土木工程毕业设计（论文）-郑州某企业六层办公楼框架结构设计.pdf

毕业设计说明书 六层办公楼设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 考号： 姓名： 日期：2013 年 6 月 目目 录录 前言1 第一章 毕业设计目的及任务2 第一节 毕业设计目的2 第二节 建筑设计任务2 第三节 结构设计任务4 第二章 建筑设计6 第一节 建筑设计总说明6 第二节 平面设计7 第三节 立面设计11 第四节 剖面设计12 第三章 结构设计13 第一节 结构方案选择 13 第二节 计算简图及构件选型14 第三节 荷载计算16 第四节 竖向荷载作用下的框架内力计算18 第五节 风荷载作用下的框架内力及侧移计算23 第六节 水平地震作用下的框架内力及侧移计算26 第七节 框架内力组合 29 第八节 截面设计35 第九节 基础设计48 第十节 楼梯设计56 主要参考资料63 郑州某办公楼框架结构设计郑州某办公楼框架结构设计 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。 本组毕业设计题目为某办公楼框架结构设计 。在毕设前期， 我温习了 结构力学 、 钢筋混凝土 、 建筑结构抗震设计 等知识， 并借阅了抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载规范等规范。在毕设 中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结 构设计。 本组在校成员齐心协力、 分工合作， 发挥了大家的团队精神。 在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指 正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设 计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等 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。在进行内力组合的计算时，进一步了解了 excel。在绘图时熟练 掌握了 autocad，以上所有这些从不同方面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，辅 以一些计算软件的校正。 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。 二零一三年六月十日 第一章第一章 毕业设计目的及任务毕业设计目的及任务 第一节 毕业设计目的 毕业设计是重要的教学实践环节， 通过多层办公楼楼设计达到下 列目的： 1、获得工程师的基本训练，培奍学生运用所学的理论知识，解 决实际问题的能力。 2、掌握设计的程序、方法，通过毕业设计练好基本功。 3、培养学生独立思考与独立工作的能力，为毕业后尽快适应本 专业工作打下良好的基础。 第二节 建筑设计任务 一、设计任务一、设计任务 1.该综合办公楼位于郑州市某路东段，采用现浇钢筋混凝土框架 结构，楼面采用现浇钢筋混凝土板。基础采用柱下条形基础或独 立基础。 2.该综合办公楼总建筑面积约为 35004500 平方米，总层数为六 层，建筑高度不超过 24 米，地震设防烈度为 7 度，建筑场地类 别为 ii 类，耐火等级为 ii 级 第三节 结构设计任务 1、土壤冻结深度：-1.2 米。 2、风荷载：基本风压 0.65kn/m 2。 3、雪荷载：基本雪压 0.5kn/m 2。 4、设计烈度：抗震设防烈度为 7 度。 5、建筑场地类别：三类场地土。 6、结构形式：钢筋混凝土结构框架体系。 二、设计任务二、设计任务 1、确定结构体系形成，叙述其理由。 2、结构的计算程序、方法。 3、建议采用我们已学过的计算方法。 4、框架、基础、楼梯、板、雨篷等计算。 三、设计成果三、设计成果 符合制图标准及有关规定，主要图纸应基本达到施工图深度；图 纸数量一般为 1016 张（按 a2 号图计） ，比例一般为 1：1001： 200，详图可采用 1：10- 50。建筑图应包括设计说明、门窗表、建筑 平面图（首层、标准层与顶层） ；立面图、剖面图（见楼梯） 、楼梯平 面及剖面图；节点构造详图等内容。结构施工图应包括首层结构平面 布置图、标准层结构平面布置图、屋面结构平面布置图、框架、梁、 柱、板配筋图、楼梯平面及配筋图、节点详图等内容。 第二章第二章 建筑设计建筑设计 第一节 建筑设计总说明 本办公楼主要依据任务书所提要求进行设计。 设计时首先考虑了 满足使用功能上的需求，给办公创造良好条件；其次，考虑到结构计 算的简便，为使手算工作量不太繁重，在平面及立面造型上力求简洁 明快；最后，在满足使用功能的前提下，为使所有房间都统一到本办 公楼里来，对个别房间的使用面积作了小幅调整。 本办公楼设计为六层，建筑面积为4500平方米，平均人均占建筑 面5.74平方米。