四层框架结构计算书.doc

湖南工程学院毕业论文 第 1 页 共 99 页 第一章第一章 建筑设计建筑设计 1 1 设计条件 建筑名称 长沙大学办公楼 工程地点 湖南省长沙市洪山路 98 号 设计的目的 为满足学校办公的需求新建设的办公楼 建筑面积 3548 8 占地面积 924 6 建筑层数 地上部分为四层 抗震设防烈度 6 度 1 2 结构形式与平面设计 本工程现浇整体式钢筋混凝土框架结构 基础形式采用的是柱下独立基础 本建 筑在平面设计过程中 首先考虑到建筑单位的办公要求 使用部分分为 3 个类别 一 是大会议室与图书馆 要求的使用空间大 且大会议室要求视野和光线好 二是普通 办公室 布置要求合理 尽量形成分区办公的格局 三是大空间办公室 对光线和办 公环境要求更高 综合考虑各项因素 最终确定将采用内廊式小柱网 主要柱网以 5m 9 6m 以满足大空间会议室的要求 另外为了满足小办公室的面积的要求 可将柱 网合理分格 符合建筑使用的要求 1 2 1 房间设计 该建筑地上为 4 层 无地下室 所有的楼地面均采用大理石地面做法 其中走廊 采用水磨石地面做法 楼梯 卫生间为带放滑瓷砖地砖 该建筑的房间设计 严格按 照 建筑设计资料集 现行建筑设计规范大全 房间的层高 1 层层高取为 4 5m 其余各层层高取为 3 6m 房间的平面布置有良好的朝向 通风 日照 1 2 2 卫生间设计 每层均设有男女卫生间各 1 间 每间内设有 1 0 1 4 蹲位 5 个 男 40 人 个 女 20 人 个 0 6 0 9 洗手盆 5 个 100 人每个 另男卫生间加设挂式小便器 6 湖南工程学院毕业论文 第 2 页 共 99 页 个 40 人每个 卫生间地面比同层楼层标高低 0 3m 规范要求厕所距离最远的工作 点不应大于 50m 设计厕所位于建筑布局右上以满足要求 1 2 3 内廊 楼梯 出口设计 内廊的宽度符合人流和建筑防火的要求 单股人流通行宽度为 550mm 600mm 本 设计 4 层 采用内廊且双面布房 走道长度 54m 大于 40m 按照规范要求内廊净宽度不 应小于 1 8m 本设计采用 2 4m 的内廊 可 4 人并行通过 满足要求 楼梯设计主要依据使用要求和人流通过的情况确定梯段和休息平台的宽度 本建筑为 多层建筑 二级防火 每层为一个防火分区 按照二级防火的要求 房间到最近的疏 散口的最大距离不小于 35m 建筑每层两侧设开间为 3000mm 的双跑楼梯 采用封闭楼梯 间的设计 符合防火要求 出入口的宽度 本建筑人数最多一层按 300 人考虑 百人指 标为 1m 人 需 3m 宽度 本设计的楼梯宽度 3 2 6m 符合要求 室内外高差为 900 台阶踏步宽度为 300mm 150mm 1 3 体型 立面设计 该建筑在立面设计时满足建筑内部使用功能要求 同时也注意建筑的外形美观要 求 高校办公楼应追求平稳的对称体型和均衡 层次 统一的立面 以此把适用 经 济 美观的中国建筑要求结合起来 所有的窗 包括落地窗 均采用铝合金窗 以营 造立面的整洁 1 4 剖面设计 建筑的剖面图是表示建筑物再垂直方向上各部分之间的组合关系 剖面设计将考 虑到建筑的层高 门窗洞口的高度 梁的高度 各个构件的组合 构造关系 1 4 1 窗高的确定 所有的窗台高均为 900mm 窗高多为 2 4m 落地窗窗高为 2 7m 详细信息见门窗表 湖南工程学院毕业论文 第 3 页 共 99 页 1 4 2 洞口尺寸的确定 房间的采光系数是窗洞口面积和房间净面积之比 1 6 为办公室采光系数的最低值 门洞口尺寸的确定 一般规定 公共建筑安全出入口的数目不小于两个 但是面积 60m2以下 人数不超过 50 人的房间 可以只设置一个出入口 对于二级防火的本办公 楼百人指标为 1 00 经计算所有的门洞的设计满足规范要求 湖南工程学院毕业论文 第 4 页 共 99 页 第二章第二章 内力计算内力计算 2 1 设计的资料 2 1 1 工程地点 长沙某高校 2 1 2 建筑类型 四层框架填充墙结构 2 1 3 建筑介绍 建筑面积 3000 平方米 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结 构 楼板厚度取 120mm 填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 2 1 4 门窗使用 大门采用玻璃门 其它为木门 窗为铝合金窗 2 1 5 地质条件 自然地表以下 0 6m 内为杂填土和腐殖土 0 6 至 4 5 米为褐色粘土 地基承载力设计值取 220KPa 4 5m 至 10m 为卵石土层 10m 以下 为稳定的岩石 2 1 6 柱网与层高 本综合楼采用柱距为 5m 的内廊式小柱网 边跨有 7 2m 与 9 6m 中间跨为 2 4m 首层层高取 4 5m 其他层为 3 6m 柱网布置图如下图所示 图 2 1 柱网布置图 湖南工程学院毕业论文 第 5 页 共 99 页 2 2 框架结构承重方案 本次设计的办公楼楼采用横向承重方案 竖向荷载主要由横向框架承担 横向框 架还要承受横向的水平风载 竖向荷载的传力途径 楼板的均布活载和恒载经次梁间 接或 直接传至主梁 再由主梁传至框架柱 最后传至地基 2 2 12 2 1 框架结构的计算简图框架结构的计算简图 图 2 2 结构计算简图 2 2 22 2 2 梁 柱截面尺寸的初步确定 1 梁截面高度一般取梁跨度的 1 12 1 8 本方案取 700mm 截面宽度 取 700 1 2 1 3 300mm 可得梁的截面初步定为 b h 300 700 2 框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值 