大学-高校教学楼设计毕业设计计算书.pdf

目录一、前言-二、设计总说明-1.建筑设计说明-2.结构设计说明-三、设计计算书-1.工程总体概述-2.结构平面布置图-3.荷载统计-4.框架结构内力计算-5.内力组合-6.截面设计及配筋设计-7.板的设计-8.基础设计-9.楼梯设计-四、参考文献-五、致谢辞-前言本设计是按照河南大学土木建筑学院2008年毕业设计要求编写的毕业设计。题 目 为“开封市高校教学楼设计。内容包括建筑设计、结构设计两部份。办公楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面，选择教学楼建筑和结构设计，从而掌握教学楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。框架结构的设计始于欧美，二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用，其结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对教学楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了弯矩分配法，对水平荷载采用了 D值法，对钢筋混凝土构件的受力性能，受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。本结构计算选用一幅框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的，在此向你们表示衷心的感谢！鉴于水平有限，设计书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正。二.建筑设计说明部分一、工程概况：1、工程名称：开封某学校行政办公楼；2、工程位置：开封市；3、工程总面积：5000 nr左右，高19.3m,首层层高3.9m,其他层层高均为3.6m.4、结构形式：现浇整体框架。二、建筑物功能与特点：该拟建的建筑位于开封市市内，设计内容：此楼为办公楼，此建筑占地面积912.4m2,总建筑面积为5000m21、平面设计建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5,采用纵向3.9m、横向6.0m、2.4m、6.0m的柱距，满足建筑开间模数和进深的要求。2、立面设计外墙面根据98J1工程做法选用面砖饰面，不同分隔区采用不同的颜色区隔，以增强美感.3、防火防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m,大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧，每层两侧及中间设3个消火栓，最大间距25m,满足间距50m的要求。4、抗震建筑的平立面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震要求。5、屋面屋面形式为平屋顶；平屋顶排水坡度为2%,排水坡度的形式为垫置坡度,排水方式为内排水。屋面做法采用98J1工程做法中柔性防水，聚苯乙烯泡沫塑料板保温层屋面。三、设计资料（一）、自然条件1、工程地质条件：详见地质勘查报告。2、抗震设防：7度3、防火等级：二级4、建筑物类型：丙类5、基本风压：W 产 0.2 5 K N/m：6、基本雪压：S 产 0.2 K N/m27、地下水位：地下水埋深5 m。9、楼面活荷:办公室:2.0 K N/m2;会议室：2.O K N/m2;阅览室:2.O K N/m2;走道：2.5 K N/m2;档案室：5.0 K N/m2 o（二）、工程做法1、屋面做法一一高聚物改性沥青卷材防水4 厚高聚物改性沥青卷材防水层（带砂、小片石，作为保护层）2 0 厚 1：3 水泥砂浆层找平层1：6 水泥焦渣找2%坡，最薄处3 0 厚 5 0 厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温层钢筋混凝土基层2、楼面做法（1）房间、走道楼面一一现制水磨石1 2 厚 1:2.5 水泥磨石楼面磨光打蜡素水泥浆结合层一道2 0 厚 1:3 水泥砂浆找平层，上卧分隔条。