框架结构设计计算书（巨详细的步骤） - 图文

框架结构设计

第一部分：框架结构设计资料

一 工程概况：

本工程为某市科技局拟建的办公楼，其功能为该局提供日常办公活动、举办各类小型学术报告的场所。结构形式为整体五层框架结构,局部

六层,第六层为砖结构。建筑面积为5238m2，层高3.6m，总高为21.900m，室内外高差0.450m。框架平面柱网布置如图1所示。

1

二 设计依据：

2-1. 气象条件:

2-1.1 雪荷载：基本雪压力为S0=0.45kN/m2(水平投影)；

2-1.2 风荷载:全年主导风向为东南风，基本风压力为W0=0.60kN/m2; 2-1.3 常年气温差值：年最高温度390C，最低气温-40C； 2-1.4 最大降雨程度65.2㎜/h,降雨强度145㎜/h。. 2-2. 建筑耐久等级、防火等级为Ⅱ级。 2-3. 工程地质条件： 2-3.1 该场地地形平坦，地貌类型属浑河冲积阶地。根据建筑对基地的勘察结

果，地质情况见表1：

表1建筑地层情况表（标准值）

序号 1 2 3 4 岩土分类（m） 土层深度（m） 厚度范围（m） 地基承载力fak(kPa) 耕植土 0-1.2 1.2 粘土 砾砂 圆砾 1.2-4.6 4.6-5.5 5.5-12.0 3.4 0.9 6.5 220 320 360 注: ①地下潜水水位埋深4.7-6.3; ②表中给定土层深度自然地坪算起.

2-3.2 建筑场地冰冻深度:-1.2M；

2-3.3 建筑场地类别：Ⅱ类场地，拟建场地不存在软土震陷、砂（粉）土液

化的可能性，为建筑场地有利地段。

2-3.4 地震设防烈度：7度，设计地震基本加速度为0.1g，设计地震分组为

第一组。

2-3.5 活荷载：走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.0KN/㎡,

办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡,库房6.0KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡,不上人屋面0.5KN/㎡.

2-4 主要参考资料: 2-4.1 各专业课教材 2-4.2 国家标准和行业标准

《建筑设计资料集》 《建筑制图标准》 GB/T50104—2001 《砌体结构设计规范》GB50003－2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011－2001 《建筑结构制图标准》GB/T50105—2001

2

《砼结构设计规范》 GB50010－2002 《建筑结构荷载规范》GB50009－2002 《建筑地基基础设计规范》 GB50007－2002

《建筑设计防火规范》GBJ16—87（2001年局部修订）

2-4.3 设计手册

建筑设计资料集 建筑结构静力计算手册 砼结构设计手册 砌结设构计手册

2-4.4 标准图集

国标建筑、结构图集 中南标建筑、结构图集

三、结构形式及所用材料强度等级：

采用框架结构，以横向承重为主。墙体厚度均为240㎜，采用空心粘土砖。 混凝土的强度等级如下： 3-1. 基础垫层为C10。

3-2. 梁、柱、楼梯等未注明的均为C30。Ec=3×107Kn/㎡。梁、柱纵向钢

筋均为HRB335级热轧钢筋，箍筋及楼梯的配筋均为HRB235级的热轧钢筋。

四、屋面、楼面及顶棚的做法：

4-1. 屋面的做法：

地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝

水泥胶结合层3厚

1：3水泥砂浆找平20厚 二毡三油撒粗砂,刷冷底子油 1:3水泥砂浆找平15厚

1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处) 刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道 1：3水泥砂浆找平20厚

预制空心钢筋混凝土楼板120厚 ( 标准重量2.28 kN/m2 ) 4-2．楼面的做法：

大理石面层20厚,水泥浆擦缝 1：3干硬性水泥砂浆30厚

预制空心钢筋混凝土楼板120厚 ( 标准重量1.16 kN/m2 )

4-3. 顶棚做法：

预制板用水加10%火碱清洗油腻

1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚 喷大白浆两道2厚 ( 标准重量0.3kN/m2 )

3

( 做法及标准重量查找于《工民建专业毕业设计手册》)

第二部分 框架结构设计计算

一 确定柱、梁及板的尺寸：

1-1．柱截面尺寸及柱高： 1-1.1 柱的截面尺寸:

由房屋主体结构总高为21.9m，抗震设防烈度为七度。

柱截面尺寸确定如下：即先估算柱轴向力N，然后由轴压比限制条件确定截面尺寸，查得λn=0.9（轴压比）。对办公楼上部结构的重量，按建筑面积为Pk=13KN/㎡估算。fc=14.3N/㎜2. 底层边柱:N=1.3×13KN/㎡×（9/ 2）m×3.9m×5

=1428.975KN=1.43×106N

A=1.43×106N/（0.9×14.3N/㎜2）=1.11×105㎜2

取b×h=400㎜×400㎜

底层中柱:N=1.25×13KN/㎡×（12/2）m×3.9m×5

=1901.25KN=1.902×106N

A=1.902×106N/( 0.9×14.3N/㎜2 )=1.48×105㎜2

取b×h=400㎜×400㎜

为了便于计算所有柱的截面尺寸均取为b×h=400㎜×400㎜

1-1.2. 柱高的确定:

底层高度： =600㎜+室内外高差+底层层高

=600㎜+450㎜+3600㎜=4650㎜

其中600㎜是假定基础顶面在室外地面以下600㎜处。 其它层柱高等于层高，即3600㎜.

4

1-2 梁尺寸的确定：

该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，梁尺寸初步确定：1-2.1 框架梁：

KL1 边跨:L=9000㎜ h=(1/14~1/8)L=642.8~1125㎜ 取h=650㎜

b=(1/3~1/2)h=217~325㎜ 取b=300㎜

KL2 中间跨=3000mm h=(1/14~1/8)L=214.3~375㎜

综合考虑, 取h×b=400mm×250mm

1-2.2 连系梁：

LL 开间为3900mm, (1/15~1/10)L = ×260㎜~390㎜ 取h =390㎜

考虑到连梁兼做过梁使用,取h×b=400mm×250mm

1-2.3. 梁的计算跨度:

取中框架梁⑧轴为计算单元，如图3所示

5

1-3. 板的布置：

屋面板、楼板均为预制钢筋混凝土空心板。 规格为3900mm×900mm×120mm ( 重量为25 kN/m3×0.12m=3 kN/m2)

二 梁柱刚度计算（取一榀横向框架计算）

假定框架柱嵌固于基础顶面上，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸

不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。多层框架考虑为纵横向承重，

主要为横向承重，为超静定结构，故在内力计算前，应预先估算梁，柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度。

