石家庄某学院行政办公楼设计 土木毕业设计正文终稿

郑州大学现代远程教育毕业设计题目石家庄某学院行政办公楼设计入学年月_2010年10月_姓名_王飞_学号_10088227023_专业_土木工程_学习中心_石家庄_指导教师_易颖_完成时间_2012_年_7_月_18_日目录摘要11引言22建筑设计说明321工程概况322工程设计原始资料33建筑部分431建筑体型选择与平面布置432平、立面设计433防火与抗震534工程做法54结构部分641结构选型642结构布置643框剪计算简图及梁柱线刚度8431梁柱截面尺寸估算9432确定框架计算简图（KJ4）9433框架梁柱的线刚度计算944荷载计算11441恒荷载标准值计算11442活荷载标准值计算14443竖向荷载下框架受荷载总图1545水平地震作用下内力计算18451重力荷载代表值计算18452框架柱抗侧刚度D和结构基本自振周期计算20453水平地震作用计算（多遇）21454刚重比和剪重比验算23455水平地震力作用下框架内力计算（以左震为）24456地震作用下框架梁端剪力及框架柱轴力2646内力计算28461恒荷载作用下内力计算28462活荷载作用下内力计算3947内力组合和最不利内力组合确定41471框架梁内力组合及最不利内力组合41472框架柱内力组合及最不利内力组合4348框架梁柱配筋计算46481框架梁截面设计464811正截面受弯承载力计算464812斜截面受剪承载力计算50482框架柱截面设计534821柱截面尺寸验算534822正截面承载力计算554823柱斜截面受剪承载力计算5949板的截面设计60491板的荷载计算60492板的内力计算61493板的配筋计算62410楼梯设计634101楼梯概况634102楼梯板设计634103平台板计算654104平台梁设计66411基础设计67结论70参考文献72致谢73评审表74石家庄某学院行政办公楼设计摘要我的毕业设计的课题为石家庄经济学院行政办公楼设计，此建筑总建筑面积为5746M。本建筑防火等级二级，抗震设防烈度7度。根据建筑功能要求、相关技术参数及现行国家设计规范等资料，拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用梁式楼梯；基础选用柱下独立基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。关键词框架结构；混凝土；建筑设计；结构设计；配筋1前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。我的毕业设计题目为石家庄某行政办公楼设计。通过毕业设计,首先我可以将以前学过的知识重温回顾,我温习了结构力学、混凝土设计原理、混凝土设计、建筑结构抗震设计等知识；其次我对疑难知识再学习,并借阅了抗震规范、混凝土设计规范、荷载规范等规范；最终对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前，我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主，钢筋混凝土造价较低，材料来源丰富，且可以浇筑成各种复杂断面形状，节省钢材，承载力也不低，经过合理设计可以获得较好的抗震性能。今后几十年，钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑业上。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于自选商场类楼房是最常用的结构体系。多层建筑结构的设计，除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外，要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面；结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。在我即将毕业的这几个月里，初期在指导老师的帮助下，经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制，加深了对规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了AUTOCAD和结构设计软件PKPMCAD，基本上达到了毕业设计的目的与要求。在后期，主要进行设计手稿的整理，并用电脑绘图并得到老师的审批和指正，使我完成了任务，在此表示衷心的感谢。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑结构软件PKPM进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。2建筑设计说明21工程概况工程名称石家庄某学院行政办公楼设计；工程位置石家庄市裕华区；工程总面积5746M2；楼为5层，高1995M，首层层高4M，其余每层层高3M，女儿墙高085M；结构形式现浇钢筋混凝土框架。本设计为石家庄某学院行政办公楼，建筑物的总长为6768M，总宽度为1698M。采用大柱网现浇钢筋砼框架结构，共设四个出入口，三个楼梯间，一个电梯间，主体建筑为五层，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（5575KN/M3）。