毕业设计计算书（算例） - 图文

毕业设计（论文）报告纸

目 录

毕业设计(论文)任务书..................................................................................................... 3 摘 要 ........................................................................................................................... 5 ABSTRACT .......................................................................................................................... 5 毕业设计（论文）开题报告 ............................................................................................ 6 一． 题目来源 ................................................................................................................. 7 二． 研究的目的和意义 ................................................................................................ 7 三． 阅读的主要参考资料及名称 ............................................................................... 7 四． 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向...................................................... 8 五． 主要研究内容，重点需要研究的的关键问题及解决思路 ............................ 8 六． 完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件（如工具书，计算机辅助设计，某类市场调研，试验设备和试验环境条件等）及解决的办法................. 9 七． 工作的主要阶段，进度及时间安排 .................................................................. 9 结构计算书 ........................................................................................................................ 10 1 框架结构的计算单元和计算简图 ............................................................................. 11 2 荷载和地震作用计算 .................................................................................................. 11 2.1荷载计算 ................................................................................................................. 11 2.2地震作用计算......................................................................................................... 15 3 横向风荷载计算........................................................................................................... 21 3.1风荷载的标准值 .................................................................................................... 21 3.2风荷载作用下的水平位移验算 ........................................................................... 21 4 框架内力计算与组合 .................................................................................................. 23 4.14.24.34.4

地震作用下横向框架结构的内力计算 .............................................................. 23 风荷载作用下的横向框架结构内力计算 .......................................................... 23 竖向荷载作用下的内力计算 ............................................................................... 27 横向框架内力组合 ................................................................................................ 37

5 框架梁、柱的抗震设计 .............................................................................................. 48 5.15.25.35.4

框梁正截面受弯承载力计算 ............................................................................... 48 框架梁斜截面承载力计算 ................................................................................... 50 框架柱抗震设计 .................................................................................................... 53 框架柱斜截面承载力计算 ................................................................................... 56

6 柱下独立基础的设计 .................................................................................................. 57 6.1确定基顶荷载......................................................................................................... 57

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6.26.36.46.5确定基础底面积 .................................................................................................... 57 验算地基承载力 .................................................................................................... 58 确定基础高度......................................................................................................... 58 计算基础底板配筋 ................................................................................................ 59

附录 ..................................................................................................................................... 62 建筑总说明..................................................................................................................... 62 结构设计总说明 ............................................................................................................ 63

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毕业设计(论文)任务书

学院(系) 学生姓名 专业 指导老师/职称 班级 1. 毕业设计(论文)题目：沈阳滨心花园A－11住宅楼

2. 学生完成毕业设计日期：

3. 毕业设计(论文)所需资料及原始数据

《建筑、结构常用结构规范合集》 《土木工程毕业设计指南》

《建筑参考方案之平面图及立面图》 《岩土工程地质报告》

4．毕业设计(论文)应完成的主要内容 （1）.建筑、结构部分

建筑物采用框架结构，建筑面积6000平方米左右，要求提供： a． 建筑设计总说明、平面图、立面图、剖面图（5张图以上） b． 结构设计总说明、结构平面布置图（3-5张图） c． 框架配筋图 （1-2张图） d． 基础布置及基础详图（1-2张图）

（2）.其他：

a．结构计算书（包括抗震计算部分的内容）。 b．用计算机软件（PKPM、TBSA等）验算。 c．对电算合手算结果进行分析，并提交分析结论。 d．指定科目科技外文翻译；不少于两万字符。

e．毕业设计论文的摘要应不少于200汉字，并翻译成英文。

5．毕业设计(论文)的目标及具体要求

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一方面要求学生能运用所学专业的知识解决实际工程设计问题，包括建筑设计、结构方案选择、结构体系的分析和计算、岩土地质报告的分析以及最优结构基础方案的确定和设计计算等。

另一方面要求学生能够运用所掌握的技能辅助解决问题，包括查阅并执行建筑、结构规范、标准图集、运用PKPM等结构计算软件辅助结构设计，运用AutoCAD等计算机绘图技术绘制施工图等。

还要求学生能够有一定的在学习能力，包括专业科技外文的翻译等。 上机学时不应小于40学时。

6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求

1．

完成所要求的毕业设计任务需要约12周时间，其中： 建筑设计施工图 3周 结构计算（荷载、内力、配筋、基础） 5周 结构施工图 2周 整理计算书，图纸，经济效益分析 2周 2．

