【精品】毕业设计 毕业论文 土木工程 综合教学楼框架结构设计

JIU JIANG UNIVERSITY

毕 业 设计（终稿）

题 目 综合教学楼框架结构设计 院 系 土木工程与城市建设学院 专 业 土 木 工 程

姓 名 庄 园 年 级 指导教师

二零一二

年六月

第一章 设计任务及要求

第一节 设计原始数据

一、工程概况

本结构为六层框架综合教学楼，建筑面积6455m，结构主要高度H=23.4m<24m。采用现浇钢筋混凝土结构，设计使用年限为50年。结构安全等级为二级。

建筑抗震设防分类为丙类，抗震设计防烈度为6度，设计地震分组为第一组，框架的抗震等级为四级。 二、设计条件

根据地质勘察报告，参照勘察结论和建议，本工程地基基础设计等级为丙级，基持力层选定为粉质黏土层，该层为褐黄色，呈可塑坚硬壮，质地均匀，网状裂隙发育，层内夹有少量呈褐黑色的铁锰质结核。地基承载力按300Kpa考虑。基本风压0=0.35kN/m2。拟建九江市区，地面粗糙度属C类。 三、设计要求

1、遵循以人为本的原则，充分考虑人的行为规律合理进行功能分区，流线组织明确便捷，

2与周围环境融为一体。

2、管理方便，各个房间采光通风良好。

3、适当运用现代建筑造型手段和建筑构图规律，创造新颖，活泼，有现代感的建筑形象。 4、合理进行柱网布置，合理选择基础类型，并进行相关的计算。

第二章 建筑设计

第一节 建筑设计总说明

1、 设计标高： 室内设计标高为±0.000m，室内外高差+0.600m。 2、墙身做法： 墙身为普通粘土砖填充墙，M5水泥砂浆砌筑。

外墙为37墙， 24墙。

内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。 外粉刷为1：3水泥砂浆浆底，厚20mm，马赛克贴面。

3、 屋面做法： 膨胀珍珠岩保温层（厚100~140，2%找坡）；

1：2水泥砂浆找平层厚20mm； 现浇钢筋混凝土板； 15厚纸筋粉底。

4、 楼面做法： 30mm厚水泥砂浆面层；

现浇钢筋混凝土板；

20mm厚纸筋粉底。

2

5、 门窗做法： 均为铝合金门窗，自重为0.45 kN/m。

2 2 2

6、 活荷载： 屋面活荷载2.0 kN/m，雪荷载为2.0kN/m；教室楼面活荷载2.0 kN/m；

2

走廊楼面活荷载2.5kN/m。

第二节 平面设计：相关图见建筑施工图。

第三章 结构设计

第一节、结构选型以及结构布置和计算简图

一、结构方案的确定：本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构,纵横向框架混合承重方案。

二、基础类型的确定：上部结构荷载不大，且地基比较均匀、地基承载力适中故可选独立基础设计。

三、结构布置： 结构平面布置如图1：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 D 6000 C 3000 B 6000 A 6000 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 6000 6000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A B C D

四、结构构件截面的确定

结构平面布置(图1)

1、基础顶面设计标高的确定：取基础顶面距离室外设计地面500mm

2、楼板厚度的确定：以上板块均按双向板设计。取板跨最长的板作为研究对象，

l0l0xl0y6000mm。

根据《混规》第9.1.2条，双向板的跨厚比

l0l140，h06000150mm， h4040 按构造要求，现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度为80mm； 综合荷载等情况考虑，取板厚h=150mm。 3、框架梁截面尺寸确定

1) 横向框架梁：横向框架梁的最大跨度为6000mm，

1111 ~)l=(~)6000=400~600mm，取h=500mm；

151015101111横向框架梁宽b= (~)h= (~)500=167~250mm， 取b=200mm

3232横向框架梁高h= (2) 纵向框架梁：

纵向框架梁的最大跨度为6000mm

1111~)l=(~)6000=400~600，取h=500mm；

151015101111纵向框架梁宽b= (~)h= (~)500=167~250mm， 取b=200mm

3232纵向框架梁高h=(4、框架柱截面尺寸确定：

对于多层框架，无论从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底层层高H=5m，柱截面高度取 h= (1111~)H= (~)5000=250~333mm，又对于抗震设防烈度为620152015度，房屋高度为26.3m>24m，即抗震等级为二级的框架结构，为保证柱有足

够的延性，需要限制柱的轴压比，初步估计框架柱截面的高度为h=500mm，截面宽度取为500mm，柱的截面尺寸为500×500。 5、材料选择:

混凝土强度等级：除基础垫层混凝土选用C15，基础选用C25外，基础以上各层混凝土均选用C30。

钢筋级别：框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB400级钢筋；构造钢筋、箍筋及板内钢筋选用HRB235。

