[工学]土木工程工民建专业毕业设计

摘要本毕业设计为某公司商务大楼，主体结构为框架结构，底层为营业大厅，二层为办公室，三层为会议室，建筑面积957M2左右。设计本着简单、实用、功能齐全、使用安全的原则进行。毕业设计内容具体包括两部分建筑设计、结构设计；另外后面还附有一榀框架结构设计中部分内力组合及配筋的计算表。建筑设计主要是根据功能和各种相关规范的要求，进行建筑平面、立面、剖面的设计和建筑构造作法的设计。结构设计主要是根据确定的建筑设计图纸，进行结构方案的选择和结构计算，在此基础上分别完成基础平面布置图、结构平面布置图、框架配筋图、楼梯配筋图等主要结构设计施工图。在设计过程中，本设计严格遵守有关规范的规定，并参考了大量的专业书籍，努力做到使所学过的基础理论与实际实践紧密结合。关键词框架结构；建筑设计；结构设计目录1建筑设计111工程概况1111设计题目1112原始设计资料112建筑概况1121建筑平面1122建筑立面3123建筑剖面4124采光、通风设计5125抗震设计5126建筑防火设计513建筑构造作法5131屋面5132楼面6133地面6134墙体6135踢脚6136散水6137台阶62结构设计721设计资料7211工程概况7212原始设计资料7213材料选用7214常用材料自重7215活载标准值822结构选型及梁柱线刚度计算8221柱网尺寸确定8222构件尺寸确定8223梁、柱线刚度计算923荷载计算10231永久荷载标准值11232活荷载标准值13233恒荷载、活荷载标准值作用下的结构计算简图1324内力计算14241水平地震作用（左震）下的内力计算14242风载作用（左风）下的内力计算21243水平地震作用（右震）下的内力计算25244风载作用（右风）下的内力计算26245恒载作用下的内力计算28246活载作用下的内力计算3425内力组合4126框架配筋计算41261框架梁配筋计算41262框架柱配筋计算4427现浇板筋计算45271计算跨度45272荷载计算45273弯矩计算及配筋4628楼梯设计49281楼梯梯段板计算49282平台板设计51283平台梁设计5129基础设计52291结构尺寸选择52292基底底面积确定及应力校核53293基础底板配筋55294基础梁的内力与配筋计算56295AC两轴基宽粗略确定603参考文献624附表621建筑设计11工程概况111设计题目1工程名称某公司商务大楼2功能要求营业大厅，办公室，会议室，卫生间等112原始设计资料地基基础持力层褐黄色粉质粘土，地基承载力特征值FA100KN/M2，地下水位埋深在地表以下5M；基本风压值055KN/M2；地面粗糙度C类；抗震设防烈度7度，第一组；框架抗震等级三级；场地土类别类；设计基本地震加速度值010G；建筑类别丙类；设计使用年限50年。12建筑概况121建筑平面本设计是商务大楼，设计依据为办公建筑设计规范（JGJ6789）。根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房，主要由营业大厅、办公室和会议室等组成。商务大楼内各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。办公建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为今后改造和灵活分隔创造条件。1商务大楼的功能分析商务办公大楼的功能就是满足承接各种商业业务的要求。按其功能，主要可分为三部分商务办公空间部分营业大厅、办公室、会议室等；辅助空间部分卫生间、洗手池等；交通联系部分过厅、过道、楼梯等。通过分析任务书、查找建筑防火等规范、调查研究以往的设计经验，确定本设计为框架结构。2商务大楼单一空间设计A办公室首先应当依据对办公用房的具体要求，确定办公室的数目，然后再参照办公家具的的尺寸及办公人员所需要的办公空间确定其大小及面积，最后再验核设计成果是否满足设计任务书及相关规范的要求。其中，具体尺寸应符合建筑模数要求。此外根据规范要求，办公用房宜有良好的朝向和自然通风，并不宜布置在地下室；普通办公室每人使用面积不应小于3，单间办公室净面积不宜小于10。B会议室会议室有大中小之分，设计步骤同办公室。其中，中、小会议室可分散布置。小会议室使用面积宜为30左右，中会议室使用面积宜为60左右；中、小会议室每人使用面积有会议桌的不应小于180，无会议桌的不应小于080。大会议室应根据使用人数和桌椅设置情况确定使用面积。会议厅所在层数和安全出口的设置等应符合防火规范的要求，并应根据语言清晰度要求进行设计。C）卫生间卫生间的面积、形状、尺寸决定于卫生间的设备多少及其大小、人体活动与卫生设备组合尺寸、开门方式等因素。设计时应注意卫生间距离最远的工作点不应大于50M；卫生间应设前室，前室内宜设置洗手盆；应有天然采光和不向邻室对流的直接自然通风，条件不许可时，应设机械排风装置。卫生洁具数量应符合下列规定男厕所每40人设大便器一具，每30人设小便器一具小便槽按每060M长度相当一具小便器计算；女厕所每20人设大便器一具；洗手盆每40人设一具。3）商务大楼各类用房的组合商务楼各个功能用房的大小和形状基本确定了之后，就可以按照规范要求的原则，按照不同的层数，把各个房间组合起来。其中底层整体部分为营业大厅，二三两层为办公室和会议室。每层的设计平面见附图建施0103“一层平面图”、“二层平面图”、“三层平面图”。