4 0 厚C 2 0 细石混凝土垫层（后浇层）钢筋混凝土楼板（2）卫生间楼面一一铺地砖8 厚地砖楼面，干水泥擦缝撒素水泥面（洒适量清水）2 0厚1:4 干硬性水泥砂浆结合层60 厚 C 2 0 细石混凝土向地漏找平，最薄处3 0 厚聚氨酯三遍涂膜防水层厚1.5 1.8或用其他防水涂料防水层，防水层周边卷起高1 5 02 0 厚 1:3 水泥砂浆找平层，四周抹小八字角现浇钢筋混凝土楼板(3)内外墙面做法一一纸筋(麻刀)灰墙面刷内墙涂料2厚纸筋(麻刀)灰抹面9厚1:3石灰膏砂浆5厚1:3:9水泥石膏砂浆打底划出纹理加气混凝土界面处理剂一道(4)散水做法：混凝土散水5 0厚C 1 5混凝土撒1:1水泥砂子，压实赶光1 5 0厚3:7灰土垫层素士夯实向外坡4%三.结构设计计算书一、结 构 布 置 及 结 构 计 算 简 图 的 确 定，构 平 面 布 置 如 图1所不。图 1 结构平面布置图2、确定梁柱截面尺寸：主梁:边跨(A B,C D)梁:h=(l/8-l/1 2)1=(1/8-1/1 2)x 60 0 0=7 5 O m m-5 0 0 m m 4 0 0/4=1 0 0 取 b=2 5 0 m m二.柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：1 .柱组合的轴压比设计值按照公式1 -1计算：N =pFgn(1 -1)式中：/?:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3,等跨内柱取1.2,不等跨取1.2 5;F:为按照简支状态计算柱的负荷面积；g：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取1 2 K N/m2；n：为验算截面以上楼层层数；2.框架柱验算由计算简图2-1可知边柱和中柱的负载面积可知：中柱：(4.8+4.8)/2 x (7.2+2.7)/2=4.8 x 4.95 m2边柱:(4.8+4.8)/2 x 7.2/2=4.8x 3.6m2边柱：Ac l.2 N/f c=(1.1 x 1.2 5 x 4.8 x 3.6 x 1 2 x 5)/1 4.3 x 0.9=1 1 0 769 m m2中柱：Ac l.2 N/f c=(1.1 x 1.2 5 x 4.8 x 4.95 x 1 2 x 5)/1 4.3 x 0.9=1 52 3 0 9n u n2根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，初步估计边柱的尺寸为 50 0 m m x 50 0 m m =2 50 0 0 0 m/n21 52 3 0 9m/n2,中柱的尺寸为 50 0 m m x 50 0m m =2 50 0 0 0 m/?2 1 52 3 0 9 m m2 取 h=40 0 m m,b40 0/4=1 0 0 取 b=2 50 m m现浇楼板厚1 0 0 m m,满足h/LI 1/503、计算简图的确定（见图2）根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为70 0 m m，由此求得底层层高为4.6m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2,其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，梁取1=2 1。（I。为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。AB,CD 跨梁：z =2 x x 0.2 5 x 0.603/6=1 5x 1 0-4/31 2BC 跨梁：z =2 x X0.2 5X0.43/2.4=1 1.1 1 x 1 0 4/M31 2中部各层柱：z =Ex x 0.3 0 x O.53/3.6=6.3 3 x 1 0-4E m31 2首层柱：z =x x 0.3 x O.53/4.6=4.95 x I O-4 E m315 11.1 156.331511.16.33 6.3315O96.331511.16.33 6.3315O96.331511.16.33 6.3315O9OQ6.331511.16.33 6.3315O4.954.95 4.95O9寸注：图中数字为线刚度，单位：x io-WEc=3.25x 104N/mm2 Eb=3.OOxlO4N/mm2图2：结构计算简图二、荷载计算1、恒载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值：三毡四油上铺小石子防水层2 0厚1：3水泥砂浆层找平层1 2 0厚膨胀珍珠岩保温层1 0 0厚现浇钢筋混凝土楼板装饰层：1 5厚纸筋石灰抹底屋面恒载：0.3 5K N/m20.0 2 x 2 0=0.4 K N/m20.1 2 x 7=0.84 