混凝土强度等级：

梁用C30 (Ec = 3 × 107 kN/㎡) 柱用C30 (Ec = 3 × 107 kN/㎡)

结构计算简图如图2

2-1 梁的线刚度计算：

bh3KL1：I1 ==6.9×10?3m4

12bh3 KL2：I2 ==1.33×10?3m4

12全现浇框架梁： a. 中框架梁 Ib2= 2.0I2= 2.67×10?3m4

b. 边框架梁 Ib1= 1.5I1=10.3×10?3m4

边框架梁(b=0.3m.h=0.65m):

EcIb13?107?10.3?10?3跨度为9m，ib1 = = = 3.44×104kN·m

lb19 6

中框架梁（b=0.25m,h=0.65m）:

EcIb23?107?2.67?10?3跨度为3m， ib2 = == 2.67×104kN·m

lb23

2-2 柱的线刚度计算

(b=0.4m,h=0.4m)

bh30.44 第一层：柱高4.65m ,Ic===2.1×10?3m4

1212EIc3?107?2.1?10?3 ic1===1.4×104kN·m

4.65hbh30.44 第二～五层：柱高3.6m,Ic===2.1×10?3m4

1212EIc3?107?2.1?10?3ic2===1.75×104kN·m

3.6h

2-3 柱的侧移刚度计算

见表2。

对于高度小于50m,且高宽比h/b=21/62.4=0.34<4的建筑物，

仅考虑梁柱弯曲变形引起的柱侧移刚度，忽略柱的轴向变形。

表2 柱的侧移刚度

层 号 位 置 i?K=2icb(一般层） 柱 的 根 数 K=?iicb(底层） 底层 标准层 边柱 中柱 边柱 中柱 2．46 4．36 1．966 3．49 0.5?K (底层）?ic12D= 2?K2hK ??(一般层）(kN/m) 2?K ??0．664 0．764 0．496 0．636 5160 5936 8037 10306 26 32 26 32 7

对底层： 边柱?D=5160×26=134160

中柱?D=5396×32=172672

?D总= ?D边??D中?134160?172692?306832

对标准层： 边柱?D=8037×26=208962

中柱?D=10306×32=329792

?D总=?D边??D中?208962+329792=538754

2-4 柱反弯点高度计算。 y?y0?y1?y2?y3

第一层：边柱： n=5,y1?0,y3?0,k?3.443.6=2.46, ?2??0.774,1.44.651=1，

?3?1,,j=1,y0?0.60,y2?0 ? y?y0=0.60

中柱：

n=5,y1?0,y3?0, k?3.44?2.673.6?4.36，?2??0.774，?1=1，

1.44.65?3?1,,j=1,y0?0.55,y2?0 ?

y?y0=0.55

第二层：边柱： n=5,y1?0,y3?0, k?3.44?24.65?1.966, ?3??1.45,

1.75?23.6?1=1， ?2?1,,j=2,y0?0.50,y2?0

? y?y0?0.50

中柱：

n=5,y1?0,y3?0, k?(3.44?2.16)?24.65?3.49, ?3??1.45,

1.75?23.6?1=1， ?2?1,,j=2,y0?0.50,y2?0

? y?y0?0.50 第三层：边柱：

8

n=5,y1?0,y3?0, k?3.44?2?1.966,?2?1,

1.75?21=1，

?3?1,j=3,y0?0.50,y2?0 ? y?y0?0.50

中柱：

n=5，y1?0,y3?0, k?(3.44?2.16)?2?3.49,?2?1,,?1?1,

1.75?2?3?1,，j=3 ,y2?0,y0?0.50 ? y?y0?0.50 第四层：边柱： n=5,y1?0,y3?0, k?3.44?21.75?2?1.966,?2?1,

?1=1，?3?1,j=4,y0?0.45，y2?0

? y?y0?0.45

中柱：

n=5,y1?0,y3?0, k?(3.44?2.16)?21.75?2?3.49,?2?1,

?1=1，?3?1,j=4,y0?0.50，y2?0

? y?y0?0.50 第五层：边柱：

n=5,y?21?0,y3?0, k?3.441.75?2?1.966,?2?1,

?3?1,j=5,y0?0.40y2?0 ? y?y0?0.40

中柱：

n=5,y(3.44?2.16)?21?0,y3?0, k?1.75?2?3.49,?2?1,

?3?1,j=5,y0?0.45y2?0 ? y?y0?0.45

三. 重力荷载标准值计算和水平地震作用计算

3-1.等效重力荷载代表值（标准值）的计算

1=1，

1=1，

9

重力荷载代表值取上下两层各半的荷载重量 恒载---取100% 雪载---取50%

楼面（屋面）---取等效均布活载50%-80%

一般民用建筑取50%

一般楼层取Gi=1.0恒+0.5活+1.0(柱、梁、墙)分层总计，上下各半。 ※ 第一层：

楼面做法

大理石面层20厚,水泥浆擦缝

1：3硬性水泥砂浆30厚干 合计 1.16 kN/m2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 楼面恒载总计: 4.46 kN/m2

楼梯间重量：

1.3×楼面恒载×面积

= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN 楼面恒载:

4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1 +3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=

=4.46×(351＋81.9＋19.89＋19＋2.7-49.14)×2 =3794.12kN 楼面活载：

走廊： 3.9×3×14×2＋3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN

厕所： (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN 楼梯间： (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN 办公室和大厅： 3.9×9×14×2=982.8kN 仓库： 3.9×9×4×6=842.4kN ? 结果：

（366.66＋127.32＋238.68＋982.8+842.4）×0.5 = 1278.93kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 57根

(2.325+1.8)×0.4×0.4×25×1.1×57 =1034.55kN 梁: 重(25kN/m3)

KL1：650㎜×300㎜ 28 根

25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN

KL2：400㎜×250㎜ 17 根

25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)

10

= 132.42kN

LL：400㎜×250㎜ 54根

25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN 窗: 铝合金窗: 0.4KN/㎡

C1：3.5×2.1×18×0.40= 52.92kN

C2：2.1×1.8×4×0.40+2.1×1.03×4×0.40= 9.51kN C3：2.4×0.9×2×0.40=1.73kN

门：铝合金门:0.4KN/㎡ 木门 :0.2KN/㎡ M1: 3.53×(3.0-1.8)×4×0.4=6.78KN M2: 1.8×1.8×3×0.2=1.94KN

M3: 1×0.6×8×0.2+1×1.8×11×0.2=4.92KN M4: 2.1×0.6×2×0.4=1.01KN M5: 2.1×0.6×0.2=0.25KN 玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡

3.5×3.6×6×1.5+3.5×1.8×2×1.5=132.3kN 外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3,

