江苏省昆山市某医院住院大楼 建筑专业毕业设计

目录
第一章结构选型与布置.................................................................................................. 错误！未定义书签。

1.1结构选型 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.2结构布置 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.3设计例题已知条件 (1)
第二章确定计算简图 (6)
2.1基本理论 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。

2.2设计例题 (6)
2.2.1确定计算简图 (6)
2.2.2梁、柱截面尺寸 (6)
2.2.3材料强度等级 (6)
2.2.4荷载计算 (6)
第三章框架内力计算 (13)
3.1计算方法 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.1竖向荷载作用下框架内力计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2框架活荷载不利布置 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.3水平荷载作用下框架内力计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.2例题计算 (13)
3.2.1恒载作用下的框架内力 (13)
3.2.2活载作用下的框架内力 (21)
3.2.3风荷载作用下的位移、内力计算 (27)
3.2.4地震作用下横向框架的内力计算 (31)
第四章框架内力组合 (40)
4.1荷载组合 (40)
4.2控制截面及最不利内力 (41)
4.2.1 控制截面 (41)
4.2.2最不利内力组合 (42)
4.3弯矩调幅 (42)
4.4例题计算 (42)
第五章框架梁柱截面设计 (51)
5.1理论基础 (51)
5.2例题计算 (53)
第六章楼梯结构计算设计 (64)
6.1基本理论 (64)
6.1.1 板式楼梯 (64)
6.1.2 梁式楼梯 (67)
6.2例题设计 (69)
6.2.1梯段板计算 (69)
6.2.2休息平台板计算 (70)
6.2.3梯段梁计算 (71)
第七章现浇楼面板设计 (78)
7.1计算方法 (78)
7.1.1 单向板肋形楼盖 (78)
7.1.2 双向板肋形楼盖 (81)
7.2例题计算 (83)
7.2.1跨中最大弯矩 (84)
7.2.2求支座中点最大弯矩 (85)
7.2.3 A区格 (86)
7.2.4 E区格 (87)
第八章基础设计 (89)
8.1柱下独立基础设计 (89)
8.1.1按持力层强度初步确定基础底面尺寸 (89)
8.1.2抗震承载力验算 (92)
8.1.3地基软卧层强度验算 (92)
8.1.4地基变形验算 (93)
8.1.5确定基础高度 (94)
8.1.6基础底板配筋 (95)
8.2基础设计例题 (97)
8.2.1荷载计算 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。

8.2.2确定基础底面积 (97)
8.2.3地基变形验算 (102)
8.2.4基础结构设计 (104)
第九章 PKPM软件在框架结构设计中的应用................................................................... 错误！未定义书签。

9.1PKPM软件介绍 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。

9.2框架结构设计在PKPM系列软件中的实施.......................................................... 错误！未定义书签。

9.2.1PMCAD全楼结构模型建立 ............................................................................ 错误！未定义书签。

9.2.2PK模块分析单榀框架内力 ............................................................................. 错误！未定义书签。

9.2.3TAT-8空间框架分析及平法配筋施工图绘制................................................. 错误！未定义书签。

9.3软件分析结果与手算结果分析比较.......................................................................... 错误！未定义书签。

第十章施工图绘制........................................................................................................ 错误！未定义书签。

10.1结构施工图的表示方法............................................................................................ 错误！未定义书签。

10.2各类结构构件的平法施工图.................................................................................... 错误！未定义书签。

10.2.1柱平法施工图 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

10.2.2梁平法施工图 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

10.2.3板平法施工图 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

10.2.4楼梯平法施工图 ................................................................................................ 错误！未定义书签。

10.2.5基础平法施工图 ................................................................................................ 错误！未定义书签。

10.2.6标准构件详图 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

10.3例题部分施工图....................................................................................................... 错误！未定义书签。

第十一章单位工程施工组织设计.................................................................................... 错误！未定义书签。

11.1单位工程施工组织设计概述.................................................................................... 错误！未定义书签。

11.1.1单位工程施工组织设计的编制依据................................................................. 错误！未定义书签。

11.1.2单位工程施工组织设计的编制程序和基本内容............................................. 错误！未定义书签。

11.2单位工程施工组织设计指导.................................................................................... 错误！未定义书签。

11.2.1工程概况 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

11.2.2施工准备 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

11.2.3施工方案 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

11.2.4施工进度计划 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

11.2.5资源需要量计划................................................................................................. 错误！未定义书签。

11.2.6施工现场平面图................................................................................................. 错误！未定义书签。

11.2.7技术措施 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

11.3某中学教学楼施工组织设计实例 ........................................................................... 错误！未定义书签。

11.3.1工程概况 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

11.3.2 施工准备工作 ................................................................................................... 错误！未定义书签。

11.3.3施工方案 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

11.3.4施工进度计划 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

11.3.5施工平面布置图................................................................................................. 错误！未定义书签。

11.3.6技术质量、安全生产、文明施工措施............................................................. 错误！未定义书签。

附录1 规则框架承受均布及倒三角形分布水平力作用时标准反弯点的高度比......... 错误！未定义书签。

附录2 双向板弯矩、挠度计算系数................................................................................. 错误！未定义书签。

