鼎盛框架结构综合办公楼设计

I1结构计算说明1.1工程设计资料本工程为拟建的鼎盛框架结构综合办公楼。建筑的占地面积约为672平方米，总建筑面积约4032平方米，共6层，本建筑的总设计高度为22.60米。建筑结构形式为框架结构，设计建筑使用年限为50年，丙类建筑类别，二级建筑防火等级，二级建筑安全等级，一类建筑环境类别，其屋顶防水等级为二级。地质状况：经查验可知自然地表1米内为填土，填土以下3米厚部分为硬塑性粘土，再下部分为砾石层。承重能力在黏土允许范围内为,砾石层允许承载力为。地震信息：该建筑地区地震设计烈度为7度，建筑的抗震等级为三级，其建筑场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，其场地特征周期为0.35s，基本风压，地面粗糙度为C类。1.2结构计算简图图1梁柱结构平面布置图图2结构剖面图图3横向一榀框架计算简图2构件截面初估2.1梁截面初估现根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）的规定，梁的横截面尺寸应满足以下要求：1.截面宽度不应小于200mm；2.截面高宽比不应大于4；3.净跨度与截面高度的比值不应小于4。因此，在选择梁的截面尺寸时，所有的梁宽度均应不少于200mm。对于高度较大的梁，应适当增加梁的宽度。对于主梁可用此公式估算梁高，对于次梁可用估算梁高，而梁宽一般为。1)横向框架梁A—B跨及C—D跨：，，取，取B—C跨：，，取，由于外墙采用的240厚的墙体，所以1轴和13轴的B—C跨框架梁取，而其余轴上的B—C跨框架梁上无墙体，则梁宽取,同内墙厚。2)纵向框架梁A轴B轴C轴D轴：轴为4000mm的开间，：，取，取A轴B轴C轴D轴上所有纵向框架梁的截面均为。纵向次梁，，取，（电梯位置的纵向次梁截面尺寸为）综上所述，框架梁截面尺寸可按如下分类。内外横向框架梁：A—B跨及C—D跨：；B—C跨：内外纵向框架梁：电梯纵次梁：2.2框架柱截面初估现根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定，柱的截面尺寸选择应满足以下要求：1.对于矩形柱的截面宽度和高度，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm；2.剪跨比值应大于2；3.截面的长边、短边长度之比不应大于3。因此，在选择柱截面尺寸大小时，所有柱的边长均不小于400mm，对于局部受荷较大的柱，可以适当增大柱的边长。根据轴压比预先估计框架柱的截面尺寸。选用柱的混凝土为C30，与之相应的混凝土的强度为。由于抗震等级为三级，故轴压比限值为。中柱柱子受荷面积：在此次设计中，大多数中柱的受荷面积均较小，且柱网布置较为的密，为了使大部分柱子的轴压比不偏小，故最终中柱的截面尺寸选取为500×500mm。2)边柱柱子受荷面积：，故取柱截面为400×400mm。3)角柱柱子受荷面积：尽管角柱承受的荷载面积较小，但因为其承受双向偏心荷载作用，受力较为复杂，故取柱截面为400×400mm。综合考虑各方面因素，柱截面尺寸按如下取：底层：500×500mm二～六层及突出屋面层：400×400mm2.3板厚初估各层楼盖均采用现浇钢筋混凝土梁板结构，，按双向板设计。一般板的厚度可取且应满足。板的短向跨度为4000mm：，板的短向跨度为2800mm：，考虑到部分板的面积和荷载较大，所以适当加大板厚，而屋面为了达到保温和防水的需要也适当加大板厚。综上所述，板厚根据以下几种情况划分：走廊、卫生间及标准层房间：h=110mm；雨篷：h=100mm；屋面板：h=120mm3荷载计算3.1恒载计算3.1.1楼板荷载1)上人屋面（高聚物改性沥青卷材防水屋面）30厚250×250，C20预制混凝土板铺25厚中砂二层3厚SBS改性沥青防水卷材刷基层处理剂一遍荷载合计20厚1:2.5水泥砂浆找平层20厚（最薄处）1:8水泥珍珠岩找2%坡干铺150厚水泥珍珠岩板120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板12mm厚水泥砂浆顶棚抹灰合计2)不上人屋面（高聚物改性沥青卷材防水屋面）二层3厚SBS改性沥青卷材，面层卷材表面带绿页岩保护层刷基层处理剂一遍20厚1:2.5水泥砂浆找平层20厚（最薄处）1:8水泥珍珠岩找2%坡荷载合计干铺120厚水泥聚苯板120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板12mm厚水泥砂浆顶棚抹灰合计3)雨棚20厚1:2.5水泥砂浆找平层1.5厚聚氨酯防水涂料荷载合计20厚（最薄处）1:2.5水泥砂浆找1%坡100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板12mm厚水泥砂浆顶棚抹灰合计4)一~五层楼面及走廊（110mm厚）地砖铺实拍平，水泥浆擦缝20厚1:4干硬性水泥砂浆110mm厚现浇钢筋混凝土楼板12mm厚水泥砂浆顶棚抹灰合计5)卫生间（110mm厚）10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝或1:1水泥砂浆填缝20厚1:4干硬性水泥砂浆1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150高荷载合计刷基层处理剂一遍（总厚度97mm）15厚1:2水泥砂浆找平50厚C20细石混凝土找1%坡，最薄处不小于20下沉500mm，水泥炉渣填充物高度h=500-97=403mm，取为405mm水泥炉渣填充物110m厚现浇钢筋混凝土楼板12mm厚水泥砂浆顶棚抹灰合计6)楼梯单位面积上的重力荷载值3.1.2梁柱荷载A—B跨及C—D跨内外横向框架梁，内外纵向框架梁500×240mm梁自重10mm厚梁侧抹灰合计B—C跨内外横向框架梁及电梯处纵次梁400×240mm梁自重10mm厚梁侧抹灰合计底层柱截面尺寸500×500mm中柱自重角柱自重边柱自重二~六层及突出屋面柱截面尺寸400×400mm中柱自重角柱自重边柱自重3.2活载计算根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)，可以查得：楼面：办公室、走廊、卫生间；楼梯；电梯屋面活载：上人；不上人雨篷活载（考虑满积水情况）：3.3梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算上人屋面层重力荷载代表值的主要内容构成包括：首先是屋面恒载，其次不计入屋面活荷载，以及纵横梁自重、楼面上下半层的柱的自重和下半层墙体的自重、上半层墙体自重，且还包含有女儿墙的自重和突出屋面部分一半的墙体自重。突出部分的（即不上人屋面层的）重力荷载代表值内容的部分其中包括：首先，不上人屋面的恒荷和不计入屋面部分的活荷，其次是纵横梁的自重以及突出屋面层的下半层柱的自重，下半层中的墙体的自重。