某政府综合办公楼框架结构设计

某政府综合办公楼框架结构设计【摘要】本次毕业设计的任务是完成西部某政府综合办公楼框架结构设计。该建筑的建筑总面积约为 ，场地类别为 类，抗震等级为3级，为现2637.m浇钢筋混凝土框架结构。本次毕业设计的主要内容为框架结构设计。根据导师提供的建筑方案，进行结构设计，采用PKPM结构软件进行设计。根据地质勘察报告建议，基础采用独立基础。首先进入PMCAD菜单对结构建模，然后用SATWE得出结构分析的结果，其中荷载组合时考虑了恒载、活载、地震作用及风荷载等等。本工程选择了具有代表性的一榀框架进行计算（轴框架）。对于竖向荷载作用采用分层法计算，水平荷载作用采用D值法计算。最后采用平法绘施工图，用AUTOCAD出图。通过结构设计，熟悉了结构设计的全过程，掌握了结构设计软件的使用方法，掌握了结构施工图的识别和绘制结构施工图的方法。【关键词】建筑设计，荷载计算，内力计算，截面设计1.工程概况1.1工程背景本工程为我国西部某省会城市高新区的一栋政府综合办公楼，位于高新区工业南路以北，凤凰路以东。该建筑为地上6层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为 ，总建筑面积约为 ；首层层高 4.2m，标准层层高21054.6m2637.m3.6m，总平面尺寸为 。采用独立基础，室内地坪标高 ，8.5. 0.m室外内高差 。结构使用年限为50年。框架梁、柱、楼面、屋面板均为现浇。1.2设计资料1.2.1基本资料（1）气象资料: 常年主导风向为东南风,基本风压为0.55kNm2 , 常年气温439。（2）地质水文资料：建筑物所处的场地土为类土，地下水位高度为地面下6.0m左右，地下水为无腐蚀性的一般水，地质情况见附表1-1。（3）设防烈度按7度考虑（0.15g）,设计分组第一组；地震特征周期值0.25s。（4）建筑材料: 混凝土为C20C40，钢筋为HPB300、HRB335、HRB400及HRB500级。地基土的物理力学性质指标表 表1-1承载力修正系数层次 土层名称土层厚度()天然重度（kN/m2）压缩模量Es(Mpa)承载力特征值fak(kPa) b d桩极限侧阻力标准值(kPa)桩极限端阻力标准值(kPa)(1) 杂填土 1.7 18.5 4.0 80 0 1.0 10(2) 粘 土 4.2 19.2 5.9 150 0.3 1.6 20 1500(3) 淤 泥质粘土 2.1 17.2 3.9 80 0 1.0 10(4) 残积砂质粘性 土 4.0 19.3 7.2 300 0.3 1.6 30 2200(5) 强风化片岩 21.0 20.0 350 80 30001.2.2结构平面布置某政府综合办公楼为钢筋混凝土框架结构。建筑平面为长方形，除了首层层高为4.2m其他楼层层高均为3.6m，室内外高差为0.45m。确定柱网尺寸，绘制框架结构平面布置图，如图1-1所示。CBAD12345678男卫 女卫 楼梯 办 公 室 办 公 室 办 公 室办 公 室 办 公 室 办 公 室 办 公 室办 公 室 办 公 室 办 公 室 办 公 室办 公 室 办 公 室 会 议 室 会 议 室 会 客 室 会 客 室 办 公 室办 公 室 办 公 室办 公 室 办 公 室办 公 室 办 公 室办 公 室 办 公 室男卫女卫楼梯电梯电梯 档 案 室图1-1 结构平面布置图1.3建筑构造做法楼盖及屋盖均为现浇钢筋混凝土结构（1）使用活荷载标准值不上人屋面活荷载为 ，走廊、展厅、楼梯活荷载为 ，20.5/KNm23.5/KNm卫生间楼面活荷载为 、办公室楼面活荷载为 、会议室、档2 2.0/案室楼面活荷载为 。./（2）屋面做法：40mm厚憎水珍珠岩保温层找坡，乳化沥青二遍隔气层，20mm厚1:3水泥砂浆找平层，基层处理剂一道、SBS卷材一层，15mm厚1:3干硬性水水泥砂浆，35mm厚C20细石混凝土，120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板，20mm厚混合砂浆板底抹灰。（3）楼面做法： 釉面砖（包括找平层），100mm厚钢筋混凝土整60浇板,25mm厚1:4干硬性水泥砂浆，20mm厚混合砂浆板底抹灰。（4）材料混凝土：柱、主梁混凝土强度等级为C30，次梁、板混凝土强度等级为C25钢筋：柱、梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，其他均用HRB335级钢筋填充墙：内外墙均采用200mm厚加气混凝土砌块2.