某大学土木工程综合楼结构设计计算书（可编辑）

1、 毕业设计?综合楼 计 算 书 (上册) 设计、撰写: 指导教师: 摘 要 本次设计的是综合楼。该工程的建筑面积约为,共8层,局部9层,一层商场层高为4.5m,二?八层为办公用房,层高。结构形式为钢筋混凝土框架结构;抗震要求为7度设防;二类一组场地,基础采用桩基础形式。 本次设计包括了建筑设计和结构设计,在建筑设计部分中,首先进行了建筑方案设计,接着是建筑平面、立面、剖面和大样图等施工图设计,共完成建筑施工图张。在结构设计部分中,首先进行了结构选型和结构布置、楼盖设计、屋盖设计,其次是选取了一榀横向框架进行手工计算,包括荷载统计和内力计算以及构件的配筋计算,共完成结构施工图张。 在进行荷载计算

2、时,针对不同的荷载特点采用不同的计算方法,恒载和活载采用分层法,风载采用反弯点法,地震荷载采用值法,对所学知识进行了系统全面的复习。 在进行结构设计的同时,还进行了“PKPM”电算,并与手算结构进行对比,以达到分析计算结果的目的。 关键词: 综合楼建筑设计结构计算 施工图设计 Abstract my graduation design is “complex building”. The total area of the building is about 8000 square meters with eight floors. It is 4.5m of the first floor

3、and 3.4m of the above floor. The building is reinforced concrete frame structure with the first floor using for shopping and the above floors using for office. The design contains architectural design and structural designFirstly, I choose one of the scheme which I made , secondly, I design the arch

4、itectural fa?ade design、graphic design、section design and building fabric detailingfinally, I finish twelve piece of architectural working drawing. In the process of structural design , firstly, I determine the structural form and collocation and the structural design of slab. Secondly ,I choose to

5、calculate the axes frame by hand , including the calculation of loads, the calculation of interior forces and the cross section design of the components, finally I finish nineteen pieces of structural working drawing. In the process of calculating the interior force of the cross section ,I apply dif

6、ferent method to different load, using stratifying method for dead load and live load ,using inflection point method for wind load and D-value method for earthquake load. In the process of the gradual design, I use the computer program called“PKPM” to analysis my work, compared with the result which

7、 is calculated by hand.Keyword: Complex Buildingarchitectural design structural calculation construction drawing design 目 录摘 要IAbstractII1 建筑设计11.1建筑平面设计11.2建筑立面设计21.3建筑剖面设计61.4建筑构造及做法81.5建筑设计综述92 结构选型及布置102.1结构的材料与尺寸102.2 计算简图123荷载计算153.1计算单元153.2恒荷载计算153.2活荷载计算213.3地震作用计算233.4风荷载计算384 内力计算404.1恒载内

8、力404.2活载内力614.3水平地震作用内力784.4风荷载内力计算925 内力组合1015.1 结构抗震等级的确定1015.2 内力组合方式1015.3内力调整1045.4求梁跨中弯矩1165.5 内力组合1195.6抗震设计1275.7内力局部调整1365.8 构件各截面的内力设计值1396 截面设计1456.1梁截面设计1456.2柱截面设计1747 楼盖屋盖设计1927.1楼盖板的设计1927.2屋盖板的设计2048.楼梯设计2108.1设计资料2108.2 梯段板设计2118.3平台板设计2128.4平台梁的设计2139基础设计2159.1工程地质条件2159.2承台顶面荷载的计算

9、2159.3 确定桩型及尺寸2169.4 桩身结构设计2169.5桩身竖向承载力设计值2189.6 确定桩数,布置桩位,初选承台尺寸2199.7 基桩承载力验算2209.8 承台验算2219.9 基础梁的设计22510 电算226致谢239参考文献2401 建筑设计 根据老师提出的初步平面设计参数,完成从平面到空间的组合设计、立面造型设计、构造设计和施工图设计。施工图的内容为各层平面图、立面图、剖面图、楼梯间和卫生间等局部的大样及其构造详图。1.1建筑平面设计 建筑平面设计主要应考虑建筑物的功能要求,力求建筑物的美观大方,同时兼顾结构平面布置尽量规则合理和抗震要求,以便于结构设计。综合考虑建筑

