教學樓設計計算書

1、山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計0山東建筑大學成人教育學院建筑工程技術專業(yè)二 0 一四級 結構設計計算書設計題目：濟南中學綜合辦公樓結構設計計算 設計時間：2012 年 9 月 3 日11 月 5 日班 級： 姓 名： 陳永杰指導老師：孔軍山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計11 建筑設計.11.1 工程名稱.11.2 畢業(yè)設計的要求與數(shù)據(jù).11.3 總體構思說明.22 結構設計.32.1 設計資料.32.2 柱網布置（見圖施工圖）.42.3 梁柱尺寸初定.42.4 樓面板設計.42.5 框架結構計算.62.5.1 計算框架梁柱的線剛度 .62.5.2 荷載標準值的計算 .62.5.4 框架結

2、構內力計算 .92.5.5 橫向水平荷載作用下框架結構的側移計算 .272.5.6 內力組合 .272.5.7 梁的正截面設計 .342.5.9 梁的斜截面設計 .362.5.10 柱的截面設計 .372.6 樓梯設計.452.6.1.梯段斜板的設計 .452.6.2 平臺板設計 .462.6.3 平臺梁設計 .472.7 基礎設計.472.7.1 確定基礎底面積 .482.7.2 基礎高度計算 .482.7.3 基礎底板配筋計算 .492.7.4 確定基礎底面積 .502.7.5 基礎高度計算 .50故基礎高度滿足要求。 .512.7.6 基礎底板配筋計算 .511 建筑設計1.1 工程名稱

3、 工程名稱：濟南中學綜合辦公樓1.2 畢業(yè)設計的要求與數(shù)據(jù)1.2.1 設計要求總建筑面積約 5340 m2，層數(shù)為 5 層，采用鋼筋混凝土框架結構，一層4。2 米，其余各層的層高均為 3.9 m，其中室內外高差為 0.45 m。1.2.2 設計內容設語文科研室 3 間、數(shù)學科研室 3 間、外語科研室 3 間、物理科研室 2間、化學科研室 1 間等等。山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計2設計標準：一般標準的公用建筑1.2.3 工程技術條件氣象條件（1）基本風壓 0.45 KN/m2 （2）雨雪條件：年平均降雨量 600mm，。，基本雪壓 0.30 KN/m2 （3）最大凍土深度：0.4m 工程地

4、質條件 建設地點：濟南市歷下區(qū)，在學校 2 號樓東，停車場西。場地平整，東西長 54 米左右，南北寬 38 米左右。 地基土的容許承載力：表面為平均厚度 0.8 米左右的雜填土，=18kN/立方米;以下為較厚的垂直及水平分布比較均勻的粘土層，其空隙比 e 及液性指數(shù) I 均小于 0.85，其承載力的特征值為 200KN/每平方米，=18.5kN/立方米，可作為天然地基持力層。1.3 總體構思說明1.3.1 總體設計 本教學樓設計采用“L”字形方案，大部分科研室及會議室布置在南向，采光和通風效果較佳。材料采用鋼筋混凝土、加氣混凝土砌塊等，易于取材，有利于降低建筑成本。1.3.2 平面設計 整個建

5、筑采用框架結構，共五層，柱網布置為3.2m、2.9m、7.5m、9.0m、4.0m 等。建筑物沒有里出外進的情況，高寬比滿足要求，對抗震有利，且有良好的通風和日照條件。由于教學樓人流大，在建筑物兩邊各設一部樓梯，在走廊西端布置一對衛(wèi)生間。衛(wèi)生間設在端部確?？諝饬魍?，以免產生異味。 1、教室：開間與進深各不相同，考慮到防火要求，教室門采用內開式，合堂教室采用內開式，各教室的窗地比為 0.22、0.23、0.22、0.23，均滿足要求。 2、衛(wèi)生間：開間 3.2 米，進深 4.7 米，窗地比為 0.11，滿足要求，男女衛(wèi)生間均包括廁所和盥洗間兩部分, 女生廁所按每 25 人設一個大便器，男生廁所按

6、每 50 人設一個大便器和每 36 人設一個小便器；男女衛(wèi)生間均按每 90人設一個洗手盆。設計得出：女生廁所大便器數(shù)量為一間 6 個；男生廁所大便器數(shù)量為 3 個，小便器數(shù)量為 4 個；男女廁所洗手盆數(shù)量為一間一個。均滿足要求。其地面的高度比其它房間低 20mm。3、走廊：走廊是水平交通空間，它聯(lián)系著各個房間，本教學樓走廊的寬度考慮了人流通行、安全疏散和空間感受，其凈寬度達到了 2.5 米，滿足了要求。4、大廳及樓梯：大廳設在顯眼的位置，開間和進深都較大，正對大廳是一部主要樓梯，在建筑物西側還設有一部樓梯，滿足了垂直疏散人流的作用。1.3.3 立面設計 從外表看本教學樓的整體效果簡潔明快而不失