结构手算2.1构件截面尺寸的初估2.1.1梁截面尺寸边跨（AB、CD）梁：，取11805481050h()l()m70hm，取72332b 3b中跨（BC）梁：，取11240624050h()l()m60hm，取332b 3bA轴、B轴、C轴、D轴框架梁：，取11240624050h()l()60h，取332bm3bm次梁：，11()()80456782hl50h，取63032b 2b2.1.2板厚楼层板厚 11()()45814050hl m10hm屋顶层板厚 63522.1.3柱截面尺寸根据建筑抗震设计规范第6.3.6条规定，为了防止脆性破坏抗震等级为三级的框架结构柱轴压比的限值为0.85。即 0.85cNfA以最大的柱子为例：根据混凝土结构设计规范第4.1.4条，C30混凝土的轴心抗压强度设计值 。214.3/cfNm由经验公式估算柱截面尺寸：，cAf,1.25cCNnq式中： 轴压比，取0.85混凝土轴心抗压强度设计值，取cf 214.3/Nm柱截面面积A柱轴力设计值cN竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活荷载）水平力作用对柱轴力的放大系数，取1.05中柱取1.0，边柱取1.1，角柱取1.2C 柱承受楼层数，取 6n柱子从属面积，取最大值A 2(8.124)/8.13m竖向荷载标准值（已包含活荷载），取 1214kPaq1.25431.05390.6cNkN所以，9068.ccfA321504.8cA初选首层柱截面为 ，考虑到轴力随层高减小，在其它层，采用27m柱截面为 ，此时，25其它层： 1.431.0536.cNkN，满足轴压比的要求。360.6854.5cfA2.2框架的计算简图的确定2.2.1确定计算单元（如图2-1所示）CBAD12345678图2-1 计算单元2.2.2计算梁、柱线刚度结构计算简图如图2-2所示。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2-2。其中，在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取为 （ 为不02II考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。（1）梁： ， , ，混凝土的弹性0.2IbblEIi1230h43.1EMPa边跨梁AB、CD线34 107013. 6.58bIi Nml 中跨梁BC线刚度 34 16.012.240bEIil （2）柱： ， ，混凝土的弹性模量c3h4.EMPa非底层边柱线刚度34 1561.01.502ccIi Nml非底层中柱线刚度34 103. .ccEil底层边柱线刚度：34 1671.01.0325ccIil底层中柱线刚度：34 160713.1.0325ccEIi Nml图2-2 梁、柱线刚度（单位： ）10Nm2.3框架荷载计算2.3.1竖向恒载计算（1）屋面恒荷载标准值计算40mm厚憎水珍珠岩保温层找坡： 20.4.16/kNm20mm厚1：3水泥砂浆找平层： 2乳化沥青二遍隔汽层： 2.5/基层处理剂一道，SBS卷材一层： 0k15mm厚1:3干硬性水泥砂浆 ： 20.12.3/Nm35mm厚C20细石混凝土 ： 57120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板板： 2.0/k20mm厚板底粉刷抹平： 1234屋面恒载标准值： 25.7/Nm 边跨AB、CD框架梁自重： 0.3725./kNm梁侧粉刷： 2(1).039中跨BC框架梁自重： 64./梁侧粉刷： (0.).27k因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为： 615.64/ABCDgkNm.83/6262.072.53/ABCDk5.41/g（2）楼面恒荷载标准值计算釉面砖（包括找平层）： 60 20./kNm100mm厚钢筋混凝土整浇板： .12525mm厚1:4干硬性水泥砂浆： 20./20mm厚混合砂浆板底抹灰： .7034k楼面恒荷载标准值： 2.5/Nm 边跨AB、CD框架梁自重： 0.3725./kNm梁侧粉刷： 2(1).039边跨填充墙自重： .6.1/墙面粉刷： 0(3.7)84k边跨梁重： 0.6/Nm中跨BC 框架梁自重： 2.25梁侧粉刷： 2(061).7.3/k中跨BC梁重： 48因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为： 10.67/ABCDgkNm4.83/22.514.3/ABCDk.0/g(3) 屋面框架节点集中荷载标准值A、D轴边柱连系梁自重 ： 0.378.1254.3kN梁侧粉刷： .2()91.5m高女儿墙自重 ： .5.7墙侧粉刷： 108216k连系梁传来屋面自重： 0.54.05.72.9kN顶层A、D轴边节点集中荷载： 68.1AGkNB、C轴中柱连系梁自重： 0.37.2543梁侧粉刷： .2(61).