五、结构计算简图的确定（取一榀横向框架，④号轴线）

根据地质资料，确定基础顶面距室外地面500mm，底层层高为3.9+0.5+0.6=5m，各梁柱构件线刚度列于 图2中：

1370.50.50310EI 柱： 底层: i=O=1231.25103(kNm)

l5

1370.50.5310EI 标准层： i=O=1240.06103(kNm)

l3.9 梁：

边跨（AB、CD）：i=

中跨（BC） ：i=

2EIO=l210.20.5331071220.83103(kNm)

6.02EIO=l210.20.5331071241.67103(kNm)

3

图2 结构计算简图

第二节、框架荷载计算（取结构平面布置图④号轴线框架做具体计算）

一、 恒载计算

1、 屋面框架梁线荷载标准值

20mm厚

1:2水泥砂浆找平

0.02200.4kN/m2

100~140

厚

膨

胀

珍

珠

岩

0.10.1470.84kN/m2 2150mm

厚

现

浇

板

0.15253.754kN/m2

15mm

厚

纸

筋

石

灰

抹

底

0.015160.24kN/m2

屋

面

恒

载

5.23kN/m2

框

架

侧

梁

粉

自

重

0.20.5252.5kN/m

梁

刷

2(0.50.15)0.02170.24kN/m

框架梁恒载

作用在顶层框架梁上的线荷载为：

g6AB1g6CD1g6BC12.74kN/m

2.74kN/mg6AB2g6CD25.233.618.83kN/m，g6BC25.23315.69kN/m

2、 楼面梁线荷载标准值

25mm厚

水泥砂浆面层

0.025200.5kN/m2

150mm

厚

现

浇

楼

板

0.15253.75kN/m2

15mm

厚

纸

筋

抹

底

0.015160.24kN/m2 楼面恒载 框

4.49kN/m2架

梁

恒

载

2.74kN/m

边

跨

填

充

墙

0.24(3.90.5)1915.50kN/m

墙 两侧粉刷

20.02(3.90.5)172.31kN/m

填

充

墙

恒

载

17.81kN/m

因此作用在中间层框架梁的线荷载为：

gAB1gCD12.7417.8120.55kN/m， gBC12.74kN/m

gAB2gCD24.493.616.16kN/m，gBC24.49313.47kN/m

3、 屋面框架节点集中荷载标准值：

边 1m

柱

框

架

梁

恒

载

2.743.69.86kN

女

10.243.61916.42kN 女儿

高

儿墙

墙

粉

自

重 刷

20.0213.6172.45kN

女

儿

墙

恒

载

18.87kN

纵

向

框

架

梁

传

来

屋

面

恒

载

113.63.65.2316.94kN 22顶

层

边

节

点

集

中

荷

载

G6AG6D45.67kN

中 纵

柱

框

架

梁

自

重

2.743.69.86kN

向

框

架

梁

传

来

屋

面

恒

载

1313.6(3.63.63)5.233.65.2333.41kN 2222 顶层中节点集中荷载

G6BG6C43.27

4、 楼面框架节点集中荷载标准值：

边柱框

架梁恒载

2.743.69.86kN

铝 窗 粉

合

金

窗

自

重

0.451.81.81.46kN

下

墙

体

自

重

0.370.93.61922.78kN

20.020.93.6172.20kN

窗 框 粉 粉

边

墙

体

自

刷

重

0.371.31.81916.45kN 20.021.81.3171.59kN

架

柱

自

刷

重

0.50.53.92524.38kN 1.020.023.9171.35kN

纵

向

框

架

梁

传

来

楼

板

自

重

刷

113.63.64.4914.55kN 22 中间层边节点集中荷载标准值

GAGD94.62kN

中柱纵向框架梁恒载 内纵

2.743.69.86墙

自

重

0.243.6(3.90.5)1955.81kN

粉

刷

20.023.6(3.90.5)178.32kN

扣

除

门

洞

重

(0.240.92.41920.020.92.417)11.32kN

门重

0.450.92.40.97kN

纵向框架梁传来楼板自重

1311(3.63.63)4.493.63.64.4928.69kN 2222 中

间

层

中

节

点

集

中

荷

载

标

准

值

GBGC92.33kN

5、 弯矩标准值（恒载引起）： 顶层边

节点集中荷载

G6AG6D45.67kN

偏

心

（

向

外

）

e0.15m

顶

层

边

节

点

弯

矩

标

准

值

M6AM6DG6Ae45.670.156.85kNm

顶层中节点集中荷载 偏

心

（

向

走

廊

G6BG6C43.27）

e0.15m 顶

层

中

节

点

弯

矩

标

准

值

M6BM6CG6Be43.270.156.49kNm

中间层边节点集中荷载标准值

GAGD94.62kN

偏

心

（

向

外

）

e0.15m 中

间

层

边

节

点

弯

矩

标

准

值

MAMDGAe94.620.1514.19kNm

中间层中节点集中荷载标准值 偏

心

（

向

走

廊

GBGC92.33k）

e0.15m

中

间

层

中

节

点

弯

矩

标

准

值

MBMCGBe92.330.1513.85kNm

二、楼屋面活载标准值计算

屋面面荷载：上人时为2.0kN/m2；教室活载：2.0kN/m2；走廊：2.5kN/m2。 屋面：P6ABP6CD3.62.07.2kN/m，P6BC32.06kN/m；

