洛阳市第三中学教学楼建筑与结构设计【含12张CAD图纸、计算书】

洛阳市第三中学教学楼建筑与结构设计摘 要本教学楼按照建筑学“适用、安全、经济、美观”的原则设计，整栋楼共4 层，每层层高 3.9 米，设计采用框架结构，外廊式近似“”造型，利于采光以及学生健康成长，充分利用建筑面积。整个教学楼设计包括建筑设计和结构设计两部分，建筑设计部分主要包括了建筑物平面、立面、剖面、教室布置、各节点详图、各部位做法等方面；结构设计方面主要包括了框架结构梁柱的布置、基础设计、梁板柱以及楼梯的配筋等，竖向荷载下采用弯矩二次分配法，风荷载作用下内力采用 D 值法计算。在参考文献方面主要以现行的规范为依据进行设计，合理布置结构，努力做到理论与现实很好的结合。在手算的基础上运用 PKPM 辅助设计，参考电算结果，防止出错。使用天正建筑以及 AutoCAD 绘制建筑施工图和结构施工图。关键词：外廊式教学楼，框架结构，建筑设计，结构设计，独立基础IArchitectural and Structure Design of third middle school Teaching Building in LuoyangABSTRACTThe teaching building designed according to the principle of architecture application, security, economic, aesthetic, “, the whole building, a total of 4 layers, each layer 3.9 meters high, design of the frame structure, veranda style approximation can be modeling, to lighting and the healthy growth of students, make full use of construction area.The teaching building design consists of architectural design and structural design of two parts, part of the architectural design mainly includes the building plane, elevation, section, classroom layout, the node detail, each part of the practices; structural design mainly includes the frame beam column layout, foundation design, beam and the stairs reinforcement, under vertical loads the second moment distribution method, wind load internal force under the D value method to calculate. In the reference literature, the main current specifications for the design, reasonable layout structure, and strive to achieve a good combination of theory and reality.On the basis of hannd calculates and use of PKPM aided design, the reference of the results of the calculation, to prevent mistakes. The use of Tarch and AutoCAD drawing construction drawing and structure construction drawing.KEYWORDS: Veranda Style Buildings, Frame Structure, Architectural Design, Structural Design,Independent Foundation.II目 录前 言 1第 1 章 结构计算参考值 21.1 结构计算中所用到的材料自重 21.2 楼面均布活荷载标准值 21.3 结构计算中系数取值 2第 2 章 现浇楼板及楼梯设计 32.1 柱网布置图 .32.2 楼板设计 32.2.1 角区格 A42.2.2 边区格 B52.2.3 区格 C62.3 楼梯设计 .72.3.1 基本设计资料 .72.3.2 踏步板设计 .72.3.3 平台板设计 .82.3.4 平台梁设计 .8第 3 章 竖向荷载计算 103.1 设计基本资料 103.2 框架计算简图 .103.2.1 选择一榀框架 .103.2.2 梁截面尺寸的确定 .103.2.3 柱子尺寸的确定 .113.3 恒荷载作用下内力计算 123.