22工程设计原始资料1工程地质条件建筑场地持力层属粉质粘土，地基承载力特征值130KN/M2；2抗震设防7度；3防火等级二级；4建筑物类型丙类；5基本风压OW035KN/M2；常年主导风向东北西南风；6）基本雪压S03KN/M2；7）冻土深度055M；8）地下水位稳定地下水埋深约155M，属潜水类型，对混凝土结构不具腐蚀性；9）气象条件年平均温度78C；10）楼面活荷办公室、厕所20KN/M；资料室25KN/M；走道25KN/M；楼梯35KN/M；不上人屋面活载05KN/M；11）设计基本地震加速度值01G；12）场地类别类；13）地基处理及基础方案采用天然地基；3建筑部分31建筑体型选择与平面布置建筑体型选择行政办公楼是以办公为主要公共设施的建筑。鉴于此，综合办公楼体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系，还要处理好与环境的关系，以便在满足功能要求的同时，生根于特定的环境，给人以良好的感觉。对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。建筑造型根据设计原则，本设计采用“”字型结构体系，这种结构体系符合简单、对称、规则的原则。平面布置鉴于本设计采用大柱网框架的平面布置，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。此框架办公楼分为办公区和会议区，分别位于门厅及大厅两侧，办公区采用中间走道，两侧办公室布局。32平、立面设计该拟建的建筑位于石家庄市裕华区，为石家庄某学院行政办公楼设计，此建筑占地面积11492M2，总建筑面积为5746M2。建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向84M，横向72M、21M、72M的柱距。立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上以节奏韵律感。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗和玻璃幕墙，并在立面上划分不同的区域，力求立面在效果上富于变化。33防火与抗震耐火等级本工程属二类建筑（1018层普通住宅和高度不超过50M的公共建筑），其耐火等级不能低于二级。防火设计要点（1）选址应在交通便捷处，根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过，要求既靠近干道，便于高层建筑中人群的集散，又便于消防时交通组织和疏散。（2）疏散所需时间从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒为宜。通道宽度按通过人数每100人不少于1M计算。（3）安全疏散距离防火等级为二级，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，大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；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25M,满足间距50M的要求。34工程做法散水做法水泥砂浆散水宽600MM；素土夯实，80厚碎砖或道渣垫层宽700MM，60厚C10混凝土宽600MM，10厚125水泥砂浆抹面，横坡5，根部转角及沿长度18留20宽缝，沥青砂浆嵌缝。屋面做法防水层2MM浅色铝基反光防水涂料，找平层20厚13水泥砂浆，找坡层C15细石混凝土找坡，保温层80厚聚苯乙烯泡沫塑料，结构层150厚现浇混凝土板，抹灰层10厚混合砂浆。楼面做法陶瓷地砖（约10MM），20MM厚12水泥砂浆结合层，20MM厚13水泥砂浆找平，150MM厚钢筋混凝土板，20MM厚石灰砂浆抹灰。厕所楼面陶瓷地砖（约10MM），10MM厚12泥水砂浆结合层，10MM厚素砼刚性防水层，10MM厚16水泥矿渣找坡，150MM厚钢筋砼，20MM厚石灰砂浆抹灰。墙身做法填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（5575KN/M3），外墙厚度均为200MM，内墙均厚200MM。女儿墙厚200MM。内墙用石灰砂浆抹面，外墙镶嵌陶瓷锦砖。门窗做法门为木门和玻璃门，自重02KN/M2，窗为塑钢玻璃窗，自重045KN/M2，玻璃幕墙自重1015KN/M2；屋面找坡排水坡度为2。4结构部分41结构选型结构体系选型采用全现浇框架结构（纵横向承重）体系。其它结构选型屋面和楼面均采用现浇钢筋混凝土楼板。42结构布置本框架结构设计为双向梁抗侧力体系，框架梁柱中心线重合，对于梁柱中心线不重合的，它们的偏心距不大于该方向柱宽的1/4。结合建筑的平面立面和剖面布置情况，结构平面布置如图41；本工程结构方案经过分析比较，为了满足行政办公楼的大跨度需求，因此采用纯框架结构体系。框架的计算简图用梁、柱的轴线表示，梁、柱的轴线分别取各自的形心线。框架的计算单元如图42所示。图41结构平面布置图图42框架计算单元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。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案，本建筑平面除走廊板区格为单向板外，其余均为双向板。