某单位宿舍综合楼建筑设计

PAGEPAGE71某单位宿舍综合楼建筑设计说明书工程名称某单位宿舍综合楼设计资料五层宿舍综合楼，总建筑面积4000~5000m2平面设计规划红线所圈定的土地面积大约为64m×33m=2112m2,每层建筑面积为800~1000m2,所以初步设计拟建建筑物平面形式为L型。任务书上要求一层需设置的房间有：食堂（400~500m2）、商店（70~90m2）、医疗室（70~90m2）、理发室（40~50m1、上部房间平面的布置（1）宿舍平面的设计每间宿舍分两部分设计。在第一部分里，布置床和桌子。查《建筑设计资料集》，选长2000mm，宽1050mm的单人床四张，左右两侧各布置两张。选长1000mm,宽600mm的桌子四张，左右两侧各布置两张，放在每侧两张床的中间，且床、桌子均间距300mm。左右两侧床间距1500mm。第一部分需面积6.9m×3.6m=24.86m2.在第二部分里，需要布置卫生间和盥洗台。查《建筑设计资料集》知，外开门卫生间面积不得小于1.8m，内开门卫生间面积不得小于2.0m。设置一内开门卫生间，面积为1.8m×1.2m=2.16m，内设置一个大便器，长720mm，宽为300mm。考虑到房间进深不能太大，所以在另一侧设置盥洗台，面积为1.8m×0.4m=0.72m2。卫生间和盥洗台之间的距离为2m。第二部分的设置需面积1.8m×3.6m=6.48m2.所以每间宿舍的面积初步定为8.7m×（2）交通联系部分平面的布置设计了满足使用要求的房间，还需要有交通联系部分把这些房间联系起来。交通联系部分应有足够的通行宽度，流线通畅，联系便捷，互不干扰，并满足一定的通风采光要求。设置一完全为交通需要而设置的外走道，宽2100mm，这样可获得较好的采光通风效果。（3）楼梯的设计根据使用要求和放火规范，设置二部楼梯，每部间距不大于20m。选择双跑楼梯。选择踏步的踏面宽300mm，踢面高150mm，踏步的高宽比能够满足人流行走的舒适安全；楼梯板的宽度根据通行人流股数和消防要求确定。每股人流一般按宽度500~600mm，再加少许提物尺寸0~150mm考虑，按消防要求考虑，每个楼梯必须保证两人同时上下，即最小宽度为1100~1400mm，同时应满足建筑设计规范中对住宅梯段宽度的要求>1100mm，所以取楼梯板宽度1750mm。梯段板长是每一段踢段板水平投影长度。一个梯段踏步数不应小于3步，当少于3个时一般做坡道，也不应大于18个，当大于18个时，行走会感到疲劳，则应设中间平台。初步定为上部每层层高为3.3m,则每梯段踏步数为11个，水平投影为3m；楼梯平台是连接两个梯段之间的水平部分。平台分为中间平台和楼层平台。为保证在转折处人流的通行和便于家具的搬运，楼层平台的宽度应大于中间平台的宽度。为使平面布置比较规则，取楼梯间的进深同宿舍的进深为8.7m，所以取中间平台和楼层平台的宽度都为2850mm，满足使用要求；楼梯梯井的宽度为100mm。；楼梯在靠近处加设护栏杆，高由于要求每层建筑面积为800~100mm，所以，初步设计每层楼宿舍间数为21间，东西方向16间，南北方向5间。楼梯间2间，建筑面积为720.36m2,外走道建筑面积为85.05m2,所以，上部每层的建筑面积约为805m2。初步确定结构的柱网尺寸为8.72、一层房间平面的布置为满足建筑面积要求，初步取食堂面积为15.9m×28m=445.2m2。由于食堂的厨房上部不得有卫生间，所以在上部有卫生间的地方，食堂的长、宽各减少1.8m。理发室、图书阅览室的建筑面积为3.6m×10.8m=38.88m2。商店、医疗室的建筑面积为7.2m×10.8m=77.76m2。活动中心的建筑面积为14.4m×3、门、窗的设计按任务书要求，门为钢门，窗为塑钢窗。查《建筑设计资料集》，取一楼门宽度为1800mm，高度为2100mm，窗的宽度为1800mm，高度1800mm。二楼的宿舍门宽度为900mm，高度为2100mm，窗的宽度1800mm，高度为1500mm，卫生间门宽度为700mm，高度2100mm，窗宽度600mm，高度为600mm。四、剖面设计房间的剖面设计，首先要确定房间的层高。根据人体活动及家具设备尺寸、通风、采光、经济效果、室内空间比例等要求。取首层的层高为4.5m，其它层层高为3.3m。窗台高度取900mm。为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，底层室内地面高于室外地面300mm。二到五层卫生间和盥洗台的地面低于室内地面30mm。建筑物的层数为五层。五、立面设计由于所设计的建筑物为L型，它是由两个不同方向的体量组成的，存在着体量间的联系和交接问题，在这里，采用直接连接的方法，这种方式具有体型简洁、明快、整体性强的特点，内部空间联系紧密。建筑立面由门窗、墙柱、阳台、勒脚等部件组成。建筑立面设计需要确定这些部件的尺寸大小、比例关系、材料质感和色彩等，运用节奏、韵律、虚实对比等构图规律设计出体型完整、形式和内容统一的建筑立面。建筑物在客观上普遍存在着统一与变化的因素。一座建筑物中使用功能相同的房间在层高、开间、门窗及其它方面应采取统一的做法和处理方式。在立面上，采用了虚实凹凸处理。“虚”既是立面上的玻璃、门窗洞口等部分，能给人以轻巧、通透的感觉；“实”是指墙面、柱面、阳台、栏板等实体部分，给人以封闭、厚实、坚实的感觉。立面上的凹凸部分，凸出的阳台，凸柱等。外立面的柱均凸出，内立面的柱都与墙齐，不凸出。立面的色彩采用白色和黄色，使外观造型生动。楼梯计算书楼梯一的计算混凝土采用C30，钢筋当d≤10mm时，选用HPB235级钢筋。当≥12mm时，选用HRB335级钢筋。梯段板的计算取梯段板的厚度t=（1/25—1/30）l0=（1/25—1/30）×(3000+200)=128—107mm,取120mm。荷载计算（取1m宽板计算）楼梯斜板的倾角为α=arctan150/300=26056，，cosα=0.894恒载踏步重1/0.3×1/2×0.3×0.15×25=1.875kN/m斜板重（包括板底抹灰）1.0/0.894×(0.12×25＋0.015×17)=3.641kN/m20mm厚水泥砂浆面层（0.30＋0.15）/0.30×1.0×0.02×20=0.600kN/m恒荷载标准值gk=6.116kN/m恒荷载设计值g=1.2×6.116=7.339kN/m活荷载标准值qk=2.5×1.0=2.5kN/m活荷载设计值q=1.4×2.5=3.5kN/m总荷载设计值7.339＋3.5=10.839kN/m内力计算计算跨度l0=3m跨中弯矩M=1/10（g＋q）l02=1/10×10.839×32=9.755kN.m配筋计算h0=h-20=120-20=100mmαs=M/α1fcbho2=9756000/1.0×14.3×1000×1002=0.007ζ=1-=0.