K N/m20.1 x 2 5=2.5 K N/m20.0 1 5 x 1 6=0.2 4 K N/m24.3 3 K N/m2边跨（AB、C D跨）框架梁自重梁侧粉刷0.2 5 x 0.6 x 2 5=3.75 K N/m22 x (0.6-0.1 )x 0.0 2 x 1 7=0.3 4 K N/中跨框架梁自重 0.2 5 x 0.4 x 2 5=2.5K N/m2梁侧粉刷 2 *（0.4-0.1 ）x 0.0 2 x 1 7=0.2 K N/m2因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：（图3）g5ABi=gscni=4.0 9K N/mg5Bc i=2.7 K N/mgSAB2=g5CD2=4.3 3 x 3.9=1 6.89 K N/mg5CM=4.3 3 x 2.4=1 0.3 9K N/m楼面框架梁线荷载标准值2 0厚水泥砂浆面层1 0 0厚现浇钢筋混凝土楼板1 5厚纸筋石灰抹底楼面恒载0.0 2 x 2 0=0.40 K N/m20.1 x 2 5=2.5 K N/m20.0 1 5 x 1 6=0.2 4 K N/m23.1 4 K N/m2边跨（AB、C D跨）框架梁自重及梁侧粉刷4.0 9 K N/m边跨填充墙自重 0.2 4 x (3.6-0.6)x 1 9=1 3.68K N/m墙面粉刷(3.6-0.6)x 0.0 2 x 2 x 1 7=2.0 4 K N/m中跨框架梁自重及梁侧粉刷 2.7K N/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为（图3）:g=gcoi=4.09+15.72=19.81 KN/mgBC!=2.7KN/mgA B 2=gC D 2=3.14x3.9=12.25KN/mgB c2=3.14 x 2.4=7.54KN/m(3)、屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.25 x 0.40 x 3.9 x 25=9.75KN粉刷 0.02 x(0.4-0.10)x 2 x 3.9 x 17+0.25 x 0.02 x 3.9 x17=1.13KN6 0 0高女儿墙自重 0.6 x 3.9 x 0.24 x19=10.67KN粉刷 0.6 x 0.02 x 2 x 3.9 x 17+0.28 x 0.02 x 3.9 x17=1.96KN连系梁传来屋面自重 1/2 x 3.9 x 1/2 x 3.9 x4.33=16.46KN顶层边节点集中荷载中柱连系梁自重及粉刷连系梁传来屋面自重 1/2G5A=GS O=112.87KN9.75+0.796=10.55KNx(1.5+3.9)x 2.4/2 x 4.33=16.46KN顶层中节点集中荷载G5B=GSC=41.04KN(4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重及粉刷9.75+1.13=10.88KN塑钢窗自重窗下墙自重粉刷17=2.45KN窗边墙自重粉刷17=2.24KN连系梁传来楼面自重3.14=11.94KN框架柱自重2.1 x 2.2 x 0.45=2.08KN0.24 x 1.0 x 3.6 x 19=16.42KN0.02 x 2 x 1 x 3.6 x1.5 x(3.6-1.0-0.6)x 0.24 x 19=15.05KN0.02 x 2 x 1.5 x 2.2 x1/2 x 3.9 x 1/2 x 3.9 x0.3 x 0.45 x 3.6 x粉刷外贴面砖25=12.15KN【(0.3+0.45)x 2-3 x 0.24 x 0.02 x 3.6 x17=0.95 K N0.08 x 0.5 x 3.3 x19.8=2.61KN中间层边节点集中荷载GD=73.98KN中间柱连系梁自重及粉刷9.75+0.8=1 0.55KN内纵墙自重3.6 x(3.6-0.4)x 0.24 x 19=52.53 K N粉刷3.6 x 3.2 x 2 x 0.02 x 17=7.83KN扣除门洞重加上门重-2.4 x 1.Ox(5.24-0.2)=-12.10 K N框架梁传来屋面自重1/2 x 3.9+3.9-2.4)x 1/2 x 2.14 x3.14=10.17KN1/2 x 3.9 x 1/2 x 3.9 x2.14=11.94KN框架柱自重12.15 K N粉刷0.95 K N中间层中节点集中荷载GB=GC=94.02 K N(5)恒载作用下结构计算简图(图3)2、楼面活荷载计算楼面活荷载作用下结构计算简图如图4所示。