双向板的板厚HL/50L为双向板的短向计算跨度，H7200/50144MM,考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素，本建筑楼面板和屋面板的厚度均取150MM。本建筑的材料选用如下混凝土C30（FC143MPA，EC30107KN/M2）；钢筋纵向受力筋采用HRB335级钢筋，其余采用HPB235级钢筋；墙体蒸压粉煤灰加气混凝土砌块；窗塑钢玻璃窗、玻璃幕墙；门木门、玻璃门；43框架计算简图及梁柱线刚度本结构是三维空间的。但由于建筑结构的质量、刚度都比较均匀，故选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此框架进行配筋。现以轴线为例进行计算。431梁柱截面尺寸估算框架主梁H1/121/8L1/121/88400700MM1050MM，取H800MM，B1/31/2H1/31/28002666MM400MM，取B350MM；次梁H1/181/12L1/181/128400467MM700MM，取H600MMB1/31/2H1/31/2600200MM300MM，取B250MM框架柱建筑总高度按1995M算，小于30M的现浇框架结构，设防烈度7度近震查抗震设计规范，该框架为三级抗震，最大轴压比。假定采用C30混凝土，查得，假定每092/314MNFC平方米荷载为14KN/M2，则柱子最大轴压力N125148493/25341775KN，则柱子轴压比即2341750694CBHFU，取柱子截面形状为正方形，即BH515MM；为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变，即取柱子尺寸为600MM600MM。432确定框架计算简图假定框架柱嵌固与基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸都不变，故梁跨取柱截面形心线间距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面。根据地质资料，取室内外高差为045M，基础顶面至室外地坪取为055M，因此框架底层计算高度为30450554M，为了简化计算，其它各层取H3M。OLOL433框架梁柱的线刚度计算混凝土C30，现浇框架结构梁272430/KN103/1MMNEC惯性矩，对于现浇楼板，考虑楼板的约束，取，线刚度；02ILEII/1边跨框架梁线刚度73513020581240BEIIKNML2中间跨框架梁线刚度73513020584210BIIL3底层框架柱线刚度74513020698710CEIIKNML4其他各层框架柱线刚度745130260909721CIIL把其他层层柱的线刚度看做10，则其他相对线刚度为边跨梁128中跨梁437底层柱083框架梁柱的相对线刚度如图43所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图43框架计算简图及梁柱相对线刚度44荷载计算441恒荷载标准值计算（1）屋面恒荷载标准值不上人屋面防水层三油二毡防水层203KNM找平层20厚13水泥砂浆4/K找坡层（2找坡）C15细石混凝土找坡204156/KNM保温层80厚聚苯乙烯泡沫2081456/KNM结构层150厚现浇混凝土板237抹灰层20MM厚石灰砂浆抹底2K屋面恒载标准值651NM（2）楼面恒荷载标准值陶瓷地砖（约10MM）055KN/2M20MM厚13水泥水泥水砂浆找平2000204KN/150MM厚钢筋混凝土板25015375KN/220MM厚石灰砂浆抹灰17002034KN/M楼面恒恒载标准值504KN/2（3）梁自重BH350MM800MM自重25035080015569KN/M抹灰层20MM厚石灰砂浆抹灰002080015217049KN/M合计613KN/MBH250MM600MM自重25025060015281KN/M抹灰层20MM厚石灰砂浆抹灰002060015217031KN/M合计312KN/M（4）柱自重BH600MM600MM自重250600609KN/M抹灰层20MM厚石灰砂浆抹灰002064170816N/M合计9816KN/M（6）标准层外纵墙自重（以轴线间纵墙为例）窗上墙体自重84038152036521KN铝合金窗自重2150425KN外墙面贴瓷砖83194内墙面20MM厚石灰砂浆抹灰4068521702369KN合计3716KN标准层外纵墙线荷载7184067KNM（7）底层外纵墙自重窗上墙体自重840681520526铝合金窗自重14KN（外墙面）贴瓷砖3043内墙面20MM厚石灰砂浆846815270269合计4321KN底层外墙线荷载43654KNM（8）内纵墙自重（以轴线间纵墙为例）标准层自重840638092105184粉刷729KN合计275KN标准层内纵墙线荷载275840635M自重84068091291KN粉刷37合计3822KN底层内纵墙线荷载3824069KNM（8）外横墙自重（以轴线上A、B间外横墙为例）标准层自重03685436KNM（内墙面）粉刷217078（外墙面）贴瓷砖1合计66KN/M底层自重03648563KNM（内墙面）粉刷217074（外墙面）贴瓷砖12合计8809KN/M9内横墙自重（以轴线上A、B间内横墙为例）标准层自重025385302KNM粉刷171496合计4521KN/M底层自重0254854KNM粉刷1732196合计5896KN/M（10）女儿墙自重100MM的混凝土压顶自重02582501795KNM外墙面贴瓷砖2085MKN顶面贴瓷砖13合计2775KN/M442活荷载标准值计算屋面活荷载标准值不上人屋面05KN/M2；楼面活荷载标准值走廊25KN/M2；办公室、厕所等20KN/M2；资料室25KN/M2；楼梯35KN/M2；会议室20KN/M2档案室50KN/M2雪荷载SO030KN/M2，则10R；103/KROKNM屋面活荷载与雪荷载不同时考虑两者中取大值；屋面板传荷载板传至梁上为均布荷载。