007As=ζfc/fybh0=0.007×(14.3/300)×1000×100=33.37mm2受力钢筋选用φ14@200分布钢筋选用φ8@200平台板计算荷载计算恒荷载20mm厚水泥砂浆面层1.0×0.02×17=0.340kN/m平台板自重（假定板厚100mm）1.0×1×25=2.5kN/m150mm厚石灰砂浆顶棚抹灰0.015×1×17=0.26kN/m恒荷载标准值gk=3.1kN/m恒荷载设计值g=1.2×3.1=3.72kN/m活荷载标准值qk=2.5×1.0=2.5kN/m活荷载设计值q=1.4×2.5=3.5kN/m总荷载设计值3.72＋3.5=7.22kN/m内力计算计算跨度l0=ln＋h/2=1.4＋0.07/2=1.44mM=1/10（g＋q）l02=1/10×7.22×2.72=5.263kN.m配筋计算h0=h-20=100-20=80mmαs=M/α1fcbho2=5263000/1.0×14.3×1000×802=0.057ζ=1-=0.060As=ζfc/fybh0=0.060×(14.3/300)×1000×80=228.8mm2受力钢筋选用φ8@150分布钢筋选用φ8@200平台梁的计算荷载的计算梯段板传来10.84×3.0/2=16.26kN/m平台板传来7.22×（2.28/2＋0.20）=9.675kN/m梁自重（b×h=200mm×300mm）1.2×0.2×(0.3-0.1)×25=1.2kN/mq=23.175kN/m(2)内力计算计算跨度l0=l＋a=3.6＋0.2=3.8ml0=1.05ln=1.05×3.6=3.78m取3.78mMmax=1/8（g＋q）l02=1/8×27.135×3.782=48.46kN.mVmax=1/2qln=1/2×23.175×3.78=51.285kN（3）配筋计算a.纵向钢筋(按b×h=200mm×300mm矩形截面计算)αs=M/α1fcbho2=48460000/1.0×14.3×200×2652=0.241ζ=1-=0.280As=ζfc/fybh0=0.280×(14.3/300)×200×265=707.373mm2受力钢筋选用3Φ18（As=763mm2）b.箍筋计算0.7ftbho=0.7×1.43×200×265=53.053kN＞51.285kN故箍筋可按构造要求配置φ8@200双向板楼盖计算书平面布置图如图1图1区格编号对图二所示的各区格编号，共分三类即B、D1、D2，已示于图二中。(一)活荷载由于活荷载标准值为2.0，分项系数取1.4。q=1.4×2.0=2.8kN/m²面层：25mm厚水磨石面层0.025×25=0.625kN/m20mm厚水泥砂浆找平层0.020×20=0.4kN/m²板自重：100厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5kN/m²板底抹灰：15mm厚石灰砂浆17×0.15=0.255kN/m²g=1.2×(0.625+0.4+2.5+0.255)=4.54kN/m²g+q=4.54+2.8=7.34kN/m²g+q/2=4.54+1.4=5.94kN/m²q/2=2.8/2=1.4kN/m²图2(二)计算跨度(1)内跨l0=lc，lc为轴线间距离；(2)边跨l0=ln+b,ln为净跨，b为梁宽。各区格板计算跨度见表1表1区格BD1D2l0l0l01/l020.750.520.67m1(kN·m/m)(0.045+0.2×0.0168)×5.94×1.8²+(0.062+0.2×0.0317)×1.4×1.8²=1.254(0.041+0.2×0.0024)×5.94×3.6²+(0.092+0.2×0.0196)×1.4×3.6²=4.934(0.0387+0.2×0.0063)×5.94×1.2²+(0.072+0.2×0.0281)×1.4×1.2²=0.498m2(kN·m/m)0168+0.2×0.0457)×5.94×1.8²+(0.0317+0.2×0.0620)×1.4×1.8²=0.699(0.0024+0.2×0.041)×5.94×3.6²+(0.0196+0.2×0.092)×1.4×3.6²=1.505(0.0063+0.2×0.0387)×5.94×1.2²+(0.0281+0.2×0.072)×1.4×1.2²=0.206m1¹(kN·m/m)-0.1048×7.34×1.8²=-2.492-0.0842×7.34×3.6²=-8.010-0.0821×7.34×1.2²=-0.868m2¹(kN·m/m)000m1¹¹(kN·m/m)-2.492-8.010-0.868m2¹¹(kN·m/m)000(三)弯矩计算跨中最大正弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时，它可以简化为当内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取γc=0.2。各区格板的弯矩计算列于表1中。（四）截面设计截面有效高度：选用φ8钢筋作为受力主筋，则l01(短跨)方向跨中截面的h01=h-c-d/2=100-15-8/2=81mm,l01方向h02=h-c-3d/2=73mm,支座截面处h0均为81mm。计算配筋时，取内力臂系数γs=0.95，As=m/0.95h0fy,HPB235钢筋fy=210N/mm²,计算结果及配筋结果见表2。表2截面h0mAs(mm²/m)配筋实有As(mm²/m)B区格l01方向811.25477.6φ8@200251l02方向730.69948.0φ8@200251D1区格l01方向814.934305.3φ8@160314l02方向731.505103.3φ8@200251D2区格l01方向810.49830.8φ8@200251l02方向730.20614.1φ8@200251支座B-D1810构造φ8@200251B-D2810构造φ8@200251B边支座81-2.492154.2φ8@200251D1边支座（l01）81-8.010495.7φ8@100503D1边支座（l02）810构造φ8@200251D2边支座（l01）81-0.86853.7φ8@200251D2边支座（l02）810构造φ8@200251次梁计算书如图，取五跨计算，将梯形荷载装化为等效均布荷载，α=1.05/3.6=0.29（1-2α²+2α³）=1-0.29²+0.29³=0.8562q=（1-2α²+2α³）q=7.54×0.8562=6.456kN具体计算过程如下：（1）由板传来MB=-0.105ql²=0.105×6.456×3.6²=-8.785kN.mMC=-0.079×6.456×3.6²=-6.61kN.mMD=-0.079