嘉兴市杨燕机电有限公司厂房设计结构设计.doc

嘉兴市杨燕机电有限公司厂房设计结构设计第一部分:工程概况一、建筑地点 嘉兴市二、建筑类型 五层厂房，混凝土框架结构。三、建筑介绍 建筑面积为4700.08 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100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，电梯井壁用混凝土多孔砖。四、门窗使用 大门采用推拉门，其它为木门，门洞尺寸见结构设计说明图纸，窗为钢框玻璃窗，洞口尺寸见图纸。五、地质条件1. 地质水文资料根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，平均地面标高在3.9m，地下水位埋深在地面以下0.5m处，平均水位标高3.38m,各成土的物理力学性质指标见表。2. 气象资料基本风压：0.45KN/m2基本雪压：0.35KN/m2荷载：厂房，非上人屋面活荷为0.5 KN/m2，楼面活荷载为4.0 KN/m2，楼梯活荷载为 3.5 KN/m2。六、设计依据1.嘉兴学院毕业设计（论文）任务书2.相关的设计规范、规程3.设计内容抗震设防要求：7度设防，地震加速度值0.10g，设计地震分组为第一组，三类场地，底层室内主要地坪标高0.000，相当于绝对标高4.050米。建筑安全等级为二级。设计标高：室内设计标高0.000，相当于绝对标高4.05米，室内外高差150mm。做法说明：墙身做法：240mm厚混凝土砌块填充墙，两侧均为20mm厚抹灰，用M5混合砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面厚20mm，803内墙涂料两度，外墙粉刷为1:3水泥砂浆底，厚20mm，踢脚线为5mm厚1：1水泥细砂结合层，12mm厚1：3水泥砂浆打底，高150mm的脚线砖。屋面做法：20mm厚1:3防水层砂浆，5mm厚SBS防水层，20 mm厚1:3水泥沙浆找平层，1:8水泥炉渣找坡2% 最薄处30mm厚，50mm厚挤塑苯板保温层，100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板，15mm厚纸筋石灰抹底。 地面做法：250mm厚碎石夯实，100mm厚C20素混凝土，20mm厚1：3水泥砂浆找平层，10mm厚铺地砖面层。楼面做法：30厚铺地砖面层，100mm厚钢筋混凝土楼板，15mm厚1:3水泥砂浆结合层，15mm厚纸筋石灰抹底。散水做法：素土夯实向外坡5%，50mm厚C15混凝土压实赶光，1：1水泥砂子,150mm厚3:7灰土,素土夯实。七、框架的柱网布置 如图1-1所示 图1-1 柱网布置图八、框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载传至主梁，再由主梁传至框架柱，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，本厂房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。9、 框架结构的计算简图如图1-2所示图1-2 框架结构的计算简图 注：本设计取3轴计算A1=6.63.3=21.78 m2(边柱截面取相同)A2=6.6(3.3+3.3)=43.56 m210、 梁、柱截面尺寸的确定(1) 梁截面确定 框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=(1/101/18)L。梁 （AB跨、BC跨、CD跨）:h =(1/181/10)l=(1/181/10)6600=367mm660mm ，取h=600mmb=(1/21/3)h,b=200300mm，可得梁的截面初步定为bh=250mm600mm I=bh3/12=2506003/12=4.5109 mm4次梁：取bh=240mm400mmI=bh3/12=2404003/12=1.28109mm4(2) 柱截面确定： 1.柱组合的轴压力设计值 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。 : 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。 n：验算截面以上的楼层层数。 2. 注: 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查抗震规范可 知取为0.85。 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。 