传统老行当博物馆结构设计毕业设计

传统老行当博物馆结构设计毕业设计
目录
1 建筑工程概况 (1)
1.1 工程地质勘探资料 (1)
1.2 气候条件 (1)
1.3 地震烈度 (1)
1.4 结构设计资料 (1)
1.5 主要构件建筑做法 (1)
2 结构设计 (2)
2.1 建筑材料的选用 (3)
2.2 框架结构计算简图及梁、柱线刚度 (4)
2.3 竖向荷载计算 (5)
2.3.1 竖向荷载总图 (5)
2.3.1 竖向荷载作用下框架的力计算 (11)
2.3.3 活载作用下的力计算 (18)
2.4 横向风荷载作用 (23)
2.5 水平地震作用 (30)
2.6 横向框架力组合 (38)
2.6.1 框架梁力组合 (38)
2.6.2 框架柱力组合 (43)
2.7 截面配筋设计 (50)
2.7.1 框架梁 (50)
2.7.2 框架柱 (54)
2.7.3 楼板设计 (60)
2.8 基础设计 (63)
2.8.1 选择基础材料 (63)
2.8.2 选择基础埋置度...................................................................... . (64)
2.8.3 求地基承载力特征值fa (64)
2.8.4 初步选择基底尺寸 (64)
2.8.5 验算持力层地基承载力 (65)
2.8.6 计算基底净反力 (66)
2.8.7 基础高度 (66)
2.8.8 变阶处抗冲切验算 (67)
2.8.9 配筋计算 (68)
参考文献 (72)
致谢 (73)
1 建筑工程概况
1.1 工程地质勘探资料
地表填土为0.25m，填土下为1.3m厚的亚粘土层，承载力设计值为250KN/m2；再下层为1.5m中砂层，承载力设计值为320KN/m2；再往下为基岩，承载力设计值为400KN/m2。

地下水位在中砂层顶面。

冻土深度按照附表说明中实际建设区域的情况确定。

1.2 气候条件
基本风压为: W0=0.45kN/m[1]。

基本雪压为: 0.5KN/㎡
1.3 地震烈度
抗震设防烈度6度[2]。

场地类别为Ⅱ类
1.4 结构设计资料
结构设计题目为混凝土框架结构设计，框架柱平面布置图如图1-1所示相关尺寸为:a=6600mm,b=2500mm,c=6600mm。

此钢筋混凝土框架结构的建筑层数为6层，标准层高为3.6m,底层高4.2m，建筑总高度22.2m。

1.5 主要构件建筑做法
(1) 屋面做法
刚性防水层:40厚C20防水细石混凝土;隔离层（干铺玻纤布或低强度等级砂浆）一道0.1厚; 防水层：a.1.2厚合成高分子防水卷材; 找平层:20厚1：3水泥砂浆找平; 保温层: 40厚（最薄处）1：8（重量比）水泥珍珠岩找坡层2%;钢筋混凝土屋面板
(2) 楼面做法
○115厚水磨石面层;○220厚1：3水泥砂浆找平层;○3 1.5厚合成高分子防水涂料防水层;○420厚1：3水泥砂浆抹平;○560厚LC7.5轻骨料混凝土填充层并找坡; ○6现浇钢筋混凝土楼板
(3) 墙做法
墙涂料：○17厚1：2.5水泥砂浆压实赶光;○27厚1：3水泥砂浆找平扫毛 ;○37厚1：3水泥砂浆打底扫毛或划出纹道 ;○4砖墙
(4) 外墙做法
陶瓷锦砖（马赛克）：○1用5厚1：1水泥细砂浆粘贴，擦缝材料擦缝;○2刮水泥膏结合层;○36厚1：2.5水泥砂浆找平;○49厚1：3水泥砂浆打底扫毛或划出纹道;○5砖墙。

图1-1 框架柱平面布置图
2 结构设计
2.1 建筑材料的选用
混凝土：梁、柱混凝土强度采用)mm 43N .1f ,mm 3kN .14f (C -2t -2c 30⋅=⋅=。

