縣建設局辦公樓建筑及結構設計

128/138目錄摘要 IVChuzhouCityConstructionBureauofficebuildingandstructuraldesign 5ABSTRACT 51.結構設計 11.1結構設計及計算簡圖的確定 11.2梁截面尺寸估算 11.3柱截面尺寸估算 11.4結構計算簡圖 22.荷載計算 32.1屋面及樓面的永久荷載標準值 32.2屋面及樓面可變荷載標準值 32.3梁柱，墻，門窗重力荷載計算 42.4梁自重計算 42.5柱自重計算 43.橫向框架側移剛度計算 53.1梁線剛度 53.2柱線剛度 53.3柱的側移剛度 63.4層間側移剛度的計算 74.橫向水平荷載作用下框架內力和側移計算 84.1水平地震作用下重力荷載代表值計算 84.2水平地震力作用下框架的側移驗算 124.3水平地震作用及樓層地震剪力計算 134.4水平地震作用下的位移驗算 154.5水平地震作用下內力計算 164.6橫向風荷載作用下框架結構內力和側移計算 185.豎向荷載作用下橫向框架結構的內力計算 235.1框架結構的荷載計算 235.1.1板傳荷載計算 235.1.2恒載作用下柱的荷載計算 245.1.3活荷載作用下的荷載計算 265.1.4活荷載作用下的荷載計算 275.1.5框架計算簡圖 285.2豎向荷載作用下框架的內力 285.2.1恒荷載作用下的框架彎矩計算 305.2.2活荷載作用下的框架彎矩計算 315.2.3彎矩分配與傳遞 325.2.4梁端剪力和柱軸力的計算 356.框計算結構的內力組合 436.1結構抗震等級 436.2框架內力組合 436.3框架梁內力組合 436.4跨間最大彎矩計算： 486.1框架柱邊柱的內力組合 546.2框架柱中柱的內力組合 567.截面設計 577.1框架梁 577.2框架柱 638.板及樓梯結構設計 668.1板配筋計算 668.2樓梯設計 739.基礎設計 769.1基礎設計資料 769.1.1設計講明 769.1.2荷載計算 769.1.3地基承載力設計值的確定 769.2邊柱獨立基礎設計 779.2.1基底尺寸的確定 779.2.2持力層強度驗算 779.2.3配筋 77參考文獻 79致謝 80某縣建設局辦公樓建筑及結構設計摘要

本工程位于滁州市,整個建筑為5層，該建筑總高為20.1m(室外至頂層)。本設計貫徹“有用、安全、經濟、美觀”的設計原則。按照建筑設計規(guī)范，認真考慮阻礙設計的各項因素。在確定框架布局之后，先進行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期，進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，進而求出在水平荷載作用下的結構內力（彎矩、剪力、軸力）。接著計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結構內力。是找出最不利的一組或幾組內力組合。選取最安全的結果計算配筋并繪圖。此外還進行了結構方案中的室內樓梯的設計。完成了平臺板，梯段板，平臺梁等構件的內力和配筋計算及施工圖繪制。對樓板進行了配筋計算，本設計采納柱下獨立基礎。

整個結構在設計過程中，嚴格遵循相關的專業(yè)規(guī)范的要求，參考相關資料和有關最新的國家標準規(guī)范，對設計的各個環(huán)節(jié)進行綜合全面的科學性考慮?？傊m用、安全、經濟、使用方便是本設計的原則。設計合理可行的建筑結構方案是現場施工的重要依據。TOC\o"1-3"\h\u關鍵詞：框架結構，抗震設計，荷載計算，內力計算，計算配筋ChuzhouCityConstructionBureauofficebuildingandstructuraldesignABSTRACTTheprojectislocatedinChuzhouCity,theentirebuildingis5floorsofthebuildingatotalheightof20.1m(outdoortothetop).Thisdesignimplementationofthe"practical,safe,economicalandaesthetic"designprinciple.Inaccordancewiththebuildingdesign,carefullyconsiderthevariousfactorsthataffectthedesign.Afterdeterminingthelayoutoftheframe,thefirstinter-layerloadwascalculatedrepresentativevalues,seekingtheearthquakecyclefollowedbytheuseofvertexdisplacementmethod,andthenpressthebaseshearcalculatedunderhorizontalseismicloadsize,andthenfindunderhorizontalloadthestructureofinternalforces(bendingmoments,shear,axialforce).Thencalculatetheinternalforceofstructureunderverticalload(deadloadandliveload)role.Itistoidentifythemostunfavorableoneormoregroupsofinternalforce.Selectthemostsecurecomputingresultsandreinforcementdrawing.Inaddition,thestructureoftheprogramcarriedoutintheinteriorstaircasedesign.Completedtheplatformboard,internalforcesandreinforcementbenchboards,beamsandothercomponentsofthecomputingplatformandconstructiondrawings.Reinforcementofthefloorwerecalculated,thedesignusesanindependentfoundationundercolumn.Theentirestructureinthedesignprocess,strictlyfollowtherelevantprofessionalregulatoryrequirements,refertotherelevantinformationandthelatestnationalstandardsforallaspectsofthedesignofintegratedcomprehensivescientificconsiderations.Inshort,application,security,economical,easytouseistheprincipleofthedesign.Reasonablypracticable,designedthebuildingstructureoftheprogramisanimportantbasisfortheconstructionsite.Keywords:Framestructure,seismicdesign,loadcalculation,calculationofinternalforces,calculatedreinforcement1.結構設計1.1結構設計及計算簡圖的確定依照該房屋的使用功能及建筑設計的要求，填充墻采納蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，板厚取120mm，所有衛(wèi)生間墻體為粘土空心磚。1.2梁截面尺寸估算邊橫梁：L=7200mmh=（1/12 ~1/8）×7200=600~900mm取h=700mmb=（1/2~1/3）×h=（1/2~1/3）×700=350~240mm取b=300mm中橫梁：L=3000mmh=（1/2~1/8）×3000=375~250mm取h=300mmb=（1/2~1/3）×h=（1/2~1/3）×300=150~100mm取b=200mm縱梁：L=3900mmh=（1/12~1/8）×3900=487.5~325mm取h=400b=（1/2~1/3）×h=（1/2~1/3）×400=200~133mm取b=2001.3柱截面尺寸估算該框架結構的抗震等級為二級，其軸壓比限值[]=0.75,各層重力荷載代表值近似取15kN/m2,一層柱截面面積為：邊柱中柱取柱子截面為正方形，則中柱和邊柱截面高度分不為357mm和425mm設計柱截面尺寸為：一層500mm×500mm二至五層400mm×400mm1.4結構計算簡圖框架結構計算簡圖，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至頂板，2至5層為層高，取3.9m；底層為4.5m。圖1.4結構計算簡圖2.荷載計算2.1屋面及樓面的永久荷載標準值屋面（不上人）30厚細石混凝土愛護層22×0.03=0.66KN/㎡三氈四由防水層0.4KN/㎡20厚礦渣水泥找平層20×0.02=0.4KN/㎡150厚水泥蛭石保溫層8×0.15=1.2KN/㎡120厚鋼筋混凝土板25×0.12=3.0KN/㎡V型輕鋼龍骨吊頂0.25KN/㎡合計5.91KN/㎡樓面木塊地板（加防腐油膏鋪砌厚76mm）0.076×3=0.228KN/㎡120厚鋼筋混凝土板25×0.12=3KN/㎡V型輕鋼龍骨吊頂0.25KN/㎡合計3.478KN/㎡2.2屋面及樓面可變荷載標準值不上人屋面均布活荷載標準值0.50KN/㎡樓面活荷載標準值2.0KN/㎡走廊活荷載標準值2.5KN/㎡屋面雪荷載標準值SK=μr×S0=1.0×0.6=0.6KN/㎡衛(wèi)生間活荷載標準值2.5KN/㎡樓梯間活荷載標準值3.5KN/㎡μr為屋面積雪分布系數，取μr=1.02.3梁柱，墻，門窗重力荷載計算墻：3.0厚抹面膠漿外刷外墻涂料0.02KN/㎡60厚EPS板保溫層0.02KN/㎡5厚粘板粘劑粘結層0.02KN/㎡蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊5.5×0.37=2.035KN/㎡6厚1:2水泥砂漿找平20×0.006=1.2KN/㎡12厚1:3水泥砂漿打底20×0.012=0.24KN/㎡合計3.565KN/㎡2.4梁自重計算橫梁自重：0.3×0.7×25=5.25KN/m粉刷：（0.7-0.1）×0.048×17=0.459KN/m合計5.709KN/m縱梁自重：0.4×0.2×25=2KN/m粉刷：0.6×0.048×17=0.459KN/m合計2.459KN/m2.5柱自重計算柱自重：0.5×0.5×25=6.25KN/m貼面及粉刷：（0.5×4-0.37×2）×0.02×17=0.43KN/m合計6.68KN/m3.橫向框架側移剛度計算3.1梁線剛度在計算梁線剛度時，考慮樓板對梁剛度的有利阻礙，即板作為翼緣工作。