教学楼上部结构设计

1建筑设计

1.1设计依据

（1）《中南地区通用建筑标准》 （2）《总图制图标准》

（3）《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001-2010) （4）《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2010) （5）《建筑设计防火规范》(GB 50016--2006) （6）《建筑结构荷载规范》(GB50009 2012) （7）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) （8）《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) （9）《砌体结构设计规范》（GB 50003-2011） （10）钢筋混凝土结构设计手册 （11）建筑结构静力计算手册（10） （12）建筑结构构造资料集 上、下册 （13）中南地区建筑、结构通用图集 1.2工程概况

本设计教学楼位于湖南省衡阳市，用地5837方米，层数是6层，各层层高为3.9m。结构体系采用框架结构，室外地坪标高-450mm，设计±0.000为室内第一层标高，抗震设防烈度为7度，II类场地类别。

建筑的平面设计部分：教学楼东西长54.45米，南北宽18.15米，每层都设有教室，办公室，二到六层设有合班教室，男女卫生间各一个布置在楼层的一侧，而且满足规范的要求，每层设有两个楼梯，西侧一个，大厅的入口处布置一个，以满足人流和消防的要求。

建筑的立面设计：门口的位置偏向一侧，立面的窗户整齐有规律，柱子是突出墙面一部分的，使建筑的立面造型有了韵律感，

防火、防水：防火等级二级，安全疏散的距离满足规范的要求。本工程屋面的防水等级按二级进行设计，屋面的排水采用有组织的内天沟式的排水方式。 1.3工程做法 （1）、屋面做法：

SBS改性沥青防水卷材4mm厚 1:3水泥砂浆找平层20mm厚 聚苯保温板 100mm厚

1:3水泥砂浆找平层20mm厚 1:6水泥焦渣找坡80mm厚 板底20厚粉刷抹平20mm厚 （2）、楼面做法： 铺地砖面层 10mm 1:4水泥砂浆结合层20mm 1:3水泥砂浆找平层 20mm 20厚板底粉刷抹平 （3）、外墙面做法：

1：3水泥砂浆打底扫毛6mm厚 1：0.2：2水泥石灰砂浆结层12mm厚 3mm厚的T920瓷砖胶黏剂贴6~12mm厚的面砖 T924的砂质勾缝剂勾缝。 （4）、内墙面做法： 1：3 水泥砂浆打底扫毛9mm 1：3 水泥砂浆找平扫毛7mm 1：1 石灰膏细砂浆面层5mm 喷内墙涂料 （5）、散水做法： 150mm素土夯实 60mmC15混凝土 20mm 1:3水泥砂浆找平 高分子保护层 高分子卷材一层

20mm1:2水泥砂浆压实抹光 （5）、门窗表

门窗表 类型 设计编号 洞口尺寸 数量 1 普通门 M1 M2 M3 M4 C1 C2 C3 C4 C5 1200×2100 1000×2100 2200×3400 2400×3400 3600×2400 2400×2400 1800×2400 1800×1450 1800×2400 12 7 3 1 12 7 1 1 1

2~5 14×4=56 6×4=24 12×4=48 9×4=36 1×4=4 1×4=4 2×4=8 6 14 6 12 9 1 0 2 合计 82 37 3 1 72 52 6 5 11 普通窗

1.4建筑设计 1 平面设计

该建筑物总长度为54.45m，总宽度为18.15m，共六层，总建筑面积为5837平方米，主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。 2 立面设计

结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律变化的感受效果。在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！ 房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。 3 建筑剖面设计

为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪。首层、标准层与顶层层高均为3.3m。

2结构设计

2.1结构选材

（1）、混凝土：柱C35、梁C30、板C25 （2）、钢筋：梁：主筋II级钢（HRB335）

柱：主筋II级钢（HRB335） 梁柱箍筋：I级钢（HPB235） 板：I级钢（HPB235）

2.2结构方案

（1）、柱网布置

图3.3 柱网布置

（2）、梁截面尺寸的确定

边跨（AB,CD）梁：取h=(1/12) Ｘl=(1/12) Ｘ7200=600mm,取b=300mm, 中跨（BC）梁：h=500mm,b=300mm

边柱（A轴，B轴C轴，D轴）连系梁，取b=250mm,h=500mm （3）、柱截面尺寸的确定

柱截面尺寸均为b=450mm,h=450mm 现浇板厚度取为120mm

2.3各框架梁柱线刚度以及抗侧移刚度

（1）、梁的线刚度的计算

梁的线刚度考虑了现浇楼板的作用，混凝土采用C25，则EC?2.80?104N/mm2梁的线刚度计算结果见表

3.4 梁的线刚度 部截面 位 b\\h(m) 跨度 L (m) 惯性矩 边框架梁 中框架梁 I0?bh3/12Ib?1.5I0 ib?ECIb/l 104KN?m ?10?3 ?10?3(m3) (m4) 3.13 4.70 3.99 Ib?2I0ib?ECIb/l?10?3 (m3) 104KN?m 走0.3?0.5 3.3 道梁 楼0.3?0.6 7.2 面梁

6.26 5.31 5.40 8.10 3.15 10.80 4.20 （2）、柱的抗侧移刚度

3.4 柱的线刚度和抗侧移刚度 Ic?bh3/12ic?ECIc/hK 楼层柱 柱 b 层 高 号 根 h ?10?3 (m4) (m数 (m) 104KN?m) 2~6 3.9 Z1 Z2 Z3 Z4 4.9 Z1 Z2 Z3 Z4 19 19 4 4 19 19 4 4 0.45?0.45 3.42 1.95 0.45?0.45 3.42 2.46 1.71 3.87 1.28 2.9 2.15 4.88 1.62 3.66 ? Dij ?DijDi4?104 ?10 KN/mKN/m ?104 KN/m 48.914 1 0.46 0.66 0.39 0.59 0.64 0.78 0.59 0.73 0.893 1.281 0.757 1.145 0.624 0.760 0.575 0.711 16.967 24.339 3.028 4.580 11.856 14.44 2.30 2.844 31.44

3 荷载计算

3.1 恒荷载标准值统计与计算

参照GB5009-2001《建筑结构荷载规范》对材料及有关建筑做法的取法，分层分步计算出有关的恒荷载标准值。其相关建筑做法参照取自《山东省建筑做法说明》。

（1）、.屋面框架线荷载标准值

SBS改性沥青防水卷材4mm厚 0.004×12=0.05 KN/m2 1:3水泥砂浆找平层20mm厚 0.020×20=0.4 KN/m2 聚苯保温板 100mm厚 0.100×4=0.4 KN/m2 1:3水泥砂浆找平层20mm厚 0.020×20=0.4 KN/m2 1:6水泥焦渣找坡80mm厚 0.080×15=1.2 KN/m2 钢筋混凝土楼板120mm厚 0.120×25=3.0 KN/m2 屋面恒荷载： 5.79KN/m2 框架梁自重：

边跨梁：0.30 ×（0.6-0.12）×25 = 3.6KN/m 梁侧粉刷 2×（0.6-0.12）×0.02×17= 0.33 KN/m

3.6KN/m+ 0.33KN/m2 =3.93 KN/m

中跨梁：0.30×（0.5-0.12）×25 = 2.85 KN/m 梁侧粉刷 2×（0.5-0.12）×0.02×17= 0.26 KN/m 2.85KN/m+ 0.26 KN/m2 =3.11 KN/m 作用在顶层框架梁上的线荷载如下： g6AB1= g6CD1=3.93 KN/m g6BC1=3.11 KN/m

g6AB2 =g6CD2=5.79×5.4=31.27 KN/m g6BC2=5.79×3.3=19.11 KN/m （2）、.楼面框架梁线荷载标准值

铺地砖面层 10mm 0.010×20=0.2 KN/m2 1:4水泥砂浆结合层20mm 0.020×20=0.4 KN/m2 1:3水泥砂浆找平层 20mm 0.020×20=0.4 KN/m2 120厚现浇钢筋混凝土板 25×0.12 = 3.0 KN/m2 20厚板底粉刷抹平 17×0.02 = 0.34 KN/m2 楼面恒荷载标准值 4.34KN/m2

框架梁自重：

板底20厚粉刷抹平20mm厚 0.020×17=0.34 KN/m2

边跨框架梁以及梁侧粉刷：3.93KN/m

边跨填充墙体自重 0.24×（3.9-0.6）×19= 15.05 KN/m 墙面粉刷 2×（3.9-0.6）×0.02×17= 2.24 KN/m 3.93+15.05+2.24=21.22 KN/m 中跨框架梁以及梁侧粉刷：3.11 KN/m 作用在中间层框架梁上的线荷载如下： gAB1= gCD1=21.22 KN/m gBC1=3.11 KN/m

gAB2 =gCD2=4.34×5.4=23.44 KN/m gAB2=4.34×3.3=14.32 KN/m

（3）、.屋面框架节点集中荷载标准值

(对于一面粉刷一面贴瓷砖面层的墙来说可以等效成两面粉刷 （0.02×17+0.5)／2=0.42的粉刷层)