按下列公式计算 1 柱组合的轴压力设计值 N FgEn 注 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数 F 按简支状态计算柱的负载面积 gE 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可近似的取 14KN m2 湖南工程学院毕业论文 第 6 页 共 99 页 n 为验算截面以上的楼层层数 2 Ac N uNfc 注 uN 为框架柱轴压比限值 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值 取混凝土 C30 查得 14 3N mm2 3 计算 对于边柱 N FgEn 8 161248 45142 1 KN Ac N uNfc 2 1612 8 112783 2 14 3 mm 取 600mm 600mm 360000 mm2 对于内柱 N FgEn 1 2 14 54 8 1 241935 4 KN Ac N uNfc 2 1935 4 135339 8 14 3 mm 取 600mm 600mm 360000 mm2 梁截面尺寸 mm 横梁 b h 混凝土等级 AC 跨 DF 跨CD 跨 纵梁 b h C30300 700250 500300 600 柱截面尺寸 mm 层次混凝土等级 b h 1C30600 600 湖南工程学院毕业论文 第 7 页 共 99 页 2 3 荷载计算 2 3 1 恒荷载标准值计算荷载标准值计算 查 荷载规范 可取 1 屋面 防水层 刚性 30 厚 C20 细石混凝土防水 1 0 KN 防水层 柔性 三毡四油铺小石子 0 4 KN 找平层 15 厚水泥砂浆 0 015 20 0 30 KN 找平层 15 厚水泥砂浆 0 015 20 0 30 KN 找坡层 40 厚水泥石灰焦渣砂浆 0 3 找平 0 04 14 0 56 KN 保温层 80 厚矿渣水泥 0 08 14 5 1 16 KN 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25 3 KN 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17 KN 合计 6 89 KN 2 各层走廊楼面 水磨石地面 0 65 KN 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25 3 KN 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17 KN 合计 3 82 KN 3 各层楼面 大理石面层 水泥砂浆擦缝 30 厚 1 3 干硬性水泥砂浆 面上撒 2 厚的素水泥 水泥浆结合层一道 1 16 KN 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25 3 KN 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17 KN 合计 4 33 KN 湖南工程学院毕业论文 第 8 页 共 99 页 4 梁自重 B h 300mm 700mm 梁自重 25 0 3 0 7 0 12 4 35 KN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 7 0 12 0 3 2 17 0 3 KN m 合计 4 65 KN m b h 250mm 500mm 梁自重 25 0 25 0 5 0 12 2 38KN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 5 0 12 0 25 2 17 0 21KN m 合计 2 59 KN m b h 300mm 600mm 梁自重 25 0 3 0 6 0 12 3 6KN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 6 0 12 0 3 2 7 0 26KN m 合计 3 86 KN m 基础梁 b h 250mm 400mm 梁自重 25 0 25 0 4 2 5 KN m 合计 2 5KN m 5 柱自重 B h 600mm 600mm 柱自重 25 0 6 0 6 9 KN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 6 4 17 0 41 KN m 合计 9 41KN m 湖南工程学院毕业论文 第 9 页 共 99 页 6 外纵墙自重 标准层 纵墙 0 9 0 24 18 3 89 KN m 铝合金窗 0 35 2 1 0 7 KN m 水刷石外墙 4 2 2 1 0 5 1 05 m 水泥粉刷内墙面 4 2 2 1 0 36 0 76N m 合计 6 4KN m 底层 纵墙 4 5 2 1 0 6 0 4 0 24 18 6 05KN m 铝合金窗 0 35 2 1 0 74 KN m 水刷石外墙 4 5 2 1 0 5 1 2 KN m 水泥粉刷内墙面 4 5 2 1 0 36 0 86 KN m 合计 8 85 KN m 7 内纵墙自重 标准层 纵墙 3 6 0 6 0 24 18 12 96KN m 水泥粉刷内墙面 3 6 0 6 0 36 2 2 16 KN m 合计 15 12 KN m 底层 纵墙 4 2 0 6 0 4 0 24 18 13 82KN m 水泥粉刷内墙面 4 2 0 6 0 4 0 36 2 2 3 KN m 合计 16 