连系梁传来屋面自重： 54.079k0.0245.1.34N顶层 B、C轴中节点集中荷载： 68BG（4）楼面框架节点集中荷载标准值 A、D轴边柱连系梁自重： 0.378.1254.3kN梁侧粉刷： .2()0钢窗自重： .窗下墙体自重： 0.2(36.7)51245184k墙侧粉刷： 0.7.9N框架柱自重： 6030柱侧粉刷： 2.12.45k连系梁传来楼面自重： 0.545.中间层A-3 轴边节点集中荷载： .9AGNB、C轴中柱连系梁自重： 0.378.1254.3kN梁侧粉刷： .2(6)6梁传来楼面荷载： 54.0.052431k框架中柱自重： .6.7.607.80N柱侧粉刷： 245中间层B-3轴中节点集中荷载： 1.BGk恒载作用框架的计算简图如图2-3所示。将非均布荷载转化为均布荷载的形式，计算简图如图2-4所示。其中，由梯形转化为均布荷载的公式为：由三角形转化为均布荷载的公式为： la la lp q pa)21(3l0 . 5 lp q p850 . 5 l18.0.5223231.623661162 5.40.518.47/CDABABgggkNm616255 4.8.7./CkNm3112 10.6.2514.39.6/CDABABgggkN1255 4.8.4/Ck2.3.2竖向活荷载计算（1）屋面框架梁线活载标准值边跨梁AB、CD均布活载： 60.542.03/ABpkNm中跨梁BC均布活载： 1C边跨梁A、D节点集中活载 ： 2ADPkN中跨梁B、C节点集中活载: 6114.07624P k（2）楼面框架梁线活载标准值边跨梁AB、CD均布活载： 2.8.10/ABpkNm中跨梁BC均布活载： 354C边跨梁A、D节点集中活载 .526.12ADPk中跨梁B、C节点集中活载： 114.052.4.04.0.82P kN活载作用框架的计算简图如图2-5所示。将非均布荷载转化为均布荷载的形式，计算简图如图2-6所示。其中，由梯形转化为均布荷载的公式为： 由三角形转化为均布荷载的公式为:la la lp q pa)21(3l0 . 5 lp q p850 . 5 l18.05223666 ).2.31.7/ABCDABPPkNm66 1.2075/BCPkNm3().62.083./ADABPkN5 8.452/BCPk2.3.3风荷载计算（1）风载计算 风荷载标准值计算公式： 0kzsw因结构高度H=22.2m30m，可取 ；对于矩形截面 ； 可查荷1.z 1.3sz载规范，当查得的 时，取 =1.0。将风荷载换算成作用于框架每层节点10z上的集中荷载，计算过程如表2-1所示。表中z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图2-7所示，计算结果见表2-1。风荷载计算 表2-1层次 zsZmz2(/)oKNm2()A()PKN6 1.0 1.3 22.65 1.273 0.55 26.73 24.335 1.0 1.3 19.05 1.211 0.55 29.16 25.254 1.0 1.3 15.45 1.139 0.55 29.16 23.753 1.0 1.3 11.85 1.049 0.55 29.16 21.872 1.0 1.3 8.25 1.000 0.55 29.16 20.851 1.0 1.3 4.65 1.000 0.55 33.42 23.90风荷载作用下的结构计算简图如图2-7所示：A BP6=24.3 P5=2.5P4=23.75 P3=21.87P2=0.85 P1=23.90D C图2-7 风荷载作用下的结构计算简图2.4框架内力计算2.4.1恒荷载作用下的内力计算 考虑框架对称性，取半框架计算。半框架的梁柱线刚度如图2-8所示。切断的横梁线刚度为原来的两倍，分配系数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。框架的节点梁柱弯矩分配系数计算如图2-9所示。图2-8 梁、柱线刚度（单位： ）10NmAOB1234A5B60.298170.87659CC图2-9 框架节点分配系数利用分层法计算，计算简图如图2-10所示。 ,g6CDB,6A5C43DBA34gA,g,Dg,55图2-10 分层后恒载作用的计算简图（1）分层法计算顶层梁弯矩：（计算结果见表2-2和图2-11（1）所示）计算梁端弯矩：22A6B611M8.4710.98ABgl KNm2266.11ABl 226B6 .415.9733BCCgl KNm 2266B11M.4.9BCCgl KNm恒荷载作用下框架顶层弯矩分配 表2-2杆端位置 A6A5 A6B6 B6A6 B6B5 B6C6 C6B6弯矩分配系数 0.598 0.402 0.148 0.221 0.631 固端弯矩 -100.98 100.98 -5.97 -2.99第一次弯矩分配 60.39 40.59 -14.06 -21.00 -59.95 弯矩传递 -7.03 20.30 59.95 第二次弯矩分配 4.20 2.83 -3.00 -4.49 -12.81 结果 64.59 -64.59 104.22 -25.49 -78.73 56.96（2）分层法计算中间层梁弯矩：（计算结果见表2-3和图2-11（2）所示）计算梁端弯矩：22A3B11M9.638107.3ABgl KNm22B3 .1ABl 310.4.863CCgl KN 22M.366BBl m 恒荷载作用下框架中间层弯矩分配 表2-3杆端位置 A3A4 A3A2 A3B3 B3A3 B3B2 B3B4 B3C3 C3B3弯矩分配系数 0.374 0.374 0.252 0.121 0.181 0.181 0.517 固端弯矩 -107.33 107.33 -4.86 -2.43第一次弯矩分配 40.14 40.14 27.05 -12.40 -18.55 -18.55 -52.97 弯矩传递 -6.20 13.53 52.97 第二次弯矩分配 2.32 2.32 1.56 -1.64 -2.45 -2.45 -6.99 结果 42.46 42.46 -84.92 106.82 -21.00 -21.00 -64.82 51.54 （3） 分层法计算底层梁弯矩：（计算结果见表2-4和图2-11（3）所示）计算梁端弯矩：22A1B1M9.638107.3ABgl KNm22B1 .1ABl 1 0.4.8633CCgl KN 22M.1.366BBl m 恒荷载作用下框架底层弯矩分配 表2-4杆端位置 A1A2 A1A0 A1B1 B1A1 B1B0 B1B2 B1C1 C1B1弯矩分配系数 0.362 0.395 0.243 0.120 0.194 0.178 0.508 固端弯矩 -107.33 107.33 -4.86 -2.43第一次弯矩分配 38.85 42.40 26.08 -12.30 -19.88 -18.24 -52.05 弯矩传递 -6.15 13.04 52.05 第二次弯矩分配 2.23 2.43 1.49 -1.56 -2.53 -2.32 -6.63 结果 41.08 44.83 -85.91 106.51 -22.41 -20.56 -63.54 49.62 64.59104.278359623 85 64.592130图2-11（1） 顶层分层法弯矩计算结果 42.689106.825 715 7 42.68945150150图2-11（2） 中间层分层法弯矩计算结果 4.8359106.52 146 8392 4.83591260图2-11（3） 底层分层法弯矩计算结果（4）叠加分层法计算结果，并进行节点不平衡弯矩分配得计算过程如下：（计算结果见图2-12所示） 70.28156 74.32436 .0457 39.2108.2 926805539 .479764 70.28436 .0457 39.29118250图2-12 恒载标准值作用下框架弯矩图（单位：KNm）（5）计算梁端剪力依据图2-13所示，由梁的平衡条件可得：，2pllMVrl 2pllMVrrllVrMrV图2-13 梁平衡受力图（6）计算轴力图依据节点的平衡条件可得柱轴力，计算结果见图2-14所示。 8.971432 .967 7.1853 .427 7.6185 .29370640 173.90 7.5214 3.751图2-14恒载标准准值作用下梁剪力、柱轴力图（单位：KN）(7)考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，计算结果如图2-15所示。图2-15 框架梁在荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩（单位：KNm）2.4.2计算竖向活荷载作用下的内力利用分层法计算杆端固端弯矩，计算简图如图2-17所示。 ,g6CDB,6A5C43DBA34gA,g,Dg,55图2-16 分层后竖向活荷载的计算简图（1）分层法计算顶层梁弯矩：（计算结果见表2-5和图2-17（1）所示）计算梁端弯矩： 22A6B611M.786.95ABPl KNm2266.1ABl 226B610.750.3633BCCPl KNm 22661M.18Bl 活荷载作用下框架顶层弯矩分配 表2-5杆端位置 A6A5 A6B6 B6A6 B6B5 B6C6 C6B6弯矩分配系数 0.598 0.402 0.148 0.221 0.631 固端弯矩 -6.95 6.95 -0.36 -0.18第一次弯矩分配 4.16 2.79 -0.98 -1.46 -4.15 弯矩传递 -0.49 1.40 4.15第二次弯矩分配 0.29 0.20 -0.21 -0.31 -0.88 结果 4.45 -4.45 7.16 -1.77 -5.39 3.97（2）分层法计算中间层梁弯矩：（计算结果见表2-6和图2-17（2）所示）计算梁端弯矩： 22AB11M3.80.78ABPl KNm22.1ABl 2215.53BCPl KNm 22M.1.666BCl 活荷载作用下框架中间层弯矩分配 表2-6杆端位置 A3A4 A3A2 A3B3 B3A3 B3B2 B3B4 B3C3 C3B3分配系数 0.374 0.374 0.252 0.121 0.181 0.181 0.517 固端弯矩 -20.78 20.78 -2.52 -1.26第一次弯矩分配 7.77 7.77 5.24 -2.20 -3.31 -3.31 -9.44 弯矩传递 -1.10 2.62 9.44 第二次弯矩分配 0.41 0.41 0.28 -0.32 -0.47 -0.47 -1.36 结果 8.18 8.18 -16.36 20.88 -3.78 -3.78 -13.32 8.18（3）分层法计算底层梁弯矩：（计算结果见表2-7和图2-17（3）所示）计算梁端弯矩：22AB11M3.80.78ABPl KNm22.1ABl 2215.53BCPl KNm 22M.1.666BCl 活荷载作用下框架底层弯矩分配 表2-7杆端位置 A1A2 A1A0 A1B1 B1A1 B1B0 B1B2 B1C1 C1B1分配系数 0.362 0.395 0.243 0.120 0.194 0.178 0.508 固端弯矩 -20.78 20.78 -2.52 -1.26第一次弯矩分配 7.52 8.21 5.05 -2.19 -3.54 -3.25 -9.28 弯矩传递 -1.10 2.53 9.28第二次弯矩分配 0.40 0.43 0.27 -0.30 -0.49 -0.45 -1.29 结果 7.92 8.64 -16.56 20.82 -4.03 -3.70 -13.09 9.02 4.54.5 7.165.393.971.48 0.59 1.7 6 1.48 0.59 1.7图2-17（1） 顶层分层法弯矩计算结果8.1 16.3 20.8 2.73 1.26 3.78 2.73 8.1 1.2613.28.1 8.1 16.320.8 2.73 1.26 3.78 2.73 8.1 37 1.26图2-17（2） 中间层分层法弯矩计算结果 8.6416.5 20.82 4.32 2.0 4.03 2.64 7.92 37 1.2313.099.02 8.6416.520.82 4.32 2.0 4.03 2.64 7.92 70 1.23图2-17（3） 底层分层法弯矩计算结果(4) 叠加分层法计算结果，并进行节点不平衡弯矩分配得计算过程如下：（计算结果见图2-18所示）5. 7354.60 768. 78.1 75621820.9849 .0 1455372165. 7638. 78.1 75614290903图2-18活荷载标准值作用下框架弯矩图（单位：KNm）(5) 计算梁端剪力由梁的平衡条件可得： 和 ，计算结果见图 2-19所示。2pllMVrl 2pllMVrr（6）计算柱轴力依据节点的平衡条件可得轴力，计算结果见图2-19所示。 