主要参考文献 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.3设计例题已知条件
题目：江苏省昆山市某医院住院大楼
根据建筑方案图，本工程结构为五层钢筋混凝土框架，建筑面积约4100m2，建筑一层平面图、南立面图、西立面图及剖面图分别见图1-4、1-5、1-6、1-7，结构标准层平面及剖面简图如图1-8、1-9所示，其它条件如下：
1.气象资料
（1）基本风压值：W0 = 0.35 kN/m2
（2）基本雪压值：S0 = 0.40 kN/m2
2.水文地质资料
场地条件：
拟建场地地表平整，现场地标高变化范围在6.72-7.25 m，土层分布见图1-10。

场地土层等效剪切波速为195 m/s，3m≤d ov≤50m。

场地为稳定场地,类别Ⅱ类。

地质报告
编
号
土体
名称
平均厚度
（米）
E S γkN/m3
F k
kpa
1-1 素填土0.5 16 90
1-2 粘土 1.1 6.0 16.8 130
2 粘土 3.2 17.8 200
3 粘土 3.3 18.6 220
4 未风化的岩石，未钻透
场地土层物理力学指标见表：
3.抗震设防烈度：七度。

（假定场地覆盖层厚度大于9 m，小于80 m。

）
4.荷载资料
（1）医院楼楼面活载，查《建筑结构荷载规范》(GB 50009–2001)，确定楼面活载标准值为2
kN/m2；
（2）不上人屋面：活载标准值为0.5 kN/m2；
（3）屋面构造：
35厚490×490的C20预制钢筋混凝土架空板、防水层、20厚1:3水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土屋面板、12厚纸筋石灰粉平顶；
（4）楼面构造：
水泥楼面：10厚1:2水泥砂浆面层压实抹光、15厚1:3水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、12厚纸筋石灰粉平顶；
（5）围护墙：
围护墙采用240厚非承页岩砖（容重3.6 kN/m2），M5混合砂浆砌筑，双面粉刷(容重3.6 kN/m2) ，每开间采用3300×2100（b×h）通长塑钢窗。

本工程采用全现浇框架结构，由于开间较小，双向板的跨度超过经济跨度不多，同时考虑使用要求，在楼面不设次梁。

1
图1-4 一层建筑平面图（1：100）
图1-5 南立面图（1：100）
2
图1-6 东立面图图1-7 剖面图
3
图1-8 标准层柱网平面布置图
4
5 图1-9 剖面图
图1-10 土层分布
6
第二章 确定计算简图
2.2设计例题
2.2.1确定计算简图
本工程横向框架计算单元取图1-8中斜线部分所示范围，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查《抗震规范》可判断该场地为Ⅱ类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第三层粘土层上，基底标高为设计相对标高–2.20 m （图8-5）。

