江苏省昆山市某医院住院大楼建筑专业毕业设计

目目 录录第一章第一章 结构选型与布置结构选型与布置.11.1 结构选型结构选型.11.2 结构布置结构布置.11.3 设计例题已知条件设计例题已知条件.3第二章第二章 确定计算简图确定计算简图.102.1 基本理论基本理论.102.2 设计例题设计例题.162.2.1 确定计算简图 .162.2.2 梁、柱截面尺寸 .162.2.3 材料强度等级 .172.2.4 荷载计算 .17第三章第三章 框架内力计算框架内力计算.243.1 计算方法计算方法.243.1.1 竖向荷载作用下框架内力计算 .243.1.2 框架活荷载不利布置 .273.1.3 水平荷载作用下框架内力计算 .273.2 例题计算例题计算.303.2.1 恒载作用下的框架内力 .303.2.2 活载作用下的框架内力 .363.2.3 风荷载作用下的位移、内力计算 .513.2.4 地震作用下横向框架的内力计算 .55第四章第四章 框架内力组合框架内力组合.634.1 荷载组合荷载组合.634.2 控制截面及最不利内力控制截面及最不利内力.644.2.1 控制截面 .644.2.2 最不利内力组合 .644.3 弯矩调幅弯矩调幅.654.4 例题计算例题计算.65第五章第五章 框架梁柱截面设计框架梁柱截面设计.735.1 理论基础理论基础.735.2 例题计算例题计算.75第六章第六章 楼梯结构计算设计楼梯结构计算设计.866.1 基本理论基本理论.866.1.1 板式楼梯 .866.1.2 梁式楼梯 .886.2 例题设计例题设计.896.2.1 梯段板计算 .906.2.2 休息平台板计算 .906.2.3 梯段梁计算 .91第七章第七章 现浇楼面板设计现浇楼面板设计.937.1 计算方法计算方法.937.1.1 单向板肋形楼盖 .937.1.2 双向板肋形楼盖 .957.2 例题计算例题计算.977.2.1 跨中最大弯矩 .987.2.2 求支座中点最大弯矩 .987.2.3 A 区格 .997.2.4 E 区格.100第八章第八章 基础设计基础设计.1028.1 柱下独立基础设计柱下独立基础设计.1028.1.1 按持力层强度初步确定基础底面尺寸 .1028.1.2 抗震承载力验算 .1048.1.3 地基软卧层强度验算 .1048.1.4 地基变形验算 .1058.1.5 确定基础高度 .1058.1.6 基础底板配筋 .1078.2 基础设计基础设计例题例题.1078.2.1 荷载计算 .1088.2.2 确定基础底面积 .1088.2.3 地基变形验算 .1128.2.4 基础结构设计 .114第九章第九章 PKPMPKPM 软件在框架结构设计中的应用软件在框架结构设计中的应用.1199.1PKPM 软件介绍软件介绍.1199.2框架结构设计在框架结构设计在 PKPM 系列软件中的实施系列软件中的实施.1199.2.1PMCAD 全楼结构模型建立.1199.2.2PK 模块分析单榀框架内力.1279.2.3TAT-8 空间框架分析及平法配筋施工图绘制.1349.3 软件分析结果与手算结果分析比较软件分析结果与手算结果分析比较.140第十章第十章 施工图绘制施工图绘制.14310.1 结构施工图的表示方法结构施工图的表示方法.14310.2 各类结构构件的平法施工图各类结构构件的平法施工图.14610.2.1 柱平法施工图 .14610.2.2 梁平法施工图 .14610.2.3 板平法施工图 .14610.2.4 楼梯平法施工图 .14710.2.5 基础平法施工图 .14710.2.6 标准构件详图 .14710.3 例题部分施工图例题部分施工图.147第十一章第十一章 单位工程施工组织设计单位工程施工组织设计.15711.1 单位工程施工组织设计概述单位工程施工组织设计概述.15711.1.1 单位工程施工组织设计的编制依据 .15711.1.2 单位工程施工组织设计的编制程序和基本内容 .15711.2 单位工程施工组织设计指导单位工程施工组织设计指导.15811.2.1 工程概况 .15811.2.2 施工准备 .15911.2.3 施工方案 .16011.2.4 施工进度计划 .16111.2.5 资源需要量计划 .16211.2.6 施工现场平面图 .16211.2.7 技术措施 .16311.3 某中学教学楼施工组织设计实例某中学教学楼施工组织设计实例.16311.3.1 工程概况 .16311.3.2 施工准备工作 .16411.3.3 施工方案 .16711.3.4 施工进度计划 .17511.3.5 施工平面布置图 .17811.3.6 技术质量、安全生产、文明施工措施 .178附录附录 1 1 规则框架承受均布及倒三角形分布水平力作用时标准反弯点的高度比规则框架承受均布及倒三角形分布水平力作用时标准反弯点的高度比.181附录附录 2 2 双向板弯矩、挠度计算系数双向板弯矩、挠度计算系数.186主要参考文献主要参考文献.19011.3 设计例题设计例题已知条件已知条件题目：江苏省昆山市某医院住院大楼根据建筑方案图，本工程结构为五层钢筋混凝土框架，建筑面积约 4100m2，建筑一层平面图、南立面图、西立面图及剖面图分别见图 1-4、1-5、1-6、1-7，结构标准层平面及剖面简图如图 1-8、1-9 所示，其它条件如下：1.气象资料（1）基本风压值：W0 = 0.35 kN/m2（2）基本雪压值：S0 = 0.40 kN/m22.水文地质资料场地条件：拟建场地地表平整，现场地标高变化范围在 6.72-7.25 m，土层分布见图 1-10。场地土层等效剪切波速为 195 m/s，3mdov50m。场地为稳定场地,类别类。编号土体名称平均厚度（米）ESkN/m3Fkkpa1-1素填土0.516901-2粘土1.16.016.81302粘土3.2 17.82003粘土3.3 18.6220 地质报告4未风化的岩石，未钻透场地土层物理力学指标见表：3.抗震设防烈度：七度。 （假定场地覆盖层厚度大于 9 m，小于 80 m。 ）4.