土木工程毕业设计框架结构计算书 - 图文

摘要

本毕业设计遵循先建筑、后结构、再基础的设计过程，根据任务书和指导书的要求，完成钢筋混凝土框架结构的秀水佳园综合办公楼的建筑、结构和基础设计。

建筑施工图包括总平面图及说明，一层、二层、三层、标准层和屋顶平面图，正立面和背立面图，楼梯和电梯井的剖面图，以及若干详图。各图均按规范要求设计并得到指导老师认可。

本工程结构设计时密切结合建筑设计，力求经济合理，。考虑毕业设计的特殊要求，以手算为主、电算为辅。

结构设计主要包括以下几个部分：重力荷载计算；框架侧移刚度计算；横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算；竖向荷载作用下框架结构的内力计算；截面设计与配筋计算；楼梯设计；梁板设计和基础设计。

计算书的主要内容有：手工完成横向框架结构侧移计算、框架受力分析与截面设计（包括内力分析、水平荷载与竖向荷载的计算和组合、截面配筋）；进行楼梯设计；进行框架现浇楼板局部单元板和连系梁的设计（包括手工进行荷载计算、内力分析组合及配筋计算）；进行横向框架所对应的柱下基础设计。

毕业设计的成果符合现行规范的要求，因而是合理可行的。

关键词：钢筋混凝土结构；框架结构；综合办公楼；建筑与结构设计

I

The building design and structural design of reinforced concrete frame structure’s Xiu Shui Jia Yuan comprehensive office building

Student: HUO Jian-cai Teacher: HUANG Jun-Feng

Abstract: This graduation project follows and builds, and then structure, more basic design process first, according to the request of task book and guide book, finish the building design and structural design of reinforced concrete frame structure’s Xiu Shui Jia Yuan comprehensive building.

The construction drawing of the building including that one, two, three, the standard floor and roof plans, front and back are elevation, stairs and elevator shaft of the profiles, as well as a number of details. Regulatory requirements of the plans are designed and approved instructor.

The design of engineering structures, building design closely to the economy and reasonable. Consider the special requirements of graduation project in order to hand-count-based, supplemented by computer.

Structural design include the following main parts: the calculation of gravity load; the framework of lateral stiffness calculation; transverse horizontal load structure under the framework of the calculation of internal force and displacement; vertical load structure under the framework of the internal force calculation; Design and reinforced cross-section calculation ; staircase design; beam design and foundation design.

Calculation of the main contents of the book are: hand to complete the structure of the horizontal lateral framework, the framework of stress analysis and cross-section design (including analysis of internal forces, horizontal load and vertical load calculation and combination of reinforcement cross-section); for the staircase design; to the framework local unit cast-in-place floor panels and the design of link beams (including the manual loading, the reinforcement of internal force analysis of the composition and calculation); horizontal framework of the corresponding basis for the design of the next column. Graduated from the results of the design requirements in line with existing norms, so it is reasonable and feasible. The design of engineering structures, building design closely to the economy and reasonable. Consider the special requirements of graduation project in order to hand-count-based, supplemented by computer.

Structural design include the following main parts: the calculation of gravity load; the

II

framework of lateral stiffness calculation; transverse horizontal load structure under the framework of the calculation of internal force and displacement; vertical load structure under the framework of the internal force calculation; Design and reinforced cross-section calculation ; staircase design; beam design and foundation design.

Calculation of the main contents of the book are: hand to complete the structure of the horizontal lateral framework, the framework of stress analysis and cross-section design (including analysis of internal forces, horizontal load and vertical load calculation and combination of reinforcement cross-section); for the staircase design; to the framework local unit cast-in-place floor panels and the design of link beams (including the manual loading, the reinforcement of internal force analysis of the composition and calculation); horizontal framework of the corresponding basis for the design of the next column. The graduation project achievement conforms to the present standard requirement, thus is reasonable and feasible.

Key words: reinforced concrete structure; frame structure; comprehensive office building; building design and structural design

III

目 次

摘要???????????????????????????????Ⅰ Abstract?????????????????????????????Ⅱ

1. 工程概况????????????????????????????1 2. 结构方案及布置?????????????????????????1 3. 构件初估????????????????????????????2

3.1 柱截面尺寸的确定?????????????????????2 3.2 梁尺寸确定????????????????????????3 3.3 楼板厚度的确定??????????????????????3 3.4 柱高度??????????????????????????3 4. 重力荷载计算????????????????????????? 3

4.1屋面(顶盖)及楼面的恒荷载标准值????????????? 3 4.2屋面(顶盖)及楼面的活荷载标准值????????????? 5 4.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算?????????????? 5 4.4重力荷载代表值?????????????????????? 7 5. 框架侧移刚度计算??????????????????????? 8 5.1 横向框架侧移刚度计算???????????????????8

5.2 纵向框架侧移刚度计算???????????????????11 6. 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算?????????? 13

6.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 ??????? 13 6.1.1横向自振周期计算??????????????????13

6.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算???????????14 6.1.3水平地震作用下的位移验算??????????????16 6.1.4水平地震作用下框架内力计算?????????????16 6.2 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算?????????20

6.2.1风荷载标准值????????????????????20 6.2.2风荷载作用下的水平位移验算?????????????23 6.2.3风荷载作用下框架结构内力计算????????????24 7. 竖向荷载作用下框架结构的内力计算???????????????28

7.1 横向框架内力计算???????????????????? 28

IV

7.1.1计算单元?????????????????????28 7.1.2荷载计算?????????????????????28

7.1.3内力计算?????????????????????32 7.2 横向框架内力组合??????????????????? 44 7.2.1结构抗震等级?????????????????? 44 7.2.2框架梁内力组合????????????????? 44

7.2.3框架柱内力组合????????????????? 46

8. 截面设计?????????????????????????? 56

8.1框架梁?????????????????????????56

8.1.1梁的正截面受弯承载力计算????????????? 56 8.1.2梁斜截面受剪承载力计算?????????????? 60 8.2框架柱?????????????????????????61 8.2.1剪跨比和轴压比验算???????????????? 61 8.2.2柱正截面承载力计算???????????????? 61

8.2.3柱斜截面受剪承载力计算?????????????? 63 8.3框架梁柱节点核心区截面抗震验算?????????????64 9. 楼梯设计??????????????????????????65

9.1 平台板计算???????????????????????66

9.1.1 荷载计算???????????????????? 66 9.1.2 截面设计???????????????????? 67 9.2 梯段板计算?????????????????????? 67