10、和结构设计的要求,初步拟定内廊式平面框架形式。对于平面布置作如下几点说明:1.本工程有商业和办公两种功能,一层出入口的设计应注意人流的分散。在建筑布置中采用完全对称的的形式,两边是办公入口,中间为商场入口,这样有利于引导人流,且外形较好;2.考虑到建筑物横向宽度较小,采用横向框架承重方案,主梁沿横向布置,这样有利于提高建筑物的横向抗侧刚度,而纵向框架一般按构造要求布置较小的联系梁,也有利于房屋室内的采光与通风。为了满足下面商场的大跨度的功能要求,同时考虑结构的受力合理性及柱网的经济尺寸,本设计柱网基本上采用柱网尺寸,局部地方采用柱网尺寸;3.走廊宽度根据本设计要求取轴线宽度,主要人流通道为位于

11、大楼两端的两部电梯。为了满足防火要求,除了在建筑两端设置电梯,还分别各设置了一部消防楼梯,也可以协助电梯分散人流。在底层走廊的两端设有侧门,供紧急疏散用。 一层和二层平面设计见下图1和图2。1.2建筑立面设计 结合平面设计中框架柱的布置,立面上主要采用横向划分,外墙(包括玻璃幕墙)将柱完全内包。外观上显得平整,稳重;同时,考虑到框架结构的优点,柱间多用窗少用墙,使窗与柱及窗间墙之间形成了有节奏的虚实对比,显得明快、活泼,同时也得到了良好的采光效果。图1 商场大门正中对称设置,使整个建筑物显得美观大方,吸引人流。大门采用钢化玻璃门,加上悬挂式轻钢雨蓬的设置,起到了突出主要如口功能,也使整个大门显

12、得现代,富有商业气息。在五层以上立面设置成品花岗石线条,使建筑物表面凹凸有致,富于变化,不至于立面呆板。图2 建筑正立面设计、背立面设计及侧立面设计分别见图3、图4及图5。图3图41.3建筑剖面设计 建筑剖面设计见图6。图5图61.4建筑构造及做法表1-1 建筑构造统一做法 名称 使用部位 用料及做法说明 屋面1:有保温层不上人屋面 楼梯间屋面 高聚物改性沥青卷材防水屋面,详 “屋” 屋面:有保温层上人屋面 除楼梯间以外的其他屋面 高聚物改性沥青防水屋面,详“屋” 外墙:面砖外墙面 详立面 面砖外墙面,详“外墙” 外墙:涂料外墙面 详立面 涂料外墙面,详“外墙” 外墙:花岗石外墙面 详立面 花

13、岗石外墙面,详“外墙” 内墙:混合砂浆墙面加乳胶漆涂料 除卫生间外的所有内墙 混合砂浆墙面+乳胶漆涂料,详“内墙”+“涂” 内墙:釉面砖墙面 卫生间墙面 白色釉面砖墙面,详“内墙” 顶棚:轻钢龙骨石膏装饰板吊顶 一层商场 轻钢龙骨石膏装饰板吊顶,详“顶” 顶棚:混合砂浆顶棚加乳胶漆涂料 除顶棚以外的其他顶棚 混合砂浆顶棚+白色内墙涂料,详“顶” +“涂” 楼面:陶瓷地砖楼面 卫生间楼面 陶瓷地砖卫生间楼面,详“楼” 楼面:陶瓷地砖楼面 除卫生间外的所有楼面 陶瓷地砖楼面,详“楼” 地面:陶瓷地砖卫生间地面 卫生间地面 陶瓷地砖卫生间地面,详“地” 地面:陶瓷地砖地面 除卫生间外的所有地面 陶瓷

