土木工程(建筑工程)专业框架结构毕业设计(可编辑)

毕业设计（论文）设计论文题目：江苏省南京市仙林大学城某培训中心2号教学楼设计学生姓名：指导教师：二级学院：建筑工程学院专业：土木工程班级：学号：提交日期： 7>2013年 5月 9日答辩日期： 2013年 5月15日
目录
摘要Ⅲ
Abstract Ⅳ
1工程概况与设计资料 1
1.1工程概况 1
1.2设计依据 2
1.3建筑设计 3
2结构方案的选型和布置 8
2.1确定结构体系 8
2.2梁柱截面的确定 8
2.3横向框架的跨度和柱高 10
3横向框架内力计算 12
3.1水平地震荷载计算 12
3.2风荷载计算 29
3.3竖向恒载计算 38
3.4竖向活载计算 56
4 梁、柱的内力组合 72
4.1梁的内力组合 72
4.2柱的内力组合 78
5 梁、柱的截面设计 84
5.1梁的计算 84
5.2柱的计算 89
6 基础设计 95
6.1边柱基础设计 95
6.2中柱基础设计 99
7 楼梯设计 102
7.1梯段板的计算 102
7.2平台板的计算 103
7.3平台梁的计算 104
8 现浇板计算 106
8.1屋盖处的现浇板计算 106 8.2楼盖处的现浇板计算 111 参考文献 116
致谢 117
江苏省南京市某培训中心教学楼设计摘要
依据任务书以及《建筑防火规范》、《建筑结构荷载规范》和《混凝土结构设计规范》等国家现行规范完成了该课题建筑，结构两个方面的设计。

首先从总体出发，综合考虑和组织室内外的空间完成建筑平面，立面，以及剖面的设计；其次完成了一榀框架各结构构件的配筋设计，手绘结构施工图。

整个设计方案在建筑、结构方面满足国家现行规范要求。

本设计对一榀框架，从结构选型入手，计算分析了该框架的荷载，利用分层法和D值法分别对框架结构在竖向荷载、水平风荷载、地震荷载作用下产生的内力进行了计算。

通过内力组合，得出框架的控制内力，最后完成框架各构件的配筋计算并绘制了该框架的施工图。

计算书中同时选算了框架的基础、楼梯，给出了基础、楼梯的配筋计算并绘制了施工图。

关键词：结构设计；框架；荷载计算
The design of training project in NanJing of Jiangsu province Abstract On the basis of mandate and the norms in the country, such as "building fire protection norms","structural load norms" and the "design of concrete structures" and so on, in order to complete the task of architecture and structural.
First of all, considering the space in the open and air, complete the construction, Facade, and the corss-section of the design and map architectural construction blueprint; Secondly, completed a load of the structural component of the framework of the reinforcement design, hand-painted structural construction blueprint, and completed the entire structure design. The whole design programs satisfy the state standard requirements in respect of architecture and structure,the construction design satisfy the reality on the ground.
The instruction booklet introduce a load of frame, First of all, selecte the type of structure, calculate and analyze the framework of the load, by the stratification and method D calculate respectively the internal forces of frame on the act of vertical load and wind loads . Through the combination of internal forces, conclude the control framework drawn forces, Finally , finishe the reinforcing bar calculation about the components of framework , and paint structural construction drawing. The booklet also design a foundation and stairs, and conclude the reinforcing bar calculation of the stairs and the base, and complete
their structural construction blueprint.
Key words: Construction Design; The Frame; Load Caculation
1 工程概况与设计资料
教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。

纵观教学建筑的发展历史，无不体现着人类文化、文明的历史进程和时代特征。

教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。

1.1工程概况教学楼本设计教学楼位于，用地760红线范围为50m×20m，建筑面积约为m2，层高为3.m，共层。

该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学习环境交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。

根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：室，教师休息室，等。

地质资料：
图1.1土层分布图
场地条件：拟建场地地表平整，地下水位在地表下1.5米。

2）气象资料：
基本风压值：0.40kN/m2，地面粗糙度B类。

基本雪压值：0.65kN/m2。

3）地震资料：
抗震烈度度，设计基本地震加速度为0.g，类，设计地震分组为第一组，抗震等级级。

走廊、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室楼面活荷为2.0kN/ m2。

设计标高：室内外高差：450mm。

墙身做法：墙身采用2厚的加气混凝土块，内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹
灰面，厚20mm，内墙涮两度涂料，外墙贴砖。

