土木工程毕业设计-金凤科技股份有限公司综合楼建筑结构设计

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目金凤科技股份有限公司综合楼建筑结构设计（方案三）学生姓名翟铭萱学号0863104636专业土木工程班级土木20086班指导教师李云云2012年6月金凤科技股份有限公司综合办公楼（方案三）摘要本工程为包头市稀土高新区工程，建筑面积为4009，主体为五层现浇框架结构，总高度为195M。结构设计主要进行了2轴一榀横向框架的设计。其设计内容主要包括结构选型重力荷载代表值的计算；利用顶点位移法求结构的自震周期；按底部剪力法计算结构的水平地震作用；水平地震作用下的内力计算；竖向荷载作用下的结构内力计算。此外还选取最不利的内力组合结果进行梁、柱截面的设计，以及结构方案中的楼梯，包括平台板、梯段板、平台梁构件的内力和配筋计算；楼板的设计；柱下独立基础设计以及以上各部分施工图的绘制。关键词框架结构基础承载力内力计算截面设计ERDOSGROUPOFEASTERNROADANDBRIDGEOFFICEBUILDINGSTRUCTUREDESIGNOPTION1ABSTRACTTHISPROJECTISTHEBAOTOUINRAREEARTHHIGHCALCULATINGTHEREPRESENTATIVEVALUESOFTHELOADOFGRIVATYWORKINGOUTTHENATURALPERIODOFVIBRATIONBYDISPLACEMENTMETHODOFTOPCALCULATINGTHEINTERNALFORCEINTHEEFFECTOFTHESEISMICHORIZONTALFORCESBYEQUIVALENTBASESHEARMETHODDRAWINGTHEINTERNALFORCEINTHEEFFECTOFTHEERECTLOADWHICHAREUSUALLYCLASSIFIEDASDEADLOADSORLIVELOADSINADDITION，THECROSSSECTIONOFTHECOLUMNS，THEBEAMSANDTHESTAIRWASDESIGNED，MOREOVERTHEDESIGNOFTHESTAIRCASEINCLUDEFLATSLABANDSLABOFSTAIRANDLANDINGGIRDER,ONEWAYSLABSINTERNALFORCEANDREINFORCING,FOUNDATIONSINTERNALFORCEANDREINFORCINGANDTHECONSTRUCTIONDRAWINGABOVEALLPARTSKEYWORDSFRAMEWORKFOUNDATIONSCAPACITYOFLOADBEARINGCALCULATIONOFINTERNAOLFORCEDESIGNOFTHESECTION第1章建筑设计资料及工程概况1011设计依据1012工程概况1013气象、水文、地质条件10第2章结构布置1121平面布置原则1122竖向布置原则1123变形缝设置的要求1125结构抗震等级的确定12第3章构件与截面尺寸确定1331框架梁截面尺寸选择1332框架柱截面尺寸选择1433板的尺寸选择1535材料选择16第4章荷载计算1741工程做法及重量计算17第5章楼层重力荷载计算2151各楼层重力集中荷载计算21图51楼层重力荷载代表值24第6章水平地震作用框架侧移刚度计算2561梁、柱线刚度2562横向框架柱的侧移刚度D值2663横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算27第7章水平地震作用下框架内力计算3171各层各柱剪力及弯矩计算3172梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算32第8章竖向荷载作用下框架内力计算3681横向框架结构内力计算3682用弯矩二次分配法计算框架在竖向荷载作用下的弯矩4583分配系数计算4685梁端剪力、轴力计算5286柱轴力计算5387横向框架内力组合54第9章框架截面设计及构造措施6391框架梁的截面设计6392梁的正截面受弯承载力计算6393梁的斜截面受剪承载力计算67第10章框架柱的截面设计71101柱端弯矩设计值的调整71103框架梁柱节点核心区截面抗震验算81第11章楼板设计84111设计资料84112楼面结构平面布置84113板的计算84114次梁的计算89115斜截面受剪承载力90第12章楼梯设计91121梯段板计算91122平台板计算92123平台梁计算93第13章基础设计95131材料选择95132柱下独立基础（A柱）96133柱下联合基础（B、C柱）100致谢105第1章建筑设计资料及工程概况11设计依据1、金凤科技股份有限公司综合楼设计任务书2、金凤科技股份有限公司综合楼建设规划平面图3、现行国家有关建筑设计规范规定1）建筑抗震设计规范GB5001120102）混凝土结构设计规范GB5001020103）建筑结构荷载规范GB5000920014建筑设计防火规范GBJ16991）国家建筑标准设计图集05J90912工程概况1、建设地点位于包头市稀土高新区，地势平坦。2、建筑总面积40095，建筑占地面积8019。2M2M3、建筑层数五层，层高39M，建筑高度1950M。4、建筑使用年限50年。5、建筑防火等级二级。6、抗震设防烈度8度。