某三层宿舍楼毕业设计计算书.doc

摘要 本课题是一宿舍楼的框架结构的设计，结构设计主要是取一榀框架，为三 层、三跨，进行梁柱截面尺寸的估算，竖向荷载作用下及水平风荷载作用下的 框架内力计算，梁柱的内力组合，配筋计算和桩基础计算。 框架内力计算方法为：恒载计算时采用弯矩二次分配法，活载计算时采用 分层法逐层求得；计算风荷载时运用D值法计算。而后，根据规范进行内力 组合，然后进行梁柱的截面校核及配筋计算。最后，楼板按弹性计算双向板配 筋，桩基础进行承台的验算及配筋计算。 关键词 框架；结构设计；内力计算；内力组合；桩基础 Abstract This project is a dormitory design of a concrete frame construction. In the part of the frame calculation under vertical loads the frame is irregular which contain 3 layers and 3 span. Carried out to estimate the size of column section. The design of structure is made up of a frame calculation under vertical loads, the calculation of wind load under horizontal loads, the association of internal farces ,disposing steel bar for beams and column, two-way slab calculation, and pile foundation calculation. The framework of the method of calculating internal forces: Dead load used in the calculation of secondary bending moment distribution method, Live load calculations obtained using layer-by-layer stratification; In horizontal wind load calculation used D value method. Then, According to “regulate“ internal force to portfolio, Column and then proceed to check and reinforcement of the cross-section calculation. Finally, the floor plate by a flexible two-way,reinforcement calculated, Pile caps based on the calculation of check and reinforcement. Keywords frames；structural design；calculating internal forces；the internal force combination；pile foundation 目录 摘要. Abstract. 1.工程概况1 1.1 设计资料 1 1.1.1 设计项目名称 .1 1.1.2 建设地点 .1 1.1.3 建筑介绍 .1 1.1.4 地质条件 .1 1.1.5 气象资料 .1 1.1.6 材料: 1 2.结构设计2 2.1 结构布置方案及结构选型.2 2.2 确定结构计算简图.2 2.2.1 三个假设： .2 2.2. .2 结构计算简图： .2 2.3 主要构件选型.3 2.4 梁截面尺寸的确定.3 2.4.1 主梁截面尺寸的确定 .3 2.4.2 次梁截面尺寸的确定 .4 2.5 柱截面尺寸的确定.5 2.5.1 按轴力估算 .5 2.5.2 按轴压比验算 .6 2.6 梁柱线刚度计算.6 3.荷载计算8 3.1 设计资料.8 3.2 恒载计算 8 3.2.1 梁自重 .8 3.2.2 柱自重 .9 3.2.3 墙自重及装饰 .9 3.2.4 屋面板面荷载标准值 .9 3.2.5 楼板面荷载标准值 10 3.2.6 屋面框架节点荷载 10 3.2.7 楼面框架节点荷载11 3.2.8 恒荷载作用在框架梁上的荷载 12 3.3 活荷载计算 .13 3.3.1 活荷载作用在框架梁上的均布荷载 14 3.3.2 活荷载作用在框架柱上的集中荷载 14 3.4 风荷载标准值计算 .16 4.