江西某大学教学楼创新楼设计.pdf

目 录第 一 章 建筑设计.11.1 工程概况.11.2设计基本资料.1第二章 结构选型与布置.22.1结构选型.22.2 结构布置.2第 三 章 结构内力计算.53.1荷载计算.53.2 框架内力计算.133.3 地震作用下横向框架的内力计算.35第 四 章 框 架 内 力 组 合.474.1荷载组合.47第 五 章 框 架 梁、柱截面设计.645.1计算理论.645.2 梁柱截面设计.65第六章楼梯结构设计计算.71第 七 章 现 浇 板 的 设 计.75第 八 章 基 础 设 计.798.1按持力层强度初步确定基础底面尺寸.798.2 确定基础底面积.808.3 抗震验算.818.4.基础结构设计.82主要参考文献和书目.86附 录.87外文资料.87中文资料.91结 论.94致 谢.95第 一 章 建 筑 设 计1.1工程概况本设计内容拟建为为江西理工大学第二教学楼一创新楼的设计，楼层为六层，每 层2个阶梯教室和若干中小教室，采用框架结构，建筑设计要求交通流畅，各类房间满足使用要求，体型、立面美观。教学楼是公共建筑，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,满足学生的生活、学习需要等使用要求，外观体现时代气息，成为学校的特色建筑。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。对办公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。1.2 设计基本资料（1）结构形式：现浇混凝土框架结构。（2）当地气象资料:基本风压值为0.5 K N/M 2,建筑所处场地粗糙度为B类。（3）抗震设防资料：抗震设防烈度为7度（基本地震加速度为0.1 0 g）,设计地震分组为第二组，建筑场地类别为B类，框架抗震等级为二级。（4）地质勘测资料：自然地表下0.5米内为填土 V s=1 0 0/s,下 部 为3米厚粉质粘土层（FK=180KN/M2），再下为强风化岩层。（5）教学楼面活荷载，查 建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9-2 0 0 1,确定楼面活荷载标准值为2 K N/m；不上人屋面活荷载标准值为0.7 K N/m2.1.3 建筑设计说明（1）除注明外，全部尺寸均以毫米为单位，标高以米为单位。（2）内外装修详见平、立、剖面图。（3）门窗尺寸及类型见门窗表。（4）,所有墙体厚度均为2 4 0厚砖墙。（5）层面采用柔性防水，平屋顶，并 做2%坡，以利排水。第二章结构选型与布置2.1结构选型结构选型是一个综合性问题，应该选择合理的结构形式。根据结构受力特点，常用的建筑结构设计形式有：混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构（一般剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构）等。混合结构主要是墙体承重，由于取材方便，造价低廉，施工方便，我国广泛的应用应用于多层民用建筑中，但砌体结构承载力低自重大抗震性能差，一般用于7 层及7 层以下的建筑。框架结构是由梁柱构件通过节点连接形成的骨架结构，框架结构的特点是由梁柱承受竖向荷载和水平荷载，墙体起维护作用，其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型，但随着层高的增加侧向刚度越来越难以满足要求，一般不宜用于过高的建筑。框架剪力墙结构是在框架中设置一些剪力墙，既能满足平面布置灵活，又能满足结构抗力要求，一般用于1 02 5 层的建筑中。剪力墙结构是依靠剪力墙承受竖向级水平荷载，整体性好，刚度大，抗震性好，常用于2 05 0 层的高层建筑。根据建筑的应用范围，结构布置原则和大致的构造尺寸，高度，使用要求等进行综合分析，本工程选用框架结构既安全可靠又经济适用。2.2结构布置进行混凝土框架结构布置的主要工作事合理地确定梁，柱的位置及跨度。其基本原则是：1 .结构平面形状和立面体型宜简单，规则，使刚度均匀对称，减少偏心和扭转。2 .控制结构高宽比，以减少水平荷载作用下的侧移，钢筋混凝土框架结构高宽比限制为：非抗震设防时为5,6 度，7 度抗震设防时为4,8 度抗震设防时为3,9 度抗震设防时为 2。3 .尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化梁，柱设计及施工。框架结构的柱网尺寸，即平面框架的柱距（开间，进深）和层高，首先要满足生产工艺和其他使用功能的要求，柱网布置方式分为内廊式，等跨式，和不等跨式等几种。