五层现浇钢筋混凝土框架结构教学楼土木工程毕业设计计算书(DOC 117页)

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1、-摘要在大学四年的学习生涯行将结束的时候，我拿到了这份设计任务书和相关数据资料，怀着期盼渴望的心情，开始了工作。本计算书是针对华中科技大学土木工程专业xxx级毕业设计：教学楼为五层现浇钢筋混凝土框架结构。长51.5m，宽25m，高27m。在“建筑设计”部分中，经过层层考虑选择最终方案，针对最终建筑方案，确定了其具体建筑构造、做法与材料。在“结构设计”部分中，首先按照要求选择一榀框架为本次手算的任务，明确其计算简图与各个计算参数；然后根据建筑做法确定其所受荷载，计算梁、柱、板与基础的内力；最后分别进行各构件的配筋计算。在“结构设计”部分中，穿插进行“PKPM”电算，以保证计算成果的可靠性。并达到

2、同手算成果对比、分析的目的。关键词：毕业设计，多层厂房，框架，抗震设计，电算AbstractI got the mission book and other datas when my campus time would go by, and with a good and hopeful feeling, I have started my work.The calculation report is written for the graduation design whose name is “XinHua Middle School Building”. The building is

3、 reinforcement concrete structure with five stories The length of the building is 58.5m, the width is 18m and the height is 21.45m. In the process of “Architecture Design”, I determine the detailed conformation and the material of the building.In the process of “Structure Design”, firstly, I determi

4、ned to by hand and determined the sketch and the parameters of the frame. Secondly, I determined the loads on the frame and calculated the internal forces of the beams, second beam, the planes, the columns and the foundations. Lastly, how much reinforcement is necessary can be determined.In the proc

5、ess of the graduation design, I made use of the computer program named “PKPM” to auditing and analysis my result which was calculated by hand.Keywords： Graduation design, School Building, Fames Anti-seismic Design, Earthquake Function.目录-摘要IAbstractII目录III1、工程概况与建筑设计71.1工程概况71.2建筑设计81.2.1建筑平面设计81.2.

6、2建筑立面设计92、结构选型及结构布置102.1材料选择102.1.1混凝土强度等级102.1.2 钢筋102.2板、梁、柱截面尺寸估算102.2.1板厚估算原则102.2.2板厚确定102.2.3梁尺寸估算原则102.2.4梁尺寸确定112.2.5柱截面尺寸估算112.3框架计算简图133、荷载计算143.1 各构件自重计算143.2恒荷载计算163.3活荷载计算183.4风荷载计算193.5水平地震荷载计算213.5.1重力荷载代表值计算213.5.2梁柱刚度计算223.5.3结构自振周期计算253.5.4横向地震作用计算263.6抗震变形验算274、轴框架内力计算294.1恒荷载作用下结

7、构内力计算294.1.1计算杆端弯矩分配系数304.1.2计算杆件固端弯矩324.1.3 采用弯矩二次分配法计算杆端弯矩324.1.4 恒载作用下轴框架剪力计算334.1.5 恒载作用下轴框架轴力计算354.2 活荷载作用下结构内力计算374.3重力荷载代表值下结构内力计算444.4左风荷载作用下结构内力计算484.5水平地震荷载作用下结构内力计算535、内力组合575.1弯矩调幅575.2内力调整595.2.1竖向荷载内力调整605.2.2水平荷载内力调整615.3内力组合635.3.1框架梁内力组合635.3.2框架柱内力组合695.4地震作用效应调整745.4.1框架梁剪力调整745.4

8、.2框架柱弯矩调整785.4.3框架柱剪力调整816、框架截面设计826.1框架梁截面设计826.1.1跨中及支座截面底部钢筋计算836.1.2支座截面负筋计算856.1.3箍筋计算876.1.4构造要求886.2框架柱截面设计896.2.1 框架柱弯矩、轴力汇总896.2.2纵筋计算926.2.3箍筋计算966.2.4构造要求996.3、框架平面内核心区抗震验算1007、部分板及次梁的设计1017.1.1荷载计算1027.1.2内力计算1037.1.3配筋计算1047.2次梁设计1087.2.1荷载计算1087.2.2内力计算1097.2.3配筋计算1098、楼梯设计1118.1踏步板设计（

