某学院行政办公楼毕业设计

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1、 郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：石家庄某学院行政办公楼设计 入 学 年 月_2010年10月_ 姓 名_王飞 _ 学 号_10088227023_ 专 业_土木工程_ 学 习 中 心_石家庄_ 指 导 教 师_易颖_ 完成时间_2012_年_7_月_18_日 73目 录摘要11 引言22 建筑设计说明3 2.1 工程概况3 2.2 工程设计原始资料33 建筑部分4 3.1 建筑体型选择与平面布置4 3.2 平、立面设计4 3.3 防火与抗震 5 3.4工程做法54 结构部分6 4.1 结构选型6 4.2 结构布置6 4.3 框剪计算简图及梁柱线刚度8 4.3.1 梁柱截面尺寸估算9

2、 4.3.2 确定框架计算简图（KJ-4）9 4.3.3 框架梁柱的线刚度计算9 4.4 荷载计算 11 4.4.1 恒荷载标准值计算11 4.4.2 活荷载标准值计算14 4.4.3 竖向荷载下框架受荷载总图15 4.5 水平地震作用下内力计算18 4.5.1 重力荷载代表值计算18 4.5.2 框架柱抗侧刚度D和结构基本自振周期计算20 4.5.3 水平地震作用计算（多遇）21 4.5.4 刚重比和剪重比验算23 4.5.5 水平地震力作用下框架内力计算（以左震为）24 4.5.6地震作用下框架梁端剪力及框架柱轴力26 4.6 内力计算28 4.6.1 恒荷载作用下内力计算28 4.6.2

3、 活荷载作用下内力计算39 4.7 内力组合和最不利内力组合确定41 4.7.1 框架梁内力组合及最不利内力组合41 4.7.2 框架柱内力组合及最不利内力组合43 4.8 框架梁柱配筋计算46 4.8.1 框架梁截面设计46 4.8.1.1 正截面受弯承载力计算46 4.8.1.2 斜截面受剪承载力计算50 4.8.2 框架柱截面设计 53 4.8.2.1 柱截面尺寸验算53 4.8.2.2 正截面承载力计算55 4.8.2.3 柱斜截面受剪承载力计算59 4.9 板的截面设计60 4.9.1 板的荷载计算60 4.9.2 板的内力计算61 4.9.3 板的配筋计算62 4.10 楼梯设计6

4、3 4.10.1 楼梯概况63 4.10.2 楼梯板设计63 4.10.3 平台板计算65 4.10.4 平台梁设计66 4.11 基础设计67结论 70参考文献 72致谢73评审表74石家庄某学院行政办公楼设计摘要: 我的毕业设计的课题为石家庄经济学院行政办公楼设计，此建筑总建筑面积为5746 m 。本建筑防火等级二级，抗震设防烈度7度。根据建筑功能要求、相关技术参数及现行国家设计规范等资料，拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制

5、等。其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用梁式楼梯；基础选用柱下独立基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。关键词: 框架结构；混凝土；建筑设计；结构设计；配筋1 前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。我的毕业设计题目为石家庄某行政办公楼设计。通过毕业设计,首先我可以将以前学过的知识重温回顾,我温习了结构力学、混凝土设计原理、混凝土设计、建筑结

6、构抗震设计等知识；其次我对疑难知识再学习,并借阅了抗震规范、混凝土设计规范、荷载规范等规范；最终对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前，我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主，钢筋混凝土造价较低，材料来源丰富，且可以浇筑成各种复杂断面形状，节省钢材，承载力也不低，经过合理设计可以获得较好的抗震性能。今后几十年，钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑业上。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于自选商场类楼房是最常用的结构体系。多层建筑结构

7、的设计，除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外，要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面；结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。 建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。在我即将毕业的这几个月里，初期在指导老师的帮助下，经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制，加深了对规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了AutoCAD和结构设计软件PKPMCAD，基本上达到了毕业设计的目的与要求。在后期，主要进行设计手稿的整理，并用电脑绘图并得到老师的审批和指正，使我完成了任务，在此表示衷