工程实践中常用的梁，板跨度：主梁跨度58 m,次梁跨度46 m 单向板跨1.72.5 m,一般不宜超过3 m,双向板跨4 nl左右，荷载较大时宜取较小值，因为板跨直接影响板厚，而板的面积较大，板厚度的增加对材料用量及结构自重增加影响较大。4 .房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当房屋长度超过规定值时，伸缩缝将房屋分成若干温度区段。伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝2而设置的。在伸缩缝处，基础顶面以上的结构和建筑全部分开。现浇钢筋混凝土框架的伸缩缝最大间距为5 5 m。2.1.1确定计算简图本工程横向框架计算单元取图1-4中斜线部分所示范围，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查 建筑抗震规范判断该场地为n类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于 每 二 层 粉 质 黏 土 层 上，基 底 标 高 为 设 计 相 对 标 高-2.1 0 0 m。柱 子 的 高 度 底 层 为：%=3.6 +2.1-0.5=5.2 m,二六层柱高为外 均=3.6%柱节点刚接横梁跨度取柱中心到中心间距离，三跨分别为：1=7 2 0 0、3 0 0 0、7 2 0 0 o计算简图见图2-1。7200图2-1计算简图2.2.1梁柱截面尺寸利用以下公式进行估算:NA Jc/c3式中:考虑地震荷载组合时柱的轴力设计值，可进行估算,弯矩对框架柱轴力的影响，中柱扩大系数取，边柱/轴压比，(),为该柱承担的楼面荷载面积，近似按柱距划分。本工程采用 混凝土，抗震等级为三级，故查表可得：，通过计算本工程的框架柱均采用4 0 0 mmX 4 0 0 mm；框架梁：纵向连续梁2 5 0 mmX 5 0 0 mm,计算式为4 5 0 0 X (2 !)取L=5 0 0 mm,横向框架1 2 8梁 A C,D F 跨：2 5 0 mmX 6 0 0 mm，计算式为 7 2 0 0 X (取 L=6 0 0 mm,C D 跨：2 5 0 mmX 4 0 0 mm,计算式为3 0 0 0 X取 L=4 0 0 mm。2.2.2材料强度等级混凝土：采 用C 2 0级。钢筋直径2 1 2 mm的采用H RB 3 3 5钢筋，其余采用H P B 2 3 5钢筋。4第 三 章 结 构 内 力 计 算3.1荷载计算本例题以14轴线横向框架为计算分析对象。1.屋面横梁竖向线荷载标准值9 A S 心 媪9 遇 k t%i，1.4 Tg=1.4X0.4=0.56g故需考虑框架顶部附加集中力作用8=0.081+0.07=0.08X0.856+0.07=0.138框架横向水平地震作用标准值为：结构底部:FE K=a 1GC=O.084X73986.19X0.85=5282.61kN各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表2-5计算列出，图示见图。Z G ,=1032325348KF,、=8n-FEK=0.138x528261=729.00/WV121 9 0 2.7 L _1I5U4_86 4.S_6 7 1.2=_心6b_3.2框架内力计算3.2.1恒载作用下的框架内力1.弯矩分配系数由于该框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算。13演同蹈U的 树 谯 节 发 不 平 的 尊 更校常产生曲节成中专妪图3-6 横向框架承担的恒载及节点不平衡弯矩（a）恒载；（b）恒载产生的节点不平衡弯矩在竖向荷载作用下较规则的框架产生的侧移位移很小，可忽略不计。框架内力采用无侧移的弯矩分配法进行简化计算。具体方法是对整体框架按照结构力学的一般方法，计算出各节点的弯矩分配系数，各节点的不平衡弯矩，然后进行分配，传递，在工程设计中，每节点只分配两至三次即可满足精度要求。相交于同一点的多个杆件中的某一杆件，其在该节点的弯矩分配系数的计算过程为：（1）确定各杆件在该节点的转动刚度（2）计算弯矩分配系数=SAB+SAC+SAD14%=若 M L 若(3)相交于一点杆件间的弯矩分配弯矩分配之前，还需先求出节点的固端弯矩，这可查阅相关静力计算手册得到。一个循环可同时放松和固定多个节点，以加快收敛速度。计算杆件固端弯矩产生的节点不平衡弯矩时不能丢掉由于纵向框架梁对柱偏心所产生的节点弯矩。