厦门东恒电子公司行政楼设计毕业论文.doc

厦门东恒电子公司行政楼设计毕业论文目录绪论1第1章 建筑设计21.1 工程概况21.2 设计资料21.2.1 基础及抗震防火资料21.2.2 气象资料21.3 建筑平面设计21.4 建筑立面设计21.5 建筑剖面设计3第2章 结构布置与计算简图42.1 结构承重方案的选择及结构布置42.1.1 结构承重方案的选择42.1.2 结构布置42.2 梁、柱截面尺寸的初步确定52.2.1 框架梁截面尺寸的确定52.2.2 框架柱截面尺寸的确定52.3 框架结构的计算简图的确定6第3章 重力荷载的计算83.1 楼面及屋面荷载标准值83.1.1 楼面的做法及恒荷载标准值计算83.1.2 屋面的做法及恒荷载标准值计算83.1.3 楼面及屋面活荷载标准值计算83.2 梁、柱及墙等重力荷载标准值93.2.1 梁、柱的重力标准值荷载计算93.2.2 墙的重力荷载标准值计算93.3 楼面板、屋面板、梁，柱、墙体及门窗的自重93.4 各质点重力荷载代表值10第4章 框架侧移刚度计算124.1 梁的线刚度计算124.2 柱的线刚度计算134.3 柱的侧移刚度D值计算14第5章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算165.1 横向自振周期计算165.2 水平地震作用及楼屋面地震剪力计算175.3 水平地震作用下的位移验算195.4 水平地震作用下框架内力计算215.4.1 水平地震作用下框架边柱剪力和柱端弯矩标准值215.4.2 水平地震作用下梁端弯矩，剪力以及柱轴力计算22第6章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算266.1 计算单元266.2 竖向荷载计算276.2.1 竖向恒荷载计算276.2.2 竖向活荷载计算306.3 内力计算326.4 横向框架内力组合406.4.1 框架梁内力组合406.4.2 框架柱的内力组合42第7章 截面设计457.1 框架梁设计457.1.1 框架梁的正截面受弯承载力计算457.1.2 梁斜截面受剪承载力计算467.2 框架柱设计497.2.1 柱的剪跨比和轴压比验算497.2.2 柱正截面承载力计算507.2.3 柱斜截面受剪承载力计算527.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算58第8章 楼板设计618.1 结构楼板弯矩计算618.2 截面设计62第9章 楼梯设计649.1 梯段板设计649.1.1 梯段板荷载计算649.1.2 梯段板截面设计649.2 平台板设计659.2.1 平台板荷载计算659.2.2 平台板截面设计659.3 平台梁设计669.3.1 平台梁荷载计算669.3.2 平台梁截面设计67结 论69参考文献70致 谢7176西京学院本科毕业设计（论文）绪论毕业设计作为大学学习阶段的一个实践环节，有着其不可替代的地位。它是对我们大学期间所学知识的一次系统性和综合性的运用，是学生综合系统地融和所学专业技能和理论知识并运用于解决实际问题的过程。行政楼是公共性建筑物，其设计规范要求较为严格，能体现出处建筑设计和结构设计的很多重要的方面，选择行政楼建筑和结构设计，可以掌握行政楼设计的基本设计原理，恰当地解决行政楼的功能关系，满足使用的要求。在此阶段，随着国内经济的迅速崛起，同时私有企业也在快速地发展，从而促进了经济产业结构的变化，这也直接造成了行政办公楼的需求量上升，特别是经济发展较快地区如沿海一带，但是由于在城市区域内空间的有限，这就要求设计要做到充分利用，这也就需要结构设计工程师们不断提升自身的设计水准，做到与时俱进。目前，在抗震设防地区，钢筋混凝土框架结构是一种应用比较多的建筑结构形式。钢筋混凝土框架结构的研究，对于建筑结构的荷载分布情况，分析其受力形式，采用不同形式的计算方法进行计算从而得出各类荷载作用下建筑结构的弯矩、轴力、剪力，然后进行结构内力组合，最后挑选得出结构中最不利的内力的组合进行截面的承载力计算以及截面的配筋设计，保证钢筋混凝土框架结构有足够的强度，安全性和稳定性。