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]七层6062平米框架教学楼（计算书、建筑、结构图、中英文翻译）

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[T0001]七层6062平米框架教学楼（计算书、建筑、结构图、中英文翻译）.zip

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矩形钢管混凝土的损害评估的性能化设计.doc---(点击预览)

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Damage assessment for performance-based design of rectangular concrete-filled steel tubes.pdf---(点击预览)

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关键词：: 平米框架教学楼计算建筑结构图中英文翻译

资源描述：

摘要

本次毕业设计的目的是对大学四年以来所学的知识进行一次系统的复习和总结，以检验四年来对专业知识的掌握程度，同时能进一步巩固和系统化所学的知识，为今后的学习工作打下良好的基础。

本设计为某教学楼。该工程的建筑面积约为6000，共7层，层高为3.9m，结构形式为钢筋混凝土框架结构，抗震要求为7度设防。

设计内容包括建筑设计和结构设计，结构设计时取第③轴横向框架进行计算。本论文包括以下内容：

一结构方案的确定。

二荷载计算，包括恒载、活载、风荷载和地震作用。

三横向框架内力计算、内力组合及截面设计。

四现浇板，楼梯和基础的计算。

五电算结果及分析。

六结束语和参考文献。

该设计具有以下特点：

一在考虑建筑，结构要求的同时考虑了施工要求及可行性。

二针对不同的荷载特点采用不同的计算方法，对所学知识进行了系统全面的复习。

三框架计算中运用了理论公式计算又运用了当前工程设计中常用的近似计算方法。

四利用电算对结果进行了校核，使计算结果更加令人信服。

关键词：建筑设计结构设计钢筋混凝土框架结构

荷载内力截面设计

Abstract

This article is to explain a design of a 7-storey-teaching building in XX shool.The building is reinforced concrete frame structure.It is 3.9 meters of every story and the total area is about 6000 square meters.The thesis is written for the whole process of the complete design program,including the following parts:

1.Determination of the structure.

2.The calculation of Load,including dead load,live load,wind load and earthquake load.

3.Interior force calculation and,consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components.

4.The structural design of foundation ,stair and slabs.

5.The result of computer calculation.

6.The end words and the references.

The thesis is of some own characters:

1.With the consideration of architecture and structure requirements,it also considers the construction requirements and feasibility.

2.It applies different methods of structural calculation,aiming to different loads.

3.It applies theories formulation and practical formulation in the calculation of certain framework.

4.It offers the methods of compututation to check the result.

Keywords： architectural design structural design

reinforced concrete frame structure

load interior force cross sections’ design

摘要I

AbstractII

1 工程概况1

1.1工程概述1

1.2结构设计依据1

1.3材料选用1

2 建筑设计2

2.1 建筑平面设计2

2.2 建筑立面设计2

2.3 屋顶设计2

3 结构方案的选择及结构布置3

3.1结构方案3

3.2结构布置3

3.3柱网尺寸及层高3

3.4梁、柱截面尺寸的初步确定4

3.5楼板选择5

3.6结构横向框架的计算简图5

4 竖向荷载作用下的内力计算6

4.1计算单元：6

4.2恒荷载计算6

4.3活荷载计算10

4.4恒荷载作用下的内力计算11

4.5活荷载作用下的内力计算22

5 横向荷载作用下的内力计算31

5.1横向框架侧移刚度的计算31

5.2重力荷载代表值的计算35

5.3横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算41

5.4横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算50

6 内力调整56

6.1竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅56

6.2框架梁内力折算至柱边57

6.3柱的内力调整60

7 内力组合及截面设计63

7.1内力组合63

7.2截面设计72

8 楼板设计86

8.1楼板类型及设计方法的选择：86

8.2设计参数86

8.3弯矩计算87

8.4截面设计90

9 楼梯设计93

9.1设计资料93

9.2梯段板设计93

9.3平台板设计94

9.4平台梁的设计96

10 基础设计98

10.1设计资料98

10.2基础的计算98

11 电算校核与分析109

参考文献118

致谢119

1 工程概况

1.1工程概述

建筑地点：武汉市

建筑类型：七层教学楼，现浇框架填充墙结构。

工程简介：场地面积为50×40m2左右，拟建建筑面积约6000 m2。楼盖及屋盖均采用钢筋混凝土框架结构，现浇楼板厚度取为100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。基础采用柱下独立基础或桩基础。

门窗使用：大门采用玻璃门，其它的为木门，一般门洞尺寸为1200mm2400mm，窗全部为铝合金窗，高为2400mm

地质条件：经过地质勘探部门的确定，拟建场地土类型为中软场地土，II类建筑场地，地震设防烈度为7度。

1.2结构设计依据

建筑抗震设计规范GB 50011－2001

建筑地基基础设计规范GB 50007－2002

混凝土结构设计规范GB 50010－2002

建筑结构荷载规范GB 50009－2001

建筑结构制图标准GB/T 50105－2001

建筑制图标准GB/T 50104－2001

中小学建筑设计规范GB J99－86

建筑构、配件标准图集

1.3材料选用

1、柱：采用C30混凝土，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；

2、梁：采用C30混凝土，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；

3、板：采用C30混凝土，钢筋采用HRB335；

4、基础：采用C20混凝土，主筋采用HRB335钢筋，构造钢筋采用HPB235钢筋。

2 建筑设计

2.1 建筑平面设计

建筑平面设计主要应考虑建筑物所处的环境及其功能要求，同时又要兼顾结构平面布置的规则和合理；此外，考虑到抗震设计的一些要求，建筑物应力求规则。因此，本次设计在平面上采用“一”字形、内廊式的平面布置。具体布置见建筑平面图。对该平面设计作如下说明：

