潍坊铁路中学办公楼结构设计毕业论文.doc

潍坊铁路中学办公楼结构设计毕业论文1.1 工程背景该办公楼为潍坊铁路中学办公楼设计办公楼。总层数五层，钢筋混凝土全框架结构，占地面积1130.792 m2,建筑面积约6000 m2,长63.35m，宽17.85m。1.1.1 设计资料（1）地形：地势较为平坦，临校园主要道路。（2）土壤性质：地表为黄土质亚粘土，下层为亚沙土，一级大孔性土壤，承压力一般在180220 kPa。（3）水文地质概况：地下水埋深约3.87.2 m，水量较小，主要受大气降水补给。（4）本建筑物无地下室，一层地面按防潮地面设计，采用一道改性沥青涂料做防潮层。0.000以下60处设墙身防潮层，采用一道防水砂浆。（5）建筑结构耐久等级为二级；耐火等级为二级；地震设防烈度为：7度（0.10g），水平地震影响系数最大值=0.08，场地类别：类；设计地震分组为第一组。（6）风向：夏季主导风向为东南，冬季为北风。基本风压W0=0.3 kN/m2。（7）基本雪压S=0.40 kN/m2。（8）气温：历年平均气温：12.2，历年平均最高气温：19.2，极端最高气温：40.7，历年平均最低气温：7.7，极端最低气温：-21.4。（9）降雨量：年平均降雨量：646677 mm，年最大降雨量：1215.7 mm，年最小降雨量：372.3 mm。1.1.2 参考资料（1）教材：房屋建筑学、混凝土结构、结构力学、建筑抗震结构设计等。（2）土木工程专业毕业设计手册（3）工民建专业毕业设计指南（4）混凝土结构设计（5）建筑设计规范（6）建筑制图图集（7）建筑做法1.2 建筑设计说明1.2.1 总平面图设计总平面图如图1.1所示：图1.1 建筑总平面图本楼采用“一”字型布置，其主要出入口、门厅位于临校园主道路侧，座北朝南，底层走廊两侧出口加强了人员的疏散。1.2.2 平面设计（1）该设计采用内廊式组合，使平面紧凑、组合灵活，走廊面积相对比例较小，即满足使用要求，又节约用地，主要房间开间6m，进深7.2m。纵、横向定位轴线与柱轴线重合，为使外墙、走廊墙壁平齐，采用墙齐柱子的方案。（2）门厅位于人流集散的交通枢纽，起着室内外空间的过渡作用。门厅面积主要根据建筑物的性质、规模、功能要求及其空间处理确定，面积为150m2左右满足使用要求。（3）楼梯采用双跑式楼梯和双跑平分式楼梯，其中双跑楼梯室内设两座，每个楼梯宽度为1.9m，符合规范要求。每层层高3.6 m，台阶踏步采用b=270mm,h=150 mm,级数由相应层高控制，平台宽度D=2 m,梯间进深7.2 m，开间4.2 m。（4）走廊，依据功能使用要求及防火疏散规定，该方案走廊净宽2.55 m。（5）洗手间，每层两间，分别布置在建筑的两端。洗手间根据使用人数确定大便器、小便槽数目；在各卫生间内设置前室，作为盥洗室。1.2.3 剖面设计（1）由建筑使用要求确定主体为五层，建筑物高度为18.45 m（不包括女儿墙1m）。每层层高均为3.6 m。房间内横梁高为700mm，走廊内横梁高为400mm。走廊净高为3.2 m。为保证室内具有充足的天然采光，纵墙侧窗规格主要为1800mm2700 mm，窗台高度为900 mm，纵梁高度为700 mm，则0.9+2.8+0.6=3.3m，满足要求。 （2）为了防止建筑因沉降而使室内地面标高过低，同时也为了满足建筑使用及增加建筑美观，室内外地面应有一定高差，取室内外高差为450 mm。屋顶采用不上人屋面，女儿墙高度为1000 mm。 （3）楼梯，本设计中采用踏步高h=150 mm,宽度b=270 mm。为使踏步面层耐磨、防滑，设防滑条。栏杆采用木制楼梯，扶手高度为900 mm。 室内楼梯间均为封闭式防火楼梯，都设有窗户，便于采光。本设计为了减少地震时将会产生较大的扭转以及其他复杂应力，故将楼梯间设置在内框架中，以保证抗震要求。 （4）内墙和外墙采用240 mm厚的空心砖，m5混合砂浆砌筑。 （5）屋顶采用有组织排水屋面，屋面坡度为3，沿沟坡度为2%。屋顶结构组成为：120厚SDC复合卷材20厚水泥砂浆找平层300厚水泥珍珠制品隔热20厚水泥砂浆找平层120厚钢筋砼现浇板1.2.4 立面设计正立面、背立面窗户成组排列，墙面外装饰采用水刷石，大小间隔，层高的错层，以及门廊、室内外高差均使整体产生一种特殊的感觉，庄重中灵活，而更显亲切。