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1、1、确定框架计算简图取框架结构中一榀框架计算。该框架结构为纵横双向结构，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱固结。各层柱的截面尺寸不变，两跨等于柱截面轴心之间的距离，底层柱高为基础顶面至二楼面，基础标高根据地质条件，基础埋深2m，基础高0.6m，室内外标差定位0.45米，二层楼面标高为3.9米，故底层柱高5.3米，其他各层柱高从楼面算至上一层楼面，均为3.6米，计算简图如下结构体系：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋型屋盖，柔性屋面，屋面板厚100mm楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋型楼盖，板厚为100mm楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯柱网布置：柱距（开间）取3
2、.9m。如平面布置图所示。承重布置：根据柱的布置，可以初步确定纵横双向都要布置主要的承重框架，此时双向框架均承受楼面荷载和水平荷载。由于我们在布置板时采用横向承重，荷载向纵向柱传递，故在计算时还是采用纵向布置近似计算。梁系布置：在柱上布置主梁，即主梁的跨度为柱距3.9m，如结构图所示。计算简图 2、 结构截面尺寸估算梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。由此估算的截面尺寸见下表. 梁的截面尺寸和混凝土强度等级层 次混凝土强度等 级连系梁横 梁 (b*h)AB跨CD跨BC跨 1-5C30250*500 250*600 250*350按轴压比初步估计柱的截面尺寸，计算公式如下： 1. ) 柱组
3、合的轴压力设计值N= 注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。 F按简支状态计算柱的负载面积。 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，这里取12 n为验算截面以上的楼层层数。2.)注：框架柱轴压比限值，由抗震规范可知，本方案为三级抗震等级。取0.9 混凝土轴心抗压强度设计值。对C30，为14.33.）计算过程 对与边柱：F3.9*3.3=12.87 N=1.1*12.87*12*5=849.42KN =849.42*/(0.9*14.3)=66000 取b*h=450mm*450mm 对于内柱：F4.5*3.9=17.55 N=1.2*17.55*12*5=1263.6KN =1263.6*/
4、(0.9*14.3)=98181取450mm*450mm楼板取120mm，楼梯板及休息平台板为100mm,平台梁250*400。3、框架梁柱线刚度计算混凝土均为C30（E=29.5106kN/）考虑到现浇楼板的作用，取梁I=2I,梁柱线刚度计算如下：梁的线刚度：i=2EI/L=2*E*4.5*10/6600=13.636*10E i=2EI/L=2*E*0.89*10/2400=7.417*10E1层柱线刚度：i=EI/H=E*3.417*10/5300=6.448*10E25层柱线刚度：i=EI/H=E*3.417*10/3600=9.492*10E相对线刚度计算：取BC跨梁的相对线刚度为1
5、，即i=1；则i=1.84， i= 1.74，i=2.56结构计算简图 4、恒荷载计算（1） 屋面框架梁线荷载标准值： 20mm厚1:2水泥砂浆找平 0.02*20=0.4100mm厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 0.1*7=0.7100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1*25=2.515mm厚纸筋石灰抹底 0.015*16=0.24屋面恒荷载： 3.84 边跨（AB、CD跨）自重 0.25*0.6*27=4.06KN/M 梁侧粉刷 2*（0.6-0.1）*0.01*17=0.19KN/M合计： 4.25KN/M 中跨（BC跨）自重 0.25*0.35*25=2.19KN/M梁侧粉刷 2*（0.35-
6、0.1）*0.01*17=0.09KN/M合计： 2.28KN/M因此。作用在顶层框架梁上的线荷载为：g=g=4.25KN/M，g=2.28KN/Mg=g=3.84*3.9=14.98KN/M，g=3.84*2.4=9.22KN/M（2） 楼面框架梁线荷载标准值： 25mm厚水泥砂浆面层 0.025*20=0.5100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1*25=2.515mm厚纸筋石灰抹底 0.015*16=0.24楼面恒荷载 3.24 边跨框架梁及梁侧粉刷 4.25KN/M边跨填充墙自重 0.2*（3.6-0.6）*19=11.21KN/M墙面粉刷 （ 3.6-0.6）*0.02*2*17=2.