×6.456×3.6²=-6.61kN.mME=-0.105ql²=0.105×6.456×3.6²=-8.785kN.mVA=0.394×6.456×3.6=9.157kNVB左=-0.606×6.456×3.6=-14.084kNVB右=0.526×6.456×3.6=12.225kNVC左=-0.474××6.456×3.6=-11.016kNVC右=0.5×6.456×3.6=11.621kNVD左=-0.5×6.456×3.6=-11.621kNVD右=0.474×6.56×3.6=11.016kNVE左=-0.526×6.456×3.6=-12.225kNVE右=0.606×6.456×3.6=14.084kNVF=-0.394××6.456×3.6=-9.157kNMmax=q1/24（3-4α²）=9.286kN.mVF=ql/2（1-α）=8.251kN墙次梁自重q=（3×1.2+0.2×0.35×0.25）×1.2=6.42MB=-0.105ql²=0.105×6.42×3.6²=-7.736kN.mMC=-0.079ql²=-0.079×6.42×3.6²=-6.573kN.mMD=-0.079ql²=-6.573kN.mME=-0.105ql²=-8.726kN.mVA=0.394×6.42×3.6=9.106kNVB左=-0.606×6.42×3.6=-14.006kNVB右=0.526×6.42×3.6=12.160kNVC左=-0.474×6.42×3.6=-10.956kNVC右=0.5×6.42×3.6=11.556kNVD左=-0.5×6.42×3.6=-11.556kNVD右=0.474×6.42×3.6=10.956kNVE左=-0.526×6.42×3.6=-12.160kNVE右=0.606×6.42×3.6=14.006kNVF=-0.394×6.42×3.6=-9.106kNM1=0.078×6.42×3.6²=6.490kN.mM2=0.033×6.42×3.6²=2.746kN.mM3=0.046×6.42×3.6²=3.872kN.m将所得计算结果相叠加得到MB=-（8.785+8.736）=-17.521kN.mMC=-13.183kN.mMD=13.183kN.mME=-17.521kN.mM1中=8.785/2-9.286+6.490=1.597kN.mM2中=9.286+2.746=12.032kN.mM3=9.286+3.827=13.113kN.mVA=9.157+9.106=18.263kNVB左=-14.084-14.006=-28.09kNVC右=12.225+12.150=24.375kNVC左=-11.016-10.956=-21.972kNVD右=11.628+11.556=23.177kNVD左=--11.621-11.556=-23.177kNVD右=11.016＋10.956=21.972kNVE左=-12.225-12.160=24.375kNVE右=14.084+14.006=28.06kNVF=9.157+9.106=18.263kN次梁配筋计算见下页选用HRE335级钢筋，fy=300N/mm²混凝土C30fC=14.3N/mm2ft=1.43N/mmαs=γ0m/fCbh0²=1.0×17521000/1.0×14.3×200×265²=0.087﹤ξAs=ξα1fCbh0/fy=1.0×14.3×200×265×0.087/300=279.791mm最小配筋率为45ft/fy=45×1.43/300=0.165﹤所以ρmin=0.2%ρminbh=0.002×200×300=120mm²﹤279.791mm²验算满足条件，所以选配钢筋4Ф10，As=314mm²具体计算结果见下表系数边跨中B支座中跨中C支座M（kN.m）1.59717.52112.032-13.183αs=m/α1fcbh020.0070.0870.0590.060ξ﹤ξb=0.550.0070.0910.0600.061As=ξfcbh0/fy17.68229.89151.58151.106ρmin=45ft0.2ρminbh0106106106106实配钢筋2φ103φ102φ102φ10实配钢筋面积157236157157一榀框架结构计算书工程概况该工程为五层综合楼，底层层高为4.5m，其余层层高为3.3m，室内外高差为0.300m，基础顶面距室外地面为500mm。承重结构为现浇钢筋混凝土框架结构。一、主要建筑做法a．屋面做法（自上而下）300×300×25水泥砖、20厚1：2.5水泥砂浆结合层、高聚物改性沥青防水卷材、基层处理剂、20厚1：3水泥砂浆找平层、水泥膨胀珍珠岩兼找坡层、100厚现浇钢筋混凝土屋面板。b．楼面做法（自上而下）25mm厚水磨石面层、20mm厚水泥砂浆找平层、100mm厚钢筋混凝土板、15mm厚石灰砂浆。c．墙身做法200mm厚混凝土空心小砌块填充墙，用1：2.5水泥砂浆砌筑，内墙粉刷为20mm混合砂浆底。外墙粉刷为20厚1：3水泥砂浆底，加涂料。d．外窗采用塑钢窗，门采用钢门二、工程地质条件a.场地类别为二类b.抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，抗震等级为三级c.基本风压为W0=0.4kN/m²d.楼面活荷载2.0kN/m²三、结构布置以及计算简图的确定结构布置如图1各层梁板混凝土强度等级为C30，柱混凝土等级为C30。梁柱截面尺寸初选梁截面初选边跨梁（EF跨），取b×h=750mm×悬挑梁取b×h=550mm×纵向框架梁取b×h=750mm×E柱截面初选应满足轴压比限值由于房屋高度H=17.7m〈30m，经计算可取柱截面为底层b×h=550mm×550mm，其它层b×h=500mm×图1结构平面布置图结构计算简图如图2所示图2结构计算简图（注：图中数字为线刚度，单位：×10-4E（m3））梁柱线刚度计算：EF跨梁I=1/12×2E×0.35×0.75³/8.7=28×10-4E（m³）纵向梁I=1/12×2E×0.35×0.75³/7.2=28×10-4E（m³）上部各层柱I=1/12×E×0.5×0.5³/3.3=15.78×10-4E（m³）底层柱I=1/12×E×0.55×0.55³/5.4=9.64×10-4E（m³）四、荷载计算恒载计算1）屋面框架梁线荷载标准值计算（1）屋面恒荷载标准值计算300×300×25水泥砖0.025×19.8=0.50kN/m²20厚1：2.5水泥砂浆结合层0.02×20=0.40kN/m²高聚物改性沥青防水卷材0.35kN/m²20厚1：3水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m²水泥膨胀珍珠岩兼找坡层0.105×13