门窗表见表1.1：表1.1 门窗表类型设计编号洞口尺寸(mm)数量1245合计门m12100X210022m24500X270011m31000X21001919X3=571995窗C12700X18001617X3=511784C22100X180022X3=6210C32100X18002X3=628C42100X180022X3=68C52700X180011X3=341.3 结构布置1.3.1 柱网的确定本框架采用小柱网形式（即一个开间为一个柱距），柱网布置为内廊式，主要开间6m，进深统一为7.2 m。见图1.2：图1.2 框架平面柱网布置图1.3.2 承重方案的选择选择横向承重方案，框架沿房屋横向布置，纵向设置连系梁。1.4 结构设计总说明（1）本设计采用现浇钢筋混凝土结构，设计使用年限为50年，结构耐久等级为二级，结构耐火等级为二级；抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，框架的抗震等级为三级。（2） 本框架结构采用的混凝土强度等级和钢筋级别如下：结构的混凝土强度等级为C30，框架梁、柱的纵向受力钢筋采用HRB335级，板的钢筋及梁、柱箍筋采用HPB235级，其余各构件采用的钢筋级别均按本条说明的钢筋符号分别表示于相应设计图纸内。（3）混凝土保护层厚度：本工程上部结构为一类环境，上部结构的板的纵向受力钢筋的保护层厚度为20mm，次梁的纵向受力钢筋的保护层厚度为25mm，框架梁的纵向受力钢筋的保护层厚度单排钢筋为35mm，双排为60mm，柱的保护层厚度为40mm，施工中应采取措施保证；混凝土中的水泥用量、和易性、流动性、水灰比等均应满足结构混凝土耐久性的要求。（4）钢筋的锚固和连接：除设计图纸中另有表示或说明外，下部钢筋伸入支座的锚固长度为：板钢筋伸入支座的长度为120mm；非框架梁下部钢筋当为HRB335级时，伸入支座内的长度不小于12d（d为纵向钢筋直径）且在边支座处伸至距支座边20mm、在中间支座处伸至支座中心线处-10mm；对HPB235级钢筋深入支座内长度不小于15d，末端应有半圆弯钩。当钢筋直径小于或等于20mm时，其连接方式采用搭接，搭接长度分别为32d（HPB235级）、40d（HRB335级）。钢筋直径d22mm时，一律采用等强度对焊焊接。（5）在结构施工时，其他各工种如电气、管道等安装工程均应配合施工，不得在结构施工后随意开设洞口。（6）本说明中未尽事宜，应遵照有关国家标准、施工规范和操作规程进行；施工中出现问题应及时联系，协商解决。2结构设计2.1 梁柱截面、板厚及柱高度的确定2.1.1 设计资料（1）根据房屋使用要求，每层层高均为3.6 m，室内外高差0.450 m。（2）工程地质条件：地区地势平坦（3）屋面做法（自上而下）：120厚SDC复合卷材20厚水泥砂浆找平层300厚水泥珍珠制品隔热20厚水泥砂浆找平层120厚钢筋砼现浇板。（4）楼面（自上而下）：5厚M907石材粘贴，20厚瓷砖，稀水泥浆填缝，刷草酸、打蜡，20厚1：2水泥砂浆找平，刷素水泥浆一道，120厚现浇钢筋混凝土楼板，V型轻钢龙骨吊顶。（5）墙：外墙面磨光花岗石板，内墙面10厚粉刷。（6）地震烈度：设防烈度为7度，类场地，第一地震分组。（7）风荷载：夏季东南，冬季西北，基本风压 0.40kN/ m2。（8）雪荷载：基本雪压 0.25kN/ m2。（9）活荷载：楼面活荷载标准值2.0kN/ m2,走廊、门厅 、楼梯2.5kN/ m2，不上人屋面活荷载标准值 0.5kN/ m2。