某5层框架教学楼毕业设计计算书 - secret - 图文

摘 要

本工程是沈阳东旭高中教学楼，为多层钢筋混凝土框架结构，共五层，底层层高3.6米，其他层层高也为3.6米，建筑物总高度为18.9米。在遵循“适用、安全、经济、美观”的设计原则和国家有关现行建筑结构设计规范与标准的基础上，进行了教学楼的建筑与结构初步设计，获得了该建筑物初步设计阶段的建筑CAD设计图纸与技术指标，确定了结构布置方案与结构计算模型。

先进行了层间荷载代表值的计算，然后按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载、活荷载以及雪荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计（完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算）、楼盖的设计（完成了板的配筋和次梁的配筋）、基础的设计（完成了基础的配筋）

关键词：钢筋混凝土，框架，结构设计

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Abstract

This is a teaching building of a Dongxu chool in shenyang. It is a multi-layer reinforced concrete frame. It has five stories, the height of the first storey is 3.6 meters, and the height of other stories are a 3.6 meters to. The height of the whole building is 18.9 meters. In accordance with the design principle of “applicability、safety、economy、aesthetic”and the present codes and standards of the architectural and structural design, the primary architectural and structural design of building is carried out. After getting the architectural drawing from CAD design, the anthor decides the structural scheme and the structural calculation model

When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated . Then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force，axial force ＆snow force) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board.The design of floorslab is also be completed in the end.

Keywords:

reinforced concrete；frame； the design of the structure

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引 言

土建类本科土木工程专业毕业设计是大学学校教学计划的最后一个重要环节，是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。毕业设计的目的是培养学生综合应用所学基础课、技术基础课、专业课知识和相应技能，解决土木工程设计问题的综合能力和创新能力，提高学生的综合素质和分析、处理问题的能力。

本组毕业设计题目为《某中学教学楼框架结构设计》。在进行建筑方案设计前，我温习了《房屋建筑学》、《结构力学》、《钢筋混凝土结构设计原理》、《建筑结构抗震设计》、《土力学地基基础》等专业课程，并且阅读了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等相关规范。在这次设计中，我尽量全面综合运用所学的基本理论、专业知识和基本技能以及实习时

所见所闻的积累，进行建筑，、结构设计并绘制施工图纸。特别是在设计期间，得到了老师的热情指导和审批及指正，本组成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，使我圆满的完成了毕业设计任务，在此表示衷心的感谢。

毕业设计的四个月里，在指导老师的热情帮助下，经过资料查阅、设计计算、计算说明撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。熟练掌握了AutoCAD、天正等绘图软件，从而从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，并且在计算过程中以手算为主，由于自己的知识结构还不够全面，在设计计算过程中难免有不妥和疏忽之处。

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1 建筑方案设计

1.1 工程概况

1.1.1 建筑设计指标

本方案建筑地点位于沈阳市康平县，占地面积为1230平方米，建筑面积为6447.74平方米，18间普通教室，每间建筑面积为56.7平方米；3间实验室，每间建筑面积为75.6平方米，两间计算机房，每间建筑面积为56.7平方米;2间语音教室，每间建筑面积为56.7平方米；卫生间每层2个，其他用房见详图。

1.1.2建筑设计思路 综合工程各条件，本教学楼采用框架结构体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。本建筑方案力求创新，在形象上追求现代气息，同时注重在建筑方案经济合理性，在里面造型上给人以美感，内部设计主要以内廊为中心线，左右布置教师；教学区和辅组教学区分开，在导向上给人明确的方向感，在教学楼内布置了三步楼梯，在交通上，疏散人流更加方便快捷。

1.2 建筑构造设计

1.2.1非上人屋面构造设计［1］

(1) 25mm厚1﹕3水泥砂浆 (2) 40mm厚SBS改性沥青防水卷材 (3) 20mm厚1：3水泥砂浆找平层

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(4) 1：6水泥焦渣找坡层 最薄处30mm厚 (5) 100mm厚阻燃型聚苯乙烯板保温层 (6) 120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 (7) 20mm厚板下混合砂浆抹灰 1.2.2 楼面构造设计

(1) 20mm厚水磨石地面 (2) 20mm厚1：3水泥砂浆结合层 (3) 120mm厚现浇钢筋混凝土板 (4) 20mm厚板下混合砂浆抹灰 1.2.3 外墙体构造设计

