徐州市新城区朝阳建设集团办公楼建设结构设计.doc

徐州市新城区朝阳建设集团办公楼建设结构设计1 绪论1.1工程概况1.1.1设计原始资料在现阶段，随着国内经济的飞速发展，民营企业也在迅速崛起，促进了产业结构的变化，也促使第三产业的迅速发展，尤其是服务业，朝阳建设集团拟在徐州市新城区建一幢办公楼。具体如下：工程名称：徐州市新城区朝阳建设集团工程规模：建筑主体4层，总建筑面积3888 建筑物总高：18.7室内外高差：0.30结构类型：现浇钢筋混凝土框架结构防火等级：二级1.1.2自然条件1. 气象条件：常年主导风向为西北风，基本风压值=0.35kN/m2；年平均降雨量240mm，最大降雨强度l0mm/h；基本雪压值=0.30kN/m2；年最高气温39，最低气温-6；相对湿度：年平均60、冬季40、夏季80。2. 地质条件：规划用地范围内地形平缓，地质条件均匀、良好；常年地下水位约在地表下2m处，无侵蚀性；场地土壤属类建筑场地，l#土层为粉质粘土，平均厚度约为3.5m，承载力标准值不小于130kPa，2#土层为粘土，平均厚度约为6m，承载力标准值不小于140kPa；土壤最大冻结深度0.5m。2建筑设计 建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和 使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术 效果，各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应 考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动 力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求建筑师 认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。2.1 设计任务和设计要求2.1.1 设计任务 本设计的主要内容是办公楼的设计，作为一个办公空间的设计，要在平面规划中自始至终遵循实用、功能需求和人性化管理充分结合的原则。 在设计中，既结合办公需求和工作流程，科学合理的划分职能区域，也要考虑职能区域之 间的相互交流。材料运用简洁,大方,耐磨,环保的现代材料,在照明采光上使用全局照明, 能满足办公的需要。经过精心设计,在满足各种办公及休闲需要的同时,又简洁、大方、美观。2.1.2 设计要求建筑法规、规范和一些相应的建筑标准是对该行业行为和经验的不断总结，具有指导意义，尤其是一些强制性规范和标准，具有法定意义。建筑设计除了应满足相关的建筑标准、规范等要求之外，原则上还应符合以下要求： 满足建筑功能要求； 符合所在地规划发展的要求并具有良好的视觉效果； 采用合理的技术措施； 提供在投资计划所允许的经济范畴内运作的可行性。2.1.2.1 防火防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于 35m，室内消火栓设在走廊两侧,每层两 侧及中间设 3 个消火栓，最大间距 29m,满足间距 50m 的要求。2.1.2.2抗震建筑的平立面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震 要求。2.2建筑物功能与特点2.2.1平面设计建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向 7.2m9，横向 6m、3m、6m，满足建筑开间模数和进深的要求。2.2.2 立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求，采用塑钢窗。外墙面根据建筑做法说明选用灰色喷墙涂料，以增强美感，屋顶在报告厅上方采用钢结构空间网架覆盖夹胶玻璃，做出凸出屋面的斜坡造型。2.2.3剖面设计建筑剖面设计的任务是确定建筑各部分空间的高度、建筑的层数、建筑空间的利用以及处理建筑剖面中结构构造关系等问题。建筑剖面设计的实质是对室内空间、交通联系空间进行竖向的组合布局，并结合平面一起考虑。本工程办公楼，层高为3.6m，楼梯踏面宽300mm，踢面高150mm，（15012=1800mm）；楼梯坡度为28度。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。2.2.4细部构造要求2.2.4.1 门、窗当窗台距地面低于0.90m时，采取防护措施。