钢筋：梁、柱纵向受力钢筋均采用HRB335，箍筋及其他用筋采用HPB235
墙体：外墙和墙采用普通砖墙，重度-2m kN 19⋅=R 。

窗户均采用铝合金窗，门采用钢门和木门。

墙体厚度：外墙240mm ；墙和隔墙为180mm 。

楼面及屋面均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取150mm ，梁截面高度按跨度的1/812/1～估算，尺寸见表2-1：
表2-1 梁截面尺寸（mm ）
柱截面尺寸可根据式c N f ][N
A c μ≥[2]估算，因为抗震烈度为6度，总高度24m ≤，
博物馆属于乙类建筑，查GB50011-2010表6.1.6可知该框架结构的抗震等级为三级，查表GB50011-2010表6.3.6得其轴压比限值85.0][N =μ。

柱组合的轴力设计值 n g F N •••=β，F 为简支状态下柱的负载面积，g 为折算在单位面积上的重力荷载代表值，可以近似取-2m 14K N ⋅，n 为验算截面以上的楼层层数，β为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，中柱取1.25。

由公式可得第一层柱截面面积为：
边柱 23c m m 21345814.3
85.0610143.32.73.1A =⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥ 中柱 23c m m 28299414.3
85.06101455.42.725.1A =⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥ 取柱截面为正方形，根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱截面尺寸取值均为550mm 550mm ⨯。

