土木工程毕业设计计算书

1 绪论

1.1 工程概况

此工程建于湖北省武汉市，拟建场地地形平坦，平面尺寸为55m320m；拟建办公楼地上5层，1层层高4.2m，2-5层每层层高3.6m，其中包括办公室、功能室、休息室等。工程采用框架结构，结构安全等级二级，设计使用年限50年，耐火等级为一级，抗震设防烈度7度，地震分组为第一组，丙类建筑，Ⅱ类建筑场地；室外年均气温16℃，最高气温39.5℃，最低气温-5℃；最大积雪深度为56mm，基本雪压0.25kN/m2；基本风压0.4kN/m2，地面粗糙程度为C类；地基允许承载力为fk=240kPa，地面2.5m以下为粘土层，其余为杂填土；地面水位高度低于地面2.5m。

1.2 设计内容与方法

1.2.1 建筑设计

1．建筑方案设计

根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关知识进行建筑方案设计，针对工程的使用性质作出具体的设计。功能分区要细致合理、符合规范，使建筑物发挥出其应有的功能。

2．建筑施工图

运用CAD、天正进行绘图，绘出建筑的平、立、剖等图。

1.2.2结构设计

1．结构设计内容

（1）结构类型的选择，包括结构的布置及柱网尺寸。 （2）估算结构的梁、板、柱的界面尺寸以及材料等级。 （3）荷载计算：包括框架柱侧移刚度计算。 （4）楼、屋面板内力及配筋计算。

（5）水平荷载作用下框架侧移及内力计算、竖向荷载作用下框架内力计算、框架内力组合。

（6）框架梁、柱配筋计算。

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（7）基础设计。 （8）绘制结构施工图。 2．结构设计方法

（1）荷载计算：荷载计算包括水平荷载与竖向荷载计算：水平荷载包括水平风荷载和水平地震作用；竖向荷载包括恒荷载与活荷载。

（2）水平荷载作用下的框架结构内力计算：水平荷载作用下的框架结构的位移及内力可采用D值法计算。

（3）竖向荷载作用下的框架结构内力计算：一般取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析。 （4）内力计算。

（5）通过内力组合求得梁、柱构件各控制截面的最不利内力设计值并进行必要的调整后，即可对其进行截面配筋计算和采取构造措施。

（6）基础设计：根据上部荷载及与建筑物有关条件、工程地质条件、水文地质条件、地基冻融条件、场地环境条件等来确定基础的类型以及基础埋深。首先要确定基础底面尺寸，按地基持力层承载力和地基软弱层承载力进行验算。应用地基计算模型计算，然后进行各项配筋计算。

（7）按照制图标准绘制结构施工图。

此外还应进行电算：电算的目的主要是对手算进行正确性的验算。具体电算采用PKPM软件进行计算。

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2建筑设计

2.1 设计概要

本设计是办公楼，应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。一般由功能室、办公室和休息室等组成。办公室内各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。办公楼建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为以后改造和灵活分隔创造条件，故本建筑选取开间为6m，进深为7.5m。

1．房间使用面积、形状及大小的确定

一个房间使用面积基本包括：办公桌所占的面积；人们使用家具、设备所占活动面积； 以及行走、交通所需的面积。

充分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求，办公楼的开间取为12m，进深为7.5m，厕所布置在建筑朝向较差的一面，距最远的房间16m，并设置公用的前室，前室内置两个洗手盆。厕所有不相邻对流的直接自然风和天然采光，卫生洁具数量按《规范》要求：男厕所每40人设一具大便器，每30人设一具小便器；女厕所每20人设一具大便器，每40人设一具小便器；每40人设一具洗手盆。

2．门窗大小及位置的确定

办公楼门洞口宽不应小于900mm，高不应低于2m，根据人流的多少和搬进房间设备的 大小取门宽为900mm，开启方向朝房间内侧；走道两端的门采用等宽双扇门，大厅的门采用两个双扇双向弹簧门。

3．窗的大小以及位置的确定

房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。本次设计中， 厕所的窗户，考虑《规范》要求窗地比≥1:6，窗宽取为1800mm，高度取为1800mm。

4．交通联系部分的平面设计

一栋建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及室内外有机联系起来的交通联系部分，以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。

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设计楼梯时，还应使其符合《建筑设计防火规范》、《民用建筑设计通则》和其他有关单项建筑设计规范的规定。考虑防火要求，多层建筑应设封闭楼梯间，且应靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风，此楼梯采用的是防火卷帘。考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。

楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计规定。

楼梯常见形式：板式楼梯、梁式楼梯。梁式楼梯梯段板较薄，可以节省材料。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板及平台梁组成。踏步板支撑在斜梁上，斜梁再支撑在平台梁上。作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜梁，再由斜梁传至平台梁。当梯段板较长时，梁式楼梯较为经济，因而广泛用于办公楼、教学楼等建筑中，但这种楼梯施工复杂，外观也显得比较笨重。

板式楼梯具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支撑在平台梁上。作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。当梯段跨度较小（一般在3m以内）时，采用板式楼梯较为合适。但其斜板较厚，为跨度的1/25-1/30。

本设计楼梯选用板式双跑楼梯。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+0-0.15m计算，并不应小于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m，楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至上方突出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。

走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。

按《规范》要求，双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m，考虑到柱截面尺寸和基础布置，适当放大，取走道宽2.4m，净宽2.20m，可让三人并行通过。

2.2 建筑平面设计

建筑的平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的。建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中地反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，他们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手，但是在平面设计中，我们应始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改

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平面，反复深入，也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。

各种类型的建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两大类。另外，对于一栋建筑来说，还有建筑的结构体系和围护体系，如墙、柱、隔断等构件所占的结构面积。

1．使用部分的平面设计

使用部分是由许多房间组成的。房间是建筑物最基本的使用单位，它通常以单个的形 式出现。由于在功能上具有不同的特点和要求，使用部分的房间又分为使用房间（包括生活用房间、工作用房间和公共活动用房间）和辅助房间。

2．交通联系部分的平面设计

交通联系部分设计是否合理，不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否方 便，还在很大程度上影响建筑的工程造价、用地、平面组合方式等。

2.3 建筑立面设计

建筑立面图反映的是建筑四周的外部形象。在立面设计中一应反映出建筑的性格，即建筑的使用性质；二应反映内部空间及其组合情况；三应反映自然条件和民族特点的不同；四应适应基地环境和建筑规划的总体要求。

立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结构平面的内部空间组合进行的。进行立面设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。

考虑设计的是办公楼，立面尽量简洁、大方。从整体出发几次改进建筑方案，考虑美学原则：主从与重点、对比与呼应、节奏与韵律、均衡与稳定、比例与尺度等，同时考虑结构方面。立面设计中，外形线条明确，更加能体现出建筑物本身的使用功能，宽大明亮的窗体，给人一种明快的感觉。

2.4 建筑剖面设计

完整的立面设计，并不 美观问题，它和平、剖面的设计都一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。

建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。建筑的剖面设计的主

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闭。

（2）凡楼板、墙体及墙上留洞，均需对照有关专业图纸，准确无误后方可施工。钢筋混凝土墙和楼板上所有留洞需预留，不得再打。

（3）卫生间、空调等管道内施工时要防止砂浆残渣和碎砖等杂物掉入，防止堵塞。

2.10 建筑细部具体构造做法

1．屋面做法：

水泥花砖屋面层（包括水泥砂浆打底） SBS改性沥青防水卷材（4mm厚） 20mm厚水泥砂浆找平层 100mm厚钢筋混凝土板 15mm厚顶棚抹灰层 2．楼面做法：

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 100mm厚钢筋混凝土板 V型轻钢龙骨吊顶 3．内墙做法：

内墙体为200mm厚的混凝土空心小砌块，墙面两侧各20mm厚抹灰 4.外墙做法：

外墙体为250mm厚的混凝土空心小砌块，外墙面贴墙面砖，内墙面抹20mm混合砂浆。 5.墙基防潮

采用防水砂浆防潮层

20mm厚1:2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06m标高住 6．踢脚做法： 采用水磨石踢脚、台度

10mm厚1:2水泥白石子磨光打蜡 12mm厚1:3水泥砂浆打底 7．卫生间做法：

4mm厚马赛克，素水泥浆擦缝 3-4mm厚水泥胶合层

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20mm厚1:3水泥砂浆找平层 素水泥砂浆结合层一道 80mm厚钢筋混凝土楼板 8．女儿墙做法 6mm厚水泥砂浆罩面 12mm厚水泥砂浆打底 250mm厚空斗砖 20mm厚水泥砂浆找平层

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3结构设计技术条件

3.1 工程概况

项目名称：武汉研华电子修理厂办公楼 建设地点：湖北武汉 建筑面积：4200m2 建筑高度：21.6m

层 高：1层4.2m，2-5层3.6m 层 数：5层

3.2 设计依据

3.2.1国家标准

（1）国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）2006 （2）国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）

（3）国家标准.建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2004） （4）国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）