9、以一层一跑TB1楼梯计算为例）1118.1.1荷载计算1118.1.2截面设计1128.2楼梯斜梁计算1128.2.1荷载计算1128.2.2截面设计1138.3平台梁TL-1设计1158.3.1荷载计算1158.3.2截面设计1159、基础设计1179.1 设计参数、资料、方法1179.1.1 水文地质资料1179.1.2 设计参数1179.2 桩基设计1189.2.1 桩基布置1189.2.2 计算桩顶荷载设计值1189.2.3 抗力验算1199.2.4承台梁设计12110、电算校核12210.1 PKPM电算12210.1.1 建筑模型与荷载输入12210.1.2 楼面荷载传导计算123

10、10.1.3 PK计算第轴横向框架12410.2 电算内力与手算内力对比分析12410.2.1 恒荷载内力12410.2.2风荷载内力12611、总结12712、参考文献12813、致谢1291、工程概况与建筑设计1.1工程概况1：建筑地点及拟建基地平面：该工程位于某市干道旁。基地平面尺寸：60mX80m；2 建筑面积和层数建筑面积：6000左右，建筑层数：5层底层层高为5.4m，二层以上层高4.8m；3 结构形式框架结构（柱网尺寸7.8米X7.8米）；屋盖和楼盖采用现浇钢筋混凝土楼盖；基础采用柱下独立基础或桩基础；4 建筑技术条件（1）气象条件雪荷载：基本雪压为S0=0.40kN/m2（水平

11、投影）；风荷载：全年主导风向为南风，基本风压为W0=0.35kN/ m2；常年气温差值：40。最大降雨强度65.2mm/h，阵雨强度145mm/h。（2）工程地质条件场地位于某市交通干道傍，地质条件较为简单：场地相对完整、稳定，土层分布均匀。现将各地层特征及其分布规律自上而下分述如下:素填土：平均厚度1.20米，由于为新近堆积的地层，具有孔隙比大、不均匀的特性，若不进行处理,此层不宜作为建(构)筑物天然地基持力层和下卧层。粘土：平均厚度3.90米，硬塑状态，具中等压缩性，压缩模量Es=9.9Mpa，承载力特征值fak=240kPa，桩侧摩阻力系数qsa=25kPa为较好基础持力层。粘土：平均厚

12、度4.20米，软塑状态，软弱下卧层，承载力特征值fak=180kPa，力学强度低，不能用作基础持力层，桩侧摩阻力系数qsa=12kPa。粉质粘土：平均厚度2.40米，分布较广泛，且连续。硬塑状态，具中等压缩性，压缩模量Es=11Mpa，桩侧摩阻力系数qsa=24kPa。泥岩：强风化层，风化层较厚，桩侧摩阻力系数qsa=28kPa可作为桩端持力层，桩端阻力系数qpa=1200kPa。常年地下水埋深为地面以下2.0m，以上各岩土层对混凝土均无腐蚀性,对混凝土中的钢筋亦无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。（3）建筑地点冰冻深度冰冻深度：室外天然地面以下300mm。（4）建筑场地类别：二类场地土，不考虑地下

13、水影响，地面粗糙度B类。（5）地震设防烈度抗震按7度设防。设计基本地震加速度值为0.1g1.2建筑设计本建筑依据其功能要求设计成五层的框架结构，建筑总高28.5m, 建筑物左右上下均对称，平面详细情况见建筑物的平面图。每层建筑面积为：1026，总计建筑面积为5230。功能布置依据所给出的建筑功能和相关规范要求，具体设计如下：1.2.1建筑平面设计1、本厂房共五层，除第一层层高5.4米和塔楼层高3.6m外，每层层高为4.8m ；2、本建筑坐北朝南，采用两端式，但是外墙采用大面积的窗户，采光、通风条件很好；3、底层左侧为门厅，大门设置了两扇双开玻璃门，其他的均为大面积玻璃，门厅为玻璃幕墙，采光效果

