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4_竖向荷载作用下框架内力计算

4 竖向荷载作用下框架力计算

4.1横向框架计算单元

竖向荷载作用下，一般选取平面结构单元，按平面计算简图进行力分析，根据结构布置和楼面荷载分布情况，本设计取6轴线横向框架进行计算，本设计中所有板均为双向板，为了简化计算，对板下部斜向塑性绞线与板边的夹角可近似取45°角，由于框架柱的间距不相等，通过主梁和次梁对板的划分不同，计算单元宽度应按照各个板的实际传荷情况而确定，如图4-1。图中横向阴影所示荷载传给横梁，纵向阴影所示荷载传给纵梁。

图4-1 标准层横向框架计算单元

4.2恒荷载计算

由于本设计次梁较多，在计算框架梁上荷载时应该先计算次梁自重和次梁传递的荷载，再将次梁自重和次梁传递的荷载，次梁传给主梁的荷载可近似地看成一个集中力，因此在框架节点处还应作用有集中力矩。

4.2.1 标准层次梁恒荷载计算

1、5或7轴线次梁上线荷载

1）AB 跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。

图4-1 AB 跨的次梁上的荷载分布

次梁自重：m kN m m m kN q /13.350.025.0/253

=??=次；

根据《实用建筑结构静力计算手册》（第二版），对于双向板楼面荷载传递按45°塑性绞线方向分为三角形荷载和梯形荷载，三角形荷载和梯形荷载均折算成等效均布面荷载。

三角形荷载：q 8

5，梯形荷载：()

q αα?+-3

221，其中，0

l a α=

。对于BC 跨中有三角形荷载和梯形荷载同时在同一跨中出现，按理应该按照结构力学的方法进行求解，但为了简化计算，本设计中的三角形荷载和梯形荷载按上述方法计算，且按上述方法计算的荷载也能满足工程精度要求。

44.04800/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/18.3/54.444.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /68.61.2/18.3201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /49.162/68.6/13.31=?+=+=次；

2）BC 跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。

图4-2 BC 跨的次梁上的荷载分布

31.02400/7502==mm mm α；

()()2232322

/79.3/54.431.031.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /84.275.0/79.3202

2=?=?'=； 25.03000/7503==mm mm α；

()()2232323

/04.4/54.425.025.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /03.375.0/04.4203

3=?=?'=； ()m kN m kN m kN m kN q q q q BC /87.142/03.3/84.2/13.332=?++=++=次；

3）CD 跨的次梁上的荷载分布如图4-3所示。

图4-2 CD 跨的次梁上的荷载分布

36.05400/19504==mm mm α；

()()

2232324

/57.3/54.436.036.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /28.42.1/57.3205

4=?=?'=； m kN m kN m kN q q q CD /69.112/28.4/13.34=?+=+=次。

2、卫生间小次梁上线荷载

小次梁（横梁）自重：m kN m m m kN q /00.24.02.0/253

=??=小次

31.02400/7501==mm mm 小次左α；

()()2232321/79.3/54.431.031.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-=='小次左

； m kN m m kN l q q /68.5275.0/79.32011=??=?'=小次左

小次左； 25.03000/7502==mm mm 小次左α；

()()

2232322/04.4/54.425.025.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='小次左

； m kN m m kN l q q /06.6275.0/04.42022=??=?'=小次左

小次左； m kN m kN q q /68.102/54.88

8521=??=?=小次右；

50.02400/12002==mm mm 小次右α；

()()2232322/34.5/54.850.050.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='小次右

； m kN m m kN l q q /82.1222.1/34.52022=??=?'=小次右

小次右 m

kN m kN m kN m kN m kN m kN q q q q q q BC /24.37/82.12/68.10/06.6/68.5/00.22

121=++++=++++=小次右小次右小次左小次左小次次。

对于卫生间小次梁（纵梁）应折算成集中荷载，作用在小次梁（纵梁）与框架梁相交部位。

m kN m kN q q /68.102/54.88

852=??=?=小次横

3、次梁传给主梁的荷载转化成集中力

kN m m kN l q P AB A 32.649.3/49.166=?=?=-； kN m m kN m m kN m m kN l q l q l q P BC BC AB B 68.2114.2/24.379.3/87.149.3/49.166=?+?+?='

?+?+?=-次；

m m kN m m kN m m kN l q l q l q P BC CD BC C 96.1924.2/24.379.3/69.119.3/87.146=?+?+?='

??+?+?=-次；

kN m m kN l q P CD D 60.459.3/69.116=?=?=-。

kN m m kN l q P 63.254.2/68.10=?=?=小次横左小次横。

4.2.2标准层主梁恒荷载计算

恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布情况，如图4-4所示。

图4-4 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布

对于主梁，主梁板传荷载与次梁板传荷载相同，只是梁自重有所差别，故根据次梁的板传荷载计算可知主梁的恒荷载。主梁自重：

m kN m m m kN q /50.46.03.0/253=??=主；

各跨主梁线荷载：

m kN m kN m kN q q q AB /86.17/50.42/68.61=+?=+=主主；

kN m kN m kN m kN m kN m kN q q q q q q BC /74.39/50.4/82.12/68.10/06.6/68.52121=++++=++++=主

小次右小次右小次左小次左主； m kN m kN m kN q q q CD CD /19.16/50.4/69.11=+=+=主主

4.2.3标准层主次梁间荷载计算

根据表2-2可知，将主、次梁的梁间荷载叠加到主梁或框架柱上，以集中力的形式来计算横向框架。主、次梁隔墙上的荷载为：

kN kN P 71.232/42.47==主隔；kN kN P 16.202/32.401==次隔； kN kN P 15.192/30.385~2==次隔；kN kN P 60.52/20.111==小次纵隔； kN kN P 77.32/54.75~2==小次纵隔；kN kN P 36.72/72.141==小次横隔； kN kN P 98.62/95.135~2==小次横隔；kN kN P A 89.92/78.19==纵梁；

kN kN P B 24.92/48.18==纵梁；kN kN P C 77.32/54.7==纵梁；

kN kN P D 35.72/69.14==纵梁。

将次梁所有荷载以及主梁上的梁间荷载通过集中力的形式传递给框架柱或者主梁上。

kN kN kN kN P P m

m m m

P P P A

A 71.10089.915.1931.071.2332.644.54.58.48.45~261=++?+=++++?+=-纵梁次隔主隔；

231

211

4.5

8.4

4.55~2

-纵梁

小次横隔

主隔

；

206

192

4.5

8.4

4.55~2

-纵梁

小次横隔

主隔

；

4.5

8.4

4.5

5~2

-纵梁

次隔

主隔；

P12

25=

小次

。

4.2.4屋顶层次梁恒荷载计算

屋面层无卫生间小次梁，除卫生间外，其余部位板传荷方式相同。屋面层横向框架计算单元如图4-5所示。

图4-5 屋顶层横向框架计算单元

AB跨：44

4800

2100

=mm

α；

()()2

'；

m kN m m kN l q q /54.91.2/54.4201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /20.222/54.9/13.31=?+=+=次；

BC 、CD 跨：39.05400/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/90.4/48.644.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /29.101.2/90.4201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q q CD BC /71.232/29.10/13.31=?+=+==次；

次梁传给主梁的荷载转化成集中力

kN m m kN l q P AB A

58.869.3/20.226=?=?='-； kN m m kN m m kN l q l q l q P BC BC AB B 04.1799.3/71.239.3/20.226=?+?='?+?+?=-次；

kN m m kN m m kN l q l q P CD BC C 94.1849.3/71.239.3/71.236=?+?=?+?=-；

kN m m kN l q P CD D

46.929.3/71.236=?=?='- 4.2.5屋顶层主梁恒荷载计算

对于屋顶层主梁，屋顶层主梁板传荷载与屋顶层次梁板传荷载相同，只是梁自重有所差别，故根据次梁的板传荷载计算可知主梁的恒荷载。主梁自重：

m kN m m m kN q /50.46.03.0/253=??=屋主；

各跨主梁线荷载：

AB 跨：44.04800/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/54.4/48.644.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /54.91.2/54.4201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /58.232/54.9/50.41=?+=+=屋主；

BC 、CD 跨：39.05400/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/90.4/48.644.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /29.101.2/90.4201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q q CD BC /08.252/29.10/50.41=?+=+==屋主；