7、活潑生動，立面是由許多構部件組成的，如門、窗、墻、柱、雨篷、屋頂、檐口、臺階、勒腳、窗套、線條等，與總體協(xié)調、與內容統(tǒng)一、與內部空間相呼應。教學樓的處理采用了大面積基調的選擇和墻面上不同色彩構圖這兩個方面。山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計31.3.4 屋面設計保溫與隔熱（1）.排水與防水：屋面排水為有組織排水，材料找坡，設雨水管。防水采用高分子防水卷材。（2）.保溫：采用 100 厚 1：10 水泥膨脹蛭石找坡保溫層。1.3.5 門窗設計門：室內大部分的門為實木門，只有走道兩端采用鋁塑門，門廳大門為玻璃門；窗：所有的窗均采用鋁合金窗。1.3.6 墻體設計內外墻均采用 240 厚的墻體，采用加

8、氣混凝土砌塊砌筑。2 2 結構設計結構設計2.1 設計資料 2.1.1 房屋使用要求：一層層高為 4.2m，其余各層為 3.9m,室內外高差為0.45m。 2.1.2 工程地質條件：根據(jù)工程地質資料勘測報告，擬建場地地勢平坦，表面為平均厚度 0.5 米左右的雜填土，=16kN/立方米;以下為較厚的垂直及水平分布比較均勻的粘土層，其空隙比 e 及液性指數(shù) I 均小于 0.85，其承載力的特征值為200KN/每平方米，=18kN/立方米，可作為天然地基持力層。 2.1.3 屋面做法 采用屋面為：硬脂聚胺卷材防水膨脹蛭石保溫層屋面： 20 厚 1：3 水泥砂漿抹平壓光并分格； 4 厚（一層）高聚物改

9、性瀝青卷材防水層（SBS） 100 厚 1：10 水泥膨脹蛭石找坡保溫層 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 鋁合金龍骨吊頂2.1.4 樓面做法 20 厚磨光大理石板（稀水泥填縫，刷草酸、打蠟） 5 厚 M907 石材膠結劑 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 10 厚刷素水泥砂漿一遍 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 鋁合金龍骨吊頂2.1.5 墻：外墻面采用加氣混凝土砌塊，并采用面磚裝飾，內墻面粉刷。2.16 地震烈度：設防烈度為 6 度，不考慮抗震設計。2.1.7 風荷載：本工程位于大城市市區(qū)邊緣，基本風壓 0.45 KN/m22.1.8 雪荷載：年降雨量 600mm 基

10、本雪壓 0.3 KN/m2，2.1.9 活荷載：樓面活荷載標準值：教室、廁所為 2.0 KN/m2；走廊、樓梯間為 2.5 KN/m2；不上人鋼筋混凝土屋面為 0.5 KN/m22.2 柱網布置（見圖施工圖）山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計42.32.3 梁柱尺寸初定梁柱尺寸初定2.3.1 橫向框架梁：梁高 h =（1/121/8）L =（1/121/8)7200=（600800）mm，取 h =700mm；梁寬 b =（1/31/2）h =（1/31/2）700=（233350）mm，取 b =250mm2.3.2 縱向框架梁：為了減少計算工作量和施工方便以及偏于安全考慮，連系梁的截面尺寸

11、一律按最大柱距 L =5400 mm 來確定。梁高 h =（1/121/8）L =（1/121/8)5400=（450675）mm，取 h =600mm；梁寬 b =（1/31/2）h =（1/31/2）600=（200300）mm，取 h =250mm2.3.3 框架柱：底層層高為 4200mm，室內外高差為 450mm，考慮到待建地的地質條件及氣候因素，設定其基礎頂面距室外地坪 550mm，故：底層柱高為： H=4200+450+550=5200mm； 由于先澆注樓蓋，則：l=1.0H=5200mm； 其它層柱高 H=3900mm，同樣為現(xiàn)澆樓蓋條件下的計算高度l=1.25H=1.2539

12、00=4875mm，采用等截面柱，從限制細長柱考慮，要求： b l/30 =5200/30 =173.33 mmh l/25 =5200/25 =208mm截面尺寸可按下列公式估算：b=H/15=5200/15=346.67mm，取 b=450mm框架柱截面一般都采用方形截面以利于抗震，故取 h=450mm。2.4 樓面板設計2.4.1 設計資料樓面做法：20 厚磨光大理石板（稀水泥填縫，刷草酸、打蠟） 5 厚 M907 石材膠結劑 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 10 厚刷素水泥砂漿一遍 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 鋁合金龍骨吊頂樓面荷載：教室及衛(wèi)生間均布活荷載標準值 2.0 KN/m2

13、走廊及樓梯間均布活荷載標準值 2.5 KN/m2材料：混凝土強度等級 C25；板受力鋼筋及其它鋼筋采用 HRB235 鋼筋2.4.2 樓板的結構平面布置：取板厚為 120mm樓面板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板樓蓋（區(qū)格板 B1、 B2 、 B3 、 B4均為雙向板），對此樓面板按彈性小撓度理論進行設計。2.4.3 雙向板的設計荷載設計值 恒荷載分項系數(shù)為 1.2，活荷載分項系數(shù)為 1.4，得 教室及衛(wèi)生間：g=1.24.39=5.44 KN/m2 q1=1.42.00=2.80 KN/m2 q1/2=1.4 KN/m2 g+ q1/2=6.84 KN/m2山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計5 g+