12 KN m 8 内隔墙自重 290 290 140 水泥空心砖 湖南工程学院毕业论文 第 10 页 共 99 页 标准层 内隔墙 3 6 0 9 0 4 0 29 9 8 6 53 KN m 水泥粉刷内墙面 3 6 0 6 0 9 0 36 2 1 5 KN m 合计 8 03 KN m 底层 内隔墙 4 5 0 4 0 9 0 4 0 29 9 8 7 95 KN m 水泥粉刷内墙面 4 5 0 4 0 9 0 4 0 36 2 2 01 KN m 合计 9 96 KN m B 轴三层与四层的隔墙 内隔墙 0 6 0 29 9 8 1 71 KN m 铝合金落地窗 0 35 2 4 0 84 KN m 水泥粉刷内墙面 0 6 2 0 36 0 43 KN m 合计 2 98 KN m 2 3 2 活荷载标准值计算 屋面及楼面活荷载标准值 根据 荷载规范 查得 上人屋面均布活荷载标准值 2 0 KN 楼面活荷载标准值 2 0 KN 走廊活荷载标准值 2 5 KN 屋面雪荷载标准值 SK 1 0 0 35 0 35 KN 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 两者中取最大值 湖南工程学院毕业论文 第 11 页 共 99 页 2 4 竖向荷载下框架受荷图 图 2 3 二层楼板传荷载示意图 湖南工程学院毕业论文 第 12 页 共 99 页 图 2 4 三层与四层楼板板传荷载示意图 湖南工程学院毕业论文 第 13 页 共 99 页 图 2 5 屋面板板传荷载示意图 湖南工程学院毕业论文 第 14 页 共 99 页 2 5 梁竖向受荷载计算 板传至梁上三角形或梯形的荷载将等效为均布荷载 1 A C 轴间框架梁 屋面板 屋面板传荷载 恒载 6 89 2 5 1 2 0 262 0 263 2 30 4 KN m 活载 2 0 2 5 1 2 0 262 0 263 2 10 12 KN m 二层楼板传荷载 恒载 4 33 2 5 1 2 0 262 0 263 2 21 91KN m 活载 2 0 2 5 1 2 0 262 0 263 2 10 12 KN m 2 A B 轴间框架梁 楼板传荷载 恒载 4 33 1 2 5 8 2 10 34 KN m 活载 2 0 1 2 5 8 2 3 0 KN m 3 B C 轴间框架梁 恒载 4 33 2 5 1 2 0 352 0 353 2 17 27 KN m 活载 2 0 2 5 1 2 0 352 0 353 2 7 98 KN m 梁自重 4 65KN m A C 轴间框架梁均布荷载为 屋面 恒载 梁自重 板传荷载 4 65 KN m 30 4 KN m 35 05 KN m 活载 板传荷载 10 12 KN m 二层 恒载 梁自重 板传荷载 4 65 KN m 21 91 KN m 26 56 KN m 活载 板传荷载 10 12 KN m 湖南工程学院毕业论文 第 15 页 共 99 页 A B 轴间框架梁均布荷载为 三层与四层楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 4 65 KN m 10 34 KN m 14 99 KN m 活载 板传荷载 3 0 KN m B C 轴间框架梁均布荷载为 三层与四层楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 4 65 KN m 17 27KN m 21 92KN m 活载 板传荷载 7 89 KN m 4 C D 轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载 6 89 1 2 5 8 2 10 34 KN m 活载 2 5 1 2 5 8 2 3 75 KN m 楼面板传荷载 恒载 4 33 1 2 5 8 2 6 5 KN m 活载 2 5 1 2 5 8 2 3 75 KN m 梁自重 2 59 KN m C D 轴框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 59 KN m 10 34KN m 12 93 KN m 活载 板传荷载 3 75 KN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 53 KN m 6 5KN m 9 03KN m 活载 板传荷载 3 75 KN m 5 D F 轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载 6 89 2 5 1 2 0 352 0 353 2 27 49 KN m 活载 2 0 2 5 1 2 0 352 0 353 2 8 78 KN m 湖南工程学院毕业论文 第 16 页 共 99 页 楼面板传荷载 恒载 4 33 2 5 1 2 0 352 0 353 4 33 1 25 1 2 0 252 0 253 13 61 KN m 活载 2 0 2 5 1 2 0 352 0 353 2 0 1 25 1 2 0 252 0 253 6 2 5 KN m D F 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 4 65 KN m 27 49KN m 32 14KN m 活载 板传荷载 8 78 KN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 4 65 KN m 13 61KN m 18 26KN m 活载 板传荷载 6 25 KN m 6 A 