4.2.6屋顶层女儿墙集中力计算

对于屋顶层女儿墙，将女儿墙重力荷载作为集中力的形式附加到主梁上，再由主梁传递给框架柱，对于本设计而言，在所取计算单元的女儿墙都应该将女儿墙重力荷载作为集中力的形式附加到主梁上，本设计所取一榀框架为Y 轴方向框架，所以，附加到主梁上的女儿墙为纵梁上的女儿墙纵墙。

依据表2-2的计算结果，屋面层的女儿墙纵墙总重为：kN .80865，纵墙总长度为：

m =m 90245?，则女儿墙的线荷载为：m kN m kN /62.990/8.865=。

传递到AB 跨主梁女儿墙集中力：

()kN m m m kN P 72.579.31.2/62.91=+?=女；

传递到CD 跨主梁女儿墙集中力：

()kN m m m kN P 95.519.35.1/62.92=+?=女；

kN kN kN P P P A

A 02.201272.5758.85166=?+=+'=--女； kN kN kN P P D

D 36.196295.5146.9266=?+='=--。将所有恒荷载计算结果汇总，见表4-1。

说明：对于底层的梁间荷载，本设计在基础梁上附加，上部结构不再做处理。

4.3活荷载计算

4.3.1标准层次梁活荷载计算

1、5或7轴线次梁上线荷载 1）AB 跨的次梁

44.04800/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/40.1/00.244.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /94.21.2/40.1201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /01.92/94.2/13.31=?+=+=次；

2）BC 跨的次梁

31.02400/7502==mm mm α；

()()2232322

/67.1/00.231.031.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /50.2275.0/67.1202

2=??=?'=； 25.03000/7503==mm mm α；

()()2232323

/78.1/00.225.025.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /68.2275.0/78.1203

3=??=?'=； m kN m kN m kN m kN q q q q BC /31.8/68.2/50.2/13.332=++=++=次；

3）CD 跨的次梁

36.05400/19504==mm mm α；

()()

2232324

/57.1/00.236.036.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /88.12.1/57.1205

4=?=?'=； m kN m kN m kN q q q CD /89.62/88.1/13.34=?+=+=次。

2、卫生间小次梁上线荷载

小次梁自重：m kN m m m kN q /00.24.02.0/253

=??=小次

31.02400/7501==mm mm 小次左α；

()()2232321/09.2/5.231.031.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-=='小次左

； m kN m m kN l q q /14.3275.0/09.22011=??=?'=小次左

小次左； 25.03000/7502==mm mm 小次左α；

()()

2232322/23.2/50.225.025.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='小次左

； m kN m m kN l q q /34.3275.0/23.22022=??=?'=小次左

小次左； m kN m kN q q /12.32/50.28

8521=??=?=小次右；

50.02400/12002==mm mm 小次右α；

()()2232322/56.1/50.250.050.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='小次右

； m kN m m kN l q q /76.322.1/56.12022=??=?'=小次右

小次右 m

kN m kN m kN m kN m kN m kN q q q q q q BC /36.15/76.3/12.3/34.3/14.3/00.22

121=++++=++++=小次右小次右小次左小次左小次次。

对于卫生间小次梁（纵梁）应折算成集中荷载，作用在小次梁（纵梁）与框架梁相交部位。

m kN m kN q q /13.32/50.28

852=??=?=小次横

3、次梁传给主梁的荷载转化成集中力

kN m m kN l q P AB A 14.359.3/01.96=?=?=-； kN m m kN m m kN m m kN l q l q l q P BC BC AB B 42.1044.2/36.159.3/31.89.3/01.96=?+?+?='

?+?+?=-次；

m m kN m m kN m m kN l q l q l q P BC CD BC C 68.904.2/36.159.3/49.59.3/31.86=?+?+?='

?+?+?=-次；

kN m m kN l q P CD D 88.269.3/89.66=?=?=-。

kN m m kN l q P 51.74.2/13.3=?=?=小次横小次横。

4.3.2标准层主梁活荷载计算

对于主梁，主梁板传荷载与次梁板传荷载相同，只是梁自重有所差别，故根据次梁的板传荷载计算可知主梁的活荷载。主梁自重：

m kN m m m kN q /50.46.03.0/253=??=主；

各跨主梁线荷载：

m kN m kN m kN q q q AB /38.10/50.42/94.21=+?=+=主主；

kN m kN m kN m kN m kN m kN q q q q q q BC /86.17/50.4/76.3/12.3/34.3/14.32121=++++=++++=主

小次右小次右小次左小次左主； m kN m kN m kN q q q CD CD /12.13/50.42/31.4=+?=+=主主

4.3.3屋顶层次梁活荷载计算

屋面层无卫生间小次梁，除卫生间外，其余部位板传荷方式相同。 AB 跨：44.04800/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/40.1/00.244.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /94.21.2/40.1201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /01.92/94.2/13.31=?+=+=次；

BC 、CD 跨：39.05400/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/51.1/00.244.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /18.31.2/51.1201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q q CD BC /49.92/18.3/13.31=?+=+==次；

次梁传给主梁的荷载转化成集中力

kN m m kN l q P AB A 14.359.3/01.96=?=?=-；

kN m m kN m m kN l q l q P BC AB B 54.679.3/31.89.3/01.96=?+?=?+?=-；

kN m m kN m m kN l q l q P CD BC C 28.599.3/89.69.3/31.86=?+?=?+?=-； kN m m kN l q P CD D 88.269.3/89.66=?=?=-

4.3.4屋顶层主梁活荷载计算

对于屋顶层主梁，屋顶层主梁板传荷载与屋顶层次梁板传荷载相同，只是梁自重有所差别，故根据次梁的板传荷载计算可知主梁的活荷载。主梁自重：

m kN m m m kN q /50.46.03.0/253=??=屋主；

各跨主梁线荷载：

AB 跨：44.04800/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/40.1/00.244.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /94.21.2/40.1201

1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /51.132/94.2/50.41=?+=+=屋主；

BC 、CD 跨：39.05400/21001==mm mm α；

(

)

()

22323

1211

/51.1/00.244.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /18.31.2/51.1201

1=?=?'=；

m kN m kN m kN q q q q CD BC /86.102/18.3/50.41=?+=+==屋主；

将所有活荷载计算结果汇总，见表4-2。

楼层 AB 跨 BC 跨 CD 跨

6-A P 6-B P 6-C P

6-D P

小次横P 6层 51.13

m kN /

86.10

m kN /

86.10

m kN /

14.35 kN

54.67 kN

28.59 kN

88.26

——

1~5层

38.10

m kN /

86.17

m kN /

12.13

m kN /

14.35 kN

42.104 kN

68.90 kN

88.26 kN

51.7 kN

4.4框架结构力计算

多高、层框架结构在进行力计算时，可采用二次弯矩分配法计算梁、柱端弯矩。计算时要注意确定梁的固端弯矩，并通过结构力学知识计算出各节点杆件的弯矩分配系数；对节点不平衡力矩进行第一次分配时，将各节点的不平衡力矩乘以该节点各杆件的弯矩分配系数，以此将各杆件的力矩分配到各杆件杆端，并在分配后的各杆件杆端弯矩前加负号，即：“反号分配”；第一次分配弯矩结束后，再将杆端杆端分配弯矩向各杆件远端传递，两端固结时，传递系数为2/1，一端固结另一端是滑动支座时，传递系数为1-；对节点不平衡力矩进行第二次分配时，将杆件每一端各弯矩代数和相加，即为该杆件杆端的最终弯矩。框架在恒、活荷载作用下计算简图，见图4-6和图4-7。

图4-6框架在恒荷载作用下计算简图

图4-7 框架在活荷载作用下计算简图

梁端剪力通过梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，柱轴力可由梁端剪力和节点集中力相叠加得到，在计算柱底轴力还应该考虑柱的自重。框架结构的力与位移可按弹性方法计算，框架梁等构件可考虑局部塑性变形引起的力重分布，本设计采用二次弯矩分配法计算。因此，除底层外，其余各层柱的线刚度应乘以0.9的修正系数，且其传递系数由1/2改为1/3。各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加。为了便于计算，杆端弯矩相对于杆端而言，规定顺时针方向为正，反之为负。

