(整理)六层框架建筑在水平地震作用下的内力计算
六层框架结构全套计算书.
不上人屋面均布活载标准值0.5 KN/m2
楼面活荷载标准值（办公楼）办公室，厕所，楼梯,会议室2.0KN/m2
走廊2.5KN/m2
屋面雪荷载标准值SKUr·So=1.0 0.40KN/m2
式中Ur为屋面积雪分布系数取Ur=1.0
(3)梁柱墙窗门重力荷载计算
梁柱可根据载面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力，荷载对墙、门窗等可计算出单位面积上的重力荷载，具体计算结果见表4，外墙为250mm厚外墙外保温材料，内墙、内隔墙为150mm厚陶粒空心砖，则内墙单位墙面重力荷载为6KN/m3 0.15+0.36KN/m2×2=1.62KN/m2，外墙荷载为8KN/m3 0.25+0.36KN/m2=2.36KN/m2，木门单位面积重力荷载为0.2 KN/m2，铝合金窗单位面积重力荷载取0.35KN/m2.玻璃木墙取1.5KN/m2，
结构设计部分：分别从结构体系的选择、结构总体布置、屋盖的结构方案、基础方案的选择级结构计算等多方面进行了论述。结构计算主要几个步骤：
构件布置：按建筑方案中的平、立、剖面设计， 确定各构件的截面及布置，绘出结构计算简图并初选梁、柱截面。
荷载统计：在选截面的基础上按从上到下的顺序进行，在荷载的取值按各房间的使用功能及位置查找荷载规范，完成恒载及活载的统计， 并求出重力荷载代表值。
表2
结构类型
烈 度
6
7
8
9
框架结构
高度/m
≤30
＞30
≤30
＞30
≤30
＞30
≤25
框架
四
三
三
二
二
一
一
剧场、体育等
三
地震作用下框架内力和侧移计算
6 地震作用下框架内力和侧移计算6.1刚度比计算刚度比是指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值。
为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.4.2条规定：抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第3.5.2条规定：对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比计的比值不宜小于0.7，且与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。
计算刚度比时，要假设楼板在平面内刚度无限大，即刚性楼板假定。
7.0939.0/1136076/1066908211>===∑∑mmN mmN DDγ，满足规范要求；()8.0939.0/113607611360761136076/10669083343212>=++⨯=++=∑∑∑∑mmN mmN DD D D γ，满足规范要求。
依据上述计算结果可知：刚度比满足要求，所以无竖向突变，无薄弱层，结构竖向规则，故可不考虑竖向地震作用。
将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，框架各层层间侧移刚度∑iD ，见表6-4。
6.2水平地震作用下的侧移计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）附录C 中第C.0.2条可知：对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构，其基本周期可按公式6-1计算。
T T T μψ7.11= (6-1)式中:1T ——框架的基本自振周期；T μ——计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移，单位为m ； T ψ——基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第4.3.17条规定：1、框架结构可取0.6～0.7；2、框架-剪力墙结构可取0.7～0.8；3、框架-核心筒结构可取0.8～0.9；4、剪力墙结构可取0.8～1.0。
内力计算
一、水平地震作用下框架结构内力计算以3轴线框架KJ-3为例，说明计算方法，计算结果如下表所示。
其余框架内力计算方法相同，计算从略。
主要计算步骤如下：1）按各层各柱侧移刚度，求其在所在层分配到的地震剪力 im j ijij ijV DD D ∑==12）荷载近似按倒三角分布，考虑上、下层高变化，梁刚度变化确定柱反弯点位置，按下式计算弯矩：柱下端 yh V M ij bij ⋅= 柱上端 h y V M ij uij )1(-⋅=3）梁端弯矩依节点平衡条件，按线刚度大小分配确定： 梁左端弯矩 r bl b l bu ijb ji l bi i i M MM ++=+)(,1梁右端弯矩 r bl b rb u ijb ji r b i i i M M M ++=+)(,14）按下式计算梁端剪力：lM M V rb l b b +=根据节点平衡条件，确定地震作用下轴力。
1.各层柱端剪力及弯矩边柱B 各层反弯点高度比修正值：二层3y =—0.05，一层2y =—0.0375；中柱C 各层反弯点高度比修正值：二层3y =—0.01；层 次i h / mi D /1-⋅m KNi V /KN边柱B 中柱C1i D / 1-⋅m KN1i V /KNKyb i M 1/ m KN ⋅ ui M 1/m KN ⋅2i D / 1-⋅m KN 2i V /KNKyb i M 2/ m KN ⋅u i M 2/m KN ⋅6 3.6 794540 825.714940 15.5 0.680 0.30 16.739.0 25890 26.9 1.576 0.38 36.8 60.0 5 3.6 794540 1335.8 14940 25.1 0.680 0.40 36.0 54.0 25890 43.5 1.576 0.45 70.586.24 3.6 794540 1753.0 14940 33.0 0.680 0.45 53.5 65.4 