聊城市教育局办公楼设计计算书模板

年4月19日聊城市教育局办公楼设计计算书文档仅供参考目录建筑部分TOC\o"1-3"\h\z\u247611.建筑设计 1107051.1设计基本资料 175961.2建筑设计说明 2324211.2.1设计概要 2266971.2.2建筑平面设计 2325431.2.3建筑做法 4结构部分48742.结构设计 648522.1设计资料 6208392.2结构布置及计算简图 6184122.2.1结构方案选取 6188002.2.2梁、柱截面尺寸估算 7142942.2.3结构计算简图 8203732.3重力荷载计算 935252.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值 987322.3.2梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 1068682.3.3活荷载标准值 11266582.3.4风荷载标准值 1240412.3.5计算重力荷载代表值 1321272.4横向框架侧移刚度计算 14137582.4.1计算梁、柱的线刚度 14250542.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 1579802.5.1横向水平地震作用下的内力计算和侧移计算 1579802.5.2风荷载作用下的内力计算 2441122.6竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 25147632.6.1计算单元 2592062.6.2荷载计算 26235352.6.3内力计算 2917772.6.4梁端剪力和柱轴力的计算 3438112.6.5竖向荷载作用下的框架弯矩、剪力以及轴力图 3538112.6.6活荷载作用下的框架弯矩、剪力以及轴力图 35323012.7横向框架内力组合 41208232.7.1结构抗震等级 41242552.7.2框架梁内力组合 42247492.8梁柱截面设计 47117452.8.1框架梁 4963922.8.2框架柱 53154992.9板的设计 56195782.9.1荷载计算 56195782.9.2按弹性理论对板进行计算 56289692.9.3配筋计算 58308052.10楼梯设计计算 59274142.10.1楼梯结构布置 595662.10.2内力及配筋计算 60基础部分56603.基础设计 6462153.1基本参数 64151363.2A、E边柱柱下基础设计 64280813.2.1荷载设计值 64325393.2.3确定地基承载特征值 6482493.2.4确定基础底面积 6527523.2.5持力层强度验算 66142673.2.6基础高度验算 67103773.2.7基础底板配筋计算 68303553.3中间柱C、D柱下基础设计 69215073.3.1荷载设计值 69108063.3.2确定基础的埋置深度 69195943.3.3确定地基承载特征值 69259773.3.4确定基础底面积 693798参考文献 716767致谢 73聊城市教育局办公楼设计1.建筑设计1.1设计基本资料工程名称：聊城市教育局办公楼；工程环境：本工程地处兴华路南侧，西靠东昌路，位于聊城市中心繁华地段；建筑类别：丙类；设计使用年限：50年；地面粗糙度：B类。（一）气象资料聊城市自然条件及气候条件：常年主导风向东南风年最高温度39℃年最低温度4℃基本风压0.65kN/m2基本雪压0.35kN/m2（二）基本地形及地质水文资料（1）地质条件：用地地形平缓，冻土厚度0.5米，地标粗糙度为B类，地下水位标高约为4米，无侵蚀性。场地土自上而下：素填土：0.5-1m粉质粘土：4.7-5.8m粉土：0.5-1.3m粉质粘土：＞2.5m（2）水文地质：本地区地下水靠天然降水补给，地下水由东、东南向西、西北方向流动，与地形坡度一致。（3）地震工程地质：地质运动以断裂运动为主，褶皱运动为辅，断层裂缝较多，老的断层有三条：峄山断层、张范断层、花石沟断层。在断层内有活动迹象，地壳运动比较活跃，特别是花石沟断层比较明显，裂隙地面可见。国家地震局和省地质局确定为7度设防区。1.2建筑设计说明1.2.1设计概要本建筑共六层，平面整体基本为长方形，室外地面标高-0.6m，层高3.6m，屋面为上人屋面，女儿墙高0.6m，建筑总高24.8m。建筑总长度为55.78m，宽15.84m。建筑总面积约为4454m2。1.2.2建筑平面设计（1）使用空间组合本设计性质属于办公建筑性质，办公建筑应根据使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。办公建筑由办公室用房、公共用房、服务用房和设备用房等组成。将房间按使用的性质分类，分为主要使用部分，次要使用部分和交通联系部分。从而来合理地布置各个房间，同时在不影响安全保卫工作的基础上使其内外联系方便。（2）房间使用面积、形状、大小的确定办公建筑应根据使用要求、用地条件、结构选型等情况按建筑模数选择开间和进深，合理确定建筑平面，提高使用面积系数，并宜留有发展余地。本设计考虑到柱网布置的要求，房屋的开间取为7.2m或3m，进深为6.6m。中间走道为2.4m，均符合柱网布置的模数要求。卫生间布置在建筑阴面，距最远的房间距离小于50米，符合规范要求。（3）门的大小及位置确定办公室门洞口宽度不应小于0.9m，高度不应小于2.10m；机要办公室、财务办公室、重要档案库和计算机中心的门应采取防盗措施，室内宜设防盗报警装置。根据人流的多少和搬进房间的家具、设备的大小取门宽为1000mm，1600mm，1800mm等，高度取2100m。