14、 q1=8.24 KN/m2 走廊： g=1.24.39=5.44 KN/m2q2=1.42.50=3.5 KN/m2 q2/2=1.75 KN/m2g +q2/2=7.19 KN/m2 g +q2=8.94 KN/m2計算跨度：由于板在各個區(qū)格（包括邊跨）均為與梁整體現(xiàn)澆， l。=lc(軸線間距離) 2.4.4 彎矩計算跨中最大彎矩為 g +q/2 作用下（內支座固定）的跨中彎矩值，與 q/2 作用下（內支座鉸支）的跨中彎矩值之和。混凝土泊松比取 0.2，支座最大負彎矩為 g +q 作用下（內支座固定）的支座彎矩。截面設計對于 B2中的角區(qū)格板，不折減 對于 B1區(qū)格板，lb/l0 =5.4

15、/8.1 = 0.671.5，折減系數(shù)為 0.8 對于 B2中邊跨區(qū)格板，lb/l0 =4.5/8.1 = 0.561.5，折減系數(shù)為 0.8對于 B3區(qū)格板和 B4中間跨區(qū)格板，折減系數(shù)為 0.8對于 B4中邊跨區(qū)格板，lb/l0 =3.3/4.5=0.731.5，折減系數(shù)為 0.8截面有效高度：l01方向跨中截面的 h01=100mm，l02方向跨中截面的h02=90 mm，支座截面的 h0=100mm相鄰區(qū)格的支座彎矩取絕對值較大者，配筋計算時近似取為 s =0.95；As =m/(0.95 h0 fy)，fy=210 KN/m2，截面配筋計算如表 2.2 所示表 2.2 按彈性理論設計

16、的樓面板截面配筋截面區(qū)格方向h0（mm）M (KNM)As (mm2)配筋實際配筋面積 As (mm2)L0110010.270.8=8.22412.038100503B1L02905.110.8=4.09227.798200251L011008.06404.018100503B2（角區(qū)格板）L02903.00167.088200251L011008.060.8=6.45323.318150335B2（邊跨）L02903.000.8=2.40133.678200251L011004.610.8=3.69184.968200251B3L02901.980.8=1.5888.008200251跨中

17、B4L011003.940.8=3.15157.898200251山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計6L02902.280.8=1.82101.36820025111100-13.70686.721010078512100-13.70686.721010078513100-18.12908.2712100113122100-9.53477.69810050324100-13.52677.691010078533100-7.67384.46810050334100-7.67384.468100503中支座44100-6.96348.878100503B1短邊100-18.12908.271210

18、01131B2短邊100-13.52677.6910100785B2長邊100-9.53477.698100503邊支座B4短邊100-6.96348.8781005032.5 框架結構計算2.5.1 計算框架梁柱的線剛度在計算框架梁截面慣性矩 I 時，應考慮到樓板的影響，對于本次設計采用的是現(xiàn)澆樓蓋，邊跨梁的截面慣性矩 I 擴大為原來的 1.5 倍，中跨梁的截面慣性矩 I 擴大為原來的 2.0 倍，計算過程如下：采用的混凝土強度等級為：梁 C25（EC=28.5106 KN/m2） 柱 C30（EC=30.0106 KN/m2）橫向框架梁：跨 AB、CD：i1 =1.5EI/L=（1.528

19、.51061/120.250.73）/7.2=42.42103 KNM跨 BC：i2 =2.0EI/L=（228.51061/120.250.73）/3.3=123.43103 KNM上層柱：i3 =EI/L=（30.01061/120.450.453）/3.9=26.29103 KNM底層柱：i4=EI/L=（30.01061/120.450.453）/5.2=19.71103 KNM令 i1=1，則各桿的相對線剛度為： I1=42.42/42.42=1.0山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計7 I2=123.43/42.42=2.91I3=26.29/42.42=0.62I4=19.71/4

20、2.42=0.472.5.2 荷載標準值的計算 1、恒荷載標準值的計算參照建筑結構荷載規(guī)范對材料及有關建筑做法的取法，分層分部計算出有關恒荷載標準值。(1).屋面線荷載標準值20 厚 1：3 水泥砂漿抹平壓光并分格 200.02=0.4 KN/m2 4 厚（一層）高聚物改性瀝青卷材防水層（SBS） 0.00410.5=0.042 KN/m2 100 厚 1：10 水泥膨脹蛭石找坡保溫層 0.115=1.5 KN/m2 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 0.0220=0.4 KN/m2 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.1225=3.0 KN/m2 鋁合金龍骨吊頂 0.12 KN/m2屋面恒荷載

21、5.862 KN/m2框架梁自重： 0.25（0.7-0.12）25=3.625 KN/m框架梁粉刷： 0.03（0.7-0.12）217=0.59 KN/m作用在頂層框架梁上的線荷載 g51=3.625+0.59=4.215 KN/m屋面板傳給框架梁的均布線荷載： g52 =5.8625.4=31.65 KN/m（2）樓面線荷載標準值20 厚磨光大理石板 0.0228 = 0.56 KN/m2 5 厚 M907 石材膠結劑 0.00510 = 0.05 KN/m2 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 0.0220 = 0.4 KN/m2 10 厚刷素水泥砂漿一遍 0.0120 =0.2 KN/