楼面做法：楼面（大理石楼面），120厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。

屋面做法（上人屋面）：见建筑设计部分。

门窗做法：塑钢窗和木门。

1.2 设计依据
（1）建筑工程学院教学楼毕业设计（论文）任务书
（2）建筑工程学院教学楼毕业论文开题报告
（3）相关建筑设计规范1.3 建筑设计
该建筑物总长度为m，总宽度为m，共层，总建筑面积为m2，主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构图1 建筑平面图
1.3.1 使用部分的平面设计
使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为教学楼，主要使用房间为教室，各主要房间的具体设置
表-1 房间设置表
序号房间名称数量单个面积 1 教室66.2 2 教师休息室 5 储藏室 5 33.1
1.3.2 门的宽度、数量和开启方式
房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60 m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。

教室设置两扇宽的门，门扇开向室外。

为了在发生危险时便于疏散，正面大
门采用扇宽为m的双扇门，走廊两端的采用0.75m的双扇门，均向外开。

1.3.3 窗的大小和位置
房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。

采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。

各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。

通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。

根据建筑采光设计标准GB/T50033-2001）第5.0.1条规定：教室为III 级采光，面积比大于1/5；走廊和楼梯间为V级采光，面积比大于1/12。

教室采光面积比为 1/5
楼梯间： 1/12
均满足要求。

1.3.4 辅助房间的平面设计
通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。

为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。

在本设计中，每层大约有人上课，按规范规定：
男卫生间：大便器具/人，设具；小便器1具/人，设具；
女卫生间：大便器1具/40人，设具；
洗手盆：1具/人，设具。

1.3.5 交通部分的平面设计
走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为
500~600mm。

由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用3000mm，根据建筑物的耐火等级为级，层数层，走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m，符合要求。

楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。

楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm~1200mm。

1.3. 立面设计
结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。

建筑立面上结构构件或门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律变化的感受效果。

在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉。

房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。

1.3. 建筑剖面设计
为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。

首层、标准层与顶层层高均为3.m。

1.3.其它部分详细做法和说明
根据设计规范采用如下设计
（1）基础（墙基）防潮层：
在0.045m以下基础两侧均用防水水泥砂浆防潮，20厚的1：2水泥砂浆掺5％避水浆，位置一般在-0.045标高处，适用于砖墙墙身。

（2）地面：人造大理石板地面
120厚C30混凝土
100厚素土夯实
（3）楼面：人造大理石板地面
0厚1：2水泥砂浆找平层
120厚钢筋混凝土楼板
0厚底板抹灰
（4）踢脚台度做法：
釉面瓷砖踢脚台度
5厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝
5厚1：1水泥细砂结合层
12厚1：3水泥砂浆打底
（5）内墙面做法：
水泥砂浆粉面：刷（喷）内墙涂料
10厚1：2水泥砂浆抹面
15厚1：3水泥砂浆打底
（6）外墙面：
用15厚1：3水泥沙浆找平，200×60高级无釉质瓷砖饰面。

（7层上人屋面做法：
小瓷砖面层
高聚物改性沥青防水层
1：8水泥砂浆找坡层
150厚水泥蛭石保温层
0厚底板抹灰
（8）水泥台阶：
花岗岩面层
20厚1：25水泥砂浆抹面压实抹光
素水泥浆一道70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡1%
200厚碎石或碎砖石灌M2.5号混合砂浆
素土夯实（坡度按工程设计）
（9）散水做法：
20厚1：2水泥砂浆抹面、压实抹光
60厚C15混凝土
素土夯实向外坡4%
备注：①散水宽度应在施工图中注明；
②每隔6留伸缩缝一道，墙身与散水设10宽，沥青砂浆嵌缝；
③宽600～900mm；
④坡度3～5%。

（10）主体为现浇钢筋混凝土框架结构楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。

整个设计过程中，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，同时遵循安全、适用、经济、美观的原则，结构布置合理，房间利用率比较高，适用性很强，同
时又不失美观。

2.1确定结构体系
本工程采用框架承重，现浇整体式钢筋混凝土楼板，墙体240厚KP1空心砖墙。

2.2梁柱截面的确定
2.2.1横向框架梁
（1）截面高度h
框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h L。

h1 L1 ×600＝5~862.5mm
h2 L1 ×3000＝~375mm
取h1 700mm，h2 mm
（2）截面宽度
b1 h1 ×700＝~350mm
b2 h1 ×500＝~250mm
取b1＝mm ，b2 300mm 2.2.2纵向框架梁
（1）截面高度
h1 L ×4800＝~600mm，取h 500mm。

