土木毕业设计办公楼计算书_甜梦文库
土木毕业设计办公楼计算书
毕 业 设 计（论 文）设计(论文)题目：学生姓名： 二级学院： 班 级：李 朋广源集团办公楼设计指导教师： 专 业： 号：薛 涛龙蟠学院M 土木工程M07 土木工程 I（本）学提交日期：2011 年 5 月 20 日答辩日期：2011 年 5 月 23 日金陵科技学院学士学位论文目录目 录摘要..........................................................IVAbstract .........................................................V 1 概述 ...........................................................1 1.1 工程简介 ..................................................1 1.2 框架结构承重方案的选择 ....................................1 1.3 梁、柱截面尺寸的初步确定 ..................................1 1.3.1 框架梁的截面尺寸 .....................................1 1.3.2 框架柱的截面尺寸 .....................................2 1.3.3 框架结构计算简图 .....................................2 2 重力荷载代表值的计算 ...........................................4 2.1 荷载统计 ..................................................4 2.1.1 恒载标准值统计 .......................................4 2.1.2 墙体荷载标准值统计 ...................................4 2.1.3 活载标准值统计 .......................................5 2.2 重力荷载代表值的计算 ......................................5 2.3 各层重力荷载代表值 ........................................9 3 框架侧移刚度的计算 ............................................10 3.1 横梁线刚度 ib 的计算 ......................................10 3.2 柱线刚度 ic 的计算 ........................................10 3.3 各层横向侧移刚度计算 .....................................10 3.3.1 底层 ................................................10 3.3.2 二～五层 ............................................11 4 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 ........................12 4.1 横向自振周期的计算 .......................................12 4.2 水平地震作用计算 .........................................12 4.2.1 结构等效总重力荷载代表值 ............................12I金陵科技学院学士学位论文目录4.2.2 水平地震影响系数 ....................................12 4.2.3 结构总水平地震作用标准值 ............................12 4.3 多遇水平地震作用下的位移验算 .............................13 4.4 水平地震作用下框架内力计算 ...............................14 4.4.1 框架柱端剪力及弯矩 ..................................14 4.4.2 柱端弯矩计算 设地震荷载从左向右作用..................17 4.4.3 梁端弯矩计算――根据节点平衡来计算...................19 4.5、风荷载作用下的横向框架内力计算 ..........................20 4.5.1、风荷载计算(假定风从左向右吹) .......................20 4.5.2 水平风荷载作用下的位移验算 ..........................21 4.5.3 风荷载下的横向框架内力计算―D 值法 ...................22 5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 ..............................28 5.1 计算单元的选择 ...........................................28 5.2 恒载计算 .................................................28 5.3 竖向恒荷载作用下横向框架内力计算――分层法................30 5.4 竖向活载计算 .............................................40 5.5 竖向活荷载作用下横向框架(KL-3)内力计算――分层法 ..........41 6 梁、柱的内力组合 ..............................................51 6.1 梁的内力组合 .............................................51 6.2 柱的内力组合 .............................................55 7 梁、柱的截面设计 ..............................................58 7.1 梁的配筋计算 .............................................58 7.2 柱的配筋计算 .............................................60 8 基础设计 ......................................................64 8.1 外柱联合基础 .............................................64 8.1.1 荷载计算 ............................................64 8.1.2 确定基底尺寸 ........................................64 8.1.3 确定基础高度 ........................................64 8.1.4 基底配筋计算 ........................................65II金陵科技学院学士学位论文目录8.2 内柱联合基础设计 .........................................66 8.2.1 荷载计算 ............................................66 8.2.2 确定基底尺寸 ........................................66 8.2.3 确定基础高度 ........................................67 8.2.4 基底配筋计算 ........................................68 9 楼梯设计 ......................................................70 9.1 梯段板的计算 .............................................70 9.2 平台板计算 ...............................................71 9.3 平台梁计算 ...............................................71 9.4 梯柱计算 .................................................73 10 楼板设计 .....................................................74 10.1 屋面板设计 ..............................................74 10.2 楼面板设计 ..............................................77 11 结 论........................................................82 参考文献........................................................83 致 谢...........................................................84III金陵科技学院学士学位论文摘要广源集团办公楼摘要依据课题任务书以及《建筑防火规范》《建筑结构荷载规范》和《混凝土结构设计规 、 范》等国家现行规范，规程完成了该课题建筑，结构，施工三个方面的设计,首先从总体 出发，综合考虑和组织室内外的空间完成建筑平面，立面，以及剖面的设计；其次完成了 一榀框架各结构构件的配筋设计，手绘结构施工图。整个设计方案在建筑、结构方面满足 国家现行规范要求。 本设计对一榀框架，从结构选型入手，计算分析了该框架的荷载，利用分层法和 D 值 法分别对框架结构在竖向荷载、 水平风荷载作用下产生的内力进行了计算， 通过内力组合， 得出框架的控制内力，最后完成框架各构件的配筋计算并绘制了该框架的施工图。设计书 中同时选算了框架的一个基础、楼梯，给出了基础、楼梯的配筋计算并绘制了施工图。关键词：结构设计；框架结构；配筋；基础IV金陵科技学院学士学位论文AbstractGroup office of GuangyuanAbstractThe design is mainly on three parts of the subject,the building part, the structure part,and the construction part ,which based on the mission statement , &Building code for fire protection, &&building structures norms &,&Design of Concrete Structures&and other existing national norms.Firstly,I departured from the general, having taken indoor and outdoor space and organization into consideration,I completed the construction plan, elevation desig followed the calculation of the reinforcement on structural members of each designed framework.Construction drawing was finished by hand. The design of the building meets the existing national specification. In the design,I chose a framework, starting from the structure selection, when it came to the calculation load of the framework, the stratification method and D value method were both introduced, respectively for the calculation of the vertical load, internal forces produced by horizontal wind loads .Through the combination of internal forces, the internal control forces of the framework were obtained , and finally the framework of the reinforcement calculation of each component were completed and construction drawings of the framework was drawn.In the design book, the reinforcement was calculated and construction drawings was drawn in both the foundation and the stairs selected.Key words: S F R FoundationV金陵科技学院学士学位论文第 1 章 概述1 概述1.1 工程简介建筑地点：长江中下游 建筑类型：五层办公楼，钢筋混凝土框架结构，结构抗震等级为三级。 建筑介绍：建筑面积 5000m2 左右，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土板，楼板厚度 取 120mm，外墙采用 240 厚页岩模数空心砖，内墙采用采用 240 厚页岩模数空心砖。 地震条件：该地区的抗震设防烈度为 6 度。 地质条件：勘查场地地处长江中下游三角洲，地貌形态单一，属河流相堆积地貌。场 地地势较平坦，场地地面高程一般为 4.35～4.64m，地下水位埋深 0.50～1.00m。场地土 层（自上至下为）为： 1）杂填土：层厚 0.8～1.2m； 2）粉质粘土与粉土互层：层厚 1.50～2.80m，fak=125kPa。 3）砂土：层厚 2.30～3.30m， fak=280kPa。 4） 粉土：层厚 2.20～2.40m， fak=160kPa。 场地未发现活动断裂，天然状态下不存在液化土层、采空区、滑坡、地面沉降等不良 地质作用， 同时， 根据场地覆盖层厚度及场地地层剪切波速估测值和估计值计算建筑场地 类别，场地为稳定场地，类别为 II 类。 柱网与层高：本办公楼采用柱距为 3.6m 的内廊式柱网，边跨为 6.0m，中间跨 2.4m。 办公楼首层层高 3.3m,2～5 层层高 3.3 m。1.2 框架结构承重方案的选择楼板的均布活载和恒载经次梁直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。 根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径， 本办公楼框架的承重方案为横向框 架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。1.3 梁、柱截面尺寸的初步确定1.3.1 框架梁的截面尺寸截面高度一般取梁跨度的 1/12 至 1/8，截面宽度一般取截面高度的 1/2 至 1/3。本方 案梁截面高度取 6000× 1/9=650mm，截面宽度取 1/2-1/3 取 300mm，可得梁的截面初步定 为 b× h=300mm× 650mm。1金陵科技学院学士学位论文第 1 章 概述表 1.1 梁 截 面 尺 寸 (mm)横梁（b×h） 混凝土等级 框架边梁 C30 300×650 框架中梁 300×350纵梁（b×h） A、E 轴 300×500 B、C 轴 300×3501.3.2 框架柱的截面尺寸框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： （1）柱组合的轴压力设计值 N ? ? ? F ? g E ? n 注：β―作用组合后柱轴压力增大系数。 F―支状态计算柱的负载面积，见图 1.1。 gE―建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取 14KN/m2。 n―计算截面以上的楼层层数。 （2）Ac≥N/uNfc 注：uN―架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为 0.85。 fc―凝土轴心抗压强度设计值，对 C30，查得 14.3N/mm2。 （3）计算过程 对于边、中柱： N=βFgEn=1.2× 21.6× 5=1815（KN） 14× Ac≥N/uNfc=1815× 3/(0.85× 10 14.3)=149272 (mm2) 取 450mm× 550mm表 1.2 柱 截 面 尺 寸 (mm)层数 1 2-5混凝土等级 C30 C30b×h 450×550 450×5501.3.3 框架结构计算简图本办公楼基础埋深为 1.5m,基础顶面距离室外地坪 1.1m，首层层高 3.3m，室内外地 坪高差 0.45m。 所以首层柱子的计算高度为 1.1+0.45+3.3=4.85m， 2～5 层柱子计算高度均为楼层层高 3.3m2金陵科技学院学士学位论文第 1 章 概述图 1.1 框 架 结 构 柱 网 布 置 图图 1.2 框 架 结 构 计 算 简 图3金陵科技学院学士学位论文第 2 章 重力荷载代表值的计算2 重力荷载代表值的计算2.1 荷载统计2.1.1 恒载标准值统计查《结构荷载规范》可取： ① 屋面恒荷载标准值（上人） 100 厚焦渣保温层 两毡三油防水层 20 厚水泥砂浆找平层 120 厚现浇钢筋混凝土板 15 厚粉底 不上人屋面恒荷载： ② 2-4 层楼面： 20 厚水泥砂浆面层 120 厚现浇钢筋混凝土板 15 厚粉底 楼面恒载： ③ 2-4 层卫生间： 楼面恒载： ④ 1 层地面 20 厚水泥砂浆面层 1 2 0 厚 现浇 钢筋 混 凝土 板 地面恒载： ⑤ 梁柱容重 2 0 ×0 . 