哈尔滨市武警中队宿舍楼结构设计.doc

哈尔滨市武警中队宿舍楼结构设计第1章 绪 论1.1 选题背景及设计方法1.1.1 选题背景随着我国社会的发展，意外事件的数量大大增加，所以对武警的需求量也相应的上升。同时我国也正处在社会经济快速发展的阶段，人民生活水平的提高。人口膨胀、能源匮乏、土地减少和环境污染等问题的加剧。对宿舍建筑的设计要求越来越高。设计能即武警人员生活的需要又能符合节约土地资源、减少 环境污染、经济合理的宿舍建筑，成为当代建筑行业的重要研究课题。面对武警队员宿舍的建设，我国各地都发布了相关标准和建议。1、首先，建筑应提供规划部门批准的原始地形图，地形图应反映地貌特征、周边道路及建筑物情况。2、文本总图布局及交通流线基本合理。3、宿舍楼应按宿舍设计规范合理设计；应做好食堂油烟排放系统的设计；层高设计应满足使用要求。4、结构设计应满足现行结构规范要求，合理进行结构选形和布置，力求做到合理、经济、安全。5、应根据场地地质和上部结构，合理确定持力层，择优选用基础形式。6、应合理选用主要结构材料，建议选用HRB400级作为楼板钢筋，选用轻质砌块作为墙体填充材料。特别是针对对素质要求较高的武警队员，在实际使用中，居室要满足武警人员的睡眠质量，贮藏和学习三大功能；保证个人的私密性，要为每个武警队员提供一个相对独立而稳定的小天地，保证睡眠和学习都不受外来的干扰。除了活动室之外，大学生宿舍中还应配备洗衣房、自习室、阅资室等各种公共功能空间。在这样的时代背景和要求下，各种功能齐全、设施完善、造型美观的建筑必将是我们土木工程师追求的目标。也给我们一个更加广阔的平台去 开发研究更多更好的新材料、新工艺、新技术。根据毕业设计的目的和要求，结合我国大学生宿舍楼的设计和施工情况，我选择的毕业设计题目是”哈尔滨市武警中队宿舍楼设计”。1.1.2 选题目的学习运用大学所学的专业知识进行工业和民用建筑工程设计，培养我从事实际工程设计的能力。毕业设计要求我们了解并且掌握建筑设计的全过程，训练我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力，并锻炼我们调查研究收集资料查阅资料及阅读中、外文文献的能力，同时也培养我们使用计算机软件（PKPM、CAD）处理工程计算的能力， 使用计算机软件（PKPM、CAD）处理工程计算的能力，达到学以致用的目的。1.1.3 选题意义对于设计的选题，更多需要我们自己把握全局，对每个环节都要设想到，在实际的设计过程中不断实践、改进，达到最佳效果。理论与实际相结合，调研可行性方案，保证设计的顺利进行。1.2国内外研究现状及成果 西方高校运营管理体检与国内不同，对宿舍的社会程度很高，对武警宿舍的研究相对比较深入。例如在以人为本、公共交往空间、多功能综合体等方面很值得学习借鉴。国内对武警宿舍研究相对国外而言要滞后很多，这与我国还处于社会主义初级阶段的基本国情有关。目前有部分论文对学生宿舍区的规划、宿舍住居空间、宿舍的建筑单体设计等问题做了一些研究，有关杂志如房地产信息、国家安全机构等。及文献如国家标准.建筑设计防火规范（GB50016-2006）等。1.3 选题的研究设想、研究方法、设计概况、预期结果、意义1.3.1 选题的研究设想随着生活水平的提高，一般公共建筑的用户提出了更高的建筑服务水平要求。这当然也包括了武警队员，我们需要更明亮的光线来保护我们的视力，需要舒适宜人的温度来提高工作效率，需要新鲜的空气来保证武警队员的健康。这就是我设计宿舍楼的一个理念节能设计。即满足各项使用功能，功能区组合合理，结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。另外，注意选择基地环境，利用原有绿化为建筑遮荫，合理栽种花草树木为宿舍楼创造舒适宜人的环境等。1.3.2 研究方法1.建筑设计：根据建设单位提供的设计委托书和建设场地条件，了解宿舍楼建筑设计的一般原则及方法；根据宿舍楼建筑的功能和特点，进行宿舍楼的建筑设计。绘制各层平面图、剖面图、主要立面图、侧立面图、总平面图进行建筑主要部位节点详图设计。2.框架梁柱设计：根据现行国家设计规范计算结构荷载作用，手算完成结构一个主轴方向的内力，进行框架梁、柱的内力组合，完成构件截面设计、框架的内力及位移计算、框架的配筋计算。绘制底层及标准层结构平面布置图，绘制结构施工图。3.楼盖设计：整体式钢筋混凝土单向板或双向板肋梁楼盖设计绘制板的配筋施工图。 4.基础设计：完成与上部结构和地质条件相适应的基础设计，绘制基础的结构布置图及配筋图。