14、好，起到了吸引人流导向的作用；4、本方案交通组合简洁明了，共设两个楼梯，不管是哪个方向的人流，都可以找到最近的楼梯上楼，两部楼梯布置的位置恰当，使用方便，便于人群疏散，满足防火要求；5、由于本建筑属一般多层房屋，采用框架结构，受力合理，即能提供较大灵活布置的建筑空间；6、为满足走道的采光要求，在走廊两端玻璃窗，即增加立面美观，又达到采光通风的效果。 7、作为工业厂房，本建筑柱子少，能满足厂房对空间的功能需求综上，该方案满足了建筑功能要求，符合相关政策、法规、规定，造型美观大方，是比较合适的。根据功能需求确定办公室尺寸以后，借助绘图软件，结合心中的初步方案，尝试将各个功能的房间组合成为建筑平面，

15、总平面图考虑基础布置的要求和抗震要求设计为矩形。8 屋顶为上人上人屋面，屋面排水采用外天沟排水。1.2.2建筑立面设计建筑立面设计偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳、暴露的梁、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等进行仔细的推敲。在设计时，通常是根据初步确定的建筑内部空间组合的平、剖关系，例如房间的大小和层高、构部件的构成关系和断面尺寸、适合开门窗的位置等等，先绘制出各个立面的基本轮廓，作为下一步调整的基础，然后再对特殊部位，例如出入口等重点的处理。考虑到方便结构设计，除楼梯处的柱子内测与墙平行外，其他柱子不做移动。计算时柱子没有偏心。2、结构选型及结构布

16、置采用钢筋混凝土现浇框架结构，7度抗震设防，场地为二类二组，本框架的抗震等级为二级,采用横向框架承重。具体构件尺寸及板、梁、柱布置方案参见结构布置图。2.1材料选择框架梁、板、柱均采用现浇钢筋混凝土构件。内外填充墙：采用250mm厚水泥空心砖砌筑。2.1.1混凝土强度等级板、梁,柱C40：基础C30：2.1.2 钢筋柱、梁、基础中的主要受力钢筋采用HRB335：板钢筋、箍筋以及其他构造钢筋采用HPB330： fy=fy=270N/mm22.2板、梁、柱截面尺寸估算2.2.1板厚估算原则所有楼板均为现浇双向板。板厚一般最少为板的短向跨度的1/30，板的短边跨度为3.9m，双向板最小厚度不小于13

17、0mm。故统一选取板厚为130mm。2.2.2板厚确定确定楼板厚为130mm，卫生间楼板130mm,且降低50mm施工，使卫生间结构板层低于50mm.2.2.3梁尺寸估算原则通过式，进行估算2.2.4梁尺寸确定1、框架梁横向主梁:,取,取纵向主梁：纵向主梁跨度为7.8m。取取 2、次梁纵向次梁：跨度为7.8m， 取取2.2.5柱截面尺寸估算对于框架柱，柱截面的高与宽一般不小于（1/151/20）层高，柱截面宽度不宜小于350mm，柱截面高度不宜小于400mm，同时按轴压比估算框架柱尺寸，其中，所有边柱，角柱，中柱均按荷载较大位置计算：，其中分项系数，取1.2单位面积重量，取1214柱的承载楼层

18、面积，本方案中负载面积为7.87.8截面以上的楼层数，以底层计算，取5边角柱轴向力增大系数，一级、二级抗震设计角柱为1.3，其余情况1.0。本设计考虑7度抗震设防，结构总高大于24m，由混凝土抗震设计规范GB50010-2010表11.1.4可查得本结构抗震等级为二级，故取由于水平力的轴力增大系数：非抗震、6度及7度抗震设计，1.058；8度抗震设计，1.1；9度抗震设计，1.2柱轴压比限值，由建筑抗震设计规范 GB 50011-2010表6.3.7可查得柱混凝土强度等级为C40， Nc=1.21460.8451.31.058=7029.06kNAcNcuNfc=7029.0610000.75

