土木工程毕业设计计算书(商场)

土木工程毕业设计计算书(商场)
目录
第一章建筑设计 (4)
1.1设计资料 (4)
1.2设计思路及工程概况 (4)
1.3工程构造 (5)
1.3.1 基础 (5)
1.3.2 墙体 (5)
1.3.3 楼梯设计 (5)
1.3.4 自动扶梯选型 (6)
1.3.5 门窗 (7)
1.3.6 女儿墙及屋面排水 (7)
1.3.7 楼面构造 (7)
1.3.8 屋面构造 (7)
第二章重力荷载代表值 (8)
2.1构件尺寸 (8)
2.2材料自重及荷载 (9)
2.3荷载汇集计算 (9)
2.3.1屋面线荷载标准值 (10)
2.3.2 楼面线荷载标准值 (10)
2.3.3 墙 (11)
2.3.4框架梁 (12)
2.3.5 框架柱 (13)
2.4重力荷载代表值的计算 (13)
2.4.1 第5层上半层 (13)
2.4.2 5层的下半层和2层的上半层 (15)
2.4.3 2层下半层和1层上半层的计算 (17)
第三章水平地震作用分析 (19)
3.1梁的刚度与柱的刚度计算 (19)
3.1.1 梁的刚度计算 (19)
109
3.1.2 柱的刚度计算 (20)
3.2水平地震作用力计算 (20)
3.2.1 框架自震周期的计算 (20)
3.2.2 多遇水平地震作用标准值及位移的计算 (21)
3.2.3 框架梁柱线刚度计算 (23)
3.2.4 水平地震作用内力分析 (25)
第四章竖向荷载作用下框架的内力分析 (31)
4.1恒载作用下框架内力计算 (31)
4.1.1 荷载及计算简图 (31)
4.1.2 框架弯距计算 (35)
4.1.3 梁端剪力及柱轴力计算 (38)
4.2活载作用下框架内力计算 (42)
4.2.1 荷载及计算简图 (42)
4.2.2 框架弯矩计算 (45)
4.2.3 梁端剪力及柱轴力的计算 (45)
第五章内力组合 (48)
5.1梁端柱边各控制截面的弯矩计算 (49)
5.2弯矩调幅 (51)
5.3.内力组合计算 (52)
5.3.1梁的内力不利组合 (52)
5.3.2柱的内力不利组合 (53)
第六章框架截面设计和配筋 (53)
6.1框架梁正截面设计 (54)
6.1.1各控制截面的最不利承载力 (54)
6.1.2梁的正截面设计 (54)
6.1.3正截面受弯承载力计算 (55)
6.2梁的斜截面设计 (60)
6.2.1 第5层截面计算 (60)
6.3框架柱的截面设计 (77)
6.3.1轴压比验算 (78)
6.3.2柱的计算长度 (78)
6.3.3柱的正截面配筋计算 (78)
6.3.4柱的斜截面配筋计算 (83)
6.4板的配筋计算 (87)
109
6.4.1板区分格 (87)
第七章楼梯配筋计算 (92)
7.1梯段板设计 (92)
7.2斜梁设计 (94)
7.3平台板设计 (95)
7.4平台梁设计 (95)
第八章基础设计 (97)
8.1工程概况 (97)
8.1.1 桩基础设计 (97)
第九章英文翻译 (99)
第十章专题部分 (104)
109
第一章建筑设计
1.1 设计资料
⑴工程名称：嘉阳商场
⑵层高及空间设置：该商场分为5层，底层层高为5.4米，标准层为4.8米。

内设库房、影业厅、行政办公及福利用房等，并适当考虑设置顾客休闲空间。

⑶建筑面积：总建筑面积约为12300m2
⑷地基承载力：粘质粘土140 KPa；中粗砂160 KPa；砾砂320 KPa
⑸冻土深度：1.2m
⑹抗震设防烈度：7度
⑺场地土类别：中硬场地土，II类。

1.2 设计思路及工程概况
根据设计任务书的要求及商场的结构和建筑设计需要，综合考虑了防火、抗震、通风、采暖及视觉效果等因素，经过方案比选最终选出该商场的设计方案。

首先分析建筑平面，在平面设计中考虑了外观、朝向、通风、出入口、交通、消防、及供电等多方面的问题。

一个好的建筑不仅要满足功能结构要求，同时也要重视建筑设计。

该商场拟建在城市中心，整体的立面效果尤为重要。

因此在设计中始终把握整体设计概念，从全局考虑，将建筑设计和结构设计综合考虑。

总平面设计要突出周围良好的环境以及该商场与周围自然环境和人工环境的协调性，在本方案中特别注重周围的绿化效果，加强环保意识。

对使用部分的平面设计的总体设计原则是适用、美观、安全、经济，注重同一层平面和各层平面之间的相互联系。

从使用要求着手，选择柱网尺寸并进行功能分区.在本方案中，将商场营业厅和其他用房分开设计，商场营业厅面向顾客人群，采用人工采光和通风，
109
尽量减少空间障碍，营造一个较大的空间；对其他用房适当考虑自然通风和采光。

对于该建筑立面设计，根据初步确定的房屋内部空间组合的平面关系，如结构的功能分区，各部分的门窗布置等，描绘出该建筑各个立面的基本轮廓。

设计时仔细分析立面各部分总的比例关系，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，最后考虑建筑入口、门厅的细部处理。

整个立面设计中，适当的选用建筑材料，突出建筑的质感，创造出良好的立面效果。

1.3 工程构造
1.3.1 基础
采用现浇式混凝土桩基础，混凝土标号为C40
1.3.2 墙体
外墙采用300mm水泥空心砖
内墙采用190mm粉煤灰轻渣空心砌块
⑴外墙具体做法：
部分采用装饰性玻璃幕墙、面砖、刷彩色涂胶；
15厚水泥砂浆粘结层；
60厚聚苯复合保温板；
300厚水泥空心砖；
15厚水泥砂浆找平；
30厚水刷石墙面；
喷106内墙涂料；
外墙总厚度：420mm
⑵内墙具体做法：
喷106内墙涂料；
10厚水刷石墙面；
15厚水泥砂浆找平；
190厚粉煤灰空心砖；
15厚水泥砂浆找平；
10厚水刷石墙面；
109
109
喷106内墙涂料；
内墙总厚度：240 mm
1.3.3 楼梯设计
采用现浇式钢筋混凝土梁式楼梯
① 商场设计中
营业厅内梯段净宽L ≥1.4m ，踏步高 h ≤0.16m ，踏步宽b ≥0.28m 。