在此次毕业设计中，我锻炼了自身的独立分析和自主创新能力，并做好调查研究，养成了搜集资料和查阅资料的习惯，在绘图时熟练掌握了AutoCAD绘图、天正建筑制图，探索者结构，天正结构等设计软件, 在指导老师的细心指导下，通过资料的查询、建筑物荷载及结构内力的计算、论文的编写以及英文的翻译，加强了对新规范、规定和手册等相关内容的了解。但是由于自己设计水平有限，设计计算书中还存在很多缺点甚至错误，敬请老师进行批评和指正。第1章 建筑设计1.1 工程概况本工程项目位于厦门市近郊东恒电子公司，办公楼建筑面积为5140；建筑层数为6层，每层高度均为3.6m总高度为23.2m；室内地平标高m，室内外高差300mm。结构类型为现浇混凝土框架结构，使用年限为50年。1.2 设计资料1.2.1 基础及抗震防火资料该建筑物的类别：丙类; 防火等级：防火二级; 建筑物场地类别：III类，土质均匀;采用条形基础，基础底面距室外地面的距离为1.0m;抗震设防烈度：该地区设计基本加速度为0.15g，设防烈度为7度，属于抗震设计地震第一组。1.2.2 气象资料气温： 年平均温度20.9，最高39.4，最低4。基本风压: w0=0.80kN/m2 （50年重现期）1.3 建筑平面设计该工程平面设计首先考虑满足使用功能的需求。根据设计要求和工程所在地区自然及地质条件，平面尺寸安排上为简化结构计算采用矩形对称形式来满足行政办公楼的适用要求。采用内廊式平面组合，能够较好的满足办公行政区域的舒适、便捷的办公需求。同时还较为合理地安排休息室、卫生间等辅助性用房。功能分区比较合理，人流交通较为方便、畅通，可以保证较好的安全疏散需求及安全防火条件。1.4 建筑立面设计建筑结构在满足使用需求的同时，建筑物的体形、立面，以及内外空间组合等也是建筑设计的重要组成部分，因此，建筑物除了要满足使用上的要求以外，还要考虑建筑物的立面审美要求。本建筑为行政办公楼设计，该造型应该力求美观、大方，建筑物主体结构共6层，每层层高为3.6m,女儿墙高为1.3m建筑物总高度为23.2m，立面设计在满足建筑功能要求的前提下，争取对称美观，从而较为恰当地确定门、窗、台阶、散水等部件的比例、长度、位置、色彩及使用材料，做到主次分明，比例恰当，布局均衡，协调统一，虚实对比强烈。外墙为涂料粉刷装饰，以达到立面的美观、大方的需求。1.5 建筑剖面设计建筑物剖面是表现建筑物在竖向的建筑各部分的组成的关系。建筑物的剖面设计主要包括建筑物各部分应该有的高度、建筑物的层数、建筑空间的利用和组合，以及建筑物剖面中的结构以及建筑构造关系等。本工程建筑剖面形状为矩形，具有形状较为规则、对称、简单、有利于梁、板和柱的布置的特点，建筑物室内外高差取0.30m，满足了防潮、防水和内外联系便捷的需求。这样进行建筑物剖面设计不仅比较经济、合理，而且施工程序以及施工过程也较为方便。第2章 结构布置与计算简图2.1 结构承重方案的选择及结构布置2.1.1 结构承重方案的选择根据建筑物楼盖的平面布局及竖向荷载传递途径。框架结构承重方案主要分为：纵向框架结构承重、横向框架结构承重和纵横向框架结构承重等几种承载方案。在实际工程项目中，一般采用横向框架结构承重方案是在建筑物框架结构中布置框架承重梁。由于建筑物横向比较短，框架柱数量比较少，当采用框架结构横向承重方案时候，横向框架梁的截面高度较大，可增加框架结构横向侧移刚度。当柱网布置平面接近于正方形时，框架结构现浇楼面为双向板，此时，宜于采用纵横向框架结构承重方案。所以本行政办公楼设计采用的就是纵横向承重方案。2.1.2 结构布置根据建筑设计结果，要求建筑物使用空间具有多样化的特点，能够灵活地分割，采用框架结构既可以最大限度的满足使用的需求，并且框架结构整体性较好，抗震性能好，本行政办公楼结构平面布置较为规则，荷载分布相对比较均匀，故建筑物结构平面布置图如下所示：图2.1 结构柱网布置图2.2 梁、柱截面尺寸的初步确定2.2.1 框架梁截面尺寸的确定横向框架梁:跨度L1=6.9m h=（1/81/12）L=862.5mm575mm，取h=700mmb=（1/21/3）h=375mm234mm，取b=300mm跨度L2=2.4m