水泥砂浆20KN/m3

,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2

[3.5×1.1×18+3.5×0.2×4+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2) +(3.14×3.9×2.83-0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7) ×2.83×2-2.1×1.8×4-2.4×0.9×2]×4.9=961.86 kN 内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2

[3.5×3.2×14+3×3.2+3.74×3.48×2-(3.53×1.2×4 +1.8×1.8×3+1×0.6×8+1×1.8×11+2.1×0.6×2 +2.1×0.6)+3.5×1.8×4]×4.4=715.4 kN 电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)

(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN

隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2

(8.6×2.83×9+6.1×2.83-2.1×1.03×4)×4.4=1001.67 kN

合计 G1= 11749.92KN

第二层：

楼面做法

大理石面层20厚,水泥浆擦缝

1：3硬性水泥砂浆30厚干 合计 1.16 kN/m2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 11

※

楼面恒载总计: 4.46 kN/m2

楼梯间重量：

1.3×楼面恒载×面积

= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN 楼面恒载:

4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1 +3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=

=4.46×(351＋81.9＋19.89＋19＋2.7-49.14)×2 =3794.12kN 楼面活载：

走廊： 3.9×3×14×2＋3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN

厕所： (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN 楼梯间： (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN 办公室和大厅： 3.9×9×20×2=1404kN ? 结果：

（366.66＋127.32＋238.68＋1404）×0.5 = 1068.33kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 57根

3.6×0.4×0.4×25×1.1×57 = 902.88kN 梁: 重(25kN/m3)

KL1：650㎜×300㎜ 28 根

25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN

KL2：400㎜×250㎜ 17 根

25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2) = 132.42kN

LL：400㎜×250㎜ 54根

25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN 窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡ C1：3.5×2.1×20×0.40= 58.8kN C2：2.1×1.8×4×0.40= 6.05kN C3：2.4×0.9×2×0.40=1.73kN 门：木门 :0.2KN/㎡

M2：1.8×0.6×3×0.2+1.8×1.8×4×0.2=3.24KN M3: 1×0.6×11×0.2+1×1.8×7×0.2=3.84KN 玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡ 3.5×3.6×8×1.5=151.2kN

外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2

12

[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83 -0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4 -2.4×0.9×2]×4.9=966.76 kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 [3.5×3.2×18+3×3.2+3.74×3.48×2

-(1.8×0.6×3+1.8×1.8×4+1×0.6×11+1×1.8×7)] ×4.4=888.05 kN

电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)

(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN

隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2

(8.6×2.83×9+6.1×2.83-8.6×1.8)×4.4=971.61kN

合计 G2= 11622.64KN

第三层：

楼面做法

大理石面层20厚,水泥浆擦缝

1：3硬性水泥砂浆30厚干 合计 1.16 kN/m2预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 楼面恒载总计: 4.46 kN/m2

楼梯间重量：

1.3×楼面恒载×面积

= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN 楼面恒载:

4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1 +3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=

=4.46×(351＋81.9＋19.89＋19＋2.7-49.14)×2 =3794.12kN 楼面活载：

走廊： 3.9×3×14×2＋3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN

厕所： (3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN 楼梯间： (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN 办公室和大厅： 3.9×9×20×2=1404kN ? 结果：

（366.66＋127.32＋238.68＋1404）×0.5 = 1068.33kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 57根

13

※

3.6×0.4×0.4×25×1.1×57 = 902.88kN 梁: 重(25kN/m3)

KL1：650㎜×300㎜ 28 根

25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN

KL2：400㎜×250㎜ 17 根

25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2) = 132.42kN

LL：400㎜×250㎜ 54根

25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN 窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡

C1：3.5×2.1×20×0.40= 58.8kN C2：2.1×1.8×4×0.40= 6.05kN C3：2.4×0.9×2×0.40=1.73kN 门：木门 :0.2KN/㎡

M2：1.8×2.4×4×0.2 =3.46KN M3: 1×2.4×7×0.2=3.36KN 玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡ 3.5×3.6×8×1.5=151.2kN

外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2

[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83 -0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4 -2.4×0.9×2]×4.9=966.76 kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2

[3.5×3.2×18+3×3.2-(1×2.4×7+1.8×2.4×4)+3.74×3.48×2] ×4.4=893.86 kN

电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)

(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN

隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 (8.6×2.83×8+6.1×2.83)×4.4=932.63 Kn

合计 G3= 11589.21KN

※ 第四层：

楼面做法

大理石面层20厚,水泥浆擦缝

1：3硬性水泥砂浆30厚干 合计 1.16 kN/m2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻

14

1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 楼面恒载总计: 4.46 kN/m2

楼梯间重量：

1.3×楼面恒载×面积

= 1.3 ×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN 楼面恒载:

4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1 +3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2=

=4.46×(351＋81.9＋19.89＋19＋2.7-49.14)×2 =3794.12kN 楼面活载：

走廊： 3.9×3×14×2＋3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2 =366.66kN

厕所： (3.9×5.1+3.14×3.92

/4)×2×2=127.32kN 楼梯间： (3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN 办公室和大厅： 3.9×9×20×2=1404kN ? 结果：

（366.66＋127.32＋238.68＋1404）×0.5 = 1068.33kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 57根

3.6×0.4×0.4×25×1.1×57 = 902.88kN 梁: 重(25kN/m3)

KL1：650㎜×300㎜ 28 根

25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN

KL2：400㎜×250㎜ 17 根

25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2) = 132.42kN

LL：400㎜×250㎜ 54根

25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN 窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡

C1：3.5×2.1×20×0.40= 58.8kN C2：2.1×1.8×4×0.40= 6.05kN C3：2.4×0.9×2×0.40=1.73kN 门：木门 :0.2KN/㎡

M2：1.8×0.6×4×0.2+1.8×1.8×4×0.2=3.46KN M3: 1×0.6×7×0.2+1×1.8×9×0.2=4.08KN 玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡ 3.5×3.6×8×1.5=151.2kN

外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

15

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2

[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83 -0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4 -2.4×0.9×2]×4.9=966.76 kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 [3.5×3.2×18+3×3.2+3.74×3.48×2

-(1.8×0.6×4+1.8×1.8×4+1×0.6×7+1×1.8×9)] ×4.4=878.02 kN

电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)

(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96 kN

隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 (8.6×2.83×8+6.1×2.83)×4.4=932.63 Kn

合计 G4= 11574.09KN

※第五层 下半层:

楼面做法

大理石面层20厚,水泥浆擦缝

1：3硬性水泥砂浆30厚干 合计 1.16 kN/m2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 楼面恒载总计: 4.46 kN/m2