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 .123.3.2 屋面及楼面的可变荷载标准值 .123.3.3 墙体重力荷载 .123.3.4 轴线 AC 梁上的恒载标准值计算 .133.3.5 轴线 AC 柱端集中力计算 .133.3.6 偏心距计算 .143.3.7 梁柱线刚度计算 .153.3.8 弯矩计算及分配 .163.3.9 计算梁端剪力、柱端剪力 .183.3.10 计算柱的轴力： .203.4 活荷载作用下的内力计算 .213.4.1 均布荷载 .213.4.2 走廊柱子偏心产生框架梁端附加弯矩 .223.4.3 弯矩计算及分配 .233.4.4 计算梁端剪力、柱端剪力 .263.4.5 柱端轴力计算 .27第 4 章 风荷载作用下内力计算 294.1 基本数据计算 .294.2 框架结构侧向刚度计算 30III4.3 框架结构侧移验算 304.4 框架结构内力计算 314.4.1 反弯点高度 .314.4.2 风荷载作用下各层框架柱端弯矩计算 .314.4.3 风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 .32第 5 章 框架内力组合及配筋计算 355.1 荷载效应组合情况 355.2 控制截面及最不利内力组合 355.3 材料 .355.4 框架梁截面内力组合 .355.4.2 柱边缘处梁弯矩、剪力 365.4.3 梁控制截面内力组合 .385.5 框架柱控制截面内力组合 415.6 梁柱截面设计 465.6.1 梁截面设计 .46第 6 章 柱下独立基础设计 566.1 设计资料 566.2 材料 566.3 荷载计算 566.4 承载力特征值计算 576.5 A 柱独立基础计算 586.5.1 初步选择基底尺寸 .586.5.2 验算持力层地基承载力 .596.5.3 计算基底反力 .596.5.4 配筋计算 .606.6 B 柱独立基础计算 616.6.1 初步选择基底尺寸 .616.6.2 验算持力层地基承载力 .626.6.3 计算基底反力 .626.6.4 配筋计算 .636.7 C 柱独立基础计算 646.7.1 初步选择基底尺寸 .646.7.2 验算持力层地基承载力 .646.7.3 计算基底反力 .656.7.4 配筋计算 .65结 论 68谢 辞 69主要参考文献 700前 言本设计题目为“洛阳市第三中学教学楼建筑与结构设计”，该教学楼拟建建筑面积 40005000 平方米，实际建筑面积 4820.2 平方米，建筑结构为框架结构，建筑层数为 4 层， 基本风压、地质条件见任务书。建筑设计方面按照适用、安全、经济、美观的建筑设计原则，综合考虑各种因素确定教学楼的设计方案。教学楼应该包括普通教室、专用教室（实验室、音乐教室、美术教室等）、公用教室（合班教室、微机室等）、图书阅览室、教室休息室、辅助用房等。教学楼必须满足良好的通风采光，所以本教学楼设计采用了外廊式设计方案，更有利于学生健康发展。结构设计方面采用框架结构，合理布置柱网，根据受力情况估算楼板厚度、梁柱截面尺寸；取一榀框架受力分析，计算恒荷载、活荷载、风荷载作用下的内力；不利内力进行组合计算构件的受力和截面配筋。根据地质条件以及框架受力情况设计基础，本教学楼采用柱下独立基础。教学楼是公共建筑，要满足很多规范要求，能体现出建筑和结构设计的很多重要的方面，选择教学楼建筑和结构设计，从而掌握教学楼设计的基本原理，掌握建筑设计的思想和方法。1第 1 章 结构计算参考值1.1 结构计算中所用到的材料自重钢筋混凝土: 25kN/m水泥砂浆: 20kN/m200mm 厚加气混凝土墙体（双面粉刷）1.4+0.5+0.35=2.24kN/混合砂浆: 17kN/m水磨石楼面: 0.65kN/塑钢窗: 0.6kN/m保温防水层自重: 2.20kN/m蛭石保温层： 5kN/1.2 楼面均布活荷载标准值教室: 2.0kN/ 走廊、楼梯： 3.5kN/卫生间: 2.5kN/不上人屋面: 0.5kN/1.3 结构计算中系数取值结构重要性系数: =1.0永久荷载分项系数: =1.2可变荷载分项系数: =1.42第 2 章 现浇楼板及楼梯设计2.1 柱网布置图图 2-1 建筑柱网简图2.2 楼板设计本结构为洛阳市第三中学教学楼框架结构，总层数 4 层，各层层高均为3.9m。柱网布置如图 2-11、材料：楼板使用 C30 混凝土：Fc =14.3N/mm2 Ft =1.43N/mm2 Ftk =2.01N/mm2 钢筋 HRB335：Fy =300N/mm2 2、板厚确定板的截面高度与跨度之比，对钢筋混凝土单向板不小于 1/30，双向板不小于 1/40，且满足现浇钢筋混土板的最小厚度要求，民用建筑单向板60mm，双向板80mm，4500/40=112.5mm，取板厚 120mm。