黄陂中学教学大楼设计-框架结构毕业设计计算书

'济南大学毕业设计毕业设计题目黄陂中学教学大楼设计学院土木建筑学院专业土木工程班级土木1007学生李卫星学号20100622114指导教师吕颖慧二〇一四年六月三日 摘要本工程为黄陂中学教学大楼设计，总共的设计有五层，楼层层高3.9m，另外室内外的高差为0.45m。总的建筑面积5286㎡。2~5层均设7个教室，3个楼梯，4个卫生间，两个办公室；1层设有6个教室和两个办公室，并且每层都有一个资料室，可以满足老师同学查阅。本设计总体采用的是框架结构，首先需要计算屋面板和楼面板的必要配筋，接着需要确定框架的计算的简图以及梁柱的线刚度。然后再统计楼层的恒荷载和活荷载、风荷载以及地震作用。最后进行竖向的荷载和横向的荷载的作用下的内力的计算，得出计算的结果再进行内力的组合。由于存在抗震规范如“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的规范要求，对柱端的弯矩以及柱端梁端的剪力最后进行内力的调整，按照调整系数后的数据来进行梁和柱的截面的设计。在设计的过程中，按照规范的要求以便计算，并且运用AutoCAD和PKPM等制图的软件来辅助设计及绘图。通过毕业的教学楼设计，需要熟悉教学楼构成及其功能的一些要求，立面的处理及总的平面的布置等方面的专业的知识，要求按照设计任务书做出比较相对合理的方案图和施工图。关键词：框架结构；内力的计算；内力的调整；截面的设计；配筋-124- ABSTRACTThisprojectisdesignedHuangpimiddleschoolbuilding,thereareatotaloffivedesigns,floorstorey3.9m,anotherindoorandoutdoorheightof0.45m.Thetotalconstructionareaof5286squaremeters.2to5layerslocatedsevenclassrooms,threestaircases,fourbathrooms,twooffices;1layerhassixclassroomsandtwooffices,andeachfloorhasalibrary,meettheteachersandstudentsaccess.Theoveralldesignusesaframestructure,youfirstneedtocalculatethenecessaryreinforcementofroofandfloorpanels,andthenneedtodeterminethestiffnessofthebeam-columnlinediagramsandcalculationframework.Thenstatisticaldeadloadandliveload,windloadandseismicfloor.Finally,calculatetheinternalforcesundertheactionoflateralloadsandverticalloads,theresultsofcalculationsthenacombinationofinternalforces.Becauseofseismiccodes,suchas"strongcolumnweakbeam"and"strongshearweakbending"ofspecificationsforthecolumnendmomentandend-columnbeamendshearFinally,theinternalforceadjustment,accordingtothedataadjustmentcoefficientstobebeamsandcolumnscross-sectionaldesign.Inthedesignprocess,inaccordancewiththespecificationrequirementsinordertocalculateanduseAutoCADandmappingsoftwaresuchasPKPMaideddesignanddrawing.Byteachingbuildingdesigngraduate,schoolbuildingsneedtobefamiliarwithsomeoftherequirementsandtheirfunctionsconstituteprofessionalknowledgeprocessingandoverallarrangementofthefacadeplane,etc.,madeinaccordancewiththerequirementsofthedesigntaskbookcomparisonchartandarelativelyreasonablesolutionconstructionplans.Keywords:Calculationofinternalforces;frameworkstructureforcestheadjustment;designsection;reinforcement-124- 目录摘要IABSTRACTII1前言11.1选题目的及意义11.2设计内容12建筑设计22.1工程概况22.2建筑设计方案22.3建筑做法22.3.1屋面做法22.3.2楼面做法32.3.3外墙面做法32.3.4内墙面做法32.3.5散水做法32.3.6门窗33结构设计43.1设计资料43.1.1工程地质条件43.1.2气象条件43.1.3荷载资料43.2结构设计方案说明43.3结构选型53.4结构方案确定53.4.1结构平面布置53.4.2框架结构承重方案的选择53.4.3各梁柱截面尺寸的确定53.5恒活荷载标准值统计63.5.1恒荷载标准值的计算63.5.2活荷载标准值的计算93.6双向板的设计103.6.1屋面板的设计103.6.2楼面板的设计133.7计算简图的确定163.7.1计算简图163.7.2框架梁柱的的线刚度173.7.3框架柱的侧移刚度183.7.4楼层的侧移刚度183.8风荷载计算29-124- 3.9地震作用计算203.9.1重力荷载代表值的计算203.9.2地震作用的计算224内力计算254.1竖向荷载下的内力计算274.1.1荷载的等效计算274.1.2恒荷载作用下的内力计算294.1.3活荷载作用下的内力计算454.2水平荷载下的内力计算574.2.1风荷载作用下的内力计算574.2.2地震作用下的内力计算624.3水平荷载作用下的侧移验算674.3.1风荷载作用下的侧移验算674.3.2地震作用下的侧移验算685框架内力组合695.1内力组合695.1.1框架梁的内力组合705.1.2框架柱的内力组合765.2内力调整835.2.1按强柱弱梁原则对柱端弯矩进行调整845.2.2按强剪弱弯原则对柱端、梁端剪力进行调整856截面设计896.1框架梁配筋896.1.1框架梁正截面受弯承载力计算896.1.2框架梁斜截面受剪承载力计算956.2框架柱的截面设计996.2.1框架柱正截面受弯承载力计算1006.2.2框架柱斜截面抗剪承载力计算1087楼梯的设计1167.1梯段斜板的设计1177.1.1荷载计算1177.1.2截面设计1177.2平台板的设计1177.2.1荷载计算1177.2.2截面设计1187.3平台梁的设计1187.3.1荷载计算1187.3.2截面设计118结论120参考文献121致谢122-124- 1前言1.1选题目的及意义在各方面高速发展的今天，教育也毫无例外地成为了推动社会发展的一个重要因素，因而对校园的硬件设施要求越来越高。教学楼是一个学校形象的重要代表性建筑物。所以要求教学楼不仅有较高的实用性和经济性，还要有符合现代人审美的美观性。全面涵盖了土木工程专业知识的各个方面，还需要我们更好地了解国内外建筑设计的发展历史、现状及趋势。在这过程中不仅巩固了四年来所学的专业理论知识，更重要的是为即将步入的社会实践打牢基础。通过毕业设计环节，使我们将四年所学的基础课、技术基础课、专业方向课等方面的知识进行一次全面、综合的复习。培养我们综合运用所学的专业知识解决工程实际问题的能力。提高建筑、结构施工图设计、认识及表现的能力。提高我们的自学能力，培养其独立研究的能力。理论意义：毕业设计阶段是大学四年最为重要的部分。它不仅是一次全面细致的检验四年大学所学知识的试金石，最为重要的它是大学理论学习框架形成与实际工程建设之间的一个桥梁。毕业设计是完善知识结构体系、完成不同科目有机结合的一种重要手段，它涵盖了基础课与专业课的主要内容，同时它也是我们很好的复习大学知识的最好方式，使我们的文化素质与工程实践能力有双重的提高，尤其是《建造制图》、《高层建筑结构》、《装饰工程预决算》以及《材料与施工》等课程有较全面的复习和应用，设计初始的选题工作有利于提高理论研究能力。设计也同时也实现了建筑设计与结构设计的完美统一，使建筑美学设计与结构骨架设计相互协调完善。 1.2设计内容本次的设计为黄陂中学教学大楼设计，采用框架的基本结构，完成了建筑的总平面图的详细设计以及建筑的方案和结构的方案等一系列的确定。建筑设计的部分为：建筑的平面的设计，建筑的涉及和施工图的设计。施工图的总内容：底层的平面图，标准层的平面设计图，顶层的平面图、屋顶的平面图、立面图、剖面图、楼梯间、卫生间、等局部的大样及其构造的详图。结构设计的部分为：根据建筑的设计对上部的结构进行结构的造型和结构的布置，各层结构平面的布置及设计的计算，主题的框架的结构的内力的分析及配筋的一系列计算，打印结构设计的计算书和画出建筑的以及其机构的施工图。施工图的内容：结构的平面布置及其现浇楼板的配筋图、框架的配筋图、楼梯的等附属构件的布置以及其配筋图等。-124- 2建筑设计2.1工程概况1、工程名称：黄陂中学教学大楼设计2、总建筑面积：52862、结构形式：框架结构3、教学楼的层高为3.9m，室内外的高差为0.450m4、建筑层数：5层5、开间：3.9m；进深：6.9m。6、使用要求(1)主要房间为教室和办公室；(2)充分考虑消防的一些必要措施；(3)设有三个双跑楼梯可以满足交通要求2.2建筑设计方案房间的布置为：2~5层均设7个教室，3个楼梯，4个卫生间，两个办公室；1层设有6个教室和两个办公室，并且每层都有一个资料室，可以满足老师同学查阅。防火的要求为：建筑正面设一个主入口，侧面两个辅入口。每层设3个双跑楼梯，踏步宽度290mm，踏步高度195mm，满足防火的必要要求。立面为：采用对称的“矩形结构”，外墙面的装修的主色调采用“米白色系”，美观并且较为大方。抗震为：建筑的整体的质量分布和刚度的变化是均匀的，楼层并没有错层，满足抗震的必要的要求。建筑材料及门窗为：为保证工程的质量，主要的一些建筑的材料选优质“绿色环保产品”。所有材料的品种、规格需要符合必要的设计的要求，且具有产品的合格的证书。全部的门窗，选择的玻璃的厚度应该满足强度的及保温必要的要求，并且统一需要由一些工厂来进行大规模的生产。屋面为：屋面为不上人的平屋顶，屋顶的排水可以采用“女儿墙外排水”。2.3建筑做法2.3.1屋面做法(1)20mm厚的石灰砂浆抹面作为抹面(2)防水层为：SBS的改性沥青的卷材二毡三油(3)找坡层：40mm厚的（最薄处）1:8的水泥珍珠岩的找坡层2%-124- (4)找平层：20mm厚的1:3的水泥砂浆找平作为找平层(5)保护层：现浇40mm厚的C20的“细石混凝土”(6)保温层：50mm厚的（2%坡度）的膨胀珍珠岩作为保温层(7)结构层：100mm厚的现浇的钢筋混凝土楼板2.3.2楼面的做法(1)面层：10mm厚的地面砖，稀的水泥浆用作擦缝(2)结合层：30mm厚的1:3的干硬性的水泥砂浆的结合层(3)找平层：20mm厚的1:3的水泥砂浆找平(4)结构层：120mm厚的现浇钢筋混凝土的楼板2.3.3外墙面的做法(1)外墙的涂料；(2)10mm厚的1:3的水泥砂浆作为抹面(3)9mm厚的我1:1:6的水泥石灰膏砂浆作为找平(4)3mm厚的专用界面的砂浆作为打底，表面需要刮糙或甩毛(5)墙采用加气混凝土的砌块墙；2.3.4内墙面做法(1)内墙的涂料；(2)5mm厚的1:2.5的水泥砂浆然后压实赶光(3)6mm厚的1:3的水泥砂浆用作找平扫毛(4)9mm厚的1:1:6的水泥石灰膏砂浆然后需要打底扫毛或划出纹道(5)细刷界面剂一道(6)内墙需要采用加气混凝土的砌块墙2.3.5散水的做法(1)C15的混凝土60mm厚的并且另加水泥砂浆的然后随打随抹(2)150厚的3:7的灰土夯实2.3.6门窗表2.1门窗表类型设计编号洞口尺寸mm123-45合计普通门M-11000X2400151616X2=321679M-2800X2400444X2=8420M-31800X240044普通窗C-12400X1500303232X2=6432158C-22100X150022X2=428C-31800X1500141414X2=281470C-42400X1500333X2=6315C-51800X1500444X2=8420-124- 3结构设计3.1设计资料3.1.1工程地质的条件7度的多遇地震，Ⅱ类的场地，第二组的设计特征周期。3.1.2气象条件(1)最高的温度为42.50C，最低温度为-80C(2)相对的湿度为：最冷月的平均53%，最热月的平均74%(3)年降雨量为：669.3mm，一日的最大的降雨量为298.4mm，一小时的最大的降雨量为54.1mm(4)基本雪压为：0.30kN/(5)基本的风压为：0.45kN/(6)最大的冻土深度为：440mm3.1.3荷载资料(1)教室由建筑结构荷载规范得：GB50009-2012规定，教学楼的“教室活荷载标准值”取2.5kN/；(2)楼梯间由建筑结构荷载规范得：GB50009-2012规定，教学楼的“楼梯间活荷载标准值”取3.5kN/；(3)走廊由建筑结构荷载规范得：GB50009-2012规定，教学楼“走廊活荷载标准值”取3.5kN/;(4)屋面部分由建筑结构荷载规范得：GB50009-2012规定，建筑“不上人屋面活荷载标准值”取0.5kN/;3.2结构设计方案说明(1)本工程的结构方案由规范采用钢筋混凝土框架结构，每层层高为3.9m，室内外高差为450mm，楼（屋）面楼板采用钢筋混凝土的现浇的楼-124- 板，板厚采用100mm厚；(2)内墙和外墙分别采用240mm和360mm厚的加气混凝土砌块；(3)框架梁和柱都采用混凝土现浇技术。3.3结构选型(1)教学楼的整体结构的体系选型：采用现浇的钢筋混凝土框架结构体系，这是由于教学楼开间和跨度都比较大，又因为本教学楼建筑位置处于7度地震区，所以根据规范应该选用框架结构。(2)本设计承重的方案：采用横向的承重方案体系。(3)楼面和屋面板都采用现浇得钢筋混凝土板。(4)本楼梯选用钢筋混凝土板式的双跑楼梯。3.4结构方案确定3.4.1结构平面布置图3.1结构平面布置图3.4.2框架结构承重方案的选择教学楼竖向的荷载传力路径为：首先楼板的“恒载和活载”经梁传递给框架柱，再由框架柱传递给了地基。根据楼盖的“平面布置和竖向荷载”的传力的途径，就可明确本教学楼得框架是“横向框架”的承重方案。3.4.3各梁柱截面尺寸的确定(1)框架柱底层的柱高H=550+室内外高差+底层层高=4900mm，由于楼板是现浇楼盖所以计算长度L=1.0*H=4900mm，2-5层柱的柱高为H=3900mm，并且采用等截面柱，从限制柱子的长细比这方面考虑，应该满足要求：-124- 又因为柱的截面尺寸不小于“1/15-1/20”*层高，即b(h)≥H/15=320mm，取b=400mm；因此选用的柱的截面尺寸是：400*400mm.。(2)框架横梁：边跨：h=(1/12~1/8)l=(1/12~1/8)×6900=575~862.5mm；初选h=700mm；又b=(1/2~1/3)h=350~233mm，初选b=300mm；中跨参数：初选h=700mm，b=300mm；因此选用横梁的尺寸为：700*300mm。(3)框架纵梁：h=(1/12~1/8)×3900=325~487.5mm，初选h=450；b=(1/2~1/3)h=150~225mm，取b=200mm；因此选用纵梁的尺寸为：450*200mm。(4)各层现浇楼板的板厚取100mm，满足要求。3.5恒活荷载标准值统计3.5.1恒荷载标准值的计算(1)屋面框架梁“线荷载”标准值的计算：恒荷载的分项系数根据规范取1.2；活荷载的分项系数由规范取1.4。屋面框架梁的线荷载的标准值为：保护层：现浇40mm厚的C20的细石混凝土0.04×20=0.8kN/㎡；防水层：SBS的改性沥青的卷材二毡三油0.35kN/㎡；保温层：50mm厚的（2%坡度）的膨胀珍珠岩层0.05×7=0.35kN/㎡；找平层：20mm厚的1:3的水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/㎡；找坡层：40mm厚1:8的水泥珍珠的岩找坡层2%0.04×7=0.28kN/㎡；20mm厚的石灰砂浆抹面层0.02×17=0.34kN/㎡；结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土的楼板0.10×25=3kN/㎡；顶棚：铝合金龙骨0.12kN/㎡；-124- 屋面恒载总计：5.14kN/㎡屋面框架梁的自重为：0.3×（0.7-0.10）×25=4.5kN/m；粉刷层的自重为：0.02×[(0.7-0.10)×2+0.3]×17=0.5kN/m；作用于顶层框架梁的线荷载：框架梁的自重为：4.5+0.5=5.0kN/m；屋面板的荷载为：5.14×3.9=20.046kN/m；(2)楼面框架梁线荷载标准值计算：恒荷载的分项系数根据规范取1.2；活荷载的分项系数由规范取1.4。楼面框架梁的线荷载标准值：面层为：10厚地面砖，稀水泥浆擦缝0.6kN/㎡；结合层为：30厚1:3干硬性水泥砂浆结合层20×0.03=0.6kN/㎡；找平层为：20厚1:3水泥砂浆找平20×0.02=0.4kN/㎡；结构层为：100厚现浇钢筋混凝土的楼板0.10×25=2.5kN/㎡；楼面恒载总计4.1kN/㎡楼面框架梁的自重：0.3×(0.7-0.10)×25=4.5kN/m；粉刷层的自重：0.02×[(0.7-0.10)×2+0.3)]×17=0.5kN/m；作用在中间层框架梁上的线荷载：框架梁的自重：4.5+0.5=5.0kN/m；楼面荷载：4.1×3.9=15.99kN/m；(3)屋面框架节点集中荷载标准值计算：边柱纵梁的自重为：0.2×(0.45-0.10)×3.9×25=6.82kN；粉刷的自重为：0.02×[(0.45-0.10)×2+0.2]×3.9×17=0.965kN；女儿墙的自重为：0.24×1.0×3.9×5.5=5.148kN；女儿墙粉刷层的自重为：0.02×1.0×2×3.9×17=2.652kN；边柱纵梁传来屋面的自重为：0.4×3.9×0.4×3.9×5.14=19.5448kN；顶层边节点集中荷载为：35.129kN中柱纵梁的自重为：0.2×（0.45-0.10）×3.9×25=6.82kN；粉刷的自重为：0.02×[(0.45-0.10)×2+0.2]×3.9×17=1.068kN；中柱纵梁传来屋面的自重为：0.4×(3.9×3.0-0.4×3.0×0..4×3.0×2)×5.64+24.8724=39.7204kN；顶层中间节点的集中荷载：48.613kN(4)楼面框架节点的集中荷载标准值为:边柱纵梁的自重为：0.2×(0.45-0.10)×3.9×25=6.82kN；-124- 粉刷的自重为：0.02×[(0.45-0.10)×2+0.2]×3.9×17=1.068kN；窗的自重为：2.4×3.0×0.45=3.645kN；墙体的自重为：3.9×0.36×(3.9-0.7)×5.5=16.728kN；墙体的粉刷为：0.02×2×3.9×(3.9-0.7)×17=10.424kN；边柱纵梁传来楼面的自重为：0.4×3.9×0.4×3.9×4.1=10.759kN；边柱的自重为：0.4×0.4×3.9×25=15.6kN；边柱粉刷层的自重为：0.4×3.9×0.02×17×4=2.1216kN；中间层边节点的集中荷载为：68.572kN中柱纵梁的自重为：0.2×（0.45-0.10）×3.9×25=6.82kN；粉刷的自重为：0.02×[(0.45-0.10)×2+0.2]×3.9×17=1.068kN；门的自重为：2×1.8×2.4×0.2=1.728kN；墙体的自重：3.9×0.24×(3.9-0.7)×5.5=13.728kN；墙体的粉刷自重为;0.02×2×3.9×(3.9-0.7)×17=8.486kN；中柱纵梁传来的屋面板的自重为：0.4×(3.9×3.0-0.4×3.0×0.4×3.0×2)×4.6+20.286=36.926kN；中柱的自重为：0.4×0.4×3.9×25=15.6kN；中柱粉刷层的自重为：0.4×3.9×0.02×17×4=2.122kN；中间层中间节点的集中荷载为：84.477kN恒荷载作用下的计算简图如下图所示：-124- 图3.2恒荷载作用下的计算简图3.5.2活荷载标准值的计算(1).屋面的活荷载为：由于不上人屋面的活荷载的标准值为0.5kN/，雪荷载的标准值为0.3kN/，所以上述两个不同时考虑的时候取两者较大者0.5kN/边跨：其线荷载为:0.5×3.9=1.95kN/m集中荷载为:0.5×3.9×0.5×3.9×0.5=1.901kN中跨：线荷载：0.5×3.9=1.95kN/m集中荷载：0.5×(3.9×3.0-0.5×3.0×0.5×3.0×2)×0.5+1.9012=4.005kN(2).