毕业设计计算书1 - 图文

浙江工业大学成人教育学院（论文） 摘要

毕业设计（论文）

题 目

学生姓名班 级指导教师专 业

市郊公路管理处综合楼

阮灏南 土木 陈 禹 土木工程

二 零 一一 年 四月

09 浙江工业大学成人教育学院（论文） 摘要

摘 要

本建筑为6层办公楼，框架结构，建筑面积为6000m2，使用年限为50年，耐火等级为二级。结构按6度设防设计，建筑按6度设防设计，结构类型为框架结构，墙体为粉煤灰粘土砖。

建筑柱网尺寸纵向为2.4m和5.3m，横向为3.5m,各层层高首层为2.5m，其他标准层为3.6m,顶层为4.2m。

各层为独立使用，楼梯采用板式楼梯，全部为防火楼梯，基础为桩基础，采用端承桩基础。

在框架结构计算时，采用底部剪力法计算地震作用，采用弯矩分配法对框架进行分配，在计算过程中对梁的弯矩进行了调幅，对柱的轴力进行了折减。

对建筑中出现的墙体均直接放在梁上，墙、板的重量传给梁，梁再传给柱，传力路线明确。

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目 录

1. 绪论 ...................................................... 1 1.1 建筑层次 ................................................. 1 1.2 建筑方案 ................................................. 1 2. 建筑设计 .................................................. 1 3. 结构计算说明 .............................................. 2 3.1 框架结构设计 ............................................. 3 3.2 框架结构设计计算 ......................................... 4 3.3 荷载计算 ................................................. 6 3.4 荷载分层总汇 ............................................. 8 3.5 水平地震力作用下框架侧移计算 ............................. 9 3.6 水平地震作用下横向框架的内力分析 ........................ 12 3.7 风荷载的计算 ............................................ 15 3.8 竖向荷载作用下横向框架的内力分析 ........................ 17 3.9 内力组合 ................................................ 25 3.10 截面设计 ............................................... 29 4 楼梯设计 .................................................. 35 4.1.建筑设计 ................................................ 35

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4.2基本设计依据 ............................................ 35 4.3梯段板 TB-1板的计算 ..................................... 36 5楼板（盖）设计 ............................................ 37 5.1设计资料 ................................................ 37 5.2荷载计算 ................................................ 38 5.3板的配筋 ................................................ 39

浙江工业大学成人教育学院（论文） 绪论

1. 绪论 1.1 建筑层次

现今社会高层建筑得到广泛的应用，在城市中的高层建筑是反映这个城市经济繁荣和社会进步的重要标志。

建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题；建造高层建筑能够提供更多的休闲地面，将这些休闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果；从城市建设和管理的角度来看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模等等这些高层建筑的优点使其应用广泛，所以本次设计为高层建筑。

1.2 建筑方案

本建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为7度，所以选用框架结构体系。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。

但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制。

框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移。由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震下结构整体位移都较大，容易发生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑。

2. 建筑设计

建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果。各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。

建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。

建筑设计包括总体设计和个体设计两部分。

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3. 结构计算说明

本建筑的结构设计采用的是钢筋混凝土框架结构。由梁，柱组成的框架作为建筑竖向承重构件，并同时抵抗水平荷载，构有以下的一些优点：

第一：合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件。这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约刚材，降低造价。

第二：耐久性和耐火性较好，维护费用低。

第三：可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构。 第四：现浇钢筋混凝土结构的整体性好，又具备必要的延性，适于用作抗震结构；同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构。

第五：混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材。

因为钢筋混凝土具有这些特点，所以在建筑结构、地下结构、桥梁、隧道、铁路等土木工程中得到广泛应用。混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。但是，钢筋混凝土也存在一些缺点，如自重过大，抗裂性能较差，隔热隔声性能不好，浇注混凝土时需要模板和支撑，户外施工受到季节条件限制，补强修复比较困难。这些缺点在一定程度上限制了钢筋混凝土的应用范围。随着科学技术的发展，钢筋混凝土的这些缺点正在逐步的得到克服和改善。所以考虑到本建筑的层高不是很高，所以通过提高混凝土的强度来改善混凝土的这些缺点。

框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。

但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制，正是因为本设计采用的是小高层，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为6度，建筑高度小于22.5m，所以选用框架结构体系。

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3.1 框架结构设计

3.1.1工程概况

该综合楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约6000m2左右，建筑平面为一字形，受场地限制，宽度为13m,长度为73.84m。建筑方案确定，房间开间为3.5m，进深为5.3m，走廊宽度2.4m。层高地下室为2.5m，标准层为3.6m,顶层为4.2m。框架梁柱及板均为现浇，框架平面柱网布置如图3-1所示：（现取轴线15-17进行计算）

层层

图3-1框架平面柱网布置

3.1.2设计资料

⑴ 气温：冬季室外计算温度过-10o,夏季室外计算温度+40oC。

⑵ 夏季主导风向为南﹑东南风，冬季主导风向为北﹑西北风。基本风压为Wo=0.45kN/m2，基本雪压0.45kN/m2。

⑶ 地下水位：常年地下水位深约7m左右，水质对混凝土无浸蚀。

⑷抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组。 ⑸各土层力学指标如下表：

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土层 1 2 3 4 5 6 土的名称 杂填土 粉土 淤泥质粘土 粉质粘土 粘土 砂土 土层厚度 压缩模量 承载力特值 桩侧阻力特桩端端阻力征值 2.2 5.5 5.4 3.8 2.7 7.0 6.5 4.5 8.0 8.5 10 125 110 180 220 350 12 8 16 20 32 特征值 450 700 2200 ⑹ 屋面及楼面做法 屋面做法：

三毡四油防水层 60mm水泥蛭石板保温层 100mm1:8厚水泥炉渣保温层 20厚1:3水泥砂浆找平层 20mm板底摸灰 110厚钢筋混凝土整浇层 楼面做法：

110厚钢筋混凝土整浇层 ⑦ 材料：混凝土强度等级为C25，纵筋Ⅱ级，箍筋Ⅰ级。

3.2 框架结构设计计算

3.2.1梁柱截面、梁跨度及柱子高度的确定 ⑴板﹑梁﹑柱的结构形式：现浇钢筋混凝土结构 ⑵墙体采用：粉煤灰粘土砖

⑶墙体厚度：外墙：240 ，内墙：240（部分为120） 3.2.1.1初估梁的截面尺寸 ⑴主要承重构架：

框架跨度：5300mm，2400mm

L1=5300mm hb=(1/8～1/12)×5300=662.5mm～441.7mm 取hb=500mm bb=(1/2～1/3) hb=250mm～166.7mm 取bb=240mm 故主要承重框架初选截面尺寸为：bb×hb=240mm×500mm 同理：L2=2400mm 时：bb×hb=240mm×500mm L4=7700mm 时: bb×hb=240mm×650mm ⑵次要承重框架

L3=3500mm hb=(1/8～1/12)×3500=437.5mm～291.7mm 取hb=450mm

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bb=(1/2+1/3) hb=225～150mm 取bb=240mm 故次要截面尺寸取： bb×hb=240×450mm 梁编号见下图3-2，各层梁截面相同