边柱连系梁自重： 0.25×0.50×5.4×25 =16.88KN

连系梁粉刷层及贴瓷砖面层自重：0.02×（0.5－0.12）×1×5.4×17+0.5×5.4×0.5= 2.05KN 女儿墙自重（高600 mm，240厚）： 0.24×0.6×5.4×19= 14.77 KN 女儿墙粉刷层及贴瓷砖面层自重： 2×0.42×0.6×5.4=2.72 KN 连系梁传来屋面自重： 1/2×5.4×1/2×5.4 ×5.79= 42.21KN

顶层边节点集中荷载 G6A = G6D = 78.63 KN 中柱连系梁自重： 0.25×（0.5-0.12）×5.4×25 = 12.83 KN 粉刷： 0.020×（0.50－0.12）×2×5.4×17=1.40KN 系梁传来屋面自重: 0.5×5.4×0.5×5.4×5.79=42.21 KN 顶层中间节点集中荷载 G6B= G6C = 92.27 KN （4）、楼面框架节点集中荷载标准值

边柱连系梁自重： 0.25×0.50×5.4×25 =16.88 KN

连系梁粉刷层及贴瓷砖面层自重：0.02×（0.5－0.12）×1×5.4×17+0.5×5.4×0.5= 2.05KN 铝合金窗自重： 2.4×3.6×0.45 = 3.89KN 窗的下部墙体自重： 0.24×4.95×1.0×19=22.57 KN 窗边墙体自重 0.24×1.35×2.4×19=14.77KN 墙的粉刷以及贴瓷砖自重 （（3.9-0.5）×（5.4-0.45）-3.6×2.4）×0.5=4.10KN 框架柱自重： 0.45×0.45×3.9×25 = 19.74KN 粉刷; 1.08×0.02×3.9×17=1.43KN

连系梁传来楼面自重： 5.4/2×5.4/2×4.34=31.64KN 中间层边跨节点集中荷载： GA = GD=117.07 KN 中柱连系梁自重： 0.25×（0.5-0.12）×5.4×25 = 12.83 KN

(5.4-3.3+5.4) ×1.65×0.5×5.79=35.83KN

中柱连系梁粉刷层自重： 0.020×（0.50－0.12）×2×5.4×17=1.40KN 内纵墙自重： 0.24×（5.4-0.45）×（3.9-0.5）×19=76.74KN 粉刷： 2×0.02×（5.4-0.45）×（3.9-0.5-1.2）×17+0.5×2×1.2×（5.4-0.45）=13.35KN 减去门洞的自重加上门重 -1.2×1.2×（5.56-0.2）-1.2×0.9×（5.24-0.2）=-13.16KN 框架柱自重： 0.45×0.45×3.9×25 = 19.74KN 粉刷： 1.08×0.02×3.9×17=1.43KN 楼面连系梁传来自重:[1/2×5.4×1/2×5.4+1/2×（5.4-3.3+5.4）×1.65] ×4.34= 58.49 KN 中间层中跨节点集中荷载： GB = G C = 170.82KN （5）、在恒载作用下框架的计算简图如下图所示

图3.1 恒载作用下的计算简图

3.2 活荷载标准值计算

楼面活荷载作用下的结构计算简图如下图所示，计算过程如下; p6AB=p6CD=5.4×0.5=2.7 KN/m p6BC=3.3×0.5=1.65 KN/m

P6A=P6D=0.5×5.4×0.5×5.4×0.5=3.65KN

P6B=P6C=3.65+0.5×(5.4+5.4-3.3) ×1.65×0.5=6.74 KN pAB=pCD=5.4×2=10.8 KN/m pBC=3.3×2.5= 8.25KN/m

PA=PD=0.5×5.4×0.5×5.4×2=14.58 KN

PB=PC=14.58+0.5×(5.4+5.4-3.3) ×1.65×2.5=30.05 KN

3.2 活荷载作用下的计算简图

3.3风荷载标准值的计算

风荷载标准值的计算公式：

ωk =βz·μs·μz·ωo

因为结构的高度为H=24m＜30m，因此可取βz =1.0；对于矩形平面μs =1.3；μz取值由《建筑结构荷载规范》查的,由于建筑处于房屋比较稀疏的城市郊区，因此地面粗糙指数按B类。并且将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载值，计算结果如下表所示。表中的Z表示框架节点到室外地坪的高度，其中A表示一榀框架各层节点的受风面积。

表3.3 风荷载计算表

层数 六层 五层 四层 三层 二层 一层 βz 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 μs 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 Zi (m) 23.85 19.95 16.05 12.15 8.25 4.35 μz 1.31545 1.2489 1.1631 1.0602 1.0 1.0 ωo (KN/m2) 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 Ai (m2) 13.77 21.06 21.06 21.06 21.06 22.28 Pi (KN) 15.306 22.225 20.698 18.867 17.796 18.827

图3.3 风荷载作用下的计算简图

3.4风荷载作用下的水平位移的弹性验算

层次 层高（mm） Fi (KN) 表4.4 风荷载的层间位移 Vi ?ui ui ?D (KN) (KN/m) (mm) ?ui/hi (mm) 6 3900 15.306 15.306 39602.8 0.386 5 3900 22.225 37.531 39602.8 0.948 4 3900 20.698 58.229 39602.8 1.470 3 3900 18.867 77.096 39602.8 1.947 2 3900 17.796 94.892 39602.8 2.396 1 4900 18.827 113.719 26291.92 4.325 其中最大的层间侧移为1/1133<1/550，因此满足规范的要求。

11.472 11.086 10.138 8.668 6.721 4.325 1/10104 1/4114 1/2653 1/2003 1/1628 1/1133 3.5地震作用标准值的计算

地震作用可分为水平地震作用和竖向地震作用，由于水平地震作用比较突出，对建筑物的影响比较明显，所以此次教学楼设计就只考虑水平地震作用，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（理论表明这类结构的特点是：地震位移反应以基本振型为主，可以忽略高阶振型的影响），可以采用底部剪力法进行计算，为求各层框架柱在水平地震作用下的剪力，要计算各层结构的总重力荷载代表值。

屋盖的重力荷载代表值为：屋盖层=女儿墙+屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重+

半层墙重（墙和门窗）

女儿墙重：(54+17.7) ×2×0.24×0.6×19=392.34KN 粉刷加装饰：(54+0.24+17.7+0.24) ×2×0.6×0.42=36.38KN 屋面恒载：(54+0.24) ×(17.7+0.24) ×5.79=5634.05KN 50%雪载: (54+0.24) ×(17.7+0.24) ×0.5×0.5=243.27KN 纵横梁自重：(3.3-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×10×25=81.23KN (7.2-0.45) ×0.3×(0.6-0.12) ×25×23=558.9KN (5.4-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×25×24=338.58KN (7.2-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×25×12=230.85KN

纵横梁的粉刷以及装饰：(3.3-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×10×17=7.36KN (7.2-0.45) ×2×(0.6-0.12) ×0.02×17×23=50.67KN (5.4-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×17×24=30.70KN (7.2-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×17×12=20.93KN

(3.3-0.45) ×0.5×2+(7.2-0.45) ×0.6×4+ (5.4-0.45) ×0.5×12 +(7.2-0.45)

×0.5×6=69KN

减去门洞的自重加上门窗的重量：

-3.6×1.45×（5.4-0.45）×12-2.4×1.45×（5.4-0.45）×9-1.8×1.45（5.4-0.45）

×3=-503.86KN

半层柱重：0.45×0.45×3.9/2×25×46=454.11KN

柱的装饰和粉刷：(（0.45-0.24+0.45）×23×3.9/2+（0.45×2+0.45-0.24）×4×3.9/2) ×0.5=19.13KN ((0.45-0.24) ×89+0.45×38) ×3.9/2×0.02×17=23.73KN 半层墙重： （3.9/2-0.6）×0.24×（7.2-0.45）×19×16=664.85KN

（3.9/2-0.5）×0.24×（5.4-0.45）×19×24=785.51KN （3.9/2-0.5）×0.24×（7.2-0.45）×19×12=535.57KN

顶层重力荷载代表值：

GE=392.34+36.38+5634.05+243.27+81.23+558.9+338.58+230.85+7.36+50.67+30.70+20.93+69-503.86+454.11+19.13+23.73+664.85+785.51+535.57=9673.3 KN

二到五层的楼盖的重力荷载的代表值为：楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+楼面上下各半层柱+楼面上下各半层墙重

楼面恒载：(54+0.24) ×(17.7+0.24) ×4.34=4223.10KN 50%楼面活载：54×17.7×0.2×0.5=95.58KN

纵横梁自重：(3.3-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×10×25=81.23KN (7.2-0.45) ×0.3×(0.6-0.12) ×25×23=558.9KN (5.4-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×25×24=338.58KN