9.2.1 荷载计算??????????????????? 67 9.2.2 截面设计??????????????????? 68 9.3平台梁计算?????????????????????? 68

9.3.1 荷载计算??????????????????? 68 9.3.2 正截面承载力计算??????????????? 68 9.3.3 斜截面承载力计算??????????????? 69

10. 梁板设计???????????????????????? 69

10.1 板的计算????????????????????? 70 10.1.1 单向板计算????????????????? 70 10.1.2 双向板计算????????????????? 71 10.2 梁的计算?????????????????????? 75

10.2.1 弹性理论?????????????????? 75 10.2.2 塑性理论 ????????????????? 79

V

11. 基础设计?????????????????????????81

11.1 场地土层条件????????????????????81 11.2 结构型式????????????????????? 81 11.3 材料选择????????????????????? 81 11.4 确定基础埋深d?????????????????? 81 11.5 确定地基承载力特征值fa?????????????? 81 11.6 计算边柱（以E/○4轴柱为例）???????????? 81

11.6.1 确定基础基底尺寸?????????????? 81 11.6.2 验算基础底面应力?????????????? 82 11.6.3 计算基础底板厚度h????????????? 82 11.6.4 基础底板配筋???????????????? 83 11.7 计算中柱（以D/○4轴柱为例）????????????84

11.7.1 确定基础基底尺寸??????????????84 11.7.2 验算基础底面应力??????????????84 11.7.3 计算基础底板厚度h????????????? 84 11.7.4 基础底板配筋????????????????85

N 结论??????????????????????????? 86

致谢?????????????????????????????88

参考文献???????????????????????????89

VI

1. 工程概况

本设计工程为一综合办公楼，建筑主体结构共有8层，无地下室， 底层层高3.9m，其余层层高均为3.6m；局部突出屋面的塔楼为电梯机房和楼梯间，层高为3.0m，总高32.1m。建筑面积6521.45m2，占地面积746.92m2。

地震设计烈度7度，建筑场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.35s，基本风压为0.35 kN/m2，基本雪压0.30kN/m2，地面粗糙度为C类。

2. 结构方案及布置

该建筑为综合办公楼，根据该房屋的使用功能及建筑设计要求建筑平面布置灵活，有较大空间。

框架结构的特点是整体性好，满足大空间，耐久性好。而且框架结构占地面积小，可在地面留下较大的空间，以满足绿化，交通，保护既有建筑物等规划要求，造型新颖美观，具有很好的艺术效果，并且建筑采光好，视野开阔。

综合考虑以上结构体系的特点，根据本地地形，抗震等级，以及经济方面，本工程选用框架结构形式。

该工程采用全现浇结构体系，1～5层混凝土强度等级为C40，以上各层均为C30，结构平面布置如下图.

1

3. 构件初估

3.1 柱截面尺寸的确定

利用式A=a2?GnF?, 式中：A为横截面面积，取方形时边长为a；G

fc(??0.1)?103为结构单位面积的重量，根据经验估算钢筋砼高层建筑约为12～18KN/ m2，由于框架结构办公楼荷载较小，按15kN/m2考虑；n为验算截面以上楼层层数；F为验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定；fc为砼轴心抗压强度设计值；设防烈度7度、大于30m高的框架结构抗震等级为二级，因此柱轴压比限值?取0.8；边柱的相关调整系数，7度设防地区，中柱取1，边柱取1.1. 对于中柱，F = 7.2×(6.6+2.2)/2 = 31.68 m2，

1层中柱（n取8；C40混凝土，fc=19.1MPa）;

A=a2?GnFf3?=15?8?31.68c(??0.1)?1019.1?(0.8?0.1)?103?1=0.284m2, a=0.534m.

6层中柱（n取3；C30混凝土，fc=14.3MPa） A=a2?GnF15?3?31.68f3?=c(??0.1)?1014.3?(0.8?0.1)?103?1=0.142m2, a=0.378m.

初步选定中柱截面550mm?550mm；

对于边柱，

○

E轴边柱F=7.2×6.6/2=23.76m， 1层（n取8；C40混凝土，fc=19.1MPa）; A=a2?GnF15?8?23.76f3?=c(??0.1)?1019.1?(0.8?0.1)?103?1.1=0.235m2, a=0.485m.

6层边柱（n取3；C30混凝土，fc=14.3MPa） A=a2?GnF15?3?23.76f3?=?1.1=0.117m2c(??0.1)?1014.3?(0.8?0.1)?103, a=0.343m。

初步选定边柱截面500mm?500mm;

○

B轴边柱F=7.2×(6.6/2+0.9)=30.24m，

2

?为地震及中、 1层（n取8；C40混凝土，fc=19.1MPa）; A=a2?15?8?30.24GnF2==0.299m, ?1.1?3319.1?(0.8?0.1)?10fc(??0.1)?10a=0.547m.

6层边柱（n取3；C30混凝土，fc=14.3MPa） A=a2?15?3?30.24GnF2==0.150m, ?1.1?3314.3?(0.8?0.1)?10fc(??0.1)?10 a=0.387m.

初步选定边柱截面550mm?550mm.

根据以上结果并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值如下： 1层 700mm×700mm, 2～6层 600mm×600mm, 7～8层550mm×550mm。

3.2 梁尺寸确定

梁截面高度hb=(1/12~1/8)l,l为跨长,边跨l=6600mm，中跨l=2200mm；梁截面宽度bb=（1/3~1/2）hb. 横向框架跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，因此本工程框架采用横向承重，根据梁跨度可初步确定横向框架主梁为240mm?650mm，次梁为240mm?400mm，走道梁及悬挑梁为240mm?500mm；纵向连系梁为240mm?650mm.

3.3 楼板厚度的确定

楼板为现浇单向板，一般厚度取（1/40~1/30）l板（短向长度）且不小于80mm，3600/40=90m,取100mm＞90mm,满足要求.

3.4 柱高度

底层柱高度h=3.9m+0.45m+0.75m=5.1m ，其中3.9m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.75m为基础顶面至室外地面的高度。

其他柱高等于层高，即3.6m。

4. 重力荷载计算

4.1 屋面（顶盖）及楼面的恒荷载标准值

屋面（上人）均布荷载标准值：

30厚细石混凝土保护层 22kN/m3×0.03m=0.66kN/m2 三毡四油防水层 0.40kN/m2 20厚水泥砂浆找平层 20kN/m3×0.02m=0.40kN/m2 150厚水泥蛭石保温层 5kN/m3×0.15m=0.75kN/m2

3

1:8水泥炉渣找坡层 1.2kN/m2 100厚钢筋混凝土板结构层 25kN/m3×0.1m=2.5kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m2

合计 6.16kN/m2

屋面恒荷载标准值:

[(45+0.24)×(16.3-0.9+0.24)+(4.5+3.6+3.6)×0.9×1∕2×2]×6.16 =718.6×6.16=4426.576kN.