而其他层的重力荷载代表值的内容其中包括：首先楼面部分的恒荷和50%的楼面活荷以及纵横梁的自重，楼面上下半层柱自重及上下半层墙体的自重。在各楼层的恒载的计算过程中，墙长去轴线间距离，梁长度取净长，柱长度取层高，一层高度取为4100mm。底层的柱的高度为h=3.3m+0.45m+0.35m=4.1m，其中3.3m为底层的层高的数值，0.45m为室内外的高度差的数值，0.35m为基础顶面至室外地坪的高度的数值。其他柱的高度等于层高3.1m。梁柱净长度（）底层A—B跨及C—D跨内外横向框架梁：内外中纵向框架梁：内外边纵向框架梁：电梯处次梁：B—C跨内外横向框架梁：柱：二~六层A—B跨及C—D跨内外横向框架梁：内外中纵向框架梁：内外边纵向框架梁：电梯处次梁：B—C跨内外横向框架梁：柱：突出屋面A—B跨及C—D跨内外横向框架梁：内外中纵向框架梁：电梯处次梁：B—C跨内外横向框架梁：柱：楼梯：；电梯：表1框架梁柱重力荷载标准值楼层构件底层A-B跨及C-D跨内外横梁0.240.39253.164.9715.705内外中纵梁0.240.39253.163.5011.060内外边纵梁0.240.39253.163.3710.649电梯纵次梁0.240.29252.523.769.475B-C跨内外横梁0.240.29252.522.305.796柱0.500.50256.254.1025.625二~六层A-B跨及C-D跨内外横梁0.240.39253.165.1216.179内外中纵梁0.240.39253.163.6011.376内外边纵梁0.240.39253.163.5211.123电梯纵次梁0.240.29252.523.769.475B-C跨内外横梁0.240.29252.522.406.048柱0.400.40254.003.1012.400突出屋面A-B跨及C-D跨内外横梁0.240.39253.165.1216.179内外中纵梁0.240.39253.163.6011.376电梯纵次梁0.240.29252.523.769.475楼梯柱0.400.40254.003.1012.400电梯柱0.400.40254.003.6014.400注：1.表示单位长度构件重力荷载；表示每一根梁、柱的重力荷载值。为构件的净高，梁的截面高度已扣除板厚。为构件的净长，梁的长度取净跨，柱的高度已扣除板厚。外墙墙体选用240mm厚的烧结页岩多孔砖，容重为，外墙涂料自重不计。外墙的内外墙面均有20厚的水泥砂浆抹灰，故外墙加抹灰的单位面积荷载值为。内墙墙体选用240mm厚的烧结页岩多孔砖，容重为，两面均有20厚的水泥砂浆抹灰，故内墙加抹灰的单位面积荷载值为,女儿墙同外墙一致，故单位面积荷载值为。铝合金窗的自重为，木门的自重为，玻璃门的自重为，电梯门的自重为。（1）底层重力荷载恒载：底层板重底层A-B跨及C-D跨内外横梁自重（边横梁)底层纵梁自重底层电梯纵次梁自重底层B-C跨内外横梁自重（走廊梁）底层框架柱自重底层外纵墙 底层外横墙底层内纵墙底层内横墙活载：楼面荷载二~五层重力荷载恒载：二~五层板重二~五层A-B跨及C-D跨内外横梁自重二~五层内外纵梁自重二~五层电梯纵次梁自重二~五层B-C跨内外横梁自重二~五层框架柱自重二~五层外纵墙二~五层外横墙二~五层内纵墙二~五层内横墙活载：楼面荷载六层重力荷载（屋面层重力荷载）恒载：六层板重六层A-B跨及C-D跨内外横梁自重六层内外纵梁自重六层电梯纵次梁自重六层B-C跨内外横梁自重六层框架柱自重六层外纵墙六层外横墙六层内纵墙六层内横墙活载：楼面荷载（4）突出屋面部分重力荷载恒载：突出屋面部分板重突出屋面部分A-B跨及C-D跨内外横梁自重突出屋面部分内外纵梁自重突出屋面部分电梯纵次梁自重突出屋面部分框架柱自重突出屋面部分女儿墙表2各楼层恒、活载计算表类别层号板恒载/kN板活载/kN梁荷载/kN墙荷载/kN柱荷载/kN底层12706.531683.381020.752904.531332.50标准层2～52706.531683.381052.783159.62644.80屋面层64265.881492.681052.783159.62644.80突出屋面部分-141.29-174.811645.24156.80墙体荷载：屋面分担的墙体荷载：863.04kN；突出屋面层分担的墙体荷载：782.20kN。这两部分墙体荷载共同构成了突出屋面部分的墙体荷载，即1645.24kN。各层重力荷载代表值计算如下所示：1)突出屋面层2)屋面层3)标准层4)底层部分4横向框架侧移刚度计算4.1梁柱线刚度计算为简化起见，底层的柱高度是要从基础的顶面算起的，因此底柱高度为4100mm，其余各层为3100mm。在进行框架梁的截面惯性矩的计算过程中，必须考量楼面板和梁之间的连接使梁的惯性矩有所增加的积极影响。一般对现浇楼板来说，边框架梁，中框架梁，梁按矩形截面计算惯性矩，即，梁的线刚度为。柱的线刚度为。梁混凝土拟采用C30，柱混凝土拟采用C30。表3横梁线刚度计算表类别层次/(N·mm)/(N·mm)/(N·mm)边横梁1～75600走道梁1～72800表4柱线刚度计算表层次/(N·mm)141002～631004.2刚度修正系数计算根据梁柱的关系，可大致将结构分为三种不同类型的一榀框架，但只需要计算两轴框架柱的抗侧刚度便可以随即求得各层的柱的总抗侧刚度。如果想要计算出每一层柱子的总抗侧刚度，需要分别计算不同类型一榀框架下的柱的抗侧刚度，所以首先要计算不同类型的柱的刚度修正系数。首层，其余层，，，以下将分别计算这两轴各柱的刚度修正系数。表5刚度修正系数计算表类别层次位置K边框架柱2～6边柱1中柱1中柱2边柱21边柱1中柱1中柱2边柱2中框架柱2～6边柱1中柱1中柱2边柱21边柱1中柱1中柱2边柱24.3柱抗侧刚度D计算柱的抗侧刚度D与以下因素有关：1.刚度修正系数；2.柱的线性刚度；3.层高。计算公式如下所示：表6抗侧刚度D计算表类别层次位置Kh/mm/(N·mm)抗侧刚度D/（N/mm）边框架柱2～6边柱1，20.980.333100中柱1，21.980.501边柱1，20.530.414100中柱1，21.070.51中框架柱2～6边柱1，21.300.393100中柱1，22.630.571边柱1，20.700.444100中柱1，21.420.56将上述算得的抗侧刚度分层相加汇总，得到如下表所示的横向框架层间侧移刚度。表7横向框架层间侧移刚度计算表层次123456698444619278619278619278619278619278由表7可见，，由此可得该框架为规则框架结构。5横向水平荷载作用下框架结构的内力与侧移计算5.1横向水平地震作用下框架结构的内力与侧移计算1)横向自振周期计算按下列的所示公式将突出屋面部分的重力荷载代表值折算到主体结构的顶层的重力荷载代表值，即，由此，第六层的重力荷载代表值变为各层重力荷载代表值如图4所示。