25890 57.1 1.576 0.53 108.9 96.6 3 3.6 794540 2077.2 14940 39.1 0.680 0.45 63.3 77.4 25890 67.7 1.576 0.50 121.9 121.9 2 3.6 794540 2308.5 14940 43.4 0.680 0.46 71.984.42589075.2 1.576 0.49 132.7 138.1 15.5653520 2462.0 16190 61.0 0.396 0.66 221.4 114.1 2104079.30.918 0.65 283.5 152.7各层柱端剪力及弯矩（续）边柱E 各层反弯点高度比修正值：二层3y =—0.05，一层2y =—0.0375； 边柱E 各层反弯点高度比修正值：二层3y =—0.01，一层2y =—0.0264；层次 i h / mi D /1-⋅m KNi V /KN边柱E 中柱D1i D / 1-⋅m KN1i V /KNKyb i M 1/ m KN ⋅ ui M 1/m KN ⋅2i D / 1-⋅m KN 2i V /KNKyb i M 2/ m KN ⋅u i M 2/m KN ⋅63.6794540 825.716360 17.0 0.708 0.30 18.4 42.9 36240 37.7 1.605 0.38 51.6 122.65 3.6 794540 1335.8 16360 27.5 0.708 0.40 39.6 59.4 36240 60.9 1.605 0.45 98.7120.64 3.6 794540 1753.0 16360 36.1 0.708 0.45 58.5 71.5 36240 80.0 1.605 0.48 138.2 149.7 33.6794540 2077.2 16360 42.8 0.708 0.45 69.384.736240 94.71.605 0.50 170.5 170.52 3.6 794540 2308.5 16360 47.5 0.708 0.45 77.094.136240 105.3 1.605 0.49 185.7 193.315.5653520 2462.0 15360 57.9 0.412 0.66 210.2 108.3 21170 79.80.934 0.62 272.1 166.82.各层梁端弯矩、剪力及柱轴力各层梁端弯矩、剪力及柱轴力层次 BC跨梁 CD跨梁 DE跨梁轴力/KN lbM/mKN⋅rbM/mKN⋅L/mbV/KNlbM/mKN⋅rbM/mKN⋅L/mbV/KNlbM/mKN⋅rbM/mKN⋅L/mbV/KN边柱B 中柱C 中柱D 边柱E6 39.0 25.9 7.5 8.7 34.1 68.5 2.4 42.8 54.1 42.9 7.2 13.5 8.7 34.1 29.3 13.5 5 70.7 53.0 7.5 16.5 70.0 96.3 2.4 69.3 75.9 77.8 7.2 21.3 25.2 86.9 77.3 34.8 4 101.4 72.0 7.5 23.1 95.1 138.9 2.4 97.5 109.5 111.1 7.2 30.6 48.3 161.3 144.2 65.4 3 130.9 99.5 7.5 30.7 131.3 172.6 2.4 126.6 136.1 143.2 7.2 38.8 79.0 257.2 232.0 104.2 2 147.7 112.1 7.5 34.6 147.9 203.4 2.4 146.4 160.4 163.4 7.2 45.0 113.6 369.0 222.4 149.2 1 186.0 123.0 7.5 41.2 162.4 197.0 2.4 149.8 155.5 185.3 7.2 47.3 154.8 477.6 435.9 196.5KN ）水平地震作用下框架剪力图（KN）水平地震作用下框架轴力图（KN）二、水平风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算方法与水平地震作用下框架结构内力计算方法相同，以KJ —3为例计算结果如下表所示。
2.7水平地震作用内力计算
2.7 水平地震作用内力计算设计资料:根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）第5.1.3条：屋面重力荷载代表值Gi =屋面恒载+屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙自重；各楼层重力荷载代表值G i =楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙自重；总重力荷载代表值∑==ni iGG 1。
主梁与次梁截面尺寸估算:主梁截面尺寸的确定：当跨度取8000L mm =，主梁高度应满足：1111(~)(~)8000667~1000812812h L mm mm ==⨯=，考虑到跨度较大，取700h mm =，则：1111(~)(~)700233~3502323b h mm mm ==⨯=，取350b mm =。
当跨度取6000L mm =，主梁高度应满足：1111(~)(~)6000500~750812812h L mm mm ==⨯=，考虑到跨度较大，取500h mm =，则：1111(~)(~)500167~2502323b h mm mm ==⨯=，取250b mm =。
一级次梁截面尺寸的确定：跨度取4800L mm =，次梁高度应满足：1111(~)(~)4800320~40012181218h L mm mm ==⨯=，考虑到跨度较大，取350h mm =，则：1111(~)(~)350117~1752323b h mm mm ==⨯=，取200b mm =。
二级次梁截面尺寸的确定：跨度取3000L mm =，次梁高度应满足：1111(~)(~)3000167~25012181218h L mm mm ==⨯=，考虑到跨度较大，取300h mm =，则：1111(~)(~)300100~1502323b h mm mm==⨯=，取200b mm =。