3、楼板弯矩及配筋计算1）板荷载计算：水磨石地面 0.65kN/120mm 厚钢筋混土楼板 250.12=3.0kN/315mm 厚石灰砂浆 0.01517=0.255kN/恒荷载标准值 3.91KN/活荷载标准值 (教室） 2.5KN/活荷载标准值 (走廊） 3.5KN/由可变荷载效应控制的组合 1.23.91+1.42.5=8.19KN/由永久荷载效应控制的组合 1.353.91+0.71.42.5=7.72KN/可见，对于板而言，由可变荷载效应控制的组合所得荷载设计值较大所以 恒荷载设计值 g=1.23.91=4.69KN/活荷载设计值 q=1.42.5=3.50KN/2）双向板按弹性理论计算将荷载分为两种情况：第一种是各区格均为同样荷载，其值均为 g+q/2；所有中间区格板，四周支承按固定板查双向板计算系数表来计算；边区格及角区格，内部支承作为固定，外部按实际支承情况查表。第二种是各相邻区格分别作用反向荷载，其值均为 q/2；所有中间区格板，四周支承按简支板查表；对边区格及角区格，其内部支承作为简支，外部支承按实际情况确定。最后将两种荷载作用下板的内力相加，即得到最后结果。2.2.1 角区格 A计算跨度：Y 方向 Ly=7500mmX 方向 Lx=4000mmg=g+q/2=4.69+3.5/2=6.44KN/q=q/2=3.5/2=1.75KN/a、计算跨中弯矩：取钢筋混凝土泊松比 =0.2mkN LqgqgM XYXv 68.5 4)75.1096.4.605.(2.)75.102.4.039( ()39( 2 XYXv9.1 ).339.(.).96( ()6( 2b、计算支座负弯矩：表 2-1 四边固定及两邻边固定时的弯矩系数 Lx/Ly 支承情况 Mx My Mx My0.533 四边固定 0.0390 0.0050 -0.0819 -0.05710.533 两邻边固定两邻边简支 0.0539 0.0096 -0.1153 -0.0785图 2-2 计算所取板格4计算区格支座的最大负弯矩，将各区格均布满 。区格板按作活 荷 载 q用 的四边固定板求得的支座弯矩即支座最大负弯矩；外区格按实际支qg承情况考虑，在 作用下的支座亦为该支座最大负弯矩。同一支座按相qg邻区格求出的弯矩有差别时，取较大值进行配筋。 mkNLMXX 73.10.49801.)(0819. 22 q8572.2.2 边区格 B计算跨度：Y 方向 Ly=7500mmX 方向 Lx=4000mma、计算跨中弯矩：取钢筋混凝土泊松比 =0.2mkN LqgqgM XYXv 2.5 4)75.1082.4.605.(2.)75.102.4.6039( ()39( 2k XXYvX7.3 ).39.(.).8( ()8( 2b、计算支座负弯矩： mkNLqgMXX 73.10.49801.)(0819. 22 Y 8.5757C、配筋计算跨中截面取 =120-20=100mm， =120-30=90mm；支座截面附近近似取xh0yh0= =120-20=100mm。板中的配筋率一般较低，故近似地取内力臂系数xh0y=0.9 进行计算。s表 2-2 四边固定及三边简支时的弯矩系数 Lx/Ly 支承情况 Mx My Mx My0.533 四边固定 0.0390 0.0050 -0.0819 -0.05710.533 三边简支一边固定 0.0227 0.0822 -0.1200 52.2.3 区格 C活荷载标准值 (走廊）3.5KN/m，长跨方向 Ly=8000mm，短跨方向Lx=2100mm，Ly/Lx=3.813 所以按单向板理论计算。（单跨板，塑性理论计算）取板宽 b=1000mm 作为计算单元，现浇单跨梁板计算跨度 L0=Ln，取板的截面有效高度 h0=h-20=100mm。图 2-3 单向板 C 计算简图表 2-4 单向板 C 的配筋计算截面 左支座 跨中 右支座弯矩系数 - 1/11 1/8 - 1/11)(20mkNLqgM-2.86 3.94 -2.86201bhfc-0.0198 0.0279 -0.0198)(Asy94.48 133.05 94.48选用钢筋 B8200 B8200 B8200实际钢筋面积(mm) 251 251 251最小配筋率 0.2% 满足 满足 满足表 2-3 双向板 A、B 区格配筋计算实配钢筋截面 M h0 201bhfMc)(201mfsyc最小配筋面积直径、间距 面积x 方向 5.69 100.00 0.041 193.45 240 B8200 251Ay 方向 1.89 90.00 0.016 70.48 240 B8200 251x 方向 5.22 90.00 0.046 197.88 240 B8200 251跨中B y 方向3.75 100.00 0.027 126.57 240 B8200 251x 方向 -10.73 100.00 -0.072 -345.28 240 B8140 359支座y 方向 -7.48 100.00 -0.051 -243.07 240 B8200 25162.3 楼梯设计图 2-4 楼梯结构计算简图2.3.1 基本设计资料该教学楼结构楼梯为板式楼梯，活荷载标准值取 3.5kN/m，组合系数，准永久值系数 ；楼梯采用 C30 混凝土：Fc =14.3N/mm2 7.0c4.0qFt =1.43N/mm2 ，钢筋 HRB335：Fy =300N/mm2 ；板面做法：水磨石面层，板底混合砂浆 20mm 厚。