7、01KN/M合计： 17.47KN/M 中跨框架梁及梁侧粉刷： 2.28KN/M因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：g=g=17.47KN/M，g=2.28KN/Mg=g=3.24*3.9=12.64KN/M，g=3.24*2.4=7.78KN/M(3) 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重： 0.25*0.5*3.9*25=12.19KN粉刷： 0.02*（0.5-0.1）*2*3.9*17=1.06KN一米高女儿墙自重： 1*3.9*0.2*19=14.82KN粉刷： 1*0.02*2*3.9*17=2.65KN连系梁传来屋面自重 0.5*3.9*0.5*3.9*3.84=14.6
8、KN顶层边节点集中荷载： G=G=45.32KN 中柱连系梁自重： 0.25*0.5*3.9*25=12.19KN粉刷 0.02*(0.5-0.1)*2*3.9*17=1.06KN连系梁传来屋面自重： 0.5*3.9+(3.9-2.4）*1.2+0.5*3.9*1.95*3.84=27.04KN顶层中节点集中荷载： G=G=40.29KN(4) 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重： 12.19KN粉刷： 1.06KN窗自重： 3*1.8*0.45=2.43KN窗下墙体自重： 0.2*1.3*3.45*19=17.04KN粉刷： 2*0.02*1.3*3.45*17=3.05KN窗边墙体
9、自重： 0.45*（3.6-1.4）*0.2*19=3.76KN粉刷： 2*0.45*（3.6-1.4）*0.02*17=0.67KN框架柱自重： 0.45*0.45*3.6*25=18.23KN粉刷： 1.2*0.02*3.6*17=1.47KN连系梁传来楼面自重 0.5*3.9*(3.9*0.5)*3.24=12.32KN中间层边节点集中荷载： G=G=72.22KN 中柱连系梁自重： 12.19KN粉刷： 1.06KN内纵墙自重： （3.9-0.45）*（3.6-0.5）*0.2*19=40.64KN粉刷： 2*（3.9-0.45）*（3.6-0.5）*0.02*17=7.27KN扣除门
10、洞重再加上门重： -2.1*1.8*（5.24-0.2）=-19.05KN框架柱自重： 18.23KN粉刷： 1.47KN连系梁传来楼面自重： 0.5*3.9+(3.9-2.4）*1.2+0.5*3.9*1.95*3.24=22.82KN中间层中节点集中荷载： G=G=84.63KN (5) 楼面活荷载荷载作用下的结构计算简图如图所示恒荷载作用下结构计算简图活荷载作用下结构计算简图5、活荷载计算楼面活荷载荷载作用下的结构计算简图如图所示，图中各荷载值计算如下：(1)屋面p=p=3.9*2=7.8KN/M p=2.4*2=4.8KN/M P=P=0.5*3.9*（0.5*3.9)*2=7.61K
11、N P=P=0.5*3.9+(3.9-2.4）*1.2+0.5*3.9*1.95*2=14.09KN(2)楼面p=p=3.9*2=7.8KN/M p=2.4*2.5=6KN/M P=P=0.5*3.9*（0.5*3.9)*2=7.61KN P=P=0.5*3.9*(2.4*0.5)*2.5+7.61=13.46KN恒荷载作用下结构计算简图6、风荷载计算风荷载标准值计算公式为：=zsz0(1) 确定各系数的值：因结构高度H=19.7m30m，高宽比H/B=19.7/15.6=1.261.5可取z=1.0；结构平面为矩形可确定s=1.3。风压高度变化系数z可根据各楼层标高处高度Hi，地面粗糙度B类
12、，查得标准高度z值，再用线性差值法求得所求各层高度的z值。(2) 将分布风荷载转化为节点集中荷载：按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载，计算结果列于下表，图示如下。层数Hi(m)zzs0A(m2)F(KN)6 19.75 1.245 1.00 1.30 0.35 5 18.75 1.223 1.00 1.30 0.35 10.92 6.08 4 15.15 1.143 1.00 1.30 0.35 14.04 7.30 3 11.55 1.043 1.00 1.30 0.35 14.04 6.66 2 7.95 1.000 1.00 1.30 0.35 14.04 6.39 1 4.3
13、5 1.000 1.00 1.30 0.35 15.50 7.05 等效节点集中风荷载（单位：kN）7、风荷载作用下的侧移验算(1) 框架侧移刚度验算：框架侧移刚度按D值法计算，计算梁的线刚度i时，考虑到楼板对框架梁截面惯性矩的影响，中框架梁取I=2I,边框架梁取I=1.5I,。因此，中框架的线刚度和柱的线刚度可采用如下图示结果。所有梁柱的线刚度见下表。梁柱线刚度表（10E-4m3）层次边框架梁中框架梁柱iAB(CD)iBCiAB(CD)iBCiC2510.23 5.56 13.64 7.42 9.49 110.23 5.56 13.64 7.42 6.45 柱的侧移刚度D按式D=计算，其中值