2.1.2 柱截面两侧边柱：=1.2 （1.25 4.2 3.9 14 103 5）/14.3=120272mm中柱：=1.2 （1.25 5.1 3.3 14 103 5）/14.3=123577mm2 取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为：两侧边柱：349 mm；中柱：358 mm根据上述估算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸统一取值为：450 mm 450 mm2.1.3 梁截面根据 h= (1/81/12) b=(1/21/3)h 估算L1/ L5：h= (1/81/12) 7200=600900， 取h=700mm b=(1/21/3) 700=350233, 取b=300mmL2： h= (1/81/12) 3000=250375, 取h=600mm b=(1/21/3) 600=300200, 取b=300mmL3： h= (1/81/12) 4200=525350, 取h=600mm b=(1/21/3) 600=300200, 取b=300mm L4： h= (1/81/12) 6000=500750, 取h=600mm b=(1/21/3) 600=300200, 取b=300mm则：框架梁编号如图2.1所示：图2.1框架梁编号2.1.3 板厚本结构采用双向板，板厚1/50l01=1/506000=120mm (l01:柱的短跨)。2.1.4 柱高度底层柱高度h=3.6+0.55+0.45=4.6m，其中：3.6m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.55m为基础顶面至室外地面的高度。其他柱高度等于层高，即：二、三、四、五、层为3.6m。由此得框架计算简图（图2.2）图2.2 框架计算简图2.2 楼面板设计2.2.1设计资料（1）楼面（自上而下）：5厚m907石材粘贴，20厚瓷砖，稀水泥浆填缝，刷草酸、打蜡，20厚1：2水泥砂浆找平，刷素水泥浆一道，120厚现浇钢筋混凝土楼板，V型轻钢龙骨吊顶。（2）楼面荷载：楼层2.0kN/，走廊、门厅、楼梯2.5kN/（3）材料：砼强度等级C30，板内受力筋及其他钢筋采用HPB235钢筋。2.2.2 楼板的结构平面布置区格板B1、B2、B3、B4均为为双向板。如图2.3所示：图2.3 板的结构布置图2.3 双向板设计2.3.1荷载设计值（1）活荷载由于活荷载标准值（楼面为2.0 kN/m2,走廊为2.5 kN/m2）均小于4.0 kN/m2 ，故荷载分项系数为1.4。 =1.42=2.8 kN/m2 ， =1.42.5=3.5 kN/m2（2）恒荷载 瓷砖地面（包括水泥砂浆打底） 0.55 kN/m2 120厚钢筋砼现浇板 25 0.12=3.0 kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2 合计 3.8 kN/m2各自的设计值： =1.23.8=4.56 kN/m2楼面：=4.56+2.8=7.36 kN/m2 走廊和门厅： =4.56+3.5=8.06 kN/m2=4.56+2.8/2=5.96 kN/m2 =4.56+3.5/2=6.31 kN/m2=2.8/2=1.4 kN/m2 =3.5/2=1.75 kN/m22.3.2 计算跨度 ，为轴线间距离 ；由于l02/ l01=7.2/6=1.22，故按弹性理论设计。2.3.3 弯矩计算在荷载的作用下，各区格板四边均视作铰支，故跨内最大正弯矩发生在板的中心点处，但在荷载的作用下，每个支座均视作固定，而边支座为简支，因此边区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处，为了简化计算，近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。各区格板分别算得的弯矩值，列于表2.1。2.3.4 截面设计截面的有效高度：跨中截面，短跨方向取=120-20=100mm , 长跨方向取=120-30=90mm , 支座截面取=100mm相邻的区格板的支座弯距取绝对值较大者。计算配筋量时，取内力臂系数=0.95 ，则 。截面配筋计算结果及实际配筋列于表2.2。