畢業(yè)設(shè)計(jì)混凝土框架結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、上海大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)題 目: 高中6層辦公樓設(shè)計(jì)學(xué) 院 土木工程專 業(yè) 土木工程學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2015.22015.6摘 要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)承重的要求以及場地地質(zhì)條件，合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)整體布置，確定各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，選取一品主要橫向結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，用PKPM軟件對該品結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行PK電算和整棟框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行SATWE電算，完成樓梯設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，繪制出相關(guān)建筑和結(jié)構(gòu)施工圖。作為一個(gè)土木工程專業(yè)畢業(yè)的本科生，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是對我們大學(xué)階段所學(xué)知識(shí)

2、的一次綜合運(yùn)用，不但使我們各方面的知識(shí)系統(tǒng)化，而且使所學(xué)知識(shí)實(shí)踐化。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求我們了解并且掌握建筑設(shè)計(jì)的全過程，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新能力，并鍛煉我們調(diào)查研究，收集資料查閱資料及閱讀中、外文文獻(xiàn)的能力，使我們能受到類似與工程師的基本訓(xùn)練。通過一個(gè)完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)，外面將對于相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法有較系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)了解。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算，荷載ABSTRACTAccording to architectural design and structural loading requirements and geological co

3、nditions, we could make sensible selection of structure and the arrange of the whole structure. After the identification of structural sizes, we shall select a product that is mainly a horizontal structure for design calculation, using the software of PKPM to PK calculate for the structural framewor

4、k of the product and SATWE calculate for the entire frame structure .Completing the stair design and basic design leads to drawing out the drawings of relevant architectural and structure. As a undergraduate majoring in engineering, graduation is a particularly important part, which is a comprehensi

5、ve application of the knowledge we have learned in the university. It not only makes our knowledge systematic, but makes the knowledge practical. The graduation, requiring us to understand and grasp the whole process of architectural design , trains our independent ability to analyze and solve pract

6、ical problems and innovation, and strengthens the capacity of our research, collection and reading foreign literature, so that we can get the training similar to engineers basic training. Through a complete graduation, we will get systematic knowledge about related design specifications, manuals, st

7、andard drawings and common methods using in engineering practice .KEY WORDS: frame,structuraldesign,internalforce,lateralloads目錄第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)目的及任務(wù)1第一節(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)目的1第二節(jié)建筑設(shè)計(jì)任務(wù)1第三節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)2第二章建筑設(shè)計(jì)2第一節(jié)建筑設(shè)計(jì)總說明2第二節(jié)平面設(shè)計(jì) 2第三節(jié)立面設(shè)計(jì) 3第四節(jié)剖面設(shè)計(jì) 3第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3第一節(jié)結(jié)構(gòu)方案選擇 3第二節(jié)計(jì)算簡圖及構(gòu)件選型 5第三節(jié)荷載計(jì)算 6第四節(jié)豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 11第五節(jié)風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算

8、22第六節(jié)水平地震作用下的框架內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算 25第七節(jié)框架內(nèi)力組合 29第八節(jié)截面設(shè)計(jì) 36主要參考資料 49致謝 50附錄：PKPM結(jié)構(gòu)計(jì)算 51 附表1.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算信息 附表1.2 周期、振型、地震力 附表1.3 結(jié)構(gòu)位移第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)目的及任務(wù)第一節(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過多層辦公樓樓設(shè)計(jì)達(dá)到下列目的：1、獲得工程師的基本訓(xùn)練，培奍學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力。2、掌握設(shè)計(jì)的程序、方法，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)練好基本功。3、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考與獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后盡快適應(yīng)本專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ)。第二節(jié)建筑設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)任務(wù)1、新建學(xué)校辦公樓位于北京沿街