楼面活荷载：教室活荷载标准值为2.5kN/，走廊活荷载标准值为3.5kN/。边跨：线荷载：2.5×3.9=9.75kN/m-124- 集中荷载：0.5×3.9×0.5×3.9×2.5=9.506kN中跨：线荷载：3.5×3.9=13.65kN/m集中荷载：0.5×(3.9×3.0-0.5×3.0×0.5×3.0×2)×3.5+9.506=22.1kN楼面活荷载作用下的计算简图如下图所示：图3.3活荷载作用下的计算简图3.6双向板的设计3.6.1屋面板的设计1)荷载设计值根据规范恒荷载的分项系数取1.2，并且活荷载的分项系数取1.4。屋面“框架梁”线荷载标准值为：保护层为：现浇40厚的C20细石混凝土0.04×20=0.8kN/㎡防水层为：SBS改性沥青的卷材二毡三油0.35kN/㎡保温层为：50厚的膨胀珍珠岩层0.05×7=0.35kN/㎡找平层为：20厚的1:3水泥砂浆的找平层0.02×20=0.4kN/㎡找坡层为：40厚的1:8水泥珍珠岩的找坡层2%0.04×7=0.28kN/㎡20厚的石灰砂浆的抹面0.02×17=0.34kN/㎡结构层为：100厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5kN/㎡-124- 顶棚为：铝合金的龙骨0.12kN/㎡合计：‘5.14kN/㎡g=1.2×5.14=6.168kN/㎡；q=1.4×0.5=0.7kN/㎡；q/2=0.35kN/㎡；；g+q/2=6.518kN/㎡；g+q=6.868kN/㎡；2)计算跨度内跨的计算跨度为：l0=lc(轴线间距)；边跨的计算跨度为：l0=ln-120＋120/2；3)弯矩计算根据规范混凝土的泊松比“γ”取0.2；跨中的最大弯矩“M”为g+q/2作用下(内支座固定)的跨中弯矩M1，与q/2作用下(内支座铰支)的跨中弯矩M2之和。支座的“最大负弯矩”为g+q作用下的(内支座固定)的支座弯矩。根据平面图支承情况,可以把屋面分成了:B1,B2,B3,B4等四个的区格，如下图3.4所示：图3.4屋面板的划分根据各个区格板的支承的情况查弯矩系数。各个区格的弯矩计算的详细过程可以见下表3.1.-124- 图3.4屋面板的划分表3.1按弹性理论计算的各区隔板的弯矩值板区格B1B2B3B4L01(m)3.753.03.93.0L02(m)6.783.756.783.9L01/L020.5530.80.5750.769m1(kN·m)(0.0385×6.518+0.0892×0.35)×3.752+0.2×(0.0056×6.518+0.021×0.35)×3.752=4.091(0.031×6.518+0.0561×0.35)×32+0.2×(0.0124×6.518+0.0334×0.35)×32=2.506(0.0385×6.518+0.085×0.35)×3.92+0.2×(0.0049×6.518+0.022×0.35)×3.92=4.321(0.029×6.518+0.061×0.35)×32+0.2×(0.013×6.518+0.035×0.35)×32=2.067m2(kN·m)0.2×(0.0385×6.518+0.0892×0.35)×3.752+(0.0056×6.518+0.021×0.35)×3.752=1.5160.2×(0.031×6.518+0.0561×0.35)×3.2+(0.031×6.518+0.0334×0.35)×3.2=1.2980.2×(0.0385×6.518+0.085×0.35)×3.2+(0.0049×6.518+0.022×0.35)×3.92=1.4420.2×(0.029×6.518+0.061×0.35)×32+(0.013×6.518+0.035×0.35)×32=1.351续表3.1按弹性理论计算的各区隔板的弯矩值板区格B1B2B3B4-124- m(kN·m)00–0.081722×6.868×3.92=–8.536–0.080114×6.868×32=–4.945m–0.1123×6.868×3.752=–10.749–0.08215×6.868×32=–5.072–8.536–4.945m(kN·m)–0.07812×6.868×3.752=–7.535–0.05715×6.868×32=–3.926–0.057176×6.868×3.92=–5.954–0.0572×6.868×32=–3.929m(kN·m)0–3.926–5.954–3.929相邻区格板的”支座负弯矩”取绝对值较大者，内区格的”弯矩设计值”折减20%，其余区格均不变。计算配筋时,“”进似取0.95，其中受拉钢筋的“截面面积”As=m/(0.95×h0×fy)，fy=210N/.考虑到“短跨方向”的弯矩M要比“长跨方向”的大，所以可以将短跨方向的“受拉钢筋”布置在长跨方向受拉钢筋的外侧，以便期达到其中较大的截面有效高度。短跨方向为：=h－20(mm)=80mm；长跨方向为：=h－30(mm)=70mm(h为现浇板厚，取100)；截面配筋计算及实际配筋均见表3.2.如下表所示：表3.2按弹性理论设计的屋面板截面配筋截面区格方向h0(mm)M(kN·M)As(mm2)配筋实配As(mm2)跨中1L01804.091330.832Φ8@150335.0L02701.516163.910Φ8@200251.02L01802.506242.381Φ8@200251.0L02701.298100.752Φ8@200251.03L01804.321278.095Φ8@150335.0L02701.442106.377Φ8@200251.04L01802.067×0.8=1.653216.892Φ8@200251.0L02701.351×0.8=1.08891.562Φ8@200251.0续表3.2按弹性理论设计的屋面板截面配筋-124- 截面区格h0(mm)M(kN·M)As(mm2)配筋实配As(mm2)中支座1-280-7.535500.551Φ8@100503.01-380-10.749714.085Φ10@150754.02-480-4.945519.371Φ10@150524.03-380-8.536639.549Φ10@150754.03-480-3.929477.043Φ8@100503.04-480-4.945×0.8=-3.956422.707Φ10@150524.03.6.2楼面板的设计1)荷载设计值教室根据规范恒荷载的分项系数取1.2.并且活荷载的分项系数取1.4.楼面框架梁的线荷载标准值为：面层为：10厚的地面砖，稀水泥浆擦缝0.6kN/㎡；结合层为：30厚的1:3干硬性的水泥砂浆结合层20×0.03=0.6kN/㎡；找平层为：20厚的1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/㎡；结构层为：100厚的现浇钢筋混凝土的楼板0.10×25=3kN/㎡；合计为：4.1kN/㎡教室为：g=1.2×4.1=4.92kN/㎡；q=1.4×2.5=3.5kN/㎡；q/2=1.75kN/㎡；g+q/2=6.67kN/㎡；g+q=8.42kN/㎡；走廊为：g=1.2×4.1=4.92kN/㎡；q=1.4×3.50=4.9kN/㎡；q2/2=2.45kN/㎡；g+q2/2=7.37kN/㎡；g+q2=9.82kN/㎡；2)计算跨度为：内跨为：l0=lc(轴线间距)；-124- 边跨为：l0=ln+a/2+b/2；3)弯矩计算为:规范上其中混凝土的波松比“”取0.2；跨中最大弯矩M为g+q/2作用下的(内支座固定的)跨中弯矩值m2，和q/2作用下的(内支座铰支的)跨中弯矩值m1之和。其中支座“最大负弯矩”为g+q作用下(内支座固定)的支座弯矩值。根据楼板支承的情况,可以把整个楼面分成:B1,B2,B3,B4四个的区格，如下图3.5所示的：图3.5楼面板的划分根据区格板的支承情况查弯矩系数。各个区格的弯矩计算过程见表3.3.表3.3按弹性理论计算的各区格板的弯矩值板区格B1B2B3B4L01(m)3.7533.93.0L02(m)6.783.756.783.9L01/L020.5530.80.5750.769续表3.3按弹性理论计算的各区格板的弯矩值-124- 板区格B1B2B3B4m1(kN·m)(0.05163+0.2×0.0119)×6.67×3.75+(0.08248+0.2×0.02292)×1.75×3.75=5.982(0.0351+0.2×0.00505)×7.37×32+(0.0836+0.2×0.0226)×2.45×32=3.429(0.036736+0.2×0.005492)×6.67×3.92+(0.083728+0.2×0.023432)×1.75×3.92=6.213(0.036112+0.2×0.00692)×7.37×32+(0.084448+0.2×0.023432)×2.45×3.02=5.184m2(kN·m)(0.0159+0.2×0.05092)×6.67×4.14+(0.02292+0.2×0.08248)×1.75×4.14=3.156(0.00605+0.2×0.0391)×7.37×4.142+(0.0226+0.2×0.0836)×2.45×4.142=3.214(0.005392+0.2×0.038736)×6.67×4.202+(0.023432+0.2×0.083728)×1.75×3.92=3.281(0.00592+0.2×0.037312)×7.37×4.22+(0.023632+0.2×0.084448)×2.45×4.202=3.465m(kN·m)00–0.081712×8.42×3.92=–10.463–0.080014×9.82×32=–7.070m–0.1213×8.42×3.752=–14.36–0.08205×9.82×32=–7.252–10.463–7.070m(kN·m)–0.07822×8.42×3.752=–9.262–0.05815×9.82×32=–5.139–0.057076×8.42×3.92=–7.299–0.0571×9.82×32=–5.046m(kN·m)0–5.139–7.299–5.046由于相邻区格板的支座负弯矩应该取绝对值较大者m，内区格B4的弯矩设计值根据规范应该折减20%，其余的区格均不做变化。计算配筋的时候，“γs”进似可以取0.95，其中受拉钢筋的截面面积As=m/(0.95×h0×fy)，fy=210N/mm.应该考虑到短跨方向的弯矩应该比长跨方向的要大，所以应该将短跨方向的“受拉钢筋”在长跨方向受拉钢筋的另外一侧，以便达到较大的截面的有效高度h。短跨方向为：h01=h－20(mm)=80mm；长跨方向为：h02=h－30(mm)(h为现浇板厚，取100mm)；截面的配筋计算及实际的配筋均见表3.4.-124- 表3.4按弹性理论设计的楼面板截面配筋截面区格方向h0(mm)M(kN·M)As(mm2)配筋实配As(mm2)跨中1L01805.182326.89Φ8@150335L02703.056219.88Φ8@2002512L01803.429219.67Φ8@200251L02703.214190.98Φ8@2002513L01805.213245.96Φ8@200251L02703.281163.63Φ8@2002514L01805.184×0.8=4.187243.98Φ8@200251L02703.465×0.8=2.772167.75Φ8@200251中支座1-280-9.262501.61Φ8@1005031-380-14.36740.56Φ12@1507542-480-7.07500.24Φ12@1507543-380-10.463651.68Φ12@1507543-480-5.046325.87Φ8@1003354-480-7.07×0.8=-5.605589.77Φ12@1507543.7计算简图的确定3.7.1计算简图教学楼框架柱应该嵌固在基础的顶面，框架梁和柱相连接。由于各层柱的截面的尺寸不变，因此梁的跨度应该等于该柱截面的形心轴线之间的距离。在底层柱的高为4900mm，其他各个层均为3900mm。选取其中一榀框架设计，框架的计算简图如下3.6所示：-124- 图3.6框架的计算简图3.7.2框架梁柱的的线刚度楼层考虑楼板的一些影响，由于楼板是现浇楼盖，其中边跨的截面惯性系数应该扩大1.5，中跨扩大2.0。混凝土强度等级：梁为：C25的混凝土（EC=28.00×10kN/m2）；柱为：C30的混凝土（EC=30×10kN/m2）；边跨的梁线刚度为：=1.5EI/L=1.5×28×10×0.30×(1/12)×0.6/6.9=32.86×10kN·m；中跨的梁线刚度为：=2.0EI/L=2×28×10×0.30×(1/12)×0.6/3.0=101.91×10kN·m；上层柱的线刚度为：=EI/L=30×10×0.35×(1/12)×0.35/3.9-124- =9.538×10kN·m；底层柱的线刚度为：=EI/L=30×10×0.35×(1/12)×0.35/4.9=7.419×10kN·m；则各梁柱的相对的线刚度为：令=1，则=3.15,=0.301,=0.241；3.7.3框架柱的侧移刚度根据规范利用公式：D=α进行计算：(1)对于上层柱采用：α=：中柱：K==12.981则D=×=6.420×10kN/m；边柱为：K==3.451因此D=×=4.867×10kN/m；(2)对于底层柱采用：α=：中柱为：K==16.865因此D=×=3.413×10kN/m；边柱为：K==4.542因此D=×=2.957×10kN/m；3.7.4楼层的侧移刚度因为同一楼层的所有的柱的“侧移刚度”之和即为该楼层的需要计算的-124- 抗侧移刚度，计算的过程如下式：2~5层为：D=34×4.867×10+34×6.420×10=316552kN/m1层为：D=34×2.957×10+34×3.413×10=178631kN/m3.8风荷载计算根据规范风荷载的“标准值”的计算公式为：ω=βzμsμzω0其中的风振系数为：=1.0(教学楼的高度h小于30米)；风载体型系数为：=1.3；当地面粗糙程度为C类时，可以查风压高度变化系数表来求得到。可以将风荷载转换算成作用在每层的框架的各个节点上的集中荷载F，根据下表中的一榀框架的各层节点上的受风面积S进行计算，计算结果如下表3.5所示：.表3.5风荷载作用下的内力计算楼层βzμsZ/mμzω0/kN/m2ω/kN/m2A/m2Pw/kN11.01.34.350.640.450.38018.376.9321.01.38.250.640.450.38016.486.2531.01.312.150.640.450.38016.486.2541.01.316.050.6370.450.39516.486.4551.01.319.950.7460.450.43511.675.24风荷载作用下的计算简图：-124- 图3.7风载作用下框架计算简图3.9地震作用计算3.9.1重力荷载代表值的计算(1)因为顶层重力荷载的代表值等于“屋面永久荷载+纵横梁的自重+半层的柱自重+半层的墙体的自重+部分的门窗的自重”；顶层屋面的永久荷载为:55.1×17.9×5.64=5562.676kN；女儿墙的自重为:1.0×0.20×(62.4+16.8)×2×5.5=132.540kN；女儿墙粉刷自重为:0.02×0.9×（62.4+16.8）×2×17=44.526kN；框架横梁自重为:0.3×(0.7-0.12)×(6.9+3.0+6.9)×25×14=869.91kN；框架纵梁梁自重为:0.2×（0.45－0.12）×62.4×25×4=314.76kN；框架横梁粉刷层自重为：0.02×[（0.7－0.12）×2+0.3]×17.4×17×14=112.318kN；框架纵梁粉刷层自重为：0.02×[（0.45－0.12）×2+0.2]×62.4×17×4=54.415kN；框架柱自重为:0.4×0.4×1.95×25×68=530.4kN；框架柱粉刷层自重为:0.02×0.4×1.95×17×4×68=50.989kN；墙体的总重为:0.2×(62.4-0.4×16)×(1.95-0.4)×5.5×4+0.2×(16.8-0.35×4)×(1.95-0.6)×5.5×2+0.2×(6.9×2-0.35)×(1.95-0.6)×5.5×8=517.823kN；门过梁的自重为：（门过梁可以设置成高400mm，并且两边进入墙体250mm）-124- 0.2×0.4×(1.8+0.25×2)×25×12+0.2×0.4×(1.0+0.25×2)×25×2+0.2×0.4×(0.7+0.25×2)×25×12=89.1kN；墙体的粉刷层的自重为（应该不考虑门窗）：[0.02×(6204-0.35×15)×(1.95-0.4)×17×4+0.02×(16.8-0.35×4)×(1.95-0.6)×17×2+0.02×(6.9×2-0.35×2)×(1.95-0.6)×17×8]×2=332.641kN；铝合金窗的自重为：(1.8×1.5×6+3.0×1.65×16+1.8×1.65×6+1.8×1.65×4+1.5×1.65×2)×0.45=59.533kN；木门的重为:(1.8×0.15×12+0.7×0.15×12+1.0×0.15×2)×0.2=0.43kN顶层的重力荷载代表值为:GE5=5562.676+1/2×295.887+144.54+44.676+869.91+314.76+112.318+54.415+530.4+50.989+517.823+89.1+332.64+59.533+0.43=8969.971kN；(2)中间层重力荷载的代表值由于中间层重力荷载的代表值等于“楼面的永久荷载+50％的楼面可变荷载+纵横梁的自重（应该包括门窗的过梁）+楼面的上下各半层的柱自重+楼面的上下各半层的纵横墙自重”楼面的永久荷载为:62.4×16.8×4.6=4822.272kN楼面的可变荷载为:62.4×16.8×2.5+62.4×3×3.5=3266kN框架横梁自重为:869.91kN框架纵梁自重为:314.76kN框架横梁粉刷层自重为:112.318kN框架纵梁粉刷层自重为:54.415kN框架柱自重为:0.4×0.4×3.9×25×68=998.08kN框架柱粉刷层自重:0.02×0.4×3.9×17×4×68=144..268kN墙体总重为：0.2×(62.4-0.35×17)×(3.9-0.4)×5.5×4+0.2×(16.8-0.35×4)×(3.9-0.6)×5.5×2+0.2×(6.9×2-0.35)×(3.9-0.6)×5.5×8=1447.419kN门过梁的自重为:89.1kN墙体粉刷层自重为:[0.02×(62.4-0.35×17)×(3.9-0.4)×17×4+0.02×(17.750-0.35×4)×(3.9-0.6)×17×2+0.02×(7.2×2-0.35×2)×(3.9-0.6)×17×8]×2=789.788kN铝合金窗的自重为:(1.8×1.5×6+3.0×2.7×16+1.8×2.7×6+1.8×2.4×4+1.5×2.7×2)×0.45=91.193kN木门重为:(1.8×2.4×12+0.7×2.4×12+1.0×2.4×2)×0.2=6.73kN中间层重力荷载代表值为-124- GE4=GE3=GE2=4822.272+1/2×3266+869.91+314.76+112.31+54.415+998.08+144.268+1347.419+89.1+789.788+91.193+6.73=12243.594kN(3)底层重力荷载的代表值由于底层重力荷载的代表值等于“楼面上的永久荷载+50％的楼面可变荷载+纵横的梁的自重（应该包括门窗的过梁）+楼面的上下的各半层柱自重+楼面的上下各半层纵横墙的自重”。