(整理)六框架设计竖向荷载
土木工程毕业设计第六章竖向荷载作用下框架内力计算
⼟⽊⼯程毕业设计第六章竖向荷载作⽤下框架内⼒计算第六章竖向荷载（恒载+活载）作⽤下框架内⼒计算第⼀节框架在恒载作⽤下的内⼒计算本设计⽤分层法计算内⼒，具体步骤如下：①计算各杆件的固端弯矩②计算各节点弯矩分配系数③弯矩分配④调幅并绘弯矩图⑤计算跨中最⼤弯矩、剪⼒和轴⼒并绘图⼀、恒载作⽤下固端弯矩计算（⼀）恒载作⽤下固端弯矩恒载作⽤下固端弯矩计算(单位：KN·m) 表恒载作⽤下梁固端弯矩计算统计表（⼆）计算各节点弯矩分配系数⽤分层法计算竖向荷载，假定结构⽆侧移，计算时采⽤⼒矩分配法，其计算要点是：①计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。
②将框架分层，各层梁跨度及柱⾼与原结构相同，柱端假定为固端。
③计算梁、柱线刚度。
对于柱，假定分层后中间各层柱柱端固定与实际不符，因⽽，除底层外，上层柱各层线刚度均乘以修正。
有现浇楼⾯的梁，宜考虑楼板的作⽤。
每侧可取板厚的6倍作为楼板的有效作⽤宽度。
设计中，可近似按下式计算梁的截⾯惯性矩：⼀边有楼板：I=两边有楼板：I=按修正后的刚度计算各结点周围杆件的杆端分配系数。
所有上层柱的传递系数取1/3，底层柱的传递系数取1/2。
⑤按⼒矩分配法计算单层梁、柱弯矩。
⑥将分层计算得到的、但属于同⼀层柱的柱端弯矩叠加得到柱的弯矩。
（1）计算梁、柱相对线刚度图修正后梁柱相对线刚度（2）计算弯矩分配系数结构三层=÷+=①梁µB3C3µ=÷++=C3B3=÷++=µC3D3µ=÷+=D3C3=÷+=②柱µB3B2µ=÷++=C3C2µ=÷+=D3D2结构⼆层=÷++=①梁µB2C2µ=÷+++=C2B2=÷+++=µC2D2µ=÷++=D2C2B2B3=÷++=µB2B1=÷+++=µC2C3=÷+++=µC2C1=÷++=µD2D3µ=÷++=D2D1结构⼀层=÷+1+=①梁µB1C1=÷+1++=µC1B1=÷+1++=µC1D1=÷+1+=µD1C1=÷+1+=②柱µB1B2=1÷+1+=µB1B0=÷+1++=µC1C2=1÷+1++=µC1C0µµ=1÷+1+=D1D0（三）分层法算恒载作⽤下弯矩恒载作⽤下结构三层弯矩分配表B C D上柱偏⼼弯矩分配系数0固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递合计⼀次分配⼆次分配恒载作⽤下结构⼆层弯矩分配表↑↑↑B C D偏⼼弯矩分配系数固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递合计⼀次分配⼆次分配恒载作⽤下结构⼀层弯矩分配表↑↑↑B C D偏⼼弯矩固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递合计⼀次⼆次图弯矩再分配后恒载作⽤下弯矩图（KN·m）（四）框架梁弯矩塑性调幅为了减少钢筋混凝⼟框架梁⽀座处的配筋数量，在竖向荷载作⽤下可以考虑竖向内⼒重分布，主要是降低⽀座负弯矩，以减⼩⽀座处的配筋，跨中则应相应增⼤弯矩。
(整理)框架结构规范
框架结构设计注意事项一、规范的有关规定 (3)1、构件长细比要求： (3)2、杆件翼缘宽厚比和腹板高厚比的要求 (4)3、结构挠度的限值 (4)4、柱脚内力放大值： (5)5、节点的内力放大系数： (5)6、强柱弱梁的规定： (5)7、内力放大系数： (5)（1）框架柱地震剪力放大系数： (5)（2）偏心支撑框架中与消能梁段相连接构件的内力设计值调整： (6)（3）转换构件的内力放大值： (6)（4）角柱和两方向支撑共有构件的内力放大值： (6)（5）中心支撑构件的内力放大值： (7)（6）消能装置中心支撑构件的内力放大值： (7)二、楼承板的计算 (7)1、组合式楼板： (7)2、非组合楼板： (7)3、防火要求： (8)三、组合梁的设计： (9)四、支撑的计算方法： (9)1、中心支撑 (9)2、偏心支撑 (9)3、钢板剪力墙 (9)五、型钢混凝土结构的设计方法： (9)六、钢管混凝土结构的设计方法： (9)七、钢框架-混凝土核心筒结构的设计方法： (10)八、异形柱的研究现状及展望： (10)1、研究现状： (10)2、展望 (14)九、工业化装配式钢结构研究现状及展望。
(15)1、一天建成远大馆 (15)2、七天建成15层宾馆 (20)3、展望 (22)一、规范的有关规定1、构件长细比要求：《钢规》P56-5.3.8：柱的长细比限值为150，支撑的受压长细比限值为200，受拉长细比限值为400（一般建筑结构）；《抗规》P104-8.3.1:框架柱的长细比《抗规》P107-8.4.1:中心支撑的长细比：按照压杆设计时，不应大于120（Q235），99（Q345），93.2（Q390），一、二、三级中心支撑应采用压杆设计，四级采用拉杆设计时，其长细比不应大于180；《抗规》P109-8.5.2:偏心支撑杆件长细比不应大于120（Q235），99（Q345），93.2（Q390）《高钢规》P36-6.2.4:轴心受压柱的长细比不宜大于120；《高钢规》P39-6.3.6:按7度及以上抗震设防的结构，柱的长细比不宜大于60（Q235），49.5（Q345），46.6（Q390）。
(完整版)6层钢筋混凝土框架结构计算书(毕业设计)
目录1绪论 (1)1.1工程背景 (1)1.1.1设计资料 (1)1.1.2材料 (1)1.2 工程特点 (1)1.3 本章小结 (2)2结构设计 (3)2.1框架结构设计计算 (3)2.1.1工程概况 (3)2.1.2 设计资料 (3)2.1.3 梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定 (4)2.1.4 荷载计算 (5)2.1.5 水平地震作用下框架的侧向位移验算 (11)2.1.6 水平地震作用下横向框架的内力分析 (15)2.1.7 竖向荷载作用下横向框架的内力分析 (16)3.1.8 内力组合 (22)2.1.9 截面设计 (30)2.2板的计算 (50)2.2.3 屋面板 (53)2.3 楼梯设计 (57)2.3.1 计算简图及截面尺寸 (57)2.3.2 设计资料 (57)2.3.3 梯段板设计 (58)2.3.4 平台板计算 (59)2.3.5 平台梁计算 (59)结论 (62)致谢 (63)参考文献 (64)1 绪论1.1工程背景本项目为6层钢筋混凝土框架结构，占地面积约为960.96㎡，总建筑面积约为5765.76㎡；层高3.6m,平面尺寸为18.3m×52.0m。