踏步板厚度取跨度的 1/301/25，踏步板跨度 3360mm，所以取厚度120mm，取 ，板倾斜角mahmass 95,50tan=150/280=0.536,cos=0.881。2.3.2 踏步板设计取 1m 宽板带进行计算(1)荷载计算水磨石面层 (0.28+0.15)0.65/0.28=0.998三角形踏步 0.280.150.525/0.28=1.875斜板厚重 0.1225/cos=3.403底部抹灰 0.0217/cos=0.386mkNqkgk /5.3,/.7永久荷载效应控制组合 1.356.66+0.73.51.4=12.42kN/m可变荷载效应控制组合 1.26.66+3.51.4=12.89kN/m可变荷载效应控制的组合值较大所以取（g+q)=12.89kN/m弯矩设计值 mkNlqgMn 5.1436.89120)(1022 120.9505. 6201 bhfc(2)、配筋计算 201 4339510.4. mfAycs 选用钢筋 B10140(AS=561mm),分布钢筋为每一踏步 18，详见结构图2.3.3 平台板设计取平台板厚度 h=100mm，b=1000mm， ，按单向ahs752100板计算。(1)内力计算恒荷载标准值 ，mkNgk /49.372.51.06 kq/.3永久荷载效应控制组合 1.353.49+0.73.51.4=8.14kN/m可变荷载效应控制组合 1.23.49+3.51.4=9.09kN/m可变荷载效应控制的组合值较大所以取（g+q)=9.09kN/m弯矩设计值 mkNlqgMn 54.0.291)(102 058.71035. 26201 bhfc(2)、配筋计算 20137510.48. mfAycs 选用钢筋 B8200(AS=251mm)2.3.4 平台梁设计平台梁截面选 ahmhbs31045,502(1)荷载计算梁自重 0.2(0.35-0.10)25=1.25kN/m梁侧面粉刷 0.02(0.35-0.10)217=0.17kN/mmkNgk/42.1kq/5.38荷载设计值 mkNqg/45.32 )20.36.(54.1)209.361( (2)内力计算计算跨度 l60弯矩设计值 mkNM57.26.34281剪力设计值 V1)0(5.(3)配筋计算a 截面尺寸验算 476.2/3/bhw，满足要求kNVfc 17.5.210.14025.25.00 b 纵向受拉钢筋倒 L 型截面，近似按矩形截面计算 214.032.1405.715.01 6201 bhfMc1324. mfAycs 选用钢筋 2B16+1B18(AS=656mm)c 箍筋计算 VkNbhft 62.0124.01700按构造配筋选用 B8200 双肢箍。9第 3 章 竖向荷载计算3.1 设计基本资料抗震设防烈度：7 度基本风压： 24.0mKN建筑结构安全等级：级材料：梁混凝土选用 级（ ）3C223.14,43.1mNffct 柱混凝土选用 级（ ）N梁柱受力钢筋均选用级 HRB335（ ）20fy箍筋均选用级 HRB335（ ）2Kfy3.2 框架计算简图3.2.1 选择一榀框架取一榀完整结构、荷载分布均匀的具有代表性的框架作为计算单元。图 3-1 板荷载分布图3.2.2 梁截面尺寸的确定框架梁截面高度 ，为了防止发生脆性破坏， 不宜大于bblh)8/12( bh1/4 梁净跨。主梁截面宽度可取 ，且不宜小于 200mm 为了保证bh)2/3(梁侧向稳定性，梁截面的高宽比不宜大于 4。表 3-1 梁截面尺寸横梁（bxh)层次 混凝土强度AB 跨 BC 跨 纵梁（bxh)14 C30 300700 200250 200450103.2.3 柱子尺寸的确定各层的重力荷载可以近似取 14KN/m，由柱网图可知边柱及中柱的荷载面积分别为 4.0m3.75m 和 4.5m5.05m。边柱 2381.14)407502.(12. mfNAcc 中柱 2390.).(.fcc取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为 297mm，366mm，根据估算结果并且综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取 400mm400mm。