中学教学楼设计方案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流中学教学楼设计方案.精品文档.中学教学楼设计方案摘 要华中科技大学土木工程专业2005级毕业设计的题目是“某中学教学楼设计”。本计算书的主要内容包括了该建筑的建筑设计与结构设计。教学楼为五层现浇钢筋混凝土框架结构。长92.02 m，宽16.20 m，高20.6 m。考虑7度烈度设防，场地为二类，抗震设计分组为第一组，结构为三级抗震框架，基础采用柱下钢筋混凝土独立基础。在“建筑设计”部分中，确定并简要介绍了最终建筑设计方案，继而确定其具体建筑构造、建筑材料。在“结构设计”部分中，首先选择一榀框架进行手算，确定其计算简图与各个计算参数；然后根据建

2、筑做法确定其所受荷载，计算梁、柱、板与基础的内力；最后分别进行各构件的配筋计算。在计算书的最后部分进行了PKPM电算验算，以保证计算成果的可靠性。对手算与电算的结果进行了对比，并做了简单的分析。关键字：毕业设计，教学楼，框架结构，PKPM 目录摘 要II1、建筑设计11.1 建筑设计概况11.2 建筑平面设计11.3 建筑立面设计21.4 建筑构造与做法72、结构选型及结构布置112.1 材料选择112.2 板、梁、柱截面尺寸估算112.3 结构计算简图153、荷载计算183.1 构件自重计算183.2 恒荷载计算223.3 活荷载计算263.4 风荷载计算293.5 水平地震荷载计算313.

3、6 抗震变形验算374、轴框架内力计算384.1 恒荷载作用下结构内力计算384.2 活荷载作用下结构内力计算514.3 风荷载作用下结构内力计算644.4 水平地震荷载作用下结构内力计算755、内力组合835.1 弯矩调幅835.2 内力调整855.3 内力组合905.4 地震作用效应调整1016、框架截面设计1096.1 框架梁截面设计1096.2 框架柱截面设计1177、部分板及次梁的设计1377.1 二五层楼面板设计1377.2 二五层楼面板次梁设计1457.3 屋面板设计1577.4 屋面板次梁设计1607.5 配筋构造要求1648、基础设计1678.1 设计参数、资料、方法1678

4、.2 D、A轴边柱柱下独立基础设计1688.3 C、B轴中柱柱下独立基础设计1748.4 基础构造1809、楼梯设计1819.1 梯段板设计1819.2 平台板设计1839.3 平台梁设计1849.4 构造要求18710、电算校核18810.1 PKPM电算18810.2 电算、手算结果比较与分析191全文总结199主要参考文献2011、建筑设计1.1 建筑设计概况本建筑为教学楼，依据其功能要求设计成五层的钢筋混凝土框架结构，建筑总高20.6m，建筑占地面积为：，总建筑面积为，满足总建筑面积在以上的要求。教学楼结构左右对称，功能用房的布置依据所给出的建筑功能和相关规范要求，具体设计如下：1.2

5、 建筑平面设计教学楼的标准层高度统一取3.9m，主要是考虑到在教学楼装修过程中需要吊顶以铺设管线，中央空调通道等。根据教学楼的功能要求，教室是主要用房，按照每个班55-60人计算，每层安排12个普通教室，如图1.1所示，同时考虑到当今教育现代化，信息化的普及，在每层安排了一个多功能教室，包括多媒体教室，计算机室，实验室等，可以满足至少两个班级同时上课的要求。图1.1 容纳一个班的普通教室在其他位置的设计中，前门大厅作为主要的交通疏散通道，采用了6.69.6m的大空间布置，考虑到防火要求在两侧走廊都设置了侧门，防止在遇到紧急情况时，在大门出现拥堵的现象。同时在教学楼中设置了四部楼梯以满足相关规范