11P6AP6D3.63.62.06.48kN221311P6BP6C(3.63.63)23.63.62.012.78kN

2222 楼面：PABPCD3.62.07.2kN/m，PBC32.57.5kN/m； PAPD

113.63.62.06.48kN 221311PBPC(3.63.63)23.63.62.514.4kN

2222MA14.19kNm3900gAB120.55kN/mgCD120.55kN/mgBC12.74kN/m3900由于活载偏心产生的弯矩很小，可以忽略。恒载、活载作用下结构计算简图分别如下图3（a）、3（b）：

M6A6.85kNmM6B6.49kNmM6C6.49kNmM6D6.85kNm

G6B43.27kNG6C43.27kNG45.67kN

6DG6A45.67kNg15.69kN/m6BC2

gAB218.83kN/mg218.83kN/m 6 6CD g6CD12.74kN/mg6AB12.74kN/m g6BC12.74kN/m

MB13.85kNmMC13.85kNm

GB92.33kNGC92.33kNGA94.62kNGD94.62kNg13.47kN/m gAB216.16kN/mBC2gCD216.16kN/mMD14.19kNm

390039001000

图3（a）

P6A6.48kNP6B12.78kNP6C12.78kNP6D6.48kNP6AB7.2kN/mP6CD7.2kN/mP6BC6.0kN/mPA6.48kNPB14.4kNPC14.4kNPD6.48kNPAB7.2kN/mPCD7.2kN/mPBC7.5kN/m18002400180015001500180024001800600030006000ABCD恒载作用下计算简图图3（b） 活载作用下结构计算简图

三、地震作用计算

1、重力荷载代表值的计算 ① 屋面恒载标准值

0001009300930093009300930005

(36133.620.25)(62320.25)5.2365.315.55.235293.544kN

② 雪荷载标准值

(36133.620.25)(62320.25)2.065.315.52.02024.3kN

③ 楼面恒载标准值

(36133.620.25)(62320.25)4.4965.315.54.494544.554kN

④ 楼面活载标准值（由于走廊活荷载为2.5kN/m2，其余均为2.0kN/m2，为方便计算，楼面活载均取为2.5kN/m2）

(36133.620.25)(62320.25)2.565.315.52.52530.375kN

⑤ 梁柱的自重标准值 表1.1 梁或柱 L1 L2 L3 一般柱 底层柱 截面尺寸 (mm×mm) 跨度或柱高 (m) 3 3.6 6 3.9 5 净跨或净高 3-0.5=2.5 3.6-0.5=3.1 6-0.5=5.5 3.9 5 各层根数 17 单根自重标准值(kN) 6.25 7.75 13.75 24.375 31.25 各层梁或柱自重标准值(kN) 106.25 403 632.5 1657.5 2125 200500 200500 200500 500500 500500 13452 1723446 17468 17468

⑥ 墙体自重标准值 表1.2 墙体 女儿墙 标准层外墙 标准层内墙 底层外墙 每片面积（mm） 片数 1 1 1 1 墙体厚度(mm) 120(钢筋混凝土) 370 240 370 面荷(kN/m) 21156 250.123 190.377.03 3.90.15156 3.90.15192 50.15156 190.244.56 190.377.03 底层内墙

50.15192 1 240 190.244.56 ⑦ 荷载分层汇总

屋面重力荷载代表值为屋面恒荷载+0.5屋面雪荷载+纵横梁自重+屋面下半层的柱及纵横墙自重；楼面重力荷载代表值 为楼面荷载+1.0楼面均布活载+纵横梁自重+楼屋面上下各半层柱及纵横墙自重。 表1.3 层屋面/楼数 面恒载 6 5293.544 屋面/楼面活载 2024.3 纵横梁 柱 纵横墙 各层106.25403632.51141.75 1657.50.5837.751657.5 14684112.553283.2 24165.8755 4544.554 2530.375 106.25403632.51141.75 4112.553283.27395.754112.553283.27395.75 4 4544.554 2530.375 续表 层屋面/楼数 面恒载 屋面/楼面活载 106.25403632.51141.751657.5 纵横梁(kN) 柱(kN) 1657.5 1657.5 纵横墙(kN) 各代3 4544.554 2530.375 2 4544.554 2530.375 106.25403632.51141.75106.25403632.51141.75106.25403632.51141.754112.553283.27395.75 4112.553283.27395.75 1(4112.553283.2 25318.8984246.272)8480.461 4544.554 2530.375 11657.52125 21891.25