本办公楼除楼梯平台处窗台设计距地面均为1.2米，窗扇皆为推拉式。一般的房门总是向内开启的，可避免妨碍楼梯间的交通，满足使用要求。房间各部位门洞的最小尺寸是根据使用要求的最低标准设计。一般要宽大于0.9m，高不能低于2.1m。本活动中心采用了三种形式的窗以及三种形式的门。2.2.4.2楼梯本设计中，建筑主体为四层，采用了楼梯。本建筑共设两部部楼梯。（1）楼梯踏步的尺寸：考虑到人们行走的舒适性，便于疏散等要求，取踏面宽300mm，踢面高150mm，（15012=1800mm）；楼梯坡度为28度。（2）梯段和平台的尺寸：梯段的适宜宽度应充分考虑宿舍实际的日常使用情况。平台的宽度不应小于梯段的宽度。（3）楼梯的扶手：楼梯的扶手应坚固适用，其高度为900mm。在楼梯的起始及终结处，扶手均自其前缘向前伸出150mm，且出于安全因素，扶手末端向下布置。2.2.5建筑细部具体构造做法水磨石地面（用于门厅）做法：1、15mm厚1:2白水泥白石子磨光打蜡；2、20mm厚1：3水泥砂浆找平；3、60mm厚C10混凝土；4、100mm厚碎石或碎砖夯实；5、素土夯实；防滑地砖地面（用于卫生间）做法：1、8-10mm厚地面砖，干水泥擦缝；2、撒素水泥面（撒适量清水）；3、20mm厚1：2干硬性水泥砂浆粘接层；4、刷素水泥浆一道；5、40mm厚C20细石混凝土；6、防水层：刷冷底子油一道，二毡三油防潮层，撒绿豆沙一层热沥青粘牢；7、60mm厚C15混凝土，随捣随抹平；8、100mm厚碎石或碎砖夯实；9、素土夯实。地砖楼面做法：1、10mm厚地砖楼面，干水泥擦缝；2、25mm厚1：2干硬性水泥砂浆结合层；3、100mm厚现浇混凝土板；4、20mm厚板底抹灰，涂料两度。走廊做法： 1、10mm厚地砖楼面，干水泥擦缝；2、25mm厚1：2干硬性水泥砂浆结合层；3、100mm厚现浇混凝土板；4、20mm厚板底抹灰，涂料两度。防滑地砖楼面（用于卫生间）做法：1、10mm厚小瓷砖地面，干水泥擦缝；2、5mm厚1：1水泥细砂浆结合层；3、30mm厚C30细石混凝土；4、防水层：刷冷底子油一道，热沥青二道防潮层，厚3.0；5、20mm厚1：3水泥砂浆找平层（四周做圆弧状或钝角）；6、120mm厚现浇钢筋混凝土楼板；7、15mm厚的抹灰（石灰砂浆）。不人屋面做法：20mm厚1:3水泥砂浆抹平压光11m分格3mm厚（一层）高聚物改性沥青防水卷材防水层30mm厚1:3水泥砂浆4200双向配筋66分格封宽10油膏嵌缝100mm厚憎水膨胀珍珠岩找坡2%最薄40厚40-200mm厚1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄40厚100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 20mm板底抹灰女儿墙做法：1、6mm厚水泥砂浆罩面2、12mm厚水泥砂浆打底3、240mm厚粘土砖4、20厚水泥砂浆找平卫生间的墙面做法：瓷砖墙面1、 5mm厚釉面砖白水泥浆擦缝2、6mm厚1 : 0.1 : 2.5水泥石灰膏砂浆结合层3、12mm厚1 : 3水泥砂浆打底踢脚做法：采用地砖踢脚、台度1、8mm厚地砖素水泥擦缝；2、5mm厚1：1水泥细砂结合层；3、12mm厚1：3水泥砂浆打底。4、刷界面处理剂一道。内墙做法：1、15mm厚1：3水泥砂浆打底；2、5mm厚1：1水泥砂浆粘结层；3、20mm厚抹灰；外墙面做法：1、15mm厚1：3水泥砂浆打底；2、5mm厚1：1水泥砂浆粘结层；3、20mm厚抹灰；外墙饰面：灰色涂料饰面；散水做法：混凝土水泥沙浆面散水（带垫层）1、20mm厚1：2水泥砂浆抹面；2、60mm厚C15混凝土，上撒1：1水泥砂子压实抹光；3、120mm厚碎石或碎砖垫层；4、素土夯实，向外坡4%。墙基防潮：防水砂浆防潮层20mm厚1：2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06标高处。水磨石台阶:1）水磨石规格厚度和宽度，按台阶设计要求，长度10001500表面剁平2）20mm厚1 : 3水泥砂浆结合层3）素水泥浆一道4）100mm厚C15号现捣钢筋混凝土6双向钢筋中距150mm（厚度不包括踏步三角部分），台阶面向外坡15）150mm厚碎石或碎砖垫层6）素土夯实（坡度按工程设计）2.3建筑材料 填充墙采用240mm厚的加气混凝土砌块，门厅处为铝合金门窗，其余门为木门，窗为铝合金。