22、m2 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.1225 = 3.0 KN/m2 鋁合金龍骨吊頂 0.12KN/m2樓面恒荷載合計： 4.39 KN/m2框架梁自重： 0.25（0.7-0.12）25=3.625 KN/m 框架梁粉刷： 0.03（0.7-0.12）217=0.59 KN/m恒向填充墻體自重： 0.24(3.9-0.7) 7.0=5.38 KN/m恒向填充墻體粉刷： 0.03(3.9-0.7) 217=3.26 KN/m 作用在中間層框架梁上的線荷載為： 邊跨梁（跨 AB、CD）、墻體自重產生的線荷載：g邊 = 3.625+0.59+5.38+3.26 = 12.86KN/m中跨梁（跨

23、BC）、墻體自重產生的線荷載：g中 = 3.625+0.59= 4.22 KN/m 樓面板傳給框架梁的均布線荷載： g = 4.395.4 = 23.71 KN/m（3）.屋面框架節(jié)點集中荷載標準值節(jié)點 A、D邊柱連系梁自重： 0.250.65.425 = 16.88 KN山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計8邊柱連系梁粉刷層 0.03（0.60.12）25.417 = 2.64 KN0.6m 挑檐自重： (0.20.6+0.060.6) 5.425 =21.06 KN屋面連系梁傳來自重： 1/25.41/25.45.862 = 42.73KN 頂層邊節(jié)點 A、D 集中荷載 83.31 KN節(jié)點

24、 B、C中柱連系梁自重： 0.250.65.425 = 16.88KN中柱連系梁粉刷層： 0.03（0.60.12）25.417 = 2.64 KN屋面連系梁傳來自重：1/25.41/25.45.862+5.4-3.3)+5.4 1.651/25.862=79.00 KN頂層中間節(jié)點 B、C 集中荷載 98.52 KN(4).樓面框架節(jié)點集中荷載標準值節(jié)點 A、D邊柱連系梁自重： 16.88KN邊柱連系梁粉刷： 2.64 KN鋁合金窗自重： 3.92.10.45 = 3.686 KN窗下墻體自重： 0.2413.97.0 = 6.552 KN窗下墻體粉刷： 0.0313.9217=3.978

25、KN 0.24（3.90.6）1.057.0 = 5.82 KN窗間墻體粉刷： 0.03（3.90.6）1.05217=3.53 KN框架柱自重： 0.450.453.925 = 19.74 KN框架柱粉刷： 0.03 （0.45 2+0.21 2）（3.9-0.12）17 = 2.54 KN連系梁傳來樓面自重： 1/25.41/25.44.39 = 32.00 KN中間層邊跨節(jié)點 A、D 集中荷載 97.37KN節(jié)點 B、C中柱連系梁自重： 16.88 KN中柱連系梁粉刷： 2.64KN高窗自重： 1.50.60.45 =0.41 KN窗下墻體自重： 0.242.71.57.0 =6.80

26、KN窗下墻體粉刷： 0.032.71.5217=4.13 KN窗間墻體自重： 0.24（3.9-0.6）1.147.0=6.32 KN窗間墻體粉刷： 0.03（3.9-0.6）1.14217=3.84 山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計9KN門上墻體自重： 0.241（3.9-2.7）7.0=2.02 KN門上墻體粉刷： 0.031（3.9-2.7）217=1.22 KN門自重： 12.70.2=0.54 KN框架柱自重： 19.74KN框架柱粉刷： 2.54KN樓面連系梁傳來自重：1/25.41/25.44.39+(5.4-3.3)+5.4 1.65 1/2 4.39=59.17 KN 中間

27、層中跨節(jié)點 B、C 集中荷載 126.25KN 2 活荷載標準值 Qk的計算由荷載規(guī)范查得：屋面活荷載標準值取 0.5 KN/m2（不上人屋面）雪荷載標準值為 0.2 KN/m2，兩者不應同時考慮，取兩者較大值 0.5 KN/m2樓面活荷載標準值：教室、衛(wèi)生間為 2.0 KN/m2 走道、樓梯間為 2.5 KN/m2頂層活載標準值（屋面）： qAB = qCD = qBC =0.55.4 =2.7 KN/m中間層邊跨活載標準值(教室)：qAB = qCD = 2.05.4 = 10.8 KN/m中間層中跨活載標準值（走廊）：qCD = 2.54.5 = 13.5 KN/m集中荷載標準值：頂層集

28、中荷載標準值：PA= PD =1/25.41/25.40.5 = 3.65 KNPB= PC = 1/25.41/25.40.5+(5.4-3.3)+5.4 1.651/20.5=6.74 KN中間層集中荷載標準值：PA= PD = 1/25.41/25.42.0 = 14.58 KNPB= PC = 1/25.41/25.42.0+(5.4-3.3)+5.4 1.651/22.5=30.05 KN3 風何載計算風荷載標準值的計算公式：k =zszo其中：基本風壓：o = 0.35 KN/m2 本建筑的總高度為 20.1m30 m，且高寬比 20.1/19.5=1.031.5，故風振系數(shù)：z

29、= 1.0風載體形系數(shù)：s = 0.8（-0.5） = 1.3 地面的粗糙程度為 C 類，查風壓高度變化系數(shù)表可求得相應樓層高度處的風壓高度變化系數(shù) z。 節(jié)點風荷載：Pi=kA計算如表 2.3 所示表 2.3 風荷載計算過程層數(shù)zsZi (m)zo (KN/m2)k (KN/m2)Ai (m2) Pi (KN)五層1.01.319.950.840.450.3813.775.23四層1.01.316.050.760.450.3521.067.37山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計10三層1.01.312.150.740.450.3421.067.16二層1.01.38.250.740.450.