9、地段，該地段東西長70米，南北寬50米，南鄰主干道，車輛人流干擾較大，東面靠近次干道。2、新建大樓主要作為辦公樓，層數(shù)以56層為宜。 第三節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)技術(shù)條件1、地質(zhì)資料，見任務(wù)書：2、土壤凍結(jié)深度：-1.2米。3、風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓0.55kN/m2。4、雪荷載：基本雪壓0.5kN/m2。5、設(shè)計(jì)烈度：抗震設(shè)防烈度為8度。6、建筑場地類別：三類場地土。7、結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架體系。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、確定結(jié)構(gòu)體系形成，敘述其理由。2、結(jié)構(gòu)的計(jì)算程序、方法。3、建議采用我們已學(xué)過的計(jì)算方法。4、框架、板等計(jì)算。三、設(shè)計(jì)成果1、完成設(shè)計(jì)說明書（包括計(jì)算書）一份，要求應(yīng)附有計(jì)算簡圖及表

10、格。2、圖紙內(nèi)容。（1）建筑平面圖、立面圖、剖面圖。（2）結(jié)構(gòu)平面布置圖。（3）梁、板、柱配筋圖。第二章建筑設(shè)計(jì)第一節(jié)建筑設(shè)計(jì)總說明本辦公樓主要依據(jù)任務(wù)書所提要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮了滿足使用功能上的需求，給辦公創(chuàng)造良好條件；其次，考慮到結(jié)構(gòu)計(jì)算的簡便，為使手算工作量不太繁重，在平面及立面造型上力求簡潔明快；最后，在滿足使用功能的前提下，為使所有房間都統(tǒng)一到本辦公樓里來，對個(gè)別房間的使用面積作了小幅調(diào)整。本辦公樓設(shè)計(jì)為六層，建筑面積為4626平方米，平均人均占建筑面5.74平方米。為了減少北大街車輛人流的干擾，辦公樓樓北墻距大街中心61米，并緊貼街邊設(shè)置了綠化隔離帶，房間的布置形式上采用了

11、內(nèi)廊式，將房間布置在了走廊的兩側(cè)。辦公樓樓采光要求窗地面積比為1/61/8。本辦公樓標(biāo)準(zhǔn)房間尺寸為4500mm7000mm，需窗戶面積為8.110.8平方米，因此采用了兩樘3000mm2400mm的塑鋼窗，共14.4平方米。其余房間也均能滿足采光要求。根據(jù)任務(wù)書要求，本辦公樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑類別為丙級，為一般民用建筑，所選建筑材料符合二級耐火等級，按合理使用年限為50年設(shè)計(jì)。室內(nèi)外裝飾標(biāo)準(zhǔn)較高，詳見施工圖。設(shè)計(jì)中主要依據(jù)了以下設(shè)計(jì)規(guī)范：民用建筑設(shè)計(jì)通則（GB 503522005）辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ 6789）、建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ16872001修訂版）、公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)

12、準(zhǔn)（GB 501982005）、建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 500332001）。第二節(jié)平面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)首先考慮滿足使用功能的需求，為辦公和會(huì)議創(chuàng)造良好的條件，重點(diǎn)考慮了交通組織、采光、通風(fēng)的良好配置，同時(shí)還要合理地安排人員休息室、廁所、盥洗室等輔助用房。平面尺寸安排上為簡化結(jié)構(gòu)計(jì)算采用了對稱形式。功能分區(qū)較為合理，人流交通便捷、暢通，保證良好的安全疏散條件及安全防火要求。第三節(jié)立面設(shè)計(jì) 在簡單的體型組合前提下，力求運(yùn)用均衡、韻律、對比、統(tǒng)一等手段，把適用、經(jīng)濟(jì)、美觀有機(jī)的結(jié)合起來。在正立面處理上，將兩個(gè)樓梯間的外墻設(shè)計(jì)時(shí)為綠色粉刷，使整個(gè)建筑顯得活潑而不呆板，同時(shí)大門采用了不銹鋼玻璃彈簧門，