0 2 = 0 . 4 K N / m 2 2 5×0 .1 2= 3 . 0 K N/ m 2 3.4KN/m2 25 KN/m3 8KN/m2 20×0.02=0.4KN/m2 25×0.12=3.0 KN/m2 20×0.015=0.3 KN/m2 3.7KN/m2 14×0.1=1.4 KN/m2 0.4KN/m2 20×0.02=0.4KN/m2 25×0.12=3.0 KN/m2 20×0.015=0.3 KN/m2 5.5KN/m22.1.2 墙体荷载标准值统计外、内墙荷载标准值 1 层外、内墙荷载设计标准值统计 2 0 厚 1 ： 2 . 5 水 泥砂 浆 粉 刷 （ 内 外 ） 2 4 0 厚 页 岩 模 数多 空砖 合计： 2-5 层外、内墙荷载设计标准值统计 2 0 厚 1： 2.5 水泥砂浆粉刷（内外） 2 4 0 厚 页 岩 模 数多 空砖40 . 0 2 ×20 = 0 . 8 K N / m 2 0. 2 4 ×1 3 . 5 =3 . 2 4 K N / m 2 4.04KN/m2 0.02×20=0.8 KN/m 2 0. 2 4 ×1 3 . 5 =3 . 2 4 K N / m 2金陵科技学院学士学位论文第 2 章 重力荷载代表值的计算合计：4.04KN/m22.1.3 活载标准值统计不上人屋面活荷载标准值 楼面活荷载标准值 走廊 卫生间活荷载标准值 屋面雪荷载标准值 （式中 ur 为屋面积雪分布系数） 0.5KN/m2 2.0KN/m2 2.5KN/m2 2.0KN/m2 S K = u r S 0 = 1 . 0 ×0 . 5 5 = 0 . 5 5 K N / m 22.2 重力荷载代表值的计算表 2.1 框 架 梁 重 量 统 计净 跨 类别 （mm） 6000 横梁 00 3600 纵梁 3600 抹灰：96KN截 面 （mm） 300×650 300×450 300×650 300×450 300×500 300×350容重体 积 数 量 （m3 ） 1.17 0.81 0.47 0.324 0.54 0.378 (根) 4 34 2 17 36 36单 重 （KN） 29.25 20.25 11.7 8.1 13.5 9.45总 重 （KN） 117 688.5 23.4 137.7 486 340.2（KN/m 3 ） 25 25 25 25 25 25表 2.2 框 架 柱 重 量 统 计计算高 类别 度（mm） 一层柱 0 二~五层 柱 0 330 430截 面容重体 积 （m3） 1.064数 量 （根） 76单 重 （KN） 26.6总 重 （KN） 2022（mm） （KN/m3） 450×550 25450×550250.827620.51558第一层： 1、横向填充墙 AE 跨外横墙：外墙厚 240mm，柱间墙计算长度 11450mm，计算高度 31005金陵科技学院学士学位论文第 2 章 重力荷载代表值的计算单跨重量：11.45× 4.04× =143.4KN 3.1 数量：2；总重：143.4× 2=287KN AE 跨内横墙：外墙厚 240mm，柱间墙计算长度 5550mm，计算高度 2.85mm。 跨重量：5.55× 4.04 KN× 2.85 =64KN 数量：29；总重：64× 29=1856KN 2、纵墙填充墙 A、E 外墙：计算长度 3150mm，计算高度 1150mm 总重 4.04× 3.15× 1.15=15KN 数量：32；总重：15× 32=480KN A、E 内墙：计算长度 1950mm，计算高度 2950mm 总重 1.95× 2.95× 4.04KN/ m =23.2KN 数量：30；总重：23.2× 30=696KN 3、窗户重计算（自重 0.5 KN/m2） C1 尺寸：3000mm× 2100mm 数量：30；重量：30× 3.0× 2.1× 0.5=94.5KN C2 尺寸：1000mm× 1000mm 数量：2；重量：1× 2× 1× 0.5=1KN C3 尺寸：1500mm× 2100mm 数量：1 ；重量：1× 1.5× 2.1× 0.5=1.6KN 总重：94.5+1+1.6 =97.1KN 4、门重计算： （自重 0.5 KN/m2） 大门 1： 尺寸：900mm× 2200mm 数量：2；重量：2× 0.9× 2.2× 0.5=2KN 内门 2：尺寸：1200mm× 2200mm 数量：15；重量：15× 1.2× 2.2× 0.5=20KN 内门 3： 尺寸：1500mm× 2200mm 数量：5 ；重量：5× 1.5× 2.2× 0.5=9KN 总重：2+9+20=31KN 内门 4： 尺寸：2400mm× 3300mm 数量：4 ；重量：4× 2.4× 3.3× 0.5=15.84KN 总重：2+9+20+15.84=46.84KN 5、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算） 面积：卫生间（1 个）s=43.2m2 楼梯间 1=21.6 m2 楼梯间 2=21.6 m2 办公室：648 m2 走廊：155.52 m26单金陵科技学院学士学位论文第 2 章 重力荷载代表值的计算卫生间：43.2 m2 恒载： （155.52+648）× 3.7+43.2× 8+21.6× 2=3665KN 8× 总和：3665KN 活载：走廊：155.52x2.5=389KN 其他： （43.2+691.2）x2=1469KN 总和：1858KN 第二~五层： 1、横向填充墙 AE 跨外横墙：外墙厚 240mm，柱间墙计算长度 11450mm，计算高度 2.65mm 单跨重量：11.45× 4.04× 2.65 =123KN 数量：2；总重：123× 2=246KN AE 跨内横墙：外墙厚 240mm，柱间墙计算长度 5550mm，计算高度 2.85mm 单跨重量：5.55× 4.04 KN× 2.85 =64KN 数量：29；总重：64× 29=1856KN 2、纵墙填充墙 A、E 外墙：计算长度 3150mm，计算高度 700mm 总重 4.04× 3.15× 0.7=9KN 数量：32；总重：9× 32=288KN A、E 内墙：计算长度 1950mm，计算高度 2950mm 总重 1.95× 2.95× 4.04KN/ m =23.2KN 数量：30；总重：23.2× 30=696KN 3、窗户重计算（自重 0.5 KN/m2） C1 尺寸：3000mm× 2100mm 数量：30；重量：30× 3.0× 2.1× 0.5=94.5KN C2 尺寸：1000mm× 1000mm 数量：2 ；重量：1× 2× 1× 0.5=1KN C3 尺寸：1500mm× 2100mm 数量：1；重量：1× 1.5× 2.1× 0.5=1.6KN 总重：94.5+1+1.6 =97.1KN 4、门重计算： （自重 0.5 KN/m2） 大门 1： 尺寸：900mm× 2200mm 数量：2；重量：2× 0.9× 2.2× 0.5=2KN 内门 2：尺寸：1200mm× 2200mm 数量：15；重量：15× 1.2× 2.2× 0.5=20KN 内门 3： 尺寸：1500mm× 2200mm7金陵科技学院学士学位论文第 2 章 重力荷载代表值的计算数量：5；重量：5× 1.5× 2.2× 0.5=9KN 总重：2+9+20=31KN 内门 4： 尺寸：2400mm× 3300mm 数量：4 ；重量：4× 2.4× 3.3× 0.5=15.84KN 总重：2+9+20+15.84=46.84KN 5、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算） ： 面积：卫生间（1 个）s=43.2m2 楼梯间 1=21.6 m2 卫生间：43.2 m2 恒载： （155.52+648）× 3.7+43.2× 8+21.6× 2=3665KN 8× 总和：3665KN 活载：走廊：155.52x2.5=389KN 其他： （43.2+691.2）x2=1469KN 总和：1858KN 注：墙、窗、门等荷载取该层上下各一半重量；梁柱考虑上粉刷层重力荷载而对其重 力荷载取增大系数 1.05。 顶层 屋面恒载、活载计算： 面积：楼板面积：933.12 m2 恒载：楼板及吊重：933.12x（5.5+0.5）=5599KN 活载：屋面及雪荷载：933.12x0.5=467KN 综上： G1=287++97.1+46.84+.5+23.4+137.7+486+340.2+96+ ? 56+288+696+94.5+97.1+46.84+09KN G2=G3=G4=(246++94.5+97.1+46.84++688.5+23.4+137.7+486+ 340.2+.5x56+288+696+94.5+97.1+46.84+66KN G5=(246++94.5+97.1+46.84+9+117+688.5+23.4+137.7+486+ 340.2 +96+768+0.5 x467=10931KN注：决定多层框架的地震荷载时，结构的计算简图可以认为是一多质点体系，产生地震荷载的建 筑物重量集中于各层的楼盖处，各质点质量还应包括上下各半层范围内的恒载，50%的雪载或 50%的 楼面等效均布活荷载。楼梯间 2=21.6 m2办公室：648 m2 走廊：155.52 m28金陵科技学院学士学位论文第 2 章 重力荷载代表值的计算2.3 各层重力荷载代表值图 2.1 各 质 点 的 重 力 荷 载 代 表 值9金陵科技学院学士学位论文第 3 章 框架侧移刚度的计算3 框架侧移刚度的计算3.1 横梁线刚度 ib 的计算表 3.1 横 梁 线 刚 度 表类别Ecb×h（N/mm 2 ） （mm×mm） 3.0×10 4 300×650 300×650 300×450 300×450I 0 （ mm） l（ mm） 6.9×10 9 6.9×10 9 2.3×10 9 2.3×10 9 00 2400E c I 0 /l （N? mm） 3.5×10 10 8.6×10 10 1.2×10 10 2.9×10 101.5E c I 0 /l （N? mm） 5.25×10 10 1.3×10 11 1.8×10 10 4.4×10 102E c I 0 /l （N? mm） 7×10 10 1.72×10 11 2.4×10 10 5.8×10 10AE 边框架3.0×10 4 3.0×10 4 3.0×10 4AE 中框架注：I O =bh 3 /123.2 柱线刚度 ic 的计算表 3.2 柱 线 刚 度 表层次 1 2～5h c （mm） Ec（N/mm 2 ） 3.0×10 4 3.0×10 4b×h（mm×mm） 450×550 450×550I c （ mm 4 ） 6.2×10 10 6.2×10 10E c I c /h c （N? mm） 4.3×10 10 5.6×10 10注：I=bh 3 /123.3 各层横向侧移刚度计算3.3.1 底层边框边柱i ? 5.25 / 4.3 ? 1.22? c =( i ? 0.5 )/( 2 ? i )=0.534D= ? c D1 =(0.534 ? 12× 4.3× 10)/ 4 10 数量 4； ∑D1i=14907× 4=59628 边框中柱i ? 5.25 ? 13 / 4.3 ? 4.3 （ ）?c ? (i ? 0.5) /(i ? 2) ? 0.73D= ? c D1 =(00.73 ? 12× 4.3× 10)/ 4 10 数量 4；∑D1i=20372× 4=81488 中框边柱i ? 2.4 / 4.3 ? 0.5610金陵科技学院学士学位论文第 3 章 框架侧移刚度的计算? c =( i ? 0.5 )/( 2 ? i )=0.42D= ? c D1 =(0.42 ? 12× 4.3× 10)/ 4 10 数量 34 ∑D1i=11721× 34=398514 中框中柱i =(2.4+5.8)/4.3=2? c =( i ? 0.5 )/( 2 ? i )=0.625D= ? c D1 =(0.625 ? 12× 4.3× 11)/ 4 10 数量 34；∑D1i=17441× 34=592994 ∑D1=11326243.3.2 二～五层边框边柱i =（5.25+5.25）/（2× 5.6）=0.94? c = i /( 2 ? i )=0.32D= ? c D1 =(0.32 ? 12× 5.6× 10)/ 3 10 数量 4 ；∑D1i=19747× 4=78987 边框中柱i =(5.25× 2+13× 2)/（5.6× 2）=3.3 ?c ? i /(2 ? i) ? 0.32D= ? c D1 =(0.62 ? 12× 5.6× 10)/ 3 10 数量 4；∑D1i=38259× 4=153035 中框边柱i ? 2.4 / 5.6 ? 0.428? c = i /( 2 ? i )=0.18D= ? c D1 =(0.18 ? 12× 5.6× 101)/ 3 10 数量 34 ；∑D1i=11107× 34=377653 中框中柱i =(2.4+5.8)/5.6=1.5?c ? i /(2 ? i) ? 0.43 D= ? c D1 =(0.43 ? 12× 5.6× 10)/ 3 10数量 34 ；∑D1i=26535× 34=902190 ∑D1=1511865 由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为：表 3.3 层 间 侧 移 刚 度层次 Di（N/mm）1 11326242 1511865113 15118654 15118655 1511865金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1 横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。表 4.1 顶 点 位 移 计 算层次 5 4 3 2 1各层重量(KN)
14409总重量(KN)
59438层间刚度∑DiG ?ui ? ? ? Di0.007 0.015 0.022 0.03 0.05∑uT=∑Δui 0.124 0.117 0..102 0.08 0.05 2624T1 ? 1.7 ? ? 0 uT ? 1.7 ? 0.6 ? 0.124 ? 0.36 ? Tg ? 1.4 ? 0.35 ? 0.49(s)由此可得：顶附加的证作用系数 ? n ? 0注：上式中，对于民用建筑取 ? 0 ? 0.6 ~ 0.8 ，本设计取 ? 0 ? 0.6 ；对于Ⅱ类场地土，地震设计分 组第一组，取特征周期值 Tg=0.35(s)4.2 水平地震作用计算本结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可 才用底部剪力法计算框架水平地震作用。4.2.1 结构等效总重力荷载代表值Geq=0.85∑Gi =0.85× （x3+14409） =50522.3KN4.2.2 水平地震影响系数查表得Ⅱ类场地土地震设计分组第一组特征周期值 Tg=0.350s。 查表得设防烈度为 6 度的 ? max =0.04?1 = (Tg T) ? ?2? max =1× 0.04=0.044.2.3 结构总水平地震作用标准值FEK ? ?1Geq=0.04× 50522.312金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算=2021(KN） 因 T1&1.4Tg，所以无需考虑顶部附加水平地震作用。 各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk/（∑GkHk） 地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vi 为 Vi=∑Fi（i=1，2，…n） 计算过程如下表：表 4.2 各 质 点 横 向 水 平 地 震 作 用 及 楼 层 地 震 剪 力 计 算 表层次 5 4 3 2 1 ∑H i （ m） 17.5 14.2 10.9 7.6 4.3G i （ KN）
14409G i H i （ KN? m）
58.7 G i H i /∑G j H j 0.3 0.26 0.2 0.14 0.1F i （ KN） 606.3 525.46 404.2 282.94 202.1V i （ KN） 606.3 5.96 1图 4.1 水 平 地 震 作 用 分 布 及 层 间 剪 力 分 布 图4.3 多遇水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i 和顶点位移 ui 分别按下列公式计算： （△u）i = Vi/∑Dij ui=∑（△u）k 各层的层间弹性位移角ζ e=（△u）i/hi，根据《抗震设计规范》 ，考虑砖填充墙抗侧力13金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算作用的框架，层间弹性位移角限值[ζ e]&1/550。 计算过程如下表：表 4.3 横 向 水 平 地 震 作 用 下 的 位 移 验 算层次V i （ KN）∑D i （ N/mm）
2624Vi 层间位移ΔUi=Di0.4 0.75 1.02 1.2 1.8h i（ m）ζ e =（ △ u） i /h i5 4 3 2 1606.3 5.96 13.300 3.300 3.300 3.300 4.3001/0 1/0 1/2388由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/，满足规范要求。4.4 水平地震作用下框架内力计算4.4.1 框架柱端剪力及弯矩由底部剪力法计算出来的每层的地震剪力，按照每榀框架的刚度比值分配到每榀框架 上，而每榀框架的地震剪力按柱的刚度比值分配到每一根柱上，最后以 D 值法求结构的内 力。现以第 8 轴为例，其内力的计算如下： 1、地震剪力的分配 在每层结构中，KJ-3 的地震剪力分配系数为： 非底层 Dim / ? Di ? (11107 2 ? 26535 2) / .05 ； ? ? ? 底层 Dim / ? Di ? (11721 2 ?