② 根据营业厅内顾客在任何地点距离最近的安全出口不大于20米的规定，每层设三步楼梯，另设两台可同时上、下的自动扶梯。

③ 三部楼梯，开间均为5400mm,均为双跑楼梯。

⑴ 底层：层高5.4m
① 楼梯梯段宽度 5400-2×120-2×150=4860
1/2×4860=2430mm
② 平台深应大于2430mm,故取为2700mm
③ 楼梯长度
踏步宽b=280mm,设第一跑为18步，第二跑为16步
则踢面高 mm h 82.15816
185400=+= 则第一跑梯段长 （18-1）×280=4760 mm
第二跑梯段长 （16-1）×280=4200mm
④ 楼梯间进深 2700+4760=7460mm
取为8400mm
靠近走廊一侧平台深 8400-7460=940mm
⑵ 标准层：层高4.8m
① 踏面宽 b=280mm ，踢面高 h=150mm
踏步数 321500
4800==n 故两跑均设为16跑
② 平台深 8400-4200=4200mm,
故分别取为 2700 mm ，1500 mm
靠近走廊一侧平台深 1500 mm
1.3.4 自动扶梯选型
⑴电梯选自中国迅达电梯公司南方公司产品
30，扶梯宽度为1000 mm。

⑵扶梯角度
运行速度0.5m/s,输送能力8000人/h
⑶扶梯水平扶影长度：
底层：2567+1.732×5400+2198=14117.8 mm
标准层：2567+1.732×4800+2198=13078.6 mm
⑷双台并列布置，宽度为2310×2=4620mm
⑸考虑到柱网尺寸，自动扶梯间水平长、宽分别取为15米、5.2米
1.3.5 门窗
⑴门
①库房、办公室、卫生间等采用木制平开门，b×h=1000mm×2700 mm
②入口处外门采用铝合金门中的有框双开弹簧门，有多种尺寸，各洞口尺寸详见图纸。

⑵窗
全部窗都采用铝合金推拉窗，洞口尺寸有两种： 2400×2400 mm、3000×1800 mm
1.3.6 女儿墙及屋面排水
墙高900 mm，墙体采用实心砖24墙。

屋面采用内排水，雨水经雨水口流入室内卫生间处的水落管，再由地下管道把雨水排到室外排水系统。

1.3.7 楼面构造
根据各方间的使用要求，采用不同的楼面构造
①办公室、休息室等采用水磨石地面；
②走廊、楼梯、商场大厅采用大理石地面；
③卫生间采用防水较好的瓷砖地面；
④库房采用水泥砂浆地面。

各楼面的具体做法见第二章结构设计部分中的荷载汇集计算部分。

1.3.8 屋面构造
109
109
20厚细砂保护层；
APP 改性沥青防水卷材；
20厚水泥砂浆找平；
100厚膨胀珍珠岩粉料；
20～80厚焦渣混凝土找坡；
80厚现浇混凝土板；
20厚纸筋石灰抹底 ；
第二章 重力荷载代表值
2.1 构件尺寸
⑴ 板
主梁跨度为8.1m ，此梁跨度为8.4m ，主梁每跨内布置两根次梁，板跨为
2.7m 。

按高跨比条件，要求板
mm h 5.6740
2700=≥ 对民用建筑的楼盖板，要求板mm h 60≥，故取板厚mm h 80=
⑵ 梁
① 次梁：
181=
h ～L 12
1=466.7～700,取mm h 550= 31=b ～h 2
1=166.7～250,取mm b 200= ② 主梁：
151=h ～L 10
1=540～810,取mm h 700= 300=b mm ⑶ 柱
109 根据7度区地震等级II,框架轴压比控制为
9.0≤A
f N c c 混凝土强度等级为C50,2/5.23mm KN f c = ()KN N S N s G c 52.502915144.81.81.12.1=-⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=ωαγ
其中 ：
G γ：竖向荷载分项系数，取为1.2；
α：考虑地震作用产生的轴力的放大系数，7度区为1.05～1.1；
S ：柱的楼面负荷面积；
ω： 单位建筑面积的竖向荷载，框架结构取为12～14； s N ：柱截面以上楼层数。

