宁夏理工学院D区建筑实验楼设计论文.doc

宁夏理工学院D区建筑实验楼设计论文目 录摘要.Abstract.第1章 设计概括1 1.1设计题目11.2设计目的11.3工程概况1 1.4环境状况.1 1.5各部分细部构造.1第2章 建筑设计62.1 建筑功能62.1.1 建筑功能要求62.2.2 布置原则62.3 立面设计72.4 剖面设计72.5 交通联系部分72.5.1 楼梯72.5.2 走廊72.5.3 出入口及门厅7第3章 结构方案设计83.1 工程简介83.2 框架结构承重方案的选择83.3 初估梁柱截面9第4章 荷载计算114.1 恒载标准值计算114.2 活荷载标准值计算124.3 竖向荷载下框架受荷总图134.4 重力荷载代表值计算19第5章 地震作用计算225.1 横向框架侧移刚度计算225.2横向自振周期计算245.3横向水平地震力计算245.4 水平地震作用下的位移验算265.5 水平地震作用下框架内力计算27第6章 竖向荷载作用框架内力计算326.1 梁柱端的弯矩计算346.2 梁端剪力和轴力计算45第7章 内力组合497.1 荷载组合497.2 控制截面及不利内力497.3计算结果49 7.3.1框架内力计算49 7.3.2框架柱内力计算结果及框架柱内力组合51第8章 截面设计53 8.1 框架梁的配筋计算548.1.1 正截面受弯承载力计算548.1.2 斜截面受弯承载力计算568.1.3 裂缝宽度控制验算588.1.4 受弯构件的挠度验算598.2 框架柱配筋计算608.2.1 轴压比验算(B轴柱)608.2.2 正截面受弯承载力计算618.2.3 斜截面受剪承载力计算62第9章 楼板设计659.1 设计荷载659.2 计算跨度l0的求解669.3弯矩的求解669.4 截面设计69第10章 楼梯设计7110.1踏步板计算7110.1.1.荷载计算7110.1.2.内力计算7110.1.3.受弯承载力计算7210.2 斜梁设计7210.2.1 截面设计7210.2.2 荷载计算7210.2.3 内力计算7310.2.4 承载力计算7310.3 平台板设计7410.3.1 计算单元的选取7410.3.2 荷载计算7410.3.3 内力计算7510.4 平台梁的设计7510.4.1 平台梁截面尺寸的选取7510.4.2 平台梁荷载计算7510.4.3 平台梁内力计算7610.4.4 截面设计7710.4.5 吊筋计算77第11章 基础设计78 11.1 基础设计资料78 11.1.1设计说明78 11.1.2 荷载计算78 11.1.3 地基承载力设计值的确定78 11.2 边柱独立基础设计79 11.2.1荷载计算79 11.2.2基底尺寸的确定79 11.2.3 持力层强度验算79 11.2.4 柱底对基础抗冲切验算80 11.2.5 内力计算与配筋80 11.3 中柱联合基础设计82 11.3.1 荷载计算83 11.3.2 基底尺寸的确定83 11.3.3 持力层强度验算83 11.3.4 柱底对基础抗冲切验算84 11.3.5 内力计算与配筋84第12章 结论与展望86参考文献87致谢88附录.89IV第1章 设计概括1.1设计题目宁夏理工学院D区建筑实验楼设计1.2设计目的能够把所学的基本理论和基本专业知识综合用来分析和解决土木建筑工程设计问题，掌握工程项目的基本设计思路、方法、计算结果分析和成果内容、表达方式等，同时也能锻炼我们理论联系实际及动手能力。1.3工程概况 宁夏理工学院实验楼是集该大学实验、教学为一体的综合性教学大楼。该实验楼为钢筋混凝土框架结构，。本设计实验楼位于石嘴山市，建筑面积4600-5000，每层层高3.60m。建筑等级为二类建筑，室外高差0.2m。使用要求为：（1） 设建筑材料实验室。（2） 建筑施工实验室。（3） 建筑设备实验室。（4） 教室（2个教室，每个按160人计），多媒体教室（每个按160人计）。（5） 实验室准备室、教室办公室，个数及面积自定，一层设值班室一间；（6） 档案室1间，面积6080。（7） 各层设卫生间。 本建筑设楼梯一座1.4环境状况 最高月平均温度 5.89.4C 年最低气温-19.423.2 全年日照3060-3217小时 绝对无霜期125-165天 年最高气温32.436.1 年平均降水量在160毫米190毫米 年蒸发量在17002500毫米 城市地震设防烈度：7度1.5各部分工程构造1.5.1墙身 墙体的厚度应满足强度、稳定性，保温隔热、防火隔音等方面的要求，结合设计资料，统一取外墙为240mm厚，内墙为240mm厚，采用外墙空心砖，内墙砌体填充。1.5.2门窗塑钢窗和木门地质1.5.3建筑场地的地质钻孔资料如下表： 表1 地质资料岩土名称土层厚度（m）层底高程（m）承载力特征值aka（Kpa）杂填土0.5-0.590粘土1.3-1.8280场地土的特征周期（卓越周期）为0.30s，勘测时间，勘测范围内未见地下水。地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.1g，类场地，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。基本风压：0 =0.40KN/m2，雪压：0.30 KN/m2，地面粗糙度类别为B类。