4.4.1梁线刚度及柱线刚度修正

根据表1-5、表1-6可知梁柱线刚度，再按上述方式对非底层柱进行修正，见表4-3所示。

表4-3 梁梁线刚度及柱线刚度修正

梁类别梁线刚度柱柱线刚度修正

AB 跨梁 N/mm i b 101073.4?= 6层柱 N/mm i c 101072.99.0?= BC 跨梁 N/mm i b 101060.5?= 2~5层柱 N/mm i c 101072.99.0?= CD 跨梁 N/mm i b 101020.4?=

1层柱

N/mm i c 101010.8?=

4.4.2 A~B 跨梁梁端弯矩计算

1、标准层恒载作用下梁端弯矩：

m kN l q M AB ?-=??-=??-=29.348.486.17121

12122左；

m kN l q M AB ?=??=??=29.348.486.17121

12122右；

2、屋面层恒载作用下梁端弯矩： m kN l q M AB ?-=??-=??-=27.458.458.23121

12122左；

m kN l q M AB ?=??=??=27.458.458.23121

12122右；

3、标准层活载作用下梁端弯矩： m kN l q M AB ?-=??-=??-=93.198.438.10121

12122左；

m kN l q M AB ?=??=??=93.198.438.10121

12122右；

4、屋面层活载作用下梁端弯矩： m kN l q M AB ?-=??-=??-=94.258.451.13121

12122左；

m kN l q M AB ?=??=??=94.258.451.1312

12122右；

4.4.3 B~C 跨梁梁端弯矩计算

对于BC 跨中转化得来的均布荷载，由于均布荷载值不相同，本应用结构力学的方法，用弯矩叠加法进行叠加转换。 1、标准层恒载：

左梯形荷载转化成的均布荷载为：

m kN m kN m kN q q q BC /74.11/06.6/68.521=+=+=小次左小次左左主

右梯形荷载转化成的均布荷载为：

m kN m kN m kN q q q BC /50.23/82.12/68.1021=+=+=小次右小次右右主

主梁自重转化的均布荷载：m kN q /50.41= 2、屋面层恒载转化的均布荷载为：

m kN m kN m kN q q q q CD BC /79.14/29.10/50.41=+=+==屋主

3、标准层活载：

左梯形荷载转化成的均布荷载为：

m kN m kN m kN q q q BC /48.6/34.3/14.321=+=+=小次左小次左左主

右梯形荷载转化成的均布荷载为：

m kN m kN m kN q q q BC /88.6/76.3/12.321=+=+=小次右小次右右主

4、屋面层活载转化的均布荷载为：

kN m kN m kN q q q q CD BC /31.6/18.3/13.31=+=+==次

利用结构力学的知识，将BC 跨上的受荷情况进行推导，推导出BC 跨固端弯矩的

计算公式，计算简图如图4-5所示：

图4-8 BC 跨上的受荷情况推导简图

EI l

11δ；EI l 2212-=δ；EI l 3322=δ；EI qa p 631=δ；EI b qa qa p 2443342+=δ 力法方程：???

????+=+=??????=+?+?=+?+?33

42234122221121212111221240

0l b qa qa X l b

qa qa X X X X X p p δδδδδδ 2

22341264l

b qa b qa qa M ++-=左

；234124l b

qa qa M +=右。 1、标准层恒载作用下梁端弯矩：

m kN M ?-='71.111左

；m kN M ?='68.61右；m kN M ?-='74.432左；m kN M ?-='85.222右。梁自重转化的均布线荷载产生的梁端弯矩：

m kN l q M ?-=??-=??-='94.104.55.4121

121223左

； m kN l q M ?=??=??='94.104.55.412

121223右

； m kN m kN m kN m kN M M M M ?-=?-?-?-='+'+'=39.6694.1074.4371.11321左左左

左； m kN m kN m kN m kN M M M M ?=?+?+?='+'+'=47.4094.1085.2268.6321右右右

右； 2、屋面层恒载作用下梁端弯矩： m kN l q M BC ?-=??-=??-=94.604.508.25121

12122左；

m kN l q M BC ?=??=??=94.604.508.25121

12122右；

3、标准层活载作用下梁端弯矩：

m kN M ?-='45.91左

；m kN M ?='69.31右；m kN M ?-='80.122左；m kN M ?='69.62右。梁自重转化的均布线荷载产生的梁端弯矩：

m kN m kN m kN m kN M M M M ?-=?-?-?-='+'+'=25.2294.1080.1245.9321左左左

左； m kN m kN m kN m kN M M M M ?=?+?+?='+'+'=38.1094.1069.669.3321右右右

右。 4、屋面层活载作用下梁端弯矩：

m kN l q M BC ?-=??-=??-=39.264.586.10121

12122左； m kN l q M BC ?=??=??=39.264.586.1012

12122右

。 4.4.4 C~D 跨梁梁端弯矩计算

1、标准层恒载作用下梁端弯矩： m kN l q M CD ?-=??-=??-=34.394.519.16121

12122左；

m kN l q M CD ?=??=??=34.394.519.16121

12122右；

2、屋面层恒载作用下梁端弯矩： m kN l q M CD ?-=??-=??-=94.604.508.25121

12122左；

m kN l q M CD ?=??=??=94.604.508.25121

12122右；

3、标准层活载作用下梁端弯矩： m kN l q M CD ?-=??-=??-=88.314.512.13121

12122左；

m kN l q M CD ?=??=??=88.314.512.13121

12122右；

4、屋面层活载作用下梁端弯矩： m kN l q M CD ?-=??-=??-=39.264.586.10121

12122左；

m kN l q M CD ?=??=??=39.264.586.1012

12122右；

4.4.5框架各层节点的分配系数

一榀框架各层节点的分配系数计算过程见表4-4。

10）

层

次

节

点

线刚度（()

N/mm）梁、柱线

刚度总和

分配系数

左梁右梁上柱下柱左梁右梁上柱下柱

顶

层

I 4.73 9.72 14.45 0.327 0.673

J 4.73 5.60 9.72 20.05 0.236 0.279 0.485

K 5.60 4.20 9.72 19.52 0.287 0.215 0.498

L 4.20 9.72 13.92 0.302 0.698

标

准

层

E 4.73 9.72 9.72 24.17 0.196 0.402 0.402

F 4.73 5.60 9.72 9.72 29.77 0.159 0.188 0.327 0.327

G 5.60 4.20 9.72 9.72 29.24 0.192 0.144 0.332 0.332

H 4.20 9.72 9.72 23.64 0.178 0.411 0.411

底

层

A 4.73 9.72 8.10 22.55 0.210 0.431 0.359

B 4.73 5.60 9.72 8.10 28.15 0.168 0.199 0.345 0.288

C 5.60 4.20 9.72 8.10 27.62 0.203 0.152 0.352 0.293

D 4.20 9.72 8.10 22.02 0.191 0.441 0.368

4.4.6框架各层节点竖向力计算

本设计以恒载作用下屋面层为例，屋面层的受荷简图见图4-9。

图4-9屋面层受荷简图

M IJ F?

=27

45；m

M JI F?