（2）截面宽度
b h ×500＝~250mm，取b 0mm。

2.2.3框架柱
根据建筑平面图可知，边柱及中柱的承载范围分别为m×3.45m 和m×4.95m，其示意图如图2.1-1所示。

估算结构构件尺寸时，楼面荷载近似取15kN/m2计算（以中柱计算为例）图2.1 柱的承载范围示意图
（1）
注：――柱轴压力增大系数。

――柱的负载面积。

――建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取15kN/ m2。

――计算截面以上的楼层层数。

（2） /
注：――柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《建筑抗震设计规范》GB50011―2010），0.9。

――凝土轴心抗压强度设计值，对于C30，查得14.3N/ mm2。

（3）
现只计算中柱，边柱以中柱为准：
1.25×23.760×15×5 2227.5kN
AC≥ / 2227.5×1000/ 0.9×14.3 173076.92mm2
b h mm 416.03mm
取500mm×500mm。

2.3.1框架的跨度
框架的跨度应取柱形心间的距离。

2.3.2框架柱的高度
基础顶面距离室外地坪0.5m，首层层高3.6m，室内外高差为0.45m。

0.5+0.45+3.6 4.55m，2～53.6m。

图2.2 横向框架跨度和层高
注：从左至右依次为A、B、C、D柱
3横向框架内力计算
3.1水平地震荷载计算
3.1.1地震作用的计算
地震作用的计算即地震荷载的计算。

按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定，本设计的结构底部总剪力即总地震荷载可以按公式FEK α1??Geq来计算，其中α1 α×（Tg/T1）0.9
1、产生地震荷载的建筑物总重量Geq的计算
（1）作用于房屋上的恒载标准值
①屋面荷载
防水层三毡四油上铺小石子0.40kN/m2
找平层 20厚1:3水泥砂浆找平0.02×20 0.40kN/m2
保温层 70厚沥青珍珠岩块保温层 0.07+0.235 /2×7 1.07kN/m2
找平层 20厚1:3水泥砂浆找平 0.02×20 0.40kN/m2
结构层 120厚现浇钢筋砼屋面板 0.12×25 3.0kN/m2
粉刷层 10厚粉平顶0.01×17 0.17kN/m2
∑ 5.44kN/m2
②楼面荷载
面层 12厚人造大理石板地面 0.012×28 0.24kN/m2
找平层 25厚1:3水泥砂浆找平 0.025×20 0.40kN/m2
结构层120厚现浇钢筋砼楼板0.12×25 3.0kN/m2
粉刷层 10厚粉平顶 0.01×17 0.17kN/m2
∑ 4.01kN/ m2
③框架梁、柱重量
a、700mm高横向框架梁
0.30×0.7×25 5.25kN/m
b、500mm高横向框架梁
0.30×0.5×25 3.13kN/m
c、500mm高纵向框架梁
0.25×0.5×25 3.13kN/m
d、框架柱
0.5×0.5×25 6.25kN/m
（2）质点重量G的计算
决定多层框架的地震荷载时，结构的计算简图可以认为是一多质点体系，产生地震荷载的建筑物重量集中于各层的楼盖处，各质点重量应包括上下各半层范
围内的恒载，50%的雪载或50%的楼面等效均布活荷载。