14、地砖地面,详“地”1.5建筑设计综述 本综合楼总高超过,适用于高层建筑混凝土结构技术规程()。现对照建筑抗震设计规范(以下简称抗震规范)与高层建筑混凝土设计规程(以下简称高规),验证其设计的合理性,并给出该建筑的一些总体信息:1.本综合楼抗震设防烈度;2.本教综合楼结构总高(从室外地坪至主要屋面高度,不包括顶层电梯检修间),低于高规规定的最大适用高度;3.本综合楼高宽比,低于高规规定的最大高宽比;4.本综合楼平面上呈矩形,平面有关参数均符合高规条文;6.本综合楼结构竖向布置比较规则,均匀,除顶层电梯检修间外,无过大的外挑与内收,符合高规与要求。7.本综合楼根据抗震规范,属丙类建筑;根据抗震规范

15、,属于三级框架。结构重要性系数取。2 结构选型及布置2.1结构的材料与尺寸 根据毕业设计任务书的要求,本综合楼为钢筋混凝土框架结构,基础采用桩基础的形式. 本次毕业设计结构计算要求手算一榀框架。针对本综合楼的建筑施工图纸,选择第轴横向框架为手算对象。本计算书除特别说明外,所有计算、选型、材料、图纸均为第轴横向框架数据。 考虑到强柱弱梁,施工顺序(现场浇注混凝土时一般梁、板一起整浇,柱单独浇注)等因素,拟选构件材料如下:1.柱:采用混凝土,主筋采用钢筋,箍筋采用钢筋;2.梁:采用混凝土,主筋采用钢筋,箍筋采用钢筋;3.板:采用混凝土,钢筋采用;4.基础:采用混凝土,主筋采用钢筋,构造钢筋采用钢筋

16、。轴框架构件尺寸确定1.梁: 确定原则: 高规:“梁截面高度一般为其跨度的;梁截面宽度一般为其截面高度的。梁截面宽度不宜小于,梁截面高宽比不宜大于”。 第轴框架每层有两种跨度的梁,其轴线间距分别是和。根据以上原则,两梁截面高度取值范围分别为:,。综合挠度控制、荷载等原因,初选梁截面尺寸为: 一层 长跨梁: 短跨梁: 二?八层 长跨梁: 短跨梁:2.柱: 确定原则:高规:“矩形截面柱边长,抗震设计时不宜小于,柱截面高宽比不宜大于”;高规:“抗震设计时,钢筋混凝土柱轴压比不宜小于”。 根据轴压比确定柱子截面尺寸: 观察第轴横向框架,Z-33(中柱)受荷面积,估计其柱底轴力为: 轴压比限值条件: (

17、2-1) 即: 取 考虑一层为商场,层高较高,一层柱子取3.板: 中间层楼板多为双向板,取板厚为其短跨的; 中间板跨为,所以取中间层楼板厚度为。 走廊楼板取为。2.2 计算简图 高层建筑结构(吕西林主编,武汉理工大学出版社,P.51)所述:“在结构计算简图中,杆件用其轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离;框架的层高(框架柱的长度)即为相应的建筑层高,而底层柱的长度应从基础顶面算起。” 根据建筑地基基础设计规范GB50017-2002,对于天然地基或复合地基,基础埋深不宜小于房屋高度的,即,取基础埋深为,承台厚度取为 ,初设基础顶面到室内地面的距离为。 得出底层柱高为:,其余柱子高度取

18、层高为。 计算简图见图2-1。1.上层柱: (2-2) (2-3)2.一层柱: (2-4)(2-5)3.上层边跨梁: (2-6) (2-7) 4.上层中跨梁: (2-8) (2-9) 5.一层边跨梁: (2-10) (2-11) 6.一层中跨梁: (2-12) (2-13) 图2-1 第轴框架计算简图3荷载计算3.1计算单元 取轴线横向框架进行计算,计算单元如图3-1所示:图3-1 计算单元简图3.2恒荷载计算图3-2 计算单元简图 在图3-2中,表示了一层梁上所受的恒荷载。其中表示为房间,走道板传给横梁的梯形荷载与三角形荷载;表示为横梁自重;表示边纵梁和中纵梁直接传给柱的恒荷载,其中包括纵梁