13、下為花崗巖室外臺(tái)階，均使立面效果增色不少。外墻裝飾方面，勒腳為燒毛面花崗巖石板面層，與室外臺(tái)階的面層相統(tǒng)一，既美觀，又堅(jiān)固耐久；其余外墻面為涂料面層，因?yàn)楸匕逋鈷熹摻z網(wǎng)抹灰層的裝飾面層宜用涂料，選用了仿石涂料，顏色為淡黃色和銀灰色相間。第四節(jié)剖面設(shè)計(jì)建筑物室內(nèi)外高差取0.45米，滿足防水、防潮和內(nèi)外聯(lián)系方便的要求。層高的確定，按公共建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ 9986）的要求，考慮到本辦公樓樓為框架結(jié)構(gòu)，框架梁的截面高度較高，故層高取值為3.9米。這樣的層高，對布置窗戶滿足采光與自然通風(fēng)要求來講已足夠。對于底層的階梯教室，為了使后排也能獲得較高的空間，將前部地面下降0.45米（三步臺(tái)階的高度）。另

14、外，辦公室的層高也統(tǒng)一取為3.9米。所有房間的窗臺(tái)高度均取0.9米，保證辦公桌上有充足的光線。第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)結(jié)構(gòu)方案的選擇依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500102002）,本辦公樓框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級。一、上部結(jié)構(gòu)承重方案的選擇根據(jù)建筑設(shè)計(jì)結(jié)果，本辦公樓結(jié)構(gòu)平面布置較為規(guī)則，荷載分布比較均勻，故考慮按橫向框架承重全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)構(gòu)平面布置示意圖如下：16 圖1 結(jié)構(gòu)布置圖第二節(jié)計(jì)算簡圖及構(gòu)件選型一、計(jì)算簡圖由結(jié)構(gòu)平面示意圖知，采用橫向框架承重方案時(shí)，選其中有內(nèi)橫墻的7軸處框架進(jìn)行手算。因建筑設(shè)計(jì)時(shí)，有部分柱的中心并未與定位軸線重合，而在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，梁的計(jì)算跨度應(yīng)取柱

15、中心線之距離，故某些梁的計(jì)算跨度與定位軸線間距不等，需重新計(jì)算確定。初步確定框架柱截面尺寸為500 mm500 mm，故7軸處框架梁的計(jì)算跨度分別為：7.0 m、3.0 m和7.0 m。由初步擬定的基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-1.300 m可得底層柱的計(jì)算高度為5.2 m,其余各層柱計(jì)算高度均為3.9 m。軸處框架計(jì)算簡圖如下： 圖2 框架計(jì)算簡圖二、主要構(gòu)件選型1、框架梁。梁截面高度按梁跨度1/121/8估算，邊跨梁：bh300700（mm）；中跨梁：bh300500（mm）。2、框架柱。經(jīng)估算，在滿足三級抗震等級軸壓比的前提下，柱截面尺寸為：bh500500（mm），沿全柱高不變。3、現(xiàn)澆板。屋面板厚

16、度取為h100 mm，樓面板厚度取h120 mm。均滿足“規(guī)范”要求。4、連系梁。連系梁的截面尺寸取bh300570（mm），截面高度取570 mm是為了滿足建筑上的要求，使外縱墻的連系梁兼做窗戶過梁。三、框架梁、柱截面特征及線剛度計(jì)算對于本工程，因?yàn)槿F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，故該榀框架梁的截面慣性矩取值為I2I0。計(jì)算結(jié)果見表1。表1 框架梁、柱截面特征及線剛度計(jì)算表構(gòu)件名稱構(gòu)件位置截面尺寸bh(mm)跨(高)度l(h)(m)截面慣性矩 I0(m4)截面計(jì)算慣性矩I(m4)桿線剛度i=Ec/ l(h)線剛度相對值(ib/ic)梁邊跨8.57510-317.1510-32.45 Ec10-

17、31.84中跨3.12510-36.2510-32.083 Ec10-31.56柱底層5.20810-35.20810-31.002 Ec10-30.75其余層5.20810-35.20810-31.335 Ec10-31第三節(jié)荷載計(jì)算一、屋面梁荷載1、屋面荷載。計(jì)算結(jié)果見表2。表2 屋面荷載計(jì)算表荷載類別荷載名稱荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)備注恒 載3厚SBS 0.0520厚水泥沙漿找平層0.0220=0.4水泥爐渣找坡層(平均厚度125)0.12514=1.75100厚聚苯板保溫層0.10.2=0.02100厚現(xiàn)澆屋面板0.125=2.52