本设计要求根据给定的资料，遵循“安全、适用、经济、美观”的设计原则，依据住宅设计规范（GB50096-2005）、建筑设计防火规范（GB50016-2006）、民用建筑热工设计规范（GB50176-93）等国家相关技术标准和规范及相关施工技术指南,在指导老师的指导下先在所给定的建筑场地上进行住宅建筑平面、剖面、立面、总平面设计及建筑施工图的绘制，然后根据建筑设计依次进行结构方案设计、框架梁柱设计、楼盖设计、楼梯设计和基础设计，最后完成结构施工图的绘制。1.3.3 基本要求1、设计原则：功能合理，经济适用，美观，满足有关规范要求。2、建筑规模：框架结构，层数5层，建筑面积约4000-5000m2。3、使用要求：各层除设卫生间（按男50人，女30人计）外、24层设小会议（面积5060平方米），尚应满足如下要求：（1）一层设消防车库，至少停放6辆车；男淋浴室间，面积200平米，女淋浴室间，面积100平米；收发室间，面积3040平方米；电话总机房1间，面积5060平方米。（2）顶层设会议室面积300-400平方米；活动室面积300-400平方米。（3）其它层设小会议室1间，面积 90-100平方米；办公室1间，面积30-40平方米，其余均为4人宿舍。1.3.4 自然条件 1建设地点：哈尔滨市动力区，拟建基地平面图见图1.1。 2地质条件：根据地质勘探结果，场地土类型为中硬场地土；建筑场地类别为类。给定地质情况如表1。 3基本风压：0.35KN/m2 4基本雪压：0.50KN/m2 5标准冻土厚度：2m 6抗震设防烈度：按6度设防，设计基本地震加速度值为0.05g 1.1 拟建基地平面图1.3.5工程地质条件 根据地质勘探结果，场地土类型为中硬场地土；建筑场地类别为类。给定地质情况如表1.1。 表1.1 建筑地层一览表(标准值)序号岩 土分 类土 层深 度(m)厚 度范 围(m)地基承载力fk(kPa)桩 端阻力qp(Kpa)桩周摩擦 力qs(kPa)1杂填土0. 00.50.82粉 土0. 51.81.0120103中 砂1.82.81.0200254砾 砂2. 86.54.03002400305圆 砾6.512.56.0500350060 注：）地下稳定水位距地坪10m以下；）表中给定土层深度由自然地坪算起。1.3.6 预期结果本设计根据给定资料及设计任务书，在进行初步方案构思与设计后，进行初步方案调整，确定相对优化的建筑方案，充分运用了现代宿舍楼的国内外设计现状以及宿舍楼的特点，满足了建筑功能的要求，采用了合理的技术措施，具有良好的经济效果，体型规整、简洁、美观。通过相关宿舍楼的设计规范及设计标准学习与掌握，根据建筑方案得到经济合理的结构设计方案，充分考虑了结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系，加强了结构构造措施。通过对相关宿舍楼的设计规范及设计标准学习与掌握，选用主要计算单元进行结构受力计算，得出合理可行的结构设计。1.3.7 意义毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是学生学习与实践成果的全面总结和综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验，也是实现从学校学习到岗位工作的过渡环节。通过完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，培养了学生踏实、细致、严格、认真和吃苦耐劳的工作作风，提高了学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力。通过毕业设计可以让我将各科专业的知识系统化的串连起来学习，并且将这些理论知识联系工程实践。这也正是毕业设计的意义所在。1.4 本章小结 随着我国改革的深入开展，宿舍也呈现出多样化。宿舍不再仅仅只是具备“寝室”这一功能。而呈现出综合化的趋势。武警宿舍发展趋势的多样化，导致对武警宿舍研究的迫切性。 第2章 建筑设计2.1 设计想法（1）在设计中我们充分利用了各种条件,严格遵循了民用建筑设计通则.始终把安全、质量放在第一位，在设计中认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的原则，在深入研究建筑物的特点、发展趋势、内外环境、结构类型的基础上，精心地进行建筑施工图设计。