图中各荷载计算如下:(1)、屋顶板的活荷载标准值p 5 A B=p5co=0.5x3.9=1.95KN/mpS Bc=0.5 x 2.4=1.2 KN/m(2)、楼面板的活荷载标准值P，B=pco=2.0 x 3.9=7.8KN/mPBC=2.0 x 2.4=4.8 KN/m4Qa2.74.0 91 9.81 WG 1 9.811 9.81 S2.7S 1 9.811 9.81 S2.7S 1 9.811 9.81 S2.7S 1 9.81三2.0 1.2 2.067.8zLOCO4.8zgco7.89g77.84.8TrH7.8977.84.8 H7.8977.84.8;7.8c o-9777cn(3)、屋顶框架节点集中荷载标准值由连系 梁 传 来 的 屋 面 活 荷 载 PP“=l/2 x 3.9 x 1/2 x 3.9 x0.5=1.90 K N P5B=P5C=1/2 x (1.5+3.9)x 2.4/2 x 0.5+1/4 x 3.9x 3.9 x 0.5=3.52 K N(4)、楼面框架节点集中荷载标准值楼面连系梁传来的楼面活荷载 P、=P 0 =1/2 x 3.9 x 1/2 x 3.9 x2=7.6K N PB=Pt=1/2 x (1.5+3.9)x 2.4/2 x 2+1/4 x 3.9 x 3.9 x2=1 4.0 8K N三、荷载作用下的框架内力分析荷载取设计值，它等于荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。1、竖向恒载作用下的内力计算竖向恒载作用下的内力计算采用力矩二次分配法。(1)、荷载简化梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时，将梯形分布荷载及三角形荷载化作等效均布荷载。顶层：AB,C D 跨(a=l.9 5/6.0=0.3 2 5 )g5AB=g5coi+(1 -2 a +a)g5AB2=4.0 9 +(l-2 x 0.3 2 52+0.3 2 53)x 1 6.8 9 =1 7.99 KN/mB C跨5 5g5Bc=S5HCI+$g 5 B C 2 =2-7+$xl 0.3 9 =1 3.0 9 KN/mo o1-4 层：AB,C D 跨(a=l.9 5/6.0=0.3 2 5 )g5 AB=g5c1+(1 -2 a +a )g5AB2=4.0 9 +(l-2 x 0.3 2 52+0.3 2 53)x 1 6.8 9 =1 7.9 9 KN/mB C跨,55g5 B C=g5 BC 1+-B C 2=2.7 +-X 0.3 9 =1 3.0 9 /mo o(3)、弯矩分配系数弯矩分配系数 表5构件名称转动刚度S(KN m)相对转动刚度框架梁边跨4 Kb=4 x 1 5 x 1 0 =6 0 x 1 033.0 3 0中跨4 Kb=2 x 1 1.1 x 1 0 =2 2.2 x 1 031.2 1框架柱边跨4 Kc=4 x 1 4.9 5 x 1 05=1 9.8 X 1 0?1.0 0 0中跨4 Kc=4 x 6.3 3 x 1 0 =2 5.3 2 x 1 031.2 7 9各节点杆件分配系数见下表:各节点杆件分配系数 表6节点左梁右梁上柱下柱61.2 7 9+3.0 3 0=4.3 0 90.7 0 30.2 9 73,4,51.2 7 9+3.0 3 0+1.2 7 9=5.5 8 80.5 4 20.2 2 90.2 2 921.2 7 9+3.0 3 0+1.0 0 0=5.3 0 90.5 7 10.2 4 10.1 8 8(4)、杆件固端弯矩1 23.0 3 0+1.1 2 1+1.2 7 9=5.4 30.5 8 80.2 0 60.2 3 69,1 0,113.0 3 0+1.2 7 9+1.2 1+1.2 7 9=6.70 90.4 5 20.1 6 60.1 9 10.1 9 183.0 3 0+1.2 7 9+1.1 2 1+1.0 0 0=6.4 30.4 7 10.1 7 80.1 9 90.1 5 6固端弯矩计算表7AB跨BC跨简图固端弯矩MF=MJ(KN/m)简图固端弯矩MF=MK(KN/m)顶层2 1.5 9 KN/mA x 2 1.5 9 x 6.02=6 4.7 71 5.7 1 KN/m1/3 x 1 5.7 1 x 1.22=7.5 4中层1 7 KN/mA x 1 7 x 6.62=5 18.5 KN/m1/3 x 8.5 x 1.22=4.0 8(5)、杆件固端弯矩分配与传递上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁10.2971 