面 （m2） 柱高度 （m） 惯性矩 线刚度 3 0 12 bh i =（m4） c c ei k h =（knm） 1 z 0.60.6 4.05 3.410- 3 5.45104 2 z 0.60.6 3.6 3.410- 3 8.02104 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 16 页 表表 3.2 横向框架柱侧移刚度横向框架柱侧移刚度 d 值计算值计算 项目 柱类型 层 () 2 () b c b c k k k k k k = = 一般层 底层 2 0 5 () 2 k k a a = + = （一般层） +k . 底层 +k 2 12 (/) c dkkn m h a= 根 数 底 层 边框架 边柱 4.25/5.45=0.78 0.421 15738 4 边框架 中柱 2.44+4.25/5.45=1.228 0.517 18672 4 中框架 边柱 5.24/5.45=0.961 0.276 15423 28 中框架 中柱 5.24+3.14/5.45=1.538 0.613 20961 28 d 1109984 二 至 六 层 边框架 边柱 4.25+4.25/27.2=0.59 0.203 17542 4 边框架 中柱 （4.25+2.44） 2/14.4=0.929 0.321 24758 4 续表续表 3.2 项目 柱类型 层 () 2 () b c b c k k k k k k = = 一般层 底层 2 0 5 () 2 k k a a = + = （一般层） +k . 底层 +k 2 12 (/) c dkkn m h a= 根 数 二 至 中框架 边柱 （6.45+6.45） 2/14.4=0.896 0.213 23146 28 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 17 页 六 层 中框架 中柱 （6.45+4.25） 2/14.4=1.486 0.287 34571 28 d 1567452 这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期： 9 10 1.7tta=d 式中 0 a基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取 0.6； td 框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移； td 是将框架的重力荷载视为水平作用力， 求得的假 想框架顶点位移。然后由 td 求出 1 t ，再用 1 t 求出框架结构的底部剪力，进而求出框架 各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表 3.3。 表表 3.3 横向框架顶点位移横向框架顶点位移 层 次 i g（kn） i g（kn） i d（kn/m） 层间相对位移 i d i i g d = i d 6 9721.5 8891.82 1461660 0.0076 0.2864 5 9721.5 13725.13 1461660 0.0138 0.3715 4 9721.5 28438.16 1461660 0.0146 0.2564 3 9721.5 32331.72 1461660 0.0256 0.1702 2 9721.5 46145.08 1461660 0.0327 0.1431 1 10342.04 5824.03 1109984 0.0678 0.0678 10 1.7tta=d =1.70.60.31960.577= 3.2 横向地震作用计算 在 i 类场地，6 度设防区，设计地震分组为第二组情况下，结构的特征周期 g t =0.25s， 水平地震影响系数最大值 6 max a=0.16。 由于 1 t =0.577 g t =1.40.25=0.35（s） ，应考虑顶点附加地震作用。 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 18 页 按底部剪力法求得的基底剪力，若按 ii iek ii g h ff g h = 分配给各层，则水平地震作用呈倒 三角形分布。 对一般层，这种分布基本符合实际。但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型 分解法求得的结果，特别对于周期比较长的结构相差更大。地震的宏观震害也表明，结 构上部往往震害很严重。因此， n d即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。 n d 考虑了结构周期和场地的影响。且修正后的剪力分布与实际更加吻合。 n d=0.08 1 t +0.01=0.080.577+0.01=0.0562 结构横向总水平地震作用标准值： ek f=（ g t / 1 t ） max a0.85 7 1 i i g = =（0.25/0.850）0.90.160.8588844.15=5691.88kn 顶点附加水平地震作用： nek fd=0.0685681.88=387.05kn 各层横向地震剪力计算见表 3.4，表中： 7 1 (1) ii iekn jj j g h ff g h d = =- 横向框架各层水平地震作用和地震剪力。 表表 3.4 各层横向地震作用及楼层地震剪力各层横向地震作用及楼层地震剪力 层 次 i h（m） i h （m） i g （kn） () ii g h kn m 7 1 ii jj j gh gh = i f （kn） i v （kn） 6 3.6 21.6 9721.5 209984.4 0.123 1045.34 3614.25 5 3.6 18.0 9721.5 174987 0.104 614.62 4142.73 4 3.6 14.4 9721.5 139989.6 0.083 553.24 4674.14 3 3.6 10.8 9721.5 104992.2 0.072 462.16 5261.27 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 19 页 2 3.6 7.2 9721.5 69994.8 0.053 312.43 5517.34 1 4.05 4.05 10342.04 41885.26 0.031 181.56 5730.74 注：表中第 6 层 i f中加入了 n fd，其中 n fd =387.05kn。 