毕业设计计算书

湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- i -摘摘 要要本次毕业设计题目为铭扬综合办公楼设计。总建筑面积约为 5823 m2，采用 6 层混凝土框架结构，位于非抗震地区，首层层高为 4.5m，其他层高为 3.6m，抗震设防烈度6 度。本次设计分为建筑设计、结构设计与施工组织设计三部分。本计算书包括了整个设计的计算过程及相关的说明。其中建筑设计主要有建筑平面、剖面、立面设计，还包括建筑细部构造设计等；结构设计主要有结构布置、结构选型、一榀框架的完整计算：包括荷载计算、内力计算、内力组合、截面设计及配筋计算。此外，还有柱下基础、现浇板等构件的设计。在手算的基础上，还使用了 PKPM 系列结构设计专用软件进行了电算校核，并对手算及电算结果进行了分析比较。本设计基本符合施工图要求，符合毕业设计要求。 关键词：建筑设计；结构设计；结构布置；荷载与内力计算；D 值法；弯矩二次分配法湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- ii -ABSTRACTThe title of this thesis design is Mingyang Office Building. Total construction area is about 5823 sq.m, frame structure, 6 floors. The height of the first floor is 4.5m, the others is 3.6m. The design strength of anti-earthquake is 6 degrees.This design is divided into three parts: architectural design, structure design and construction organization design. This thesis includes all the calculations of the design process and related elucidations. Among the architectural design, primarily there are building plane design, building facade design and the design of the building profile, and there are other detail structural design in this part. Among the structural design, primarily there are the arrangement of structure, the selection of structure type, a complete calculation of one part of the frame (includes the calculation of load and force, combination of forces, design of section and calculation of reinforcement). Besides, there are design of column foundation, stairs, pored concrete slab and concrete awning etc. Finally, I adopt the PKPM series structure design software to verify the results of manual calculation, and give the comparison of the manual-calculation and computer- calculation.Keywords: architectural design; structural design; the arrangement of structure; the caculation of load and force; D-value method; the calculation of reinforcement湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- iii -目 录第一章第一章 前前 言言 1 第二章第二章 建筑设计建筑设计 22.1 工程概况 2 2.2 建筑平面设计 2 2.3 建筑剖面设计 3 2.4 建筑立面设计 3 2.5 本设计特点 3 第三章第三章 结构设计结构设计 4 3.1 设计资料 4 3.2 结构布置及梁柱截面估算 5 3.2.1 结构布置 5 3.2.2 框架梁、柱截面尺寸估算 5 3.2.3 梁、柱线刚度计算及框架计算简图确定 6 3.3 荷载计算 8 3.3.1 恒载标准值计算 8 3.3.2 活荷载标准值计算 93.4 竖向荷载作用下的框架受荷计算 10 3.4.1 AH 轴间框架梁 10 3.4.2 其他轴间框架梁 11 3.4.3 A、H 轴柱纵向集中荷载的计算 11 3.4.4 C、D 轴柱纵向集中荷载的计算 11 3.4.5 框架在竖向荷载作用下的受荷总图 12 3.5 风荷载计算 13 3.5.1 各层 D 值及剪力分配系数的计算 15 3.5.2 各柱反弯点、剪力、柱端弯矩计算 16 3.5.3 梁端弯矩计算 16 3.5.4 水平风荷载作用下框架的内力图 17 3.6 竖向荷载作用下的内力计算 18 3.6.1 恒荷载作用下的弯矩二次分配计算 18 3.6.2 恒荷载作用下内力图 20 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- iv -3.6.3 活荷载作用下的弯矩二次分配计算 21 3.6.4 荷载作用下内力图 23 3.7 内力组合 25 3.7.1 内力组合 253.7.2 框架梁内力组合 25 3.7.3 框架柱内力组合 25 3.8 梁、柱截面配筋计算 283.8.1 梁配筋计算 28 3.8.2 梁正截面配筋表 29 3.8.3 梁斜截面配筋表 30 3.8.4 柱配筋计算 