0.70311 0.55810.2361 2061 C19.24-61776177-13.5-7.54p-Cp45.5331.9311.795.85-15.9722.77-4 4 83.087.81-10.20 3 2-3.7728.1-28.14521-21.9-23.1|0.2290.2290.M1 0.4521o.1910.1911 0.1661d/-5151-4 0 8p-dz11.6811.6827.64-21.21-8.96-8.96-7.795.845.84-10.6113.82-&78-4.48-1.1L -L 11-2 6 3-1.16-0.49-4.32-0.4220.191641-3 S 64245二 16 2 r-K I 8-11.79|0.2290.22910.5421 0.45210.1910.1911 0.1661-51bl-4.08b 11.6811.6827.64-21.21-8.96-&96-7.795.845.84-10.6113.82-4.48-4 4 8-0.25-0.25-0.057-2 2 0-0.93-0.93-tt 8017.2717.27-34544 O T二146厂1462-1217|0.2290.2290.M1 0.45210.1910.1911 0.1661-5151-4 0 8b(j11.6811.6827.64-21.21-8.96-8.96-7.295.846.15-10.6113.82 4 84 6 7-0.32-0.32-0.74-2.11-0.89-0.89-0.7817.217.51-%7141.5-14.3!-14.77-12.15|0.2110.18810.5711 0.45210.1910.1911 0.1661_p C(/12.299.99-5129.1251-22.10-9.31-4.08p d/5.84-10.6114.56-4.481.260.982 9 7-4 75-2 0 1-1.7519.3910.5629.9538.71-15.8二M工28-4.45图 6 恒载力矩分配与传递传递系数：远端固定，传递系数为3 远端滑动铁质，传递系数为-1。弯矩分配：恒载作用下，框架的弯矩分配计算见图6,框架的弯矩见图7;活载作用下，框架的弯矩分配计算见图，框架的弯矩见图。在竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力分布，取弯矩调幅系数为0.8,调幅后，恒载及活载弯矩图见恒载作用下框架弯矩图及活载用框架弯矩图内数值。求得杆端内力后，通过静力平衡条件，可求得相应的剪力和轴力，见 图 8,9,10。梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力 V=v+vra式中：v,一梁上均布荷载引起的剪力，vq=iq l;M)-MV 梁端弯矩引起的剪力，Vm=柱轴力 N=V+P式中：V-梁端剪力；P 节点集中力及柱自重。下图为恒载下框架弯矩图6图6 恒载下框架弯矩图2、竖向活荷载作用下的内力计算(1)荷载简化p5AB=(y-l a2+a3)p5CD=(l-2x0.3252+0.3253)xl.95=1.60/fN/znPW F=-PSGF=-x 1.2=0.75pAB=(1-212+a3)g,B=(l-2 x 0.3 2 52+0.3253)X 7.8=6.42KN/zPBC=PBC=IX4,8=3.0 KN/m图7 调幅后恒载下框架弯矩图(2)杆件固端弯矩固端弯矩计算 表8AB跨BC跨简图固端弯矩M0=M j(KN/m)简图固端弯矩MJ=MK(KN/m)2.44KN/m1I2 x 2.44 x 6.02=6.721.05KN/ml/3 x 1.05 x 1.22=0.58.9 9 KN/mA x 8.9 9 x 6.02=2 6.9 94.2 KN/m1/3 x 4.2 x 1.22=2.0 24、风载下内力计算风荷载作用下的结构计算如图5所示。内力计算采用D值法，计算过程见图和图，其中可通过有关表格查得反弯点高度y。风荷载下的弯矩图见图。