I洛陽(yáng)石油化工總廠(chǎng)辦公樓建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)為洛陽(yáng)石油化工總廠(chǎng)辦公樓建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主體為四層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。梁板柱構(gòu)件均為現(xiàn)澆，總建筑面積為 4750㎡，長(zhǎng) 66m，寬 18m，由于場(chǎng)地以及功能需要，所以設(shè)計(jì)為“一” 字形。建筑等級(jí)為 Ⅱ級(jí)，防火等級(jí)為Ⅱ級(jí)，采光等級(jí)為Ⅱ級(jí)。本設(shè)計(jì)包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，根據(jù)建筑規(guī)范要求，建筑部分主要包括建筑物的平面圖、立面圖、剖面、房間布置以及尺寸、樓梯計(jì)算、細(xì)部做法、節(jié)點(diǎn)詳圖等方面；結(jié)構(gòu)部分包括板的結(jié)構(gòu)分析配筋計(jì)算、梁柱框架結(jié)構(gòu)的分析以及配筋、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等等。計(jì)算過(guò)程中所用到的計(jì)算方法有：D 值法、彎矩二次分配法、底部剪力法等。同時(shí)結(jié)合天正建筑等軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，板設(shè)計(jì)，梁板配筋計(jì)算，內(nèi)力組合，框架計(jì)算，基礎(chǔ)計(jì)算IILuoyang Petrochemical Plant office building and structural designABSTRACTThis project is Luoyang Petrochemical Plant office, subject to four layers of reinforced concrete frame structure. Beam column members were cast, with a total construction area of 4750㎡ , length 66m, width 18m, due to space and functional needs, it is designed as “one“ shape. Construction grade Ⅱ, fire rating Ⅱ, Ⅱ grade level lighting.The design includes architectural design and structural design in two parts, according to the building code requirements, including the building of part of the building plan, elevation, section, room layout and size, stairs computing, detail practice, node detail other aspects; structure structural analysis section comprises a plate reinforcement calculation, beams and reinforcement frame structure analysis, basic design, and so on.Calculation methods used in the calculation are: D value method, Moment Distribution Method, base shear method. Tengen building combined-aided design software.KEY WORDS: structural design, board design, slab reinforcement calculation, internal force, Frames, calculated on the basis III目錄前言 .1第一章 樓板設(shè)計(jì) .21.1 現(xiàn)澆板計(jì)算 .21.1.1 板厚計(jì)算 21.1.2 荷載計(jì)算（取 1m 板寬為計(jì)算單元） .21.1.3 截面配筋計(jì)算 4第二章 樓梯設(shè)計(jì) .62.1 梯段板計(jì)算： .62.1.1 計(jì)算過(guò)程： 72.2 樓梯板 TB-1 的設(shè)計(jì) .72.3 平臺(tái)板 TB-2 設(shè)計(jì)： .92.4 平臺(tái)梁 TL-1 設(shè)計(jì)計(jì)算： .9第三章 框架計(jì)算 .113.1 設(shè)計(jì)基本資料 .113.2 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 .123.2.1 確定梁柱的截面尺寸 123.2.2 梁柱的線(xiàn)剛度計(jì)算 133.3 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 .143.3.1 屋面恒荷載計(jì)算 .143.3.2 樓面恒載計(jì)算 .143.3.3 梁端集中力的計(jì)算 153.3.4 彎矩計(jì)算 153.3.5 