层教学楼毕业设计论文.doc

毕业设计(论文) 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 所在院所在院( (系系) ) 专专 业：业： 土木工程 设计设计( (论文论文) )题目：题目：浦口某高级中学 2 号教学楼设 计 指导教师：指导教师： 2013 年 6 月 7 日 目录 第 1 章 设计资料及要求.1 1.1 基本概况.1 1.2 设计资料.1 1.2.1 气象资料 1 1.2.2 工程地质资料 1 1.2.3 楼面活荷载 2 1.2.4 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 .2 1.3 施工技术条件及材料供应.2 1.4 毕业设计任务内容.2 1.4.1 毕业设计的意义 .2 1.4.2 毕业设计的主要内容 .3 1.4.3 提交的成果 .3 第 2 章 框架结构布置及计算简图.4 2.1 梁、柱截面尺寸 .4 2.2 材料强度等级 .4 2.3 计算简图 .4 2.4荷载计算 5 2.4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值 5 2.4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值 9 2.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值 10 2.4.4 楼面框架节点集中荷载标准值 12 2.5 风荷载 .14 2.6 地震作用 .16 2.5.1 建筑物总重力荷载代表值 Gi 的计算 16 2.5.2 地震作用计算 19 2.5.3 框架自振周期计算： 21 第 3 章 框架内力计算.26 3.1 恒载作用下的框架内力计算 .26 3.1.1 弯矩分配系数 26 3.1.2 杆件固端弯矩 28 3.2 活载作用下的框架内力 .40 3.2.1 梁固端弯矩 40 3.1.2 本计算书考虑最不利组合活载满跨布置。 .40 3.1.3 内力计算 42 3.3 地震作用下横向框架的内力计算 .52 3.3.1 0.5（雪+活）中合理荷载作用下横向框架内力计算52 3.3.2 地震作用下横向框架的内力计算 .62 第四章框架内力组合.75 第五章框架梁柱截面设计.100 第 6 章 楼梯设计.120 6.1 楼梯梯段斜板设计.120 6.1.1 荷载计算 122 6.1.2 内力计算 122 6.1.3 配筋计算 122 6.2 平台板设计.123 6.2.1 荷载计算 123 6.2.2 内力计算 .124 6.2.3 配筋计算 .124 6.3 平台梁设计124 6.3.1 截面高度 124 6.3.2 荷载 .125 6.3.3 内力计算 125 6.3.4 截面设计 125 第 7 章 现浇楼面板设计.128 7.1 楼面梁格布置.128 7.2 荷载设计值 .129 7.3 ABCDEF 部分区格.129 7.4 G、H、I 区格133 第 8 章 基础设计.141 8.1 荷载计算.141 8.2 确定基础底面积 .142 8.2.1A 柱142 8.2.2 B 柱.144 8.3 基础结构设计.146 8.3.1 荷载设计值 146 8.3.2 A 柱.146 8.3.3 BC 柱148 第九章 电算结果对比.152 图 9-1 电算恒载图.152 图 9-2 电算活载图.153 参考文献.154 结语.156 浦口某高级中学 2 号楼教学楼设计 摘 要 本工程为实际应用课题，地点位于江苏省南京市浦口区，为中学教学楼设计。本工 程的建筑场地约 58m22m，建筑面积约 6000m2，为 3 跨 5 层的钢筋混凝土框架结构。 根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求以及场地地质条件，合理地进行结构选 型和结构整体布置，确定各种结构构件的尺寸，选取一榀主要横向结构框架进行结构设 计计算，用计算结构力学程序对该榀结构框架进行电算与手算结果进行对比分析；完成 楼梯设计和基础设计；用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 PKPM 电算；绘制出相关建筑 和结构施工图。 通过本模拟设计，可使学生综合土木工程专业各课程的知识，了解建筑设计方法， 熟悉结构设计与分析过程。 关键词：关键词：弯矩；剪力；配筋；抗震，阅微阁小说 第 1 章 设计资料及要求 1.1 基本概况基本概况 本工程为实际应用课题，地点位于江苏省南京市浦口区，为中学教学楼设计。本工 程的建筑场地约 58m22m，建筑面积约 6000m2，为 3 跨 5 层的钢筋混凝土框架结构。 柱网布置 1.2 设计资料设计资料 1.2.1 气象资料 基本风压值：0.40kN/m2 基本雪压：0.65kN/m2 1.2.2 工程地质资料 拟建场地内地势平坦，场地平整后绝对高程为 25.4m，室内设计标高相当于绝对标高 26.0m，地下水位在绝对标高 24.5m 以下，对混凝土无侵蚀性。