4门窗大小及位置的确定门窗的定位受建筑构造、家具布置、自然通风、房间内外交通、功能区使用面积要求等因素的影响。如无特殊要求，窗通常布置在相应房间的外墙居中部位，向外开启，内墙窗户采用推拉窗。门窗尺寸大小受地区气象条件、风俗习惯、室内环境要求、建筑构造等因素的影响。本设计营业大厅正门及侧门均设置为玻璃门，办公室、会议室及卫生间等为木门；窗全为塑钢窗。结合剖面设计的内容，本设计门窗洞口尺寸如下表11所示表11门窗洞口尺寸表M136M33M双扇M215M30M（双扇）M310M30MM412M30M（双扇）门M508M30MC130M21MC215M21M窗C312M21M6楼梯间设计本设计选取现浇板式楼梯。设计楼梯时，应使其符合建筑设计防火规范（GBJ161987）、民用建筑设计通则（JGJ3787）和其他有关单项建筑设计规范的规定。低层办公建筑不需要设封闭楼梯间，但楼梯间靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风。楼梯间的形状、大小、面积与层高、楼梯踏步的尺寸、人们搬运办公用品及上下楼梯的活动尺寸等因素有关。楼梯梯段净宽不应小于11M；楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽，且不小于12M，当有搬运大型物件需要时应适量加宽。本设计的楼梯间尺寸定为33M（宽度）57M（长度）。A）坡度和踏步尺寸民用建筑舒适的坡度范围是2635，踏步尺寸可用以下公式估算BH450MM；B2H600MM620MM式中B踏步宽；H踏步高。建筑楼梯模数协调标准（GBJ10187）规定踏高不宜大于210MM，不宜小于140MM，各级踏高应该相同，踏宽可采用220、240、260、280、300、320等，亦可采用250MM。根据民用建筑设计通则（JGJ3787）的要求，作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定。楼梯平台部位的净高不应小于2M，楼梯梯段部位的净高不应小于22M。楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度为150MM，踏面选用280MM。楼梯坡度小于35。B）楼梯栏杆的确定楼梯的栏杆应坚固适用。在楼梯平台靠近窗户边缘，亦设栏杆。栏杆高度为900MM。出于安全因素，栏杆末端向下布置。122建筑立面1建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计的任务是恰当确定立面中各组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面。建筑立面设计是一个由粗到细的过程，主要要从以下几点入手A尺度和比例。立面组成部分的尺度要正确，比例要协调；B节奏和虚实。节奏感可以通过门窗的排列组合、墙面构件的划分表现，虚实对比则通过形体的凹凸光影效果实现；C材料质感和色彩配置；D细部处理。如檐口和入口处理等。考虑设计的是商务大楼，立面尽量简洁明快，采用横向分隔条装饰。紧密结合了房屋内部空间组合的平剖关系，绘制整个立面的基本轮廓，同时考虑了工程技术和施工工艺的限制，着重分析了各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑顶层等进一步作重点及细部处理。2追求尺度正确和比例协调在建筑设计图集中查找相应部位的尺度，如踏步高取二三层150MM，一层175MM，楼梯栏杆高900MM，以满足人们生活习惯和安全的需要。在建筑物的突出部分也尽量使比例协调，满足人们的视觉习惯以及结构上的要求。3考虑材料质感和色彩配置在立面轮廓的比例关系、门窗排列、构件组合以及墙面划分基本确定的基础上，较为合理地对材料质感和色彩进行了选择和配置，以使建筑立面进一步取得丰富和生动的效果。在窗户上下两端，设置封闭的水平蓝色引条线，线宽及线深均为20MM；外墙为水泥粉刷墙面外涂白色外墙防水涂料，让人感觉整洁、清新。使整个建筑与周围环境相互融合。4注重细部处理突出建筑物立面中的重点，既是建筑造型的设计手法，也是房屋使用功能的需要。123建筑剖面剖面图旨在反映建筑物在垂直方向上各部分的组合关系，其主要任务是确定建筑物各部分应有的高度，建筑层数及建筑空间的组合关系。1）二三层办公用房各部分高度的确定主要包括房间净高和层高的确定；室内窗台高度的确定；门窗洞口尺寸的调整；雨蓬高度的确定；地面高差的确定，室内外地面高差的确定。A）房间净高及层高房间高度可用层高或净高表示。净高为室内地面至顶棚或其他屋顶构件底面的距离；层高为净高加建筑结构高度（如梁板高度）。办公室的室内净高不得低于260M，设空调的可不低于240M；走道净高不得低于210M，贮藏间净高不得低于200M。本设计为商务大楼，一层为营业大厅，二三层为办公室和会议室，采用框架结构，故一层层高取为42M，二三层层高取为36M。B）窗台高度窗台高度一般不应低于09M；外窗窗台距离楼面、地面净高低于09M时，应有防护措施，窗外有阳台或平台时可不受此限；底层外窗、阳台门及下沿低于20M，且紧邻走廊或公共上人屋面的门和窗，应采取防护措施。商务办公楼窗台的高度通常取09M，如与立面处理矛盾，可根据立面需要对窗台高度作进一步调整。本设计取窗台高度为09M。C）窗洞口高度的调整窗洞口高度可按下式计算窗洞口高度层高窗台高度梁高本设计中，二三层层高36M，窗台10M，梁高为05M，则窗洞高度为360010005002100MM首层为营业大厅，层高为42M，为方便施工起见，窗洞高度仍取为2100MM。