計(jì)算梁端剪力、柱端剪力 183.3.6 柱的軸力計(jì)算 203.4 活載作用下的內(nèi)力計(jì)算 .203.4.1 均布荷載 .203.4.2 彎矩的計(jì)算 233.4.3 梁端剪力、柱端剪力的計(jì)算 253.4.5 柱軸力的計(jì)算 273.5 計(jì)算風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力 .283.5.1 基本數(shù)據(jù)整理 .283.5.2 框架各節(jié)點(diǎn)上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 293.5.3 計(jì)算各柱的彎矩 303.5.4 各梁端彎矩的計(jì)算 303.5.5 各梁端剪力的計(jì)算 313.5.6 各柱軸力的計(jì)算 313.5.7 由以上計(jì)算繪制內(nèi)力圖如下圖： .32IV第四章 框架內(nèi)力組合及配筋計(jì)算 .354.1 荷載組合及配筋計(jì)算考慮情況 .354.1.1 框架梁截面設(shè)計(jì) 354.2 框架梁的配筋計(jì)算 .354.2.1 梁正截面承載力計(jì)算 364.2.2 梁斜截面受剪承載力計(jì)算 .374.2.3 箍筋選擇 .384.3 框架柱的配筋計(jì)算 .394.3.1 柱配筋計(jì)算 394.3.2 柱正截面承載力計(jì)算 .434.3.3 柱斜截面受剪承載力計(jì)算 .44第五章 基礎(chǔ)計(jì)算 .465.1 地基承載力特征值深度、寬度修正 .475.2 基礎(chǔ) J-1 的設(shè)計(jì)： 475.2.1 基礎(chǔ) J-1 的截面尺寸： .475.2.2 柱與基礎(chǔ) J-1 交接處的沖切承載力驗(yàn)算 .485.2.3 基礎(chǔ)板底 J-1 配筋計(jì)算 .485.3 基礎(chǔ) J-2 的設(shè)計(jì)： 495.3.1 基礎(chǔ) J-2 的截面尺寸： .495.3.2 柱與基礎(chǔ) J-2 交接處的沖切承載力驗(yàn)算 .505.3.3 縱向內(nèi)力計(jì)算 505.3.4 基礎(chǔ)板底 J-2 配筋計(jì)算 .51附錄 .52謝 辭 .60參考文獻(xiàn) .610前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)生四年的學(xué)習(xí)成果的檢測(cè)，是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程的實(shí)踐，把本來(lái)看似不相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)連接起來(lái)，也是對(duì)大學(xué)期間所做的課程設(shè)計(jì)的升華，可以讓學(xué)生清楚的明白所學(xué)課程的實(shí)踐應(yīng)用。是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)，有助于學(xué)生跳出專(zhuān)業(yè)知識(shí)的圈子，全面的了解土木工程專(zhuān)業(yè)以及實(shí)際工程中遇到、應(yīng)該考慮到的問(wèn)題及處理方法，教會(huì)學(xué)生從全局把握工程。該畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是洛陽(yáng)石油化工總廠(chǎng)辦公樓建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。臨近畢業(yè)設(shè)計(jì)，我認(rèn)真溫習(xí)了《鋼筋混凝土設(shè)計(jì)》 、 《結(jié)構(gòu)力學(xué)》等教材，并借閱了一些相關(guān)規(guī)范，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，畢業(yè)設(shè)計(jì)需要我們對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有很好的掌握，前期主要是建筑設(shè)計(jì)，后期為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后將計(jì)算手稿進(jìn)行整理，輸入電腦，形成電子稿，并通過(guò)指導(dǎo)老師的一次次審批和指正，我圓滿(mǎn)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示由衷的感謝。畢業(yè)設(shè)計(jì)的幾個(gè)月里，老師耐心的講解和答疑，為我們提供了很大的方便，也讓我們看到了自己的不足，考慮問(wèn)題的不全面，也交給我很多解決問(wèn)題的方法，更重要的是交給我一些思考的方法，這在我畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我?guī)椭艽?，也接觸到了很多的新的規(guī)范，新的技術(shù)方法，加深了我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，提高了綜合分析解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行內(nèi)力組合計(jì)算的時(shí)候進(jìn)一步對(duì) Excel 有了更深的運(yùn)用，通過(guò)對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的一次次修改，我熟練掌握了 CAD、天正建筑等軟件，使我在各方面都有很大的提高?