①集中于屋盖平面处的质点重量G5
雪载 50% 0.5×0.65×57.6.×16.8 314.50kN
屋面恒载 5.44×57.6×16.8 5264.18kN
700高横向框架梁 4.50× 6.9-0.5 ×26 748.8.kN
500高横向框架梁 2.25× 3.0-0.5 ×13 73.13kN
500高纵向框架梁 5.25× 4.8-0.5 ×48 1083.6kN
框架柱 6.25×1.8×52 585kN
女儿墙 0.24×1.3× 57.6×2+16.8×2 ×14 650kN
外墙 0.24×[1.8× 57.6×2+16.8×2 -3.6×1.2×25]×14 537.06kN
内墙[0.24×1.8× 6.9-0.5 ×18+0.24×1.8× 4.8-0.5 ×24] ×14 1320.9kN
窗
71.60kN
门
36.45kN
合计：G5 10685.22 kN
②集中于四层顶盖处的质点重量G4
楼面活载 50% 0.5×2×57.6×16.8 967.68kN
楼面恒载 4.01×57.6×16.8 3880.40kN
700高横向框架梁748.8kN
500高横向框架梁73.13kN
500高纵向框架梁1083.6kN
柱 6.25×3.6×52 1170kN
外墙0.24×[3.6× 57.6×2+16.8×2 -3.6×0.9×25]×14 1527.72kN
内墙 [0.24×3.6× 6.9-0.5 ×18+0.24×3.6× 4.8-0.5 ×24] ×14 2641.77kN
钢窗
71.60kN
钢门36.45kN
楼梯
平台梁 0.2×0.4×4.8×25 9.6kN
平台板恒载 1.65×4.8×0.1×25 19.8kN
平台板活载 1.65×4.8×2.5 19.8kN
梯段板恒载0.2025×4.8×3.21×25 78.00kN
梯段板活载 4.8×3.21×2.5 38.52kN
12厚人造大理石板地面 0.012×28×4.8×6 9.68kN
15厚水泥砂浆找平 0.015×20×4.8×6 8.64kN
楼梯小计：184.04kN
合计：12385.19kN
③集中于三层、二层顶盖平面处的质点重量G2 G3 G4 12385.19kN
④集中于一顶盖处的质点重量G1
楼面活载50% 967.68kN
楼面恒载
3880.40kN
700高横向框架梁
748.8kN
500高横向框架梁
73.13kN
500高纵向框架梁
1083.6kN
柱 6.25×4.075
×52 1324.38kN
外墙 0.24×[4.075× 57.6×2+16.8×2 -3.6×1.8×
24]×14 1514.82kN
内墙 [0.24×4.075× 6.9-0.5 ×18+0.24×4.075× 4.8-0.5
×24] ×14 2990.33kN 钢窗
71.60kN
钢门
36.45kN
楼梯
平台梁 0.2×0.4×
4.8×25 9.6kN
平台板恒载 1.65×4.8×0.1×25 19.8kN
平台板活载 1.65×4.8×2.5 19.8kN
梯段板恒载 0.2025×4.8×3.21×25 78.00kN
梯段板活载 4.8×3.21×2.5 38.52kN
12厚人造大理石板地面0.012×28×4.8×6 9.68kN
15厚水泥砂浆找平 0.015×20×4.8×6 8.64kN
楼梯小计：184.04kN
合计：12875.23kN 整个建筑物的重力荷载代表值如下图所示：图 3.1 重力荷载代表值
2、梁和柱刚度的计算
本工程柱、梁的混凝土均采用C30，混凝土弹性模量Ec 3.0×107kN/m2。

1 梁和柱的线刚度计算
①梁的线刚度计算
在计算框架梁的惯性矩时，考虑楼板对梁刚度的增大效应，需采用框架梁截
面的折算惯性矩，对于现浇整体式结构，中框架的折算系数为2，边框架的折算系数为1.5。

表3.1梁的线刚度
类型截面积
b×h m2 跨度
L m 截面惯性矩
I0 bh3 中框架边框架IB 2I0 iB IB 1.5I0 iB 50高0.×0.50 3.0 2.60×10-3 5.2×10-3 52000 3.9×10-3 39000 700高0.30×0.70 8.58×10-3 17.16×10-3 74608 12.87×10-3 55956 注：表中iB kN??m
②柱的线刚度计算
表3.2柱的线刚度
层次层高 m 截面积 b×h m2 截面惯性矩 IC bh3 线刚度iC 底层 4.55 0.5×0.5 5.21×10-3 其余层 3.60 0.5×0.5
5.21×10-3 iC kN??m
2 柱的侧移刚度D值的计算
①中间框架中柱侧移刚度D值的计算
表3.3中间框架中柱侧移刚度D值
层次截面 m2 层高 m 线刚度α D α?? 5 0.5×0.5
3.60 43417 4 0.5×0.5 3.60 43417 2.92 0.59 23719
3 0.5×0.5 3.60 43417 2.92 0.59 23719 2 0.5×0.5
3.60 43417 2.92 0.59 23719 1 0.5×0.5
4.55 34352
3.69 0.74 14735 注：底层，α；非底层，α
②中间框架边柱侧移刚度D值的计算
表3.4中间框架边柱侧移刚度D值
层次截面 m2 层高 m 线刚度α D α?? 5 0.5×0.5 3.6 43417 4 0.5×0.5 3.6 43417 1.72 0.46 18492 3
0.5×0.5 3.6 43417 1.72 0.46 18492 2 0.5×0.5 3.6 43417 1.72 0.46 18492 1 0.5×0.5 4.55 34352 2.17
0.64 12744 注：底层，α；非底层，α
③边框架中柱侧移刚度D值的计算
表3.5边框架中柱侧移刚度D值
层次截面 m2 层高 m 线刚度α D α?? 5 0.5×0.5 3.6 43417 4 0.5×0.5 3.6 43417 2.19 0.52 20905 3
0.5×0.5 3.6 43417 2.19 0.52 20905 2 0.5×0.5 3.6 43417 2.19 0.52 20905 1 0.5×0.5 4.55 34352 2.76
0.68 13540 注：底层，α；非底层，α
④边框架边柱侧移刚度D值的计算表3.6边框架边柱侧移刚度D值
层次截面 m2 层高 m 线刚度α D α?? 5 0.5×0.5 3.6 43417 4 0.5×0.5 3.6 43417 1.29 0.39 15678 3
0.5×0.5 3.6 43417 1.29 0.39 15678 2 0.5×0.5 3.6 43417 1.29 0.39 15678 1 0.5×0.5 4.55 34352 1.63 0.59 11748 注：底层，α；非底层，α
3 各层柱侧移刚度之和层间刚度的计算
表3.7各层柱侧移刚度之和
层次中框架中柱中框架边柱边框架中柱边框架边柱∑D 5 ×22 521818 18492×22
406824 20905×4
83620 15678×4
62712 1074974 4 521818 406824 83620 62712 1074974
3 521818 40682
4 83620 62712 1074974 2 521818 406824
83620 62712 1074974 1 14735×22
324170 12744×22
280368 13540×4
54160 11748×4
46992 705690 3、结构基本自振周期T1的计算
表3.8结构顶点位移
层次各层重量 kN 总重量 kN 层间刚度∑Di Δui ∑um ∑Δui
5 0.010 0.195 4 12385.19 23070.41 1074974
0.021 0.185 3 12385.19 35455.60 1074974 0.033 0.164
2 12385.19 47840.79 1074974 0.045 0.131 1
12875.23 60716.02 705690 0.086 0.086 采用顶点位移法计算结构基本自振周期T1 1.7×a0× 1.7×0.7× 0.53 s ＜ 1.4Tg 1.4×0.45 0.63 s 注：上式中，对于民用框架结构周期调整系数取a0 0.6~0.8，本设计取a0 0.7；对于Ⅲ类场地土,设计地震分组为第一组，取特征周期值Tg 0.45 s
4、横向水平地震作用的计算
本设计的建筑为7度近震，地震影响系数α 0.08，则相应于基本自振周期的α1值为
α1＝α?? 0.9 0.08× 0.9 0.0
FEK α1??Geq 0.0690×0.85×60716.02 3560.99kN
因为T1＜1.4 Tg，故不考虑定点附加地震作用。