（5）国家建筑标准设计图集.建筑物抗震构造详图（03G329-1） （6）国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）

3.2.2地质勘察报告

建筑场地较平坦，地基土承载力特征值fak=240kPa，场地为Ⅱ类，室内外计算温度-5℃-39.5℃。

3.2.3结构设计参数（见表3.1）

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表3.1结构计算参数

技术指标 建筑结构安全等级 设计使用年限 抗震设防烈度 建筑抗震设防类别 设计基本地震加速度 设计地震分组 场地类别 房屋抗震等级 地基基础设计等级 混凝土环境类别 ±0.000以上 ±0.000以下 技术条件 二级 50年 7度 丙类 0.1g 第一组 Ⅱ类 三级 丙级 一类 二类b 取值依据 《建筑结构可靠度设计统一标准》第1.0.8条 《建筑结构可靠度设计统一标准》第1.0.5条 《建筑抗震设计规范》第3.2.4条 《建筑工程抗震设防分类标准》第6.0.8条 《建筑抗震设计规范》第3.2.4条 《建筑抗震设计规范》第3.2.4条 《建筑抗震设计规范》第4.1.6条 《建筑抗震设计规范》第6.1.2条 《建筑地基基础设计规范》第3.0.1条 《混凝土结构设计规范》第3.4.1条 3.2.4抗震设计参数（见表3.2）

表3.2抗震计算参数

地震影响 多遇地震 罕遇地震 水平地震影响系数最大值 特征周期 ααmaxmax取值依据 《建筑抗震设计规范》第5.1.4条 =0.08 =0.50 Tg=0.35 3.3 荷载取值

3.3.1风荷载、雪荷载（见表3.3）

表3.3风荷载、雪荷载

荷载类型 基本风压 基本雪压 取值（kN/m2） 0.4 0.25 取值依据 《建筑结构荷载规范》第7.1.2条 《建筑结构荷载规范》第6.1.2条 3.3.2楼面、屋面活荷载标准值（见表3.4）

表3.4 楼面、屋面活荷载标准值

荷载类型 房间 卫生间 走廊、门厅、楼梯 屋面（上人） 取值 2.0 2.0 2.0 2.0 《建筑结构荷载规范》第4.1.1条 取值依据 3.3.3 结构重要性系数、荷载分项系数、可变荷载组合值系数等系数取值（见表3.5、表3.6）

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表3.5非抗震设计

极限状态 系数名称 结构重要性系数 承载由可变荷载效应控制的组合 当其效应对能力 永久荷载 结构不利时 由永久荷载效应控制的组合 分项系数 当其效应对结构有利时 承载能力 可变荷载分项系数 当其效应对结构不利时 当其效应对结构有利时 系数取值 γ0=1.0 γG=1.2 γG=1.35 γG=1.0 γQ=1.4 γQ=1.0 ψci=0.5 ψci =0 ψci =0 取值依据 《建筑结构可靠度设计统一标准》第7.0.3条 《建筑结构可靠度设计统一标准》第7.0.4条 《建筑结构可靠度设计统一标准》第7.0.4条 《建筑结构荷载规范》第4.1.1条 《建筑结构荷载规范》第4.3.2条 《建筑结构荷载规范》第7.1.4条 楼面活荷载组合值系数 正常使用 屋面活荷载组合值系数 风荷载组合值系数 表3.6抗震设计

系数名称 系数取值 梁（受弯）：0.75 承载力抗震调整系数 轴压比小于0.15的柱：0.75 轴压比不小于0.15的柱：0.8 各类构件（受剪）：0.85 重力荷载分项系数 水平地震作用分项系数 竖向地震作用分项系数 γG=1.2 γγEh取值依据 《建筑抗震设计规范》第5.4.2条 =1.3 =0 《建筑抗震设计规范》第5.4.1条 Ev3.4 结构总体布置

1．平面、立面布置

结构平面布置规则、对称，质量和刚度变化均匀。 2．柱网布置

采用大柱网，柱网尺寸（7.5m+2.4m+7.5m）36.0m。 3．变形缝设置

本工程结构规则、荷载及地基土质均匀，故不设变形缝，通过设置后浇带来消除温应 力产生的结构变形。

3.5 主要承重构件及墙体界面尺寸

1．柱：1-5层600mm3600mm

2．梁：AB（CD）跨横梁300mm3700mm，BC跨横梁300mm3500mm，纵梁300mm3600mm，

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重力荷载标准值，故下面仅以集中于一层楼板处的重力荷载代表值G1的计算为例说明计算过程，计算结构见表6.3。