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算工作量很大，比較繁瑣，基本以手算為主，難免會(huì)有不妥疏忽之處，還望老師給與批評(píng)和指正，再次感謝老師不厭其煩的指導(dǎo)。1第一章 樓板設(shè)計(jì)1.1 現(xiàn)澆板計(jì)算1.1.1 板厚計(jì)算判斷板的類(lèi)型：，宜用雙向板7801.6342.5??雙向板厚度 ，則取42015dm???120dm?1.1.2 荷載計(jì)算（取 1m 板寬為計(jì)算單元）1.板 C 的荷載計(jì)算： （1）混凝土采用 C30鋼筋采用 級(jí)鋼筋40HRB樓面的面層為水磨石地面（底層為 20mm 厚水泥砂漿）板底面以及側(cè)面用石灰砂漿抹灰 15mm（混合砂漿的自重 17kN/m3）（2）荷載的計(jì)算：水磨石地面 0.65 2/kNm120mm 厚的鋼筋混凝土板 25 0.12=3?15mm 厚的石灰砂漿抹灰 17 0.015=0.26 2/恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 3.91kg2/活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 2 .0qk由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 2(1.239.4).0749/gqNm??????由永久荷載效應(yīng)控制的組合：22(1.3590.7142).0739/gq kNm??????由上可知，板內(nèi)力計(jì)算時(shí)，取 g+q=7.492 2.4/kgq?（3）內(nèi)力計(jì)算：①跨中彎矩計(jì)算：因?yàn)?，由《混凝土結(jié)構(gòu)》附表查得：012/4/780.53l； ；0.3 .2??0102.87.578?????564lm則：22100.8().56757qqmgllKN???22200.4().80ll??由混凝土泊松比 .v?所以： 1257mMKNm??210864②支座彎矩計(jì)算： 2 2100()9.10.79gql KNm????????25754?2.板 D 荷載的計(jì)算：（1）混凝土采用 C3鋼筋采用 級(jí)鋼筋40HRB樓面的面層為水磨石地面（底層為 20mm 厚水泥砂漿）板底面以及側(cè)面用石灰砂漿抹灰 15mm（混合砂漿的自重 17kN/m3）（2）荷載計(jì)算：水磨石地面 0.65 2/kNm120mm 厚的鋼筋混凝土板 25 0.12=3?15mm 厚的石灰砂漿抹灰 17 0.015=0.26 2/恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 3.91kg 2/活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 2.5 qk由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 2(1.239.425)1.089/gqkNm??????由永久荷載效應(yīng)控制的組合： .5.7.7.由以可知，板內(nèi)力計(jì)算時(shí)，取 g+q=8.192 2/（3）內(nèi)力計(jì)算：①跨中的彎矩計(jì)算因 ，由《混凝土結(jié)構(gòu)》附表查得：012/4/0.57l??； ；2.378 6?0102.856.571????6.4lm3則：221000.378().863.qqmgllKNm?????269?由混凝土泊松比 .v?所以 12098M??2174KN②支座彎矩計(jì)算 2 2100().563.80mgql KNm????????2 89694?表 1-1按彈性理論計(jì)算的彎矩值1 2(m)01l2.4 4.2(m)24.2 6.0( )1mKN?5.72.098( )21.864 0.794( )'1?-10.97 -3.8( )'2-7.54 -2.6941.1.3 截面配筋計(jì)算1、C 板截面配筋計(jì)算：短邊方向的跨中截面：0h截 面 有 效 高 度 0120xhm??長(zhǎng)邊方向的跨中截面： 39y支座截面： 0表 1-2 1區(qū)板格配筋 (以 1m板寬為計(jì)算單元)截面 跨中短向 跨中長(zhǎng)向 支座短向 支座長(zhǎng)向M( )mN? 65.720?61.84?61.970??6.5410?201bhfMcs??0.04 0.016 0.077 0.053s??0.04 0.016 0.08 0.054210()csyfA211.85 76.26 423.7 286配 筋 mC10@150 C10@150 C10@150 C10@150實(shí) 配 2()523 523 523 523經(jīng)驗(yàn)算可得：配筋率： ??/42.7/10.04)2(37Asbho???＝ ＝ ＝區(qū) 格4最小配筋率為： ??0.2%,.45/minMaxfty?＝ 0.2%,.196{}0.238Max＝ ＝所以取 則i37?2min437bhAs??即選配筋為 C ，實(shí)際配筋1@表 1-3 板配筋2、D 板 截面配筋 計(jì)算0h截 面 有 效 高 度：短邊方 向的跨中截面： 12xm??長(zhǎng)邊方向的跨中截面： 012390yhm??