五层办公楼,框架填充墙结构-土木毕业设计

第 63 页办公楼设计第一章：工程概况1.1 设计原始资料: 1.1.1建筑地点：本市郊区1.1.2建筑类型：五层办公楼，框架填充墙结构。1.1.3安全等级：二级1.1.4防火等级：二级1.1.5自然条件：标准冻结深度为1.2m,最大冻结深度为1.5m。1.1.6工程地质条件：从自然地面向下，依次为人工填土1.5m；粉质黏土3m，e=0.75,L=0.78,地基土承载力特征值为160kPa；粉质黏土5m，e=0.81L=0.82，载力特征值为140kPa；第二层与第三层土的压缩模量比为3。地表滞水距自然地面3.5m，无腐蚀性。场地为二类。1.1.7建筑介绍：建筑面积约5000平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用空心砖。1.2 建筑设计说明：1.2.1 一些主要建筑的做法：1. 屋面：30厚细石混凝土保护层 SBS改性沥青卷材防水 20厚矿渣水泥找平层 80厚苯板保温层 120厚钢筋混凝土板 V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层） 2. 1-4层楼面：木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm） 120厚钢筋混凝土板 V型轻钢龙骨吊顶3.墙体：外墙采用240mm黏土空心砖，370厚，外墙包柱120mm，外墙面贴面瓷砖，内墙为20mm抹灰,1：3水泥砂浆底，外墙涂料。内墙采用240mm黏土空心砖，1：25水泥砂浆打底，两侧均采用20mm厚抹灰。4厕所（从上到下）：瓷砖面砖20厚1：3水泥砂浆找平层30厚细石混泥土SBS改性沥青卷材防水冷底子油一道20mm厚水泥砂浆找平 100厚现浇钢筋混凝土板抹灰15mm5基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深1.5m。1.3 .结构设计说明及结构体系描述： 框架结构是多高层建筑中常采用一种主要的结构形式。框架结构是由梁，柱，节点及基础组成的一种结构形式。框架结构按照结构布置的不同，主要分为横向框架承重，纵向框架承重及双向承重三种方案。横向框架承重方案中，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制时应沿横向布置，楼板为现浇时一般设次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平地震作用。在纵向框架承重方案中，竖向荷载主要由纵向框架承担，预制楼板布置方式和次梁设置方向与横向承重框架相反。双向承重方案纵横向均为主要受力方向。本工程为多层钢筋混凝土框架填充墙结构，采用双向框架承重，梁、柱、基础、楼板均为现浇。结构体系确定后，结构总体布置密切结合建筑设计进行，使建筑物具有良好的造型和合理明确的传力路径。1.4 材料：梁柱混凝土采用C30,钢筋主筋采用HRB335级钢筋；板、箍筋采用HPB235级钢筋；墙体采用MU10空心砖，砌筑砂浆采用M5混合砂浆。1.5 主要参数及结构计算方法： 1、结构计算方法：平面框架是一个多次超静定结构，在竖向荷载作用下不考虑侧移的影响，不考虑柱子的压缩变形，采用弯矩二次分配法。在水平荷载作用下采用D值法计算柱的侧移。D值法是反弯点法的改进，它近似考虑了节点转动对柱子侧移与反弯点的影响。该工程的设计条件及指标可不考虑竖向地震作用的影响，因此只计算水平地震作用的影响即可，采用底部剪力法。 2、主要参数：(1)地基承载力特征值f=160kN/，粘性土，覆盖层厚度20m，由场地类别划分表，属二类场地。(2)根据抗震规范，本建筑物高度不超过40m,以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度变化比较均匀，可采用底部剪力法计算水平地震作用。 (3)本建筑高度为18m，设防烈度为七度，抗震等级为三级，结构安全等级为二级，建筑防火等级为二级。(4)由于本建筑物主要持力层范围内无软弱土层，而且为一般民用框假结构，按地基基础规范设计时可不做地基变形计算。(5)为满足建筑抗震要求，实现延性框架，设计中实现了强柱弱梁，强剪弱弯计算，强节点弱构件由构造实现，梁柱按弹性理论计算配筋。1.6 柱网与层高： 本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨为7.2m，中间跨为2.4m， 层高取3.3m。柱网布置如下图：1.7梁、柱截面尺寸的初步确定： 1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案：纵向梁截面取1/10×7200=720mm，截面宽度取720×1/2.5=300mm，可得梁的截面初步定为b×h=300*720；横向梁截面高度取1/11×6600=600，截面宽度取600×1/2.5=240，可得梁截面初步定为b×h=250×600。2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： (1)柱组合的轴压力设计值N=*F*gE*n注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14kN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。(2)AcN/uNfc 注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查抗震规范可知取为0.8。 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。 