DL1L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1CB2400L2L2L2L2L2L2L2L2L2L2L2L2L2L2L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1A350035003500350035003500350035003500350035003500350035003456789101112131415 1-5层DL1L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1CL4L4L4L4L4L4L4L4L4L4L4L4L4L4A350035003500350035003500350035003500350035003500350035003456789101112131415 6层 图3-2 梁编号

⑶框架柱

hc=(1/15～1/20) Hi=280mm～210mm bc=(1～2/3) hc 取bc=0.8hc

取柱子的截面为：400mm×500mm 3.2.1.2梁的计算跨度

框架梁的计算跨度以柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线重合，建 筑轴线与结构计算跨度不同，如图3-3框架计算简图及柱编号图所示： 3.2.1.3柱高度 底层柱高度h=3m，

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120380120 380120 3803801201305040 53002260240050405300130120380120 3803801207700130770050405300130

图3-3框架计算简图及柱编号图

3.3 荷载计算

3.3.1屋面均布恒载：

按屋面做法逐项计算均布荷载： 荷载标准植

三毡四油防水层 60mm水泥蛭石板保温层 100mm1:8厚水泥炉渣保温层

0.4kN/㎡ 0.3KN/㎡ 1.8kN/㎡

20厚1:3水泥砂浆找平层 0.4kN/㎡ 20mm板底摸灰 0.34 kN/㎡ 110厚钢筋混凝土整浇层 2.75 kN/㎡ 共计 5.99kN/㎡ 屋面恒载标准值

〔（7+0.24）×（13+0.24）-(13×3+7×4)×0.24〕×5.99=473.9 kN

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3.3.2楼面均布恒 按楼面做法逐项计算: 水磨石地面

0.65kN㎡ 2.5 kN/㎡ 0.34kN/㎡

110厚钢筋混凝土整浇层 吊顶或粉底 楼面恒载标准值：

〔（7+0.24）×（13+0.24）-(13×3+7×4)×0.24〕×3.73=295.9kN 3.3.3屋面均布活载

计算重力荷载代表值时，要考虑雪荷载和施工荷载。 雪荷载标准值为： 0.5×(7+0.24) ×(13+0.24)=47.93kN 3.3.4楼面均布活载：

楼面均布活载对于办公楼一般房间为2.0kN/㎡，会议室、走廊、楼梯、门厅等为2.5kN/㎡。为了方便计算，统一取为2.5kN/㎡。

楼面均布活载标准值为：

2.5×(7+0.24) ×(13+0.24)=239.64kN

3.3.5梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱抹灰重量）

梁侧、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑，计算见表3-1。（括号内为顶层梁柱）

表3-1 梁柱自重

梁（柱） 编号 L1 L2 L3 L4 Z1 Z2 Z3 长度l 每根重量根数 b×h（㎡） （ｍ） （kN） 0.24×0.5 0.24×0.5 0.24×0.45 0.24×0.65 0.4×0.5 0.4×0.5 0.4×0.5 5.04 2.66 3.5 7.7 3.0 3.6 4.2 6（3） 3 8（6） 3 12 12 9 19.43 9.68 12 37.2 17.82 21.38 24.95 241.62 kN 241.62kN 386.9kN 截面 总 重 （kN） 116.58 29 96.04 256.61 111.57 213.84 224.532 共计 3.73 kN/㎡

底层的纵横梁重 标准层的纵横梁重 顶层的纵横梁重 7

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底层柱重 标准层柱重 顶层柱重 111.57kN 213.84kN 224.532kN 3.3.6墙体自重： 墙体均为240,120厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。 单位面积上墙体重量为：单位面积上墙体重量为：120厚为3kN/㎡

240厚为5.24kN/㎡。

墙体自重计算见表-墙体自重。

表-墙体自重

墙体 底层240纵墙 底层120横墙 标准层240纵墙 标准层120横墙 第六层240纵墙 第六层120横墙 女儿墙重 每片面积(m2) (3.5-0.4)×(3-0.45)=7.905 0 (3.5-0.4)×(3.6-0.45)=9.765 (5.3-0.28×2)×(3.6-0.5)=14.694 (3.5-0.4)×(4.2-0.45)=11.625 0 片数 每片重（KN） 总重（kN） 8 0 8 5 4 0 7×0.9×5.24=33kN 41.42 0 51.17 44.08 60.92 0 331.38 629.76 243.66 3.4 荷载分层总汇

顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载+50%活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重

其它层重力荷载代表值：

楼面恒载+50%楼面均布活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。 将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：

表 各层重力荷载代表值计算

层数 顶层 6层 2-5 底层 ∑G 屋(楼)面横载50%活载纵横梁重柱重(顶层为半柱) 墙重(顶层为半柱) 荷载代表值（kN） 473.9 295.9 2595.9 295.9 （kN） 23.965 119.82 119.82 119.82 （kN） 386.9 241.62 241.62 241.62 （kN） 112.266 219.186 213.84 162.705 5222.792kN （kN） 154.83 436.71 629.76 436.71 （kN） 1151.861 1313.236 1500.94 1256.755 8

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图3-4 质点重力荷载值

3.5 水平地震力作用下框架侧移计算

3.5.1 横梁线刚度：

采用混凝土C25，Ec =2.8×107kN/㎡

在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。但是有现浇板的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.5I0（I0为梁的截面惯性矩）；对中框架取

I=2.0I0。若为装配楼板，带现浇层的楼面，则边框架梁取I=1.2I0，对中框架取I=1.5I0。

横梁线刚度计算结果见表3-4。

表3-4 横梁线刚度

梁号 截面 跨度 惯性矩 边框架梁 中框架梁 b?h （㎡） l （m） 5.04 2.66 bh3I0? 12（m） 0.0025 0.0025 4Ib=1.5I0 （m4） 0.00375 0.00375 Kb?L L1 EIbEI0 Ib=2.0I0 Kb? ll4（m） （kN·m） 0.005 27237.35 0.005 54687.5 （kN·m） 20428.02 41015.63 0.24×0.5 0.24×0.5 L2 L4 0.24×0.65 7.7 0.0054925 0.00823875 29959.09 0.010985 39945.45

3.5.2横向框架柱的侧移刚度D值

柱线刚度列于表3-5，横向框架柱侧移刚度D值计算列于下表柱线刚度。

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表柱线刚度

柱号 Z 截面 （㎡） 0.4×0.5 0.4×0.5 0.4×0.5 柱高度h （m） 3 3.6 4.2 惯性矩 bh3（m4） IC?12线刚度 Kc?EIc（kN·m） hZ1 Z2 4.2×10-3 4.2×10 4.2×10 38888.9 32407.4 27777.8 Z3

表横向框架柱侧移刚度D值计算

层 K??Kb(一般层)2Kc?Kb(底层)Kc中框边柱 K（一般层）2+K0.5?K??(底层)2+K ??数 ∑K K?D??Kc 12(kN/m)h2 根数 3 3 6 6 6 6 6 6 7 6 5 4 3 2 1 67182.85 54474.8 54474.8 54474.8 54474.8 54474.8 54474.8 27237.4 1.21 0.980 0.840 0.84 0.84 0.84 0.84 0.70 0.377 0.329 0.296 0.296 0.296 0.296 0.296 0.445 7120.36 6216.59 8878.75 8878.75 8878.75 8878.75 8878.75 23049.44 3.5.3横向框架自振周期 按顶点位移法计算框架的自振周期

顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移，可以按就下式求得结构的基本周期：

T1?1.7?0?T式中：

考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取0.6 ?0——基本周期调整系数。

?T——框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的

地震力及位移，?T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移。然后由?T求出T1，再用T1求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见

表3-7 横向框架顶点位移

层间相对位移层次 Gi ∑Gi Di（kN/m）?i??GiDi ?i总位移 10

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7 6 5 4 3 2 1

1151.861 1313.236 1500.94 1500.94 1500.94 1500.94 1256.755 1151.861 2465.123 3966.063 5467.003 6967.943 8468.883 72494.4 153789.9 153789.9 153789.9 153789.9 153789.9 0.0159 0.016 0.0258 0.036 0.045 0.056 0.029 0.223 0.207 0.19 0.165 0.129 0.084 0.029 9725.638 335770.4 T1?1.7?0?T =1.7×0.6?0.223=0.482（s） 3.5.4横向地震作用计算

在Ⅱ类场地，6度设防区，设计地震分组为第一组情况下：

结构的特征周期Tg和水平地震影响系数最大值?max（6度，多遇地震）为：

Tg=0.35s ?max=0.04

由于T1=0.482＜1.4Tg=0.49（s），不需要考虑顶点附加地震作用。 结构横向总水平地震作用标准值：

7Tg0.9

FEK=（）×?max×0.85?Gi=248kN

T1i?1各层横向地震剪力计算见表3-8

Fi?GiHi?GHjj?17FEK(1??n)

j 各层横向地震作用及楼层地震剪力

层次 hi （m） Hi （m） 25.2 21 17.4 13.8 10.2 6.6 3 Gi （kN） 1151.86 1313.26 1500.94 1500.94 1500.94 1500.94 1256.76 GiHi （kN） GiHi?GjHjj?17Fi （kN） 54.36 51.65 48.91 38.79 28.67 18.55 7.06 Vi （kN） 54.36 106.01 154.9 193.7 222.39 240.94 248 7 6 5 4 3 2 1 4.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3 29026.87 27578.52 26116.36 20712.97 15309.59 9906.204 3770.265 0.219 0.208 0.197 0.16 0.116 0.075 0.028 ∑GiHi 132420.8kN 横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图3-5。 11

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图3-5横向框架各层水平地震作用和地震剪力

3.5.5横向框架抗震变形验算

多遇地震作用下，层间弹性位移验算见表

表-横向变形验算

层间剪力Vi （kN） 7 6 5 4 3 2 1 54.36 106.01 154.9 193.7 222.39 240.94 248 层间刚度Di 层间位移（kN） 72494.4 153789.9 153789.9 153789.9 153789.9 153789.9 335770.4 Vi层次 Di 层高hi （m） 4.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3 层间相对弹性转角 （m） 0.00075 0.00069 0.001 0.00126 0.00145 0.00157 0.00074 ?e 1/5601 1/5222 1/3574 1/2858 1/2490 1/2298 1/4062

注：层间弹性相对转角均满足要求?e＜[?e]=1/450，（若考虑填充墙抗力作用为1/550）。

3.6 水平地震作用下横向框架的内力分析

本设计取轴线(15)上的横向框架为KJ—1代表进行计算，柱端弯矩KJ—1计算，详见下表。

表反弯点高度比y

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层次 7 6 5 4 3 2 1 7 7 7 7 7 7 n 7 j 7 6 5 4 3 2 1 K 1.21 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 Yn 0.371 0.4 0.45 0.45 0.5 0.5 A边柱 y1 0.05 0 0 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 0 0 0 y 0.421 0.4 K 2.68 2.53 Yn 0.45 0.475 0.5 0.5 0.5 0.5 C中柱 y1 0 0 0 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 0 0 y3 y 0 0.45 0 0.475 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.595 0.45 2.53 0.45 2.53 0.5 2.53 0.5 2.53 0.7 0.7 0.7 2.11 0.595 表边柱按线刚度分配梁端弯矩 层 次 7A柱 7D柱 6 5 4 3 2 1 层高 hi(m) 4.2 4.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3 层间 剪力 Vi(kN) 54.36 54.36 106.01 154.9 193.7 222.39 240.94 248 层间 刚度 Di(kN) 中框边柱A(D) Dim (kN) 7120.36 6216.59 Vim (kN) y (m) 0.421 0.35 0.4 0.45 0.45 0.5 0.5 0.7 k M上 (kN·m) 11.9 11.1 11.2 16.6 18.4 19.9 19.4 7.8 M下 (kN·m) 7.6 7.7 8.80 12.3 15.3 18 23.2 34.5 72494 72494 5.34 1.21 4.66 0.98 6.12 8.94 11.18 12.84 13.91 17.02 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.7 153789.9 8878.75 153789.9 8878.75 153789.9 8878.75 153789.9 8878.75 153789.9 8878.75 335770.4 23049.44

注：表中y=y0+y1+y2,3； Vim= ViDim/Di； M下= Vim yihi； M上= Vim( 1-yi )hi

注：括号为B柱的值，其他C，B柱相等

地震作用下框架梁端弯矩，梁端剪力及柱轴力计算见表梁端剪力及柱轴力 弯矩计算结果见图3-6。

根据节点平衡计算梁端弯矩之和，再按左右梁的线刚度将弯矩分配到梁端 M左=(Mij?MM右=(Mij?Mttbi,j?1ibl )lrib?ibibr )lib?ibrbi,j?1 13

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3-6地震作用下梁柱弯矩图

表梁端剪力及柱轴力

层次 CD跨 L (m) Vb (KN·m) (KN·m) (KN) M右 M左 L (m) M左 BC Vb (KN·m) (KN·m) (KN) M右 柱轴力 NA (KN) NB (KN) 14

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明 7 6 5 4 3 2 1 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 11.1 18.7 23.7 29.8 34.3 36.8 31.0 9.2 17.8 21.8 27.3 31.2 33.1 27.5 2.43 4.78 5.46 6.85 7.85 8.38 7.01 7.7 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66 9.7 14.2 22.7 31.5 39.3 45.1 40.1 9.7 14.2 22.7 31.5 39.3 45.1 40.1 6.34 9.28 14.48 20.59 25.67 29.48 26.21 -2.43 -7.21 -12.67 -19.52 -27.37 -35.75 -42.76 -3.91 -8.41 -17.79 -31.53 -49.35 -70.45 -89.65 3.7 风荷载的计算

