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1、广西大学行健文理学院毕业设计说明书题目：玉林市某办公楼结构设计第轴学部：理工学部专业：土木工程班级：2015 级 4 班学号：1538360458学生姓名：罗祖雄指导教师：陈欣二一九 年 六 月摘要本设计是玉林市某办公楼设计项目，结构采用钢筋混凝土框架结构。主要根据设计任务书及相关行业规范要求进行结构设计，结构设计要满足规范要求，又要设计合理满足使用要求。结构设计过程中，首先根据建筑的使用要求以及场地地质条件确定结构形式，完成结构布置，本楼层结构计算一榀框架结构计算。根据结构平面布置图，由经验公式初步确定构件的截面尺寸，再根据行业相关规范计算结构荷载计算，包括恒荷载、活荷载、风荷载的计算，完成
2、荷载计算再使用 D 值法计算水平荷载作用下产生的结构内力，用弯矩分配法计算竖向荷载作用下产生的结构内力，并绘制各个荷载下内力图。再根据规范及其相关的书籍参考进行内力组合。本设计计算过程中考虑了永久荷载效应控制、可变荷载效应控制等基本组合，选出最不利内力进行配筋，其中包括梁、板、柱的配筋。最后使用结构设计软件PKPM进行建模，出图包括柱、梁、板、的配筋图，使用AutoCAD软件进行修改图纸。关键词：钢筋混凝土 框架结构 结构设计Yulin Structure Design of an office building axisAbstractThis design is a design proj
3、ect of an office building in Yulin,and the structureadopts reinforced concrete frame structure.Mainly according to the design task book and related industry specificationrequirements for structural design,structural design to meet the requirements of thespecification,but also to design reasonable to
4、 meet the requirements of use.In theprocess of structural design,first of all,according to the requirements of building useand site geological conditions to determine the structure of the form,complete thestructure layout,the floor structure calculation of a analytes frame structure calculation.Acco
5、rding to the structure plane layout plan,the section size of the component isdetermined preliminarily by the empirical formula,and then the structural loadcalculation is calculated according to the relevant specifications of the industry,including the calculation of constant load,live load and wind
6、load,the load calculationis completed,and then the D value method is used to calculate the internal force of thestructure produced under horizontal load.The internal force of the structure producedunder vertical load is calculated by bending moment allocation method,and the internalforces under each
7、 load are plotted.Then the internal force combination is carried outaccording to the specification and its related book reference.In the course of this designcalculation,the basic combinations of permanent load effect control and variable loadeffect control are considered,and the most unfavorable in
