行政楼毕业设计计算书

毕毕 业业 设设 计计 题题 目目: : 丰城市政府行政中心设计丰城市政府行政中心设计 系系 别：别： 土木与建筑工程学院土木与建筑工程学院 专专 业：业： 土木工程建筑工程方向土木工程建筑工程方向 姓姓 名：名： 柯柯 剑剑 锋锋 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 许许 明明 二零一三年六月二零一三年六月 丰城市政府行政中心丰城市政府行政中心 The Hall administrative center of Fengcheng City 总计 毕业设计 47 页 表 格 11 个 插 图 15 幅 摘 要 本设计主要进行了结构方案中横向框架第轴结构设计。在确定框架布局之后，先 进行了荷载的计算,包括恒荷载、活荷载，再组合得到线荷载和集中荷载；风荷载，计算 出它们对框架的水平作用；地震荷载，利用顶点位移法求出自震周期，按底部剪力法计 算水平地震荷载作用下大小。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力 （分层法） ，再求出在水平荷载作用下的结构内力（D 值法） 。然后进行内力组合（包括一 般组合和考虑地震的组合） 。 选取最安全的结果计算配筋（考虑地震和不考虑地震中取 较大值） 。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板、梯段板、平台梁等构 件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，本设计采用独基础。整个 结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家 标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、 使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 关键词关键词 ：框架结构：框架结构 抗震设计抗震设计 荷载计算荷载计算 内力计算内力计算 计算配筋计算配筋 ABSTRACT The design of the main structure of the program is horizontal framework -axis seismic design. In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size, then calculated the level of load under the Internal Forces (bending moment, shear and axial force). Then calculate vertical load (constant load and live load) under the Internal Forces. Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations. Select the best safety results of the reinforcement and Mapping. In addition, the structure of the program indoor is designed. Completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping. On the floor reinforcement calculation, the use of pile foundation design, foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation. The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction. KEY WORDS:Frame Structure; Seismic Design; Load Calculation; Internal force calculation; Calculation reinforcement 目录 摘摘 要要I I ABSTRACTABSTRACTI II I 概概 述述1 1 第一章第一章 建筑设计部分建筑设计部分2 2 1.1 平面设计 .2 1.2 屋顶设计 .2 第二章第二章 结构方案设计结构方案设计3 3 2.1 基本资料： 3 2.2 结构选型3 2.3 结构平面布置 .3 第三章第三章 板的计算板的计算5 5 3.1 设计资料5 3.2 设计荷载5 3.3 计算结果：5 3.4 跨中挠度验算：6 3.5 裂缝宽度验算7 第四章第四章 板式楼梯设计板式楼梯设计1 11 1 4.1 梯段板计算.11 4.2 平台板的计算 .12 4.3 平梁的计算 .14 第五章第五章 第第榀框架设计榀框架设计1616 5.1 计算单元的选取 16 5.1.1 结构布置及梁,柱截面尺寸的初选 16 5.2 恒荷载及内力分析 18 5.2.1 屋面恒荷载.18 5.2.2. 楼面恒荷载.19 5.2.3 构件自重19 5.2.4. 