表2.1计算跨度及弯矩计算板区格1234l014.23.03.06.0l027.24.26.07.2l01/ l020.580.70.50.83M1(0.0509+0.20.0119)5.964.22+(0.0849+0.02290.2) 1.44.22=7.811（0.035+0.20.009）6.312.42+(0.0683+0.20.0296) 1.752.42=3.262(0.04+0.20.0038)6.3132+(0.0965+0.20.0296) 1.7532=3.928(0.0297+0.20.0132) 5.9662+(0.0528+0.20.0342) 1.462=9.945M2(0.0119+0.20.0509)5.964.22+(0.0229+0.08490.2) 1.44.22=3.306(0.0093+0.20.0350)6.3132+(0.0296+0.20.0683) 1.7532=1.607(0.0038+0.20.04)6.312.42+(0.0174+0.20.0965) 1.7532=1.248(0.0132+0.20.0297) 6.3162+(0.0342+0.20.0528) 1.462=6.363 M1-0.1117.364.22=-14.411-0.07748.062.42=-5.615-0.08298.0632=-6.014-0.07057.3662=-18.68 M1” -14.411-5.615-6.014-18.68M2-0.07837.364.22=-2.42-0.05728.0632=-4.149-0.05678.0632=-4.412-0.05697.3662= M2” -2.42-4.149-4.412-6.381表2.2 按弹性理论设计的截面配筋截面区格跨度H0(mm)m(kNm)AS(mm2)配筋实际AS(mm2)跨中B1L011007.811391.538125402L02903.306184.138125402B2L011003.262163.518125402L02901.60789.508125402B3L011003.928196.898125402L02901.24869.518125402B4L011009.945498.510160491L02906.363354.3910160491支座B4-B4100-15.076755.6910100785B1-B2100-2.420121.308150335B2-B3100-4.149207.978150335B3-B4100-6.014301.458150335B3-B4100-4.412221.1581503352.4框架结构计算2.4.1 计算简图确定框架柱嵌固在基础顶面，框架梁与柱子相接。由于各层柱的截面尺寸不变，所以梁跨等于柱截面形心轴线间的距离。底层柱高4600mm，其他层均为3600mm，框架计算简图如图2.7所示：图2.7 框架计算简图2.4.2 框架梁柱的线刚度采用砼强度等级为：梁： （）边跨梁：i1=EI/L=1.530106(1/12) 0.30.73/7.2=42.63103 kNm中跨梁：i2=EI/L=2.030106(1/12) 0.30.63/3=100.8103 kNm上层柱：i3=EI/L=30106(1/12) 0.450.453/3.6=28.48103 kNm底层柱：i4=EI/L=30106(1/12) 0.450.453/4.6=17.44103 kNm2.4.3 恒荷载标准值（1） 屋面框架梁线荷载标准值： 40厚C20细石混凝土刚性防水层表面压光20厚1：3水泥砂浆找平 0.0220=0.4 kN/m240厚水泥膨胀珍珠岩找2%坡 0.1124=0.448 kN/m2配4钢筋双向中距 0.425=1.00 kN/m2素刷水泥浆一道 0.00220=0.04 kN/m215厚1:3水泥砂浆找平 0.01520=0.3kN/m2120厚现浇混凝土屋面板 0.1225=3.00 kN/m板底20厚粉刷抹平 0.0217=0.34 kN/m V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2 合计 5.53 kN/m2 边框架梁自重： 0.30.725=5.25kN/m 边框架梁粉刷： 0.02（0.7-0.12）172=0.39 