图1.1 柱网布置图3、计算过程：对于边柱：N=FgE n=1.3×（3.6×7.2）×14×5=2358.72（kN） AcN/uNfc=2358.72×103/0.8/14.3=206181.82（mm2） 取600 mm×600 mm 对于内柱：N=Fg E n=1.25×（4.8×7.2）×14×5=3024（kN） AcN/uNfc=3024×103/0.8/14.3=264335.66（mm2） 取600 mm×600 mm表1.1 梁截面尺寸 （mm）混凝土等级横梁（b×h）纵梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨C30250×600250×400300×720表1.2 柱截面尺寸 （mm）层次混凝土等级b×h1C30600×600第二章：框架侧移刚度的计算2.1、 横梁线刚度i b的计算：表2.1 横梁线刚度i b类别Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（N·mm）1.5 EcI0/l（N·mm）2 EcI0/l（N·mm）AB跨、CD跨3.0×104250×6004.50×10972001.88×10102.82×10103.76×1010BC跨3.0×104250×4001.33×10924001.66×10102.49×10103.32×10102.2、纵梁线刚度i b的计算：表2.2 纵梁线刚度i b类别Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（N·mm）纵梁3.0×104300×7209.33×10972003.89×10102.3、柱线刚度i c的计算：I=bh3/12表2.3 柱线刚度i c层次hc（mm）Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）Ic（mm4）EcIc/hc（N·mm）153003.0×104600×6001.08×10106.11×10102-533003.0×104600×6001.08×10109.82×10102.4、各层横向侧移刚度计算： (D值法)D=c×12×c/²式中：D柱的侧移刚度； c柱侧移刚度修正系数，对不同情况查表 ，其中K表示梁柱线刚度比； c柱的线刚度，c= Ec× Ic/c，Ic柱的截面惯性矩 框架柱的计算高度。表2.4 横向侧移刚度层次KcDi1KcDi22-50.2080.094101720.3600.1531655610.3080.38199450.5790.41810911D1=9945×20+10911×20 =417120D2=10171×20+16556×20=534560由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为：表2.5 横向层间侧移刚度层次12345Di（N/mm）417120534560534560534560534560D1/D2=417120/534560=0.78>0.7，故该框架为规则框架。第三章：重力荷载代表值的计算3.1、资料准备：查荷载规范可取：、 屋面永久荷载标准值30厚细石混凝土保护层 22×0.03=0.66 kN/m2 SBS改性沥青卷材防水 0.4 kN/m220厚矿渣水泥找平层 14.5×0.02=0.29 kN/m280厚苯板保温层 5×0.15=0.75 kN/m2120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层） 合计 5.35 kN/m2、1-5层楼面：木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm） 0.7 kN/m2120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2 合计 3.95 kN/m2、 屋面及楼面可变荷载标准值：屋面均布活荷载标准值 2.0 kN/m2楼面活荷载标准值 2.0 kN/m2屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.0×0.2=0.2 kN/m2 （式中ur为屋面积雪分布系数）、梁柱密度25 kN/m2蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 kN/m23.2、重力荷载代表值的计算：1、第一层：（1）、梁、柱：表3.2 梁重计算表类别净 跨（mm）截 面（mm）密 度（kN/m3）体 积（m3）数 量(根)单 重（kN）总 重（kN）横梁6500250×600250.9752024.38487.51700250×400250.17104.2542.5纵梁6500300×720251.4043635.11263.6表3.2 柱重计算表类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（kN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（kN）总 重（kN）首层柱4200600×600251.512403714802-5层柱3300600×600251.1884029.71188（2）、内外填充墙重的计算： 一层内横墙：墙厚240mm，计算高度4200-600=3600mm。 （14×7.2-2×1.6）×0.24×（4.2-0.6）×5.5=463.8 kN 门上部墙重：2×1.6×0.24×（4.2-2.1-0.6）=6.6 kN 一层内横墙重：463.8+6.6=470.4 kN 一层内纵墙：（8×7.2+3-7×106-2×1.2-1.5-1）×0.24×（4.20-0.72）×5.5=204.6kN 门上部墙重：（7×1.6+2×1.2+1.5+1）×0.24×（4.2-0.72-2.1）×5.5 =29.2 kN 一层内纵墙重：204.6+29.2=233.8 kN 一层外纵墙重：（2×64.8-2×9×0.6-7.2）×0.37×（4.2-0.72）×5.5=790.3 kN 一层外横墙重：2×（16.8-1.8-2×0.6）×0.37×（4.2-0.6）×5.5=195.5kN 窗户与墙重量差的计算： 窗户部分墙重：（1.6×2.115×0.37×20+2.1×2.1×0.37×14+1.2×2.1×2×0.37）×5.5=273.4 kN 窗户自重 （1.6×2.115×20+2.1×2.1×14+1.2×2.1×2）×0.4=53.8kN一层外墙总重：790.3+195.5+53.8-273.4=766.2 kN一层门重：（9×1.6+2×1.8+1.5+2×1.2+1）×2.1×0.15=7.5 kN（3）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：16.8×64.8=1088.64（m2） 恒载：3.95×1088.64=4300.1 kN 活载：2.0×1088.64=2177.3 kN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1=G 恒+0.5×G活=（487.5+42.5+1263.6+1480×0.5+1118×0.5）×1.05+（470.4+233.8+766.2+7.5）×0.5+1198.4×0.5+4300.1+2177.3×0.5=9974 kN注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。2、第二层：（1）、内外填充墙重的计算：二层内横墙：墙厚240mm，计算高度3300-600=2700mm。（18×7.2-1.5）×0.24×（3.3-0.6）×5.5+1.5×（3.3-0.6-2.1）×0.24×5.5=457.8 kN二层内纵墙：（2×64.8-3.6-3-14.4×2-1.5-0.9-5×1-7×1.6）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（1.5+0.9+5×1+7×1.6）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=269.5 kN二层门重：（1.5+0.5+5×1+7×1.6）×2.1×0.15=5.9 kN二层外纵墙：（2×64.8-2×9×0.6-7.2）×0.37×（3.3-0.72）×5.5=585.9 kN二层外横墙：2×16.8-0.6×2）×0.37×（3.3-0.6）×5.5=173.6 kN二层窗户重量：147.52×0.4=59 kN窗户与墙重量差：59-（147.52×0.37×5.5）=-241.2 kN内墙及其门窗重量：457.8+269.5+5.9=733.2 kN外墙及其门窗重量：585.9+173.6-241.2=465.2 kN由以上计算可知，二层重力荷载代表值为二层总重：（487.5+42.5+1263.8+1188）×1.05+465.2+（733.2+917.5）×0.5+4300.1+2177.3×0.5=9810 kN3、第三层：（1）、内外填充墙重的计算：三层内横墙：墙厚240mm，计算高度3300-600=2700mm。（23×7.2-1-2×0.75）×0.24×（3.3-0.6）×5.5+（1+2×0.75）×（3.3-0.6-2.1）×0.24×5.5=583.3 kN三层内纵墙：（2×64.8-3.6-3-16×1.6-2×1-2×1.2-3×0.9-0.75+2.2）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（16×1.6+2×1+2×1.2+3×0.9+0.75）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=322.6 kN三层门重：（16×1.6+2×1+2×1.2+3×0.9+0.75）×2.1×0.15=11.6 kN内墙及其门窗重量：583.3+322.6+11.6=917.5 kN由以上计算可知，三层重力荷载代表值为三层总重：9810+（917.5+664.8）×0.5-（733.2+917.5）×0.5=9776 kN4、第四层：（1）、内外填充墙重的计算：四层内横墙：墙厚240mm，计算高度3300-600=2700mm。（12×7.2）×0.24×（3.3-0.6）×5.5=307.9 kN四层内纵墙：（2×64.8-3.6-3-11×1.6-2×1）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（11×1.6+2×1）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=350.7 kN四层门重：（11×1.6+2×1）×2.1×0.15=6.2 kN内墙及其门窗重量：307.9+350.7+6.2=664.8 kN由以上计算可知，四层重力荷载代表值为四层总重：9810+（664.8+508.9）×0.5-（733.2+917.5）×0.5=9786 kN5、第五层：（1）、内外填充墙重的计算：五层内横墙：墙厚240mm，计算高度3300-600=2700mm。