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 女儿墙自重 做法 墙高 1100mm 100mm 的混凝土压顶 0 24 1 1 18 25 0 1 0 24 1 2 2 0 24 0 5 6 67 KN m 顶层柱恒载 女儿墙 梁自重 板传荷载 6 67 5 3 86 5 0 5 6 89 2 5 5 8 5 104 55KN 顶层柱活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 5 15 63KN 三层框架柱恒载 梁自重 板传荷载 3 86 5 0 5 4 33 1 2 1 2 0 242 0 243 5 40 72KN 三层框架柱活载 板传活载 2 0 1 2 1 2 0 242 0 243 5 10 78KN 二层框架柱恒载 梁自重 板传荷载 湖南工程学院毕业论文 第 17 页 共 99 页 3 86 5 0 5 4 33 1 2 1 2 0 242 0 243 5 40 72KN 二层框架柱活载 板传活载 2 0 1 2 0 242 0 243 5 10 78KN 一层框架柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 6 4 5 3 86 5 0 5 4 33 2 4 5 8 5 81 84KN 一层框架柱活载 板传活载 2 0 2 4 5 8 5 15KN 基础顶面恒载 基础梁自重 底层外纵墙自重 2 59 5 0 5 8 85 5 0 5 51 48KN 7 C 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 3 86 5 0 5 6 89 2 5 5 8 5 6 89 1 2 1 2 0 242 0 243 5 108 35KN 顶层柱活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 5 2 5 1 2 1 2 0 242 0 243 5 29 1KN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 16 12 5 0 5 3 86 5 0 5 4 33 2 5 5 8 5 4 33 1 2 1 2 0 242 0 243 5 147KN 标准层柱活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 5 2 5 1 2 1 2 0 242 0 243 5 18 32KN 基础顶面恒载 底层内纵墙自重 基础梁自重 16 12 5 0 5 2 5 5 0 5 83 79KN 8 D 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 3 86 5 0 5 湖南工程学院毕业论文 第 18 页 共 99 页 6 89 2 5 5 8 5 6 89 1 2 1 2 0 242 0 243 5 108 35KN 顶层柱活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 5 2 0 1 2 1 2 0 242 0 243 5 17 78KN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 次梁自重 16 12 5 0 5 3 86 5 0 5 4 33 2 5 5 8 2 4 33 1 25 5 8 2 5 4 33 1 2 1 2 0 242 0 243 5 4 33 1 25 1 2 0 172 0 173 7 2 2 1 93 7 2 4 128 35KN 标准层柱活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 2 2 0 1 25 5 8 2 5 2 5 1 2 1 2 0 242 0 243 5 18 95KN 基础顶面恒载 底层内纵墙自重 基础梁自重 16 12 5 0 5 2 5 5 0 5 83 79KN 9 F 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 女儿墙 梁自重 板传荷载 6 67 5 3 86 5 0 5 6 89 2 5 5 8 5 2 6 89 1 25 5 8 2 5 6 89 1 2 5 1 2 0 172 0 173 7 2 2 1 93 7 2 4 123 93KN 顶层柱活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 5 2 2 0 1 25 5 8 2 5 11 72KN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 次梁自重 8 85 5 0 5 3 86 5 0 5 4 33 2 5 5 8 5 2 4 33 1 25 5 8 2 5 4 33 1 25 1 2 0 172 0 173 7 2 2 1 93 7 2 4 104 5KN 湖南工程学院毕业论文 第 19 页 共 99 页 标准层活载 板传活载 2 0 2 5 5 8 5 2 2 0 1 25 5 8 2 5 2 0 1 2 5 1 2 0 172 0 173 7 2 2 20 24KN 基础顶面恒载 底层内纵墙自重 基础梁自重 8 85 5 0 5 2 5 5 0 5 51 08KN 10 A C 轴 3 层与 4 层楼面梁次梁产生竖向集中荷载计算 次梁恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 