（2）我根据毕业设计任务书并已认真阅读，在熟悉设计要求的基础之上，对已学过的建筑工程技术制图与识图、房屋建筑学等、做全面而系统的复习并且去图书馆借阅关于宿舍楼设计的图集，对其集体居住房间以及水房卫生间走廊 、门窗、 开间进深尺寸进行了解，定为宿舍4.8m6.8m,走廊为2.2m宽。在设计中我考虑着武警中队宿舍人流集中疏散困难以及通风照明不良等缺陷，严格依照各种法规以及相关质料要求进行系统全面设计。设计中以满足武警队员各种使用要求和方便集体居住统一管理教学原则，对一些细部整体进行合理布置.2.2 建筑功能与特点 2.2.1 总平面布置 宿舍楼置于场地中间，西侧和南侧临城市道路，南侧和东侧各设置一个出入口。 东侧与武警中队办公楼相邻，方便人流通行，并且有利于工作和住宿之间的联系。建筑物的四周布置绿化、停车位及相关设施。总平面布置图见图2.1。 图2.1 总平面布置图2.2.2 平面设计该设计采用内廊式组合，使平面紧凑、组合灵活，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向5.0m横向7.0m、2.2m、7.0m的柱距。其中标准宿舍的进深为6.8m，开间为4.8 m，为四人宿舍。.纵、横向定位轴线均与柱轴线发生偏移，纵梁轴线与柱轴线也发生偏移，满足美观与使用要求。该宿舍楼共五层，楼梯间设置在内框架中，以保证框架整体稳定要求。平面设计中的柱网布置见图2. 2及二层平面图2.3。 图2.2 柱网布置图 平面设计中的首层平面图见图2. 3。 图2.3 首层平面图 图2.4 二层平面图 2.2.3 立面正立面、背立面窗户成组排列。墙面外装饰采用涂料粉刷和大理石饰面板，整个建筑物线条简洁有力，充分体现了建筑朴实、大方的风格特点，与它的使用功能相互呼应。立面设计中的正立面图见图2.5。图2.5 正立面图 2.2.4 剖面设计建筑剖面是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系。剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间组合和利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。本设计室内外高差0.45m，用台阶连接，使建筑物入口亲切、近人。为保证室内具有充足的天然彩光，纵墙侧窗规格主要为3000mm2200mm，窗台高度为900mm，纵梁高度为600mm。屋面采用有组织排水，屋顶采用不上人屋面，女儿墙高度为500mm。内外墙采用陶粒混凝土砌块，外墙保温材料采用聚苯乙烯塑料板。剖面设计中的1-1剖面图见图2.6。 图2.6 1-1剖面图2.2.5 防火设计防火等级为二级，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，满足防火要求。2.2.6 抗震措施本设计为七度设防，考虑抗震措施，采用三跨框架。平面设计时将楼梯设置在内框架中，有利于抗震。本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在水平力作用下扭转。2.3 设计资料2.3.1 工程做法1、屋面做法35厚500500预制钢筋混凝土大阶砖20厚石灰砂浆隔离层SBS（3+3）改性沥青防水卷材20厚1:3水泥砂浆找平层150厚加气混凝土保温层100厚现浇钢筋混凝土板20厚水泥砂浆板底粉刷2、楼面做法8mm厚陶瓷面砖30mm厚水泥砂浆找平层100mm厚现浇混凝土楼板20厚水泥砂浆板底粉刷3、墙体墙体采用陶粒混凝土空心砌块砌筑（其中外墙采用长190宽190高190型，容重为5.0KN/m，内墙采用长90宽190高190型，容重为4.0KN/m），由于墙体稳定性较差，亦需对强身进行加固处理，通常沿墙身竖向和横向配以一定数量的受力钢筋。2.3.2 材料混凝土强度等级梁板采用C30柱采用C40，纵筋HRB335,箍筋HRB335。2.4 本章小结 建筑设计是一个较为复杂的过程，影响它的因素又很多。在进行建筑设计时，应根据建筑物的规模、重要性和使用性质，确定建筑物在使用要求、所用材料、设备条件等方面的质量标准，并且相应确定建筑物的耐久年限和耐火等级。建筑设计还应满足建筑使用功能、考虑建筑美观要求、具有良好的经济效果、符合总体规划要求。本设计满足了“经济、适用、美观”的要求。平面布局分区明确，互不干扰。建筑造型简洁、空间完整。此外，还考虑了人们对建筑物在美观方面的要求，考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。 