19、自重,楼板重和女儿墙自重等重力荷载;表示梁、柱偏心以及上下柱截面不同产生的节点弯矩。(1)屋面框架梁线荷载标准值 有保温层上人屋面 120厚钢筋混凝土板 顶棚 合计 边跨AB,CD梁框架梁自重: 梁侧粉刷: 中跨跨框架梁自重: 梁侧粉刷: 因此作用在顶层框架梁上的线荷载为: 图3-3 顶层边跨梁恒载图图3-4 顶层中跨梁恒载图(2)二?七层楼面框架梁线荷载标准值: 陶瓷地砖楼面: 120厚现浇钢筋混凝土楼板: 顶棚: 楼面恒荷载: 边跨框架梁及梁侧粉刷: 边跨填充墙自重: 墙面粉刷: 中跨梁及梁侧粉刷: 图3-5 中间层边跨梁恒载图图3-6 中间层中跨梁恒载图(3)一层框架梁线荷载标准值 边跨

20、AB,CD梁框架梁自重: 梁侧粉刷: 中跨跨框架梁自重: 梁侧粉刷: 边跨填充墙自重: 墙面粉刷: 图3-7 一层边跨梁恒载图图3-8 一层中跨梁恒载图(4)屋面框架节点集中荷载标准值 边柱联系梁自重: 粉刷: 1.5m女儿墙自重: 粉刷: 联系梁传来屋面自重: 中柱联系梁自重: 粉刷: 联系梁传来屋面自重: 顶层中结点集中荷载 (5)二?七层楼面框架节点集中荷载标准值: 边柱联系梁自重及粉刷: 外墙: 扣窗重: 框架柱自重: 粉刷: 联系梁传来楼面自重: 中间层边节点集中荷载: 中柱联系梁自重及粉刷: 内纵墙自重: 粉刷: 扣门重: 框架柱自重: 粉刷: 联系梁传来楼面自重: 中间层中节点集

21、中荷载:(6)一层楼面框架节点集中荷载标准值: 边柱联系梁自重: 粉刷: 外墙: 扣窗重: 框架柱自重: 粉刷: 联系梁传来楼面自重: 中间层边节点集中荷载: 中柱联系梁自重: 粉刷: 内纵墙自重: 粉刷: 扣门重: 框架柱自重: 粉刷: 联系梁传来楼面自重: 中间层中节点集中荷载:3.2活荷载计算计算活荷载时采用与恒荷载类似的方法,计算简图如图3-1。(1)屋面框架梁线荷载标准值 (2)二?七层楼面框架梁线荷载标准值(3)一层框架梁线荷载标准值 图3-9 边梁活载图图3-10 屋面边梁活载图图3-11 楼面边梁活载图(4)屋面框架节点集中荷载标准值 联系梁传来屋面活荷载: 联系梁传来屋面活荷

22、载: 顶层中结点集中荷载(5)二?七层楼面框架节点集中荷载标准值 联系梁传来楼面活载: 中间层边节点集中荷载: 联系梁传来楼面活载: 中间层中节点集中荷载:(6)一层楼面框架节点集中荷载标准值 联系梁传来楼面自重: 中间层边节点集中荷载: 联系梁传来楼面自重: 中间层中节点集中荷载:3.3地震作用计算 恒载+0.5活载 (3-1) 标准层恒荷载: 外墙贴瓷砖重: 外横墙自重及内粉刷: 外纵墙自重及内粉刷: 内墙自重及粉刷: 框架柱自重及粉刷: 横向框架梁自重及粉刷: 纵向框架梁自重及粉刷:楼面重: 扣门: 扣窗: 卫生间地面重量(扣楼面自重): 次梁自重: 标准层恒荷载: 标准层活荷载: 标准

23、层重力荷载代表值: 八层恒荷载: 外墙贴瓷砖重: 外横墙自重及内粉刷: 外纵墙自重及内粉刷: 内墙自重及粉刷: 框架柱自重及粉刷: 横向框架梁自重及粉刷: 纵向框架梁自重及粉刷: 屋面重: 扣门: 扣窗: 扣楼面重: 次梁自重: 女儿墙自重及粉刷: 八层恒荷载: 标准层活荷载: 标准层重力荷载代表值: 九层恒荷载: 外墙贴瓷砖重: 外墙自重及内粉刷: 内墙自重及粉刷: 框架柱自重及粉刷: 框架梁自重及粉刷: 次梁自重: 屋面自重: 标准层恒荷载: 标准层活荷载: 标准层重力荷载代表值: 一层恒荷载: 外墙贴瓷砖重: 外横墙自重及内粉刷:外纵墙自重及内粉刷: 内墙自重及粉刷: 框架柱自重及粉刷:

24、 横向框架梁自重及粉刷: 纵向框架梁自重及粉刷: 楼面重: 扣门: 扣窗: 卫生间地面重量(扣楼面自重): 次梁自重: 标准层恒荷载: 标准层活荷载: 标准层重力荷载代表值: 表3-1重力荷载代表值的计算层次 项目组合数值组合系数组合值重力荷载代表值塔楼活荷载0.5 外墙自重及粉刷 内墙自重及粉刷 框架柱自重及粉刷 框架梁自重及粉刷 次梁 屋面自重 活荷载0.5 外墙自重及粉刷 内墙自重及粉刷 框架柱自重及粉刷 框架梁自重及粉刷 次梁 楼面及部分屋面自重 女儿墙自重及粉刷 扣门窗 活荷载 外墙自重及粉刷 内墙自重及粉刷 框架柱自重及粉刷 框架梁自重及粉刷 续表3-1 次梁 楼面自重 扣门窗 活

25、荷载0.5 外墙自重及粉刷 内墙自重及粉刷 框架柱自重及粉刷 框架梁自重及粉刷 次梁 楼面自重 扣门窗 仅计算横向框架的侧移刚度。 梁的线刚度,其中为混凝土弹性模量,为梁的计算跨度,为梁截面的惯性矩。对于中跨梁,对于边跨梁,。 柱的线刚度,其中为混凝土弹性模量,为柱的计算高度,柱的侧移刚度值按公式,其中为柱侧移刚度修正系数。横梁线刚度,见表3-2;柱的线刚度,见表3-3。表3-2横梁线刚度 类别 层次 边横梁 走道梁 边横梁 走道梁 表3-3柱的线刚度 类别 层次 中柱 边柱 中柱 边柱 中框架柱侧移刚度值的计算 一层边柱: 二层边柱: 三层边柱: 一层中柱: 二层中柱: 三层中柱: 48层的

26、D值与3层相同。叠加得框架各层层间侧移刚度,见表3-4。表3-4 框架各层间侧移刚度 层次 该框架为竖向规则框架。 该建筑结构抗震设防烈度为度,小于度,可只考虑水平地震作用。本场地为类场地,查表可得,水平地震系数,特征周期,本结构高度不超过,质量和刚度分布均匀,变形以剪切变形为主,故采用底部剪力法计算水平地震作用。1、横向自振周期计算 结构顶点的假想侧移计算见表3-5。表3-5结构顶点的假想侧移计算 层次 根据定点位移法,取, 由于 ,故应考虑顶部水平附加作用。顶部水平附加作用系数 。顶部附加水平作用: 各质点水平地震作用计算公式: (3-2) 水平地震作用下各楼层剪力计算表见表3-6。表3-

27、6各质点水平地震作用及剪力计算表层次() 塔楼 注:为节点集中荷载,将地震作用标绘于计算简图上,如图3-9图3-12 地震作用1.水平地震作用下框架结构的层间位移和定点位移的计算公式为: ,。横向水平地震作用下的位移验算见表3-7。 由表3-7可知,最大弹性位移角发生载第三层,其值为,满足变形的要求。“抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:”取0.016。表3-7横向水平地震作用下的位移验算 层次 9 537144 8 7 6 5 4 3 2 1 (1) 满足!(2) 满足!(3) 满足!(4) 满足!(5) 满足!(6) 满足!(7) 满足!(8) 满足! 3.4风荷载计算1

28、.计算资料: 根据任务书可知,综合楼位于城市闹区,属类场地;基本风压。 对于一般矩形建筑,风载体型系数2.风荷载标准值计算公式 (3-2) 基本风压,由于房屋总高为,风振系数,且高宽比,因此只需要考虑第一振型得影响。 风压: (3-3) 折算成作用于第轴横向框架楼层的节点荷载: (3-4) 分别取计算,然后将每一楼层势力范围内的分布风荷载合成集中力,作用在该层楼板处。设每层集中风载值分别为,计算过程见表3-8。 表3-8风荷载标准值 层次() ()()()注: 为按静力等效原理将分布荷载转化为节点集中荷载,分布见图3-11。图3-13风荷载作用等效节点集中荷载(单位kN) 4 内力计算4.1恒