（13×7.2）×0.24×（3.3-0.6）×5.5=333.6 kN五层内纵墙：（7.2×6-4.2-3×1-6×1.6）×0.24×（3.3-0.72）×5.5+（6×1.6+3×1）×（3.3-2.1-0.72）×0.24×5.5=171.3 kN三层门重：（6×1.6+3×1）×2.1×0.15=4 kN内墙及其门窗重量：333.6+171.3+4=508.9 kN（2）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：16.8×64.8=1088.64（m2） 恒载：5.35×1088.64=5824.2 kN 活载：2.0×1088.64=2177.3 kN 雪荷载：0.2×1088.64=217.7 kN由以上计算可知，五层重力荷载代表值为G1=G 恒+0.5×G活(487.5+42.5+1263.8+1188) ×1.05×0.5+(465.2+508.9) ×0.5+5824.2+217.7+2177.3×0.5=10181 kN 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G的计算结果如下图所示：图3.1 重力荷载代表值G 第四章：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1、横向自振周期的计算：基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （u）i为第i层的层间侧移。 （u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。表4.1 结构顶点的假想侧移计算层次Gi（kN）VGi（kN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm）5101811018153456019.046304.766497861997653456037.352285.72397762974353456055.640248.368298103955353456073.992192.7281997449527417120118.736118.736T1=1.7T （uT）1/2 =1.7×0.6×(0.304766)1/2=0.563(s)4.2、水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85×（10181+9786+9776+9810+9974 ）=42098（NK）2、 计算水平地震影响系数1查表得二类场一区地近震特征周期值Tg=0.35s。查表得设防烈度为7度的max=0.081=（Tg/T1）0.9max =（0.35/0.563）0.9×0.08 =0.0518 3、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq =0.0518×42098 =2180.7（kN）因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s<T1=0.563s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数 n=0.08T1+0.01=0.08×0.563+0.01=0.055 F6=0.055×2180.7=119.9kN各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表4.2 。4.3、多遇水平地震作用下的位移验算：水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e<1/550。计算过程如下表4.3 。表4.2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（kN）GiHi（kN·m）GiHi/GjHjFi（kN）Vi（kN）518.510181188348.50.319659.609659.609415.29786148747.20.252521.0701180.678311.99776116334.40.197407.3451588.02428.6981084366.00.143295.6881883.71215.3997452882.20.090186.0622069.774590678.3表4.3 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（kN）D i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi5659.6095345601.23414.89633001/267441180.6795345602.20913.66233001/149431588.0245345602.97111.45333001/111121883.7125345603.5208.48233001/93812069.7744171204.9624.96253001/1068由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/938<1/550，满足规范要求。4.4、水平地震作用下框架内力计算：1、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /DijM bij=Vij*yh M uij=Vij（1-y）hy=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 y框架柱的反弯点高度比。底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其它柱均无修正。