=27

45；m

M JK

=94

60；

M KJ

=94

60；m

M KL

=94

60；m

M LK

=94

60。

根据《混凝土结构设计规》（GB 50010-2010）第5.4.3条规定：钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅幅度不宜大于25％；弯矩调整后的梁端截面相对受压区高度不应超过0.35，且不宜小于0.10，钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20％。为了便于施工以及提高框架结构的延性，通常对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅，现浇框架结构调幅系数取0.8~0.9，本次设计梁端弯矩调幅系数取为0.85。在计算恒荷载作用下顶层第一次分配时(顺时针方向为正)，先将I、J、K、L四个节点加上约束。

在I节点处，各梁杆端弯矩总和：m

M IJ F

=48

在J节点处，各梁杆端弯矩总和：

()()m

M JK

=09

在K 节点处，各梁杆端弯矩总和：

()

()094.6094.6085.085.0=-?=+?=KL F KJ F K F M M M

在L 节点处，各梁杆端弯矩总和：m kN M M LK F L F ?=?==80.5194.6085.0

1、放松节点I ，即在节点I 处施加一个力矩：m kN M I F ?-=48.38，并乘以相应的分配系数0.327和0.673，反号分配后的梁端弯矩m kN M I F ?+=58.12梁，反号分配后的柱端弯矩

m kN M I F ?+=90.25柱，将反号分配后的梁端弯矩m kN M I F ?+=58.12梁，按照梁的传递系数1/2传递到IJ 梁的J 端，即：m kN M I F ?+='29.6梁。

2、放松节点L ，即在节点L 处施加一个力矩：m kN M L F ?=80.51，并乘以相应的分配系数0.302和0.698，反号分配后的梁端弯矩m kN M L F ?-=64.15梁，反号分配后的柱端弯矩

m kN M L F ?-=16.36柱，将反号分配后的梁端弯矩m kN M L F ?-=64.15梁按照梁的传递系数1/2传递到LK 梁的K 端，即：m kN M L F ?-='82.7梁。

3、放松节点J ，相应的在节点J 处新加一个外力偶矩，其中包括IJ 梁右端弯矩、KJ 梁左端弯矩、IJ 梁和KJ 梁传来的弯矩。根据力矩分配法反号分配原则，其值为：

()m kN m kN m kN ?=?-?-32.1380.5148.38，再乘以相应的分配系数为：0.236、0.279和0.485，分配后的梁端弯矩m kN M JI F ?+=14.3梁，m kN M JK F ?+=72.3梁，m kN M J F ?+=46.6梁，按照梁的传递系数1/2传递到IJ 梁的I 端，即：m kN M JI F ?+='57.1梁，按照梁的传递系数1/2传递到JK 梁的K 端，即：m kN M JK F ?+='86.1梁。

4、放松节点K ，节点K 的总弯矩为0，已经达到平衡，无需再进行分配。

经过上述计算，完成第一次弯矩分配，再重复第一次弯矩分配过程，叠加两次结果，得到杆端最终弯矩值。各层梁、柱受荷简图见图4-7，横、活荷载作用下弯矩计算过程，见图4-11，4-12。

图4-10 各层梁、柱受荷简图

屋顶层和标准层AB跨和CD跨剪力计算公式：

???

??????-?-?-=??+?+?=??????=?-

++??=+l M M l q V l M M l q V l q M M l V l

q V V 22222202

1222

1212

21221

标准层BC 跨剪力计算公式

???

????+++-=+---++=??????=+---?++=+l b a b q a q Pa V l

b a b q a q Pa bl q al q Pl V b a b q a q Pa l V b q a q P V V 2)

(22)

(222202222

1222121122122121 框架柱轴力计算：

梁端弯矩产生的剪力=梁端弯矩在柱端产生的轴力，柱端弯矩产生的剪力=l M M ?+)(21，所以，柱轴力=梁端弯矩产生的剪力+集中力+柱自重。

恒荷载作用下梁端剪力，见表4-5，活荷载作用下梁端剪力，见表4-6，恒荷载作用下柱轴力，见表4-7，活荷载作用下柱轴力，见表4-8，恒荷载作用下柱剪力，见表4-9，活荷载作用下柱剪力，见表4-10。

表4-5 恒荷载作用下梁端剪力

表4-7 恒荷载作用下柱轴力

表4-8 活荷载作用下柱轴力

表4-9 恒荷载作用下柱剪力

表4-10 活荷载作用下柱剪力

的弯矩图、剪力图、轴力图，见图4-16，图4-17，图4-18。

框架结构荷载整理

荷载统计 2011.4 (一) 面荷载: 恒载： 1. 100mm厚混凝土板: 2.5KN/m2 120mm厚混凝土板: 3.0KN/m2 240mm厚混凝土板: 6.0KN/m2 2. 建筑面层: 1.0KN/m2 3. 板底粉刷吊顶： 0.5KN/m2 5. 卫生间回填土容重（水泥炉渣）：14 kN/m^3 6. 上人屋面作法： 5.0 kN/m^2 7. 非上人屋面作法： 3.0 kN/m^2 8. 楼梯荷载: 踏步宽: 0.30 (m) 踏步高: 0.150 0.163 (m) 角度: 26.57 (度) cos 26.57 = 0.8944 28.52 (度) cos 28.52 = 0.8787 面层 1.00 * (0.30 + 0.150) / 0.30 = 1.50 kN/m^2 1.00 * (0.30 + 0.163) / 0.30 = 1.5433 kN/m^2 踏步 25.00 * 0.163 / 2 = 2.04 kN/m^2 粉刷 0.50 / cos 28.52 = 0.58 kN/m^2 = 4.17 kN/m^2 0.080厚梯板 25.00 * 0.080 / cos 26.57 = 2.34 kN/m^2 0.100厚梯板 25.00 * 0.100 / cos 26.57 = 2.80 kN/m^2 0.120厚梯板 25.00 * 0.120 / cos 26.57 = 3.35 kN/m^2 0.130厚梯板 25.00 * 0.130 / cos 26.57 = 3.63 kN/m^2 0.140厚梯板 25.00 * 0.140 / cos 26.57 = 3.91 kN/m^2 0.150厚梯板 25.00 * 0.150 / cos 26.57 = 4.19 kN/m^2 0.160厚梯板 25.00 * 0.160 / cos 28.52 = 4.55 kN/m^2 活载: 1. 走廊、楼梯 3.5 kN/m^2 2. 大会议室、多功能厅、公共卫生间、食堂、餐厅 2.5 kN/m^2 3. 小办公室、值班室、中小会议室、休息室、强电、弱电 2.0 kN/m^2 4. 大办公室，职工之家 3.0 kN/m^2 5. 金库 12.0kN/m^2 6. 空调机房 7.0 kN/m^2 7. 储藏间、设备室 5.0 kN/m^2 8. 厨房(不含较重的炉灶、设备及厨料) 4.0 kN/m^2 9. 上人屋面 2.0 kN/m^2 10. 非上人屋面 0.5 kN/m^2 11. 栏杆、女儿墙顶水平荷载 1.0 KN/m 12.材料室、档案室 6.0 kN/m^2 13.网络机房 8.0 kN/m^2 (二) 线荷载: 1.砖墙部分： 200mm厚加气砼外墙 0.2*10+1.5=3.5KN/m2 200mm厚加气砼内墙 0.2*10+1.0=3.0KN/m2 100mm厚加气砼内墙 0.1*10+1.5=2.5KN/m2 100mm厚加气砼内墙 0.1*10+1.0=2.0KN/m2 200mm厚实心砖外墙 0.2*19+1.5=5.3KN/m2 200mm厚实心砖内墙 0.2*19+1.0=4.8KN/m2 100mm厚实心砖内墙 0.1*19+1.0=2.9KN/m2

一榀框架结构荷载计算书

毕业设计题目一榀框架计算书班级土木工程2006级高本学生姓名孟凡龙指导老师

2011.5 摘要本工程为济南某综合教学楼楼，主体三层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，建筑面积约为3000m2，宽35米，长为60米，建筑方案确定。建筑分类为乙类公共类建筑，二类场地，抗震等级三级。 .

目录第一章框架结构设计任务书 (1) 1.1工程概况 (1) 1.2设计资料 (2) 1.3设计内容 (2) 第二章框架结构布置及结构计算图确定 (2)

2.1梁柱界面确定 (2) 2.2结构计算简图 (2) 第三章荷载计算 (5) 3.1恒荷载计算： (5) 3.1.1屋面框架梁线荷载标准值 (5) 3.1.2楼面框架梁线荷载标准值 (5) 3.1.3屋面框架节点集中荷载标准值 (6) 3.1.4楼面框架节点集中荷载标准值 (7) 3.1.5恒荷载作用下结构计算简图 (8) 3.2活荷载标准值计算 (9) 3.2.1屋面框架梁线荷载标准值 (9) 3.2.2楼面框架梁线荷载标准值 (9) 3.2.3屋面框架节点集中荷载标准值 (9) 3.2.4楼面框架节点集中荷载标准值 (10) 3.2.5活荷载作用下的结构计算简图 (10) 3.3风荷载计算 (11) 第四章结构内力计算 (15) 4.1恒荷载作用下的内力计算 (15) 4.2活荷载作用下的内力计算 (25) 4.3风荷载作用下内力计算 (33) 第五章内力组合 (34) 5.1框架横梁内力组合 (38) 5.2柱内力组合 (46) 第六章配筋计算 (60) 6.1梁配筋计算 (60) 6.2 柱配筋计算 (75) 6.3楼梯配筋计算 (80) 6.4基础配筋计算 (84) 第七章电算结果 (80) 7.1结构电算步骤 (86) 7.2结构电算结果 (87) 参考文献 (112)