节点 4：S m A 0=4“A 0 =4 x 0.4 3 7=1.7 4 8S AM=4(41d =4 x 1.3 3 0=5.3 3 2SA I L%=4 x 0.6 3 1=2.5 2 4ZS =1.7 4 8+5.5 5 2+2.5 2 4=9.6 0 41.7 4 89.6 0 40.1 8 2于A占=谍。*5AAA2 2.5 2 5 O AA产”A2 9.6 0 4A节点 G：Sc i n=2 X 0.9 4 6=1.8 9 28=4 X (0.4 3 7+1.3 3 3+0.6 3 D +2 x 0.9 4 6=1 1 1.4 9 6_ Se i._ 5 3 3 2“a m -*-1 1.4 9 6cSc i c 2 _ 2.5 2 4-1 1 4 9 6c0.2 2 0向=袈=黑=0.1 6 5CM e i c o字,cq节点 4：4 A 2AI 2A3=其2.5 2 42.5 2 4+5.3 3 2+2.5 2 40 0.2 4 34 A 2c2SA2c2=5.3 3 2=0 5 1 42.5 2 4+5.3 3 2+2.5 2 4 15q节点。2：2 c l=2 c 3=2 524=0.20612.272cS2A2 5.3 3 24 c 2 =-=0.4 3 4产 C2A 1 2.2 7 24 c2F 2qUC2O21.8 9 2-1 2.2 7 2c0.1 5 4节点 A：=4 x(1.3 3 3+0.6 3 D =7.8 5 6ASA6A5 _ 2.5 2 40.3 2 1Z A46c65 3 3 2-=0.6 7 92s 7.8 5 6节点 C 6：Zs=4x(0.6 3 1+1.3 3 3 +2 X 0.9 4 6=9.7 4 84c6A 6“C6 A65.3 3 29.7 4 80.5 4 7Nc6csSc6c5 _ 2.5 2 4 s-9.7 4 80.2 5 9 S 7.8 5 64 c 6F6SC6Q61.8 9 29.7 4 80.1 9 4&、4、&、节点与&节点相同；C3N C4 c5节点与c2节点相同。2.求杆件固端弯矩计算杆件固端弯矩时时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针为正，如图3-7.(1)横梁固端弯矩 5宁)c 1)顶层横自重作用：图3-7杆端及节 点弯矩正方向-1,1 ，A b C.o C =2 q*l2=2x 2.6 9 x 7.2 2 =1 7.6 3利加-1 ,1 ,M s=一一ql=X 2.6 9 x 1.5?=-2.02 kNC6F6 3 3 2MF6 C 6=3 MC6F6=-l.0 1 A V m板传来的恒载作用:16A6c6=一知。6A 6 二 一0加气1一2/+a/3)=-7L15kN tYl-5 o 5.Ms =-q l2=xl3.11x32=-6.145雨加C6F6 9 6,96-1 7M=-ql=-3.6 8 7 mr bC b 32 n2.二六层横梁自重作用：-1 7 1 oA/.i ii vr ii =MLC I AA 1 =-2-q”l“=-2-x 4.08x7.2=17.63A/V mMC1DI=-1 /2=-1X2.69X01.52=-2.02kN mDC CD-0.1.010V m板传来的横载作用：右=-砧=-*(号1+*=T9.93kNm-5,5,Mcr iirri.=-q l2=-x 9.576 x 32=-4.49V m96 96-1,1,MDXC.=ql2=x 9.576 x 32=-2.69kN32 32（2）纵梁引起柱端附加弯矩顶层外纵梁：MA6=一M”=6298x0.0750=4.72WVm楼层外纵梁：MM=M-I=3 3.9 lx 0.0750=2.54攵Nm顶层外纵梁：Mc6=-md6=-59.57 x0.0750=-4.47 kN m楼层外纵梁:Mcl=Mdl=-50.55 x0.0750=-3.79 kN m3.节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和。根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律以逆时针方向为正。节点儿的不平衡弯矩：MA M+M.6 纵 梁=一17.63-71.15+4.72=-84.08N m节点。6的不平衡弯矩：/6 4 6 +M e s.+%6中 纵=17.63+7 L15_ 2.026.145 4.47=7 6 1 4 2 m节点4的不平衡弯矩：MAiCi+加娥=-17.73+2.54-59.93=-75.17节点G的不平衡弯矩:MCiAi+MclDl 纵梁=17.63-2.02+59.93-4.49-3.79=67.26kN m4.