三河县某实验中学教学楼 土木工程专业毕业设计计算书 .doc

1 绪论根据设计材料提供的建筑场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟建建筑物的抗震等级为二级，建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计两部分，我们主要以结构设计为主。建筑设计部分：考虑了各种因素对建筑物的影响，采用了能够满足多方面使用要求，又比较经济、合理、美观、适用的方案。在进行设计的过程中，满足了规范对学生宿舍楼的高宽比、隔音、安全出口、消防、节能等要求。结构设计部分：分别从结构体系、结构总体布置、屋盖的结构方案、基础方案的选择及结构计算等多方面进行了论述。结构计算大致分为以下几个步骤：构件布置：按建筑方案中的平、立、剖面进行设计，确定各构件的截面及布置，绘出结构计算简图并初选梁、柱截面。荷载统计：在选截面的基础上，按从上倒下的顺序进行，在荷载的取值按各房间的使用功能及位置查找荷载规范，完成恒载及活载的统计，并求出重力荷载代表值。框架水平地震作用下侧移验算：先算出各个构件的侧移刚度，再根据顶点位移法计算结构的自振周期，按底部剪力法求水平地震剪力，顶点无附加水平地震作用。横向框架内力分析：分析了横向框架在水平地震剪力和竖向荷载作用下的内力。用弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩、剪力。内力组合：对恒载、活载及地震作用下横向框架的内力进行组合，找出最不利的内力组合，作为对框架梁、柱进行截面设计，和截面配筋计算的依据。板的设计：用弹性理论对板进行设计，求出板的配筋。基础设计：采用钢筋混凝土柱下独立基础。设计成果：平面图四张，立面、剖面一张，楼梯剖面、楼梯配筋图、楼梯详图及楼板配筋图一张。楼、屋盖的结构布置、横向框架、纵向框架配筋图各一张，墙身大样图一张，建筑总说明及结构总说明等。在设计过程中我们严格按照现行建筑设计规范和现行结构设计规范进行设计，并取一榀框架进行内力配筋计算，绘制建筑施工图和结构施工图，在设计的过程中我们还参考了有关的教材和图集，房建、混凝土结构、抗震等，但是由于我们的水平有限和经验的缺乏，以及资料的不足，还有许多不合宜之处，希望各位老师提出批评指正。2 工程概况2.1工程情况2.1.1工程简介该工程为三河县某实验中学教学楼。总建筑面积3000平方米左右，主体结构4层，拟容纳班级18个。建筑层高自定，无地下室。2.1.2自然条件 、场地情况拟建场地地段情况见图所示，场地地势平坦，不考虑该场地周围建筑物和道路的影响。图2.1 场地布置图工程地质条件如下简介： 根据勘察报告，建筑场地土类别为类，场地土自上而下分布为：杂填土、淤泥、粉质粘土、残积粘性土、强风化砂岩、中风化砂岩。本工程的持力层为层粉质粘土，层地基承载力特征值为120 kPa，压缩模量为Es6.5MPa，层地基承载力特征值为220 kPa，场地土对混凝土结构没有腐蚀性。、基本风压：0.35kN/ 、该地区地震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地类别是第类，设计基本地震加速度为0.20g。2.2建筑方案简要说明2.2.1平面设计 该教学楼根据使用要求，结合场地条件，结构选型等情况，按照建筑模数选择开间和进深，进而选择合理的建筑平面为灵活分割使用空间创造条件。2.2.2建筑设计要点 、用房采用的是单走廊，双面布房，走廊轴线宽度2.7m 、建筑内设有卫生间各两间，普通教室、实验室等数间 、建筑立面1至4层对齐 、屋面采用不上人屋面，做保温、防水层，设女儿墙但不设置屋檐以及顶部不凸出楼梯 、8度框架房屋的高宽比小于等于3，满足要求 、混凝土强度等级梁C30,柱C40，受力钢筋采用级，其他采用级2.2.3防火要求 为了满足防火等级的要求，建筑安全出口为四个，分别设在建筑的前部、后部和端部，走道和楼梯的最小宽度均大于1.1m。2.2.4楼梯设计 、设计要求 在设计中要求楼梯坚固、耐久、防火，做到上下通行方便，便于搬运家具物品，有足够的通行宽度和疏散能力。此外，楼梯尚有一定的美观要求。 楼梯间设计应符合现行国家标准建筑防火规范和高层民用建筑设计规范的相关规定。 、构件规定 楼梯梯段净宽不应小于1.1m，六层及六层以下住宅，一边设有栏杆的梯段净宽不应小于1米，楼梯踏步宽度不应小于0.26m，踏步高不应大于0.175m，楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽，且不得小于1.2m。 楼梯下面净空高度的控制为：梯段上净高大于2200mm , 楼梯平台处梁底的净高大于2000mm。 平台深度的计算应从结构边开始，考虑安全因素，平台边缘应退离转角或门边大约一个踏面宽的位置。3 结构设计3.1 结构概念设计3.1.1结构平面布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面及剖面设计。