1、本设计柱网上采用4.2×7.2和4.2×3.0m。

2、采用了内廊式结构布置。中间走道宽3.0m，以满足人流要求。同时设有两部楼梯，兼做消防楼梯。

QQ截图20150610112513.jpg

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QQ截图20150610112605.jpg

内容简介：: 390Copyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VCopyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VDownloaded 09 Dec 2009 to 3. Redistribution subject to ASCE license or copyright; see COMPOSITE CONSTRUCTION IN STEEL AND CONCRETE V391Copyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VCopyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VDownloaded 09 Dec 2009 to 3. Redistribution subject to ASCE license or copyright; see COMPOSITE CONSTRUCTION IN STEEL AND CONCRETE V392Copyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VCopyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VDownloaded 09 Dec 2009 to 3. Redistribution subject to ASCE license or copyright; see COMPOSITE CONSTRUCTION IN STEEL AND CONCRETE V393Copyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VCopyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VDownloaded 09 Dec 2009 to 3. 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Redistribution subject to ASCE license or copyright; see COMPOSITE CONSTRUCTION IN STEEL AND CONCRETE V400Copyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VCopyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VDownloaded 09 Dec 2009 to 3. Redistribution subject to ASCE license or copyright; see COMPOSITE CONSTRUCTION IN STEEL AND CONCRETE V401Copyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VCopyright ASCE 2006Composite Construction in Steel and Concrete VDownloaded 09 Dec 2009 to 3. Redistribution subject to ASCE license or copyright; see 矩形钢管混凝土的损伤评估的性能化设计Cerk Tort 明尼苏达州立大学土木工程 500 Pillsbury Drive SE 美国明尼苏达州明尼阿波利斯 55455-0116 e-mail:Jerome F.Hajjar 明尼苏达州立大学土木工程 500 Pillsbury Drive SE 美国明尼苏达州明尼阿波利斯 55455-0116 e-mail:摘要：本文总结研究了矩形钢管混凝土（RCFT）构件，结点和框架的损伤演化,详细记载了来自世界各地的实验测试结果。然后定义两种类型的损伤指数用于各类型的矩形钢管混凝土构件量化伤害。基于这个量化值，各局部受损程度被认定为矩形钢管混凝土构件被映射到适当的性能标准，包括直接占用、生命安全、濒临瓦解和塌陷，以确定这种信息可用于性能化设计的方法。记录在数据库中的实验数据也可用于开发一种分析模型来模拟矩形钢管混凝土梁柱评估矩形钢管混凝土结构在抗震上的需求和能力。混合光纤为基础的有限元配方的开发和物质允许几何非线性分析矩形钢管混凝土管，并与实验取得良好的相关性。1、简介在1994年日本阪神及1995年日本神户地震中，性能化设计指南在钢与混凝土结构中已经取得了巨大的进步发展 (航管1996年;联邦紧急事务管理局2000年)。通过引入性能化设计(PBD)，工程师们能设计出更可靠、更经济的结构。为实现这一钢-混凝土组合结构的目标，几个研究已经展开PBD复合构件和钢架（例如：Mehanny and Deierlein 2000；Morino 等人. 2001；Muhummud 2003；Tort and Hajjar 2003，2004）。然而,还有很多工作要做，为客户提供全方位的信息的能力和PBD复合材料结构的需求。矩形钢管混凝土柱中常用在抗侧向荷载的高低框架楼中。由于其优越的抗震特点和经济性，矩形钢管混凝土(RCFT)在复合结构中越来越受欢迎。本文研究了全球矩形钢管混凝土构件损失评估测试结果。损伤评估是基于变形和能量的指标,然后讨论破坏指标。最后,一个解析模型来模拟矩形钢管混凝土构件用于评估地震的需求和能力上的矩形钢管混凝土框架结构。本文介绍的研究方法是基于矩形钢管混凝土结构可靠性设计方法的第一个步骤。 2、实验数据库性能化设计需要评估结构的能力,包括在局部（构件）和整体(系统)的水平。来自世界各地的实验数据提供必要的信息来研究各种类型的矩形钢管混凝土构件的局部承载能力(Tort和Hajjar、2003、2004年)。矩形钢管混凝土的整体承载能力将在以后的课程中分析研究。总共有六个数据库来储存数据，包括矩形钢管混凝土柱，梁柱，面板，连接，结点弯矩抵抗和框架数据库。加载包括一次加载和循环加载试验，使用只在文献记载的测试方法。大量的试件数据集中在梁柱库，而少量的试件聚集在其他数据库：按照六个数据库的排序，一次加载的试验数分别为109，202，38，2，9，4；循环加载的试验数分别为3，59，0，39，0，8。每个数据库包括的信息有试验仪器、材料特性（如：钢铁屈服强度fy，钢铁弹性模量Es，混凝土抗压强度），几何特性（如：高度D，厚度t），和试验结果。描述了试验试件的加载方案和边界条件。材料特性和几何特性的代号和测量结果记录在数据库中。对于试验结构，试件的荷载和变形能力会被存储。还有，破坏模型和局部破坏状态也包括在内，此时的荷载和变形值也记录在内。3、损伤评估在PBD 中，每个性能标准（如：直接占用、生命安全、濒临瓦解和塌陷）都代表结构构件和系统的破坏状态。性能标准总是能够在性能上充分描述。然而，它们也需要术语描述工程类的强度、变形、刚度（Krawinkler 1998）。在本文中，定义基于变形和能量的破坏能力为RCFT构件的极限状态，此时强度和变形值都在变化中。试件的损伤评估包括各局部的损伤程度。量化值的损伤作用帮助关联到局部的损伤程度。基于变形损伤能力（）是局部破坏处的变形（）与最大荷载作用下的挠度（）的比值（在特殊的荷载和不同类型试验的挠度），如方程1所示：（1）基于能量损伤能力（）是局部破坏处的能量吸收（）与整个试验过程中总能量的吸收（）的比值，如方程2所示：（2）在荷载-挠度曲线上的试验终止点是由基于试件反馈响应的特点决定的。我们有三种不同的标准。如果RCFT试件表现出变软或淬水的反馈响应，那么在试件刚度变为零时表明了试验的失败。一个弹塑性的荷载-挠度曲线响应在RCFT试验中是常见的。在这样的情况下，试验的终止取决于梁柱、结点和钢架的极限挠度值有6%的偏移。如果RCFT试件表现出突然失效，那么荷载-挠度曲线上的试验终止点即为试验的结束点。方程1和方程2是在单一荷载作用下的试件的计算数据。然而，在循环荷载作用下的破坏评价可采用基于能量的破坏作用，如下：（Kradzig 等人. 1989）式中表示正方向上的荷载中间变量；表示负方向上的荷载中间变量；表示在主正方向圆上的能量耗散；表示在主负方向圆上的能量耗散；表示在次正方向圆上的能量耗散；表示在次负方向圆上的能量耗散；是正常作用下的正挠度；是正常作用下的负挠度（具体参见图一所示的主次圆【Kradzig 等人. 1989；Tort 和 Hajjar 2003，2004】）。对于RCFT构件，我们假定主圆造成试件上的主要破坏，而次圆造成次要破坏。另外，由于RCFT构件的对称性，破坏函数值（破坏指数）在两个方向的荷载也是假定一样的。这些假定来源于基于能量损伤的循环荷载试件的简单化，如方程4式中，是从循环主要曲线到以上假定的破坏点处的面积；是完整主要曲线下的面积；的计算来源于最大荷载作用下的有效试验数据。基于此类试验，假定为计算假定或由试件主曲线的经验公式所得（Hajjar 和Gourley 1997；Tort 和Hajjar 2003）。破坏方程1，2和4可用于数据库中试件的局部破坏。破坏方程的量化值与试件的材料特性和几何特性相关联（如：，fy，），使得在方程中使用损伤指数值，以及联合这些方程所给的边界条件。方程是来源于计算RCFT构件有效延性，以及与试验的回归性分析水平有关。作为一个试样，方程5是计算两端固定等截面梁柱试件在轴向常压力和两个等剪切荷载下的延性即屈服位移（）：式中，P是轴向压力；Pc是核心混凝土的名义强度；P0是复合区域的名义强度。总之，这三种类型的破坏评估功能可以提供有力的RCFT结构的局部破坏特点的PBD。简而言之，在本文中，主要讲述的是单一荷载作用下的梁柱的损伤评估。（Tort和Hajjar 2003）提供的RCFT构件的损伤评估研究包括的方面有柱，面板，连接，弯矩抵抗和框架。3.1.单一荷载下的梁柱单一加载的梁柱有不同的类型的荷载方案。例如，研究损伤评估测试的样本在双曲率恒轴向载荷（P）和单一增加的剪切载荷（V）下破坏也将会被讨论。最初常见的损伤如翼缘的压曲（YCF），翼缘的拉曲（YTF），翼缘的局部屈曲（LBF）,腹板的局部屈曲（LBW）可以直接从试验荷载挠度曲线中看出。这些损伤函数使用弯矩（M）和弦转角（R）为控制变量。它是不可能从实验数据中确定混凝土裂缝和混凝土破碎点。例如，我们提出了方程6 来估计d基于变形的翼缘拉曲时的损伤指数。损伤指标的参数与轴向载荷比值（）和钢管的荷载比例（）。式中，是翼缘拉曲服点处的位移；是刚管的名义强度。基于能量的函数，也可同样得出；在图2中，变量与参量的关联表明混凝土对结构响应增加的贡献（如：提高等效为的降低），核心混凝土承担了较多的荷载。因此，翼缘拉曲将会推迟而增加。这也可以从图二中的较大轴向荷载将推迟翼缘拉曲和引起值变大中证实。试件的延性得到发挥，显示了稳定的响应和辨别RCFT梁柱的强度储备，从而得到损伤指数。同样的方程来计算损伤指数被提议为保留梁柱在单一荷载作用下的局部损伤水平。基于变形和能量损伤指数的方程可以参见表1（Tort和Hajjar 2003，2004），随着他们的统计性质和基于试验结果适用性上的局限性。3.2. 参数研究参数研究确定了损伤指数的研究范围，从而得知各局部的损伤水平。这个参数研究也可以帮助比较不同地方的相对损伤程度。多层RCFT试件产生基于限制几何特性和材料特性的损伤指数方程如表1所示。然后,每个样本的损伤指数可以求出并能画同一图中。这些都是基于变形和能量的函数。例如，对于单一荷载作用的RCFT梁柱，16个样本可以确定结构参数，和fy 。在图3中，可以看到在单一荷载作用下的RCFT梁柱的基于能量的损伤指数的参数研究。损伤指数和延性指数可以得出。我们可以发现钢管腹板局部屈曲的损伤水平遵循加载时序。另一方面，钢管翼缘的拉曲或压曲是最早发生的损伤。从图3中显示试件的延性严重受到翼缘局部压曲和拉曲的影响。基于图3中损伤指数的变化，包括局部破坏到整体破坏。例如，钢管腹板的的局部屈曲的损伤指数在0.3到0.45之间，即为安全水平（Mehanny和Deierlein，2000）。4、模型分析有限元分析已发展到能够处理复合框架梁到RCFT柱。其分析模型不仅可以解决几何上与物质上的非线性分析而且将来可以解决RCFT钢架的需求和能力评估的性能化设计。用三维瞬态动力学分析受地震荷载作用的RCFT结构复合材料能够探测局部损伤状态（如前部分）。三维有限元分析的RCFT梁柱方程采用（Hajjar 等人 1998）的文章分析。单元刚度矩阵来源于扩大的虚功方程。在虚功方程中，钢筋和混凝土的自由度的分开使得钢管和核心混凝土滑移。这导致了18个自由度梁柱单元,具有独立混凝土和钢材两平移自由度。钢管和核心混凝土被认为具有相同的转动自由度。此外，由于同一函数，剪切平移自由度也被迫相等。因此，钢管和核心混凝土之间的微小位移在轴向是允许的。Hajjar 等人（1998）采用分布式塑性材料模拟材料的非线性。在分析中，这个单元的端部离散成单一钢材和混凝土纤维以及塑性纤维。沿长度方向的非线性元素采用有限元模型插值函数。在本文中，Hajjar 等人（1998）的有限元公式的提高是采用混合有限元过程状态（Alemdar 2001；Nukala和White 2004）。在公式中，单元的位移和力场是独立采用的；作用独立的内力，比基于位移的平衡方程有更好的网格精度。此外，确切的弯矩变化提高了非弹性长度单元的曲率（Alemdar 2001）。以下两方面Hellinger-Reissner原理，单元的协调性和平衡方程分别如方程7和方程8所示，它们共同解决内力向量的问题。回复力的计算包括两个反复的牛顿迭代运算。在反复运算中，在截面的非线性本构方程和单元的协调性方程自然满足：式中，是单独假定的非主应力，方向是面C2（当前结构）到面C1（最后的结构）；是钢筋混凝土的非主应力，方向是面C2（当前结构）到面C1（最后的结构）；非主协调应变，方向是面C2到面C1；是钢筋和混凝土的非主协调应变向量，方向是面C2到面C1；是假定应力引起的非主应变，方向是面C2到面C1；是结点的位移向量，方向是面C2到面C1；是结点荷载向量，方向是面C2到面C1。非弹性材料采用钢管和核心混凝土的单轴循环应力应变关系模型。混凝土材料模型来源于Chang和Mander（1994），钢筋材料的模型来源于Mizuno 等人（1992），作出如下修改。4.1混凝土本构方程混凝土的循环反应通过应力应变的多项式方程模拟。在单轴压缩试验中的普通混凝土短圆柱，循环应力-应变响应的曲线有三种（Chang和Mander 1994）：包络曲线，卸载曲线和再加载曲线（Sinha 等人 1964；Karsan和Jirsa 1969）。包络曲线是卸载曲线和加载曲线的边界曲线。包络曲线通常以单一荷载为代表得到的应力应变曲线。混凝土的卸载曲线通常是非线性的凹曲线，从开始时刚度较大到达到应力水平时刚度减小而变扁平。再加载曲线表现出更为复杂的形状接近于双曲线的特点。混凝土的压缩包络曲线是从非线性的上升直到混凝土的抗压强度。在混凝土线性关系之后是混凝土的前峰响应。在最大应变处，假定混凝土的强度保持为常值。在RCFT柱的轴压力作用的试验中，许多研究人员（如：Furlong 1967；Inai和Sakino 1996）赞同在最大应力到来之前，钢管和核心混凝土各自独立地承担荷载。在本文中，Collins和Mitchell（1991）的普通混凝土模型是用来模拟混凝土的前锋响应。素混凝土的强度假定受到限制Hajjar er al 1998）。混凝土的后峰响应描述为混凝土强度的降低的斜率（Kc）和混凝土在大应变时的残余强度（）。基于Sakino和Yuping（1994）及Varma（2000）的RCFT柱的轴向荷载作用试验的分析研究，方程9和方程10可以求出Kc和。Kc和的的值分别为0.73和0.68：其中，卸载曲线和再加载曲线保持同样的趋势（Chang和Mander，1994）。混凝土的抗拉响应也可以采用同样的模型。假定作用有拉伸荷载，混凝土表现出上升的趋势直到达到抗拉强度，随后是下降区。Chang和Mander（1994）推荐使用这个方程（Tsai 1988）来模拟混凝土的抗拉反应；这个方程已在本文中引用。4.2 钢材构成单轴边界面模型（Mizuno at el 1992）是实施模拟RCFT构件中的冷弯钢管的应力应变响应。在单轴界面模型中，我们定义外边界表面和内荷载表面。在边界面传入塑性模块达到极限值的模拟试验观察。在荷载表面层存在着弹塑性物质。Mizuno at el（1992）提出它们的基于热轧部分的边界面模型试验结果。然而，冷轧部分由不同于热轧部分的显著特点，如无关紧要处的应变硬化，以及局部屈曲。在当前钢构模型中，线弹性应力-应变响应被认为是紧随其后的恒定的强度。如果钢管的局部屈曲发生，那么线性强度就会退化。而且，与混凝土的后峰响应相同的是钢管在最大应变时也保持为一个常应力值（fm）。基于轴向荷载作用的RCFT试验数据，局部屈曲处的起始应变值可以用方程11求得（Tort和Hajjar 2003）。方程11中的的值为0.61：钢管在局部屈曲后的应力应变响应描述为强度的下降斜率（Kc）和在高应变下的残余应力（）。参量Kc和确定了校准研究RCFT柱轴向加载试验数据库。在校正的研究中，选择的试件的抗压强度接近材料强度和几何性质。配合混凝土和钢筋模型，试件的荷载挠度曲线便可生成。Kc和不断变化直到计算和试验的挠度曲线相差最小。从参数值的校正中，方程12和方程13可以求出。Kc和。方程12和方程13中的值分别为0.85和0.64。恢复力的反复计算和材料模型采用通用的有限元程序（Hajjar 等人 1998），并对全球的试验数据进行修正。例如，（Bridge，1976；Shakir-Khalil和Zeghiche，1989；Cederwall 等人，199）的RCFT梁柱的偏心试验也采用此法；试验结果的精确性分析可查看图4（试件1，1*，2，7，10和13分别有如下数据：（）的值分别为24，20，24，24，15，15；（）的值分别为27，10，23，23，27，27；为6.8，4.3，5.8，6.4，5.6，11.6ksi；为44，42，56，52，55，53ksi。对RCFT试件在一般荷载作用下的试验的进一步验证研究将和循环加载一样进行。5. 总结和结论本文研究了损伤评估RCFT构件的性能化设计准则。从文献中收集的实验测试的数据库和损伤演化的试件数据库通过破坏作用研究。基于损伤指数的范围是从局部破坏中得到的，试验过程中的局部损伤的各种状态被记录在不同的表现水平。收集在数据库中的实验数据也被用来创建一个分析模式用来在需求和能力上评估RCFT框架。基于这个研究观察,有以下结论：1. 在本文中采用变形和能量方法提供了有效地和全面的方法来评价RCFT构件和连接。2. RCFT梁柱的局部破坏水平表现出了明显的交互影响，从而可以用来解决钢管和核心混凝土的复合作用。