第3章 结构设计3.1 确定结构方案3.1.1 框架结构的选择 框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，它既承受竖向荷载，又承受水平荷载。由于该设计仅考虑水平风荷载，结构主体高度18.6m,局部22.4m，属于多层建筑，类场地土，又为宿舍楼，比较砖混结构、框架-剪力墙结构，砖混结构满足不了使用功能要求；框架-剪力墙结构性能好，但造价较高。选择框架结构，由钢筋混凝土梁、柱等杆件刚接而成的框架体系则具有承载力高、整体性强、抗震性能好、平面布置灵活、易形成较大空间、施工方便等优点。所以本设计选择五层框架结构。3.1.2 基础布置 本框架结构设计层数不多，上部结构的荷载较小，地基坚实均匀，再综合考虑现场的工程地质条件、水文条件、施工条件及经济技术条件等综合因素，选择独立基础。3.1.3 楼屋盖布置 考虑本设计梁格布置，结合双向板受力性能较好，可以跨越较大跨度，梁格布置使顶棚整齐美观以及经济等因素，采用钢筋混凝土双向板梁楼（屋）盖。3.1.4 结构措施本框架结构设计由于长度方向长70.0m50m,在平面布置上为矩形平面，所以要在平面有变化的位置要做后浇加强带。依据工程结构抗震设计规范，六度设防时一般不必计算地震作用，只须采取必要的抗震措施。基础选择了独立基础，同一结构单元的基础均埋置在同一标高上，有利于抗震；楼面，梁柱均为整体现浇结构，合理选择构件尺寸和配筋，体现了“强柱弱梁”，“强剪弱弯”，“强节点弱构件”的设计原则。3.2 构件截面尺寸的选择3.2.1 柱尺寸确定建筑主体全部柱采用相同截面，按中柱进行估算，整个建筑的恒荷载标准值估算为14KN/m，活荷载标准值为2.0KN/m，C40强度等级混凝土的轴心抗压强度设计值=19.1N/mm。按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力：恒载：1418.945=1325.8kN活载：218.945=189.94kN估算柱轴力设计值：N=1.21325.81.11.10.7+1.4189.94=1613.46 kN对于四级框架，轴压比取0.9，按下列公式估算：A1.2 N/f=1.21613.4610/0.919.1=1.12610mm，取bh=500mm500mm底层柱高度h=4.2+0.45+0.5=5.15m，其中：4.2m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.5m为基础顶面至室外地面的高度。其它柱高度等于层高。3.2.2 梁尺寸确定根据： h=（1/181/10）l， b=(1/31/2)h； 进行以下估算：梁高： h=（1/181/10）7000=388.8700mm, 取h=500mm； 梁宽： b=(1/31/2)500=66.7250mm, 取b=200mm； 取主梁 200500 次梁 2004003.2.3 板尺寸确定 本结构采用双向板，板厚1/40l=1/402200=55mm(l为柱的短跨)。考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线等因素，取板厚h=100mm。3.3 荷载收集与结构内力计算3.3.1 计算简图确定1、框架简图取轴框架计算。框架计算简图如图3.1所示。图3.1 框架计算简图2、计算单元横向框架计算单元如图3.2所示。 图3.2 横向框架计算单元说明：中间网格式荷载传递到中梁上，斜线式荷载传递先传递到边梁上然后在传递给柱子。3、计算模型梁柱的线刚度计算由结构及荷载的对称性，取计算单元（图3.2）的1/2结构进行计算。在计算框架梁的截面惯性矩时，要考虑楼面板与梁连接使梁的惯性增加的有利影响。对于现浇楼板中框梁取,边框梁取边跨梁： =1.50.2(0.5)3/7.0=44.610-4Ec m3中跨梁： =20.2(0.5)3/3=13.89104 Ec m3底层柱： = Ec0.5(0.5)3 /5.15=10.1110-4Ec m3 其余各层柱： = Ec0.5(0.5)3 /3.6=14.4610-4Ec m33.3.2 荷载收集1、屋面框架梁线荷载标准值 找平层：15mm厚水泥砂浆 0.01520=0.3kN/m防水层：40mm厚c20细石混凝土 1.0 kN/m防水层：三毡四油铺小石子 0.4kN/ m找坡层：15mm水泥砂浆 0.01520=0.3kN/m找坡层：40mm厚水泥石灰焦砂浆找平 0.0414=0.56kN/m保温层：80mm矿渣水泥 0.0814.5=1.16kN/m结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土 0.125=2.5kN/ m抹灰层：10mm厚纸筋石灰抹底 0.116=0.16kN/ m 合计（屋面恒荷载） 6.38kN/m2、楼面框架梁线荷载标准值30mm厚水磨石地面 0.65kN/m100厚钢筋混凝土现浇板 0.125=2.5kN/m10mm厚纸筋石灰抹底 0.0116=0.16kN/m合计 3.31kN/m3、屋面均布活荷载标准值 由于屋面雪荷载0.45kN/ m2.0 kN/ m，则屋面均布活荷载取0.5kN/ m。