内力计算根据对称原则，只计算AC,CD跨。在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩由传递系数D确定，传递系数与杆件远端的约束形式有关。恒载弯矩分配过程如图3-8,恒载作用下弯矩见图3-9梁剪力，柱轴力见图3T0.根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结构见表3-4、表3-7 o艮口471 0 -k5l知13一|力-22.46心 与 _ 外 大-I1 K3铲-22.01-5.IB?A37.IB8 L I 0 AL Bl).图3-8恒载弯矩分配过程18表3-6 A C跨梁端剪力层q(k N/m)g(k N/m)a (i n)1 (m)g l/2uMA CMC AE Mi k/lv .V；62 1.94.0 82.2 57.21 4.6 8 81 8.41-45.3 86 9.2 53.3 26 5.5 7-7 2.2 151 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 8 81 2.0 6-5 9.1 96 5.470.8 75 4.1 3-5 6.6 741 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 8 81 2.0 6-5 4.1 96 5.6 41.5 95 4.2 1-5 7.3 931 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 8 81 2.0 6-5 5.6 26 5.2 51.3 45 4.46-5 7.1 421 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 8 81 2.0 6-5 2.1 76 5.9 91.9 25 3.8 8-5 7.7 211 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 8 81 2.0 6-49.26 1.9 41.7 75 4.0 3-5 7.5 7表3-7 C D跨梁端剪力层q(k N/m)g(k N/m)1 (n i)g l/2l X q/4v(VD61 3.1 12.6 934.0 3 59.8 31 3.8 7.-1 3.8 759.5 7 62.6 934.0 3 57.1 81 1.2 2-1 1.2 249.5 7 62.6 934.0 3 57.1 81 1.2 2-1 1.2 239.5 7 62.6 934.0 3 57.1 81 1.2 2-1 1.2 229.5 7 62.6 934.0 3 57.1 81 1.2 2-1 1.2 219.5 7 62.6 934.0 3 57.1 81 1.2 2-1 1.2 2表3-8 A C跨跨中弯矩层q(k N/m)g(k N/m)a(m)l(m)g l/2uMA CL Mi k/lVAM中62 1.94.0 82.2 57.21 4.6 95 4.2 0-45.3 83.3 26 5.5 7-1 0 7.3 251 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 941.1 1-5 9.490.8 75 4.9 3-6 8.9 541 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 941.1 1-5 4.1 91.5 95 4.2 1-7 1.3 619续表3-831 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 941.1 1-5 5.6 21.3 45 4.46-7 0.8 321 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 941.1 1-5 2.1 71.9 25 3.8 8-7 2.1 911 6.6 14.0 82.2 57.21 4.6 941.1 1-49.21.7 75 4.0 3-7 5.7 0表 3-9 柱轴力层边柱A轴、F 轴中柱C轴、D 轴横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力6柱顶6 5.5 76 2.9 81 4.41 2 8.5 58 6.0 85 9.5 71 4.41 45.6 5柱底1 42.9 51 6 0.0 55柱顶5 4.9 33 3.9 11 4.42 3 1.3 