30 3.9 地基基础设计 33 3.9.1 A 柱的基础设计 33 3.9.2 C，D 柱的联合基础设计 35 3.10 楼梯计算 36 3.10.1 梯段板 TB-1 计算 36 3.10.2 平台板 TB-2 计算 37 3.10.3 平台梁 TL-1 计算 38 第四章第四章 施工组织设计施工组织设计 40 4.1 总 则 40 4.1.1 编制说明 40 4.1.2 编制依据 40 4.1.3 编制原则 40 4.2 工程概况 41 4.2.1 工程地点及地貌 41 4.2.2 建筑形式 41 4.2.3 工程结构 41 4.2.4 现场自然条件 41 4.3 现场平面布置 41 4.3.1 生产设施 42 4.3.2 临时生活设施 42 4.3.3 平面布置要求 42 4.3.4 施工临时供水供电线路 42 4.4 施工方案设计 42 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- v -4.4.1 工程总施工顺序安排 42 4.4.2 基础工程施工顺序 42 4.4.3 主体结构工程施工顺序 43 4.4.4 室内装饰工程施工顺序 43 4.4.5 外墙及室外装饰工程施工顺序 43 4.4.6 施工段划分 43 4.4.7 重点分项工程施工方法 43 4.5 技术组织措施 45 4.5.1 质量保证措施 45 4.5.2 技术难点、常见质量通病及处理办法 47 4.5.3 安全保证措施 47 第五章第五章 结论结论 49 参参 考考 文文 献献 50 致致 谢谢 51 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 1 -第一章第一章 前前 言言面向二十一世纪的建筑业，如何综合利用多种资源以满足人类的需要，走可持续发展之路，这就要求建筑的各工种的技术人员、管理人员均具有对建筑较深入的认知。我们作为新世纪的大学生，在党和国家的多年培养下，终于要走入工作岗位，在走入社会工作之前，毕业设计是检验我们大学四年所学知识的一个最好标准，同时我们也可以学到很多的知识，为将来做好技术上的储备。随着经济的发展，建筑行业已成为不少国家和地区的支柱产业，在其国民经中起着举足轻重的作用。所以我们就更应该好好的做好毕业设计了。为了锻炼我独自组织设计方面的能力，也提前接受工程师所必须的基本训练，达到建筑工程专业人才培养的要求。所以，我将四年来所学的各种专业知识作一次全面的系统的复习，达到融会贯通、整合运用的目的，本人特别详细认真的做了本次毕业设计。本次毕业设计课题是铭扬综合办公楼设计。该办公楼的设计大致分以下三个主要部分：（1）建筑设计（2）结构设计（3）施工组织设计。通过这三个部分针对性的训练可以把大学里面的各种专业知识进行一次系统详实的复习，同时为今后走上工作岗位奠定了雄厚的理论基础和必要的实践经验，是一次难得的岗前培训。在设计过程中，本组设计指导老师及其他同学都给予了无私的帮助，并提出了许多宝贵的意见。在此向他们表示衷心的感谢！同时由于自身水平有限，书中难免有不足和错误之处，恳请各位老师批评指正，将不胜感激！湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 2 -第二章第二章 建筑设计建筑设计2.1 工程概况工程概况 地点：湖南省湘潭市湖南科技大学。建筑形式：高 26.9 米，建筑面积约 5823 平方米，楼为六层较规则 L 型综合办公楼。设计目的：由于学校的发展，原有的办公楼不能满足工作需要。房间组成：大厅、展览陈列休息区、会议室、多媒体综合会议室、办公室、传达室、配电控制室、储藏室与其它附属设施、开水房等组成。2.2 建筑平面设计建筑平面设计本设计平面类型采用 L 型，平面交通线路简捷明确，设计紧凑、构件规整便于施工，建筑进深大，有利于节地节能。房间的开间为 4.0 米，进深为 6.3 米。其他辅助房间包括：储藏室、配电控制室等，主楼平面布置如下：（1）一层平面传达室、办公室、复印室、开水房等皆布在一层，洗手间（尽可能布在次要面，天然采光、通风时刻保持良好） 、楼电梯布在容易被找到主要入口处；纵横交通明确无误区；办公室采光好，提高办公空间的使用率。（2）标准层平面主要办公室、中型会议室、配电控制室、贮藏间设在标准层，可随使用者自由设计。还设男、女洗手间、楼梯、电梯等。消防设备齐全，防火功能设计全面。（3）顶层平面顶层平面与标准层平面布置大致相同，同时设置两个大型会议室，屋顶部分为不上人屋顶。（4）楼梯与电梯设计楼梯在一个建筑上占有重要的地位，这主要是因为它既是从下至上的交通工具，也是从上至下乃至疏散的重要工具。因此，楼电梯在建筑设计须满足两个条件：1、满足建筑功能要求；2、满足安全要求。楼电梯的的地位决定了它必须具备良好的安全措施，如防火、防烟要求高，防小孩子的不慎攀爬，电梯还要防突然断电、夹手等。这些都要求楼（电）梯不仅有足够的宽度，足够好的通风性、采光等。如楼梯梯级、坡度也有严格的控制，梯级最大不超过 18 级，最少不少于 3 级，坡度在 23到 45间。（5）消防要求。本工程耐火等级为一级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按国家标准建筑湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 3 -设计防火规范GBJ16-87 执行。2.3 建筑剖面设计建筑剖面设计（1）层数和层高层数：六层层高：按空间设计经济的原则设计，首层 4.5m 其它层：3.6m。（2）室内外高差为防止室外雨水倒流和墙体受潮，要求室内外存在一定的高差，取室内外高差为450mm，出入口处设三个踏步的台阶，踏步宽为 300mm，高为 150mm。楼梯间踏步宽为 300mm，高为 150mm。每个设有 100cm 高的护栏。2.4 建筑立面设计建筑立面设计不同功能要求建筑物的类型具有不同的内部空间组合特点，建筑物的外部形象尽可能具有表现、张扬性，整幢采用灰白色墙面砖，加以蓝色玻璃幕墙装饰，使得整体效果给人以简洁大方、新颖别致、虚实相生，给人一种轻松气派的感觉。2.5 本设计特点本设计特点设计充分利用地理位置优势，平面布置简单，人流无交叉干扰，使用方便，房间布置灵活多样，且有利于动静分离，互相干扰少，便于管理此建筑将成为该路段的又一亮点。