8、心的感谢。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑结构软件PKPM进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。2 建筑设计说明2.1 工程概况工程名称：石家庄某学院行政办公楼设计；工程位置：石家庄市裕华区；工程总面积：5746m2；楼为5层，高19.95m，首层层高4m，其余每层层高3m，女儿墙高0.85m；结构形式：现浇钢筋混凝土框架。本设计为石家庄某学院行政办公楼，建筑物的总长为67.68m，总宽度为16.98m。采用大柱网现浇钢筋砼框架结构，共设四个出入口，三个楼梯间，一个电梯间，主体建筑为五

9、层，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（=5.57.5kN/m3）。2.2 工程设计原始资料1) 工程地质条件：建筑场地持力层属粉质粘土，地基承载力特征值130 kN/m2 ；2) 抗震设防： 7 度；3) 防火等级： 二级；4) 建筑物类型： 丙类；5) 基本风压： = 0.35kN/m2；常年主导风向：东北西南风；6）基本雪压： = 0.3 kN/m2 ；7）冻土深度： 0.55 m；8）地下水位： 稳定地下水埋深约15.5m，属潜水类型，对混凝土结构不具腐蚀性；9）气象条件： 年平均温度：7.8C； 10）楼面活荷： 办公室、厕所：2.0 kN/m；资料室：2.5 kN/m；走道：2.5

10、 kN/m；楼梯：3.5 kN/m；不上人屋面活载：0.5 kN/m；11）设计基本地震加速度值： 0.1g；12）场地类别： 类；13）地基处理及基础方案：采用天然地基；3 建筑部分3.1 建筑体型选择与平面布置建筑体型选择：行政办公楼是以办公为主要公共设施的建筑。鉴于此，综合办公楼体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系，还要处理好与环境的关系，以便在满足功能要求的同时，生根于特定的环境，给人以良好的感觉。对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。建筑造型根据设计原则，本设计采用“”字型结构

11、体系，这种结构体系符合简单、对称、规则的原则。平面布置：鉴于本设计采用大柱网框架的平面布置，在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在水平力作用下扭转。此框架办公楼分为办公区和会议区，分别位于门厅及大厅两侧，办公区采用中间走道，两侧办公室布局。3.2 平、立面设计该拟建的建筑位于石家庄市裕华区，为石家庄某学院行政办公楼设计，此建筑占地面积 1149.2m2 ，总建筑面积为5746 m2 。建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向8.4m，横向7.2m、2.1m、7.2m的柱距。立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻

12、立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上以节奏韵律感。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗和玻璃幕墙，并在立面上划分不同的区域，力求立面在效果上富于变化。3.3 防火与抗震耐火等级：本工程属二类建筑（1018层普通住宅和高度不超过50m的公共建筑），其耐火等级不能低于二级。防火设计要点：（1） 选址应在交通便捷处，根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过，要求既靠近干道，便于高层建筑中人

13、群的集散，又便于消防时交通组织和疏散。（2）疏散所需时间：从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒为宜。通道宽度：按通过人数每100人不少于1m计算。（3）安全疏散距离：防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m，大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓，最大间距25m,满足间距50m的要求。3.4 工程做法散水做法：水泥砂浆散水宽600mm；素土夯实，80厚碎砖或道渣垫层宽700mm，60厚C10混凝土宽600mm，10厚1:2.5水泥砂浆抹面，横坡5%，根部转角及沿长度18留20宽缝，沥青砂浆嵌缝。

14、 屋面做法：防水层：2mm浅色铝基反光防水涂料，找平层：20厚1：3水泥砂浆，找坡层：C15细石混凝土找坡，保温层：80厚聚苯乙烯泡沫塑料，结构层：150厚现浇混凝土板，抹灰层：10厚混合砂浆。楼面做法: 陶瓷地砖（约10mm），20mm厚1:2水泥砂浆结合层，20mm厚1:3水泥砂浆找平，150mm厚钢筋混凝土板，20mm厚石灰砂浆抹灰。厕所楼面：陶瓷地砖（约10mm），10mm厚1:2泥水砂浆结合层，10mm厚素砼刚性防水层，10mm厚1:6水泥矿渣找坡，150mm厚钢筋砼，20mm厚石灰砂浆抹灰。墙身做法：填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（=5.57.5kN/m3），外墙厚度均为200