该框架柱网平面布置规则，如图3.1，选其中一榀横向框架设计计算，kJ-5计算简图，如图3.2中，框架梁的跨度等于柱截面形心轴线之间距离，底柱高从基础顶面算至二层楼板底。室内外高差为0.6m，基础顶面至室外地坪通常取0.5m，故底层柱高4.7m，其余各层的柱高从板底算至板底，均为3.6米。3.1.2材料选择及构件截尺寸 楼板及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm ,梁截面高度按照梁跨度的112到18估算，当梁的负载面积较大时，易取上限值。为了防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不易小于4。梁截面宽度可取1312梁高，同时不易小于12柱宽，且不应小于250mm，梁截面尺寸见表2.1，混凝土强度柱采用C40,梁采用C30,板采用C20，基础采用C25。 柱截面尺寸按照轴压比确定，查多高层抗震等级规范知该框架的抗震等级为二级，轴压比限值v0.8，各层的重力荷载代表值近似取12kNmm,可知边柱及中柱的负载面积为（36002+36002）（60002）3.6310.8，（36002+36002）（6000227002）3.64.3515.66的第一层柱截面积为：边柱1.3，中柱1.25边柱 Ac1.33.631210004（0.819.1）44104.71mm 中柱 Ac1.253.64.351210004（0.819.1）61492.15 mm 如取柱截面为方形，则边柱和中柱截面宽度分别为210mm和248mm根据上述计算结果并综合考虑其他因素，如hc不宜小于400毫米，宽度bc不宜小于350毫米，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。本设计柱截面尺寸取值如下：14层：550550mm板：现浇板厚取h=120mm，平台板厚取h=70mm，阳台板100mm，雨棚80mm。3.1.2 材料选择及构件截面尺寸梁截面尺寸()及各层混凝土强度等级 表3.1横梁(mm)纵梁(mm)层次强度等级L1L2L314C30300700300500300500平台梁：200300 梯柱：250250 阳台挑梁：L5:300400 阳台边梁：L6:250400图3.1 梁柱结构平面布置图图3.2 计算简图3.2 荷载统计3.2.1永久荷载统计屋面荷载（不上人屋面）1：3厚刷着色涂料保护层4厚高聚物改性沥青着色材料 0.05kN/20厚1：3水泥砂浆找平层 200.020.4kN/1：6水泥焦渣找2坡最薄处30厚，振捣密实表面抹面（0.030.031）/2）120.36kN/108厚水泥蛭石保温层 50.1080.54kN/120厚现浇钢筋混凝土板 250.123kN/ 合计： 4.35kN/楼板荷载1、 楼面做法 陶瓷面砖楼面 10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝 0.01019.80.198kN/ 20厚1：4干硬性水泥砂浆 0.02200.4kN/ 素水泥浆结合层一遍 钢筋混凝土现浇板120厚 250.123.00kN/ 合计：3.598kN/、浴厕、卫生间楼面 陶瓷地砖防水楼面 8厚地砖铺平拍实，水泥砂浆擦缝 0.00819.80.158kN/ 25厚1：4干硬性水泥砂浆 0.025200.5kN/ 1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150高 刷基层处理剂一遍 15厚1：2水泥砂浆找平 0.015200.3kN/ 50厚C15细石混凝土找坡不小于0.5，最薄处不小于30厚 0.05251.25kN/ 现浇钢筋混凝土楼板120厚 250.123.00kN/ 合计：5.208N/外墙面（加气混凝土砌块）喷刷外墙涂料6厚1：1：6水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 0.006120.072kN/6厚1：0.5：4水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 0.006120.072kN/6厚1：2.5水泥砂浆找平 0.006200.12kN/刷加气混凝土界面处理剂一遍 合计：0.264kN/内墙面（加气混凝土砌块） 刷无光油漆5厚1：0.3：2.5水泥石膏砂浆抹面压实抹光 0.005120.06kN/6厚1：1：6水泥石膏砂浆抹平扫毛 0.006120.072kN/6厚1：0.5：4水泥石膏砂浆打底扫毛 0.006120.072kN/刷加气混凝土界面处理剂一遍 合计：0.204kN/浴室、卫生间墙面8厚面砖，水泥砂浆擦缝 0.00819.80.158kN/4厚1：1水泥砂浆加水重20建筑胶镶贴 0.004（201020）0.088kN/15厚1：3水泥砂浆 0.015200.3kN/ 合计：0.546kN/雨棚水泥砂浆抹面（防水）20厚1：3水泥砂浆找平层 200.0200.4kN/80厚钢筋混凝土现浇板 