（4）窗的大小及位置确定房间中窗的大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。本次设计中，一般办公室及会议室的窗均采用铝合金平推窗，窗高均取为1950mm，宽度取为2100mm；楼梯间窗高2250mm，宽取2100mm，经验算窗地比均符合要求，通风良好。厕所内开的窗采用不透光的材料，充分保证私密性。（5）公共用房公共用房包括会议室、公用厕所等。会议室应符合下列要求：根据需要可分设中、大会议室；中会议室分散布置，面积为92m2，大会议室为235.9m2；且设有扩声、放映、多媒体、投影、灯光控制等设施，并应有隔声、吸声和外窗遮光措施；现将大会议室设在二楼，四至六层设中会议室。公用厕所符合下列要求：对外的公用厕所应设供残疾人使用的专用设施；距离最远工作点不大于50m。（6）水平交通联系部分：走廊，过道，连廊。该部分的主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。考虑到柱的截面尺寸和基础布置，取走道宽2.4m，可让三人并行经过。（6）楼梯楼梯各部分尺寸的确定及在建筑中的位置应满足民用建筑设计通则和建筑防火的要求。墙面至扶手中心线或扶手中心线之间的水平距离即楼梯梯段宽度除应符合防火规范的规定外，供日常主要交通用的楼梯的梯段宽度应根据建筑物使用特征确定，公共建筑人流众多的场所应取上限值。（7）交通联系枢纽──门厅门厅是建筑物主要出入口处的内外过渡，人流集散的交通枢纽。门厅内可附设传达、收发、会客、服务、问讯、展示等功能房间。楼梯、电梯厅宜与门厅邻近，并应满足防火疏散的要求；人员密集的公共建筑门厅，一般采用外开门或弹簧门。1.2.3建筑做法：（1）屋面做法：1、8-10mm厚防滑地砖2、捷罗克防水层3、20mm厚1：3水泥砂浆找平4、硬性聚氨酯泡沫板保温层5、20mm厚1:3水泥砂浆找平6、100mm厚1:8水泥珍珠岩找坡2%7、100mm厚现浇混凝土板8、12mm厚板底抹灰（2）楼面做法（除洗手间）1、8-10mm厚地面砖，砖背面刮水泥浆粘贴2、30mm厚1：3干硬性水泥砂浆结合层3、素水泥一道4、现浇100mm厚钢筋混凝土楼面板5、V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，50mm厚岩棉板保温层）（3）楼面做法（洗手间）1、8-10mm厚防滑地面砖，砖背面刮水泥砂浆粘贴2、30mm厚1：3干硬性水泥砂浆结合层3、捷罗克防水层4、刷基层处理剂一道5、30mm厚c20细石混凝土找平6、素水泥一道7、现浇100mm厚钢筋混凝土楼面板8、V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，50mm厚岩棉板保温层）（5）内墙做法（除洗手间）：1、内墙涂料2、3mm厚麻刀灰面层3、7mm厚1：1:6水泥石灰砂浆找平4、素水泥一道5、加气混凝土砌块砖（6）内墙做法（洗手间）1、5mm厚面砖，擦缝材料擦缝2、3-4mm厚瓷砖胶粘剂，揉挤压实3、捷罗克防水层4、6mm厚水泥砂浆压实抹平5、素水泥一道6、加气混凝土砌块墙（7）外墙做法1、6-10mm厚面砖，5mm厚1:1水泥细砂浆粘贴，擦缝材料擦缝，2、6mm厚1：2水泥砂浆找平3、9mm厚1：2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道4、刷界面处理剂一道5、加气混凝土砌块墙

2.结构设计2.1设计资料工程规模：主体六层,局部二层；结构类型：框架结构；抗震设防烈度：7度，第一组别，设计地震基本加速度值为0.10g；场地：Ⅱ类；设计使用年限：50年；框架抗震等级：三级设计特征周期：Tg=0.45g2.2结构布置及计算简图2.2.1结构方案选取选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。经综合考虑，本设计决定采用框架结构体系。框架结构体系：由梁柱连接而成，其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，能够形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。根据本建筑的使用功能及建筑设计的要求，填充墙采用240mm厚加气混凝土空心小砌块，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，柱、梁、板的混凝土等级均为C30,楼板厚度均取100mm，纵向受力钢筋采用HRB400，其余采用HPB235和HRB335级。由于一般纵向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。本设计取轴线13框架进行结构计算。图2.2.1首层平面图2.2.2梁、柱截面尺寸估算（1）梁截面估算：梁截面估算：主梁高为跨度的1/10-1/12，截面宽为高的1/2-1/3：主梁的最大跨度为7200mm故：梁高取值范围是600mm-900mm，现取h=700mm梁宽取值范围是：210mm-350mm，现取b=300mm。次梁为跨度的1/12-1/18，截面宽为高的1/2～1/3：次梁的最大跨度为7200mm故：次梁取值范围是400mm-600mm，现取h=500mm梁宽取值范围是：166mm-250mm，现取b=200mm（2）柱截面估算：对于多层框架，无论是从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底层层高H=3.6m，柱截面高度取h=(1/15~1/20)3600=180mm-240mm.