19、19.1=490685mm2统一选取柱截面为 700700mm基础选用桩基础，基础顶面距室外地面为900mm。2.3框架计算简图取编号框架进行计算。以框架柱的几何中心轴线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶即梁顶面，梁跨度为柱几何中心轴线距离，二五层层高为4.8m。一层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即h15.4+0.3+0.906.6，计算简图如下3、荷载计算3.1 各构件自重计算3.1.1 屋面、楼面自重（1）屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人）： 30mm厚细石混凝土保护层 240.03=0.72kN/m2三毡四油防水层 0.40kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 240.02=0.40

20、kN/m2 150mm水泥蛭石保温层 50.15=0.75kN/m2 130mm厚钢筋混凝土板 250.13=3.25kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.20kN/m2小计 5.72（2）14层楼面： 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55130mm厚钢筋混凝土板 250.13=3.25kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.20kN/m2 小计 4.00（3）屋面及楼面的可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 2.0 工业生产车间楼面活荷载标准值（板跨，主梁） 3.0 工业生产车间楼面活荷载标准值（次梁） 4.0 屋面雪荷载标准值 sk=us0=1.00.35=0.35kN/mm 式中屋面积雪分布系

21、数，取1.0。3.1.2 填充墙 、女儿墙、门窗等自重内墙为250mm厚水泥空心砖（9.6），两侧均为20mm厚抹灰（17），则墙面单位面积重力荷载为9.60.25+170.022=3.08kN/m2外墙亦为250mm厚水泥空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5），内墙面为20mm厚抹灰（0.34），则外墙面单位面积重力荷载为9.60.25+0.5+0.34=3.24kN/m2女儿墙为240mm厚粘土实心砖，外墙面贴瓷砖，内墙面为20mm厚抹灰，单位面积重力荷载为190.24+0.5+170.02=5.4kN/m2外墙窗单位面积重量为0.4。 3.1.3 框架梁、柱自重 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重等

22、计算出单位长度的重力荷载，因计算楼、屋面的永久荷载时，已考虑了板的自重，故在计算梁的自重时，应从梁截面高度重减去板的厚度，且只考虑梁两侧抹灰的重量。梁、柱单位长度的重力荷载计算如下：主梁 0.30.5725+0.570.02172=4.66kN/m纵向次梁 0.250.4225+0.420.02172=2.91kN/m柱 0.70.725+0.740.0217=13.2kN/m1层梁、柱净长度计算如下：横向主梁 ln=7.8m柱 ln=6.6m 25层梁、柱净长度计算如下：横向主梁 ln=7.8m柱 ln=4.8m框架梁、柱重力荷载标准值楼层构件1主梁0. 30.7254.667.836.35

23、次梁0.250. 55252.917.822.70柱0.70.72513.26.687.1225主梁0.30. 7254.667.836.35次梁0.250.55252.917.822.70柱0.70.72513.24.863.363.2恒荷载计算(一)计算单元及计算简图(二)屋面恒载、为横梁自重（扣除板自重），为板自重传给横梁的三角分布荷载峰值、是通过纵梁传给柱的板自重、纵梁自重、女儿墙（纵墙）自重、挑檐（外挑阳台）等自重产生的集中荷载和集中力矩。本工程框架结构的外纵梁中心线与柱中心线齐平，内纵梁走道一侧与柱的走道一侧齐平，无挑檐和外挑阳台，故不考虑挑檐和外挑阳台自重产生的集中荷载和集中力矩

24、。(三)楼面荷载包括横梁自重（扣除板自重）1到4层：，3.3活荷载计算（一）计算单元及计算简图（二）楼面活荷载 （三）屋面活荷载 （三）屋面雪荷载3.4风荷载计算风荷载标准值按式 计算，式中 高度z处的阵风系数通过查表确定。基本风压0=0.35KN/m，风载体型系数。因H=21.45m30m所以不考虑风振系数，直接取。取轴一榀横向框架计算，则沿屋面高度的分布荷载标准值为的计算结果见下表：沿屋面高度风荷载标准值层次女儿墙271.3694.859525.81.3494.7884211.2674.497316.21.1664.138211.41.0393.68716.61.0003.549沿框架结构