=1.37kN/m²100厚现浇钢筋混凝土屋面板0.10×25=2.50kN/m²15厚底筋石灰抹底0.015×136=0.24kN/m²屋面恒荷载总重5.76kN/m²（2）框架梁及粉刷自重跨EF自重0.35×0.75×25=6.56kN/mEF梁侧粉刷2×(0.75-0.1)×0.02×17=0.44kN/m跨DE自重0.35×0.55×25=4.81kN/mDE梁侧粉刷2×(0.55-0.1)×0.02×17=0.306kN/m(3)EF线荷载标准值g5EF1=7kN/mg5EF2=5.76×7.2=41.47kN/m(4)EF线荷载标准值g5DE1=5.116kN/mg5DE2=5.76×2.1=12.096kN/m2）楼面框架梁线荷载标准值楼面恒荷载标准值计算13mm厚缸砖面层0.013×21.5=0.28kN/m²20mm厚水泥浆0.002×16=0.03kN/m²20mm厚水泥砂浆结合层0.020×20=0.40kN/m²板自重：100mm厚钢筋混凝土板0.10×25×=0.25kN/m²板底抹灰：15mm厚石灰砂浆0.015×136×=0.24kN/m²楼面恒荷载汇总3.45kN/m²（2）EF梁及粉刷自重6.56kN/m（3）EF梁填充墙自重（3.3-0.75）×3=7.65kN/m（4）DE梁及粉刷自重7kN/m(5)楼面框架梁上的线荷载gEF16.56+7.65=14.21kN/mgEF23.45×7.2=24.84kN/mgDE17kN/mgDE23.45×2.1=7.245kN/m3）屋面框架节点集中荷载标准值顶层边节点集中荷载F边柱纵向框架梁自重0.75×0.35×7.2×25=47.25kN/mF边柱纵向框架梁粉刷2×（0.75-0.1）×0.02×7.2×17=3.182kN/m1m高女儿墙自重1×7.2×3=21.6kN/m纵向框架梁传来屋面自重0.5×7.2×0.5×3.3×5.76=74.65kN/m汇总G5F=144.142kN/m](2)顶层中节点集中荷载DE梁自重:0.55×0.35×2.1×25=10.107kN/mDE梁粉刷:2×（0.55-0.1）×0.02×7.2×17=2.20kN/m纵向框架梁传来屋面自重111.845kN/m汇总G5E=148.695kN/m4）楼面框架节点集中荷载标准值中间层边节点集中荷载标准值EF梁自重44.1kNEF梁粉刷2.94kN塑钢窗自重2.94kN窗下墙体自重0.9×（3.3-0.75）×3=6.885kN窗边墙体自重1.55×（3.3-75-0.9）×3=7.672kN框架柱自重0.5×0.5×3.3×25=20.625kN框架柱粉刷（0.5×4-0.2×3）×0.02×（3.3-0.5）××17=1.429kN纵向框架梁传来楼面自重0.5×7.2×7.2/2×3.45=44.712kN汇总GF=130.398kN(2)中间层中节点集中荷载DE梁自重44.1kNDE梁粉刷2.94kN扣除门洞重加上墙重-7.308kN框架柱自重20.625kN框架柱粉刷:1.429kN汇总GE=83.971kN5）恒荷载作用下的结构计算简图（如图3）2、楼面活荷载计算顶层：P5EF=2×7.2=14.4kN/MP悬挑=2×2.1=4.2kN/mP5F=0.5×7.2×7.2/2×2=25.92kN/mPE=38.835kN/m中间层：PEF=7.2×2=14.4kN/MP悬挑=2×2.1=4.2kN/mPF=0.5×7.2×7.2/2×2=25.92kN/mPE=38.835kN/m活荷载作用下的结构计算简图（如图4）图3恒荷载作用下结构计算简图图4活荷载作用下结构计算简图3、风荷载计算风荷载标准值计算公式为：ωk=βz×μs×μz×ω0确定各系数的值因结构高度H=17.7〈30m，高宽比H/E=17.1/63.0=0.28〈1.5，可取βz=1.0，由于结构平面为L形，取μs=1.4，风压高度变化系数μz可根据各层楼的高度，查表由插值法取得。计算各层楼标高处的风荷载并转化为集中荷载计算结果见下表层数Hiμzβzq1(z)q2(z)6(女儿墙顶部)2.8752.14352.8112.10842.6041.953311.61.021.02.351.76328.31.01.02.3041.72815.41.01.02.3041.728其中五层：Fwk=0.5×((2.811+2.604)/2+2.811)×3.3/2+(2.875+2.811)/2×1+0.5×((2.108+1.953)/2+2.108)×3.3/2+(2.143+2.108)/2×1=12.936kN四层：Fwk=18.036kN三层：Fwk=13.873kN二层：Fwk=13.372kN一层：Fwk=17.540Kn图5等效节点集中风荷载（单位：kN）③风荷载作用下的侧移验算框架侧移刚度用D值法来计算，在计算梁的线刚度时，考虑楼板对框架梁截面惯性矩的影响，框架梁取IE=2I0，梁柱线刚度表如下：梁柱线刚度表层次框架梁柱iEFiC2—52815.781289.64边框架柱侧移刚度D值(10-4E.m)层次kαD2—51.7740.4708.17312.9040.6942.753中框架柱侧移刚度D值(10-4E.m)层次kαD2—51.3310.4006.18312.1780.6412.543不同层框架侧移刚度(10-4E.m)层次12-5ΣDi41.528106.888ΣDi124.584320.664风荷载作用下的水平位移验算风荷载作用下框架间的最大层间位移角若不超过限值1/550，则满足规范要求，计算结果见下表层次12345Vi(kN)75.75758.21744.84530.92213.936Fi(kN)17.54013.37213.87318.03612.936Di(10-4E.m3)5.08612.36612.36612.36612.366Di(mm)1525837098370983709837098Ui4.961.5691.2080.8390.349ΣUi4.966.5297.7378.5768.925Vi/hi1/10881/20671/27311/39331/94554、内力计算1）恒载作用下的内力计算（1）计算方法的选用恒载作用下的内力计算采用分层法。由图（2）取出顶层、中间层任一层以及底层进行分析，顶层的结构计算简图如图6-a所示,中间层和底层的计算简图如图6-c所示。图6中，除底层外的所有柱线刚度取框架柱实际刚度的0.9倍。（2）等效均布荷载的计算图6a、c中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，可等效为均布荷载。