3、计算过程: 对于边柱: =1.2521.78145=1905.75(KN) =1905.75103/(0.8514.3)=156787.3(mm2), 取500mm 500mm I=bh3/12=5005003/12=5.208109mm4 对于内柱: =1.2543.56145=3811.5(KN) =3811.5103/(0.8514.3)=313574.7(mm2), 取550mm550mm1 I=bh3/12=5505503/12=7.625109mm4取3轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。一层层高为4.55m，二至五层层高为3.9m。(3) 现浇楼板厚： 由于2/1=6600/3300=2，故按双向板设计 h=(1/30-1/40)=55mm73mm, 为满足规范要求，取h=100mm，且满足h/l01 1/50第二部分:框架侧移刚度的计算一、横梁、柱线刚度的计算 梁和柱取同样的混凝土，同为C30，则=E=3.0104N/mm2，根据公式，可以得出梁柱的线刚度。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2。、梁的线刚度ib计算 在计算框架梁的惯性矩时，考虑梁为矩形截面。框架梁截面的折算惯性矩计算时，对于现浇整体式结构，中框架的折算系数为2.0，边框架的折算系数为1.5。因为此工程计算取第3榀框架，为中框梁，取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）边跨（AB、CD）梁 3.01042506004.510966002.0510104.10101中跨（BC）梁3.01042506004.510966002.0510104.101010、 柱的线刚度ic计算 底层柱高为基础顶面到第二层梁中心的距离，室内外高差为150mm，取基础顶面为室外地坪面，所以底层h=3.9+0.15+0.5=4.55m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高)，故二至五层层高为3.9m。柱类型层次hc（mm）Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm4）EcIc/hc（Nmm）边柱底层45503.01045005005.2081093.4310102-539003.01045005005.2081094.011010中柱底层45503.01045505507.6251095.0310102-539003.01045505507.6251095.861010线刚度如图: 注:线刚度图，单位：1010（Nmm） 二、各层横向侧移刚度计算轴(D值法) 1、底层、A-3, D-3K=4.10/3.43=1.20c=(0.5+K)/(2+K)=0.53Di2=c12ic/h2 =0.53123.431010/45502=10537.28、B-3, C-3K=(4.10+4.10)/5.03=1.63c=(0.5+K)/(2+K)=0.59Di2=c12ic/h2 =0.59125.031010/45502=13121.89D1=(10537.28+13121.89)2=47318.35 2、第二层至第五层: 、A-3，D-3K=4.102/（4.012）=1.02c=K/(2+K)=0.34Di2=c12ic/h2=0.34124.011010/39002=10756.61、B-3,C-3K=(4.10+4.10)2/5.862=1.40c=K/(2+K)=0.41Di2=c12ic/h2=0.41125.861010/39002=15818.55 D2=D3=D4=D5=（10756.61+15818.55）2=53150.32表2-1 各层侧移刚度底层柱（下端固定）i11010(N.mm)i21010(N.mm)i31010(N.mm)i41010(N.mm)ic1010(N.mm)K=iiicc=(0.5+K)/(2+K)h/mm D=12cic/h2边柱04.10003.43 1.200.53455010537.28 中柱4.104.10005.031.63 0.59 455013121.892-5层柱i11010(N.mm)i21010(N.mm)i31010(N.mm)i41010(N.mm)ic1010(N.mm)K=ii2icc=K/(2+K)H/mmD=12cic/h2边柱04.1004.104.01 1.020.34 390010756.61中柱4.104.104.104.105.86 1.40 0.41 390015818.55表2-2：框架柱D值计算 层数A轴B轴C轴D轴2-5层 10756.61 15818.55 15818.55 10756.61 53150.32 底层 10537.28 13121.8913121.89 10537.28 47318.352-5层 边柱：= 