地层结构及各层物理力学 性能如下： I 层约 0.4m 厚：杂填土，杂色，松散，可塑，夹较多的碎砖石 II 层约 1.3m 厚：粉质粘土，砖红色，软塑，较均匀，但物理力学性质较差， fk=120kPa 第一章设计资料及要求 III 层约 4.78m 厚：细砂，黄色，中密密实，饱和，fk=260kPa IV 层约 2.1m 厚：粉质粘土，黄褐色，可塑，饱和，较均匀，fk=210kPa V 层约 5.2m 厚：细砂，黄色，密实，饱和，场地内分布均匀，且物理力学性质较好， fk=260kPa VI 层 3.6m 厚：细砂中砂，灰黄灰色，中密密实，饱和，fk=270kPa VII 层 2.5m 厚：粘土，灰绿灰褐色，可塑，丰富的高岭土，fk=280kPa VIII 层未钻透：粘土，黄褐色黄色，硬塑，高岭土，fk=320kPa 1.2.3 楼面活荷载 按建筑结构荷载规范（GB50009-2012）采用 1.2.4 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分组为第一组。 1.3 施工技术条件及材料供应施工技术条件及材料供应 本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。水、电供应由建设单位保 证。 三材及一般材料能按计划及时供应。 1.4 毕业设计任务内容毕业设计任务内容 1.4.1 毕业设计的意义 根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求以及场地地质条件，合理地进行结构选 型和结构整体布置，确定各种结构构件的尺寸，选取一榀主要横向结构框架进行结构设 计计算，用计算结构力学程序对该榀结构框架进行电算与手算结果进行对比分析；完成 楼梯设计和基础设计；用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 SATWE 电算；绘制出相关建筑和 结构施工图。 通过本模拟设计，可使学生综合土木工程专业各课程的知识，了解建筑设计方法， 熟悉结构设计与分析过程。 1.4.2 毕业设计的主要内容 （0）外文资料翻译、调研、复习相关主干课程 （1）建筑设计，绘制建筑施工图 （2）结构平面布置（楼盖布置、估算构件截面尺寸）和荷载计算 （3）竖向荷载作用下横向框架内力计算（采用弯矩二次分配法） 、计算结构力学程 序核算 （4）水平地震荷载作用下横向框架内力计算及侧移计算（采用 D 值法） 、计算结构 力学程序核算 （5）横向框架梁、柱内力组合（列表进行）和截面设计 （6）主楼梯的结构设计 （7）柱下基础设计 （8）绘制横向框架、主楼梯、基础结构施工图 （9）用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 SATWE 电算并绘制出标准层结构平面图（板 配筋图）和梁配筋平面图 （10）电子版毕业设计文件的输入、打印和装订 （11）指导教师审核，评阅教师审核，毕业设计答辩 1.4.3 提交的成果 第二章框架结构布置及计算简图 第 2 章 框架结构布置及计算简图 本工程横向框架计算单元取图 9 榀斜线布置所示范围。 2.1 梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸 框架柱：一律采用 500*500 梁：横向框架 AB、CD 跨 250mm*700mm，BC 跨 250mm*500mm，纵向连续梁 250mm*600mm,次梁 250mm*450mm 2.2 材料强度等级材料强度等级 混凝土：均采用 C30 级。 钢筋：钢筋采用 HRB400 钢筋 2.3 计算简图计算简图 3900 3900 3900 3900 5500 6300 2400 6300 图 2-1 计算简图 2.4荷载计算荷载计算 2.4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值 (1)恒载（图 2-2） 屋面标准值： 第二章框架结构布置及计算简图 图 2-2 恒载计算简图 图 2-3 活载计算简图 屋面恒载标准值 35mm 厚架空隔热板 0.035 25=0.875KN/M2 保温层 0.48KN/M2 20mm 厚 1：3 水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/M2 120mm 钢筋混凝土板 0.1225=3KN/M2 12mm 厚纸筋石灰粉平顶 0.01216=0.192 KN/M2 屋面恒载标准值 4.87(KN/M2) 梁自重 边跨 AB、BC 跨： 0.250.725=4.38 KN/M 梁侧粉刷 2（0.7-0.12） 0.0217=0.39KN/M 4.77 KN/M 中跨 BC 跨 0.250.525=3.13KN/M 梁侧粉刷 2（0.5-0.12） 0.0217=0.26KN/M 