荷载资料（1）医院楼楼面活载，查建筑结构荷载规范(GB 500092001)，确定楼面活载标准值为 2 kN/m2；（2）不上人屋面：活载标准值为 0.5 kN/m2；（3）屋面构造：35 厚 490490 的 C20 预制钢筋混凝土架空板、防水层、20 厚 1:3 水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土屋面板、12 厚纸筋石灰粉平顶；（4）楼面构造：水泥楼面：10 厚 1:2 水泥砂浆面层压实抹光、15 厚 1:3 水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、12 厚纸筋石灰粉平顶；（5）围护墙：围护墙采用 240 厚非承页岩砖（容重 3.6 kN/m2） ，M5 混合砂浆砌筑，双面粉刷 (容重 3.6 kN/m2) ，每开间采用 33002100（bh）通长塑钢窗。本工程采用全现浇框架结构，由于开间较小，双向板的跨度超过经济跨度不多，同时考虑使用要求，在楼面不设次梁。2图 1-4 一层建筑平面图（1：100）图 1-5 南立面图（1：100）3图 1-6 东立面图 图 1-7 剖面图4 图 1-8 标准层柱网平面布置图5图 1-9 剖面图图 1-10 土层分布6第二章第二章 确定计算简图确定计算简图2.2 设计例题设计例题2.2.1 确定计算简图确定计算简图本工程横向框架计算单元取图 1-8 中斜线部分所示范围，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查抗震规范可判断该场地为类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第三层粘土层上，基底标高为设计相对标高2.20 m（图 8-5） 。柱子的高度底层为：h1 = 3.9+1.90.5 = 5.3 m（初步假设基础高度0.5m） ，二四层柱高为 h2h4 = 3.6 m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为：l = 7200、3600、7200。计算简图见图 2-8。2.2.2 梁、柱截面尺寸梁、柱截面尺寸(1)框架柱：各柱尺寸均为 500500；(2)梁：横向框架梁 AB 跨、CD 跨：300700，BC 跨：300350。纵向连系梁：300650。图 2-8 计算简图 2.2.3 材料强度等级材料强度等级混凝土：均采用 C30 级钢筋直径12 mm 的采用 HPB400 钢筋，其余采用 HPB235 钢筋。2.2.4 荷载计算荷载计算本例题以轴线横向框架为计算分析对象。1.屋面横梁竖向线荷载标准值7a）恒载作用下结构计算简图 b）活载作用下结构计算简图图 2-9 计算简图（1）恒载（图 2-9a）屋面恒载标准值：35 厚架空隔热板0.03525 = 0.875 kN/m2防水层0.4 kN/m220 厚 1:3 水泥砂浆找平层 0.0220 = 0.4 kN/m2120(100)厚钢混凝土现浇板 0.1225 = 3 kN/m2（AB，CD 跨板厚取 120；BC 跨取 100）(0.1025 = 2.5 kN/m2)12 厚纸筋石灰粉平顶0.01216 = 0.192 kN/m2屋面恒载标准值： 4.87 kN/m2 （4.37kN/m2）梁自重边跨 AB、CD 跨：0.300.725 =5.25 kN/m梁侧粉刷： 2（0.7-0.12）0.0217 = 0.39 kN/m 5.64 kN/m 中跨 BC 跨：0.30.3525 = 2.625 kN/m梁侧粉刷： 2（0.35-0.1）0.0217 = 0.17 kN/m 2.795 kN/m作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为：梁自重： g4AB1 = g4CD1 = 5.64kN/m，g4BC1 = 2.795 kN/m板传来的荷载： g4AB2 = g4CD2 = 4.873.6= 17.53 kN/mg4BC2 = 4.372.4 = 10.49 kN/m（2）活载（图 2-9b）作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为：q4AB = q4CD = 0.53.6 = 3.45kN/mq4BC = 0.52.4 = 1.2kN/m2.楼面横梁竖向线荷载标准值（1）恒载（图 2-9a）825 厚水泥砂浆面层0.02520 = 0.50 kN/m2120(100)厚钢混凝土现浇板0.1225 = 3 kN/m2 (0.1025 = 2.5 kN/m2 ) 12 厚板底粉刷0.01216 = 0.192 kN/m2 楼面恒载标准值： 3.692 kN/m2 （3.192 kN/m2)边跨（AB，CD 跨）框架梁自重： 5.64 kN/m中跨（BC 跨）梁自重： 2.80 kN/m作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为：梁自重： gAB1 = gCD1 = 5.64 kN/m gBC1 = 2.80 kN/m板传来荷载： gAB2 = gCD2 = 3.6923.6= 14.40 kN/m gBC2 = 3.1922.4= 7.66kN/m（2）活载（图 2-9b）楼面活载： qAB = qCD = 23.6= 7.2 kN/m qBC = 22.4 = 4.8kN/m3.