基础采用柱下独立基础，基础埋深标高-2.0m ，室外高差定为-0.45m 。

2.2 框架结构计算简图及梁、柱线刚度
梁的线刚度计算：
对于中框架梁：02I =I ；对于边框架梁：05.1I =I
AB(CD)跨梁： 243
71068.36.6126.03.01035.1m kN l E i c ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=I = BC 跨梁： 243
71096.125
.2126.03.01032m kN l E i c ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=I = 柱的线刚度计算：
底层柱： 243
71045.52
.41255.055.0103m kN l E i c ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯=I = 标准层柱： 243
71035.66
.31255.055.0103m kN l E i c ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯=I = 计算简图如图2-1所示：
图2-1 一榀框架（○6号轴线）结构计算简图
2.3 竖向荷载计算
2.3.1 竖向荷载总图
(1) 恒荷载标准值计算[4]
○1屋面（不上人）
找平层：40mm 厚1:3水泥砂浆找平 280kN/m .0040.020=⨯
防水层：（刚性）40厚C20细石混凝土 20kN/m .1 防水层：（柔性）1.2mm 厚合成高分子防水卷 2kN/m 170.00012.041=⨯ 保温找坡层：40mm 厚水泥珍珠盐找坡2% 240kN/m .0040.010=⨯ 结构层： 150mm 厚现浇混凝土板 2m /kN 75.351.025=⨯ 合计 2.97kN/m 5 ○2标准层楼面
楼面层：15mm 厚水磨石面层 2m /kN 30.0015.020=⨯
找平层：20mm 厚1:3水泥砂浆 2m /kN 40.002.020=⨯
防水层：1.5mm 厚合成高分子防水卷材 21kN/m 20.00015.041=⨯
找平层：20mm 厚1:3水泥砂浆 2m /kN 40.002.020=⨯
填充层：60mm 厚轻骨料填充并找坡 2m /kN 60.006.010=⨯
结构层：150mm 厚现浇混凝土板 2kN/m 75.351.025=⨯ 合计 5.472kN/m
○3构件自重
横向框架梁 截面尺寸：600mm 300mm ⨯
自重： 2
m /kN 5.46.03.025=⨯⨯ 粉刷： 2m /kN 153.01715.0-6.010.02=⨯⨯⨯）（ 合计 4.6532kN/m ○4纵向框架梁 截面尺寸：500mm 250mm ⨯
自重： 2m /kN 125.325.05.025=⨯⨯
粉刷： 2m /kN 119.01715.0-5.010.02=⨯⨯
⨯）（ 合计 3.2442kN/m ○5基础梁 截面尺寸：500mm 250mm ⨯
自重： 2m /kN 125.325.05.025=⨯⨯ 合计 3.1252kN/m ○6框架柱 截面尺寸：550mm 550mm ⨯
自重： 2
m /kN 5627.755.055.025=⨯⨯ 粉刷： 2m /kN 374.02.201.071=⨯⨯ 合计 7.93652m /kN ○7外墙重：锦砖外墙（砖墙）
标准层：
墙身自重： 2m /kN 68.136.0-6.324.091=⨯
⨯）（ 锦砖重： 2
m /kN 432.06.312.0=⨯ 侧粉刷： 2m /kN 51.06.0-6.301.071=⨯⨯）（ 合计 14.622m /kN
○8底层：
墙身自重： 2m /kN 416.166.0-2.424.091=⨯
⨯）（ 侧粉刷： 2
m /kN 612.06.0-2.401.071=⨯⨯）（ 锦砖重： 2m /kN 504.02.412.0=⨯
合计 17.532m /kN ○9墙重：水泥砂浆抹面墙（砖墙）
标准层：
墙身自重： 2m /kN 26.106.0-6.318.091=⨯
⨯）（ 粉刷： 2
m /kN 02.16.0-6.301.0712=⨯⨯⨯）（ 合计 11.282m /kN
○10标准层：
墙身自重： 2m /N 31.126.0-2.418.091k =⨯
⨯）（ 粉刷： 2
m /kN 224.16.0-2.401.0712=⨯⨯⨯）（ 合计 13.542m /kN
(2) 屋面及楼面可变荷载标准值[4]
不上人屋面均布荷载标准值 0.52m /kN
楼面活荷载标准值 3.52m /kN
走廊活荷载标准值 3.52m /kN
雪荷载不考虑为 0.502m /kN
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取较大值
(3) 竖向荷载作用下框架受荷总图计算
屋面板传给梁的荷载[5]（板传梯形或至梁上的三角形荷载可等效为均布荷载）：
本结构楼面荷载的传递示意图[6]如图2-2所示；各层梁上作用的恒荷载、活荷载示意图如图2-3所示：
图2-2 板传荷载示意图
（a ） （b ）
图2-3 （a ）梁上作用的恒载示意图（b ）梁上作用的活载示意图
○1B A ～（C ～D ）轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载
恒载： m /kN 625.2485
97.56.6=⨯⨯
活载： m /kN 0625.28
5
5.06.6=⨯⨯
楼面板传给梁的荷载
恒载： m /kN 56.2285
47.56.6=⨯
⨯ 活载： m /N 44.148
5
5.3
6.6k =⨯⨯
梁自重标准值： 4.65m /kN
B A ～（
C ～
D ）轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 4.65 + 24.63= 29.28m /kN
活载 = 板传活载 =2.06m /KN
楼面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 4.65 + 22.56= 27.21m /kN
活载 = 板传活载 = 14.44m /KN
○2C ～B 轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载
恒载 m /kN 33.985
97.55.2=⨯
⨯ 活载： m /kN 78.08
5
5.05.2=⨯⨯
楼面板传给梁的荷载
恒载： m /kN 33.98
5
47.55.2=⨯
⨯ 活载： m /kN 47.58
5
5.35.2=⨯⨯
梁自重标准值： 4.65m /kN
C B ～轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 4.65+9.33= 13.98m /kN
活载 = 板传活载 = 0.78m /KN
楼面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 4.65+5.88=13.20m /kN
活载 = 板传活载 = 5.47-1m kN ⋅
○3A （D ）轴框架柱纵向集中荷载的计算
顶层柱：
女儿墙自重：（做法：墙高1000mm ，100mm 的混凝土压顶）
kN/m 45.512.0)24.021.1(24.01.025190.124.0=⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯
顶层柱恒载 = 墙自重 +梁自重 + 板传恒载 =
N
62.1373.35.06.6-2.72.797.5)55.02.7(24.345.52.7k =⨯⨯+⨯
+-⨯+⨯）（
顶层柱活载 = 板传活载 =
N 44.63.3)6.6-2.72.7(5.05.0k =⨯+⨯⨯
标准层柱恒载 =墙自重 + 梁自重 + 板传恒载 =
N
17.1893.35.06.6-2.72.747.5)55.02.7(24.362.14)55.02.7(k =⨯⨯+⨯+
-⨯+⨯-）（
标准层柱活载 = 板传活载 =
kN 05.453.35.06.6-2.72.75.3=⨯⨯+⨯）（
基础顶面恒载 = 底层外纵墙自重 + 基础梁自重 +柱自重=
N
k 97.1656.394.755.0-2.713.355.0-2.753.17=⨯+⨯
+⨯）（）（
○4 B （C ）轴框架柱纵向集中荷载的计算
顶层柱恒载 =梁自重 + 板传荷载 =
kN
78.1425.025.15.2-2.72.797.597
.55.03.3)6.6-2.72.7(24.3)55.02.7(=⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯++⨯-）（
顶层柱活载 = 板传活载 =
kN
94.65.0)5.2-2.72.7(25.15.05.05.03.3)6.6-2.72.7(=⨯+⨯⨯+
⨯⨯⨯+
标准层柱恒载 = 梁自重 + 板传荷载 +墙自重+柱自重=
N
22.2366.394.755.0-2.728.11)5.22.72.7(5.025.147.55.047
.53.3)6.62.72.7(24.3)55.02.7(k =⨯+⨯+
-+⨯⨯⨯+⨯⨯-++⨯-）（ 标准层柱活载 = 板传活载 =
N
k 08.71.52-2.72.725.15.05.35.06.6-2.72.73.35.3=+⨯
⨯⨯+
⨯+⨯⨯）（）（ 基础顶面恒载 = 底层纵墙自重 + 基础梁自重 + 柱自重
N
k 21.1442.494.755.0-2.713
.355.0-2.754.13=⨯++⨯）（）（
框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图2-4所示。