楼面的永久荷载为:4822.272kN；楼面的可变荷载为:3266kN；框架横梁自重为:869.91kN；框架纵梁自重为:314.76kN；框架横梁粉刷层自重为:314.76kN；框架纵梁粉刷层自重为:112.318kN；框架柱自重为:0.4×0.4×4.40×25×64=746.025kN；框架柱粉刷层自重为:0.02×0.35×4.40×17×4×64=145.948kN；墙体总重为:0.2×(62.4-0.4×16)×(4.40-0.4)×5.5×4+0.2×(16.8-0.4×4)×(4.40-0.6)×5.5×2+0.2×(6.9×2-0.35)×(4.40-0.6)×5.5×8=1569.416kN；门过梁的自重:89.1kN；墙体粉刷的自重为:[0.02×(62.4-0.35×14)×(4.40-0.4)×17×4+0.02×(16.8-0.35×4)×(4.40-0.6)×17×2+0.02×(7.2×2-0.35×2)×(4.40-0.6)×17×8]×2=948.629kN；铝合金窗的自重为:(1.8×1.5×6+3.0×2.7×16+1.8×2.7×6+1.8×2.4×4+1.5×2.7×2)×0.45=91.149kN；木门的重为:(1.8×2.4×4+1×2.4×15+0.8×2.4×4)×0.2=5.73kN；底层的重力荷载代表值为：GE1=4822.272+1/2×3266+869.91+314.76+112.318+746.025+145.948+1569.416+90+948.629+91.149+5.73=12578.539kN；3.9.2地震作用的计算(1)计算框架结构等效总重力荷载代表值：GG=0.85=0.85×(8969.971+12243.594×3+12578.539)=49537.398kN(2)结构自振周期的计算应该采用“顶点位移法”，其“顶点假想位移”的计算方法和结果见下表3.6：-124- 表3.6顶点假想位移计算楼层i重力荷载代表值G(kN)楼层剪力(kN)楼层侧移刚度(kN/m)层间位移(m)楼层位移(m)58969.9718969.9713175520.0280.232412243.59421213.5653175520.0320.200312243.594333457.0593175520.0430.157212243.59439317.9003175520.0560.101112578.53949537.391796310.0170.017∑49537.398取填充墙的周期折减系数Ψ=0.65，可得结构基本自振周期为：T1=1.7Ψ=1.7×0.65×=0.517s(3)计算水平地震影响系数α1由于该地区的抗震的设防的烈度为7度(设计基本地震的加速度a为0.15g)，并且设计地震的分组应该是第二组。所以查表可知，建筑水平地震的影响系数最大值为αmax=0.12；此外，在Ⅱ类场地的条件下，设计地震的分组为第二组下，经查表可得，其特征周期：=0.40s；并且当阻尼比ξ=0.05时，“γ=0.9，η1=0.02，η2=1.0”,另外由于＜＜5,所以地震的影响的系数：α1=（/）η2αmax=（0.40/0.526)×1.0×0.12=0.092；(4)计算结构的总的水平地震作用标准值F：F=α1G=0.092×49537.398=4557.441kN；(5)计算各层的水平地震作用下的标准值：由于=0.526s<1.4×=1.4×0.35=0.49s，所以不考虑结构顶层附加地震作用，每榀框架所承受的地震力可按下式计算至各层节点处：计算过程如下：H1=4.90m,GE1=12578.539kN；H2=4.90+3.9=8.80m,GE2=12243.594kN；H3=8.80+3.9=12.70m,GE3=12243.594kN；H4=12.70+3.9=16.60m,GE4=12243.594kN；-124- H5=16.60+3.9=20.50m,GE5=8969.971kN；G1×H1=12578.539×4.90=61634.841kN·M；G2×H2=12243.594×8.80=107743.627kN·M；G3×H3=12243.594×12.70=155493.638kN·M；G4×H4=12243.594×16.60=169546.474kN·M；G5×H5=8969.971×20.50=183884.405kN·M；=678302.985KN·M(j=1、2、3、4、5)；因为FEK1=4557.441KN，所以各层水平地震作用标准值如下：F1=（61634.841/678302.985）×4557.441=kN；F2=（107743.627/678302.985）×4557.441=723.844kN；F3=（155493.638/678302.985）×4557.441=1044.641kN；F4=（169546.474/678302.985）×4557.441=1139.052kN；F5=（183884.405/678302.985）×4557.441=1235.378kN；计算结果如表3.7所示：表3.7地震荷载计算表层数H（m）Gi(kN)Gi×Hi(kN·M)(kN)五层20.508676.971177877.9061235.378四层16.6010213.643169546.4741139.052三层12.7010213.643129713.2661044.641二层8.8010213.64389880.058723.844一层4.9010578.54251834.856414.253地震作用下框架的计算简图如图3.8所示：图3.8地震作用下框架的计算简图-124- 4内力计算4.1竖向荷载下的内力计算4.1.1荷载的等效计算根据规范应该用“支座弯矩等效”的原则，将支承梁上的“三角形和梯形”分布荷载换算成等效均布荷载，然后利用均布荷载作用下的等跨的连续梁的表格来计算支承梁的M支座弯矩。.图4.1分布荷载转化为等效均布荷载“p”的取值如下：当三角形荷载作用下时：p=p；当梯形荷载作用下时：p=（1-2α+α）p；其中式中的l、l———为长跨与短跨的计算跨度l。(1)恒荷载顶层为：边跨梁：α=l/(2l)=3.9/(2×6.9)=0.282p=（1-2α+α）p=(1-2×0.282+0.282)×20.046=17.307kN/mg=5.0+17.307=22.307kN/m中跨梁：p=p=×20.046=12.528kN/mg=5.0+12.528=17.528kN/m-124- 其他层：边跨梁：α=l/(2l)=3.9/(2×6.9)=0.282p=（1-2α+α）p=(1-2×0.282+0.282)×15.99=13.805kN/mg=5.0+13.805=18.805kN/m中跨梁：p=p=×15.99=9.994kN/mg=5.0+9.994=14.994kN/m此时恒荷载作用下框架的计算简图4.2所示：图4.2恒荷载作用下框架的计算简图(2)活荷载顶层为：边跨梁为：α=l/(2l)=3.9/(2×6.9)=0.282；p=（1-2α+α）p=(1-2×0.282+0.282)×1.95=1.684kN/m；g=p=1.684kN/m；中跨梁为：p=p=×1.95=1.218kN/m；g=p=1.218kN/m；-124- 其他层：边跨梁为：α=l/(2l)=3.9/(2×6.9)=0.282；p=（1-2α+α）p=(1-2×0.282+0.282)×9.75=8.417kN/m；g=p=8.417kN/m；中跨梁为：p=p=×13.65=8.531kN/m；g=p=8.531kN/m；此时活荷载作用下框架梁的计算简图如图4.3所示：图4.3活荷载作用下框架的计算简图4.1.2恒荷载作用下的内力计算(1)固端弯矩顶层为：边跨M=1/12×g边×l边2=1/12×22.307×6.92=88.503kN·m；中跨M=1/12×g中×l中2=1/12×17.528×3.02=13.116kN·m；其他层为：边跨M=1/12×g边×l边2=1/12×18.805×6.92=74.609kN·m；中跨M=1/12×g中×l中2=1/12×14.994×3.02=1kN·m；(2)梁柱的节点处的弯矩M计算过程如下所示：由于框架对称设计，荷载也是对称的，而且跨中节点并无转角，因此只需要计算一半就可以。框架各杆件的相对线刚度比u如下图所示。(注意：上层柱线刚度应该乘以折减0.9,跨中梁的“相对线刚度”应该需要乘以1/2的修正系数)。-124- 1)顶层弯矩分配系数为：节点A弯矩分配系数为：µ=(0.301×0.9)/(0.301×0.9+1.0)=0.214；µ=1-0.214=0.786；节点B弯矩分配系数为：µ=1.0/(1.0+0.301×0.9+3.2×0.5)=0.346；µ=(0.301×0.9)/(1.0+0.32×0.9+3.2×0.5)=0.094；µ=1-0.223-0.062=0.558；2)中间层弯矩分配为：节点A的弯矩分配系数为：µ=(0.301×0.9)/(0.301×0.9×2+1.0)=0.176；µ=µ=0.176；µ=1-0.176-0.176=0.648；节点B的弯矩分配系数为:µ=1.0/(1.0+3.2×0.5+0.301×0.9×2)=0.315；µ=(0.301×0.9)/(1.0+3.2×0.5+0.305×0.9×2)=0.085；µ=µ=0.085；µ=1-0.315-0.085-0.085=0.515；3)底层弯矩分配：节点A的弯矩分配系数为：µ=(0.301×0.9)/(0.301×0.9+0.242+1.0)=0.183；µ=0.242/(0.301×0.9+0.242+1.0)=0.162；µ=1-0.183-0.162=0.655；节点B弯矩分配系数：µ=1.0/(0.301×0.9+0.242+1.0+3.2×0.5)=0.323；µ=(0.301×0.9)/(0.301×0.9+0.243+1.0+3.2×0.5)=0.085；µ=0.241/(0.301×0.9+0.24+1.0+3.2×0.5)=0.075；µ=1-0.323-0.085-0.075=0.517；详细的计算过程如下表4.1所示:-124- 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2140.7860.3460.0940.558-103.73103.73-13.1322.5382.23-31.53-8.63-50.57.85-15.7741.14-3.341.706.22-13.15-3.65-21.0532.07-32.07101.19-15.75-85.76上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1780.1760.6480.3150.0850.050.515-87.7187.71-11.0815.7415.7457.44-24.35-6.65-6.65-38.9511.267.85-12.1928.64-4.31-3.34-1.25-1.23-4.47-8.81-2.41-2.42-14.0525.7522.35-48.4384.48-13.48-12.46-65.35上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1780.1760.6480.3150.0850.0850.515-87.7287.72-11.0215.7415.7457.34-24.34-6.65-6.65-38.957.867.86-12.1628.66-3.35-3.35-0.65-0.65-2.57-6.99-1.91-1.92-11.1522.9322.93-45.8586.22-11.95-11.95-62.34上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1780.1760.6480.3150.0850.0850.515-87.7187.71-11.0815.7015.7057.31-24.37-6.67-6.67-38.737.867.46-12.3828.53-3.57-3.34-0.62-0.62-2.25-6.99-1.91-1.82-11.4522.9422.94-45.8486.21-11.95-11.81-62.14表4.1恒荷载作用下梁、柱端弯矩的计算上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1830.1620.6550.3230.0850.0750.517-87.7987.52-11.2916.1514.1958.66-24.60-6.74-5.97-38.327.87-12.3229.32-3.340.830.712.96-8.54-2.29-2.04-14.3224.6314.92-39.2185.78-12.68-8.00-65.757.46-4.00-124- (3)跨中弯矩的计算顶层：==-=87.39kN·M=(-)=-85.56=-65.91kN·M四层：=(-)=-=65.64kN·M=(-)=-65.07=-45.18kN·M二~三层：=(-)=-=66.94kN·M=(-)=-62.17=-43.76kN·M底层：=(-)=-=73.87kN·M=(-)=-64.72=-45.85kN·M(4)弯矩调幅根据考虑梁端弯矩调幅的作用，同时可以将梁端节点弯矩转化至梁端柱边弯矩，等到内力组合时，由混凝土设计规范可得，查到调幅系数为：端部为：弯矩值乘0.85；跨中为：用公式=1.02M-0.5(M+M)；恒荷载作用下的弯矩调幅后的数值为：顶层：边跨的：端部：=-31.07×0.85=-26.75kN·M=102.19×0.85=87.35kN·M-124- 跨中:=1.02M-0.5(M+M)=1.02×87.61-0.5×(-26.25+86.01)=61.73kN·M中跨为：端部:==0.85×(-84.57)=-71.75kN·M跨中:=1.02M-0.5(M+M)=-64.47kN·M四层为：边跨：端部:=-47.06×0.85=-41.85kN·M=83.19×0.85=70.71kN·M跨中：=1.02M-0.5(M+M)=51.94kN·M中跨：端部：==0.85×(-65.07)=-54.32kN·M跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-46.62kN·M二~三层为：边跨：端部：=-46.85×0.85=-37.57kN·M=85.02×0.85=72.38kN·M跨中：=1.02M-0.5(M+M)=50.48kN·M中跨：端部：==0.85×(-61.17)=-51.84kN·M跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-43.73kN·M底层为：边跨：端部:=-38.62×0.85=-32.67kN·M=1.02M-0.5(M+M)=55.28kN·M跨中：=1.2×74.21=88.76kN·M中跨：端部：==0.85×(-63.72)=-54.01kN·M-124- 跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-46.62kN·M(5)绘制弯矩图根据前面计算的结果绘制框架在恒载下的弯矩图（括号中的弯矩值表示经过调幅，梁端弯矩转到柱边的弯矩值）图4.4恒荷载作用下梁、柱的弯矩图(6)框架梁、柱的剪力计算1)框架梁的剪力v计算:顶层：边跨梁的剪力计算简图如图4.5所示：图4.5边跨梁的剪力计算简图-124- 由=06.9V+87.35-26.75-22.307×6.9×3.45=0；V=78.81kN；V=96.53kN；中跨梁的剪力计算简图如图4.6所示：图4.6中跨梁的计算简图根据=0可得：3.0V+71.75-71.75-19.011×3.0×1.5=0；V=27.58kN；V=27.58kN；同理可得：四层：边跨为：V=68.65KN,V=79.18kN；中跨为：V=23.14KN,V=25.14kN；二~三层：边跨为：V=68.14KN,V=79.64kN；中跨为：V=23.13KN,V=25.16kN；-124- 底层：边跨为：V=69.59KN,V=78.22kN；中跨为：V=25.14KN,V=23.13kN；2)框架柱剪力计算：根据公式V=（为柱的上下端的弯矩值）计算顶层边柱的剪力为:V=(31.07+26.73)/3.9=14.82kN；顶层中柱的剪力为：V=(14.57+15.39)/3.9=7.42kN；四层边柱的剪力为:V=(23.35+23.97)/3.9=11.60kN；四层中柱的剪力为：V=(11.37+12.96)/3.9=6.24kN；三层边柱的剪力为:V=(23.85+23.99)/3.9=11.76kN；三层中柱的剪力为：V=(12.76+11.93)/3.9=6.11kN；二层边柱的剪力为:V=(23.57+25.74)/3.9=12.22kN；二层中柱的剪力为：V=(12.65+11.35)/3.9=6.23kN；底层边柱的剪力为:V=(13.93+8.44)/4.9=4.57kN；底层中柱的剪力为：V=(8.00+4)/4.9=2.45kN；恒荷载作用下的框架剪力如图4.7所示：图4.7恒荷载作用下梁、柱的剪力图-124- (7)框架梁、柱的轴力计算1)顶层的边柱的柱顶的轴力v计算简图：图4.8顶层边柱柱顶轴力的计算简图=＋=49.45+79.14=128.59kN；顶层边柱柱底轴力：图4.9顶层边柱柱底轴力计算简图=11.744+1.846+15.356+9.635=38.571kN；(其中代表“柱重＋墙重＋门窗自重＋粉刷层自重”)；=＋＋=49.45+69.56+38.571=158.58kN；-124- 顶层中柱柱顶轴力为：图4.10顶层中柱柱顶轴力计算简图=＋＋=55.674+95.56+28.57=180.70kN；顶层中柱柱底轴力：图4.11顶层中柱柱底轴力计算简图=11.854+1.846+15.256+9.435+1.552=40.154kN(其中代表“柱重＋墙自重＋门窗自重＋粉刷层自重”)=＋＋＋=78.19+24.15+54.685+40.153=197.01kN-124- 2)四层边柱柱顶轴力为：图4.12四层边柱柱顶轴力计算简图=5.78+1.185+20.736=27.551kN；(：“边柱的连系梁的自重＋粉刷层的自重＋连系梁的楼面重”)=＋＋=157.59+69.78+27.551=254.79kN；四层边柱的柱底的轴力为：图4.13四层边柱柱底轴力计算简图=＋=254.79+38.571=293.36kN-124- 四层中柱的柱顶轴力为：图4.14四层中柱柱顶轴力计算简图=5.98+1.185+38.936=46.091kN(：“中柱的连系梁的自重＋粉刷层的自重＋连系梁的楼面自重”)=＋＋＋=24.36+78.54+197.01+46.091=344.57kN；四层中柱柱底轴力：图4.15四层中柱柱底轴力计算简图=＋=344.57+39.983=384.55kN；-124- 3)三层边柱柱顶轴力：图4.16三层边柱柱顶轴力计算简图=N4下＋＋=293.86+69.32+27.252=390.43kN；三层的边柱柱底的轴力为：图4.17三层边柱柱底轴力计算简图=＋=390.43+38.571=429.001kN；三层中柱柱顶轴力：-124- 图4.18三层中柱柱顶轴力计算简图=＋＋＋=384.21+46.091+78.37+24.54=535.08kN；三层中柱柱底轴力：图4.19三层中柱柱底轴力计算简图=＋=535.08+40.154=575.13kN；4)二层边柱的柱顶轴力为：-124- 图4.20二层边柱柱顶轴力计算简图=＋＋=426.90+68.37+27.262=524.53kN；二层边柱的柱底轴力为：图4.21二层边柱柱底轴力计算简图=＋=524.51+38.462=563.97kN；二层中柱的柱顶轴力为：-124- 图4.22二层中柱柱顶轴力计算简图=＋＋＋=575.13+46.091+25.27+79.67=729.25kN；二层中柱柱底轴力为：图4.23二层中柱柱底轴力计算简图=＋=729.25+40.154=770.40kN；-124- 5)底层边柱的柱顶轴力为：图4.23底层边柱柱顶轴力计算简图=＋＋=563.97+69.41+28.381=661.77kN；底层边柱的柱底轴力为：图4.24底层边柱柱底轴力计算简图=＋=661.77+38.462=700.232kN；底层中柱的柱顶轴力为：-124- 图4.25底层中柱柱顶轴力计算简图=＋＋＋=25.28+80.35+770.40+46.091=922.121kN；底层中柱的柱底轴力为：图4.26底层中柱柱底轴力计算简图=＋=922.121+40.153=962.27kN；由于梁的轴力与柱的轴力相比柱的轴力非常小，而且对“梁的截面设计”不起控制作用，所以可以忽略其不计，所以该框架柱在“恒荷载作用下”的轴力图如下图4.27所示：-124- 图4.27框架柱在恒荷载作用下的轴力图4.1.3活荷载作用下的内力计算(1)固端弯矩顶层：边跨M=1/12×g边×l边2=1/12×1.684×6.92=6.681kN·m中跨M=1/12×g中×l中2=1/12×1.218×3.02=0.913kN·m其他层：边跨M=1/12×g边×l边2=1/12×8.417×6.92=33.394kN·m中跨M=1/12×g中×l中2=1/12×8.531×3.02=6.398kN·m(2)梁柱节点处的弯矩计算过程如下：由设计图得框架是对称的，荷载也是对称的，跨中节点并+无转角，故只须计算一半即可。框架各杆件的相对线刚度比如下图所示。