8、ternal forces are selected forreinforcement,including the reinforcement of beams,plates and columns.Finally,thestructural design software PKPM is used to model,the drawings include columns,beams,plates,reinforcement diagrams,using AutoCAD software to modify thedrawings.Key words:Reinforced concrete
9、frame structure design目录第一章 工程概况.11.1工程项目.11.2工程设计资料.11.3建筑设计.1第二章 结构平面布置.22.1 结构选取.22.2 结构平面布置图.22.3 构件截面尺寸初步确定.3第三章 荷载计算.73.1恒荷载标准值.73.2活荷载标准值.93.3框架梁恒载计算.123.4框架梁活载计算.133.5框架柱恒载计算.153.6框架柱活荷载计算.193.7 恒、活计算简图.223.8风荷载作用下的结构内力计算.24第四章内力计算.364.1梁在恒载作用下弯矩计算.364.2梁在活载作用下弯矩计算.384.3跨中弯矩计算.534.4梁柱剪力与轴力计算
10、.58第五章 内力组合755.1弯矩调幅.755.2内力换算.775.3框架梁和框架柱内力组合.79第六章 构件截面设计与配筋906.1框架柱截面设计与配筋.906.2框架梁截面设计与配筋.94第七章 双向板配筋.1057.1 双向板荷载计算.1057.2 双向板内力计算.1067.3 双向板配筋计算.113参考文献118致谢1201第一章 工程概况1.1 工程项目（1）工程项目名称：玉林市某办公楼1.2 工程设计资料总建筑面积 1019.92?，建筑楼层 4 层，各层层高 3.3m，室内外高差 0.65m，基础顶面距室外地坪 0.9m，经勘察地下水无浸蚀性，在地面以下 8m。地面粗糙程度等级
11、为 C 类，玉林市基本风压W0=0.30?。地质资料：50cm 表土以下为粉质黏土，基础持力层为粉质黏土。按多层建筑结构设计，建筑合理使用年限为50 年。框架结构安全等级二级；耐火等级二级；环境类别一类；设计不考虑抗震。1.3 建筑设计（1）不上人屋面做法：屋面抗渗钢筋混凝土结构板 100mm；二毡三油 40 厚细石混凝土刚性保护层。（2）楼面做法：钢筋混凝土楼板 100 厚；素水泥浆结合层一道；20 厚 1:4 干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥；水泥花砖地面。（3）外墙做法：采用 240mm115mm53mm 烧结普通砖；墙厚 200mm；15 厚 1:3 水泥砂浆找平；20 厚水泥砂浆抹灰；普
12、通面砖，1:1 水泥砂浆勾缝或水泥砂浆擦缝。（4）内墙做法：采用 240mm115mm53mm 烧结普通砖；墙厚 200mm；15 厚 1:1:6 水泥石灰砂浆，分两次抹灰。（5）门窗设计：门采用实木门尺寸 1000mm2100mm；铝合金推拉窗尺寸编号 C1821（1800mm2100mm）；推拉窗的扇应有防止从室外侧拆卸的装置，推拉窗用于外墙时，应设置防止窗扇向室外脱落的装置。（6）活荷载标准值：办公楼不上人屋面活荷载标准值为：0.5?、办公室活荷载标准值为：2.5?；走道活荷载标准值为：2.5?；卫生间活荷载标准值为：2.5?。2第二章 结构平面布置2.1 结构选取设计楼层为 4 层，层
13、高为 3.3m，主要用途生活办公。结构类型选取框架结构，空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。2.2 结构平面布置图如图 2-1 结构布置图，横向纵向均为框架梁。图 2-1 结构布置图32.3 构件截面尺寸初步确定2.3.1 柱框架柱根据轴心受压构件估算截面尺寸，乘以放大系数考虑受弯矩影响。柱子采用 C30 混凝土其混凝土轴心抗压
14、强度设计值为 14.3?。不考虑抗震时，估算的经验公式为：?t?t?；?t?t?为荷载系数；?t?:柱支撑的楼面面积?：单根柱子支撑荷载的面积?:楼层t?（1214）kN?m?，取 14kN?m?t?t?0?t?t?取柱子尺寸为 450?450?=202500?67846.154?2.3.2 梁根据跨度确定梁截面尺寸，其经验公式为：主梁：?次梁：?n；次梁：b?（1）横向框架梁因为：?00?h?00?取 h?00?b?00?t?0?取 b?0?所以取横向框架梁截面为：?h?0?00?（2）纵向框架梁因为：?00?h?00?00?0?取 h?0?b?0?0?，取 b?00?所以取纵向框架梁截面为
