框架结构手算计算书

1、1 建筑设计1.1 建筑方案的比选与确定根据毕业设计任务书的要求，在参观了一些办公大楼的基础上，我先后做出了三个方案，经过初选，摈弃方案三，现将方案一与方案二做一比较，以此确定最终的建筑设、r计方案。1.1.1 建筑功能比较由于此保险公司办公楼要求有营业大厅，故可以采用两种方式，一种是将营业大厅单独设置在一边，即采用裙楼的方式，主楼办公区8层，裙楼2层，这样功能划分明确，且建筑物有错落感，外形美观，但结构布置和计算麻烦些；另一种则用对称的柱网，一楼设置营业大厅，与办公区28层的布置不同，这样主要的问题就是底层的功能划分了，考虑方便，美观，防火等，此方案绘图和计算相对容易些，考虑到是初次设计完整

2、的一栋框架结构，主要目的是掌握思想方法，故采用方案2，柱网完全采用对称布置。关于底层平面的布置的问题又有如下两种方案：方案一建筑底层平面布置完全对称，这样有利于引导人流，且外形较好，里面效果好，现浇整体布局较为紧凑，便于设计计算和施工；由于底层有大型的营业大厅，而且要求与办公区隔离，该方案楼梯布置比较困难，若分两边布置，则使建筑无门厅主楼梯，不利于交通组织，将其因为对称布局带来的优势丧失，且将对电梯的布置带来问题；若于中门厅处布置一部主楼梯，则为了防火需要（以防形成“袋形走廊”），要在建筑两侧加设防火楼梯与防火出口，造成不经济，且将楼梯置于建筑两头不利于抗震设计。方案二建筑底层平面非对称布置，

3、可能导致交通组织不明确，但在设置两个入口后问题得到解决，营业大厅不布置在中间，而是放在最右边，有其单独的入口，中间用一道门即可与办公区的门厅隔离，达到设计要求。该方案楼梯布置较为合理，于门厅布置主楼梯一部，通向楼顶，设置防火卷门，即起到消防楼梯的作用，引导人流且同两部电梯配合得当；于厕所边布置楼梯一部，可以协助主楼梯分散人流，服务与办公区的人员；此方案会导致柱的偏心受力情况较多，结构布置时稍麻烦。1.1.2 结构布置比较方案一：采用内廊式，纵向承重方案，在纵向布置框架承重梁，在横向布置联系梁。楼面荷载由纵向梁传至柱子，横向梁的高度较小，有利于设备管线的穿行；在房屋开间方向需要较大空间时，可获得

4、较大的室内净高；当地基土的物理力学性能在房屋纵向有明显差异时，可利用纵向框架的刚度来调整建筑物的不均匀沉降。但纵向框架承重的缺点是建筑物的抗侧抗度较差，进深尺寸受到限制。方案二：也采用内廊式，用横向承重方案，楼面竖向荷载由横向梁传至柱而在纵向布置联系梁，有利于提高建筑物的抗侧抗度。而纵向框架则一般只按构造布置联系梁，也利于建筑物的采光和通风。通过建筑、结构两方面的比较，认定：方案一平面对称布置，但是建筑功能满足较差，特别是楼梯这个生命通道设置较为不合理；方案二虽然平面布置非对称，但是除底层稍复杂外，建筑功能满足较好，各个建筑组成搭配合理。所以，选择方案二为最终建筑方案！确定底层平面图如下：1.

5、2 建筑设计1.2.1 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、为了满足不同类型的房间对使用面积的要求，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6.6x8.4m,局部地方采用小一级柱网尺寸；2、走廊宽度根据本设计要求取轴线宽度3.0m,主要人流通道为位于大楼中部的两部电梯和主楼梯。为了满足防火要求，在大楼的一侧增设了另一部楼梯。1.2.2 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

6、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。大门正中间，使整个建筑物显得美观大方。大门采用钢化玻璃门，使整个大门显得现代，门厅空间显得通透；悬挂式雨蓬的运用，和大门的设置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流导向的作用。屋顶檐口采用自主设计的斜板式檐口(上挂装饰瓦)，使屋顶美观又不失大方。2结构选型及布置2.1楼层结构平面布置本次设计采用全现浇钢筋混凝土框架结构，结构平面布置简图见附图。本次毕业设计结构计算要求手算一极框架。针对本办公