(注意：上层柱线刚度乘以折减0.9,跨中梁的相对线刚度须乘以1/2的修正系数)具体计算过程如下所示:-124- 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2140.7860.3460.0940.558-6.686.68-0.911.666.073.040.854.853.361.553.05-1.36-1.07-3.87-0.55-0.14-0.44.00-4.00-2.25-0.702.95上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1760.1760.6480.3150.0850.0850.515-33.3938.32-6.396.754.7820.74-9.99-2.73-2.78-15.940.852.35-5.0112.370.41-1.380.150.150.52-3.63-0.99-0.95-5.857.7510.37-18.1137.32-3.12-5.13-28.75上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1760.1760.6480.3150.0850.0850.515-38.3338.33-6.896.796.7924.73-9.98-2.75-2.75-15.953.353.35-5.0112.36-1.37-1.35-0.31-0.31-1.18-3.06-0.84-0.82-4.929.489.48-19.5237.22-4.53-4.53-27.33上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1760.1760.6480.3150.0850.0850.515-38.3238.32-6.896.766.7624.76-9.98-2.71-2.72-15.833.383.48-5.0112.31-1.31-1.31-0.35-0.35-1.22-3.27-0.85-0.66-4.779.869.93-19.4337.58-4.86-4.26-27.16上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.1830.1620.6550.3230.0850.0750.517-38.3238.32-6.896.976.1725.27-10.08-2.78-2.47-16.153.38-5.2512.36-1.360.380.251.08-3.65-0.95-0.85-5.6810.636.40-17.1137.14-5.14-3.36-28.573.20-1.66表4.2活荷载作用下梁、柱端弯矩的计算(3)跨中弯矩的计算顶层：==-=6.89kN·M-124- =(-)=-=-1.58kN·M四层：==-=27.59kN·M=(-)=-=-17.16kN·M三层：==-=27.43kN·M=(-)=-=-16.37kN·M二层：==-=27.38kN·M=(-)=-=-15.75kN·M底层：==-=29.15kN·M=(-)=-=-18.28kN·M(4)弯矩调幅本题考虑梁端的弯矩作用调幅，并且将“梁端节点弯矩”换算为“梁端柱边弯矩”，等内力组合时再用，根据“混凝土设计规范”，查得其调幅系数为：边跨为：端部的弯矩值乘以0.85，跨中的弯矩值乘以1.2；中跨为：用公式:=1.02M-0.5(M+M)l来计算；再“恒荷载作用下”的弯矩调幅后的其数值为：顶层的：边跨为：端部为：=-4×0.85=-3.4kN·M；-124- =2.25×0.85=1.93kN·M；跨中:=1.02M-0.5(M+M)=5.19kN·M；中跨：端部:==0.85×(-2.95)=-2.48kN·M；跨中:=1.02M-0.5(M+M)=-1.43kN·M；四层：边跨：端部:=-18.11×0.85=-14.57kN·M；=37.34×0.85=31.76kN·M；跨中：=1.02M-0.5(M+M)=20.58kN·M；中跨：端部：==0.85×(-28.73)=-24.47kN·M；跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-17.59kN·M；三层：边跨：端部：=-19.51×0.85=-15.93kN·M=37.55×0.85=32.53kN·M跨中=1.02M-0.5(M+M)=21.34kN·M中跨：端部：==0.85×(-27.76)=-23.60kN·M跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-17.46kN·M二层：边跨：端部：=-19.42×0.85=-15.97kN·M=37.58×0.85=31.54kN·M跨中=1.02M-0.5(M+M)=24.67kN·M中跨：端部：==0.85×(-27.18)=-24.42kN·M-124- 跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-16.81kN·M底层：边跨：端部：=-17.11×0.85=-14.83kN·M=37.14×0.85=30.93kN·M跨中=1.02M-0.5(M+M)=7.47kN·M中跨：端部：==0.85×(-28.57)=-24.73kN·M跨中：=1.02M-0.5(M+M)=-17.41kN·M(5)绘制弯矩图根据前面计算的结果绘制框架在活荷载下的弯矩图（括号中的弯矩值表示经过调幅，梁端弯矩转到柱边的弯矩值）图4.28活荷载作用下梁、柱的弯矩图-124- (6)框架”梁柱”的剪力计算：1)框架梁的剪力计算：顶层：边跨梁的“剪力计算简图”4.29如下所示：图4.29活荷载作用下边跨梁剪力的计算简图由=06.9V+1.91-3.4-1.684×6.9×3.45=0V=6.06kN；V=5.56kN；中跨梁的“剪力计算简图”如图4.30所示：图4.30活荷载作用下中跨跨梁剪力的计算简图-124- 由=03.0V+2.49-2049-1.2183×3.0×1.5=0V=1.827kN；V=1.827kN；同理可得：四层：边跨：V=28.52KN,V=33.04kN；中跨：V=12.55KN,V=12.55kN；二~三层：边跨：V=28.72KN,V=33.48kN；中跨：V=12.17KN,V=12.17kN；底层：边跨：V=28.75KN,V=33.83kN；中跨：V=12.42KN,V=12.42kN；2)框架柱剪力计算：由公式V=（、为柱上下端弯矩值）计算顶层的边柱的剪力为:V=(4+8.45)/3.9=3.19kN；顶层的中柱的剪力为：V=(0.6+3.22)/3.9=0.98kN；四层的边柱的剪力为:V=(10.45+9.75)/3.9=5.28kN；四层的中柱的剪力为：V=(5.10+4.96)/3.9=2.68kN；三层的边柱的剪力为:V=(10.32+9.83)/3.9=5.98kN；三层的中柱的剪力为：V=(5.13+4.96)/3.9=2.64kN；二层的边柱的剪力为:V=(9.85+10.52)/3.9=5.35kN；二层的中柱的剪力为：V=(4.85+5.22)/3.9=2.29kN；底层的边柱的剪力为:V=(6.4+3.2)/4.9=1.86kN；底层的中柱的剪力为：V=(4.39+3.12)/4.9=1.53kN；“活荷载”作用下的各个框架剪力在下图如图4.31所示：-124- 图4.31活荷载作用下框架梁、柱的剪力图(7)梁、柱的轴力计算：活荷载的折减系数为：“柱上1层”：1.00；“柱上2~3层”：0.85；“柱上4~5层”：0.70；1)顶层的边柱轴力为：图4.32顶层边柱轴力计算简图-124- N5边=P5A＋V1=1.90+6.06=7.96kN；顶层的中柱轴力为：图4.33顶层中柱轴力计算简图N5中=P5B＋V1＋V2=4.01+5.56+1.82=11.39kN；2)四层的边柱轴力为：图4.34四层边柱轴力计算简图N4边=P4A＋V1＋N5=9.51+28.52+7.96=45.99kN四层的中柱轴力为：-124- 图4.35四层中柱轴力计算简图N4中=N5中＋P4B＋V1＋V2=11.39+22.1+34.04+12.17=79.10kN3)三层的边柱轴力为：图4.36三层边柱轴力计算简图N3边=N4边＋0.85P3A＋V1=49.99+0.85×9.51+28.72=86.79kN三层的中柱轴力为：图4.37三层中柱轴力计算简图N3中=N4中＋0.85P3B＋V1＋V2=79.10+0.85×22.1+33.48+12.42=143.79kN-124- 4)二层的边柱轴力为：图4.37二层边柱轴力计算简图N2边=N3边＋0.85P2A＋V1=86.79+0.85×9.51+28.72=123.59kN二层中柱轴力：图4.38二层中柱轴力计算简图N2中=N3中＋0.85P2B＋V1＋V2=143.79+0.85×22.1+33.48+12.42=208.47kN5)一层的边柱轴力为：-124- 图4.39一层边柱轴力计算简图N1边=N2边＋0.7P1A＋V1=123.59+0.7×9.51+28.75=130.247kN一层中柱轴力：图4.40一层中柱轴力计算简图N1中=N2中＋0.7P1B＋V1＋V2=208.47+0.7×22.1+12.42+33.83=270.19kN因为“梁的轴力与柱的轴力”相比梁轴力非常小，所以对“梁的截面设计”不起控制作用，因此梁的轴力可以忽略不计。因此本框架结构在“活荷载作用下”轴力图4.41如下所示：-124- 图4.41活荷载作用下柱的轴力图4.2水平荷载下的内力计算4.2.1风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算采用D值法，荷载计算简图如图3.7所示。图3.7风载作用下框架计算简图-124- (1)柱端剪力计算表4.3风荷载计算表作用点水平风力楼层一楼层二楼层三楼层四楼层五F(kN)5.246.456.256.256.93各个楼层的“总剪力值”分别如下所示：V5=P5=6.93kNV4=P4＋V5=6.25+6.93=13.18kNV3=P3＋V4=6.25+13.18=19.43kNV2=P2＋V3=6.45+19.43=25.88kNV1=P1＋V2=5.24+25.88=31.22kN风荷载作用下的柱端剪力计算过程如表4.2所示。表4.4风荷载作用下柱端的剪力计算过程楼层∑PW(kN)柱号KαDjk=α12ic/hj2∑DjkVjk五层6.93边柱3.450.630.63(12ic/h52)2.96(12ic/h52)1.47中柱12.980.850.85(12ic/h52)1.99四层13.18边柱4.540.780.78(12ic/h42)3.40(12ic/h42)3.04中柱16.860.910.91(12ic/h42)3.55三层19.43边柱4.540.780.78(12ic/h32)3.40(12ic/h32)4.48中柱16.860.910.91(12ic/h32)5.23二层25.88边柱4.540.780.78(12ic/h22)3.40(12ic/h22)5.97中柱16.860.910.91(12ic/h22)6.97一层31.22边柱4.540.780.78(12ic/h12)3.40(12ic/h12)7.20中柱16.860.910.91(12ic/h12)8.40(2)求反弯点高度根据“计算简图3.7”可得风荷载的分布比较接近“均布荷载”，因此查表得y0。本题中各个层的“横梁的线刚度“都相同，除了底层外各个层高也都相同，所以y1=y2=y3=0，可得”柱底至反弯点“高度=y0h。柱的“反弯点高度”如下表4.3所示。-124- 表4.5柱反弯点高度楼层层高(m)柱号ky0=y0h五层3.9边柱3.450.451.775中柱12.980.451.775四层3.9边柱4.540.501.950中柱16.860.501.950三层3.9边柱4.540.501.950中柱16.860.501.950二层3.9边柱4.540.501.950中柱16.860.501.950一层4.9边柱4.540.552.695中柱16.860.552.695(3)柱端弯矩计算在求到各根柱的“反弯点高度y0h“和”杆端剪力Vjk“以后就能够求出各个杆的杆端弯距，然后根据“节点平衡条件”得梁的梁端的弯距，并且从而求出各个梁端的剪力和各柱的轴力。计算的过程在下表4.4所示。表4.6柱端弯矩值计算楼层层高(m)柱截面剪力值柱反弯点高度柱端弯矩(kN/M)边柱中柱边柱中柱柱号A柱B柱五层3.91.471.991.7751.775上3.124.23下2.613.53四层3.93.043.551.9501.950上5.936.92下5.936.92三层3.94.485.231.9501.950上8.7410.19下8.7410.19二层3.95.976.971.9501.950上11.6413.59下11.6413.59一层4.97.208.402.6952.695上15.8818.52下19.4022.64(4)梁弯矩计算(a)对于边柱=+则=11.64+15.88=27.52kN·M=8.74+11.64=20.38kN·M-124- =5.93+8.74=14.67kN·M=2.61+5.93=8.54kN·M=3.12kN·M(b)对于中柱设梁的端弯矩与梁线刚度成正比，则=（+）=（+）则==(13.59+18.52)×=7.67kN·M==32.8×=23.51kN·M同理可得：=5.17kN·M=18.52kN·M=4.53kN·M=13.76kN·M=2.33kN·M=8.38kN·M=1.47kN·M=3.46kN·M(5)绘制弯矩图图4.42风荷载作用下的弯矩图-124- (6)风荷载作用下的梁端的剪力和柱的轴向力的计算：==+列表计算得：表4.7风荷载作用下内力计算层次梁端剪力（kN）柱轴力（kN）6.9m跨3.0m跨边柱中柱5=0.66=2.31-0.66-1.654=1.57=5.59-0.66-1.57=-2.23-5.67续表4.7风荷载作用下内力计算层次梁端剪力（kN）柱轴力（kN）6.9m跨3.0m跨边柱中柱3=2.78=9.17-2.23-2.78=-5.01-12.062=3.70=12.35-5.01-3.70=-8.71-20.711=5.10=15.67-8.71-5.10=-13.81-31.28(7)绘制风荷载作用下剪力轴力图-124- 图4.43风荷载作用下剪力轴力图4.2.2地震作用下的内力计算设计中的地震荷载考虑的是水平地震作用，所以计算框架内力时仍采用D值法，地震荷载作用下的计算简图如图3.8所示。图3.8地震作用下框架的计算简图-124- 地震荷载计算结果如下表所示：层数H（m）Gi(kN)Gi×Hi(kN·M)(kN)五层20.508676.971177877.9061235.378四层16.6010213.643169546.4741139.052三层12.7010213.643129713.2661044.641二层8.8010213.64389880.058723.844一层4.9010578.54251834.856414.253表4.8地震荷载计算表(1)柱端剪力计算各层的总剪力值如下：V5=F5=1235.378kNV4=F4＋V5=1139.052+1235.378=2374.43kNV3=F3＋V4=1044.641+2374.43=3419.097kNV2=F2＋V3=723.844+3419.097=41429.941kNV1=F1＋V2=414.253+41429.941=4557.194kN一榀框架各层的剪力值如下：V5=22772/311848×1235.378=82.95kNV4=22772/311848×2374.43=1173.46kNV3=22772/311848×3419.097=235.77kNV2=22772/311848×41429.941=277.84kNV1=22772/311848×4557.194=303.73kN在地震的荷载作用下的剪力的计算的过程在如表4.7所示。表4.9地震荷载作用下柱的剪力计算过程楼层∑PW(kN)柱号kα=α12ic/hj2∑五层86.48边柱3.450.630.63(12ic/h52)2.96(12ic/h52)18.41中柱12.980.850.85(12ic/h52)24.83四层168.64边柱4.540.780.78(12ic/h42)3.40(12ic/h42)38.92中柱16.860.910.91(12ic/h42)45.40三层231.29边柱4.540.780.78(12ic/h32)3.40(12ic/h32)53.31中柱16.860.910.91(12ic/h32)62.33二层274.55边柱4.540.780.78(12ic/h22)3.40(12ic/h22)63.28中柱16.860.910.91(12ic/h22)73.99一层299.42边柱4.540.780.78(12ic/h12)3.40(12ic/h12)69.02中柱16.860.910.91(12ic/h12)80.69-124- (2)求反弯点的高度可以查表得y0，本题中各个层“横梁线刚度“都相同，除了底层外各个层高也都相同，所以y1=y2=y3=0，可得”柱底至反弯点“高度=y0h。过程如下表2.18所示。(3)地震的荷载作用下的柱端的弯矩计算在求到各个柱的“反弯点高度y0h“和“杆端剪力”后能求出各个“杆端弯距”，然后再有节点的一系列平衡的条件可得“梁端弯距”，所以得到各个“梁端的剪力和各个柱的轴力”。计算过程如下表4.8所示。表4.10柱端弯矩值计算楼层层高(m)柱截面剪力值柱反弯点高度柱端弯矩(kN·m)边柱中柱边柱中柱柱号A柱B柱五3.918.4124.831.7751.775上39.1252.76下32.6744.07续表4.10柱端弯矩值计算楼层层高(m)柱截面剪力值柱反弯点高度柱端弯矩(kN·m)边柱中柱边柱中柱柱号A柱B柱四3.938.9245.401.9501.950上75.8988.53下75.8988.53三3.953.3162.331.9501.950上103.95121.54下103.95121.54二3.963.2873.991.9501.950上123.39144.28下123.39144.28一4.969.0280.692.6952.695上152.19177.92下170.53217.45(4)地震的荷载作用下的梁的弯矩的计算1)对于边柱=+则:=123.39+152.19=275.58kN·M=103.95+123.39=227.34kN·M=75.89+103.95=179.84kN·M=32.67+75.89=108.56kN·M=39.12KN·M-124- 2)对中柱领梁的“端弯矩与梁线刚度”成正比，则=（+）=（+）则:==(144.28+177.92)×=77.63kN·M==322.2×=244.56kN·M同理可得：=62.17kN·m=211.73kN·m=49.34kN·m=159.19kN·m=29.71kN·m=100.37kN·m=10.16kN·m=37.43kN·m(5)绘制弯矩图如下：图4.44地震作用下的弯矩图-124- (6)地震的荷载作用下梁端的剪力和柱轴向力计算==+列表计算为：表4.11地震荷载作用下内力计算层次梁端剪力（kN）柱轴力（kN）6.9m跨3.0m跨边柱中柱5=7.14=24.87-7.14-17.734=20.03=66.91-7.14-20.03=-27.17-64.61续表4.11地震荷载作用下内力计算层次梁端剪力（kN）柱轴力（kN）6.9m跨3.0m跨边柱中柱3=33.21=106.13-27.17-33.21=-60.38-137.532=41.95=141.15-60.38-41.95=-102.33-236.731=51.18=163.04-102.33-51.18=153.51-348.59（7）绘制地震作用下剪力轴力图-124- 图4.45地震作用下的剪力和轴力图4.3水平荷载作用下的侧移验算4.3.1风荷载作用下的侧移验算现令“刚度折减系数”为βc=0.85(现浇框架)得出框架的“实际的抗侧移刚度”值，其“风荷载”采用需要荷载的标准值。因此房屋的高度小于50m，所以应该考虑到框架的“总体的剪切变形”，计算的结果如下表4.10所示。表4.12风荷载作用下框架侧移验算层次Fi(kN)Vi(kN)ΣD(kN)ΔUW(m)限值五层6.936.93464570.00021/550四层6.2513.18464570.0003三层6.2519.43464570.0004二层6.4525.88464570.0005一层5.2431.22265170.0010底层：ΔUW/h=0.0010/4.9=1/4900﹤1/550，满足规范要求；二层：ΔUW/h=0.0005/3.9=1/7800﹤1/550，满足规范要求；-124- 顶点的位移为：ΣΔUW/Σh=(0.0002+0.0003+0.0004+0.0005+0.0010)/20.5=1/9761﹤1/550，满足规范要求。4.3.2地震作用下的侧移验算在求多遇地震结构的“层间弹性位移”时，地震的荷载需要采用“荷载标准值”。计算结果如下表4.13所示。表4.13横向水平地震作用下的框架侧移验算层次(kN)Vi(kN)ΣDΔUe(m)限值五层83.131235.3783142950.00231/550四层79.492374.433142950.0040三层59.213419.093142950.0049二层40.7541429.943142950.0065一层21.464557.191765430.0113侧移验算：底层为：ΔUe/h=0.0023/4.9=1/2130﹤1/550,因此满足规范要求；二层为：ΔUe/h=0.0040/3.9=1/975﹤1/550，因此满足规范要求；顶点的位移为：ΣΔUe/Σh=(0.0023+0.0040+0.0049+0.0065+0.0113)/20.5=1/706﹤1/550,因此满足规范要求。