本科毕业论文 王韶桦 - 图文

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

1 建筑设计部分

1.1主要建筑做法

建筑地点：湖北十堰市

六层综合行政办公楼，框架填充墙结构。建筑面积6174平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。

大门采用玻璃门，其它门采用木门，窗为铝合金窗。 自然条件:

（1）抗震设防烈度：6度设防，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.1g；

（2）基本风压： 0.55KN/m2，B类粗糙度； （3）雪荷载标准值：0.2KN/m2；

（4）结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。

（5）工程地质条件：建场地地形平坦，土质分布具体情况见表，II类场地土。地下稳定水位距地表-9m，表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。

1.2建筑结构选型、平面布置及构件截面初估

本综合楼采用柱距约为7.0m、5.0m、3.0,m的内廊式小柱网，边跨为7.0m、4.0m，中间跨为3.0m，层高取4.2m和3.3m，如下图所示：

图1.1 框架结构平面

布置图

1.2.1框架结构承重方案选择

竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁

-1-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

传至框架柱，最后传至地基。

根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度增大，增加框架的横向抗侧移刚度。 1.2.2 框架结构的计算简图

图1.2

框架结构计算简图

图1.3 横向框架组成的空间结构

1.2.3 结构构件截面尺寸和材料的选择 一、基础顶面设计标高的确定

根据工程地质条件，地基持力层可设在中粗沙层上，该层距室外地面2.0m—4.8m之间，现选用桩基础，故取基础顶面距离室外设计地面1.05m处。 二、楼板厚度的确定

根据平面布置，单向板的最大跨度为3m， 按刚度条件，板厚为L/40=3000/40=75mm；

-2-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

按构造要求，现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为60mm； 综合荷载等情况考虑，取板厚h=100mm. 三、框架梁截面尺寸确定 1、横向框架梁：

横向框架梁的最大跨度为7000mm，

横向框架梁高h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)7000=875mm—583mm，取h=700mm； 横向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)700=350mm—233mm，取b=300mm 2、纵向框架梁：

纵向框架梁高h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)7000=875mm—583mm，取h=700mm； 纵向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)700=350mm—233mm，取b=300mm 四、框架柱截面尺寸确定

关于多层框架结构，不管是从受力方面的考虑，或者以柱的净高出发，都导致底层最复杂。底层高H=4.2m，柱截面高度取h=(1/15—1/20)H=(1/15—1/20)4200=280mm—210mm。 又因为抗震设防烈度为6度，房屋高度为20.7m<30m，所以抗震等级为三级的框架结构，要确保承重柱有必要的延展性，必须要对柱的轴压比进行规范，柱截面面积应满足下式：

A?Nλfc，其中N=1.3×3.6×5.5×14×6=2162.16，再扩大1.2—1.3倍，则

N=2162.16×1.2=2594KN，即Ac≥N/uNfc=2162.16×103/（0.8×14.3）=239000（mm2） ，综上考虑取bc=hc=600mm。

表1.1 梁截面尺寸（mm）

横梁（b×h） 混凝土等级 C30 BC跨、DE跨 300×700 AB、CD跨 250×400 纵梁（b×h） 300×700 表1.2 柱截面尺寸（mm）

层次 1 2-6 五、材料选择 1、混凝土强度等级：

基础垫层混凝土采用C10等级，基础选用C25等级，基础以上各层混凝土均选用C30等级。

2、钢筋级别：

框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB400级钢筋；构造钢筋、箍筋及板内钢筋

混凝土等级 C30 C30 b×h 600×600 600×600 -3-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

选用HPB300。

2 结构设计部分

2.1 资料准备

查《荷载规范》可取：

（1）屋面永久荷载标准值（不上人）

4mm厚APP改性沥青防水卷材防水层（上带细砂保护层） 10×0.004=0.04KN/m2 20厚1：2水泥找平层 20×0.02=0.4 KN/m2 1：10水泥砂浆珍珠岩找坡，最薄处30厚 20×0.03=0.6 KN/m2 100厚阻燃型苯乙烯泡抹塑料保温板 0.5×0.1=0.05 KN/m2

20厚1：3水泥砂浆找平层，上刷聚氨酯防水涂料一层 20×0.02=0.25 KN/m2 100厚钢筋混凝土板 25×0.10=3.0 KN/m2 10厚混合砂浆刮大白 17×0.01=0.17 KN/m2

合计 4.16 KN/m2 （2）1-5层楼面：

10厚1：1水泥砂浆 20×0.01=0.2 KN/m2 20厚大理石 28×0.02=0.56 KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2 100厚钢筋混凝土板 25×0.10=2.5 KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2 10厚混合砂浆刮大白 17×0.01=0.17 KN/m2

合计 4.23 KN/m2 （3）屋面及楼面可变荷载标准值：

上人屋面均布活荷载标准值 2.0 KN/m2 楼面活荷载标准值 2.0 KN/m2

屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.0×0.35=0.35 KN/m2 （4）梁柱密度25 KN/m2

蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5KN/m3 2.2 重力荷载代表值的计算 （1）第一层：

-4-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

表2.1 梁柱资料

类别 净跨 6400 横梁 2400，3400 纵梁 类别 柱 横墙：

BC跨、DE跨墙：墙厚250mm，计算长度6400mm，计算高度4200-700=3500mm。 单跨体积：0.25×6.4×3.5=5.6m3 单跨重量：5.6×5.5=30.8KN 数量：4

总重：30.8×4=123.2KN

BC跨、DE跨墙：墙厚200mm，计算长度6400mm，计算高度4200-700=3500mm。 单跨体积：0.2×6.4×3.5=4.48m3 单跨重量：4.48×5.5=24.64KN 数量：14

总重：24.64×14=344.96KN

CD跨墙：墙厚250mm，计算长度2400mm，计算高度4200-700=3500mm。 单跨体积：（2.4×3.5-2×2.1）×0.25=1.05m3 单跨重量：1.05×5.5=5.775KN 数量：2

总重：5.775×2=11.55KN

AB跨墙：墙厚250mm，计算长度3400mm，计算高度4200-700=3500mm

单跨体积：0.25×3.4×3.5=2.975m3

单跨重量：2.975×5.5=16.36KN 数量：2

总重：16.36×2=32.725KN

7200，4400 计算高度4200 截面 300×700 250×400 300×700 截面 600×600 密度25 25 25 密度25 体积 1.39 0.18 1.51 体积 1.51 数量 (根) 18 16 14 数量 50 单重 34.75 4.5 37.75 单重 37.75 总重 625.5 72 528.5 总重 1887.5 （mm） （mm） （KN/m3） （m3） （KN） （KN） （mm） （mm） （KN/m3） （m3） （根） （KN） （KN） ①内外填充墙重的计算

-5-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

AB跨墙：墙厚200mm，计算长度3400mm，计算高度4200-700=3500mm

单跨体积：0.20×3.4×3.5=2.38m3

单跨重量：2.38×5.5=13.09KN 数量：6

总重：13.09×6=78.54KN

厕所横墙：墙厚200mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度4200-100=4100mm。 单跨体积：0.2×4.8×4.1=3.94m3 单跨重量：3.94×5.5=21.65KN 数量：2