(1) 刮大白

(2) 20mm厚混合砂浆 (3) 墙体基层

(4) 外贴50mm厚阻燃型挤塑聚苯乙烯板 (5) 20mm厚1:3水泥砂浆 (6) 刷涂料

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2 荷载计算

2.1 截面尺寸的选取

2.1.1截面尺寸选取

框架柱：

［2］

根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：

N?0.9（三级框架） 混凝土强度为C30 fcbhN??G?W?S?NS??1??2

??N1827?10002??1420mm00 0.9fc0.9?14.3bc=hc =459mm 取 bc=hc=500×500mm 框架梁：

由挠度、裂度控制 h=(1/12～1/8)L b=(1/3～1/2)h 纵向框架梁截面尺寸：bb×hb=250mm×600mm 横向框架梁截面尺寸：bb×hb=250mm×600mm； 次梁截面尺寸：bb×hb=250mm×600mm 走廊梁截面尺寸：bb×hb=250mm×400mm 楼板：

取板厚：h=120mm

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2. 2荷载汇集

［4］

2.2.1恒载［1］

屋面：

25mm厚1﹕3水泥砂浆 0.025×20=0.5kN/m2 40mm厚SBS改性沥青防水卷材 0.04×2.0=0.08kN/m2 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4kN/m2 1：6水泥焦渣找坡层 最薄处30mm厚 0.09×14=1.26kN/m2 100mm厚阻燃型聚苯乙烯板保温层［6］ 0.1×1.5=0.15kN/m2 120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.12×25=3kN/m2 20mm厚混合砂浆抹灰 0.02×17=0.34kN/m2

∑=5.73 kN/m2

［11］

楼面：

20mm厚水磨石地面 0.65kN/m2 20mm厚1：3水泥砂浆结合层 0.02×20=0.4kN/m2 120mm厚现浇钢筋混凝土板 3kN/m2 20mm厚板下混合砂浆抹灰 0.34kN/m2

∑=4.39kN/m2

梁重：

纵梁：梁自重： 0.25×0.6×25=3.75kN/m 粉刷： 0.02×（0.6-0.12）×2×17=0.33kN/m

∑=4.08kN/m

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横梁：自重： 0.25×0.6×25＝3.75kN/m

粉刷： 0.02×（0.6-0.12）×2×17=0.33kN/m

∑=4.08kN/m

次梁：自重： 0.25×0.6×25＝3.75kN/m

粉刷： 0.02×（0.6-0.12）×2×17=0.33kN/m

∑=4.08kN/m

走廊横梁：自重： 0.25×0.4×25＝2.5kN/m

粉刷： 0.02×（0.4-0.12）×2×17=0.19kN/m

∑=2.69kN/m

墙重：（砌体与抹灰之和）

外墙： 0.37×11=4.07kN/m2 内墙： 0.24×11=2.64 kN/m2 女儿墙： 0.24×18=4.32 kN/m2 柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3） 0.5×0.5×27=6.75kN/m

门、窗：

门：0.2kN/m2 窗：0.45kN/m2 2.2.2活荷载［3］

风压： 0.55 kN/m2 雪压： 0.5 kN/m2

厕所： 2.0 kN/m2

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办公室（教室）： 2.0 kN/m2 走廊、楼梯： 2.5 kN/m2

不上人屋面： 0.5 kN/m2

2.3计算简图及层数划分如图

图1 计算简图

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图2 框架简图

2.4 各层重力荷载代表值计算

第五层的重力荷载代表值: 五层上半层

女 儿 墙：（42+15）×2×0.24×0.9×18=443.23kN 屋 面： 42×15×5.73=3609.90kN 纵 梁： 42×4.08×4=685.44kN 横 梁： 6.3×4.08×16=411.26kN 次 梁： 6.6×4.08×14=359.86kN 走廊横梁： 2.4×2.69×8=51.65kN

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3.6×6.75×32=388.8kN 23.6外 墙： 116.4×（- 0.6）×4.07=556.78kN