15、mm，内墙均厚200mm。女儿墙厚200mm。内墙用石灰砂浆抹面，外墙镶嵌陶瓷锦砖。门窗做法：门为木门和玻璃门，自重0.2 kN/m2，窗为塑钢玻璃窗，自重0.45 kN/m2，玻璃幕墙自重1.01.5 kN/m2；屋面找坡：排水坡度为2%。4 结构部分4.1 结构选型结构体系选型：采用全现浇框架结构（纵横向承重）体系。其它结构选型：屋面和楼面均采用现浇钢筋混凝土楼板。4.2 结构布置本框架结构设计为双向梁抗侧力体系，框架梁柱中心线重合，对于梁柱中心线不重合的，它们的偏心距不大于该方向柱宽的1/4。结合建筑的平面立面和剖面布置情况，结构平面布置如图4-1；图4-1 结构平面布置图本工程结构方案

16、经过分析比较，为了满足行政办公楼的大跨度需求，因此采用纯框架结构体系。框架的计算简图用梁、柱的轴线表示，梁、柱的轴线分别取各自的形心线。框架的计算单元如图4-2所示。 图4-2 框架计算单元竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案，本建筑平面除走廊板区格为单向板外，其余均为双向板。双向板的板厚hl/50(l为双向板的短向计算跨度)，h=7200/50=144mm, 考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素，本建筑楼面板和屋面板的厚度均取150mm。本建筑的

17、材料选用如下： 混凝土：C30（fc=14.3MPa ，Ec=3.0107kN/m2）； 钢筋：纵向受力筋采用HRB335级钢筋，其余采用HPB235级钢筋； 墙体：蒸压粉煤灰加气混凝土砌块； 窗： 塑钢玻璃窗、玻璃幕墙； 门： 木门、玻璃门；4.3 框架计算简图及梁柱线刚度本结构是三维空间的。但由于建筑结构的质量、刚度都比较均匀，故选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此框架进行配筋。现以轴线为例进行计算。4.3.1 梁柱截面尺寸估算 框架主梁： h=(1/121/8)l=(1/121/8)8400=700mm1050mm，取 h=800mm， b=(1/31/2)h=(1/31/2)

18、800=266.6mm400mm，取b=350mm；次梁：h=(1/181/12)l=(1/181/12)8400=467mm700mm，取 h=600mm b=(1/31/2)h=(1/31/2) 600=200mm300mm，取b=250mm框架柱：建筑总高度按19.95m算，小于30m的现浇框架结构，设防烈度7度近震查抗震设计规范，该框架为三级抗震，最大轴压比。假定采用C30混凝土，查得，假定每平方米荷载为14kN/ m2，则柱子最大轴压力：N=1.25148.4(9.3/2)5=3417.75kN，则柱子轴压比： 即 ， 取柱子截面形状为正方形，即b=h515mm；为了简化施工，各柱截

19、面从底层到顶层不改变，即取柱子尺寸为600mm600mm。4.3.2 确定框架计算简图假定框架柱嵌固与基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸都不变，故梁跨取柱截面形心线间距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面。根据地质资料，取室内外高差为0.45m，基础顶面至室外地坪取为0.55m，因此框架底层计算高度为=3+0.450.55=4m，为了简化计算，其它各层取=H=3m。4.3.3 框架梁柱的线刚度计算混凝土C30， ，现浇框架结构梁惯性矩，对于现浇楼板，考虑楼板的约束，取 ，线刚度；1. 边跨框架梁线刚度：2.中间跨框架梁线刚度： 3.底层框架柱线刚度：4.其他各层框架柱线刚度：把其他层层