h=（1/81/12）L=300mm200mm，考虑设计要求取h=450mmb=（1/21/3）h=225mm150mm，取b=300mm纵向框架梁:跨度L3=7.2m，h=（1/81/12）L=900mm600mm，取h=700mmb=（1/21/3） h=350mm234mm，取b=300mm2.2.2 框架柱截面尺寸的确定建筑物框架柱的截面设计尺寸可根据柱的轴压比限值按照以下公式进计算： （2.1） （2.2）此公式中 N框架柱组合轴压力的设计值； 考虑地震作用组合后框架柱轴压力的增大系数，边框架柱取1.3,不等跨内框架柱取1.25,等跨内框架柱取1.2； gE框架结构建筑物单位面积上的框架结构重力荷载代表值的估算，同时也可按照实际计算方法计算，也可经验估算取1215 kN/m2； n验算截面以上建筑物楼层层数； F按简支状态下计算的框架柱的负载面积； Ac框架柱截面面积；N框架柱的轴压比限值，对于抗震等级为一级、二级、三级分别取0.7、0.8、0.9fc混凝土的轴心抗压强度的设计值；计算标准框架柱截面尺寸：本工程项目抗震等级为三级，轴压比限值N=0.9,各楼层重力荷载代表值近似取15.0 kN/m2，框架柱的混凝土强度等级不小于C30，所以本设计框架柱采用强度为C30混凝土，fc=14.3N/mm2 ft=1.43 N/mm2。中柱: 边柱： 按照上述计算所计算得出的结果同时考虑建筑结构设计及现实施工操作的原因，该框架结构设计框架柱的截面尺寸取为600mm600mm比较合适。 2.3 框架结构的计算简图的确定框架结构平面形状应该较为简单、规则、对称、刚度和承载力分布比较均匀，不应该采用不规则的平面形状。框架结构的主要抗侧力构件应该力求对称布置，尽量使框架结构的刚度中心与质量中心保持重合，避免地震作用时引起框架结构的扭转及局部应力。框架结构的竖向布置应使体型规则、均匀，避免有较大的外挑和内收，质量沿高度向均匀分布，结构的刚度和承载力应该自下而上逐渐递减，应该避免抗侧力框架结构的侧向刚度和承载力突变。根据国内外地震灾害调查和工程结构设计经验，为使建筑达到即安全有经济合理的要求，现浇钢筋混凝土结构建筑物高度不宜过高。建筑物适宜的最大高度和建筑物的结构类别、抗震设防烈度、建筑场地类型等因素有关。由于采用纵横向框架承重方案，现选其中号轴处框架单元进行记算。本工程为六层框架结构，计算跨度以轴线距离为准，2一6层柱高为层高3.6m；因为室内外高差为300mm，按照地质资料及规范确定基础顶面到室外地面为1000mm。由此求得底层计算高度为1+0.3+3.6=4.9m。由此得出结构计算简图如下图所示：图2.2 横向框架结构的计算简图第3章 重力荷载的计算3.1 楼面及屋面荷载标准值框架结构建筑物楼面及屋面的恒荷载大体上有框架结构构造层自重和构件自重两部分，其中建筑物楼面和屋面的荷载均取自于建筑荷载规范。3.1.1 楼面的做法及恒荷载标准值计算15mm白水泥大理石子抹面层 0.1525=0.3820mm厚1：3的防水水泥砂浆抹平 200.02=0. 40100mm厚现浇钢筋混凝土框架结构楼板面 250.1=2.520mm厚板底粉刷抹平 0.0217=0.34共计 3.623.1.2 屋面的做法及恒荷载标准值计算40mm厚细石混凝土屋面 0.0422=0.883mm厚SBS防水层 0.0520mm厚1:3防水砂浆找平层 0.0220=0.4140mm厚膨胀珍珠岩砂浆找坡层 140.14=1.96100mm厚聚苯板保温层 0.10.2=0.02100mm厚现浇钢筋混凝土框架结构楼板面 0.125=2.520mm厚屋面板底粉刷抹平 0.0217=0.34 共计 6.153.1.3 楼面及屋面活荷载标准值计算根据框架结构建筑规范和要求可以得知，办公楼楼面均布活荷载应取为2.0。厦门地区无雪压荷载，该建筑屋面为不上人屋面，屋面均布活荷载应取为0.5。由于屋面活荷载取雪荷载和均布活荷载两者的较大值，所以屋面活荷载应取屋面均布活荷载值0.5。