23.6内 纵 墙： 6.0×（- 0.6）×13×2.64=247.10kN

23.6内 横 墙： 6.3×（- 0.6）×8×2.64=159.67kN

23.6外墙窗洞： -(- 0.6)×2.1×14×2×4.07= -287.18kN

23.6外 墙 窗： (- 0.6) ×2.1×14×2×0.45=31.75kN

23.6 内 门 洞： -(2.1- ）×0.9×16×2.64=- 11.40kN

23.6 内 门： （2.1- ）×0.9×16×0.2=0.86kN

2柱 子：

∑＝6651.25KN 五层下半层

3.6×6.75×32=388.80kN 23.6外 墙：114××4.07=835.16kN

23.6内 纵 墙：6.0××13×2.64=370.66kN

23.6内 横 墙：6.3××8×2.64=239.50kN

23.6外墙窗洞：-×2.1×14×2×4.07=- 430.77kN

23.6外 墙 窗: ×2.1×14×2×0.45=47.62kN

23.6 内 门 洞：-×0.9×8×2×2.64=- 68.42kN

23.6内 门： ×0.9×8×2×0.2=5.18kN

2柱 子：

∑＝1411.44kN

2～4层的重力荷载代表值: 四层上半层

楼 面：6.0×6.3×13×4.39+42×3×4.39+6.0×6.3×5.84=2931.14kN

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纵 梁：42×4.08×4=685.44kN 横 梁： 6.3×4.08×16=411.26kN 次 梁： 6.6×4.08×14=359.86kN 走廊横梁： 2.4×2.69×8=51.65kN

3.6×6.75×32=388.8kN 23.6外 墙： 116.4×（- 0.6）×4.07=556.78kN

23.6内 纵 墙： 6.0×（- 0.6）×13×2.64=247.10kN

23.6内 横 墙： 6.3×（- 0.6）×8×2.64=159.67kN

23.6外墙窗洞： -(- 0.6)×2.1×14×2×4.07= -287.18kN

23.6外 墙 窗： (- 0.6) ×2.1×14×2×0.45=31.75kN

23.6内 门 洞: -(2.1-) ×0.9×15×2.64=- 14.26kN

23.6内 门: (2.1-)×0.9×15×0.2=1.08kN

2柱 子：

∑＝5939.68kN

四层下半层

3.6×6.75×32=388.80kN 23.6外 墙：114××4.07=835.16kN

23.6内 纵 墙：6.0××13×2.64=370.66kN

23.6内 横 墙：6.3××8×2.64=239.50kN

23.6外墙窗洞：-×2.1×14×2×4.07=- 430.77kN

23.6外 墙 窗: ×2.1×14×2×0.45=47.62kN

23.6内 门 洞: -×0.9×15×2.64=- 64.15kN

2柱 子：

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内 门:

3.6×0.9×15×0.2=4.86kN 2∑＝1411.44kN

三层上半层等于四层上半层为：5539.68kN 三层下半层等于四层下半层为：1411.44kN 二层上半层等于三层上半层为：5539.68kN 二层下半层等于三层下半层为：1411.44kN

一层上半层

楼 面：6.0×6.3×13×4.39+42×3×4.39+6.0×6.3×5.84=2931.14kN 纵 梁：42×4.08×4=685.44kN 横 梁： 6.3×4.08×16=411.26kN 次 梁： 6.6×4.08×14=359.86kN 走廊横梁： 2.4×2.69×8=51.65kN

3.6×6.75×32=388.8kN 23.6外 墙： 116.4×（- 0.6）×4.07=556.78kN

23.6内 纵 墙： 6.0×(- 0.6) ×12×2.64=228.01kN

23.6内 横 墙： 6.3×(- 0.6) ×7×2.64=139.71kN

23.6外墙窗洞：-(- 0.6) ×2.1×13×2×4.07=- 266.67Kn

23.6外 墙 窗: (-0.6) ×2.1×13×2×0.45=29.48kN

23.6内 门 洞: -(2.1-) ×0.9×13×2.64=- 9.27kN

23.6内 门: (2.1-) ×0.9×13×0.2=0.70kN

2柱 子：

雨 篷: 6.0×3.0×0.08×25=36 kN

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∑＝5581.75kN

则恒载+0.5?活载： G=6651.25+0.5×0.5×42×15=6808.75 kN

5

[2.0×(6.0×6.3×13+5.4×6.3)+2.5×2.4×6.3 G4?1411.44+5939.68+0.5×

+2.5×2.4×42]=7615.77kN

[2.0×(6.0×6.3×13+5.4×6.3)+2.5×2.4×6.3 G3?1411.44+5939.68+0.5×

+2.5×2.4×42]=7615.77kN

[2.0×(6.0×6.3×13+5.4×6.3)+2.5×2.4×6.3 G2?1411.44+5939.68+0.5×

+2.5×2.4×42]=7615.77kN

G1?1411.44+5581.75+664.65=7657.84kN

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3 水平荷载作用下的框架内力分析

3.1 层间侧移刚度计算

3.1.1梁线刚度

在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数:

中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0

梁采用C30混凝土，EC=3.0×107kN/m2

bh34

?0?(m) (3-1)