kN/m 中框架梁自重： 0.30.625=4.5 kN/m 中框架梁粉刷： 0.01（0.6-0.12）172=0.16 kN/m 作用于顶层框架梁的线荷载为： 边跨：g51=5.64 kN/m g52=33.18 kN/m 中跨：g51=3.19 kN/m g52=4.552.4=16.59 kN/m （2） 楼面框架梁线荷载标准值 25mm厚水泥砂浆面层 0.55 kN/m2 120厚钢筋砼现浇板 25 0.12=3.0 kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2 合计 3.8 kN/m2 边框架梁自重： 0.30.725=5.25 kN/m 边框架梁粉刷： 0.01（0.7-0.12）172=0.20 kN/m 中框架梁自重： 0.30.625=4.5 kN/m 中框架梁粉刷： 0.01（0.6-0.12）172=0.16 kN/m 边跨填充墙自重 0.2（3.6-0.7）5=2.9 kN/m 墙面粉刷： （3.6-0.7）0.01217=0.99 kN/m 作用于中间层框架梁的线荷载为： 边跨：g1=10.28 kN/m g2=22.44 kN/m 中跨：g1=3.35 kN/m g2=11.22kN/m（3）屋面框架结点集中荷载标准值 ：边节点 边柱连系梁自重： 0.30.7625=31.5 kN边柱连系梁粉刷： 0.01（0.6-0.12）2176=2.37 kN1m高女儿墙自重： 0.241.04.219=27.36 kN 连系梁传来屋面自重 1/261/265.53=49.77 kN 顶层边节点集中荷载 G5A=G5D=111 kN : 中节点 中柱连系梁自重： 0.30.7625=31.5 kN中柱连系梁粉刷： 0.01（0.7-0.12）6217=1.14 kN 连系梁传来的屋面自重：1/2 （7.22-3）+7.23 =93.6 kN 顶层中节点集中荷载 G5B=G5C=126.15 kN （4） 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重： 0.30.6625=31.5 kN边柱连系梁粉刷： 0.01(0.6-0.12) 6217=2.37 kN铝合金窗自重： 0.352.71.8=1.70 kN窗下墙体自重： 0.240.95.555=5.99 kN窗下墙体粉刷： 20.020.95.5517=3.4 kN窗间墙体自重： 0.24(2.7-0.7) 2.855=6.84 kN窗间墙体粉刷： 20.02(2.7-0.6) 1.3517=3.88 kN框架柱自重： 0.450.453.625=18.23 kN框架柱粉刷： (3.6-0.12) 0.02170.454=2.13 kN连系梁传来楼面自重： 1/21/2663.24=29.16 kN 中间层边节点集中荷载 GA=GD=69.63 kN 中柱连系梁自重： 0.30.7625=31.5 kN中柱连系梁粉刷： 20.02(0.7-0.12) 617=2.37 kN柱间墙自重： 0.2(3.6-0.7) 5(6-0.45)=16.1 kN柱间墙粉刷重： 0.02217(6-0.45) (3.6-0.7-0.12)=10.49 kN 扣除门洞重 -2.110.245=-2.52 kN 框架柱自重 0.450.453.625=18.23 kN 粉刷 (3.6-0.12) 0.01170.454=1.065 kN 连系梁传来的楼面自重 1/21/2663.24+(6-2.7)+6 1/21.23.24=47.24 kN 中间层中间节点的集中荷载 GB=GC=124.48 kN恒载作用下框架计算简图如图2.8所示：图2.8 恒载作用下框架计算简图2.4.4 活荷载标准值屋面活荷载标准值：0.5 kN/m2（不上人）雪荷载标准值：0.25 kN/m2两者不同时考虑，取较大者： 0.5 kN/m2楼面活荷载标准值：楼层： 2.0 kN/m2 ，走廊、门厅、楼梯：2.5 kN/m2 屋面：P5AB=P5CD=0.56=3 kN/m P5BC=0.53=1.5 