在损伤方程中，RCFT梁柱的复合作用采用了无量纲的参量（如：，）展现了钢管和核心混凝土的交互影响水平。3. 在RCFT梁柱试验中观察到的损伤水平包括翼缘的压曲和拉曲，翼缘和腹板的局部屈曲，以及其他损伤状态都在直接占用和生命安全状态。4. 有效的和精确的分析模型研究RCFT钢架的极限和评估将作为未来的研究作进一步的研究。华中科技大学毕业设计论文摘要本次毕业设计的目的是对大学四年以来所学的知识进行一次系统的复习和总结，以检验四年来对专业知识的掌握程度，同时能进一步巩固和系统化所学的知识，为今后的学习工作打下良好的基础。本设计为某教学楼。该工程的建筑面积约为6000，共7层，层高为3.9m，结构形式为钢筋混凝土框架结构，抗震要求为7度设防。设计内容包括建筑设计和结构设计，结构设计时取第轴横向框架进行计算。本论文包括以下内容：一结构方案的确定。二荷载计算，包括恒载、活载、风荷载和地震作用。三横向框架内力计算、内力组合及截面设计。四现浇板，楼梯和基础的计算。五电算结果及分析。六结束语和参考文献。该设计具有以下特点：一在考虑建筑，结构要求的同时考虑了施工要求及可行性。二针对不同的荷载特点采用不同的计算方法，对所学知识进行了系统全面的复习。三框架计算中运用了理论公式计算又运用了当前工程设计中常用的近似计算方法。四利用电算对结果进行了校核，使计算结果更加令人信服。关键词：建筑设计结构设计钢筋混凝土框架结构荷载内力截面设计AbstractThis article is to explain a design of a 7-storey-teaching building in XX shool.The building is reinforced concrete frame structure.It is 3.9 meters of every story and the total area is about 6000 square meters.The thesis is written for the whole process of the complete design program,including the following parts:1. Determination of the structure.2. The calculation of Load,including dead load,live load,wind load and earthquake load.3. Interior force calculation and,consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components.4. The structural design of foundation ,stair and slabs.5. The result of computer calculation.6. The end words and the references.The thesis is of some own characters:1. With the consideration of architecture and structure requirements,it also considers the construction requirements and feasibility.2. It applies different methods of structural calculation,aiming to different loads.3. It applies theories formulation and practical formulation in the calculation of certain framework.4. It offers the methods of compututation to check the result.Keywords： architectural design structural design reinforced concrete frame structure load interior force cross sections designI目录摘要IABSTRACTII1 工程概况11.1工程概述11.2结构设计依据11.3材料选用12 建筑设计22.1 建筑平面设计22.2 建筑立面设计22.3 屋顶设计23 结构方案的选择及结构布置33.1结构方案33.2结构布置33.3柱网尺寸及层高33.4梁、柱截面尺寸的初步确定43.5楼板选择53.6结构横向框架的计算简图54 竖向荷载作用下的内力计算64.1计算单元：64.2恒荷载计算64.3活荷载计算104.4恒荷载作用下的内力计算114.5活荷载作用下的内力计算225 横向荷载作用下的内力计算315.1横向框架侧移刚度的计算315.2重力荷载代表值的计算355.3横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算415.4横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算506 内力调整566.1竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅566.2框架梁内力折算至柱边576.3柱的内力调整607 内力组合及截面设计637.1内力组合637.2截面设计728 楼板设计868.1楼板类型及设计方法的选择：868.2设计参数868.3弯矩计算878.4截面设计909 楼梯设计939.1设计资料939.2梯段板设计939.3平台板设计949.4平台梁的设计9610 基础设计9810.1设计资料9810.2基础的计算9811 电算校核与分析109参考文献118致谢11911 工程概况1.1工程概述建筑地点：武汉市建筑类型：七层教学楼，现浇框架填充墙结构。工程简介：场地面积为5040m2左右，拟建建筑面积约6000 m2。楼盖及屋盖均采用钢筋混凝土框架结构，现浇楼板厚度取为100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。基础采用柱下独立基础或桩基础。门窗使用：大门采用玻璃门，其它的为木门，一般门洞尺寸为1200mm2400mm，窗全部为铝合金窗，高为2400mm地质条件：经过地质勘探部门的确定，拟建场地土类型为中软场地土，II类建筑场地，地震设防烈度为7度。1.2结构设计依据建筑抗震设计规范GB 500112001建筑地基基础设计规范GB 500072002混凝土结构设计规范GB 500102002建筑结构荷载规范GB 500092001建筑结构制图标准GB/T 501052001建筑制图标准GB/T 501042001中小学建筑设计规范GB J9986建筑构、配件标准图集1.3材料选用1、柱：采用C30混凝土，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；2、梁：采用C30混凝土，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；3、板：采用C30混凝土，钢筋采用HRB335；4、基础：采用C20混凝土，主筋采用HRB335钢筋，构造钢筋采用HPB235钢筋。12 建筑设计2.1 建筑平面设计建筑平面设计主要应考虑建筑物所处的环境及其功能要求，同时又要兼顾结构平面布置的规则和合理；此外，考虑到抗震设计的一些要求，建筑物应力求规则。因此，本次设计在平面上采用“一”字形、内廊式的平面布置。具体布置见建筑平面图。对该平面设计作如下说明：1、本设计柱网上采用4.27.2和4.23.0m。2、采用了内廊式结构布置。中间走道宽3.0m，以满足人流要求。同时设有两部楼梯，兼做消防楼梯。2.2 建筑立面设计结合平面设计中框架柱的布置，立面上主要采用竖向划分，外观上显得大方、挺拔、气派；同时，考虑到框架结构的优点，柱间尽量多用窗少用墙，使窗与柱及窗间墙之间形成了有节奏的虚实对比，显得明快、活泼，同时也得到了良好的采光效果。大门设于正中间，使整个建筑物显得美观大方。大门设有左右两扇门，使整个大门显得大气；雨蓬的运用，和大门的设置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流导向的作用。2.3 屋顶设计屋顶采用现浇混凝土结构平屋顶，屋顶设计为上人屋顶，檐口采用1.2m高女儿墙。屋顶还有一个突出的上人出口。1.排水构造：屋面排水采用保温层找坡，坡度取2%，设计为外排水。2.防水构造：采用不上人屋面，柔性防水综合使用。3.保温构造：采用120厚的水泥珍珠岩保温。53 结构方案的选择及结构布置3.1结构方案该教学楼主体结构采用钢筋混凝土现浇框架结构形式。框架结构抗震性能好，整体性好，建筑平面布置灵活，可以用隔断墙分割空间，以适应不同的使用功能的要求。正是基于这些优点，目前框架结构在办公楼、教学楼、商场、住宅等房屋建筑中广泛采用。3.2结构布置楼板的均布活载和恒载间接或直接传至框架梁，再由框架梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本教学楼框架的承重方案为横向框架承重方案这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。建筑的三分之一处均设有楼梯，附近有两部电梯，以解决垂直交通问题。另外，结构布置完全对称，对结构设计有利，尤其对抗震有利。结构布置图见图2.1：图2.1 框架结构平面布置图3.3柱网尺寸及层高本教学楼采用纵向柱距为4.2m 横向边跨为7.2m，中跨为3m的内廊式框架，层高为3.9m。3.4梁、柱截面尺寸的初步确定3.4.1梁的截面尺寸的初步确定梁截面的高度：一般取为梁跨度的1/121/8。横向框架梁：边跨：取h=l/8l/12=600900mm，取为600mm，宽b为300mm。中跨：取h600mm，b300mm。纵向框架梁:取h=l/8l/12=350525mm，取为500mm，宽b为300mm。3.4.2柱的截面尺寸的初步确定框架柱的面积根据柱的轴压比确定：1、柱组合的轴压力设计值N=nFgE注：n 楼层层数。柱轴压力增大系数。F算柱的负载面积，本方案中边柱及中柱的负载面积分别为4.23.6m2和4.25.1 m2。gE建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14kN/m2。2、柱的截面尺寸 AcN/（mNfc ）注：mN轴压比限值，按三级抗震等级，查抗震规范可知取为0.9。 fc 轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。对于边柱：N= nFgE =141926.29kN AcN/（mNfc ）=1926.29103/（14.30.9）149672mm对于中柱：N= nFgE =142623.95kN AcN/（mNfc ）=2623.95103/（0.914.3）=203881mm2 取柱子尺寸为：底层：bh=500mm550mm以上层：bh=450mm500mm 3.5楼板选择板的厚度取l/40=4200/40=105mm，故本设计中所有楼板均采用现浇板，板厚均为100mm。3.6结构横向框架的计算简图本框架结构采用柱下独立基础，选粘土夹碎石层为地基持力层，基础顶面到室内地面1.50m。横向框架的计算简图见下图所示，取顶层柱的形心线作为轴线，27层柱的高度取为3.9m，底层柱的高度从基础顶面至楼板，h1=3.9+1.5=5.4m。图2.2 横向框架计算简图4 竖向荷载作用下的内力计算 4.1计算单元：取轴线处的横向框架为计算单元，计算单元的宽度为4.2m。直接传给该框架的楼面荷载如图中竖向阴影部分所示。由于纵向框架梁的中心线与柱子的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图3.1 计算单元及荷载传递图4.2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3.2 各层梁上作用的恒荷载4.2.1屋面框架梁线荷载标准值选用98ZJ001 屋面12（上人屋面）屋面恒荷载标准值 3.02kN/ m2100厚现浇钢筋混凝土 0.125=2.5kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层）合计 5.77 kN/m2边跨框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2 梁外侧粉刷（0.6-0.1）0.0217=0.17 kN/m2中跨框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2对于第7层:q1 和代表横梁自重，为均布荷载形式。q1=0.30.625+（0.6-0.1）0.0217=4.67 kN/m2=0.30.625+（0.6-0.1）0.0217=4.67 kN/m2q2 和分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=5.774.2=24.23 kN/m =5.773=17.31 kN/m 4.2.2屋面框架节点集中荷载标准值P1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载，计算如下：边柱纵向框架梁自重 25=15.75kN外侧粉刷 0.020.54.2=0.04 kN1.2m高女儿墙自重 5.5=5.54 kN装饰 +4.2（1.2+0.2）0.0217=4.52 kN梁传来的屋面自重 4.25.77=25.45 kNP1=15.75+0.04+5.54+4.52+25.45=51.30 kN中柱纵向框架梁自重 25=15.75kN框架梁传来的屋面自重 0.5（42+4.2-3）1.55.77=23.37kN 4.25.77=25.45kNP2=15.75+23.37+25.45=64.57kN集中力矩:M1=P1e1=51.30(0.5-0.3)/2=5.13 kNmM2=P2e2=64.57(0.5-0.3)/2=6.46kNm4.2.3 二到六层线荷载标准值包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其荷载的计算方法同第7层。选用98ZJ001楼10 0.70 kN/m2100厚现浇钢筋混凝土 0.1025=2.5 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2合计 3.45 kN/m2边跨框架梁及梁侧粉刷 4.67 kN/m2边跨填充墙自重 0.25(3.9-0.6) 5.5=4.54 kN/m2内墙装饰 (3.9-0.6) 20.0217=2.24 kN/m2中跨框架梁及梁侧粉刷 4.67kN/m2q1=4.67+4.54+2.24=11.45 kN/m2 =4.67 kN/m2q2 和分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=3.454.2=14.49 kN/m =3.453=10.35 kN/m 4.2.4二到六层框架节点集中荷载标准值边柱纵向框架梁自重 15.75 kN外侧粉刷 0.04 kN钢框玻璃窗自重 3.02.40.4=2.88 kN窗下墙体自重 0.21.0(4.2-0.45) 5.5=4.13 kN装饰 0.021.03.7517+0.51.04.2=3.38 kN窗间墙体自重 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.25.5=1.98 kN装饰 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.0217+=2.05 kN框架柱的自重 0.450.503.925=21.94 kN粉刷 (0.45+0.50) 2-0.22-0.2-0.45 0.023.917=1.13kN纵向框架梁传来的楼面自重 4.23.45=15.21kNP1=15.75+0.04+2.88 +4.13 +3.38+1.98+2.05+21.94 +1.13+15.21=74.00kN中柱纵向框架梁自重 15.75kN内纵墙自重 (3.6-0.45) (3.6-0.5) 0.25.5=10.74kN粉刷 (3.6-0.45) (3.6-0.5) 20.0217=6.64kN扣除门洞重加上门重 -22.41.2(1.78-0.2)=-9.10kN框架柱自重 21.94kN 粉刷 (0.45+0.50) 2-0.22-0.2 0.023.917=1.72kN纵向框架梁传来的屋面自重 0.5(4.2+4.2-3) 1.53.45=13.97kN 4.23.45=15.21kNP2=15.75+10.74+6.64-9.10+21.94+1.72+13.97+15.21=76.87kN 集中力矩M1=P1e1=74.00(0.5-0.3)/2=7.40kNmM2=P2e2=76.87(0.5-0.3)/2=7.69kNm4.2.5一层框架以下的荷载边柱纵向框架梁自重 15.75 kN钢框玻璃窗自重 3.02.40.4=2.88 kN窗下墙体自重 0.21.0(4.2-0.5) 5.5=4.07 kN装饰 0.021.03.717+0.51.04.2=3.36kN窗间墙体自重 (1.2-0.5) (3.9-0.5-1.0) 0.25.5=1.85 kN装饰 (1.2-0.45) (3.9-0.5-1.0) 0.0217+=2.05 kN框架柱的自重 0. 50.555.425=37.13kN粉刷 (0. 5+0.55) 2-0.22-0.2-0. 