12KB单位：kNm 横向框架：

表1 框架梁线刚度计算

部位 边跨 中跨 截 面 m2 跨度 m 6.3 截 面 惯 性 矩 边 框 架 I=1.5I0 KB=EI/L 中 框 架 I=2.0I0 KB=EI/L 0.25×0.6 0.25×0.4 4.5×10?3 6.8×10?3 3.3×104 9.0×10?3 4.3×104 2.4 1.3×10?3 2.0×10?3 2.5×104 2.6×10?3 3.3×104 3.1.2柱线刚度

柱采用C30混凝土 Ec=3.0×107kN/M2，首层高度4.55m,2-5层3.6m。 柱截面：500 mm×500mm 则

bh3 I1-4=I0==5.2×10-3m4

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Kc?

EI (3-2) h表2柱的线刚度计算

层次 2-5 1 层高 3.6m 4.55m b×h 500×500 500×500 Ec/KN/M2 3.0×10 3.0×107 7Ic(m4) 5.2×105.2×10?3 ?3Kc=EcIc Hc4 44.3×10 3.4×10 3.1.3柱的侧移刚度D［6］

一般层： K=首层

K=

12?i?ibK ?? D=2c （3-3）

h2ic2?K12?i?ib0.5?K ?? D=2c （3-4）

hic2?K表3边框架柱子的侧移刚度 部位 层高 M 柱子 刚度 43000 43000 边跨梁 线刚度 33000 33000 中跨梁 边 框 架 边 柱C1（4根） 边 框 架 中 柱C2 （4根）线刚度 K1 α1 DC1 K2 α2 DC2 25000 25000 0.767 0.971 0.277 0.495 11029 9755 1.349 1.706 0.403 0.595 16037 11726 2-5 3.6 1 4.55

表4中框架柱子的侧移刚度 部位 2-5 1 层高 M 3.6 4.55 柱子 刚度 43000 34000 边跨梁 线刚 43000 43000 中跨梁 a线刚 33000 33000 中 框 架 边 柱C1 （14根） K1 α1 DC3 13258 10662 1.000 0.333 1.265 0.541 中 框 架 中 柱C2 （14根） K2 1.767 2.235 α2 0.469 0.646 DC4 18673 12731 3.1.4层间侧移刚度的计算

表5 层间侧移刚度 各 层 柱 子 侧 移 刚 度 部 位 ∑DC1 2-5 44116 ∑DC2 64148 ∑DC3 159096 ∑DC4 224076 层 间 刚 度 ∑Di 491436 某某大学毕业设计（论文） No

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1 39020 46906 127944 152772 366642 ∑D1/∑D2 =0.77﹥0.7 满足要求

3.2 水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算

采用底部剪力法计算水平地震作用

［6］

3.2.1框架水平地震作用及水平地震剪力计算［5］

自振周期计算 L0=0.6 T1=1.7×0.6×ΔT0.5 (3-5)

表6 横向框架顶点位移计算

层次 5 4 3 2 1

nGi(KN) 6808.75 7615.77 7615.77 7615.77 7657.84 ?Gi(KN) i?1Di 491436 491436 491436 491436 366642 △i-△i-1=∑Gi/D 0.0139 0.0294 0.0448 0.0603 0.1018 △I(m) 0.2502 0.2363 0.0.69 0.1621 0.1018 6808.75 14424.52 22040.29 29656.05 37313.89 T1=1.7×0.6×0.25020.5 =0.51s

横向地震作用计算:

地震作用按7度设计,基本地震加速度为0.10g, Ⅱ类场地,地震分组按一组 则Tg=0.35S αmax=0.08

采用底部剪力法计算由于T1=0.51>1.4×0.35=0.49 故应考虑顶点附加地震作用取 ?n=0.08×0.52+0.01=0.052

FEK=(=(

TgT1)×αmax×0.85?Gi (3-6)

i?10.9

n0.350.9

)×0.08×0.85×37313.89 0.51=1808.12KN

顶点附加地震作用为:

△ Fn??nFEk=0.051×1808.12=92.21KN (3-7)

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Fi=

GiHi?GHiii?1nFEk?1??n? (3-8)

表7 各层地震作用及楼层地震剪力

层 5 4 3 2 1 hi 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 Hi 18.95 15.35 11.75 8.15 4.55 Gi 6808.75 7615.77 7615.77 7615.77 7657.84 GiHi 129025.81 116902.07 89485.30 62068.53 34843.17 GiHi/∑GiHi 0.298 0.270 0.207 0.144 0.081 Fi 511.34 463.30 355.19 247.09 138.99 Vi 603.55 1066.85 1422.04 1669.13 1808.12