屋面框架节点集中荷载标准值：（图 2-10）（1）恒载 边跨连系梁自重： 0.300.653.625 = 17.55 kN 粉刷： 2(0.65-0.12)0.023.617 = 1.30 kN 0.9m 高女儿墙： 0.93.63.6 = 11.66kN 粉刷： 0.920.023.617 = 2.20kN连系梁传来屋面自重： 0.53.60.53.64.87 =15.78kN次梁传来集中力： 0.50.30.457.225=12.15 kN粉刷 0.52（0.45-0.12）0.027.217=0.808 kN 顶层边节点集中荷载： G4A = G4D = 61.45 kN图 2-10 恒载顶层集中力中柱连系梁自重 ： 0.300.653.625 = 17.55kN 粉刷： (0.65-0.12)+(0.65-0.10)0.023.617 = 1.32 kN 连系梁传来屋面自重 ： 1/23.61/23.64.87 = 18.52 kN 0.5(3.9+3.9-2.4)2.4/2 4.37 = 12.59 kN9次梁传来集中力： 12.15+0.50.30.452.425=16.2 kN粉刷 ： 0.808+0.52（0.45-0.10）0.022.417=1.096 kN 顶层中节点集中荷载： G5B = G5c = 67.28 kN（2）活载： Q4A = Q4D = 1/23.91/23.90.5 = 1.90 kN Q4B = Q4c =1.90+1/2(3.9+3.9-3.6)3.6/20.5=3.79 kN4.楼面框架节点集中荷载标准值：（图 2-11）（1）恒载： 边柱连系梁自重 17.55 kN 粉刷： 1.30kN 连系梁传来楼面自重： 1/23.61/23.63.692 = 11.96 kN次梁传来集中力： 12.15 kN粉刷： 0.808 kN 43.77kN中间层边节点集中荷载： GA = GD = 43.77kN 框架柱自重： GA = GD = 0.50.53.625 = 22.5 kN 中柱连系梁自重： 17.55 kN粉刷： 1.32kN 连系梁传来楼面自重： 1/23.61/23.63.692 = 11.96 kN 1/2(3.6+3.6-2.4)2.4/23.192 = 9.193 kN次梁传来集中力： 16.2kN粉刷： 1.096 kN 57.32 kN中间层中节点集中荷载： GB = Gc = 57.32 kN 柱传来集中荷载： GB= Gc= 22.5kN(2)活载： QA = QD = 1/23.61/23.62.0 = 6.48 kN QB = QC = 1/23.61/23.62.0+1/2(3.6+3.6-2.4)2.4/22.0= 12.24 kN10图 2-11 恒载中间层结点集中力5.风荷载已知基本风压 W0 =0.35kN/m2，本工程为市郊中学，地面粗糙度属 C 类，按荷载规范ozszkWW。风载体型系数s：迎风面为 0.8；背风面为0.5，因结构高度 H = 19.65 m30 m（从室外地面算起） ，取风振系数0 . 1z，计算过程如表 2-7 所示，风荷载图见图 2-12：图 2-12 横向框架上的风荷载风荷载计算风荷载计算 表表 2-7层次zsZ(m)zW0(kN/m2)A(m2)Pi(kN)51.01.318.750.750.358.13.1741.01.315.150.650.3512.963.8331.01.311.550.650.3512.963.8321.01.37.950.650.3512.963.8311.01.34.350.570.3514.313.716.地震作用1)建筑物总重力荷载代表值 Gi的计算（a）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值 G 450%雪载： 0.50. 550.416.2 = 204.12kN层面恒载： 4.8750.46.92+4.3750.42.4 = 3915.78 kN横梁： （5.646.92+2.3862.4）8= 688.9 kN次梁 0.30.456.92258+37.8=363.833 kN纵梁： （17.55+1.30）72+（17.55+1.32）72 = 528.08kN女儿墙： 0.93.6（50.4+16.2）2 = 431.57 kN柱重： 0.50.5251.832 = 360kN横墙： 3.66.91.824+（2.41.8-1.51.05）2 = 1139.51 kN纵墙：（3.61.8-1.51.05）2823.6+3.61.83.626 = 1595.38kN11（忽略内纵墙的门窗按墙重量算）钢窗： （22.10.60.4+261.81.50.4）0.4= 11.64 kNGE5=9238.81kN（b）集中于三、四、五层处的质点重力荷载代表值 G 3G 250%楼面活载： 0.52.050.416.2=816.48 kN楼面恒载： 3.69250.46.92+3.19250.42.4= 2961.1 kN横梁： 688.91kN次梁： 363.83 kN纵梁：528.08kN柱重：3602 = 720 kN横墙：1139.512 = 2279.02 kN纵墙：1595.382 = 3190.76 kN钢窗：21.422 = 23.28 kNG 3 = G 2 = 11571.46 kN（c）集中于二层处的质点重力荷载标准值 G 150%楼面活载：816.48 kN楼面恒载：2961.1kN横梁：688.91 kN次梁： 363.83kN纵梁：528.08 kN柱重：0.50.525（1.95+1.8）32= 750 kN横墙：1139.51+1139.512.6/1.8 = 2785.47 kN纵墙：1595.38+1595.382.6/1.8= 3900.0 kN钢窗：23.28 kNG1 = 12817.15 kN2)地震作用计算：（1）框架柱的抗侧移刚度在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取 I = 2I0；边框架梁取 I = 1.5I0；在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取 I = 1.5I0；边框架梁取 I = 1.2I0，I0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。