故 23
2.2378025
.239.01052.50299.0mm f N A c c =⨯⨯=≥ 柱的截面选用正方形 mm A h b 6.487===
柱的截面为2500500mm h b ⨯=⨯
2.2 材料自重及荷载
材料自重表 表2－1 混凝土
水泥砂浆 水泥空心砖 粉煤灰空心砖 水刷石 25.0 20 10.3
7.0 0.5 大理石 珍珠岩 沥青卷
材
焦渣混凝土 纸筋石灰
28 2.0 0.4 25 16 水磨石 小瓷砖 混合砂浆 聚苯复合保温 细砂2 24
0.55
17
1.13
14
屋面及楼面荷载表（2/m KN ） 表2－2
不上人屋面 办公室 库房 楼梯、走廊 卫生间 商场大厅 0.5
2.0
5.0
3.5
2.5
3.5
2.3荷载汇集计算
2.3.1屋面线荷载标准值
20厚细砂保护层 143
/m KN 14*0.02=0.282
/m KN
APP 改性沥青防水卷材 0.4 2/m KN 0.42
/m KN
20厚水泥砂浆找平 203/m KN 20×0.02=0.42
/m KN
100厚膨胀珍珠岩粉料 2.03/m KN 20×0.02=0.42
/m KN 20～80厚焦渣混凝土找平 3/10m KN ()2/0.52/08.002.010m KN =+⨯
80厚现浇混凝土板 253/m KN 25×0.08=2.02
/m KN 20厚纸筋石灰抹底 163
/m KN 16×0.02=0.322
/m KN
屋面恒荷载 4.1 2
/m KN
2.3.2 楼面线荷载标准值
⑴ 办公室用水磨石地面:
20厚水磨石地面 243/m KN 24×0.02=0.48 2
/m KN
刷冷底子油和热沥青各一道
20厚1：3水泥砂浆找平 203/m KN 0.02×20=0.402/m KN 80厚混凝土楼板 253/m KN 0.08×25=2.02/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 0.015×16=0.242/m KN 楼面恒荷1 3.122
/m KN ⑵走廊、商场大厅等大理石地面
平铺20厚大理石地面 28 3/m KN 0.02×28=0.562
/m KN
20厚干硬性水泥砂浆找 203/m KN 0.02×20=0.402
/m KN 80厚混凝土楼板 253/m KN 0.08×25=2.02/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 0.015×16=0.242/m KN 楼面恒荷载2 3.22
/m KN ⑶ 卫生间瓷砖地面：
20厚小瓷砖 0.552
/m KN 0.552/m KN
15厚粗砂水泥打底 203/m KN 20×0.015=0.32
/m KN
防水涂膜两道
15厚水泥砂浆找平 203/m KN 0.015×20=0.32/m KN
80厚混凝土楼板 253/m KN 0.08×25=2.02
/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 0.015×15=0.242/m KN
楼面恒荷载3 3.39 2
/m KN
⑷仓库水泥砂浆地面
20厚1：2水泥砂浆抹面 203
/m KN 20×0.02=0.42
/m KN 15厚粗砂水泥打底 203
/m KN 20×0.015=0.32
/m KN 80厚混凝土楼板 253
/m KN 25×0.08=2.02
/m KN 15厚纸筋石灰抹底 163/m KN 16×0.015=0.242/m KN 楼面恒荷载4 2.942
/m KN 2.3.3 墙
⑴ 外墙
部分用玻璃幕墙装饰、面砖及彩色涂料
15厚混合砂浆粘结层 173
/m KN 0.015×17=0.2552/m KN 60厚聚本复合保温板 1.133/m KN
300厚水泥空心砖 10.33/m KN 0.3×10.3=3.092/m KN
15厚水泥砂浆找平 203/m KN 0.015×20=0.302
/m KN
25厚水刷石墙面 0.52/m KN 0.52
/m KN 外墙恒荷载 5.275 KN ／m² ⑵ 内墙
25厚水泥砂浆找平 0.52/m KN 0.52/m KN
15厚水泥砂浆找平 203/m KN 20×0.015=0.32
/m KN
190厚粉煤灰空心砖 7.03/m KN 0.19×7.0=1.332
/m KN
15厚水泥砂浆找平 203/m KN 0.015×20=0.302/m KN 25厚水刷石墙面 0.52/m KN 0.52/m KN 内墙恒荷载 2.93 KN ／m² 2.3.4框架梁
⑴纵向框架梁：截面 700×3002mm
框架梁自重： 0.7×0.3×25=5.25m KN / 梁侧粉刷: （0.7-0.08）×0.02×17×2=0.422m KN /
合计 5.672m KN / 每根自重 5.672×8.1=45.943KN ⑵横向次梁，连系梁：截面 550×2002mm
次梁自重： 0.55×0.2×25=2.75m KN / 梁侧粉刷： 2×（0.55-0.08）×0.02×17=0.32m KN /
合计 3.07m KN / 每根自重 3.07×8.4=25.788KN ⑶斜向框架梁截面：700×3002mm
框架梁自重： 0.7×0.3×25=5.25m KN / 梁侧粉刷： 2×（0.7-0.08）×0.02×17=0.422m KN /
合计 5.672m KN / 每根自重 5.672×11.67=66.19KN 2.3.5 框架柱
柱截面 500×5002mm ⑴ 首层
层高5.4米，室内外高差600mm ，基础地面据室外400mm 。

柱长 5.4+0.6+0.4=6.4 m
每根柱重 0.5×0.5×25×（6.4-0.08）=39.5KN ⑵ 标准层 层高 4.8米
每根柱重 0.5×0.5×25×（4.8-0.08）=29.5KN
2.4 重力荷载代表值的计算
重力荷载代表值的计算采用集中质量法
计算方法为：重力荷载代表值=恒载+50％×活载。