? ? ? 故地震剪力分配如表 4.4表 4.4 A 和 B 柱的剪力第五层Vim ? Vi ?D im ? 606.3? 0.05 ? 30.32 ? DiA柱V ? Vi ? Di ?DB柱11107 ? 30.32 ? 4.47 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第四层 A柱Vim ? Vi ?26535 ? 30.32 ? 10.7 11107 ? 2 ? 26535 ? 2Dim ? 1131 6 ? 0.05 ? 56.59 .7 ? DiB柱V ? Vi ?Di ?D11107 ? 56.59 ? 8.35 11107 ? 2 ? 26535 ? 226535 ? 56.59 ? 20 11107 ? 2 ? 26535 ? 214金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算第三层 A柱V ? Vi ? Di ?DVim ? Vi ?Dim ? .05? 76.8 ? ? DiB柱11107 ? 76.8 ? 11.3 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第二层 A柱Vim ? Vi ?26535 ? 6.8 ? 27.1 11107 ? 2 ? 26535 ? 2Dim ? .05? 91 ? ? DiB柱V ? Vi ?Di ?D11107 ? 91 ? 13.4 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第一层 A柱Vim ? Vi ?26535 ? 91 ? 32.0KN 11107 ? 2 ? 26535 ? 2Dim ? ? 109.13 ? DiB柱V ? Vi ?Di ?D1 ? 21.9 11721 ? 2 ? 17441 ? 21 ? 32.6 11721 ? 2 ? 17441 ? 2注：在剪力分配时，D 柱与 A 柱相同，C 柱与 B 柱相同，故表中未列出 D 柱和 C 柱的剪力。2、柱的反弯点高度计算表 4.5 各层柱反弯点值位置系数A 0.428 0.22 1 0 0 1 0B 1.5 0.375 1 0 0 1 0 1.24 B 1.5 0.42 1 0 1 0 115CDiy0 第五层 α1 y1 α2 y2 α3 y3y同同j =5n=5 h=3.3mB 柱A 柱0.73 A 0.428 0.32 1 0 1 0 1位置系数CDi第四层 y0 α1 y1 α2 y2 α3同同j =4n=5 h=3.3mB 柱A 柱金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算y3y0 1.06 A 0.428 0.4 1 0 1 0 1 0y0 1.4 B 1.5 0.475 1 0 1 0 1 0 1.57 B 1.5 0.5 1 0 1 0 1.303 0 1.65 B 2 0.95 － 0 0.77 0.05 － 0 2.4柱 柱 B A 同 同 C D 柱 柱 B A 同 同 C D 柱 柱 B A 同 同 C D位置系数iy0 第三层 α1 y1 α2 y2 α3 y3j =3n=5 h=3.31.32 A 0.428 0.5 1 0 1 0 1.303 0位置系数iy0 第二层 α1 y1 α2 y2 α3 y3yj =2n=5 h=3.31.65 A 0.56 1.2 － 0 0.77 -0.07 － 0位置系数iy0 第一层 α1 y1 α2 y2 α3 y3yj =1n=5 h=4.33.416金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算注：1. y0 由2.4 2.4 ? 5.8、n 及2.4 2.4 ? 5.8查表得到。2. y1 由α 1 及 K 查表得到， ?1 ? (i1 ? i 2 ) /(i3 ? i 4 ) ；当 i1+i2＞i3+i4 时，α 1 取倒数，即 。 ?1 ? (i3 ? i 4 ) /(i1 ? i 2 ) 并且 y1 值取负号“-” 3. y2 由α 2 及 K 查表得到，α 2=h 上/h 本。 4. y3 由α 3 及 K 查表得到，α 2= h 下/h 本。 5. y ? (y0 ? y1 ? y2 ? y3 )h 。4.4.2 柱端弯矩计算 设地震荷载从左向右作用柱下端弯矩 M 下=2.4 2.4 ? 5.8×V柱上端弯矩M 上=(h-2.4 2.4 ? 5.8)×V柱端弯矩及剪力计算结果如下图所示：(C 柱和 B 柱相同，D 柱和 A 柱相同)图 4.2V 图17金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算图 4.3 N 图图 4.4 M 图18金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.4.3 梁端弯矩计算――根据节点平衡来计算第五层：MAB=MDC=11.48KNm 2.4 MBA=MCD= × 22.04=6.45KNm 2 .4 ? 5 .8 5.8 MBC=MCB= × 22.04=15.59KNm 2 .4 ? 5 .8 第四层：MAB=MDC=3.26+18.7=21.96KNm2.4 × (13.27+38)=15KNm 2 .4 ? 5 .8 5.8 MBC=MCB= × (13.27+38)=36.3KNm 2 .4 ? 5 .8MBA=MCD=第三层：MAB=MDC=8.85+22.37=31.22KNm2.4 × (28+46.88)=22KNm 2 .4 ? 5 .8 5.8 MBC=MCB= × (28+46.88)=53KN.m 2 .4 ? 5 .8MBA=MCD=第二层：MAB=MDC=14.92+22.11=37.03KNm2.4 × (42+53)=27.8KNm 2 .4 ? 5 .8 5.8 MBC=MCB= × (42+53)=67.2KN.m 2 .4 ? 5 .8MBA=MCD=第一层：MAB=MDC=20.11+19.71=39.82KNm MBA=MCD=2.4 × (53+61.94)=33.64KNm 2 .4 ? 5 .8 5.8 MBC=MCB= × (53+61.94)=81.3KNm 2 .4 ? 5 .819金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算图 4.5 M 图4.5、风荷载作用下的横向框架内力计算4.5.1、风荷载计算(假定风从左向右吹)垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应为： K=β Zμ Sμ Zw0。 W 因结构高度 H=17.7m＜30m， 故取β Z=1.0；对于矩形截面，μ S=1.3（受风面与背风面之和） ，本建筑物所在地地面粗糙 度为大城市郊区， 故地面粗糙度属 B 类。 将风荷载换成作用于框架每层节点上的集中荷载， 如表 4.9：表 4.6 风荷载 层次 5 4 3 2 1 βZ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 μS 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 Z (m) 17.5 14.2 10.9 7.6 3.75 μZ 1.2 1.12 1.08 1.0 1.0 w0 (KN/m2) 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 A (m2) 11.88 11.88 11.88 11.88 15.48 PW (KN) 10.2 9.5 9.2 8.5 11.1注：表中 A 为各层框架节点的受风面积。20金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算故风荷载下的计算简图为：图 4.6 风荷载计算简图4.5.2 水平风荷载作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i 和顶点位移 ui 分别按下列公式计算： （△u）i = Vi/∑Dij ui=∑（△u）k 各层的层间弹性位移角ζ e=（△u）i/hi，根据《抗震设计规范》 ，考虑砖填充墙抗侧力 作用的框架，层间弹性位移角限值[ζ e]&1/550。 计算过程如下表：表 4.7 横 向 水 平 地 震 作 用 下 的 位 移 验 算 层次 V i （ KN） ∑D i （ N/mm） 层间位移 h i（ m） ζ e =（ △ u） i /h i?Ui ? Vi / Di5 10.2 .14 3.300 1/23571金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4 3 2 119.7 28.9 37.4 48.5 0.26 0.38 0.5 0.833.300 3.300 3.300 4.3001/4 1/0由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/，满足规范要求。4.5.3 风荷载下的横向框架内力计算―D 值法1、风荷载下各柱剪力的分配 在每层结构中，故风荷载剪力分配为：表 4.8 A 和 B 柱的剪力值第五层 A柱V ? Vi ? Di ?DB柱1 ? 1.5 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第四层 A柱2 ? 3.6 11107 ? 2 ? 26535 ? 2B柱V ? Vi ?Di ?D1 ? 3 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第三层 A柱2 ? 7 11107 ? 2 ? 26535 ? 2B柱V ? Vi ?Di ?D11107 ? 28.9 ? 4.3 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第二层 A柱26535 ? 28.9 ? 10.2 11107 ? 2 ? 26535 ? 2B柱V ? Vi ?Di ?D11107 ? 37.4 ? 5.5 11107 ? 2 ? 26535 ? 2第一层 A柱26535 ? 37.4 ? 12.2 11107 ? 2 ? 26535 ? 2B柱V ? Vi ?Di ?D11721 ? 48.5 ? 9.7 11721 ? 2 ? 17441 ? 217441 ? 48.5 ? 14.5 11721 ? 2 ? 17441 ? 2注：在剪力分配时，D 柱与 A 柱相同，C 柱与 B 柱相同，故表中未列出 D 柱和 C 柱的剪力。22金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2、柱的反弯点高度计算表 4.9 柱的反弯点高度位置系数AB 1.5 0.375 1 0 0 1 0 1.24 B 1.5 0.42 1 0 1 0 1 0 1.4 B 1.5 0.475 1 0 1 0 1 0 1.57 B 1.523CDiy0 第五层 α1 y1 α2 y2 α3 y3y0.428 0.22 1 0 0 1 0 0.73 A同 B 柱同 A 柱j =5n=5 h=3.3m位置系数CDiy0 第四层 α1 y1 α2 y2 α3 y3y0.428 0.32 1 0 1 0 1 0 1.06 A同 B 柱同 A 柱j =4n=5 h=3.3m位置系数CDiy0 第三层 α1 y1 α2 y2 α3 y3y0.428 0.4 1 0 1 0 1 0 1.32 A同 B 柱同 A 柱j =3n=5 h=3.3位置 第二层系数C 同D 同i0.428金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算j =2n=5 h=3.3y0 α1 y1 α2 y2 α3 y3y0.5 1 0 1 0 1.303 0 1.65 A0.5 1 0 1 0 1.303 0 1.65 B 2 0.95 － 0 0.77 0.05 － 0 2.4B 柱A 柱位置系数CDiy0 第一层 α1 y1 α2 y2 α3 y3y0.56 1.2 － 0 0.77 -0.07 － 0 3.4同 B 柱同 A 柱j =1n=5 h=4.3注：1. y0 由 、n 及 i 查表得到。 2. y1 由α1j及 K 查表得到，α 1=i1 ? i 2 ；当 i1+i2＞i3+i4 时，α i3 ? i 41取倒数，即α 1=i3 ? i 4 并且 y1 i1 ? i 2值取负号“-” 。 3. y2 由α 2 及 K 查表得到，α 2=h 上/h 本。 4. y3 由α 3 及 K 查表得到，α 2= h 下/h 本。 5. y =(y0+y1+y2+y3)h梁、柱剪力图 4.7 所示24金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算图 4.7V图3、柱端弯矩计算 柱下端弯矩 柱上端弯矩设风荷载从左向右作用 M 下= y ×V M 上=(h- y )×V柱端弯矩计算结果如下图所示：(C 柱和 B 柱相同，D 柱和 A 柱相同)25金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算图 4.8 M 图4、梁端弯矩计算――根据节点平衡来计算 第五层：MAB=MDC=3.86KNm 2.4 M BA ? M CD? ? 7.42 ? 5.2K ? M 2.4 ? 5.8 5.8 M BC ? M CB ? ? 7.42 ? 5.2KN ? m 2.4 ? 5.8 第四层：MAB=MDC=1.1+6.72=7.82KNm 2.4 M BA ? M CD? ? 13.3 ? 5.3 ? 5.4K ? M （ ） 2.4 ? 5.8 5.8 M BC ? M CB ? ? (13.3 ? 5.3) ? 13.2 KN ? m 2.4 ? 5.8 第三层：MAB=MDC=3.18+8.5=11.68KNm26金陵科技学院学士学位论文第 4 章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算M BA ? M CD? M BC ? M CB2.4 ? (9.8 ? 17.6) ? 8K ? M 2.4 ? 5.8 5.8 ? ? (9.8 ? 17.6) ? 19.4KN ? m 2.4 ? 5.8第二层：MAB=MDC=5.7+9.1=14.8KNm 2.4 M BA ? M CD? ? (16 ? 21.8) ? 11.1K ? M 2.4 ? 5.8 5.8 M BC ? M CB ? ? (16 ? 21.8) ? 26.7KN ? m 2.4 ? 5.8 第一层：MAB=MDC=9.1+8.7=17.8KNm 2.4 M BA ? M CD? ? (21.8 ? 27.55) ? 14.4 K ? M 2.4 ? 5.8 5.8 M BC ? M CB ? ? (21.8 ? 27.55) ? 35KN ? m 2.4 ? 5.8 风荷载作用下的框架梁端弯矩图(左向)图 4.9 M 图27金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算5.1 计算单元的选择1、取 8 轴线横向框架进行计算，如下图所示：图 5.1 计 算 单 元2、计算单元选取 计算单元宽度为 3.6m，板面荷载直接传给该框架的荷载如图中的水平阴影所 示。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线偏心小于 1/4 柱该方向柱宽，所 以在框架节点上没有集中力矩。5.2 恒载计算竖向恒载计算 1、屋面框架梁线载标准值 恒载： 屋面恒载为 5.5KN/m2 边跨框架梁自重(含粉刷)为： 中跨框架梁自重(含粉刷)为： 屋面板传给边跨梁的线恒载为： 屋面板传给中跨梁的线恒载为：2825×0.3×0.45+20×0.02×1.05=3.82KN/m 25×0.3×0.35+20×0.02×1.05=3.05KN/m 5.5×3.6=19.8KN/m 5.5×2.4=13.2KN/m金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算活载： 屋面板传给边跨梁的线活载为： 屋面板传给中跨梁的线活载为： 2、楼面框架梁线载标准值 恒载： 楼面恒载为 3.7KN/m2 边跨框架梁自重(含粉刷)为： 中跨框架梁自重(含粉刷)为： 楼面板传给边跨梁的线恒载为： 楼面板传给中跨梁的线恒载为： 内墙传给边跨梁的线载为 （含粉刷） ： 活载： 楼面板传给边跨梁的线活载为： 楼面板传给中跨梁的线活载为： 3、框架结构荷载计算简图 2.0× 3.6=7.2KN/m 2.5× 2.4=6KN/m 25× 0.3× 0.45+20× 0.02× 1.05=3.82KN/m 25× 0.3× 0.35+20× 0.02× 1.05=3.05KN/m 3.7× 3.6=13.32KN/m 3.7× 2.4=8.88KN/m 13.5× 2.85× 0.24+20× 0.02× 2.85=10.4KN/m 0.5× 3.6=1.8KN/m 0.5× 2.4=1.2KN/m屋面梁恒载、活载29金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算楼面梁恒载、活载图 5.2 恒 载 、 活 载 作 用 下 横 向 框 架 荷 载 计 算 简 图5.3 竖向恒荷载作用下横向框架内力计算――分层法1、实际均布荷载转化成等效均布荷载 (1)、顶层边跨 实际荷载为：q1=3.82KN/m, ? ?