框架内力计算.18 4.1 恒载作用下框架内力计算18 4.1.1 梁的固端弯矩计算 18 4.1.2 节点弯矩分配系数计算 19 4.1.3 恒载作用下框架弯矩计算 20 4.1.4 弯矩调幅 20 4.1.5 恒载作用下框架梁、柱的剪力计算 20 4.1.6 恒载作用下框架柱轴力计算 24 4.1.7 梁跨中最大弯矩的计算 25 4.2 活荷载作用下内力计算27 4.2.1 梁的固端弯矩计算 27 4.2.2 节点弯矩分配系数计算 28 4.2.3 活载作用下框架弯矩计算 29 4.2.4 弯矩调幅和控制截面内力计算 30 4.2.5 活载作用下框架梁、柱剪力计算 30 4.2.6 活载作用下框架柱轴力计算 32 4.2.7 梁跨中最大弯矩计算 33 4.3 水平荷载作用下框架内力计算33 4.3.1 风荷载下的内力计算方法33 4.3.2 柱剪力的计算 34 4.3.3 框架 D 值计算 34 4.3.4 各柱反弯点高度的计算 34 4.3.5 框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算 35 4.3.6 梁剪力及框架柱的轴力计算 37 5内力组合39 5.1 削峰39 5.2 控制截面最不利的内力计算40 5.3 框架内力组合40 5.4 框架柱内力组合41 6.截面设计与配筋计算.42 6.1 设计资料说明42 6.2 框架梁截面设计42 6.2.1 梁跨中截面设计 42 6.2.2 梁支座截面设计 43 6.2.3 斜截面受剪承载力计算 43 6.3 框架柱截面设计45 6.3.1 轴压比验算 45 6.3.2 截面尺寸复核 46 6.3.3 正截面受弯承载力验算 46 6.3.4 垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算 47 6.3.5 斜截面受剪承载力验算 49 7.楼板板配筋.51 7.1 荷载计算51 7.2 双向板计算51 7.2.1 弯矩计算 51 7.2.2 截面设计 53 7.3 单向板53 7.3.1 荷载计算 53 7.3.2 内力计算 54 7.3.3 配筋计算 54 8.基础设计.55 8.1 桩数确定及布置56 8.2 基桩竖向承载力验算56 8.3 承台抗冲切验算56 8.3.1 柱对承台的冲切验算 56 8.3.2 角桩冲切验算 57 8.4 承台抗剪验算57 8.5 承台受弯计算及配筋58 9.楼梯设计.59 9.1 结构平面布置 .59 9.2 梯段板的设计 .59 9.2.1 荷载计算 59 9.2.2 内力计算60 9.2.3 配筋计算 60 9.3 平台板的设计 .60 9.3.1 荷载计算 61 9.3.2 内力计算61 9.3.3 配筋计算61 9.4 平台梁的设计 .61 9.4.1 荷载计算 61 9.4.2 内力计算 62 9.4.3 配筋计算 62 参考文献.64 附录.65 致谢.66 0 1.工程概况 1.1 设计资料 1.1.1 设计项目名称： 1.1.2 建设地点： 1.1.3 建筑介绍：层数为 3 层，建筑面积约 2252 平方米,楼盖及屋盖均采用 现浇钢筋混凝土框架结构，属于民用建筑，防潮层以下墙体采用 MU10.0 机制砖， 防潮层以上墙体采用粘土多孔砖，工程结构合理使用年限为 50 年。 1.1.4 地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈 度为 6 度。 1.1.5 气象资料：全年主导风向：全年西北风，夏季为东南风 基本风压：0.7 kN/m 基本雪压：0.3 kN/m 1.1.6 材料: 柱采用 C25，纵筋采用 HRB335，箍筋采用 HPB235，梁采用 C25，纵筋采 用 HRB335，箍筋采用 HPB235。基础采用 C20，纵筋采用 HRB335，箍筋采用 HPB235。 1 2.结构设计 2.1 结构布置方案及结构选型 根据建筑功能要求以及建筑施工布置图，本工程确定采用框架承重方案， 框架梁、柱布置见结构布置见图 2.1。 图 2.1 结构平面布置图 2.2 确定结构计算简图 2.2.1 三个假设： （1）平面结构假设：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧结构承担，垂直 于该方向的抗侧力结构不受力； （2）板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移； （3）不考虑水平荷载作用下的扭转作用 2.2.2 结构计算简图： 根据结构平面布置图以第 9 轴作为计算单元，见图 2.2 2 图 2.2 结构计算单元 2.3 主要构件选型 梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构。 