【《长安电力集团办公楼建筑结构设计》11000字（论文）】

本工程为一栋办公楼楼设计。该办公楼坐落于陕西省西安市，使用现浇钢筋混凝土框架结构，主体结构层数3层，层高均是3.3m，室内外高差0.45m，总高度10.35m，结构设计的使用年限为50年。本设计有两大组成部分：结构设计和建筑设计。结构设计主要是根据建筑设计选择切实可行的结构方案，进行结构计算及构件设计，结构布置以及构造设计等，建筑设计主要包括建筑设计说明书和建筑设计图纸。首先进行建筑平面布置，根据使用功能合理布置房间，会议室，办公室，休息室等，然后绘制平面图、立面图、剖面图等；荷载组合进行计算，在本次设计的过程中，本人严格按相关规定和规范进行设计，对学习的专业知识有了更多的理解。其中，设计的计算方法都参考了有关的资料书籍，使全部设计方案符合结构要求和设计规范，具有合理性和使用性。关键词：办公楼设计，框架结构，荷载计算。目录TOC\o"1-3"\h\z摘要 1引言 11工程概述 21.1工程简介 21.2设计资料 22建筑设计 42.1建筑平面设计 42.2建筑立面设计 42.4垂直交通设计 52.5建筑防火设计 53结构设计 63.1结构设计概况 63.2截面尺寸估算 73.2.1梁截面尺寸估算 73.2.2柱截面尺寸估算 84.1选取计算单元 104.2荷载计算 114.2.1恒荷载计算 124.2.2活荷载计算 144.3恒荷载作用下的内力计算 164.3.1用弯矩二次分配法计算梁端及柱端弯矩 164.3.2计算梁柱剪力及柱轴力 204.4活荷载作用下的内力计算 224.4.1用弯矩二次分配法计算梁端及柱端弯矩 224.4.2计算梁柱剪力及柱轴力 245框架截面尺寸 265.1框架内力组合 265.1.1框架梁内力组合 265.1.2框架柱内力组合 275.2框架梁正截面设计 285.3框架柱正截面设计 326安全文明施工管理 366.1安全生产管理 366.2文明施工 366.3施工现场平面布置 37结论 38参考文献 39附录 41本工程为陕西省西安市长安电力集团的办公楼设计，主要用于内部办公使用。层数为3层，每层层高为3.3m，总高度10.35m，建筑总长29.2m、宽14.4m。内部设有办公室，会议室，休息室等。内部走廊宽2.4m，符合国家规定。设计根据北京科技大学天津学院工程造价2022年毕业设计要求严格编写。这次毕业设计的主要内容有结构设计与建筑设计两方面。我国在钢筋混凝土基本理论与计算方法、工业化建筑体系、电子技术在钢筋混凝土测试技术等方面取得了很多成果，制定和和修订有关规范和规程提供了大量的数据和科学依据。编制出了国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)；《建筑抗震设计》(GB50011-2001)；《建筑设计防火规范》（GB50016-2010）；《建筑结构可靠度设计统一标准》GB/T50068；《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2010）；《建筑制图标准》（GB/T50104-2010）等。本次毕业设计能够把课本知识、理论及绘图软件基本操作系统的联系起来，提高了我解决实际问题的能力，也能培养好的思维方式，是一个综合学习的过程，并能充分向大家呈现我对专业知识的掌握程度。设计中不仅培养我们实事求是、严格、准确、细心的工作作风和科学态度，同时也可以锻炼我们独立思考问题并进行分析的能力，增强我们即将进入社会能力的表现。1.1工程简介本工程是长安电力集团办公楼设计；它的结构类型为钢筋混凝土框架结构；其使用性质为公共建筑；建筑功能是办公楼；建设地点选在在陕西省西安市长安区岐黄大道1号；设计使用年限为50年[1]；它的安全等级[2]和耐火等级都是50年[3]。抗震设防烈度7度[4]；屋面的防水等级是二级[5]；占地面积为420.48平方米；建筑面积为1261.44平方米；建筑的数为3层；层高都是3米；室内外地坪高差0.45米；长29.2米、宽14.4米；建筑高度10.35米；未附设人防工程；结构重要性系数为1.0[6]。1.2设计资料（1）地质条件陕西省长安区地势平坦，位置优越，交通便利，没有不良的地质条件。周围生态环境良好，地下水水位埋深5.3~5.5m。对混凝土框架结构没有影响[7]。（2）气象资料①风荷载：长安区的基本风压为0.35kN/m2[8]。②雪荷载：长安区的雪荷载标准值是0.25kN/m2。③气候：这里是温带半湿润大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨雪，四季分明，春秋两季连阴雨天气较多。全年7月最热，1月最冷。