? 0.3 q2=(1-2× 2+33)× 0.3 19.8=16.77KN/m q=q1+q2=3.82+16.77=20.6KN/m 等效均布荷载为：(2) 顶层中跨 实际荷载为：30金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算5 q2= × 13.2=8.25 KN/m 8 q=q1+q2=3.05+8.25=11.3KN/mq1=3.05KN/m，等效均布荷载为：(3) 中间层边跨 实际荷载为：q1=3.82KN/m， ? ?
? 0.3 q2=(1-2× 2+0.33)× 0.3 13.32=11.28KN/m q=q1+ q2+q3=3.82+11.28+10.4=25.5KN/m 等效均布荷载为：(4)中间层中跨 实际荷载为：5 q1=3.05KN/m，q2= × 8.88=5.55 KN/m 8q=q1+q2=3.05+5.55=8.6KN/m31金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算等效均布荷载为：2、求各梁端的固端弯矩 利用结构和荷载的对称性，取如下图所示的二分之一结构进行计算。1 2 1 ql ? ? ? 20.6 ? 62 ? ?6 1 . 8 K?N m 12 12 1 1 M BE ? ? ql 2 ? ? ?11.3 ?1.2 2 ? ?5.42 KN ? m 3 3 1 2 1 M EB ? ? ql ? ? ?11.3 ?1.22 ? ?2.71 KN ? m 6 6 1 1 ?m 第四层： M AB ? ? M BA ? ? ql 2 ? ? ? 25.5 ? 62 ? - 7 6 . 5 K N 12 12 1 1 M BE ? ? ql 2 ? ? ? 8.6 ?1.22 ? -4.13 KN ? m 3 3 1 2 1 M EB ? ? ql ? ? ? 8.6 ?1.22 ? -2.07 KN ? m 6 6 第三二一层各梁端的固端弯矩均和第四层相同，故不再另外计算。第五层：M AB ? ? M BA ? ?图 5.3 荷载图3、计算各梁和柱的分配系数 梁柱的分配系数如下表所示：32金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算表 5.1 梁柱分配系数层次 节点 转 动 刚 度 S ΣS 分 配 系 数S ?S五 A ― ―层 B 2.4× 4 ― 5.6× 0.9× 4 11.6 41.36 0.23 ― 0.49 0.28四、三、二层 Ａ ― 5.6× 0.9× 4 5.6× 0.9× 4 2.4× 4 49.92 ― 0.4 0.4 0.2 Ｂ 2.4× 4 5.6× 0.9× 4 5.6× 0.9× 4 11.6 61.52 0.16 0.33 0.33 0.18底 Ａ ―层 Ｂ 2.4× 4 5.6× 0.9× 4 4.3× 4 11.6 58.56 0.16 0.34 0.3 0.2左梁 上柱 下柱 右梁5.6× 0.9× 4 4.3× 4 2.4× 4 46.96 ― 0.43 0.37 0.25.6× 0.9× 4 2.4× 4 29.76左梁 上柱 下柱 右梁― ― 0.68 0.32注：在计算分配系数时，除底层柱外的其余各层柱，其线刚度均应乘以折减系数 0.9。 4、各梁柱的线刚度（×10 ）图所示：10图 5.4 线刚度 33金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算4、用分层法计算梁、柱端的弯矩 (1) 第五层图 5.5 顶层弯矩分配图注：1、节点 A 和节点 B 间弯矩传递系数均为 1/2，节点 B 向节点 E 传递弯矩系数为-1。 2、柱子的最终弯矩向柱另一端传递时系数为 1/3。(2) 第四、三、二层图 5.6 标准层弯矩分配图 34金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算注：1、节点 A 和节点 B 间弯矩传递系数均为 1/2，节点 B 向节点 E 传递弯矩系数为-1。 2、柱子的最终弯矩向柱另一端传递时系数为 1/3。(3) 第一层图 5.7 底层弯矩分配图注：1、节点 A 和节点 B 间弯矩传递系数均为 1/2，节点 B 向节点 E 传递弯矩系数为-1。 2、柱子的最终弯矩向二层柱上端传递时系数为 1/3，而底层柱朝下端的传递系数为 1/2。5、利用支座弯矩和实际荷载求边跨及中跨跨中弯矩 经过推导，可得跨中弯矩为： M 中=M1 ? M2 1 + gl2 2 8式中：M1、M2――分别为梁左右两端的支座弯矩 g――梁上所受荷载 l――梁的总跨度 故各层梁边跨的跨中弯矩为： 第五层：47.2 ? 58.33 1 +20.6× 2× =39.94 KN ? m 6 8 2 第四、三、二层：M 中=-35金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算66 ..32 ? 71.72 1 +25.5× 2× =45.73 KN ? m 6 8 2 第一层：M 中=-66 ..32 ? 71.89 1 +25.5× 2× =45.65 KN ? m 6 8 2 故各层梁中跨的跨中弯矩为：M 中=-第五层：24 .66 ? 24 .66 1 +11.3× 2× =-8.11 KN ? m 2.4 8 2 第四、三、二层：M 中=-M 中=第一层：18.61?18.61 1 +8.6× 2× =-6.7 KN ? m 2.4 8 220 .26 ? 20 .26 1 +8.6× 2× =-6.7 KN ? m 2.4 8 2 6、各层弯矩迭加M 中=-弯矩迭加为：5.8 M 图 36金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算7、进行弯矩调幅，并将内力转化到支座边 弯矩调幅时：支座调幅 0.85，跨中不调。5.9 调幅后的 M 图8、根据调幅弯矩图利用平衡条件及实际荷载求剪力及轴力 (1) 第五层VA=(41.55+ 6 2 ? 20.6 / 2 -50.84)/6=60.25KN VB 左=(50.84+ 6 2 ? 20.6 / 2 -41.55)/6=63.35KN NA=60.25KN，NB=63.35KN37金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算1 VB 右=( × 11.3×2.4 2 +18.1-18.1)/2.4=13.56KN 2 NB=13.56KN(2) 第四层VA=(61.25+ 25.5 ? 6 2 / 2 -56.65)/6=77.27KN VB 左=(56.65+ 25.5 ? 6 2 / 2 -61.25)/6=75.73KN NA=77.27KN，Nb=75.73KN1 VB 右=( × 8.6×2.4 2 +18.53-18.53)/2.4=10.32KN 2 NB=10.32KN(3) 第三层VA=(60.02+ 25.5 ? 62 / 2 -57.6)/6=76.9KN VB 左=（57.6+ 25.5 ? 62 / 2 -60.02)/6=76.1KN NA=76.9KN, NB=76.1KN1 VB 右=( × 8.6×2.4 2 +18.04-18.04)/2.4=10.32KN 2 NB=10.32KN38金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算(4) 第二层VA=(59+ 25.5 ? 62 / 2 -59.22)/6=76.46KN VB 左=(59.22+ 25.5 ? 62 / 2 -59)/6=76.54 NA=76.46KN, NB =76.54kN1 VB 右=( × 8.6×2.4 2 +15.11-15.11)/2.4=10.32KN 2 NB=10.32KN(5) 第一层VA=(58.21+ 25.5 ? 62 / 2 -59.42)/6=76.3KN VB=(59.42+ 25.5 ? 62 / 2 -58.21)/6=76.7KN NA=76.3KN,NB=76.7KN1 VB 右=( × 8.6×2.4 2 +17.53-17.53)/2.4=10.32KN 2 NB=10.32KN经整理可得：如下剪力图39金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算图 5.10 V 图5.4 竖向活载计算竖向活载作用下的横向框架(KJ-3)内力计算 1、屋面框架梁线载标准值 屋面活载为 0.5N/m2 屋面板传给边跨梁的线载为： 屋面板传给中跨梁的线载为： 2、楼面框架梁线载标准值 教室楼面活载为 2.0KN/m2；过道楼面活载为 2.5KN/m2400.5× 3.6=1.8KN/M 0.5× 2.4=1.2KN/M金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算楼面板传给边跨梁的线载为： 楼面板传给中跨梁的线载为：2.0×3.6=7.2KN/M 2.5×2.4=6KN/M5.5 竖向活荷载作用下横向框架(KL-3)内力计算――分层法1、顶层边跨： q=(1-2×0.3 2 + 0.33 )× 1.8=1.525KN/M 6000 5 顶层中跨： q ? ? 1.2 ? 0.75 KN/M 8 楼面边跨α=α= 6000q ? (1 ? 2 ? 0.32 ? 0.33 ) ? 7.2=6.1KN/M41金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算楼面中跨5 ? 6 ? 3.75 KN/M 8 2、求各梁端的固端弯矩 q?利用结构和荷载的对称性，取如下图所示的二分之一结构进行计算。5.12荷载图第五层 MAB=-MBA=-1 2 1 ql =- × 1.53×6 2 =-4.59 12 12 1 2 1 MBE=- ql =- × 0.75× 2=-0.36 KN/m 1.2 3 3KN/m1 2 1 ql =- × 0.75× 2=-0.18 KN/m 1.2 6 6 1 1 第四层 MAB=-MBA=- ql2=- × 6.1× 2=-18.3KNm 6 12 12 1 1 MBE=- ql2=- × 3.75× 2=-1.8 KN/m 1.2 3 3 1 1 MEB=- ql2=- × 3.75× 2=-0.9 KN/m 1.2 6 6 第三二一层各梁端的固端弯矩均和第四层相同，故不再另外计算MEB=-42金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算3、计算各梁和柱的分配系数 各梁柱的线刚度（ ? 1010 ）图所示：5.13 线刚度梁柱的分配系数如下表所示：5.2 分配系数层数 节点 左 转动刚度 S 梁 ― A五层 B四、三、二层 Ａ Ｂ Ａ底层 Ｂ2.4× 4―2.4× 4―2.4× 443金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算上 柱 下 柱 右 梁 ΣS 左 梁 上 分配系数 S?S――5.6× 0.9 × 45.6× 0.9 × 4 5.6× 0.95.6× 0.9 × 45.6× 0.9 × 45.6× 0.9 × 45.6× 0.9 × 45.6× 0.9 × 44.3× 4 × 44.3× 42.4× 411.62.4× 411.62.4× 411.629.7641.3649.9261.5246.9658.56―0.23―0.16―0.16柱 下 柱 右 梁――0.40.330.430.340.680.490.40.330.370.30.320.280.20.180.20.2注：在计算分配系数时，除底层柱外的其余各层柱，其线刚度均应乘以折减系数 0.9。4、用分层法计算梁、柱端的弯矩 (1) 第五层图 5.14 顶层弯矩分配图 44金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算注：1、节点 A 和节点 B 间弯矩传递系数均为 1/2，节点 B 向节点 E 传递弯矩系数为-1。 2、柱子的最终弯矩向柱另一端传递时系数为 1/3。(2) 第四、三、二层图 5.15 标准层弯矩分配图注：1、节点 A 和节点 B 间弯矩传递系数均为 1/2，节点 B 向节点 E 传递弯矩系数为-1。 2、柱子的最终弯矩向柱另一端传递时系数为 1/3。(3) 第一层45金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算图 5.16 底层弯矩分配图注：1、节点 A 和节点 B 间弯矩传递系数均为 1/2，节点 B 向节点 E 传递弯矩系数为-1。 2、柱子的最终弯矩向二层柱上端传递时系数为 1/3，而底层柱朝下端的传递系数为 1/2。5、利用支座弯矩和实际荷载求边跨及中跨跨中弯矩 经过推导，可得跨中弯矩为： M 中=M1 ? M2 1 + gl2 2 8式中：M1、M2――分别为梁左右两端的支座弯矩 g――梁上所受荷载 l――梁的总跨度 故各层梁边跨的跨中弯矩为： 第五层：4.1? 