梯形荷载砖化为等效均布荷载：顶层：g5EF=g5EF1+g5EF2（1-2α²+α3=7+〔1-2×（3.6/8.7）²+0.414³〕××41.47=37.19kN/Mg5E悬挑=g5悬挑+5/8ql+g=5.116+5/8×12.096=12.676kN/M中间层：g边=gEF1+gEF2（1-2α²+α³）=14.21+0.728×24.84=32.29gE=g+5/8ql=7+5/8×27.84=22.525kN/M底层：g边=gEF1+gEF2（1-2α²+α³）=14.21+0.728×24.84=32.29gE=g+5/8ql=7+5/8×27.84=22.525kN/M线刚度的修正表层次梁柱iEFiD2—52814.2021289.64图6恒载作用下框架的固端弯矩可按以下方法：顶层：MF5E5=-1/12×37.19×8.7²=-234.58kN.mME5D5=234.58-1/4ql²+1/2ql²=248.549kN.m中间层：MEF=-1/12×32.29×8.7²=-203.669kN.mMED=228.503kN.m底层MEF=-203.669kNmMED=228.503kNm节点分配系数计算顶层F节点分配系数：μ下柱=4i下柱/4i下柱+4i=9.64/9.64+28=0.256μEF=28/9.64+28=0.743顶层E节点分配系数：μ下柱=4i下柱/4i下柱+4i=0.256中间层F节点分配系数：μ上柱=4i上柱/4i上柱+4i下柱+4iEF=14.201/14.202+14.202+28=0.252μ下柱=0.252μEF=28/14.202×2+28=0.496中间层E节点分配系数：μ上柱=4i上柱/4i上柱+4i下柱+4iEF=0.252μ下柱=0.252μEF=0.496底层F节点分配系数：μ上柱=0.274μ下柱=0.186μEF=28/14.202+16.95+28=0.540由纵向框架梁载边柱上的偏心矩е0引起的框架边节点附加偏心弯矩：顶层：M5е0=G5F×е0=143.29×（0.75-0.35）/2=28.658kN.m中间层：Mе0=122.52×（0.75-0.35）/2=24.504kN.m底层：Mе0=122.52××（0.75-0.35）/2=24.504kN.m分层法分配系数以及恒载作用下固端弯矩计算结果节点单元F下柱F上柱EF端EF端E下柱E上柱分配系数顶层0.256——0.7430.7430.256——中间层0.2520.2520.4960.4960.2520.252底层0.1860.2740.5400.5400.1860.274固端弯矩顶层————-234.58-248.549————中间层————-203.669228.503————底层————-203.669228.503————弯矩分配法具体分配过程如下表：顶层弯矩分配法计算过程F下柱MFEMEFE下柱分配系数0.2560.7430.7430.256固端弯矩28.658-234.58248.5491/2一次分配传递52.7215376.51/2-120.755-241.51-83.211/2二次30.91387.72143.861/2-16.294-32.588-11.2281/2三次4.17112.1066.0531/2-2.249-4.497-1.1501/2四次0.5761.6710.8360.621-0.214结果88.38-119.3896.582-96.228中间层弯矩分配法计算过程F下柱F上柱MFEMEFE下柱E上柱分配系数0.2520.2520.4960.4960.2520.252固端弯矩24.504-203.669228.5031/2一次弯矩分配45.1545.1588.86644.4331/2-67.688-135.376-68.78-68.781/2二次17.05717.05733.57316.7871/2-4.163-8.326-4.230-4.2301/2三次1.0491.0492.0651.032-0.51-0.26-0.26结果46.2268.363-138.831135.972-54.979-81.541底层弯矩分配法计算过程F下柱F上柱MFEMEFE下柱E上柱分配系数0.1860.2740.5400.5400.1860.274固端弯矩24.504-203.669228.5031/2一次弯矩分配33.3349.09996.74948.3751/2-74.757-149.514-51.499-76.4131/2二次13.90420.75740.36920.1851/2-5.45-10.9-3.754-5.5311/2三次1.0141.4932.9431.471-0.794-0.274-0.403结果46.2268.363-138.831135.972-54.979-81.541实际分布荷载作用下分层法各单元跨中弯矩计算表(kN.m)FE跨位置按简支梁跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩顶层351.864119.3896.582168.103中间层305.504151.016146.543156.723底层305.504138.831135.972168.103分层法弯矩计算结果如图7所示图7（a）顶层图7（b）标准层图7（c）底层1）恒荷载作用下梁端剪力计算梁端弯矩求出后，从框架梁中取梁为隔离体，用平衡条件可求的梁端剪力以及梁端柱边剪力值，对于EF跨梁，取一段隔离体如图8所示，图8由平衡条件，经整理得：VEF=1/6（18gEF1+12.15EF2+MEF-MEF）VEF=1/6（18gEF1+12.15EF2+MEF-MEF）将计算出得梁端剪力换算成梁端柱边剪力值对于EF跨梁，VEF′=VEF-0.25gEF1-0.009gEF2VEF′=VEF-0.25gEF1-0.009gEF2将计算出的梁端弯矩换算成梁端柱边弯矩值MEF′=MEF+0.25VEF′MEF′=MEF+0.25VEF′恒载作用下EF跨梁剪力计算表层次梁荷载gEF1板荷载gEF2MEFMEFVEFVEFVEF′VEF′5741.47119.3896.582105.776-98.172103.662-96.058414.2124.84151.016146.54393.677-92.18690.175-88.684314.2124.84151.016146.54393.677-92.18690.175-88.684214.2124.84151.016146.54393.677-92.18690.175-88.684114.2124.84138.831135.97293.408-92.45589.906-88.955恒载作用下梁端柱边弯矩计算表层次MEFMEFVEF′VEF′MEF′MEF′5-119.3896.582103.662-96.058-96.05674.9694-151.016146.54390.175-88.684-130.727126.5893-151.016146.54390.175-88.684-130.727126.5892-151.016146.54390.175-88.684-130.727126.5891-138.831135.97289.906-88.953-118.602115.958柱轴力计算柱轴力通过对梁端剪力、纵向梁传来剪力荷柱自重叠加得到。