顶盖（不上人）均布荷载标准值：

30厚细石混凝土保护层 22kN/m3×0.03m=0.66kN/m2

2

三毡四油防水层 0.40kN/m 20厚水泥砂浆找平层 20kN/m3×0.02m=0.40kN/m2 150厚水泥蛭石保温层 5kN/m3×0.15m=0.75kN/m2 1:8水泥炉渣找坡层 1.2kN/m2 100厚钢筋混凝土板结构层 25kN/m3×0.1m=2.5kN/m2

合计 5.91kN/m2

顶盖恒荷载标准值:

[(6.6+0.72×2)×(3.6+0.72×2)×2+(6.6+0.72×2)×(3+0.72×2)]×5.91 =(40.52×2+35.70)×5.91=689.933kN.

1～7层楼面均布荷载标准值：

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55kN/m2 100厚钢筋混凝土板结构层 25 kN/m3×0.1m=2.5kN/m2

V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m2

合计 3.30kN/m2 1层楼面恒荷载标准值：

[(45+0.24)×(16.3 + 0.24)-4.5×0.9×1/2×2+(7.2 + 0.7)×0.9]×3.30 =(748.27－4.05+7.11)×3.3=751.33×3.3=2479.389kN 2层楼面恒荷载标准值：

[(45 + 0.24)×(16.3+0.24)-4.5×0.9×1/2×2－7.2×3×(6.6 + 0.9)]×3.30

=(748.27－4.05－162)×3.3=582.25×3.3=1921.425kN

3～7层楼面恒荷载标准值：

[(45+0.24)×(16.3-0.9+0.24)+(4.5+3.6+3.6)×0.9×1/2×2]×3.3 =718.1×3.3=2369.730kN.

4

4.2 屋面（顶盖）及楼面的活荷载标准值

楼面均布活荷载标准值 2.0kN/m2

屋面（上人）均布活荷载标准值 2.0kN/m2 顶盖（不上人）均布活荷载标准值 0.5kN/m2

屋面均布雪荷载标准值 sk=μr·s0=1.0×0.3=0.3kN/m2 式中：μr为屋面积雪分布系数，取μr=1.0.

楼面活荷载标准值：

㈠1层：[(45+0.24)×(16.3+0.24)-4.5×0.9×1/2×2+(7.2+0.7)×0.9]×2.0

=(748.27－4.05+7.11)×2.0=751.33×2.0=1502.660kN

㈡2层：[(45+0.24)×(16.3+0.24)-4.5×0.9×1/2×2－7.2×3×(6.6+0.9)]

×2.0=(748.27－4.05－162)×2.0=582.25×2.0=1164.500kN

㈢3～7层：[(45+0.24)×(16.3-0.9+0.24)+(4.5+3.6+3.6)×0.9×1/2×2]

×2.0=718.1×2.0=1436.200kN.

屋面（上人）活荷载标准值：

[(45+0.24)×(16.3-0.9+0.24)+(4.5+3.6 +3.6)×0.9×1/2×2]×2.0

=718.1×2.0=1436.200kN. 屋面雪荷载标准值：

[(45+0.24)×(16.3-0.9+0.24)+(4.5+3.6+3.6)×0.9×1/2×2－(6.6+ 0.72×2) ×(3.6+0.72×2)×2－(6.6+0.72×2)×(3+0.72)]×0.3=(718.1－81.04－29.91) ×0.3=182.145kN.

顶盖（不上人）活荷载标准值：

[(6.6+0.72×2)×(3.6+0.72×2)×2+(6.6+0.72×2)×(3+0.72×2)]×0.5=(40.52×2+35.70)×0.5=58.370kN.

顶盖雪荷载标准值：

[(6.6+0.72×2)×(3.6+0.72×2)×2+(6.6+0.72×2)×(3+0.72×2)]×0.3=(40.52×2+35.70)×0.3=35.022kN.

4.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算

梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见下表1：

5

3层次 1 构件 KL-1 KL-2 KL-3 LL-1 LL-2 CL-1 XL-1 KZ b/m 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.70 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.60 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.60 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.55 h/m 0.65 0.50 0.50 0.65 0.65 0.40 0.50 0.70 0.65 0.50 0.50 0.65 0.65 0.40 0.50 0.60 0.65 0.50 0.65 0.65 0.40 0.50 0.60 0.65 0.50 0.65 0.65 0.40 0.50 0.55 r/(kN/m) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 β 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.10 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.10 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.10 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.10 g/(kN/m) 4.095 3.150 3.150 4.095 4.095 2.520 3.150 13.475 4.095 3.150 3.150 4.095 4.095 2.520 3.150 9.900 4.095 3.150 4.095 4.095 2.520 3.150 9.900 4.095 3.150 4.095 4.095 2.520 3.150 8.319 Li/m n Gi/kN 356.429 49.392 4.158 ∑Gi/kN 5.440 16 1.960 0.660 3.570 8 2 8 116.953 1223.334 532.350 154.224 9.828 6.500 20 6.12 0.78 5.10 10 4 34 2336.565 369.533 49.392 4.158 2 KL-1 KL-2 KL-3 LL-1 LL-2 CL-1 XL-1 KZ 5.640 16 1.960 0.660 3.720 8 2 8 121.867 1249.542 540.540 154.224 9.828 6.600 20 6.12 0.78 3.6 10 4 34 1211.760 369.533 49.392 3～6 KL-1 KL-2 LL-1 LL-2 CL-1 XL-1 KZ 5.640 16 1.960 3.720 8 8 121.867 1240.470 540.540 154.224 4.914 6.600 20 6.12 0.78 3.6 10 2 32 1140.480 376.085 49.392 7～8 KL-1 KL-2 LL-1 LL-2 CL-1 XL-1 KZ 5.740 16 1.960 3.795 8 8 124.324 1253.574 544.635 154.224 4.914 958.349 6.650 20 6.12 0.78 3.6 10 2 32

6

注：1）表中β为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为

构件数量。

2）梁长度取净长；柱长度取层高。

墙体为240厚粘土空心砖（15kN/m3），外墙面贴瓷砖（0.5kN/㎡），内墙面为20厚抹灰（17kN/m3），则外墙单位墙面重力荷载为 0.5+15×0.24+17×0.02=4.44kN/㎡