14、与柱所在是顶层、一般层、底层有关，计算如下表。层次边柱中柱DiKcDi1KcDi2251.077 0.350 3.077 1.663 0.454 3.991 28.271 1 1.586 0.582 1.602 2.449 0.663 1.826 13.713 边框架柱侧移刚度D（10E-4m3）中框架柱侧移刚度D（10E-4m3）层次边柱中柱DiKcDi1KcDi2251.437 0.418 3.674 2.218 0.526 4.622 182.501 1 2.115 0.635 1.750 3.265 0.715 1.970 81.845 将上述不同层框架侧移刚度相加，既得框架各层间侧翼
15、刚度Di，并考虑将单位10E-4m3换算为标准单位N/mm，这里C30混凝土的弹性模量E=3.00*104N/mm2,可得10E-4m3=3.00*103N/mm.换算结果见下表。层次125Di（10E-4m3）7.44016.591Di（N/mm）2232149773(2) 风荷载作用下的水平位移验算：水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:式中-第j层的总剪力 -第j层所有柱的抗侧移刚度之和 -第j层的层间侧移层次1 2 3 4 5 Fi(kN)7.05 6.39 6.66 7.30 6.08 Vi(kN)33.48 26.43 20.04 13.38 6.08 Di(10E-4m3)7
16、.440 16.591 16.591 16.591 16.591 Di(N/mm)22321 49773 49773 49773 49773 Ui(mm)1.50 0.53 0.40 0.27 0.12 ui(mm)1.50 2.03 2.43 2.70 2.82 ui/hi0.00028 0.00015 0.00011 0.00007 0.00003 第一层的层间侧移值求出以后,就可计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有各层层间侧移之和，即 j层侧移 。风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算由表可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角
17、为0.00028=1/3571，远小于1/550，满足规范要求。8、 内力计算(1) 恒载作用下的内力计算1 计算方法的选用：内力计算采用二次弯矩分配法。除底层外所有柱线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。2 等效均布荷载的计算：下图1、2中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时刻直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形分布荷载，转化为等效均布荷载。等效均布荷载的计算公式为： 梯形:q=(1-2a2+a3)p; 矩形：q=5/8p1+p2计算过程如下：顶层：g5边=g5AB1+(1-2a2+a3)g5AB2 =4.25+1-2*(1950/6600)
18、2+(1950/6600)3*14.98 =14.87kN/M g5中=5/8p1+p2 =5/8*9.22+2.28 =8.04kN/M中间层：g边=gAB1+(1-2a2+a3)gAB2=17.47+1-2*(1950/6600)2+(1950/6600)3*12.64=28.23kN/Mg中=5/8p1+p2=5/8*7.78+2.28=7.14kN/M底层：g边=28.23kN/Mg中=7.14kN/M3 用弯矩分配法计算梁、柱端弯矩：结构内力可采用弯矩分配法计算，并可利用结构对称性取二分之一结构计算。除底层外，柱的线刚度需要乘以修正系数0.9，并且除底层外其他各层柱的弯矩传递系数均取
19、1/3。线刚度修正：底层柱：i=6.448*10E-4m3其他层柱：i=0.9*9.492=8.543*10E-4m3现以中间层为例计算框架内力：中间层固端弯矩计算：MAB=g边l边2=*28.23*6.62=102.47kNmMBE=g中l中2=*7.14*2.42=13.71kNmMEB=g中l中2=*7.14*2.42=6.85kNm由纵向框架梁在边柱上的偏心距e0引起的框架边节点附加偏心弯矩：Me0=GA*e0=72.22*(0.45-0.25)/2=7.22kNm中间层A节点分配系数：上柱=0.278下柱=0.278AB=0.444中间层B节点分配系数：上柱= =0.248下柱=0.