假定纵向框架梁按简支支承，即纵向梁传给柱的集中力可以由其受荷面积得到柱轴力计算表（kN）层数F柱E柱VAC纵梁竖向力F柱自重G每层竖向力P轴力NAVCA纵梁竖向力F柱自重G每层竖向力P轴力NC5105.7143.2922.05249.06顶部249.06-98.17148.6922.05246.86顶部246.86底部271.12底部268.92493.68130.3922.05224.07顶部495.19-92.1883.97122.05176.15顶部445.08底部517.249底部467.13393.68130.3922.05224.07顶部741.32-92.1883.97122.05176.15顶部643.34底部763.37底部665.34293.68130.3922.05224.07顶部984.45-92.1883.97122.05176.15顶部841.5底部1009.50底部863.55193.41130.3935.18223.806顶部1233.31-92.4597.09635.18176.15顶部11053.1底部1269.03底部1088.39）弯矩调幅，调幅系数为β=0.85，调幅后的恒载作用下框架梁的弯矩图如图8所示梁剪力、柱轴力图如图9所示下图8图9楼面活荷载作用下的内力计算活荷载作用下的计算可采用分层法。考虑到活荷载的最不利分布，各层楼面活荷载分布有两种形式。同样采用弯矩分配法计算并考虑调幅弯矩，计算所得的梁端弯矩、剪力，以及梁端柱边弯矩和剪力见表具体计算过程：略具体计算结果见下表EF跨梁端弯矩、剪力以及梁端柱边剪力值第一种布置第二种布置位置MEFMEFVEFVEFVEF′VEF′顶层-30.4926.39529.843-28.47828.403-27.038中间层-46.67643.61529.67-28.6529.23-27.21底层-44.21840.95629.704-28.61628.264-27.176顶层-0.43-2.7360.384-0.384-0.384-0.384中间层-0.777-2.8020.338-0.3380.3380.338底层-0.718-2.70.330.330.330.33（3）风荷载作用下的内力计算对于风荷载作用下的各柱的剪力分配，应放在整个楼层中，按照抗侧刚度在同层柱中进行分配。此框架梁采用近似的简化计算方法。按其中一榀框架的受风荷载面积得到等效集中力计算每层的剪力Vi，并在该榀所有柱中按抗侧刚度进行分配。各层柱端弯矩及剪力计算，柱混凝土等级为C30风荷载作用下各层柱端弯矩以及剪力计算表层次hiviΣDijFDi1Vi1kyMi1bMi1t53.312.93637098185496.4841.330.377.9213.4843.330.922370981854915.6411.330.4321.93929.08233.344.845370981854922.4231.330.435.51838.47723.358.217370981854929.1091.330.548.02348.0315.475.72715258762927.8642.180.5582.75667.71风荷载作用下F柱各层梁端弯矩、剪力柱轴力计算表层次MElMErlVE柱轴力N513.4807.9208.72.460-2.460437.00235.4198.78.324-10.784360.41664.6008.714.370-25.154283.54885.5078.719.432-44.5861115.74130.7868.728.336-72.922为便于内力组合，把梁端弯矩剪力值换算成梁端柱边的弯矩值和剪力值M′=M-V′×E/2V′=V-q×E/2MEF′=MEF+0.25VEF′MEF′=MEF+0.25VEF′VEF′= VEFVEF=VEF′风荷载作用下梁端柱边弯矩和剪力值-层次MFEMEFVFE′VEF′MFE′MEF′MEF0513.487.92-2.46-2.4612.8657.0352.78431.00235.419-10.784-10.78428.30632.723-2.209360.41664.6-25.154-25.15454.12858.312-2.092283.54885.507-44.586-44.58672.40273.361-0.981115.74130.786-72.922-72.92297.51112.56-7.523（四）地震作用下的内力计算（1）结构总水平地震作用标准值的计算各层楼重力荷载代表值的计算门洞口取900×2100，窗洞口取1800×1500女儿墙为100mm顶层：梁板自重（37.19×8.7+12.676×2.1）×7+0.75×0.35×25×8.7＋0.55×0.35×25×2.1=417.383kN框架柱自重（0.5×0.5）×25×3.3/2×16=330kN围护砌体F轴1/2×[（7.2-0.5）×（3.3-0.5）-1.2×1.8]×0.25×10×7=145.25kNE轴1/2×[（7.2-0.5）×（3.3-0.5）-1.2××2.1]×0.25×10××7=142.1kN④轴1/2×[（2.1-0.25-0.25）×（3.3-0.5）+（8.7-0.275-0.275）×（3.3-0.5）-1.5×1.8×3]×0.25×10=24kN其他轴与④轴相同女儿墙（4.5+3.3×4）×2×1×0.25×10=106.2kN则G5=417.383+330+145.25+142.1+24+106.2=1514.283kN标准层梁板自重[32.29×8.7+22.525×2.1]×7+0.75×0.35×25×8.7＋0.55×0.35×25×2.1=679.223kN框架柱自重（0.5×0.5+0.5×0.5）×25×3.3×16=660kN围护砌体F轴145.25×2=290.5kNE轴142.1×2=284.2kN④轴24×2=48kN其它轴同④轴活载=（10.483×8.7+2.625×2.1）×7=698.7kNG2=G3=G4=679.223+660+290.5×2+284.2＋48+0.5×698.7=2311.3kN底层梁板自重679.223框架柱0.5×0.5×（3.3+4.5）/2×25×16=870kN围护砌体F轴145.25+0.5×[（7.2-0.5）×（5.4-0.5）-1.5×1.8]×0.25×10×7=408.888