上人屋面活荷为2.0KN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5KN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0KN/ KN/m2，教室楼面活荷为2.0KN/ KN/m2。1.5.4卫生间卫生间在满足设备布置及人体活动要求的前提下，力求布置紧凑，节约面积，使管道集中，并尽可能有自然采光和通风条件。根据本建筑设计的类型和使用的人数，每层在建筑物的左侧部分设男、女厕所各一间。平面的组合形式详见建筑施工图。1.5.5走廊 走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500600mm。由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用3000mm，根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层，走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。1.5.6楼梯 楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm1200mm。1.5.7其它部分详细做法和说明层数的确定根据建筑物的使用要求，城市规划要求，进而确定大楼为五层建筑物。层高的确定根据使用要求，采光、通风、感观和模数，确定第一层层高为3.6m，第2、 三、四层层高为3.6 m，顶层层高为3.6m,设女儿墙为0.9m。室内外高差为防止室外雨水倒流入室内及建筑物沉降使室内地坪标高过低，同时也增强了建筑物的立面效果，故取室内外高差450mm。见建筑施工图。1.6设计要求1.6.1 建筑部分 设计并绘制以下建筑施工图。 平面图：首层、标准层、顶层 、节点大样、设计说明、工程做法。 立面图：正立面、背立面。 剖面图：选择楼梯进行剖切。1.6.2 结构部分（1）手算部分手工计算一榀框架在无墙情况下的竖向及地震作用的内力计算，内力组合及配筋设计，一块现浇板的配筋设计，一根连续次梁的设计，一根柱下独立基础设计。（2）PKPM软件计算其它部分及考虑抗震墙与框架协同抗震影响等采用PKPM软件进行程序设计计算。（3）图纸部分结构设计总说明。完成楼盖、框架、次梁、基础、楼梯等主要结构施工图绘制。1.7总体布置的考虑 钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的实验楼采用钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的实验楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。1.8立面造型 建筑立面设计是满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑物造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面布置，剖面的内部空间组合条件而进行设计。联系建筑平面及剖面建筑体型组合，运用建筑形式美的一些基本规律，使他在满足使用要求的前提下，适应环境条件，符合美学的基本规律，也更加富有现代气息和艺术的感觉。本设计中，外立面上采用大面积的铝合金门窗，充分显示框架结构中，框架的特点。并在外墙上设置玻璃幕墙，提现出现代感。外墙采用乳白色面砖贴面。建筑物室内地坪和室外地坪相差450mm，设四个台阶:150mm300mm 。建筑立面效果见建筑施工图。1.9其他有关说明 本工程的合理使用年限为50年，建筑总高21M。第2章 建筑设计2.1 建筑功能2.1.1 建筑功能要求 （1）教学用房，教学辅助用房应分区明确、布局合理、联系方便、互不干扰。平面组合应功能分区明确，联系方便，有利于交通疏散。 （2）教室内课座椅的布置： 课座椅的排距不宜小于900mm，纵向走道宽度不小于550mm，教室后设置600mm的横向走道，应满足60人的标准设计。2.2 平面设计2.2.1 建筑造型根据设计原则，本设计采用“一”字型结构体系，这种结构体系符合简单，对称，规则的原则。2.2.2 布置原则本设计在力求平面对称，对称平面易于保证质量中心和刚度中心重合，避免结构在水平作用下扭转。结构平面布置如图2-1图2-1 标准层平面图2.3 立面设计立面设计时首先推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一。相邻里面的连接与协调，然后着重分析各里面上墙面的处理，门窗的调整和安排。最后对入口、门厅、走廊等进一步进行处理，里面的节奏感在门窗的排列组合，墙面的构件划分中表现比较突出。2.4 剖面设计剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、层数、建筑空间的组合利用以及建筑剖面中的结构、构造关系。建筑物的平面和剖面是紧密联系的，在本设计中，学校一至五层层高均为3.6m，总高21m。2.5 交通联系部分2.5.1 楼梯 本工程主要垂直交通工具是两部双跑楼梯：开间进深分别为3300mm7000mm，3600mm7000mm和双分对折楼梯：6600mm7000mm；满足人流通行要求。 