计算机辅助设计（PKPM计算和AutoCAD绘图）穿插其中。

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摘 要

本毕业设计为拟建沈阳滨心花园A－11住宅楼，共六层，总建筑面积为5072m2。本住宅楼设计本着舒适、实用、经济的原则，采用现浇式框架结构，充分考虑了地震荷载等因素的影响，同时在建筑设计方面采取了适当的美化措施。所有设计均严格按照设计书上的要求，并遵循了国家《建筑设计规范》和《建筑结构设计规范》的有关规定进行设计，并力求细节完整。本设计论文主要分为建筑设计和结构设计两大部分，囊括了建筑设计方案、建筑图纸、结构设计详细计算过程、基础设计等内容,鉴于本人在校期间所学知识有限，一些专业知识尚掌握较浅，故还需要加强习，以巩固提高。总的说来，这是我大学四年所学的一份综合答卷，其中必定存在许多不足之处，肯请各位老师指正。

ABSTRACT

This Graduation Design (paper) is to give a whole design of a residence building of Shenyang. This building totally has six stories,the total building area is 5072 square meters.This designis according to the rule of comfort, practiclity, economy,adoptingthe cast-in-situ---frame structure. The effect of the earthquake load is sufficiently considered, and the design is strictly basded on the requirement of the design’s task and obeys “the requirment fordesign” just as << Code of Archittecture Design >> and <>.

This design is mainly made up of two parts : architecture design and structure design ,including the plan of architecture design .architecture blueprint .the detailed calculation of the structure . base design.and so on..

Since I am studying limit of the major ledge now, I need tostrengthen an use of it and deepen it and use it practiced : totally speaking, this is the final test of me four-year study , it may have some disadvantage and mistakes. So I hope the hope from the teachers.

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1 框架结构的计算单元和计算简图

根据任务书的要求和指导老师的意见，选择第9轴作为计算单元。计算简图如下：

图1 框架计算简图

2 荷载和地震作用计算

2.1荷载计算

2.1.1楼、屋面荷载标准值

根据《荷载规范》BG5009－2001第4.1.1条和第4.3.1条以及附录A表A.1，楼，屋面活荷载标准值取值如下：

住宅，宿舍： 2.0KN/m2 厕所： 2.0 KN/m2 阳台： 2.5 KN/m2 雪载： 0.5 KN/m2

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不上人屋面： 0.5 KN/m2

2.1.2楼、屋面的建筑做法及恒荷载标准值 ①屋面

彩色钢板波形瓦： 0.13KN/ m2

100厚现浇混泥土坡屋面 25×0.10/cos250＝2.75 KN/m2 水泥珍珠岩制品： 4 ×0.05＝0.20 KN/m2 捷罗克防水层： 0.1 KN/m2

120厚钢筋混泥土现浇屋面 25×0.12＝3.00 KN/m2 20厚水泥砂浆找平层 20×0.02＝0.40 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m2

―――――――――――――――――――――――――――――――――― 合计 6.83KN/m2

②卧室、走廊

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 KN/m2

120厚钢筋混泥土现浇板 25×0.12＝3.00 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m2

―――――――――――――――――――――――――――――――― 合计 3.80 KN/m2

③厕所

瓷砖地面 0.55 KN/m2

20厚水泥砂浆保护层 20×0.02＝0.4 KN/m2 厕所防水层 0.05 KN/m2

120厚钢筋混泥土现浇板 25×0.12＝3.00 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m2

―――――――――――――――――――――――――――――――― 合计 4.2 KN/m2 ④阳台

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瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 KN/m2

120厚钢筋混泥土现浇板 25×0.12＝3.00 KN/m2

―――――――――――――――――――――――――――――――― 合计 3.55 KN/m2

2.1.3梁、柱自重（包括梁侧、梁底、柱抹灰的重量）标准值

梁、柱的抹灰近似按加大梁宽及柱宽考虑，梁柱自重标准值见表1，其中梁长取净宽，柱长取层高

表1 梁、柱自重标准值

层次 编号 KL1 KL2 KL3 KL7 KL4 KL5 KL6 XL1 KZ2 KZ1 截面（mm） 250×500 250×500 250×500 350×600 200×400 200×400 200×400 250×500 400×400 500×500 21－6 1-5 2－6 1 长度（m） 4.45 3.5 4.15 3.10 3.33 3.08 1.28 1.75 3 4.2 每根重量 16.13 12.69 15.04 18.14 7.99 7.39 3.07 6.34 14.52 30.62 折合荷载 （均布KN/m2） 3.63 3.63 3.63 5.85 2.4 2.4 2.4 3.63 4.84 7.29

2.1.4墙体自重

墙体采用泡沫混泥土（5 KN/m3），外强厚350mm，内墙厚250mm，部分隔墙厚100mm。外墙面贴瓷砖（0.5 KN/m2）内墙面均为20mm厚抹灰，故外墙体单位面积的重量为

0.5＋5×0.35＋17×0.02＝2.59 KN/m2

内墙（200mm厚）单位面积重量为

5×0.20＋17×0.02×2＝1.68 KN/m2

隔墙（100mm厚）单位面积重量为

5×0.10＋17×0.02×2＝1.18 KN/m2

木门窗单位面积重量为0.2 KN/m2；铝合金窗单位面积重量为0.4 KN/m2 因此，有门的内墙（KL2上）折算重量为

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2～6层 1.68?1层 1.68?2.0?1.82.5?3.52.0?1.82.5?3.4?1.68?0.2??1.07KN?1.68?0.2??1.05KN/m/m2