2.4.1 第5层上半层
⑴ 女儿墙：普通实心砖24墙，高900mm ； 周长：11×8.1+10×8.4+2×11.6=196.44mm
G 女=(0.24×18+2×0.02×20)×0.9×196.44=905.196KN
⑵ 屋面板
屋S =48.6×50.4-8.1×8.4×2=2313.362m
屋G =4.1×2313.36=9ZHU484.776KN ⑶ 梁：
纵向框架梁 纵G =45.943×40根=1837.72KN
横向次梁 横G =25.788×98根+3.07×(8.4-5.2)根=2537.048KN 斜向框架梁 斜G =66.19×2根=132.38KN ⑷ 柱
半层的柱长 4.8/2-0.7=1.7 米 共48个根
柱G =48×1.7×0.5×0.5×25=510KN
⑸ 墙 ① 外墙
总S =（8.1-0.5）×（4.8/2-0.7）× 12+（8.4-0.5）×（4.8/2-0.55）
×10 +（11.67×2-0.5×2）×（4.8/2-0.5）=341.4022m
窗台高 900mm ，窗高2.4 m
窗S =0.9×（10×2.4+2×3）=272m
外S =总S - 窗S =341.402-27=314.4022m 外G =5.275×314.402=1658.47KN ② 内墙
总S =(4.8/2-0.5)×［(8.4-0.5)×4+(6.3-0.5/2)×2+(8.4-0.12)×2］ +(4.8/2-0.7)×［(8.1-0.24)×3+(8.1-0.5)×3］=187.3142m 0＝门S
内S =总S －门S =187.3142m 内G = 2.93×187.314=548.83KN ③ 门、窗： 窗S =272m
窗G =0.4×27=10.8KN 0＝门S
内G = 0
⑹ 恒载计算：
恒G = 905.196+9484.776+1837.72+2537.048+132.38+510
+1658.47+548.83+10.8= 17625.22KN
活载计算：
活G = 0.5×2313.36=1156.68KN
总荷载计算：
G=恒G +50%×活G =17625.22+0.5×1156.68=18203.56KN
2.4.2 5层的下半层和2层的上半层
⑴ 楼面
① 库房： S 库=7×8.1×8.4=476.282m 办公、休息等用房：
S 办 =8.1×8.4+5.1×6.3×2+8.1×6.3=183.332m S 总=476.28+183.33=659.612m
G1=3.12×183.33+2.94×476.28=1972.25KN
② 走廊：
S 走=2.1×8.1×3+3×6.3+2.7×8.4=92.612m G 走=3.2×92.61=296.352KN
③ 卫生间：
S 卫=6×8.4=50.42m G 卫=3.39×50.4=170.856KN
④ 商场营业厅：
S 营=6×4×8.1×8.4-2×8.1×8.4-5.4×8.4×2-6×8.4- 4.62×2×8.1
=1280.9162m
G营=3.2×1280.916=4098.93KN
G楼=1972.25+296.352+170.856+4098.93=6538.39KN
⑵梁
G梁=1837.72+2537.048+132.38=4507.148KN
⑶柱
G柱=48×（4.8-0.08）×0.5×0.5×25=1416KN
⑷墙
①外墙：
S总=（8.1-0.5）×(4.8-0.7)×12+(8.4-0.5)×（4.8-0.55）
×10+（11.67×2-0.5×2）×（4.8-0.55）
=804.6152
m
S窗=2.4×（11×2.4+6×3）=106.562
m
S外墙=S总- S窗=804.615-106.56=698.0552
m
G外墙=5.275×698.055=3682.24KN
②内墙
S总=(4.8-0.55)×［（8.4-0.5）×4+（6.3-0.5/2）×
2+（8.4-0.12）
×2］+（4.8-0.7）×［（8.1-0.24）×3+
（8.1-0.5）×3］
m
=446.2632
S门=2.4×1.0×10=242
m
m
S内墙= 446.263-24=422.2632
G内墙=2.93×422.263=1237.23KN
⑸窗、门
m
S窗=106.562
G窗=0.40×106.56=42.624KN
S 门=242
m
G门=0.2×24=4.8KN
⑹楼梯
S楼梯=3×（5.4×2.7+15×0.28×2.43）=74.3582
m
G楼梯=3.2×1.2×74.358=285.53KN
⑺恒载计算：
G=6538.39+4507.148+1416+3682.24+1237.23+42.624+4.8+285.53
=17713.962KN
活载计算：
G活=2×183.33+5×476.28+3.5×（92.61+74.358）+2.5×
50.4
+3.5×1280.916
=7941.654KN
总荷载计算：
G10= G恒+50%×G活=17713.962+0.5×7941.654=21684.789KN
2.4.3 2层下半层和1层上半层的计算
室内外高差600mm，基础顶面距室外地面取为400mm
因此，底层半柱长为：（5.4+0.6+0.4）/2=3.2m
⑴楼面、梁的计算同G25的计算
⑵柱
柱长： 3.2+4.8/2-0.08=5.52m
G柱=48×5.52×0.5×0.5×25=1656KN
⑶墙
①外墙
S总=（8.1-0.5）×（3.2+4.8/2-0.7）×12+（8.4-0.5）×（3.2+4.8/2-0.55）×10 +（11.67×2-0.5×2）×（3.2+4.8/2-0.55）
m
=976.2872
S窗=（11×2.4+6×3）×［4.8/2-0.9+3.2-（5.4-2.4-0.9）］
=115.442
m
S外墙=976.287-114.44=960.8472
m
G外墙=5.275×860.847=4540.97KN
②内墙
S总=（3.2+4.8/2-0.55）×［（8.4-0.5）×4+（6.3-0.5/2）×2+（8.4-0.12）×2］+（3.2+4.8/2-0.7）×［（8.1-0.24）×3+（8.1-0.78）×3］
= 527.4592
m
S门=［4.8/2+2.4-（5.4-3.2）］×2.4×1.0×10+［4.8/2+2.7-
（5.4-3.2）］×（3.6×3+1.5×3）= 106.772
m
S内墙=527.459-106.77=420.6892
m
G内墙=2.93×420.689=1232.618KN
⑷窗、门
S窗=115.442
m
G窗=0.40×115.44=46.176KN
S门=106.772
m
G门=0.2×106.77=21.354KN
⑸楼梯
G楼梯=3.2×1.2×74.358=285.53KN
⑹恒载计算：
G= 905.196+9484.776+1837.72+2537.048+132.38+510+1658.47+ 恒
548.83+10.8= 17625.22KN
活载计算：
G= 0.5×2313.36=1156.68KN
活
总荷载计算：
G=恒G +50%×活G =17625.22+0.5×1156.68=18203.56KN
重力荷载代表值汇总 表2－3
位置(层) 1 2～4 5 自重（KN ）
22799.013 21684.789
18203.56
第三章 水平地震作用分析
3.1 梁的刚度与柱的刚度计算
3.1.1 梁的刚度计算
选用C40混凝土，弹性模量2
4/1025.3mm N E c ⨯=，计算梁线刚度考虑作用，
边框梁取05.1I I b =中框梁取00.2I I b =，具体见表3－1：
梁的线刚度表 表3－1
截面
跨度 截面惯性矩
边框梁
中框梁
h b ⨯
9
12
3
0bh I =
(3
10
-)
5.1I I b =(3
10
-)
L
I E i b c b =
(4
10
-)
02I I b =(
310-)
L
I E i b c b =
(4
10
-)
0.3×0.7 11.67 8.575 12.863
3.582 17.15
4.776
0.2×0.55 8.4 2.77 4.155 1.608 5.54 5.63 0.3×0.7 8.1 8.575 12.863
5.16 17.15
6.88
0.2×0.55 3.2 2.77 4.155 4.22
5.54 5.63
0.2×0.55
5.6
2.77
4.155 2.411
5.54 3.215
3.1.2 柱的刚度计算
选用C50混凝土，弹性模量24/1025.3mm N E c ⨯=,柱的刚度计算表见 表3－2 所示。