D）屋顶、檐口的形式和尺寸屋顶形式有平屋顶和坡屋顶两种；常见屋顶檐口形式有平屋顶挑檐、平屋顶女儿墙和坡屋顶挑檐等。平屋顶挑檐的尺寸取决于功能和结构的合理性，同时也受立面比例关系的制约。一般挑檐的宽度为400800MM；平屋顶女儿墙高度尺寸依据屋顶是否上人而定，上人屋顶的女儿墙除考虑满足排水构造要求外，还要考虑安全，一般为10001200MM，幼儿园女儿墙高度至少为1200MM，不上人女儿墙高度，只考虑排水，一般为500600M；坡屋顶根据屋面坡度确定屋脊标高，再定挑檐尺寸，和平屋顶大致相同。本商务大楼设计中的屋顶选择平屋顶，檐口为平屋顶女儿墙，高度为600MM，不上人屋面（建筑找坡）。E）雨蓬雨蓬及其栏板高度应综合考虑使用功能、门洞高度及整个建筑的立面效果。通常将雨蓬与门洞过梁结合成一体，并高于门洞200MM左右。雨蓬栏板高度取300500MM。F）地面高差指同一层中卫生间等易于积水或需要经常冲洗房间的楼、地面标高和同层其他房间楼、地面的标高差异，要求比楼、地面约低2050MM，以防止积水外溢。本设计取30MM作为卫生间与同层其他房间楼、地面高差。G）室内外地面高差主要用于防止室外雨水流入室内，防止建筑物因沉降而使室内地面标高过低。本设计取450MM作为商务大楼设计的室内外高差。2建筑层数的确定对于办公楼，一般以6层以下为宜；当建筑物的耐火等级为三级时，最多允许建5层。依据任务书中所给的条件，综合考虑建筑物的使用要求、结构和材料的要求、城市规划、建筑防火及经济条件要求等影响建筑物层数的因素，确定层数为5层，其中一层为营业大厅，二三层为办公室及会议室用房。124采光、通风设计办公建筑设计规范（JGJ6789）规定，办公室、研究工作室、接待室、打字室、陈列室和复印机室等房间窗地比不应小于16。125抗震设计本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按建筑抗震设计规范（GB500112001）中“现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级”表确定。本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30M，所以为三级框架。因本建筑长度小于55M,故无须设抗震缝。126建筑防火设计本商务大楼采用三级耐火等级，最多允许层数为五层，最大允许长度为100M，每层最大允许建筑面积为1200M2。详见建筑设计防火规范（GBJ1687）第511条。13建筑构造作法131屋面不上人屋面（结构找坡）1、三毡四油防水层2、110厚珍珠岩保温层（25找坡，最薄处80厚）3、20厚13水泥砂浆找平层4、110厚钢筋混凝土板5、20厚板底水泥砂浆抹面132楼面水泥楼面1、5厚12水泥砂浆加107胶水着色粉面层2、25厚13水泥砂浆找平层3、110厚钢筋混凝土板4、20厚板底水泥砂浆抹面133地面地砖地面1、810厚地面砖干水泥擦缝2、撒素水泥面（洒适量清水）3、10厚12干硬性水泥砂浆结合层4、刷素水泥浆结合层一道5、60厚C10混凝土6、100厚碎石或碎砖夯实7、素土夯实134墙体外围护墙为240厚多孔砖配M5混合砂浆砌筑，内外分别为20厚混合砂浆和水泥砂浆抹面；内隔墙做法同外围护墙。135踢脚地砖踢脚1、8厚地砖素水泥擦缝2、5厚11水泥细砂结合层3、12厚13水泥砂浆打底136散水混凝土水泥沙浆面散水（带垫层）1、15厚12水泥砂浆抹面，压实抹光2、60厚C15混凝土，上撒11水泥砂子压实抹光3、120厚碎石或碎砖垫层4、素土夯实，向外坡4137台阶水泥台阶1、70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）随打随抹，上撒11水泥砂子压实抹光（立帮待混凝土稍干后模抹光）台阶面向外坡12、200厚碎石或碎砖石灌M25号混合砂浆3、素土夯实（坡度按工程设计）2结构设计21设计资料211工程概况本工程为某公司的商务大楼，是为了承接各项业务而建的办公大楼。该大楼共三层，一层为营业大厅，二层为办公用房，三层为办公用房和会议用房。根据建筑和使用要求，本构筑物设计为三层框架结构，总建筑面积为957M2。基础采用柱下钢筋混凝土条形基础，设计标高为室内外高差045M。212原始设计资料地基基础持力层褐黄色粉质粘土，地基承载力特征值FA100KN/M2，地下水位埋深在地表以下5M；土体重度20KN/M3；基本风压值055KN/M2；地面粗糙度C类；抗震设防烈度7度，第一组；框架抗震等级三级；场地土类别类；设计基本地震加速度值010G；建筑类别丙类；设计使用年限50年。213材料选用1、钢材HPB235FY210N/MM2，ES21105N/MM2；HRB335FY300N/MM2，ES20105N/MM2。2、混凝土C20FC96N/MM2，FT11N/MM2，EC255104N/MM2；C30FC143N/MM2，FT143N/MM2，EC30104N/MM2。其中，XB、LT配筋及框架箍筋选用HPB235，其它构件选用HRB335。基础垫层采用C10，KL、XB采用C20，其它构件采用C30。214常用材料自重钢筋混凝土25KN/M3；水泥砂浆20KN/M3；多孔砖墙（双面粉刷）4KN/M3；加气砌块砌体55KN/M3；塑钢门窗045KN/M2；木门窗02KN/M2；珍珠岩（成品）7KN/M3；挤塑板05KN/M3。