-124- 5框架内力组合5.1内力组合经过各个荷载作用下的内力的计算后，就可以可进行框架各“梁柱的控制截面”的各个内力的组合。其中梁的控制的截面为“梁端及跨中”，柱的控制的截面为“柱上端及其下端”。并且因为对称性，所以每楼层“框架梁的控制截面”有5个，如下图5.1所示的“1、2、3、4、5”五个截面，另外“柱的控制截面”为图5.1所示中的“6、7”两个截面。因此其“控制截面简图”如下图5..1所示：图5.1梁柱的控制截面图内力的组合的符号的规定为：弯矩为：梁以“下侧的受拉为正”，“上侧的受拉为负”。柱以“左侧的受拉为正”，“右侧的受拉为负”。剪力为：以绕杆件“顺时针的转动为正”，“逆时针的转动为负”。轴力为：“受压为正”，”受拉为负”。,-124- 此外，其中框架梁的”抗弯抗震的承载力的调整系数”γ=0.75，框架柱的“压弯抗震的承载力的调整系数”γ=0.8，梁柱的“受剪的承载力的调整系数”γ=0.85其中内力组合的详细的过程如下：5.1.1框架梁的内力组合表5.1一层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号一层框架边梁A1B1一层框架中梁B1C1截面12345内力种类MVMVMVMVMV恒荷载①-32.6768.5587.375.37-55.2879.29-54.0124.15-46.620活荷载②-14.8328.757.255.03-24.7333.83-24.7312.42-17.410左风③27.52-5.1011.83-5.10-7.67-5.1023.51-15.670-15.67右风④-27.525.10-11.385.107.675.10-23.5115.67015.67左震⑤275.58-51.1889.46-51.18-77.63-51.18244.56-163.040-163.04右震⑥-275.5851.18-89.4651.1877.6351.18-244.56163.040163.041.2×①+1.4×②-58.76129.67119.569.33-117.15145.44-103.7748.99-67.430.001.35×①＋0.7×1.4×②-35.85127.36145.884.88-128.63147.69-75.0828.97-73.75-22.381.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)-27.53119.47129.543.76-116.16134.46-67.9125.35-66.88-21.751.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)-95.75126.41104.7915.40-97.68147.43-128.3367.33-66.8821.751.2×(①＋0.5×②297.5137.40234.76-54.76-185.4356.16243.07-19.73-62.46-214.12-124- )＋1.3×⑤1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥-397.81165.79-12.4670.1915.99174.12-408.73255.43-63.75214.12续表5.1一层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号一层框架边梁A1B1一层框架中梁B1C1截面12345内力种类MVMVMVMVMVγ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]227.1227.68179.43-43.46-144.7237.36185.31-136.43-47.55-163.96γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]-297.25125.76-9.3855.6813.74135.86-302.75193.76-45.63163.96表5.2二层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号二层框架边梁A2B2二层框架中梁B2C2截面12345内力种类MVMVMVMVMV恒荷载①-37.5769.1850.484.74-72.3878.66-50.4824.15-43.730活荷载②-15.9728.724.953.85-31.5433.48-24.4212.17-16.810左风③20.38-3.708.19-3.70-5.17-3.7019.40-12.350-12.35右风④-20.383.70-8.193.705.173.70-19.4012.35012.35左震⑤227.34-41.9574.35-41.95-62.17-41.95211.73-141.150-141.15右震⑥-227.3441.95-74.3541.9562.1741.95-211.73141.150141.151.2×①+-69.73122.8666.758.99-135.86146.82-93.7449.85-65.820.00-124- 1.4×②1.35×①＋0.7×1.4×②-49.81127.5285.124.83-145.42145.76-78.3834.53-66.82-17.121.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)-45.86115.7678.533.57-136.52133.72-69.7330.77-61.26-47.51续表5.2二层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号二层框架边梁A2B2二层框架中梁B2C2截面12345内力种类MVMVMVMVMV1.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)-93.76124.7357.8212.91-123.61144.71-119.7263.82-63.7217.861.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤233.7247.15165.71-45.49-193.0765.76193.18-144.12-59.73-177.511.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥-344.10155.47-39.4459.38-23.73168.61-349.43219.72-59.43177.51γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]170.1635.42126.06-35.43-141.0947.96144.36-107.05-43.86-135.71γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]-259.64117.42-29.8445.94-19.51126.72-265.92166.71-45.73137.41表5.3三层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)-124- 杆件编号三层框架边梁A3B3三层框架中梁B3C3截面12345内力种类MVMVMVMVMV恒荷载①-37.5769.1850.484.74-72.3878.66-51.8424.15-43.730活荷载②-15.9328.725.003.85-32.5333.48-24.4712.17-17.460左风③14.67-2.784.83-2.78-4.53-2.7813.76-9.170-9.17右风④-14.672.78-4.832.784.532.78-13.769.1709.17左震⑤179.84-33.2150.75-33.13-49.34-33.13159.19-106.130-106.13续表5.3三层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号三层框架边梁A3B3三层框架中梁B3C3截面12345内力种类MVMVMVMVMV右震⑥-177.5135.67-53.7936.5747.8435.64-159.19106.130106.131.2×①+1.4×②-74.76124.7668.698.66-132.52142.06-96.4548.27-62.080.001.35×①＋0.7×1.4×②-57.68129.7685.965.28-147.68147.85-86.5139.48-66.85-13.451.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)-47.15119.4676.795.49-135.79136.48-75.1836.74-63.75-13.451.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)-87.86125.8463.5813.89-123.74143.46-107.3159.43-63.7613.451.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤172.4963.73147.86-35.76-175.9475.72137.61-106.71-59.73-144.571.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥-286.13143.82-15.7249.12-42.71157.12-292.71177.12-59.45144.57-124- γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]124.1247.46106.06-27.46-133.7557.46103.75-79.73-41.43-109.12γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]-210.46108.46-13.7637.46-33.73117.19-219.72136.71-45.73104.19表5.4四层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号四层框架边梁A4B4四层框架中梁B4C4截面12345内力种类MVMVMVMVMV恒荷载①-41.8569.6651.944.27-70.7178.19-51.9424.15-46.620活荷载②-14.5728.727.083.85-31.7633.04-24.4712.17-17.160左风③8.54-1.572.48-1.57-2.33-1.578.33-5.590-5.59右风④-8.541.57-2.481.572.331.57-8.335.5905.59左震⑤108.56-20.0331.44-20.03-29.71-20.03100.37-66.910-66.91右震⑥-108.5620.03-31.4420.0329.7120.03-100.3766.91066.911.2×①+1.4×②-72.43128.7676.438.99-127.41143.11-102.7548.72-67.100.001.35×①＋0.7×1.4×②-63.30127.1181.126.11-137.11147.45-96.7245.64-73.52-6.011.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)-59.72121.4275.218.11-125.23136.72-87.4235.44-67.12-6.011.2×①＋1.4×0.9×-79.42125.7666.849.99-125.71139.83-109.1755.41-67.126.01-124- (②＋④)1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤78.2775.31117.20-19.10-147.6487.1057.62-55.61-64.04-87.611.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥-196.15129.6418.6433.49-64.36137.19-213.54128.07-62.0887.61γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]57.6456.7988.64-13.33-112.7969.1237.61-38.19-45.19-69.46续表5.4四层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号四层框架边梁A4B4四层框架中梁B4C4截面12345内力种类MVMVMVMVMVγ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]-148.3496.8414.1125.76-49.43106.17-163.7596.49-47.1969.08表5.5五层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号五层框架边梁A5B5五层框架中梁B5C5截面12345内力种类MVMVMVMVMV恒荷载①-26.8579.1461.738.16-87.3595.46-71.7528.23-64.470活荷载②-4.06.066.89-0.46-1.915.56-2.251.43-1.930左风③3.12-0.660.95-0.66-1.47-0.663.46-2.310-2.31右风④-3.120.66-0.950.661.470.66-3.462.3102.31左震⑤32.67-7.149.81-7.14-10.16-7.1437.43-24.870--124- 24.87右震⑥-32.677.14-9.817.1410.167.14-37.4324.87024.871.2×①+1.4×②-39.19106.7585.869.66-107.15120.47-92.8338.43-82.440.001.35×①＋0.7×1.4×②-39.08116.4894.1812.17-117.05139.38-98.2539.25-87.72-2.191.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)-35.38104.2885.388.99-108.96123.73-88.5635.38-82.86-2.191.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)-41.58106.8282.2712.75-106.82125.74-96.8336.75-82.862.191.2×①＋1.3×⑤18.2888.2589.360.66-118.27107.58-35.38-2.10-79.35-36.761.2×①＋1.3×⑥-84.58106.3859.4818.69-88.38125.76-146.1867.58-79.3536.76续表5.5五层梁的内力组合(单位：弯矩kN·m，剪力kN)杆件编号五层框架边梁A5B5五层框架中梁B5C5截面12345内力种类MVMVMVMVMVγ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]15.3866.4769.360.66-87.5377.35-27.86-1.59-57.86-29.85γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]-63.7879.8345.3616.78-66.3595.83-107.3653.76-57.8629.855.1.2柱的内力组合-124- 表5.6一层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号一层框架边柱A1A0一层框架中柱B1B0截面7676内力种类MNMNVMNMNV恒荷载①13.75624.73-6.65624.73-3.95-8899.344921.762.67活荷载②6.4125.43-3.2125.43-1.64-3.88264.434.39264.431.12左风③-15.88-1319.40-136.99-16.46-31.2822.64-31.287.68右风④15.8813-19.4013-6.9916.4631.28-22.6431.28-7.68左震⑤-152.19-153.51170.53-153.5167.24-172.49-348.59217.45-348.5979.37右震⑥152.19153.51-170.53153.51-67.24172.49348.59-217.45348.59-79.371.2×①+1.4×②23.761021.73-11.271061.07-8.01-13.491501.736.731551.434.101.35×①＋0.7×1.4×②23.281042.43-11.641100.17-7.94-13.161513.766.411552.464.03续表5.6一层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号一层框架边柱A1A0一层框架中柱B1B0截面7676内力种类MNMNVMNMNV1.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)5.57970.169.161023.490.75-34.131401.4633.191461.4313.461.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)43.171004.37-33.471041.96-13.179.141501.49-19.431543.04-5.431.2×(①＋-170.16582.16201.36630.1779.34-231.52601.27279.43641.27112.47-124- 0.5×②)＋1.3×⑤1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥204.67964.27-240.141021.45-88.64221.941551.36-267.341602.47-99.64γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]-124.67461.34172.34503.4661.37-192.94483.16213.76515.7477.63γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]149.46762.74-176.13813.72-70.73183.761233.49-213.461277.12-76.43表5.7二层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号二层框架边柱A2A1二层框架中柱B2B1截面7676内力种类MNMNVMNMNV恒荷载①22.93523.70-24.71562.17-10.23-11.92722.2912.37762.275.95活荷载②9.85119.37-10.52119.37-4.76-4.85201.765.22201.762.16左风③-11.64-8.7111.64-8.715.16-13.59-20.7113.59-20.716.82右风④11.648.71-11.648.71-5.1613.5920.71-13.5920.71-6.82左震⑤-123.39-102.33123.39-102.3359.43-144.28-236.73144.28-236.7371.13-124- 右震⑥123.39102.33-123.39102.33-59.43144.28236.73-144.28236.73-71.131.2×①+1.4×②38.29800.29-41.36850.19-19.49-19.431170.1919.411212.1910.151.35×①＋0.7×1.4×②42.76813.49-41.82863.18-19.51-18.431213.4920.191223.4610.151.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)22.49780.42-28.74813.49-15.72-38.551144.1238.111183.0418.421.