5 0.025.417=1.84kNP1=15.75+2.88+4.07 +3.36+1.85 +2.05+37.13+1.84=68.89kN中柱纵向框架梁自重 15.75kN内纵墙自重 (4.2-0.45) (3.9-0.5) 0.25.5=14.03kN粉刷 (4.2-0.45) (3.9-0.5) 20.0217=8.67kN扣除门洞重加上门重 -22.41.2(1.78-0.2)=-9.10kN框架柱自重 37.13kN 粉刷 (0.5+0.55) 2-0.22-0.2 0.025.417=2.75kNP2=15.75+14.03+8.67-9.10+37.13+2.75=69.23kN4.3活荷载计算图3.3 各层梁上作用的活荷载4.3.1第7层上的活载计算q2=2.04.2=8.4 kN/m2=2.03.0=6.0 kN/m2P1=4.22.0=8.82 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.5+ 2.0=16.92 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=8.82(0.5-0.3)/2=0.88kNmM2=P2e2=16.92(0.5-0.3)/2=1.69 kNm同理，在屋面雪荷载的作用下：q2=0.474.2=1.97 kN/m2=0.473.0=1.41 kN/m2P1=4.20.47=2.07 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.5+ 0.47=3.98 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=2.07(0.5-0.3)/2=0.21kNmM2=P2e2=3.98(0.5-0.3)/2=0.40 kNm4.3.2第1-6层上的活载计算q2=2.04.2=8.4 kN/m2=2.53.0=7.5 kN/m2P1=4.22.0=8.82 kN/m2P2=0.5(4.2+4.2-3.0) 1.52.5+ 2.0=18.95 kN/m2集中力矩:M1=P1e1=8.82(0.5-0.3)/2=0.88kNmM2=P2e2=19.95(0.5-0.3)/2=1.90kNm将计算结果汇总如下两表：表3.1横向框架恒载汇总表层次q1(kN/m)(kN/m)q2(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kNm)M2(kNm)74.674.6724.2317.3151.3064.575.136.461611.454.6714.4910.3574.00 76.877.40 7.69表3.2横向框架活载汇总表层次q2(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kNm)M2(kNm)78.406.08.8216.920.881.69218.950.881.90注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。4.4恒荷载作用下的内力计算（用力矩二次分配法计算恒载作用下框架的弯矩）4.4.1杆的等效荷载计算将梯形或三角形分布荷载按固端弯矩等效的原则折算成均布荷载：图3.4竖向荷载等效梯形荷载折算公式：其中：；为梯形分布荷载的最大值。三角形荷载折算公式：其中：为三角形分布荷载的最大值。a、顶层边跨： b、顶层中跨： c、中间层边跨： d、中间层边跨：表3.3 横向框架恒载的等效均布荷载层次q1(kN/m)(kN/m)q2(kN/m)(kN/m)qb(kN/m)qz(kN/m)74.674.6724.2317.3127.4415.491611.454.6714.4910.3525.07杆的固端弯矩的计算由以上所求均布荷载，可按下式求各杆固端弯矩：两端固支：其中与意义见下图：一端固支，一端滑动固支：，其中与意义见下图：图3.5 固端弯矩示意图图3.6 固端弯矩示意图由此，可计算各个杆件固端弯矩，标绘于计算简图上。4.4.3分配系数经过观察，发现第轴横向框架为对称结构，且受对称荷载的作用，所以可以取一半结构计算；要注意到，对称轴处简化为滑动支座，由此带来跨中梁线刚度增大一倍，且分配系数有所不同。分配系数计算公式：其中：为转动刚度，两端固支杆，一端固支，一端滑动固支杆 n为该节点所连接的杆件数。线刚度的计算见下表：表3.4 梁线刚度的计算跨度（m）EcI0I=2I0ib=EI/L7.231075.4010-31.0810-24.501043.0 31075.4010-31.0810-210.8104表3.5 柱线刚度的计算层次柱截面（mmmm）高度（m）EcIiz=EI/L274505003.931074.6910-33.6110415005505.431076.9310-33.85104由此计算出各个杆件分配系数，标绘于计算简图上。然后利用力矩二次分配法计算第轴框架杆端弯矩。注：图中单线条表示分配结束，虚线框内表示固端弯矩，双线条表示最终杆端弯矩。节点外弯矩以顺时针为正，逆时针为负，标绘于计算简图上。4.4.4计算过程图3.7 弯矩二次分配法的计算过程4.4.5跨中弯矩的计算跨中弯矩的计算如下计算：对于第七层的AB跨和BC跨：MAB=43.04kNm (二次分配法的滑动端弯矩)同理，可计算出其他的跨中弯矩计算，结果见下表：表3.6 恒荷载作用下的跨中弯矩层号AB跨BC跨7-87.32 43.04 6-63.90 23.73 5-66.24 24.90 4-66.24 24.90 3-66.24 24.90 2-66.30 24.47 1-70.15 27.40 恒荷载作用下的弯矩图如下所示：图3.8 恒荷载作用下的弯矩图4.4.6梁端剪力图3.9 梁端剪力示意图下面以恒载作用下，第7层梁端剪力为例，说明计算过程第7层框架梁边跨AB的梁端弯矩为-71.68kNm和109.30kNm。根据公式。计算梁端剪力：第7层框架梁边跨BC的梁端弯矩为-60.46kNm和60.46kNm。根据公式。计算梁端剪力。同理可以计算出其它的梁端剪力，结果如下：表3.7 恒载作用下轴线处梁端剪力梁类型层号梁长（m）外荷载q（kN/m）固端弯矩（kNm）杆端剪力（kN）左右左右边梁77.227.44-71.68109.3093.56-104.0167.225.07-92.69104.4288.62-91.8857.225.07-88.96103.4588.24-92.2647.225.07-88.96103.4588.24-92.2637.225.07-88.96103.4588.24-92.2627.225.07-88.84103.4188.23-92.2817.225.07-83.64100.9787.85-92.66中跨73.015.49-60.4660.4623.24-23.2463.011.14-36.2636.2616.71-16.7153.011.14-37.4337.4316.71-16.7143.011.14-37.4337.4316.71-16.7133.011.14-37.4337.4316.71-16.7123.011.14-37.4737.4716.71-16.7113.011.14-39.9339.9316.71-16.714.4.7柱的杆端剪力已知柱的两端弯矩，且柱高范围内无其他横向力。可以根据以下公式计算柱的杆端剪力：表3.8 恒载作用下轴线处柱端剪力柱类型层号柱高（m）固端弯矩杆端剪力上下上下A轴柱73.966.5547.49-29.24-29.2463.937.7940.78-20.15-20.1553.940.7840.78-20.91-20.9143.940.7840.78-20.91-20.9133.940.7840.88-20.94-20.9423.940.5744.91-21.92-21.9215.431.3315.66-8.70-8.70B轴柱73.9-42.38-32.0819.0919.0963.9-28.38-29.1614.7514.7553.9-29.16-29.1614.9514.9543.9-29.16-29.1614.9514.9533.9-29.16-29.1914.9614.9623.9-29.06-30.8415.3615.3615.4-22.51-11.266.256.25恒荷载作用下的剪力图如下所示：图3.10 恒荷载作用下的剪力图4.4.8轴力计算根据配筋计算需要，只需求出柱的轴力即可，而不需求出梁轴力。以第七层框架柱边柱（A柱）的柱端剪力：柱顶轴力：上部结构传来的轴力：P1=51.30kN轴力：N=51.30+93.56=144.86kN柱底轴力：上部结构传来的轴力：P=51.30+21.94+1.13=74.37kN轴力：N=74.37+93.56=167.93kN第七层框架柱中柱（B柱）的柱端剪力：柱顶轴力：上部结构传来的轴力：P2=64.57kN柱顶轴力：N=64.57+104.01+23.24=191.82kN柱底轴力：上部结构传来的轴力：P=64.57+21.94+1.13=87.64kN柱底轴力:N=87.64+23.24+104.01=214.89kN其他层梁端剪力和柱轴力见下表：表3.9 恒载作用下柱中轴力柱类型层号柱顶集中力（kN）邻梁剪力（kN）柱中轴力（kN）左梁右梁柱顶柱底A柱751.30093.56144.86167.93674.00088.62307.48353.62574.00088.24469.72538.93474.00088.24631.96724.24374.00088.24794.20909.55274.00088.23956.431094.85174.00087.851118.271325.58B柱764.57104.0123.24191.81214.88676.8791.8816.71377.28423.42576.8792.2616.71563.12632.33476.8792.2616.71748.96841.24376.8792.2616.71934.811050.16276.8792.2816.711120.661259.08176.8792.6616.711306.901514.55恒荷载作用下的轴力图如下所示：图3.11 恒荷载作用下的轴力图4.5活荷载作用下的内力计算4.5.1计算杆固端弯矩：将梯形或三角形分布荷载按固端弯矩等效的原则折算成均布荷载：梯形荷载折算公式：其中：；为梯形分布荷载的最大值。三角形荷载折算公式：其中：为三角形分布荷载的最大值。a、顶层边跨： b、顶层中跨： c、中间层边跨： d、中间层中跨：等效均布活荷载汇总于下表：表3.10 横向框架活载的等效均布荷载层号q2q2qbqz78.46.0 7.183.7584.694.5.2计算固端弯矩由以上所求均布荷载，可按下式求各杆固端弯矩：两段固支：其中与意义见下图：一端固支，一端滑动固支：，其中与意义见下图：图3.12 固端弯矩示意图图3.13 固端弯矩示意图由此，可计算各个杆件固端弯矩，标绘于计算简图上。4.5.3分配系数经过观察，发现第轴横向框架为对称结构，且受对称荷载的作用，所以可以取一半结构计算；要注意到，对称轴处简化为滑动支座，由此带来跨中梁线刚度增大一倍，且分配系数有所不同。分配系数计算公式：其中：为转动刚度，两端固支杆，一端固支，一端滑动固支杆 n为该节点所连接的杆件数。由此计算出各个杆件分配系数，标绘于计算简图上。然后利用力矩二次分配法计算第轴框架杆端弯矩。注：图中单线条表示分配结束，虚线框内表示固端弯矩，双线条表示最终杆端弯矩。节点外弯矩以顺时针为正，逆时针为负，标绘于计算简图上。4.5.4计算过程图3.14 弯矩二次分配法计算过程4.5.5跨中弯矩的计算方法同恒荷载作用下的跨中弯矩计算。表3.11 活荷载作用下的跨中弯矩层号AB跨CD跨7-22.78 11.46 6-18.49 6.17 5-19.00 6.44 4-19.00 6.44 3-19.00 6.44 2-19.02 6.45 1-20.14 7.13 活荷载作用下的弯矩图如下图所示：图3.15 活荷载作用下的弯矩图4.5.6梁端剪力计算方法与荷载的相同。表3.12 活载作用下轴线处梁端剪力梁类型层号梁长（m）外荷载q固端弯矩杆端剪力（kN）左右左右边梁77.27.18-18.8428.6624.48-27.2167.27.18-25.8830.1925.25-26.4557.27.18-25.0829.9725.17-26.5347.27.18-25.0829.9725.17-26.5337.27.18-25.0829.9725.17-26.5327.27.18-25.0529.9625.17-26.5317.27.18-23.4929.2825.04-26.65中跨73.03.75-15.6715.675.63-5.6363.04.69-11.4511.457.04-7.0453.04.69-11.7111.717.04-7.0443.04.69-11.7111.717.04-7.0433.04.69-11.7111.717.04-7.0423.04.69-11.7311.737.04-7.0413.04.69-12.4012.407.04-7.044.5.7柱的杆端剪力方法同恒荷载作用下的计算。表3.13 活载作用下轴线处柱端剪力柱类型层号柱高（m）固端弯矩杆端剪力上下上下A轴柱73.917.96 13.53 -8.07 -8.07 63.911.47 12.10 -6.04 -6.04 53.912.10 12.10 -6.21 -6.21 43.912.10 12.10 -6.21 -6.21 33.912.10 12.13 -6.21 -6.21 23.912.04 13.34 -6.51 -6.51 15.49.28 4.64 -2.58 -2.58 B轴柱73.9-11.30 -8.84 5.16 5.16 63.9-8.00 -8.18 4.15 4.15 53.9-8.18 -8.18 4.19 4.19 43.9-8.18 -8.18 4.19 4.19 33.9-8.18 -8.19 4.20 4.20 23.9-8.15 -8.64 4.31 4.31 15.4-6.34 -3.17 1.76 1.76 活荷载作用下的剪力图如下图所示：图3.16 活荷载作用下的剪力图4.5.8轴力计算计算方法同恒荷载，没有柱子的轴力，柱中轴力沿柱子不变。表3.14 活载作用下柱中轴力柱类型层号柱顶集中力（kN）邻梁剪力（kN）柱中轴力（kN）左梁右梁A柱78.82024.4833.3068.22025.2566.7758.22025.17100.1648.22025.17133.5538.22025.17166.9428.22025.17200.3218.22025.04233.59B柱716.9227.215.6349.76618.9526.457.04102.19518.9526.537.04154.70418.9526.537.04207.21318.9526.537.04259.73218.9526.537.04312.24118.9526.657.04364.88活荷载作用下的轴力图如下所示：图3.17 活荷载作用下柱的轴力图1215 横向荷载作用下的内力计算5.1横向框架侧移刚度的计算5.1.1横梁线刚度i b的计算表4.1 横梁线刚度类别Ec（104N/mm2）bh(mmmm)I0(109mm4)l(mm)EcI0/l(1010Nmm）1.5EcI0/l(1010Nmm）2EcI0/l(1010Nmm）边跨3.0 3006005.40 72002.253.3754.50 中跨3.0 3006005.40 30005.40 8.10 10.80 5.1.2柱线刚度i c的计算表4.2 柱的线刚度层次hc(mm)Ec（104N/mm2）bh(mmmm)Ic(109mm4)EcIc/hc(1010Nmm）154003.0 5005506.933.852639003.0 4505004.693.615.1.3柱的侧移刚度的计算1、中框架柱侧移刚度计算边柱:底层 c=(0.5+K)/(2+K)=0.257D=c12ic/h2=0.257123.851010/54002=8350N/mm27层 c=K/(2+K)=0.384D=c12ic/h2=0.384123.611010/39002=10936N/mm中柱: 底层 c=(0.5+K)/(2+K)=0.749D=c12ic/h2=0.749123.851010/54002=11865N/mm27层 c=K/(2+K)=0.679D=c12ic/h2=0.679123.611010/39002=19350N/mm图4.1 中框架柱的侧移刚度计算简图2、边框架柱侧移刚度边柱：底层： c=(0.5+K)/(2+K)=0.479D=c12ic/h2=0.479123.851010/54002=7582N/mm27层 c=K/(2+K)=0.319D=c12ic/h2=0.319123.611010/39002=9073N/mm中柱：底层： c=(0.5+K)/(2+K)=0.699D=c12ic/h2=0.699123.851010/54002=11072N/mm27层 c=K/(2+K)=0.614D=c12ic/h2=0.614123.611010/39002=17482N/mm图4.2 边框架柱的侧移刚度计算简图（3）楼梯电梯间柱子的侧移刚度C-4，C-8，C-9底层： c=(0.5+K)/(2+K)=0.736D=c12ic/h2=0.736123.851010/54002=11661N/mm27层 c=K/(2+K)=0.663D=c12ic/h2=0.663123.611010/39002=18870N/mmC-5底层： c=(0.5+K)/(2+K)=0.722D=c12ic/h2=0.722123.851010/54002=11434N/mm27层 c=K/(2+K)=0.644D=c12ic/h2=0.644123.611010/39002=18336N/mmD-4，D-8，D-9与边框架边柱相同。D-5底层： c=(0.5+K)/(2+K)=0.420D=c12ic/h2=0.420123.851010/54002=6648N/mm27层 0.623c=K/(2+K)=0.238D=c12ic/h2=0.238123.611010/39002=6767N/mm图4.3楼电梯间处柱的侧移刚度计算简图根据以上计算，总结如下：表4.3 中框架柱侧移刚度D值层号边柱（18根）中柱（18根）DKacDKacD11.1690.52783503.9740.74911865363870271.2470.384109364.2380.67919350545148表4.4 边框架柱侧移刚度D值层号边柱（4根）中柱（4根）DKacDKacD10.8770.47975822.9810.6991107274616270.9350.31990733.1790.61417482106220表4.5 C柱处楼梯电梯间框架住侧移刚度D值层号C-4，C-8，C-9C-5DKacDKacD13.6820.7361166113.390.72211434361267273.9270.663188703.6150.6441833674946表4.6 D柱处电梯楼梯间框架住侧移刚度D值层号D-4，D-8，D-9D-5DKacDKacD10.8770.47975820.5840.42664829394270.9350.31990730.6230.238676733986将上面不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即可得框架各层层间侧移刚度见下表表4.7 横向框架横向侧移刚度层号1234567829147760300760300760300760300760300760300由上表可知：D1/D2=829147/760300=1.0910.7，故该框架为规则框架。