20、248BA=0.396结点单元A合计B合计EA下柱A上柱AB端BA端B下柱B上柱BE端EB端分配系数顶层0.385 -0.615 1.000 0.527 0.330 -0.143 1.000 -中间层0.278 0.278 0.444 1.000 0.396 0.248 0.248 0.108 1.000 -底层0.225 0.298 0.476 1.000 0.422 0.199 0.264 0.115 1.000 -固端弯矩顶层-53.978 53.978 -15.437 -7.718 中间层-102.475 102.475 -13.709 -6.854 底层-102.475 102.47
21、5 -13.709 -6.854 BE=0.108由此可得分配系数及恒载作用下固端弯矩计算结果如下表：弯矩分配法计算过程下图所示：上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.385 0.615 0.527 0.330 0.143 4.532 -53.978 53.978 -15.437 19.046 30.401 -20.301 -12.719 -5.521 13.244 -10.151 15.200 -11.012 -1.191 -1.902 -2.206 -1.382 -5.075 31.098 -35.630 46.671 -25.113 -26.033 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.278 0.
22、278 0.444 0.396 0.248 0.248 0.108 7.222 -102.475 102.475 -13.709 26.487 26.487 42.279 -35.156 -22.025 -22.025 -9.561 9.523 13.244 -17.578 21.139 -6.359 -11.012 -1.443 -1.443 -2.303 -1.492 -0.935 -0.935 -0.406 34.567 38.288 -80.077 86.966 -29.319 -33.972 -23.676 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.278 0.278 0.444 0.396
23、0.248 0.248 0.108 7.222 -102.475 102.475 -13.709 26.487 26.487 42.279 -35.156 -22.025 -22.025 -9.561 13.244 13.244 -17.578 21.139 -11.012 -11.012 -2.477 -2.477 -3.954 0.351 0.220 0.220 0.095 37.253 37.253 -81.729 88.809 -32.817 -32.817 -23.175 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.278 0.278 0.444 0.396 0.248 0.248 0.108
24、7.222 -102.475 102.475 -13.709 26.487 26.487 42.279 -35.156 -22.025 -22.025 -9.561 13.244 14.213 -17.578 21.139 -11.012 -11.726 -2.747 -2.747 -4.385 0.633 0.397 0.397 0.172 36.984 37.953 -82.159 89.092 -32.640 -33.354 -23.098 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.298 0.225 0.476 0.422 0.264 0.199 0.115 7.222 -102.475 102
25、.475 -13.709 28.425 21.455 45.372 -37.433 -23.451 -17.701 -10.180 13.244 -18.717 22.686 -11.012 1.633 1.233 2.607 -4.923 -3.084 -2.328 -1.339 43.302 22.688 -73.212 82.805 -37.548 -20.029 -25.228 4 跨中弯矩计算：在求的结构单元的梁端弯矩厚，求梁的跨中弯矩，不能按等效分布荷载计算，须根据求的的支座弯矩和各跨的实际荷载分布，按平衡条件计算。框架梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩M0如下图所示。
26、在实际分布荷载作用下，框架梁的跨中弯矩M按下式计算：M=M0-梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩：顶层边跨梁：M0=95.20，顶层中跨梁：M0=6.07中间层及底层边跨梁：M0=155.94，中间层及底层中跨梁：M0=5.38 计算结果如下表所示。各单元跨中弯矩计算表位置按简支跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB、CD跨5层95.20 35.63 46.67 54.05 4层155.94 80.08 86.97 72.42 3层155.94 81.73 88.81 70.67 2层155.94 82.16 89.09 70.31 1层155.94 73.21 82.80 77.93
27、 BC跨5层6.07 26.03 26.03 -19.96 4层5.38 23.68 23.68 -18.30 3层5.38 23.17 23.17 -17.79 2层5.38 23.10 23.10 -17.72 1层5.38 25.23 25.23 -19.85 弯矩图7 柱轴力计算：柱轴力可通过对梁端剪力、纵向梁传来剪力和柱自重叠加得到。鉴定纵向框架梁按简支支撑，即纵向框架梁传给柱的集中力可由其受荷面积得到。柱轴力的计算过程见下表，恒载作用下的框架轴力图如下图所示层数A柱B柱VAB纵梁竖向力F柱自重G每层竖向力P轴力NAVBAVBC纵梁竖向力F柱自重G每层竖向力P轴力NB5 47.20
28、45.32 19.70 92.52 顶部92.52 50.51 8.27 40.29 19.70 99.07 顶部99.07 底部112.22 底部118.77 4 85.49 52.52 19.70 138.01 顶部250.23 88.59 7.40 64.93 19.70 160.92 顶部279.69 底部269.93 底部299.39 3 85.46 52.52 19.70 137.98 顶部407.91 88.61 7.40 64.93 19.70 160.94 顶部460.33 底部427.61 底部480.03 2 85.50 52.52 19.70 138.02 顶部565.