柱子的高度底层为：h 1 = 3.9+1.9–0.5 = 5.3 m （初步假设基础高度0.5m ），二～四层柱高为h 2～h 4 = 3.6 m 。

柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为：l = 7200、3600、7200。

计算简图见图2-8。

2.2.2梁、柱截面尺寸
(1)框架柱：各柱尺寸均为500×500；
(2)梁：横向框架梁AB 跨、CD 跨：300×700，BC 跨：300×350。

纵向连系梁：300×650。

图 2-8 计算简图
2.2.3材料强度等级
混凝土：均采用C30级
钢筋直径≥12 mm 的采用HPB400钢筋，其余采用HPB235钢筋。

2.2.4荷载计算
本例题以⑧轴线横向框架为计算分析对象。

1. 屋面横梁竖向线荷载标准值
7
a）恒载作用下结构计算简图b）活载作用下结构计算简图
图2-9 计算简图
（1）恒载（图2-9a）
屋面恒载标准值：
35厚架空隔热板0.035×25 = 0.875 kN/m2防水层0.4kN/m2 20厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20 = 0.4kN/m2 120(100)厚钢混凝土现浇板0.12×25 = 3kN/m2（AB，CD跨板厚取120；
BC跨取100）(0.10×25 = 2.5kN/m2) 12厚纸筋石灰粉平顶0.012×16 = 0.192 kN/m2
屋面恒载标准值： 4.87kN/m2
（4.37kN/m2）梁自重
边跨AB、CD跨：0.30×0.7×25 =5.25 kN/m 梁侧粉刷：2×（0.7-0.12）×0.02×17 = 0.39 kN/m
5.64 kN/m
中跨BC跨：0.3×0.35×25 = 2.625 kN/m 梁侧粉刷：2×（0.35-0.1）×0.02×17 = 0.17kN/m
2.795kN/m
作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为：
梁自重：g4AB1 = g4CD1 = 5.64kN/m，g4BC1 = 2.795kN/m 板传来的荷载：g4AB2 = g4CD2 = 4.87×3.6= 17.53kN/m
g4BC2 = 4.37×2.4 = 10.49 kN/m （2）活载（图2-9b）
作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为：
q4AB = q4CD = 0.5×3.6 = 3.45kN/m
q4BC =0.5×2.4 = 1.2kN/m
2.楼面横梁竖向线荷载标准值
（1）恒载（图2-9a）
25厚水泥砂浆面层0.025×20 = 0.50kN/m2
120(100)厚钢混凝土现浇板0.12×25 = 3kN/m2
(0.10×25 = 2.5kN/m2 )
12厚板底粉刷0.012×16 = 0.192kN/m2
楼面恒载标准值：
3.692kN/m2
（3.192 kN/m2)
边跨（AB，CD跨）框架梁自重： 5.64 kN/m
中跨（BC跨）梁自重： 2.80 kN/m
作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为：
梁自重：g AB1 = g CD1 = 5.64 kN/m
g BC1 = 2.80 kN/m
板传来荷载：g AB2 = g CD2 = 3.692×3.6= 14.40 kN/m
g BC2 = 3.192×2.4= 7.66kN/m
（2）活载（图2-9b）
楼面活载：
q AB = q CD = 2×3.6= 7.2 kN/m
q BC = 2×2.4 = 4.8kN/m
3.屋面框架节点集中荷载标准值：（图2-10）
（1）恒载
边跨连系梁自重：0.30×0.65×3.6×25 = 17.55 kN
粉刷：2×(0.65-0.12)×0.02×3.6×17 = 1.30 kN
0.9m高女儿墙：0.9×3.6×3.6 = 11.66kN
粉刷：0.9×2×0.02×3.6×17 = 2.20kN
连系梁传来屋面自重：0.5×3.6×0.5×3.6×4.87 =15.78kN
次梁传来集中力：0.5×0.3×0.45×7.2×25=12.15 kN
粉刷0.5×2×（0.45-0.12）×0.02×7.2×17=0.808 kN 顶层边节点集中荷载：G4A = G4D = 61.45 kN
图2-10 恒载顶层集中力
中柱连系梁自重：0.30×0.65×3.6×25 = 17.55kN
粉刷：[(0.65-0.12)+(0.65-0.10)]×0.02×3.6×17 = 1.32 kN
连系梁传来屋面自重：1/2×3.6×1/2×3.6×4.87 = 18.52 kN
0.5×(3.9+3.9-2.4)×2.4/2 ×4.37 = 12.59 kN
次梁传来集中力：12.15+0.5×0.3×0.45×2.4×25=16.2 kN
粉刷：0.808+0.5×2×（0.45-0.10）×0.02×2.4×17=1.096 kN
顶层中节点集中荷载：G5B = G5c = 67.28 kN
（2）活载：
Q4A = Q4D = 1/2×3.9×1/2×3.9×0.5 = 1.90 kN
Q4B = Q4c =1.90+1/2×(3.9+3.9-3.6)×3.6/2×0.5=3.79 kN
4.楼面框架节点集中荷载标准值：（图2-11）
（1）恒载：
边柱连系梁自重17.55 kN 粉刷： 1.30kN 连系梁传来楼面自重：1/2×3.6×1/2×3.6×3.692 = 11.96 kN 次梁传来集中力：12.15 kN 粉刷：0.808 kN
43.77kN 中间层边节点集中荷载：
G A = G D = 43.77kN
框架柱自重：G A’= G D’= 0.5×0.5×3.6×25 = 22.5 kN 中柱连系梁自重：17.55 kN
粉刷： 1.32kN 连系梁传来楼面自重：1/2×3.6×1/2×3.6×3.692 = 11.96 kN
1/2×(3.6+3.6-2.4)×2.4/2×3.192 = 9.193 kN 次梁传来集中力：16.2kN 粉刷： 1.096 kN
57.32 kN 中间层中节点集中荷载：
G B = G c = 57.32 kN
柱传来集中荷载：G B’= G c’= 22.5kN
(2)活载：
Q A = Q D = 1/2×3.6×1/2×3.6×2.0 = 6.48 kN Q B = Q C = 1/2×3.6×1/2×3.6×2.0+1/2×(3.6+3.6-2.4)×2.4/2×2.0= 12.24 kN
图 2-11 恒载中间层结点集中力
5. 风荷载
已知基本风压W 0 =0.35kN/m 2，本工程为市郊中学，地面粗糙度属C 类，按荷载规范o z s z k W W μμβ=。

风载体型系数s μ：迎风面为0.8；背风面为–0.5，因结构高度H = 19.65 m ＜30 m （从室外地面算起），取风振系数0.1=βz ，计算过程如表2-7所示，风荷载图见图2-12：
图 2-12 横向框架上的风荷载
风荷载计算 表2-7
层次 β
z
μ
s
Z (m) μ
z
W 0(kN/m 2) A (m 2) P i (kN) 5 1.0 1.3 18.75 0.75 0.35 8.1 3.17 4 1.0 1.3 15.15 0.65 0.35 12.96 3.83 3 1.0 1.3 11.55 0.65 0.35 12.96 3.83 2 1.0 1.3 7.95 0.65 0.35 12.96 3.83 1
1.0
1.3
4.35
0.57
0.35
14.31
3.71
6. 地震作用
1)建筑物总重力荷载代表值G i 的计算
（a ）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G 4
50%雪载： 0.5×0. 5×50.4×16.2 = 204.12kN 层面恒载： 4.87×50.4×6.9×2+4.37×50.4×2.4 = 3915.78 kN
横梁：
（5.64×6.9×2+2.386×2.4）×8= 688.9 kN 次梁 0.3×0.45×6.9×2×25×8+37.8=363.833 kN
纵梁：
（17.55+1.30）×7×2+（17.55+1.32）×7×2 = 528.08kN 女儿墙：
0.9×3.6×（50.4+16.2）×2 = 431.57 kN 柱重：
0.5×0.5×25×1.8×32 = 360kN 横墙：
3.6×[6.9×1.8×24+（2.4×1.8-1.5×1.05）×2] = 1139.51 kN 纵墙： （3.6×1.8-1.5×1.05）×28×2×3.6+3.6×1.8×3.6×26 = 1595.38kN
（忽略内纵墙的门窗按墙重量算）
钢窗：（2×2.1×0.6×0.4+26×1.8×1.5×0.4）×0.4= 11.64 kN
G E5=9238.81kN
（b）集中于三、四、五层处的质点重力荷载代表值G 3～G 2
50%楼面活载：0.5×2.0×50.4×16.2=816.48 kN
楼面恒载： 3.692×50.4×6.9×2+3.192×50.4×2.4= 2961.1 kN
横梁：688.91kN
次梁：363.83 kN
纵梁：528.08kN
柱重：360×2 = 720 kN
横墙：1139.51×2 = 2279.02 kN
纵墙：1595.38×2 = 3190.76 kN
钢窗：21.42×2 = 23.28 kN
G 3 = G 2 = 11571.46 kN
（c）集中于二层处的质点重力荷载标准值G 1
50%楼面活载：816.48 kN
楼面恒载：2961.1kN
横梁：688.91 kN
次梁：363.83kN
纵梁：528.08 kN
柱重：0.5×0.5×25×（1.95+1.8）×32= 750 kN
横墙：1139.51+1139.51×2.6/1.8 = 2785.47 kN
纵墙：1595.38+1595.38×2.6/1.8= 3900.0 kN
钢窗：23.28 kN
G1 = 12817.15 kN
2)地震作用计算：
（1）框架柱的抗侧移刚度
在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I = 2I0；边框架梁取I = 1.5I0；在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I = 1.5I0；边框架梁取I = 1.2I0，I0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。