4.34 1 +1.525× 2× =2.64KN/m 6 8 2 第四、三层：M 中=-16.3 ?17.36 1 +6.1× 2× =10.62KN/m 6 8 2 第二层：M 中=-16.56 ?17.42 1 +6.1× 2× =10.46KN/m 6 8 2 第一层：M 中=-46金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算16 .15 ?17 .32 1 +6.1× 2× =10.72KN/m 6 8 2 故各层梁中跨的跨中弯矩为：M 中=-第五层：1.42 ?1.42 1 +0.75× 2× =-0.88KN/m 2.4 8 2 第四层：M 中=-M 中=第三层： M 中=第二层： M 中=第一层： M 中=-5.27 ? 5.27 1 +3.75× 2× =-2.57KN/m 2.4 8 25 .4 ? 5 .4 1 +3.75× 2× =-2.7KN/m 2.4 8 24.89 ? 4.89 1 +3.75× 2× =-2.19KN/m 2.4 8 2 5.04 ? 5.04 1 +3.75× 2× =-2.34KN/m 2.4 8 26、各层弯矩迭加在分配可得，弯矩迭加在分配为5.17 M 图7、进行弯矩调幅，并将内力转化到支座边47金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算弯矩调幅时：支座调幅 0.85，跨中不调。5.18 调幅后的 M 图8、根据调幅弯矩图利用平衡条件及实际荷载求剪力及轴力 (1) 第五层VA=(3.49+ 6 2 ? 1.525/ 2 -3.69)/6=4.54KN VB 左=(-3.49+ 6 2 ? 1.525/ 2 +3.69)/6=4.61KN NA=4.54KN，NB=4.61KN1 VB 右=( × 0.75×2.4 2 +1.21-1.21)/2.4=0.9KN 2 NB=0.9KN(2) 第四层48金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算VA=(13.86+ 6.1 ? 6 2 / 2 -14.76)/6=18.15KN VB 左=(-13.86+ 6.1 ? 6 2 / 2 +14.76)/6=18.45KN NA=18.15KN，Nb=18.45KN1 VB 右=( × 3.75×2.4 2 +4.48-4.48)/2.4=4.5KN 2 NB=4.5KN(3) 第三层VA=(13.86+ 6.1 ? 6 2 / 2 -14.76)/6=18.15KN VB 左=(-13.86+ 6.1 ? 6 2 / 2 +14.76)/6=18.45KN NA=18.15KN，Nb=18.45KN1 VB 右=( × 3.75×2.4 2 +4.59-4.59)/2.4=4.5KN 2NB=4.5KN (4) 第二层49金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算VA=(14.08+ 6.1 ? 6 2 / 2 -14.81)/6=18.18KN VB 左=(-14.08+ 6.1 ? 6 2 / 2 +14.81)/6=18.42KN NA=18.18KN，Nb=18.42KN1 VB 右=( × 3.75×2.4 2 +4.16-4.16)/2.4=4.5KN 2 NB=4.5KN(5) 第一层VA=(13.73+ 6.1 ? 6 2 / 2 -14.72)/6=18.14KN VB 左=(-13.73+ 6.1 ? 6 2 / 2 +14.72)/6=18.47KN NA=18.14KN，Nb=18.47KN 1 VB 右=( × 3.75×2.4 2 +4.28-4.28)/2.4=4.5KN 2 NB=4.5KN50金陵科技学院学士学位论文第 5 章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算经整理可得：图 5.19 V 图51金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合6 梁、柱的内力组合6.1 梁的内力组合在进行梁的内力组合时，每层的框架梁均取边跨左支座(A+)、边跨跨中(AB)、边跨 右支座(B-)、中跨支座(B+)和中跨跨中（BC）五个截面来进行。在组合时，梁的弯矩以梁 下部受拉为正，上部受拉为负；梁的剪力以使梁产生顺时针转动为正，反之为负。 1、 梁的弯矩组合表 6.1 各层梁的内力组合值截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Mmax Mmin Mmax Mmin Mmax Mmin -66.88 -69.19 -54.75 52.3 A+五 AB 39.94 2.64 ± 0.83 ± 2.51 51.62 -66.17 B-层 B+ -18.1 -1.21 ± 5.2 ± 15.59 BC -8.11 -0.88 0 0-41.55 -3.49 ± 3.86 ± 11.48-50.84 -3.69 ± 2.2 ± 6.45地震荷载 ①× 1.2+②× 1.4 内 力 组 合 ①× 1.2+0.9× 1.4× (②+③)-23.41-10.96-68.43 52.78 -71.61 四 B-56.60 -14.76 ± 5.4 ± 15-29.8-10.84(①+②× 0.5)× 1.2+④× 1.3 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载-42.71 层 B+ -18.53 -4.48 ± 13.2 ± 36.3-10.26A+ ① ② ③ ④ Mmax Mmin Mmax Mmin Mmax Mmin -110.36 -100.82 -92.90 -61.25 -13.86 ± 7.82 ± 21.96AB 45.44 10.82 ± 1.21 ± 3.45 69.68BC -6.7 -5.27 0 0地震荷载 ①× 1.2+②× 1.4 内 力 组 合 ①× 1.2+0.9× 1.4× (②+③)-88.59 69.69 -93.32 65.51 -96.28 三-28.51-15.42-44.51-14.68+②× 0.5)× 1.2+④× 1.3 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载-72.11 层 B+ -18.04 -4.59 ± 19.4 ± 53-11.20A ① ② ③ ④+AB 45.73 10.62 ± 1.84 ± 4.6151B-BC -6.7 -5.4 0 0-60.02 -13.86 ± 11.68 ± 31.22-57.6 -14.76 ± 8 ± 22地震荷载金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合①× 1.2+②× 1.4 内力 组合Mmax Mmin -91.4369.74 -89.78 70.58 -104.20 67.24 -120.93 二 A+-28.07-15.6①× 1.2+0.9× 1.4× (②+③)Mmax Mmin Mmax-97.8-51.88-14.84(①+②× 0.5)× 1.2+④× 1.3 Mmin 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Mmax Mmin 内内 力组 合 ①× 1.2+0.9× 1.4× (②+③) Mmax Mmin Mmax (①+②× 0.5)× 1.2+④× 1.3 Mmin 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Mmax Mmin 内力 组合 ①× 1.2+0.9× 1.4× (②+③) Mmax Mmin Mmax (①+②× 0.5)× 1.2+④× 1.3 Mmin -129.86 -124 -129.29 -11.06 -109.58 65.19 -89.07 70.45 -108 -70.53 -14.39 A+-106.58 层 B--93.3 B+ -15.11 -4.16 ± 26.7 ± 67.2-11.28AB 45.73 10.46 ± 1.47 ± 4.64 69.52BC -6.7 -4.89 0 0-59.5 -14.08 ± 14.8 ± 37.03-59.92 -14.81 ± 11.9 ± 27.8地震荷载 ①× 1.2+②× 1.4-91.11 69.91 -107.79 67.18 -127.99 二 AB 45.65 10.72 ± 1.72 ± 3.06 69.79-92.64-23.96-14.89-105.56-57.02-14.20-116.93 层 B--108 B+ -17.53 -4.28 ± 35 ± 81.3-10.97BC -6.7 -5.04 0 0-58.21 -13.73 ± 17.8 ± 39.82-59.42 -14.72 ± 14.4 ± 33.64地震荷载 ①× 1.2+②× 1.4-91.91-27.03-15.1通过梁的弯矩组合表，可得梁的设计弯矩为： 第五层：MA+=-69.19KNm，MAB=52.78KNm，MB-=-71.61KNm MB+=-42.71KNm，MBC=-10.96KNm 第四层：MA+=-110.36KNm，MAB=69.69KNm，MB-=-96.28KNm MB+=-72.11KNm，MBC=-15.42KNm52金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合第三层：MA+=-120.93KNm，MAB=70.58KNm，MB-=-106.58KNm MB+=-93.3KNm，MBC=-15.6KNm 第二层：MA+=-127.99KNm，MAB=69.91KNm，MB-=-105.56KNm MB+=-108KNm，MBC=-14.89KNm 第一层：MA+=-129.86KNm，MAB=70.45KNm，MB-=-124KNm MB+=-129.29KNm，MBC=-15.1KNm 2、 梁的剪力组合表 6.2 各层梁的剪力组合值截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Vmax ①×1.2+②×1.4 Vmin 内力组 合 Vmax ①×1.2+0.9×1.4×(②+③) Vmin Vmax (①+②×0.5)×1.2+④×1.3 Vmin 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Vmax ①×1.2+②×1.4 Vmin Vmax 内力组合 ①×1.2+0.9×1.4×(②+③) Vmin Vmax (①+②×0.5)×1.2+④×1.3 Vmin 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 载 载 ① ②53五层 A+B-B+60.25 4.51 ±1.01 ±3 78.61-63.35 -4.61 ±1.01 ±313.56 0.9 ±4.3 ±13 17.53地震荷载-82.47 79.26 -83.1 78.91 -82.69 四层 A+22.8233.71B-B+77.27 18.15 ±2.2 ±6.16 118.13-75.73 -18.45 ±2.2 ±6.1610.32 4.5 ±11 ±30.25 18.68地震荷载-116.71 118.37 -116.9 111.62 -109.95 三层 A+31.9154.41B-B+76.9 18.15-76.1 -18.4510.32 4.5金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合风载③ ④ Vmax±3.28 ±8.87 117.69±3.82 ±8.87±16 ±44.2 18.68地震荷载 ①×1.2+②×1.4Vmin Vmax 内力组合 ①×1.2+0.9×1.4×(②+③) Vmin Vmax (①+②×0.5)×1.2+④×1.3 Vmin 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Vmax ①×1.2+②×1.4 Vmin Vmax 内力组合 ①×1.2+0.9×1.4×(②+③) Vmin Vmax (①+②×0.5)×1.2+④×1.3 Vmin 截 面 号 荷 载 类 型 恒 活 风 载 载 载 ① ② ③ ④ Vmax ①×1.2+②×1.4 Vmin Vmax 内力组合 ①×1.2+0.9×1.4×(②+③) Vmin Vmax (①+②×0.5)×1.2+④×1.3 Vmin 118.36 121.22 A+-117.15 119.28 -119.38 114.7 -113.92 二层 A+38.2172.54B-B+76.46 18.18 ±4.32 ±10.8 117.20-76.54 -18.42 ±4.32 ±10.810.32 4.5 ±22.25 ±44.2 18.68地震荷载-117.64 120.10 -120.5 116.7 -116.94 一层 B-46.0972.54B+76.3 18.14 ±5.4 ±12.24 116.96-76.7 -18.47 ±5.4 ±12.2410.32 4.5 ±29.2 ±67.75 18.68地震荷载-117.9 54.85 -122.12 103.16 -119.03通过梁的剪力组合表，可得梁的设计剪力为： 第五层： 第四层： VA+=79.26KN， VA+=118.37KN， VB-=-83.1KN， VB+=33.71KN VB-=-116.9KN， VB+=54.41KN54金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合第三层： VA+=119.28KN， 第二层： 第一层：VB-=-119.38KN， VB+=72.54KNVA+=120.1KN， VB-=-117.64KN， VB+=72.54KN VA+=121.22KN， VB-=-122.12KN， VB+=103.16KN6.2 柱的内力组合在进行柱的内力组合，假定弯矩以使柱右侧受拉为正，使左侧受接为负；剪力以使柱 顺时针转动为正，反之为负；轴力以柱受压为正，受拉为负。 （1） 外 A 柱表 6.3 A 柱的内力组合值截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N 值 内力 组合 NMAX,相应的 N 值 NMIM,相应的 N 值 ① ② ③ ④ M N M N M N M上 -48.88 -4.1 ±3.86 ±11.48 -83.15 -44.5 -83.15 M下 38.38 7.9 ±1.1 ±3.26 50.51 61.50五层 N上 60.25 4.54 ±1.01 ±3 72.96 83.07 50.51 72.96 四层 ① ② ③ ④ M N M N M N M上 -33.68 -8.4 ±6.72 ±18.7 -83.02 -18.97 -83.03 M下 35.3 6.14 ±3.18 ±8.85 34.93 65.25 209.2 34.94 178.03 三层 ① ② ③ ④ M N M M上 -35.31 -8.16 ±8.5 ±22.37 -91.55 -13.7655N下 60.25 4.54 ±1.01 ±3 72.96 83.07 72.96截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N 值 内力 组合 NMAX,相应的 N 值 NMIM,相应的 N 值N上 137.52 22.69 ±3.21 ±9.16 178.02N下 137.52 22.69 ±3.21 ±9.16 178.02 209.2 178.03截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N 值 NMAX,相应的 N 值 M下 34.21 8.63 ±5.7 ±14.92 25.94 77.91N上 214.42 40.84 ±6.49 ±18.03 277.87N下 214.42 40.84 ±6.49 ±18.03 277.87内力 组合金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合NMIM,相应的 N 值N M N339.66 -91.55 25.94 277.87 二层339.66 277.87截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N 值 内力 组合 NMAX,相应的 N 值 NMIM,相应的 N 值 ① ② ③ ④ M N M N M N M上 -35.7 -7.93 ±9.1 ±22.11 -92.16 -13.50 -92.15 M下 40.61 9.11 ±9.1 ±20.11 23.4 97.01N上 290.88 59.02 ±10.81 ±18.83 386.07 460.76N下 290.88 59.02 ±10.81 ±18.83 386.07 460.76 386.0723.40 386.07 一层截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N 值 内力 组合 NMAX,相应的 N 值 NMIM,相应的 N 值 ① ② ③ ④ M N M N M N -78.11 -97.27 M上 -27.87 -7.04 ±8.7 ±19.71 -78.11 -6.51 M下 0.11 0.45 ±3.3 ±74.46 -97.2 98.67N上 367.18 77.16 ±16.21 ±41.07 465.66 610.01 465.66N下 367.18 77.16 ±16.21 ±41.07 465.66 610.01 465.66（2） 外 B 柱表 6.4 B 柱的内力组合值截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N值 内力 NMAX,相应的 N 值 组合 NMIM,相应的 N 值 截 面 号 荷 载 类 型 M上56五层 ① ② ③ ④ M N M N M N M上 38.32 2.92 ± 7.42 ± 22.04 12.54 86.78 12.54 M下 -19.16 -5.42 ± 5.3 ± 13.27 -53.21 -6.42 121.03 -53.21 77.43 四层 M下 N上 N下 77.43 121.03 N上 76.91 5.51 ± 4.3 ± 13 77.43 N下 76.91 5.51 ± 4.3 ± 13 77.43金陵科技学院学士学位论文第 6 章 梁、柱的内力组合恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N值 内力 组合 NMAX,相应的 N 值 NMIM,相应的 N 值 截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N值 内力 组合 NMAX,相应的 N 值 NMIM,相应的 N 值 截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N值 内力 NMAX,相应的 N 值 组合 NMIM,相应的 N 值 截 面 号 荷 载 类 型 恒载 活载 风载 地震荷载 OMOMAX,相应的 N值 内力 NMAX,相应的 N 值 组合 NMIM,相应的 N 值① ② ③ ④ M N M N M N25.16 6.67 ± 13.3 ± 38 -26.04 103.23 -26.04-24.47 -5.45 ± 9.8 ± 28 -83.85 11.3162.96 28.46 ± 15.3 ± 43.25 157.63 305.18162.96 28.46 ± 15.3 ± 43.25 157.63 305.18 157.63-83.85 157.6386 三层① ② ③ ④ M N M N M NM上 22.08 6.51 ± 17.6 ± 46.88 -46.54 115.94 -46.54M下 -17.8 -6.19 ± 16 ± 42 -102.23 43.92N上 249.38 51.41 ± 31.3 ± 87.45 214.40 513.65N下 249.38 51.41 ± 31.3 ± 87.45 214.40 513.65 214.40-102.23 214.40 二层① ② ③ ④ M N M N M NM上 34.91 6.34 ± 21.8 ± 53 -44.36 144.12 -44.36M下 -38.11 -5.59 ± 21.8 ± 53 -147.02 41.47N上 336.24 74.33 ± 53.55 ± 143.45 248.92 745.36N下 336.24 74.33 ± 53.55 ± 143.45 248.92 745.36 248.92-147.02 248.92 一层① ② ③ ④ M N M N M NM上 11.17 5.59 ± 27.55 ± 61.94 -92.31 133.20 -92.3157M下 -0.02 -0.34 ± 34.8 ± 78.24 -142.8 141.978N上 423.26 97.3 ± 82.75 ± 211.2 260.13 1000.8N下 423.26 97.3 ± 82.75 ± 211.2 260.13 .13-142.883 260.13金陵科技学院学士学位论文第 7 章 梁、柱的截面设计7 梁、柱的截面设计因结构、荷载均对称，故整个框架采用左右对称配筋。7.1 梁的配筋计算1、梁的正截面计算 (1) 已知条件 砼采用 C30， fc=14.3N/mm2 ，纵向钢筋采用Ⅲ级，fY=360N/mm2 ，箍筋采用Ⅰ级，fY =210N/mm2 。 梁 的 截 面 尺 寸 为 300 × 650 和 300 × 350 两 种 ， 则 h01=650-25=625mm ， h02=350-25=325mm。 (2) 构造要求――查《混凝土结构设计规范》GB ① 抗震调整系数γRE=0.35；② 三级抗震设防要求，框架梁的砼受压区高度 x≥0.35h0 则 x1≥0.35h01=0.35× 625=219mm x2≥0.35h02=0.35× 325=114mm ③ 梁的纵筋最小配筋百分率应满足：支座 0.25%，跨中 0.2% 则支座 AS1min=0.0025× 250× 625=390.6mm2 AS2min=0.0025× 250× 325=204mm2 跨中 AS1min=0.002× 250× 625=313mm2 AS2min=0.002× 250× 325=163mm2 ④ 箍筋的配筋率 ρSVmin=0.025×fC/fyv=0.025×14.3/210=0.17%(3) 配筋计算 本设计中跨跨度较小，故中跨支座的钢筋可不必计算，由边跨支座的钢筋延伸过来即 可满足，而边跨支座可能出现正弯矩，但其数值较小，故可不必计算，由跨中钢筋伸入支 座即可满足要求。 梁的截面配筋计算采用表格进行。表 7.1 各层梁纵配筋层 截次 面 A -69.19 315 2#18 509+五 AB 52.78 238 2#16 402 B -71.61 325 2#18 509-层 B+ -42.71 384 2#18 509 BC -10.96 95 2#16 402M As 选配钢筋 实配面积/ m m258金陵科技学院学士学位论文第 7 章 梁、柱的截面设计层 截次 面 A -110.36 507.8 2#22 760+四 AB 69.69 316.5 2#16 402 三 A+层 B -96.28 441 2#22 760 层 B-M As 选配钢筋 实配面积/ m m2 层 截 次 面B+ -72.11 675.2 4#22 1520BC -15.42 134 2#16 402AB 70.58 320.6 2#16 402 二B+ -93.3 902.6 4#22 1520 层BC -15.6 135.7 2#16 402M As 选配钢筋 实配面积 层 截 次 面-120.93 558.4 2#22 760-106.58 489.8 2#22 760M As 选配钢筋 实配面积 层 截 次 面A -127.99 592.4 2#22 760+AB 69.91 317.5 2#16 402 一B -105.56 485 2#22 760 层 B--B+ -108
1520BC -14.89 129 2#16 402A+AB 70.45 320 2#16 402B+ -129.29
1520BC -15.1 131 2#16 402M As 选配钢筋 实配面积 注：1、αS-129.86 601.4 2#22 760-124 573 2#22 760=M γ M ，AS = RE 。 2 ? 1f c bh 0 f yγ s h 02、ξ S 和γ S 可由α S 查表得到。 3、#为 HRB400 钢筋,以下计算说明同理2、梁的斜截面计算表 7.2 各层梁的箍筋配置层次 截面 Vb/KN五 A+层 B-B+ 33.71 348.5625 符合 97.5975 是 Φ 8@100/180 层 B+ 54.4179.26 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 四 A 118.3759+83.1 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 B 116.9-0.25?c f cbh0 / kN验算截面0.7 f t bh0 / kN验算是否构造配筋 选配钢筋 层次 截面 Vb/KN金陵科技学院学士学位论文第 7 章 梁、柱的截面设计0.25?c f cbh0 / kN验算截面670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 三 A+670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 层 B-348.5625 符合 97.5975 是 Φ 8@100/180 B+0.7 f t bh0 / kN验算是否构造配筋 选配钢筋 层次 截面 Vb/KN119.28 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 二 A+119.38 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 层 B-72.54 348.5625 符合 97.5975 是 Φ 8@100/180 B+ 72.54 348.5625 符合 97.5975 是 Φ 8@100/180 层 B+0.25?c f cbh0 / kN验算截面0.7 f t bh0 / kN验算是否构造配筋 选配钢筋 层次 截面 Vb/KN120.1 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 一 A+117.64 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180 B-0.25?c f cbh0 / kN验算截面0.7 f t bh0 / kN验算是否构造配筋 选配钢筋 层次 截面 Vb/KN121.22 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180122.12 670.3125 符合 187.6875 是 Φ 8@100/180103.16 348.5625 符合 97.5975 否 Φ 8@100/1800.25?c f cbh0 / kN验算截面0.7 f t bh0 / kN验算是否构造配筋 选配钢筋 箍筋的配筋百分率为： ρSV=100.6 =0.19%＞0.17%，故满足要求。 300 ?1807.2 柱的配筋计算1、已知条件 砼 采 用 C30 ， fc=14.3N/mm2 ，纵向 钢筋采 用 Ⅲ级， fY=360N/mm2 ， 箍筋采用 Ⅲ级， fY=360N/mm2。柱的截面尺寸为 450×550，则 h0=500-35=465mm。 。 2、构造要求――查《钢筋砼设计规范》GBJ10-89 ①、三级抗震设防要求，框架柱纵筋最小配筋百分率应满足：0.7% 则 ASmin=0.007×550×450= 3、截面验算 轴向力取 Nmax=1383.69KN，则轴压比为60金陵科技学院学士学位论文第 7 章 梁、柱的截面设计N