15、 bh=200?450?2.3.3 板4由 混凝土结构设计规范 GB50010-2010(2015 年版)9.1.2 规定，从长短边的比值看，按弹性理论长短边之比小于 3，弹塑性理论长短边之比小于 2。双向板厚：h?0?00?0?t0?所以屋面与楼面板厚 h?00?2.3.4 结构第2轴框架梁、框架柱的线性刚度计算及简图取结构的第2轴框架梁计算，框架柱固定在基础顶面，梁、柱之间为刚性连接。各层层高为 3.3?，室内外高差 0.65 m，基础顶面距室外地坪 0.9?，则首层柱计算高度从基础顶面算起：0.65+0.9+3.3=4.85?,二层至四柱子计算高度为3.3?。（1）梁的线性刚度计算梁的截
16、面惯性矩 I=?0，第2轴梁为中框架梁中框架梁的截面惯性矩为 I?t0?0。所以线刚度 i?0?0?00?0?t0?0?；取?t0；C30 混凝土弹性模量为：?t0?0?AB 跨梁?i?t0?0?t0?t0?0?t0?0?t?0?t?BC 跨梁?i?t0?0?t0?t0?0?t0?0?t?00?CD 跨梁?i?t0?0?t0?t0?0?t0?0?t?0?（2）柱的线性刚度计算线刚度：i?h?0?0?00?t?0?底层柱：i?0?t?0?t?t0?二至四层柱：i?0?t?0?t?0?t?5（3）梁柱相对线刚度计算设第 2 轴底层柱相对线刚度?底柱=1，则其他梁、柱相对线刚度如下：梁：?0?t?t
17、0?t?t?00?t0?t?0?0?t0?t?0柱：?底柱?二至四层?0?t?t0?t?062.3.5 计算简图第 2 轴框架梁柱截面尺寸及各杆件的相对线刚度表如下见图 2-2 所示：图 2-2 第 2 轴框架梁柱截面尺寸及相对线刚度7第三章 荷载计算3.1 恒荷载标准值（1）不上人屋面板恒荷载100?厚钢筋混凝土板0t?t?二毡三油防水层0t?40?厚细石混凝土保护层0t0?合计：3.85?（2）楼面板恒载100?厚现浇混凝土结构层0t?t?20?厚水泥砂浆找平层0t0?0?0t?水泥花砖地面0.60?合计：3.5?（3）框架梁自重AB 跨梁（250?500?）钢筋混凝土梁自重0t?0t?0
18、t?t?kN?m20?厚混合砂浆抹灰0t?0t?0t0?0t?kN?m合计：2.772 kN?mBC 跨梁（250?500?）钢筋混凝土梁自重0t?0t?0t?t?kN?m20?厚混合砂浆抹灰0t?0t?0t0?0t?kN?m合计：2.772 kN?mCD 跨梁（250?500?）钢筋混凝土梁自重0t?0t?0t?t?kN?m820?厚混合砂浆抹灰0t?0t?0t0?0t?kN?m合计：2.772 kN?m纵向框架梁（200?450?）钢筋混凝土梁自重0t?0t?0t?t?kN?m20?厚混合砂浆抹灰0t?0t?0t0?0t?kN?m合计：1.988 kN?m9（4）框架柱自重（450?450
19、?）钢筋混凝土柱自重0t?0t?t0?kN?m20?厚混合砂浆抹灰0t?0t?0t0?0t?kN?m合计：5.338 kN?m（5）外墙荷载200?厚烧结普通砖0t?t?t?kN?m15?厚水泥砂浆找平层0t0?0?0t?kN?m20?水泥砂浆抹灰0t0?0?0?0t?kN?m普通面砖0t?0kN?m合计：?（6）内墙荷载200?厚烧结普通砖0t?t?t?kN?m15?厚水泥石灰砂浆0?0t?kN?m合计：?t?3.2 活荷载标准值根据 建筑结构荷载规范 GB50009-2012 规定，办公楼活荷载标准可取：（1）不上人屋面活荷载标准值为0t?；（2）办公室活荷载标准值为?t0?；（3）走道活
20、荷载标准值为?t?；（4）第 2 轴框架梁恒载、活载取值、板的荷载如图 3-1、3-2 所示：10图?标准层板荷载传递示意图（单位：?）11图?顶层板荷载传递示意图（单位：?）123.3 框架梁恒载计算（1）顶层 AB 梁恒载恒载作用下，梁承受的荷载为均布荷载和梯形荷载叠加。板传递给梁的梯形荷载最大值为：屋面板传恒荷载：左：?t?t?t?右：?t?t?tt?该框架梁自重可视为均布荷载?t?合计：?t?（2）顶层 BC 梁恒载恒载作用下，梁承受的荷载为均布荷载和梯形荷载叠加。板传递给梁的梯形荷载最大值为：屋面板传恒荷载（?t?+?t?）?t?t0?该框架梁自重可视为均布荷载?t?合计：?0t?（
21、3）顶层 CD 梁恒载恒载作用下，梁承受的荷载为均布荷载和梯形荷载叠加。板传递给梁的梯形荷载最大值为:屋面板传恒荷载?左：?t?t?t?右：?t?t?tt?0?该框架梁自重可视为均布荷载?t?合计：tt0?（4）标准层 AB 梁恒载恒荷载作用下，梁荷载为均布荷载和梯形荷载叠加，板传递给梁：楼面板传恒荷载：?t?t?t?内墙自重：?t?t?0t?t0?该框架梁自重可视为均布荷载?t?合计：?t?13（5）标准层 BC 梁恒载恒荷载作用下，梁承受的荷载为均布荷载和梯形荷载叠加，板传递给梁：楼面板传恒荷载：?t?t?t?0?内墙自重：?t?t?0t?t0?该框架梁自重可视为均布荷载?t?合计：?t?