在工程上，為簡化計算，通常梁均先按矩形截面計算某慣性矩I0，然后乘以增大系數:中框架梁I=2.0I0邊框架梁I=1.5I0梁采納C30混凝土，Ec=3×10KN/㎡表3.1框架梁線剛度計算部位截面截面慣性矩跨度邊框架中框架I=1.5I0i=EI/LI=2.0I0i=EI/L邊跨0.3×0.78.575×107.212.863×105.359×1017.15×107.146×10中跨0.2×0.30.45×103.00.675×100.675×100.9×100.9×103.2柱線剛度柱采納C30混凝土。Ec=3×10KN/m首層高4.5m其余層高3.9m表3.2柱線剛度計算層次高度b×hEcIi14.5500×5003×105.2083.4722~53.9400×4003×102.1331.6413.3柱的側移剛度一般層：首層：表3.3邊框架柱子的側移剛度層高柱子剛度邊跨梁線剛度中跨梁線剛度邊框架邊柱C1(4根)邊框架中柱C2（4根）K1α1Dc1K1α2Dc22~53.9164105359067503.2260.62080273.6670.648838914.5347205359067503.0870.705145053.4760.72614937 表3.3.4中框架柱子的側移剛度層高柱子剛度邊跨梁線剛度中跨梁線剛度邊框架邊柱C3(24根)邊框架中柱C4（24根）K1α1Dc3K1α2Dc42~53.9164107146090004.3550.68588694.9030.710919214.571460900090004.1160.755155344.6350.774159253.4層間側移剛度的計算表3.4各層柱的側移剛度各層柱子側移剛度層間剛度2~5321083355621285622060849912815802059748372816382200872784因為滿足要求4.橫向水平荷載作用下框架內力和側移計算4.1水平地震作用下重力荷載代表值計算第一層：柱：取上下各半層柱4.5/2+3.9/2-0.12=4.08m柱數量56柱重6.25×56×4.08=1428KN梁：300×700（橫）長度（7.2+7.2-0.5×2）×14=187.6m自重1.05×5.25×187.6=1034.15KN200×400（縱）長度（3.9-0.5）×13×4=176.8m自重1.05×176.8×2=371.28KN200×300（走道）長度（3-0.5）×14=35m自重1.125×1.05×35=41.34KN樓板：走廊面積50.7×3=152.1㎡自重3.92×152.1=596.23KN活載3.5×152.1=532.35KN樓板面積（除衛(wèi)生間）50.7×7.2×2-7.8×7.2×2=617.76㎡自重3.92×617.76=1235.52KN活載2.0×617.76=1235.52KN衛(wèi)生間面積7.8×7.2×2=112.32㎡自重5.5784×112.32=626.57KN活載2.5×112.32=283.8KN墻：外墻300×200梁下墻高4.5/2+3.9/2-0.3=3.9m長（3-0.5）×2=5m重3.565×3.9×5=69.52KN300×700梁下墻高4.5/2+3.9/2-0.7=3.5m長（7.2+7.2-0.5×2）×2=26.8m重3.565×3.5×26.8=334.40KN200×400梁下墻高4.5/2+3.9/2-0.4=3.8m長（3.9-0.5）×13×2=88.4m重3.565×3.8×88.4=1197.55KN內墻300×700梁下墻高4.5/2+3.9/2-0.7=3.5m長（7.2-0.5）×10=67m重2.23×3.5×67=522.94KN200×400梁下墻高4.5/2+3.9/2-0.4=3.8m長（3.9-0.5）×（13×2-3）=78.2m重2.23×3.8×78.2=662.67KN=1428+1034.15+371.28+41.34+596.23+2421.62+626.57+69.52+334.40+1197.55+522.94+662.67+0.5×(532.35+1235.52+280.8)=8151.61KN第二，三，四層（層高3.9m）柱：高3.9-0.12=3.78m數量56重6.25×3.78×56=1323KN梁：300×700長度（7.2×2-0.5×2）×14=187.6m重1.05×2×187.6=1034.15KN200×400長度（3.9-0.5）×13×4=176.8m重1.05×2×176.8=371.28KN200×300長（3-0.5）×14=35m重1.125×1.05×35=41.34KN樓板：走廊面積50.7×3=152.1㎡自重3.92×152.1=596.23KN活載3.5×152.1=532.35KN樓板面積（除衛(wèi)生間）50.7×7.2×2-7.8×7.2×2=617.76㎡自重3.92×617.76=2421.62KN活載2.0×617.76=1235.52KN衛(wèi)生間面積7.8×7.2×2=112.32㎡自重5.578×112.32=626.57KN活載2.5×112.32=280.8KN墻：外墻200×300梁下墻高3.9-0.3=3.6m長（3-0.5）×2=5m重3.565×3.2×26.8=305.73KN300×700梁下墻重3.565×3.2×26.8=305.73KN200×400梁下墻重3.565×3.5×88.4=1103.01KN內墻300×700重2.23×3.2×67=478.12KN200×400重7.23×3.5×78.2=610.35KN1323+1034.15+371.28+41.34+596.23+2421.62+626.57+64.17+305.73+1103.01+478.12+610.35+0.5×(532.35+1235.52+280.8)=9999.9KN第