《宜昌市夷陵中學教學樓2#畢業(yè)設計計算書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《宜昌市夷陵中學教學樓2#畢業(yè)設計計算書（82頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 前 言 畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結。 本組畢業(yè)設計題目為《夷陵中學教學樓2#樓框架結構設計》。在畢設前期，我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土》、《建筑結構抗震設計》等知識，并借閱了《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。在畢設中期，我們通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結構設計。本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團隊精神。在畢設后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。

2、 畢業(yè)設計的三個月里，在指導老師倫云霞的幫助下，經過資料查閱、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關內容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求。 框架結構設計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。

3、 中文摘要 本設計主要進行了結構方案中橫向框架2、3、7、8軸框架的抗震設計。在確定框架布局之后，先進行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期，進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，進而求出在水平荷載作用下的結構內力（彎矩、剪力、軸力）。接著計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結構內力找出最不利的一組或幾組內力組合， 選取最安全的結果計算配筋并繪圖。此外還進行了結構方案中的室內樓梯的設計。完成了平臺板，梯段板，平臺梁等構件的內力和配筋計算及施工圖繪制。 關鍵詞： 框架 結構設計

4、 抗震設計 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by uti

5、lizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing

6、 force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the m

7、ost adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board an

8、d landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 第一部分：工程概況 一.工程概況 1.建設項目名稱：宜昌市夷陵中學教學樓2# 本工程建筑功能為公共建筑，使用年限為50年；建筑平面的橫軸軸距為8.1m，縱軸軸距為5.4m和4.5m；內、外墻體材料為陶粒混凝土空心砌塊，外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料，內墻裝修噴涂乳膠漆，教室內地

9、面房間采用水磨石地面，教室房間墻面主要采用石棉吸音板，門窗采用塑鋼窗和裝飾木門。全樓設樓梯兩部。 2.建筑地點：宜昌市區(qū) 3.設計資料： 1.3.1.地質水文資料：根據(jù)工程地質勘測報告，擬建場地地勢平坦，表面為平均厚度0.3m左右的雜填土，以下為1.2～1.5m左右的淤泥質粘土，承載力的特征值為70kN/m2，再下面為較厚的垂直及水平分布比較均勻的粉質粘土層，其承載力的特征值為180kN/m2，可作為天然地基持力層。 1.3.2抗震設防要求：六度四級設防 1.3.3.底層室內主要地坪標高為0.000，相當于黃海高程3.0m。 1.3.4.地下潛水位達黃海高程2.4-2.5m, 對本

10、工程無影響。 4.主要構件材料及尺寸估算 1.4.1主要構件材料 框架梁、板、柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土構件， 墻體采用混凝土空心砌塊， 混凝土強度：梁、板、柱均采用C30混凝土，鋼筋使用HPB235，HRB 400二種鋼筋。 1.4.2.主要構件的截面尺寸 （1）框架梁： 橫向框架梁，最大跨度L=8.1m， h=（1/8~1/12）L=1000mm~675mm，取h=800mm b=（1/2~1/3）h=400mm~266mm，取b=300mm 縱向框架梁，最大跨度L=5.4m， h=（1/12~1/13）L=450mm~415

11、mm，取h=600mm b=（1/2~1/3） h=300mm~200mm，取b=250mm （2）框架柱： 初定邊柱尺寸400mm600mm，中柱500mm500mm 角柱500mm600mm，一至五層框架柱混凝土強度等C30. 其中，n為驗算截面以上樓層層數(shù)，g為折算在單位建筑面 積上的重力荷載代表值，框架結構近似取18 kN/m2，F(xiàn)為 按簡支狀態(tài)計算的柱的負荷面，β為考慮地震作用組合后柱 軸壓力增大系數(shù)。 抗震等級四級的框架結構軸壓比，邊柱和中柱的負 荷面積分別是5.4m4.05m和5.4m5.4m。 邊柱 中柱 所以邊柱取400mm600mm