又对于抗震设防烈度为7度，房屋高度为24.8m<30m,即抗震等级为三级的框架结构，为保证柱子有足够的延性，需要限制柱子的轴压比，柱子的截面面积应满足下式：其中，再扩大1.2—1.3倍，则，即，bc=hc=463mm，综合考虑取bc=hc=500mm。2.2.3结构计算简图选取结构平面布置图中第13轴线处框架KJ13作具体的计算。计算简图如图：2.2.3-1图2.2.3-1结构计算简图2.3重力荷载计算2.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值（1）屋面1、8-10mm厚防滑地砖：19.8×0.008=0.158kN/m2防水层0.38×0.0015＝0.0006kN/m23、找平层：20mm厚1:3水泥砂浆找平20×0.02＝0.4kN/m24、保温层0.1×0.06=0.006kN/m25、20mm厚1:3水泥砂浆找平200.02＝0.4kN/m26、1:8水泥珍珠岩找平14×0.10=1.4kN/m27、100mm现浇钢筋混凝土板25×0.10＝2.5kN/m28、板底抹灰：12mm17×0.012＝0.17kN/m2合计5.03kN/m2（2）楼面（会议室，办公室等除洗手间的楼面）1、瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）19.8x0.01=0.198kN/m22、30mm厚1:3干硬性水泥砂浆结合层20×0.03=0.6kN/m23、100mm现浇钢筋混凝土板25×0.10＝2.50kN/m24、V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，50mm厚岩棉板）0.25kN/m2合计3548kN/m2（3）楼面（洗手间）1、防滑瓷砖楼面19.8×0.01=0.198kN/m22、30mm厚1:3干硬性水泥砂浆结合层20×0.03=0.6kN/m23、防水层0.38×0.0015=0.0006kN/m24、30mm厚找平找坡层20×0.03=0.6kN/m25、100mm现浇钢筋混凝土板25×0.10=2.50kN/m2V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，50mm厚岩棉板）0.25kN/m2合计3.90kN/m22.3.2梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算混凝土空心小砌块：11.8kN/m2（1）梁自重计算主梁(300×700)自重：0.30×（0.7-0.1）×25＝4.5kN/m次梁(200×500)自重：0.20×（0.5-0.1）×25＝2.00kN/m（2）柱自重计算柱（500×500）自重:0.50×0.50×25＝6.25kN/m抹灰层（10厚混合砂浆）：0.01×4×0.50×17=0.34kN/m合计：6.59kN/m（3）墙自重计算外纵墙自重：纵墙：11.8×0.24×3.6＝15.2kN/m铝合金窗：0.35×2.1×1.95＝1.43kN/m外墙面贴瓷砖：0.5×0.24×(3×3.6-2×2.1×1.95)＝0.8kN/m内墙面20厚抹灰：17×0.02×(3×3.6-1×2.1×1.95)＝2.28kN/m合计19.51KN/m内横墙自重：横墙：11.8×0.24×3.6＝10.2kN/m20厚抹灰(两侧)：17×0.02×3.6＝1.22kN/m合计11.43KN/m内纵墙自重：纵墙：11.8×0.24×3.6＝10.2kN/m20厚抹灰（两侧）：17×0.02×3.6＝1.22kN/m合计11.43kN/m木门0.2×2.1=4.2kN/m女儿墙自重：侧墙重11.8×0.24×1.0＝2.832kN/m外墙面贴瓷砖：0.5×1.2＝0.6kN/m水泥粉刷内面：0.36×1.0＝0.36kN/m合计3.79kN/m2.3.3活荷载标准值（1）屋面及楼面活载上人屋面均布活荷载标准值2.5kN/m2楼面活荷载标准值(办公部分)3.5kN/m2走廊活荷载标准值3.5kN/m2（2）屋面雪荷载标准值sk=μr×s0=1.0×0.35=0.35kN/m2式中：μr为屋面积雪分布系数，取μr＝1.02.3.4风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算：聊城地区基本风压＝0.65kN/m2，由《建筑结构荷载规范GB50009-》表7.3.1项次30得，(迎风面)，(背风面）。粗糙度为B类。离地面或海平面高度（m）510152030风压高度变化系数0.740.740.740.841.0采用风振系数来考虑风压脉动的影响，建筑结构在z高度处的风振系数按下式来计算：式中，——脉动增大系数；——脉动影响系数；——振型系数；H<30,粗糙度B类，可得脉动影响系数=0.36；因为B类地区乘以0.32，因此脉动增大系数=0.320.650.342=0.07采用经验公式来计算结构基本自振周期,,查表得，＝1.2，取轴线13的一榀横向框架，其负载宽度为7.2m，因此沿房屋高度的分布风荷载标准值计算过程如表2.3.3-1：表2.3.3-1沿房屋高度分布风荷载标准值层次H（m）HiHi/Hβw0Qk(kN/m)fk(kN)女儿墙22.20.60.8410.651.1760.71621.63.61.000.7410.651.043.745183.60.830.7410.651.043.74414.43.60.670.7410.651.043.74310.83.60.50.7410.651.043.7427.23.60.330.7410.651.043.7413.63.60.170.7410.651.043.742.3.5计算重力荷载代表值根据建筑抗震设计规范（GB50011-）规范5.1.3，计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和结构配件自重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，应按表5.1.3采用。