215活载标准值办公室2KN/M2；会议室3KN/M2；楼梯25KN/M2；卫生间25KN/M2；屋面（不上人）05KN/M2；雪载03KN/M2；风载（50年一遇）055KN/M2；22结构选型及梁柱线刚度计算221柱网尺寸确定1）柱距42M（纵向）；2）跨度二跨结构，其中AB轴为66M，BC轴为57M；3）层高一层42M，二三层为36M。222构件尺寸确定1、楼面、屋面现浇板厚度对于AB轴（长跨）L1/L266/421572，对于BC轴（短跨）L1/L257/421362，故皆按四边支承双向板设计。根据相关要求，板厚H1/401/30L短105140MM，本楼层板厚统一取H110MM。2、KL尺寸确定A横向跨度方向主梁截面尺寸确定按有关规定，梁高与跨度之比H/L（高跨比）主梁为1/121/8，梁高与梁宽之比H/B（高宽比），在矩形截面梁中一般为1/31/2。已知LAB6600，LBC5700由此估算的梁截面尺寸分别为AB轴H1/121/8LAB550825MM，取H600MM；B1/31/2H300200MM，取B250MM；H/B24，满足抗震设计有关要求。BC轴H1/121/8LBC475713MM，取H600MM；B1/31/2H300200MM，取B250MM；H/B24，亦满足抗震设计有关要求。B纵向连续梁截面尺寸确定本工程设计为六跨连续梁，L4200MM。根据有关规定H1/15280MM，考虑施工方便及部分砌体用砖工程需要，截面同样取HB600MM250MM。3、KZ尺寸确定HCH/254200/25168MM，BH/304200/30140MM。根据三级抗震有关框架柱尺寸的要求，本工程取HCB400MM400MM。HC/B13，AHCB16105MM2。轴压比验算（楼层暂时按12T/M2计算）三级抗震需要满足N/FCA09，N1216103398426151458KN/MM2故有A1458/14310309113105MM2A16105MM2，即所选取的截面满足抗震要求。223梁、柱线刚度计算1、梁的线刚度计算梁的线刚度时要考虑现浇板的影响，中框架取I2I0，边框架取I15I0。计算结果如下表所示表21梁的线刚度IB计算表边跨梁中跨梁部位截面（MM）跨度L（M）ECC20（N/MM2）I0BH3/12103M4I15I0IBEI/L（KN/M4）I2I0IBEI/L（KN/M4）AB250600662551044567526080934773BC250600572551044567530197940263说明本设计以轴线分区，一、二、三层KL截面尺寸相同2、柱的线刚度计算柱的线刚度IC计算如表22所示表22柱的线刚度IC计算表层次HCMMECN/MM2BHMM2ICMM4ECIC/HCNMM150003001044004002133109128010102336003001044004002133109177810103、柱的侧向刚度计算柱的侧移刚度计算按式计算，式中系数可由“刚度修正系数21CIDHC计算公式”表格中所列计算。其中，上层柱，底层柱C2CI052CI其中，一层计算高度可按如下方式计算设基础梁顶部距室外地坪为050M，已知室内外高差为045M，底层层高为420M，故底层计算高度为H4205045515M根据梁、柱线刚度比I不同，结构平面布置图中的柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱及楼梯间柱等。横向框架柱的侧向刚度D值计算列表如表23所示。其中轴框架柱的抗侧刚度、框架梁的线刚度如图21所示。表23横向框架柱侧向刚度D值（N/MM）层次层高柱号根数IDD楼层A边214620422695213905B边2315006121007020139及轴边跨C边216870458753315065A中519120489804640232B中5461206981148357416二或三层36M至轴中跨C中522500529871643578190335A边22031062836367273B边24375076544298857及轴边跨C边22344065537927583A中526560678392619628B中557810807467523374一层515M至轴中跨C中53125070740962048187197图21轴框架梁线刚度和柱抗侧刚度示意图23荷载计算根据分组，本设计选用轴框架进行相关计算，总体结构布置平面及轴框架双向板荷载传递示意图如图22所示。图22总体结构布置平面及轴框架双向板荷载传递示意图231永久荷载标准值1、不上人屋面三毡四油防水层045KN/M2110厚膨胀珍珠岩保温层0117077KN/M220厚13水泥砂浆找平层00220040KN/M2110厚钢筋混凝土板01125275KN/M220厚板底水泥砂浆00220040KN/M2总计477KN/M22、二、三层楼面5厚12水泥砂浆加107胶水着色粉面000520010KN/M225厚13水泥砂浆找平层002520050KN/M2110厚钢筋混凝土板01125275KN/M220厚板底水泥砂浆00220040KN/M2总计375KN/M23、KL线荷载标准值因为所有的梁截面尺寸皆相同，故可以统一计算（包括梁两侧抹灰自重）G02506252060110022037504415KN/M4、内隔墙自重荷载标准值内隔墙为240厚多孔砖