12、，中柱取500mm500mm。 5.框架結構計算簡圖和結構平面布置圖 第二部分：樓板設計 2.1屋面和樓面板的荷載計算 屋面和樓面板的荷載取自《建筑荷載規(guī)范》（GB50009—2001）。 教室采用水磨石地面 名 稱 做 法 厚度（mm) 容重(KN/㎡) 重量(KN/㎡) 彩色水磨石樓面 白水泥大理石子面 15 25 0.38 1:3水泥砂漿找平 18 20 0.36 純水泥漿一道 2 20 0.04 鋼筋混凝土樓板 120 25 3 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34

13、 　 　 　 樓面靜載 4.1 樓面活載 2 廁所采用地磚地面 名 稱 做 法 厚度（mm) 容重(KN/m) 重量(KN/m) 廁所 地磚鋪實 10 20 0.2 1：4干硬性水泥砂漿 25 20 0.5 基層處理劑一遍 　 　 0.05 C20混凝土0.5％找坡 20 25 0.71 1：2.5水泥砂漿找平 20 20 0.4 防水涂料 1.5 　 0.2 鋼筋混凝土樓板 120 25 3 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 　 　 　 樓面靜載 5.4

14、 樓面活載 2.5 不上人屋面 名 稱 做 法 厚度（mm) 容重(KN/m) 重量(KN/m) 非上人屋面 高分子卷材 4 12 0.05 1：3水泥砂漿找平 20 20 0.4 憎水珍珠巖保溫層 60 4 0.24 1：3水泥砂漿找平 20 20 0.4 1:6水泥焦渣找坡 50 15 0.75 鋼筋混凝土樓板 120 25 3 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 　 　 樓面靜載 5.2 樓面活載 0.7 走道水磨石地面 名 稱 做

15、 法 厚度（mm) 容重 (KN/m) 重量(KN/m) 彩色水磨石樓面 白水泥大理石子面 15 25 0.38 1:3水泥砂漿找平 18 20 0.36 純水泥漿一道 2 20 0.04 鋼筋混凝土樓板 100 25 2.5 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 　 樓面靜載 3.6 樓面活載 2.5 2.2.樓板計算 根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010—2002），樓板長邊l02與短邊l01之比小于2時，宜按雙向板計算。樓板長邊l02與短邊l01之比大于2，但小于3.0時，宜按雙向板計算，當按沿短邊受力的單向板

16、計算時，應沿長邊方向布置足夠的構造鋼筋。 根據(jù)本工程的實際尺寸，樓板全為雙向板，樓板按照彈性方法進行計算。 雙向板按彈性理論的計算方法： ①多跨連續(xù)雙向板跨中最大正彎矩： 為了求得連續(xù)雙向板跨中最大正彎矩，荷載分布情況可以分解為滿布荷載g+q/2及間隔布置q/2兩種情況，前一種情況可近似認為各區(qū)格板都固定支承在中間支承上，對于后一種情況可近似認為在中間支承處都是簡支的。沿樓蓋周邊則根據(jù)實際支承情況確定。分別求得各區(qū)格板的彎矩，然后疊加得到各區(qū)格板的跨中最大彎矩。 ②多跨連續(xù)雙向板支座最大負彎矩： 支座最大負彎矩可按滿布活荷載時求得。 連續(xù)雙向板的計算圖示 （1）標準

17、層樓板計算： 標準層樓板區(qū)格劃分： 標準層樓板區(qū)格圖 ① 板A 板A按四邊固定計算： 一、 基本資料： 1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/ 2、荷載： 　永久荷載標準值：g ＝ 4.10 kN/M2 　可變荷載標準值：q ＝ 2.00 kN/M2 　 計算跨度　Lx = 5400 mm?。挥嬎憧缍取y = 4225 mm 　 板厚　H = 120 mm；砼強度等級：C30；鋼筋強度等級：HRB400 3、計算方法：彈性算法。 4、泊松比：μ＝1/5. 二、計算結