五層：高為3.9m柱重6.25×1.95×56=682.5KN梁：300×7001034.15KN200×400371.28KN200×30041.34KN層面：面積（7.2+7.2+3）×（3.9×13）=882.18㎡自重5.91×882.18=5213.68KN活載0.5×882.18=441.09KN墻：外墻200×3003.565×5×1.65=29.41KN300×7003.565×1.25×26.8=119.43KN200×4001.55×88.4×3.565=488.48KN外墻300×7002.23×1.25×67=176.76KN200×4002.23×1.55×78.2=270.30KN682.5+1034.15+371.28+41.34+5213.68+29.41+119.43+488.48+186.76+270.30+0.5×(441.09)=8657.88KN總重力荷載代表值為=8151.61+9999.9×3+8657.88=46809.205KN圖4.1加框架簡圖及各質點重力荷載代表值4.2水平地震力作用下框架的側移驗算按定點位移法計算框架的自震周期，將結構按質量分布情況簡化為無限質點的懸臂直桿，導出以直桿頂點位移表示的基頻公式。只要求出結構的水平位移，就能夠求得結構的差不多周期：公式如下其中：:差不多周期調整系數。該框架取0.7:計算結構差不多自震周期用的結構頂點假想位移，即把集中在各層樓面處的重力荷載代表值假想作為水平荷載而算得的結構頂點位移:第i層第j根柱的抗側移剛度表4.2結構頂點的假想位移計算層次/KN/（KN/m）（KN/m）/m/m58657.8886584991280.0173460.27951449999.905186584991280.0373810.24213339999.905286584991280.0574160.01847229999.905386584991280.0774510.10726618151.61468108727840.0536330.053633由上表計算差不多周期，=1.7=1.7×0.7×=0.429s4.3水平地震作用及樓層地震剪力計算由于該建筑高度遠小于40m，剛度和質量沿高度均勻分布，以剪切變形為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。先計算總水平地震作用標準值底部剪力。式中：結構差不多自震周期的水平地震阻礙系數結構等效總重力荷載，多質點可取總重力荷載代表值的85%場地類不為Ⅱ類，差規(guī)范得特征周期，水平地震阻礙系數最大值。由水平地震阻礙系數曲線來計算。式中：為衰減系數，時取0.9應為不需要考慮頂部附加水平地震作用。各質點的水平地震作用按下式計算：式中：分不為集中于質點i，j的荷載代表值；分不為質點i，j的計算高度。各層的地震剪力按計算，計算結果如下表：表4.3各層地震剪力計算層次/m/KN/KN/m/KN/KN520.18657.88174023.388494.95494.95416.29999.905161998.461460.30955.25312.39999.905122998.831349.261304.5128.49999.90583999.202239.221543.7314.58151.6136682.245103.941647.67579702.227圖4.3水平地震作用下的剪力圖4.4水平地震作用下的位移驗算用D值法驗算框架第i層的層間剪力，層間位移和結構頂點位移u分不按下列公式來計算：計算結果見下表：表4.4水平地震作用下的位移驗算/KN/（N/mm）/mm/mm/mm5494.954991280.99212.60139000.000254955.254991281.91310.68839000.0004931304.514991282.6148.07439000.0006721543.734991283.0934.98139000.0007911647.678727841.8881.88845000.00048由表可知最大層間彈性位移發(fā)生在第二層：0.00079≤1/550=0.0018，滿足要求4.5水平地震作用下內力計算將層間剪力分配到該層的各根柱子上，求出主子的剪力，再由主子的剪力和反彎點高度來求柱子上下端的彎矩。柱端剪力按下列公式計算：柱上、下端彎矩按下列公式來計算：式中：i層j柱的側移剛度，h為該層柱的計算高度反彎點高度比標準反彎點高度比，依照上下梁的平均線剛度和柱的相對線剛度的比值，總層數m，和該層位置n查表確定。上下梁的相對線剛度變化的修正值，查表可得上下層層高變化的修正值，查表可得下層層高對該層層高的比值查表可得各層邊柱柱端彎矩及剪力計算表4.4.1各層邊柱柱端彎矩及剪力計算/m/KN/(N/mm)53.9494.9549912880277.9604.3350.4517.074213.969843.9955.25499128802715.3624.3350.5029.955929.955933.91304.51499128802720.9794.3350.5040.909140.909123.91543.73499128802734.8264.3350.5048.410748.410714.51647.678727841450527.3834.1160.5055.450667.7729表4.4.2各層中柱柱端彎矩及剪力計算/m/KN/(N/mm)53.9499.9549912883898.4033.6770.4518.02414.74743.9955.25499128838916.0553.6770.5031.30731.30733.91304.51499128838921.9253