固端弯矩计算.21 5.2.5 恒荷载作用下内力分析.21 5.3 活荷载及内力分析.23 5.3.1 屋面活荷载.24 5.3.2 内力分析.24 5.4 风荷载及内力分析.26 5.4.1 风荷载计算 .26 5.4.2 各柱的 D 值及剪力分配系数 计算: .27 5.4.3 各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算.29 5.5 内力组合.31 5.5.1 框架梁内力组合.31 5.5.2.框架柱内力组合：.32 5.6 截面设计.39 5.6.1. 框架梁的配筋计算39 5.6.2 框架柱的配筋计算.41 第六章第六章 独立基础设计独立基础设计4 45 5 6.1 确定基础底面积.45 6.2 基础高度计算 45 6.3 基础底配筋计算.46 参考文献参考文献4 48 8 概 述 本次毕业论文的题目是丰城市政府行政中心设计，首先对该工程进行了简要的概述 包括：建筑总面积约为 4000，结构方式为框架结构，层数 5 层，建筑体型组合可为单 一或组合型（可根据各部分功能具体灵活安排） 。然后进行了方案的设计，包括五个部分: 1）绘制满足办公楼功能要求的建筑图； 2）初步进行设计，包括结构选型、结构布置和截面尺寸估算等等； 3）计算相关荷载恒载、活载、风载等作用下柱子、梁、板的基础和楼梯等的配筋； 4）通过 PKPM 验算和复核结构的整体稳定性、安全性、适用性、耐久性等是否满足要求； 5）绘制施工图，绘制各层施工图包括柱子、梁、板、基础等的配筋及屋面、楼地面、楼 梯的施工大样图。 第一章 建筑设计部分 1.11.1 平面设计平面设计 根据平面设计计算初步估计得出框架梁、柱的初步尺寸，横向框架梁为 300mm600mm，走廊上方跨度较小的部分取 300mm300mm，纵向框架梁取 300mm600mm，房间次梁取 250mm500mm。 1.21.2 屋顶设计屋顶设计 办公楼屋顶设计为平屋顶，设置为结构找坡 2%坡度。 第二章 结构方案设计 2.12.1 基本资料：基本资料： （1）设计标高：室内设计标高0.000，室内外高差 450。 （2）材料：梁、板混凝土 C30，梁、柱中箍筋,板及基础底版内钢筋采用 HPB235 级， 纵向受力钢筋采用 HRB335 级。 （3）外墙做法： 为 240 厚空心砖； 内墙做法： 为 200 厚空心砖或轻质隔墙。 （4）楼面做法： 地板砖；填充混凝土；楼板：100mm 现浇钢筋混凝土板；粉底（或 吊顶） ； （5）屋面做法： 隔热层 ；保护层：40 厚配筋 C25 细石混凝土 ；防水层： 改性 沥青防水卷材；找平层：1:3 水泥砂浆 20mm；找坡层：1：8 水泥陶粒 ；结构层：100mm 现浇钢筋混凝土板； 抹灰层：10mm ； （6）门窗做法：采用塑钢门窗。 （7）南昌市基本风压，按 50 年一遇为 0.45 KN/，雪压为 W=0.35 KN/。 （8）抗震 6 度设防 （9）活荷载标准值：屋面活荷载为 2.0KN/m2。 （10）拟建场地地基土层主要为抚河多次冲洪积形成的冲洪积层，在勘探深度 130m 范围内地基土层主要为粉土、粉质粘土、细中砂及卵石、砾石组成，在垂直方向上形成 多次沉积韵律。 2.22.2 结构选型结构选型 采用钢筋混凝土框架结构 屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面使用荷载取； 楼梯结构：板式楼梯； 基础：独立柱基础。 2.32.3 结构平面布置结构平面布置 丰城市拟在高新区建设政府行政中心, 建筑总面积为 4000 平方米，整个建筑层数为 5 层，框架结构，根据设计要求本建筑为行政办公楼，五层框架结构，位于丰城市， 结构 按 6 度设防设计，结构类型为框架结构，墙体为空心砖。 通过多建筑平面设计得到以下数据： 建筑柱网尺寸纵向为 5.4、6.3 和 2.7m，横向为 3.6 和 3.9m，一层层高为 3.9m，二 至五层高为 3.6m，上人屋顶层高为 3m,女儿墙高度为 1.1m。基础为柱下独立基础。 在框架结构计算时，采用底部剪力法计算地震作用，采用弯矩分配法对框架进行分 配，在计算过程中对梁的弯矩进行了调幅，对柱的轴力进行了折减。 第三章 板的计算 3.13.1 设计资料设计资料 以双向板肋梁楼盖结构布置，板厚 100mm,20mm 厚水泥面层，18mm 厚天棚抹灰，12mm 厚大理石地面，楼面活荷载标准值 2.0 KN/，砼 30，钢筋采用 HPB235。 3.23.2 设计荷载设计荷载 1、房间编号： 10 2、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/ 3、荷载： 永久荷载标准值：g 3.80 kN/M2 可变荷载标准值：q 2.00 kN/M2 计算跨度 Lx = 3900 mm ；计算跨度 Ly = 5400 mm 板厚 H = 100 mm； 砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HPB235 4、计算方法：弹性算法。 5、泊松比：1/5. 6、考虑活荷载不利组合。 