总重：21.65×2=43.3KN

横墙总重：123.2+344.96+11.55+32.725+78.54+43.4=634.375KN 纵墙： 外墙：

单个体积：[（7.2×3.5）-（2.7×1.7×2）] ×0.25=4.01m3

数量：8

总重：4.01×8×5.5=176.44KN [（4.4×3.5）-（2.7×1.7）] ×0.25=2.70m3 数量：4

总重：2.70×4×5.5=59.4KN

厕所外纵墙：体积：（7.2×3.5-1.8×1.9）×0.2=4.36 m3

总重：4.36×5.5×2=47.92KN

内纵墙：单个体积：(7.2×3.5-1×2.1×2) ×0.2=4.2m3 单个重量：4.2×5.5=23.1KN

数量：15

总重：23.1×15=346.5KN

纵墙总重：176.44+59.4+47.92+346.5=630.26KN 窗户计算（钢框玻璃窗）： 办公室窗户：

尺寸：2700mm×1700mm

自重：0.4KN/m2 数量：20

重量：2.7×1.7×0.4×20=36.72KN

②门重计算

木门：尺寸：1000mm×2100mm

-6-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

自重：0.15KN/m2 数量：13

重量：1×2.1×0.15×13=4.10KN 木门：尺寸：1500mm×2100mm

自重：0.15KN/m2 数量：8

重量：1.5×2.1×0.15×8=3.78KN 总重：4.10+3.78=7.88KN 玻璃门：尺寸：5400mm×3000mm

自重：0.4KN/m2 数量：2

重量：5.4×2×0.4×3=12.96KN

总重：2.84+4.25+12.96=20.05KN

③楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：21×49=1029（m2） 恒载：4.23×1029=4352.67KN 活载：2.0×1029=2058KN

由以上计算可知，一层重力荷载代表值为 G1=G恒+0.5×G活 =（625.5+72）

×1.05+528.5×1.05+1887.5×1.05+634.375+630.26+36.72+7.88+4352.67+2058×0.5=9960.09KN 注：梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数1.05。

（2）第二～五层：

表2.2 梁柱资料

类别 净跨 6400 横梁 2400，3400 纵梁 类别 柱

截面 300×700 250×400 300×700 截面 600×600 密度25 25 25 密度25 体积 1.39 0.18 1.51 体积 1.51 数量 (根) 18 16 14 数量 50 单重 34.75 4.5 37.75 单重 37.75 总重 625.5 72 528.5 总重 1887.5 （mm） （mm） （KN/m3） （m3） （KN） （KN） 7200，4400 计算高度4200 （mm） （mm） （KN/m3） （m3） （根） （KN） （KN） -7- 武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

①内外填充墙重的计算 横墙：

BC跨、DE跨墙：墙厚250mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。 单跨体积：0.25×6.4×2.6=4.16m3 单跨重量：4.16×5.5=22.88KN 数量：4

总重：22.88×4=91.52KN

BC跨、DE跨墙：墙厚200mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。 单跨体积：0.2×6.4×2.6=3.33m3 单跨重量：3.33×5.5=18.3KN 数量：14

总重：18.3×14=256.2KN

CD跨墙：墙厚250mm，计算长度2400mm，计算高度3300-700=2600mm。 单跨体积：（2.4×2.6-2×1.7）×0.25=0.71m3 单跨重量：0.71×5.5=3.905KN 数量：2

总重：3.905×2=7.81KN

AB跨墙：墙厚250mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm

单跨体积：0.25×3.4×3.2=2.72m3

单跨重量：2.72×5.5=14.96KN 数量：2

总重：14.96×2=29.92KN

AB跨墙：墙厚200mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm

单跨体积：0.20×3.4×3.2=2.176m3

单跨重量：2.176×5.5=11.97KN 数量：6

总重：11.97×6=71.81KN

厕所横墙：墙厚200mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度3300-100=3200mm。 单跨体积：0.2×4.8×3.2=3.08m3 单跨重量：3.08×5.5=16.90KN 数量：2

总重：16.90×2=33.79KN

横墙总重：33.79+71.81+29.92+7.81+256.2+91.52 =491.05KN

-8-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

纵墙： 外墙：

单个体积：[（7.2×2.6）-（2.7×1.7×2）] ×0.25=2.39m3

数量：8

总重：2.39×8×5.5=105.16KN [（4.4×2.6）-（2.7×1.7）] ×0.25=1.72m3 数量：4

总重：1.72×4×5.5=37.68KN

厕所外纵墙：体积：（7.2×2.6-1.8×1.9）×0.2=3.06 m3

总重：3.06×5.5×2=33.66KN

内纵墙：单个体积：(7.2×2.6-1×2.1×2) ×0.2=2.9m3 单个重量：2.9×5.5=15.95KN

数量：15

总重：15.95×15=239.25KN

纵墙总重：105.16+37.68+33.66+239.25=415.75KN 窗户计算（钢框玻璃窗）： 办公室窗户：

尺寸：2700mm×1700mm

自重：0.4KN/m2 数量：24

重量：2.7×1.7×0.4×24=44.06KN

②门重计算

木门：尺寸：1000mm×2100mm 自重：0.15KN/m2 数量：17

重量：1×2.1×0.15×17=5.36KN 木门：尺寸：1500mm×2100mm

自重：0.15KN/m2 数量：12

重量：1.5×2.1×0.15×12=5.67KN 总重：5.36+5.67=11.03KN

③楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：21×49=1029（m2） 恒载：4.23×1029=4352.67KN

-9-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

活载：2.0×1029=2058KN

由以上计算可知，一层重力荷载代表值为 G1=G恒+0.5×G活 =（625.5+72）

×1.05+528.5×1.05+1887.5×1.05+491.05+415.75+44.06+11.03+4352.67+2058×0.5=9612.73KN 注：梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数1.05。

(3)第六层重力荷载代表值的计算

表2.3 梁柱资料

类别 净跨 6400 横梁 2400，3400 纵梁 类别 柱 横墙：

BC跨、DE跨墙：墙厚250mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。 单跨体积：0.25×6.4×2.6=4.16m3 单跨重量：4.16×5.5=22.88KN 数量：4

总重：22.88×4=91.52KN

BC跨、DE跨墙：墙厚200mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。 单跨体积：0.2×6.4×2.6=3.33m3 单跨重量：3.33×5.5=18.3KN 数量：14

总重：18.3×14=256.2KN

CD跨墙：墙厚250mm，计算长度2400mm，计算高度3300-700=2600mm。 单跨体积：（2.4×2.6-2×1.7）×0.25=0.71m3 单跨重量：0.71×5.5=3.905KN 数量：2

7200，4400 计算高度4200 截面 300×700 250×400 300×700 截面 600×600 密度25 25 25 密度25 体积 1.39 0.18 1.51 体积 1.51 数量 (根) 18 16 14 数量 50 单重 34.75 4.5 37.75 单重 37.75 总重 625.5 72 528.5 总重 1887.5 （mm） （mm） （KN/m3） （m3） （KN） （KN） （mm） （mm） （KN/m3） （m3） （根） （KN） （KN） ①内外填充墙重的计算

-10-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

总重：3.905×2=7.81KN

AB跨墙：墙厚250mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm

单跨体积：0.25×3.4×3.2=2.72m3

单跨重量：2.72×5.5=14.96KN 数量：2

总重：14.96×2=29.92KN

AB跨墙：墙厚200mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm

单跨体积：0.20×3.4×3.2=2.176m3

单跨重量：2.176×5.5=11.97KN 数量：6

总重：11.97×6=71.81KN

厕所横墙：墙厚200mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度3300-100=3200mm。 单跨体积：0.2×4.8×3.2=3.08m3 单跨重量：3.08×5.5=16.90KN 数量：2