2、横向框架抗侧刚度计算

根据D值法，横向框架抗侧刚度Djkc 表1.4

12ic，计算过程及结果如下表： 2hj柱层类次 型 边柱 柱高(m) 柱子的线刚度 (kN/m) iiiiK1234(一般层)2ic i1i2K(底层)ic0.520 Kc(一般层)2Kc0.5K(底层)2K0.206 0.438 （6一中般柱 层 68 边柱 底中层 柱 68 3.9 40.06103 1.560 1D(6521.476 13850.408 )681385288kN/m0.666 0.437 0.625 5 31.25103 1.999 D(6562.1629375.000 ) 681083727kN/m 3、框架基本自振周期的计算 表1.5 层位 6 5 4 3 2 1 Gi(kN) Di(kN/m) 1385288 1385288 1385288 1385288 1385288 1083727 Gi(kN) inuiGDii(m) uiui(m)i1iGiui(kNm) 0.262 0.253 0.232 0.198 0.151 0.092 3262.1 4369.3 3998.8 3413.0 2611.9 1717.3 12451.07 17269.93 17269.93 17269.93 17269.93 18588.39 12451.07 29721 46990.93 64260.86 81530.79 100119.2 0.0090 0.0215 0.0339 0.0464 0.0589 0.0924 Giui19372.4

Giui24114.18 取T0.5，结构基本自振周期T12TGuu1ni1n2ii20.5Gu4114.180.5S

19372.4ii 4、多遇水平地震作用标准值和位移的计算

房屋高度为24.5<40m，且刚度和质量沿高度分布比较均匀，故可采用底部剪力法计算多遇水平地震作用标准值。

由抗震书表3-4，抗震设防烈度为6度的多遇地震下，水平地震影响系数最大值

max0.04。按二类场地类别，第一

设计分组，查抗震书表3-2，设计特征周期为0.35 S。GGi100119.2kN。

i1n 由于Tg0.35T15Tg50.351.75，所以地震影响系数

Tg1T0.350.040.029。 max0.5水

平

地

震

作

用

标

准

值

0.90.9 总

FEk1Geq1G0.0290.85100119.22467.94kN，

由于T10.51.4Tg1.40.350.49，顶部附加地震作用系数

60.08T10.010.080.490.010.0492，

顶部附加水平地震作用F66FEk0.04922467.94121.423kN

质点i的水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见下表

1.6： Gi Hi Fi Vi GiHi 层次 GiHi 6 5 4 3 2 1 12451.07 17269.93 17269.93 17269.93 17269.93 18588.39 24.5 20.6 16.7 12.8 8.9 5 305051 355761 288408 221055 153702 92942 1416919 505 589 478 366 255 154 505 1094 1572 1938 2193 2347 D 1385288 1385288 1385288 1385288 1385288 1083727 根据GB50011-2010第5.5.1条规定，层间弹性位移角按架结构弹性层间位移角限值 euee，钢筋混凝土框h1，一般层取层间位移最大值验算，5500.0016 110.0022 11，满足条件；底层，满足。 3.92437.555052272550 G6D

四、与地震组合的重力荷载计算 1、荷载代表值计算

1）作用在顶层框架梁上的重力荷载 恒载

g6AB1g6CD1g6BC12.74kN/m，

g6AB2g6CD25.233.618.83kN/m，g6BC25.23315.69kN/m

雪

荷

载

11q6ABq6CD2.02339kN/m22 ，

113.6q6BC2.02(63.66)15.12kN/m

222

作用在顶层框架梁上的重力荷载为 g6GAB1g6GBC1g6GCD12.74kN/m

，

g6GAB2g6GCD218.83927.83kN/m

g6GBC215.6915.1230.81kN/m

2）作用在楼面框架梁上的重力荷载

恒载

gAB1gCD120.55kN/m， gBC12.74kN/m

gAB2gCD24.493.616.16kN/m，gBC24.49313.47kN/m 活载

qABqCD3.62.07.2kN/m，qBC32.57.5kN/m； 作用在楼面框架梁上的重力荷载为

gGAB1gGCD120.55kN/m，gGBC12.74kN/m gGAB2gGCD216.167.223.36kN/m，

gGBC213.477.520.97kN/m

2、计算简图如下图3(c)

图3(c) 地震组合荷载图

五、风荷载计算

查《荷载规范》附录D得，九江地区的基本风压为W00.35kN/m。风压标准值计算公式：WkzzsW0，由于 H=24.7<30m,所以z=1.0；矩形平面体型系数迎风面和背风面分别取0.8、0.5；按C类粗糙度查得风压高度系数在4.5、8.4、12.3、16.2、20.1、24处分别为0.74、0.74、0.74、0.764、0.842、0.904。风压标准值计算如下，其中A为一榀框架各节点的受风面积，计算简图见下图3(c)：

2 层次 6 5 4 3 2 1

z 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 s 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 Z 24.5 20.6 16.7 12.8 8.9 5 z 0.912 0.850 0.774 0.74 0.74 0.74 w0(kN/m2)0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 A(m) 14.04 14.04 14.04 14.04 14.04 18 2PWzzsW0A(kN)5.83 5.43 4.94 4.73 4.73 6.06 图3（d） 风荷载作用下结构计算简图

第三节、楼板配筋计算

一、设计资料汇总：屋面恒载为5.23kN/m2，活载为2.0kN/m；楼面恒载为4.49kN/m2，活载在A、B轴和B、C轴为 2.0kN/m2，在B、C轴间为2.5kN/m2，采用C25混凝土，