3.33.3 计算结果：计算结果： Mx =(0.03099+0.01206/5)*(1.20* 3.8+1.40* 1.0)* 3.92 = 3.03kNM 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩： Mxa =(0.06550+0.03053/5)*(1.4* 1.0)* 3.92 = 1.52kNM Mx= 3.03 + 1.52 = 4.55kNM Asx= 307.05mm2，实配10200 (As 393.mm2) min 0.307% ， 0.393% My =(0.01206+0.03099/5)*(1.20* 3.8+1.40* 1.0)* 3.92= 1.65kNM 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.03053+0.06550/5)*(1.4* 1.0)* 3.92 = 0.93kNM My= 1.65 + 0.93 = 2.58kNM Asy= 307.05mm2，实配10200 (As 393.mm2) min 0.307% ， 0.393% Mx =0.07199*(1.20* 3.8+1.40* 2.0)* 3.92 = 8.06kNM Asx= 502.85mm2，实配16200 (As 1005.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ， 1.005% My =0.05672*(1.20* 3.8+1.40* 2.0)* 3.92 = 6.35kNM Asy= 392.04mm2，实配10200 (As 393.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ， 0.393% 3.43.4 跨中挠度验算：跨中挠度验算： Mk - 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 (1)、挠度和裂缝验算参数： Mk =(0.03099+0.01206/5)*(1.0* 3.8+1.0* 2.0 )* 3.92 = 2.95kNM Mq =(0.03099+0.01206/5)*(1.0* 3.8+0.5* 2.0 )* 3.92 = 2.44kNM Es .N/mm2 Ec 29791.N/mm2 Ftk 2.01N/mm2 Fy 210.N/mm2 (2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs： 、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 2.95/(0.87* 80.* 393.) = 107.80N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 393./ 50000.=0.00785 1.1 - 0.65* 2.01/(0.00785* 107.80) = -0.440 当 0.2 时，取 0.2 、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 E： E Es / Ec .0/ 29791.5 = 7.049 、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 f： 矩形截面，f 0 、纵向受拉钢筋配筋率 As / b / ho 393./1000/ 80.=0.00491 、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规范式 8.2.31）计算: Bs=Es*As*ho2/1.15+0.2+6*E*/(1+ 3.5f) Bs .* 393.* 80.2/1.15*0.200+0.2+6*7.049*0.00491/(1+3.5*0.00)= 827.76kNM (3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 ： 按混凝土规范第 8.2.5 条，当 0时， 2.0 (4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算： B Mk / Mq * ( - 1) + Mk * Bs （混凝土规范式 8.2.2） B 2.95/ 2.44*(2-1)+ 2.95* 827.76 = 452.925kNM (5)、挠度 f * Qk * L 4 / B f 0.00205* 5.8* 3.94/ 452.925= 6.067mm f / L 6.067/3900.= 1/ 643.，满足规范要求！ 3.53.5 裂缝宽度验算裂缝宽度验算 、X方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 2.95*106/(0.87* 80.* 393.) = 107.80N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 当 te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 107.80) = -0.110 当 0.2 时，取 0.2 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规范式 8.1.21） max 2.1*0.200*107.8/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.033，满足规范 要求！ 、Y方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 1.61*106/(0.87* 70.