3结构设计3.1设计资料结构类型：混凝土框架结构；工程环境：本工程位于江苏省徐州市；抗震设防烈度：7度，第二组别，设计地震基本加速度值为0.1g(根据建筑抗震设计规范GB50011-2010的附录A查得)；场地土：类（根据建筑抗震设计规范GB50011-2010表4.1.3和表4.1.6查得)；设计使用年限：50年（根据建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001中第1.0.5条查的）；框架抗震等级：三级（根据建筑抗震设计规范GB50011-2010表6.1.2查得)；结构安全等级：二级（根据建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001中第1.0.8条查的）。3.2 结构方案选型及布置3.2.1 柱网布置柱网尺寸首先应最大限度地满足建筑使用功能的要求，然后根据造价最省的原则，充 分考虑加工、安装条件等因素综合确定。由于结构的层数较少且跨度不是很大，所以采用 较大柱网尺寸，在节约造价的同时提高房屋的利用率。综合考虑以上条件，柱网尺寸取纵向 7.2m，横向 6m+3m。3.2.2 结构形式选择建筑物的结构形式应满足传力可靠，受力合理的要求。本建筑的层数为地上四层，采用框架结构完全可以满足结构方面以及抗震方面的要求，较为理想；而且框架 结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，并结合建筑设计图纸方案，建筑的结构形式 选定位为钢筋混凝土框架结构。3.2.3 楼板形式选择楼板的方案选择首先要满足建筑设计的要求、自重小，保证楼盖有足够的刚度要求。 常见形式有钢筋混凝土现浇楼板、预制楼板等。预制楼板整体刚度较差。综合考虑造价、 施工水平及室内顶棚抹灰等，选择钢筋混凝土现浇楼板较为合适。3.2.4各层结构平面布置本工程平面为矩形，且水平和竖向均为规则布置，没有大的刚度突变，可采用横向承重方案，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，而纵向框架则按构造要求布置较大的连系梁。各层的结构平面布置图如图 3.1、图 3.2、图 3.3 所示。图3-1 柱网布置图3-2 底层平面图 图3.-3 顶层平面图3.2.5基础形式选取框架结构柱下基础的常见形式有钢筋混凝土独立基础，条形基础，井格式基础，片筏式基础，箱型基础以及桩基础等。独立基础：当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方形、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，这类基础称为独立式基础。条形基础：是指基础长度远远大于宽度的一种基础形式。井格式基础：当地基条件较差，为了提高建筑物的整体性，防止柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横两个方向扩展连接起来，做成十字交叉的井格基础。片筏式基础：当建筑物上部荷载大，而地基又较弱，这时采用简单的条形基础或井格基础已不能适应地基变形的需要，通常将墙或柱下基础连成一片，使建筑物的荷载承受在一块整板上成为片筏基础。片筏基础有平板式和梁板式两种。箱形基础：当板式基础做得很深时，常将基础改做成箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和若干纵、横隔墙组成的整体结构，基础的中空部分可用作地下室（单层或多层的）或地下停车库。箱形基础整体空间刚度大，整体性强，能抵抗地基的不均匀沉降，较适用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物。 桩基础：桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。综上说述，因该地区工程地质条件较好，地基承载力较高，能满足一般建筑物的要求。加上建筑物柱网布置均匀，平面布置比较对称，因此上部荷载比较均匀且不大，同时考虑到经济因素，因此选择了柱下独立基础。基础做法：采用柱下独立基础，混凝土等级为C30，垫层为素混凝土，C15，垫层高100mm。3.3 荷载统计该框架柱网平面布置规则，仅选择中间位置的一榀横向框架 KJ3 进行设计计算,该榀框架的计算单元如图 3.1、图 3.2、图 3.3、 中的.KJ3 ，框架梁的跨度等于顶层柱截面形心轴线之间的距离，根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为 1200mm，底层柱高从基础顶面算至二层楼板底，为5.2m，其余各层的柱高为建筑层高，其余各层均为 3.6m。 