多层钢筋混凝土框架设计(7 风荷载内力计算)

七风荷载内力计算基本风压w0=0.4kN/m2，地面粗糙度为B类。本章计算以左风为例。（一）风荷载计算 w k=βzμsμz w0，建筑物高度<30m，故βz=1.0 迎风时μs1=+0.8，背风时μs2=-0.5，则μs=0.8+0.5=1.3 计算过程见下表计算简图（单位：kN） 14.60 15.44 16.85 13.98 17.04

（二）内力计算 1．抗侧刚度和反弯点高度确定计算过程见下表 2．剪力在各层分配（单位：kN ） ∑ == 5 n i i Pi P V ，Pi k ik V D D V ?= ∑ V P5V P4V P3V P2V P1

3．柱端弯矩计算（单位：kN?m ） 4．风荷载作用下的内力图 M 图（单位：kN ?m ） 62.98 51.34 32.5132.51 24.71 24.71 14.826.27 19.12 8.67 7.77 4.73 3.95 2.181.11 42.16 41.69 28.77 28.45 19.88 19.65 12.77 12.624.36 4.3157.21 57.21 57.23 34.9522.2837.9 15.6222.289.2818.26 27.54 16.98 3.69 13.296.536.5357.23 22.28 15.62 27.5416.9837.99.283.6934.95 22.28 18.26 6.53 13.29 6.53

V N V ，N 图（单位：kN ） 5．梁端柱边弯矩（单位：kN?m ） 28.11 19.18 13.25 8.51 2.91 35.13 36.8321.39 22.46 12.17 12.5 5.62 5.8 13.74 21.57 9.22 18.06 6.55 13.73 4.11 9.43 1.51 1.4 4.15 17.39 12.38 1.51 2.84 6.27 9.41

框架结构竖向荷载作用下内力计算

第6章竖向荷载作用下力计算 §6.1 框架结构的荷载计算 §6.1.1.板传荷载计算计算单元见下图所示：因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。图6-1 框架结构计算单元

图6-2 框架结构计算单元等效荷载一.B～C, (D～E)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：222 ??+? 6.09KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=1 7.128KN/m 活载：222 ???+? 2.0KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m 楼面板传荷载：恒载：222 ???+? 3.83KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m 活载：222 ???+? 2.0KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m 梁自重：3.95KN/m B～C, (D～E)轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 二. C～D轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：2 ??? 6.09KN/m 1.2m5/82=9.135KN/m 活载：2 ??? 2.0KN/m 1.5m5/82=3KN/m 楼面板传荷载：

一榀框架计算内力计算

第8章一榀框架计算 8.7框架内力计算框架结构承受的荷载主要有恒载、活载、风荷载、地震作用。其中恒载、活载为竖向荷载，风荷载和地震为水平作用。手算多层多跨框架结构的内力和侧移时，采用近似方法。求竖向荷载作用下的内力采用分层法，求水平荷载作用下的内力采用反弯点法、D 值法。在计算各项荷载作用下的效应时，一般按标准值进行计算，然后进行荷载效应组合。 8.7.2框架内力计算 1.恒载作用下的框架内力（1）计算简图将图8-12（a ）中梁上梯形荷载折算为均布荷载。其中a=1.8m ，l=6.9m ， =1800/69000.26a l α==，顶层梯形荷载折算为均布荷载值： 2 3 2 3 12+=120.26+0.2621.31=18.8kN m q αα-?-??（）（），顶层总均布荷载为18.8+4.74=23.54kN m 。其他层计算方法同顶层，计算值为21.63kN m 。中间跨只作用有均布荷载，不需折算。由于该框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算，计算简图见8-19。（2）弯矩分配系数节点A 1:101044 1.18 4.72A A A A S i ==?= 111144 1.33 5.32A B A B S i ==?= 12120.940.94 1.61 5.796A A A A S i =?=??= ()0.622 1.3330.84415.836A S =++=∑ 1010 4.72 0.29815.836 A A A A A S S μ= ==∑

图8-19 恒载作用下计算简图（括号内数值为梁柱相对线刚度） 1111 5.32 0.33615.836 A B A B A S S μ= ==∑ 1212 5.796 0.36615.836 A A A A A S S μ= ==∑ 节点B 1:11112 1.12 2.24B D B D S i ==?= 18.076B S =∑

等效风荷载计算方法分析

等效静力风荷载的物理意义从风洞试验获取屋面风荷载气动力信息，到得到结构的风振响应整个过程来看，计算过程中涉及到风洞试验和随机振动分析等复杂过程，不易为工程设计人员所掌握，因此迫切需要研究简便的建筑结构抗风设计方法。等效静力风荷载理论就是在这一背景下提出的。其基本思想是将脉动风的动力效应以其等效的静力形式表达出来，从而将复杂的动力分析问题转化为易于被设计人员所接受的静力分析问题。等效静力风荷载是联系风工程研究和结构设计的纽带[3] ，是结构抗风设计理论的核心内容，近年来一直是结构风工程师研究的热点之一。等效静力风荷载的物理意义可以用单自由度体系的简谐振动来说明 [45, 108] 。 k c P(t) x(t) 图1.3 气动力作用下的单自由度体系对如图1.3的单自由度体系，在气动力 P t 作用下的振动方程为： mx cx kx P t (1.4.1) 考虑粘滞阻尼系统，则振动方程可简化为： 2 00 2 22P t x f x f x m (1.4.2) 式中 12 f k m 为该系统的自振频率， 2c km 为振动系统的临界阻尼比。假设气动力为频率为 f 的简谐荷载，即 20i ft P t F e ，那么其稳态响应为： 202 00 1 2i ft F k x t e f f i f f (1.4.3) 进一步化简有： 2 i ft x t Ae (1.4.4) 其中 02 2 2 1 2F k A f f f f ， 2 2arctan 1 f f f f ， A 为振幅，为气动力和位移响应之间的相位角。现在假设该系统在某静力 F 作用下产生幅值为A 的静力响应，那么该静力应该为：

框架结构一榀框架手算计算书

某培训中心综合楼计算书 1 工程概况拟建5层培训中心,建筑面积4500m 2,拟建房屋所在地的设防参数，基本雪压S 0=0.3kN ·m 2,基本风压ω0=0.45kN ·m 2地面粗糙度为B 类。 2 结构布置及计算简图主体5层,首层高度3.6m,标准层3.3m,局部突出屋面的塔楼为电梯机房层高3.0m,外墙填充墙采用300mm,空心砖砌筑,内墙为200mm 的空心砖填充,屋面采用130mm ，楼板采用100mm 现浇混凝土板,梁高度按梁跨度的1/12～1/8估算,且梁的净跨与截面高度之比不宜小于4,梁截面宽度可取梁高的1/2～1/3,梁宽同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm,柱截面尺寸可由A c ≥ c N f N ][μ 确定本地区为四级抗震,所以8.0=c μ,各层重力荷载近似值取13kN ·m -2,边柱及中柱负载面积分别为7.8 6.9226.91?÷=m 2 和7.8(6.92 2.72)37.44?÷+÷=m 2. 柱采用C35的混凝土（f c =16.7N ·mm 2，f t =1.57N ·mm 2）第一层柱截面边柱 A C = 31.326.9113105 1702810.816.7????=?mm 2 中柱 A C = 31.2537.4413105 2276950.816.7 ????=?mm 2 如取正方形,则边柱及中柱截面高度分别为339mm 和399mm 。由上述计算结果并综合其它因素，本设计取值如下： 1层: 600mm ×600mm ； 2～5层:500mm ×500mm 表1 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土等级强度 1 3.60.45 2. 2 1.10.1 5.05h m =++--=。