柱的截面尺寸估算: 根据公式：11C c r nAN C A =公式来估算每层柱的截面尺寸其中1r 为放大系数，通常范围为1.1—1.3 n 为层数，A ：代表柱的受荷面积)(2m:1N 代表每平方米的重量 13~~182M KN:C υ表示轴压比:c f 表示混凝土的抗压强度)(2MM N根据设计图纸可得柱的截面尺寸如下:2.7.1 各层楼面的重力荷载代表值计算梁柱自重计算列表2.7.2 重力荷载代表值的计算 2.7.2.1 楼板恒活荷载标准值屋面（8层）：二毡三油铺小石子 0.3530mm 水泥砂浆找平层 20.0320=0.60kN/m ⨯ 150mm 加气混凝土保温层 20.156=0.9kN/m ⨯ 120mm 现浇混凝土楼板 20.1225=3kN/m ⨯ 20mm 厚石灰砂浆抹底 20.0217=0.34kN/m ⨯ 恒荷载标准值： 合计：25.19kN/m 活载标准值： 20.5kN/m 楼面（1～7层）：25mm 水磨石面层 20.02525=0.625kN/m ⨯ 30mm 水泥砂浆找平层 20.0320=0.60kN/m ⨯ 120mm 现浇混凝土楼板 20.1225=3kN/m ⨯ 20mm 厚石灰砂浆抹底 20.0217=0.34kN/m ⨯ 恒荷载标准值： 合计：24.6kN/m 活载标准值： 22.0kN/m 屋面：总板面积：21393.5m81393.527.636183 5.196621.92G kN =---⨯⨯=恒载（）81393.527.6361830.5637.95G kN =---⨯⨯=活载（）80.56621.920.5637.956940.9G G G kN kN kN =+⨯=+⨯=8恒载8活载第一～七层：1~71393.527.636183 4.65869.14G kN =---⨯⨯=恒载（）1~71393.527.63618322551.8G kN =---⨯⨯=活载（）1~71~71~70.55869.140.52551.87145.04G G G kN kN kN =+⨯=+⨯=恒载活载建筑物总重力荷载代表值：81i i G =∑=6940.9+7145.04×7=56956.18N k2.7.2.2 楼梯恒活荷载标准值1） 平梯段面层：20mm 厚水泥砂浆 0.02×20=0.42kN/m 梯板：120厚混凝土板 0.12×25=32kN/m 板底：15mm 厚石灰浆粉刷： 0.015×17=0.255 2kN/m 恒荷载标准值：k g =3.662kN/m 活荷载标准值：k q =2.02kN/m2） 一层的斜梯段面层：0.02×20×（0.27+0.175）/0.27=0.662kN/m 梯踏步：0.175×25/2=2.192kN/m 梯斜板：0.12×25/cos θ=3.582kN/m 板底：0.015×17/cos θ=0.32kN/m 恒荷载标准值：k g =6.732kN/m 活荷载标准值：k q =2.02kN/m3） 二～八层的斜梯段面层：0.02×20×（0.27+0.15）/0.27=0.622kN/m 梯踏步：0.15×25/2=1.882kN/m 梯斜板：0.12×25/cos θ=3.432kN/m 板底：0.015×17/cos θ=0.292kN/m 恒荷载标准值：k g =6.222kN/m 活荷载标准值：k q =2.02kN/m第一层楼梯：6.7383 3.66475.49G kN=⨯⨯+⨯⨯=1恒载（27.6+36+18-83）2163.2G kN =⨯=1活载（27.6+36+18）10.5475.490.5163.2557.09G G G kN kN kN =+⨯=+⨯=1恒载1活载第二～八层楼梯：6.2283 3.66446.11G kN=⨯⨯+⨯⨯=2~8恒载（27.6+36+18-83）2163.2G kN =⨯=2~8活载（27.6+36+18）2~8~8~80.5446.110.5163.2527.71G G G kN kN kN =+⨯=+⨯=2恒载2活载电梯荷载标准值：0.50.57182126G G G kN =+⨯=⨯⨯⨯=电梯电梯恒载电梯活载 质点重力荷载值如下：1557.09527.717145.04225497.875830.923899.0633514.16520765.0622G KN=++++++=2527.717145.045830.923899.0633514.1652142.7220231.1822G KN=+++++=3527.717145.045830.923899.0632142.7219545.45G KN=++++=4527.717145.045830.923899.0632142.7219545.45G KN =++++=5527.717145.045830.923899.0631964.162142.7219456.1722G KN=+++++=6527.717145.045830.923899.0631946.1619366.89G KN=++++=75830.92928.456940.93899.06321964.1619297.972G KN=++++=8527.711267145.045830.923899.06321946.1619229.04G KN=+++++= 如下图所示：2.7.3 水平地震作用计算横向框架自振周期：按顶点位移法计算框架的自振周期，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层钢筋混凝土框架，可以简化为等截面悬臂杆，得到由结构顶点位移表示的计算结构基本周期的半经验公式，按以下公式计算：1 1.7T α=式中：0α——基本周期调整系数。
区6层框架结构办公楼：横向水平作用下荷载作用下框架内力和侧移计算