4、楼面均布活荷载标准值 楼面均布活荷载对宿舍楼内的的一般房间为2.0kN m。 3.3.3 荷载计算1、恒荷载计算（1）屋面框架线荷载标准边跨框架梁自重 0.20.525=2.5 kN/m梁侧粉刷 (0.5-0.1) 0.02172=0.27kN/m合计 2.77kN/m中跨框架梁自重 0.20.525=2.5 kN/m梁侧粉刷 (0.5-0.1) 0.02172=0.27kN/m合计 2.77kN/m因此作用在顶层框架梁上的线荷载为： g= g=2.77kN/mg=2.22 kN/mg= g=6.383.6=22.97kN/mg=6.383=19.14kN/m（2）楼面框架线荷载标准值边跨框架梁自重及粉刷 2.78 kN/m边跨填充墙自重 0.1(3.6-0.5)11.8=3.34kN/m墙面粉刷 (3.6-0.5) 0.02172=2.14 kN/m中跨框架梁自重及梁侧粉刷 2.78kN/m因此作用在中间框架梁的线荷载为： = =12.42kN/mg=5.84kN/mg= =4.423.6=15.912N/mg=4.423=13.26kN/m（3）次梁所传递的集中荷载标准值1、边跨次梁的集中荷载屋顶所受集中力次梁自重 0.20.47.025=14kN粉刷 (0.4-0.1) 0.021727.0=1.428kN 合计 15.428kN中间层所受集中力次梁自重 0.20.47.025=14kN内纵墙自重 11.98kN粉刷 6.43kN 合计 32.41kN2、中间跨次梁的集中荷载屋顶所受集中力次梁自重 0.20.4325=6kN粉刷 (0.4-0.1) 0.021723=0.612kN 合计 6.612kN中间层所受集中力次梁自重 10.38kN内纵墙自重 10.98kN粉刷 6.33kN 合计 26.69kN（4）屋面框架节点集中荷载标准值边柱联系梁自重 0.20.53.625=9.0kN粉刷 (0.5-0.1) 0.021723.6=1.224kN500mm高女儿墙自重 0.53.60.211.8=4.25kN粉刷 0.50.021723.6=1.22kN连系梁传来屋面自重 0.5 3.60.53.66.38=20.67kN 合计 G= G=42.56+27.93/2=51.34 kN顶层中间节点集中荷载 中柱连系梁自重 0.20.53.625=9kN粉刷 0.98kN连系梁传来屋面自重 0.5 (3.6+3.6-3)0.536.38=20.10kN 0.5 3.60.53.66.38=20.67kN合计 G= G=57.95+13.30/2=64.61 kN（5）楼面框架节点集中荷载标准值中间层边节点集中荷载边柱连系梁自重 16.2kN粉刷 0.98kN窗下墙体自重 0.10.93.6-0.611.8=3.186kN 窗自重 1.82.10.45=1.70kN墙面粉刷 20.020.9317=1.90kN窗边墙体自重 6.3-2.7）（3.6-0.6）0.211.8=25.49kN粉刷 26.3-2.7）（3.6-0.6）0.217=7.34kN 连系梁传来楼面自重 0.53.63.60.53.31=10.72kN 框架柱自重及粉刷 24.58kN合计 G= G=92.1+43.31/2=113.76 kN 中间层中间节点集中荷载 中柱连系梁自重 16.2kN 粉刷 0.98 kN 内纵墙自重 3.6-0.63.6-0.6）0.111.8=10.62 kN 粉刷 3.6-0.63.6-0.6）0.2217=6.12 kN 扣除门窗洞口重 -2.11.00.111.8+2.11.00.022172=-7.81kN 加上门窗重 2.11.020.2=0.84 kN 框架柱自重及粉刷 24.34kN 连系梁传来楼面自重 0.5 (3.6+3.6-3)0.533.31=10.43kN 0.53.60.53.31=2.98 kN合计 G= G=64.7+14.84=80.34kN 恒荷载作用下的结构计算如图3.3 图3.3 横荷载计算简图（kN/m） 2、活荷载计算在计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载0.45kN/ m。