18、0厚板底粉刷0.0217=0.34合計(jì)5.06活 載雪荷載0.5因活荷載不小于雪荷載，故雪荷載舍去。屋面均布活荷載0.5合計(jì)0.52、屋面梁自重。邊跨梁及梁側(cè)粉刷重：0.30.6250.020.61724.91（kN/m），中跨梁及梁側(cè)粉刷重：0.30.4250.020.41723.27（kN/m）。3、屋面梁線荷載。計(jì)算結(jié)果見表3。表3 屋面梁線荷載計(jì)算表構(gòu)件位置荷載類別線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)備注邊 跨恒載5.064.5+4.91=27.68活載0.54.5=2.25中 跨恒載5.064.5+3.27=26.04活載0.54.5=2.25二、樓面梁荷載1、樓面荷載計(jì)算結(jié)果見表4。表4 樓面

19、荷載計(jì)算表荷載類別荷載名稱荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)備注恒 載30厚水磨石面層 0.65120現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板0.1225=320厚板底粉刷0.0217=0.34合計(jì)3.99活 載室內(nèi)2.00.91.8折減系數(shù)0.9走廊2.52、樓面梁自重。邊跨梁及梁側(cè)粉刷重：0.30.58250.020.581724.74（kN/m）中跨梁及梁側(cè)粉刷重：0.30.38250.020.381723.11（kN/m）3、內(nèi)橫墻自重。砌體：（3.90.5）0.285.44（kN/m）雙面粉刷：（3.90.5）0.021722.31（kN/m）合計(jì)：7.55 kN/m。4、樓面梁線荷載。計(jì)算結(jié)果見表5。表5 樓面梁

20、線荷載計(jì)算表構(gòu)件位置荷載類別線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)備注邊 跨恒載3.994.5+7.75+4.74=30.45活載1.84.5=8.1中 跨恒載3.994.5+3.11=21.07活載2.54.5=11.25其余荷載：女兒墻。壓頂圈梁：0.3000.1250.75（kN/m）粉煤灰砌體：（0.90.1）0.281.28（kN/m）60mm厚保溫板：（0.90.1）0.060.20.01（kN/m）雙面抹灰（含鋼絲網(wǎng)）：0.90.0252120.95（kN/m）合計(jì)：（0.751.280.010.95）4.513.43（kN）連系梁。0.30.57254.519.24（kN）外縱墻。 砌體：（

21、3.90.57）（4.50.5）2.43 0.3814.69（kN）塑鋼窗：2.430.453.24（kN） 外保溫層：（3）0.060.20.12（kN）外墻抹灰（含鋼絲網(wǎng)）：（3）0.025225.69（kN） 內(nèi)墻抹灰：（3）0.02173.52（kN）合計(jì)：14.693.5227.26（kN）內(nèi)縱墻。砌體：（3.90.57）（4.50.5）2.71 0.2816.99（kN）木門：2.710.20.54（kN）內(nèi)墻雙面抹灰：（1）0.021710.1（kN）合計(jì)：16.990.5410.12

22、7.63（kN）層間柱自重。a底層邊柱：0.50.5（5.20.7）2528.13（kN）中柱：0.50.5（5.20.5）2529.38（kN）b其余層邊柱：0.50.5（3.90.7）2520.0（kN）中柱：0.50.5（3.90.5）2521.25（kN）三、風(fēng)荷載本辦公樓樓基本風(fēng)壓：Wk0.55 kN/m2,風(fēng)荷載體型系數(shù)：迎風(fēng)面=0.8, 背風(fēng)面=-0.5,地面粗糙度類別為A類；女兒墻高0.9 m，室內(nèi)外高差0.45 m。表6 風(fēng)振系數(shù)計(jì)算過程層號離地面高度（m）相對高度 14.20.2 1.1721.190 27.80.4 1.1750.40.350.551

23、.299 311.40.5 1.1750.40.520.651.376 4150.7 1.1750.40.660.741.419 518.60.8 1.1750.40.750.811.435 622.21.0 1.1750.40.890.871.481 表7 各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層號離地面高度（m）B14.20.457.810.9 51.2991.30.557.214.4 7.2311.40.651.3761.30.557.218.1 7.24150.741.4191.30.557.221.2 7.2518.60.811.4351.30.557.