柱轴力和梁剪力图见图9、图1 0I0.2971 0.703 I1 0.558 10.23610.206 1 h-6.726.72-0.51.9891708-2.963-1.253-1.0943.085-1.7292.018-2.035-1.0940.525-0.9540.0095-0.0040.00354.684.684.80-3.27-1.531 0.2290.22910.542 11 0.452|0.1910.1911 0.166 I-26.95-26.95-2.026.1726.17214.607-9.632-4.07-4.07-3.5380.9953.086-5.6196.28 0.6272.0350.3520.3520.833-4.042-1.708-1.708-1.4847.519.61-1 7.1215.71-5.15-3.75-6.811 0.2290.22910.542 11 0.452 1 0.1910.1911 0.166 1-26.95-26.95-2.026.1726.17214.607-9.632-4.07-4.07-3.5382.6452.M 5-4.8166.28-2.035-2阳-o.-0.109-0.257-4.012-1.708-1.708-0.3677.837.83-15.6618.7-6.50-6.50-5.701 0.2290.22910.542 11 0.452 1 0.1910.1911 0.166 1-26.95-26.95-2.026.1726.17214.607-9.632-4.07-4.07-3.5382.6452.伙5-4.8166.28-2.035-2121-0.14-0.14-C.332-0.96-0.406-0.406-1.4847.807.93-15.7318.79-6.5-6.60-5.691 0.2410.1881 0.571 I1 0.47 I 0.1990.1561 0.174 1-26.95-26.95-2.025.5674.34313.19TO.037 T.241-3.324-3.7092.6 156-5.01965.95-2.0374).874-0.682-2.085-2.148-0.907-().711-0.7937.349.66-1 6.1017.51-7.18-4.04-6.29J.83二2.02图8 活载弯矩分配图(KN/m)图9:恒载下梁的剪力图(KN)图1 0：恒载下柱的轴力图(KN)图 1 2：活荷载作用下的弯矩图（KNm）qN._1 A /4-J2.3 d 36 I 5 6 47777 Z W*Z Z Z Z 图1 2：活荷调幅后的弯矩图（KNm）2图1 3:活荷载下梁的剪力图(KN)图1 4：活荷载下柱的轴力图(KN)四、风荷载作用下的内力计算:设计值xL4风荷载的计算简图见下图所示，其计算采用D 值法，计算过程见下表8层力号总 Fwk (KN)KaD(KN/m)总 D(KN/m)V=D/总 D*总 Fwk58.2 5 6边柱2.3 70.5 49 4 9 54 2 5 5 21.8 4中柱4.1 20.6 71 1 7 8 12.2 942 0.2 55边柱2.3 70.5 49 4 9 54 2 5 5 24.5 2中柱4.1 20.6 71 1 7 8 15.6 033 1.3 52边柱2.3 70.5 49 4 9 54 2 5 5 26.9 9中柱4.1 20.6 71 1 7 8 18.6 924 1.7 49边柱2.3 70.5 49 4 9 54 2 5 5 29.3 1中柱4.1 20.6 71 1 7 8 11 1.5 615 1.9 74边柱3.0 30.7 0 27 5 6 03 2 2 1 61 2.2 1中柱5.2 70.7 9 48 5 4 81 3.7 9求反弯点高度：由本结构的风荷载简图知其分布接近于均布荷载.故Y0 由 工民建专业毕业设计手册 （杨志勇主编，武汉工业大学出版社）中的表5-2-4 查得.本结构的各层横梁的线刚度相同.则Yl=Y2=Y3=0.因此柱底至反弯点高度YH=YOH.计算反弯点高度见下表：9表：9 反弯点高度YOH层号柱号KY0YH=YOH边柱2.3 70.4 1 91.5 15中柱4.1 20.4 51.6 2边柱2.3 70.4 51.6 24中柱4.1 20.51.8边柱2.3 70.51.83中柱4.1 20.51.8边柱2.3 70.51.82中柱4.1 20.51.8边柱3.0 30.5 52.5 31中柱5.2 70.5 52.5 33.风荷载作用下的框架内力计算过程求的各柱的反弯点高度YH和杆端剪力Vj k 后，即可求的各杆端弯矩.再根据节点平衡条件求得梁端弯矩.例如5 层边柱:M5 1=V5 1 x Y5 1;M5 2=V5 1 x（H-Y5 1）梁端弯矩与其线刚度成正比对于中柱：Mb 左=（Mi j 上+Mi j 下）l b 左/（l b 左+Ib 右）Mb 右=（Mi j 上+Mi j 下）l b 右/（l b 左+Ib 右）对于边柱Mb=Mi j 上+Mi j 下风荷载作用下的弯矩图剪力图.