2两数值相差很小，为方便计算，统一取1.07 KN/m2 有门的内墙（KL9上）折算重量为0.264 有门的内墙（KL11上）折算重量为 1.68?2.0?0.93.1?2.5?1.68?0.2??1.34KN/m2

有门的外墙（KL7上）折算重量为 2.59?2.4?2.13.1?2.5?2.59?0.20??1.04KN/m2

有窗的外墙（KL7上）折算重量为 2.59?1.8?1.63.1?2.5?2.59?0.4??1.78KN/m2

有窗的外墙（KL8上）折算重量为 2.59?1.8?1.63.0?2.5?2.59?0.4??1.75KN/m2

墙体自重标准值计算见表2 2.1.5各层重力荷载标准值

根据《抗震规范》GB50011－2001第5.1.3，屋顶重力荷载代表值包括：屋面自重，50％屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。

表2 墙体自重标准值 层次 墙体 KL1上墙体 KL2上墙体 KL3上墙体 KL4上墙体 KL5上墙体 分户墙 每片面积 4.45×2.5 3.5×2.5 4.15×2.5 3.33×2.5 3.08×2.5 1.28×2.5 单位面积重量（KN/m2） 1.68 KN/m2 1.15KN/m2 1.68 KN/m2 1.68 KN/m2 1.68 KN/m2 1.68 KN/m2 重量 18.69 10.06 17.43 13.99 12.94 5.376 1—6 其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50％楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上下各半层的柱及墙体自重。

各层重力荷载代表值分别计算如下： 第6层：

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G6 ＝ 13.7×3.45×6.83＋（13.7－2＋6.1）×3.63＋3.05×2×5.85＋0.5×0.5×13.7×

3.45＋1.55×1.20×1.04＋（1.55＋1.5×2）×1.20×1.78＋（4.45＋4.15）×1.25×1.68＋3.5×1.25×1.07＋1.55×1.25×1.34＋2.1×1.25×1.18＋2.4×1.25×0.95＋1.5×1.25×1.68＋1.5×2.5×1.68/4＋1.5×4×4.84 ＝511.64KN 第2～5层

G2-5＝13.7×3.45×（3.80＋0.8×2.0）＋（13.7－2＋6.1）×3.63＋3.05×2.4＋3.05

×2×5.85＋1.55×2.4×1.04＋（1.55＋1.5×2）×2.40×1.78＋（4.45＋4.15）×2.5×1.68＋3.5×2.5×1.07＋1.55×2.5×1.34＋2.1×2.5×1.18＋2.4×2.5×0.95＋1.5×2.5×1.68＋1.5×2.5×1.68/2＋3×4×4.84＋3.33×1.75×3.55＋1.75×3.63 ＝536.95KN 第1层

G1＝516.26－1.5×4×4.84＋2.1×4×7.29＝569.15KN 各质点的重力荷载代表值及质点高度如图2所示。

图2 各质点重力荷载代表值

2.2地震作用计算

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2.2.1横向框架侧移刚度

梁的线刚度计算见表3，混泥土强度为C30。

表3 梁的线刚度 惯性矩 梁 编号 KL1 KL2 KL3 KL4 KL5 KL7 KL8 KL9 KL10 截面（m） （m） 0.25×0.5 0.25×0.5 0.25×0.5 0.2×0.4 0.2×0.4 0.35×0.6 0.35×0.6 0.2×0.5 0.2×0.5 4.8 3.9 4.5 3.6 3.3 3.6 3.3 3.6 3.3 2边框架梁 4中间框架 (KN?m) 跨度I0?bh123?m?3Ib?1.5I0m??4 9.45×103 9.45×103 ib?EcIblIb?2.0I0(m)4 4.16×10 4.16×103 4.16×103 2.14×103 2.14×103 4.16×103 4.16×103 3ib?EcIbl(KN?m) 2.08×10 2.08×103 2.08×103 1.07×103 1.07×103 6.3×103 6.3×103 2.08×103 2.08×103 78750 85909 26000 32000 27733 17833 19455 34666 37818 2.2.2柱线刚度计算

柱的线刚度计算见表4，混泥土采用C40。

表4 柱的线刚度 层次 2～6 1 截面（m） 0.4×0.4 0.5×0.5 2高度（m） 3.0 4.2 EcKN/m66?2? Ic?bh123?m? 4ic?EcIch?KN?m? 32.5×10 32.5×10 2.13×105.21×10?3?3 23075 40315 2.2.3横向框架柱侧移刚度