柱的线刚度 H
I E i c
c c =
3.2 水平地震作用力计算
该建筑高度为25.6米，小于40米，且质量与刚度沿高度均匀分布，故采用底部剪力法来计算水平地震作用。

作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为： 屋面梁处：屋G =结构和构件自重+50%雪荷载；
楼面梁处：
梁
G =结构和构件自重+50%活荷载；
3.2.1 框架自震周期的计算
对于民用框架和框架抗震墙房屋，可以按经验公式计算
32
1
00069
.0
33
.0
B
H
T+
=
H----房屋主体结构的高度，H=25.6米
B----房屋震动方向的长度，在计算横向水平地震作用时，为房屋宽度取50.4米，在计算纵向水平地震作用时，为房屋的长度取56.7米。

柱的刚度计算表表3－2
层次层
高
（
m
）
I C
12
3
bh
i
c
H
I
E
c
c
(104K
N/m)
柱
号
K
c
b
i
i
∑
k
k
k
k
+
+
=
+
=
2
5.0
2
α
α
2
12
H
2
12
H
i
D
c
α
2～5 4.8
5.2
08
3.743
1
1.83
8
0.479
0.5
2
0.9
34
2
3.67
6
0.648
1.2
6
3
3.67
6
0.648
1.2
6
4 3.67
6
0.648
1.2
6
5 3.67
6
0.648
1.2
6
6 3.67
6
0.648
1.2
6
7 1.83
8
0.479
0.9
34
1 6.4 5.2
08
2.81
1
2.44
8
0.663
0.2
93
0.5
46
2
4.89
6
0.782
0.6
44
3
4.89
6
0.782
0.6
44
4
4.89
6
0.782
0.6
44
5
4.89
6
0.782
0.6
44
6 4.89 6 0.782 0.644 7
2.448
0.663
0.546
3.2.2 多遇水平地震作用标准值及位移的计算
由设防烈度为7度，场地土为II 类，由《建筑抗震设计规范（GBJ11-89）》表4.1.4-1和表4.1.4-2。

查得 s T g 3.0,08.0max ==α 则横向地震影响系数
055.008.0454.03.09
.0max 9
.011=⨯⎪⎭⎫
⎝⎛=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=ααT Tg
T1=0.454>1.4 Tg=0.42，
由抗震规范表4.2.1可知
0463.001.0454.008.001.008.01=+⨯=+⨯=T n δ
对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值为：
i i eq EK G G F ∑=⨯==5
11185.0αα
()KN
16.485856.182033789.21684013.2279985.0055.0=+⨯+⨯⨯=
按抗震规范式4.2.1-2和式4.2.1-2，4.2.1-3 算得的作用于各质点上横向水
平地震作用标准值见表3－3。

横向F i eik 的计算()n EK i
i i
i i F H G H G F δ-=
∑1
EK n n F F δ=∆
横向地震作用力eik F 表3-3
层
数 i G
(KN ) i H
(m ) i G i H
(×
103
) i
i
H
G ∑
(×
103
) Eik F
(KN ) 5 18203.56 25.6 466.011 1652.
796
1333.24+229.56
=1562.8 4 21684.789 20.8 451.044 1519.98 3 21684.789 16.0 346.957 1222.19 2 21684.789 11.2 242.87 924.4 1
22799.013
6.4 145.
914
647.02
同理，纵向自震周期
s T 448.07
.566.2500069.033.03
21=⨯+=
纵向地震影响系数 062.01=α
由于 s T T T g g 3.0,08.0,42.04.1max 1===>α
046
.001.0448.008.001.008.0056.008.0448.03.019
.0max 9
.011=+⨯=+==⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=T T T n g δαα 结构底部总纵向水平地震作用标准值 i i eq EK G G F ∑=⨯==5
11185.0αα
()KN
3.504856.182033789.21684013.2279985.0056.0=+⨯+⨯⨯=
3.2.3 框架梁柱线刚度计算
⑴框架梁：选用C40混凝土
24/1025.3mm N E c ⨯=
纵向eik F 的计算见表3-4。

纵向水平地震作用剪力eik F 表3－4
层数 i G
(KN
i H
(m ) i G i H
(×103
) i
i
H
G ∑
(×103
)
Eik
F
(KN ) 5 18203.56 25.6 466.011 1652.796
1357.91+232.
22＝1590.13
4
21684.789
20.8
451.04
4
1546.52
3 21684.789 16.0 346.957
1243.22 2 21684.789 11.
2 242.87 938.92 1
22799.013
6.4
145.914
657.4
框架柱：选用C50混凝土
24/1045.3mm N E c ⨯=
⑵横向联系梁 梁 m KN l
EI i
⋅⨯=⨯⨯⨯
⨯==3371073.104
.855.02.0121
1025.3横梁
底层柱子 m KN l EI i ⋅⨯=⨯⨯
⨯==
347101.284
.65.0121
1045.3底柱 其余各层柱 m KN l
EI i ⋅⨯=⨯⨯
⨯==
347105.378
.45.0121
1045.3余柱
图3－1 框架梁柱相对线刚度
⑶纵向框架梁 m KN l
EI i
⋅⨯=⨯⨯⨯
⨯==337104.341
.87.03.0121
1025.3纵梁
令 0.1=余柱i ，则其余各杆的相对线刚度为： 286.0105.371073.103
3=⨯⨯=横梁
i 749.010
5.37101.2833=⨯⨯=底柱i 917.0105.37104.343
3=⨯⨯=纵梁
i 3.2.4 水平地震作用内力分析
⑴ 柱的反弯点高度比
按公式 3210y y y y y +++=，计算各层柱的反弯点高度比 ① 标准反弯点高度比0y 的取值
根据表3-2种计算的K 值，结构总层数N=5,查框架承受到三角形分布水平作用力时0y 值
附表，得出表3-5中的值。