7、结构类型现浇钢筋混凝土框架结构。13气象、水文、地质条件冬季室外计算温度20；绝对最高气温334；绝对最低气温。年平均降雨日数918天；日最大降雨量1008MM；月最034C大降雨量2292MM；年最大降雨量6734MM；地下水稳定水位6687M；该市标准冻结深度16M；最大积雪深度210MM，基本雪压；冬季相对湿度55，夏季相对湿度为40。2502/MKN第2章结构布置21平面布置原则震害调查表明，建筑平面不规则常是造成震害的主要原因。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性。因此平面应简单、规则、对称，减少偏心。否则应考虑扭转的不利影响。22竖向布置原则建筑的立面和竖向剖面力求规则，结构的侧向刚度均匀变化，避免刚度突变；竖向抗侧力构件截面和材料强度等级自上而下逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。当存在平面不规则（扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续）、竖向不规则（侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变）、平面不规则和竖向不规则同时发生时，应按抗震规范要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。23变形缝设置的要求表21变形缝设置要求变形缝类型对应变形原因设置依据断开部位缝宽伸缩缝昼夜温差引起的热胀冷缩按建筑物的长度、结构类型与屋盖刚度除基础外沿全高断开2030沉降缝建筑相邻部分高差悬殊、结构形式变化大、基础埋深差别大、地基不均匀沉降地基情况和建筑物的高度从基础到屋顶沿全高断开一般地基建筑物高5M缝宽30510M缝宽50MM1015M缝宽100MM抗震缝地震作用设防烈度、结构类型、建筑物高度沿建筑物全高设缝，基础可断开，也可不断开框架结构，建筑物高15M缝宽100MM,建筑物高15M6574M8392度设防，高度每增高缝宽加大20MM本结构由于比较规则且长度不大，在设计时可以不设缝。24柱网的布置框架结构的柱网布置既要满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又要使结构受力合理，施工可行性。本建筑主体平面布置为内廊式，柱网布置图如图21所示。图21柱网布置图25结构抗震等级的确定钢筋混凝土房屋应根据烈度，结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，本工程根据建筑抗震设计规范GB500112010表612可以确定，该工程的抗震等级为二级。表22抗震等级烈度结构高度678924242424242424框架结构四三三二二一一第3章构件与截面尺寸确定结构布置图如下图31所示图31结构平面布置图31框架梁截面尺寸选择1、根据建筑抗震设计规范第631，梁的截面尺寸宜符合下列各项要求1梁的截面宽度不宜小于200MM也不宜小于柱宽的。1/22梁截面高宽比不宜大于4。3梁净跨与梁截面高度之比不宜小于4。2、按照经验初步选定梁截面尺寸1）主梁设计H（）L其中L为梁的跨度；1/2/8横向框架梁H（）6900575863（MM）纵向框架梁H（1/121/8）84007001050（MM）2）次梁设计H（1/181/12）LH（1/181/12）6900383575（MM）3）梁高一般取H（1/31/2）H纵向框架梁截面尺寸确定KL1L8400MMH1/121/884007001050MM）取H800MMB（1/31/2）800266400（MM）取B300MM横向框架梁截面尺寸确定KL2L6900MMH（1/121/8）6900575863（MM）取H800MMB（1/31/2）700233350（MM）取B300MM纵向框架梁截面高度H宜大于L/107006900/10690MM满足要求3）走道梁截面尺寸确定走道梁跨度L2700MMH（1/121/8）2700225337（MM）取H500MM取B250MM4）次梁截面尺寸确定次梁跨度L6900MMH（1/121/8）6900575863（MM）取H600MMB（1/31/2）600200300取B250MM32框架柱截面尺寸选择1、根据建筑抗震设计规范第635和636，柱的截面尺寸宜符合下列要求1）柱截面的宽度和高度均不宜小于300MM；圆柱直径不宜小于350MM；2）剪跨比宜大于2；3）截面长边与短边的边长比不宜大于3；4）柱的轴压比不宜超过08。对于有抗震设防要求的框架结构，为保证柱有足够的延性，需要限制柱的轴压比，柱截面面积应满足下式要求。NCFA其中，柱的全截面面积；CA柱组合的轴力设计值，NEFGN折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际计算，EG也可近似取1215。2K/M为考虑地震作用组合后柱轴力的增大系数，边柱取13，不等跨内柱取125，等跨内柱取12；N为验算截面以上楼层层数；柱的轴压比限制，抗震等级为一级时取065，抗震等级为NN二级时取075，抗震等级为三级时取085；混凝土轴心抗压强度设计值。CF计算底层柱截面尺寸本工程为二级抗震等级，轴压比限值，柱的混凝土选用C35混凝土，80N167，157。