25、高度的分布如下图：内力及侧移计算时，可按静力等效原理将分布风荷载转换成节点集中荷载，各层的集中荷载计算如下图所示： 各层的集中荷载3.5水平地震荷载计算3.5.1重力荷载代表值计算顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载（据“荷载规范”，不计入屋面活载，计入雪荷载），纵、横梁自重，次梁重，半层柱自重，半层纵、横墙体自重。中间层重力荷载代表值包括：楼面恒载， 50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，次梁重，楼面上下各半层柱及纵、横墙体自重。实际计算取轴框架进行计算。恒载0.5活载1：第5层重力荷载代表值 G5=5.72（5123.4-3.63.9-5.13.6） +0.35（5123.4-

26、3.63.9-5.13.6）2 +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.2（4.82）36+3.24（512+23.42）（4.82） +3.08（4.84.8+7.84.83+4.83.64+3.94.8+3.324.8) +5.4(512+23.4)1.2 =12302.24 KN 2、第4层重力荷载代表值 G4=4.00（5123.4-3.63.9-5.13.62） +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.24.836+3.24（512+23.42）4.8 +3.08（4.84.8+7.84.83+4.83.64+3.9

27、4.8+3.324.8) =11513.66 KN 3、第3层重力荷载代表值： G3= G4=11513.66 KN, 第2层重力荷载代表值： G2= G4=11513.66 KN4、第1层重力荷载代表值 G4=4.00（5123.4-3.63.9-5.13.62） +4.667.821+2.91（307.8+4.84+3.66） +13.24.8362+3.24（512+23.42）6.6 +3.08（4.86.6+7.86.63+4.86.65+3.96.6+3.326.6) +13.26.6362+7.86.62 =12127.08 KN3.5.2梁柱刚度计算（一）框架梁、柱线刚度计算框

28、架柱：（700mm700mm，C40，） I=112bchc3=1127007003=2.01010 mm4 2到5层： i=EcIh=3.151042.010104800=13.131010 mm4 EI=3.151042.01010=6.31014 N.mm2 EA=3.151047002=1.5441010 N.mm2底层： i=EcIh=3.151042.010106600=9.551010 mm4 EI=3.151042.01010=6.31014 N.mm2 EA=3.151047002=1.5441010 N.mm2在计算框架梁截面惯性矩I时应考虑到楼板的影响。对现浇楼盖，中框架

29、取，边框架取。1到5层：边跨梁：（700mm300mm，C40，）I=1.512bchc3=1.5123007003=12.86109 mm4 i=EcIl=3.0010412.861097800=4.951010 mm4 EI=3.1510412.86109=3.8591014 N.mm2 EA=3.15104300700=6.3109 N.mm2中跨梁：（700mm300mm，C40，）I=212bchc3=4312.86109 =17.15109 mm4 i=EcIl=3.1510417.151097800=6.601010 mm4 EI=3.1510417.15109=5.151014

30、 N.mm2 EA=3.15104300700=6.3109 N.mm2 EA=3.15104250550=4.125109 N.mm2 梁线刚度楼层bh(mm)计算跨度（mm）中跨截面惯性矩边跨截面惯性矩i中跨=2EcIli边跨=1.5EcIl15300700780017.1510912.861096.610104.951010 柱线刚度楼层层高（mm）( )bh(mm)2548007007002.0101013.131010166007007002.010109.551010（二）框架柱侧向刚度计算柱侧向刚度按式D=c12ich2 计算，式中-柱的侧向刚度修正系数，它反映了节点转动降低了柱