横梁、柱线刚度表2-8
杆件
截面尺寸
E c
(kN/mm2)
I0
(mm4)
I
(mm4)
L
(mm)
L
I
E
i c
(kN﹒mm)
相对
刚度B
(mm)
H
(mm)
边框架梁300 650 25.5 6.87×10910.31×1096900 3.8×107 1 边框架梁300 350 25.5 0.675×109 1.01×1092400 1.1×1070.3 中框架梁300 650 25.5 6.87×10913.74×109 6900 5.1×107 1.34 中框架梁300 350 25.5 0.675×109 1.35×109 2400 1.43×107 0.38 底层框架柱1 500 500 25.5 5.21×109 5.21×109 3900 3.4×107 0.89 中层框架柱2 500 500 25.5 5.21×109 5.21×109 3600 3.6×107 0.95 每层框架柱总的抗侧移刚度见表2-9：
框架柱横向侧移刚度D 值 表2-9
项目
/2(c z K i i =∑一般层） 底层）
(/z c i i K ∑= ))(2/(5.0)
)(2/(底层）（一般层K K K K c c ++=+=αα
2(12/)(/)
c z D i h kN mm α=⋅⋅ 根数 层
柱类型及截面 二
至 四 层
边框架边柱(500×500) 1.05 0.34 5.66 4 边框架中柱(500×500) 1.37 0.41 7.76 4 中框架边柱(500×500) 1.41 0.41 7.76 12 中框架中柱(500×500) 1.81 0.48 8.42 12 底
层
边框架边柱(500×500)
1.12 0.52 4.29 4 边框架中柱(500×500) 1.46 0.57 4.7 4 中框架边柱(500×500) 1.51 0.57 4.7 12 中框架中柱(500×500)
1.93
0.62
5.11
12
i c :梁的线刚度，i z ：柱的线刚度。

底层： ∑D = 4×（4.29+4.7）+12×(4.7+5.11)= 153.68 kN/mm 二～四层：∑D = 4×（5.66+7.76）+12×(7.76+8.42)= 247.44kN/mm
（2）框架自振周期的计算
框架顶点假想水平位移Δ计算表 表2-10
层 G i (kN) ∑G i (kN) ∑D (kN/mm) δ=∑G i /∑D （层间相对位移）
总位移Δ (mm) 5 9238.81 9238.81 247.44 15.03 264.98 4 11571.46 20810.27 247.44 33.16 249.95 3 11571.46 32381.73 247.44 51.26 216.79 2 11571.46 43953.19 247.44 69.35 165.54 1
12817.15
56770.34
153.68
96.19
96.19
0α：
（考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.6） 则自振周期为：
s
T 53.0265.06.07.17.101=⨯⨯=∆=α
（3）地震作用计算 根据本工程设防烈度7、Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组，查《抗震规范》特征周期T g = 0.35 sec ，αmax = 0.08
055.008.0)53.035.0(9.0max 9.011=⨯=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=ααT T g
结构等效总重力荷载：
KN G G L eq 79.4825434.5677085.085.0=⨯==
T 1>1.4T g = 1.4×0.35 = 0.49 sec ，故需考虑框架顶部附加集中力作用
112.007.053.008.007.008.01=+⨯=+=T n δ
框架横向水平地震作用标准值为： 结构底部：
KN G F eq EK 01.265479.48254055.01=⨯==α
各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表2-11计算列出。

楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 表2-11
层
H i (m) G i (kN) G i H i
EK 1-)
i n n
i i i n i i
F F F
G
H F F G H δ=+∆=∑（顶层）（（其它层） 楼层剪力V i (kN) 5 19.7 9238.81 193079.64 1063.68 1063.68 4 16.1 11571.46 186997.23 717.46 1781.14 3 12.5 11571.46 141201.99 541.75 2322.89 2 8.9 11571.46 95256.75 365.47 2679.36 1
5.3
12817.15
50713.65
194.47
2873.93
24.667249=∑i
i
H
G
KN F F EK n n 89.32294.2882112.0=⨯==∆δ
图 2-13 横向框架上的地震作用
第三章 框架内力计算
3.2例题计算
3.2.1恒载作用下的框架内力
1.弯矩分配系数 (1)计算弯矩分配系数
根据上面的原则，可计算出本例横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数，由于该框架为对称结构， 取框架的一半进行简化计算，如图3-6。