屋面做法:

地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝 水泥胶结合层3厚

1：3水泥砂浆找平20厚 二毡三油撒粗砂,刷冷底子油 1:3水泥砂浆找平15厚

1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处) 刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道

1：3水泥砂浆找平20厚 合计2.28 kN/m2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2

16

总计: 5.58 kN/m2 楼梯间重量：

1.3×楼面恒载×面积

= 1.3 ×5.58×7.8×6.3=356.46kN 屋面恒载:

5.58×{[3.9×9×11+3.9×3×7+3.9×5.1+3.14×(3.92+32)/4 +0.9×3-7.8×6.3]×2-23.4×9(5.58-4.46)=

=5.58×(351＋81.9＋19.89＋19＋2.7-49.14)×2-235.87 =54951.97kN 屋面活载： 上人屋面:

2×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1

+3.14×(3.92+32

)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2 =1719.04 kN 雪荷载:

0.45×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1

+3.14×(3.92+32

)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2-0.45×23.4×9 =292.01 kN ? 结果：

（1719.04＋386.78）×0.5 = 1052.91kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 57根

1.8×0.4×0.4×25×1.1×57 = 451.44kN 梁: 重(25kN/m3)

KL1：650㎜×300㎜ 28 根

25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2) =1163.22kN

KL2：400㎜×250㎜ 17 根

25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2) = 132.42kN

LL：400㎜×250㎜ 54根

25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)= 481.43kN 窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡

C1：3.5×1.28×20×0.40= 35.84kN C2：2.1×1.03×4×0.40= 3.46kN C3：2.4×0.9×2×0.40=1.73kN 门：木门 :0.2KN/㎡

M2：1.8×0.6×4×0.2 =0.86KN M3: 1×0.6×9×0.2=1.08KN 玻璃幕墙: 玻璃幕墙1.5KN/㎡ 3.5×1.8×8×1.5=75.6kN

外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖,

17

内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 [3.5×0.12×20+(3.14×3×1.4-0.4×2×1.4) +(3.14×3.9×1.03-0.4×2×1.03)+0.7×2×1.4 +(8.6+4.7)×1.03×2-2.1×1.03×4-2.4×0.9×2] ×4.9=238.39 kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 [3.5×1.4×18+3×1.4+3.74×1.68×2

-(1.8×0.6×4+1×0.6×9)]×4.4=419.1 kN 电梯墙:全部钢筋混凝土现浇, 重(25kN/m3)

(5.1×0.24×1.8×2+1.8×0.24×1.8×3)×25=168.48 kN 隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 (8.6×1.03×8+6.1×1.03)×4.4=339.45 kN

上半层:突出部分

女儿墙（上人屋面1.3米）:

贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2

[3.9×21+3.7+3.14×3+3.14×3.9-0.2+0.9×2+(9+5.1)×2] ×4.9=653.49 kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 13根

1.8×0.4×0.4×25×1.1×13 = 102.96kN 窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡

C1：3.5×0.82×6×0.40= 6.89kN 门: 木门 :0.2KN/㎡

M2：1.8×1.8×2×0.2 =1.30KN M3: 1×1.8×0.2=0.36KN

外墙:贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 (3.5×12×1.8+8.6×1.8×2+0.4×1.8

-3.5×0.82×6-1.8×1.8×2)×4.9=409.54 kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2

(8.6×1.8+7.96×1.8+2.24×1.8-1×1.8)×4.4=142.24 kN 电梯机房：4.7×2.4×7=78.96kN

18

合计 G5= 11531.27KN

※第六层:突出部分 下半层:

屋面做法:

地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝 水泥胶结合层3厚

1：3水泥砂浆找平20厚 二毡三油撒粗砂,刷冷底子油 1:3水泥砂浆找平15厚

1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处) 刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道

1：3水泥砂浆找平20厚 合计2.28 kN/m2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 总计: 5.58 kN/m2 屋面恒载:

5.58×23.4×9=1175.15kN 屋面活载： 不上人屋面:

0.5×23.4×9=105.3 kN 雪荷载:

0.45×23.4×9=94.77 kN ? 结果：

（105.3＋94.77）×0.5 = 100.04kN 柱：重(25kN/m3)

400㎜×400㎜ 13根

1.8×0.4×0.4×25×1.1×13 = 102.96kN 梁: 重(25kN/m3)

KL1：650㎜×300㎜ 7 根

25×0.65×0.3×1.05×8.6×7=308.15kN LL：400㎜×250㎜ 12根

25×0.4×0.25×1.05×3.5×12= 110.25kN 窗: 铝合金门窗: 0.4KN/㎡

C1：3.5×1.28×6×0.40= 10.75kN 门：木门 :0.2KN/㎡

M2：1.8×0.6×2×0.2 =0.43KN M3: 1×0.6×0.2=0.12KN

外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖,

19

内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 (3.5×12×1.4+8.6×1.03×2+0.4×1.4

-3.5×1.28×6-1.8×0.6×2)×4.9=260.09 kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2

(8.6×1.03+7.96×1.4+2.24×1.68-1×0.6)×4.4=101.93 kN

上半层:

女儿墙（不上人屋面0.3米）:

贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 (23.8+8.96)×2×0.3×4.9=96.31kN

合计 G6= 2266.18KN

整理：G1= 11749.92KN

G2= 11622.64KN G3= 11589.21KN G4= 11574.09KN G5= 11531.27KN G6= 2266.18KN

3-2. 水平地震力作用计算:

3-2.1 自振周期计算层间剪力计算。

表3横向框架顶点位移计算

层n?i(m) Gi(kN) Di ?Gi(kN) G ????(m)次 ?iii?1Di?15 4 3 2 1 11531.27 11574.09 11589.21 11622.64 11749.92 11531.27 23105.36 34694.57 46317.21 58067.13 538754 538754 538754 538754 306832 0.0214 0.0429 0.0644 0.0860 0.1892 0.4039 0.3825 0.3396 0.2752 0.1892 由公式：T1=1.7×?TuT(采用实砌填充砖墙，则?T=0.6)

=1.7×0.6×0.4039=0.648s

横向地震作用的计算，7度设防，场地为II类， 地震动参数区划为一区

20

? Tg= 0.35s，?max= 0.08s

由于T1= 0.648s>1.4 Tg=0.49s.故应考虑顶点附加作用。 ?n= 0.08 T1+0.01=0.062

因Tg?T?5 Tg，取?=0.9 结构底部剪力为：

nn FEK= ?1?Geq=?1×0.85×?Gi

i?1i?10.9 ??Tg?0.91=???= ??T?0.35?max=1????0.648??×0.08=0.0460

0.9 F=??0.35?EK?0.648??×0.08×0.85×58067.13=1816.34kN 顶点附加地震力作用为：?Fn=?n FEK=0.062×1816.34=112.61kN

FGHi =

ii?nFEK (1-?n)