6、的要求。由于教学楼处于二类场地，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为7度，为三级框架，并且教学楼的纵向长度大于55m，故按照抗震规范要求设置防震缝110mm。1.3 建筑立面设计 为了呈现建筑物立面贴面效果，同时考虑到教学楼内部走廊不宜有柱子突出阻碍，因此所有立面柱子均内缩。由于第一层采用了变截面柱，在保证轴线一致的情况下，一层外墙柱有部分露出，增加了立面层次的变化，体现了建筑外观的丰富。中间两部楼梯楼梯间以及每层大厅正立面采用通长全玻璃幕墙采光，并且在屋顶采用了构件突出以加强教学楼立体效果，使整体感觉上更庄严，肃穆。具体的建筑平面图及立面图如下所示。1.4 建筑构造与做法建筑细部构造做法大部

7、分选自中南地区通用建筑标准设计建筑配件图集（上册），所有未注明单位处均为毫米。1.4.1 一层地面做法1、教室及其他功能用房：地19，陶瓷地砖地面，总厚度135mm8-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝25厚1:4干硬水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍100厚度C10混凝土素土夯实2、走廊、楼梯间及门厅：地21，大理石地面，总厚度150mm20厚大理石铺实拍平，水泥浆擦缝30厚1:4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍100厚C10混凝土素土夯实3、卫生间：地80，陶瓷地砖卫生间地面，总厚度162mm8-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝25厚1:4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥1.5厚

8、聚氨酯防水涂料，面上撒黄沙，四周沿墙翘上150高刷基层处理剂一遍15厚1:2水泥砂浆找平50厚C20细石混凝土找0.5%-1%坡，最薄处不小于2060厚C10混凝土素土夯实一层地面采用三种做法，厚度不一，将走廊、楼梯间及门厅地面C10混凝土垫层厚度调整至142mm，教室及其他功能用房地面C10混凝土垫层厚度调整至157mm厚，使两者地面标高齐平并高于卫生间地面标高30mm。1.4.2 二五层楼面做法1、教室及其他功能用房：楼10，陶瓷地砖楼面，0.7+0.3=1.0，总厚度150mm，8-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝25厚1:4干硬水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍15厚水泥1:2水泥

9、砂浆找平钢筋混凝土楼板2、走廊、楼梯间及门厅：楼11，大理石楼面，总厚度150mm，1.1620厚大理石铺实拍平，水泥浆擦缝30厚1:4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍钢筋混凝土楼板3、卫生间：楼27，陶瓷地砖卫生间楼面，总厚度152mm，2.268-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝25厚1:4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥1.5厚聚氨酯防水涂料，面上撒黄沙，四周沿墙翘上150高刷基层处理剂一遍15厚1:2水泥砂浆找平钢筋混凝土板二五层楼面采用三种做法，厚度不一，教室及其他功能用房楼面水泥砂浆层加厚15mm，使教室及其他功能用房楼面标高与走廊、楼梯间及门厅标高一致。同时将卫生间楼面结

10、构层标高较其他位置楼面结构层标高降低80mm，使卫生间楼面标高低于走廊、楼梯间及门厅楼面标高30mm。1.4.3 内、外墙面及顶棚做法1、内墙面：乳胶漆内墙面，总厚度20mm15厚1:3水泥砂浆5厚1:2水泥砂浆满刮腻子刷或滚乳胶漆二遍2、非卫生间内墙面踢脚：踢28，大理石踢脚（粘贴法），120mm高，总厚度31mm15厚1:3水泥砂浆5-6厚1:1水泥砂浆加水重20%801胶镶贴10厚大理石板，水泥浆擦缝3、卫生间墙裙：裙5，釉面砖墙裙，墙裙高度为自卫生间楼/地面起1.5m，总厚度25-26mm17厚1:3水泥砂浆刷素水泥浆3-4厚1:1水泥砂浆加水重20%801胶粘贴4-5厚釉面砖，白水泥

11、浆擦缝4、外墙面：外墙22，涂料外墙面（一），总厚度20mm12厚1:3水泥砂浆8厚1:2.5水泥砂浆喷或滚刷涂料二遍5、顶棚：顶7，轻钢龙骨纸面石膏板吊顶，总高度66mm，自重0.14轻钢龙骨标注骨架：主龙骨中距900-1000次龙骨中距450横撑龙骨中距9009厚9002700纸面石膏板，自攻螺钉拧牢，孔眼用腻子填平刷防潮涂料一遍1.4.4 台阶、散水及屋面做法1、室外台阶：台7，花岗岩石板贴面台阶20厚花岗岩踏步及踢脚板，水泥浆擦缝30厚1:4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥砂浆结合一遍60厚C15混凝土台阶（不包括台阶三角形部分）300厚三七灰土素土夯实2、散水：散1，混凝土散水，总