采用桩基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.6m。
框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。
1.1.1设计资料(1)气象资料夏季最高气温40℃，冬季室外气温最低-20℃。
冻土深度25cm，基本风荷载W。
=0.35kN/㎡；基本雪荷载为0.2 kN/㎡。
年降水量500mm。
(2)地质条件建筑场地地形平坦，粘性土层，不考虑地下水。
(3)地震设防烈度八度1.1.2材料柱采用C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。
基础采用C30，纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。
1.2 工程特点本工程为六层，主体高度为21.6米。
建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。
(整理)风荷载作用下框架内力计算
风荷载作用下框架内力计算：框架在风荷载作用下的内力计算采用D 值法。
计算时首先将框架各楼层的层间总剪力Vj ，按各柱的侧移刚度值（D 值）在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第j 层第i 柱的层间剪力Vij ；根据求得的各柱层间剪力Vij 和修正后的反弯点位置Y ，即可确定柱端弯矩Mc 上和Mc 下；由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩；进而由梁的平衡条件求出梁端剪力；最后，第j 层第i 柱的轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。
（1）一榀框架上风荷载的作用计算：前面已经算出风荷载作用下的一榀框架下每层楼的剪力，但是还要计算出一品框架下每根柱子分得的剪力Vi DijDijVij sj ∑==1,具体的计算结果见下表:（2）风荷载作用下反弯点高度的计算:反弯点高度比即: V=V0+V1+V2+V3式中:V0 ——标准层反弯点高度比；注：本框架风荷载采用分段式均布荷载，故可查《高层建筑结构设计》表5.8a。
V1 ——因上、下层梁刚度比变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.9；V2 ——因上层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10；V3 ——因下层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10。
具体计算结果见下表：（3）计算各柱端、梁端弯矩:①柱端弯矩计算：柱上下端弯矩按式：M u = V (1 - y)h，M d = Vyh计算；②梁端弯矩计算：梁端弯矩按式M = i b / ∑ i b ⨯ (M u + M d )具体结果如下：（4）计算各梁端剪力:计算方法：以梁为隔离体根据力矩平衡可得到梁端剪力。
具体计算结果如下表：注：单位为KN（5）计算各柱轴力:计算方法：已知梁的剪力，由上到下利用节点的竖向力平衡条件，即可得到柱的轴力，计算方法同恒。
（6）风荷载作用下的内力图绘制:风载作用下的梁端、柱端弯矩，梁端柱端剪力，柱的轴力计算完毕，恒载作用下的标准值如下几图所示：手算风荷载作用下柱端弯矩图手算风荷载作用下两端弯矩图与电算内力图的比较：电算风荷载作用下柱端弯矩图电算风荷载作用下两端弯矩图误差分析：风荷载作用下梁柱剪力图的绘制与误差分析：手算风荷载作用下的梁柱剪力图电算风荷载作用下的梁柱剪力图误差分析：风荷载作用下柱轴力图的绘制与误差分析：手算风荷载作用下的柱轴力图电算风荷载作用下的柱轴力图误差分析：水平地震作用下框架内力计算：框架在水平地震荷载作用下的内力计算采用D值法。
框架结构竖向荷载作用下的内力计算
第6章竖向荷载作用下内力计算§6.1 框架结构的荷载计算§6.1.1.板传荷载计算计算单元见下图所示：因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。
图6-1 框架结构计算单元图6-2 框架结构计算单元等效荷载一.B ～C, (D ～E)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：2226.09KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=17.128KN/m ⨯⨯+⨯活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ⨯⨯⨯+⨯楼面板传荷载：恒载：2223.83KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m ⨯⨯⨯+⨯活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ⨯⨯⨯+⨯梁自重：3.95KN/mB ～C, (D ～E)轴间框架梁均布荷载为：屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m活载＝板传荷载＝5.625 KN/m楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m活载＝板传荷载＝5.625 KN/m二. C ～D 轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：26.09KN/m 