kN/m P5A=P5D=1/261/260.5=4.5 kN P5B=P5C=0.5(3.62-3) 1.5+0.53.63.6 0.5=3.20 kN楼面：PAB=PCD=2.06=12kN/m PBC=2.53=7.5 kN/m PA=PD=1/261/262.0=22.5 kN PB=PC=0.5(3.62-3) 1.51.2+1/23.61/23.6 0.5=30.94 kN活荷载作用下计算简图如图2.9所示：图2.9活载作用下框架计算简图2.4.5 风荷载计算风荷载标准值计算公式：=zsz0 （2.1）基本风压：0=0.3 kN/m2 风振系数：z=1.0 （房屋高度未超过30m）风载体型系数： 风压高度系数：z查建筑结构荷载规范，列于表2.3中，计算简图如图2.10所示。表2.3 （地面粗糙度为C类） 风荷载计算表层次zsZ(m)z0(kN/m2)A(m2)Pw(kN)51.01.317.450.8090.316.84.8541.01.314.850.740.321.66.2331.01.311.250.740.321.66.2321.01.37.650.740.321.66.2311.01.34.050.740.324.37.01图2.10 风荷载作用下的计算简图2.4.6 地震荷载计算设计要求设防地震烈度为7度，类场地，由地震作用原则可知，只需考虑水平地震作用，并采用底部剪力法计算水平地震作用力。（1）经计算的结构各层的重力荷载代表值 顶层GEW=结构及构件自重+0.5雪荷载 =5.536.0（7.22+3.0）+5.647.22+3.193.0+（31.5+2.37）2+ （27.36+49.77）2+（18+1.14）2+（18.23+2.13）2+（1.70+5.99+3.4+6.84+3.88）+（16.1+10.49-2.52）+5.647.2+0.5 0.256（7.22+3+1.2）=1069.22 kN 其他层GEi=结构及构件自重+0.5活荷载 =3.746（7.22+3）+5.447.22+3.193+（18+1.14）2+（18.23+2.13）4+（18.23+1.065）4+（1.70+5.99+3.4+6.84+3.88）2+（16.1+10.49-2.52）2+5.647.22+0.52.56（7.22+3）=1006.548 kN（2）框架的自振周期T1=0.38+0.00081 H2/B1/3=0.38+0.00081（3.64+4.6）2/17.41/3=0.492s （3）横向水平地震作用标准值计算地震烈度为7度类场地第一组。查规范得水平地震影响系数最大值max=0.08 ，特征周期为Tg=0.35 s横向地震影响系数1=（Tg/T1）0.9max=（0.35/0.492）0.90.08=0.059 又T1=0.0.4921.4Tg=0.49 所以不需要考虑顶部附加地震系数结构水平地震作用标准值FEk=1Geq=10.85Gi=0.0590.85(1069.22+1006.554)=255.53 kN 计算结果见表2.4，计算简图如图2.11所示表2.4 地震荷载作用下的内力计算楼层Gei/kNHi/mGeiHiGeiHi/GiHFei/kNVi/kN51069.221920315.180.33585.6085.6041006.5515.415500.870.25665.42148.0231006.5511.811877.290.19650.08198.121006.558.28253.710.13634.75232.8511006.554.64630.130.07619.42252.27总计60577.18图2.11地震荷载作用下的计算简图2.4.7 恒荷载作用下的内力计算恒荷载作用下的内力计算采用分层法。取出顶层进行分析，结构计算简图如图2.12所示。图中柱的线刚度取框架实际线刚度的0.9倍。柱的传递系数为1/3，底层柱除外（底层柱的传递系数为1/2）。图2.12 顶层结构计算简图根据固端弯矩相等的原则，将梁上梯形和三角形分布荷载转化为等效均布荷载。