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)55.14801.04-59.72855.86-28.47-3.111167.133.431244.731.661.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤-124.22511.07129.73541.1465.48-201.17543.17206.54592.14105.111.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥183.80751.14-182.41801.26-92.14172.471182.74-173.741233.11-92.17续表5.7二层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号二层框架边柱A2A1二层框架中柱B2B1截面7676内力种类MNMNVMNMNVγ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]-111.14400.52103.42435.4250.46-165.79435.73165.23473.7186.28γ14611.746-71494-198-7-124- [1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]4.12-148.7537.256.743.276.7537.422.475.74表5.8三层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号三层框架边柱A3A2三层框架中柱B3B2截面7676内力种类MNMNVMNMNV恒荷载①22.93389.43-22.93427.90-10.49-11.92533.7611.92537.745.98活荷载②10.3286.79-9.8386.79-5.01-4.96139.644.96139.642.31左风③-8.74-5.018.74-5.014.14-10.19-12.0610.19-12.065.14右风④8.745.018.745.01-4.1410.1912.06-10.1912.06-5.14左震⑤-103.9560.38-103.95-60.3851.22-121.54-137.53121.54-137.5363.37右震⑥103.95-60.38103.9560.38-51.22121.54137.53-121.54137.53-63.371.2×①+1.4×②39.73578.42-38.14640.10-22.58-21.55859.4621.55859.4610.111.35×①＋0.7×1.4×②39.14619.76-39.76659.46-19.43-19.74869.4319.64883.4610.52续表5.8三层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号三层框架边柱A3A2三层框架中柱B3B2截面7676内力种类MNMNVMNMNV1.2×①＋1.4×0.9×(②28.43570.82-27.61619.76-12.46-30.13823.1931.16829.4616.49-124- ＋③)1.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)53.15585.472-53.17630.16-21.46-6.95849.766.97858.433.131.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤-101.14540.45-159.18435.7651.73-173.47443.17175.80450.7689.461.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥154.73388.73101.46577.45-78.45143.73831.17-143.47833.46-72.43γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]-79.64433.84-122.43352.7342.73-142.73355.47142.16362.8870.61γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]123.72313.8780.16472.74-65.31113.72663.47-113.47662.72-62.73表5.9四层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号四层框架边柱A4A3四层框架中柱B4B3截面7676内力种类MNMNVMNMNV恒荷载①22.32254.39-22.93292.86-11.60-12.42345.2311.92385.216.42活荷载10.5441.35-9.7541.35-5.17-5.1075.644.9675.642.36-124- ②左风③-5.93-2.235.93-2.122.96-6.99-5.676.99-5.673.55右风④5.932.23-5.932.12-2.966.995.67-6.995.67-3.55左震⑤-75.89-27.1775.89-27.2437.87-88.53-64.6188.53-64.6146.125右震⑥75.8927.17-75.8927.24-37.8788.5364.61-88.5364.61-46.121.2×①+1.4×②39.56374.31-41.35420.58-21.86-22.48535.7621.55582.7311.761.35×①＋0.7×1.4×②41.52390.17-41.75440.83-19.38-19.47535.5122.19604.8910.681.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)30.50362.14-32.67413.86-16.68-30.75515.3729.38563.2515.281.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)47.02370.00-47.35416.85-24.35-12.74529.66911.58577.576.371.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤-65.33273.5868.69317.5835.39-132.58323.75132.82371.7267.431.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥122.74339.79-123.47385.57-63.12102.22504.37-103.57552.28-52.39续表5.9四层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号四层框架边柱A4A3四层框架中柱B4B3截面7676内力种类MNMNVMNMNV-124- γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]-55.38216.9154.79253.8528.25-106.13258.86105.65297.2454.30γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]98.72271.82-98.68308.75-50.7682.45403.55-82.85442.96-42.57表5.10五层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号五层框架边柱A5A4五层框架中柱B5B4截面7676内力种类MNMNVMNMNV恒荷载①32.07128.49-25.73157.48-14.58-15.55178.3813.39197.017.48活荷载②4.006.55-8.456.55-3.81-0.609.123.229.121.07左风③-3.12-0.662.61-0.661.58-4.23-1.653.53-1.652.08右风④3.120.66-2.610.66-1.584.231.65-3.531.65-2.08左震⑤-39.12-7.1432.67-7.1417.55-52.76-17.7344.07-17.7325.38右震⑥39.127.14-32.677.14-17.5552.7617.73-44.0717.73-25.381.2×①+1.4×②44.47166.48-41.75201.53-22.05-19.58232.8620.76254.6810.861.35×①＋0.7×1.4×②47.75182.47-42.77221.76-22.75-21.58253.3721.57278.7511.88续表5.10五层框架柱的内力组合(单位：弯矩kN·m，轴力和剪力kN)杆件编号五层框架边柱A5A4五层框架中柱B5B4截面7676内力种类MNMNVMNMNV-124- 1.2×①＋1.4×0.9×(②＋③)39.75164.58-37.58199.68-19.67-24.67228.7624.44250.7412.471.2×①＋1.4×0.9×(②＋④)47.85166.38-43.28200.27-23.72-14.28232.7315.88254.697.391.2×①＋1.3×⑤-11.55144.7510.47179.555.15-88.42187.7574.39210.3641.851.2×①＋1.3×⑥88.52163.54-72.57198.37-41.2451.75240.75-42.85262.65-23.39γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑤]-8.35115.288.34143.634.67-70.52150.1855.47168.3635.37γ[1.2×(①＋0.5×②)＋1.3×⑥]73.78130.57-57.82158.35-32.6440.55190.17-33.39214.28-18.38上述内力组合表中的梁端弯矩值并不完全等于实际梁端控制截面处的梁端弯矩值，而是应该比实际的控制的截面处的弯矩稍微偏大一点的，因为内力组合表中求得的梁端的弯矩值理论上是柱轴线处的梁端的弯矩值，所以，实际上的梁端的控制截面处的弯矩值等于表中的弯矩值-×VAB(VBC)×h(h是柱的截面的高度)，还要全面考虑到“计算的工作量和偏安全的考虑”，另外梁端的控制截面的弯矩值及剪力值可以按上述内力组合表中的数值来计算。5.2内力调整需要进行一些调整，用来保证“柱端”的破坏迟于“梁端”的破坏，即“强柱弱梁的原则”；“剪切”的破坏迟于“弯曲”的破坏，即“强剪弱弯的原则”；“节点”的破坏迟于“构件”的破坏，即“强节点弱构件原则”。5.2.1按强柱弱梁原则对柱端弯矩进行调整-124- 这个框架是“三级的框架”，在其“梁柱节点”处，除“框架的顶层”和“柱的轴压比小于0.15者”及“框支梁和框支柱的必要节点”除外，其余“柱端组合”的弯矩的设计值需要满足下式的要求：∑=ηc·∑Mb其中，∑为“节点的上下的柱端”的截面的“顺时针或着反时针”方向组合的弯矩的设计值之和。∑Mb为节点的左右的梁端的截面的反时针或着顺时针对的方向的组合的弯矩的设计值之和，当节点的左右的梁端的弯矩值都为负时，其中绝对值比较小的弯矩值应该取零。对于其中三级的框架其ηc应该取1.3。表5.11梁柱节点处柱端弯矩调整计算表(弯矩单位：kN·m)节点内力方向∑∑ηc·∑增大倍数A11123.49176.75198.180.00-297.57-297.57-386.371.29165.54225.95A12-182.47-211.27-391.640.00398.48398.48518.021.31-248.89-279.14B11201.75244.17452.55-185.47-247.86-432.57-562.471.25259.53309.74B12-176.22-224.57-400.1713.18408.75424.95547.641.36-240.44-309.57A21100.45129.75230.120.00-233.58-233.58-303.491.29136.57168.98A22-157.47-185.74-344.470.00346.57346.57445.241.31-205.58-243.79B21171.47203.45383.75-191.02-191.32-382.34-497.041.30229.75269.75B22-145.42-175.28-321.570.00345.49345.49452.581.39-206.85-249.88A3166.47101.47175.720.00-172.57-172.57-225.781.2886.57135.68A32-121.45-157.58-280.240.00286.75286.75367.581.31-163.67-206.89B31130.45171.27305.47-177.69-137.69-305.67-405.471.30175.57227.64B32-100.24-145.45-252.450.00292.47292.47375.281.51-158.56-225.69续表5.11梁柱节点处柱端弯矩调整计算表(弯矩单位：kN·m)节点∑∑ηc·∑-124- 内力方向增大倍数A4110.5669.5578.550.00-77.68-77.68-108.061.2915.7287.37A42-75.36-125.75-198.140.00198.74198.64264.561.30-95.34-164.08B4176.33135.66205.99-145.69-55.12-196.81-256.751.2596.28166.48B42-42.20-102.85-145.050.00211.10211.10271.631.93-82.35-196.28注：上述的、分别是“节点上下柱端”的“调整后的弯矩”；其中内力方向“1”为“柱端的顺时针与梁端的逆时针弯矩的平衡”；内力方向“2”为“柱端的逆时针与梁端的顺时针弯矩的平衡”。此外，根据抗震规范三级的框架结构的底层的柱下端的截面的弯矩的设计值需要乘以1.15倍的增大系数。对A柱：MC=1.15×223.65=261.32kN·mMC=1.15×(-225.35)=-259.46kN·m对B柱：MC=1.15×291.38=335.75kN·mMC=1.15×(-281.35)=-323.43kN·m5.2.2按强剪弱弯原则对柱端、梁端剪力进行调整(1)根据抗震的规范可得，框架得梁端截面得组合的剪力得设计值应该需要按下式来进行调整：V=ηvb×(Mb左＋Mb右)/Ln＋上述三级的框架的ηvb可以取1.1，其中为梁在重力的荷载的代表值作用下按照简支梁来得到的梁端的截面的剪力的设计值，可由下式来求得：=1.2×(①＋0.5×②)×Ln×梁端剪力的设计值需要调整如下表5.12所示。表5.12梁端剪力设计值调整计算表-124- 杆件组合类别(kN)Ln(m)M梁左(kN·m)M梁右(kN·m)ηVb×(M梁左＋M梁右)/LnV(kN)最不利剪力(kN)剪力设计值A1B1顺时针100.476.5297.66182.5775.94182.05175.33184.04A1B1逆时针100.476.5397.4512.262.92164.02B1C1顺时针30.152.6244.36402.82277.99304.28255.92305.28B1C1逆时针30.152.6403.54241.42277.99304.28A2B2顺时针100.476.5233.09193.0564.28172.36165.50172.36A2B2逆时针100.476.5343.41054.78154.86B2C2顺时针30.152.6193.42342.87224.70254.94214.65256.55B2C2逆时针30.152.6343.58192.35227.70254.94A3B3顺时针100.476.5175.84171.4555.69154.74155.65155.74A3B3逆时针100.476.5283.4046.02144.15B3C3顺时针30.152.6133.59293.35180.03215.35174.05214.42B3C3逆时针30.152.6293.53134.14180.03215.35A4B4顺时针100.476.575.28145.6436.55136.65145.74145.25A4B4逆时针100.476.5194.75031.66136.75B4C4顺时针30.152.655.52214113.44146.74127.56145.52B4C4逆时针30.152.6214.155.14113.48146.74续表5.12梁端剪力设计值调整计算表-124- 杆件组合类别(kN)Ln(m)M梁左(kN·m)M梁右(kN·m)ηVb×(M梁左＋M梁右)/LnV(kN)最不利剪力(kN)剪力设计值A5B5顺时针96.586.515.94117.5322.13121.05135.04135.24A5B5逆时针96.586.583.55013.33112.45B5C5顺时针27.552.60143.4559.4188.4466.488.77B5C5逆时针27.552.6143.45059.4188.44(2)根据“抗震规范”可得，框架的柱端的截面的组合的剪力的设计值需要调整为：V=×(＋)/其中，是相邻层的柱的各个反弯点之间的距离，一般取“柱高”是柱的“上端的弯矩值”,为“柱下端的弯矩值”对三级的框架柱，其中增大系数|“”取1.2。则柱端的剪力的设计值需要调整为如表5.13所示。表5.13柱端剪力设计值调整计算表杆件组合类别(m)(kN·m)(kN·m)(kN)剪力设计值(kN)A0A1顺时针4.3223.94256.23135.55145.57A0A1逆时针4.3273.14265.67149.57B0B1顺时针4.3307.74325.73176.24183.35B0B1逆时针4.3309.37336.75180.25A1A2顺时针3.3168.09245.84148.45145.75A1A2逆时针3.3243.21165.54146.24B1B2顺时针3.3269.18244.54184.54188.98B1B2逆时针3.3249.44255.36183.36A2A3顺时针3.3135.83208.04124.32124.57A2A3逆时针3.3206.25134.33124.57续表5.13柱端剪力设计值调整计算表-124- 杆件组合类别(m)(kN·m)(kN·m)(kN)剪力设计值(kN)B2B3顺时针3.3227.10207.50159.67165.82B2B3逆时针3.3223.65225.86165.82A3A4顺时针3.388.84165.6093.2594.25A3A4逆时针3.3162.0889.2692.31B3B4顺时针3.3168.48157.78115.19136.68B3B4逆时针3.3197.28175.10136.68A4A5顺时针3.386.1895.3867.3969.38A4A5逆时针3.313.2215.729.37B4B5顺时针3.353.1083.3547.1569.07B4B5逆时针3.385.4297.2865.04-124- 6截面设计6.1框架梁配筋6.1.1框架梁正截面受弯承载力计算在梁的内力组合表中选出楼层跨中的截面及支座边缘处的截面的最不利的内力组合用来进行必要的配筋计算，当梁的下部受到拉力时，需要按T形的截面来进行设计，当梁的上部的截面受到拉力时，则需要按矩形的截面来进行设计。梁的混凝土的强度等级需要采用C25，=11.9N/mm2,=1.27N/mm2，α1=1.0；纵向的受力的钢筋需要采用HRB335级，==300N/mm2；另外箍筋一律需要采用HPB235级，==270N/mm2。其中进行梁的正截面的受弯的承载力的计算时，。(1)T形截面的翼缘宽度的计算边跨为：翼缘计算宽度需要取下列的三项中的其中较小值：按跨度的考虑：b＇f=Ln/3=6900/3=2300mm按梁的间距的考虑：b＇f=b＋Sn=200+(6900-300)=6800mm按翼缘厚度考虑：h＇f/h0=100/(700-35)=0.15﹥0.1,不起控制作用故b＇f取2300mm。中跨为：翼缘的计算的宽度需要取下列其中三项中的较小值：按跨度的考虑：b＇f=Ln/3=3000/3=1000mm按梁的间距的考虑：b＇f=b＋Sn=200+(3000-300)=2900mm按翼缘厚度考虑：h＇f/h0=100/(700-35)=0.15﹥0.1,不起控制作用故b＇f取1000mm。