2fc11.9N/mm2，板中的受力钢筋采用HPB235，fy210N/mm2，构造钢筋等采用

HPB235。楼盖结构布置图如下图4：

图4 楼盖结构布置图

一、屋面板的设计：

1、按弹性理论设计 （1）、荷载设计值

g1.25.236.28kN/m，q1.42.02.8kN/m2 g2q2.8q2.86.287.68kN/m2，1.4kN/m2 22222 gq6.282.89.08kN/m （2）、计算跨度

内跨：l0lc（轴线间距离），边跨：l0lc250下表：

（3）弯矩计算

跨中最大弯矩为当内支座固定时在g150，各区格板的计算跨度列于2qq作用下的跨中弯矩与内支座铰支时在作22用下的跨中弯矩之和。

本题计算时混凝土的泊松比取0.2 ；支座最大弯矩为当支座固定时在gq作用下的支座弯矩。根据不同的支承条件， 整个楼盖可以分为A、B、C、D、E、F六种。计算结果见下表2： 表2

项目 区格 A B C D E F l01(m) 3 3.6 6-0.25+0.075 =5.825 0.62 6-0.25+0.075 =5.825 6-0.25+0.075 =5.825 1 3 6-0.25+0.075 =5.825 0.52 6-0.25+0.075 =5.825 6 6 l02(m) 3.6 6 l01/l02 0.83 0.97 1 (0.02560.20.0151)(0.03780.20.0066)(0.02340.20.0234)7.6832(0.0528(0.04040.20.0034)(0.02190.20.0171)(0.01760.20.0176)m1 7.683.62(0.07927.685.8252(0.03687.6832(0.09360.20.0188)1.40.20.0342)1.4320.20.0254)1.40.20.0368)1.423.65.4235.82529.415324.0662.73027.685.8252(0.03517.686(0.03680.20.0368)1.40.20.0370)1.45.82528.617628.065 m2 (0.01510.20.0256)(0.00660.20.0378)(0.02340.20.0234)27.683.62(0.02547.685.825(0.03687.6832(0.03420.20.0368)1.40.20.0528)1.4320.20.0792)1.45.82529.4151.9623.622.158(0.00340.20.0404)(0.01710.20.0219)(0.01760.20.0176)7.6832(0.01887.685.8252(0.03707.6862(0.03680.20.0351)1.40.20.0936)1.40.20.0368)1.4321.2665.82527.688

续表

项目 区格 628.065 A B C D E F  m1(0.06770.20.0677)(0.08320.20.0569)(0.05880.20.0547)(0.05130.20.0513)(0.06410.20.0554)(0.08070.20.0571)229.085.825221.4869.085.825218.969.083.6210.8409.085.82525.0299.0837.7299.08326.144  m1-6.144 -10.840 0 -7.729 -21.486 -18.966 (0.05470.20.0588)(0.05540.20.0641)(0.05710.20.0807)(0.06770.20.0677)(0.05690.20.0832) 9.08325.5759.083.628.6199.085.825225.0299.08326.010m29.085.825220.476-18.966  m2

-5.575 0 0 0 0 -18.966 (4)截面设计

截面有效高度：假定选用Φ8或Φ6钢筋，则l01方向跨中截面的h01131mm，l02方向

跨中截面的 h02123mm，支座 处h0131mm。采用分离式配筋方式。

截面设计用的弯矩：楼盖周边未设圈梁，故只能将A、F区格的跨中弯矩及支座A-A、A-F弯矩减少20%，其余不折减。

为了方便计算，近似取0.95，AS下表3中。 表3

实有配筋m。截面配筋计算结果及实际配筋列于

0.95h0fy 项目 区格 h0(mm) 131 123 131 123 m(kNm/m) AS(mm) 2.18410683.45 0.951312101.57010663.98 0.951232105.432106207.85 0.951312102 配筋 (mm2) 141.5 141.5 141.5 141.5 l01方 向 A区格 跨中 B区格 2.7300.82.184 Φ6@200 Φ6@200 Φ6@200 Φ6@200 l02方 向 l01方 向 l02方 向

续表

1.9620.81.570 5.432 2.158 2.15810687.94 0.95123210 项目 区格 实有配筋h0(mm) 131 123 131 123 m(kNm/m) AS(mm2) 9.415106360.25 0.951312109.415106383.68 0.95123210 配筋 (mm2) 393 393 196.5 141.5 l01方 向 C区格 跨中 D区格 9.415 9.415 4.066 1.266 Φ6/8@100 Φ6/8@100 Φ6/8@200 Φ6@200 l02方 向 l01方 向 l02方 向 4.066106155.58 0.951312101.26610651.59 0.95123210l01方 向 E区格 131 123 131 123 131 131 131 131 131 131 131 131 131 131 131 8.617 7.688 8.617106329.72 0.951312107.688106313.30 0.95123210Φ6/8@100 Φ6/8@100 Φ8@200 Φ6@100 Φ8@200 Φ10@200 Φ8@200 Φ8/10@100 Φ10/12@200 Φ10/12@100 Φ10/12@100 Φ10/12@100 Φ10/12@100 Φ8/10@100 Φ10@100 393 393 251.5 283 251.5 392.5 251.5 644.0 479.0 958.0 958.0 958.0 958.0 644.0 785.0 l02方 向 l01方 向 F区格 8.0650.86.452 6.452106246.88 0.951312106.452106262.93 0.95123210l02方 向 A-A A-B A-D A-F B-B 支座 B-C B-E C-E C-D D-F E-F