为了减少北大街车辆人流的干扰，办公楼楼北墙距大 街中心61米，并紧贴街边设置了绿化隔离带，房间的布置形式上采用 了内廊式，将房间布置在了走廊的两侧。 办公楼楼采光要求窗地面积比为1/61/8。 本办公楼楼标准教室 尺寸为4500mm7200mm，需窗户面积为8.110.8平方米，因此采用 了两樘3000mm2400mm的塑钢窗，共14.4平方米。其余房间也均能满 足采光要求。 根据任务书要求，本办公楼为钢筋混凝土框架结构，建筑类别为 丙级，为一般民用建筑，所选建筑材料符合二级耐火等级，按合理使 用年限为50年设计。 设计中主要依据了以下设计规范： 1、钢筋混凝土结构设计规范（gbj10- 89） 2、钢筋混凝土结构计算手册 地震出版社（1990） 3、钢筋混凝土结构教材（上，下） 4、结构力学教材 5、建筑结构抗震教材 6、建筑结构荷载规范（gbj7- 87） 7、建筑地基基础设计规范（gbj7- 89） 8、各类构件的标准图集； 9、房屋建筑制图统一标准（gbj1- 86） 10、建筑结构制图标准（gb/t50105- 2001） 11、民用建筑设计通则（jgj37- 87） 12、办公建筑设计规范（jgj67- 89） 13、建筑设计资料集（第二版） 14、建筑结构荷载规范（gb50009- 2001） 15、砼结构设计规范（gb50010- 2002） 16、建筑抗震设计规范（gb50011- 2001） 17、pkpm 使用手册 18、autocad 使用手册 第二节 平面设计 平面设计首先考虑满足使用功能的需求， 为办公和会议创造良好 的条件，重点考虑了交通组织、采光、通风的良好配置，同时还要合 理地安排活动厅、微机中心、接待室等辅助用房。平面尺寸安排上为 简化结构计算采用了对称形式。功能分区较为合理，人流交通便捷、 畅通，保证良好的安全疏散条件及安全防火要求。 第三节 立面设计 在简单的体型组合前提下，力求运用均衡、韵律、对比、统一等 手段，把适用、经济、美观有机的结合起来。 在正立面处理上，将两个楼梯间的外墙设计时为玻璃幕墙，既增 加了采光，又使整个建筑显得活泼而不呆板，同时大门采用了不锈钢 玻璃弹簧门，上配玻璃雨篷，下为花岗岩室外台阶，均使立面效果增 色不少。 第四节 剖面设计 建筑物室内外高差取 0.45 米，满足防水、防潮和内外联系方便 的要求。 层高的确定，按公共建筑设计规范（gbj 9986）的要求， 考虑到本办公楼楼为框架结构，框架梁的截面高度较高，故层高取值 为 3.9 米。这样的层高，对布置窗户满足采光与自然通风要求来讲已 足够。对于底层的接待室，为了使后排也能获得较高的空间，将前部 地面下降 0.45 米（三步台阶的高度）。另外，办公室的层高也统一 取为 3.9 米。 第三章第三章 结构设计结构设计 第一节 结构方案的选择 依据混凝土结构设计规范 （gb 500102002）及建筑地基 基础设计规范 （gb 50007-2002）本办公楼框架结构的抗震等级为七 级、地基基础设计等级为丙级。 一、上部结构承重方案的选择一、上部结构承重方案的选择 根据建筑设计结果，本办公楼楼结构平面布置较为规则，荷载分 布比较均匀， 故考虑按横向框架承重的全现浇钢筋混凝土框架结构计 算。 结构平面布置示意图如下： 二、基础类型的确定二、基础类型的确定 上部结构荷载不大，且地基均匀，地基承载力适中，故基础可做 成柱下独立基础， 持力层为粗砂层 （地基承载力特征值 fak250kpa） 。 初步拟定基础顶面标高为1.300 m。 第二节 计算简图及构件选型 一、计算简图一、计算简图 由结构平面示意图知， 采用横向框架承重方案时， 需要计算轴、 轴、轴、轴、轴、轴处共 6 榀框架，现选其中有内横墙的 轴处框架进行手算。 因建筑设计时，有部分柱的中心并未与定位轴线重合，而在结构 计算中，梁的计算跨度应取柱中心线之距离，故某些梁的计算跨度与 定位轴线间距不等，需重新计算确定。初步确定框架柱截面尺寸为 500 mm500 mm，故轴处框架梁的计算跨度分别为：7.0 m、3.0 m 和 7.0 m。 由初步拟定的基础顶面标高为-1.300 m 可得底层柱的计算高度 为 5.2 m,其余各层柱计算高度均为 3.9 m。 轴处框架计算简图如下： 二、主要构件选型二、主要构件选型 1、框架梁。 梁截面高度按梁跨度 1/121/8 估算，边跨梁：bh300700 （mm） ；中跨梁：bh300500（mm） 。 3、现浇板。 屋面板厚度取为 h100 mm，楼面板厚度取 h120 mm。均满足 “规范”要求。 4、连系梁。 连系梁的截面尺寸取 bh300570（mm） ，截面高度取 570 mm 是为了满足建筑上的要求，使外纵墙的连系梁兼做窗户过梁。 2、框架柱。 经估算，在满足三级抗震等级轴压比的前提下，柱截面尺寸为： bh500500（mm） ，沿全柱高不变。 3、现浇板。 屋面板厚度取为 h100 mm，楼面板厚度取 h120 mm。均满足 “规范”要求。 4、连系梁。 连系梁的截面尺寸取 bh300570（mm） ，截面高度取 570 mm 是为了满足建筑上的要求，使外纵墙的连系梁兼做窗户过梁。 