因此雪荷载组合值系数取0.5，楼面活荷载组合值系数取0.5（1）顶层重力荷载代表值1、恒载①屋面恒载：5.03×7.2×7×15.6＝564.97kN②女儿墙：2×44.8＝89.72kN③主次梁自重：4.5×44.4+3×7.2＝221.4kN④柱自重：4×6.59＝26.36kN⑤墙自重：23.51×6+11.42×25.7=434.56kN2、雪载屋面雪载：0.35×7.2×15.6=39.31kN合计1341.4KN取1341kN（2）中间层重力荷载代表值1、恒载①楼面恒载：3.9×7.2×（6.6×2+2.4）＝438kN②墙重：23.51×6+11.42×25.7=434.562kN③梁自重：6.6×44.4+3×7.2=301.4kN④柱自重：6.59×3.6=26.36kN2、活载楼面活荷载：2×7.2×13.2+2.5×7.2×2.4＝233.3kN合计1350.6KN取1351kN2.4横向框架侧移刚度计算2.4.1计算梁、柱的线刚度（1）梁线刚度计算横梁线刚度计算表类别Ec(kN/m2)b(mm)h(mm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(kN/m)2EcI0/l(kN/m)AC、DE跨梁3.0×1073007008.58×10966003.9×1047.8×104CD跨梁3.0×1073007008.58×10924001.07×1042.14×105（2）柱线刚度计算柱线刚度Ic计算表Ec(KN/m2)b(mm)h(mm)Ic(mm4)hc(mm)EcIc/hc(KN/m)3.0×1075005005.2×10936004×104（3）相对线刚度计算令柱线刚度i=1.0，则其余各杆件相对线刚度为：AB、DE跨梁BC跨梁2.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2.5.1横向水平地震作用下的内力计算和侧移计算1、横向自振周期的计算运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自振周期可按下式来计算：式中，——计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即假想把集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；——结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7；故先计算结构顶点的假想侧移，计算过程如表2.5.1-1表2.5.1-1结构顶点的假想位移计算层次Ｇi(kN)ＶGi(kN)∑Ｄi(KN/m)△ui(m)ui(mm)613411341640740.02050.4375513512691640740.03770.417413514043640740.06310.3793313515394640740.08420.3159213516745640740.10520.2317113518096640740.12640.1264由上表计算基本周期，（2.9）2、水平地震作用及楼层地震剪力计算该建筑结构高度远小于40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。式中，——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；——结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的85％；聊城地区特征分区为一区，又场地类别为Ⅱ类，特征周期值（s）的特征周期；根据建筑抗震设计规范（GB50011-）规范5.1.5，得建筑结构阻尼比；查抗震设计规范表5.1.4-1得，水平地震影响系数最大值，由水平地震影响系数曲线来计算，式中，——衰减系数，＝0.05时，取0.9；因，故不需要考虑顶部附加水平地震作用。作用在结构各楼层上的水平地震作用为：故得表格：表2.5.1-2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi(m)Ｇi(KN)ＧiHi(KN.m)ＧiHi/∑ＧjHjFi(kN)Vi(kN)622.2134129770.20.29111.76111.765181351243180.23791.33203.09414.4135119454.40.18972.83275.92310.8135114590.80.14254.72330.6427.213519727.20.09536.61367.2513.613514863.60.04718.11385.36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2.5.1-1。