3.2.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算

表8 层间位移和顶点位移 层 5 4 3 2 1 Vi(kN) 603.55 1066.85 1422.04 1669.13 1808.12 hi(m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 ΣDi(kN/m) 491436 491436 491436 491436 366642 Δuei=Vi/ΣDi(m) 0.0012 0.0022 0.0029 0.0034 0.0049 Δuei/ hi 1/3000 1/1636 1/1241 1/1059 1/929 1?uei﹤??e??所以满足规范规定的弹性位移要求。

550hi3.2.3水平地震作用下的剪力图

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ΔFnF5F4F3F2V5V4V3V2603.551066.851422.041669.131808.12F1V1

图3 水平地震作用下的剪力图

［6］

3.3 水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩（采用D值法）

将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。

柱端剪力按下式来计算： Vik?柱上、下端弯矩按下式来计算

M下?Vikyh （3-10） M上?Vik(1?y)h （3-11） y?(y0?y1?y2?y3)h?yh （3-12）

y—反弯点到柱下端结点的距离，即反弯点高度。 y0—标准反弯点高度比。

y1—上下横粱线刚度比对标准反弯点高度比y0的修正系数。

D Vi （3-9）

D?y2—上层层高变化修正值。

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y3—下层层高变化修正值。

y0根据框架总层数，该柱所在层数和梁柱线刚度比K查表得。

表9 边柱（中框） 层 5 4 3 2 1 h(m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 K 1.000 1.000 1.000 1.000 1.265 y0 0.35 0.45 0.45 0.50 0.65 y1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 y2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 y3 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Y 1.26 1.62 1.62 1.80 2.96

表10 中柱（中框）

层 5 4 3 2 1 h(m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 y0 0.39 0.45 0.49 0.50 0.63 y1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 y2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 y3 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Y 1.40 1.62 1.76 1.80 2.87 K 1.767 1.767 1.767 1.767 2.235

表11 边柱（中框）

层 5 4 3 2 1 H (m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 ∑Di (kN/m) 491436 491436 491436 491436 366642 D (kN/m 13258 13258 13258 13258 10662 D/∑Di 0.0270 0.0270 0.0270 0.0270 0.0291 Vi (kN) 603.55 Vik (kN) 16.28 Y 1.26 1.62 1.62 1.80 2.96 M下 （kNm） 20.51 46.62 62.14 72.05 155.64 M上 (kNm) 38.10 56.98 70.05 75.95 83.60 1066.85 28.78 1422.04 38.36 1669.13 40.03 1808.12 52.58

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表12 中柱（中框） 层 5 4 3 2 1 H (m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 ∑Di (kN/m) 491436 491436 491436 491436 366642 D D/∑Di (kN/m) 18673 18673 18673 18673 12731 0.0380 0.0380 0.0380 0.0380 0.0347 Vi (kN) 603.55 Vik (kN) 22.93 Y 1.40 1.62 1.76 1.80 2.87 M下 M上 （kNm） (kNm) 32.10 65.67 95.09 114.16 174.53 50.45 80.27 92.06 114.16 105.47 1066.85 40.54 1422.04 54.03 1669.13 63.42 1808.12 62.78

3.4 水平地震作用下梁端弯矩计算［6］

根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩

μB1= KB1/(KB1+KB2) （3-13）

MB1=(MC上+MC下)×μB1 （3-14） μB2= KB2/(KB1+KB2) （3-15） MB2=(MC上+MC下)×μB2 （3-16）

表13 水平地震作用下梁端弯矩 A轴 层 MC上 5 0.00 MC下 38.10 μB1 1 1 1 1 1 MAB 38.0 77.49 122.57 132.19 155.65 MC上 0.00 32.10 65.67 95.09 114.16 MC下 50.45 80.27 92.06 114.16 105.47 μB1 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 μB2 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 MBA 28.76 59.56 89.91 119.27 125.19 MBC 21.69 48.32 67.82 89.98 94.44 B轴 4 20.51 56.98 3 46.62 75.95 2 62.14 70.05 1 72.05 83.60

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3.5 水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值［6］