22、t0?（6）标准层 CD 梁恒载恒荷载作用下，梁承受的荷载为均布荷载和梯形荷载叠加，板传递给梁：楼面板传恒荷载：左:?t?t?tt?右：?t?t?t?内墙自重：?t?t?0t?t0?该框架梁自重可视为均布荷载?t?合计：?t?3.4 框架梁活载计算（1）AB 梁活荷载由板的荷载传递示意图，可得不上人屋面活荷载值为：0t?；楼面 AB梁活荷载为?t0?；楼面板传活荷载：?t?t?屋面板传活荷载:右：?t?0t?0tt?左：?t?0t?0t?（2）BC 梁活荷载由板的荷载传递示意图，可得不上人屋面活荷载值为：0t?；楼面 AB梁活荷载为?t0?；楼面板传活荷载：?t?+?t?t?t?屋面板传活荷载
23、:?t?+?t?0t?t0?（3）CD 梁活荷载14由板的荷载传递示意图，可得不上人屋面活荷载值为：0t?；楼面 AB梁活荷载为?t0?；楼面板传活荷载：左：?t?t?15楼面板传活荷载：右：?t?t?屋面板传活载：左：?t?0t?0t?右：?t?0t?0tt?3.5 框架柱恒载计算（1）顶层边柱 A 轴恒载承受的部分板重为:?t?t?t+?t?t?t?t0?纵向框架梁自重：?t?+?t?tt?tt?边柱 A 轴集中力：?t0+?tt?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?t?tkN m（2）顶层中柱 B 轴恒载承受的部分板重为:?t?t?+?t?t?t?+?t0?t?t+?t0?t?t?t?tk
24、N纵向框架梁自重：?t?+?t?tt?tt?中柱 B 轴集中力：?t?t+?tt?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?t?kN m（3）顶层中柱 C 轴恒载承受的部分板重为:?t0?t?+?t0?t?t?+?t?t?t+?t?t?t?t?0kN纵向框架梁自重：?t?+?t?tt?tt?中柱 C 轴集中力:?t?0+?tt?t?偏心弯矩：M?Fe?t 0t?t?kN m16（4）顶层边柱 D 轴恒载承受的部分板重为：?t?t?t+?t?t?t?t0?纵向框架梁自重：?t?+?t?tt?tt?边柱D轴集中力：?t0+?tt?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?t?tkN m17（5）标准层边柱 A 轴
25、恒载承受的部分板重为:?t?t?t?+?t?t?t?t?外墙：?t?0t?t?+?t?（?t?t?）?0t?0?窗：?t?t?0t?t?边柱自重：?t?t?t?边柱 A 轴集中力：?t?+?0t?0+?t?+?t?t?t0?偏心弯矩：M?Fe?t?t0 0t?t?kN m（6）标准层中柱 B 轴恒载承受的部分板重为:?t?t?t?+?t?t?t?+?t0?t?t?+?t0?t?t?tt?内墙：?t?0t?t?+?t?（?t?）?t?tt?门：?t?0t?0t?中柱自重：?t?t?t?边柱 B 轴集中力：?tt?+tt?+0t?+?t?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?tt?kN m（7）标准层
26、中柱 C 轴恒载承受的部分板重为:?t?t?t?+?t?t?t?+?t0?t?t?+?t0?t?t?t?内墙：?t?0t?t?+?t?t?t?t?门：?t?0t?0t?中柱自重：?t?t?t?18边柱 C 轴集中力：?t?+t?+0t?+?t?0t?偏心弯矩：M?Fe?0t?0t?t0?kN m（8）标准层边柱 D 柱恒载承受的部分板重为:?t?t?t?+?t?t?t?t?外墙：?t?0t?t?+?t?t?t?tt?0?窗：（?t?t?）0t?t0?边柱自重：?t?t?t?边柱D 轴集中力：?t?+?tt?0+?t0?+?t?0?t0?偏心弯矩：M?Fe?0?t0?0t?t00kN m193.