G1= G楼面板+G梁+G柱+G墙+G门+G窗+0.5G活=2436.822+2542.065+1835.460+5829.516 +0.5348317.432.0=13479.063kN

表6.3各层重力荷载代表值

层次 Gi

1 2 3 4 5 ∑Gi 13479.063 12035.189 12035.189 12035.189 14365.073 63949.703

图6.1 各质点重力荷载代表值

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7水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算

7.1 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.4.1条，本结构风荷载不起控制作用，风荷载组合值系数为0，故只需计算横向水平地震作用下框架结构的内力和位移。

7.1.1横向自振周期计算

本设计采用顶点位移法计算结构自振周期。 顶点位移μT按以下步骤计算：

VGi??Gk （7-1）

i?1n(??)i?VGi?Dj?1s （7-2）

ij?T??(??)k （7-3）

k?1n式中：

Gk为集中在k层楼面处得重力荷载代表值;

VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第i层得层间剪力；

?Dj?1sij为第i层得层间侧移刚度；

(??)i、(??)k分别为第i、k层的层间侧移； S为同层内框架柱的总数。 具体计算过程及结果见表7.1。

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表7.1结构顶点的假想侧移计算

层次 5 4 3 2 1 Gi/kN 14365.073 12035.189 12035.189 12035.189 13479.063 VGi/kN 14365.073 26400.262 38435.451 50470.640 63949.703 ∑Di/(N/mm) 801326 801326 801326 801326 516018 (??)i/mm 17.927 32.946 47.965 62.984 123.929 ?i/mm 285.751 267.824 234.878 186.913 123.929 结构基本自振周期T1（s）按下式计算：

T1?1.7?T?T （7-4）

式中?T为结构基本自振周期考虑非承重砖墙的折减系数，本结构为框架结构，取?T为0.7，则

T1?1.7?0.7?0.2858?0.64s

7.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算

本设计结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。

由设计任务书可知，本建筑所在地抗震设防烈度为7度，水平地震影响系数最大值为0.08，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，特征周期为Tg=0.35s。

因为Tg=0.35s＜T1=0.64s＜5 Tg=1.75s，故相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值为：

?T??1??g??max （7-5）

?T1??0.35??1????0.08?0.046

?0.64?根据表6.3中数值可得：

Geq=0.85∑Gi=0.85363949.703kN=54357.248kN 则

FEk=α1Geq （7-6）

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0.90.9FEk=0.046354357.248kN=2500.433kN

因为T1=0.64s＞1.4Tg=0.49s，所以应考虑顶部附加水平地震作用，因特征周期Tg=0.35s，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表5.2.1，顶部附加地震作用系数

δn=0.08T1+0.07=0.0830.64+0.07=0.1212 △F5=δn FEk=0.121232500.433kN=303.052kN

将上述计算结果带入下式即可算得各质点的水平地震作用标准值：

FGiHii?) （i=1,2,3??n）?nFEk(1??nGjHjj?1式中：

Gi、Gj分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值； Hi、Hj分别为质点i、j的计算高度。 框架各层层间剪力通过下式计算：

nVi??Fk k?i式中：

Fk为作用在k层楼面处的水平地震作用标准值。 具体计算过程及结果见表7.2.

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图7.1。

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7-7）

7-8）

（（表7.2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 hi/m 3.6 3.6 3.6 3.6 5.15 Hi/m 19.55 15.95 12.35 8.75 5.15 Gi/kN 14365.073 12035.189 12035.189 12035.189 13479.063 GiHi/kN2m 280837.177 191961.265 148634.584 105307.904 69417.174 GiHi GH?ii0.353 0.241 0.187 0.132 0.087 Fi/kN Vi/kN 1078.727 1078.727 529.569 1608.296 410.910 2019.206 290.054 2309.260 191.172 2500.432

图7.1 横向水平地震作用及楼层地震剪力

7.1.3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△μi和顶点位移μ按下列两式计算：

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(??)i?Vi?Dj?1s （7-9）

ij???(??)k （7-10）

k?1n具体计算过程及结果见表7.3。

表7.3横向水平地震作用下的位移验算

层次 5 4 3 2 1 Vi/kN 1078.727 1608.296 2019.206 2309.260 2500.432 ∑Di/(N/mm) 801326 801326 801326 801326 516018 △μi/mm 1.346 2.007 2.520 2.882 4.846 μi/mm 13.601 12.255 10.248 7.728 4.846 hi/mm 3600 3600 3600 3600 5150 θe=△μi/hi 0.000374 0.000558 0.000700 0.000801 0.000941 表7.3还计算了各层的层间弹性位移角θe=△μi/hi，由表中数值可知，最大层间弹性位移角发生在第一层，其值为0.000941＜（GB50011-2001）第5.5.1条的规定。