支座截面： 表 1-4 1區(qū)板格配筋 (以 1m板寬為計(jì)算單元)截面 跨中短向 跨中長(zhǎng)向 支座短向 支座長(zhǎng)向??MNm? 62.098?6.79410603.81??62.9410?201bhfcs??0.0147 0.0069 0.0266 0.0188s??0.0148 0.0069 0.0270 0.0190210()csyfA78.39 32.89 143 100.63 m配 筋C6@150 C6@150 C6@150 C6@1502()實(shí) 配189 189 189 189經(jīng)驗(yàn)算可得：配筋率為： ????/143/0.0143Asbho???＝ ＝ ＝最小配筋率為： ????.2%,.5/.2%,.960.238minMaxftyMax＝ ＝ ＝所以取 則kqKNm?5kqKNm?即選配筋為 ，實(shí)際配筋為7.31g?表 1-5 板配筋板格類(lèi)型 跨中短向（As）跨中長(zhǎng)向 支座短向 支座長(zhǎng)向1( )2m162.36 58.4 315.4 213.31 C10@150 C10@150 C10@150 C10@150配筋 1 523 523 523 523板格類(lèi)型 跨中短向（As）跨中長(zhǎng)向 支座短向 支座長(zhǎng)向1( )2m78.39 32.89 143 100.631 C6@150 C6@150 C6@150 C6@150配筋 1 189 189 189 1895第二章 樓梯設(shè)計(jì)2.1 梯段板計(jì)算：本設(shè)計(jì)樓層設(shè)計(jì)層高為 3.3m，采用鋼筋混凝土板式樓梯，樓梯踏步尺寸為，混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)為 C30，鋼筋采用 級(jí)（16530m? 40HRB） ，樓梯均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2Nfy? 2.5/qKNm?1、樓梯尺寸：圖 2-12、樓梯材料：平臺(tái)梁鋼筋規(guī)格：HRB400 2 360/fyNm?板鋼筋規(guī)格表：HRB400 抹灰的厚度： .c6樓梯梯段板縱筋合力點(diǎn)至近邊的距離: 20sam?2.1.1 計(jì)算過(guò)程：1、荷載計(jì)算：踏步地磚面層： 0.27150.2/7.31/gkN???（ ）三角形踏步： 85?混凝土斜板： ./.84./m板底抹灰： 9恒荷標(biāo)準(zhǔn)值： 0.2163.06.1/gk??總荷載設(shè)計(jì)值： 257pN??2、正截面受彎承載力的計(jì)算：M=p 2/10= 10.71×3.242/10= 11.24kN·m nl板有效高度： =120-20=100mm 0h62 2101.40.79.3scMfb????相對(duì)受壓區(qū)的高度： .8??2101058.4mcsyfhA?選配 C ，@42=561.0msA2.2 樓梯板 TB-1 的設(shè)計(jì)對(duì)斜板 TB-1 取一米板寬作為其計(jì)算單元。1、確定板厚度斜板的水平投影凈長(zhǎng)為 =3300mm1nlmlh 120~30)~25()3025( ???荷載計(jì)算樓梯斜板的傾角： 894.1503cos22??hb?（1）樓梯斜板恒載計(jì)算踏步面層重： 5m??./0.3250.7m??踏步自身重量： 18KN斜板自身重量： .1/cos6?20mm 厚板底抹灰重量： 294恒載標(biāo)準(zhǔn)值 ： gk 4.3.05.7.50????恒載設(shè)計(jì)值 ： .2k m?（2）樓梯斜板活荷載計(jì)算7活載標(biāo)準(zhǔn)值 ： mKNqk5.20.1??活載設(shè)計(jì)值 ： k34總荷載設(shè)計(jì)值 ： 7.1g?（3）梯段板荷載計(jì)算面層重量： mKNqbBhgmkm 5.0)3.1()( ???自重重量： cRkt 4.89.20os/??抹灰重量： mKNBgsk 51/??恒荷標(biāo)準(zhǔn)值： qgPtkstkm 82.604.67????永久荷載控制的： mKNBGQkn 63.1257.1.35.035.1)( ?????可變荷載控制的： qLk 08.34.826.1?則荷載設(shè)計(jì)值為： mKNLPPnn 0.3)}(,ax{?3.正截面受彎承載力計(jì)算：左端支反力: Rl85.24右端支反力: r最大彎矩截面距左支座的距離: l90.1max?最大彎矩截面距左邊彎折處的距離: x = 1.90 m則 mKNXPlRMn .6123.83.8524/axax ??????考慮支座嵌固折減后的最大彎矩: mKN.9.16.2380max' 206.80.461 ??bhfcs?則相對(duì)受壓區(qū)高度： 23.0.1????s??01 74363.1. mfAycs?最小配筋率驗(yàn)算：，則滿(mǎn)足要求%2.04.107min?????bhs故選配縱向受力鋼筋為 C （ ）1@285As8根據(jù)構(gòu)造要求：分布鋼筋選用：C （ ）10@2231mAs?支座負(fù)筋選用：C （ ）2.3 平臺(tái)板 TB-2 設(shè)計(jì)：設(shè)平臺(tái)板厚 。10hm?1、荷載計(jì)算：地磚面層： .2/gkN100mm 厚混凝土板： 105./m??板底抹灰： .734恒荷標(biāo)準(zhǔn)值： .0/k?