1.2m 5/82=9.135KN/m ⨯⨯⨯活载：22.0KN/m 1.5m 5/82=3KN/m ⨯⨯⨯楼面板传荷载：恒载：23.83KN/m 1.25/82=5.745KN/m ⨯⨯⨯活载：22.0KN/m 1.2m 5/82=3.75KN/m ⨯⨯⨯梁自重：3.95KN/mC ～D 轴间框架梁均布荷载为：屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝2.349 KN/m+9.135 KN/m=11.484 KN/m活载＝板传荷载＝3 KN/m楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝2.349 KN/m+5.745KN/m=8.09KN/m活载＝板传荷载＝3.75 KN/m三.B 轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900㎜,100㎜的混凝土压顶）330.240.918/25/0.10.24m m kn m KN m m m ⨯⨯+⨯⨯+()1.220.240.5 5.806/m m m KN m ⨯+⨯=顶层柱恒载＝女儿墙＋梁自重＋板传荷载＝5.806/6 3.975/(60.6)KN m KN m m m ⨯+⨯-⨯()()2212 1.5/6 1.5/66/42 6.09/ 1.55/832123.247KN m m KN ⎡⎤-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎣⎦顶层柱活载＝板传荷载＝()()222.0/ 1.512 1.5/6 1.5/66/42KN m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯⨯+⎣⎦2.0/ 1.55/83219.688KN m m KN ⨯⨯⨯⨯=标准层柱恒载＝墙自重＋梁自重＋板荷载=7.794/(60.6) 3.975/(60.6) 3.83/ 1.55/832KN m KN m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯(2.332311.52)61/42 2.3325/61/42KN m ++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+()()223.83 1.512 1.5/6 1.5/66/42124.172m m KN ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯⨯=⎣⎦标准层柱活载＝板传荷载＝()()222.0 1.512 1.5/6 1.5/63 2.0 1.55/83219.688m m m m KN ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=⎣⎦基础顶面荷载＝底层外纵墙自重＋基础自重＝9.738/(60.6) 2.5/(60.6)16.085KN m m m KN m m m KN ⨯-+⨯-=四.C 柱纵向集中力计算：顶层柱荷载＝梁自重＋板传梁荷载＝3.975/(90.9) 2.349/(1.20.3) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯ 6.09/ 1.25/8 1.22(2.3323/11.52/)61/42KN m m KN m KN m m +⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯154.318KN =顶层柱活载=板传荷载＝()()222.0 1.512 1.5/6 1.5/63m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⎣⎦()()222.0 1.212 1.2/6 1.2/63 2.0 1.2m m m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⨯⎣⎦5/8 1.22 2.0 1.55/83239.272m m KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=标准柱恒载=墙＋梁自重＋板传荷载＝11.52/(30.6)15.12/(30.6)15.12/(30.6)KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯-+2.349/(1.20.3)3.975/(60.6) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯+26.09/61/21/2 2.67/ 2.4/26 3.83/36200.173KN m m KN m m KN m m m KN ⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=标准层活载＝板传荷载＝222.0/36 2.5/ 1.2654KN m m m KN m m m KN ⨯⨯+⨯⨯=基础顶面恒载=底层外纵墙自重＋基础自重9.738/(60.6) 2.5/(60.6)66.085KN m m m KN m m m KN ⨯-+⨯-=（3）.框架柱自重：柱自重： 底层：1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×4.55m=49.14KN其余柱：1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×3.6m=38.88KN§6.2恒荷载作用下框架的内力§6.2.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算一.