图2.5.1-1横向水平地震作用及层间地震剪力3、水平地震作用下的位移验算框架第层的层间剪力、层间位移及结构顶点位移分别按下式来计算：计算结果见下表，表2.5.1-3各层的层间弹性位移角层次Vi(kN)∑Ｄi(KN/m)△ui(m)ui(m)hi(m)θi=△ui/hi6111.76640740.00170.02613.61/21185203.09640740.00320.02443.61/11254275.92640740.00430.02123.61/8373333.64640740.00520.01693.61/6922367.25640740.00570.01173.61/6321385.36640740.00600.00603.61/600可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/600<1/550，满足要求。4、水平地震作用下框架内力计算由于D值法近似地考虑了框架结点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，因此选用用D值法，将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算：柱上、下端弯矩、按下式来计算2.5.1-4各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi(kN)∑Ｄ(KN/m)Di1(kN/m)VijiyMi1uMi1b63.6111.76640741214821.191.950.4245.830.553.6203.09640741214838.501.950.4476.262.443.6275.92640741214852.311.950.47103.684.733.6330.14640741214862.511.950.51112.5112.523.6367.25640741214869.631.950.51125.3125.313.6385.36640741214873.061.950.56118.3144.72.5.1-5中柱柱端弯矩及剪力计算表层次hi(m)Vi(kN)∑Ｄi(KN/m)Di2(kN/m)Vi2(kN)iyMi1uMi1b63.6117.76640741988936.514.640.4672.352.353.6203.09640741988962.964.640.51133.3133.343.6275.92640741988985.544.640.5115415433.6330.146407419889102.344.640.51184.4184.423.6376.256407419889116.644.640.5221021013.6385.366407419889119.444.640.56215.7236.5梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算(1)边节点Mb=McMb=Mc1+Mc2(2)中节点｛

表2.5.1-6横向地震荷载作用下梁端弯矩的数值（单位:kN.m)层数弯矩左跨梁中跨梁右跨梁左右左右左右六层45.7753.0119.9119.9153.0145.77五层106.74121.4544.1744.17121.45106.74四层165.94196.0171.2971.29196.01165.94三层197.26247.9990.1990.19247.99197.26两层237.85289.04105.12105.12289.04237.85一层269.99295.87107.61107.61295.87269.99表2.5.1-7横向水平地震作用下梁端剪力及柱轴力计算表层次梁端剪力/KN柱轴力/KNAB跨VbABBC跨VbBCCD跨VbCDA轴NcAB轴C轴D轴NcDVbAB-VbBCNcBVbBCVbCDNcC67.9128.557.91-7.91-20.64-20.6420.6420.647.91517.868.917.8-25.71-51.1-71.1451.171.7425.71425.94105.8825.94-51.65-79.94-151.6879.94151.6851.65331.57130.431.57-83.22-98.83-250.5198.83250.5183.22239.78155.439.78-123-115.62-366.13115.62366.13123149.51180.349.51-163130.25-380.3130.25-380.3-163注：弯矩单位kN.m，剪力单位kN，轴力单位kN5、水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图2.5.2-1、2.5.2-2所示：图见下页：图2.5.1-2左震作用下框架弯矩图()图2.5.1-3左震作用下的框架梁剪力和柱轴力图(kN)2.5.2.风荷载作用下内力计算框架在风荷载作用下的内力用D值法（改进的反弯点法）进行计算.由前面2.3.4节得风荷载标准值。框架柱反弯点位置计算公式，y=y0+y1+y2+y3H：该层层高；y：框架柱的反弯点位置；y0:框架柱标准反弯点高度；y1：因上下层梁刚度比变化修正值；y2：因上层梁刚度比变化修正值；y3：因下层梁刚度比变化修正值；柱上、下端弯矩、按下式来计算2.5.2-1各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi(kN)∑Ｄ(KN/m)Di1(kN/m)VijiyMi1uMi1b63.64.4564074121480.851.950.421.771.2953.68.1964074121481.561.950.443.142.4743.611.9364074121482.271.950.474.333.8433.615.6764074121483.01.950.515.295.5123.619.4164074121