5章横向水平作用下荷载作用下框架内力和侧移计算§5.1 水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算§5.1.1.墙自重外纵墙：采用240厚灰砂砖18KN/m3,一侧水刷石墙面10.5 KN/m3,另一侧为20mm厚的抹灰（17 KN/m3），则墙面单位面积的重力荷载为：3322⨯+⨯+=KN m m KN m m KN m KN m18/0.2417/0.020.5/ 5.16/一. 底层：1. B轴线上的纵墙面积：2(4.550.6)[(60.6)8][1.8 1.814]125.25-⨯-⨯-⨯⨯=m m m m m m2. E轴线上纵墙的面积：-⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯m m m m m m m(4.550.6)[(60.6)9][1.8 1.8100.90.94]2+⨯⨯=1.80.94153.09m m m3. 5－22 轴线上纵墙的面积：2(4.550.6)[(60.6)4]85.32-⨯-⨯=m m m m合计：125.252m+153.092m+85.322m=363.692m则底层外墙自重为：5.162KN m×363.692m=1876.64KN/二. 标准层：1. B轴线上的纵墙面积：-⨯-⨯(3.60.6)[(60.6)9]m m m2[1.8 1.814 3.618 1.2 1.82]89.64-⨯⨯+⨯+⨯⨯=m m m m m m m2. E轴线上纵墙的面积：-⨯-⨯m m m(3.60.6)[(60.6)9]2 -⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯=[1.8 1.890.90.94 1.80.90.9 1.52]110.16m m m m m m m m m3. 5～14 轴线上纵墙的面积：2m m m m-⨯-⨯=(3.60.6)[(60.6)4]64.8合计：89.642m+110.162m+64.82m=264.62m则标准层外墙自重为：5.162KN m×264.62m=1365.336KN/三. 顶层：1. B轴线上的纵墙面积：2-⨯-⨯-⨯⨯=m m m m m m[(3.60.6)(60.6)7](1.8 1.811)77.382. E轴线上纵墙的面积：2-⨯-⨯-⨯⨯+⨯=(3.60.6)[(60.6)7][1.8 1.8100.9 1.8]79.38m m m m m m m m3. 5～14 轴线上纵墙的面积：2-⨯-⨯=(3.60.6)[(60.6)4]64.8m m m m合计：77.762m+79.382m+64.82m=221.942m则顶层外墙自重为：5.162/KN m×221.942m=1145.21KN四. 内隔墙采用200厚蒸压加气砼砌块（5.5 KN/m3）,两侧均为20mm厚抹灰，墙面单位面积荷载为：332⨯+⨯⨯=5.5/0.217/0.022 1.78/KN m m KN m m KN m1. 底层：(1). C轴线上的横墙面积：2-⨯-⨯-⨯⨯=m m m m m m(4.550.6)[(60.6)7][1 2.514]114.31(2). D轴线上横墙的面积：2m m m m m m m m-⨯--⨯⨯-⨯⨯=(4.550.6)(60.6)0.8 2.541 2.5899.98(3). B～E轴线上横墙的面积：2 -⨯-⨯+-⨯-⨯=m m m m m m m m(4.550.6)(60.6)4(4.550.4)(60.48)6481.428--------------------------------------------------------合计；481.4282m+114.312m+99.982m=695.7182m则底层内隔墙自重为：1.782/KN m××695.7182m=1238.38KN2. 标准层：(1). C轴线上的横墙面积：2 m m m m m m m m m-⨯-⨯-⨯⨯-⨯⨯=(3.60.6)(3.60.6)91 2.5100.90.94117.56 (2). D轴线上横墙的面积：-⨯-⨯-(3.60.6)[(60.6)9]m m m2 m m m m m m m m m⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯=[1.8 1.890.90.94 1.80.90.9 1.52]110.16 (3). B～E轴线上横墙的面积：2 m m m m m m m-⨯-⨯+-⨯-⨯=(3.60.6)(60.6)16(3.60.4)(60.48)6396.648――――――――――――――――――――――――――――合计；117.562m+69.22m+396.6482m=583.408 2m则标准层内隔墙自重为：1.782KN m×583.4082m=1038.47KN/3. 顶层：(1). C轴线上的横墙面积：-⨯-⨯[(3.60.6)(60.6)6]m m m2+-⨯-⨯-⨯⨯=m m m m m m(2.40.6)(3.60.8)6(1.4 2.54)88.6(2). D轴线上横墙的面积：2-⨯-⨯-⨯⨯=(3.60.6)[(60.6)2]1 2.5229.4m m m m m m(3). B～E轴线上横墙的面积：2-⨯-⨯=m m m m(3.60.4)(60.48)245.464合计：88.62m+29.42m+45.4642m=163.4642m则顶层的内隔墙自重为：1.782KN m×163.4642m＝290.37KN/五.卫生间隔墙：采用200厚蒸压粉煤灰加气砼砌块（5.5KN/m3）, 两侧贴瓷砖（0.5 KN/m3）,墙面单位面积重力荷载为为：332⨯+⨯=5.5/0.20.5/2 1.6/KN m m KN m KN m1.底层：2-⨯-⨯⨯+⨯=(4.550.6)[(4 1.80.64) 1.56]94.168m m m m m m m ―――――――――――――――――――――――――――――则底层卫生间隔墙自重为：1.782KN m×94.1682m=150.67KN/2.