三、三、框架梁、柱截面特征及线刚度计算框架梁、柱截面特征及线刚度计算 对于本工程，因为全现浇结构，故该榀框架梁的截面惯性矩取值 为 i2i0。计算结果见表 1。 表 1 框架梁、柱截面特征及线刚度计算表 构件 名称 构件 位置 截面尺寸 bh (mm) 跨(高)度 l(h) (m) 截面惯性矩 i0 (m4) 截面计算 惯性矩 i0 (m4) 杆线刚度 i=ec/ l(h) 线刚度 相对值 (ib/ic) 梁 边跨 0.30.7 7.0 8.57510- 3 17.1510- 3 2.45 ec10- 3 1.84 中跨 0.30.5 3.0 3.12510- 3 6.2510- 3 2.083 ec10- 3 1.56 柱 底层 0.50.5 5.2 5.20810- 3 5.20810- 3 1.002 ec10- 3 0.75 其余层 0.50.5 3.9 5.20810- 3 5.20810- 3 1.335 ec10- 3 1 第三节 荷载计算 一、屋面梁荷载一、屋面梁荷载 1、屋面荷载。 计算结果见表 2。 表 2 屋面荷载计算表 荷载类别 荷载名称 荷载标准值(kn/m 2) 备注 恒 载 3 厚 sbs 0.05 20 厚水泥沙浆找平层 0.0220=0.4 水泥炉渣找坡层(平均厚度125) 0.12514=1.75 100 厚聚苯板保温层 0.10.2=0.02 100 厚现浇屋面板 0.125=2.5 20 厚板底粉刷 0.0217=0.34 合计 5.06 活 载 雪荷载 0.5 因活荷载不小 于雪荷载， 故雪 荷载舍去。 屋面均布活荷载 0.5 合计 0.5 2、屋面梁自重。 边跨梁及梁侧粉刷重：0.30.6250.020.61724.91 （kn/m） ， 中跨梁及梁侧粉刷重：0.30.4250.020.41723.27 （kn/m） 。 3、屋面梁线荷载。 计算结果见表 3。 表 3 屋面梁线荷载计算表 构件位置 荷载类别 线荷载标准值(kn/m) 备注 边 跨 恒载 5.064.5+4.91=27.68 活载 0.54.5=2.25 中 跨 恒载 5.064.5+3.27=26.04 活载 0.54.5=2.25 二、楼面梁荷载二、楼面梁荷载 1、楼面荷载 计算结果见表 4。 表 4 楼面荷载计算表 荷载类别 荷载名称 荷载标准值(kn/m 2) 备注 恒 载 30 厚水磨石面层 0.65 120 现浇钢筋混凝土楼板 0.1225=3 20 厚板底粉刷 0.0217=0.34 合计 3.99 活 载 室内 2.00.91.8 折减系数 0.9 走廊 2.5 2、楼面梁自重。 边跨梁及梁侧粉刷重：0.30.58250.020.581724.74 （kn/m） 中跨梁及梁侧粉刷重：0.30.38250.020.381723.11 （kn/m） 3、内横墙自重。 砌体： （3.90.5）0.285.44（kn/m） 双面粉刷： （3.90.5）0.021722.31（kn/m） 合计：7.55 kn/m。 4、楼面梁线荷载。 计算结果见表 5。 表 5 楼面梁线荷载计算表 构件位置 荷载类别 线荷载标准值(kn/m) 备注 边 跨 恒载 3.994.5+7.75+4.74=30.45 活载 1.84.5=8.1 中 跨 恒载 3.994.5+3.11=21.07 活载 2.54.5=11.25 三、风荷载三、风荷载 本办公楼楼基本风压：wk0.65 kn/m 2,风荷载体型系数：迎风面 s m=0.8, 背风面 s m=-0.5,地面粗糙度类别为 c 类；女儿墙高 0.9 m， 室内外高差 0.45 m。风压高度变化系数见下图： 将风荷载作为集中荷载作用在框架节点上，可由公式 f= s m z mw0a 求得每层楼面处的风荷载值。计算结果见表 6。 表 6 风荷载计算结果表 作用点 二层楼面 三层楼面 四层楼面 五层楼面 六层楼面 屋面 水平风力 f(kn) 10.34 9.29 9.29 9.32 10.04 13.59 第四节 竖向荷载作用下的框架内力计算 一、分层法内力计算一、分层法内力计算 采用分层法进行近似计算。因屋面活荷载很小，故不考虑活荷载 的最不利布置，按满载计算，在后面的内力组合中，屋顶的“恒载+ 活载”总值按恒载处理；其余楼层按恒载和活荷载最不利布置分别计 算。 弯矩计算结果以弯矩图的形式列于表 7。 