24、223.5 7.2622.20.871.4811.30.554.516.3 7.2風(fēng)壓高度變化系數(shù)見下圖： 圖3 風(fēng)壓高度變化表將風(fēng)荷載作為集中荷載作用在框架節(jié)點(diǎn)上，可由公式F=W0A求得每層樓面處的風(fēng)荷載值。計(jì)算結(jié)果見表6。表6 風(fēng)荷載計(jì)算結(jié)果表作用點(diǎn)二層樓面三層樓面四層樓面五層樓面六層樓面屋面水平風(fēng)力F(kN)10.349.299.299.3210.0413.59第四節(jié)豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算一、彎矩二次分配法內(nèi)力計(jì)算根據(jù)恒載作用下一榀框架的計(jì)算簡圖，用彎矩二次分配法計(jì)算框架在恒荷載作用下的彎矩。經(jīng)計(jì)算，各桿件彎矩分配系數(shù)和固端彎矩如下表中所示根據(jù)彎矩二次分配法的計(jì)算結(jié)果，畫出恒荷載作

25、用下的框架梁柱彎矩圖。需要說明的是框架梁柱彎矩圖中框架梁下部的跨中彎矩為框架梁中間位置的彎矩而非跨間最大彎矩。取框架梁中間位置的彎矩便于荷載效應(yīng)組合，在荷載效應(yīng)組合之前，可以將該框架梁中間位置的彎矩乘以1.11.2的放大系數(shù)。根據(jù)彎矩圖，取出梁柱隔離體，利用平衡條件求出剪力，并畫出恒荷載作用下的框架梁柱剪力圖。根據(jù)剪力圖，由節(jié)點(diǎn)平衡條件，求出軸力，并畫出恒荷載作用下的框架柱軸力圖。 根據(jù)活載作用下一榀框架的計(jì)算簡圖，用彎矩二次分配法計(jì)算框架在活荷載作用下的彎矩。經(jīng)計(jì)算，各桿件彎矩分配系數(shù)和固端彎矩如下表中所示根據(jù)彎矩二次分配法的計(jì)算結(jié)果，畫出恒荷載作用下的框架梁柱彎矩圖需要說明的是框架梁柱彎矩

26、圖中框架梁下部的跨中彎矩為框架梁中間位置的彎矩而非跨間最大彎矩。取框架梁中間位置的彎矩便于荷載效應(yīng)組合，在荷載效應(yīng)組合之前，可以將該框架梁中間位置的彎矩乘以1.11.2的放大系數(shù)。根據(jù)彎矩圖，取出梁柱隔離體，利用平衡條件求出剪力，并畫出恒荷載作用下的框架梁柱剪力圖。根據(jù)剪力圖，由節(jié)點(diǎn)平衡條件，求出軸力，并畫出恒荷載作用下的框架柱軸力。各圖如下：圖4 恒載布置簡圖圖5活載布置簡圖 圖6 恒載作用下彎距作用分配圖 圖7 活載作用下彎距作用分配圖二、豎向荷載作用下框架梁內(nèi)力組合根據(jù)彎矩二次分配法計(jì)算結(jié)果，把同一開口框架按恒載和活載最不利布置引起的彎矩相加，可求得梁端彎矩組合值，同樣，跨中彎矩及梁端剪

27、力也由恒載和活載最不利布置組合求得?？紤]到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，將豎向荷載作用下的梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，本框架取調(diào)整系數(shù)為=0.9，并將梁端所減少的彎矩平均值加到跨中彎矩上，當(dāng)跨中為負(fù)彎矩時(shí)，不進(jìn)行彎矩調(diào)幅。 豎向荷載作用下框架梁內(nèi)力組合匯總見表8。表8 豎向荷載作用下框架梁內(nèi)力組合匯總表樓層構(gòu)件名稱控制截面彎矩值（kNm）調(diào)整后彎矩值（kNm）梁端剪力（kN）恒載活載恒載活載恒載活載頂層邊跨梁A端-54.340.9-48.9199.98跨中+109.96+125.09B端-97.020.9-87.32112.18中跨梁B端-56.110.9-50.543.0跨中-23.86-23.86標(biāo)準(zhǔn)