(7.2-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×25×12=230.85KN

纵横梁的粉刷以及装饰：(3.3-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×10×17=7.36KN (7.2-0.45) ×2×(0.6-0.12) ×0.02×17×23=50.67KN (5.4-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×17×24=30.70KN (7.2-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×17×12=20.93KN

(3.3-0.45) ×0.5×2+(7.2-0.45) ×0.6×4+ (5.4-0.45) ×0.5×12 +(7.2-0.45)

×0.5×6=69KN

减去门洞的自重加上门窗的重量：

-3.6×2.4×（5.4-0.45）×12-2.4×2.4×（5.4-0.45）×9-1.8×2.4（5.4-0.45）×3-1.8×1.8×

（5.4-0.45） ×1=-850.01KN

楼面上下各半层柱：0.45×0.45×3.9×25×46=908.21KN

柱的装饰和粉刷：(（0.45-0.24+0.45）×23×3.9+（0.45×2+0.45-0.24）×4×3.9) ×0.5=38.26KN ((0.45-0.24) ×89+0.45×38) ×3.9×0.02×17=47.46KN 楼面上下各半层墙重：（3.9-0.6）×0.24×（7.2-0.45）×19×16=1625.18KN

（3.9-0.5）×0.24×（5.4-0.45）×19×24=1841.88KN （3.9-0.5）×0.24×（7.2-0.45）×19×12=1255.82KN

楼面上下各半层墙的粉刷以及装饰：

（3.9-0.6）×0.02×（7.2-0.45）×17×28=212.06KN （3.9-0.6）×（7.2-0.45）×0.5×4=44.55KN

（3.9-0.5）×0.02×（5.4-0.45）×19×36=230.23KN （3.9-0.5）×（5.4-0.45）×0.5×12=100.98KN （3.9-0.5）×0.02×（7.2-0.45）×17×18=140.45KN （3.9-0.5）×（7.2-0.45）×0.5×6=68.85KN

中间层重力荷载代表值：

GE=4223.10+95.58+81.23+558.9+338.58+230.85+7.36+50.67+30.70+20.93+69-850.01+908.21+38.26+47.46+1625.18+1841.88+1255.82+212.06+44.55+230.23+100.98+140.45+68.85=11370.82 KN

一层的楼盖的重力荷载的代表值为：楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+楼面上下各半层柱+楼面上下各半层墙重

楼面恒载：(54+0.24) ×(17.7+0.24) ×4.34=4223.10KN 50%楼面活载：54×17.7×0.2×0.5=95.58KN

纵横梁自重：(3.3-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×10×25=81.23KN (7.2-0.45) ×0.3×(0.6-0.12) ×25×23=558.9KN (5.4-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×25×24=338.58KN (7.2-0.45) ×0.3×(0.5-0.12) ×25×12=230.85KN

纵横梁的粉刷以及装饰：(3.3-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×10×17=7.36KN (7.2-0.45) ×2×(0.6-0.12) ×0.02×17×23=50.67KN (5.4-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×17×24=30.70KN (7.2-0.45) ×2×(0.5-0.12) ×0.02×17×12=20.93KN

(3.3-0.45) ×0.5×2+(7.2-0.45) ×0.6×4+ (5.4-0.45) ×0.5×12 +(7.2-0.45)

×0.5×6=69KN

减去门洞的自重加上门窗的重量：-3.6×2.4×（5.4-0.45）×12-2.4×2.4×（5.4-0.45）×9-1.8×2.4

（5.4-0.45）×3-1.8×1.8×（5.4-0.45） ×1=-850.01KN

楼面上下各半层柱：0.45×0.45×（3.9/2+4.9/2）×25×46=1024.65KN

柱的装饰和粉刷：(（0.45-0.24+0.45）×23×4.4+（0.45×2+0.45-0.24）×4×4.4) ×0.5=43.16KN ((0.45-0.24) ×89+0.45×38) ×4.4×0.02×17=53.54KN

楼面上下各半层墙重：（(3.9/2+4.9/2)-0.6）×0.24×（7.2-0.45）×19×16=1871.42KN

（(3.9/2+4.9/2)-0.5）×0.24×（5.4-0.45）×19×24=2112.74KN （(3.9/2+4.9/2)-0.5）×0.24×（7.2-0.45）×19×12=1440.50KN

楼面上下各半层墙的粉刷以及装饰：

（(3.9/2+4.9/2)-0.6）×0.02×（7.2-0.45）×17×28=244.19KN （(3.9/2+4.9/2)-0.6）×（7.2-0.45）×0.5×4=51.3KN

（(3.9/2+4.9/2)-0.5）×0.02×（5.4-0.45）×19×36=264.10KN （(3.9/2+4.9/2)-0.5）×（5.4-0.45）×0.5×12=115.83KN

（(3.9/2+4.9/2)-0.5）×0.02×（7.2-0.45）×17×18=161.11KN （(3.9/2+4.9/2)-0.5）×（7.2-0.45）×0.5×6=78.98KN

底层重力荷载代表值：

GE=4223.10+95.58+81.23+558.9+338.58+230.85+7.36+50.67+30.70+20.93+69-850.01+1024.65+43.16+53.54+1871.42+2112.74+1440.50+244.19+51.3+264.10+115.83+161.11+78.98=12318.41 KN

重力荷载代表值计算简图如图所示

图4.5 重力荷载代表值计算简图

3.6 自振周期的计算

根据土的类型和建筑场地的覆盖层厚度可判定建筑场地类别为Ⅱ类场地，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。则其特征周期为Tg=0.35s。

采用顶点位移法，顶点的位移计算如下表所示，其中?=0.546m，运用顶点位移法即：

T?1.7???1.7?0.7?0.546?0.894（s）

表4.6 楼层位移的计算 楼层 重力荷载代表值 （KN） 9673.3 11370.82 11370.82 11370.82 11370.82 12318.41 67474.99 楼层剪力 （KN） 9673.3 21044.12 32414.94 43785.76 55156.58 67474.99 楼层侧移刚度?10 (KN/m) 48.914 48.914 48.914 48.914 48.914 31.44 4层间位移 (m) 0.0198 0.0430 0.0663 0.0895 0.1128 0.2146 楼层位移 (m) 0.5460 0.5262 0.4832 0.4169 0.3274 0.2146 6 5 4 3 2 1 ?

3.7 水平地震作用计算以及弹性侧移验算

根据土的类型和建筑场地的覆盖层厚度可判定建筑场地类别为Ⅱ类场地，威海市的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。则其特征周期为Tg=0.35s该地区的设防烈度为7度，查表可知，水平地震影响系数最大值?max = 0.08。由于Tg＜T1 ＜ 5Tg ,所以地震影响系数α1=（0.35/0.894）0.9×α

max

，令

该建筑结构的阻尼比ξ= 0.05，γ = 0.9，其中阻尼调整系数为1.0。α1=（0.35/0.894）

0.9

×0.08 =0.034。该结构的总重力荷载代表值为GE =12318.41+11370.82×4+9673.3

=67474.99KN

由底部剪力法计算公式可知，底部总剪力为 FEK =α1×GEq =α1×0.85×GE = 0.034×0.85×67474.99=1950.03KN。因为T1 = 0.894 s>1.4×Tg = 1.4×0.35 = 0.49 s， 顶部附加地震作用系数δn=0.08 T1+0.07=0.142所以考虑结构顶层附加作用，每榀框架所承受的地震力可按下式计算至各层节点处：

Fi =

GiHi6× FEK（1-δn）

k?GHkk?1? F n =δn×FEK1=0.142×1950.03=276.9KN 计算过程如下：

H1 =4.9m， G1 =12318.41 KN

H2 = 4.9+ 3.9 = 8.8 m， G2 =11370.82 KN H3 = 8.8 + 3.9 = 12.7 m， G3 = 11370.82 KN H4 =12.7 + 3.9 = 16.6 m， G4 = 11370.82KN H5 = 16.6+ 3.9 = 20.5 m， G5 = 11370.82 KN H6 = 20.5+ 3.9 = 24.4 m， G6 = 9673.3 KN G1×H1 = 12318.41×4.9 =60360.21KN·m G2×H2 = 11370.82×8.8= 100063.22KN·m G3×H3 =11370.82×12.7=144409.41KN·m G4×H4 = 11370.82×16.6= 188755.61KN·m G5×H5 =11370.82×20.5 = 233101.81KN·m G6×H6 = 9673.3×24.4 = 236028.52KN·m

∑Gj×Hj=60360.21+100063.22+144409.41+188755.61+233101.81+236028.52

=962718.78KN·m (j = 1、2、3、4、5、6)