2 9 5 2 59 5 4 33 1 2 1 2 0 242 0 243 5 4 33 2 5 5 8 5 85 02KN IJ AB 3层与4层楼面梁荷载 85 02 85 02 14 99 3 0 21 92 7 98 21 92 7 98 14 99 3 0 图 2 6 3 层与 4 层楼面梁荷载 集中荷载对梁端产生的弯矩 MFE 38 26KN m 2 2 l bqa 2 2 6 9 2 74 202 85 MEF 114 77KN m 2 2 l aqb 2 2 6 9 4 22 702 85 湖南工程学院毕业论文 第 20 页 共 99 页 均布荷载对梁端产生的弯矩 MFE 168 35KN m 12 2 ql 12 6 992 21 2 MEF 168 35KN m 12 2 ql 12 6 992 21 2 MFE 38 26 168 35 206 61 KN m MEF 114 77 168 35 283 12 KN m 104 55 15 63 40 72 10 78 40 72 10 78 108 35 29 1 81 84 15 51 48 147 18 32 147 18 32 147 18 32 83 79 108 35 17 78 128 35 18 95 128 35 18 95 128 35 18 95 83 79 51 08 123 93 11 72 104 5 20 24 104 5 20 24 104 5 20 24 G 42 345 G 33 88 35 05 10 12 25 56 10 12 14 99 3 0 21 92 7 98 21 92 7 98 14 99 3 0 12 93 3 75 9 03 3 75 9 03 3 75 9 03 3 75 32 14 8 78 18 26 6 25 18 26 6 25 18 26 6 25 85 02 85 02 G 33 88 G 33 88 G 33 88 G 33 88 G 33 88 G 42 345 G 33 88 G 33 88 G 33 88 G 42 345 G 33 88 G 33 88 G 33 88 G 42 345 图 2 7 竖向受荷总图 2 6 风荷载计算 湖南工程学院毕业论文 第 21 页 共 99 页 2 6 1 侧移刚度见表 2 6 2 风荷载作用下的框架侧移计算 水平荷载作用下的框架的层间的侧移可以用下列公式计算 j j IJ V u D 表 2 1 横向 2 至 4 层的 D 值计算 构件名称 2 b c i i i 2 c i a i 2 12 c c Da iKN m h A 轴柱 4 4 2 5 35 10 0 66 2 8 1 10 KN m KN m 0 24 18000 C 轴柱 44 4 2 5 35 10 2 6 5 10 1 4 2 8 1 10 KN mKN m KN m 0 41 30750 D 轴柱 44 4 2 7 1 10 2 6 5 10 1 67 2 8 1 10 KN mKN m KN m 0 45 33750 F 轴柱 4 4 2 7 1 10 0 88 2 8 1 10 KN m KN m 0 31 23250 105750 DKN m 表 2 2 横向底层的 D 值计算 构件名称 2 b c i i i 0 5 2 c i a i 2 12 c c Da iKN m h A 轴柱 4 4 2 5 35 10 0 74 2 7 2 10 KN m KN m 0 45 13841 C 轴柱 44 4 5 35 10 6 5 10 1 65 2 7 2 10 KN mKN m KN m 0 59 18147 湖南工程学院毕业论文 第 22 页 共 99 页 D 轴柱 44 4 7 1 10 6 5 10 1 88 2 7 2 10 KN mKN m KN m 0 61 18762 F 轴柱 4 4 2 7 1 10 0 99 2 7 2 10 KN m KN m 0 5 15376 66126 DKN m 表 2 3 风荷载作用下的框架层间剪力及侧移计算 层 i FKN i VKN DKN m i umm i umm ii uh 444 63244 6321057500 0510 2651 70588 352 97152 9711057500 0610 2141 59016 260 64160 6411057500 0690 1531 52174 166 88966 889661260 0840 0841 54167 由表 5 8 所示 风荷载作用下框架的最大层间位移角为 1 54167 远小于 1 550 满 足规范要求 2 7 竖向荷载与水平荷载对框架的作用 2 7 1 内力计算 为了简化计算 考虑如下几种单独受荷情况 1 恒载作用 2 活荷载作用于 A C 轴间跨 3 活荷载作用于 C D 轴间跨 4 活荷载作用于 D F 轴间跨 5 风荷载作用 从左向右 或者从右向左 对于 1 2 3 4 等 4 种情况 框架在竖向荷载作用下 采用分层法计算 对于第 5 种情况 框架在水平荷载作用下 采用门架法计算 湖南工程学院毕业论文 第 23 页 共 99 页 2 7 2 计算梁柱线刚度 框架梁的线刚度计算 对于中框架梁取 0 II2 左边跨梁 i左边跨梁 EI l 3 0 107 2 0 3 0 73 9 6 5 35 104KN m 12 1 中跨梁 i中跨梁 EI l 3 0 107 2 0 25 0 53 2 4 6 5 104KN m 12 1 右边跨梁 i右边跨梁 EI l 3 0 107 2 0 3 0 73 7 2 7 1 104KN m 