31、的侧向刚度，而节点转动的大小则取决于对节点转动的约束程度。首层c=0.5+K2+K，中间层c=K2+K ，记梁的线刚度是il, 柱的线刚度是ic记il12表示第1层，从左到右第2根梁的线刚度第一层边柱 K=i11li11c=4.959.55=0.518 c=0.5+K2+K=0.5+0.5182+0.518=0.404 D11=c12ich2=0.404129.55101066002=10628N/mm第一层中柱 K=i11l+i12li2c=6.6+4.959.55=1.209 c=0.5+K2+K=0.5+1.2092+1.209=0.533 D12=c12ich2=0.533129.55

32、101066002=14022 N/mm第一层一榀横向中框架的总刚度为 D1=(10628+14022)2=49300 N/mm 二层及以上侧向刚度都相同。第二层边柱 K=ib2ic=24.95213.13=0.377 c=K2+K=0.3772+0.377=0.159 D21=c12ich2=0.1591213.13101048002=10873 N/mm第二层中柱： K=ib2ic=2（6.6+4.95）213.13=0.880 c=K2+K=0.8802+0.880=0.306 D22=c12ich2=0.3061213.13101048002=20926 N/mm一榀横向中框架的总侧向

33、刚度为： D2=（10873+20926）2=63598 N/mm 各层柱侧向刚度D值（）层次层高（mm）边柱中柱513.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598413.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598313.1348000.3770.159108730.8800.3062092663598213.1348000.3770.159108730.8800.306209266359819.5566000.5180.404106281.2090.53314022493003.5.3结构自振周期计算将个楼层的重

34、力荷载当作水平力产生的楼层剪力为V5=G5=12302.24KN V4=G5+G4=23815.9 KN V3=G5+G4+G3=35329.56KN V2=G5+G4+G3+G2=46843.22KN V1=G5+G4+G3+G2+G1=58970.3KN 将楼层重力荷载当作水平力所产生的楼层间相对水平位移为u1=V1D1=58970.3949300=0.133 m u2=V2D2=46843.22635989=0.082 m u3=V3D3=35329.56635989=0.062 m u4=V4D4=23815.9635989=0.042 m u5=V5D5=12302.24635989

35、=0.021m 各层水平位移是：u1= u1=0.133 mu2=u1+u2=0.133+0.082=0.215m u3=u2+u3=0.215+0.062=0.277 m u4=u3+u4=0.277+0.042=0.319 m u5=u4+u5=0.319+0.021=0.340 m 求基本周期（考虑填充墙，楼板的作用，对计算周期进行折减，乘以系数0.5）T1=20.5i=1nG1ui2i=1nG1ui=0.528 s 3.5.4横向地震作用计算由任务书可知，本设计院大楼设计地震分组为类二组，查表建筑抗震设计规范表5.1.4-2得特征周期，上部结构按7度设防设计，多遇地震下水平地震影响系数

36、最大值。此建筑高度不超过40m，质量和刚度分布比较均匀，采用底部剪力法进行计算。又有T1=0.5281.4Tg，因此不需考虑顶点附加地震作用。等效重力荷载结构水平地震作用质点i的水平地震作用为F5=GiHiGiHiFEK =12302.2425.812302.2425.8+11513.6621+16.2+11.4+12127.086.6FEK=645.90KN F4=11513.6621GiHiFEK=0.253FEK =492.21KN F3=11513.6616.2GiHiFEK=0.195FEK =379.37KN F2=11513.6611.4GiHiFEK=0.137FEK =266

37、.53 KN F1=12127.086.6957000FEK=0.083FEK =161.48KN 对轴框架所受到的力为1/9F5=645.909=71.77 KN F4=492.219=54.69KN F3=379.379=42.15KN F2=266.539 =29.61KN F1=161.489=17.94KN 3.6抗震变形验算由抗震规范可知，各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，楼层间最大的弹性层间位移应符合下式要求：, 底部剪力V5= F5=645.90 KNV4=F4+V5=1138.11KN V3=V4+F3=1138.11+379.37=1517.48 KN V2=V3