7、楼的建筑施工图纸，选择第三极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、图纸均为第三极框架数据。梁、柱、板的选择如下：1、梁的有关尺寸(1)横向框架梁：11边跨：hl6600=550mm1212取h=600mm,底层b=350mm其他层b=300mm11中跨(楼道)：h=T=父3000=375mm88取h=400mm,底层b=350mm,其他层b=300mm(2)纵向框架梁：11柱距均为8.4m,贝取h=(-)l=600mm,b=350或300mm。2、柱的选择根据梁的截面选择及有关屋面、楼面的做法，可初略确定柱的尺寸为底层700mmM700mm其他层600mmM600mm

8、的方柱。经验算可满足有关轴压比的要求。3、板的选择采用全现浇板，在部分跨度较大处加设次梁；可根据荷载以及梁的尺寸确定板的厚度为120mm。2.2 楼梯结构布置采用板式楼梯。具体情况见第六章楼梯设计及楼梯结构布置图。2.3 基础平面布置本次设计采用筏板基础，具体的尺寸及配筋将由第七章的基础设计确定。3号轴线框架内力计算3.1 计算任务计算作用于轴线的恒载、活载、风荷载和地震作用以及由这些荷载引起的各层梁、柱的内力。包载、活载作用下梁端弯矩计算要求采用两次弯矩分配法；风载作用下的内力计算要求采用D值法；地震作用要求采用底部剪力法。3.2 计算简图的确定该房屋主体结构共8层，一到二层层高4.5m,二

9、到八层层高3.6m。取柱的形心线作为框架柱的轴线，梁的轴线取至板底，该框架结构的计算简图如图3.1所示。屋盖和楼盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚度取120mm。梁截面高度按跨度的-1估算，而且梁的截面尺寸应满足承载力、刚度以及延性的要求。梁截面宽度可取128111梁局，同时不且小于一柱范，且不应小于250mm。322框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式计算：N=：FgnNAc-lJfNc式中：N为柱组合的轴压力设计值；F为按简支状态计算的柱的负载面积；gE为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取12KN/m2；P为考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数，边柱取1.3,不等跨内柱

10、取1.25;n为验算截面以上的楼层层数。由于该框架结构抗震等级为二级，其轴压比限值】=0.8。由图3.1可知：边柱及中柱的负载面积分别为8.4父3.3m2,8.4父4.8m2。的222365%鱼QCKEQCJ(3D0X4C；：§s§宵乃邕21Q1719(3OOK60C)18(SBox&ooJ13(009MJGR日金，.-'-oomXoom10Irjx&oc;30®-|.涓二"U9X0G%31&27*(30CIXS0C)I'.'O口要名£xinK口2.23通1口«VJScSxeooJ15i

11、o-.：.：.ftr12260M20一009§白)O吊XQO坦O口-XO2),57(300X600)5(3D0X100115119_(300X600)6（30口耗00）J"s.一0123(J50X6U01(350X400(350X600)OI口Mg?:UUE6图3.1框架结构计算简图Wr-un1601281、梁的截面计算(1)横向框架梁:1.1_"_._.边跨：h=一l=一x6600=550mm，取h=60mpb30=30或nm;121211中跨(楼道)：h=l=-M3000=375mm,取h=40mmb35030或mn。88(2)纵向框架梁：1 1.枉距为8.4

12、m,贝1取h=(-)l=600mm,b=350或300mm。2、柱截面计算边柱：AcJ38.43.313235的4m230.816.7中柱:1.258.44.8i21082Ac=36215m.70.816.7如果柱的截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为509mm和600mm根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱的截面尺寸取值如下：其他层600父600mm2,底层700父700mm2。3.3荷载计算3.3.1 自重计算2 2M 0. 03(kr6 6m /0. 4N /m20 0. 02 I0N4 m /1、屋面及楼面永久荷载标准值(1)屋面(上人)：30厚细石混凝土保护层三毡四油防