3.39KN/M 次梁： 0.2*0.45*25=2.25kN/m 侧梁粉刷： 2*（0.45-0.12） *0.02*17=0.22kN/m 2.47kN/m 第二章框架结构布置及计算简图 作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为： 梁自重： g5AB1= g5CB1=4.77KN/M , g5BC1=3.39KN/M 板传来的荷载： g5AB2=g5CD2=5.124.5=23KN/M g5BC2 =4.872.4=11.69KN/M (2)活载（图 2-3） 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为： q5AB =q5CD =0.74.5=3.15KN/M q5BC =0.72.4=1.68KN/M 2.4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值 (1)恒载 25 厚水泥砂浆面层 0.02520=0.5 KN/M2 120 厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3KN/M2 12 厚底粉刷 0.01216=0.192 KN/M2 楼面横载标准值 3.692 KN/M2） 边跨(AB、CD)框架梁自重 4.77KN/M 中跨（BC）梁自重 3.692KN/M 次梁自重 2*2.47*7*0.5*2=34.58kN 作用在楼面层框架梁上的线荷载标准值为： 梁自重 ： gAB1 = gCD1 =4.77KN/M gBC1 =3.39KN/M 板传来的荷载： gAB2 = gCD2 =3.6924.5=16.61KN/M gBC2=3.52.4=8.86KN/M (2)活载（图 2-3） 楼面活载： q AB =q CD=2.54.5=11.25KN/M q BC =3.52.4=8.4KN/M 2.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值 (1)恒载 边跨连系梁自重 25=16.98KN 粉刷 2(0.6-0.12) 0.024.517=1.47KN 0.6m 高女儿墙 6=6.37KN 粉刷 0.620.024.517=1.84KN 连系梁传来屋面自重 4.54.87=24.65KN 顶层边节点集中荷载 G5A=G5D=51.24KN 中柱连系梁自重 0. 250.64.525=16.98KN 第二章框架结构布置及计算简图 粉刷 2(0.6-0.12) 0.024.517=1.47KN 连系梁传来屋面荷载 1/24.51/24.55.47=24.65KN 0.5（4.5+4.5-2.4） 2.4/24.87=19.29KN 顶层节点集中荷载 G5B=G5C=67.33KN (2)活载 Q5A=Q5D=1/24.51/24.50.7=3.54KN Q5B=Q5C=1/24.51/24.50.7+1/2(4.5+4.5-2.4) 2.4/20.7=6.32KN 2.4.4 楼面框架节点集中荷载标准值 (1)恒载 边柱连系梁自重： 16.98KN 次梁自重： 2*2.47*6.3*0.5=15.29kN 次梁传来的楼面自重 0.5*（6.3+6.3-4.5）*2.25*3.69=34.46 kN 粉刷 1.47KN 钢窗自重 31.50.4=1.8KN 窗下墙体 （4.5-0.45）（3.9-0.7-1.5） 2.36=16.25KN 粉刷 24.051.90.0217=5.23KN 窗边墙体自重 1.5（4.05-3） 2.36=3.72KN 粉刷 217=1.12KN 连系梁传来楼面自重 1/24.51/24.53.692=18.69KN 65.26KN 中间层边节点集中荷载 GA=GD=65.26KN 框架柱自重: GA=GD=0.450.453.925=19.74KN 中柱连系梁自重： 16.98KN 粉刷: 1.47KN 内墙自重（忽略门窗） （4.5-0.45）(3.6-0.7) 2.36=27.72KN 次梁自重： 2*2.47*6.3*0.5=15.29kN 次梁传来的楼面自重： 0.5*（6.3+6.3-4.5）*2.25*3.69=34.46kN 粉刷 217=8.09KN 连系梁传来楼面自重： 1/24.51/24.53.692=18.69KN 1/2(4.5+4.5-2.4）2.4/23.192=12.6KN 85.60KN 中间层中节点集中荷载 GB=GC=85.60KN 柱传来的集中荷载 19.74KN 第二章框架结构布置及计算简图 (2)活载 QA=QD=1/24.51/24.52.5=12.66KN QB=QC=1/24.51/24.52.5+1/2 (4.5+4.5-2.4) 2.4/23.5=26.52KN 2.5 风荷载风荷载 已知基本风压 w0=0.4KN/M2，本工程为市政中学，地面粗糙度属 B 类，按荷 载规范 wk=zszw0.。