一榀框架计算书

层次 βz
μs
Z(m) μz
ω0
A(m2) PW
(kN/m2)
(KN)
5
4
21
3
2
28
1
注：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；PW=ωA。
风荷载作用下结构计算简图
四、内力计算 1、恒荷载作用下内力计算 采用分层法 ①顶层 先将梁上梯形荷载和三角形荷载化为等效均布荷载
10 厨房
11 浴室、厕所、盥洗室： （1）对第一项中的民用建筑 （2）对其他民用建筑
12 走廊、门厅、楼梯： （1）住宅、托儿所、幼儿园 （2）宿舍、旅馆、医院、办公楼
（3）教室、食堂 （4）礼堂、剧场、电影院、看台、展览馆 13 挑出阳台
pAB= pBC= pCD= pDE=
PA= PE
PB
=PC=
左端 －
<
右端 －438
<
跨中
<
截面 As（mm2） 配筋
位置 M/γsh0fy
实配 As mm2
左端
3 22 1140
ρ（%） As/bh0
右端
3 28 1847
跨中
3 22 1140
最小配筋率为：
Ρ 支座=max【%，（55ft/fy）%】= max【%，）%】=%
Ρ 跨中=max【%，（45ft/fy）%】= max【%，）%】=%
修正后框架在恒荷载下的弯矩图
框架在恒荷载作用下梁的剪力图 注：VA=（MA－MB）/L+gL/2
VB= VA－GL
框架在恒荷载作用下柱的轴力图 注：NA=VA+GA+Ni+1 （i 为当前层数）
框架在恒荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩 注：M1=M－V1b/2；V1=V－(g+p)b/2 式中 M1、V1 为柱边截面的弯矩和剪力；g 和 q 分别为梁上恒荷载和活 荷载；b 为柱的边长。
一层 B、C、D 柱连系梁自重
粉刷
墙体自重
粉
刷
框架柱自重 粉刷
连系梁传来楼面自重
①
B
、
C
、
D
柱
一层柱节点集中荷载
GB= GC= GD= KN
（5）恒荷载作用下的结构计算简图
恒荷载作用下结构计算简图 2、活荷载计算
民用建筑楼面均布活荷载标准值参考
项次 类 别
标准值 (kN/m2)
1
Fra Baidu bibliotek
住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托
gAB1=gBC1=gCD1= gDE1=+= KN/m
gAB2=gBC2=gCD2= gDE2=
（3）屋面框架节点集中荷载标准值
A、E 柱连系梁自重
粉刷 粉刷
（）
连系梁传来屋面自重
1/2 （1/
= 高女儿墙自重
）=
顶层 A、E 柱节点集中荷载
G5A= G5E=
B、C、D 柱连系梁自重
=
粉刷
（）
连系梁传来屋面自重
=m2 防水卷材一道
=m2 =m2 =m2 =m2
屋面恒荷载
KN/m2 取 m2
（AB、BC、CD、DE 跨）框架梁自重 =m
梁侧粉刷
合计
KN/m
因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：
g =g =g = 5AB1 5BC1 5CD1 g5DE11=m(注：下标 5 表示第 5 层)
g = g = g = g = 5AB2
G4=
G3=G2=
G1=
总
重
力
荷
载
代
表
值
为
GE=
总水平地震作用的表达式为 FEK=α1GE
查的 αmax=；Tg=。阻尼比为，故 γ=。
根据周期经验计算公式 T1= （n 是层数）=
α1=αmax=
FEK=
T1/Tg==＜，无需在顶部附加地震作用。
用底部剪力法把总水平地震作用沿高度分配，可得到隔层的水平地震 作用。 Fi=GiHi/ΣGKHK FEK F1=
墙面粉刷
（）
=m
合计
m
因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为
g =g =g = 4AB1 4BC1 4CD1 g4DE1=+=m
g =g =g = g = 4AB2 4BC2 4CD2
4DE2
KN/m
一二三层框架梁及梁侧粉刷
KN/m
梁上填充墙自重 （） 8 0. 2=m
墙面粉刷
（）
=m
合计
m
因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为
F2=
F3=
F4=
F5=
仍采用 D 值法计算，过程如下：
剪力在各柱间的分配 各柱反弯点及柱端弯矩各柱反弯点及柱端弯矩