节点A 1：
56.389.0440101=⨯==A A A A i S
36.534.1441101=⨯==B A A A i S 8.395.0442121=⨯==A A A A i S
72.12)95.08.389.0(4=++=∑A
S
30.0)
884.0333.1809.0(4536
.342.0)
884.0333.1809.0(4332
.5280.0)
884.0333.1809.0(4236
.3212111110101=++==
=++==
=++==∑∑∑A
A A A A A
B A B A A
A A A A S S S S S S μμμ
节点B 1： 68.234.1211=⨯=D B S
6.1334.12)95.034.189.0(4=⨯+++=∑A
S
411
.034
.12)89.034.189.0(434
.12192
.034
.12)89.034.189.0(489
.04205
.034
.12)89.034.189.0(434
.14192
.034
.12)89.034.189.0(489
.0411211101=⨯+++⨯==⨯+++⨯==⨯+++⨯==⨯+++⨯=
D B B B A B B B μμμμ
节点A 2：
666.0)
34.195.095.0(434
.14167
.0)
34.195.095.0(495
.042
23212=++⨯==++⨯=
=B A A A A A μμμ
节点B 2：
25
.034
.12)34.195.095.0(434
.125.034
.12)34.195.095.0(434
.14125
.034.12)4.195.095.0(495
.0422223212=⨯+++⨯==⨯+++⨯==⨯+++⨯=
=D B A B B B B B μμμμ
节点A5：
节点B5： 286
.034
.12)34.195.0(434
.12143
.034
.12)34.195.0(434
.14571.034
.12)34.195.0(434
.148
.0)
34.195.0(434
.142
.0)34.195.0(495
.0455********=⨯++⨯==⨯++⨯==⨯++⨯=
=+⨯==+⨯=
D B A B B B B A A A μμμμμ
A 3、
B 3与相应的A 2、B 2相同。

1.杆件固端弯矩
计算杆件固端弯矩时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图3-6。

图 3-6 杆端及节点弯矩正方向
1）横梁固端弯矩： （1）顶层横梁 自重作用：
m KN M M m
KN ql M m KN ql M M D B B D D B A B B A ⋅-=-⨯==⋅-=⨯⨯-=-=⋅-=⨯⨯-=-
=-=571.0)145.1(2
1
21145.12.1795.231
3139.229.664.512
1
121555
52255225555
板传来的恒载作用：
m
KN ql M m
KN ql M m KN l a l a ql M M B D d b D B B A ∙-=⨯⨯-=-=∙-=⨯⨯-=-=∙-=+⨯-⨯⨯⨯-
=+--=-=89.14.249.1032
1
321147.34.249.10965
96577.58)9.68.19.68.121(9.6802.1612
1)
21(12
1225522553322233222
5555
（2）二～五层横梁 自重作用：
m
KN M m KN M m KN M M B D D B A B B A ∙-=∙-=∙-=-=57.0145.139.2211111111
板传来的恒载作用：
32
22311111(12//)12
A B B A M M ql a l a l =-=--+ 55.44)9.68.19.68.121(9.674.1212
133222-=+⨯-⨯⨯⨯-
=
m
KN ql M m
KN ql M B D D B ∙-=⨯⨯-=-=∙-=⨯⨯-=-=38.14.266.732
1
3213.24.266.796
5
95522112211
2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧） 顶层外纵梁
楼层外纵梁
顶层中纵梁
m
KN M M m KN M M m KN M M m
KN M M C B C B D A D A ∙-=⨯-=-=∙-=⨯-=-=∙=⨯=-=∙=⨯=-=23.51.026.5225.61.046.6237.41.071.4345.61.052.6411551155
楼层中纵梁
2.节点不平衡弯矩
横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件（不包括纵向框架梁）在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律以逆时针方向为正，如图3-7。

节点A 5的不平衡弯矩：
m KN M M A B A ∙-=+--=+71.74452.677.5839.22555纵梁
本例计算的横向框架的节点不平衡弯矩如图3-7。

（a ）恒载 （b ）恒载产生的节点不平衡弯矩
图 3-7 横向框架承担的恒载及节点不平衡弯矩
3.内力计算
根据对称原则，只计算AB 、BC 跨。

在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。

节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩由传递系数C （近端弯矩与远端弯矩的比值）确定。

传递系数与杆件远端的约束形式有关，如图3-2。

恒载弯矩分配过程如图3-8，恒载作用下弯矩见图3-9，梁剪力、柱轴力见图3-10。

根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表3-3、表3-4、表3-5、表3-6。

AB 跨梁端剪力 （kN ） 表 3-3
层 q (kN/m) (板传来作用) g (kN/m) (自重作用) a (m) l (m) gl /2 u =(l-a )*q /2 M AB (kN.m) M BA (kN.m) ∑M ik /l
V 1/A =gl /2+u -∑M ik /l V B =-(gl /2+u +∑M ik /l ) 5 16.8 5.64 1.8 6.9 19.46 42.84 -31.23 59.92 4.16 58.15 -66.46 4 12.74 5.64 1.8 6.9 19.46 32.49 -40.89 54.24 1.93 50.03 -53.89 3
12.74
5.64
1.8
6.9
19.46
32.49
-38.56
53.67
2.19
49.77
-54.15
2 12.74 5.64 1.8 6.9 19.46 32.49 -38.4
3 55.02 2.
4 49.56 -54.36 1 12.74 5.64 1.8 6.9 19.46 32.49 -31.9 74.0
5 6.25 45.71 -58.21 注：a见表3-1图。