横向框架柱侧移刚度D值计算见表5 由图中数据可知?D15504256272?D2??0.978?0.7，故该框架为规则框架。

2.2.4横向框架自振周期计算

由于本框架质量和刚度沿高度分布比较均匀，所以其自振周期可以按《高层规范》JGJ3－2002附录B.0.2规定计算。

T1?1.7?TuT

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表5 横向框架柱侧移刚度D值 K层次 位置 i??2icb(一般层) b?＝?＝KK?中框架边 柱 2～6 中框架中 柱 KZ1 KZ4 KZ2 KZ3 i?iic2?K0.5?K2?K(一般层) D＝?ic12h2(KN/m) (底层) (底层) 柱根数 2?260002?230752?277332?230752?23075?1.13 ?1.20 0.361 0.375 0.529 0.564 0.432 0.442 0.564 0.569 11106 11538 16276 17352 56272 11847 12122 15468 15605 55042 1 1 1 1 1 1 1 1 2??26000?320002??32000?277332?23075 ???2.51 ?2.59 ?D中 框 架边 柱 1 中 框 架中 柱 KZ1 KZ4 KZ2 KZ3 i2600040315277334031540315?0.64 ?0.69 ?1.44 ?1.48 26000?3200032000?2773340315 ?D 式中 uT－计算结构自振周期用的结构顶点假想位移（m）

?T－结构自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0.6～0.7，本框架取0.7。

①横向框架结构顶点假想位移计算

横向框架结构顶点假想位移计算见表6。 ②横向框架自振周期计算

根据上述公式得

T1?1.7?TuT＝1.7?0.7?0.2002?0.53s

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表6 横向框架结构顶点假想位移

层次 6 5 4 3 2 1 Gi?KN? 511.64 536.95 536.95 536.95 536.95 569.15 VGi?KN? ?D?KNim? ?ui?VGi?Di?m? ui?m?0.2002 0.1911 0.1725 0.1437 0.1060 0.0587 511.64 1048.59 1585.54 2122.49 2659.44 3228.59 56272 56272 56272 56272 56272 55042 0.0091 0.0186 0.0282 0.0377 0.0473 0.0587 2.2.5横向地震作用计算

根据《抗震规范》GB50011－2001第5.1.2条规定，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等简化方法计算地震作用，因此，本框架结构采用底部剪力法计算抗震作用。

采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值FEk为

FEk??iGeq

式中 ?i －相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数

Geq－结构等效总重力荷载，单质点取总重力荷载代表值，多质点取总重力荷载代表值的85％。

载多遇地震作用下，由地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组；建筑场地土类别为III类，由《抗震规范》GB50011－2001表5.1.4-1和表5.1.4-2可查得：

水平地震影响系数最大值，?max＝0.08； 特征周期值 Tg＝0.45s。

因为T1＝0.53<1.4Tg＝1.4×0.45＝0.63s，则顶部附加地震作用系数?n可以不考虑，而且Tg＝0.45s

?Tg?1???T?1????0.9?max?0.45?＝??0.53??0.9?0.08＝0.069

对于多质点体系

Geq＝0.85?Gi＝0.85×3228.59＝2744.3KN

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结构底部总横向水平地震作用标准值为：

FEk??1Geq?0.069?2744.3?189.36KN

按《抗震规范》式5.2.1-2算得作用于各层质点上横向水平地震作用标准值见表7。

表7 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力

层次 6 5 4 3 2 1 Hi(m) Gi(KN) GiHi(KN?m) GiHi?GjH jFi(KN) Vi(KN) 19.2 16.2 13.2 10.2 7.2 4.2 511.64 536.95 536.95 536.95 536.95 569.15 9823.5 8698.6 7087.4 5476.9 3866.0 2390.4 0.2631 0.2329 0.1898 0.1467 0.1035 0.0640 49.82 44.10 35.94 27.78 19.60 12.12 49.82 93.92 129.86 157.64 177.24 189.36 纵向框架各层水平地震作用及地震剪力见图3。

图3 地震荷载水平作用示意图

2.2.6验算横向框架梁柱截面尺寸及水平位移

该框架在地震区，故应同时验算截面的最大承载力及轴压比。梁的混泥土强度为C30，钢筋为HRB335级；柱的混泥土强度等级为C40，钢筋为HRB400。 ①框架梁

框架梁采用同一截面尺寸，故只需对受力较大的楼面梁进行校验。

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M0?l28?gb2?qb?

＝

4.88?1.2??3.80??3.45?0.25??3.63?2.5?1.68??1.4?2.0?3.45?