CF2N/MTF2/M1）边柱负载面积为2946MAKNNFGE1837519823239607FNACC取边柱截面MA4192）中柱负载截面为2308FKNNGNE524512386071680MFACNC中柱截面A524计算得边柱截面444MM444MM中柱截面513MM513MM根据以上结果并考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下15层取柱截面为600MM600MM33板的尺寸选择根据建筑结构设计资料集混凝土结构分册板尺寸的要求，按下列原则进行计算1两对边支撑的板应按单向板计算2四边支撑的板应按下列规定计算1）当长边与短边长度之比不大于20时，应按双向板计算2）当长边与短边长度之比大于20时，但小于30时，宜按双向板计算3）当长边与短边长度之比不小于30时，宜按沿短边方向受力的单向板计算，并应沿长边方向布置构造钢筋根据钢筋混凝土结构构造手册规定，板厚一般取10的模数楼面板走廊0923696412069512704所以按双向板，双向板最小板厚为80MM，板厚不应小于跨度的，所40以板厚H最小为MM，所以取板厚为110MM的钢筋混凝土现浇楼0542板。34墙体确定本工程墙体均为填充墙，只起维护、隔断及保温作用，外墙厚300MM、内墙厚200MM、只在楼梯间布置普通砖墙，砖墙厚240MM外墙陶粒空心砌块，规格为390290190MM60/KN3M内墙陶粒空心砌块，规格为390190190MM6035材料选择本工程为二级抗震等级，故混凝土等级不宜低于C30、则柱、主梁、次梁、板，楼梯采用C35，基础采用C30，基础垫层采用C15混凝土结构的钢筋应按下列规定选用1纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋2梁柱纵向受力钢筋普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF500钢筋。3箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB500、HPBF500钢筋。4预应力筋宜采用预应力钢丝，钢绞线和预应力螺纹钢筋。素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15、钢筋混凝土结构的混凝土强度不应低于C20、采用强度等级400MPA等级以上的钢筋时混凝土强度等级不应低于C25。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40且不应低于C30。承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。故本设计柱、梁、基础的受力钢筋均选用HRB400级钢筋、板、箍筋选用HPB300。第4章荷载计算41工程做法及重量计算1内墙装饰做法面砖墙面15厚13水泥石灰砂浆20001503KN/M2刷素水泥浆一道20厚11水泥砂浆加水重20建筑胶镶贴2/105MKN8厚面砖，水泥浆擦缝48980200厚陶粒空心砌块2/22内墙做法混合砂浆墙面18厚139水泥石灰砂浆、分两次抹灰2/361018MKN2厚麻刀石灰面25陶粒空心砌块墙厚200MM50KN/M3500210M2/内墙荷载总计146M2/3外墙装饰做法聚苯乙烯泡沫塑料板保温外墙面20厚13水泥砂浆找平2/402KN100厚聚苯乙烯泡沫塑料板加压粘牢、版面打磨成细麻面2/051MKN厚专用胶粘贴加强网于需加强的部位52/0139505MKN15厚专用胶粘贴标准网于整个墙面、并用抹刀沿网压入胶泥中2/0139501KN4外墙做法陶粒空心砌块厚300MM50315KN/M215厚116水泥石灰砂浆/3015MKN5厚水泥石灰砂浆2外墙荷载总计24709/5屋面做法屋面倒置式屋面、不上人保护层C20西石混凝土、内配钢筋网片（40厚）15042/0MKN隔离层干铺无纺聚酯纤维布一层保温层挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（100厚）2/051MKN防水层高聚物改性沥青防水材料（40厚）40找平层13水泥砂浆、砂浆中掺聚丙烯（20厚）2/2找坡层18水泥膨胀珍珠岩找平2坡（最薄处20厚）2/012MKN结构层钢筋混凝土屋面板（100厚）（25KN/）3M2/5210MKN顶棚混合砂浆（12厚）47屋面荷载总计4392/26地面做法陶瓷地砖地面10厚地砖，干水泥抹缝（198KN/M3）1980010198/M2KN20厚14干硬性水泥砂浆结合层，表面撒水泥粉2000204/M2素水泥砂浆结合层一道100厚C15混凝土/M24210地面荷载总计2998/KNM7卫生间地面陶瓷地砖防水地面10厚地砖铺实拍平、水泥砂浆擦缝2/198020厚14干硬性水泥浆42MKN15厚聚氨酯防水涂料、面撒黄砂、四周沿墙上翻150高2/0150MKN50厚C15细石混凝土找坡不小于05、最薄处不小于30厚2/24560厚C15混凝土2/41206MKN素土夺实卫生间地面荷载总计/5328楼面做法陶瓷地砖楼面10厚地砖铺实拍平、水泥砂浆擦缝2/1980MKN20厚14干硬性水泥浆420素水泥浆结合层一遍钢筋混凝土楼板2/751KN顶棚402M楼面荷载总计3588/29陶瓷地砖防水楼面10厚地砖铺实拍平、水泥砂浆擦缝2/1980MKN25厚14干硬性水泥浆擦缝5215厚聚氨酯防水涂料、面撒黄砂、四周沿墙上翻150高2/0150MKN基层刷处理剂一道15厚12水泥砂浆找平50厚C15细石混凝土找坡不小于05、最薄处不小于30厚2/12405MKN钢筋混凝土板2/5209MKN顶棚417防水楼面荷载总计44/210女儿墙做法15厚125水泥砂浆找平层5厚116水泥石膏砂浆扫毛6厚1054水泥石膏砂浆打底100厚钢筋混凝土墙20厚水泥砂浆找平层喷刷涂料总计333/KN2M42屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面活荷载标准值05/2楼面活荷载标准值20KN走廊活荷载标准值25/2M屋面雪荷载标准值025门厅、楼梯活荷载标准值25/KN2M厕所活荷载标准值20第5章楼层重力荷载代表值计算在计算重力荷载代表值时，假定各层的重量为本层自重、梁自重、活荷载的50以及上下各层墙、柱自重之和，并集中于该楼（屋）盖处。51各楼层重力集中荷载计算1、五层荷载计算屋面荷载1）女儿墙KN5426926072435483602）屋面恒载4392（845332）69227352194KN活载05（845332）（69227）40095KN3）梁主梁长840654690628330682784M过道梁长218168M次梁长（6906）52（2706）5735M梁荷载278451751682437573530625105179210KN4）外墙（3908）146360729486094608/245270KN5）内墙31/249288KN461360729486094876）柱051050606253901128501417KN总计恒载705854KN活载40095KN合计05活载恒载7259015KN2、四层荷载计算1）楼面荷载恒载（845332）（69227）3588287722KN活载25233（696927）2527842（842）（6969）843（696927）103329KN2）梁179210KN3）外墙9054KN4）内墙49288（3908）78102726314146/288121KN5）柱100283KN6）楼梯33694151312284KN总计恒载75816KN活载103329KN合计809825KN3、三层荷载计算1）楼面荷载恒载（429623588）845（69227）3588（4269244）303084KN活载20（84566）692336922027（84566）253369225169218KN2）梁179210KN3）外墙9054KN4）内墙77666KN5）柱100283KN6）楼梯12284KN总计恒载763067KN活载169218KN合计847676KN4、二层荷载计算1）楼面荷载恒载（429623588）845（69227）3588（4269244）303084KN活载20（84566）692336922027（84566）253369225169218KN2）梁179210KN3）外墙9054KN4）内墙77666KN5）柱100283KN6）楼梯12284KN总计恒载763067KN活载169218KN合计847676KN5、一层楼面荷载计算1）楼面荷载恒载（429623588）845（69227）3588（4269244）303084KN活载20（84566）692336922027（84566）253369225169218KN2）梁179210KN3）外墙41260746094603256048146/245270105142KN4）门墙41146/23113883390193KN5）柱9（49011）/2281055014171135134KN6）楼梯12284KN总计恒载8034264KN活载169218KN合计8880354KN图51楼层重力荷载代表值第6章水平地震作用框架侧移刚度计算61梁、柱线刚度在框架结构中，现浇层的楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效侧移刚度，减小框架的侧移。在框架结构中，考虑楼板对梁的刚度有利影响，即板作为梁的翼缘参加工作，梁均按矩形截面计算，其惯性矩为，然后乘以增大0I系数，中框架梁取,边框架梁取。02BI015BI梁线刚度计算见表61表61梁线刚度计算类别层次/2MNECMHB40I0MLBINMMBI69M跨边框横梁1541053300800918269102108769M跨中框横梁15430080090951627M跨边框走154105325050091822700910631045道梁27M跨中框走道梁15410532505009108227009102851068其中混凝土的弹性模量梁截面惯性矩计算公式为CE0I30/12IBH为梁的线刚度计算公式为梁采用C35混I/BCIEIL凝土框架柱线刚度计算见表62表62框架柱线刚度计算CK层次0MHCE2N/MBH40ICIMN1层49004315069181063725层390060002其中柱的线刚度为计算公式为CI/CCIEIH柱截面惯性矩柱的计算高度柱采用C35混CI0H凝土62横向框架柱的侧移刚度D值柱的侧移刚度D值按下式计算21/CIH柱侧移刚度修正系数，对不同情况按下表计算，表示梁柱线刚度比。