30、3421.067.16一層1.01.34.350.740.450.3422.287.582.5.4 框架結構內力計算（一）恒載作用下的內力計算1 荷載等效恒荷載為豎向荷載，內力計算可采用彎矩二次分配法進行計算,恒荷載作用下的框架計算簡圖如圖 2.6 所示。內力計算過程如下（單位：KNM） 將梯形及三角形分布荷載等效為均布荷載其等效公式如下圖所示： 圖 2.10 三角形及梯形分布荷載等效為均步荷載示意圖計算過程如下表 2.5 所示表 2.5 恒荷載的等效過程樓層梁g1(KN/M)g2(KN/M)1=lo1/(2lo2)g0=(1-212 +13)(KN/M)g1=g1+g0(KN/M)頂層4.2

31、1531.650.33325.8030.02中間層邊跨12.8623.710.33319.3332.19樓層梁g1(KN/M)g2(KN/M)g0=5/8 g2(KN/M)g1=g1+g0(KN/M)頂層4.21531.6519.7824.00中間層中跨4.2223.7114.8219.04因為框架對稱，荷載也對稱，中跨中節(jié)點無轉角，故只須計算一半即可?？蚣芨鳁U件的相對線剛度比如下圖所示：（注意：中跨梁的相對線剛度須乘以 1/2 的修正系數(shù)）1.梁、柱的彎矩計算計算各梁端的固端彎矩，把各梁柱的節(jié)點看作是固端支座（相當于附加剛臂）計算結果如下：頂層邊跨：M5 邊 A = M5 邊 B= M5 邊

32、 C = M5 邊 D = (1/12) 30.028.12 = 164.13 KNM頂層中跨：M5 中 B = M5 中 C = (1/12) 243.32 =21.78KNM中間層邊跨： M邊 A = M邊 B= M邊 C = M邊 D = (1/12) 32.197.22 = 176.00 山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計11KNM中間層中跨： M中 B = M中 C = (1/12) 19.043.32 = 17.28 KNM 采用彎矩二次分配法進行計算，計算過程如下：跨中彎矩按下式計算：M中 = 1.02 Mo （1/2）（Ml + Mr），其中，Mo =gl2o，Ml 、Mr81

33、分別為梁左端與右端處調幅后的彎矩值，調幅系數(shù)取 = 0.15 頂層： 邊跨梁：M5AB= M5CD =1.021/830.027.22-1/20.85(92.53+158.97) = 144.24 KNM中跨梁：M5BC= 1.021/8243.32 -1/20.85(108.2+108.2)= -58.65 KNM 中間層：邊跨梁：M4AB = M4CD =1.021/832.198.12-1/20.85(139.24+171.28)= 137.31KNM中跨梁：M4BC = 1.021/819.043.32 -1/20.85(84.77+84.77)=-45.62 KNM邊跨梁：M3AB

34、= M3CD =1.021/832.198.12-1/20.85(135.66+170.98)= 138.96KNM中跨梁：M3BC = 1.021/819.043.32 -1/20.85(85.27+85.27)=-46.04KNM邊跨梁：M2AB = M2CD =1.021/832.198.12-1/20.85(136.35+164.31)= 141.50KNM中跨梁：M2BC = 1.021/819.043.32 -1/20.85(96.16+96.16)=-55.30 KNM邊跨梁：M1AB = M1CD =1.021/832.198.12-1/20.85(120.61+160.53)

35、= 149.80KNM中跨梁：M1BC = 1.021/819.043.32 -1/20.85(106.33+106.33)=-63.94KNM2.梁柱的剪力計算(1).梁的剪力：頂層：邊跨梁：其計算簡圖如下圖所示： 圖 2.14 頂層邊跨由MB = 08.1V1 135.1278.6530.028.14.05 = 0山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計12 V1 = 114.61 KN V2 = 128.55 KN 中跨梁：其計算簡圖如下圖所示：圖 2.15 頂層中跨由MC = 03.3V1 91.9791.97243.31.65 = 0 V1 = V2= 39.6KN 同理得：第四層邊跨梁：

36、V1 =127.01 KN V2= 133.73KN第四層中跨梁：V1 = V2= 31.42KN第三層邊跨梁：V1 =126.66 KN V2= 134.08KN第三層中跨梁：V1 = V2= 31.42KN第二層邊跨梁：V1 =127.44 KN V2= 133.30KN第二層中跨梁：V1 = V2= 31.42KN第一層邊跨梁：V1 =126.18 KN V2= 134.56KN第一層中跨梁：V1 = V2= 31.42KN(2).柱的剪力： 頂層： 邊柱的剪力: V = (92.53+73.92)/3.9 = 42.68 KN 中柱的剪力：V =（50.77+43.78）/3.9 =