3.2 梁、柱及墙等重力荷载标准值3.2.1 梁、柱的重力标准值荷载计算梁、柱的重力荷载按设计尺寸及材料容重标准值确定，其中包括容重为17的10mm厚水泥砂浆抹灰，根据建筑结构构造情况可算得梁、柱的重力荷载值如下所示：横向框架梁L1：0.3（0.7-0.1）25+(0.7-0.1)20.0117=4.704kN/m横向框架梁L2：0.3（0.45-0.1）25+(0.7-0.1)20.0117=2.829kN/m纵向框架梁L3：0.3（0.7-0.1）25+(0.7-0.1)20.0117=4.704KN/m框架柱Z: 0.60.625+（0.6+0.6）20.0117=9.408 KN/m 3.2.2 墙的重力荷载标准值计算墙的重力荷载根据其厚度及材料容重标准值确定，根据建筑墙体布置情况可算得墙体的重力荷载值如下所示:墙的做法及荷载计算：240mm厚浆砌机砖 0.2419=4.56 20mm厚水泥砂浆抹灰 0.02172=0.68 合 计 5.24 3.3 楼面板、屋面板、梁，柱、墙体及门窗的自重（1） 楼面板的自重G=3.6216.851=3101.62KN（2） 屋面板的自重G=6.1516.851=5269.32KN（3） 楼面板活荷载重量G=2.016.851=1713.7KN（4） 屋面板活荷载重量G=0.516.851=428.4KN（5） 梁的自重L1的自重：G=6.3164.704=474.17KNL2的自重：G=1.882.829=40.74KNL3的自重：G=6.6284.704=869.30KN单层梁总的自重：G=869.30+40.74+474.17=1384.21KN（6） 柱的自重底层柱的自重：G=9.4084.932=1324.65KN标准层柱的自重：G=9.4083.632=1083.81KN（7） 门窗及墙体的自重单个门窗自重=1.52.40.2=0.72KN=5.430.3=4.86KN=3.930.3=3.51KN=2.430.3=2.16KN=1.630.3=1.44KN=1.51.80.4=1.08KN首层外墙的自重：G=（46.2+14.4）23.6-1.51.826-1.6325.24=1780.90KN首层内墙的自重: G=(6.311+4.32+6.613+1.24）3.6-1.52.49-5.43-3.93-2.4355.24=2673.97KN首层门窗的自重： G=0.729+4.86+3.51+2.165+1.442+1.0826=56.61KN标准层外墙自重： G=（46.2+14.4）23.6-1.51.8305.24=1828.18KN标准层内墙自重： G=(6.311+4.32+6.69+1.24）3.6-1.52.49-2.4335.24=2397.61KN标准层门窗的自重：G=0.729+2.163+1.0830=45.36KN屋顶女儿墙的自重：G=（51+16.8）1.35.24=461.85KN3.4 各质点重力荷载代表值框架结构建筑物各框架楼层标高处的结构重力荷载代表值应该是每个计算单元范围内框架结构上下每个一半楼层的墙、柱、梁、门窗、楼屋面自重、的框架结构建筑物各框架楼层楼面上的重力荷载代表值、以及楼面活荷载等重量，因此建筑物框架结构各层质点的重力荷载代表值计算结果如下表所示：表3.1各层质点的重力荷载代表值表 单位（KN）层号楼屋面层梁1/2层上柱1/2层下柱1/2层上墙1/2层下墙1/2层上门窗1/2层下门窗总荷载14815.321384.21541.91662.322112.902227.4422.6828.3111795.0924815.321384.21541.91541.912112.902112.9022.6822.6811554.3534815.321384.21541.91541.912112.902112.9022.6822.6811554.3544815.321384.21541.91541.912112.902112.9022.6822.6811554.3554815.321384.21541.91541.912112.902112.9022.6822.6811554.3565697.721384.21541.91461.852112.9022.6810221.20由上表所得数据可以得出计算简图如图所示： 图3.1 各层质点重力荷载代表值第4章 框架侧移刚度计算4.1 梁的线刚度计算本建筑结构框架柱、框架梁均采用C30混凝土，该地区抗震烈度为7度,该地区框架结构设计基本加速度为0.15g，属设计地震第一组。