＝68.15KN·m

V0?12?gb?qb??4.82?23.664?56.79KN

由于本框架的抗震等级为三级，根据《混泥土规范》GB50010-2002第11.3.1条的要求，混泥土受压区的高度应该符合下列要求：

二、三级抗震等级 x?0.35h0 即???b＝0.35，从而可得?max??b?1?0.5?b??0.289，因此， Mumax??smax?1fcbh02?0.289?1.0?14.3?250??500?35?2

＝223.40KN·m>0.8M0＝0.8×68.15＝54.52KN·m。

Vumax?1?RE?0.2fcbh0??10.85（0.2×14.3×250×465）

＝391.15KN>V0＝56.79KN

这说明250mm×500mm的梁满足要求。 ②框架柱

对受力最大的底层中柱柱底截面的轴压比进行核算。选KZ2验算。

N?Nmax?1.2（恒载）＋1.4（活载）

＝1.4×19.71×1.95＋1.4×21.16×2.4＋1.4×（17.3×2.4＋14.57×2.4＋36.11/2）×5＋1.4×（52.33＋49.59×5＋7.29）＋1.2×1.68×1.95＋1.2×1.83×2.4＋1.2×（4.91×2.4＋3×2.4＋10.58/2）×5＋4.17×1.2＋11.14×1.2×5 ＝1734.69KN。

对于抗震等级为三级的框架柱，右《混泥土规范》GB50010-2002第11.4.16条可知，框架柱轴压比限制值为0.9。

而 故可满足要求。 ③横向框架水平位移验算

水平地震作用下横向框架结构的层间位移和顶点位移计算见表8。

由表8可见，最大层间弹性角位移发生在第2层，其值为1/952，小于位移角极

1.2Nfcbh?1734.69?1019.1?50023?0.36?0.9

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限值??e??15501550，故满足要求。结构顶点位移与总高度之比

uH?0.0142619.2?11346，小于

，也满足结构顶点位移的要求。

表8 纵向水平地震作用下的位移验算

?ui层数 6 5 4 3 2 1 Vi(KN) ?D(KNm) i?ui?Vi?Di(m) ui(m) hi(m) ?e?hi 49.82 93.92 129.86 157.64 177.24 189.36 56272 56272 56272 56272 56272 55042 0.00089 0.00167 0.00231 0.00280 0.00315 0.00344 0.01426 0.01337 0.01170 0.00939 0.00659 0.00344 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.2 1/3371 1/1796 1/1299 1/1071 1/952 1/1221 3 横向风荷载计算

3.1风荷载的标准值

风荷载的标准值Wk按下列公式计算

Wk??z?s?zw0

式中 ?z－高度Z处的风振系数； ?s－风荷载体形系数； ?z－风压高度变化系数； w0－基本风压。

《荷载规范》规定，高度小于30m的可以不考虑风振系数，风压高度变化系数由《荷载规范》表7.2.1查得。风荷载计算取第9轴计算，其负荷宽度为3.45m，将风荷载换算成作用在框架每一层节点的集中荷载，计算过程见表9，表中z表示框架节点到地面的高度，A为每一榀框架各层节点的受荷面积。

横向框架结构分析时，各层节点上的集中荷载如图4所示。

3.2风荷载作用下的水平位移验算

风荷载作用下框架层间位移和顶点位移计算见表10。 由表10可知，最大的层间弹性角位移发生载第5层，其值为1/30000，远小于《高层规程》JGJ3-2002第4.6.3条规定的限值??e??uH?0.00059019.20?13254216501，结构的顶点位移与总高度之比

，也远小于规定的限值

650，所以结构的水平位移满足要求。

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表9 各层风荷载标准值统计

层次 6 5 4 3 2 1 ?z 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ?s Z（m） 19.2 19.2 16.2 13.2 10.2 7.2 4.2 ?z 0.82 0.82 0.76 0.74 0.74 0.74 0.74 A（m2） w0（KN/m2）0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.63 5.18 10.35 10.35 10.35 10.35 12.42 Pw（KN） 0.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 4.48 5.62 5.48 5.48 5.48 6.57 图4 风荷载作用示意图

表10 风荷载作用下框架层间位移和顶点位移

层次 6 5 4 3 2 1 Vi?KN

? ?Di(KNm) ?ui?Vi?Di(m) ui(m) hi(m) ?e??uihi 4.48 5.62 5.48 5.48 5.48 6.57 56272 56272 56272 56272 56272 55042 0.000080 0.000100 0.000097 0.000097 0.000097 0.000119 0.000590 0.000510 0.000410 0.000313 0.000216 0.000119 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.2 1/37500 1/30000 1/30928 1/30928 1/30928 1/35294

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4 框架内力计算与组合

4.1地震作用下横向框架结构的内力计算

取第9轴，采用D值法计算，其中D和?Di取自表5，层间剪力见表7，各柱的反弯点高度比根据《混泥土结构·下册》（武汉工业大学出版社，2002，彭少明主编）表3.4确定。剪力和弯矩的计算过程见下表