12 1 底层柱 A F 轴 I底层柱 EI l 3 0 107 0 64 5 3 7 2 104KN m 12 1 其余各层柱 A F 轴 I余柱 EI l 0 9 3 0 107 0 64 3 6 12 1 8 1 104KN m 令 I余柱 1 0 则其余各杆件的相对线刚度 i左边跨梁 0 66 i中跨梁 0 80 4 4 5 35 10 KN m 8 1 10 KN m 4 4 6 5 10 KN m 8 1 10 KN m i右边跨梁 0 89 i底层柱 0 89 4 4 7 1 10 KN m 8 1 10 KN m 4 4 7 2 10 KN m 8 1 10 KN m 湖南工程学院毕业论文 第 24 页 共 99 页 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 89 0 89 0 89 0 89 0 66 0 80 89 0 890 8 0 66 0 890 8 0 66 0 890 8 0 66 图 2 8 相对线刚度图 2 7 3 用弯矩分配法弯矩分配法计算恒载 1 顶层 中层 底层的计算如下 列表计算如表 弯矩图如图 湖南工程学院毕业论文 第 25 页 共 99 页 1 0 1 0 1 0 1 0 A BC D EF GH 顶层计算简图 0 66 0 80 89 图 2 9 顶层计算简图 D CB A M KJ I 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 中层计算简图 E FG H 0 66 0 80 89 图 2 10 中层计算简图 底层计算简图 I JK M A BC D 1 0 1 0 1 0 1 0 H GF E0 890 8 0 66 0 89 0 890 89 0 89 图 2 11 底层计算简图 湖南工程学院毕业论文 第 26 页 共 99 页 表 2 4 顶层杆端弯矩的计算 结点 ABCDEFGH 杆端 AEBFCGDHEAEFFEFBFGGFGCGHHGHD 分配系数 0 60 40 270 410 320 30 370 330 470 53 固端弯矩 KN m 269 2269 18 6 216 21 138 8138 84 节点 F 弯矩分配传递 35 94 35 5 71 107 8 84 15 42 08 节点 E 弯矩分配传递 60 94182 81121 8760 94 节点 F 弯矩分配传递 8 33 8 22 16 45 25 19 5 9 75 节点 G 弯矩分配传递 22 8927 6855 3568 6760 8930 45 节点 H 弯矩分配传递 30 39 78 79 57 89 72 节点 G 弯矩分配传递 4 9611 9314 7213 126 56 节点 F 弯矩分配传递 4 6 4 6 9 1 13 81 10 78 5 39 节点 E 弯矩分配传递 2 567 695 132 57 节点 F 弯矩分配传递 0 35 0 35 0 69 1 05 0 82 0 41 节点 G 弯矩分配传递 0 720 871 742 151 910 96 节点 H 弯矩分配传递 1 33 1 77 3 53 3 99 节点 G 弯矩分配传递 0 220 260 530 660 580 29 节点 F 弯矩分配传递 0 15 0 15 0 31 0 46 0 36 0 18 节点 E 弯矩分配传递 0 10 30 20 1 节点 F 弯矩分配 0 01 0 01 0 02 0 04 0 03 0 01 最后的弯矩 KN m 63 6 49 3828 73 31 33190 8 190 8235 22 148 2 87 0417 9486 2 103 994 93 71 湖南工程学院毕业论文 第 27 页 共 99 页 表 2 5 中层杆端弯矩的计算 结点 A I B J C K D M EFGH 杆端 AE IE BF JF CG KG DH MH EAEIEFFEFBFJFGGFGCGKGHHGHDHM 分配系数 0 3760 3760 2480 1910 2890 2890 2310 217 0 27 1 0 27 1 0 242 0 30 8 0 3460 346 固端弯矩 KN m 283 1 206 6 1 4 334 33 78 88 78 8 8 节点 E 弯矩分配传递 35 48 106 4 5 106 4 5 70 2135 1 节点 F 弯矩分配传递 22 87 22 67 45 34 68 6 68 6 54 83 27 42 节点 G 弯矩分配传递 9 2111 0722 13 27 6 3 27 6 3 24 68 12 3 4 节点 H 弯矩分配传递 10 52 14 05 28 1 31 56 31 56 节点 G 弯矩分配传递 1 271 533 053 813 813 41 7 节点 F 弯矩分配传递 1 31 1 21 2 41 3 64 3 64 2 91 1 5 节点 E 弯矩分配传递 38 978 975 922 96 节点 F 弯矩分配传递 0 29 0 29 0 57 0 86 0 86 0 68 0 34 节点 G 弯矩分配传递 0 140 20 40 50 50 450 23 节点 H 弯矩分配传递 0 22 0 3 0 59 0 67 0 67 节点 G 弯矩分配传递 0 030 030 060 080 080 070 04 湖南工程学院毕业论文 第 28 页 共 99 页 节点 F 弯矩分配 0 02 0 020 03 0 07 0 07 0 05 0 02 最后的弯矩 KN m 38 48 23 91 10 37 10 