恒荷载作用下框架可按下面公式求得：21/12ab M ql =- (61)-21/12ba M ql = (62)-故：2771/1221.03663.09.B C M KN m =-⨯⨯=-7763.09.C B M KN m =2771/1211.4846 5.512.C D M KN m =-⨯⨯=-77 5.512.C D M KN m =2661/1214.747644.241.B C M KN m =-⨯⨯=-6644.241.C B M KN m =2661/128.096 3.883.C D M KN m =-⨯⨯=-66 3.883.D C M KN m =恒荷载作用下框架的受荷简图如图6-3所示:图6-3竖向受荷总图：注：1.图中各值的单位为KN2.图中数值均为标准值3.图中括号数值为活荷载图6-4：恒载作用下的受荷简图(2).根据梁，柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数ij μ:/()ij c b i i i μ=∑+∑ (63)-分配系数如图6－5 , 图6－6所示：图6-5 B 柱弯矩各层分配系数简图B 柱：底层：0.801/(0.8010.609 1.0)0.332i ++=下柱＝1.0/(0.8010.609 1.0)0.415i ++=上柱＝0.609/(0.8010.609 1.0)0.253i ++=左梁＝标准层： 1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=上柱＝1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=下柱＝0.609/(0.609 1.0 1.0)0.234i ++=左梁＝顶层： 1.0/(0.609 1.0)0.622i +=下柱＝0.609/(0.609 1.0)0.622i +=左梁＝图6－6 C 柱弯矩各层分配系数简图C 柱： 0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.232i +++=右梁＝1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.382i +++=上柱＝ 0.801/(0.609 1.00.2110.801)0.306i +++=下柱＝0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.081i +++=左梁＝标准层： 1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=下柱＝1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=上柱＝0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.216i +++=右梁＝0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.074i +++=左梁＝顶层： 1.0/(0.609 1.00.211)0.549i ++=下柱＝0.211/(0.609 1.00.211)0.116i ++=左梁＝0.609/(0.609 1.00.211)0.335i ++=右梁＝三.恒荷载作用下的弯矩剪力计算，根据简图（6－4）梁：A M 0∑= 21/2.0A B B M M ql Q l ---=/1/2B A B Q M M l ql =--B M 0∑= 21/2.0A B A M M ql Q l -+-=/1/2A A B Q M M l ql =-+ （6－4）柱：C M 0∑= .0C D D M M Q h ---=()/D C D Q M M h =-+D M 0∑= .0C D C M M Q h ---=()/C C D Q M M h =-+ （6－5）四.恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重.7123.24721.1036/2186.556N KN =+⨯=67124.17214.7476/238.88393.849N N KN =++⨯+=56124.17214.7476/238.88601.142N N KN =++⨯+=45124.17214.7476/238.88808.435N N KN =++⨯+=34124.17214.7476/238.881015.728N N KN =++⨯+=23124.17214.7476/238.881223.021N N KN =++⨯+=12124.17214.7476/238.881382.487N N KN =++⨯+=恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算：7154.31811.484 2.4/2168.099N KN =+⨯=67200.1738.09 2.4/238.88416.88N N KN =++⨯+=56200.1738.09 2.4/238.88665.621N N KN =++⨯+=45200.1738.09 2.4/238.88808.435N N KN =++⨯+=34200.1738.09 2.4/238.881015.728N N KN =++⨯+=23200.1738.09 2.4/238.881223.021N N KN =++⨯+=12200.1738.09 2.4/238.881382.487N N KN=++⨯+=图6－5 恒荷载作用下的计算简图五.弯矩分配及传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。
竖向荷载计算(弯矩二次分配法)实例
05
结论
竖向荷载计算的重要性
确保结构安全
竖向荷载计算是结构设计中的重要环节，准确计 算竖向荷载对于保证结构安全至关重要。
提高结构性能
合理的竖向荷载计算有助于优化结构设计，提高 结构的承载能力、稳定性和抗震性能。
降低成本
竖向荷载计算的误差可能导致结构加固或重建， 准确计算可降低不必要的成本。
弯矩二次分配法的限制条件
01