整个设计符合民用建筑设计通则 、 简明建筑结构设计手册 ， 多层建筑设计防火规范 ， 钢筋混凝土设计规范等，设计深度达到设计任务书的规范要求。湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 4 -第三章第三章 结构设计结构设计3.1 设计资料设计资料 （1）工程概况：建筑面积为 5823 平方米，主体 6 层，结构形式为框架结构，层高为 3.6 米，室内外高差 0.45 米。（2）水文地质情况1、本场地地形平坦，自然地表 0.7m 内为耕植土，地基承载力特征值为 fak=100 kN/m2；耕植土下层为 0.5-1m 厚淤泥质土，地基承载力设计值为 fak=80 kN/m2；向下为2-3m 厚硬粘性土，硬塑状态，塑性指数 Ip =14，液性指数 I=0.17，空隙比 e=0.54，地基承载力设计值为 fak=200 kN/m2，再向下为 4m 粉质粘土，硬塑，Ip =14，I=0.17，e =0.75，地基承载力设计值为 fak=200 kN/m2。2、地下水位及冻结情况：地下水雨季在地表以下 8m，无侵蚀性。（3）气象条件1、温度：最热月平均气温为 29，最冷月平均气温为 13.529。2、相对湿度：最热月平均 73%。3、主导风向：夏季盛吹东及东南风，冬季吹东北风；基本风压 W0=0.35 kN/m2。4、雨雪条件：年降雨量 1255mm。（4）活荷载：楼面活荷载（办公室、会议室 2.0 kN/m2；走道 2.5 kN/m2） ；屋面活载（不上人屋面）0.5 kN/m2。（5）抗震设防烈度：6 度。（6）材料强度等级：梁柱砼等级 C30，纵向受力主筋、箍筋 HPB235；板砼等级C25；基础混凝土等级为 C30，垫层混凝土等级为 C20。内隔墙非承重的页岩多孔砖980kg/m3，外墙选用实心页岩砖容重 1800kg/m3。（7）屋面、楼地面做法参见建筑施工图。湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 5 -3.2 结构布置及梁柱截面估算结构布置及梁柱截面估算3.2.1 结构布置结构布置结构布置及一榀计算框架的选取位置如图 3.1 所示。图 3.1 结构平面布置图和计算框架选取位置3.2.2 框架梁、柱截面尺寸估算框架梁、柱截面尺寸估算（1）框架梁：根据混凝土结构设计 ，梁宽不小于 200mm，梁高不大于 4 倍梁宽，梁净跨不小于 4 倍梁高。根据受弯构件连续梁经验公式 1 估算梁高h=（1/101/18）l，梁宽 b=（1/21/3）h。其中 l 为梁的计算长度。（2）框架柱：根据混凝土结构设计 ，柱截面宽 b 不小于 250mm，柱净高与截面高度之比不宜小于 4，由公式1b=（11/1.5）h，h=（1/61/12）H 得，梁柱截面尺寸如表 3.1。表 3.1 梁柱截面尺寸构 件计算跨度 l/mm截面宽 b/mm截面高 h/mm横向框架梁6300300600纵向框架梁4000300600中跨框架梁2400300300框架柱2000500500湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 6 -3.2.3 梁、柱线刚度计算及框架计算简图确定梁、柱线刚度计算及框架计算简图确定（1）结构平面布置图和计算框架选取位置，见图3.1。（2）确定框架计算简图 框架的计算单元如图 3.1 所示，取 6 轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层术的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为-1.1 m，二层楼面标高为 4.5m，故底层柱高度为 5.6m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高） ，故均为 3.6m。（3）梁柱线刚度计算表 3.2 柱惯性矩计算砼弹性模量柱宽柱长柱高截面惯性矩柱线刚度ECbhHIcicEcIc/H层号砼强度等级106kN/m2mmm104m410-4kN.m1C3030.50.55.67.84.1826C3030.50.53.67.86.50表 3.3 柱惯性矩计算边砼砼弹性模量梁宽梁高梁跨截面惯性矩中框架边框架0标梁线刚度中号ECbhLIcib2EcIc/l梁线刚度ib1.5EcIc/l层号轴线号1106kN/m2mmm104m410-4kN.m10-4kN.mAC0C3030.30.66.35.403.86CD1C3030.30.32.40.681.7016DH0C3030.30.66.35.403.86对于中梁考虑整体刚度提高取，对于边梁考虑整体刚度提高取。02II 05 . 1 II 设 26 层柱线刚度，则其余各杆件的相对线刚度为：0 . 15 . 62Nmic 59. 05 . 686. 31bi27. 05 . 67 . 12bi64. 05 . 618. 41ci湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 7 -框架梁、柱相对线刚度如图 3.2 所示：图 3.2 框架梁、柱相对线刚度湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 8 -3.3 荷载计算荷载计算3.3.1 恒载标准值计算恒载标准值计算（1）屋面防水层 （刚性）：40 厚 C20 细石混凝土防水 1.0 kN/m2找平层：20 厚水泥砂浆 0.02m20 kN/m3=0. 