96 7.8 95 0.5 51 4.42 7 8.49柱底2 46.1 92 9 2.8 94柱顶5 4.2 13 3.9 11 4.43 3 4.3 16 8.6 15 0.5 51 4.441 2.0 5柱底3 48.7 142 6.453柱顶5 4.463 3.9 11 4.443 7.0 86 8.3 65 0.5 51 4.45 45.3 6柱底45 1.485 5 9.7 62柱顶5 3.8 83 3.9 11 4.45 3 9.2 76 8.9 45 0.5 51 4.46 7 9.2 5柱底5 5 3.6 76 9 3.6 51柱顶5 4.0 33 3.9 12 0.86 41.6 16 8.7 95 0.5 51 4.48 1 2.9 9柱底6 6 2.418 3 3.7 9202165.57-72.211 2 8.8-145.6i峪54.9316M5566：1”2 JU3278.4)24d.5 4.21929219-57.J1 1.Z 224.14 1 2.0!348：1426.45-5?.，1 1.2 2面r545.：64 51.4同脑j55%6-57.1 2 1 1.2 2539；7679.2553654.03693.65 5757 1 1.2 26 41.4 181296621呵图3 T 0恒载作用下梁端剪力、柱轴力3.2.2活载作用下的框架内力1 .梁固端弯矩(1)顶层MA 6 C 6=_ c 6 A 6=_ w 4/2(l _ 2 a/+，/()=-1 0.5 3 k/V mMZ Z T =-/2=-x 2.1 x 32=-0.9 8 k A wC6D6 9 6 Y 9 6-1,1 ,MDbC6=ql2=x 2.1 x 32=-0.5 9 k A m22（2）二六层横梁而工?=引=一 A（1 一 2%+/）=32.47雨 m-5 5,MCr1.n.=-?/=-x 6 x 3-=-2.81/V m 96 96-1 ，MD lC i=-ql2=-1.69kNm2.纵梁偏心引起柱端附加弯矩（中框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁无偏心）顶层外纵梁：MA6=_MF6=3.54x0.0750=0.27AN 帆楼层外纵梁：MM=-知n=10.13x0.0750=0.760V，篦顶层中纵梁：Mc6=-md6=6.69 x 0.0750=0.5kN inMc6=-md6=-3.15x0.0750=-0.2AkN（仅 C D 跨作用活荷载时）楼层中纵梁：Mcl=-Mdl=-19.13 x（）.0750=1.44 雨加Mel=-Mdl=-9x0.0750=-0.68kN m（仅 C D 跨作用活荷载时）3.框架结构活荷载不利布置活荷载为可变荷载，应按其最不利位置确定框架梁，柱计算截面的最不利内力，竖向活荷载最不利布置原则：（1）求某跨跨中最大正弯矩一本层同连续梁（本跨布置，其他隔跨布置），其他按同跨布置；（2）求某跨跨中最大负弯矩一本层同连续梁（本跨及相邻跨布置，其他隔跨布置），相邻层与横梁同跨的及远的邻跨布置活荷载，其他按同跨布置；（3）求某柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩一该柱右侧跨的上，下邻层横梁布置活荷载，然后隔跨布置，其他层按同跨隔层布置；当活荷载作用相对较小时，常先按满布活荷载计算内力，然后按近似简化法对计算内力进行调整，调整系数：跨中弯矩1.11.2,支座弯矩1.0。活载不利布置（a）；顶层边跨梁跨中弯矩最大活载不利布置（b）：顶层边柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩活载不利布置（c）：顶层边跨梁梁端最大负弯矩活载不利布置（d）：活载满跨布置23L /I 口口3.15I I I I I I I I K VrTTP-AD.274 5 P-0*去6.0z nIV6 78至6.0/1I IV0.769Ry p-c l r 示XI 11 1 1 I 1 1 I I I i i rvyrrr?-、.一9.03 p-M F1.44Xl 11 1 1 I 11 I I I I I NyrT W I.一9Q/p-f J1 4 4录6.0厂/fl 11 11 I 11 I I I I I K4.76J72O&1.4415045p-f I-4F-图3-1 1活载不利布置图4.各节点不平衡弯矩当AC跨布置活载时：M A(=M,6c6+-1 0.53+0.27=-1026kN mMdA.=/M1 X A,=MA,=MM=MA.