配M5混合砂浆砌筑，内外分别为20厚混合砂浆和水泥砂浆抹面，墙体自重为G02443606288KN/M5、屋面框架节点集中荷载标准值AC轴梁自重0250642251575KN粉刷层0020601124220165KN女儿墙自重（含粉刷层）0642024191149KN连系梁传来屋面自重0542214772104KN总计G3AG3C4993KNB轴连系梁自重及粉刷174KN连系梁传来屋面自重20542214774207KN总计G3B5947KN6、三层楼面框架节点集中荷载标准值AC轴连系梁梁自重及粉刷174KN塑钢窗自重3021045284KN窗下及窗侧墙自重（含粉刷层）3094360642004341428KN框架柱自重04043625144KN框架柱粉刷10023617122KN连系梁传来楼面自重0542213751654KN总计G2AG2C6668KNB轴连系梁自重及粉刷174KN框架柱自重及粉刷1562KN连系梁上木门自重1030206KN连系梁上墙体自重（含粉刷）421004343792KN连系梁传来楼面自重20542213753308KN总计G2B10462KN7、二层楼面框架节点集中荷载标准值AC轴G1AG1C6668KNB轴连系梁自重及粉刷174KN框架柱自重及粉刷1562KN连系梁上木门自重1030206KN连系梁上墙体自重（含粉刷）421004343792KN连系梁传来楼面自重20542213753308KN总计G2B10462KN232活荷载标准值1、屋面（不上人）GABGBC420521KN/M两边节点集中荷载G3AG3C05214205221KN中节点集中荷载G3B2G3A442KN2、三层楼面（会议室）GABGBC423126KN/M两边节点集中荷载G2AG2C05214231323KN中节点集中荷载G2B2G2A2646KN3、二层楼面（办公室）GABGBC42284KN/M两边节点集中荷载G1AG1C0521422882KN中节点集中荷载G1B2G1A1764KN233恒荷载、活荷载标准值作用下的结构计算简图底层层高取515M，二三层层高为36M，可得恒载和活载分别作用下的框架计算简图如图23、24所示图23轴框架恒载图图24轴框架活载图24内力计算241水平地震作用（左震）下的内力计算1、重力荷载代表值的计算根据“抗震规范”中的有关规定，楼面均布活荷载的组合系数为05，屋面活荷载不予考虑，即有。05KKGQ多自由度体系各质点重力荷载代表值取本层楼面重力荷载代表值和各邻IG层墙柱全部重力荷载代表值一半之和，即I层楼面重力荷载代表值I1层K墙柱重量I1层墙柱重量/2，如图25所示。各层的计算过程如下A屋面及以上部分（含屋面XB和KL）女儿墙266570244260240649115KNXB665702442602447712542544477152171KNKL1254415025011257254441502501125356820KN屋面以上总计218106KNB三层墙、柱、窗门窗含在外围护墙计算中外围护墙225440473606431124152140452125404336064215214045268272499951826KN内隔墙672043582044360644872KNKZ及粉刷040436062125252KN三层墙柱门窗重量总计125746KN一层G1取值范围二层G2取值范围顶层G3取值范围女儿墙图25各层重力荷载代表值计算范围C三层楼面部分XB11242544375107230KNKL56820KN三层楼面合计16405KND二层墙、柱、窗门窗含在外围护墙计算中外围护墙51826KN内隔墙6720445820453606462856KNKZ及粉刷252KN二层墙柱门窗重量总计139882KNE二层楼面部分（同三层）16405KNF一层墙、柱、窗门窗含在外围护墙计算中外围护墙22544047420643112415214045212540434206421521404568216KN内隔墙582042420641561KNKZ及粉刷0404420621253024KN一层墙柱门窗重量总计114066KNG三层楼面活载126123384123284572579128KNH三层楼面活载4241232841232845725259598KN综上，可算得各层的重力荷载代表值分别为G321810612574605280979KNG2164051257461398820579105336414KNG116405114066139882055959805320823KN2、水平地震作用下的层间位移验算A自振周期计算对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，其基本自振周期可1TS近按下式计算17TU式中UT计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移；T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0607，本设计取07。对于框架结构，UT可按下列公式计算，NGIKIV1/SIGIIJJUVD1NTKKU计算过程如表24所示表24结构顶点的假想位移计算层次GIKN（KN）GIN/MMIMIUMI32809792809791903350014801548233641461739319033500324014001320823938216871970107601076可知UT01528M。