降水量年浮动比较大，多、少雨年的雨量差别大，差值可以达到590mm。降水季节的分配也极不均匀，并且时常有暴雨出现。（3）抗震设防烈度该建筑为乙类建筑，设计基本加速度为0.15g，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别是Ⅱ类[9]。（4）材料等级①梁、柱（抗震等级）、墙体厚度都是240mm，楼梯混凝土强度C30，使用水泥空心砖[10]。②梁、柱纵向钢筋均为HRB400级热轧钢筋，箍筋及楼梯的配筋均为HRB300级热轧钢筋。③门的材质均为防火、盗木门，窗为铝合金窗。④其他建筑材料都以绿色环保、简约美观的原则进行选择。2.1建筑平面设计该建筑平面分布方式为对称模式。该办公楼共三层，每层都有类似的结构，包括办公室、打印室、休息室、卫生间及过道等。楼内办公室成对布置，单间办公室形状为矩形，内有办公桌、饮水器等。每层可保证半数房间面朝太阳建设，同时建筑内部形成自然对流，可以做到有效通风的条件。很好地将建筑每个组成部分通过合理设计成为一个整体，并且满足使用方便、造价合理、符合规范及美观的要求，尽可能结合拟建地实际地理环境，使其完善。2.2建筑立面设计本建筑的立面设计依据工程的结构特点，空间的分隔比较灵活，自重轻，可以灵活的配合建筑的平面设计等。立面设计在框架结构中较为自由，可以采用面积较大的窗户，同时将门窗的装饰安装与墙面形成对比。该办公楼立面设计省去了奇形怪异的部分，更多的强调办公楼的使用功能，强调私密性，注重安静与个性化需求。图2.1建筑立面图2.3建筑剖面设计建筑剖面从传统意义上反映了建筑的空间与结构。该建筑的剖面设计表现出每个房间的剖面形状为矩形，每层层高均为3.3米，共3层。走廊两侧对称分布办公室或打印室等功能性房间。梁、板、柱都是用现浇混凝土，房间各部分高度、门窗高度、门窗离地高度及楼板高度均可通过建筑剖面图清晰直观的表示。剖面形状为矩形，比较整齐明了，对梁板柱结构布置有很大的好处与方便，同时便于施工。2.4垂直交通设计本办公楼总共三层，根据相关国家规范不使用电梯，楼梯的设计采用钢筋混凝土室内平行双跑型梯，其使用性质为主要楼梯，楼梯数量为一部。图2.2楼梯大样图2.5建筑防火设计本办公楼设计的耐火等级是二级，设计方案中有必须的防火方案，用来减少施工或者竣工后的使用和养护中因火灾而造成的危害[11]。该建筑与周围建筑之间满足相关国家规范防火间距要求，并且沿着建筑周边设有消防紧急通道。疏散楼梯间底层均直通向室外。房间门及房间内的安全疏散距离均满足规范要求。3.1结构设计概况（1）结构体系选择楼板、梁、柱子和基础的四种承重构件组成了钢筋混凝土框架结构。平面框架是由主梁、柱与基础组成，各平面框架再通过连续梁连接起来组成空间结构的体系。钢筋混凝土框架结构在地震、风荷载等作用下应该要设计为延性结构,来方便更好地吸收及耗散能量,来保证结构拥有够强的变形抵抗能力,进而保证结构的安全性。高层建筑在选用框架结构体系之时,应该纵向放置框架梁，来组成双向抗侧力的构件,保障它拥有很强的整体空间性,让它可以承受住来自各个方向的侧向力。建筑平面可以灵活布置式框架结构一大优点，能够使使用空间足够大，在满足使用要求的多功能性上有很大的优势。所以这次设计选用钢筋混凝土框架结构。（2）承重方案选择横向框架承重方案：横向框架承重方案是主梁放置在横向上，连续梁放置在纵向上。横向框架上是楼板支撑,楼面的竖向荷载传递给橫向框架上的主梁。因为横向框架的跨数相对来说比较少，考虑到要增加房屋横向抗侧移刚度，主梁沿着横向来布置更有利。因为竖向荷载多是沿着横向来传递，故而纵向连续梁截面的尺寸应该小一点，这对于建筑物的通风机采光有很大的好处。它不利的方面则是因为主梁截面的尺寸大,在建筑需求大空间的时候,它的净空较小[12]。纵向框架称重方案：纵向框架的承重方案是在纵向上放置框架主梁，而横向上则是放置连续梁。楼面的竖向荷载大多沿纵向进行传递。横向连续梁的尺寸相对来说比较小，对于大空间的房间，它的净空较大，房间布置较为灵活。这个方案的坏处是房间的横向刚度较小，同时长度也限制了进深的尺寸。纵横向框架承重：框架在纵横向都放置主梁。楼板的竖向荷载是沿着两个方向进行传递。依托于办公楼全部综合考虑，选用横向框架的承重方案。（3）一榀框架计算简图AWAWBWCWDWD2D1D3ABCD600024006000A3A2A1B2C2C3B3B1C19.900405036003600-0.4503.30006.600图3.1一榀框架计算简图3.2截面尺寸估算因为要保证正常使用极限状态下的要求，梁的截面高度应该选用梁跨度的1/8~1/12，在梁的负载面积或者荷载比较大的时候，应当取上限值，出于避免梁出现剪切脆性破坏，梁的净跨和梁高的比值不应＜4，梁宽取1/3~1/2梁高，同时不＜1/2柱宽，且不＜250mm，梁的高宽比不应＞4[13]。