總荷載設(shè)計(jì)值： .2.15pN2、配筋計(jì)算：板計(jì)算跨度 01.5/0./.3l m???63.482201 ?bhfMcs?576.0.5.?bs ??4130.101 ??ycsfA 2m=0.20%×1000×80=160mm2，取 =192bhsmin?? sA受力鋼筋選用 C （ ）,分布鋼筋選用 C 6@142As?6@502.4 平臺(tái)梁 TL-1 設(shè)計(jì)計(jì)算：假設(shè)平臺(tái)梁截面尺寸為： 20bm30h?1、荷載的計(jì)算（恒載+活載）：（1）平臺(tái)梁的恒荷載：梁側(cè)粉刷荷載: 3127.14/KNM???（ ）梁自身重量： 5（ ） ＝平臺(tái)板傳來(lái)荷載: 04/8/＝梯段板傳來(lái)荷載： 6.9.4＝恒載合計(jì)： 1KNM（2）活載 253/21/.3/?＋ ＝總樓梯荷載的設(shè)計(jì)值： 5209pKNm????2、平臺(tái)梁截面設(shè)計(jì)：計(jì)算平臺(tái)梁跨度: 0.6.57Lln?（ ）內(nèi)力設(shè)計(jì)值： 2437 4p·k/24.093.6/.5VpLnKN????（ ）9平臺(tái)梁截面按倒 L 字形計(jì)算: 520170ffbhm??????h0=300-35=265 mm經(jīng)計(jì)算屬于第一類(lèi) T 形截面62 21045.710.7.3scMfbh???相對(duì)受壓區(qū)的高度：ζ= 0.2612569.4m0syAf??配筋率 ρ＝As/(b×ho)＝659.4/(200×265)＝1.2% Pρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy} ＝Max{0.20%,0.21%}選配 2B16+2B12，2=68msA斜截面受剪承載力計(jì)算，0.7×ft×b×ho ＝0.7×1.43×200×265＝53.05kNV ＝ 44.57kN 所以按構(gòu)造配置箍筋，選配 C6@200按上述計(jì)算方法計(jì)算得：梯段板選配 C10@140，平臺(tái)板選配 C8@200，2=51.0sA平臺(tái)梁選配 3B22， 4m箍筋選配 C6@20箍筋計(jì)算 0.7136520.5. 8.732t NKVkNfbh????＞故可按構(gòu)造配箍筋，選用箍筋 C ，沿梁長(zhǎng)均勻布置10第三章 框架計(jì)算3.1 設(shè)計(jì)基本資料（1）建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為：Ⅱ級(jí)（2）本設(shè)計(jì)的抗震設(shè)防烈度要求為：7 度（3）基本風(fēng)壓為： 20.4KNm（4）框架所需材料：梁柱混凝土均選用 級(jí)3C??221.43,14.3t cfNmfN??梁柱受力鋼筋均選用 級(jí)0HRB60y板及箍筋均選用 級(jí) ?2f（5）取一榀完整框架結(jié)構(gòu)、荷載分布均勻的框架作為計(jì)算單元圖 3-1（一榀框架）計(jì)算單元113.2 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖圖 3-2框架計(jì)算簡(jiǎn)圖3.2.1 確定梁柱的截面尺寸1、 （1）確定框架梁尺寸:邊跨： 011(~)()7805~97486hl mm???取()()23320b?取中跨： 11(~)()4071~48hl mm??取()()32320b??。?）初選框架梁截面的尺寸：11(~)()06~41.54685hHmm???取()()5310b取2、 （1）確定框架柱尺寸:為了方便計(jì)算，柱尺寸均以底層中柱的截面尺寸為基準(zhǔn)12中柱： 2319078.14)558.(2.1 mfNAcc ?????取 m405（2）驗(yàn)算初選框架柱截面的尺寸：多層框架民用建筑的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：24KNk荷載綜合分項(xiàng)系數(shù)取 1.2所以 1.2[.4(.951)(3.65)]16.kfhNAn???????由《混凝土結(jié)構(gòu)》書(shū)中表 13.18 規(guī)定可得，該設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋抗震等級(jí)為三級(jí)；查《混凝土結(jié)構(gòu)》書(shū)中規(guī)范表 13.21 可得該設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱軸壓比限值為 ，即0.9/0.9cNfA?即 3 2/0.9162.0/.91458cf m????，24Abhm??所 以 實(shí) 足 要 求3.2.2 梁柱的線(xiàn)剛度計(jì)算對(duì)于本設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆整體式框架梁：中框架梁的線(xiàn)剛度為 ，邊框架梁線(xiàn)剛度為0.2IIb??05.1IIb??（1）架梁線(xiàn)剛度計(jì)算兩邊跨梁線(xiàn)剛度計(jì)算： 333400.5.12bhI m??. 20????73408.7cbEIi KNl ?中間跨梁線(xiàn)剛度計(jì)算： 3334010.241.06hI m?????.72b ?340.710cEIi KNl ?（2）框架柱線(xiàn)剛度計(jì)算一層框架柱線(xiàn)剛度計(jì)算： 33340.42.1012cbhI m?????7. .5.cEi KNH??二到四層框架柱線(xiàn)剛度計(jì)算： 7343.01201.9.cIi ??????