风载体型系数 s：迎风面为 0.8，背风面-0.5，因结构高度 H=21.11.4 Tg=1.40.35=0.49s，故需考虑框架顶部附加集中作用 n= 0.08 T1+0.07=0.080.605+0.07=0.118 框架横向水平地震作用标准值为： 结构底层：FEK=1 Geq=0.05632210.67=1803.79KN 各层得地震作用和地震剪力标准值由表 2-5 计算列出，图示见图 2-5。 GiHi=437543.2 Fn=nFEK=0.1121426.43=159.76KN 图 2-5 横向框架的地震作用 本工程计算多遇地震作用下横向框架的层间弹性侧移，见表 26.对于钢筋混凝土框 架e取 1550。 层间弹性侧移验算 表 2-6 层 h(m)Vi(KN)Di e=Vi/Di (mm） e hi（mm) 第二章框架结构布置及计算简图 53.9527.86351.061.506.55 43.9357.75351.061.026.55 33.9266.88351.060.766.55 23.9180.01351.060.516.55 15.591.93264.120.357.27 通过以上的计算结果看出，各层层间弹性侧移均满足规范要求即eeh。 第 3 章 框架内力计算 3.1 恒载作用下的框架内力计算恒载作用下的框架内力计算 3.1.1 弯矩分配系数 由于该框架为对称结构，取框架的一半进行计算，如图 3-1。 （a）恒载 ； （b）承担产生的节点不平衡弯矩 图 3-1 横向框架承担的恒载节点不平衡弯矩 节点 A1：SA1A0=4iA1A0=410.5=2 SA1B1=4iA1B1=41.33=5.332 SA1A2=40.996=3.98 第三章框架内力计算 (相对刚度见 2-1) S=4(0.5+1.33+0.996)=11.32 uA1A0=SA1A0/S=2.0/11.32=0.18 uA1B1= SA1B1/S=5.32/11.32=0.47 uA1A2= SA1A2/S=3.98/11.32=0.35 节点 B1:SB1D1=21.04=2.08 S=11.32+2.08=13.40 uB1A1=5.32/13.40=0.4 uB1B2 =3.98/13.40=0.3 uB1D1 =2.08/13.40=0.15 uB1B0=2.0/13.40=0.15 节点 A2: S=4(0.996+1.33+0.996)=13.288 uA1A2= uA2A3 = 40.996/13.288=0.30 uA2B2= 41.33/13.288=0.40 节点 B2: S=4(0.996+1.33+0.996)+21.04=15.08 uB2A2 =41.33/15.08=0.34 uB2B1 = UB2B3 =0.9964/15.08=0.26 uB2D2=1.044/15.08=0.14 节点 A5: S=4(1.33+0.996)=9.304 uA5B5A2= 41.33/9.304=0.57 uA5A4=40.996/9.304=0.43 节点 B5: S=4(0.996+1.33)+21.04=11.384 uB5A5=41.33/11.384=0.47 uB5B4=40.996/11.384=0.35 uB5D4=21.04/11.384=0.18 3.1.2 杆件固端弯矩 固端弯矩一律以顺时针方向为正 （1）横梁固端弯矩 杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图 3-2 图 3-2 杆端及节点弯矩正方向 1）顶层横梁: 自重作用： M A5B5= - M B5A5=-1/12ql2=-1/124.776.32=-15.78 kNm M B5D5=-1/3 ql2=-1/33.391.22=-1.63KN m M D5B5=1/2M B5D5= -0.82KN m 第三章框架内力计算 板传来的荷载作用： MA5B5= -MB5A5= -1/12ql2(1-2a2/l2+a3/l3)=-1/1223.06.32(1-22.252/6.32+2.253/6.33) =-60.10 KN m M B5A5= -5/95 ql2=-5/9611.692.42.4=-3.51KN m M D5B5= -1/32ql2=-1/3211.692.42.4=-2.10 KN m 2）二五层横梁 自重作用： M A1B1= - M B1A15= -1/12ql2=-1/124.776.32=-15.78 kNm M B1D1= -1/3 ql2= -1/33.391.22=-1.63KN m M D1B1=1/2M B1D1= -0.82KN m 板传来的荷载作用： MA1B1=-MB1A1= -1/12ql2(1-2a2/l2+a3/l3)=-1/1216.616.32(1-22.252/6.32+2.253/6.33) = -43.40KN m M B1D1= -5/95 ql2=-5/967.662.42.4=-2.30KN m (2)内力计算 根据对称原则，只计算 AB、BC 跨。 