（1）横向框架梁边跨度L=6000mmh=1取h=600mmb=取b=300mm（2）纵向框架梁纵梁跨度L=4800mmh=18~112取h=600mmb=取b=300mm3.2.2柱截面尺寸估算根据建筑抗震规范柱截面尺寸估算的公式式（3.1）式（3.2）QUOTEN=βFgn式中：F:按照简支状态来计算柱子的负荷面积；g:经过折算之后在单位面积上的重力荷载代表值，取近似值15kN/m2；n:验算截面以上的楼层层数；Ac:为柱子的截面面积；fc:混凝土轴心抗压设计值；N:框架柱轴向压力设计值。β：由于考虑到地震作用组合的情况下柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,中柱取1.25[14]。办公楼的设计抗震等级是Ⅱ级，由《建筑抗震设计规范》能够得出轴压比限制值[μ]=0.85；柱选用C30混凝土，因此fc=14.3N/mm[15]。综合(式3.1)与(式3.2)得出柱截面面积为：（1）边柱A≥（2）中柱A≥由边柱A=294.33m2，中柱A=337.40mm所以初选柱截面尺寸为：b×h=350mm×350mm。（1-3层）

4.1选取计算单元4000480023000D4000480023000D51CBA348006000240060004图4.1横向框架计算单4.2荷载计算表4.1屋面永久荷载明细表材料材料重（kN/m3）厚度（mm）自重（kN/m2）自重小计（kN/m2）C20细石混凝土保护层24400.964.80PVC防水卷材20200.4水泥砂浆找平层20200.4聚苯乙烯保温层11800.2混凝土结构层251002.5天花板抹灰17200.34表4.2楼面永久荷载明细表500mm×500mm瓷砖地面0.55kN/m220mm混合砂浆17×0.02=0.34kN/m2现浇150mm厚钢筋混凝土板25×0.15=3.25kN/m220mm厚天花板抹灰17×0.02=0.34kN/m2合计4.48kN/m2屋面和楼面可变荷载标准值见下[16]：不上人屋面均布活荷载标准值0.50kN/m2楼面活荷载标准值2.0kN/m2走廊活荷载标准值2.5kN/m2屋面雪荷载标准值0.25kN/m2QUOTESK=μr表4.3梁、柱重力荷载标准值构件b×h(m×m)γ(kN/m3)βg(kN/m)边横梁0.3×0.6251.054.73中横梁0.3×0.6251.054.73纵梁0.3×0.6251.054.73柱0.35×0.35251.053.22墙体、门窗自重计算：外墙墙体是240mm厚的水泥空心砖（9.6kN/m3），内外墙面都是10mm厚抹灰（17kN/m3），那么外墙的单位墙面重力荷载为：9.6×0.24+17×0.01×2=2.64kN/m2内墙墙体是240mm厚的水泥空心砖，两侧都是10mm厚抹灰，那么内墙的单位墙面重力荷载为：9.6×0.24+17×0.01×2=2.64kN/m2门：根据建筑结构荷载规范，木门的重力荷载按单位面积为0.2kN/m3。窗：均采用铝合金窗，根据建筑结构荷载规范，铝合金窗的重力荷载按单位面积为0.40kN/m2[17]。4.2.1恒荷载计算DDCBA600060002400M1M1P1q2q1P2q2′M1P2q1′q1M1P1q2图4.2各层梁上作用的荷载对于第3层来说，图4.2所示，q1、q1q1=4.73kN/m,q1'q2和q2'各自是房间与走道板传递给横梁的梯形荷载与三角形荷载，按图q2=4.80×4.8=23.04kN/mq2'=4.80×2.4=P1、P2分别是边纵梁、中纵梁传给柱子的恒载，它包括梁自重、楼板重的自重荷载，下面为详细计算节点集中荷载：屋面自重：（0.5×4.8×4.8)×2×4.80=110.59kN边纵梁自重：4.73×4.8=22.70kN合计：P1＝133.29kN节点集中荷载：屋面自重(三角形部分)：（0.5×4.8×4.8)×2×4.80=110.59kN走道屋面板自重(4.8+4.8-2.4)/2×1.2×4.80=20.74kN纵梁自重：4.73×4.8=22.70kN合计：P2＝154.03kN由于1～3层纵梁宽0.3m，柱宽0.35m，故集中力矩：M1=P1e1=133.29×(0.35-0.3)/2=3.33kN·mM2=P2e2=154.03×(0.35-0.3)/2=3.86kN·m对于1～2层，涵盖了横梁的自重和它上墙自重，是均布荷载，计算过程如下：其他的荷载计算基本上和第三层一样，下面是计算过程：=4.73+2.64×2.7=11.50kN/m=4.73kN/mq2=4