27、6 框架柱活荷载计算（1）顶层 A 轴边柱活载部分板传递的力为：?t?t 0t?+?t?0t?t?t0?边柱 A 轴集中力：?t0?偏心弯矩：M?Fe?t0?0t?0t?kN m（2）顶层 B 轴中柱活载部分板传递的力为：?t 0t?+?t?0t?t?+?t0?0t?t+?t0?t?0t?tt0?中柱 B 轴集中力：?tt0?偏心弯矩：M?Fe?tt0?0t?0t?kN m（3）顶层 C 轴中柱活载部分板传递的力为：?t 0t?+?t?0t?t?+?t0?0t?t+?t0?t?0t?tt0?kN中柱 C 轴集中力：?tt0?偏心弯矩：M?Fe?tt0?0t?0t?kN m（4）顶层 D 轴边柱
28、活载部分板传递的力为：?t 0t?t+?t?0t?t?t0?边柱 D 轴集中力：?t0?偏心弯矩：M?Fe?t0?0t?0t?kN m（5）标准层 A 轴边柱活载部分板传递的力为：?t?t?+?t?t?t?边柱 A 轴集中力：?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?t?t?kN m20（6）标准层 B 轴中柱活载部分板传递的力为：?t?t?+?t?t?+?t0?t?t?+?t0?t?t?t?中柱 C 轴集中力：?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?t0?kN m21（7）标准层 C 轴中柱活载部分板传递的力为：?t?t?+?t?t?+?t0?t?t?+?t0?t?t?t?中柱 B 轴集中力：?t?偏
29、心弯矩：M?Fe?t?0t?t?kN m（8）标准层 D 轴边柱活载部分板传递的力为：?t?t?+?t?t?t?边柱 D 轴集中力：?t?偏心弯矩：M?Fe?t?0t?t?kN m223.7 恒、活计算简图恒荷载计算简图，如下图 3-2图?恒载计算简图（单位：?、?、?)23活荷载计算简图，如图 3-3图?活载计算简图（单位：?、?、?)243.8 风荷载作用下的结构内力计算3.8.1 风荷载标准值的计算及计算简图框架结构在风荷载作用下侧移计算可简化为柱端节点受水平力的作用将计算单元的外墙分布风荷载当做等效作用于楼面屋面处的集中风荷载计算。本办公楼采用钢筋混凝土框架结构，建筑楼层 4 层，各层
30、层高 3.3?，室内外高差 0.65?，基础顶面距室外地坪 0.9?，经勘察地下水无浸蚀性，在地面以下 8m。地面粗糙程度等级为 C 类，玉林市基本风压W0=0.30?按多层建筑结构设计，建筑合理使用年限为 50 年，地面以上结构总高度为 H?t?+0t?+?t?t?。第 i 层顶集中风荷载标准值按下列公式计算：?0?+?+?)?式中：?：本层柱高（底层从室外地坪算起）?+?：上层柱高（顶层取 2 倍女儿墙高度算面积）?：计算单元迎风面宽度，取 3.5?:风荷载体形系数。本次设计按照建筑结构荷载规范GB50009-2010 中规定，矩形平面风荷载体型系数迎风面取0.8，背风面取0.5，合计取?