37、24.24 KN 第四層： 邊柱的剪力: V = (65.31+67.83)/3.9 = 34.14 KN 中柱的剪力：V =（42.56+42.77）/3.9 = 21.88 KN 第三層： 邊柱的剪力: V = (67.83+67.34)/3.9 = 34.66 KN 中柱的剪力：V =（42.77+47.43）/3.9 = 23.13 KN 第二層： 邊柱的剪力: V = (69.01+78.79)/3.9 = 37.90 KN 中柱的剪力：V =（47.99+51.80）/3.9 = 25.59 KN 第一層： 邊柱的剪力: V = (41.82+20.91)/4.9 = 12.80

38、KN 中柱的剪力：V =（30.04+15.02）/4.9 =9.20 KN 在恒荷載作用下的剪力圖如下圖所示： 3.梁、柱的軸力計算：頂層邊柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計13 N5 上V1 圖 2.17 頂層邊柱柱頂軸力G5A N5 上 = G5A V1 = 83.31+114.61 = 197.92 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示： N5 下V1GxG5A圖 2.18 頂層邊柱柱底軸力N5 下 = G5A V1 Gx (其中，Gx代表柱重墻重門窗自重粉刷層自重) Gx = 19.7+12.56+3.69+2.15 = 38.23 KN N5 下 =

39、G5A V1 Gx = 83.31+114.61+38.23 = 236.15 KN 中柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： V1N5 上V2G5B圖 2.19 頂層中柱柱頂軸力 N5 上 = G5B V1 V2 = 98.52+128.55+39.6 = 266.67 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計14 V1N5 下V2G5B圖 2.20 頂層中柱柱底軸力GyN5 下 = G5B V1 V2 Gy (其中，Gy代表柱重縱墻自重門窗自重粉刷層自重) Gy = 19.74+14.85+1.49+2.15=38.23 KN N5 下 = V1V2 G5BGy =

40、 128.55+39.6+98.52+38.23= 304.9 KN 第四層邊柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N4 上V1Gz NNN5 下N5 下圖 2.21 第四層邊柱柱頂軸力N4 上 = N5 下 V1 Gz (其中，Gz代表邊柱連系梁自重粉刷層自重連系梁傳來樓面自重) Gz = 16.20+2.64+32.00 = 50.84 KN N4 上 = N5 下 V1 Gz = 236.15+127.0+50.84 = 414.00KN 柱底軸力計算簡圖如下圖所示： N4 下 Gx圖 2.22 第四層邊柱柱底軸力N4 上 N4 下 = N4 上 Gx = 414.0+38.23 = 4

41、52.23 KN中柱軸力：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計15柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N4 上V1V2Gp NNN5 下N5 下圖 2.23 第四層中柱柱頂軸力N4 上 = V1 V2 N5 下Gp (其中，Gp代表中柱連系梁自重粉刷層自重連系梁傳來樓面自重) Gp = 16.2+2.64+59.17 = 78.01 KN N4 上 = V1 V2 N5 下Gp = 133.73+31.42+304.9+78.01 = 548.06 KN 柱底軸力計算簡圖如下圖所示： N4 下 Gy圖 2.24 第四層中柱柱底軸力N4 上 N4 下 = N4 上 Gy = 548.06+38.23=

42、586.29KN第三層邊柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N3 上V1Gz NNN5 下N4 下圖 2.25 第三層邊柱柱頂軸力 N3 上 = N4 下 V1 Gz = 452.23+126.66+50.84 = 629.73 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計16 N3 下 Gx圖 2.26 第三層邊柱柱底軸力N3 上 N3 下 = N3 上 Gx = 629.73+38.23 = 667.96 KN中柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N3 上V1V2Gp NNN5 下N4 下圖 2.27 第三層中柱柱頂軸力 N3 上 = V1 V2 N4 下Gp =

43、 134.08+31.42+586.29+78.01 =829.8 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示： N3 下 Gy圖 2.28 第三層中柱柱底軸力N3 上 N3 下 = N3 上 Gy = 829.8+38.23 = 868.03KN第二層邊柱軸力：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計17柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N2 上V1Gz NNN5 下N3 下圖 2.29 第二層邊柱柱頂軸力 N2 上 = N3 下 V1 Gz = 667.96+127.44+50.84 = 846.24KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示： N2 下 Gx圖 2.30 第二層邊柱柱底軸力N2 上 N2 下 = N2 上

44、 Gx = 846.24+38.23 = 884.47 KN中柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N2 上V1V2Gp NNN5 下N3 下圖 2.31 第二層中柱柱頂軸力 N2 上 = V1 V2 N3 下Gp = 133.3+31.42+868.03+78.01 = 1110.76 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計18 N2 下 Gy圖 2.32 第二層中柱柱底軸力N2 上 N2 下 = N2 上 Gy = 1110.76+38.23 = 1148.99KN第一層邊柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示： N1 上V1Gz NNN5 下N2 下圖 2.33

45、第一層邊柱柱頂軸力 N1 上 = N2 下 V1 Gz = 884.47+126.18+50.84 = 1061.49 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示： N1 下 Gx圖 2.34 第一層邊柱柱底軸力N1 上 N1 下 = N1 上 Gx = 1061.49+38.23 = 1099.72 KN中柱軸力：柱頂軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計19 N1 上V1V2Gp NNN5 下N2 下圖 2.35 第一層中柱柱頂軸力 N1 上 = V1 V2 N2 下Gp = 134.56+31.42+1148.99+78.01 = 1392.98 KN柱底軸力計算簡圖如下圖所示：