表4.4 各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层次hi（m）Vi（kN）D ij（N/mm）边 柱Di1（N/mm）Vi1（kN）ky（m）M bi1（kN·m）M ui1（kN·m）53.3659.6095345601017212.5520.2080.114.5636.8643.31180.6795345601017222.4670.2080.2619.2854.8633.31588.0245345601017230.2180.2080.4140.8858.8423.31883.7125345601017235.8450.2080.6+0.182.8035.4915.32069.774417120994549.3480.3080.81-0.1185.775.84表4.5 各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层次hi（m）Vi（kN）D ij（N/mm）中 柱Di2（N/mm）Vi2（kN）kY（m）M bi2（kN·m）M ui2（kN·m）53.3659.6095345601655620.4290.3600.2315.5151.9143.31180.6795345601655636.5670.3600.3542.2378.4433.31588.0245345601655649.1830.3600.4573.0489.2623.31883.7125345601655658.3410.3600.55+0.1125.1467.3915.32069.7744171201091154.1410.5790.82-0.1206.680.352、梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算： M l b=i l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b） M r b=i r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b） V b=（M l b+ M r b）/ l Ni=（V l b- V r b）k 具体计算过程见下表4.6：表4.6 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边梁走道梁柱轴力MlbMrblVbMlbMrblVb边柱N中柱N536.86 27.57 7.20 8.95 24.34 24.34 2.40 20.28 -8.95 -11.33 459.42 49.89 7.20 15.18 44.06 44.06 2.40 36.72 -24.13 -32.87 378.12 69.83 7.20 20.55 61.76 61.76 2.40 51.47 -44.68 -63.79 276.37 74.58 7.20 20.97 65.85 65.85 2.40 54.88 -65.65 -97.7 1158.64109.13 7.20 37.1996.36 96.36 2.40 80.30 -102.84 -140.81 图4.1 横向框架弯矩图第五章：竖向荷载作用下框架结构的内力计算（横向框架内力计算）5.1、计算单元的选择确定：取轴线横向框架进行计算，如下图所示： 图5.1 荷载分布图计算单元宽度为7.2m，由于房间内布置有次梁（b×h=200mm×400mm），故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。5.2、荷载计算：5.2.1、恒载作用下柱的内力计算：恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：图5.2各层粱上作用的横荷载（1）、对于第5层，q1、q1，代表横梁自重，为均布荷载形式。q1=0.25×0.6×25=3.75 kN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5kN/mq2、和q2，分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=5.35×3.6=19.26 kN/mq2，=5.35×1.8=9.63 kN/mP1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载，计算如下：P1=（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×2.4/2 ×5.35+3.75×7.2+0.2×0.4×25×7.2=127.55 kNP2=（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×2.4/2+（2.7+3.6）×2×1.2/2 ×5.35+3.75×7.2+0.2×0.4×25×7.2=167.99 kN（2）、对于1-4层， 包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第6层。 q1=4.5+0.24×2.48×5.5=7.16 kN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5kN/mq2、和q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=3.95×3.6=14.22 kN/mq2，=3.95×1.8=7.11 kN/m外纵墙线密度 （7.2×2.48-2.1×2.1×2）×0.37×5.5+2×2.1×2.1×0.4/7.2=5.08 kN/m P1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×3.95+（3.75+5.08）×7.2+0.2×0.4×25×7.2=139.93 kNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×3.95+7.16×7.2+0.15×0.25×25×7.2=156.42 