13、水层20厚水泥砂浆找平层平均150厚水泥蛭石保温层(兼做找坡)6乂0.1方I.N9吊/120厚钢筋混凝土板250.12kN3m/V型轻钢龙骨吊顶0.1I2Nm小计：5.4I8Nm（2）1-7层楼面：缸砖楼面（包括水泥粗砂打底）1.9N局120厚钢筋混凝土25、0.12I3N0m/v型轻钢龙骨吊顶0.ii2Nm小计：5.0I2N/22、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，其计算过程详见表3.1o表3.1梁、柱重力荷载标准值构件b/mh/m71(kN/m3)Pg/(kN/m)l/mnGi/kNZG/kN边横梁0.250.48251.053

14、.1506.00020378803.25中横梁0.250.48251.053.1502.1001066.15纵梁0.250.38251.052.4943.60040359.110层柱0.600.60251.109.904.500144.55383.1339层柱0.600.60251.109.903.6007249.4812层柱0.600.60251.109.904.500289.1表中P为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；n表示构件数量；g表示单位长度构件的重力荷载；梁的长度取净长；柱长度取层高。仅对第轴线的横向框架进行计算，计算单元宽度为8.4m。因板的自重已计入楼面（屋面

15、）的恒荷载之中，故计算梁的自重时梁的截面高度应取梁的原高度减去板厚。外墙体为360mm厚粉煤灰（15.0kN/m3）,外墙面贴瓷砖（0.5kN/m2,包括水泥砂浆打底，共厚25mm）,内墙面为水泥粉刷墙面（0.36kN/m2,20mm厚，水泥粗砂）。则外墙单位墙面的重力荷载为：0.515.00.360.3I6N6226/内墙体为240mm厚粉煤灰（15.0kN/m3）,两侧均为水泥粉刷墙面（0.36kN/m2,20mm厚，水泥粗砂），则内墙单位墙面的重力荷载为：15.00.20.362kN4.r3i2/木门单位面积重力荷载为0.2kN/m2,铝合金窗单位面积荷载为0.4kN/m2,3.3.2恒

16、载计算图3.2横向框架计算单元图3.3双向板导荷示意图直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影线所示，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。由于顶层纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在该层框架节点上还有集中力矩的作用。各梁上作用的恒载如图3.4所示。q2Pachpp*口三L.1.II一1sll!一匚.L1一IIli1r-1IIIIIIIJyI*X，户dJIIIf产勺AZqZm-/yni图3.4各梁上作用的恒载计算图该图中：qi、qj分别代表横梁自重，为均布荷载形式,q2、q?分别代表各板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。由图3.2中的几何关

17、系可得：1、对于屋面梁：q1=4.72!5Nm'_一一,q=3.15N/mq2=5.484.2=23.016kN/mq2'=5.4831&.M4m/2.46.66.6P=（4.2父2.1父0.5）父2+-父2.1心5.48+4.725父8.4+3.938父石6.261.18.4=210.65kN4.22.7P2=(4.22.10.5)20.52.12.46.6(一-1.52)5.486.64.7258.43.938=209.52kN2集中力矩：M1=R0=210.650(<50.60.3kN1.m60M2=P2e2=209.520.50.60.3kN1.m422、

18、对于第2-7层框架梁：q1=4.7254.32(3.6-0.6)=17.685kN/mq1=3.1kN/mq2=5.024.2=21.084kN/mq2=5.023=15.06kN/mP1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的包载：包括梁自重、楼板重、外墙等地重力荷载。2.46.66.6P=(4.2父2.1父0.5)父2十父2.1父5.02十4.725父8.4十3.938父226.26(8.4-0.6)(3.6-0.6)-21.51.80.41.51.82=259.24kN_4.22.7-P2=j(4.22.10.5)20.52.12.426.6(1.52)664.7258.43.93866

19、4.32(3.6-0.6)(8.4-0.6)297.45kN2集中力矩：M1=P61=259.240f50.60.3kN38m9M2=P2e2=297.450.50-.60.3kN4.n623、对于第1层框架梁：例包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其荷载计算方法同上。q=5.5134.32(3.6=0.6川N2m.36/q1=3.67!5Nmq2=5.024.2=21.084kN/mq2'-5.023=15.06kN/m2.46.66.6P=(4.2父2.1父0.5)父2+父2.1父5.02+5.513父8.4十3.938父226.26(8.4-0.6)(3.6-0.6)-21.5