40 kN/m2保温层：80 厚矿渣水泥 0.08m14.5 kN/m3=1.16 kN/m2结构层：100 厚现浇混凝土板 0.10m25 kN/m3=2.50 kN/m2抹灰层：12 厚混合砂浆 0.012m17 kN/m3=0.20 kN/m2合计： 5.26 kN/m2 （2）标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30 厚 1:3 干硬性水泥砂浆，面上撒 20 厚素水泥 1.16 kN/m2水泥砂浆结合层一道结构层：100 厚现浇混凝土板 0.10m25 kN/m3=2.50 kN/m2抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17 kN/m3=0.17 kN/m2合计： 3.83 kN/m2（3）梁的自重梁截面尺寸 bh=300mm600mm梁自重： 25 kN/m30.3m（0.6m-0.1m）=3.75 kN/m抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m（0.6m-0.1m+0.3m）217 kN/m3=0.27kN/m合计： 4.02 kN/m梁截面尺寸 bh=300mm300mm梁自重： 25 kN/m30.3m（0.3m-0.1m）=1.50 kN/m湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 9 -抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m（0.3m-0.1m+0.3m）217 kN/m3=0.17 kN/m合计： 1.67 kN/m（4）柱的自重 柱截面尺寸 bh=500mm500mm柱自重： 25 kN/m30.50m0.50m=6.25 kN/m抹灰层： 10 厚混合砂浆 0.01m0.5m217 kN/m3=0.17 kN/m合计： 6.42 kN/m （5）外墙自重标准层： 18 kN/m30.24m（3.6m-0.5m）=12.96 kN/m铝合金： 0.95 kN/m水刷石外墙面： 0.75 kN/m水泥粉刷内墙面： 0.54 kN/m合计： 15.2kN/m底层： 18 kN/m30.24m（5.6m-0.5m）=21.60 kN/m铝合金窗： 0.95 kN/m水刷石外墙面： 0.75 kN/m水泥粉刷内墙面： 0.54 kN/m合计： 17.8kN/m湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 10 -（6）内墙自重标准层： 9.8 kN/m30.24m（3.6m-0.5m）=7.06 kN/m水泥粉刷墙面： 1.54 kN/m合计： 8.6kN/m底层： 9.8 kN/m30.24m（5.6m-0.5m）=11.76 kN/m水泥粉刷墙面： 2.14 kN/m合计： 13.9kN/m3.3.2 活荷载标准值计算活荷载标准值计算由结构荷载设计规范2，得以下荷载数值：（1）屋面和楼面活荷载标准值不上人屋面： 0.5 kN/m2楼 面：办公室、会议室等 2.0 kN/m2配电控制室： 7.0 kN/m2走 道： 2.5 kN/m2储 藏 室： 5.0 kN/m2（2）雪荷载 0.35 kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取最大值。湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 11 -3.4 竖向荷载作用下的框架受荷计算竖向荷载作用下的框架受荷计算图 3.3 板传荷载示意图3.4.1 AH 轴间框架梁轴间框架梁（1）板传荷载据混凝土结构设计，板传至梁上的三角形或梯形荷载等级为均布荷载，荷载的传递示意图如图 3.3 所示。三角形传荷： 85qq （3.1）梯形传荷： 32)21 (qq（3.2）其中：是实际荷载，是等效均布荷载。q q屋面板传荷载：恒载 5.26 kN/m2(4.0m+10.5m)/25/8=23.83 kN/m活载 0.5kN/m2(4.0m+10.5m)/25/8=2.27 kN/m 楼面板传荷载：恒载 3.83 kN/m2(4.0m+10.5m)/25/8=17.35 kN/m活载 2.0 kN/m2(4.0m+10.5m)/25/8=9.06 kN/m活载 2.5 kN/m2(4.0m+10.5m)/25/8=11.32 kN/m梁自重 4.02 kN/m 1.67 kN/m湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 12 -（2）5-11轴间框架梁均布荷载屋面梁 AC、DH恒载=梁自重+板传荷载=4.02 kN/m+23.83 kN/m=27.85 kN/m活载=1.57kN/mCD恒载=梁自重+板传荷载=1.67 kN/m+23.83kN/m=25.5 kN/m活载=1.57 kN/m楼面梁 AC、DH恒载=梁自重+板传荷载=4.02 kN/m+17.35 kN/m=21.37 kN/m活载=6.13 kN/mCD恒载=梁自重+板传荷载=1.67 kN/m+17.35 kN/m=19.02 kN/m活载=7.66 kN/m3.4.2 其他轴间框架梁其他轴间框架梁由对称性可知其他轴间框架梁所受荷载与 AH 轴间框架梁相同。近似将 AH 和CD 轴线柱荷载归并。3.4.3 A、H 轴柱纵向集中荷载的计算轴柱纵向集中荷载的计算（1）顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =4.02kN/m（7.25m-0.5m）+5/85.26 kN/m27.25m6.3m/2=82.49 kN活载=板传活载=5/80.5 kN/m27.25m6.3m/2=5.76 kN（2）标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =15.2kN/m7.25m+4.02kN/m（7.25m-0.5m）+5/83.83 kN/m27.25m6.3m/2 =154.94 kN活载=板传活载=5/82.0 kN/m27.25m6.3m/2=23.03 kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重=88.92 kN3.4.4 C、D 轴柱纵向集中荷载的计算轴柱纵向集中荷载的计算（1）顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.02 kN/m（7.25m-0.5m）+5/83.83 kN/m27.25m（6.3+2.4）m/2=82.82 kN活载=板传活载=5/80.5 kN/m27.25m（6.3+2.4）m/2=7.95kN湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 13 -（2）标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =8.6kN/m7.25m+4.02kN/m（7.25m-0.5m）+5/83.83kN/m27.25m（6.3+2.4）m/2 =133.13 kN活载=板传活载=5/82.5 kN/m7.25m2.4m/2+2 kN/m7.25m6.3m/2=47.82 kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重=50.31 kN3.4.5 框架在竖向荷载作用下的受荷总图框架在竖向荷载作用下的受荷总图框架在竖向荷载作用下的受荷总图见图 3.4 所示。