kNE轴=142.1+0.5×[（5.4-0.5）×（7.2-0.5）-1.5×1.8]×0.25×10×7=412.825kN④轴24+0.5×{[（5.4-0.275-0.275）+（2.1-0.25-0.25）×（5.4-0.5）]-1.5×1.8×3}×0.25×10=53.381kN活载为698.7kNG1=679.223+870+408.888＋412.825＋53.3814＋0.5×698.7=2773.667kNΣGi=1514.283＋2311.3＋2311.3＋2311.3＋2773.667=11221kN（2）水平地震作用下框架的侧移验算梁柱线刚度表层次框架梁柱iEFiC2—52815.781289.64柱侧移刚度D值(mm)层次kαD2—51.3310.41854912.1780.6417629（3）水平作用标准值和位移的计算多遇地震作用下，设防烈度为7度，查表的αmFx=0.08，设计地震分组为第二组，抗震等级为三级查表得Tg=0.40sTg﹤T1﹤5Tg，建筑结构阻尼比取0.05，则α1=（Tg/T1）0.9αmFx=0.064由于T1=0.51﹤1.4Tg=0.56所以部考虑顶部附加地震作用δn=0结构总水平地震作用标准值EFK=αGeq=0.064×0.85×11211=609.88Fi=(GiHi/ΣGiHiE)FK地震作用下框架的侧移验算表层数GiHiGiHiΣGiHiFiViΣDΔueΔue/h5277418.6515961429682202201483920.0011/54004231115.3353581503701483920.0021/16503231112277321184881483920.0031/1100223118.720106855731483920.0041/825115145.4817635608610320.0091/600底层Δue/h=0.009/5.4=1/600﹤1/550满足要求二层Δue/h=0.004/3.3=1/825﹤1/550满足要求三层Δue/h=0.003/3.3=1/1100﹤1/550满足要求四层Δue/h=0.002/3.3=1/1650﹤1/550满足要求五层Δue/h=0.001/3.3=1/5400﹤1/550满足要求（4）水平地震作用下横向框架的内力计算，与风荷载作用下计算方法相同具体计算结果见下表地震作用下框架柱剪力和柱端弯矩值F（E）柱层数hVikNΣDkN×mDD/ΣDVikkNky0M下M上53.3220148392185490.12527.51.3310.3733.5857.1843.3370148392185490.12546.251.3310.4366.63125.3333.3488148392185490.125611.3310.4896.62165.823.3573148392185490.12571.631.3310.5118.19118.1915.46086103276290.125762.1780.55225.72184.68地震作用下F柱轴力和梁端剪力标准值层次ME左ME右lVE柱轴力N557.1833.588.710.423-10.4324158.91123.818.732.497-42.9293232.43221.958.755.228-98.1572214.81283.998.757.333-155.491302.87343.918.774.113-229.603五、内力组合根据以上的内力计算结果进行框架梁柱的内力组合，其中梁的控制截面为梁端柱边以及跨中三个控制截面如图10所示，柱分为F柱和E柱，由于考虑地震作用，则选用了四种内力组合方式，即1.2恒载+1.4活载1.2恒载+1.4风载1.2恒载+0.85（活载+风载）1.2恒载+1.3地震在柱的不利内力组合中,应同时考虑大偏压和小偏压时轴力的有利和不利影响根据梁柱截面内力组合结果选择各截面的最不利内力进行梁柱配筋图10框架梁内力组合表(1)层次截面恒载活载1活载2风载 地震①②③④⑤MVMVMVMVMV51-80.8105.776-19.2629.843-0.284-0.38412.856-2.4654.572-10.4322213.5766.416—1.346—2.78—2.36—3-63.724-98.172-15.785-28.478-2.407-0.384-7.305-2.46-30.972-10.43241-111.1293.677-32.98529.67-0.599-0.33828.306-10.784150.786-32.4972130.02—67.028—1.522—-2.209—17.55—3-107.60-92.186-30.474-28.65-2.454-0.338-32.723-10.784-115.19-32.49711-100.8193.408-30.98829.704-0.54-0.3397.51-72.92284.34-74.1132142.298—69.208—1.453—-7.253—-20.52—3-98.564-92.46-28.20-29.616-2.363-0.33-112.56-72.92-325.38-74.113 框架梁内力组合表(2)层次截面1.2恒载+1.4活载1.4恒载+1.4风载1.2恒载+0.85（活载+风载）1.2恒载+1.3地震⑥⑦⑧⑨5MmaxMminVmaxMmaxMminVmaxMmaxMminVmaxMmaxMminVmax1—-123.924168.71—-114.971--—-124.266154.39—-167.9140.492349.266——260.179——315.1——259.35——3—-98.582-177.31—-86.318-140.885—-96.104-163.738—-116.76151.0041—-179.521153.85—-172.97127.51—-185.4-146.80—-329.36154.662249.86——159.12——214.88——178.84——3—-171.78-150.73—-174.93-125.72—-182.84-144.14—-279.5-153.211—-194.23153.68—257.49214.18—-270.64199.32—490.62208.442267.65——181.29——235.98——197.43——3—-157.87-150.05-275.97213.03—-238.32-192.516—541.38-207.30各层柱内力计算结果(1)层次柱号截面荷载类型1荷载类型2顶层F柱M1030.49-0.43M910.16-0.14N555.736-0.384E柱M1026.395-2.736M98.8-0.912N554.398-0.384中间层F柱M