假定楼板为刚性，不考虑楼板的变形和位移。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ02
仅适用于规则的结构，对于不规则的结构需要进行 特殊处理。
03
对于节点平衡条件，仅考虑节点左右两侧的平衡， 不考虑上下平衡。
弯矩二次分配法的优化建议
01 考虑楼板的变形和位移，采用有限元法或其他数 值方法进行计算。
02 对于不规则的结构，采用特殊处理方法，如引入 弹性支座或采用有限元模型进行模拟。
弯矩二次分配法的优势与局限性
优势
局限性
弯矩二次分配法计算过程较为复杂，需要耗费较多 时间和计算资源，对于大型复杂结构可能不适用。
弯矩二次分配法能够考虑各杆件之间的相互 作用和影响，计算结果相对准确，适用于多 种结构形式。
适用范围
弯矩二次分配法适用于梁、柱等杆系结构， 但对于板、壳等连续介质，需要采用其他方 法进行计算。
03
竖向荷载计算实例
实例一：简单框架结构
总结词
简单框架结构适用于跨度较小、层数较少的建筑，其竖向荷载计算相对简单。
详细描述
简单框架结构通常由梁和柱组成，竖向荷载通过梁传递至柱，再由柱传递至基 础。弯矩二次分配法在此类结构中应用广泛，能够快速准确地计算出各构件的 弯矩值。
毕业设计指导书(框架结构设计)-内力计算及组合
计算杆件固端弯矩时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图3-6。
图 3-6 杆端及节点弯矩正方向
1）横梁固端弯矩：
（1）顶层横梁
自重作用：
板传来的恒载作用：
（2）二～四层横梁
自重作用：
板传来的恒载作用：
2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧）
顶层外纵梁
相交于同一点的多个杆件中的某一杆件，其在该节点的弯矩分配系数的计算过程为：
（1）确定各杆件在该节点的转动刚度
杆件的转动刚度与杆件远端的约束形式有关，如图3-1：
（a）杆件在节点A处的转动刚度
（b）某节点各杆件弯矩分配系数
图 3-1 A节点弯矩分配系数（图中 ）
（2）计算弯矩分配系数μ
（3）相交于一点杆件间的弯矩分配
（3）求某柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩——该柱右侧跨的上、下邻层横梁布置活荷载，然后隔跨布置，其它层按同跨隔层布置（图3-4c）；
当活荷载作用相对较小时，常先按满布活荷载计算内力，然后对计算内力进行调整的近似简化法，调整系数：跨中弯矩1.1～1.2，支座弯矩1.0。
（a）（b） （c）
图 3-4 竖向活荷载最不利布置
∑Mik/l
V1/A=gl/2+u-∑Mik/l
M=gl/2*l/4+u*1.05-MAB-V1/A*l/2
4
21.9
4.08
2.25
6
12.24
41.06
-30.54
2.55
50.75
-60.24
3
16.61
4.08
2.25
6
12.24
31.14
(整理)建筑结构荷载规范
3 荷载分类和荷载效应组合3.1 荷载分类和荷载代表值3.1.1 结构上的荷载可分为下列三类：1 永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。
2 可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
3 偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。
注：自重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。
3.1.2 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
3.1.3 永久荷载标准值，对结构自重，可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。
对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等)，自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。
注：对常用材料和构件可参考本规范附录A采用。
3.1.4 可变荷载的标准值，应按本规范各章中的规定采用。
3.1.5 承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。
可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。
3.1.6 正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时，应采用准永久值作为可变荷载的代表值。
可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。
可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。
3.2 荷载组合3.2.1 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
3.2.2 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合，并应采用下列设计表达式进行设计：γoS≤R (3.2.2)式中γo——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。
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第五章框架设计5.1 横向框架荷载计算5.1.1 计算单元：取○5轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4.8m，由于房间内布置有次梁，故直接传给框架楼面荷载如下图阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传向横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架梁的中心与柱的中心不重合，因此在框架节点上还作用弯矩。