故1701528046SB多遇水平地震作用本设计，结构高度不超过40M，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以图26层间模型剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值1EKEQFG式中相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值。本设计为7度设1防，设计地震分组为第一组，场地类别为类，则特征周期065S，008。由于结构横向自振周期0465S，则有，GTMAX1T10GT此时1MAX08结构等效总重力荷载，其中GI为集中于质点I的EQG5EQIG重力荷载代表值，则085938216797484KN。EQ故有00879748463799KN1EKEQF因为0465S065S，所以不用考虑顶部附加水平地震作用，0。1TGN表25各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次IHMIGKNIHKM1INJJGHIFKNIVK3123528097934700910430274342743428753364142943623036523287507211515320823165223802051307863799各质点水平地震作用计算公式为1IIEKNNJJGHF将和的值代入，得NEKF11637906379IIINNJJJJGH各楼层地震剪力计算公式为NIKIVF具体计算过程见表25所示。C水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移UI的计算公式分别为IU11,NIIKSKIJJVUUD计算过程见表210。表中还计算了各层的层间弹性位移角。/EIUH表26横向水平地震作用下的位移验算层次IVKNI（N/MM）IUMIIMIE32743419033514411142236001/24982507211903352665998136001/1351163799871977316731651501/704由表26可知，最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/7041/550，满足式的要求，其中由“弹性层间位移角限值”表EUH/50UH中查得。3、水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按下式计算IIU1IJIJISJJDV，BIJIJMYHUIJIJYH123N式中DIJI层J柱的侧移刚度，取自表23；H该层柱的计算高度；Y框架柱的反弯点高度比；YN框架柱的标准反弯点高度比，当为风荷载时查“均布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比”表，当为水平地震作用时由“倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比”表；Y1上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值，由表“上、下梁相对刚度变化的修正值Y1”确定；Y2、Y3上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值，由表“上、下层高不同的修正值Y2、Y3”查得；本设计底层柱需考虑修正值Y2，二层需要考虑修正值Y3，其余柱无须修正。具体计算过程及结果见表27。表27各层柱端弯矩及剪力计算层次321HIM3636515VIKN274345072163799N/MMIJD19033519033587197DI1804680463926VI1116021442873K195319532714Y045050055MI1B171234738138A2MI1U246442456658DI211483114834675VI2165530603421K421842185859Y046056055MI2B286063899690B2MI2U309846277928DI3871687164096VI3125623232997K226522653146Y045050055MI3B203541818489C2MI3U248741816946说明表中M量纲为KNM，V量纲为KN。表28梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次321IB347333473334733MBL2464595710131MBR143434666629L666666AB跨VB59114282539IB402634026340263MBL166440217688MBR2487621611127L575757BC跨VB72817963301A259120194558B2137368762柱轴力C272825245825梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下列公式计算，1,LLBUBIJIJRMI1,RRBUBIJIJLMI12BMVLNLRIBKKIN式中、节点左、右梁的线刚度，取自表21；LBIR、节点左、右梁的弯矩；MBNI柱在第I层的轴力，以受压为正。