4.92 0.95.36 0.9 14.85 6015.93 6.30 14.97 60 15.81 6.30 14.97 63015.93 6.30 14.96 60 15.82 6.30 14.93 63015.8 6.3010.2 43.576.92 10.43143.8 17.26 12.40 91.32 70.2149.0 27.96.97图2-19活荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力图（单位：KN）(7) 考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，计算结果如图2-20所示。2.4.3计算水平恒荷载作用下的内力风荷载作用下的结构计算简图见图2-8，内力计算采用D值法，计算过程见图2-21。 A BK=0.61 24 V6=.0c K=0.61 24V5=8.15c K=0.61 24 V4=1.05cK=0.61 24 V3=15.6c K=0.61 24V2=19.07c K=0.62 43 V1=28.69cK=1.89 04 V6=8.17c K=1.89 04V5=16.c K=1.89 04 V4=2.62cK=1.89 04 V3=1.96c K=1.89 04V2=39.6c K=1.93 062 V1=4.9cP6=24.3VP6 P5=2.5VP5498P4=23.75VP4 P3=21.87VP3950P2=0.85VP216 P1=23.90VP15（ a）剪力在各柱间分配（kN） A By0=.251 M上 079 下 =3.62 y0=.395 M上 17 下 =.62 y0=.45 M上 32下 =6. y0=.351 M上 904 下 =1.3 y0=.40 M上 263 下 =17.5y0=.450 M上 397 下 =25.4 y0=.50 M上 343下 =. y0=.70 M上 42 下 =93.9 y0=.50 M上 864 下 =105.0 y0=.50 M上 713 下 =0. y0=.495 M上 810 下 =56.95y0=.450 M上 87 下 =39.(b)各柱反弯点及柱端弯矩（Knm）图2-21 风荷载作用下的内力计算风荷载作用下框架弯矩图如图2-21所示，框架剪力图和轴力图如图2-22所示。12.030.5151.826.386.41106.45.6910.79 14.362.6 24.1331.540.6750.936.348.3259.6774.3517.91.623.2526.48.7539.858.105.9570.1370.1386.40105.6010.793.6219.0410.326.0317.3530.9725.3434.334.340.293.9A C D B图2-22 风荷载作用下框架的弯矩图（单位：KNm）2.03 10.8 8.0528.91 64.6310.32 169.4243.28 51.65 36.2923.90 14.066.0 2.03 8.17 16.4 24.6231.68 38.9641.29 28.6919.07 15.6412.05 8.154.0 4.57 25.437.46 43.189.84 5.5312.39 72.0115.36 8.70A B C D图2-22 风荷载作用下框架的剪力图、轴力图（单位：KN）2.5地震作用计算采用底部剪力法，并根据建筑抗震设计规范进行计算，地震计算模型如图2-25。 G123G456图2-25 结构抗震计算简图(1) 基本自振周期计算由PKPM中SATWE计算得出结构基本自振周期为1.3293s，考虑到非承重墙刚度对结构自震周期的影响，折减系数取0.6，即 1.3290.678T（2）重力荷载代表值集中在各楼层标高处的重力荷载代表值包括：楼面或屋面自重的标准值；50%楼面荷载或50%屋面雪荷载，屋面活荷载不计，墙重取上下各半层墙重的标准值之和。二-五层板面积 表2-8卫生间面积（ ）2m100mm8.052.84.2楼梯面积（ ） 100mm969电梯面积（ ）2100mm.71.5办公室面积（ ）m100mm80430427会客室面积（ ）2m100mm8.0452.3.81会议室面积（ ） 100mm316休息厅面积（ ）2100mm.档案室面积（ ）m100mm8052437打字文印室面积（）2m100mm.1.8财会室面积（ ）2100mm8.045.32.走廊面积（ ） 100mm2671068屋顶面积（ ）2120mm.94.593.06（2）以下示例二层的一个截面梁自重和粉刷的计算过程，其余各层梁的自重如表2-9，如 307KL自重：0.