=/MmiA iCi+zAil77=3247+0.76=-31.7 LW 机C o=10530.27=10.26攵N 加MCi=MC2=MC3=MC4=MC5=32.47-0.76=3 1.7 MN当CD跨布置活载时：24Mc.=-0.98-0.24=-1.22kN mMn=MC,=MLCD.=Mv(-.*T.=MvC J.=-2.81-0.68=-3A9kN m当AC跨 和CD跨均布置活载时：MA6=MA6C6+M,=-10.53+0.27=-10.26fcN /A/41=A/A2 “A 3 八4 加 八5 M/nci+A/A1=-3247+0.76=31.76kN mMCC6o =C Mo Aro6 A 6+C Mo Z X)s =10.53-0.5-0.98=05kN mM a=Me?=A/C3=MC4=MC5=A/。AI+MCIDI=3247 1.44 2.81=28.22k2V m5.内力计算25表 3-1 0 满跨活载作用下A C 跨梁端剪力层q(k N/m)a (i n)1 (m)uMACMC AE Mik/lVAVc63.1 52.2 53.97.8-7.0 88.7 70.2 37.5 7-8.0 3592.2 53.92 2.2 8-2 2.2 22 6.8 30.6 42 1.6 42 2.9 2492.2 53.92 2.2 8-2 3.2 92 7.3 70.5 72 1.7 1-2 2.8 5392.2 53.92 2.2 8-2 3.1 12 7.3 30.5 92 1.6 9-2 2.8 7292.2 53.92 2.2 8-2 3.6 62 7.5 60.5 42 1.7 4-2 2.8 2192.2 53.92 2.2 8-2 0.482 3.9 50.7 62 1.5 2-2 3.0 4表 3T 1满跨活荷载作用下C D 跨梁端剪力层q (k N/m)1 (n i)q l/4Vc=q l/4V尸 q l/462.131.5 7 51.5 7 5-1.5 7 55634.54.5-4.54634.54.5-4.53634.54.5-4.52634.54.5-4.51634.54.5-4.5表 3-1 2 满跨活载作用下A C 跨跨中弯矩（k N m）q(k N/m)a(m)1 (m)uMA CZ Mi k/1VAM 中63.1 52.2 57.27.8-7.0 80.2 37.5 7-1 1.9 8592.2 57.22 2.2 8-2 2.2 20.6 42 1.6 4-3 2.2 9492.2 57.22 2.2 8-2 3.2 90.5 72 1.7 1-3 1.47392.2 57.22 2.2 8-2 3.1 10.5 92 1.6 93 1.5 826续表3-1 2292.2 57.22 2.2 8-2 3.6 60.5 42 1.7 4-3 2.2 1192.2 57.22 2.3 8-2 0.480.7 62 1.5 2-3 3.6 0表 3T 3满跨活载作用下柱轴力层边柱A轴、F 轴中柱C轴、I）轴横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力67.5 73.5 41 1.1 11 2.5 36.6 91 9.2 252 1.6 41 0.1 342.8 82 7.421 9.1 36 5.7 742 1.7 11 0.1 37 4.7 22 7.3 51 9.1 31 1 2.2 532 1.6 91 0.1 31 0 6.5 42 7.3 71 9.1 31 5 8.7 522 1.7 41 0.1 31 3 8.412 7.3 21 9.1 32 0 5.212 1.5 21 0.1 31 7 0.0 62 7.5 41 9.1 32 5 2.0 427恒载弯矩分配过程如图3 T 1,恒载作用下弯矩见图3 T 2梁剪力，柱轴力见图3T3.根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结构见表3-6表3 T 3。f3R9.05F6-16.S3设6-P.41&2I20.22-1.696514-6.63-6 3-9 A 4D衣628.22TL22C620 2210.30-ID A-S.B1-3.13小mo-9.24.-.Q y.羽bA.9-&.15D.173.187.71-被？粉1 0.125.Bl-C.2S-4.34.4.2A.3 P.514P060A343311.14.-23L11】d a m6 5”-5.ai-t2L25-4.35要?冷B,2 2-9S4 77.35-7380 划-S(fj669 2 4 7-2.6 1?.?11&3D-j.s n a15源-YDi59Pn 宝苻区ite sb 2 7 Cu57 4.”