20、1.80.41.51.82=307.36kN4.22.7P2=j(4.22.10.5)20.52.12.46.6(-1.52)5.026.65.5138.43.9384.32(3.6-0.6)(8.4-0.6)=332.71kN集中力矩:2M1=He=307.360.50.70.=35k浦3m79M2=Pd=332.710.50.7-0.35=58.22kNm表3.2横向框架恒载汇总表层次q1qi'q2q2P1P2M1M284.7253.1523.01616.44210.65209.5231.631.432-717.6853.1521.08415.06259.24297.4528.94

21、4.62122.363.67521.08415.06307.36332.7153.7958.22恒载图如下所示:TiiFTI图 3.5 恒载图(P: kN , q： kN/m?M ： kNm)3.3.3活载计算1、屋面及楼面可变荷载标准值如下：武汉市屋面雪载标准值0.kN/rm上人屋面均布活荷载标准值2.kN/m不上人屋面均布活荷载标准值(电梯间)0.5N/m电梯机房7.kN/m一般楼面(办公室、会议室等)均布活荷载标准值2.kN/m一般资料档案室均布活荷载标准值2.kN/m走廊、门厅、楼梯均布活荷载2.5N/m厕所、盥洗室2.0N/m2、活载计算q2、q2分别代表各板传给横梁的梯形活荷载和三

22、角形活荷载，如图3.6所示。活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下：PI?衿尸IIf-1口ii二/k-lt小tni-小/Vm尸八八m17£-X£.Ji£.、jLJi图3.6各梁上作用的活载计算图由图3.2中的几何关系可得：(1)对于屋面梁：q2=4.22=8.4kN/mq2'=32=6N/mP二(4.22十4"52=.1)kN36.54P2=4.22.24.42.10.51.52.74.2=k2N257.24集中力矩：M1=Pe=36.54父0.5父(0.60.3)=5.481kNmM2=Pe2=57.240.50.6-0.3=8.586kNm同

23、理在屋面雪荷载的作用下：q2=4.20.41k.N8m/q2'=30.4=1k.N2m/P=7.308kNP2=11.44<8N集中力矩：M1=1.1kNmM2=1.7RN.m(2)对于第2-7层框架梁：q2=8.4kN/mq2'二6kN/mP=36.54kNP2=57.2k4N集中力矩：M1=PeK6.540.®0.60.3kN4181M2=F2e2=57.240.50.6-0.3,-8.586kNm(3)对于第1层框架梁：q2=8.4<N/mq2'=6kN/mP=36.54kNP2=57.2k4N集中力矩：M1=P0=36.540.50.70.

24、35kN6.£9M2=ge2力7.240.50:70.35kN0.n62将以上计算结果汇总，得到表3.3。表3.3横向框架活载汇总表层次q2(q2P1P2M1M288.4(1.68)6(1.2)36.54(7.392)57.24(11.532)5.481(1.10)8.586(1.73)2-78.4636.5457.245.4818.58618.4636.5457.246.3910.02活载图如下所示:846（图 3.7 活载图（P： kN, q： kN/m , M ： kNm）3.3.4风荷载计算垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算:基本风压.0=0.3由于该办公楼位于城市郊区，

25、地面粗糙度为C类地区。迎风面e=0.8,背风面也=-0.5。忽略梁的轴力，合并得也=1.3。由于高宽比31.33/16.2=1.93a1.5,应采用风振系数Fz来考虑风压脉动的影响。高层建筑的脉动影响系数，由H/B=31.33/58.8=0.53查表得:；、0.40.431-0.40.53-0.5=0.41-0.5用经验公式估算结构的基本自振周期:T1=0.250.5310.H2/3B=0.46sC类地区叫要乘以0.62,_2_20Tl=0.620.30.46=0.038脉动增大系数查表：=1.17因此，该结构的风振系数:口 0 U-=1 z zHi卜0.39卜 z 0.468kN/m2 H仍