恒载弯矩分配过程见图 3-3，恒载作用下弯矩图见图 3-4，梁剪力、柱轴力见图 3-5 第三章框架内力计算 图 3-3 恒载弯矩分配过程 根据所求处得梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力， 结果见表 3-1表 3-4 AB 跨梁端剪力（ KN ） 表 3-1 层 q （KN/ m） （板传 来作用） g（ KN/m) (自重作 用） a （m ） l （m ） gl/ 2 u =（l- a)q/ 2 M AB(K Nm) MB A(KNm ) Mik/l V1/A =gl/2+u- Mik/l VB=- (gl/2+u+ Mik/l) 5 234.77 2.25 6.30 15 .03 4 6.58 - 42.67 57. 14 1 .67 59.9 4 -63.28 4 16.61 4.77 2.25 6.30 15 .03 3 3.64 - 46.34 56. 81 1 .66 47.0 1 -50.33 3 16.61 4.77 2.256.30 15 .03 3 3.64 - 43.41 56. 18 2 .03 46.6 4 -50.70 2 16.61 4.77 2.256.30 15 .03 3 3.64 - 43.95 56. 61 2 .01 46.6 6 -50.68 1 16.61 4.77 2.256.30 15 .03 3 3.64 - 37.00 52. 55 2 .47 46.2 0 -51.14 BC 跨梁端剪力（KN) 表 3-2 层 q（KN/ m） （板传 来作用） g（KN/m)(自 重作用） l（ m） g l/2 l q/4 VB=gl/2+l q/4 VC=-(ql/2+ql/4) 511.693.392.44.077.0111.08-11.08 47.663.392.44.076.49 10.56 -10.56 37.663.392.44.076.49 10.56 -10.56 27.663.392.44.076.4910.56-10.56 17.66 3.392.44.076.4910.56 -10.56 第三章框架内力计算 图 3-4 恒载作用下弯矩图（kNm） 图 3-5 恒载作用下梁剪力、柱轴力（kN） 第三章框架内力计算 AB 跨跨中弯矩（ KNm ） 表 3-3 层 q（ KN/m） （板传 来作用） g（KN /m)(自重 作用） a （m ） l （m ） gl/ 2 u= （l-a) q/2 MA B(KNm ) Mik/l V1/A=gl /2+u-Mik/l M=gl/2 l/4+u1.22 -MAB- V1/Al/2 5234.77 2 .25 6 .3 15 .03 46 .58 - 42.67 1 .67 59.94 -73.56 4 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 - 46.34 1 .66 47.01 -42.75 3 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 - 43.41 2 .03 46.64 -44.52 2 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 - 43.95 2 .01 46.66 -44.04 1 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 -37 2 .47 46.20 -49.54 AB 跨跨中弯矩（ KNm ） 表 3-3 层 q（ KN/m） （板传 来作用） g（KN /m)(自重 作用） a （m ） l （m ） gl/ 2 u= （l-a) q/2 MA B(KNm ) Mik/l V1/A=gl /2+u-Mik/l M=gl/2 l/4+u1.22 -MAB- V1/Al/2 5234.77 2 .25 6 .3 15 .03 46 .58 - 42.67 1 .67 59.94 -73.56 4 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 - 46.34 1 .66 47.01 -42.75 3 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 - 43.41 2 .03 46.64 -44.52 2 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 - 43.95 2 .01 46.66 -44.04 1 16. 