各柱反弯点及柱端弯矩
地震作用下框架梁、柱的弯矩图
地震作用下梁柱的剪力图
地震作用下柱的轴力图 五、内力组合
梁的控制截面 柱的控制截面
五层梁的内力组合
四层梁的内力组合
三层梁的内力组合
一、设计资料
1、工程概况
上海杨浦科技园区活动中心建筑与结构设计，采用现浇混凝土 框架结构，主体结构为五层，一至五层建筑物层高分别为 5m、 4m、4m、3m、3m。建筑为上人屋面，楼顶有突出的小房间，层 高为 3m。建筑面积约为 m² 。±相当于绝对标高，室内外高差 为 450mm。
2、基本参数
本设计安全等级为二级，抗震设防烈度为七度，设计基本 地震加速度为，设计地震分组为一组，抗震等级为三级，轴压 比限值取。地面粗糙类别为 C 类，基本风压为 m² ，基本雪压 为 m² ，
取 b=200mm
框架柱采用矩形柱，底层层高为 H=5m，b=（1/15~1/10） H=333~500mm 取 b=450mm，h=(1~2)b=450~900mm 取 h=450mm
后经验算轴压比不合格，柱尺寸调整为 700mm 700mm。
结构计算简图 注（图中数字为线刚度，单位： 10-3EC）
GA= GE= KN 刷
框架柱自重 粉刷
连系梁传来楼面自重
①
B
、
C
、
D
柱
二、三层柱节点集中荷载
GB= GC= GD= KN
一层 A、E 柱连系梁自重
粉刷
墙体自重 （注：窗户尺寸较小，未考虑折减）
粉
刷
外
墙
面
砖
外墙保温 框架柱自重
粉刷 连系梁传来楼面自重
一层 A、E 柱节点集中荷载
GA= GE= KN
2、活荷载作用下的内力计算
框架在活荷载作用下梁、柱的弯矩图
框架在活荷载作用下算至柱边的梁的剪力图
框架在活荷载作用下柱的轴力图
框架在活荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩 3、风荷载作用下的内力计算
风荷载作用下框架梁、柱的弯矩图
风荷载作用下梁柱的剪力图 注：V=(M1+M2)/L
风荷载作用下柱的轴力图 4、横向水平地震作用下的内力计算 重力荷载代表值 G5=
h=700mm，b=(1/3~1/2)h=233~350mm 取 b=350mm，中间各梁调整 b=300mm。 后经计算周期比不满足要求，边梁调整为 h=900mm，中间各梁调 整为 h=800mm。
次梁跨度为 l0=8m ，h=（1/18~1/12）l0=444~667mm 取
h=500mm ，b=(1/3~1/2)h=167~250mm
5BC2
5CD2
5DE2
+4)= KN/m
（）
（2）楼面框架梁线荷载标准值
20 厚 1:25 水泥砂浆找平
=m2
20 厚 1:25 水泥砂浆找平
=m2
10 厚地砖面层
=m2
120 厚现浇混凝土屋面板
=m2
12 厚水泥砂浆吊顶
=m2
楼面恒荷载
KN/m2 取 m2
四层框架梁及梁侧粉刷
KN/m
梁上填充墙自重 （） 8 0. 2=m
粉刷
墙体自重
粉
刷
框架柱自重 粉刷
连系梁传来楼面自重
①
B
、
C
、
D
柱
四层柱节点集中荷载 二、三层 A、E 柱连系梁自重
GB= GC= GD= KN
粉刷
墙体自重 （注：窗户尺寸较小，未考虑折减）
粉
刷
外
墙
面
砖
外墙保温 框架柱自重 粉刷
连系梁传来楼面自重
二、三层 A、E 柱节点集中荷载
二、三层 B、C、D 柱连系梁自重 粉刷 墙体自重 粉
PD
=
活荷载作用下结构计算简图
3、风荷载计算 风压标准值计算公式为：
ω ＝ βzμsμzω0 式中 ω ——风荷载标准值（kN/m2）；
βz——高度 z 处的风振系数； μs——风荷载体型系数； μz——风压高度变化系数； ω0——基本风压（kN/m2）。
因结构高度 H=19m<30m,可取βz=；平面近似于矩形取μs=；μz 可查《建 筑结构荷载规范》。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷 载，计算过程如下：
左端 －
<
右端 －
<
跨中
<
截面 As（mm2） 配筋
位置 M/γsh0fy
实配 As mm2
左端
5 25 2454
右端
5 25 2454
跨中
5 16 1005
ρ（%） As/bh0
最小配筋率为：
Ρ 支座=max【%，（55ft/fy）%】= max【%，）%】=%
①
B
、
C
、
D
柱
KN
顶层柱节点集中荷载
G5B= G5C= G5D= KN
(4)楼面框架节点集中荷载标准值