（图中数据均为标准值，括号为活载）：
图2-4 竖向受荷总图
2.3.2 竖向荷载作用下框架的力计算
（1）恒载作用下的力计算
恒载为对称荷载，利用结构的对称性，取半榀框架进行计算，计算简图如图2-5所示，右端为定向支座。

对于一端固定一端为定向支坐，在均布荷载作用下的杆端弯距为：
图2-5 有定向支坐杆端弯距
231
ql M ik -=， (2-1)
26
1
ql M ki -= (2-2)
采用弯矩分配法计算，计算前对二层以上各柱线刚度乘以0.9的系数，荷载作用下的计算简图如图2-6所示：
图2-6 半榀框架计算简图
（2）节点分配系数的计算： A 节点： 39.0)
9.0435.6468.3(4
68.36
6=⨯⨯+⨯⨯=
μB A
61.0)
9.0435.6468.3(9
.0435.65
6=⨯⨯+⨯⨯⨯=
μ
A A
24.0)
29.0435.6468.3(4
68.35
5=⨯⨯⨯+⨯⨯=
μB A
38.0)
29.0435.6468.3(9
.0435.64
56
5=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=
=μ
μ
A A A A
25.0)
445.59.0435.6468.3(4
68.31
1=⨯+⨯⨯+⨯⨯=
μ
B A
38.0)
445.59.0435.6468.3(9
.0435.62
1=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=
μ
A A
37.0)
445.59.0435.6468.3(4
45.52
1=⨯+⨯⨯+⨯⨯=
μ
A A
B 节点： 29.096.129.035.6468.344
68.36
6=+⨯⨯+⨯⨯=μA B
45.096.129.035.6468.344
9.035.65
6=+⨯⨯+⨯⨯⨯=μB B
26.096
.129.035.6468.3496
.125
6=+⨯⨯+⨯=
μB B
20.096
.1229.035.6468.344
68.35
5=+⨯⨯⨯+⨯⨯=
μA B
31.096
.1229.035.6468.344
9.035.66
54
5=+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=
=μ
μB B B B
18.096
.1229.035.6468.3496
.125
5=+⨯⨯⨯+⨯=μC B
20.0445.596.129.035.6468.344
68.31
1=⨯++⨯⨯+⨯⨯=μA B
18.045
.5496.129.035.6468.3496
.121
1=⨯++⨯⨯+⨯=
μ
C B
32.0)
45.5496.129.035.6468.344
9.035.62
1=⨯++⨯⨯+⨯⨯⨯=
μ
B B
30.0)
45.5496.129.035.6468.344
45.52
1=⨯++⨯⨯+⨯⨯=
μ
B B
节点分配系数如下表2-2所示
表2-2 节点分配系数μ计算
（3）恒载左右下弯矩剪力与轴力的计算 各梁的固端弯矩： 顶层：
m k 29.1066.628.29121
l g 12120AB ⋅=⨯⨯==
N M AB m k 28.725.198.133
1
l g 3120BC ⋅=⨯⨯==N M BC
标准层： m k 81.986.621.27121
l g 12120AB ⋅=⨯⨯==
N M AB m k 875.625.120.1331
l g 3120BC ⋅=⨯⨯==N M BC
二次弯矩分配[7]
如下表2-3所示：
表2-3 恒载作用下的弯矩分配法
续表2-24
恒载作用下各层跨中弯矩[8]如下表2-4-表2-5所示
表2-4 AB跨中弯矩计算表
续表2-4
表2-5 BC跨中弯矩计算表
恒载作用下的弯矩图如下图2-7所示：
图2-7 恒荷载作用下的框架弯距图（单位KN·M）
恒载引起的剪力和轴力的计算[8]：
剪力：l M M ql V A B --=
21左 l
M M ql V A B -+=21左 轴力：N=F+V (2-3) 其他各梁、柱的剪力和轴力同理计算，得到如下剪力与轴力表2-6所示：
表2-6 恒荷作用下梁端剪力及柱轴力（KN ） 层 次
荷载引起的剪力
柱 轴 力 AB 跨
BC 跨
A 柱顶 A 柱底
B 柱顶 B 柱底 V A
V B
V B
V C
N N N N 6 94.84 -98.41 17.48 -17.48 232.46 261.04 258.66 287.25 5 89.34 -90.24 16.50 -16.50 510.97 539.56 601.63 630.21 4 89.09 -90.50 16.50 -16.50 789.23 817.82 944.84
973.43
3 89.09 -90.50 16.50 -16.50 1067.49 1096.08 1288.06 1316.6
4 2 89.09 -90.50 16.50 -16.50 1345.7
5 1374.34 1631.27 1659.8
6 1
88.64 -90.94
16.50 -16.50
1623.57
1656.92
1974.93 2008.28
柱端剪力[8]
如下表2-7所示 柱端剪力计算公式：： l
M M V 下
上+= (2-4)
表2-7 柱端剪力计算表
恒载作用下的剪力和弯矩图如下图2-8所示
续表2-7
(a) (b)
图2-8 (a) 恒载作用下剪力图 (b) 恒载作用下柱轴力图
2.3.3 活载作用下的力计算
活荷载作用下的框架力计算方法同恒荷载作用的计算方法。