注：括号中的数值为活荷载作用下的内力值，括号外的为荷载作用下的内力值图 3.4 框架竖向受荷图（单位：kN，kN/m）湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 14 -3.5 风荷载计算风荷载计算作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值如公式1（3.3）所示： （3.3）2/0Bhhwwjizszk式中，基本风压；20kN/m35. 0w风压高度变化系数，地面粗糙度为 B 类；z风荷载体型系数，根据建筑物的体型查表得=1.3；ss风振系数取 1.0；下层层高；上层层高；zihjhB 迎风面的宽度，B=4.0m。由公式（3.3）得表 3.4 集中风荷载标准值。表 3.4 集中风荷载标准值z/m离地高度zzswkN/m2hi/mhj/mWk/kN22.51.2711.30.353.63.68.3218.91.2311.30.353.63.68.0615.31.1411.30.353.63.67.4711.71.0011.30.353.63.66.558.11.0011.30.353.63.66.554.51.0011.30.355.64.59.19湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 15 -风荷载作用下的荷载分布图如图 3.5。图 3.5 风荷载作用下荷载分布图（单位：kN）湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 16 -3.5.1 各层各层 D 值及剪力分配系数值及剪力分配系数的计算的计算 )kN/m/(122hiDcc（3.4）式中，柱抗侧刚度修正系数；c 柱的高度。 h根据公式（3.4） ，各层 D 值及剪力分配系数的计算见表 3.5。表 3.5 各柱的 D 值及剪力分配系数表相对线刚度柱高相对线刚度左梁右梁层层号轴线micib 上ib 下ib 上ib 下KcD104D104分配系数A3.610.590.590.59 0.23 0.213 0.22 C3.610.590.590.270.270.86 0.30 0.278 0.28 D3.610.270.270.590.590.86 0.30 0.278 0.28 H3.610.590.590.59 0.23 0.213 0.22 260.982 A5.60.640.590.92 0.49 0.12 0.24 C5.60.640.590.271.34 0.55 0.135 0.26 D5.60.640.270.591.34 0.55 0.135 0.26 首层H5.60.640.590.92 0.49 0.12 0.51 0.24 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 17 -3.5.2 各柱反弯点、剪力、柱端弯矩计算各柱反弯点、剪力、柱端弯矩计算框架各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩的计算见表 3.6。表 3.6 各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩轴线分配系数D104PikNVikNy0yM 底kNmM 首kNmumm层号A（H）0.220.9828.321.800.2950.2951.914.570.18C (D)0.280.9828.322.360.350.352.975.520.246A(H)0.220.98216.383.550.3950.3955.057.730.36C(D)0.280.98216.384.640.370.376.1810.520.475A(H)0.220.98223.855.170.450.458.3810.240.52C(D)0.280.98223.856.750.450.4510.9313.370.684A(H)0.220.98230.46.590.450.4510.6813.050.67C(D)0.280.98230.48.610.450.4513.9517.050.873A(H)0.220.98236.958.010.550.5515.8612.980.81C(D)0.280.98236.9510.460.500.5018.8318.831.072A(H)0.240.5146.1410.860.650.6539.5321.292.13C(D)0.260.5146.1412.210.6330.63342.2825.092.39首层注：表中，其中为反弯点修正值，设计中取值为 0。3210yyyyy321yyy、321yyy、3.5.3 梁端弯矩计算梁端弯矩计算梁端弯矩的计算根据节点平衡理论，按各节点上梁的线刚度大小进行分配，计算过程如下：第 6 层A 节点：已知 MA6A5=4.57 kNm，则 MA6C6=4.57 kNmC 节点：已知 MC6C5=5.52 kNm，则 MC6A6=5.520.59/（0.59+0.27）kNm=3.79 kNmMC6D6=5.520.27/（0.59+0.27） kNm =1.73 kNm第 5 层A 节点：已知 MA5A6=1.91 kNm，MA5A4=7.73 kNm 则 MA5C5=1.91 kNm +7.73 kNm =9.64 kNm湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 18 -C 节点：已知 MC5C6=2.97 kNm，MC5C4=10.52 kNm， 则 MC5A5=0.59/（0.59+0.27） （2.97+10.52）kNm=9.25 kNm MC5D5=（2.97+10.52）0.27/（0.59+0.27） kNm=4.34 kNm3.5.4水平风荷载作用下框架的内力图水平风荷载作用下框架的内力图 图 3.6 风荷载作用下梁柱的弯矩图（单位：kNm）湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 19 -3.6 竖向荷载作用下的内力计算竖向荷载作用下的内力计算3.6.1 恒荷载作用下的弯矩二次分配计算恒荷载作用下的弯矩二次分配计算为简化计算，只考虑恒载，活荷载满跨作用单独受荷情况，对于竖向荷载，采用弯矩二次分配法计算，并只考虑弹性理论计算，不作塑性计算。