(2)梁的有效高度的计算梁的保护层的厚度取as=a＇s=35mm,则边跨的梁的有效的高度h0=h－as=700－35=665mm，中跨的梁的有效的高度h0=h－as=700－35=665mm(3)各层梁的正截面配筋计算表见下表：-124- 表6.1一层梁正截面承载力计算截面第一层边跨梁A1B1第一层中跨梁B1C1左端跨中右端左端跨中弯矩正负号＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M弯矩设计值（kN·M）227.12297.52179.439.3813.74144.72185.31302.75—73.75梁截面尺寸b×h(mm)2400×700300×7002400×700300×7002400×700300×7001000×700300×7001000×700300×700a或a’(mm)35603560356035603560(mm)665640665640665640665640665640(N/)11.911.911.911.911.911.911.911.911.911.9(N/)1.271.271.271.271.271.271.271.271.271.27(N/)300300300300300300300300300300（KN·M）1960.74—1960.74—1960.74—785.14———截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形—矩形0.0160.2280.0140.0050.0020.1160.0290.246—0.048界限受压区相对高度ξ0.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.550()1011.521547.15799.8048.0155.38697.23835.051611.92—335.93=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.19%0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％()399399399399399399399399399399实选钢筋416418416218416418416418416418实配（）8041017804508804101780410178041017-124- 表6.2二层梁正截面承载力计算截面第二层边跨梁A1B1第二层中跨梁B1C1左端跨中右端左端跨中弯矩正负号＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M弯矩设计值（kN·M）170.16259.64126.0629.84—141.09144.36265.92—66.82梁截面尺寸b×h(mm)2400×700300×7002400×700300×7002400×700300×7001000×700300×7001000×700300×700a或a’(mm)35603560356035603560(mm)665640665640665640665640665640(N/)11.911.911.911.911.911.911.911.911.911.9(N/)1.271.271.271.271.271.271.271.271.271.27(N/)300300300300300300300300300300（KN·M）1960.74—1960.74—1960.74—785.14———截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形—矩形0.0150.2050.0140.022—0.1220.0250.259—0.054界限受压区相对高度ξ0.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.550()798.451389.19576.75136.73—711.36642.171332.26—356.93=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.19%0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％()399399399399399399399399399399实选钢筋416418416218416418416418416418实配（）8041017804508804101780410178041017-124- 表6.3三层梁正截面承载力计算截面第三层边跨梁A1B1第三层中跨梁B1C1左端跨中右端左端跨中弯矩正负号＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M弯矩设计值（kN·M）124.12210.46106.0613.76—133.75103.75219.72—66.85梁截面尺寸b×h(mm)2400×700300×7002400×700300×7002400×700300×7001000×700300×7001000×700300×700a或a’(mm)35603560356035603560(mm)665640665640665640665640665640(N/)11.911.911.911.911.911.911.911.911.911.9(N/)1.271.271.271.271.271.271.271.271.271.27(N/)300300300300300300300300300300（KN·M）1960.74—1960.74—1960.74—785.14———截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形—矩形0.0150.1660.0080.008—0.1150.0250.174—0.053界限受压区相对高度ξ0.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.550()583.971082.35458.3058.47—756.73476.211132.72—343.93=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.19%0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％()399399399399399399399399399399实选钢筋416418416218416418416418416418实配（）8041017804508804101780410178041017-124- 表6.4四层梁正截面承载力计算截面第四层边跨梁A1B1第四层中跨梁B1C1左端跨中右端左端跨中弯矩正负号＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M弯矩设计值（kN·M）57.64148.3488.64——137.1937.61163.75—67.12梁截面尺寸b×h(mm)2400×700300×7002400×700300×7002400×700300×7001000×700300×7001000×700300×700a或a’(mm)35603560356035603560(mm)665640665640665640665640665640(N/)11.911.911.911.911.911.911.911.911.911.9(N/)1.271.271.271.271.271.271.271.271.271.27(N/)300300300300300300300300300300（KN·M）1960.74—1960.74—1960.74—785.14———截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形—矩形0.0080.1150.008——0.1080.0090.132—0.048界限受压区相对高度ξ0.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.550()283.94735.01395.83——696.08197.98785.23—365.48=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.19%0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％()399399399399399399399399399399实选钢筋416416416216416416416416416416实配（）804804804402804804804804804804-124- 表6.5五层梁正截面承载力计算截面第五层边跨梁A1B1第五层中跨梁B1C1左端跨中右端左端跨中弯矩正负号＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M＋M－M弯矩设计值（kN·M）15.3863.7889.36——125.76—107.36—87.72梁截面尺寸b×h(mm)2400×700300×7002400×700300×7002400×700300×7001000×700300×7001000×700300×700a或a’(mm)35603560356035603560(mm)665640665640665640665640665640(N/)11.911.911.911.911.911.911.911.911.911.9(N/)1.271.271.271.271.271.271.271.271.271.27(N/)300300300300300300300300300300（KN·M）1960.74—1960.74—1960.74—785.14———截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形矩形—矩形0.0030.0450.009——0.095—0.075—0.064界限受压区相对高度ξ0.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.5500.550()59.40295.85414.56——585.93—506.63—433.84=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.19%0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％0.19％()399399399399399342399399399399实选钢筋416416416216416416416416416416实配（）804804804402804804804804804804-124- 6.1.2框架梁斜截面受剪承载力计算在进行梁的斜截面的受剪的承载力计算的时候，取表6.6一层梁斜截面受剪承载力计算截面边跨支座中跨支座剪力设计值V(kN)182.05304.28梁截面尺寸b×h(mm)300×700300×700梁截面有效高度h(mm)640640(N/)11.911.9(N/)1.271.27(N/)270270跨高比=L/h9.85>2.54.28>2.5剪跨比限值验算481.4>181.04满足要求481.4>308.28满足要求承载力计算0.481.25所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{/4,8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.98>0.461.98>1.200.13%0.13%配箍率0.67%>0.12%0.67%>0.12%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@140Φ10@130实配1.08>0.461.28>1.20-124- 表6.7二层梁斜截面受剪承载力计算截面边跨支座中跨支座剪力设计值V(kN)172.36254.94梁截面尺寸b×h(mm)300×700300×700梁截面有效高度h(mm)640640(N/)11.911.9(N/)1.271.27(N/)270270跨高比=L/h9.85>2.54.28>2.5剪跨比限值验算481.4>170.36满足要求481.4>259.99满足要求承载力计算0.451.35所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{/4,8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.97>0.401.97>0.920.12%0.12%配箍率0.67%>0.12%0.67%>0.12%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@140Φ10@140实配1.08>0.401.08>0.92-124- 表6.8三层梁斜截面受剪承载力计算截面边跨支座中跨支座剪力设计值V(kN)154.74215.35梁截面尺寸b×h(mm)300×600300×600梁截面有效高度h(mm)540540(N/)11.911.9(N/)1.271.27(N/)270270跨高比=L/h9.85>2.54.28>2.5剪跨比限值验算481.4>157.77满足要求481.4>212.32满足要求承载力计算0.350.69所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{/4,8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.98>0.331.98>0.650.12%0.12%配箍率0.67%>0.12%0.67%>0.12%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@140Φ10@140实配1.07>0.331.07>0.65-124- 表6.9四层梁斜截面受剪承载力计算截面边跨支座中跨支座剪力设计值V(kN)136.75146.74梁截面尺寸b×h(mm)300×700300×700梁截面有效高度h(mm)640640(N/)11.911.9(N/)1.271.27(N/)270270跨高比=L/h9.85>2.59.85>2.5剪跨比限值验算470.4>146.72满足要求470.4>145.73满足要求承载力计算0.280.28所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{/4,8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.97>0.261.97>0.260.12%0.12%配箍率0.67%>0.12%0.67%>0.12%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@140Φ10@140实配1.07>0.261.07>0.26-124- 表6.10五层梁斜截面受剪承载力计算截面边跨支座中跨支座剪力的设计值：V(kN)136.7588.4梁截面的尺寸：b×h(mm)300×700300×700梁截的面有效的高度：h(mm)640640(N/)11.911.9(N/)1.271.27(N/)270270跨高比：=L/h9.85>2.54.28>2.5剪跨比的限值的验算：481.4>136.03满足要求481.4>88.77满足要求承载力计算：0.220.07所选的箍筋的直径d(mm)：（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{/4,8d,150}100100所配箍筋Φ10@80Φ10@80实配1.98>0.201.98>0.080.12%0.12%配箍率0.67%>0.12%0.67%>0.12%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@140Φ10@140实配1.07>0.201.07>0.086.2框架柱的截面设计柱的混凝土的强度的等级需要采用“C30”混凝土，=14.3/，=1.43/，=1.0，纵向的受力的钢筋可以采用“HRB335级”钢筋，==300/,箍筋可以采用“HPB235级”的钢筋，==210/.-124- 6.2.1框架柱的正截面的抗弯承载力的计算从上述“柱的内力组合表”可得，内力组合是比较的复杂，因为弯矩和轴力的一些相关性，因此严格的来讲，需要考虑每一个情况来进行配筋，如此才能最后的确定控制的截面的必要配筋，但是这样得计算得工作量是太大的，并且对现场施工带来一些不便。所以实际工作中，只需要找出控制各层柱的最不利的内力的组合值，“M和N”，这样就可以简化很多计算。由M和N的一些相关性，不论是大的偏压还是小的偏压，当N比较相近时，总是“M的较大者”需要比较多的钢筋；而当M比较相近时，小的偏压随着“N的增大”其配筋的量也随之增大，大的偏压随着“N的减小”其配筋的量随之增大。按照上述规律，就可以很快的排除许多不利的内力组合，仅用最不利的内力组合的值来进行计算。柱的混凝土的强度等级需要采用“C30”，=14.3N/mm2,=1.43N/mm2,α1=1.0；纵向的受力的钢筋需要采用“HRB335级”钢筋，==300N/mm2,箍筋需要一律的采用“HPB235级”钢筋，==270N/mm2。(1)轴压比的验算表6.11轴压比的计算表楼层柱端柱底最大轴力(kN)柱截面尺寸(mm)(N/mm)轴压比限值轴压比备注一A1100.17400×40014.30.850.58满足要求一B1602.47400×40014.30.850.75满足要求二A855.86400×40014.30.850.54满足要求二B1244.73400×40014.30.850.68满足要求三A659.46400×40014.30.850.41满足要求三B883.46400×40014.30.850.46满足要求四A472.74400×40014.30.850.31满足要求四B662.72400×40014.30.850.29满足要求五A216.91400×40014.30.850.15满足要求五B297.14400×40014.30.850.18满足要求(2).