3 115 4 2 115 4 2 231 2 196 3 8 73 17 73 17 49 97 0 69 32 0 2 32 0 2 64 63 64 5 32 23 32 23 表 2 6 底层杆端弯矩的计算 结点 ABCDIJKMEFGH 杆端 AEBFCGDHIEJFKGMHEAEIEFFEFBFJFGGFGCGKGHHGHDHM 分配系数 0 34 9 0 39 2 0 25 9 0 18 6 0 25 1 0 28 1 0 22 5 0 22 3 0 24 9 0 27 9 0 24 8 0 320 32 0 27 9 固端弯矩 KN m 196 196 3 4 33 4 33 78 9 78 8 8 节点 E 弯矩分配传 递 34 2 6 38 4 8 68 5 1 76 9 5 50 7 6 25 3 8 节点 F 弯矩分配传 递 27 3 30 5 20 2 40 4 54 6 61 1 48 3 24 2 节点 G 弯矩分配传 递 12 2 9 13 7 7 10 0 1 20 0 1 24 5 8 27 5 4 24 4 8 12 2 4 节点 H 弯矩分配传 递 14 6 12 7 14 6 29 2 29 2 25 4 节点 G 弯矩分配传 递 1 822 031 633 253 634 063 621 81 节点 F 弯矩分配传 递 1 46 1 64 1 09 2 17 2 92 3 27 2 62 1 31 湖南工程学院毕业论文 第 29 页 共 99 页 节点 E 弯矩分配传 递 3 722 767 438 355 522 76 节点 F 弯矩分配传 递 0 35 0 04 0 26 0 51 0 69 0 78 0 62 0 31 节点 G 弯矩分配传 递 0 20 230 140 360 40 450 40 2 节点 H 弯矩分配传 递 0 32 0 28 0 32 0 64 0 64 0 56 节点 G 弯矩分配传 递 0 040 050 040 070 080 090 080 04 节点 F 弯矩分配传 递 0 03 0 03 0 02 0 03 0 05 0 06 0 04 0 02 节点 E 弯矩分配 0 050 050 10 10 070 03 最后的弯矩 KN m 38 0 3 29 1 14 3 5 14 9 41 2 9 32 2 16 0 8 13 76 0 4 85 4 162 181 3 58 2 65 2 44 1 2 23 28 6 9 32 1 4 65 2 63 3 7 29 8 26 湖南工程学院毕业论文 第 30 页 共 99 页 顶层弯矩图 D HG BC A EF 63 649 3828 73 31 33 190 81 190 8 235 22 148 18 87 04 17 94 86 2 103 8994 93 17 图 2 12 顶层弯矩图 H GF E 38 48 38 48 23 91 23 91 10 37 10 37 10 3 10 3 115 42 115 42 231 2 196 38 73 17 73 17 49 97 0 69 32 0232 02 64 63 64 5 32 2332 23 中层弯矩图 D CB A M KJ I 图 2 13 中层弯矩图 I JK M A BC D 底层弯矩图 H G F E 38 0329 1114 35 14 19 41 29 56 71 16 08 12 99 76 04 85 04 161 5 181 33 58 2165 21 44 08 2 23 28 69 32 14 65 2 63 37 29 8 25 98 图 2 14 底层弯矩图 湖南工程学院毕业论文 第 31 页 共 99 页 4 柱端弯矩叠加 不平衡的弯矩再进行一次分配 得出的框架弯矩总图如下图 顶层 A 轴顶杆端为例 二次分配计算 EF 杆 38 48 0 4 15 39 EA 杆 38 48 0 6 38 48 15 39 分配后节点的弯矩 EF 杆 190 8 15 39 206 19 EA 杆 190 81 15 39 206 19 顶层 B 轴顶层杆端 二次分配计算 FE 杆 23 91 0 27 6 45 FB 杆 23 91 0 41 23 91 14 1 FG 杆 23 91 0 32 7 65 分配后节点的弯矩 FE 杆 235 22 6 45 241 67 FB 杆 148 18 14 1 162 3 FG 杆 87 04 7 65 79 39 其余各节点依上法计算 5 跨中弯矩计算 根据公式 82 MMql M 左右 中 以 A C 轴顶层梁为例 求其跨中弯矩 179 85kN m 22 35 05 9 6206 19241 67 8282 MMql M 左右 中 37 85 kN m 22 12 93 2 479 39 14 83 8282 MMql M 左右 中 105 21 kN m 22 32 14 7 2107 398 8 8282 MMql M 左右 中 其余各梁跨中弯矩依此法计算 湖南工程学院毕业论文 第 32 页 共 99 页 6 恒荷载作用下的剪力计算 根据 进行计算 2 MMql V l 左右 左 2 MMql V l 左右 右 以 A F 轴顶层梁为例 求其梁端剪力 A C 轴梁 2 MMql V l 左右 右 206 19241 67 0 5 35 05 9 6171 9 9 6 2 MMql V l 左右 左 206 19241 67 0 5 35 05 9 6164 52 9 6 C D 轴梁 2 MMql V l 左右 右 79 39 14 83 0 5 12 93 2 411 38 2 4 2 