在内力分析前，还应计算在竖向荷载作用下各杆端的固端弯矩以及节点各杆的弯矩分配系数。屋面梁上线荷载：+4.02 kN/m =20.23 kN/m32)21 (qq楼面梁上线荷载：+4.02 kN/m+8.6 kN/m=24.43 kN/m32)21 (qq（1）固端弯矩计算表 3.7 固端弯矩计算表 （单位 kNm）层数边跨框架梁中跨框架梁顶层66.910.80标准层及底层80.800.80（2）节点分配系数计算顶层分配系数计算过程如下（其他层计算方法相同，见表 3.8）节点 A： ， 37. 0159. 059. 0右63. 0159. 01下节点 C： ， 32. 027. 0159. 059. 0左，15. 027. 0159. 027. 0右54. 027. 0159. 01下表 3.8 节点分配系数计算表层数节点上下右节点左上下右6A00.630.37C0.3200.540.152 到 5A0.390.390.23C0.210.350.350.091A0.450.220.26C0.240.400.260.11层数节点左上下右节点左上下6D0.1500.540.27H0.3700.632 到 5D0.090.350.350.21H0.230.390.391D0.110.400.260.24H0.260.450.22湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 20 -（3）恒荷载作用下内力分析恒荷载作用下内力计算采用力矩二次分配法，计算过程见图 3.7，内力图如图 3.8所示上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱00.630.370.3200.540.150.1500.540.270.370.630-66.91 66.91 -0.8 0.8 -66.91 66.91 042.2 24.8 -21.2 -35.7 -9.9 9.9 35.7 17.8 -24.8 -42.2 15.8 -10.6 12.4 -14.0 5.0 -5.0 14.0 -12.4 8.9 -15.8 -3.3 -1.9 -1.1 -1.8 -0.5 0.5 1.8 0.9 2.5 4.3 54.6 -54.6 57.1 -51.5 -6.3 6.3 51.5 -60.5 53.6 -53.6 0.390.390.230.210.350.350.090.090.350.350.210.230.390.39-80.80 80.80 -0.8 0.8 -80.80 80.80 31.5 31.5 18.6 -16.8 -28.0 -28.0 -7.2 7.2 28.0 28.0 16.8 -18.6 -31.5 -31.5 21.1 15.8 -8.4 9.3 -17.8 -14.0 3.6 -3.6 17.8 14.0 -9.3 8.4 -15.8 -21.1 -11.1 -11.1 -6.5 4.0 6.6 6.6 1.7 -1.7 -6.6 -6.6 -4.0 6.5 11.1 11.1 41.5 36.2 -77.2 77.3 -39.2 -35.4 -2.7 2.7 39.2 35.4 -77.3 77.2 -36.2 -41.5 0.390.390.230.210.350.350.090.090.350.350.210.230.390.39-80.80 80.80 -0.8 0.8 -80.80 80.80 31.5 31.5 18.6 -16.8 -28.0 -28.0 -7.2 7.2 28.0 28.0 16.8 -18.6 -31.5 -31.5 15.8 15.8 -8.4 9.3 -14.0 -14.0 3.6 -3.6 14.0 14.0 -9.3 8.4 -15.8 -15.8 -9.0 -9.0 -5.3 3.2 5.3 5.3 1.4 -1.4 -5.3 -5.3 -3.2 5.3 9.0 9.0 38.3 38.3 -75.9 76.5 -36.7 -36.7 -3.0 3.0 36.7 36.7 -76.5 75.9 -38.3 -38.3 0.390.390.230.210.350.350.090.090.350.350.210.230.390.39-80.80 80.80 -0.8 0.8 -80.80 80.80 31.5 31.5 18.6 -16.8 -28.0 -28.0 -7.2 7.2 28.0 28.0 16.8 -18.6 -31.5 -31.5 15.8 15.8 -8.4 9.3 -14.0 -14.0 3.6 -3.6 14.0 14.0 -9.3 8.4 -15.8 -15.8 -9.0 -9.0 -5.3 3.2 5.3 5.3 1.4 -1.4 -5.3 -5.3 -3.2 5.3 9.0 9.0 38.3 38.3 -75.9 76.5 -36.7 -36.7 -3.0 3.0 36.7 36.7 -76.5 75.9 -38.3 -38.3 0.390.390.230.210.350.350.090.090.350.350.210.230.390.39-80.80 80.80 -0.8 0.8 -80.80 80.80 31.5 31.5 18.6 -16.8 -28.0 -28.0 -7.2 7.2 28.0 28.0 16.8 -18.6 -31.5 -31.5 15.8 18.2 -8.4 9.3 -14.0 -16.0 3.6 -3.6 14.0 16.0 -9.3 8.4 -18.2 -15.8 -10.0 -10.0 -5.9 