墙体采用：粘土多孔砖。 墙体厚度：外墙:240mm，内墙:120mm。 基础采用：桩基础。 2.4 梁截面尺寸的确定 2.4.1 主梁截面尺寸的确定 (1)跨度为 8000mm 的主梁。 (主梁)高度为 1 KL (1/14 1/8)(1/141/8) 8000=5711000(mm)hl 取高度为 1 KL800mmh 取宽度为 。 1 KL250mmb 初选截面尺寸为：。 1 KL250mm 800mmb h 3 惯性矩为：（其中边框架 1 KL 3394 11 250 80010.67 10 mm 1212 b Ibh 梁，中框架梁） 。1.5 b II2 b II (2)跨度为 7200mm 的主梁。 (主梁)高度为 2 KL (1/14 1/8)(1/141/8) 7200=514900(mm)hl 取高度为 2 KL700mmh 取宽度为 。 2 KL250mmb 初选截面尺寸为：。 2 KL250mm 700mmb h (3)跨度为 4000mm 的主梁。 (主梁)高度为 3 KL (1/14 1/8)(1/141/8) 4000=286500(mm)hl 取高度为 3 KL400mmh 取宽度为 。 3 KL250mmb 初选截面尺寸为： 3 KL250mm400mmb h KL(3)惯性矩为：（其中边框架 3394 11 2504001.33 10 mm 1212 b Ibh 梁，中框架梁）1.5 b II2 b II 2.4.2 次梁截面尺寸的确定 (1)跨度为 7200mm 的次梁。 (次梁)高度为 1 LL (1/181/12)(1/181/12) 7200=400600(mm)hl 取高度为 1 LL550mmh 取宽度为 。 1 LL250mmb 初选截面尺寸为：。 1 LL250mm 550mmb h 4 (2)跨度为 6200mm 的次梁。 (次梁)高度为 2 LL (1/181/12)(1/181/12) 6200=344517(mm)hl 取高度为 2 LL500mmh 取宽度为 。 2 LL250mmb 初选截面尺寸为： 2 LL250mm 500mmb h (3)跨度为 4000mm 的次梁。 (次梁)高度为 3 LL (1/181/12)(1/181/12) 4000=222333(mm)hl 取高度为 3 LL400mmh 取宽度为 。 3 LL250mmb 初选截面尺寸为：。 3 LL250mm400mmb h (4)跨度为 3600mm 的次梁。 (次梁)高度为 4 LL (1/181/12)(1/181/12) 3600=200300(mm)hl 取高度为 3 LL350mmh 取宽度为 。 3 LL250mmb 初选截面尺寸为：。 3 LL250mm 350mmb h 2.5 柱截面尺寸的确定 2.5.1 按轴力估算 边柱： 2 0 3 28.8m14N （10） 2 kN/m864kN 1209.6kN 内柱： 2 0 3 43.2m14N （10） 2 kN/m1296kN 1814kN 5 2.5.2 按轴压比验算 选 C30 型混凝土 =14.3 N/mm2 =0.9 c f 0 (1.2 1.4)NN 边柱： 2 1460.16 1000 113454mm350mm450mm 0.9 14.3 c N A f 内柱： 2 2190.24 1000 170182mm350mm 500mm 0.9 14.3 c N A f 边柱截面取 bh=350mm450mm 惯性矩为 3394 11 350 4502.658 10 mm 1212 b Ibh 内柱截面取 bh=350mm500mm 惯性矩为 3394 11 350 5003.646 10 mm 1212 b Ibh 底层柱柱高：H=3770 mm；顶层柱柱高：H=3330mm；标准层柱高： H=3300mm 框架梁柱现浇，屋面及楼面采用 100mm 厚现浇钢筋混凝土。 2.6 梁柱线刚度计算 横梁线刚度计算过程及柱线刚度计算过程见表 2.1 和表 2.2 b i c i 表 2.1 横梁线刚度计算表 b i 砼弹性模量截面尺寸贯性矩跨度 梁线刚度 b i 中框架梁 b i 类别 2 N mm c E mmmm bh 0 4 mm I mm L 0 / N mm c E IL 0 2/ N mm c E IL 边梁 4 3.0 10250800 9 10.67 108000 10 4.00 10 10 8.00 10 中间 梁 4 3.0 10250400 9 1.33 104000 10 1.00 10 10 2.00 10 6 3.7740.943 0.943 0.943 1.142 1.132 1.566 1 1.552 1 1.3681.368 1.566 3.774 3.774 