BC跨梁端剪力（kN）表3-4
层
q(kN/m)
(板传来荷载作用)
g(kN/m)
(自重作用)
l(m) gl/2 l*q/4 V B=gl/2+l*q/4 V C=-(gl/2+l*q/4)
5 10.49 2.39 2.4 2.87 6.29 9.1
6 -9.16 4 7.66 2.39 2.4 2.8
7 4.60 7.46 -7.46 3 7.66 2.39 2.4 2.87 4.60 7.46 -7.46 2 7.66 2.39 2.4 2.87 4.60 7.46 -7.46 1 7.66 2.39 2.4 2.87 4.60 7.46 -7.46
图3-8 恒载弯矩分配过程
图3-9 恒载作用下弯矩图（kN.m）
AB跨跨中弯矩（kN.m）表3-5
层
q(kN/m)
(板传来作用)
g(kN/m)
(自重作用)
a(m) l(m) gl/2
u=(l-a)
*q/2
M AB
(kN.m)
∑M ik/l
V1/A=gl/2+
u-∑M ik/l
M=gl/2*l/4+u*1.
05-M AB- V1/A*l/2
5 16.8 5.64 1.8 6.9 19.47 42.84 -31.23 4.1
6 58.15 -90.82 4 12.74 5.64 1.8 6.9 19.4
7 32.49 -40.89 1.93 50.03 -64.01 3 12.74 5.64 1.
8 6.
9 19.47 32.49 -38.56 2.19 49.77 -65.45 2 12.74 5.64 1.8 6.9 19.47 32.49 -38.43 2.4 49.56 -64.85 1 12.74 5.64 1.8 6.9 19.47 32.49 -30.9 6.25 45.71 -59.10
图3-10 恒载作用下梁剪力、柱轴力（kN）
柱轴力（kN）表3-6 层
边柱A轴、D轴中柱B轴、C轴
横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重
柱轴
力
5 柱顶
58.15 64.52 22.5
122.67
66.46+9.16=75.62 62.46 22.5
138.08 柱底145.17 160.58
4 柱顶
50.03 43.71 22.5
238.91
53.89 +7.46=61.35 52.26 22.5
274.19 柱底261.41 296.69
3 柱顶
49.77 43.71 22.5
354.89
54.15+7.46=61.61 52.26 22.5
410.56 柱底377.39 433.06
2 柱顶
49.56 43.71 22.5
470.66
54.36+7.46=61.82 52.26 22.5
547.14 柱底493.16 569.64
1
柱顶
45.71 43.71 22.5
582.58
58.21+7.46=65.67 52.26 22.5
687.57 柱底605.08 710.43
3.2.2活载作用下的框架内力
注意：各不利荷载布置时计算简图不一定是对称形式，为方便，近似采用对称结构对称荷载形
式简化计算。

1.梁固端弯矩： （1）顶层：
32
22344441(12//)12
A B B A M M ql a l a l =-=-
-+
=m KN ∙-=+⨯-⨯⨯⨯-
07.12)9.68.19.68.121(9.645.312
133222
m
KN ql M m
KN ql M B D D B ∙-=⨯⨯-=-=∙-=⨯⨯-=-=22.04.22.132
1
32136.04.22.196
5
96522552255
（2）二～五层横梁：
m
KN ql M m
KN ql M m KN l a l a ql M M B D D B A B B A ∙-=⨯⨯-=-=∙-=⨯⨯-=-=∙-=+⨯-⨯⨯⨯-
=+--=-=86.04.28.432
1
32144.14.28.4965
96514.24)9.68.19.68.121(9.69.612
1)
21(12
1221122113322233222
1111
2.纵梁偏心引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧） 顶层外纵梁
楼层外纵梁
顶层中纵梁
m
KN M M m KN M M m
KN M M m KN M M C B C B D A D A ∙-=⨯-=-=∙-=⨯-=-=∙=⨯=-=∙=⨯=-=224.11.024.1231.01.006.365.01.048.616.01.062.111551155
楼层中纵梁
3.本工程考虑如下四种最不利组合： 活载满跨布置，图3-14。

4.各节点不平衡弯矩：
节点A5： —12.07+0.16=—11.91KN.m
节点B5： 12.07—0.306—0.36=11.404KN.m 节点A1： —24.14+0.65=—23.49KN.m 节点B1： 24.14—1.44—1.224=21.48KN.m
图3-14 活载不利布置d
5.内力计算：
采用“迭代法”计算，迭代计算次序同恒载，如图3-15、图3-18、图3-21、图3-24。

活
活载（d）作用下梁弯矩、剪力、轴力如图3-25、图3-26。

根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出的恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表3-7～表3-22。