标准层：2-⨯-⨯+⨯⨯=(3.60.6)[(4 1.80.6) 1.56]271.52m m m m m m m则标准层卫生间隔墙自重为：1.782KN m×71.522m=114.432KN/六.女儿墙自重：采用240厚加气砼砌体，15.5KN/m3,两侧均为200mm厚抹灰，墙高900mm，墙面单位面积的重力荷载为:332⨯+⨯⨯=KN m m KN m m KN m5.5/0.2417/20.022/1.六层顶女儿墙：2⨯⨯+⨯=0.9(18414.42)90.72m m ―――――――――――――――――――――――――――――则女儿墙的自重：90.722m×22KN m=181.44KN/2. 七层女儿墙2⨯+=0.9(16.214.4)27.5m m ―――――――――――――――――――――――――――――则女儿墙的自重：22KN m×27.52m=55.08KN/§5.1.2 梁，柱，墙，板，门窗重力荷载标准值汇总一.梁重力荷载标准值汇总表：表5-1 梁重力荷载标准值汇总二. 门重力荷载标准值汇总表：(除大门为玻璃门2KN m)0.2/KN m，办公室为木门20.45/表5-2 门重力荷载标准值汇总底层：∑=24.38KN标准层：∑=17.456KN顶层∑=2KN三.窗自重：均为钢框玻璃窗2KN m0.45/表5-3窗重力荷载标准值汇总底层：∑=37.665KN标准层：∑=42.33KN顶层：∑=42.33KN§5.1.3 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi根据《抗震规范》（GB50011—2001）第 5.1.3条：，顶层的荷载代表值包括：屋面荷载、50%的屋面雪荷载、顶层纵墙框架自重、顶层半层墙柱自重。
水平地震作用下框架结构的内力计算抗震设计
2 抗震设计（水平地震作用下框架结构的内力计算）2.1抗震计算单元及动力计算简图取整个房屋或抗震缝区段（设防震缝时）为计算单元，动力计算简图为串联多自由度体系。
即将各楼层重力荷载代表值集中于每一层楼盖或屋盖标高处。
多自由度体系的抗震计算可采用振型分解反应谱法和底部剪力法。
本工程总高不超过40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，近似于单质点体系，故采用底部剪力法。
此法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，然后将其按一定规律分配给各质点。
计算简图2—1 如下示：图2—12.2重力荷载代表值根据抗震规范1.0.2 抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
根据抗震规范5.1.3 计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。
各可变荷载的组合值系数，应按表2—1采用。
重力荷载代表值计算：1）屋面及楼面的永久荷载标准值1．屋面（上人）苏J01—2005：a. 10厚防滑地砖铺面，干水泥擦缝，每3—6m留10宽缝0.55kN/m2b. 20厚1:2.5水泥砂浆加建筑胶结合层找平层20×0.02=0.4 kN/m2c.40厚C20细石混凝土，内配Φ4＠150双向钢筋25×0.04=1.0 kN/m2d.隔离层/e. 三粘四油沥青油毡防水层0.4kN/m2f. 冷底子油一道/g. 20厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 kN/m2h.保温层5×0.15=0.75 kN/m2i.20厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 kN/m2j.现浇或预制钢筋混凝土屋面25×0.1=2.5 kN/m2 合计 6.4 kN/m2 2．1~4层楼面苏J01—2005a. 15厚1:2白水泥白石子磨光打蜡0.65 kN/m2b.耍素水泥浆结合层一道/c. 20厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 kN/m2d.现浇钢筋混凝土楼面25×0.1=2.5 kN/m2合计 3.55 kN/m22）屋面及楼面的可变荷载标准值上人屋面均布荷载标准值 2.0 kN/m2楼面活荷载标准值 4.0 kN/m2屋面雪荷载标准值S k=μr×S o=1.0×0.35= 0.35 kN/m2式中：μr为屋面积雪分布系数，取μr=1.03）梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算：a．梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出的单位长度上的重力荷载;对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，计算结构如表2—2梁、柱重力荷载标准值b．墙、门、窗重力荷载标准值：外墙体为200mm厚的粘土空心砖，外墙面贴马赛克（0.5 kN/m2）,内墙面为20mm 厚的抹灰，则外墙的单位墙面重力荷载为：0.5＋15×0.20＋17×0.02=3.84 kN/m2内墙为200mm厚的粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：15×0.20＋17×0.02×2=3.68 kN/m2电梯井墙为240mm粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则电梯井墙单位面积重力荷载为：15×0.24＋17×0.02×2=4.28 kN/m2木门单位墙面重力荷载为0.2 kN/m2，钢铁门单位墙面重力荷载为0.4 kN/m2铝合金单位墙面重力荷载为0.4 