内墙为240厚粘土空心砖，两侧均为20厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为 15×0.24+17×0.02×2=4.28kN/㎡ 玻璃幕墙（1.2 kN/m3）单位墙面重力荷载为 1.2×0.24=0.29kN/㎡

表2 各层墙体自重总和：

层 次 1 2 3～6 7～8 顶层 墙体自重（kN） 3005.510 2579.930 3262.670 3246.950 978.310

木门单位面积重力荷载为0.2kN/㎡；铝合金门窗单位面积重力荷载取0.4 kN/㎡。 表3 各层门窗自重总和

层 次 1 2 3～6 7～8 顶层 门窗自重（kN） 35.080 32.890 50.970 50.630 54.632

4.4 重力荷载代表值

顶盖（不上人）重力荷载代表值包括：顶盖恒载，50%屋面雪荷载，半层墙体自重。

顶层（上人）重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面活荷载和50%雪荷载，纵横梁自重，楼面上下半层柱自重，上下半层墙体自重。

其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面活荷载，纵横梁自重，楼面上下半层柱自重，上下半层墙体自重。

由此得集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi如下图

7

5. 框架侧移刚度计算

5.1 横向框架侧移刚度计算

横梁线刚度ib计算过程见下表4：

类别 层次 Ec 2b×h Io /mm 94l /mm EcIo/l /N·mm 101.5EcIo/l /N·mm 4.058×10 3.933×10 5.540×10 5.370×10 10101010102EcIo/l /N·mm 5.410×10 5.244×10 7.386×10 7.160×10 1010101010/(N/mm) /mm×mm 4KL-1 1～5 3.25×10 240×650 5.49×10 6600 2.705×10 6～8 3.15×10 4942.622×10 1010KL-2 1～5 3.25×10 240×500 2.50×10 2200 3.693×10 6～8 3.15×10 KL-3 1～5 3.25×10 240×500 2.50×10 XL-1 6～8 3.15×104 4943.580×10 900 9.028×10 8.750×10 10101013.542×10 18.056×10 13.125×10 17.500×10 1010

柱线刚度ic计算过程见下表5：

层次 1 2～5 6 7～8 hc /mm Ec /(N/mm) 5100 3600 3600 3600 3.15×10 42b×h /mm×mm 700×700 600×600 600×600 550×550 Ic /mm 2.001×10 1.080×10 1.080×10 0.763×10 101010104EcIc/hc /N·mm 12.36×10 9.75×10 9.45×10 6.68×10 101010103.25×10 4

8

对于高度小于50m且高宽比小于4的建筑物，仅考虑柱弯曲变形引起的柱侧移刚度，忽略柱的轴向变形。

横向框架柱侧移刚度（D）计算见下表6：

层 次 位 置 k?k??iicb2ic?ib(一般层)(底层) k?c?(一般层) 2?k0.5?k?c?(底层)2?k单层 12icD??c2 h柱数 (kN/m)20301 4 1 边框架边柱 0.5?0.3284.058?0.356 ?0.328 12.362?0.328边框架中柱 4.058?5.54?0.777 12.360.460 26231 4 E轴 ○边框架边柱 A轴 ○5.41?0.43812.36 0.385 21954 6 18.056?1.461 12.365.41?7.386?1.035 12.365.41?18.056?1.899 12.360.567 32333 2 中框架中柱 C○D轴 ○0.506 28854 12 B轴 ○0.615 35070 4 ∑D 2 中框架中柱 B轴 ○边框架边柱 E轴 ○A轴 ○C○D轴 ○边框架中柱 边框架边柱 4.058?2?0.4162?9.75869046 0.172 15528 4 （4.058?5.54）?2?0.984 2?9.755.41?2?0.555 2?9.7518.056?2?1.8522?9.750.330 29792 4 0.217 0.481 0.396 19590 43424 35750 6 2 12 （5.41?7.386）?2?1.312 2?9.75（5.41?18.056）?2?2.407 2?9.750.546 49292 4 ∑D 1011836

9

3 边框架边柱 中框架中柱 边框架边柱 4.058?2?0.416 2?9.75（4.058?5.54）?2?0.984 2?9.750.172 15528 4 边框架中柱 0.330 29792 4 E轴 ○5.41?2?0.555 2?9.75（5.41?7.386）?2?1.312 2?9.75（5.41?18.056）?2?2.407 2?9.750.217 19590 6 C○D轴 ○0.396 35750 12 B/○2○12轴 ○0.546 49303 2 B/○4○6○8○10轴 ○18.056?5.41?2?2.962 2?9.750.597 53884 4 ∑D 4、边框架边柱 5 中框架中柱 B/○2○12轴 ○C○D轴 ○B○E轴 ○边框架中柱 边框架边柱 4.058?2?0.4162?9.751041960 0.172 15528 4 （4.058?5.54）?2?0.984 2?9.755.41?2?0.555 2?9.750.330 29792 4 0.217 19590 10 （5.41?7.386）?2?1.312 2?9.750.396 35750 12 （5.41?18.056）?2?2.407 2?9.750.546 49303 2 ∑D 6 边框架边柱 C○D轴 ○边框架中柱 边框架边柱 4.058?3.933?0.423 2?9.455.37?5.54?3.933?4.058?1.000 2?9.455.244?2 ?0.5552?9.45904786 0.175 15313 4 0.333 29138 4 0.217 0.400 18988 35000 10 12 7.16?7.386?5.244?5.41 ?1.3332?9.45

10

B/○2○12轴 ○中框架中柱 ∑D 7、8 中框架中柱 17?18.056?5.244?5.41?2.419 2?9.450.547 47889 2 边框架边柱 3.933?2?0.589 2?6.68（5.37?3.933）?2?1.393 2?6.68883461 0.227 14066 4 边框架中柱 0.410 25387 4 边框架边柱 5.244?2?0.785 2?6.68（7.16?5.244）?2?1.857 2?6.68（17?5.244）?2?3.3302?6.680.282 17435 10 C○D轴 ○0.481 2975 12 B/○2○12轴 ○∑D 0.625 38642 766458 2

由上表得横向框架各层层间侧移刚度如下表7：

层 次 1 2 3 4 5 6 7 8 ∑Di(N/mm) 869046 1011836 979876 904786 904786 883461 766458 766458 可见，∑D1 ∕ ∑D2 =869046 ∕1011836=0.859 > 0.7 ，且 869046=∑D1 > 0.8(∑D2 + ∑D3 + ∑D4)∕ 3 =772399， 故该框架为横向规则框架。