109.96 -54.34 -73.55 -77.59 97.08 -97.02 -56.11 -77.59 -77.59 -77.59 -101.3 -101.3 -101.3 -101.3 -101.3 -42.32-42.32 -101.3 -101.3 -101.3 -101.3 -101.3 -77.59 -77.59 -77.59 -56.11 -97.02 97.08 -77.59 -73.55 -54.34 109.96 -23.86 -18.62 -18.62 -18.62 -18.62 -19.1 -42.32-42.32 -42.32-42.32 -42.32-42.32 -42.8-42.8 恒载作用下弯距作用分配图 -21.11 26.41 -30.95 -19.11 -7.86 -19.11-21.11 -30.95 26.41 -21.11 26.41 -30.95 -19.11 -19.11 -7.86 -30.95 26.41 -21.11 -21.11 26.41 -30.95 -19.11 -19.11 -7.86 -30.95 26.41 -21.11 -7.86 26.41 -21.11 -30.95 -19.11 -19.11 -30.95 -21.11 26.41 -20.03 26.96 -30.01 -19.64 -7.98 -19.64 -30.01 26.96 -20.03 活载作用下弯距作用分配图 二、竖向荷载作用下框架梁内力组合二、竖向荷载作用下框架梁内力组合 根据分层法计算结果， 把同一开口框架按恒载和活载最不利布置 引起的弯矩相加，可求得梁端弯矩组合值，同样，跨中弯矩及梁端剪 力也由恒载和活载最不利布置组合求得。 考虑到钢筋混凝土结构的内力重分布， 将竖向荷载作用下的梁端 弯矩进行调幅，本框架取调整系数为=0.9，并将梁端所减少的弯矩 平均值加到跨中弯矩上，当跨中为负弯矩时，不进行弯矩调幅。 竖向荷载作用下框架梁内力组合汇总见表 8。 表 8 竖向荷载作用下框架梁内力组合汇总表 楼层 构件 名称 控制截面 弯矩值 （knm） 调整后弯矩值 （knm） 梁端剪力 恒载 活载 恒载 活载 恒载 活载 顶 边 跨 a 端 -54.34 0.9 -48.91 99.98 跨中 +109.96 +125.09 层 梁 b 端 -97.02 0.9 -87.32 112.18 中 跨 梁 b 端 -56.11 0.9 -50.5 43.0 跨中 -23.86 -23.86 标 准 层 边 跨 梁 a 端 -77.59 -21.11 0.9 -69.83 -19.0 103.19 27.75 跨中 +97.08 +26.41 +114.98 +31.61 b 端 -101.3 -30.95 0.9 -91.17 -27.86 109.96 34.98 中 跨 梁 b 端 -42.32 -19.11 0.9 -38.08 -17.2 31.6 26.23 跨中 -18.62 -7.86 -18.62 -7.86 底 层 边 跨 梁 a 端 -73.55 -20.03 0.9 -66.19 -18.03 102.61 32.2 跨中 +99.0 +26.96 +116.57 +32.06 b 端 -101.3 -30.01 0.9 -91.17 -27.91 110.54 35.17 中 跨 梁 b 端 -42.8 -19.64 0.9 -38.52 -17.67 31.6 26.52 跨中 -19.1 -7.98 -19.1 -7.98 三、竖向荷载作用下框架柱内力计算三、竖向荷载作用下框架柱内力计算 由于框架柱不仅受到框架梁传递来的恒载与活载， 而且受到连系 梁传递来的恒载和柱自身的重量， 故需先计算连系梁传递来的恒载及 柱自重，荷载按标准值计算。为简化计算，不计梁连续性的影响。 女儿墙。 压顶圈梁：0.3000.1250.75（kn/m） 粉煤灰砌体： （0.90.1）0.281.28（kn/m） 60mm 厚保温板： （0.90.1）0.060.20.01（kn/m） 双面抹灰（含钢丝网） ：0.90.0252120.95（kn/m） 合计： （0.751.280.010.95）4.513.43 （kn） 连系梁。 0.30.57254.519.24（kn） 外纵墙。 砌体： （3.90.57） （4.50.5） 2.43 0.3814.69 （kn） 塑钢窗：2.430.453.24（kn） 外保温层： （4.53.92.43）0.060.20.12（kn） 外墙抹灰 （含钢丝网） ： （4.53.92.43） 0.025225.69 （kn） 内墙抹灰： （4.53.92.43）0.02173.52（kn） 合计：14.693.240.125.693.5227.26 内纵墙。 砌体： （3.90.57） （4.50.5） 2.71 0.2816.99 （kn） 木门：2.710.20.54（kn） 内墙双面抹灰： （4.53.92.71）0.021710.1（kn） 合计：16.990.5410.127.63（kn） 层间柱自重。 a底层 边柱：0.50.5（5.20.7）2528.13（kn） 中柱：0.50.5（5.20.5）2529.38（kn） b其余层 边柱：0.50.5（3.90.7）2520.0（kn） 中柱：0.50.5（3.90.5）2521.25（kn） 根据分层法计算结果，通过活载与恒载的组合，可得框架柱在竖 向荷载作用下的内力。求框架柱最大弯矩的活荷载组合方法： 边柱：求边柱柱底内侧和柱顶外侧产生的最大拉应力弯矩时，在 两边跨的上、下两层布置竖向荷载，然后再隔跨隔层布置。 