3.774 3.774 3.774 1.522 1.142 1.132 表 2.2 柱梁线刚度计算表 c i 柱高 度 砼弹性模量截面尺寸贯性矩线刚度 c i 层 数 柱位置 mm c h 2 N mm c E mmmm bh 0 4 mm I 0 / N mm cc E Ih 边柱 23 A A3330350450 9 2.66 10 10 2.40 10 3 内柱 23 B B3330350500 9 3.65 10 10 3.29 10 边柱 12 A A3300350450 9 2.66 10 10 2.42 10 2 内柱 12 B B3300350500 9 3.65 10 10 3.32 10 边柱 01 A A3770350450 9 2.66 10 10 2.12 10 1 内柱 01 B B3770 4 3.0 10 350500 9 3.65 10 10 2.90 10 取值作为基准值 1，算得梁、柱的相对线刚度如图 2.3 所示。 01 A A i 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 图 2.3 梁、柱的相对线刚度 7 3.荷载计算 3.1 设计资料 （1）设计标高：室内设计标高0.000，室内外高差 300mm。 （2）墙身做法：墙身采用粘土多孔砖，用 M5 混合砂浆砌筑。内墙面：普 通白涂料二涂，8 厚 1:1:6 水泥石灰膏砂浆找平，12 厚 1:3 水泥砂浆分层赶平， ，砖墙面。外墙面：乳丙酸涂料二度罩面，8 厚 1:2 水泥砂浆压光，12 厚 1:2 水 泥砂浆分层找平，砖墙面。 （3）楼面做法：20 厚 1:2 水泥砂浆找平抹光，水泥浆一道（内惨建筑胶） 。 （4）屋面做法（自上而下）：40 厚 C20 细石混凝土面层，40 厚硬质聚苯 乙烯挤塑泡沫塑料板，4 厚 SBS 改性沥青防水卷材一道，20 厚 1:3 水泥砂浆找 平，最薄处 20 厚 1:6 水泥炉渣找坡层。 3.2 恒载计算 楼面荷载分配按双向板进行荷载等效分配， 如右图 3.1 所示。 短向分配： 5 8 aq 长向分配： 图 3.1 双向板荷载分配示意图 23 12 22 aa aq bb 3.2.1 梁自重 自重： 0.25(0.8-0.1) 1 KL 254.38kN/m 梁侧抹灰： 2(0.8-0.1)0.02200.56 1 KL kN/m 自重： 0.25(0.7-0.1)253.75 2 KL kN/m 梁侧抹灰： 2(0.7-0.1)0.02200.48 2 KL 8 kN/m 自重： 0.25(0.4-0.1) 3 KL 251.875kN/m 梁侧抹灰： 2(0.4-0.1)0.02200.24 3 KL kN/m 自重： 0.25(0.55-0.1)252.81 1 LL kN/m 梁侧抹灰： 2(0.55-0.1)0.02200.36 1 LL kN/m 自重： 0.25(0.5-0.1)252.5 2 LL kN/m 梁侧抹灰： 2(0.5-0.1)0.02200.32 2 LL kN/m 自重： 0.25(0.4-0.1)251.88 kN 3 LL /m 梁侧抹灰： 2(0.4-0.1)0.02200.24 3 LL kN/m 自重： 0.25(0.35-0.1)251.56 4 LL KN/m 梁侧抹灰： 2(0.35-0.1)0.02200.20 4 LL kN/m 3.2.2 柱自重 顶层内柱： 0.350.5025(3.33-0.10)14.13 kN 粉刷： (0.352+0.502)0.02(3.33-0.10)202.19 kN 9 标准层内柱： 0.350.5025(3.30-0.10)14.00 kN 粉刷： (0.352+0.502)0.02(3.30-0.10)202.18 kN 底层内柱： 0.350.5025(3.77-0.10)16.06 kN 粉刷： (0.3520.502)0.02(3.30-0.10) 202.18kN 顶层边柱： 0.350.45(3.33-0.10)2512.72 kN 粉刷： （0.3520.452)0.02(3.33-0.10) 202.07kN 标准层边柱： 0.350.45(3.30-0.10)2512.60 kN 粉刷： 2(0.350.45)0.02(3.30-0.10) 202.05kN 底层边柱： 0.350.45(3.77-0.10) 2514.45kN 粉刷： 2(0.350.45)0.02(3.30-0.10)202.05 kN 3.2.3 墙自重及装饰 隔墙、半砖墙及装饰 0.1215(0.012200.00820)22.6 kN/m 外墙 240 墙及装饰 0.2415(0.012200.00820)24.4 kN/m 3.2.4 