3.3 横向框架抗震变形验算 详见表 3.5。 表表 3.5 横向框架抗震变形验算横向框架抗震变形验算 注：层间弹性相对转角均满足要求。 e q e q=1/450。 （若考虑填充墙抗力作用为 1/550） 3.4 水平地震作用下横向框架的内力分析 本设计取中框架为例，柱端计算结果详见表 3.1。地震作用下框架梁柱弯矩，梁端剪 力及柱轴力分别见表 3.2。 层次 层间剪力 i v （kn） 层间刚度 i d （kn） 层间位移 i i v d （m） 层高 i h （m） 层间相对弹性 转角 e q 6 3884.23 1461660 0.00266 3.6 1/1353 5 4485.89 1461660 0.00307 3.6 1/1173 4 4974.74 1461660 0.0034 3.6 1/1058 3 5350.78 1461660 0.00366 3.6 1/983 2 5619.38 1461660 0.00384 3.6 1/938 1 5780.54 1109984 0.00521 4.05 1/691 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 20 页 图 3.1 地震中框架弯矩图（kn/m） 图 3.2 地震力作用下框架梁端剪力及柱轴力(kn) 3.5 竖向荷载作用下横向框架的内力分析 仍以中框架为例进行计算。 3.5.1 荷载计算 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 21 页 a4.0 1/22.0m= a /l2.0/7.80.26a= 23 1 21 0.135+0.018=0.883aa-+= - 第 6 层梁的均布线荷载 cd 跨： 屋面均布恒载传给梁 4.384.50.836=16.48kn/m 横梁自重（包括抹灰） （0.4+0.022）0.825=8.8kn/m 恒载： 25.28kn/m de 跨： 屋面均布恒载传给梁 4.384.50.836=16.48kn/m 横梁自重（包括抹灰） （0.25+0.022）0.4525=3.26kn/m 恒载： 19.74kn/m 第 25 层梁均布线荷载 cd 跨： 楼面均布恒载传给梁 3.244.50.836=12.19kn/m 横梁自重（包括抹灰） （0.4+0.022）0.825=8.8kn/m 无横墙 恒载： 20.99kn/m de 跨： 楼面均布恒载传 3.244.50.836=12.19kn/m 横梁自重（包括抹灰） （0.25+0.022）0.4525=3.26kn/m 恒载： 15.45kn/m 第 25 层集中荷载： 纵梁自重（包括抹灰） ： （0.25+0.022）0.45254.5=14.67kn 外纵墙自重（包括抹灰） ： （1.68+0.72）3.6（4.5- 0.60）=33.70 kn 内纵墙自重： （1.68+0.72）3.6（4.5- 0.60）=33.70 kn 柱自重（包括抹灰） ： 0.490.493.625=21.609 kn 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 22 页 总计： 103.68 kn 第 1 层梁均布线荷载 cd跨恒载： 20.99kn/m de 跨恒载： 15.45kn/m 第 1 层集中荷载： 纵梁自重（包括抹灰） ： 14.67 kn 纵墙自重（包括抹灰） ： 15.45kn 柱自重（包括抹灰） ： 24.31kn 总计： 90.87 kn 活荷载计算： 屋面梁上线活荷载 1 q0.883 4.0 0.51.77kn/m= 楼面梁上线活荷载 2 q0.883 4.0 2.58.83kn/m= 边框架恒载及活荷载 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 23 页 3.5.2 用弯矩分配法计算框架弯矩 竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与 民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑 活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载在总荷载比例较大时，可在截面配 筋时，将跨中弯矩乘 1.11.2 的放大系数予以调整。 固端弯矩计算 （1）恒荷载作用下内力计算 将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。 （2）活荷载作用下内力计算 将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。 表表 3.6 固端弯矩计算固端弯矩计算 层数 简图 边跨框架梁 顶层 1.77kn/m 22 22 11 ql =1.77kn/m 1212 7.8 m8.97kn m = 底层 8.83kn/m 22 22 11 ql =8.83kn/m 1212 7.8 m44.77kn m = 2、分配系数计算 考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度。 各杆端分配系数见表 3.7 表表 3.7 各杆端分配系数各杆端分配系数 层号 节点 c 各杆端分配系数 节点 d 各杆端分配系数 顶层 c9c8 0.58 d9d8 0.51 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 24 页 c9d9 0.42 d9c9 0.37 d9e9 0.12 标准 层 c8c9 0.37 c8c7 0.37 d8d9 0.34 d8d7 0.34 c8d8 0.26 d8c8 0.25 d8e8 0.07 底层 c1c2 0.4 c1c0 0.31 d1d2 0.37 d1d0 0.28 c1d1 0.29 d1c1 0.27 d1e1 0.08 3、传递系数 远端固定，传递系数为 1/2； 4、弯矩分配 恒荷载作用下，框架的弯矩分配计算 3.4，框架的弯矩图见图 3.5；活荷载作用下，框架 的弯矩分配计算见图 3.6，框架的弯矩图见图 3.7； 竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为 0.8，调幅后， 恒荷载及活荷载弯矩见图 3.5，图 3.7 中括号内数值。 