活载作用下各梁的固端弯矩[5]：
顶层：m k 48.76.606.2121
l g 12120AB ⋅=⨯⨯==
N M AB m k 41.025.178.031
l g 3120BC ⋅=⨯⨯==N M BC
标准层：m k 42.526.644.14121
l g 12120AB ⋅=⨯⨯==N M AB
m k 85.225.147.53
1
l g 3120BC ⋅=⨯⨯==N M BC
活载作用下的弯矩二次分配[7]如下表2-8所示：
表2-8 活载作用下的弯矩分配
上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 0.61 0.39 0.29 0.45 0.26
-7.48
7.48
-0.41
续表2-8
跨中弯矩[8]计算如下表2-9-表2-10
所示：
表2-9 AB 跨中弯矩的计算
表2-10 BC 跨中弯矩的计算
4—2 3.5 1.25 3.3 3.59 -6.44 6.44 0 3.59 4.29 1
3.5
1.25 3.3
3.59 -7.91
7.91
3.59
5.76
活载作用下的弯矩图如下图2-9所示:
图2-9 活载弯矩图（kN.m ）
活载引起的剪力和轴力的计算：
剪力：l M M ql V A B --=21左 l
M M ql V A B -+=21
左
轴力：N=F+V
活载作用下引起的建立和轴力计算[8]结果如下表2-11-表2-12
表2-11 活荷作用下梁端剪力及柱轴力（KN ）
层 次
荷载引起的剪力 柱 轴 力 AB 跨
BC 跨
A 柱
B 柱
柱端剪力计算公式：： l
M M V 下
上+=
表2-12 活载作用下的柱端剪力（KN ）
活载作用下的剪力和轴力图如下图2-10所示
（a ） (b)
图2-10 (a) 活载剪力图（kN ） (b) 活载轴力图（kN ）
2.4 横向风荷载作用
（1）风荷载标准值的计算[3]
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值： 2
)(B
h h w j i o z s z k +=ωμμβ (2-5)
基本风压： 20m /KN 45.0=w 风载体形系数：本建筑的高宽比
448.17
.153.23<==B H ,所以μ
s
取1.3
风压高度系数：（根据C 类地面）z μ查表可知，离地面高度为5m 、10m 、15m 、20m 、30m 处的z μ分别为0.65.0.65.0.65.0.74.0.88。