VE?ME左?ME右 （3-17） LnNi???Vbl?Vbr?k?ik （3-18）

表14 水平地震作用下梁端剪力和柱轴力 AB跨梁端剪力 层 L BC跨梁端剪力 柱轴力 ME左 38.10 77.49 122.57 132.19 155.65 ME右 28.76 59.56 89.91 119.27 125.19 VE 10.61 21.65 33.73 39.91 44.58 L ME左 21.69 48.32 67.82 89.98 94.44 ME右 18.08 40.27 56.52 74.98 78.70 VE 18.08 40.27 56.52 74.98 78.70 边柱 (KN) 中柱 (KN) 5 4 3 2 1 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 10.61 40.27 56.52 74.98 78.70 18.08 26.09 48.88 83.95 118.07

某某大学毕业设计（论文） No

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3.6 水平地震作用下的框架内力图

28.7638.1038.1021.6922.9359.5620.5177.4956.9848.3240.5475.9565.67122.5759.1754.03119.27114.1695.0989.9863.42125.1972.05155.6583.60114.1694.44105.4778.7044.5883.9540.03105.9074.9839.9148.8838.8965.9989.9190.0556.5033.7326.0928.7832.2680.2740.227.4716.2810.6150.4518.0810.6130.8770.0562.14132.1962.78118.0752.5815.48155.64174.53

图4 水平地震作用下的框架内力图

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23

3.7横向风荷载计算

自然情况：地区基本风压 W0=0.55kN/m2，地面粗糙程度C类。 3.7.1风荷载计算［3］

风荷载标准值：wk??z??s??z?w0 （3-19）

表15 风荷载作用下的剪力

层 5 4 3 2 1 βZ 1.0 μS 1.3 μZi 0.83 0.74 0.74 0.74 0.74 W0 0.55 Wki 0.593 0.529 0.529 0.529 0.529 FWki 9.60 11.43 11.43 11.43 11.43 Vi 9.61 21.04 32.47 43.90 55.33 注： （1）在实际工程中，对于高度不大于30M， 高宽比小于1.5的高层建筑，取风振系数βZ=1.0。

（2）Fwki?wki?A （3-20）

3.7.2风荷载作用分布图

ΔFF5F4F3F2V5V4V3V29.6121.0432.4743.9055.33F1V1

图5 风荷载作用分布图

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3.8风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩（D值法）

表16 边柱（中框） 层 5 4 3 2 1 H (m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 ∑Di (kN/m) 63862 63862 63862 63862 46786 D D/∑Di (kN/m) 13258 13258 13258 13258 10662 0.208 0.208 0.208 0.208 0.229 Vi (kN) 9.61 21.04 32.47 43.90 55.33 Vik (kN) 2.00 4.38 6.75 9.13 12.67 Y 1.26 1.62 1.62 1.80 2.96 M下 M上 （kNm） (kNm) 2.52 7.10 10.93 16.43 37.50 4.68 8.67 13.37 16.43 20.15 表17 中柱（中框）

层 5 4 3 2 1 H (m) 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 ∑Di (kN/m) 63862 63862 63862 63862 46786 D (kN/m) 18673 18673 18673 18673 12731 D/∑Di 0.292 0.292 0.292 0.292 0.272 Vi (kN) 9.61 21.04 32.47 43.90 55.33 Vik (kN) 2.81 6.14 9.48 12.82 15.10 Y 1.40 1.62 1.76 1.80 2.87 M下 （kNm） 3.93 9.95 16.68 30.08 43.34 M上 (kNm) 6.18 12.16 17.44 30.08 25.37

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3.9 风荷载作用下梁端弯矩计算

表18 风荷载作用下梁端弯矩 层 5 4 3 2 1 A轴 MC上 0.00 2.52 7.10 10.93 16.43 MC下 4.68 8.67 13.37 16.43 20.15 μB1 1 1 1 1 1 MAB 4.68 11.19 20.47 27.36 36.58 MC上 0.00 3.93 9.95 16.68 30.08 MC下 6.18 12.16 17.44 30.08 25.37 B轴 μB1 0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 μB2 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 MBA 3.52 6.93 9.94 17.15 14.46 MBC 2.66 5.23 7.50 12.93 10.91

3.10 风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力标准值

表19 风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力 AB跨梁端剪力 层 L 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 BC跨梁端剪力 柱轴力 边柱 (KN) 2.00 4.88 9.71 16.78 24.88 中柱 (KN) 0.22 1.70 3.12 6.83 7.82 ME左 4.68 11.19 20.47 27.36 36.58 ME右 3.52 6.93 9.94 17.15 14.46 VE 2.00 2.86 4.83 7.07 8.10 L 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 ME左 2.66 5.23 7.50 12.93 10.91 ME右 2.66 5.23 7.50 12.93 10.91 VE 2.22 4.36 6.25 10.78 9.09 5 4 3 2 1