图 3.4 恒载作用下框架弯矩图 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 25 页 0.20 0.20 0.15 -0.05 -0.07 -0.07 -0.02 21.43 18.58 40.02 40.99 -17.05 -16.31 -7.63 0.37 0.37 0.26 6 层 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.93 5.83 -6.7 -6.7 -4.30 -4.30 -3.03 1.89 2.57 2.57 0.53 -2.1 5 -2.16 0.95 -1.52 1.23 1.28 1.24 1.24 0.87 -0.25 -0.34 -0.34 -0.06 19.63 19.62 -39.25 40.87 -16.64 -16.59 -7.65 0.37 0.37 0.26 5 层 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.92 5.82 -6.7 -6.7 -4.31 -4.31 -3.03 1.89 2.57 2.57 0.54 -2.15 -2.15 0.95 -1.51 1.28 1.28 1.24 1.24 0.87 -0.26 -0.36 -0.36 -0.07 19.62 19.62 -39.25 40.86 -16.61 -16.61 -7.65 0.37 0.37 0.26 4 层 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.93 5.83 -6.7 -6.7 -4.31 -4.31 -3.03 1.89 2.57 2.57 0.54 -2.15 -2.15 0.95 -1.52 1.28 1.28 1.24 1.24 0.88 -1.26 -0.35 -0.35 -0.07 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 26 页 19.62 19.62 -39.25 40.86 -16.6 -16.6 -7.65 0.37 0.37 0.26 3 层 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.28 -4.92 5.83 -6.7 -6.7 -4.31 -4.31 -3.02 1.89 2.57 2.57 0.54 -2.15 -2.28 0.95 -1.51 1.28 1.39 1.29 1.29 0.90 -0.29 -0.39 -0.39 -0.08 19.67 19.54 -39.21 40.84 -16.64 -16.53 -7.66 0.37 0.37 0.26 2 层 0.25 0.34 0.34 0.07 -44.77 44.77 -5.36 16.56 16.56 11.65 -9.85 -13.40 -13.40 -2.76 8.28 8.96 -4.93 5.82 -6.7 -7.29 -4.55 -4.55 -3.20 2.04 2.78 2.78 0.57 -2.15 0.64 -0.59 0.64 1.02 0.44 -1.60 0.07 1.28 0.10 0.04 0.10 0.02 18.78 21.02 -39.79 41.25 -15.94 -17.77 -7.53 0.4 0.31 0.29 1 层 0.27 0.37 0.28 0.08 -44.77 44.77 -5.36 17.91 13.88 12.98 -10.64 14.58 -11.03 -3.15 8.28 -5.32 6.49 -6.7 -1.18 -0.92 -0.86 0.05 0.08 0.06 0.02 -2.28 0.03 -0.43 1.39 0.9 0.70 0.65 -0.26 -0.36 -0.17 -0.01 23.63 13.66 -37.29 40.67 -21.2 -10.97 -8.49 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 27 页 3.6 梁端剪力及柱轴力的计算 梁端剪力： qm vvv=+ 式中： q v 梁上均布荷载引起的剪力， 1 2 vql=； m v 梁端弯矩引起的剪力， m mm v l - = 左右 。 柱轴力： nvp=+ 式中：v 梁端剪力； p 节点集中力及柱自重。 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 28 页 4 内力组合 4.1 框架梁内力组合 在恒载和活载作用下，跨间 max m可以近似取跨中的m 代替： 2 max 1 8 mm mql + - 左右 2 式中 m左、m右梁左、右端弯矩，见图 2- 13、2- 15 括号内数值。 跨中m 若小于 2 1 16 ql 应取m 2 1 16 ql 在竖向荷载与地震组合时，跨间最大弯矩 gc m采用数解法计算，如图 4.1 所示。 l -m左m 右 l m右 -m左 / / - + + = = - + + + + - + + / 2 1/2ql 1/2ql 2 2 1/2ql v右 v左 右v 左v 右m左m右mm左 2 1/2ql qq ll 2 1/8ql 1x mgfmef mge mee fe frer mgfmge mef eemq 左震 l 图 4.1 框架梁内力组合图 图 4.2 调幅前后剪力值变化 图中 gc m、 gd m重力荷载作用下梁端的弯矩； ec m、 cd m水平地震作用下梁端的弯矩 c r 、 d r 竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力。 