总重：16.90×2=33.79KN

横墙总重：33.79+71.81+29.92+7.81+256.2+91.52 =491.05KN 纵墙： 外墙：

单个体积：[（7.2×2.6）-（2.7×1.7×2）] ×0.25=2.39m3

数量：8

总重：2.39×8×5.5=105.16KN [（4.4×2.6）-（2.7×1.7）] ×0.25=1.72m3 数量：4

总重：1.72×4×5.5=37.68KN

厕所外纵墙：体积：（7.2×2.6-1.8×1.9）×0.2=3.06 m3

总重：3.06×5.5×2=33.66KN

内纵墙：单个体积：(7.2×2.6-1×2.1×2) ×0.2=2.9m3 单个重量：2.9×5.5=15.95KN

数量：15

总重：15.95×15=239.25KN

纵墙总重：105.16 +37.68+33.66+239.25=415.75KN 窗户计算（钢框玻璃窗）： 办公室窗户：

-11-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

尺寸：2700mm×1700mm

自重：0.4KN/m2 数量：24

重量：2.7×1.7×0.4×24=44.06KN

②门重计算

木门：尺寸：1000mm×2100mm 自重：0.15KN/m2 数量：17

重量：1×2.1×0.15×17=5.36KN 木门：尺寸：1500mm×2100mm

自重：0.15KN/m2 数量：12

重量：1.5×2.1×0.15×12=5.67KN 总重：5.36+5.67=11.03KN

③楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：21×49=1029（m2）

恒载：4.16×1029+0.9×0.24×146.16=4312.21KN 活载：2.0×1029=2058KN

雪载：0.2×1029=205.8KN

由以上计算可知，一层重力荷载代表值为 G1=G恒+0.5×G活

=（625.5+72）×1.05+528.5×1.05+1887.5×1.05+491.05+415.75+44.06+11.03+4312.21+（2058+205.8）×0.5=9674.65KN

注：梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数1.05。

图2.1 各质点的重力荷载代表值

-12-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

2.3框架侧移刚度的计算

2.3.1横梁线刚度i b的计算

表2.4 梁柱线刚度值

Ec 类别 （N/mm） 104 BC、DE 3.0×AB跨 CD跨 3.0×104 3.0×104 2b×h I0 l EcI0/l1.5EcI0/l2EcI0/l（mm×mm） （mm4） （mm） （N·mm） （N·mm） （N·mm） 300×700 250×400 250×400 8.57×109 1.33×109 1.33×109 7200 4000 3000 b×h 3.57×1010 5.36×1010 7.14×1010 1.0×1010 1.33×1010 1.5×1010 2.000 2×1010 2.66×1010 柱线刚度i c的计算：I=bh3/12

层次 1 2--6 （1）底层

B，E：

K=5.36/9.82=0.54 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.41 Di6=αc×12×ic/h2

=0.41×12×7.71×1010/42002 =21475

D，C：

K=（5.36+2）/7.71=0.95 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.49 Di6=αc×12×ic/h2

=0.49×12×7.71×1010/42002 =25700

A，B：

K=（5.36+2.66）/7.71=1.04 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.51 Di6=αc×12×ic/h2

hc（mm） Ec（N/mm） （mm×mm） 4200 3300 3.0×104 3.0×104 600×600 600×600 2Ic （mm4） 1.08×1010 1.08×1010 EcIc/hc （N·mm） 7.71×1010 9.82×1010 2.3.2各层横向侧移刚度计算 (D值法)

-13-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

=0.51×12×7.71×1010/42002 =26749

∑D1=21475×2+25700×2+26749×2=147848

（2）第二～六层： B，E：

K=5.36×2/（9.82×2）=0.546 αc=K/(2+K)=0.214 Di1=αc×12×ic/h2

=0.214×12×9.82×1010/33002 =23198

D，C：

K=（5.36+2）/9.82=0.75 αc=K/(2+K)=0.27 Di6=αc×12×ic/h2

=0.27×12×9.82×1010/33002 =29217

A，B：

K=（5.36+2.66）/9.82=0.82 αc=K/(2+K)=0.29 Di6=αc×12×ic/h2

=0.29×12×9.82×1010/33002 =31380

∑D2=23198×2+29217×2+31380×2=167590

∑D1/∑D2=147848/167590=0.88>0.7，故该框架为规则框架。

2.4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算

2.4.1横向自振周期的计算

横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。 基本自振周期T1（s）可按下式计算：

T1=1.7ψT（uT）1/2

注：集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。 uT按以下公式计算：

VGi=∑Gk

-14-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

（△u）i= VGi/∑D ij

uT=∑（△u）k

注：∑D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （△u）i为第i层的层间侧移。 （△u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。 各层假设的结构顶点侧移如下：

表2.5 结构顶点的假想侧移计算

∑D i层次 Gi（KN） VGi（KN） （N/mm△ui（mm） ui（mm） ） 6 5 4 3 2 1 9674.65 9612.73 9612.73 9612.73 9612.73 9960.09 T1=1.7ψT（uT）1/2 =1.7×0.6×(0. 132395)1/2 =0.371(s)

2.4.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算

该办公楼高20.7m，20.7m<40m，且沿高度分布的质量和刚度较均匀，所以以剪切变形为主，

故用底部剪力法计算水平地震作用，即： （1）结构等效总重力荷载代表值Geq

Geq=0.85∑Gi=0.85×（9674.65+9612.73×4+9960.09） =49372.811(KN）

（2）计算水平地震影响系数а1

查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.40s。 查表得设防烈度为6度的аmax=0.04

а1=（Tg/T1）0.9аmax =（0.4/0.371）0.9×0.04 =0.0428

9674.65 19287.38 28900.11 38512.84 48125.57 58085.68 147848 147848 147848 147848 147848 167590 6.544 13.045 19.547 26.049 32.551 34.659 132.395 125.851 112.808 93.259 67.21 34.659 -15-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

（3）结构总水平地震作用标准值FEk

FEk=а1×Geq

=0.0428×49372.811 =2112.32KN

1.4Tg=1.4×0.4=0.56s>T1=0.371s，则不考虑顶部附加水平地震作用。 各质点横向水平地震作用按下式计算：

Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk）

地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为

Vi=∑Fk（i=1，2，…n）

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：

2.4.3多遇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（△u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：

（△u）i = Vi/∑D ij u i=∑（△u）k

根据《抗震规范》，各层层间弹性位移角θe=（△u）i/hi，考虑砖填充墙抗侧力作用，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。 2.4.4水平地震作用下框架内力计算

（1）框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算

Vij=DijV i /∑Dij

M bij=Vij×yh M uij=Vij（1-y）h y=yn+y1+y2+y3

注：yn框架柱的标准反弯点高度比。

y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。

-16-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

y框架柱的反弯点高度比。

底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其它柱均无修正。 （2）各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表

表2.6 各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表

杆件号 M N V M N 144.74 144.01 143.56 143.08 柱下端 柱上端 杆件V 号 M -32.81 2 -32.12 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 -88.257 -87.954 N V M N V -32.12 142.91 -32.12 -46.63 142.95 143.42 -32.2 -46.43 143.44 -32.02 柱下端 柱上端 1 88.22 144.75 -32.18 -46.62 3 -88.05 144.01 -32.12 -46.53 5 -87.75 142.63 -31.92 -46.43 -31.92 -0.875 142.9 -31.92 -46.33 142.9- 31.92 7 -87.45 143.02 -31.82 -46.2 -31.82 -87.25 142.36 -31.82 -46.13 142.9 37.32 -87.07 143.25 -31.06 -45.97 143.74 31.76 -95.74 -37.74 -37.74 -62.43 -79.5 37.72 -95.44 -79.95 -37.52 -62.23 -79.95 37.52 -95.13 -79.61 -37.24 -62.02 -79.65 37.42 -94.72 -79.42 -37.32 -61.82 -79.48 37.32 94.58 -79.25 -37.05 -61.6 -79.23 37.25 96.37 -94.56 -38.41 -62.92 99.35 37.18 -96.4 -94.78 -38.31 -62.61 99.64 37.71 9 -87.62 141.48 -31.72 -46.15 141.4 31.74 11 -95.85 -80.7 -37.74 -65.23 -80.7 -37.47 13 -95.63 -79.85 -37.63 -62.32 -79.85 37.62 15 -95.33 -79.62 -37.25 -62.12 -79.65 37.52 17 -94.93 -79.84 -37.42 -61.92 -79.34 37.42 19 -94.63 -78.7 -37.21 -61.72 -78.77 37.21 21 96.07 100.52 -37.56 -62.94 100.56 337.95 23 -96.36 -95.12 -38.13 -64.42 99.85 18.26