CK一般层边柱12BCKKCK中柱1234BBCKKK2CK首层边柱1BC05C中柱12BCKKCK首层柱侧移刚度D值计算见表63表63首层柱侧移刚度D值计算楼层位置C1I根数一层边框边柱128805431846524一层边框中柱19606212111764一层中框边柱172059720301512一层中框中柱261067522953912则首层柱侧移刚度D值汇总为MKN/6704129531203462174186525层柱侧移刚度D值计算见表64表6425层柱侧移刚度D值计算楼层位置KC1I根数二五层边框边柱1005033227034二五层边框中柱1530433297894二五层中框边柱134040127587512二五层中框中柱20405034398412则25层柱侧移刚度D值汇总为MKND/895372143812578429703各层D值汇总见表65表65各层D值汇总楼层一层二层三层四层五层D值70411769537928953792895379289537928建筑立面和竖向剖面力求规则，结构的侧向刚度均匀变化，避免刚度突变；竖向抗侧力构件截面和材料强度等级自上而下逐渐减小，宜避免抗侧力结构的承载力突变。当某些楼层刚度小于上层时，不应小于相邻上部楼层的70，本结构中符合要求。属于规则框架结构。7048953726704121D63横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算1、横向自振周期计算由设计资料抗震设计地震分组为第一组，二类建筑场地。由建筑结构抗震设计规范得，该框架结构的特征周期；该建筑位于包头市稀土高STG350新区，为8度抗震设防区，按多遇地震烈度考虑，水平地震影响系数最大值。160MAX由顶点位移法计算自振周期17T其中，为计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移（M）,即假想把集T中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移；IG为结构基本自振周期考虑非承重填充墙影响的折减系数，框架结构取06T07，本设计取07。横向框架位移的计算见表66T表66横向框架位移的计算T层次IGIID/IIGD（MM）（MMT）5725901572590159537928761141084809825153572659537928161013347384767623834025953792824991173728476763231078595379283388923818880354411911397041176585585故自振周期47018701T2、水平地震作用及楼层地震剪力计算抗震设防烈度为8度设计基本地震加速度值020G，且设计场地类别为二类结构特征周期TG035S，水平地震影响系数160MAX由于，故不考虑顶部附加地震作用STSTG4903514701结构水平地震作用计算采用底部剪力法计算因为，则地震影响系数G51MAX901TGS12806473590则结构总水平地震作用标准值1NEKIFG相应于结构基本周期的水平地震影响系数1等效重力荷载系数，抗震规范规定085结构总重力荷载1NIGKNFEQEK5648139185012则作用在第I质点上的水平地震作用标准值51IIEKJJGHF表67各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力表层次1MHKNGIMHINJJIHG1MINFIVI5397259015148809802920512996512996543980982513443095026166116521246486339847676107654850211279411334059923984767674595490146886543140603149888035443513700854938093444123各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图61。61地震作用分布层间剪力分布3、水平地震作用下的变形验算。表67水平地震作用下位移变形验算层次层间剪力IVKN层间刚度ID（IIEVUMM）层高IH（M）层间相对弹性转角512996595379281363928571424648695379282583933405999537928357391062406039537928426399714441237041176631495其中EIUHEEIUH弹性层间位移角限制，钢筋混凝土框架为1/550,当不满足时，说明柱截E面尺寸偏小，应调整其柱的截面尺寸或改变层高或提高混凝土的等级。由表67得，最大层间位移弹性角发生在第一层，其值为，满5017E足要求，所以各层间位移角均满足要求。第7章水平地震作用下框架内力计算选用轴线的一榀横向框架进行计算，反弯点法只适用于梁柱线刚度比大于3的情况由于本工程的梁柱线刚度之比小于3，则框架内力计算采用D值法。图71计算模型71各层各柱剪力及弯矩计算框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算11DIJBTVMVYHVYHIJIJIJS023YYIJDJ为层柱的侧移刚度H该层柱的反弯点计算高度Y框架柱的反弯点高度比0Y框架柱的标准反弯点高度比1为上、下层梁线刚度变化时的反弯点高度比的修正值3Y2、为上、下层层高变化时的反弯点高度比的修正值BTIJIJM、柱的下、上端弯矩地震作用框架柱的弯矩及剪力计算见表71。