0.202 中柱：=0.223底 层 边柱：=0.298 中柱：=0.277 第三部分:重力荷载代表值的计算一、资料准备、屋面永久荷载标准值(不上人)20mm厚1:3防水层砂浆: 0.0220=0.4 KN/m25mm厚SBS防水层 : 0.1 KN/m220 mm厚1:3水泥沙浆找平层; 0.0220=0.4 KN/m21:8水泥炉渣找坡2% 最薄处30厚: 0.0914=1.26 KN/m250mm厚挤塑苯板保温层: 0.050.5=0.025 KN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板: 0.1025=2.5 KN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 KN/m2 屋面恒载合计: 4.93 KN/m2、1-4 层楼面线荷载标准值: 30mm厚地砖面层: 0.320=0.6 KN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼面板: 0.1025=2.5 KN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 KN/m2 楼面恒荷载总计: 3.34 KN/m2、屋面及楼面可变荷载标准值: 屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.00.35=0.35KN/m2 (式中ur为屋面积雪分布系数，取ur=1.0) 楼面活荷载标准值 4.0 KN/m2 楼面活荷载标准值(楼梯) 3.5 KN/m2、梁柱密度25 KN/m2 普通砖 19 KN/m3 木门自重 0.2 KN/m2 铝合金窗自重 0.45 KN/m2 单位面积幕墙重力荷载取1.2 KN/m2 采用中央空调每层楼板加横荷1.0 KN/m22、 重力荷载代表值的计算混凝土砌块砖墙容重5.5 KN/m 3，两侧均为20mm厚抹灰(0.34KN/m2)，则墙面单位面积重力荷载为5.50.24+170.022=2.0 KN/m21、第一层:(1)、梁、柱:横梁:(AB跨、BC跨、CD跨)框架梁（三根）自重(包括梁侧粉刷)0.25(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217=3.465 KN/m3.4656.6= 22.87 KN/根22.873=68.61KN纵梁:框架梁：纵梁净跨6600-500=6100 mm纵梁（共四根）自重(包括梁侧粉刷):0.25(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217=3.465 KN/m3.4656.6= 22.87 KN/根22.87 4=91.48KN次梁：横梁（共三根）自重(包括梁侧粉刷):0.24(0.40-0.10)25+2(0.40-0.10)0.0217=2.00 KN/m2.006.6=13.20KN/根13.203=39.6KN框架柱自重(包括粉刷)边柱：0.50.54.5525+（0.5+0.5）2-0.2430.024.5517=30.42KN30.422=60.84 KN中柱：0.550.554.5525+(（0.55+0.55）2)0.024.5517=31.53 KN31.53 x2=63.06 KN(2)内外填充墙重的计算:纵墙:外墙:墙厚240mm，计算长度6.6-0.50=6.1 m，计算高度4.55-0.6=3.95 m。墙体自重(包括两侧粉刷):26.13.95=48.19 KN/片 248.19=96.38 KN扣除窗洞加上窗自重:-3.62.42+3.62.40.45 = -13.39 KN/侧 2（-13.39）= -26.78 KN(3)楼板恒载、活载计算:恒载:(3.34+1.0)6.6(19.8+0.24)= 574.03 KN活载:4.06.6(6.6-0.24)2+46.66.6 =503.71 KN2、第二层至第四层:(1)、梁、柱:横梁:(AB跨、BC跨、CD跨)框架梁（三根）自重(包括梁侧粉刷)0.25(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217=3.465 KN/m3.4656.6= 22.87 KN/根22.873=68.61KN纵梁:框架梁：纵梁净跨6600-500=6100 mm纵梁（共四根）自重(包括梁侧粉刷):0.25(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217=3.465 KN/m3.4656.6= 22.87 KN/根22.87 4=91.48KN次梁：横梁（共三根）自重(包括梁侧粉刷):0.24(0.40-0.10)25+2(0.40-0.10)0.0217=2.00 KN/m2.006.6=13.20KN/根13.203=39.6KN框架柱自重(包括粉刷)边柱：0.50.53.925+（0.5+0.5）2-0.2430.023.917=26.07KN26.072=52.14KN中柱：0.550.553.925+(（0.55+0.55）2)0.023.917=27.03 KN27.03x2=54.06 KN(2)内外填充墙重的计算:纵墙:外墙:墙厚240mm，计算长度6.6-0.50=6.1 m，计算高度3.9-0.6=3.3m。