46、 N1 下 Gy圖 2.36 第一層中柱柱底軸力N1 上 N1 下 = N1 上 Gy = 1392.98+38.23 = 1431.21KN經計算可知，梁的軸力同柱的軸力相比非常小，對梁的截面設計不起控制作用，故可忽略不計，則該框架柱在恒荷載作用下的軸力圖如下圖所示：（二）活載作用下的內力計算1 荷載等效，計算過程見表 2.6 所示表 2.6 活荷載的荷載等效過程樓層梁q(KN/M)1=lo1/(2lo2)g0=(1-212 +13)q(KN/M)頂層2.260.3331.84中間層邊跨10.800.3338.80樓層梁q(KN/M)q0=5/8 q(KN/M)頂層2.261.41中間層中跨

47、13.508.441.梁、柱的彎矩計算在本次設計中，屋面活荷載與樓面活荷載同恒荷載相比，其值要小得多，所以在本次畢業(yè)設計就不考慮活荷載的最不利布置，采用近似的活荷載滿跨山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計20布置進行內力計算，計算時仍采用彎矩二次分配法，各梁在活荷載作用下的固端彎矩如下：頂層：邊跨梁：M5 邊 A = M5 邊 B= M5 邊 C = M5 邊 D = (1/12) 1.848.12 = 10.06 KNM中跨梁：M5 中 B = M5 中 C = (1/12) 1.413.32 = 1.28 KNM中間層： 邊跨梁：M邊 A = M邊 B= M邊 C = M邊 D = (1/1

48、2) 8.88.12 = 48.11 KNM 中跨梁：M中 B = M中 C = (1/12) 8.443.32 = 7.66 KNM 將各梁端彎矩進行調幅，調幅系數(shù)取 = 0.15，跨中彎矩按下式計算，M中 = 1.02 Mo （1/2）（Ml + Mr），其中，Mo =gl2o，Ml 、Mr分別81為梁左端與右端處調幅后的彎矩值，考慮到活荷載最不利的布置影響，將跨中彎矩乘以 1.1 的提高系數(shù)頂層： 邊跨梁：M5AB= M5CD =1.021/81.848.12-1/20.85(8.82+10.56) = 7.16 KNM中跨梁：M5BC= 1.021/81.413.32 -1/20.85

49、(5.33+5.33)= -2.57 KNM 中間層：邊跨梁：M4AB = M4CD =1.021/88.808.12-1/20.85(34.82+46.71)= 38.96KNM中跨梁：M4BC = 1.021/88.443.32 -1/20.85(26.3+26.3)=-10.64 KNM邊跨梁：M3AB = M3CD =73.61-1/20.85(36.88+47.35) = 37.81KNM中跨梁：M3BC = 11.72 -1/20.85(25.25+25.25)=-9.74KNM邊跨梁：M2AB = M2CD =73.61-1/20.85(37.07+47.38) = 37.72K

50、NM中跨梁：M2BC = 11.72 -1/20.85(25.2+25.2)=-9.7 KNM邊跨梁：M1AB = M1CD =73.61-1/20.85(32.76+46.55) = 39.9KNM中跨梁：M1BC = 11.72 -1/20.85(27.71+27.71) =-11.83KNM2.梁、柱的剪力計算(1).梁的剪力：頂層邊跨梁： 其計算簡圖如下圖所示： 圖 2.41 頂層邊跨由MB = 0 8.1V1 8.98-7.5-1.84 8.14.05= 0 得 V1 = 7.27 KNV2 = 7.63 KN山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計21 中跨梁：其計算簡圖如下圖所示：圖

51、2.42 頂層中跨由MC = 0 3.3V1 4.53-4.53-1.413.31.65 = 0 得 V1 = V2 =2.33 KN 同理得：第四層邊跨梁：V1 =34.39 KN V2= 36.89KN第四層中跨梁：V1 = V2= 13.93KN第三層邊跨梁：V1 =34.54 KN V2= 36.74KN第三層中跨梁：V1 = V2= 13.93KN第二層邊跨梁：V1 =34.56 KN V2= 36.72KN第二層中跨梁：V1 = V2= 13.93KN第一層邊跨梁：V1 =34.19 KN V2= 37.09KN第一層中跨梁：V1 = V2= 13.93KN(2).柱的剪力：頂層：

52、邊柱的剪力: V = (8.82+14.93)/3.9 = 6.09 KN 中柱的剪力：V =（5.23+8.91）/3.9 = 3.63 KN 第四層： 邊柱的剪力: V = (19.89+18.44)/3.9 = 9.83 KN 中柱的剪力：V =（11.5+11.05）/3.9 = 5.78 KN 第三層： 邊柱的剪力: V = (18.44+18.31)/3.9 = 9.42 KN 中柱的剪力：V =（11.05+11.03）/3.9 = 5.66 KN 第二層： 邊柱的剪力: V = (18.76+21.42)/3.9 = 10.3 KN 中柱的剪力：V =（11.16+12.08）