则各质点分配的地震作用为： Fi ×FEK 表3.9各质点分配的地震作用层次层高 m 高度 m 重量 KN GiHi Fi ×FEK 剪力Vi 5 3.60 18.95 0.290 1032.69 1032.69 4 3.60
15.35 12385.19 190113 0.273 972.15 2004.84 3 3.60
11.75 12385.19 145525 0.209 744.25 2749.09 2 3.60
8.15 12385.19 100939 0.145 516.34 3265.43 1 4.55
4.55 1287
5.23 58582 0.084 299.12 3564.55
3.1.2水平地震荷载作用下的结构变形验算
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011―2010）的要求，本结构须进行多遇地震作用下的抗震变形验算，要对结构的变形加以限制，使其层间弹性位移以及结构顶点位移不超过一定的限值。

对于砌体填充墙的框架结构，其层间弹性位移限值为≤，其顶点弹性位移变形限值≤。

本结构变形计算如下表所示：
表3.10结构变形验算
层次剪力 Vi 刚度 Di 层间位移ΔUi ∑ΔUi 5
0.00096 1/3750 0.01347 4 2004.84 1074974 0.00187
1/1925 0.01251 3 2749.09 1074974 0.00256 1/1406
0.01064 2 3265.43 1074974 0.00303 1/1188 0.00808
1 3564.55 705690 0.00505 1/901 0.00505 由上表可知，结构层间相对位移均小于，故其层间弹性位移满足要求。

结构的顶点位移为0.000≤，故也满足要求。

由底部剪力法计算出来的每层的地震剪力，按照每榀框架的刚度比值分配到每榀框架上，而每榀框架的地震剪力按柱的刚度比值分配到每一根柱上，最后用D值
1、地震剪力的分配非底层 0.0785；底层 0.0779
故地震剪力分配为：
表3.11地震剪力分配表
第五层×0.0785 81.07kN A柱B柱V Vim××17.75kN ×81.07 22.78kN 第四层×0.0785 157.38kN A
柱B柱V Vim×× 34.47kN ×157.38 44.22kN 第三层×0.0785 215.80kN A柱B柱V Vim×× 47.26kN ×215.80 60.64kN 第二层×0.0785 256.34kN A柱B柱V Vim×× 56.14kN ×256.34 72.03kN 第一层×0.0779 277.68kN A柱B柱V Vim×× 64.39kN ×277.68 74.45kN 注：在剪力分配时，D柱与A柱相同，C柱与B柱相同，故表中未列出D柱和C柱的剪力
2、柱的反弯点高度计算位置系数 A B C D 第五层
m 5
n 5
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.380.446
α1 1 1 y1 0 0 α2 －－
y2 0 0 α3 1 1 y3 0
0 1.3 第四层
m 5
n 4
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.43 α
1 1 1 y1 0 0 α
2 1 1
y2 0 0 α3 1 1 y3 0 0
1.570 1.786 位置系数 A B C D
第三层
m 5
n 3
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.480.50
α1 1 1 y1 0 0 α2 1 1
y2 0 0 α3 1 1 y3 0
0 1.750 1.80 第二层
m 5
n 2
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.50.50
α1 1 1 y1 0 0 α2 1 1
y2 0 0 α3 1.26 1.26
y3 0 0 1.8 1.80 第一层
m 5
n 1
h 4.55m 同 B 柱同 A 柱y0 0.550 0.5
α1 －－y1 0 0 α2 0.791 0.791
y2 α3 －－y3 0 0
2.2.50 注：1. y0由m、n及查表得到。