0.08252.0kN/20厚底板抹灰 0.02170.34kN/ 合计：2.74kN/阳台水泥砂浆抹面（防水）10厚1：3水泥砂浆找平层 100.0200.2kN/100厚钢筋混凝土现浇板 0.100252.5kN/20厚底板抹灰 0.02170.34kN/ 合计：3.04kN/3.2.2基本构件面荷载 表3.2 面荷载内外墙蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（300厚）玻璃木门窗8厚地砖10厚地砖5.5kN/M0.3=1.65kN/0.2kN/0.158kN/0.198kN/楼面活载走廊活载屋面活载卫生间活载雨棚施工检修雪载玻璃幕墙2.0kN/2.0kN/0.5kN/2.0kN/1.0kN不考虑0.011.20.012kN/3.2.3梁柱重力荷载计算 表3.3层次构件 b(m)h(m)r(kN/mmm)pg(kN/m)Li(m)NGi(kN)14L10.30.58251.054.56755.428690.606L20.30.38251.052.99252.11487.9795L30.30.38251.052.9925326233.415一层柱0.550.55251.18.318754.2602096.32524层柱0.550.55251.18.318753.6601796.85G梁 14层:1012kNG柱 1层:2096.3kN 24层:1796.9kN3.3楼梯荷载（计算简图见图纸）（1）、梯段板的计算：取第一个踏步板的计算单元踏步尺寸：150300 tg=150/300 c=335.41mm cos=0.894 8厚地砖铺实拍平（带防滑条）面层：（0.3+0.15）0.158/0.3=0.237kN/20厚1：4干硬性水泥砂浆 0.02200.4 kN/M素水泥浆结合层一遍踏步自重： 0.50.30.1525/0.3=1.88 kN/M 120砼斜板：0.1225/0.894 =3.36 kN/M底面抹灰重：0.0217/0.894=0.38 kN/M 恒荷载总重：g=6.26 kN/m （2）平台板重：10厚地砖铺平拍实，水泥浆擦缝：0.1019.80.198 kN/ 20厚干硬性水泥砂浆 0.02200.4 kN/素水泥浆一遍70砼板：0.0725=1.75 kN/板底抹灰重：0.0217=0.34 kN/ 平台板总重：2.69 kN/ (3) 平台梁重 ：尺寸：200300 平台梁自重：0.20.325=1.5 kN/m 70砼板：0.0725=1.75 kN/m 梁侧粉刷： 0.020.25172=0.17 kN/m 平台梁总重：3.42 kN/m3.4 荷载分层汇总内外墙均采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（300厚）内墙总重自重工程做法2，外墙总重自重工程做法（内）工程做法（外）0.85各层墙体重量：(133.6-130.55) (4.2-2.1) (1.65+0.264+0.204) 20.85+(26-20.55) 4.2(1.65+0.264+0.204) 20.85+(116-110.55) (1.65+0.2042) 0.85+(142.6-140.55) (1.65+0.2042) 0.85+(61.8-60.55) (1.65+0.2042) 0.85+(21.8-20.55) (1.65+0.204+0.546) 0.85+(22.7-20.55) (1.65+0.5462) 0.85+(6-0.2-0.55) (1.65+0.5462) 0.85=660.1 KN阳台：（163.63.9）1.23.04261.3kN雨棚：（3.6163.9）1.72.5261.4kN女儿墙：0.6（54.315.6）（1.10.2642）2136.56kN楼梯：梯段：2.56.2623.06.2650.08kN 平台板：3.62.052.6919.9kN 3.92.52.6926.23kN 3.91.12.6911.54kN 平台梁：3.423.913.34kN 3.423.612.31kN 梯柱：（标准层）（0.30.3250.172）3.324205.13kN （首层）（0.30.3250.172）4.424273.5kN分层统计： 顶层：屋面恒载、50活载、女儿墙、半层墙、半层柱、顶层梁重 G42992.60.514.846.90.5136.56+660.1/2+1796.9/2+1012=5543.2kN 第三层：楼面恒载、50活载、上半层墙、下半层墙、上半层柱、下半层柱、梁重、下半层楼梯、走廊活载 G32445.62.046.914.8（120.26）0.5660.11796.9+1012+(50.08/2+19.9+19.9/2+11.54+26.23/2+13.342212.312205.13/2)+2.02.746.86486.42kN第二层：G2=G3=6486.42 kN首层：楼面恒载、50活载、上半层墙、下半层墙、上半层柱、下半层柱、梁重、上下各半层阳台隔墙、上下各半层楼梯、雨棚G12445.62.046.914.8（120.26）0.5660.11796.9+1012+(25.04+19.9+58.2+19.9+11.54+38.42+67.36+36.8)+2.74（1.72.52+1.53.52）6923.54kN得集中于各层楼面的重力荷载代表值见图3.3。 