.6770.5042.75442.75423.91543.73499128838925.9463.6770.5050.59550.59514.51647.678727841493728.1993.4760.5557.10369.793梁端彎矩，剪力及柱軸力由下列公式計算：表4.4.3梁端彎矩，剪力和柱軸力計算邊梁走道梁柱軸力邊柱中柱57.217.0716.014.5932.022.021.35-4.59-3.2447.243.9340.9011.784-16.37-11.5837.270.8765.7618.9838.298.295.53-35.35-25.0327.289.3282.8923.92310.4610.466.97-59.27-41.9817.2103.8695.6427.71312.0612.068.04-86.98-61.65圖4.4彎矩剪力柱軸力圖4.6橫向風荷載作用下框架結構內力和側移計算4.5.1風荷載標準值垂直于建筑物的風荷載標準值在計算要緊承重結構時按下列公式計算：其中：風荷載標準值在z高度出的風振系數風荷載體型系數風壓高度變化系數差不多風壓由任務書可知差不多風壓=0.35KN/㎡，由《荷載規(guī)范》查得：=0.8（迎風）和=-0.5（背風）。由《荷載規(guī)范》高度大于30m的房屋結構采納風振系數來考慮風壓脈動的阻礙。而本設計房屋高度為20.1m小于30m則不用考慮，取=1.0把風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載如下表所示：表4.5.1各層框架節(jié)點上的集中荷載Z(m)A（㎡）（KN）V（KN）51.00.820.10.8120.524.650.354.6541.00.816.20.7428.085.820.3510.4731.00.812.30.7428.085.820.3516.2921.0428.085.820.3522.1111.0430.246.270.3528.38其中，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，取上半層和下半層之和，頂層取到女兒墻頂，底層取到下層的一半。頂層中間層底層4.5.2風荷載作用下的水平位移驗算由水平荷載算得層間剪力，依照層間側移剛度算出各層的相對相對側移和絕對側移。計算結果如下表所示：表4.5.2風荷載作用下的水平位移計算54.654.654991281.11212.5770.00028545.8210.474991282.23611.4650.00057335.8216.294991283.4839.2290.00088225.8222.114991283.6845.7910.00094516.2728.388727842.1072.1070.000540由表可知風荷載作用下最大層間位移發(fā)生在第二層，因為0.000945小于1/550，滿足要求4.5.3風荷載作用下框架結構內力計算計算方法同地震作用，也用D值法在求得框架第I層的層間剪力后，I層j柱分配到的剪力以及柱上下端的彎矩，分不按下列公式計算：柱端剪力計算公式：柱端彎矩計算公式：那個地點的由表：均布水平荷載作用下的各層標準反彎點高度比查得。表4.5.3各層邊柱柱端彎矩及剪力計算/m/KN/（N/mm）53.94.6549912880270.0893.2660.452.611.2343.910.4749912880270.1793.2660.455.654.2333.916.2949912880270.2483.2660.509.238.0323.922.1149912880270.2963.2660.5011.2511.2514.528.38872784145050.3063.0870.5514.2326.54表4.5.4各層中柱柱端彎矩及及剪力計算/m/KN/（N/mm）53.94.6549912883890.0933.6770.452.041.2043.910.4749912883890.1883.6770.454.353.3433.916.2949912883890.2883.6770.506.315.9523.922.1149912883890.3093.6770.508.318.3114.528.38872784149370.3153.4760.5510.2415.65梁端彎矩，剪力以及柱軸力分不按下式計算： 表4.5.5風荷載作用下的梁彎矩，剪力及柱軸力計算結果邊梁走道梁柱軸力邊柱中柱57.22.611.100.343.01.031.030.61-0.34-0.3147.23.453.120.983.02.262.261.54-1.25-1.2537.26.785.421.513.04.874.873.25-2.36-2.3427.29.988.322.233.07.627.624.85-5.12-5.3217.213.4510.073.103.09.899.896.48-8.23-8.23圖4.5活載作用下的彎矩剪力柱軸力5.豎向荷載作用下橫向框架結構的內力計算5.1框架結構的荷載計算5.1.1板傳荷載計算1.計算方法框架結構在豎向荷載作用下的內力計算采納力矩分配法，因為框架結構對稱，荷載對稱；又只有三跨，因此在對稱軸上的梁的截面只有豎向位移沒有轉角。對稱截面可取為滑動端。采納彎矩二次分配法，它是一種近似計算方法，立即各節(jié)點的不平衡彎矩同時作為分配和傳遞，并以二次分配為限。樓板為現澆樓板，本設計選用雙向板，可沿角頂點沿線將區(qū)格分為小塊，每個板上的荷載傳給與之相鄰的梁，板傳至梁上三角形或梯形荷載可等效為均布荷載。2.荷載傳遞路線計算單元如下圖所示：圖5.1計算單元5.1.2恒載作用下柱的荷載計算1.恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：P1q2P2P2q2P1q1q1圖5.2荷載分布圖屋面板及樓板的折減系數邊跨為梯形荷載：中跨為梯形荷載：5/8=0.6252.豎向荷載計算扳傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載。第五層：梁重：邊跨5.25KN/m中跨1.5KN/m屋面板荷載：邊跨5.91×3.9/2=11.525KN/m中跨5.91×3=17.73KN/m代表橫梁自重，為均布荷載形式。分不為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。分不由邊縱梁，中縱梁傳給柱的荷載，它包括主次梁自重，樓板重，計算如：=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×5.91+2×3.9+4.44×0.3×3.9=86.538KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×5.91+2×3.9=89.726KN第二至四層：梁重：邊跨5.25KN/m中跨1.5KN/m屋面板荷載：邊跨3.478×3.9/2=6.782KN/m中跨3.478×3=10.435KN/m代表橫梁自重，為均布荷載形式。分不為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。分不由邊縱梁，中縱梁傳給柱的荷載，它包括主次梁自重，樓板重，計算如：=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×3.478+2×3.9+4.44×（2.9×3.1-2.4×2.1）+0.4×2.4×2.1=71.245KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×3.478+2×3.9+4.28×2.9×3.1=96.25KN第一層：梁重：邊跨5.25KN/m中跨1.5KN/m屋面板荷載：邊跨3.478×3.9/2=6.782KN/m中跨3.478×3=10.435KN/m代表橫梁自重，為均布荷載形式。分不為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。分不由邊縱梁，中縱梁傳給柱的荷載，它包括主次梁自重，樓板重，計算如：=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×3.478+2×3.9+4.44×（2.8×3.1-2.4×2.1）+0.4×2.4×2.1=86.538KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×3.478+3×3.9+4.28×3.9×3.1×2.8=98.134KN5.1.3活荷載作用下的荷載計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下：P1P2P2P1q1q1圖5.3活載作用下的荷載分布2.豎向荷載計算關于第五層：=0.5×3.9/2=0.975kn/m=0.5×3.0=1.5kn/m=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×0.5=6.12KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×0.5=7.43KN其它層：=2×3.9/2=3.9kn/m=2×3.0=6kn/m=((3.9/2×3.9/2×1/2)×2+(7.2×2-3.9)×1.65/2)×2=24.34KN=(3.9/2×3.9/2+11.1/2×1.65+(1.65+0.15)/2)×2=31.43KN5.1.4活荷載作用下的荷載計算邊跨：屋面板傳載恒載：5.91×3.9/2×（1-2×0.229+）=10.487kn/m活載：0.5×3.9/2×（1-2×0.229+）=0.887kn/m2.樓面板傳載恒載：3.478×3.9/2×（1-2×0.229+）=6.172kn/m活載：2.0×3.9/2×（1-2×0.229+）=3.549kn/m3.梁自重：5.25kn/mAB(CD)軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+10.478=15.737kn/m活載=0.887kn/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+6.172=11.422kn/m活載=3.549kn/m中跨：1.屋面板傳載恒載：5.91×3×5/8=11.081kn/m活載：0.5×3×5/8=0.938kn/m2.樓面板傳載恒載：3.478×3×5/8=6.521kn/m活載：2.0×3×5/8=3.75kn/m3.梁自重：1.5kn/mBC軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=1.5+11.08=12.58kn/m活載=0.938kn/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=1.5+6.521=8.021kn/m活載=3.75kn/m5.1.5框架計算簡圖圖5.4框架計算簡圖5.2豎向荷載作用下框架的內力豎向荷載作用下框架的內力分析，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對一般的工業(yè)與民用建筑能夠不考慮活荷載的不利布置。