(.1)(8.65)10.3(7.10)(8.5)420.3(7.10)2429kN梁侧粉刷： (0.71)(8.065)1(0.7)(8.105)42(0.71)(2.4065)2943k该截面梁自重和粉刷之和为：表2-9层数截面二层（自重 +粉刷） kN三层（自重+粉刷） kN四层（自重+粉刷） kN五层（自重 +粉刷） kN顶层（自重 +粉刷） kN307KL2141.362141.362141.362141.362141.36655.63 55.63 55.63 55.63 86.10250L408.04408.04408.04408.04384.04合计 2605. 2605. 2605. 2605. 268.kN03 03 03 03 50柱自重 表2-10层号数量mm截面mm高度mm自重kN粉刷kN自重+粉刷kN合计kN4 6074200176.4012.57188.9716 4200705.6045.70751.30一层12 6074200529.2030.84560.041522.944 53600128.709.79138.4916 063600514.8035.25550.05二层-顶层12 53600386.1023.50409.601098.14（3）a.底层重力荷载代表值 1G恒载：二层板重： 04.23569.0kN二层框架梁、次梁的自重及粉刷： 25.3一层框架柱自重： 152.94k二层框架柱自重： 08.N一层墙门窗重： 139.54k二层墙门窗重： 02. 活载：楼面活载： 84.25(8)5(426.73.8131047.kN1369.0.(.)0.8484GkNb.二层-五层重力荷载代表值 25G恒载：三层板重： 104.3619.0kN三层框架梁、次梁的自重及粉刷： 25.3二层框架柱自重： 1098.4k三层框架柱自重： .N二层墙门窗重： 1032.54k三层墙门窗重： .活载：楼面活载： 84.25(698136.08)5(426.73.81310.471kN2569.3(.9.0.54).1084.GkN c.顶层重力荷载代表值 6G恒载：顶层板重： 93.05734.81kN顶层框架梁、次梁的自重及粉刷： 26.05顶层框架柱自重： 1098.4k五层墙门窗重： 32.5N女儿墙重： 48.9k活载：屋面活载： 3.06514.876.905.31.04kN65034.8126.05(198.42.).27.G 综上，重力荷载代表值的计算结果如表2-11所示表2-11层数 一层 二层 三层 四层 五层 六层重力荷载代表值(Kn)9831.849439.949439.949439.949439.949270.73单榀框架重力荷载代表值(Kn)1228.981180.001180.001180.001180.001158.84合计 710.82eqGkN（4）框架侧向刚度的计算采用 D 值法计算水平地震作用时，侧向刚度需要修正。框架侧向刚度的计算结果如图2-26所示。 A BK=0.61 24c K=0.61 24c K=0.61 24cK=0.61 24c K=0.61 24c K=0.62 43cK=1.89 04c K=1.89 04c K=1.89 04cK=1.89 04c K=1.89 04c K=1.93 062cy=0.51 y=.395 y=0.351 y=.5y=0.0 y=.50 y=0.50 y=.95y=0.50 y=.50 y=0.70 y=.50图2-26 框架侧向刚度及各柱反弯点高度（5）本工程建筑总高度 ，且属于刚度和质量沿高度分布比较均匀的框40Hm架结构，所以近似采用底部剪力法进行地震作用计算。（6）水平地震作用影响系数 1根据给定条件，抗震设防烈度为7度（0.15g）,设计地震分组为第一组，场地类别为类。查抗震规范可得计算参数： max0.12,.5gTs由于结构阻尼比 ，则 ，因 则0.510.9,1ggT.2max1()().2.478gT多遇地震水平地震作用为：0.4510.67EKeqFGkN由于基本自震周期 ，考虑顶部附加地震作用。1.798435gTsTs()F2.nEKEKk各楼层水平地震作用标准值及地震剪力作用标准值如表2-12水平地震作用标准值及地震作用标准值 表2-12楼层 /kNiG/iHmi61iiGH61()Fii nEKF61/iiVkN六层 1158.84 22.2 25726.2 0.28 58.61 90.86五层 1180.00 18.6 21948.0 0.24 50.24 141.10四层 1180.00 15.0 17700.0 0.19 39.77 180.87三层 1180.00 11.4 13452.0 0.14 29.30 210.17二层 1180.00 7.8 9204.0 0.10 20.93 231.10一层 1228.98 4.2 5161.7 0.05 10.47 241.57合计 / / 93191.9 1.00 209.32 /(7)框架侧移计算层间侧移的计算公式为： ，根据抗震规范规定钢筋混凝土框架结构的最iiVD大弹性层间位移角为1/550,所以楼层内最大的弹性层间位移 。