* 393.) = 67.33N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 当 te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 67.33) = -0.837 当 0.2 时，取 0.2 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规范式 8.1.21） max 2.1*0.200* 67.3/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.021，满足规范 要求！ 、左端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 6.35*106/(0.87* 77.*1005.) = 94.30N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 1005./ 50000.= 0.020 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.02* 94.30) = 0.412 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规范式 8.1.21） max 2.1*0.412* 94.3/.*(1.9*20.+0.08*22.86/0.02011) = 0.050，满足规范 要求！ 、下端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 5.00*106/(0.87* 80.* 393.) = 183.08N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 当 te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 183.08) = 0.388 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规范式 8.1.21） max 2.1*0.388*183.1/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.108，满足规范 要求！ 、右端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 6.35*106/(0.87* 77.*1005.) = 94.30N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 1005./ 50000.= 0.020 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.02* 94.30) = 0.412 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规范式 8.1.21） max 2.1*0.412* 94.3/.*(1.9*20.+0.08*22.86/0.02011) = 0.050，满足规范 要求！ 、上端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土规范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 8.1.33） sk 5.00*106/(0.87* 80.* 393.) = 183.08N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 当 te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 183.08) = 0.388 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规范式 8.1.21） max 2.1*0.388*183.1/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.108，满足规范 要求！ 第4章 板式楼梯设计 根据前面的设计，楼梯的开间为3300mm,进深为6300mm，踏步宽为250mm,踏步高度为 150mm.踏步表面采用20mm厚砂浆找平，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm2 ） ，樑中纵向受力 钢筋选用HRB335，其余钢筋选用HPB235，根据规范查得活荷载标准值为qk=2.5kN/m,按照 板式楼梯进行设计。 4.14.1 梯段板计算梯段板计算 确定板厚。梯段板的厚度为： 3250mm 108,h120mm 3030 l hmm取 荷载计算。 （取 1m 宽板带作为计算单元） 楼梯斜板的倾斜角： 150 arctanarctan0.630.9 250 cosa0.857 a 则 恒荷载:踏步重： 11 0.150.2525kN / m31.875/ m 0.252 mmkN 斜板重 1 0.1225kN / m33.5/ m 0.857 mkN 20mm 厚找平层 0.25 1.0m 0.0220kN / m30.72/ m 0.150.25 mkN 恒荷载标准值：gk=6.095kN/m 恒荷载设计值：gd=6.0951.2=7.314kN/m 活荷载标准值：qk=2.5kN/m 活荷载设计值：qd=1.42.5kN/m=3.5kN/m 又上述计算过程可得总荷载为： qd=gd+qd=7.314kN/m+3.5kN/m=10.82kN/m 内力计算。 