443竖向荷载下框架受荷载总图确定板传递给梁的荷载时,一个区格板一个区格板地考虑。确定每个区格板的荷载传递时,先区分板是单向板还是双向板。若为单向板,沿板的短跨方向作中线,将板上的荷载平均分给两长边的梁；若为双向板计算，从四角出45O平分线，区格板被分为四个小块，每小块荷载传给与之相邻的的梁，见板传荷示意图42。板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。（1）AB轴间框架梁屋面屋面板传给梁的荷载恒载1420597231426531GKNM活载14205972314205180QKNM楼面板传给梁的荷载恒载23142G活载231719QKNMAB轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载613KN/M2341N/M2954KN/M活载板传荷载180KN/M楼面梁恒载梁自重板传荷载内横墙体重613KN/M1812KN/M452KN/M2877KN/M活载板传荷载735KN/M（2）BC轴间框架梁由于BC轴间板为单向板,故板传荷载为零，则BC轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载6130613KN/M活载板传荷载0KN/M楼面梁恒载梁自重板传荷载6130613KN/M活载板传荷载0KN/M（3）CD轴间框架梁完全同AB轴间框架梁（4）A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱板传给梁的恒载5847261312169324KN板传给梁的活载8570584顶层柱恒载女儿墙自重梁自重板传荷载2775848461316963161751491696324443KN顶层柱活载板传活载1199KN标准层标准层柱恒载墙自重梁自重板传荷载5149169633712825825KN标准层活载板传活载2084/484/25/81872/422853KN（5）B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱板传荷载2（65184/484/25/831272/4234172/4）265184/221/2224718KN顶层柱恒载梁自重板传荷载61384224718514922471827621KN顶层柱活载板传活载0584/484/25/821872/4220584/221/2164KN标准层柱恒载墙自重梁自重板传荷载5149224718352840645272/4330532KN活载板传活载284/484/25/82584/227/221872/425688KN（6）C轴柱纵向集中荷载的计算同B轴柱纵向集中荷载的计算；D轴柱纵向集中荷载的计算同B轴柱纵向集中荷载的计算；图44竖向荷载下框架受荷载总图KN45水平地震作用下内力计算该建筑物高度为183M40M，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。451重力荷载代表值计算屋面重力荷载代表值屋面上下半层范围内结构或构件自重标准值05雪载标准值；楼面重力荷载代表值楼面上下半层范围内结构或构件自重标准值05活载标准值；其中，结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围的结构及构配件自重屋面处取顶层的一半。屋面处的重力荷载标准值的计算女儿墙的重力荷载代表值的计算2754698KNG女儿墙（16987）屋面板自重标准值6007135屋面屋面梁自重标准值1384169832694GKN梁顶层的墙重725470513829542墙顶层柱重1986301632GKN柱则49871529430259416095GKN顶层女儿墙屋面板梁柱墙其余各层楼面处重力荷载标准值计算2954180GKN墙6762984楼面板3梁50215GKN柱89072684935106379GKN梁柱墙标准层楼板底层楼面处重力荷载标准值计算14326152821056墙5782984GKN楼面板9KN梁150329840153687GKN柱29435197824635GKN底层梁柱墙楼板屋顶雪荷载标准值计算QQ03678153SKN雪雪楼面活载标准值计算206781425682130975KNSQS办公室办公室走廊走廊楼面总重力荷载代表的计算屋面处EWG屋面处结构和构件自重05雪荷载标准值12660905335128284N楼面处EI楼面处结构和构件自重05活荷载标准值1307937052309751423425KN底层楼面处GEI楼面处结构和构件自重05活荷载标准值1246357052309751361845KN建筑物总重力荷载代表值为1284532164859176G452框架柱抗侧刚度D和结构基本自振周期计算横向D值的计算表41横向25层D值的计算构件名称KCB22CK21K/MCNHA、D轴柱