2.5.2 走廊走廊起到连接水平方向各个分区的联系作用，考虑到建筑物的耐火等级、层数及走廊通行人数等因素，走廊宽3000mm。 2.5.3 出入口及门厅因室外地坪标高设计为-0.450m，故从室外进大门门厅设三级台阶，门厅宽敞明亮满足交通和防火要求。第3章 结构方案设计3.1 工程简介（1）建筑地点：石嘴山市（2）建筑类型：实验教学楼；现浇钢筋混凝土框架结构。（3）建筑介绍：楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土楼盖，楼板厚度取120mm（100mm），外填充墙采用250厚的加气混凝土块，内墙水泥砂浆粉面：刷（喷）内墙涂料，10厚1：2水泥砂浆抹面，15厚1：3水泥砂浆打底，楼梯采用现浇式楼梯（4）工程地质条件：自然地表0.8m内为填土，填土下层为4.5m厚亚粘土，再下为细沙层，亚粘土允许承载力按设计任务书。地下水位：地下水在自然地表10m以下，无侵蚀性。地震设计烈度按设计任务书，II类场地。建筑物耐久等级：2级。（5）材料情况混凝土采用C30，梁柱纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁柱箍筋采用HRB335钢筋，基础采用HRB335级钢筋。（6）施工：梁柱板均为现浇。（7）柱网布置如图4-1图3-1 柱网布置3.2 框架结构承重方案的选择 本方案采用的是纵横向承重体系。 竖向荷载的传递路径：楼板的均布荷载和活载传给横向次梁和横向框架梁。横向次梁荷载传给纵向框架梁-再传给柱；横向框架梁的荷载直接传给柱。柱荷载再传给基础。3.3 初估梁柱截面表3.1 梁截面尺寸层次砼强度横梁（bh）纵梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-5C30300600300500300600300600柱载面尺寸可根据式，估算表12.2查得该框架结构在30m以下，抗震等级为三级，其轴压比值表3.2 抗震等级分类结构类型烈 度6789框架结构高度/m30303030303025框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一表3.3 轴压比限值结构类型抗 震 等 级一二三框架结构0.70.80.9柱截面尺寸：柱截面宽度可取b=（1/12-1/18）H，H为层高；柱截面高度可取h =（12）b，并按下述方法进行初步估算。a） 框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2-1.4的放大系数。b） 对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。 c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4。 根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取500500mm。基础采用柱下条形基础，基础+距离室外地平0.5，室内外高差为0.45,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-4层柱高度即为层高为3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即 。框架计算简图如图3.2所示。图3.2第4章 荷载计算4.1 恒载标准值计算（1）屋面：防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水 1.0kN/m2防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4kN/m2找平层1:15厚水泥砂浆 0.02m20 kN/m3=0.4kN/m2找平层1：40厚水泥石灰焦渣砂浆2% 0.04m14 kN/m3=0.56 kN/m2保温层1：80厚矿渣水泥 0.08m14.5 kN/m3=1.16 kN/m2结构层1：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m25 kN/m3=3kN/m2抹灰层1：10厚混合砂浆 0.01m17 kN/m3=0.17kN/m2合计 6.59kN/m2（2）楼面：水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65kN/m2120厚钢筋砼板 250.12=3kN/m212厚水泥沙浆 0.01220=2.5kN/m2合计 3.89kN/m2（3）梁自重： 边跨梁 bh=300600mm梁自重 250.3(0.6-0.12)=3.6kN/m抹灰层1：12厚水泥砂浆0.012(0.6-0.12)2+0.0120.3200.298kN/m合计 3.898kN/m2（4）柱自重： bh=500500mm柱自重 250.500.50=6.25kN/m抹灰层1：12厚水泥砂浆 0.0120.504200.48kN/m 合计 6.73kN/m（5）外纵墙自重：标准层：纵墙（240灰砂砖） 