? =0.3＜0.9 ，故截面满足要求。 ? f c bh 0 14.3 459?515 ? 4、配筋计算柱的配筋采用对称截面配筋。柱的内力组合较复杂，一般取|M|max、Nmax、Nmin 及相应的 内力进行计算。计算时取底层柱选择一种配筋，二、三、四、五层柱选取同一种配筋。 (1) 外柱的配筋计算表 7.3 外柱纵筋配置柱配筋 组合方式 M(KN.M) N(KN) e0=M/N (m) ea (mm) ei= e0+ ea (mm) δ 1 l0 (m) l0/h δ 2 ε ε ei 0.3h0 判别大小偏压 e=ε ei+h/2-α S' (mm) Nb(KN) 判别大小偏压 x As=As` |M|max 92.16 386.07 0.24 20 258.7 1 4.85 8.8 1 1.11 287.31 154.5 大偏压 527.3 24548 大偏压 90 ＜0二、三、四、五层 Nmax 97.01 460.76 0.21 20 230.5 1 4.13 7.5 1 1.09 251.2 154.5 大偏压 491.2 24548 大偏压 107 ＜0 Nmin 92.15 386.07 0.24 20 258.6 1 4.13 7.5 1 1.08 279.4 154.5 大偏压 519.4 24548 大偏压 90 ＜0 |M|max 97.2 465.66 0.21 20 228.73 1 4.13 7.5 1 1.09 249.4 154.5 大偏压 489.4 24548 大偏压 109 ＜0 Nmax 98.67 610.61 0.16 20 181.6 1 4.13 7.5 1 1.11 202.3 154.5 大偏压 442.3 24548 大偏压 142 ＜0底层 Nmin 97.27 465.66 0.21 20 228.9 1 4.13 7.5 1 1.09 249.6 154.5 大偏压 489.6 24548 大偏压 109 ＜0(2)、内柱的配筋计算表 7.4 内柱纵筋配置柱配筋 组合方式 M(KN.M) N(KN) e0=M/N (m) ea (mm) |M|max 147.02 248.92 0.59 20二、三、四、五层 Nmax 144.12 745.36 0.19 20 Nmin 147.02 248.92 0.59 2061底层 |M|max 142.8 260.13 0.54 20 Nmax 141.98 .142 20 Nmin 142.8 260.13 0.55 20金陵科技学院学士学位论文第 7 章 梁、柱的截面设计ei= e0+ ea (mm) δ1 l0 (m) l0/h δ2 ε εei 0.3h0 判别大小偏压 e=εei+h/2-αS' (mm) Nb(KN) 判别大小偏压 x As=As`610.63 1 4.85 8.82 1 1.046 639.23 154.5 大偏压 879.23 24548.3 大偏压 58.02 ＜0213.35 1 4.13 7.51 1 1.09 234.11 154.5 大偏压 474 24548.31 大偏压 173.74 ＜0610.63 1 4.13 7.5 1 1.033 631.37 154.5 大偏压 871.37 24548.31 大偏压 58.02 ＜0568.95 1 4.13 7.5 1 1.03 589.69 154.5 大偏压 829 24548.31 大偏压 60.63 ＜0161.86 1 4.13 7.5 1 1.12 182.6 154.5 大偏压 422.6 24548.31 大偏压 233.28 ＜0568.96 1 4.13 7.5 1 1.03 589.69 154.5 大偏压 829.69 24548.31 大偏压 60.63 ＜05、柱的纵向钢筋的实际选用 由柱的钢筋计算可以看出，计算得出的配筋量均小于最小配筋量，因此所有的柱均按 最小配筋量配筋，则柱的主筋选用 8#18。 6、框架柱的抗剪承载力计算 查《砼结构设计规范》GBJ10-89，可得框架柱斜截面计算时的抗震调整系数为γRE=0.85。表 7.5 柱箍筋配置柱的斜截面 Hn (m)外 底 层 4.85 3 70.32 (KN) 651 满足 115.7 892.5 .5 192.2 按构造62柱 非底层 3.3 3 80.74 651 满足 115.7 892.5 .0 194.7 按构造 底 层 4.85 3 77.07 651 满足 115.7 892.5 .6 195.3 按构造内柱 非底层 3.3 3 88.35 651 满足 115.7 892.5 913.10 60.2 175.9 按构造λ =Hn/(2h0) VC1 γ RE(KN)(0.2fc bh0 )截面是否满足要求 0.16 fcbh0 γ RE (λ ? 1.5) 0.3fcA (KN) N 1γ RE(KN)? 0.056N0.16 1 fcbh0+ ? 0.056N γ RE (λ ? 1.5) γ REASV1金陵科技学院学士学位论文第 7 章 梁、柱的截面设计注：1、当λ ＜1 时，取λ =1；当λ ＞3 时，取λ =3。 1 2、VC≤ (0.2fc bh0 ) 时截面满足要求。 γ RE 3、当 N≤0.3fcA 时取实际值计算；当 N＞时 0.3fcA 取 0.3fcA 计算。 0.16 1 4、 fcbh0+ ? 0.056N ＞VC 时按构造配箍，否则按计算配箍。 γ RE (λ ? 1.5) γ RE根据构造要求，并考虑施工方便，各层柱均配箍φ 8@200，在纵向钢筋接头的范围内 箍筋加密为φ 8@100，柱端也加密为φ 8@100。63金陵科技学院学士学位论文第 8 章 基础设计8 基础设计本设计采用的是方形柱，故基础也采用方形的单独基础。本基础的砼采用 C30，基础 下采用 100 厚 C10 混凝土垫层，两边各延伸 100mm。8.1 外柱联合基础8.1.1 荷载计算由柱传至基础顶面的荷载 Mmax=142KNm， Nmax=1000.8KN8.1.2 确定基底尺寸地基承载力设计值需进行修正，由于基础宽度尚未确定，故不对宽度进行修正；基础 埋 深 为 -1.6m ， 故 须 对 深 度 进 行 修 正 。 f= fK+ ε d(d-0.5) γ 20=154KN/m 。上式中，ε2 d 0=125+1.6 × (1.6-0.5) ×为深度修正系数，据《地基设计规范》查得。在地震区，地震承载还需乘以抗震扩大系数，故 fSE =δ S×f=1.3×154=200KN/m2。 1、按经验法选取基础底面尺寸 (1)初步确定基础底面尺寸考虑荷载偏心，将基底面积初步增大 20% 1.2 N 1.2 ?1000 8 . A? ? ? 6.7m 2 f a ? rG d 200? 20?1.1 取基础底面长短边之比 n=l/b=2，于是 A b? ? 2.4 , l ? 3 n (2) 验算基础尺寸 基底处的总竖向力： Fk ? Gk ? 10008 ? 20?1.1? 2.4 ? 3 ? 11592 . . 基底处的总力矩：142KNm Mk 142 l 偏心距 e： e ? ? ? 0.122? ? 0.5 可以 Fk ? Gk 1160 6 F ? GK 6e 1160 6 ? 0.122 pk max ? k (1 ? ) ? (1 ? ) ? 200 .42? 225 可以 bl l 2.4 ? 3 3 故基底尺寸满足要求。b ? 2.4, l ? 38.1.3 确定基础高度初步假定基础高度为 0.7m， 采用锥台形独立基础， 初步确定基础的剖面尺寸如下图所 示：64金陵科技学院学士学位论文第 8 章 基础设计图 8.1 基础断面图基础高度的验算： M 142 l 3 e0= = =0.14m＜ ? ? 0.5 m N
Pn,max= + bot = + =257KN/m2 A 3 ? 2.4 1/6 ? 3 ? 2.4 W N M Pn,min= - bot =21 KN/m2 A W 所以，只需对柱边基础截面进行抗冲切验算。 取 aS=45mm， C30 混凝土， 因偏心受压： Pn= Pn,max=257 KN/m2 Al = 2.4 ? 0.575 ? 1.38m2 Fl = Pn ? l =257× A 1.38=354.66KN b b 550 2400 2 ? 650 ? ) ? 704375 mm 2 ? 0.7m 2 Am = ?bc ? h0 ?h0 ? ( c ? h0 ? ) 2 ? ?550 ? 650 ?? 650 ? ( 2 2 2 2 0.7βhp ft amh0=0.7× 1.0× 1.43× KN 故，0.7βhp ft amh0＞Fl ，满足冲切要求。 h0=700-45=655mm ft=1.43N/ mm28.1.4 基底配筋计算基底配筋计算包括沿横向和纵向两个方向的配筋计算，沿横向的钢筋用量按荷载作用 下的土壤净反力计算，计算时以偏心受压来处理；而纵向的钢筋计算按轴心受压处理，其 钢筋用量按荷载作用下的平均土壤净反力来计算。65金陵科技学院学士学位论文第 8 章 基础设计1、沿横向的配筋计算 在第一组荷载作用下， 相应柱边及变阶处的土壤净反力如下图所示：ⅠⅠ图 8.2 1-1 剖面位置图故MI ?Pn 257 (l ? ac ) 2 (2b ? bc ) ? (3 ? 0.45) 2 ? (2 ? 2.4 ? 0.65) ? 380KNm 24 24 6 M? 380?10 ASⅠ= = =.9f y h 0 0.9? 360? 650选用钢筋#22@200，AS =1901mm2。 2、沿纵向的配筋计算 因为是方形基础， 所以纵向钢筋，选用钢筋#22@200，AS =1901mm 。 3、对于双柱基础钢筋选用同单柱独立基础纵向与横向选用#22@200，AS =1901mm2。 注：在上述基础配筋计算中： ： 1、在计算Ⅰ-Ⅰ截面弯矩时，hc、bc 分别表示柱子截面的长边和短边。 2、在计算 AS 的公式中，h0 表示截面的有效高度，h0=h-α S。在计算Ⅰ-Ⅰ截面时，h 取 基础的总高，即 0.5m；当基础下有垫层时，取α S=45mm。在基底钢筋的布置时，横向钢筋 放在纵向纵向钢筋的下面， 故纵向钢筋面积计算时的 h0 等于横向钢筋面积计算时 h0 的减去 钢筋的直径，即 h0 纵=h0 横-d，而 d 一般取 10mm 即可，故 h0 纵=h0 横-10mm。28.2 内柱联合基础设计8.2.1 荷载计算由柱传至基础顶面的荷载 Mmax=142KNm， Nmax=1000.8KN8.2.2 确定基底尺寸地基承载力设计值需进行修正，由于基础宽度尚未确定，故不对宽度进行修正；基础 埋 深 为 -1.6m ， 故 须 对 深 度 进 行 修 正 。 f= fK+ ε d(d-0.5) γ660=125+1.6 × (1.6-0.5) ×金陵科技学院学士学位论文第 8 章 基础设计20=154KN/m2。上式中，εd为深度修正系数，据《地基设计规范》查得。在地震区，地震承载还需乘以抗震扩大系数，故 fSE =δ S×f=1.3×154=200KN/m2。 1、按经验法选取基础底面尺寸 (1)初步确定基础底面尺寸考虑荷载偏心，将基底面积初步增大 20% 1.2 N 1.2 ?1000 8 . A? ? ? 6.7m 2 f a ? rG d 200? 20?1.1 取基础底面长短边之比 n=l/b=2，于是A ? 3 , l ? 4 .8 n (3) 验算基础尺寸 基底处的总竖向力： Fk ? Gk ? 10008 ? 20?1.1? 4.8 ? 3 ? 13176 . . 基底处的总力矩：142KNm Mk 142 l 偏心距 e： e ? ? ? 0.108? ? 0.5 可以 Fk ? Gk 1318 6 F ? GK 6e 1318 6 ? 0.108 p k max ? k (1 ? ) ? (1 ? ) ? 112? 225 可以 bl l 4.8 ? 3 3 故基底尺寸满足要求。 b?b ? 3, l ? 4.88.2.3 确定基础高度初步假定基础高度为 0.7m， 采用锥台形独立基础， 初步确定基础的剖面尺寸如下图所 示：图 8.3 1-1 剖面位置图基础高度的验算： M 142 l 3 e0= = =0.14m＜ ? ? 0.5 m N