满跨活载作用下梁剪力AB跨梁端剪力表3-19 层q(kN/m) a(m) u=(6-a)*q/2 M AB(kN.m) M BA(kN.m) ∑M ik/l V1/A=u-∑M ik/l V B=-(u+∑M ik/l)
5 3.45 1.8 9.32 -5.11 8.95 0.5
6 8.76 -9.89
4 6.9 1.8 18.63 -13.1
5 19.0
6 0.86 17.7
7 -19.49
3 6.9 1.8 18.63 -13.52 19.38 0.85 17.78 -19.48
2 6.9 1.8 18.6
3 -13.40 19.8
4 0.93 17.70 -19.56
1 6.9 1.8 18.63 -10.53 26.94 2.38 16.25 -21.01
满跨活载作用下BC跨梁端剪力表3-20 层q(kN/m) l(m)ql/4(kN) V B= ql/4 (kN) V C= ql/4 (kN)
5 1..2 2.4 0.72 0.72 -0.72
4 4.8 2.4 2.88 2.88 -2.88
3 4.8 2.
4 2.88 2.88 -2.88
2 4.8 2.4 2.88 2.88 -2.88
1 4.8 2.4 2.88 2.88 -2.88
满跨活载作用下AB跨跨中弯矩（kN.m）表3-21
层
q(kN/m)
(板传来荷载
作用)
a(m) l(m) u=(l-a)*q/2
M AB
(kN.m)
∑M ik/l V1/A=u-∑M ik/l
M=u*1.05-M AB-
V1/A*l/2
5 3.45 1.8 6.9 8.80 -5.11 0.53 8.2
6 -14.15
4 6.9 1.8 6.9 17.6 -13.1
5 0.8
6 16.74 -26.12
3 6.9 1.8 6.9 17.6 -13.52 0.85 16.75 -25.79
2 6.9 1.8 6.9 17.6 -13.40 0.9
3 16.67 -25.63
1 6.9 1.8 6.9 17.6 -10.53 2.38 15.2
2 -23.50
满跨活载作用下柱轴力(kN) 表3-22
层
边柱（A轴）中柱（B轴）
横梁
端部剪力
纵梁
端部剪力
柱轴力
横梁
端部剪力
纵梁
端部剪力
柱轴力
5 8.2
6 1.62 9.88 10.61 3.06 13.6
7 4 16.74 6.4
8 33.1 22.37 12.24 48.28 3 16.75 6.48 56.33 22.36 12.24 82.88 2 16.67 6.48 79.48 22.44 12.24 117.56 1 15.22 6.48 101.18 23.8
9 12.24 153.69
图3-24 满跨活载迭代过程
图3-25 满跨活载弯矩（kN.m）
图3-26 满跨活载剪力、轴力（kN）
3.2.3风荷载作用下的位移、内力计算
1.框架侧移
风载作用下框架侧移 表 3-23
层次
层高h i (m)
P ik (kN) V ik (kN) ΣD (kN/mm) D
V ik i ∑=
δ (mm)
总侧移Δi (mm)
5 3.
6 3.1
7 3.17 14.6
8 0.03 0.57 4 3.6 3.85 7.02 14.68 0.07 0.54 3 3.6 3.83 10.85 14.68 0.11 0.47 2 3.6 3.83 14.68 14.68 0.15 0.36 1
4.35
3.71
18.39
18.39
0.21
0.21
2.层间侧移
mm 32.085
.027
.0max ==
δ 其中0.85为位移放大系数。

相对侧移
400
1
126561405032.0max
〈
==
h δ 3.顶点侧移 侧移 mm 94.085.08
.0==
∆ 相对侧移
500
11725094.0〈=∆H 满足要求。

4. 水平风载作用下框架层间剪力
3-27 风载作用下层间剪力
各层柱反弯点位置表3-24
层次柱别K α2 y2 α3 y3 y0
y
5
边柱 1.81 —0 1 0 0.39 0.39
中柱 1.41 —0 1 0 0.37 0.37 4
边柱 1.81 1 0 1 0 0.44 0.44
中柱 1.41 1 0 1 0 0.42 0.42 3
边柱 1.81 1 0 1 0 0.49 0.49
中柱 1.41 1 0 1 0 0.47 0.47 2
边柱 1.81 1 0 1.21 0 0.54 0.54
中柱 1.41 1 0 1.21 0 0.52 0.52 1
边柱 1.93 0.83 0 —0 0.70
0.70
中柱 1.51 0.83 0 —0 0.68 0.68
注：风荷载作用下的反弯点高度按均布水平力考虑，查附表1-1。