26、取第3轴线横向框架计算，其负载宽度为8.4m。由此得到房屋高度的分布风荷载标准值为:q z =3.276 卜 z 0.468H1 kN /mH根据各楼层标高处的高度乩可得风压高度变化系数巴，代入上式即可求得各楼层标高处的q(z),详见表3.4表3.4沿房屋高度分布风荷载标准值层次Hi/mHi/HE+0.468Hi/Hq(z)/(kN/m)831.3311.0171.4854.865727.730.8850.9641.3784.514624.130.770.9061.2664.147520.530.6550.8481.1553.784416.930.540.7791.0323.381313.33

27、0.4250.740.9403.07929.730.3110.740.8862.90316.130.1960.740.8322.726框架结构分析时，应按静力等效原理将图3.8(a)的分布风荷载转化为节点集中荷载，如图3.8(b)所示。其计算过程如下:F8=44.865L818.6kNF74.8654.5144.5144.147=I+I：3.61=16.24kN2F64.5144.1474.1473.784=I十IP3.61=14.93kN2同理：F5=13.59kNF4=12.26kNF3=11.20kNF2=10.48kN2.9032.72616.13F1=(2.726)1.82.726=

28、13.34kN222二3一呼338'=一3哂a?昭+FF百-电讯(<93L3.59据七即口邨1抗TJ7F77E77i77E-图3.8 (b)等效节点集中风荷载(单位：kN)3.3.5地震荷载1、基本资料该办公楼位于7度设防区，基本地震加速度为0.10g;R类场地第一组，设计特征周期Tg=0.35s；多遇地震时，水平地震影响系数的最大值"max=0.08;结构的基本周期T1=0.46s。2、底部剪力法的计算根据本工程的特点，对于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可以采用底部剪力法。结构总水平地震作用FEk=%

29、GEq：%相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数TQ9值；Tg<Ti<5Tg,因此=的amax0J结构等效总重力荷载GEq=0.85£Gi.(T1<0.75s),式中Gi为集中于质点i的重力荷载代表值。计算地震作用时，建筑物的重力荷载代表值应取结构和构配件的自重荷载标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载的组合值系数如下：雪荷载：0.4屋面活荷载：不计入由表3.4+各层柱重，可以算得各层自重标准值：对于屋面：G8=4.72513.23.15323.0162.423.01602.5126.441.5(211.65209.52)20.60.625=3.6&N5

30、41210.76对于第2-7层：G2：=17.68513.23.15321.0842.421.0842.115.061.50.52259.242297.4520.60.6253.64=1698.22kN对于第1层：Gi=22.3613.23.675321.0842.421.085402.5125.061.3.64.5307.362332.7120.6-0.6254670725kN42186.622由表3.5可算得各层活荷载标准值，屋面只算雪荷载:对于屋面:Q8=1.682.41.682.11.51.20.52(7.30811.448)2=54.43kN对于第2-7层：Q2zf8.42.48.4

31、2.161.50.5236.54257.242=272.16kN对于第1层：Q1=(8.42.48/42.1父645x0.52父36十54257kN242272.16将以上计算结果汇总，得到各层重力荷载代表值，详见表3.7。表3.5计算框架重力荷载代表值层次恒载/kN/kN(Gi/kNGi=（恒载活载）父7I81210.7654.438665.862-71698.22272.161284.0112186.6272.1616258.76F7F6FJFhF3F?F1三mFS汗京Fg图3.9结构水平地震作用计算简图0350.9上面已经给出的计算式：%=95父0.080.0630.46GEq=0.85

32、、Gi=0.8516258.7612840.168665.86=84696.16kNFEk="GEq=5335.86kN下面计算各个质点的地震作用：采用底部剪力法时，各个楼层可以仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值应按照下列公式确定：（如图3.9所示）GHFi=nFEk1-'n.i=1,2，n,、GjHjj1Fn=、4式中6n为顶部作用附加系数，多层钢筋混凝土房屋Tg=0.35sE0.35s,T1=0.46s<1.4Tg=0.49s,因止匕6n=0。列表求解如下：表3.6底部剪力法计算地震荷载下的剪力层次HiGiGiHiGHGGiHiFVi一根中Vi831.3386