5.2重力荷载代表值的计算5.2.1资料准备屋面及楼面恒荷载标准值屋面永久荷载标准值 5.77kN/m216层楼面 3.45 kN/m2屋面及楼面可变荷载标准值:上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kN/m2楼面活荷载标准值 2.0 kN/m2走廊楼面活荷载 2.5 kN/m2屋面雪荷载标准值 sk=urs0=1.00.47=0.47kN/m2 梁，柱的密度 25kN/m2蒸压粉煤灰加气混凝土砌 5.5kN/m25.2.2代表值的计算1、梁及粉刷重力荷载标准值的计算表4.8 梁重计算层号类别净跨（mm）截面（mm）密度（KN/m3）体积（m3）数量(根)单重（kN）总重（kN）1横梁6650300600251.20 2629.93 778.05 2450300600250.44 1311.03 143.33 纵梁3700300500250.56 4813.88 666.00 27横梁6700300600251.21 2630.15 783.90 2500300600250.45 1311.25 146.25 纵梁3750300500250.56 4814.06 675.00 梁的粉刷:因为采用了V型轻钢龙骨吊顶，所以除了边梁，其它的梁都可以不用粉刷。而边梁外侧贴瓷砖。底层：横向：46.640.60.5=7.89kN 22.450.60.5=1.47kN纵向：=22.2kN合计： 31.65kN27层：横向： =8.04kN =1.5kN纵向：243.750.50.5=22.5kN合计： 32.04kN2、柱及粉刷重力荷载标准值的计算表4.10柱重计算层号计算高度截面密度体积数量单重总重13900500550251.07 5226.81 1394.25 275400450500251.22 5230.38 1579.50 柱的粉刷：1层：外侧柱： (0.5+0.55) 2-0.23-0. 5 0.025.41726=47.74kN 内侧柱： (0.5+0.55) 2-0.23 0.025.41726=71.60kN合计： 119.34kN27层：外侧柱： (0.45+0.50) 2-0.23-0.45 0.023.91726=36.20kN 内侧柱： (0.45+0.50) 2-0.23 0.023.91716=51.71kN合计： 87.91kN3、内、外墙体的计算外墙体为200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙贴瓷砖（0.5kN/m2），内墙面为20mm厚抹灰，再刷一层白色乳胶漆（忽略自重）则：外墙自重：5.50.2=1.1kN/m2外墙外表面装修：0.5 kN/m2外墙内表面装修：170.02=0.34 kN/m2内墙为200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，墙体两面各20mm厚抹灰。再刷一层乳胶漆，则内墙面荷载为：5.50.2+170.022=1.78 kN/m25.2.3各层的代表值1、底层的计算（1）门的计算类别尺寸（mm）个数面积（m2）面荷载（kN/m2）总重（kN）M1110.41.85 M11241.12.452.640.22.64 M12241.22.4122.880.26.91 M30333.03.349.90.415.84 M37243.752.4290.47.20合计：34.44kN（2）窗的计算类别尺寸（mm）个数面积（m2）面荷载（kN/m2）总重（kN）C15241.52.4153.60.421.60 C27242.72.426.480.45.18 C30243.02.4177.20.448.96 合计：75.74kN（3）墙的重量计算通过计算，一层外墙的面积为236m2，外墙面装修的面积为294.72 m2，内墙面积为：437.84 m2，则一层内外墙的重量为：236（1.1+0.34）+294.720.5+1.78437.84=1266.56kN（4）楼板的面积计算楼板的面积为738.88m2，故其重为:3.45738.88=2549.14kN2、 27层的计算（1）门的计算类别尺寸（mm）个数面积（m2）面荷载（kN/m2）总重（kN）M1110.41.85 M11241.12.432.640.21.58 M12241.22.4182.880.210.37 M37243.752.4290.47.20 合计：21.00kN（2）窗的计算类别尺寸（mm）个数面积（m2）面荷载（kN/m2）总重（kN）C15241.52.4213.60.430.24 C30153.01.50 C30243.02.4217.20.460.48 合计：94.32kN（3）墙的重量计算通过计算，外墙的面积为243.55m2，外墙面装修的面积为296.53 m2，内墙面积为470.34 m2；则内外墙的重量为243.55（1.1+0.34）+296.530.5+1.78437.84=1230.46kN（4）楼板的面积计算26层的楼板的面积为738.88m2，故其重为:3.45738.88=2549.14kN7层的楼板的面积为766.88 m2，故其重为:5.77766.88=4424.90kN3、 8层的计算（1）门的计算类别尺寸（mm）个数面积（m2）面荷载（kN/m2）总重（kN）M12241.22.422.880.42.30 合计：2.30kN（2）窗的计算类别尺寸（mm）个数面积（m2）面荷载（kN/m2）总重（kN）C30153.01.50 合计：3.60kN（3）墙的重量计算突出屋面的楼电梯间高为3.0m，通过计算：外墙面积为84.96m2，内墙面积为22.11 m2。需要贴瓷砖的墙面积为100.74 m2，则内外墙体的重为84.96（1.1+0.34）+100.740.5+22.111.78=212.07kN（4）女儿墙的重量计算女儿墙的做法与外墙一样，通过计算可得女儿墙的面积为165m2，则可得女儿墙的重量为：（1.1+0.5+0.34）165=320.10kN（5）梁的重量的计算层号类别净跨（mm）截面（mm）密度（KN/m3）体积（m3）数量(根)单重（kN）总重（kN）8横梁6700300600251.206 330.15 90.45 纵梁3750300500250.563 414.06 56.25 （6）柱子及其粉刷的计算 0.450.5253+(0.952-0.22) 3170.026=110.43kN（8）板的计算楼板的面积为56 m2，故其重为:5.7756=323.12kN纵上所述，汇总如下表：表4.11 各层各构件的重力荷载标准值统计层号梁及粉刷柱及粉刷门窗墙板11119.031513.59110.181266.562549.14261637.191667.41115.321230.462549.1474424.90 8146.7110.435.9532.17323.12则有：1层：G1=1619.03+2549.14+0.5(1513.59+110.18+1266.56+1667.41+115.32+1230.46)+0.5(50.47.222+50.432.5+2830.5)=8055.69kN26层: G26=1637.19+2549.14+0.5(1667.41+115.32+1230.46)2+0.5(50.47.222+50.432.5+2830.5)=8135.28kN7层:G7=1637.19+4424.90+0.5(1667.41+115.32+1230.46+110.43+5.9+532.17) +0.5(50.47.222+50.432 +2830.5) =8790.90kN8层:G8=146.7+323.12+0.5(110.43+5.9+532.17-320.10) +0.5(562) =690.02kN图4.4 各质点的重力荷载代表值5.3横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.3.1横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点位移法。将突出房屋重力荷载代表值直接折算到主体结构的顶层，即：G8=690.02kNG7=8790.90+690.02=9480.92kN基本自振周期T1（s）可按下式计算：注：假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。-结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij为第i层的层间侧移刚度。（u）i为第i层的层间侧移。（u）k为第k层的层间侧移。表4.12 横向地震作用下结构顶点的假想位移计算层号Gi（KN）VGi（KN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm）79480.90 9480.90 76030012.47 305.53 68135.2817616.18 76030023.17 293.06 58135.2825751.46 76030033.87 269.89 48135.2833886.74 76030044.57 236.02 38135.2842022.02 76030055.27 191.45 28135.2850157.30 76030065.97 136.18 18055.6958212.99 82914770.21 70.21 5.3.2水平地震作用以及楼层地震剪力计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值GGeq=0.85Gi=0.85（690.02+8790.90+8135.286+6085.39）=49481.04kN2、计算水平地震影响系数a1武汉市设计地震分组为第一组，本设计场地是二类场地，查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s。，查表得设防烈度为7度的=0.083、结构总的水平地震作用标准值FEkFEK=a1Geq =0.045349481.04=2242.78kN因，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）1967.73GiHi/（GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表：表4.13 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层号Hi（m）Gi（kN）GiHi（kNm）GiHi/GjHiFi（kN）Vi（kN）831.80690.0221942.640.02242.57127.72728.808790.90253177.920.250491.22533.79624.908135.28202568.470.200393.02926.81521.008135.28170840.880.168331.471258.28417.108135.28139113.290.137269.911528.19313.208135.28107385.700.106208.351736.5429.308135.2875658.100.075146.791883.3315.408055.6943500.730.04384.401967.731014187.721.000注：顶端存在鞭端效应，上表中将顶端剪力扩大了3倍，但是增大的剪力部分不往下传递。图4.5水平地震作用分布图4.6 层间剪力分布5.3.3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ui和顶点位移u i分别按下列公式计算：ui = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=ui/hi，根据抗震规范，钢筋混凝土框架结，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如下表：表4.14 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（kN）D i（N/mm）（u）i（mm）ui（mm）hi（mm）e=ui /hi7533.79 7603000.70 12.72 3900 1/55556926.81 7603001.22 12.02 3900 1/319951258.28 7603001.65 10.80 3900 1/235741528.19 7603002.01 9.14 3900 1/194031736.54 7603002.28 7.13 3900 1/170821883.33 7603002.48 4.85 3900 1/157411967.73 8291472.37 2.37 5400 1/2275由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/15741/550，满足规范要求。5.3.4水平地震作用下的框架内力计算以轴线处的横向框架为例计算框架内力。1、各柱反弯点高度的比，其中底层柱需要考虑修正值，第二层住需要考虑修正值和其余各柱无修正，具体计算过程见下表表4.15 各柱反弯点高度的修正柱号层号Ky0Iy1a2y2a3y3y中柱74.2380.450 10-0100.450 64.2380.500 1010100.500 54.2380.500 1010100.500 44.2380.500 1010100.500 34.2380.500 1010100.500 24.2380.500 10101.38500.500 13.9740.550 -00.7220-00.550 边柱71.2470.362 10-0100.362 61.2470.412 1010100.412 51.2470.450 1010100.450 41.2470.462 1010100.462 31.2470.462 1010100.462 21.2470.500 10101.38500.500 11.1690.638 -00.7220-00.638 2、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /DijM bij=Vijyh M uij=Vij（1-y）hy=y0+y1+y2+y3注：y0框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度比。表4.16 横向地震下各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层号hi/mVi（kN）Dij（N/mm）Dij（N/mm）Vij（kN）yMbij（kNm）Muij（kNm） 73.9533.79 7603001935013.59 0.450 23.84 29.14 63.9926.81 7603001935023.59 0.500 46.00 46.00 53.91258.28 7603001935032.02 0.500 62.45 62.45 43.91528.19 7603001935038.89 0.500 75.84 75.84 33.91736.54 7603001935044.20 0.500 86.18 86.18 23.91883.33 7603001935047.93 0.500 93.47 93.47 15.41967.73 8291471186528.16 0.550 83.63 68.42 表4.17 横向地震下各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层号hi/mVi（kN）Dij（N/mm）Dij（N/mm）Vij（kN）yMbij（kNm）Muij（kNm） 73.9533.79 760300109367.68 0.450 13.47 16.47 63.9926.81 7603001093613.33 0.500 26.00 26.00 53.91258.28 7603001093618.10 0.500 35.29 35.29 43.91528.19 7603001093621.98 0.500 42.86 42.86 33.91736.54 7603001093624.98 0.500 48.71 48.71 23.91883.33 7603001093627.09 0.500 52.82 52.82 15.41967.73 829147835019.82 0.550 58.85 48.15 梁端剪力、弯矩、柱轴力计算：梁端弯矩，剪力：图4.7 节点弯矩表4.18 横向地震梁端弯矩，剪力及柱轴力的计算层号边梁中梁柱轴力MblMbrVbMblMbrVb边柱中柱716.478.57 3.48 20.57 20.57 13.71 -3.48 -10.24 639.47 20.54 8.33 49.30 49.30 32.87 -11.81 -34.77 561.29 31.89 12.94 76.55 76.55 51.03 -24.75 -72.86 478.16 40.67 16.50 97.62 97.62 65.08 -41.26 -121.43 391.57 47.65 19.34 114.37 114.37 76.25 -60.60 -178.34 2101.53 52.84 21.44 126.81 126.81 84.54 -82.04 -241.44 1100.98 47.61 20.64 114.28 114.28 76.18 -102.67 -296.98 注：（1）力中负号表示拉力，当为左震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。（2）表中M的单位kNm，V的单位为kN，轴力N的单位为kN。左震作用下弯矩图、剪力图、轴力图如下所示：图4.8 左震作用下的弯矩图图4.9 左震作用下的剪力图图4.10 左震作用下柱的轴力图5.4横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算5.4.1风荷载标准值计算基本风压为0.39kN/m2，由荷载规范查得ms=0.8（迎风面）和ms=-0.5（背风面）。B类地区，H/B28.8/50.4=0.571。框架结构基本周期取为T1=0.09N=0.097=0.63s。w0T2=0.39?.632=0.15kNs2/m2查表可得u=0.43 x=1.255由荷载规范知： bz=1.0表4.19 风荷载计算层号Hi(m)Hi/Hbzuzusw0(kN/m2)A(m2)Pw(kN)728.81.000 1.340 1.30.3913.238.99 624.90.865 1.333 1.30.3916.3811.07 521.00.729 1.267 1.30.3916.3810.52 417.10.594 1.186 1.30.3916.389.85 313.20.458 1.090 1.30.3916.389.05 29.30.323 1.000 1.30.3916.388.30 15.40.188 1.000 1.30.3919.539.90 5.4.2风荷载作用下的水平位移验算根据上面计算得到的水平风荷载，由式计算层间剪力。再按下面两式分别计算各层的相对侧移和绝对侧移。ui = Vi/D ij u i=（u）k各层的层间弹性位移角=。计算过程见下表：表4.20 风荷载作用下层间剪力及侧移计算层号Fi（kN）Vi（kN）Di(N/mm) ui（mm）ui（mm）ui/hi7107.86 107.86 7603000.142 4.252 1/274916132.84 240.70 7603000.317 4.110 1/123195126.26 366.96 7603000.483 3.793 1/80804118.19 485.16 7603000.638 3.311 1/61123108.62 593.78 7603000.781 2.673 1/4994299.66 693.44 7603000.912 1.892 1/52761118.82 812.26 8291470.980 0.980 1/5521由上表可知，风荷载作用下最大层间位移角为1/4994，远远小于1/550，满足规范的要求5.4.3风荷载作用下框架的内力计算1、各柱反弯点的高度比，其中底层柱需要考虑修正值y2，第二层柱需要考虑修正值y1和y3，其余各柱无修正，具体计算过程见下表表4.21 各层柱反弯点高度柱号层号Ky0Iy1a2y2a3y3y中柱74.2380.450 10-0100.450 64.2380.500 1010100.500 54.2380.500 1010100.500 44.2380.500 1010100.500 34.2380.500 1010100.500 24.2380.500 10101.38500.500 13.9740.550 -00.7220-00.550 边柱71.2470.362 10-0100.362 61.2470.412 1010100.412 51.2470.450 1010100.450 41.2470.462 1010100.462 31.2470.462 1010100.462 21.2470.500 10101.38500.500 11.1690.638 -00.7220-00.638 2、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /DijM bij=Vijyh M uij=Vij（1-y）hy=y0+y1+y2+y3注：y0框架柱的标准反弯点高度比。y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度比。表4.22 风载下各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层号hi/mVi（kN）Dij（N/mm）Dij（N/mm）Vij（kN）yMbij（kNm）Muij（kNm） 73.9107.86 760300193502.75 0.450 4.82 5.89 63.9240.70 760300193506.13 0.500 11.95 11.95 53.9366.96 760300193509.34 0.500 18.21 18.21 43.9485.16 7603001935012.35 0.500 24.08 24.08 33.9593.78 7603001935015.11 0.500 29.47 29.47 23.9693.44 7603001935017.65 0.500 34.41 34.41 15.4812.26 8291471186511.62 0.550 34.52 28.24 表4.23 风载下各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层号hi/mVi（kN）Dij（N/mm）Dij（N/mm）Vij（kN）yMbij（kNm）Muij（kNm） 73.9107.86 760300109361.55 0.450 2.72 3.33 63.9240.70 760300109363.46 0.500 6.75 6.75 53.9366.96 760300109365.28 0.500 10.29 10.29 43.9485.16 760300109366.98 0.500 13.61 13.61 33.9593.78 760300109368.54 0.500 16.65 16.65 23.9693.44 760300109369.97 0.500 19.45 19.45 15.4812.26 82914783508.18 0.550 24.29 19.88 梁端剪力、弯矩、柱轴力计算：表4.24 风载下梁端弯矩，剪力及柱的轴力计算层号边梁中梁柱轴力MblMbrVbMblMbrVb边柱中柱73.331.730.707-0.70-2.0769.474.932.0011.8311.837.89-2.70-7.96517.048.873.6021.2921.2914.19-6.30-18.55423.9012.445.0529.8529.8519.90-11.35-33.40330.2615.756.3937.8037.8025.20-17.74-52.21236.1018.797.6245.0945.0930.06-25.36-74.65139.3318.438.0244.2344.2329.49-33.39-96.11注：（1）力中负号表示拉力，当为左风作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。（2）表中M的单位kNm，V的单位为kN，轴力N的单位为kN。左风作用下的弯矩图、剪力图、轴力图如下所示：图4.11 左风作用下的弯矩图图4.12 左风荷载作用下的剪力图图4.13 左风作用下柱的轴力图6 内力调整6.1竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅为了减小支座处负钢筋的数量，方便钢筋的绑扎与混凝土的浇捣；同时为了充分利用钢筋，以达到节约钢筋的目的。在内力组合前将竖向荷载作用下支座处梁端负弯矩（使梁上面受拉）调幅，调幅系数0.8。以顶层边跨梁在恒载作用下的梁端负弯矩为例：图5.1 弯矩调幅示意图该梁在恒载作用下，梁端负弯矩分别为：MA=71.68kN,MB=109.30kN，跨中正弯矩为M0=87.32kN；现将其调幅：MA=bMA=0.871.68=57.34kNMB=bMB=0.8109.30=87.44kNM0=1.02Mc0-( MA + MB)/2=1.02177.81-（57.34+87.44）/2=108.97 其中，是按简支梁计算的跨中弯矩。每一根梁均按以上介绍的方法进行支座负弯矩与跨中正弯矩调幅，计算结果如下表:表5.1 恒载作用下梁端弯矩调幅梁类型层号轴线处梁端弯矩跨中弯矩调幅后跨中弯矩调幅后跨中弯矩左右左右边跨7-71.68109.30-87.32-57.3587.44-108.976-92.69104.42-63.90-74.1583.53-86.865-88.96103.45-66.24-71.1782.76-88.744-88.96103.45-66.24-71.1782.76-88.743-88.96103.45-66.24-71.1782.76-88.742-88.84103.41-66.30-71.0782.73-88.801-83.64100.97-70.15-66.9180.78-91.86中跨7-60.4660.4643.04-48.3748.3730.596-36.2636.2623.73-29.0129.0116.235-37.4337.4324.90-29.9429.9417.164-37.4337.4324.90-29.9429.9417.163-37.4337.4324.90-29.9429.9417.162-37.4737.4724.47-29.9829.9817.191-39.9339.9327.40-31.9531.9519.16表5.2 活载作用下梁端弯矩调幅梁类型层号轴线处梁端弯矩跨中弯矩调幅后跨中弯矩调幅后跨中弯矩左右左右边跨7-18.8428.66-22.78-15.0722.93-28.466-25.8830.19-18.49-20.7024.16-25.035-25.0829.97-19.00-20.0723.98-25.434-25.0829.97-19.00-20.0723.98-25.433-25.0829.97-19.00-20.0723.98-25.432-25.0529.96-19.02-20.0423.97-25.451-23.4929.28-20.14-18.8023.43-26.35中跨7-15.6715.6711.46-12.5412.5413.176-11.4511.456.17-05-11.7111.716.44-9.379.377.404-11.7111.716.44-9.379.377.403-11.7111.716.44-9.379.377.402-11.7311.736.45-9.389.387.421-12.4012.407.13-9.929.928.20注：计算过程中，为了减少计算工作，没有考虑活荷载的最不利分布而是按照满布考虑的，考虑到满布荷载法计算的误差，活荷载作用下梁的跨中弯矩乘以1.15的增大系数，再与原跨中弯矩调幅后的弯矩值比较，取较大者作为调整后的跨中弯矩值。6.2框架梁内力折算至柱边1、竖向分布荷载下的折算对于竖向分布荷载作用下的梁端内力，按下式进行折算：注：这里的是指的梁支座范围内竖向分布荷载的合力，竖向分布荷载可能是变化的，故准确的表示应为。2、水平荷载或竖向集中荷载下的折算对于水平荷载或竖向集中荷载产生的内力，则按下式折算：表5.3 恒载作用下梁端弯矩与剪力梁类型层号轴线处梁端弯矩轴线处梁端剪力梁端弯矩梁端剪力左右左右左右左右边跨7-57.3587.4493.56-104.01-35.6763.1586.70-97.156-74.1583.5388.62-91.88-53.5662.1382.36-85.615-71.1782.7688.24-92.26-50.6861.2681.97-86.004-71.1782.7688.24-92.26-50.6861.2681.97-86.003-71.1782.7688.24-92.26-50.6861.2681.97-86.002-71.0782.7388.23-92.28-50.5861.2381.96-86.011-66.9180.7887.85-92.66-46.5259.1881.58-86.39中跨7-48.3748.3723.24-23.24-43.5343.5319.36-19.366-29.0129.0116.71-16.71-25.5325.5313.93-13.935-29.9429.9416.71-16.71-26.4626.4613.93-13.934-29.9429.9416.71-16.71-26.4626.4613.93-13.933-29.9429.9416.71-16.71-26.4626.4613.93-13.932-29.9829.9816.71-16.71-26.5026.5013.93-13.931-31.9531.9516.71-16.71-28.4628.4613.93-13.93表5.4 活载作用下梁端弯矩与剪力梁类型层号轴线处梁端弯矩轴线处梁端剪力梁端弯矩梁端剪力左右左右左右左右边跨7-15.0722.9324.48-27.21-9.4016.5722.69-25.426-20.7024.1625.25-26.45-14.8417.9923.45-24.655-20.0723.9825.17-26.53-14.2217.7923.37-24.734-20.0723.9825.17-26.53-14.2217.7923.37-24.733-20.0723.9825.17-26.53-14.2217.7923.37-24.732-20.0423.9725.17-26.53-14.2017.7923.37-24.741-18.8023.4325.04-26.65-12.9817.2123.25-24.86中跨7-12.5412.545.63-5.63-11.3711.374.69-4.696-4-7.04-7.697.695.86-5.865-9.379.377.04-7.04-7.917.915.86-5.864-9.379.377.04-7.04-7.917.915.86-5.863-9.379.377.04-7.04-7.917.915.86-5.862-9.389.387.04-7.04-7.927.925.86-5.861-9.929.927.04-7.04-8.468.465.86-5.86表5.5 左震作用下梁端弯矩与剪力梁类型层号轴线处梁端弯矩梁端弯矩梁端剪力左右左右左右边跨716.478.57 15.60 7.70 -3.48 -3.48 639.47 20.54 37.39 18.46 -8.33 -8.33 561.29 31.89 58.05 28.66 -12.94 -12.94 478.16 40.67 74.03 36.55 -16.50 -16.50 391.57 47.65 86.74 42.82 -19.34 -19.34 2101.53 52.84 96.17 47.48 -21.44 -21.44 1100.98 47.61 95.82 42.46 -20.64 -20.64 中跨720.57 20.57 17.14 17.14 -13.71 -13.71 649.30 49.30 41.08 41.08 -32.87 -32.87 576.55 76.55 63.79 63.79 -51.03 -51.03 497.62 97.62 81.35 81.35 -65.08 -65.08 3114.37 114.37 95.31 95.31 -76.25 -76.25 2126.81 126.81 105.68 105.68 -84.54 -84.54 1114.28 114.28 95.23 95.23 -76.18 -76.18 表5.6 左风作用下梁端弯矩与剪力梁类型层号轴线处梁端弯矩梁端弯矩梁端剪力左右左右左右边跨73.33 1.73 3.15 1.56 -0.70 -0.70 69.47 4.93 8.97 4.43 -2.00 -2.00 517.04 8.87 16.14 7.97 -3.60 -3.60 423.90 12.44 22.64 11.18 -5.05 -5.05 330.26 15.75 28.66 14.15 -6.39 -6.39 236.10 18.79 34.20 16.88 -7.62 -7.62 139.33 18.43 37.32 16.42 -8.02 -8.02 中跨74.16 4.16 3.46 3.46 -2.77 -2.77 611.83 11.83 9.86 9.86 -7.89 -7.89 521.29 21.29 17.74 17.74 -14.19 -14.19 429.85 29.85 24.88 24.88 -19.90 -19.90 337.80 37.80 31.50 31.50 -25.20 -25.20 245.09 45.09 37.58 37.58 -30.06 -30.06 144.23 44.23 36.86 36.86 -29.49 -29.49 6.3柱的内力调整以恒载为例，恒载作用下柱的剪力沿柱不变（由剪力图可知），所以不需调整；弯矩图如图3.8所示，为线性变化，可利用线性关系调整。表5.7 恒载作用下柱端弯矩柱类型层号柱端梁高（m）轴线处柱端弯矩柱端弯矩上下上下上下A轴柱70.60.666.5547.4961.43 43.84 60.60.637.7940.7834.88 37.64 50.60.640.7840.7837.64 37.64 40.60.640.7840.7837.64 37.64 30.60.640.7840.8837.64 37.74 20.60.640.5744.9137.45 41.46 10.60.631.3315.6629.59 14.79 B轴柱70.60.6-42.38-32.08-39.12 -29.61 60.60.6-28.38-29.16-26.20 -26.92 50.60.6-29.16-29.16-26.92 -26.92 40.60.6-29.16-29.16-26.92 -26.92 30.60.6-29.16-29.19-26.92 -26.94 20.60.6-29.06-30.84-26.82 -28.47 10.60.6-22.51-11.26-21.26 -10.63 表5.8 活载作用下柱端弯矩柱类型层号柱端梁高（m）轴线处柱端弯矩柱端弯矩上下上下上下A轴柱70.60.617.9613.5316.58 12.49 60.60.611.4712.1010.59 11.17 50.60.612.1012.1011.17 11.17 40.60.612.1012.1011.17 11.17 30.60.612.1012.1311.17 11.20 20.60.612.0413.3411.11 12.31 84.648.76 4.38 B轴柱70.60.6-11.30 -8.84-10.43 -8.16 60.60.6-8-8.18-7.38 -7.55 50.60.6-8.18-8.18-7.55 -7.55 40.60.6-8.18-8.18-7.55 -7.55 30.60.6-8.18-8.19-7.55 -7.56 20.60.6-8.15-8.64-7.52 -7.98 10.60.6-6.34-3.17-5.99 -2.99 表5.9 左震载作用下柱端弯矩柱类型层号柱端梁高（m）轴线处柱端弯矩柱端弯矩上下上下上下A轴柱70.60.6-16.47 -13.47 -15.20 -12.44 60.60.6-26.00 -26.00 -24.00 -24.00 50.60.6-35.29 -35.29 -32.58 -32.58 40.60.6-42.86 -42.86 -39.57 -39.57 30.60.6-48.71 -48.71 -44.96 -44.96 20.60.6-52.82 -52.82 -48.76 -48.76 10.60.6-48.15 -58.85 -45.48 -55.58 B轴柱70.60.6-29.14 -23.84 -26.90 -22.01 60.60.6-46.00 -46.00 -42.46 -42.46 50.60.6-62.45 -62.45 -57.64 -57.64 40.60.6-75.84 -75.84 -70.01 -70.01 30.60.6-86.18 -86.18 -79.55 -79.55 20.60.6-93.47 -93.47 -86.28 -86.28 10.60.6-68.42 -83.63 -64.62 -78.98 表5.10左风作用下柱端弯矩柱类型层号柱端梁高（m）轴线处柱端弯矩柱端弯矩上下上下上下A轴柱70.60.6-3.33 -2.72 -3.07 -2.51 60.60.6-6.75 -6.75 -6.23 -6.23 50.60.6-10.29 -10.29 -9.50 -9.50 40.60.6-13.61 -13.61 -12.56 -12.56 30.60.6-16.65 -16.65 -15.37 -15.37 20.60.6-19.45 -19.45 -17.95 -17.95 10.60.6-19.88 -24.29 -18.77 -22.94 B轴柱70.60.6-5.89 -4.82 -5.44 -4.45 60.60.611.95 -11.95 11.03 -11.03 50.60.6-18.21 -18.21 -16.81 -16.81 40.60.6-24.08 -24.08 -22.23 -22.23 30.60.6-29.47 -29.47 -27.20 -27.20 20.60.6-34.41 -34.41 -31.77 -31.77 10.60.6-28.24 -34.52 -26.68 -32.60 7 内力组合及截面设计7.1内力组合7.1.1结构的抗震等级结构的抗震等级可以根据结构的类型，地震烈度，房屋高度等因素，有规范查得。