.48×4.8=21.51kN/mq2'=4.48×2.4节点集中荷载：楼面自重：(0.5×4.8×4.8)×2×4.48=103.22kN纵梁自重：4.73×4.8=22.71kN扣窗面积墙重:[(4.8-0.3×2)×（3.3-0.6）-1.5×1.5×2]×2.64=18.06kN窗重：0.4×1.5×1.5×2=1.80kN合计：P1＝145.79kN节点集中荷载：楼面自重(三角形部分)：（0.5×4.8×4.8)×2×4.48=103.22kN走道楼板自重(4.8+4.8-2.4)/2×1.2×4.48=19.36kN纵梁自重：4.73×4.8=22.71kN扣门面积墙重:[(4.8-0.3×2)×（3.3-0.6-1.0×2.1×2]×2.64=18.85kN门重：0.2×1.0×2.1×2=0.84kN合计：P2＝164.98kN由于1～2层纵梁宽0.3m，柱宽0.35m，故集中力矩：M1=P1e1=145.79×(0.35-0.3)/2=3.65kN·mM2=P2e2=164.98×(0.35-0.3)/2=4.13kN·m4.2.2活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图4.3：DDCBA600060002400M1M1P1q2q1P2q2′M1P2q1′q1M1P1q2图4.3各层梁上作用的活载对于第三层：q2=0.25×4.8=1.20q2'=0.25×2.4=0.节点集中荷载P1上人屋面活载（三角形部分）：0.5×2×4.8×4.8×0.25＝5.76kN合计：P1＝5.76kN节点集中荷载P2上人屋面活载（三角形部分）：0.5×2×4.8×4.8×0.25＝5.76kN走道传来屋面荷载（梯形部分）：(4.8+4.8-2.4)/2×1.2×0.25=1.08kN合计：P2＝6.84kN1～3层的纵梁宽是0.30m，柱宽0.35m，故集中力矩：M1=P1e1=5.76×(0.35-0.3)/2=0.12kN·mM2=P2e2=6.84×(0.35-0.3)/2=0.18kN·m对于1～2层：q2=2.5×2.4=6q2'=2.0×2.4=4.节点集中荷载P1楼面活载（三角形部分）：0.5×4.8×4.8×2×2＝46.08kN合计：P1＝46.08kN节点集中荷载P2楼面活载（三角形部分）：0.5×(4.8×4.8×2×2)＝46.08kN走道传来楼面荷载（梯形部分）：(4.8+4.8-2.4)/2×1.2×2.5=10.80kN合计：P2＝56.88kN由于1～3层纵梁宽0.3m，柱宽0.35m，故集中力矩：M1=P1e1=46.08×(0.35-0.3)/2=1.16kN·mM2=P2e2=56.88×(0.35-0.3)/2=1.43kN·m将以上结果汇总，见表4.4和表4.5表4.4横向框架恒载汇总表层次q(kN/m)q(kN/m)q(kN/m)q(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kN﹒m)M2(kN﹒m)34.734.7323.0411.52133.29154.033.333.861～211.504.7321.5110.75145.79164.983.654.13表4.5横向框架活载汇总表层次q(kN/m)q(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kN﹒m)M2(kN﹒m)31.200.605.766.840.120.181～26.04.846.0856.881.161.434.3恒荷载作用下的内力计算4.3.1用弯矩二次分配法计算梁端及柱端弯矩梁上的分布荷载有梯形和矩形两个组成部分，可以在求固端弯矩的时候直接依据图示荷载计算，同时也可以参考固端弯矩相等的原则，先把三角形分布荷载和梯形分布荷载，变成等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如下所示。aaalqα=0.5a/lqe=(1-2α2+α3)qqe=5q/8图4.4荷载的等效计算过程如下：α=0.5a/l=0.5*4.8/6.0=0.4第3层，即顶层梯形荷载化为等效均布荷载：q边=4.73+(1−2×0.q中=4.73+则顶层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座MAB=−MBA=−112q边lBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座QUOTEMBC=−MCB=−13q中MCB=−MBC1～2层梯形荷载变成等效均布荷载：qQUOTE=12.65+(1−2×0.252+0.253q=4.73+1～2层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座QUOTEMAB=−MBA=−112qBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座MBC=−MCB=−MCB=−MBC在框架结构里，可以现浇或者预制楼面，不过只有现浇层的楼面，才能当做梁的有效翼缘，让梁的有效高度增大，减少框架侧移。