图 3-2 框架结构计算简图113.3 恒荷载作用下内力计算3.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：颗粒保护层 0.35 2/mkN三毡四油防水层 0.420mm 水泥砂浆找平层 200.02=0.4 2/30 厚轻集料混凝土找坡 50.03=0.15150mm 蛭石保温层 50.15=0.75 /k120mm 厚楼板 250.12=3.0 2N20mm 水泥砂浆找平层 200.02=0.4 /m15mm 厚楼底抹灰 0.01517=0.2555.70 2/k13 层楼面：水磨石地面 0.65 2/mkN120mm 厚楼板 250.12=3.0 2/15mm 厚楼顶抹灰 0.255 /K3.91 23.3.2 屋面及楼面的可变荷载标准值不上人屋面均布荷载标准值 2.0 /kN楼面活荷载标准值（教室） 2.5 2m楼面活荷载标准值（走廊） 3.5 /3.3.3 墙体重力荷载200mm 厚加气混凝土墙体（双面粉刷）1.4+0.5+0.35=2.24 2/kN女儿墙 3.25 ，走廊踢脚及栏杆线荷载 1.25/mK2/mkN表 3-2 梁荷载计算表梁截面尺寸 截面面积 标准荷载 kN/mb/mm h/mm A/m 减去板厚 120mm300 700 0.21 5.62200 450 0.09 2.47200 250 0.05 2.37注：梁标准荷载按公式 25A+17b+2(h-板厚)0.015123.3.4 轴线 AC 梁上的恒载标准值计算表 3-3 轴线 AC 梁上的恒载标准值计算AB 跨(kN/m) BC 跨(kN/m)层号 传荷构件 梯形荷载峰值 换算均布荷载 三角形荷载峰值换算均布荷载墙 0 0左 3.91*2.25=8.79 7.40 4.69 2.93板右 8.79 7.40 4.69 2.9313层梁 5.62 2.37墙 0 0左 11.6 9.76 6.19 3.89板右 11.6 9.76 6.19 3.89屋面梁 5.62 2.37注：三角形荷载换算成均布荷载qp85梯形荷载换算均布荷载长短lqp2)1(323.3.5 轴线 AC 柱端集中力计算表 3-4 柱端集中力计算层号 柱号 传荷构件 计算过程 取值/kN板 (2.254.51/2)3.91 19.79纵梁 4.52.47 11.12墙及窗 22.24(3.9-0.45) 15.46A小计 46.37板 A+(2.1+4.5)1.21/23.91 35.27纵梁 4.52.47 11.12墙及窗 22.24(3.9-0.45) 15.46B小计 61.85板 (2.1+4.5)1.21/23.91 15.48纵梁 4.52.47 11.12墙护栏 1.254.5 5.6314C小计 32.23屋顶 A 板 (2.254.51/2)5.16 26.12图 3-3 换算均布荷载13纵梁 4.52.47 11.12女儿墙 1.13.254.5 16.09小计 53.33板 A+(2.1+4.5)1.21/25.16 46.55纵梁 4.52.47 11.12墙 0 0B小计 57.67板 (2.1+4.5)1.21/25.16 20.43纵梁 4.52.47 11.12女儿墙 1.13.254.5 16.09C小计 47.643.3.6 偏心距计算（1）B 柱：13 层：梁荷载 4.52.47=11.12KN；墙荷载 2.0(3.9-0.45)2.24=15.46KN板荷载 3.91(1/24.52.25)+(2.1+4.5)1.21/2=35.28KN偏心距 100mm，弯矩 (11.12+15.46+35.28)0.10=6.19KNmBM1顶层：梁荷载 11.12KN；板荷载 46.56KN；偏心距 100mm弯矩 (11.12+46.56)0.10=5.78KNmB4（2）C 柱：13 层：梁荷载 4.52.47=11.12KN；走廊踢脚及栏杆 1.254.5=5.63KN板荷载 3.911/2(2.1+4.5)1.2=15.48KN偏心距 100mm，弯矩 (11.12+5.63+15.48)0.10=3.22KNmcM1顶层：梁荷载 11.12KN；板荷载 20.43KN；偏心距 150mm弯矩 (11.12+20.43)0.10=3.16KNmc414图 3-4 恒载作用下框架结构计算简图计算梁线刚度， 中间框架 ，其中 为矩形梁截面惯lEIib/lIEicb/201230bhI性矩，柱线刚度 cchi/3.3.7 梁柱线刚度计算表 3-5 梁线刚度计算类别 层次 bh Ec(N/mm) Io L(mm) lIEicb/20AB 跨 14 300700 410.391057.87400 195.6BC 跨 14 200250 . 