中柱：求中柱柱底外侧和柱顶内侧产生的最大拉应力弯矩时，在 两边跨的上、下两层布置竖向荷载，然后再隔跨隔层布置。 由于柱端弯矩均系上、下两个开口框架的柱端弯矩叠加，将使拼 合后的节点弯矩不平衡，故需将不平衡弯矩重新分配，但不再传递。 详细计算过程从略，计算结果列于表 9。 表 9 竖向荷载作用下框架柱内力组合汇总表 楼层 构件 名称 截面 位置 mmax （knm） 与 mmax对应的 n （kn） nmax （kn） 与 nmax对应的 m （knm） 恒载 活载 恒载 活载 恒载 活载 恒载 活载 六 层 边柱 柱顶 63.01 2.36 130.28 130.28 63.01 2.36 柱底 52.39 10.56 150.28 150.28 52.39 10.56 中柱 柱顶 48.18 2.15 172.05 172.05 48.18 1.41 柱底 40.38 8.73 193.3 193.3 40.38 5.75 五 层 边柱 柱顶 48.5 13.2 299.07 27.75 299.07 27.75 48.5 13.2 柱底 48.5 13.2 319.07 27.75 319.07 27.75 48.5 13.2 中柱 柱顶 37.33 11.06 379.82 28.95 379.82 52.46 37.33 7.34 柱底 37.33 11.06 401.07 28.95 401.07 52.46 37.33 7.34 四 层 边柱 柱顶 48.5 13.2 467.85 55.5 467.85 55.5 48.5 13.2 柱底 48.5 13.2 487.85 55.5 487.85 55.5 48.5 13.2 中柱 柱顶 37.33 11.06 587.58 46.43 587.58 104.93 37.33 7.34 柱底 37.33 11.06 608.83 46.43 608.83 104.93 37.33 7.34 三 边柱 柱顶 48.5 13.2 636.63 55.5 636.63 83.25 48.5 13.2 柱底 48.5 13.2 656.63 55.5 656.63 83.25 48.5 13.2 层 中柱 柱顶 37.33 11.06 795.35 75.38 795.35 157.39 37.33 7.34 柱底 37.33 11.06 816.6 75.38 816.6 157.39 37.33 7.34 二 层 边柱 柱顶 48.98 13.33 805.42 55.5 805.42 111.0 48.98 13.33 柱底 50.26 13.69 825.42 55.5 825.42 111.0 50.26 13.69 中柱 柱顶 37.87 11.21 1003.12 92.86 1003.12 209.86 37.87 7.47 柱底 39.27 11.61 1024.37 92.86 1024.37 209.86 39.27 7.84 一 层 边柱 柱顶 32.87 8.95 973.62 83.25 973.62 138.6 32.87 8.95 柱底 16.43 4.48 1001.74 83.25 1001.74 138.6 16.43 4.48 中柱 柱顶 27.0 7.98 1211.47 121.81 1211.47 262.73 27.0 5.18 柱底 13.5 3.99 1240.84 121.81 1240.84 262.73 13.5 2.59 第五节 风荷载作用下的框架内力及侧移计算 采用水平荷载作用下的 d 值法进行分析计算。因左、右风荷载作 用效果相同，仅方向相反，故只取左风作用时计算。 一、修正后的框架柱侧移刚度一、修正后的框架柱侧移刚度 d 在计算k时，为计算方便，仍采用相对刚度，框架柱修正侧移刚 度 d 计算过程及结果见表 10。 表 10 框架柱修正刚度 d 值计算表 构 件 名 称 楼 层 )( 2 )( 其余层 底层 c t c b i i k i i k = = )( 2 )( 2 5 . 0 其余层 底层 k k k k + = + + = a a c i h d 2 12 a= 相对 抗剪 刚度 边 柱 底 层 其 余 层 84 . 1 12 84 . 1 2 45 . 2 75 . 0 84 . 1 = = = k k 48 . 0 84 . 1 2 84 . 1 66 . 0 45 . 2 2 45 . 2 5 . 0 = + = = + + = a a 38 . 0 1 9 . 3 12 48 . 0 22 . 0 75 . 0 2 . 5 12 66 . 0 2 2 = = a a 0.44 0.76 中 柱 底 层 其 余 层 () 4 . 3 12 84 . 1 56 . 1 2 53 . 4 75 . 0 84 . 1 56 . 1 = + = = + = k k 63 . 0 4 . 32 4 . 3 77 . 0 53 . 4 2 53 . 4 5 . 0 = + = = + + = a a 5 . 01 9 . 3 12 63 . 0 26 . 