图5-1 框架计算简图5.1.2 荷载计算1） 恒载计算图5-2 恒载计算简图A 对于顶层框架图中1g ，'1g 代表横梁自重为均布荷载，2g ，'2g 为屋面板传递给的折算等效均布荷载，P 1.P 2.P 3分别为纵梁和中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载 横向主梁b×h=300㎜×600㎜ 自重 25×0.30×(0.6-0.1)=3.75 kN/㎡ 粉刷层 17×0.02×(0.6-0.1)×2=0.34 kN/㎡ 合计 4.09 kN/㎡ 1g ='1g =4.09 kN/㎡ 上人屋面荷载标准值30厚细石混凝土 0.03×22=0.66 kN/㎡ 三毡四油防水层 0.4 kN/㎡ 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 kN/㎡ 40-120厚膨胀珍珠岩保温层 (0.04+0.12)÷2×7=0.56 kN/㎡ 100厚钢筋混凝土现浇板 0.10×25=2.50 kN/㎡ 20厚混合砂浆抹底 0.02×17=0.34 kN/㎡ 合计 4.86 kN/㎡ 女儿墙240厚粉煤灰轻渣空心砌块 7.5×0.24=1.80 kN/㎡ 内外墙面粘贴瓷砖 0.5×2=1.01kN/㎡ 合计 2.80 kN/㎡ 次梁自重 25×0.25×（0.4-0.1）=1.881kN/m 次梁粉刷 17×0.02×（0.4-0.1）×2=0.21kN/m合计 2.09 kN/mP1=4.8×2.8×0.9+4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86=47.91kNP2=4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86+(4.8+2.4)/2×1.2×4.86=47.91kNP3=4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86×2=61.59kNB 对于1-4层楼盖g边跨包括梁自重和其上填充墙自重，为均布荷载1P1、P2包括纵横墙自重g=4.09+2.8×（3.9-0.6）=13.33 kN/m1'g=4.09 kN/m1水磨石面层0.65 kN/㎡20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40 kN/㎡100厚钢筋混凝土现浇板0.10×25=2.50 kN/㎡20厚混合砂浆抹底0.02×17=0.34 kN/㎡合计 3.89 kN/㎡g=3.89×1/2×3.45×1/2×3.45×2+2.48×(3.9-0.6)=31.34 kN/m2'g=3.89×1/2×2.4×1/2×2.4×2=11.20 kN/m2P1=4.8×2.8×(3.9-0.4)+2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89+2.64×4.8×(3.9-0 .4)=122.06 kNP2=2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89+(4.80+2.40)/2×1.2×3.89+7.5×0.24×(3.9-0.4)×4.8+2.48×4.8×(3.9-0.4)=119.37 kNP3=2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89×2=51.30 kNM1=122.06×(0.30-0.125)=21.36 kNM2=119.37×(0.250-0.125)=14.92 kN2) 活荷载计算：图5-3 活载计算简图A 对于屋盖上人屋面均布活载标准值2.0 kN/㎡合肥地区50年一遇雪荷载标准值0.60 kN/㎡活载与雪荷载不同时考虑取较大值，因此取2.0 kN/㎡q2=2.0×4.80=9.60 kN/㎡q2’=2.0×2.40=4.80 kN/㎡ P1=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0=5.30 kN P2=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0+1/2×(4.80+2.40)×1.20/2×2.0 =9.62 kN P3=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0×2=10.61kN M1=5.30×(0.30-0.125)=0.93kN.m M2=9.62×(0.25-0.125)=0.96kN.mB 对于1-4楼盖走道活载2.5 kN/㎡，教室及其他2.0 kN/㎡q2=2.0×4.80=9.60 kN/㎡ q2’=2.5×2.40=6.0 kN/㎡ P1=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0=5.30 kN P2=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0+1/2×(4.80+2.40)×1.20/2×2.5 =10.70 kN P3=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0×2=10.61kN M1=5.30×(0.30-0.125)=0.93kN.m M2=10.70×(0.25-0.125)=1.34kN.m5.2 荷载等效计算：5.2.1 恒荷载等效计算1） 顶层：1217174.0924.3417.023232g g g =+=+⨯=kN/m 121717''' 4.0911.7810.353232g g g =+=+⨯=kN/mP1=47.91kN P2=56.81kN P3=61.59 kN M1=8.38kN.m M2=7.10 