86.22300 07.15表 3-6 柱线刚度计算层次 计算高 度 hc bh Ec(N/mm) Io cbhIEi/24 3900 400400 410.39103.21064.1 4900 400400 3.3.3.8 弯矩计算及分配(1) 固端弯矩：14 层： -(7.42+5.62)7.402/12=-93.18kNm12qlMAB(7.42+5.62)7.402/12=93.18kNmlBA-(2.932+2.37)2.32/12=-3.63kNm12qlBC(2.932+2.37)2.32/12=3.63kNmlMB屋顶层： -(9.762+5.62)7.402/12=-114.72kNm12qlAB(9.762+5.62)7.402/12=114.72kNmlBA-(3.892+2.37)2.32/12=-4.47kNm12qlMBC(3.892+2.37)2.42/12=4.47kNmlB16(2)弯矩二次分配弯矩二次分配法计算均布荷载作用下的框架梁柱弯矩上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 下柱 上柱分配系数 / 0.191 0.809 0.750 0.000 0.177 0.073 0.293 0.707 /固端弯矩 -114.72 114.72 -5.78 -4.47 4.47 3.16 分配弯矩 21.90 92.82 -78.33 -18.48 -7.65 -1.31 -5.40 传递弯矩 7.47 -39.17 46.41 -6.27 -0.65 -3.83 -1.42 2 次分配 6.05 25.65 -29.61 -6.99 -2.89 1.54 3.71 最终弯矩 35.42 -35.42 53.19 -31.74 -15.67 0.87 -3.11 0.160 0.160 0.679 0.637 0.150 0.150 0.062 0.172 0.414 0.414 -93.18 93.18 -6.19 -3.63 3.63 3.22 分配弯矩 14.94 14.94 63.30 -53.11 -12.53 -12.53 -5.19 -1.17 -2.84 -2.84 传递弯矩 10.95 7.47 -26.55 31.65 -9.24 -6.27 -0.59 -2.59 -1.42 -2.70 2 次分配 1.30 1.30 5.53 -9.91 -2.34 -2.34 -0.97 1.15 2.78 2.78 最终弯矩 27.19 23.71 -50.90 61.81 -24.11 -21.14 -10.37 1.01 -1.48 -2.76 0.160 0.160 0.679 0.637 0.150 0.150 0.062 0.172 0.414 0.414 -93.18 93.18 -6.19 -3.63 3.63 3.22 分配弯矩 14.94 14.94 63.30 -53.11 -12.53 -12.53 -5.19 -1.17 -2.84 -2.84 传递弯矩 7.47 7.72 -26.55 31.65 -6.27 -6.46 -0.59 -2.59 -1.55 -1.42 2 次分配 1.82 1.82 7.72 -11.68 -2.76 -2.76 -1.14 0.95 2.30 2.30 最终弯矩 24.23 24.48 -48.71 60.04 -21.55 -21.75 -10.55 0.81 -2.08 -1.95 0.166 0.132 0.702 0.657 0.155 0.124 0.064 0.187 0.361 0.452 -93.18 93.18 -6.19 -3.63 3.63 3.22 分配弯矩 15.44 12.33 65.41 -54.76 -12.92 -10.32 -5.35 -1.28 -2.47 -3.10 传递弯矩 7.47 0.00 -27.38 32.71 -6.27 0.00 -0.64 -2.68 0.00 -1.42 2 次分配 3.30 2.63 13.98 -16.95 -4.00 -3.19 -1.66 0.77 1.48 1.85 最终弯矩 26.20 14.96 -41.17 54.17 -23.19 -13.52 -11.28 0.44 -0.99 -2.66 A 7.48 B -6.76 -0.50 C注：阴影部分为偏心距17图 3-5 恒荷载作用下弯矩图(kNm)3.3.9 计算梁端剪力、柱端剪力梁端剪力 lMqlQlMqlQBABAABAB 21,21以 AB 跨第四层梁端剪力为例说明计算过程 kNlqlQllBABAAAB42.95 4.719532.142516.0 4 其他各层梁端剪力见表 3-718表 3-7 梁 端 剪 力 计 算类别 层号 荷载标准值 kN/m梁跨度m梁左弯矩kNm梁右弯矩kNm梁左剪力kN梁右剪力kN4 25.14 7.40 -35.42 