-17-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

(3)梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算表 表2.7 各层梁端弯矩、剪力及轴力计算表 杆件号 M N V M N 梁左端 梁右端 杆件V 号 M N V M N V 梁左端 梁右端 1 79.5 12.59 -39.7 -69.52 -12.56 39.7 2 65.4 -69.5 -34.6 -69.5 221.6 34.6 3 42.3 13.98 -10.9 -42.9 -13.98 10.9 4 61.7 38.45 -24.6 -61.7 -38.45 24.6 5 43.1 10.75 -11 -43.1 -10.75 11 6 61.7 -22.49 -24.6 -61.7 22.49 24.6 7 42.9 35.47 -10.9 -42.3 -35.47 109 8 69.5 8.23 -34.6 -65.4 -8.23 34.6 9 69.5 -18.99 -39.7 -79.5 18.99 39.7 10 84.1 36.21 -41.8 -76.9 -36.21 41.8 11 84.2 8.57 -41.8 -77.0 -8.57 41.8 12 84.1 -19.20 -41.8 -76.9 19.20 41.8 13 84.1 42.07 -41.8 -76.9 -42.07 41.8 14 83.9 9.55 -41.7 -76.7 -9.55 41.7 15 83.8 -22.53 -41.6 76.6 22.53 41.6 16 83.6 11.48 -41.5 -76.5 -11.48 41.5 17 83.5 4.52 -41.5 -76.4 -4.52 41.5 18 83.3 -2.76 -41.4 -76.2 2.76 41.4

图2.3 横向框架弯矩图

-18-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

2.4.5水平风荷载作用及楼层地震剪力的计算 风荷载标准值：` 基本风压：0.9KN/m2

风振系数βz：房屋总高度为20.7m，，20.7m<30m，则βz=1.0 风载体型系数μs=0.8+0.5=1.3 由ωk=βz×μs×μz×ω0 计算过程如下：

（1）各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表 表2.8 各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表 杆件号 M N V M N -18.94 -18.91 -18.95 -18.95 -18.97 -22.31 柱下端 柱上端 杆件V 号 M N V M N V 柱下端 柱上端 1 51.45 7796 18.94 28.12 77.91 3 51.40 77.3.6 18.91 28.02 77.35 2 -51.41 76.85 18.91 28.11 76.8 18.91 4 51.4 77.34 18.54 28.05 77.34 -18.9 77.325 5 51.41 77.36 18.95 28.03 77.31 6 51.41 77.35 18.91 28.06 -18.95 7 51.40 77.34 18.91 28.34 77.35 9 51.41 76.88 18.92 28.34 77.3 11 55.64 -43.34 22.13 37.76 -43.34 8 51.40 77.34 18.91 28.03 77.34 -18.95 10 51.45 77.95 18.94 29.11 77.95 -18.94 12 55.78 -42.89 22.11 37.01 -42.8 -22.12 13 55.79 -43.12 22.10 37.06 -43.12 -2.36 14 5572 -43.11 22.12 37.01 -43.15 -22.12 15 55.1 -43.12 22.12 37.01 -43.15 17 55.71 -43.12 22.15 37.01 -43.15 19 55.71 -42.85 22.11 37.01 -42.82 -22.15 -22.11 -22.11 16 55.71 -43.12 22.10 37.06 -43.15 -22.12 18 55.70 -43.12 22.12 37.01 -43.12 -22.12 20 55.64 -43.34 22.13 37.77 -43.34 -22.13 -19-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

21 55.84 54.01 22.23 37.28 54.00 23 55.08 53.41 22.22 37.22 53.84 -22.23 -22.22 22 56.21 -50.82 22.51 37.21 53.45 -22.24 24 55.80 53.80 22.23 37.21 53.88 -22.21 （2）梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算表 表2.9 各层梁端弯矩、剪力及轴力计算表 杆件号 M N V M N V 梁左端 梁右端 杆件号 2 4 6 8 10 12 14 16 M 梁左端 N V M 梁右端 N V 1 18.9 0.45 -9.4 -16.5 -0.45 9.4 3 10.0 13.98 -2.6 -10.2 -13.98 2.6 5 10.2 7.99 -2.6 -10.2 -7.99 2.6 7 10.2 35.47 -2.6 -10.0 -35.47 2.6 9 16.5 -18.99 -9.4 -18.9 18.99 9.4 11 15.7 8.57 -23.4 -16.7 -8.57 23.4 15.6 7.14 -8.2 -16.5 221.6 8.2 14.7 38.45 -5.8 -14.7 -38.45 5.8 14.7 -22.49 -5.8 -14.7 22.49 5.8 16.5 8.23 -8.2 -15.6 -8.23 8.2 19.1 36.21 -23.4 -16.7 -36.21 23.4 10.1 -19.20 - 23.4 -10.2 19.20 23.4 10.3 9.55 -23.4 -10.3 -9.55 2.4 10.2 11.48 -23.4 -10.1 -11.48 23.4 13 14.8 42.07 -23.4 -14.8 -42.07 23.4 15 14.8 -22.53 -23.4 -14.8 22.53 23.4

2.5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算（横向框架内力计算）

2.5.1计算单元的选择确定

取⑥轴线横向框架进行计算，如下图所示:

图2.4 框架计算单元图

-20-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

计算单元宽度为7.8m，5.0m。且房间内布置次梁（b×h=250mm×400mm），所以直接传递给框架结构楼面荷载如图。该单元范围内的其余楼面荷载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。且纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。 2.5.2 荷载计算

（1）恒载作用下柱的内力计算

图2.5 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图

梯形荷载作用时：q?(1?2?2??3)p，三角形荷载作用时：q?屋面恒荷载：5.35KN/m2

①对于第6层

q1、q1，代表横梁自重，为均布荷载形式。 q1= q1=0.3×0.7×25=5.25KN/m

，

q2、q2，和q2，分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。

，

5p 8q2=5.35×3.6/2×2×（1-2×0.09+0.027）=16.33 KN/m q2，=5.35×2.4×5/8=8.03 KN/m

，q2，=5.35×3.4×5/8=11.36 KN/m

P1、P2、P3分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载，计算如下：

P1=（2.5+16.33）×7.2 /2+（5.25+5.35×3.6/2×0.625）×7.8=148.25 KN

P2=（2.5+16.33）×7.2/2+（5.25+5.35×3.6/2×0.625+5.35×2.4/2×0.95）×7.8=173.23KN P3=（2.5+16.33）×7.2/2+（5.25+5.35×3.6/2×0.625+5.35×3.4/2×0.95）×7.8=192.46KN 集中力矩M1=P1e1