18、果： 平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx 　Mx=(0.01393+0.02794/5)(1.204.1+1.401.0)4.22= 2.20kNM 　 考慮活載不利布置跨中X向應增加的彎矩： 　 M=(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM M= 2.20 + 1.11 = 3.31kNM A= 257.92mm2，實配Ф8@180 (As ＝ 279mm) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% mm平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My　 　 My =(0.02794+0.01393/5)(1

19、.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 3.47kNM 　 考慮活載不利布置跨中Y向應增加的彎矩： 　 Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 3.47 + 1.62 = 5.08kNM Asy= 257.92mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279 mm) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx 　 Mx =0.05610(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 7.73kNM Asx= 265.06m

20、m2，實配Ф8@200 (As ＝ 279 mm) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Ly 方向的支座彎矩 My 　 My =0.06765(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 9.32kNM Asy= 321.57mm2，實配 Ф8@150 (As ＝ 335 mm) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝0.279% ② 板B 一、 基本資料： 1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：固定/鉸支/鉸支/固定/固定/ 2、荷載： 　永久荷載標準值：g ＝ 4.10 kN/M2 　可變荷載標準值

21、：q ＝ 2.00 kN/M2 　 計算跨度　Lx = 5400 mm??；計算跨度　Ly = 4225 mm 　 板厚　H = 120 mm；砼強度等級：C30；鋼筋強度等級：HRB400 3、計算方法：彈性算法。 4、泊松比：μ＝1/5. 二、計算結果： 平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx 　 Mx =(0.02206+0.03255/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22 = 3.22kNM 　 考慮活載不利布置跨中X向應增加的彎矩： 　 Mxa =(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11

22、kNM Mx= 3.22 + 1.11 = 4.33kNM Asx= 257.92mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279mm2) ρ ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My 　 My =(0.03255+0.02206/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 4.17kNM 　 考慮活載不利布置跨中Y向應增加的彎矩： 　 Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 4.17 + 1.62 = 5.7

23、9kNM Asy= 257.92mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx 　 Mx =0.07144(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 9.85kNM Asx= 340.29mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279 mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Ly 方向的支座彎矩 My 　 My =0.07939(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 10.94kNM Asy= 379.79m

24、m2，實配Ф8@150 (As ＝ 335mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.279% ③ 板D 一、 基本資料： 1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：鉸支/鉸支/固定/固定/ 2、荷載： 　永久荷載標準值：g ＝ 4.10 kN/M2 　可變荷載標準值：q ＝ 2.00 kN/M2 　 計算跨度　Lx = 5400 mm??；計算跨度　Ly = 4225 mm 　 板厚　H = 120 mm；砼強度等級：C30；鋼筋強度等級：HRB400 3、計算方法：彈性算法。 4、泊松比：μ＝1/5. 二、計算結果：

25、平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx 　 Mx =(0.02140+0.03728/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22 = 3.25kNM 　 考慮活載不利布置跨中X向應增加的彎矩： 　 Mxa =(0.03283+0.05809/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM Mx= 3.25 + 1.11 = 4.37kNM Asx= 257.92mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279.mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 　平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My My =(0.03728

26、+0.02140/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 4.69kNM 　 考慮活載不利布置跨中Y向應增加的彎矩： 　 Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 4.69 + 1.62 = 6.30kNM Asy= 257.92mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279.mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx 　 Mx =0.07520(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 10.36

27、kNM Asx= 358.94mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279.mm2, ) ρ ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Ly 方向的支座彎矩 My 　 My =0.09016(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 12.42kNM Asy= 433.83mm2，實配Ф 8@150 (As ＝ 335.mm2, ) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.279% ④ 板E 一、 　基本資料： 1、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：鉸支/固定/固定/固定/ 2、荷載： 　永久荷載標準值：g ＝ 4

28、.10 kN/M2 　可變荷載標準值：q ＝ 2.00 kN/M2 　 計算跨度　Lx = 5400 mm?。挥嬎憧缍取y = 4225 mm 　 板厚　H = 120 mm；砼強度等級：C30；鋼筋強度等級：HRB400 3、計算方法：彈性算法。 4、泊松比：μ＝1/5. 二、計算結果： 平行于 Lx 方向的跨中彎矩 Mx 　 Mx =(0.01435+0.03214/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22 = 2.34kNM 　 考慮活載不利布置跨中X向應增加的彎矩： 　 Mxa =(0.03283+0.05809/5)