因为FEK1 =249.36KN，所以作用在各层节点处的地震剪力如下：

Fi =

GiHi6× FEK（1-δn）

k?GHkk?1

4.3 梁端剪力和柱的轴力

梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。 恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算 1.端剪力由两部分组成：

a. 荷载引起的剪力，计算公式为：

ql1VA?VB?q1l1?21(1??) q1，q2分别为矩形和梯形荷载

2211VB?VC?q1l2?q2l2 q1，q2分别为矩形和三角形荷载

24b. 弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即

M?MBAAB跨 VA??VB??AB

l BC跨 因为BC跨两端弯矩相等，故VB?VC?0 2.柱的轴力计算：

顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。 3.柱的剪力计算

柱的剪力：V?M上?M下 l式中，M上、M下分别为经弯矩分配后柱的上下端弯矩，l为柱的长度。 荷载引起的剪力：

第六层：VA?VB?1/2×3.93×7.2+(31.27×7.2)/2×(1-0.375)=84.51 KN

3.11×3.3+1/4×19.11×3.3=20.90 KN VB?VC?1/2×

第一到五层：VA?VB?1/2×21.22×7.2+(23.44×7.2)/2×(1-0.375)=129.13 KN

3.11×3.3+1/4×14.32×3.3=16.95KN VB?VC?1/2×

弯矩引起的剪力，AB跨

第六层：VA??VB=-(-68.08+101.12)/7.2=-4.59KN 第五层：VA??VB=-(-127.77+149.09)/7.2=-2.96KN 第四层: VA??VB=-(-128.03+149.96)/7.2=-3.05KN

第三层: VA??VB=-(-128.03+149.96)/7.2=-3.05KN 第二层：VA??VB=-(-128.65+150.21)/7.2=-2.99KN 第一层：VA??VB=-(-113.24+142.63)/7.2=-4.08KN

由荷载引起 层AB跨 BC跨 次 VA?VB VB?VC 6 5 4 3 2 1

84.51 129.13 129.13 129.13 129.13 129.13 20.90 16.95 16.95 16.95 16.95 16.95 由弯矩引起 AB跨 BC跨 VA??VB VB?VC -4.59 -2.96 -3.05 -3.05 -2.99 -4.08 0 0 0 0 0 0 总剪力 AB跨 VA VB 79.92 126.17 126.08 126.08 126.14 125.05 89.1 132.09 132.18 132.18 132.12 133.21 BC跨 柱子轴力 A柱 B柱 NA NB 158.55 401.79 644.94 888.09 1131.3 1373.42 1398.23 202.27 522.13 842.08 1162.03 1481.92 1802.9 1827.71 VB?VC 20.90 16.95 16.95 16.95 16.95 16.95

恒荷载作用下的梁端剪力和柱的轴力

4.4 恒荷载的弯矩调幅

11bblM中=ql02?(Ml?Mr) M‘=Ml?q Mr’=Mr?q

8222lr‘lr’‘l层12 0.85Mr’ 1.2M中 MMMM0.85MM中ql 0次 8 6 181.70 -68.08 101.12 97.1 -61.77 94.81

-52.50 80.59 116.52

5 4 3 2 1 254.60 254.60 254.60 254.60 254.60 -127.77 -128.03 -128.03 -128.65 -113.24 149.09 149.96 149.96 150.21 142.63 116.17 115.61 115.61 115.17 126.67 ‘ll-118.93 -119.19 -119.19 -119.81 -104.40 140.25 141.12 141.12 141.37 133.79 -101.09 -101.31 -101.31 -101.84 -88.74 119.21 119.95 119.95 120.16 113.72 139.40 138.73 138.73 138.20 152.00 其中跨中的Ml?Mr M=M?q层次 Ml 6 5 4 3 2 1 -50.47 -48.49 -47.94 -47.94 -47.78 -52.24 Mr 50.47 48.49 47.94 47.94 47.78 52.24 M中 23.71 30.23 30.23 30.23 30.23 31.98 l M‘bbr’r M=M?q 22l 0.85Mr’ 0.9M中Mr’ 0.85M‘-40.02 -38.91 -38.45 -38.45 -38.31 -42.10 40.02 38.91 38.45 38.45 38.31 42.10 21.34 27.21 27.21 27.21 27.21 28.78 -47.08 -45.78 -45.23 -45.23 -45.07 -49.53 47.08 45.78 45.23 45.23 45.07 49.53 4.5 活荷载作用下的内力计算

因此二到六层的边跨梁的等效荷载： 0.771×10.8=8.33KN/m 中间跨梁的等效荷载： 5/8×8.25=5.16KN/m 顶层边跨梁的等效荷载： 0.771×2.7=2.08KN/m

中间跨梁的等效荷载： 5/8×1.65=1.03KN/m 活荷载的等效荷载简图

活荷载的等效荷载图形

计算各梁端在活荷载作用下的固端弯矩，计算结果如下： M6AB = -(1/12) ×2.08×7.22 = -9.0KN·m M6BA= 9.0KN·m

M6BC = -(1/3) ×1.03×1.652 = -0.9 KN·m M6BC中 = -(1/6) ×1.03×1.652 = -0.5 KN·m

MAB = -(1/12) ×8.33×7.22 = -36.0KN·m MBA=36.0KN·m

MBC = -(1/3) ×5.16×1.652 = -4.68KN·m MBC中 = -(1/6) ×5.16×1.652 = -2.34 KN·m

4.6 活荷载的弯矩二次分配

层数 边节点 位置 上柱 下柱 右梁 0.369 0.631 分配系数 中节点 左梁 上柱 下柱 右梁 0.451 0.264 0.285

滑动

固端弯矩 第六层 分配弯矩 传递弯矩 分配弯矩 杆端弯矩 位置 分配系数 固端弯矩 第五层 分配弯矩 传递弯矩 分配弯矩 杆端弯矩 位置 分配系数 固端弯矩 第四层 分配弯矩 传递弯矩 分配弯矩 杆端弯矩 位置 分配系数 固端弯矩 第三层 分配弯矩 传递弯矩 分配弯矩 杆端弯矩 位置 分配系数 固端弯矩 第二层 分配弯矩 传递弯矩 分配弯矩 杆端弯矩 位置 分配系数 固端弯矩 第一层 分配弯矩 传递弯矩 分配弯矩 杆端弯矩 固端 上柱 0.270 9.72 1.66 -0.25 11.13 上柱 0.270 9.72 4.86 -1.12 13.46 上柱 0.270 9.72 4.86 -1.12 13.46 上柱 0.270 9.72 4.86 -1.19 13.39 上柱 0.286 10.30 4.86 0.28 15.44 3.32 4.86 -1.12 7.06 下柱 0.270 9.72 4.86 -0.25 14.33 下柱 0.270 9.72 4.86 -1.12 13.46 下柱 0.270 9.72 4.86 -1.12 13.46 下柱 0.270 9.72 5.15 -1.19 13.68 下柱 0.226 8.14 0.22 8.36 4.07 -9.0 5.68 -1.83 -1.91 -7.06 右梁 0.460 -36 16.56 -5.59 -0.43 -25.46 右梁 0.460 -36 16.56 -5.59 -1.90 -26.93 右梁 0.460 -36 16.56 -5.59 -1.90 -26.93 右梁 0.460 -36 16.56 -5.59 -2.03 -27.06 右梁 0.488 -36 17.57 -5.84 0.48 -23.79 9.0 -3.65 2.84 0.20 8.39 左梁 0.357 36 -11.18 8.28 -1.41 31.69 左梁 0.357 36 -11.18 8.28 -0.61 32.49 左梁 0.357 36 -11.18 8.28 -0.61 32.49 左梁 0.357 36 -11.18 8.28 -0.56 32.54 左梁 0.373 36 -11.68 8.79 -2.06 31.05 上柱 0.209 -6.55 -1.07 -0.83 -8.45 上柱 0.209 -6.55 -3.28 -0.36 -10.19 上柱 0.209 -6.55 -3.28 -0.36 -10.19 上柱 0.209 -6.55 -3.28 -0.33 -10.16 上柱 0.218 -6.83 -3.28 -1.20 -11.31 -2.14 -3.28 0.12 -5.3 下柱 0.209 -6.55 -3.28 -0.83 -10.66 下柱 0.209 -6.55 -3.28 -0.36 -10.19 下柱 0.209 -6.55 -3.28 -0.36 -10.19 下柱 0.209 -6.55 -3.42 -0.33 -10.3 下柱 0.173 -5.42 -0.95 -6.37 -2.71 -0.9 -2.31 0.13 -3.08 右梁 0.225 -4.68 -7.05 -0.89 -12.62 右梁 0.225 -4.68 -7.05 -0.39 -12.12 右梁 0.225 -4.68 -7.05 -0.39 -12.12 右梁 0.225 -4.68 -7.05 -0.36 -12.09 右梁 0.236 -4.68 -7.39 -1.30 -13.37 -0.5 2.31 1.81 -2.34 7.05 4.71 -2.34 7.05 4.71 -2.34 7.05 4.71 -2.34 7.05 4.71 -2.34 7.39 5.05 4.7 活荷载引起的梁端剪力和柱的轴力