上顶7.780.13M上底23.340.389N上层0.000.00M下顶23.3410.389M下底7.780.13N下层55.590.338E柱M上顶7.2690.032M上底21.8070.096N上层0.000.00M下顶21.8070.096M下底7.6290.032N下层54.570.338底层F柱M上顶7.750.142M上底23.2520.427N上层0.000.00M下顶15.7830.29M下底7.890.145N下层55.6240.33E柱M上顶8.1320.038M上底24.3960.115N上层0.000.00M下顶16.6540.078M下底8.3720.039N下层54.5360.078框架柱内力组合表(1)层次柱号截面恒载活载上层传来风载地震1.2恒载+1.4活载①②③④⑤⑥⑦⑧⑨NmaxNmin|M|max五层F柱M1088.3825.2073.18--13.4857.18113.587113.587141.346M963.25678.52614.37--7.9233.5884.69484.694105.92N271.1278.526-1.260.002.4610.432349.646349.646435.28V————6.48427.5———E柱M1096.22826.292-3.24—13.4857.18166.283166.283166.28M973.2721.807-12.26—7.9233.58118.454118.454118.45N268.92189.36718.040.002.4610.432447.819447.819447.82V————6.48427.5———框架柱内力组合表续表(2)层次柱号截面恒载活载1活载2上层传来风载地震1.2恒载+1.4活载①②③④⑤⑥⑦⑧⑨NmaxNmin|M|max四层F柱M863.25621.1387.12—38.477165.885.93785.93785.937M763.25621.43821.09—35.51896.62105.92105.92105.92N763.37877.644-0.21233.81425.15498.1571352.0951024.7561024.756V————22.42361———E柱M873.2721.809-4.47—38.477165.8118.457118.457118.457M773.2721.807-22.35—35.51896.62118.457118.457118.457N665.34389.35918.01268.08525.15498.1571282.834362.956362.956V————22.42361———-F柱M246.2215.783--67.71184.6877.56277.56277.562M123.117.89211.86—82.756225.7238.78138.78138.781N1269.03290.803-0.21311.45872.922229.6032086.0031649.0311649.031V————27.86476———E柱M254.97916.654-26.34—67.71184.68889.29189.29189.291M127.498.327-13.17—67.71184.6844.64644.64644.646N1088.28416.65418.01357.44472.922229.6031950.0451449.6231449.623V————27.86476———框架柱内力组合表续表(3)层次柱号截面1.2恒+1.4风1.2恒载+0.85（活载+风载）1.2×恒载+1.3地震101112131415161718NmaxNmin|M|maxNmaxNmin|M|maxNmaxNmin|M|max五层F柱M10124.928124.928124.928138.94138.94138.94180.39180.39180.39M986.99586.99586.995100.861100.861100.861119.561119.561119.561N328.788328.788328.788394.182394.182394.182338.906338.906338.906V—————5.511——35.75E柱M10134.346134.346134.346149.28149.28149.28189.808189.808189.808M999.01299.01299.012113.192113.192113.192131.578131.578131.578N326.149326.149326.149400.785400.785400.785336.267336.267336.267V—————52.821——35.75四层F柱M8129.775129.775129.775114.702114.702114.702150.241150.241150.241M7125.632125.632125.632124.32124.32124.32201.513201.513201.513N951.27951.27951.271202.1741003.4321003.4321043.6581043.6581043.658V—————19.06——79.3四层E柱M8141.792141.792141.792139.167139.167139.167303.464303.464303.464M7137.649137.649137.649136.65136.65136.65213.53213.53213.53N834.132834.131834.132124.262883.748883.748926.016926.016926.016V—————23.684——98.8一层F柱M2150.258150.258150.258126.433126.433126.433295.548295.548295.548M1143.99143.99143.99104.783104.783104.783321.168321.168321.168N1624.931624.931624.931923.7441662.0041662.0041821.3221821.3221821.322V—————23.684——98.8E柱M2160.769160.769160.769137.684137.684137.684306.059306.059306.059M1148.846148.846148.846110.409110.409110.409326.424326.424326.424N1344.9511344.9511344.9511758.9881416.8611416.8611404.7411404.7411404.741V23.68498.8六配