屋面板面荷载标准值 面层： 40mm 厚 C20 细石混凝土 0.04220.88 kN/m 隔热层：0 厚硬质聚苯乙烯挤塑泡沫塑料板 0.040.5=0.02 10 kN/m 防水层：4 厚 SBS 改性沥青防水卷材 0.0040.4=0.0016 kN/m 找坡层：20mm 厚最薄处 1:6 水泥炉渣 0.02140.28 kN/m 找平层：20mm 厚 1:3 水泥砂浆 0.02200.4 kN/m 结构层：100mm 厚现浇混凝土楼板 0.1252.5 kN/m 顶棚： 20mm 厚水泥砂浆抹底 0.02200.4 kN/m 屋面荷载 4.48 kN/m 3.2.5 楼板面荷载标准值 面层：20 厚水泥砂浆面层 0.02200.4 kN/m 结构层：100mm 厚现浇混凝土楼板 0.1252.5 kN/m 顶棚： 20mm 厚水泥砂浆抹底 0.02200.4 kN/m 楼面荷载 3.3 kN/m 3.2.6 屋面框架节点荷载 A 轴框架梁自重： 3.753.6227kN 梁侧抹灰： 0.483.623.46kN 女儿墙重： 11 4.42.97.291.87kN 梁传来屋面重 0.93.64.48229.03kN A 节点集中荷载 =151.36 kN 3A G 3D G 集中力引起的附加弯矩为：151.360.10515.89kN m B 轴框架梁自重： 3.753.6227kN 梁侧抹灰： 0.483.623.46 kN 次梁传来自重： 2.56.2/41.884.0/4+1.563.6/47.16 kN 梁侧抹灰： 0.326.2/40.244.0/4+0.203.6/40.92kN 女儿墙重： 4.42.97.291.87kN 梁传来屋面 3.61.84.48(2.6+6.2)1.8/24.48=64.51kN B 节点集中荷载 194.92kN 3B G 3C G 集中力引起的附加弯矩为：194.920.1325.34kN m 次梁传来自重： 2.813.62+2.56.20.527.98 kN 梁侧抹灰： 0.363.62+0.326.20.53.58kN 梁传来屋面重 29.0364.5193.54kN 1/A 轴节点集中荷载 125.10kN 31/A G 31/C G 次梁传来自重： 1 .563.65.62kN 梁侧抹灰： 12 0.203.60.72kN 1/B 轴节点集中荷载 6.34 kN 31/B G 3.2.7 楼面框架节点荷载 A 轴框架梁自重： 3.753.6227kN 梁侧抹灰： 0.483.623.46kN 墙重： 1.107.24.434.85kN 梁传来楼面重 0.93.63.30221.38kN A 节点集中荷载 =86.69kN 2A G 2D G 集中力引起的附加弯矩为：86.690.1059.10kN m B 轴框架梁自重： 3.753.6227 kN 梁侧抹灰： 0.483.623.46 kN 次梁传来自重： 2.56.2/41.884.0/4+1.563.6/47.16 kN 梁侧抹灰： 0.326.2/40.244.0/4+0.203.6/40.92kN KL(2)上墙重： (3.330.7)7.21.51.82 4.459.56kN LL(2)上墙重： (3.330.5) 6.22.6/222.81kN 窗重： 1.51.820.452.43 kN 梁传来屋面重 3.61.83.30(2.6+6.2)1.8/23.30=47.52kN B 节点集中荷载 170.86kN 2B G 2C G 集中力引起的附加弯矩为：170.860.1322.21kN m 13 次梁传来自重： 2.813.62+2.56.20.527.98 kN 梁侧抹灰： 0.363.62+0.326.20.53.58 kN LL(2)上墙重： (3.330.5) 6.22.6/222.81kN LL(1)上墙重： (3.330.55)7.21.51.82 4.464.31kN 梁传来屋面重 29.0364.5193.54 kN 1/A 轴节点集中荷载 212.22 kN 21/A G 21/C G 次梁传来自重： 1 .563.65.62 kN 梁侧抹灰： 0.203.60.72 kN LL(3)上墙重： (3.330.35) 3.64.447.20kN 1/B 轴节点集中荷载 53.54 kN 21/B G 在一层有玻璃采光顶（防火玻璃） ，故需加上其荷载重。 