Pn,max= + = + =128KN/m2 A 3 ? 4.8 1/6 ? 3 ? 4.8 W67金陵科技学院学士学位论文第 8 章 基础设计Pn,min=N M bot =21 KN/m2 A W所以，只需对柱边基础截面进行抗冲切验算。 取 aS=45mm， h0=700-45=655mm C30 混凝土， 因偏心受压： Pn= Pn,max=128 KN/m2 Al = 2.4 ? 0.575 ? 1.38m2 Fl = Pn ? l =257× A 1.38=354.66KN b b 550 2400 2 ? 650 ? ) ? 704375 mm 2 ? 0.7m 2 Am = ?bc ? h0 ?h0 ? ( c ? h0 ? ) 2 ? ?550 ? 650 ?? 650 ? ( 2 2 2 2 0.7βhp ft amh0=0.7× 1.0× 1.43× KN 故，0.7βhp ft amh0＞Fl ，满足冲切要求。 ft=1.43N/ mm28.2.4 基底配筋计算基底配筋计算包括沿横向和纵向两个方向的配筋计算，沿横向的钢筋用量按荷载作用 下的土壤净反力计算，计算时以偏心受压来处理；而纵向的钢筋计算按轴心受压处理，其 钢筋用量按荷载作用下的平均土壤净反力来计算。 1、沿横向的配筋计算 在第一组荷载作用下， 相应柱边及变阶处的土壤净反力如下图所示：故MI ?Pn 257 (l ? ac ) 2 (2b ? bc ) ? (3 ? 0.45) 2 ? (2 ? 2.4 ? 0.65) ? 380KNm 24 24图 8.4 1-1 剖面位置图ASⅠ=M? 380?106 = =.9f y h 0 0.9? 360? 650选用钢筋#22@200，AS =1901mm2。68金陵科技学院学士学位论文第 8 章 基础设计2、沿纵向的配筋计算 因为是方形基础， 所以纵向钢筋，选用钢筋#22@200，AS =1901mm2。 3、基础顶面配筋 基础顶面按构造要求配置#22@200 横向和纵向钢筋。注：在上述基础配筋计算中： 1、在计算Ⅰ-Ⅰ截面弯矩时，hc、bc 分别表示柱子截面的长边和短边。 2、在计算 AS 的公式中，h0 表示截面的有效高度，h0=h-α S。在计算Ⅰ-Ⅰ截面时，h 取基础的总高， 即 0.5m；当基础下有垫层时，取α S=45mm。在基底钢筋的布置时，横向钢筋放在纵向纵向钢筋的下面， 故纵向钢筋面积计算时的 h0 等于横向钢筋面积计算时 h0 的减去钢筋的直径，即 h0 纵=h0 横-d，而 d 一般取 10mm 即可，故 h0 纵=h0 横-10mm69金陵科技学院学士学位论文第 9 章 楼梯设计9 楼梯设计本建筑的楼梯间开间为 3.6m，进深为 6m，每层楼梯均为等跑，共 22 级踏步，其踏步 的水平投影长度为 11×0.3=3.3m，接近于 3m，故做板式楼梯。楼梯的踢面和踏面均做 30 厚水磨石层，底面为 20 厚混合砂浆粉刷。砼采用 C30。楼梯栏杆采用金属栏杆！9.1 梯段板的计算1、计算尺寸的确定 踏步宽 b=300mm，踏步高 h=150mm，板厚 h= 裂缝验算） 故 tgα=150/300=0.5，楼梯倾角 α=26.57°，所以 cosα=0..3m，l'=l0/cosα=3.3/0.m l=l0+b=3.3+0.2=3.5m 2、荷载计算 梯段板自重 30 厚水磨石层 20 厚混合砂浆粉刷 栏杆重 恒载 活载 总荷载h t ( ? ) ? 1 ? 25 =5.23KN/m 2 cos ? h 0.65 ? (1 ? 1? ) ? 0.975 KN/m b 0.02 17 ? ? 1 ? 0.38 KN/m cos ? 0.2 KN/m 1 1 ? l0 ? ? 3300 ? 120mm（可不进行 27 27? G ? 6.785KN/m1=3.5KN/m q =3.5× P= 1.2 g ? 1.4q =1.2× 6.785+1.4× 3.5=13.042KN/m3、内力计算 1 2 1 M ? Pl = × 13.042× 2=15.98KNm 3.5 10 10 1 1 V ? Pl = × 13.042× 3.5=22.82KN 2 2 4、配筋计算 板中 as=15mm，故 h0=h-as=120-15=105mm M 15.98?106 αs= = =0.101 2 f c bh 0 14.3 ??s ?1 ? 1 ? 2? s =0.95 2 15.98? 106 M ? 445mm2 AS ? = 360? 0.95?105 f y? s h0选#8@100，(AS =503mm2) 板面负筋应为板底正筋的1 ，AS=222.5mm2 270金陵科技学院学士学位论文第 9 章 楼梯设计则板面负筋为#8@200，且每个踏步下面不少于 1φ 6 0.7 f t bh0 =0.7×1.43×5.105KN＞22.81KN,满足抗剪要求。9.2 平台板计算1、计算简图的确定 由于楼层平台与楼面的板在同一平面，故楼面平台的配筋可与楼面板一致，而半层休 息平台须另外配筋。且计算简图取 Y 方向而平台板板厚可与斜 板取一样板厚 h=120mm。 L0=1.6m，l=l0+b=1.6+0.2=1.8m 2、荷载计算 板自重 30 厚水磨石面层 20 厚混合砂浆粉刷 恒载 活载 总荷载 3、内力计算 1 1 M ? Pl 2 = × 9.7× 2=3.93KNm 1.8 8 8 4、配筋计算 板中 as=15mm，故 h0=h-as=120-15=105mm M 3.93 ? 106 αs= = =0.02 2 f c bh 0 14.3 ?
1× 0.12× 25=3KN/m0.65 ? 1 ? 0.65 KN/m 17 ? 0.02 ?1 ? 0.34 KN/m? G ? 4KN/m1=3.5KN/m q =3.5× P= 1.2 g ? 1.4q =1.2× 4+1.4× 3.5=9.7KN/m?s ?1 ? 1 ? 2? s =0.99 2 M 3.14 ? 106 AS ? ? 83.9 mm2 = 210? 0.99 ? 105 f y? s h0选φ 8@200，(AS =251mm2) 1 板面负筋应为板底正筋的 ，AS=125.5mm2 2 选φ 8@200，(AS =251mm2) 平台板 X 方向选用钢筋同 Y 方向9.3 平台梁计算与平台板和梯段板连接的平台梁 (1) 计算简图的确定l n =3.6-0.24=3.36m， l0 =1.05 l n =1.05× 3.36=3.528m71金陵科技学院学士学位论文第 9 章 楼梯设计平台梁截面高度 h=L/12~L/8=294mm~441mm,取 h=400,b=200 (2) 荷载计算 平台板传来的恒载 平台板粉刷 平台梁自重 梯段板传来自重 恒载 平台板传来活载 梯段板传来活载 活载 总荷载 (3) 内力计算 1 1 M ? Pl 2 = × 33.39× 3.532=52KNm 8 8 1 1 V ? Pl = × 33.39× 3.53=58.93KN 2 2 4、配筋计算 ① 正截面配筋计算 钢筋采用 HRB400 梁中 as=25mm，故 h0=h-as=400-25=375mm M 52 ? 106 αs= = =0.13 2 f c bh 0 14.3 ? 200 ? 3752 4× 1.6/2=3.2KN/m17? 0.02? (0.4 ? 2 ? 0.2) =0.34KN/m0.2× 0.4× 25=2.0KN/m 6.785× 3.5/2=12.22KN/m? G ? 17.76KN/m1.6× 3.5/2=2.5KN/m 3.5× 3.5/2=6.125KN/m? q ? 8.63KN/mP= 1.2 g ? 1.4q =1.2× 17.76+1.4× 8.63=33.39KN/m?s ?1 ? 1 ? 2? s =0.93 2 M 52?106 ? 414.2 mm2 AS ? = 360? 0.93? 375 f y? s h0选 2#18，(AS=509mm2) ② 斜截面配筋计算 0.25 ? c f c bh0 =0.25× 1.0× 14.3× 200× 375=268.125＞ V , 故截面尺寸满足要求。 0.7ftbh0=0.7× 1.43× 200× 375=75.075KN& V 仅需通过构造配置箍筋即可。? sv bs ? 0.177% ? 200? 200? 70.8故箍筋选配φ 8@200 满足要求。72金陵科技学院学士学位论文第 9 章 楼梯设计9.4 梯柱计算截面选择及配筋 梯柱截面选用 250×300mm，配筋按构造选用 4#14，柱箍筋φ 8@100/20073金陵科技学院学士学位论文第 10 章 楼板设计10 楼板设计10.1 屋面板设计1、计算简图确定 ⑴板类别确定 A 区隔板： l y ? 5450 , lx ? 3150 ， mm mm B 区隔板： l y ? 1850 , l x ? 3150 , mm mmly lx? 1.73 ? 2 ，故按双向板计算。lx ? 1.7 ? 2 ， 故按双向板计算。 lyly lx ? 1.73 ? 2 ，故按双向板计算。C 区隔板： l y ? 5450 , lx ? 3150 ， mm mm D 区隔板： l y ? 1850 , l x ? 3150 , mm mm ⑵板厚确定lx ? 1.7 ? 2 ， 故按双向板计算。 ly1 ? 3150 ? 120 mm ,C 板厚同 A 取一致。 30 1 ? 1850 ? 120 mm ,D 板厚同 B 取一致。 B 区隔板： h ? 30A 区隔板： h ?2、荷载确定 恒载 活载 荷载 5.5 kN / m 2 0.5 kN / m 2q q 1 1 .2 ? ( g ? ) ? 1 . 4 ? = 1.2 ? (5.5 ? ? 0.5) ? 1.4 ? 0.5 / 2 ? 7.25 kN / m 2 2 2 2 3、板内力计算由于板很薄，板面很宽，而板的弯矩很小，板的受弯承载力极限状态要先于受剪承 载力极限状态出现。故不必进行抗剪计算。本设计中屋面均为双 向板，混凝土泊松比，取 μ=0.2。 ① 区格 A Ly=5.45m，lx=3.15m，ly/lx =1.73 q 在 g ‘=g+ 作用下，A 区格板可视为三边嵌固一边简支。 2 q 在 q ‘= 的作用下，A 区格板可视为四边简支。 2 由表格可以查出，三边嵌固一边简支和四边简支的弯矩系数如下表所示：表 10.1 弯矩系数Lx/ly 0.58支 承 条 件 三边嵌固一边简支 四边简支mx 0.039 0.08474my 0.005 0.023mx' -0.082 －my' -0.057 －金陵科技学院学士学位论文第 10 章 楼板设计(1)求跨内最大弯矩： μ=0 时M x ? (0.039? 6.9 ? 0.084? 0.35) ? 3.152 =2.96M y ? (0.005? 6.9 ? 0.023? 0.35) ? 3.152 =0.42换算成 μ=0.2 时 Mx= M x ? ?M y =2.96+0.2× 0.42=3.044KNm My= M y ? ?M x =0.42+0.2× 2.96=1.012KNm (2）求支座固端弯矩 Mx=-0.082× 7.25× 3.152=-5.9KNm My=-0.057× 7.25× 3.152=-4.1KNm ② 、区格 B ly=1.95m，lx=3.15m，lx/ly =1.62 q 在 g ‘=g+ 作用下，A 区格板可视为四边嵌固。 2 q 在 q ‘= 的作用下，A 区格板可视为四边简支。 2 由表格可以查出，四边嵌固和四边简支的弯矩系数如下表所示：表 10.2 弯矩系数Ly/lx 0.62支 承 条 件 四边嵌固 四边简支mx 0.036 0.084my 0.008 0.023mx' -0.062 －my' -0.057 －(1)求跨内最大弯矩： μ=0 时M x ? (0.036? 6.9 ? 0.079? 0.35) ?1.952 =1.05M y ? (0.008? 6.9 ? 0.025? 0.35) ?1.952 =0.24换算成 μ=0.2 时 Mx= M x ? ?M y =1.05+0.2× 0.24=1.1KNm My= M y ? ?M x =0.24+0.2× 1.05=0.45KNm (2）求支座固端弯矩 Mx=-0.062× 7.25× 1.952=-1.71KNm My=-0.057× 7.25× 1.952=-1.57KNm ③ 区格 C Ly=5.45m，lx=3.15m，ly/lx =1.73 q 在 g ‘=g+ 作用下，A 区格板可视为两边嵌固两边简支。 2 q 在 q ‘= 的作用下，A 区格板可视为四边简支。 2 由表格可以查出，四边嵌固和四边简支的弯矩系数如下表所示：75金陵科技学院学士学位论文第 10 章 楼板设计表 10.3 弯矩系数Ly/lx 0.58支 承 条 件 两边嵌固两边简支 四边简支mx 0.051 0.079my 0.012 0.025mx' -0.111 －my' -0.078 －(1)求跨内最大弯矩： μ=0 时M x ? (0.051? 6.9 ? 0.079? 0.35) ? 3.152 =3.77M y ? (0.012? 6.9 ? 0.025? 0.35) ? 3.152 =0.91换算成 μ=0.2 时 Mx= M x ? ?M y =3.77+0.2× 0.91=3.95KNm My= M y ? ?M x =0.91+0.2× 3.77=1.66KNm (2）求支座固端弯矩 Mx=-0.111× 7.25× 3.152=-7.99KNm My=-0.078× 7.25× 3.152=-5.61KNm ④ 区格 D