轴力图如下图1 7：风荷载下弯矩图（KNm）图1 8:风荷载下柱的轴力和梁的剪力图四、地震作用下荷载计算本设计仅考虑水平地震作用即可，并可采用基底剪力法计算水平地震作用力。由于该结构的刚度比较均匀，可取一个计算单元进行计算。1、分层计算重力荷载代表值：第五层超值为整个框架结构第五层上半层以上所有构件的重量及活荷载的重量，一到四层类同.各层重力荷载代表值为：6$=框架梁及自重+屋面自重+女儿墙自重+女儿墙粉刷+柱的自重+窗及窗下墙+连系梁自重+活荷载=4.0 9 x 6.0 x 2+2.7 x 2.4+4.3 3 x 3.9 x (6 x 2+2.9)+(1 0.6 7+1.96)+0.3x 0.4 5 x 3.6 x 2 5/2 *4+(0.2 4 x 3.6 x 3.9 x 1 9)4-2 x 2+0.0 2 *2 x 3.6 x 3.9*1 7+2X 2+(2.0 8+1 6.4 2+2.4 5+1 5.0 5+2.2 4)+2+4 x(9.75+1.1 3)=4 86.89KNGo=4.0 9 x 6.0 x 2+2.7 x 2.4+3.77 x 3.9 x (6 x 2+2.9)+0.3 x 0.4 5 x 3.6 x 2 5x 4+0.95 x 4+2 x (H.2 2+6 4.0 2+9.5 5+1 9.1 2)+4 x (9.75+1.1 3)=5 71.0 2 KNGL4.0 9 x 6.O x 2+2.7 x 2.4+3.77 x 3.9 x (6 x 2+2.9)+0.3 x 0.4 5 x (3.6+4.6)X 25 x 4+0.3 x 0.45 x 4.1 x 0.02 x 17 X 2+2 x(n.22+64.02+9.55+19.12)x(4.6/3.6)+4 x(9.75+1.13)=603.21KNGE5=G5+0.5 QK=486.89+0.5 x(14.4 x 3.9/2)=500.93KNGE4=G4+0.5 Q =571.02+0.5”(14.4 x 3.9/2)=627.1 8KNGE2=GE3=GM=627.18KNGE1=0)+0.5 QK=603.21+0.5 x(14.4 x 3.9/2)=659.37KN(3)等效重力荷载对于对于层建筑，其等效重力荷载GE,=0.85 GEi=0.85 x(659.37+627.18 x 3+500.93)=2585.56KN2、自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对刚度的影响，取基本周期调整系数a产0.6。计算公式为1=1.7/百，式中与为顶点位移(单位为m),按D值法计算，见表5。横向框架顶点位移计算 表9层次G,(KN)G,(K N)J(机)A,(m)5500.93500.93425500.01180.234627.181128.11425520.02650.21823627.181755.29425500.04130.19172627.182382.47425520.05600.15041659.373041.84322160.09440.09447=1.7 x 0.8 x JO.5867=0.78s3、横向地震作用地震作用按7度n类场地，地震动参数区划的特征周期分组按三组考虑，则Tg=0.45,a山=0.08,采用底部剪力法计算。由于 5 Tg=2.25 L=0.57Tg=0.45s,故地震影响系数Ta =()0.9x/?r-ry IIlaA1 I(0.45/0.57)09 X1X0.08=0.0065计算水平地震作用力为：FEk=a GEq=0.0 6 5 x 2 5 85.5 6=1 6 8.0 6 KN 学1。既ZG,HIf=l由于 T.1.4 Tg=1.4 Tg=1.4 x 0.4 5=0.6 3所以不考虑顶部附加地震作用计算结果列于表6。各层地震作用及楼层地震剪力 表1 0层次h i(m)Hi(m)Gs(KN)G HGiHiK(KN)%(KN)ZG附53.61 95 0 0.9395 1 7.6 70.2 744 6.0 75 9.8943.61 5.46 2 7.1 696 5 8.2 6 40.2 784 6.761 2 0.6 833.61 1.86 2 7.1 674 0 0.72 40.2 1 33 5.831 6 7.2 623.68.26 2 7.1 65 1 4 2.71 20.1 4 82 4.91 99.6 314.64.66 5 1.3 76 0 81.00.0 861 4.5 12 1 8.4 84.