图4各层重力荷载代表值对于框架结构而言，结构顶点假想位移可按下列式子计算：，，表8结构顶点的假想侧移计算层次69844.559844.5561927815.9289.758405.4218249.9761927829.5273.848405.4226655.3961927843.0244.338405.4235060.8161927856.6201.328405.4243466.2361927870.2144.718589.7052055.9369844474.574.5计算基本周期。式中结构顶点假想位移，取结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，则基本周期即为2)水平地震作用以及楼层地震剪力计算本建筑结构是高度不超过40m的框架结构，变形主要为剪切变形，质量和刚度沿高度的分布相对较为均匀，因此采用底部剪力法计算水平地震作用。结构等效总重力荷载代表值为：场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，故特征周期为，7度设防得水平地震影响系数最大值。钢筋混凝土结构的阻尼比ξ=0.05，相应的衰减指数γ=0.9，阻尼调整系数，，则：结构底部总水平地震作用标准值为：由于，应考虑顶部附加水平地震作用。则顶部附加地震作用系数为：顶部附加水平地震作用为：各质点水平地震作用标准值按下式计算：各个楼层的地震剪力所示如下表表9各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次/kN·m突出23.15807.3218689.460.03053.5298.8619.68830.25173072.900.278495.4794.2516.58405.42138689.430.222395.61189.8413.48405.42112632.630.180320.81510.6310.38405.4286575.830.138245.91756.527.28405.4260519.020.097172.91929.414.18589.7035217.770.05699.82029.2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下图。图5横向水平地震作用分布图6层间剪力分布3)水平地震作用下的位移验算框架结构的层间位移需按公式计算。各层的层间弹性位移角按公式计算。具体计算结果详情如下表表10横向水平地震作用下的位移验算层次6794.26192781.2814.5131001/242251189.86192781.9213.2331001/161541510.66192782.4411.3131001/127031756.56192782.848.8731001/109221929.46192783.126.0331001/99412029.26984442.912.9141001/1409由上表可见，最大层间位移角发生在第二层，其值为1/994。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中的规定，高度不大于150m的框架结构其楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/550。1/994<1/550，符合规范要求。4)水平地震作用下框架内力计算在计算水平地震作用下框架内力时，将取⑨轴的一榀框架为例进行计算。柱分配到的剪力按下式计算：柱上端弯矩计算公式：；柱下端弯矩计算公式：框架柱的反弯点高度比：由于梁上下线刚度没有发生变化所以；对于，经计算其值也等于零，而框架柱的标准反弯点高度比，按倒三角形分布水平荷载下m=6，K=0.81、0.82、1.64、1.66来分别查表和计算得到，具体值见下表。表11各层柱端弯矩及剪力计算层次边柱Ky63.1794.26192781003212.871.300.36514.5625.3353.11189.86192781003219.271.300.45026.8832.8643.11510.66192781003224.471.300.46535.2740.5833.11756.56192781003228.451.300.50044.1044.1023.11929.46192781003231.261.300.50048.4548.4514.12029.26984441196734.770.700.70075.4542.77层次中柱Ky63.1794.26192781423518.262.630.43224.4532.1553.11189.86192781423527.352.630.48240.8743.9243.11510.66192781423534.722.630.50053.8253.8233.11756.56192781423540.382.630.50062.5962.5923.11929.46192781423544.352.630.50068.7468.7414.12029.26984441523144.251.420.629113.5767.31注：表中剪力V单位为kN；弯矩M的单位为kN·m。梁端弯矩按下式计算：；剪力计算公式：；柱轴力计算公式：表12梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次AB、CD跨梁BC跨梁柱轴力边柱N中柱N625.3315.905.6-7.3616.2516.252.8-11.61-7.36-4.25547.4233.815.6-14.5134.5634.562.8-24.69-21.87-14.43467.4646.845.6-20.4147.8947.892.8-34.21-42.28-28.23379.3757.565.6-22.5458.8558.852.8-42.04-64.82-47.73292.5564.945.6-28.1266.3966.392.8-47.42-92.94-67.03191.2267.275.6-28.3068.7868.782.8-49.13-121.24-84.86注：（1）在柱轴力计算结果中，负号表示拉力。当为左地震作用时，左边两根柱受到拉力，右边两根受到压力。（2）表中剪力V单位为kN；弯矩M的单位为kN·m，梁长度l为轴线间距离，单位为m。水平左地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图7和图8所示。毕业设计·论文图7左地震作用下框架弯矩图(单位：kN·m)图8左地震作用下梁端剪力及轴力(单位：kN)5.