如图2.13所示：图2.13 转化荷载后的计算简图当三角形荷载作用时，q中=5/8g中 当梯形荷载作用时，q边=（1-212+13）g边，其中：1=l01/2l02，则： （1）顶层：把梯形荷载转化为均布荷载： q5边 =g51+（1-212+13）g52 =5.64+1-2(6/2/7.2)2+(6/2/7.2)3 33.18 =29.70 kN/m 把三角形荷载转化为均布荷载： q5中= g51+5/8 g52=3.19+5/816.59=13.56 kN/m 结构内力可用弯矩分配法计算，并可利用结构对称性取1/2结构计算。各杆的固端弯矩为 : M5AB=-1/12q5边lAB2=-1/1229.707.22=-128.30 kNm M5BA=128.30 kNm M5BC=-1/3q5中lBC中2=-1/313.561.52=-10.17 kNm 弯矩分配法的过程及各层弯矩图如图2.14，图2.15所示：图2.14 顶层在恒载作用下弯矩分配图2.15顶层在恒载作用下弯矩图（单位：kNm）（2）中间层把梯形荷载转化为均布荷载：q1=g1+（1-212+13）g2=10.28+(1-20.422+0.423) 22.44=26.44 kN/m把三角形荷载转化为均布荷载：q2= g1+5/8 g2=3.35+5/811.22=10.35 kN/m各杆的固端弯矩为 :MAB=-1/12q1lAB2=-1/1226.447.22=-114.22 kNmMBA=114.22 kNmMBC=-1/3q2lBC中2=-1/310.351.52=-7.76 kNmMCB中=-1/6q2lBC中2=-1/610.351.52=-3.88 kNm弯矩分配法的过程及各层弯矩图如图2.16，图2.17所示：图2.16中间层在恒载作用下弯矩分配图2.17中间层在恒载作用下弯矩图（单位：kNm）（3）底层各杆的固端弯矩同中间层, 弯矩分配法的过程及各层弯矩图如图2.18，图2.19所示：图2.18底层在恒载作用下弯矩分配图2.19底层在恒载作用下弯矩图（单位：kNm）然后将各层分层法求得弯矩图叠加起来，可得整个框架在恒荷载作用下的弯矩图。由于分层法计算误差造成的叠加后框架内各节点弯矩未达到平衡。为提高计算精度，将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正,修正后得到竖向荷载作用下整个结构弯矩图。如图2.20所示：图2.20 二次分配并修正后的恒载弯矩图（单位：kNm）进而求得框架每一个梁柱的剪力和轴力，如图2.21所示： N图（kN） V图（kN）图2.21 恒载作用下框架各梁柱的剪力和轴力考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边，已备内力组合时用。如图 2.22所示：图2.22调幅后的梁端弯矩图（单位：kNm）2.4.7 活荷载作用下的内力计算活荷载作用下的内力计算也采用分层法，活荷载用满布荷载法求得弯矩图。同样采用弯矩分配法计算。则：（1）顶层： 把梯形荷载转化为均布荷载： q5边=（1-212+13）P5AB= 1-2(6/2/7.2)2+(6/2/7.2)3 3.0=2.16 kN/m 把三角形荷载转化为均布荷载： q5中= 5/8 P5BC=5/81.5=0.93 kN/m 各杆的固端弯矩为： M5AB=-1/12q5边lAB2=-1/122.167.22=-9.33 kNm M5BA=9.33 kNm M5BC=-1/3q5中lBC中2=-1/30.931.52=-0.69 kNm M5C中B=-1/6q5中lBC中2=-1/60.931.52=-0.35 kNm 弯矩分配法的过程及各层弯矩图如图2.23，图2.24所示：图2.23顶层在活载作用下弯矩分配图2.24顶层在活载作用下弯矩图（单位：kNm）（2）中间层把梯形荷载转化为均布荷载：q1=（1-212+13）PAB= (1-20.272+0.273) 8.4=7.34 kN/m 把三角形荷载转化为均布荷载：q2= 5/8 PBC=5/86=3.75 kN/m 各杆的固端弯矩为 :MAB=-1/12q1lAB2=-1/127.347.82=-37.21 