正截面的承载力的计算：-124- 表6.12一层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱内力设计值弯矩：M（kNM)262.49313.25轴力；N(kN）964.271602.47截面尺寸：b×h(mm)400×400400×400()14.314.3或：（）3003000.5500.5501.01.00.80.8截面面积：A（）160000160000a或a：（mm）4040截面有效高度：（mm）360360计算长度=1.00H(mm)49004900（>5时考虑η）13.6>513.6>5附加偏心距=max{20，h/30}(mm)2525轴向压力对截面重心的偏心距(mm)261.48213.08初始偏心距=+（mm）329.46213.76(>1.0时取1.0）0.680.49（>1.0时取1.0）1.01>1.0取1.01.01>1.0取1.0偏心距增大系数1.151.16(mm)358.64>0.3=108239.11>0.3=108（mm）468.75367.12受压区高度（mm）189.54>=190.5且322.74>=190.5且大小偏心的判别小的偏心受压小的偏心受压-124- 续表6.12一层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱大偏压计算时——时，取（）——小偏压计算0.550.672188.453438.24最小配筋率=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.21%0.21%()336336实配钢筋316316实配钢筋面积603603表6.13二层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱内力设计值弯矩：M（kNM)239.54236.75轴力：N(kN）801.041224.12截面尺寸：b×h(mm)400×400400×400：()14.314.3或：（）3003000.5500.5501.01.00.80.8截面面积：A（）160000160000a或a：（mm）4040截面有效高度：（mm）360360计算长度：=1.25H(mm)48754875：（>5时考虑η）13.54>513.54>5附加偏心距：=max{20，h/30}(mm)2020-124- 续表6.13二层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱轴向压力对截面重心的偏心距：(mm)314.15188.85初始偏心距：=+（mm）334.15208.85(>1.0时取1.0）1.08>1.0取1.00.69（>1.0时取1.0）1.01>1.0取1.01.01>1.0取1.0偏心距增大系数1.161.16(mm)380.65>0.3=108260.65>0.3=108（mm）505.60380.64受压区高度（mm）170.11<=190.5且250.69>=190.5且大小偏心判别大偏心受压小偏心受压大偏压计算时2527.16—时，取（）——小偏压计算—0.35—3137.57最小配筋率=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.21%0.21%()336336实配钢筋：316316实配钢筋面积：603603-124- 表6.14三层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱内力设计值弯矩：M（kNM)203.68200.27轴力：N(kN）433.84831.17截面尺寸：b×h(mm)400×400400×400()14.314.3或：（）3003000.5500.5501.01.00.80.8截面面积：A（）160000160000a或a：（mm）4040截面有效高度：（mm）360360计算长度：=1.25H(mm)48754875：（>5时考虑η）13.54>513.54>5附加偏心距：=max{20，h/30}(mm)2020轴向压力对截面重心的偏心距：(mm)465.35236.89初始偏心距：=+（mm）485.35256.89(>1.0时取1.0）2.0>1.0取1.01.05>1.0取1.0（>1.0时取1.0）1.01>1.0取1.01.01>1.0取1.0偏心距增大系数1.161.15(mm)576.25>0.3=108342.44>0.3=108（mm）735.35429.45受压区高度（mm）108.53<=190.5且189.25<=190.5且大小偏心判别大偏心受压大偏心受压-124- 续表6.14三层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱大偏压计算时1953.311598.42时，取（）——小偏压计算————最小配筋率=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.21%0.21%()336336实配钢筋316316实配钢筋面积603603表6.15四层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱内力设计值弯矩：M（kNM)158.67150.37轴力：N(kN）370.00577.57截面尺寸：b×h(mm)400×400400×400()14.314.3或：（）3003000.5500.5501.01.00.80.8截面面积：A（）160000160000a或a：（mm）4040截面有效高度：（mm）360360计算长度：=1.25H(mm)48754875（>5时考虑η）13.54>513.54>5附加偏心距：=max{20，h/30}(mm)2020-124- 续表6.15四层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱轴向压力对截面重心的偏心距(mm)423.45298.64初始偏心距=+（mm）443.45318.64(>1.0时取1.0）2.35>1.0取1.01.39>1.0取1.0（>1.0时取1.0）1.01>1.0取1.01.01>1.0取1.0偏心距增大系数1.221.23(mm)543.78>0.3=108386.50>0.3=108（mm）663.48516.78受压区高度（mm）86.13<=190.5且123.75<=190.5且大小偏心判别大偏心受压大偏心受压大偏压计算时—753.79时，取（）1863.754—小偏压计算————最小配筋率=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.21%0.21%()336336实配钢筋316316-124- 续表6.15四层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱实配钢筋面积603603表6.16五层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱内力设计值弯矩M（kNM)91.6889.57轴力N(kN）182.47253.37截面尺寸b×h(mm)400×400400×400()14.314.3或（）3003000.5500.5501.01.00.80.8截面面积A（）160000160000a或a（mm）4040截面有效高度（mm）360360计算长度=1.25H(mm)48754875（>5时考虑η）13.54>513.54>5附加偏心距=max{20，h/30}(mm)2020轴向压力对截面重心的偏心距(mm)483.45457.58初始偏心距=+（mm）500.45477.58(>1.0时取1.0）2.33>1.0取1.01.69>1.0取1.0（>1.0时取1.0）4.35>1.0取1.04.35>1.0取1.0偏心距增大系数1.421.42(mm)697.34>0.3=108697.34>0.3=108（mm）863.75796.12受压区高度（mm）42.12<=190.5且50.46<=190.5且大小偏心判别大偏心受压大偏心受压-124- 续表6.16五层柱正截面抗弯承载力计算柱子类别边柱中柱大偏压计算时——时，取（）1465.751488.16小偏压计算————最小配筋率=max｛0.2,45·ft/fy｝％0.21%0.21%()336336实配钢筋316316实配钢筋面积6036036.2.2框架柱的斜截面的抗剪的承载力的计算在进行柱的“斜截面的受剪承载力”计算时，。表6.17一层柱斜截面受剪承载力计算截面边柱柱端中柱柱端剪力设计值V(kN)1445.57183.35与剪力设计值相应的轴向压力设计值N(kN)1019.361602.47柱截面尺寸b×h(mm)400×400400×400柱截面面积A（）160000160000截面有效高度h(mm)360360柱净高(m)4.34.3(N/)14.314.3(N/)1.431.43续表6.17一层柱斜截面受剪承载力计算-124- 截面边柱柱端中柱柱端轴压比0.650.75(N/)270270剪跨比限值验算394.12>153.45满足要求373.07>185.67满足要求6.046.04(kN)543.75543.75N的最终取值N>543.75，取543.75N>543.75，取543.75(kN)60.24<153.45需斜截面受剪承载力计算60.24<185.67需斜截面受剪承载力计算承载力计算0.941.25所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.98>0.951.98>1.25(查表得出）0.1180.1360.65%0.75%体积配箍率>0.65%>0.75%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@150Φ10@150实配1.32>0.951.32>1.25表6.18二层柱斜截面受剪承载力计算-124- 截面边柱柱端中柱柱端剪力设计值：V(kN)148.72184.95与剪力设计值相应的轴向压力设计值：N(kN)801.041224.12柱截面尺寸：b×h(mm)400×400400×400柱截面面积：A（）160000160000截面有效高度：h(mm)360360柱净高：(m)3.33.3：(N/)14.314.3：(N/)1.431.43轴压比：0.480.72：(N/)270270剪跨比限值验算：380.45>153.45满足要求367.09>185.67满足要求5.045.04(kN)543.75543.75N的最终取值N>543.75，取543.75N>543.75，取543.75(kN)61.95<153.45需斜截面受剪承载力计算62.95<185.67需斜截面受剪承载力计算承载力计算0.881.25所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5续表6.18二层柱斜截面受剪承载力计算-124- 截面边柱柱端中柱柱端箍筋加密区箍筋间距s=min{8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.98>0.851.98>1.22(查表得出）0.0880.1380.43%0.71%体积配箍率>0.45%>0.75%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@150Φ10@150实配1.32>0.851.32>1.22表6.19三层柱斜截面受剪承载力计算截面边柱柱端中柱柱端剪力设计值V(kN)126.57165.82与剪力设计值相应的轴向压力设计值N(kN)433.84831.17柱截面尺寸b×h(mm)400×400400×400柱截面面积A（）160000160000截面有效高度h(mm)360360柱净高(m)3.33.3(N/)14.314.3(N/)1.431.43轴压比0.360.51(N/)270270剪跨比限值验算367.08>126.57满足要求367.08>168.82满足要求5.355.35(kN)543.75543.75续表6.19三层柱斜截面受剪承载力计-124- 截面边柱柱端中柱柱端N的取值N>543.75，取543.75N>543.75，取543.75(kN)65.92<124.41需斜截面受剪承载力计算65.92<163.75需斜截面受剪承载力计算承载力计算0.651.01所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.98>0.611.98>1.00(查表得出）0.0680.0880.31%0.45%体积配箍率>0.31%>0.45%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@150Φ10@150实配1.32>0.611.32>1.01表6.20四层柱斜截面受剪承载力计算截面边柱柱端中柱柱端剪力设计值V(kN)91.25134.68与剪力设计值相应的轴向压力设计值N(kN)385.56552.95柱截面尺寸b×h(mm)400×400400×400柱截面面积A（）122500122500截面有效高度h(mm)310310柱净高(m)3.33.3续表6.20四层柱斜截面受剪承载力计算-124- 截面边柱柱端中柱柱端(N/)14.314.3(N/)1.431.43轴压比0.250.35(N/)270270剪跨比限值验算367.08>91.25满足要求367.08>134.68满足要求5.355.35(KN)543.75543.75N的取值N<543.75，取543.75N>543.75，取543.75(KN)56.75<91.25需斜截面受剪承载力计算66.96<134.68需斜截面受剪承载力计算承载力计算0.380.75所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.98>0.381.98>0.75(查表得出）0.080.0650.33%0.34%体积配箍率>0.33%>0.34%续表6.20四层柱斜截面受剪承载力计算-124- 截面边柱柱端中柱柱端箍筋非加密区所配箍筋Φ10@150Φ10@150实配1.32>0.611.32>1.00表6.21五层柱斜截面受剪承载力计算截面边柱柱端中柱柱端剪力设计值V(kN)69.3869.07与剪力设计值相应的轴向压力设计值N(kN)182.47353.37柱截面尺寸b×h(mm)400×400400×400柱截面面积A（）160000160000截面有效高度h(mm)360360柱净高(m)3.33.3(N/)14.314.3(N/)1.431.43轴压比0.150.16(N/)270270剪跨比限值验算367.09>69.38满足要求367.09>69.07满足要求5.355.35(kN)543.75543.75N的取值N<543.75，取198.58N<543.75，取245.58(kN)43.3<66.39需斜截面受剪承载力计算,并且不能按构造配置箍筋46.16<66.07需斜截面受剪承载力计算,并且不能按构造配置箍筋承载力计算0.250.22所选箍筋直径d(mm)（三级框架d≧8mm）1010续表6.21五层柱斜截面受剪承载力计算-124- 截面边柱柱端中柱柱端单肢箍筋面积(mm)78.578.5箍筋加密区箍筋间距s=min{8d,150}100100所配箍筋Φ10@100Φ10@100实配1.96>0.251.96>0.22(查表得出）0.080.080.32%0.32%体积配箍率>0.32%>0.32%箍筋非加密区所配箍筋Φ10@150Φ10@150实配1.32>0.231.32>0.20-124- 7楼梯的设计本设计的楼梯都采用“板式楼梯”，各个楼梯的“平面布置图”如下图7.1所示，楼层层高为3.9m，踏步的尺寸为“162.5mm×290mm”。楼梯的“均布荷载的标准值”：=3.5kN/m2。混凝土用“C25”，“板和平台梁”的纵向的受力钢筋需要分别的采用“HPB300和HRB335”。图7.1楼梯平面布置图(单位：mm)7.1梯段斜板的设计斜板的长度为：,斜板的厚度135mm，另外在计算的过程中-124- 需要取“1.0m宽的板带”来进行楼板计算。7.1.1荷载的计算恒荷的载标准值的计算：20mm的厚水磨石的面层：(0.29＋0.1625)×0.65/0.29=1.01kN/m混凝土的踏步为：(25×0.29×0.1625/2)/0.29=2.03kN/m135mm厚的混凝土斜板为：(25×0.135×3.74)/3.19=3.96kN/m20mm厚的板底的抹灰为：(17×0.02×3.74)/3.19=0.38kN/m合计为：7.38kN/m活荷载的标准值计算为：3.5kN/m荷载的设计值为：p=1.2×7.38＋1.4×3.5=13.76kN/m7.1.2截面设计斜板的水平的计算的跨度：,跨中的弯矩设的计值采取，由于斜板的“平台梁”是整个浇在一起，不是铰接的，因此“平台梁”对斜板的“转动和变形”有约束的作用，降低了了斜板的“跨中的弯矩值”，因此计算板的跨中的弯矩的时候，可以近似的取为：==13.99kN·M,斜板的“有效的高度”：h0=h-as=135-20=115mm==0.102ξ=1-=1-=0.108﹤ξb=0.576As===611.24mm2选配此Φ12@130，As=628.0mm2，每个踏步另外需要布置1根Φ8的分布筋.7.2平台板设计平台板的厚度可以取80mm，取“1m宽板带”计算。7.2.1荷载计算恒荷载的标准值的计算：20mm的厚水磨石的面层为：0.65×1.0=0.65kN/m80mm的厚混凝土的板为：0.08×25×1.0=2kN/m-124- 20mm厚的板底的抹灰为：0.02×17.0×1.0=0.34kN/m合计为：2.99kN/m活荷载的标准值的计算为：3.50×1.0=3.50kN/m荷载的设计值：p=1.2×2.99＋1.4×3.5=8.35kN/m7.2.2截面设计平台板的计算的跨度：=2.30-0.2-0.2/2+1/2×0.08=2.03m弯矩的设计值：=8.35×2.032/10=3.44kN·M平台板的有效的高度为：h0=h-as=80-20=60mmαs===0.078ξ=1-=0.079﹤ξb=0.576As===208.91mm2选配Φ6＠120，As=236.0mm2分布筋需要选用Φ6＠200。7.3平台梁设计平台梁的截面的尺寸需要取200mm×400mm。7.3.1荷载计算恒荷载的标准值的计算为：斜板传来的荷载为：7.38×3.19/2=11.77kN/m平台板的荷载为：2.99×2.1/2=3.13kN/m梁的自重为：25×0.2×(0.40-0.08)=1.6kN/m梁侧的抹灰为：0.02×17×(0.40-0.08)×2=0.22kN/m合计为：16.72kN/m活荷载的标准值的计算为：3.5×(3.19/2＋2.10/2)=9.25kN/m荷载的设计值为：p=1.2×16.72＋1.4×9.25=33.02kN/m7.3.2截面的设计平台梁的计算的跨度为：l0=1.05=1.05×(3.9-0.2×2)=3.675m弯矩的设计值为：=33.02×3.6752/8=55.74kN·M-124- 剪力的设计值为：V==33.02×3.675/2=60.67kN截面的设计应该按照“倒L形”来进行计算，其中有效的翼缘的宽度为b’f=b＋5×h’f=200＋5×80=600mm，“平台梁”的有效的高度为：h0=h-as=400-35=365mm.αs===0.298ξ=1-=0.357<ξb=0.550As===1129.45mm2纵向的受力的钢筋则需要选用420As=1256.00mm2箍筋需要选用Φ8＠200，则平台梁的斜截面的受剪的承载力为=0.7×1.27×200×315＋1.25×270×50.3×2×315/200=112.46kN﹥V=60.67kN,满足规范要求。-124- 结论通过此次教学楼的设计，让我进一步的加深巩固了大学所学的专业知识，使得自己的专业的知识更上了一层楼，对于以前许多不甚明白的专业知识有了自己的理解，加强自己理论和实践相结合。在进行本次教学楼的设计之前，老师让我们先进行了两周的毕业实习，了解了实际中高校的教学楼，而不是仅仅局限于书本，直接让自己增加实际经验。另外设计查阅了许多文献及资料，拓展了自己的见识，并且更为加深对一些规范的了解。(1)通过教学楼设计，使我熟练的掌握了CAD以及PKPM等软件的运用。(2)通过教学楼设计，熟悉教学楼建筑设计以及其结构设计的相关流程。(3)通过教学楼设计，是我发现了自己的知识上的漏洞，对许多专业知识不是很明白，以后工作中还需要进一步不巩固学习。-124- 参考文献[1]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009-2001)[s].北京:中国建筑工业出版社,2002[2]山东省标准设计办公室.建筑工程做法(L06J002)[s].北京:中国建筑工业出版社,2006[3]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50111-2011)[s].北京:中国建筑工业出版社,2011[4]中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)[s].北京:中国计划出版社,2002[5]中华人民共和国国家标准.建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2004)[s].北京：中国建筑工业出版社,2004[6]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)[s].北京:中国建筑工业出版社,2010[7]李平,彭亚萍,翟爱良.混凝土结构设计[M].北京:中国水利水电出版社,2010.3[8]翟爱良,李平.混凝土结构设计原理[M].北京:中国水利水电出版社,2009[9]郭海燕,戴素娟,彭亚萍.建筑结构抗震[M].北京:机械工业出版社,2010[10]周竞欧,朱伯钦,许哲明.结构力学下册[M],第2版.上海:同济大学出版社,2004.6[11]崔艳秋,吕树俭.房屋建筑学[M],第2版.北京:中国电力出版社,2008[12]罗良武,刘志杰.土木工程制图[M].北京:海洋出版社,2000[13]中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范(GB50016-2006)[s].北京：中国建筑工业出版社，2006[14]JournalofEngineeringGeology,Phase2,2007ColinJJ.[15]Papadakisetal,FundamentalModelingandExpermentalInvestigationofConcreteCarbonation,ACIMaterialsJournal,vol,88,1991,pp363-373-124- 致谢通过这次教学楼的设计让我学到了很多知识，而且能完成这次的毕业，很大程度上离不开大家的热情帮助。我能够如此顺利地完成这次教学楼的毕业设计离不开指导吕颖慧细心指导。她认真以及严谨的态度感染着我。而且同时感谢大学四年来不辞劳苦的老师们，你们不仅教会了我丰富的专业知识，而且同时拓展了我的知识面。除此之外，我还真挚的感谢我身边每个同学们，每当我遇到困难时你们伸出援手给予了我很大帮助。最后再一次的感谢所有曾经在毕业设计之中给予我帮助良师益友和同学，以及在毕业设计中被我参考的各个书籍的作者们。毕竟设计过程之中难免有一些小错误以及不妥之处，敬请各位辛勤的老师批评指正！最后，祝愿每位敬爱的老师们工作一定顺利，心想一定事成！希望每位亲爱的同学们都能学业顺利以及前途光明！-124-'