3.7.1风荷载作用下的内力分析

风压标准值的计算公式为：wk??z?s?z?0 本地区的基本风压值

?0?0.45KN/m2地面粗糙类别为B，风振系数：βZ=1+Hi/H?ξγ/μ

-0.50 所以 ?s=0.8-（-0.5）=1.3

结构基本周期：T=0.482，ω0 =0.45kN/m 2

ω0T=0.32?0.45?0.4822=0.29 查表得：脉动增大系数ξ，振行系数?z= Hi/H βZ=1+Hi/H?ξγ/μ

Z

2

Z

由于框架的计算简图为矩形 查表得：风载体型系数：迎风面为0.80 背风面为

6 7 25.2 25.2 1

层次 总高H(m) Hi（第i层距离室外地面的高度）(m) 振行系数?z ν脉动影响系数 脉动增大系数ε 风压高度系数 风振系数?z 体形系数?S 基本风压?O 1 2 3 4 5 25.2 25.2 25.2 25.2 25.2 25.2 3 6.6 10.2 13.8 17.4 21 0.119 0.262 0.405 0.548 0.69 0.83 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 1.155 1.155 1.155 1.155 1.155 1.155 1.155 1 1 1 1.106 1.193 1.267 1.335 ?z 1.07 1.15 1.22 1.275 1.32 1.364 1.415 1.3 0.45 1.3 0.45 1.3 0.45 1.3 0.45 1.3 0.45 1.3 0.45 1.3 0.45 风压标准值?K 0.48 0.52 0.55 0.63 0.71 0.778 0.85 3.7.2 转化为集中荷载,框架风载见图3-7

1层 Fw1k=0.52×1.8×3.5+0.48×1.5×3.5=5.796

3.7.3水平风荷载作用下的内力分析计算：

取同地震作用的一榀框架，分析过程与地震作用的分析类似。

15

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3-7 框架风载作用图 表风荷载作用下框架梁柱端弯矩图

D柱 C柱 CD跨 M右 M左 Vd BC跨 M右 M左 Vc 柱的轴力 ND 4.16 6.7 2.44 7.49 NC 1.72 3.37 M上 M下 M上 M下 6.3 3.3 10.1 6.2 6.3 5.4 9.0 5.0 13.1 10.8 12.3 11.9 12.7 8.5 21.5 18.6 17.7 16.4 15.1 11.6 27.8 25.5 23.6 21.7 16.9 14.4 33.2 31.9 28.5 26 17.5 20.0 36 8 32.2 23 38.4 31.9 28.7 39.9 28.1 24.9 4.6 2.44 7.4 5.05 5.9 5.7 16.0 16.0 7.12 24.7 24.7 9.46 32.7 32.7 11.38 39.2 39.2 12.65 36.4 36.4 11.06 14.48 14.61 10.73 22.353 24.07 23.623 29.59 35.45 41.833 35.475 48.1 64.658 32.94 59.16 86.538 16

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3-8风荷载作用下框架弯矩图

3.8 竖向荷载作用下横向框架的内力分析

3.8.1荷载计算

仍取15轴线上的中框架计算分析

图3-9屋（楼）面板支承梁的荷载图

17

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经判断知该设计中的屋（楼）面板均为双向板，屋面均布恒载及活载均为梯形分布及三角形分布传给梁，计算如下：

第六层梁的均布线荷载

AC跨：

屋面均布恒载传给梁 5.99×3.5×0.8=16.772kN/m

20.502kN/m 横梁自重（包括抹灰） 0.28×（0.65-0.11）×25=3.78kN/m 恒载：

第六层活荷载：

AB跨：

0.5×3.5×0.8=1.4kN/m 0.5×3.5×0.8=1.4kN/m

BC跨：

A（D）柱集中荷载

纵墙自重 0.28×0.9×3.5×5.24=4.62 kN 纵梁自重

C柱集中荷载

纵梁自重 0.28×（0.45-0.11）×25×3.5=8.33kN 总计

第五层梁的均布线荷载

BC跨：

0.28×（0.45-0.11）×25×3.5=8.33 kN

8.33kN

总计

8.33 kN

屋面均布恒载传给梁 3.75×2.4×0.625=5.625kN/m

横梁自重（包括抹灰） 0.28×（0.5-0.11）×25=2.73kN/m 恒载： 8.335kN/m 活载 2.5×2.4×0.625=3.75kN/m

第五层的集中荷载： A(D)柱集中荷载： 纵墙自重：

0.28×（4.2-0.45）×（3.5-0.4）×5.24=17.06kN

0.28×（0.45-0.11）×3.5×25=8.33KN 0.44×0.54×4.2×25=24.95kN 50.338kN 纵梁自重 柱自重： 总计： 18

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B柱集中荷载

8.33kN 纵梁自重（包括抹灰）： 0.28×（0.45-0.11）×3.5×25=8.33KN 总计：

C柱集中荷载

纵梁自重（包括抹灰）： 0.28×（0.45-0.11）×3.5×25=8.33KN 柱自重（包括抹灰）： 0.44×0.54×4.2×25=24.95kN 总计：

其他标准层梁的均布线荷载

AB（CD）跨：（括号内为底层线荷载和柱重，底层没有120横墙，且层高为3.0m）

33.28Kn 120横墙自重 3×(3.6-0.45)=9.45 kN/m 屋面均布恒载传给梁 3.74×3.5×0.8=10.472kN/m 横梁自重（包括抹灰） 0.28×（0.5-0.11）×25=2.73kN/m 恒载：

其他标准层的集中荷载： A(D)柱集中荷载： 纵墙自重：

0.28×（3.6-0.45）×（3.5-0.4）×5.24=14.33kN

0.28×（0.45-0.11）×3.5×25=8.33KN

0.44×0.54×3.6×25=21.384kN

44.04kN

纵梁自重 柱自重： 总计：

B（C）柱集中荷载

纵墙自重：

0.28×（3.6-0.45）×（3.5-0.4）×5.24=14.33kN

0.44×0.54×3.6×25=21.384kN(17.82kN)

44.04kN 22.65kN/m（13.202）

活栽 2.5×3.5×0.8=7 kN/m

纵梁自重（包括抹灰）： 0.28×（0.45-0.11）×3.5×25=8.33KN 柱自重： 中框架恒载及活荷载见图3-10

3.8.2用弯矩分配法计算框架弯矩

竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载在总荷载比例较小时，其影响很小，若总计： 19

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活载占总荷载例较大，可在截面配筋时，将跨中弯矩乘1.1～1.2的放大系数予以调整。

A ：固端弯矩计算：

将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。 计算结果见下表

ABCD

ABCD图3-10 框架横向竖向荷载示意图

表固端弯矩计算

AC跨（L=7.7m） 恒载(kN) 固端弯矩活载(kN) 固端弯矩(kN·m) 恒载(kN) CD跨（L=5.04m） 固端弯矩活载(kN) 固端弯矩 20

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(kN·m) 101.3 27.94 48 27.94 (kN·m) 41.28 4.92 4.92 4.92 (kN·m) 2.96 2.21 2.21 2.21 20.5 13.2 22.65 13.2 1.4 7 7 7 6.92 14.82 14.82 14.82 19.5 8.34 8.34 8.34 1.4 3.75 3.75 3.75 CD跨（L=5.04m） BC跨（L=2.66m） B 分配系数计算：表； 现取半框架计算，切断的横梁线刚度为原来的一倍，分配系数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。 D柱顶层节点：