（18个）51407903950544B、C轴柱（18个）442321056071759750459718952DKNM表42横向底层D值的计算构件名称KCB052CK21/MCKNHA、D轴柱（18个）512408705862408B、C轴柱（18个）53608860802408182674/DKNM结构基本自振周期计算结构的基本自振周期采用公式H1995B16513025049HTB其中H结构总高度B结构宽度该工程所在地区抗震设防烈度为7度近震设防，场地类别为类，01G为设计基本地震加速度，设计地震分组为第一组，由表知，水平地震影响系数最大值MAX08多遇，特征周期05GTS，则地震影响系数9091AX58243GT453水平地震作用及楼层地震剪力计算本工程中框架结构不超过40M，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，。所以，10354063GTSTS不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响；附加水平地震作用系数，对N于多质点体系,结构底部总纵向水平地震作用标准值08691753472EKFKN附加顶部集中力0NEKFF11IIINEKNJJJJGHGHF质点I的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见下表表44质点I的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移层次IGKNIHMIGIHIFKNIVDIM512828451620525521654091654091985292000083414234251318504525149149314558198529200015831423425101423425114751429309198529200021621423425799639758034050964919852920002571136184545447386867562439305535732672784000207楼层最大位移与楼层层高比025130IH所以，满足要求。454刚重比和剪重比验算为了保证结构的稳定和安全，需分别按下列公式进行结构刚重比和剪重比验算。各层的刚重比和剪重比见表45。刚重比公式框架结构；20/1,2NIJIDGHN分别为第I，J楼层重力荷载设计值；,IJG第I楼层层高；IH图45楼层水平地震作用标准值（KN）第I楼层的弹性等效侧向刚度，可取该层剪力与层间位移的比值；IDN结构计算层数；水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求INEKJIVG第I层对应于水平地震作用标准值的剪力；IEKV水平地震剪力系数；查高层表（121知）0317表45各层刚重比和剪重比层号H/IDKNMIHKEKIVKNNJJIGKINJJIDHKNEKINJJIVKG5319852925955876165409128284546427013431985292595587631455827062722008012331985292595587642930941296951442201023198529259558765096495553121072500914267278410691136553573691496515461008从表中/20NIJJIDHG/3NEKIJJV即刚重比与剪重比均满足要求。455水平地震力作用下框架内力计算以左震为例水平地震作用下，框架柱剪力、柱端弯矩计算采用D值法，计算过程见表46、47、48、49。其中,反弯点相对高度值在表中求得。框架内分析原则为取隔离体，平衡分析。如取梁、节点等。框架杆端弯矩、轴力，梁端弯矩、剪力按下式计算弯矩，IMV1CMYH上（；（）IC下IM/IDIV中柱1BBJCJCJMI左左下上左右1BCJBJCJMI右下右上右左（注左边式子中的量值有正负之分，要根据所取隔离体分析。）边柱1CJBJCJ下总上剪力/LBV右左轴力CBBNCJIINV左右计算过程如下表46AD轴框架柱反弯点位置表47BC轴框架柱反弯点位置层号HMKY01Y23Y53506045000045435060500000503350605000005023506050000050层号HMKY01Y2Y35312703600003643127041000041331270460000462312705000051415406200006214565055000055注为标准反弯点高度比，按该框架总层数、所在楼层以及梁柱线刚度比查表得到；Y0K1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值，用与查表得到；、为上1Y23下层层高变化时反弯点高度比修正值，用，与查表得到。