29、(1.4 1.0) 4.22 = 1.11kNM Mx= 2.34 + 1.11 = 3.45kNM Asx= 257.92 mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279.mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 平行于 Ly 方向的跨中彎矩 My 　 My =(0.03214+0.01435/5)(1.20 4.1+1.40 1.0) 4.22= 3.95kNM 　 考慮活載不利布置跨中Y向應增加的彎矩： 　 Mya =(0.05809+0.03283/5)(1.4 1.0) 4.22 = 1.62kNM My= 3.95 +

30、1.62 = 5.57kNM Asy= 257.92 mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279mm2) ρ ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Lx 方向的支座彎矩 Mx 　 Mx =0.05707(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 7.86kNM Asx= 269.77 mm2，實配Ф8@200 (As ＝ 279.mm2 mm2) ρ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.233% 沿 Ly 方向的支座彎矩 My 　 My =0.07319(1.20 4.1+1.40 2.0) 4.22 = 10.09kNM

31、 Asy= 348.92 mm2，實配Ф8@150 (As ＝ 335.mm2 ) ρ ＝ 0.215% ， ρ ＝ 0.279% 第三部 次梁計算 3.1荷載計算 恒載設計值： 板傳來的自重 4.11.24.05＝19.93KN/M 次梁自重 0.25（0.4-0.12）251.2＝2.1KN/M 次梁粉刷 0.02 (0.4-0.12)2171.2＝0.23KN/M 小計：22.26KN/M 活載設計值： 201.44.05＝11.34KN/M 荷載設計值　g+q=22.6+11.34=33.6KN/M 3.2次梁計算 3.2.1.彎

32、矩計算 邊跨 Ma=-1/16(g+q)L012= -33.64.52/16＝-42.525KNM M1 = 1/14(g+q)L012= 33.64.52/14 ＝48.60KNM Mb=-1/11(g+q)L012= -33.64.52/11=-61.85 KNM 第二跨 Mb=-1/11(g+q)L022= -33.64.52/11=-61.85 KNM M2 = 1/16(g+q)L022= 33.64.52/16 ＝42.525KNM Mc=-1/14(g+q)L022= -33.64.52/14＝-48.60KNM 第三跨 Mc=-1/14(g+q)L032=

33、-33.64.52/14=-48.60 KNM M3 = 1/16(g+q)L032= 33.64.52/16 ＝42.525KNM Md=-1/14(g+q)L032= -33.64.52/14＝-48.60KNM 第四跨 Md=-1/14(g+q)L042= -33.65.42/14= -69.98KNM M4 = 1/16(g+q)L042= 33.65.42/16 ＝61.24KNM Me=-1/11(g+q)L042= -33.65.42/11＝-89.07KNM 第五跨 Me=-1/11(g+q)L052= -33.65.42/14= -89.07KNM M5 =

34、 1/14(g+q)L052= 33.65.42/16 ＝69.98KNM Mf=-1/16(g+q)L052= -33.65.42/11＝-61.24KNM 由于第3跨和第4跨的計算長度不同，支座D處彎矩取兩者較大值：-69.98KNM 3.2.2.剪力計算 邊跨 Va=0.5(g+q)L01= 0.533.64.5＝75.6KN Vbl= 0.55(g+q)L01= 0.5533.64.5＝83.16KN 第二跨 Vbr=0.55(g+q)L02= 0.5533.64.5＝83.16KN Vcl= 0.55(g+q)L02= 0.5533.64.5 ＝83.16KN 第