28、層邊跨梁A端-77.59-21.110.9-69.83-19.0103.1927.75跨中+97.08+26.41+114.98+31.61B端-101.3-30.950.9-91.17-27.86109.9634.98中跨梁B端-42.32-19.110.9-38.08-17.231.626.23跨中-18.62-7.86-18.62-7.86底層邊跨梁A端-73.55-20.030.9-66.19-18.03102.6132.2跨中+99.0+26.96+116.57+32.06B端-101.3-30.010.9-91.17-27.91110.5435.17中跨梁B端-42.8-19.64

29、0.9-38.52-17.6731.626.52跨中-19.1-7.98-19.1-7.98三、豎向荷載作用下框架柱內(nèi)力計(jì)算 由于框架柱不僅受到框架梁傳遞來的恒載與活載，而且受到連系梁傳遞來的恒載和柱自身的重量，故需先計(jì)算連系梁傳遞來的恒載及柱自重，荷載按標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算。為簡化計(jì)算，不計(jì)梁連續(xù)性的影響。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，通過活載與恒載的組合，可得框架柱在豎向荷載作用下的內(nèi)力。求框架柱最大彎矩的活荷載組合方法：邊柱：求邊柱柱底內(nèi)側(cè)和柱頂外側(cè)產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力彎矩時(shí)，在兩邊跨的上、下兩層布置豎向荷載，然后再隔跨隔層布置。中柱：求中柱柱底外側(cè)和柱頂內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力彎矩時(shí)，在兩邊跨的上、下兩層布置豎向荷載，

30、然后再隔跨隔層布置。由于柱端彎矩均系上、下兩個(gè)開口框架的柱端彎矩疊加，將使拼合后的節(jié)點(diǎn)彎矩不平衡，故需將不平衡彎矩重新分配，但不再傳遞。梁端剪力 梁上均布荷載引起的剪力, 梁端彎矩引起的剪力, 柱的軸力 式中： 梁端剪力 節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重 AB跨和CD跨對稱，求AB跨即可。柱軸力：詳細(xì)計(jì)算過程從略，計(jì)算結(jié)果列于表9。表9 豎向荷載作用下框架柱內(nèi)力組合匯總表樓層構(gòu)件名稱截面位置Mmax（kNm）與Mmax對應(yīng)的N（kN）Nmax（kN）與Nmax對應(yīng)的M（kNm）恒載活載恒載活載恒載活載恒載活載六層邊柱柱頂63.012.36130.28130.2863.012.36柱底52.3910.5615

31、0.28150.2852.3910.56中柱柱頂48.182.15172.05172.0548.181.41柱底40.388.73193.3193.340.385.75五層邊柱柱頂48.513.2299.0727.75299.0727.7548.513.2柱底48.513.2319.0727.75319.0727.7548.513.2中柱柱頂37.3311.06379.8228.95379.8252.4637.337.34柱底37.3311.06401.0728.95401.0752.4637.337.34四層邊柱柱頂48.513.2467.8555.5467.8555.548.513.2柱底

32、48.513.2487.8555.5487.8555.548.513.2中柱柱頂37.3311.06587.5846.43587.58104.9337.337.34柱底37.3311.06608.8346.43608.83104.9337.337.34三層邊柱柱頂48.513.2636.6355.5636.6383.2548.513.2柱底48.513.2656.6355.5656.6383.2548.513.2中柱柱頂37.3311.06795.3575.38795.35157.3937.337.34柱底37.3311.06816.675.38816.6157.3937.337.34二層邊柱

33、柱頂48.9813.33805.4255.5805.42111.048.9813.33柱底50.2613.69825.4255.5825.42111.050.2613.69中柱柱頂37.8711.211003.1292.861003.12209.8637.877.47柱底39.2711.611024.3792.861024.37209.8639.277.84一層邊柱柱頂32.878.95973.6283.25973.62138.632.878.95柱底16.434.481001.7483.251001.74138.616.434.48中柱柱頂27.07.981211.47121.811211.