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1)风荷载标准值根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规定，单位面积上的风荷载标准值按下式计算：基本风压为，地面粗糙类别为C类。由《荷载规范》第7.3节表7.3.1中第2项查得(迎风面)和(背风面)。C类地区，《荷载规范》7.4.2规定，对于高度大于30m，且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数βz来考虑风压脉动的影响。该设计中，房屋高度H=19.6m<30m，但H/B=19.6/14=1.40<1.5,所以风振系数，风压高度变化系数根据建筑各楼层标高和地面粗糙类别从《荷载规范》附录查取相应值。取⑨轴为横向框架，则沿房屋高度分布风荷载标准值。表13沿房屋高度分布风荷载的标准值层次女儿墙21.10.861.00.9630.602619.60.831.00.9300.581516.50.771.00.8620.539413.40.741.00.8290.518310.30.741.00.8290.51827.20.741.00.8290.51814.10.741.00.8290.518框架结构分析时，应遵循静力等效原理，将风荷载由分布荷载折算成节点集中荷载，作用于楼层处，可按下式进行折算：折算后的节点集中荷载如下所示：左风荷载作用下相关节点荷载如图9和图10所示。图9风荷载沿房屋高度分布图10左风荷载下等效节点荷载2)风荷载作用下的水平位移验算表14风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次63.433.43485340.071.6931001/4428654.377.80485340.161.6231001/2062544.2012.00485340.251.4631001/1240034.1816.18485340.331.2131001/939424.1820.36485340.420.8831001/738114.8525.21543960.460.4641001/8913由上表可见，最大层间位移角发生在第二层，其值为1/7381。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中的规定，高度不大于150m的框架结构其楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/550。1/7381<1/550，符合规范要求。3)风荷载作用下框架内力计算在计算风荷载作用下框架内力时，将取⑨轴的一榀框架为例进行计算。柱分配到的剪力按下式计算：柱上端弯矩计算公式：；柱下端弯矩计算公式：框架柱的反弯点高度比：由于梁上下线刚度没有发生变化所以；对于，经计算其值也等于零，而框架柱的标准反弯点高度比，按均布水平荷载下m=6，K=1.30、0.7、2.63、1.42来分别查表和计算得到，具体值见下表。表15各层柱端弯矩及剪力计算层次边柱Ky63.13.4348534100320.711.300.3650.801.4053.17.8048534100321.611.300.4502.252.7543.112.0048534100322.481.300.4653.574.1133.116.1848534100323.341.300.5005.185.1823.120.3648534100324.211.300.5006.536.5314.125.2154396119675.550.70.70017.096.83层次中柱Ky63.13.4348534142351.012.630.4321.351.7853.17.8048534142352.292.630.4823.423.6843.112.0048534142353.522.630.5005.465.4633.116.1848534142354.752.630.5007.367.3623.120.3648534142355.972.630.5009.259.2514.125.2154396152317.061.420.62918.2110.74注：表中剪力V单位为kN；弯矩M的单位为kN·m。梁端弯矩按下式计算：剪力计算公式：柱轴力计算公式：表16梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次AB、CD跨梁BC跨梁柱轴力边柱N中柱N61.400.885.6-0.410.900.902.8-0.64-0.41-0.2353.552.495.6-1.082.542.542.8-1.81-1.49-0.9646.364.395.6-1.924.494.492.8-3.21-3.41-2.2538.756.345.6-2.696.486.482.8-4.63-6.10-4.19211.718.215.6-3.568.408.402.8-6.00-9.66-6.63113.369.885.6-4.1510.1110.112.8-7.22-13.81-9.70注：（1）在柱轴力计算结果中，负号表示拉力。当为左风荷载作用时，左边两根柱受到拉力，右边两根受到压力。（2）表中剪力V单位为kN；弯矩M的单位为kN·m，梁长度l为轴线间距离，单位为m。风荷载作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图11和图12所示。图11左风荷载作用下框架弯矩图(单位：kN·m)图12左风荷载作用下梁端剪力及轴力(单位：kN)6竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1计算单元在竖直方向荷载作用下计算框架的内力时，以⑨轴所在的一榀框架为例进行相应计算。所需计算的宽度取4.0m。如图中所示的直线阴影部分的板荷载是由⑨轴上梁直接承担，其余阴影部分的板荷载是先传给边上的纵梁，再以集中荷载的形式传给⑨轴上的柱子，由于纵梁相对于柱子是偏心的，所以还会在节点处产生一个集中力矩。横向框架计算单元如下图所示。图13横向框架计算单元6.2竖向荷载计算6.2.1恒载计算在如图14中，、分别代表不同轴号间横梁自重和梁上横墙自重的均布荷载值，、分别代表房间楼面板传来的梯形荷载和走廊楼面板传来的三角形荷载，、分别代表边纵梁直接传给柱的恒荷载和中纵梁直接传给柱的恒荷载，该值中包含了纵梁自重及楼板三角形荷载传递来的荷载和梁上纵墙自重或女儿墙等的重力荷载，代表对于柱中心的一个集中力矩。由于对于C、D轴的柱子不偏心，所以无集中力矩。图14各层梁上作用的恒载（1）屋面荷载（第六层）：、为横梁自重（扣除板自重），由表1可得，、板自身的重力传抵给横梁的梯形分布荷载峰值和三角形分布荷载峰值，由如图14中所示的计算单元可知，P1、M1以及P2、M2是通过纵梁传递给柱的板自身重力与纵梁自身重力等所产生的集中荷载和集中力矩。