一层 B 节点集中荷载二层 B 节点集中荷载玻璃重，即 (1.6+3.6)10.45+(1.6+3.6)0.50.450.5+210.50.45 1B G 1C G 2B G 170.86+3.37=174.23 kN 集中力引起的附加弯矩为：173940.1322.61kNm 一层 1/B 节点集中荷载(1.6+3.6)10.50.45255.88 kN 11/B G 21/B G 3.2.8 恒荷载作用在框架梁上的荷载 跨：A1/A 所受荷载为梁自重引起的均布荷载，即4.94kN/m， 33 A Bq均 14 1/AB 所受荷载为板重引起的梯形荷载和梁自重引起的均布荷载两部分组成， 4.483.616.13 kN/m，4.94 kN/m。q梯形q均 跨(跨相同)：梁上荷载为由梁自重引起的均布荷载，即 33 B C 22 B C 2.12kN/m。q均 跨(跨相同)：A1/A 所受荷载为梁自重引起的均布荷，即 22 A B 11 A B 4.94kN/m，1/AB 所受荷载为板重引起的梯形荷载，梁自重引起的均布q均 荷载以及梁上墙自重引起的均布荷载三部分组成，3.33.611.88 q梯形 kN/m，4.94+6.5811.52kN/mq均 跨：所受荷载为玻璃采光顶引起的三角形荷载和梁自重引起的均布荷 11 B C 载两部分组成，0.452.00.90 kN/m，2.12kN/m。q三角q均 恒荷载作用下框架的荷载简图(标准值) 如图 3.2 所示。 15 0.90kN/m G31/A G21/A 0.90kN/m G11/B 2.12kN/m 22.61kN m B G = 174.23kN 11.88kN/m 11.52kN/m G11/A 4.94kN/m9.10kN m G = 86.69kN G21/B 2.12kN/m 22.21kN m G = 170.86kN B 11.88kN/m 11.52kN/m 4.94kN/m9.10kN m G = 86.69kN G31/B 2.12kN/m 16.13kN/m 15.89kN m4.94kN/m 4.94kN/m25.34kN m B G = 194.92kN G = 151.36kN 图 3.2 恒荷载作用简图(标准值) 为方便计算，根据力等效，梁上的荷载转化为均布荷载，转化后的恒荷载 作用简图如图 3.3 所示。 3.3 活荷载计算 查荷载规范：宿舍楼面均布活荷载标准值为 2.0 kN/m 上人屋面均布活荷载标准值为 2.0 kN/m 不上人屋面均布活荷载标准值为 0.5 kN/m。 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。 16 17.92kN/m 17.92kN/m 15.64kN/m G = 151.36kN G = 194.92kN B 25.34kN m 15.89kN m 2.12kN/m G31/B G = 86.69kN 9.10kN m B G = 170.86kN 22.21kN m 2.12kN/m G21/B G = 86.69kN 9.10kN m G11/A G = 174.23kN B 22.61kN m 2.68kN/m G11/B G21/A G31/A 图 3.3 恒荷载作用下等效简图（标准值） 3.3.1 活荷载作用在框架梁上的均布荷载 跨(各层均相同)： A1/A 所受荷载为 0,1/AB 所受荷载为梯形荷 33 A B 载，为 7.2 kN/m。 跨(唯一层有，视玻璃采光顶为不上人屋面)：BC 所受荷载为三角形 33 CB 荷载，为 1.0 kN/m 3.3.2 活荷载作用在框架柱上的集中荷载 屋面框架节点: A 节点: 0.93.62.06.48kN 集中力引起的附加弯矩为： 6.480.1050.68 kN m B 节点: 3.61.82+(2.6+6.2)1.828.80 kN 17 集中力引起的附加弯矩为： 28.800.133.74 kN m 1/A 节点: 6.4828.8035.28kN 楼面框架节点:普通层和屋面相同。 在一层有玻璃采光顶（防火玻璃） ，故需加上其荷载重： 28.8(1.6+3.6)10.5+(1.6+3.6)0.50.50.5+210.50.5 1B G 1C G 32.55 kN 集中力引起的附加弯矩为：32.550.134.23kN m (1.6+3.6)10.50.522.60kN 11/B G 活荷载作用下框架的荷载简图(标准值) 如图 3.4 所示。 图 3.4 活荷载作用简图(标准值) 为方便计算，根据力等效，梁上的荷载转化为均布荷载，转化后的活荷载 作用简图如图 3.5 所示。 G = 6.48kN 0.68kN m G21/A=35.28kN 7.2kN/m G =28.80kN 3.74kN m G =32.55kN 4.23kN m 7.2kN/m G11/A=35.28kN G = 6.48kN 0.68kN m G11/B 1.0kN/m1.0kN/m 0.68kN m G = 6.48kN 3.74kN m G =28.80kN G31/A=35.28kN 7.2kN/m 18 图 3.5 活荷载作用下等效简图（标准值） 3.4 风荷载标准值计算 风荷载标准值计算公式为: ，本地区基本风压 0.7 kN/m2 ,因 0kzzs wuuw 结构高度 H=10.2m30m，可取1.0,由荷载规范查（体形系数） ，迎 z s 风面取 0.8，背风面 0.5, 可查荷载规范，Z 为框架节点至地面的高度，A 为 Z 一榀框架上受到风荷载的面积，地面粗糙程度为 B 类。