31、0t?+0t?t?。?：风荷载系数，按照建筑结构荷载规范GB50009-2010 中规定，对于自振周期大于 0t?s 的结构工程，如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对高度大于?0m 且高度大于 1.5 的房屋。原则上也考虑风振的影响，但经计算表面，这类似结构的风振一般不大，此时往往按构造要求进行设计，结构已有足够的刚度，因而一般不考虑风振影响也不至于会影响结构抗风安全性。本建筑地面以上的高度为?t?m?0m且 H B?t?t?t?,所以可不考虑风振的影响，即取?t0。?：风压高度变化系数，已知地面粗糙程度为 C 级，可查风压高度变化表得知。则该办公楼第 2 轴各层楼面处和屋面处集中风荷载标准值计
32、算如下表 3-1 所示。25表 3-1 各层柱端左风荷载标准值层数离地高度?0?+?13.951.01.30.650.303.953.35.85.33027.251.01.30.650.303.33.35.84.850310.551.01.30.650.303.33.35.84.850413.851.01.30.650.303.305.82.426风荷载的计算简图如下图 3-4：图 3-4 风荷载计算简图（单位：?）263.8.2 风荷载作用下位移的 D 值法计算（1）侧移刚度计算表 3-2 侧移刚度 D 计算公式楼层边柱中柱?D一般层?+?+?+?+?+?D?底层?+?+0t?+?表 3-3
33、 侧移刚度 D 计算柱名底层一般层?D（kN?m）?D（kN?m）A边柱1.4490.5656092.1521.4640.42314479.249B中柱4.9690.7858464.3175.0180.71524474.380C中柱5.0600.7888496.6655.1100.71924611.299D边柱1.5400.5766210.7601.5550.43714958.467?29263.89478523.395其中：底层 h?4.85?，?21136.082?标准层 h?3.3?，?31063.636?（2）风荷载作用下该框架柱结构侧移计算框架结构受水平荷载时的层间位移计算公式为：?
34、式中：?第?层的总剪力；?第?层所有柱的抗侧刚度之和；?第?层的层间位移各楼层板标高处的水平侧移值是该层以下各层层间侧移之和。该框架结构在风荷载作用下的侧移大小计算如表 3-427表 3-4 风荷载作用下各层侧移层号?)?)?)?)h?)?h42.4262.42678523.3950.000033.31/11000034.8507.27678523.3950.000093.31/3666724.85012.12678523.3950.000153.31/2200015.33017.45629263.8940.000604.851/8083框架总侧移：?0t000?侧移验算：由表 3-4 可知，
35、层间侧移最大值为 1/8083,小于框架结构楼层层间最大位移与层高之比限值为 1/550，满足侧移限值。3.8.3 风荷载作用下内力计算框架采用的风荷载作用下的内力计算采用 D 值法。（1）反弯点高度计算柱底至反弯点高度：?0+?+?+?式中：?0标准反弯点高度比?上下层横梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值32yy、上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值查表可得?,各层柱反弯点高度计算如表 3-5 所示28表 3-5 各层柱反弯点高度计算柱号层号h?m)?0?yyh?m)A14.851.4490.580000.582.8123.31.4640.470000.471.5533.31.4640.4
36、50000.451.4943.31.4640.370000.371.22B14.854.9690.550000.552.6723.35.0180.500000.501.6533.35.0180.500000.501.6543.35.0180.450000.451.49C14.855.0600.550000.552.6723.35.1100.500000.501.6533.35.1100.500000.501.6543.35.1100.450000.451.49D14.851.5400.570000.572.7623.31.5550.480000.481.5833.31.5550.450000.