第三章框架内力计算

第三章框架内力计算 3.1 恒载作用下的框架内力 3.1.1 弯矩分配系数（1）弯矩分配系数：节点：A1 10 3.472 0.2394(0.868 1.3330.424)A A μ= =++ 11 5.332 0.3684(0.868 1.3330.424) A B μ= =++ 12 5.696 0.3934(0.868 1.3330.424) A A μ= =++ 节点：B1 11 5.332 0.24721.612 3.555B A μ= =+? 12 5.696 0.26321.61B B μ== 117.11 0.32921.61B D μ== 1040.868 0.16121.61 B B μ?== 节点：A2 2123 1.424 0.3414.181 A A A A μμ== = 22 1.333 0.3184.181A B μ== 节点：B2 22 5.332 0.22423.834 B A μ= = 2123 1.4244 0.23923.834 B B B B μμ?== = 22 3.5552 0.29823.834 B D μ?= = 节点：A4 44 1.3334 0.484(1.333 1.424)4 A B μ?==+? 43 1.424 0.5172.757A A μ= = 节点：B4 44 5.332 0.29418.138B A μ= = 43 1.4244 0.31418.138 B B μ?==

44 3.5552 0.39218.138 B D μ?= = A3与B3与相应的A2，B2相同。（2）杆件固端弯矩横梁固端弯矩： i)顶层横梁自重作用： 22444411 4.087.217.631212 A B B A M M ql kN m =-=-=-??=-? 2244 11 2.84 1.35 1.7333 B D M ql kN m =-=-??=-? 44441/20.863D B B D M M kN m ==-? 板传来的恒载作用： 2 223344441(12//)12 A B B A M M ql a l a l =-=--+222331 20.57.2(12 2.1/7.2 2.1/6)75.6912 kN m =- ??-?+=-? 224455 11.80 2.7 4.489696B D M ql kN m =-=-??=-? 224411 11.8 2.7 2.693232 D B M ql kN m =-=-??=-? ii)二～四层横梁自重作用： 22111111 4.087.217.631212 A B B A M M ql kN m =-=- =-??=-? 221111 2.84 1.35 1.7333 B D M ql kN m =-=-??=-? 11111/20.863D B B D M M kN m ==-? 板传来的恒载作用： 2 223344441(12//)12 A B B A M M ql a l a l =-=--+ 21 15.517.20.85557.2912 m =- ???=- 221155 8.62 2.7 3.279696B D M ql kN m =-=-??=-?kN ? 221111 8.62 2.7 1.963232 D B M ql kN m =-=-??=-? 纵梁引起柱端附加弯矩：（边框架纵梁偏向外侧，中框架梁偏向内侧）

风荷载计算

4.2风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：（－1）式中： 1.基本风压值Wo 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的值确定的风速V0(m/s)按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏感主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时，采用100年一风压。《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数μs 《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。 A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；书P55页表4.2给出了各类地区风压沿高度变化系数。位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μz 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.2－2确定各个表面的风载体型或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图

框架结构竖向荷载作用下的内力计算

第6章竖向荷载作用下内力计算 §6.1 框架结构的荷载计算 §6.1.1.板传荷载计算计算单元见下图所示：因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。图6-1 框架结构计算单元

图6-2 框架结构计算单元等效荷载一.B ～C, (D ～E)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：2226.09KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=17.128KN/m ??+? 活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ???+? 楼面板传荷载：恒载：2223.83KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m ???+? 活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ???+? 梁自重：3.95KN/m B ～C, (D ～E)轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 二. C ～D 轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：26.09KN/m 1.2m 5/82=9.135KN/m ??? 活载：22.0KN/m 1.5m 5/82=3KN/m ??? 楼面板传荷载：

【建筑工程设计】一榀框架计算土木工程毕业设计手算全过程

一框架结构设计任务书 1.1 工程概况：本工程为成都万达购物广场----成仁店，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，建筑面积约为5750m2，宽27米，长为45米，建筑方案确定。建筑分类为乙类公共类建筑，二类场地，抗震等级三级。图1-1 计算平面简图 1.2 设计资料 1）气象条件：基本风压3155KN/m2 2）抗震设防：设防烈度7度 3）屋面做法： 20厚水泥砂浆面层一层油毡隔离层 40厚挤塑聚苯板保温层 15厚高分子防水卷材 20厚1:3水泥砂浆找平 1:6水泥焦渣1%找坡层，最薄处30厚 120厚现浇钢筋混凝土板粉底 4）楼面做法： 8~13厚铺地砖面层

100厚钢筋砼楼板吊顶 1.3设计内容 1)确定梁柱截面尺寸及框架计算简图 2)荷载计算 3)框架纵横向侧移计算； 4)框架在水平及竖向力作用下的内力分析； 5)内力组合及截面设计； 6)节点验算。二框架结构布置及结构计算简图确定 2.1 梁柱截面的确定通过查阅规范，知抗震等级为3级，允许轴压比为[μ]=0.85

由经验知n=12~14kn/m2 取n=13kn/m2 拟定轴向压力设计值N=n?A=13kn/m2×81m2×5=5265KN 拟定柱的混凝土等级为C30，f c=14.3N/mm2柱子尺寸拟定700mm× 700mm μ===0.75<[μ]=0.85 满足初步确定截面尺寸如下：柱：b×h=700mm×700mm 梁（BC跨、CE、EF跨）=L/12=9000/12=750mm 取h=800mm，b=400mm 纵梁=L/12=9000/15=600mm 取h=600mm，b=300mm 现浇板厚取h=120mm

第六章风荷载内力计算

陈群阳光小区6号楼设计 63 2.6 横向风荷载计算 2.6.1 自然情况地区基本风压 W 0=0.70kN/m 2，地面粗糙程度B 类。 2.6.2 风荷载计算（1）风荷载标准值 0w w z s z k ???=μμβ，风荷载标准值见表2-6-1 表2-6-1 风荷载标准值层数 β Z μ S μ Zi W 0 W k F Wki V i 6 1 1.3 1.19 0.70 1.083 8.87 8.87 5 1.14 1.037 1 2..40 21.27 4 1.063 0.965 11.71 32.98 3 1.00 0.910 10.97 4 3.95 2 1.00 0.910 10.65 5 4.60 1 1.00 0.910 12.24 66.84 注：（1）在实际工程中，对于高度不大于30M ，高宽比小于 1.5的高建筑，取风振系数βZ =1.0。（2） A w F ki w ki ?=。 1K F =0.910×3.9×（3.3+0.6）/2+0.910×3.9×1.5=12.24KN 2K F =0.910×3.9×1.5+0.910×3.9×1.5=10.65KN 3K F =0.910×3.9×1.5+0.965×3.9×1.5=10.97KN 4K F =0.965×3.9×1.5+1.037×3.9×1.5=11.711KN 5K F =1.037×3.9×1.5+1.083×3.9×1.5=12.24KN 6K F =1.083×3.9×1.5+1.083×3.9×0.6=8.87KN （2）风荷载作用分布图，见图2-6-1

一榀框架结构设计手算+电算

前言毕业设计是学生在毕业之前在专业知识上面的一次检验，是学生从学校学习到工作岗位的过渡，在毕业设计阶段，要求要学会综合应用以前大学四年学到的专业课程，还有必要的设计规范和施工图集。通过学习、研究与实践，使理论深化、知识拓宽、专业技能延伸。通过毕业设计的实践，使学生能够深刻理解框架结构体系的布置特点、结构传力途径以及计算简图的确定方法，掌握风荷载及地震作用的计算方法、框架结构内力与位移计算的实用方法；掌握现浇多层框架结构的抗震概念设计，框架的截面设计原理、抗震构造要求及地基基础的设计方法；熟练阅读工程地质报告，熟悉施工图的内容、工作步骤及表达方法，培养学生综合运用所学专业知识来分析和解决实际工程问题的能力。本次设计要求布图合理，图线清晰，尺寸齐全，注文工整，能最大程度的表达设计意图，符合国家制图标准及有关设计规范的规定。结构设计计算书要求方法合理，计算正确，排版工整，逻辑通顺。由于时间和水平有限，不足之处，请各位专家、老师给予批评指正。

西南科技大学城市学院本科生毕业论文Ⅳ 目录第1章设计资料 (1) 1.1工程概况 (1) 1.2工程地质条件 (1) 1.3气象资料 (2) 1.4抗震设防烈度 (2) 第2章结构布置及计算简图 (3) 2.1材料 (3) 2.2结构平面布置 (3) 2.2.1结构平面布置 (3) 2.3框架梁截面尺寸初步估算 (4) 2.3.1横向框架尺寸 (4) 2.3.2 纵向框架梁尺寸 (5) 2.3.3纵向次梁 (5) 2.3.4卫生间纵向次梁 (5) 2.3.5框架柱截面估算 (6) 第3章现浇楼板设计 (8) 3.1现浇楼板计算 (8)