,，（2）楼面荷载（第一～五层）：、包括横梁自重（扣除板自重）与隔墙自重，由表1可得，，二～五层一层二～五层集中荷载和集中力矩，一层集中荷载和集中力矩，柱自重柱截面尺寸500×500mm（一层）柱截面尺寸400×400mm（二～六层）6.2.2活荷载计算在图15中，、分别代表房间楼面板传来的梯形荷载和走廊楼面板传来的三角形荷载，、分别代表边纵梁和中纵梁直接传给柱的活荷载，其值包括楼板三角形荷载传来的荷载，代表对于柱中心的一个集中力矩。由于对于C、D轴的柱子不偏心，所以无集中力矩。图15各层梁上作用的活载（1）屋面荷载（第六层）：，，（2）楼面荷载（第一～五层）：，二～五层：，一层:，综上所述，将所有的计算结果累计并汇总于以下两个表格当中。表17横向框架恒载汇总表层次63.162.5224.8417.3964.0658.825.122～515.222.5215.7611.0359.2576.524.74116.152.5215.7611.0360.9878.247.93各跨恒载总值第6层AB（CD）跨：BC跨：第2～5层AB（CD）跨：BC跨：第1层AB（CD）跨：BC跨：表18横向框架活载汇总表层次68.005.608.0015.280.642～510.007.0010.0019.100.80110.007.0010.0019.101.306.2.3柱变截面处的附加弯矩第一、二层边柱变截面处轴线不重合，在竖向荷载的作用下，由第二层柱底传来的轴力将对其一层柱顶产生附加弯矩。因而由此计算在竖向荷载作用下第一层A柱的变截面处的附加弯矩。在竖向荷载的作用下，第二层的A柱的轴力由第二至五层柱自重以及因梁上荷载所引起的剪力和集中荷载P1三部分组成。由梁上的恒荷所引起的剪力：A-B跨：第六层（屋面）:楼面二～五层：一层:梁上活荷载引起的剪力：AB跨：（1）第六层（屋面）：（2）楼面（一～五层）：下面分别计算恒载和活载作用在第1层A柱变截面处的附加弯矩和节点外力矩。恒荷作用下第1层A柱节点外力矩：活荷作用下第1层A柱节点外力矩：6.3横向框架内力计算6.3.1计算杆端弯矩分配系数本阶段需采用弯矩二次分配法来进行杆对端弯矩的计算。经查验，对弯矩和剪力以及轴力的符号相关规定如下所示：首先杆端弯矩以绕杆件的顺时针方向旋转为正，其次节点弯矩以绕节点的逆时针方向旋转为正；杆端剪力以绕杆件的顺时针方向旋转为正；且以柱轴力的受压方向为正。因为在计算简图中，中间跨梁的跨长为原梁跨长的1/2，所以可得其线刚度取梁线刚度的2倍。第一层：（、分别便是边节点和中节点各杆端的转动刚度之和），，，，其它层计算同理。6.3.2计算杆件固端弯矩恒载作用下：边跨梁：中跨梁：活载作用下：边跨梁：中跨梁：（1）恒载作用下固端弯矩计算第一层：边跨梁的固端弯矩为：中间跨梁的固端弯矩为：第二～五层：边跨梁的固端弯矩为：中间跨梁的固端弯矩为：第六层：边跨梁的固端弯矩为：中间跨梁的固端弯矩为：（2）活荷载作用下固端弯矩计算第一～五层：第六层：杆端弯矩的计算采需用弯矩二次分配法。在恒载、活载作用下的框架各节点的弯矩分配详见下图所示：图16恒载作用下框架弯矩二次分配过程图17活载作用下框架弯矩二次分配过程图18竖向恒载作用下框架弯矩图图19竖向活载作用下框架弯矩图6.3.3梁端剪力及柱轴力计算根据作用在梁上的载荷和梁的末端弯矩，可以平衡条件获得梁末端的剪切力。柱轴力可由叠加柱两侧梁端的剪力和节点集中力及柱轴力叠加获得。以第六层框架梁和柱为范例，说明梁端剪力和柱轴向力的计算过程；梁端剪力计算恒载作用条件下，梁端弯矩所引起的剪力：AB跨：BC跨：梁上荷载引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：,BC跨：活荷载作用下，梁端弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：梁上荷载引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：,BC跨：柱轴力计算恒载作用下，第6层A柱的轴力上端的轴力：上端的轴力（计入柱的自重）：第6层B柱的轴力：上端的轴力：下端的轴力（计入柱的自重）：活荷载作用下，第6层A柱的轴力：第6层B柱的轴力：其余各层梁端剪力及柱轴力的计算过程与计算结果见下表19、表20、表21；恒载和活载作用下梁端剪力及柱轴力见图20、图21.表19框架梁端弯矩及弯矩引起的剪力楼层恒载活载AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨6-39.4449.55-21.71-1.8050-10.6113.78-5.98-0.56605-60.9865.11-16.67-0.7380-17.1518.97-5.73-0.32504-60.3565.04-16.70-0.8380-16.9818.92-5.75-0.34603-57.8564.65-16.91-1.2140-16.3918.79-5.82-0.42902-56.3162.31-18.10-1.0710-15.7918.19-6.13-0.42901-74.1862.19-15.172.1410-19.3017.90-5.280.2500注：1.梁端弯矩和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向旋转为正；2.表中弯矩的量纲为“kN·m”，剪力的量纲为“kN”表20恒载作用下梁端剪力及柱轴力楼层荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨A柱轴力B柱轴力653.5615.701-1.805051.75-55.3715.70115.81128.21129.89142.29570.9811.249-0.738070.25-71.7211.25257.71270.11301.78314.18470.9811.249-0.838070.15-71.8211.25399.51411.91473.77486.17370.9811.249-1.223069.77-72.2011.25540.93553.33646.13658.53270.9811.249-1.071069.91-72.0611.25682.49694.89818.36830.76173.5911.2492.141075.73-71.4511.25831.60857.22991.701017.32注：1.梁端弯矩和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向旋转为正；2.表中剪力和轴力的量纲为“kN。