图3-28 风载作用框架弯矩（kN.m）
28
风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩表3-25 层次h(m) V ik(kN) ΣD柱别D i V i y M下M上
边柱 3.38 -0.73 0.39 -0.97 -1.66
5 3.
6 3.1
7 14.68
中柱 3.96 -0.86 0.39 -1.21 -1.89
边柱 3.38 -1.62 0.42 -2.45 -3.38
4 3.6 7.02 14.68
中柱 3.96 -1.89 0.44 -2.99 -3.81
边柱 3.38 -2.50 0.47 -4.32 -4.77
3 3.6 10.85 14.68
中柱 3.96 -2.93 0.49 -5.17 -5.38
边柱 3.38 -3.38 0.52 -6.33 -5.84
2 3.6 14.68 14.68
中柱 3.96 -3.96 0.54 -7.70 -6.56
边柱 3.38 -4.41 0.68 -10.80 -5.80
1 4.25 18.39 19.62
中柱 3.96 -4.79 0.70 -12.07 -5.17
29
图3-29 风载作用框架梁剪力、柱轴力（kN）
风载作用下梁端、跨中弯矩和剪力
表3-26
层次柱别
M下
(kN.
m)
M上
(kN.m)
节点左右梁
线刚度比
边跨梁
端弯矩
M(kN.
中跨梁端弯矩M(kN.m) 风载下梁端剪力边跨梁跨中
弯矩(kN.m)
左梁右梁V A V B左V B右
5 边柱-0.97 -1.6
6 0.00 1.66 -0.4 -0.29
中柱-1.21 -1.89 1.34 1.08 0.81 -0.4 -0.67
4 边柱-2.4
5 -3.38 0.00 4.3
6 -0.95 -1.09
中柱-2.99 -3.81 1.34 2.18 1.63 -0.95 -1.46
3 边柱-4.32 -4.77 0.00 7.22 -1.49 -2.07
中柱-5.17 -5.38 1.34 3.08 2.30 -1.49 -1.92
2 边柱-6.3
3 -5.8
4 0.00 10.07 -2.0 -3.16
中柱-7.70 -6.56 1.34 3.76 2.80 -2.0 -2.34
1 边柱-10.8
0 -5.80 0.00 11.41 -2.08 -4.22
中柱-12.0
7
-5.17 1.34 2.96 2.21 -2.08 -1.84
风载作用下柱轴力表3-27 层
次
柱别M下(kN.m)M上(kN.m)
风载作用下梁端剪力柱轴力
V A V B左V B右N A N B 5
边柱-0.97 -1.66 -0.4 -0.4
中柱-1.21 -1.89 -0.4 -0.67 0.17 4
边柱-2.45 -3.38 -0.95 -1.35
中柱-2.99 -3.81 -0.95 -1.36 -0.58
3 边柱-4.32 -4.77 -1.49 -2.84
中柱-5.17 -5.38 -1.49 -1.92 -1.11
2 边柱-6.3
3 -5.8
4 -2.0 -484
中柱-7.70 -6.56 -2.0 -2.34 -1.45
1 边柱-10.80 -5.80 -2.08 -6.92
中柱-12.07 -5.17 -2.08 -1.84 -1.21
30
3.2.4地震作用下横向框架的内力计算
1. 0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算
按《抗震规范》，计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其它各层取用活荷载。

当雪荷载与活荷载相差不大时，可近似按满跨活荷载布置。

（1）横梁线荷载计算
顶层横梁：雪载边跨0.4×3.6×0.5 =0.72kN/m
中间跨0.4×2.4×0.5 = 0.48 kN/m
二～四层横梁：活载边跨2×3.6×0.5 = 3.6 kN/m
中间跨2×2.4×0.5 = 2.4kN/m
（2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向走廊）
顶层外纵梁: M A5= –M D5= 0.5×0.4×1.8×1.8×0.1= 0.07kN.m
楼层外纵梁: M A1 = –M D1 = 0.5×2×1.8×1.8×0.1 = 0.32kN.m
顶层中纵梁: M B5 = –M C5 =-0.08–0.5×0.4×[（3.9+3.9–3.6）/2×3.6/2]×0.1
= –0.12kN.m
楼层中纵梁: M B1 = –M C1 = -0.38–0.5×2×[（3.9+3.9–3.6）/2×3.6/2]×0.1
= –0.61 kN.m
（逆时针为正）
（3）计算简图
图3-30 固端弯矩（4）固端弯矩：
顶层横梁：
31
32
m
KN ql M m
KN ql M m KN l a l a ql M M B D D B A B B A ∙-=⨯⨯-=-=∙-=⨯⨯-=-=∙-=+⨯-⨯⨯⨯-=+--=-=09.04.248.032
1
32114.04.248.0965
96552.2)9.68.19.68.121(9.672.012
1)
21(12
1225522553322233222
5
555
二～五层横梁：
m
KN ql M m
KN ql M m KN l a l a ql M M B D D B A B B A ∙-=⨯⨯-=-=∙-=⨯⨯-=-=∙-=+⨯-⨯⨯⨯-
=+--=-=43.04.24.232
1
32172.04.24.2965
96507.12)9.68.19.68.121(9.645.312
1)
21(12
1221122113322233222
1111
（5）不平衡弯矩：
节点A5： —2.52+0.07=—2.45KN.m
节点B5： 2.52—0.12—0.14=2.26KN.m 节点A1： —12.07+0.32=—11.75KN.m 节点B1： 12.07—1.73—0.52=9.82KN.m
（6）弯矩分配计算（采用迭代法）
弯矩分配过程如图3-31，0.5（雪+活）作用下梁、柱弯矩见图3-32，梁剪力、柱轴力见图3-33。

根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出的0.5（雪+活）作用下梁剪力、柱轴力，计算过程见表3-28、表3-29、表3-30、表3-31。

0.5（雪+活）作用下AB 跨梁端剪力标准值 表 3-28
层 q (kN/m) a (m) l (m) u =(l -a )*q /2 (kN) M AB (kN.m) M BA (kN.m) M ik /l V 1/A = u -∑M ik /l
V B =-( u +∑M ik /l )
5 0.72 1.8 6.9 1.84
-1.58 2.06 0.07 1.77 -1.91 4 3.45 1.8 6.9 8.8 -6.15 9.82 0.53 8.27 -9.32 3 3.45 1.8 6.9 8.8 -6.69 10.1 0.49 8.30 -9.29 2 3.45 1.8 6.9 8.8 -6.59 10.29 0.54 8.26 -9.33 1
3.45
1.8
6.9
8.8
-5.25
13.59
1.21
7.59
-10.01
0.5（雪+活）作用下BC 跨梁端剪力标准值 表 3-29。