2. y1由α1及查表得到，α1 ；当i1+i2＞i3+i4时，α1取倒数，即α1 并且y1值取负号“-”。

3. y2由α2及查表得到，α2 h上/h本。

4. y3由α3及查表得到，α2 h下/h本。

5. y0+y1+y2+y3 h 。

3、柱端弯矩计算柱下端弯矩 M下×V M 上 h- ×V
柱端弯矩计算结果如下图所示： C柱和B柱相同，D柱和A柱相同 4、梁端弯矩计算――根据节点平衡来计算
MAB MDC 39.23kN??m
MBA MCD ×45.42 26.80 kN??m
MBC MCB ×45.42 18.62 kN??m
第四层：MAB MDC 24.67+69.97 94.64 kN??m
MBA MCD × 36.58+80.22 68.91kN??m
MBC MCB × 36.58+80.22 47.89 kN??m
第三层：MAB MDC 54.12+87.43 141.55 kN??m
MBA MCD × 78.98+109.15 111.00 kN??m
MBC MCB × 78.98+109.15 77.13kN??m
第二层：MAB MDC 82.71+101.05 183.76 kN??m
MBA MCD × 109.15+129.65 140.89 kN??m
MBC MCB × 109.15+129.65 97.91 kN??m
第一层：MAB MDC 101.05+132.00 233.05 kN??m
MBA MCD × 129.65+152.62 166.54 kN??m
MB C MCB × 129.65+152.62 115.73 kN??m
5、水平地震作用下的框架内力图左向框架的剪力图根据框架弯矩图，通过对梁或柱取脱离体，求某一点∑M 0，则可以求出梁端和柱端剪力，然后即可做出剪力图。

框架轴力图即柱轴力图，根据框架剪力图，取节点脱离体，求∑Y 0，即可求出柱的轴力图，轴力以柱受压为正。

图3.3 水平地震荷载作用下的M图（单位：kN??m）
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

图3.4 水平地震荷载作用下的V图（单位：kN）
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

图3.5 水平地震荷载作用下的N图（单位：kN）
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

3.2风荷载计算
3.2.1风荷载计算简图
假定风从左向右吹，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应为：Wk βZμS μZw0。

因结构高度H 18.95m＜30mβZ 1.0；对于矩形截面，μS 1.3，本建筑
物所在的地面粗糙度为B类。

将风荷载换成作用于框架每层节点上的集中荷载，如下表：
表3.13 风荷载计算表格
层次βZ μS Z m μZ w0 kN/m2 A m2 PW kN 5
1.0 1.3 18.95 1.23 0.40 14.88 9.52 4 1.0 1.3 15.35
1.15 0.40 17.28 10.33 3 1.0 1.3 11.75 1.05 0.40
17.28 9.43 2 1.0 1.3 8.15 1 0.40 17.28 8.99 1
1.0 1.3 4.55 1 0.40 19.44 10.11 注：表中A为各层框架节点的受风面积。