53.19 90.62 -95.42 3 20.42 7.40 -50.90 61.81 74.08 -77.032 20.42 7.40 -48.71 60.04 74.02 -77.09 AB 跨1 20.42 7.35 -41.17 54.17 73.80 -77.31 4 10.15 2.30 -15.67 0.87 18.11 -5.243 8.23 2.30 -10.37 1.01 13.54 -5.392 8.23 2.30 -10.55 0.81 13.70 -5.23 BC 跨1 8.23 2.30 -11.28 0.44 14.18 -4.75 柱端剪力 hA下上下上 AMQ表 3-8 柱 端 剪 力 计 算类别 层号 计算高度 m 柱上端弯矩 kNm 柱下端弯矩 kNm 柱剪力上(下) kN4 3.9 34.59 26.59 -16.063 3.9 23.20 23.70 -12.29 2 3.9 23.93 25.59 -13.00 A 柱1 4.9 14.59 7.30 -4.584 3.9 -30.49 -23.00 14.323 3.9 -20.08 -20.49 10.952 3.9 -20.68 -22.07 11.52B 柱1 4.9 -12.94 -6.47 4.144 3.9 -4.90 -3.92 1.503 3.9 -2.31 -3.08 0.882 3.9 -2.84 -3.49 1.22C 柱1 4.9 -2.07 -1.03 0.3019图 3-6 恒荷载作用下剪力图(kN)3.3.10 计算柱的轴力：将柱两侧的梁端剪力、节点集中力及柱轴力叠加，即得柱轴力，该层柱下端的轴力计入柱的自重。表 3-9 框架柱轴力计算A 柱 B 柱 C 柱层数柱自重柱端集中力上柱轴力 下柱轴力柱端集中力 上柱轴力 下柱轴力柱端集中力 上柱轴力 下柱轴力4 15.6 53.33 -143.95 -159.55 57.67 -171.20 -186.80 47.64 -52.88 -68.48 3 15.6 46.37 -280.00 -295.60 61.85 -399.75 -415.35 32.23 -90.50 -106.10 2 15.6 46.37 -415.99 -431.59 61.85 -628.31 -643.91 32.23 -127.96 -143.56 1 19.6 46.37 -551.76 -571.36 61.85 -856.87 -876.47 32.23 -169.85 -189.45 20图 3-7 恒荷作用下轴力图(kN)3.4 活荷载作用下的内力计算3.4.1 均布荷载梁上分布的荷载由梯形或者三角形组成，须把梯形或三角形等效为均布荷载同恒载计算过程： 306.5.72表 3-10AB 跨(KN/m) BC 跨(KN/m)层号 传荷构件 梯形荷载峰值 换算均布荷载 三角形荷载峰值换算均布荷载左 2.52.25=5.63 4.73 1.23.5=4.20 2.6313 板右 5.63 4.73 4.20 2.63左 1.13 0.95 0.60 0.38屋顶 板右 1.13 0.95 0.60 0.3821表 3-11 柱端集中力层号 柱号 传荷构件 计算过程 取值 /KNA 板 (2.254.51/2)2.5 12.66B 板 A+(2.1+4.5)1.21/23.5 26.5213C 板 (2.1+4.5)1.21/23.5 13.86A 板 (2.254.51/2)0.5 2.53B 板 A+(2.1+4.5)1.21/20.5 4.51屋顶C 板 (2.1+4.5)1.21/20.5 1.983.4.2 走廊柱子偏心产生框架梁端附加弯矩B 柱：偏心距 100mm13 层：弯矩 26.520.10=2.65kNmBM1顶层：弯矩 4.510.10=0.45kNm4C 柱：偏心距 100mm，13 层：弯矩 13.860.10=1.39kNmc1顶层：弯矩 1.980.10=0.20kNm4图 3-8 活荷载计算简图223.4.3 弯矩计算及分配（1）计算固端弯矩：14 层： -(4.732)7.402/12=-43.17kNm12qlMAB(4.732)7.402/12=43.17kNmlBA-(2.632)2.302/12=-2.32kNm12qlBC(2.632)2.302/12=2.32kNmlMB屋顶层： -(0.952)7.402/12=-8.67kNm12qlAB(0.952)7.402/12=8.67kNmlBA-(0.382)2.302/12=-0.34kNm12qlMBC(0.382)2.302/12=0.34kNmlB（2）梁柱线刚度及分配系数同表 3-5 和 3-623（3）活荷载作用下弯矩二次分配法求弯矩上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 下柱 