38、+F2=1784KN V1=1945.49 KN层间相对位移u5= V5D5=645.90639589=0.00112 mu4= V4D4=1138.11639589=0.00198 mu3= V3D3=1517.48639589=0.00264 mu2= V2D2=1784639589=0.00310 mu1= V1D1=1945.49493009=0.00438 m验算:5= u5h5=0.001124.8=14285 1550 4= u4h4=0.001984.8=12424 15503= u3h3=0.002644.8=11818 15502= u2h2=0.003104.8=1154

39、8 15501= u1h1=0.004386.6=11506 1550楼层间最大的弹性层间位移应符合要求。4、轴框架内力计算因结构和荷载均对称，故取对称轴一侧的框架为计算对象，且中间跨梁取为竖向滑动支座。在本章中，内力符号约定如下（特别说明的除外）：杆端弯矩以绕杆端顺时针转为正，逆时针转为负，梁跨中弯矩以使梁底面受拉为正，弯矩图画在杆件受拉纤维一侧。剪力以绕微段隔离体顺时针转为正，逆时针转为负柱轴力以受压为正，受拉为负4.1恒荷载作用下结构内力计算根据固端弯矩等效的原则，将梯形分布荷载 等效为均布荷载，qe=q01+58q1 屋面：q01=4.66 KNm，q1=22.31，p1=173.9K

40、N p2=196.71 ，p3=210.36 qe=q01+58q1=4.66+5825.233=18.60 KN/m1到4层：q01=4.66KNm，q1=15.6，p1=97.19KNp2=143.58KN ，p3=157.23qe=q01+58q1=4.66+5818.525=16.24 KN/m 4.1.1计算杆端弯矩分配系数框架结构对称，可取半结构计算。计算简图的中间跨梁跨长为原梁跨长的一半，故其线刚度应取梁线刚度值的2倍。分配系数按下式计算 ：ik=Siki=1nSik ,其中Sik为节点K第I根杆件的相对转动刚度；i=1nSik为节点K各杆件的相对转动刚度之和。梁线刚度楼层bh(

41、mm)计算跨度（mm）中跨截面惯性矩边跨截面惯性矩i中跨=2EcIli边跨=1.5EcIl15300700780017.1510912.861096.610104.951010柱线刚度楼层层高（mm）( )bh(mm)2548007007007.26210913.131010166007007001.48810109.551010梁，柱 ，转动刚度及相对转动刚度表构件名称转动刚度Sik相对转动刚度Sik框架梁(1到5层)边跨 4ic=44.951010 =19.810100.518中跨 2ib=26.61010 =13.210100.346框架柱底层 4ic=49.551010 =38.210

42、101.00其他层4ic=413.131010 =53.5210101.40各节点杆件分配系数表（ik=Siki=1nSik）节点Sik左梁右梁上柱下柱60.518+1.4=1.9180.2700.73051.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42241.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42231.4X2+0.518=3.3180.1560.4220.42221+1.4+0.518=2.9180.1780.4800.342120.518+0.346+1.4=2.2640.2290.1530.618110.518+0.346+1.4+1.4=3.6640

43、.1410.0950.3820.382100.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.38290.518+0.346+1.4+1.4=3.6640.1410.0950.3820.38280.518+0.346+1.4+1.0=3.2640.1590.1060.4290.3064.1.2计算杆件固端弯矩顶层框架梁的固端弯矩为：MF=18qel2+112P2l=18196.717.8+11218.67.82=286.09KN.m 1到4层框架梁固端弯矩：MF=18qel2+112P2l=18143.587.8+11216.247.82=222.32KN.m

44、4.1.3 采用弯矩二次分配法计算杆端弯矩恒载作用下框架各节点的弯矩分配以及杆端分配弯矩的传递过程恒载作用下轴框架弯矩图备注：因中柱弯矩较小，没有标出弯矩。4.1.4 恒载作用下轴框架剪力计算1、梁端剪力计算(假设梁杆端剪力V向上为正)AB跨梁端剪力计算过程如下表层号ql2MLVA=ql2+P2-MLVB左=ql2+P2+ML572.5412.10158.80183.0463.343.33131.8138.46363.344.50130.63139.63263.344.50130.63139.63163.3411.79123.34146.92备注：q是等效均布荷载,剪力单位为KNBC跨梁端剪力