=148.25×（0.65-0.3）/2=25.94 KN·m M2=P2e2

=173.23×（0.65-0.3）/2=30.31 KN·m M3=P3e2 =223.07×（0.65-0.3）/2=33.68 KN·m

②对于2-5层

-21-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

q1代表横梁自重(包括两侧抹灰自重)和其上内横墙自重，q1'代表横梁自重(包括两侧抹

灰自重)，为均布荷载形式：

q1=5.25+0.24×3.0×5.5=9.21 KN/m

q1，=0.25×0.4×25=2.5KN/m

，q2、q2，和q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。

q2=3.98×3.6/2×2×0.87=12.46 KN/m q2，=3.98×2.4/2×2×5/8=5.97 KN/m

，

q2，=3.98×3.4×5/8=8.46 KN/m

外纵墙线密度 [（7.2×3.0-1.8×2.1×2）×0.24×5.5+2×1.8×2.1×0.4]/7.2=2.99 KN/m

P1=[(3.6+3.98×3.6/2×2×0.87)+2.24×（3.6-0.6）×2]×7.2/2+（5.00+3.98×1.8×0.625+2.24×3）×7.8=144.63KN

P2=[ (3.6+3.98×3.6/2×2×0.87)+2.24×（3.6-0.6）×2]×7.2/2+[(5.00+3.98×1.8×0.625+3.98×1.2×0.87)+2.24×3] ×7.8=168.57

P3=[ (3.6+3.98×3.6/2×2×0.87)+2.24×（3.6-0.6）×2]×7.2/2+[(5.00+3.98×1.8×0.625+3.98×1.8×0.625×0.5+3.98×1.2×0.87)]=186.85KN 集中力矩

M1=P1e=144.63×（0.65-0.3）/2=25.31KN·m M2=P2e2=168.57×（0.65-0.3）/2=29.50KN·m

M3=P3e2=186.85×（0.65-0.3）/2=32.70 KN·m ③对于第1层

柱子为600mm×600mm，其余数据同2-5层，则 q1=5.25+0.24×3.0×5.5=9.21 KN/m q1，=0.25×0.4×25=2.5KN/m

，

q2、q2，和q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。

q2=3.95×3.6×0.87=12.46KN/m q2，=3.98×2.4/2×2×5/8=5.97 KN/m

，

q2，=3.98×3.4×5/8=8.46 KN/m

外纵墙线密度 [（7.2×3.0-1.8×2.1×2）×0.24×5.5+2×1.8×2.1×0.4]/7.2=2.99 KN/m

P1=[(3.6+3.98×3.6/2×2×0.87)+2.24×（3.6-0.6）×2]×7.2/2+（5.00+3.98×1.8×0.625+2.24×3）×7.8=144.63KN

P2=[ (3.6+3.98×3.6/2×2×0.87)+2.24×（3.6-0.6）×2]×7.2/2+[(5.00+3.98×1.8×0.625+3.98×1.2×0.87)+2.24×3] ×7.8=168.57 KN

P3=[ (3.6+3.98×3.6/2×2×0.87)+2.24×（3.6-0.6）×2]×7.2/2+[(5.00+3.98×1.8×0.625+3.98×1.8×0.625×0.5+3.98×1.2×0.87)]=186.85KN

-22-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

集中力矩

M1=P1e=144.63×（0.7-0.3）/2=28.92KN·m M2=P2e2=168.73×（0.7-0.3）/2=33.74KN·m

M3=P3e2 =186.85×（0.7-0.3）/2=37.37 KN·m

（2）活载作用下柱的内力计算

图2.6 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图

对于第6层

q2、q2，，和q2，分别是屋面板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载： q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2，=2.0×2.4=4.8 KN/m

，

q2，=2.0×3.4=6.8KN/m

P1=2.0×1.8×2×0.87×7.2/2+2.0×1.8×0.625×7.8=40.10KN

P2=2.0×1.8×2×0.87×7.2/2+2.0×1.8×0.625×7.8+2×1.2×0.87×7.8=56.38 KN P3=2.0×1.8×2×0.87×7.2/2+2.0×1.8×0.625×7.8+2×1.7×0.87×7.8=63.17KN 集中力矩M1=P1e1

=40.10×（0.65-0.3）/2 =7.02 KN·m M2=P2e2

=56.38×（0.65-0.3）/2 =9.86 KN·m

M3=P3e3

=63.17×（0.65-0.3）/2 =11.05 KN·m 同理，在屋面雪荷载的作用下： q2=0.35×3.6=1.26 KN/m q2，=0.2×2.4=0.48 KN/m

，q2，=0.2×3.4=0.68 KN/m

P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×0.35=6.048 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×2.4）×0.35=11.34 KN P3=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×3.4）×0.35=13.54 KN

-23-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

集中力矩M1=P1e1

=6.048×（0.65-0.3）/2 =1.06 KN·m M2=P2e2

=11.34×（0.65-0.3）/2 =1.98 KN·m

M3=P3e3

=13.54×（0.65-0.3）/2 =2.36 KN·m ②对于第2-5层 q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2，=2.0×2.4=4.8 KN/m

，q2，=2.0×3.4=6.8KN/m

P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×2.4）×2.0=64.80 KN P3=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×3.4）×2.0=77.40 KN 集中力矩M1=P1e1

=34.56×（0.65-0.3）/2 =6.05 KN·m M2=P2e2

=64.80×（0.65-0.3）/2 =11.34 KN·m

M3=P3e3

=77.40×（0.65-0.3）/2 =13.54 KN·m ③对于第1层 q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2=2.0×2.4=4.8 KN/m

，q2，=2.0×3.4=6.8KN/m ，

P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KN P2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×2.4）×2.0=64.80 KN P3=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×3.4）×2.0=77.40 KN 集中力矩M1=P1e1

=34.56×（0.7-0.3）/2 =6.91 KN·m

-24-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

M2=P2e2

=64.80×（0.7-0.3）/2 =12.96 KN·m

M3=P3e3

=77.40×（0.7-0.3）/2 =15.48 KN·m

将计算结果汇总如下两表：

表2.10 横向框架恒载汇总表

q1 /m） 6 2-5 1 5.25 9.21 9.21 q1， /m） 5.25 2.5 2.5 q2 /m） 16.33 12.46 12.46 q2， ， q2，P1 ） 5 P2 ） 173.23 168.37 168.57 P3 ） 192.46 186.85 186.85 M1 ·m） M2 M3 层次 （KN（KN（KN（KN（KN（KN（KN（KN（KN（KN（KN/m） /m） 8.03 5.97 5.97 ·m） ·m） 11.36 148.28.46 8.46

表2.11 横向框架活载汇总表

q2 层（KN/次 m） 7.2 q2， （KN/m） 4.8 ， q2，25.94 30.31 33.68 25.31 29.30 32.70 28.92 33.74 37.37 144.63 144.63 P1 P2 3 P（KN） M1 （KN·m） 7.02 （0.702） 6.05 6.91 M2 m） 9.86 （0.986） 11.34 12.96 M3 m） 11.05 (1.105) 13.54 15.48 （KN/m） 6.8 (0.68) 6.8 6.8 （KN） （KN） （KN·（KN·40.10 （4.010） 34.56 34.56 56.38 （5.638） 64.80 64.80 63.17 (6.317) 77.40 77.40 6 （0.72） （0.36） 2-5 1 7.2 4.8 7.2 4.8 注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。 `（3）恒荷载作用下梁的内力计算

-25-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

图2.7 第六层恒载作用图

等效均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。α=a/l=2.4/7.2=1/3

①对于第6层

-MBC=q1l21/12+q2l21（1-2α2+α3）=4.5×7.22/12+18.0×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12=82.80（KN·m）

-MCD=q1l22/12+5q2l22/96=2.5×2.42/12+5×7.32×2.42/96=3.41（KN·m） -MAB=q1l23/12+5q2l23/96=2.5×3.42/12+5×9.63×3.42/96=8.20 （KN·m） ②对于第1-5层

23 -MBC=q1l21/12+q2l21（1-2α2+α3）=8.46×7.22/12+14.22×7.22×[1-2×（1/3）+（1/3）]/12=86.60

（KN·m）

-MCD=q1，l22/12+5q2，l22/96=2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96=3.33 （KN·m） -MAB=q1，l23/12+5q3，l23/96=2.5×3.42/12+5×7.24×3.42/96=6.76 （KN·m） （4）活荷载作用下梁的内力计算