第六层：VA?VB? (2.7×7.2)/2×(1-0.375)=6.08 KN

1.65×3.3=1.36 KN VB?VC?1/4×

第一到五层：VA?VB? (10.8×7.2)/2×(1-0.375)=24.3 KN

8.25×3.3=6.81KN VB?VC?1/4×

活荷载引起的弯矩而引起的剪力，AB跨 第六层：VA??VB=-(-7.06+8.39)/7.2=-0.18KN 第五层：VA??VB=-(-25.46+31.69)/7.2=-0.87KN 第四层: VA??VB=-(-26.93+32.49)/7.2=-0.77KN 第三层: VA??VB=-(-26.93+32.49)/7.2=-0.77KN 第二层：VA??VB=-(-27.06+32.54)/7.2=-0.76KN 第一层：VA??VB=-(-23.79+31.05)/7.2=-1.01KN

由荷载引起 由弯矩引起 总剪力 层AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 AB跨 次 VA?VB VB?VC VA??VB VB?VC VA VB 6 5 4 3 2 1

6.08 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 1.36 5.45 5.45 5.45 5.45 5.45 -0.18 -0.87 -0.77 -0.77 -0.76 -1.01 0 0 0 0 0 0 5.90 23.43 23.53 23.53 23.54 23.29 6.26 25.17 25.07 25.07 25.06 25.31 柱子轴力 BC跨 A柱 B柱 VB?VC NA NB 1.36 5.45 5.45 5.45 5.45 5.45 9.55 47.56 85.67 123.78 161.9 199.77 14.36 75.03 135.6 196.17 256.73 317.54

活荷载作用下的梁端剪力和柱的轴力

4.8 活荷载的弯矩调幅

11bblM中=ql02?(Ml?Mr) M‘=Ml?q Mr’=Mr?q

8222lr‘lr’‘l层12 0.85Mr’ 1.2M中 MMMM0.85MM中ql 0次 8 6 5 4 3 2 1 13.48 53.98 53.98 53.98 53.98 53.98 -7.7 -27.8 -29.1 -29.2 -29.3 -26.2 8.9 33 33.7 33.7 33.7 32.3 5.18 23.58 22.58 22.53 22.48 24.73 ‘ll-7.23 -25.93 -27.23 -27.33 -27.43 -24.33 8.43 31.84 32.54 32.54 32.54 31.14 -6.15 -22.04 -23.15 -23.23 -23.32 -20.68 7.17 27.06 27.66 27.66 27.66 26.47 6.22 28.30 27.10 27.04 26.98 29.68 其中跨中的Ml?Mr M=M?q层次 Ml 6 5 4 3 2 1 -3.1 -12.2 -11.6 -11.6 -11.6 -13.1 Mr 3.1 12.2 11.6 11.6 11.6 13.1 M中 2.1 6.1 6.1 6.1 6.1 6.5 l M‘bbr’r M=M?q 22lr’ 0.85M 0.9M中Mr’ 0.85M‘-2.44 -9.38 -8.87 -8.87 -8.87 -10.15 2.44 9.38 8.87 8.87 8.87 10.15 1.89 5.49 5.49 5.49 5.49 5.85 -2.87 -11.04 -10.44 -10.44 -10.44 -11.94 2.87 11.04 10.44 10.44 10.44 11.94

4.9竖向荷载作用下柱的剪力

竖向荷载作用下边柱（A柱）剪力 层次 6 5 4 3 2 1 恒荷载作用下 M上(KNm) M下(KNm) 68.08 63.6 64.16 64.01 64.01 64.01 64.01 63.65 65.01 73.36 39.87 19.18 V(KN) 33.76 32.86 32.83 32.73 35.48 12.05 活荷载作用下 M上(KNm) M下(KNm) V(KN) 7.06 14.33 13.46 13.46 13.68 8.36 11.13 13.46 13.46 13.39 15.44 4.07 4.66 7.13 6.90 6.88 7.47 2.54

竖向荷载作用下边柱（B柱）剪力 层次 6 5 4 3 2 1 恒荷载作用下 M上(KNm) M下(KNm) -50.66 -49.09 -51.51 -51.01 -51.01 -51.01 -51.01 -50.86 -51.57 -56.63 -31.76 -13.74 V(KN) -25.58 -26.29 -26.16 -26.12 -27.74 -9.29 活荷载作用下 M上(KNm) M下(KNm) V(KN) -5.3 -10.66 -10.19 -10.19 -10.3 -6.37 -8.45 -10.19 -10.19 -10.16 -11.31 -2.71 -3.53 -5.35 -5.23 -5.22 -5.54 -1.85 4.10 水平荷载下的反弯点高度的确定

求框架柱的剪力和弯矩时，此处采用D值法来进行求解；其计算的过程和结果如下所示， 其中反弯点位置的确定，考虑梁和层高的影响作用，即：

y?y0?y1?y2?y3；

计算各个柱的反弯点的高度： 框架边柱Z1的反弯点高度的计算

j k 层数 n y0 ?1 6 5 4 3 2 1 6 6 6 6 6 6 6 5 4 3 2 1 1.71 1.71 1.71 1.71 1.71 2.15 0.385 0.45 0.485 0.5 0.5 0.59 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 y1 0 0 0 0 0 ?2 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 y2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ?3 1.0 1.0 1.0 1.0 1.26 y3 0.0 0.0 0.0 0.0 -0.003 y 0.385 0.45 0.485 0.5 0.5 0.59 框架中柱Z2的反弯点高度的计算 j k 层数 n y0 ?1 6 5 4 3 2 1 6 6 6 6 6 6 6 5 4 3 2 1 3.87 3.87 3.87 3.87 3.87 4.88 0.45 0.50 0.50 0.50 0.50 0.55 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 y1 0 0 0 0 0 ?2 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 y2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ?3 1.0 1.0 1.0 1.0 1.26 y3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 y 0.45 0.50 0.50 0.50 0.50 0.55

4.11 地震作用下柱端弯矩的计算

柱 层 H(m) Z1 6 5 4 3 2 1 Z2 6 5 4 3 2 1 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 4.9 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 4.9 V(KN) 687.1 1092.24 1420.33 1671.26 1845.14 1950.03 687.1 1092.24 1420.33 1671.26 1845.14 1950.03 Dij(KN/m) 8930 8930 8930 8930 8930 6240 12810 12810 12810 12810 12810 7600 Di(KN/m) 489140 489140 489140 489140 489140 314400 489140 489140 489140 489140 489140 314400 Dij/DiV(KN 0.018 0.018 0.018 0.018 0.018 0.020 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.024 ) 12.37 19.66 25.57 30.08 33.21 39.00 17.86 28.40 36.93 43.45 47.97 46.80 K 1.71 1.71 1.71 1.71 1.71 2.15 3.87 3.87 3.87 3.87 3.87 4.88 yH 1.50 1.76 1.89 1.95 1.95 2.89 1.76 1.95 1.95 1.95 1.95 2.70 Mu(KNm) 29.69 42.07 51.40 58.66 64.76 78.39 38.22 55.38 72.01 84.73 93.54 102.96 Md(KNm) 18.56 34.60 48.33 58.66 64.76 112.71 31.43 55.38 72.01 84.73 93.54 126.36 4.12 地震作用下梁端弯矩、剪力和柱轴力的计算

其中Mrb边=（Muj+

Mdj?1）

i中i边lrud Mb中=Mb中=（Mj+Mj?1）

i边?i中i边?i中ii边=0.442，中=0.558

i边?i中i边?i中lr其中Vb边=（Mb+）/l Vb中=(Mb中+Mb中)/l M边b边lr外柱轴力等于边梁剪力，中柱轴力等于边梁剪力减去中梁剪力

层 次 6 5 4 3 2 1 l Mb边Mbr边 16.89 38.37 56.31 69.28 78.80 86.85 lr= Mb中Mb中dMuj+Mj?1 Vb边 6.47 13.75 19.77 24.48 28.09 31.94 Vb中 12.93 29.36 43.08 53.01 60.28 66.45 外柱轴力 -6.47 -20.22 -39.99 -64.47 -92.56 -124.5 中柱轴力 -6.46 -22.07 -45.38 -73.91 -106.1 -140.61 29.69 60.63 86.0 106.99 123.42 143.15 21.33 48.44 71.08 87.46 99.47 109.65 38.22 86.81 127.39 156.74 178.27 196.5

4.13 风荷载作用下的柱的弯矩以及剪力的计算

风荷载作用下各层边柱Z1柱端弯矩以及剪力的计算

层次 柱高h （m） 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 4.9 柱高h （m） 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 4.9 层间剪力Vi （KN） 15.306 37.531 58.229 77.096 94.892 113.719 层间剪力Vi （KN） 15.306 37.531 58.229 77.096 94.892 113.719 Dij/?Dij 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205 0.225 Vij （KN） 3.14 7.69 11.94 15.80 19.45 25.59 y d Miju Mij(KNm) 1.50 1.76 1.89 1.95 1.95 2.89 y 4.71 13.53 22.57 30.81 37.93 73.96 d Mij(KNm) 7.54 16.46 24.00 30.81 37.93 51.44 u Mij6 5 4 3 2 1 层次 风荷载作用下各层中柱Z2柱端弯矩以及剪力的计算