483.691.950.516.56.7713.623.1564074121484.401.950.566.978.872.5.2-2中柱柱端弯矩及剪力计算表层次hi(m)Vi(kN)∑Ｄi(KN/m)Di2(kN/m)Vi2(kN)iyMi1uMi1b63.64.4564074198891.384.640.462.682.2953.68.1964074198892.544.640.514.484.6643.611.9364074198893.704.640.516.536.7933.615.6764074198894.864.640.517.968.9223.619.4164074198896.024.640.5210.3211.2713.623.1564074198897.184.640.5611.3714.47梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算(1)边节点Mb=McMb=Mc1+Mc2(2)中节点｛2.5.2-3风荷载作用下梁端弯矩的数值（单位均为kN.m)层数弯矩左跨梁中跨梁A、E边柱C、D中柱左右左右上下上下六层1.290.991.31.31.291.782.293.1五层4.243.34442.463.134.244.77四层6.984.27773.854.346.56.41三层9.846.029.139.135.55.58.748.13二层12.068.1311.1011.106.566.5611.110.49一层15.371212.7912.798.816.914.311.5表2.5.2-4风荷载作用下梁剪力及柱轴力计算表层数梁端剪力/kN柱轴力/kNAC跨VbACCD跨VbCDDE跨VbDEA轴NcAC轴D轴E轴NcEVbAC-VbCDNcCVbCD-VbDENcD六层0.851.380.85-7.48-0.53-40.10.53-40.1-7.48五层1.562.541.56-20.84-0.98-65.340.98-65.34-20.84四层2.273.702.27-43.88-1.43-97.031.43-97.03-43.88三层3.04.863.0-73.21-1.86-167.861.86-167.86-73.21二层3.696.023.69-105.74-2.33-243.52.33-243.5-105.74一层4.407.184.40-142.06-2.78-312.52.78-312.5-142.06注：剪力单位kN，轴力单位kN2.6竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算2.6.1计算单元取轴线13横向框架进行计算，如图所示，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，见图2.6.1-12.6.1-1结构计算单元2.6.2荷载计算查资料得：三角形及梯形荷载转换为等效均布荷载的系数：如图2.6.2-1图2.6.2-1三角形及梯形荷载转换为等效均布荷载的系数（1）A--C轴间框架梁：屋面板传载：板传至梁上的三角形或者梯形荷载，根据2.6.1-1的传荷形式，近似按上图2.6.2-1（a）（b）的等效荷载方法等效为均布荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：板传至梁上的三角形或者梯形荷载，根据2.6.1-2的传荷形式，近似按上图2.6.2-1（a）（b）的等效荷载方法等效为均布荷载：恒载：活载：梁自重：4.5kN/mA--C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=-梁自重+板传荷载=4.5kN/m+7.9kN/m=12.4kN/m活载=板传荷载=4.92kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.5kN/m+6.14kN/m=10.54kN/m活载=板传荷载=4.72kN/m（2）C--D轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：4.5kN/m故：C-D轴间框架梁均布荷载为屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.5kN/m+7.545kN/m=12.045kN/m活载=板传荷载=4.5kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.5kN/m+5.85kN/m=10.35kN/m活载=板传荷载=5.25kN/mD-E轴间框架梁D-E轴间梁的屋面及楼面的荷载统计与A-C轴间梁相同。A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=女儿墙+梁自重+板传荷载=3.79×7.2+4.5×7.2+20.75×3.3=128.16kN顶层住活载=板传荷载=12.375×3.3=40.84kN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=23.51×0.9+3.98×0.9+4.5×7.2+16.28×3.3=110.87kN标准层柱活载=板传荷载=12.53×3.3=41.35kNC柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.5×4.8+20.75×（3.3+1.2）=121.60kN顶层住活载=板传荷载=12.375×（3.3+1.2）=59.4kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+集中荷载=4.5×（3.3+1.2）+16.28×（3.3+1.2）+57.9=157.64kN标准层柱活载=板传荷载=12.53×（3.3+1.2）=60.14kND轴柱纵向集中荷载的计算D柱同C柱的和荷载（7）E轴柱纵向集中荷载的计算E柱同A柱的荷载2.6.3内力计算（1）计算分配系数梁端和柱端弯矩采用弯矩二次分配法来计算，计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，向远端传递(传递系数为1/2)，然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，分配两次。