0 75 . 0 2 . 5 12 77 . 0 2 2 = = a a 0. 52 1 二、风荷载作用下的框架内力计算二、风荷载作用下的框架内力计算 根据已算得的框架柱抗剪刚度相对值，由公式j j jk jk v d d v = 可求 得每根柱所承受的剪力， 然后由查表得到的反弯点高度比可求得柱端 弯矩，并可进一步求得梁端弯矩和剪力，最后求出轴力。 计算过程及结果见表 11 和表 12。 表 11 风荷载作用下框架柱内力汇总表 楼 层 层 间 总 剪 力 vj (kn) 边 柱 中 柱 vjk m底 (knm) m顶 (knm) n (kn) vjk m底 (knm) m顶 (knm) n (kn) 六 层 13.59 2.99 4.55 7.11 1.65 3.81 6.69 8.17 0.86 五 层 23.63 5.2 9.13 9.13 5.4 6.62 12.91 12.91 3.12 四 层 32.95 7.25 13.85 13.85 11.15 9.23 18.0 18.0 6.85 三 层 42.24 9.29 18.12 18.12 18.89 11.83 23.07 23.07 11.97 二 层 51.53 11.34 22.11 22.11 28.59 14.43 28.14 28.14 17.98 一 层 61.87 14.23 42.92 31.08 41.37 16.7 47.76 39.08 25.81 表 12 风荷载作用下框架梁内力汇总表 楼 层 边 跨 梁 中 跨 梁 a 端 b 端 b 端 m (knm) v (kn) m (knm) v (kn) m (knm) v (kn) 六 层 7.11 -1.65 4.41 +1.65 3.76 -2.51 五 层 15.7 -3.75 10.58 +3.75 9.02 -6.01 四 层 23.55 -5.75 16.69 +5.75 14.22 -9.48 三 层 31.97 -7.74 22.18 +7.74 18.89 -12.59 二 层 40.23 -9.7 27.65 +9.7 23.56 -15.71 一 层 53.19 -12.78 36.3 +12.78 30.92 -20.61 三、风荷载作用下框架侧移计算三、风荷载作用下框架侧移计算 由于本框架楼高度较小，宽度相对较大，因此在风荷载作用下， 由柱轴向变形产生的侧移在总侧移中所占比例相当小，故不予考虑， 仅计算由框架梁、柱弯曲变形所引起的侧移量。 框架的顶点侧移量可近似地看作由各楼层处层间侧移累加而得； 各层侧移值可由公式 = j j j d v ud 求得； 层间柱总刚度由前面已算得的 框架柱修正刚度 d 值求得，混凝土强度等级为 c30，弹性模量为 3.0 10 4 n/mm2。 风荷载作用下框架侧移量计算结果见表 13。 表 13 风荷载作用下框架梁柱弯曲变形引起的侧移量计算表 层 vj (kn) dj (kn/m) hj (mm) uj (mm) uj (mm) uj/hi u/h 六 层 13.59 5.2810 4 3900 0.266 5.26 1/14661 1/500 五 层 23.63 5.2810 4 3900 0.45 5.0 1/8666 1/500 四 层 32.95 5.2810 4 3900 0.62 4.55 1/6290 1/500 三 层 42.24 5.2810 4 3900 0.8 3.93 1/4875 1/500 二 层 51.53 5.2810 4 3900 0.98 3.13 1/3980 1/500 一 层 61.87 2.8810 4 5200 2.15 2.15 1/2419 1/500 本框架结构总高度（从基础顶面算起） ： h5.23.9524.7（m） 框架顶点侧移量 u5.26（mm） u/h5.26/24700 1/46961/650，满足“规范”要求。 第六节 水平地震作用下的框架内力及侧移计算 一、底部剪力法计算水平地震作用一、底部剪力法计算水平地震作用 1、各楼层重力荷载代表值计算。 根据公式 gegkqiqjk计算，其中活荷载和雪荷载的组合值 系数qi取值为 0.5。计算结果见下图所示（单位kn） ： g1=842.95 g2=826.69 g3=826.69 g4=826.69 g5=826.69 g6=696.29 2、结构基本自振周期计算。 结构基本自振周期由公式 tt u.ty71 1= 计算，本框架结构取t 0.7。 结构顶点假想侧移值 ut的计算过程及结果及表 14。 表 14 结构顶点假想侧移值计算表 楼 层 vj (kn) dj (kn/m) uj (m) utj (m) 六 层 696.29 5.2810 4 0.013 0.391 五 层 1522.98 5.2810 4 0.029 0.378 四 层 2349.67 5.2810 4 0.045 0.349 三 层 3176.36 5.2810 4 0.060 0.304 二 层 4003.05 5.2810 4 0.076 0.244 一 层 4846.0 2.8810 4 0.168 0.168 故 t11.70.7 0.3910.744（s） 3、底部剪力及各层剪力计算。 