GiHii?1

表4各层横向地震作用及楼层的地震剪力

层次 hi Hi Gi GiHi GiHiG(m) (m) (kN) ?iHiVi(kN) GiHi?nGiHi i?1FEK (1-?n) 6 3.6 22.65 2266 51328 0.070 119.26 119.26.18 .98 ×3 =357.78 5 3.6 19.05 11531 219670 0.298 620.32 739.58 .27 .69 4 3.6 15.45 11574 178819 0.242 412.30 1151.88 .09 .69 3 3.6 11.85 11589 137332 0.186 316.89 1468.77 .21 .14 21

2 3.6 8.25 1 4.65 4.65 11622 .64 11749.92 95886 .78 54637 .13 0.130 0.074 221.48 126.08 1690.25 1816.33 表5变形验算 ViU?U? 层高 层间剪力 层间刚度 ii?1Di5 4 3 2 1 739.58 1151.88 1468.77 1690.25 1816.33 538754 538754 538754 538754 306832 0．00137 0．00214 0．00273 0．00314 0．00592 层高 3.6 3.6 3.6 3.6 4.65 层间相对转角 1 26281 16821 13191 11461 786 均满足?〈 ??e?=

1要求 4503-2.2 横向框架柱端弯矩计算。

第一层：边柱：hi=4.65m, vi=1816.33, Di=306832, Dim=5160,

y?0.60,k=2.46

?

vim?viDim1816.33?5160== 30.55kN Di306832? M上=vim(1?y)hi=56.82kN·m M下?vimyhi=82.23kN·m

中柱：hi=4.65m, vi=1816.33, Di=306832, Dim=5936，

k=4．36, y?0.55

? vim?viDim=35.14kN Di? M上=vim(1?y)hi=73.53 kN·m M下?vimyhi=89.87kN·m 第二层： 边柱：hi=3.6m, vi=1690.25, Di=538754, Dim=8037,

22

y?0.50,k=1.97

?

vim?viDim1690.25?8037== 25.21 kN Di538754? M上=vim(1?y)hi=45.39kN·m M下?vimyhi=45.39kN·m

中柱：hi=3.6m, vi=1690.25, Di=538754, Dim=10306，

k=3.49, y?0.50

? vim?viDim= 32.33kN Di?M上=vim(1?y)hi=58.19kN·m M下?vimyhi=58.19kN·m 第三层：边柱：hi=3.6m, vi=1468.77, Di=538754, Dim=8037,

y?0.50,k=1.97

? vim?viDim= 21.91kN Di?M上=vim(1?y)hi=39.44kN·m M下?vimyhi=39.44kN·m

中柱：hi=3.6m, vi=1468.77, Di=538754, Dim=10306，

k=3.49, y?0.50

?

vim?viDim= 28.10kN Di? M上=vim(1?y)hi=50.57kN·m M下?vimyhi=50.57kN·m 第四层：边柱：hi=3.6m, vi=1151.88, Di=538754, Dim=8037,