故风荷载下的计算简图为：图3.6 风荷载下的计算简图
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

3.2.2风荷载下的横向框架内力计算―D值法
1、风荷载下各柱剪力的分配：
表3.14 风荷载下各柱剪力
层数A柱B柱C柱D柱 5 × 2.09 ×9.52 2.67同
B
柱同
A
柱 4 × 4.37 ×19.85 5.56 3 ×29.28 6.44 ×29.28 8.20 2 ×38.27 8.42 ×38.27 10.72 1 ×48.38 11.13 ×48.38 13.06
2、柱的反弯点高度计算
表3.15 柱的反弯点
位置系数 A B C D 第五层
m 5
n 5
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.380.446
α1 1 1 y1 0 0 α2 －－
y2 0 0 α3 1 1 y3 0
0 1.3 第四层
m 5
n 4
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.43 α
1 1 1 y1 0 0 α
2 1 1
y2 0 0 α3 1 1 y3 0 0
1.570 1.786 位置系数 A B C D
第三层
m 5
n 3
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.480.50
α1 1 1 y1 0 0 α2 1 1
y2 0 0 α3 1 1 y3 0
0 1.750 1.80 第二层
m 5
n 2
h 3.60m 同 B 柱同 A 柱y0 0.50.50
α1 1 1 y1 0 0 α2 1 1
y2 0 0 α3 1.26 1.26
y3 0 0 1.8 1.80 第一层
m 5
n 1
h 4.55m 同 B 柱同 A 柱y0 0.550 0.5
α1 －－y1 0 0 α2 0.791 0.791
y2 α3 －－y3 0 0
2.2.50
注：1. y0由m、n及查表得到。

2. y1由α1及查表得到，α1 ；当i1+i2＞i3+i4时，α1取倒数，即α1 并且y1值取负号“-”。

3. y2由α2及查表得到，α2 h上/h本。

4. y3由α3及查表得到，α3 h下/h本。

y0+y1+y2+y3 h。

3
设风荷载从左向右作用，
柱下端弯矩 M下×VM上 h- ×V
柱端弯矩计算结果如下图所示： D柱和A柱相同，C柱和B柱相同注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

4、梁端弯矩计算――根据节点平衡来计算
第五层：MAB MDC 4.62kN??m
MBA MCD ×5.32 3.14 kN??m
MBC MCB ×5.32 2.18 kN??m
第四层：MAB MDC 2.91+8.87 11.78kN??m
MBA MCD × 4.29+10.09 8.48kN??m
MBC MCB × 4.29+10.09 5.90 kN??m
第三层：MAB MDC 6.86+11.91 18.77 kN??m
MBA MCD × 9.93+14.26 14.27kN??m
MBC MCB × 9.93+14.26 10.33kN??m
第二层：MAB MDC 11.27+15.16 26.42 kN??m
MBA MCD × 14.76+19.30 20.10 kN??m
MBC MCB × 14.76+19.30 13.96 kN??m
第一层：MAB MDC 15.16+17.25 32.41 kN??m
MBA MCD × 19.30+20.24 23.33 kN??m
MBC MCB × 19.30+20.24 16.21 kN??m
5、风荷载作用下的框架内力图左向
框架的弯矩图由柱端弯矩和梁端弯矩可以直接做出，弯矩图画在构件的受拉边，不标正负号。

框架的剪力图根据框架弯矩图，通过对梁或柱取脱离体，求某一点∑M 0，则可以求出梁端和柱端剪力，然后即可做出剪力图。

框架轴力图即柱轴力图，根据框架剪力图，取节点脱离体，求∑Y 0，即可
求出柱的轴力图，轴力以柱受压为正。

图3.8 风荷载作用下的M图（单位：kN??m）注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

图3.9 风荷载作用下的V图（单位：kN）
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

图3.10 风荷载作用下的N图（单位：kN）
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

3.3竖向恒载计算
3.3.1竖向恒载计算简图
1、屋面框架梁线载标准值
屋面恒载为5.44kN/m2
边跨框架梁自重含粉刷为：5.25kN/m
中跨框架梁自重含粉刷为：3.13kN/m
屋面板传给边跨梁的线载为： 5.44×4.8 26.11kN/m
屋面板传给中跨梁的线载为： 5.44×3 16.32kN/m
2、楼面框架梁线载标准值
楼面恒载为4.01kN/m2
边跨框架梁自重含粉刷为：
5.25kN/m
墙体自重： 0.24×3×14 10.08kN/m
中跨框架梁自重含粉刷为：3.13kN/m
楼面板传给边跨梁的线载为： 4.01×4.8 19.25kN/m
楼面板传给中跨梁的线载为： 4.01×3 12.03kN/m
3、屋面框架节点集中荷载标准值
（1）边柱
边柱纵向框架梁自重含粉刷 3.13×4.8 15.02kN
纵向框架梁传来的屋面板荷载 5.44×0.5×4.8×4.8×0.5 31.33kN
1.3m高女儿1.3×0.24×4.8×14 20.97kN
女儿墙粉刷 1.3×0.02×2×4.8×17 4.24kN
GA GD 71.56kN
（2）中柱处
中柱纵向框架梁自重含粉刷 3.13×
4.8 1
5.02kN
纵向框架梁传来的屋面板荷载 5.44×0.5×
4.8×4.8×0.5 31.33kN
5.44× 4.8+4.8-3 ×1.5/2 2
6.93kN
GB GC 73.28kN
4、楼面框架节点集中荷载标准值
（1）边柱
边柱纵向框架梁自重含粉刷 3.13×4.8 15.02kN
纵向框架梁传来的楼面板荷载 4.01×0.5×4.8×4.8×0.5 23.10kN
钢窗自重 1.8×1.8×0.45×2 2.92kN
墙自重 0.24× 3.3×4.3-3.6×2.1 ×14 22.28kN
粉刷2×0.02× 3.3×4.3-3.6×2.1 ×17 4.51kN
框架柱自重含粉刷 6.25×3.6 22.5kN
GA GD
90.33kN
（2）中柱
中柱纵向框架梁自重含粉刷 3.13×4.8 15.02kN
纵向框架梁传来的楼面板荷载4.01×0.5×4.8×4.8×0.5 23.10kN
4.01× 4.8+4.8-3 ×1.5/2 19.85kN
内纵墙自重 0.24× 3.3×4.3-2.1×0.9-1×2.4 ×14 33.26kN
粉刷 2×0.02× 3.3×4.3-2.1×0.9-1×2.4 ×17 6.73kN
钢窗自重 2.92kN
框架柱自重含粉刷 22.5kN GB GC 123.38kN 5、竖向恒载作用下的结构计算简图图 3.11 竖向恒载作用下的结构计算简图
注：从左至右依次为A、B、C、D柱。