29、63 88.58 7.40 64.93 19.70 160.91 顶部640.94 底部585.33 底部660.64 1 84.99 52.52 29.05 137.51 顶部722.84 89.09 7.40 64.93 29.05 161.42 顶部822.06 底部751.89 底部851.11 柱轴力柱端剪力AB跨层次梁荷载gAB1板荷载gAB2MABMBAVABVBAVABVBA5 4.25 14.98 35.63 46.67 47.20 50.51 44.56 47.87 4 17.47 12.64 80.08 86.97 85.49 88.59 80.14 83.24 3 17
30、.47 12.64 81.73 88.81 85.46 88.61 80.11 83.26 2 17.47 12.64 82.16 89.09 85.50 88.58 80.15 83.23 1 17.47 12.64 73.21 82.80 84.99 89.09 79.64 83.74 BC跨层次梁荷载gBC1板荷载gBC2MBCMCBVBCVCBVBCVCB5 2.28 9.22 26.03 26.03 8.27 8.27 6.72 6.72 4 2.28 7.78 23.68 23.68 7.40 7.40 6.01 6.01 3 2.28 7.78 23.17 23.17 7.40
31、7.40 6.01 6.01 2 2.28 7.78 23.10 23.10 7.40 7.40 6.01 6.01 1 2.28 7.78 25.23 25.23 7.40 7.40 6.01 6.01 柱端弯矩层次梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩MABMBAMBCVABVBAVBCMABMBAMBC5 -43.34 53.63 -24.85 44.56 -47.87 6.72 -33.31 42.86 -23.34 4 -79.15 89.62 -22.95 80.14 -83.24 6.01 -61.11 70.89 -21.60 3 -80.80 91.33 -22.49 80.11
32、-83.26 6.01 -62.77 72.60 -21.14 2 -81.23 90.55 -22.70 80.15 -83.23 6.01 -63.19 71.83 -21.35 1 -72.28 85.93 -24.38 79.64 -83.74 6.01 -54.36 67.09 -23.03 柱轴力剪力图5 弯矩调幅：考虑梁端弯矩调幅，取调幅系数=0.85.调幅后的梁端柱边弯矩及跨中弯矩如下图所示.梁端剪力、梁端控制截面的弯矩（柱边）1) 梁端剪力计算：梁端弯矩求出后，从框架中截取梁为隔离体，用平衡条件可求得梁端剪力及梁端柱边剪力值。其中g=g=4.25KN/M，g=2.28KN/M
33、g=g=3.84*3.9=14.98KN/M，g=3.84*2.4=9.22KN/Mg=g=17.47KN/M，g=2.28KN/Mg=g=3.24*3.9=12.64KN/M，g=3.24*2.4=7.78KN/M2) 梁端柱边剪力计算：取柱轴心至柱边这一段为隔离体，由平衡条件可求得梁端柱边的剪力值VAB=VAB-0.225gAB1-0.225*0.5*gAB2其他跨同理计算过程见下表：3) 梁端柱边弯矩计算：为内力组合做准备，需将梁端弯矩换算至梁端柱边弯矩，按下式计算：MAB=MAB+0.225VAB其他跨同理计算结果如下表所示调幅柱端弯矩层次梁端弯矩梁端柱边弯矩MABMBAMBCMABM
34、BAMBC5 -35.89 45.16 -22.13 -25.86 34.39 -20.62 4 -66.05 74.74 -20.16 -48.02 56.02 -18.81 3 -67.50 76.31 -19.74 -49.48 57.58 -18.38 2 -67.90 76.55 -19.67 -49.86 57.82 -18.32 1 -59.71 71.23 -21.50 -41.79 52.39 -20.14 调幅跨中弯矩位置按简支跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB、CD跨5层95.20 35.89 45.16 54.68 4层155.94 66.05 74.74 85.54 3层155.94 67.50