风荷载计算书

七、水平荷载（风荷载）计算 1、设计资料基本风压： 2 /35.0m KN =ωο ，地面粗糙度类别为C 类。房屋高度H=21.9m 。 2、荷载计算风荷载近似按阶梯形分布，首先应将其简化为作用在框架节点上的节点荷载。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 0k z s z ωβμμω= 式中 K W ——风荷载标准值（KN/m 2）； z β——高度z 处的风振系数，结构高度H=21.9m ＜30m ，故取βZ =1.0； s μ——风荷载体型系数，对于矩形截面s μ=1.3； z μ——风压高度变化系数（地面粗糙度类别为C 类）； 0w ——基本风压（KN/m 2）；风压高度变化系数z μ可查荷载规范取得。将风荷载换算成作用与框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示。表中z 为框架节点至室外地面的高度，A 为一榀框架各层节点的受风面积表4.1 层次 z β s μ 0w Z μ k z s z ωβμμω= A(m 2) P K (kN)= A ×k ω 6 1.0 1.3 0.35 1.00 0.46 5.85 2.69 5 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 14.63 5.56 4 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 16.88 6.41 3 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.51 2 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.51 1 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 24.3 8.26 2 1 3.245.4)2/6.36.3(m A =?+= 2 2 2.165.46.3m A =?= 2 3 2.165.46.3m A =?= 2 4 88.165.4)2/6.32/9.3(m A =?+=

结构荷载计算示例

三航伟业预拌混凝土搅拌站二期结构计算书首页（左边1~3轴部分）一、工程概况 1、结构形式：现浇混凝土框架结构。 2、地震烈度七度（设计基本地震加速度0.15g），场地类别Ⅱ类，特征周期Tg=0.35秒,设计地震分组为第一组。建筑结构安全等级为二级。 3、框架抗震等级：三级。 4、基本风压：W0=0.80KN/m2,地面粗糙度B类，风荷载体型系数1.4 地质报告：《厦门三航伟业预拌混凝土搅拌站二期岩土工程详细勘察报告书》（由福建岩土工程勘察研究院提供）（2010年7月12日）二、主体工程计算程序：中科院PMCAD、SATWE、JCCAD。三、设计依据采用中华人民共和国现行国家标准规范和规程进行设计，主要有：建筑结构荷载规范 GB50009-2001（2006年版）建筑抗震设计规范 GB50011-2001（2008年版）混凝土结构设计规范 GB50010-2002 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005版）高层建筑混凝土结构设计规程 JGJ3-2002 《厦门三航伟业预拌混凝土搅拌站二期岩土工程详细勘察报告》（由福建岩土工程勘察研究院提供）（2010年7月12日）四、荷载汇集（一）楼面恒活荷载标准值 1、研发厂房（戊类） 20厚花岗岩面层 0.02×28=0.56 KN/m2 25厚1:4干硬性水泥砂浆结合层 0.025×20=0.5 KN/m2 15厚板底抹灰 0.3 KN/m2 Σ=1.36KN/m2取1.40 KN/m2 2、开水间、卫生间：防滑地砖 0.015×20=0.3 KN/m2 30厚砂浆0.03×20=0.6 KN/m2 15厚板底抹灰 0.015×20=0.3 KN/m2 Σ=1.2KN/m2取1.40 KN/m2 （二）、屋面（含露台）恒荷载标准值 1、建筑找坡：普通地砖 0.015×20=0.3 KN/m2 20厚水泥砂浆结合层 0.02×20=0.4 KN/m2 40厚C20细石砼刚性防水兼保护层，内配Φb4@200钢丝网 0.04×25=1.00 KN/m2 泡沫保温隔热板取0.05 KN/m2计高分子防水卷材 0.25 KN/m2 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN/m2 板底抹灰 0.015×20=0.3 KN/m2 Σ=1.2KN/m2取1.40 KN/m2 2、结构找坡：普通地砖 0.015×20=0.3 KN/m2 20厚水泥砂浆结合层 0.02×20=0.4 KN/m2 泡沫保温隔热板取0.05 KN/m2 高分子防水卷材 0.25 KN/m2 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN/m2 板底抹灰 0.015×20=0.3 KN/m2 Σ=1.7KN/m2取2.40 KN/m2 （三）、活荷载标准值 a）研发厂房（戊类）取4.0 KN/m2。 b）走廊、开水间、卫生间取2.5 KN/m2。 c) 公共楼梯均按消防楼梯取3.5 KN/m2。 d) 电梯机房取7.0 KN/m2。 e)不上人屋面计算时取0.7 KN/m2，总说明中注0.5 KN/m2。（四）、墙体荷载标准值外墙： 190厚加气混凝土砌块（q=2.7 KN/m2）（层高按4.5米算）分户墙：190厚加气混凝土砌块（q=2.2 KN/m2） 1、墙上无洞口、梁高800时，取2.7×23.7=9.99 KN/m； 2、外墙开窗非凸窗、梁高800时，折减0.8×14.06=11.248 KN/m； 3、玻璃幕墙：取1.5 KN/m； 4、其余按层高或梁高相应计算。内隔墙：90厚加气混凝土砌块（q=1.5 KN/m2）（层高按4.5米算） 1、墙上无洞口、梁高800时，取1.5×3.7=5.55 KN/m； 2、外墙开窗非凸窗、梁高800时，取5.55×0.8=4.44 KN/m； 3、其余按层高或梁高相应计算。屋顶女儿墙：按1.4米高140mm厚砼板计算，取1.4×0.14×25=4.9 KN/m，取5.0 KN/m。（五）、地下室荷载 1、顶板 2、地板 3、外墙 4人防荷载

水平地震作用下的框架侧移验算和内力计算

水平地震作用下的框架侧移验算和力计算 5.1 水平地震作用下框架结构的侧移验算 5.1.1抗震计算单元计算单元：选取6号轴线横向三跨的一榀框架作为计算单元。 5.1.2横向框架侧移刚度计算 1、梁的线刚度： b /l I E i b c b = (5-1) 式中：E c —混凝土弹性模量s I b —梁截面惯性矩 l b —梁的计算跨度 I 0—梁矩形部分的截面惯性矩根据《多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑》，在框架结构中有现浇层的楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效侧移刚度，减少框架侧移，为考虑这一有利因素，梁截面惯性矩按下列规定取，对于现浇楼面，中框架梁Ib=2.0Io,，边框架梁Ib=1.5Io ，具体规定是：现浇楼板每侧翼缘的有效宽度取板厚的6倍。 2、柱的线刚度： c c c c h I E i /= (5-2) 式中：Ic —柱截面惯性矩 hc —柱计算高度一品框架计算简图： 3、横向框架柱侧移刚度D 值计算： 212c c c h i D α= (5-3) 式中：c α—柱抗侧移刚度修正系数

K K c +=2α（一般层）；K K c ++=25.0α（底层） K —梁柱线刚度比，c b K K K 2∑= （一般层）；c b K K K ∑=（底层） ① 底层柱的侧移刚度：边柱侧移刚度： A 、E 轴柱：68.010 5.61045.41010=??==∑c b i i K 中柱侧移刚度： C 、 D 轴柱：18.1105.6102.345.410 10=??+== ∑）（c b i i K ② 标准层的侧移刚度边柱的侧移刚度： A 、E 轴柱：51.010 72.821045.4221010=????==∑c b i i K 中柱侧移刚度： C 、 D 轴柱：88.01072.82102.345.42210 10 =???+?== ∑）（c b i i K

4-竖向荷载作用下框架内力计算

4 竖向荷载作用下框架内力计算 4.1横向框架计算单元竖向荷载作用下，一般选取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析，根据结构布置和楼面荷载分布情况，本设计取6轴线横向框架进行计算，本设计中所有板均为双向板，为了简化计算，对板下部斜向塑性绞线与板边的夹角可近似取45°角，由于框架柱的间距不相等，通过主梁和次梁对板的划分不同，计算单元宽度应按照各个板的实际传荷情况而确定，如图4-1。图中横向阴影所示荷载传给横梁，纵向阴影所示荷载传给纵梁。图4-1 标准层横向框架计算单元 4.2恒荷载计算由于本设计次梁较多，在计算框架梁上荷载时应该先计算次梁自重和次梁传递的荷