令柱的线刚度为1.0，分配系数计算结果如下表2.6.3-1：表2.6.3-1节点各构件的相对线刚度表层次名称线刚度上柱下柱左梁右梁6A轴边节点1.01.95C轴中间节点1.01.952.681-5A轴边节点1.01.01.95C轴中间节点1.01.01.952.686E轴边节点1.01.951.95D轴中间节点1.02.681-5E轴边节点1.01.01.951.95D轴中间节点1.01.02.68第六层边A轴节点下柱：右梁：第六层C轴中间节点下柱：左梁：右梁：第六层D轴中间节点下柱：右梁：左梁：第六层E轴节点下柱：左梁：其它层计算方法相同。这里从略，系数如表2.6.3-2表2.6.3-2分配系数表一—五层A轴边节点上柱0.25六层A轴边节点下柱0.34下柱0.25右梁0.66右梁0.5六层C轴中间节点下柱0.18一—五层C轴中间节点上柱0.15左梁0.35下柱0.15右梁0.48左梁0.29右梁0.4一—五层E轴边节点上柱0.25六层E轴边节点下柱0.34下柱0.25左梁0．66左梁0.5六层D轴中间节点下柱0.18一—五层D轴中间节点上柱0.15右梁0.48下柱0.15左梁0.35左梁0.29右梁0.4(2)计算梁端固端弯矩屋面梁固端弯矩边跨AC：中跨CD：边跨DE：楼层梁固端弯矩边跨AC中跨CD：边跨DE：求恒载作用下的跨中弯矩：M中=ql2/8+(M左+M右)/2表3.5框架梁柱在恒载作用下弯矩层数AC跨梁M/(kN·m)CD跨梁M/(kN·m)A柱M/(kN·m)C柱M/(kN·m)左中左左中右上下上下6-18.777.742.85-32.85-24.2-32.8518.710.8-10-6.65-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.64-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.63-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.62-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.61-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.6

(3)弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩恒载作用下的框架弯矩二次分配法见图2.6.3-1、2.6.3-2图2.6.3-1恒载作用下顶层弯矩分配计算（kN.m）图2.6.3-2恒载作用下标准层、底层弯矩分配计算（kN.m）2.6.4梁端剪力和柱轴力的计算梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。以顶层为例来计算：AC跨：由荷载引起的剪力：屋面：标准层：由弯矩引起的剪力：屋面：楼面：CD跨：荷载引起的剪力：屋面：弯矩引起的剪力：因为是对称结构，中间跨梁两端弯矩相同，因此，柱子自重：因此，A柱子轴力A柱子轴力其它层计算方法与顶层相同，因为是对称结构，因此计算AC、CD跨即可得到整层框架的数据，计算结果如下表2.6.4-1恒载作用下的梁端剪力及柱轴力：表2.6.4-1恒载作用下的梁端剪力及柱轴力(单位：kN)层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AC跨CD跨AC跨CD跨AC跨CD跨A柱C柱VA=VcVc=VdVA=-VcVc=VdVA=VcVc=VdN顶N底N顶N底6103.814.453.350107.1517.8235.1257.9228.7251.659812.362.240100.2414.6345.97368.75409.2612.649812.362.240100.2414.6479.6502.4589.7612.639812.362.240100.2414.6613.27635.97770.279329812.362.240100.2414.6746.8769.9950.679319821.362.240100.2414.6880.5903.36113.11154求恒载作用下的跨中弯矩：M中=ql2/8+(M左+M右)/2表2.6.4-2框架梁柱在恒载作用下弯矩层数AC跨梁M/(kN·m)CD跨梁M/(kN·m)A柱M/(kN·m)C柱M/(kN·m)左中左左中右上下上下6-18.777.742.85-32.85-24.2-32.8518.710.8-10-6.65-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.64-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.63-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.62-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.61-21.663.836.4-44.24-21.4-44.2410.810.8-6.6-6.6 2.6.5竖向恒载作用下的框架弯矩、剪力以及轴力图图2.6.5-1恒载作用下的框架弯矩图()注：右边未写出的数据与左边对称图2.6.5-2恒载作用下框架剪力图()注，右边与左边对称