风振系数：房屋高度23.3m<30m 高宽比
5.148.17
.153
.23<==B H 。

可以不考虑脉动
风压的影响，此时风振系数
0.1z
=β。

迎风面宽度：B=7.2m
风荷载作用下结构计算简图如图2-11所示，各层楼面处集中风荷载标准值如表2-13所示。

表2-13 各层楼面处集中风荷载标准值
层次 z β s μ
Z(m)
z μ 0w
i h (m) j h (m)
B （m ）
k w
6 1.0 1.3 22.2 0.7
7 0.45 3.6 2.2 7.2 7.23 5 1.0 1.3 18.6 0.71 0.45 3.6 3.6 7.2 10.77 4 1.0 1.3 15.0 0.65 0.45 3.6 3.6 7.2 9.86 3 1.0 1.3 11.4 0.65 0.45 3.6 3.6 7.2 9.86 2 1.0 1.3 7.
8 0.65 0.45 3.6 3.6 7.2 9.86 1
1.0
1.3
4.2
0.65
0.45
4.2
3.6
7.2
10.68
图2-11 风荷载作用下结构计算简图
(2）风荷载作用下的位移验算 ○1侧移刚度[5]D 的计算
计算结果见表2-14、2-15如下：（一榀框架）
表2-14 横向2—6层D 值的计算
∑=⨯+⨯=92898
233514212935D
表2-15 横向底层D 值的计算
∑=⨯+⨯=84530
225952216313D
○2风荷载作用下框架侧移计算[5]
水平荷载作用下框架的层间侧移可按下面公式计算：
∑=∆ij i i D /V μ
框架在风荷载作用下侧移的计算如下表2-16：
表2-16 风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比计算
侧移验算：
风荷载作用下，框架结构楼层层间最大位移与层高之比的限值为：1/550。

由上表2-16可见，本框架层间最大位移与层高之比在底层，为1/5250。

满足：1/5250〈1/550。

满足规要求。

（3）风荷载作用下框架结构力计算
选取6轴线一榀框架进行力计算，框架柱端剪力及弯矩按下列公式进行计算：
i
s
1
j ij
ij
ij V D
D V ∑==
；
(2-6)
yh V M ij ij ⨯=下 ； h y 1V M ij ij ）（上-=
各柱反弯点高度比321n y y y y y +++= ，本设计中底层柱需考虑修正值y 2，第二层柱需考虑修正值y 3，其余柱均无修正。

由所求的-
k 查表可知： 2y =0、3y =0。

由于结构对称，表中只算出A 轴柱和B 轴柱柱端剪力和弯距，弯距C 轴柱同B 大小相同，D 轴柱同A 大小相同。

柱端剪力和弯距计算结果见表2-17。

表2-17 各层柱端弯矩及剪力计算
WORD版本.
梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算: 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算结果见表2-18：
)M M (i i i M ij j ,1i r b l b l b l b
上下++=+ ； )M M (i i i M ij j ,i i r b
l b r b r b 上
下++=+ ；
L M M V 2b
1b b +=
； k
n
i k r b l b i )V V (N ∑=+= 表2-18 风荷作用梁端弯矩、剪力及柱轴力计算
注:1)柱轴力中的负号表示拉力。