横梁、柱线刚度横梁、柱线刚度 表表 2-8截面尺寸杆件B(mm)H(mm)Ec(kN/mm2)I0(mm4)I(mm4)L(mm)LIEic(kNmm)相对刚度边框架梁30065025.56.8710910.3110969003.81071边框架梁30035025.50.6751091.0110924001.11070.3中框架梁30065025.56.8710913.7410969005.11071.34中框架梁30035025.50.6751091.3510924001.431070.38底层框架柱 150050025.55.211095.2110939003.41070.89中层框架柱 250050025.55.211095.2110936003.61070.95每层框架柱总的抗侧移刚度见表 2-9：12 框架柱横向侧移刚度框架柱横向侧移刚度 D 值值 表表 2-9项目层柱类型及截面/2 (czKii一般层）底层）(/zciiK)(2/(5 . 0)(2/(底层）（一般层KKKKcc2(12/)(/)czDihkN mm根数边框架边柱(500500)1.050.345.664边框架中柱(500500)1.37 0.417.764中框架边柱(500500)1.41 0.41 7.7612二 至 四 层中框架中柱(500500)1.81 0.488.42 12边框架边柱(500500)1.120.524.294边框架中柱(500500)1.460.574.74中框架边柱(500500)1.51 0.574.7 12底 层中框架中柱(500500)1.930.625.1112ic:梁的线刚度，iz：柱的线刚度。底层： D = 4（4.29+4.7）+12(4.7+5.11)= 153.68 kN/mm二四层：D = 4（5.66+7.76）+12(7.76+8.42)= 247.44kN/mm（2）框架自振周期的计算框架顶点假想水平位移框架顶点假想水平位移 计算表计算表 表表 2-10层Gi(kN)Gi(kN)D(kN/mm)=Gi/D（层间相对位移）总位移 (mm)59238.819238.81247.4415.03 264.98 411571.4620810.27247.4433.16249.95 311571.4632381.73247.4451.26 216.79 211571.4643953.19247.4469.35165.54112817.1556770.34153.68 96.1996.190：（考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取 0.6）则自振周期为：sT53. 0265. 06 . 07 . 17 . 101（3）地震作用计算根据本工程设防烈度 7、类场地土，设计地震分组为第一组，查抗震规范特征周期 Tg = 0.35 sec，max = 0.08055. 008. 0)53. 035. 0(9 . 0max9 . 011TTg结构等效总重力荷载：KNGGLeq79.4825434.5677085. 085. 0T11.4Tg = 1.40.35 = 0.49 sec，故需考虑框架顶部附加集中力作用112. 007. 053. 008. 007. 008. 01Tn框架横向水平地震作用标准值为：结构底部：KNGFeqEK01.265479.48254055. 01各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表 2-11 计算列出。楼层地震作用和地震剪力标准值计算表楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 表表 2-1113层Hi(m)Gi(kN)GiHiEK1-)inniiiniiFFFG HFFG H（顶层）（其它层）楼层剪力Vi(kN)519.79238.81193079.641063.681063.68416.111571.46186997.23717.46 1781.14312.511571.46141201.99541.752322.89 28.911571.4695256.75 365.472679.3615.312817.1550713.65194.47 2873.93 24.667249iiHGKNFFEKnn89.32294.2882112. 0图 2-13 横向框架上的地震作用第三章第三章 框架内力计算框架内力计算3.2 例题计算例题计算3.2.1 恒载作用下的框架内力恒载作用下的框架内力1.弯矩分配系数(1)计算弯矩分配系数14根据上面的原则，可计算出本例横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数，由于该框架为对称结构， 取框架的一半进行简化计算，如图 3-6。 节点 A1：56. 389. 0440101AAAAiS 36. 534. 1441101BAAAiS 8 . 395. 0442121AAAAiS72.12)95. 08 . 389. 0(4AS 30. 0)884. 0333. 1809. 0(4536. 342. 0)884. 0333. 1809. 0(4332. 5280. 0)884. 0333. 1809. 0(4236. 3212111110101AAAAAABABAAAAAASSSSSS节点 B1： 68. 234. 1211DBS 6 .1334. 12)95. 034. 189. 0(4AS 411. 034. 12)89. 034. 189. 0(434. 12192. 034. 12)89. 034. 189. 0(489. 04205. 034. 12)89. 034. 189. 0(434. 14192. 034. 12)89. 034. 189. 0(489. 0411211101DBBBABBB节点 A2：666. 0)34. 195. 095. 0(434. 14167. 0)34. 195. 095. 0(495. 04223212BAAAAA15节点 B2：25. 034. 12)34. 195. 095. 0(434. 125 . 034. 12)34. 195. 095. 0(434. 14125. 034. 12)4 . 195. 095. 0(495. 0422223212DBABBBBB节点 A5：节点 B5：286. 034. 12)34. 195. 