将风荷载换算成作用于 框架节点上的集中荷载，计算过程如表 3.1 所示，集中力作用图如图 3.6 所示。 表表 3.1 集中风荷载标准值计算集中风荷载标准值计算 层次 z s Z m z 2 0 /wkNm 2 /w kNm A(m2)P(kN) 31.01.310.21.010.70.9232.8730.24 21.01.36.871.00.70.9123.8721.72 11.01.33.571.00.70.9124.7322.50 G =28.80kN 3.74kN m G31/A=35.28kN G = 6.48kN 0.68kN m G21/A=35.28kN G = 6.48kN 0.68kN m G =28.80kN 3.74kN m G11/A=35.28kN G = 6.48kN 0.68kN m G =32.55kN G11/B 4.23kN m 4.78kN/m 4.78kN/m 4.78kN/m 0.63kN/m 19 30.24 21.72 22.50 图 3.6 风荷载集中力作用简图 20 4.框架内力计算 4.1 恒载作用下框架内力计算 恒载作用下框架的荷载简图，如图 3.2 和图 3.3 所示。 4.1.1 梁的固端弯矩计算 梁端弯矩以绕杆端顺时针转向为正，反之为负。由荷载求固端弯矩，框架 梁上的荷载作用简图可见图 4.1,并列其梁端弯矩计算公式。 （a） （b） （c） 图 4.1 几种荷载作用下杆端弯矩 根据图 4.1 中所示的各种荷载作用形式下梁端的弯矩计算公式，可计算出 框架中各层梁端的弯矩，计算过程可见表 4.1。 计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。由于结构和荷载 对称，故计算时可取半框架。 ba B L A A L B C L/2L/2 B L 2 F AB 12 ql M上上 2 F BA 12 ql M上 2 F P AB 2 F ab M l 上上 2 F P BA 2 F a b M l 上 F C P B 8 F M l 上上 F CB P 8 F M l 上 21 表 4.1 各层梁固端弯矩计算表 弯矩产生形式作 用 荷 载 层 号 梁端 位置 集中力产生弯 矩()kN m 均布荷载 产生弯矩( )kN m 跨中集中力产 生弯矩( )kN m kNm M A-135.25-83.41-218.66 B 左39.2783.41122.683 B 右-2.83-3.17-6.00 A-229.44-95.57-325.01 B 左66.6195.57162.182 B 右-2.83-26.77-29.60 A-229.44-95.57-325.01 B 左66.6195.57162.18 恒 载 1 B 右-3.57-27.94-31.51 4.1.2 节点弯矩分配系数 由前述的线刚度比可求得各杆端的弯矩分配系数，计算杆端弯矩分配系数 时，由于计算简图中的中间跨梁跨长为原梁长的一半，故其线刚度应为原值的 两倍，如：框架上和两节点相关杆端弯矩分配系数。 3 A 3 B 点： 3 A 33 A B 3.774 0.769 1.1323.774 32 A A 1.132 0.231 1.1323.774 点： 3 B 33 B A 3.774 0.651 1 3.7740.943 21.552 4 33 B C 1 0.943 2 4 0.081 1 3.7740.943 21.552 4 32 B B 1.552 0.268 1 3.7740.943 21.552 4 点： 2 A 33 A B 3.774 0.769 1.1323.774 32 A A 1.132 0.231 1.1323.774 22 点： 3 B 33 B A 3.774 0.651 1 3.7740.943 21.552 4 33 B C 1 0.943 2 4 0.081 1 3.7740.943 21.552 4 32 B B 1.552 0.268 1 3.7740.943 21.552 4 4.1.3 恒载作用下框架弯矩计算 弯矩二次分配法计算步骤如下： 因框架结构和作用荷载对称，仅取半跨进行分析。 将各节点处竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩进行第一次分配。 