61 4.77 2 .25 6 .3 15 .03 33 .64 -37 2 .47 46.20 -49.54 3.2 活载作用下的框架内力活载作用下的框架内力 3.2.1 梁固端弯矩 （1）顶层 M A5B5=- M B5A5= -1/12ql2(1-2a2/l2+a3/l3)= -1/123.156.32(1-22.252/6.32+2.253/6.33) = -8.236kNm M B5D5= -5/96 ql2= -5/961.682.42.4= -0.5KN m M D5B5= -1/32ql2= -0.3KN m （2）二五层横梁 M A1B1=- M B1A15= -1/12ql2(1-2a2/l2+a3/l3)= -1/1211.256.32(1-22.252/6.32+2.253/6.33) = -29.41 kNm M B1D1= -5/96 ql2= -5/9= -2.52KN m M D1B1= -1/32M B1D1= -1.51KN m 3.1.2 本计算书考虑最不利组合活载满跨布置。 计算见图： 第三章框架内力计算 图 3-6 活载不利布置 当 AB 跨和 BC 跨均布置活载时： M A5=M A5B5=-8.24KN M M A1= M A2= M A3= M A4= M A1B1=-29.41KN M M B5= M B5A5+ M B5D5=7.30-0.5=6.80KN M M B1= M B2= M B3= M B4= M B1A1+ M B1D1=26.04-2.52-2.52=23.52KN M 3.1.3 内力计算 采用迭代法计算，迭代次序同恒载在满跨荷载作用下梁弯矩、剪力、轴力如图。 第三章框架内力计算 图 3-6 活载迭代过程： 图 3-7 恒载作用下弯矩图（kNm） 根据所求出的梁端弯矩，在通过平衡条件，即可求出活载条件下的梁的剪力、柱轴 力，结果见下表 。 满跨活载作用下梁剪力 AB 跨梁端剪力 表 3-5 层 q(K N/m) a (m) u=(L -a)q/2 MAB(K Nm) MBA(K Nm) Mik/l V1/A=u- Mik/l VB=-(u+Mik/l) 53.15 2 .25 5.91 -5.296.18 - 0.14 5.77-6.05 4 11.2 5 2 .25 21.09-25.0020.62 - 0.70 21.79-20.40 3 11.2 5 2 .25 21.09-23.4722.65 - 0.13 21.22-20.96 2 11.2 5 2 .25 21.09-23.9 19.04 - 0.77 21.86-20.32 1 11.2 5 2 .25 21.09-20.18 20.97 0.1 2 20.97-21.21 第三章框架内力计算 图 3-8 满跨活载剪力轴力： 满跨活载作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-6 层 q(KN/m)l(m)ql/4VB=ql/4(KN)VC=-ql/4(KN) 51.682.41.011.01-1.01 45.04-3.6 45.04-3.6 28.42.4 5.04 5.04-5.04 45.04-5.04 第三章框架内力计算 满跨活载作用下 AB 跨跨中弯矩（KN m） 表 3-7 层 q(KN/m) （板传来荷 载作用） a (m) l (m) u=(L- a)q/2 MAB(KN m) Mi k/l VC=u-Mik/l M=u1.05- MAB-VAl/2 5 3.15 2 .25 6 .30 5.91-5.29 - 0.14 5.77-6.68 4 11.25 2 .25 6 .30 21.09-25-0.0 21.79-21.48 3 11.25 2 .25 6 .30 21.09-23.470.1321.22-21.23 2 11.25 2 .25 6 .30 21.09-23.9 0.7721.86-22.81 1 11.25 2 .25 6 .30 21.09-20.18 0.1220.97-23.73 满跨活载作用下柱轴力计算 （ KN ) 表 3-8 边柱（A 轴 )边柱（ B 轴 ） 层 横梁端部剪 力 纵梁端部剪 力 柱轴力 KN 横梁端部剪 力 纵梁端部剪 力 柱轴力 KN 5 5.77 3.549.317.06 6.32 13.38 4 21.79 12.6643.7625.44 26.52 65.34 3 21.22 12.6677.6426.00 26.52 117.86 2 21.86 12.66112.1625.36 26.52169.74 1 20.97 12.66 145.79 26.25 26.52222.51 第三章框架内力计算 3.3 地震作用下横向框架的内力计算地震作用下横向框架的内力计算 3.3.1 0.5（雪+活）中合理荷载作用下横向框架内力计算 按建筑抗震设计规范 ，计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其他各层取用 活荷载，当雪荷载和活荷载相差不大时，可近似按满跨荷载布置。 （1）恒载线荷载计算 顶层横梁：雪载 边跨 0.654.50.5= 1.46 KN/M 中间跨 0.652.40.5= 0.78 KN/M 二五层：活载 边跨 11.250.5=5.63KN/M 中间跨 8.40.5=4.2 KN/M (2)计算简图 图 3-9 固端弯矩 (3)固端弯矩 1）顶层横梁: M A5B5=- M B5A5=-1/12ql2（1-2a2/l2+a3/l3）=-1/121.466.36.3(1- 22.25/6.3+2.25/6.3) =-3.87kNm M B5D5=-5/96 ql2=-5/960.782.42.4=-0.23KN m M D5B5=-1/32ql2= -1/320.782.42.4=-0.14 KN m 2）二五层横梁 M A1B1=- M B1A15=-1/12ql2（1-2a2/l2+ a3/l3）=-1/125.636.32（1- 22.252/6.32+2.253/6.33）=-14.92kNm 第三章框架内力计算 M B1D1=-5/96 ql2=-5/9=-1.26KN m M D1B1=-1/32ql2= -1/3=-0.76 KN m (4)弯矩分配计算 弯矩分配过程如图 3-19,0.5（雪+活）作用下梁柱弯矩见图 3-21，梁剪力、柱轴力 见 图 3-220.5（雪+活）作用下梁剪力、柱轴力，计算过程见表 3-213-25. 0.5(雪+活）作用下 AB 跨端梁剪力标准值 表 3-10 0.5（雪+活）作用下 BC 跨梁端剪力标准值 表 3-9 层q(KN/m)l(m)ql/4VB=ql/4(KN)VC=-ql/4(KN) 50.782.4 0.470.47-0.47 44.22.4 2.52 2.52 -2.52 34.22.4 2.522.52-2.52 24.22.4 2.522.52-2.52 14.22.4 2.522.52-2.52 层 q(K N/m) a (m) u=(L- a)q/2 MAB( KNm) MBA( KNm) Mik/l VA=u- Mik/l VB=- (u+Mik/l) 51.462.252.96-3.362.86 - 0.08 3.04-2.88 45.632.2511.40-12.4810.34 - 0.34 11.74-11.06 35.632.2511.40-11.0611.14 0. 01 11.39-11.41 25.632.2511.40-14.529.81 - 0.75 12.15-10.65 15.632.2511.40-10.4710.07 - 0.06 11.46-11.34 第三章框架内力计算 0.5（雪+活）作用下 AB 跨跨中弯矩（KN m） 表 3-11 层 q(KN/m) （板传来荷 载作用） a(m)l(m)u=(l-a)q/2 MAB(KNm ) Mik/lVA=u-Mik/lM=u1.05-MAB-VAl/2 51.462.526.30 2.96-3.36-0.08 3.04-3.11 45.632.526.30 11.40-12.48-0.34 11.74 -12.53 35.632.526.30 11.40 -11.060.0111.39 -12.85 25.632.526.30 11.40-14.52-0.75 12.15 -11.78 15.632.25 6.30 11.40-10.47-0.06 11.46 -13.66 0.5（雪+活）作用下柱轴力计算 （ KN ) 表 3-12 边柱（ A 轴 )边柱（B 轴 ） 层 横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴 力 KN 横梁端部 剪力 纵梁端部 剪力 柱轴 力 KN 53.041.774.813.353.166.51 411.74 6.33 22.8813.58 13.26 33.35 311.39 6.33 40.6 13.93 13.26 60.54 212.15 6.3359.0813.17 13.26 86.97 111.46 6.3376.87 13.86 13.26 114.09 第三章框架内力计算 图 3-10 0.5（雪+活）作用下迭代过程 图 3-11 0.5（雪+活）作用下杆端弯矩 第三章框架内力计算 图 3-12 0.5（雪+活）作用下框架梁柱轴力、梁剪力 3.3.2 地震作用下横向框架的内力计算 地震作用下框架柱剪力及柱端弯矩计算过程见表 3-25、梁端弯矩计算过程见表 3-25、柱剪力和轴力计算过程见表 3-26，地震作用下框架弯矩图见图 3-27，框架梁剪力、 轴力图见图 3-27。 