18(3.6-0.6-1.8)0.24=5.18kN/m铝合金门窗 0.351.8 =0.63kN/m瓷砖外墙面 0.36(3.60-1.80)=0.648kN/m水泥粉刷内墙面 0.36(3.60-1.80)=0.648kN/m合计 7.106kN/m2底层： 纵墙（240灰砂砖） 18(4.55-1.80-0.60-0.40)0.24=7.56kN/m铝合金门窗 0.351.8=0.63kN/m瓷砖外墙面 0.5(4.55-1.80-0.50)=1.125kN/m水泥粉刷内墙面 0.756kN/m合计 10.071kN/m内纵墙自重：标准层：纵墙（240灰砂砖） 18(3.60-0.60)0.24=12.96kN/m瓷砖墙面 0.36(3.60-0.60)2.00=2.16kN/m合计 15.12kN/m2底层：纵墙（240灰砂砖） 18(4.55-0.60-0.40)0.24=15.336kN/m瓷砖墙面 0.363.602=2.592kN/m合计 17.928kN/m4.2 活荷载标准值计算第一：面和楼屋面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面 2.0 kN/m2楼面：教室 2.0 kN/m2走道 2.5 kN/m2第二：雪荷载 0.4 kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。4.3 竖向荷载下框架受荷总图本次设计的教学楼纵向柱距为7.20m,横梁跨度为5.40m，单区格板为7.20m5.40m。所以按双向板传递荷载，板上荷载分配如图13.1所示。图4.1 板面荷载分配图板的计算单元的选取如图4.2图4.2 计算单元的选取第一：A-B轴间框架屋面板荷载：板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载恒载 活载 楼面板荷载：恒载 活载 梁自重 B轴间框架梁均布荷载： 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 活载=板传荷载 楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 活载=板传荷载 第二：B-C轴间框架梁均布荷载：屋面板传荷载：恒载 活载 楼面板荷载：恒载 活载 梁自重 B-C轴间框架梁均布荷载： 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 活载=板传荷载 楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 活载=板传荷载 第三：C-D轴间框架梁均布板荷载同A-B轴第四：A柱纵向集中荷载计算顶层柱： 女儿墙自重(做法:墙高 900mm,100mm砼压顶) 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+板传荷载 标准层柱：标准层柱恒载=墙自重 +梁自重+板传荷载 第五：B柱纵向集中荷载计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 标准层柱：标准层柱恒载=内纵墙自重+梁自重+板传荷载 基础顶面恒载=底层内总墙+基础梁自重 结构在进行梁柱的布置时柱轴线与梁的轴线不重合，因此柱的竖向荷载对柱存在偏心。框架的竖向荷载及偏心距如图13.3所示。图4.3 框架竖向荷载图4.4 重力荷载代表值计算结构的重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值加上各可变荷载组合值，即,其中可变荷载为雪荷载 屋面活载 楼面活载：教室 走道 屋面处的重力荷载代表值的计算女儿墙的计算 屋面板结构层及构造层自重的标准层 顶层的墙重 其余层楼面处重力荷载代表值计算底层楼面处重力荷载代表值计算屋顶雪荷载标准值 楼面活荷载标准值总重力荷载标准值第5章 地震作用计算5.1 横向框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见下表5.1，柱线刚度ic计算见表5.2表5.1横梁线刚度ib计算表层次类别E/(kN/m2)bh/m2I/m4L/m2EI/L14AB跨3.01070.30.60.00547.24.5104BC跨3.01070.30.60.0054310.8104CD跨3.01070.30.60.00547.24.5104表5.2 柱线刚度ic计算表层次E/(kN/m2)bh/m2I/m4L/mEI/L13.01070.50.50.00524.553.431042-43.01070.50.50.00523.64.34104取BC跨梁的相对线刚度为1.0，则其他为：AB 跨 BC跨 1层柱 2-5层柱相对刚度I 0.42 1.0 0.32 0.4框架梁柱的相对线刚度如图14.1，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图5.1 计算简图柱的侧移刚度按式计算，式由系数为柱侧移刚度修正系数，由相关的表可查，根据梁柱线刚度比的不同。柱的侧移刚度计算简表14.3和14.4.。