② 由于结构中上下梁线刚度相同，且上下层层高没有变化， 故 0321===y y y
标准反弯点高度比0y 表3-5
柱号
层次
1 2 3 4 5 5 0.392 0.45 0.369 0.438 0.35 4 0.45 0.5 0.45 0.488 0.425 3 0.492 0.5 0.469 0.5 0.45 2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1
0.605
0.55
0.65
0.55
0.65
③ 柱的反弯点高度比
3210y y y y y +++=＝0y
④ 选取F 轴框架作内力分析，计算纵向水平地震作用下的弯距，剪力和轴力 1）计算层间地震剪力
∑==5
1
171i ik F V
()KN 74.8534.65792.93822.124352.154613.15907
1
=++++=
()83.75992.93822.124352.154613.15907
1
71522=+++==∑ik F V KN
()7.62522.124352.154613.15907
1
71533=++==∑Fik V KN
()()1.44852.154613.15907
171
454=+=+=
F F V KN 16.22713.15907
1
7155=⨯==
F V KN 楼层水平地震剪力计算图见图3－4。

2）计算各柱所分配的剪力jk V
j k jk
jk
jk V D
D V ∑==
7
1
其中， jk V ：第j 层第k 柱所分配到的剪力 jk D ：第j 层第k 柱的侧向刚度值
∑∑∑∑=⨯+⨯=====⨯+⨯===168
.8526.12934.0312
.45644.02546.0537
1
27
11k k k k
k k
D D D
D
第一层：()KN 单位：
KN
V D D V V V KN V D
D V V k
k
51.12774.853312.4644
.01.10874.853312
.4546
.0111216131217
1
111
1711=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
第二层： ()KN 单位：
KN
V D D V V V KN V D
D V V k
k
21.11783.759168.826
.188.8683.759168
.8934
.0222226232227
1
221
2721=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
第三层： ()KN 单位：
KN V D D V V V KN V D
D V V k
k
52.967.625168.826
.155.717.625168
.8934
.0333236333237
1
331
3731=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
第四层： ()KN 单位： KN V D
D V V k
24.511.448168
.8934
.047
1
441
4741=⨯=
=
=∑ KN V D D V V V k
12.691.448168.826
.14442464342=⨯==
===∑
第五层：()KN 单位：
KN
V D D V V V KN V D
D V V k
k
04.3516.227168.826
.198.2516.227168
.8943
.0555256535257
1
551
5751=⨯==
====⨯=
=
=∑∑
3）计算柱端弯矩c M ，梁端弯矩b M 第五层：()m KN ⋅单位：
()()82.75392.018.498.2555171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 KN y V M M 88.48392.08.498.255171=⨯⨯=⨯==下下
()()51.9245.018.404.3555262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN y V M M 69.7545.08.498.255262=⨯⨯=⨯===下下
第四层：()m KN ⋅单位：
()()27.13545.018.424.5144171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 KN y V M M 67.11045.08.424.514171=⨯⨯=⨯==下下
()()89.1655.018.412.6944262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN y V M M 89.1655.08.412.694262=⨯⨯=⨯===下下
第三层：()m KN ⋅单位：
()()47.174492.018.455.7133171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 97.168492.08.455.713171=⨯⨯=⨯==y V M M 下下
()()648.2315.018.452.9633262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 KN y V M M 648.2315.08.452.963262=⨯⨯=⨯===下下
第二层：()m KN ⋅单位：
()()512.2085.018.488.8622171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 512.2085.08.488.862171=⨯⨯=⨯==y V M M 下下
()()304.2815.018.421.11722262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上
KN y V M M 304.2815.08.421.1172262=⨯⨯=⨯===下下
第一层：()m KN ⋅单位：
()()277.273605.014.61.10811171=-⨯⨯=-⨯==y h V M M 上上 563.418605.04.61.1081171=⨯⨯=⨯==y V M M 下下
()()23.36755.014.651.12711262=-⨯⨯=-⨯===y h V M M 上上 84.44855.04.651.1271262=⨯⨯=⨯===y V M M 下下
⑤ 柱端弯矩、梁端弯矩、梁端剪力、柱剪力和轴力图见图3－5、3－6、3－7
96.52
86.88108.1
图3－6 梁柱轴力图
21.22
127.51
117.21148.73
25.9871.5525.98
15.3320.3125.2635.04
116.83
132.54
94.3869.12
61.02
地震作用下梁柱弯矩图
图3－7
第四章 竖向荷载作用下框架的内力分析
4.1 恒载作用下框架内力计算
以F 轴纵向框架为例，参照图3-1 4.1.1 荷载及计算简图
⑴ 屋面恒载： 4.12/m KN
楼面恒载： 仓库 2.942/m KN
办公室 3.122/m KN 走廊、商场大厅 3.22/m KN 卫生间 3.392/m KN
外墙恒载： 5.2752/m KN 内墙恒载： 2.932/m KN ⑵ 梁自重（考虑粉刷）见表4－1。

梁自重表 表4－1 梁截面 ()mm mm h b ⨯⨯
自重（考虑粉刷）m KN /
300×700 5.672 200×550
3.07
⑶ 楼面荷载分配为等效均布荷载
楼板为单向板，故沿长向不分配荷载，只有短向分配荷载。