0(434. 12143. 034. 12)34. 195. 0(434. 14571. 034. 12)34. 195. 0(434. 148 . 0)34. 195. 0(434. 142 . 0)34. 195. 0(495. 045555455545DBABBBBAAAA3、B3 与相应的 A2、B2 相同。1.杆件固端弯矩计算杆件固端弯矩时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图 3-6。图 3-6 杆端及节点弯矩正方向1）横梁固端弯矩：（1）顶层横梁自重作用：16mKNMMmKNqlMmKNqlMMDBBDDBABBA571. 0)145. 1(2121145. 12 . 1795. 2313139.229 . 664. 512112155552255225555板传来的恒载作用：mKNqlMmKNqlMmKNlalaqlMMBDdbDBBA89. 14 . 249.10321321147. 34 . 249.1096596577.58)9 . 68 . 19 . 68 . 121 (9 . 6802.16121)21 (1212255225533222332225555（2）二五层横梁自重作用：mKNMmKNMmKNMMBDDBABBA57. 0145. 139.2211111111板传来的恒载作用：322231 11 11(1 2/)12A BB AMMqlalal 55.44)9 . 68 . 19 . 68 . 121 (9 . 674.1212133222mKNqlMmKNqlMBDDB38. 14 . 266. 73213213 . 24 . 266. 7965955221122112）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧）顶层外纵梁 楼层外纵梁顶层中纵梁mKNMMmKNMMmKNMMmKNMMCBCBDADA23. 51 . 026.5225. 61 . 046.6237. 41 . 071.4345. 61 . 052.6411551155楼层中纵梁172.节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件（不包括纵向框架梁）在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律以逆时针方向为正，如图 3-7。节点 A5的不平衡弯矩：mKNMMABA71.74452. 677.5839.22555纵梁本例计算的横向框架的节点不平衡弯矩如图 3-7。 （a）恒载 （b）恒载产生的节点不平衡弯矩图 3-7 横向框架承担的恒载及节点不平衡弯矩3.内力计算根据对称原则，只计算 AB、BC 跨。在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩由传递系数 C（近端弯矩与远端弯矩的比值）确定。传递系数与杆件远端的约束形式有关，如图 3-2。恒载弯矩分配过程如图 3-8，恒载作用下弯矩见图 3-9，梁剪力、柱轴力见图 3-10。根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表 3-3、表 3-4、表 3-5、表 3-6。 AB 跨梁端剪力跨梁端剪力 （kN） 表表 3-3层q(kN/m)(板传来作用)g(kN/m)(自重作用)a(m)l(m)gl/2u=(l-a)*q/2MAB(kN.m)MBA(kN.m)Mik/lV1/A=gl/2+u-Mik/lVB=-(gl/2+u+Mik/l)516.85.641.86.919.4642.84-31.2359.924.1658.15-66.46412.745.641.86.919.4632.49-40.89 54.241.9350.03 -53.89 312.745.641.86.919.4632.49-38.5653.672.1949.77 -54.15 18212.745.641.86.919.4632.49-38.4355.02 2.449.56-54.36112.745.641.86.919.4632.49-31.974.05 6.2545.71 -58.21注：a 见表 3-1 图。 BC 跨梁端剪力（跨梁端剪力（kN） 表表 3-4层q(kN/m)(板传来荷载作用)g(kN/m)(自重作用)l(m)gl/2l*q/4VB=gl/2+l*q/4VC=-(gl/2+l*q/4)510.492.392.42.876.299.16-9.1647.662.392.42.874.607.46-7.4637.662.392.42.874.607.46-7.4627.662.392.42.874.607.46-7.4617.662.392.42.874.607.46-7.46 19图 3-8 恒载弯矩分配过程20图 3-9 恒载作用下弯矩图（kN.m） AB 跨跨中弯矩（跨跨中弯矩（kN.m） 表表 3-5层q(kN/m)(板传来作用)g(kN/m)(自重作用)a(m)l(m)gl/2u=(l-a)*q/2MAB(kN.m)Mik/lV1/A=gl/2+u-Mik/lM=gl/2*l/4+u*1.05-MAB- V1/A*l/2516.85.641.86.919.4742.84-31.234.1658.15-90.82412.745.641.86.919.4732.49-40.89 1.9350.03 -64.01312.745.641.86.919.4732.49-38.56 2.1949.77 -65.45 212.745.641.86.919.4732.49-38.43 2.449.56 -64.85112.745.641.86.919.4732.49-30.9 6.2545.71 -59.10 21图 3-10 恒载作用下梁剪力、柱轴力（kN） 柱轴力（柱轴力（kN） 表表 3-6边柱 A 轴、D 轴中柱 B 轴、C 