4.2风荷载作用下的横向框架结构内力计算

风荷载作用下的内力计算和地震荷载作用下的内力计算相似，具体的计算过程见下面的表格和弯矩图，剪力图。

表11 地震荷载作用下柱的弯矩计算

Vi层?Di(KN/m)h(m) 次 （KN） 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 49.82 93.92 129.86 157.64 177.24 189.36 49.82 93.92 129.86 157.64 177.24 189.36 49.82 93.92 129.86 157.64 177.24 189.36 49.82 93.92 129.86 157.64 177.24 189.36 56272 56272 56272 56272 56272 55042 56272 56272 56272 56272 56272 55042 56272 56272 56272 56272 56272 55042 56272 56272 56272 56272 56272 55042 柱 D(KN/m) 11538 11538 11538 11538 11538 11847 16276 16276 16276 16276 16276 15468 17352 17352 17352 17352 17352 15605 11538 11538 11538 11538 11538 12122 D?DiVik (KN) 10.215 19.257 26.626 32.322 36.341 40.757 14.410 27.165 37.560 45.595 51.265 53.214 15.362 28.961 40.044 48.610 54.654 53.686 10.215 19.257 26.626 32.322 36.341 41.703 K 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 0.64 2.51 2.51 2.51 2.51 2.51 1.44 2.59 2.59 2.59 2.59 2.59 1.48 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 0.69 yi 0.36 0.45 0.45 0.46 0.50 0.70 0.45 0.45 0.48 0.50 0.50 0.55 0.45 0.45 0.48 0.50 0.50 0.55 0.36 0.41 0.45 0.46 0.50 0.70 M下 M上 19.61 31.77 43.93 52.36 54.51 51.35 23.78 44.82 58.59 68.39 76.90 100.57 25.35 47.79 62.47 72.91 81.98 101.47 19.61 34.09 43.93 52.36 54.51 52.55 KZ1 KZ2 KZ3 KZ4 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205 0.215 0.289 0.289 0.289 0.289 0.289 0.281 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 0.284 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205 0.220 (KN?m) (KN?m) 11.03 26.00 35.95 44.61 54.51 119.83 19.45 36.67 54.09 68.39 76.90 122.92 20.74 39.10 57.66 72.91 81.98 124.01 11.03 23.69 35.95 44.61 54.51 122.61

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表12 地震荷载作用下梁的弯矩和剪力

层次 6 4.8 19.61 10.70 6.31 3.90 13.08 13.59 6.84 4.50 11.76 19.61 6.97 -6.31 -0.53 -0.13 6.97 5 4.8 42.80 28.92 14.94 3.90 35.35 36.73 18.48 4.50 31.80 45.12 17.09 -21.25 -4.07 1.26 24.06 4 4.8 69.93 42.87 23.50 3.90 52.39 54.44 27.39 4.50 47.13 67.62 25.50 -44.8 -7.96 3.15 49.56 3 4.8 88.31 55.12 29.88 3.90 67.36 69.99 35.22 4.50 60.58 88.31 33.09 -74.68 -13.3 5.28 82.64 2 4.8 99.12 65.38 34.27 3.90 79.91 83.02 41.78 4.50 71.87 99.12 38.00 -108.95 -44.45 9.06 120.65 1 4.8 105.88 79.86 38.70 3.90 97.61 98.33 50.24 4.50 85.12 107.06 42.71 -147.65 -55.99 16.59 163.36 l(m) KL1 MM左右(KN?m) (KN?m) Vb(KN) l(m) KL2 MM左右(KN?m) (KN?m) Vb(KN) l(m) KL3 MM左右(KN?m) (KN?m) Vb(KN) KZ1 KZ2 KZ3 KZ4 N(KN) N(KN) N(KN) N(KN) 图5 地震荷载作用下框架的弯矩图

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图6 地震荷载作用下梁的剪力和柱的轴力图

表13 风荷载作用下柱的弯矩计算 柱

Vi 层h(m) 次 (KN) 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 4.20 4.48 10.10 15.58 21.06 26.54 33.11 4.48 10.10 15.58 21.06 26.54 33.11 4.48 10.10 15.58 21.06 26.54 33.11 4.48 10.10 15.58 21.06 26.54 33.11 ?Di(KN/m) D (KN/m) 11538 11538 11538 11538 11538 11847 16276 16276 16276 16276 16276 15468 17352 17352 17352 17352 17352 15605 11538 11538 11538 11538 11538 12122 D?D iVik (KN) 0.919 2.071 3.195 4.318 5.442 7.126 1.296 2.921 4.506 6.091 7.676 9.305 1.381 3.114 4.804 6.494 8.184 9.387 0.919 2.071 3.195 4.318 5.442 7.292 K 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 0.64 2.51 2.51 2.51 2.51 2.51 1.44 2.59 2.59 2.59 2.59 2.59 1.48 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 0.69 yi 0.36 0.45 0.45 0.46 0.50 0.70 0.45 0.45 0.48 0.50 0.50 0.55 0.45 0.45 0.48 0.50 0.50 0.55 0.36 0.41 0.45 0.46 0.50 0.70 M下 0.99 2.80 4.31 5.96 8.16 20.95 1.75 3.94 6.49 9.14 11.51 21.49 1.86 4.20 6.92 9.74 12.28 21.68 0.99 2.55 4.31 5.96 8.16 21.44 M上 1.76 3.42 5.27 7.00 8.16 8.98 2.14 4.82 7.03 9.14 11.51 17.59 2.28 5.14 7.49 9.74 12.28 17.74 1.76 3.67 5.27 7.00 8.16 9.19 (KN?m) (KN?m) KZ1 KZ2 KZ3 KZ4 56272 56272 56272 56272 56272 55042 56272 56272 56272 56272 56272 55042 56272 56272 56272 56272 56272 55042 56272 56272 56272 56272 56272 55042 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205 0.215 0.289 0.289 0.289 0.289 0.289 0.281 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 0.284 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205 0.220 第25页（共66页）