kN.m 2) 1-4层1217174.0931.3429.983232g g g =+=+⨯=kN/m 121717''' 4.0911.2010.043232g g g =+=+⨯=kN/mP1=122.06kN P2=119.37kN P3=51.30 kN M1=21.36 kN.m M2=14.92 kN.m 5.2.3 活载等效计算 1) 顶层：q=179.6 5.132⨯= kN/m q’=174.8 2.5532⨯= kN/m P1=5.30kN P2=9.62kN P3=10.61 kNM1=0.93 kN.m M2=1.20 kN.m 2) 1-4层：q=179.6 5.132⨯= kN/m q’=176.0 3.1932⨯= kN/m P1=5.30kN P2=10.70kN P3=10.61 kNM1=0.93kN.m M2=1.34 kN.m5.3 永久荷载作用下的内力计算5.3.1 固端弯矩计算将框架梁视为两端固接梁，计算固端弯矩： A 屋面框架梁P3=61.59 kN图5-4 永久荷载作用下屋面框架梁AB 跨框架计算简图221111()(17.02 6.961.59 6.90)120.65.128128AB M gl Pl kN m=-+=-⨯⨯+⨯⨯=- 22111117.02 6.961.59 6.90120.65128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.m图5-5 永久荷载作用下屋面框架梁BE 跨框架计算简图2211'10.35 1.2 4.9733BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211'10.35 1.2 2.4866EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.mB 1-4层楼面框架梁图5-6 永久荷载作用下1-4层框架梁AB 跨框架计算简图221111()(29.98 6.951.30 6.90)163.19.128128AB M gl Pl kN m =-+=-⨯⨯+⨯⨯=-22111129.98 6.951.30 6.90163.19128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.m图5-7 永久荷载作用下1-4层框架梁BE 跨框架计算简图2211'10.04 1.2 4.8233BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211'10.04 1.2 2.4166EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.m5.4 活荷载作用下的内力计算：1）、屋面框架梁：P3=10.61kN图5-8 活荷载作用下屋面框架梁AB 跨框架计算简图221111()( 5.10 6.910.61 6.90)29.39128128AB M gl Pl =-+=-⨯⨯+⨯⨯=- kN.m2211115.106.910.61 6.9029.39128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.m图5-8 活荷载作用下屋面框架梁BE 跨框架计算简图2211' 3.19 1.2 1.5333BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211' 3.19 1.20.7766EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2)、楼面框架梁：（计算简图同图5-7，5-8）AB 梁：P3=10.61kN221111()( 5.10 6.910.61 6.90)29.39128128AB M gl Pl =-+=-⨯⨯+⨯⨯=- kN.m2211115.106.910.61 6.9029.39128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.mBE 梁：2211' 3.19 1.2 1.5333BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211' 3.19 1.20.7766EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.m图5-9 恒载等效图图5-10 活载等效图○5轴线梁线刚度计算 Ec=3.0×104N/㎜2 I 梁=339411300600 5.40101212bh mm =⨯⨯=⨯ 外柱：I A =3394114006007.20101212bh mm =⨯⨯=⨯ 内柱：I =339411500500 5.21101212bh mm =⨯⨯=⨯根据EIi l=可得到梁柱线刚度如下：梁：4942.810 5.410 2.1910.6900ABi kN m ⨯⨯⨯==⨯4942.810 5.41012.610.1200BCi kN m ⨯⨯⨯==⨯2-5层：外柱：4943.0107.210 5.5410.3900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 内柱：4943.010 5.2110 4.0110.3900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 底层： 外柱：4943.0107.210 4.4110.4900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 内柱：4943.010 5.2110 3.1910.4900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 梁截面惯性矩考虑到现浇板作用，取I=2I 0(I 0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。