（3）各桿件的線(xiàn)剛度見(jiàn)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖 3-313底層柱 6.8，2-4 層柱 8.762., 邊跨梁 13.46 ,中跨梁 34.28圖 3-3框架線(xiàn)剛度簡(jiǎn)圖3.3 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算3.3.1 屋面恒荷載計(jì)算20mm 混合砂漿頂棚抹灰荷載： 20.217.34KNm??120mm 厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板荷載重量： 5外墻保溫、防水層自重： 2.8屋面恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值： 21.84250.34.68KNm??（1）頂層邊跨框架梁的恒載計(jì)算梁兩側(cè) 20mm 的混合砂漿抹灰： 0.2(.51)720.KNm????框架梁自重： .屋面板傳來(lái)荷載： ??4.683./6.85?頂層邊跨框架梁的恒載的標(biāo)準(zhǔn)值： 19（2）頂層中跨框架梁的恒載計(jì)算：20mm 混合砂漿梁側(cè)、底抹灰： 0.[(.41)0.2]17.2KNm?????框架梁的自身重量： 0.(.41)25.KNm???頂層中跨框架梁恒載的標(biāo)準(zhǔn)值為 : 7?3.3.2 樓面恒載計(jì)算本設(shè)計(jì)的樓板恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為 23.9(1)樓面邊跨框架梁的恒載計(jì)算20mm 混合砂漿抹灰荷載： 0.(.31)72.18KNm????14框架梁填充墻的自身重量： 0.2(3.6)52.97KNm???樓板傳來(lái)的框架梁的自身重量： 501樓板傳來(lái)的荷載： ??.9./4.3?邊跨框架梁恒載計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)值： 148(2)樓面中跨框架梁的恒荷載： （計(jì)算過(guò)程方法同頂層中跨）.72KNm3.3.3 梁端集中力的計(jì)算1.頂層梁端集中力的計(jì)算(1)邊跨框架的梁端內(nèi)力計(jì)算女兒墻抹灰： mKN61.0279.0??女兒墻傳來(lái)的荷載： ??243/9.7?縱梁自身重量及梁面抹灰:[0.2(.51)2.(.51)]./28.?????屋面板傳來(lái)荷載： 68./50?所以邊跨梁端的集中力為: : 9074679KN(2)中跨框架的梁端內(nèi)力計(jì)算縱梁的自身重量以及梁面抹灰： ??[0.2(.401)25.(.1)2]3./26.14????????屋面板傳來(lái)的荷載： 4683/8所以中跨梁端的集中力為： 74.KN?2.準(zhǔn)層梁端的集中力計(jì)算(1)邊跨框架的梁端內(nèi)力計(jì)算縱梁的自重以及抹灰： 8.18KN樓板傳來(lái)的荷載： 3.96/243.09?縱梁上的墻重及梁面抹灰重量：0.2[(3.5)61.824]50418.7.KN??????邊跨框架的梁端集中力： .57.?(2)中跨框架的梁端內(nèi)力計(jì)算縱梁的自身重量以及梁面抹灰重量： 6.14KN（同頂層中跨）樓板傳來(lái)的荷載： ??3.962.1/8.KN??縱梁上的墻重以及梁面抹灰重量：0.2(36.5).02[(.5).7.94??????所以中跨框架梁端集中力： 14853.3.4 彎矩計(jì)算本設(shè)計(jì)框架采用的是彎矩的二次分配法計(jì)算，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)的荷載對(duì)稱(chēng)、材料性質(zhì)相同、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，于是計(jì)算框架可以利用對(duì)稱(chēng)性原理，中跨的梁線(xiàn)剛度修正為 1/215圖 3-4恒荷載分布圖（ ）mKN?1.計(jì)算節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù)：節(jié)點(diǎn) A4: 4530.2.1AB??節(jié)點(diǎn) B4: 43540281BAC??節(jié)點(diǎn) A3: 320.51AB??16節(jié)點(diǎn) B3: 32430.8.15BABC??節(jié)點(diǎn) A2: 210.4.5AB??節(jié)點(diǎn) B2: 213208.4.5BAC??2.計(jì)算固端彎矩： 22A4B41M5.610.4Aql KNm????????3322A2B2 1Al ?26C5B4C3B2C1==M17.1.076ql KNm??????(1)矩的分配以及傳遞過(guò)程如下圖：樓層 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁0.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-110.246 110.246 -1.07627.01 27.01 56.226 -47.162 -22.707 -22.707 -16.59413.505 13.505 -23.581 28.113 -11.354 -11.354-0.84 -0.84 -1.749 -2.335 -1.124 -1.124 -0.822431.75 14.7 -16.5 40.1 -11.4 -13 -7.20.