短向分配荷载：qa 2
1
⑷ 纵向框架上线荷载：
①第5层：梁自重（考虑粉刷） 5.672m KN /
屋面板不沿长向分配荷载
合计： 5.672m KN /
第1～4层：梁自重（考虑粉刷） 5.672m
KN/楼面板不沿长向分配荷载
纵隔墙自重： 2.93×（4.8-0.7）=12.013m
KN/合计：17.685 KN/m
⑸纵向框架梁上集中荷载
①每跨框架梁上设两根次梁，次梁上的线荷载
第5层：均布线荷载
梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/
屋面板传给梁 4.1×0.5×2.7×2=11.07m
KN/
第1～4层：均布线荷载
次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/楼面板传给梁 2×0.5×2.94×2.7=7.938m
KN/
②纵向框架梁的集中荷载
第5层： 1/2×（3.07+11.07）×8.4×2=118.776m
KN/
第1～4层： 1/2（3.07+7.938）×8.4×2=92.467m
KN/
⑹纵向框架柱上集中荷载
①次梁梁端传给柱1、2的集中力：
V=2×1/2×3.07×8.4=25.788m
KN/
②轴1横向连系梁荷载
第5层：均布线荷载
KN/
次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/
屋面板传给梁 1/2×4.1×2.7=5.535m
合计：26.319m
KN/
第1～4层：均布线荷载
次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/楼面板传给梁 1/2×2.94×2.7=3.969m
KN/外横墙自重（考虑窗、洞） 5.275×（4.8-0.5）×0.85
=19.28m
KN/合计：26.319m
KN/
③轴2横向连系梁荷载
第5层：均布线荷载
次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/屋面板传给梁 1/2×4.1×2.7×2=11.07m
KN/合计：14.14m
KN/
第1～4层：均布线荷载
次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/楼面板传给梁 1/2×2.94×2.7×2=7.938m
KN/合计：11.008m
KN/
④轴3横向连系梁荷载
第5层：均布线荷载
KN/次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/屋面板传给梁 1/2×4.1×2.7×2=11.07m
KN/
合计：14.14m
第1～4层：均布线荷载
次梁自重（考虑粉刷） 3.07m
KN/
楼面板传给梁 1/2×2.94×2.7×2=7.938m
KN/
内横墙自重（考虑窗、洞）2.93×（4.8-0.7）×0.85
=10.21m
KN/
合计：21.218m
KN/
⑤边柱集中荷载
第5层： P=1/2×8.605×8.4×2=72.282m
KN/
第1～4层： 500×500 2
mm
柱自重（考虑粉刷）
0.5×0.5×25×4.8×1.15=34.5m
KN/
P=1/2×26.319×8.4×2+34.5=255.58m
KN/
⑥中柱集中荷载
轴线2上的中柱集中荷载
第5层： P=1/2×14.14×8.4×2=118.776m
KN/
第1～4层： P=1/2×11.008×8.4×2+34.5=126.967m
KN/轴线3上的中柱集中荷载
第5层： P=1/2×14.14×8.42=118.776m
KN/
KN/第1～4层： P=1/2×（21.218+11.008）×8.4+34.5=169.849m
⑺框架竖向荷载简图如图 4-2 所示。

4.1.2 框架弯距计算
采用分层法计算竖向荷载作用下的内力，在内力与位移计算时，所有构件均
可采用弹性弯距。

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。

分层法计算的各梁弯距的最终弯距，各柱的最终弯距为与各柱相连的两层计算弯距迭加。

⑴ 梁的固端弯距
1-2梁与2-3梁受力相同，固端弯距也相同，见图4－3（a ）、（b ）所示。

2121ql M F
AB -
=，212
1ql M F
BA =， Fl M
F
AB
9
2-=，Fl M F BA
92= 恒载作用下梁的固端弯距见表 4－2。

⑵ 梁、柱的线刚度
① F 轴柱的线刚度值见表4－3所示。

② F 轴框架梁线刚度 梁截面 300×7002mm
次 弯距
名称 左 右 左 右
5
均布荷载
-31.012 31.012 -96.693 96.693
集中力
-213.797 213.797
-213.797
213.797
1～4 均布
荷
载
-31.012 31.012 -96.693 96.693 集中力
-166.44 166.44 -164.44 166.44
F 轴柱线刚度表 表4-3
层号 柱截面 ()
m KN K c ⋅410
()
m KN K c ⋅4109.0
2～5
500×500
3.743 3.369
1
500×500 2.81 2.529
⑶ 分配系数
考虑框架的对称性，对该榀框架取半跨框架计算，半框架的计算简图及梁柱相对线刚度见图4－4所示。

图4－4 半框架梁柱线刚度示意图
6.886.886.882.529
2.529
3.369
3.369
3.369
6.886.883.369
6.88第一层
2.529
3.369
3.369
6.88
6.88
6.88
第二-四层
第五层
2轴顶层柱顶
196
.02402.011402
.04
369.3488.62884
.6=⨯-=--==⨯+⨯⨯==右梁左梁下柱
右梁左梁μμμμμ ⑷ 传递系数 底层柱传递系数为
21，其余各层柱传递系数为3
1
梁远端固定支座传递系数为
2
1。

⑸ 弯距分配
按力矩分配法进行弯距分配，分配过程见图4-5。

⑹ F 轴节点不平衡弯距的再分配表见表4-4。

⑺ 恒载作用下框架最终弯矩见图4－6，4－7所示。

4.1.3 梁端剪力及柱轴力计算
⑴梁端剪力
()()Fl l
M M ql V V V m q +-+=+=右左弯矩引起剪力荷载引起剪力
21
⑵柱轴力
()()节点集中力及柱自重梁端剪力P V N +=
竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力的计算见表4－5，4－6所示。