当为左地震时，左侧两柱为拉力,对应的右侧两根柱为压力。

2）表中单位为M KN ⋅，V 单位N ，L 的单位为m 。

3）C 柱轴力与B 大小相等方向相反，C 柱轴力与B 大小相等方向相反
左风荷载作风下框架结构弯距、剪力及轴力图如图2-12所示（右风同理）：
（a）
（b）（c）
图2-12 （a）框架弯矩图（b）梁端剪力（c）柱轴力图
2.5 水平地震作用
（1）重力荷载代表值的计算[1]
屋面处的重力荷载代表值 = 结构和构配件自重标准值 + 0.5⨯雪荷载标准值
楼面处的重力荷载代表值 = 结构和构配件自重标准值 + 0.5⨯楼面活荷载标准值
其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高围（屋面处取顶层一半）的结构和构配件自重
○
1屋面处的重力荷载代表值的计算： KN l 90.9282)7.1558.70(45.5g G =⨯+⨯='='女儿墙女儿墙 KN 75.6168)7.1558.7097.5G =⨯⨯='屋面板
KN 78.1867458.7024.3147.1565.4G =⨯⨯+⨯⨯='梁 KN 35.800568.194.7G =⨯⨯='柱
kN
108268.1226.62.736.3258.7028.1127.1558.7053.17G =⨯⨯+-⨯-⨯⨯+⨯+⨯=
'）））（（）（（墙
KN 63.20592G G G G G G ='+'+'+'+'=墙柱梁屋面板女儿墙顶层
○2其余各层楼面处的重力荷载代表值的计算：
KN 10.56527.1558.7047.5G =⨯⨯='楼面板
KN
78.1867G ='梁 KN 70.1600566.394.7G =⨯⨯='柱
kN
46.212816.3176.62.736.3258.7028.1127.1558.7053.17G =⨯⨯+-⨯-⨯⨯+⨯+⨯=
'）））（（）（（墙
KN 04.30402G G G G G ='+'+'+'=墙柱梁楼面板标准层
○3底层楼面处的重力荷载代表值的计算：
KN 10.5652G ='楼面板 KN
78.1867G ='梁 KN 10.173456)1.28.1(94.7G =⨯+⨯='柱
KN
39.192571.2)156.6)42.746.3258.70((28.112)7.1558.70(53.17(8.1)
176.6)2.736.3258.70((28.112)7.1558.70(53.17(G =⨯⨯+
⨯-⨯-⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+-⨯-⨯⨯+⨯+⨯='墙
KN 37.28511G G G G G ='+'+'+'=墙柱梁楼面板底层
○4屋顶活荷载标准值的计算：
KN S q Q 65.51564.1458.705.0=⨯⨯=⨯=雪雪
○5楼面活荷载标准值的计算：
KN Q 52.36167.1558.705.3=⨯⨯=雪
○6底层楼面处的重力荷载代表值的计算：（计算简图如图3.10所示）
屋面处：EW G = 屋面处结构和构配件自重 + 0.5⨯雪荷载标准值
= 20592.63 + 0.5⨯516.65= 20850.96KN
标准层楼面处： Ei G = 楼面处结构和构配件自重 + 0.5⨯活荷载标准值
= 30402.04 + 0.5⨯3616.52= 32012.3KN
底层楼面处： 1E G = 楼面处结构和构配件自重 + 0.5⨯活荷载标准值
= 28511.37+ 0.5⨯3616.52= 30316.63KN
重力荷载代表值计算简图如下图2-13所示
图2-13 重力荷载代表值计算简图
（2）地震作用下框架结构力
○1该建筑物的高度为22.65m 〈40m ，以剪切变形为主，采用底部剪力法算
水平地震作用。

该建筑结构设计共有十二榀框架，且每榀框架的抗侧移刚度相同，可简化为作用在一榀框架上的重力荷载代表值为：
63.303161=G KN 、3.3201252=-G KN 、96.208506=G KN
相应的高度1H =4.2m 、2H =7.8m 、3H =11.4m 、
4H =15m 、5H =18.6m 、6H =22.2m
○2该结构自振周期计算：（用假想顶点位移法计算结构基本自振周期）
结构顶点的假想位移计算见下表2-19所示。

表2-19 结构顶点的假想位移计算
层数 )KN (G i
)KN (V i G
)m /N (D i ∑
)m (i μ∆
)m (i μ
6 20850.96 20850.96 1300572 0.016 0.479 5 32012.30 52863.26 1300572 0.041 0.463 4 32012.30 84875.56 1300572 0.065 0.422 3 32012.30 116887.86 1300572 0.090 0.35
7 2 32012.30 148900.16 1300572 0.114 0.267 1
30316.63
180912.46
1183420
0.153
0.153
结构基本自震周期T T 17.1T υϕ=，取6.0T =ϕ，则
)(71.0479.06.07.1T 1S =⨯⨯=
○3水平地震作用下位移验算：（框架楼层层间位移计算结果见表2-19） 设防烈度按7度考虑，设计地震分组为第一组，场地土为Ⅱ类，查表得：特征周期
g T =0.35s ，水平地震影响系数最大值08.0max =∂。