在现浇框架结构中，梁均按矩形截面计算，其截面惯性矩为。 （4.1）梁的线刚度的计算公式如下所示： （4.2） 在此公式中： 梁的线刚度混凝土弹性模量 梁截面惯性矩梁的计算跨度表4.1 梁截面惯性矩的取值表框架结构楼面做法结构中框架梁结构边框架梁现浇钢筋混凝土框架结构楼面装配整体式框架结构楼面由于该楼面属于现浇混凝土楼面，则中框架梁取,边框架取 由上述公式可对梁的线刚度进行计算，计算过程如下表所示：表4.2 梁的线刚度计算表梁号C30混凝土弹性模量 （kN/mm2 )梁的计算跨度l0 (mm)框架梁的断面尺寸bh mm4框架梁矩形截面惯性矩I0框架边框架梁框架中框架梁梁的截面惯性矩 (mm)线刚度ib (KN.mm)梁的截面惯性矩线刚度ib(KN.mm)AB、CD跨 L13.0010469003007008.5810912.871095.60101017.171097.421010BC跨L23.0010424003004502.671093.561094.2710104.751095.710104.2 柱的线刚度计算柱的线刚度的计算公式如下所示：= (4.3)在此公式中： 柱的线刚度混凝土弹性模量柱截面惯性距由上述公式可对柱的线刚度进行计算，计算过程如下表所示：表4.3柱的线刚度计算表层次柱的计算高度（mm）C30混凝土弹性模量（kN/mm2 ）断面尺寸bh (mm4)截面惯性距(mm)线刚度(KNmm)底层49003.006006001.087.36标准柱36003.006006001.089.004.3 柱的侧移刚度D值计算柱的侧移刚度计算公式如下所示: (4.4)在此公式中： D 柱侧移刚度 柱侧移刚度修正系数 ic柱的线刚度h柱的计算高度对于不同的情况的情况按表4.3计算。表4.3 柱侧移刚度修正系数位置梁柱线刚度比：K一般层=底层=由上述公式可对柱的侧移刚度进行计算，计算过程如下表所示表4.4 柱的侧移刚度计算表层次柱D=12根数底层边框架柱A柱0.760.4620985.132797434.80B柱1.340.5525090.912C柱1.340.5525090.91 2D柱0.760.4620985.132中框架柱A柱1.010.5123266.126B柱1.780.6127828.106C柱1.780.6127828.106D柱1.010.5123266.126标准层边框架柱A柱0.550.2219720.1221053002.44B柱1.100.3538530.472C柱1.100.3538530.472D柱0.550.2219720.122中框架柱A柱0.730.2724166.676B柱1.460.4244166.666C柱1.460.4244166.666D柱0.730.2724166.676由于底层和标准层的侧移刚度比值符合建筑规范规定，故满足设计构造要求。第5章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1 横向自振周期计算当框架结构质量和刚度沿高度分布比较均匀的情况下，框架结构的基本自振周期T1根据以下公式进行计算可得: （5.1） 在此公式中： 框架结构的基本自振周期框架结构基本自振周期在考虑非承重砖墙影响的情况下进行折减时的折减系数 进行框架结构计算基本自振周期用的结构顶点位移由上述公式可知框架结构的基本自振周期用的顶点假想位移可按下列公计算： （5.2） （5.3） （5.4）在此公式中： 集中在k层楼面处的重力荷载代表值 集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得到的第i层的层间剪力 第i层的层间侧移刚度 层间相对位移S同层内框架柱的总数根据以上所述的公式可以进行计算，计算如下所示：表5.1层间相对位移及假象位移表层次（kN）610221.2010221.201053002.440.00970.2438511554.3521775.551053002.440.02060.2341411554.3533329.901053002.440.03170.2135311554.3544884.251053002.440.04260.1818211554.3556438.601053002.440.05360.1392111795.0968233.69797434.800.08560.0856由上述所计算结果可进行计算基本自振周期：5.2 水平地震作用及楼屋面地震剪力计算该建筑高度不超过40m,地震作用按7度设计基本地震加速度0.15g, III类场地,设计地震分组按一组，查询特征周期表可得Tg=0.45s,查询水平地震影响系数最大值可得max=0.08.