将所有杆端分配弯矩向远端传递，传递系数均取 1/2。 将各节点传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配。 将各杆端的固端弯矩，分配弯矩和传递弯矩相加得各杆端弯矩。 注意：在节点作用有集中力矩，应考虑集中力矩的分配（矩形框中即为集中力 矩） 。 弯矩计算过程如图 4.2 所示。恒载作用下的弯矩图即 M 图如图 4.3 所示 4.1.4 弯矩调幅 考虑梁端弯距调幅(调幅系数为 0.85，跨中不调),调幅后的梁端弯矩示于图 4.3 中的括号内。 4.1.5 恒载作用下框架梁、柱的剪力计算 剪力以顺时针为正，反之为负。梁剪力由梁上荷载和梁端弯矩两部分引起。 AB 梁的剪力计算简图如图 4.4 所示，BC 梁的剪力计算简图如图 4.5 所示，A 柱剪力计算简图如图 4.6 所示。 AB L 图 4.4 AB 梁的剪力计算简图 23 0 B M ， 2 1 6.20 2 ABBAA MMVlqlP - 图 4.2 弯矩二次分配计算过程(单位：)kN m 183.23 252.53 267.18 90.54 152.78 (129.86) 53.14 26.57 77.7185.35 (146.34) 172.17 A BCD 0 0 00 76.42 92.31 183.23 77.71 172.17 85.35 53.14 152.78 90.54 252.53 267.18 26.5718.83 54.68 51.26 (35.22) 165.88 53.90 98.01 (78.46) (146.34) (129.86) (83.31) (141.00) (135.54) 159.46 37.65 22.56 23.40 44.52 41.43 50.98 5.37 (37.84) (15.95) 18.77 76.42 18.83 47.57 37.65 44.52 (37.84) 159.46 (135.54) 50.98 51.26 41.43 (35.22) 53.90 18.77 (15.95) (141.00) 165.88 98.01 (83.31) (78.46) 92.31 00BA -18.8326.57 162.18-325.01 -44.52 -5.88 -7.13 -6.00 -29.60 -7.06 0.066 -41.43 -4.77 -31.51 0.064 -7.40 -5.37 -18.77 -37.65 -17.01 -20.64 -23.40 -11.78 0.191 -50.98 -15.80 0.212 -24.48 -11.64 -17.77 -53.90 -54.68 -19.42 -11.70 -23.56 -25.34 -22.21 -23.29 -12.24 0.218 -51.26 -15.73 -22.61 0.211 159.46 -46.76 100.78 -56.73 122.68 162.18 -56.62 98.56 0.525 165.88 -38.24 0.513 -59.46 77.97 -43.17 98.01-92.31 0.15 -29.73 155.93 0.1870.624 -152.78 -0.95 53.1490.54 -0.29-0.25 29.85-8.37 201.5560.9753.39 9.10 -15.97 -172.17 0.6380.193 -4.79 77.71 0.169 85.35 -4.84 -28.31 197.1359.08 23.4230.49 59.71 -325.019.10 0.189 76.42 0.04 29.54 46.84 -218.6615.89 0.0810.2680.6510.7690.231 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 24 图 4.3 恒载作用下 M 图(单位：)kN m 2 ABBA A 1 MM6.2P 2 V ql l A M0 ， 2 ABBAB 1 MM+V1.8P0 2 lql + 2 ABBA B 1 MM1.8P 2 V ql l 以梁为例计算其剪力(其余各梁剪力计算列与表 4.2 中)： 33 A B kN 3 2 1 78.4683.3115.64 86.2 125.10 2 158.91 8 A V kN 3 2 B 1 78.4683.3115.64 81.8 125.10 2 91.31 8 V CB L 图 4.5 BC 梁的剪力计算简图 M0 ， 2 BCCB 1 M+M+VP0 22 l lql 2 BCCB 1 MMP 22 V l ql l B M0 ， 2 BCCB 1 MM+VP