如此求得的框架內力，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置法求得的彎矩偏低，但當活荷載在總荷載比例較大時，可在截面配筋時，將跨中彎矩乘1.1～1.2的放大系數予以調整。固端彎矩計算（1）恒荷載作用下內力計算將框架視為兩端固定梁，計算固端彎矩。（2）活荷載作用下內力計算將框架視為兩端固定梁，計算固端彎矩。表5.1梁的固端彎矩層數簡圖邊跨框架梁頂層15.73715.737kN/m1/12ql2=1/12×15.737×7.22=67.99kN/m底層9.5499.549kN/m1/12ql2=1/12×9.549×7.22=49.34kN/m內力分配系數計算考慮框架對稱性，取半框架計算，半框架的梁柱線剛度。表5.2梁柱的相對轉動剛度構件名稱轉動剛度S（KNm）相對轉動剛度框架梁邊跨1.000中跨0.319框架柱頂層0.229一般層0.229底層0.552分配系數計算：表5.3分配系數節(jié)點層()()邊節(jié)點51.00+0.299=1.2990.770.2340.299+1.00+0.299=1.5980.62601870.18730.299+1.00+0.299=1.5980.6260.1870.18720.299+1.00+0.299=1.5980.6260.1870.18710.299+0.552+1.00=1.8510.5400.1620.298中間節(jié)點51.00+0.319+0.299=2.380.6180.1970.18541.00+1.00+1.00+0.38=3.380.5220.1660.1560.15631.00+1.00+1.00+0.38=3.380.5220.1660.1560.15621.00+1.00+1.00+0.38=3.380.5220.1660.1560.15611.00+0.79+1.00+0.38=3.170.4610.1470.1380.2545.2.1恒荷載作用下的框架彎矩計算恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：圖5.5恒載作用下的各層框架梁上的荷載分布等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。α=0.229關于第五層：=5.25×7.2×7.2/12+11.525×7.2×7.2=67.99kn·m=1.5×3×3/12+5×17.73×3×3/96=9.44kn·m關于一至四層：=5.25×7.2×7.2/12+6.782×7.2×7.2=49.34kn·m=1.5×3×3/12+5×10.434×3×3/96=6.02kn·m5.2.2活荷載作用下的框架彎矩計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：圖5.6活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布關于第五層：0.975×7.2×7.2=3.83kn·m=5×1.5×3/96=0.70kn·m關于一至四層：=3.9×7.2×7.2=15.33kn·m=5×6×3×3/96=2.81kn·m5.2.3彎矩分配與傳遞方法：首先將各點的分配系數填在相應方框內，將梁的固端彎矩填寫框架橫梁相應位置上，然后將節(jié)點放松，把各節(jié)點不平衡彎矩同時進行分配。假定遠端固定進行傳遞（不向滑動端傳遞），右（左）梁分配彎矩向左（右）梁傳遞，上（下）分配彎矩向下（上）柱傳遞（傳遞系數均為0.5）。第一次分配彎矩傳遞后，再進行第二次彎矩分配。表5.4恒荷載作用下的力矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.230.770.700.210.09-67.9967.99-9.4415.6452.35-40.99-12.30-5.274.69-20.5026.18-3.93.6412.17-15.60-4.68-2.0123.97-23.9737.58-20.88-16.710.56-49.3449.34-6.029.379.3739.97-25.13-7.80-7.80-2.607.824.69-12.5720.00-6.15-3.90-0.01-0.01-0.05-5.77-1.79-1.79-0.6017.1814.05-21.9938.44-15.74-13.49-90.810.56-49.3449.34-6.029.379.3739.97-25.34-7.80-7.80-2.604.694.69-12.5720.00-3.90-3.900.610.612.58-7.08-2.20-2.20-0.7314.6714.67-19.3636.92-13.9-13.9-9.310.56-49.3449.34-6.029.379.3739.97-25.34-7.80-7.80-2.604.694.69-12.5720.00-3.90-3.900.610.612.58-7.08-2.20-2.20-0.7314.6714.67-19.3636.92-13.9-13.9-9.350.160.330.510.480.150.310.06-49.3449.34-6.027.8916.2825.16-20.79-6.50-13.43-2.604.69-12.5720.00-3.901.262.604.02-7.73-2.42-4.99-0.9713.8418.88-32.7340.82-12.82-18