表71水平地震作用框架柱剪力和柱端弯矩标准值边柱A（边柱D）层次层高IH（M）剪力IV（KN）IDIJIJVKYBIJMTIJ53912996595379282758753759134038557190894392464869537928275875712813404512511529339340599953792827587598513405019208192082394060395379282758751174213405022897228971494441237041176203915128621720613844519537中柱BC层次IHMIVKNIDIBIBVKYBIBMTIB53912996595379283439844687204045822610054439246486953792834398488882040501733217332339340599953792834398412282204050239523952394060395379283439841464120405028552855149444123704117634398414478261052368934052的单位为KNM的单位为MVKN72梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算12/LULBLK212/RULBLKM4）/3LRBMVNLRIBKINV分别表示节点左、右梁的线刚度分别表示节点左、右梁的弯矩12K、LR、梁端弯矩剪力计算见表72。表72水平地震作用下梁端弯矩剪力及柱轴力计算的单位为KNM的单位为MVKN69M跨梁走道梁柱轴力层数LBMRBLBVLBMRBLBV边柱中柱5908966146922763443442725482276272420861168136954687458745276478773610183317182715769853314125141252710463162691932421053453769111081796317963271330627377219814243441183691211821419214192715866394953748水平地震作用下框架的弯矩图见图72。图72左震作用下框架梁柱弯矩图（KNM）水平地震作用下梁端剪力和柱的轴力见图74,75。图74水平地震作用下梁端剪力（KN）图75水平地震作用下柱的轴力（KN）第8章竖向荷载作用下框架内力计算81横向框架结构内力计算1、计算单元取轴线横向一榀框架进行计算，计算单元宽度为84M，次梁的计算跨度为69，主梁的计算跨度为69，84，过道梁的计算跨度27见图8MMM1。图81横向框架计算单元我国混凝土结构设计规范（GB500102010）对钢筋混凝土板有以下规定当时，可按沿短边方向受力的单向板计算；当时，宜/3XYL2/3XYL按双向板计算，如按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当时，应按双向板计算。本设计符合第二种情况，05/2XYL所以遵守双向板荷载传递方式。2、荷载计算1）恒载计算对于三角形荷载折算时；QE85对于梯形荷载折算时23/CL（1）其中图82楼面荷载分布与传递示意图2）对于第5层屋面均布线荷载计算AB跨梁的线荷载为543KN/M80305126930Q板荷载折算MKNE/394123总计2076KN/MBC跨梁的线荷载为502MKNQ/5620139250板荷载折算KN/M7485E总计9865KN/MCD跨梁的线荷载为KN/M8034350126930Q板荷载折算KN/M9123E总计2076KN/M屋面集中荷载计算传到轴A柱处的集中荷载梁重8036450148256903PKN梁重5283女儿墙重14K板重92412796502PKN传到轴A柱处的集中荷载总计15007传到轴B柱处的集中荷载梁重8036450148256903PK梁重529N板重4512935274831279650124P传到轴B柱处的集中荷载总计18392K传到轴C柱处的集中荷载梁重8036450148256903PN梁重529K板重4512935274831279650124P传到轴C柱处的集中荷载总计18392KN传到轴D柱处的集中荷载梁重8036450148256903P梁重5283K女儿墙重14KN板重92412796502PN传到轴D柱处的集中荷载总计150073）对于第4层楼面均布线荷载计算AB跨梁的线荷载为KN/M8034350126930Q板荷载折算KN/M72812EQ总计18133KN/MBC跨梁的线荷载为KN/M5025620139250Q板荷载折算KN/M68785E总计8615KN/MCD跨梁的线荷载为KN/M8034350126930Q板荷载折算KN/M7028123E总计18133KN/M楼面集中荷载计算传到轴A柱处的集中荷载梁重8036450148256903PKN梁重5283板重8167531279650124PKN墙重248893窗重37KN柱重3501260PK传到轴A柱处的集中荷载总计197708传到轴B柱处的集中荷载梁重8036450148256903PKN梁重52839板重P678175108352748K柱重KN8232960P传到轴B柱处的集中荷载总计19604N传到轴