kN5.2.2、活载作用下柱的内力计算： 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：图5.3 各层梁上作用的活荷载（1）、对于第5层，q2=2.0×3.6=7.2 kN/mq2，=2.0×1.8=3.6 kN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 kNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 kN同理，在屋面雪荷载的作用下：q2=0.4×3.6=1.44 kN/mq2，=0.4×1.8=0.72 kN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×0.4=6.912 kNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×0.4=9.936kN（2）、对于第1-4层，q2=2.0×3.6=7.2 kN/mq2，=2.0×1.8=3.6 kN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 kNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 kN5.2.3 、横向框架恒载汇总M=Pe 其中e=(0.6-0.25)/2=0.175将计算结果汇总如下两表：表5.1 横向框架恒载汇总表层次q1（kN/m）q1，（kN/m）q2（kN/m）q2，（kN/m）P1（kN）P2（kN）M1（kN·m）M2（kN·m）53.752.519.269.63127.55167.9920.3229.401-47.162.514.227.11126.75156.4222.1827.37表5.2 横向框架活载汇总表层次q2（kN/m）q2，（kN/m）P1（kN）P2（kN）M1（kN·m）M2（kN·m）57.2（1.44）3.6（0.72）34.56（6.91）49.68（9.94）6.05（1.21）8.69（174）1-47.23.634.5649.686.058.695.2.4、恒荷载作用下梁的内力计算： 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示： 图5.4 第5层恒荷载作用图 等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。=a/l=2.4/7.2=1/3（1）、对于第5层， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-22+3） =3.75×7.22/12+19.26×7.22×1-2×（1/3）2+（1/3）3/12 =84 （kN*m） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.5×2.42/12+5×9.63*2.42/96 =4.09 （kN·m）（2）、对于第1-4层， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-22+3） =7.16×7.22/12+14.22×7.22×1-2×（1/3）2+（1/3）3/12 =81 （kN·m） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96 =3.33 （kN·m）5.2.5、活荷载作用下梁的内力计算： 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：图5.4 各层恒荷载作用图对于第1-4层， -MAB=q2l21（1-22+3） =7.2×7.22×1-2×（1/3）2+（1/3）3/12 =25.34 （kN·m） -MBC= 5q2，l22/96 =5×3.6×2.42/96 =1.08 （kN·m）5.3、内力计算：梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架，弯矩计算如下图所示：图5.5 永久荷载作用下弯矩分配图5.6 永久荷载作用下框架弯矩图5.7 可变荷载作用下框架弯矩分配 图5.8 可变荷载作用下框架弯矩图5.4、梁端剪力和柱轴力的计算：1、恒载作用下：例：第5层：荷载引起的剪力：VA=VB=（19.26×4.8+3.75×7.2）/2 =59.72 kN VB=VC=（9.63×1.2+2.5×2.4）/2 =8.78 kN本方案中，弯矩引起的剪力很小，可忽略不计。A柱： N顶=127.55+59.21=186.76 kN 柱重：0.6×0.6×3.3×25=29.7 kN N底= N顶+29.7=216.46 kNB柱： N顶=167.99+59.72+8.78=265.68 kN表5.3 恒载作用下梁端剪力及柱轴力 （kN）层次荷载引起的剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN顶N底N顶N底559.728.78186.76216.46235.98265.68459.97.27403.05432.75489.21518.91359.97.27619.27648.97742.37772.07259.97.27835.49865.19995.531025.23159.97.271064.851094.5512501279.702、活载作用下：例：第5层：荷载引起的剪力：AB跨：VA=VB=7.2×4.8/2=17.28 kN BC跨：VB=VC=3.6×1.2/2=2.16 kN A柱：N顶= N底=34.56+17.28=51.84 kN B柱：N顶= N底=49.68+17.28+2.16=69.12 kN 5.4 活载作用下梁端剪力及柱轴力 （kN）层次荷载引起的剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN顶=N底N顶=N底517.282.1651.8469.12417.282.16103.68138.24317.282.16155.52207.36217.282.16207.36276.48117.282.16259.20345.605.5、框架梁的内力组合：5.5.1、结构抗震等级：根据抗震规范，本方案为三级抗震等级。