四层 A、E 柱连系梁自重 粉刷 墙体自重 （注：窗户尺寸较小，未考虑折减）
粉
刷
外
墙
面
砖
外墙保温
框
架
柱
自
重
粉刷 连系梁传来楼面自重
四层 A、E 柱节点集中荷载
GA= GE= KN
四层 B、C、D 柱连系梁自重
截面符合要求
=
需按计算配箍筋
Asv/s=（V－）/fy0h0
=（
）/
mm
采用双肢箍 8@200
Asv/s=2
mm2/mm > mm2/mm,可以。
箍筋配筋率=ρsv= Asv/bs=2
=%>fyv=
满足要求
其余各梁配筋结果如下：
截面 M
位置 kN/m
αs
ξ
γs
M/α1bh20 fc 1－sqrt（1－2αs） 【1+sqrt（1-2αs）】
α1= α2= α3= α4=
M = M p
p
AB
BA
q=(1-2α21 +α31 )p
荷载的等效
顶层梯形荷载化作等效均布荷载为
gAB= gDE=+(1-2×+×+(1-2×+×=m gBC=gCD=+(1-2×+×+(1-2×+04763)×=m 各杆的固端弯矩为：MAB= MDE = ××82=·m MBC= MCD= ××=·m 四层梯形荷载化作等效均布荷载为 gAB= gDE=+(1-2×+×+(1-2×+×=m gBC=gCD=+(1-2×+×+(1-2×+04763)×=m 各杆的固端弯矩为：MAB= MDE = ××82=·m MBC= MCD= ××=·m 一、二、三层梯形荷载化作等效均布荷载为 gAB= gDE=+(1-2×+×+(1-2×+×=m gBC=gCD=+(1-2×+×+(1-2×+04763)×=m 各杆的固端弯矩为：MAB= MDE = ××82=·m MBC= MCD= ××=·m 1、恒荷载作用下的内力计算
儿所、幼儿园
2
教室,试验室、阅览室、会议室
3
食堂、办公楼中的一般资料档案室
4
礼堂、剧场、电影院、体育场及体育馆的看
台：
（1）有固定座位
（2）无固定座位
5
健身房、舞厅
6
展览馆、商店
7
车站大厅、候车室、舞台、体操室
8
藏书库、档案库
9
停车库：
（1）单向板楼盖（板跨不小于 2m）
（2）双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小 于 6mX6m）
满足要求。
斜截面受剪承载力：
按“强剪弱弯”调整剪力值
V=ɳ
(Ml
vb b
+
Mr b
)/ln+VGb
ɳ vb 为梁端剪力增大系数，三级抗震取
VGb 为重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端剪力值 ln 为梁的净跨
VGb=（gAB+）ln/2=（+
）
=
V=
所以，框架梁梁端最大剪力组合值为
βcfcbh0=
本设计均采用混凝土强度 C40： fc=／mm² ，ft=mm2， ftk= ／mm² ，普通钢筋强度采用 HRB 400：fy=360N／mm² ，f =yk 400N ／m m² 。
二、结构布置和计算简图
结构平面布置图
框架梁柱截面尺寸确定 主 梁 跨 度 为 l0= ， h= （ 1/15~1/10 ） l0=560~840mm 取
1、框架梁截面设计
五层 AB 梁：
最不利内力组合为:
左端（1 截面）： M=－m V=
右端（3 截面）： M=－438kN/m
V=
跨中（2 截面）： M=m
正截面受弯承载力：
查的相对界限受压区高度为ξb=。
截面 M
位置 kN/m
αs
ξ
γs
M/α1bh20 fc 1－sqrt（1－2αs） 【1+sqrt（1-2αs）】
二层梁的内力组合
一层梁内力组合
五层柱内力组合
四层柱内力组合
三层柱内力组合
二层柱内力组合
一层柱内力组合
六、截面设计
混凝土强度采用 C40，fc=／mm² ，ft=mm2， ftk=／mm² ；受力主 筋和箍筋均采用 HRB400 级，fy=360N／mm² ，f =yk 400N／m m² 。
AB 跨梁=DE 跨梁：i=2EC 1/
3/=
BC 跨梁=CD 跨梁：i=2EC 1/
3/8=
四五层柱：i=EC 1/ 二三层柱：i=EC 1/ 底层柱：i=EC 1/
3/3=6 3/4= 3/=
三、荷载计算
1、恒荷载计算
（1）屋面框架梁线荷载标准值
10-3EC
40 厚 C20 细石砼 25 厚 挤 塑 保 温 板 KN/m2 20 厚 1:25 水泥砂浆找平 20 厚 1:25 水泥砂浆找平 120 厚现浇混凝土屋面板 12 厚水泥砂浆吊顶