5.2 纵向框架侧移刚度计算

纵向框架侧移刚度计算方法与横向框架相同。柱在纵向的侧移刚度除与柱沿纵向的截面特性有关外，还与纵梁的线刚度有关。

纵梁线刚度ib计算过程见下表8：

类别 层次 Ec /(N/mm) LL-1 1～5 3.25×10 42b×h /mm×mm Io /mm 94l /mm 4500 EcIo/l /N·mm 3.967×10 3.845×10 10101.5EcIo/l /N·mm 5.951×10 5.768×10 3.719×10 3.605×10 101010102EcIo/l /N·mm 7.934×10 7.690×10 4.959×10 4.806×10 1010101046～8 3.15×10 240×650 5.493×10 LL-2 1～5 3.25×10 6～8 3.15×10 44 7200 2.479×10 2.403×10 1010

11

本设计中，纵、横向柱线刚度相同，详见横向刚度计算中相应表格。

纵向框架柱侧移刚度（D）计算见下表9：

层 次 位 置 k?k??iicb2ic?ib(一般层)(底层) k?c?(一般层) 2?k0.5?k?c?(底层)2?k12ich2(kN/m)D??c 单层 柱数 边框 边柱 边框 1 中柱 中框边柱 中框 中柱 ∑D 边框 边柱 边框 E轴 ○A轴 ○2○12轴 ○4～○10轴 ○0.481 0.301 0.782 0.602 0.642 0.395 0.348 0.461 0.424 0.432 0.507 0.465 22525 19844 26288 24178 24634 28911 26516 873489 2 2 2 4 6 6 12 2 2 2 4 6 6 2 4 4 8 4 4 8 4 4 8 2○12轴 ○4～○10轴 ○1.043 0.802 2 中柱 中框边柱 中框 中柱 ∑D 3边框边柱 边框 中柱 E轴 ○A轴 ○2○12轴 ○4～○10轴 ○0.610 0.381 0.992 0.763 0.814 0.234 0.160 0.332 0.276 0.289 0.398 0.337 0.234 0.332 0.276 0.289 0.398 0.337 21125 14444 29972 24917 26090 35931 30424 967964 21125 29972 24917 26090 35931 30424 895200 2○12轴 ○4～○10轴 ○1.322 1.017 0.610 2○12轴 ○4～○10轴 ○0.992 0.763 0.814 、 中框边柱 4中框 2○12轴 ○4～○10轴 ○1.322 1.017 、 中柱 5 ∑D 边框边柱 边框 0.620 2○12轴 ○4～○10轴 ○1.008 0.775 0.237 0.335 0.279 20738 29313 24413 6 中柱

12

中框边柱 中框 中柱 ∑D 7边框边柱 边框 中柱 2○12轴 ○4～○10轴 ○2○12轴 ○4～○10轴 ○0.827 1.343 1.033 0.863 1.403 1.079 1.151 1.871 1.439 0.293 0.402 0.341 25638 35175 29838 877462 4 4 8 4 4 8 4 4 8 0.301 0.412 0.350 0.365 0.483 0.418 18617 25483 21648 22576 29874 25854 766216 、 中框边柱 8 中框 中柱 ∑D 2○12轴 ○4～○10轴 ○

纵向框架各层层间侧移刚度值表10：

层 次 1 2 967964 3 895200 4 895200 5 895200 6 877462 7 766216 8 766216 ∑Di (N/mm) 873489 由上表可知，∑D1∕ ∑D2=873489∕ 967964=0.902>0.7，且

∑D1＞0.8(∑D2 +∑D2 +∑D2)∕ 3=735564，所以该框架为纵向规则框架。

6. 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算

6.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算

6.1.1 横向自振周期计算

将G9=1222.26kN折算到主体结构的顶层，即 Ge = 1222.26??1+3???23? ??1403.78KN30.3?结构顶点的假想侧移由以下三公式计算。

VGi?(?u)i=?Gk?1sj?1nk

VGin?Dij

uT??(?u)k

k?1式中：Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值；VGi为把集中在各层楼面处的重力

13

荷载代表值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力；?Dij为第i层的层间侧移刚度；

j?1s(?u)i 、(?u)k分别为第i、k层的层间侧移；s为同层内框架柱的总数。计算过程见下

表11，其中第8层的Gi为G8与Ge之和。

表11 结构顶点的假想侧移计算

层 次 Gi/kN VGi/kN 8 7 6 5 4 3 2 1 10482.18 8597.33 8683.32 8782.42 8782.42 8782.42 7892.57 9054.93 uT ?D/(N/mm) ?ui /mm ui /mm i10482.18 19079.51 27762.83 36545.25 45327.67 62002.66 69895.23 78950.16 766458 766458 883461 904786 904786 979876 1011836 869046 13.7 24.9 31.4 40.4 50.1 63.3 69.1 90.8 383.7 370.0 345.1 313.7 273.3 223.2 159.9 90.8 由T1=1.7?T1计算基本周期T1，其中uT的量纲为m，取?T=0.7，则

。 4s ?0.?7 0.3837 =0.7T=1.76.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算

本设计结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分析比较均匀，变形以剪切型为主，故采用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按FEk = ?1Geq计算，式中?1为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；Geq为结构等效总重力荷载，在此多质点取总重力荷载代表值的85%，即

Geq=0.85∑Gi=0.85×(9054.93+7892.57+8782.42×3+8683.32+8597.33+10482.18)

=0.85×71057.59=60398.95kN，

根据地震分组和场地类别得Tg=0.35s,7度设防得?max=0.08s。

钢筋混凝土结构的阻尼比ξ=0.05，则衰减指数γ=0.9，Tg＜T1 =0.74s<5Tg，则

?T??0.35??1=?g??max????0.08?0.041，

?0.74??T1?0.90.9FEk = ?1Geq= 0.041×60398.95=2476.4kN

由于T1 =0.74s＞1.4Tg=1.4×0.35=0.49s ,所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数