载，再将次梁自重和次梁传递的荷载，次梁传给主梁的荷载可近似地看成一个集中力，因此在框架节点处还应作用有集中力矩。 4.2.1 标准层次梁恒荷载计算 1、5或7轴线次梁上线荷载 1）AB 跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。图4-1 AB 跨的次梁上的荷载分布次梁自重：m kN m m m kN q /13.350.025.0/253 =??=次；根据《实用建筑结构静力计算手册》（第二版），对于双向板楼面荷载传递按45°塑性绞线方向分为三角形荷载和梯形荷载，三角形荷载和梯形荷载均折算成等效均布面荷载。三角形荷载：q 8 5，梯形荷载：() q αα?+-3 221，其中，0l a α=。对于BC 跨中有三角形荷载和梯形荷载同时在同一跨中出现，按理应该按照结构力学的方法进行求解，但为了简化计算，本设计中的三角形荷载和梯形荷载按上述方法计算，且按上述方法计算的荷载也能满足工程精度要求。 44.04800/21001==mm mm α； ( ) () 22323 1211 /18.3/54.444.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /68.61.2/18.3201 1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /49.162/68.6/13.31=?+=+=次； 2）BC 跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。图4-2 BC 跨的次梁上的荷载分布 31.02400/7502==mm mm α； ()()2232322 /79.3/54.431.031.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /84.275.0/79.3202 2=?=?'=； 25.03000/7503==mm mm α； ()()2232323 /04.4/54.425.025.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /03.375.0/04.4203 3=?=?'=；

关于风荷载体型系数取用-2

关于门式刚架单层房屋体型系数的选用，目前国内主要有两种，一种是按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002，一种是按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)。如何选用这两种规范的体型系数和在结构设计软件PKPM中的具体应用成了结构设计人员必须解决的问题，本文就两种规范体型系数的区别和各自的适用范围通过算例进行验证，并提出笔者的看法。在《建筑结构荷载规范》(以下简称GB50009)中，7.1.1条明确指出，计算主要承重结构和围护结构时，分别采用7.1.1-1式和7.1.1-2式，体型系数分别采用主体结构体型系数和围护结构的局部风压体型系数。主体结构体型系数根据7.3.1条取用，而围护结构局部风压体型系数按照7.3.3条规定，考虑边角区的影响和有效受风面积的修正。在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（以下简称CECS102）中，主体结构和围护结构均采用相同的公式附录A.0.1式。刚架和围护结构等的体型系数按照表A.0.2中的相应数据。其中区分端区、中间区、边角区等，同样也有有效受风面积的修正。 GB50009已在我国沿用了50多年，积累了丰富的实际工程经验，它是面对所有结构形式的建筑房屋，因此具有通用性，也是工程设计和软件应用的主要参考依据。CECS102是参考美国金属房屋制造商协会MBMA的相关试验数据和资料编制的，主要针对门式刚架低矮房屋，已为世界多个国家采用。CSCE102有其相对较强的针对性，也就有其特定的适用范围，关于风荷载计算适用范围在CECS102附录A.0.2中已有明确表述，对于门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度不大于10度、屋面平均高度不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口高度不小于房屋的最小水平尺寸时，风荷载体型系数可以按照CECS102附录A的规定进行取用。此时的风荷载计算结果是比较接近相关的试验数据的，用于工程设计是没有问题的。而试验分析同时也表明，当柱脚铰接且刚架的L/H大于2.3和柱脚刚接且L/H大于3.0时，按《荷规》风荷载体型系数计算所得控制截面的弯矩已经偏离试验数据较多，再按此风荷载体型系数取用已经严重不安全。因此，在工程设计中对于房屋高宽比不大于1的，应该严格按照CECS102的体型系数进行取用。下面通过算例比较《荷载规范》和《门规》的风荷载体型系数的计算结果，对于主体结构，封闭式房屋中间区的体型系数：算例一，跨度L＝24m，高度H＝8m，L/H=3.0, 50年一遇基本风压W0＝ 0.50KN/m2，地面粗糙度B类，恒载0.30KN/m2，活载0.50KN/m2。 1、按GB50009取用风荷载体型系数：左风左柱弯矩图：

第三章框架结构设计集荷载计算教学资料

第三章框架结构设计集荷载计算

3 框架结构设计与荷载计算 3.1 结构布置 3.1.1 柱网与层高民用建筑的柱网和层高根据建筑的使用功能确定。柱网布置应该规整，由内廊式和跨度组合式，这里采用跨度组合式（如图）。层高宜取同一个尺寸，这里采用层高3.6m，对于底层由于市内外地面高差加急出埋深影响为4.7m。框架结构总高度在8度抗震设防时，高度不应大于45m，而此建筑总高度也才22.7m。图3.1 柱网布置图 3.1.2 框架的承重方案

根据楼盖的平面布置和竖向荷载的传递途径，框架的承重方案可以分为向承重方案。横向，纵向及纵横向承重三种方案。此工程采用纵横向承重方案，现浇楼面为双向板（纵向承重时因横向刚度较小一般很少采用）。 3.1.3 变形缝设置的考虑变形缝有温度伸缩缝，沉降缝，和防震缝三种。伸缩缝是为了避免温度变化和混凝土的收缩产生的盈利是结构产生裂缝，在结构一定长度范围内设置伸缩缝。在伸缩缝处，基础顶面以上的结构及建筑构造完全断开，伸缩缝最大间距见下表3.1。表3.1 伸缩缝的最大间距(m) 伸缩缝方案，而是采用构造和施工措施，如在顶层，底层和山墙等温度变化大的部位提高配筋率。沉降缝是为了避免地基不均匀沉降使结构产生裂缝，在结构易产生不均匀沉降的部位设缝，将结构完全分开。此建筑中间部分是6层，两边为4层，房屋高度有一定变化，但考虑到变化不大，可以不设沉降缝。防震缝，是为了防止在地震作用下，特别不规则结构的薄弱部位容易造成震害而可用防震缝将结构分为若干独立抗震单元，使各结构规则，但目前设计更倾向于不设，而采取加强结构整体性的措施。

毕业设计新规范框架内力计算

6.3.8 基础顶面恒载计算由于本工程为五层框架结构，建筑高度较低，跨度基本相等，刚度比较均匀，风荷载影响较小。因此，为了简化计算，本设计的风荷载仅按一榀框架单独承担其受荷面积，忽略空间整体作用。 6.3.8.1 设计资料基本风压：ω0＝0.30KN/m 2，地面粗糙度类别为B 类。KJ6承受风荷载的计算宽度B ＝（6+6）÷2＝6m 6.3.8.2 荷载计算风荷载近似按阶梯形分布，首先应将其简化为作用在框架节点上的节点荷载。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： ()/2k z s z o i j W h h B 式中基本风压ω0＝0.30KN/m 2 βZ —风振系数，因为建筑物高度H ＝21m<30m ，因此βZ ＝1.0； s μ—风荷载体型系数，根据建筑物体型查得 1.3s ； z μ—风压高度变化系数，建设地点位于城市郊区，所以地面粗糙度为B 类； h i —下层柱高； h j —上层柱高，对顶层取女儿墙高度的2倍,即1.24m ； B —迎风面宽度，B ＝（6+6）÷2＝6m 。计算过程如表6-1所示：

风荷载受荷简图见图6-26所示。图6-26 框架风载受荷简图 6.3.8.3 框架柱D值计算梁、柱的相对线刚度见表6-2 所示，侧移刚度D值计算如表6-2 、表6-3所示：表6-2 KJ-3 2～5层柱D值计算 D 2 b c k K k2K K2 12 ** c D i h （KN/m）边柱（A轴柱）2.08 2.08 1.68 2 1.24 1.68 0.457 2 1.68 4 2 12 0.457 1.24103855 4.2 中柱（C轴柱）2.082 5.582 6.18 2 1.24 6.18 0.756 2 6.18 4 2 12 0.756 1.24106377 4.2 中柱（D轴柱）2.082 5.582 6.18 2 1.24 6.18 0.756 2 6.18 4 2 12 0.756 1.24106377 4.2

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