上柱分配系数 / 0.191 0.809 0.750 0.000 0.177 0.073 0.293 0.707 /固端弯矩 -8.67 8.67 -5.78 -0.34 0.34 3.16 分配弯矩 1.66 7.01 -1.91 -0.45 -0.19 -0.10 -2.48 传递弯矩 3.46 -0.96 3.51 -2.61 -0.05 -0.09 -1.15 2 次分配 -0.48 -2.03 -0.64 -0.15 -0.06 0.36 0.88 最终弯矩 4.64 -4.64 9.63 -3.21 -0.64 0.51 -2.75 0.160 0.160 0.679 0.637 0.150 0.150 0.062 0.172 0.414 0.414 -43.17 43.17 -6.19 -2.32 2.32 3.22 分配弯矩 6.92 6.92 29.33 -22.08 -5.21 -5.21 -2.16 -0.95 -2.29 -2.29 传递弯矩 0.83 3.46 -11.04 14.66 -0.23 -2.61 -0.48 -1.08 -1.15 -1.24 2 次分配 1.08 1.08 4.59 -7.24 -1.71 -1.71 -0.71 0.59 1.43 1.43 最终弯矩 8.83 11.46 -20.29 28.52 -7.14 -9.52 -5.66 0.89 -2.01 -2.10 0.160 0.160 0.679 0.637 0.150 0.150 0.062 0.172 0.414 0.414 -43.17 43.17 -6.19 -2.32 2.32 3.22 分配弯矩 6.92 6.92 29.33 -22.08 -5.21 -5.21 -2.16 -0.95 -2.29 -2.29 传递弯矩 3.46 3.58 -11.04 14.66 -2.61 -2.69 -0.48 -1.08 -1.25 -1.15 2 次分配 0.64 0.64 2.72 -5.67 -1.34 -1.34 -0.55 0.60 1.44 1.44 最终弯矩 11.02 11.14 -22.16 30.08 -9.15 -9.23 -5.51 0.89 -2.11 -2.00 0.166 0.132 0.702 0.657 0.155 0.124 0.064 0.187 0.361 0.452 -43.17 43.17 -6.19 -2.32 2.32 3.22 分配弯矩 7.15 5.71 30.31 -22.77 -5.37 -4.29 -2.22 -1.04 -2.00 -2.50 传递弯矩 3.46 0.00 -11.39 15.15 -2.61 0.00 -0.52 -1.11 0.00 -1.15 2 次分配 1.31 1.05 5.56 -7.90 -1.86 -1.49 -0.77 0.42 0.82 1.02 最终弯矩 11.92 6.76 -18.69 27.65 -9.84 -5.78 -5.83 0.59 -1.18 -2.63 A 3.38 B -2.89 -0.59 C注：阴影部分为偏心距24图 3-9 活载作用下弯矩图（kNm）253.4.4 计算梁端剪力、柱端剪力梁端剪力 lMqlQlMqlQBABAABAB 21,21表 3-12 梁 端 剪 力 计 算类别 层号 荷载标准值 梁跨度 梁左弯矩 梁右弯矩 梁左剪力 梁右剪力4 1.9 7.4 -4.64 9.63 6.36 -7.70 3 9.46 7.4 -20.29 28.52 33.89 -36.11 2 9.46 7.4 -22.16 30.08 33.93 -36.07 AB 跨1 9.46 7.4 -18.69 27.65 33.79 -36.21 4 0.76 2.3 -0.64 0.51 0.93 -0.82 3 5.26 2.3 -5.66 0.89 8.12 -3.97 2 5.26 2.3 -5.51 0.89 8.06 -4.04 BC 跨1 5.26 2.3 0.00 0.59 5.79 -6.31 柱端剪力 hA下上下上 AMQ表 3-13 柱端剪力计算类别 层号 计算高度/m 柱上端弯矩 柱下端弯矩 柱剪力上(下)4 3.9 4.64 8.83 -3.45 3 3.9 11.46 11.02 -5.77 2 3.9 11.14 11.92 -5.91 A 柱1 4.9 6.76 3.38 -2.07 4 3.9 -3.21 -7.14 2.65 3 3.9 -9.52 -9.15 4.79 2 3.9 -9.23 -9.84 4.89 B 柱1 4.9 -5.78 -2.89 1.77 4 3.9 -2.75 -2.10 1.24 3 3.9 -2.01 -2.00 1.03 2 3.9 -2.11 -2.63 1.21 C 柱1 4.9 -1.18 -0.59 0.36