Dij/?Dij 0.295 0.295 0.295 0.295 0.295 0.275 Vij （KN） 4.52 11.07 17.18 22.74 27.99 31.27

(KNm) 1.76 1.95 1.95 1.95 1.95 2.70 7.96 21.59 33.50 44.34 54.58 84.43 (KNm) 9.67 21.59 33.50 44.34 54.58 68.79 6 5 4 3 2 1

4.14 风荷载作用下的梁端弯矩、剪力和柱轴力的计算

风荷载作用下的梁端弯矩、剪力和柱轴力的计算同地震荷载作用下的计算相同

层 次 6 5 4 3 2 1 l Mb边Mbr边 4.27 13.06 24.35 34.41 43.72 54.53 lr= MbM中b中dMuj+Mj?1 Vb边 1.64 4.75 8.59 12.19 15.62 19.99 Vb中 3.27 9.99 18.63 26.32 33.45 41.72 外柱轴力 -1.64 -6.39 -14.98 -27.17 -42.79 -62.78 中柱轴力 -1.63 -6.87 -16.91 -31.04 -48.87 -70.6 7.54 21.17 37.53 53.38 68.74 89.37 5.40 16.49 30.74 43.43 55.20 68.84 9.67 29.55 55.09 77.84 98.92 123.37

5内力组合

根据内力计算的结果，进行梁截面的内力组合，其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中，以及柱子的上下端部。

5.1框架梁的内力计算以及组合

框架梁端的内力计算结果，其中重力荷载代表值效应③=①+0.5?② 其中弯矩和剪力都已经换算为梁端柱边的弯矩和剪力 其中弯矩的单位为KN?m，剪力轴力的单位为KN

荷载类型 恒① 楼 进深梁 层 Ml b走道梁 Mbc Mbr 80.59 119.21 119.95 119.95 120.16 113.72 7.17 27.06 27.66 27.66 27.66 26.47 84.18 132.74 133.78 133.78 133.99 127.00 Vbl 73.61 117.33 117.24 117.24 117.30 116.21 5.43 21.56 21.66 21.66 21.67 21.42 76.33 128.11 128.07 128.07 128.14 126.92 -1.64 Vbr -82.79 -123.25 -123.34 -123.34 -123.28 -124.37 -5.79 -23.30 -23.20 -23.20 -23.19 -23.44 -85.69 -134.90 -134.94 -134.94 -134.88 -136.09 l MbMbc -21.34 -27.21 -27.21 -27.21 -27.21 -28.78 -1.89 -5.49 -5.49 -5.49 -5.49 -5.85 -22.29 -29.96 -29.96 -29.96 -29.96 -31.71 0 Mbr 40.02 38.91 38.45 38.45 38.31 42.10 2.44 9.38 8.87 8.87 8.87 10.15 41.24 43.6 42.89 42.89 42.75 47.18 Vbl 17.51 14.24 14.24 14.24 14.24 14.24 1.13 4.29 4.29 4.29 4.29 4.29 18.08 16.39 16.39 16.39 16.39 16.39 -3.27 Vbr -17.51 -14.24 -14.24 -14.24 -14.24 -14.24 -1.13 -4.29 -4.29 -4.29 -4.29 -4.29 -18.08 -16.39 -16.39 -16.39 -16.39 -16.39 6 5 4 3 2 1 -52.50 活6 ②5 4 3 2 1 重6 ③5 4 3 2 1 左6 风效5 应④4 116.52 -101.09 139.40 -101.31 138.73 -101.31 138.73 -101.84 138.20 -88.74 152.00 -6.15 6.22 -22.04 28.30 -23.15 27.10 -23.23 27.04 -23.32 26.98 -20.68 29.68 -55.58 119.63 -112.11 153.55 -112.89 152.28 -112.93 152.25 -113.50 151.69 -99.08 166.84 7.54（7.17） 1.64 21.17（20.10） 37.53（35.60） 4.06 6.59 -40.02 -38.91 -38.45 -38.45 -38.31 -42.10 -2.44 -9.38 -8.87 -8.87 -8.87 -10.15 -41.24 -43.6 -42.89 -42.89 -42.75 -47.18 4.27（3.90） 13.06-4.75 （11.99） 24.35-8.59 （22.42）

5.40（4.66） 16.490 （14.24） 30.740 （26.55） 5.40（4.66） 16.49-9.99 （14.24） 30.74-18.63 （26.55）

53.38（50.64） 2 68.74（65.23） 1 89.37（84.87） 右6 -7.54（ 风-7.17） 效5 -21.17（ 应-20.10） ⑤4 -37.53（ -35.60） 3. -53.38（ -50.64） 2 -68.74（ -65.23） 1 -89.37（ -84.87） 左6 29.69（28.23） 震效5 60.63（57.54） 应⑥4 86.0（81.55） 3. 106.99（101.48） 2 123.42（117.10） 1 143.15（135.96） 右6 -29.69（ 震-28.23） 效5 -60.63（ 应-57.54） ⑦4 -86.0（ -81.55） 3. -106.99（ -101.48） 2 -123.42（ -117.10） 1 -143.15（ -135.96）

3 9.49 12.51 17.42 -1.64 -4.06 -6.59 -9.49 -12.51 -17.42 6.40 11.13 14.85 18.86 22.31 28.15 -6.40 -11.13 -14.85 -18.86 -22.31 -28.15 34.41（31.67） 43.72（40.21） 54.53（50.03） -4.27（ -3.90） -13.06（ -11.99） -24.35（ -22.42） -34.41（ -31.67） -43.72（ -40.21） -54.53（ -50.03） 16.89（15.43） 38.37（35.28） 56.31（51.86） 69.28（63.77） 78.80（72.48） 86.85（79.66） -16.89（ -15.43） -38.37（ -35.28） -56.31（ -51.86） -69.28（ -63.77） -78.80（ -72.48） -86.85（ -79.66） -12.19 -15.62 -19.99 1.64 4.75 8.59 12.19 15.62 19.99 -6.47 -13.75 -19.77 -24.48 -28.09 -31.94 6.47 13.75 19.77 24.48 28.09 31.94 43.43（37.51） 55.20（47.67） 68.84（59.45） -5.40（ -4.66） -16.49（ -14.24） -30.74（ -26.55） -43.43（ -37.51） -55.20（ -47.67） -68.84（ -59.45） 21.33（18.42） 48.44（41.83） 71.08（61.39） 87.46（75.53） 99.47（85.91） 109.65（94.70） -21.33（ -18.42） -48.44（ -41.83） -71.08（ -61.39） -87.46（ -75.53） -99.47（ -85.91） -109.65（ -94.70） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 43.43（37.51） 55.20（47.67） 68.84（59.45） -5.40（ -4.66） -16.49（ -14.24） -30.74（ -26.55） -43.43（ -37.51） -55.20（ -47.67） -68.84（ -59.45） 21.33（18.42） 48.44（41.83） 71.08（61.39） 87.46（75.53） 99.47（85.91） 109.65（94.70） -21.33（ -18.42） -48.44（ -41.83） -71.08（ -61.39） -87.46（ -75.53） -99.47（ -85.91） -109.65（ -94.70） -26.32 -33.45 -41.72 3.27 9.99 18.63 26.32 33.45 41.72 -12.93 -29.36 -43.08 -53.01 -60.28 -66.45 12.93 29.36 43.08 53.01 60.28 66.45 梁的内力组合

组合规则 非抗震组合 1.2①+1.4② 楼层 6 5 4 3 2 边梁 走道梁 M1 Mc Mr Vl Vr Ml Mc V -71.61 148.53 106.75 95.93 -107.45 -51.44 -28.25 22.59 -152.16 206.90 180.94 170.98 -180.52 -59.82 -40.34 23.09 -153.98 204.42 182.66 171.01 -180.49 -58.56 -40.34 23.09 -154.09 204.33 182.66 171.01 -180.49 -58.56 -40.34 23.09 -154.86 203.61 182.92 171.10 -180.40 -58.39 -40.34 23.09