4Kc0.9?4?27237.35??0.474Kc?4Kb0.9?4?27237.35?4?39945.45

4Kc4?39945.45?梁???0.5264Kc?4Kb4?39945.45?0.9?4?27237.35?下柱?注：除底层外各柱的线刚度系数乘以0.9的系数加以修正。 各层的分配系数见表3-23，3-24

D柱各层的分配系数表

层数 4?i上 4?i下 ×103 ×103 4?i左 4?i右 ×103 ×103 ?i ×103 ?上柱＝4?i上/?i ?下柱＝4?i下/?i ?左＝4?i左/?i ?右＝4?i右/?i 6层 0 100 222.2 0 322.2 0 0.31 0.69 0 5层 100 116.7 222.2 0 438.9 0.228 0.266 0.506 0 标准层 116.7 116.7 222.2 0 455.6 0.256 0.256 0.488 0 底层 116.7 155.6 222.2 0 494.4 0.236 0.315 0.449 0 弯矩分配表

标准层恒载作用下弯矩分配 上柱 0.256 下柱 0.256 左梁 0.488 -48 16.73 -4.79 21

右梁 0.254 48 8.367 -9.585 上柱 0.113 下柱 0.113 左梁 0.48 -4.92 ? M

8.778 8.778 -4.26 -4.26 -18.114

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∑M 柱传弯矩 1.227 1.227 2.339 1.169 -0.297 33.944 -0.13 -4.4 -0.132 -4.396 -0.56131 -23.595 10.0 10.0 -20.01 3.335 上柱 0.236 3.335 下柱 0.315 左梁 0.449 -27.94 12.545 -4.614 2.07 右梁 0.315 27.94 6.273 -9.227 1.036 -0.326 25.695 -1.465 上柱 0.165 -1.465 下柱 0.221 左梁 0.299 -4.92 底层恒载作用下弯矩分配 ? M ∑M 柱传弯矩

6.59 8.80 -4.833 -6.474 -8.758 1.089 1.45 -0.171 -5.0 -0.229 -6.70 -0.31 -14 7.68 10.254 -17.94 2.56 4.13 -1.668 -3.35 标准层活载作用下弯矩分配 上柱 下柱 左梁 0.488 -14.82 7.23 -2.06 1.0 右梁 0.254 14.82 3.62 -4.122 0.50 -0.128 14.69 上柱 0.113 下柱 0.113 左梁 0.48 -2.21 ? 0.256 0.256 M 3.794 3.794 -1.834 -1.834 -7.789 0.528 0.528 -0.057 -1.89 -0.63 -0.057 -1.89 -0.24 -10.24 4.32 4.32 1.44 -8.64 ∑M 柱传弯矩 1.44 -0.63

底层活载作用下弯矩分配 上柱 下柱 左梁 0.449 -14.82 6.654 -2.51 1.127 右梁 0.315 14.82 3.327 -5.02 0.564 -0.178 13.51 上柱 0.165 下柱 0.221 左梁 0.299 -2.21 ? 0.236 0.315 M 3.5 4.668 -2.63 -3.52 -4.765 0.59 0.791 -0.09 -2.723 -0.125 -3.65 -0.1685 -7.1437 4.09 5.459 -9.549 ∑M 柱传弯矩 1.36 2.729 -0.91 -1.82 1层恒载作用下弯矩分配 22

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? 0.256 10 3.335 -1.51 11.838 20.6 0.256 10 2.56 -1.5 11.05 17.6 0.488 -20.01 0.254 33.944 0.113 -4.4 -1.465 0.354 -5.51 -15 0.113 -4.396 -1.668 0.354 -5.71 -12 0.48 -23.595 M -2.877 -22.887 0.796 34.74 1.5 -22.1 （-10.7） -12.3 左梁 0.48 -10.24 ∑M （-46.4） （49.7） 58.35 -55.1 标准层活载作用下弯矩分配 左梁 0.488 -8.64 右梁 0.254 14.69 上柱 下柱 上柱 0.113 -1.89 -0.63 0.14 -8 下柱 0.113 -1.89 -0.63 0.14 -9 ?0.256 4.32 1.44 -0.737 10 0.256 4.32 1.44 -0.737 9.5 M ∑M -1.405 （-17.2） -20.24 左梁 0.449 -9.549 0.32 （16.9） 19.9 右梁 0.315 13.51 0.6 （-12.4） -14.6 左梁 0.229 -7.1437 底层活载作用下弯矩分配 上柱 0.236 4.09 1.44 -0.34 8.4 下柱 0.315 5.459 0 -0.45 8.1 上柱 0.165 -2.723 -0.63 0.104 -7 下柱 0.221 -3.65 0 0.139 -7.4 ? M ∑M 0.144 （-8.6） -10.11 -0.65 0.198 （-14.8） （15.7） -17.4 18.5 23

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3-11恒载活载作用下弯矩图

注:括号内为调幅后的弯矩

C： 传递系数：

远端固定，传递系数为1/2； 远端滑动铰支，传递系数为-1。 D： 弯矩分配：

竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为0.85。图3-11括号内为调整的值。

3.8.3梁端剪力及柱轴力的计算 梁端剪力： V?Vq?Vm

式中：Vq——梁上均布荷载引起的剪力，V? Vm——梁端弯矩引起的剪力，Vm?柱轴力： N?V?P 式中：V——梁端剪力； P

——节点集中力及柱自重； 计算结果见梁柱内力组合

1ql； 2M左?M右； l 24

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3.9 内力组合

3.9.1框架内力组合

在恒载和活载作用下，跨间Mmax可以近似取跨中的M代替

M?M右1Mmax?ql2?左

82式中：M左、M右——梁左、右端弯矩，见图10、11括号内的数值 跨中M若小于

表恒载作用下的CD跨中弯矩

数 7 6 5 4 3 2 1 l 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 q M左 M右 1/8ql^2-(Ml+Mr)/2 ql^2/16 14.12 -4.73 23.27 23.62 23.57 23.57 -6.09 19.1 20.96 35.96 35.96 35.96 35.96 20.96 19.5 69.7 25.9 13.2 43.6 49.7 22.65 50.6 46.7 22.65 49.6 47 22.65 49.7 47 22.65 49.7 47 13.2 49.6 46.4 表活载作用下的CD跨中弯矩

层次 7 6 5 4 3 2 1

l 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 q活 1.4 7 7 7 7 7 7 M左 6.7 17.2 17.6 17.2 16.9 16.3 15.7 M右 6.6 18.3 18.6 18 17.2 16.2 14.8 1/8ql^2-(Ml+Mr)/2 -2.2 4.48 4.13 4.63 5.18 5.98 6.98 ql^2/16 2.22 11.11 11.11 11.11 11.11 11.11 11.11 121ql应取M＝ql21616