横向水平地震作用下的框架内力计算荷载的计算简图见下图所示，其计算采用D值法，计算过程见下表表1 1层力号总 Fw k (KN)KaD(KN/m)总 D(KN/m)V=D/总 D*总 Fw k55 9.89边柱2.3 70.5 494 954 2 5 5 21 3.3 6中柱4.1 20.6 71 1 7811 6.5 941 2 0.68边柱2.3 70.5 494 954 2 5 5 22 6.91中柱4.1 20.6 71 1 7813 3.4 331 6 7.26边柱2.3 70.5 494 954 2 5 5 23 7.3中柱4.1 20.6 71 1 7814 6.3 321 99.63边柱2.3 70.5 494 954 2 5 5 24 4.5 2中柱4.1 20.6 71 1 7815 5.312 1 8.48边柱3.0 30.70 275 6 03 2 2 1 65 1.3 4中柱5.2 70.79485 4 85 7.9求反弯点高度：由本结构的地震作用荷载简图知其分布接近于均布荷载.故Y 0由 工民建专业毕业设计手册（杨志勇主编，武汉工业大学出版社）中的表5-2-4查得.本结构的各层横梁的线刚度相同.则Yl=Y2=Y3=0.因此柱底至反弯点高度YH=YOH.计算反弯点高度见下表：12反弯点高度YOH表12层号柱号KY 0Y H=Y 0 H5边柱2.3 70.4 1 91.5 1中柱4.1 20.4 51.6 24边柱2.3 70.4 51.6 2中柱4.1 20.51.83边柱2.3 70.51.8中柱4.1 20.51.82边柱2.3 70.51.8中柱4.1 20.51.81边柱3.0 30.5 52.5 3中柱5.2 70.5 52.5 3图2 1：地震作用下弯矩图（KN m）图2 2：地震作用下柱轴力和梁剪力图六、内力组合根据以上内力计算结果，即可进行各梁柱各控制截面上的内力组合，其中梁的控制截面为梁端及跨中。柱每层有两个控制截面，即柱顶和柱底。内力组合见表1 3到表表1 3五层横梁内力组合杆件名称As B5Bs Cs截面位置As跨中Bs左Bs右跨中内力种类M(KN m)V (KN)M(KN m)M(KN m)V(KN)M(KN m)V(KN)M(KN m)恒荷载-2 2.486 1.8 67 2.49-3 6.3 3-6 7.6 6-1 8.1 81 8.8 5-1 4.1 5活荷载-3.7 46.5 75.9 4-4.48-6.8 7-1.431.0 3-1.2 4风 荷 载（左 风）3.8 5-0.9 70.6 2 5-2.6-0.9 71.9 3-1.6 10风 荷 载（右 风）-3.8 50.9 7-0.6 2 52.60.9 7-1.9 31.6 10水平地震作用（左向2 7.9 2-7.84.5 2-1 8.8 9-7.81 3.9 6-1 1.6 30水平地震作用（右向-2 7.9 27.8-4.5 21 8.8 97.8-1 3.9 61 1.6 30内力组合1.2恒载+1.4活载+0.8 x 1.4 风载+(或)x 0.8-2 9.36 2.2 37 8.9 3-42.8 9-7 5.3 1-2 1.1 52 1.2 7-1 5.3 91.2恒载+1.4活载+1.3水平地震+(或)-5 4.1 47 6.2 58 2.9 5-5 9.7-8 2.3 3-3 3.7 53 1.5 1-1 5.5 1四层横梁内力组合杆件名称A*B4B4 C4截面位置A4跨中B4左B,右跨中内力种类M(KN m)V(KN)M(KN m)M(KN m)V(KN)M(KN m)V(KN)M(KN m)恒荷载-2 9.2 85 0.0 244.3 7-3 4-5 1.9 8-9.431 0.2 2-6.7 9活荷载-1 3.72 6.7 52 7.2 3-1 4.6 6-2 7.1 5-6.3 64.9 3-5.9风 荷 载（左 风）1 1.7 3-3.3 71.6 1-8.5 1-3.3 76.2 9-5.2 40风 荷 载（右 风）-1 1.7 33.3 7-1.6 18.5 13.3 7-6.2 95.2 40水平地震作用（左 向）7 3.8 2-2 1.2 21 0.1 5-5 3.5 2-2 1.2 23 9.5 5-3 2.9 60水平地震作用（右 向）-7 3.8 22 1.2 2-1 0.1 55 3.5 22 1.2 2-3 9.5 53 2.9 60内力组合1.2恒载+1.4活载+0.8 x 1.4 风载+(或)X 0.8-5 2.3 67 9.497 2.8 9-5 5.47-8 1.8 3-2 0.8 21 9.3 4-1 2.6 91.2恒载+1.4活载+1.3水平地震+(或)-1 1 6.