35、三跨 Vcr=0.55(g+q)L03= 0.5533.64.5＝83.16KN Vdl= 0.55(g+q)L03= 0.5533.64.5＝83.16KN 第四跨 Vdr=0.55(g+q)L04= 0.5533.65.4＝99.79KN Vel= 0.55(g+q)L04= 0.5533.65.4 ＝99.79KN 第五跨 Ver=0.55(g+q)L05= 0.5533.65.4＝99.79KN Vf= 0.5(g+q)L05= 0.533.65.4 ＝90.72KN 3.3.截面設計 3.3.1AB跨跨中配筋： C30混凝土，fc＝14.331N/mm，HRB

36、400, fy ＝ 360N/mm， 縱筋合力點至近邊邊緣的距離 a ＝ 35mm　; M=48.60KNM bh ＝ 250400mm， ho ＝ h - as ＝ 400-35 ＝ 365mm　 ξ＝ 0.518　 ξ ＝ 0.093 ≤ ξ＝ 0.518　 As ＝ α1 fc b x / fy ＝ 114.33125034/360 ＝ 339mm　 ρ ＝ As / (b ho) ＝ 339/(250365) ＝ 0.37%>0.20% 選配3Ф14（461mm） 根據(jù)裂縫寬度小于0.3mm重新選配2Ф18+1Ф16 AB跨支座配

37、筋計算： C30混凝土，fc＝14.331N/mm，HRB400, fy ＝ 360N/mm， 縱筋合力點至近邊邊緣的距離 as ＝ 35mm　; M=48.60KNM bh ＝ 1800400mm， ho ＝ h - as ＝ 400-35 ＝ 365mm　 ξ＝ 0.518　 ξ ＝ 0.012 ≤ ξ ＝ 0.518　 As ＝ α f b x / fy ＝ 114.33118005/360 ＝ 326mm　 選配218（508mm） 根據(jù)裂縫寬度小于0.3mm重新選配2Ф20 3.3.2斜截面受剪承載力計算： 設計參數(shù)： 混凝土強度等級 C30，

38、fc＝14.331N/mm，ft ＝1.433N/mm，as＝30mm　,鋼筋等級HRB235 箍筋抗拉強度設計值 fyv ＝ 210N/mm，箍筋間距 s ＝ 150mm　 剪力設計值 V ＝ 99.8kN　 截面尺寸 bh ＝ 250280mm， ho ＝ h - as ＝ 280-30 ＝ 250mm　 計算過程：　 0.7 ft b ho ＝ 0.71432.90.250.25 ＝ 62.7kN ＜ V ＝ 99.8kN　 當 V ＞ 0.7 ft b ho、 h ≤ 300mm 構造要求：　 箍筋最小直徑 D＝ 6mm，箍筋最大間距 S＝ 150mm　

39、最小配箍面積 Asv,min ＝ (0.24 ft / fyv) b s ＝82mm　 當 ho / b ≤ 4 時，V ≤ 0.25 βc fc b ho 0.25 βc fc b ho ＝ 0.251143310.250.25　 ＝ 223.9kN ≥ V ＝ 99.8kN，滿足要求?！? V ≤ 0.7 ft b ho + 1.25 fyv Asv/s ho　 Asv ＝ (V - 0.7 ft b ho) s / (1.25 fyv ho)　

40、 ＝(99790-0.71432.90.250.25)150/(1.25210250) ＝ 85mm　 沿梁全長配Ф8@150 表3.1 次梁其他截面配筋表： 截面 A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 F 彎矩設計值 42.53 48.60 61.85 42.53 48.60 42.53 69.98 61.24 89.07 69.98 61.24 ξ 0.01 0.09 0.14 　 0.11 　 0.16 　 0.21 　 0.14 計算配筋（mm2) 3

41、26 339 506 　 391 　 576 　 757 　 501 考慮裂縫影響 2 20 2Ф18+ 2Ф20 3Ф14 2Ф20 3Ф 14 2Ф20+ 316 2Ф20+ 314 2Ф20+ 實配鋼筋 1Ф16 2Ф14 2Ф16 1Ф14 第四部分 豎向荷載作用下框架結構的內力計算 4.1橫向框架計算單元 根據(jù)結構布置和荷載計算，對4號軸線一榀橫向中框架進行計算，如圖所示。房間內直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的陰影線所示。 橫圖4.1 向框架計算單元 4.2梁、柱線剛度計算：