y?0.45,k=1.97

? vim?viDim= 17.18kN Di? M上=vim(1?y)hi= 34.02kN·m M下?vimyhi=27.83kN·m

23

中柱：hi=3.6m, vi=1151.88, Di=538754, Dim=10306，

k=3.49, y?0.50

? vim?viDim= 22.03kN Di?M上=vim(1?y)hi=39.66kN·m M下?vimyhi=39.66kN·m

第五层：边柱：hi=3.6m, vi=739.58, Di=538754, Dim=8037,

y?0.40,k=1.97

? vim?viDim= 11.03kN Di?M上=vim(1?y)hi= 23.83kN·m M下?vimyhi=15.89kN·m

中柱：hi=3.6m,vi= 739.58,Di= 538754,Dim= 10306，

k=3.49,y?0.45

?vim?viDim= 14.15kN Di?M上=vim(1?y)hi=28.01kN·m M下?vimyhi=22.92kN·m

3-2.3 计算梁端弯矩

第一层：

边柱：M?M1上?M2下=56.82+45.39= 102.21kN·m 中柱； M左?（M1上?M2下）?×

3.44=（73.53+58.19）

3.44?2.673.44=74.16kN·m

3.44?2.672.67 M右?=（73.53+58.19）（M1上?M2下）?3.44?2.672.67×=57.56kN·m 3.44?2.67第二层：

边柱：M?M2上?M3下=45.93+39.44=85.48kN·m

24

（M2上?M3下）?中柱：M左?3.44

3.44?2.673.44= (58.19+50.57)×= 61.23kN·m

3.44?2.67M2.67右?（M1上?M2下）?3.44?2.67

= (58.19+50.57)×2.673.44?2.67= 47.53kN·m

第三层：

边柱：M?M3上?M4下= 39.44+27.83= 67.27kN·m

中柱:M3.44左?（M3上?M4下）? 3.44?2.67

= (50.57+39.66)×3.443.44?2.67 =50.80kN·m

M右?（M2.673上?M4下）?3.44?2.67

= (50.57+39.66)×2.673.44?2.67 =39.43kN·m

第四层：

边柱：M?M4上?M5下=34.02+15.89= 49.91kN·m

中柱：M3.44左?（M4上?M5下）?3.44?2.67

= (39.66+22.92) ×3.443.44?2.67 = 35.23kN·m

M右?（M2.674上?M5下）?3.44?2.67

= (39.66+22.92) ×2.673.44?2.67 = 27.35kN·m

第五层：

边柱：M?M5上=28.83kN·m 中柱：M左?M5上?3.443.44?2.67

= 28.01×3.443.44?2.67 = 15.77kN·m

M左?M2.675上?3.44?2.67

= 28.01×2.673.44?2.67 = 12.24kN·m

框架在地震作用下梁柱弯矩图：（单位：kN·m）

25

图四：横向水平地震作用梁柱弯矩图

(从左到右，阴影及数字为柱弯矩）

图五：横向水平地震作用梁柱弯矩图

26

(从左到右，阴影及数字为梁弯矩）

框架在地震作用下梁端剪力、柱轴力图：（单位：kN）

图六：横向水平地震作用（从左到右）梁端剪力图

图七：横向水平地震作用（从左到右）柱轴力图

27

框架在地震作用下柱剪力图：（单位：kN）

图八：横向水平地震作用下（从左到右）柱剪力图

四、风荷载计算：

作用在框架节点上水平风荷载的设计值由下式计算： W=rQ(?s1-?s2)?Z?Zw0(hi+hj)s/2

式中：?s1=0.8；?s2=-0.5；rQ=1.0；?Z=1.0；w0=0.6 KN/m2

?Z：地面粗糙程度为B类，查GBJ-9-87表，见表六

表6 ?Z的取值 高度（m） 5 1.0 ?Z 经查表和计算得?Z值，见表七：

28

10 1.0 15 1.14 20 1.25 25 1.42 30 1.56 表7 ?Z值

高度（m） 4.65 1.0 ?Z

hi：下层高度

hj：上层柱高；对顶层为女儿墙高度的二倍 S：柱距，S=3.9 m

故W=1.0×（0.8+0.5）×1.0×0.6×3.9/2×(hi+hj) ×?Z WW、W5、W4、W3、W2、列表计算见表8：

表8风荷载计算值 集中风荷 Z（m） hi（m） ?Z W6 W5 W4 W3 W2 W1 22.95 19.05 15.45 11.85 8.25 4.65 1.3002 1.2291 1.1499 1.0518 1.0 1.0 3.9 3.6 3.6 3.6 3.6 4.65 8.25 1.0 11.85 1.0518 15.45 1.1499 19.05 1.2291 22.95 1.3002 hj（m） W（KN） 0 3.9 3.6 3.6 3.6 3.6 7.861 14.406 13.057 12.074 11.232 10.951 表9变形验算

Vi 层高 层间相对层高 层间剪力 层间刚度 Ui?Ui?1?Di转角 1 5 14.406 36686 0.00039 3.6 916814 27.463 36686 0.00075 3.6 480913 39.537 36686 0.00108 3.6 334012 50.769 36686 0.00138 3.6 260111 61.720 21112 0.00292 4.65 15911 均满足?〈 ??e?=要求

550

29

3-2.2 横向框架柱端弯矩计算

第一层：边柱：hi=4.65m, vi=61.720, Di=21112, Dim=5160,

y?0.60,k=2.46

?

vim?viDim61.720?5160== 15.09kN Di21112? M上=vim(1?y)hi=28.06kN·m M下?vimyhi=42.09kN·m

中柱：hi=4.65m, vi=61.720, Di=21112, Dim=5936，

k=4．36, y?0.55

? vim?viDim=17.35kN Di? M上=vim(1?y)hi=36.31 kN·m M下?vimyhi=44.38kN·m 第二层： 边柱：hi=3.6m, vi=50.769, Di=36686, Dim=8037,

y?0.50,k=1.97

?

vim?viDim= 11.12 kN Di? M上=vim(1?y)hi=20.02kN·m M下?vimyhi=20.02kN·m

中柱：hi=3.6m, vi=50.769, Di=36686, Dim=10306，

k=3.49, y?0.50

? vim?viDim= 14.26kN Di?M上=vim(1?y)hi=25.67kN·m M下?vimyhi=25.67kN·m 第三层：边柱：hi=3.6m, vi=39.537, Di=36686, Dim=8037,

y?0.50,k=1.97

30

? vim?viDim= 8.66kN Di?M上=vim(1?y)hi=15.59kN·m M下?vimyhi=15.59kN·m

中柱：hi=3.6m, vi=39.537, Di=36686, Dim=10306，

k=3.49, y?0.50

?

vim?viDim= 11.11kN Di? M上=vim(1?y)hi=19.99kN·m M下?vimyhi=19.99kN·m 第四层：边柱：hi=3.6m, vi=27.463, Di=36686, Dim=8037,

y?0.45,k=1.97

? vim?viDim= 6.02kN Di? M上=vim(1?y)hi= 11.91kN·m M下?vimyhi=9.75kN·m

中柱：hi=3.6m, vi=27.463, Di=36686, Dim=10306，

k=3.49, y?0.50

? vim?viDim= 7.72kN Di?M上=vim(1?y)hi=13.89kN·m M下?vimyhi=13.89kN·m

第五层：边柱：hi=3.6m, vi=14.406, Di=36686, Dim=8037,

y?0.40,k=1.97

? vim?viDim= 3.16kN Di?M上=vim(1?y)hi= 6.82kN·m M下?vimyhi=4.54kN·m

中柱：hi=3.6m,vi= 14.406,Di= 36686,Dim= 10306，

31

k=3.49,y?0.45

?vim?viDim= 4.05kN Di?M上=vim(1?y)hi=8.01kN·m M下?vimyhi=6.56kN·m

3-2.3 计算梁端弯矩

第一层：

边柱：M?M1上?M2下=28.06+20.02= 48.08kN·m 中柱； M左?（M1上?M2下）?×

3.44=（36.31+25.67）

3.44?2.673.44=34.89kN·m

3.44?2.672.67 M右?=（36.31+25.67）（M1上?M2下）?3.44?2.672.67×=27.09kN·m 3.44?2.67第二层：

边柱：M?M2上?M3下=20.02+15.59=35.61kN·m

（M2上?M3下）?中柱：M左?3.44

3.44?2.673.44= (25.67+19.99)×= 25.71kN·m

3.44?2.672.67M右?（M1上?M2下）?

3.44?2.672.67= (25.67+19.99)×= 19.95kN·m

3.44?2.67第三层：

边柱：M?M3上?M4下= 15.59+9.75= 25.34kN·m

3.44

3.44?2.673.44= (19.99+13.89)× =19.07kN·m

3.44?2.672.67（M3上?M4下）? M右?

3.44?2.672.67= (19.99+13.89)× =14.81kN·m

3.44?2.67第四层：

（M3上?M4下）? 中柱:M左? 32

边柱：M?M4上?M5下=4.54+9.75= 14.29kN·m

中柱：M左?（M）?3.444上?M5下3.44?2.67

= (6.56+13.89) ×3.443.44?2.67 = 11.51kN·m

M右?（M2.674上?M5下）?3.44?2.67

= (6.56+13.89) ×2.673.44?2.67 = 8.94kN·m

第五层：

边柱：M?M5上=6.82kN·m 中柱：M左?M5上?3.443.44?2.67

= 8.01×3.443.44?2.67 = 4.51kN·m

M左?M2.675上?3.44?2.67

= 8.01×2.673.44?2.67 = 3.50kN·m

框架在风载作用下梁柱弯矩图：（单位：kN·m）

33

图四：风载作用梁柱弯矩图 (从左到右，阴影及数字为柱弯矩）

图五：风载作用梁柱弯矩图 (从左到右，阴影及数字为梁弯矩）

框架在风载作用下梁端剪力、柱轴力图：（单位：kN）34

图六：风载作用（从左到右）梁端剪力图

图七：风载作用（从左到右）柱轴力图

框架在风载作用下柱剪力图：（单位：kN）

35

图八：风载作用下（从左到右）柱剪力图

五．竖向荷载作用下框架内力分析。

由于结构是对称的，在竖向荷载作用下的框架侧移可忽略不计，其内力分析采用分层法进行简化计算。 以8轴横向框架为例

5-1. 屋盖荷载计算：

5-1.1. 屋盖梁自重(包括两侧粉刷)