2H上3下K框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算1IJCMVYH上IJCVYH下CCBCMM下右左上12K21K1CBM左2CB右表48横向水平地震荷载作用下AD轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算层号VKNIDIM/IDIMVKNYHCMNA上（K）C下（）MC总（KN）5165409198529250544002541351087939446679394314558198529250544002578641231391996731838534293091985292505440025107331381738714812270625096491985292505440025127411501911219112339241553573267278462408002312732248193533157538465表49横向水平地震荷载作用下BC轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算层号VKNIDIM/IIMVKNYC上MC下C总B左M右51654091985292597500030149781358214672082142234598043145581985292597500030194671514201142012092156911523034293091985292597500030112921151938219382335839135244482509649198529259750003011533915230092300942391115303086115535732672784860800032217828223209039222550991498740112456地震作用下框架梁端剪力及框架柱轴力BMVL右左梁端剪力N柱轴力梁端剪力（其中L为梁的计算长度，边跨L72M；中跨L21M）梁端剪力（KN）柱轴力（KN）AB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴5141356951413141342821413428243344145053344475715443475715443350272328450279784337978433726313293916313160975677816097567781742438202742423521875562352187556注（1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两柱为压力。（2）表中M量纲为KNM,V量纲为KN,N量纲为KN。图48横向水平地震作用下的弯矩图图49横向水平地震作用下左地震剪力图KN图410横向水平地震作用下右地震轴力图KN46框架结构的内力计算461恒荷载作用下内力计算框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用分层力矩分配法，一般情况下，分层计算法所得杆端弯矩在各节点不平衡，这时需将节点的不平衡弯矩再进行分配，但不传递。荷载作用框架计算简图为恒载标准值在屋面处引起的固端弯矩半边结构顶层边跨AB221954716ABMQLKNM中跨BC梁227334BCMQL；22161BLKN其他层边跨梁2218748ABMQLM；中跨梁22176133BCMQLKN；224BL（梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负）框架的梁柱线刚度分配系数如下表所示转动刚度按下式计算远端固定4SI远端滑动分配系数按下式计算IS层次终点杆件刚度ISISIS右梁5120561A下柱4009120439左梁6120324右梁8740463顶层B下柱40018860212上柱4000305下柱4000305A右梁51213120390上柱4000183下柱4000183左梁5120234标准层B右梁87421860400上柱4000322下柱3320267A右梁51212440412上柱4000189下柱3320157左梁5120242底层B右梁87421180413恒载作用横向框架的弯矩二次分配法具体过程如下图（因为框架结构对称，荷载对称，故取下图半边结构计算）图411恒载作用下顶层弯矩传递与分配图图412恒载作用下标准层弯矩传递与分配图图413恒载作用下底层弯矩传递与分配图活载作用下框架结构的弯矩计算活载标准值在梁端产生的固端弯矩半边结构顶层边跨AB2211876ABAMQLKNM中跨BC梁0；其他层边跨梁2217193106ABAMQLKNM；中跨梁0M；当活荷载产生的内力远远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活载的不利布置，而采用满布荷载法，这样求得得内力在支座处与最不利荷载位置法求得的内力极为相近。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此，对梁跨中弯矩应乘以1112的系数予以增大。图414活载作用下顶层弯矩传递与分配图图415活载作用下标准层弯矩传递与分配图图416活载作用下底层弯矩传递与分配图将分层法计算得到的弯矩进行叠加，并将各节点不平衡弯矩做一次分配。图417竖向恒荷载作用下的弯矩图图418竖向活荷载作用下的弯矩图对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下五层左上节点为例128937M梁856（10256）柱（）其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。本设计中梁端弯矩的调幅系数取08。