表21活载作用下梁端剪力及柱轴力楼层荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨A柱轴力B柱轴力614.403.92-0.566013.83-14.973.9221.8334.17518.004.90-0.325017.68-18.334.9049.5176.49418.004.90-0.346017.65-18.354.9077.16118.84318.004.90-0.429017.57-18.434.90104.73161.27218.004.90-0.429017.57-18.434.90132.31203.69118.004.900.250018.25-17.754.90160.56245.44注：1.梁端弯矩和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向旋转为正；2.表中剪力和轴力的量纲为“kN。图20恒载作用下框架梁端剪力及柱轴力图（单位：kN）图21活载作用下框架梁端剪力及柱轴力图（单位：kN）7横向框架内力组合7.1梁控制截面内力标准值表22是1～6层梁在恒载、活载和风荷载标准值作用下，支座中心处及支座边缘处的梁端弯矩值和剪力值，其中支座中心处的弯矩值M和剪力值V取自表12、表16、表20、表21和图19、图20，柱边缘处的弯矩值Mb和剪力值Vb近似按下述方法计算。在均布荷载作用下：，在三角形荷载作用下：，在风荷载作用下：，式中b--柱截面高度；a--支座中心至支座边缘的距离；l--三角形荷载的分布长度由于本工程中1、2层边柱轴线不重合，计算框架梁支座边缘处的内力时，须考虑1、2层柱截面尺寸改变和轴线不重合引起的截面位置调整。第1层边柱轴线至梁支座边缘的距离为，第1层中柱轴线至梁支座边缘的距离为。7.2框架梁内力组合参照高规5.6荷载组合，确定考虑如下四种内力组合：①或（楼面活荷载起主导）②或（风荷载起主导）③④或注：在考虑地震参与组合的情况时，要乘以承载力抗震调整系数,对于梁的受弯一般取，对于各类构件受剪一般取。各层梁的内力组合结果见表23，表中、的数值为梁端弯矩M经调幅后的弯矩值（调幅系数0.8）。、为内力组合后的两端弯矩与荷载设计值跨中弯矩叠加得到。在框架延性抗震设计中，要考虑“强剪弱弯”的设计概念。其梁端截面组合的剪力设计值应按下式确定：，7.3框架柱内力组合对于框架柱一般只考虑两个截面，即柱顶截面和柱底截面。采用增大系数法对框架柱进行“强柱弱梁”的设计。所确定的内力组合形式与框架梁相同。值得注意的是，在考虑地震作用参与的组合时，中的活载取屋面荷载作用下的内力进行组合。且要乘以承载力抗震调整系数,对于轴压比小于0.15的柱取，轴压比大于0.15的柱取。三级框架柱的柱端组合的弯矩设计值应按下式确定（除框架顶层和轴压比小于0.15的柱）：，根据高规的相关规定，底层柱的下端弯矩设计值，可直接将组合后柱端弯矩乘以1.3的增大系数。A柱、B柱控制截面内力组合值见表24、表25，轴压比见表26。表22框架梁端控制截面内力标准值楼层截面恒载内力活载内力风载内力地震内力支座中心线支座边缘支座中心线支座边缘支座中心线支座边缘支座支座中心线支座边缘支座MVMVMVMVMMVMMV6-39.4451.75-24.9550.39-10.6113.83-6.7413.671.401.29-0.4125.3323.27-7.3649.55-55.3738.48-54.4913.78-14.9710.79-14.890.880.80-0.4115.9014.43-7.36-21.7115.70-18.5714.95-5.983.92-5.203.840.900.77-0.6416.2513.93-11.615-60.9870.25-41.3165.68-17.1517.68-12.2017.483.553.25-1.0847.4243.36-14.5165.11-71.7250.77-68.5218.97-18.3315.30-18.232.492.27-1.0833.8130.91-14.51-16.6711.25-14.4210.59-5.734.90-4.754.802.542.18-1.8134.5629.62-24.694-60.3570.15-40.7165.58-16.9817.65-12.0417.456.365.82-1.9267.4661.75-20.4165.04-71.8250.68-68.6218.92-18.3515.25-18.254.394.01-1.9246.8442.76-20.41-16.7011.25-14.4510.59-5.754.90-4.774.804.493.85-3.2147.8941.05-34.213-57.8569.77-38.3165.20-16.3917.57-11.4717.378.758.00-2.6979.3773.06-22.5464.65-72.2050.21-69.0018.79-18.4315.10-18.336.345.80-2.6957.5653.05-22.54-16.9111.25-14.6610.59-5.824.90-4.844.806.485.55-4.6358.8550.44-42.042-56.3169.91-36.7465.34-15.7917.57-10.8717.3711.7110.71-3.5692.5584.68-28.1262.31-72.0647.90-68.8618.19-18.4314.50-18.338.217.50-3.5664.9459.32-28.12-18.1011.25-15.8510.59-6.134.90-5.154.808.407.20-6.0066.3956.91-47.421-74.1875.73-45.4069.02-19.3018.25-12.3717.8913.3611.78-4.1591.2280.47-28.3062.19-71.4544.33-67.1717.90-17.7513.46-17.599.888.84-4.1567.2760.20-28.30-15.1711.25-12.3610.37-5.284.90-4.064.7410.118.31-7.2268.7856.50-49.13注：1.表中弯矩M的量纲为“kN·m”；剪力V的量纲为“kN”；2.梁端弯矩和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向为正；3.风荷载和地震荷载作用下梁端控制截面和支座中心处剪力值相同。