KL1=(0.3×0.65)m2×25KN/m3×1.05=5.12KN/m

KL2=(0.25×0.4)m2×25KN/m3×1.05=2.65KN/m LL=(0.25×0.4)m2×25KN/m3×1.05=2.65N/m

5-1.2 屋面荷载：

地砖屋面10厚,缝宽5,水泥砂浆填缝 水泥胶结合层3厚

1：3水泥砂浆找平20厚 二毡三油撒粗砂,刷冷底子油 1:3水泥砂浆找平15厚

1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡40厚(最薄处) 刷冷底子油一道,热沥青玛蒂脂两道

1：3水泥砂浆找平20厚 合计2.28 kN/m2

36

预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 总计: 5.58 kN/m2

5-1.3 屋盖梁的线荷载见表10：

表10屋盖梁的线荷载

构件荷载线荷载标准值 线荷载名称 类别 标准值 边跨恒载 梁 活载 雪载 中跨恒载 梁 活载

5-1.4 楼盖梁自重与屋盖梁相同， 即

边跨：6.32KN/m 中跨：3.97KN/m

隔墙: 隔墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 边跨隔墙重：

2.83×4.4kN/m2=12.45KN/m

5-1.5 楼面荷载：

大理石面层20厚,水泥浆擦缝

1：3硬性水泥砂浆30厚干 合计 1.16 kN/m2 预制空心钢筋混凝土楼板120厚 合计 3 kN/m2 预制板用水加10%火碱清洗油腻 1：1：4水泥石灰砂浆中层8厚 1：2.5水泥砂浆7厚

喷大白浆两道2厚 合计 0.3 kN/m2 楼面恒载总计: 4.46 kN/m2

5-1.6 楼屋盖梁的线荷载见表11：

表11楼盖梁的线荷载

37

5.58KN/m2×3.9m+5.12KN/m 26.88 2.0KN/m2×3.9m 7.8 0．45 KN/m2×3.9m 1.76 5.58KN/m2×3.9m+2.65KN/m 24.41 2.0KN/m2×3.9m 7.8 构件荷载名称 类别 线荷载标准值 线荷载标准值 34.96 7.8 边跨恒载 4.46KN/m2×3.9m 梁 +5.12KN/m+12.45KN/m 活载 2.0KN/m2×3.9m 中跨恒载 4.46KN/m2×3.9m+2.65KN/m 20.04 梁 活载 2.0KN/m2×3.9m 7.8 5-2 取8轴框架为计算单元 梁: 重(25kN/m3)

LL：400㎜×250㎜

25×0.4×0.25×1.05×3.5= 9.19kN 窗: 铝合金窗: 0.4KN/㎡ C1：3.5×2.1×0.40= 2.94kN

外墙: 贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 3.5×1.1×4.9=18.87kN

内墙: 内墙采用粘土空心砖240厚，内外墙面抹灰20厚: 15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2 3.5×3.2×4.4=49.28 kN 女儿墙（上人屋面1.3米）:

贴瓷砖墙面0.5KN/㎡, 粘土空心砖15KN/m3, 水泥砂浆20KN/m3,

外墙采用粘土空心砖240厚，外墙面抹灰20厚，贴瓷砖, 内墙面抹灰20厚:

15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5 kN/m2=4.9kN/m2 3.9×1.3×4.9=24.84KN

第五层 CD跨 BC跨 恒载 26.88 KN/m 24.41KN/m 活载 7.8 KN/m 7.8KN/m 雪载 1.76 KN/m 1.76 KN/m LL自重 9.19KN 9.19KN 墙体自重 24.84KN

——————————————————————

集中荷载合计 N51=36.49KN N52=9.19KN

第四层 CD跨 BC跨 恒载 34.96KN/m 20.04KN/m 活载 7.8 KN/m 7.8KN/m

LL自重 9.19KN 9.19KN

38

墙体自重 18.87+2.94=21.81KN 49.28KN

——————————————————————

集中荷载合计 N41=31KN N42=58.47KN

第三、二、一层同第四层

集中荷载作用下产生的弯矩： 第五层:

e=(0.4-0.25)/2=0.075

MCD=Fe=36.49×0.075=2.74 KN?m MBC=Fe=9.19×0.075=0.69 KN?m 第一～四层:

e=(0.4-0.25)/2=0.075

MCD =Fe=31×0.075=2.33KN?m MBC=Fe=58.47×0.075=4.39 KN?m

5-3. 用弯矩分配法计算框架弯矩 5-3.1 固端弯矩计算：

将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩，计算结果如下： DC跨 CB跨 q=26.88 q=24.41 MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×26.88×92 =1/12×26.88×32 =181.44KN?m =18.31KN?m q=34.96 q=20.04

MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×34.96×92 =1/12×20.04×32 =235.98KN?m =15.03KN?m q=7.8 q=7.8

MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×7.8×92 =1/12×7.8×32 =52.65KN?m =5.85 KN?m q=1.76 q=1.76 MA=MB=1/12ql2 MC=MD=1/12ql2 =1/12×1.76×92 =1/12×1.76×32 =11.88KN?m =1.32 KN?m

5-3.2 分配系数计算

39

考虑框架对称性，取半框架计算。切断的横梁的线刚度为不变，分配系数按节点连接的各杆的转动刚度比值计算。 节点见图二，计算过程如下：

跨度为9m，ib1 = 3.44×104kN·m 跨度为3m， ib2 =2.67×104kN·m 柱高为3.6m, ic2=1.75×104kN·m 柱高为4.65m， ic1=1.4×104kN·m