图2.5.6-3恒载作用下的柱轴力图(kN)2.6.6活载作用下的弯矩图、剪力图和轴力图活荷载作用下的弯矩图、剪力图、轴力图见图2.6.6-1、2.6.6-2、2.6.6-3图2.6.6-1活荷载作用下的弯矩图（单位：kN。m）注：右边部分与左边部分对称图2.6.6-2活荷载作用下剪力图（单位：kN）图2.6.6-3活载作用下轴力图（单位：kN）2.7横向框架内力组合2.7.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，查建筑抗震设计规范（GB50011-）规范得到，该框架结构，高度<30m，地处抗震设防烈度为7度的聊城地区，因此该框架为三级抗震等级。2.7.2框架梁内力组合梁内力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。支座截面内力有支座正、负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正截面。1、作用效应组合结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其内力最大，因此应进行荷载效应的最不利组合。永久荷载的分项系数根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-）3.2.5：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取1.2，对由永久荷载效应控制的组合取1.35；当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0，对结构的倾覆、滑移或漂移验算取0.9。可变荷载的分项系数，一般情况下取1.4。2、承载力抗震调整系数从理论上讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，而是经过引入表2.7.2-1承载力抗震调整系数来提高其承载力。表2.7.2-1承载力抗震调整系数受弯梁偏压柱受剪轴压比<0.15轴压比>0.150.750.750.800.85表2.7.2-1框架梁AC、DE内力基本组合表层次截面内力恒载活载左风右风左震右震1.2恒+1.4×0.9(活+风)γRE[1.2(恒+0.5活)+1.3震)]1.35恒+1.4×0.7活1.2恒+1.4活Mmax/vVb→左←右→左←右六层左M/KN·m-18.7-7.481.29-1.2945.77-45.77-30.24-33.4926.06-69.14-32.58-32.91-69.14-188.50V/KN107.1542.8-0.850.85-7.917.91181.44183.58115.18131.63186.60188.50188.50中M/KN·m77.731-0.210.21-4.24.2132.04132.5685.1093.84135.28136.64136.64右M/KN·m42.85-17-0.990.99-53.0153.0128.7531.25-22.1588.1141.1927.6288.11Ｖ/KN-107.15-42.8-0.850.85-7.917.91-183.6-181.44-131.63-115.18-186.60-188.50-188.50五层左M/KN·m-21.6-8.644.24-4.24106.74-106.7-31.46-42.1586.13-135.89-37.63-38.02-135.89-176.71V/KN100.2440.3-1.381.38-17.817.8169.33172.8097.06134.09174.82176.71176.71中M/KN·m63.825.50.43-0.437.2-7.2109.23108.1580.9866.00111.12112.26112.26右M/KN·m-36.4-14.6-3.343.34-121.45212.45-66.28-57.87-168.26179.00-63.45-64.12179.00Ｖ/KN-100.24-40.3-1.381.38-17.817.8-172.8-169.33-134.09-97.06-174.82-176.71-176.71四层左M/KN·m-21.6-8.646.98-6.98165.94-165.9-28.01-45.60147.69-197.46-37.63-38.02-197.46-176.71V/KN100.2440.3-2.272.27-25.9425.94168.21173.9388.60142.55174.82176.71176.71中M/KN·m63.825.50.62-0.62-15.215.2109.47107.9157.6889.30111.12112.26112.26右M/KN·m-36.4-14.6-4.274.27-196.1196.1-67.46-56.70-245.90161.99-63.45-64.12-245.90Ｖ/KN-100.24-40.3-2.272.27-25.9425.94-173.