-9 275d-7 i9 Di1B2 D555.2 2 4 DA认 D.ld&y-32.4?32.47-2.B128.2-d.SS-P S-149-3.13 51554.94-1A1-2 9 fl-20.43-M 7 5出95-4.66-1690 5 4 7 。供 0 2 59图 3 T 2 满跨活载弯矩分配图28图 3-1 4 满跨活载剪力、轴力图293.2.3风荷载作用下的位移、内力计算1.框架侧移表 3 T 4 风载作用下框架侧移e max层次层高hi(m)Pi(kN)V ik(kN)ED侧移二片k/d(m m)总侧移工 i(m m)63.611.23211.23232.140.3510.5953.612.63623.86833.140.7410.2443.612.00435.87233.141.129.533.611.00446.87633.141.468.3823.610.5357.40633.141.796.9214.0510.06267.46813.665.135.13=6.04mm0.852.层间侧移其中0.8 5为位移放大系数。相对侧移e max6.04h 45000.001 4003.顶点侧移侧移A10.59,rzA=-=11.76mm0.85相对侧移A 11.76H 174000.0007 满足要求5004.水平风荷载作用下框架层间剪力。O1 1.0 0 410.5310.06211.232W 1.232KNW3S.872KN汉S 876KNV JR 57.4.6BK N9mo09mo09mo09mo=9mOSOTW 3.8 6 8 K NX*57A0KN图 3 7 5 水平风载作用下框架层间剪力30表 3-1 5 各层柱反弯点位置层次柱别ka2Y2a3Y3y oy6边柱2.1 1-0100.400.40中柱3.6 1-0100.450.455边柱2.1 110100.450.45中柱3.6 110100.480.484边柱2.1 110100.450.45中柱3.6 110100.5 00.5 03边柱2.1 110100.5 00.5 0中柱3.6 110100.5 00.5 02边柱2.1 1101.2 500.5 00.5 0中柱3.6 1101.2 500.5 00.5 01边柱2.3.8 40.80-00.5 50.5 5中柱5.2 10.80-00.5 50.5 5表 3-1 6 风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩层次1 1 (m)Vi k (k N)E D柱别D iViyM FMt63.61 1.2 3 23 2.1 4边柱7.1 3-2.490.4-3.5 9-5.3 8中柱8.9 4-3.1 20.45-5.0 5-6.1 853.62 3.8 6 83 2.1 4边柱7.1 3-5.2 90.45-8.5 7-1 0.47中柱8.9 4-6.6 40.48-1 1.47-1 2.4331续表3-1 643.63 5.8 7 23 2.1 4边柱7.1 3-7.9 60.45-1 2.9 0-1 5.7 6中柱8.9 4-9.9 80.5 0-1 7.9 6-1 7.9 633.646.8 7 63 2.1 4边柱7.1 3-1 0.400.5 0-1 8.7 2-1 8.7 2中柱8.9 4-1 3.0 40.5 0-2 3.47-2 3.4723.65 7.40 63 2.1 4边柱7.1 3-1 2.7 40.5 0-2 2.9 3-2 2.9 3中柱8.9 4-1 5.9 70.5 0-2 5.5 5-2 5.5 514.0 56 7.46 81 3.1 6边柱3.1 8-1 6.3 00.5 5-3 2.2 7-2 6.41中柱3.40-1 7.430.5 5-3 4.5 1-2 8.2 9表 3T 7风荷载作用下梁端跨中弯矩和剪力层次柱别M FM t节点左右梁线刚度比边跨梁端弯矩中跨梁端弯矩风载下梁端剪力边跨梁跨中弯矩左梁右梁VAVc 左6边柱-3.5 9-5.3 80.0 05.3 8-1.2 5-0.8 8中柱-5.0 5-6.1 81.413.6 22.5 6-1.2 5-1.7 15边柱-8.5 7-1 0.470.0 01 4.0 6-3.3 7-1.9 2中柱-1 1.47-1 2.431.411 0.2 37.2 5-3.3 7-4.8 34边柱-1 2.9 0-1 5.7 60.0 02 4.3 3-5.7 7-3.5 6中柱-1 7.9 6-1 7.9 61.411 7.2 21 2.2 1-5.7 7-8.1 43边柱-1 8.7 2-1 