图2.8 各层活荷载分布图

①对于第1-6层

-MAB=q2l21（1-2α2+α3）=9.4×7.22×[1-2×（1/3）2+（1/3）3]/12=33.22（KN·m）

-MBC= 5q2，l22/96=5×3.2×2.42/96=0.96（KN·m） -MBC= 5q3，l23/96=5×4.1×3.42/96=2.46（KN·m） 2.5.3 内力计算

梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，弯矩计算如下图所示：

-26-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

(a) 顶层计算单元(单位：KN·m)

(a) 标准层计算单元(单位：KN·m)

（C）底层计算单元(单位：KN·m) 图2.9 恒荷载作用下框架内力计算图

-27-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

(a) 顶层计算单元(单位：KN·m)

(b) 标准层计算单元(单位：KN·m) (c) 底层计算单元(单位：KN·m) (d) 图2.10 活荷载作用下框架内力计算图

-28-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

图2.11 恒荷载作用下框架的M图（KN·M）

-29-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

图2.12 活荷载作用下框架的M图（KN·M）

2.5.4 梁端剪力和柱轴力的计算 （1）恒载作用下

例：第6层：荷载引起的剪力：VB=VC=（16.63×4.8+5.25×7.2）/2=58.81 KN VD=（8.03×1.2+5.25×2.4）/2=11.11 KN VA=（11.36×2.0+5.25×3.4）/2=20.285KN

弯矩导致的剪力微小，忽略不计。 B柱： N顶=148.25+58.81=207.06KN 柱重：0.65×0.65×3.3×25=38.02 KN N底= N顶+38.02=245.08 KN C柱： N顶=173.23+58.81+8.53=240.57 KN A柱： N顶=192.46+58.81+15.6=266.87 KN

-30-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

表2.12 恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）

荷载引起的剪力 层次 BC跨 CD跨 AB跨 VB=VC VD 6 5 4 3 2 1 VA N顶 266.87 336.72 531.46 726.74 921.96 A柱 N底 233.39 397.23 697.51 876.81 1062.71 1198.79 N顶 207.06 632.72 1010.62 柱轴力 B柱 N底 245.08 825.36 1176.35 N顶 240.57 500.06 923.34 C柱 N底 298.81 786.34 1032.45 58.81 8.78 15.61 63.06 6.59 12.71 63.06 6.59 12.71 63.06 6.59 12.71 63.06 6.59 12.71 （2）活载作用下

1309.01 1389.76 1767.54 1906.25 2156.52 2187.35 1266.67 1376.52 1610.37 1782.64 1979.05 2013.62 63.06 6.59 12.71 1122.63 例：第6层：荷载引起的剪力：BC跨：VB=VV=7.2×4.8/2=17.28 KN CD跨：VD =4.8×1.2/2=2.88KN

CD跨：VA =6.8×2.0/2=6.80KN

B柱：N顶= N底=40.10+17.28=57.38 KN

C柱：N顶= N底=56.37+17.28+2.89=76.54 KN

A柱：N顶= N底=63.17+17.28+6.80=87.25 KN

表2.13 活载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）

荷载引起的剪力 层次 BC跨 Vc=VB 6 5 4 3 2 1 17.28 17.28 17.28 17.28 17.28 17.28 CD跨 VD 2.88 2.88 2.88 2.88 2.88 2.88 AB跨 VA 6.80 6.80 6.80 6.80 6.80 6.80 B柱 N顶=N底 57.38 153.12 213.13 272.8 332.15 394.43 柱轴力 C柱 N顶=N底 76.54 165.15 232.06 296.37 359.41 423.52 A柱 N顶=N底 87.25 103.21 134.56 162.71 188.92 199.75 2.5.5 框架梁的内力组合 （1）结构抗震等级

根据《抗震规范》，本方案为二级抗震等级。 （2）框架梁内力组合

-31-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

本方案考虑了三种内力组合，即1.2SGk+1.4SQk，1.35 SGk +1.0 SQk及1.2SGE+1.3SEk。 因为钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，所以在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩，进行调幅（调幅系数取0.8），以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。

ηvb梁端剪力增大系数，二级取1.2。

各层梁的内力组合和梁端剪力调整结果如下表：

表2.14 各层梁的内力组合和梁端剪力调整结果表

截层面内置 SGk调幅后 SQk调幅后 SEk(1) 次 位力 SEk(2) γRe[1.2×（SGk+0.5SQk）+1.3SEk] 1 2 -148.73 93.10 -132.88 1.35SGk 1.2SGk+ +1.0SQk 1.4SQk V=γRe[ ηvb（M lb γReMmax +M rb）/ln +V Gb] B M -63.51 -17.88 83.00 -83.00 18.61 -147.36 -103.12 -100.20 V 58.81 17.28 -20.90 20.90 44.02 85.25 102.10 99.10 6 C左 M -67.32 -19.56 -65.12 65.12 -133.02 -6.43 -110.87 -108.82 V 63.06 17.28 20.85 -20.85 86.20 46.12 104.35 102.00 C右 M -9.84 -2.82 48.24 -48.24 37.32 -57.16 -16.35 -15.82 V 8.78 2.88 -42.10 42.10 -32.10 48.32 14.12 14.23 -58.32 87.25 B M -67.98 -19.23 145.10 -145.10 70.05 -211.15 -112.34 -110.25 V 63.06 17.28 -37.56 37.56 30.45 102.65 104.56 102.89 -211.12 114.75 -197.24 5 C左 M -68.742 -20.22 -128.56 128.56 -197.23 53.42 -114.26 -114.23 V 60.3 17.28 38.50 -38.50 102.67 30.15 108.25 101.78 M -6.34 -2.02 95.24 -95.25 87.26 -99.15 V 6.59 2.88 -79.85 78.85 -68.24 90.45 -9.02 12.17 -8.16 11.50 C右 -98.26 142.56 B M -68.72 -19.67 214.56 -214.56 142.75 -279.64 -110.24 -108.59 V 60.6 17.28 -56.51 56.51 11.02 132.10 106.78 104.26 M -68.46 -19.89 -194.28 194.28 -257.59 116.42 -114.26 -111.40 V 60.6 17.28 56.15 -56.15 124.10 10.82 106.23 105.113 M -6.32 -1.82 142.52 -142.5 134.21 -147.26 -10.21 -9.56 V 6.59 2.88 -120.24 120.24 -134.75 124.26 12.05 12.76 -278.56 138.42 -258.64 4 C左 C右 -146.15 2008.12 3 B M -68.03 -19.66 274.26 -274.26 194.25 -333.42 -110.25 -108.49 V 60.6 17.28 -72.25 72.25 -6.03 137.24 104.26 101.48 -333.25 158.42 C左 M -69.04 -19.89 -261.34 261.34 -319.21 175.08 -1114.26 -111.27 -316.45 -32-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

V 60.6 17.28 74.26 -74.26 135.48 -5.42 104.62 102.15 C右 M -5.73 -2.12 188.20 -188.20 175.42 -189.76 -9.45 V 6.59 2.88 -156.78 156.78 -145.75 160.28 11.42 -9.56 11.75 -186.26 267.35 B M -68.34 -19.76 300.02 *300.02 224.15 -361.24 -110.42 -107.46 V 60.6 17.28 -78.45 78.45 -11.29 144.27 104.59 101.50 M -69.11 -20.35 -270.82 270.28 -334.62 194.26 -112.35 -111.04 V 60.6 17.28 79.20 -79.20 147.26 -11.82 104.26 101.46 M -6.02 -1.85 201.24 -201.24 189.98 -202.15 -10.20 -9.61 V 6.59 2.88 -167.81 167.81 -155.34 170.45 11.20 11.56 -362.45 169.25 -336.21 2 C左 C右 -204.32 291.46 B M -66.23 -18.99 348.12 -348.12 271.16 -407.26 -108.46 -105.81 V 60.6 17.28 -91.52 91.52 -22.13 156.27 104.13 101.27 M -68.06 -19.85 -304.42 304.42 -367.18 224.98 -112.16 -109.48 V 60.6 17.28 90.52 -90.52 154.49 -22.34 105.45 101.48 M -6.33 -2.10 230.46 -230.46 214.16 -226.14 -10.26 -10.42 V 6.59 2.88 -188.46 188.46 -178.29 186.34 12.15 11.80 -410.20 185.12 -367.19 1 C左 C右 --227.87 318.42 （3）跨间最大弯矩的计算