调幅结果表下表AB跨BC跨CD跨调幅前调幅后调幅前调幅后恒载梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右五层9371115647497925134521156427629251四层9068116327254930660131163248109306三层9045116547236932360251165448209323二层9132116397306931160291163948239311一层9263118417410947361181184148949473活载五层621782497626421782337626四层25462931203723451432293111462345三层25412964203323711425296411402371二层25392956203123651417295611342365一层26343015210724121464301511712412略恒载标准值引起的内力以上计算中，已求出弯矩，可采用结构力学取脱离体的方法。则剪力的计算公式为LOLIJJIVMLROIJJIVMLQB2V柱边RL简支梁支座右端和左端的剪力标准值IJI梁端弯矩标准值，以绕杆端顺时针为正，反之为负。已知某节点上柱传来的轴力N和左右传来的剪力RVL时，其下柱的轴力LULRNV（其中LU以压力为正，拉力为负）。恒载作用下梁端剪力为表410恒载标准值下AB（CD）跨梁端剪力计算层次/QKML/2QLKN/MLK2FQLMVKN2EQLVKN52954721063442441039041087844287772103572285100722106422328777210357229010067210647222877721035722781007921063521287772103572287100702106442注M采用调幅前的数值。表411恒载标准值下BC跨梁端剪力计算层次/QKNML/2QLKN/MLK2FQLMVKN2EQLVKN56132164406446444613216440644644361321644064464426132164406446441613216440644644注M采用调幅前的数值。表412恒载标准值下边柱轴力、剪力计算层次截面横梁传剪力柱恒载柱重NK边柱轴力边柱剪力1135204352045221039042481363533387373873736943334239694434441007222416683533377727650927905534234103677366100672241668353337767114276284977342461379232881007922416683533377791520553090993423717216110101007022416684466387031847581219表413恒载标准值下中柱轴力、剪力计算层次截面右横梁传剪力左横梁传剪力柱恒载柱重NK中柱轴力中柱剪力11405604405604522644108784290383533440934440934241033448502854106444644106422335643533483832924766190555448552130265836664410647233564353348388214086481932774484321751092886441063523356435334837621892412018994485222199612110106441064423356444664931822385592764说明假定外纵墙受力荷载完全由纵梁承受。为本层荷载产生的轴力。N图418恒荷载作用下梁的剪力图图419恒荷载作用下柱的轴力图图420恒载作用下梁的剪力图（KN）462活荷载作用下内力计算活载标准值在屋面处引起的固端弯矩顶层边跨梁；221184795FMQLKNMA其他层边跨梁；351（梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负）弯矩二次分配法具体方法同恒荷载作用时计算过程。活荷载作用横向框架的弯矩二次分配法具体过程如下图活载标准值引起的内力（见表）表414活载标准值下边跨梁端剪力计算层次/QKNML/2QLKN/MLK2FQLMVKN2EQLVKN51807264801763166547197225880822506267371972258808225062672719722588082250626717197225880822506267注M采用调幅前的数值。表415活载标准值下边柱中柱轴力、剪力计算边柱中柱层数截面AVA柱轴力（KN）A柱剪力（KN）BV左（KN）B右（KN）N（KN）B柱轴力（KN）B柱剪力（KN）5116316314626650665665341422250631377182670267333552133325065643104726702676005514244250681497226702678675539155250610655281267026711345124活荷载作用下框架弯矩图、剪力图、轴力图如下图421活荷载作用下梁的剪力图图422活荷载作用下柱的轴力图47内力组合和最不利内力组合确定结构抗震等级可根据结构类型,地震烈度,房屋高度等因素查表求得，查建筑抗震规范可知本工程框架为三级抗震等级。在考虑地震作用时，应考虑三种内力组合，即,124GKQS,；并比较三种组合的内力，取1354GKQKS12053GKQEKS最不利者。