45、计算过程如下表层号ql2MLVB右=ql2+P2-MLVC左=ql2+P2+ML572.540170.90170.90463.340135.13135.13363.340135.13135.13263.340135.13135.13163.340135.13135.132、柱端剪力计算（剪力以顺时针为正）柱端剪力等于柱两端弯矩之和除以柱高度A轴柱端剪力计算过程如下表层号L 柱上端M柱下端MMMLVA=-ML54.8221.52134.38355.974.15 -74.15 44.876.86101.1417837.08 -37.08 34.8101.14101.14202.2842.14 -4

46、2.14 24.8101.1478.13179.2737.35 -37.35 16.684.2042.10126.319.14 -19.14 B轴柱端剪力计算过程如下表层号L 柱上端M柱下端MMMLVB=-ML54.8-23.87-6.62-30.49-6.35 6.35 44.8-6.62-6.62-13.24-2.76 2.76 34.8-6.62-6.62-13.24-2.76 2.76 24.8-6.62-16.31-22.93-4.78 4.78 16.6-11.63-5.82-17.45-2.64 2.64 轴框架恒载剪力图(kN)（中柱剪力没有标出）4.1.5 恒载作用下轴框架轴

47、力计算柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。梁轴力的计算：梁轴力可由柱剪力通过节点平衡求得A轴柱轴力计算过程如下表层号柱自重（KN）梁端VA集中力柱上端轴力柱下端轴力563.36158.80173.9332.7396.06463.36131.897.19625.05688.41363.36130.6397.19916.23979.59263.36130.6397.191207.411270.77187.12123.3497.191491.31578.42B轴柱轴力计算过程如下表层号柱自重

48、（KN）VB左（KN）VB右（KN）VB集中力（KN）柱上端轴力柱下端轴力563.36183.0170.90353.9210.36564.26627.62463.36138.46135.13273.59157.231058.441121.8363.36139.63135.13274.76157.231553.791617.15263.36139.63135.13274.76157.232049.142112.5187.12146.92135.13282.05157.232551.782615.14恒载作用下轴框架梁轴力计算以第1层中跨梁为例：由静力平衡：中跨轴力=16.22-2.7+2.16=

49、15.68 KN计算过程表如下：层数边柱剪力（KN）边框架轴力（KN）中柱剪力（KN）中跨梁轴力（KN）5-71.8671.866.0977.954-25.7646.102.2942.303-31.68-5.922.29-5.922-37.25-5.572.70-5.161-21.0316.222.1615.68轴框架恒载轴力图(kN)4.2 活荷载作用下结构内力计算活载采用电算。1:将三角形荷载转化为均布荷载：qe=58q1楼面活荷载qe=58q1=9.75KN/m 屋面活荷载qe=58q1=4.88KN/m 2:计算材料性质。梁，柱的刚度梁刚度计算表楼层弹性模量EN/mm2bh(mm)中跨

50、截面惯性矩边跨截面惯性矩抗拉刚度EA（KN）抗弯刚度EI（ KNm2 ）153.1510430070017.1510912.861096.62106中跨5.40105边跨3.04105 柱刚度计算表楼层( )bh(mm)抗拉刚度EA（KN）抗弯刚度EI（ KNm2 ）153.1510470070020109 15.441066.301053：代码见附录。4：编码如图： 5：内力，位移计算表标题：无标题位移计算杆端位移值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 单元码 u -水平位移 v -竖直位移 ?-转角 u -水平位移 v -竖直位移 ?-转角- 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00003249 -0.00032331 -0.00023302 2 -0.00003249 -0.00032331 -0.00023302 -0.00000597 -0.00058118 -0.00025720 3 -0.00000597 -0.00058118 -0.00025720 -0.00000159 -0.00076739 -0.00025366 4 -0.00000159 -0.00076739 -0.00025366 -0.00000049 -0.00088151