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表14 风荷载作用下梁的弯矩和剪力

层次 6 4.8 1.76 0.96 0.57 3.90 1.18 1.22 0.62 4.50 1.06 1.76 0.63 -0.57 -0.05 -0.01 0.63 5 4.8 4.41 2.96 1.54 3.90 3.61 3.75 1.89 4.50 3.25 4.66 1.76 -2.11 -0.4 0.12 2.39 4 4.8 8.07 4.94 2.71 3.90 6.03 6.27 3.15 4.50 5.42 7.82 2.94 -4.82 -0.84 0.33 5.33 3 4.8 11.31 7.03 3.82 3.90 8.60 8.93 4.49 4.50 7.73 11.31 4.23 -8.64 -1.51 0.59 9.56 2 4.8 14.12 9.29 4.88 3.90 11.36 11.80 5.94 4.50 10.22 14.12 5.41 -13.52 -2.57 1.12 14.97 1 4.8 17.14 13.09 6.30 3.90 16.01 16.09 8.23 4.50 13.93 17.35 6.95 -19.82 -4.5 2.4 21.92 l(m) KL1 MM左右(KN?m) (KN?m) Vb(KN) l(m) KL2 MM左右(KN?m) (KN?m) Vb(KN) l(m) KL3 MM左右(KN?m) (KN?m) Vb(KN) KZ1 KZ2 KZ3 KZ4 N(KN) N(KN) N(KN) N(KN) 图7 风荷载作用下框架的弯矩图

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图8 风荷载作用下梁的剪力和柱的轴力图

4.3竖向荷载作用下的内力计算

计算时以纵向框架的墙、梁、传来的荷载以集中力的形式作用再各节点上。 由于本结构中双向板居多，所以板上的均布荷载在梁上会产生很多的梯形荷载和三角形荷载，为此需要将梯形和三角形荷载转换成均布荷载计算，换算公式见《混泥土结构·下册》（武汉工业大学出版社，2002，彭少明主编）图1.37（三角形荷载转换系数为5/8） 4.3.1荷载计算

①屋面均布恒载 6.83KN/m2 顶层各梁恒载计算过程见表15。 活载：

不上人屋面 0.5 KN/m2 雪载 0.2 KN/m2

―――――――――――――――――――――――――――――――――

合计 0.7 KN/m2

顶层各梁活荷载计算过程见表16。

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图9 各层楼面荷载分区及荷载转化系数

表15 顶层各梁恒载标准值

梁编号 梯形荷载最大值 转化系数 换算均布荷载 梁自重 合计 KL1 左 右 12.294 11.270 0.711 0.804 8.741 9.061 3.63 21.16 左 12.294 0.672 8.262 KL2 右 11.270 0.718 8.092 3.63 19.71 左 12.294 0.744 9.147 3.63 21.30 KL3 右 11.270 0.780 8.791

表16 顶层各梁活荷载标准值

梁编号 梯形荷载最大值 转化系数 换算均布荷载 合计 KL1 左 1.26 0.711 0.90 1.83 右 1.16 0.804 0.93 左 1.26 0.672 0.85 1.68 KL2 右 1.16 0.718 0.83 左 1.26 0.744 0.94 1.84 KL2 右 1.16 0.780 0.90 ②1～5层梁的均布荷载

楼面均布恒载 3.80 KN/m2

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横梁自重 3.63 KN/m 内墙体自重 4.20 KN/m 卫生间恒载 4.20 KN/m2 卫生间墙体（有门）折算均布荷载 0.288 KN/m2 恒载计算见表17。

活荷载计算见表18。（各楼面的活荷载均为2.0KN/m2）

表17 标准层梁恒载标准值

梁编号 荷载最大值 KN/m 转化系数 换算均布荷载 KN/m 梁自重 KN/m 墙体自重 KN/m 合计 KN/m KL2(靠近KL1) KL2（靠近KL3） 左 右 左 右 左 右 6.84 6.27 5.39 5.39 0 0 0.711 0.804 0.625 0.625 0 0 4.86 5.04 3.37 3.37 0 0 3.63 3.63 3.63 4.20 4.20 4.20 17.73 14.57 7.83 表18 标准层梁活载标准值