33、65.86271501.40.150842804.8744804.8744115.31727.7312840.13560560.197821055.5391860.413264.35624.1312840.1309831.60.172138918.50552778.919395.94520.5312840.1263607.30.146457781.4723560.391507.90416.9312840.1217382.90.120775644.43844204.829600.23313.3312840.1171158.50.095093507.40484712.234672.9229.731

34、2840.1124934.20.069412370.37135082.606725.9816.1316258.7685428.170.047463253.25455335.86762.27框架水平地震作用以及层间剪力如图3.10所示304,8/1.1055,54k9185 kN781,4.1k253.25kN80487kN1850.41 kN2778.92kK3560,39kK /l201.83kK 4712.23kN5082.61 kN5335.86kK图3.10用底部剪力法计算的整栋建筑物水平地震作用和剪力图3.4内力计算3.4.1 恒载内力1、梁、柱参数汇总：根据截面参数计算，现将第轴横

35、向框架梁、柱相关参数作一汇总：i=E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I=2.0叼0。线刚度按下式计算：表3.9第轴框架各层D值汇总层次断面hxb(mm2)跨度(mm)矩形截面惯性矩(mm4)折算惯性矩(mm4)线刚度i(Nmm)底层400x35030001.87E+093.74E+093.93E+10600x35066006.30E+091.26E+106.01E+102-8层400X30030001.60E+093.20E+093.20E+10600X30066005.40E+091.08E+104.91E+10同理，列表计

36、算柱相关参数如下:表3.8第轴框架柱参数层次断面hxb(mm2)层(Wj(mm)截面惯性矩(mm4)线刚度i(Nm)KaD值边柱8600x60036001.08E+109.00E+100.5450.2141.78E+047600x60036001.08E+109.00E+100.5450.2141.78E+046600x60036001.08E+109.00E+100.5450.2141.78E+045600x60036001.08E+109.00E+100.5450.2141.78E+044600x60036001.08E+109.00E+100.5450.2141.78E+043600x6

37、0036001.08E+109.00E+100.5450.2141.78E+042600x60036001.08E+109.00E+100.6070.2331.94E+041700X70061302.00E+101.03E+110.5830.4191.58E+04中柱8600x60036001.08E+109.00E+100.9010.3112.59E+047600x60036001.08E+109.00E+100.9010.3112.59E+046600x60036001.08E+109.00E+100.9010.3112.59E+045600x60036001.08E+109.00E+10

38、0.9010.3112.59E+044600x60036001.08E+109.00E+100.9010.3112.59E+043600x60036001.08E+109.00E+100.9010.3112.59E+042600x60036001.08E+109.00E+101.0020.3342.78E+041700X70061302.00E+101.03E+110.9650.4941.83E+048层7层6层5层4层3层2层1层A轴边柱1783017830178301783017830178301942019420B轴中柱2592025920259202592025920259202783

39、018250C轴中柱2592025920259202592025920259202783018250D轴边柱1783017830178301783017830178301942019420本层D值8750087500875008750087500875009450068060根据高规4.4.4”抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%”。验算如下：nm=D=68060=72%>70%D2945002、弯矩计算：利用力矩二次分配法计算包载作用下框架的弯矩。(1)计算杆周端弯矩：将梯形或三角形分布荷载按周端弯矩等效的原则折

40、算成均布荷载:梯形荷载折算公式：Pe=(1-22：13)p其中：叫=国父1；|022P为梯形分布荷载的最大值。三角形荷载折算公式：Pe=5p'8其中：p为三角形分布荷载的最大值。顶层边跨：42 0 016 3 186 60 0 2pe=4.725(1-20.31820,3183)23.016=23.86kN/m顶层中跨:c，5C，pe=3.15-116.44k3J4m/8中间层边跨:42006600103182一一一_一_2_一_3一_一一pe-17.685(1-20.31820.3183)21.084=35.18kN/m中间层边跨:5，pe=3.15父15.061k塞5m/8底层边跨

41、：420011二66001£.3182pe-22.36(1-20.31820.3183)21.084=39.86kN/m底层边跨:pe=3.6755X15.061Bl0n9/8由以上所求均布荷载,可按下式求各杆周端弯矩:两段周支：mAB-mBAql212一端固支,，其中mAB与mBA意义见下图:图3.11固端弯矩示意图图3.12固端弯矩示意图由此，可计算各个杆件周端弯矩，标绘于计算简图上。(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。S分配系数计算公式