3.3.1材料选用混凝土：C30，Ec =3.00104 N/mm2 ，fc =14.3N/mm2 ；钢筋：梁柱纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。3.3.2 拟定梁柱截面尺寸(1) 框架梁：边跨（AB、CD）h =(1/81/12) l =575750mm,取 600mm；b=（1/21/3）h =300200mm,取 b=300mm；中跨（ BC ）b h = 300mm 450mm 。(2) 框架柱：要求 A 1.2 N /fc ，(3) N =（1014）nF =12kN/m2 6 (3.45 + 1.2)m 7.2m = 1555.2kN则A1.2=b=361.25,取bh=400400(2) 纵向框架梁：bh=300600(3) 次梁：bh=3004503.3.3 荷载计算(1) 屋面框架梁：20mm 厚 1:3 水泥砂浆抹平压光 11m 分格 0.02m 20kN/m 3 = 0.40kN/m23mm 厚（一层）高聚物改性沥青防水卷材防水卷材防水层（SBS、APP) 0.1kN/m230mm厚1:3水泥砂浆4200双向配筋66分格封宽10 油膏嵌封0.03m 20kN/m3 = 0.60kN/m2100mm厚憎水膨胀珍珠岩找坡2%最薄40厚 0.10m25010103 kN/m2 = 0.25kN/m240-200mm厚1:8水泥膨胀珍珠岩找坡 2%最薄40厚 （0.20+0.20）/2m7kN= 0.84kN/m2100mm 厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.10m 25kN/m3 = 2.50kN/m220mm 厚板底抹灰 0.02m 17kN/m3 = 0.34kN/m2屋面板均布恒荷载标准 5.03kN/AB 跨屋面梁上恒荷载标准值 gwk1 = 3.6m 5.03kN/m2 =18.1kN/mBC 跨屋面梁上恒荷载标准值 gwk2 = 1.5 2 5.03kN/m2 =15.09kN/mAB 跨框架梁自重 gwk3 ：框架梁自重 0.30m (0.6 0.1)m 25kN/m3 = 3.75kN/m框架梁抹灰 (0.5m 2) 0.02m 17kN/m3 = 0.34kN/m gwk3 = 4.09kN/mBC 跨框架梁自重 gwk4 ：框架梁自重 0.30m(0.45 0.1)m25kN/m3 = 2.63kN/m框架梁抹灰 (0.35m 2) 0.02m 17kN/m3 = 0.24kN/m gwk4 = 2.87kN/m屋面不上人，活荷载标准值为0.5kN/m2 ，则AB 跨屋面梁上活荷载标准值 qwk1 = 3.6m 0.5kN/m2 =1.80kN/mBC 跨屋面梁上活荷载标准值 qwk2 = 1.20m20.5kN/m2 =1.20kN/m(2) 屋面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：女儿墙自重标准值：1200mm高250mm 厚，一面瓷砖贴面，一面抹灰20mm厚，自重为1.2m(0.25m 6kN/m3 +0.5kN/m2+0.0217kN/m3 ) = 2.45kN/m纵向框架梁自重标准值：纵向框架梁自重 0.3m(0.60.1)m25kN/m 3 = 3.75kN/m抹灰 (0.5m2)0.02m 17kN/m 3 = 0.34kN/m纵向框架梁自重标准值 4.09kN/m次梁自重标准值：次梁自重 0.3m (0.45 0.1)m 25kN/m 3 = 2.63kN/m抹灰 (0.35m 2) 0.02m 17kN/m 3 = 0.24kN/m次梁自重标准值 2.87kN/mA 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gwk1 ：女儿墙自重 2.45kN/m 7.2m =17.64kN纵向框架梁自重 4.09kN/m 7.2m = 29.45kN纵向次梁自重 2.87kN/m 3m = 8.61kN屋面恒荷载传来 7.2m3m(1.65m+3m)1.8m5.03kN/m 2 =78.8kN Gwk1 =137.19kNB 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gwk2 ：纵向框架梁自重 4.09kN/m 7.2m = 29.45kN纵向次梁自重 2.87kN/m 3m = 8.61kN屋面恒荷载传来 (7.2m3m3m1.8m)5.03kN/m 2=81.49kN (7.2m1.5m 1.5m1.5m)5.03kN/m 2= 43kN Gwk2 =162.55kNA 轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qwk1 ：屋面活荷载传来 Gwk1=7.2m3m31.8m0.5kN/m = 8.1kNB 轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qwk2 ：屋面活荷载传来 (7.2m3m31.8m)0.5kN/m 2=8.1kN (7.2m1.5m1.2m1.2m)0.5kN/m 2 = 4.28kN Qwk2 =11.4kNA 轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线，应考虑100mm 的偏心，以及由此产生的节点弯矩，则M wk1 = 138.5kN 0.1m = 13.85kN m ， M wk2 = 7.8kN 0.1m = 0.78kN m(3) 楼面框架梁：楼面均布恒荷载：室内10mm 厚铺地砖 0.01m19.8kN/m 3 = 0.20kN/m225mm 厚 1:2 干硬性水泥砂浆结合层 0.025m20kN/m 3 = 0.50kN/m2100mm 厚现浇混凝土板 0.10m25kN/m 3 = 2.50kN/m220mm 厚板底抹灰 0.02m17kN/m 3 = 0.34kN/m2楼面其他荷载折合成均布荷载 0.50kN/m2楼面均布恒荷载标准值 4.04kN/m2走廊20mm 厚磨光大理石 0.02m28kN/m 3 = 0.56kN/m220mm 1:2 水泥砂浆找平层 0.02m20kN/m 3 = 0.40kN/m2100mm 厚现浇混凝土楼板 0.10m25kN/m 3 = 2.50kN/m220mm 厚板底抹灰 0.02m17kN/m 3 = 0.34kN/m2楼面均布恒荷载标准值 3.80kN/m2内隔墙自重：200mm 厚加气混凝土砌块 0.20m6kN/m 3 =1.20kN/m220mm 厚砂浆双面抹灰 0.02m 17kN/m 3 2 = 0.68kN/m2内隔墙自重标准值 1.88kN/m 2 (3.6m 0.6m) = 5.64kN/mAB 跨楼面梁上恒荷载标准值 gk1 = 3.6m 4.04kN/m 2=14.54kN/m gk3 = 5.64kN/m + 4.04kN/m = 9.68kN/mBC 跨楼面梁上恒荷载标准值 gk2= 1.20m23.80kN/m 2 = 9.12kN/m gk4 = 2.87kN/m楼面活荷载标准值：办公室楼面活荷载标准值为 2.5kN/m2 则AB 跨楼面梁上活荷载标准值 = 3.6m2.0kN/m 2= 7.2kN/mBC 跨楼面梁上活荷载标准值 = 1.5m22.5kN/m 2=4.8kN/mCD 跨楼面梁上活荷载标准值 qk3 = qk1 = 7.2kN/m（4）楼面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载： 外纵墙自重标准值：墙重 （7.2m2.95m2.1m1.8m2）2.34kN/m 2 = 32.0kN 窗重 2.1m1.8m0.45kN/m 2 2 = 3.4kN合计 39.14kN内纵墙自重标准值：墙重 （7.2m3.05m1.0m2.1m）1.88kN/m 2 = 32.0kN门重 1.0m2.1m0.2kN/m 2 2 = 0.8kN合计 37.74kNA 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值：外纵墙重 39.14kN次梁上墙重 1.88kN/m 2(3.2m0.5m)3m =18.05kN纵向框架梁自重 4.09kN/m7.2m = 29.45kN纵向次梁自重 2.87kN/m3m = 8.61kN楼面恒荷载传来 7.2m3.45m(1.65m + 3.45m)1.8m 4.04kN/m 2 = 63.3kNGk1 =191.79KNB 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gk2：内纵墙重 37.74kN次梁上墙重 