20、柱的线刚度看做1.0，则其他相对线刚度为：边跨梁：1.28 中跨梁：4.37 底层柱：0.83框架梁柱的相对线刚度如图4-3所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。 图4-3 框架计算简图及梁柱相对线刚度4.4 荷载计算4.4.1 恒荷载标准值计算（1）屋面恒荷载标准值 (不上人屋面) ：防水层：三油二毡防水层 找平层：20厚1：3水泥砂浆 找坡层：（2%找坡）C15细石混凝土找坡 保温层：80厚聚苯乙烯泡沫 结构层：150厚现浇混凝土板 抹灰层：20mm厚石灰砂浆抹底 屋面恒载标准值 （2） 楼面恒荷载标准值：陶瓷地砖（约10mm） 0.55kN/ 20mm厚1:3水泥水泥水砂浆找平 2

21、00.02=0.4kN/150mm厚钢筋混凝土板 250.15 =3.75kN/20mm厚石灰砂浆抹灰 170.02=0.34kN/楼面恒恒载标准值 5.04 kN/（3）梁自重：bh=350mm800mm 自重 250.35(0.80-0.15)=5.69 kN/m 抹灰层：20mm厚石灰砂浆抹灰 0.02(0.80-0.15)217=0.49 kN/m合计 6.13 kN/mbh=250mm600mm 自重 250.25(0.60-0.15)=2.81 kN/m 抹灰层：20mm厚石灰砂浆抹灰 0.02(0.60-0.15)217=0.31 kN/m合计 3.12 kN/m（4）柱自重：

22、bh=600mm600mm 自重 250.600.60=9 kN/m 抹灰层：20mm厚石灰砂浆抹灰 0.020.6417=0.816N/m合计 9.816kN/m（6）标准层外纵墙自重（以轴线间纵墙为例） 窗上墙体自重 铝合金窗自重 外墙面贴瓷砖 内墙面20mm厚石灰砂浆抹灰 合计 37.16kN 标准层外纵墙线荷载 （7）底层外纵墙自重 窗上墙体自重 铝合金窗自重 （外墙面）贴瓷砖 内墙面20mm厚石灰砂浆 合计 43.21kN 底层外墙线荷载 （8）内纵墙自重（以轴线间纵墙为例）： 标准层： 自重 粉刷 合计 27.5kN标准层内纵墙线荷载 自重 粉刷 合计 38.22kN 底层内纵墙线

23、荷载 （8）外横墙自重（以轴线上A、B间外横墙为例）： 标准层： 自重 （内墙面）粉刷 （外墙面）贴瓷砖 合计 6.6kN/m 底层： 自重 （内墙面）粉刷 （外墙面）贴瓷砖 合计 8.809kN/m(9) 内横墙自重（以轴线上A、B间内横墙为例） 标准层： 自重 粉刷 合计 4.521kN/m 底层： 自重 粉刷 合计 5.896kN/m（10）女儿墙自重(100mm的混凝土压顶)： 自重 外墙面贴瓷砖 顶面贴瓷砖 合计 2.775kN/m4.4.2 活荷载标准值计算 屋面活荷载标准值： 不上人屋面 0.5 kN/m2 ； 楼面活荷载标准值：走廊 2.5 kN/m2； 办公室、厕所等 2.0

24、 kN/m2； 资料室 2.5 kN/m2； 楼梯 3.5 kN/m2； 会议室 2.0 kN/m2 档案室 5.0 kN/m2 雪荷载：So=0.30kN/m2 ， ，则；屋面活荷载与雪荷载不同时考虑两者中取大值；屋面板传荷载：板传至梁上为均布荷载。4.4.3 竖向荷载下框架受荷载总图确定板传递给梁的荷载时,一个区格板一个区格板地考虑。确定每个区格板的荷载传递时,先区分板是单向板还是双向板。若为单向板,沿板的短跨方向作中线,将板上的荷载平均分给两长边的梁；若为双向板计算，从四角出45o平分线，区格板被分为四个小块，每小块荷载传给与之相邻的的梁，见板传荷示意图4-2。板传至梁上的三角形或梯形荷