12、厚度210mm60厚C15混凝土，面上加5厚1:1水泥砂浆随打随抹光150厚三七灰土素土夯实，向外坡4%3、屋面防水：屋11（级防水），高聚物改性沥青卷材防水屋面（不上人，有保温层和隔热层），总厚度409mm（以最薄处计算），自重3.61，35厚490490，C20预制钢筋混凝土板（钢筋双中距150，1:2水泥砂浆填缝）M2.5砂浆砌筑120120砖三皮，双中距5004厚SBS改性沥青防水卷材，表面带页岩保护层刷基层处理剂一遍 20厚1:2.5水泥砂浆找平层20厚（最薄处）1:8水泥加气混凝土碎渣找坡1.5%干铺150厚加气砼砌块 钢筋砼屋面板，表面清扫干净2、结构选型及结构布置采用钢筋混凝土

13、现浇框架结构，7度抗震设防，设计地震分组为第一组，由于双向板布置比单向板具有较好的抗震性能，故区隔均采用双向板。具体构件尺寸及板、梁、柱布置方案参见结构布置图。2.1 材料选择框架梁、板、柱均采用现浇钢筋混凝土构件。混凝土强度等级：柱C40：板、梁C30：基础C20：钢筋：柱、梁、基础中的主要受力钢筋采用HRB335：板钢筋、箍筋以及其他构造钢筋采用HPB235：内外填充墙：采用水泥空心砖砌筑，规格为，容重9.6(建筑结构荷载规范GB50009-2001)。 2.2 板、梁、柱截面尺寸估算2.2.1 板厚确定所有楼板均为现浇双向板。板厚一般最少为板的短向跨度的1/50，双向板最小厚度不小于80

14、mm。板的短边跨度从3m到4.8m不等，故统一选取板厚为100mm。2.2.2 梁尺寸确定:1、框架梁横向主梁:取取横向走道梁: 考虑同一榀框架内梁宽度一致，取纵向主梁：纵向主梁跨度从3.3m，4.8m6.6m不等，考虑施工方便，故统一按跨度6.6m估算。取取 2、次梁纵向次梁：考虑到双向版区隔以35m较经济，增设次梁。纵向主梁跨度从3.3m，4.8m6.6m不等，考虑施工方便，故统一按跨度6.6m估算。取取 楼梯梁：考虑到楼梯荷载较大，故取考虑到构造要求，次梁的宽度不宜小于150mm，故取2.2.3 柱截面尺寸确定1.按轴压比估算框架柱尺寸，其中，所有边柱，角柱，中柱均按荷载较大位置计算：

15、，其中 （2-1）竖向荷载分项系数（已包含活载），取1.25每个楼层上单位面积的竖向荷载标准值，取14柱一层的受荷面积，柱承受荷载的楼层数，取考虑水平力产生的附加系数：风荷载或四级抗震时，1.05；三一级抗震等级时，1.051.15；边柱，角柱轴向力增大系数，边柱 =1.1，角柱=1.2，中柱=1.0；柱轴压比限值，由建筑抗震设计规范 GB 50011-2001表6.3.7可查得柱混凝土强度等级为C40，角柱 角柱取为正方形截面，边柱 边柱取为正方形截面，中柱 边柱取为正方形截面，角柱虽然承受面荷载较小，但由于角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，考虑到横梁尺寸，因此在25层统一选取柱截面为。同

16、时，考虑连续刚度条件要求，底层柱截面扩大为400500mm。 2.校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求。（1）建筑物属于多层框架结构，在抗震设计中，框架柱的截面高度和宽度不宜小于300mm。（2）未避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4， 取层高 （3）框架柱截面高度和宽度一般可取层高， 取底层柱高， （4）考虑抗震构造要求，纵向受拉钢筋抗震锚固长度=29d，梁内钢筋伸至边柱内长度0.4=0.429d=0.42925mm=290mm，假设纵向钢筋为HRB335，d=25mm。根据以上四项构造要求，柱截面尺寸均满足。基础选用柱下独立基础，基础顶面距室外地面为550mm。2.3 结构计算简图