跨中弯矩 M=1/10qdl2 =1/1010.82kN/m3.252 m2 =11.43kNm 配筋计算 ho =h-25mm=95mm 22 11430000 0.089 1.0 14.3 1000 95 M s sfcbho =11 2=11 2 0.089=0.093b 11.0 14.3 As=0.0931000 95602 m 21 m 0 s fc bho fy 受力钢筋选用 10130（604mm2） 分布筋选用 8300 4.24.2 平台板的计算平台板的计算 荷载计算。 （取 1m 宽板带计算） 恒荷载： 平台板自重（假设厚度为 70mm） 0.071.025=1.75kN/m 20mm 厚找平层 0.021.020=0.4kN/m 恒荷载标准值：gk=2.15kN/m 恒荷载设计值：gd=2.151.2=2.58kN/m 活荷载标准值：qk=2.5kN/m 活荷载设计值：qd=1.42.5kN/m=3.5kN/m 又上述计算过程可得总荷载为： qd=gd+qd=2.58kN/m+3.5kN/m=6.08kN/m 内力计算 计算跨度：l0=ln+h/2=1.6+0.07/2=1.67m 跨中弯矩：M=1/8qdl2 =1/86.08kN/m1.642 m2 =2.04kNm 配筋计算 ho =h-25mm=45mm 22 2040000 0.07 1.0 14.3 1000 45 =11 2=11 2 0.07=0.073b 11.0 14.3 As=0.0731000 45224mm 210 M s sfcbho s fc bho fy 选用 8160（314mm2） 4.34.3 平台梁计算平台梁计算 荷载计算。 梯段板传来：10.82kN/m3.25/2=17.58kN/m 平台板传来：6.08kN/m（1.6/2+0.2）=6.08kN/m 梁自重：（假定 bh=200mm300mm） 1.20.2(0.3-0.07)25=1.38kN/m 总和为：q=25.04kN/m 内力计算 lo=ln+a= 3.3m+0.1m+0.12m=3.52m lo =1.05ln=1.053.3m=3.47m 取两者中最小值，即 lo=3.47m. Mmax=1/8ql2 =1/825.04kN/m3.472m2 =37.69kNm Vmax=1/2qln=1/225.043.3=41.32kN 配筋计算 1.纵向钢筋（按第一类倒 L 形截面计算） 。 翼缘宽度取值为： bf =1o/6=3470mm/6=578mm bf =b+So/2=200mm+1600mm/2=1000mm 取两者中较小值：bf =578mm ho=300-40=260mm 22 2 37690000 0.067 1.0 14.3 578 260 =11 2=11 2 0.067=0.07b 11.0 14.3 As=0.07578 260502m 3 m 00 M s sfcbho s fc bho fy 选用 414 （603mm2） 2.箍筋计算 0.7f1bho=0.71.43200260=52.05kNVmax=41.32kN 箍筋按照配置选用 8200 第五章 第榀框架设计 该办公楼为五层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约 4000m2，建筑平面为一字 形。建筑方案确定，房间开间为 3.3 和 3.9m，进深为 6.3 和 5.4m，走廊宽度 2.7m，室内 外高差 0.45m。框架梁柱及板均为现浇，框架平面柱网布置下图所示 (取轴线一榀框架 作为计算框架) ： 5.15.1 计算单元的选取计算单元的选取 5.1.15.1.1 结构布置及梁结构布置及梁, ,柱截面尺寸的初选柱截面尺寸的初选 梁柱截面、梁跨度及柱子高度的确定梁柱截面、梁跨度及柱子高度的确定 初估截面尺寸：初估截面尺寸： 框架结构的主次梁截面高度及宽度可由下式确定： Hb=(1/101/18)lb bb=(1/21/3)hb 且 bb200mm。 其中横梁跨度：lAB=6.3m，lBC=2.7m，lce=5.4m 纵梁 l=6.6m 和 7.8 由此估算的梁截面尺寸如下： 横向主框架梁：bh=300mm600mm 中间框架梁： bh=300mm300mm 纵向主框架梁：bh=300mm700mm 次梁：250mm500mm 柱截面尺寸： Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.按层高确定，底层 H=3900mm450mm1150mm=5500mm 在计算中，还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比()、剪跨比( 0 / cccc Vf b h )、轴压比()限值的要求，如不满足应随时调整截面尺寸，保证/ c M Vh/ Nccc Nf b h 柱的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制，据此可估算出，框架柱 的截面尺寸为 bh=500mm500mm. 