δn=0.08T1+0.07=0.08×0.74+0.07=0.1292,

14

故ΔF8=δnFEk=0.1292×2476.4=320.0kN,

各质点的水平地震作用按Fi?GiHin?GHjj?1FEk(1??n)?jGiHi?GHjj?1n?2156.4计算，各楼层

j地震剪力按Vi??Fk，计算结果见下表12：

k?in 表12 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层 Hi /m 次 8 7 6 5 4 3 2 1 33.3 30.3 26.7 23.1 19.5 15.9 12.3 8.7 5.1 1228.10 9108.76 8597.33 8683.32 8782.42 8782.42 8782.42 7892.57 9054.93 40895.73 275995.43 229548.71 200584.69 171257.19 139640.48 108023.77 68665.36 46180.14 1280791.50 1280791.50 1280791.50 1280791.50 1280791.50 1280791.50 1280791.50 1280791.50 1280791.50 Gi /kN Gi Hi /kN·m ∑ Gi Hi / kN·m GiHi Fi /kN Vi /kN ?GjHj0.032 0.215 0.179 0.157 0.134 0.109 0.084 0.054 0.036 69.00 783.62 386.00 338.55 288.96 235.05 181.14 116.45 77.63 69.00 852.62 1238.62 1577.17 1866.13 2101.18 2282.32 2398.77 2476.40

各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图如下：

15

6.1.3 水平地震作用下的位移验算

水平地震作用下框架结构的层间位移Δui和顶点位移ui分别按(?u)i和u?角?e?Vi/?Dijj?1s?(?u)k?1nk计算，计算过程及结果见下表13。表中还计算了各层的层间弹性位移

??ui/hi。

表13 横向水平地震作用下的位移验算

层次 Vi /kN ∑Di /(N/mm) Δui /mm ui /mm 8 7 6 5 4 3 2 1 852.62 1238.62 1577.17 1866.13 2101.18 2282.32 2398.77 2476.40 766458 766458 883461 904786 904786 979876 1011836 869046 1.11 1.62 1.79 2.06 2.32 2.33 2.37 2.85 16.45 15.34 13.72 11.93 9.87 7.55 5.22 2.85 hi /mm 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 5100 1/3243 1/2222 1/2011 1/1748 1/1552 1/1545 1/1519 1/1789 ?e??ui/hi

可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为1/1519 ＜ 1/550,满足

?ue???e?h的要求，其中??e?= 1/550为钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值。

6.1.4 水平地震作用下框架内力计算

取○4轴一榀横向框架计算。

框架柱端剪力及弯矩分别按V?ij??Dij?计算，其中Vi 和usMij?Vij(1?y)h??D?ijj?1bMij?VijyhDij取自表6，?Dij取自表7，层间剪力取自表12。各柱反弯点高度比y按

y?yn?y1?y2?y3确定，其中yn由查表得。

16

具体计算过程及结果见表14。

表14 各层柱端弯矩及剪力计算 层 hi 次 /m Vi /kN ?Dij Di1 Vi1 边柱 k /(N/mm)中柱○C○D轴 Mib123.73 40.58 52.48 65.45 73.69 82.13 91.95 248.86 Miu146.07 60.87 69.56 79.99 90.07 82.13 75.23 70.19 Di2 y 0.34 0.40 0.43 0.45 0.45 0.50 0.55 0.78 Vi2 k y 0.44 0.45 0.47 0.47 0.50 0.50 0.50 0.65 Mib252.43 77.89 105.72 124.75 149.44 149.89 152.55 272.56 Miu266.73 95.20 119.21 140.68 149.44 149.89 152.55 146.76 8 7 6 5 4 3 2 1 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 5.1 852.62 1238.62 1577.17 1866.13 2101.18 2282.32 2398.77 2476.40 766458 766458 883461 904786 904786 979876 1011836 869046

17435 17435 18988 19590 19590 19590 19590 21954 19.39 28.18 33.90 40.40 45.49 45.63 46.44 62.56 0.785 0.785 0.555 0.555 0.555 0.555 0.555 0.438 29751 29751 35000 35750 35750 35750 35750 28854 33.10 48.08 62.48 73.73 83.02 83.27 84.75 82.22 1.857 1.857 1.333 1.312 1.312 1.312 1.312 1.035 注：表中M量纲为kN·m，V量纲为kN。

libbu?M?lr(Mi?1,j?Mij)?1nib?ibMb?Mb2?梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按和Ni??(Vbl?Vbr)k计算，其中梁线刚度取自表4，具体?、Vb?rlik?iu?Mbr?lbr(Mib?1,j?Mij)?ib?ib?计算过程见下表15。

lb

17

表15 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层次 8 7 6 5 4 3 2 1

注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根为压力。

2）表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。

KL-1 l MbKL-2 柱轴力 Mbr 28.21 62.45 83.37 104.23 115.98 126.62 127.93 126.61 l 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 Vb 11.25 22.28 29.32 35.86 41.14 42.79 43.23 43.75 l MbMbr 38.52 85.21 113.77 142.22 158.26 172.77 174.57 172.76 l 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 Vb 35.02 77.46 103.43 129.29 143.87 157.06 158.70 157.05 边柱N -11.25 -33.53 -62.85 -98.71 -139.85 -182.64 -225.87 -269.62 C○D轴中柱N ○-23.77 -78.95 -153.06 -246.49 -349.22 -463.49 -578.96 -692.26 46.07 84.60 110.14 132.47 155.52 155.82 157.36 162.14 38.52 85.21 113.77 142.22 158.26 172.77 174.57 172.76

18

水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如下图：

框架弯矩图（KN·m）

19

梁端剪力图及柱轴力图（kN）

6.2 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算

6.2.1 风荷载标准值

风荷载标准值按?k??z?s?z?0计算。基本风压?0=0.35kpa，本设计建筑体型系数按正多边形平面考虑，得?s=0.8（迎风面）和?s=

－0.5（背风面）。C类地区，H/B=30.3/45=0.673，查表得ν=0.41; T1=0.74s,

?0T12=0.35×0.742=0.19kN·s2/m2,查表得ξ=1.28.