17、2.3.1 计算简图确定取编号轴框架进行计算。以框架柱的几何中心轴线作为框架柱的轴线，梁轴线取至楼板顶即梁顶面，梁跨度为柱几何中心轴线距离，25层柱高即为层高，取3.9m；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即h13.9+0.45+0.554.9m。计算简图如下图:图2.1 轴框架计算简图2.3.2 截面参数计算中间层框架柱：（400mm400mm，C40，）底层框架柱：（400mm500mm，C40，）边跨梁：（650mm300mm，C30，）由于结构是现浇构件，考虑翼缘板效应中跨梁：（600mm300mm，C30，）由于结构是现浇构件，考虑翼缘板效应3、荷载计算3.1 构件自重计算3.1.1

18、 板1、二五层走廊，门厅楼板 50厚大理石楼面 1.16100厚现浇钢筋混凝土楼板 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 0.14小计 3.82、二五层普通教室及其他功能用房楼板：50厚陶瓷地砖楼面 1.0100厚现浇钢筋混凝土楼板 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 0.14小计 3.643、二五层卫生间楼板：102厚陶瓷地砖楼面 2.26100厚现浇钢筋混凝土楼板 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 0.14小计 4.94、顶层屋面板：409mm（最薄处）防水屋面 3.61100厚钢筋混凝土楼板 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 0.14小计 6.253.1.2 梁1、横向框架梁（已除去楼板重量）：1) 长跨，650300mm：钢筋混凝

19、土梁 2) 短跨，600300mm：钢筋混凝土梁 2、纵向框架梁（已除去楼板重量）：1) 边梁（中间层），650300mm：钢筋混凝土梁 外墙涂料 0.650.02200.26 内墙涂料 (0.65-0.1)0.02200.22小计 4.6052) 边梁（顶层），650300mm：钢筋混凝土梁 梁顶女儿墙 0.31.19.61.168内/外墙涂料 (0.55+0.65+1.12+0.25)0.02201.46小计 7.753) 走廊两侧中梁，650300mm：钢筋混凝土梁 内墙涂料 (0.65-0.1)0.022020.44小计 4.5653、次梁500250mm（已除去楼板重量）：钢筋混凝土

20、梁 3.1.3 柱1、中间层框架柱：钢筋混凝土柱 外墙涂料 内墙涂料 小计 17.3162、底层框架柱：钢筋混凝土柱 外墙涂料 内墙涂料 小计 27.2443.1.4 墙1、水泥空心砖内/外填充墙，横向框架长跨梁下横墙：（250mm）砌体 内墙涂料 小计 10.42、水泥空心砖内/外填充墙，横向框架短跨梁下横墙：（250mm）砌体 内墙涂料 小计 10.563、水泥空心砖内/外填充墙，纵向框架梁下纵墙：（250mm）砌体 内墙涂料 小计 10.43.2 恒荷载计算板自重按双向板塑性铰线分配，如下图3.2图3.2 板荷传导方式示意图图3.3 轴框架附近二五层结构平面布置图3.2.1 轴框架中间层

21、梁、柱恒载计算：1、横向框架梁边跨荷载计算：横向框架边跨梁荷载边跨梁自重次梁重板重，由此可知梁上分布荷载为边跨梁自重均布荷载，次梁集中荷载和板三角形荷载的叠加次梁受荷面积：次梁自重：次梁集中荷载：板三角形荷载最大值：边跨梁自重均布荷载：4.1252、横向框架梁中跨荷载计算：横向框架中跨梁荷载中跨梁自重板重，由此可知梁上分布荷载为边跨梁自重均布荷载和板三角形荷载的叠加板三角形荷载最大值：中跨梁自重均布荷载：3.753、边柱集中力计算：边柱集中力边柱自重纵向框架梁的传力（偏心0.05m），其中，纵向框架梁传力部分板重+纵向框架梁自重外墙重部分板重： 纵向框架梁自重：墙重：边柱自重：17.315边柱