.42-9.599.44-9.21圖5.7恒載作用下的彎矩圖表5.5活荷載作用下的力矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.230.770.700.210.09-3.833.83-0.700.882.95-2.19-0.66-0.281.46-1.101.48-1.13-0.08-0.28-0.25-0.07-0.032.26-2.262.87-1.86-1.020.56-15.3315.33-2.812.912.919.50-7.26-2.25-2.25-0.750.441.46-3.634.75-0.33-1.130.330.331.07-1.91-0.59-0.59-0.203.684.7-8.3910.91-3.17-3.97-3.720.56-15.3315.33-2.812.912.919.50-7.26-2.25-2.25-0.751.461.46-3.634.75-1.13-30.44-1.44-0.45-0.45--9.0211.38-3.83-3.83-3.720.56-15.3315.33-2.812.912.919.50-7.26-2.25-2.25-0.751.461.46-3.634.75-1.13-30.44-1.44-0.45-0.45--9.0211.38-3.83-3.83-3.710.160.330.510.480.150.310.06-15.3315.33-2.812.455.067.82-6.01-1.88-3.88-0.751.46-3.013.91-10.79-1.33-0.42-0.86-7-9.7311.9-3.43-4.74-3.732.79-2.37圖5.8活載作用下的彎矩圖5.2.4梁端剪力和柱軸力的計算恒載作用下關于無荷載直接作用的桿件（如柱），將其柱端的彎矩連以直線，即為該桿件的彎矩圖；關于有荷載作用的桿件（如梁），則以桿端彎矩的連線為基線。疊加相應簡支梁的彎矩圖，即為該桿件的彎矩圖。1)、梁跨中彎矩為：第五層：MAB=1/8×15.737×7.22-1/2×(23.97+37.58)=71.20KN/mMCD=1/8×12.58×32-1/2×(16.72+16.72)=2.57KN/m第四層：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(21.99+38.44)=43.80KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.22+9.22)=0.20KN/m第三層：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(19.36+36.92)=45.87KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.35+9.35)=0.33KN/m第二層：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(19.36+36.92)=45.87KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.35+9.35)=0.33KN/m第一層：MAB=1/8×11.422×7.22-1/2×(32.73+40.82)=37,24KN/mMCD=1/8×8.021×32-1/2×(9.59+9.59)=0.57KN/m、梁端剪力：第五層：AB跨：（荷載引起的）QA=[q1+q2（1-α）]l/2=[5.25+11.525（1-0.229）]7.2/2=50.89KNQB=QAAB跨：（彎矩引起的）QA=（MA-MB）l/2=(23.97-37.58)/2=-1.89KNQB=-QABC跨：（荷載引起的）QB=[q1，+q2，/2]l/2=[1.5+17.73/2]*3/2=6.91KNQC=QB一至四層：AB跨：（荷載引起的）QA=[q1+q2（1-α）]l/2=[5.25+6.782（1-0.229）]7.2/2=37.73KNQB=QAAB跨：（彎矩引起的）第四層：QA=（MA-MB）l/2=(21.99-38.44)/7.2=-2.28KNQB=-QAAB跨：（彎矩引起的）第三層：QA=（MA-MB）l/2=(19.36-36.92)/7.2=-2.44KNQB=-QAAB跨：（彎矩引起的）第二層：QA=（MA-MB）l/2=(19.36-36.92)/7.2=-2.44KNQB=-QAAB跨：（彎矩引起的）第一層：QA=（MA-MB）l/2=(32.73-40.82)/7.2=-1.12KNQB=-QABC跨：（荷載引起的）QB=[q1，+q2，/2]l/2=1.5+10.43/2]*3/2=4.48KNQC=QB恒荷載作用下梁端總剪力=梁端荷載引起的-梁端彎矩引起的3）、柱軸力：N頂=Q總+PiN底=Q總+Pi+柱子重力荷載例如：第5層（A柱）：N頂=49+86.538=135.538KNN底=135.538+6.25×3.9=159.913KN表恒荷載作用下梁端剪力和柱軸力（kN）表5.6恒載作用下的剪力柱軸力計算層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VAVBVB=VCN頂N底N頂N底54952.786.91135.538159.913149.416173.791435.4540.014.48266.608290.983314.531338.906335.2940.174.48397.518421.893479.806504.181235.2940.174.4