顾及到这个有利作用，计算梁的截面惯性矩的时候，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取[18]。梁惯性矩计算公式：式(4.1)梁柱混凝土标号均为C30：EC=3.0×104N/mm2式(4.2)（梁的线性刚度：ib=E表4.6横梁线刚度ib计算表类别砼弹性模量截面尺寸惯性矩跨度梁线刚度ib边框架梁ib中框架梁ibEc/(N/mm2)b×h/(mm×mm)I0/mm4l/mmEcI0/l/Nmm1.5EcI0/l/Nmm2EcI0/l/Nmm边横梁3.00×104300×6005.4×10960002.7×10104.05×1010/走道梁3.00×104300×6005.4×10924006.75×1010/13.5×1010表4.7柱线刚度ic层次柱高hc（mm）砼弹性模量Ec(N/mm2)截面尺寸b×h(mm×mm)I（mm4）i(Nmm)137503.00×104350×3501.25×1091.0×1010233003.00×104350×3501.25×1091.1×1010333003.00×104350×3501.25×1091.1×10104.054.0513.54.051.11.01.1ABCD6000240060001.11.11.01.14.054.051.11.04.059.900375033003300-0.4503.3006.600图4.5梁柱相对线高度使用弯矩分配法来计算梁端、柱端，因为结构和荷载都是对称的，故而能用半边框架计算，分配系数按相对转动刚度进行分配。根据梁、柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数:式(4.3)注意：（1）每个杆件弯矩分配系数计算的时候，柱的线刚度不折减。（2）同时反号分配全部节点的不平衡弯矩（第一次分配）。（3）把所有杆件分配弯矩乘上传递系数，并向远端传递（第一次传递）。（4）同时反号分配全部节点传递弯矩（二次分配）。（5）把全部杆端固端弯矩、分配弯矩、传递弯矩叠加，就是全部杆端的最终弯矩。利用Excel表格进行二次弯矩分配，结果如下：表4.8恒荷载作用下框架弯矩二次分配（单位：kN⋅层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁三层分配系数0.210.790.220.060.72固端弯矩-81.9081.90-5.73分配16.3964.70-16.77-4.57-54.89传递7.43-8.3932.35-2.31分配0.20.76-6.60-1.80-21.63∑24.03-24.8390.88-8.68-82.25二层分配系数0.180.180.640.210.060.060.67固端弯矩-82.5382.53-5.50分配14.8614.6852.82-16.18-4.62-4.62-18.45传递8.207.43-8.0926.41-2.29-2.31分配-1.36-1.36-4.83-4.58-1.30-1.30-14.61∑21.7020.93-42.6388.18-8.21-8.23-33.06一层分配系数0.180.160.660.210.060.050.68固端弯矩-82.5382.53-5.5分配14.8613.2054.47-16.18-4.62-3.85-52.38传递7.43-8.0927.24-2.31分配0.120.110.44-5.24-1.50-1.25-16.95∑22.4113.31-35.7188.35-8.43-5.1-74.836.66-2.5533.0633.0688.1888.1890.888.218.255.124.0320.9313.3181.7022.416.662.552.556.6613.3120.9324.0381.7022.418.438.218.4342.6335.7188.3542.6335.7188.358.6882.2574.8374.8324.8324.8390.8882.2533.06图4.6恒载作用下的框架弯矩图（kN·m）4.3.2计算梁柱剪力及柱轴力梁端剪力能依据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加得到，而柱轴力可通过梁端剪力和节点集中力叠加而得，计算恒载作用下的柱底轴力，应该考虑柱的自重。恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算（1）梁端剪力由两部分组成：②荷载引起的剪力，公式如下：式(4.4)式(4.5)式中，、各自是矩形和梯形荷载,、各自是矩形和三角形荷载。②弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即跨:式(4.6)跨:因为跨两端弯矩相等，故（2）柱的轴力计算：顶层柱顶轴力通过节点剪力与节点集中力相加得出，柱底轴力是柱顶轴力和上柱的自重。其它层轴力计算与顶层一样，不过应该考虑上部柱轴力传递。（3）柱的剪力计算：柱的剪力：式(4.7)式中，、各自是在弯矩分配后柱的上、下端弯矩，为柱长度。荷载引起的剪力：表4.9恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底377.538.99-11.01066.5288.548.9966.5277.1597.53108.162121.5212.13-7.590113.93129.1112.13191.08201.71141.24151.871121.5212.13-8.770112.75130.2912.13314.46326.53142.42154.5077.53121.5228.99121.5212.1312.1388.54129.11130.2977.53121.5228.99121.5212.1312.1388.54129.11130.2997.53108.16141.24151.87142.42154.5066.5277.15191.08201.71314.46326.53图4.7恒载作用下梁剪力、柱轴力图(kN)4.4活荷载作用下的内力计算4.4.1用弯矩二次分配法计算梁端及柱端弯矩当活荷载造成的内力比恒荷载及水平力所造成的内力小得多时，能不斟酌活荷载的不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样得出来的内力在支座处和按最不利荷载位置法得出的内力非常接近，能直接实行内力组合。不过得出的梁跨中弯矩要比最不利荷载位置法的计算结果小，故而对梁跨中弯矩应乘上的系数进行增大。梁上分布荷载为梯形荷载，依据固端弯矩相等原则，先把三角形分布荷载和梯形分布荷载，变成等效均布荷载。在活载的作用下，顶层梯形荷载变成等效均布荷载。第3层，顶层梯形荷载变成等效均布荷载：q边=(1−2×0.q则顶层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座MAB=−MBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座MBC=−MCBMCB=−M1～2层梯形荷载变成等效均布荷载：q=(1−2×0.q同理，1～2层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座MAB=−MBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座MBC=−MCBMCB=−M计算方法同恒荷载作用下的梁端、柱端弯矩利用Excel表格进行二次弯矩分配，结果如下： 表4.10活荷载作用下框架弯矩二次分配（单位：）层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁三层分配系数0.210.790.220.060.72固端弯矩-2.672.67-0.24分配0.562.11-0.53-0.15-1.75传递0.14-0.271.06-0.36分配0.030.10-0.15-0.04-0.50Σ0.73-0.733.05-0.55-2.49二层分配系数0.180.180.640.210.060.060.67固端弯矩-13.3813.38-1.50分配0.412.418.56-2.61-0.71-0.71-8.55传递0.281.21-1.314.28-0.08-0.36分配-0.03-0.03-0.12-0.81-0.23-0.23-2.57Σ0.663.59-6.2514.24-1.02-1.3-12.62一层分配系数0.180.160.660.210.060.050.68固端弯矩-13.3813.38-1.50分配2.412