42、 表4.1 橫梁線剛度計算 類別 bh I l EcI/l 1.5EcI/l 2EcI/l (mm) （）　 （m）　 （）　 （）　 （）　 邊橫梁 0.30.8 0.0128 8.1 15.8 23.7 31.6 中橫梁 0.30.4 0.0016 2.7 5.93 8.94 11.9 表4.2 柱線剛度計算 柱線剛度ic計算 層次 h bh I EcI/

43、l 0.9EcI/l （m） （mm） （） （）　 （） 1—2 5 0.40.6 0.0072 14.4 12.96 0.50.5 0.0052 10.4 9.36 3—5 3.9 0.40.6 0.0072 18.5 16.65 0.50.5 0.0052 13.3 11.97 圖4.2 橫向中框架梁、柱線剛度（單位：） 所計算的中框架是對稱結構，在計算豎向荷載作用時，取一半計算，斷開的中跨線剛度是原來的2倍。 4.3.恒載荷載計算 荷載計算：線荷載 　　 屋面： 屋面

44、恒載5.2kN/m2 屋面板傳來的恒載：5.24.05＝21.06 kN/m 教室梁自重：0.300.825=6 kN/m 教室梁側粉刷：2（0.8-0.12）0.0217＝0.46 kN/m　　 　　　教室橫梁的矩形線荷載　　合計：6.46 kN/m 　　　 教室橫梁的三角形線荷載　　合計：21.06 kN/m 走廊板傳來的恒載：5.22.7＝14.04 kN/m 走廊梁自重：0.300.425=3 kN/m 走廊梁側粉刷：2（0.4-0.10）0.0217＝0.2 kN/m　　 走廊橫梁的矩形線荷載　　合計：3.2 kN/m 　 走

45、廊橫梁的三角形線荷載　合計：14.04 kN/m 樓面： 樓面恒載4.1kN/m2 樓面板傳來的恒載：4.14.05＝16.61 kN/m 教室梁自重：0.300.825=6 kN/m 教室梁側粉刷：2（0.8-0.12）0.0217＝0.46 kN/m 教室梁上墻自重：0.24（3.9-0.8）19＝14.14 kN/m 教室梁上墻面粉刷：（3.9-0.8）0.02217＝2.108 kN/m　　 教室橫梁的矩形線荷載　　合計：22.71kN/m 　教室橫梁的三角形形線荷載　　合計：16.61 kN/m 走廊：　樓面恒載3.6 kN/m2 走廊樓面?zhèn)鱽淼暮?/p>

46、載：3.62.7＝9.72 kN/m 走廊梁自重0.300.425=3 kN/m 走廊梁側粉刷：2（0.4-0.10）0.0217＝0.2 kN/m　　 走廊橫梁的矩形線荷載　　合計：3.2 kN/m 　走廊橫梁的三角形線荷載　合計：9.72 kN/m 荷載計算：集中荷載 次梁傳來的集中荷載： 屋面： 板傳來的恒載：5.24.05＝21.06 kN/m 次梁自重：0.25（0.4－0.12）25＝1.75 kN/m 次梁粉刷：0.02（0.4-0.12）217＝0.19 kN/m　　　 (5.4+5.4-4

47、.05)21.060.5＋1.755.4＋0.195.4＝81.56KN 樓面： 板傳來的恒載：4.14.05＝16.61 kN/m 次梁自重：0.25（0.4－0.12）25＝1.75 kN/m 次梁粉刷：0.02（0.4-0.12）217＝0.19 kN/m　　　 (5.4+5.4-4.05)16.610.5＋1.755.4＋0.195.4＝66.54KN 屋面框架節(jié)點集中荷載： 邊柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.425＝20.25KN 粉刷：0.02（0.6-0.12）25.417＝1.76KN 0.6m挑檐板自重：0.65.45.2＝