1.88kN/m2(3.2m0.5m)3m = 18.05kN纵向框架梁自重 4.09kN/m7.2m = 32.5kN纵向次梁自重 2.77kN/m3.45m = 9.6kN楼面恒荷载传来 （7.2m3m 31.8m ）4.04kN/m 2 = 63.3kN (7.2m1.5m1.5m1.5m)3.80kN/m2 = 27.4kN Gk2=191.79kNC 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gk3 ：内纵墙重 37.74kN纵向框架梁自重 4.09kN/m7.2m =29.45kN纵向次梁自重 2.77kN/m3m =8.61kN楼面恒荷载传来 （7.2m3m31.8m）4.04kN/m 2= 65.45kN (7.2m1.2m1.2m1.2m)3.80kN/m 2= 27.4kN Gk3 =161.8kND 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gk4 ：外纵墙重 39.14kN纵向框架梁自重 4.09kN/m7.2m = 29.45kN纵向次梁自重 2.87kN/m3m = 8.61kN楼面恒荷载传来 （7.2m331.8m）4.04kN/m 2 =65.45kN Gk4 =138.0kNA 轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qk1 ：楼面活荷载传来 Qk1 =（7.2m3m31.8m）2.5kN/m 2 =40.5kNB 轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qk2 ：楼面活荷载传来 （7.2m3m3m1.8m2.5kN/m2 =40.5kN (7.2m1.5m1.5m1.5m)2.5kN/m 2 =21.38kN Qk2 =61.88kNA 轴纵向框架梁偏心产生的节点弯矩：M k1 = 160.9kN 0.1m = 16.1kN m ， M k2 = 31.3kN 0.1m = 3.13kN m（4） 柱自重： 各层柱自重：0.5m 0.5m 28kN / m 3 3.6m = 25.2kN 混凝土容重取28kN / m3 以考虑柱外抹灰。梁间活荷载简图梁间恒荷载简图3.3.4 梁柱线刚度计算在求梁截面惯性矩时，考虑到现浇楼板的作用，取 I = 2I0 （ I0 为不考虑楼板翼缘作用的梁 截面惯性矩）。AB 跨梁 BC 跨梁底层柱其余层柱内力分析时,一般只要梁柱相对线刚度比,为计算简便,取 AB 跨梁线刚度作为基础值 1,算得各杆件的相对线刚度比。3.4 荷载作用下的框架内力分析3.4.1 风荷载作用下框架内力分析及侧移验算(1) 风荷载：基本风压 w0 = 0. 35kN/m 2 ,风载体型系数 s =1.3,风压高度变化系数按 C 类粗糙度查表,查得高度变化系数如表 3.1 所示。表3.1 C类粗糙度风雅高度变化系数表离地面高度/m5-10152030z0.740.740.841.00 荷载规范规定，对于高度大于30m 且高度比大于1.5 的高柔房屋，应采用风振系数取 z 以考虑风压脉动的影响，本工程房屋高度 H = 22 . 8m 30m ，故取 z =1.0 。各层迎风面负荷宽度为7.2m ，则各层柱顶集中风荷载标准值如表 3.2 所示。表 3.2 柱顶风荷载标准值 层数zsZ / mzw0 (kN/m 2 )A / m2F / kN41.01.315.10.740.3525.928.7331.01.311.40.740.3525.928.7321.01.37.70.740.3525.928.7311.01.340.740.3528.89.7计算简图如图3.9(2) 柱的侧移刚度，仅计算 KJ3,计算过程及结果见表 3.3、表 3.4。表 3.3 底层柱侧移刚度柱D边柱（2根）4.3480.7644170中柱（2根）80.854640底层 D = (4170N/mm + 4640N/mm) 2 = 17620N/mm 。表 3.4其余层柱侧移刚度柱D边柱（2根）3.1250.6109240中柱（2根）5.750.74211239其余各层 D = (9240N/mm + 17866N/mm) 2 = 40958N/mm 。(3) 风荷载作用下的侧移验算：水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算 各层的层间侧移值求得以后,顶点侧移为各层层间侧移之和。