22、竖向集中力：边柱集中弯矩：4、中柱集中力计算：中柱集中力中柱自重纵向框架梁的传力（偏心0.05m），其中，纵向框架梁传力部分板重+纵向框架梁自重内墙重部分板重： 纵向框架梁自重：墙重：中柱自重：17.315中柱竖向集中力：中柱集中弯矩：中间层恒载分布图如下：图3.4 轴框架中间层恒载分布图3.2.2 轴框架顶层梁、柱恒载计算：1、横向框架梁边跨荷载计算：横向框架边跨梁荷载边跨梁自重次梁重板重，由此可知梁上分布荷载为边跨梁自重均布荷载，次梁集中荷载和板三角形荷载的叠加次梁受荷面积：次梁自重：次梁集中荷载：板三角形荷载最大值：边跨梁自重均布荷载：4.1252、横向框架梁中跨荷载计算：横向框架中跨梁

23、荷载中跨梁自重板重，由此可知梁上分布荷载为边跨梁自重均布荷载和板三角形荷载的叠加板三角形荷载最大值：中跨梁自重均布荷载：3.753、边柱集中力计算：边柱集中力纵向框架梁的传力（偏心0.05m），其中，纵向框架梁传力部分板重+纵向框架梁自重外墙重部分板重： 纵向框架梁自重：边柱竖向集中力：边柱集中弯矩：4、中柱集中力计算：中柱集中力纵向框架梁的传力（偏心0.05m），其中，纵向框架梁传力部分板重+纵向框架梁自重内墙重部分板重： 纵向框架梁自重：中柱竖向集中力：中柱集中弯矩：顶层恒载分布图如下：图3.5 轴框架顶层恒载分布图3.3 活荷载计算本次计算所要用到的活载类型汇总如下，表中所有数值取自建筑

24、结构荷载规范 GB500092001（以下简称荷载规范）表3.1 活荷载汇总类型标准值（kN/m2）组合值系数c频遇值系数f准永久值系数q普通教室2.0 0.7 0.6 0.5 厕所2.0 0.7 0.5 0.4 走廊2.5 0.7 0.6 0.5 屋面活载0.5 0.7 0.5 0 注：1、屋面活载按“不上人屋面”确定；2、不考虑“积灰荷载”；“雪荷载”同“屋面活载”不同时考虑。3.3.1 轴框架顶层梁、柱活荷载计算：不上人屋面活载取0.5，雪荷载取，因两者不同时考虑，最终屋面活载取值为0.51、横向框架梁边跨荷载计算：次梁受荷面积：次梁集中荷载：板三角形荷载最大值：2、横向框架梁中跨荷载计

25、算：板三角形荷载最大值：3、边柱集中力计算：边柱竖向集中力： 边柱集中弯矩：4、中柱集中力计算：中柱竖向集中力： 中柱集中弯矩：顶层活荷载分布如下： 图3.6 轴框架顶层活载分布图3.3.2轴框架中间层梁、柱活荷载计算：轴框架所在的位置为走廊和普通教室，普通教室活荷载标准值为2.0，走廊活荷载标准值为2.5。1、横向框架梁边跨荷载计算：次梁受荷面积：次梁集中荷载：板三角形荷载最大值：2、横向框架梁中跨荷载计算：板三角形荷载最大值：3、边柱集中力计算：边柱竖向集中力： 边柱集中弯矩：4、中柱集中力计算：中柱竖向集中力： 中柱集中弯矩： 图3.7 轴框架中间层活载分布图3.4 风荷载计算垂直于建筑

26、物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算： （3-1）式中，风荷载标准值（）高度Z处的风振系数风荷载体型系数风压高度变化系数基本风压（）由荷载规范，取，地面粗糙度为B类。风载体型系数由荷载规范第7.3节查得： =0.8（迎风面）和=-0.5（背风面）。荷载规范规定，对于高度大于30m，且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度，则不需要考虑风压脉动的影响，取=1.0。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载公式为： （3-2）A为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到一层的一半。底层的计