34、47262.7327.05.18柱底13.53.991240.84121.811240.84262.7313.52.59第五節(jié)風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算采用水平荷載作用下的D值法進(jìn)行分析計(jì)算。因左、右風(fēng)荷載作用效果相同，僅方向相反，故只取左風(fēng)作用時(shí)計(jì)算。一、修正后的框架柱側(cè)移剛度D在計(jì)算時(shí)，為計(jì)算方便，仍采用相對剛度，框架柱修正側(cè)移剛度D計(jì)算過程及結(jié)果見表10。表10 框架柱修正剛度D值計(jì)算表構(gòu)件名稱樓層相對抗剪剛度邊柱底層其余層0.440.76中柱底層其余層0. 521二、風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算根據(jù)已算得的框架柱抗剪剛度相對值，由公式可求得每根柱所承受的剪力，然后由查表得到的反彎點(diǎn)

35、高度比可求得柱端彎矩，并可進(jìn)一步求得梁端彎矩和剪力，最后求出軸力。1. 反彎點(diǎn)高度計(jì)算式中：標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比；因上、下層梁剛度比變化的修正值；因上層層高變化的修正值；因下層層高變化的修正值。2. 柱端彎矩及剪力計(jì)算風(fēng)荷載作用下的柱端剪力按下式計(jì)算：式中：第j層第i柱的層間剪力；第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值；第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和；第j層第i柱的抗側(cè)剛度。風(fēng)荷載作用下的柱端彎矩按下式計(jì)算：計(jì)算過程及結(jié)果見表11和表12。表11 風(fēng)荷載作用下框架柱內(nèi)力匯總表樓 層層間總剪力Vj(kN)邊 柱中 柱VjkM底(kNm)M頂(kNm)N(kN)VjkM底(kNm)M頂(kNm)N(kN)六 層13.592

36、.994.557.111.653.816.698.170.86五 層23.635.46.6212.9112.913.12四 層32.957.2513.8513.8511.159.2318.018.06.85三 層42.249.2918.1218.1218.8911.8323.0723.0711.97二 層51.5311.3422.1122.1128.5914.4328.1428.1417.98一 層61.8714.2342.9231.0841.3716.747.7639.0825.81表12 風(fēng)荷載作用下框架梁內(nèi)力匯總表樓 層邊 跨 梁中 跨 梁A端B端B端M(kNm)V

37、(kN)M(kNm)V(kN)M(kNm)V(kN)六 層7.11-1.654.41+1.653.76-2.51五 層15.7-3.7510.58+3.759.02-6.01四 層23.55-5.7516.69+5.7514.22-9.48三 層31.97-7.7422.18+7.7418.89-12.59二 層40.23-9.727.65+9.723.56-15.71一 層53.19-12.7836.3+12.7830.92-20.61三、風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算由于本框架樓高度較小，寬度相對較大，因此在風(fēng)荷載作用下，由柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移在總側(cè)移中所占比例相當(dāng)小，故不予考慮，僅計(jì)算由框架梁

38、、柱彎曲變形所引起的側(cè)移量?？蚣艿捻旤c(diǎn)側(cè)移量可近似地看作由各樓層處層間側(cè)移累加而得；各層側(cè)移值可由公式求得；層間柱總剛度由前面已算得的框架柱修正剛度D值求得，混凝土強(qiáng)度等級為C30，彈性模量為3.0104 N/mm2。風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移量計(jì)算結(jié)果見表13。表13 風(fēng)荷載作用下框架梁柱彎曲變形引起的側(cè)移量計(jì)算表 層Vj(kN)Dj(kN/m)hj(mm)uj(mm)uj(mm)uj/hiu/h六 層13.595.2810439000.2665.261/146611/500五 層23.635.2810439000.455.01/86661/500四 層32.955.2810439000.624.