根据规范可以知道本工程得框架为三级框架。7.1.2框架梁的内力组合本设计考虑以下几种内力组合:;(左风,右风);（其中）(左震,右震);.(左风,右风)。根据以上几种组合，结合梁柱的控制截面进行内力的计算。其中梁的控制界面位于梁端，柱边及最大弯矩处，柱的控制截面在柱底和柱顶。由于框架对称，梁的每一层有五个控制截面，1，2，3，4，5，其中2和5为跨中最大弯矩处，为简化计算，取跨中计算。梁的内力组合结果如下：表6.1横向框架KJ3梁的内力组合表层次截面内力SGkSQkSwkSEk1.2SGk+1.4Swk1.2SGk+1.40.9（SQk+Swk）1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk）1.2SGk+1.4SQk1.35SGk+1.40.7SQkV=gREhvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb左右左右左右七层1M-35.67-9.403.1515.60-38.39-47.21-50.68-58.62-28.16-68.72-55.96-57.3788.70V86.7022.69-0.70-3.48103.06105.02131.75133.51113.13122.18135.81139.283M63.1516.571.567.7077.9673.6098.6294.6995.7375.7198.98101.49V-97.15-25.42-0.703.48-117.56-115.60-149.49-147.73-127.31-136.36-152.17-156.064M-43.53-11.373.4617.14-47.39-57.08-62.20-70.92-36.78-81.34-68.15-69.9173.69V19.364.69-2.77-13.7119.3527.1125.6532.638.2243.8729.8030.73跨间M2-108.97-28.46-130.76-130.76-166.62-166.62-147.84-147.84-170.61-175.00M530.5913.1736.7136.7153.3053.3044.6144.6155.1554.20六层1M-53.56-14.848.9737.39-51.71-76.83-71.67-94.27-24.57-121.78-85.05-86.8590.43V82.3623.45-2.00-8.3396.03101.63125.86130.90102.07123.73131.66134.173M62.1317.994.4318.4680.7668.35102.8191.64109.3561.3599.74101.51V-85.61-24.65-2.00-8.33-105.53-99.93-136.31-131.27-128.35-106.69-137.24-139.734M-25.53-7.699.8641.08-16.83-44.44-27.90-52.7518.15-88.65-41.40-42.0074.33V13.935.86-7.89-32.875.6727.7614.1634.04-22.5062.9624.9224.55跨间M2-86.86-25.03-104.23-104.23-135.77-135.77-119.25-119.25-139.27-141.79M516.237.1019.4819.4828.4228.4223.7423.7429.4228.87五层1M-50.68-14.2216.1458.05-38.22-83.41-58.39-99.076.12-144.81-80.72-82.3595.70V81.9723.37-3.60-12.9493.32103.40123.27132.3595.56129.21131.08133.563M61.2617.797.9728.6684.6762.35105.9785.89121.4446.9398.42100.14V-86.00-24.73-3.60-12.94-108.24-98.16-138.90-129.82-134.86-101.22-137.82-140.344M-26.46-7.9117.7463.79-6.92-56.59-19.37-64.0746.43-119.43-42.83-43.4794.64V13.935.86-14.19-51.03-3.1536.586.2241.98-46.1186.5724.9224.55跨间M2-88.74-25.43-106.49-106.49-138.53-138.53-121.75-121.75-142.09-144.72M517.167.4020.5920.5929.9229.9225.0325.0330.9530.42四层1M-50.68-14.2222.6474.03-29.12-92.51-50.20-107.2626.89-165.58-80.72-82.3599.52V81.9723.37-5.05-16.5091.29105.43121.45134.1790.94133.84131.08133.563M61.2617.7911.1836.5589.1657.86110.0181.84131.7036.6798.42100.14V-86.00-24.73-5.05-16.50-110.27-96.13-140.72-128.00-139.49-96.59-137.82-140.344M-26.46-7.9124.8881.353.08-66.58-10.37-73.0769.26-142.25-42.83-43.47109.70V13.935.86-19.90-65.08-11.1444.58-0.9749.17-64.37104.8424.9224.55跨间M2-88.74-25.43-106.49-106.49-138.53-138.53-121.75-121.75-142.09-144.72M517.167.4020.5920.5929.9229.9225.0325.0330.9530.42三层1M-50.68-14.2228.6686.74-20.69-100.94-42.62-114.8443.42-182.11-80.72-82.35102.56V81.9723.37-6.39-19.3489.42107.31119.76135.8687.24137.53131.08133.563M61.2617.7914.1542.8293.3253.70113.7678.10139.8528.5298.42100.14V-86.00-24.73-6.39-19.34-112.15-94.25-142.41-126.31-143.18-92.90-137.82-140.344M-26.46-7.9131.5095.3112.35-75.85-2.03-81.4187.41-160.40-42.83-43.47121.68V13.935.86-25.20-76.25-18.5652.00-7.6555.85-78.89119.3624.9224.55跨间M2-88.74-25.43-106.49-106.49-138.53-138.53-121.75-121.75-142.09-144.72M517.167.4020.5920.5929.9229.9225.0325.0330.9530.42二层1M-50.58-14.2034.2096.17-12.82-108.58-35.50-121.6855.81-194.24-80.58-82.20104.83V81.9623.37-7.62-21.4487.68109.02118.20137.4084.50140.25131.07133.553M61.2317.7916.8847.4897.1149.84117.1674.62145.8722.4398.38100.09V-86.01-24.74-7.62-21.44-113.88-92.54-143.99-124.78-145.93-90.18-137.85-140.364M-26.50-7.9237.58105.6820.81-84.415.57-89.13100.83-173.94-42.89-43.54130.62V13.935.86-30.06-84.54-25.3758.80-13.7861.98-89.67130.1324.9224.55跨间M2-88.80-25.45-106.56-106.56-138.63-138.63-121.83-121.83-142.19-144.82M517.197.4220.6320.6329.9829.9825.0825.0831.0230.48一层1M-46.52-12.9837.3295.82-3.58-108.07-25.16-119.2060.95-188.18-74.00-75.52104.50V81.5823.25-8.02-20.6486.67109.12117.09137.3085.01138.68130.45132.923M59.1817.2116.4242.4694.0048.03113.3972.01136.5426.1495.1196.76V-86.35-24.86-8.02-20.64-114.85-92.39-145.05-124.84-145.37-91.70-138.42-140.944M-28.46-8.4636.8695.2317.45-85.761.63-91.2684.57-163.03-46.00-46.71125.61V13.935.86-29.49-76.18-24.5758.00-13.0661.26-78.80119.2724.9224.55跨间M2-91.86-26.35-110.23-110.23-143.43-143.43-126.04-126.04-147.12-149.83M519.168.2022.9922.9933.3233.3227.9127.9134.4733.90华中科技大学毕业设计论文7.1.3梁端剪力的调整：抗震设计中，对于三级框架，其梁端剪力设计值应按下式调整：1、对于第7层，AB跨：受力如图所示：图6.1 AB跨受力图梁上荷载设计值：q1=1.24.67=5.60kN/mq2=1.2(24.23+0.58.4)=34.12kN/mVGb=5.600.57.2+34.12(0.52.1+1.5)=107.17kNln=6.70m左震：Mlb=-28.16kNmMrb=95.73kNmV=gREhvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb=0.751.1(-28.16+95.73)/6.7+107.17=88.70kN右震:Mlb=-68.72kNmMrb=75.71kNmV=gREhvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb=0.751.1(-68.72+75.71)/6.7+107.17=81.24kNBC跨：受力如图所示：图6.2 BC跨的受力图梁上荷载设计值：q1=1.24.67=5.60kN/mq2=1.2(17.31+0.56.0)=24.37kN/mVGb=5.601.5+24.370.51.5=26.68kNln=2.50m左震：Mlb=Mrb=36.78kNmV=gREhvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb=0.751.1(36.78+36.78)/2.5+26.68=44.28kN右震:Mlb=Mrb=81.34kNmV=gREhvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb=0.751.1(36.78+36.78)/2.5+26.68=44.28kN2、对于第1-6层AB跨：q1=1.211.45=13.74kN/mq2=1.2(14.49+0.58.4)=22.43kN/mVGb=13.743.6+22.43(1.05+1.5)=106.66kNln=6.70m/6.65mBC跨：q1=1.24.67=5.60kN/mq2=1.2(10.35+0.57.5)=16.92kN/mVGb=5.601.5+16.920.51.5=21.09kNln=2.50m/2.45m剪力调整方法同上，结果见各层梁的内力组合表。7.1.4柱的内力组合对各层框架柱的柱底、柱顶控制截面分别进行内力组合；考虑三组最不利内力：及相应的及相应的及相应的对每组内力考虑四中组合:;(左风,右风);（其中）(左震,右震);.(左风,右风)。表6.2 横向框架A柱弯矩及轴力组合层次截面内力SGkSQkSwkSEk1.2SGk+1.4Swk1.2SGk+1.40.9（SQk+Swk）1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk）1.2SGk+1.4SQk1.35SGk+1.40.7SQk|Mmax|及NNmin及MNmax及M左右左右左右七层柱顶M61.4316.58-3.07-15.2069.4278.0190.7498.4863.90103.4296.9399.18103.4269.4299.18N144.8633.30-0.70-3.48172.85174.81214.91216.67189.29198.34220.45228.20198.34172.85228.20柱底M42.8412.49-2.51-12.4447.8954.9263.9870.3142.7375.0768.8970.0775.0747.8970.07N167.9333.30-0.70-3.48200.54202.50242.59244.36216.97226.02248.14259.34226.02200.54259.34六层柱顶M34.8810.59-6.23-24.0033.1350.5847.3563.0517.0179.4156.6857.4779.4133.1357.47N307.4866.77-2.70-11.81365.20372.76449.70456.51393.69424.39462.45480.53424.39365.20480.53柱底M37.6411.17-6.23-24.0036.4553.8951.3967.0920.6783.0760.8161.7683.0736.4561.76N353.6266.77-2.70-11.81420.56428.12505.07511.88449.05479.76517.82542.82479.76420.56542.82五层柱顶M37.6411.17-9.50-32.5831.8758.4747.2771.219.5294.2260.8161.7694.2231.8761.76N469.72100.16-6.30-24.75554.84572.48681.93697.80591.59655.94703.89732.28655.94554.84732.28柱底M37.6411.17-9.50-32.5831.8758.4747.2771.219.5294.2260.8161.7694.2231.8761.76N538.93100.16-6.30-24.75637.90655.54764.98780.86674.64738.99786.94825.71738.99637.90825.71四层柱顶M37.6411.17-12.56-39.5727.5862.7543.4275.070.43103.3160.8161.76103.3127.5861.76N631.96133.55-11.35-41.26742.46774.24912.32940.93784.84892.12945.32984.03892.12742.46984.03柱底M37.6411.17-12.56-39.5727.5862.7543.4275.070.43103.3160.8161.76103.3127.5861.76N724.24133.55-11.35-41.26853.20884.981023.061051.66895.581002.861056.061108.601002.86853.201108.60三层柱顶M37.7411.17-15.37-44.9623.7766.8140.0078.73-6.46110.4460.9361.90110.4423.7761.90N794.20166.94-17.74-60.60928.20977.881141.031185.74974.421131.981186.761235.771131.98928.201235.77柱底M37.6411.20-15.37-44.9623.6566.6939.9178.65-6.56110.3460.8561.79110.3423.6561.79N909.55166.94-17.74-60.601066.621116.301279.451324.161112.841270.401325.181391.491270.401066.621391.49二层柱顶M37.4511.11-17.95-48.7619.8170.0736.3281.56-11.78114.9960.4961.45114.9919.8161.45N956.43200.32-25.36-82.041112.211183.221368.171432.071161.261374.561428.161487.491374.561112.211487.49柱底M41.4612.31-17.95-48.7624.6274.8842.6587.88-6.25120.5366.9968.03120.5324.6268.03N1094.85200.32-25.36-82.041278.321349.321534.271598.181327.361540.661594.271674.361540.661278.321674.36一层柱顶M29.598.76-18.77-45.489.2361.7922.9070.20-18.3699.8947.7748.5399.899.2348.53N1118.27233.59-33.39-102.671295.181388.671594.181678.321348.611615.551668.951738.581615.551295.181738.58柱底M14.794.38-22.94-55.58-14.3749.86-5.6452.17-51.8892.6323.8824.2692.63-14.3724.26N1325.58233.59-33.39-102.671543.951637.441842.951927.091597.381864.321917.722018.451864.321543.952018.45华中科技大学毕业设计论文7.1.5柱端弯矩设计值的调整：1、A柱：第7层：按抗震规范，无需调整。