1 1.35①6 +0.7Ｘ5 4 1.4② 3 2 1 1.2①6 +0.9Ｘ5 1.4(②+4 3 ④) 2 1 1.2①6 +0.9Ｘ5 1.4(②+4 3 ⑤) 2 1 1.2③6 +1.3⑥ 5 4 3 2 1 1.2③6 +1.3⑦ 5 4 3 2 1 ??E 6 (1.2③5 +1.3⑥) 4 3 2 1 ??E 6 (1.2③5 +1.3⑦) 4 3 2 1 -135.44 223.95 173.52 169.44 -182.06 -64.73 -42.73 23.09 -76.90 163.40 115.82 104.69 -117.44 -56.42 -30.66 24.75 -158.07 215.92 187.45 179.52 -189.22 -61.72 -42.11 23.43 -159.46 213.84 189.04 179.50 -189.25 -60.60 -42.11 23.43 -159.53 213.78 189.04 179.50 -189.25 -60.60 -42.11 23.43 -160.34 213.01 189.32 179.59 -189.15 -60.41 -42.11 23.43 -140.07 234.29 179.46 177.88 -190.87 -66.78 -44.59 23.43 -61.71 149.73 110.66 93.11 -108.71 -45.23 -27.99 18.32 -123.75 208.05 192.26 161.98 -183.24 -40.57 -39.57 9.91 -105.89 208.93 207.04 157.16 -188.06 -23.86 -39.57 -0.98 -87.04 212.50 218.70 152.62 -192.60 -10.05 -39.57 -10.67 -69.40 215.60 229.71 148.38 -196.84 2.92 -39.57 -19.65 -25.61 241.75 232.85 141.25 -203.97 11.60 -41.91 -30.07 -79.78 145.59 100.83 97.24 -104.58 -56.97 -27.99 26.56 -174.40 197.82 162.04 173.95 -171.27 -76.45 -39.57 35.08 -195.60 192.32 150.54 178.80 -166.42 -90.77 -39.57 45.97 -214.65 188.59 138.89 183.34 -161.88 -104.58 -39.57 55.66 -233.78 184.07 128.38 187.75 -157.47 -117.21 -39.57 64.64 -239.48 197.85 106.78 191.63 -153.59 -138.22 -41.91 75.06 -29.99 151.88 121.07 83.18 -111.23 -25.54 -26.74 4.88 -59.73 198.73 205.15 135.86 -179.76 2.06 -35.95 -18.51 -29.45 202.04 227.95 127.98 -187.63 28.35 -35.95 -36.34 -3.59 207.22 243.44 121.86 -193.75 46.73 -35.95 -49.25 16.03 211.03 255.01 117.25 -198.37 60.39 -35.95 -58.70 57.85 236.80 255.90 110.78 -204.83 66.50 -38.05 -66.72 -103.39 135.24 80.95 100.00 -94.41 -73.43 -26.74 38.50 -209.33 169.79 113.42 171.61 -144.01 -106.70 -35.95 57.83 -241.48 163.43 93.12 179.39 -136.23 -131.27 -35.95 75.67 -267.43 158.18 77.64 185.51 -130.10 -149.65 -35.95 88.58 -288.43 153.03 66.56 190.28 -125.33 -162.98 -35.95 98.03 -295.64 163.61 48.79 193.83 -121.79 -179.72 -38.05 106.05 -22.49 113.91 90.80 70.70 -94.55 -19.16 -20.06 4.15 -44.80 149.05 153.86 115.48 -152.79 1.54 -26.96 -15.73 -22.09 151.53 170.97 108.79 -159.48 21.26 -26.96 -30.89 -2.69 155.41 182.58 103.58 -164.69 35.05 -26.96 -41.86 12.02 158.27 191.26 99.66 -168.61 45.29 -26.96 -49.90 43.39 177.60 191.93 94.16 -174.11 49.88 -28.53 -56.71 -77.54 101.43 60.71 85.00 -80.25 -55.08 -20.06 32.72 -157.00 127.34 85.07 145.87 -122.40 -80.02 -26.96 49.16 -181.11 122.57 69.84 152.48 -115.79 -98.45 -26.96 64.32 -200.58 118.64 58.23 157.68 -110.59 -112.24 -26.96 75.29 -216.32 114.77 49.92 161.74 -106.53 -122.23 -26.96 83.32 -221.73 122.71 36.59 164.75 -103.52 -134.79 -28.53 90.14 抗震组合 5.2 框架柱的内力计算以及内力组合

框架的柱端内力计算结果

荷载类型 恒① 楼边柱Z 1层 u6 5 4 中柱Z2 McMcdNcMcuMcdNc（KN?m） （KN?m） （KN） （KN?m） （KN?m） （KN） 68.08 64.16 64.01 63.6 64.01 64.01 158.55 401.79 644.94 -50.66 -51.51 -51.01 -49.09 -51.01 -51.01 202.27 522.13 842.08

3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3. 2 1 6 5 4 3. 2 1 6 5 4 3. 2 1 64.01 65.01 39.87 7.06 14.33 13.46 13.46 13.68 8.36 71.61 71.33 70.74 70.74 71.85 44.05 -7.54 -16.46 -24.00 -30.81 -37.93 -51.44 7.54 16.46 24.00 30.81 37.93 51.44 -29.69 -42.07 -51.40 -58.66 -64.76 -78.39 29.69 42.07 51.40 58.66 64.76 78.39 63.65 73.36 19.18 11.13 13.46 13.46 13.39 15.44 4.07 69.17 70.74 70.74 70.35 81.08 21.22 -4.71 -13.53 -22.57 -30.81 -37.93 -73.96 4.71 13.53 22.57 30.81 37.93 73.96 -18.56 -34.60 -48.33 -58.66 -64.76 -112.71 18.56 34.60 48.33 58.66 64.76 112.71 888.09 1131.3 1373.42 9.55 47.56 85.67 123.78 161.9 199.77 163.33 425.57 687.78 949.98 1212.25 1473.31 -1.64 -6.39 -14.98 -27.17 -42.79 -62.78 1.64 6.39 14.98 27.17 42.79 62.78 -6.47 -20.22 -39.99 -64.47 -92.56 -124.5 6.47 20.22 39.99 64.47 92.56 124.5 -51.01 -51.57 -31.76 -5.3 -10.66 -10.19 -10.19 -10.3 -6.37 -53.31 -56.84 -56.11 -56.11 -56.72 -34.95 -9.67 -21.59 -33.50 -44.34 -54.58 -68.79 9.67 21.59 33.50 44.34 54.58 68.79 -38.22 -55.38 -72.01 -84.73 -93.54 -102.96 38.22 55.38 72.01 84.73 93.54 102.96 -50.86 -56.63 -13.74 -8.45 -10.19 -10.19 -10.16 -11.31 -2.71 -53.32 -56.11 -56.11 -55.94 -62.29 -15.10 -7.96 -21.59 -33.50 -44.34 -54.58 -84.43 7.96 21.59 33.50 44.34 54.58 84.43 -31.43 -55.38 -72.01 -84.73 -93.54 -126.36 31.43 55.38 72.01 84.73 93.54 126.36 1162.03 1481.92 1802.9 14.36 75.03 135.6 196.17 256.73 317.54 209.45 559.65 909.88 1260.12 1610.29 1961.67 -1.63 -6.87 -16.91 -31.04 -48.87 -70.6 1.63 6.87 16.91 31.04 48.87 70.6 -6.46 -22.07 -45.38 -73.91 -106.1 -140.61 6.46 22.07 45.38 73.91 106.1 140.61 活② 重③ 左风④ 右风⑤ 左震⑥ 右震⑦ 柱的内力组合 组合规则 楼层 1.2①+1.4② 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 边柱 中柱 Mu Md N Mu Md N 91.58 91.90 203.63 -68.21 -70.74 262.83 97.05 95.66 548.73 -76.74 -75.48 731.60 95.66 95.66 893.87 -75.48 -75.48 1200.34 95.66 95.13 1239.00 -75.48 -75.26 1669.07 97.16 109.65 1584.22 -76.30 -83.79 2137.73 59.55 28.71 1927.78 -47.03 -20.28 2608.04 98.83 96.77 223.40 -73.59 -74.55 287.14 100.66 99.60 589.03 -79.99 -78.85 778.40 99.60 99.60 954.63 -78.85 -78.85 1269.70 99.60 99.05 1320.23 -78.85 -78.62 1760.99 101.17 114.17 1685.92 -79.71 -87.53 2252.19