20

?z?1????z1.28?0.41Hi，取○4轴为横向框架，其负载宽度为7.2m，则沿房屋高度的分布风荷载标准值 ?1??z?zHq(z)?7.2?0.35?z?s?z?2.52?z?s?z。

根据各楼层标高处的高度Hi由查相关表取?z，代入上式可得各楼层标高处的q（z），见下表16；

表16 沿房屋高度分布风荷载标准值 层次 Hi/m Hi/H ?z 0.947 0.890 0.84 0.76 0.74 0.74 ?z 1.488 1.449 1.402 1.363 1.288 1.204 q1(z)/(kN/m) q2(z)/(kN/m) 3.074 2.841 2.600 2.374 2.088 1.921 1.796 1.669 1.922 1.776 1.625 1.484 1.305 1.201 1.123 1.043 8 30.3 1.00 1.00 1.525 7 6 5 4 3 2 1 26.7 23.1 19.5 15.9 12.3 8.7 0.881 0.762 0.644 0.525 0.406 0.287 5.1 0.168 0.74 1.119

21

q(z)沿房屋高度的分布图如下：

风荷载沿房屋高度的分布图（kN/m）

《荷载规范》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?z来考虑风压脉动的影响。本设计房屋高度H=30.3m>30m，H/B=30.3/16.3=1.86>1.5，由表16知?z沿房屋高度在1.119～1.525范围内变化，即风压脉动的影响较大。因此，该房屋应考虑风压脉动的影响。

框架结构分析时，应按静力等效原理将上图的分布风荷载转化为节点集中荷载，计算过程如下：

F8=(3.074+1.922+2.841+1.776)×3.6×1/2+(0-3.074+0-1.922)×3.6×1/2×1/3+(3.074-2.841+1.922-1.776)×3.6×1/2×2/3 =14.75kN

F7=(2.841+1.776+2.6+1.625)×3.6×1/2+(3.074－2.841+1.922-1.776)×3.6×1/2×1/3 +(2.841-2.6+1.776-1.625)×3.6×1/2×

2/3=16.62kN

F1=(1.669+1.043)×5.1×1/2+(1.796－1.669+1.123-1.043)×3.6×1/2×1/3 +(1.669－0+1.043-0)×5.1×1/2×2/3=11.65kN

同理，得F6=15.23kN，F5=13.83kN，F4=12.34kN，F3=11.27kN，F2=10.51kN。

22

汇总各层结果如下图所示：

6.2.2 风荷载作用下的水平位移验算

根据上图所示的水平荷载，由nV计算层间剪力Vi??Fki，然后依据表6求出○3轴框架的层间侧移刚度，由k?inu????u?计算各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见下表：

k?1k表17 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算 层次 1 2 3 4 5 6 7 8 Fi/kN 11.65 10.51 11.27 12.34 13.83 15.23 16.62 14.75 Vi/kN 106.2 94.55 84.04 72.77 60.43 46.80 31.37 14.75 ∑ D/(N/mm) 114732 140382 129458 110680 110680 107976 94372 94372 Δui/mm 0.93 0.67 0.65 0.66 0.55 0.43 0.33 0.16 ui/mm 0.93 1.60 2.25 2.91 3.46 3.89 4.22 4.38 Δui/hi 1/5484 1/5373 1/5538 1/5455 1/6545 1/8372 1/10909 1/22500

23

?s?u?i?Vi/?Dij和

j?1

由上表可知，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/5373，远远小于1/550，满足规范要求。

6.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算

计算方法与水平地震作用下的相同。计算结果如下：

表18 各层柱端弯矩及剪力计算 层 Vi /kN 次 hi/m ?D边柱 ij中柱○C○D轴 /(N/mm)8 7 6 5 4 3 2 1

3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 5.1 14.75 31.37 46.80 60.43 72.77 84.04 94.55 106.2 94372 94372 107976 110680 110680 129458 140382 114732 Di1 17435 17435 18988 19590 19590 19590 19590 21954 Vi1 2.73 5.80 8.23 10.70 12.88 12.72 13.19 20.32 k 0.785 0.785 0.555 0.555 0.555 0.555 0.555 0.438 y 0.34 0.40 0.43 0.45 0.45 0.50 0.55 0.78 Mib1 3.34 8.35 12.74 17.33 20.87 22.90 26.12 80.83 Miu1 6.49 12.53 16.89 21.19 25.50 22.89 21.36 22.80 Di2 29751 29751 35000 35750 35750 35750 35750 28854 Vi2 4.65 9.89 15.17 19.52 23.50 23.21 24.08 26.71 k 1.857 1.857 1.333 1.312 1.312 1.312 1.312 1.035 y 0.44 0.45 0.47 0.47 0.50 0.50 0.50 0.65 Mib2 7.37 16.02 25.67 33.03 42.30 41.78 43.34 88.54 Miu2 9.37 19.58 28.94 37.24 42.30 41.78 43.34 47.68

24

表19 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层KL-1 次 lMb 8 7 6 5 4 3 2 1

6.49 15.87 25.24 33.93 42.83 43.76 44.26 48.92 KL-2 Mbr 3.96 11.39 19.01 26.60 31.85 35.55 35.99 38.48 l 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 Vb 1.58 4.13 6.70 9.17 11.32 12.02 12.16 13.24 l MbMbr 5.41 15.56 25.95 36.31 43.48 48.53 49.13 52.54 l 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 Vb 4.92 14.15 23.59 33.01 39.53 44.12 44.66 47.76 柱轴力 边柱N -1.58 -4.13 -6.70 -9.17 -11.32 -12.02 -12.16 -13.24 C○D轴中柱N ○-3.34 -10.02 -16.89 -23.84 -28.21 -32.10 -32.50 -34.52 5.41 15.56 25.95 36.31 43.48 48.53 49.13 52.54

25

4轴横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见下图。 ○

26

27

7. 竖向荷载作用下框架结构的内力计算

7.1 横向框架内力计算

7.1.1 计算单元

4轴横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，如下图所示。由于房间内布置 取○

有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如下图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。

7.1.2 荷载计算

1）恒载计算

在下图中，q1、q1'代表横梁自重，为均布荷载形式。

28

'对于第8层，q1=4.095kN/m ，q1'=3.150 kN/m。q2和q2分别为房间和走道板传给

横梁的梯形荷载和三角形荷载，由框架计算单元所示几何关系可得，

'=6.16×2.2=13.552kN/m 。 q2=6.16×3.6=22.176kN/m，q2P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：

??1?3?6.6?6.6P1=??3.6?1.8? ??2??1.8??6.16?4.095?7.2?2.52??4.44?1.2?7.2?169.30kN222????