8.0650.86.452 5.5750.84.460 4.460106170.66 0.951312108.619106329.79 0.951312106.010106229.96 0.95131210-8.619 -6.010 18.9660.815.173 -10.840 -25.029 -21.486 -25.029 -25.029 15.173106580.57 0.9513121010.840106414.78 0.9513121025.029106957.70 0.9513121021.486106822.13 0.9513121025.029106957.70 0.9513121025.029106957.70 0.9513121018.9660.815.173 -20.476 15.173106580.57 0.9513121020.476106783.48 0.95131210

2、按塑性理论设计 （1）、荷载设计值

gq6.282.89.08kN/m

（2）、计算跨度

内跨：l0lcb（b为梁宽），边跨：l0lc的计算跨度值列于下表中：

2hb，各区格板250（h为板厚）

22 (3)、弯矩计算 取

m2um1u0.6m1u；

um2m1u2m1um2u， 其中

pl201uM12M1u2M2uM1(3l02l01)；弯矩值见下表4中： uM2uM2u12 表4

B （三边固支，短简支） D （三边固支，短简支） E （三边固支，短简支） 60.20.252 0.15.72 项目 区格 A （四边固支） C （两边固支） 60.20.25 20.15.720.20.25 20.15.72F （四边固支） 30.20.25 20.12.72l01(m)3-0.2=2.8 3.6-0.2=3.4 3-0.2=2.8 l02(m)3.6-0.2=3.4 0.20.25 20.15.726660.20.25 20.15.7266-0.2=5.8 0.20.25 20.15.72m1u(l02m1ul0122M1u l01)2m1u(3.4m1u2.8222.7m1u 2.8)2m1ul025.7m1u 1m1ul02m1ul01815.7m1u5.7m1u84.987m1u m1u(l02l01)2m1ul025.7m1u m1ul025.8m1u m1ul01222.7m1u(5.7)2m2.71u225.7m1u3m2ul01432.7m2u 42.025m2u M2u 3m2ul01432.8m2u 42.1m2u7m2ul01873.4m2u 82.975m2u7m2ul01875.7m2u 84.987m2u7m2ul01875.7m2u 84.987m2u7m2ul01875.7m2u 84.987m2uM1u ul02m1 u3.4m1

ul02m1 u5.7m1ul02m1 u5.7m1ul02m1 u5.7m1ul02m1 u5.7m1ul02m1 u5.7m1

续表

项目 区格 A （四边固支） B （三边固支，短简支） C （两边固支） D （三边固支，短简支） E （三边固支，短简支） F （四边固支） M1u u3.4m1 u5.7m1 0 ul02m1u 5.7m10 u5.7m1 u M2ul01m2 u2.8m2ul01m2u3.4m2 ul01m2u5.7m2 0 8.195 4.917 -16.390 0 -9.834 0 ul01m2u 2.8m2ul01m2u2.8m2ul01m2u2.8m28.056 4.834 -16.112 0 -9.667 -9.667 ul01m2u2.7m2 u M2u 2.8m21.554 0.932 -3.108 -3.108 -1.865 -1.865

（4）、截面计算

0 0 u2.7m2 1.843 1.106 -3.686 -3.686 -2.212 -2.212 m1u 2.863 1.718 -5.726 -5.726 -3.436 0 2.639 1.583 -5.278 -5.278 -3.167 0 m2u u m1u m1u m2u m2 各区格板及支座的截面计算配筋如下：按塑性理论设计的截面配筋，其中：m1m1u，

m1u，m2m2u m2m2u，m1 表5

实有配筋 项目 区格 h0(mm) 131 123 m(kNm/m) AS(mm2) 47.56 30.40 配筋 (mm2) 141.5 141.5 跨中 l01方 向 A区格 1.5540.81.243 Φ6@200 Φ6@200 l02方 向