梁柱计算高度（跨度）： 梁的跨度：去轴线间距 低层柱高：假设柱子深入地面与独立基础连接 1.15m ，则柱高为 H=3900mm450mm1150mm=5500mm 其它层柱高：取层高 3600mm 梁截面特性计算梁截面特性计算 构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的 概念计算梁柱截面的特性，考虑整体现浇板结构中，板对梁的有利作用，对中框架梁取 I=2I0 ， 下图为矩形截面框架梁的柱截面特性计算表。 柱截面特性计算表 框架柱 层数砼等级编号 截面宽 b/mm 截面宽 h/mm 柱高 L/mm 弹模 EC/Pa 截面惯 性矩 I/m4 线刚度 i/Nm 相对线 刚度 i 1C30A5005005500300000.0052 2.84 107 0.47 25 C30D5005003600300000.0052 4.33 107 0.72 中框架梁 15 C30BC300300270030000 0.0013 5 1.51 07 0.25 边框架梁 C30AB300600 6300300000.0108 5.14 107 0.86 15 C30CD300600 5400300000.0108 610 7 1 5.25.2 恒荷载及内力分析恒荷载及内力分析 5.2.15.2.1 屋面恒荷载屋面恒荷载 上人屋面恒载 隔热层： 1/211.8kN/m30.18m=1.062kN/m2 保护层：40 厚配筋 C25 细石混凝土： 22 kN/m30.04m=0.88kN/m2 防水层： 改性沥青防水卷材 0.4kN/m2 找平层：1:3 水泥砂浆 20mm： 20kN/m30.02m=0.4kN/m2 找坡层：1：8 水泥陶粒 100mm： 14kN/m30.10m=1.4kN/m2 结构层：100mm 现浇钢筋混凝土板： 25kN/m30.10m=2.5kN/m2 板底抹灰（10mm）： 17kN/m30.01m=0.17kN/m2 合计： 6.812kN/m2 5.2.2.5.2.2. 楼面恒荷载楼面恒荷载 按楼面做法逐项计算 12mm 大理石地面： 28kN/m30.012m=0.34kN/m2 30mm 厚细石混凝土： 24kN/m30.03m=0.72kN/m2 100m 现浇楼板： 25kN/m30.10m=2.5kN/m2 V 型轻钢龙骨吊顶： 0.25 kN/m2 合计 3.85kN/m2 5.2.35.2.3 构件自重构件自重 横向框架梁（边跨）： 0.30.625=4.5kN/m （中跨）： 0.30.325=2.25kN/m 纵向框架梁： 0.30.625=4.5kN/m 框架柱（其它层）： 0.50.5253.6=22.5kN 框架柱（底层） ： 0.50.5255.5=34.375kN 外墙重： 0.24 6.5 3.6=5.62kN/m 内墙重： 0.2 6.5 3.6=4.68kN/m 门窗： 0.5kN/m2 木门： 0.2kN/m2 活载标准值计算 屋面及楼面活载 查规范得：上人屋面为 2.0 kN/m2；办公楼楼面为 2.5 kN/m2； 屋面雪荷载标准值 SK=UrS0=1.00.35kN/m2=0.35kN/m2 屋面雪荷载与活载不同时考虑，取两者中的较大值。 边跨框架梁承担由屋面板、楼面板传来的荷载形式为梯形，为了计算简便，按支座 弯矩等效原则，将其化为矩形分布,其中 : 1.8 0.29 6.3 a l q 6.812 3.6kN / m2 q 3.85 3.6kN / m2 屋面梁上荷载： 23 (1 2)4.5/25.5/Qaa qkN mkN m 楼面上线荷载： 23 (1 2)4.5/4.68/21.05/Qaa qkN mN mkN m 由于在平面设计中，上人屋顶的屋顶设置了一个小型的电梯机房以及楼梯间，会产 生一定的荷载，在进行框架结构设计中，没有选用那一榀框架，因此在受力计算中忽略 不计。框架结构本身也是靠框架梁柱来承受荷载，顶层结构没有设置梁柱，属于轻质材 料起到的遮挡作用，计算时也可不计算其中。 下图是恒荷载作用下产生的均布荷载图： 5.2.4.5.2.4. 固端弯矩计算固端弯矩计算 框架中各层恒荷载固端弯矩计算如下： 边跨 （6300） 中跨 （2700） 边跨 （5400） 顶层 1/12ql2 =1/1225.56 .36.3=84.34k N/m2 1.37kN/m261.97kN/m2 低层及标准层 1/12ql2 =1/1221.05 6.36.3=69.62 kN/m2 1.37kN/m251.15kN/m2 5.2.55.2.5 恒荷载作用下内力分析恒荷载作用下内力分析 节点分配系数 u 的计算，根据计算公式得出其分配系数以及恒荷载作用下其力的分 布图如下： 下图分别为恒荷载作用下的弯矩分配以及弯矩内力图： 注： 对于框架柱两端的剪力，按照 V=1/2ql 来计算。 5.35.3 活荷载及内力分析活荷载及内力分析 根据规范查得： （1）上人屋面活荷载为 2.0kN/m2 （2）办公楼楼面荷载为 2.0kN/m2 5.3.15.3.1 屋面活荷载屋面活荷载 考虑到边跨框架梁 AB、CD 承受是由屋面板，楼面板传来的活荷载形式为梯形，和 恒荷载形式相同主要形式是梯形，可以按照支座弯矩等效原则将其简化为矩形分布，按 照经验公式可算得： 23223 (1 2)(1 0.290.29 ) 2.0/3.66.13Qaa qkN mkN mm 内力分析 活荷载作用分布图 5.3.25.3.2 内力分析内力分析 根据活荷载作用下的分布力，用弯矩分配法可以算得框架梁在活荷载作用下的内力图， 下图为弯矩分配法计算过程以及活荷载作用想弯矩内力图： 下表格是活荷载作用下固端弯矩的计算表： 边跨框架 6.3m中跨 2.7m边跨框架 5.4m q (kN/m2 ) 所有楼层 1/12ql2 =1/126.136.36 .3=20.3kN/m2 1/12ql2 =1/126.132.72 .7=3.74kN/m2 1/12ql2 =1/126.135 .45.4=20.3kN /m2 5.45.4 风荷载及内力分析风荷载及内力分析 5.4.15.4.1 风荷载计算风荷载计算 丰城市基本风压，按 50 年一遇，w0 =0.45kN/m2 。