墙体自重(包括两侧粉刷):26.13=40.26 KN/片 240.26=80.52KN扣除窗洞加上窗自重:-3.62.42+3.62.40.45 = -13.39 KN/侧 2（-13.39）= -26.78 KN(3)楼板恒载、活载计算:恒载:(3.34+1.0)6.6(19.8+0.24)= 574.03 KN活载:4.06.6(6.6-0.24)2+46.66.6 =503.71 KN3、第五层(1)、梁、柱:横梁:(AB跨、BC跨、CD跨)框架梁（三根）自重(包括梁侧粉刷)0.25(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217=3.465 KN/m3.4656.6= 22.87 KN/根22.873=68.61KN纵梁:框架梁：纵梁净跨6600-500=6100 mm纵梁（共四根）自重(包括梁侧粉刷):0.25(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217=3.465 KN/m3.4656.6= 22.87 KN/根22.87 4=91.48KN次梁：横梁（共三根）自重(包括梁侧粉刷):0.24(0.40-0.10)25+2(0.40-0.10)0.0217=2.00 KN/m2.006.6=13.20KN/根13.203=39.6KN框架柱自重(包括粉刷)边柱：0.50.53.925+（0.5+0.5）2-0.2430.023.917=26.07KN26.072=52.14KN中柱：0.550.553.925+(（0.55+0.55）2)0.023.917=27.03 KN27.03x2=54.06 KN(2)内外填充墙重的计算:纵墙:外墙:墙厚240mm，计算长度6.6-0.50=6.1 m，计算高度3.9-0.6=3.3m。墙体自重(包括两侧粉刷):26.13=40.26KN/片 240.26=80.52 KN扣除窗洞加上窗自重:-3.62.42+3.62.40.45 = -13.39 KN/侧 2（-13.39）= -26.78 KN女儿墙自重：0.96.62.0= 11.88KN（后表格中加入外纵墙）(3)楼板恒载、活载计算:恒载:(4.93+1.0)6.6(19.8+0.24)=784.33KN活载:0.56.6(6.6-0.24)2+0.56.66.6=61.78KN上面仅写出底层和顶层计算过程，其余列于下表3中:表3-1:重力荷载代表值的计算（单位：KN）类别一层二层三层四层五层AB跨框架梁自重68.6168.6168.6168.6168.61BC跨框架梁自重68.6168.6168.6168.6168.61CD跨框架梁自重68.6168.6168.6168.6168.61纵梁自重91.4891.4891.4891.4891.48横梁自重39.6039.6039.6039.6039.60框架柱自重(边柱)60.8452.1452.1452.1452.14框架柱自重(中柱)63.0654.0654.0654.0654.06外纵墙96.3880.5280.5280.5292.40扣除门窗洞加上门窗自重-26.78-26.78-26.78-26.78-26.78楼板恒载574.03574.03574.03574.03784.33楼板活载503.71503.71503.71503.7161.78Gi=G 恒+0.5G活1395.91322.081322.081322.08 1102.33 第四部分:横向水平荷载作用下框架 结构的内力和侧移计算一、地震作用下框架内力和侧移计算横向自振周期的计算:按顶点位移法计算，考虑非承重砖墙的影响，取结构基本自振周期调整系数T=0.65。基本自振周期T1(s)可按下式计算:T1=1.7T(T)1/2表4-1 横向框架顶点位移计算横向框架顶点位移计算层次Gi(KN)Gi(KN)D i(KN/m)i-i-1=Gi/D (m)i(m)51102.33 1102.33 53150.320.020.38 41322.082424.4153150.320.050.36 31322.08 3746.49 53150.320.070.3121322.08 5068.5753150.320.100.2411395.9 6464.4747318.35 0.140.14水平地震作用及楼层地震剪力的计算:地震作用按7度设计、基本地震加速度为0.10g、类场地，设计地震分组按第一组，则Tg=0.45s，max=0.08，采用底部剪力法计算，由于T1=0.681s1.4Tg=0.63s，故需考虑顶点附加地震作用。