25

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3.9.2梁组合内力

表梁内力组合见

竖向荷载组竖向荷载组位置 内力 恒载 ① 活载 地震荷② 载③ 合 合 4 1.2①+1.4×1.2①+1.4×风荷载○4）4）0.9（②+○ 0.9（②+○ 竖向荷 载与 地震 组合1.2 (①+0.5②) +1.3③ 竖向荷载 与地震 组合1.2 (①+0.5 ②) -1.3③ 7层 D左 M V V V Mcd C右 M C左 M 跨中 Mab -25.9 -6.6 11.1 33.4 69.7 50.8 -106.2 82 19.1 85.1 1.2 2.43 6.7 -9.2 4.2 2.43 -10 1.1 9.7 6.34 6.3 2.44 -5.4 2.44 4.6 4.16 26 6层 D左 M V V V Mcd C右 M C左 M 跨中 Mab -49.7 -18.3 57 1.2 18.7 4.78 4.78 14.2 9.28 12.3 5.05 5.05 7.4 -74.19 74.625 87.11 92.065 -33.22 -96.33 65.535 65.69 82.975 -46.54 -46.31 -94.93 75.334 62.906 85.78 -11.18 39.5 -48.1 81.094 68.666 -34.65 43.956 97.88 69.036 -137.3 103.684 26 -45.99 39.564 88.16 64.644 -145.58 -20.61 -49.47 43.959 37.641 99.62 75.7 66.639 60.321 -120.83 -146.05 2.2 7.5 96.196 107.302 90.818 24.24 24.24 106.62 106.62 112.62 112.62 43.6 17.2 -17.8 -11.9 54.5 15.8 -18.3 -12.8 13.3 6.3 20.96 11.11 10.92 5.58 -46.7 -18.6 55 1.2 23.7 5.46 5.46 22.7 6.7 30.81 18.75 31.804 7.676 40.706 31.818 31.818 40.706 20.916 16.452 16.452 20.916 5层 17.7 7.12 7.12 16 -66.15 74.088 100.12 96.228 -15.48 -98.01 61.272 70.6 83.412 -44.28 -36.39 -98.01 73.818 59.622 99.62 42.94 84.198 70.002 10.67 -48.35 D左 M V V V Mcd C右 M C左 M 跨中 Mab 50.6 17.6 -21.8 -16.4 56.3 15.9 -8.8 -13.8 10.5 8.9 14.48 14.48 38.092 12.028 36.764 -0.884 58.706 49.818 49.818 35.96 11.11 58.706 19.276 14.652 14.652 9.32 5.78 19.276 4层 -47 -18 29.8 23.6 26

D左 M -60.36 -102.84 -28.46 -105.94

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明 V V V Mcd 55.2 1.1 6.85 6.85 31.5 9.46 9.46 24.7 76.294 103.13 98.194 -8.61 59.266 64.07 81.166 -53.07 75.805 57.995 105.33 34.35 85.945 68.135 20.67 -61.23 C右 M C左 M 跨中 Mab 49.6 17.2 -27.3 -21.7 56.3 15.8 -10.3 -13.2 11 8.1 20.59 22.35 44.655 4.425 44.827 -8.707 58.706 49.818 49.818 35.96 11.11 58.706 19.276 14.652 14.652 9.32 5.68 19.276 3层 -47 -17.2 55.2 1 34.3 28.5 -26 32.7 -54.83 77.882 106.7 99.782 -0.05 -106.13 57.398 59.9 79.298 -58.91 -22.13 -111.31 77.045 56.635 110.34 29.22 87.185 66.775 31.53 -70.65 D左 M V V V Mcd C右 M C左 M 跨中 Mab 7.85 11.38 7.85 11.38 39.3 49.7 16.9 -31.2 56.3 15.7 -10.1 -12.4 11 7.4 25.67 29.59 50.191 -3.071 51.011 -15.731 58.706 49.818 49.818 35.96 11.11 58.706 19.276 14.652 14.652 9.32 5.68 19.276 2层 -47.1 -16.2 55.2 0.7 36.8 31.9 -50.49 -107.91 -18.4 -114.08 D左 M V V V Mcd C右 M C左 M 跨中 Mab 8.38 12.65 78.605 55.835 77.554 55.766 61.46 105.14 29.22 110.34 49.6 16.3 -33.1 -28.7 56.3 15.4 11 9.32 6.3 5.18 8.38 12.65 39.2 29.48 35.475 100.505 7.38 53.9475 58.706 18.436 1层 -51.11 77.735 -63.18 -9.9075 58.706 18.436 -101.69 87.694 65.906 39.61 55.304 49.818 14.292 -77.65 -21.344 49.818 14.292 -10.3 -11.1 45.1 35.96 11.11 31 28.1 D左 M V C右 M V V C左 M -46.4 -14.8 55.1 49.6 56.4 10.9 0.4 15.1 4.2 -24.26 -104.86 75.473 57.247 33.19 104.69 85.853 34.19 49.673 31.812 13.674 67.627 -70.07 -18.473 31.812 13.674 7.01 11.06 7.01 40.1 11.06 36.4 15.7 -27.5 -24.9 76.634 56.726 60.584 102.416 98.774 8.02 48.606 40.692 16.674 78.866 -57.5 -10.686 40.692 16.674 -10.7 -8.5 26.21 32.94 跨中 Mab 20.96 11.11 Mcd 9.52 3.78 3.9.3柱内力组合

框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面组合结果见表18、表19。表中系数?是考虑计算截面以上各层活载不总是同时满布而对楼面均布活载的一个折减系数，称为活载按楼层的折减系数，取值下表

27

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

表D柱内力组合表

竖向荷载与风载组合1+1.4○21.2○4 +0.84○D柱7 柱顶 M N N 柱底 M 17.8 92.25 -21.3 117.2 20.1 234.52 -19.5 255.9 18.9 -19.2 6.2 -11.1 6 -2.43 -9.1 -7.7 6 -2.43 9.605 -11.8 25.16 -7.21 -9.01 -8.1 25.16 -7.21 8.5 -16.2 -8.5 -12.1 6.3 2.44 3.3 2.44 9.3 7.49 5 7.49 12.7 14.61 8.5 14.61 15.1 24.07 11.6 24.07 16.9 35.45 14.4 35.45 17.5 48.1 20 48.1 8 32.2 35.332 121.1496 -35.528 151.0896 6层 45.379 322.9396 -31.814 348.5956 5层 45.248 520.9254 -27.8 546.5814 4层 45.884 704.8568 -23.336 580.9648 3层 46.666 901.114 -20.352 926.794 2层 46.319 1089.853 -15.564 1115.533 1层 35.211 12.546 24.748 117.0504 -41.072 146.9904 29.755 310.3564 -40.214 336.0124 23.912 496.3806 -42.08 522.0366 20.516 664.4192 -42.824 540.5272 18.274 841.558 -44.544 867.238 16.919 1009.045 -49.164 1034.725 21.771 1184.8126 -41.55 10.65 111.141 -41.03 141.081 14.543 287.147 -39.336 312.803 6.72 456.074 -43.87 481.73 3.68 616.534 -47.37 578.098 1.41 780.203 -50.342 805.883 1.771 939.586 -58.156 965.266 14.139 1103.987 -57.168 39.51 117.459 -21.01 147.399 45.223 305.893 -18.276 331.549 48.84 489.016 -12.41 514.672 51.52 667.286 -7.59 628.85 52.89 851.365 -3.802 877.045 52.211 1032.536 2.164 1058.216 34.419 1215.163 32.532 竖向荷载与地竖向荷载与地竖向荷载与风1载组合1.2○2-0.84○4 +1.4○震荷载组合11.2（○2）+0.5○3 +1.3○震荷载组合11.2（○2）+0.5○3 -1.3○位置 内力 恒载 1 ○活载 2 ○地震 荷载 风荷载○4 3 ○柱顶 M N N 柱底 M 柱顶 M N N 柱底 M 371.22 45.135 -12.67 392.6 45.135 -12.67 19.5 508.22 -19.4 7 -18.4 53.41 -19.52 -7 -15.3 柱顶 M N N 柱底 M 529.6 -53.41 -19.52 19.3 645.1 -19.2 666.5 19.6 -20.6 6.65 -19.8 69.44 -27.37 -6.72 -17.9 69.44 -27.37 5.785 -19.4 -5.46 -23.2 柱顶 M N N 柱底 M 柱顶 M N N 柱底 M 782.1 79.235 -35.75 803.5 79.235 -35.75 17.6 -8.9 5.265 -7.8 柱顶 M N 柱底 M 919.48 93.665 -42.76 -2.73 -34.5 59.16 1284.2014 28