基本自振周期的水平地震影响系数 0410080 7440 350 90 90 1 1 ) . . () t t ( . max . g =aa ggj842.95826.694696.294846（kn） 底部剪力：fek qg 1 a 0.0410.854846168.88（kn） t10.7441.4tg1.40.350.49， 故需计算顶部附加水平地 震力： n0.08t10.020.080.7440.020.04 所以fnn fek0.04168.886.76（kn） 由公式 )(f hg hg f ek kk jj jn 1 d-= 求得各层水平地震力。计算结果 见表 15。 表 15 水平地震作用下各楼层地震力及剪力标准值 楼 层 六 层 五 层 四 层 三 层 二 层 一 层 fj (kn) 46.02 39.25 31.89 24.53 17.17 10.01 vj (kn) 46.02 85.27 117.16 141.69 158.86 168.88 二、水平地震作用下框架梁、柱内力计算二、水平地震作用下框架梁、柱内力计算 依据算得的各楼层剪力值 vj及框架柱修正刚度 d 值， 即可求得单 根柱所承受的剪力 vjk ，进而由查表得到的反弯点高度系数可求得柱 端弯矩和梁端弯矩，最后求出梁的剪力和柱的轴力。计算过程及结果 见表 16 及表 17。 表 16 水平地震作用下框架梁内力汇总表 楼 层 边 跨 梁 中 跨 梁 a 端 b 端 b 端 m (knm) v (kn) m (knm) v (kn) m (knm) v (kn) 六 层 24.08 -5.57 14.93 5.57 12.72 -8.48 五 层 55.63 -13.28 37.36 13.28 31.83 -21.22 四 层 84.2 -20.56 59.69 20.56 50.84 -33.89 三 层 110.05 -26.62 76.31 26.62 65.01 -43.34 二 层 128.93 -31.08 88.61 31.08 75.49 -50.33 一 层 152.98 -36.78 104.46 36.78 88.98 -59.32 表 17 水平地震作用下框架柱内力汇总表 楼 层 层 间 总 剪 力 vj (kn) 边 柱 中 柱 vjk m底 (knm) m顶 (knm) n (kn) vjk m底 (knm) m顶 (knm) n (kn) 六 层 46.02 10.12 15.39 24.08 5.57 12.89 22.62 27.65 2.91 五 层 85.27 18.76 32.92 40.24 18.85 23.88 46.57 46.57 10.85 四 层 117.16 25.78 49.27 51.28 39.41 32.8 63.96 63.96 24.18 三 层 141.69 31.17 60.78 60.78 66.03 39.67 77.36 77.36 40.9 二 层 158.86 34.95 68.15 68.15 97.11 44.48 86.74 86.74 60.15 一 层 168.88 38.84 117.14 24.83 133.89 45.6 130.42 106.7 82.69 三、水平地震作用下框架侧移计算三、水平地震作用下框架侧移计算 与风荷载作用下的框架侧移量计算相似， 同样忽略由于柱轴向变 形所产生的侧移量。计算结果见表 18。 表 18 水平地震作用下框架梁柱弯曲变形引起的侧移量计算表 楼 层 vj (kn) dj (kn/m) hj (mm) uj (mm) uj (mm) uj/hi u/h 六 层 46.02 5.2810 4 3900 0.87 16.25 1/4483 1/450 五 层 85.27 5.2810 4 3900 1.61 15.38 1/2422 1/450 四 层 117.16 5.2810 4 3900 2.22 13.77 1/1757 1/450 三 层 141.69 5.2810 4 3900 2.68 11.55 1/1455 1/450 二 层 158.86 5.2810 4 3900 3.01 8.87 1/1296 1/450 一 层 168.88 2.8810 4 5200 5.86 5.86 1/887 1/450 结构总高度 h24.7 m ，框架顶点侧移量 u16.25 mm u/h16.25/247001/1520u/h1/550 满足“规范”要求。 第七节 框架内力组合 本结构考虑了三种种内力组合方式，即： 1.2sgk1.4sqk 1.2sgk0.9（1.4sqk1.4swk） re g（1.2sgk1.3sehk）或 re g（1.0sgk1.3sehk） 本框架 re g取值：梁端弯矩取 0.75；梁、柱剪力取 0.85；柱端弯 矩及轴力的取值： 轴压比小于 0.15 时，re g0.75， 轴压比不小于 0.15 时， re g0.80，经计算，仅第五、第六层的柱轴压比小于 0.15，其 余各层均大于 0.15， 故仅对第五、 第六层柱的柱端弯矩及轴力取 re g 0.75，其余各层取 re g0.80。 