3.3.2竖向恒载作用下横向框架内力计算――分层法
1、实际均布荷载转化成等效均布荷载
（1）顶层边跨
实际荷载为： q1 5.25 kN/m，α，q2 1-2×0.52+0.353 ×26.11 20.89kN/m
q q1+q2 20.89+5.25 26.14 kN/m
等效均布荷载为：（2）顶层中跨
实际荷载为： q1 3.13 kN/m，α 0.5，q2 ×1 10.2kN/m
q q1+q2 3.13+10.2 13.33 kN/m
等效均布荷载为：（3）中间层边跨
实际荷载为： q1 15.33 kN/m，α，q2 1-2×0.52+0.353 ×19.25 15.40 kN/m
q q1+q2 15.33+15.40 30.73 kN/m
等效均布荷载为：（4）中间层中跨
实际荷载为： q1 3.13 kN/m，α 0.5，q2 × 7.52 kN/m
q q1+q2 3.13+7.52 10.65 kN/m
等效均布荷载为： 2、求各梁端的固端弯矩
利用结构和荷载的对称性，取二分之一结构进行计算。

将中间跨中间位置E 假图3.12 竖向恒载作用下的结构简图
注：从左至右依次为A、B柱。

第五层 MAB －MBA －ql2 －×2×6.92 －kN??m
MBE －ql2 －××1.52 － kN??m
MEB －ql2 －×1×1.52 － kN??m
第四层 MAB －MBA －ql2 －××6.92 － kN??m
MBE －ql2 －××1.52 － kN??m
MEB －ql2 －××1.52 －kN??m
第三层、第二层、第一层各梁端的固端弯矩均和第四层相同，故不再另外计
算。

3、计算各梁和柱的分配系数
各梁柱的线刚度及相对线刚度如下图所示：图 3.13 梁柱的线刚度及相对线刚度
注：从左至右依次为A、B柱。

梁柱的分配系数如下表所示：
表3.16 梁柱的分配系数
层次五层四、三、二层底层节点 A B A B
A B 转动刚度S ― 1.435×4 ― 1.435×4 ― 1.435×4
上柱――0.835×0.9×4 0.835×0.9×4 0.835×0.9×4
0.835×0.9×4 下柱0.835×0.9×4 0.835×0.9×4 0.835×
0.9×4 0.835×0.9×4 0.661×4 0.661×4 右梁 1.435×4
1.0 1.435×4 1.0 1.435×4 1.0 ∑S 8.746 9.746 11.752 1
2.752
11.390 12.39 分配系数―0.589 ―0.450 ―0.463
上柱――0.256 0.236 0.264 0.243 下柱0.344
0.308 0.256 0.236 0.232 0.213 右梁0..656 0.103
0.488 0.078 0.504 0.081 注：在计算分配系数时，除底层柱外的其余各层柱，其线刚度均应乘以折减系数0.9。

4、用分层法计算梁、柱端的弯矩
（1 ）第五层
表3.17 恒载作用下第五层梁、柱端弯矩传递
位置A 节点 B 节点E节点右梁左梁下柱右梁左梁分配系数0.344 0.656 0.589 0.308 0.103 ―
固端弯矩-103.71 103.71 -10.00 -5.00 A弯矩分、
传B弯矩分、传--75.23 -39.34。