8.7 20.0 03 1.6 2-7.7 6-3.6 1中柱-2 3.47-2 3.471.412 4.2 41 7.1 9-7.7 6-1 1.462边柱-2 2.9 3-2 2.9 30.0 041.6 5-9.7 7-6.49,1 柱-2 5.5 5-2 5.5 51.412 8.6 82 0.3 4-9.7 7-1 3.5 632续表3-1 71边柱-3 2.2 7-2 6.410.0 049.3 4-1 1.2 2-8.9 4中柱-3 4.5 1-2 8.2 41.413 1.472 2.3 2-1 1.2 2-1 4.8 8表 3-1 8 风荷载作用下柱轴力层次柱别MFM t风荷载作用下梁端剪力柱轴力VAVc左Ve eNANc6边柱-3.5 9-5.3 8-1.2 5-1.2 5中柱-5.0 5-6.1 8-1.2 5-1.7 1-0.465边柱-8.5 7-1 0.47-3.3 7-4.6 2中柱-1 1.47-1 2.43-3.3 7-4.8 3-1.9 24边柱-1 2.9 0-1 5.7 6-5.7 7-1 0.3 9中柱-1 7.9 6-1 7.9 65.7 7-8.1 4-4.2 93边柱-1 8.7 2-1 8.7 2-7.7 6-1 8.1 5中柱-2 3.47-2 3.47-7.7 6-1 1.46-7.9 92边柱-2 2.9 3-2 2.9 3-9.7 7-2 7.9 2中柱-2 5.5 5-2 5.5 5-9.7 7-1 3.5 6-1 1.7 81边柱-3 2.2 7-2 6.41-1 1.2 2-3 9.1 4中柱-3 4.5 1-2 8.2 4-1 1.2 2-1 4.8 8-1 5.44333.62风载作用框架弯矩KN.rn图3 T 6风荷载作用框架弯矩34柱鼎声力和飙力-1,71-171-1.25 梁旗算力-1.25-3.12-1.25-D.U-2.4-3-3.12-3.37-337-5.29-6.64-4.62-1.92-5.29-6.6。-7.%-%光-1D39-4.29-7%-9.30-736-1.16-104-1 3-18.15-7.99-1(1.4.-11d4-9.77-9.77-12.74-15.97-27.92-11.73-12.7,-15,S7-1122-11.7?-163-17.43-39.14-15.44.-1 6 J 0-17.43._ _风我作用椎架粲朝力，柱热力图3 T 7风载作用下框架梁剪力、柱轴力3.3地震作用下横向框架的内力计算3.3.1 0.5(雪+活)重力荷载作用下横向框架的内力计算按 建筑抗震设计规范，计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其他各层取用活荷载。当雪荷载与活荷载相差不大时，可近似按满跨活荷载布置。(1)横梁线荷载计算顶层横梁：雪载边跨().35 x 4.5 x().5=0.7 9 /m中间跨 O.35x3xO.5=O.53A/n二六层横梁：活载边跨 9x0.5=4.5雨/加中间跨 6xO.5=3.O)WV/m35(2)纵梁引起柱端附加弯矩(本工程中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向走廊)顶层外纵梁：MA6=-MF6=0.5 x 0.35x 4.5/2 x 4.5/2 x 0.075=0.07kN.m楼层外纵梁：MM=-MN=0.5 x 2 x 4.5/2 x 4.5/2 x 0.075=0.3 8kN.m顶层中纵梁:Mc6=-Md=-0.5x0.35x 4,5/2x4.5/2+(4.5+4.5-3)/2x3/2xO.0 7 5=-0.1 3 K N.M楼层中纵梁：M=-0.72KM.M(3)计算简图如3-17(4)固端弯矩顶层横梁：二六层横梁:36MM.IVn i Z2(l-2 a2/2+/3)v mi 2 =-x4.5 x7.22(l-2 x2.2 52/7.22+2.2 53/7.23)=-1 6.2 4 -m 5 o 5 )M CrI.DnI.=-ql=-x3 x3-=9 6 9 6 1 ,1 ,MDmICcI.=ql2=x3 x32=-0.8 W-w3 2Y 3 2(5)不平衡弯矩M A 6=-2.17+0.07=-2.1 kN/mM.=M.=MA,=-1 6.2 4+0.3 8 =-1 5.8 6 /mM.=0.7 7-0.0 8=0.6 9 /mCoMCi=MC2=MC3=MC4=MC5=1 6.2 4 -0.7 2-1.4 1 =1 4.1 LW/m(6)弯矩分配计算(采用迭代法)弯矩分配过程如表3 T 8,0.5 （雪+活）作用下梁、柱弯矩见图3 T 8