由于屋面雪荷载0.45kN/ m2.0 kN/ m，则屋面均布活荷载取2.0 kN / m。 楼面均布活荷载对宿舍楼内的的一般房间及走廊为2.0kN/ m，门厅、楼梯等处为2.5kN/ m。为方便计算，此处偏安全地统一取均布活荷载为2.5kN/ m。采用不上人屋面均布活荷载为0.5 kN/ m。顶层P(5ab)=P(5cf)=0.53.6=1.7kN/mP(5bc)=0.53=1.4 kN/mP(5a)=P(5f)=0.53.60.53.60.5=1.61kNP(5b)=P(5c)=0.53.60.53.60.5+0.5(3.6+3.6-3)0.530.5=3.11kN中间层P=P=23.6=7.1kN/mP=2.03=6kN/mP=P=0.53.60.53.62=5.48kNP=P=0.53.60.53.62+0.5(3.6+3.6-3) 0.532=11.78kN活荷载作用下的结构计算简图如图3.4。 图3.4 活荷载计算简图（kN/m）3、风荷载计算风荷载标准值计算公式为： = 本设计房屋高度18.6m30m，故不考虑风压脉动的影响，取=1.0，B类地区，基本风压=0.55KN/m，由荷载规范查得，=0.8+0.5=1.3, 由荷载规范查得，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载Z为框架节点至室外地面高度，A为一榀框架梁各层节点的受风面积。 计算结果如表3.1。 表3.1 风荷载计算层次Z（m）（kN/） （kN/）A（）P（kN）51.01.318.600.810.558.285.1541.01.315.830.740.5512.966.8731.01.311.400.740.5512.966.8721.01.37.800.740.5512.966.8711.01.34.200.740.5515.758.66=k（z/10）k=0.616 a=0.22A=0.5+0.53.63.6=8.28 mA A=0.53.6+0.53.63.6=12.96 mA=0.55.15+0.53.63.6=15.75 m=A=风荷载计算简图如图3.5图3.5 风荷载计算简图3.3.4 竖向荷载作用下的内力计算采用弯矩二次分配法计算弯矩，因各楼层楼面活荷载标准值均小于3.5 kN/m，可采用满布荷载法近似考虑活荷载不利布置的影响。1、恒荷载作用下框架内力计算（1）恒荷载转化根据转换公式： 标准层：左边跨= =12.42+ =22.89kN/m中跨= =4.95+0.6259.93=12.135kN/m顶层：左边跨=4.84+0.82922.89=22.76 kN/m中跨=4.84+0.62519.14=16.80kN/m恒荷载转化简图如图3.6。图3.6 恒荷载转化简图（2）弯矩分配恒荷载作用下，框架的弯矩分配计算见图3.7。边跨传递系数为1/2，远端滑动铰支传递系数为-1。 图3.7 恒荷载作用下弯矩分配图（3）剪力计算 剪力近似按简支梁计算5层左边跨： V=1/2ql=1/220.677.0=72.345kN5层中跨： V=1/2ql=1/211.052.2=12.155kN14层左边跨： V=1/2ql=1/223.887.0=65.11kN14层中跨： V=1/2ql=1/216.582.2=83.58kN（4）轴向力1）左边柱 五层：73.12+55.23=128.35kN128.35+21.5=145.14kN四层：145.14+45.12+103.75=190.26kN190.26+21.5=211.76kN三层：211.76+45.12+103.75=360.63kN360.63+21.5=382.13kN二层：382.13+45.12+103.75=531kN531+21.5=552.5kN底层：552.5+65.11+103.75=721.35kN721.35+21.5=742.85kN 2）左中柱 五层：63.52+72.345+12.155=148.02kN175.65+21.5=169.52kN四层：198.15+65.11+16.58+79.54=330.75kN330.75+21.5=352.25kN三层：352.25+65.11+16.58+79.54=513.48kN513.48+21.5=534.98kN二层：534.98+65.11+16.58+79.54=696.21kN696.21+21.5=717.71kN底层：749.34+65.11+16.58+79.54=910.57kN910.57+22.5=933.07kN（5）恒荷载轴力图 剪力图 弯矩图轴力图如图3.8。 