39、551/62901/500三 層42.245.2810439000.83.931/48751/500二 層51.535.2810439000.983.131/39801/500一 層61.872.8810452002.152.151/24191/500本框架結(jié)構(gòu)總高度（從基礎(chǔ)頂面算起）：H5.23.9524.7（m）框架頂點(diǎn)側(cè)移量u5.26（mm）u/H5.26/247001/46961/650，滿足“規(guī)范”要求。第六節(jié)水平地震作用下的框架內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算一、底部剪力法計(jì)算水平地震作用1、各樓層重力荷載代表值計(jì)算。根據(jù)公式GEGkQiQjk計(jì)算，其中活荷載和雪荷載的組合值系數(shù)Qi取值為0.5。計(jì)

40、算結(jié)果見下圖所示（單位kN）：圖8 各層重力荷載代表值2、結(jié)構(gòu)基本自振周期計(jì)算。結(jié)構(gòu)基本自振周期由公式計(jì)算，本框架結(jié)構(gòu)取T0.7。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移值uT的計(jì)算過程及結(jié)果及表14。表14 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移值計(jì)算表樓 層Vj(kN)Dj(kN/m)uj(m)uTj(m)六 層696.295.281040.0130.391五 層1522.985.281040.0290.378四 層2349.675.281040.0450.349三 層3176.365.281040.0600.304二 層4003.055.281040.0760.244一 層4846.02.881040.1680.168故T11.70

41、.70.744（s）3、底部剪力及各層剪力計(jì)算基本自振周期的水平地震影響系數(shù)GGj842.95826.694696.294846（kN）底部剪力：FEk0.0410.854846168.88（kN）T10.7441.4Tg1.40.350.49，故需計(jì)算頂部附加水平地震力：n0.08T10.020.080.7440.020.04所以Fnn FEk0.04168.886.76（kN） 由公式求得各層水平地震力。計(jì)算結(jié)果見表15。表15 水平地震作用下各樓層地震力及剪力標(biāo)準(zhǔn)值樓 層六 層五 層四 層三 層二 層一 層Fj (kN)46.0239.2531.8924.5317.1710.01Vj (

42、kN)46.0285.27117.16141.69158.86168.88二、水平地震作用下框架梁、柱內(nèi)力計(jì)算依據(jù)算得的各樓層剪力值Vj及框架柱修正剛度D值，即可求得單根柱所承受的剪力Vjk ，進(jìn)而由查表得到的反彎點(diǎn)高度系數(shù)可求得柱端彎矩和梁端彎矩，最后求出梁的剪力和柱的軸力。計(jì)算過程及結(jié)果見表16及表17。表16 水平地震作用下框架梁內(nèi)力匯總表樓 層邊 跨 梁中 跨 梁A端B端B端M(kNm)V(kN)M(kNm)V(kN)M(kNm)V(kN)六 層24.08-5.5714.935.5712.72-8.48五 層55.63-13.2837.3613.2831.83-21.22四 層84.2

43、-20.5659.6920.5650.84-33.89三 層110.05-26.6276.3126.6265.01-43.34二 層128.93-31.0888.6131.0875.49-50.33一 層152.98-36.78104.4636.7888.98-59.32 表17 水平地震作用下框架柱內(nèi)力匯總表樓 層層間總剪力Vj(kN)邊 柱中 柱VjkM底(kNm)M頂(kNm)N(kN)VjkM底(kNm)M頂(kNm)N(kN)六 層46.0210.1215.3924.085.5712.8922.6227.652.91五 層85.2718.7632.9240.2418.8523.884

44、6.5746.5710.85四 層117.1625.7849.2751.2839.4132.863.9663.9624.18三 層141.6931.1760.7860.7866.0339.6777.3677.3640.9二 層158.8634.9568.1568.1597.1144.4886.7486.7460.15一 層168.8838.84117.1424.83133.8945.6130.42106.782.69三、水平地震作用下框架側(cè)移計(jì)算與風(fēng)荷載作用下的框架側(cè)移量計(jì)算相似，同樣忽略由于柱軸向變形所產(chǎn)生的側(cè)移量。計(jì)算結(jié)果見表18。表18 水平地震作用下框架梁柱彎曲變形引起的側(cè)移量計(jì)算表樓 層Vj(kN)Dj(kN/m)hj(mm)uj(mm)uj(mm)uj/hiu/h六 層46.025.2810439000.8716.251/44831/4