C柱处的集中荷载梁重8036450148256903PK梁重52839板重P678175108352748KN柱重KN8232960P传到轴C柱处的集中荷载总计19604传到轴D柱处的集中荷载梁重8036450148256903PKN梁重5283板重1727124P墙重2548160893KN窗重83402817PKN柱重8235012960K传到轴D柱处的集中荷载总计1977084）对于第13层楼面均布线荷载计算AB跨梁的线荷载为KN/M8034350126930Q板线荷载折算KN/M72812E墙的线荷载KN/M5489461总计22653KN/MBC跨梁的线荷载为KN/M5035620139250P板荷载折算KN/M6878QE总计8615KN/MCD跨梁的线荷载为KN/M8034350126930Q板线荷载折算KN/M72812E墙的线荷载KN/M5489461总计22653KN/M楼面集中荷载计算传到轴A柱处的集中荷载梁重8036450148256903PKN梁重5283板重1727124P墙重2548160893KN窗重83402817PKN柱重8235012960K传到轴A柱处的集中荷载总计197708传到轴B柱处的集中荷载梁重8036450148256903PKN梁重52839板重75108352748167PK墙N柱重836传到轴B柱处的集中荷载总计22521K传到轴C柱处的集中荷载梁重8036450148256903PN梁重52839K板重75108352748167PK墙N柱重836传到轴C柱处的集中荷载总计22521K传到轴D柱处的集中荷载梁重8036450148256903PN梁重5283K板重1727124P墙重2548160893N窗重83402817PKN柱重8235012960K传到轴D柱处的集中荷载总计1977085）框架的活载计算6）对于5层线荷载AB跨KN/M715024961212133QBC跨KN/M840578CD跨177KN/M屋面各处集中活载计算传到轴A柱处的集中活荷载45901279650124PKN传到轴B柱处的集中荷载7410782KN传到轴C柱处的集中荷载52450127965014P传到轴D柱处的集中荷载92KN7）14层楼面线荷载计算办公室活荷载标准值20KN/M2走廊活荷载标准值25KN/M2AB跨KN/M0874961212133EQBC跨45785KN/CD跨KN/M223232E屋面各处集中活载计算传到轴A柱处的集中活荷载83721279650124PKN传到轴B柱处的集中荷载2465127481279650124PKN传到轴C柱处的集中荷载传到轴D柱处的集中荷载83721279650124PKN各楼层的荷载分布见图83,84。图83恒载分布图KN图84活载分布图KN82用弯矩二次分配法计算框架在竖向荷载作用下的弯矩图85梁端弯矩计算简图AB及CD跨恒载产生的弯矩5层KNM3782967201M4层KNM413813层KNM522AB及CD跨活载产生的弯矩5层KNM95689122M14层KNM0807BC跨恒载产生的弯矩5层KNM95286914层KNM37M13层KNM22BC跨活载产生弯矩5层KNM51078401214层KNM6M83分配系数计算梁柱线刚度取前面计算结果，分配系数按与节点连接方式形式可得各个杆件的转动刚度比值计算图86节点标号图3406910841）（下柱609108641）（右梁2582）（下柱2582）（上柱9）（右梁063）（下柱069108643）（上柱491849）（右梁258）（上柱258）（下柱494）（右梁01637908645）（下柱2）（上柱4945）（右梁30728691086）（下柱12）（右梁546）（左梁260780691087）（上柱14）（下柱42647）（左梁50780691082）（右梁同89728364410）（上柱450716798）（下柱3928010）（左梁13642）（右梁1）传递系数远端固定，传递系数1/22）弯矩分配如下表84弯矩分配表81恒载作用弯矩分配KNM（单位KNM）表82活载作用弯矩分配（单位KNM）6901932489882545351238556881435262567735931861472296768742847672832473302617737482172086414821913603151606481943268572860925图87恒载作用弯矩图（调幅085）MKN895146223831462895512405149684289163462078817283673549084468165541215382011361541651781921906515158178319065201690图88活载作用弯矩图调幅085MKN85梁端剪力、轴力计算剪力计算MQVPQL21LMVQ轴力计算V剪力P节点及柱轴力N恒载作用下梁端剪力见表83，活载作用下梁端剪力见表84。