37、451.4943.31.5550.380000.381.25（2）风荷载作用下的柱端剪力、弯矩计算柱端剪力计算公式：?t?t?式中：?t第?层第 t 柱层间剪力?第?层总剪力标准值?t第?层第 t 柱的抗侧刚度?第?层所有柱的抗侧刚度之和则柱端弯矩为：?上?t?h;?下?t?h29表 3-6 风荷载作用下柱端弯矩和剪力柱号层号?)?t?t?)?上?下A42.42678523.3950.1840.4461.220.9240.54437.27678523.3950.1841.3391.492.4301.995212.12678523.3950.1842.2311.553.9023.458117.4
38、5629263.8940.2083.6312.817.39610.203B42.42678523.3950.3120.7571.491.3741.12837.27678523.3950.3122.2701.654.1203.746212.12678523.3950.3123.7831.656.2426.242117.45629263.8940.2895.0452.6711.01113.470C42.42678523.3950.3130.7591.491.3781.13137.27678523.3950.3132.2771.653.7573.757212.12678523.3950.3133.7
39、951.656.2626.262117.45629263.8940.2905.0622.6711.26613.516D42.42678523.3950.1900.4611.250.9400.57637.27678523.3950.1901.3821.492.5082.059212.12678523.3950.1902.3041.583.9543.640117.45629263.8940.2123.7012.767.71810.215注：表 3-6 单位?)；?上?)；?下?)（3）梁端弯矩、剪力、柱轴力计算梁端弯矩根据节点平衡条件求解，且梁端弯矩值和等于柱端弯矩之和。将节点左右的两端弯矩之和按
40、线刚度分配，梁端弯矩计算公式为：?左?下?+?t+?上?t?左?左+?右?右?下?+?t+?上?t?右?左+?右式中：?左、?右分别为计算节点的左、右梁端弯矩?左、?右分别为计算节点的左、右梁的相对线刚度?左、?右分别为计算节点的左、右梁的相对线刚度30?下 i+?j、?上?t分别为计算节点上层柱的下端弯矩、下层柱的上端弯矩。节点弯矩平衡简图如下图 3-5：图 3-5 节点弯矩平衡简图对 B 中柱：?左?左+?右?t?t?t?t+?t?0?0t?t?；?右?左+?右?t?0?t?t+?t?0?0t?对 C 中柱：?左?左+?右?t?0?t?0+?t?0?0tt；?右?左+?右?t?0?t?0+
41、?t?0?0t?0?各节点左、右端弯矩计算结果见表 3-7。31表 3-7 各层梁节点左、右端弯矩层号柱节点?上?t?下?t?左?左+?右?右?左+?右?左?右4A0.9240.9240B1.3741.3740.2920.7080.4010.9730C1.3781.3780.6960.3040.9590.4120D0.9400.94003A2.4302.9840.544B4.1205.2450.2920.7081.5323.7131.128C3.7574.8880.6960.3043.4021.4861.131D2.5083.0840.5762A3.9025.8971.995B6.2429.9
42、880.2920.7082.9167.0723.746C6.26210.0190.6960.3046.9733.0463.757D3.9546.0132.0591A7.39610.8543.458B11.01117.2530.2920.7085.03812.2156.242C11.26617.5280.6960.30412.1995.3296.262D7.71811.3583.640表中：弯矩值单位为 kN m32弯矩方向如图 3-5 节点弯矩平衡简图所示；边柱 A、B 柱节点梁端弯矩为?，方向绕节点逆时针。梁端弯矩及剪力计算结果见表 3-8。表 3-8 梁端弯矩和剪力梁跨层号?左?右l?AB
43、40.920.405.1-0.2632.981.535.1-0.8829.992.925.1-2.53110.855.045.1-3.12BC40.970.962.1-0.9233.713.402.1-3.3927.076.972.1-6.69112.2212.202.1-11.63CD40.410.944.8-0.2831.493.084.8-0.9523.056.014.8-2.2515.3311.364.8-3.48表中弯矩值单位为 kN m;长度单位为 m;剪力单位为 kN;弯矩和剪力值都绕梁端截面顺时针为正；?左、?右表示同一跨梁的左端弯矩值、右端弯矩值；柱端轴力计算结果见表 3-9