续表 0.9320.80.746 区格 实有配筋h0(mm) 131 123 131 123 131 123 131 123 131 m(kNm/m) AS(mm2) 109.55 70.01 313.57 200.38 100.98 64.51 308.25 197.00 70.52 配筋 (mm2) 141.5 141.5 392.5 251.5 141.5 141.5 392.5 251.5 141.5 l01方 向 2.863 1.718 8.195 4.917 2.639 1.5838.056 4.834 1.843 Φ6@200 Φ6@200 Φ10@200 Φ8@200 Φ6@200 Φ6@200 Φ10@200 Φ8@200 Φ6@200 l02方 向 l01方 向 l02方 向 l01方 向 格 l02方 向 l01方 向 l02方 向 l01方 向 l02方 向 A-A A-B A-D A-F B-B B-C B-E C-E C-D D-F E-F 123 131 131 131 131 131 131 131 131 131 131 131 1.106 45.07 95.12 57.09 121.18 141.04 219.10 627.14 616.50 627.14 376.28 121.18 369.89 Φ6@200 Φ8@200 Φ8@200 Φ8@200 Φ8@200 Φ8@200 Φ8/10@100 Φ8/10@100 Φ8/10@100 Φ10@200 Φ8@200 Φ10@200 141.5 251.5 251.5 251.5 251.5 251.5 644.0 644.0 644.0 392.5 251.5 392.5 3.1080.82.486 1.8650.81.492 -3.167 -3.686 -5.726 -16.390 -16.112 -16.390 -9.834 -3.167 -9.667 (5)、楼面施工图：见施工图

第四节、内力计算 一、恒载作用下的内力计算

恒载作用下的内力计算采用分层法。这里只列出中间层的计算过程，其他层仅显示计

算结果。取第三层的④轴线所在

的框架计算，先不考虑节点的集中弯矩和集中力。图5（a）为刚度简图，图5(b)为荷

载简图：

刚度简图5（a）:单位：103kNm

荷载简图

5（b）：单位：kN/m

先将梯形分布荷载和三角形分布荷载化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如下图6所示。

图6

把梯形荷载化为等效均布荷载：

1.80.3， 65gBC2 8523 20.55(120.30.3)16.16 2.7413.47

8 34.24kN/m 11.16kN/m

23 g边gAB1(12)gAB2 g中gBC1 利用结构对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为： MAB MBC MBC112g边l边34.2462102.72kNm 1212112g中l中11.163233.48kNm 33112g中l中11.163216.74kNm 66 弯矩分配法计算过程如下图7所示，考虑节点弯矩作用，计算所得弯矩图见下图8。

同样可以分层法求得顶层及底层的弯矩图，也见下图7(b)。

图7 弯矩分配法计算过程

注意考虑集中弯矩的作用时，应将集中弯矩按节点刚度进行分解，计算结果见下图8:

(a)

(b)

(c)

图8 分层法弯矩计算结果

(a)顶层；(b)标准层；(c)底层

将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在恒荷载作用下的弯矩图。如果节点不平衡，要注意将不平衡弯矩进行再分配进行修正，修正后竖向荷载作用下的整个结构弯矩图如图9（a）所示,进而求得框架各梁柱的剪力和轴力图9（b）所示，在求解轴力图是要加载节点的集中荷载：

图9（

考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，以备内力组合时用，如9(c)

图9

（

图

图9（c） 经调幅算至柱边的弯矩图

二、活载作用下内力计算

活载作用下的内力计算也采用分层法，对于它的不利布置，采用满布荷载法进行考虑。同样采用弯矩分配法计算，考虑弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值。这里只列出中间层的计算过程，其他层仅显示计算结果。取第三层的④轴线所在的框架计算，先不考虑节点的集中弯矩和集中力。图10（a）为刚度简图，图10(b)为荷载简图：

刚度简图10（a）:单位：104ECmm4

荷载简图10（b）：单位：kN/m

先将梯形分布荷载和三角形分布荷载化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如下图11所示。

图11

把梯形荷载化为等效均布荷载：

1.80.3， 65PBC 8523 (120.30.3)7.2 7.5

8 6.10kN/m 4.69kN/m

23 P边(12)PAB P中

利用结构对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为： MAB MBC MBC112P边l边6.106218.3kNm 1212112Pl4.693214.6kNm 中中33112Pl4.69327.03kNm 中中66

弯矩分配法计算过程如下图12所示，考虑节点弯矩作用，计算所得弯矩图见下图13。同样可以分层法求得顶层及底层的弯矩图，也见下图12(b)。

图12(弯矩分配法计算过程)

弯矩分配法计算框架的内力图如下图13：

(a)

(b) (c)

图13 活载作用下分层法弯矩计算结果 （a）顶层；(b)标准层；(c)底层

将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在恒荷载作用下的弯矩图。如果节点不平衡，要注意将不平衡弯矩进行再分配进行修正，修正后竖向荷载作用下的整个结构弯

矩图如图13（a）所示,进而求得框架各梁柱的剪力和轴力图9（b）所示，

图13（a）13(b）

图

考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，以备内力组合时用，如图13(c)