29、载内力轴横向框架梁、柱相关参数作一汇总: 其中:第轴横向框架为中框架,考虑板对内力计算的影响(“T”型截面),对梁的惯性矩进行折算,折算惯性矩。线刚度按下式计算: (4-1) 列表计算梁相关参数,见图4-1。同理,列表计算柱相关参数,见图4-2。 利用分层法计算恒载作用下框架的弯矩。1.计算杆固端弯矩: 将梯形或三角形分布荷载按固端弯矩等效的原则折算成均布荷载: 梯形荷载折算公式: (4-2)其中: ;(4-3) 为梯形分布荷载的最大值。 三角形荷载折算 (4-4) 其中: 为三角形分布荷载的最大值。1顶层边跨: 2顶层中跨: 表4-1第轴框架梁几何参数类别层次边横梁走道梁边横梁走道梁 表4-

30、2 第轴框架柱参数类别层次 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 3中间层边跨: 4中间层边跨: 5顶层边跨: 6顶层中跨: 由以上所求均布荷载,可按下式求各杆固端弯矩: 两段固支:其中与意义见下图4-1: 一端固支,一端滑动固支:,其中与意义见下图图4-1 固端弯矩示意图 图4-2 固端弯矩示意图2.分配系数: 经过观察,发现第轴横向框架为对称结构,且受对称荷载的作用,所以可以取一半结构计算;要注意到,接头处简化为滑动支座,由此带来跨中梁线刚度增大一倍,且分配系数有所不同。 分配系数计算公式: (4-5) 其中:为转动刚度,两端固支杆,一端固支,一端滑动固支杆, n为该节点所连接的杆件数。3.

31、利用分层法计算框架杆端弯矩。1顶层求杆端弯矩 求分配系数弯矩分配法计算过程如图4-3所示,计算所得的结构弯矩图如图4-4所示。图4-3 顶层弯矩分配法计算过程图4-4顶层分层法弯矩计算结果2中间层求杆端弯矩 求分配系数 弯矩分配法计算过程如图4-5所示,计算所得的结构弯矩图如图4-6所示。3不平衡力矩的二次分配 顶层、七层、三六层的不平衡弯矩的分配分别见图4-7、图4-8及图4-9。4把梁上均布与梯形荷载换算成集中力,求梁端 图4-5 中间层弯矩分配法计算过程图4-6中间层分层法弯矩计算结果八层: 二?七层:一层:图4-7 顶层不平衡力矩分配图4-8 七层不平衡力矩分配图4-9 三-六层不平衡

32、力矩分配 注:图中单线条表示不平衡弯矩分配值,双线条表示最终杆端弯矩。 分别取各个梁作为隔离体,分别对两段取矩,列出力矩平衡方程,便可得该梁端剪力。 计算简图如图:图4-10 剪力计算简图求八层梁端剪力: 边跨: 中跨:求七层梁端剪力: 边跨: 中跨: 求二?六层梁端剪力:(先假设二层弯矩同三层) 边跨: 中跨:(5)计算由于上下柱子截面不同而造成的底层柱子所受到的节点弯矩 计算底层柱顶受到的轴力(包括节点力和梁端剪力产生的竖向力) (6)底层弯矩求杆端弯矩求分配系数 弯矩分配法计算过程如图4-11所示,计算所得的结构弯矩图如图4-12所示。(7)一层与二层的不平衡弯矩的分配 二层和一层的不平