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-110.246 110.246 -1.07627.01 27.01 56.226 -47.162 -22.707 -22.707 -16.59413.505 13.505 -23.581 28.113 -11.354 -11.354-0.84 -0.84 -1.749 -2.335 -1.124 -1.124 -0.822341.5 25 -10.4 41.2 -19.8 -4.6 -8.30.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-110.246 110.246 -1.07627.01 27.01 56.226 -47.162 -22.707 -22.707 -16.59413.505 -23.581 28.113 -11.354 2.469 2.469 5.139 -7.24 -3.486 -3.486 -2.5472115.4 64.3 -44.9 125.7 -51.4 -125.7 34.41 0.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.15217-110.246 110.246 -1.07627.01 27.01 56.226 -47.162 -22.707 -22.707 -16.59415.635 13.505 -23.581 28.113 -12.502 -11.354-1.362 -1.362 -2.835 -1.839 -0.885 -0.885 -0.647112.9 39.5 -67.2 124.6 -29.2 -124.6 -53.7圖 3-4彎矩的二次分配法-恒荷載彎矩傳遞（KN*m）(2)繪制彎矩圖如下圖 3-5恒荷載彎矩圖（ ）mKN?3.3.5 計(jì)算梁端剪力、柱端剪力1.梁端的剪力計(jì)算; lMqlQlMqlQBABAABAB ??????21,21;440.63.KN?;1.157.02BA??340.636.Q???;12152BA KN?;5.74968.6?18;2125.7496132.BAQKN??????;43268CBC?2.柱端的剪力計(jì)算 4342314342319.6753.7.;.2.841.9.7.39.;5.18.57.416.;96.1AAAABBBBQKNQKN?????????3.0.8?繪制剪力圖如下：圖 3-6恒荷載剪力圖（KN）3.3.6 柱的軸力計(jì)算⑴標(biāo)準(zhǔn)層柱自重： KN74.19345.02??19底層柱自重 ： KN31.250.45.02??43(8.7391)AN????56.).?2. 46.03(0A17.4839107)9.KN????25.6).N?43(.563842.1B ??.42.2.7109)57.????3(8.6)7.B KN??154.836841.N??2.4.(2)制軸力圖如下圖所示：圖 3-7恒載軸力圖（KN）3.4 活載作用下的內(nèi)力計(jì)算3.4.1 均布荷載1.屋面荷載（活載為 0.5KN/ ）2m（1）邊框架梁荷載承受兩個(gè)梯形荷載： 0.5*3.9/2=0.976KN/m，即 2*0.976=1.96，轉(zhuǎn)變均布荷載為：20mKN75.19])075.18(293)075.18(293[ 3???????? 梁 荷載計(jì)算1L其模型為為簡(jiǎn)支梁，跨度為（8.1-0.075）=8.025m，梁上承受1.75KN/m 均布荷載，則其支座反力 1/2.6804./P?? 梁 荷載計(jì)算2其跨度為 7.8m，需要承受兩個(gè)三角形的荷載 0.975KN/m，每個(gè)分布長(zhǎng)都是 3.9m，其轉(zhuǎn)化為均布荷載為 ；中部需要承0.975/./KNm?受梁 傳來(lái)的集中力 ，所以其支座反力1L1.2NK???2/0.678P???? 梁 荷載計(jì)算3其跨度為 3.9m，需要承受一個(gè)三角形荷載 0.975KN/m，其轉(zhuǎn)化為均布荷載為 ，所以其支座反力.95/.1/m?31/2069KN由上計(jì)算可知邊跨框架梁的集中力為 235.8917.08PKN??（2）中跨框架梁荷載計(jì)算需要承受一個(gè)三角形荷載 ，其轉(zhuǎn)化為均布荷載0.531/0.7/?為 0.795/8.4/??? 梁 荷載計(jì)算同上1L? 梁 4由板傳來(lái)的荷載：走廊傳來(lái)的均布荷載 0.531/20.79KNm??教室傳來(lái)的同梁 的，即轉(zhuǎn)化為均布荷載為滿(mǎn)跨的 0.61KN/m2L跨中承受 17.0PKN?所以 KN97.8].)9.6[(24 ????? 梁 荷載計(jì)算5L走廊傳來(lái)的梯形荷載為 ，其轉(zhuǎn)化為均布荷載0.531/20./m為 84.79.]).2()9.31(2[ ?????教室傳來(lái)的荷載同梁 ，所以轉(zhuǎn)化為均布荷載為 0.61KN/m3L則 KNP.)61.0584.(215?由上計(jì)算可知：中跨框梁的集中力為 458.97231.0PKN??M=11.30×0.075=0.85KN·m2.標(biāo)準(zhǔn)層荷載計(jì)算（活荷載：教室為 2.0KN/㎡，走廊為 3.5KN/㎡）（1）邊跨框架梁荷載計(jì)算21需要承受兩個(gè)梯形荷載： ，即 ，mKN9.320.??8.7932??其轉(zhuǎn)變成均布荷載為： 0.87])5.18()75.18(293[ 32?????梁 荷載計(jì)算1L其模型為簡(jiǎn)支梁，跨度是（8.1-0.075）=8.025m，梁上需要承受 7.0的均布荷載，所以其支座反力mKN KNP09.285.0721????