25、载等效为均布荷载。（1）AB轴间框架梁：屋面：屋面板传给梁的荷载恒载： 活载： 楼面板传给梁的荷载：恒载：活载：AB轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载：梁自重+板传荷载=6.13kN/m+23.41N/m =29.54kN/m活载：板传荷载=1.80kN/m楼面梁：恒载：梁自重+板传荷载+内横墙体重=6.13kN/m+18.12kN/m +4.52kN/m =28.77kN/m活载：板传荷载=7.35kN/m （2）BC轴间框架梁：由于BC轴间板为单向板,故板传荷载为零，则BC轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载：梁自重+板传荷载=6.13+0 =6.13kN/m活载：板传荷载= 0 kN/m楼

26、面梁：恒载：梁自重+板传荷载=6.13+0=6.13kN/m活载：板传荷载= 0 kN/m（3）CD轴间框架梁：(完全同AB轴间框架梁) （4）A轴柱纵向集中荷载的计算： 顶层柱：板传给梁的恒载：板传给梁的活载：顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=2.7758.4+8.46.13+169.63=16.17+51.49+169.63=244.43kN顶层柱活载=板传活载=11.99kN标准层：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=51.49+169.63+37.128=258.25KN 标准层活载=板传活载=(2.08.4/48.4/25/8+1.87.2/4)2=28.53 kN（5）

27、B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱板传荷载=2（6.518.4/48.4/25/8+3.127.2/4+23.417.2/4）+26.518.4/22.1/2=224.718KN 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =6.138.4+224.718=51.49+224.718=276.21KN 顶层柱活载=板传活载=0.58.4/48.4/25/82+1.87.2/42+20.58.4/22.1/2= 16.4kN标准层柱: 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载51.49+224.718+3.52(8.4-0.6)+4.527.2/4= 330.532kN 活载 = 板传活载 =(28.4/48.4/25/8

28、+2.58.4/22.7/2)2+1.87.2/42=56.88kN（6） C轴柱纵向集中荷载的计算(同B轴柱纵向集中荷载的计算)；D轴柱纵向集中荷载的计算(同B轴柱纵向集中荷载的计算)； 图4-4 竖向荷载下框架受荷载总图(KN) 4.5 水平地震作用下内力计算该建筑物高度为18.3m40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。4.5.1 重力荷载代表值计算屋面重力荷载代表值=屋面上下半层范围内结构或构件自重标准值+0.5雪载标准值；楼面重力荷载代表值=楼面上下半层范围内结构或构件自重标准值+0.5活载标准值；其中，结构和构配件自重取楼面上、下

29、各半层层高范围的结构及构配件自重(屋面处取顶层的一半)。 屋面处的重力荷载标准值的计算：女儿墙的重力荷载代表值的计算： 屋面板自重标准值： 屋面梁自重标准值：顶层的墙重： 顶层柱重： 则： 其余各层楼面处重力荷载标准值计算： 底层楼面处重力荷载标准值计算： 屋顶雪荷载标准值计算： 楼面活载标准值计算 总重力荷载代表的计算：屋面处： =12660.9+0.5335 =12828.4N楼面处： =13079.37+0.52309.75 =14234.25kN底层楼面处： =12463.57+0.52309.75=13618.45kN 建筑物总重力荷载代表值为4.5.2 框架柱抗侧刚度D和结构基本自

30、振周期计算 横向D值的计算： 表4-1 横向25层D值的计算 构件名称=A、 D轴柱（18个）0.3950544B、 C轴 柱（18个）0.71759750表4-2 横向底层D值的计算 构件名称=A、 D轴柱（18个）0.5862408B、C轴柱（18个）0.886080 结构基本自振周期计算： 结构的基本自振周期采用公式：H=19.95 B=16.5其中 H结构总高度 B结构宽度该工程所在地区抗震设防烈度为7度近震设防，场地类别为类，0.1g为设计基本地震加速度，设计地震分组为第一组，由表知，水平地震影响系数最大值，特征周期 ，则地震影响系数4.5.3 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本工程