kN/m2门、窗、雨棚重力荷载代表值：一层门窗：0.2×(2×2.4×2＋1.8×2.4×2＋0.9×2.1×3＋1.8×2.4×1＋0.9×2.4×2)＋0.4×(4.5×2.4×13＋2.1×1.5×1＋1.8×1.5×2＋1.8×1.8×2＋1.5×1.2×3＋2.1×0.9×2) ＋0.4×(4.5×3.6×2)=98.92kN二~四层门窗：0.2×(1.8×2.4×2＋0.9×2.1×3)＋0.4×(4.5×2.4×16＋2.1×2.4×2＋1.8×1.5×2＋1.8×1.8×2＋1.5×1.2×3＋2.1×4.2×2)=89.98 kN五层门窗：0.2×(1.8×2.4×2＋1.8×2.4)＋0.4×(1.8×1.8×3＋2.1×2.4×2)=10.51 kNA轴的雨蓬：25×(2×11.8×0.1＋1.8×0.8×0.1×3＋11.8×0.8×0.1) ×2=186.80 kN 9轴雨蓬：25×1.5×7.6×0.1=28.5 kN五层雨蓬：25×2.5×0.1×3=18.75 kN楼梯重力荷载代表值：一层：25×0.1×2.8×3.8×2＋25×0.1×3.4×3.8＋25×0.164×0.3×1.95×10＋25×0.15×0.3×9×2=129.74 kN二~四层：25×0.1×2.8×3.8×2＋25×0.162×0.3×12＋25×0.161×0.3×12=82.27 kN外墙的重力荷载代表值：一层：3.84×[(59×2－0.6×11×2－0.2×14)×4.1＋(27.1－0.6×4)×3.9＋(23.5－0.6×4)×3.9－4.5×2.4×13－2.1×1.5×1－1.8×1.5×2－1.8×1.8×2－1.2×1.5×3－2.1×0.9×2－4.5×3.6×2－2×2.4×2－1.8×2.4×1－2.4×0.9×2－0.55×0.9]= 1463.33kN二~四层：3.84×[(59×2－0.6×11×2－0.2×14)×3.5＋(27.1－0.6×4)×3.3＋(23.5－0.6×4)×3.3－4.5×2.4×16－2.1×2.4×2－1.8×1.5×2－1.8×1.8×2－1.2×1.5×3－2.1×4.2×2]=1114.91 kN五层(包括女儿墙)：3.84×[(8.1×4＋8.4×2) ×2.7＋4×3.2×3.2＋3.4×3.2×1－2.1×2.4×2－1.8×1.8×3－1.8×2.4×3]＋25×[8.9＋59＋9＋9+(7.4－4.5－0.2×2)×2＋(7.2－4.5－0.2×2)×5]×1.2×0.2＋25×[4×4＋8.9×4＋9×2]×0.6×0.2= 1407.17kN内墙的重力荷载代表值：一层： 3.68×[(4×2＋3.2×2)×4.4＋(8.1+8.2)×3.9－1.8×2.4＋(3.5＋2.6＋5.8＋8.1)×3.9－0.9×2.1－1.8×2.4＋4×3×4.6－0.9×2.1×2]=895.79 kN二~四层：3.68×[(3.5＋2.6＋5.8＋8.1)×3.3＋4×3×3.8－0.9×2.1×3－1.8×2.4＋3.2×3.8＋8.1×3.3－1.8×2.4]=501.14 kN五层： 3.68×4×3.2=47.10kN电梯井墙重力荷载代表值：一层： 4.28×[(3.6＋1.9－0.6)×3.9＋(4＋3.2)×4.4]=217.38 kN二~四层： 4.28×[(3.6＋1.9－0.6)×3.3＋(4＋3.2)×3.8]=186.31 kN屋顶装饰架重力荷载代表值：25×(7.2×5+7.4×2)×1.2×0.1=129.6 kN总的重力荷载代表值：恒荷载取全部，活荷载取50%（按均布等效荷载计算），则集中于各楼层的标高出的重力荷载代表值为：G i的计算过程：一层： 3.55×(59×27.1－8.9×4×2－4×3.6)＋6977.87＋98.92＋186.80＋28.5＋129.74＋1463.33＋895.79＋217.38＋0.5×4×59×27.1=18568.35 kN二~三层： 3.55×(59×27.1－4×8.9×2－4×3.6)＋6766.59＋89.98＋82.27＋1114.91＋501.14＋186.31＋0.5×4×59×27.1=15208.597 kN四层： 3.55×9×4＋6059.42＋89.98＋82.27＋1114.91＋501.14＋186.31＋6.4×(59×27.1－8.9×4×2－9×4)＋0.5×4×(9×4＋8.9×4×2)＋0.5×0.35×(59×27.1－8.9×4×2－9×4)=18184.16 kN五层： 6.4×(8.9×4×2＋9×4)＋783.56＋10.51＋18.75＋1407.71＋47.10＋152.4＋0.5×0.35×(9×4＋8.9×4×2)=3124.87 kN故G1=18568.35kNG2=17311.22 kNG3=17311.22 kNG4=18184.16 kNG5=3124.87kN图2—2如下：G5=3124.87kNG4=18184.16kNG1=17311.22kNG2=17311.22kNG5=18568.35kN图2—2 各质点的重力荷载代表值2.3框架侧移刚度计算梁线刚度：i b=E c I b/l，I b=2.0I o（中框架梁），I b=1.5I o（边框架梁）。
[2017年整理]6水平地震作用下框架的内力分析
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6、水平地震作用下横向框架的内力分析576 水平地震作用下横向框架的内力分析（以A4~D4榀框架为例）6.1 楼层剪力由表4.5.9得水平地震作用下横向框架各楼层剪力如表6.1.1所示。
6.2 各柱抗侧刚度D由表4.5.7得各柱抗侧刚度如表6.2.1所示。
46.3 各层各柱剪力的计算由D 值法，jjiji V DD V ∑=各层各柱剪力的计算如表6.3.1所示。
表6.3.1 各层各柱剪力的计算 单位：kN重庆大学本科学生毕业设计586.4 各层各柱反弯点高度的计算由D 值法，查表得出各层各柱反弯点高度的计算如表6.4.1所示。
表6.4.1 各层各柱反弯点高度的计算6.5 柱端弯矩的计算_ji lCV M y=，)(V M _ji uCy h i -= ，yh y i =_。
各层各柱柱端弯矩计算如表6.5.1所示。