图3.3 重力荷载代表值图4 kL5轴横向框架水平地震作用内力计算4.1横梁及柱的线刚度在框架结构中，有现浇层的楼面，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梁取I=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩),对中框架梁取I=2.0I0。梁混凝土C30,Ec=3.0107 kN/ 柱混凝土C40,Ec=3.25107 kN/横梁及柱的线刚度计算结果列于表4.1、4.2中 表4.1 横梁线刚度ib计算表名称EC/(kN/)bh/mmmmI0l/mm1.5ECI0/l/ kN.M2 ECI0/l/ kN.M边横梁L13.01073007008.5810-360006.4351048.58104走道梁L23.01073005003.1310-327005.221046.96104表4.2 柱线刚度ic计算表层次 hc/mmEC/(kN/)bh/mmmmIcECIc/hc /kN.M142003.251045505507.631035.901042436003.251045505507.631036.891044.2自振周期的计算按顶点位移法计算横向框架的自振周期。顶点位移法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式，这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可按下式（1）求得结构的基本周期： T1=1.7 （1）（1）式中 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0.7。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， 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，然后由求出T1，再用T1求得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4.3 结构顶点的假想侧移计算层次(kN)(kN)(kN/m)层间相对位移=45543.25543.21290430.80.00040.134936486.4212029.621290430.80.0930.134526486.4218516.041290430.80.0140.041516923.5425439.5417309880.00150.0015计算周期T1,其中uT的纲量为m,取=0.7,则T1=1.70.70.44s4.3水平地震作用力及楼层地震剪力计算该结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用,结构等效总重力荷载Geq=0.85Gi=0.8525439.5421623.61kN地震作用按8度设计，基本地震加速度为0.30g，类场地，设计地震分组为第一组，则Tg=0.35，max=0.24，由于T1=0.441.4Tg=0.49S且0.1ST1=0.44Tg=0.35，故不考虑顶点附加地震作用，并不考虑鞭梢效应。FEk=2maxGeq=1.00.2421623.61=5189.7kN各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算见表4.4各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算表 表4.4层次Hi/mGi/kNGiHi/kN.mGiHi/GjHjFi/kNVi/kN415.25543.284256.640.351816.41816.4311.46486.4273945.190.311608.83425.227.86486.4250594.080.211089.8451514.26923.5429078.70.12622.85137.8各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布见图4.1 图4.1 各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布4.5水平地震作用下的位移验算见表4.5 表4.5 横向水平地震作用下的位移验算 层次Vi/kNDi/(kN/m)Ui/mHi/me=Ui/ Hi41816.41290430.80.00141361/255333425.21290430.80.00265361/1358245151290430.80.00350361/102815137.817309880.00297421/1414以上e均1/550,满足要求。