表5.3 横向2-5层D值的计算构件名称A轴柱0.34413824B轴柱0.64025719C轴柱0.64025719D轴柱0.34413824 表5.4 横向底层D值的计算构件名称A轴柱0.54721982B轴柱0.76730823C轴柱0.76730823D轴柱0.54721982 横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次 1 2 3 4 5Di 1139710 869946 869946 869946 8699465.2横向自振周期计算 横向地震自振周期利用顶点假想侧移计算，计算过程见表14.5表5.5 结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNVi/kNDi(kN/m)i(mm)i/m59850985086994611.3154.5496041945486994622.4143.2396042905886994633.4120.8296043866286994644.487.411030048962113971043.043.0按式计算基本周期，其中的量纲为m取则 5.3横向水平地震力计算框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1：650，1：700。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。本工程中结构不超过40m质量和刚度沿度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式：，计算即：由于该工程所在地抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为第二组，则 ， 则 （ 式中 r-衰减指数，在的区间取0.9, -阻尼调整系数,除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,相应的为1.0） ，则取为0各层横向地震作用及楼层地震剪力计算见表14.6表5.6 各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGiHiFiVi53.618.959850186657.50.3261047.761047.7643.615.359604147421.40.258829.211876.9733.611.7596041128470.197633.162510.1323.6860.137440.322950.4914.554.5510300468650.082263.55.00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5.2，5.3图5.2水平地震作用分布 图5.3层间剪力分布5.4 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式和计算计算过程见表5.7，表中还计算了各层的层间弹性位移角表5.7横向水平地震作用下的位移验算层次ViDi/mmi/mmhi/m51047.768699461.2012.463.61/298941876.978699462.1611.263.61/166932510.138699462.899.103.61/124822950.498699463.396.213.61/10611.0011397102.822.824.551/1277由表14.7可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/10611/550满足式的要求，其中由表查得。5.5 水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下的内力采用改进的反弯点法。框架柱端剪刀及等矩分别按式和计算，其中取自表取自表5，层间剪刀取自表7，各柱反弯点高度比按式确度，各修正值见表10，各层柱剪力计算见表5.8。表5.8 柱剪力计算层次A轴柱B轴柱C轴柱D轴柱第五层同B柱同A柱第四层同B柱同A柱第三层同B柱同A柱第二层同B柱同A柱第一层同B柱同A柱框架柱反弯点位置 ，计算结果如表5.9表5.9.a A轴框架柱反弯点位置层号h/my0y1y2y3y53.61.050.350000.3543.61.050.400000.4033.61.050.450000.4523.61.050.500000.5014.553.550.650000.65表5.9.b B轴框架柱反弯点位置层号h/my0y1y2y3y53.63.550.450000.4543.63.550.480000.4833.63.550.500000.5023.63.550.500000.5014.554.440.550000.55C轴框架柱反弯点位置与B柱相同，A轴框架柱反弯点位置与D柱相同。