6、水平地震作用下横向框架的内力分析59表6.5.1 水平地震作用下柱端弯矩计算 单位：m 、kN 、m kN .6.6 梁端弯矩的计算由节点平衡条件，*()l l u l b bc c l r b b i M M M i i =++，*()r ru l b b c c l r b bi M M M i i =++，式中M 、M b r 、M b l 为节点处的梁端的弯矩，M c u 、M c l 为节点处柱上下端弯矩，i b r 、i b l 为节点处左右梁的线刚度。
以各个梁为脱离体，将梁的左右端弯矩之和除以该梁的跨长，便得到梁内的剪力，计算过程如表6.6.1所示。
重庆大学本科学生毕业设计60表6.6.1 水平地震作用下梁端弯矩计算 单位： m kN .6.7 绘制水平地震作用下A4~D4榀框架的弯矩图如图6.7所示。
6.8 绘制水平地震作用下A4~D4榀框架的剪力图如图6.8所示。
6.9 绘制水平地震作用下A4~D4榀框架的轴力图如图6.9所示。
6、水平地震作用下横向框架的内力分析图6.7.1 水平地震作用下A4~D4榀框架的柱弯矩图单位：kN.m地61重庆大学本科学生毕业设计图6.7.2 水平地震作用下A4~D4榀框架的梁弯矩图 单位：kN.m626、水平地震作用下横向框架的内力分析图6.8 水平地震作用下A4~D4榀框架的剪力图 单位：kN63重庆大学本科学生毕业设计图6.9 水平地震作用下A4~D4榀框架柱轴力图 单位：kN.以受压为正。
6层框架教学楼计算书 8度抗震设防
某学院综合教学楼(框架结构)设计说明书一、建筑设计二、结构设计建筑设计一、工程概况;该工程为某学院综合教学楼，该教学楼工程已经城市规划局审定批准。
该综合教学楼为钢筋混凝土框架结构，建筑面积为：4064.1m2,层高为:3.9m，总层数为6层。
二、建筑说明1、建筑布置：供学生上课的教室（32-34个），语言教室（1-2个），计算机房及办公室（2个），电教室及办公室（1-2个），资料室及办公室（2个），每层设教师休息室1个，男女厕所各1个。
2、平面处理平面柱网采用3.6m*6.0m及3.6m*3.0m柱网，横向3跨，跨度为15.0m，纵向为12跨，跨度为43.2m，布置整齐。
3、立面处理因综合教学楼布置较整齐，立面没有高低凹凸之感，以平面为主，外墙采用外墙涂料喷涂，对窗户及雨棚等加以颜色区别，起点缀作用。
4、基础处理基础采用C30钢筋混凝土条形基础，C10混凝土垫层100mm厚，基底标高为:-2.3m。
5、交通布置采用内走廊布置，设一个楼梯，供交通使用。
6、采光为保证各教室的采光度，采用天然采光及照明辅助方式，窗采用塑钢，门采用木材。
7、通风、水电暖部分通风采用自然通风，全楼均用热水采暖，除走廊用吸顶灯外，其他均用日光灯照明，门厅可设壁灯，各房间均有插座。
三、工程做法及说明1、内墙:采用普通内墙涂料，做法详见05J12、外墙:采用高级外墙涂料喷涂墙面，做法详见05J13、屋面:三毡四油撒绿豆砂，150mm厚1：8水泥焦渣找坡，冷底子油热沥青各一道，20mm厚的水泥砂浆找坡，40mm厚的钢筋混凝土整浇层，预应力空心板，吊项。
4、楼面:水磨石地面，50mm厚钢筋混凝土整浇层，预应力空心板，吊项。
5、地面:厕所地面铺瓷砖；语言教室、计算机房、电教室铺木地板；其余地面均为水磨石地面，做法详见05J16、顶棚: 做法详见05J17、其他: 做法详见05J1结构设计一、设计资料二、结构方案论证三、结构选型及主要工程做法四、结构布置及结构计算简图确定五、荷载计算六、内力计算七、内力组合八、截面设计九、楼面设计十、基础设计十一、绘制施工图一、设计资料1、设计标高：室内设计标高为：室外高差450mm2、工程地质条件：建筑物场地位于冲击平原（固原），勘测表明，场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成，其中素填土层厚1.4-2.5m以下为黄土状土层，其主要物理、力学指标为：W=26.0 Y=19.8KN/m3 e=0.9 Sr=87.4% d=2.7 Wp=14.6 W1=25.3 a=0.42Mpa-1 Es=4.74Mpa fk=150Kpa场地为级非自重湿陷型黄土场地，地下水位标高为-8.6m，在多雨季节无显著变化，地下水位无侵蚀性，土壤冻结深度为-0.5m，冰冻期为35天，室内外计算温度T=-8℃-32℃3、气象条件某地区：最热月平均温度27.3℃（绝对最高气温41.7℃），最冷月平均温度-1.7℃（绝对最低气温-20.6℃）。
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18.0 185094
14.4 148075
8
Gi Hi
1
805989
Fi (KN ) 1168 849 680
V i(KN ) 1168 2017 2697
D
971120 971120 971120
ue
0.0012 0.002 0.003
.................
.................
G2 4372.056kN 1746.9kN 760.8kN 2329.704kN 2148.12kN 0.5 10283.46kN 一层： 板自重： 64.8m 6.6m 2 4.33kN / m2 2.7m 64.8m 3.82kN / m2 4372 .056 kN 梁自重： 6.6m 3.87kN / m 20 2.55kN / m 6.6m 18 (0.6 0.12）m 0.3m 64.8m 4 25kN / m3 1746 .9kN 柱自重： 6.34kN / m (3.6m 0.6m) 10 4 760.8kN 墙自重： （3.585kN/m 64.8m 2 5.58kN / m 64.8m 2 6.66kN / m 6.6m 20） 0.5 14.6m 0.2m3.6m 25kN / m3 1296.252kN 活载： 64.8m 6.6m 2 2.0kN / m2 2.7m 64.8m 2.5kN / m2 2148 .12kN
.................