以第一层DE跨梁为例，说明计算方法和过程。 均布和梯形荷载下DE跨梁的受力图，如下：

图2.13 均布和梯形荷载下DE跨梁的受力图

VE= -（MD+ME）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2

若VE-（2q1+q2）al/2≤0，则x≤al，其中x为最大正弯矩截面至D支座的距离，则x可由下式求解：

VE-q1x-x2q2/（2al）=0

将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值：

Mmax=ME+VEx-q1x2/2-x3q2/（6al） 若VE-（2q1+q2）al/2>0，说明x>al，则

-33-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

x=（VE+alq2/2）/（q1+q2） 可得跨间最大正弯矩值：

Mmax=ME+VEx-（q1+ q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2 若VA≤0，则Mmax=ME

同理，三角形分布荷载和均布荷载作用下，如下图：

图2.14三角形分布荷载和均布荷载下DC跨梁的受力图

VA= -（MAE+MD）/l+q1l/2+q2l/4 x可由下式解得： VE=q1x+x2q2/l

可得跨间最大正弯矩值：Mmax=ME+VEx-q1x2/2-x3q2/3l 第1层ED跨梁：

梁上荷载设计值：q1=1.2×8.46=10.15 KN/m

q2=1.2×（14.22+0.5×7.2）=21.38 KN/m 左震： ME=270.47/0.75=360.63 KN·m

MD=-367.14/0.75=-489.52 KN·m

VE= -（ME-MD）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2=-（360.63+489.52）/7.2+10.15×7.2/2+21.38×7.2/3=-30.22 KN<0

则Mmax发生在左支座，

Mmax =1.3MEk-1.0MGE=1.3×347.06-（65.86+0.5×19.19）=375.72 KN·m γReMmax=0.75×375.72=281.79 KN·m

右震： ME=-406.29/0.75=-541.72 KN·m MD=226.48/0.75=301.97 KN·m

VE= -（ME-MD）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2=（541.72+301.97）

/7.2+10.15×7.2/2+21.38×7.2/3=205.03 KN

由于205.03-（2×10.15+21.38）×2.4/2=155.01>0，故x>al=l/3=2.4m

x=（VE+alq2/2）/（q1+q2）

=（205.03+1.2×21.38）/（10.15+21.38） =5.73m

Mmax=ME+VEx-（q1+q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2

=-541.72+205.03×5.73-（10.15+21.38）×（5.73）2/2+21.38×2.4×（5.73-2.4/3）/2

-34-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

=241.98 KN·m

γREMmax=0.75×241.98=181.48 KN·m 其它跨间的最大弯矩计算结果见下表： 表2.15 跨间最大弯矩计算结果表

层次 跨 Mmax 层次 跨 Mmax ED 151.44 ED 281.79 4 DC 134.15 ED 81.51 1 DC 214.91 ED 234.07 5 DC 88.20 ED 29.26 2 DC 191.00 ED 206.00 6 DC 38.43 3 DC 178.40 （4）梁端剪力的调整

抗震设计中，二级框架梁和抗震墙中跨高比大于2.5，其梁端剪力设计值应按下式调整：

V=γRe[ηvb（M lb +M rb）/ln +V Gb] ①对于第6层 ED跨，受力如图所示：

图2.15 ED跨受力图

梁上荷载设计值：q1=1.2×4.5=5.4 KN/m

q2=1.2×（19.26+0.5×7.2）=27.43 KN/m

V GD=5.4×7.2/2+27.43×4.8/2=85.27 KN

ln=7.2-0.65=6.55 m

左震：M lD=18.54/0.75=24.72 KN·m M rD=-132.97/0.75=-177.29 KN·m V=γRe[ηvD（M lD +M rD）/ln +V GD]

=0.75×[1.2×（24.72+177.29）/6.55+85.27]=91.71 KN 右震：M lD=147.21/0.75=196.28 KN·m M rD=6.4/0.75=8.53 KN·m

V=γRe[ηvb（M lD +M rD）/ln +V GD]=0.75×[1.2×（196.28+8.53）/6.55+85.27]=92.09 KN

-35-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

DC跨：受力如图所示：

图2.16DC跨受力图

梁上荷载设计值：q1=1.2×2.5=3.0 KN/m

q2=1.2×（9.63+0.5×3.6）=13.72 KN/m V Gd=3.0×2.4/2+13.72×1.2/2=11.83 KN

ln=2.4-0.65=1.75 m

左震：Mld= M rd=36.72/0.75=48.96 KN·m V=γRe[ηvd（M ld +M rd）/ln +V Gd]

=0.75×[1.2×2×48.96/1.75+11.83]=59.23 KN

右震：Mld= M rd=57.21/0.75=76.28 KN·m V=γRe[ηvd（M ld+M rd）/ln +V Gd]

=0.75×[1.2×2×76.28/1.75+11.83]=87.33 KN 对于第1-5层:

ED跨：q1=1.2×8.46=10.15 KN/m

q2=1.2×（14.22+0.5×7.2）=21.38 KN/m V Gb=10.15×7.2/2+21.38×4.8/2=87.85 KN DC跨：q1=1.2×2.5=3.0 KN/m

Q2=1.2×（7.11+0.5×3.6）=10.69 KN/m V Gb=3.0×2.4/2+10.69×1.2/2=10.01 KN

剪力调整方法同上，结果见各层梁的内力组合和梁端剪力调整表。 2.5.6 框架柱的内力组合

取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果如下表：

表2.16 横向框架E柱弯矩和轴力组合表

γRe[1.2×层截内SGk调幅SQk调幅次 面 力 后1.35SGk 后 SEk（1） SEk（2） （SGk+0.5SQk）+1.3SEk] 1 2 1.2SGk+1.4SMmax Qk M Nmin M Nmax +1.0SQk N 93.61 6 柱M 58.84 1 6.43 - 85.00 85.00 -22.53 1 43.22 95.86 143.22 -22.52 95.86 -36-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

顶 195.3N 51.84 - 20.82 20.82 178.86 219.46 3 15.59 307.02 219.46 1 78.86 3 15.59

7 柱M -36.4-10.91 4 18.66 -18.66 - 19.50 -55.89 -60.09 -59.01 -60.09 -19.50 -60.09 底 233.3N 51.84 - 20.82 20.82 213.08 253.68 3 66.92 352.64 366.92 2 13.08 3 66.92

9 -125.3M 26.42 7.94 125.30 -94.82 1 49.52 43.61 0 柱42.82 149.52 -94.82 43.61 5 顶 428.2103.6N -58.62 58.62 374.93 489.24 6 81.82 659.05 489.24 3 74.93 6 81.82

5 8 柱M -30.65 -9.21 61.72 -61.72 28.45 -91.91 -50.59 -49.67 -91.91 28.45 -50.59 底 466.2103.6N -58.62 58.62 409.14 523.45 7 33.14 704.68 523.45 4 09.14 7 33.14