对 d r 作用点取矩： c r 2 ql - 1 l ( gd m - gc m+ ec m + ed m)处截面弯矩为： 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 29 页 m x= cx r - 2 2 qx - gc m+ ec m 由 m d dx =0,可求得跨间 max m的位置为 1 x = c r q 将 1 x 代入任一截面x处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为： max m= gc m= 2 2 a r q - gc m+ ec m = 2 2 qx - gc m+ ec m 当右震时公式中 ec m、 ed m反号。 gc m及 1 x 的具体数据见表 4.1 ,表中 c r 、 gc m、 1 x 均有两组数据。 表表 4.1 ge m及及 1 x值计算值计算 6 d左 m - 69.7 5 - 32.7 m 158.3 3 - 129.48 - 309.15 102.5 1 v 74.14 34.65 49.02 137.48 173.48 d右 m - 11.9 - 6.12 101.2 3 - 22.85 113.65 - 149.5 5 v 21.9 11.92 96.41 42.97 158.7 7 跨 中 cd m 75.27 29.84 132.1 363.67 48.10 de m 7.39 3.42 13.66 5 c右 m - 67.3 4 - 31.4 232.1 2 - 124.77 202.11 - 401.4 0 v 73.44 34.27 59.39 136.11 185.9 0 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 30 页 d左 m - 69.7 6 - 32.69 m 195.4 2 - 129.48 - 357.37 150.7 2 v 74.14 34.65 59.39 137.48 186.97 d右 m - 11.9 - 6.12 126.7 8 - 22.85 146.86 - 182.7 7 v 21.9 11.92 120.74 42.97 190.3 9 跨 中 cd m 75.26 34.58 138.72 429.58 28.68 de m 7.39 2.85 12.86 4 c右 m 67.35 - 31.4 248.5 8 36.86 385.13 - 261.1 7 v 73.47 34.27 93.94 136.14 230.8 5 d左 m - 69.7 5 - 32.69 m 221.8 - 129.47 - 391.65 185.0 3 v 74.13 34.65 63.94 137.47 192.87 d右 m 11.89 - 6.12 141.8 5.7 194.94 - 173.7 4 v 21.9 11.92 135.05 42.97 209.0 0 跨 中 cd m 75.26 24.58 124.72 469.75 20.06 de m 7.39 2.82 12.82 3 c右 m - 67.3 - 31.37 284.4 - 124.68 270.14 - 469.3 0 v 73.44 34.27 73.2 136.11 203.8 5 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 31 页 d左 m - 69.7 - 32.67 m 242.6 6 - 129.38 - 418.7 212.2 2 v 74.14 34.65 73.2 137.48 204.92 d右 m -11.9 -6.13 155. 14 -22.86 183.72 -219. 64 v 21.9 11.92 147.75 42.97 225.5 1 跨 中 cd m 75.31 22.84 122.35 526.02 11.44 de m 7.39 2.62 12.54 2 c右 m -68.2 6 -31.8 3 302. 4 -126.47 292.11 -494. 13 2 v 73.47 34.29 77.84 136.17 209.9 3 d左 m - 70.4 4 - 33 m 258.0 3 - 130.73 - 439.77 231.11 v 74.1 34.63 77.84 137.40 210.89 d右 m - 11.6 6 - 6.02 164.9 7 - 22.42 196.86 - 232.0 7 v 21.9 11.92 157.11 42.97 237.6 8 跨 中 cd m 74.46 22.58 120.96 558.17 7.52 de m 7.39 2.62 12.54 1 c右 m - 63.9 9 - 29.83 312.7 2 - 118.55 311.85 - 501.2 2 郑州铁路职业技术学院毕业设计（说明书）第 32 页 v 73.21 34.09 79.73 135.58 211.96 d左 m - 68.2 2 - 32.54 m 261.3 5 - 127.42 - 441.14 238.3 7 v 74.43 34.87 79.73 138.13 213.89 d右 m - 13.4 3 - 6.79 167.0 9 - 25.62 197.03 - 237.4 1 v 21.9 11.92 159.13 42.97 240.3 0 跨 中 cd m 77.71 23.38 125.99 583.54 9.54 de m 7.39 2.62 12.54 注：表中恒载和活载的组合,梁端弯矩取调幅后的数值,剪力取调幅前的较大值。图中 m左、m右为调 幅前弯矩值，m左、m右为调幅后弯矩值。剪力值应取 v左和 v左。 4.1.1 柱内力组合 框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面组合结果见表 4.4、表 4.5。表中系数b是 考虑计算截面以上各层活载不总是同时满布而对楼面均布活载的一个折减系数，称为活 载按楼层的折减系数，取值见表 4.3。 表表