48、16.8KN 0.6m高排水外延溝自重：0.65.4250.12＝9.72KN 邊柱聯(lián)系梁傳來屋面荷載： 0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/25.2＝35.53KN 頂層邊節(jié)點集中荷載　合計：84.15KN 中柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.425＝20.25KN 粉刷：0.02（0.6-0.12）25.417＝1.76KN 聯(lián)系梁傳來的屋面板荷載：0.5(5.4+5.4-2.7)2.7/25.2=18.6 KN 0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/25.2=35.54 KN 　　　　　　　頂層中節(jié)點集中荷載　合計：76.15KN 樓面框架

49、節(jié)點集中荷載： 邊柱聯(lián)系梁自重：0.250.65.425＝20.25KN 粉刷：0.02（0.6-0.12）25.417＝1.76KN 塑鋼窗：　　　　　　　　　　　　　　　5 KN 窗下墻體自重：0.241.25.419＝29.5KN 窗下墻體粉刷自重：20.021.25.417＝4.41KN 框架柱自重：0.60.43.925＝23.4KN 框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.917=2.65KN 聯(lián)系梁傳來的樓面自重：0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/24.1＝28.02KN 樓面層邊節(jié)點集中荷載　合計：115KN 中柱

50、聯(lián)系梁自重：0.250.65.425＝20.25KN 粉刷：0.02（0.6-0.12）25.417＝1.76KN 內縱墻自重：5.4(3.9-0.6)0.2419=81.3KN 內縱墻墻體粉刷自重：5.4(3.9-0.6)20.0217=12.2KN 扣除門洞：-2.11.00.2419+5＝-4.5KN 框架柱自重：0.60.43.925＝23.4KN 框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.917=2.65KN 聯(lián)系梁傳來的樓面自重：0.5（5.4+5.4-2.7）2.7/23.6＝18.6KN 0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/24.1=28.02 K

51、N 樓面層中節(jié)點集中荷載　合計：183.68KN 集中荷載引起的偏心彎矩M: 屋面層集中荷載引起的偏心彎矩M 84.150.45＝37.87KNM 樓面層集中荷載引起的偏心彎矩M: 1150.175=20.1KNM 屋面層梁上作用的恒載 圖4.3 屋面層梁上作用的恒載 在上圖中，gk1、qk1′分別代表橫梁自重，是均布荷載形式；gk2和gk2′分別代表房間和走廊傳給橫梁的兩個三角形荷載和三角形荷載，gk代表跨中次梁集中荷載。 gk1 =6.46 kN/

52、m gk2 =21.06 kN/m gk1′=3.2 kN/m gk2′=14.04 kN/m gk=81.56KN gk2、gk2′、gk代表房間和走廊傳給橫梁的梯形、三角形荷載和跨中集中荷載，需要將其轉化為等效均布荷載。 兩個三角形荷載 三角形荷載 跨中集中荷載 　 橫向框架恒荷載： 屋面板：11.18＋6.46+15.10=32.74 kN/m （8.1

53、m跨） 8.78+3.2=11.98 kN/m （2.7m跨） 樓面層梁上作用的恒載 在上圖中，gk1、gk1′分別代表橫梁自重，是均布荷載形式；gk2和gk2′分別代表房間和走廊傳給橫梁的兩個三角形荷載和三角形荷載，gk代表跨中次梁集中荷載。 gk1 =22.71kN/m　　gk2 =16.61 kN/m gk1′ =3.2 kN/m gk2′ =9.72 kN/m gk =66.54KN gk2、gk2′、gk代表房間和走廊傳給橫梁的梯形、三角形荷載和跨中集中荷載，需要將其轉化為等效均布荷載。

54、 兩個三角形荷載 三角形荷載 跨中集中荷載 　 橫向框架恒荷載： 樓面板：22.71＋8.82+12.32=43.85kN/m （8.1m跨） 6.08+3.2=9.28 kN/m （2.7m跨） 4.4．恒載內力計算 分層法的計算要點： ①作用在某一層的框架梁上的豎向荷載只對本樓層的梁和與本層梁相連的框架柱產生彎矩和剪力，而對其他層框架和隔層的框架柱都不產