轴层横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力柱顶122.67138.085柱底58.1564.5222.5145.1766.46+9.16=75.6262.4622.5160.58柱顶238.91274.194柱底50.0343.7122.5261.4153.89 +7.46=61.3552.2622.5296.69柱顶354.89410.563柱底49.7743.7122.5377.3954.15+7.46=61.61 52.2622.5433.06柱顶470.66547.142柱底49.5643.7122.5493.1654.36+7.46=61.8252.2622.5569.64柱顶582.58687.571柱底45.7143.7122.5605.0858.21+7.46=65.6752.2622.5710.43 3.2.2 活载作用下的框架内力活载作用下的框架内力注意：各不利荷载布置时计算简图不一定是对称形式，为方便，近似采用对称结构对称荷载形22式简化计算。1.梁固端弯矩：（1）顶层：3222344441(1 2/)12A BB AMMqlalal =mKN 07.12)9 . 68 . 19 . 68 . 121 (9 . 645. 312133222mKNqlMmKNqlMBDDB22. 04 . 22 . 132132136. 04 . 22 . 196596522552255（2）二五层横梁：mKNqlMmKNqlMmKNlalaqlMMBDDBABBA86. 04 . 28 . 432132144. 14 . 28 . 496596514.24)9 . 68 . 19 . 68 . 121 (9 . 69 . 6121)21 (12122112211332223322211112.纵梁偏心引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧）顶层外纵梁楼层外纵梁顶层中纵梁mKNMMmKNMMmKNMMmKNMMCBCBDADA224. 11 . 024.1231. 01 . 006. 365. 01 . 048. 616. 01 . 062. 111551155楼层中纵梁 3.本工程考虑如下四种最不利组合：活载满跨布置，图 3-14。4.各节点不平衡弯矩：节点 A5： 12.07+0.16=11.91KN.m节点 B5： 12.070.3060.36=11.404KN.m 节点 A1： 24.14+0.65=23.49KN.m节点 B1： 24.141.441.224=21.48KN.m23 图 3-14 活载不利布置 d5.内力计算：采用“迭代法”计算，迭代计算次序同恒载，如图 3-15、图 3-18、图 3-21、图 3-24。活活载（d）作用下梁弯矩、剪力、轴力如图 3-25、图 3-26。根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出的恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表3-7表 3-22。满跨活载作用下梁剪力满跨活载作用下梁剪力 AB 跨梁端剪力跨梁端剪力 表表 3-19层q(kN/m)a(m)u=(6-a)*q/2MAB(kN.m)MBA(kN.m)Mik/lV1/A=u-Mik/lVB=-(u+Mik/l)53.451.89.32-5.118.950.568.76-9.8946.91.818.63-13.1519.060.86 17.77-19.49 36.91.818.63-13.5219.38 0.8517.78 -19.48 26.91.818.63-13.40 19.84 0.9317.70-19.56 16.91.818.63-10.53 26.94 2.38 16.25-21.01满跨活载作用下满跨活载作用下 BC 跨梁端剪力跨梁端剪力 表表 3-20层q(kN/m)l(m)ql/4(kN)VB= ql/4 (kN)VC= ql/4 (kN)51.22.40.720.72-0.7244.82.42.88 2.88 -2.88 34.82.42.88 2.88 -2.88 24.82.42.88 2.88 -2.88 14.82.42.88 2.88 -2.88 24满跨活载作用下满跨活载作用下 AB 跨跨中弯矩（跨跨中弯矩（kN.m） 表表 3-21层q(kN/m)(板传来荷载作用)a(m)l(m)u=(l-a)*q/2MAB(kN.m)Mik/lV1/A=u-Mik/lM=u*1.05-MAB- V1/A*l/253.451.86.98.80-5.110.538.26-14.1546.91.86.917.6-13.150.86 16.74-26.1236.91.86.917.6-13.52 0.8516.75-25.7926.91.86.917.6-13.400.93 16.67-25.6316.91.86.917.6-10.532.3815.22-23.50 满跨活载作用下柱轴力满跨活载作用下柱轴力 (kN) 表表 3-22边柱（A 轴）中柱（B 轴）层横 梁端部剪力纵 梁端部剪力柱轴力横 梁端部剪力纵 梁端部剪力柱轴力58.261.629.8810.613.0613.67416.746.4833.122.3712.2448.28316.756.4856.3322.3612.2482.88216.676.4879.4822.4412.24117.56115.226.48101.1823.8912.24153.6925图 3-24 满跨活载迭代过程26图 3-25 满跨活载弯矩（kN.m）图 3-26 满跨活载剪力、轴力（kN）27 3.2.3 风荷载作用下的位移、内力计算风荷载作用下的位移、内力计算1.框架侧移风载作用下框架侧移风载作用下框架侧移 表表 3-23层次层高 hi(m)Pik(kN)Vik(kN)D(kN/mm)DViki (mm)总侧移 i(mm)53.63.173.1714.680.030.5743.63.857.0214.680.070.5433.63.8310.8514.680.110.4723.63.8314.6814.680.150.3614.353.7118.3918.390.210.212.