具体计算过程及结果见表284水平地震作用下轴框架的弯矩图、剪力图及轴力图，如图27、28、29所示。1）M图图27左震作用下轴框架弯矩图（单位KNM）2）V图图28左震作用下轴框架梁剪力图（单位KN）3）N图图29左震作用下轴框架柱轴力图（单位KN）242风载作用（左风）下的内力计算1、风荷载标准值风荷载标准值按下式计算0KZSW式中基本风压，由设计资料得其值为055KN/M2。0W风荷载体型系数，由荷载规范查得迎风面取值为08，背风S面取值为05。风压高度变化系数，按“风压高度变化系数”表查其值，取Z。074Z高度为Z处的风振系数，本工程结构总高度为120M30M，风振Z系数取为10。对于轴线横向框架，其负载宽度为42M，可得沿房屋高度的分布风荷载标准值为420517432/KQZWKNM由此可得风荷载标准值如表29所示表29轴框架风荷载标准值层次ZZS层高M/QZPK307410133622227999207410133622227999107410135152222114432、风荷载（左风）计算简图如图210所示。图210左风载作用下轴框架计算简图（单位KN）3、D值法分析轴框架左风荷载作用下内力表210各层柱端弯矩及剪力计算层次321HIM3636515PIKN7999799911443N/MMIJ282452824512697DI1804680463926VI1227822783538K195319532714Y045050055MI1U451410820A2MI1B3694101002DI211483114834675VI2325232523664K421842185859Y046056055MI2U632515849B2MI2B5396561038DI3871687164096VI3246824683691K226522653146Y045050055MI3U489444855C2MI3B4004441045说明表中M量纲为KNM，V量纲为KN。表211梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次321IB347333473334733MBL4517791230MBR293488697L666666AB跨VB113192292IB402634026340263MBL339566808MBR4898441299L575757BC跨VB145247370A2113305597B2032087165柱轴力C2145392762将轴框架的各柱梁的线刚度和柱的抗侧刚度值标于图210（括号中数值为柱的抗侧刚度）。具体计算原理及过程同左震作用，列表如表210、211所示。4左风荷载作用下轴框架的弯矩图、梁剪力图及柱轴力图，如图211、212所示。图211左风作用下轴框架弯矩图（单位KNM）图212左风作用下轴框架梁剪力和柱轴力图（单位KN）243水平地震作用（右震）下的内力计算重力荷载代表值及水平地震作用下的层间位移验算见左震计算，其右震作用下框架内力计算与左震内力计算相同，此处不再罗列右震作用下轴框架的弯矩图、剪力图及轴力图，如图213、214、215所示。1）M图图213右震作用下轴框架弯矩图（单位KNM）2）V图图214右震作用下轴框架梁剪力图（单位KN）3）N图图215右震作用下轴框架柱轴力图（单位KN）244风载作用（右风）下的内力计算风荷载标准值的计算过程见左风作用计算，右风作用下的计算简图如图216所示。图216右风载作用下轴框架计算简图（单位KN）同样用D值法分析轴框架右风荷载作用下内力，计算结果同左风作用，此处不再罗列。右风荷载作用下轴框架的弯矩图、梁剪力图及柱轴力图，如图217、218所示。图217右风作用下轴框架弯矩图（单位KNM）图218右风作用下轴框架梁剪力和柱轴力图（单位KN）245恒载作用下的内力计算1、弯矩计算本设计取轴框架，采用分层力矩分配法进行弯矩计算。根据有关修正，除底层外其它各层柱的线刚度均乘以09的折减系数，除底层外各层柱的弯矩传递系数均为1/3，底层为1/2。由表21和表22可查得梁、柱的线刚度值，修正后的底层柱线刚度为12800KN/M，其它层柱为16002KN/M。图219轴框架顶层恒载作用示意图（单位KN）轴框架的顶层结构恒载作用示意图如图219所示，梁上的线荷载由梯形和矩形两部分组成，因此需要把梯形荷载折算为均布荷载，然后计算固端弯矩和分配系数，过程如下，210386ABA21036857BCA231A，AB2079BC410214/GKNM57905BC各杆件的固端弯矩由此可计算得2167842ABMKA0561CNM分配系数计算如下，16031247AZ34708502AB，38B16Z42BC，06160C43C表212A轴框架A柱弯矩计算三层上下右分配系数03150685固端弯矩0007844一次分配24715373传递519436二次分配026057弯矩总和29642964二层上下右分配系数024002400520固端弯矩0000006490一次分配155815583375传递824545306二次分配255255553弯矩总和212718483975一层上下右分配系数025202010547固端弯矩0000006490一次分配163513043550传递519000315二次分配051041112弯矩总和210312633366表212B轴框架B柱弯矩计算三层上下左右分配系数017603820442固端弯矩00078445