.148.83-2.49-0.71-0.59-8.08传递1.21-1.254.42-0.36分配0.010.010.03-0.85-0.24-0.20-2.76Σ3.632.15-5.7714.46-1.31-0.79-12.341.08-0.4012.6212.6214.2414.243.051.201.300.790.733.592.150.663.631.080.400.401.082.153.590.730.663.631.311.201.316.255.7714.466.255.7714.460.552.4912.3412.340.730.733.052.4912.62图4.8活载作用下的框架弯矩图()4.4.2计算梁柱剪力及柱轴力梁端剪力能依据梁上竖向荷载引发的剪力与梁端弯矩引发的剪力相加得出，柱轴力可以通过梁端剪力和节点集中力相加求得，计算恒载作用下的柱底轴力，应该考虑柱的自重。活载作用之下梁的剪力和柱的轴力、剪力的计算：（1）梁端剪力由两部分组成：①荷载引起的剪力，公式如下：为梯形荷载式(4.8)为三角形荷载式(4.9)②弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨式(4.10)BC跨因为BC跨两端弯矩相等，故（2）柱的轴力计算：顶层柱顶轴力通过节点剪力与节点集中力叠加求出，柱底轴力等于柱顶轴力。其它层轴力计算与顶层一样，但也应该思考到这层上部柱轴力的传递。（3）柱端剪力计算:式(4.11)表4.11活荷载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底32.160.36-0.3901.772.550.361.772.91210.802.88-1.3309.4712.132.8811.017.92110.802.88-1.4509.3512.252.8820.5933.051.771.779.470.369.352.882.882.5512.1312.252.9117.9233.051.7711.020.59图4.9活载作用下梁剪力、柱轴力图(kN)5.1框架内力组合5.1.1框架梁内力组合1.2S1.35S1.2S1.2S每层梁的内力组合计算结果见表5.1，里面竖向荷载作用下的梁端弯矩是通过调幅后的弯矩（调幅系数为0.8）[19]。表5.1框架梁内力组合层次跨向梁端不利内力恒载活载不考虑地震的组合选取内力调幅后S调幅后S1.2SGK+1.41.35SGK+1.01.2SGK+1.261.2(SGK+0.5S三层AB梁左端-M-19.86-0.58-24.64-27.39-24.56-24.1827.39V62.021.4276.4185.1576.2175.2885.15跨中M65.522.1481.6290.5981.3279.9190.59梁右端-M-72.70-2.44-90.66-100.59-90.31-88.70100.59V70.832.0487.8597.6687.5786.2297.66BC梁左端-M-65.80-1.99-81.75-90.82-81.45-80.1590.82V7.190.299.039.998.998.809.99跨中-M-4.58-1.63-7.78-7.81-7.55-6.477.81二层AB梁左端-M-65.36-0.53-79.17-88.77-79.10-78.7588.77V97.27.58127.25138.80126.19121.19138.80跨中M66.0210.7094.2099.8392.7185.6499.83梁右端-M-6.57-0.96-9.23-9.83-9.09-8.469.83V103.299.70137.53149.14136.17129.77149.14BC梁左端-M-26.45-10.10-45.88-45.81-44.47-37.8045.88V9.702.3014.8615.4014.5413.0215.40跨中-M-4.40-1.20-6.96-7.14-6.796.007.14一层AB梁左端-M-17.93-2.90-25.58-27.11-25.17-23.2627.11V97.27.48127.11138.70126.06121.13138.70跨中M66.0210.7094.2099.8392.7185.6499.83梁右端-M-6.74-1.05-9.23-9.78-9.09-8.399.78V104.239.80138.80150.51137.42130.96150.51BC梁左端-M-59.86-9.87-58.01-70.94-59.40-65.9170.94V9.702.3014