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3.11 风荷载作用下的框架内力图

3.524.684.683.652.816.938.672.5211.193.935.2312.164.366.1413.379.9520.477.59.4817.1530.0816.6812.9312.8214.4616.4336.5820.1530.0810.9125.379.098.106.839.1316.7810.787.073.126.759.719.9417.446.254.832.884.380.222.02.06.182.222.01.234.887.1016.4310.9327.3615.107.8212.6724.8837.50D43.34FGH

图6 风荷载作用下的框架内力图

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4 竖向荷载作用下的内力分析

图7 荷载传递路线

4.1 恒载

4.1.1屋面梁上线荷载标准值

梁重： 横梁:边跨4.08kN/m, 中跨2.69 kN/m 屋面板荷载：(按双向板计算) 4.1.2屋面板及楼面板的折减系数

边跨为梯形荷载:??1.5/6.3?0.238 1?2?2??3?0.90

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中跨为梯形荷载:5/8=0.625 4.1.3屋面梁上线荷载标准值

边跨：g1=5.73×3.0×0.90+4.08=19.55kN/m 中跨：g2=5.73×2.4×0.625+2.69=11.29kN/m 4.1.4楼面梁上线荷载标准值

边跨：g1=4.39×3.0×0.90+4.08=15.93kN/m 中跨：g2=4.39×2.4×0.625+2.69=9.28kN/m

4.2 活载

屋面: 边跨 q1=0.5×3.0×0.90=1.35kN/m

中跨 q2=0.5×2.4×0.625=0.75kN/m 楼面: 边跨 q1=2.0×3.0×0.90=10.96kN/m

中跨 q2=2.5×3.0×0.625=4.69kN/m

4.3 框架计算简图

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g=11.29KN/mg=19.55KN/m(q=1.35KN/m)q=0.75KN/mg=19.55KN/m(q=1.35KN/m)g=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=9.28KN/mq=3.75KN/mg=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=9.28KN/mq=3.75KN/mg=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=9.28KN/mq=3.75KN/mg=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=15.93KN/m(q=5.4KN/m)g=9.28KN/mq=3.75KN/mg=15.93KN/m(q=5.4KN/m)

图8 框架计算简图

4.4 梁固端弯矩

梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负

QL2M固= （4-1）

12

表20 竖向荷载作用下框架的固端弯矩 荷 载 恒 载 活 载 位 顶层 其他层 顶层 其他层 部 跨 度 6.3 6.3 6.3 6.3 边 跨 均布 荷载 19.55 15.93 1.35 5.40 固端弯矩 左 -64.44 -52.69 -4.47 -17.86 右 64.66 52.69 4.47 17.86 跨 度 2.4 2.4 2.4 2.4 中 跨 均布 荷载 11.29 9.28 0.75 3.75 固端弯矩 左 -5.42 -4.45 -0.36 -1.80 右 5.42 4.45 0.36 1.80

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4.5 内力分配系数计算

表21 转动刚度S及相对转动刚度S?计算

构件名称 边跨 转动刚度S（KNm） 4Kb?4?43000?172000相对转动刚度S? 1.00 0.38 1.00 1.00

框架梁 中跨 顶层 框架柱 一般层 底层 2Kb?2?33000?66000 4Kc?4?43000?172000 4Kc?4?43000?172000 4Kc?4?34000?136000

分配系数计算：

S'????Sik （4-2）

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表22 各杆件分配系数表

点 节层 ?S? ik?左梁 (?右梁 (?右梁) ----- ----- ----- ----- ----- 0.42 0.29 0.29 0.29 0.32 ?左梁) 0.50 0.34 0.34 0.34 0.36 0.16 0.11 0.11 0.11 0.12 ?上柱 ----- 0.33 0.33 0.33 0.36 ----- 0.30 0.30 0.30 0.32 ?下柱 0.50 0.33 0.33 0.33 0.28 0.42 0.30 0.30 0.30 0.24 5 1.00+1.00=2.00 4 1.00+1.00+1.00=3.00 边节3 1.00+1.00+1.00=3.00 点 2 1.00+1.00+1.00=3.00 1 1.00+0.79+1.00=2.79 5 1.00+1.00+0.38=2.38 中4 1.00+1.00+1.00+0.38=3.38 间3 1.00+1.00+1.00+0.38=3.38 节点 2 1.00+1.00+1.00+0.38=3.38 1 1.00+0.79+1.00+0.38=3.17 4.6 弯矩分配与传递