D轴与8轴各节点：

D6节点、

4ic24?1.75?104 ?D6下柱?==0.337

4ic2?4ib14?1.75?104?4?3.44?1044ib14?3.44?104 ?D6梁右?==0.663

4ic2?4ib14?1.75?104?4?3.44?104

D5 D4 D3节点分配系数相同，只算D5

40

?D5下柱?4ic2

4ic2?4ib1?4ic24?1.75?104=4?1.75?104?4?3.44?104?4?1.75?104=0.252 ?4ic2D5上柱?4i?4i

c2b1?4ic2=4?1.75?1044?1.75?104?4?3.44?104?4?1.75?104=0.252 ?4ib1D5梁右?4i?4i4i

c2b1?c2=4?3.44?1044?1.75?104?4?3.44?104?4?1.75?104=0.496

D2节点、 ?4ic1D2下柱?4i

c2?4ib1?4ic14?1.4?104=4?1.75?104?4?3.44?104?4?1.4?104=0.212 ?ic2D2上柱?44i

c2?4ib1?4ic14?1.75?104=4?1.75?104?4?3.44?104?4?1.4?104=0.256 ?ib1D2梁右?44i

c2?4ib1?4ic14?3.44?104=4?1.75?104?4?3.44?104?4?1.4?104=0.522 C轴与8轴各节点

C6节点、

41

?C6下柱?4ic2

4ic2?4ib1?4ib24?1.75?104==0.222 4444?1.75?10?4?3.44?10?4?2.67?10 ?C6梁右?4ib2

4ic2?4ib1?4ib24?2.67?104==0.340 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104 ?C6梁左?4ib1

4ic2?4ib1?4ib24?3.44?104==0.438 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104

C5 C4 C3节点分配系数相同，只算C5 ?C5上柱?4ic2

4ic2?4ib1?4ib2?4ic24?1.75?104==0.182 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104?4?1.75?104?C5下柱?4ic2

4ic2?4ib1?4ib2?4ic24?1.75?104==0.182 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104?4?1.75?104 ?C5梁左?4ib1

4ic2?4ib1?4ib2?4ic24?3.44?104==0.358 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104?4?1.75?104 ?C5梁右?4ib2

4ic2?4ib1?4ib2?4ic24?2.67?104==0.278 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104?4?1.75?104 42

C2节点、

?C2上柱?4ic2

4ic2?4ib1?4ib2?4ic14?1.75?104==0.189 44444?1.75?10?4?3.44?10?4?2.67?10?4?1.4?10?C2下柱?4ic1

4ic2?4ib1?4ib2?4ic14?1.4?104==0.151 44444?1.75?10?4?3.44?10?4?2.67?10?4?1.4?10 ?C2梁左?4ib1

4ic2?4ib1?4ib2?4ic14?3.44?104==0.372 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104?4?1.4?104 ?C2梁右?4ib2

4ic2?4ib1?4ib2?4ic14?2.67?104==0.288 4?1.75?104?4?3.44?104?4?2.67?104?4?1.4?104

5-3.3 荷载分配：

1) 雪载分配

见图九

图九: 雪载弯矩分配

43

2) 恒载分配

见图十

图十: 恒载弯矩分配

44

2) 活载分配 见图十一

图十一: 活载弯矩分配

45

5-3.4 竖向荷载作用下的柱的弯矩图：（单位：KN?m）

见图十二

图十二: 竖向荷载作用下的柱的弯矩图 （括号外为恒载作用下,括号内为活载作用下）

5-3.5 梁端调幅前弯矩图:（单位：KN?m）

竖向荷载梁端调幅前弯矩图（恒载）,见图十三

竖向荷载梁端调幅前弯矩图（活载），见图十四

46

图十三： 竖向荷载梁端调幅前弯矩图（恒载）

图十四： 竖向荷载梁端调幅前弯矩图（活载）

47

5-4 计算剪力和轴力

5-4.1 竖向荷载梁端剪力计算,见下表12-15 恒载 荷载引起的剪力 1Vq?ql 2AB跨 BC跨 CD跨 120.96 157.32 157.32 157.32 157.32 36.62 30.06 30.06 30.06 30.06 AB跨 4.80 2.80 2.93 3.11 4.07 活载 荷载引起的剪力 1Vq?ql 2BC跨 CD跨 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 35.1 35.1 35.1 35.1 35.1 AB跨 -1.64 -0.76 -0.85 -0.92 -1.13 表13 1.64 0.76 0.85 0.92 1.13 弯矩引起的剪力 Vm?M左?M右 l弯矩引起的剪力 Vm?M左?M右 l层次 5 4 3 2 1 BC跨 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 CD跨 4.80 2.80 2.93 3.11 4.07 -4.80 -2.80 -2.93 -3.11 -4.07 120.96 -4.80 157.32 -2.80 157.32 -2.93 157.32 -3.11 157.32 -4.07 表12 层AB跨 次 5 35.1 4 35.1 3 35.1 2 35.1 1 35.1 BC跨 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 CD跨 1.64 0.76 0.85 0.92 1.13 -1.64 -0.76 -0.85 -0.92 -1.13 总的剪力 恒M?M右1 ?Vm(弯矩引起的剪力）?ql?左载 V?Vq(荷载引起的剪力）2l层次 5 4 3 2 1

48

VA VB左 VB右 VC左 VC右 VD 116.16 154.52 154.39 154.21 153.25 125.76 160.12 160.25 160.43 161.39 36.62 30.06 30.06 30.06 30.06 表14 36.62 30.06 30.06 30.06 30.06 125.76 160.12 160.25 160.43 161.39 116.16 154.52 154.39 154.21 153.25 活 载 总的剪力 V?Vq(荷载引起的剪力）?Vm(弯矩引起的剪力）?M?M右1ql?左2l 层次 5 4 3 2 1

5-4.2 梁端剪力图: （单位：kN）

竖向荷载梁端剪力图（恒载）,见图十五

竖向荷载梁端剪力图（活载），见图十六

VA VB左 VB右 VC左 VC右 VD 33.46 34.34 34.25 34.18 33.97 36.74 35.86 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 36.74 35.86 35.95 36.02 36.23 33.46 34.34 34.25 34.18 33.97 35.95 11.7 36.02 11.7 36.23 11.7 表15

图十五：竖向荷载梁端剪力图（恒载）

49

图十六：竖向荷载梁端剪力图（活载）

5-4.3 竖向荷载柱端轴力计算。

见下表16-17 恒载 5 4 3 2 1 柱轴力N=V(梁端剪力)+P(节点集中力及柱自重) A轴 B轴 C轴 D轴 N顶 N底 N顶 N底 N顶 N底 N顶 N底 152.65 338.17 492.56 646.77 800.02 168.49 354.01 508.4 662.61 820.48 171.57 187.41 361.75 377.59 552.06 567.9 742.55 758.39 934 954.46 表16

171.57 361.75 552.06 742.55 934 187.41 377.59 567.9 758.39 954.46 152.65 338.17 492.56 646.77 800.02 168.49 354.01 508.4 662.61 820.48 活 载 柱轴力N=V(梁端剪力)+P(节点集中力及柱自重) A轴 B轴 C轴 D轴 N顶 N底 N顶 N底 N顶 N底 N顶 N底 50

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