由于Tg=0.45s T15Tg=2.25s；故结构底部剪力为:FEK=(Tg/ T1 )0.9max0.85Gi=(0.45/0.681)0.90.080.856464.47 = 302.76 KNFi =Gi Hi FEk/(Gk Hk)（1-n）n=0.08T1+0.01=0.065Fn=nFEK=22.33计算过程如下表4-2: 表4-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次hi(m)Hi(m)Gi(KN)GiHi(KNm)GiHi（1-n）/GiHiFi(KN)Vi(KN)53.919.5670.39 21495.44 0.2781.7581.75 43.915.6646.41 20624.45 0.26 78.72 160.47 33.911.7646.41 15468.34 0.20 60.55 221.02 23.97.8646.41 10312.220.13 39.36 260.38 13.93.9699.33 5444.010.07 21.19281.57 多遇水平地震作用下的位移验算结果列于下表4-3:表4-3 遇水平地震作用下的位移验算遇水平地震作用下的位移验算层次Vi(KN)D i(N/mm)ui-ui-1 =Vi /D i(m)hi(m)e=(ui-ui-1) /hi581.75 53150.320.00153.90.00038 4160.47 53150.320.0030 3.90.000773221.02 53150.320.00423.90.00112260.38 53150.320.00493.90.00131281.57 47318.35 0.00533.90.0014由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，0.00141/550，满足规范要求。水平地震作用下框架内力计算:1、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算:Vij=DijVi/Dij M bij=Vijyh M uij=Vij(1-y)h计算结果详见下表4-4、表4-5表4-4 各层柱端弯矩及剪力计算(A、D轴边柱)各层柱端弯矩及剪力计算(A、D轴边柱)层次hi(m)Vi(KN)D ij(N/mm)边柱Di1Vi1kyM bi1M ui1(N/mm)(KN)(m)(KNm)(KNm)53.981.75 53150.3210756.61 16.54 1.02 0.3522.58 41.93 43.9160.47 53150.3210756.6132.48 1.020.4050.6776.00 33.9221.02 53150.3210756.6144.73 1.020.4578.50 95.95 23.9260.38 53150.3210756.6152.791.020.50102.77102.7713.9281.57 47318.35 10537.28 62.701.20 0.63163.84 80.69 表4-5 各层柱端弯矩及剪力计算(B、C中柱)各层柱端弯矩及剪力计算(B、C中柱)层次hi(m)Vi(KN)D ij(N/mm)中柱Di1Vi1kyM bi1M ui1(KNm)(N/mm)(KN)(m)(KNm)53.981.75 53150.3215818.55 24.33 1.40 0.4037.9556.9343.9160.47 53150.3215818.5547.76 1.40 0.4583.82102.46 33.9221.02 53150.3215818.5565.781.40 0.50128.27 128.27 23.9260.38 53150.3215818.5577.49 1.40 0.50151.11151.1113.9281.57 47318.35 13121.89 78.08 1.63 0.55167.48137.032、梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算:M l b=i l b(Mbi+1，j + M u i，j)/(i l b+ i r b)M r b=i r b(Mbi+1，j + M u i，j)/(i l b+ i r b)V b=(M l b+ M r b)/ lNi=(V l b- V r b)k具体计算过程见下表4-6表4-6 