27、算高度从室外地面开始取。顶层 中间层 底层 计算结果汇总如下表：表3.2.风荷载计算层号Z(m)51.019.951.250.3514.648.338.3341.016.051.160.3518.729.8818.2131.012.151.060.3518.729.0327.2421.08.251.000.3518.728.5235.7611.04.351.000.3519.809.0144.77 图3.8 风荷载分布图3.5 水平地震荷载计算3.5.1 重力荷载代表值计算恒载可变荷载 （3-3） 组合值系数，根据建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）选取，具体如下：顶层重力荷

28、载代表值包括：屋面恒载，50%屋面活荷载（据“荷载规范”，不计入屋面活载，计入雪荷载），纵、横梁自重，次梁重，半层柱自重，半层纵、横墙体自重。中间层重力荷载代表值包括：楼面恒载， 50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，次梁重，楼面上下各半层柱及纵、横墙体自重。实际计算取轴框架所在的两条防震缝之间的部分计算。1、顶层重力荷载代表值：2、中间层重力荷载代表值3、底层重力荷载代表值3.5.2 柱侧移刚度计算1、底层柱高度4.9m，截面尺寸为400mm500mm，混凝土强度等级C40，弹性模量，线刚度，边跨横梁线刚度，中跨横梁线刚度边柱：中柱：底层D值总计为：2、一般层柱高度3.9m，截面尺寸为400m

29、m400mm，混凝土强度等级C40，弹性模量，线刚度，边跨横梁线刚度，中跨横梁线刚度边柱：中柱：一般层D值总计：3、刚度连续条件验算中间层与底层刚度比例为：因此，完全满足刚度连续条件要求3.5.3 结构自振周期计算结构自振周期按照顶点位移法计算，考虑填充墙刚度对框架刚度的影响，取基本周期调整系数，计算公式为，式中为顶点位移（m），按照D值法计算，见下表3.3表3.3 横向框架顶点位移计算层次层间相对位移56697.326697.32369655.740.01810.277446837.8213535.14369655.740.03660.259336837.8220372.96369655.7

30、40.05510.222726837.8227210.78369655.740.07360.167617016.5634227.34369655.740.09400.09403.5.4 横向地震作用计算由任务书可知，本教学楼设计地震分组为II类一组，查表建筑抗震设计规范表5.1.4-2得特征周期，上部结构按7度设防设计，多遇地震下水平地震影响系数最大值。此建筑高度不超过40m，质量和刚度分布比较均匀，采用底部剪力法进行计算。又有，因此应考虑顶点附加地震作用，取等效重力荷载结构水平地震作用顶点附加地震作用质点i的水平地震作用为各品框架刚度完全一致，因此轴框架分担的水平地震作用为总体的1/11，由

31、此可得： 图3.9 水平地震荷载分布图3.6 抗震变形验算由抗震规范可知，各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，楼层间最大的弹性层间位移应符合下式要求： （3-4）表3.4 层间相对位移计算层次层间剪力层间刚度层间相对位移层高层间相对位移转角5564.03369655.740.001483.91/26354861.57369655.740.002333.91/167431102.95369655.740.002983.91/130921270.26369655.740.003443.91/113411365.84364032.900.003754.91/1307由上表可知，楼层间最大的弹

32、性层间位移应符合要求4、轴框架内力计算在本章中，内力符号约定如下（特别说明的除外）：杆端弯矩以绕杆端顺时针转为正，逆时针转为负，梁跨中弯矩以使梁底面受拉为正，弯矩图画在杆件受拉纤维一侧。剪力以绕微段隔离体顺时针转为正，逆时针转为负轴力以受拉为正，受压为负4.1 恒荷载作用下结构内力计算图4.1 轴框架中间层恒载分布图图4.2 轴框架顶层恒载分布图4.1.1 等效均布荷载转换：框架横梁上荷载分布较为复杂，需转化成具有相同支座弯矩的等效均布荷载计算，由建筑结构静力计算手册可得：1、次梁集中荷载转化：中间层边跨：顶层边跨：2、双向板三角形荷载转化： 边跨横梁上有连续两段段相同三角形荷载分布，建筑结构