第6层：柱顶轴压比uN=N/(fcAc)=424.39103/(14.3450500)=0.1320.15 无需调整柱底轴压比uN=N/(fcAc)=479.76103/(14.3450500)=0.1490.15 需要调整可知，15层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：注：Mc为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。Mb为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和。c柱端弯矩增大系数，三级取1.1。A柱柱端弯矩调整的结果如下表：表6.3横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底Mb144.81165.85165.85182.11182.11194.24194.24188.18188.18REMc63.7272.9772.9780.1380.1385.4785.4780.1485.46REN524.75591.19714.26802.29905.581016.321099.651232.531292.441491.46表6.4 横向框架A柱剪力组合层号SGkSQkSwkSEk1.2SGk+1.40.9（SQk+Swk）1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk）1.2SGk+1.4SQk1.35SGk+1.40.7SQkV=Vb（Mcb+Mct）/Hn左右左右7-29.24-8.071.937.68-42.83-47.70-29.95-49.92-46.39-47.3954.546-20.15-6.041.8013.33-29.52-34.06-10.47-45.13-32.64-33.1249.655-20.91-6.211.4818.10-31.04-34.78-5.29-52.35-33.78-34.3157.584-20.91-6.211.1921.98-31.42-34.41-0.24-57.39-33.78-34.3163.133-20.94-6.210.8924.98-31.83-34.083.62-61.33-33.82-34.3667.462-21.92-6.510.5927.09-33.75-35.255.01-65.42-35.41-35.9771.961-8.70-2.580.3019.82-13.32-14.0613.77-37.75-14.05-14.2744.12表6.5横向框架B柱弯矩及轴力组合层次截面内力SGkSQkSwkSEk1.2SGk+1.4Swk1.2SGk+1.40.9（SQk+Swk）1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk）1.2SGk+1.4SQk1.35SGk+1.40.7SQk|Mmax|及NNmin及MNmax及M左右左右左右七层柱顶M-39.12-10.43-5.44-26.90-54.56-39.33-66.94-53.23-88.17-18.23-61.55-63.03-88.17-54.56-63.03N191.8149.47-2.07-10.24227.27233.07289.90295.11246.54273.17299.43307.42246.54227.27307.42柱底M-29.61-8.16-4.45-22.01-41.76-29.30-51.42-40.21-69.04-11.82-46.96-47.97-69.04-41.76-47.97N214.8849.47-2.07-10.24254.96260.75317.58322.80274.23300.85327.11338.57274.23254.96338.57六层柱顶M-26.20-7.38-11.03-42.46-46.88-16.00-54.64-26.84-91.0719.33-41.77-42.60-91.07-46.88-42.60N377.28102.19-7.96-34.77441.59463.88571.47591.53468.85559.25595.80609.47468.85441.59609.47柱底M-26.92-7.55-11.03-42.46-47.75-16.86-55.71-27.92-92.0318.36-42.87-43.74-92.03-47.75-43.74N423.42102.19-7.96-34.77496.96519.25626.83646.89524.22614.62651.17671.76524.22496.96671.76五层柱顶M-26.92-7.55-16.81-57.64-55.84-8.77-63.00-20.64-111.7738.10-42.87-43.74-111.77-55.84-43.74N563.12154.70-18.55-72.86649.77701.71847.29894.04673.85863.28892.32911.82673.85649.77911.82柱底M-26.92-7.55-16.81-57.64-55.84-8.77-63.00-20.64-111.7738.10-42.87-43.74-111.77-55.84-43.74N632.33154.70-18.55-72.86732.83784.77930.35977.09756.90946.33975.381005.25756.90732.831005.25四层柱顶M-26.92-7.55-22.23-70.01-63.43-1.18-69.83-13.81-127.8554.18-42.87-43.74-127.85-63.43-43.74N748.96207.21-33.40-121.43851.99945.511117.751201.92865.221180.941188.851214.16865.22851.991214.16柱底M-26.92-7.55-22.23-70.01-63.43-1.18-69.83-13.81-127.8554.18-42.87-43.74-127.85-63.43-43.74N841.24207.21-33.40-121.43962.731056.251228.491312.66975.961291.671299.581338.74975.96962.731338.74三层柱顶M-26.92-7.55-27.20-79.55-70.385.78-76.09-7.55-140.2566.58-42.87-43.74-140.25-70.38-43.74N934.81259.73-52.21-178.341048.681194.871383.251514.821045.771509.451485.391516.531045.771045.771516.53柱底M-26.94-7.56-27.20-79.55-70.415.75-76.13-7.58-140.2866.55-42.91-43.78-140.28-140.28-43.78N1050.16259.73-52.21-178.341187.101333.291521.671653.241184.191647.871623.811672.251184.191184.191672.25二层柱顶M-26.82-7.52-31.77-86.28-76.6612.29-81.69-1.63-148.8675.47-42.71-43.58-148.86-148.8675.47N1120.66312.24-74.65-241.441240.281449.301644.161832.271218.261846.011781.931818.891218.261218.261846.01柱底M-28.47-7.98-31.77-86.28-78.6410.31-84.25-4.19-151.1273.21-45.34-46.25-151.12-151.1273.21N1259.08312.24-74.65-241.441406.391615.411810.261998.381384.372012.111948.032005.751384.371384.372012.11一层柱顶M-21.26-5.99-26.68-64.62-62.8611.84-66.680.56-113.1154.90-33.90-34.57-113.11-113.1154.90N1306.90364.88-96.11-296.981433.731702.831906.932149.131401.132173.282079.112121.901401.131401.132173.28柱底M-10.63-2.99-32.60-78.98-58.4032.88-57.6024.55-117.2288.12-16.94-17.28-117.22-117.2288.12N1514.55364.88-96.11-296.981682.911952.012156.112398.311650.312422.462328.292402.221650.311650.312422.46华中科技大学毕业设计论文表6.6 横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底Mb167.87200.96200.96227.26227.26246.7246.7221.11221.11REMc-73.86 -88.42 -88.42 -99.99 -99.99 -108.55 -108.55 -94.16 -100.42 REN539.08 605.52 692.18 780.77 836.62 947.35 974.61 1107.50 1120.90 1320.25 表6.7横向框架C柱剪力组合层号SGkSQkSwkSEk1.2SGk+1.40.9（SQk+Swk）1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk）1.2SGk+1.4SQk1.35SGk+1.40.7SQkV=Vb（Mbl+Mbr）/Hn左右左右719.095.161.8913.5931.8027.0343.678.3530.1430.84-48.04614.754.151.6923.5925.0620.8150.86-10.4723.5123.98-55.95514.954.191.4032.0225.0021.4662.09-21.1723.8224.30-68.30414.954.191.1238.8924.6421.8271.02-30.1023.8224.30-78.13314.964.200.8444.2024.3022.1877.93-36.9823.8324.31-85.72215.364.310.5647.9324.5623.1583.32-41.3024.4624.95-91.6616.251.760.2828.1610.089.3745.17-28.049.9710.17-52.797.2截面设计7.2.1梁截面设计设计思路：对于边跨梁，首先利用跨中正弯矩设计值，以单筋T形截面来配置梁底纵筋（因为跨中梁顶负筋一般配置较少，以单筋截面设计带来的误差较小）；然后根据“跨中梁底纵筋全部锚入支座”的原则确定支座的梁底纵筋，利用支座负弯矩设计值以双筋矩形截面来配置梁顶纵筋。纵筋的截断、锚固以构造要求确定。钢筋采用电渣压力焊接长，所以不考虑钢筋的搭接。然后按有关要求配置抗剪箍筋，验算梁抗剪承载力；对于中跨梁，因其跨中正弯矩较小，所以利用支座正弯矩设计值，以单筋T形截面来配置梁底纵筋即可。其余操作同边跨梁。设计参数：梁砼：C30（）；纵筋：HRB400（）；箍筋：HPB235（）；纵筋保护层厚：。以七层梁截面设计为例说明计算过程：（1）边跨截面设计：a、跨中截面设计设计内力：M=175.00kNm；按T形单筋截面设计，首先确定截面几何参数：其中：；；，不需考虑；所以，截面简图如下：图6.3 七层边跨梁跨中截面属于第类T形截面。（满足）实配钢筋：320 （满足）b、支座处正筋配置设计内力：此时梁底受压，无需计算，只需将跨中处的320直通支座，满足要求；故对七层的CD梁不再计算支座正弯矩作用下的梁底配筋。c、支座处负筋配置设计内力：已知支座负弯矩作用下，受压钢筋为320（）说明有富裕，且不会屈服，可近似取所以，近似令配筋：取220 As=628mm2取220 As=628mm2 （满足）（2）中跨截面设计：a、跨中截面设计设计内力：M=55.15kNm；此时梁底受压，无需计算，只需构造配筋即可，考虑到与AB跨贯通，取220即可。图6.4 七层跨梁跨中截面b、支座处正筋配置设计内力：M=-47.39 kNm此时梁底受压，无需计算，只需将跨中处的220直通支座，满足要求故对七层的BC梁不再计算支座正弯矩作用下的梁底配筋。c、支座处负筋配置设计内力：M=-70.92 kNm已知支座负弯矩作用下，受压钢筋为220（）说明有富裕，且不会屈服，可近似取所以，近似令配筋：取220 As=628mm2 （满足）（3）、箍筋配置支座剪力验算受剪截面截面满足要求！加密区（梁两端各900mm）非加密区满足。查混凝土结构计算图表第五章第四节，可得：（加密区）（非加密区）所以，（满足）由于其他各层梁端截面处的剪力均小于251.60kN和176.70kN，因此其他个层均采用如下的箍筋配置方式：加密区（梁两端各950mm）非加密区表6.8 横向框架梁纵向钢筋计算表层次截面MAsAs实配AsAs/As7支座A58.62307220（As=628）1.5支座BL101.49532220（As=628）1.5AB跨间175.00867320（As=941）支座BR70.92372220（As=628）1.0BC跨间55.15构造220（As=628）6支座A91.34479220（As=628）1.5支座BL102.81539220（As=628）1.5AB跨间141.79702320（As=941）支座BR66.49348220（As=628）1.0BC跨间28.87构造220（As=628）5支座A108.61569220（As=628）1.5支座BL105.97555220（As=628）1.5AB跨间144.72716320（As=941）支座BR89.57469220（As=628）1.0BC跨间30.42构造220（As=628）4支座A124.19651220（As=628）1.5支座BL110.01577220（As=628）1.5AB跨间144.72716320（As=941）支座BR106.69559220（As=628）1.0BC跨间30.42构造220（As=628）3支座A136.58716320（As=941）1.0支座BL113.75596220（As=628）1.5AB跨间144.72716320（As=941）支座BR120.30631220（As=628）1.0BC跨间30.95构造220（As=628）2支座A145.68764320（As=941）1.0支座BL117.16614220（As=628）1.5AB跨间144.82717320（As=941）支座BR130.45684320（As=941）0.67BC跨间31.02构造220（As=628）1支座A141.13740320（As=941）1.0支座BL113.39594220（As=628）1.5AB跨间143.43710320（As=941）支座BR122.27641220（As=628）1.0BC跨间33.90构造220（As=628）7.2.2框架柱截面设计框架柱的设计基本要求有：强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰；在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力；控制柱的轴压比不要太大；加强约束，配置必要的约束箍筋。1、剪跨比及柱的轴压比验算下表中给出了框架柱各层剪跨比和轴压比的计算结果。注意表中的，和N都不应该考虑承载力抗震调整系数，由表中可见，各柱的剪跨比均大于2，轴压比均小于0.9，满足规范的要求。表6.9 柱的剪跨比和轴压比柱号层次bh0fcMcVcNMc/Vch0N/fcbhA745046014.3103.4254.54 259.344.12 0.088 645046014.383.0749.65 542.823.64 0.183 545046014.394.2257.58 825.713.56 0.279 445046014.3103.3163.13 1108.60 3.56 0.375 345046014.3110.4467.46 1391.493.56 0.470 245046014.3120.5371.96 1674.363.64 0.566 150051014.399.8944.12 2018.454.44 0.554 B745046014.388.1748.04 338.573.99 0.114 645046014.392.0355.95 671.763.58 0.227 545046014.3111.7768.30 1005.253.56 0.340 445046014.3127.8578.13 1338.743.56 0.452 345046014.3140.2885.72 1672.253.56 0.565 245046014.3151.1291.66 2012.113.58 0.680 150051014.3117.2252.79 2422.464.35 0.6642、建筑材料混凝土：所有框架柱均采用C30，，钢筋：所有纵向钢筋采用级钢筋（），；所有箍筋采用钢筋（），3、正截面承载力计算对于3轴线框架柱，这里，以第七层A柱为例，详细说明计算方法和过程，柱截面尺寸为450500，取aa40。按前面的三种内力组合，分别进行正截面验算。（一）|M|max及相应的N柱正截面承载力计算由于，故应考虑偏心矩增大系数：，取，取由于对称配筋，故故属于大偏心受压情况，因此（二）Nmax及相应的Ma、选取内力设计值根据柱的内力组合表5.6，选取不利内力值：此组内力不含地震组合，故不必对柱端弯矩进行调整。b、承载力计算取故属于大偏心受压情况，因此（三）Nmin及相应的Ma、根据柱内力组合表，有 b、承载力计算取故属于大偏心受压情况，因此（四）最终配筋综合上述三种内力组合的配筋结果，又按照构造要求配筋，应满足，且单侧配筋率选配316，实有配筋如下图图6.5 框架柱配筋剪图总配筋率：单侧配筋率：表6.10 A柱正截面承载力计算表层号截面组合方式MNeil0/h大小偏心x理As

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