33、衡弯矩分配分别见图4-13和图4-14。4.剪力计算(1)二层和底层剪力计算 由于三至八层的剪力前面已经计算,现在只计算一和二层的剪力。计算简图见图4-1。 图4-11 底层弯矩分配法计算过程图4-12底层分层法弯矩计算结果 图4.13 二层不平衡力矩分配图4.14 一层不平衡力矩分配求二层梁端剪力: 边跨: 中跨:求一层梁端剪力: 边跨: 图4-15 恒载作用下弯矩图 中跨: 按以上方法,将第轴横向框架各个杆件杆端剪力计算出来,见表4-3。(2)求柱子剪力 已知柱的两端弯矩,且柱高范围内无其他横向力。可以根据以下公式计算柱的杆端剪力: (4-6)5.轴力计算 根据配筋计算需要,只需求出柱的轴

34、力即可,而不需求出梁轴力。(1)计算方法 柱轴力=柱顶集中力(包括柱自重)+梁端剪力 (4-7) 以八层中柱为例,具体计算如下: 根据第三章第二节所述,柱顶集中力; 根据第四章第一节所述,柱两端受梁剪力分别为:,。 由此,柱顶轴力 柱底轴力 表4-3 恒载作用下轴线处梁端弯矩和剪力层次梁类型 梁端弯矩 梁端剪力 左 右 左 右 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 表4-4 恒载作用下轴线处柱端剪力与弯矩 层数截面类型结构层高 柱端弯矩 柱端剪力 上 下 上 下 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边

35、柱 中柱 边柱 中柱 (2)轴力计算 其余柱轴力依次计算,列表如下:表4-5 恒载作用下柱中轴力层数截面类型柱顶集中力 邻梁剪力 柱中轴力 左梁 右梁 顶面 底面 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 图4-16 恒载剪力图 注:梁柱剪力以使其顺时针转为正,在图中正剪力画在构件上部或者左部。图4-17 恒载轴力图 注:柱子轴力以压为正,画在柱子左边,反之为负,画在右边。 4.2活载内力 利用分层法计算活载作用下框架的弯矩。1.计算杆固端弯矩: 将梯形或三角形分布荷载按固端弯矩等效的原则折算成均布荷载,见公式4-2、公式4-3和公式4-4

36、。(1)底层边跨:(2)底层中跨: (3)中间层边跨:(4)中间层中跨: (5)顶层边跨:(6)顶层中跨: 求各杆固端弯矩的计算简图见图4-1和图4-2。2.分配系数求分配系数见公式4-5。3.利用分层法计算框架杆端弯矩(1)顶层求杆端弯矩求分配系数 弯矩分配法计算过程和所得的结构弯矩图分别见图4-18和图4-19。图4-18 顶层弯矩分配法计算过程图4-19 顶层分层法弯矩计算结果(2)中间层求杆端弯矩求分配系数 弯矩分配法计算过程如图4-20所示,计算所得的结构弯矩图如图4-21所示。(3)不平衡力矩的二次分配 顶层、七层和三六层的不平衡弯矩分配见图4-22、图4-23和图4-24。(4)

37、把梁上均布与梯形荷载换算成集中力,求梁端剪力。八层: 二?七层:一层: 分别取各个梁作为隔离体,分别对两段取矩,列出力矩平衡方程,便可得该梁端剪力。计算简图如图4-10。求八层梁端剪力: 边跨: 中跨:求七层梁端剪力: 边跨: 中跨: 图4-20 中间层弯矩分配法计算过程图4-21 中间层分层法弯矩计算结果图4-22 顶层不平衡力矩分配求二?六层梁端剪力:(先假设二层弯矩同三层) 边跨: 中跨: 图4-23 七层不平衡力矩分配 图4-24 三-六层不平衡力矩分配 (5)计算由于上下柱子截面不同而造成的底层柱子所受到的节点弯矩 计算底层柱顶受到的轴力(包括节点力和梁端剪力产生的竖向力)(6)底层弯矩求杆端弯矩求分配系数 底层弯矩分配法计算过程如图4-25所示,计算所得的结构弯矩图如图4-26所示。(7)一层与二层的不平衡弯矩的分配 二层与一层的不平衡弯矩分配分别见图4-27和图4-28。 图4-25 底层弯矩分配法计算过程4.剪力计算(1)二层和底层剪力计算 由于三至八层的剪力前面已经计算,现在只计算一和二层的剪力。计算简图见图4-10。图4-26底层分层法弯矩计算结果求二层梁端剪力: 边