.8615.4014.5413.0215.40跨中-M-4.40-1.20-6.96-7.14-6.79-6.007.145.1.2框架柱内力组合表5.2框架柱内力组合层次截面位置内力组合(1)组合(2)组合(3)组合(4)QUOTE及相应NQUOTE及相应M及相应的M3A柱柱顶M24.030.7329.8633.1729.7629.2733.1729.2733.17N66.521.7782.3091.5782.0580.8991.5780.8991.57柱底M-81.70-0.66-98.96-110.96-98.87-98.44110.9698.44110.96N77.151.7795.06105.9294.8193.64105.9293.64105.92B柱柱顶M-8.68-0.55-11.19-12.27-11.11-10.7512.2710.7512.27N97.532.91121.11134.58120.70131.54134.58131.54134.58柱底M8.211.2011.5312.2811.3610.5712.2810.5712.28N108.162.91133.87148.93133.46131.54148.93131.54148.932A柱柱顶M20.933.5930.1431.8529.6427.2731.8527.2731.85N191.0811.0244.70268.96243.16235.90268.96235.90268.96柱底M-22.41-3.63-31.97-33.88-31.47-29.0733.8829.0733.88N201.7111.0257.45283.31255.91248.65283.31248.65283.31B柱柱顶M-8.25-1.30-11.72-12.44-11.54-10.6812.4410.6812.44N141.2417.92194.58208.59192.07108.24208.59108.24208.59柱底M8.431.3111.9512.6911.7710.9012.6910.9012.69N151.8717.92207.33222.94204.82193.00222.94193.00222.941A柱柱顶M13.312.1518.9820.1218.6817.2620.1217.2620.12N314.4620.59406.18445.11403.30389.71445.11389.71445.11柱底M-6.66-1.08-9.50-10.07-9.35-8.6410.078.6410.07N326.5320.59420.66461.41417.78404.19461.41404.19461.41B柱柱顶M-5.10-0.79-7.23-7.68-7.12-6.597.686.597.68N142.4233.05217.17225.32212.55190.73225.32190.73225.32柱底M2.550.403.623.843.563.303.843.303.84N154.5033.05231.67241.63227.04205.23241.63205.23241.635.2框架梁正截面设计梁端截面为矩形，截面宽度,截面高度。混凝土使用，；纵向受力钢筋选用HRB400[20]，；箍筋选用HPB300，，混凝土保护层厚度取20mm，，。截面有效高度为B支座：hAB、BC跨中：h截面抵抗矩系数相对受压区高度受拉钢筋面积为验算条件各层截面配筋计算见下表：表5.3第1层框架梁正截面强度计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM()27.1199.839.7870.947.14b×h0()300×560300×560300×560300×560300×5600.0200.0740.0070.0700.0050.0200.0770.0070.0730.0050.5180.5180.5180.5180.5180.9900.9620.9960.9640.9971365154936536选筋216220216216216实配面积(mm2)4026284024024020.240.370.240.240.240.210.210.210.210.21表5.4第2层框架梁正截面强度计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM()88.7799.839.8345.887.14b×h0()300×560300×560300×560300×560300×5600.0660.0740.0070.0340.0050.0680.