42、：'Si3其中：Si为转动刚度，两端周支杆S=4i,一端周支，一端滑动固支杆Si=in为该节点所连接的杆件数。由此计算出各个杆件分配系数，标绘于计算简图上。然后利用力矩二次分配法计算第轴框架杆端弯矩。如图3.13。注：图中单线条表示第一次分配结束，双线条表示第二次分配结束，虚线表示周端弯矩，粗实线表示最终杆端弯矩。节点外弯矩以顺时针为正，逆时针为负，标绘于计算简图上。上柱下柱程猱htt下柱崔|0.000.0.647。梵310.2t/|0000T.E1-6886.6-1731.4.5355919.42-12.95-0.07-2J.7J-H.4J17.45-6.479.717.10-3SB

43、口出E一12711方昌口,5目45/)4-77J148423-34.86-.7.940阳3C.512.214口咫10345Q.3451G1721.34.90-3B.9011220二雪园4152349019-5.05-25.41-97I2-25.4'-S.9S17.3Q-11.13i/.4&-6.939.5-11，S7-11.1J-6.08433520-12-715201.844157422-/!：.-,->'-一32.r-艮570.3930.3930,21454.9。一3珥-Vil.sZ34901917.4517.4b-E.9J-1C型-IQ.90-5弓944&#

44、39;Jb-121,62D/B610.3451C.,14!：1.；./L_12/.7o4462-1185-25.41-25.4-B.9995-2一*2.99549-12/15.49i9526M-32.6J-J2,bJ-6tS可2,68k393I3,214-38.90-?72C“TO19,1.09-6.9J一96丁-5”39.32-12Q.9|0.310。，但10.2W12fl.te-6-&7t且94j9。iaa2i工世-*53-6D6-5.30-2362.i3S.41920-345I0,122lfl12LZ3_t9J2_W!兄575,41一,4一一刊999.5-12.7H-11.072

45、E84334一守317注2a0.5-3,19一于35-'5,8/0.15a10.2S90.450。1Q3_144.6g50227450一口卜.，-12.11-22/5-7.B99.41-12,7f。.旌0.95T490.34142-51-3J.91-35,99-F37图3.13恒载弯矩二次分配计算简图图3.14恒载作用下弯矩图3、梁剪力和柱轴力计算(1)梁剪力计算原则梁总剪力二荷载引起的剪力+弯矩引起的剪力荷载引起的剪力将梁上的分布力转化为集中力即可：顶层边跨：11VA=VB=q2(2.12.4)q16.6=万23.0164.54.7256.6=67.38kN顶层中跨：1Va=Vb=3

46、16.441.53.153kN17.06中间层边跨：11VA=VB=1q2(2.12.4)q6.6=121.0844.517.6856.6=105.80kN中间层中跨：1VA=VB15.061.53.153kN16.022底层边跨：1 1Va=Vbq2(2.12.4)q6.621.0844.522.366.6=121.23kN2 2底层中跨：1VA=VB15.061.53.6753<N16.812弯矩引起的剪力由弯矩分配法中所得的梁两端弯矩相加除以梁跨度即可如：VA - -VB =MBAMAB-77.5484.23彳八川2BAAB=-1.01kNl6.6(2)柱轴力计算根据配筋计算需要，

47、只需求出柱的轴力即可，而不需求出梁轴力计算方法：柱轴力=柱顶集中力(包括柱自重)+梁端剪力以八层B柱为例，具体计算如下:根据前面荷载计算，柱顶集中力P=209.52kN(J);柱两端受梁剪力分别为：Vb左=68.39kN(J),Vb右=17.06kN(J)。由止匕，柱中轴力N=VB左+VB右+P=68.39+17.06+209.52=294.97kN按以上方法，将第轴横向框架各个杆件杆端剪力和柱轴力计算出来，列表如下:表3.10恒载作用下轴线处梁端剪力层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BNVAVBVb=VcVA"VBVb=VcVaVbVb=Vc867.3817.06-1.01066.3768.3917.067105.816.02-0.910104.89106.7116.026105.816.02-0.910104.89106.7116.025105.8