1=0.001818，满足《建筑抗震设计规范》5507.1.4水平地震作用下框架内力计算

本设计说明书以结构平面布置图中的③轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法及过程，其余框架内力计算从略。

本设计采用D值法计算水平地震作用下的框架内力。各层柱的侧移刚度以及各层层间剪力已由前面计算得出，各柱所分配的剪力由下式计算：

Vij?Dijs?Dj?1Vi （7-11）

ij式中：

Vij为第i层第j根柱所分配的地震剪力； Vi为第i层楼层间剪力；

Dij为第i层第j根柱的侧移刚度；

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?Dj?1sij为第i层所有柱侧移刚度之和。

柱反弯点高度根据下式计算：

y=(y0+y1+y2+y3)h （7-12）

式中：

y0为标准反弯点高度比；

y1为某层上下梁线刚度不同时，对y0的修正值； y2为上层层高与本层高度不同时，对y0的修正值； y3为下层层高与本层高度不同时，对y0的修正值。

因为本设计各层梁截面相同，即线刚度相同，故不需要考虑y1值，且只有一、二层分别需要考虑y2、y3。

由柱剪力Vij和反弯点高度y，按下式计算柱端弯矩：

u上端： Mc?Vij?(1?y)?h （7-13）

b下端： Mc ?Vij?y?h （7-14）

具体计算过程及结果见表7.4和表7.5。

表7.4各层边柱柱端弯矩及剪力计算

层次 5 4 3 2 1 hi /m 3.6 3.6 3.6 3.6 5.15 Vi /kN 1078.727 1608.296 2019.206 2309.260 2500.432 ∑Dij /(N/mm) 801326 801326 801326 801326 516018 Di1 /(N/mm) 13333 13333 13333 13333 11698

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Vi1 /kN K y Mib1 /(kN2m) Miu1 /(kN2m) 52.339 68.399 72.570 76.078 87.577 17.949 0.381 26.760 0.381 33.597 0.381 38.423 0.381 56.684 0.545 0.19 0.29 0.40 0.45 0.70 12.277 27.937 48.380 62.245 204.346 表7.5各层中柱柱端弯矩及剪力计算

层次 5 4 3 2 1 hi /m 3.6 3.6 3.6 3.6 5.15 Vi /kN 1078.727 1608.296 2019.206 2309.260 2500.432 ∑Dij /(N/mm) 801326 801326 801326 801326 516018 Di1 /(N/mm) 32000 32000 32000 32000 17191 Vi1 /kN K y Mib1 /(kN2m) Miu1 /(kN2m) 99.252 136.414 156.754 179.272 163.020 43.078 1.249 64.225 1.249 80.635 1.249 92.218 1.249 83.301 1.787 0.36 0.41 0.46 0.46 0.62 55.829 94.796 133.532 152.713 265.980 梁端弯矩按节点弯矩平衡条件，将节点上、下端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配：

libuM?lr(Mib?1,j?Mij) （7-15）

ib?iblbribuM?lr(Mib?1,j?Mij) （7-16）

ib?ibrb式中：

ibl，ibr分别表示节点左、右梁的线刚度；

l

，Mbr分别表示节点左右梁的弯矩。 Mb

梁端剪力根据梁的两端弯矩，按下式计算：

lMb?MbrVb? （7-17）

l由梁端剪力叠加便可求得框架柱轴力，其中边柱为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为两侧梁端剪力之差，亦按层叠加。具体计算过程及结果见表7.6。

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表7.6梁端弯矩、剪力及柱轴力计算

层次 5 4 3 2 1 l Mb边横梁 中横梁 L Vb l Mb柱轴力 L Vb 57.475 边柱N -11.016 中柱N -46.459 Mbr 30.282 Mbr 52.339 80.676 7.5 11.016 68.970 68.970 2.4 58.653 7.5 18.577 133.590 133.590 2.4 23.634 174.802 174.802 2.4 29.319 217.367 217.367 2.4 32.820 219.403 219.403 2.4 注：

111.325 -29.593 -139.207 145.668 -53.227 -261.241 181.139 -82.546 -413.061 182.836 -115.366 -563.077 100.507 76.748 7.5 124.458 95.437 7.5 149.822 96.330 7.5 1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。 2）表中M单位为kN2m，V单位为kN，N单位为kN，L单位为m。

水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力及柱轴力图如图7.2、图7.3所示。

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图7.2 水平地震作用下框架弯矩图（kN2m）

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