梁 荷載計(jì)算2梁跨度為 7.8m，需要承受兩個(gè)三角形的荷載 3.9 ，每個(gè)分布長(zhǎng)都m是 3.9m，其轉(zhuǎn)化為均布荷載是 ；中部需要承受梁KN4.859.3?傳來(lái)的集中力 ，所以其支座反力為1LKNP0.281?P6.).74(2????梁 荷載計(jì)算3梁的跨度為 3.9m，需要承受一個(gè)三角形荷載 3.9 ，其轉(zhuǎn)化為均布mKN荷載是 ，所以其支座反力為：mKN4.859.P76.93213???由上計(jì)算可知邊跨框架梁的集中力是 P32.876.45232???（2)中跨框架梁荷載計(jì)算中跨框架梁承受一個(gè)三角形荷載 ，其轉(zhuǎn)化為均布mKN153?荷載為 mKN4.3851.???梁 的荷載計(jì)算同上L?梁 的荷載計(jì)算4由板傳來(lái)的荷載：走廊傳來(lái)的均布荷載 mKN51.2.3??教室傳來(lái)的同梁 的荷載，即轉(zhuǎn)化為均布荷載為滿(mǎn)跨的 2.442跨中承受 KNP09.81?所以 05.4]9.287)514[(4 ????梁 的荷載計(jì)算5L由走廊傳來(lái)的梯形荷載是 ，其轉(zhuǎn)化為均布荷載是mKN13?0845.])9.21().3(21[ ????22教室傳來(lái)的同梁 的荷載計(jì)算，所以轉(zhuǎn)化為均布荷載是 2.443L mKN即 KNP71.29)4.208(15 ????由上計(jì)算可知：中跨框架梁的集中力是 P76.51.20.454???M=57.76×0.075=4.33KN·m繪制荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖 3-8 恒載計(jì)算圖3.4.2 彎矩的計(jì)算本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的框架所采用的計(jì)算方法是彎矩的二次分配法計(jì)算，計(jì)算要點(diǎn)同恒荷載作用下計(jì)算。23圖 3-9活載分布圖（ ）mKN?（1）所計(jì)算的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù)同恒荷載作用下的分配系數(shù)（2）固端彎矩的計(jì)算頂層固端彎矩的計(jì)算：邊跨彎矩 MJIIJ ??????40.925.871中跨彎矩 mKN1349.02'標(biāo)準(zhǔn)層固端彎矩的計(jì)算：邊跨彎矩的計(jì)算： BA ??????578712中跨彎矩的計(jì)算： mKNMB ?84.2134'⑶彎矩的分配以及傳遞過(guò)程如下圖樓層 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁4 0.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-33.696 33.696 8.256 8.256 17.185 -14.557 -7.009 -7.009 -5.1224.128 4.128 -7.279 8.593 -3.505 -3.505-0.239 -0.239 -0.498 -0.684 -0.329 -0.329 -0.24114 14.1 -25.3 25.2 -12.8 -13.1 -7.83 0.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-33.696 33.696 8.256 8.256 17.185 -14.557 -7.009 -7.009 -5.1224.128 4.128 -7.279 8.593 -3.505 -3.50524-0.239 -0.239 -0.498 -0.684 -0.329 -0.329 -0.24114 13.2 -24.4 25.5 -12.8 -13.1 -7.62 0.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-33.696 33.696 8.256 8.256 17.185 -14.557 -7.009 -7.009 -5.1224.128 -7.279 8.593 -3.505 0.772 0.772 1.607 -2.198 -1.058 -1.058 -0.77313 12.6 -23.1 23.5 -12.4 -6.3 -6.31 0.245 0.245 0.51 0.432 0.208 0.208 0.152-33.696 33.696 8.256 8.256 17.185 -14.557 -7.009 -7.009 -5.1224.128 4.128 -7.279 8.593 -3.505 -3.505-0.239 -0.239 -0.498 -0.684 -0.329 -0.329 -0.24112.0 8.8 -20.3 22.3 -7.9 -11.8 -3.9圖 3-10圖彎矩二次分配法-活荷載彎矩傳遞（ ）mKN?（4）由以上計(jì)算繪制彎矩圖如下：圖 3-11活載彎矩圖（ ）mKN?3.4.3 梁端剪力、柱端剪力的計(jì)算1.梁端的剪力的計(jì)算lMqlQlMqlQBABAABAB ??????21,21254125.37.619.ABQKN?????3.4.28.7AB?15619KN?????23.7. .ABQ2836?430BCBC??2.柱端的剪力計(jì)算 4341.18.9;AAQKN??2324.???1605.;AA434.183BBKN?232.0;.Q??1 874BB??3.由以上計(jì)算繪制剪力圖如下：