层间侧移mm32. 085. 027. 0max其中 0.85 为位移放大系数。相对侧移4001126561405032. 0maxh3.顶点侧移侧移mm94. 085. 08 . 0相对侧移 50011725094. 0H 满足要求。4.水平风载作用下框架层间剪力3-27 风载作用下层间剪力28各层柱反弯点位置各层柱反弯点位置 表表 3-24 层 次柱别K2y23y3y0y边柱1.810100.390.395中柱1.410100.370.37边柱1.8110100.440.444中柱1.4110100.420.42边柱1.8110100.490.493中柱1.4110100.470.47边柱1.81101.2100.540.542中柱1.41101.2100.520.52边柱1.930.83000.700.701中柱1.510.83000.680.68注：风荷载作用下的反弯点高度按均布水平力考虑，查附表 1-1。图 3-28 风载作用框架弯矩（kN.m）29 风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩 表表 3-25层次h(m)Vik(kN)D柱别DiViyM下M上边柱3.38-0.730.39-0.97-1.6653.6 3.1714.68中柱3.96-0.860.39-1.21-1.89边柱3.38-1.62 0.42-2.45 -3.38 43.67.0214.68中柱3.96-1.890.44-2.99 -3.81边柱3.38-2.500.47-4.32 -4.77 33.610.8514.68中柱3.96-2.930.49-5.17-5.38 边柱3.38-3.380.52-6.33 -5.84 23.614.6814.68中柱3.96-3.960.54-7.70-6.56 边柱3.38-4.410.68-10.80 -5.80 14.2518.3919.62中柱3.96-4.790.70 -12.07-5.17 30图 3-29 风载作用框架梁剪力、柱轴力（kN） 风载风载作用作用下梁端、跨中弯矩和剪力下梁端、跨中弯矩和剪力 表表 3-26中跨梁端弯矩 M(kN.m)风载下梁端剪力层次柱别M下(kN.m)M上(kN.m)节点左右梁线刚度比边跨梁端弯矩 M(kN.m)左梁右梁VAVB左VB右边跨梁跨中弯矩(kN.m)边柱-0.97-1.660.001.66-0.4-0.295中柱-1.21-1.891.341.080.81-0.4-0.67边柱-2.45-3.38 0.004.36-0.95-1.094中柱-2.99 -3.811.342.181.63-0.95-1.46边柱-4.32-4.77 0.007.22-1.49-2.07 3中柱-5.17-5.38 1.343.082.30-1.49-1.92边柱-6.33 -5.84 0.0010.07-2.0-3.162中柱-7.70-6.56 1.343.762.80-2.0-2.34边柱-10.80 -5.80 0.0011.41-2.08-4.221中柱-12.07-5.17 1.342.962.21-2.08-1.84 风载风载作用作用下柱轴力下柱轴力 表表 3-27风载作用下梁端剪力柱轴力层次柱别M下(kN.m)M上(kN.m)VAVB左VB右NANB边柱-0.97-1.66-0.4-0.45中柱-1.21-1.89-0.4-0.670.17边柱-2.45-3.38 -0.95-1.354中柱-2.99 -3.81-0.95-1.36-0.58边柱-4.32-4.77 -1.49-2.843中柱-5.17-5.38 -1.49-1.92-1.11边柱-6.33 -5.84 -2.0-4842中柱-7.70-6.56 -2.0-2.34-1.45边柱-10.80 -5.80 -2.08-6.921中柱-12.07-5.17 -2.08-1.84-1.21313.2.4 地震作用下横向框架的内力计算地震作用下横向框架的内力计算1. 0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算按抗震规范 ，计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其它各层取用活荷载。当雪荷载与活荷载相差不大时，可近似按满跨活荷载布置。（1）横梁线荷载计算顶层横梁：雪载边跨 0.43.60.5 =0.72kN/m中间跨 0.42.40.5 = 0.48 kN/m二四层横梁：活载边跨 23.60.5 = 3.6 kN/m中间跨 22.40.5 = 2.4kN/m（2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向走廊）顶层外纵梁: MA5= MD5= 0.50.41.81.80.1= 0.07kN.m 楼层外纵梁: MA1 = MD1 = 0.521.81.80.1 = 0.32kN.m顶层中纵梁: MB5 = MC5 =-0.080.50.4（3.9+3.93.6）/23.6/20.1= 0.12kN.m楼层中纵梁: MB1 = MC1 = -0.380.52（3.9+3.93.6）/23.6/20.1= 0.61 kN.m（逆时针为正）（3）计算简图图 3-30 固端弯矩（4）固端弯矩：顶层横梁：32mKNqlMmKNqlMmKNlalaqlMMBDDBABBA09. 04 . 248. 032132114. 04 . 248. 096596552. 2)9 . 68 . 19 . 68 . 121 (9 . 672. 0121)21 (1212255225533222332225555二五层横梁： mKNqlMmKNqlMmKNlalaqlMMBDDBABBA43. 04 . 24 . 232132172. 04 . 24 . 296596507.12)9 . 68 . 19 . 68 . 121 (9 . 645. 