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明 N 937.3 93.665 -42.76 59.16 1305.5854 1206.1966 1125.371 1236.547 3.10 截面设计

3.10.1承载力抗力调整系数?RE

考虑地震作用时,结构构件的截面采用下面的表达式：

S≤R/?RE

式中： ?RE

——承载力抗力调整系数，取值见表；

S——地震作用效应与其它荷载效应的基本组合； R——结构构件的承载力。

注意在截面配筋时，组合表中地震力组合的内力均应乘以?内力进行比较，挑选出最不利组合。

表承载力抗震调整系数?材料 结构构件 梁 钢筋 混凝土 轴压比小于0.15的柱 轴压比不小于0.15的柱 抗震墙 各类构件 RE

RE

后再与静力组合的

?RE 0.75 0.75 0.80 0.85 0.85 受力状态 受弯 偏压 偏压 偏压 受剪、偏拉

3.10.2向框架梁截面设计

以第一层梁为例取跨梁；梁控制截面的内力如图19所示。图中M单位为kN·m，V的单位为kN。混凝土强度等级C25（fcm=13.5N/mm,

2

fc =12.5N/mm2）,纵筋为Ⅱ(fy=310N/mm2),

箍筋为Ⅰ级(fy=210N/mm)。

2

梁的斜截面强度计算（见下表）

为了防止梁在弯曲屈服前先发生剪切破坏，截面设计时对剪力设计值进行调整如下：

V??V(Mbl?Mbr)ln?VGb

式中：?A——剪力增大系数，对三级框架取1.1；

ln——梁的净跨，对第一层梁，lnAB＝4.54m, lnBC=2.16m,

VGb——梁在重力荷载作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。

1 VGb?1.2(q恒?q活)?ln

2lrMb,Mb——分别为梁的左、右端顺时针方向或反时针方向截面组合的弯矩值。由

表16查得：

计算中Mbl+ Mbr取顺时针方向和逆时针方向中较大值。 剪力调整

29

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

AB跨： Mbl+Mbr= 104.86+104.69=209.55kN·m

VGb=(13.2+0.5×7)×1.2×1/2×4.54=45.49kN·m

BC跨: Mbl+Mbr=34.19+70.07=104.26kN·m

VGb=(8.34+0.5×3.75)×1.2×1/2×2.16=13.24 kN·m VA右?VB左=1.1×209.55/4.54+45.49=96.26 kN VB右=1.10×104.26/2.16+13.24=66.34 kN

考虑承载力抗震调整系数?RE

=0.85

?REVA右??REVB左=0.85×96.26=81.82 kN

?REVB右=0.85×66.34=56.39kN

若调整后的剪力值大于组合表中的静力组合的剪力值,则按调整后的剪力进行斜截面计算。梁的正截面、斜截面强度计算见表。

表第一层框架梁正截面强度计算

截面 M(kN·m) b×h0 (㎜2) b/2×V(kN·m) bM0?M?V21 104.86 250×765 14.175 90.685 68.014 0.097 0.107 0.9465 498.5 2Φ25+1Φ18 1489 0.45 1 104.69 250×765 14.175 87.515 65.636 0.094 0.107 0.9465 498.6 2Φ25+1Φ18 1489 0.00.43 2 50.74 250×765 0 50.74 38.055 0.05432 0.033 0.9835 268.4248 2Φ25+1Φ18 1489 02.405 3 59 250×765 16.9 42.1 31.575 0.045 0.0619 0.96905 226.0386 2Φ25+1Φ18 1489 0.20 (kN·m) m)?REM0(kN·?s??REM0 fcmbh02??1?1?2?s ?S?0.5(1?1?2?S) AS??REM0 ?Sfyh0 (mm2) 选筋 实配面积(mm2) ?% 所以都需要进行斜截面受剪承载力的计算 对截面V﹤0.7ftbho，不须进行斜截面承载力计算，按构造要求配筋。

根据国内对低周期反复荷载作用下的钢筋混凝土连续梁和悬臂梁受剪承载力试验，反复加载使梁的受剪承载力降低。考虑地震作用的反复性，表中公式将静力荷载作用下梁的受剪承载力公式乘0.8的降低系数。

3.10.2 柱截面设计

30

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

以第一，二层B柱为例，对图3-12中的Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ，截面进行设计。 混凝土等级为C25，fc=12.5N/mm，fcm=13.5N/mm 纵筋为Ⅱ级,fy =310 N/mm，箍筋为fy=210 N/mm

Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ

Ⅲ Ⅲ 图3-12柱计算截面示意图

轴压比验算

表轴压比限值

类别 一 框架柱 框架梁 0.7 0.6 二 0.8 0.7 三 0.9 0.8 由B柱内力组合表18查得:

NⅠ-Ⅰ

=1492.16kN

?c=

NN3

=1492.16×10/(400×500×11.9)=0.627＜0.9 Afc=1722.15kN

Ⅱ-Ⅱ

?c=

NN3

=1722.15×10/(400×500×11.9)=0.724＜0.9 Afc=1743.5kN

Ⅲ-Ⅲ

?c=

N3

=1743.5×10/(400×500×11.9)=0.733＜0.9 Afc31

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

均满足轴压比的要求。 A 正截面承载力的计算

框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关,一般框架,梁的延性远大于柱子。梁先屈服使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移增大，抗震性能较好。若柱子形成了塑性铰，则会伴随产生较大的层间位移，危及结构承受垂直荷载的能力，并可能使结构成为机动体系。因此，在框架设计中，应体现“强柱弱梁”，即一、二级框架的梁柱节点处，除顶层和轴压比小于0.15者外（因顶层和轴压比小于0.15的柱可以认为具有与梁相近的变形能力）。梁、柱端弯矩应符合下述公式的要求：

三级框架 式中:

?Mc—－节点上、下柱端顺时针或逆时针截面组合的弯矩设计值之和; ?Mb－—节点上、下梁端逆时针或顺时针截面组合的弯矩设计值之和。

地震往返作用,两个方向的弯矩设计值均应满足要求,当柱子考虑顺时针弯矩之和时,梁应考虑逆时针方向弯矩之和,反之亦然。可以取两组中较大者计算配筋。

由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服，将影响整个结构的变形能力。同时，随着框架梁铰的出现，由于塑性内力重分布，底层柱的反弯点具有较大地不确定性。因此，对一、二级框架底层柱底考虑1.15的弯矩增大系数。

第一层梁与柱节点的梁端弯矩值由内力组合表17,查得

?Mc =1.1?Mb

?Mb:左震 33.19+24.26=57.45kN·m

右震 104.86+104.69=209.55kN·m 取?Mb=138.05kN·m

第一层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组合表19,查得

?Mc:左震 77.54+50=127.54kN·m

右震 36.08+14.22=60.3kN·m

梁端?Mb取左震, ?Mc也取左震:

?Mc=127.54kN·m＜1.1?Mb=1.1×209.55=230.51kN·m

取?Mc′=230.51kN·m

将?Mc与?Mc′的差值按柱的弹性分析弯矩之比分配给节点上下柱端(即Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面)

McⅠ-Ⅰ=77.54?(230.51?127.54)?62.6kN·m 127.54 32

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

?McⅡ-Ⅱ= ?50?(230.51?127.54)?40.37kN·m 127.54McⅠ-Ⅰ=77.54+62.6=140.14kN·

m

McⅡ-Ⅱ=50+40.37=90.37kN·m

根据B柱内力组合表19,选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后，各截面控制内力如下:

Ⅰ-Ⅰ截面:①M=140.14×0.8=112.11kN·m N=1438×0.8=1180kN M=56.6kN·m N=1492kN

Ⅱ-Ⅱ截面:②M=90.37×0.8=72.3kN·m N=1614.22×0.8=1326.4kN M=41kN·m N=1722kN

Ⅲ-Ⅲ截面:③M=39.94×1.25×0.8=40.9kN·m N=1679×0.8=1343.2kN M=43.69kN·m N=1743kN

截面采用对称配筋,具体配筋见表24中.

e0=M/N

ea?0.12(0.3h0?e0)当e0?0.3h0时,取ea?0取ea=0

e?1?0.2?2.7i?1

h0l?2?1.15?0.010?1,当l0＜15时,取?2=1.0

hhe??ei?0.5h?as

??1?l(0)2?1?2 e1400ihh0N??(大偏心受压)

bh0fcm1N??bbh0fcm??b(小偏心受压) 2Ne?0.45h0fcmb?bh0fcm(0.08??b)(h0?as?)?? 33

浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

N(?ei?0.5h?N)2bfcm(大偏心受压)

fy?(h0?as?)As?As??As?As??Ne??(1?0.5?)bh02fcmfy?(h0?as?)(小偏心受压)

式中: e0——轴向力对截面形心的偏心距； ea——附加偏心距；

ei——初始偏心距；

?1——偏心受压构件的截面曲率修正系数；

?2——考虑构件长细比对构件截面曲率的影响系数；

?——偏心距增大系数；

e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；

?——混凝土相对受压区高度； As、As?——受拉、受压钢筋面积。

表柱子配筋

截面 M(kN·m) N(kN) lO(mm) bh0(㎡) e0(mm) 0.388 h0(mm) ea(mm) ei(mm) lO/h ξ1 ξ2 η ηei(mm) e(mm) ξ 实配As=As′(mm) 选筋 0.8%hb 8.33 78.40 7.2 1 1.0 Ⅰ-Ⅰ Ⅱ-Ⅱ Ⅲ-Ⅲ 112.11 56.6 72.3 41 40.9 43.69 1150 1150 1326.4 1722 1343.2 1743 3600 3000 3000 400×465 400×465 400×465 70.07 44 139.5 38.8 23.8 30.45 25.07 139.5 139.5 11.46 12.08 13.88 13.086 13.73 55.46 50.89 37.69 43.536 38.8 6 6 1 1 1 1 1 1 1 1.0 1.0 1.0 1.235 1.31 62.845 49.65 277.85 264.65 0.528 0.686 -2087.58 3Φ18+3Φ18 1600 1.275 1.308 55.49 50.755 270.49 265.76 0.5356 0.69 -2343.79 3Φ18+3Φ18 1600 1.22 1.31 95.62 72.68 285.62 262.678 0.458 0.458 1016 3Φ18+3Φ18 1600

B 斜截面承载能力计算

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浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

按构造要求箍筋的最小配置?8@100。现选3肢，非加密区为?800@200，加密区 ?8@100

同时柱受剪截面应符合如下条件:

即

?REVcfcbh0 <0.2满足要求

4 楼梯设计

4.1.建筑设计

⑴ 楼梯间底层建筑平面图见图3-13：

⑵ 楼梯形式尺寸：采用双跑楼梯，层高底层3m，其他标准层为3.6m。踏步尺寸，其他标准层采用163.6?280mm步。

（3） 结构设计采用先浇板式楼梯

3-13标准层楼梯平面图

4.2基本设计依据

结构安全等级为二级。结构重要性系数r0=1。活荷载标准值qk=2.5KN/㎡。 主要选用材料：混凝土强度等级C25，钢筋直径d≧14时采用Ⅱ级钢筋，d≤12mm时采用Ⅰ级钢筋；

主要材料做法：水磨石面层，梯段板下抹麻刀灰20mm厚，采用金属条栏杆。 楼梯结构布置：斜板的两端与与平台梁和楼梯梁整接。平台梁两端都搁置在楼梯间的两端墙上。

以下先对标准层进行计算

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浙江工业大学成人教育学院（论文） 结构计算说明

4.3梯段板 TB-1板的计算 4.3.1 确定斜板的厚度t 踏步板的倾角：cosα?280280?163.622?0.863

斜板的水平投影净长为2800mm 斜板的斜向净长ln'?l1n'?cos?=3349 板厚： t?(11~)Ln?133.9~111.64mm 取t=120mm 2530 TB-1板荷载计算

荷 载 种 类 栏杆自重 踏步梯段 恒 荷 载 g（kN/m） 板自重（厚120mm） 预制水磨石 面层（厚30mm） 梯段板板下 抹灰（厚20mm） 恒荷载g1小计 水平段恒载g2 活 荷 载q 斜板部分p1 水平板部分p2 r3（0.2 r2（荷 载 标 准 值 （KN/m） 荷载 荷 载 分项 设计值 系数（ KN/m） 0.24 6.63 1.2 6.336 1.24 0.473 8.343 4.488 3.5 11.843 7.988 4.3.2荷载计算

dt0.16360.12??）=25（）=5.52 2cos?20.863 r1c1（e+d）/e=0.65(0.1636+0.28)/0.28=1.03 c20.02）=17×=0.394 0.863cos?6.95 3.74 2.5 9.45 6.24 1.2 1.2 1.4 4.3.3内力及截面承载力计算 （1）求支左RA

l1Pl(?l2)?P2l22112RA??21.01kN

l

（1）正截面承载力计算

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