风压高度变化系数根据 C 类地面 粗糙度采用。 由于建筑物总高度 H 不超过 30m，所以取z=1.0。 差荷载规范得Us值， 迎风面Us=0.8，背风面Us=-0.5，所以取 1.3。 根据wk=zUzUsw0 计算以及风荷载的线荷载标准值qk=7.8wk 再通过将矩形分布风荷载折算成节点荷载如下表： 层次 Hi/mUsUzzw0wkqkHuHlFK 519.9 1.30.7410.450.443.51.83.68.225 416.3 1.30.6510.450.3833.63.611.7 312.7 1.30.6510.450.3833.63.610.8 29.11.30.6510.450.3833.63.610.8 1 5.51.30.6510.450.3833.65.5 11.92 5 5.4.25.4.2 各柱的各柱的 D D 值及剪力分配系数值及剪力分配系数 计算计算: : 风荷载作用下需要考虑框架节点的侧移，各柱子的 D 值以及剪力分配系数 n 的计算 如下表： 对于 K 值得计算： 底层: K=(I1+I2)/Ic 其它层： 中柱 K=(I1+I2+I3+I4)/Ic 边柱 K=(I2+I4)/Ic 对于 c 值的计算： 其它层：c =K/(2+K) 底层： c =(0.5+K)/(2+K) 下图为各柱的 D 值及剪力分配系数 n 的计算表格其值得计算按照所给公式计算： 层高以及 柱号 柱号 KcDi=12cIc/H2 Din=Di/ Di A1.190.4350.2490.222 B1.540.4350.290.258 C1.740.4650.310.276 五层 （3.6m） D1.390.4100.273 1.22 0.244 A1.190.3730.2490.29 B1.540.4350.290.31 C1.740.4650.310.273 二至四 层 （3.6m） D1.390.4100.273 1.22 0.244 A1.830.6080.1130.235 底层 （5.5m） B2.360.6560.122 0.48 0.254 5.4.35.4.3 各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算 下面表格为各柱的反弯点位置，剪力，柱端弯矩的计算过程，其反弯点的数据 yo 是根据混凝土结构设计规范查得： C2.660.6780.1260.263 D2.130.6370.1190.248 柱号 ni Pi (kN) Vi (kN) y0y1y2y3 y= y0 M 底 =VHy0 kN.m M 顶 =VH(1- y0 )kN.m A0.2221.830.35900.3592.374.23 B0.2582.120.37700.3772.884.75 C0.2762.270.38700.3873.165.01 五层 3.6m D0.244 8.23 2.010.36900.3692.674.57 A0.2224.420.4500.457.168.75 B0.2585.140.4500.458.3310.18 C0.2765.510.4500.458.9310.91 四层 3.6m D0.244 19.93 4.860.4500.457.879.62 A0.2226.820.45900.45911.2713.28 B0.2587.930.47700.47713.6214.93 C0.2768.480.48700.48714.8715.66 三层 3.6m D0.244 30.73 7.500.46900.46912.6614.34 A0.2229.220.500.516.6016.60 B0.25810.720.500.519.3019.30 C0.27611.460.500.520.6320.63 二层 3.6m D0.244 41.53 10.130.500.518.2318.23 A0.23512.560.6500.6544.9024.18 D0.25413.580.61400.61445.8628.83 一层 5.5m C0.263 53.46 14.060.58400.58445.1632.17 根据上表算得的梁端弯矩，按照节点平衡理论可以得出风荷载作用下的内力图。.对 于梁端剪力，利用公式获得： D0.24813.260.63700.63746.4626.47 MM V l 左+右 5.55.5 内力组合内力组合 5.5.15.5.1 框架梁内力组合框架梁内力组合 在上面已经计算好了恒荷载、风荷载以及活荷载作用下一榀框架结构的内力图，现 在将内力计算图中的梁的弯矩、剪力标准值填入内力组合表，对于活荷载、恒荷载以及 风荷载的折减以及增大按照计算任务书中的折减数据计算过程以及数据如下表。因为考 虑到标准层的截面以及面积有相同截面，因此取首层、标准层、顶层的左边跨框架梁 （6.3m）和中