3121)21 (1212211221133222332221111 （5）不平衡弯矩：节点 A5： 2.52+0.07=2.45KN.m 节点 B5： 2.520.120.14=2.26KN.m节点 A1： 12.07+0.32=11.75KN.m节点 B1： 12.071.730.52=9.82KN.m（6）弯矩分配计算（采用迭代法）弯矩分配过程如图 3-31，0.5（雪+活）作用下梁、柱弯矩见图 3-32，梁剪力、柱轴力见图 3-33。根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出的 0.5（雪+活）作用下梁剪力、柱轴力，计算过程见表 3-28、表 3-29、表 3-30、表 3-31。 0.5（雪（雪+活）作用下活）作用下 AB 跨梁端剪力标准值跨梁端剪力标准值 表表 3-28层q(kN/m)a(m)l(m)u =(l-a)*q/2(kN)MAB(kN.m)MBA(kN.m)Mik/lV1/A= u-Mik/lVB=-( u+Mik/l)50.721.86.9 1.84-1.582.060.071.77-1.9143.451.86.98.8-6.159.82 0.53 8.27-9.32 33.451.86.98.8-6.69 10.1 0.49 8.30 -9.2923.451.86.98.8-6.59 10.290.54 8.26-9.3313.451.86.98.8-5.2513.591.21 7.59 -10.01 0.5（雪（雪+活）作用下活）作用下 BC 跨梁端剪力标准值跨梁端剪力标准值 表表 3-2933层qkN/m)l(m)ql/4(kN)VB= ql/4 (kN)VC= -ql/4 (kN)50.482.40.290.29-0.2941.732.41.041.04-1.0431.732.41.04 1.04 -1.04 21.732.41.041.04-1.0411.732.41.041.04-1.040.5（雪（雪+活）作用下活）作用下 AB 跨跨中弯矩（跨跨中弯矩（kN.m） 表表 3-30层q(kN/m)a(m)l(m)u=(l-a)*q/2MAB(kN.m)Mik/lV1/A=u-Mik/lM=u*1.05-MAB- V1/A*l/250.721.86.9 1.84-1.582.060.07-2.5943.451.86.98.8-6.159.82 0.53 -13.1333.451.86.98.8-6.69 10.1 0.49 -12.7223.451.86.98.8-6.59 10.290.54 -12.6713.451.86.98.8-5.2513.591.21 -11.6934 图 3-31 0.5（雪+活）作用下迭代计算35图 3-32 0.5（雪+活）作用下杆端弯矩（kN.m）0.5（雪（雪+活）作用下柱轴力标准值活）作用下柱轴力标准值 表表 3-31边柱（A 轴）中柱（B 轴）层横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力(kN)横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力(kN)51.770.82.612.21.23.448.273.211.4710.376.116.3738.33.211.510.336.116.4328.263.211.4610.376.116.4717.593.210.7911.056.117.1536图 3-33 0.5（雪+活）作用下框架轴力、剪力（根据对称只算 AB、BC 跨）（kN）2.地震作用下横向框架的内力计算地震作用下框架柱剪力及柱端弯矩计算过程见表 3-32、梁端弯矩计算过程见表 3-33、柱剪力和轴力计算过程见表 3-34，地震作用下框架弯矩见图 3-34，框架梁剪力、柱轴力见图 3-35。 地震作用下横向框架柱剪力及柱端弯矩地震作用下横向框架柱剪力及柱端弯矩 表表 3-32层间剪力总剪力DiDVih层次（kN）（kN）柱别(kN/mm)(kN/mm)(kN)y(m)M下M上边柱3.38-23.290.37-31.16-53.0551063.681063.68中柱3.96153.68-27.410.393.6-38.48-60.19边柱3.38-39.17 0.42 -59.23-81.874717.46 1781.14 中柱3.96153.68-45.90.44 3.6-72.71 -92.53边柱3.38-51.09 0.47 -86.44-97.483541.752322.89 中柱3.96153.68-59.860.493.6-105.59-109.9 边柱3.38-58.930.52-110.32 -101.832365.4732679.36 中柱3.96153.68-69.04 0.54 3.6-134.21 -114.33 边柱3.38-86.020.68 -304.17 -143.14 1194.57 2873.93中柱3.96153.68-100.790.70 5.3373.93 -160.26注：地震作用下按倒三角分布水平力考虑，根据对称只算 A、B 轴。37地震作用地震作用下梁端弯矩下梁端弯矩 表表 3-33中跨梁端弯矩 M(kN.m)地震作用下梁端剪力层次柱别M下(kN.m)M上(kN.m)节点左右梁线刚度比边跨梁端弯矩 M(kN.m)左梁右梁VAVB 左VB 右边跨梁跨中弯矩(kN.m)边柱-47.49-77.480.0077.48-19.02-9.015中柱-65.93-91.051.8859.4431.61-19.02-17.56边柱-82.73 -101.11 0.00148.6-37.56-13.38 4中柱-107.05 -120.721.88121.8464.81-37.56-36.01 边柱-108.19 -117.210.00199.94-50.31-18.823中柱-141.55 -141.55 1.88162.2886.32-50.31-47.96边柱-128.55 -128.550.00236.74-60.36-19.44