g T < 1T <5g T
则：042.008.0)71
.035.0(
)(
9
.0max 9.01
1=⨯=∂=∂T T g 71.0T 1= 〉1.4 g T = 0.49
应考虑顶部附加水平地震作用，顶部附加水平地震作用系数为：
1268.007.071.008.007.008.01n =+⨯=+=T δ
框架结构总水平地震作用标准值为：
kN G F Eq EK 40.653746.18091285.0042.01=⨯⨯=∂=
由：EK n i F F ⨯-=
∑)1(H G H G j
j i
i δ，可得各层水平地震作用标准值为：
KN
F 33.360)
6.18154.118.7(3.320122.2296.1085065.463.30316)
1228.01(40.653720.463.303161=+++⨯+⨯+⨯-⨯⨯⨯=
同理可算得:KN F 61.7062=、 KN F 73.10323=、KN F 86.13584=
KN F 98.16845=、KN F 69.6816=
KN F F EK n 79.8024.65371228.06=⨯==∆δ
故顶层水平地震作用为：6F + 6F ∆ = 681.69+802.79=1484.48KN 将这些里平均分配到14榀框架中得表2-20
表2-20 水平地震作用下框架楼层层间位移计算表
楼层最大位移与楼层高之比：
550
1
75012.40056.0i <==∆h μ满足位移要求。

○
4水平地震作用下框架力计算：（还是以6轴线一榀框架进行力计算，水平地震作用下框架结构力计算过程与风荷载作用下的相同）
框架柱端剪力及弯矩按式:
i s
1
j ij
ij
ij V D
D V ∑==
；
yh V M ij ij b ⨯= ；
h y 1V M ij u
ij ）（-=
各柱反弯点高度比321n y y y y y +++=， 本设计中底层柱需考虑修正值y 2，第二层柱需考虑修正值y 3，其余柱均无修正。

由所求的-
k 查表可知： 2y =0、3y =0。

柱端弯距及剪力计算结果见表2-21，由于结构对称，表中只算出A 轴柱和B 轴柱柱端剪力和弯距，弯距C 轴柱同B 大小相同，D 轴柱同A 大小相同。

表2-21 各层柱端弯矩及剪力计算
WORD版本.
梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算：
)M M (i i i M u ij b j ,1i r b l b l b l b
++=+ ； )M M (i i i M u
ij b j ,i i r
b
l b r b r b ++=+ ； L M M V 2b
1b b +=
； k
n
i k r b l b i )V V (N ∑=+= ； 各层梁端弯距及剪力计算结果见表2-22
表2-22 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算
注:1)柱轴力中的负号表示拉力。

当为左地震时，左侧两根柱为拉力,对应的右侧两根柱为力。

2）表中单位为M KN ⋅，V 单位N ，L 的单位为m 。

3）C 柱轴力与B 大小相等方向相反，C 柱轴力与B 大小相等方向相反
地震荷载作风下框架结构弯距、剪力及轴力图如下图2-14所示：
（a）
（b）（c）
图2-14 左地震作用下框架（a）弯矩图（b）梁端剪力（c）柱轴力图（右地震同理）
WORD 版本 .
2.6 横向框架力组合
本结构的抗震等级根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素查表得，本框架结构为三级抗震。

2.6.1 框架梁力组合
按照框架结构合理的破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点区的负钢筋放少些，因而在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅[5]，，对于现浇框架，调幅系数β一般取8.0~7.0，本设计中取0.8。

梁端弯矩调幅[8]计算过程如表2-23，各层梁的力组合结果见表2-24。

0A A M M β= 0B B M M β= )2
1
000A B M M M M ++=（中中β
表2-23 梁端弯矩调幅表
表2-24 框架梁力组合表
WORD版本.
续表2-24
WORD版本.
续表2-24
WORD版本.
续表2-24
WORD版本.
WORD版本.
2.6.2 框架柱力组合
（1）柱端弯矩设计值的组合：
取每层柱顶和柱底两个控制截面进行组合，组合结果以及柱端弯矩设计值的调整[5]见表2-25～表2-27。

在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的力进行组合[6]。

WORD版本.
表2-25 框架柱的弯矩与轴力的力组合表
WORD版本.
续表2-25
WORD版本.
续表2-25
WORD版本.。