表23框架梁内力组合表楼层截面内力恒载内力活载内力①②④*③左风右风左震右震左风右风左风右风左震右震6M-19.96-5.431.29-1.2923.27-23.27-30.47-32.63-27.47-31.075.68-43.09-32.26V50.3913.67-0.410.41-7.367.3679.2679.9573.2974.44-73.1275.3881.42M30.788.630.80-0.8014.43-14.4349.6948.3546.5144.2845.6517.5250.01V-54.49-14.89-0.410.41-7.367.36-86.58-85.89-80.56-79.41-73.1275.38-88.16M-14.86-4.160.77-0.7713.93-13.93-23.00-24.30-20.82-22.98-1.66-28.82-24.13V14.953.84-0.640.64-11.6111.6122.7823.8520.8022.60-18.9347.1523.94跨间——————73.75169.9776.84164.6079.70106.6272.67——————23.46-24.0421.76-22.5213.7328.8224.415M-33.05-9.763.25-3.2543.36-43.36-50.59-56.05-44.68-53.7713.83-76.41-54.18V65.6817.48-1.081.08-14.5114.51102.39104.2094.4497.46-98.3998.95105.80M40.6112.242.27-2.2730.91-30.9167.7963.9763.9257.5572.2011.9366.83V-68.52-18.23-1.081.08-14.5114.51-108.65-106.84-101.60-98.58-98.3998.95-110.36M-11.54-3.802.18-2.1829.62-29.62-17.33-20.99-14.52-20.6218.80-40.97-19.30V10.594.80-1.811.81-24.6924.6917.9120.9514.8819.94-14.9138.8719.00跨间——————77.97204.9782.90196.4789.7799.3976.59——————17.91-20.9215.92-20.5418.8040.9719.524M-32.57-9.635.82-5.8261.75-61.75-47.67-57.45-40.37-56.6732.17-93.84-53.40V65.5817.45-1.921.92-20.4120.41101.52104.7493.1198.49-105.65101.93105.64M40.5412.204.01-4.0142.76-42.7669.0962.3666.2155.0083.67-6.7166.69V-68.62-18.25-1.921.9220.41-20.41-109.50-106.28-102.91-97.54-105.65101.93-110.52M-11.56-3.823.85-3.8541.05-41.05-15.98-22.45-12.22-23.0029.92-52.14-19.35V10.594.80-3.213.21-34.2134.2116.7322.1212.9221.90-44.3367.4119.00跨间——————78.85201.8584.04191.1893.5161.9377.06——————16.9122.4514.5523.0029.9252.1419.563M-30.65-9.188.00-8.0073.06-73.06-42.91-56.35-34.58-56.9744.80-102.95-50.37V65.2017.37-2.692.69-22.5422.54100.30104.8291.5099.03-111.07106.67105.05M40.1712.085.80-5.8053.05-53.0569.9960.2468.1751.9293.31-17.0766.07V-69.00-18.33-2.692.69-22.5422.54-110.72-106.20-104.53-97.00-111.07106.67-111.11M-11.73-3.875.55-5.5550.44-50.44-14.83-24.16-10.09-25.6438.93-61.48-19.63V10.594.80-4.634.63-42.0442.0415.5423.3110.9323.89-53.6977.1119.00跨间——————80.91199.2286.17186.4396.2542.3578.92——————16.1524.1613.5225.6438.9361.4819.842M-29.39-8.7010.71-10.7184.68-84.68-38.44-56.44-28.79-58.7957.26-112.92-48.20V65.3417.37-3.563.56-28.1228.1299.74105.7290.45100.42-115.14110.96105.24M38.3211.607.50-7.5059.32-59.3268.5255.9367.8546.8697.54-24.7463.10V-68.86-18.30-3.563.56-28.1228.12-111.24-105.26-105.55-95.58-115.14110.96-110.89M-12.68-4.127.20-7.2056.91-56.91-14.94-27.03-9.17-29.3344.43-68.75-21.16V10.594.80-6.006.00-47.4247.4214.3924.479.0125.81-59.4084.6719.00跨间——————83.95192.7089.40177.98101.8726.90-177.87——————16.1927.0313.1029.3344.4368.7521.191M-36.32-9.8911.78-11.7880.47-80.47-47.54-67.33-36.78-69.7847.50-115.60-58.73V69.0217.89-4.154.15-28.3028.30104.39111.3694.55106.17-114.14114.32110.71M35.4610.778.84-8.8460.20-60.2065.0650.2165.4940.7395.45-28.0558.43V-67.17-17.59-4.154.15-28.3028.30-108.72-101.74-103.65-92.03-114.14114.32-107.92M-9.89-3.248.31-8.3156.50-56.50-9.43-23.38-3.42-26.6746.45-65.44-16.53V10.374.74-7.227.22-49.1349.1313.0325.166.9927.21-63.3683.9418.65跨间——————76.40174.3481.81159.1693.6193.3273.98——————12.4623.3810.5926.6746.4565.4416.93注：1.