地震作用下框架梁端剪力及柱轴力计算地震作用下框架梁端剪力及柱轴力计算层次梁AB、CD梁BC柱轴力（压为正）MlbMrbLVbMlbMrbLVb边柱中柱541.9328.47 6.6 10.67 28.47 28.47 6.6 7.19 10.67 3.48 498.5870.29 6.625.13 70.29 70.29 6.621.30 35.80 7.12 3146.62110.70 6.639.58 110.70 110.70 6.633.55 75.19 13.152181.27 139.69 6.649.95 139.69 139.69 6.642.33 125.14 20.77 1183.46141.07 6.649,17 141.07 141.07 6.642.75 174.5 27.51 地震作用下框架梁柱内力图如图4-1、图4-2、图4-3所示: 图4-1 地震作用下的轴力图(KN) 图4-2 地震作用下的剪力图(KN)图4-3 地震作用下的弯矩图(KN.m)二、风荷载作用下框架内力计算、风荷载计算风压标准值计算公式为:w=zszw0；因结构高度H=20.15m 30m,可取z 1.0；地面粗糙程度为B类；各层标高处z见下表;对于矩形平面s=1.3；将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程见表4-7。表中A为一榀框架各层节点的受风面积。表4-7 横向风荷载计算 横向风荷载层次zsZ(m)zWo(kN/)A()Pw(kN)511.319.51.239O.4512.879.33 411.315.61.1530.4525.7417.36 311.311.71.0480.4525.7415.78 211.37.810.4525.7415.06111.33.910.4538.6122.59 、风荷载作用下内力计算:风荷载作用下的结构计算简图如图所示；内力计算采用D值法，计算过程见下表4-10。其中y1= y2= y3=0，即y= y0。由计算简图可见，风荷载的分布较接近于均布荷载，风荷载作用下框架结构弯矩图、轴力图、剪力图如下图所示:图4-4:风荷载作用内力图表4-8： 各层柱端弯矩及剪力计算(A、D轴边柱)各层柱端弯矩及剪力计算(A、D轴边柱)层次hi(m)Vi(KN)D ij(N/mm)A轴边柱Di1Vi1ky下M bi1M ui1(KNm)(N/mm)(KN)(m)(KNm)53.99.33 53150.3210756.61 1.891.02 0.352.58 4.79 43.926.69 53150.3210756.615.401.020.408.42 12.6333.942.47 53150.3210756.618.60 1.020.4515.09 18.44 23.957.5353150.3210756.6111.64 1.020.5022.70 22.70 13.980.12 47318.35 10537.28 17.84 1.20 0.6343.83 25.74 表4-9： 各层柱端弯矩及剪力计算(B、C轴中柱)各层柱端弯矩及剪力计算(B、C轴中柱)层次hi(m)Vi(KN)D ij(N/mm)中柱Di1Vi1ky下M bi1M ui1(KNm)(N/mm)(KN)(m)(KNm)53.99.33 53150.3215818.55 2.78 1.40 0.404.34 6.51 43.926.69 53150.3215818.557.94 1.400.4513.93 17.03 33.942.47 53150.3215818.5511.36 1.400.5022.15 22.15 23.957.5353150.3215818.5515.39 1.400.5030.01 30.01 13.980.12 47318.35 13121.89 22.22 1.63 0.5547.66 39.00 表:4-10： 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算风荷载作用下框架梁端剪力及柱轴力计算层次梁AB、CD梁BC柱轴力（压为正）MlbMrbLVbMlbMrbLVb边柱A、D轴中柱B、C轴54.793.26 6.61.22 3.26 3.26 6.60.99 1.22 0.23415.21 10.69 6.63.9210.69 10.69 6.63.24 5.14 0.91 326.86 18.04 6.66.8018.04 18.04 6.65.47 11.94 2.24 237.79 26.08 6.69.6726.08 26.08 6.6 7.9021.61 4.01 148.44 34.51 6.612.57 34.51 34.51 6.610.46 34.18 6.12 风荷载作用下框架内力图如图4-5、图4-6和图4-7: 图4-5 风荷载作用下框架轴力图(KN) 图4-6 风荷载作用下框架、梁剪力图(KN) 图4-7 风荷载作用下框架弯矩图(KN.m)第五部分:竖向荷载作用下框架结构的内力计算(横向框架内力计算)一、计算单元的选择确定取3轴线横向框架进行计算，如图5-1所示: 计算单元宽度为6.6m，直接传给该框架的楼面荷载如右图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。 