质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。因为=0.58s1.41.40.450.63s，故不考虑顶部附加地震作用。多质点应取总重力荷载代表值的85%。结构总水平地震作用标准值:相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值：水平地震作用标准值：地震作用沿高度分布具有一定的规律性。假定结构反应相对加速度沿高度变化为底部为零的倒三角，则可得到各质点的水平地震作用按下式进行计算： （5.5）由于不考虑顶部附加地震作用，故。按照上述公式进行计算各层质点横向水平地震作用及楼层地震剪力如下所示：表5.2 各层质点横向水平地震作用及楼层地震剪力表层次（m）(m)（KN）（kN）(kN)63.622.410221.20228954.880.254937.88937.8853.618.811554.35217221.780.241889.881827.7643.615.211554.35175626.120.196723.722551.4833.611.611554.35134030.460.149550.173101.6523.6811554.3592434.80.103380.323481.9714.44.411795.0951898.400.058214.163696.13由上表所得数据各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图所示图5.1 水平地震作用和层间剪力示意图5.3 水平地震作用下的位移验算水平荷载作用下的框架结构的位移可用D值法计算。框架第i层的层间位移(u)i分别按下式计算：（）= （5.6）由此公式可以进行计算可得的框架各层层间位移应满足下列要求： （5.7）由此可以进行水平地震作用下的位移计算如下所示：表5.3 水平地震作用下的位移计算表层次层间剪力（KN）层间刚度（KN/m）6937.881053002.440.000893.61/404451827.761053002.440.001743.61/206942551.481053002.440.002423.61/148833101.651053002.440.002953.61/122023481.971053002.440.003313.61/108713696.13797434.800.004644.91/948根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值 ，由上所计算出来的结果可知最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/9481/550，满足设计要求。5.4 水平地震作用下框架内力计算5.4.1 水平地震作用下框架边柱剪力和柱端弯矩标准值框架柱端剪力及该柱上、下端的弯矩分别按下列各式进行计算: （5.8） （5.9） （5.10） （5.11）在上述公式中： 各柱反弯点高度比按式确定，其中由表查得。本计算中底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑修正值，其余柱均无修正。