7 8 -152.8M 30.65 9.21 152.88 -117.3 180.79 50.59 8 柱顶 661.1155.5-115.11048.0N 115.13 552.75 777.25 3 2 3 5 柱M -30.6-101.9-9.21 1 01.92 67.64 - 131.10 -50.59 5 2 49.67 1011.1 -49.67 1056.7 49.67 1363.1 -50.23 1408.7 48.90 -117.3180.79 50.59 3 1048.0777.25 5 52.75 5 -131.10 67.64 -50.59 4 底 699.1155.5-115.11099.3N 115.13 586.97 811.47 5 2 3 7 -168.6M 30.65 9.21 168.64 -132.7 196.15 50.59 4 柱顶 894.0207.3-187.91081.11414.2N 187.91 714.71 1 6 1 3 7 柱M -31.0-137.9-9.31 1 37.98 102.44 -166.62 -51.16 0 8 1099.3811.47 5 86.97 7 -132.7196.15 50.59 0 1081.1-166.62 1115.31414.2714.71 3 7 102.44 -51.16 3 底 932.0207.3-187.91115.31465.6N 187.91 748.93 3 6 1 5 0 2 -161.2M 30.16 9.08 161.28 -126.0 188.48 49.80 8 顶 柱1465.6748.93 5 0 -126.0188.48 49.80 2 -37-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

N M 1126.259.2-267.19 8 0 -34.5-10.41391.21780.5267.10 870.42 0 6 0 1715.2 -56.17 1760.8 35.24 2067.2 -17.63 2112.8 1391.2-228.03 1425.41780.5870.42 6 0 156.35 -57.16 柱-197.1197.12 156.35 -228.03 -57.16 8 2 底 1164.259.2-267.11425.41831.8N 267.10 904.64 9 0 0 8 3 -149.9M 21.68 6.59 149.94 -123.7 168.67 35.86 4 柱顶 1359.311.0-357.51712.42146.7N 357.58 1015.1 8 4 8 0 3 柱M -10.8-405.3-3.30 4 05.39 384.01 -406.50 -17.93 4 9 1831.8904.64 8 3 -123.7168.67 35.86 1 1712.41015.12146.70 -406.50 2 2 3 1 384.01 -17.93 底 1397.311.0-357.51746.62198.0N 357.58 1049.3 8 4 8 2 6 γRe[1.2×层截内SGk调幅SQk调幅次 面 力 后1746.61049.32198.04 6 表2.17 横向框架D柱弯矩和轴力组合表

（SGk+0.5SQk）1.35SGk 1.2SGk+ Mmax +1.3SEk] 1 2 +1.0SQk 1.4SQk N Nmin Nmax M M 后 SEk（1） SEk（2） -113.08 113.08 -152.86 67.64 -67.68 -66.07 -152.86 -152.86 -67.68 柱M -41.56 -11.57 6 顶 N 246.59 69.12 -19.32 19.32 234.20 271.87 402.02 392.68 234.20 234.20 402.02 柱M 28.53 7.82 48.46 -48.46 76.44 -18.05 46.34 45.18 76.44 76.44 46.34 底 N 284.61 69.12 -19.32 19.32 268.42 306.09 453.34 438.30 268.42 268.42 453.34 -6.13 - 174.88 174.88 -193.62 1 47.40 -36.65 -35.71 -193.62 -193.62 -36.65 柱M -22.61 5 顶 N 523.59 138.24 -60.81 60.81 474.15 592.73 845.09 821.84 474.15 474.15 845.09 139.10 -88.25 40.33 39.31 139.10 139.10 40.33 柱M 24.86 6.77 116.59 -116.59 底 N 561.61 138.24 -60.81 60.81 508.37 626.95 896.41 867.47 508.37 508.37 896.41 -6.77 - 218.41 218.41 -238.37 1 87.53 -40.33 -39.31 -238.37 -238.37 -40.33 柱M -24.86 4 顶 N 800.59 207.36 -132.22 132.22 684.93 942.76 1288.16 1251.0 684.93 684.93 1288.16 199.65 - 148.81 40.33 39.31 199.65 199.65 40.33 柱M 24.86 6.77 178.70 -178.70 底 N 838.61 207.36 -123.22 123.22 727.92 968.20 1339.48 1296.6 727.92 727.92 1339.48 3 柱M -24.86 -6.77 - 262.83 262.83 -281.68 2 30.84 -40.33 -39.31 -281.68 -281.68 -40.33 -38-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

-207.19 207.19 892.24 1296.26 1731.23 1680.2 892.24 892.24 1731.23 顶 N 1077.6 276.48 235.40 - 183.92 40.82 39.76 235.40 235.40 40.82 柱M 25.20 6.80 215.04 -215.04 底 N 1115.6 276.48 -207.19 207.19 926.45 1330.48 1782.55 1725.8 926.45 926.45 1782.55 -6.72 - 256.95 256.95 -275.43 2 25.62 -39.54 -38.58 -275.43 -275.43 -39.54 柱M -24.31 2 顶 N 1354.6 345.60 -295.57 295.57 1086.47 1662.83 2174.30 2109.4 1086.47 1086.47 2174.30 321.72 - 266.48 43.90 42.93 321.72 321.72 43.90 柱M 26.87 7.63 301.64 -301.64 底 N 1392.6 345.60 -295.57 295.57 1120.69 1697.05 2225.62 2155.0 1120.69 1120.69 2225.62 -5.01 - 228.73 228.73 -240.66 2 05.37 -28.10 -27.53 -240.66 -240.66 -28.10 柱M -17.10 1 顶 N 1631.6 414.72 -393.38 393.38 1271.51 2038.60 2617.37 2538.5 1271.51 1271.51 2617.37 422.99 - 405.35 14.04 13.76 422.99 422.99 14.04 柱M 8.55 2.50 424.79 -424.79 底 N 1669.6 414.72 -393.38 393.38 1305.73 2072.82 2668.69 2584.1 1305.73 1305.73 2668.69 2.5.7 柱端弯矩设计值的调整 （1）E柱

第6层，查《抗震规范》，不做调整。

第5层，柱顶轴压比[uN]= N/Ac fc=489.24×103/14.3/5502=0.08<0.15，无需调整。 柱底轴压比[uN]= N/Ac fc=523.45×103/14.3/5502=0.087<0.15，无需调整。 第4层，同理也无需调整。

第3层，柱顶轴压比[uN]= N/Ac fc=1081.13×103/14.3/5502=0.179>0.15。 可知，一、二、三层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求： ΣMc=ηcΣMb

注：ΣMc是节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。

ΣMb为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。 ηc柱端弯矩增大系数，二级取1.2。

图2.17 横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整图

-39-

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

表2.18

层次 截面 γRE（ΣMc= ηcΣMb） γREN 6 5 4 3 2 1 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 143.2149.5180.7199.860.09 91.91 199.89 216.62 216.62 240.19 247.36 508.12 2 2 9 9 219.4366.9489.2523.4777.2811.41081.11115.31391.21425.41712.41746.66 2 4 5 5 7 3 5 6 8 0 2 （2）D柱

第6层，按《抗震规范》，无需调整。

经计算当轴力N=fc Ac=0.15×14.3×6502/103=902.26 KN 时，方符合调整的条件，可知B柱调整图如下：

图2.18 横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整图

表2.19

层次 截面 ηcΣMb） γREN

6 5 4 3 2 1 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 6 0 193.6139.1238.3199.6281.6322.476.44 322.41 3 51.11 3 61.58 5 28.74

2 0 7 5 8 1 2 5 7 3 2 4 5 7 9 1 3 γRE（ΣMc= 152.8234.2268.4474.1508.3684.9727.9892.2926.41086.41120.61271.51305.7-40-

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xbk.html