4.6水平地震作用下框架内力计算4.6.1计算理论 以方案图中轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，框架柱端剪力及弯矩分别按式（2）和式（3）（4）计算Vij= （2）Vij第i层第j柱所分配得地震剪力；Vi第i层楼层剪力；第i层第j根柱的侧移刚度；第i层所以各柱侧移刚度之和。反弯点高度y的确定y=（查表可得，h按计算高度计算。（3）柱端弯矩MC由下式计算 （3） （4）（4）计算梁端弯矩Mb 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。如下式（5）（6） （5） （6）（5）梁端剪力Vb的计算 Vb = （7）4.6.2 kJ-5地震作用下各层柱端弯矩及剪力计算过程见下表表4.65 竖向荷载作用下kL5轴横向框架内力分析5.1计算单元 见图5.1 图5.1 横向框架KJ-5的计算单元取轴线横向框架内力计算，计算单元宽度3.6m，如图41所示。由于房间内布置没有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图41中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上有集中力矩，而B、C框架节点上则相反没有集中力矩。5.2 荷载计算5.2.1恒荷计算 图5.2图5.2屋面q1 q1 代表横梁自重，为均布荷载形式 q1q1 4.57kN/m q12.99kN/m q2 q2分别为房间和走廊上面的屋面或者楼面传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图示的几何关系可知：q2=4.353.6=15.66kN/m q2=4.352.7=11.745kN/m 第三层顶q1q1 4.57（1.650.2042）2.69.92kN/m q12.995.358.34kN/mq2=3.5983.6=12.95kN/m q2=3.5982.4=8.64kN/m第三层顶q1q1 4.57（1.650.2042）2.69.92kN/M q12.99kN/m q2=3.5982.4=8.64kN/m q2=3.5983.6=12.95kN/m第二层顶、第一层顶同上 集中荷载以及集中弯矩的计算屋面框架梁上 A、D柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：（0.50.120.3）20.01173.60.83kN女儿墙重：（1.10.2642）0.63.63.52kN梁传来的屋面重：0.53.60.53.64.3514.09kNA、D柱集中荷载：P1P431.94kNA、D柱集中弯矩：M1=M231.940.1253.99kN.mB、C柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：（0.50.120.3）20.01173.60.83kN梁传来的屋面重：14.090.52.40.52.44.35（1.81.2）21.24.3526.61kNB、C柱集中荷载：P2P340.94kN第三层顶框架梁上 A柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：（0.50.120.3）20.01173.60.83kN雨棚重：2.741.72.511.645kN梁传来的楼面重：0.53.60.53.63.59811.66kN外墙重：（1.650.2040.264）3.6（3.30.5）2.41.812.20kNA柱集中荷载：P149.84kNA柱集中弯矩：M1=49.840.1256.23kN.mD柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：（0.50.120.3）20.01173.60.83kN雨棚重：2.741.71.255.82kN梁传来的楼面重：0.53.60.53.63.59811.66kN外墙重：（1.650.2040.264）3.6（3.30.5）2.41.812.20kND柱集中荷载：P444.01kND柱集中弯矩：M2=44.010.1255.5kN.mB、C柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：0.83kN梁传来的楼面重：11.660.52.40.52.43.598（1.81.2）21.23.59824.18kN内墙重：（3.30.5）（1.650.2042）3.6/22.41.2（1.650.2042）2.41.20.25.02kNB、C柱集中荷载:P213.5+0.83+24.18=38.51kNP313.5+0.83+24.18+5.02=43.53kN第二层顶框架梁上 A柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：（0.50.120.3）20.01173.60.83kN梁传来的楼面重：0.53.60.53.63.59811.66kN外墙重：（1.650.2040.264）（3.61.8）3.60.8511.67kN上面总集中力为：P037.66kNA柱集中弯矩：M1=37.660.1254.71kN.m D柱：D柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：（0.50.120.3）20.01173.60.83kN梁传来的楼面重：0.53.60.53.63.59811.66kN 外墙重：（1.650.2040.264）（3.61.8）3.60.8511.67kN上面总集中力为：P037.67kND柱集中弯矩：M1=37.670.1254.71kN.mB、C柱两边纵梁自重：0.30.5253.613.5kN粉刷：0.83kN梁传来的楼面重：11.660.52.40.52.43.598（1.81.2）21.23.59824.18kN内墙重：（3.61.8）（1.650.2042）3.62.40.9（1.650.2042）2.40.90.29.32kNB、C柱集中荷载:P2P313.5+0.83+24.189.32=47.83kN第二层和第一层相同5.2.2活荷计算活载下各梁的荷载简图 图5.3图5.3屋面活载作用下框架荷载计算q3=0.53.61.8kN/m q3=0.52.71.35 kN/mA、D柱集中荷载：P1P20.53.60.53.60.51.62kNA、D柱集中弯矩：M1=M21.620.1250.20kN.mB、C柱集中荷载：P2P31.620.52.70.52.70.5（1.81.2）21.20.53.25kN第三层顶活载作用下框架荷载计算q3=2.03.67.2kN/m q3=2.02.75.4 kN/mA、D柱集中荷载：P1P20.53.60.53.62.01（检修荷载）7.48kNA、D柱集中弯矩：M1=M27.480.1250.94kN.mB、C柱集中荷载：P2P30.53.60.53.62.00.52.70.52.72.0（1.81.2）21.22.013.01kN第二层顶活载作用下框架荷载计算q3=2.03.67.2kN/m q3=2.02.74.8 kN/mA柱上面的力为:0.53.60.53.62.0+0.51.50.51.52.0+3.60.51.52.013.01kNA柱集中弯矩：13.010.1251.63kN.mD柱上面除去阳台产生的力为:0.53.60.53.62.0+0.51.50.51.50.52.0+（1.80.51.5）0.51.52.08.62kND柱集中弯矩：8.620.1251.08kN.mB、C柱集中荷载：P2P312.24kN第二层同第一层将以上计算的结果汇总层次q3q3 P1P2P3P4M1M241.81.351.623.253.251.620.20.237.25.47.4813.0113.017.480.940.9427.25.413.018.628.6213.011.631.0817.25.413.018.628.6213.011.631.08表5.1 横向框架kJ-5活载汇总表 表5.2 横向框架kJ-5恒载汇总表层次q1 q1 q1 q2 q2P1P2P3P4M1M244.572.994.5715.6611.7531.9440.9440.9431.943.993.9939.928.349.9212.958.6449.8413.543.5344.016.235.529.922.999.9212.958.6437.6647.8347.8337.664714.7119.922.999.9212.958.6437.6647.8347.8337.664.714.71 5.3内力计算由于结构基本对称，在竖向荷载作用下框架的侧移可以忽略不计。梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加得到。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱自重，弯矩图见图5.6、5.7。