由此选轴一榀框架可以进行各层柱端剪力及该柱上、下端的弯矩计算，用D值法计算如下所示：表5.4 各层柱端剪力及该柱上、下端的弯矩计算表层次层间剪力（KN）层间刚度（KN/m）边柱中柱yy63.6937.881053002.4424166.67210.730.31523.8151.7844166.66391.460.37552.6587.7553.61827.761053002.4424166.67410.730.4059.0488.5644166.66761.460.45123.12150.4843.62551.481053002.4424166.67760.730.45123.12150.4844166.661061.460.475181.26200.3433.63101.651053002.4424166.67930.730.45150.66184.1444166.661291.460.50232.2232.223.63481.971053002.4424166.671040.730.50187.2187.244166.661451.460.5026126114.43696.13797434.8023266.121071.010.65306.02164.7827828.101541.780.612414.69262.95.4.2 水平地震作用下梁端弯矩，剪力以及柱轴力计算梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算： （5.12） （5.13） （5.13） （5.14）在上述公式中：分别表示节点左、右梁的线刚度分别表示节点左、右梁的弯矩表示柱在i层的轴力由上述公式可对梁端弯矩、剪力及柱轴力计算如下所示：表5.5 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算表层次边梁走廊梁柱轴力 边柱中柱651.7849.576.914.6938.1838.182.431.81-14.69-17.125112.37114.776.932.9288.3688.362.473.63-47.61-57.84209.52182.756.956.85140.71140.712.4117.26-104.46-118.213307.26233.606.978.39179.86179.862.4149.88-182.85-189.702337.86278.666.989.35214.54214.542.4179.62-272.20-279.971351.98296.006.993.91227.90227.902.4189.92-366.11-375.98注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为力。 2）表中单位为,的单位为，的单位为，的单位为。通过上述计算可绘制水平地震作用下框架的弯矩图如下所示：图5.2 水平地震作用下框架的弯矩图通过计算可绘制水平地震作用下梁端剪力图图如下所示： 图5.3 水平地震作用下框架的剪力图通过计算可绘制水平地震作用下柱轴力图如下所示图5.4 水平地震作用下框架的轴力图第6章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1 计算单元框架结构竖向荷载作用下框架结构的内力计算首先取一榀框架轴线的横向框架进行计算，框架结构计算单元宽度为7.2m,计算单元范围内的框架结构楼面荷载通过结构纵向框架梁以集中力的形式传递给结构横向框架，从而作用于各节点上。由于结构纵向框架梁的中心线与框架柱的中心线不重合，所以在框架结构节点上还有集中力矩作用。图6.1 号轴横向框架计算单元6.2 竖向荷载计算6.2.1 竖向恒荷载计算恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示图6.2 恒荷载作用下结构框架梁上的荷载分布图顶层恒荷载计算：代表横梁自重，为均布荷载形式，在考虑梁的粉刷自重情况下：=1.05=0.30.7251.05=5.513为房间板传给横梁的线荷载=6.153.6=22.14、分别为由框架结构边纵梁、中纵梁直接传给框架柱的恒荷载，它主要包括次框架梁自重、框架楼板自重和墙的自重等，因此计算过程如下所示： 集中力矩 （2）第15层荷载计算代表横梁自重，均为线荷载形式。=5.51KN/M 代表房间和走道梁传给横梁的梯形荷载=3.633.3=13.08KN/M 、分别为由框架边纵梁、框架中纵梁直接传给框架柱的恒荷载。