表83恒载作用下梁端剪力表84活载作用下梁端剪力荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力ABBCCDABBCCDKNAV（KNB）（KNCV）（KN）D层次QL2LQ2MLLMQL2LLMQL2LL56111136110170017628594左113右113左594右59442443572443069006923743013左57右57左3013右2374荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力ABBCCDABBCCDKNAVKNBKNCVKND层次QL2Q2MLLMQ2QL2MQ2LQ2571721332716219401946968735689左1332右1332左7356右69684625611636256289028959676545左1163右1163左6545右596737815116378153250325749814左1163右1163左814右7492781511637815302030275138117左1163右1163左8117右75131781511637815296029675198111左1163右1163左8111右751932443572443069006923743013左57右57左3013右23742244357244306990069923743013左57右57左3013右237412443572443073007323743013左57右57左3013右2371注无论是恒载还是活载算得的剪力均为支座中心处的剪力86柱轴力计算恒荷载代表值作用下柱轴力计算见表85表85恒荷载代表值作用下柱轴力计算柱层次截面横梁剪（KN）P1（KN）柱重（KN）N（KN）柱轴向力（KN）1121975219755226968150073582255572555711257385129542259671977083582293198548771127261821383227491977083582308438572112728411300422275131977083582308661165861127290143876A柱12275191977084630531921485061127082708522868818392358230662306621127312579744227708196043582308946155611318249338322930322521358235406969621131801128763B柱2229282252135823538313234511317951641412292742252146305364255168771注由于结构对称荷载对称A柱的轴力同D柱的轴力B柱的轴力同C柱的轴力。活荷载代表值作用下柱轴力计算见表86表86活荷载代表值作用下柱轴力计算柱层次横梁剪（KN）P1（KN）N（KN）柱轴向力（KN）55949451539153942374378615476933237437861541384722374378615420001A柱123713786154261555707147421812181435836424100071218833583642410007221952358364241000732202B柱1357964241000342205注由于结构对称荷载对称A柱的轴力同D柱的轴力B柱的轴力同C柱的轴力。87横向框架内力组合在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅，现浇框架的调幅系数为0809，本设计取080。在前面计算中已经对梁端弯矩进行了调幅。内力组合应为弯矩调整后进行。按规范要求，组合要分为有地震作用和无地震作用的组合。1无地震作用组合无地震作用的荷载效应组合设计值应按下式进行QKGKSS式中S荷载效应组合的设计值永久荷载分项系数G楼面活荷载分项系数风荷载的分项系数QW永久荷载效应标准值楼面活荷载效应标准值GKSQKS风荷载效应标准值W、分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当Q永久荷载效应起控制作用时分别取07和08；当可变荷载效应起控制作用时分别取10和06或07和10注对于书库，本条楼面活荷载组合值系数取07的场合应取09。按规范规定，上式中，当活荷载起控制作用时取12，当永久荷载起控G制作用时取135；一般取14；应取14。QW2有地震作用组合有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值按下式进行（不考虑竖向地震作用）QKGKSS式中S荷载效应组合和地震效应组合的设计值重力荷载代表值效应，应为（恒载05活载）作用下的荷GE载效应值，当有书库处为（恒载08活载）。水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或EHKS调整系数。重力荷载分项系数，取12地震作用荷载分项系GEH数，取135风荷载分项系数，取00，也即地震作用效应不与风荷载效应W组合在一起。根据上述规范的规定，可以得到以下几种组合情况1）由可变荷载效应控制的组合124GKQSS2）由永久荷载效应控制的组合3507K3）竖向荷载与水平地震作用下的组合120513GKQKESS根据以上公式，可以做出如下组合表，其中弯矩KNM，剪力KN，弯矩和剪力均以使其杆端截面产生顺时针旋转为正。表87梁的内力组合表层次地震作用地震作用312EKGRES截面位置内力恒载GKS活载Q重力荷载GES左K左EKSQKGS412QKGS35左震右震M44554414675661466145963464552507522407106566AB左V69686287