表中弯矩M的量纲为“kN·m”；剪力V的量纲为“kN”；2.梁端弯矩和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向为正；表24持久设计状况下A柱控制截面内力组合值楼层截面内力恒载内力活载内力①②③左风右风左风右风左风右风6柱顶M34.329.97-1.401.4053.9756.3248.9952.9156.10N115.8121.83-0.410.41169.19169.88159.79160.94177.74V-20.40-5.930.71-0.71-32.18-33.37-29.29-31.28-33.35柱底M28.928.40-0.800.8045.7947.1441.8244.0647.27N128.2121.83-0.410.41184.07184.76174.67175.82194.48V-20.40-5.930.71-0.71-32.18-33.37-29.29-31.28-33.355柱顶M27.327.95-2.752.7541.6046.2236.7344.4344.67N257.7149.51-1.491.49377.31379.82355.69359.86396.43V-17.78-5.171.61-1.61-27.23-29.94-24.15-28.67-29.07柱底M27.808.09-2.252.2542.8046.5838.1444.4445.46N270.1149.51-1.491.49392.19394.70370.57374.74413.17V-17.78-5.171.61-1.61-27.23-29.94-24.15-28.67-29.074柱顶M27.808.09-4.114.1141.2348.1435.5347.0445.46N399.5177.16-3.413.41584.57590.30550.25559.80614.96V-18.55-5.362.48-2.48-27.70-31.86-24.05-30.99-30.31柱底M29.728.54-3.573.5744.6250.6239.0449.0348.49N411.9177.16-3.413.41599.45605.18565.13574.68631.70V-18.55-5.362.48-2.48-27.70-31.86-24.05-30.99-30.313柱顶M23.397.05-5.185.1833.5942.2927.7342.2338.49N540.93104.73-6.106.10790.61800.86743.21760.29832.89V-17.52-5.183.34-3.34-25.46-31.07-21.41-30.77-28.72柱底M30.919.00-5.185.1845.3454.0438.6653.1650.55N553.33104.73-6.106.10805.49815.74758.09775.17849.63V-17.52-5.183.34-3.34-25.46-31.07-21.41-30.77-28.722柱顶M20.675.99-6.536.5327.7038.6821.5339.8233.77N682.49132.31-9.669.66996.111012.34935.13962.181051.03V-12.42-3.844.21-4.21-16.73-23.81-12.76-24.56-20.52柱底M17.825.91-6.536.5324.1735.1418.0336.3229.85N694.89132.31-9.669.661010.991027.22950.01977.061067.77V-12.42-3.844.21-4.21-16.73-23.81-12.76-24.56-20.521柱顶M14.025.37-6.836.8318.6030.0812.5231.6524.19N831.60160.56-13.8113.811211.101234.301135.931174.601280.01V-5.13-1.965.83-5.83-4.00-13.800.09-16.25-8.85柱底M7.012.68-17.0917.09-2.1926.52-12.8934.9612.09N857.22160.56-13.8113.811241.851265.051166.681205.351314.60V-5.13-1.965.83-5.83-4.00-13.800.09-16.25-8.85注：1.表中弯矩M的量纲为“kN·m”；剪力V的量纲为“kN”；2.梁端弯矩和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向为正；表25持久设计状况下B柱控制截面内力组合值楼层截面内力恒载内力活载内力①②③左风右风左风右风左风右风6柱顶M-27.84-7.80-1.781.78-45.82-42.83-43.54-38.56-45.23N129.8934.17-0.230.23203.51203.90189.03189.68208.84V16.834.681.01-1.0127.6025.9026.2023.3727.31柱底M-24.34-6.70-1.351.35-39.72-37.45-37.66-33.88-39.43N142.2934.17-0.230.23218.39218.78203.91204.56225.58V16.834.681.01-1.0127.6025.9026.2023.3727.315柱顶M-24.11-6.54-3.683.68-41.18-35.00-40.49-30.19-38.96N301.7876.49-0.960.96468.42470.03435.75438.44482.36V15.574.232.29-2.2926.5422.6926.0419.6325.17柱底M-24.17-6.58-3.423.42-41.09-35.34-40.24-30.66-39.08N314.1876.49-0.960.96483.30484.91450.63453.32499.10V15.574.232.29-2.2926.5422.6926.0419.6325.174柱顶M-24.17-6.58-5.465.46-42.80-33.63-43.10-27.81-39.08N473.77118.84-2.252.25733.01736.79681.84688.14756.05V15.694.283.52-3.5227.7821.8627.9518.0925.37柱底M-24.47-6.68-5.465.46