471框架梁内力组合及最不利内力组合表417梁BC跨内力组合表荷载类别内力组合层次位置内力恒载活载地震荷载12141351407120513075M276233759803786405931938468B右V644000569577386949736132M50023370006474708346534653跨中VM2762337598037864059846831935C左V644000569577386961324973M4810114615230737676171000519694B右V644000145057738691356314722M402911460006439656241424142跨中VM48101146152307376761719694100054C左V644000145057738691356314722M482011424448738076241898628688B右V644000232847738692212223282M40251140006426655141364136跨中VM4820114244484188539020012276623C左V644000232847738692328222122M4823113430861737576222523834940B右V644000293917738692807729236M412611340006539668142244224跨中V2CM4823113430861737576223494025238左V644000293617738692920728047M4894117140112751277543417844041B右V644000382027738693666737827M469011710007267747947484748跨中VM48941171401127512775444041341781C左V644000382027738693782736667注上表中恒载、活载作用下弯矩值M均为调幅后数值。膘418选取的梁的最不利内力组合层次位置AB跨位置BC跨M14711M8468AV11013B右V6132M12192M4653跨中V跨中VM10786M84685B左V11467C左V6132M25371M19694AV13453B右V14722M13392M4142跨中V跨中VM14979M196944B左V7519C左V13563M33811M28688AV15089B右V23282M14737M4136跨中V跨中VM18364M200123B左V15685C左V23282M40565M34940AV16354B右V29236M16931M4224跨中V跨中VM20686M349402B左V4618C左V29207M45121M44041AV17429B右V37827M17194M4748跨中V跨中V1B左M44041C左M44041V37827V37827472框架柱内力组合及最不利内力组合表420B柱（C柱）内力组合表荷载类别内力组合层次位置内力恒载活载地震荷载121413514120513M4713566758564486917289911892柱顶N41455651303750657566024056434641M3953776624258306097217999935柱底N45078651303755005614934382437902M33539761331153905483952116435柱顶N869073314113791089281205729080268613M325397613311527053489611163454柱底N944303314113791179561307289757375384M345397618494551056181448521579柱顶N13235956772465216677918424814571397642M3453976184945510561814485215793柱底N143682567724652180366199534155904107833M345397621965551056181786924963柱顶N179511864041247227509250807205664125232M37631036219655966609517563252692柱底N193234864041647243977269333218404137193M214752713477331434151097115310柱顶N2251011128656030285922314947262299153040M1374214305941948206528496311621柱底N243599111856030307971339815278899169641表421A柱（D柱）内力组合表荷载类别内力组合层次位置内力恒载活载地震荷载121413514120513M74496355248982810678187312107柱顶N3469962093042507474513060132415M58581073307085328960874827625柱底N3812262093046614520723368235496M48851339900677377907378213780柱顶N707223129347089247985416167568441M518512396718795782141177413264柱底N7774531293470976751080226799574762M518512391130579578214579816246柱顶N10674556387148135987149