水平地震作用下的内力计算
§1 各楼层重力荷载代表值的计算
由设计任务书要求可知,该工程考虑地震作用,抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震 加速度为 0.1g,设计地震分组为第三组。以板的中线为界，取上层下半段和下层 上半段。 顶层： 板自重：
64.08m 15.9m 6.59kN / m2 6789 .8kN 梁自重：
6.6m 3.87kN / m 20 2.55kN / m 6.6m 18 (0.6 0.12）m 0.3m 64.8m 4 25kN / m3 1746 .9kN 柱自重： 6.34kN / m (3.6m 0.6m)10 4
2 304.32kN 墙自重：
1 （3.585kN/m 64.8m 2 5.58kN / m 64.8m 2 6.66kN / m 6.6m 20) 2
64.8m 6.6m 2 4.33kN / m2 2.7m 64.8m 3.82kN / m2 4372 .056 kN 梁自重：
6.6m 3.87kN / m 20 2.55kN / m 6.6m 18 (0.6 0.12）m 0.3m 64.8m 4 25kN / m3 1746 .9kN 柱自重：
3
10283
10.8 111056
2
10283
7.2 74038
1
9250
3.6 33300
510
3207
971120 0.0033
340
3547
971120 0.004
153
3700 1284540 0.003
.................
................. 水平地震作用下剪力图：
.................
.................
D
D 0.031 0.031
Vi k
36.21
62.53
0.031 83.61
0.031 99.42
0.031 109.96
0.029 107.3
K
y0
M下
M上
层数 h(m)
Vi
D
D
D
边 D
柱 Vi k
2.4
2.4
0.42
0.45
83.61 2.4 0.47 141.47
4 3.6 3207 971120 30278 0.031
99.42 2.4 0.50 178.96
5 3.6 3547 971120 30278
6 3.6 3700 1284540 36616
0.031
0.029
109.96 2.4 0.50
197.93
107.3 2.4 0.55 212.45
77.70 0.98 0.65 181.82 69.93
层数 h(m)
Vi
D
D
D
D
Vi k
K
中
柱
y0
M下
1
2
3.6
3.6
1168 2017
971120 971120
30278 30278
0.031 0.031
36.21 2.4 0.42 54.75
62.53 2.4 0.45 101.3
3 3.6 2697 971120 30278 0.031
2.7
2.7
2.7
2.7
2.7
126.78 185.19 227.51 269.59 263.95
126.78 185.19 227.51 269.59 263.95
62163KN
结构总水平地震作用标准值
FEK 0.851 Gi 0.850.0762163KN 3699KN
各层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算见下表： 表 3-3 Fi 、V i 和 ue 的计算
层 数
Gi
6
11779
5
10283
4
10283
Hi
Gi H i
21.6 254426
6.6
6.6
6.6
6.6
6.6
110.13 156.64 216.43 220.01 191.23
51.78 75.64 92.92 109.30 107.81
24.53 35.19 46.87
49.9
45.31
l
DE
跨
M E左
梁
端
M E右
剪
力
VE
M E左
l
M E右
2.7 53.69 53.69 39.77
1
(Tg T1
)0.9 max
( 0.45)0.9 0.52
0.08
0.07
因为T1 0.52s 1.4Tg 1.4 0.45 0.63s ，所以不考虑顶部附加地震作用n 0
由上面计算的各层重力荷载代表值可得 总重力荷载代表值
Gi 11779.04KN 10283.46KN 4 9250.068KN
表 1 2-6 层 D 值的计算
D 边柱 C 边柱 F 中柱 D 中柱 E
D 边柱 C 边柱 F 中柱 D 中柱 E
k kb 2kc
k (2 k)
0.98
0.329
0.98
0.329
2.4
0.545
2.4
0.545
D 971120KN / m
表 2 1 层 D 值的计算
k kb 2kc
54.75 101.3
75.61 1 3.6
123.81 2 3.6
1168 2017
971120 971120
18278 18278
0.019 0.019
22.19 38.32
2.4 0.47 141.47 159.53
3 3.6 2697 971120 18278 0.019
51.24
2.4 0.50 178.96 178.96
.................
§3.3.5 水平地震作用标准值和位移的计算
由设计任务要求可知，多遇地震作用下， 抗震设防烈度为 7 度，设计地震
分组为第三组，二类场地，查抗震规范知：max 0.08 Tg 0.45s
Tg T1 5Tg 除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取 0.05，属于二类场地。 由地震影响系数曲线，可得：
3.45kN / m (64.82m 2 6.6m 2 2.7m) 14.6m 0.2m5.1m 25kN / m3 1907.7kN 活荷载：
2.0kN / m2 64.8m 15.9m 2060 .64kN
G1 6789.8kN 1746.9kN 304.32kN 1907.7kN 2060.64kN 0.5 11779.04kN 标准层： 板自重：
4 3.6 3207 971120 18278 0.019
60.93
2.4 0.50 197.93 197.93
5 3.6 3547 971120 18278
2.4 0.55 212.45 173.83
6 3.6 3700 1284540 27611
0.019
0.021
67.39
77.70
K
0.98
2697 971120 18278 0.019
51.24 0.98 0.45 83.0 101.46
3207 971120 18278 0.019
60.93 0.98 0.45 98.71 133.43
3547 971120 18278
3700 1284540
27611
0.019
0.021
67.39 0.98 0.5 121.3 121.3
图 11 水平地震作用
经验证: 底层 ue 0.003 1 1 h 3.6 1200 550
二层 ue 0.004 1 1 h 3.6 900 550
地震剪力
满足要求
满足要
§6 水平地震作用下横向框架的内力计 ，如下表：
表 4 框架柱剪力和柱端弯矩标准值的计算表
层数
1
2
3
4
5
6
边 h(m)
层数
1
2
3
4
5
6
h(m) 3.6