5.5.2、框架梁内力组合：本方案考虑了三种内力组合，即1.2SGk+1.4SQk，1.35 SGk +1.0 SQk及1.2SGE+1.3SEk。考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩，进行调幅（调幅系数取0.8），以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。vb梁端剪力增大系数，二级取1.2。表5.4 各层梁的内力组合和梁端剪力调整结果层次截面位置内力SGk调幅后SQk调幅后SEk(1)SEk(2)Re1.2×（SGk+0.5SQk）+1.3SEk1.35SGk +1.0SQk1.2SGk+1.4SQkReMmaxV=Revb（M lb +M rb）/ln +V Gb125AM-62.86 -19.02 36.86 -36.86 -29.34 -101.07 -103.88 -102.06 -103.88 87.26 V59.72 17.28 -8.95 8.95 42.54 72.00 97.90 95.86 B左M-65.77 -19.81 -27.57 27.57 -94.98 -40.46 -108.60 -106.66 -108.60 V59.7217.28 8.95 -8.95 70.25 52.80 97.90 95.86 B右M-5.91 -1.68 24.34 -24.34 17.66 -29.81 -9.66 -9.44 -29.81 48.62V8.78 2.16 -20.28 20.28 -10.90 28.45 14.01 13.56 4AM-65.00 -19.94 59.42 -59.42 -9.68-114.288 -108.01 -106.36 -114.28 87.41V59.90 17.28 -15.18 15.18 37.976.49 98.15 96.07 B左M-65.37 -20.49 -49.89 49.89 -116.30 -19.42-108.74 -107.13 -116.30 V59.9017.28 15.18 15.18 76.49 46.8998.15 96.01 B右M-3.43 -1.10 44.06 44.06 39.38-46.54 -5.73 -5.66 -46.54 69.56 V7.27 2.16 -36.72 36.72-28.29 43.32 14.0113.563AM-64.02 -20.25 78.12 -78.12 9.43 -142.90 -106.68 -105.70 -135.49 87.78V59.90 17.28 -20.55 20.55 81.72 41.65 98.15 96.07 表5.4 各层梁的内力组合和梁端剪力调整结果层次截面位置内力SGk调幅后SQk调幅后SEk(1)SEk(2)Re1.2×（SGk+0.5SQk）+1.3SEk1.35SGk +1.0SQk1.2SGk+1.4SQkReMmaxV=Revb（M lb +M rb）/ln +V Gb12B左M-64.74 -20.30 -69.838 69.83 -135.49 0.68 -107.70 -106.11 -135.49 V59.90 17.28 20.55 -20.55 81.72 41.65 98.15 96.07 B右M-3.71 -1.26 61.76 -61.76 55.86 -64.57 -6.27 -6.22 -64.57 93.60 V7.27 2.16 -51.47 51.47 -42.67 67.73 14.0113.56 2AM-64.06 -20.03 76.37 -76.37 7.65 -141.27 -106.51 -104.91 -141.27 86.40 V59.9017.28 -20.97 20.97 41.2482.3198.15 96.07B左M-64.79 -20.34 -74.58 74.58-140.18 5.25 -107.76 -106.22 -140.18 V59.9017.28 20.97-20.97 82.23 41.2498.05 96.07 B右M-3.66-1.18 65.85 -65.85 60.91-67.50 -6.12 -6.04-67.50 97.51 V7.27 2.16 -54.885 54.88-45.99 61.02 14.01 13.56 1AM-62.98 -19.53 158.64 -158.64 100.11 -209.24 -104.55 -102.92 -209.24 92.38V59.90 17.28 -37.19 37.19 25.42 97.95 98.05 96.07B左M-63.94 -20.00 -109.13 109.13 -172.95 40.35 -106.32 -104.07 -172.95 V59.90 17.28 37.19 -37.1997.95 25.43 98.05 96.07 B右M-4.13 -1.3896.36-96.36 89.61-98.29 -6.96-6.89 -98