MMql V l 左右 左 79 39 14 83 0 5 12 93 2 442 42 2 4 D F 轴梁 2 MMql V l 左右 右 107 398 8 0 5 32 14 7 2114 5 7 2 2 MMql V l 左右 左 107 398 8 0 5 32 14 7 2116 88 7 2 7 恒荷载作用下的轴压力计算 柱下的 式中 NU NL以压力为正 拉力为负 lulr NNVV 以 A F 轴顶层柱顶为例计算 104 55 164 5276 45 A NKN 108 35 171 942 42276 45NcKN 108 35 116 88 11 38265 27 D NKN 123 93 114 5240 81 F NKN 其余各层轴力可依此过程计算 湖南工程学院毕业论文 第 33 页 共 99 页 206 19 206 19 241 67 256 210 38 140 65 115 53 125 35 79 39 14 83 162 3 93 17 107 3 98 8 98 55 33 36 7 7960 52 5221 42 74 1477 32 59 46 17 83 126 72 250 96 123 91 207 01 80 87 89 06 37 33 5 06 49 65 35 22 71 08 16 24 71 67 34 47 62 61 38 03 108 8 176 6 185 73 82 4 38 7 52 7 26 1 0 09 39 63 67 78 26 5 66 67 33 47 29 11 14 35 14 9 179 85 121 28 125 43 113 29 105 21 45 59 46 9 51 2 37 8 14 07 14 07 12 9 图 2 15 恒荷载作用下的弯矩图 湖南工程学院毕业论文 第 34 页 共 99 页 171 9 11 38 42 42 114 5 116 88 142 94 0 18 66 18 21 5 65 3 148 48 2 61 65 58 24 29 65 66 123 64 158 28 65 58 26 92 65 89 121 74 5 25 22 9 18 188 999 44 164 52 152 45 图 2 16 恒荷载作用下的剪力图 湖南工程学院毕业论文 第 35 页 共 99 页 801 43 1022 28 1064 63 274 69 444 49 478 37 648 53 682 41 852 8 895 2 276 45 261 51265 27 240 81 310 33 493 99 527 87 717 07 750 95 956 43 998 78 295 39 595 02 628 9 931 57 965 45 1228 94 1271 29 299 15 515 18 549 06 767 55 图 2 17 恒荷载作用下的轴力图 2 7 4 用弯矩分配法计算活载 A C 轴跨 C D 轴跨 D F 轴跨 计 算方法与恒载相同 1 顶层 中层 底层的弯矩图如下 2 列表计算如表 3 总弯矩图如图 湖南工程学院毕业论文 第 36 页 共 99 页 表 2 7 顶层杆端弯矩计算 活载作用于 AC 轴跨 结点ABCDEFGH 杆端AEBFCGDHEAEFFEFBFGGFGCGHHGHD 分配系数 0 60 40 270 410 320 30 370 330 470 53 固端弯矩 KN m 77 777 72 节点 E 弯矩分配传递15 54 46 6331 0915 54 节点 F 弯矩分配传递 12 7 12 6 25 2 38 2 29 8 14 9 节点 G 弯矩分配传递 1 84 2 244 485 524 922 46 节点 H 弯矩分配传递 0 4 0 58 1 17 1 3 节点 G 弯矩分配传递 0 07 0 090 170 210 190 1 节点 F 弯矩分配传递 0 32 0 32 0 63 0 96 0 75 0 38 节点 E 弯矩分配传递2 77 8 295 522 76 节点 F 弯矩分配传递 0 41 0 38 0 75 1 13 0 88 0 44 节点 G 弯矩分配传递 0 1 0 120 240 30 270 14 节点 H 弯矩分配传递 0 04 0 06 0 11 0 13 节点 G 弯矩分配 0 01 0 010 020 020 020 01 最后的弯矩 KN m 18 31 13 52 02 0 4454 92 54 469 46 40 3 29 10 86 054 761 43 1 43 湖南工程学院毕业论文 第 37 页 共 99 页 表 2 8 中层杆端弯矩计算 活载作用于 AC 轴跨 结点A I B J C K D M EFGH 杆端AE IE BF JF CG KG DH MH EAEIEFFEFBFJFGGFGCGKGHHGHDHM 分配系数 0 3760 3760 2480 1910 2890 2890 2310 2170 2710 2710 2420 3080 3460 346 固端弯矩 KN m 60 660 6 节点 E 弯矩分配传递7 6 22 7922 7915 0335 1 节点 F 弯矩分配传递 9 22 9 14 18 3 27 7 27 7 22 1 11 1 节点 G 弯矩分配传递 1 1 22 4332 681 34 节点 H 弯矩分配传递 0 15 0 2 0 4 0 45 0 45 节点 G 弯矩分配 0 02 0 020 040 050 050 050 03 最后的弯矩 KN m 7 6 9 221 02 0 1522 79