KL1 左 右 3.6 3.30 0.711 0.804 2.26 2.65 4.91 KL2(靠近KL1) 左 右 2.40 2.40 0.625 0.625 1.5 1.5 3 KL2（靠近KL3） 左 右 0 0 0 0 0 0 0 KL1 KL3 左 右 6.84 6.27 0.744 0.780 5.09 4.89 3.63 4.20 17.81 梁编号 荷载最大值 KN/m 转化系数 换算均布荷载 KN/m 合计 KN/m KL3 左 右 3.60 3.30 0.744 0.780 2.68 2.57 5.25 ③KL2上由KL4和KL5传来的集中荷载计算： 恒荷载

各分块的面积见图9。

卫生间墙体折算到梁上的均布荷载 1.18×2.5×2.1/3.3＝1.88 KN/m 卫生间均布荷载 4.46 KN/m 卧室均布荷载 3.80 KN/m 梁自重 2.4×3.2＝7.68KN 所以传递的集中荷载为：[1.88×（3.3+3.6）＋3.80×（2.70+2.48）+4.49×

（2.88+2.52）]/2+7.68＝36.11KN

活荷载 2.0KN/m2 所传递的集中活荷载为 2.0×（2.70+2.48+2.88+2.52）/2＝10.58 KN

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④阳台悬挑梁的荷载计算

恒荷载 3.35×1.8＋3.63＝9.66 KN/m 活荷载 2.00×1.8＝3.60KN/m

⑤各层节点集中荷载计算

参照受荷分区图，计算过程见表19。

各层节点在活荷载作用下集中力计算结果见表20。 恒荷载及活荷载的荷载分布图如图10。

柱 表19 框架柱恒载标准值 6层 2.98 6.83 20.18 39.07 5.96 6.83 12.52 52.33 5.96 6.83 12.52 52.33 2.98 6.83 20.18 39.07 2至5层 2.98 3.8 37.74 49.06 2.7 4.49 2.98 3.8 受荷面积(m2) KZ1 均布荷载(KN/m2) 梁、墙、柱自重(KN) 合计(KN) 受荷面积(m2) KZ2 均布荷载(KN/m2) 梁、墙、柱自重(KN) 合计(KN) 受荷面积(m2) KZ3 均布荷载(KN/m2) 梁、墙、柱自重(KN) 合计(KN) 受荷面积(m2) KZ4 均布荷载(KN/m2) 梁、墙、柱自重(KN) 合计(KN) 26.14 49.59 5.57 3.8 30.39 51.56 2.98 3.8 45.43 56.75

表20 框架柱活载标准值 KZ1（KN） KZ2（KN） KZ3（KN） KZ4（KN） 2.09 4.17 4.17 2.09 5.96 11.14 12.35 5.96 层 6 2～5

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图10 恒荷载及活荷载的荷载分布图

4.3.2横向框架竖向内力计算

竖向荷载作用下的内力计算采用弯矩分配法计算，民用建筑可以不考虑活荷载的最不利布置。

①固端弯矩的计算均布荷载两端固定的弯矩计算采用公式M?ql2/12计算，悬挑 梁均布荷载固端弯矩的计算采用公式M?ql2/2。中间跨的荷载分布比较复杂，故借助《结构力学求解器1.5学生版》求得。计算结果见表21。

悬挑梁的固端弯矩恒载时为M?ql2/2＝19.32 KN?m 活载时为M?ql2/2＝7.20 KN?m ②分配系数计算

分配系数由转动刚度与总转动刚度决定，框架的梁柱线刚度如图11。

由于所有的节点均为刚节点，所以将线刚度扩大4倍就是转动刚度。比如算顶层KZ1和KL1节点的分配系数为：

?KL1?4ib4ic?4ib?4?260004?23075?4?26000?0.530

?KZ1?4ic4ic?4ib?4?230754?23075?4?26000?0.470

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梁编号 KL1 KL2 KL3 表21 框架梁固端弯矩 荷载类别 6层（KN?m） 2～5层（KN?m） 左端 -40.63 -34.04 恒荷载 右端 40.63 34.04 左端 -3.51 -9.43 活荷载 右端 3.51 9.43 左端 -24.98 -29.90 恒荷载 右端 24.98 34.72 左端 -2.13 -6.94 活荷载 右端 2.13 7.92 左端 -35.94 -30.05 恒荷载 右端 35.94 30.05 左端 -3.11 -8.86 活荷载 右端 3.11 8.86

图11 框架的梁柱线刚度

其他节点系数见力矩分配图

③传递系数

远端固定，传递系数均为0.5。

④竖向恒荷载和活荷载的弯矩分配计算见图12。

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图12 竖向恒荷载弯矩分配计算

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图13 竖向恒荷载弯矩分配计算

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图14 恒载作用下的弯矩图

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