在前面的计算中，sgk、sqk、swk及 sehk均已求得，现只需对其进行 组合即可，组合时，考虑风向及地震力方向可能向左，也可能向右两 种情况，即考虑其最不利作用。 对于梁端弯矩，由于重力荷载产生的弯矩对结构有利，故与地震 作用组合时 g g取 1.0，即此时的梁端弯矩为 m1.3meh1.0 mge。 由于框架轴剪力相对较小，经试算，构造配筋已足够抗剪，故对 框架柱剪力不予组合。 对于需考虑地震作用的组合项，已按“规范”要求进行了调整， 即对柱上、下端的弯矩设计值有： a、底层：按考虑地震作用的弯矩设计值乘以系数 1.15 b、其余层：mc1.1mb（三级抗震等级） 框架梁、柱内力组合结果见表 19 及表 20。 表 19 框架梁内力组合表（单位：mknm，vkn） 楼 层 构件 名称 截面 位置 内 力 各种作用效应下的内力标准值 内力组合项 内力 设计值 sgk sqk swk sehk 六 层 边 跨 梁 a 端 m -48.91 7.11 24.08 -58.69 -49.73 -67.65 -13.20 -67.50 -67.65 v 99.98 1.65 5.57 119.98 +122.06+108.14 122.06 跨中 m +125.09 1.35 4.58 +150.11+151.81 +148.41 +117.05 +108.12+151.81 b 端 m -87.32 m 4.41 m 14.93 -104.78-110.34 -99.22 -93.14 50.93 -110.34 v 112.18 1.65 5.57 134.61 136.69 -120.57 136.69 中 跨 梁 b 端 m -50.5 3.76 12.72 -60.6 -55.86 -65.34 -25.47 -57.85 -65.34 v 43.0 2.51 8.48 51.6 54.76 53.23 54.76 跨中 m -23.86 0 0 -23.86 -23.86 -17.90 -23.86 五 层 边 跨 梁 a 端 m -69.83 -19.0 15.7 55.63 110.40 -87.95 -127.52 +1.87 -117.09 +1.87 -127.52 v 103.19 27.75 3.75 13.28 162.68 163.52 119.93 163.52 跨中 m +114.98+31.61 2.56 9.14 +182.23+181.03 +174.58 +112.35 +94.57 +182.23 b 端 m -91.17 -27.86m 10.58 m 37.36 -148.41-157.84 -131.18 -118.48 -31.95 -157.84 v 109.96 34.98 3.75 13.28 180.92 180.75 126.83 180.92 中 跨 梁 b 端 m -38.08 -17.20 9.02 31.83 -69.78 -56.0 -78.73 +2.47 -65.31 +2.47 -78.73 v 31.6 26.23 6.01 21.22 74.64 78.54 55.68 78.54 跨中 m -18.62 -7.86 0 0 -33.35 -32.25 -22.34 -33.35 四 层 边 跨 梁 a 端 m -69.83 -19.0 23.55 84.20 110.40 -78.06 -137.41 +29.72 -144.94 +29.72 -144.94 v 103.19 27.75 5.57 20.56 162.68 166.04 127.97 166.04 跨中 m +114.98+31.61 3.43 12.26 +182.23 +182.13 +173.48 +115.40 +91.53 +182.23 b 端 m -91.17 -27.86m 16.69 m 59.69 -148.41-165.54 -123.48 -140.25 -10.18 -165.54 v 109.96 34.98 5.75 20.56 180.92 183.27 134.88 183.27 b 端 m -38.08 -17.2 14.22 50.84 -69.78 -49.45 -85.29 +21.01 -83.84 +21.01 -85.29 中 跨 梁 v 31.6 26.23 9.48 33.89 74.64 82.91 69.68 82.91 跨中 m -18.62 -7.86 0 0 -33.35 -32.25 -22.34 -33.35 三 层 边 跨 梁 a 端 m -69.83 -19.0 31.97 84.20 110.40 -78.09 -137.41 +29.72 -144.94 +54.9