53、/3.9 = 5.96 KN第一層： 邊柱的剪力: V = (11.34+5.67)/4.9 = 3.47 KN 中柱的剪力：V =（6.76+3.38）/4.9 = 2.07 KN 3.梁、柱的軸力計算頂層： 邊柱軸力：邊柱軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計22 N5V1 圖 2.44 頂層邊柱軸力P5A N5 = P5A V1 = 3.65+7.27 = 10.92 KN中柱軸力：中柱軸力計算簡圖如下圖所示： V1N5V2圖 2.45 頂層中柱軸力P5B N5 = P5B V1 V2 = 67.4+7.63+2.33= 77.36 KN第四層： 邊柱軸力：邊柱軸力計

54、算簡圖如下圖所示： N4V1P4A NN5 下N5圖 2.46 第四層邊柱軸力 N4 = P4A V1 N5 = 14.58+34.39+10.92 = 59.89 KN中柱軸力：中柱軸力計算簡圖如下圖所示：山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計23 N4V1V2P4B NNN5 下N5圖 2.47 第四層中柱軸力N4 = P4B V1 V2 N5 = 30.05+36.89+13.93+77.36 =158.23 KN第三層： 邊柱軸力：邊柱軸力計算簡圖如下圖所示： N3V1P3A NN5 下N4圖 2.48 第三層邊柱軸力 N3 = P3A V1 N4 = 14.58+34.54+59.89

55、= 109.01 KN中柱軸力：中柱軸力計算簡圖如下圖所示： N3V1V2P3B NNN5 下N4圖 2.49 第三層中柱軸力 N3 = P3B V1 V2 N4 = 30.05+36.74+13.93+158.23 = 238.95 KN山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計24 第二層：邊柱軸力：邊柱軸力計算簡圖如下圖所示： N2V1P2A NN5 下N3圖 2.50 第二層邊柱軸力 N2 = P2A V1 N3 = 14.58+34.56+109.01 = 158.15 KN中柱軸力：中柱軸力計算簡圖如下圖所示： N2V1V2P2B NNN5 下N3圖 2.51 第二層中柱軸力 N2 = P

56、2B V1 V2 N3 = 30.05+36.72+13.93+238.95 = 319.65 KN第一層： 邊柱軸力：邊柱軸力計算簡圖如下圖所示： N1V1P1A NN5 下N2圖 2.52 第一層邊柱軸力 N1 = P1A V1 N2 = 14.58+34.19+158.15=206.92 KN山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計25中柱軸力：中柱軸力計算簡圖如下圖所示： N1V1V2P1B NNN5 下N2圖 2.53 第一層中柱軸力 N1 = P1B V1 V2 N2 = 30.05+37.09+13.93+319.65=400.72 KN由計算可知，梁上的軸力與柱子的軸力相比非常小，對

57、梁的截面設計不起控制作用，可忽略不計。則框架結構在活荷載作用下的軸力圖如下圖所示： 圖 2.54 活荷載作用下的框架軸力圖（單位：KN)(三) 風荷載作用下的內力計算風荷載作用下的內力計算采用 D 值法， （1）把各層的層間總剪力 Vj 分配給該層的各個柱子，各層的總剪力值分別如下：V5 = P5 =5.23 KNV4 = P4 V5 = 7.37+5.23=12.6 KNV3 = P3 V4 = 7.16+12.6=19.76 KNV2 = P2 V3 = 7.16+19.76=26.92 KNV1 = P1 V2 = 7.58+26.92=34.50 KN風荷載作用下的剪力計算過程如表 2

58、.7 所示表 2.7 風荷載作用下柱的剪力計算過程樓層PW（KN）柱號KDjk=12ic/hj2DjkVjk邊柱1.410.410.41(12 ic/ h52)0.925 層5.23中柱6.130.750.75(12 ic/ h52)2.32(12ic/ h52)1.69邊柱1.410.410.41(12 ic/ h42)2.234 層12.60中柱6.130.750.75(12 ic/ h42)2.32(12ic/ h42)4.07邊柱1.410.410.41(12 ic/ h32)3.493 層19.76中柱6.130.750.75(12 ic/ h32)2.32(12ic/ h32)6.

59、392 層26.92邊柱1.410.410.41(12 ic/ h22)2.32(12ic/ h22)4.76山東建筑大學成人教育學院 畢業(yè)設計26中柱6.130.750.75(12 ic/ h22)8.70邊柱1.800.610.61(12 ic/ h12)7.211 層34.5中柱7.700.850.85(12 ic/ h12)2.95(12ic/ h12)10.04（2）求反彎點高度。由計算簡圖知風荷載分布較接近于均布荷載，故yy0可由表查得，本設計中各層橫梁線剛度相同，層高除底層外均相同，則y1=y2=y3=0，因此柱底至反彎點高度=y0hy（3）風荷載作用下的框架內力計算過程。求得各

60、柱的反彎點高度 y0h 和桿端剪力 Vjk 后即可求出各桿端彎距，再根據(jù)節(jié)點平衡條件得梁端彎距，并進而求出各梁端剪力和各柱軸力。計算過程如表 2.9表 2.8 柱反彎點高度樓層層高（m）柱號Ky0=y0hy邊柱1.410.3711.4475 層3.9中柱6.130.4501.755邊柱1.410.4211.6404 層3.9中柱6.130.5001.950邊柱1.410.4711.8353 層3.9中柱6.130.5001.950邊柱1.410.5001.9502 層3.9中柱6.130.5001.950邊柱1.800.5702.7931 層4.9中柱7.700.5502.695表 2.9 柱