31、中框架结构不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，。所以，不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响；附加水平地震作用系数：，对于多质点体系,结构底部总纵向水平地震作用标准值: 附加顶部集中力： 质点i的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见下表： 表4-4 质点i的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移层次512828.4516205255.2686756.21654.09 1654.0919852920.00083 414234.2513185045.251491.49 3145.5819852920.00158

32、314234.2510142342.51147.51 4293.0919852920.00216 214234.25799639.75803.40 5096.4919852920.00257 113618.45454473.8439.30 5535.7326727840.00207 图4-5 楼层水平地震作用标准值（kN）楼层最大位移与楼层层高比： 所以，满足要求。4.5.4 刚重比和剪重比验算为了保证结构的稳定和安全，需分别按下列公式进行结构刚重比和剪重比验算。各层的刚重比和剪重比见表4-5。刚重比公式：框架结构： ；分别为第i，j楼层重力荷载设计值；第i楼层层高；第i楼层的弹性等效侧向刚度

33、，可取该层剪力与层间位移的比值；n结构计算层数；水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求：第i层对应于水平地震作用标准值的剪力 ；水平地震剪力系数 ；查高层表（1-21知） 表4-5 各层刚重比和剪重比 层号h53198529259558761654.0912828.45464.27 0.13 43198529259558763145.5827062.7220.08 0.12 33198529259558764293.0941296.95144.22 0.10 23198529259558765096.4955531.2107.25 0.09 1426727841

34、06911365535.7369149.65154.61 0.08 从表中 即刚重比与剪重比均满足要求。4.5.5 水平地震力作用下框架内力计算(以左震为例) 水平地震作用下，框架柱剪力、柱端弯矩计算采用D值法，计算过程见表4-6、4-7、 4-8、4-9。其中,反弯点相对高度值在表中求得。框架内分析原则为取隔离体，平衡分析。如取梁、节点等。框架杆端弯矩、轴力，梁端弯矩、剪力按下式计算：弯矩： ， ； =（） 中柱 （注：左边式子中的量值有正负之分，要根据所取隔离体分析。） 边柱 剪力： 轴力： 计算过程如下: 表4-6 A(D)轴框架柱反弯点位置 层号531.270.360000.36431

35、.270.410000.41331.270.460000.46231.270.50000.5141.540.620000.62 表4-7 B(C)轴框架柱反弯点位置 层号 535.060.450000.45435.060.500000.50335.060.500000.50235.060.500000.50145.650.550000.55注：为标准反弯点高度比，按该框架总层数、所在楼层以及梁柱线刚度比查表得到；为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值，用与查表得到； 、为上下层层高变化时反弯点高度比修正值，用，与查表得到。框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算： 表4-8 横向水平地震荷载作用

36、下A(D)轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算 层号yh51654.091985292505440.02541.35 1.08 79.39 44.66 79.3943145.581985292505440.02578.64 1.23 139.19 96.73 183.8534293.091985292505440.025107.33 1.38 173.87 148.12 270.625096.491985292505440.025127.41 1.50 191.12 191.12 339.2415535.732672784624080.023127.32 2.48 193.53 315.75 384.

37、65 表4-9 横向水平地震荷载作用下B(C)轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算 层号51654.091985292597500.0301 49.78 1.3582.14 67.20 82.1422.34 59.80 43145.581985292597500.0301 94.67 1.5142.01 142.01 209.2156.91 152.30 34293.091985292597500.0301 129.21 1.5193.82 193.82 335.8391.35 244.48 25096.491985292597500.0301 153.39 1.5230.09 230.09 423.

38、91115.30 308.61 15535.732672784860800.0322 178.28 2.2320.90 392.22 550.99149.87 401.12 4.5.6 地震作用下框架梁端剪力及框架柱轴力（其中L为梁的计算长度，边跨L=7.2m；中跨L=2.1m）梁端剪力（kN）柱轴力（kN）AB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴514.13 56.95 14.13 -14.13 -42.8214.13 42.82433.44 145.05 33.44 -47.57-154.4347.57154.43350.27 232.84 50.27 -97.84-33797.84337263