地震作用下横向框架柱剪力及柱端弯矩 表 3-13 层 次 层间剪 力（KN） 总 剪力 （KN） 柱 别 Di(KN/m m) D（KN/ mm) Vi（K N） y h(m ) M下M上 边 柱 8.5812.900.36-18.11-32.20 5527.86527.86 中 柱 11.59 351.06 17.430.43 3.9 -29.23-38.75 边 柱 8.5821.640.41-34.60-49.79 4357.75885.61 中 柱 11.59 351.06 29.240.45 3.9 - 51.32 -62.72 边 柱 12.7528.220.46 - 50.63 -59.43 3268.881154.49 中 柱 20.54 351.06 38.110.50 3.9 -74.31-74.31 边 柱 12.7532.620.50-63.61-63.61 2180.011334.5 中 柱 20.54 351.06 44.060.50 3.9 -80.07-80.07 第三章框架内力计算 边 柱 9.2337.480.55-192.76-75.90 191.931426.43 中 柱 11.12 264.12 42.990.55 5.5 -106.4-87.05 注：地震作用下按倒三角分布水平力考虑，根据对称只算 A、B 轴。 地震作用下梁端弯矩 表 3-14 边跨梁端弯矩 M（KNm) 地震作用下梁端剪力 层次 住 别 M下 （KNm) M上 （KNm) 节点 左右梁线 刚度比 边跨梁 端弯矩 M（KNm) 左梁右梁 VA VB 左VB 右 边跨梁 跨中弯矩 （KNm) 边柱 -18.11-32.20032.20-8.05-6.44 5 中柱 -29.23-38.751.0419.3214.31-8.05-10.87 边柱 -34.60-49.79067.9-19.6-9.23 4 中柱 -51.32 -62.721.0449.4447.54-19.6-26.46 边柱 -50.63-59.43094.03-30.05-10.96 3 中柱 -74.31-74.311.0472.1269.35-30.05-41.18 边柱 -63.61-63.610114.24-33.93-16.41 2 中柱 -80.07-80.071.0481.4378.30-33.93-45.80 边柱 -92.76-75.900139.51-38.45-23.62 1 中柱 -106.40-87.051.0492.2788.72-38.45-51.90 第三章框架内力计算 地震作用梁剪力、柱轴力 表 3-15 地震作用梁剪力柱轴力 层 住 别 VA VB 左VB 右 NANB 边 柱 -8.05 -8.05 5 中 柱 -8.05-10.87 -2.82 边 柱 -19.6 -27.65 4 中 柱 -19.6-26.46 -6.86 边 柱 -30.05 -57.70 3 中 柱 -30.5-41.18 -10.7 边 柱 -33.93 -91.63 2 中 柱 -33.93-45.80 -11.87 边 柱 -38.45 -130.08 1 中 柱 -38.45-51.91 -13.46 第四章框架内力组合 第四章框架内力组合 Ml=Ml0 Mr=Mr0 M=M0-0.5*（1-)*(Ml0+Mr0) =0.9 弯矩调幅计算 单位（KNm） 表 4-1 弯矩标准值 调 幅系数 调幅后弯矩标准值 荷载种类 杆 件 跨 向 Ml0Mr0M0MlMrM A B - 42.67 - 57.17 73.5 6 0. 9 - 38.40 - 51.45 78. 55 顶 层 B C - 33.02 - 33.02 - 26.44 0. 9 - 29.72 - 29.72 - 23.14 A B - 46.34 - 56.81 42.7 5 0. 9 - 41.71 - 51.13 47. 91 五 层 B C - 16.69 - 16.69 - 11.04 0. 9 - 15.02 - 15.02 - 9.37 A B - 43.41 - 56.18 44.5 2 0. 9 - 39.07 - 50.56 49. 50 四 层 B C - 17.32 - 17.32 - 11.67 0. 9 - 15.59 - 15.59 - 9.94 A B - 43.95 - 56.81 44.0 4 0. 9 - 39.56 - 51.13 49. 08 三 层 B C - 16.89 - 16.89 - 11.24 0. 9 - 15.20 - 15.20 - 9.55 恒载 二 层 A B -37 - 52.55 49.5 4 0. 9 - 33.30 - 47.30 54. 02 B C - 13.13 - 13.13 -7.5 0. 9 - 11.82 - 11.82 - 6.19 A B - 5.29 - 6.18 6.68 0. 9 - 4.76 - 5.56 7.2 5 顶 层 B C - 1.08 - 1.08 - 1.39 0. 9 - 0.97 - 0.97 - 1.28 A B -25 - 20.62 21.4 8 0. 9 - 22.50 - 18.56 23. 76 五 层 B C - 5.55 - 5.55 - 4.33 0. 9 - 5.00 - 5.00 - 3.78 A B - 23.47 - 22.65 21.2 3 0. 9 - 21.12 - 20.39 23. 54 四 层 B C - 5.98 - 5.98 - 4.45 0. 9 - 5.38 - 5.38 - 3.85 A B - 23.9 - 19.04 22.8