节点不平衡弯矩再分配表表4-4
轴线号 1 2 3
分配系数上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁
分配系数0.329 0.671 0.402 0.196 0.402 0.402 0.196 0.402 杆端弯矩87.599 -87.599 291.188 -20.941 -270.246 258.386 17.076 -275.461 不平衡弯矩17.16 -3.586 4.191
弯矩分配-5.646 -11.514 1.442 0.703 1.442 -1.685 -0.821 -1.685 结果分配99.113 -99.113 292.63 -23.824 -268.804 256.701 20.446 -277.146 分配系数0.247 0.247 0.506 0.336 0.164 0.164 0.336 0.336 0.164 0.164 0.336 杆端弯矩51.481 51.481 -102.962 228.143 -10.757 -10.757 -206.621 212.236 12.572 12.572 -237.377 不平衡弯矩29.2 19.288 -6.98 -7.08 5.692 4.983
弯矩分配-11.977 -11.977 -24.535 4.724 2.306 2.306 4.724 -3.587 -1.751 -1.751 -3.587 结果分配68.704 58.792 -127.497 232.867 -15.431 -15.531 -201.897 208.649 16.513 15.804 -240.964 分配系数0.264 0.198 0.538 0.35 0.171 0.129 0.35 0.35 0.171 0.129 0.35 杆端弯矩57.866 43.399 -101.265 262.91 -21.239 -16.023 -225.647 206.311 14.949 11.277 -232.537 不平衡弯矩17.16 -3.586 4.191
弯矩分配-4.53 -3.398 -9.232 1.255 0.613 0.463 1.255 -1.467 -0.717 -0.541 -1.467 结果分配70.495 40 -110.495 264.165 -21.212 -15.56 -224.392 204.844 18.423 10.736 -234.004
109
恒载作用下梁端剪
层号
荷载引起剪力（KN）弯矩引起剪力(KN) 总剪力（KN）
1，2 2，3 3，4 1，2 2，3 3，4 1，2 2，3 3，4
V1=V2 V2=V3 V3=V4 V1=V2 V2=V3 V3=V4 V1 V2 V2 V3 V3 V4
5 141.748 141.748 190.4 -23.891 1.494 -6.279 117.857 165.639 166.231 163.225 184.12 196.68 4 115.44 115.44 160.09 -12.973 -0.823 -4.327 102.467 128.4 114.617 116.2
6 155.763 164.41
7 3 141.74
8 141.748 190.4 -23.891 1.494 -6.27
9 117.857 165.639 166.231 163.225 184.12 196.68 2 115.44 115.44 160.09 -12.973 -0.823 -4.327 102.467 128.4 114.617 116.26 155.763 164.417 1 115.44 115.44 160.09 -18.971 2.413 -5.482 96.47 134.41 117.853 130.03 154.608 165.572
层号
柱轴力
1 2 3 4
Nt Nw Nt Nw Nt Nw Nt Nw
5 190.139 224.639 450.128 485.128 466.12 500.62 512.132 546.63
6 4 548.186 582.686 820.612 855.12 865.11 899.61 959.283 993.783 3 906.233 940.733 1190.6 1225.1 1306.98 1341.48 1406.43 1440.93 2 1264.28 1298.78 1560.58 1595.08 1748.85 1783.35 1853.57
7 2300.724 1 1616.33 1650.5
8 1939.81 1974.31 2203.34 3237.84 1888.077 2335.224
109
层次
①②跨②③跨③④跨
截面V'=V M M' 截面V'=V M M' 截面V'=V M M'
5 1
15.07
75.82 72.05 4
11.42 46.25 43.4
7
35.04 46.35
37.5 3 46.255 42.49 6 9
4 1
37.65
184.15 174.74 4
29.82 120.79 34113
7
69.12 120.79 103.51 3 120.79 111.38 6 9
3 1
59.74
285.74 270.21 4
49.08 198.77 186.5
7
96.52 198.77 174.64 3 198.77 183.84 6 9
2 1
78.27
377.482 357.91 4
63.33 256.476 240.64
7
117.21 256.476 227.17 2 256.476 236.91 6 9
1 1
99.51
481.789 456.91 4
80.07 324.25 304.25
7
127.51 324.267 292.4 3 342.267 299.39 6 9
层次
④⑤跨⑤⑥跨⑥⑦跨
截面V'=V M M' 截面V'=V M M' 截面V'=V M M'
5 10
35.04 46.235 37.5
13
11.42 46.255 43.4
16
15.07
46.255 72.05 12 15 18 75.82 42.49
4 10
69.12 120.79 103.51
13
29.82 120.79 113.34
16
37.65
120.79 174.74 12 15 18 184.15 111.38
3 10
96.52 198.77 174.64
13
49.08 198.77 186.65
16
59.74
198.77 270.21 12 15 18 285.14 183.84
2 10
117.21 256.476 227.17
13
63.33 256.476 240.64
16
78.27
256.476 357.91 12 15 18 377.482 236.91
1 10
127.51 324.267 292.4
13
80.07 435.25 304.25
16
99.51
324.267 456.91 12 15 18 481.89 299.39
109
层层
层
图4－6 恒载作用下最终弯矩图
4.2.1 荷载及计算简图
⑴屋面荷载：不上人屋面0.5 2
/mm
KN
楼面荷载：库房 5.0 2
/mm
KN
办公室 2.0 2
/mm
KN
楼梯、走廊 3.5 2
/mm
KN
⑵纵向框架梁上集中荷载
由于屋面板、楼面板不向长向传递荷载，因此纵向框架上没有均布线荷载。

荷载传递路线是板传给次梁，次梁传给主梁，最后传给柱。

5层：屋面板传给1、2跨之间的次梁
1/2×0.5×2.7×2=1.35KN/m
次梁两端传给主梁的集中力
V=1/2×1.35×8.4×2=11.34KN/m
1-4层：楼面板传给梁
① GF 跨
1-2、2-3梁跨内： 楼面均布活荷载传给次梁
1/2×5.0×2.7×2=13.5KN/m 次梁两端传给主梁：
V=1/2×13.5×8.4=56.7KN
3-4、4-5梁跨内：每跨楼面板上布置办公室楼面活载荷走廊活荷载，取一跨次梁上的线荷载分析
办公室楼面线荷载传给次梁：
1/2×2.7×2=5.4KN/m
走廊楼面线荷载传给次梁：
1/2×3.5×2=9.45KN/m
则梁端剪力分别为
()KN V 12.304
.82/1.24.81.245.92/3.64.521=-⨯⨯+⨯=
KN V 75.2312.303.64.51.245.92=-⨯+⨯= 次梁两端传给主梁的集中力 V=30.12KN 5-6梁跨内：楼面板传给次梁的线荷载分别为
1/2×3.5×2.7=4.725KN/m 和5.4KN/m,
则次梁传给主梁的集中力分别为：
V1=1/2×4.275×8.4+1/2×30.12=34.91KN V2=30.12KN 6-7梁跨内：
次梁均布线荷载：13.5KN/m
次梁两端传给主梁集中力：V=1/2×13.5×8.4=56.7KN ② EF 跨
5-6梁跨内：楼梯间无次梁，次梁传给主梁集中力 V=4.725×8.4×1/2=19.85KN 其他梁跨内：次梁传给主梁集中力。