图5.6 KJ-5的弯矩图图5.7 活载作用下KJ-5的弯矩图表5.3 恒载作用下梁端剪力层次总剪力AB跨BC跨CD跨VaVbVbVcVcVd459.3962.0319.919.962.0359.39368.2968.9315.715.768.9368.29268.1269.115.715.769.168.12167.9269.315.715.769.367.92 表5.4 恒载作用下柱的轴力 层次柱轴力AD柱BC柱N顶N底N顶N底491.29121.29 122.81 152.813233.59 263.59276.01 306.012 375.72405.72 429.32459.32 1 517.66547.66 582.82612.82表5.5 活载作用下梁端剪力层次总剪力AB跨BC跨CD跨VaVbVbVcVcVd45.375.431.821.825.435.37321.3621.847.297.2921.8421.36221.4321.777.297.2921.7721.43121.3321.877.297.2921.8721.33表5.6 活载作用下柱的轴力层次柱轴力AD柱BC柱N顶N底N顶N底46.996.9910.510.5335.8335.8352.6552.65264.7464.7494.7294.72193.5493.54136.89136.89 注：V以向上为正6 kJ-5横向框架内力组合6.1地震情况结构抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素，查表确定，由此表可知，本工程的框架为二级抗震等级6.2框架梁内力组合本工程考虑了三种内力组合，即1.2SGk+1.4SQk，1.35SGk+1.40.7SQk，rRE1.2(SGk+0.5 SGk)+1.3SEk。表中的SGk和SQk两列中的梁端弯矩为经过调幅之后的弯矩（条幅系数取0.8）。6.3 框架柱的内力组合 取每层柱底和柱顶两个控制截面。组合结果见表6.1，表6.2，表6.3，表6.4。6.4 横向框架柱端组合弯矩设计值的调整表6.3 横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底235.69248.07253.95477.2695.48794.31946.621078.41注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。表6.3 横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底370.25374.31373.83505.45217.2316.04217.66349.45注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。表6.3 横向框架C柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底343.18353.99362.4526.8216.96315.8215.63347.42 注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。表6.3 横向框架D柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底247.95263.89259.63481.08注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。6.5跨间最大弯矩的计算：以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程。计算理论：根据梁端弯矩的组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。1）均布和梯形荷载下，如下图：VA= -（MA+MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2若VA-（2q1+q2）al/20，说明xal，其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x可由下式求解：VA-q1x-x2q2/（2al）=0将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/（6al）若VA-（2q1+q2）al/20，说明xal，则x=（VA+alq2/2）/（q1+q2）可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-（q1+ q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2若VA0，则Mmax=MA2）同理，三角形分布荷载和均布荷载作用下，如下图：VA= -（MA+MB）/l+q1l/2+q2l/4x可由下式解得： VA=q1x+x2q2/l可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/3l第1层AB跨梁：梁上荷载设计值：q1=1.29.92=11.904 kN/mq2=1.2（12.95+0.57.2）=19.86 kN/m 左震：VA= -（MA-MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2 =-（446.24+525.35）/6.6+11.9046.6/2+（1-1.8/6.6）19.866.6/2=-63.31 kN0，故xal=1.8x=（VA+alq2/2）/（q1+q2）=（214.23+0.51.