方法：首先将各点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写框架横梁相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为0.5）。第一次

［8］分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配。

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32

恒载作用下的力矩分配

图9 恒荷载作用下的力矩分配

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活载作用下的力矩分配

图9 活荷载作用下的力矩分配

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重力荷载作用下的力矩分配

图10 重力荷载作用下的力矩分配

某某大学毕业设计（论文） No

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恒荷载作用下的弯矩图

42.9042.9050.5747.4319.9830.0249.9312.45-4.3237.4727.4550.9010.48-3.7923.2817.4145.1122.4422.4449.4611.13-4.4519.1719.1731.8949.3911.08-4.445.1622.8522.1819.0419.4831.9146.3911.53-4.8522.3611.8435.3241.3414.2827.067.145.92图11 恒荷载作用下的弯矩图

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活荷载作用下弯矩图:

4.144.142.793.680.373.320.3114.718.276.4416.052.755.887.420.0511.4115.337.667.6616.602.586.966.960.1210.8316.557.572.5615.437.846.917.070.1410.8015.372.97-0.278.1212.044.2814.144.859.242.452.14

图12 活荷载作用下的弯矩图

某某大学毕业设计（论文） No

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重力荷载作用下的弯矩图

44.9844.9852.0612.72-4.3239.3451.8254.7724.130.6659.2011.86-3.8326.2221.1135.4557.7212.41-4.3822.6522.6537.3057.8712.36-4.3322.4637.0754.0413.69-5.6626.4141.2113.9722.9852.5426.2726.2752.8626.8825.9648.4116.7231.678.366.99

图13 重力荷载作用下的弯矩图

某某大学毕业设计（论文） No

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表23 恒载作用下的弯矩

楼 层 5 4 3 2 1 左端 M -42.90 -47.43 -45.11 -45.16 -41.34 BC 跨 中间 M 50.57 30.02 31.89 31.91 35.32 右端 M 49.93 50.90 49.46 49.39 46.39 -左端=右端 M 12.45 10.48 11.13 11.08 11.53 CD跨 中间 M -4.32 -3.97 -4.45 -4.40 -4.85

表24 活载作用下的弯矩 楼 层 5 4 3 2 1 左端 M -4.14 -14.71 -15.33 -15.43 -14.14 BC 跨 中间 M 2.79 11.41 10.83 10.08 12.04 右端 M 3.68 16.05 16.60 16.55 15.37 CD跨 -左端=右端 M 0.37 2.75 2.58 2.56 2.97 中间 M 0.31 -0.05 0.12 0.14 -0.27

表25 重力荷载作用下的弯矩

楼 层 5 4 3 左端 M -44.98 -54.77 -52.54 BC 跨 中间 M 51.82 35.45 37.30 右端 M 52.06 59.20 57.72 -左端=右端 M 12.72 11.86 12.41 CD跨 中间 M -4.32 -.383 --4.83 某某大学毕业设计（论文） No

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2 1 -52.86 -48.41 37.07 41.21 57.87 54.04 12.36 13.69 -4.33 -5.66 注: 弯矩符号逆时针为正

4.7 梁端剪力

均布荷载下: V左?ql??M (4-3)

2lV右?ql?M? (4-4) 2lb2 V’=V—q× (4-5)

表26 恒载作用下梁端剪力(BC跨) BC 跨 梁 端 剪 力 层 5 4 3 2 1 q kN/m 19.55 15.93 15.93 15.93 15.93 L m 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 qL/2 （kN） 61.58 50.19 50.19 50.19 50.19 ?ML V左 (kN) 60.36 49.64 49.50 49.52 19.39 V右 (kN) 62.80 50.74 50.88 50.86 50.99 V左 （kN） 55.47 45.66 45.52 45.54 45.41 ??V右 (kN) 57.91 46.75 46.90 46.88 47.01 (kN) 1.22 0.55 0.69 0.67 0.80

表27 恒载作用下梁端剪力(CD跨) CD 跨 梁 端 剪 力 层 5 4 3 2 1 q kN/M 11.29 9.28 9.28 9.28 9.28 L 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 qL/2 （kN） 13.55 11.14 11.14 11.14 11.14 ?M0 0 0 0 0 L V左 (kN) 13.55 11.14 11.14 11.14 11.14 V右 (kN) 13.55 11.14 11.14 11.14 11.14 V左 （kN） 10.73 9.08 9.08 9.08 9.08 ??V右 (kN) 10.75 9.08 9.08 9.08 9.08 (kN)

某某大学毕业设计（论文） No

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