39、.13 293.91 63.13 -160.97-567.78160.97567.78174.24 382.02 74.24 -235.21-875.56235.21875.56注：（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，对应的右侧两柱为压力。 （2）表中M量纲为,V量纲为kN,N量纲为kN。图4-8 横向水平地震作用下的弯矩图图4-9 横向水平地震作用下左地震剪力图(KN)图4-10 横向水平地震作用下右地震轴力图(kN) 4.6 框架结构的内力计算 4.6.1 恒荷载作用下内力计算 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用分层力矩分配法，一般情况下，分层计算法所得杆

40、端弯矩在各节点不平衡，这时需将节点的不平衡弯矩再进行分配，但不传递。荷载作用框架计算简图为： 恒载标准值在屋面处引起的固端弯矩：(半边结构)顶层: 边跨(AB)： 中跨(BC)梁：； 其他层: 边跨梁：； 中跨梁：； （梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负）框架的梁柱线刚度分配系数如下表所示：转动刚度按下式计算：远端固定 远端滑动 分配系数按下式计算：层次终点杆件刚度顶层A右梁5.129.120.561 下柱4.000.439 B左梁6.1218.860.324 右梁8.740.463 下柱4.000.212 标准层A上柱4.0013.120.305 下柱4.000.305 右梁5.120.3

41、90 B上柱4.0021.860.183 下柱4.000.183 左梁5.120.234 右梁8.740.400 底层A上柱4.0012.440.322 下柱3.320.267 右梁5.120.412 B上柱4.0021.180.189 下柱3.320.157 左梁5.120.242 右梁8.740.413 恒载作用横向框架的弯矩二次分配法具体过程如下图： （因为框架结构对称，荷载对称，故取下图半边结构计算）图4-11 恒载作用下顶层弯矩传递与分配图图4-12 恒载作用下标准层弯矩传递与分配图图4-13 恒载作用下底层弯矩传递与分配图活载作用下框架结构的弯矩计算 活载标准值在梁端产生的固端弯矩

42、 (半边结构)顶层: 边跨(AB)： 中跨(BC)梁：； 其他层: 边跨梁：； 中跨梁：； 当活荷载产生的内力远远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活载的不利布置，而采用满布荷载法，这样求得得内力在支座处与最不利荷载位置法求得的内力极为相近。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此，对梁跨中弯矩应乘以1.11.2的系数予以增大。图4-14 活载作用下顶层弯矩传递与分配图图4-15 活载作用下标准层弯矩传递与分配图图4-16 活载作用下底层弯矩传递与分配图 将分层法计算得到的弯矩进行叠加，并将各节点不平衡弯矩做一次分配。 图4-17 竖向恒荷载作用下的弯矩图图4-18

43、 竖向活荷载作用下的弯矩图 对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下五层左上节点为例： 其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。 本设计中梁端弯矩的调幅系数取0.8。调幅结果表下表AB跨BC跨CD跨调幅前调幅后调幅前调幅后恒载梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右五层93.71115.6474.97 92.51 34.52115.6427.62 92.51 略四层90.68116.3272.54 93.06 60.13116.3248.10 93.06 三层90.45116.5472.36 93.23 60.25116.5448.20 93.23 二层91.32

44、116.3973.06 93.11 60.29116.3948.23 93.11 一层92.63118.4174.10 94.73 61.18118.4148.94 94.73 活载五层6.217.824.97 6.26 4.217.823.37 6.26 四层25.4629.3120.37 23.45 14.3229.3111.46 23.45 三层25.4129.6420.33 23.71 14.2529.6411.40 23.71 二层25.3929.5620.31 23.65 14.1729.5611.34 23.65 一层26.3430.1521.07 24.12 14.6430.1511.71 24.12 恒载标准值引起的内力：以上计算中，已求出弯矩，可采用结构力学取脱离体的方法。则剪力的计算公式为： 简支梁支座右端和左端的剪力标准值梁端弯矩标准值，以绕杆端顺时针为正，反之为负。已知某节点上柱传来的轴力N和左右传来的剪力时，其下柱的轴力（其中以压力为正，拉力为负）。恒载作用下梁端剪力为表4-10 恒载标准值下AB（CD）跨