它主要包括框架梁自重、楼板自重和墙的等，因此计算过程如下所示：集中力矩经过上述计算可得恒荷载作用下计算简图如下所示：图6.3 恒荷载作用下计算简图6.2.2 竖向活荷载计算图6.4 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图第6层：均布活荷载标准值（不考虑地震作用，活载取屋面活载和雪荷载中的最大值）不上人屋面0.5 。=3.60.5=1.8KN/m 对于二五层楼板=2.03.6=7.2KN/M 经过上述计算可得恒荷载作用下计算简图如下所示：图6.5 活荷载作用下计算简图 单位（KN）6.3 内力计算在进行框架结构内力计算时可用弯矩二次分配法计算梁、柱端弯矩等。此法要求先确定固端弯矩及节点各杆的弯矩分配系数，而后进行弯矩分配与传递。节点的不平衡力矩包括节点两侧反号的梁固端弯矩及由悬挑构建或纵梁偏心所产生的节点集中力矩，将所得结果的代数和相加进而进行分配，将框架结构各个结构节点由于传递弯矩进而产生的不平衡弯矩再次进行二次分配，从而使各个结构节点处于相对平衡状态。将各个杆端的固定弯矩和传递弯矩相加，即得到杆端弯矩。竖向恒荷载作用下：顶层：AB跨：BC跨：标准层：AB跨：BC跨：竖向活荷载作用下: 顶层：AB跨：标准层：BC跨：将各个节点不平衡弯矩进行第一次分配将所有杆端的分配弯矩向远端传递，传递系数：远端固定传递取C=1/2将框架结构各个结构节点由于传递弯矩进而产生的不平衡弯矩再次进行二次分配，从而使各个结构节点处于相对平衡状态。将各个杆端的固定弯矩和传递弯矩相加，即得到杆端弯矩。AB跨中弯矩为BC跨中弯矩为顶层分配系数的计算：SA1=4i=47.360.9=26.50 SAB=4i=47.4=29.6A1 = 0.47 AB = 0.53SBA=4i=47.4=29.6 SB1=4i=47.360.9=26.50 SBC = i = 5.7BA = 0.48 B1 =0.43 BC = 0.09图6.6 恒荷载作用下框架结构顶层弯矩分配法计算过程标准层分配系数的计算：SA1=4i=47.360.9=26.50 SA2=4i=47.360.9=26.50SAB=4i=47.4=29.6A1 = 0.32 A2 = 0.32 AB = 0.36SBA=4i=47.4=29.6 SB1=4i=47.360.9=26.50SB2=4i=47.360.9=26.50 SBC = i = 5.7BA = 0.34 B1 = 0.30 B2 = 0.30 BC = 0.06 图6.7 恒荷载作用下框架结构标准层弯矩分配法计算过程底层分配系数的计算:SA1=4i=490.9=32.4 SA2=4i=47.360.9=26.50 SAB=4i=47.4=29.6 A1 = 0.37A2 = 0.30 AB = 0.33SBA=4i=47.4=29.6 SB1=4i=490.9=32.4 SB2=4i=47.360.9=26.50 SBC = i = 5.7BA = 0.32 B1 = 0.34 B2 = 0.28 BC = 0.06 图6.8 恒荷载作用下底层弯矩分配法计算过程根据恒荷载在各层的力矩分配可以综合各层可得出各层的弯矩值，经过计算可得出各层弯矩值综合如下图所示：109.96-54.34-73.55-77.5997.08-97.02-56.11-77.59-77.59-77.59-101.3-101.3-101.3-101.3-101.3-42.32-42.32-101.3-101.3-101.3-101.3-101.3-77.59-77.59-77.59-56.11-97.0297.08-77.59-73.55-54.34109.96-23.86-18.62-18.62-18.62-18.62-19.1-42.32-42.32-42.32-42.32-42.32-42.32-42.8-42.8图6.9 恒荷载作用下轴线框架弯矩图竖向活荷载作用：图6.10 活荷载作用下标准层弯矩分配法计算过程图6.11 活荷载作用下底层弯矩分配法计算过程根据活荷载在各层的力矩分配可以综合各层可得出各层的弯矩值，经过计算可得出各层弯矩值综合如下图所示-21.1126.41-30.95-19.11-7.86-19.11-21.11-30.9526.41-21.1126.41-30.95