图3.8 恒荷载轴力图（kN）剪力图如图3.9。图3.9 恒荷载剪力图（kN）弯矩图如图3.10。图3.10 恒荷载弯矩图（kNm）2、活荷载作用下框架内力计算（1）活荷载转化标准层：左边跨q= =6.56 kN/m中跨q= 0.6146=3.64kN/m顶层：左边跨q=0.8291.8+0.456.32=7.26 kN/m中跨q= 0.6141.5+0.453=1.89kN/m活荷载转化简图如图3.11。图3.11 活荷载转化简图（2）弯矩分配活荷载作用下，框架的弯矩分配计算见图3.12。边跨传递系数为1/2，远端滑动铰支传递系数为-1。其中，弯矩近似按两端固定的梁计算5层左边跨： =-22.48 kNm 5层中跨： =-1.68 kNm14层左边跨： =-20.36 kNm14层中跨： =-2.72 kNm图3.12 活荷载作用下弯矩分配图（3）剪力计算 剪力近似按简支梁计算5层左边跨： V=1/2ql=1/26.097.0=21.315kN5层中跨： V=1/2ql=1/23.652.2=4.015kN14层左边跨： V=1/2ql=1/27.267.0=19.50kN14层中跨： V=1/2ql=1/22.192.2=2.409kN（4）活荷载轴力图 剪力图 弯矩图轴力图如图3.13。图3.13 活荷载轴力图（kN）剪力图如图3.14。图3.14 活荷载剪力图（kN）弯矩图如图3.15。图3.15 活荷载弯矩图（kNm）3.3.5 水平荷载作用下的内力计算 在抗震设计中，当计算地震作用的标准值和计算结构构件的地震作用效应与其他荷载效应的基本组合时，作用于结构的重力荷载采用重力荷载代表值:式中，结构或构件的永久荷载标准值； 结构或构件第个可变荷载标准值； 第i 个可变荷载的组合值系数。 各层重力代表值计算如下： = 恒载 + 活载0.5 = 恒载 + 活载0.5 1. 结构总水平地震作用 式中结构底部剪力； 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值； 结构等效总重力荷载。式中 集中于质点重力荷载代表值； 等效系数，多质点取总重力荷载代表值的85%。 结构自振周期近似按照公式 ，计算，。特征周期可根据场地类别和地震动参数区划的特征周期分区查得，地震影响系数： 其中，一般结构阻尼比，水平地震影响系数最大值，。结构等效总重力荷载： 故结构总水平地震作用： 2. 各质点的地震作用 质点的水平地震作用为： 式中为顶部附加地震作用系数，特征周期=0.35s，。 各层水平地震作用可以利用底部剪力法计算，计算过程见表5。 表3.2 水平地震作用标准值 质点高度重力荷载代表值结构总水平地震作用顶部附加地震作用系数各层水平地震作用4.27861200.1078.37.87861200.10715.211.47691200.10721.215.07691200.10728.318.66671200.10745.8 框架水平地震作用及层间剪力图如图3.16所示。 图3.16 框架水平地震作用及层间剪力图3.4 内力组合3.4.1 框架梁内力组合 考虑水平风荷载作用效应较小，左右梁端弯矩相差不悬殊，在恒荷载和活荷载作用下，跨间M可近似取跨中的M代替。Mql 式中：M、M梁左右端弯矩，为调幅后的值。 竖向荷载梁端调幅系数取0.8。在恒荷载下，跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨内实际荷载求得；在活荷载下，考虑活荷载不利布置的影响，将跨中弯矩乘以1.2的放大系数。弯矩调幅应在跨中弯矩放大后进行。3.4.2 框架柱内力组合框架柱内力组合见表3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、3.10、3.11。 表3.5 五层框架梁内力组合表层次截面位置内力SSS1.2+1.41.35+1.40.71.2+1.40.7+1.40.6M(kNm)-M(kNm)V(kN)五层AM-45.84-12.676.25-72.04-73.04-72.39-73.04112.41V66.7121.562.25111