框架各柱的杆端弯矩、梁端剪力及柱轴力发别按下式计算：中柱处的梁 中柱处的梁 表5.10 横向水平地震作用下A轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）Mc总/（kNm）516.651.2638.9620.9838.96430.031.4464.8643.2485.84340.161.6279.5265.06122.76247.211.884.9884.98150.04180.352.96127.96237.64212.94表5.11 横向水平地震作用下B轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）Mc总/（kNm）531.431.6262.2350.9262.23456.31.728105.3997.29156.3102375.31.8135.54135.54232.8264288.511.8159.32159.32294.858186.782.5025177.68217.17337.0001结果如图5.4，图5.5，图5.6图5.4 地震作用下的框架弯矩图图5.5 地震作用下的框架剪力图 图5.6 地震作用下的框架轴力图第6章 竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法，有分层法，弯矩二次分配法和迭代法。当框架为少层少跨时，采用弯矩二次分配法较为理想。这里竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。 竖向荷载作用下,框架的内力分析除活荷载较大的工业与民用建筑.可以不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯距较考虑活载不利布置法求得的弯局偏低,但当活载占总荷载的比例较小时,其影响很小.若活荷载占总荷载的比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯距乘以1.11.2的较大系数。框架横梁均布恒荷载、活荷载可从前面荷载计算中查得。具体数值见图6.1。图6.1 横向框架荷载作用图由于柱纵向集中荷载的作用，对柱产生偏心。在恒荷载和活荷载的作用下的偏心矩如图6.2，6.3所示。图6.2 竖向恒载引起的偏心弯矩图6.3 竖向活载引起的偏心弯矩6.1 梁柱端的弯矩计算 梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：将原框架分为5个敞口单元，除底层柱外的其于各层柱的相对线刚度乘以0.9。用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为0.5，其余各层柱的传递系数为1/3。将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。 梁端固定弯矩计算：恒载：屋面： 楼面： 活载： 屋面： 楼面： 竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，分层法计算见图6.4、6.5、6.6。图6.4.a顶层弯矩分配图图6.4.b 顶层弯矩图图6.5.a标准层弯矩分配图图6.5.b 标准层弯矩图图6.6.a底层弯矩分配图图6.6.b 底层弯矩图竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，结果见图12.7、12.8、12.9、12.10、12.11。图6.7.a顶层弯矩分配图图6.7.b顶层弯矩分配及弯矩图图6.8.a标准层弯矩分配图图6.8.b标准层弯矩图图6.9.a底层弯矩分配图图6.9.b底层弯矩图对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下五层左上节点为例：图6.10 弯矩二次分配图 其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。 本设计中梁端弯矩的调幅系数取0.8。调幅结果表见6.1。 表6.1 梁端弯矩的调幅层次AB跨BC跨CD跨调幅前调幅后调幅前调幅后梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右同AB跨恒载五层72.05131.0581.68132.7274.674.666.6466.64四层106.95147097122.01153.9364.9764.9736.5736.57三层106.95147.97119.22153.6264.9764.9738.0638.06二层106.95147.97119.78153.6264.9764.9738.0638.06一层103.81148109.78149.7764.9764.9756.5656.56活载五层19.6934.9622.0235.3420.1420.1418.3518.35四层25.6435.2029.4636.1716.4616.4611.8211.82三层25.6435.2028.5836.0216.4616.4612.5812.58二层25.6435.2028.7036.0216.4616.4612.5812.58一层24.8235.2226.3235.7217.1117.1114.7314.73竖向均布荷载作用下的框架弯矩图为图6.11，6.12。图6.11 竖向均布恒载作用下的框架弯矩图图6.12 竖向均布活载作用下的框架弯矩图6.2 梁端剪力和轴力