3.6 6.0 6.0 1.5 -1.5 -6.0 -6.0 -3.6 5.9 10.0 10.0 37.3 39.7 -76.5 76.9 -36.0 -38.0 -2.9 2.9 36.0 38.0 -76.9 76.5 -39.7 -37.3 0.450.220.260.240.400.260.110.110.260.400.240.260.450.22 -80.80 80.80 -0.8 0.8 -80.80 80.80 36.4 17.8 21.0 -19.2 -32.0 -20.8 -8.8 8.8 32.0 20.8 19.2 -21.0 -17.8 -36.4 15.8 0.0-9.6 10.5 -14.0 0.0 4.4 -4.4 14.0 0.0 -10.5 9.6 0.0 -15.8 -2.8 -1.4 -1.6 -0.2 -0.4 -0.2 -0.1 0.1 0.4 0.2 0.2 1.6 1.4 2.8 49.3 16.4 -71.0 71.9 -46.4 -21.0 -5.3 5.3 46.4 21.0 -71.9 71.0 -16.4 -49.3 8.2-10.510.5-8.2图 3.7 恒荷载作用下内力计算分析湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 21 -3.6.2 恒荷载作用下内力图恒荷载作用下内力图图 3.8 恒荷载作用下的弯矩图（单位：kNm，kN）湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 22 -图 3.9 恒荷载作用下的轴力图（单位：kN）3.6.3 活荷载作用下的弯矩二次分配计算活荷载作用下的弯矩二次分配计算（1）固端弯矩计算框架结构在楼、屋面活荷载作用下采用满布荷载法，其内力计算方法与恒荷载相同，采用力矩二次分配法。分配系数同表 3.8，固端弯矩计算见表 3.9。屋面梁上线荷载： =1.57 kN/m32)21 (qq楼面梁上线荷载：=6.13 kN/m32)21 (qq 表 3.9 固端弯矩计算表 (单位 kNm)层数边跨框架梁中跨框架梁顶层5.190标准层及底层20.30湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 23 -（2）活荷载作用下内力分析活荷载作用下内力计算采用力矩二次分配法，计算过程见图 3.10。上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱00.630.370.3200.540.150.1500.540.270.370.630 -5.19 5.19 0 0 -5.19 5.19 3.3 1.9 -1.7 -2.8 -0.8 0.8 2.8 1.4 -1.9 -3.3 4.0 -0.8 1.0 -3.6 0.4 -0.4 3.6 -1.0 0.7 -4.0 -2.0 -1.2 0.7 1.2 0.3 -0.3 -1.2 -0.6 1.2 2.1 5.3 -5.3 5.2 -5.2 -0.1 0.1 5.2 -5.3 5.2 -5.2 0.390.390.23 0.210.350.350.090.090.350.350.21 0.230.390.39 -20.3 20.3 0 0 -20.3 20.3 7.9 7.9 4.7 -4.3 -7.1 -7.1 -1.8 1.8 7.1 7.1 4.3 -4.7 -7.9 -7.9 1.6 4.0 -2.1 2.3 -1.4 -3.6 0.9 -0.9 1.4 3.6 -2.3 2.1 -4.0 -1.6 -1.4 -1.4 -0.8 0.4 0.6 0.6 0.2 -0.2 -0.6 -0.6 -0.4 0.8 1.4 1.4 8.2 10.5 -18.6 18.7 -7.9 -10.1 -0.8 0.8 7.9 10.1 -18.7 18.6 -10.5 -8.2 0.390.390.23 0.210.350.350.090.090.350.350.21 0.230.390.39 -20.3 20.3 0 0 -20.3 20.3 7.9 7.9 4.7 -4.3 -7.1 -7.1 -1.8 1.8 7.1 7.1 4.3 -4.7 -7.9 -7.9 4.0 4.0 -2.1 2.3 -3.6 -3.6 0.9 -0.9 3.6 3.6 -2.3 2.1 -4.0 -4.0 -2.3 -2.3 -1.3 0.8 1.3 1.3 0.3 -0.3 -1.3 -1.3 -0.8 1.3 2.3 2.3 9.6 9.6 -19.1 19.2 -9.3 -9.3 -0.6 0.6 9.3 9.3 -19.2 19.1 -9.6 -9.6 0.390.390.23 0.210.350.350.090.090.350.350.21 0.230.390.39-20.3 20.3 0 0 -20.3 20.3 7.9 7.9 4.7 -4.3 -7.1 -7.1 -1.8 1.8 7.1 7.1 4.3 -4.7 -7.9 -7.9 4.0 4.0 -2.1 2.3 -3.6 -3.6 0.9 -0.9 3.6 3.6 -2.3 2.1 -4.0 -4.0 -2.3 -2.3 -1.3 0.8 1.3 1.3 0.3 -0.3 -1.3 -1.3 -0.8 1.3 2.3 2.3 9.6 9.6 -19.1 19.2 -9.3 -9.3 -0.6 0.6 9.3 9.3 -19.2 19.1 -9.6 -9.6 0.390.390.23 0.210.350.350.090.090.350.350.21 0.230.390.39-20.3 20.3 0 0 -20.3 20.3 7.9 7.9 4.7 -4.3 -7.1 -7.1 -1.8 1.8 7.1 7.1 4.3 -4.7 -7.9 -7.9 4.0 4.6 -2.1 2.3 -3.6 -4.1 0.9 -0.9 3.6 4.1 -2.3 2.1 -4.6 -4.0 -2.5 -2.5 -1.5 0.9 1.5 1.5 0.4 -0.4 -1.5 -1.5 -0.9 1.5 2.5 2.5 9.4 10.0 -19.2 19.3 -9.1 -9.6 -0.5 0.5 9.1 9.6 -19.3 19.2 -10.0 -9.4 0.450.220.260.240.400.260.110.110.260.400.24 0.260.450.22 -20.3 20.3 0 0 -20.3 20.3 9.1 4.5 5.3 -4.9 -8.1 -5.3 -2.2 2.2 8.1 5.3 4.9 -5.3 -4.5 -9.1 4.0 0.0 -2.4 2.6 -3.6 0.0 1.1 -1.1 3.6 0.0 -2.6 2.4 0.0 -4.0 -0.7 -0.3 -0.4 0.0 -0.1 -0.1 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.4 0.3 0.7 12.4 4.1 -17.9 18.0 -11.8 -5.3 -1.1 1.1 11.8 5.3 -18.0 17.9 -4.1 -12.4 2.1 -2.7 2.7 -2.1 图 3.10 活荷载作用下内力计算分析湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 24 -3.6.4 荷载作用下内力图荷载作用下内力图图 3.11 活荷载作用下弯矩图（单位：kNm，kN）湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 25 -图 3.12 活荷载作用下轴力图（单位：kN）湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 26 -3.7 内力组合内力组合3.7.1 内力组合内力组合本设计采用三种组合类型1，分别是：只考虑竖向荷载： 1.21.4 GKSQiKS（3.5）竖向荷载及风荷载：1.21.40.9（） GKSQiKSWKS（3.6） 1.351.4（0.70.6） GKSQiKSWKS（3.7）3.7.2 框架梁内力组合框架梁内力组合将内力计算图中的弯矩，剪力标准值填入内力组合表，对于活荷载作用下跨中弯矩还应当乘以 1.2，再进行内力组合。只取得 AC、CD 两跨进行组合。考虑以下三种不利的荷载类型：梁端最大负弯矩M max；梁跨中最大正弯矩 Mmax；梁端最大剪力max。3.7.3 框架柱内力组合框架柱内力组合框架柱在恒荷载、活荷载作用下的轴力硬包括纵向框架梁、横向框架梁传来的剪力和框架柱自重。框架柱在恒荷载、活荷载、风荷载作用下的内力组合见表 3.10、表3.11。同框架梁一样，只取 A、C 柱进行组合。考虑以下四种不利的荷载类型：及相应的、；maxM max及相应的、；min及相应的、；及相应的、。maxV 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 27 -表 3.10 框架梁基本内力组合表荷载类型可变荷载效应控制下永久荷载效应控制下竖向荷载风荷载的内力组合的内力组合控制截面恒载活载左风右风截面位置1.2+1.41.2+1.40.7（+）1.2+1.40.7（+）1.35+1.4（0.7+0.6）1.35+1.4（0.7+0.6）最大弯矩Mmax最大剪力VmaxM-54.6 -5.3 4.57 -4.57 -92.34 -79.66 -95.44 -90.33 -103.85 103.85 左端V86.20 17.30 -2.20 2.20 127.66 118.24 122.55 131.48 135.17 135.17 中M74.00 17.60 0.00 0.00 113.44 106.05 106.05 117.15 117.15 117.15 M57.1 5.2 -4.64 4.64 -113.95 -112.12 -103.03 -123.06 -115.26 123.06 顶层右端V-88.40 -14.90 -2.20 2.20 -126.94 -122.84 -118.53 -135.79 -132.09 135.79 M-71.0 -17.9 55.70 -55.70 -105.29 -44.50 -153.67 -62.87 -156.45 156.45 左端V22.70 1.80 -15.60 15.60 29.76 13.72 44.29 19.31 45.51 45.51 中M45.70 10.20 0.00 0.00 69.12 64.84 64.84 71.69 71.69 71.69 M71.9 18.0 -53.10 53.10 -111.87 -157.12 -53.04 -160.84 -71.63 160.84 AC跨梁底层右端V-22.00 -1.70 -15.60 15.60 -28.78 -43.35 -12.78 -44.47 -18.26 44.47 M-6.3 -0.1 3.90 -3.90 -54.49 -47.52 -55.17 -53.57 -60.12 60.12 左端V29.90 10.60 -2.00 2.00 50.72 44.31 48.23 49.07 52.43 52.43 中M-2.40 -2.30 0.00 0.00 -6.10 -5.13 -5.13 -5.49 -5.49 6.10 M6.3 0.1 -3.86 3.86 -47.53 -48.59 -41.03 -52.86 -46.37 52.86 顶层右端V-16.20 -9.80 -2.00 2.00 -33.16 -31.00 -27.08 -33.15 -29.79 33.16 M-5.3 -1.1 30.70 -30.70 -25.56 6.75 -53.42 0.18 -51.39 53.42 左端V21.60 12.20 -26.20 26.20 43.00 12.20 63.55 19.11 63.12 63.55 中M1.10 0.20 0.00 0.00 1.60 1.52 1.52 1.68 1.68 1.68 M5.3 1.1 -30.40 30.40 -22.77 -50.51 9.08 -48.24 2.83 50.51 CD跨梁底层右端V-20.60 -21.90 -26.20 26.20 -55.38 -71.86 -20.51 -71.28 -27.26 71.86 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 28 -表 3.11 框架柱基本内力组合荷载