33、静力计算手册中转换公式如下：全梁满布两段三角形荷载时：，则：中间层边跨：中间层中跨：顶层边跨：顶层中跨：因此，恒载等效均布荷载值为：中间层边跨：中间层中跨：顶层边跨：顶层中跨：4.1.2 分层法计算梁端、柱端弯矩弯矩计算采用分层法，因结构对称，因此取半结构进行计算，其中对称处为竖向滑动支座支撑。除底层外，其他柱线刚度乘以0.9计算弯矩分配系数。固定端的转动刚度为4i，滑动支座处的转动刚度为i。除底层外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3。1、顶层梁端、柱端弯矩计算图4.3 轴框架顶层恒载梁端、柱端弯矩计算简图半结构固端弯矩为：边跨两端：中跨左端：中跨跨中：弯矩分配结果如下表表4.1 轴框架顶层恒

34、载梁端、柱端弯矩计算边柱边跨梁左边跨梁右中柱中跨梁左中跨跨中分配系数0.2040.7960.4710.1210.408节点荷载-3.3294.184固端弯矩-117.65117.65-11.60-5.80力矩分配传递23.3291.0045.5-34.71-69.41-17.84-60.1360.137.0827.6313.82-3.26-6.51-1.67-5.645.640.672.591.30-0.31-0.61-0.16-0.530.530.060.25框架内力31.13-34.46101.74-19.66-77.9060.50边柱底端弯矩：中柱底端弯矩： 图4.4 轴框架顶层恒载杆端

35、弯矩图2、中间层梁端、柱端弯矩计算图4.5 轴框架中间层恒载梁端、柱端弯矩计算简图半结构固端弯矩为：边跨两端：中跨左端：中跨跨中：弯矩分配结果如下表表4.2 轴框架中间层恒载梁端、柱端弯矩计算下边柱边跨梁左上边柱边跨梁右下中柱中跨梁左上中柱中跨跨中分配系数0.1700.6600.1700.4200.1080.3640.108节点荷载-4.2475.188固端弯矩-78.6678.66-6.70-3.35力矩分配传递12.6549.1112.6524.56-19.18-38.36-9.86-33.24-9.8633.243.2612.663.266.33-1.33-2.66-0.68-2.30-

36、0.682.300.230.880.23框架内力16.14-36.5216.1468.53-10.54-42.24-10.5432.19边柱底/顶端弯矩：中柱底/顶端弯矩：图4.6 轴框架中间层恒载杆端弯矩图3、底层梁端、柱端弯矩计算图4.7 轴框架底层恒载内力计算简图半结构固端弯矩为：边跨两端：中跨左端：中跨跨中：弯矩分配结果如下页表表4.3 轴框架底层恒载梁端、柱端弯矩计算下边柱边跨梁左上边柱边跨梁右下中柱中跨梁左上中柱中跨跨中分配系数0.2610.5880.1510.3900.1730.3370.100节点荷载-4.2475.188固端弯矩-78.6678.66-6.70-3.35力矩分

37、配传递19.4243.7511.2421.88-17.29-34.57-15.34-29.88-8.8729.884.5110.172.615.09-2.79-1.99-0.88-1.72-0.511.720.260.590.15框架内力24.19-42.4414.0069.07-16.22-38.30-9.3828.25边柱顶端弯矩：边柱底端弯矩：中柱顶端弯矩：中柱底端弯矩：图4.8 轴框架底层恒载杆端弯矩图4.1.3 恒载作用下轴框架弯矩计算将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在恒载作用下的弯矩图。由于叠加后节点弯矩不平衡，对不平衡弯矩再次进行分配，但是不传递。结果见图4.9。跨

38、中弯矩计算由实际分布荷载作用下（如图4.1、4.2）按简支梁计算的跨中弯矩，叠加求得的支座弯矩在跨中产生的弯矩而得，具体计算如下由建筑结构静力计算手册可查得，简支梁在连续两跨三角形荷载作用下跨中弯矩计算公式为，在单跨三角形荷载作用下计算公式为，在次梁集中荷载作用下弯矩计算公式为，均布荷载作用下公式为，列表计算如下：表4.4 恒载作用下轴框架边跨跨中弯矩计算层数梁左端弯矩梁右端弯矩三角形荷载次梁集中荷载均布荷载跨中弯矩5-38.74103.3920.02576.2194.125119.024-46.9272.7612.0149.09 4.12568.74 3-43.6271.4812.0149.