44、。表 3-9 各层柱端轴力柱端轴力?t?)柱层4321A-0.26-1.14-3.67-6.79B-0.67-3.18-7.34-15.85C0.643.087.5215.67D0.281.233.486.96333.8.4 框架结构在侧风荷载作用下的弯矩图见图 3-7 梁的剪力图、3-8 柱的轴力图、轴力图见图 3-9。图 3-7 左侧风荷载作用下的梁柱弯矩图（单位：kN m）34图 3-8 左侧风荷载作用下的梁柱剪力图?单位：kN)35图 3-9 左侧风荷载作用下的柱轴力图?单位：kN)36第四章内力计算计算框架结构受竖向荷载作用时的内力可用力法、位移法等结构力学方法计算。在设计中为了简化
45、计算，可采用分层法等方法计算。本办公楼为框架结构，所受的竖向荷载有恒载活载，采用分层法计算内力。内力计算过程使用结构力学里对内力正负号的规定：内力计算过程使用结构力学里对内力正负号的规定：（1）梁端弯矩对梁端而言顺时针为正（对节点而言逆时针为正）；（2）轴力以拉为正；4.1 梁在恒载作用下弯矩计算4.1.1 第 2 轴框架梁在恒载作用下的弯矩计算（1）等效均布荷载计算梯形分布荷载可按固端弯矩等效原理折算为等效均布荷载。折算公式为：?0?0?；t?+?t?其中：?0?短跨计算长度?0?长跨计算长度t?:梯形分布荷载最大值（2）顶层 AB 跨梯形恒载?左?0?0?t?t?0t?t?左?0t?+0t
46、?t?t?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?tt?t?（3）顶层 BC 跨三角形恒载t?t?t0t?t0?37（4）顶层 CD 梯形恒载?左?0?0?t?t?0t?t?左?0t?+0t?t?t?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?tt?t?（5）标准层 AB 跨梯形恒载?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?t?t0?（6）标准层 BC 跨三角形恒载t?t?t?t?t?（7）标准层 CD 跨梯形恒载?左?0?0?t?t?0t?t?左?0t?+0t?tt?t?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?t?t?4.1.2 梁固端弯矩计算根据恒载计算简图，计
47、算各个杆件在均布荷载作用下产生的固端弯矩，两端固定支座固端弯矩为：M?t?（1）顶层?t?+?t?+?t?t?tt?t0+?t?t?t?t?+?t?+?t?t?t?（2）标准层38?t0?+?t?t?t0t?t?t+?t?t?t?t+?t?+?t?t?tt?4.2 梁在活载作用下弯矩计算4.2.1 第 2 轴框架梁在活载作用下的弯矩计算（1）等效均布活载计算梯形分布荷载可按固端弯矩等效原理折算为等效均布荷载折算公式为：?0?0?；t?+?t?其中：?0?短跨计算长度?0?长跨计算长度t?:梯形分布荷载最大值（2）顶层 AB 跨梯形活载?左?0?0?t?t?0t?t?左?0t?+0t?0t?0t
48、0?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?0tt?0t?（3）顶层 BC 跨三角形活载t?t?t0?0t?（4）顶层 DC 梯形活载?左?0?0?t?t?0t?t?左?0t?+0t?0t?0t?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?0tt?0tt?（5）标准层 AB 跨梯形活载39?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?t?t?（6）标准层 BC 跨三角形活载t?t?t?t?（7）标准层 CD 跨梯形活载?左?0?0?t?t?0t?t?左?0t?+0t?t?0?t?右?0?0?t?t?0t?t?右?0t?+0t?t0?t?4.2.2 梁固端弯矩计算根据活载计算简图
49、，计算各个杆件在均布荷载作用下产生的固端弯矩，计算方法同荷载，则：（1）顶层?0t0+0t?t?t0?0t?t?0t?0t?+0tt?t?t?（2）标准层?t?t?t?t?t?t?t?+?t?t?0t?0?4.2.3 弯矩分配系数由各杆件的线刚度可得各节点的杆端分局分配系数，计算公式为：?40式中：?为 X 节点处杆件 xy 的相对线刚度?为 x 节点处各杆件的相对线刚度之和计算弯矩分配系数过程中，除底层柱外的其他层柱的线刚度乘以修正系数 0.9。梁柱相对线刚度如下图 4-1。图 4-1 梁柱相对线刚度图41（1）各节点分配系数a 节点?t?t?t?t+?t?00tt?0t?t?00tt?t?
50、t+?t?00tt?0t?b 节点?t?t?t?t+?t?0+?t?00tt?0t?t?0?t?t+?t?0+?t?00tt?0t?t?00tt?t?t+?t?0+?t?00tt?0t?c 节点?t?0?t?0+?t?0+?t?00tt?0t?t?t?0?t?0+?t?0+?t?00tt?0t?t?t?00tt?t?0+?t?0+?t?00tt?0t?d 节点?t?t?0?t?0+?t?00tt?0t?t?t?00tt?t?0+?t?00tt?0t?e 节点?t?t?t?t+?t?00tt?0t?t?00tt?t?t+?t?00tt?0t?t?00tt?t?t+?t?00tt?0t?42f 节