非抗震组合 1.35①+0.7Ｘ1.4②

1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 62.02 81.09 74.31 63.53 54.95 47.46 -6.44 100.09 115.79 124.01 132.59 143.04 123.19 47.34 30.91 18.07 8.63 2.03 -49.05 124.53 140.29 151.71 161.15 170.41 154.77 37.87 24.72 14.45 6.90 1.63 -39.24 99.62 112.23 121.37 128.92 136.33 123.81 29.88 84.41 76.72 65.33 54.43 59.69 -65.05 96.28 110.82 122.21 132.07 155.28 121.33 58.88 39.91 22.06 8.16 13.11 -121.06 107.13 129.87 147.72 160.68 181.48 171.99 47.10 31.93 17.65 6.53 10.49 -96.85 85.71 103.89 118.17 128.54 145.19 137.59 2049.89 200.23 534.02 863.00 1187.44 1507.64 1820.71 204.36 550.13 900.75 1255.91 1615.47 1978.92 187.59 484.40 773.35 1056.17 1334.37 1606.12 204.41 536.97 877.32 1223.79 1575.03 1929.82 150.07 387.52 618.68 844.93 1067.50 1284.90 163.53 429.58 701.86 979.03 1260.02 1543.86 -49.12 -79.65 -102.45 -116.26 -129.92 -143.63 -132.81 -55.29 -48.04 -31.84 -18.18 -6.09 40.54 -113.66 -140.20 -160.95 -177.48 -189.67 -175.79 -14.29 3.79 26.28 42.82 53.54 91.91 -90.93 -112.16 -128.76 -141.98 -151.73 -140.63 -11.43 3.03 21.02 34.25 42.83 73.53 -21.20 -79.58 -101.25 -116.26 -129.70 -150.98 -126.28 -59.53 -46.85 -31.84 -17.97 -13.44 86.48 -104.84 -139.33 -160.95 -177.28 -196.35 -182.39 -23.13 4.66 26.28 43.02 46.85 146.15 -83.87 -111.46 -128.76 -141.82 -157.08 -145.91 -18.50 3.73 21.02 34.42 37.48 116.92 2745.10 258.76 712.44 1160.05 1602.50 2040.21 2474.62 262.87 729.75 1202.66 1680.72 2163.36 2652.54 242.94 642.89 1032.86 1416.06 1794.42 2171.21 259.74 700.27 1150.85 1608.23 2070.28 2536.80 194.35 514.31 826.29 1132.85 1435.53 1736.97 207.79 560.22 920.68 1286.58 1656.22 2029.44 1.2①+0.9Ｘ1.4(②+④) 1.2①+0.9Ｘ1.4(②+⑤) 抗震组合 1.2③+1.3⑥ 1.2③+1.3⑦ ??E(1.2③+1.3⑥) ??E(1.2③+1.3⑦)

6 框架结构的内力调整和截面设计

6.1 梁正截面的截面设计

根据框架的内力组合结果，进行框架的截面设计。 梁采用C25混凝土：ft?1.27N/mm2；fc?11.9N/mm2

纵向钢筋采用HRB400：fy?360N/mm2；箍筋为HPB235：fy?210N/mm2

梁在跨中截面正弯矩作用下按T型截面进行计算，梁在支座处正弯矩作用下也是按T型截面进行计算的，梁在支座处负弯矩作用下是按照矩形截面计算。 T形截面梁翼缘宽度取下列的小值：

① bf?l0/3?7200/3?2400 ② bf?b?sn?5400

③ hf/h0?120/565?0.212?0.1，不受此限值

'''故取b'f?2400mm 梁的有效高度h0

正弯矩作用时：h0=600-35=565mm

负弯矩作用时：h0=600-60=540mm 判断T形截面类型：

Mf??1fcb'fh'f(h0?h'f2)=1.0?11.9?2400?120?（565-120/2）=1730.74>232.85KNm

故正弯矩作用下的梁截面均属于第一类T形截面

（1） 框架梁的正截面抗弯承载力计算（其中抗震组合值已经乘以抗震承载力调整系数） 框架第六层梁的正截面承载力计算

截面 弯矩值 截面类型 截面尺寸 进深梁 Ml -79.78 矩形 300?600 0.080 Mc 163.40 第一类T形 2400?600 0.018 Mr 115.82 矩形 300?600 0.118 走道梁 Ml -56.97 矩形 300?600 0.056 Mc -30.66 矩形 300?600 0.030 ??1?1?2?REM 2?1bh0fc

AS??1bh0fc?fy428.4 360 318 763 806.82 360 631.89 360 318 763 299.88 360 318 763 160.65 360 318 763 ASmin??minbh 选筋 实配AS 框架第五层梁的截面配筋

截面 弯矩值 截面类型 截面尺寸 进深梁 Ml -174.40 矩形 300?600 0.185 Mc 215.92 第一类T形 2400?600 0.024 Mr 192.26 矩形 300?600 0.206 走道梁 Ml（+） 1.54 第一类T形 2400?600 0.0002 Ml（-） -80.02 矩形 300?600 0.080 Mc -42.11 矩形 300?600 0.041 ??1?1?2AS??REM 2?1bh0fc ?1bh0fc?fy990.68 360 418 1017 1075.76 360 322 1140 1103.1 360 322 1140 8.96 360 318 763 428.4 360 318 763 219.56 360 318 763 ASmin??minbh 选筋 实配AS 框架第四层梁的截面配筋

截面 弯矩值 截面类型 截面尺寸 进深梁 Ml -195.60 矩形 300?600 0.210 Mc 213.84 第一类T形 2400?600 0.024 Mr 207.04 矩形 300?600 0.224 走道梁 Ml（+） 21.26 第一类T形 2400?600 0.002 Ml（-） -98.45 矩形 300?600 0.100 Mc -42.11 矩形 300?600 0.041 ??1?1?2AS??REM ?1bh02fc ?1bh0fc?fy1124.55 360 322 1140 1075.76 360 322 1140 1199.52 360 322 1140 89.65 360 318 763 535.5 360 318 763 219.56 360 318 763 ASmin??minbh 选筋 实配AS 框架第三层梁的截面配筋

截面 弯矩值 截面类型 进深梁 Ml -214.65 矩形 Mc 213.78 第一类T Mr 218.70 矩形 走道梁 Ml（+） 35.05 第一类TMl（-） -112.24 矩形 Mc -42.11 矩形

形 2400?600 0.024 形 2400?600 0.004 截面尺寸 ??1?1?2AS??REM ?1bh02fc 300?600 0.233 300?600 0.239 300?600 0.114 300?600 0.041 ?1bh0fc?fy1247.72 360 420 1256 1075.76 360 322 1140 1279.85 360 420 1256 179.29 360 318 763 610.47 360 318 763 219.56 360 318 763 ASmin??minbh 选筋 实配AS

框架第二层梁的截面配筋

截面 弯矩值 截面类型 截面尺寸 进深梁 Ml（+） 12.02 第一类T形 2400?600 0.001 Ml（-） -233.78 矩形 300?600 0.258 Mc 215.60 第一类T形 2400?600 0.024 Mr 229.71 矩形 300?600 0.253 走道梁 Ml（+） 45.29 第一类T形 2400?600 0.005 Ml（-） -122.23 矩形 300?600 0.125 Mc -42.11 矩形 300?600 0.041 ??1?1?2 ?REM?1bh02fc AS??1bh0fc?fy44.82 360 318 763 1381.59 360 220+ 222 1388 1075.76 360 322 1140 1354.82 360 220+ 222 1388 224.12 360 318 763 669.38 360 318 763 219.56 360 318 763 ASmin??minbh 选筋 实配AS 框架第一层梁的截面配筋

截面 弯矩值 截面类型 截面尺寸 进深梁 Ml（+） 43.39 第一类T形 2400?600 0.005 Ml（-） -239.48 矩形 300?600 0.265 Mc 241.75 第一类T形 2400?600 0.027 Mr 232.85 矩形 300?600 0.257 走道梁 Ml（+） 49.88 第一类T形 2400?600 0.005 Ml（-） -138.22 矩形 300?600 0.143 Mc -44.59 矩形 300?600 0.044 ??1?1?2 ?REM?1bh02fc AS??1bh0fc?fy224.12 360 1419.08 360 121.02 360

1376.24 360 224.12 360 765.77 360 235.62 360 ASmin??minbh

选筋 实配AS 318 763 220+ 222 1388 318 763 220+ 222 1388 318 763 318 763 318 763 6.2 梁斜截面的内力调整以及斜截面的配筋计算

斜截面的设计分为抗震和非抗震设计，然后选取较大的配筋量，抗震设计时先进行内力的调整

lMb?MbrVb??vb?VGb

ln其中VGb为考虑地震作用组合的重力荷载代表值产生的剪力设计值。其中重力荷载代表值为恒荷载与活荷载的一半，在净跨产生的剪力设计值。其中有个参数?c?1. 在非抗震作用下梁的截面尺寸应满足下式：

hω /b ≤4时，Vb≤0.25βc ·fc ·b·h0

还应该满足斜截面承载力计算，公式如下：

Vb≤0.7 ·ft ·b·h0 ＋1.25fyv ·n·Asv1 ·h0/s

在抗震作用下梁的截面尺寸应满足以下公式：

hω /b ≤4时，Vb≤0.20βc ·fc ·b·h0 /γRE

还应满足斜截面承载力计算，公式如下：

Vb≤(0.42 ·ft ·b·h0 ＋1.25fyv ·n·Asv1 ·h0/s)/ γRE

第六层梁斜截面的配筋计算 截面位置 进深梁 左侧 117.77 lr右侧 VGb 顺时针Mb?Mb 顺时针的Vb 逆时针Mb?Mb 逆时针的Vb 组合的Vb 选用的Vb lr走道梁 左侧 63.06 73.43 121.07 137.50 103.39 134.62 100 137.50 111.23 137.50 91.40 73.43 91.40 38.50 91.40

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