??1?3?6.66.6?3.6?2.5??P2=??3.6?1.8? ??2??1.8???1.1?2???6.16?4.095?7.2?2.52??172.27kN2?222????? 集中力矩

M1?Pe11?169.30?0.55?0.24?26.24kNm20.55?0.24?26.70kNm

2M2?P2e2?172.27?对于7层，q1包括梁自重和其上横梁自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同第8层。

q1=4.095+4.28×(3.6-0.65)=16.721kN/m，q1'=3.150kN/m，

'=3.3×2.2=7.26kN/m q2=3.3×3.6=11.88kN/m，q2??1?3?6.6?6.6P1=??3.6?1.8? ??2??1.8??3.3?4.095?7.2?2.52??4.442?22???????7.2?0.55???3.6?0.65??0.9?0.9?2.4?1.8???0.4??0.9?0.9?2.4?1.8??154.08kN

29

??1?3.6?2.5?6.6P2=??3.6?1.8? ??2??1.1?2??3.3?4.095?7.2?2.52??4.28??3.6?0.65?222??????7.2?0.55??193.80kNM1?Pe11?154.08?M2?P2e2?193.8?0.55?0.24?23.88kNm， 20.55?0.24?30.04kNm。 2'2～6层，q1=16.721kN/m，q1'=3.150kN/m，q2=11.88kN/m，q2=7.26kN/m，

??1?3?6.6?6.6P1=??3.6?1.8? ??2??1.8??3.3?4.095?7.2?2.52??4.44222????????7.2?0.6???3.6?0.65??0.9?0.9?2.4?1.8???0.4??0.9?0.9?2.4?1.8??153.51kN??1?3.6?2.5?6.6P2=??3.6?1.8? ??2??1.1?2??3.3?4.095?7.2?2.52??4.28222??????3.6?0.65???7.2?0.6??193.17kN

M1?Pe11?153.51?0.6?0.24?27.63kNm， 2M2?P2e2?193.17?0.6?0.24?34.77kNm。 2'1层，q1=16.721kN/m，q1'=3.150kN/m，q2=11.88kN/m，q2=7.26kN/m，

??1?3?6.6?6.6P1=??3.6?1.8? ??2??1.8??3.3?4.095?7.2?2.52??4.44222????????7.2?0.6???3.9?0.65??0.9?0.9?2.4?1.8???0.4??0.9?0.9?2.4?1.8??162.21kN??1?3.6?2.5?6.6P2=??3.6?1.8? ??2??1.1?2??3.3?4.095?7.2?2.52?2?22????4.28??3.9?0.65???7.2?0.7??200.25kN

M1?Pe11?162.21?0.7?0.24?37.31kNm， 20.7?0.24?46.06kNm。 2M2?P2e2?200.25?

30

2）活荷载计算

活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：

'对于第8层，q2=3.6×2=7.2kN/m，q2=2.4×2=4.8kN/m，

??1?3?6.6?P1=??3.6?1.8? ??2??1.8??2?23.76kN2?2???

??1?3?6.6?3.6?2.5??P2=??3.6?1.8? ??2??1.8???1.1?2???2?37.18kN，

2?22?????M1?Pe11?23.76?0.55?0.24?3.68kNm，

20.55?0.24?5.76kNm。

2M2?P2e2?37.18?'同理，在屋面雪荷载作用下，q2=3.6×2=7.2kN/m，q2=2.4×2=4.8kN/m，

??1?3?6.6?P1=??3.6?1.8? ??2??1.8??1.08?12.83kN2?2???

??1?3?6.6?3.6?2.5??P2=??3.6?1.8? ??2??1.8???1.1?2???1.08?20.077kN，

2?22?????M1?Pe11?12.83?0.55?0.24?1.989kNm，

20.55?0.24?3.112kNm。

2M2?P2e2?20.077?'7层，q2=7.2kN/m，q2=4.8kN/m，

P1?23.76kN，P2?37.18kN，M1?1.989kNm，M2?3.112kNm。

'2～6层，q2=7.2kN/m，q2=4.8kN/m，

31

P1?23.76kN，P2?37.18kN，

M1?23.76?0.6?0.24?4.277kNm，M2?37.18?0.18?6.692kNm。 2'1层，q2=7.2kN/m，q2=4.8kN/m，

P1?23.76kN，P2?37.18kN，

M1?23.76?0.7?0.24?5.465kNm，M2?37.18?0.23?8.551kNm。 2将以上计算结果汇总得以下两表：

表20 横向框架恒载汇总表 q1 q1' 3.15 3.15 3.15 3.15 q2 ' q2P1 /kN P2 /kN M1 /kN·m M2 /kN·m 层 次 /( kN/m) /( kN/m) /( kN/m) /( kN/m) 8 7 2～6 1

表21 横向框架活载汇总表 层次 8 ' q24.095 16.721 16.721 16.721 22.176 13.552 169.30 172.27 26.24 11.88 11.88 11.88 7.26 7.26 7.26 154.08 193.80 23.88 153.51 193.17 27.63 162.21 200.25 37.31 26.70 30.04 34.77 46.06 q2 /( kN/m) 7.2 （1.08） P1 /kN P2 /kN M1 /kN·m M2 /kN·m /( kN/m) 4.8 23.76 37.18 3.68 5.76 （0.72） （12.83） （20.077） （1.989） （3.112） 4.8 4.8 4.8 23.76 23.76 23.76 37.18 37.18 37.18 1.989 4.277 5.465 3.112 6.692 8.551 7 2～6 1 7.2 7.2 7.2 注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。

7.1.3 内力计算

梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。。 1）

固端弯矩计算

将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩，计算过程如下： 恒载：

8层：

32

q2l2q1l223MED??1?2??????1212 23222.176?6.62??1.8??1.8??4.095?6.6???1?2???????126.66.612????????=-84.90kN·m，

MDC'25q2lq1'l25?13.552?2.223.15?2.22????????4.69kN·m，

961296121～7层：MED=－98.22 kN·m，MDC=－3.10kN·m； 活载： 1～8层：

MEDq2l27.2?6.6223???1?2??????121223??1.8??1.8?? ?1?2????????22.74kN·m，

6.66.6????????MDC'25q2l5?4.8?2.22??????1.21kN·m；

9696雪载：

MEDq2l21.08?6.6223???1?2??????121223??1.8??1.8??m， ?1?2????????3.416kN·

6.66.6????????MDC'25q2l5?0.72?2.22??????0.182kN·m

9696

2）

分配系数计算

由于结构和荷载基本对称，在此可按对称计算，计算时可用半框架，半框架的梁柱线刚度见上图。切断的横梁线刚度为原来的一倍，分配系数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算，远端固定SAB =4i,远端定向支承SAB =i.

33

8层：?E下柱=(4×6.68)/(4×6.68+4×5.244)=0.56，

?E右梁=(4×5.244)/(4×6.68+4×5.244)=0.44； ?D左梁=(4×5.244)/(4×5.244+4×6.68+14.32)=0.338，

?D上柱=0，

?D下柱=(4×6.68)/(4×5.244+4×6.68+14.32)=0.431， ?D右梁=14.32/(4×5.244+4×6.68+14.32)=0.231.

其他层的分配系数见弯矩分配图。 3）

传递系数C

远端固定，C=1/2，远端定向支承，C=-1

34

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