各楼H/50i层的层间位移计算如表2-13层间位移 表2-13楼层 /iVkN3/(10/m)ik(V/)mii/(/50)mi六层 90.86 141.8 0.64 3.6 6.54五层 141.10 141.8 1.00 3.6 6.54四层 180.87 141.8 1.28 3.6 6.54三层 210.17 141.8 1.48 3.6 6.54二层 231.10 141.8 1.63 3.6 6.54一层 241.57 147.2 1.64 4.2 7.63由上面计算结果得知该框架的侧移满足要求。（8）各层柱剪力计算柱剪力的计算公式为： ，根据该公式求得各层柱的剪力如表2-iijijVD14所示。各层柱剪力 表2-14楼层柱号3/(10/m)ijDkN3/(10/)iDkN/ijiD/iVkN/()ijiijiDA 23.3 0.1614.54六层B 47.6141.80.3490.8630.89A 23.3 0.1622.58五层B 47.6141.80.34141.1047.97A 23.3 0.1628.94四层B 47.6141.80.34180.8761.50A 23.3 0.1633.63三层B 47.6141.80.34210.1771.46A 23.3 0.1636.98二层B 47.6141.80.34231.1078.57A 30.2 0.2150.73一层B 43.4147.20.29241.5770.06（9）各层柱上下截面、梁端弯矩计算柱上截面的弯矩计算： ，柱下截面的弯矩计算： ，(1y)hMVyhMV梁端弯矩计算根据柱的不平衡弯矩按梁的线刚度分配。由于水平地震的方向不确定，下面以左地震为例计算其内力，右地震的内力与左地震内力大小相等方向相反计算略去。柱上下的弯矩计算结果见表2-15，梁端弯矩计算结果见表2-16，水平地震作用产生的弯矩图见图2-27。柱上下截面的弯矩计算 表2-15楼 截面 高度（ 反弯点高度（ (kN)ijV弯矩层 位置 m） m） (kNm)A上 3.6 2.69 14.5439.11A下 3.6 0.91 14.5413.23B上 3.6 2.18 30.8967.34六层B下 3.6 1.42 30.8943.86A上 3.6 2.34 22.5852.84A下 3.6 1.26 22.5828.45B上 3.6 2.00 47.9795.94五层B下 3.6 1.60 47.9776.75A上 3.6 2.06 28.9459.62A下 3.6 1.44 28.9441.67B上 3.6 1.98 61.50121.77四层B下 3.6 1.62 61.5099.63A上 3.6 1.98 33.6366.59A下 3.6 1.62 33.6354.48B上 3.6 1.82 71.46130.06三层B下 3.6 1.78 71.46127.20A上 3.6 1.80 36.9866.56A下 3.6 1.80 36.9866.56B上 3.6 1.80 78.57141.43二层B下 3.6 1.80 78.57141.43A上 4.2 1.26 50.7363.92一层 A下 4.2 2.94 50. 149.1573B上 4.2 1.89 70.06132.41B下 4.2 2.31 70.06161.84 Mcl Mbr Mbl Mcu根据节点弯矩平衡条件可知，以五层梁弯矩求解示例。A节点： 13.25.846.0lubrcMkNmB节点： ().7,()95.06l rl luclc br cr lc MkNm 45.7995.06134.9156.19182.67186.2121.539.1 4.746.06 63.573.5085.9687.638.07108.2612.04130.4867.3443.8695.476.512.79.63130.6127.014.314.3132.4116.84428.4559.6241.676.5954.86.566.5663.92149.15A C D B图2-27 水平地震作用下框架的弯矩图（单位： ）kNm（10）地震作用框架剪力和轴力计算梁剪力=（右端弯矩+左端剪力）/长度，柱轴力为柱截面以上两边剪力相加，其计算结果见图2-28。 45.65 138.5269.76 42.