图5-1 框架楼面荷载示意图 二、荷载计算恒载计算 梁、柱、墙、门、窗等计算的重力荷载，因计算楼、屋面的永久荷载时，已考虑了板的自重，故在计算梁的自重时，应从梁截面高度中减去板的厚度。墙面单位面积重力荷载为：5.50.24+170.022=2 KN/m2梁柱密度25KN/m3 外墙窗尺寸为3.62.4 单位面积重力荷载为0.45 KN/m2 单位面积幕墙重力荷载取1.2 KN/m2 采用中央空调每层楼板加恒荷1.0 KN/m2 对于第5层， (AB跨、BC跨、CD跨)：框架梁（各1根）自重(包括梁侧粉刷)0.25(0.60-0.10)25+2(0.6-0.1)0.0217=3.47 KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为:横梁自重，为均布荷载g 5AB1=g 5CD1 =g 5BC1=3.47 KN/m屋面板和中央空调管道（荷载1KN/m2）传给横梁的梯形荷载屋面板自重为4.93 KN/m g 5AB=g 5BC=g 5CD=（4.93+1）6.6=39.14 KN/m 、对于1-4层，(AB跨、BC跨、CD跨)：框架梁（各1根）自重(包括梁侧粉刷)0.25(0.60-0.10)25+2(0.6-0.1)0.0217=3.47 KN/m因此，作用在框架梁上的线荷载:横梁和横墙自重，为均布荷载g AB1=g BC1=g CD1=3.47KN/m楼板、走道板和中央空调管道传给横梁的梯形荷载 g AB2=g BC2=g CD2=（3.34+1）6.6=28.64 KN/m 屋面框架节点集中荷载标准值纵梁（四根）自重(包括梁侧粉刷):0.24(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217（6.6-0.6）=20.79 KN/根女儿墙自重（包括两侧粉刷）：0.96.60.2419+20.0216.617=31.57 KN边柱联系梁传来屋面自重：3.31.650.5(4.93+1)2= 43.05KN中柱联系梁传来屋面自重： 43.052=86.10KN顶层边节点：集中荷载 G5A= G5D=20.79+31.57+43.05=95.41 KN 集中力矩 M5A= M5D=95.41(0.50-0.24)/2= 12.40 KNm顶层中间节点：集中荷载 G5B=G5C=20.79+86.10=106.89 KN 集中力矩 M5C=106.89(0.55-0.24)/2=13.89 KNm一到四层楼面框架节点集中荷载标准值纵梁（四根）自重(包括梁侧粉刷):0.24(0.60-0.10)25+2(0.60-0.10)0.0217（6.6-0.6）=20.79 KN/根纵墙:外墙:墙厚240mm，计算长度6.6-0.5=6.1 mm，计算高度3.9-0.6=3.3 mm。 墙体自重(包括两侧粉刷):26.13.3=40.26 KN/侧 40.26x2= 80.52 KN 扣除窗洞加上窗自重: -3.62.42+3.62.40.45=-13.39 KN/侧 2（-13.39）=-26.78 KN边柱联系梁传来屋面自重：3.31.650.5(3.34+1)2= 31.51KN中柱联系梁传来屋面自重： 31.512=63.02KN边柱(包括粉刷)：0.50.53.925+（0.5+0.5）2-0.2430.023.917=26.07 KN中柱(包括粉刷)：0.550.553.925+（0.55+0.55）20.023.917=27.03 KN边节点集中荷载 GA=GD=20.79+40.26-13.39+31.51+26.07=105.24 KN 集中力矩 MA= MD=(20.79+40.26-13.39+31.51)(0.5-0.24)/2=10.29 KNm中节点集中荷载 GB=GC=20.79+63.02+27.03=110.84 KN 集中力矩 MB=(20.79+63.02)(0.55-0.24)/2=10.90 KNm(2)、恒荷载作用下梁的等效荷载计算将梯形荷载等效于均布荷载，与梁上原来的均布荷载叠加。梯形荷载作用时：五层: 一到四层等效后的恒载图如图5-2所示: 图5-2 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布活载计算屋面及楼面可变荷载标准值: 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 KN/m2屋面