框架在风荷载作用下的侧移计算见表 3.5。表 3.5 风荷载作用下框架侧移计算层次各层风荷载/kN层间剪力/kN侧移刚度/(kN/m)层间侧移/m48.738.73409580.000211/1761938.7317.46409580.000431/860528.7326.19409580.000641/578119.735.89176200.001321/2803框架总侧移u = = 0.0026m层间侧移最大值为1/ 2803 ,小于1/ 550 ,满足侧移限值。(4)风荷载作用下的框架内力分析(D 值法) ：以第四层为例,说明其计算过程。A 轴线柱：求柱剪力：因,则V=0.226 8.73kN = 1.96kN反弯点高度：由 查得= 0.451 =1.0 ， y1 = 0 ，3 =1.0 ， y3 = 0 ，顶层不考虑 y2 ,则y = y0 + y1 + y3 = 0.354柱端弯矩：柱顶 = (1 0.45) 3.6m 1.96kN = 3.88KN m 柱底 = 0.354 3.6m 2.10kN = 2.68kN mB 轴线柱：求柱剪力：因,则V = 0.274 8.73kN = 3 .25kN反弯点高度：由 = 5.75 查得 y0 = 0.451 =1.0 ， y1 = 0 ，3 =1.0 ， y3 = 0 ，顶层不考虑 y2 ,则 y = y0 + y1 + y3 = 0.420柱端弯矩：柱顶 = (1 0.45) 3.6m 2.39kN =4.73kN m 柱底 = 0.45 3.6m 2.39kN = 3.87kN m其余各层计算过程如表 3.6、表 3.7 所示。表 3.6 D 值法计算 A 轴线柱端弯矩层次A轴线柱V/kNy（kNm）（kNm）40.2261.960.453.883.1830.2263.950.57.17.120.2265.920.510.6510.6510.2378.520.5513.7716.84表 3.7 D 值法计算 B 轴线柱端弯矩层次B轴线柱V/kNy（kNm）（kNm）40.2742.390.454.733.8730.2744.780.58.68.620.2747.180.512.9212.9210.2639.440.5515.2918.69梁端弯矩可根据节点平衡求出梁柱线刚度。由梁端弯矩进一步求得梁端的剪力,具体计算过程如表 3.8所示。表 3.8梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次1234AB跨梁1411.67.73.816.60.76.53.266667.75.83.82.0BC跨梁15.511.87.93.918.5149.34.733338.57.04.62.3柱轴力19.111.55.71.922.413.96.92.3 柱轴力前的正负号表示风荷载可左右两方向作用于框架,当风荷载反向作用于框架时,轴力将变号。3.4.2 恒荷载作用下框架内力分析恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法，分层法除底层外，其余各层柱的线刚度应乘以0.9 的修正系数，且传递系数由1/ 2 改为1/ 3 ，以考虑假定的柱上下端与实际情况的出入。(1) 梁固端弯矩将梯形荷载折算成固端等效均布荷载将三角形荷载折算成固端等效均布荷载则顶层： AB 跨 =1.5 / 6 = 0.25,q= 4.09kN/m + 18.10kN/m 0.89= 20.20kN/m BC 跨 q = 2.87kN/m + 12.10kN/m 5 / 8 =10.43kN/m 同理，其余层：AB跨 =1.5 / 6 = 0.25；q=9.68kN/m+14.54kN/m0.89=22.62kN/mBC 跨 q = 2.87kN/m + 11.4kN/m 5 / 8 =10kN/m(2)弯矩分配系数。以顶层节点为例： 节点 节点 (3) 内力计算。弯矩计算过程如表 3.9、表 3.10、表 3.11所示。节点弯矩不平衡是由于纵向框架粱在节点处存在偏心弯矩。最终弯矩图为图 3.10。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表 3.12、表 3.13、表 3.14 所示。表 3.9 顶层力矩分配节点杆端0.2240.7760.5850.1690.246-60.660.6-9.2313.57 47.03 23.51 -8.43 -16.76 -4.87 -7.09