kNmMBA=37.21 kNmMBC=-1/3q2lBC中2=-1/33.751.22=-1.8 kNmMCB中=-1/6q2lBC中2=-1/63.751.22=-0.9 kNm弯矩分配法的过程及各层弯矩图如图2.25，图2.26所示：图2.25中间层在活载作用下弯矩分配图2.26中间层在活载作用下弯矩图（单位：kNm）（3）底层各杆的固端弯矩同中间层, 弯矩分配法的过程及各层弯矩图如图2.27，图2.28所示：图2.27底层在活载作用下弯矩分配图2.28底层在活载作用下弯矩图（单位：kNm）然后将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架在恒荷载作用下的弯矩图。由于分层法计算误差造成的叠加后框架内各节点弯矩没有达到平衡。为提高计算精度，将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正,修正后得到竖向荷载作用下整个结构弯矩图。如图2.29所示：图2.29二次分配并修正后的活载弯矩图（单位：kNm）进而求得的框架各梁柱的剪力和轴力，如图2.30所示： N图（kN） V图（kN）图2.30活载作用下框架各梁柱的剪力和轴力考虑弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算成梁端柱边。弯矩图如图2.31所示.梁跨中弯矩乘以1.11.2的增大系数。图2.31调幅后的梁端弯矩图（单位：kNm）2.4.8 风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的框架内力计算采用改进反弯点发（D值法）。计算简图见图2.10。求得各柱的反弯点高度y0h和杆端剪力Vjk后即可求出各杆端弯矩。计算过程如下所示,再根据节点平衡条件求得梁端弯矩（图2.32），并进而求出各梁端剪力和各柱的轴力（图2.33）。（1） 各柱剪力V表2.9 25 层（h=3.6m）剪力V系数5层PW=5.64 kN4层PW=14.69 kN3层PW=22.97 kN2层PW=30.83 kND边柱中柱边柱中柱边柱中柱边柱中柱k=（i1+i2+i3+i4）/2ic1.57.031.57.031.57.031.57.03=k/(2+k)0.430.780.430.780.430.780.430.78Djk=12ic/hj20.4312i3/h520.7812i3/h520.4312i3/h420.7812i3/h420.4312i3/h320.7812i3/h320.4312i3/h220.7812i3/h222.4212i3/h2 Vjk=DjkPW/Djk(kN)0.861.561.973.573.085.584.187.59表2.10 底层（h=4.6 m）剪力V系数PW=40.22 kND边柱中柱k=（i1+i2）/ic2.4411.48=（0.5+k）/(2+k)0.660.89D1k=12ic/h120.6612i4/h120.8912i4/h123.0212i4/h12V1k=D1kPW/D1k(kN)6.58.77（2） 求反弯点高度，由计算简图知风荷载分布非常接近于均部荷载，y0可由表查得，又本设计各层横梁线刚度相同，层高除底层外均相同，则y1=y2=y3=0，因此柱底至反弯点高度yh=y0h,则：表2.11 反弯点高度y0h层数柱号ky0=y0h(m)5（h=3.6m）边柱1.50.3751.35中柱7.030.451.624（h=3.6m）边柱1.50.4251.53中柱7.030.51.83（h=3.6m）边柱1.50.4751.71中柱7.030.51.82（h=3.6m）边柱1.50.51.8中柱7.030.51.81（h=4.6m）边柱2.440.602.76中柱11.480.552.53（3）风荷载作用下的框架内力计算过程。求得各柱的反弯点高度y0h和杆端剪力Vjk 后即可求出各杆端弯距，再根据节点平衡条件得梁端弯距，并进而求出各梁端剪力和各柱轴力。风荷载作用下的柱端弯矩计算过程图2.32 风荷载