561一次分配4028721009传递09326871991二次分配106230267弯矩总和60194298828二层上下左右分配系数0149014903250377固端弯矩00000064904611一次分配280280611708传递13409616881287二次分配025025056064弯矩总和43940175106670一层上下左右分配系数0154012303350388固端弯矩00000064904611一次分配289231629729传递09300017761344二次分配052042114132弯矩总和43427375236816表212C轴框架C柱弯矩计算三层左上下分配系数07160284固端弯矩5561000一次分配39821579传递505340二次分配605240弯矩总和16791679二层左上下分配系数055802210221固端弯矩4611000000一次分配257310191019传递354526357二次分配690273273弯矩总和237512721103一层左上下分配系数058302320185固端弯矩4611000000一次分配26881070853传递365340000二次分配411164130弯矩总和19691246723图220竖向恒载作用下轴框架弯矩图（KNM）其余各层的固端弯矩和分配系数计算同顶层，此处从略。将各数据列于表212，然后进行弯矩的分配与汇总。由表212可以作出竖向恒载作用下轴框架弯矩图220。2、梁的剪力及柱的轴力计算梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的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。计算方法如下2LRMQV1,12,3JIIINVGJ表213轴框架梁剪力及柱轴力计算层次321A2615248284671左811159006057B2右710856075704剪力C2460041004003上111452408136860A2下125852552138920上211664457568238B2下226064601570298上95932180133912轴力C2下110332324135972图221竖向恒载作用下轴框架梁剪力图（KN）图222竖向恒载作用下轴框架柱轴力图（KN）将算得的轴框架梁剪力及柱轴力列于表213，然后由表213可以作出竖向恒载作用下轴框架的梁剪力图及柱轴力图221、222。3、将梁端弯矩换算至梁端柱边考虑弯矩调幅，将将梁端弯矩换算至梁端柱边，以备内力组合时使用。限于调幅后不满足校核条件M跨中0505PQL2及05MLMRM跨中0125PQL2的要求，本次仅仅将M、V值换算至柱边，具体方法如下所示，BA边BA边跨柱边弯矩，041208MVA边041208QVQ中跨柱中弯矩，MV边各层柱边剪力及梁端弯矩计算列表如表214所示。表214各层柱边剪力及梁端弯矩计算表梁端M值KNM梁端柱边V值KNMABMBAMCBMBCVABVBAVCBVBC三层1410789374895525550767966974025二层27626417561713604327546852663623一层2199638357439824170569953633526各层柱边剪力及梁端弯矩图如图223、224所示图223梁端柱边弯矩图（单位KNM）图224梁端柱边剪力图（单位KN）246活载作用下的内力计算同样取轴框架，采用分层力矩分配法进行弯矩计算。其计算过程与恒载作用下内力计算相同，但是活荷载要考虑荷载不利位置的布置，因此本设计分别计算各层内力。1、不上人屋面布置活载图225三层框架活载作用弯矩分配示意图（单位KNM）把梯形荷载折算为均布荷载，然后计算固端弯矩和分配系数，过程如下0832174/ABGKNM96C图226（A）弯矩图（单位KNM）各杆件的固端弯矩由此可计算得217463ABMKNMA5C分配系数与恒载计算中相同。弯矩分配过程如图225所示。内力图见图226（其中括号中的数值为梁端柱边值）。图226（B）剪力图（单位KN）图226（C）轴力图（单位KN）2、中间层楼面AB跨布置活载把梯形荷载折算为均布荷载，然后计算固端弯矩，分配系数同上。08312604/ABGKNM各杆件的固端弯矩由此可计算得2379ABMA弯矩分配过程见图227，内力图见228。3、中间层楼面BC跨布置活载把梯形荷载折算为均布荷载，然后计算固端弯矩，分配系数同上。0791268/BCGKNM各杆件的固端弯矩由此可计算得21985769BCMKNMA弯矩分配过程见图229，内力图见230。下上左右下上左右下上图227弯矩分配图（单位KNM）图228A弯矩图（单位KNM）图228B剪力图（单位KN）图228C轴力图（单位KN）下上左右下上左右下上图229弯矩分配图（单位KNM）图230A弯矩图（单位KNM）图230B剪力图（单位KN）图230C轴力图（单位KN）4、底层楼面AB跨布置活载把梯形荷载折算为均布荷载，然后计算固端弯矩，分配系数同上。0834697/ABGKNM上下下上左右左右下上图231弯矩分配图（单位KNM）各杆件的固端弯矩由此可计算得21697530ABMKNMA弯矩分配过程见图231，内力图见232。图232A弯矩图（单位KNM）图232B剪力图（单位KN）图232C轴力图（单位KN）5、底层楼面BC跨布置活载下上下上左右左右下上图233弯矩分配图（