55、生彎矩和剪力。 ②除底層以外的其它各層柱的線剛度均乘折減系數(shù)0.9。 ③除底層以外的其它各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取1/3。 　 　 　 　 　 0.655 0.638 0.120 　 37.85 0.345 　 　 0.242 　 -179.00 179.00 -7.28 48.70 92.45 46.23 　 　 　 -69.52 -139.05

56、 -52.74 -26.15 26.15 23.99 45.54 22.77 　 　 -14.53 -5.51 -2.73 2.73 72.68 -110.53 94.42 -58.25 -36.17 28.89 　 24.23 -19.42 頂層彎矩分配 (單位KNM) 　 28.79

57、 　 -20.53 6.53 　 -1.20 22.26 -19.32 　 　 86.38 -61.59 19.60 -3.61 66.78 -57.97 　 0.195 0.257 0.486

58、 0.513 0.097 　 -20.10 0.257 　 　 0.195 　 -239.75 239.75 -5.60 66.78 126.29 63.14 　 -76.26 -152.51 -57.97 -28.84 28.84 19.60 37.06 18.53 -9.51 -3.61 -1.80 1.80

59、 86.38 -152.66 159.41 -61.59 -36.23 30.63 　 28.79 -20.53 標準層彎矩分配(單位KNM) 　 30.05 　 -21.30 7.01 　 -1.33 23.04 -19.98 　 　 90.16 -63.91

60、 21.04 -3.99 69.12 -59.93 　 0.200 0.266 0.504 0.528 0.098 　 -20.10 0.230 　 　 0.174 　 -239.75 239.75 -5.60 59.77 130.96

61、 65.48 　 -79.10 -158.21 -52.14 -29.36 29.36 18.19 39.87 19.93 -10.53 -3.47 -1.95 1.95 77.96 -148.02 156.44 -55.60 -36.92 31.32 　 25.99 -18.53 底層彎矩分配 (單位KNM)

62、 節(jié)點彎矩二次調整： 在用分層法計算豎向荷載作用下的結構內力時，計算的框架節(jié)點處彎矩之和不等于零，這是由于分層計算單元與實際結構不符帶來的誤差，因此要對節(jié)點不平衡力矩再做一次彎矩分配，予以修正。 頂層框架邊柱節(jié)點，下層框架傳來彎矩是28.79kNm，。 節(jié)點各構件分配到的彎矩分別為： 頂層框架中柱節(jié)點，下層框架傳來彎矩是-20.53kNm。 節(jié)點各構件分配到的彎矩分別為： 將分配到的不平衡彎矩與節(jié)點彎矩相加得到節(jié)點的平衡彎矩。見下 　 0.655 0.638 0.120 　 0.345 　 　

63、 0.242 　 　 　 28.79 -18.86 13.10 -20.53 2.46 　 　 -9.93 -110.53 94.42 4.97 -36.17 72.68 　 -58.25 　 91.54 -129.39 107.52 -73.81 -33.71 　 第四層框架邊柱節(jié)點，上層和下層框架傳來彎矩分別是24.23 kNm，2

64、8.79kNm。 節(jié)點各構件分配到的彎矩分別為： 第四層框架中柱節(jié)點，上層和下層框架傳來彎矩分別是-19.42 kNm、-20.53kNm。 節(jié)點各構件分配到的彎矩分別為： 將分配到的不平衡彎矩與節(jié)點彎矩相加得到節(jié)點的平衡彎矩。見下圖 　 　 　 　 　 　 　 　 24.23 　

65、 -19.42 -13.63 7.79 86.38 　 -61.59 96.98 -73.22 　 0.195 0.257 0.486 0.513 0.097 　 0.257 　 　 0.195 　 　 　 28.79 -25.77 20.49 -20.53 3.88 　 　 -13.63 -152.66