图13（c） 经调幅算至柱边的弯矩图 三、风荷载作用下内力计算

风荷载作用下的结构计算简图如图3（c）。内力计算采用D值法，横向框架的抗侧刚度计算见表1.4。各柱的剪力及反弯点的高度计算见下表6、表7所示： 表6 层本层柱所受总剪力 次 6 5 4 5.83 11.26 16.2 边柱 K值 0.520 0.520 0.520 抗侧刚度 中柱抗侧刚度 K值 抗侧刚度 13850.408 13850.408 13850.408 边柱剪力（kN） 0.933 1.802 2.593 中柱剪力（kN） 1.982 3.828 5.507 6521.476 1.560 6521.476 1.560 6521.476 1.560 层次 柱高 6 5 4 3 2 1 3 2 1 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 5 柱的类型 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 K值 0.52 1.56 0.52 1.56 0.52 1.56 0.52 1.56 0.52 1.56 0.666 1.999 0.520 0.520 0.666 y0 0.25 0.378 0.35 0.428 0.4 0.45 0.45 0.478 0.5 0.5 0.7 0.594 y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.01 0 y3 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.02 0 0 0 3.350 4.107 6.530 y0.25 0.378 0.35 0.428 0.4 0.45 0.45 0.478 0.48 0.5 0.69 0.594 yh 0.975 1.474 1.365 1.669 1.560 1.755 1.755 1.864 1.872 1.950 2.691 2.970 7.115 8.723 9.330 20.93 25.66 31.72 6521.476 1.560 6521.476 1.560 6562.162 1.999 13850.408 13850.408 9375.000 表7

根据表格画出横向框架在风荷载作用下的内力图如图14：

图14 上图为风荷载作用下的剪力和轴力图， 下图为弯矩图

四、地震作用下结构内力计算

地震荷载作用下的内力计算采用D值法，横向框架的抗侧刚度计算见表1.4。各柱的剪力及反弯点的高度计算见下表8、表9所示： 表8 层本层柱所受总剪力 次 6 5 4 3 2 1 505 1094 1572 1938 2193 2347 表9 层次 柱高 6 5 4 3.9 3.9 3.9 柱的类型 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 K值 0.52 1.56 0.52 1.56 0.52 边柱 K值 0.520 0.520 0.520 0.520 0.520 0.666 抗侧刚度 中柱抗侧刚度 K值 抗侧刚度 13850.408 13850.408 13850.408 13850.408 13850.408 9375.000 边柱剪力（kN） 80.831 175.106 251.615 310.198 351.013 483.191 中柱剪力（kN） 171.669 371.894 534.385 658.802 745.487 690.309 6521.476 1.560 6521.476 1.560 6521.476 1.560 6521.476 1.560 6521.476 1.560 6562.162 1.999 y0 0.25 0.378 0.35 0.428 0.4 y1 0 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 0 y 0.25 0.378 0.35 0.428 0.4 yh 0.975 1.474 1.365 1.669 1.560 中柱 3 2 1 3.9 3.9 5 边柱 中柱 边柱 中柱 边柱 中柱 1.56 0.52 1.56 0.52 1.56 0.666 1.999 0.45 0.45 0.478 0.5 0.5 0.7 0.594 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.01 0 0 0 0 -0.02 0 0 0 0.45 0.45 0.478 0.48 0.5 0.69 0.594 1.755 1.755 1.864 1.872 1.950 2.691 2.970 根据表格画出横向框架在风荷载作用下的内力图如图15：

图15 上图为风荷载作用下的剪力和轴力图， 下图为弯矩图

五、重力荷载作用下内力计算

重力荷载作用下的内力计算采用分层法。这里只列出中间层的计算过程，其他层仅

显示计算结果。取第三层的④轴线所在的框架计算。图16（a）为刚度简图，图16(b)为荷载简图：

刚度简图16（a）:单位：103kNm

荷载简图16（b）：单位：kN/m

先将梯形分布荷载和三角形分布荷载化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如下图17所示。

图17

把梯形荷载化为等效均布荷载：

1.80.3， 65gBC2 8523 20.55(120.30.3)23.36 2.7420.97

8 40.34kN/m 15.85kN/m

23 g边gGAB1(12)gGAB2 g中gBC1 利用结构对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为： MGAB MBC MBC112g边l边40.3462121.01kNm 1212112g中l中15.853247.54kNm 33112g中l中15.853223.77kNm 66

弯矩分配法计算过程如下图18所示，计算所得弯矩图见下图19。同样可以分层法求得顶层及底层的弯矩图，也见下图19(b)。

图18 分层法计算过程

(a)

(b)

(c)

图19 分层法计算结果

（a）顶层弯矩图 （b）标准层弯矩图 （c）底层弯矩图

将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在重力荷载代表值效应作用下的弯矩图。如果节点不平衡，要注意将不平衡弯矩进行再分配进行修正，修正后竖向荷载作用下的整个结构弯矩图如图20所示,进而求得框架各梁柱的剪力和轴力图20所示：

图20 上图为剪力和轴力图 下图为弯矩图

考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，以备内力组合时用，如图21所示：

图21

第五节、内力组合

根据上节内力计算结果，即可进行框架个梁柱各控制截面的内力组合，其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中。由于对称性，每层有五个控制截面，即图16(a)梁中的1、2、3、4、5号截面，表6给出了第四层梁的内力组合过程；柱则分为边柱和中柱（即A柱、B柱），每个柱每层有两个控制截面，如图16(b)所示。以第四层柱为例，控制截面为7、8号截面。因活荷载作用下内力计算采用分层法，故当三